JP3519092B2 - ロボットによるワークハンドリング方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ローディング装置に積
載された材料（板材、ワーク）を取りに行き、板材曲げ
加工機に運び、材料の位置決めを行い曲げ加工をするロ
ボットによるワークハンドリング方法および装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロボットを用いて板材を運び板材
曲げ加工機で曲げ加工をする際に、材料はローディング
装置に積載されている。ロボットは動作プログラムによ
り、ローディング装置上の材料を取りに行き、これを板
材曲げ加工機に運び、位置決めを行い曲げ加工を行う。
この際、ローディング装置に材料を取りに行く動作は、
動作プログラムによって決まっているから、ロボットは
常に同一姿勢で材料を取りに行くように構成されてい
た。

【０００３】ロボットを使い材料を板材曲げ加工機で曲
げるとき、金型に対して材料の曲げる位置が平行でなく
てはならない。もし、平行でないときは、位置決めセン
サにより平行になるように補正する必要がある。位置決
めセンサの情報によりロボットに補正動作をさせて材料
を平行にする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ローディン
グ装置上に材料が正しく積載されていればよいが、もし
積み形にズレがあると、ロボットは材料をズレたまま取
り上げ、次の動作からはそのズレを補正するための動作
が必要になり、加工時間が余分に掛るという問題があっ
た。

【０００５】すなわち、材料の端部にロボットのグリッ
パが平行であれば、グリッパは平行にワークに当てるだ
けでアライメント時間が少なく済む。材料にズレがある
と、クリッパは平行度を出すように首を振ることになり
アライメントに時間が掛る。

【０００６】従って、位置決めセンサの情報に基づき、
ロボットが材料を平行にする補正動作には時間が掛る。

【０００７】ロボットは、常に同じ位置に同じ動作で材
料を取りに行く。そのために、ローデイング装置に材料
を積むときに生じたズレにより、次の位置決めに掛る時
間が決まる。この際、材料が同じようにズレを生じてい
ると、ロボットは常に同じ補正を掛けなければならなく
なり、それだけ時間が無駄になる。

【０００８】アライメントは本来自分自身が行うなら
ば、至極簡単に端面合せをすることが可能である。しか
し、グリッパで行う場合、一定のアルゴニズムで実施し
なければならず、曲げ加工ロボットの稼働効率の向上の
ための大きな決め手であった。

【０００９】以上のように、位置決めセンサによる位置
決め時間は、ロボットが材料を取った時に、その材料と
ロボットのクリッパとが平行であるかどうかにより、か
なり変化する。このために、材料をロボットクリッパに
対して平行になるように、材料をローディング装置上に
載置する必要があるが、材料が通常前加工でしかるべき
形状に加工されていて、複数枚を重畳しているために平
行が出し難い。そのズレ量は一定である場合が多い。

【００１０】本発明の目的は、上記問題点を改善するた
めに、材料のズレ量が加工中に復習されて、次の加工に
フィードバックさせてゲージング（計測）時間が短縮さ
れるロボットによるワークハンドリング方法および装置
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために鑑みてなされたものであり、請求項１に係
る発明は、ローディング装置に積載された材料を取りに
行き板材曲げ加工機に運び、この板材曲げ加工機に対し
て材料の位置決めを行うロボットによるワークハンドリ
ング方法において、前記板材曲げ加工機に対して材料の
位置決めをするための位置決めセンサの検出する位置決
め補正量を記憶し、前記位置決め補正量により、前記ロ
ーディング装置へ前記ロボットが材料を取りに行くとき
に、前記記憶された補正量の補正分を前記ロボットの移
動により補正して材料を把持するロボットによるワーク
ハンドリング方法である。

【００１２】請求項２に係る発明は、ローディング装置
に積載された材料を取りに行き板材曲げ加工機に運び材
料の位置決めを行うロボットによるワークハンドリング
装置において、前記板材曲げ加工機に設けられ前記材料
の位置決めをするための位置決めセンサと、この位置決
めセンサの検出する位置決め補正量の補正分を考慮した
ロボット動作プログラムを記憶するメモリ装置と、前記
ロボット動作プログラムにより前記ロボットが前記ロー
ディング装置へ材料を取りに行くときの移動量を補正し
て材料を把持するように制御する演算制御装置とを備え
るロボットによるワークハンドリング装置である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて、詳
細に説明する。

【００１４】図３は本発明が実施された板材曲げ加工機
用ロボットの概略構成図、図４は図３のグリップの分解
図を示す。図３，図４において板材曲げ加工機１は、例
えばプレスブレーキ等よりなるもので、この板材曲げ加
工機１の左前方には、材料９を載置するローデイング装
置３が設けられている。

【００１５】このローデイング装置３に対して、板材曲
げ加工機１と協働して曲げ加工を行うために、板材曲げ
加工機１の前方に板材曲げ加工機用ロボット５が配置さ
れている。このロボット５は、マイクロプロセッサのよ
うな制御装置７によって制御される。

【００１６】また、ロボット５は、板材曲げ加工機１と
協働して板材９に曲げ加工を行うマニピュレータ１１を
備えている。このマニュピユレータ１１は、板材曲げ加
工機１の下部フレーム１３に、一体的に取付けらたベー
スプレート１５に装着されている。

【００１７】より詳細には、ベースプレート１５の前面
には、このベースプレート１５に沿って移動自在な第１
移動台１７が設けられている。この第１移動台１７に
は、上部側が前後方向に拡大された扇形状部１９が設け
られている。この扇形状部１９には、扇形状部１９に沿
って移動自在な第２移動台２１が支持されている。

【００１８】この第２移動台２１には、第２移動台２１
の移動方向に対して直交する方向に移動自在な昇降支柱
２３が支持されている。

【００１９】この昇降支柱２３の上部には、ほぼ前後方
向に延伸したアーム２５が適宜に固定され、このアーム
２５の先端部に板材９の一側端部を把持自在な板材把持
装置（グリッパ）２７が装着されている。

【００２０】より詳細には、グリッパ２７は、板材曲げ
加工機１に対して左右方向に延伸するＢ軸を中心として
上下方向に回転自在に設けられていると共に、Ｂ軸と直
交するＡ軸を中心として旋回自在に設けられている。

【００２１】具体的には、アーム２５の先端部に、図４
に示すように回動筒２９がＡ軸、Ｂ軸を中心として旋
回、回動自在に設けられている。この回動筒２９内に
は、軸Ａに沿って伸縮自在なピストンロッドのようなロ
ッド３１を備えた線形アクチュエータ３３が設けられて
いる。

【００２２】この回動筒２９およびロッド３１には、上
部ブラケット３５、下部ブラケット３７が設けられ、こ
の上部および下部ブラケット３５，３７には、板材９を
把持するための上部ジョー３９および下部ジョー４１が
着脱自在に取付けられている。なお、上部および下部ブ
ラケット３９，４１には、相互の回動を防止するための
穴４３およびピン４５がそれぞれ設けられている。

【００２３】上述のように構成されたことにより、上部
および下部ジョー３５，３７は、相互に近接離反自在に
駆動されると共に、板材曲げ加工機１の決った基準系に
対して、５個の軸（軸Ａ，Ｂ，相互に直交する３つの
軸）に沿って移動自在である。

【００２４】図１は本発明のワークハンドリング装置の
一実施例のブロック図を示す。図においてワークハンド
リング装置４７は、主として板材曲げ加工機１のバック
ゲージに設けられた材料位置決めセンサ装置４９と、ロ
ボット５の各軸制御装置５１と、各動作演算記憶装置５
３および制御装置７（図３）とは別個に設けられた演算
制御装置（ＣＰＵ）５５とから構成されている。

【００２５】材料位置決めセンサ装置４９は、バックゲ
ーシ５７に設けられた位置決めセンサ５９の検出信号を
アナログ−デジタル変換するＡ／Ｄ変換器６１と、バッ
クゲージ５７の位置変更を行う駆動モータ６３を操作す
る増幅器６５とからなる。この位置変更は、位置検出セ
ンサであるエンコーダ６４によってＩ／Ｏ装置６７を介
してフィードバックされる。

【００２６】各軸制御装置５１は、Ｉ／Ｏ装置６７と、
軸制御部６９およびロボット５の各軸の駆動モータ部７
１とからなる。

【００２７】各動作演算記憶装置５３は、材料形状演算
部７３と、この材料形状をメモリする材料メモリ７５
と、ロボットグリッパ２７のアライメント動作点を演算
する動作点演算部７７と、この動作点をメモリする動作
点メモリ７９と、これらの情報に基づき動作経路を演算
する動作経路演算部８１と、この演算部８１の動作経路
をメモリする動作経路メモリ８３および加工プログラム
メモリ８５とからなる。

【００２８】演算制御装置５５は、上述のような外部入
力情報および内部演算データに基づく演算処理を行い、
ロボット５のマニュピュレータ１１の各軸モータ部７１
を軸制御部６９を介して制御するものである。

【００２９】次に、図２は本発明のワークハンドリング
装置のフローチャートを示す。図においてステップ１
（S1）では位置決めセンサ５９をパラメータとして材料
９の位置を補正する必要があるかどうか判断し、補正の
必要がなければステップ２（S2）で通常動作のゲージン
グを行う。補正の必要があればステップ３（S3）でサン
プリング回数を設定し、ステップ４（S4）でロボット５
で材料９を取上げる。

【００３０】次に、ステップ５（S5）で材料９を板材曲
げ加工機１の曲げ位置に移動し、ステップ６（S6）で曲
げ位置の補正動作を行い、ステップ７（S7）で指定回数
を繰り換えし、ステップ８（S8）で補正量を解析して、
ステップ９（S9）で補正量に規則性なしと判断すれば、
ステップ１０（S10 ）で指定回数新しいデータを入れて
移動平均の手法により最も近い補正値を計算し、その記
録を変更し、ステップ１１（S11 ）で新しい補正量を記
録し、ステップ１２（S12 ）で次動作を繰り換えし行
い、ステップ１３（S13 ）でゲージング動作を修了す
る。

【００３１】また、補正量に規則性があると判断すれ
ば、ステップ１４（S14 ）で次動作を繰り換えし行い、
ステップ１５（S15 ）でこの動作を修了し、ステップ１
６（S16 ）で次の取り付け位置の補正を行うものであ
る。

【００３２】以上のように、ローデイング装置３より材
料９を取り、位置決めセンサ５９により材料９の位置決
めを行った際に、その補正量が記憶され、補正の掛け方
に規則性がある場合には、ローデイング装置３へ材料９
を取りに行くときに、その補正分をロボット５の移動に
より補正して、材料９を把持するようにすることによっ
て、その位置決め時間が大幅に短縮される。

【００３３】同様に、２回目以降の曲げ加工の時には、
前回までの位置決め誤差を補正するように、アライメン
トを開始する位置を修正し、アライメント時間を含む位
置決め時間を短縮することが可能である。このように位
置決め時間を短縮することによって、加工時間が短縮さ
れる。

【００３４】なお、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、他
の態様においても実施することが可能であって、ポテン
ショメータを使用して位置決めを行いロボットを使用す
る機械全般に亘り適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】上述の説明ですでに明らかなように、本
発明のロボットによるワークハンドリング方法および装
置は、材料の位置決めをする位置決めセンサの検出する
位置決め補正量を記憶し、前記位置決め補正量により前
記ロボットの移動量（グリッパ）を補正して前記ローデ
ィング装置へ材料を取りに行くことによって、従来技術
の問題点が有効に解決される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワークハンドリング装置の一実施例の
ブロック図である。

【図２】図１のワークハンドリング装置のフローチャー
トである。

【図３】本発明が実施された板材曲げ加工機用ロボット
の概略構成図である。

【図４】図３のグリップの分解図である。

【符号の説明】

１ 板材曲げ加工機 ３ ローデイング装置 ５ ロボット ９ 板材 １１ マニピュレータ ２７ グリッパ ４７ ワークハンドリング装置 ４９ 材料位置決めセンサ装置 ５１ 各軸制御装置 ５３ 各動作制御装置 ５５ 演算制御装置 ５９ 位置決めセンサ ７３ 材料形状演算部 ７５ 材料メモリ ７７ 動作点演算部 ７９ 動作点メモリ ８１ 動作経路演算部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ローディング装置に積載された材料を取
   りに行き板材曲げ加工機に運び、この板材曲げ加工機に
   対して材料の位置決めを行うロボットによるワークハン
   ドリング方法において、 前記板材曲げ加工機に対して材料の位置決めをするため
   の位置決めセンサの検出する位置決め補正量を記憶し、 前記位置決め補正量により、前記ローディング装置へ前
   記ロボットが材料を取りに行くときに、前記記憶された
   補正量の補正分を前記ロボットの移動により補正して材
   料を把持することを特徴とするロボットによるワークハ
   ンドリング方法。
2. 【請求項２】 ローディング装置に積載された材料を取
   りに行き板材曲げ加工機に運び材料の位置決めを行うロ
   ボットによるワークハンドリング装置において、 前記板材曲げ加工機に設けられ前記材料の位置決めをす
   るための位置決めセンサと、この位置決めセンサの検出
   する位置決め補正量の補正分を考慮したロボット動作プ
   ログラムを記憶するメモリ装置と、前記ロボット動作プ
   ログラムにより前記ロボットが前記ローディング装置へ
   材料を取りに行くときの移動量を補正して材料を把持す
   るように制御する演算制御装置とを備えることを特徴と
   するロボットによるワークハンドリング装置。