JP2014133251A - ワーク掴み変え金型及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】曲げロボット用プレスブレーキにおいて、曲げロボットにより把持されたワークを掴み変えする際に、ワークを挟持しても傷を付けず、製品としての価値を低下させないワーク掴み変え金型及びその方法を提供する。
【解決手段】上部テーブル２０に装着され平らなワーク当接面２Ａを有する掴み変えパンチ２と、下部テーブル２１に装着され平らなワーク当接面３Ａを有する掴み変えダイ３により構成され、曲げロボット４により把持されたワークWを該掴み変えパンチと掴み変えダイの平らなワーク当接面により挟持した状態で、曲げロボットにワーク掴み変えを行わせる。
【選択図】図３

Description

本発明はワーク掴み変え金型及びその方法、特に曲げロボットにより把持されたワークをパンチとダイにより曲げ加工する曲げロボット用プレスブレーキにおいて、曲げ金型と同様に金型ホルダに装着されて自動金型レイアウトシステムの下に取り扱われるワーク掴み変え金型及びその方法に関する。

従来より、曲げロボット用プレスブレーキにおけるワーク掴み変え方法が、例えば特開２００４-８２２１６号公報に開示されている。

このワーク掴み変え方法は、端的にいえば、ラムを一時停止させパンチとダイ間にてワークをクランプした状態で、ロボットによるワーク把持を解除してワーク上の異なる位置を把持することを特徴とするものである（同公報の特許請求の範囲の請求項１における４行〜５行）。

例えば、曲げロボット５（同公報の図４、以下上記特開２００４-８２２１６号公報の図番を記載する場合には、〔背景技術〕と〔発明が解決しようとする課題〕においては、「同公報」を省略する）の吸着パッド２１でワークWの上面を吸着したままラムである下部テーブル１１（図１）を上昇させ、パンチＰ（図４）とダイＤにより曲げ加工を行うと、該曲げロボット５がワークWの跳ね上がり動作に追従した場合に、パンチホルダ１３が取り付けられている上部テーブル９（図１）と干渉するおそれがある。

そこで、パンチＰの先端が、ワークW上面に接触したときに、ラムである下部テーブル１１（図１）の上昇を一時停止させパンチＰ（図４）とダイＤ間にてワークWをクランプした状態で、今度は、曲げロボット５（図５）の吸着パッド２１でワークWの下面を吸着する。

これにより、ワークWの掴み変え動作は、完了する。

その後は、ラムである下部テーブル１１（図１）を再度上昇させ、曲げロボット５がワークWの跳ね上がり動作に追従しても、吸着パッド２１（図６）がワークWの下面を吸着しているので、該曲げロボット４と上部テーブル９（図1）との干渉は発生しない。

特開２００４-８２２１６号公報

しかし、上記特開２００４-８２２１６号公報に開示されているワーク掴み変え方法には、次のような課題がある。

即ち、既述したように、ワークWを掴み変えする際には、図示するように（図４）、パンチＰの先端が、ワークW上面に接触したときに、ラムを一時停止させパンチＰとダイＤによりワークWを挟持する。

しかし、パンチＰとダイＤは通常のＶ曲げ金型であって、パンチＰの先端は尖塔形状を有していて尖っており、また、ダイＤは幅（図４の左右方向）が狭い２つの肩部を有している。

従って、かかるパンチＰとダイＤによりワークWが挟持された場合には、該ワークWの上面と下面に傷が付き、製品としての価値が低下するおそれがある。

若し、パンチＰの先端がワークWの上面に接触した場合に、ラムである下部テーブル１１（図１）が停止せず、上昇し過ぎたときには、ワークWはパンチＰとダイＤにより強く押圧され、その結果、該ワークWに付く傷はより一層大きくなる傾向がある。

換言すれば、ワークWに付く傷の大きさは、ラムである下部テーブル１１（図１）の停止高さに対する位置決め精度に依存する。

本発明の目的は、曲げロボット用プレスブレーキにおいて、曲げロボットにより把持されたワークを掴み変えする際に、該ワークを挟持しても傷を付けず、製品としての価値を低下させないワーク掴み変え金型及びその方法を提供にすることにある。

上記課題を解決するために、本発明は、請求項１に記載されているように、
上部テーブル２０又は下部テーブル２１から成るラムを駆動して上部テーブル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により、曲げロボット４により把持されたワークWを曲げ加工する曲げロボット用プレスブレーキにおけるワーク掴み変え金型であって、
上記上部テーブル２０に装着され平らなワーク当接面２Ａを有する掴み変えパンチ２と、下部テーブル２１に装着され平らなワーク当接面３Ａを有する掴み変えダイ３により構成され、上記曲げロボット４により把持されたワークWを該掴み変えパンチ２と掴み変えダイ３の平らなワーク当接面２Ａ、３Ａにより挟持した状態で、曲げロボット４にワーク掴み変えを行わせることを特徴とするワーク掴み変え金型（図８）、及び
請求項３に記載されているように、
上部テーブル２０又は下部テーブル２１から成るラムを駆動して上部テーブル２０に装着されたパンチＰと下部テーブル２１装着されたダイＤにより、曲げロボット４により把持されたワークWを曲げ加工する曲げロボット用プレスブレーキにおけるワーク掴み変え方法であって、
上記曲げロボット４により把持されダイＤ上面に載置されたワークWとパンチＰ先端とが接触したときに、ラム２０又は２１を一時停止させパンチＰとダイＤによりワークWを挟持した状態で、曲げロボット４がワークWの所定位置の把持を解除して該ワークWの他の所定位置を把持するワーク掴み変え方法において、
上記パンチＰをへミングパンチＨＰにより、ダイＤをへミングダイＨＤによりそれぞれ構成し、該へミングパンチＨＰの平らなワーク当接面２ＡとへミングダイＨＤの平らなワーク当接面３Ａにより上記ワークWを把持することを特徴とするワーク掴み変え方法（図１２）という技術的手段を講じている。

上記本発明の構成によれば（請求項１、３）、掴み変えパンチ２（図８）と掴み変えダイ３、及びへミングパンチＨＰ（図１２）とへミングダイＨＤは、いずれも平らなワーク当接面２Ａ、３Ａを有しており、従って、曲げロボット４で把持されたワークWが上記平らなワーク当接面２Ａ、３Ａにより挟持されても、該ワークWに傷が付くことはなく、製品としての価値が低下することはない。

上記のとおり、本発明によれば、曲げロボット用プレスブレーキにおいて、曲げロボットにより把持されたワークを掴み変えする際に、該ワークを挟持しても傷を付けず、製品としての価値を低下させないワーク掴み変え金型及びその方法を提供するという効果がある。

本発明による全体斜視図である。 図１の側面図である。 本発明に係るワーク掴み変え金型の全体図である。 本発明に係るワーク掴み変え金型を構成する掴み変えパンチ２の詳細図である。 本発明に係るワーク掴み変え金型を構成する掴み変えダイ３の詳細図である。 本発明による掴み変えパンチ２と通常のパンチＰとの関係を示す図である。 本発明による掴み変えダイ３と通常のダイＤとの関係を示す図である。 本発明の効果説明図である。 本発明が採用する自動金型レイアウトシステムが製品情報に基づいて曲げ順などを決定する場合の説明図である。 図９の結果を示す図である。 本発明によりワーク掴み変えが必要な場合の説明図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。 本発明の動作説明図である。

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は本発明の全体斜視図である。

図１に示すプレスブレーキ１は、機械本体の両側に側板１６、１７を有し、該側板１６、１７の上部には、ラム駆動源である例えば油圧シリンダ１４、１５を介して上部テーブル２０が取り付けられ、該上部テーブル２０には、パンチホルダ１９を介して通常のパンチＰと本発明に係る掴み変えパンチ２が装着されている。

また、側板１６、１７の下部には、下部テーブル２１が配置され、該下部テーブル２１には、ダイホルダ２２を介して通常のダイＤと本発明に係る掴み変えダイ３が装着されている。

上記プレスブレーキ１の前方には、曲げロボット４が配置され、該曲げロボット４はレール５２、５３上を長手方向（Ｘ軸方向）に移動自在である。

上記曲げロボット４は、アーム５０を介してワーク把持ハンド５７又は後述する金型交換ハンドを有している。

図１の場合には、曲げロボット４は、アーム５０の先端の雄型コネクタ５４に、ワーク把持ハンド５７側の雌型コネクタ５５を接続させている。

上記ワーク把持ハンド５７には、図示するように、ワークWを吸着する吸着パッド５８が取り付けられているが、吸着パッド５８の代わりにジョー（図示省略）の場合もある。

この構成により、曲げロボット４は、下部テーブル２１の後方に配置されたバックゲージの突当１０、１１に、前記ワーク把持ハンド５７で把持したワークＷを突き当てて位置決めすると、その突き当てを検知したプレスブレーキ１の制御装置（図示省略）が油圧シリンダ１４、１５を作動し、ラムである上部テーブル２０を下降させれば、前記一対の金型であるパンチＰとダイＤの協働により該ワークＷが曲げ加工される。

即ち、図1に示すプレスブレーキ１は、ラムである上部テーブル２０が下降することにより、ワークWが曲げ加工される下降式プレスブレーキであるが、本発明はこれに限定されず、ラムである下部テーブル２１が上昇することにより、ワークWが曲げ加工される上昇式プレスブレーキでも差し支えない。

既述したように、パンチホルダ１９（図６）には、通常のパンチＰと本発明に係る掴み変えパンチ２が、ダイホルダ２２（図７）には、通常のダイＤと本発明に係る掴み変えダイ３がそれぞれ取り付けられ、全体としての構造は、モジュラータイプ（WＯ００／４１８２４号公報に開示）であるが、以下、上記掴み変えパンチ２と掴み変えダイ３について詳述する。

掴み変えパンチ２（図６）と掴み変えダイ３（図７）は、いずれも直方体形状を有し、掴み変えパンチ２（図６）の下面は、平らなワーク当接面２Ａとなっており、また、掴み変えダイ３（図７）の上面は、平らなワーク当接面３Ａとなっている。

この構成により、本発明によれば、曲げロボット４（図８）により把持されたワークWが、上記掴み変えパンチ２の平らなワーク当接面２Ａと掴み変えダイ３の３Ａ平らなワーク当接面３Ａにより挟持されても、該ワークWに傷が付かず、従って、製品としても価値は低下しない。

また、前記掴み変えパンチ２の平らなワーク当接面２Ａ（図６）には、弾性部材、例えばばね付き平板５が設けられている。

この構成により、曲げロボット４（図３）により把持されたワークWを前記掴み変えパンチ２と掴み変えダイ３により挟持するために、ラムである上部テーブル２０を下降させた場合に、たとえ所定の高さ位置に停止しなくても、前記ばね付き平板５があるために、誤差が吸収され、該ワークWは円滑に挟持され、該パンチ２、ダイ３又はワークWが破損することは殆どない。

更に、上記ばね付き平板５は、掴み変えパンチ２の平らなワーク当接面２Ａではなく、掴み変えダイ３の平らなワーク当接面３Ａに設けてもよい。

また、上記弾性部材としては、ゴムでもよい。

上記掴み変えパンチ２と掴み変えダイ３は（図３〜図７）、前者は上部に後者は下部に、それぞれＶ溝３２と落下防止部材２８を有している。

そして、該パンチ２、ダイ３をホルダ１９（図３）、２２に固定する場合には、各Ｖ溝３２に、ホルダ１９、２２側のシリンダ２６で突出する錠止部材２７を係合させ、また、落下防止部材２８を、ホルダ１９、２２側の凹所３７に係合させる。

上記落下防止部材２８は（図４、図５）、通常は、外方にばね付勢されていてストッパ（図示省略）で係止され、該落下防止部材２８の延長上（パンチ２の場合は下方に、ダイ３の場合は上方に）には、図示するように、係合穴４３が形成されている。

一方、プレスブレーキ１（図１）の上部テーブル２０と下部テーブル２１の後方には、左右方向（Ｘ軸方向）に移動自在なパンチ交換部（図示省略）とダイ交換部（図示省略）を設けることが可能であり(WＯ００／４１８２４号公報に開示)、各部は、例えばシリンダ（図示省略）で前後方向（Ｙ軸方向）に移動自在な図 ６と図７に示すような係合部材４５、鉤部材４４を有している。

又は、既述した曲げロボット４（図１）に金型交換ハンド（図示省略）を接続させ、該金型交換ハンドに、前記係合部材４５と鉤部材４４を持たせてもよい。

この構成により、前記パンチ交換部、ダイ交換部又は曲げロボット４が有する係合部材４５、鉤部材４４を、掴み変えパンチ２（図６）、掴み変えダイ３（図７）の係合穴４３に係合し、貫通させた後、そのうちの鉤部材４４を引き込むことにより、落下防止部材２８を押圧すれば、該落下防止部材２８は、該パンチ２、ダイ３内に没入し、また、同時に錠止部材２７（図３）をホルダ１９、２２側に引き込めば、該パンチ２、ダイ３は、ホルダ１９、２２から解放されて自由状態になる。

従って、前記パンチ交換部（図示省略）、ダイ交換部又は曲げロボット４は、掴み変えパンチ２（図６）、掴み変えダイ３（図７）を、パンチホルダ１９、ダイホルダ２２の所定位置に位置決めすることができる。

このことは、通常のパンチＰ（図６）、ダイＤ（図７）についても、同様である（右側の破線部分）。

既述した掴み変えパンチ２（図１）と掴み変えダイ３から成るワーク掴み変え金型は、通常のパンチＰとダイＤから成る曲げ金型と同様に金型ホルダ１９、２２に装着されて自動金型レイアウトシステムの下に取り扱われる。

ここに、自動金型レイアウトシステムとは、製品情報に基づき、曲げ順、曲げ順ごとに使用される金型、及び金型レイアウトを決定するシステムであり、以下説明する。

上記製品情報は、例えばＣＡＤ（Computer Aided Design）情報であり、ワークＷ（図９）の板厚、材質、曲げ線ｍ１〜ｍ４の長さL１〜L４、曲げ角度、フランジＦ１〜F４の寸法などの情報を含み、これらが立体姿図、展開図として構成されている。

そして、この製品情報を、プレスブレーキ１（図１）に取り付けられている制御装置（図示省略）の入力部である操作盤６を用いて、例えば自動又は手動により入力することができ、入力結果は画面で確認できる。

そして、入力された製品情報(図９)は、例えば制御装置を構成する金型レイアウト決定部（図示省略）により、所定の処理がなされ、曲げ順、曲げ順ごとの金型、金型レイアウト（図１０）が決定され、これらの情報はデータベースとして記憶され、制御装置のＣＰＵ（図示省略）は必要なときに検索できる。

例えば、図９に示すように、平坦なワークＷの曲げ線ｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４部分を（１）、（２）、（３）、（４）の順に曲げ加工し、最終的には、図示するように、フランジＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４が立った製品を加工するものとすると、金型レイアウト決定部（図示省略）が曲げ順などを決定した結果が、図１０に示されている。

図１０においては、曲げ順ごとに、各加工ステーションＳＴ１、ＳＴ２内の各位置X1、Ｘ2・・・・に配置された金型（○印）から成る金型レイアウトa、b、c、dが示されているが、本発明による自動金型レイアウトシステムによれば、図１０の表に示すように、ワーク掴み変えの要否も決定される。

例えば、曲げ順（１）の終了後、曲げ順（２）を開始し、図１１に示すように、曲げロボット４のワーク把持ハンド５７に取り付けた吸着パッド５８でワークWの上面を吸着したままパンチＰとダイＤにより曲げ加工を行うと、曲げ加工の進行に従って曲げロボット４がワークWの跳ね上がり動作に追従して行く。

しかし、このまま曲げロボット４が追従しても、やがては上部テーブル２０と干渉し、曲げ加工は不可能となるおそれがある。

そこで、本発明では、自動金型レイアウトシステムの元に、図１０に示すように、曲げ順（１）と（２）の間には、ワーク掴み変えが必要であると判断し、その際の情報（例えばワーク掴み替えの要否は、「要」であれば○、「否」であれば×で表示するものとする）を、データベースとして記憶しておく。

そして、曲げ加工が開始された場合には、若し、曲げ順（１）が終了後、曲げ順（２）に移行するときに、既述した本発明による掴み変えパンチ２（図８）と掴み変えダイ３を用いて、平らなワーク当接面２Ａと３Ａにより、曲げロボット４が把持したワークWを挟持した状態で、ワーク掴み変えを行う。

例えば、曲げロボット４は、図８に示すように、ワークWの上面から下面を吸着パッド５８で吸着するようにすれば（破線）、一般には、曲げロボット４によるワークWの所定位置の把持を解除して該ワークWの他の所定位置を把持することになってワークの掴み変えが実施され、上記した干渉が回避され、曲げ加工が可能となる。

図１２は、本発明の従来技術（特開２００４-８２２１６号公報）に開示されているワーク掴み変え方法に使用されているパンチＰ（同公報の図４）とダイＤを、へミングパンチＨＰとへミングダイＨＤで構成した場合である。

即ち、よく知られているように、へミングパンチＨＰとへミングダイＨＤは、例えばワークWの先端部に傾斜角θのフランジｆを形成した場合に（図１２の括弧内）、この先端部のフランジｆをつぶすために、換言すればへミング加工のために用いる金型である。

そして、このへミング金型を構成するへミングパンチＨＰ（図１２）とへミングダイＨＤは、いずれも平らなワーク当接面２Ａと３Ａを有しているので（例えば特開２００６-３１５０６１号公報に開示されている）、前記した本発明に係るワーク掴み変え金型（図１〜図８）と同様の作用・効果を奏する。

即ち、曲げロボット４で把持されたワークWが、へミングパンチＨＰとへミングダイＨＤの上記平らなワーク当接面２Ａ、３Ａにより挟持されても、該ワークWに傷が付くことはなく、製品としての価値が低下することはない。

尚、図１２においては、ワークWが受けるスラスト荷重を吸収するためのパンチ側のスラスト受け７とダイ側のスラスト受け８が設けられているが、これは図示するへミングパンチ金型を上記した本来のへミング加工に用いる場合には、必要なときがある。

しかし、本発明のようにワーク掴み変え方法に用いる場合には、無くても差し支えない。

以下、本発明の動作を、図１３に基づいて説明する。

先ず、既述した自動金型レイアウトシステム（図１０）により、通常の曲げ金型Ｐ、Ｄ（図１３（A））と本発明に係るワーク掴み変え金型２、３を上下テーブル２０、２１の所定位置に配置し、その際には、曲げロボット４やパンチ交換部（図示省略）、ダイ交換部に取り付けた既述した係合部材４５（図６、図７）、鉤部材４４を利用する。

次に、ラムである上部テーブル２０（図１３（B））を下降させ、曲げロボット４により把持されたワークWを、曲げ金型Ｐ、Ｄにより曲げ加工し、これにより曲げ順（１）（図１０）の加工が行われたものとする。

そして、次の曲げ順（２）のためには、ワーク掴み変えが必要か否かを判断すると（図１０）、「要」（図１０の「ワーク掴み変えの要否」の欄における最初の○印）であるから、ワークの掴み変えを行う必要がある。

そこで、上部テーブル２０を上昇させ、曲げロボット４（図１３（C））により把持されたワークWを、本発明に係る掴み変えダイ３の上に載せた後、上部テーブル２０（図１３（D））を再度下降させて一旦停止させ、掴み変えパンチ２と掴み変えダイ３により該ワークWを挟持する。

この場合、曲げロボット４（図１１）により把持ざれたワークWは、掴み変えパンチ２と掴み変えダイ３の平らなワーク当接面２Ａと３Ａにより挟持されているので、該ワークWには傷が付かず、従って、製品としての価値が低下することはない。

その後、前記掴み変えパンチ２（図１３（E））と掴み変えダイ３によりワークWを挟持した状態で、曲げロボット４が該ワークWの掴み変えを行った後（例えば図８）、次の曲げ順（２）の加工に移行する（図１３（F））。

本発明は、曲げロボット用プレスブレーキにおいて、曲げロボットにより把持されたワークを掴み変えする際に、該ワークを挟持しても傷を付けず、製品としての価値を低下させず、しかも曲げ金型と同様に金型ホルダに装着されて自動金型レイアウトシステムの下に取り扱われるワーク掴み変え金型及びその方法に利用され、下降式プレスブレーキのみならず、上昇式プレスブレーキにも適用され、極めて有用である。

１ プレスブレーキ
２ 掴み変えパンチ
３ 掴み変えダイ
４ 曲げロボット
５ ばね付き平板
６ 操作盤
７ へミングパンチＨＰ側のスラスト受け
８ へミングダイＨＤ側のスラスト受け
１０、１１ 突当
１４、１５ 油圧シリンダ
１６、１７ 側板
１９ パンチホルダ
２０ 上部テーブル
２１ 下部テーブル
２２ ダイホルダ
２６ シリンダ
２８ 落下防止部材
３２ Ｖ溝
３７ 凹所
４３ 係合穴
４４ 鉤部材
４５ 係合部材
５０ 曲げロボット４のアーム
５２、５３ レール
５４ 雄型コネクタ、
５５ 雌型コネクタ
５７ ワーク把持ハンド
５８ 吸着パッド
２A 掴み変えパンチ２の平らなワーク当接面
３A 掴み変えダイ３の平らなワーク当接面
Ｄ ダイ
Ｐ パンチ
Ｗ ワーク
ＨＰ へミングパンチ
HD へミングダイ

Claims (3)

1. 上部テーブル又は下部テーブルから成るラムを駆動して上部テーブルに装着されたパンチと下部テーブルに装着されたダイにより、曲げロボッにより把持されたワークを曲げ加工する曲げロボット用プレスブレーキにおけるワーク掴み変え金型であって、
   上記上部テーブルに装着され平らなワーク当接面を有する掴み変えパンチと、下部テーブルに装着され平らなワーク当接面を有する掴み変えダイにより構成され、上記曲げロボットにより把持されたワークを該掴み変えパンチと掴み変えダイの平らなワーク当接面により挟持した状態で、曲げロボットにワーク掴み変えを行わせることを特徴とするワーク掴み変え金型。
2. 上記掴み変えパンチ又は掴み変えダイの平らなワーク当接面に、弾性部材が設けられている請求項１記載のワーク掴み変え金型。
3. 上部テーブル又は下部テーブルから成るラムを駆動して上部テーブルに装着されたパンチと下部テーブルに装着されたダイにより、曲げロボットにより把持されたワークを曲げ加工する曲げロボット用プレスブレーキにおけるワーク掴み変え方法であって、
   上記曲げロボットにより把持されダイ上面に載置されたワークとパンチ先端とが接触したときに、ラムを一時停止させパンチとダイによりワークを挟持した状態で、曲げロボットがワークの所定位置の把持を解除して該ワークの他の所定位置を把持するワーク掴み変え方法において、
   上記パンチをへミングパンチにより、ダイをへミングダイによりそれぞれ構成し、該へミングパンチの平らなワーク当接面とへミングダイの平らなワーク当接面により上記ワークを挟持することを特徴とするワーク掴み変え方法。

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