JP2009154208A - ロボットによる曲げ加工方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットグリッパとワーク間の位置決め誤差を解消することにより、ワークの腰折れに基づく不良製品の発生を除去する共に、ロボットグリッパへの過負荷に基づく損傷を防止するロボットによる曲げ加工方法及びその装置を提供する。
【解決手段】（１）ラム２０を起動させ、パンチＰがロボットグリッパ１４で把持されたワークWと接触したときに、該ワークWがロボットグリッパ１４から解放された後、（２）ロボットグリッパ１４をワークWの跳ね上がり動作に追従させ、該ロボットグリッパ１４が目標角度位置まで追従したときにそこに待機し、（３）その後、ラム２０が限界位置に到達して停止し当該工程における曲げ加工が終了した後該ラム２０が逆方向に起動し、ワークWの荷重がゼロになると同時に、上記目標角度位置に待機したロボットグリッパ１４がワークWを把持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パンチとダイを備えた曲げ加工装置とロボットを組み合わせた自動加工システムにおけるロボットによる曲げ加工方法及びその装置に関する。

従来より、図９に示すように、パンチＰとダイＤを備えた曲げ加工装置（例えばプレスブレーキ）とロボットを組み合わせた自動加工システムにおいて、曲げ終わったワークWをロボットで取り出す場合に、目標角度（例えば９０°）の位置にロボットのグリッパＧを位置決めし、ワークWを掴む。

しかし、ワークWはスプリングバックが考慮されており、前記目標角度よりも
小さい例えば８８°の角度位置にある。

従って、ワークWとグリッパＧとは異なる角度位置にあり、この状態で、グリッパＧがワークWを掴むと、図示するように、ワークWに腰折れが発生する。

その結果、加工を続行すると、上記腰折れのまま曲げ加工が行われるので、不良製品が発生し、また、グリッパＧに過負荷がかかり、損傷するおそれがあることは明らかである。

この課題を解決するために、例えば特許第３１１５９４７号公報に開示されているように、曲げ加工中にロボットのグリッパがワークを把持して円弧補間を行う手段が開発された。
特許第３１１５９４７号公報

上記特許第３１１５９４７号公報に開示されている手段は、実際には、ワークを把持して追従するには、ワークの跳ね上がり速度に同期したグリッパの円弧追従速度が必要となる。

この場合、ワークとグリッパの同期が少しでもずれると、既述したようなワークの腰折れが発生してしまう。

よって、特許第３１１５９４７号公報に開示されているように、ハーフクランプの状態の方式をとり、グリッパを開けた状態でワーク跳ね上がりに追従している。

即ち、従来は、ロボットグリッパの目標角度（９０°）と、ワークのスプリングバック前の曲げ角度（８８°）との差があることから、グリッパがワークを把持するときに腰折れが発生する。

そして、スプリングバック量が大きいワークほど、上記腰折れは（図９）大きくなる傾向がある。

上記課題を更に詳述すれば、図１０〜図１１に示すようになる。ここに、図１０は、ワークＷが薄板（例えば１ｍｍ）の場合であり、図１１は、ワークＷが厚板(例えば６ｍｍ)の場合である。

先ず、ワークＷが薄板の場合には（図１０）、加工終了時には、グリッパＧ（図１０（Ａ））が開いた状態で目標角度である９０°の位置に位置決めされている一方で、ワークＷは、既述したように、スプリングバックを考慮することにより、８８°に曲げ加工されている。

従って、この状態で、グリッパＧ（図１０（Ｂ））が閉じてワークＷを把持すれば、ワークＷは、図示するように、グリッパＧで把持されている部分Ｗ１と、ダイＤのＶ溝Ｄ１側の部分Ｗ２とが向きが異なり、薄板のワークＷは撓んでしまい、既述したように、ワークＷの腰折れが発生する。

換言すれば、８８°に曲げ加工されたワークWのうち、右側の部分が、図示するように、ダイＤのＶ溝Ｄ１の上縁に引っ掛かって撓み、該ワークＷの腰折れが発生しており、そのまま加工を続行すれば、不良製品が発生する。

次に、ワークＷが厚板の場合には（図１１）、同様に、加工終了時には、グリッパＧ（図１１（Ａ））が開いた状態で目標角度である９０°の位置に位置決めされている一方で、ワークＷは、同様に、スプリングバックを考慮することにより、８８°に曲げ加工されている。

しかし、この状態で、グリッパＧ（図１１（Ｂ））が閉じてワークＷを把持しても、ワークＷは、図示するように、撓まないので、既述したように、グリッパＧに過負荷がかかるようになっている。

換言すれば、８８°に曲げ加工されたワークWは、図示するように、撓まないので、反対にグリッパＧに過負荷がかかり、グリッパＧ全体が歪んでしまい、やがては損傷することがある。

このように、従来は、ワークＷが加圧中に（このときワークＷの曲げ角度は８８°）、９０°の角度位置にあるグリッパＧで該ワークＷを把持すると、両者の角度差分（２°＝９０°−８８°）だけ、薄板の場合にはワークＷの腰折れが発生し（図１０（Ｂ））、厚板の場合にはグリッパＧに過負荷がかかることになる（図１１（B））。

そして、この課題を解決するための手段としては、第一手段（図１２〜図１３）と第二手段（図１４〜図１５）があり、前者は、ワークＷが加圧中に（このときワークＷの曲げ角度は８８°）、８８°の角度位置にあるグリッパＧで該ワークＷを把持する手段であり、後者は、ワークＷの除荷後に（このときワークＷが受ける荷重はゼロ）、８８°の角度位置にあるグリッパＧで該ワークＷを把持する手段である。

以下、前記第一手段（図１２〜図１３）と、第二手段（図１４〜図１５）とを、同様に、ワークＷが薄板の場合と、厚板の場合とに分けて説明する。

（１） 第一手段（図１２〜図１３）について。
（１）−A ワークＷが薄板の場合（図１２）。
ワークＷが薄板の場合は、加工終了時には、グリッパＧ（図１２（Ａ））が開いた状態で８８°の角度位置に位置決めされている一方で、ワークＷは、同様に、スプリングバックを考慮することにより、８８°に曲げ加工されている。

従って、この状態で、グリッパＧ（図１２（Ｂ））が閉じてワークＷを把持すれば、ワークＷは、図示するように、グリッパＧの向きと同じなので、薄板のワークＷであっても、ワークＷの腰折れは発生しない。

しかし、パンチＰ（図１２（C））を上昇させ、ワークＷの荷重がゼロになると、ワークＷは、スプリングバックにより、目標角度である９０°に戻るので、グリッパＧで把持されている部分Ｗ３と、ダイＤ側の部分Ｗ４とが向きが異なり、薄板のワークＷは撓んでしまい、ワークＷの腰折れが発生する。

換言すれば、９０°（図１２ （C））に戻ったワークWを、８８°の角度位置に位置決めされているグリッパＧで把持するので、図示するように、薄板であるワークＷの腰折れが発生し、そのまま加工を続行すれば、不良製品が発生する。

（１）−B ワークＷが厚板の場合（図１３）。
ワークＷが厚板の場合には、同様に、加工終了時には、グリッパＧ（図１３（Ａ））が開いた状態で８８°の位置に位置決めされている一方で、ワークＷは、同様に、スプリングバックを考慮することにより、８８°に曲げ加工されている。

従って、この状態で、グリッパＧ（図１３（Ｂ））が閉じてワークＷを把持すれば、ワークＷは、図示するように、グリッパＧの向きと同じなので、厚板のワークＷであっても、グリッパＧに過負荷はかからない。

しかし、パンチＰ（図１３（C））を上昇させ、ワークＷの荷重がゼロになると、ワークＷは、スプリングバックにより、目標角度である９０°に戻り、且つ該ワークＷは厚板であって撓まないので、グリッパＧに過負荷がかかるようになっている。

換言すれば、９０°（図１３（C））に戻ったワークWは、図示するように、厚板であるために撓まないので、反対にグリッパＧに過負荷がかかり、グリッパＧ全体が歪んでしまい、やがては損傷することがある。

上記したように、第一手段（図１２〜図１３）は、ワークWが薄板であれ（図１２）、厚板であれ（図１３）、該ワークＷが加圧中（このときワークＷの曲げ角度は８８°）の場合には（図１２（B）、図１３（B））、８８°の角度位置にあるグリッパＧで該ワークＷを把持しても、ワークWとグリッパＧの向きは同じなので、何ら不都合は生じないが、除荷時（このときワークWが受ける荷重はゼロ）には、ワークWが目標角度である９０°に戻るので（図１２（C）、図１３（C））、両者の角度差分（２°＝９０°−８８°）だけ、薄板の場合にはワークＷの腰折れが発生し、厚板の場合にはグリッパＧに過負荷がかかることになる。

従って、上記第一手段（図１２〜図１３）は、課題を解決するための手段としては、適切ではない。

（２） 第二手段（図１４〜図１５）について。
（２）−A ワークＷが薄板の場合（図１４）。
ワークＷが薄板の場合は、加工終了時には、グリッパＧ（図１４（Ａ））が開いた状態で８８°の角度位置に位置決めされている一方で、ワークＷは、同様に、スプリングバックを考慮することにより、８８°に曲げ加工されている。

しかし、パンチＰ（図１４（B））を上昇させ除荷すると、ワークＷの荷重がゼロになり、ワークＷは、スプリングバックにより、目標角度である９０°に戻るので、８８°の角度位置に位置決めされているグリッパＧで前記９０°に戻ったワークWを把持すると（図１４（C））、該グリッパＧに把持されている部分Ｗ５と、ダイＤ側の部分Ｗ６とが向きが異なり、薄板のワークＷは撓んでしまい、ワークＷの腰折れが発生する。

換言すれば、９０°（図１４ （C））に戻ったワークWを、８８°の角度位置に位置決めされているグリッパＧで把持するので、図示するように、薄板であるワークＷの腰折れが発生し、そのまま加工を続行すれば、不良製品が発生する。

（２）−B ワークＷが厚板の場合（図１５）。
ワークＷが厚板の場合には、同様に、加工終了時には、グリッパＧ（図１５（Ａ））が開いた状態で８８°の位置に位置決めされている一方で、ワークＷは、同様に、スプリングバックを考慮することにより、８８°に曲げ加工されている。

しかし、同様に、パンチＰ（図１５（B））を上昇させ除荷すると、ワークＷの荷重がゼロになり、ワークＷは、スプリングバックにより、目標角度である９０°に戻り、且つ該ワークＷは厚板であって前記８８°に位置決めされたグリッパＧで把持されても撓まないので（図１５（C））、グリッパＧに過負荷がかかるようになっている。

換言すれば、９０°（図15（C））に戻ったワークWは、図示するように、厚板であるために撓まないので、反対にグリッパＧに過負荷がかかり、グリッパＧ全体が歪んでしまい、やがては損傷することがある。

上記したように、第二手段（図１４〜図１５）は、ワークWが薄板であれ（図１４）、厚板であれ（図１５）、該ワークＷが除荷後に（このときワークＷが受ける荷重はゼロ）目標角度である９０°に戻るので（図１４（C）、図１５（C））、８８°の角度位置にあるグリッパＧで該ワークＷを把持しても、ワークWとグリッパＧの向きは異なり、両者の角度差分（２°＝９０°−８８°）だけ、薄板の場合にはワークＷの腰折れが発生し、厚板の場合にはグリッパＧに過負荷がかかることになる。

従って、上記第二手段（図１４〜図１５）は、前記第一手段（図１２〜図１３）と同様に、課題を解決するための手段としては、適切ではない。

本発明の目的は、ロボットグリッパとワーク間の位置決め誤差を解消することにより、ワークの腰折れに基づく不良製品の発生を除去する共に、ロボットグリッパへの過負荷に基づく損傷を防止するロボットによる曲げ加工方法及びその装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、請求項１に記載したように、
上部テーブル２０又は下部テーブル２１から成るラムを起動させ、パンチＰとダイＤの協働によりロボット１３のグリッパ１４で把持されたワークWを曲げ加工する方法において、
（１）上記ラム２０を起動させ、パンチＰがロボットグリッパ１４で把持されたワークWと接触したときに、該ワークWがロボットグリッパ１４から解放された後、
（２）ロボットグリッパ１４をワークWの跳ね上がり動作に追従させ、該ロボットグリッパ１４が目標角度位置に到達したときにそこに停止して待機し、
（３）その後、ラム２０が限界位置に到達して停止し当該工程における曲げ加工が終了した後該ラム２０が逆方向に起動し、ワークWの荷重がゼロになると同時に、上記目標角度位置に待機したロボットグリッパ１４がワークWを把持することを特徴とするロボットによる曲げ加工方法、
及び、本発明は、請求項３に記載したように、
上記請求項１記載のロボットによる曲げ加工方法の実施に直接使用するロボットによる曲げ加工装置において、
曲げ加工中は、ロボットグリッパ１４をワークWを解放した状態でワーク跳ね上がり動作に追従させて目標角度位置（９０°）に待機させ（図５（B））、曲げ加工終了後、荷重がゼロになったワークWを上記目標角度位置（９０°）に待機させたロボットグリッパ１４に把持させる（図６（B））ロボットコントローラ１（図１）を有することを特徴とするロボットによる曲げ加工装置という手段を講じている。

上記本発明の構成によれば、ロボットグリッパ１４を予め目標角度位置である９０°の位置に待機させておけば（図４（Ａ）〜図４（Ｃ））、例えばラムである上部テーブル２０が下降することにより、該上部テーブル２０が下限位置に到達して停止し当該工程の曲げ加工が終了すると（図４（Ｂ））、そのときの曲げ角度はスプリングバックを見込んで例えば８８°であり、その後上部テーブル２０が上昇するとワークWの荷重がゼロとなり、その瞬間にワークWの曲げ角度は９０°になるので、予め目標角度位置（９０°）に待機していたロボットグリッパ１４とワークWとは同じ角度位置に位置決めされたことになり、両者の位置決め誤差は無くなり（図４（Ｃ））、このため、従来のような（図９〜図１１）ワークWの腰折れは無くなり、従って、不良製品の発生は除去され、ロボットグリッパの損傷は防止される。

上記動作は、本発明に係るロボットによる曲げ加工装置を構成するロボットコントローラ１（図１）によって齎され、該ロボットコントローラ１は、曲げ加工中は（ワークWが（図５（B））スプリングバックを見込んで８８°（限界角度）に曲げ加工されるまで）、ロボットグリッパ１４をワークWを解放した状態でワーク跳ね上がり動作に追従させて目標角度位置（９０°）に待機させ、曲げ加工終了後（ワークＷ（図６（B））は除荷されて荷重がゼロになるのでスプリングバックに基づいて９０°（目標角度）に戻る）、荷重がゼロになったワークＷを上記目標角度位置（９０°）に待機させたロボットグリッパ１４に把持させるので、ワークWとロボットグリッパ１４の向きは同じになり、両者の角度差は無くなり、ワークＷが薄板の場合には撓まなくなって腰折れが発生せず、ワークＷが厚板の場合にはロボットグリッパ１４に過負荷がかかることが無い。

上記のとおり、本発明によれば、ロボットグリッパとワーク間の位置決め誤差を解消することにより、ワークの腰折れに基づく不良製品の発生を除去する共に、ロボットグリッパへの過負荷に基づく損傷を防止するロボットによる曲げ加工方法及びその装置を提供するという効果を奏する。

以下、本発明を、実施の形態により添付図面を参照して、説明する。
図１は本発明の全体図であり、図示するロボットによる曲げ加工システムは、曲げ加工装置１１のＮＣ装置１０から製品情報Ｊである例えばＣＡＤ情報を入力して、曲げ順、金型Ｐ、Ｄ、金型レイアウトなどを算出すると共に、工程（曲げ順）ごとに、ロボット１３のワーク追従動作の軌跡を算出した後（図７のステップ１０１〜ステップ１０３）、実際の曲げ加工を行う（図７のステップ１０４、図８）。

この場合の曲げ加工装置１１（図１）としては、プレスブレーキがあり、よく知られているように、上部テーブル２０に装着されたパンチＰと、下部テーブル２１に装着されたダイＤを有している。

下部テーブル２１の後方には、バックゲージが配置され、該バックゲージの突当２３は、スライダ２４に取り付けられ、該スライダ２４は、左右方向（紙面に垂直な方向）に延びるストレッチ２５に滑り結合している。

また、上記プレスブレーキの両側には、側板（図示省略）が設置され、各側板には、油圧シリンダ７などから成るラム駆動源が設けられ、下降式プレスブレーキでは、上部テーブル２０が下降することにより、上昇式プレスブレーキでは、下部テーブル２１が上昇することにより、既述したパンチＰとダイＤでワークＷを曲げ加工する。

前記下部テーブル２１の前方には、ロボット１３が設置されている。

このロボット１３は、アーム１９の先端に、グリッパ１４を有し、該グリッパ１４は、図２に示すように、上下動自在な上グリッパ１４Ａと、固定された下グリッパ１４Ｂから成り、曲げ加工されるワークＷを把持するようになっている。

この構成により、ロボット１３は、後述するロボットコントローラ１（図１）から制御信号Ｓ１が送られて来ると、例えば、グリッパ１４で把持したワークＷを位置決めした後（図３（Ａ））、パンチＰがピンチングポイントに到達した場合には、上グリッパ１４Ａを上昇させてワークWを解放する等（図３（B））種々の動作が行われる。

即ち、上記ロボット１３は（図１）、曲げロボットであり、該曲げロボット１３の側方に設置された搬入出ロボット（図示省略）から素材としてのワークを受け取って機械本体に挿入し、製品が加工された場合には、その製品を上記搬入出ロボットに渡すようになっている。

一方、油圧シリンダ７には圧力センサ２が設置され、該圧力センサ２を用いて、ワークWの荷重がゼロか否かを検知することができる（図８のステップ１０４Ｊ）。

即ち、ラムである上部テーブル２０が下降し所定のストロークに到達して一旦停止した場合に（図８のステップ１０４E〜１０４G）、スプリングバックを見込んでワークWは８８°まで曲げられており（図４（B））、このとき、ワークWは機械本体側から所定の荷重を受けると共に、機械本体側はワークWからの反力を受けて上記圧力センサ２は所定の値を呈する。

しかし、その後ラム２０を上昇させれば（図４（C））、ワークWが受ける荷重が少なくなり、やがてその荷重がゼロになると共に、機械本体側がワークWから受ける反力もゼロとなり、そのことは上記圧力センサ２がゼロになったことで検出することができる（図８のステップ１０４JのYES）。

ワークWが受ける荷重がゼロになったということは、該ワークWの曲げ角度が、スプリングバックにより８８°（図４（B））から９０°（図４（C））になった、即ち目標角度になったことになる。

従って、このとき、予め目標角度位置に停止してそこに待機しているロボットグリッパ１４と（図４（C））、ワークWとは同じ角度位置に位置決めされたことになるので、両者間の位置決め誤差は解消される。

このため、本発明によれば、ロボットグリッパとワーク間の位置決め誤差を解消することにより、ワークの腰折れに基づく不良製品の発生を除去する共に、ロボットグリッパへの過負荷に基づく損傷を防止するロボットによる曲げ加工方法を提供するという効果がある。

また、曲げ加工装置１１には（図１）、ストロークセンサ３が設置されていてラム２０のストロークが検出されるようになっている（図８のステップ１０４F）。

更に、曲げ加工装置１１には（図１）、前記油圧シリンダ７へ作動油を供給する油圧ポンプ４が設置され、後述する曲げ加工制御部１０Ｇによりサーボアンプ６とサーボモータ５を介して制御される。

上記構成を有するプレスブレーキは（図１）、ＮＣ装置１０を有し、該ＮＣ装置１０は、プレスブレーキを制御すると共に、ロボットコントローラ１を通じて既述したロボット１３を制御する。

上記ＮＣ装置１０は、ＣＰＵ１０Ａと、入出力部１０Ｂと、記憶部１０Ｃと、加工情報算出部１０Ｄと、センサ制御部１０Ｅと、バックゲージ制御部１０Ｆと、曲げ加工制御部１０Ｇを有する。

ＣＰＵ１０Ａは、加工情報算出部１０Ｄ、センサ制御部１０Ｅ、バックゲージ制御部１０Ｆなど図１に示す装置全体を統括制御する。

入出力部１０Ｂは、例えば上部テーブル２０に設けられた操作盤（図示省略）であり、ＣＡＤ情報から成る製品情報Ｊを入力することにより、前記加工情報算出部１０Ｄにより、加工すべきワークWの曲げ順（工程）、各曲げ順ごとに使用する金型等を算出する（図７のステップ１０１〜ステップ１０３）。

また、上記入出力部１０Ｂは（図１）、ロボットコントローラ１との間で双方向信号Ｓ２をやりとりすることにより、ＣＰＵ１０Ａが、既述したロボット１３の状態（例えば図３〜図４）を常に監視できるようになっている。

記憶部１０Ｃは、前記入出力部１０Ｂを介して入力されたＣＡＤ情報を記憶し、また、本発明による加工プログラム（例えば図７〜図８に相当）などを記憶する。

加工情報算出部１０Ｄは（図１）、前記入出力部１０Ｂを介して入力されたＣＡＤ情報（図７のステップ１０１）に基づいて、既述したように、曲げ順、金型、金型レイアウトなどを算出し（図７のステップ１０２）、工程（曲げ順）ごとに、ロボット１３のワーク追従動作の軌跡を算出する（図７のステップ１０３）などワークＷの曲げ加工に必要な情報を算出する。

この場合、ロボット１３のワーク追従動作の軌跡Ｆ（フォローイング軌跡Ｆ）は（図３（Ｃ））、ワーク姿勢状態図（工程図）に基づいて算出される。

即ち、加工情報算出部１０Ｄは（図１）、ＣＡＤ情報により、ワークＷ（図３（Ａ））の位置決め時点の姿勢と、跳ね上がり時点での姿勢（図３（Ｃ））から成るワーク姿勢状態図を作成し、この作成したワーク姿勢状態図に基づき、ロボット１３のフォローイング軌跡Ｆを算出する。

センサ制御部１０Ｅは（図１）、既述した圧力センサ２とストロークセンサ３を制御し、各センサが呈する値をＣＰＵ１０Ａに通知する。

これにより、ＣＰＵ１０Ａは、圧力センサ２の値がゼロの場合にはワークWの荷重がゼロと見做し（図８のステップ１０４ＪのＹＥＳ）、予め目標角度位置に待機しているロボットグリッパ１４にワークWを把持させる（図８のステップ１０４Ｋ、図４ （Ｃ））。

また、ＣＰＵ１０Ａは、ラム２０を下降後（図８のステップ１０４Ｅ）、上記ストロークセンサ３の値が所定のストローク値に到達した場合には（図８のステップ１０４ＦのＹＥＳ）、スプリングバックを見込んでワークWが８８°まで曲げられた（図４（Ｂ））と見做し、曲げ加工制御部１０Ｇ（図１）を介して油圧シリンダ７を制御しラム２０を停止させる（図８のステップ１０４Ｇ）。

バックゲージ制御部１０Ｆは（図１）、既述したバックゲージ突当２３を予め所定位置に位置決めし、曲げ加工制御部１０Ｇは、サーボアンプ６とサーボモータ５を介して油圧ポンプ４の回転を制御し、油圧シリンダ７に供給される作動油の向きを制御することにより、上部テーブル２０（図２）を上下動させてパンチＰとダイＤの協働により、ロボットグリッパ１４で把持されたワークWを曲げ加工する。

以下、前記構成を有する本発明の動作を、図７〜図８に基づいて説明する。

（１）ロボット１３のワーク追従動作の軌跡を算出するまでの動作。
図７のステップ１０１において、ＣＡＤ情報を入力し、ステップ１０２において、曲げ順、金型、金型レイアウトなどを算出し、ステップ１０３において、工程（曲げ順）ごとに、ロボット１３のワーク追従動作の軌跡を算出する。

即ち、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、入出力部１０Ｂを介してＣＡＤ情報が入力されたことを検知すると、加工情報算出部１０Ｄを制御し、曲げ順、金型、金型レイアウト、更には、Ｄ値、Ｌ値等ワークWの曲げ加工に必要な情報を算出させると共に、工程ごとに、ロボット１３のフォローイング軌跡Ｆ（図３（Ｃ））を算出させる。

（２）曲げ加工動作。
図７のステップ１０４において、曲げ加工動作を行い、その詳細は、図８に示されている。

（２）-Ａ パンチＰがピンチングポイントに到達したか否かを判断するまでの動作。
先ず、ロボット１３によりワークＷを搬入して（図８のステップ１０４Ａ）、ワークＷを位置決めした後（図８のステップ１０４Ｂ）、ラム２０を下降させ（図８のステップ１０４Ｃ）、パンチＰがピンチングポイントに到達したか否かを判断する（図８のステップ１０４Ｄ）。

即ち、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、前記図８のステップ１０３において、加工情報算出部１０Ｄがロボット１３のフォローイング軌跡Ｆを算出したことを検知すると、入出力部１０Ｂを介してロボットコントローラ１に指示を出し、ロボット１３を制御することにより、そのグリッパ１４に（図３（Ａ））ワークＷを把持させ、該ワークＷをパンチＰとダイＤの間から挿入させプレスブレーキに搬入した後、バックゲージ突当２３に突き当てて位置決めさせ、その後、曲げ加工制御部１０Ｇ（図１）を介してラム２０（図２）を下降させ、パンチＰ（図３（Ｂ））がピンチングポイントに到達したか、換言すればパンチＰがダイＤ上のワークWと接触したか否かを判断する。

（２）-Ｂ パンチＰがピンチングポイントに到達した後、ロボットグリッパ１４が目標角度位置（９０°）に待機するまでの動作。
そして、パンチＰがピンチングポイントに到達した後は、ロボット１３のグリッパ１４が本発明特有の動作を行う。

パンチＰがピンチングポイントに到達すると（図８のステップ１０４ＤのＹＥＳ）、ロボットグリッパ１４がワークWを解放した後（図８のステップ１０４Ｌ）、ワークWの跳ね上がり動作に追従し（図８のステップ１０４Ｍ）、該ロボットグリッパ１４の角度が目標角度位置である例えば９０°に到達した場合には（図８のステップ１０４ＮのＹＥＳ）、該ロボットグリッパ１４をその９０°の位置で停止させそこで待機させる（図８のステップ１０４Ｐ）。

即ち、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、センサ制御部１０Ｅを介してパンチＰが（図３（Ｂ））ピンチングポイントに到達したことを検知すると、ロボットコントローラ１（図１）を介して上グリッパ１４Ａを（図３（Ｂ））僅かに上昇させ、ワークＷをハーフクランプ状態にし解放した後、ロボットグリッパ１４をワークWの跳ね上がり動作に追従させ（図３（Ｃ））それが目標角度位置である９０°に到達したときに（図４（Ａ））そこで停止し待機させる。

（２）-Ｃ ロボットグリッパ１４が目標角度位置（９０°）に待機した後、ワークWを把持するまでの動作。
ロボットグリッパ１４が目標角度位置に到達した後は（図４（Ａ））、９０°に曲げられたスプリングバック直後のワークWを把持する（図４（Ｂ）⇒図４（Ｃ）、図８ のステップ１０４Ｋ）。

この場合、パンチＰがピンチングポイントに到達した後の（図３（Ｂ））動作を、ラム２０に着眼すると次のようになる。

即ち、ピンチングポイント後も、ラム２０は下降を継続し（図３（Ｃ））、ワークWが目標角度である９０°に曲げられた後も（図４（Ａ））、更に下降し（図４（Ｂ））、
パンチＰがＤ値に到達してラム２０が所定のストロークに到達することにより、ワークWが８８°まで曲げられると、該ラム２０が停止する。

その後、ラム２０が上昇し（図４（Ｃ））、ワークWの荷重がゼロになり、スプリングバックが発生したと見做され曲げ角度が８８°から９０°になったワークWを、前記目標角度位置に待機していたロボットグリッパ１４が把持するようになっている。

そして、パンチＰがピンチングポイントに到達後のラム２０の動作フローは、図８のステップ１０４Ｅ〜ステップ１０４Ｈに記載されている。

このようにして、本発明に係るロボットによる曲げ加工方法は行われ、全ての加工が終了した場合には（図７のステップ１０５のＹＥＳ）、動作を完了する（ＥＮＤ）。

上記本発明に係るロボットによる曲げ加工方法の実施に直接使用する本発明に係るロボットによる曲げ加工装置は、既述したように（請求項３）、具体的にはロボットコントローラ１（図１）であり、該ロボットコントローラ１は、曲げ加工中は（図５（B））、ロボットグリッパ１４をワークＷを解放した状態でワーク跳ね上がり動作に追従させて目標角度位置（９０°）に待機させ、曲げ加工終了後（図６（B））、荷重がゼロになったワークＷを上記目標角度位置（９０°）に待機させたロボットグリッパ１４に把持させる。

この本発明のロボットコントローラ１によれば、除荷され荷重がゼロになり曲げ角度が目標角度である９０°に戻ったワークＷを（図６（B））、上記目標角度位置（９０°）に待機させたロボットグリッパ１４に把持させるので、ワークWとロボットグリッパ１４の向きは同じになり、両者の角度差は無くなり、ワークＷが薄板の場合には撓まなくなって腰折れが発生せず、ワークＷが厚板の場合にはロボットグリッパ１４に過負荷がかかることが無くなった。

そして、上記ロボットコントローラ１は（図１）、ＮＣ装置１０に接続され、該ＮＣ装置１０は、加工情報算出部１０Ｄと曲げ加工制御部１０Ｇとセンサ制御部１０Ｅを有し、ロボットコントローラ１は、これら加工情報算出部１０Ｄ等と協働するようになっている。

例えば、加工情報算出部１０Ｄは（図１）、工程（曲げ順）、金型、金型レイアウトを算出すると共に（図７のステップ１０２）、工程ごとに、ロボットのワーク追従動作の軌跡Ｆ（図３（C））を算出し(図７のステップ１０３)、これらの情報は既述した記憶部１０Cに記憶される。

そして、ロボットコントローラ１は、ロボットグリッパ１４を（図５）ワーク跳ね上がり動作に追従させる場合に（図８のステップ１０４M）、上記記憶部１０C（図１）に記憶された情報を参照する。

即ち、先ず、ロボットグリッパ１４の左右方向（図１のＸ軸方向（紙面に垂直な方向））の位置は、加工情報算出部１０Ｄが算出した当該工程の金型レイアウト、換言すれば上下テーブル２０、２１上の金型Ｐ、Ｄの配置位置に対応している。

従って、ロボットコントローラ１は、ロボットグリッパ１４を当該工程の金型レイアウトの位置まで、誘導し、そこに停止させる。

次に、ロボットグリッパ１４の前後方向と上下方向（図１のＹ軸方向とＺ軸方向）の位置は、加工情報算出部１０Ｄが算出した当該工程のロボットのワーク追従動作の軌跡Ｆ（図３（C））、換言すればフォローイング軌跡Ｆに対応している。

従って、ロボットコントローラ１は、ロボットグリッパ１４を当該工程のフォローイング軌跡Ｆ（図３（Ｃ））に沿って、ワーク跳ね上がり動作に追従させ、目標角度位置（９０°）に到達したときにそこに停止させ待機させる（図５（B））。

一方、曲げ加工制御部１０Ｇは（図１）、ワークＷが目標角度（９０°）だけ曲げ加工されるように、ラム２０を駆動制御する。

また、センサ制御部１０Ｅは（図１）、圧力センサ２がワークＷの受ける荷重を検出するように、該圧力センサ２を駆動制御し、又はストロークセンサ３がラム２のストロークを検出するように、該ストロークセンサ３を駆動制御する

そして、ロボットコントローラ１は、既述したように（図８のステップ１０４M）、ロボットグリッパ１４を（図５）ワーク跳ね上がり動作に追従させているが、この動作の時点は、前記曲げ加工制御部１０Ｇによるラム２０の下降後（図８のステップ１０４C）、センサ制御部１０ＥによるパンチＰのピンチングポイント到達検出後である（図８のステップ１０４DのYES）。

即ち、先ず、曲げ加工制御部１０Ｇが（図１）サーボアンプ６とサーボモータ５を介して油圧ポンプ４の回転を制御し、ラム駆動源である油圧シリンダ７へ供給される作動油の向きを制御することにより、ラム２０を下降させる（図８のステップ１０４C）。

次に、ラム２０が下降するにつれて、該ラム２０に装着されているパンチＰがダイＤ上のワークＷと接触し、このときのラム２０のストロークをストロークセンサ３が検出するので、そのときのストロークセンサ３の値をセンサ制御部１０Ｅを介して判別することにより、パンチＰがピンチングポイントに到達したことが判断される（図８のステップ１０４DのYES）。

そして、ロボットコントローラ１は（図１）、パンチＰがピンチングポイントに到達したことを（図８のステップ１０４DのYES）、前記センサ制御部１０Ｅと（図１）入出力部１０Bを通じて通知されるので、その後に（図８のステップ１０４L〜ステップ１０４M）、既述したように、ロボットグリッパ１４をワーク跳ね上がり動作に追従させる。

また、ピンチングポイント後に（図８のステップ１０４DのYES）、ロボットコントローラ１は、既述したように、ロボットグリッパ１４をワーク跳ね上がり動作に追従させ、目標角度位置（９０°）に到達したときにそこに停止させ待機させるが（図８のステップ１０４L〜ステップ１０４P）、その間、曲げ加工制御部１０Ｇとセンサ制御部１０Ｅは、ラム２０（図１）及び圧力センサ２とストロークセンサ３を駆動制御することにより、以下の動作が行われる（図８の１０４E〜ステップ１０４J）。

即ち、曲げ加工制御部１０Ｇは（図１）、同様に、ラム２０の下降を継続し（図８の１０４E）、該ラム２０が所定のストロークに到達したことが（図８の１０４FのYES）前記センサ制御部１０Ｅ（図１）がストロークセンサ３の値を判別することにより分かるので、曲げ加工制御部１０Ｇは（図１）、ラム２０が限界位置に到達したものと見做し、該ラム２０を停止させ（図８のステップ１０４G）、この時点で、ワークＷは（図５（B））、スプリングバックを見込んで８８°（限界角度）に曲げ加工されている。

その後、曲げ加工制御部１０Ｇは（図１）、今度はラム２０を上昇させ（図８のステップ１０４H）、これにより、パンチＰが（図６（A））ワークＷから離れるので、該ワークＷは除荷されて荷重がゼロになり、そのことは、センサ制御部１０Ｅが（図１）圧力センサ２の値を判別することにより分かり（図８のステップ１０４J）、この時点で、ワークＷの曲げ角度は（図６（A））、スプリングバックに基づいて９０°（目標角度）に戻っている。

このワークＷ（図６（A））が受ける荷重がゼロになったことは、前記圧力センサ２を駆動制御するセンサ制御部１０Ｅと（図１）入出力部１０Ｂを通じて、ロボットコントローラ１に通知される。

これにより、ロボットコントローラ１（図６（B））が再起動し、上記荷重がゼロになったワークＷを目標角度位置（９０°）に待機させたロボットグリッパ１４に把持させる（図８の１０４K）。

従って、既述したように、この本発明のロボットコントローラ１によれば、除荷され荷重がゼロになり曲げ角度が目標角度である９０°に戻ったワークＷを（図６（B））、上記目標角度位置（９０°）に待機させたロボットグリッパ１４に把持させるので、ワークWとロボットグリッパ１４の向きは同じになり、両者の角度差は無くなり、ワークＷが薄板の場合には撓まなくなって腰折れが発生せず、ワークＷが厚板の場合にはロボットグリッパ１４に過負荷がかかることが無くなった。

本発明は、ロボットグリッパとワーク間の位置決め誤差を解消することにより、ワークの腰折れに基づく不良製品の発生を除去する共に、ロボットグリッパへの過負荷に基づく損傷を防止するロボットによる曲げ加工方法及びその装置に利用され、曲げ加工時に、上部テーブル２０が下降する下降式プレスブレーキのみならず、下部テーブル２１が上昇する上昇式プレスブレーキにも適用され、極めて有用である。

本発明の全体図である。 本発明のロボットグリッパ１４を示す図である。 本発明による動作図（前半）である。 本発明による動作図（後半）である。 図４の詳細説明図（加圧時）である。 図４の詳細説明図（除荷時）である。 本発明の全体動作を説明するためのフローチャートである。 本発明による曲げ加工の動作を説明するためのフローチャートである。 従来技術の課題説明図である。 図９の詳細説明図（薄板の場合）である。 図９の詳細説明図（厚板の場合）である。 課題を解決するための第一手段の説明図（薄板の場合）である。 課題を解決するための第一手段の説明図（厚板の場合）である。 課題を解決するための第二手段の説明図（薄板の場合）である。 課題を解決するための第二手段の説明図（厚板の場合）である。

符号の説明

１ ロボットコントローラ
２ 圧力センサ
３ ストロークセンサ
４ 油圧ポンプ
５ サーボモータ
６ サーボアンプ
７ 油圧シリンダ
１０ ＮＣ装置
１０Ａ ＣＰＵ
１０Ｂ 入出力部
１０Ｃ 記憶部
１０Ｄ 加工情報算出部
１０Ｅ センサ制御部
１０Ｆ バックゲージ制御部
１０Ｇ 曲げ加工制御部
１１ 曲げ加工装置
１３ ロボット
１４ グリッパ
１４Ａ 上グリッパ
１４Ｂ 下グリッパ
１９ アーム
２０ 上部テーブル
２１ 下部テーブル
２３ 突当
Ｄダイ
Ｐ パンチ
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. 上部テーブル又は下部テーブルから成るラムを起動させ、パンチとダイの協働によりロボットのグリッパで把持されたワークを曲げ加工する方法において、
   （１）上記ラムを起動させ、パンチがロボットグリッパで把持されたワークと接触したときに、該ワークがロボットグリッパから解放された後、
   （２）ロボットグリッパをワークの跳ね上がり動作に追従させ、該ロボットグリッパが目標角度位置に到達したときにそこに停止して待機し、
   （３）その後、ラムが限界位置に到達して停止し当該工程における曲げ加工が終了した後該ラムが逆方向に起動し、ワークの荷重がゼロになると同時に、上記目標角度位置に待機したロボットグリッパがワークを把持することを特徴とするロボットによる曲げ加工方法。
2. 上記（３）において、ワークの荷重がゼロになったことは、ラム駆動源である油圧シリンダに設けた圧力センサにより検出される請求項１記載のロボットによる曲げ加工方法。
3. 上記請求項１記載のロボットによる曲げ加工方法の実施に直接使用するロボットによる曲げ加工装置において、
   曲げ加工中は、ロボットグリッパをワークを解放した状態でワーク跳ね上がり動作に追従させて目標角度位置に待機させ、曲げ加工終了後、荷重がゼロになったワークを上記目標角度位置に待機させたロボットグリッパに把持させるロボットコントローラを有することを特徴とするロボットによる曲げ加工装置。
4. 上記ロボットコントローラは、加工情報算出部と曲げ加工制御部とセンサ制御部と協働し、
   加工情報算出部は、製品情報に基づいて、工程ごとに、ロボットのワーク追従動作の軌跡を算出し、
   曲げ加工制御部は、ワークが目標角度だけ曲げ加工されるように、ラムを駆動制御し、
   センサ制御部は、圧力センサがワークの受ける荷重を検出するように、該圧力センサを駆動制御し、又はストロークセンサがラムのストロークを検出するように、該ストロークセンサを駆動制御する請求項３記載のロボットによる曲げ加工装置。

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