JP2859688B2

JP2859688B2 - 折曲げ加工装置

Info

Publication number: JP2859688B2
Application number: JP10739190A
Authority: JP
Inventors: 貴行青木
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1999-02-17
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: JPH049217A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、プレスブレーキなど折曲げ加工装置に関す
る。

（従来の技術）プレスブレーキなど折曲げ加工装置では、曲げ加工用
の金型としてのパンチ及びダイを有し、これらの金型間
に介在された板状のワークを両金型の接近・離反動作に
よって折曲げ加工するものである。

従来の折曲げ加工装置は前記パンチまたはダイを支持
する金型ホルダを他の金型に対して接近・離反動作させ
る油圧または電気式サーボモータを有し、移動金型を固
定金型に対して位置決め制御するのが一般的である。

例えば、断面がＶ字形のダイを固定金型とし、前記ダ
イのＶ字形に対向する先鋭部を有するパンチを移動金型
として、ダイに対しパンチを接近・離反させる折曲げ加
工装置を考えるとき、予め試し曲げにより、両金型間に
介在されるワークを例えば90゜に曲げ、そのときのパン
チ位置を記憶させ、これを再生することにより製品の折
曲げ加工が実施される。

しかし、この種従来の折曲げ加工装置にあっては、試
し曲げによるパンチ位置が適正でないとき、製品曲げ角
に誤差を生じることがある。また、例え試し曲げが高精
度に行われ、試し曲げ用のワークが適正角に折曲げられ
ていたとしても、油圧サーボの油温や、環境温度、ある
いはワークの板厚の相違により折曲げ角度に誤差を生じ
ることがある。この誤差の発生を気づかずに加工を続行
すると、多数の不良品を発生してしまうことになる。

そこで、従来は、これら誤差を極力小さくするよう、
適宜条件変化、例えばワーク素材のロット変化に応じ、
前記移動金型の制御位置の微調整を行っていた。また、
不良品を発生させないため、曲げ角の検査を頻繁に行わ
ねばならなかった。

移動金型の制御方式は、移動位置に対する金型移動速
度をパターン設定し、パンチ上昇端からワーク当接位置
までは高速下降させ、その後低速化してワーク曲げ開始
し、最終的には微速として、いわゆるスプリングバック
を考慮したデプス位置まで追い込み、その後前記の上昇
端まで高速復帰させるというようなものである。

また、これらの曲げ作業において、ワーク供給サービ
スやワーク端を曲げに追従して支持するサポートサービ
スをロボットハンドを用いて略全自動で行うこともあ
る。

一方、これらの曲げ加工において、パンチ及びダイ間
に異物、特に人の手が入り込んだ状態で曲げ動作、特に
自動的な曲げ動作を行うと極めて危険で、また機器破損
を生じることになる。

そこで、従来、これら異物を発見することを目的とし
て、金型長手方向の両端部に発光体と受光体から成る光
電式の異物検出器を設け、この異物検出器が異物検出し
たとき機械動作を停止してアラームを発生するようにな
っている。

しかし、これら従来の異物検出器では、金型長手方向
の両端部間に何らかの物体、例えばロボットハンドが介
入しても、これを直ちに異物と認めてしまうので作業に
よっては使用不能となる場合が多く、多くの場合採用し
難いという問題点があった。

（発明が解決しようとする課題）上記の如く、従来の折曲げ加工装置にあっては、金型
制御位置を定めるのに繰り返しの試し曲げを行わなけれ
ばならず、またロボットの変更や環境変化に応じてその
微調整を行わなければならず、自動的な加工を阻害して
いた。

また、上記の光電式による異物検出器は使用し難い場
合が多く、これを装着しない場合には、安全管理上問題
が生じる。

そこで、本発明は、曲げ加工動作の途中で曲げ角度を
検出することにより検出角がスプリングバックを考慮し
た予定の曲げ角と一致するよう自動的な曲げ加工を実行
できると共に、併せて異物検出を行うことができる折曲
げ加工装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）前述のごとき問題に鑑みて、本発明は、第１図に概要
を示すように、板状のワークＷの折曲を行うパンチ１及
びダイ２と、上記パンチ１及びダイ２の側方位置から上
記パンチ１及びダイ２並びに前記ワークＷの端面形状を
撮像する撮像手段３と、前記撮像手段３によって撮像さ
れた画像を記憶するフレームメモリ25上において前記パ
ンチ１の画像およびワークＷの画像が通らない領域で上
記パンチ１の画像の少なくとも前側に設定されたウィン
ドウ内における異物を検出する異物検出手段４と、前記
撮像手段３によって撮像した前記ワークＷの端面画像か
ら前記ワークＷの曲げ角を検出する曲げ角検出手段５
と、前記異物検出手段４が異物を検出したときアラーム
処理を行うと共に、前記曲げ角検出手段５で検出した曲
げ角が予定の曲げ角となるように前記パンチ１とダイ２
の接近距離を制御する金型制御手段６と、を備えた構成
である。

（実施例）第２図に示す実施例において、折曲げ加工装置の一例
としてのプレスブレーキ７は、Ｃ字形の側面フレーム８
と、このフレーム８の前面側の上部及び下部に上部フレ
ーム９及び下部フレーム10を備えている。

前記上部フレーム９の内側には、昇降自在のラム11を
有し、このラム11の下部に、適宜パンチホルダを介して
パンチ12が固定されている。

また、前記下部フレーム10の上端には適宜ダイホルダ
13を介してパンチ12と対向するダイ14が固定されてい
る。

一方、前記側面フレーム８の一方には、CCDエリアセ
ンサを備えた視覚センサ15が設けられ、適宜フォーカス
位置を調整して両金型12,14の端面方向を撮像可能とな
っている。照明は反射型、透過型いずれの方式であって
もよい。

また、前記側面フレーム８の側方で前記視覚センサ15
の近傍には、該視覚センサ15の撮像信号を処理する画像
処理装置用のボックス16が配置され、このボックス16に
は、画像情報を表示するCRT装置17及び画像処理装置18
が収納されている。

さらに、他方の側面フレーム８の側面には前記ラム11
を昇降駆動するNC装置19が配置されている。

前記視覚センサ15が撮像した画像信号は画像処理装置
18に入力されるようになっている。また、画像処理装置
18はCRT装置17及びNC装置19と接続されている。さら
に、NC装置19は、前記ラム11を駆動するサーボ装置（図
示せず）をはじめとしてプレスブレーキ７の各種アクチ
ュエータ類及びセンサ類と接続されている。

NC装置19は、入力されたNCプログラムに基いて、また
後述するように画像処理装置18から出力された信号に基
いて所定のシーケンスを作動し、パンチ12を昇降駆動す
ると共に、ワーク供給サービス用のロボット等を連動動
作させるものである。

第３図に示すように、画像処理装置18は、システムバ
ス20に、前記視覚センサ15が撮像した画像信号S1をディ
ジタル変換して入力するA/D回路21と、処理プログラム
を格納するROM22と、一般的なRAM23と、画像処理を実行
するCPU24と、撮像された画像を記憶するフレームメモ
リ25と、前記CRT装置17やNC装置19と交信する通信イン
ターフェース26とを接続して成る。

上記画像処理装置18の処理内容を第４図に示した。

第４図について説明すると、まずステップ401では、
後述するウィドウの領域設定や異物検出方式の設定、あ
るいは角度検出方式など初期設定を行う。

次いで、ステップ402では、第５図に示すNC装置19の
加工作業信号を入力し、曲げ加工開始の信号S2に伴っ
て、ステップ403へ移行する。

ステップ403では、視覚センサ15で加工状態を撮像
し、その画像信号S1を入力し、第６図に示すように画像
をフレームメモリ25に記憶する。

次いでのステップ404では、第６図に示すように、パ
ンチの画像の前後に予め設定されたウィンドウW₁,W₂の
画像データＦを抽出し、例えば各画素Fiの２値化信号
（1,0）の総和をＦとして、異物の無い状態での正常時
の値F₀との差ΔＦをしきい値T_hと比較し、 |F₀−F|＜T_h のとき正常、そうでないとき異常、すなわち異物有りを
検出し、異物有りの場合にはステップ406へ移行する。
第６図においてダッシュ（′）符号で示す部材はダッシ
ュ（′）符号を付けない各部材の画像であることを示し
ている。また、パンチ画像12′の下方に示す破線12″は
パンチ12の下降時の状態を示している。ウィンドウW₁,W
₂はパンチ12及びワークＷが通らない領域に設定され
る。

ステップ406では警報出力し、この信号をNC装置19へ
伝達する。NC装置19は、この警報信号を入力し、機械を
安全方向に作動させる。

一方、ステップ405で正常、すなわち異物なしと判別
された場合は、ステップ407へ移行して角度検出処理を
実行する。

角度検出処理は、第６図の画像において、ワークＷの
画像Ｗ′よりワークＷの現在曲げ角θを検出するもので
ある。形状Ｗ′からその角度θを検出する演算方式は各
種提案されているが、ここではその演算方式を要旨とし
ないので、その詳細な説明は省略する。

ステップ408ではNC装置19に対して検出角度θを出力
する。ステップ402〜408の処理は、第５図の曲げ終了信
号S3が入力されるまで繰り返される。

以上により、本例では、ステップ405の判別により、
異物検出が行われ、人の手が介在されていないか、ある
いは予期せぬ事項ととしてロボットハンドが介在されて
いないかなどでの異常状態を判別でき、安全性を保障で
きる。フォーカス位置は、金型一端から他端にかけて移
動させ、金型全長において監視すればよい。

また、上記異物検出の例では、ウィンドウW₁,W₂のデ
ータＦと正常状態のデータF₀との差をしきい値と比較し
たが、物体有無を判別し、何らかの物体が現われたとき
アラームを出力するようにしてもよい。また、予期する
物体、例えばロボットハンドの一部をパターン認識し
て、この場合にはアラーム出力しないこともできる。

第７図に前記NC装置19によるパンチ制御方式の一例を
示した。縦軸はパンチ12の昇降軸（デプス軸）を、横軸
は時間を示している。

今、時刻T₀で加工開始されると加工開始信号S2が出力
され、パンチ12は高速で下降開始する。プレスブレーキ
７にロボットを制御するロボットコントローラが付属さ
れる折曲げセルにあっては、異物検出結果をロボットコ
ントローラにも出力し、ロボットを安全方向に動作させ
ることもできる。

そして、位置D₁で速度を低下させ、パンチ12の先端が
ワークＷに当接するまで下降を続ける。位置D₁はワーク
Ｗより上面側に距離ｌを置いて設定された位置である。

以後、パンチ12は下降を続けるが、この間、画像処理
装置18で第６図で示したような画像処理を行っているの
で、異物検出されており、かつパンチ12の先端とワーク
Ｗまでの距離を検出可能である。または、ワークＷが稀
かに曲げられる時点を検出可能である。

そこで、画像処理装置18からNC装置19にワーク当接確
認信号を出力すると、NC装置19はこれを認識し、この位
置D₂から速度を曲げ速度に低下させる。

そして、最終曲げ位置より稀かに手前側に設定された
位置（角度検出位置）D₃で時間Δｔ（例えば0.3秒）だ
け一事停止しこの間にワークの現在曲げ角θ_１を入力
し、この位置D₃での予定の曲げ角θ_０と比較し、その差
Δθ（θ_1-θ_０）だけ曲げるべくパンチ12を追加の量Δ
Ｄだけ送り込み、スプリングバックさせたのちに検出角
が目標げ角となったことを確認し、その後パンチを上昇
させて曲げ終了信号S3を出力する。

誤差Δθと追加の量ΔＤとの関係は、第８図に示すよ
うに、材質及び板厚並びに目標曲げ角の関係として補正
曲線l1,l2を定めておけばよい。

また、角度検出位置D₃は、ワーク当接位置D₂を基点と
して、第６図に示す画像からワークＷの板厚を検出し、
この板厚と金型形状との関係から自動設定するようにし
てもよい。

第９図に示す制御例は、第７図のものに対し、位置D₂
までは同様で、以後、例えば目標曲げ角より１゜位手前
から、40分、次いで15分、５分というように送り込みを
行いつつ検出角がスプリングバックを考慮した予定の曲
げ角となるよう繰り返しの追い込み制御を行った例であ
る。

本例でも誤差を５分〜10分以内に押えることが十分可
能であるが、第７図のものに対し、多少制御に時間的な
冗長性が残る。ただし、この冗長性は、画像処理装置18
の高速化により一時停止時間を除去し、連続処理とする
ことにより取り除かれ得るものである。

以上により、異物検出しつつ自動的な曲げ加工を実施
できる。

また、この場合、自動的な曲げ加工は、視覚センサ15
によりワークＷの端面形状を撮像し、その画像から角度
検出し、この検出がスプリングバックを考慮して予め設
定された予定の曲げ角と一致するよう曲げ制御するの
で、特別の試し曲げ作業をする必要がなく、かつ高精度
の曲げ加工を実施することができる。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適
宜の設計的変更を行うことにより、適宜態様で実施し得
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、本
発明においては、撮像手段３によってパンチ1,ダイ２お
よびワークＷの端面形状を撮像すると、曲げ角検出手段
５によってワークＷの曲げ角が検出され、金型制御手段
６によってパンチ１とダイと接近距離が制御されるの
で、撮像手段３によってワークＷの端面形状を撮像しつ
つ折曲げ加工を行うことにより、ワークＷの折曲げを正
確に行い得ることは勿論のこと、本発明によれば、前記
撮像手段３によって撮像された画像を記憶するフレーム
メモリ25上において、パンチ１の画像およびワークＷの
画像が通らない領域でパンチ１の画像の前側に設定され
たウィンドウ内における異物を検出する異物検出手段４
が設けてあるから、例えば作業者の手等が危険領域内に
入ったことを検出することができ、安全性の向上を図る
ことができるものである。

すなわち本発明においては、撮像手段３を、ワークＷ
の曲げ角検出及び異物検出両方に使用する構成であるか
ら、ワークＷの曲げ角を検出するためのセンサと異物を
検出するセンサとを個別に設ける必要がなく、構成がよ
り簡単になるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要を示す図、第２図は本発明の一実
施例に係るプレスブレーキの全体構成を示す説明図、第
３図は画像処理装置の構成を示すブロック図、第４図は
上記画像処理装置の処理内容を示すフローチャート、第
５図はNC装置が出力する加工作業信号の説明図、第６図
は視覚センサが捕えた画像の説明図、第７図はNC装置の
パンチ制御の一例を示すタイミングチャート、第８図は
その制御に用いる補正特性の説明図、第９図はNC装置の
他のパンチ制御方式を示すタイミングチャートである。 1,12……パンチ 2,14……ダイ３……撮像手段４……異物検出手段５……曲げ角検出手段６……金型制御手段 15……視覚センサ 18……画像処理装置 19……NC装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】板状のワーク（Ｗ）の折曲を行うパンチ
（１）及びダイ（２）と、上記パンチ（１）及びダイ
（２）の側方位置から上記パンチ（１）及びダイ（２）
並びに前記ワーク（Ｗ）の端面形状を撮像する撮像手段
（３）と、前記撮像手段（３）によって撮像された画像
を記憶するフレームメモリ（25）上において前記パンチ
（１）の画像およびワーク（Ｗ）の画像が通らない領域
で上記パンチ（１）の画像の少なくとも前側に設定され
たウィンドウ内における異物を検出する異物検出手段
（４）と、前記撮像手段（３）によって撮像した前記ワ
ーク（Ｗ）の端面画像から前記ワーク（Ｗ）の曲げ角を
検出する曲げ角検出手段（５）と、前記異物検出手段
（４）が異物を検出したときアラーム処理を行うと共
に、前記曲げ角検出手段（５）で検出した曲げ角が予定
の曲げ角となるように前記パンチ（１）とダイ（２）の
接近距離を制御する金型制御手段（６）と、を備えたこ
とを特徴とする折曲げ加工装置。