JPS6216862A - 搬送装置の制御装置 - Google Patents

搬送装置の制御装置

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JPS6216862A
JPS6216862A JP15511085A JP15511085A JPS6216862A JP S6216862 A JPS6216862 A JP S6216862A JP 15511085 A JP15511085 A JP 15511085A JP 15511085 A JP15511085 A JP 15511085A JP S6216862 A JPS6216862 A JP S6216862A
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arm
ladle
molten metal
moment
feedback gain
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Takashi Mihara
三原 毅史
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Ube Industries Ltd
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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〕 本発明は、成形材料等を搬送供給する搬送装置の制御装
置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より、この種の搬送装置として、例えば、將開昭5
8−1575G5号公報および特公昭58−18146
1号公報に記載されている様な溶湯供給装置がある。
この溶湯供給装置は、第4図に示す様な装置で、ダイカ
ストマ7ン等の鋳造装置に近接して配設きれ、保持炉1
1に蓄えられた溶湯をラドル3で汲み取υ、注湯口(以
下、スリーブと呼ぶ)14へ自動的に注湯するものであ
る。
溶湯を汲み取シ搬送するラドル3は、P8を中心に回転
自在にアーム2に軸支されておυ、アーム2はP2を中
心として回転自在にアーム1に軸支されている。また、
アーム1はボディ10に対しP□を中心に回転自在に軸
支されている。アーム1のP1回シの回転とアーム2の
22回りの回転運動は駆動モータ4により、またラドル
3のP3回シの回転運動は、駆動モータ6により独立に
駆動てれ、各モーフ軸端の回転量をロータリエンコーダ
(以下、REと略す)7および9で検出することによシ
、アーム1の角度θ1ないしはアーム2の角度θ2、お
よびラドル3の角度θ3を認識できるようになっている
。アーム1には平衡用の重錘12が連結棒13にて取り
付けられている。また、本図においては、モータ4、お
よび6から被駆動部であるアーム1,2およびラドル3
までの駆動機構を図示してはいないが、簡単に記せば次
の如く構成されている。すなわち、アーム1はモータ4
よシ歯車機構を介してP工回シの回転が与えられ、アー
ム2はモータ4よシ歯車機構を介して、アーム1の駆動
機構と同芯上にあるP1回シの回転として与えられた後
、アーム1内を通るチェーン−スプロケット伝導により
22回りの回転として与えられている。また、ラドル3
はモータ6より歯車機構を介して、アーム1の駆動機構
と同芯上にある21回りの回転として与えられた後、ア
ーム1内を通るチェーン−スズロケット伝導によ922
回りの回転として与えられ、さらにアーム2内を通るチ
ェーン−スプロケット伝導にてP8回シの回転として与
えられている。
ところで、図中2点鎖線で示した軌跡aはラドル3の回
転中心P8の移動す底径路を示しておシ、θ1.θ2.
θ8 の相互の関係をプログラムすることによシ、ラド
ル3を常に水平に保ちつつ任意の軌跡を得ることができ
る。尚、軌跡aは本図に表わされているX−Z平面内に
在シ、この平面と垂直方向にy軸をとるものとする。
次に、第5図(−)〜(d)を用いて、保持炉11内で
のラドル3の計量動作を説明する。すなわち、第5図(
、)は、第4図に示した軌跡aにおいて、ラドル3の回
転中心P8が11の位置に図示す方向から達した状態を
示している。この位置でアーム1および2の搬送動作は
一担停止し、ラドル3は図示矢印方向に傾く。ラドル3
が所定傾斜角(計量角)θ8だけ傾くと、傾斜動作が停
止し、第5図(b)に′示す如く、図示矢印方向にアー
ムの搬送動作が開始でれ、図示せぬ溶湯我面検知手段か
ら停止命令が出でれるまでラドル3は下降する。そして
、ラドル3内に充分溶湯15が入るまで待機した後、第
5図(c)に示す様にアームが図示矢印方向に上昇動作
を行ない、ラドル3の上端面よフあふれた溶湯15を保
持炉11内に戻す。っまシ、ラドル3が汲み上げる溶湯
量は計量角θ3の関数として与えられる。そして、この
後、第5図(d)に示す様に、回転中心P8とa□点と
が一致する時点で、ラドル3を水平状態(θ8−360
  )の位置に戻し、f方向への搬送動作にそなえる。
このようにして、ラドル3の計量動作が完了する。
しかして、このような計量工程を経た後、ラドル3の回
転中心P3がアーム1およびアーム2の駆動制御によシ
、第4図の軌跡aに従いa□点からaB点まで移動する
。このとき、ラドル3は常に水平状態を保つ様に制御で
れるので、搬送する溶湯がこぼれるようなことはない。
第6図は、この時の回転中心P3の時間tに対する移動
速度Vの変化を示す考性図である。同図に示す様に、ラ
ドル3はa0点よシ加速度αlにて加速され、比較的高
速v1にて移動するが、終点である13点で急速に減速
すると慣性力によシラドル3内に蓄えられた溶湯がこぼ
れてしまう虞れがある。従って、a8より前方の13点
にて、−担減速度α、で速度マ、まで減速した後、終点
a8近傍で再び所定の減速度α8を与え、停止させる。
終点a8の位置は、RE7によりてアーム1および2の
姿勢が固定できるので、所定の位置に停止する様に位置
のフィードバック制御を行なうと共に、所定の速度v1
1V2が所定の時間に得られる様に移動速度Vに対して
もフィードバック制御が行なわれている。このようなフ
ィードバック動作をブロック図で表わすと第7図の様に
なる。
尚、同図において、 G、:  位置のフィードバックゲインGv:  速度
のフィードバックゲインG(g) :  本アーム駆動
系の伝達関数θin ’  目標アーム姿勢 θ。ut ’  現在のアーム姿勢 である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このような溶湯供給装置によると、成形
品の形状や種類等に応じてラドル3が汲み上げようとす
る溶湯量を適宜変える必要があり、即ち計量角θ8を変
える必要があり、溶湯量を変えるとアームの搬送する重
量(ラドル+溶湯重量)が変わるため、アーム端の持つ
慣性量が変わってしまう。位置および速度のフィードバ
ックゲインG、、Gvは=定値に設定てれておシ、上述
の如くアーム端の持つ慣性量が変わってしまうと、制御
性が悪くなってしまうという不具合が生ずるものであっ
た。判に、この現象は速度フィードバックゲインGvの
支配性が強く、ラドル3の溶湯量により、例えば第8図
の様になる。すなわち、同図において縦軸の01nは目
標アーム姿勢、横軸は時間である。所定の溶湯量に対し
ては、曲線N1の如く円滑かつ速やかに目標アーム姿勢
θhに達し停止する好適な凋性となるが、溶湯量が増加
すると曲線N2の如く、溶湯量が減少すると曲sN8の
如く不具合な特性となってしまう。同一溶湯量で長期的
に成形加工を行なう場合は、その溶湯量に応じて速度フ
ィードバックゲインGvヲ決定し、設定すれば対応は可
能であるが、種々の成形品を比較的短期間で変える等、
溶湯量の調整が頻繁に行なわれる場合には、その都度速
度フィードバックゲインGvを適切な値に設定し直さな
ければ対応できず、その都度の設定作業が極めて繁雑と
なるものであった。ましてや、成形品重量(溶湯量)の
異なる成形量を同時にマシンに搭載し、それを順次成形
して行くロータリ式のダイカストマシン等に対しては対
応不可能であった。
また、成形品の形状が変わることにょシ、スリーブ14
の上下位置が変われば、それに応じて溶湯供給装置自体
の高感を変えることは通常行なわれてはいるが、それと
は異なり、第9図に示す様にスリーブ14が14&ある
いは14bの様な位置に変わると、それに応じて軌跡a
をa′あるいはa#の様に変更することも考えられる。
また、ラドル3の移動する軌跡上に障害物がなければ、
特に軌跡aの様な形状をとらずとも、第10図に示す様
に、より搬送距離の短くなるa#、&−の様な軌跡をと
る様にしてもよく、どの様な軌跡を与えるかは任意で、
作業者の教示次第−となる。すなわち、所定の位置’3
t’8’、あるいはa3#に達するまでのアーム1ない
し2の姿勢の変化軌跡は任意であり、これに応じてモー
タ4の受は持つ被駆動部の慣性モーメントは自在に変化
してしまうことになる。したがって、第6図に示した様
な制御を行なわせたとしても、速度フィードバックゲイ
ンGvが一定4らば、姿勢変化に伴う慣性モーメントの
変化に追従できないので、第8図に示した如く、ある慣
性モーメントの値の時のGvの適値によりN1の様な制
御特性が得られても、軌跡aを変えればアームの姿勢が
変わシ、この結果慣性モーメントが変わってしまうので
、N、、N3の様な特性になってしまうことがある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、搬送重
量と搬送アームの刻々の姿勢とを基に速度フィードバッ
クゲインを刻々と演算し、この演算した速度フィードバ
ックゲインによって搬送動作を制御するようにしたもの
である。
〔作用〕
したがって、この発明の装置によれば、慣性モーメント
の変化に追従させて、速度フィードバックゲインを変化
式せることが可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明に係る搬送装置の制御装置を詳細に説明す
る。第1図は、この制御装置の一実施例を示すブロック
図であり、例えば第9,1o図に示した溶湯供給装置に
用いられる。尚、@9.10図に示した装置は、第4図
に示した装置と略同じであるが、異なっている点は、第
9,10図の装置においては、アーム1を回転する駆動
モータ4とRE7の他に、アーム2を回転させる駆動モ
ータ5とRE8を別個に設けたことでるる。したがって
、アーム1とアーム2とを別個に回転制御できるように
なっている。また、ラドル3を回転する駆動モータ6と
RE9はボディ10の側面に配設されている。
第1図において、16はE9の認識するラドル3の角度
θ8を入力とし、搬送重量を演算する搬送重量演算手段
である。すなわち、この搬送重量演算手段16には、第
5図を用いて説明した計量角θ8に応じた信号がRE9
を介して入力されるようになっている。ラドル3の汲み
上げる溶湯量Wは、この計量角θ3に1対lに対応する
ので、搬送重量W8は、 w、=w(θ3)+Wl        ・・・・・・
(1)で求めることができる。但し、Wlはラドルの重
量である。
一力、アーム1および2が搬送動作に移ると、アーム1
および2の刻々の(例えば、0,1〜100m5ec毎
)角度θ、およびθ2に応じた信号がRE7および8よ
り、姿勢演算手段17に入力てれる様になっており、該
姿勢演算手段17にて被駆動部の姿勢として認識される
ようになっている。つまシ、アーム2に関してはアーム
2自身が、アーム1に関してはアーム1自身とアーム2
および重錘12、連結棒13が認識てれる。以上の刻々
の姿勢の情報および搬送重量は慣性モーメント演算手段
18に入力されるようになっており、この慣性モーメン
ト演算手段18にて駆動モータ4および5の負荷すべき
被駆動部の慣性モーメント(第4図に示した座標系で示
せばy軸回υ)を算出し、これを基にゲイン演算手段1
9および20にて、各側の速度フィードバックゲインG
v□およびGv□が演算されるようになっている。この
速度フィードバックゲインGv□お、よびGv2は、−
投影で表わせば、 Gv□=f工(Jl)        ・・・・・・(
2)G□=f、l(J、)       ・・・・・・
(3)但し、rl、t、 :関数、J工、J、:モータ
4,5の受は持つ被駆動部の慣性モーメント となシ、J、、J、が慣性モーメント演算手段18にて
刻々と求められ、この慣性モーメントJ工、J2に基づ
いてGv□、G□が刻々と求められる。そして、この速
度フィードバックゲインGv□およびGv2がアーム制
御器21およびアーム制御器22に入力でれるようにな
っており、このアーム制御器21および22を介して、
第2図に示すブロック図のGv として、刻々と変化す
る速度フィートノくツクゲインGvlおよびG□が与え
られ、アーム1および2の動作の制御が行なわれる。尚
、搬送重量演算手段16、姿勢演算手段17、慣性モー
メント演算手段18、ゲイン演算手段19および20に
よシ速度フィードバックゲイン演算手段23が構成され
ている。
第3図は、本制御装置によってアームの駆動をに変えた
場合で、軌跡を固定、第3図(b)はアームの軌跡を上
下幅0 、 +300.+5001111に変えた例で
、アームの長さ瞑=1000 、瞑=800鹿とし、図
ではθ、を所定の値に制御した結果を示しておシ、共に
良好な結果が得られた。
尚、本実施例では説明を簡単にするために2節アームに
ついて説明したが、多節機構であるほど効果は大きく、
また3次元的な動作に対しても同様の手法が適用可能で
あることは言うまでもない。
また、本実施例においては溶湯供給装置を例にと9説明
しだが、材料の自動供給を行なう種々の搬送装置に適用
可能な事も言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明による搬送装置の制御装置に
よると、搬送重量と搬送アームの刻々の姿勢とを共に、
速度フィードバックゲインを刻々と演算決定し、この決
定された速度フィードバックゲインによって搬送動作を
制御するようにしたので、慣性モーメントの変化に追従
てせて速度フィードバックゲインを自動的に変化させる
ことが可能となり、搬送重量や搬送軌跡を変えても常に
好適な搬送動作の制御特性を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る搬送装置の制御装置の一実施例を
示すブロック図、第2図はこの制御装置のフィードバッ
ク動作を示すブロック図、第3図(、) 、 (b)は
この制御装置のそれぞれ異なる制御特性図、第4図は従
来の搬送装置の例としての溶湯供給装置を示す側面図、
第5図(、)〜(d)はとの溶湯供給装置の計量動作順
序を説明する部分側断面図、第6図はラドルの回転中心
の移動速度の変化を示す釉性図、第7図は従来のフィー
ドバック動作を示すブロック図、第8図は従来の制御装
置の制御特性図、第9図は本発明の装置において注湯口
の位置の変化に伴う搬送軌跡の変化を示す側面図、第1
0図は本発明の装置において障害物がない場合とシ得る
搬送軌跡を示す側面図である。 1.2・・・・アーム、3・・・・ラドル、4゜5,6
・・・・駆動モータ、7,8.9・・・・ロータリエン
コーダ、16・・・・搬送重量演算手段、17・・・・
姿勢演算手段、18・・・・慣性モーメント演算手段、
19.20・・・・ゲイン演算手段、23・・・・速度
フィードバックゲイン演算手段。 特許出願人  宇部興産株式会社 代理人 山川政樹(eυS2名) 第1図 第2図 第3図 (a)          (b) (d) 第6図 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 速度フィードバックゲインによつてその搬送動作が制御
    される搬送装置の制御装置において、搬送重量と搬送ア
    ームの刻々の姿勢とを基に前記速度フィードバックゲイ
    ンを刻々と演算決定する速度フィードバックゲイン演算
    手段を設けた事を特徴とする搬送装置の制御装置。
JP15511085A 1985-07-16 1985-07-16 搬送装置の制御装置 Granted JPS6216862A (ja)

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JP15511085A JPS6216862A (ja) 1985-07-16 1985-07-16 搬送装置の制御装置

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JP15511085A JPS6216862A (ja) 1985-07-16 1985-07-16 搬送装置の制御装置

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JPS6216862A true JPS6216862A (ja) 1987-01-26
JPH0259027B2 JPH0259027B2 (ja) 1990-12-11

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57103774A (en) * 1980-12-18 1982-06-28 Toshiba Mach Co Ltd Method and device for setting of rate of charging in die casting machine
JPS606264A (ja) * 1983-06-09 1985-01-12 リムロック・コーポレーション 自動取鍋注湯装置の制御システム

Patent Citations (2)

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JPS57103774A (en) * 1980-12-18 1982-06-28 Toshiba Mach Co Ltd Method and device for setting of rate of charging in die casting machine
JPS606264A (ja) * 1983-06-09 1985-01-12 リムロック・コーポレーション 自動取鍋注湯装置の制御システム

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JPH0259027B2 (ja) 1990-12-11

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