JPH01294000A - プレスの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はプレス装置の制御方法に関し、さらに詳しく
はプレス装置にお【プる可動型の起動方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に板金加工、鍛造、その仙に用いるプレスにおいて
は、ワークの搬送用に産業用ロボット（この発明では単
にロボットと称する）が用いられ、このロボットのアー
ムによりワークのプレス内への搬出入およびプレス内で
の移動などをおこなう自動化システムが広く採用される
ようになった。

このロボットのアーム部はプレスの可動型の往復路内に
挿説されるので、アームと可動型の衝突を避けるために
プレス制御盤とロボット制御盤の間ではインタロック信
号を授受して両者の運動を制御している。そしてこのプ
レス側からのインタロツタ信号としては、一般にプレス
のクランク軸あるいは駆動軸の回転角度をカムスイッチ
あるいはエンコーダ等の検出器により検出し、可動型（
上金型）が上死点付近に到達した時点で発する上死点信
号を用い、この上死点信号を受けてロボットはアームを
起動してプレス内に進入させる。そして上死点付近に到
達した可動型はその位置で停止し、ワークの搬送を終了
したアームがプレス外の待機位置まで後退すると、この
後退完了信号がインタロツタ信号としてプレス制御盤に
与えられ、可動型は起動して次のワークの加工がおこな
われる。

〔発明が解決しようとする問題点］ ところが上記従来の可動型の起動法によると、ロボツ］
〜のアームがプレス外に後退してから可動型を起動する
ため、アームがある程度後退して可動型と干渉しなくな
った位置から待機位置に達するまでの時間、および上死
点付近にある可動型がアームの進退路内へ進入する位置
に達するまでの時間が、それぞれ無駄時間となり、プレ
スの生産性を向上させるうえでの障害となっていた。

この発明は上記従来の問題点を解決するもので、ロボッ
トのアームの運動中に可動型を起動させることにより、
可動型の起動時にお（）る無駄時間を低減化し、プレス
の生産性向上をはかることができるプレスの制御方法を
提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

しかしてこの出願の第１の発明の方法は、ワーク搬送用
ロボットのアームの進退路と交差する往復路に沿って駆
動される可動型をそなえたプレスにおいて、前記可動型
を前記進退路の外側位置に停止させた状態で前記アーム
の後退運動中に、前記可動型を起動した場合に該可動型
の先端部が前記進退路に到達するまでの時間ｔｄと、前
記アームの先端部が前記往復路から離脱するまでの時間
ｔｏとを、小時間間隔ごとに繰返して予測演算し、前記
時間ｔ、が前記時間ｔｃよりも所定の余裕時間ε５以上
大となったと判定された時点で、前記可動型の起動指令
を与えることを特徴とするプレスの制御方法である。

またこの出願の第２の発明の方法は、ワーク搬送用ロボ
ットのアームの進退路と交差する往復路に治って駆動さ
れる可動型をそなえたプレスにおいて、前記可動型を前
記進退路の外側位置に停止させた状態で前記アームの後
退運動中に、前記アームの先端部が前記往復路から離脱
するまでの時間ｔｃと、前記可動型を起動した場合の前
記時間ｔｏｍにおける可動型の先端部の到達位置とを、
小時間間隔ごとに繰返して予測演算し、前記可動型の先
端部の到達予測位置が前記進退路の手前でかつ該先端部
と前記進退路との間の距１ｌＩｔｙ　　が所定の余裕距
離ε７以上となったと判定された時点で、前記可動型の
起動指令を与えることを特徴とするプレスの制御方法で
ある。

またこの出願の第３の発明の方法は、ワーク搬送用ロボ
ットのアームの進退路と交差する往復路に沿って駆動さ
れる可動型をそなえたプレスにおいて、前記可動型を前
記進退路の外側位置に停止させた状態で前記アームの後
退運動中に、前記可動型を起動した場合に該可動型の先
端部が前記進退路に達するまでの時間ｔｄと、この時間
ｔｄ後における前記アームの先端部の到達位置とを、小
時間間隔ごとに繰返して予測演算し、前記アームの先端
部の到達予測位置が前記往復路の外側に達しかつ該先端
部と前記往復路どの間の距離×。が所定の余裕距離εｘ
以上となったと判定された時点で、前記可動型の起動指
令を与えることを特徴とするプレスの制御方法である。

〔作用〕

第１の発明においては、アームがまだ可動型の往復路内
にある状態で可動型に起動指令が与えられるが、この起
動指令後時間ｔｃ経過時点で、アームは先端部が往復路
から離脱し以後は可動型と干渉しない状態進達しており
、可動型はさらに余裕時間εを軽過後に先端部が進退路
に達するので、アームと干渉することなく進退路内に進
入できる。

第２の発明においても、アームがまだ可動型の往復路内
にある状態で可動型に起動指令が与えられるが、この起
動指令後時間ｔｃ経過時点で、アームは先端部が往復路
から離脱し以後は可動型と干渉しない状態となっており
、一方可動型は進退路より余裕距離ε、たけ手前にある
ので、アームと干渉することなく進退路内に進入できる
。

また第３の発明においても、アームがまだ可動型の往復
路内にある状態で可動型に起動指令が与えられるが、こ
の起動指令後時間ｔ、経過時点で、可動型は先端部が進
退路に達するが、この時点でアームはすでに往復路から
余裕距ｍｔεいだけ離脱しているので、可動型はアーム
と干渉することなく進退路内に進入できる。

（実施例） 以下第１図乃至第６図により、第１発明の一実施例であ
る第１実施例を説明する。

先ず第１図はプレス１とロボット２の略示配置図であり
、３はプレスの固定型、４は同じく可動型である。可動
型４はクランク軸５にリンク６を介して連結され、往復
路７内を４降駆動され、固定型３に接近離間して図示し
ないワークの加工をおこなう。８はクランク軸５に連動
してクランク軸５の回転位置を検出する角度検出器であ
る。−方ロボッ１〜２はアーム９の先端にハンド９ａを
そなえており、このハンド９ａは、可動型４の往復路７
と交差する進退路１０に沿って駆動され、図示しないワ
ークの搬出入およびプレス１内での移送をおこなう。な
お簡単化するため可動型４およびハンド９ａの形状は、
共に長方形で表わしている。そして第２図に示すように
、可動型４およびアーム９の運動を記述するための座標
系として、進退路１０の上側の境界線１０ａと往復路７
０ロボツト側の境界線７ａとの交点を原点とし、境界線
１０ａ上にロボット側に向ってＸ　ｎｔｈを、境界線７
ａ上に下側に向ってｙ軸を、それぞれ定める。

またプレス１における可動型４の動作パターンを数値化
するため、プレス１を運転して角度検出器８によりクラ
ンク軸５の回転角度θ（但し上死点をＯｏとする）を実
測し、プレス動作パターンメモリ１６内に、第４図に示
すようにＮ個の回転角θおにび該θに対応する可動型４
の上死点からの下降ｆｆ１Ｙを記憶させる。データの採
取は、プレスへ起動指令を送った直後からクランク軸５
の１回転分の時間をＮ等分し１＝等時間間隔τでθを読
取って順次メモリ内に記憶し、θ記憶後、次式により可
動型４の位置Ｙを計算し、θとは別のアドレス部にＮ個
の位置データとして記憶させる。このデータ数は、たと
えばＮ＝１０１程度とすればよい。

Ｙ＝Ｒ（１−ｃｏｓθ）　　・・・・・・（１）但しＲ
：クランク軸偏心量 なお第４図中、対応時刻は参考までに記載したもので、
メモリ内に記憶しなくてもよい。また上記Ｙは可動型４
の移動量を実測してその実測値を記憶させてもよい。ま
た第３図において、１５はマイクロプロセツサで構成さ
れた起動制御装胃で、前述のプレス動作パターンメモリ
１６のほかに、時間演算部１７、時間演算部１８、比較
演算部１９からなり、これら各部の動作は後述する。ま
た２０はロボット２のアーム制御部を示し、ロボットプ
ログラムメモリ２１と、アーム軌道発生部２２と、アー
ム駆動用のサーボ機構２３とから成る。

上記構成の装置を用いて可動型４を起動するには、可動
型４が上死点付近で停止している状態において、アーム
９が後退をはじめたことをロボット制御盤からの後退開
始信号を受（プて検出し、第５図のフローをスタートさ
せ、クロックパルスに同調した所定の短時間間隔（たと
えば０，０１秒）ごとに下記の演算をおこなう。すなわ
ち先ずステップ３０において、現時刻ｔＳにおいて可動
型４を起動したと仮定して、この可動型４の先端部が進
退路１０に到達する＜ｙ＝ｏとなる）時刻ｔｔまでの時
間ｔ、を求める。この演算は、時間演算部１７において
おこない、現時点の時刻ｔ８およびプレス動作パターン
メモリ１６内を検索してｙ＝Ｙ−Ｙｏ＝Ｏ（ただしＹ。

は上死点からＸ軸までの距離）となる時刻ｔｔを補間法
により求め、両者の差（１−１）としてｔ、を算出する
。

ｓ 次にステップ３１において、現時点ｔ、において後退運
動中のアーム９の先端（ハンド９ａの先端）が、往復路
７から離脱する（Ｘ＝Ｏとなる）時点までの時間ｔｃを
次のようにして求める。

今ロボットのアーム制御部２０によりアーム前進時（プ
レスへの進入時）において、アーム９は第６図に示すよ
うに初期位置マイナスＸ。から−定加速度α２で前進し
、最大速度■で所定時間進行後−宗派速度α１で減速し
、距１１１Ｌだけ移動して停止するようにプログラムさ
れているとする。

この動作特性線図から、各時点Ｔ　〜Ｔ３は次のように
求められる。

■　　　　　　　　　・・・・・・（２）Ｔ１−沁 そしてｘ＝Ｑとなる時点ｔｔが加速、定速、減速のいず
れの区間にあるかは、ｘｏ、Ｖ、加減速度などにより異
なるので、実際の条件に応じて下記のいずれかの式を選
択して、時間演算部１８により時間ｔＣを演算すればよ
い。なお第６図の位置線図中、実線は下記条件■の場合
をあられし、条件■および■の場合は鎖線でその一部を
あられしている。

次にステップ３２において比較演算部１９により、前記
時間ｔ、が時間ｔＣより所定の余裕時間εｔ以上大であ
るか否かを判別し、この判別条件が満足されるまで上記
の各ステップを繰返す。この余裕時間ε１としては、可
動型４およびアーム９の動作のばらつきを考慮して両者
の干渉が生じないよう適宜の小時間（たとえば０．２秒
）に定めておく。上記判別条件が満足された演算時点く
判別時点）で、ステップ３３において比較演算部１９は
起動指令Ｓをプレス制御盤に与え、これにより可動型４
は起動し進退路１０に向って下降するが、可動型４の先
端部が進退路１０の上側の境界線１０ａに達した時点よ
りも余裕時間ε１だけ前の時点で、アーム９の先端（ハ
ンド９ａの先端）は往復路７から図中左方へ離脱してい
るので、可・動型４はアーム９と干渉することなく、か
つアーム９の前記離脱後ごく短時間後に進退路１０内に
進入する。これによって、アーム９がプレス外方の待機
位置に達してから可動型４を起動する従来法に比べて、
無駄時間は大巾に低減化される。

次に第７図乃至第９図により第２発明の一実施例である
第２実施例を説明する。

この実施例では、第１実施例と同様にして第９図のフロ
ーをスタートさせ、ステップ４０において現時点におい
て後退中のアーム９の先端部が往復路７からｌ５ｌｔ脱
する（ｘ＝Ｏとなる）時点までの時間ｔｃを第１実施例
のステップ３１と同様にして演算する。ステップ４１に
おいては、現時点で可動型４を起動したと仮定して、時
間しｃ後の可動型４の先端（下端）位置ｙＣを算出する
。このｙｏの演算は、可動型位置演算部４４において前
記第１実施例におけるｔｄの算出と同様に、前記プレス
動作パターンメモリ１６内を検索して、詩刻ｔｃに相当
するＹを補間法により求めｙ。−Ｙ−Ｙｏとして算出す
ることにおこなわれる。ステップ４２においては、比較
演算部４５により、上記で得られたｙ。の値が負であり
、かつ所定の余裕距離ε、より大（以上）であるか否か
を判別し、この判別条件が満足されるまで上記各ステッ
プを繰返す。この余裕距離ε　としては、可動型４およ
びアーム９の動作のばらつきを考慮して両者の干渉が生
じないよう適宜の小路Ｖ＜たとえば５　ｃｍ）に定めて
おく。上記判別条件が満足された時点で、ステップ４３
において比較演算部４５は起動指令Ｓを発して可動型４
が起動され、余裕距離ε、の存在によりアーム９と干渉
することなく進退路１０内に進入する。なお第８図にお
いて第３図と同一部分または相当部分には同一符号を付
しである。

また第１０図乃至第１２図は第３発明の一実施例である
第３実施例を示し、第１２図に示すようにステップ５０
においては、第１実施例のステップ３０と同様にして可
動型４の先端部が進退路１０に達する（Ｖ＝Ｏとなる）
までの時間ｔｄを求め、次のステップ５１では現時点か
らこの時間ｔ、後の時点におｃＪるアーム９の先端位置
ｘｄを求める。このＸｄの値はアーム位置演算部５７１
１において、第１実施例におけるｔｃの演算と同様にし
て、ｔｄが加速、定速、減速のどの区間にあるかに応じ
て、運動方程式を解くことにより算出される。ステップ
５２においては、このＸｄの値が正となり、かつ所定の
余裕距離ε８より大（以上）となったか否かを、比較演
算部５５により判別＝　１６− する。この余裕距離ε８は、前記ε、と同様に適宜の小
路１１［（たとえば２０　ｃｍ　）に定めておく。上記
判別条件が満足された時点で、ステップ５３において比
較演算部５５は起動指令Ｓを発して可動型４が起動され
、余裕距離ε８の存在によりアームつと干渉することな
く、進退路１０内に進入する。なお第１１図において第
３図および第８図と同一部分または相当部分には同一符
号を付しである。

上記各実施例においては可動型４およびアームの形状を
単純化して用いたが、たとえば第１４図に示すように凹
凸のある可動型４の場合は、可動型４８部とアーム９、
および可動型４ｂ部とアーム９の各組合せに対して、前
記各演算をおこない、各組合せに対して各判別条件が満
足されたときにアームの起動指令を発するようにすれば
よい。

またこの発明は上記各実施例に限定されるものではなく
、たとえばアームの運動特性は前記以外の式であられさ
れるものであってもよく、またこの運動特性は時間と位
置の対照表の形で記憶されたものであってもよく、さら
に進退路１０は曲線状の軌跡であってもよい。

またこの発明はたとえば油圧プレス等のようにクランク
プレス以外のプレスや、ダイカストマシン、射出成形機
などの各種のプレスの制御方法に広く適用できるもので
ある。

〔発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、アームが可動型
の往復路内にある状態で可動型が起動されるので、可動
型の起動時における無駄時間を低減化し、プレスの生産
性の向上を達成できるとともに、可動型の進退路内への
進入動作とアームの往復路からの１ｌｌｆ説動作との間
には、余裕時間ε１または余裕距離ε　またはε　を設
【ブであるので、Ｘ 可動型はアームと干渉することなく安全確実に動作さゼ
ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用するプレスおよびロボットの略
示配置図、第２図はこの発明の第１実施例を示す運動部
分の位置関係図、第３図は同じく制御装置のブロック線
図、第４図は第３図中のプレス動作パターンメモリ部の
記憶内容説明図、第５図は第１実施例のフローチャート
、第６図は同じくアームの運動特性線図、第７図はこの
発明の第２実施例を示す第２図相当図、第８図は同じく
第３図相当図、第９図は同じく第５図相当図、第１０図
はこの発明の第３実施例を示ず第２図相当図、第１１図
は同じく第３図相当図、第１２図は同じく第５図相当図
、第１３図は可動型の他の実施態様を示す位置関係図で
ある。 １・・・プレス、２・・・ロボット、４・・・可動型、
５・・・クランク軸、７・・・往復路、８・・・角度検
出器、９・・・アーム、１０・・・進退路、１５・・・
起動制御装置、１６・・・プレス動作パターンメモリ、
１７・・・時間演算部、１８・・・時間演算部、１９・
・・比較演算部、４４・・・可動型位置演算部、４５・
・・比較演算部、５４・・・アーム位置演算部、５５・
・・比較演算部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワーク搬送用ロボットのアームの進退路と交差する
   往復路に沿つて駆動される可動型をそなえたプレスにお
   いて、前記可動型を前記進退路の外側位置に停止させた
   状態で前記アームの後退運動中に、前記可動型を起動し
   た場合に該可動型の先端部が前記進退路に到達するまで
   の時間ｔ＿ｄと、前記アームの先端部が前記往復路から
   離脱するまでの時間ｔ＿ｃとを、小時間間隔ごとに繰返
   して予測演算し、前記時間ｔ＿ｄが前記時間ｔ＿ｃより
   も所定の余裕時間ε＿ｔ以上大となつたと判定された時
   点で、前記可動型の起動指令を与えることを特徴とする
   プレスの制御方法。 ２、ワーク搬送用ロボットのアームの進退路と交差する
   往復路に沿つて駆動される可動型をそなえたプレスにお
   いて、前記可動型を前記進退路の外側位置に停止させた
   状態で前記アームの後退運動中に、前記アームの先端部
   が前記往復路から離脱するまでの時間ｔ＿ｃと、前記可
   動型を起動した場合の前記時間ｔ＿ｃ後における可動型
   の先端部の到達位置とを、小時間間隔ごとに繰返して予
   測演算し、前記可動型の先端部の到達予測位置が前記進
   退路の手前でかつ該先端部と前記進退路との間の距離ｙ
   ＿ｃが所定の余裕距離ε＿ｙ以上となつたと判定された
   時点で、前記可動型の起動指令を与えることを特徴とす
   るプレスの制御方法。 ３、ワーク搬送用ロボットのアームの進退路と交差する
   往復路に沿つて駆動される可動型をそなえたプレスにお
   いて、前記可動型を前記進退路の外側位置に停止させた
   状態で前記アームの後退運動中に、前記可動型を起動し
   た場合に該可動型の先端部が前記進退路に達するまでの
   時間ｔ＿ｄと、この時間ｔ＿ｄ後における前記アームの
   先端部の到達位置とを、小時間間隔ごとに繰返して予測
   演算し、前記アームの先端部の到達予測位置が前記往復
   路の外側に達しかつ該先端部と前記往復路との間の距離
   ｘ＿ｄが所定の余裕距離ε＿ｘ以上となつたと判定され
   た時点で、前記可動型の起動指令を与えることを特徴と
   するプレスの制御方法。