JP2547841Y2

JP2547841Y2 - 板材把持装置

Info

Publication number: JP2547841Y2
Application number: JP1993015104U
Authority: JP
Inventors: 泰久吉田; 紀之高橋; 昇清水
Original assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 1993-03-05
Filing date: 1993-03-05
Publication date: 1997-09-17
Anticipated expiration: 2007-09-17
Also published as: JPH0666982U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は板材把持機構に関する。
さらに詳しくは、プレスブレーキなどへ板材を供給し、
かつ成形した製品を取り出すための材料搬送用ロボット
に用いる板材把持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりプレスブレーキの型内に板材を
供給したり、製品を取り出す作業を自動化するため、た
とえば図１５に示す搬送用の工業用ロボット（以下、ロ
ボットという）Ｒが用いられている。このロボットＲは
プレスブレーキＰの金型Ｄの中心線Ｃ１を回転中心とす
る第１アーム１０１と、その先端に、前記中心線Ｃ１と
平行な線Ｃ２を回転中心として回転するように連結した
第２アーム１０２と、その先端に、同じく前記中心線Ｃ
１と平行な線Ｃ３の方向に延び、かつ自軸まわりに回転
する第３アーム１０３とを有する。そして第３アーム１
０３の先端にバキュームパッド１０４を２列に設けた把
持機構１０５を取り付けている。なおプレスブレーキＰ
の上部には内面にバキュームパッド１０６を配列した開
閉自在の２枚のパネル１０７を備えた反転機１０８が設
けられている。符号１０９はロボットＲ、プレスブレー
キＰ、反転機１０８からなる折り曲げシステムを遂次同
調させながら制御する制御盤である。上記の折り曲げシ
ステムは以下のように動作する。まずロボットＲが把持
機構１０５により原板ストック１１０から１枚の板材を
吸着して持ち上げ（図１６の工程ａ）第３アーム１０３
の中心線Ｃ３まわりに反転して金型Ｄ内に所定の位置、
角度で挿入する（図１７の工程ｂ）。ついでプレスブレ
ーキＰのラムを上昇させ、曲げ下降し、同時に把持機構
１０５は板材１１１を把持したまま第１アームの回転中
心Ｃ１まわりに回転する（工程Ｃ）。その加工が終了す
るとロボットＲは一側縁を曲げた板材１１１を反転機１
０８の下側のパネル１０７ａに移載し（工程ｄ）、パネ
ル１０７を閉じて相手パネル１０７ｂに受け渡す（工程
ｅ〜ｆ）。さらに下側のパネル１０７ａが開いた後、反
転した板材１１１を他側縁をロボットＲが把持し（図１
８の工程ｇ）、板材１１１の残った側縁を加工する（工
程ｈ〜ｉ）。ついで必要に応じてさらに反転機１０８で
反転させた後（工程ｊ）、断面形状をＮ字状に曲げた製
品１１２を製品台１１３に積み上げる（工程ｋ）。なお
両側縁を同じ向きに曲げる場合（図９（ａ）参照）でも
板材の幅が狭い場合、たとえば１５０ｍｍ以下の場合に
は、バキュームパッド１０６の吸着位置をずらせるため
にパネルに一旦置き、持ち変える必要がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】前記従来の加工方法に
おいては、反転機１０８などの中間台を利用して持ち替
える必要があるので、生産タクトが１０〜２０秒と長
い。また反転機１０８のバキュームパッド１０６の位置
調節、高さ調節も厄介である。本考案は従来のロボット
Ｒ、プレスブレーキＰ、金型Ｄなどを利用しながら、生
産タクトの短縮化をはかることを第１の目的としてい
る。さらに本考案は反転機を用いずに、同じ作業を行う
ことができるロボット用の把持装置を提供することを目
的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本考案の板材装置は、板
材の一面を吸着保持するための吸着機構と、該吸着機構
によって吸着された板材の周縁を両面から挟んで保持す
るための挟み機構とを有し、前記吸着機構と挟み機構と
が互いに独立して作動可能であり、かついずれか一方が
作動するときに他方を退避させるべく相対運動可能に構
成されていることを特徴としている。

【０００５】前記吸着機構および挟み機構は、通常はそ
れぞれ吸着バーを介してロボットの第３アームに連結さ
れる共通のベースに取り付けるが、他の連結方法も採用
できる。

【０００６】挟み機構はベースから見て板材の前縁を挟
持するもの、あるいは両側縁を挟持するもののいずれで
もよく、両方有するものでもよい。

【０００７】吸着機構と挟み機構とをそれぞれ共通のベ
ースに対して伸縮自在に設けられる吸着バーおよび把持
バーの先端に設けられるときは、吸着機構は首振り自在
に構成し、横方向を向いたときに挟み機構に受け渡すよ
うにするのが好ましい。

【０００８】前記把持装置は、挟み機構で挟んだ板材を
その場で反転させる反転機構を備えたものが好ましい。

【０００９】このような反転機構は板材の前縁を挟む挟
み機構を備えたものではベースを左右に反転させること
により実現できる。

【００１０】また板材の両側縁を挟む挟み機構を備えた
ものではそれらの挟み機構が板材を前後方向に反転させ
る反転機構により実現できる。

【００１１】

【作用】吸着機構は板材を原板ストックから１枚ずつ吸
い上げる場合に用いる。一旦持ち上げた板材は挟み機構
で前縁ないし両側縁を挟んで支持し、プレスブレーキな
どに供給する。さらに加工時に追従しながら支持し、加
工後はそのまま取り出して製品ストックに積み上げる。
反転機構を有するものにおいては、板材の一側縁に沿っ
て加工した後、その場で反転させて他側縁を加工する。
また左右方向の反転（大トンボ）と前後方向の反転（小
トンボ）を有する位置においては、反転動作が迅速なた
め、両側縁を逆方向に曲げる加工が容易にできる。

【００１２】

【実施例】つぎに図面を参照しながら本考案の把持装置
を説明する。図１は本考案の把持装置の一実施例を示す
斜視図、図２は図１の把持装置を備えたロボットおよび
その周辺機械の実施例を示す斜視図、図３は本考案にか
かわる吸着機構の一実施例を示す斜視図、図４は本考案
にかかわる前縁挟み機構の一実施例を示す斜視図、図５
は本考案にかかわる側縁挟み機構の一実施例を示す斜視
図、図６Ａおよび図６Ｂはそれぞれ本考案にかかわる吸
着パッド首振り機構の一実施例を示す正面図および側面
図、図７Ａおよび図７Ｂはそれぞれ本考案にかかわる前
縁挟み機構の一実施例を示す正面図および断面図、図８
Ａおよび図８Ｂはそれぞれ本考案にかかわる側縁挟み機
構の一実施例を示す平面図および側面図、図９ａ、９ｂ
および９ｃはそれぞれ本考案の把持装置で把持する対象
製品の例を示す斜視図、図１０〜１２は本考案の把持装
置を用いて板材を加工する場合の一例を示す工程説明
図、図１３〜１４は本考案の把持装置を用いて板材を加
工する場合の他の例を示す工程説明図である。

【００１３】図１に示す把持装置１は図２に示すロボッ
トＲの第３アーム１０３に取り付けられる左右反転機構
２と、その機構により反転駆動される主軸３とを備えて
いる。主軸３の先端には角棒状のベース４が第３アーム
１０３と平行の面内で回転するように取り付けられてい
る。ベース４の前面側には主軸３の中心線Ｃ４に関して
対称となるようにそれぞれ一対の吸着バー５、前縁挟み
バー６、側縁挟みバー７が内側から外側に向かって順に
取り付けられている。吸着バー５の基端側はベース４の
後面側に設けられているバキュームパッドシフト駆動機
構８によって伸縮自在に支持されており、先端側にはパ
ッド首振り駆動機構９を介してバキュームパッド１０が
設けられている。前縁挟みバー６の基端側は前縁チャッ
クシフト駆動機構１１によって伸縮自在に支持されてお
り、先端側には前縁挟みチャック１２が設けられてい
る。さらに側縁挟みバー７の基端側は側縁チャックシフ
ト駆動機構１３によって伸縮自在に支持されており、先
端側には内側を向くように、一対のチャックが互いに対
向するように側縁挟みチャック１４が設けられている
（図５参照）。

【００１４】前記それぞれのシフト駆動機構８、１１、
１３はエアシリンダなどの直進往復駆動ユニットで構成
しうる。またそれぞれのバー５、６、７はベース４に設
けたガイド（図示されていない）によってスライド自在
にガイドして片持ち荷重によるモーメント集中を緩和さ
せるのが一般的である。なお前記シフト駆動機構８、１
１、１３として、モータの回転をラックーピニオン機構
などで直進方向に変換するものも採用しうる。

【００１５】前記ベース４を往復反転させる左右反転機
構２についても、エアシリンダとラックーピニオンを利
用したロータリアクチュエータ、あるいはロータリシリ
ンダなどのエア駆動式のものが好ましいが、モータ（減
速機つき）などを利用してもよい。上記のごとく構成さ
れている把持装置１は、図２に示すように従来公知のロ
ボットＲの第３アーム１０３の先端に取り付けて用いら
れる。このときベース４はプレスブレーキＰの金型Ｄと
平行となるように配置する。

【００１６】前記一対のバキュームパッド（吸着機構）
１０は図３に示すように左右に配置した細長い板材１６
の中心部を左右対称に、かつ直角方向から吸着保持する
ことができる。バキュームパッド１０内はベンチュリー
式ないしポンプ式の真空発生器などと連通させて、電気
制御で吸着、解放ができるようにしている。また前縁挟
みチャック１２は図４に示すように、基部で回転自在
（ないしスライド自在）に支持した上下のフィンガー１
７を有しており、左右に長い板材１６の前縁（長辺）１
６ａを一対のフィンガー１７で挟むようにして保持し、
離すときは逆向きに動作させる。前縁挟みチャック１２
が板材１６にアクセスするには、前縁挟みバー６が伸び
て上下のフィンガー１７間に板材１６の前縁１６ａを配
置するようにし、離れる場合は逆向きに動く。

【００１７】側縁挟みチャック１４は図５に示すよう
に、板材１６の左右の短辺１８の中心近辺を上下のフィ
ンガー１９で挟み、保持する。側縁挟みチャック１４が
板材１６にアクセスするには、側縁挟みバー７を伸ば
し、上下のフィンガー１９を短辺１８に沿わせるように
移動させればよい。なお想像線の矢印２０で示すよう
に、側縁挟みバー７を基端部から左右方向に開閉するよ
うに構成することもできる。上記バキュームパッド１
０、前縁挟みチャック１２、側縁挟みチャック１４はい
ずれも基本的形態を示したものであり、板材１６の大き
さ、重さによりバキュームパッド１０の個数、大きさを
変えたり、フィンガー１７、１９の幅を変化させたり、
あるいは板材１６の端縁と直接スライド接触するガイド
ピンを設けたりするのは任意である。また図１の実施例
では前縁挟みチャック１２と側縁挟みチャック１４とを
両方設けているので、加工する製品の形状に応じて両者
を使い分けたり、あるいは協動して搬送や反転を行うこ
とができる。しかし製品形状によって前縁挟みチャック
１２と側縁挟みチャック１４のいずれか一方だけを設け
た把持装置とすることもできる。図３、４および５に示
すように、バキュームパッド１０のアクセス方向と、前
縁挟みチャック１２および側縁挟みチャック１４のアク
セス方向はほぼ直角になっているため、図１に示す把持
装置１では原板ストックとの干渉を避けるべく吸着バー
５の先端近辺にパッド首振り駆動機構９を設け、吸着バ
ー５と、前縁挟みバー６、側縁挟みバー７とを共通のベ
ースに保持させるようにしている。パッド首振り駆動機
構９は、たとえば図６Ａおよび図６Ｂに示す構成により
実現できる。図６Ａ、図６Ｂの機構では、バキュームパ
ッド１０を支持する部材２１を吸着バー５の先端にピン
２２により回動自在に支持し、そのピン２２の端部に結
合したセクタギア２３と、エアシリンダ２４で駆動され
るラック２５とを噛み合わせている。これによりエアシ
リンダ２４の往復動をラックーピニオン機構でバキュー
ムパッド１０の首振り運動に変えることができる。

【００１８】前記前縁挟みチャック１２の開閉機構は、
たとえば図７Ａおよび図７Ｂに示す構成により実現しう
る。このものはホルダー２６の前端に一対のフィンガー
１７の基端をピン２７によって回転自在に連結し、その
基端の外側に突出させたレバー部２８をそれぞれ中間リ
ンク２９を介してエアシリンダ３０で押し引き駆動する
ようにしたものである。このものはエアシリンダ３０の
ロッド３１が前進するとレバー部２８の動作方向変換作
用でフィンガー１７が閉じ、後退すると開く。前記側縁
挟みチャック１４は図８Ａおよび８Ｂに示すように、側
縁挟みバー７の先端に設けたチャック回転駆動モータ３
１と、そのモータの回転軸３２に固着されるコ字状のブ
ラケット３３と、そのブラケットの上下の板にそれぞれ
対向するように取り付けられる一対のエア駆動のベロー
ズ３４と、そのベローズ３４の先端のチャック板３５と
から構成される。このものはチャック板３５の間に板材
１６を配置した後、上下のベローズ３４内にエアを送る
ことにより板材１６を挟みつけることができる。また板
材１６を保持した状態でチャック回転駆動モータ３１を
回転させることにより、板材１６を長軸まわりに、すな
わち前後方向に反転させることができる。

【００１９】つぎに前記のごとく構成される把持装置１
を用いてプレスブレーキに板材を供給し、取り出す手順
を説明する。把持装置１は図９に示すように、両側部３
６が同じ方向に折り曲げた製品３７、逆方向に折り曲げ
た製品３８、同じ方向に折り曲げたうえで、さらに外向
きに曲げた製品３９などに用いることができる。図１０
〜１２は前記逆向きに曲げた製品３７を製造する工程を
示している。図１０の工程ａではベース４を下向きにし
てバキュームパッド１０で板材１６を吸着し、原板スト
ック１１０から持ち出されている。このとき前縁挟みチ
ャック１２は前縁チャックシフト駆動機構１１を縮めて
後退させ、吸着バー５を伸ばすと共に、パッド首振り駆
動機構９はバキュームパッド１０の吸着面が吸着バー５
と直角になるように操作している。

【００２０】つぎに工程ｂで板材１６を保持したバキュ
ームパッド１０の向きを横向きにし、工程Ｃで前縁挟み
チャック１２を前進させて板材１６の前縁を挟み込む。
さらにバキュームパッド１０の吸着を解除し、首振り機
構により、バキュームパッド１０を下向きに戻し、さら
に吸着バー５を縮める。上記のようにバキュームパッド
１０、吸着バー５などの役割は、板材１６を原板ストッ
ク１１０から取り上げた時点で終了し、以下は前縁挟み
チャック１２により板材１６を保持、搬送する。

【００２１】図１１に示すように、板材１６をしっかり
と把持した前縁挟みチャック１２には、図２の第３アー
ム１０３を回転させることによりベース４ごと横向きに
される。さらに板材１６はプレスブレーキ（図２のＰ）
の金型Ｄと高さを合わせ、所定の曲げ位置までその自由
側縁を差し入れる（図１１の工程ｄ）。なおこの状態で
も、板材１６を不安定な下型上にあずけずに、前縁挟み
チャック１２は板材１６を保持し続けている。さらに図
１１の工程ｅに示すように、プレスブレーキのラム下降
動作に合わせて板材１６がＶ字状に曲げられるが、その
ときも前縁挟みチャック１２は板材１６を保持しつづ
け、板材１６の起き上がりと同調してロボットＲの第１
アームが軸心Ｃ１まわりに回転する。曲げ加工が終了す
ると、一旦半製品を金型Ｄ内から引き出し、把持装置全
体を手首（図１の主軸３）から回転させる。これにより
半製品が左右に反転（大トンボ）される（図１２の工程
ｆ）。なおＬ字状に曲げる製品の場合は、ここで加工が
終了する。

【００２２】両曲げ製品の場合は、再度半製品が金型Ｄ
内に挿入され、前記１回目の曲げ位置とは異なる部位を
上下の金型に合わせる（工程ｇ）。なお９０度曲げ型の
ような一般的な成形の場合、金型は共通化されており、
前記１回目と同じ金型Ｄを用いて前述と同じようにして
逆方向の曲げを行う（図１２の工程ｈ）。これにより図
９の製品３８が製造される。でき上った製品はそのま
ま、あるいは一定の検査完了後、製品台に載せられる。
以後は、再び工程ａ（図１０）に戻り、つぎの板材を吸
着する。

【００２３】上記のように前縁挟みチャック１２とバキ
ュームパッド１０を備えた把持装置１は、原板ストック
１１０から１枚の板材１６を吸着して持ち上げるまでは
バキュームパッド１０を利用し、その後、前縁挟みチャ
ック１２に持ち換え、加工、反転、再加工および取り出
しまで板材１６の前縁を挟んで保持、搬送、位置決めを
行う。そのため別個の中間台や反転装置などに一旦おく
必要がなく、生産タクトが大幅に向上する。ちなみに従
来の方法（図１７〜１８）では１４工程（２１０〜２８
０秒）が必要であったものが７工程（１０５〜１４０
秒）ですむようになり、生産タクトは約５０％向上し
た。また中間台や反転装置などに置く場合、位置ずれ誤
差が集積する問題があり、これを防ぐためにパネルにガ
イドピンなどを設けると、位置調整が厄介になるが図２
の加工システムではそれらの問題がない。

【００２４】つぎに図１３〜１４を参照して、側縁挟み
チャック１４を用いる場合を説明する。図１３ａ〜ｂに
示すように、原板ストック１１０からバキュームパッド
１０で板材１６を持ち上げ、バキュームパッド１０の向
きを変える点までは図１０の場合と同じである。この状
態で左右の側縁挟みチャック１４が伸び出して板材１６
の両側縁を把持する（図５参照）。なおバキュームパッ
ド１０は縮む（図１３ｃ）。そして両側縁を保持した状
態で板材１６の金型Ｄ内での位置決め、加工を行う（図
１３の工程ｄおよびｅ）。さらに半製品を取り出した
後、前後反転機構で半製品を前後方向に反転させる（図
１４に示す小トンボ工程）。さらに必要であれば左右反
転を行ったうえで、他方の側縁の曲げ加工を行う。それ
により図９の逆曲げの製品３８が製造される。図１４の
前後反転は左右反転に比して慣性モーメントが小さく、
迅速に反転させうる利点がある。

【００２５】以上、好ましい２〜３の実施例を説明した
が、他の実施例を採用することもできる。たとえばバキ
ュームパッドに代えて電磁石式の吸着機構を用いてもよ
い。また、吸着バーと挟みバーの両方を伸縮させる代わ
りに根元から開閉して干渉を避けることもできる。また
一方のバーを３段階で伸縮させれば他方のバーを固定し
ておくこともできる。また最終の取り出しを別個のロボ
ットで行わせて、生産タクトを上げるようにしてもよ
い。

【００２６】

【考案の効果】吸着機構で板材を原板ストックから持ち
上げ、その後、挟み機構に持ち替えてプレスブレーキへ
の供給、加工、取り出し反転を行うので、中間台や反転
機への受け渡しの必要がない。そのため生産タクトが向
上し、中間位置決めの手間が省ける。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の板材装置の一実施例を示す斜視図であ
る。

【図２】図１の把持装置を備えたロボットおよびその周
辺機械の一実施例を示す斜視図である。

【図３】本考案の吸着機構の一実施例を示す斜視図であ
る。

【図４】本考案の前縁挟み機構の一実施例を示す斜視図
である。

【図５】本考案の側縁挟み機構の一実施例を示す斜視図
である。

【図６】図６Ａおよび図６Ｂはそれぞれ本考案の吸着パ
ッド首振り機構の一実施例を示す正面図および側面図で
ある。

【図７】図７Ａおよび図７Ｂは前縁挟みチャックの開閉
機構の一実施例を示す概略図である。

【図８】図８Ａおよび図８Ｂは図８Ａおよび図８Ｂはそ
れぞれ本考案の側縁挟み機構の一実施例を示す平面図お
よび側面図である。

【図９】図９Ａ、９Ｂおよび９Ｃはそれぞれ本考案の把
持装置で把持する対象製品の例を示す斜視図である。

【図１０】本考案の把持装置を用いて板材を加工する場
合の一例を示す部分工程説明図である。

【図１１】図１０に続く工程を示す部分工程説明図であ
る。

【図１２】図１１に続く工程を示す部分工程説明図であ
る。

【図１３】本考案の把持装置を用いて板材を加工する場
合の他の例を示す部分工程説明図である。

【図１４】図１３に続く工程を示す部分工程説明図であ
る。

【図１５】従来の把持装置を備えたロボットおよびその
周辺機械の例を示す斜視図である。

【図１６】図１５の従来のロボットの側面図である。

【図１７】従来の把持装置を用いて板材を加工する場合
の一例を示す部分工程説明図である。

【図１８】図１７に続く工程を示す部分工程説明図であ
る。

【符号の説明】

１０３・・・第３アーム１・・・把持装置２・・・左右反転機構４・・・ベース５・・・吸着バー６・・・前縁挟みバー７・・・側縁挟みバー８・・・パッドシフト駆動機構９・・・パッド首振り駆動機構１０・・・バキュームパッド１１・・・前縁チャックシフト駆動機構１２・・・前縁挟みチャック１３・・・側縁チャックシフト駆動機構１４・・・側縁挟みチャック１６・・・板材Ｒ・・・ロボットＰ・・・プレスブレーキＤ・・・金型

フロントページの続き (56)参考文献特開平４−322981（ＪＰ，Ａ) 特開平１−226633（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−61766（ＪＰ，Ａ) 実開平４−122481（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】板材の一面を吸着保持するための吸着機構
がベースに対して伸縮駆動される吸着バーの先端に設け
られ、かつ吸着面が首振り駆動可能に構成されており、該吸着機構によって吸着された板材の周縁を両面から挟
んで保持するための挟み機構とを有し、この挟み機構が、ベースに対して前記吸着機構と平行に
伸縮駆動される挟みバーの先端に設けられ、かつ板材の
周縁を挟むように構成されており、さらに、前記吸着機構と挟み機構とが互いに独立して作
動可能であり、いずれか一方が作動するときに他方を退
避させるべく相対運動可能に構成されている板材把持装
置。
【請求項２】前記挟み機構で挟んだ板材をその場で反転
させる反転機構を備えている請求項１記載の装置。
【請求項３】前記ベースを左右方向に反転させる反転機
構を備えている請求項２記載の装置。
【請求項４】前記板材の両側縁を挟む挟み機構が、板材
を前後方向に反転させる反転機構を備えている請求項３
記載の装置。