TWI300367B - Work transportation apparatus, control means of work transportation apparatus and press line therewith - Google Patents

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1300367 ， 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種工件搬運裝置、工件搬運裝置之控 制方法及沖壓生產線。 t - 本申請案係基於年6月6曰在曰本提出申請 •願2_-165775號而主張優先權，並將其内容援用於本文 i 中。 【先前技術】 • 卩往作為串級式（tandem type)沖壓生產線（阶μ 1 ine)之冲屢裝置及工件搬運裝置之控制方法，有相位差控 制方式為人所周知。該相位差控制方式，係可控制成上^ 侧+壓裝置之模具位置（即沖麼角度）與下游側沖塵裝置之 冲屢角度具有預定相位差，俾使卫件搬運裝置在搬入、搬 出工件時不會與模具產生干擾。若依據該種相位差控制方 式，則由於不用使上游侧沖壓裝置與下游侧沖壓裝置停止 ·:可搬運工件’又在上述沖壓裝置間可以i台工件搬運裝 置滑順，進行工件搬運而不會與模具產生干擾，所以具有 生產性高、裝置成本亦便宜之優點。 〜例如，關於使用上述相位差控制方式之控制方法的技 =已揭示於日本專利特開2004-195485號公報中。該技 街係在從上游側沖遷裝置搬出工件時的模具干擾區間，與 上游側冲壓裝置之沖遷角度同步來控制工件搬運裝置，又 ，將工件搬入於下游側沖塵裝置時的模具干擾區間，與下 、參側冲[裝置之沖麼角度同步來控制工件搬運裝置，更在 318253 5 1300367 述模具干擾區間以外之搬運區間根據從預定的信號產生 手段輸出之控制信號來控制工件搬 祕座丨#你b街 建裝置。藉由設置用以 ==，之信號產生手段，則即使在上游侧及/ == 停止時亦可使工件搬運装置動作，可 谋求生產效率之提高。 (專利文獻1)曰本專利申請公開公聋 .【發明内容】 特開2_-195485號 (發明所欲解決之問題） 1之-ίΓ ί述先前技術，有在模具干擾區間與搬運區間 =界中，發生輸入至工件搬運裝置之控 係造成工件搬運裝置振動之原因，且將導致 運裝置之故障。又’為了要抑制該工 雖有考慮增強工件搬運裝置之機械剛 的方法，但〇增強剛性時由於會增加可動部分之重量 所以會使工件搬運裝置動作用之消耗能量變大，而有裝置 ，成本亦增大的問題。本發明人基於考量今後之工件搬運裝 置需使之輕量化、小型化藉以減低其消耗 降 低裝置成本之必要，而申請本發明。 方有降 本發明係有#於上述情事而開發完成者，其目的在於 不用增強機械剛性即能抑制工件搬運裝置於搬運工件時之 振動。 (解決問題之手段） =了=上述目的’本發明採用如下手段作為工件搬 裝置之弟1解決手段’即—種工件搬運裝置，係在個別 318253 6 -1300367 驅動拉具之沖壓裝置間，使用預定握持手段來握持工件藉 以搬運上述工件者’具備搬運控制手段，其係用以根據將 在工件搬運方向位於上游側之沖壓裝置的模具位置（上游 侧模具位置）與位於下游侧之㈣裝置的模具位置（下游側 模具位置）予以合成而得的合成目標值來控制上述握持手 段之位置；上述搬運控制手段係以上述握持手段平滑移動 之方式設定合成目標值。 又，本發明採用如下手段作為工件搬運裝置之第2解 _决手段，即在上述第1解決手段中，在從各沖壓裝置提供 上游側模具位置作為沖壓角0 u(上游側沖壓角度），並提供 下游侧模具位置作為沖壓角0d(下游侧沖壓角度）時，上述 搬運控制手段係將上述上游側沖壓角Θ u及下游侧沖壓角 /d代入與上述兩者之相位差△ θρ及加權係數冗粗關之下 述合成式子（1)中而得合成目標角Θγ，並將該合成目標角 Θγ設定為合成目標值。 (數式1) (1) ^r=Wx^u+(l-W)x(^d+A ^p) 又，本發明採用如下手段作為工件搬運裝置之第3解 決手段，即在上述第1解決手段中，在從各沖壓裝置提供 上游侧模具位置作為沖壓角Θ u(上游侧沖壓角度），並提供 下游側模具位置作為沖壓角Θ d(下游侧沖壓角度）時，上述 搬運控制手段係根據上游侧沖壓角0U求出上述握持手段 之弟1座標（Xu，Yu)，同時根據下游侧沖壓角0 d求出上 述握持手段之第2座標（Xd，Yd)，且將上述第1座標（Xu， 318253 7 1300367

Yu)及第2座;^ (Xd’ Yd)代入與加權係數ψ相關之下述合成 式子（4)、（5)中而得的合成目標值（Xr，Yr)設定為合成目 標值。 (數式2) :Xr=WxXuK1-f)Xd ⑷

Yr=WxYu+(l-W)Yd … • (5) 又，本發明採用如下手段作為工件搬運裝置之第4解 决手^又即在上述第2或第3解決手段中，加權係數界係 籲將上游侧沖壓角θϋ當作變數之減少且連續的函數值。’、 又，本發明採用如下手段作為工件搬運裝置之第5解 決手段，即在上述第丨解決手段中，在從各沖壓裝置提供 上游侧模具位置作為沖壓角Θ u(上游侧沖壓角度），又提供 下游側模具位置作為沖壓角0 d(下游側沖壓角度）時，上述 搬運控制手段係根據從各沖壓裝置提供之上游侧沖壓角^ u及下游侧沖壓角θ(1’搜尋以上述上游侧沖壓角“及下 春游侧沖屢角當作變數並事先設定合成目標值的表 (table)，藉以設定上述合成目標值。 又，本發明採用如下手段作為工件搬運裝置之第6解 決手段，即在上述第i解決手段中，在從各沖壓裝置提供 上游側模具位置作為沖壓角θυ(上游側沖壓角度），並提供 下游側模具位置作為沖壓角下游側沖壓角度）時，上述 搬運控制手段係根據上游側沖塵角求出上述握持手段 之第1座標（Xu，Yu)作為運算值，同時根據下游侧沖壓角 θά求出上述握持手段之第2座標（Xd，Yd)作為運算值， 318253 8 ' 1300367 '並根據上述運算值，搜尋以將上述第1座標（Xu，Yu)及第 2座標Ud，Yd)當作變數並事先設义合成目標值的表，藉 以設定上述合成目標值。 ^ 另一方面，本發明採用如下手段作為工件搬運裝置之 .· ^制解決手段’即一種工件搬運裝置之控制方 • 被驅動之㈣裝置間，使用預定握持手 二^至持工件藉以搬運上述工件者，具備如下步驟·根據 在工件搬運方向位於上游側之沖壓裝置的模具位置（上 具位置）與位於下游侧之沖壓裝置的模具位置（下游 位置）予以合成而得的合成目標值來控制上 上述步驟中，係以上述握持手段平滑移動 之方式设疋合成目標值。 決手Ϊ且^發明採用如下手段作為㈣生產線之第1解 預定種沖壓生產線，具備複數個沖職置，係以 於二，且個別驅動模具；及工件搬運裝置，設置 置與下游側峨置之間，採用上述工 搬運裝置之解決手段的第1至第6個中之任-個手段以進 仃工件之搬運。 進 (發明效果） 依據本發明之工件搬運梦署 矣 二 沖壓裝置間，使用預定握持手果具個別被驅動之 工杜j ^ ^ 、手奴末握持工件藉以搬運上述 者，，、特徵在於具備：搬運控制手段，用以櫨 =模具位置與下游侧模具位置予以合成而得的合乂成目护 .控制上賴持手狀位置；上述__手段係以上 318253 9 1300367 ' f握持手段平滑移動之方式設定合成目標值。亦即，藉由 I、上述握持手段平滑移動即可防止上述握持手段急遽加逮 或減速，且可抑制工件搬運裝置之振動。又，可藉此防止 工件脫落或X件搬縣置之機_性㈣部分破損（亦 即’沒有必要增強工件搬運部R之機械剛性）。 •【實施方式】 (第1實施方式） 以下，參照圖式說明本發明之第丨實施方式。 •第1圖係顯示具備本第1實施方式之工件搬運裝置的 相位差控制方式之串級式（tandem type)沖塵生產線 (press line)之構成的模型圖。該圖中，元件符號A為上 游侧沖壓裝置’ B為下游側沖壓裝置，w c為工件搬運裝置， P為工件。又’工件搬運裝置冗係由具備：目標值運算部 cl及伺服馬達驅動器c2之控制部彳、以及工件搬運部r 所構成。另外，第i圖中，將工件p之進給（feed)方向設 鲁作X軸，將升高（lift，垂直）方向設作γ軸。 如第1圖所示，上游側沖壓裝置Α與下游側沖壓裝置 Β，係以隔開工件搬運區間而離開設置，工件ρ係藉設置於 上述工件搬運區間之工件搬運裝置wc(具體而言為工件握 持部rll)從上游側沖壓裝置A通過搬運路徑H(上游點至下 游點）搬運至下游侧沖壓裝置B。在實際之串級式沖壓生產 線中，雖亦在下游侧沖壓裝置B之更下游側以同樣構成配 置有複數個沖壓裝置，但是在本實施方式中省略之。 上游側沖壓裝置A係包含有沖壓主齒輪（main 318253 10 •1300367 • gearhl、沖壓桿a2、模具安裝部（滑件（slider))a3、上 游側模具a4、工件台a5及上游側沖壓角檢測器a6。沖犀 主齒輪al與沖壓桿以之一端，對χγ平面之垂直軸連接2 旋轉自如’沖壓桿a2之另一端與滑件a3亦為同樣，對 •.平面之垂直軸連接成旋轉自如。該種的沖壓主齒輪ai、沖 ·.壓桿a2及滑件a3，係構成曲柄機構，滑件a3可藉沖壓主 齒輪al之旋轉驅動而對γ軸方向作往復驅動。上游側模具 a4係被安裝於滑件a3之下部，且與滑件心同樣對γ軸方 #向作往復運動。工件台a5係沖壓工件ρ用之載物台 (stage)，利用上游侧模具^沖壓該工件台^上之工件 P，藉以進行成形作業。上游側沖壓角檢測器a6係例如為 編碼器（encoder)，係檢測出沖壓主齒輪&1之旋轉角（上游 侧沖屢角）0 u，並將顯示上述上游侧沖廢角^之上游側 沖壓角信號di輸出至目標值運算部cl。該上游侧沖壓角 θ ιι係顯示上游側模具a4之γ軸方向的位置者。 鲁下游侧沖壓裝置B係包含有沖覆主齒輪M、沖壓桿 b2、滑件b3、下游側模具b4、工件台b5及下游側沖壓角 檢測器b6,有關與上面所述之上游侧沖壓裝置人同樣的構 成要素將省略其說明。在此，下游侧沖壓角檢測器b6係檢 測出沖壓主齒輪Μ之旋轉角（下游侧沖壓角）0d，並將顯 示上述下游侧沖壓角W之下游侧沖壓角信號犯輸出至目 標值運算部cl。 另外，雖未圖示，但是上游侧沖壓裝置A及下游側沖 壓裝置B，個別具備使沖壓主齒輪al及沖壓主齒輪旋 318253 11 '1300367 Λ轉用之驅動裝置，該等沖堡主齒輪al及沖壓主齒輪㈣ 以預定相位差（計晝相位差Δθρ)作旋轉驅動。 工件搬運部I?係具有ν字型平行連桿（paraUei Hnk) 機構之工件搬運用機器手臂，其包含有〇型機座（base) •部Η、第1滾珠螺桿r2、第」伺服馬達r3、第】滑塊 • (SUder)r4、第2滾珠螺桿r5、第2伺服馬達r6、第2 月鬼r7第1連桿臂r8、第2連桿臂r9、第3連桿臂 / 及工件握持部rll。 _ V予型機座部rl係形成左右對稱之v字型的機器手臂 用機座構件’並安裝於未圖示之沖壓架（pressstand)上所 設的手臂，以自頂板懸吊等方式設置於上游侧沖壓裝置A 及下游侧沖壓裝置B之間。上述第i滾珠螺桿、第卜飼 翠馬達r3及第1滑塊r4，係構成直線運動致動器，而第工 滑塊r4係藉連接在第i滾珠螺桿r2之第i伺服馬達β 的旋轉作直線驅動。又’第2滾珠螺桿^、第2祠服馬達 鲁r6及第2滑塊r7亦同樣構成直線運動致動器，而第2滑 塊r7係藉連接在第2滾珠螺桿r5之第2伺服馬達r6的旋 轉作直線驅動。該等之直線運動致動器，係左右對稱地設 置於V字型機座部rl，並依從控制部c之伺服馬達驅動器 C2輸入至第1伺服馬達『3及第2伺服馬達『6之第丨伺月7 馬達驅動信號d4及第2祠服馬達驅動信號d5而個別獨立 驅動控制。 、又，第1連桿臂r8及第2連桿臂r9之一端，在第丄 ⑺塊r4對XY平面之垂直軸連接成可旋轉，另—端則在工 318253 12 1300367 •件握持部m同樣對XY平面之垂直軸連接成可旋轉。另一 方面’第3連桿臂⑴之一端，在第2_rUXY平面 之垂直軸連接成可旋轉，另一端則與第2連桿臂d之另一 端一起在工件握持部Γ11同樣對χγ平面之垂連成 •旋轉。另外，上述们連桿臂,8、第2連桿臂d及第3 :連桿臂Π0之手臂長度相等，而帛i連桿臂r8與第2連桿 ’ r9以構成平行之方式連接著。在該工件握持部1之下 部，設有用以吸附握持工件p之真空吸附杯。 _ 如上所述，第1滑塊r4、第2滑塊r7、第丨連桿臂 r8、第2連桿臂r9、第3連桿臂H〇及工件握持部rii係 構成連桿機構，其在控制部c之控制下藉由第i滑塊h 及第2滑塊r7個別獨立直線驅動以控制工件握持部^i 之搬運路徑Η上的XY座標（目標搬運位置）。 在控制部C，目標值運算部cl係記憶著將上游側沖壓 角θιι當作變數之加權函數w(0u)，將從上游侧沖壓角信 籲號di所得之上游側沖壓角代入上述加權函數w(eu) 中，藉以异出加權係數w，並根據與上游侧沖壓角0 u、下 游侧沖壓角0 d、事先記憶之計晝相位差△ 0 p及上述加權 係數w相關之下述合成式子而算出合成目標角0 r。 (數式3) ^r=Wx^u+(l~W)x(^d+A ^p) (1) 更且’目標值運算部cl係記憶著工件握持部ri 1之目 才*搬運位置，即規定工件握持部rl 1之搬運路徑Η上之χγ 座私的運動輪廓函數（m〇ti〇n function)，將依上 318253 13 1300367 二：f式子⑴所异出之合成目標角0 Γ代入上述運動輪 I述目：：:”工件握持部rU之目標搬運位[，並將 ^目轉換成第1伺服馬達Γ3及第2伺服馬達 .作铲d二角’以將顯示上述目標旋轉角之目標旋轉角 •二C13輸出至伺服馬達驅動器c2。另外，有關如 .之詳細將於後述）、5+畫相位差ΔΘρ及運動輪廊函數 驅動達驅動器C2係根據上述目標旋轉角信號d3將 至第！々/服馬達肖之第1伺服馬達驅動信號d4輸出 竹服^服馬達又’將驅動第2伺服馬達r6用之第2 何服馬，驅動信號d5輸出至第2飼服馬達^。 /、-人’就具備上述所構成之本工件搬 差控制方式之串級式沖壓生產線動作加以說明置wc的相位 側差控制方式之串級式㈣生產線中，控制上游 財壓角“與下游側㈣角W，俾使具有固定相位差 计畫相位差）Δθρ。第2圖係顯示如此進行相位差控制 之上游側模具a4及下游側模具b4與工件握持部⑴之間 !動作的時序圖。該圖中’橫轴為上游側㈣角〜，元件 付唬1係表示上游側模具以之¥軸方向的移位， 下游側模具軸方向的移位，3係表示搬運路徑= 之工件握持轴方向的移位，4係表示搬運路㈣ 上之工件握持部r 11之y軸方向的移位。 第2圖令，步驟n ’係工件握持部rim著上游侧模 八a4朝向上死點上升而朝向上游側沖壓裝置A之工件台 318253 14 1300367 "a5(下游點）移動，並吸附握持已在工件台a5上完成沖壓成 形之工件P。步驟12，係工件握持部rll以吸附握持工件 P之狀悲朝向下游侧沖壓裝置B移動，且在下游側模具b4 位於上死點附近之期間到達下游侧沖壓裝置B之工件台 _ b5(下游點）並搬入工件p。步驟13，係工件握持部因 上游側模具a4位於下死點附近，而在上游側沖壓裝置a .與下游侧沖壓裝置B之中間地點待機。利用重覆以上步驟 就可使上游侧模具a4及下游侧模具μ與工件握持部11 鲁之間不會產生干擾，而可滑順地進行工件p之搬運。如此， 计晝相位差△ θρ，係事先設定成工件握持部rU與上游侧 f具a4及下游側模具b4間不會干擾，且生產效率變成最 局的值。 如第2圖所示，上游侧模具a4及下游侧模具b4 m ^ 一 >·Ι •ο /、久「,行调棋具之γ 軸上的位置、與工件握持冑rll之搬運路徑0上的位置（功 :與目標搬運位置）之關係已無歧異地被決定，上述目標摘 運位置可以將上游侧沖|角θ υ當作變數之函數Fx(0 二來在此表Η座標之函數為Fx 又表不Y座標之函數為FyQu)。如此將建 側沖壓角化與工件握持部rll之 軍=對應上游 函數咖)稱為工件握持部：關，之 數，將變數之上游側沖壓角稱為同步對。*郛函 —該種的計畫相位差及運動輪廊函數 模擬第2圖之動作而事先設定者。因而，杏’、猎由 件握持部rll之搬運控制時，只要檢’實際上進行工 州出上游側沖壓角ΘΙ! 318253 15 *1300367 ’ 則藉由代入上述運動輪廓函數中並算出工件握持部r 11之 目標搬運位置，即可如第2圖所示地進行滑順的相位差控 制。， 如上述之模擬，並不會使上游侧模具a4及下游侧模具 b4之Y軸上的位置與工件握持部r 11之目標搬運位置的唯 一關係朋壞’且以上游侧沖壓角Θ u=下游侧沖壓角0 d+計 - 晝相位差△ Θ p經常成立為前提。然而，在實際之沖壓生 ^ 產線中，因工件p在沖壓時產生之模具移動速度的減少、 春或上游側沖壓裝置A與下游側沖壓裝置b之相位差控制的 控制誤差等而會使如上述之唯一關係崩壞，且計晝相位差 △ Θ p會從模擬所求出之值發生變化。 第3A圖及第3B圖係顯示計畫相位差△ 0 p之時間性 、憂化的示意圖。第3A圖係顯示模擬所得之理想的上游侧沖 壓角θιι與下游側沖壓角之時間性變化，該種情況，如 圖所示計晝相位差△ θρ經常為固定。第3B圖係顯示實際 鲁沖壓生產線之上游側沖壓角0U及下游侧沖壓角之時不 間性變化。 ' 在第3B圖之情況，亦即，Θ u= Θ (!+△ θ p不成立奸， 如模擬般從將上游側沖壓角當作同步對象角之運才 廓函數中求出工件握持部rll之目標搬運位置， 輪 握持部rll移動至該XY座標時，就有下游 田^件 件握持部⑴發生干擾的可能性。又，為了要防止= 工件握持部rll與下游側模具b4的干擾，當工/種之 r 11在接近與下游側模具b 4之干擾區域時將同步對^^ 318253 16 •1300367 : 上游側沖壓角0U瞬間切換至下游侧沖壓角0 d，則會在工 件握持部rll產生急遽之加速或減速並產生振動，而恐有 使工件P脫落或工件搬運部R之機械剛性較弱部分破損之 虞。 因此’在本第1實施方式之工件搬運裝置wc中，使用 •以下所述之合成目標角0r以取代同步對象角。以下，就 運算該合成目標角0 r之目標值運算部cl的動作使用第4 圖所示之動作流程圖加以詳細說明。 • 首先，目標值運算部cl係從上游侧沖壓角檢測器 取得上游侧沖壓角信號dl，即上游侧沖壓角0 u，又，從 下游側沖壓角檢測器b6取得下游侧沖壓角信號d2，即下 游側沖壓角Θ d(步驟S1)。 /、-人，目標值運算部cl係藉由將上游侧沖壓角0 u代 入加權函數Κθιι)中以算出加權係數w(步驟S2)。該加權 ，數W(0u)’如第5圖所示係將上游側沖廢角心當作變 之餘弦函數。在此，作為變數之上游側沖M係顯 :工件握持部rll之目標搬運位置者。因而，從該圖可明 ，，加權係數W具有工件握持部m位於上游點近旁時較 ^大為冲，而工件握持部⑴隨著靠近下游點近旁 平⑺且連績地減少（最小為w=〇)特性。 數w然^’目標值運算部cl係從步驟S2所求得之加權係 △ θρ中Γ側沖壓角Θ"1、下游側沖㈣㈣及計晝相位差 ⑻。從第^述;Γ成式子（1)算出合成目標角Θ r(步驟 “5圖及上述合成式子⑴可明瞭，由於在工件握 318253 17 1300367 持部⑴位於上游點之n加㈣n 成目標角Θγ變成與上游側沖堡角化相等所以合 標角心係隨著工件握持部rll移動至下游點“’合成目 函數_U)之特性平滑地變化下去，且當工：加權 到達下游點時由於加權絲w變成〇，所以=部⑴ 變成與下游側㈣角_計晝相位差尊標角^ 在上游點近旁會增加合成目標角一游侧、=u，

的權重，而隨著朝向下游點平滑地減少上游側沖壓 的權重。 U 因而’糟由將該合成目標角取代同步對象角而代 入上述運動輪廓函數中，即可在上游點近旁防止上游側模 具a4與工件握持部rll之干擾，且可在下游點近旁防止下 游侧模具b4與工件握持部rll之干擾。更且在上游點與下 游點之中間位置’由於合成目標角h會按照加權函數

W(0u)之特性而平滑地變化，所以可抑制工件握持部 之振動。 、 如上所述，目標值運算部cl係當在步驟S3算出合成 目標角ΘΓ時’藉由將合成目標代入事先記憶之^動 輪廓函數{X=FX(0U)，Y=Fy(0u)}中以算出工件握持部 rll之目標搬運位置（步驟S4)。 接著，目標值運算部cl係利用轉換函數將以上述方式 求得的工件握持部rll之目標搬運位置轉換成第1伺服馬 達r3及第2伺服馬達r6之目標旋轉角（步驟$5)。在此， 將第1祠服馬達r3之目標旋轉角設作0 ml，將轉換函數設 318253 18 1300367 作Gml (X，Υ)，又將第2伺服馬達刈 心’將轉換函數設作Gm2(x，γ)時 了=乍Θ …及目標旋轉角…，係以下述轉換式子⑵’=角， 不。另外，轉換函數Gml(X，Y)及Gm2(X Y )來表 .之構造⑷滾珠螺桿r2及第2滾珠= 與直徑，、第！連桿臂r8、第2連桿臂r9及第 ^長度 之長度等）中唯一決定者。 于#rl〇 (數式4) (2) Θ ml=Gml(X ， γ) Θ m2=Gm2(X ， γ) (3 s) 然後，目標值運算部：1係將顯示上述目標旋轉角θ m卜Θ m2之目標旋轉角信號d3輸出至飼服馬達驅動哭 c2(步驟S6)，而餘馬達驅動器c2係根據上述目標: 角信號d3產生第1伺服馬達驅動信號以並輸出至^ u

服馬達r3，又，產生第2伺服馬達驅動信號邶 第2伺服馬達“。屬出J 第1伺服馬達r3係根據上述第1伺服馬達驅動信號 d4只旋轉目標旋轉角Θ ml並使第1滑塊r4驅動，又，第 2伺服馬達r6係根據上述第2伺服馬達驅動信號邮只旋 轉目標旋轉角0 m2並使第2滑塊r7驅動。藉此，工件^ 持部rll移動至目標搬運位置。 目標值運算部cl係藉由重複如上述之步驟Μ至％ 的動作，根據上游侧沖壓角0 u及下游侧沖壓角0 d之變化 而算出合成目標角0 r，且控制工件握持部Γ11之目標搬運 318253 19 1300367 位置。 WC，述’依據本第1實施方式之工件搬運裝置

上游侧；壓2加權祕咖，求出具有在上游侧增加 上游㈣r、 u之推重’而隨著朝向下游側平滑地減少 L '冲垄角之權重特性的合成目標角ΘΓ，且藉由盥 7 f β目標角心同步控制工件握持部rll之目標搬曰運位、 及下制工件握持部Γΐ1之振動’且上游侧模具a4 地逸與工件握持部H1間不會干擾，而可滑順 之搬運。又，藉此可防止工件p之脫落或工 邛R之機械剛性較弱部分的破損（亦即，沒有必要增 強工件搬運部R之機械剛性）。 曰 (第2實施方式） 杏/、人就本發明之第2實施方式加以說明。在本第2 方式中’就算出目標搬運位置用之其他方法加以說 口而’本第2實施方式之裝置構成由於與第1實施方 ·=相同故省略其說明，以下，主要就目標值運算部d之動 作加以說明。 。弟6圖係本第2實施方式之目標值運算部ci的動作流 程圖。首先，與第！實施方式同樣，目標值運算部“係從 上游側㈣角檢測器⑼取得上游側㈣角化，又，從下 游側沖壓角檢測Hb6取得下游側㈣角㈣(步驟_。 接著目‘值運异部cl係藉由將在上述步驟sl〇取得 之上游側沖遷角“代入運動輪廓函數{ Fx㈤、FyW u)}中’以求出第1座標（Xu，Yu)=此（0 、Fy(㈣}， 318253 20 •1300367 同日守藉由將下游侧沖壓角0 d+計晝相位差△ 0 p取代上游 中t角而代入上述運動輪廓函數{ρχ(θιι)、Fy ( 0 u)} 中以求出第 2 座標（Xd，Yd)= {Fx( Θ d+Δ 0 p)、Fy( 0 d+ △ 0 PM(步驟 Sll) 〇 如第1貫施方式中所述，若上游侧沖壓角0 u=下游侧 •沖壓角0d+計晝相位差△ θρ為經常成立之理想的沖壓生 產^，則上述第1座標（Xu，Yu)與第2座標（Xd，Yd)應為 相等。因而，該種理想的情況，只要選擇第〗座標（Xu，Yu)、 鲁或第2座標（xd，Yd)中之任一個作為目標搬運位置，且控 制成工件握持部rn移動至上述目標搬運位置，則上游侧 模具a4及下游侧模具b4就不會干擾而可進行工件p之搬 運。 然而，如上面所述在實際之沖壓生產線中，因工件p 於冲壓日守產生的模具移動速度之減少、或上游侧沖壓裝置 A /、下游侧沖壓裝置β之相位差控制的控制誤差等，會使 φ上=側沖f角θυ=下游侧沖壓角θ〇1+計晝相位差△ θ二之 唯關係朋壞’且计晝相位差△ 0 ρ會從模擬求得之值變 2。因而，上述第1座標（Xu，Yu)與第2座標（Xd，Yd)會 變成互為不同之座標，例如，當選擇第1座標（Xu, Yu)作 為目標搬運位置，且控制成工件握持部rU移動至上述目 標搬運位置時，由於下游侧模具^之位置與上述目標搬運 位置的唯-關係已不成立，所以工件握持部⑴與下游側 模具b4會有干擾之可能性。又，反之即使在選擇第2座標 (Xd，Yd)作為目標搬運位置的情況亦為同樣，工件握持部 318253 21 .1300367 :r11與上游侧模具Μ會有干擾之可能性。 因此，與第1實施方式同樣，目標值運算部cl係藉由 將上游侧沖壓角代入第5圖之加權函數w(0u)中以算 出加權係數w(步驟S12)，且利用下述合成式子（4)、（5)

•刀別合成上述第1座標（Xu，Yu)與第2座標（Xd，Yd)之X •座標及Y座標藉以算出合成目標座標（Xr，Yr)(步驟S13)。 * (數式5) ⑷

Xr=WxXu+(l-W)Xd • Yr=WxYu+(l~W)Yd ^ (5) 藉由使用上述合成目標座標（Xr，γ『）作為工件握持部 之目標搬運位置’在上游側沖壓裝置]近旁（加權係數 接近1)’增加以上游側沖壓角0 u作為同步對象角之第1 座私(Xu ’ Yu)的權重以防止與上游側模具过‘之干擾，又， 、在下游侧沖屢裝置B近旁（加權係數W接近0)，增加以下 壓角⑼增畫相位差“p作為同步對象角之第2 > I不Yd)的權重以防止與下游侧模具b4之干'擾，更 持Γ11從上游側沖燃裝置a朝向下游侧 fη移動’由於上述加權係數w會以第5圖所示之 寺’^骨地變化，所以可抑制工件握持部ru之振動。 上標值運算部el係與第1 ^方式㈣地將以 用件握持部rll<合成目標座標…，罐 用:述轉換式子⑻、⑺轉換成第 馬達以之二=(步驟S14)。在此’將第· 之目^轉角設作“ ！，將轉移函數設作Gmi(xr， 318253 22 1300367

Yr) ’又將第2祠服馬達r6之目標旋轉角設作_，將轉 換函數設作Gm2(Xr，γΓ) 〇 (數式6) β ml=Gml(Xr ， Yr) Θ m2=Gm2(Xr ， Yr) ⑻ ： 、 (7) • 然後，目標值運算部cl係將顯示上述目標旋轉角Θ m卜Θ m2之目標旋轉角信號⑽輸出至祠服馬達驅動器 c2(▲步驟S15)，而祠服馬達驅動器c2係根據上述目標旋轉 角仏唬d3產生帛1飼服馬達驅動信號d4及第2伺服馬達 驅動信號d5並輸出至第i伺服馬達以及第2伺服馬達咖 第1伺服馬達r3係根據上述第1伺服馬達驅動信號 d4只旋轉目標旋轉角“！並使第i滑塊r4作直線驅動u， 又，第2飼服馬達r6係根據上述第2飼服馬達驅動信號 仳只旋轉目標旋轉角0 m2並使第2滑塊r7作直線驅動°。 藉此’工件握持部r11移動至合成目標座標（Xr，Yr)。 接如以上所述，依據第2實施方式，與第1實施方式同 二，可抑制工件握持部之振動，且上游侧模具及 ，側，具b4與I件握持部⑴間不會干擾，而可滑順地進 仃工件P之搬運。 I另外’本發明’並非限定於上述實施方式，例如亦可 考慮如下之變化例。 在上述第1及第2實施方式中，雖將餘弦函數 =加權函數0 u)，但是並不限於此，亦可如第7A圖戶 不具有嚴格遞減且連續性之函數。又，如第7 '所 岡尸坏不，亦 318253 23 •1300367 ’ 可以直線組合來定義。除了該等以外，若為具有如在上游 點附近增加上游侧沖壓角e U之權重，在下游點附近減少 上游側沖壓角θυ之權重的特性則亦可使用作為加權函數 W(^ u)。但是，具有如在工件握持部Ηι發生振動之急遽 變化的函數並無法使用作為加權函數W ( 0 u )。 ·、 例如，作為可使用作為加權函數Ψ(θυ)之函數，可列 舉雙彎曲邏輯函數（Sigmoid logistic function)、雙彎曲 理查函數（Sigmoid Richards function)、雙彎曲韋伯函數 # (Sigmoid Weibull function)等雙彎曲函數、或是波茲曼 函數（Boltzmann functi〇n)、希爾函數（Hiu functi〇n)、 戈轴茨函數（Gompertz function)等。 又，作為加權函數W(0U)，亦可為如凸輪曲線所表示 之函數。作為凸輪曲線，例如可使用變形梯形曲線、變形 正弦曲、線、3次至5次之多項式曲線等。另外，在使用上 述之函數或是曲線作為加權純_u)時，#然係將上游 侧沖壓角0 U當作變數。 、更且，加權函數w(“），如第7C圖所示並非為上游 j中£角6» u之函數，亦可為常數。例如，當設㈣· 5時 :依上述口成式子⑴’上游侧沖壓角Θ u與下游侧沖壓 +計晝相位差“P經常以均等之比例合成所以可 平均化減低如第3B圖之計晝相位差 可降低工件握持部⑴與模具間干擾之可能性。 u)，並^在由代述第1 A方式中’雖蚊義加權函數W(0 小並藉由代入上游侧沖壓角h中以算出加權係數^ 318253 24 1300367 後，利用上述合成式子（1)求出合成目標角0 r，但是並不 限於此’亦可事先設定上述合成目標角0 r作為以上游侧 冲壓角0 u及下游侧沖壓角0 d為變數的表（table)，且根 據從各沖壓裝置所提供之上游侧沖壓角0 u及下游側沖壓 角Θ d ’從上述表中搜尋合成目標角θ r。又，即使在第2 、實施方式中亦為同樣，亦可事先設定合成目標座標（Xr，Yr) 作為以第1座標（Xu，Yu)及第2座標（Xd，Yd)為變數的表（例 如’事先設定求出合成目標座標之Xr用的表、與求出Yr •用的表）’且根據從各沖壓裝置所提供之上游側沖壓角 及下游側沖壓角0d，從運動輪廓函數中算出第丨座標 (Xu，Yu)及第2座標（Xd，Yd)之後，再從上述二個表中搜 尋合成目標座標（Xr，Yr)。 (3) 在上述第1及第2實施方式中，加權函數趴0 u) 之變數，雖使用上游侧沖壓角，但是並不限於此，例如， 亦可使用下游侧沖㈣0d。或是，只要為使用上游侧沖壓 _角θια或下游侧沖壓角除以其旋轉速度的時間等，來顯 示工件握持部rll之目標搬運位置即可。 (4) 在上述第1及第2實施方式中，工件握持部， 雖只具有χγ車由方向之可動方向，但是並未限於此，亦可且 有ΧΥ平面内之傾斜動作等的其他可動方向。該情況，有關 傾斜動作亦藉由使用加權函數w(㈣求出合成目標值以 防止與各沖壓裝置之模具的干擾4可抑制卫件握持部 r 11之振動。 (產業上之可利用性） 318253 25 1300367 沖壓發:：工件搬運裝置，係在模具個別被驅動之 -4 =預定握持手段來握持工件藉以搬運上述 且位署盥具備搬運控制手段’根據將上游側模 =2側模具位置予以合成而得的合成目標值來: 、段=Γ位置:ΐ述搬運控制手段係以上述握持 们 月之方式没定合成目標值。亦即，藉由使上 ==滑移動即可防止上述握持手段急遽加速或減 二：了抑制工件搬運裝置之振動。又，可藉此防止工件 脫洛或工件搬運裝置之機械剛性較弱部分破損（亦即， 必要增強工件搬運部R之機械剛性）。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示具備本發明第1實施方式之工件搬運梦 置的相位差控制方叙串列式㈣生產線之 、 圖。 ^ ^ 第2圖係顯示本第i實施方式之上游側沖壓角^及 >下游側㈣角W與搬運路徑η上之工件握持部⑴的位 置關係之時序圖。 、第3A㈣顯*本實施方式之上游侧㈣角“與下游 側沖壓角Θ d之時間性變化的示意圖。 第3B圖係顯示實際沖麼生產線之上游側沖|角心及 下游側沖壓角Θ d之時間性變化的示意圖。 第4圖係本第β施方叙目標值運算部ci的動作流 程圖。 第5圖係本第1實施方式之加權函數W(0U)的特性 318253 26 1300367 圖。 第6圖係本第2實施方式之目標值運算部c 1的動作流 程圖。 第7A圖係顯示本第1及第2實施方式之加權函數0 u)之變化例的示意圖。 第7B圖係顯示本第1及第2實施方式之加權函數ψ(θ u)之另一變化例的示意圖。 第7C圖係顯示本第1及第2實施方式之加權函數0 • u)之更另一變化例的示意圖。 【主要元件符號說明】 A WC al、bl a3、b3 a5、b5 a6 • b6 c2 rl r3 r5 r7 r9 rll 上游侧沖壓裝置 工件搬運裝置 沖壓主齒輪 滑件 工件台 上游侧沖壓角檢測器 下游侧沖壓角檢測器 飼服馬達驅動器 V字型機座部 第1伺服馬達 第2滾珠螺桿 第2滑塊 第2連桿臂 工件握持部 B 下游侧沖壓震 C 控制部 a2、 b2沖壓桿 a4 上游侧模具 b4 下游侧模具 cl 目標值運算部 R 工件搬運部 r2 苐1滾珠螺桿 r4 第1滑塊 r6 弟2伺服馬達 r8 第1連桿臂 rlO 第3連桿臂 P 工件 318253 27

Claims (1)

1300367 十、申請專利範園： 1. -種工件搬運裝置，係在個別驅動模具之沖壓裝置間， 使用預定握持手段來握持工件藉以搬運上述工件者，具 備：搬運控制手段，其係用以根據將在工件搬運方向： 於上游侧之冲壓裝置的模具位置（上游侧模具位置）鱼 位於下游侧之沖壓裝置的模具位置（下游侧模具位置、） 予以合成而得的合成目標值來控制上述握持手段之 置； > i述搬運控制手段細上述握持手段平滑移動之 方式設定合成目標值。 2.如申請專利範圍第！項之工件搬運裝置，其中，在從各 沖壓裝置提供上游侧模具位置作為沖壓角Θ u(上游侧 沖壓角度），ϋ提供下游侧模具位置作為沖遷角㈣（下 游側沖壓角度）時，上述搬運控制手段係將上述上游側 沖壓角θα及下游侧沖壓肖代入與上述兩者之相位 .差△ θρ及加權係數W相關之下述合成式子（1)中而得 合成目標角θ/，並將該合成目標角化設定為合成目標 值 ' (數式1) θτ=^χθηΗΙ^)χ(θά+Α θ ρ) ⑴。 3·如申請專利範圍第1項之工件搬運裝置，其中，在從各 沖壓裝置提供上游侧模具位置作為沖壓角0u(上游側 沖壓角度），並提供下游側模具位置作為沖壓角(下 游側沖壓角度）時，上述搬運控制手段係根據上游侧沖 318253 28 • 1300367 • 壓角求出上述握持手段之第1座標（Xu，Yu)，同時 根據下游側沖壓角Θ d求出上述握持手段之第2座標 (xd，Yd)，且將上述第」座標au，Yu)及第2座標（Xd， Yd)代入與加權係數W相關之下述合成式子（4)、（5)中 • 而得的合成目標值（Xr，Yr)設定為合成目標值 • (數式2) Xr=WxXu+(l-W)Xd (4) Yr=WxYu+(l-W)Yd (5)。 φ 4·如申請專利範圍第2或3項之工件搬運裝置，其中，加 權係數W係將上游側沖壓角θυ當作變數之減少且連續 的函數值。 5·如申請專利範圍第1項之工件搬運裝置，其中，在從各 沖壓裝置提供上游側模具位置作為沖壓角0U(上游侧 沖壓角度），並提供下游侧模具位置作為沖壓角Θ d(下 游侧沖壓角度）時，上述搬運控制手段係根據從各沖壓 鲁裝置提供之上游侧沖壓角0 u及下游侧沖壓角0 d，搜尋 以上述上游侧沖壓角0 u及下游侧沖壓角0 d當作變數 並事先設定合成目標值的表（table)，藉以設定上述合 成目標值。 6·如申請專利範圍第1項之工件搬運裝置，其中，在從各 沖壓裝置提供上游侧模具位置作為沖壓角Θ u(上游侧 沖壓角度），並提供下游侧模具位置作為沖壓角W d(下 游侧沖壓角度）時，上述搬運控制手段係根據上述上游 侧沖壓角ΘΙ!求出上述握持手段之第i座標（Xu，Yu)作 318253 29 * 1300367 為運f值，同時根據下游側沖>1角6»d求出上述握持手 第2座私（Xd’Yd)作為運算值，並根據上述運算值， 搜寻以上述第1座標（如，Yu)及第2座標（Xd，Yd)當作 變數並事先設定合成目標值的表，藉以設定上述合成目 標值。 7. -種玉件搬縣置之控制方法，係在模具㈣被驅動之 沖塵裝置間’使用預定握持手段來握持工件藉以搬運上 述工件者，具備如下步驟·· 根據將在工件搬運方向位於上游侧之沖壓裝置的 模具位置（上游側模具位置）與位於下游侧之沖壓裝置 的模具位置（下游側模具位置）予以合成而得的合成目 才示值來控制上述握持手段之位置； 在上述步驟中，係以上述握持手段平滑移動 設定合成目標值。 式 一種沖壓生產線，係具備： 複數個沖壓裝置，係以預定間隔配 動模具；及 且供個別驅 申請專利範圍第1至6項中任一項之工 笨 ^ <工件搬運萝 置，設置於上游側沖壓裝置與下游側沖壓 、 進行工件之搬運。 之間’以 318253 30