JP2016203201A - 自動プログラミング装置、ローダ装置、及び板材搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークを安定してかつ効率よく搬送することが可能な自動プログラミング装置、ローダ装置、及び板材搬送方法を提供する。
【解決手段】板状のワークＷをパッド３３で吸着して搬送するローダ装置１００に供給可能なパッド３３の制御情報Ｄ１を作成する自動プログラミング装置１であって、ワークＷに対するパッド３３の吸着位置に基づいて、ワークＷの搬送状態に関する安定係数ｋを算出する係数算出部２と、係数算出部２により算出された安定係数ｋに基づいて、制御情報Ｄ１のうち少なくともワークＷの搬送速度を設定する設定部３と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、板状のワークを搬送するための自動プログラミング装置、ローダ装置、及び板材搬送方法に関する。

パンチプレス機やレーザ加工機などの板材加工システムでは、板状のワークを搬入または搬出するためにローダ装置が用いられている。ローダ装置としては、板状のワークをパッドで吸着して搬送するものが知られており、ワークを安定して搬送することが求められている。例えば、下記の特許文献１では、ワークを複数のパッドにより吸着して搬送し、搬送方向の前側又は後側のパッドがワークから外れたことを検出した際に、搬送速度を低減して搬送するローダ装置が記載されている。

特開２０１４−１８８５４７号公報

しかしながら、上記した特許文献１では、パッドがワークから離れたことを検出して搬送速度を低減するが、パッドがワークから外れるような状況であった場合でも、予め設定された速度でワークの搬送を開始している。従って、ワークに対する風圧や大きな加減速などにより、パッドがワークから離れやすくなり、ワークの落下を招くなどワークを安定して搬送することができないといった課題を有している。また、特許文献１では、パッドがワークから外れることを想定した搬送速度に設定されるため、パッドが強くワークを吸着している時でも予め設定された搬送速度でしか搬送できず、搬送効率が悪いといった問題がある。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、ワークを安定してかつ効率よく搬送することが可能な自動プログラミング装置、ローダ装置、及び板材搬送方法を提供することを目的とする。

本発明は、板状のワークをパッドで吸着して搬送するローダ装置に供給可能なパッドの制御情報を作成する自動プログラミング装置であって、ワークに対するパッドの吸着位置に基づいて、ワークの搬送状態に関する安定係数を算出する係数算出部と、係数算出部により算出された安定係数に基づいて、制御情報のうち少なくともワークの搬送速度を設定する設定部と、を備える。

また、係数算出部は、ワークの形状情報に対するパッドの配置関係を用いて安定係数を算出してもよい。また、パッドが、ワークをそれぞれ吸着可能な複数の小パッドにより構成される場合に、係数算出部は、小パッドのうちワークに吸着可能な数を用いて安定係数を算出してもよい。また、係数算出部は、ワークの板厚、材質、及び表面状態のうち少なくとも一つを用いて安定係数を補正してもよい。また、係数算出部は、ワークの重心位置に対するパッドの配置関係から、ワークを搬送する際のワークの姿勢に関する補正値を算出し、補正値に基づいて安定係数を補正してもよい。また、ローダ装置が複数のパッドを備える場合に、係数算出部は、ワークの重心位置に対するパッドのそれぞれの配置関係と、パッドのそれぞれで予測される吸着状態と、を用いて補正値を算出してもよい。

また、設定部は、ワークの搬送速度に加えて加速度を制御情報として設定してもよい。また、設定部は、安定係数が予め設定された閾値に達しない場合に、ワークの搬送速度を、安定係数が閾値を超える場合に設定される搬送速度よりも低い搬送速度に設定してもよい。また、設定部は、安定係数が予め設定された閾値に達しない場合に、加速度を、安定係数が閾値を超える場合に設定される加速度よりも小さい加速度に設定してもよい。

また、本発明は、板状のワークを吸着して搬送するパッドと、パッドで吸着した前記ワークの搬送を制御するコントローラと、を備えるローダ装置であって、コントローラは、ワークに対するパッドの吸着位置に基づいて、ワークの搬送状態に関する安定係数を算出する係数算出部と、係数算出部により算出された安定係数に基づいて、少なくともワークの搬送速度を設定する設定部と、を備える。

また、コントローラは、ワークに対するパッドの吸着状態に基づいて、係数算出部により安定係数を算出してもよい。また、コントローラは、安定係数が予め設定された下側閾値を下回ると設定部で判定した場合、ワークの搬送中止、または、再度パッドによるワークの吸着を指示してもよい。

また、本発明は、板状のワークをパッドで吸着して搬送する板材搬送方法であって、ワークに対するパッドの吸着位置に基づいて、ワークの搬送状態に関する安定係数を算出することと、安定係数に基づいて、少なくともワークの搬送速度を設定することと、を含む。

本発明の自動プログラミング装置によれば、安定係数に基づいて、制御情報のうち少なくともワークの搬送速度を設定するので、ワークに対してパッドが確実に吸着しているような安定係数が高い場合は搬送速度を高速としてワークの搬送効率を向上させることができる。一方、安定係数が低い場合は搬送速度を低速としてワークの落下を防止し、ワークを安定して搬送することができる。

また、係数算出部が、ワークの形状情報に対するパッドの配置関係を用いて安定係数を算出する場合、ワークに対するパッドの吸着状態を把握することにより、正確な安定係数を算出できる。また、パッドが、ワークをそれぞれ吸着可能な複数の小パッドにより構成される場合に、係数算出部が、小パッドのうちワークに吸着可能な数を用いて安定係数を算出するものでは、ワークを吸着する小パッドの数によってパッドの吸着状態を容易に把握でき、正確な安定係数を算出できる。また、係数算出部が、ワークの板厚、材質、及び表面状態のうち少なくとも一つを用いて安定係数を補正する場合、ワークにパッドの吸着状態を確認でき、正確な安定係数を得ることができる。また、係数算出部が、ワークの重心位置に対するパッドの配置関係から、ワークを搬送する際のワークの姿勢に関する補正値を算出し、補正値に基づいて安定係数を補正する場合、ワークの重心位置とパッドとのずれを把握してワークの搬送時の姿勢から正確な安定係数を得ることができる。また、ローダ装置が複数のパッドを備える場合に、係数算出部が、ワークの重心位置に対するパッドのそれぞれの配置関係と、パッドのそれぞれで予測される吸着状態と、を用いて補正値を算出するものでは、ワークの重心位置に対する各パッドの一及び吸着状態を用いることで正確な補正値を算出でき、この補正値を用いことにより正確な安定係数を算出できる。

また、設定部が、ワークの搬送速度に加えて加速度を制御情報として設定する場合、加減速によるワークへの影響を考慮して、ワークを安定して搬送できる。また、設定部は、安定係数が予め設定された閾値に達しない場合に、ワークの搬送速度を、安定係数が閾値を超える場合に設定される搬送速度よりも低い搬送速度に設定するものでは、安定係数を閾値と判断するので、安定係数が低い場合に確実に搬送速度を低速に設定でき、ワークを安定して搬送できる。また、設定部は、安定係数が予め設定された閾値に達しない場合に、加速度を、安定係数が閾値を超える場合に設定される加速度よりも小さい加速度に設定するものでは、安定係数が低い場合に確実に加速度を小さく設定でき、ワークを安定して搬送できる。

また、本発明のローダ装置によれば、安定係数に基づいて、少なくともワークの搬送速度を設定するので、ワークに対してパッドが確実に吸着しているような安定係数が高い場合は搬送速度を高速としてワークの搬送効率を向上させることができる。一方、安定係数が低い場合は搬送速度を低速としてワークの落下を防止し、ワークを安定して搬送することができる。

また、コントローラが、ワークに対するパッドの吸着状態に基づいて、係数算出部により安定係数を算出する場合、実際にパッドがワークを吸着している状態を用いるので、正確な安定係数を算出できる。また、コントローラは、安定係数が予め設定された下側閾値を下回ると設定部で判定した場合、ワークの搬送中止、または、再度パッドによるワークの吸着を指示する場合、安定係数を下側閾値と比較することにより、安定して搬送できないことを容易に判断でき、その後の搬送中止やリトライを早期に実施することができる。

また、本発明の板材搬送方法によれば、安定係数に基づいて、少なくともワークの搬送速度を設定するので、安定係数が高い場合は搬送速度を高速することでワークの搬送効率を向上させることができる。一方、安定係数が低い場合は搬送速度を低速としてワークを安定して搬送することができる。

実施形態に係る自動プログラミング装置及びローダ装置の一例を示す機能ブロック図である。 ローダ装置の一例を示す正面図である。 （Ａ）は図２に示すローダ装置の平面図、（Ｂ）はパッドの一例を示す図である。 自動プログラミング装置によって制御情報を作成する手順の一例を示すフローチャートである。 ワークに対するパッドの配置関係の一例を示す図である。 ワークの搬送ルートの一例を示す図である。 自動プログラミング装置によって制御情報を作成する手順の他の例を示すフローチャートである。 ワークに対するパッドの位置関係の他の例を示す図である。 実施形態に係るローダ装置を備えた板材加工システムの一例を示す図である。 ローダ装置の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な平面をＸＹ平面とする。このＸＹ平面に平行な任意の方向をＸ方向と表記し、Ｘ方向に直交する方向をＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。

＜自動プログラミング装置＞
図１は、実施形態に係る自動プログラミング装置１及びローダ装置１００の一例を示す機能ブロック図である。図１に示すように、自動プログラミング装置１は、係数算出部２と、設定部３と、記憶部４と、を有している。自動プログラミング装置１は、ローダ装置１００に供給可能な、ワークＷの搬送に関する制御情報Ｄ１を作成する。係数算出部２は、ワークＷの搬送状態に関する安定係数ｋを算出する。安定係数ｋは、ローダ装置１００により製品を搬送しているときのワークＷの安定性を表す。係数算出部２は、ワークＷの形状情報Ｄ２と、パッド３３の配置情報Ｄ３と、を取得し、これらの情報に基づいて、ワークＷの搬送状態に関する安定係数ｋを算出する。

ワークＷの形状情報Ｄ２は、ワークＷの加工前または加工後のいずれの形状でもよく、不図示の加工装置から適宜取得してもよい。また、ワークＷの形状情報Ｄ２は、加工装置に供給される加工データ（加工レシピ）を加工装置より上位のコントローラ等から取得してもよい。また、予め記憶部４に複数のワークＷの形状情報Ｄ２を記憶させておき、いずれかの形状情報Ｄ２を記憶部４から取得してもよい。パッド３３の配置情報Ｄ３は、ローダ装置１００から取得してもよいし、予め記憶部４に記憶された情報から選択して取得してもよい。自動プログラミング装置１は、不図示の通信部を備えてもよく、外部からワークＷの形状情報Ｄ２やパッド３３の配置情報Ｄ３を取得する場合、通信部を介して有線または無線により取得してもよい。また、ワークＷの形状情報Ｄ２やパッド３３の配置情報Ｄ３は、オペレータが不図示のキーボード等の入力装置によって入力してもよい。

係数算出部２は、取得したワークＷの形状情報Ｄ２と、パッド３３の配置情報Ｄ３とを用いて、ワークＷに吸着できるパッド３３の数や、パッド３３によりワークＷに対する吸着状態、ワークＷに対するパッド３３の配置バランス等に基づいて安定係数ｋを算出する。パッド３３によるワークＷの吸着状態は、例えばパッド３３それぞれの真空度や吸着割合などにより判断される。パッド３３の配置バランスは、ワークＷに対するパッド３３の配置やワークＷの重心位置などから判断される。なお、安定係数ｋの算出に際して、ワークＷの形状情報Ｄ２及びパッド３３の配置情報Ｄ３の他に、ワークＷの板厚、材質、及び表面状態のうち少なくとも一つまたは全部を用いて安定係数ｋを補正してもよい。ワークＷの板厚や材質によりワークＷの荷重が判断される。また、ワークＷの表面状態により吸着時のリーク等が予測可能となる。

係数算出部２は、補正値算出部５を備えてもよい。補正値算出部５は、ワークＷを搬送する際、ワークＷの重心位置に対するパッド３３の配置関係から、ワークＷを搬送する際のワークＷの姿勢に関する補正値を算出する。なお、補正値算出部５は、補正値の算出に際して、上記したワークＷの板厚、材質の情報を用いてもよい。例えば、パッド３３によりワークＷを吸着して持ち上げた際にワークＷが大きく傾く場合は補正値が大きくなり、逆にワークＷの傾きが小さい場合は補正値が小さくなる。係数算出部２は、補正値算出部５により算出された補正値に基づいて安定係数ｋを算出する。なお、安定係数ｋの算出に補正値を用いるか否かは任意であり、係数算出部２に補正値算出部５がなくてもよい。

設定部３は、係数算出部２により算出された安定係数ｋに基づいて、制御情報Ｄ１のうち少なくともワークＷの搬送速度を設定する。設定部３は、予め記憶部４に記憶している閾値と、係数算出部２により算出された安定係数ｋとを比較し、安定係数ｋが閾値を超える場合はワークＷを高速で移動させる搬送速度に設定し、一方、安定係数ｋが閾値に達しない場合はワークＷを低速で移動させる搬送速度に設定する。高速での移動速度や低速での移動速度は任意であるが、少なくとも低速での移動速度は、高速での移動速度よりも遅く、ワークＷを安定して搬送可能な速度に設定される。また、設定部３は、ワークＷの搬送速度に加えて加速度を制御情報Ｄ１として設定してもよい。設定部３は、安定係数ｋが予め設定された閾値に達しない場合に、加速度を、安定係数ｋが閾値を超える場合に設定される加速度よりも小さい加速度に設定してもよい。

なお、設定部３は、１つの閾値によって２種類の搬送速度のいずれかを設定することに限定されない。例えば、記憶部４に２つ以上の閾値を予め設定しておき、設定部３は、いずれかの閾値を超えた場合にその閾値に対応した搬送速度に設定してもよい。また、設定部３は、記憶部４に記憶された下側閾値に対して安定係数ｋが下回るときは、搬送不可を設定してもよい。

自動プログラミング装置１は、設定部３により設定されたワークＷの搬送速度を実施させる制御情報Ｄ１を出力する。制御情報Ｄ１は、ローダ装置１００のコントローラ４０により読み取り可能なデータ形式で形成される。制御情報Ｄ１は、無線または有線によりコントローラ４０に送られてもよく、また、ＵＳＢメモリ等の記録媒体に格納され、この記録媒体がコントローラ４０に接続されて送られるようにしてもよい。なお、制御情報Ｄ１は、ワークＷの搬送速度や加速度の他に、他の情報が含まれてもよい。

自動プログラミング装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理装置を有している。係数算出部２、設定部３、及び補正値算出部５は、演算装置が記憶部４に記憶されているプログラムに従って実行する処理又は制御に相当する。記憶部４は、安定係数ｋと比較される閾値や、自動プログラミング装置１の制御に必要な各種情報やプログラムを記憶する。記憶部４は、メモリなどで構成される。また、自動プログラミング装置１は、入力された各種情報や、係数算出部２によって算出された安定係数ｋ、設定部３による設定結果等を表示する表示装置を備えてもよい。オペレータは、表示装置による表示結果を確認して制御情報Ｄ１の出力を実行させてもよい。また、オペレータは、係数算出部２で算出された安定係数ｋや、設定部３による設定結果に対して、不図示の入力装置によって修正可能であってもよい。

ローダ装置１００は、不図示の加工装置に対してワークＷを搬入または搬出する。加工装置としては、例えば、パンチプレス機やレーザ加工機である。ローダ装置１００は、ワーク保持部３０と、コントローラ４０と、を有している。ワーク保持部３０は、本体部１０に支持された複数のパッド３３を備える。各パッド３３は、板状のワークＷに吸着可能である。ローダ装置１００のコントローラ４０は、制御情報Ｄ１に基づいて、パッド３３で吸着したワークＷの搬送を制御する。

なお、パッド３３は、ワークＷの表面に対して真空吸着するものであり、不図示のコンプレッサ等の吸引機構に接続され、接続経路の途中で吸着または解放を行うためのバルブをパッド３３ごとに備えている。このバルブは、例えば、コントローラ４０によって制御されてもよい。また、パッド３３は、真空吸着するものに代えて磁気吸着させるものでもよい。磁気吸着させる場合、例えばパッド３３内に電磁石が形成され、コントローラ４０が電磁石に対する通電を制御することによりワークＷに対する吸着を制御してもよい。本明細書において、パッド３３による吸着は、真空吸着及び磁気吸着の双方を含む意味で用いている。

図２は、ローダ装置１００の一例を示す正面図である。また、図３（Ａ）は、図２に示すローダ装置１００の平面図、（Ｂ）はパッド３３の一例を示す図である。図２及び図３に示すように、ローダ装置１００は、板状のワークＷを搬送する。ローダ装置１００は、例えば、テーブルＴＢ上に複数枚積層された未加工のワークＷのうち最上層のワークＷの上面を吸着して不図示の加工装置に搬送し、また、加工済みのワークＷを加工装置から回収用のテーブルＴＢ上に搬送する。加工済みのワークＷとしては、ワークＷの一部から切り取られた製品や、ワークＷの一部が切り抜かれて孔が空いた状態の残材（スケルトン）も含まれる。

ローダ装置１００は、本体部１０と、移動部２０と、ワーク保持部３０と、を有している。本体部１０は、移動部２０を介してレールＲａに吊り下げられている。移動部２０は、ガイドローラー２１と、不図示のローラー駆動部とを有している。ガイドローラー２１は、レールＲａに沿って回転可能である。レールＲａは、Ｘ方向に沿って設けられている。ローラー駆動部は、例えば本体部１０に設けられており、ガイドローラー２１を駆動する。本体部１０は、移動部２０によってレールＲａに沿ってＸ方向に移動可能に設けられる。

ワーク保持部３０は、本体部１０の−Ｚ側に配置され、昇降フレーム３１と、開閉フレーム３２とを有している。昇降フレーム３１は、例えば矩形状に形成され、複数のシリンダ３１ａを介して本体部１０に接続されている。昇降フレーム３１は、シリンダ３１ａによってＺ方向に昇降可能に設けられている。開閉フレーム３２は、昇降フレーム３１まで延びる接続フレーム３２Ａを備えている。開閉フレーム３２は、例えばシリンダ装置などの不図示の駆動源により接続フレーム３２Ａを伸縮させ、昇降フレーム３１に対してＸ方向に移動可能に設けられている。

昇降フレーム３１、開閉フレーム３２の−Ｚ側の面（下面）には、それぞれ複数のパッド３３が設けられている。各パッド３３は、昇降フレーム３１及び開閉フレーム３２の下面から下方に延びるパッド支持部３４ａを介して形成される。各パッド３３は、図３（Ｂ）に示すように、小パッド３８を束ねた状態で形成された、いわゆるマルチパッドが用いられる。小パッド３８は、それぞれ不図示の吸引機構に接続されるが、ワークＷに対する吸着または解放は、パッド３３ごとに行われる。なお、１つのパッド３３における小パッド３８の数は任意である。また、このような小パッド３８を束ねたパッド３３が用いられるか否かは任意であり、例えばパッド３３の大きさに相当する１つのパッドが用いられてもよい。

ワーク保持部３０は、開閉フレーム３２をＸ方向に移動させることにより、＋Ｘ側及び−Ｘ側のパッド３３の配置をＸ方向に変化させることができ、Ｘ方向に長さが変化するワークＷに対して、開閉フレーム３２を開くことで、パッド３３をワークＷに対応させることが可能となる。なお、図２及び図３に示すようなローダ装置１００に限定するものではなく、例えば、パッド３３の位置がＸ方向だけでなくＹ方向にも移動可能なものでもよく、また、パッド３３の配置が移動しない固定されたものでもよい。

また、−Ｘ側の開閉フレーム３２には、連結部材３５を介してパッド３６が形成される。昇降フレーム３１には、連結部材３７を介してパッド３６が形成される。連結部材３５、３７は、２つのパッド３６の移動方向が互いに平行となるような機構を備えている。２つのパッド３６は、不図示の吸引機構に接続され、ワークＷに対して吸着可能である。２つのパッド３６は、ワークＷを所定位置に位置決めする際に用いられるが、ワークＷの搬送に利用してもよい。

また、図３（Ａ）に示すように、例えば、テーブルＴＢは、エンドロケータ６１と、ワークホルダ６２，６３，６４とを備える。エンドロケータ６１は、ワークＷの−Ｘ側の辺Ｗａを保持し、ワークＷのＸ方向についての位置決めを行う。図３（Ａ）に示すテーブルＴＢは、例えば、パンチプレス機やレーザ加工機におけるワークＷの搬入搬出部に相当する。エンドロケータ６１は、第１センサ６１ａを備え、ワークＷの辺Ｗａがエンドロケータ６１に当接したか否かを検出する。ワークホルダ６２〜６４は、ワークＷの−Ｙ側の辺Ｗｂを保持する。ワークホルダ６２〜６４は、Ｘ方向に沿って互いに間隔を空けて配置されている。ワークホルダ６２〜６４には、それぞれ第２センサ６２ａ，６３ａ，６４ａが設けられ、ワークＷの辺Ｗｂがワークホルダ６２〜６４に当接したか否かを検出する。

このように、エンドロケータ６１やワークホルダ６２〜６４によりワークＷを保持することによりワークＷとローダ装置１００とを正確に位置決めでき、ワークＷに対するパッド３３、３６の配置関係が正確になる。また、上記したパッド３６によりワークＷを保持して、これらパッド３６を移動させることにより、エンドロケータ６１等にワークＷを適正に保持させることができる。なお、図３（Ａ）では、パッド３６によりワークＷの位置決めを行っている状態を示している。これによりワークＷとローダ装置１００とを正確に位置決めできる。

図２及び図３に示すローダ装置１００に対して、図１に示す自動プログラミング装置１によりワークＷを搬送するための制御情報Ｄ１を作成する手順について説明する。図４は、ローダ装置１００に対して、自動プログラミング装置１により制御情報Ｄ１を作成する手順の一例を示すフローチャートである。図４のフローチャートを説明するに際して適宜図５を参照する。

図４に示すように、まず、係数算出部２は、ワークＷ１の形状情報Ｄ２に基づき、搬送対象となるワークＷ１の形状を確認する（ステップＳ１）。搬送対象となるワークＷ１は、未加工のワークＷ１や、ワークＷ１の一部を抜き取った製品、ワークＷ１の一部が抜き取られた残材等である。ワークＷ１の形状情報Ｄ２は、上記のとおり、加工装置や加工装置より上位のコントローラ等から取得する。

次に、係数算出部２は、ワークＷ１に対するパッド３３の位置を確認する（ステップＳ２）。図５は、ワークＷ１に対するパッド３３の配置関係の一例を示す図である。図５に示す例では、ワークＷ１の形状は、内側部分に矩形状の孔Ｗ１ａが開いた枠形状となっており、このワークＷ１に４つのパッド３３Ａ〜３３Ｄが対応している。また、ワークＷ１は、矩形状の孔Ｗ１ａの中心位置が重心位置Ｇ１となっている。係数算出部２は、ワークＷ１の形状や重心位置Ｇ１を例えばＸＹ座標値として認識する。

次に、係数算出部２は、４つのパッド３３Ａ〜３３ＤがワークＷ１を吸着する際の位置を確認する（ステップＳ２）。パッド３３Ａ〜３３Ｄは、図２及び図３（Ａ）に示した複数のパッド３３のうちの４つのパッド３３に相当する。図５に示す例では、図３と同様に各パッド３３Ａ〜３３Ｄが、それぞれ１９個の小パッド３８Ａ〜３８Ｄを備えている。また、図５に示す例では、各パッド３３Ａ〜３３Ｄの中心位置とワークＷ１の重心位置Ｇ１との距離はそれぞれ同一の距離Ｌとなっている。係数算出部２は、パッド３３Ａ〜３３ＤがワークＷ１を吸着する際の位置（パッド３３Ａ等の中心位置）を例えばＸＹ座標値として認識する。

次に、係数算出部２は、加工後のワークＷ１の形状と各パッド３３Ａ〜３３Ｄの位置とに基づいて、各パッド３３Ａ〜３３Ｄにおける小パッド３８Ａ〜３８ＤがワークＷ１を吸着する数を確認する（ステップＳ３）。図５に示す例では、パッド３３Ａ〜３３ｄにおける小パッド３８Ａ〜３８Ｄのうち、それぞれ１６個の小パッド３８Ａ等がワークＷ１の孔Ｗ１ａの部分に位置するため、ワークＷ１の吸着には関与しない。一方、小パッド３８Ａ〜３８Ｄのうち３個の小パッド３８ＡがワークＷ１の吸着に関与する。

次に、係数算出部２は、ステップＳ３で確認した小パッド３８Ａ等の吸着数に基づいて安定係数ｋを算出する（ステップＳ４）。係数算出部２は、例えば、パッド３３Ａ〜３３Ｄにおいて、全ての小パッド３８Ａ〜３８Ｄの数に対して、吸着に関与する小パッド３８Ａ〜３８Ｄの数の割合を安定係数ｋとして算出する。図５に示す例では、全ての小パッド３８Ａ等の数は７６（１９個×４）であり、吸着に関与する小パッド３８Ａ等の数は１２（３個×４）である。従って、安定係数ｋは約１５．８％（≒１２／７６）と算出される。安定係数ｋは値が大きいほど安定性が高いことを示している。

なお、上記したように、各パッド３３Ａ〜３３Ｄから重心位置Ｇ１までの距離Ｌが同一であるため、係数算出部２は、補正値算出部５（図１参照）による補正値の算出を行わない。ただし、補正値算出部５により補正値０と算出してもよい。また、係数算出部２は、ワークＷ１の板厚、材質、及び表面状態の情報を用いて安定係数ｋを補正してもよい。例えば、ワークＷ１の板厚や材質の情報からワークＷ１の荷重が推定され、この荷重に基づいて安定係数ｋに所定の係数をかけてもよい。また、ワークＷ１の表面状態（例えば、表面粗度など）の情報から安定係数ｋに所定の係数をかけてもよい。これらワークＷ１の板厚、材質、及び表面状態の情報は、例えば、ワークＷ１の加工データとして工作機械または上位のコントローラ等から入手可能である。

次に、設定部３は、係数算出部２で算出された安定係数ｋが予め設定された閾値を超えるか否か判定する（ステップＳ５）。設定部３は、安定係数ｋが所定の閾値を超えると判定した場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、ローダ装置１００がワークＷ１を搬送する際にワークＷ１の保持が十分でかつ姿勢が安定していると判断する。例えば、閾値が１５％に設定されている場合、設定部３は、上記安定係数ｋが約１５．８％であることから、ワークＷ１の保持が十分でかつ姿勢が安定していると判断する。

この場合、設定部３は、制御情報Ｄ１として、ワークＷ１の搬送速度を高速の搬送速度Ｈ１に設定する（ステップＳ６）。この搬送速度Ｈ１は、例えば、安全率等を見込んだうえで、ワークＷ１を最も高速で移動可能な速度に設定されてもよい。また、ステップＳ６において、設定部３は、搬送速度Ｈ１に加えて、大きな加速度Ａ１に設定してもよい。ワークＷ１を搬送する際にワークＷ１の保持が十分でかつ姿勢が安定しているので、大きな加速度により加速または減速することが可能と判断される。なお、設定部３が加速度を設定するか否かは任意である。

また、設定部３は、安定係数ｋが所定の閾値に達しないと判定した場合（ステップＳ５のＮＯ）、ローダ装置１００がワークＷ１を搬送する際にワークＷ１の保持が不十分、またはワークＷ１の姿勢が安定していないと判断する。例えば、閾値が１２％に設定されている場合、設定部３は、上記安定係数ｋが約１５．８％であることから、ローダ装置１００がワークＷ１を搬送する際にワークＷ１の保持が不十分、またはワークＷ１の姿勢が安定していないと判断する。この場合、設定部３は、制御情報Ｄ１として、ワークＷ１の搬送速度を低速の搬送速度Ｈ２に設定する（ステップＳ７）。

搬送速度Ｈ２は、搬送速度Ｈ１より低い速度に設定されている。搬送速度Ｈ２は、例えば、搬送速度Ｈ１の１／２や１／３などに設定されてもよい。また、ステップＳ７において、設定部３は、搬送速度Ｈ２に加えて、小さな加速度Ａ２に設定してもよい。ワークＷ１の保持が不十分等のため、大きな加速度Ａ１により加速または減速するとパッド３３の吸着が外れる可能性がある。加速度Ａ２は、加速度Ａ１より小さく設定されている。例えば、加速度Ａ２は、加速度Ａ１の１／２や１／３などに設定されてもよい。

以上のステップＳ１〜Ｓ７により、制御情報Ｄ１が作成される。この制御情報Ｄ１は、ローダ装置１００のコントローラ４０に供給可能な点は、上記のとおりである。なお、制御情報Ｄ１は、搬送速度Ｈ１等や加速度Ａ１等の他に各種情報を含んでもよい。例えば、制御情報Ｄ１は、ワークＷ１の搬送ルートを含んでもよい。図６は、ワークＷ１の搬送ルートの一例を示す図である。図６に示すように、パッド３３Ｂ、３３Ｄ（パッド３３Ａ、３３Ｃも含む）は、ワークＷ１を吸着した後、Ｒ１方向（＋Ｚ方向）に移動し、続いて、Ｒ２方向（−Ｘ方向）に移動することでワークＷ１を搬送するルートと、ワークＷ１を吸着した後、Ｒ３方向（＋Ｚかつ−Ｘ方向）にワークＷ１を搬送するルートと、がある。

このように、ワークＷ１を吸着した後、搬送するルートについても上記した安定係数ｋが閾値を超えるか否かによって変更してもよい。例えば、安定係数ｋが閾値を超える場合は、パッド３３Ａ等によるワークＷ１の保持が安定しているので、Ｒ３方向の搬送ルートを選択してもよく、一方、安定係数ｋが閾値に達しない場合は、パッド３３Ａ等によるワークＷ１の保持が不十分、またはワークＷ１の姿勢が不安定のため、Ｒ１方向及びＲ２方向の搬送ルートを選択してもよい。なお、図６において、Ｒ３方向は湾曲した搬送ルートを記載しているが直線的な方向であってもよい。

次に、自動プログラミング装置１によって制御情報Ｄ１を作成する手順の他の例について説明する。図７は、ローダ装置１００に対して、自動プログラミング装置１により制御情報Ｄ１を作成する手順の他の例を示すフローチャートである。図７のフローチャートを説明するに際して適宜図８を参照する。

上記した図４のフローチャートでは、安定係数ｋを、ワークＷに吸着する小パッド３８Ａ等の数の割合（パーセント）に基づいて算出していた。しかし、ワークＷの重心位置Ｇと各パッド３３Ａ〜３３Ｄとの距離によってワークＷを搬送する際の安定性が変化する。本例では、係数算出部２により、ワークＷ２の重心位置Ｇ２と各パッド３３Ａ〜３３Ｄとの距離などを考慮した上で安定係数ｋａを算出する。

図７に示すように、まず、係数算出部２は、図６と同様に、ワークＷ２の形状情報Ｄ２に基づき、搬送対象となるワークＷ２の形状を確認する（ステップＳ１）。搬送対象となるワークＷ２の形状情報Ｄ２は、上記のとおり、加工装置や加工装置より上位のコントローラ等から取得する。

次に、係数算出部２は、ワークＷ２に対するパッド３３の位置を確認する（ステップＳ２）。図８は、ワークＷ２に対するパッド３３Ａ〜３３Ｄの位置関係の他の例を示す図である。図８に示す例では、ワークＷ２の形状は、左側の領域に矩形状の孔Ｗ２ａが開いており、さらに、右上の領域が矩形状に切り抜かれた切り欠き部Ｗ２ｂを有した形状となっている。また、ワークＷ２の重心位置はＧ２である。係数算出部２は、ワークＷ２の形状や重心位置Ｇ２を例えばＸＹ座標の情報として認識する。

次に、係数算出部２は、４つのパッド３３Ａ〜３３ＤがワークＷ２を吸着する際の位置を確認する（ステップＳ２）。図８に示す例では、各パッド３３Ａ〜３３Ｄの中心位置とワークＷ２の重心位置Ｇ２との距離はそれぞれ距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４となっている。係数算出部２は、パッド３３Ａ〜３３ＤがワークＷ２を吸着する際の位置（パッドの中心位置）を例えばＸＹ座標の情報として認識する。

次に、係数算出部２は、加工後のワークＷ２の形状と各パッド３３Ａ〜３３Ｄの位置とに基づいて、各パッド３３Ａ〜３３Ｄにおける小パッド３８Ａ〜３８ＤがワークＷ２を吸着する数を確認する（ステップＳ３）。図８に示す例では、パッド３３Ａにおける全ての１６個の小パッド３８ＡがワークＷ２の孔Ｗ２ａに位置するため、ワークＷ２の吸着に関与しない。また、パッド３３Ｂにおける小パッド３８Ｂは、一部がワークＷ２の切り欠きＷ２ｂに位置し、３個の小パッド３８ＢがワークＷ２の吸着に関与する。また、パッド３３Ｃにおける小パッド３８Ｃは、一部がワークＷ２の孔Ｗ２ａに位置し、１２個の小パッド３８ＣがワークＷ２の吸着に関与する。また、パッド３３Ｄにおける全ての１９個の小パッド３８ＤがワークＷ２の吸着に関与する。

次に、係数算出部２は、ステップＳ３で確認した小パッド３８Ａ等の吸着数に基づいて安定係数ｋを算出する（ステップＳ４）。係数算出部２は、例えば、パッド３３Ａ〜３３Ｄにおいて、全ての小パッド３８Ａ〜３８Ｄの数に対して、吸着に関与する小パッド３８Ａ〜３８Ｄの数の割合を安定係数ｋとして算出する。図８に示す例では、全ての小パッド３８Ａ等の数は７６個であり、吸着に関与する小パッド３８Ａ等の数は３４個（０＋３＋１２＋１９）である。従って、安定係数ｋは４４．７％（≒３４／７６）と算出される。この段階で算出される安定係数は比較的大きく、安定度が高いように見受けられる。ただし、図８の左図に示すように、パッド３３Ａ，３３Ｂにおける小パッドの吸着数が少なく、パッド３３Ｃ，３３Ｄにおける小パッドの吸着数が多いといった吸着数の偏りが生じている。

また、ワークＷ２の重心位置Ｇ２と各パッド３３Ａ〜３３Ｄの位置との距離Ｌ１〜Ｌ４も異なっている。このような状況では、図８の右図に示すように、パッド３３Ａ〜３３ＤでワークＷ２を吸着して持ち上げた場合、ワークＷ２が傾いた姿勢となる。また、図８の右図に示すワークＷ２の板厚ｔの大きさや材質によって、ワークＷ２の荷重が変化する。例えば、ワークＷ２の荷重が重くなると、パッド３３Ａ〜３３Ｄに対する傾きの影響が大きくなり、小パッド３８Ａ等への負担が大きくなる。特に、重心位置Ｇ２より＋Ｙ側は、パッド３３Ｂの３個の小パッド３８ＢでワークＷ２を吸着しているので、小パッド３８Ｂの負担が過大となる。

そこで、係数算出部２は、形状情報Ｄ２に基づいて、ワークＷ２の重心位置Ｇ２を算出し、重心位置Ｇ２と各パッド３３Ａ〜３３Ｄの位置との距離Ｌ１〜Ｌ４を算出する（ステップＳ１１）。続いて、係数算出部２は、補正値算出部５（図１参照）において、ステップＳ１１で算出した距離Ｌ１〜Ｌ４と各パッド３３Ａ〜３３Ｄの吸着数とをそれぞれ乗算した値に基づいて補正値ｃ１を算出する。また、補正値算出部５は、形状情報Ｄ２等からワークＷ２の板厚ｔや材質を確認し、ワークＷ２の荷重に応じた補正値ｃ２を算出する（ステップＳ１２）。補正値算出部５による補正値の算出は、予め用意されたテーブルから該当する数値を適用してもよいし、所定の計算式により求められる数値であってもよい。

係数算出部２は、ステップＳ４で算出された安定係数ｋに対して各補正値ｃ１、ｃ２に基づき補正し、新たな安定係数ｋａを算出する。例えば、安定係数ｋが４４．７％であり、補正値ｃ１が０．５であり、補正値ｃ２が０．７であるとした場合、安定係数ｋと補正値ｃ１、ｃ２を掛け合わせると、新たな安定係数ｋａとして１５．６４５％の値が得られる。

次に、設定部３は、補正後の安定係数ｋａが予め設定された閾値以上であるか否か判定する（ステップＳ５Ａ）。設定部３は、安定係数ｋａが所定の閾値を超えると判定した場合（ステップＳ５ＡのＹＥＳ）、ローダ装置１００がワークＷ２を搬送する際にワークＷ２の保持が十分でかつ姿勢が安定していると判断する。例えば、閾値が１５％に設定されている場合、設定部３は、上記安定係数ｋａが約１５．６４５％であることから、ワークＷ２の保持が十分でかつ姿勢が安定していると判断する。この場合、図４に示す場合と同様に、設定部３は、制御情報Ｄ１として、ワークＷ２の搬送速度を高速の搬送速度Ｈ１に設定する（ステップＳ６）。また、ステップＳ６において、設定部３は、搬送速度Ｈ１に加えて、大きな加速度Ａ１に設定してもよい。なお、設定部３が加速度を設定するか否かは任意である。

また、設定部３は、安定係数ｋａが所定の閾値に達しないと判定した場合（ステップＳ５ＡのＮＯ）、ローダ装置１００がワークＷ１を搬送する際にワークＷ１の保持が不十分、またはワークＷ１の姿勢が安定していないと判断する。例えば、閾値が１２％に設定されている場合、設定部３は、安定係数ｋａが約１５．６４５％であることから、ローダ装置１００がワークＷ１を搬送する際にワークＷ１の保持が不十分、またはワークＷ１の姿勢が安定していないと判断する。この場合、設定部３は、制御情報Ｄ１として、ワークＷ１の搬送速度を低速の搬送速度Ｈ２に設定する（ステップＳ７）。また、ステップＳ７において、設定部３は、搬送速度Ｈ２に加えて、小さな加速度Ａ２に設定してもよい。

以上のステップＳ１〜Ｓ７により、制御情報Ｄ１が作成される。この制御情報Ｄ１は、ローダ装置１００のコントローラ４０に供給可能な点は、上記のとおりである。

このように、本実施形態によれば、安定係数ｋ、ｋａに基づいて、制御情報Ｄ１のうち少なくともワークの搬送速度を設定するので、ワークに対してパッドが確実に吸着しているような安定係数が高い場合は搬送速度を上げてワークＷ等を早く搬送することができ、ワークＷの搬送効率を向上させることができる。一方、安定係数ｋ、ｋａが低い場合は搬送速度を低速としてワークＷが安定した状態で慎重に搬送することができる。

＜ローダ装置及び板材搬送方法＞
図９は、実施形態に係るローダ装置１００を備えた板材加工システム２００の一例を示す図である。図９に示すように、板材加工システム２００は、ローダ装置１００と、加工装置２１０と、を備えている。ローダ装置１００のレールＲａは、加工装置２１０のテーブルＴＢに対してワークＷの搬入または搬出可能に配置されている。ローダ装置１００は、テーブルＴＢに対して未加工のワークＷを搬入し、また、テーブルＴＢに載置された加工済みのワークＷ（例えば、製品や残材）を搬出する。なお、ローダ１００においてワークＷを吸着する構成は図２及び図３と同様である。

加工装置２１０は、例えば、パンチプレス機やレーザ加工機である。加工装置２１０は、ローダ装置１００によりテーブルＴＢに未加工のワークＷが搬入され、加工部２１１によりワークＷの加工を行う。加工済みのワークＷ（例えば、製品）は、テーブルＴＢからローダ装置１００により所定の保管棚等に搬出される。なお、製品が抜き取られたあとの残材は、例えば、ローダ装置１００によって搬送してもよく、また、不図示のグリッパ装置等によりテーブルＴＢから排出されてもよい。

加工装置２１０は、加工部２１１等を制御する制御部２１２を備える。制御部２１２は、ローダ装置１００のコントローラ４０との間で各種情報の送受信を行っている。なお、制御部２１２及びコントローラ４０は、別に構成されることに代えて、１つの制御装置中に制御部２１２及びコントローラ４０の機能を含んで構成されてもよい。コントローラ４０は、図９に示すように、係数算出部２と、設定部３と、を含んでいる。これら係数算出部２及び設定部３は、上記した自動プログラミング装置１に備えるものと同様である。また、図９に示すコントローラ４０では、記憶部４（図１参照）の記載を省略している。

コントローラ４０は、係数算出部２により、ワークＷに対するパッド３３（図２及び図３参照）の吸着位置に基づいてワークＷの搬送状態に関する安定係数ｋ、ｋａを算出し、設定部３により、安定係数ｋ、ｋａに基づいて、少なくともワークＷの搬送速度を設定する。コントローラ４０は、設定部３の設定に基づいて、高速または低速によるワークＷの搬送速度を指示する。コントローラ４０におけるワークＷの搬送速度の指示は、上記した図４または図７に示すフローチャートと同様の手順により決定される。すなわち、コントローラ４０により、ワークＷに対するパッド３３の吸着位置に基づいて、ワークＷの搬送状態に関する安定係数ｋ、ｋａを算出することと、安定係数ｋ、ｋａに基づいて、少なくともワークＷの搬送速度を設定することと、とを含んだ板材搬送方法が実施される。

なお、ワークＷの搬送速度を３段階以上に分けて設定してもよく、また、加速度を設定してもよい点は、上記した自動プログラミング装置１と同様である。また、コントローラ４０は、パッド３３（図２等参照）がワークＷを吸着した状態のデータに基づいて安定係数ｋを算出してもよい。また、コントローラ４０は、加工装置２１０によるワークＷの加工開始または加工終了のタイミングを制御部２１２等から取得し、ワークＷの搬送を制御してもよい。このとき、コントローラ４０は、設定部３により設定された搬送速度に対して、加工装置２１０の状況に応じてワークＷの搬送速度等を変更してもよい。例えば、テーブルＴＢ上で製品をピックアップする場合、加工部２１１で次のワークＷの加工終了までに時間があるときは、搬送速度を高速から低速に切り替えてもよい。また、板材加工システム２００において、２台以上のローダ装置１００が使用されてもよい。この場合、各ローダ装置１００は、それぞれコントローラ４０により高速または低速でワークＷを搬送してもよく、また、高速用のローダ装置と低速用のローダ装置とで分けてもよい。

図１０は、ローダ装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、ステップＳ５、Ｓ５Ａにおいて、安定係数ｋ、ｋａが閾値に達していない場合（ステップＳ５、Ｓ５ＡのＮＯ）、設定部３は、安定係数ｋ、ｋａが下側閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ２１）。下側閾値は、予め記憶部４等に記憶されており、パッド３３によるワークＷの搬送が難しい場合の値に設定されている。ステップＳ２１において、安定係数ｋ、ｋａが下側閾値を超える場合（ステップＳ２１のＹＥＳ）は、図４または図７のステップＳ７に移行する。

ステップＳ２１において、安定係数ｋ、ｋａが下側閾値に達していない場合（ステップＳ２１のＮＯ）は、ローダ装置１００のコントローラ４０は、ワークＷの搬送不可、またはリトライを指示する（ステップＳ２２）。コントローラ４０は、ワークＷの搬送不可を指示する場合、ローダ装置１００に備える不図示の表示装置等に搬送不可であることが表示してもよいし、上位のコントローラへの通知や音や光等によってオペレータ等に通知してもよい。また、リトライする場合、コントローラ４０は、一旦パッド３３によるワークＷの吸着を解除し、同一または異なる吸着位置にパッド３３を吸着させる。リトライの場合は、例えば、再度安定係数ｋを算出して下側閾値を超えるか否かを判定してもよい。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上記したローダ装置１００のように開閉フレーム３２（図２及び図３参照）によってパッド３３の位置を変更可能な場合、自動プログラミング装置１またはコントローラ４０は、ワークＷに対してパッド３３の配置が最適となるように検討し、このパッド３３の最適な配置に基づいて安定係数ｋ、ｋａを算出してもよい。また、安定係数ｋ、ｋａが低い場合、パッド３３の配置を変えて安定係数ｋ、ｋａの算出を行ってもよい。

Ｗ、Ｗ１、Ｗ２…ワーク
ｃ１、ｃ２…補正値
Ｄ１…制御情報
Ｄ２…ワークの形状情報
Ｄ３…パッドの配置情報
Ｇ１、Ｇ２…重心位置
Ｈ１、Ｈ２…搬送速度
ｋ、ｋａ…安定係数
１…自動プログラミング装置
２…係数算出部
３…設定部
５…補正値算出部
３３、３３Ａ〜３３Ｄ…パッド
３８、３８Ａ〜３８Ｄ…小パッド
４０…コントローラ
１００…ローダ装置

Claims (13)

1. 板状のワークをパッドで吸着して搬送するローダ装置に供給可能な制御情報を作成する自動プログラミング装置であって、
   前記ワークに対する前記パッドの吸着位置に基づいて、前記ワークの搬送状態に関する安定係数を算出する係数算出部と、
   前記係数算出部により算出された前記安定係数に基づいて、前記制御情報のうち少なくとも前記ワークの搬送速度を設定する設定部と、を備える、自動プログラミング装置。
2. 前記係数算出部は、前記ワークの形状情報に対する前記パッドの配置関係を用いて前記安定係数を算出する、請求項１記載の自動プログラミング装置。
3. 前記パッドが、前記ワークをそれぞれ吸着可能な複数の小パッドにより構成される場合に、前記係数算出部は、前記小パッドのうち前記ワークに吸着可能な数を用いて前記安定係数を算出する、請求項２記載の自動プログラミング装置。
4. 前記係数算出部は、前記ワークの板厚、材質、及び表面状態のうち少なくとも一つを用いて前記安定係数を補正する、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の自動プログラミング装置。
5. 前記係数算出部は、前記ワークの重心位置に対する前記パッドの配置関係から、前記ワークを搬送する際の前記ワークの姿勢に関する補正値を算出し、前記補正値に基づいて前記安定係数を補正する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の自動プログラミング装置。
6. 前記ローダ装置が複数の前記パッドを備える場合に、前記係数算出部は、前記ワークの重心位置に対する前記パッドのそれぞれの配置関係と、前記パッドのそれぞれで予測される吸着状態と、を用いて前記補正値を算出する、請求項５記載の自動プログラミング装置。
7. 前記設定部は、前記ワークの搬送速度に加えて加速度を前記制御情報として設定する、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の自動プログラミング装置。
8. 前記設定部は、前記安定係数が予め設定された閾値に達しない場合に、前記ワークの搬送速度を、前記安定係数が前記閾値を超える場合に設定される搬送速度よりも低い搬送速度に設定する、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の自動プログラミング装置。
9. 前記設定部は、前記安定係数が予め設定された閾値に達しない場合に、加速度を、前記安定係数が前記閾値を超える場合に設定される加速度よりも小さい加速度に設定する、請求項８記載の自動プログラミング装置。
10. 板状のワークを吸着して搬送するパッドと、前記パッドで吸着した前記ワークの搬送を制御するコントローラと、を備えるローダ装置であって、
    前記コントローラは、前記ワークに対する前記パッドの吸着位置に基づいて、前記ワークの搬送状態に関する安定係数を算出する係数算出部と、
    前記係数算出部により算出された前記安定係数に基づいて、少なくとも前記ワークの搬送速度を設定する設定部と、を備える、ローダ装置。
11. 前記コントローラは、前記ワークに対する前記パッドの吸着状態に基づいて、前記係数算出部により前記安定係数を算出する、請求項１０記載のローダ装置。
12. 前記コントローラは、前記安定係数が予め設定された下側閾値を下回ると前記設定部で判定した場合、前記ワークの搬送中止、または、再度前記パッドによる前記ワークの吸着を指示する、請求項１０または請求項１１記載のローダ装置。
13. 板状のワークをパッドで吸着して搬送する板材搬送方法であって、
    前記ワークに対する前記パッドの吸着位置に基づいて、前記ワークの搬送状態に関する安定係数を算出することと、
    前記安定係数に基づいて、少なくとも前記ワークの搬送速度を設定することと、を含む、板材搬送方法。

Images