JP2786473B2 - 折曲げ加工機の曲げ角度補正装置 - Google Patents

折曲げ加工機の曲げ角度補正装置

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JP2786473B2 JP1105937A JP10593789A JP2786473B2 JP 2786473 B2 JP2786473 B2 JP 2786473B2 JP 1105937 A JP1105937 A JP 1105937A JP 10593789 A JP10593789 A JP 10593789A JP 2786473 B2 JP2786473 B2 JP 2786473B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/006Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves combined with measuring of bends

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、折曲げ加工機の曲げ角度補正装置に関す
る。
(従来の技術) ワーク特に板金の折曲げ加工において、目標の曲げ角
度を得るための加圧力の調整あるいはワーククランプ時
のクランプずれの調整には手間がかかる。従来、加圧力
の調整は試し曲げを繰り返し行いながら人手によって調
整していた。
(発明が解決しようとする課題) ところで、板金加工の高精度化の流れの中の曲げ加工
精度を追求していく上で、ワーク間のバラツキ特に圧延
方向の違い、ロットの違いなどのバラツキによる曲げ角
度誤差が無視出来なくなっている。そのため、現状では
この曲げ角度誤差を容易に解決する手段がなく、高精度
化へのネックとなっている。
特に、多品種少量生産に向く高精度ロボットセルにつ
いては、試し曲げなどの工程を入れることは、セルの目
的に反するものである。
また、高精度ロボットによって、ワークをクランプ
し、折曲げ加工機との連携の中でワークの曲げ加工を自
動で行うセルにおいて、ワーククランプ時のクランプず
れによるワーク位置決め誤差で加工精度の影響も無視で
きないのである。
この発明の目的は、折曲げ加工機に曲げ角度補正機
能,ワーククランプ時のワーク位置補正機能を兼ね備え
て高精度曲げ加工を自動的に行い得るようにした折曲げ
加工機の曲げ角度補正装置を提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 前述のごとき従来の問題に鑑みて、本発明は、パンチ
とダイとの間に介在させたワークを、上記パンチ、ダイ
によって折曲げる折曲げ加工機の曲げ角度補正装置にお
いて、前記ワークの端面形状を撮像する撮像手段と、こ
の撮像手段によって撮像された前記ワークの端面形状の
画像に基づいて前記ワークの現在曲げ角を検出する曲げ
角度検出手段と、この曲げ角度検出手段により検出され
た現在曲げ角度が予め設定されている目標曲げ角度にな
るように曲げ角度を補正する曲げ角度補正手段と、この
曲げ角度補正手段によって求められた補正曲げ角度に基
づいて曲げ加圧力を自動的に補正する曲げ加圧力補正手
段と、前記ワークをクランプして前記パンチとダイとの
間へワークを移送位置決めするワーククランプ手段と、
を備えてなり、前記ワーククランプ手段によってクラン
プされたワークを前記パンチとダイとの間へ移送位置決
めをする前に前記撮像手段の目標位置へ前記ワークの先
端部を位置せしめるべく移動位置決めし撮像したときの
ワークの現在先端位置と前記目標位置とに基づいてクラ
ンプずれ量を求め、この求めたクランプずれ値に基づき
ワークの位置補正を行ってワークの位置決めを行う構成
としてなるものである。
(実施例) 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
折曲げ機としてはプレスブレーキ,タンジエントベン
ダー,スインギングプレスなどがあげられるが、この発
明はスインギングプレスを例にとって説明する。
第11図を参照するに、スインギングプレス1における
ベース3の両側中央部には一体的にフレーム5が上下方
向へ延伸されている。このフレーム5の上部にはU字形
状のブラケット7がピン9にて枢支されている。
前記ブラケット7にはC型形状の本体フレーム11が回
動自在に設けられている。この本体フレーム11の先端第
11図において左側には、バンチホルダ13とダイホルダ15
がそれぞれ装着されている。このパンチホルダ13には上
金型としてのパンチ17が例えば往復動自在に装着されて
いる。ダイホルダ15には下金型としてのダイ19が固定し
て装着されている。
なお、パンチ17がパンチホルダ13に固定され、ダイ19
がダイホルダ15に往復動自在に装着されるようにしても
構わない。
前記本体フレーム11の上方には、一部を図示省略した
ロボットアーム21が例えば第11図において上下動自在,
左右方向自在かつ図示省略の支点を中心にして回動自在
に設けられている。このロボットアーム21の先端にはワ
ークWをクランするクランプジョー23を備えたワークク
ランパー25が装着されている。
上記構成により、ロボットアーム21の先端に装着され
たワーククランパー25のクランプジョー23でクランプさ
れ、本体フレーム11にパンチホルダ13、ダイホルダ15を
介して装着されたパンチ17とダイ19との間に位置決めさ
れ、パンチ17とダイ19との協働によりワークWに所望の
折曲げ加工がなされることになる。
前記本体フレーム11には撮像手段としての例えばCCD
カメラなどから視覚センサ27,29が取付けられている。
この視覚センサ27,29は第9図,第10図に示されている
ように、ワークWの断面形状を撮像できるように、曲げ
中心軸Aを通るように本体フレーム11に設置され、かつ
視覚センサ27,29の前面にはレンズ27A,29Aが設けられて
いる。このレンズ27A,29Aを通して第9図に示されてい
るように視野ヴイユ1,2の領域を撮影し、この領域はワ
ークWを曲げている最中に曲げ中心軸Aを境にワークW
の両断面が入るようにする。
第9図、第10図において、2台の視覚センサ27,29を
並べているが、1台でも、3台以上であっても構わな
い。本実施例においては2台の視覚センサ27,29を用い
た場合について説明する。
前記スインギングプレス1およびロボットアーム21に
はNC装置31が接続されており、このNC装置31により、ス
イギングプレス1およびロボットアーム21が数値制御で
動作されるものである。前記視覚センサ27,29には画像
処理装置33が接続されており、また、画像処理装置33に
は前記NC装置31と表示器35が接続されている。
上記構成により、視覚センサ27,29で撮像されたワー
クWの断面形状の像が映像信号として画像処理装置33へ
出力される。画像処理装置33からはその計測結果NC装置
31へフィードバックされることになる。
前記画像処理装置33の構成制御ブロック図が第1図に
示されている。第1図において、画像処理装置33は視覚
センサ27,29で撮像されたワークWの断面形状の映像信
号を選択する切換器37,映像信号をデジタルに変換するA
/D変換器39,デジタル信号を格納するフレームメモリ41,
CPU43,ROM45,RAM47およびI/O49などから構成されてい
る。
このI/O49には前記NC装置31,表示器35が接続されてい
る。NC装置31には予め入力装置にて入力されて設定され
る目標曲げ角度,目標ワーク先端位置が一時的に記憶さ
れている。
上記構成により、視覚センサ27,29からの映像信号は
切換器37によって選択され、A/D変換器39にてデジタル
化され、フレームメモリ41に格納される。CPU43ではNC
装置31からの曲げ角度検出指令に従い、後述する曲げ角
度検出アルゴリズムを実行し、フレームメモリ41に格納
されたワークWの曲げ断面の画像データより、ワークW
の曲げ角度を検出し、この結果がI/O49を介しNC装置31
又は表示器35へ出力されることになる。
また、NC装置31からのクランプずれ検出指令に従い、
後述するクランプずれ検出アルゴリズムを実行し、フレ
ームメモリ41に格納されたワークWの画像データよりワ
ークWのクランプずれ量を検出し、この結果がNC装置31
又は表示器35へ出力されることになる。
次に、曲げ角度検出方法について説明する。第2図に
示されているように、視覚センサ27,29にてワークWの
両曲げ断面を撮像する。第3図,第4図に示されている
ように、それぞれの画像において、曲げ断面像の近似直
線l1,l2を求め、視野ヴイユ1,2に対する角度θ1
検出する。
予め、視覚センサ27,29の設置時に計測しておいた視
覚センサ27と29間の設置角度差αも考慮に入れ、次式に
現在曲げ角度θが検出されることになる。この現在曲げ
角度θを検出する手段を曲げ角度検出手段と呼ぶ。
θ=θ+θ−α この検出された現在曲げ角度θと、予めNC装置31に記
憶されている目標曲げ角度θとがCPU43に取込まれ
て、Δθ=|θ−θ|が演算処理されて、補正曲げ角
度Δθが求められる。この補正曲げ角度Δθを求める手
段を曲げ角度補正手段と呼ぶ。
この曲げ角度補正手段で求められた補正曲げ角度Δθ
が許容値以上であれば、目標曲げ角度θに近ずくよう
にNC装置31に出力したり、あるいは表示器35に表示し
て、曲げ加圧力補正手段で曲げ加工力を自動的に差動さ
せて補正が行われる。
もし、補正曲げ角度Δθが許容値以下であれば折曲げ
加工を終了する。
クランプずれ検出方法について説明する。第5図およ
び第6図に示すごとく、ワーククランパー25のクランプ
ジョー23でクランプしたワーククランプ時に、NC装置31
にて、ワークWの先端を視覚センサ27の視野ヴイウ1内
の目標位置(x0,y0)に移動させる。このとき、移動量
は視覚センサ27の位置,(x0,y0)の座標値によって求
まるものである。
このワークWの現在先端位置を求める手段をワーク先
端位置検出手段と呼ぶ。
視覚センサ27で撮像されたワークWの先端位置の画像
より、目標とするワークWの先端位置(xw,xy)との偏
差d(y軸のみについて)を求める。この偏差dを求め
る手段をワーク位置補正手段と呼ぶ。この偏差dがクラ
ンプずれ量であり、位置補正データで、この偏差dをNC
装置31へ出力したり、あるいは表示器35に表示して位置
補正が自動又は手動にて行われる。
位置補正を行った後は、第7図に示されているよう
に、ワークWの先端からの距離LFの位置にて折曲げ加工
がなされるのである。
次に、この実施例における全体の動作を第8図に示さ
れたフローチャートを基にして説明する。
第8図においてクランプずれ検出処理がなされる。
すなわち、、NC装置31にてワーククランパー25のクラ
ンプジョー23でワークWをクランプし、第6図に示すご
とく、ずれ検出目標位置へ移動させる。、NC装置31か
ら画像処理装置33へクランプずれ検出指令を送る。、
画像処理装置33にて処理を開始する。、視覚センサ27
により映像を撮像し、画像処理装置33へ出力し、、ク
ランプずれ量を計測し、NC装置31へ出力する。、NC装
置31ではずれ量を補正し、所定の曲げ位置へ位置決めす
る。
曲げ加工処理がなされる。すなわち、、NC装置31
から画像処理装置33へ曲げ角度検出指令を送る。、画
像処理装置33で曲げ加工の処理を開始する。、視覚セ
ンサ27により、ワークWの断面像を画像処理装置33へ出
力し、、画像データを基にして、角度θの計測を行
う。
、視覚センサ29によりワークWの断面像を画像処理
装置33へ出力し、、画像データを基にして、角度θ
の計測を行う。、次に、画像処理装置33で、θ=θ
+θ−αの演算処理を行う。、この演算処理された
角度θをNC装置31へ出力し、NC装置31でこの角度θと予
め記憶されている目標曲げ角度θと偏差Δθを計算す
る。、次に、この偏差Δθが許容値以上ならば加圧力
の調整を行う。
而して、、上記からまでの工程を繰り返し、
、偏差Δθが許容値以下になると、曲げ角度補正の作
業が終了する。
このように、クランプずれ検出,補正、さらに曲げ角
度の検出、補正を自動的かつ容易に行うことができる。
したがって、高精度な折曲げ加工を自動的に行うことが
できる。
なお、この発明は前述した実施例に限定されることな
く、適宜の変更を行うことにより、その他の態様で実施
し得るものである。
[発明の効果] 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要
するに本発明は、ワーククランプ手段によってワークを
クランプし、パンチとダイとの間へワークを移送位置決
めする前に、撮像手段の目標位置へ前記ワークの先端部
を位置せしめるべく移動位置決めし撮像したときのワー
クの現在先端位置と前記目標位置とに基いてクランプず
れ量を求め、このクランプずれ量に基いてワークの位置
補正を行ってワークの位置決めを行う構成であるから、
ワーククランプ手段によってワークを把持したときにワ
ークを正確に把持しなかった場合であってもクランプず
れ量を求めて補正できるものであり、ブレスブレーキに
おけるバックゲージのごとき位置決め装置を有しない場
合であってもワークの正確な位置を正確に折曲げ加工す
ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る主要部を示し、画像処理装置の
構成制御ブロック図,第2図は視覚センサでワークの断
面部を撮像した状態図、第3図,第4図は曲げ角度を検
出するワークの断面部を撮像した拡大状態図、第5図,
第6図,第7図はワークのクランプずれを検出するワー
クの断面部を撮像した状態図、第8図はこの実施例の動
作を説明するフローチャート、第9図、第10図はワーク
の断面部を撮像する視覚センサの取付状態説明図、第11
図はこの発明を実施する一実施例のスイギングプレスの
斜視図である。 1……スイギングプレス(折曲げ加工機) 17……パンチ(上金型)、19……ダイ(下金型) 23……クランプジョー、25……クランパー 27,29……視覚センサ、31……NC装置 33……画像処理装置、35……表示器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パンチ(17)とダイ(19)との間に介在さ
    せたワーク(W)を、上記パンチ(17)、ダイ(19)に
    よって折曲げる折曲げ加工機の曲げ角度補正装置におい
    て、前記ワーク(W)の端面形状を撮像する撮像手段
    と、この撮像手段によって撮像された前記ワークの端面
    形状の画像に基づいて前記ワークの現在曲げ角を検出す
    る曲げ角度検出手段と、この曲げ角度検出手段により検
    出された現在曲げ角度が予め設定されている目標曲げ角
    度になるように曲げ角度を補正する曲げ角度補正手段
    と、この曲げ角度補正手段によって求められた補正曲げ
    角度に基づいて曲げ加圧力を自動的に補正する曲げ加圧
    力補正手段と、前記ワークをクランプして前記パンチと
    ダイとの間へワークを移送位置決めするワーククランプ
    手段と、を備えてなり、前記ワーククランプ手段によっ
    てクランプされたワークを前記パンチとダイとの間へ移
    送位置決めする前に前記撮像手段の目標位置(x0,y0
    へ前記ワークの先端部を位置せしめるべく移動位置決め
    し撮像したときのワークの現在先端位置(xw,yw)と前
    記目標位置(x0,y0)とに基づいてクランプずれ量
    (d)を求め、この求めたクランプずれ量(d)に基づ
    きワークの位置補正を行ってワークの位置決めを行う構
    成としてなることを特徴とする折曲げ加工機の曲げ角度
    補正装置。
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