JP2002540951A - 自動曲げシステム及びこのシステムのためのマニピュレータ - Google Patents
自動曲げシステム及びこのシステムのためのマニピュレータInfo
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Abstract
Description
において動作可能で且つ互いに独立する少なくとも2つのテイクアップ部材を受
けるようになっているツールホルダが設けられたヘッドを有する自動マニピュレ
ータとを備えた自動曲げシステムに関する。
ルを曲げプレスに供給するようにプログラムされている。この場合、曲げプレス
は、曲げサイクル中においてシート片を保持して移動させるとともに、曲げサイ
クルの終端でシート片を解放する。一片のシートメタルの曲げサイクルは、一般
に、シートが垂直に積み重ねられたパックから1枚のシートを拾い上げる工程を
備えている。大抵の場合、この動作を行なうために、吸引吸着盤を有するテイク
アップ部材が使用される。任意の他のタイプのテイクアップ部材は、パックから
の1枚のシートの拾い上げを極めて複雑にする。特に、シート片が小さい場合、
シート片をその縁部に沿ってテイクアップ部材により保持しなければならない場
合、吸着盤の弾性によってシート片の所望の正確な位置決めができない場合にお
いて、吸引吸着盤を有するテイクアップ部材は、曲げサイクル中にシートを保持
するのに適さないことがある。
て形成される2つの別個のテイクアップ部材を備えたヘッドを有する自動曲げシ
ステムのマニピュレータが既に製造されている。同一のヘッド上に配置された2
つ以上のテイクアップ部材を使用する場合に生じ得る問題の1つは、そのような
テイクアップ部材が動作中に互いに干渉し、あるいは、そのようなテイクアップ
部材が動作中にマニピュレータの一部または曲げプレスの一部と干渉する危険性
である。
1のモータと、ツールホルダの回転を制御する専用の第2のモータとを備えてい
る。このような解決策は、特にマニピュレータの作業プログラムが第1および第
2の軸の同時使用を与えない場合には、利用可能なモータの能力を最大限に利用
できない。
をもって動作でき、テイクアップ部材との干渉を防止できる、説明の冒頭で規定
したタイプの曲げシステムを提供することである。
を他の状態でも実現でき、小型で安価なモータの使用を可能とする前述したタイ
プのマニピュレータを提供することである。
わち、この曲げシステムは、互いに協働する一対の曲げツール(48,50)を
有する自動曲げプレス(46)と、作業空間内において動作可能で且つ互いに独
立する少なくとも2つのテイクアップ部材(32,34,38,42)を受ける
ようになっているツールホルダ部材(29)を備えたヘッド(26)を有する自
動マニピュレータ(10)とを備え、ヘッド(26)は第1の軸(28)を中心
に回転可能であり、ツールホルダ部材(29)には、前記第1の軸の両側に配置
され且つ第1の軸(28)と直交する共通の第2の軸(36)を中心に回転可能
な2つのツール取付座部(30)が設けられていることを特徴とする。
ッドがエピサイクロイド歯車装置内に挿入され、エピサイクロイド歯車は、アー
ムに対して固定された軸を中心に回転できるとともに、各モータによって互いに
独立に回転駆動する2つの歯付き入力部材と、前記第2の軸を中心に回転可能に
ヘッドにより支持されるとともに、前記ツールホルダに対して回転可能に接続さ
れた少なくとも1つの遊星歯車とを有し、ヘッドは、前記エピサイクロイド歯車
のツールホルダを形成していることを特徴とするマニピュレータによって達成さ
れる。
を動作させるために使用でき、あるいは、ヘッドとツールホルダとの間で分配さ
れ得る。各モータが各軸に対して専用のものである場合には、本発明による解決
策によって、モータの能力を、それらが単独で駆動される時に各軸に利用可能な
動力を変化することなく、半分にできる。また、歯車支持部材およびロードベア
リング部品の特定の配置により、独立に動作できる2つの異なるテイクアップツ
ールの接続を許容する非常にコンパクトなヘッドの製造が可能になる。
下の実施形態の詳細な説明に従って明らかになる。
レータであり、第1のアーム12は、ベース14に装着され且つ水平軸16を中
心に回転できる。第2のアーム18は、第1のアーム12によって支持されてお
り、第1の軸16と平行な第2の軸20を中心に回転できる。第2のアーム18
は、ベース部22とフォーク状アーム24とを備えている。ベース部22は、軸
20を中心に回転可能にアーム12に接続されている。一方、フォーク状アーム
24は、ベース部22に装着され、第2の軸20と直交する軸25を中心に回転
できる。フォーク状アーム24の端部にはヘッド26が装着されており、このヘ
ッド26は、軸25と直交する軸28を中心に回転できる。マニピュレータ10
は、軸16,20,25,28を中心とする単一部材の回転を制御するための数
値制御されたモータ(図示せず)を備えており、これにより、ヘッド26を、所
定の作業空間内において、任意の地点に且つ任意の方向で位置決めすることがで
きる。ヘッド26は、互いに正反対の2つの取付座部30を有するツールホルダ
29を支持している。図1には、一方の取付座部だけが図示されている。図2お
よび図3に示されるように、ヘッド26の取付座部30は、各テイクアップ部材
(取り上げ部材)32,34を受けるようになっている。図示の実施形態におい
て、テイクアップ部材32はグリッパ(把持部)によって形成され、テイクアッ
プ部材34は、吸引吸着盤を有するテイクアップ装置によって形成されている。
置に配置されているため、動作中にテイクアップ部材同志が干渉することはない
。また、アーム18のフォーク状アーム24の形状により、非作動位置にあるテ
イクアップ部材とアーム18との干渉が回避される。ツールホルダ29は、ヘッ
ド26の回転軸28と直交する軸36(図1)を中心に回転可能にヘッド26に
接続されている。好ましい実施形態において、ヘッド26およびツールホルダ2
9の両者の回転を制御するための機構は、「エピサイクロイド歯車装置を有する
ヘッドを備えたマニピュレータ」と題する本出願人による同時係属の特許出願に
詳細に開示されている。動作中、テイクアップ部材32,34は、ツールホルダ
29に固定されるとともに、軸36を中心に一体で回転する。また、ヘッド26
内には、圧縮流体をグリッパ32およびテイクアップ部材34に供給するための
パイプが配置されている。吸着盤テイクアップ部材には、ベンチュリーの原則に
基づくそれ自体公知の手段、例えば、流体圧を使用して吸着盤の保持状態を規定
する負圧を形成する手段が設けられている。
ために、ヘッド26から取り外すことができる。例えば、図4は、ヘッド26が
テイクアップフレーム38を支持している場合を示しており、テイクアップフレ
ーム38は、回転軸36と平行な平面に沿って一片のシートメタル40を取り上
げるように配置されている。図5は、ヘッド26が吸着盤テイクアップフレーム
42を支持している場合を示しており、吸着盤テイクアップフレーム42は、回
転軸36と直交する平面に沿って一片のシートメタル44を取り上げる。
ール48,50を備えた自動曲げプレス46とを有する一体型曲げシステムを示
している。マニピュレータ10のベース14はガイド52に沿ってスライド可能
に装着されており、ガイド52は、ビーム54によって支持されるとともに、ツ
ール48,50によって規定される曲げ面と平行に延びている。
シート56を持ち上げるために吸着盤テイクアップ部材34を使用することがで
きる。また、図7に示されるように、吸着盤テイクアップ部材34は、一片のシ
ートメタル56を曲げプレス46に与えるために使用することができる。シート
片56に関する1つの曲げサイクル中において、マニピュレータ10は、シート
片56を保持するピックアップ部材を交換することができる。吸着盤テイクアッ
プ部材34に代えてグリッパ32を使用するため、一片のシートメタル56は、
曲げプレス46の曲げツール48,50間に一時的に保持される。シート片が曲
げツールによって保持されている間、吸着盤テイクアップ部材34の動作が停止
されるとともに、グリッパ32を取り上げ位置へと移動させるためにヘッド26
が軸28を中心に回転され、その後、シート片56がグリッパ32によって把持
される。テイクアップ部材に関して曲げられるシート片の位置を変更する必要が
ある場合には、同じ手順が行なわれる。図6は、一片のシートメタル56がグリ
ッパ32によって保持された曲げシステムの動作状態を示している。また、図8
に概略的に示されるように、グリッパ32は、曲げサイクルの最後において一片
のシートメタル56を収納装置60内に解放するために使用できる。
明する。
6を中心とするツールホルダ29の回転の制御方法にある。
電動機126’,126”が収容されるベース124を有している。モータ12
6’,126”は、アーム24の各分岐部130’,130”内で延びる各歯付
きベルト128’,128”を駆動する。
各減速ユニット136’,136”の入力部材134’,134”に固定された
各プーリ132’,132”と協働する。減速ユニット136’,136”は、
通常、市販されている産業ロボット用の減速装置である。減速ユニット136’
,136”の外側ハウジングは、フォーク状アーム24の2つの分岐部130’
,130”の端部に固定されている。減速ユニット136’,136”はそれぞ
れ出力部材140’,140”を有しており、出力部材140’,140”は、
軸28を中心に回転できるとともに、減速ユニット136’,136”の内側に
配置されてベアリング(図示せず)によって支持されている。出力部材140’
,140”は、軸28と同軸で且つ軸28を中心に回転可能な傘歯車142’,
142”に固定されている。
フト112b’,112b”が固定される中心体112aを備えている。ヘッド
は、傘歯車142’,142”の内側に配置された一対のローラベアリング14
4’,144”により、軸28を中心に回転可能に支持されている。ヘッドの中
心体112aは、中空であるとともに、両端部にフランジ116b、116c(
図12)が設けられたシャフト116aによって形成されるツールホルダ29を
内側で支持している。フランジ116bはシャフト116aと一体に形成され、
フランジ116cはネジ結合によってシャフト116aに固定されている。フラ
ンジ116bには、両方の傘歯車142’,142”と噛み合う遊星歯車146
が固定されている。ツールホルダ29は、軸36を中心にヘッドに対して回転で
きるとともに、一対のベアリング148’,148”によって支持されている。
ベアリング148’は、中心体112aとフランジ116cとの間に配置されて
おり、一方、ベアリング148”は、中心体112aと遊星歯車146との間に
配置されている。シャフト116aは、図13に152,154で示される一対
のツールの各取付部が挿入固定される座部150’,150”をその両端部に有
している。図13に示される実施形態において、ツール152は吸着盤テイクア
ップ部材によって形成され、ツール154はグリッパによって形成されている。
ツールホルダ29に回転可能に接続するために役立つピン156’,156”を
その両端部に有している。また、図示のヘッド・ツールホルダ組立体には、ツー
ルホルダ29の接続座部150’,150”に圧縮流体を供給するための手段が
設けられている。特に図12に示されるように、そのような手段は一対の回転空
気マニホールド158’,158”を備えており。回転空気マニホールド158
’,158”は、アーム24に固定されたマニホールド部材160’,160”
を、ヘッド26のシャフト112b’,112b”の内側で延びる各パイプ16
2’,162”に接続する。パイプ162’,162”は、ヘッド26の中心体
112aとツールホルダ29のシャフト116aとの間に配置された第2の回転
空気マニホールド164に接続されている。回転マニホールド158’,158
”,164は、それ自体知られた方法で、互いにOリングによって分離された複
数の環状溝によって形成されている。パイプ166’,166”は、シャフト1
16aの内側に形成されるとともに、ツール152,154に圧縮流体を供給す
る。
2’,142”は、互いに別個のモータによってそれぞれ回転駆動される。これ
ら2つの傘歯車142’,142”は、その中でヘッド26が遊星キャリアを形
成するエピサイクロイド歯車の入力部材を形成する。遊星歯車146は、両方の
入力歯車142’,142”に噛み合うとともに、ツールホルダを形成するシャ
フト29に回転可能に接続される。図14から分かるように、2つの入力歯車1
42’,142”が同じ速度で反対方向に回転すると、ヘッド26は静止したま
ま保持され、ツールホルダ29が軸36を中心に回転する。逆に、歯車142’
,142”が同じ速度で同じ方向に回転すると、歯車146およびツールホルダ
29は軸36を中心に回転せず、ヘッド26が軸28を中心に回転する。2つの
歯車142’,142”が異なる速度で回転駆動されると、軸28を中心とする
ヘッド26の回転と、軸36を中心とするツールホルダ29の回転とが同時に得
られる。したがって、2つの軸が単独で駆動される場合には、2つのモータ12
6’,126”の動力の合計と等しい動力を各軸28または36に集中させるこ
とができる。また、2つの軸28,36が同時に駆動される場合、全動力は、軸
の回転速度に比例して分配される。
発明の範囲から逸脱することなく、先に説明して図示した構成や実施形態の内容
を大きく変化させても良い。
視図である。
視図である。
る曲げシステムを示す斜視図である。
る曲げシステムを示す斜視図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 互いに協働する一対の曲げツール(48,50)を有する自
動曲げプレス(46)と、 作業空間内において動作可能で且つ互いに独立する少なくとも2つのテイクア
ップ部材(32,34,38,42)を受けるようになっているツールホルダ部
材(29)を備えたヘッド(26)を有する自動マニピュレータ(10)と、 を備えた自動曲げシステムにおいて、 ヘッド(26)は第1の軸(28)を中心に回転可能であり、ツールホルダ部
材(29)には、前記第1の軸の両側に配置され且つ第1の軸(28)と直交す
る共通の第2の軸(36)を中心に回転可能な2つのツール取付座部(30)が
設けられていることを特徴とする自動曲げシステム。 - 【請求項2】 ヘッド(28)は、フォーク状アーム(18)によって支持
されるとともに、前記アームの2つの分岐部間で回転可能であることを特徴とす
る請求項1に記載の曲げシステム。 - 【請求項3】 前記取付座部(30)は、各ツール(32,34)を着脱可
能に保持するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の曲げシステム
。 - 【請求項4】 前記テイクアップ部材の少なくとも1つ(32,34,38
)は、それ自身の回転軸(36)と平行な平面に沿って一片のシートメタルを取
り上げるために設けられていることを特徴とする請求項1に記載の曲げシステム
。 - 【請求項5】 前記テイクアップ部材の少なくとも1つ(42)は、それ自
身の回転軸(36)と直交する平面に沿って一片のシートメタル(44)を取り
上げるために設けられていることを特徴とする請求項1に記載の曲げシステム。 - 【請求項6】 前記フォーク状アーム(18)は、ヘッドの回転軸(28)
と平行な軸(20)を中心に回転可能な支持部(22)と、ヘッド(26)の回
転軸(28)と直交する軸(25)を中心に支持部(22)に対して回転可能な
フォーク状部(24)とを備えていることを特徴とする請求項2に記載の曲げシ
ステム。 - 【請求項7】 マニピュレータ(10)は、第1の軸(16)を中心に回転
可能な第1のアーム(12)を支持するベース(14)を備え、前記フォーク状
アーム(18)は、第1のアーム(12)に装着されるとともに、第1の軸(1
6)と平行な第2の軸(20)を中心に回転可能であることを特徴とする請求項
6に記載の曲げシステム。 - 【請求項8】 アーム(24)と、 前記アーム(24)によって支持されるとともに、第1の軸(28)を中心に
回転可能なヘッド(26)と、 前記ヘッド(26)によって支持されるとともに、前記第1の軸(28)と直
交する第2の軸(36)を中心に回転可能なツールホルダ(29)と、 前記各軸(28,36)を中心とする前記ヘッド(26)および前記ツールホ
ルダ(29)の両方の回転を制御するためのモータ手段(126’,126”)
と、 を備えたマニピュレータにおいて、 前記ヘッド(26)がエピサイクロイド歯車装置内に挿入され、前記エピサイ
クロイド歯車は、 前記アーム(24)に対して固定された軸(28)を中心に回転できるととも
に、各モータ(126’,126”)によって互いに独立に回転駆動する2つの
歯付き入力部材(142’,142”)と、 前記第2の軸(36)を中心に回転可能に前記ヘッド(26)により支持され
るとともに、前記ツールホルダ(29)に対して回転可能に接続された少なくと
も1つの遊星歯車(146)と、を有し、 前記ヘッド(26)は、前記エピサイクロイド歯車のツールホルダを形成して
いることを特徴とするマニピュレータ。 - 【請求項9】 前記歯付き入力部材(142’,142”)は、前記アーム
(24)によって支持された各減速ユニット(136’,136”)の出力部材
(140’,140”)に固定され、前記減速ユニットのそれぞれには、前記第
1の軸(28)を中心に回転可能な前記歯付き入力部材(142’,142”)
を支持するための支持手段が設けられていることを特徴とする請求項8に記載の
マニピュレータ。 - 【請求項10】 前記ヘッド(26)は、前記歯付き入力部材(142’,
142”)によって回転可能に支持されていることを特徴とする請求項9に記載
のマニピュレータ。 - 【請求項11】 前記ヘッド(26)は、前記歯付き入力部材(142’,
142”)に対して径方向内側に配置されたベアリング(144’,144”)
により、前記第1の軸(28)を中心に回転可能に支持されていることを特徴と
する請求項9に記載のマニピュレータ。 - 【請求項12】 前記ツールホルダ(29)は、前記ヘッド(26)の中心
部(112a)の内側で延びるシャフト(116a)を備えていることを特徴と
する請求項8に記載のマニピュレータ。 - 【請求項13】 前記ツールホルダ(29)の前記シャフト(116a)は
、前記シャフト(116a)の両端部に固定された部材(116c、146)に
対して径方向内側に配置されたベアリング手段(148’,148”)により、
前記ヘッド(26)の前記中心部(112a)に対して回転可能に支持されてい
ることを特徴とする請求項12に記載のマニピュレータ。 - 【請求項14】 ツール(152,154)の取付部を受けるようになって
いる少なくとも1つの座部(150’,150”)に被加圧流体を供給するため
に、前記アーム(24)と前記ヘッド(26)との間に配置された少なくとも1
つの回転可能な空圧式マニホールド(158’,158”)と、前記ヘッド(2
6)とツールホルダとの間に配置された少なくとも1つの第2の回転可能な空圧
式マニホールド(164)とを備えていることを特徴とする請求項8に記載のマ
ニピュレータ。 - 【請求項15】 前記ツールホルダ(29)には、各ツール(152,15
4)の取付部を着脱可能に受けるようになっている少なくとも2つの座部(15
0’,150”)が設けられていることを特徴とする請求項8に記載のマニピュ
レータ。
Applications Claiming Priority (5)
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IT99A000269 | 1999-04-07 | ||
IT1999TO000269 IT1308440B1 (it) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | Manipolatore avente una testa includente un rotismo epicicloidale |
IT99A000268 | 1999-04-07 | ||
PCT/JP2000/002277 WO2000061315A1 (en) | 1999-04-07 | 2000-04-07 | Automatic bending system and manipulator for the system |
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JP2000610636A Expired - Fee Related JP4668427B2 (ja) | 1999-04-07 | 2000-04-07 | 自動曲げシステム及びこのシステムのためのマニピュレータ |
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