JPH09314258A - ワークフィーダ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィーダ装置の単独運転時にもフィードバー
の微妙な位置決めが行えるとともに、構造を簡素化して
省スペース化，低コスト化を図ることのできるワークフ
ィーダ制御装置を提供する。 【解決手段】 フィードカムのカム軸にカム角度検出器
２２を設け、このカム角度検出器２２により検出される
カム角度に応じモーションテーブル設定手段としてのフ
ィーダコントロールＰＬＣ３０により設定されるモーシ
ョンテーブルを参照してサーボＣＰＵ３２にて各軸のサ
ーボモータ１２を制御する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィードバーのフ
ィード軸方向への移動をフィードカムを介して行うとと
もに、リフト軸方向への移動を多軸サーボ駆動で行うワ
ークフィーダ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、トランスファプレスにおいて
は、連続して行われる多工程のプレス加工に連動して加
工すべきワークを加工位置に対して搬入，搬出するため
のフィーダ装置が備えられている。従来、このフィーダ
装置としては、ワーク搬送方向に沿って並設される一対
のフィードバーと、これらフィードバー間に横架される
クロスバーとを備えて、このクロスバーに取り付けられ
るバキュームカップによってワークを吸着して搬送する
方式のもの、あるいはフィードバーに取り付けられるフ
ィンガーによりワークを両側から把持して搬送する方式
のものなどが知られている。この場合、一対のフィード
バーが二次元運動もしくは三次元運動を行うことによっ
て互いに隣接するプレス装置の金型間をワークが移送さ
れるようになっている。

【０００３】このフィードバーの駆動方式としては、こ
のフィードバーをカムおよびリンク機構によってプレス
装置と連結して駆動する機械的駆動方式が最も一般的で
ある。この機械的駆動方式においては、フィードバーの
フィード方向のモーションがフィードカムによって決定
されるとともに、このフィードバーのリフト方向のモー
ションがリフトカムによって決定され、これらフィード
方向およびリフト方向の合成によって前述の二次元運動
が実現されるようになっている。

【０００４】ところが、この機械的駆動方式においては
次のような問題点があった。 駆動系が複雑でメインテナンス性が悪い。 スペース上の制限でフィードバーを３点以上で支持で
きないため、動的振動を抑えるためにフィードバーの剛
性アップが必要となり、この結果フィードバーの重量が
増え、フィードバーの駆動系も大きくなる。 フィードバーの駆動系が長くなり、各フィードバーで
の位置決め精度を保証するため、駆動系の剛性をアップ
する必要がある。 金型交換時にムービングボルスタをプレス外へ出すた
めにフィードバーを上方へ退避する必要があるが、この
ために強制リフトシリンダが必要となる。 金型に応じてフィードバーの高さを調整できない。 カムによりモーションが固定であり、金型により最適
なモーションにできない。このようなことから、最近で
は、例えば、特開平６−２６２２８０号公報に開示され
ているように、フィードバーのリフト方向のモーション
をプレス装置とは別個のモータ（サーボモータ）によっ
て駆動する方式のものが提案されている。この公報に記
載のトランスファフィーダにおいては、一対のリフトビ
ームをサーボモータを駆動源とするリフト機構によって
上下方向に駆動し、このリフトビームに設けたクロスバ
ーキャリヤを、プレス本体より取り出された動力により
回転されるフィードカムを駆動源とするフィード機構に
よりフィード方向に駆動するように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この方式の
トランスファプレスにおいては、フィードカムのカム角
度をカム角度検出器により検出し、この検出されるカム
角度、言い換えればプレス角度に応じて各サーボモータ
を制御することによって、プレス本体の動作に同期して
フィーダ装置が駆動されるようになっている。

【０００６】しかしながら、この種の従来のトランスフ
ァプレスでは、前記カム角度検出器がプレススライドを
駆動するメインモータ側に設けられているために、プレ
ス本体とフィードカムとを切り離してフィーダ装置を単
独運転する際に、このフィーダ装置のリフト方向への駆
動が極めて困難になるという問題点があった。

【０００７】また、この従来のトランスファプレスで
は、リフトビームをリフト機構のラック杆により上方か
ら吊り下げる構造を採っているために、重力の影響によ
ってサーボモータが大型化し、大きなスペースが必要に
なるとともに、コストアップが避けられないという問題
点があった。

【０００８】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、フィーダ装置の単独運転時にもフ
ィードバーの微妙な位置決めが行えるとともに、構造を
簡素化して省スペース化，低コスト化を図ることのでき
るワークフィーダ制御装置を提供することを目的とする
ものである。なお、特開平６−２６２２８０号公報に示
されるように、クロスバーキャリアをリフトビームに装
着してそのクロスバーキャリアをワーク搬送方向へ移動
自在に設け、搬送方向への移動を行わないで昇降動のみ
を行うリフトビームについても本発明においてはフィー
ドバーと称するものとする。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前述の
目的を達成するために、本発明によるワークフィーダ制
御装置は、フィードバーのフィード軸方向への移動をフ
ィードカムを介して行うとともに、リフト軸方向への移
動を多軸サーボ駆動で行うワークフィーダ制御装置であ
って、（ａ）前記フィードカムのカム軸に設けられるカ
ム角度検出器、（ｂ）外部からの入力データに基づいて
前記フィードバーの移動軌跡を表すモーションテーブル
を設定するモーションテーブル設定手段および（ｃ）前
記カム角度検出器により検出されるカム角度に応じ前記
モーションテーブル設定手段により設定されるモーショ
ンテーブルを参照して各軸のサーボモータを制御する制
御手段を備えることを特徴とするものである。

【００１０】本発明においては、例えば外部の操作パネ
ルにて入力されるデータから、モーションテーブル設定
手段によりモーションテーブルが設定され、カム軸に設
けられるカム角度検出器により検出されるカム角度に応
じてそのモーションテーブルを参照して各軸のサーボモ
ータが制御される。こうして、カム角度に応じて各リフ
ト軸がモーションに対応する位置に移動される。したが
って、プレス装置とフィーダ装置との連動時には、まず
プレス装置とフィード軸とが同期運転され、カム角度検
出器に応じてサーボモータが駆動されるため、プレス装
置とフィード軸とが同期運転される。本発明によれば、
外部からの入力データに基づいて使用する金型に応じた
モーションテーブルが設定されるので、フィードバーの
リフトモーションを自由に変更することができ、このリ
フトモーションを使用する金型に応じた最適なものにす
ることができて生産性の向上を図ることができる。ま
た、カム角度検出器がフィードカムのカム軸に設けられ
ているので、フィーダ単独運転時にメインモータの駆動
ラインとカムとが切り離された場合にも、サーボモータ
をカム角度に応じて駆動制御することが可能となる。

【００１１】本発明において、前記フィードカムは、常
時はプレススライドを駆動する第１駆動手段によって駆
動され、フィーダ単独運転時には前記第１駆動手段の駆
動ラインを切り離して第２駆動手段によって駆動される
のが好ましい。こうすることで、フィーダ単独運転時に
専用の駆動手段でカム軸を駆動することができ、単独運
転用のエンコーダ等を用いなくても、例えば金型トライ
時の微速運転もしくは微妙な位置決めを容易に行うこと
が可能となり、金型トライ時フィードバーの動作がスム
ーズであるかどうか、フィードバーの動作中金型とクロ
スバーまたはクロスバーに設けたワーク吸着用のバキュ
ームカップのワーク吸着位置が適切であるかどうかなど
目視によるチェックが可能となる。

【００１２】また、前記フィードバーを吊り下げ支持す
る複数本のバランスシリンダが設けられるとともに、こ
れらバランスシリンダ内の流体圧力が常に一定になるよ
うに制御する圧力制御手段が設けられるのが好ましい。
このような構成により、フィードバーがどの高さ位置に
あってもバランスシリンダによってフィードバー等の重
力を受けることができて重力加速度の影響がなくせるの
で、サーボモータの小型化を図ることができるととも
に、省スペース化，低コスト化を図ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明によるワークフィー
ダ制御装置の具体的実施例について、図面を参照しつつ
説明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施例に係るトランス
ファプレスの全体概略斜視図であり、図２は、このトラ
ンスファプレスのシステム構成を模式的に示す図であ
る。図示のように、本実施例のトランスファプレスは、
ワーク（図示せず）に対してプレス成形を行うために各
加工ステーション毎に分割されてなるプレス本体１と、
このプレス本体１内に配設されてワークをフィード方向
Ａに移動させるフィーダ装置２とを備えるものとされて
いる。

【００１５】前記プレス本体１においては、各加工ステ
ーション毎に横架されるスライド駆動機構によってプレ
ススライド３が上下動自在に設けられ、このプレススラ
イド３の下面に取り付けられる上型とそのプレススライ
ド３に対向するように設けられるムービングボルスタ４
上の下型５との間でプレス成形が行われるようになって
いる。ここで、このスライド駆動機構は、プレスコント
ローラからの信号によって制御されるメインモータ６
と、このメインモータ６により駆動されるドライブシャ
フト７と、このドライブシャフト７に取り付けられるフ
ライホイール８，クラッチ９ａ，９ｂおよび図示されな
いブレーキとを備えている。

【００１６】一方、前記フィーダ装置２は、ワークのフ
ィード方向Ａに沿って並設されるとともに、プレス本体
１に取り付けられるリフト機構によって上方より吊り下
げられてなる一対のフィードバー１１を有している。こ
こで、このリフト機構は、サーボモータ１２により減速
器１２Ａを介して回転されるピニオン１３とそのピニオ
ン１３に噛合するラック杆１４とを有し、これらラック
杆１４の下端に前記フィードバー１１が支持されて、サ
ーボモータ１２の駆動によりそれらフィードバー１１が
プレス本体１の動作に同期して上下駆動されるようにな
っている。また、これらフィードバー１１等の自重との
バランスを取るために、各ラック杆１４に隣接してバラ
ンスシリンダ１５が配設されている。なお、本実施例に
おいては、等間隔に配置される左右各５個ずつ計１０個
のサーボモータ１２によって一対のフィードバー１１が
上下動されるようになっている。

【００１７】前記フィードバー１１の下面には、フィー
ド方向Ａに間隔を存して複数のクロスバーキャリア１６
がそのフィード方向Ａに移動自在に支承されている。そ
して、互いに対向するクロスバーキャリア１６，１６間
にはフィード方向Ａと直交するようにクロスバー１７が
横架され、これらクロスバー１７にワーク吸着用のバキ
ュームカップ１８が取り付けられている。

【００１８】フィード方向Ａに互いに隣接するクロスバ
ーキャリア１６，１６間は連結杆により連結されてい
て、これらクロスバーキャリア１６が同時にフィード方
向Ａへ移動できるようにされている。また、最上流に位
置するクロスバーキャリア１６は連結杆１９を介してカ
ムレバー２０の先端部に接続され、このカムレバー２０
の基端部はプレス本体１より取り出される動力にて回転
されるフィードカム２１に当接されている。こうして、
フィードカム２１が回転されることにより前記カムレバ
ー２０が揺動されて各クロスバーキャリア１６がフィー
ド方向Ａへ駆動できるようになっている。

【００１９】前記ドライブシャフト７の回転角度は前記
フィードカム２１のカム軸に設けられるプレス角度検出
器（カム角度検出器）２２によって検出され、この検出
されるプレス角度に応じてフィーダコントローラ２３に
より各サーボアンプ（サーボドライバ）２４を介して各
サーボモータ１２が制御される。これによって、プレス
本体１の動作に同期してフィーダ装置２におけるクロス
バーキャリア１６がフィード方向Ａへ往復動され、各ク
ロスバー１７に取り付けられるバキュームカップ１８に
てワークが吸着されて各加工ステーションへ順次搬送さ
れる。

【００２０】また、各サーボモータ１２にはそれらサー
ボモータ１２の現在位置を検出する位置検出器（エンコ
ーダ）２６が付設され、これら位置検出器２６により検
出される位置信号がフィーダコントローラ２３に入力さ
れるようになっている。一方、このフィーダコントロー
ラ２３においては、この位置検出器２６から入力される
現在位置情報と、プレス角度検出器２２から入力される
プレス角度情報とに基づいてそれらの差分が演算され、
この差分が０になるように各サーボアンプ２４を介して
各サーボモータ１２に移動指令が発せられる。

【００２１】また、前記フィーダ装置２の単独運転のた
めの単独モータ２５が設けられており、前記ドライブシ
ャフト７はその単独モータ２５によりクラッチ９ｃを介
しても駆動されるようになっている。

【００２２】なお、メインモータ６を駆動源とする駆動
系により第１駆動手段が構成され、単独モータ２５を駆
動源とする駆動系により第２駆動手段が構成されてい
る。

【００２３】前記フィーダ装置２は、このフィーダ装置
２により搬送されるワークと金型との干渉を避けるため
に、所要のモーションパターンにしたがって駆動され
る。図３には、このモーションパターンの一例が示され
ている。この例において、ワークは吸着点Ｐにて前ステ
ーションの下型内より吸着されてＺ軸方向に持ち上げら
れた後、次ステーションの下型上までＸ軸方向に搬送さ
れ、この下型内に入れるためにＺ軸方向に下げられて解
放点Ｑにてワークの吸着が解放される。次に、前ステー
ションへ戻るために一旦上方へ持ち上げられた後下方の
待機点Ｒを通って再度上下動されて吸着点Ｐに戻され、
１サイクルが終了する。

【００２４】図４に示されているように、フィーダコン
トローラ２３は、モーションテーブル設定手段としての
総括ＣＰＵ部（フィーダコントロールＰＬＣ）３０と、
メインＣＰＵ３１およびサーボモータ１２を制御する制
御手段としてのサーボＣＰＵ３２からなる制御ＣＰＵ部
を備えている。総括ＣＰＵ部３０は、外部操作パネル３
３より入力されるストロークおよび割り付け角情報から
モーションテーブルを作成し、この作成されたモーショ
ンテーブルをサーボＣＰＵ３２に受け渡す。ここで、前
記モーションテーブルは、各プレス角（０°〜３６０
°）に対応して１０本のリフト軸（ラック杆１４）のリ
フトストロークを示すテーブルである。

【００２５】このような構成にすることにより、金型の
種類に応じてモーションテーブル、言い換えればモーシ
ョンパターン（モーションカーブ）を自由に設定，変更
することができる。また、この総括ＣＰＵ部３０は、サ
ーボＣＰＵ３２からの現在値，同期ずれ，軸間ずれ等の
各軸情報を判断し、プレスコントローラ３４に停止要求
を出す。このようにインタロックの判断をサーボＣＰＵ
３２から切り離して総括ＣＰＵ部３０に受け持たせるこ
とにより、サーボＣＰＵ３２の負担の軽減を図り、サー
ボ系の精度を向上させることができる。

【００２６】一方、サーボＣＰＵ３２は、カム軸に設け
られるプレス角度検出器２２にて検出されるカム角度に
応じて総括ＣＰＵ部３０からのモーションテーブルを参
照し、各サーボアンプ２４を介して各サーボモータ１２
に移動指令を出力する。

【００２７】フィーダ装置２の単独運転時には、メイン
モータ６からの駆動ライン中のクラッチ９ｂが切断され
るとともに、単独モータ２５からの駆動ライン中のクラ
ッチ９ｃが接続され、この単独モータ２５によってフィ
ードカム２１が駆動される。本実施例では、プレス角度
検出器（カム角度検出器）２２がフィードカム２１のカ
ム軸に設けられているので、フィーダ単独運転時にメイ
ンモータの駆動ラインとフィードカム２１とが切り離さ
れた場合に、単独運転用エンコーダを用いなくても、サ
ーボモータ１２をカム角度に応じて駆動することができ
る。したがって、金型トライ時の微速運転もしくはフィ
ードバー１１の微妙な位置決めを容易に行うことができ
る。

【００２８】次に、図４を参照しながら、フィードバー
１１等の自重とのバランスを取る目的で設けられるバラ
ンスシリンダ１５の圧力制御について説明する。

【００２９】このバランスシリンダ１５はエアシリンダ
にて構成され、このバランスシリンダ１５のヘッド側お
よびボトム側にそれぞれエアを供給するエア配管３５，
３６が設けられるとともに、これらエア配管３５，３６
の途中にそれぞれエアバルブ３７，３８が設けられてい
る。これらエアバルブ３７，３８は、圧力制御手段とし
てのフィーダコントローラ２３の総括ＣＰＵ部３０から
の指令により開閉制御されるようになっている。この制
御を行うための情報として、総括ＣＰＵ部３０には、バ
ランスシリンダ１５のシリンダ室内のエア圧を検知する
圧力センサ３９からの検出データが入力される。

【００３０】このような構成において、圧力センサ３９
によってシリンダのヘッド側のエア圧が所定の上限値を
越えることが検知されると、このヘッド側のエアがエア
バルブ３７を介して外部にリークされるとともにエアバ
ルブ３８を介してボトム側にエアが供給され、逆にヘッ
ド側のエア圧が所定の下限値未満になったことが検知さ
れると、エアバルブ３７を介してヘッド側にエアが供給
されるとともにエアバルブ３８を介してボトム側のエア
が外部にリークされる。こうして、シリンダ内圧力がリ
アルタイムで常に一定値を保持するように制御され、こ
れによってフィードバー１１がどの高さ位置にあっても
サーボモータ１２がフィードバー１１等の重力の影響を
受けないようにされている。

【００３１】本実施例のトランスファプレスによれば、
カム角度検出器２２がフィードカム２１のカム軸に設け
られているので、フィーダ単独運転時にメインモータ６
の駆動ラインとフィードカム２１とが切り離された場合
にも、単独モータ２５にてカム軸を駆動することがで
き、サーボモータ１２をカム角度に応じて駆動制御する
ことができる。したがって、単独運転用のエンコーダ等
を用いなくても、例えば金型トライ時の微速運転もしく
は微妙な位置決めを容易に行うことが可能となり、金型
トライ時フィードバー１１の動作がスムーズであるかど
うか、フィードバー１１の動作中金型とクロスバー１７
またはクロスバー１７に設けたワーク吸着用のバキュー
ムカップ１８のワーク吸着位置が適切であるかどうかな
ど目視によるチェックが可能となる。

【００３２】また、フィードバー１１が多点で支持され
ているのでそのフィードバー１１の動的振動を減少する
ことができ、またそのフィードバー１１の剛性を損なわ
ずに重量を低減することができる。また、型交換時のフ
ィードバー１１の強制リフト動作をサーボモータ１２で
行うことができるので、従来のような強制リフトシリン
ダが不要であり、上昇時間の短縮を図ることができる。
さらに、外部からの入力データに基づいてモーションテ
ーブルを設定してフィードバー１１のリフトモーション
を自由に変更することができるので、このリフトモーシ
ョンを、動的振動を抑えて金型に応じた最適なものにす
ることができ、生産性の向上に寄与することができる。

【００３３】さらに、本実施例によれば、バランスシリ
ンダ１５によってフィードバー１１等の重力を受けるこ
とができるので、サーボモータ１２の小型化，省スペー
ス化，低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係るトランスファ
プレスの全体概略斜視図である。

【図２】図２は、本実施例のトランスファプレスのシス
テム構成を模式的に示す図である。

【図３】図３は、フィーダ装置のモーションパターン例
を説明する図である。

【図４】図４は、本実施例のトランスファプレスのシス
テム構成図である。

【符号の説明】

１ プレス本体 ２ フィーダ装置 ６ メインモータ ７ ドライブシャフト １１ フィードバー １２ サーボモータ １５ バランスシリンダ ２２ プレス角度検出器 ２３ フィーダコントローラ ２４ サーボアンプ ２６ 位置検出器 ３０ 総括ＣＰＵ部 ３１ メインＣＰＵ ３２ サーボＣＰＵ ３４ プレスコントローラ ３７，３８ エアバルブ ３９ 圧力センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィードバーのフィード軸方向への移動
   をフィードカムを介して行うとともに、リフト軸方向へ
   の移動を多軸サーボ駆動で行うワークフィーダ制御装置
   であって、（ａ）前記フィードカムのカム軸に設けられ
   るカム角度検出器、（ｂ）外部からの入力データに基づ
   いて前記フィードバーの移動軌跡を表すモーションテー
   ブルを設定するモーションテーブル設定手段および
   （ｃ）前記カム角度検出器により検出されるカム角度に
   応じ前記モーションテーブル設定手段により設定される
   モーションテーブルを参照して各軸のサーボモータを制
   御する制御手段を備えることを特徴とするワークフィー
   ダ制御装置。
2. 【請求項２】 前記フィードカムは、常時はプレススラ
   イドを駆動する第１駆動手段によって駆動され、フィー
   ダ単独運転時には前記第１駆動手段の駆動ラインを切り
   離して第２駆動手段によって駆動されることを特徴とす
   る請求項１に記載のワークフィーダ制御装置。
3. 【請求項３】 前記フィードバーを吊り下げ支持する複
   数本のバランスシリンダが設けられるとともに、これら
   バランスシリンダ内の流体圧力が常に一定になるように
   制御する圧力制御手段が設けられることを特徴とする請
   求項１または２に記載のワークフィーダ制御装置。