JPH0986638A - コンベアの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産等のシステムをより効率良く機能させ
る。 【解決手段】 サーボモータにより駆動されるコンベア
２Ａ，２Ｂによってワークを搬送しながら、各コンベア
２Ａ，２Ｂ側方のロボット１５ａ〜１５ｌにより所定の
処理を施すように生産システム１を構成した。各コンベ
ア２Ａ，２Ｂ及びロボット１５ａ〜１５ｌには各々コン
トローラを搭載し、これにより個別に制御するようにし
た。また、コンベア２Ａのコントローラ２０ａに生産フ
ローに関するプログラムを記憶させ、コントローラ２０
ａと他のコントローラ２０ｂ，２１ａ〜２１ｌとの間で
起動信号及び作業完了信号の送信を行うことにより、各
ロボット１５ａ〜１５ｌ及び各コンベア２Ａ，２Ｂの作
動を同期して行わせるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークを搬送させ
ながらロボットにより当該ワークに対して所定の処理を
施するように構成された生産システム等に適用されるコ
ンベアの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、機械等の製造分野においては、例
えば、複数のコンベアを作業ステーション間に配設して
各ステーションに設置されたロボットにより、コンベア
で搬送されるワークに所定の処理を施すとともに、それ
に応じて各コンベアを間歇的に作動させるようにした生
産システムが知られている。

【０００３】上記コンベアは、モータによって駆動され
るが、通常のモータを用いてコンベアを間歇的に作動さ
せると、起動、停止毎にショックが生じるため、サーボ
モータを用いてコンベアの間歇動作をスムーズに行わせ
るようにしたものが考えられている。このような生産シ
ステムの一例を図８に示す。

【０００４】図８に示すシステムでは、システム全体を
統括的に制御するシーケンサ５０が設けられており、各
ロボット５２ａ，５２ｂ及びコンベア５１ａ〜５１ｃが
このシーケンサ５０に接続されて制御されるようになっ
ている。

【０００５】各ロボット５２ａ，５２ｂには、それぞれ
コントローラ５４ａ，５４ｂが搭載されており、シーケ
ンサ５０からの起動命令等に応じてコントローラに格納
された所定の作動プログラムに基づいてワークに処理を
施すようになっている。

【０００６】一方、各コンベア５１ａ〜５１ｃには、駆
動用のドライバー５３ａ〜５３ｃのみが搭載されてお
り、例えば、ロボット５２ａ，５２ｂによる作業が完了
すると、上記シーケンサ５０に記憶された所定の作動プ
ログラムに基づいてサーボモータによるコンベア５１ａ
〜５１ｃの作動が制御され、これによってワークが搬送
されるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように作業完了
後にコンベアを作動させてワークを搬送させるような場
合には、作業完了後、直ちにコンベアを作動させる方が
効率上望ましい。

【０００８】しかし、最近の生産システムの多機能化に
伴い、搬送ラインを構成するコンベアの数が増大した
り、あるいは複雑な搬送動作が要求される等、コンベア
制御のためのシーケンサと各コンベア間での情報の送信
量が増大するに至っており、システム開発時、毎回シー
ケンサを主体とした制御盤内配線及びシーケンスプログ
ラム作成等の作業を行う必要があり、システム開発、情
報送信制御、トラブル対応、メンテナンス等が難しくな
っている。そのため、これらの制御を各ユニット単位に
分割し、システム開発、情報送信制御等を簡略化するこ
とが必要である。

【０００９】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、生産等のシステムをより効率良く機能
させることができるコンベアの制御装置を提供すること
を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、サーボモータ
により駆動されて間歇的に作動する複数のコンベアによ
ってワークを搬送するように構成されたシステムにおい
て、コンベアによる動作情報を記憶する記憶手段と、起
動及び作業完了に関する情報の入出力手段と、起動に関
する情報の入力により上記記憶手段に記憶された動作情
報に基づいてコンベアを作動させるべくサーボモータを
制御するとともに、所定動作の完了により上記入出力手
段を介して作業完了に関する情報を出力する制御手段と
を備えたコントローラを各コンベアに対してそれぞれ設
けるとともに、出力される作業完了に関する情報の入力
に基づいて、次に作動させるべきコンベアに対して起動
に関する情報を出力する手段を設けたものである。

【００１１】この装置によれば、起動に関する情報の入
力及び作業完了に関する情報の出力に基づいて、コント
ローラに格納された所定の動作情報に基づいて各コンベ
アが作動されるので、各コンベアを作動させるために送
信すべき情報量が少なくてすむ。そのため、送信のため
の配線等の物理的な増大を招くことなく、コンベア駆動
のための情報送信に要する処理を簡略化し、これにより
生産等のシステムを効率良く機能させることが可能とな
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。

【００１３】図１及び図２は、本発明が適用される生産
システムの全体を概略的に示している。この生産システ
ム１は、ワークを搬送するための複数のサーボ駆動コン
ベアからなるコンベアラインと、このコンベアラインの
側方に配置される複数のロボットとを有しており、上記
コンベアラインにより間歇的にワークを搬送させながら
各ロボットによって所定の作業を施すようになってい
る。

【００１４】上記コンベアラインは、互いに並行に配置
される一対のコンベア２Ａ，２Ｂから構成されている。
各コンベア２Ａ，２Ｂは、それぞれ幅方向両側（図１で
上下両側）に、サーボモータ３５の駆動によりタイミン
グベルト３６、プーリ３７，３８等の駆動手段を介して
回転移動される無端状のベルト３を備えており、このベ
ルト３上にワーク搬送用の複数のパレット４を支持して
いる。

【００１５】各コンベア２Ａ，２Ｂの左右両端部には、
コンベア２Ａ，２Ｂ間で上記パレット４を相互に移載す
るためのトラバーサ機構５ａ，５ｂがそれぞれ設けられ
るとともに、左側のトラバーサ機構５ａに対応する個所
には、各コンベア２Ａ，２Ｂの側部にそれぞれワークの
搬入部６及び搬出部７が設置されている。

【００１６】つまり、この生産システム１においては、
上記搬入部６に搬入されたワークを、後記移載用のロボ
ット１６によってコンベア２Ａの左側端部にあるパレッ
ト４上に移載して当該コンベア２Ａの駆動により右側端
部まで搬送し、トラバーサ機構５ｂによってパレット４
と一体に他方のコンベア２Ｂに移載する。そして、コン
ベア２Ｂによりその左側端部まで搬送した後、後記移載
用のロボット１７によってパレット４から搬出部７にワ
ークを搬出するとともに、当該ワークの搬送に用いられ
たパレット４をトラバーサ機構５ａによってコンベア２
Ａに移載するようになっている。

【００１７】図３は、上記トラバーサ機構５ａ，５ｂの
具体的な構造を示している。

【００１８】この図に示すように、トラバーサ機構５
ａ，５ｂは、各コンベア２Ａ，２Ｂのベルト３間及びコ
ンベア２Ａ，２Ｂの間にそれぞれ配置される単位コンベ
ア８ａ〜８ｃから構成されている。各単位コンベア８ａ
〜８ｃには、それぞれ左右両側にモータ９ａ〜９ｃの駆
動により回転移動される無端状の搬送ベルト１０ａ〜１
０ｃが設けられており、これらの搬送ベルト１０ａ〜１
０ｃの回転移動に伴いコンベア２Ａ，２Ｂによるパレッ
ト４の搬送方向と直交する方向にパレット４を搬送する
ようになっている。

【００１９】各コンベア２Ａ，２Ｂの各ベルト３間に配
置される各単位コンベア８ａ，８ｃは、コンベア２Ａ，
２Ｂのフレームに装着されたエアシリンダ１１ａ，１１
ｃの出力軸に取付けられて上下動可能となっており、各
コンベア２Ａ，２Ｂの各ベルト３より上方に突出する上
昇端位置（図３の実線に示す位置）と、各ベルト３より
下方に退避する下降端位置とにわたって上下動されるよ
うになっている。

【００２０】また、各単位コンベア８ａ，８ｃが上昇端
位置にある状態で、単位コンベア８ａ〜８ｃの各搬送ベ
ルト１０ａ〜１０ｃの搬送面が図２に示すように同一高
さとなるように上記単位コンベア８ｂが設置されてい
る。

【００２１】そして、各コンベア２Ａ，２Ｂ間でパレッ
ト４が移載されるときには、各単位コンベア８ａ，８ｃ
が上昇端位置に移動されてコンベア２Ａ又は２Ｂからパ
レット４が持上げられ、その後、上記各モータ９ａ〜９
ｃの駆動により搬送ベルト１０ａ〜１０ｃが回転移動さ
れることによりパレット４の移載が行われる。一方、こ
のようなコンベア２Ａ，２Ｂ間でのパレット４の移載が
行われるとき以外は、各単位コンベア８ａ，８ｃが下降
端位置に保持され、これにより各コンベア２Ａ，２Ｂに
よるパレット４の搬送が行われるようになっている。

【００２２】上記ロボットは、図１に示すように、各コ
ンベア２Ａ，２Ｂに沿って所定の間隔で複数台設置され
ており、図示の例では、コンベア２Ａ，２Ｂに沿ってそ
れぞれ６台の作業用のロボット１５ａ〜１５ｆ，１５ｇ
〜１５ｌが設置されるとともに、ワーク移載用のロボッ
ト１６，１７が上記搬入部６及び搬出部７に対応してそ
れぞれ設置されている。

【００２３】各ロボットの具体的な種類等は特に本願発
明において限定するところではないが、本実施形態で
は、コンベア２Ａ，２Ｂに沿って設置される作業用のロ
ボット１５ａ〜１５ｌとして多関節型ロボット又はピッ
クアンドプレイスロボットが適用され、これらのロボッ
ト１５ａ〜１５ｌによりワークに対して部品の取付けや
溶接等の処理が施されるようになっている。

【００２４】図４は、生産システム１の制御系を概略的
に示している。同図に示すように、生産システム１の各
コンベア２Ａ，２Ｂには、それぞれコントローラ２０
ａ，２０ｂが、各ロボット１５ａ〜１５ｌには、それぞ
れコントローラ２１ａ〜２１ｌが搭載されており、各コ
ントローラ２０ａ，２０ｂ、２１ａ〜２１ｌにより、各
コンベア２Ａ，２Ｂ及び各ロボット１５ａ〜１５ｌがが
それぞれ独立して駆動制御されるようになっている。

【００２５】また、コンベア２Ａ，２Ｂ及びロボット１
５ａ〜１５ｌの各コントローラのうち一つのコントロー
ラは各ロボット１５ａ〜１５ｌ及びコンベア２Ａ，２Ｂ
の各動作を同期させて行わせるためのメインコントロー
ラ（説明上、適所でメインコントローラ２０ａという）
とされ、同図に示すように、他のコントローラ２０ｂ及
び２１ａ〜２１ｌは全てこのコントローラ２０ａに送信
ラインを介して接続されている。

【００２６】各コントローラは、基本的には同一構成の
コントローラであって、本願実施形態では、ロボット制
御用のコントローラをコンベア制御用のコントローラと
して共通使用している。以下、コントローラの構成につ
いて、メインコントローラとなるコンベア２Ａのコント
ローラ２０ａを例に説明する。

【００２７】図５は、コントローラ２０ａの構成を示す
ブロック図である。この図に示すようにコントローラ２
０ａには、ＣＰＵ２５、ドライバー３３及び入出力イン
ターフェース３２が設けられ、駆動源としてのサーボモ
ータ３０がドライバー３３を介してＣＰＵ２５に接続さ
れ、このＣＰＵ２５によって制御されるようになってい
る。また、各ロボット１５ａ〜１５ｌ及びコンベア２Ｂ
の各コントローラに対する送信ラインが上記入出力イン
ターフェース３２を介して上記ＣＰＵ２５に接続され、
各ロボット等の動作を同期させて行うための後記同期信
号の入出力がＣＰＵ２５と各ロボット１５ａ〜１５ｌ及
びコンベア２Ｂの各コントローラとの間で行われるよう
になっている。

【００２８】上記ＣＰＵ２５は、同図に示すように、記
憶部２６，主制御部２７，入出力制御部２８，演算部２
９，動作制御部３０及び通信制御部３１を備えている。

【００２９】上記記憶部２６には、コンベア２Ａの動作
に関する情報、つまり搬送速度や搬送量等、コンベア２
Ａの駆動に関する具体的な作動プログラムが記憶されて
おり、コンベア２Ａの作動時には、この作動プログラム
に基づき主制御部２７、演算部２９、動作制御部３０及
び上記ドライバー３３を介してサーボモータ３０が制御
されるようになっている。

【００３０】また、上記記憶部２６には、生産システム
全体の動作に関する情報、つまり生産フローに関するプ
ログラムが記憶されており、生産システム１の稼働中
は、この生産フローに関するプログラムに基づき、各ロ
ボット等の動作を同期させて行うための起動信号を上記
主制御部２７から入出力制御部２８及び上記入出力イン
ターフェース３２を介して各ロボット１５ａ〜１５ｌ及
びコンベア２Ｂの各コントローラに出力するようになっ
ている。また、この起動信号に基づく各ロボット１５ａ
〜１５ｌ及びコンベア２Ｂの動作が完了すると、各ロボ
ット１５ａ〜１５ｌ及びコンベア２Ｂの各コントローラ
から作業完了信号が出力され、この作業完了信号が上記
主制御部２７に入力されるようになっている。

【００３１】つまり、各ロボット１５ａ〜１５ｌ及びコ
ンベア２Ｂの各コントローラとコンベア２Ａのコントロ
ーラ２０ａとの間で上記起動信号及び作業完了信号とい
った同期信号の入出力が行われることにより、コンベア
２Ａ，２Ｂ及び作動ロボット１５ａ〜１５ｌの各動作の
同期が図られ、これにより生産システム１が所定の生産
フローに従って作動するようになっている。

【００３２】上述のような生産フローに関するプログラ
ムはメインコントローラ２０ａにのみ記憶されており、
従って、上記起動信号はコントローラ２０ａからのみ出
力され、逆に、上記作動完了信号はメインコントローラ
以外の各コントローラからのみ出力されるようになって
いる。

【００３３】上記主制御部２７は、さらに上記通信制御
部３１を介して生産システム１のホストコンピュータ３
４に接続されている。このホストコンピュータ３４は、
生産システム１の制御管理を行うもので、作動プログラ
ム等の変更等がこのホストコンピュータ３４で行われて
主制御部２７に出力されるとともに、コンベア２Ａに異
常が発生した場合には、ホストコンピュータ３１に異常
信号が出力され、これにより異常の発生が外部報知され
るようになっている。

【００３４】なお、上記通信制御部３１は、外部記憶装
置や表示画面を有する教示装置を介してホストコンピュ
ータ３４に接続するようにしてもよい。

【００３５】次に、上記生産システム１の動作について
説明する。

【００３６】上記生産システム１では、例えば、各コン
ベア２Ａ，２Ｂの各パレット４上に載置されたワークに
対し各ロボット１５ａ〜１５ｌによりそれぞれ処理が施
され、当該処理が完了すると各ロボット１５ａ〜１５ｌ
毎にコントローラ２１ａ〜２１ｌからメインコントロー
ラ２０ａに作業完了信号が出力される。

【００３７】そして、全てのロボット１５ａ〜１５ｌか
らの作業完了信号がメインコントローラ２０ａに入力さ
れると、コンベア２Ａが作動されてコンベア２Ａの各ワ
ークが移動させられるとともに、メインコントローラ２
０ａからコンベア２Ｂのコントローラ２０ｂに起動信号
が出力され、これによりコンベア２Ｂが作動されてコン
ベア２Ａの各ワークが移動させられる。こうして各コン
ベア２Ａ，２Ｂにある各ワークがそれぞれ１工程づつ次
工程へと送られる。

【００３８】そして、各コンベア２Ａ，２Ｂによるワー
クの搬送が完了すると、コンベア２Ｂのコントローラ２
０ｂから作業完了信号が出力され、この信号がコントロ
ーラ２０ａに入力されると、ワークに対する所定の作業
を行わせるべくメインコントローラ２０ａから各ロボッ
ト１５ａ〜１５ｌのコントローラ２１ａ〜２１ｌに起動
信号が出力される。

【００３９】こうしてコントローラ２０ａとロボット１
５ａ〜１５ｌ及びコンベア２Ｂの各コントローラとの間
で起動信号及び作業完了信号の入出力が行われることに
より、コンベア２Ａ，２Ｂによりワークが搬送されつ
つ、各ロボット１５ａ〜１５ｌにより所定の処理が施さ
れるようになっている。

【００４０】このように、上記生産システム１では、各
コンベア２Ａ，２Ｂ及び各ロボット１５ａ〜１５ｌ等に
それぞれ具体的な動作プログラムを記憶したコントロー
ラ２０を搭載して各コンベア２Ａ，２Ｂ及び各ロボット
１５ａ〜１５ｌａを個別に駆動制御しつつ、起動信号及
び作業完了信号といった同期信号の入出力により、所定
の生産フローに基づいて各コンベア２Ａ，２Ｂ及びロボ
ット１５ａ〜１５ｌの作動を同期して行わせるようにし
ているので、コンベア２Ａ，２Ｂを極めて少ない情報量
で作動させることができる。

【００４１】そのため、従来の生産システムに比べる
と、ロボット作業完了後、コンベア起動までの時間的ロ
スが少なくなり、生産システムを効率良く機能させるこ
とができる。特に、上記実施形態では、コンベア２Ａの
コントローラ２０ａがメインコントローラとされ、この
コントローラ２０ａに対して各ロボット１５ａ〜１５ｌ
の作業完了信号が直接入力されるようになっているの
で、各ロボット１５ａ〜１５ｌの作業完了後、殆ど時間
的ロスを生じることなくコンベア２Ａを作動させること
ができる。

【００４２】また、送信する情報量が少ないため、各コ
ントローラ間の送信を並列処理することが有効となり、
このような通信方法を採用することによって上記同期信
号の送信時間を効果的に短縮し、これによりシステム効
率をより良く高めることができる。この場合、情報量が
少ないため送信ラインが増大する等の弊害はほとんどな
い。

【００４３】ところで、本実施形態では上述のように、
ロボット制御用のコントローラをコンベア制御用のコン
トローラとして共通使用しているためコンベア制御にお
いて次のような制御上の工夫がなされている。

【００４４】すなわち、モータを駆動源とするロボット
（本実施形態では、例えば多関節型ロボット）制御で
は、例えば、エンコーダからの出力パルスを偏差カウン
タでカウントすることにより位置制御を行うようになっ
ており、通常、多関節型ロボットのようにアームが無限
回転することのないロボットではカウンタ容量が比較的
少ない。そのため、その低容量のカウンタを無限回転す
るコンベアの制御に用いると、カウンタオーバを招くこ
とになるので、これを回避すべく一定のサイクルでカウ
ンタをリセットするようにしている。

【００４５】具体的には、図６のフローに示すように、
生産システム１が作動されると初期設定を行い、起動信
号の入力をまってカウンタをリセットする（ステップＳ
１〜Ｓ３）。そして、サーボモータ駆動によるエンコー
ダからの出力パルスをカウントして位置制御を行い、作
業が完了するとステップＳ２に移行し、以後ステップＳ
２〜Ｓ５を繰り返すようにする。こうすれば、コンベア
の起動毎にカウンタがリセットされるためカウンタオー
バを適切に回避することができ、容量が比較的少ないカ
ウンタを搭載したコントローラをコンベア制御用のコン
トローラとして用いることが可能となる。

【００４６】また、図７のフローに示すような制御を行
っても有効である。

【００４７】すなわち、初期設定を行った後、起動信号
が入力されると、当該作動にかかる移動量を演算し、こ
の移動量に相当するカウント値がカウンタ容量以下であ
るか否かを判断する（ステップＳ１０〜Ｓ１３）。そし
て、移動量に相当するカウント値がカウンタ容量をオー
バする場合にはカウンタをリセットしてコンベアを作動
させ、カウンタ容量内である場合にはカウンタをリセッ
トすることなくコンベアを作動せるようにする。このよ
うな制御によれば、コンベアの作動中にカウンタオーバ
となることを阻止することができる。

【００４８】なお、上記生産システム１は本発明にかか
るタクトコンベアの制御装置が適用される生産システム
の一例であってその具体的な構造は本願発明の要旨を逸
脱しない範囲で適宜変更可能である。

【００４９】例えば、上記実施形態では、コンベア２Ａ
のコントローラ２０ａをメインコントローラとし、生産
システム１の生産フローに関するプログラムをこのコン
トローラ２０ａに記憶させ、上記同期信号の入出力をこ
のコントローラ２０ａに対して行うようにしているが、
例えば、生産フローに関する作動プログラムを記憶し
て、上記同期信号の入出力のみを行うようなシーケンサ
を設け、このシーケンサと各コンベア２Ａ，２Ｂ及びロ
ボット１５ａ〜１５ｌを送信ラインで接続するようにし
ても構わない。この場合にも、各コンベア２Ａ，２Ｂと
シーケンサとの間では上記同期信号の送信が行われるだ
けなので、上記実施形態同様に、生産システムを効率良
く機能させることができる。

【００５０】また、上記実施形態では、互いに並行に配
設された一対のコンベア２Ａ，２Ｂの長手方向両側にト
ラバーサ機構５ａ，５ｂを設置し、これによりパレット
４を循環させながらワークを搬送するように生産システ
ム１が構成されているが、これ以外の構成、例えば、複
数台のコンベアを直列に並べてパレット４を搬送するよ
うにしてもよい。この場合には、コンベアの終端位置か
らコンベアの始端位置へパレット４を戻すトラバーサ機
構を別途設けるようにすればよい。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、サーボ
モータにより駆動される複数のコンベアによってワーク
を搬送するように構成されたシステムにおいて、各コン
ベアにコントローラを搭載し、起動に関する情報の入力
及び作業完了に関する情報の出力に基づいて、コントロ
ーラに格納された所定の動作情報に基づいて各コンベア
を作動させるようにしたので、各コンベアを作動させる
ために送信すべき情報量が少なくてすむ。そのため、送
信のための配線等の物理的な増大を招くことなく、コン
ベア駆動のための情報送信に要する時間を短縮すること
ができ、これにより生産等のシステムを効率良く機能さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるコンベアの制御装置が適用され
る生産システムを示す平面概略図である。

【図２】上記生産システムを示す側面概略図である。

【図３】トラバーサ機構を示す図１におけるＡ−Ａ略図
である。

【図４】生産システムの制御系を示すブロック図であ
る。

【図５】コンベアのコントローラの構成を示すブロック
図である。

【図６】コンベアの制御例を示すフローチャートであ
る。

【図７】コンベアの別の制御例を示すフローチャートで
ある。

【図８】従来の生産システムの制御系の一例を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１ 生産システム ２Ａ，２Ｂ コンベア ３ ベルト ４ パレット４ ５ａ，５ｂ トラバーサ機構 ６ 搬入部 ７ 搬出部 １５ａ〜１５ｌ，１６，１７ ロボット ２０ａ，２０ｂ、２１ａ〜２１ｌ コントローラ ２５ ＣＰＵ ２６ 記憶部 ２７ 主制御部 ２８ 入出力制御部 ２９ 演算部 ３０ 動作制御部 ３１ 通信制御部 ３２ 入出力インターフェース ３３ ドライバー ３５ サーボモータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーボモータにより駆動されて間歇的に
   作動する複数のコンベアによってワークを搬送するよう
   に構成されたシステムにおいて、コンベアによる動作情
   報を記憶する記憶手段と、起動及び作業完了に関する情
   報の入出力手段と、起動に関する情報の入力により上記
   記憶手段に記憶された動作情報に基づいてコンベアを作
   動させるべくサーボモータを制御するとともに、所定動
   作の完了により上記入出力手段を介して作業完了に関す
   る情報を出力する制御手段とを備えたコントローラを各
   コンベアに対してそれぞれ設けるとともに、出力される
   作業完了に関する情報の入力に基づいて、次に作動させ
   るべきコンベアに対して起動に関する情報を出力する手
   段を設けたことを特徴とするコンベアの制御装置。