专利名称：工件输送装置、工件输送装置的控制方法以及冲压生产线的制作方法
技术领域：
本发明涉及工件输送装置、工件输送装置的控制方法以及冲压生产线。
本申请根据2005年6月6日在日本提出申请的特愿2005-165775号主 张优先权，并在此援引其内容。
背景技术：
以往，作为串联式沖压生产线中的冲压装置以及工件输送装置的控制 方法，公知有相位差控制方式。该相位差控制方式中，将上游侧冲压装置 的模具位置即冲压角和下游側冲压装置的沖压角控制为具有既定的相位 差，以使工件输送装置在输入/输出工件时不会与模具干涉。根据这样的相 位差控制方式，可不停止上游侧沖压装置和下游侧冲压装置地输送工件， 此外，由于可在上述沖压装置间用一台工件输送装置来顺畅地输送工件而 不会与模具干涉，所以具有生产率高且装置成本低的优点。
例如，关于上述那样的使用相位差控制方式的控制方法的技术，在日 本特开2004-195485号公报中公开。根据该技术，在从上流侧沖压装置输 出工件时的模具干涉区间中，与上游側沖压装置的冲压角同步地控制工件 输送装置，此外，在将工件输入下游侧沖压装置时的模具干涉区间中，与 下游侧沖压装置的冲压角同步地控制工件输送装置，进而在上述模具干涉 区间以外的输送区间中，根据从既定的信号发生机构输出的控制信号而控 制工件输送装置。通过设置这样的控制输送区间的信号发生机构，即便在 上游侧以及/或者下游側冲压装置停止时也可使工件输送装置动作，提高生 产效率。
专利文献1:日本专利申请公开公报特开2004-195485号 但是，在上述现有技术中有下述问题在模具干涉区间与输送区间的 边界上，输入到工件输送装置的控制量会产生剧烈变动。该变动成为工件 输送装置振动的原因，导致工件的掉落或者工件输送装置的故障。此外， 为了抑制该工件输送装置的振动，考虑增强工件输送装置的机械刚性的方 法，但由于刚性增强则可动部分的重量增加，所以用于使工件输送装置动 作所消耗的能量变大，存在装置成本也增大的问题。本发明者考虑到今后
的工件输送装置需要轻量化/小型化而降低消耗能量并且降低装置成本，从 而提出本发明。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的，目的在于不提高机械的刚性而抑制 工件输送时的工件输送装置振动。
为了实现上述目的，本发明作为工件输送装置的第1解决方案而采用 了下述方案，即，在分别驱动模具的沖压装置间使用既定的把持机构把持 工件并输送上述工件，具有输送控制机构，该输送控制机构根据合成在工 件输送方向上位于上游侧的冲压装置的模具位置即上游侧模具位置和位于 下游侧的冲压装置的模具位置即下游侧模具位置而得到的合成目标值，控 制上述把持机构的位置，上述输送控制机构设定合成目标值以使上述把持 机构平滑地移动。
此外，本发明中，作为工件输送装置的第2解决方案而采用了下述方 案，即在上述第1解决方案中，在从各冲压装置以上游侧冲压角6u的形 式提供上游侧模具位置、并且以下游側冲压角6d的形式提供下游侧模具 位置时，上述输送控制机构将合成目标角6r设定为合成目标值，该合成目 标角6r通过将上述上游側冲压角6u以及下游侧冲压角6d代入与上述两 者的相位差A 6p以及加权系数W有关的下述合成式(1)中而得到，
6r-W' 6u十(l-W)-(6d+A6p)……(1)。
此外，本发明中，作为工件输送装置的第3解决方案而采用了下述方 案，即在上述第1解决方案中，在从各冲压装置以上游侧冲压角6u的形 式提供上游侧模具位置、并且以下游侧沖压角6d的形式提供下游側模具 位置时，上述输送控制机构根据上游侧冲压角6u求出上述把持机构的第1 坐标(Xu、 Yu)，并且根据下游侧冲压角6d求出上述把持机构的第2坐标 (Xd、 Yd)，将合成目标坐标(Xr、 Yr)设定为合成目标值，该合成目标 坐标(Xr、 Yr)通过将上述第1坐标(Xu、 Yu )以及第2坐标(Xd、 Yd) 代入与加权系数W有关的下述合成式(4)、 (5)中而得到，
Xr = W - Xu+ (1-W) Xd……(4)
Yr = W Yu+ (1 - W) Yd……(5)。
此外，本发明中，作为工件输送装置的第4解决方案而采用了下述方 案，即在上述第2或第3解决方案中，加权系数W是以上游側冲压角6u
为变量的减小且连续的函数的值。
此外，本发明中，作为工件输送装置的第5解决方案而采用了下述方 案，即在上述第1解决方案中，在从各冲压装置以上游侧沖压角6u的形 式提供上游侧模具位置、并且以下游侧冲压角6d的形式提供下游侧模具 位置时，上述输送控制机构通过根据从各沖压装置提供的上游侧冲压角6u 以及下游侧冲压角6d搜索下述表而设定上述合成目标值，在该表中，以 上述上游侧冲压角6u以及下游侧冲压角6d为变量而预先i殳定了合成目标 值。
此外，本发明中，作为工件输送装置的第6解决方案而采用了下述方 案，即在上述第1解决方案中，在从各冲压装置以上游側沖压角6u的形 式提供上游侧模具位置、并且以下游侧沖压角6d的形式提供下游侧模具 位置时，上述输送控制机构根据上述上游侧冲压角6u求出上述把持机构 的第1坐标(Xu、 Yu)而作为运算值，并且根据下游侧冲压角6d求出上 述把持机构的第2坐标(Xd、 Yd)而作为运算值，通过根据上述运算值搜 索下述表而i殳定上述合成目标值，在该表中，以上述第1坐标(Xu、 Yu) 以及第2坐标(Xd、 Yd)为变量而预先设定了合成目标值。
另一方面，本发明作为工件输送装置的控制方法的第1解决方案而采 用了下述方案，即， 一种工件输送装置的控制方法，在分别驱动模具的沖 压装置间使用既定的把持机构把持工件而输送上述工件，具有下述工序 根据合成在工件输送方向上位于上游侧的冲压装置的模具位置即上游侧模 具位置和位于下游側的冲压装置的模具位置即下游侧模具位置而得到的合 成目标值控制上述把持机构的位置，在上述工序中，设定合成目标值以使 上述把持机构平滑地移动。
进而，本发明作为沖压生产线的第1解决方案而采用了下述方案，即， 一种沖压生产线，具有按既定间隔配置并分别驱动模具的多个冲压装置、 和设置在上游侧冲压装置与下游側冲压装置之间并采用上述工件输送装置 解决方案1 ~6中的任一项进行工件的输送的工件输送装置。
根据本发明，工件输送装置在分别驱动模具的沖压装置间使用既定的 把持机构把持工件并输送上述工件，其特征在于，具有输送控制机构，该 输送控制机构根据合成上游側模具位置和下游側模具位置而得到的合成目 标值，控制上述把持机构的位置，上述输送控制机构设定合成目标值以使 上述把持机构平滑地移动。即，通过使上迷把持机构平滑地移动可防止上
述把持机构急剧地加减速，可抑制工件输送装置的振动。此外，由此可防 止工件的脱落或工件输送装置的机械刚性弱的部分损坏(即，无需增强工
件输送部R的机械刚性)。
图1是表示具有本发明第1实施方式的工件输送装置的相位差控制方 式的串联式冲压生产线的构成的示意图。
图2是表示该第1实施方式的上游侧沖压角6u以及下游侧沖压角6d 与输送路径H上的工件把持部rll的位置的关系的时间图。
图3A是表示本实施方式的上游侧沖压角6u与下游侧冲压角6d的时 间变化的图。
图3B是表示实际冲压生产线的上游侧冲压角6u与下游侧沖压角6d
的时间变化的图。
图4是该第1实施方式的目标值运算部cl的动作流程图。
图5是该第1实施方式的加权函数W ( 6u)的特性图。
图6是该第2实施方式的目标值运算部cl的动作流程图。
图7A是表示该第1以及第2实施方式的加权函数W ( 6u)的变形例的图。
图7B是表示该第1以及第2实施方式的加权函数W ( 6u)的另一变 形例的图。
图7C是表示该第1以及第2实施方式的加权函数W ( 6 u )的另 一变 形例的图。
附图标记i兌明
A…上游側冲压装置、B…下游側冲压装置、WC…工件输送装置、C… 控制部、cl…目标值运算部、c2…伺服马达驱动器、R…工件输送部、r11… 工件把持部、P…工件
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，参照
本发明的第1实施方式。
图1是表示具有该第1实施方式的工件输送装置的相位差控制方式的
串联式冲压生产线的构成的示意图。该图中，附图标记A是上游侧冲压装 置、B是下游侧冲压装置、WC是工件输送装置、P是工件。此外，工件输 送装置WC包括具有目标值运算部cl以及伺服马达驱动器c2的控制部C、 和工件输送部R。另外，图1中，以工件P的进给(送出)方向为X轴， 以升降(垂直)方向为Y轴。
如图1所示，上游侧冲压装置A和下游侧冲压装置B隔着工件输送区 间而分离设置，利用设置在上述工件输送区间中的工件输送装置WC (具 体而言为工件把持部rll)从上游侧冲压装置A通过输送路径H (上游点~ 下游点)向下游侧冲压装置B输送工件P。在实际的串联式冲压生产线中， 在下游侧沖压装置B的更下游侧也以相同的构成配置多个沖压装置，但在 本实施方式中省略。
上游侧冲压装置A包括冲压主齿轮al、冲压杆a2、模具安装部(滑 块)a3、上游侧模具a4、工件栽置台a5以及上游侧沖压角检测器a6。冲 压主齿轮al与冲压杆a2的一端相对于XY平面的垂直轴转动自如地连接， 沖压杆a2的另一端与滑块a3也同样相对于XY平面的垂直轴而旋转自如 地连接。这样的冲压主齿轮al、冲压杆a2以及滑块a3构成曲柄机构，通 过沖压主齿轮al的旋转驱动，滑块a3在Y轴方向上往复驱动。上游側模 具a4安装在滑块a3的下部，与滑块a3同样地在Y轴方向上往复运动。工 件载置台a5是用于沖压工件P的载置台，利用上游侧模具a4沖压该工件 载置台a5上的工件P而进行成形。上游側冲压角检测器a6为例如编码器， 检测沖压主齿轮al的旋转角(上游側冲压角)6u而向目标值运算部cl输 出表示上述上游侧冲压角6u的上游侧冲压角信号dl。该上游侧冲压角 表示上游側模具a4的Y轴方向的位置。
下游侧冲压装置B包括冲压主齿轮bl、冲压杆b2、滑块b3、下游側 模具b4、工件载置台b5以及下游侧冲压角检测器b6,与上述上游侧沖压 装置A相同的构成元件省略说明。在此，下游侧沖压角检测器b6检测冲 压主齿轮bl的旋转角(下游侧沖压角)6d而向目标值运算部cl输出表 示上述下游侧冲压角6 d的下游侧冲压角信号d2。
另外，虽未图示，但上游侧沖压装置A以及下游侧沖压装置B分别具 有用于使冲压主齿轮al以及冲压主齿轮bl旋转的驱动装置，这些冲压主 齿轮al以及沖压主齿轮bl被以既定的相位差(计划相位差A 6 p )旋转驱 动。
工件输送部R是具有V字形平行连杆机构的工件输送用机械臂，包括 V字形基座部rl、第1滚珠丝杠r2、第1伺服马达r3、第1滑块r4、第2 滚珠丝杠r5、第2伺服马达r6、第2滑块r7、第1连杆臂r8、第2连杆臂 r9、第3连杆臂r10以及工件把持部rll。
V字形基座部rl是呈左右对称的V字形的机械臂用的基座部件，安 装在未图示的冲压支架上设置的臂部上，或通过从顶板吊下等方式设置在 上游侧冲压装置A以及下游侧沖压装置B之间。上述第1滚珠丝杠r2、第 1伺服马达r3以及第1滑块r4构成直线运动致动器，借助与第1滚珠丝杠 r2连接的第1伺服马达r3的旋转而直线驱动第1滑块r4。此外，笫2滚 珠丝杠r5与第2伺服马达r6以及第2滑块r7同样构成直线运动致动器， 借助与第2滚珠丝杠r5连接的第2伺服马达r6的旋转而直线驱动第2滑 块r7。这些直线运动致动器左右对称地设置在V字形基座部rl上，才艮据 从控制部C的伺服马达驱动器c2输入到第1伺服马达r3以及第2伺服马 达r6的第1伺服马达驱动信号d4以及第2伺服马达驱动信号d5，来分别 独立地进行驱动控制。
此外，第1连杆臂r8以及第2连杆臂r9的一端可相对于XY平面的 垂直轴旋转地连接在第1滑块r4上，另一端同样可相对于XY平面的垂直 轴旋转地连接在工件保持部rll上。另一方面，第3连杆臂r10的一端可 相对于XY平面的垂直轴旋转地连接在第2滑块r7上，另一端与第2连杆 臂r9的另一端一起同样可相对于XY平面的垂直轴旋转地连接在工件把持 部rll上。另外，上述第1连杆臂r8、第2连杆臂r9以及第3连杆臂r10 的臂长相等，第1连杆臂r8和第2连杆臂r9平行地连接。在该工件把持 部rll的下部，设置用于吸附把持工件P的真空吸附杯。
如上所述，第1滑块r4、第2滑块r7、第1连杆臂r8、第2连杆臂r9、 第3连杆臂r10以及工件把持部rll构成连杆机构，通过在控制部C的控 制下分别独立地直线驱动第1滑块r4以及第2滑块r7,控制工件把持部rll 在输送路径H上的XY坐标(目标输送位置)。
在控制部C中，目标值运算部cl存储以上游侧冲压角6u为变量的加 权函数W ( 6u)，通过将从上游侧冲压角信号dl得到的上游侧沖压角6u 代入上述加权函数W ( 6u)中而计算加权系数W，并才艮据与上游側沖压 角6u、下游侧冲压角6d、预先存储的计划相位差A 6p以及上述加权系 数W有关的下述合成式(1)计算合成目标角6r。
6r = W. 6u+ (l-W)-(6d+A6p)……(1) 进而，目标值运算部cl存储规定工件把持部rll的目标输送位置即工 件把持部rll在输送路径H上的XY坐标的运动曲线函数，通过将由上述 合成式(1)计算出的合成目标角6r代入上述运动曲线函数中而求取工件 把持部rll的目标输送位置，将上述目标输送位置转换为第1伺服马达r3 以及第2伺服马达r6的目标旋转角，并将表示上述目标旋转角的目标旋转 角信号d3输出到伺服马达驱动器c2中。另外，上述的加权函数W ( 6u)、 计划相位差A 6p以及运动曲线函数的详细情况如后所述。
伺服马达驱动器c2，根据上述目标旋转角信号d3而将用于驱动第1 伺服马达r3的第1伺服马达驱动信号d4输出到第1伺服马达r3中，此外， 将用于驱动第2伺服马达r6的第2伺服马达驱动信号d5输出到第2伺服 马达r6。
接着，对具有上述那样的结构的工件输送装置WC的相位差控制方式 的串联式冲压生产线的动作进行说明。
在相位差控制方式的串联式沖压生产线中，进行控制以使上游侧冲压 角6u与下游侧冲压角6d具有一定的相位差(计划相位差)△ 6p。图2 是表示这样进行了相位差控制的上游侧模具a4以及下游侧模具b4和工件 把持部rll的动作的时间图。该图中，横轴是上游侧冲压角6u,附图标记 1表示上游侧模具a4的Y轴方向变位、2表示下游侧模具b4的Y轴方向 变位、3表示输送路径H上的工件把持部rll的X轴方向变位、4表示输 送路径H上的工件把持部rll的Y轴方向变位。
图2中，在工序11中，工件把持部rll随着上游侧模具a4向上死点 上升而向上游侧沖压装置A的工件载置台a5 (上游点)移动，吸附把持工 件载置台a5上的沖压成形结束了的工件P。在工序12中，工件把持部rll 在吸附把持着工件P的状态下向下游侧冲压装置B移动，在下游侧模具b4 位于上死点附近期间，到达下游側冲压装置B的工件载置台b5 (下游点) 而输入工件P。在工序13中，由于上游侧模具a4位于下死点附近，所以 工件把持部rll在上游侧冲压装置A和下游侧沖压装置B的中间位置待机。 通过反复进行以上工序来平滑地进行工件P的输送，而上游侧模具a4以及 下游侧模具b4与工件把持部rll不会干涉。计划相位差A 6p预先设定为 下述值，即、使工件把持部rll与上游側模具a4以及下游侧模具b4不会 干涉且生产效率最高的值。如图2所示，上游侧模具a4以及下游侧模具b4在Y轴上的位置、与 工件把持部rll在输送路径H上的位置即目标输送位置的关系唯一地确定， 上述目标输送位置可由以上游侧冲压角6u为变量的函数Fx( 6u)、 Fy ( 6 u)表示。在此，Fx ( 6u)是表示X坐标的函数，Fy ( 6u)是表示Y坐 标的函数。把这样将上游侧冲压角6u和工件把持部rll的目标输送位置对 应起来的函数Fx ( 6u)、 Fy ( 6u)称为工件把持部rll的运动曲线函数， 将作为变量的上游侧冲压角6u称为同步对象角。
这样的计划相位差A6p以及运动曲线函数是通过模拟图2的动作而 预先设定的。因此，在实际进行工件把持部rll的输送控制时，只要检测 到上游側冲压角6 u就代入上述运动曲线函数而计算工件把持部rll的目标 输送位置，由此可进行图2所示的平滑的相位差控制。
上述模拟，以上游侧模具a4以及下游側模具b4在Y轴上的位置与工 件把持部rll的目标输送位置之间的唯一关系不被破坏、上游侧冲压角6u =下游侧冲压角6d +计划相位差A 6p —直成立为前提。但是，在实际的 沖压生产线中，由于沖压工件P时产生的模具的移动速度的减慢、上游侧 冲压装置A与下游侧冲压装置B的相位差控制的控制误差等原因，上述唯 一的关系会遭到破坏，计划相位差A 6p与由模拟求得的值相比发生变化。
图3A以及图3B表示计划相位差A 6p随时间的变化。图3A表示由 模拟得到的理想的上游侧冲压角6u以及下游侧沖压角6d随时间的变化， 该情况下，如图所示，计划相位差A 6p总是不变的。图3B表示实际的冲 压生产线上的上游側冲压角6u以及下游侧冲压角6d随时间的变化。
在图3B的情况下，即在6u = 6d+A6p不成立时，从按照模拟而以 上游侧冲压角6u为同步对象角的运动曲线函数求得工件把持部rll的目标 输送位置，若使工件把持部rll移动到该XY坐标处，则下游侧模具b4与 工件把持部rll有可能干涉。而如果为了防止这样的工件把持部rll与下 游侧模具b4的干涉，在工件把持部rll接近与下游侧模具b4干涉的干涉 区域时，瞬间地将同步对象角从上游侧冲压角6u切换为下游侧沖压角6d， 则在工件把持部rll上会发生急剧的加减速而发生振动，有可能发生工件P 脱落或工件输送部R的机械刚性弱的部分损坏的情况。
因此，本第1实施方式中的工件输送装置WC中，取代同步对象角而 使用下述合成目标角6r。以下，使用图4所示的动作流程图详细说明计算 该合成目标角6 r的目标值运算部cl的动作。
首先，目标值运算部cl从上游侧沖压角检测器a6获得上游侧冲压角 信号dl即上游侧冲压角6 u，此外还从下游侧沖压角检测器b6荻得下游侧 冲压角信号d2即下游侧冲压角6 d (步骤Sl )。
接着，目标值运算部cl将上游侧冲压角6 u代入加权函数W ( 6 u ) 中而计算加权系数W (步骤S2)。该加权函数W ( 6u)如图5所示，是 以上游侧沖压角6u为变量的余弦函数。在此，作为变量的上游侧沖压角 6u表示工件把持部rll的目标输送位置。因此，如该图可知，加权系数 W具有下述特性，即在工件把持部rll位于上游点附近时大(最大时W = 1),随着工件把持部rll接近下游点附近而平滑且连续地减少(最小时W -0)。
而且，目标值运算部cl，从在步骤S2中求得的加权系数W、上游侧 冲压角6u、下游侧沖压角6d以及计划相位差A 6p而根据上述合成式(1) 计算合成目标角6 r (步骤S3 )。从图5以及上述合成式(1)可知，在工件 把持部rll位于上游点时，加权系数W为1,所以合成目标角6r与上游 侧冲压角6u相等。而且，合成目标角6r随着工件把持部rll向下游点移 动而沿着加权函数W ( 6u)的特性平滑地变化，若工件把持部rll到达下 游点则加权系数变为0,所以合成目标角6r与下游側沖压角6d +计划相 位差A 6p的值相等。即，在上游点附近合成目标角6r中的上游侧冲压角 6u的权重增加，随着朝向下游点移动，上游侧冲压角6u的权重平滑地减 少。
因此，通过取代同步对象角而将该合成目标角6r代入上述运动曲线 函数，在上游点附近，可防止上游侧模具a4与工件把持部rll的干涉，在 下游点附近，可防止下游侧模具b4与工件把持部rll干涉。进而，在上游 点与下游点的中间位置上，由于合成目标角6r按照权重函数W ( 6u)的 特性而平滑地变化，所以可抑制工件把持部rll的振动。
目标值运算部cl如上所述在步骤S3中算出合成目标角6r后，将合 成目标角6r代入预先存储的运动曲线函数(X-Fx ( 6u)、 Y = Fy ( 6 u ) } 中，由此计算工件把持部rll的目标输送位置(步骤S4 )。
接着，目标值运算部cl使用转换函数将如上所述地求得的工件把持部 rll的目标输送位置转换为第1伺服马达r3以及第2伺服马达r6的目标旋 转角(步骤S5)。在此，以第1伺服马达r3的目标旋转角为6ml，以转换 函数为Gml (X， Y)，此外，以第2伺服马达r6的目标旋转角为6m2,
以转换函数为Gm2(X， Y)，则这些目标旋转角6ml以及目标旋转角6m2 由下述转换式(2)、 (3)表示。另外，转换函数Gml (X， Y)以及Gm2 (X, Y)可由工件输送部R的构造(第1滚珠丝杠r2以及第2滚珠丝杠 r5的长度及直径、第1连杆臂r8、笫2连杆臂r9以及第3连杆臂r10的长 度等)唯一地确定。
6ml = Gml (X， Y)……(2) 6 m2 = Gm2 (X， Y)……(3)
然后，目标值运算部cl将表示上述目标旋转角6ml、 6m2的目标旋 转角信号d3输出到伺服马达驱动器c2中(步骤S6)，伺服马达驱动器c2 根据上述目标旋转角信号d3而生成第1伺服马达驱动信号d4并输出到第 l伺服马达r3,此外，生成第2伺服马达驱动信号d5而输出到第2伺服马 达r6。
第1伺服马达r3，根据上述第1伺服马达驱动信号d4而转动目标旋 转角6 ml来驱动第1滑块r4，此外，第2伺服马达r6根据上述第2伺服 马达驱动信号d5而转动目标旋转角6 m2来驱动第2滑块r7。由此，工件 把持部rll移动到目标输送位置。
目标值运算部cl，通过反复进行上述步骤Sl-S6的动作而根据上游 侧沖压角6u以及下游侧冲压角6d的变化计算合成目标角6r,控制工件 把持部rll的目标输送位置。
如上所述，根据本第1实施方式的工件输送装置WC，通过使用加权 函数W ( 6u)，以在上游侧增加上游侧冲压角6u的权重，而随着朝向下 游侧移动，上游側冲压角6u的权重平滑地减少的特性来求取合成目标角 6 r，通过与该合成目标角6 r同步地控制工件把持部rll的目标输送位置， 可抑制工件把持部rll的振动，并且可平滑地进行工件P的输送而上游侧 模具a4以及下游侧模具b4与工件把持部rll不会干涉。此外，可由此防 止工件P的脱落或工件输送部R的机械刚性弱的部分损坏(即，无需增强 工件输送部R的机械刚性)。 (第2实施方式)
接着，说明本发明的第2实施方式。在该第2实施方式中，说明用于 计算目标输送位置的其他方法。而且，由于该第2实施方式的装置结构与 第1实施相同，所以省略说明，以下主要说明目标植运算部cl的动作。
图6是该第2实施方式的目标值运算部cl的动作流程图。首先，与第
1实施方式相同，目标值运算部cl从上游侧冲压角检测器a5获得上游侧冲 压角6u，此外，从下游侧冲压角检测器b6获得下游侧冲压角6d (步骤 SIO)。
接着，目标值运算部cl，通过将在上述步骤S10中获得的上游侧冲压 角6u代入运动曲线函数(Fx( 6u)、 Fy ( 6u) }而求得第1坐标(Xu, Yu ) ={Fx(6u)、 Fy(6u)}，并且通过用下游侧沖压角6 d +计划相位差△ 6p代替上游侧冲压角6u而代入上述运动曲线函数(Fx( 6u)、 Fy( 6u)}， 求得第2坐标(Xd, Yd ) = {Fx ( 6 d + △ 6 p )、 Fy ( 6 d + △ 6 p ) }(步 骤Sll )。
如第1实施方式所述，若为上游侧冲压角6u-下游侧沖压角6d +计 划相位差A 6p—直成立的理想的冲压生产线，则上述第1坐标(Xu， Yu) 与第2坐标(Xd， Yd)应该相等。因此，这样的理想情况下，只要将第1 坐标(Xu， Yu)或第2坐标(Xd, Yd)的任一个选作目标输送位置并控 制工件把持部rll移动到上述目标输送位置，即可不与上游侧模具a4以及 下游侧模具b4干涉地输送工件P。
但是，如上所述，在实际的冲压生产线中，由于工件P冲压时产生的 模具移动速度的减少、上游侧沖压装置A与下游侧冲压装置B的相位差控 制中的控制误差等，上游侧冲压角6u-下游侧冲压角6d +计划相位差A 6 p这一唯一的关系被破坏，计划相位差A 6 p与由模拟求得的值相比会发 生变化。因此，上述第1坐标(Xu, Yu)和第2坐标(Xd， Yd)变为相 互不同的坐标，例如若选择第1坐标(Xu， Yu)作为目标输送位置而控制 工件把持部rll移动到上述目标输送位置，则由于下游侧模具b4的位置与 上述目标输送位置之间的唯一关系已经不成立了，所以工件把持部rll与 下游侧模具b4有可能干涉。此外，相反地将第2坐标(Xd， Yd)选作目 标输送位置的情况也同样，工件把持部rll与上游側模具a4有可能干涉。
因此，与第1实施方式同样地，目标值运算部cl通过将上游侧冲压角 6u代入图5的加权函数W ( 6u)中而计算加权系数W (步骤S12),并 通过下述合成式(4)、 (5)分别合成上述第1坐标(Xu， Yu)和第2坐标 (Xd， Yd)的X坐标以及Y坐标，由此计算合成目标坐标(Xr， Yr )(步 骤S13)。
Xr = W.Xu+ (1-W)Xd……(4) Yr = W ■ Yu+ ( 1—W) Yd……(5)
通过将上述合成目标坐标(Xr， Yr)用作工件把持部rll的目标输送 位置，在上游侧冲压装置A附近(加权系数W接近1)，以上游侧冲压角 6u作为同步对象角的第1坐标(Xu， Yu)的权重增加，从而防止与上游 侧模具a4的干涉，此外，在下游侧冲压装置B附近(加权系数W接近0)， 以下游侧冲压角6d + △ 6p作为同步对象角的第2坐标(Xd， Yd)的权 重增加，从而防止与下游侧模具b4干涉，进而，随着工件把持部rll从上 游侧冲压装置A向下游侧冲压装置B移动，上1|>权系数W以图5所示 的特性平滑地变化，所以可抑制工件把持部rll的振动。
而且，目标值运算部cl，与第1实施方式同样地使用下述转换式(6)、 (7)将如上所述求得的工件把持部rll的合成目标坐标(Xr， Yr)转换为 第1伺服马达r3以及第2伺服马达r6的目标旋转角(步骤S14 )。在此， 以第1伺服马达r3的目标旋转角为6ml，以转换函数为Gml ( Xr, Yr ), 此外，以第2伺服马达r6的目标旋转角为6 m2，转换函数为Gm2 (Xr， Yr )。
6ml = Gml (Xr， Yr)……(6) 6 m2 = Gm2 (Xr, Yr )...…(7 )
然后，目标值运算部cl将表示上述目标旋转角6ml、 6m2的目标旋 转角信号d3输出到伺服马达驱动器c2中(步骤S15),伺服马达驱动器c2 根据上述目标旋转角信号d3而生成第1伺服马达驱动信号d4以及第2伺 服马达驱动信号d5并输出到第1伺服马达r3以及第2伺服马达r6。
第1伺服马达r3,根据上述第1伺服马达驱动信号d4而旋转目标旋 转角6 ml来直线驱动第1滑块r4，此外，第2伺^^马达r6才艮据上述第2 伺服马达驱动信号d5而旋转目标旋转角6 m2来直线驱动第2滑块r7。由 此，工件把持部rll移动到合成目标坐标(Xr， Yr)。
根据上述的第2实施方式，与第1实施方式相同，可抑制工件把持部 rll的振动，并且可平滑地进行工件P的输送而上游侧模具a4以及下游側 模具b4不会与工件把持部rll干涉。
另外，本发明不限定于上述实施方式，可考虑例如以下的变形例。 (1)在上述第1以及第2实施方式中，作为加权函数W ( 6 u )定义 为余弦函数，但不限定于此，也可为图7A所示的单调减少且具有连续性的 函数。此外，也可如图7B所示以直线的组合来定义。除此之外，只要是具 有上游点附近上游侧冲压角6u的权重增加并且在下游点附近上游側沖压
角6u的权重减少的特性即可用作加权函数W ( 6u)。但是，具有剧烈变 化而会导致工件把持部rll上发生振动的函数不能用作加权函数W ( 6u)。
例如，作为可用作加权函数W ( 6u)的函数，可举出S形(sigmoid) 逻辑(logistic)函数、S形理查德(Richards)函数、S形威布尔(Weibull) 函数等S形函数，或者Boltzman函数、Hill函数、Gompertz函数等。
此外，作为加权函数W ( 6u)，也可是用凸轮曲线表示的函数。作为 凸轮曲线，可使用例如变形梯形曲线、变形正弦曲线、3次-5次的多项式 曲线等。另外，将上述函数或曲线用作加权函数W ( 6u)时，当然以上 游侧沖压角6u作为变量。
进而，加权函数W ( 6u)也可像图7C所示那样，不是上游侧冲压角 6u的函数而是常数。例如，若使W = 0.5，则根据上述合成式(1),上游 側冲压角6u和下游侧冲压角6d + △ 6p总是以均等的比例合成，所以可 将图3B所示的计划相位差A 6p的变化的影响平均化而将该影响减轻，可 降低工件把持部rll与模具干涉的可能性。
(2) 在上述第1实施方式中，定义加权函数W ( 6u)并通过代入上 游侧沖压角6u而计算加权系数W，之后根据上述合成式(1)求得合成目 标角6r，但不限定于此，可将上述合成目标角6r预先设定为以上游侧冲 压角6 u以及下游侧冲压角6 d为变量的表格，并根据从各冲压装置提供的 上游侧冲压角6u以及下游侧冲压角6d而从上述表格中搜索合成目标角6 r。此外，在第2实施方式中也一样，可将合成目标坐标(Xr， Yr)预先 设定为以第l坐标(Xu， Yu)以及第2坐标(Xd， Yd)为变量的表格(例 如，设定用于求得合成目标坐标的表格和用于求得Yr的表格)，根据从各 冲压装置提供的上游側冲压角6u以及下游侧冲压角6d而从运动曲线函数 计算出第1坐标(Xu， Yu)以及第2坐标(Xd， Yd)，之后从上述两个表 格中搜索合成目标坐标(Xr, Yr)。
(3) 在上述第1以及第2实施方式中，加权函数W ( 6u)的变量使 用上游侧沖压角6u,但不限定于此，例如也可4吏用下游侧冲压角6 d。或 者，也可使用上游侧冲压角6u或者下游侧冲压角6 d除以其旋转速度所得 的时间等，只要是表示工件把持部rll的目标输送位置的变量即可。
(4 )在上述第1以及第2实施方式中，工件把持部rll仅具有XY轴 方向的可动方向，但不限定于此，也可具有XY平面内的倾斜动作等其他 可动方向。此时，对于倾斜动作也使用加权函数W ( 6u)而求得合成目
标值，由此防止与各冲压装置的模具干涉，并且可抑制工件把持部rll的 振动。
产业上的可利用性
根据本发明，在分别驱动模具的沖压装置间使用既定的把持机构把持 工件并输送上述工件的工件输送装置中，其特征在于，具有根据合成上游 侧模具位置和下游侧模具位置而得到的合成目标值控制上述把持机构的位 置的输送控制机构，上述输送控制机构设定合成目标值以使上述把持机构 平滑地移动。即，通过使上述把持机构平滑地移动，能防止上述把持机构 剧烈地加减速，可抑制工件输送装置的振动。此外，由此可防止工件的脱 落或工件输送装置的机械刚性弱的部分损坏(即，无需增强工件输送部R 的机械刚性)。
权利要求
1.一种工件输送装置，在分别驱动模具的冲压装置间使用既定的把持机构把持工件并输送上述工件，具有输送控制机构，该输送控制机构根据合成在工件输送方向上位于上游侧的冲压装置的模具位置即上游侧模具位置和位于下游侧的冲压装置的模具位置即下游侧模具位置而得到的合成目标值，控制上述把持机构的位置，上述输送控制机构设定合成目标值以使上述把持机构平滑地移动。
2. 如权利要求1所述的工件输送装置，其特征在于，在从各冲压装置 以上游侧冲压角(6u)的形式提供上游侧模具位置、并且以下游侧冲压角(6d)的形式提供下游侧模具位置时，上述输送控制机构将合成目标角(6 r)设定为合成目标值，该合成目标角(6r)通过将上述上游侧冲压角(6 u)以及下游侧冲压角(6d)代入与上述两者的相位差(△ 6p)以及加权 系数(W)有关的下述合成式(1)中而得到，6r = W- 6u+ (l-W)-(6d+A6p)……(1)。
3. 如权利要求1所述的工件输送装置，其特征在于，在从各冲压装置 以上游侧冲压角(6u)的形式提供上游侧模具位置、并且以下游侧沖压角(6d)的形式提供下游侧模具位置时，上述输送控制机构根据上游侧冲压 角(6u)求出上述把持机构的第1坐标(Xu、 Yu)，并且根据下游側冲压 角(6d)求出上述把持机构的第2坐标(Xd、 Yd)，将合成目标坐标(Xr、 Yr)设定为合成目标值，该合成目标坐标(Xr、 Yr)通过将上述第1坐标 (Xu、 Yu)以及第2坐标(Xd、 Yd)代入与加权系数(W)有关的下述 合成式(4)、 (5)中而得到，Xr = W ■ Xu+ (l-W) Xd……(4) Yr = WYu+ (l-W)Yd...... (5)。
4. 如权利要求2或3所述的工件输送装置，其特征在于，加权系数(W) 是以上游侧冲压角(6u)为变量的减小且连续的函数的值。
5. 如权利要求1所述的工件输送装置，其特征在于，在从各冲压装置 以上游侧冲压角(6u)的形式提供上游侧模具位置、并且以下游侧冲压角(6d)的形式提供下游侧模具位置时，上述输送控制机构通过根据从各冲 压装置提供的上游侧沖压角(6u)以及下游侧沖压角(6d)搜索下述表 而设定上述合成目标值，在该表中，以上述上游侧沖压角(6u)以及下游 侧沖压角(6d)为变量而预先设定了合成目标值。
6. 如权利要求1所述的工件输送装置，其特征在于，在从各冲压装置 以上游侧沖压角(6u)的形式提供上游侧模具位置、并且以下游侧冲压角(6d)的形式提供下游侧模具位置时，上述输送控制机构根据上述上游侧 冲压角(6u)求出上述把持机构的第1坐标(Xu、 Yu)而作为运算值， 并且根据下游侧冲压角(6d)求出上述把持机构的第2坐标(Xd、 Yd) 而作为运算值，通过根据上述运算值搜索下述表而设定上述合成目标值， 在该表中，以上述第1坐标(Xu、 Yu)以及第2坐标(Xd、 Yd)为变量 而预先设定了合成目标值。
7. —种工件输送装置的控制方法，在分别驱动模具的冲压装置间使用 既定的把持机构把持工件而输送上述工件，具有下述工序根据合成在工件输送方向上位于上游侧的沖压装置的 模具位置即上游侧模具位置和位于下游侧的沖压装置的模具位置即下游侧 模具位置而得到的合成目标值控制上述把持机构的位置，在上述工序中， 设定合成目标值以使上述把持机构平滑地移动。
8. —种冲压生产线，具有按既定间隔配置并分别驱动模具的多个冲压 装置、和设置在上游侧冲压装置与下游侧沖压装置之间并进行工件的输送 的权利要求1-6中任一项所述的工件输送装置。
全文摘要
本发明提供一种工件输送装置，在分别驱动模具的冲压装置间使用既定的把持机构把持工件并输送上述工件，具有输送控制机构，该输送控制机构根据合成在工件输送方向上位于上游侧的冲压装置的模具位置即上游侧模具位置和位于下游侧的冲压装置的模具位置即下游侧模具位置而得到的合成目标值，控制上述把持机构的位置，上述输送控制机构设定合成目标值以使上述把持机构平滑地移动，由此可抑制冲压生产线中的工件输送装置的振动。
文档编号B21D43/05GK101189082SQ20068001980
公开日2008年5月28日 申请日期2006年6月6日 优先权日2005年6月6日
发明者坂野肇, 山崎秀作, 高桥毅 申请人:株式会社Ihi