成形品取出机的控制装置的制作方法

1.本发明涉及在手动操作时发生了碰撞时能够进行适当的退避动作的成形品取出机的控制装置。


背景技术：

2.在日本专利第3526555号公报(专利文献1)中公开了一种如下的成形品取出机的发明，即，即使在过度的外力作用于卡盘部的情况下，也能够防止安装卡盘部的构件的变形，防止成形品的损伤。在该发明中，在卡盘部向给定的位置移动时，对电动机进行直流约束而使卡盘部停止保持在给定的位置，利用碰撞探测用传感器检测外力作用于被停止保持的卡盘部的情况，对基于电动机的直流约束力进行减少控制而使得卡盘部能够通过外力移动。
3.在先技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本专利第3526555号公报
6.然而，将碰撞探测专用传感器、碰撞退避专用传感器安装在包含取出机的取出头的框架整体在现实中是困难的，也带来较大的成本上升。此外，根据作业环境、作业状况，难以预测与哪个部位碰撞。因此，实际上，有时作业者会在成形品取出机的手动动作中错误地进行操作而使取出头与模具、周边设备(周边物)碰撞，由于之后的退避操作的原因而使取出头、作为引导部的履带辊(track roller)以及固定板损伤。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于，提供一种成形品取出机的控制装置，能够在对成形品取出机进行手动操作时发生了碰撞时，进行防止破损的适当的动作。
8.本发明将如下的成形品取出机的控制装置作为改良的对象，所述成形品取出机的控制装置具备：伺服系统控制部，用编码器检测对成形品取出机中的具有取出头的框架进行驱动的伺服电动机的驱动部的位置以及速度，求出位置的检测值与位置指令的值的偏差以及与速度的检测值与速度指令的值的偏差，根据这些偏差进行驱动部的位置以及速度的反馈控制来控制伺服电动机；以及手动指令产生部，产生对伺服系统控制部进行手动操作时的手动指令。本发明的控制装置为了使得在发生了碰撞时可进行适当的动作，具备转矩探测部、碰撞探测部、和偏差清除部。转矩探测部探测在根据从手动指令产生部输出的手动指令向伺服系统控制部提供动作指令来对伺服电动机进行手动操作时施加在框架的转矩。而且，碰撞探测部在转矩探测部的检测值变得比预先确定的值大时，当作取出头与周边物进行了碰撞并输出动作停止指令。在这基础上，在输出动作停止指令时，偏差清除部在维持伺服系统控制部的开启状态的状态下，进行使伺服系统控制部的偏差为0的清除动作。
9.在现状下，在通过手动操作中使上下框架的取出头与模具等碰撞而电动机转矩值例如达到了300％时，产生过负荷错误，使伺服电动机停止。此时，由于伺服系统控制部成为
伺服关闭的状态，所以为了从碰撞的状态进行退避，需要再次使伺服系统控制部成为伺服开启。若在伺服系统控制部成为伺服关闭的状态，则位置偏差成为0，并且取出头在与模具等接触的状态下稍微下降，存在使取出头损伤的担忧。此外，在进行退避动作时，若在设为伺服开启时弄错手动操作，则再次使取出头与模具碰撞，或者施加负荷，由此有可能使上下框架、取出头变形。此外，根据情况，有可能再次成为伺服关闭而无法从碰撞的状态脱离。
10.根据本发明，若输出动作停止指令，则偏差清除部在维持伺服系统控制部的开启状态的状态下，进行使伺服系统控制部的偏差为0的清除动作，因此通过偏差成为0来确定定位完成，能够再次进行运转。其结果是，在动作停止后进行退避操作时，能够按照操作指令那样使伺服电动机动作，使上下框架以及取出头活动，能够从碰撞状态顺畅地进行退避。
11.优选地，碰撞探测部将前述的预先确定的值设为比自动运转时的限制值低的值。由此，能够防止因基于作业者的手动操作的差异而在碰撞时对周边物施加必要以上的负荷。
12.此外，优选地，碰撞探测部在给定时间内持续探测到转矩探测部的检测值变得比预先确定的值大时，当作取出头与周边物进行了碰撞并输出动作停止指令。若这样，则在检测值因噪声而变得比预先确定的值大时，不再检测该噪声，因此能够准确地进行“碰撞”这样的检测。
13.进而，优选地，碰撞探测部在输出动作停止指令的大致同时输出警报信号，在碰撞探测后的退避时，在再次从手动指令产生部向所述伺服系统控制部输入了移动指令而转矩探测部的检测值变得比前述的预先确定的值低后，直到经过给定时间为止，持续输出警报信号。如果在转矩探测部的检测值变得比前述的预先确定的值低的大致同时消除警报，则在作业者大致同时停止了手动操作的情况下，有可能无法从碰撞状态完全退避。因此，通过直到经过给定时间为止都输出警报信号的输出，作业者能够继续手动操作，从碰撞状态完全退避。
14.此外，优选地，在再次从所述手动指令产生部输入移动指令时，偏差清除部再次进行清除动作。若这样，则在进行退避动作前，能够可靠地清除偏差数据。此外，不会在残留有微小的偏差的状态下被输入移动指令，因此能够防止欲使微小的偏差急剧地变为零的反馈控制起作用从而因伴随着过冲或下冲的动作而产生再次碰撞的危险。
15.优选地，转矩探测部构成为能够探测作用于取出头的至少一个转矩的作用方向，在用于进行手动操作的输入部的显示部示出转矩的作用方向和与转矩的大小成比例的转矩显示。这些转矩显示能够进行数值显示、柱状图显示、仪表显示等任意的显示。若这样，则操作者能够基于数据正确地决定在进行退避动作的情况下向减小哪个方向的转矩的方向退避为好。
16.优选地，在显示部，与转矩显示相邻地示出提示退避方向的提示显示。该提示可以是文字显示、标记显示还有灯显示等中的任一种。如果进行这样的显示，则即使不是熟练者，也能够在碰撞后容易地进行退避动作。
17.另外，优选地，转矩探测部构成为，在伺服电动机用于3轴(xvz)方向的驱动的情况下，转矩探测部能够探测横行方向的转矩、拉拔方向的转矩以及上下方向转矩。此外，优选地，在伺服电动机驱动的轴数为5轴、6轴等多轴的情况下，将转矩探测部构成为能够检测多轴全部的转矩。进而，优选地，在取出头装备在姿势控制装置的情况下，设为由转矩探测部
也能够探测从姿势控制装置施加在取出头的转矩。
18.也可以在显示部，与三个转矩显示相邻地分别示出提示退避方向的三个提示显示。如果进行这样的显示，则操作者能够基于数据正确地决定在进行碰撞后的退避动作的情况下向减小哪个方向的转矩的方向退避为好。
附图说明
19.图1是示出应用了本发明的一个实施方式的成形品取出机的概略结构的框图。
20.图2是本实施方式的特别是碰撞探测前后的时序图。
21.图3是示出输入部的显示的一个例子的图。
22.图4是碰撞探测时的实际的动作流程。
23.图5是碰撞退避时的实际的动作流程。
24.附图标记说明
25.1：成形品取出机
26.3：取出头
27.5：上下框架
28.7：输送机构
29.9：伺服电动机
30.10：编码器
31.11：控制装置
32.13：伺服系统控制部
33.14：手动指令产生部
34.15：示教数据获取部
35.17：转矩探测部
36.19：碰撞探测部
37.21：偏差清除部
38.23：输入部
39.24：显示部
40.25：警报
具体实施方式
41.以下，参照附图对本发明的实施方式的一个例子进行详细说明。图1是示出应用了本发明的一个实施方式的成形品取出机1的概略结构的框图。图2示出本实施方式的特别是碰撞探测前后的时序图。图3是示出输入部23的显示的一个例子的图。成形品取出机1是通过三轴正交型的输送机构7输送在前端具有取出头3的上下框架5的成形品取出机，其中，所述取出头3用于进入成形机的模型内并从成形机的模型中取出成形品。作为输送机构7的驱动源，使用带有编码器10的多个伺服电动机9。在进行多个伺服电动机9的控制的控制装置11内，针对多个伺服电动机9设置有伺服系统控制部13，其中，所述伺服系统控制部13用于求出编码器10所检测位置的检测值与位置指令的值的偏差以及编码器10所检测的速度的检测值与速度指令的值的偏差，并根据这些偏差进行作为驱动部的伺服电动机9的驱动轴
的位置以及速度的反馈控制。伺服系统控制部13发挥作为所谓的伺服放大器的功能。
42.在本实施方式中，控制装置11具备：手动指令产生部14，产生对伺服系统控制部13进行手动操作时的手动指令；示教数据获取部15，在示教时进行为了进行适当的动作而需要的动作，获取示教数据并进行存储；转矩探测部17；碰撞探测部19；以及偏差清除部21。如图2所示，转矩探测部17探测在手动指令产生部14通过来自输入部23的手动操作向伺服系统控制部13提供移动指令(参照图2的(a))来手动操作伺服电动机9时施加在上下框架5或取出头3的转矩(参照图2的(b))。在本实施方式中，转矩探测部17构成为能够探测作用于取出头3的横行方向的转矩、拉拔方向的转矩以及上下方向转矩。转矩的探测可以测定电动机电流来探测，也可以使用转矩传感器来探测。而且，在本实施方式中，如图3所示，在用于进行手动操作的包含控制器的输入部23的显示部24的显示画面上，进行与横行方向的转矩、拉拔方向的转矩以及上下方向的转矩的大小成比例的三个转矩显示(在图3中是“40％”、“150％”、“30％”的显示)。此外，在显示部24的显示画面，与三个转矩显示相邻地分别示出了提示退避方向的三个提示显示(在图3中为“o”符号和“·”符号)。另外，该提示显示可以是文字显示、标记显示还有灯显示等中的任一种。如果进行这样的显示，则操作者能够基于数据正确地决定在进行碰撞后的退避动作的情况下向减少哪个方向的转矩的方向退避为好。此外，即使不是熟练者，也能够在碰撞后容易地进行退避动作。
43.碰撞探测部19在转矩探测部17的检测值变得比预先确定的值大时，当作取出头3与周边物进行了碰撞并输出动作停止指令。在本实施方式中，如图2的(b)所示，碰撞探测部19将预先确定的值设为比自动运转时的限制值(例如额定转矩的300％)低的值(限制值
×
α％：例如α＝50％)。通过这样确定预先确定值，来防止因进行示教等作业、碰撞后的退避动作时的手动操作而在碰撞时、退避动作时对周边物施加必要以上的负荷。此外，在本实施方式中，碰撞探测部19在给定时间t1(参照图2的(b)的“β秒”)内持续探测到转矩探测部17的检测值变得比预先确定的值大时，当作取出头3与周边物进行了碰撞并输出动作停止指令(参照图2的(e))。若在该转矩超过了预先确定的值时立即判断为碰撞，则在进行轻敲操作时等，有时会错误地判断为碰撞，因此设为如下，即，在经过了β秒(具体地为0.2～0.3秒)的期间之后转矩仍持续超过限制值
×
α％的情况下，判断为发生了碰撞。
44.进而，碰撞探测部19在输出动作停止指令的大致同时输出警报信号(参照图2的(c)的错误标志(flag))。然后，为了进行退避操作，在对输入部23进行操作而从手动指令产生部14向伺服系统控制部13再次输入了基于手动操作的移动指令(成为图2的(a)的“向相反方向移动”的定时)后，在转矩探测部17的检测值变得比前述的预先确定的值小后(标志1成为0)，直到经过给定时间(参照图2的(b)的γ秒)为止(时间t2)，持续输出警报信号(图2的(c)的错误标志)。另外，即使被输入进行“向相反方向的移动”的移动指令，转矩也从碰撞状态逐渐成为0，因此限制值
×
α％不会立即成为0。而且，在输出警报信号的期间，警报25通过声音、图像等向作业者发出警告。另外，设定γ秒的等待时间t2是为了在作业者的退避操作错误的情况下，向作业者提供重新进行退避操作的机会。即，在因碰撞而处于拉拔方向的转矩高的状态时，需要使上下框架5向拉拔方向的转矩成为0的方向移动。但是，若作业者进行使上下框架5在上下方向上移动的手动操作，则有时会使取出头3在以较强的力按压于被碰撞物的状态下在上下方向上移动而破坏取出头3。因此，为了向作业者提供进行正确的判断所需的时间，设定γ秒的等待时间t2。
45.偏差清除部21在从碰撞探测部19输出动作停止指令时，在维持伺服电动机的伺服系统控制部13的开启状态的状态下，进行使在伺服系统控制部13内运算出的偏差为0的偏差清除动作。在本实施方式中，偏差清除部21如图2的(d)所示，若再次被输入基于手动操作的移动指令(参照图2的(a))，则再次进行清除动作(参照图2的(d))。
46.根据本实施方式的控制装置，若从碰撞探测部19输出动作停止指令，则偏差清除部21在维持伺服系统控制部的开启状态的状态下，进行使伺服系统控制部中的偏差为0的清除动作，因此通过偏差成为0来确定定位完成，能够再次进行与手动指令对应的运转。若偏差不为0，则会在用于退避动作的手动指令之前进行偏差量的动作。该动作存在使取出头3损伤的担忧，但是在本实施方式中，不会产生这样的问题。在本实施方式中，在动作停止后进行脱离操作时，能够按照来自输入部23的操作指令那样使伺服电动机9动作，使上下框架5(取出头3)活动，能够从碰撞状态顺畅地进行退避。
47.图4是碰撞探测时的实际的动作流程。在步骤st1中，判定转矩值是否比给定的值(限制值
×
α％)大。在“否”的情况下，在步骤st2中执行手动操作，在步骤st3中驱动伺服电动机9而使轴移动。然后，在步骤st4中，再次判定转矩值是否比给定的值(限制值
×
α％)大，在“是”的情况下，进入步骤st5，判定计时器的时间t1是否为0，如果是“是”，则在步骤st6中开始计时器的计数，进入步骤st7。此外，在步骤st5中为“否”的情况下也进入步骤st7，计时器继续计数。接着，在步骤st8中，进行计时器时间t1是否为β的判定，如果为β，则进入步骤st9，如果为“否”，则返回到步骤st1。如果在步骤st4中为“否”，则进入步骤st41。进行计时器时间t1是否为0的判定，如果为“否”，则在步骤st42中将计时器设为关闭，在步骤st43中将计时器时间t1设为0，返回步骤st2。在步骤st41中为“是”的情况下也返回步骤st2。若在步骤st8中判定计时器时间t1成为了β，则在步骤st9中错误标志成为激活，在步骤st10中执行停止处理。然后，在步骤st11中清除偏差，在步骤st12中作为警报而发出错误弹出(错误显示)，在步骤st13中作为警报而蜂鸣器发出警报。然后，在步骤st14中进行计时器的关闭动作，在步骤st15中计时器时间t1成为0。通过上述的动作，在探测到碰撞后，在伺服系统控制部维持开启状态的基础上，偏差被重置。
48.图5是碰撞退避时的动作流程。在该例子中，在开始时转矩值比限制值
×
α％大的情况下进行碰撞退避。在步骤st21中，进行转矩值是否比限制值
×
α％小的判定。在不小的情况(大的情况)下，进入步骤st22，执行手动操作，在步骤st23中清除偏差，将动作停止指令设为关闭，在步骤st24中驱动伺服电动机，使轴移动。然后，在步骤st25中，进行转矩值是否比限制值
×
α％小的判定。在转矩值比限制值
×
α％小的情况下，进入步骤st26，进行计时器时间t2是否为0的判定。在计时器时间t2为0的情况下，在步骤st27中开始计时器的计数。在计时器时间t2不为0的情况下，在步骤st28中继续计时器的计数。在步骤st25中转矩值不小于限制值
×
α％的情况下，进入步骤st251，进行计时器时间t2是否为0的判定。如果是0，则返回步骤st21，如果不是0，则进入步骤st252，计时器被设为关闭，在步骤st253中，将计时器时间t2设为0(初始化)，返回步骤st21。通过步骤st28中的计时器时间的计数，在步骤st29中判定计时器时间是否成为了γ。如果为“否”，则返回步骤21，如果为“是”，则为了碰撞退避动作而进入步骤st30将错误标志设为关闭，在步骤st31中将蜂鸣器设为关闭，在步骤st32中将计时器时间t2的计数设为关闭，在步骤st33中将计时器时间t2设为0(初始化)。由此，进行从碰撞状态的退避。
49.[变形例]
[0050]
转矩探测部优选构成为能够探测从各种方向作用于取出头的转矩的作用方向。例如在伺服电动机驱动的轴数为5轴、6轴等多轴的情况下，只要将转矩探测部构成为能够检测多轴全部的转矩即可。此外，在取出头装备在姿势控制装置的情况下，只要设为由转矩探测部也能够探测从姿势控制装置施加在取出头的转矩即可。进而，优选在用于进行手动操作的输入部的显示部示出与转矩探测部探测的全部转矩的大小成比例的转矩显示。这些转矩显示能够进行数值显示、柱状图显示、仪表显示中的任意的显示。此外，优选与输入部的显示部的转矩显示相邻地分别示出提示退避方向的提示显示。该提示可以是文字显示、标记显示还有灯显示等中的任一种。
[0051]
产业上的可利用性
[0052]
根据本发明，若输出动作停止指令，则偏差清除部在维持伺服系统控制部的开启状态的状态下，进行使伺服系统控制部的偏差为0的清除动作，因此通过偏差成为0来确定定位完成，能够再次进行运转。其结果是，在动作停止后进行退避操作时，能够按照操作指令那样使伺服电动机动作，来使上下框架以及取出头活动，从而能够从碰撞状态顺畅地进行退避。