JP3912885B2 - 曲げ加工装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺状の被加工物、例えばパイプや棒状材を曲げ加工する際に、2組の曲げ機構を移動して、被加工物の両側からその中央に向かって順次曲げ加工する曲げ加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、特公平5−13011号公報にあるように、パイプ等の長尺状の被加工物のほぼ中央を把持するチャック機構を備えると共に、チャック機構に把持された被加工物と平行に、かつその両側にそれぞれ設けられた2組の軌道上をチャック機構に向かって互いに対向して移動する2組の移動機構を設ける。
【0003】
そして2組の移動機構に被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を有する関節型ロボットをそれぞれ載置し、両関節型ロボットの先端に、被加工物の曲げ形状に応じた曲げ型と、曲げ型の周りを公転可能な締め型とにより被加工物を挟持し、締め型を公転させ被加工物を曲げ加工する曲げ機構をそれぞれ取り付けたものが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のものでは、曲げ加工終了後に、曲げ加工した被加工物をチャック機構から取り外して搬出するため、アンローディング装置を設けて、アンローディング装置により被加工物を搬出するようにしていた。このため、装置が大型になり、アンローディング装置のための設置スペースが必要になるという問題があった。
【0005】
本発明の課題は、大型化することなく被加工物の搬出を容易に行える曲げ加工装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
長尺状の被加工物を把持するチャック機構を備えると共に、前記チャック機構に把持された前記被加工物と平行に、かつその両側にそれぞれ設けられた2組の軌道上を前記チャック機構に向かって互いに対向して移動する第1及び第2移動機構を設け、該第1及び第2移動機構に前記被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を有する第1及び第2関節型ロボットをそれぞれ載置し、該第1及び第2関節型ロボットの先端に、曲げ型と、該曲げ型の周りを公転可能な締め型とにより前記被加工物を挟持し、前記締め型を公転させ前記被加工物を曲げ加工する曲げ機構をそれぞれ取り付けた曲げ加工装置において、
曲げ加工終了後に、前記第2関節ロボットの前記曲げ機構により前記被加工物を挟持して、前記第1関節型ロボットの前記曲げ機構の角度に応じて、前記第1関節型ロボットの前記曲げ機構と干渉しない方向に前記被加工物を移動してから前記被加工物をアンローデング位置に移動する自動搬出制御手段を備えたことを特徴とする曲げ加工装置がそれである。
【0007】
また、長尺状の被加工物を把持するチャック機構を備えると共に、前記チャック機構に把持された前記被加工物と平行に、かつその両側にそれぞれ設けられた2組の軌道上を前記チャック機構に向かって互いに対向して移動する第1及び第2移動機構を設け、該第1及び第2移動機構に前記被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を有する第1及び第2関節型ロボットをそれぞれ載置し、該第1及び第2関節型ロボットの先端に、曲げ型と、該曲げ型の周りを公転可能な締め型とにより前記被加工物を挟持し、前記締め型を公転させ前記被加工物を曲げ加工する曲げ機構をそれぞれ取り付けた曲げ加工装置において、
前記第1又は第2関節型ロボットに前記曲げ機構により前記被加工物を挟持して、ティーチングにより記憶された移動経路で前記被加工物をアンローディング位置に移動するティーチング搬出制御手段を備えたことを特徴とする曲げ加工装置がそれである。
【0008】
前記第1又は第2関節型ロボットに前記曲げ機構により前記被加工物を挟持して、ティーチングにより記憶された移動経路で前記被加工物をアンローディング位置に移動するティーチング搬出制御手段を備えると共に、前記自動搬出制御手段と前記ティーチング搬出制御手段とを選択する判断手段を備えた構成としてもよい。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、ほぼ中央にパイプ等の長尺状の被加工物1を把持可能なチャック機構2が設けられている。このチャック機構2は、図示しないチャック爪により被加工物1の外周を把持するように構成されている。
【0010】
また、チャック機構2に把持された被加工物1と平行に、かつ把持された被加工物1の両側に、それぞれ2本づつのレール3,4が敷設されて軌道6,8が設けられている。このレール3,4には、それぞれ移動台10,12がレール3,4上を移動可能に載せられている。
【0011】
そして、移動台10,12はそれぞれ軌道6,8の端に設けられた駆動機構14,16により回転されるチェーン18,20を介して軌道6,8に沿って移動されるように構成されている。この2台の移動台10,12、両軌道6,8、2組の駆動機構14,16等により第1及び第2移動機構22,24を構成している。
【0012】
前記両移動台10,12には、それぞれ第1及び第2関節型ロボット26,28が載置されており、この両関節型ロボット26,28は同一構成のものであり、両移動台10,12上にチャック機構2を中心にして対称となるように設けている。
【0013】
第1及び第2関節型ロボット26,28については、第2関節型ロボット28について詳細に説明する。本実施形態の第2関節型ロボット28は、移動台12上に固定された固定部30と、3本のアーム32,34,36と、固定部30及び各アーム32,34,36を接続すると共に被加工物1の軸方向と平行な軸の廻りで回動する3箇所の関節38,40,42とを有するものである。
【0014】
そして、第1及び第2関節型ロボット26,28の先端のアーム36には、それぞれ第1及び第2曲げ機構44,46が取り付けられている。この第1及び第2曲げ機構44,46も同一構成であるので、第2関節型ロボット28に取り付けた第2曲げ機構46について詳細に説明する。この第2曲げ機構46は、図4、図5に示すように、アーム36の軸の延長方向に曲げ型48の軸が同軸上に設けられており、曲げ型48には、その外周に曲げ半径に応じた溝50が形成されている。
【0015】
また、シリンダ52により駆動され曲げ型48に向かって移動して、曲げ型48と共に被加工物1を挟持する締め型54が設けられており、この締め型54は被加工物1を挟持した状態で曲げ型48の廻りを公転し、締め型54を所定の角度回転して、いわゆるコンプレッション曲げができるように構成されている。そして、この締め型54に並んで曲げ加工時の反力を受ける圧力型56が設けられている。
【0016】
次に、本実施形態の電気系統を図6に示すブロック図によって説明する。本装置はホストコンピュータ100、第1制御装置102、第2制御装置104によって駆動・制御されて被加工物1の加工を行う。ホストコンピュータ100は、周知のCPU106、ROM108、RAM110を論理演算回路の中心として構成され、図示しないキーボードや表示装置等との入出力を行なう入出力回路114等をコモンバス116を介して相互に接続されて構成されている。
【0017】
本実施形態では、曲げ加工データは、作業者により操作されるキーボードからホストコンピュータ100に入力される。ホストコンピュータ100から、第1,第2関節型ロボット26,28の動作に応じて作成されたそれぞれのプログラムが、それぞれ第1制御装置102、第2制御装置104に送信される。
【0018】
第1制御装置102は、周知のCPU120、ROM122、RAM124を論理演算回路の中心として構成され、外部のサーボモータ等との入出力を行う入出力回路126等をコモンバス128を介して相互に接続されて構成されている。
【0019】
CPU120は、各第1曲げ機構44、チャック機構2、第1移動機構22、第1関節型ロボット26、第1ティーチングボックス130からの信号を入出力回路126を介して入力する。一方、これらのデータや信号及びROM122、RAM124内のデータに基づいてCPU120は、入出力回路126を介して第1曲げ機構44、チャック機構2、第1移動機構22、第1関節型ロボット26を駆動する駆動信号を出力し、各機構を制御している。
【0020】
一方、第2制御装置104は、第1制御装置102とほぼ同様の構成であり、周知のCPU150、ROM152、RAM154を論理演算回路の中心として構成され、外部のサーボモータ等との入出力を行う入出力回路156をコモンバス158を介して相互に接続されて構成されている。
【0021】
CPU150は、各第2曲げ機構46、第2移動機構24、第2関節型ロボット28、第2ティーチングボックス160からの信号を入出力回路156を介して入力する。一方、これらのデータや信号及びROM152、RAM154内のデータに基づいてCPU150は、入出力回路156を介して各第2曲げ機構24、第2移動機構24、第2関節型ロボット28を駆動する駆動信号を出力し、各機構を制御している。
【0022】
次に、前述した本実施例の曲げ加工装置の作動について説明する。
まず、長尺状の被加工物1のほぼ中央を、チャック機構2により把持する。そして、駆動機構14,16によりチェーン18,20を介して両移動台10,12を所定の位置まで移動する。この移動位置は、両移動台10,12がチャック機構2を中心として対称となる位置にある必要はなく、曲げ加工形状に応じてそれぞれ別個の所定の位置に移動すればよい。
【0023】
両移動台10,12を移動して、第1及び第2関節型ロボット26,28を所定の位置まで移動した後、予め設定された動作で、例えば、第2関節型ロボット28の場合で説明すると、各関節38,40,42を回転して、曲げ型48の溝50の曲げ開始位置が被加工物1に当接するように移動する。このとき、被加工物1の曲げ方向に曲げ型48の溝50が沿うように、各関節38,40,42が回転される。
【0024】
次に、第2曲げ機構46の締め型54を移動して、曲げ型48と締め型54とにより被加工物1を挟持し、圧力型56を被加工物1に当接させてから、締め型54を曲げ型48の廻りに予め設定された所定角度公転させて(図4矢印C)、被加工物1を曲げ加工する。
【0025】
所定角度締め型54を公転させて被加工物1を所定角度で曲げ加工した後、締め型54と圧力型56とを移動して、被加工物1の挟持を解放する。尚、第1関節型ロボット26の曲げ機構44においても同様の動作が実行されて、被加工物1が曲げ加工される。
【0026】
一箇所での曲げ加工を終了すると、再び両駆動機構14,16を駆動して、次の曲げ加工位置まで、両移動台10,12をチャック機構2に向かって互いに対向して移動させる。次の曲げ加工位置まで移動すると、前述したと同様に、第1及び第2関節型ロボット26,28により第1及び第2曲げ機構44,46を所定の曲げ方向となるように移動する。
【0027】
そして、第1及び第2曲げ機構44,46により被加工物1を所定の角度、所定の曲げ方向に曲げ加工する。こうして、前述した動作を繰り返し実行して、チャック機構2に把持された被加工物1を、その両端側からチャック機構2に向かって順次曲げ加工していく。
【0028】
次に、曲げ加工終了後に実行されるアンローディング制御処理について、図7によって説明する。
まず、曲げ加工が終了すると、自動によりアンローディングするか否かを判断する(ステップ200)。自動によるか否かは、図示しないキーボート等により予め設定される。自動によりアンローディングすると判断されると、第1関節型ロボット26の第1曲げ機構44のひねり角度を判断する(ステップ210)。
【0029】
このひねり角度とは、第1関節型ロボット26の第1曲げ機構44が被加工物1を最後に曲げ加工したときの、第1曲げ機構44の角度をいう。図8(イ)では、第1関節型ロボット26を実線で、第2関節型ロボット28を二点鎖線で示している。図示するように、第1曲げ機構44の曲げ型の中心軸が鉛直方向にあるときに、ひねり角度を0度とし、時計方向の回転角度を正の角度で、反時計方向の回転角度を負の角度とする。
【0030】
まず、第1曲げ機構44のひねり角度が−30度から20度の範囲内にあるか否かを判断し(ステップ210)、この範囲内にあるときには図8(イ)に示すように、第2曲げ機構46により被加工物1を挟持した状態で、被加工物1を第1曲げ機構44の曲げ型の溝から外すために、第2関節型ロボット28により、溝内の位置P0 にある被加工物1を図矢印方向に、締め型と曲げ型とのほぼ中間の位置に水平方向に移動する。そして、上方に移動して曲げ機構44から抜き出した後、アンローディング位置Pa に向かって移動する第1パターン処理を実行する(ステップ220)。
【0031】
一方、第1曲げ機構44のひねり角度が、図8(ロ)に示すように、20度から120度の範囲内にあるときには(ステップ230)、まず、第1曲げ機構44の溝から外すために、第1関節型ロボット26により第1曲げ機構44を、二点鎖線で示すように、上方に移動する。その後、第2関節型ロボット28により被加工物1を、第1曲げ機構44から外すために、水平方向に移動してから、アンローディング位置Pa に向かって移動する第2パターン処理を実行する(ステップ240)。
【0032】
また、第1曲げ機構44のひねり角度が、図8(ハ)に示すように、120度から250度の範囲内にあるときには(ステップ250)、第1曲げ機構44の溝から外すために、第1関節型ロボット26により第1曲げ機構44を、二点鎖線で示すように、図右方向に移動する。その後、第2関節型ロボット28により被加工物1を、第1曲げ機構44から外すために、下方に移動してから、第1曲げ機構44との干渉を避けるようにして、第1曲げ機構44に沿って移動し、次に、アンローディング位置Pa に向かって移動する第3パターン処理を実行する(ステップ260)。
【0033】
更に、第1曲げ機構44のひねり角度が、図8(ニ)に示すように、前述した範囲外のときには、他のパターン処理を実行する(ステップ270)。例えば、第1曲げ機構44が270度の位置にあるときには、第1曲げ機構44の溝から外すために、第1関節型ロボット26により第1曲げ機構44を、二点鎖線で示すように、下方に移動する。その後、第2関節型ロボット28により被加工物1を、第1曲げ機構44から外すために、水平方向に移動してから、第1曲げ機構44との干渉を避けるようにして、第1曲げ機構44に沿って移動し、次に、アンローディング位置Pa に向かって移動する。
【0034】
このように、第1曲げ機構44のひねり角度に応じて、被加工物1が溝にはまっている位置P0 からアンローディング位置Pa に移動するパターンを数種類に限定できる。第1曲げ機構44のひねり角度によって、パターンを選択して第2関節型ロボット28により、被加工物1をアンローディング位置Pa に移動する。
【0035】
一方、ステップ200の処理により、自動でないと判断されると、ティーチングによる処理を実行する(ステップ280)。第1関節型ロボット26により第1曲げ機構44を移動すると共に、第2関節型ロボット28により被加工物1をアンローディング位置Pa に移動する経路をティーチングして、記憶する。
【0036】
ステップ280の処理により、このティーチングにより記憶された移動経路にしたがって、第1関節型ロボット26及び第2関節型ロボット28が被加工物1を第1曲げ機構44の溝から外して、アンローディング位置Pa に移動する。尚、ステップ210〜270の処理の実行が自動搬出制御手段として働き、ステップ280の処理の実行がティーチング搬出制御手段として働く。
【0037】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【0038】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の曲げ加工装置は、特別のアンローディング装置を設ける必要がないので、装置の設置スペースの増加を招くことがなく、曲げ加工した被加工物をアンローディング位置に搬出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態としての曲げ加工装置の正面図である。
【図2】本実施形態の曲げ加工装置の平面図である。
【図3】本実施形態の第2関節型ロボットの拡大側面図である。
【図4】本実施形態の第2曲げ機構の拡大平面図である。
【図5】本実施形態の第2曲げ機構の拡大側面図である。
【図6】本実施形態の曲げ加工装置の制御装置の一例を示すブロック図である。
【図7】本実施形態の制御装置において行われるアンローディング制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図8】本実施形態の第1関節型ロボットの第1曲げ機構のひねり角度に応じた搬出経路を示す説明図である。
【符号の説明】
1…被加工物 2…チャック機構
22…第1移動機構 24…第2移動機構
26…第1関節型ロボット 28…第2関節型ロボット
38,40,42…関節 44…第1曲げ機構
46…第2曲げ機構 48…曲げ型
54…締め型 56…圧力型
100…ホストコンピュータ
102…第1制御装置 104…第2制御装置
Claims (3)
- 長尺状の被加工物を把持するチャック機構を備えると共に、前記チャック機構に把持された前記被加工物と平行に、かつその両側にそれぞれ設けられた2組の軌道上を前記チャック機構に向かって互いに対向して移動する第1及び第2移動機構を設け、該第1及び第2移動機構に前記被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を有する第1及び第2関節型ロボットをそれぞれ載置し、該第1及び第2関節型ロボットの先端に、曲げ型と、該曲げ型の周りを公転可能な締め型とにより前記被加工物を挟持し、前記締め型を公転させ前記被加工物を曲げ加工する曲げ機構をそれぞれ取り付けた曲げ加工装置において、
曲げ加工終了後に、前記第2関節ロボットの前記曲げ機構により前記被加工物を挟持して、前記第1関節型ロボットの前記曲げ機構の角度に応じて、前記第1関節型ロボットの前記曲げ機構と干渉しない方向に前記被加工物を移動してから前記被加工物をアンローデング位置に移動する自動搬出制御手段を備えたことを特徴とする曲げ加工装置。 - 長尺状の被加工物を把持するチャック機構を備えると共に、前記チャック機構に把持された前記被加工物と平行に、かつその両側にそれぞれ設けられた2組の軌道上を前記チャック機構に向かって互いに対向して移動する第1及び第2移動機構を設け、該第1及び第2移動機構に前記被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を有する第1及び第2関節型ロボットをそれぞれ載置し、該第1及び第2関節型ロボットの先端に、曲げ型と、該曲げ型の周りを公転可能な締め型とにより前記被加工物を挟持し、前記締め型を公転させ前記被加工物を曲げ加工する曲げ機構をそれぞれ取り付けた曲げ加工装置において、
前記第1又は第2関節型ロボットに前記曲げ機構により前記被加工物を挟持して、ティーチングにより記憶された移動経路で前記被加工物をアンローディング位置に移動するティーチング搬出制御手段を備えたことを特徴とする曲げ加工装置。 - 前記第1又は第2関節型ロボットに前記曲げ機構により前記被加工物を挟持して、ティーチングにより記憶された移動経路で前記被加工物をアンローディング位置に移動するティーチング搬出制御手段を備えると共に、前記自動搬出制御手段と前記ティーチング搬出制御手段とを選択する判断手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の曲げ加工装置。
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