JP2004195486A - フィーダの非常退避方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィーダの駆動系における異常発生時に、フィーダとプレスとが干渉するのを確実に防止する。
【解決手段】リニアモータ２４Ａ〜２４Ｄの駆動系のうちの少なくとも１つの駆動系を残して他の駆動系に異常が発生した際に、１つの駆動系を用いてプレスとフィーダ１０とが干渉する干渉領域から非干渉領域までフィーダ１０を退避させる。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィーダの非常退避方法に関し、より詳しくは２台のプレス間でワークをアドバンス・リターン方向に移動させるキャリアを備え、このキャリアを複数のリニアモータにて駆動するフィーダの非常退避方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数台のプレスをワーク搬送方向に一列に配置してワークに対して順次加工を行う、所謂タンデムプレスラインにおいて、互いに隣接するプレス間におけるワーク搬送方法としては、ロボット方式またはローダ・アンローダ方式が知られている。ここで、ロボット方式とは、隣接するプレス間に多関節型のハンドリングロボットを設置し、このハンドリングロボットにより前工程のプレスからワークを搬出するとともに、このワークを次工程のプレスに搬入するようにしたものである。これに対してローダ・アンローダ方式とは、プレス本体の上流側側面と下流側側面とにそれぞれリンク構造のローダおよびアンローダをそれぞれ設けるとともに、上流側のアンローダと下流側のローダとの間にシャトル台車を設け、プレス本体に対するワークの搬出および搬入をそれぞれアンローダおよびローダで行い、次工程へのワークの搬送をシャトル台車にて行うようにしたものである。
【０００３】
しかし、これら従来方式においては、上流側および下流側の各プレスのそれぞれの断続的な動きに追従させてワークを搬送する必要があり、しかもワーク搬送時に金型等との干渉が生じないようにする必要があることから、ワークのハンドリング速度を高速化できず、生産速度の向上に限界があるという問題点がある。さらに、ロボット方式の場合には、搬送軌跡をティーチングするのにそのティーチングが困難で、かつ長時間を要するという問題点があり、ローダ・アンローダ方式の場合には、シャトル台車を隣接するプレス間に設置する必要があることから、装置が大掛かりになって大きな設置スペースが必要になるという問題点がある。
【０００４】
これらの問題点を解消するために、本出願人は、ワーク搬送軌跡のティーチングが短時間で容易にでき、しかもワーク搬送速度を高速化できるタンデムプレスラインのワーク搬送方法および搬送装置を先願発明として既に提案している（特願２００１−４００８４９号）。この先願発明のワーク搬送装置は、ワーク搬送方向と平行に上下動自在なリフトビームを設けるとともに、このリフトビームの長手方向に沿って移動自在なキャリアおよびサブキャリアを設け、左右一対のサブキャリア間にワーク保持手段を有するクロスバーを設けた構成を備えたものとされている。
【０００５】
ところで、前記先願発明にて提案されたようなタンデムプレスラインにおいて、ワーク搬送装置（フィーダ）はプレススライドの動きに同期して運転され、このフィーダのワーク保持手段等とプレスの金型とが干渉しないように、フィーダは所定のモーション軌跡を描いて運動するように構成されている。そして、フィーダの運転中にそのサーボ駆動系に異常が発生すると、ハードロジックによりそのサーボ駆動系とサーボモータとが切り離されてそのサーボモータに直流ブレーキがかけられ、フィーダがその場で非常停止される。また、プレススライドについても、フィーダの異常検出によりブレーキがかけられて、フィーダとは独立して停止動作がなされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のようにフィーダの異常発生時にプレススライドとフィーダ装置とが同時に非常停止できれば問題はないが、実際にはフィーダに比べてプレススライドの慣性力の方が大きくその惰走距離が長いために、フィーダが先に停止し、プレススライドが遅れて停止することになる。このとき、フィーダの非常停止位置によっては、プレススライドがフィーダに干渉する可能性があり、この干渉によって非常に高価なプレス金型もしくはフィーダを破損させてしまったり、あるいは損傷を与えてしまうという問題点がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、リニアモータを用いて２台のプレス間でワークをアドバンス・リターン方向に移動させるフィーダにおいて、このフィーダの駆動系における異常発生時に、フィーダとプレスとが干渉するのを確実に防止することのできるフィーダの非常退避方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明によるフィーダの非常退避方法は、
２台のプレス間でワークをアドバンス・リターン方向に移動させるキャリアを備え、このキャリアを複数のリニアモータにて駆動するフィーダの非常退避方法であって、
前記リニアモータの駆動系のうちの少なくとも１つの駆動系を残して他の駆動系に異常が発生した際に、前記１つの駆動系を用いて前記プレスとフィーダとが干渉する干渉領域から非干渉領域まで前記フィーダを退避させることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明においては、ワークのアドバンス・リターン方向への移動のためのキャリアを駆動する複数のリニアモータを備える駆動系のうち、少なくとも１つの駆動系を残して他の駆動系に異常が発生した際に、残された正常な駆動系によって、前記フィーダが、プレスとフィーダとが干渉する干渉領域から非干渉領域まで緊急避難的に退避される。したがって、前記駆動系の故障時にプレススライドが下降動作中であってもプレス金型とフィーダとが干渉するのを確実に回避することができ、プレス金型もしくはフィーダが破損するのを未然に防ぐことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるフィーダの非常退避方法の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
図１には本発明の一実施形態に係るタンデムプレスラインの正面図が、図２にはその側面図がそれぞれ示されている。また、図３には前記タンデムプレスラインに用いられるワーク搬送装置の正面図が、図４にはそのＡ−Ａ断面図がそれぞれ示されている。
【００１２】
本実施形態のタンデムプレスライン１は、相互に所定間隔を有して上流側（図の左側）から下流側へ向けて直列に配置される複数台（本実施形態では４台）のプレス２，３，４，５と、最上流側のプレス２の上流側に配される材料搬入装置６と、最下流側のプレス５の下流側に配される製品搬出装置７と、前記材料搬入装置６上のワーク８（図３、図４参照）を第１番目のプレス２の加工ステーションに搬送するワーク搬送装置９と、互いに隣接するプレス２，３，４，５の各加工ステーション間でワーク８の受け渡し（搬出・搬入）を行うワーク搬送装置１０，１１，１２と、第４番目のプレス５の加工ステーションから前記製品搬出装置７上へワーク８を搬送するワーク搬送装置１３を備えて構成されている。なお、以下の説明において、「ワーク搬送装置」を「フィーダ」と称することとする。
【００１３】
前記各プレス２，３，４，５は、本体フレームとしてのアプライト１４と、このアプライト１４の上方に配されて駆動力伝達機構が内蔵される上部フレーム１５と、前記アプライト１４に上下動自在に支承され、前記駆動力伝達機構を介して上下動されるスライド１６と、このスライド１６に対向配置されてベッド１７上に設けられるボルスタ１８とを備え、スライド１６の下端に装着される上金型と、ボルスタ１８の上端に装着される下金型とによってワーク８に加工がなされるように構成されている。
【００１４】
次に、前記フィーダ９〜１３の詳細構造等について説明する。なお、これら各フィーダ９〜１３の基本構成は略同様であるので、以下、代表例として、プレス２，３間に配されるフィーダ１０の構成等を中心に説明することとする。
【００１５】
図２、図４に示されるように、フィーダ１０は、ワーク搬送方向の左右両側に互いに離間して配される一対のリフトビーム１９，１９を備えている。このリフトビーム１９の上部には、アプライト１４に沿うように上方へ向けて延設されるロッド２０が取着されている。一方、アプライト１４の上部には支持部材２１を介してリフト軸サーボモータ２２が装着され、このサーボモータ２２の出力軸に取り付けられるピニオンが前記ロッド２０に刻設されるラックに噛合することで、サーボモータ２２の正逆回転によってリフトビーム１９が昇降動されるようになっている。ここで、前記リフト軸サーボモータ２２は、後述するコントローラ３１からの制御信号により予め設定されたフィーダモーションに基づき制御される。
【００１６】
左右の各リフトビーム１９には、そのリフトビーム１９を下方から抱持するように断面略Ｕ字形状のキャリア（メインキャリア）２３が配され、このキャリア２３がリフトビーム１９の長手方向に沿って移動できるようにされている。そして、図４に示されるように、前記リフトビーム１９の両外側面とそれに対向するキャリア２３の内側面との間には、キャリア２３をリフトビーム１９に沿って移動させる移動手段としての一対のリニアモータ２４（２４Ａ，２４Ｂ；２４Ｃ，２４Ｄ）が配されている。また、前記リフトビーム１９の上部両外側面とそれに対向するキャリア２３の内側面との間および、前記リフトビーム１９の下面とそれに対向するキャリア２３の底面との間にはそれぞれリニアガイド２５が配され、これら３点支持のリニアガイド２５によってリフトビーム１９に対するキャリア２３の移動動作が案内されるように構成されている。ここで、前記リニアモータ２４は、リフトビーム１９の両側面に搬送方向（長手方向）に沿って配されるマグネット２４ａと、このマグネット２４ａに対向するキャリア２３の内側面に搬送方向（長手方向）に沿って配されるコイル２４ｂとより構成され、このコイル２４ｂを有するアーマチャ（キャリア２３）が、マグネット２４ａを有するステータ（リフトビーム１９）上に作られる磁場の変化によって直線的に移動するようにされている。
【００１７】
さらに、前記キャリア２３の下部には、所要長さのベースプレート２３ａがワーク搬送方向に沿うように延設され、このベースプレート２３ａに沿ってサブキャリア２６が移動できるようにされている。このサブキャリア２６の移動手段は、前記ベースプレート２３ａの下面に搬送方向に沿って配されるマグネット２７ａと、このマグネット２７ａに対向するサブキャリア２６の上面に配されるコイル２７ｂとよりなるリニアモータ２７（２７Ａ，２７Ｂ）により構成されている。また、前記ベースプレート２３ａの両側下面とそれに対向するサブキャリア２６の上面との間にはそれぞれリニアガイド２８が配され、これらリニアガイド２８によってキャリア２３に対するサブキャリア２６の移動動作が案内されるように構成されている。そして、互いに対向する一対のサブキャリア２６，２６間はクロスバー２９により連結され、このクロスバー２９の下面に複数個のバキュームカップ３０が装着されて、これらバキュームカップ３０によってワーク８が吸着されるようになっている。ここで、前記リニアモータ２４，２７は、後述するコントローラ３１からの制御信号により予め設定されたフィーダモーションに基づき制御され、これによって、リフトビーム１９に対するキャリア２３の搬送方向に沿う移動動作およびキャリア２３に対するサブキャリア２６の搬送方向に沿う移動動作が制御される。
【００１８】
このように構成されているフィーダ１０においては、リフト軸サーボモータ２２の駆動によってリフトビーム１９を昇降動させることで、キャリア２３、サブキャリア２６およびクロスバー２９を介してバキュームカップ３０を昇降動させることができる。また、リニアモータ２４の駆動によってキャリア２３をリフトビーム１９の長手方向に沿って移動させ、リニアモータ２７の駆動によってサブキャリア２６をキャリア２３の移動方向にオフセットさせることで、クロスバー２９およびバキュームカップ３０をワーク搬送方向に移動させることができる。こうして、上下方向および／または搬送方向の２つの直交する駆動軸位置を制御することにより、バキュームカップ３０の移動軌跡、言い換えればワーク８の搬送軌跡を制御することができる。
【００１９】
各フィーダの昇降（リフト−ダウン）動作および搬送（アドバンス−リターン）動作は、そのフィーダにより搬送されるワーク８と金型等との干渉を避けるために、予めコントローラ３１（図６参照）において設定されるストロークとタイミング、すなわちフィーダモーションに基づき前記リフト軸サーボモータ２２およびリニアモータ２４，２７が制御されることによりなされる。本実施形態において、前記フィーダモーションは、フィード軸方向（搬送方向）およびリフト軸方向（上下方向）の二次元モーションとされており、各軸（フィード軸およびリフト軸）毎に設定されたプレス角度に対する軸位置指令値に基づき決定される。図５に示されているように、本実施形態のフィーダモーションによれば、ワーク８は吸着点Ｐにて上流側のプレス２の加工ステーションの下型内より吸着されてリフト（Ｌ）軸方向に持ち上げられた後、下流側のプレス３の加工ステーションの下型上までフィード（Ｆ）軸方向に搬送され、この下型内に入れるためにリフト軸方向に下げられて解放点Ｑにてワークの吸着が解放される。次に、フィーダ１０は、上流側プレス２の加工ステーションに戻るために一旦上方へ持ち上げられてリターン方向に移動された後、やや下降位置にある待機点Ｒを通って再度上昇および下降されて吸着点Ｐに戻され、１サイクルが終了する。
【００２０】
次に、本実施形態におけるフィーダ１０のサーボ制御系について、下流側のプレス３へのワーク８の搬入・退避動作を中心に説明する。なお、上流側のプレス２からのワーク搬出動作についても同様にして行われる。
【００２１】
図６に示されるように、前記プレス３のプレス角度（クランク角）はそのプレス３に付設されるエンコーダ（プレス角度検出器）３２によって検出され、この検出値がコントローラ３１に入力される。コントローラ３１においては、前記エンコーダ３２により検出されるプレス角度がワークの搬出・搬入に係る所定のプレス角度範囲にある場合に、各サーボドライバ３３ａ，３３ｂ，・・・を介して各リニアモータ２４Ａ〜２４Ｄ，２７Ａ，２７Ｂおよびリフト軸サーボモータ２２に制御信号を出力する。また、前記リニアモータ２４，２７およびリフト軸サーボモータ２２には、それらモータの速度を検出する速度センサとそれらモータの現在位置を検出する位置センサ（いずれも図示せず）が付設され、これら速度センサにより検出される速度信号および位置センサにより検出される位置信号がコントローラ３１に入力されることにより各サーボドライバ３３ａ，３３ｂ，・・・に速度フィードバックと位置フィードバックがかけられる。
【００２２】
こうして、フィーダ１０はプレス３へのワーク８の搬入に際して、このプレス３の動きに同期（追従）するように、リフトビーム１９の昇降動作と、キャリア２３およびサブキャリア２６のフィード方向への移動動作とによって、バキュームカップ３０をその加工ステーションの下型内へ移動させてワーク８を搬入した後、その下型内から退避する動作を実行する。
【００２３】
このように構成されているので、各サーボドライバ３３ａ，３３ｂ，・・・およびコントローラ３１等が正常に作動しているときには、図４に示されているように、フィーダ１０のキャリア２３は、左右各一対ずつのリニアモータ２４Ａ，２４Ｂ；２４Ｃ，２４Ｄの駆動によって搬送方向に沿って移動される。
【００２４】
この正常状態において、例えば図４で左側の一対のリニアモータ２４Ａ，２４Ｂのうちの一方のリニアモータ２４Ａ（または２４Ｂ）またはそのサーボドライバ３３ａ（または３３ｂ）に異常が発生した場合には、コントローラ３１からの制御信号によってプレス３に停止指令が発せられる。このとき、フィーダ１０がプレス３のスライド１６と干渉する干渉領域（危険領域）にあったとしても、他の正常なリニアモータ２４Ｂ（または２４Ａ）またはそのサーボドライバ３３ｂ（または３３ａ）によってキャリア２３の一端側を駆動することができ、前記干渉領域から非干渉領域へ退避することができる。ここで、異常が発生した側の駆動力は半減するため、クロスバー２９に多少の捻り力が作用することとなるが、干渉領域から退避する程度の移動には支障が生じることはない。なお、この干渉領域から退避した後において、フィーダ１０はプレス３の停止動作に追従して停止される。
【００２５】
以上のように、本実施形態によれば、キャリア２３を駆動するリニアモータの駆動系が左右に各一対ずつ設けられているので、それら駆動系のうちの１つの駆動系に異常が発生した場合の非常停止時に、リニアモータ２４Ａ，２４Ｂ，・・・の言うなれば片肺走行によって、フィーダ１０を干渉領域から非干渉領域へ確実に退避させて所定位置で停止させることができる。したがって、非常停止時にプレススライドが下降動作中であってもプレス金型とフィーダとが干渉するのを確実に回避することができ、プレス金型もしくフィーダが破損するのを未然に防ぐことができる。
【００２６】
本実施形態においては、キャリア２３とリフトビーム１９におけるリニアモータ２４およびリニアガイド２５の配置構造として、図４に示されるような構造を採用したものを説明したが、左右いずれか一方のキャリア２３に対して、一対のリニアモータ２４が設けられている構造であれば、他のいろいろな構造を採用することができる。
【００２７】
図７に示されているのは、図４に示される本実施形態のキャリア構造の変形例である。なお、この図７において、本実施形態に対応する部分には図４と同一符号もしくはダッシュ（'）付きで対応符号が付されている。図７（ａ）に示される例では、リニアモータ２４がリフトビーム１９の両外側面と下面とに配されるとともに、リニアガイド２５がリフトビーム１９の両外側面に配されている。また、図７（ｂ）に示される例では、図７（ａ）に示される構成において、リフトビーム１９下面のリニアモータ２４が省略されている。さらに、図７（ｃ）に示される例では、図７（ａ）の構成に付加して、リフトビーム１９下面にもリニアガイド２５が配されている。また、図７（ｄ）に示される例では、一対のリニアモータ２４がリフトビーム１９の一の外側面に配されるとともに、リニアガイド２５がリフトビーム１９の他の外側面と下面とに配されている。また、図７（ｅ）に示される例では、キャリア２３が断面Ｌ字形にされ、一対のリニアモータ２４がリフトビーム１９の一の外側面に配されるとともに、リニアガイド２５がリフトビーム１９のその外側面と下面とに配されている。さらに、図７（ｆ）に示される例では、キャリア２３が断面Ｌ字形にされ、一対のリニアモータ２４がリフトビーム１９の一の外側面と下面とに配されるとともに、リニアガイド２５がリフトビーム１９のその外側面と下面とに配されている。
【００２８】
これらいずれの構成によっても、一対のリニアモータ２４によってキャリア２３，２３'が駆動されるので、本実施形態と同様の作用効果を奏し得る。
【００２９】
また、図８には、他の実施形態に係るキャリア構造を表わす断面図が示されている。
【００３０】
本実施形態においては、リフトビーム４０の中央部下面に断面略Ｔ字形のブラケット４１が取り付けられ、このブラケット４１を下方から抱持するようにキャリア４２が配され、前記ブラケット４１の両外側面に長手方向に沿ってマグネット４３ａが、このマグネット４３ａに対向するキャリア４２の内側面に長手方向に沿ってコイル４３ｂがそれぞれ配され、これらマグネット４３ａとコイル４３ｂによってリニアモータ４３Ａ，４３Ｂが構成されている。また、前記リフトビーム４０の両側部下面にはガイドフレーム４４，４５が取り付けられ、このガイドフレーム４４，４５の底面とそれに対向するキャリア４２の下部上面との間に一対のリニアガイド４６が設けられている。このような構成によっても、前記実施形態と同様の作用効果を奏し得る。
【００３１】
前記各実施形態においては、タンデムプレスラインに適用した例について説明したが、本発明の技術思想は、２台のプレス間でワークを中間搬送する形態のフィーダであれば、このタンデムプレスラインに限らず、他の種々のシステムに対しても適用することができる。また、複数のプレス部を備えるプレスの、互いに隣接する各プレス部間のフィーダにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るタンデムプレスラインの正面図である。
【図２】図２は、図１の側面図である。
【図３】図３は、タンデムプレスラインに用いられるワーク搬送装置の正面図である。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図５は、本実施形態のフィーダモーション説明図である。
【図６】図６は、サーボ制御系のブロック図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｆ）は、本実施形態のキャリア構造の変形例を示す断面図である。
【図８】図８は、他の実施形態に係るキャリア構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１ タンデムプレスライン
２，３，４，５ プレス
８ ワーク
９，１０，１１，１２，１３ ワーク搬送装置（フィーダ）
１６ スライド
１８ ボルスタ
１９，４０ リフトビーム
２２ リフト軸サーボモータ
２３，４２ キャリア
２４Ａ〜Ｄ，２７Ａ，２７Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ リニアモータ
２６ サブキャリア
２９ クロスバー
３１ コントローラ
３２ エンコーダ（プレス角度検出手段）

Claims (1)

1. ２台のプレス間でワークをアドバンス・リターン方向に移動させるキャリアを備え、このキャリアを複数のリニアモータにて駆動するフィーダの非常退避方法であって、
   前記リニアモータの駆動系のうちの少なくとも１つの駆動系を残して他の駆動系に異常が発生した際に、前記１つの駆動系を用いて前記プレスとフィーダとが干渉する干渉領域から非干渉領域まで前記フィーダを退避させることを特徴とするフィーダの非常退避方法。

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