JP4430198B2 - 曲げ加工システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレスブレーキでワークを曲げ加工する際にワークを一時的に掴み換えてから曲げ加工を続行する曲げ加工システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベンディングロボットを用いてプレスブレーキにて曲げ加工を行う際に、加工途中でロボットによりワークをクランプ又は吸着して保持する箇所を掴み換えする必要がある。この場合、ワークを掴み換えするために一時的にワークを保持するための掴み換え台が設けられている。
【０００３】
例えば、ワークＷが図示せざる掴み換え台に載置された後に、図１２に示されているようにロボット２０１のロボットヘッド２０３に備えたクランプ部２０５によりワークＷの端縁が実線から２点鎖線につかみ換えされる場合と、図１３に示されているようにロボットヘッド２０３に備えた吸着パッド２０７によりワークＷの表裏面を実線から２点鎖線へ変更して吸着、換言すれば“掴み換え”が行われる場合がある。
【０００４】
また、図１４を参照するに、従来の曲げ加工システムとしては、ベース２０９上にロボット２１１、プレスブレーキ２１３、ワーク供給装置２１５、ワークポジショナ２１７、ワーク掴み換え装置２１９、金型ラック２２１（金型支持装置）、ハンドラック２２３（把持部支持装置）が設けられている。ベース２０９の外には制御装置２２５、ワーク載置台２２７が設けられている。
【０００５】
ロボット２０１は、昇降部２２９、旋回部２３１、伸縮部２３３、頭部回転部２３５、首振り部２３７、取付プレート回転部２３９が備えられている。頭部回転部２３５にはワークＷをクランプするロボットハンド２４１が設けられている。
【０００６】
ワーク掴み換え装置２１９は、掴み換えベース２４３上に掴み換えハウジング２４５が設けられており、この掴み換えハウジング２４５には上下に対向する掴み換えアーム２４７が相互に接近、離反する方向へ回動自在に設けられている。掴み換えアーム２４７の先端側は掴み換えハウジング２４５の外に突出されており、先端の対向側にワークＷをクランプする掴み換え挟圧部２４９が突設されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来においては、図１３に示されているようにワークＷの表裏面を吸着パッド２０７により掴み換える場合はワークＷの裏面からロボットヘッド２０３がワークＷに接近するための空間領域がないと、掴み換えができないという問題点があった。
【０００８】
また、図１４に示されているワーク掴み換え装置２１９はワークＷを上下にクランプする態様であるので、ワークＷの表面と裏面をクランプ又は吸着する際に掴み換えアーム２４７とロボットハンド２４１が干渉する事態が生じてくるためにロボットハンド２４１の接近性が良くないという問題点があった。
【０００９】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、曲げ加工の途中でワークを掴み換えする際に、ロボットによりワークの表裏を容易にクランプ又は吸着して効率よくワークの掴み換えを行い得る曲げ加工システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の曲げ加工システムは、板状のワークに折曲げ加工を行う上下の金型を備えた上部、下部テーブルからなる曲げ加工機と、ワークをクランプ又は吸着するロボットヘッドを備え且つ前記曲げ加工機にワークを位置決め供給すべく前記ロボットヘッドを上下、左右、前後方向に移動自在並びに回転自在に設けたロボットと、からなる曲げ加工システムにおいて、
ロボットヘッドでワークを掴み換えするためにワークを一時的に支持すべく吸着・開放自在な吸着装置を有するワーク支持台を、上下動自在かつ水平状態から下方向へ傾斜自在に備えたワーク支持装置を前記上部テーブルに設け、前記ロボットヘッドでクランプ又は吸着したワークを前記吸着装置へ当接・離反すべく前記ロボットヘッドが入り込むＣ字状の空間領域を前記ワーク支持台に設けてなることを特徴とするものである。
【００１１】
したがって、ワーク支持台にはロボットヘッドが入り込めるＣ字状の空間領域が設けられているので、ワークの表裏の方向からワークの掴み換えが容易に行われる。また、ワーク支持台が上部テーブルに設けられているので、折曲げ加工領域とワーク支持台までの移動距離が短いので、ワークの掴み換えの所要時間が極めて短縮される。また、曲げ加工システム的に多くのスペースを必要としないコンパクトな曲げ加工システムとなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の曲げ加工システムの実施の形態について、曲げ加工機としての例えばプレスブレーキを例にとって図面を参照して説明する。
【００２３】
図５を参照するに、本実施の形態に係わるプレスブレーキ１には、立設されたＣ形フレーム３Ｌ，３Ｒが備えられている。このＣ形フレーム３Ｌ，３Ｒの上部前面には上下動可能な上部テーブル５が設けられており、この上部テーブル５の下部には中間板７を介してパンチＰが着脱可能に装着されている。一方、Ｃ形フレーム３Ｌ，３Ｒの下部前面には下部テーブル９が固定して設けられている。この下部テーブル９の上面にはダイＤが着脱可能に装着されている。上記のパンチＰとダイＤは板状のワークＷに折曲げ加工を行う上下の金型を構成している。
【００２４】
プレスブレーキ１の上部、下部テーブル５，９の前側（図５において左側）にはワークＷをプレスブレーキ１における予めティーチングされた加工位置に供給するワーク供給手段を構成するロボット１１が設けられている。
【００２５】
ロボット１１としては、本体支柱部１３の上端に旋回可能な旋回軸１５が設けられ、この旋回軸１５の先端には第１アーム１７がほぼ垂直面で上下方向に回動自在に設けられ、この第１アーム１７の先端には第２アーム１９がほぼ垂直面で上下方向に回動自在に設けられており、この第２アーム１９の先端にはほぼ水平面に旋回自在で且つほぼ垂直面に回動自在に設けたロボットヘッド２１が設けられており、このロボットヘッド２１にはワークＷをクランプするクランパ２３が設けられている。
【００２６】
なお、上記のロボットヘッド２１には図１に示されているようにワークＷを吸着するロボット用吸着パッド２５からなる吸着装置２７を備えたものであっても構わない。
【００２７】
また、プレスブレーキ１の下部テーブル９の後方（図５において右側）にはワークＷを突き当てて位置決めするためのバックゲージ２９が前後左右上下方向に移動位置決め自在に設けられている。
【００２８】
バックゲージ２９の先端部にはワークＷの位置を検出する位置検出手段としての例えば複数の非接触変位センサ３１（磁気、光などによるもの）が設けられており、この非接触変位センサ３１からの信号に基づく処理結果、もしくは所定の動作プログラムに応じてロボット制御部３３を介して上記のロボット１１を駆動制御する指令を与える制御装置３５が設けられている。
【００２９】
制御装置３５は、中央処理装置としての例えばＣＰＵ３７に、処理プログラムが記憶されているＲＯＭ３９と、データを一時記憶するＲＡＭ４１と、入出力ポート４３が電気的に接続されている。
【００３０】
また、上部テーブル５の前面（図５において左側の面）における上部には、ワークＷを一時的に支持すべく吸着・開放自在な吸着装置４５を備えたワーク支持装置４７が設けられている。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態の主要部を構成する第１の実施の形態のワーク支持装置４７について説明する。
【００３２】
図１ないしは図４を参照するに、ワーク支持装置４７としては、図３及び図４において左右の支持ベース４９が上部テーブル５の前面に上下方向に延伸される上下用ガイド５１を走行するリニアガイド５３によりガイドされて上下動自在に設けられており、この左右の支持ベース４９は連結部材５５により一体的に連結されている。
【００３３】
上部テーブル５の前面には昇降駆動用シリンダ５７が固定されており、上記の連結部材５５の図４において左右方向のほぼ中央部が昇降駆動用シリンダ５７のピストンロッド５９の先端に連結されている。
【００３４】
また、前述したロボット１１のロボットヘッド２１が入り込める空間領域Ｓを有するワーク支持台６１が、左右の支持ベース４９の上部に旋回軸６３を介して図１において左側（図３において下方側）を上下方向に旋回自在に設けられており、図１の２点鎖線で示されているように傾斜できるように構成されている。
【００３５】
ワーク支持台６１は前方側が開放された開放部６５に連なる空間領域Ｓを有しており、本実施の形態では例えば図３において平面で下方側が開放された下向きＣ字状である。ロボットヘッド２１には図３に示されているように平面でＨ字形状の吸着装置本体２７Ａの先端部に複数（図３では１２個）のロボット用吸着パッド２５からなる吸着装置２７が備えられており、このＨ字形状の吸着装置本体２７Ａがワーク支持台６１のＣ字状の空間領域Ｓ内を挿通可能となっている。
【００３６】
また、ワーク支持台６１には上記の空間領域Ｓの周囲に位置して複数（図３では７個）の支持台用吸着パッド６７からなる吸着装置４５が配置されている。
【００３７】
上記のワーク支持台６１の図３及び図４において左右の支持ベース４９には図１に示されているように旋回用シリンダ６９がブラケット７１を介して軸承されており、各旋回用シリンダ６９のピストンロッド７３の先端がワーク支持台６１の図３及び図４において左右の両側にブラケット７５を介して軸承されている。
【００３８】
上記構成により、ロボットヘッド２１のロボット用吸着パッド２５に吸着されたワークＷは図１に示されているようにプレスブレーキ１のパンチＰとダイＤとの協働により折り曲げられた後に、このワークＷの次の折曲げ方向が反対方向であるときには、このワークＷがロボットヘッド２１にて掴み換えられる必要が生じる。
【００３９】
このワークＷの掴み換えが行われるときに、ワーク支持装置４７が効率よく用いられる。以下に、その一例を図２を参照して説明する。
【００４０】
折曲げ加工時には、ワーク支持台６１が図２の２点鎖線Ａで示されているように上昇端の待機位置に待機しており、ワークＷの折曲げ加工後に、ロボット用吸着パッド２５に吸着されたワークＷがワーク支持台６１と干渉しない位置までロボットヘッド２１が図２において左方向へ後退する。
【００４１】
左右の支持ベース４９と一体の連結部材５５が昇降駆動用シリンダ５７の作動により下降されることにより、ワーク支持台６１が２点鎖線Ａの待機位置から実線Ｂの位置まで下降する。ワーク支持台６１が旋回用シリンダ６９の作動により実線Ｂの位置から旋回軸６３を中心に反時計回り方向に旋回されて、図２の２点鎖線Ｃで示されているように傾斜される。
【００４２】
ロボット用吸着パッド２５が図２の２点鎖線Ｄで示されているようにほぼ垂直面で時計回り方向に旋回すると共にロボットヘッド２１が図２において右方向へ前進することにより、ロボット用吸着パッド２５に吸着されているワークＷが図２の実線Ｅで示されているように傾斜状態のワーク支持台６１の支持台用吸着パッド６７に当接されて吸着される。
【００４３】
上記のようにワーク支持台６１が旋回されて傾斜しているのでロボット用吸着パッド２５に吸着されているワークＷを支持台用吸着パッド６７へ当接することが容易となる。
【００４４】
次に、ロボット用吸着パッド２５がワークＷを開放してからロボットヘッド２１が図２において左方向へ後退することにより、ロボット用吸着パッド２５がワークＷから離反する。ロボットヘッド２１はロボット用吸着パッド２５がワーク支持台６１と干渉しない位置まで後退する。
【００４５】
ワークＷを支持台用吸着パッド６７で吸着しているワーク支持台６１が旋回用シリンダ６９の作動により２点鎖線Ｃの位置から旋回軸６３を中心に時計回り方向に旋回されて、図２の実線Ｂで示されているようにほぼ水平状態となる。
【００４６】
ロボット用吸着パッド２５が図２の２点鎖線Ｆで示されているようにほぼ垂直面で反時計回り方向に旋回されると共にロボットヘッド２１が図２において右方向へ向けてワーク支持台６１の下方位置へ前進してから上昇することにより、ロボット用吸着パッド２５がワーク支持台６１の空間領域Ｓへ侵入して図２の実線Ｆで示されているようにワーク支持台６１の支持台用吸着パッド６７に吸着されているワークＷに下方から当接される。このワークＷがロボット用吸着パッド２５により吸着されると共に支持台用吸着パッド６７から開放される。
【００４７】
ロボットヘッド２１が上昇してワークＷを支持台用吸着パッド６７から離反せしめると共にロボット用吸着パッド２５に吸着されたワークＷがワーク支持台６１と干渉しない位置までロボットヘッド２１が図２において左方向へ後退する。このとき、ロボットヘッド２１はワーク支持台６１の空間領域Ｓに連なる開放部６５を通過して移動する。
【００４８】
次いで、左右の支持ベース４９と連結部材５５が昇降駆動用シリンダ５７の作動により上昇されることにより、ワーク支持台６１が実線Ｂの位置から２点鎖線Ａへ上昇して待機位置で待機する。
【００４９】
ロボット用吸着パッド２５に吸着されているワークＷは、ほぼ垂直面で時計回り方向に旋回されてから、ロボットヘッド２１が図２において右方向へ前進することにより、プレスブレーキ１のパンチＰとダイＤの協働により折曲げ加工される。
【００５０】
以上のように、ワーク支持台６１にはロボットヘッド２１を入り込める空間領域Ｓ並びに開放部６５が設けられているので、ワークＷの表裏面から吸着して、所謂ワークＷの掴み換えが容易に行われる。また、ワーク支持台６１が上部テーブル５に設けられているので、折曲げ加工領域とワーク支持台６１までの移動距離が短いことから、ワークＷの掴み換えの所要時間が極めて短縮されることとなった。また、曲げ加工システム的に多くのスペースを必要としないコンパクトな曲げ加工システムになるという利点がある。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施の形態のワーク支持装置７７について図面を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同様の部材は同符号を付して説明する。
【００５２】
図６を参照するに、例えば３種のパンチＰとダイＤを装着したプレスブレーキ１の前方にガイド部を構成するレール７９がＸ軸方向に延伸された状態で設けられており、このレール７９上をサーボ系駆動モータ８１によりＸ軸方向に走行するロボット８３が設けられている。
【００５３】
上記のロボット８３は、基本的には前述した第１の実施の形態のロボット１１と同様にロボットヘッド８５が相対的に前後左右上下方向に移動自在であると共に旋回自在である。
【００５４】
より詳しくは、ロボット８３は、上下動可能な主軸８７と、旋回可能な旋回軸８９と、伸縮自在なアーム９１と、回転可能な材料把持部９３とが備えられている。なお、ロボットヘッド８５にはワークＷをクランプする材料把持部９３に換えて図１に示されているように第１の実施の形態のロボット用吸着パッド２５を備えた吸着装置２７を設けても構わない。
【００５５】
上記のロボット８３の走行端側には、前述した第１の実施の形態のワーク支持装置４７と基本的に同様のワーク支持装置７７が設けられている。つまり、ワーク支持装置７７は、前述したロボット８３のロボットヘッド８５を入り込める空間領域Ｓを有するワーク支持台９５が支持装置本体９７の上部に設けられている。
【００５６】
ワーク支持台９５はロボット８３側が開放された開放部９９に連なる空間領域Ｓを有しており、本実施の形態では例えばほぼ水平面で図６において右方側が開放されたＣ字状をなしている。また、ワーク支持台９５には上記の空間領域Ｓの周囲に位置して複数の支持台用吸着パッド６７が配置されている。
【００５７】
上記構成により、第２の実施の形態の曲げ加工システムは、前述した第１の実施の形態の場合と比較して、ロボット８３の走行距離が長い分だけ多少タクトタイムが遅くなるかもしれないが、ロボット８３がレール７９上を高スピードで走行できるようにすれば問題がなくなる。その反面、曲げ加工時におけるワークＷとの干渉は一切なくなるという利点がある。
【００５８】
また、上記のワーク支持台９５は、支持装置本体９７に支持台昇降装置としての例えば昇降シリンダ１０１やガイドシャフト１０３などの構成により上下動自在に設けることができる。また、支持装置本体９７を床上にＹ軸方向に延伸したレール１０５上をＹ軸方向へ走行移動自在に設けることができる。このように、ワーク支持台９５の複数の支持台用吸着パッド６７の吸着面の位置が上下左右に調整自在とすることにより、ロボット８３のアーム９１の寸法からロボット８３の可動領域が限定されるとしても、例えばロボットヘッド８５に備えたロボット用吸着パッド２５によりワークＷが表裏方向から吸着できるように十分に対応可能となる。
【００５９】
なお、ワーク支持装置７７は、ワーク支持台９５が上下動、あるいはＹ軸方向に移動自在でなくとも、単なるワーク支持台９５がロボット８３の走行端側に固定された状態で据え付けられたものであっても構わない。
【００６０】
図７を参照するに、このワーク支持装置７７は、ワーク支持台９５がほぼ水平面でロボット８３側が開放された開放部を有するＣ字状をなすように形成されてロボットヘッド８５が挿通可能な空間領域Ｓが設けられている点では、図６と同様である。しかし、この実施の形態では複数の支持台用吸着パッド６７が一列に配置されている点が異なる。
【００６１】
より詳しくは、図９ないしは図１１を参照するに、複数の支持台用吸着パッド６７は上向きコ字状のブラケット１０７の底部に設けることが望ましい。また、上向きコ字状のブラケット１０７は図８（Ｂ）及び図９に示されているようにベース１０９上に複数の支柱１１１により支持されても構わない。また、図８（Ａ）では上向きコ字状のブラケット１０７に９個の支持台用吸着パッド６７が設けられており、図１０に示されているように支持台用吸着パッド６７の吸着面は上向きコ字状のブラケット１０７の上端縁より僅かに上方に突き出ており、ワークＷが載置されるとブラケット１０７の上端縁の位置まで沈み込むように構成されている。なお、ブラケット１０７の上端縁にはゴムパッキンなどの緩衝材１１３が装着されている。
【００６２】
また、上向きコ字状のブラケット１０７には長手方向のほぼ中央にワークＷの有無を検出するワーク検出装置としての例えば近接スイッチ１１５が設けられている。
【００６３】
上記構成により、ワークＷの姿勢が支持台用吸着パッド６７の吸着面に対して極度に傾斜すると、ワークＷが支持台用吸着パッド６７に吸着されにくくなるのであるが、支持台用吸着パッド６７の部分には図９ないしは図１１に示されているように上向きコ字状のブラケット１０７が設けられているので、ワークＷの姿勢が支持台用吸着パッド６７の吸着面に対して極度な傾斜姿勢とはならないように抑えられ、確実に吸着される。
【００６４】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な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。
【００６５】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、本発明によれば、ワーク支持台にはロボットヘッドが入り込めるＣ字状の空間領域を設けたので、ワークの表裏の方向からワークの掴み換えを容易に行うことができる。また、ワーク支持台を上部テーブルに設けたので、折曲げ加工領域とワーク支持台までの移動距離が短いことから、ワークの掴み換えの所要時間を極めて短縮できる。また、曲げ加工システム的に多くのスペースを必要としないコンパクトな曲げ加工システムを提供できる。
【００６７】
また、ワーク支持台を傾斜できるので、ロボットヘッドに保持されているワークをワーク支持台の吸着装置へ容易に当接でき、効率よく掴み換えを行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すもので、上部テーブルに設けたワーク支持装置の動作状態を示す側面図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すもので、上部テーブルに設けたワーク支持装置の動作状態を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示すもので、上部テーブルに設けたワーク支持装置の平面図である。
【図４】本発明の実施の形態を示すもので、上部テーブルに設けたワーク支持装置の正面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態を示すもので、曲げシステムの全体を示す概略的な側面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示すもので、曲げシステムの全体を示す概略的な斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態におけるワーク支持装置の概略的な斜視図である。
【図８】（Ａ）は支持台用吸着パッドの平面図で、（Ｂ）は（Ａ）の正面図である。
【図９】図８（Ａ）の矢視ＩＸ−ＩＸ線の断面図である。
【図１０】図８（Ａ）の矢視Ｘ−Ｘ線の断面図である。
【図１１】図８（Ａ）の矢視ＸＩ−ＸＩ線の断面図である。
【図１２】従来の曲げシステムの部分的な斜視図である。
【図１３】従来の曲げシステムの部分的な斜視図である。
【図１４】従来の曲げシステムの全体を示す概略的な斜視図である。
【符号の説明】
１ プレスブレーキ
５ 上部テーブル
１１ ロボット
２１ ロボットヘッド
２５ ロボット用吸着パッド
２７ 吸着装置
４７ ワーク支持装置
４９ 支持ベース
６１ ワーク支持台
６３ 旋回軸
６７ 支持台用吸着パッド

Claims (1)

1. 板状のワークに折曲げ加工を行う上下の金型を備えた上部、下部テーブルからなる曲げ加工機と、ワークをクランプ又は吸着するロボットヘッドを備え且つ前記曲げ加工機にワークを位置決め供給すべく前記ロボットヘッドを上下、左右、前後方向に移動自在並びに回転自在に設けたロボットと、からなる曲げ加工システムにおいて、
   ロボットヘッドでワークを掴み換えするためにワークを一時的に支持すべく吸着・開放自在な吸着装置を有するワーク支持台を、上下動自在かつ水平状態から下方向へ傾斜自在に備えたワーク支持装置を前記上部テーブルに設け、前記ロボットヘッドでクランプ又は吸着したワークを前記吸着装置へ当接・離反すべく前記ロボットヘッドが入り込むＣ字状の空間領域を前記ワーク支持台に設けてなることを特徴とする曲げ加工システム。

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