JP2014237144A - サーボトランスファフィーダ及びサーボトランスファフィーダの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、安定した材料搬送を可能としながら、搬送モーションの設定作業を簡略化することができるサーボトランスファフィーダ及びサーボトランスファフィーダの制御方法を提供する。
【解決手段】 上流プレス１Ａと下流プレス１Ｂとの間で保持部材１２に保持された加工材料Ｗを搬入又は搬出するサーボトランスファフィーダ１０であって、基礎カム曲線と、最高速度及び最高加速度と、を記憶する記憶部４６と、保持部材１２の第１のリフト動作Ｌ１、アドバンス動作ＡＤ、第１のダウン動作Ｄ１、第２のリフト動作Ｌ２、リターン動作ＲＴ及び第２のダウン動作Ｄ２の各動作における移動距離を設定する動作条件入力部７６と、移動時間演算部４５０と、カム曲線生成部４５１と、搬送モーション生成部４５２と、出力部４５５と、を有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プレスラインで使用されるサーボトランスファフィーダ及びサーボトランスファフィーダの制御方法に関する。

トランスファプレスラインは、上型と下型とで構成される金型を取り付けた複数のプレスと、加工材料を上流プレスから下降プレスへ搬送するトランスファフィーダと、から構成されており、打ち抜き、曲げ及び絞り等、複数のプレス加工工程を連続して行うことで、高い生産性と省スペース達成することが出来る。

トランスファプレスラインにおけるトランスファフィーダは、従来の機械方式からサーボ方式への移行が進んでおり、多様な搬送モーションを容易に設定・変更できる点でプレスラインの性能向上に貢献している。

例えば、サーボトランスファフィーダのリフト動作の移動距離を、加工材料に対応して加工材料と下型との干渉を回避するための最少な値とすることができる。薄絞り加工では、サーボトランスファフィーダのリフト動作の移動距離を小さくすることで、高い速度での材料搬送を実現することができる。また、深絞り加工では、サーボトランスファフィーダのリフト動作の移動距離を大きくすることで、深い絞り深さの加工品のリフトを行い安定的な速度での材料搬送を実現することができる。さらに、上流プレスと下流プレスとの間で金型への材料投入高さが異なる加工においては、サーボトランスファフィーダによる材料の保持開始・解放位置を適宜に調整して最適な投入高さでの材料搬送を実現することができる。このように、サーボトランスファフィーダは、トランスファプレスラインの加工条件に最適な搬送モーションを自在に選択することでトランスファプレスラインの生産効率向上が可能となる。

ここで加工条件に最適な搬送モーションをどのようにして設定するかが課題となる。

例えば、特許文献１の「フィーダのティーチングモーション設定方法」では、一例として２０カ所のティーチングポイントの位置を設定して搬送モーションを生成する方法が提案されている。この搬送モーションの生成方法によれば、隣接する各ティーチングポイント間の合成速度が設定可能合成速度の範囲内に容易に設定できるので搬送モーションを設定するための操作回数が少なくなり、操作性を向上させることが出来るとされている。

しかしながら、特許文献１のティーチング方法では、搬送動作中に不安定搬送となりトランスファプレスラインの生産効率の低下を招くおそれがある。すなわち、特許文献１のティーチング方法は、搬送経路を隣接したフィード・リフト位置で設定し、且つ設定位置間の合成速度を最高速度以下にする事に着目して搬送モーションを生成しているため、ティーチングポイントの接続点毎にリフト・フィード速度が変化し、その結果、ティーチングポイント毎に断続的に加速度が発生する搬送モーションが生成される。このような搬送動作中に発生する断続的な加速度は、搬送途中の加工材料の振動を誘発し、最悪の場合には加工材料が落下する不安定搬送となり、トランスファプレスラインにおける生産効率の低下を招くことになる。

また、特許文献２の「搬送経路設定方法」では、ワークを搬送する搬送経路を金型の形状に応じて自動設定する搬送経路設定方法が提案されている。この搬送モーションの生成方法によれば、ＣＡＤデータを用いて下型や上型の形状データをもとに搬送経路を自動的
に算出することによって、搬送経路を設定するために必要な計算時間を大幅に短縮することが出来る。

特許文献２の搬送経路設定方法では、ＣＡＤデータを用いて下型や上型の形状データをもとに搬送経路を自動的に算出するので、特許文献１のような不安定搬送をあらかじめ回避するように設定することは可能である。しかしながら、特許文献２の搬送経路設定方法を実行するためには、プレスラインの制御装置で読込み可能な限定された金型ＣＡＤデータが存在していることが前提にあり、そのようなＣＡＤデータが存在しない生産ラインでは適用できない。

また、特許文献３の「搬送装置」では、ダイレクトドライブモータを駆動して物体を搬送する際、カム曲線に従いモータを駆動することで搬送物に与える振動と衝撃を低減する方法が提案されている。

特開２００４−２５５４１７号公報 特開２０１１−１３１２９０号公報 特開平５−９０３８６号公報

本発明の目的は、安定した材料搬送を可能としながら、搬送モーションの設定作業を簡略化することができるサーボトランスファフィーダ及びサーボトランスファフィーダの制御方法を提供する事にある。

（１）本発明にかかるサーボトランスファフィーダは、上流プレスと下流プレスとの間で保持部材に保持された加工材料を搬入又は搬出するサーボトランスファフィーダであって、
移動時間と移動距離が任意に設定可能であって、始点と終点における前記保持部材の速度及び加速度が０である基礎カム曲線と、前記保持部材が移動する際の動作限界値として設定された最高速度及び最高加速度と、を記憶する記憶部と、
前記保持部材の第１のリフト動作、アドバンス動作、第１のダウン動作、第２のリフト動作、リターン動作及び第２のダウン動作の各動作における移動距離を設定する動作条件入力部と、
前記動作条件入力部で設定した各動作の移動距離における前記基礎カム曲線を最高速度によって制限して各動作の第１の移動時間を算出し、前記動作条件入力部で設定した各動作の移動距離における前記基礎カム曲線を最高加速度によって制限して各動作の第２の移動時間を算出する移動時間演算部と、
前記第１の移動時間と前記第２の移動時間とを比較して、いずれか長い方の移動時間を選択すると共に、選択された移動時間と各動作の移動距離を前記基礎カム曲線に入力して各動作の動作カム曲線を生成するカム曲線生成部と、
前記カム曲線生成部によって生成された少なくとも６つの動作カム曲線を組み合わせて搬送モーションを生成する搬送モーション生成部と、
前記搬送モーションに基づいて、前記保持部材の位置指令を出力する出力部と、
を有することを特徴とする。

本発明にかかるサーボトランスファフィーダによれば、６つの動作毎に動作カム曲線を生成することで各動作における安定した材料搬送を可能とすることができる。また、本発
明にかかるサーボトランスファフィーダによれば、６つの動作に合わせて動作カム曲線を生成することによって、搬送モーションの設定作業を簡略化することができる。

（２）本発明にかかるサーボトランスファフィーダにおいて、
前記搬送モーション生成部は、各動作の動作カム曲線を組み合わせる際に、隣り合う動作カム曲線において、先の動作カム曲線の動作終了時刻よりも後の動作カム曲線の動作開始時刻を早くするオーバーラップ時間を設定するラップ設定部をさらに有することができる。

本発明にかかるサーボトランスファフィーダによれば、各動作の動作カム曲線を変更することなく、オーバーラップ時間を設定することで安定した材料搬送を損なうことなく搬送モーションのサイクルタイムを短縮することができる。また、本発明にかかるサーボトランスファフィーダによれば、隣接する動作カム曲線の動作終了時刻と動作開始時刻とをオーバーラップさせるだけなので、操作者にも理解しやすく、容易に設定することができる。

（３）本発明にかかるサーボトランスファフィーダにおいて、
前記保持部材は、前記アドバンス動作の間に第３のリフト動作をさらに有し、
前記動作条件入力部は、前記第３のリフト動作における動作開始位置又は動作開始時刻及び移動距離をさらに設定し、
前記カム曲線生成部は、前記動作条件入力部で設定された動作開始位置又は動作開始時刻及び移動距離を前記基礎カム曲線に入力して前記第３のリフト動作の動作カム曲線を生成することができる。

本発明にかかるサーボトランスファフィーダによれば、アドバンス動作における第３のリフト動作も動作カム曲線を組み合わせることによって容易に設定することができる。

（４）本発明にかかるサーボトランスファフィーダにおいて、
前記動作条件入力部は、前記保持部材の各動作における移動距離を設定するために、前記上流プレスから前記下流プレスへ加工材料を搬送する動作経路において前記保持部材が通過する第１の位置、第２の位置、第３の位置及び第４の位置を設定し、前記下流プレスから前記上流プレスへ前記保持部材を移動する動作経路において前記保持部材が通過する第５の位置及び第６の位置を設定し、
前記第１の位置は、前記第１のリフト動作における動作開始位置であり、かつ、前記第２のダウン動作における動作終了位置であり、
前記第２の位置は、前記アドバンス動作における前記上流プレス側の通過位置であって、加工材料が前記上流プレスの第１の下型と干渉しない高さであり、
前記第３の位置は、前記アドバンス動作における前記下流プレス側の通過位置であって、加工材料が前記下流プレスの第２の下型と干渉しない高さであり、
前記第４の位置は、前記第１のダウン動作における動作終了位置であり、かつ、前記第２のリフト動作における動作開始位置であり、
前記第５の位置は、前記リターン動作における前記下流プレス側の通過位置であって、前記保持部材が前記第２の下型と干渉しない高さであり、
前記第６の位置は、前記リターン動作における前記上流プレス側の通過位置であって、前記保持部材が前記第１の下型と干渉しない高さであることができる。

本発明にかかるサーボトランスファフィーダによれば、少なくとも第１〜第６の位置を設定するだけで動作経路を設定することができるため、搬送モーションの設定を簡略化することができる。

（５）本発明にかかるサーボトランスファフィーダにおいて、
前記第１の位置は、前記保持部材が前記第１の下型上で加工材料の保持を開始する位置であり、
前記第２の位置は、平面視において加工材料の前記上流プレス側端部が前記第１の下型の前記下流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であり、
前記第３の位置は、平面視において加工材料の前記下流プレス側端部が前記第２の下型の前記上流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であり、
前記第４の位置は、前記保持部材が前記第２の下型上で加工材料を解放する位置であり、
前記第５の位置は、平面視において前期保持部材の前記下流プレス側端部が前記第２の下型の前記上流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であり、
前記第６の位置は、平面視において前期保持部材の前記上流プレス側端部が前記第１の下型の前記下流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であることができる。

本発明にかかるサーボトランスファフィーダによれば、第２、第３、第５及び第６の位置を平面視において上記の位置とすることで、保持部材及び加工材料と金型との干渉を回避するための設定を可能とすることができる。

（６）本発明にかかるサーボトランスファフィーダの制御方法は、上流プレスと下流プレスとの間で保持部材に保持された加工材料を搬入又は搬出するサーボトランスファフィーダの制御方法であって、
移動時間と移動距離が任意に設定可能であって、始点と終点における前記保持部材の速度及び加速度が０である基礎カム曲線と、前記保持部材が移動する際の動作限界値として設定された最高速度及び最高加速度と、を用意し、
前記保持部材の第１のリフト動作、アドバンス動作、第１のダウン動作、第２のリフト動作、リターン動作及び第２のダウン動作の各動作における移動距離を設定し、
設定した各動作の移動距離における前記基礎カム曲線を最高速度によって制限して各動作の第１の移動時間を算出し、
設定した各動作の移動距離における前記基礎カム曲線を最高加速度によって制限して各動作の第２の移動時間を算出し、
前記第１の移動時間と前記第２の移動時間とを比較して、いずれか長い方の移動時間を選択すると共に、選択された移動時間と各動作の移動距離を前記基礎カム曲線に入力して各動作の動作カム曲線を生成し、
生成された少なくとも６つの動作カム曲線を組み合わせて搬送モーションを生成し、
前記搬送モーションに基づいて、位置指令を出力して前記保持部材を前記上流プレスと前記下流プレスとの間で移動させることを特徴とする。

本発明にかかるサーボトランスファフィーダの制御方法によれば、６つの動作毎に動作カム曲線を生成することで各動作における安定した材料搬送を可能とすることができる。また、本発明にかかるサーボトランスファフィーダの制御方法によれば、６つの動作に合わせて動作カム曲線を生成することによって、搬送モーションの設定作業を簡略化することができる。

（７）本発明にかかるサーボトランスファフィーダの制御方法において、
各動作の動作カム曲線を組み合わせる際に、隣り合う動作カム曲線において、オーバーラップ時間を設定して先の動作カム曲線の動作終了時刻よりも後の動作カム曲線の動作開始時刻を早くすることができる。

本発明にかかるサーボトランスファフィーダの制御方法によれば、各動作の動作カム曲線を変更することなく、オーバーラップ時間を設定することで安定した材料搬送を損なう
ことなく搬送モーションのサイクルタイムを短縮することができる。また、本発明にかかるサーボトランスファフィーダの制御方法によれば、隣接する動作カム曲線の動作終了時刻と動作開始時刻とをオーバーラップさせるだけなので、操作者にも理解しやすく、容易に設定することができる。

（８）本発明にかかるサーボトランスファフィーダの制御方法において、
前記保持部材は、前記アドバンス動作の間に第３のリフト動作をさらに有し、
前記第３のリフト動作における動作開始位置又は動作開始時刻及び移動距離を設定し、
設定された動作開始位置又は動作開始時刻及び移動距離を前記基礎カム曲線に入力して前記第３のリフト動作の動作カム曲線を生成することができる。

本発明にかかるサーボトランスファフィーダの制御方法によれば、アドバンス動作における第３のリフト動作も動作カム曲線を組み合わせることによって設定することができる。

（９）本発明にかかるサーボトランスファフィーダの制御方法において、
前記保持部材の各動作における移動距離を設定するために、前記上流プレスから前記下流プレスへ加工材料を搬送する動作経路において前記保持部材が通過する第１の位置、第２の位置、第３の位置及び第４の位置を設定し、前記下流プレスから前記上流プレスへ前記保持部材を移動する動作経路において前記保持部材が通過する第５の位置及び第６の位置を設定し、
前記第１の位置は、前記第１のリフト動作における動作開始位置であり、かつ、前記第２のダウン動作における動作終了位置であり、
前記第２の位置は、前記アドバンス動作における前記上流プレス側の通過位置であって、加工材料が前記上流プレスの第１の下型と干渉しない高さであり、
前記第３の位置は、前記アドバンス動作における前記下流プレス側の通過位置であって、加工材料が前記下流プレスの第２の下型と干渉しない高さであり、
前記第４の位置は、前記第１のダウン動作における動作終了位置であり、かつ、前記第２のリフト動作における動作開始位置であり、
前記第５の位置は、前記リターン動作における前記下流プレス側の通過位置であって、前記保持部材が前記第２の下型と干渉しない高さであり、
前記第６の位置は、前記リターン動作における前記上流プレス側の通過位置であって、前記保持部材が前記第１の下型と干渉しない高さであることができる。

本発明にかかるサーボトランスファフィーダの制御方法によれば、少なくとも第１〜第６の位置を設定するだけで動作経路を設定することができるため、搬送モーションの設定を簡略化することができる。

（１０）本発明にかかるサーボトランスファフィーダの制御方法において、
前記第１の位置は、前記保持部材が前記第１の下型上で加工材料の保持を開始する位置であり、
前記第２の位置は、平面視において加工材料の前記上流プレス側端部が前記第１の下型の前記下流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であり、
前記第３の位置は、平面視において加工材料の前記下流プレス側端部が前記第２の下型の前記上流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であり、
前記第４の位置は、前記保持部材が前記第２の下型上で加工材料を解放する位置であり、
前記第５の位置は、平面視において前期保持部材の前記下流プレス側端部が前記第２の下型の前記上流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であり、
前記第６の位置は、平面視において前期保持部材の前記上流プレス側端部が前記第１の
下型の前記下流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であることができる。

本発明にかかるサーボトランスファフィーダの制御方法によれば、第２、第３、第５及び第６の位置を平面視において上記の位置とすることで、保持部材及び加工材料と金型との干渉を回避するための設定を可能とすることができる。

（１１）本発明にかかるサーボトランスファフィーダの制御方法において、
前記第１〜前記第６の位置は、３次元ＣＡＤの仮想空間で定義される仮想トランスファフィーダで設定することができる。

本発明にかかるサーボトランスファフィーダの制御方法によれば、３次元ＣＡＤの仮想トランスファフィーダで設定することによって、実機を停止させることなく搬送モーションの設定作業を行うことができる。

本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダを用いたプレスラインの全体構成を示す図である。 本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダのコントローラの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダで生成される最高速度によって制限された動作カム曲線を示す図である。 本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダで生成される最高加速度によって制限された動作カム曲線を示す図である。 本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダで生成される搬送モーションを示す図である。 本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダにおける保持部材の動作経路を示す図である。 本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダで生成される搬送モーションを示す図である。 本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダにおける保持部材の動作経路を示す図である。 本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダにおける搬送モーションを生成する手順を示すフローチャートである。

本発明の一実施の形態にかかるサーボトランスファフィーダは、上流プレスと下流プレスとの間で保持部材に保持された加工材料を搬入又は搬出するサーボトランスファフィーダであって、移動時間と移動距離が任意に設定可能であって、始点と終点における前記保持部材の速度及び加速度が０である基礎カム曲線と、前記保持部材が移動する際の動作限界値として設定された最高速度及び最高加速度と、を記憶する記憶部と、前記保持部材の第１のリフト動作、アドバンス動作、第１のダウン動作、第２のリフト動作、リターン動作及び第２のダウン動作の各動作における移動距離を設定する動作条件入力部と、前記動作条件入力部で設定した各動作の移動距離における前記基礎カム曲線を最高速度によって制限して各動作の第１の移動時間を算出し、前記動作条件入力部で設定した各動作の移動距離における前記基礎カム曲線を最高加速度によって制限して各動作の第２の移動時間を算出する移動時間演算部と、前記第１の移動時間と前記第２の移動時間とを比較して、いずれか長い方の移動時間を選択すると共に、選択された移動時間と各動作の移動距離を前記基礎カム曲線に入力して各動作の動作カム曲線を生成するカム曲線生成部と、前記カム曲線生成部によって生成された少なくとも６つの動作カム曲線を組み合わせて搬送モーションを生成する搬送モーション生成部と、前記搬送モーションに基づいて、前記保持部材
の位置指令を出力する出力部と、を有することを特徴とする。

本発明の一実施の形態にかかるサーボトランスファフィーダの制御方法は、上流プレスと下流プレスとの間で保持部材に保持された加工材料を搬入又は搬出するサーボトランスファフィーダの制御方法であって、移動時間と移動距離が任意に設定可能であって、始点と終点における前記保持部材の速度及び加速度が０である基礎カム曲線と、前記保持部材が移動する際の動作限界値として設定された最高速度及び最高加速度と、を用意し、前記保持部材の第１のリフト動作、アドバンス動作、第１のダウン動作、第２のリフト動作、リターン動作及び第２のダウン動作の各動作における移動距離を設定し、設定した各動作の移動距離における前記基礎カム曲線を最高速度によって制限して各動作の第１の移動時間を算出し、設定した各動作の移動距離における前記基礎カム曲線を最高加速度によって制限して各動作の第２の移動時間を算出し、前記第１の移動時間と前記第２の移動時間とを比較して、いずれか長い方の移動時間を選択すると共に、選択された移動時間と各動作の移動距離を前記基礎カム曲線に入力して各動作の動作カム曲線を生成し、生成された少なくとも６つの動作カム曲線を組み合わせて搬送モーションを生成し、前記搬送モーションに基づいて、位置指令を出力して前記保持部材を上流プレスと下流プレスとの間で移動させることを特徴とする。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダ１０を用いたプレスライン１００の全体構成を示す図である。図２は、本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダのコントローラの構成を示すブロック図である。

図１に示すように、プレスライン１００は、上流プレス１Ａと、下流プレス１Ｂと、その間に配置されたサーボトランスファフィーダ１０と、これらを制御する制御装置４と、を備える。本実施の形態においては、プレスライン１００を２台のプレスと１台のサーボトランスファフィーダ１０とで構成しているが、これに限らず、一般的なプレスラインと同様に、複数台のプレスとこれらの間で加工材料Ｗを搬送する複数台のサーボトランスファフィーダで構成することができる。

なお図１において、上流プレス１Ａと下流プレス１Ｂは何れも、それらのフレームを省略し、図示していない。

プレスライン１００は、上流プレス１Ａで加工された加工材料Ｗ（第１、第４、第７及び第８の位置Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ８では図示を省略する）例えば板状ワークをサーボトランスファフィーダ１０によって下流プレス１Ｂへと搬送し、下流プレス１Ｂで所定の形状に加工して製品を製造することができる。上流プレス１Ａと下流プレス１Ｂは、それぞれの加工工程が割り当てられ、図１においては左から右へ向かう搬送方向Ａの順にプレス工程が行われる。上流プレス１Ａのスライド５Ａの下面に取り付けられた第１の上型である上型６Ａと上流プレス１Ａのボルスタ８Ａの上面に取り付けられた第１の下型である下型７Ａとで第１の金型が構成される。また下流プレス１Ｂのスライド５Ｂの下面に取り付けられた第２の上型である上型６Ｂと下流プレス１Ｂのボルスタ７Ｂ上面に取り付けられた第２の下型である下型７Ｂとで第２の金型が構成される。

上流プレス１Ａと下流プレス１Ｂは、基本的に同じ構成を有しており、図示しないフレーム下部に固定されたボルスタ８Ａ，８Ｂの上に下型７Ａ，７Ｂが配置され、加工空間２Ａ，２Ｂを隔てた上方に上型６Ａ，６Ｂを備えるスライド５Ａ，５Ｂが下型７Ａ，７Ｂに対して昇降可能に配置されている。スライド５Ａ，５Ｂはそれぞれ、上流プレス１Ａと下流プレス１Ｂそれぞれの図示しないフレーム上部に設けられた駆動機構により昇降する。

サーボトランスファフィーダ１０は、上流プレス１Ａと下流プレス１Ｂとの間に配置され、各プレスの加工空間２Ａ，２Ｂに加工材料Ｗを保持する保持部材１２を搬入又は搬出する。サーボトランスファフィーダ１０は、支柱１３に沿って昇降可能な基台１４とスライダ１６と、基台１４に対しスライダ１６及び保持部材１２を動作させる第１のアーム１７及び第２のアーム１８からなるリンク機構１９と、を備える。

基台１４は、図示しない第１のモータによって支柱１３に沿って昇降し、基台１４にリンク機構１９を介して連結された保持部材１２も基台１４の昇降動作に合わせて昇降する。また、基台１４には、図示しない第２のモータが設けられており、第２のモータを駆動することで第１のアーム１７の一端を回転させることができる。

リンク機構１９は、図示しない第２のモータによって第１のアーム１７の一端が回転することで第１のアーム１７の他端に回転自在に連結された第２のアーム１８を動かし、第２のアーム１８の一端に設けられたスライダ１６が支柱１３に沿って移動することで第２のアーム１８の他端に設けられた保持部材１２を上流プレス１Ａと下流プレス１Ｂとの間で水平移動させることができる。

サーボトランスファフィーダ１０は、保持部材１２を図１に矢印で示した基本的な６つの動作Ｌ１，ＡＤ，Ｄ１，Ｌ２，ＲＴ，Ｄ２によってプレス間で移動させることができる。

まず、保持部材１２は、第１の位置Ｐ１において、上流プレス１Ａの下型７Ａから加工済みの加工材料Ｗを保持した後、上型６Ａに向けて上昇する第１のリフト動作Ｌ１、加工材料Ｗを保持したまま上流プレス１Ａの上型６Ａの下方から下流プレス１Ｂの上型６Ｂの下方へ向けて搬送方向Ａに沿って搬送するアドバンス動作ＡＤ、下流プレス１Ｂの上型６Ｂの下方で下型７Ｂ上へ向けて下降する第１のダウン動作Ｄ１を行い、そして加工材料Ｗを下型７Ｂ上で解放して加工材料Ｗの搬送を完了する。

次に、加工材料Ｗを解放して空になった保持部材１２は、下流プレス１Ｂの下型７Ｂから上型６Ｂへ向けて上昇する第２のリフト動作Ｌ２、下流プレス１Ｂの上型６Ｂの下方から上流プレス１Ａの上型６Ａの下方へ向けて搬送方向Ａの反対方向に沿って戻るリターン動作ＲＴ、上流プレス１Ａの上型６Ａの下方で下型７Ａ上へ向けて下降する第２のダウン動作Ｄ２を行い、第１の位置Ｐ１へと戻ることができる。

本実施の形態において、サーボトランスファフィーダ１０は、２つのサーボモータを有するリンク機構１９を採用したが、これに限らず、プレスラインに用いられる公知のサーボトランスファフィーダの機構を採用することができる。また、本実施の形態において、保持部材１２の動作経路の例えば第１の位置Ｐ１は、保持部材１２の本体部の平面視における中心であって本体部の下端と設定しているが、加工材料Ｗの形状や保持部材１２の形状に応じて任意に設定することができる。なお、本願において平面視とは、プレスライン１００を上方から見た場合をいう。

保持部材１２または保持部材１２に保持された状態の加工材料Ｗが各プレスの加工空間２Ａ，２Ｂに滞在する時間は、プレスライン１００の加工のサイクルタイムに大きく影響するため、サーボトランスファフィーダ１０は保持部材１２または保持部材１２に保持された状態の加工材料Ｗを各プレスの加工空間２Ａ，２Ｂへ迅速に進入・退出することが要求される。また、保持部材１２は、図示しない加工材料Ｗを一般的にはバキュームカップによって吸着して保持しているため、搬送途中の加工材料Ｗへの空気抵抗や加減速時の慣性力によって加工材料Ｗを脱落させることのない、安定した搬送が要求される。このため
、サーボトランスファフィーダ１０には搬送における動作限界値として、最高速度と最高加速度が設定される。最高速度及び最高加速度は、保持部材１２が加工材料Ｗを脱落しない範囲であって、できる限り高い速度及び加速度が設定され、制御装置４の不揮発性メモリ４６に保存される。

制御装置４は、プレスライン１００における上流プレス１Ａ、下流プレス１Ｂ及びサーボトランスファフィーダ１０を同期させて制御する。制御装置４は、コントローラ４０とコントローラ４０を操作する操作盤７０とを有する。コントローラ４０は、ＣＰＵを内蔵する制御部４５と、各種プログラムや搬送条件などを記憶する記憶部である不揮発性メモリ４６と、実行プログラムの一部や実行中の動作データを一時記憶するメモリ４７と、インターフェース４８と、を含むことができる。操作盤７０は、表示部７２と、各プレス及びサーボトランスファフィーダ１０を操作する操作部７４と、動作開始位置や移動距離などの各種動作条件を入力する動作条件入力部７６と、を含むことができる。

図２に示すように、コントローラ４０は、基準カム曲線格納部４６０と、最高速度及び最高加速度格納部４６２と、移動時間演算部４５０と、カム曲線生成部４５１と、ラップ設定部４５３を含む搬送モーション生成部４５２と、搬送モーション記憶部４６４と、モータ指令演算部４５４と、出力部４５５と、を含むことができる。基準カム曲線格納部４６０、最高速度及び最高加速度格納部４６２及び搬送モーション記憶部４６４は、不揮発性メモリ４６に設けられる。移動時間演算部４５０、カム曲線生成部４５１、搬送モーション生成部４５２、モータ指令演算部４５４及び出力部４５５は、制御部４５に設けられる。

基準カム曲線格納部４６０に記憶された基礎カム曲線は、移動時間と移動距離が任意に設定可能であって、始点と終点における保持部材１２の速度及び加速度が０（「零」）である。基礎カム曲線は、いわゆる両停留カム曲線であって、例えば、正弦曲線（サイクロイド）、変形正弦曲線、５次曲線などの代数多項式系曲線などを採用することができ、本実施の形態においては、５次曲線を採用している。したがって、各動作は、停止状態から開始して、徐々に速度及び加速度を上げながら移動し、その動作の移動距離の中間地点でその動作におけるピークの速度及び加速度となり、その後、徐々に速度及び加速度を下げて、動作終了地点でゆるやかに停止することが望ましい。

最高速度及び最高加速度格納部４６２は、保持部材１２が移動する際の動作限界値として設定された最高速度及び最高加速度とを記憶する。最高速度及び最高加速度は、このサーボトランスファフィーダ１０の仕様限界スペックではなく、仕様限界スペックの近傍であって確実に材料搬送を実施し得る範囲に設定することができる。したがって、最高速度及び最高加速度を超えない範囲でサーボトランスファフィーダ１０を動作させることによって、材料搬送の安定性を確保しながら、高い生産性を達成することが可能な搬送モーションを生成することができる。

動作条件入力部７６は、保持部材１２の第１のリフト動作Ｌ１、アドバンス動作ＡＤ、第１のダウン動作Ｄ１、第２のリフト動作Ｌ２、リターン動作ＲＴ及び第２のダウン動作Ｄ２の各動作における移動距離を設定する。また、動作条件入力部７６は、保持部材１２の各動作における移動距離を設定するために、上流プレス１Ａから下流プレス１Ｂへ加工材料Ｗを搬送する動作経路において保持部材１２が通過する第１〜第４の位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を設定し、下流プレス１Ｂから上流プレス１Ａへ保持部材１２を移動する動作経路において保持部材１２が通過する第５及び第６の位置Ｐ５，Ｐ６を設定することができる。

ここで、第１の位置Ｐ１は、第１のリフト動作Ｌ１における動作開始位置であり、かつ
、第２のダウン動作Ｄ２における動作終了位置であることができる。さらに、第１の位置Ｐ１は、平面視において上流プレス１Ａの第１のボルスタ８Ａ上に取り付けられた第１の下型７Ａ上の加工材料Ｗ（第１の位置Ｐ１では図示を省略する）の位置であり、かつ、鉛直方向において保持部材１２が第１の下型７Ａ上で加工材料Ｗの保持を開始する位置であることができる。保持を開始する位置とは、保持部材１２がバキュームカップで保持する場合にはバキュームカップが加工材料Ｗを実際に吸着する位置であり、把持機構で保持する場合には把持機構が加工材料Ｗを実際に把持する位置である。

第２の位置Ｐ２は、アドバンス動作ＡＤにおける上流プレス１Ａ側の通過位置であって、加工材料Ｗが上流プレス１Ａの第１の下型７Ａと干渉しない高さであることができる。さらに第２の位置Ｐ２は、平面視において加工材料Ｗの上流プレス１Ａ側端部が第１の下型７Ａの下流プレス１Ｂ側端部と重なるときの保持部材１２の位置であることができる。

第３の位置Ｐ３は、アドバンス動作ＡＤにおける下流プレス１Ｂ側の通過位置であって、加工材料Ｗが下流プレス１Ｂの第２の下型７Ｂと干渉しない高さであることができる。さらに第３の位置Ｐ３は、平面視において加工材料Ｗの下流プレス１Ｂ側端部が第２の下型７Ｂの上流プレス１Ａ側端部と重なるときの保持部材１２の位置であることができる。

第４の位置Ｐ４は、第１のダウン動作Ｄ１における動作終了位置であり、かつ、第２のリフト動作Ｌ２における動作開始位置であることができる。さらに、第４の位置Ｐ４は、保持部材１２が第２の下型７Ｂ上で加工材料Ｗ（第４の位置Ｐ４では図示を省略する）を解放する位置であることができる。

第５の位置Ｐ５は、リターン動作ＲＴにおける下流プレス１Ｂ側の通過位置であって、保持部材１２が第２の下型７Ｂと干渉しない高さであることができる。さらに第５の位置Ｐ５は、平面視において保持部材１２の下流プレス１Ｂ側端部が第２の下型７Ｂの上流プレス１Ａ側端部と重なるときの前記保持部材１２の位置であることができる。

第６の位置Ｐ６は、リターン動作ＲＴにおける上流プレス１Ａ側の通過位置であって、保持部材１２が第１の金型である下型７Ａと干渉しない高さであることができる。さらに第６の位置Ｐ６は、平面視において保持部材１２の上流プレス１Ａ側端部が第１の下型７Ａの下流プレス１Ｂ側端部と重なるときの前記保持部材１２の位置であることができる。

このように、第２、第３、第５及び第６の位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ６を平面視において上記の位置とすることで、保持部材１２及び加工材料Ｗと下型７Ａ，７Ｂとの干渉を回避するための設定を可能とする。すなわち、第２の位置Ｐ２と第３の位置Ｐ３との間の領域及び第５の位置Ｐ５と第６の位置Ｐ６との間の領域は、加工材料Ｗ及び保持部材１２と下型７Ａ，７Ｂとの干渉は実質的に考慮しなくてよい非干渉領域である。

移動時間演算部４５０は、動作条件入力部７６で設定した各動作の移動距離における基礎カム曲線を最高速度によって制限して各動作の第１の移動時間を算出し、動作条件入力部７６で設定した各動作の移動距離における基礎カム曲線を最高加速度によって制限して各動作の第２の移動時間を算出する。

カム曲線生成部４５１は、第１の移動時間と第２の移動時間とを比較して、いずれか長い方の移動時間を選択すると共に、選択された移動時間と各動作の移動距離を基礎カム曲線に入力して各動作の動作カム曲線を生成する。

図３及び図４を用いて、移動時間演算部４５０における第１の移動時間及び第２の移動時間の算出と、カム曲線生成部４５１における各動作の動作カム曲線を生成について、ア
ドバンス動作ＡＤを例にして説明する。

図３は、本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダ１０で生成される最高速度ｖ_２ｍによって制限された動作カム曲線Ｃ２，ＣＶ２，ＣＡ２を示す図である。図４は、本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダで生成される最高加速度ａ_２ｍによって制限された動作カム曲線Ｃ２０，ＣＶ２０，ＣＡ２０を示す図である。図３の（ａ）及び図４の（ａ）は、横軸にアドバンス動作ＡＤの時間Ｔ、縦軸に保持部材１２の変位Ｓを表している。図３の（ｂ）及び図４の（ｂ）は、（ａ）の時間Ｔ−変位Ｓカム曲線を微分して、横軸にアドバンス動作ＡＤの時間Ｔ、縦軸に保持部材１２が移動する速度Ｖを表している。図３の（ｃ）及び図４の（ｃ）は、（ｂ）の時間Ｔ−速度Ｖカム曲線をさらに微分して、横軸にアドバンス動作ＡＤの時間Ｔ、縦軸に保持部材１２が移動する加速度Ａを表している。したがって、図３の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は同じカム曲線であり、図４の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は同じカム曲線である。また、図３及び図４における単位は、時間Ｔがｓｅｃ（秒）、変位Ｓがｍ（メートル）、速度Ｖがｍ／ｓｅｃ、加速度Ａがｍ/ｓｅｃ^２である。

動作条件入力部７６で設定したアドバンス動作ＡＤの移動距離は、上流プレス１Ａで加工された第１の下型７Ａ上にある加工材料Ｗの保持を開始する第１の位置Ｐ１と、その加工材料Ｗが下流プレス１Ｂの第２の下型７Ｂ上に載置される第４の位置Ｐ４との水平方向の間隔であり、すなわち、第７の位置Ｐ７から第８の位置Ｐ８までの水平方向の保持部材１２の移動距離であり、基礎カム曲線にこの移動距離を入力する。第７の位置Ｐ７は、第１の位置Ｐ１の鉛直方向の上方にあって第２の位置Ｐ２と同じ高さである。第８の位置Ｐ８は、第４の位置Ｐ４の鉛直方向の上方にあって第３の位置Ｐ３と同じ高さである。

そして、図３（ｂ）に示すように、基礎カム曲線を最高速度ｖ_２ｍによって制限してカム曲線ＣＶ２を生成すると、最高速度ｖ_２ｍによって制限したときのアドバンス動作ＡＤの第１の移動時間ｔ_２１を算出することができる。カム曲線ＣＶ２におけるピークは、速度ｖ_２ｍである。

次に、図４（ｃ）に示すように、基礎カム曲線を最高加速度ａ_２ｍによって制限してカム曲線ＣＡ２０を生成すると、最高加速度ａ_２ｍによって制限したときのアドバンス動作ＡＤの第１の移動時間ｔ_２２を算出することができる。カム曲線ＣＡ２０におけるピークは、加速度ａ_２ｍである。

なお、本実施の形態においては、第１及び第２の移動時間ｔ_２１，ｔ_２２を算出するために図３（ｂ）及び図４（ｃ）のようなカム曲線を生成して示したが、単に移動時間演算部４５０で基礎カム曲線に基づいて演算して第１及び第２の移動時間ｔ_２１，ｔ_２２だけを算出してもよい。

カム曲線生成部４５１は、こうして得られた第１の移動時間ｔ_２１，と第２の移動時間ｔ_２２とを比較して、いずれか長い方の移動時間を選択する。ここでは、第１の移動時間ｔ_２１を選択する。このように長い方の移動時間を選択すれば、生成された動作カム曲線が最高速度ｖ_２ｍ及び最高加速度ａ_２ｍを超えることがないからである。第２の移動時間ｔ_２２のカム曲線では、図４の（ｂ）に示すように、カム曲線ＣＶ２０は最高速度ｖ_２ｍを超えるのに対し、第１の移動時間ｔ_２１であれば、図３の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、カム曲線ＣＶ２，ＣＡ２が最高速度ｖ_２ｍ及び最高加速度ａ_２ｍを超えることがない。したがって、第１の移動時間ｔ_２１によってアドバンス動作ＡＤにおいて、保持部材１２が加工材料Ｗを安全に搬送することができ、しかもこの基礎カム曲線を用いた場合における最も効率の良い搬送を可能とする。

さらに、選択された第１の移動時間ｔ_２１とアドバンス動作ＡＤの移動距離（ｘ２−ｘ１）を基礎カム曲線に入力してアドバンス動作ＡＤの第２の動作カム曲線ＣＶ２を生成する。

このようにして、アドバンス動作ＡＤ以外の動作、例えば基本動作である第１のリフト動作Ｌ１、第１のダウン動作Ｄ１、第２のリフト動作Ｌ２、リターン動作ＲＴ及び第２のダウン動作Ｄ２について、第１、第３〜第６の動作カム曲線ＣＶ１，ＣＶ３，ＣＶ４，ＣＶ５，ＣＶ６を生成する。

搬送モーション生成部４５２は、カム曲線生成部４５１によって生成された少なくとも６つの第１〜第６の動作カム曲線ＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３，ＣＶ４，ＣＶ５，ＣＶ６を組み合わせて搬送モーションＭ１を生成する。

図５及び図６を用いて、搬送モーションＭ１及び動作経路Ｒ１について説明する。図５は、本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダ１０で生成される搬送モーションＭ１を示す図である。図６は、本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダ１０における保持部材１２の動作経路Ｒ１を示す図である。

図５に示すように、搬送モーション生成部４５２によって生成された搬送モーションＭ１は、横軸に動作時間Ｔ、縦軸に保持部材１２が移動する速度Ｖを表わす。なお、横軸（Ｔ）の上は上流プレス１Ａから下流プレス１Ｂへ移動する動作を正の速度とし、横軸（Ｔ）の下は下流プレス１Ｂから上流プレス１Ａへ戻る動作を負の速度として示している。図５の左から右へ向かって第１のリフト動作Ｌ１、アドバンス動作ＡＤ、第１のダウン動作Ｄ１、第２のリフト動作Ｌ２、リターン動作ＲＴ及び第２のダウン動作Ｄ２における各動作カム曲線を連続するように結合している。したがって、図５における横軸（Ｔ）は、本実施の形態に係るサーボトランスファフィーダ１０の１サイクルタイムを示している。なお、図５では速度を負でも示したが、本実施の形態において、最高速度も最高加速度も絶対値である。

図５の左端の第１の動作カム曲線ＣＶ１は第１の位置Ｐ１から第７の位置Ｐ７までの鉛直方向に沿った第１のリフト動作Ｌ１であり、その移動時間Ｔ１としては例えば最高加速度ａ_２ｍによって制限された第２の移動時間が選択されている。第１の動作カム曲線ＣＶ１における移動距離は、ｙ２−ｙ１である。

第２の動作カム曲線ＣＶ２は、図３及び図４を用いて説明した第７の位置Ｐ７から第８の位置Ｐ８までの水平方向に沿ったアドバンス動作ＡＤであり、その移動時間Ｔ２としては例えば最高速度ｖ_２ｍによって制限された第１の移動時間が選択されている。第２の動作カム曲線ＣＶ２における移動距離は、ｘ２−ｘ１である。

第３の動作カム曲線ＣＶ３は第８の位置Ｐ８から第４の位置Ｐ４までの鉛直方向に沿った第１のダウン動作Ｄ１であり、その移動時間Ｔ３としては例えば最高加速度ａ_２ｍによって制限された第２の移動時間が選択されている。第３の動作カム曲線ＣＶ３における移動距離は、ｙ２−ｙ１である。

移動時間Ｔ１から移動時間Ｔ３までの合計が上流プレス１Ａから下流プレス１Ｂへ加工材料Ｗを搬送するのに要するアドバンス時間ＴＡ１である。

第４の動作カム曲線ＣＶ４は、第４の位置Ｐ４から第９の位置Ｐ９までの鉛直方向に沿った第２のリフト動作Ｌ２であり、その移動時間Ｔ４としては例えば最高加速度ａ_２ｍによって制限された第２の移動時間が選択されている。第４の動作カム曲線ＣＶ４における
移動距離は、ｙ３−ｙ１である。

第５の動作カム曲線ＣＶ５は、第９の位置Ｐ９から第１０の位置Ｐ１０までの水平方向に沿ったリターン動作ＲＴであり、その移動時間Ｔ５としては例えば最高速度ｖ_２ｍによって制限された第１の移動時間が選択されている。第５の動作カム曲線ＣＶ５における移動距離は、ｘ２−ｘ１である。

第６の動作カム曲線ＣＶ６は第１０の位置Ｐ１０から第１の位置Ｐ１までの鉛直方向に沿った第２のダウン動作Ｄ２であり、その移動時間Ｔ６としては例えば最高加速度ａ_２ｍによって制限された第２の移動時間が選択されている。第６の動作カム曲線ＣＶ６における移動距離は、ｙ３−ｙ１である。

移動時間Ｔ４から移動時間Ｔ６までの合計が下流プレス１Ｂから上流プレス１Ａへ保持部材１２を戻すのに要するリターン時間ＴＲ１である。

このようにして得られた搬送モーションＭ１は、動作毎に動作カム曲線を生成することで各動作における安定した材料搬送を可能とすることができると共に、少なくとも６つの動作に合わせて動作カム曲線を生成することによって、搬送モーションＭ１の設定作業を簡略化することができる。しかも、基本となる６つの動作に分けて動作カム曲線を設定し、それらを組み合わせることは、操作者にとっても理解しやすく、動作カム曲線から直感的に動作を認識しながら搬送モーションＭ１の設定作業を行うことができる。

そのため、搬送モーションＭ１は、背景技術において説明した特許文献１で提案されたような多数のティーチングポイントの接続点毎にリフト・フィード速度が変化し、ティーチングポイント毎に断続的に加速度が発生する不安定搬送となることがない。

図６は、搬送モーションＭ１によって動作する保持部材１２の動作経路Ｒ１を示し、横軸（Ｘ）に水平方向の保持部材１２の変位（単位はメートル）を示し、縦軸（Ｙ）に鉛直方向の保持部材１２の変位（単位はメートル）を示している。すなわち、図６の動作経路Ｒ１は、図１における各構成を省いて動作経路だけを抜き出して示していることになる。

図６において、第２の位置Ｐ２及び第３の位置Ｐ３のある第２の高さｙ２に比べて第５の位置Ｐ５及び第６の位置Ｐ６が鉛直方向の低い第３の高さｙ３にあるのは、リターン動作ＲＴにおいては保持部材１２が加工材料Ｗを保持していないため、下型７Ａ，７Ｂと干渉するおそれのある鉛直方向における領域が小さくなったからである。なお、第１の位置Ｐ１及び第４の位置Ｐ４は、同じ第１の高さｙ１にある。

また、第５の位置Ｐ５は水平方向において第３の位置Ｐ３よりも下流プレス１Ｂ側にあり、第６の位置Ｐ６は水平方向において第２の位置Ｐ２よりも上流プレス１Ａ側にある。これはリターン動作ＲＴにおいては保持部材１２が加工材料Ｗを保持していないため、下型７Ａ，７Ｂと干渉するおそれのある水平方向における領域が小さくなったからである。

そして、出力部４５５は、搬送モーションＭ１に基づいて、保持部材１２の位置指令を出力する。出力部４５５から出力された指令は、図２に示すように、サーボドライバ２４を介して、サーボトランスファフィーダ１０の第１のモータ２０と、第２のモータ２２に送られる。例えば、保持部材１２の昇降動作にかかる位置指令は、第１のモータ２０を動作させ、基台１４を支柱１３に沿って昇降させることで保持部材１２を搬送モーションＭ１にしたがって昇降動作することができる。また、例えば、保持部材１２の水平方向の移動の動作にかかる位置指令は、第２のモータ２２を動作させ、第１のアーム１７を回動させることで保持部材１２を搬送モーションＭ１にしたがって水平方向に移動することがで
きる。

搬送モーション生成部４５２で生成された搬送モーションＭ１は、搬送モーション記憶部４６４に記憶される。そして、モータ指令演算部４５４は、搬送モーションＭ１を例えば、経過時間に対する指令位置または指令角度として演算し、例えばその演算結果を不揮発性メモリ４６に記録して出力部４５５から出力することができる。また、例えば、本実施の形態にかかるサーボトランスファフィーダ１０においては、その可動部の駆動源が、鉛直方向の移動用の第１のモータ２０と水平方向の移動用の第２のモータ２２の２つのサーボモータに動作方向によって分かれているので、保持部材１２の位置は２つのモータの経過時間に対する指令位置または指令角度として演算することができる。なお、第１のモータ２０及び第２のモータ２２は、サーボモータであり、それぞれエンコーダ２１，２３の出力パルスをカウントすることによって保持部材１２の位置を検出することができる。

上記実施の形態にかかるサーボトランスファフィーダ１０の変形例について図７及び図８を用いて説明する。

図７は、本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダ１０で生成される搬送モーションＭ２を示す図である。図８は、本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダ１０における保持部材１２の動作経路Ｒ２を示す図である。なお、図７に示す第１〜第６の動作カム曲線ＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３，ＣＶ４，ＣＶ５，ＣＶ６は、図５に示した動作カム曲線と同じである。

図７及び図８の変形例は、隣り合う動作カム曲線を一部重ね合わせて搬送モーションＭ２を生成している点と、第３のリフト動作Ｌ３が追加されている点において図５及び図６の実施の形態と異なる。具体的には、搬送モーション生成部４５２は、各動作の動作カム曲線ＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３，ＣＶ４，ＣＶ５，ＣＶ６を組み合わせる際に、隣り合う動作カム曲線において、先の動作カム曲線の動作終了時刻よりも後の動作カム曲線の動作開始時刻を早くしてオーバーラップ時間ＯＬ１，ＯＬ２，ＯＬ３，ＯＬ４を設定するラップ設定部４５３をさらに有することができる。

図７に示すように、例えば、先の動作カム曲線として第１の動作カム曲線ＣＶ１の動作終了時刻ｔ１よりも後の第２の動作カム曲線ＣＶ２の動作開始時刻ｔ２を早くしてオーバーラップ時間ＯＬ１を設定することができる。このように、ラップ設定部４５３によってオーバーラップ時間ＯＬ１，ＯＬ２，ＯＬ３，ＯＬ４を設定することで、アドバンス時間がＴＡ１からＴＡ２に短縮され、リターン時間がＴＲ１からＴＲ２に短縮され、１サイクルタイムもオーバーラップ時間の合計であるＳＴ２分が短縮される。具体的には、操作者は、制御装置４を用いて動作条件入力部７６から搬送モーションＭ１に対する各オーバーラップ時間ＯＬ１，ＯＬ２，ＯＬ３，ＯＬ４を入力することで、ラップ設定部４５３において搬送モーションＭ２が生成することができる。

このようにして設定された搬送モーションＭ２は、図８のように保持部材１２の動作経路Ｒ２を水平方向Ｘ−鉛直方向Ｙの座標系で表わすと、隣接する動作が曲線を描くように連結する。この場合にあっても、保持部材１２は、第２の位置Ｐ２，第３の位置Ｐ３，第５の位置Ｐ５及び第６の位置Ｐ６を通過する範囲でオーバーラップ時間を設定することが望ましい。なぜなら、例えば、下型７Ａの高さに対して下型７Ｂの高さが異なる場合に、保持部材１２の鉛直方向の移動が必要となることがあり、その鉛直方向の移動を第２の位置Ｐ２と第３の位置Ｐ３との間の非干渉領域及び第５の位置Ｐ５と第６の位置Ｐ６との間の非干渉領域において行うことになるからである。

図７においては時間Ｔ−速度Ｖ座標系であるため保持部材１２の実際に移動する方向に
ついては示されないが、図５及び図６を用いて説明したように、隣り合う動作カム曲線は、鉛直方向と水平方向の動作が交互に組み合わされている。

このように、オーバーラップ時間を設定したサーボトランスファフィーダ１０によれば、第１〜第６の動作カム曲線ＣＶ１，ＣＶ２，ＣＶ３，ＣＶ４，ＣＶ５，ＣＶ６を変更することなく、搬送モーションＭ１のサイクルタイムを短縮した搬送モーションＭ２を設定することができる。また、オーバーラップ時間を設定したサーボトランスファフィーダ１０によれば、各動作の動作カム曲線をそのまま利用しているため、安定した材料搬送を損なうことがなくサイクルタイムを短縮した搬送モーションＭ２を設定することができる。さらに、オーバーラップ時間を設定したサーボトランスファフィーダ１０によれば、隣接する動作カム曲線の動作終了時刻と動作開始時刻とをオーバーラップさせるだけなので、操作者にも理解しやすく、容易に設定することができる。

また、図８に示すように、この変形例のサーボトランスファフィーダ１０は、保持部材１２がアドバンス動作ＡＤの間に第３のリフト動作Ｌ３をさらに有することができる。

この場合、動作条件入力部７６は、第３のリフト動作Ｌ３における動作開始位置ｘ７又は動作開始時刻ｔ７及び移動距離（ｘ７とｘ８の間隔）をさらに設定し、カム曲線生成部４５１は、動作条件入力部７６で設定された動作開始位置ｘ７又は動作開始時刻ｔ７及び移動距離（ｘ７とｘ８の間隔）を基礎カム曲線に入力して第３のリフト動作Ｌ３の動作カム曲線ＣＶ７を生成することができる。第３のリフト動作Ｌ３における保持部材１２の移動距離は、ｙ４−ｙ２である。

このように設定することで、保持部材１２のアドバンス動作ＡＤにおける第３のリフト動作Ｌ３も動作カム曲線ＣＶ７を組み合わせることによって容易に設定することができる。

図７及び図８に示すように、リターン動作ＲＴにおいても、第５の位置Ｐ５と第６の位置Ｐ６との間において、第３のダウン動作Ｄ３を同様に設定することができる。第３のダウン動作Ｄ３における保持部材１２の移動距離は、ｙ５−ｙ３である。このように非干渉領域において、保持部材１２の鉛直方向の昇降動作を行うことによって、上流プレス１Ａにおける第１のリフト動作Ｌ１または第２のダウン動作Ｄ２及び下流プレス１Ｂにおける第１のダウン動作Ｄ１または第２のリフト動作Ｌ２の移動距離を短縮することが可能となり、その結果として、安定した材料搬送を損なうことなくサイクルタイムを短縮した搬送モーションＭ２を生成することができる。

次に、サーボトランスファフィーダ１０の制御方法について、図２及び図９を用いて説明する。

図９は、本発明の一実施の形態に係るサーボトランスファフィーダ１０における搬送モーションＭ１を生成する手順を示すフローチャートである。

移動時間と移動距離が任意に設定可能であって、始点と終点における保持部材１２の速度及び加速度が０（「零」）である基礎カム曲線が予め基準カム曲線格納部４６０に用意されている。基準カム曲線は、複数種類用意されていてもよく、その場合には、いずれかの基準カム曲線を予め選択することができる。

まず、工程１（Ｓ１０）は、サーボトランスファフィーダ１０における保持部材１２が移動する際の動作限界値として設定された最高速度及び最高加速度と、を動作条件入力部７６から設定し、例えば、最高速度および最高加速度格納部４６２に用意する。

次に、工程２（Ｓ１１）は、保持部材１２の第１のリフト動作Ｌ１、アドバンス動作ＡＤ、第１のダウン動作Ｄ１、第２のリフト動作Ｌ２、リターン動作ＲＴ及び第２のダウン動作Ｄ２の各動作における移動距離を動作条件入力部７６によって設定する。

工程３は、（Ｓ１２）は、設定した各動作の移動距離における基礎カム曲線を最高速度によって制限して各動作の第１の移動時間を移動時間演算部４５０で算出し、設定した各動作の移動距離における基礎カム曲線を最高加速度によって制限して各動作の第２の移動時間を移動時間演算部４５０で算出する。

工程４（Ｓ１３）は、移動時間演算部４５０で算出された第１の移動時間と第２の移動時間とを比較して、いずれか長い方の移動時間を選択する。

工程５（Ｓ１４）または工程６（Ｓ１５）は、選択された移動時間、すなわち第１の移動時間及び第２の移動時間のいずれか一方と各動作の移動距離を基礎カム曲線に入力して各動作の動作カム曲線を生成する。

工程７（Ｓ１６）は、工程５または工程６で生成された少なくとも６つの動作カム曲線を組み合わせて搬送モーションを搬送モーション生成部４５２において生成する。こうして生成された搬送モーションは、搬送モーション記憶部４６４に記憶する。

そして、サーボトランスファフィーダ１０は、搬送モーション記憶部４６４の搬送モーションに基づいて、モータ指令演算部４５４によってサーボモータ用の指令値である位置指令を算出し、出力部４５５から位置指令をサーボドライバ２４へ出力して保持部材１２を上流プレス１Ａと下流プレス１Ｂとの間で移動させる。

このようなサーボトランスファフィーダの制御方法によれば、動作毎に動作カム曲線を生成することで各動作における安定した材料搬送を可能とすることができる。また、このようなサーボトランスファフィーダの制御方法によれば、６つの動作に合わせて動作カム曲線を生成することによって、搬送モーションの設定作業を簡略化することができる。

また、工程７（Ｓ１６）において、上記変形例で説明した各動作の動作カム曲線を組み合わせる際に、ラップ設定部４５３においてオーバーラップ時間を設定することができる。

さらに、工程７（Ｓ１６）または工程７（Ｓ１６）で搬送モーションを生成する前後において、上記変形例で説明した第３のリフト動作Ｌ３の動作カム曲線をカム曲線生成部４５１において生成することができる。

工程２（Ｓ１１）において、上記サーボトランスファフィーダ１０について説明したように、保持部材１２の各動作における移動距離を設定するために、上流プレス１Ａから下流プレス１Ｂへ加工材料Ｗを搬送する動作経路において保持部材１２が通過する第１〜第４の位置Ｐ１〜Ｐ４を設定し、下流プレス１Ｂから上流プレス１Ａへ保持部材１２を移動する動作経路において保持部材１２が通過する第５及び第６の位置Ｐ５、Ｐ６を設定することができる。

このように、少なくとも第１〜第６の位置Ｐ１〜Ｐ６を設定するだけで保持部材１２の動作経路を設定することができるため、搬送モーションの設定を簡略化することができる。

ここで、第１〜第６の位置Ｐ１〜Ｐ６は、３次元ＣＡＤの仮想空間で定義される仮想トランスファフィーダで設定することができる。３次元ＣＡＤの仮想空間には、実機に設置されたあるいは設置される金型の３次元形状データも含むことができる。このように、３次元ＣＡＤの仮想トランスファフィーダで設定することによって、実機を停止させることなく搬送モーションの設定作業を行うことができる。また３次元ＣＡＤの仮想空間に実機に設置されたあるいは設置される金型の３次元形状データも含めば、各動作の動作カム曲線を組み合わせる際に、加工材料Ｗまたは保持部材１２と下型との干渉を起さない範囲で、オーバーラップ時間を大きくすることが容易にできる。

なお、上記のように本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。

１Ａ 上流プレス、１Ｂ 下流プレス、２Ａ、２Ｂ 加工空間、４ 制御装置、５Ａ、５Ｂ スライド、６Ａ、６Ｂ 上型、７Ａ、７Ｂ 下型、８Ａ、８Ｂ ボルスタ、１０ サーボトランスファフィーダ、１２ 保持部材、１３ 支柱、１４ 基台、１６ スライダ、１７ 第１のアーム、１８ 第２のアーム、１９ リンク機構、２０ 第１のモータ、２１ エンコーダ、２２ 第２のモータ、２３ エンコーダ、２４ サーボドライバ、４０ コントローラ、４５ 制御部、４６ 不揮発性メモリ、４７ メモリ、４８ インターフェース、７０ 操作盤、７２ 表示部、７４ 操作部、７６ 動作条件入力部、４５０ 移動時間演算部、４５１ カム曲線生成部、４５２ 搬送モーション生成部、４５３ ラップ設定部、４５４ モータ指令演算部、４５５ 出力部、４６０ 基準カム曲線格納部、４６２ 最高速度及び最高加速度格納部、４６４ 搬送モーション記憶部、Ｐ１
第１の位置、Ｐ２ 第２の位置、Ｐ３ 第３の位置、Ｐ４ 第４の位置、Ｐ５ 第５の位置、Ｐ６ 第６の位置、Ｐ７ 第７の位置、Ｐ８ 第８の位置、Ｐ９ 第９の位置、Ｐ１０ 第１０の位置、Ｌ１ 第１のリフト動作、Ｌ２ 第２のリフト動作、ＡＤ アドバンス動作、ＲＴ リターン動作、Ｄ１ 第１のダウン動作、Ｄ２ 第２のダウン動作、ｘ０ 支柱の中心軸、ｘ１ 第１の位置における水平方向位置、ｘ２ 第２の位置における水平方向位置、ｘ３ 第３の位置における水平方向位置、ｘ４ 第４の位置における水平方向位置、x５ 第５の位置における水平方向位置、x６ 第６の位置における水平方向位置、ｘ７ 第７の位置における水平方向位置、ｘ８ 第８の位置における水平方向位置、ｙ１ 第１の高さ、ｙ２ 第２の高さ、ｙ３ 第３の高さ、Ｗ 加工材料、Ｃ２ アドバンス動作カム曲線、ＣＶ１ 第１の動作カム曲線、ＣＶ２ 第２の動作カム曲線、ＣＶ３
第３の動作カム曲線、ＣＶ４ 第４の動作カム曲線、ＣＶ５ 第５の動作カム曲線、ＣＶ６ 第６の動作カム曲線、ＣＶ７ 第７の動作カム曲線、ＣＶ８ 第８の動作カム曲線、ＣＡ２ アドバンス動作加速度カム曲線、Ｔ１ 第１のリフト動作時間、Ｔ２ アドバンス動作時間、Ｔ３ 第１のダウン動作時間、Ｔ４ 第２のリフト動作時間、Ｔ５ リターン動作時間、Ｔ６ 第２のダウン動作時間、ＴＡ１、ＴＡ２ アドバンス時間、ＴＲ１、ＴＲ２ リターン時間、ＳＴ２ 短縮時間、Ｍ１ 搬送モーション、Ｍ２ 搬送モーション、Ｒ１、Ｒ２ 動作経路

Claims (11)

1. 上流プレスと下流プレスとの間で保持部材に保持された加工材料を搬入又は搬出するサーボトランスファフィーダであって、
   移動時間と移動距離が任意に設定可能であって、始点と終点における前記保持部材の速度及び加速度が０である基礎カム曲線と、前記保持部材が移動する際の動作限界値として設定された最高速度及び最高加速度と、を記憶する記憶部と、
   前記保持部材の第１のリフト動作、アドバンス動作、第１のダウン動作、第２のリフト動作、リターン動作及び第２のダウン動作の各動作における移動距離を設定する動作条件入力部と、
   前記動作条件入力部で設定した各動作の移動距離における前記基礎カム曲線を最高速度によって制限して各動作の第１の移動時間を算出し、前記動作条件入力部で設定した各動作の移動距離における前記基礎カム曲線を最高加速度によって制限して各動作の第２の移動時間を算出する移動時間演算部と、
   前記第１の移動時間と前記第２の移動時間とを比較して、いずれか長い方の移動時間を選択すると共に、選択された移動時間と各動作の移動距離を前記基礎カム曲線に入力して各動作の動作カム曲線を生成するカム曲線生成部と、
   前記カム曲線生成部によって生成された少なくとも６つの動作カム曲線を組み合わせて搬送モーションを生成する搬送モーション生成部と、
   前記搬送モーションに基づいて、前記保持部材の位置指令を出力する出力部と、
   を有することを特徴とする、サーボトランスファフィーダ。
2. 請求項１において、
   前記搬送モーション生成部は、各動作の動作カム曲線を組み合わせる際に、隣り合う動作カム曲線において、先の動作カム曲線の動作終了時刻よりも後の動作カム曲線の動作開始時刻を早くするオーバーラップ時間を設定するラップ設定部をさらに有することを特徴とする、サーボトランスファフィーダ。
3. 請求項１または２において、
   前記保持部材は、前記アドバンス動作の間に第３のリフト動作をさらに有し、
   前記動作条件入力部は、前記第３のリフト動作における動作開始位置又は動作開始時刻及び移動距離をさらに設定し、
   前記カム曲線生成部は、前記動作条件入力部で設定された動作開始位置又は動作開始時刻及び移動距離を前記基礎カム曲線に入力して前記第３のリフト動作の動作カム曲線を生成することを特徴とする、サーボトランスファフィーダ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   前記動作条件入力部は、前記保持部材の各動作における移動距離を設定するために、前記上流プレスから前記下流プレスへ加工材料を搬送する動作経路において前記保持部材が通過する第１の位置、第２の位置、第３の位置及び第４の位置を設定し、前記下流プレスから前記上流プレスへ前記保持部材を移動する動作経路において前記保持部材が通過する第５の位置及び第６の位置を設定し、
   前記第１の位置は、前記第１のリフト動作における動作開始位置であり、かつ、前記第２のダウン動作における動作終了位置であり、
   前記第２の位置は、前記アドバンス動作における前記上流プレス側の通過位置であって、加工材料が前記上流プレスの第１の下型と干渉しない高さであり、
   前記第３の位置は、前記アドバンス動作における前記下流プレス側の通過位置であって、加工材料が前記下流プレスの第２の下型と干渉しない高さであり、
   前記第４の位置は、前記第１のダウン動作における動作終了位置であり、かつ、前記第２のリフト動作における動作開始位置であり、
   前記第５の位置は、前記リターン動作における前記下流プレス側の通過位置であって、前記保持部材が前記第２の下型と干渉しない高さであり、
   前記第６の位置は、前記リターン動作における前記上流プレス側の通過位置であって、前記保持部材が前記第１の下型と干渉しない高さであることを特徴とする、サーボトランスファフィーダ。
5. 請求項４において、
   前記第１の位置は、前記保持部材が前記第１の下型上で加工材料の保持を開始する位置であり、
   前記第２の位置は、平面視において加工材料の前記上流プレス側端部が前記第１の下型の前記下流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であり、
   前記第３の位置は、平面視において加工材料の前記下流プレス側端部が前記第２の下型の前記上流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であり、
   前記第４の位置は、前記保持部材が前記第２の下型上で加工材料を解放する位置であり、
   前記第５の位置は、平面視において前期保持部材の前記下流プレス側端部が前記第２の下型の前記上流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であり、
   前記第６の位置は、平面視において前期保持部材の前記上流プレス側端部が前記第１の下型の前記下流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であることを特徴とする、サーボトランスファフィーダ。
6. 上流プレスと下流プレスとの間で保持部材に保持された加工材料を搬入又は搬出するサーボトランスファフィーダの制御方法であって、
   移動時間と移動距離が任意に設定可能であって、始点と終点における前記保持部材の速度及び加速度が０である基礎カム曲線と、前記保持部材が移動する際の動作限界値として設定された最高速度及び最高加速度と、を用意し、
   前記保持部材の第１のリフト動作、アドバンス動作、第１のダウン動作、第２のリフト動作、リターン動作及び第２のダウン動作の各動作における移動距離を設定し、
   設定した各動作の移動距離における前記基礎カム曲線を最高速度によって制限して各動作の第１の移動時間を算出し、
   設定した各動作の移動距離における前記基礎カム曲線を最高加速度によって制限して各動作の第２の移動時間を算出し、
   前記第１の移動時間と前記第２の移動時間とを比較して、いずれか長い方の移動時間を選択すると共に、選択された移動時間と各動作の移動距離を前記基礎カム曲線に入力して各動作の動作カム曲線を生成し、
   生成された少なくとも６つの動作カム曲線を組み合わせて搬送モーションを生成し、
   前記搬送モーションに基づいて、位置指令を出力して前記保持部材を前記上流プレスと前記下流プレスとの間で移動させることを特徴とする、サーボトランスファフィーダの制御方法。
7. 請求項６において、
   各動作の動作カム曲線を組み合わせる際に、隣り合う動作カム曲線において、オーバーラップ時間を設定して先の動作カム曲線の動作終了時刻よりも後の動作カム曲線の動作開始時刻を早くすることを特徴とする、サーボトランスファフィーダの制御方法。
8. 請求項６または７において、
   前記保持部材は、前記アドバンス動作の間に第３のリフト動作をさらに有し、
   前記第３のリフト動作における動作開始位置又は動作開始時刻及び移動距離を設定し、
   設定された動作開始位置又は動作開始時刻及び移動距離を前記基礎カム曲線に入力して前記第３のリフト動作の動作カム曲線を生成することを特徴とする、サーボトランスファ
   フィーダの制御方法。
9. 請求項６〜８のいずれか１項において、
   前記保持部材の各動作における移動距離を設定するために、前記上流プレスから前記下流プレスへ加工材料を搬送する動作経路において前記保持部材が通過する第１の位置、第２の位置、第３の位置及び第４の位置を設定し、前記下流プレスから前記上流プレスへ前記保持部材を移動する動作経路において前記保持部材が通過する第５の位置及び第６の位置を設定し、
   前記第１の位置は、前記第１のリフト動作における動作開始位置であり、かつ、前記第２のダウン動作における動作終了位置であり、
   前記第２の位置は、前記アドバンス動作における前記上流プレス側の通過位置であって、加工材料が前記上流プレスの第１の下型と干渉しない高さであり、
   前記第３の位置は、前記アドバンス動作における前記下流プレス側の通過位置であって、加工材料が前記下流プレスの第２の下型と干渉しない高さであり、
   前記第４の位置は、前記第１のダウン動作における動作終了位置であり、かつ、前記第２のリフト動作における動作開始位置であり、
   前記第５の位置は、前記リターン動作における前記下流プレス側の通過位置であって、前記保持部材が前記第２の下型と干渉しない高さであり、
   前記第６の位置は、前記リターン動作における前記上流プレス側の通過位置であって、前記保持部材が前記第１の下型と干渉しない高さであることを特徴とする、サーボトランスファフィーダの制御方法。
10. 請求項９において、
    前記第１の位置は、前記保持部材が前記第１の下型上で加工材料の保持を開始する位置であり、
    前記第２の位置は、平面視において加工材料の前記上流プレス側端部が前記第１の下型の前記下流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であり、
    前記第３の位置は、平面視において加工材料の前記下流プレス側端部が前記第２の下型の前記上流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であり、
    前記第４の位置は、前記保持部材が前記第２の下型上で加工材料を解放する位置であり、
    前記第５の位置は、平面視において前期保持部材の前記下流プレス側端部が前記第２の下型の前記上流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であり、
    前記第６の位置は、平面視において前期保持部材の前記上流プレス側端部が前記第１の下型の前記下流プレス側端部と重なるときの前記保持部材の位置であることを特徴とする、サーボトランスファフィーダの制御方法。
11. 請求項９または１０において、
    前記第１〜前記第６の位置は、３次元ＣＡＤの仮想空間で定義される仮想トランスファフィーダで設定することを特徴とする、サーボトランスファフィーダの制御方法。

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