往復作動式機械用搬送ロボットの制御方法及び制御装置
【課題】簡単な制御によりワーク搬送時に往復作動式機械との干渉を確実に防止できる搬送ロボットの制御方法及び制御装置を提供することである。
【解決手段】ライン状に配置された複数のプレス機械１０−１Ａ、１０−１Ｂ・・のうち隣接するプレス機械間でワークｗを搬送ロボット３０で搬送するに際し、搬送ロボットの搬送部３６、３８等とプレス機械の金型１９とが干渉しないように搬送ロボットの作動を制御する制御方法に関する。プレス機械によるワーク加工時における金型の位置を逐次検出し、金型の各位置と各位置にある金型と干渉しない搬送部の各位置との関係が記憶されたデータテーブル５４に基づき、搬送ロボットの搬送部の作動を制御する。
【解決手段】ライン状に配置された複数のプレス機械１０−１Ａ、１０−１Ｂ・・のうち隣接するプレス機械間でワークｗを搬送ロボット３０で搬送するに際し、搬送ロボットの搬送部３６、３８等とプレス機械の金型１９とが干渉しないように搬送ロボットの作動を制御する制御方法に関する。プレス機械によるワーク加工時における金型の位置を逐次検出し、金型の各位置と各位置にある金型と干渉しない搬送部の各位置との関係が記憶されたデータテーブル５４に基づき、搬送ロボットの搬送部の作動を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は隣接するプレス機械等間でワークを搬送する往復作動式機械用搬送ロボットの制御方法及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、一つのワークを複数のプレス機械で順次加工する場合、隣接するプレス機械間でのワークの搬送（受け渡し）を搬送ロボットで行うことがある。種々のタイプのプレス機械及び搬送ロボットが知られているが、どのようなタイプであれ、プレス機械のプレス加工及び搬送のサイクルタイムが短く（第１の要求）、しかも搬送ロボットがプレス機械と干渉しないこと（第２の要求）が要求される。
【０００３】
上記二つの要求は本来相反するものであり、サイクルタイムの短縮を優先すればプレス機械と搬送ロボットとの干渉のおそれが増大し、干渉の回避を優先すればサイクルタイムが長くなる。両方の要求を満たすためには、プレス機械の作動即ち上下金型の開閉と、搬送ロボットの作動即ち搬送アームのプレス機械への進入及び退出とを如何に同期させるかがポイントになる。そのためにインタロック機構やプレイバック機構が採用されることがある。
【０００４】
従来のプレス機械とロボットとの同期装置（特許文献１参照）を図６から図９をもとに説明する。図６に示すように、ロボット１００はツイスト軸１０３の回りに回転する搬入アーム部１０１及び搬出アーム部１０２を含む。プレス機械１０５は固定された下型１０６と、クランクの回転により昇降する上型１０７とを含む。
【０００５】
搬入アーム部１０１はプレス機械１０５とこの左方にあるプレス機械（不図示）との間に位置し、左方のプレス機械で加工されたワークをプレス機械１０５に搬入する。搬入アーム部１０１は上型１０７が上昇した後にプレス機械１０５へ進入する必要があり、進入がそれよりも早いとプレス機械１０５と干渉する。これに対して、搬出アーム部１０２はプレス機械１０５とこの右方にあるプレス機械（不図示）との間に位置し、プレス機械１０５加工されたワークをこれから搬出し、右方のプレス機械に搬入する。搬出アーム部１０２は上型１０７が下降する前にプレス機械１０５から退出する必要があり、退出がそれよりも遅いとプレス機械１０５と干渉する。
【０００６】
プレス機械１０５の作動と搬送ロボット１００の作動とを同期させるため、図８に示すように、プレス機械１０５のクランク角及びロボット１００の移動位置に関する情報がロボットコントローラ１１０に入力されている。
【０００７】
ロボットコントローラ１１０は、入力されるクランク角情報に基づきプレス機械１０５（特にその上型１０７）の位置を判定している。図９において、プレス機械のクランク角がロボット進入不可ゾーンＡにあるときは上型１０７と搬入部１０１とが干渉するおそれがあるが、ロボット進入可能ゾーンＢにあるときは干渉のおそれがない。
【０００８】
また、ロボットコントローラ１１０に入力されるロボット１００の搬入アーム部１０１及び搬出アーム１０２の位置情報に基づき、搬入制御部１１１が搬入アーム１０１の作動を制御し、搬出制御部１１２が搬出アーム１０２の作動を制御する。図７において、ＯＰ１は移動開始位置、ＯＰ２はプレス干渉外位置、そしてＯＰ３は金型上方位置である。位置ＯＰ１とＯＰ２との間では、プレス機械１０５を作動させてもロボット１００がプレス機械１０５と干渉するおそれはない。これに対して、位置ＯＰ２とＯＰ３との間では、クランク角がロボット進入可能ゾーンＢに入っているときはロボット１００はプレス機械１０５へ進入可能であるが、ロボット進入不可能ゾーンＡに入っているときは進入不可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２０２４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来例では、プレス機械１０５とロボット１００の同期のための制御が複雑になる。その理由は、ロボットコントローラ１１０において、プレス機械１０５からのクランク角情報と、ロボット１００の搬入アーム１０１の位置情報とを照合しているからである。
【００１１】
詳述すると、たとえばロボット１００の動きがプレス機械１０５の動きよりも早すぎ、搬入アーム１０１の位置がＯＰ２のとき、クランク角がゾーンＢになっていなければ、ロボットをＯＰ２で停止させ、クランク角がゾーンＢになるまで待機させる。別言すれば、ロボット１００がプレス機械１０５に進入するときは、その時点でのクランク角即ち上型１０７の位置を確認し、非干渉が確認された後でなければプレス機械１０５に進入できない。
【００１２】
そのためにロボットコントローラ１１０での制御が複雑になっている。つまり、ロボットコントローラ１１０はプレス機械１０５のクランク角情報を受け取る部分、ロボット１００の位置情報を受け取る部分、及び両者を照合する部分等が必要になる。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な制御でありながら、ワーク搬送時に往復作動式機械との干渉を確実に防止できる搬送ロボットの制御方法及び制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の基本的な技術思想は、予め準備した、往復作動式機械の各位置に対して干渉しないロボットの各位置をテーブル化したデータテーブルに基づき搬送ロボットを作動させることである。
【００１５】
（１）本願の第１発明による往復作動式機械用搬送ロボットの制御方法は、請求項１に記載したように、ライン状に配置された複数のプレス機械のうち隣接する往復作動式機械間でワークを搬送ロボットで搬送するに際し、搬送ロボットの搬送部と往復作動式機械の作動部とが干渉しないように搬送ロボットの作動を制御するものである。この往復作動式機械用搬送ロボットの制御方法において、往復作動式機械によるワーク加工時における作動部の位置を逐次検出し；作動部の各位置と各位置にある作動部と干渉しない搬送部の各位置との関係が記憶されたデータテーブルに基づき、搬送ロボットの搬送部の作動を制御する。
【００１６】
請求項２の制御方法は、請求項１において、第１往復作動式機械からのワークの搬出時と第２往復作動式機械へのワークの搬入時とは異なるデータテーブルを使用する。
【００１７】
（２）本願の第２発明による往復作動式機械用搬送ロボットの制御装置は、請求項３に記載したように、隣接する往復作動式機械間で、隣接する往復作動式を結ぶ方向に移動する第１搬送部、第１搬送部に枢支され隣接する往復作動式機械を結ぶ方向に揺動する第２搬送部、及び第２搬送部の自由端に結合されワークを保持し移動するクロスバーを含む搬送ロボットによりワークを搬送する際、クロスバーと往復作動式機械の作動部とが干渉しないように搬送ロボットの作動を制御するものである。
【００１８】
この往復作動式機械用搬送ロボットの制御装置は、往復作動式機械によるワーク加工時における作動部の作動位置を逐次検出する位置検出部材と、作動部の各位置と各位置にある作動部と干渉しないクロスバーの位置との関係が記憶されたデータテーブルを含み、作動部の位置情報をクロスバーの位置情報に変換する第１変換部と；データテーブルに基づき求めた位置にクロスバーが移動するように、第１搬送部及び第２搬送部を運動させる駆動手段と；から成る。
【００１９】
請求項４の制御装置は、請求項３において、第１搬送部及び第２搬送部はクロスバーをＸＹ平面内で移動させ、データテーブルはクロスバーと干渉しないＸ方向位置及びＹ方向位置が記憶されている。請求項５の制御装置は、請求項４において、位置検出部材は、作動部を昇降させるために回転する回転部材の回転位相を検出することにより作動部の位置を検出する。
【００２０】
請求項６の制御装置は、請求項４において、データテーブルは、回転部材の所定の位相角毎にクロスバーのＸ軸座標及びＹ軸座標をテーブル化し、所定の位相角の間の位相角に対応するクロスバーのＸ軸座標及びＹ軸座標は比例計算で求める。請求項７の制御装置は、請求項３において、更にデータテーブルの位置情報を駆動手段の作動情報に変換する第２変換部を含む。
【発明の効果】
【００２１】
（１）第１発明にかかる往復作動式機械用搬送ロボットの制御方法によれば、逐次検出される往復作動式機械の作動部の位置に対して干渉を生じない搬送ロボットの搬送部の位置がデータテーブルにより選出される。作動部の位置のみを検出すれば良く、搬送部の位置は検出不要である。データテーブルは、各位相角での金型の位置から干渉しない搬送部の位置を予め求めることができ、一度準備したデータテーブルを繰り返し使用できる。その結果、搬送ロボットの搬送部の作動の制御が簡単になる。
【００２２】
請求項２の制御方法によれば、ある搬送ロボットと、この搬送ロボットがワークを搬出する第１往復作動式機械の作動部、及びこの搬送ロボットがワークを搬入する第２往復作動式機械の作動部との干渉が防止できる。
【００２３】
（２）第２発明にかかる往復作動式機械用搬送ロボットの制御装置によれば、第１往復作動式機械と第２往復作動式機械との間でワークを搬送するために移動する搬送ロボットのクロスバーの作動を、データテーブルに基づき制御することにより、クロスバーと第１往復作動式機械及び第２往復作動式機械の作動部との干渉が防止できる。データテーブルの使用による効果については制御方法の欄で説明した。このクロスバーを含む搬送ロボットは、コンパクトな構造でありながら、第１往復作動式機械からのワークの搬出及び第２往復作動式機械へのワークの搬入が行える。
【００２４】
請求項４の制御装置によれば、ＸＹ平面内においてクロスバーを作動部と干渉することなく移動させることができる。請求項５の制御装置によれば、回転部材の位相の検出により作動部の位置が検出でき、検出が容易でしかも正確に行える。請求項６の制御装置によれば、回転部材の位置がより正確に検出でき、それによりクロスバーはより確実に作動部と干渉しない軌跡に沿って移動されることになる。請求項７の制御装置によれば、駆動手段により第１搬送部及び第２搬送部が確実に駆動される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明が適用されるプレスラインの平面説明図である。
【図２】上記プレスラインのうちの一つのプレス機械１０−１Ｂの正面図である。
【図３】上記プレスラインでプレス機械１０−１Ａとプレス機械１０−１Ｂとの間でワークを搬送する、本発明の第１実施例による搬送ロボットの正面図である。
【図４】図１の搬送ロボット３０の作動を制御する制御装置５０の説明図である。
【図５】（ａ）は第２実施例のプレス機械を示す正面図、（ｂ）は搬送ロボットと検出器との関係を示す説明図である。
【図６】従来のプレス機械の正面図である。
【図７】従来のプレス機械の平面図である。
【図８】従来例の制御部の説明図である。
【図９】従来例のクランク角の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜往復作動式機械＞
往復作動する往復作動式機械としてはプレス機械、射出成型機及び旋盤等が挙げられ、本発明はこれらのすべてに適用できる。プレス機械では移動金型（通常上型）が作動部に相当する。射出成型機では移動金型が作動部に相当し、搬送ロボットは隣接する第１射出成型機と第２射出成型機との間でワークを搬送する。旋盤では刃物保持部が作動部に相当し、搬送ロボットは隣接する第１旋盤と第２旋盤との間でワークを搬送する。なお、以下の説明はプレス機械を中心に行う。
【００２７】
プレス機械としては、固定部、可動部及び駆動部を有する汎用のプレス機械を使用できる。固定部に下型（ダイ）が、固定部に対して昇降可能な可動部に上型（パンチ）が固定されている。駆動部は例えばメインギアの回転をクランクによりスライドの上下運動（昇降運動）に変換する。ワークを順次加工する複数のプレス機械（第１プレス機械、第２プレス機械、第３プレス機械・・）が一つのプレスラインを構成する。第１プレス機械が第１加工を行い、第２プレス機械が第１加工に引き続く第２加工を行い、第３プレス機が第２加工に引き続く第３加工を行う。
【００２８】
プレスラインにはタンデムプレスライン及びトランスファプレスラインが含まれる。なお、同じ構成の複数のプレスラインを互いに平行に配置する場合、複数の第１プレス機械は同じ第１加工を行い、複数の第２プレス機械は同じ第２加工を行う。
【００２９】
＜搬送ロボット＞
本発明の搬送ロボットは隣接するプレス機械等往復作動式機械間でワークを搬送する。隣接するプレス機械間とは、第１プレスラインの第１プレス機械と第２プレス機との間、第２プレス機械と第３プレス機との間、・・を意味する。搬送ロボットはワークを二次元座標（ＸＹ平面）又は三次元座標（ＸＹＺ空間）で搬送する。さらに、手首の回転等に対応した六次元座標（ＸＹＺαβγ）で搬送することもできる。
【００３０】
代表的な搬送ロボットは、隣接するプレス機械の一側に配置された一側駆動部と、他側に配置された他側駆動部と、隣接するプレス機械間に延び両駆動部を結びワークの保持部を備えたクロスバーとを含む。クロスバーが第１プレス機械と第２プレス機械との間を往復動し、第１プレス機械から搬出したワークを第２プレス機械に搬入する。つまり、クロスバーは第１プレス機械の金型に対して進入及び退出するとともに、第２プレス機械の金型に対して進入及び退出する。
【００３１】
＜搬送ロボットの制御＞
制御装置は少なくとも、金型等作動部の位置検出部、データテーブルを含む第１変換部及び駆動手段を含み、更に第２変換部を含むことができる。金型（上型）の位置を検出する位置検出部は、例えばメインギアの回転位相又はクランクの角度（クランク角）を検出すれば良い。
【００３２】
第１変換部は位置検出部で検出される金型（上型）の位置情報を搬送ロボット（特にクロスバー）の位置情報に変換するものであり、上型の位置情報とクロスバーの位置情報とがテーブル化されＲＡＭ等に格納されたデータテーブルを含む。上型の位置検出については上述した。例えば、メインギアの一回転によりスライドが一往復する場合、位相角は一定値毎（例えば１°）に選定し、それに対するクロスバーのＸ座標、Ｙ座標を決める。一定値と一定値との間の位相角に対するクロスバーのＸ座標、Ｙ座標は比例計算で求める。
【００３３】
第１プレス機械と第２プレス機械との間の搬送ロボットの作動は両者の作動との関係で決めることが必要である。但し、第１プレス機械と第２プレス機械とは下型と上型との間隔や上型の昇降ストローク等が異なるので、第１プレス機械と搬送ロボットとの関係と、第２プレス機械と搬送ロボットとの関係は別々のデータテーブルで制御する。なお、第２変換部は、クロスバーの位置情報をクロスバーを移動させる駆動手段即ち搬送部及びモータ等の作動情報に変換するものである。
【００３４】
＜関連事項＞
本発明は直接的にはプレス機械等の往復作動式機械と搬送ロボットとの干渉を防止するための搬送部の作動に関するが、あるプレス機械の搬入側の搬送ロボットと搬出側の搬送ロボットとの干渉防止にも関連する。搬入側の搬送ロボットとプレス機械との非干渉、及び搬出側の搬送ロボットとプレスロボットとの非干渉が、搬入側の搬送ロボットと搬出側の搬送ロボットとの干渉につながるからである。
【００３５】
また、プレス機械の位相角に応じた位置へ搬送ロボットが動くため、プレス機械のストロークサイクルを早くすれば搬送ロボットは速く動作し、遅くすれば遅く動作する。プレス機械に干渉しないように搬送ロボットの動作スピードやタイミングを別に制御しなくても、自動的に簡単に制御できる。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施例＞
（構成）
ａ．全体
図１に示すように、直線状に並置された複数のプレス機械１０−１Ａ、１０−１Ｂ、１０−１Ｃ・・が第１タンデムプレスラインを構成し、一つのワークを順次加工する。別言すれば、一つのワークは複数のプレス機械で順次加工される。そして、隣接するプレス機械１０−１Ａ、１０−１Ｂ、１０−１Ｃ・・間において搬送ロボット３０がワークを搬送する。
【００３７】
ｂ．プレス機械
複数のプレス機械１０−１Ａ、１０−１Ｂ、１０−１Ｃ・・は金型の形状、大きさ及びストロークが異なる他は、基本的同じ構成を持つ。例えば中央のプレス機械１０‐１Ｂは図２に示すように、固定部１１、可動部１７、駆動部２１及び位相角検出器２５を等を含む。
詳述すると、固定部１１は基部（ボルスタ）１２、基部１２に立設された柱状部（アプライト）１３、柱状部の上端に固定された天井部（クラウン）１４、及び基部１２の上面に固定され所定の加工面を備えた下型１５を含む。可動部１７は上下動可能なスライド１８と、スライドの下面に固定され所定の加工面を備えた上型１９とを含む。駆動部２１は駆動源（不図示）により回転されるメインギア２２と、メインギア２２の回転をスライド１８の上下運動に変換するクランク機構２３とを含む。メインギア２２に隣接して配置された位相角検出器２５がメインギア２２の回転位相検出している。
【００３８】
ｃ．搬送ロボット
図１，図３に示すように、搬送ロボット３０は隣接するプレス機械１０−１Ａと１０−１Ｂとの間に配置され、左方のプレス機械１０−１Ａから搬出したワークを右方のプレス機１０‐１Ｂに搬入する。プレス機械１０−１Ａ及び１０‐１Ｂの一側に位置する一側駆動部３１、プレス機械の他側に位置する他側駆動部４１、及び隣接するプレス機械１０‐１Ａと１０‐１Ｂとの間の空間を延び両方の駆動部を結合するクロスバー４５を含む。一側駆動部は案内部材３２、走行部材３４、二つの揺動部材３６，３８を有する。他側駆動部４１はプレス機械１０に対して一側駆動部３１と対称な構成を持つ。
【００３９】
一側駆動部３１の案内部材３２は隣接するプレス機械間に固定配置され所定長さを持つ。案内部材３２に搭載された走行部材３４は、その一端に備えたモータ３５に駆動され案内部材３２上を往復直線直線運動可能である。第１揺動部材３６の一端が走行部材３４に枢支され、モータ３７に駆動されてワークの搬送方向に揺動可能である。第１揺動部材３６の他端に第２揺動部材３８の一端が枢支され、モータ３９に駆動されてワークの搬送方向に揺動可能である。その一端が第２揺動部材３８の他端に結合されたクロスバー４５の他端は他側駆動部４１の第２揺動部材３８の他端に結合されている。クロスバー４５はワークｗを保持するための保持部４６をその中間部に備えている。
【００４０】
クロスバー４５は案内部材３２に対する走行部材３４の走行（直線移動）、走行部材に対する第１揺動部材３６の揺動、及び第１揺動部材に対する第２揺動部材３８の揺動の合成により決まる軌跡ａからｆに沿って移動する。但し、その長手方向（図３の紙面と垂直な方向）には移動しないので、その運動は案内部材３２を含む平面即ち垂直面内における二次元的な運動である。よって、クロスバー４５の位置は二次元座標で表すことができる。
【００４１】
ｄ．制御装置
搬送ロボットの作動を制御する制御装置５０を図４に示す。制御装置５０は位相角入力部５１、第１変換部５２、第２変換部５６及びアンプ部５８を含む。位相角入力部５１は位相角検出器２５からメインギア２２の位相角を入力される。位相角信号をロボット位置信号に変換する第１変換部５２は、内挿演算部５３とデータテーブル５４とを含む。
【００４２】
データテーブル５４はメインギア２２の位相角０°から３６０°に対して干渉しない搬送ロボットのクロスバー４５のＸ軸方向位置（Ｘ座標）及びＹ軸方向位置（Ｙ座標）が
１°毎にテーブル化されたもので、ＲＡＭ内に記憶されている。例えば、プレス機械１０−１Ａの位相角が１７５°のとき、搬送ロボット３０のクロスバー４５のＸ軸方向位置がｘ１で、Ｙ軸方向位置がｙ１であれば、上型２８とクロスバー４５とは干渉するおそれがない。なお、この位相角とＸ軸方向位置及びＹ軸方向位置との関係は、予めプレス機械の各位相角でのスライドの位置と上型の寸法から干渉しない最短の位置を計算して求めたものである。
【００４３】
内挿演算部５３はデータテーブル５４に記憶されていない位相角に対応するＸ軸方向位置及びＹ軸方向位置を、記憶されている位相角に基づき算出するものである。例えば、位相角１７５°に対するＸ軸方向位置がｘ１で、位相角１７６°に対するＸ軸方向位置がｘ２のとき、位相角１７５．５に対するＸ軸方向位置を（ｘ１＋ｘ２）／２から求める。
【００４４】
（作用）
次に、この実施例の作用即ち制御方法を説明する。図３において搬送ロボットのクロスバー４５は、一側駆動部３１及び他側駆動部４１の駆動により第１プレス機械１０Ａ−１と第２プレス機械１０‐１Ｂとの間軌跡ａからｆに沿って移動され、それに伴いワークｗを搬送する。即ち、主に案内部材３２に対する走行部材３４の左方向への走行（直線移動）によりクロスバー４５が第１プレス機械１０‐１Ａに接近する。
【００４５】
ａ．第１プレス機械へのクロスバーの進入及び退出
第１プレス機械１０−１Ａの上型１９の上昇後（案内部材に対する走行部材の走行と、）ｆで示すように、クロスバー４５が第１プレス機械の下型１５と上型１９との間の空間に進入し、第１プレス機械１０−１Ａによる加工が終わったワークを保持部４６で保持する。クロスバー４５は主に走行部材３４に対する第１揺動部材３６の揺動と、第１揺動部材３６に対する第２揺動部材３８の揺動との合成運動により、ａで示す軌跡に沿って移動される。
【００４６】
具体的に説明すると、クロスバー４５の第１プレス機械１０−１Ａへの進入時、一側駆動部３１及び他側駆動部４１は第１プレス機械１０−１Ａの位置情報に基づき、クロスバー４５を駆動する。つまり、位相角検出器２５で検出されるメインギア２２の位相角度（即ち上型１９の位置情報）が第１変換器部５２によりクロスバー４５の位置情報に変換される。データテーブル５４において位相角に応じたＸ座標及びＹ座標が選出され、その結果が第２変換部５６により搬送ロボットの位置情報に変換される。これに基づくモータ３５の駆動により走行部材３４が走行しモータ３７の駆動により第１揺動部材３６が揺動し、モータ３９の駆動により第２揺動部材３８が揺動する。こうして、クロスバー４５はｆで示す軌跡に沿って下型１５と上型１９との間に進入する。
【００４７】
そして、上型１９が下降する前に、クロスバー４５は主に走行部材３４に対する第１揺動部材３６の揺動と、第１揺動部材３６に対する第２揺動部材３８の揺動との合成運動により、ａで示すように、下型１５と上型１９との間の空間から退出する。なお、クロスバー４５の第１プレス機械１０−１Ａからの退出時も、一側駆動部３１及び他側駆動部４１は第１プレス機械１０−１Ａの位置情報に基づき、クロスバー４５を駆動する。
【００４８】
その後、主に案内部材３２に対する走行部材３４の右方向への走行（直線移動）によりｂで示すようにクロスバー４５が第１プレス機械から取り出したワークを第２プレス機械１０−１Ｂに搬送する。
【００４９】
ｂ．第２プレス機械へのクロスバーの進入及び退出
第２プレス機械１０−１Ｂの上型１９の下降前、走行部材３４の走行と第１揺動部材３６の揺動と第２揺動部材３８の揺動との合成運動により、ｃで示すように、クロスバー４５が第２プレス機械１０‐１Ｂの下型１５と上型１９との間の空間に進入し、保持部４６で保持したワークｗを両型間の空間に置く。そして、上型１９が下降する前に、走行部材３４の走行と第１揺動部材３６の揺動と第２揺動部材３８の揺動との合成運動により、ｄで示すように、クロスバー４５は下型１５と上型１９との間の空間から退出する。このクロスバー４５の第２プレス機械１０‐１Ｂへの進入時、及び第２プレス機械１０‐１Ｂからの退出時も、一側駆動部３１及び他側駆動部４１は第２プレス機械１０‐１Ｂの位置情報に基づき、クロスバー４５を駆動する。
その後、主に案内部材３２に対する走行部材３４の左方向への走行（直線移動）によりｅで示すようにクロスバー４５は左方に移動する。
【００５０】
（効果）
この実施例によれば、以下の効果が得られる。
ａ．クロスバー４５と上型１９との干渉の回避に関して
第１に、搬送ロボット３０による第１プレス機械１０−１Ａからのワークｗの搬出時に、クロスバー４５と上型１９との干渉が確実に回避できる。メインギア２２の位相角度即ち上型１９の位置と、クロスバー４５の位置（Ｘ座標及びＹ座標）とが干渉しない関係を記憶したデータテーブル５４に基づき、一側駆動部３１及び他側駆動部４１のモータ３５，３７及び３９を駆動して、クロスバー４５の位置を決めているからである。
例えば、クロスバー４５の第１プレス機械１０−１Ａへの進入時に、何らかの理由により上型１９が所定位置まで上昇していない場合、クロスバー４５が通常通り進入すると上型１９と干渉する。この実施例では、データテーブル５４に基づき、通常位置よりも下方位置にある上型２８に対して干渉しないクロスバー４５の位置（通常位置に比べて上型１９からより離れた位置）が決定され、モータ３５，３７及び３９はクロスバー４５をその安全な位置までしか移動させない。
第２に、内挿演算部５３及びデータテーブル５４により、上型１９の位置とクロスバー４５との位置とを高い精度で対応させることができる。
【００５１】
ｂ．制御装置５０による搬送ロボット３０の制御に関して
制御装置５０の構成が簡単で、制御も簡単になる。制御装置に必須なのは位相角入力部５１、第１変換部５２及び第２変換部５６である。第１変換部５２及び第２変換部５６は位相角信号→ロボット位置信号→モータ位置信号に変換するのみで良い。検出される位相角が所定値になっていないとき即ち上型１９が所定位置まで上昇していないときは、それに対応した位置にクロスバー４５が自動的に移動される。その際、クロスバー４５の位相を検出するセンサ等は不要である。
【００５２】
ｃ．プレス機械、搬送ロボットの作動サイクルに関して
第１に、搬送ロボットが第１プレス機械１０‐１Ａと第２プレス機械１０‐１Ｂとの間でワークｗを搬送するのに要するサイクルタイムも短縮できる。クロスバー４５は上型１９が干渉のおそれがなくなった位置に達した直後に第１プレス機械１０‐１Ａ内に進入でき、上型１９との干渉を避けるための待機は不要だからである。
第２に、プレス機械の加工サイクルを早くしても即ちプレス機械の加工サイクルに関係なく、搬送ロボットはプレス機械に干渉することなくワークを搬送できるため、プレスラインのサイクルタイムを短縮できる。
第３に、プレス機械のサイクルを逆転させた場合でも、搬送ロボットと干渉することなく同期できる。即ち、ワークの搬入ミスによりプレス機械のスライドが停止した場合、その状態からスライドを逆転させ、搬入ミスしたワークの位置を修正して、再度加工する。従来は、搬送ロボットを単独で動かし退避させた後プレス機械を逆転させるが、この実施例ではこの操作を行うことなく、プレス機械を逆転させれば、搬送ロボットはその位相角に追従して動作する（同期する）。
【００５３】
＜第２実施例＞
本発明がトランスファプレスに適用された実施例を図５に示す。図５（ａ）に示すように、プレス機械１０は並置された各工程のプレス部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ・・から成り、各プレス部のスライド１８を一つの駆動部２１で駆動するようになっている。そして、このようなプレス機１０が複数平行に並置されている。隣接するプレス部１０Ａと１０Ｂとの間、プレス部１０Ｂと１０Ｃとの間でのワークの搬送を第１実施例と同様の搬送ロボット３０Ａ、３０Ｂ・・で行っている。例えば、第１工程のプレス部１０Ａと第２工程のプレス部１０Ｂとの間では第２搬送ロボット３０Ｂがワークを搬送する。
【００５４】
すべての搬送ロボットの作動を駆動部２１に取り付けた検出器２５で制御している。そのために、図５（ｂ）に示すように、例えばプレス部１０Ａ、１０Ｂ・・の金型の位置が検出器２５に入力され、検出器２５はこの入力情報に基づき、搬送ロボット３０Ａ、３０Ｂ・・を同期させて運転する。その他のプレス機（（不図示））と搬送ロボット５０Ａ、５０Ｂ・・、搬送ロボット５１Ａ、５１Ｂ・・との関係についても同様である。
【００５５】
この第２実施例においても、上記第１実施例と同様の効果が得られる。加えて、搬送速度が早くできる等、トランスファプレスに特有の効果が得られる。
【符号の説明】
【００５６】
１０−１Ａ：第１プレス機械 １０−１Ｂ：第２プレス機械
１１：固定部 １５：下型
１７：可動部 １９：上型
２１：駆動部 ２５：位相各検出器
３０：搬送ロボット ３１：一側駆動部
３４：第１搬送部 ３６、３８：第２搬送部
４１：他側駆動部 ４５：クロスバー
５０：制御装置 ５２：第１変換部
５４：データテーブル ５６：第２変換部
【技術分野】
【０００１】
本発明は隣接するプレス機械等間でワークを搬送する往復作動式機械用搬送ロボットの制御方法及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、一つのワークを複数のプレス機械で順次加工する場合、隣接するプレス機械間でのワークの搬送（受け渡し）を搬送ロボットで行うことがある。種々のタイプのプレス機械及び搬送ロボットが知られているが、どのようなタイプであれ、プレス機械のプレス加工及び搬送のサイクルタイムが短く（第１の要求）、しかも搬送ロボットがプレス機械と干渉しないこと（第２の要求）が要求される。
【０００３】
上記二つの要求は本来相反するものであり、サイクルタイムの短縮を優先すればプレス機械と搬送ロボットとの干渉のおそれが増大し、干渉の回避を優先すればサイクルタイムが長くなる。両方の要求を満たすためには、プレス機械の作動即ち上下金型の開閉と、搬送ロボットの作動即ち搬送アームのプレス機械への進入及び退出とを如何に同期させるかがポイントになる。そのためにインタロック機構やプレイバック機構が採用されることがある。
【０００４】
従来のプレス機械とロボットとの同期装置（特許文献１参照）を図６から図９をもとに説明する。図６に示すように、ロボット１００はツイスト軸１０３の回りに回転する搬入アーム部１０１及び搬出アーム部１０２を含む。プレス機械１０５は固定された下型１０６と、クランクの回転により昇降する上型１０７とを含む。
【０００５】
搬入アーム部１０１はプレス機械１０５とこの左方にあるプレス機械（不図示）との間に位置し、左方のプレス機械で加工されたワークをプレス機械１０５に搬入する。搬入アーム部１０１は上型１０７が上昇した後にプレス機械１０５へ進入する必要があり、進入がそれよりも早いとプレス機械１０５と干渉する。これに対して、搬出アーム部１０２はプレス機械１０５とこの右方にあるプレス機械（不図示）との間に位置し、プレス機械１０５加工されたワークをこれから搬出し、右方のプレス機械に搬入する。搬出アーム部１０２は上型１０７が下降する前にプレス機械１０５から退出する必要があり、退出がそれよりも遅いとプレス機械１０５と干渉する。
【０００６】
プレス機械１０５の作動と搬送ロボット１００の作動とを同期させるため、図８に示すように、プレス機械１０５のクランク角及びロボット１００の移動位置に関する情報がロボットコントローラ１１０に入力されている。
【０００７】
ロボットコントローラ１１０は、入力されるクランク角情報に基づきプレス機械１０５（特にその上型１０７）の位置を判定している。図９において、プレス機械のクランク角がロボット進入不可ゾーンＡにあるときは上型１０７と搬入部１０１とが干渉するおそれがあるが、ロボット進入可能ゾーンＢにあるときは干渉のおそれがない。
【０００８】
また、ロボットコントローラ１１０に入力されるロボット１００の搬入アーム部１０１及び搬出アーム１０２の位置情報に基づき、搬入制御部１１１が搬入アーム１０１の作動を制御し、搬出制御部１１２が搬出アーム１０２の作動を制御する。図７において、ＯＰ１は移動開始位置、ＯＰ２はプレス干渉外位置、そしてＯＰ３は金型上方位置である。位置ＯＰ１とＯＰ２との間では、プレス機械１０５を作動させてもロボット１００がプレス機械１０５と干渉するおそれはない。これに対して、位置ＯＰ２とＯＰ３との間では、クランク角がロボット進入可能ゾーンＢに入っているときはロボット１００はプレス機械１０５へ進入可能であるが、ロボット進入不可能ゾーンＡに入っているときは進入不可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２０２４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来例では、プレス機械１０５とロボット１００の同期のための制御が複雑になる。その理由は、ロボットコントローラ１１０において、プレス機械１０５からのクランク角情報と、ロボット１００の搬入アーム１０１の位置情報とを照合しているからである。
【００１１】
詳述すると、たとえばロボット１００の動きがプレス機械１０５の動きよりも早すぎ、搬入アーム１０１の位置がＯＰ２のとき、クランク角がゾーンＢになっていなければ、ロボットをＯＰ２で停止させ、クランク角がゾーンＢになるまで待機させる。別言すれば、ロボット１００がプレス機械１０５に進入するときは、その時点でのクランク角即ち上型１０７の位置を確認し、非干渉が確認された後でなければプレス機械１０５に進入できない。
【００１２】
そのためにロボットコントローラ１１０での制御が複雑になっている。つまり、ロボットコントローラ１１０はプレス機械１０５のクランク角情報を受け取る部分、ロボット１００の位置情報を受け取る部分、及び両者を照合する部分等が必要になる。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単な制御でありながら、ワーク搬送時に往復作動式機械との干渉を確実に防止できる搬送ロボットの制御方法及び制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の基本的な技術思想は、予め準備した、往復作動式機械の各位置に対して干渉しないロボットの各位置をテーブル化したデータテーブルに基づき搬送ロボットを作動させることである。
【００１５】
（１）本願の第１発明による往復作動式機械用搬送ロボットの制御方法は、請求項１に記載したように、ライン状に配置された複数のプレス機械のうち隣接する往復作動式機械間でワークを搬送ロボットで搬送するに際し、搬送ロボットの搬送部と往復作動式機械の作動部とが干渉しないように搬送ロボットの作動を制御するものである。この往復作動式機械用搬送ロボットの制御方法において、往復作動式機械によるワーク加工時における作動部の位置を逐次検出し；作動部の各位置と各位置にある作動部と干渉しない搬送部の各位置との関係が記憶されたデータテーブルに基づき、搬送ロボットの搬送部の作動を制御する。
【００１６】
請求項２の制御方法は、請求項１において、第１往復作動式機械からのワークの搬出時と第２往復作動式機械へのワークの搬入時とは異なるデータテーブルを使用する。
【００１７】
（２）本願の第２発明による往復作動式機械用搬送ロボットの制御装置は、請求項３に記載したように、隣接する往復作動式機械間で、隣接する往復作動式を結ぶ方向に移動する第１搬送部、第１搬送部に枢支され隣接する往復作動式機械を結ぶ方向に揺動する第２搬送部、及び第２搬送部の自由端に結合されワークを保持し移動するクロスバーを含む搬送ロボットによりワークを搬送する際、クロスバーと往復作動式機械の作動部とが干渉しないように搬送ロボットの作動を制御するものである。
【００１８】
この往復作動式機械用搬送ロボットの制御装置は、往復作動式機械によるワーク加工時における作動部の作動位置を逐次検出する位置検出部材と、作動部の各位置と各位置にある作動部と干渉しないクロスバーの位置との関係が記憶されたデータテーブルを含み、作動部の位置情報をクロスバーの位置情報に変換する第１変換部と；データテーブルに基づき求めた位置にクロスバーが移動するように、第１搬送部及び第２搬送部を運動させる駆動手段と；から成る。
【００１９】
請求項４の制御装置は、請求項３において、第１搬送部及び第２搬送部はクロスバーをＸＹ平面内で移動させ、データテーブルはクロスバーと干渉しないＸ方向位置及びＹ方向位置が記憶されている。請求項５の制御装置は、請求項４において、位置検出部材は、作動部を昇降させるために回転する回転部材の回転位相を検出することにより作動部の位置を検出する。
【００２０】
請求項６の制御装置は、請求項４において、データテーブルは、回転部材の所定の位相角毎にクロスバーのＸ軸座標及びＹ軸座標をテーブル化し、所定の位相角の間の位相角に対応するクロスバーのＸ軸座標及びＹ軸座標は比例計算で求める。請求項７の制御装置は、請求項３において、更にデータテーブルの位置情報を駆動手段の作動情報に変換する第２変換部を含む。
【発明の効果】
【００２１】
（１）第１発明にかかる往復作動式機械用搬送ロボットの制御方法によれば、逐次検出される往復作動式機械の作動部の位置に対して干渉を生じない搬送ロボットの搬送部の位置がデータテーブルにより選出される。作動部の位置のみを検出すれば良く、搬送部の位置は検出不要である。データテーブルは、各位相角での金型の位置から干渉しない搬送部の位置を予め求めることができ、一度準備したデータテーブルを繰り返し使用できる。その結果、搬送ロボットの搬送部の作動の制御が簡単になる。
【００２２】
請求項２の制御方法によれば、ある搬送ロボットと、この搬送ロボットがワークを搬出する第１往復作動式機械の作動部、及びこの搬送ロボットがワークを搬入する第２往復作動式機械の作動部との干渉が防止できる。
【００２３】
（２）第２発明にかかる往復作動式機械用搬送ロボットの制御装置によれば、第１往復作動式機械と第２往復作動式機械との間でワークを搬送するために移動する搬送ロボットのクロスバーの作動を、データテーブルに基づき制御することにより、クロスバーと第１往復作動式機械及び第２往復作動式機械の作動部との干渉が防止できる。データテーブルの使用による効果については制御方法の欄で説明した。このクロスバーを含む搬送ロボットは、コンパクトな構造でありながら、第１往復作動式機械からのワークの搬出及び第２往復作動式機械へのワークの搬入が行える。
【００２４】
請求項４の制御装置によれば、ＸＹ平面内においてクロスバーを作動部と干渉することなく移動させることができる。請求項５の制御装置によれば、回転部材の位相の検出により作動部の位置が検出でき、検出が容易でしかも正確に行える。請求項６の制御装置によれば、回転部材の位置がより正確に検出でき、それによりクロスバーはより確実に作動部と干渉しない軌跡に沿って移動されることになる。請求項７の制御装置によれば、駆動手段により第１搬送部及び第２搬送部が確実に駆動される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明が適用されるプレスラインの平面説明図である。
【図２】上記プレスラインのうちの一つのプレス機械１０−１Ｂの正面図である。
【図３】上記プレスラインでプレス機械１０−１Ａとプレス機械１０−１Ｂとの間でワークを搬送する、本発明の第１実施例による搬送ロボットの正面図である。
【図４】図１の搬送ロボット３０の作動を制御する制御装置５０の説明図である。
【図５】（ａ）は第２実施例のプレス機械を示す正面図、（ｂ）は搬送ロボットと検出器との関係を示す説明図である。
【図６】従来のプレス機械の正面図である。
【図７】従来のプレス機械の平面図である。
【図８】従来例の制御部の説明図である。
【図９】従来例のクランク角の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜往復作動式機械＞
往復作動する往復作動式機械としてはプレス機械、射出成型機及び旋盤等が挙げられ、本発明はこれらのすべてに適用できる。プレス機械では移動金型（通常上型）が作動部に相当する。射出成型機では移動金型が作動部に相当し、搬送ロボットは隣接する第１射出成型機と第２射出成型機との間でワークを搬送する。旋盤では刃物保持部が作動部に相当し、搬送ロボットは隣接する第１旋盤と第２旋盤との間でワークを搬送する。なお、以下の説明はプレス機械を中心に行う。
【００２７】
プレス機械としては、固定部、可動部及び駆動部を有する汎用のプレス機械を使用できる。固定部に下型（ダイ）が、固定部に対して昇降可能な可動部に上型（パンチ）が固定されている。駆動部は例えばメインギアの回転をクランクによりスライドの上下運動（昇降運動）に変換する。ワークを順次加工する複数のプレス機械（第１プレス機械、第２プレス機械、第３プレス機械・・）が一つのプレスラインを構成する。第１プレス機械が第１加工を行い、第２プレス機械が第１加工に引き続く第２加工を行い、第３プレス機が第２加工に引き続く第３加工を行う。
【００２８】
プレスラインにはタンデムプレスライン及びトランスファプレスラインが含まれる。なお、同じ構成の複数のプレスラインを互いに平行に配置する場合、複数の第１プレス機械は同じ第１加工を行い、複数の第２プレス機械は同じ第２加工を行う。
【００２９】
＜搬送ロボット＞
本発明の搬送ロボットは隣接するプレス機械等往復作動式機械間でワークを搬送する。隣接するプレス機械間とは、第１プレスラインの第１プレス機械と第２プレス機との間、第２プレス機械と第３プレス機との間、・・を意味する。搬送ロボットはワークを二次元座標（ＸＹ平面）又は三次元座標（ＸＹＺ空間）で搬送する。さらに、手首の回転等に対応した六次元座標（ＸＹＺαβγ）で搬送することもできる。
【００３０】
代表的な搬送ロボットは、隣接するプレス機械の一側に配置された一側駆動部と、他側に配置された他側駆動部と、隣接するプレス機械間に延び両駆動部を結びワークの保持部を備えたクロスバーとを含む。クロスバーが第１プレス機械と第２プレス機械との間を往復動し、第１プレス機械から搬出したワークを第２プレス機械に搬入する。つまり、クロスバーは第１プレス機械の金型に対して進入及び退出するとともに、第２プレス機械の金型に対して進入及び退出する。
【００３１】
＜搬送ロボットの制御＞
制御装置は少なくとも、金型等作動部の位置検出部、データテーブルを含む第１変換部及び駆動手段を含み、更に第２変換部を含むことができる。金型（上型）の位置を検出する位置検出部は、例えばメインギアの回転位相又はクランクの角度（クランク角）を検出すれば良い。
【００３２】
第１変換部は位置検出部で検出される金型（上型）の位置情報を搬送ロボット（特にクロスバー）の位置情報に変換するものであり、上型の位置情報とクロスバーの位置情報とがテーブル化されＲＡＭ等に格納されたデータテーブルを含む。上型の位置検出については上述した。例えば、メインギアの一回転によりスライドが一往復する場合、位相角は一定値毎（例えば１°）に選定し、それに対するクロスバーのＸ座標、Ｙ座標を決める。一定値と一定値との間の位相角に対するクロスバーのＸ座標、Ｙ座標は比例計算で求める。
【００３３】
第１プレス機械と第２プレス機械との間の搬送ロボットの作動は両者の作動との関係で決めることが必要である。但し、第１プレス機械と第２プレス機械とは下型と上型との間隔や上型の昇降ストローク等が異なるので、第１プレス機械と搬送ロボットとの関係と、第２プレス機械と搬送ロボットとの関係は別々のデータテーブルで制御する。なお、第２変換部は、クロスバーの位置情報をクロスバーを移動させる駆動手段即ち搬送部及びモータ等の作動情報に変換するものである。
【００３４】
＜関連事項＞
本発明は直接的にはプレス機械等の往復作動式機械と搬送ロボットとの干渉を防止するための搬送部の作動に関するが、あるプレス機械の搬入側の搬送ロボットと搬出側の搬送ロボットとの干渉防止にも関連する。搬入側の搬送ロボットとプレス機械との非干渉、及び搬出側の搬送ロボットとプレスロボットとの非干渉が、搬入側の搬送ロボットと搬出側の搬送ロボットとの干渉につながるからである。
【００３５】
また、プレス機械の位相角に応じた位置へ搬送ロボットが動くため、プレス機械のストロークサイクルを早くすれば搬送ロボットは速く動作し、遅くすれば遅く動作する。プレス機械に干渉しないように搬送ロボットの動作スピードやタイミングを別に制御しなくても、自動的に簡単に制御できる。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施例＞
（構成）
ａ．全体
図１に示すように、直線状に並置された複数のプレス機械１０−１Ａ、１０−１Ｂ、１０−１Ｃ・・が第１タンデムプレスラインを構成し、一つのワークを順次加工する。別言すれば、一つのワークは複数のプレス機械で順次加工される。そして、隣接するプレス機械１０−１Ａ、１０−１Ｂ、１０−１Ｃ・・間において搬送ロボット３０がワークを搬送する。
【００３７】
ｂ．プレス機械
複数のプレス機械１０−１Ａ、１０−１Ｂ、１０−１Ｃ・・は金型の形状、大きさ及びストロークが異なる他は、基本的同じ構成を持つ。例えば中央のプレス機械１０‐１Ｂは図２に示すように、固定部１１、可動部１７、駆動部２１及び位相角検出器２５を等を含む。
詳述すると、固定部１１は基部（ボルスタ）１２、基部１２に立設された柱状部（アプライト）１３、柱状部の上端に固定された天井部（クラウン）１４、及び基部１２の上面に固定され所定の加工面を備えた下型１５を含む。可動部１７は上下動可能なスライド１８と、スライドの下面に固定され所定の加工面を備えた上型１９とを含む。駆動部２１は駆動源（不図示）により回転されるメインギア２２と、メインギア２２の回転をスライド１８の上下運動に変換するクランク機構２３とを含む。メインギア２２に隣接して配置された位相角検出器２５がメインギア２２の回転位相検出している。
【００３８】
ｃ．搬送ロボット
図１，図３に示すように、搬送ロボット３０は隣接するプレス機械１０−１Ａと１０−１Ｂとの間に配置され、左方のプレス機械１０−１Ａから搬出したワークを右方のプレス機１０‐１Ｂに搬入する。プレス機械１０−１Ａ及び１０‐１Ｂの一側に位置する一側駆動部３１、プレス機械の他側に位置する他側駆動部４１、及び隣接するプレス機械１０‐１Ａと１０‐１Ｂとの間の空間を延び両方の駆動部を結合するクロスバー４５を含む。一側駆動部は案内部材３２、走行部材３４、二つの揺動部材３６，３８を有する。他側駆動部４１はプレス機械１０に対して一側駆動部３１と対称な構成を持つ。
【００３９】
一側駆動部３１の案内部材３２は隣接するプレス機械間に固定配置され所定長さを持つ。案内部材３２に搭載された走行部材３４は、その一端に備えたモータ３５に駆動され案内部材３２上を往復直線直線運動可能である。第１揺動部材３６の一端が走行部材３４に枢支され、モータ３７に駆動されてワークの搬送方向に揺動可能である。第１揺動部材３６の他端に第２揺動部材３８の一端が枢支され、モータ３９に駆動されてワークの搬送方向に揺動可能である。その一端が第２揺動部材３８の他端に結合されたクロスバー４５の他端は他側駆動部４１の第２揺動部材３８の他端に結合されている。クロスバー４５はワークｗを保持するための保持部４６をその中間部に備えている。
【００４０】
クロスバー４５は案内部材３２に対する走行部材３４の走行（直線移動）、走行部材に対する第１揺動部材３６の揺動、及び第１揺動部材に対する第２揺動部材３８の揺動の合成により決まる軌跡ａからｆに沿って移動する。但し、その長手方向（図３の紙面と垂直な方向）には移動しないので、その運動は案内部材３２を含む平面即ち垂直面内における二次元的な運動である。よって、クロスバー４５の位置は二次元座標で表すことができる。
【００４１】
ｄ．制御装置
搬送ロボットの作動を制御する制御装置５０を図４に示す。制御装置５０は位相角入力部５１、第１変換部５２、第２変換部５６及びアンプ部５８を含む。位相角入力部５１は位相角検出器２５からメインギア２２の位相角を入力される。位相角信号をロボット位置信号に変換する第１変換部５２は、内挿演算部５３とデータテーブル５４とを含む。
【００４２】
データテーブル５４はメインギア２２の位相角０°から３６０°に対して干渉しない搬送ロボットのクロスバー４５のＸ軸方向位置（Ｘ座標）及びＹ軸方向位置（Ｙ座標）が
１°毎にテーブル化されたもので、ＲＡＭ内に記憶されている。例えば、プレス機械１０−１Ａの位相角が１７５°のとき、搬送ロボット３０のクロスバー４５のＸ軸方向位置がｘ１で、Ｙ軸方向位置がｙ１であれば、上型２８とクロスバー４５とは干渉するおそれがない。なお、この位相角とＸ軸方向位置及びＹ軸方向位置との関係は、予めプレス機械の各位相角でのスライドの位置と上型の寸法から干渉しない最短の位置を計算して求めたものである。
【００４３】
内挿演算部５３はデータテーブル５４に記憶されていない位相角に対応するＸ軸方向位置及びＹ軸方向位置を、記憶されている位相角に基づき算出するものである。例えば、位相角１７５°に対するＸ軸方向位置がｘ１で、位相角１７６°に対するＸ軸方向位置がｘ２のとき、位相角１７５．５に対するＸ軸方向位置を（ｘ１＋ｘ２）／２から求める。
【００４４】
（作用）
次に、この実施例の作用即ち制御方法を説明する。図３において搬送ロボットのクロスバー４５は、一側駆動部３１及び他側駆動部４１の駆動により第１プレス機械１０Ａ−１と第２プレス機械１０‐１Ｂとの間軌跡ａからｆに沿って移動され、それに伴いワークｗを搬送する。即ち、主に案内部材３２に対する走行部材３４の左方向への走行（直線移動）によりクロスバー４５が第１プレス機械１０‐１Ａに接近する。
【００４５】
ａ．第１プレス機械へのクロスバーの進入及び退出
第１プレス機械１０−１Ａの上型１９の上昇後（案内部材に対する走行部材の走行と、）ｆで示すように、クロスバー４５が第１プレス機械の下型１５と上型１９との間の空間に進入し、第１プレス機械１０−１Ａによる加工が終わったワークを保持部４６で保持する。クロスバー４５は主に走行部材３４に対する第１揺動部材３６の揺動と、第１揺動部材３６に対する第２揺動部材３８の揺動との合成運動により、ａで示す軌跡に沿って移動される。
【００４６】
具体的に説明すると、クロスバー４５の第１プレス機械１０−１Ａへの進入時、一側駆動部３１及び他側駆動部４１は第１プレス機械１０−１Ａの位置情報に基づき、クロスバー４５を駆動する。つまり、位相角検出器２５で検出されるメインギア２２の位相角度（即ち上型１９の位置情報）が第１変換器部５２によりクロスバー４５の位置情報に変換される。データテーブル５４において位相角に応じたＸ座標及びＹ座標が選出され、その結果が第２変換部５６により搬送ロボットの位置情報に変換される。これに基づくモータ３５の駆動により走行部材３４が走行しモータ３７の駆動により第１揺動部材３６が揺動し、モータ３９の駆動により第２揺動部材３８が揺動する。こうして、クロスバー４５はｆで示す軌跡に沿って下型１５と上型１９との間に進入する。
【００４７】
そして、上型１９が下降する前に、クロスバー４５は主に走行部材３４に対する第１揺動部材３６の揺動と、第１揺動部材３６に対する第２揺動部材３８の揺動との合成運動により、ａで示すように、下型１５と上型１９との間の空間から退出する。なお、クロスバー４５の第１プレス機械１０−１Ａからの退出時も、一側駆動部３１及び他側駆動部４１は第１プレス機械１０−１Ａの位置情報に基づき、クロスバー４５を駆動する。
【００４８】
その後、主に案内部材３２に対する走行部材３４の右方向への走行（直線移動）によりｂで示すようにクロスバー４５が第１プレス機械から取り出したワークを第２プレス機械１０−１Ｂに搬送する。
【００４９】
ｂ．第２プレス機械へのクロスバーの進入及び退出
第２プレス機械１０−１Ｂの上型１９の下降前、走行部材３４の走行と第１揺動部材３６の揺動と第２揺動部材３８の揺動との合成運動により、ｃで示すように、クロスバー４５が第２プレス機械１０‐１Ｂの下型１５と上型１９との間の空間に進入し、保持部４６で保持したワークｗを両型間の空間に置く。そして、上型１９が下降する前に、走行部材３４の走行と第１揺動部材３６の揺動と第２揺動部材３８の揺動との合成運動により、ｄで示すように、クロスバー４５は下型１５と上型１９との間の空間から退出する。このクロスバー４５の第２プレス機械１０‐１Ｂへの進入時、及び第２プレス機械１０‐１Ｂからの退出時も、一側駆動部３１及び他側駆動部４１は第２プレス機械１０‐１Ｂの位置情報に基づき、クロスバー４５を駆動する。
その後、主に案内部材３２に対する走行部材３４の左方向への走行（直線移動）によりｅで示すようにクロスバー４５は左方に移動する。
【００５０】
（効果）
この実施例によれば、以下の効果が得られる。
ａ．クロスバー４５と上型１９との干渉の回避に関して
第１に、搬送ロボット３０による第１プレス機械１０−１Ａからのワークｗの搬出時に、クロスバー４５と上型１９との干渉が確実に回避できる。メインギア２２の位相角度即ち上型１９の位置と、クロスバー４５の位置（Ｘ座標及びＹ座標）とが干渉しない関係を記憶したデータテーブル５４に基づき、一側駆動部３１及び他側駆動部４１のモータ３５，３７及び３９を駆動して、クロスバー４５の位置を決めているからである。
例えば、クロスバー４５の第１プレス機械１０−１Ａへの進入時に、何らかの理由により上型１９が所定位置まで上昇していない場合、クロスバー４５が通常通り進入すると上型１９と干渉する。この実施例では、データテーブル５４に基づき、通常位置よりも下方位置にある上型２８に対して干渉しないクロスバー４５の位置（通常位置に比べて上型１９からより離れた位置）が決定され、モータ３５，３７及び３９はクロスバー４５をその安全な位置までしか移動させない。
第２に、内挿演算部５３及びデータテーブル５４により、上型１９の位置とクロスバー４５との位置とを高い精度で対応させることができる。
【００５１】
ｂ．制御装置５０による搬送ロボット３０の制御に関して
制御装置５０の構成が簡単で、制御も簡単になる。制御装置に必須なのは位相角入力部５１、第１変換部５２及び第２変換部５６である。第１変換部５２及び第２変換部５６は位相角信号→ロボット位置信号→モータ位置信号に変換するのみで良い。検出される位相角が所定値になっていないとき即ち上型１９が所定位置まで上昇していないときは、それに対応した位置にクロスバー４５が自動的に移動される。その際、クロスバー４５の位相を検出するセンサ等は不要である。
【００５２】
ｃ．プレス機械、搬送ロボットの作動サイクルに関して
第１に、搬送ロボットが第１プレス機械１０‐１Ａと第２プレス機械１０‐１Ｂとの間でワークｗを搬送するのに要するサイクルタイムも短縮できる。クロスバー４５は上型１９が干渉のおそれがなくなった位置に達した直後に第１プレス機械１０‐１Ａ内に進入でき、上型１９との干渉を避けるための待機は不要だからである。
第２に、プレス機械の加工サイクルを早くしても即ちプレス機械の加工サイクルに関係なく、搬送ロボットはプレス機械に干渉することなくワークを搬送できるため、プレスラインのサイクルタイムを短縮できる。
第３に、プレス機械のサイクルを逆転させた場合でも、搬送ロボットと干渉することなく同期できる。即ち、ワークの搬入ミスによりプレス機械のスライドが停止した場合、その状態からスライドを逆転させ、搬入ミスしたワークの位置を修正して、再度加工する。従来は、搬送ロボットを単独で動かし退避させた後プレス機械を逆転させるが、この実施例ではこの操作を行うことなく、プレス機械を逆転させれば、搬送ロボットはその位相角に追従して動作する（同期する）。
【００５３】
＜第２実施例＞
本発明がトランスファプレスに適用された実施例を図５に示す。図５（ａ）に示すように、プレス機械１０は並置された各工程のプレス部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ・・から成り、各プレス部のスライド１８を一つの駆動部２１で駆動するようになっている。そして、このようなプレス機１０が複数平行に並置されている。隣接するプレス部１０Ａと１０Ｂとの間、プレス部１０Ｂと１０Ｃとの間でのワークの搬送を第１実施例と同様の搬送ロボット３０Ａ、３０Ｂ・・で行っている。例えば、第１工程のプレス部１０Ａと第２工程のプレス部１０Ｂとの間では第２搬送ロボット３０Ｂがワークを搬送する。
【００５４】
すべての搬送ロボットの作動を駆動部２１に取り付けた検出器２５で制御している。そのために、図５（ｂ）に示すように、例えばプレス部１０Ａ、１０Ｂ・・の金型の位置が検出器２５に入力され、検出器２５はこの入力情報に基づき、搬送ロボット３０Ａ、３０Ｂ・・を同期させて運転する。その他のプレス機（（不図示））と搬送ロボット５０Ａ、５０Ｂ・・、搬送ロボット５１Ａ、５１Ｂ・・との関係についても同様である。
【００５５】
この第２実施例においても、上記第１実施例と同様の効果が得られる。加えて、搬送速度が早くできる等、トランスファプレスに特有の効果が得られる。
【符号の説明】
【００５６】
１０−１Ａ：第１プレス機械 １０−１Ｂ：第２プレス機械
１１：固定部 １５：下型
１７：可動部 １９：上型
２１：駆動部 ２５：位相各検出器
３０：搬送ロボット ３１：一側駆動部
３４：第１搬送部 ３６、３８：第２搬送部
４１：他側駆動部 ４５：クロスバー
５０：制御装置 ５２：第１変換部
５４：データテーブル ５６：第２変換部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン状に配置された複数の往復作動式機械のうち隣接する往復作動式機械間でワークを搬送ロボットで搬送するに際し、搬送ロボットの搬送部と往復作動式機械の作動部とが干渉しないように搬送ロボットの作動を制御する制御方法であって、
前記往復作動式機械によるワーク加工時における前記作動部の位置を逐次検出し、
前記作動部の各位置と該各位置にある該作動部と干渉しない該搬送部の各位置との関係が記憶されたデータテーブルに基づき、前記搬送ロボットの搬送部の作動を制御する、
ことを特徴とする往復作動式機械用搬送ロボットの制御方法。
【請求項２】
第１往復作動式機械からのワークの搬出時と第２往復作動式機械へのワークの搬入時とは異なる前記データテーブルを使用する請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
隣接する往復作動式機械間で、隣接する往復作動式機械を結ぶ方向に移動する第１搬送部、該第１搬送部に枢支され隣接する往復作動式機械を結ぶ方向に揺動する第２搬送部、及び該第２搬送部の自由端に結合されワークを保持し移動するクロスバーを含む搬送ロボットによりワークを搬送する際、該クロスバーと該往復作動式機械の作動部とが干渉しないように搬送ロボットの作動を制御する制御装置であって、
前記往復作動式機械によるワーク加工時における前記作動部の作動位置を逐次検出する位置検出部材と、
前記作動部の各位置と該各位置にある該作動部と干渉しない該クロスバーの位置との関係が記憶されたデータテーブルを含み、該作動部の位置情報を該クロスバーの位置情報に変換する第１変換部と、
前記データテーブルに基づき求めた位置に前記クロスバーが移動するように、前記第１搬送部及び第２搬送部を運動させる駆動手段と、
から成ることを特徴とする往復作動式機械用搬送ロボットの制御装置。
【請求項４】
前記駆動手段の第１搬送部及び第２搬送部は前記クロスバーをＸＹ平面内で移動させ、前記データテーブルは前記作動部と干渉しない該クロスバーのＸ軸方向位置及びＹ軸方向位置が記憶されている請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記位置検出部材は、前記作動部を昇降させるために回転する回転部材の回転位相を検出することにより該作動部の位置を検出する請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記データテーブルは、前記回転部材の所定の位相角毎に前記クロスバーのＸ軸座標及びＹ軸座標をテーブル化し、該所定の位相角の間の位相角に対応する該クロスバーのＸ軸座標及びＹ軸座標は比例計算で求める請求項４に記載の制御装置。
【請求項７】
更に、前記データテーブルの位置情報を前記駆動手段の作動情報に変換する第２変換部を含む請求項３に記載の制御装置。
【請求項１】
ライン状に配置された複数の往復作動式機械のうち隣接する往復作動式機械間でワークを搬送ロボットで搬送するに際し、搬送ロボットの搬送部と往復作動式機械の作動部とが干渉しないように搬送ロボットの作動を制御する制御方法であって、
前記往復作動式機械によるワーク加工時における前記作動部の位置を逐次検出し、
前記作動部の各位置と該各位置にある該作動部と干渉しない該搬送部の各位置との関係が記憶されたデータテーブルに基づき、前記搬送ロボットの搬送部の作動を制御する、
ことを特徴とする往復作動式機械用搬送ロボットの制御方法。
【請求項２】
第１往復作動式機械からのワークの搬出時と第２往復作動式機械へのワークの搬入時とは異なる前記データテーブルを使用する請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
隣接する往復作動式機械間で、隣接する往復作動式機械を結ぶ方向に移動する第１搬送部、該第１搬送部に枢支され隣接する往復作動式機械を結ぶ方向に揺動する第２搬送部、及び該第２搬送部の自由端に結合されワークを保持し移動するクロスバーを含む搬送ロボットによりワークを搬送する際、該クロスバーと該往復作動式機械の作動部とが干渉しないように搬送ロボットの作動を制御する制御装置であって、
前記往復作動式機械によるワーク加工時における前記作動部の作動位置を逐次検出する位置検出部材と、
前記作動部の各位置と該各位置にある該作動部と干渉しない該クロスバーの位置との関係が記憶されたデータテーブルを含み、該作動部の位置情報を該クロスバーの位置情報に変換する第１変換部と、
前記データテーブルに基づき求めた位置に前記クロスバーが移動するように、前記第１搬送部及び第２搬送部を運動させる駆動手段と、
から成ることを特徴とする往復作動式機械用搬送ロボットの制御装置。
【請求項４】
前記駆動手段の第１搬送部及び第２搬送部は前記クロスバーをＸＹ平面内で移動させ、前記データテーブルは前記作動部と干渉しない該クロスバーのＸ軸方向位置及びＹ軸方向位置が記憶されている請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記位置検出部材は、前記作動部を昇降させるために回転する回転部材の回転位相を検出することにより該作動部の位置を検出する請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記データテーブルは、前記回転部材の所定の位相角毎に前記クロスバーのＸ軸座標及びＹ軸座標をテーブル化し、該所定の位相角の間の位相角に対応する該クロスバーのＸ軸座標及びＹ軸座標は比例計算で求める請求項４に記載の制御装置。
【請求項７】
更に、前記データテーブルの位置情報を前記駆動手段の作動情報に変換する第２変換部を含む請求項３に記載の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１４３４７４（Ｐ２０１１−１４３４７４Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６２８４３（Ｐ２０１１−６２８４３）
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【分割の表示】特願２００４−２３７２６（Ｐ２００４−２３７２６）の分割
【原出願日】平成１６年１月３０日（２００４．１．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００５１９７）株式会社不二越 (625)
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【分割の表示】特願２００４−２３７２６（Ｐ２００４−２３７２６）の分割
【原出願日】平成１６年１月３０日（２００４．１．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００５１９７）株式会社不二越 (625)
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