JPH08202419A - プレス機械とロボットの同期装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プレスが上死点以外の位置で動作中の間にもロ
ボットを駆動するようにして、サイクルタイムおよび生
産性を向上させる。 【構成】プレス機械が加工動作中であってプレスクラン
ク角がロボットの進入を許容しない所定の角度範囲にあ
り、かつロボットの移動目標位置が干渉可能性のある範
囲に属する条件が満足された場合に限り、該目標位置へ
の移動を待機させ、それ以外の条件下ではロボットを待
機させずに動作させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はプレス機械と該プレス
機械に対するワークの搬入搬出動作を実行するロボット
とが干渉しないようこれらを同期運転させるプレス機械
とロボットの同期装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロボットによってプレス機械に対するワ
ークの搬入搬出動作を実行させるシステムが提案されて
いるが、従来のシステムにおいては、プレス機械のスラ
イドが上死点で待機中に、ロボットをプレス機械側に進
入させて搬入搬出作業を行わせ、作業が終了してロボッ
トをプレス機械の外に退避させた後に、プレス機械を再
起動することにより、プレス機械とロボットとの干渉を
避けるようにしていた。すなわち、従来システムにおい
ては、プレス→ロボット→プレス→ロボットというよう
に、駆動装置を交互に切り換えるようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の交互
切替え方式では、プレス機械を上死点で待機させている
ときにロボットを駆動するようにしているので、プレス
機械の上死点おける待機時間、サイクルタイムが長くな
り、プレス加工の生産効率が向上しないという問題があ
る。

【０００４】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、プレスが上死点以外の位置で動作中の間にもロボッ
トを駆動するようにして、サイクルタイムおよび生産性
を向上させるプレス機械とロボットの同期装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明では、プレスク
ランク角を検出する検出器を具えたプレス機械と、この
プレス機械に対するワークの搬入または搬出動作を実行
するロボットとを具え、プレス機械とロボットを同期運
転させるプレス機械とロボットの同期装置において、プ
レスクランク角に関し、ロボットの進入を許容しない第
１の角度領域とロボットの進入を許容する第２の角度領
域を設定する第１の設定手段と、ロボットの前記搬入ま
たは搬出動作に係る移動軌跡上の各目標位置に関し、干
渉可能性のある第１の移動領域と干渉可能性のない第２
の移動領域を設定する第２の設定手段と、プレスクラン
ク角が前記第１の角度領域に属し、かつロボットの現目
標位置が前記第１の移動領域に属する条件が満足された
場合に限り、該目標位置への移動を待機させ、それ以外
の条件下ではロボットを待機させないようロボットを制
御する制御手段とを具えるようにしている。

【０００６】

【作用】係る発明によれば、プレス機械が加工動作中で
あってプレスクランク角がロボットの進入を許容しない
所定の角度範囲にあり、かつロボットの移動目標位置が
干渉可能性のある金型間にある条件が満足された場合に
限り、該目標位置への移動を待機させ、それ以外の条件
下ではロボットを待機させずにプログラムどおりに動作
させる。

【０００７】すなわち本発明によれば、プレスが上死点
以外の位置にある動作中にも、ロボットにワーク搬入ま
たは搬出動作に係るハンドリング動作を実行させて、サ
イクルタイムを向上させる。

【０００８】

【実施例】以下この発明を添付図面に示す実施例に従っ
て詳細に説明する。

【０００９】図２は、この発明を適用するプレスロボッ
トシステムを示すもので、このシステムは並設された複
数のプレス機械１によりワークに対し所望のプレス加工
を連続的に行うものであり、この場合は各プレス機械１
の前面に、ワークの搬入および搬出を実行させる双椀多
軸ロボット２をそれぞれ設けるようにしている。

【００１０】この場合、各双椀多軸ロボット２は、ツイ
スト軸３上で左側に位置する搬入側ロボット（搬入側
椀）４と、ツイスト軸３上で右側に位置する搬出側ロボ
ット（搬出側椀）５とを有し、これらロボット４，５は
ツイスト軸３上で一体的に旋回される。搬入側ロボット
４は、加工前のワークをワーク置き台６から取り出し、
これをプレス機械１の所定位置にセットする動作を実行
し、搬出側ロボット５は、加工済みのワークをプレス機
械１から取り出して、これをワーク置き台６に載置する
動作を実行する。

【００１１】なお、図２のシステムでは、プレス機械間
の加工の間にワークを一旦ワーク置き台６に置くように
し、双椀多軸ロボット２の各椀を搬入用および搬出用と
してそれぞれ専用に用いるようにしたが、ワーク置き台
６を排除し、双椀多軸ロボット２の各椀の双方に搬出お
よび搬入動作を行わせるようシステムを構成するように
してもよい。

【００１２】すなわち、この場合は各プレス機械１の間
に各双椀多軸ロボット２を位置させる。そして、一方の
腕４で第１段目のプレス機械からワークを搬出した後、
ツイスト軸３を旋回させることによりこの腕４を隣の第
２段目のプレス機械に対峙させ、この後この腕４によっ
て把持したワークを該第２段目のプレス機械に搬入す
る。一方、ツイスト軸３が旋回されて一方の腕４が第２
段目のプレス機械に対峙した状態の時には、他方の腕５
は前段の第１段目のプレス機械に対峙している。したが
って、該他方の腕５を用いて第１段目のプレス機械から
ワークを搬出し、このワークを前記同様にして第２段目
のプレス機械に搬入する。このような双椀によるワーク
の搬出搬入動作を行うことにより、１つの腕のロボット
に比べ、高速のワーク搬入搬出動作をなし得る。

【００１３】図３は、図２に示したプレスロボットシス
テムの制御系の構成を示すもので、各プレス機械１に
は、双椀多軸ロボット２を制御するロボットコントロー
ラ１０が接続されており、各プレス機械１は各ロボット
コントローラ１０によって起動停止制御される。すなわ
ち、このシステムでは、プレス機械は、１サイクル毎に
ロボットコントローラ１０によって起動され、１サイク
ルの動作を終了すると、ロボットコントローラ１０から
の起動指令が入力されるまで待機するよう動作する。

【００１４】各ロボットコントローラ１０は、１つの双
椀多軸ロボット３に対応して夫々別個に設けられ、１つ
のロボットコントローラ１０には、双椀多軸ロボット３
の双椀を制御するよう搬入コントローラ１０ａと搬出コ
ントローラ１０ｂが備えられている。搬入コントローラ
は１０ａは双椀ロボット２の搬入側ロボット４の制御を
実行し、搬出コントローラ１０ｂは搬出側ロボット５の
制御を実行する。

【００１５】プレス機械１からプレスの主軸に取り付け
られたエンコーダの出力データＥＤがロボットコントロ
ーラ１０に出力されており、ロボットコントローラ１０
は、入力されたエンコーダデータをプレスクランク角度
を示すクランク角度データに変換し、このクランク角度
データに基づいてプレス機械がどのような動作領域に位
置しているかを判定するようにしている。また、ロボッ
トコントローラ１０には双椀多軸ロボット３の各軸の角
度データが入力されており、ロボットコントローラ１０
はこれら角度データに基づきロボット位置を常に把握で
きるようになっている。

【００１６】これら各ロボットコントローラ１０は、集
中制御装置２０に接続されており、この集中制御装置４
０によって統括管理されている。

【００１７】図１は、プレス機械のクランク角度とロボ
ット側の動作内容の関係を示すもので、各角度θ0〜θ6
の意味は以下の通りである。

【００１８】θ0；上死点端（１５゜） θ1；原点チェック領域…機械式カムとエンコーダの値
のズレをチェック（ズレが大の時には非常停止） θ2；原点チェック領域…機械式カムとエンコーダの値
のズレをチェック（ズレが大の時には非常停止） θ3；プレス加工時急停止限界 θ4；ロボット先端進入可 θ5；ロボット進入可 θ6；上死点端（３４５゜） また、上記角度によって設定されるロボットの動作領域
は以下の通りである。 ゾーンＡ（θ6〜θ0）；上死点領域 ゾーンＢ（θ3〜θ4）；ロボット動作不可領域 ゾーンＣ（θ4〜上死点）；ロボット先端進入可領域 ゾーンＤ（θ5〜上死点）；ロボット進入可領域 各ロボットコントローラ１０には、このようなクランク
角度とロボットの動作内容の関係が予め設定されてい
る。

【００１９】図４および図５は、図１に示した双椀ロボ
ット３の搬出側ロボット５の動作内容を示すもので、図
４は搬出側ロボット５がプレス機械１に進入する際の進
入工程を示し（SCENE1）、図５は搬出側ロボット５が加
工済みのワークを掴んでプレス機械１から脱出する際の
脱出工程を示している（SCENE2）。

【００２０】図４の進入工程においては、ロボットは予
め教示された複数の教示点OP1〜OP5にそった軌跡上をＰ
ＴＰ補間又はＣＰ補間しながら移動する。

【００２１】OP1；ツイスト軸回転可の位置 OP2；プレス干渉外位置 OP3；ロボット先端干渉外位置 OP4；金型上方位置 OP5；ワーククランプ位置 上記各教示点によって搬出側ロボット５の移動軌跡は以
下のようなロボット制御区間に分割されている。

【００２２】OP1〜OP2の区間…プレスを動作させてもロ
ボットがプレスに干渉することのないプレス干渉外領域 OP2〜OP3の区間…前述したクランク角に対する所定の条
件が整えば（具体的にはクランク角がゾーンＣに入って
いれば）、ロボットハンドの先端のみであれば進入可と
して設定している領域 OP3〜OP5の区間…前述したクランク角に対する所定の条
件が整えば（具体的にはクランク角がゾーンＤに入って
いれば）、ロボットを進入可としている領域。

【００２３】図５に示すの搬出ロボット５の脱出工程に
おいては、ロボットは予め教示された複数の教示点OP5
〜OP9〜OP1にそった軌跡上をＰＴＰ補間又はＣＰ補間し
ながら移動する。

【００２４】OP5；ワーククランプ位置 OP6；金型上方位置 OP7；同期ポイント（同期信号Ａがオンにされる位置） OP8；同期ポイント（同期信号Ｂがオンにされる位置） OP9；プレス干渉外位置 OP1；ツイスト軸回転可の位置 上記教示点のうち、同期ポイントOP7およびOP8は、搬出
側ロボット５と搬入側ロボット４とが干渉しないように
同期をとるための同期信号を出力するための位置で、搬
出側ロボット５がこれら同期ポイントOP7およびOP8上に
到達すると、同期信号Ａ，Ｂがそれぞれオンになる。す
なわち、後述する搬入側の制御において、これら同期信
号Ａ，Ｂのオンオフ状態が判定される事で搬入側ロボッ
ト４の進入可領域が決定される。詳細は後述する。

【００２５】図６および図７は、搬入側ロボット４の動
作内容を示すもので、図６は搬入側ロボットがワークを
把持してプレス機械に進入してワークをプレス機械の所
定位置にセットするまでの進入工程を示し（SCENE3）、
図７は搬入側ロボットがプレス機械から脱出する際の脱
出工程を示している（SCENE4）。

【００２６】図６の進入工程においては、ロボットは予
め教示された複数の教示点IP1〜IP6にそった軌跡上をＰ
ＴＰ補間又はＣＰ補間しながら移動する。

【００２７】IP1；ツイスト軸回転可の位置 IP2；プレス干渉外位置 IP3；同期ポイント IP4；同期ポイント IP5；金型上方位置 IP6；ワークアンクランプ位置 IP1〜IP2の区間…プレスを動作させても搬入側ロボット
４がプレスに干渉することのないプレス干渉外領域であ
る。

【００２８】IP2〜IP3の区間…クランク角に対する所定
の条件が整えば（具体的にはクランク角がゾーンＤに入
っていれば）、ロボットハンドの先端のみであれば進入
可としている領域 IP3〜IP4の区間…搬出側ロボット５が図５に示した同期
ポイントOP7に達すると（同期信号Ａがオンになる
と）、初めて進入できる区間、勿論進入の際にはクラン
ク角はゾーンＤに入っている必要がある IP4〜IP5の区間…搬出側ロボット５が図５に示した同期
ポイントOP8に達すると（同期信号Ｂがオンになる
と）、初めて進入できる区間、勿論進入の際にはクラン
ク角はゾーンＤに入っている必要がある。

【００２９】図７の脱出工程においては、ロボットは予
め教示された複数の教示点IP7〜IP8〜IP1にそった軌跡
上をＰＴＰ補間又はＣＰ補間しながら移動する。

【００３０】IP7；金型上方 IP8；プレス干渉外位置 IP1；ツイスト軸回転可の位置 図８は、前述した搬出側ロボット５の搬出工程と搬入側
ロボット４の搬入工程の同期制御を示すためのもので、
前述したように搬入側ロボット４は、搬出側ロボット５
が同期ポイントOP7に達すると（同期信号Ａがオンにな
ると）、IP3〜IP4の区間に進入することができ、また、
搬出側ロボット５が同期ポイントOP8に達すると（同期
信号Ｂがオンになると）、IP4〜IP5の区間に進入するこ
とができるように制御される。

【００３１】以下、図９〜図１２のフローチャートに従
って前記図４〜図８に示した各工程におけるロボットコ
ントローラ１０の動作を詳述する。

【００３２】まず、図９のフローチャートに従って図４
に示した搬出側ロボット５の進入工程に関するロボット
コントローラ１０（搬出コントローラ１０ｂ）の制御手
順について説明する。

【００３３】この進入工程において、搬出コントローラ
１０ｂは、まず排出側ロボット５を教示点OP1まで移動
させ（ステップ１００）、該移動を確認すると、排出側
ロボット５がツイスト軸３を回転しても良い姿勢をとっ
ているか否かを確認して、ツイスト軸３を旋回させる
（ステップ１１０、１２０）。そして、ツイスト軸が所
定の停止領域内に位置している事を確認した後（ステッ
プ１３０）、排出側ロボット５に対し教示点OP2への移
動を開始させる（ステップ１４０）。

【００３４】次に、排出コントローラ１０ｂは、プレス
クランク角が図１に示したゾーンＣに入っていることを
示すゾーンＣ信号がオンになっているか否かを確認し
（ステップ１５０）、否の場合はロボットが教示点OP2
へ到達したか否かを確認する（ステップ１６０）。そし
て、ロボットが教示点OP2へ到達している場合は、ゾー
ンＣ信号の状態を再度確認し（ステップ１７０）、ゾー
ンＣ信号がオンになっていない場合は、ロボットを教示
点OP2で停止させ、ゾーンＣ信号がオンになるまで待機
させる（ステップ１８０）。このように、制御手順がス
テップ１５０、１６０、１７０、１８０を経由する場合
は、ロボットの動きがプレスの動きに比べ早い場合であ
り、このような場合は、ロボットは教示点OP2で停止し
た状態でゾーンＣ信号がオンになるまで待機し、ゾーン
Ｃ信号がオンになったのを確認してからその後の手順を
実行する。

【００３５】一方、制御手順がステップ１５０、１６０
のみを経由してその後の手順１９０に移行される場合
は、プレスの動きに比べロボットの動きが遅い場合であ
り、このような場合は、ロボットが教示点OP1から教示
点OP2への移動の途中であるにもかかわらず、ゾーンＣ
信号がオンになった時点でその目標位置を教示点OP3に
変更するようにして（ステップ２２０参照）、より効率
の良いロボットの動きを実現している。

【００３６】次に、ステップ１９０においては、搬出コ
ントローラ１０ｂは、ツイスト軸３が位置決めを完了し
ていることを確認した後、プレス干渉外Ｂ信号をオフに
してこれを上位の集中制御装置２０に報告するととも
に、前記同期信号Ａ，Ｂをオフ状態にリセットする（ス
テップ２００、２１０）。

【００３７】なお、プレス干渉外Ｂ信号（オン）は、ロ
ボットが先の図４の教示点OP1〜OP2の区間に位置してい
ることを示しており、この信号をオフにするという事は
ロボットが先の図４の教示点OP2〜OP5の区間に位置して
いることを示す事になる。このプレス干渉外Ｂ信号は、
集中制御装置２０において、安全管理のために用いられ
る。

【００３８】次に、ステップ２２０において、搬出コン
トローラ１０ｂは，ロボットに教示点OP3への移動を開
始させた後、プレスクランク角が図１に示したゾーンＤ
に入っていることを示すゾーンＤ信号がオンになってい
るか否かを確認し（ステップ２３０）、否の場合はロボ
ットが教示点OP3へ到達したか否かを確認する（ステッ
プ２４０）。そして、ロボットが教示点OP3へ到達して
いる場合は、ゾーンＤ信号の状態を再度確認し（ステッ
プ２５０）、ゾーンＤ信号がオンになっていない場合
は、ロボットを教示点OP3で停止させ、ゾーンＤ信号が
オンになるまで待機させる（ステップ２６０）。前述と
同様に、制御手順がステップ２３０、２４０、２５０、
２６０を経由する場合は、ロボットの動きがプレスの動
きに比べ早い場合であり、このような場合は、ロボット
は教示点OP3で停止した状態でゾーンＤ信号がオンにな
るまで待機し、ゾーンＤ信号がオンになったのを確認し
てからその後の手順を実行する。

【００３９】一方、制御手順がステップ２３０、２４０
のみを経由してその後の手順２７０に移行される場合
は、プレスの動きに比べロボットの動きが遅い場合であ
り、このような場合は、ロボットが教示点OP3に到達し
ていないにもかかわらず、ゾーンＤ信号がオンになった
時点でその目標位置を教示点OP4に変更するようにして
（ステップ２８０参照）、より効率の良いロボットの動
きを実現している。

【００４０】次に、ステップ２７０においては、搬出コ
ントローラ１０ｂはプレス干渉外Ａ信号をオフにし、こ
れを集中制御装置２０に報告する。なお、プレス干渉外
Ａ信号（オン）は、ロボットが先の図４の教示点OP1〜O
P3の区間に位置していることを表しており、この信号を
オフにするという事はロボットが先の図４の教示点OP3
〜OP5の区間に位置していることを示す事になる。この
プレス干渉外Ａ信号も集中制御装置２０において安全管
理のために用いられる。

【００４１】次に、搬出コントローラ１０ｂは、ロボッ
トを教示点OP4を経て進入工程の最終目的位置である教
示点OP5まで移動させる（ステップ２８０、２９０）。

【００４２】以上が、搬出ロボット５における進入工程
の詳細である。

【００４３】次に、図１０のフローチャートに従って図
５に示した搬出側ロボット５の脱出工程に関する搬出コ
ントローラ１０ｂの制御手順について説明する。

【００４４】先の進入工程によってロボットが教示点OP
5に到達したのが確認されると、搬出コントローラ１０
ｂは、ハンドクランプ指令をロボットに出力して、ロボ
ットにワーク把持動作を実行させる（ステップ３０
０）。また、搬出コントローラ１０ｂは、上記ハンドク
ランプ指令を出力した時点で、監視タイマをスタートさ
せ、経過時間Ｔをカウントする（ステップ３１０）。そ
して、所定の設定時間ＴLimが経過する前に、ハンドク
ランプが確認された場合は、その後手順をステップ３４
０に移行させるが、設定時間ＴLimが経過してもハンド
クランプが確認されない場合は、ロボット及びプレス機
械を緊急停止させる（ステップ３２０、３３０）。

【００４５】ハンドクランプが確認された場合、搬出コ
ントローラ１０ｂは、ロボットを教示点OP6を経て教示
点OP7まで移動させ（ステップ３４０、３５０）、ロボ
ットが教示点OP7に到達した時点で同期信号Ａをオンに
する（ステップ３６０）。この同期信号Ａは前述したよ
うに、搬入側ロボット４の進入可の領域を識別するため
に用いられる。

【００４６】さらに、搬出コントローラ１０ｂは、ロボ
ットを教示点OP8まで移動させ、ロボットが教示点OP8に
到達した時点で同期信号Ｂをオンにする（ステップ３７
０、３８０）。この同期信号Ｂも、搬入側ロボット４の
進入可の領域を識別するために用いられる。

【００４７】次に、搬出コントローラ１０ｂは、ロボッ
トを教示点OP9まで移動させ、ロボットが教示点OP9に到
達した時点で、オフしていたプレス干渉外Ａ信号及びプ
レス干渉外Ｂ信号をオンにし、これを集中制御装置２０
に報告する（ステップ３９０、４００）。

【００４８】この後、搬出コントローラ１０ｂは、ロボ
ットを教示点OP1まで移動させた後、逆軸ロボットすな
わち、搬入側ロボット４がツイスト軸を回転してもよい
姿勢である事を確認してツイスト軸を回転させる（ステ
ップ４１０〜４３０）。

【００４９】以上が、搬出ロボット５の脱出工程の詳細
である。

【００５０】次に、図１１のフローチャートに従って図
６に示した搬入側ロボット４の進入工程に関するロボッ
トコントローラ１０（搬入コントローラ１０ａ）の制御
手順について説明する。

【００５１】この進入工程においては、搬入コントロー
ラ１０ａは、まずワークを把持した状態の排入側ロボッ
ト４を教示点IP1まで移動させ（ステップ５００）、該
移動を確認すると、排入側ロボット４がツイスト軸３を
回転しても良い姿勢をとっているか否かを確認して、ツ
イスト軸３を旋回させる（ステップ５１０、５２０）。
そして、ツイスト軸が所定の停止領域内に位置している
事を確認した後（ステップ５３０）、排入側ロボット４
に対し教示点IP2への移動を開始させる（ステップ５４
０）。

【００５２】次に、搬入コントローラ１０ａは、プレス
内にこれ以上進入していいか否かを確認する（ステップ
５５０）。進入可の条件は以下のとおりである。

【００５３】(1)クランク角がゾーンＤに入っているゾ
ーンＤ信号がオン (2)プレス加工完了信号がオン（前回のプレス加工が正
常終了しているという意味（集中制御装置２０からの信
号により判断する） (3)プレス内にワークが存在していない（直前の排出工
程においてハンドクランプが確認された） 以上の進入可条件が満足されていない場合、搬入コント
ローラ１０ａは、ロボットが教示点IP2へ到達したか否
かを確認する（ステップ５６０）。そして、ロボットが
教示点IP2へ到達している場合は、上記進入可条件を再
度確認し（ステップ５７０）、進入可条件が満足されて
いない場合は、ロボットを教示点IP2で停止させ、進入
可条件が満足されるまで待機させる（ステップ５８
０）。このように、制御手順がステップ５５０、５６
０、５７０、５８０を経由する場合は、ロボットの動き
がプレスの動きに比べ早い場合であり、このような場合
は、ロボットは教示点IP2で停止した状態で進入可条件
が満足されるまで待機し、進入可条件が満足されたのを
確認してからその後の手順を実行する。

【００５４】一方、制御手順がステップ５５０、５６０
のみを経由してステップ５９０に移行される場合は、プ
レスの動きに比べロボットの動きが遅い場合であり、こ
のような場合は、ロボットが教示点IP2に到達していな
いにもかかわらず、進入可条件が満足された時点でその
目標位置を教示点IP3に変更するようにして（ステップ
６００参照）、より効率の良いロボットの動きを実現し
ている。

【００５５】次に、ステップ５９０においては、プレス
干渉外Ａ信号をオフにするともに、プレス加工完了信号
をリセットし、これらを集中制御装置２０に報告した
後、ロボットを教示点IP3に向けて移動開始させる（ス
テップ６００）。

【００５６】次に、搬入コントローラ１０ａは、同期信
号Ａの状態を確認し（ステップ６１０）、同期信号Ａが
オフの場合は、ロボットが教示点IP3へ到達したか否か
を確認する（ステップ６２０）。そして、ロボットが教
示点IP3へ到達している場合は、再度同期信号Ａの状態
を確認し（ステップ６３０）、同期信号Ａが依然オフで
ある場合は、ロボットを教示点IP3で停止させ、同期信
号Ａがオンになるまで待機させる（ステップ６４０）。
そして、同期信号Ａがオンになったのを確認してから、
次のステップ６５０の手順に移行する。そして、ステッ
プ６５０で、同期信号Ｂの状態を確認し、同期信号Ｂが
オフの場合は、ロボットを教示点IP4に向けて移動開始
する（ステップ６６０）。次に、ステップ６７０におい
て、同期信号Ｂの状態を確認し、同期信号Ｂがオフの場
合は、ロボットが教示点IP4へ到達したか否かを確認す
る（ステップ６８０）。そして、ロボットが教示点IP4
へ到達している場合は、ロボットを教示点IP4で停止さ
せた後（ステップ６９０）、同期信号Ｂがオンになった
のを確認してから（ステップ７００）、ロボットを次の
教示点IP5に向けて移動させる。

【００５７】このように、手順が、ステップ６１０か
ら、ステップ６２０〜ステップ７００を経由してステッ
プ７１０に移行するような場合は、同期信号Ａ，Ｂの状
態を確認しながら全ての教示点IP3、IP4を経由して教示
点IP5に到達するようロボットが制御される。

【００５８】一方、ステップ６２０でロボットが教示点
IP3に到達した事が確認される前に、同期信号Ａがオン
であることがステップ６１０で確認された場合は、同期
信号Ｂの状態を確認し（ステップ６５０）、同期信号Ｂ
がオフの場合は、ロボットが教示点IP3に到達する前
に、ロボットの目標位置を教示点IP3から教示点IP4に変
更するようにして、より効率の良いロボットの動きを実
現している。

【００５９】さらに、ロボットが目標位置IP4に向けて
移動している最中に、同期信号Ｂがオンになった場合も
（ステップ６７０、６８０）、ロボットの目標位置を教
示点IP4から教示点IP5に変更するようにして、教示点IP
4を経由させることなく、教示点IP5への移動を実行させ
るようにしている。

【００６０】また、上記制御によれば、搬入側ロボット
４の進入可領域は搬出側ロボットの動作状態を示す前記
同期信号Ａ，Ｂのオンオフ状態によって、リアルタイム
に変更されるようになっている。すなわち、搬入側ロボ
ット４は、搬出側ロボット５が同期ポイントOP7の外側
に達すると（同期信号Ａがオンになると）、教示点IP4
までは進入することができ、搬出側ロボット５が同期ポ
イントOP8の外側に達すると（同期信号Ｂがオンになる
と）、教示点IP5までは進入することができるように制
御される。

【００６１】その後、搬入コントローラ１０ａは、ロボ
ットを教示点IP5を経由させた後、本進入工程における
最終目的位置IP6まで移動させる。

【００６２】以上が、搬入ロボット４による進入工程の
詳細である。

【００６３】次に、図１２のフローチャートに従って図
７に示した搬入側ロボット４の脱出工程に関する搬入コ
ントローラ１０ａの制御手順について説明する。

【００６４】先の進入工程によってロボットが教示点IP
6に到達したのが確認されると、搬入コントローラ１０
ａは、ハンドアンクランプ指令をロボットに出力して、
ロボットにワーク解放動作を実行させる（ステップ７３
０）。また、上記ハンドアンクランプ指令を出力した時
点で、監視タイマをスタートさせ、経過時間Ｔをカウン
トする（ステップ７４０）。そして、所定の設定時間Ｔ
Limが経過する前に、ハンドアンクランプが確認された
場合は、その後手順をステップ７７０に移行させるが、
設定時間ＴLimが経過してもハンドアンクランプが確認
されない場合は、ロボット及びプレス機械を緊急停止さ
せる（ステップ７５０、７６０）。

【００６５】ハンドアンクランプが確認された場合は、
その後ロボットを教示点IP7まで移動させた後（ステッ
プ７７０）、プレス起動タイマをスタートさせ、経過時
間ＴＰをカウントする（ステップ７８０）。

【００６６】つぎに、搬入コントローラ１０ａは、ロボ
ットを教示点IP8まで移動させた後、プレス起動タイマ
の経過時間ＴＰを所定の設定時間ＴＰLimと比較し（ス
テップ８００）、ＴＰ＞ＴＰLimである場合はプレスに
起動指令を出力してプレスを起動させるとともに（ステ
ップ８４０）、ロボットが教示点IP8に到達しているか
否かを確認し（ステップ８５０）、未到着である場合に
ゾーンＢ信号がオンである場合は（プレスクランク角が
ロボット進入不可角度領域である図１のゾーンＢに位置
している）、プレス及びロボットを非常停止させる（ス
テップ８６０）。一方、ステップ８６０において、ゾー
ンＢ信号がオンでない場合は、教示点IP8への到達を確
認した後、プレス干渉外Ａ信号をオンにした後、ロボッ
トを教示点IP1まで移動させる（ステップ８８０）。こ
の後、搬入コントローラ１０ａは、逆軸ロボットすなわ
ち、搬出側ロボット５がツイスト軸を回転してもよい姿
勢である事を確認してツイスト軸を回転させる（ステッ
プ８９０〜９００）。

【００６７】一方、ステップ８００の比較において、Ｔ
Ｐ≦ＴＰLimである場合、搬入コントローラ１０ａは、
ロボットを教示点IP8まで移動させた後、プレス干渉外
Ａ信号をオンにし、さらに、プレスに起動指令を出力し
てプレスを起動させる（ステップ８１０〜８３０）。

【００６８】以上が、搬入ロボット４の脱出工程の詳細
である。

【００６９】図１３は、先の図４に示した搬出側ロボッ
トの搬入工程における、教示点OP2から教示点OP4までの
干渉（プレスとロボットとの干渉）の可能性がある区間
における移動軌跡の教示手順を示すもので、以下その動
作手順を説明する。なお、前述した教示点OP1、OP2、OP
4、OP5は、オフライン教示によりにより予め教示してい
る。

【００７０】まずオペレータは、寸動操作によりプレス
のスライドを下死点まで降下させた後（ステップ１００
０）、ロボットを教示点OP2（プレス干渉外位置）まで
移動させる（ステップ１０１０）。

【００７１】次に、オペレータは教示点OP2から教示点O
P4までの区間中に教示すべき複数の同期ポイント（この
場合は最大８個とする）に関する同期ポイント番号Ｎ＝
１を入力した後（ステップ１０２０）、ロボットサーボ
をオフにする（ステップ１０３０）。

【００７２】次に、オペレータはプレスのスライドを現
位置（この場合は下死点）から手動でクランク角に換算
して１０゜〜１５゜程上昇させて、ロボットサーボをオ
ンにする（ステップ１０４０、１０５０）。

【００７３】次に、オペレータは、ロボットを教示点OP
2から教示点OP4までの区間上を１同期ポイント分に対応
する距離だけ移動して停止させる（ステップ１０６
０）。そして、オペレータはこの移動させた位置が教示
点OP2から教示点OP4までの軌跡においてロボットプレス
が干渉しない最短位置であるか否かを確認し（ステップ
１０７０）、否である場合はやり直しを実行する（ステ
ップ１０８０）。

【００７４】次に、オペレータはロボットが教示点OP4
に到達したか否かを確認する（ステップ１０９０）。こ
の場合は、まだ教示点OP4には到達していないので、手
順はステップ１１００に移行する。ステップ１１００に
おいては、前記教示したＮ＝１の同期ポイントデータが
適正と判断されたので、このポイントデータ（位置デー
タ及びこのときのプレスクランク角）が記憶される。次
に、オペレータはポイント番号Ｎを＋１した後（ステッ
プ１１１０）、この＋１したＮが８より大きいか否かを
確認し（ステップ１１２０）、Ｎ＞８の場合はエラーを
表示し、やり直しを実行する（ステップ１１４０）。Ｎ
≦８の場合は、次に、プレスが上死点に到達したか否か
を確認し（ステップ１１３０）、上死点に到達した場合
は、エラーを表示し、やり直しを実行する（ステップ１
１４０）。ステップ１１３０で、上死点に到達していな
い場合は、手順をステップ１０４０に復帰させ、プレス
のスライドを現位置から手動で１０゜〜１５゜程上昇さ
せる。以下、上記と同様にして、Ｎ＝２のポイントデー
タを決定し、これを記憶する。

【００７５】そして、このような処理を複数回繰り返す
ことにより、教示点OP2から教示点OP4までの区間におけ
る複数のポイントデータを教示する。なお、図４に示し
た、ロボット先端干渉外位置を示す教示点OP3として
は、これを予めオフラインで教示するようにしてもよ
く、あるいは前記教示した複数の同期ポイントから適宜
選択するようにしてもよい。

【００７６】図１４は、先の図１３の手順によって教示
されたOP2〜OP4間の複数の同期ポイントが実際に適正で
あるか否かを確認するための確認動作手順を示すもの
で、以下その動作を説明する。

【００７７】この確認動作においては、オペレータはま
ずプレスのスライドを下死点にセットした後、ロボット
サーボをオンにする。次に、オペレータは、ロボットを
手動確認運転で移動させることによりロボットをプレス
に進入させつつ、プレスを手動の寸動で１０゜〜１５゜
ずつ上昇させる。ロボットは現クランク角に対応した位
置にリアルタイムで移動するので、この移動中にプレス
等と干渉する場合は、ロボット手動確認運転を中止し、
教示をやり直す。

【００７８】このような処理を複数回繰り返すことによ
り、教示点OP2から教示点OP4までの区間における複数の
教示データの干渉の有無を確認する。

【００７９】なお、前記図５〜図７に示した、搬出ロボ
ットの脱出工程、搬入ロボットの進入脱出工程において
も、前記同様な教示確認作業が実行される。

【００８０】このように、上記教示作業によれば、専門
知識の無い未熟なオペレータでも簡単に干渉を起こさな
いロボットの移動軌跡をティーチングすることができ
る。すなわち、オフラインでロボットとプレスが干渉を
起こさないよう全ての教示点を教示するためには、大量
の環境データが必要であり、この環境データは、金型形
状、ワーク形状、ハンド形状、プレス周辺治具などの複
合条件によって、その都度変化するので、このような大
量の環境データを用いて適正なロボット軌跡を作成する
のは、未熟な操作者には不可能である。

【００８１】以上のように上記実施例では、搬入側ロボ
ットとプレス、搬出側ロボットとプレス、さらには搬入
側ロボットと搬出側ロボットを、それぞれの干渉を考慮
してできるだけ待機時間が少なくなるよう効率良く同期
運転（重ね合わせ運転）させているので、サイクルタイ
ムを従来に比べ格段に向上させる事が可能になる。

【００８２】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
となく各種の変更が可能であり、例えば搬入搬出作業用
ロボットとして双椀ではない１椀の多軸ロボットを使用
するようにしてもよい。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
プレス機械が加工動作中であってプレスクランク角がロ
ボットの進入を許容しない所定の角度範囲にあり、かつ
ロボットの移動目標位置が干渉可能性のある金型間にあ
る条件が満足された場合に限り、該目標位置への移動を
待機させ、それ以外の条件下ではロボットを待機させず
にプログラムどおりに動作させるようにしたので、サイ
クルタイムを向上させることができ、これにより生産効
率が格段に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】プレスクランク角に対応するロボットの動作態
様を示す図。

【図２】プレスロボットシステムの一例を示す図。

【図３】制御系の一部を示すブロック図。

【図４】搬出側ロボットの進入工程を示す図。

【図５】搬出側ロボットの脱出工程を示す図。

【図６】搬入側ロボットの進入工程を示す図。

【図７】搬入側ロボットの脱出工程を示す図。

【図８】搬入及び搬出側ロボットの同期制御の説明図。

【図９】搬出側ロボットの進入工程の制御手順を示すフ
ローチャート。

【図１０】搬出側ロボットの脱出工程の制御手順を示す
フローチャート。

【図１１】搬入側ロボットの進入工程の制御手順を示す
フローチャート。

【図１２】搬入側ロボットの脱出工程の制御手順を示す
フローチャート。

【図１３】ロボットに対する教示手順を示すフローチャ
ート。

【図１４】教示軌跡の確認手順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…プレス機械 ２…双椀多軸ロボット ３…ツイスト軸 ４…搬入側ロボット ５…搬出側ロボット ６…ワーク置き台 １０…ロボットコントローラ １０ａ…搬入コントローラ １０ｂ…搬出コントローラ ２０…集中制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ３０Ｂ 13/00 Ｃ 15/26 Ｇ０５Ｂ 9/02 Ａ 15/02 19/19 Ｍ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プレスクランク角を検出する検出器を具え
   たプレス機械と、このプレス機械に対するワークの搬入
   または搬出動作を実行するロボットとを具え、プレス機
   械とロボットを同期運転させるプレス機械とロボットの
   同期装置において、 プレスクランク角に関し、ロボットの進入を許容しない
   第１の角度領域とロボットの進入を許容する第２の角度
   領域を設定する第１の設定手段と、 ロボットの前記搬入または搬出動作に係る移動軌跡上の
   各目標位置に関し、干渉可能性のある第１の移動領域と
   干渉可能性のない第２の移動領域を設定する第２の設定
   手段と、 プレスクランク角が前記第１の角度領域に属し、かつロ
   ボットの現目標位置が前記第１の移動領域に属する条件
   が満足された場合に限り、該目標位置への移動を待機さ
   せ、それ以外の条件下ではロボットを待機させないよう
   ロボットを制御する制御手段と、 を具えるプレス機械とロボットの同期装置。
2. 【請求項２】前記制御手段は、プレスクランク角が前記
   第１の角度領域に属する場合であって、かつ現目標位置
   が前記第２の移動領域に属し、次の目標位置が前記第１
   の移動領域に属する場合、現目標位置への移動実行中に
   プレスクランク角が前記第１の角度領域から第２の角度
   領域に移行されると、この時点でロボットの目標位置を
   現目標位置から次の目標位置へ直ちに変更するよう制御
   する請求項１記載のプレス機械とロボットの同期装置。