JP4587526B2

JP4587526B2 - Bending machine

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Publication number: JP4587526B2
Application number: JP2000167913A
Authority: JP
Inventors: 一成今井; 文陽春宮
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2000-06-05
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2020-06-05
Also published as: JP2001347320A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、曲げ加工位置に対してワークを供給及び位置決め自在なロボットを用いてプレスブレーキなどの曲げ加工機にて折曲げ加工を行う曲げ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プレスブレーキ２０１のごとき曲げ加工装置には、図１６に示されているように上部テーブル２０３と下部テーブル２０５が備えられていると共に、上部テーブル２０３の下部にはパンチＰが着脱可能に装着されており、下部テーブル２０５の上面にはダイＤが着脱可能に装着されている。また、プレスブレーキ２０１は上部、下部テーブル２０３，２０５の一方が昇降可動するラムとしてパンチＰとダイＤとの協働によりワークＷに折曲げ加工が行われるよう構成されている。
【０００３】
また、プレスブレーキ２０１にはロボットグリッパ２０７にてワークＷをクランプしてプレスブレーキ２０１の曲げ加工位置に対してワークＷを自動的に供給及び位置決め自在なロボット２０９が備えられている。
【０００４】
上記のプレスブレーキ２０１により曲げ加工が行われるに際し、昇降可動するラムのストローク位置としてのベンダーＤ軸情報からワークＷのはね上がり角度が（挟み込み角度）が演算され、この挟み込み角度に基づいてグリッパ位置が演算され、この演算されたグリッパ位置にロボットグリッパ２０７を位置決め制御するように構成されている。
【０００５】
上記のロボットグリッパ２０７を位置決め制御するにあたって、曲げ加工中はロボットグリッパ２０７を開いてロボット２０９がワークＷのはね上がりに追従、所謂、「開追従」が行われ、曲げ加工最終段階にてワークＷがロボットグリッパ２０７によりクランプされる。上記の「開追従」ときには、グリッパとワークＷはある程度の自由度を持っているので、曲げ加工中にワークＷのはね上がりによるワークＷとロボットグリッパ２０７との位置ずれが上記の自由度により吸収される。
【０００６】
なお、ワークＷがロボットグリッパ２０７に代わるバキュームで吸着されるように構成されているロボット２０９の場合は、バキュームパッドのゴムによりワークＷとロボットグリッパ２０７との位置ずれが吸収される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の曲げ加工方法及びその装置においては、ベンダーＤ軸によりワークＷのはね上がり角度（挟み込み角度）が演算される際に、ワークＷの材質を入力する項目がないなどの理由から、実際のはね上がり角度にかなりの誤差が生じているという問題点があった。
【０００８】
また、前述したように「開追従」が行われるに際しては、毎回、ロボットグリッパ２０７の開、曲げ追従、ロボットグリッパ２０７の閉の動作が行われる。このために、タクトタイムが遅くなるという問題点があった。
【０００９】
より詳しく説明すると、図１７を参照するに、予めベンダーＤ軸情報から計算されたワークＷのはね上がり角度（挟み込み角度）に基づいたロボットグリッパ２０７のクランプ位置の軌跡は、理想的にはＡ点からＡ’点であるが、実際にはＡ点からＢ点となる。これはワークＷに引き込まれ量（＝Ａ’− Ｂ）が生じているためであり、この引き込まれ量が考慮されないと、ロボットグリッパ２０７のワークＷに対するクランプ位置は異なってくるので、ワークＷの位置決め工程にかなりの時間を要するという問題点があった。
【００１０】
また、「開追従」では、ロボットグリッパ２０７とワークＷの位置関係が初期状態からずれるので、次のワークＷの曲げ加工のためにロボット２０９にてワークＷにアプローチするときに曲げ加工線とワークＷを平行にする動作が長くなるために多くのワークＷ位置決め時間を要するという問題点があった。
【００１１】
また、曲げ加工中に、ワークＷが金型方向へ引き込まれることにより、ロボットグリッパ２０７にてワークＷをクランプする位置が変化してしまうという問題点があった。
【００１２】
この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、ワークのはね上がり角度を検出し且つワークの引き込まれ量を算出し、この引き込まれ量の情報からロボットグリッパを正確な位置に位置決め制御して時間短縮を図るようにした曲げ加工装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、ワークをクランプするロボットグリッパを備え、このワークをパンチとダイとの協働にて曲げ加工する曲げ加工位置に対して供給及び位置決め自在なロボットを有する曲げ加工装置において、曲げ加工中のワークの挟み込み角度を検出する角度検出手段を設け、目標挟み込み角度までの計算上のワーク先端軌跡に対して前記角度検出手段にて検出された挟み込み角度におけるワークの引き込まれ量を算出し、この算出した引き込まれ量に基づいて前記挟み込み角度におけるワーク先端座標位置を算出する第２演算装置と、この算出されたワーク先端座標位置に基づいてロボットグリッパを位置制御せしめる指令部と、を備えた制御装置を設け、前記角度検出手段は、ダイ溝に連通してダイに形成されたスリット内に４５°傾斜して備えられた反射ミラーと、当該反射ミラーで反射されたレーザ光を曲げ加工されたワークの両側面の複数箇所に照射してワークの折曲げ角度を検出するためにＺ軸方向へ移動位置決めされるレーザ測長器とを備えていることを特徴とするものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の曲げ加工方法及びその装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
図２ないしは図３を参照するに、本実施の形態に係わる曲げ加工装置としての例えばプレスブレーキ１は、立設されたサイドフレーム３を備えており、このサイドフレーム３の上部前面には上部テーブル５が設けられており、この上部テーブル５の下部にはパンチ装着部としての中間板７にパンチＰが着脱可能に装着されている。一方、サイドフレーム３の下部前面には下部テーブル９が設けられている。この下部テーブル９の上のダイ装着部にはダイＤが着脱可能に装着されている。
【００２７】
また、プレスブレーキ１は上部、下部テーブル５，９の一方がラムとして昇降可動し、パンチＰとダイＤとの協働によりワークＷに折曲げ加工が行われるよう構成されている。なお、本実施の形態では例えば下部テーブル９がラムシリンダ１１（図１１を参照）により昇降するよう構成されている。
【００２８】
また、プレスブレーキ１にはロボットグリッパ１３にてワークＷをクランプしてプレスブレーキ１の曲げ加工線に対してワークＷを自動的に供給及び位置決め自在なワーク移動装置としての例えばロボット１５が下部テーブル９の表側を図２において左右方向（Ｘ方向）に移動自在に設けられている。なお、上記のロボット１５には所望の曲げ加工線に対してワークＷを供給及び位置決め自在なロボットグリッパ１３がプレスブレーキ１に対して前後方向（Ｙ方向）及び上下方向（図３において上下方向で、Ｚ方向）に移動自在に設けられている。
【００２９】
ロボット１５は、本実施の形態においては昇降自在な下部テーブル９に一体的に取付けたベースプレート１７に装着されている。
【００３０】
より詳細には、ベースプレート１７はダイＤの長手方向に沿うＸ軸方向に延伸されており、このベースプレート１７の前面に第１移動台１９がＸ軸方向に移動自在に支承されている。この第１移動台１９には、ベースプレート１７の備えたＸ軸方向のラック２１に噛合したピニオン（図示省略）が第１モータ２３により回転駆動自在に設けられている。なお、前記第１モータ２３にはエンコーダのごとき位置検出装置が備えられているので、第１移動台１９のＸ軸方向の移動位置を検知することができる。
【００３１】
また、第１移動台１９には、上部側がＹ軸方向に拡大した扇形状部２５が設けられており、この扇形状部２５の上部には図３に示されているように後側よりも前側が低くなるように湾曲した円弧状のガイド部材としてラック部材２７が設けられている。このラック部材２７には、ラック部材２７に沿ってＹ軸方向に移動自在の第２移動台２９が支承されている。この第２移動台２９には、ラック部材２７に噛合したピニオンが第２モータ３１により回転駆動自在に設けられている。なお、前記第２モータ３１には第１モータ２３と同様にエンコーダのごとき位置検出装置が備えられているので、第２移動台２９のＸ軸方向の移動位置を検知することができる。
【００３２】
また、上記の第２移動台２９には、第２移動台２９の移動方向に対して直交する上下のＺ軸方向に移動自在な昇降支柱３３が支承されている。この昇降支柱３３には上下方向のラックが形成されており、このラックと噛合したピニオンが第３モータ３５により回転駆動自在に設けられている。なお、前記第３モータ３５には第１モータ２３と同様にエンコーダのごとき位置検出装置が備えられているので、昇降支柱３３は第３モータ３５の駆動によって上下動され、且つ上下動位置は前記位置検出装置により検知される。
【００３３】
第２移動台２９がラック部材２７に沿って前側へ移動されたときには、昇降支柱３３は前側へ傾斜した状態になり、斜めに昇降するものであり、上昇時には下部テーブル９からワークＷを離反するように機能するものとなる。
【００３４】
また、昇降支柱３３の上部には、Ｙ軸方向に延伸したアーム３７が適宜に固定されている。このアーム３７の先端部にはワークＷの一側縁部を把持自在なロボットグリッパ１３が装着されている。
【００３５】
より詳細には、ロボットグリッパ１３はＸ軸と平行なＢ軸を中心として上下方向に回動自在に設けられており、上記の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。また、上記Ａ軸を中心としてロボットグリッパ１３を旋回するための第４モータ３９及びＢ軸を中心としてロボットグリッパ１３を上下に回動するための第５モータ４１が上記アーム３７に装着されている。上記の第４，第５モータ３９，４１は、図１１に示されているように後述する制御装置に接続されており、前述した第１モータ２３と同様にエンコーダのごとき位置検出装置を備えているものである。
【００３６】
また、ロボットグリッパ１３には、ワークＷをクランプ・アンクランプするための上部ジョー４３と下部ジョー４５とが備えられている。上記の上部、下部ジョー４３，４５はＢ軸回りに回動自在な回動スリーブ（図示省略）に旋回自在に支承されているので、上部ジョー４３と下部ジョー４５にクランプされたワークＷは例えば図３に示されているようにＢ軸回りに反転されるほどの大きな角度範囲で旋回されるように構成されている。
【００３７】
また、プレスブレーキ１には図４に示されているようにロボット１５のロボットグリッパ１３に把持されて移動されるワークＷの位置決めをするためのワーク位置決め装置としての例えば突当て装置４７が設けられている。この突当て装置４７としては、本実施の形態ではワークＷのＸ軸方向を位置決めする２つのＸ軸突当て部４９と、ワークＷのＹ軸方向を位置決めする１つのＹ軸突当て部５１と、から構成されている。
【００３８】
より詳しくは、Ｘ軸突当て部４９は、Ｘ軸突当て部本体５３が下部テーブル９の図４において左側に前後方向（Ｙ方向）に延伸されたＹ軸ガイドレール５５に沿ってＹ方向に移動自在であると共にＹ軸ガイドレール５５に平行するラック５７とピニオン（図示省略）、Ｘ軸突当て部モータ５９を介してＹ方向に移動位置決め自在に設けられている。なお、Ｘ軸突当て部モータ５９はエンコーダのごとき位置検出装置を備えているものである。
【００３９】
また、Ｘ軸突当て部本体５３にはＸ軸方向へ伸縮するピストンロッドを備えたＸ軸シリンダ６１が設けられており、ピストンロッドの先端部がＸ軸突当て部４９として機能する。なお、Ｘ軸突当て部４９の先端にはワークＷの当接を検出するＸ軸突当てセンサ６３が装着されている。
【００４０】
Ｙ軸突当て部５１は、Ｙ軸突当て部本体６５が下部テーブル９の裏側に左右方向（Ｘ方向）に延伸されたＸ軸ガイドレール６７に沿ってＸ方向に移動自在であると共にＸ軸ガイドレール６７に平行するラック６９とピニオン（図示省略）、Ｙ軸突当て部モータ７１を介してＸ方向に移動位置決め自在に設けられている。なお、Ｙ軸突当て部モータ７１は、前述したＸ軸突当て部モータ５９と同様にエンコーダのごとき位置検出装置を備えているものである。
【００４１】
また、Ｙ軸突当て部本体６５にはＹ軸方向へ伸縮するピストンロッドを備えたＹ軸シリンダ７３が設けられており、ピストンロッドの先端部がＹ軸突当て部５１として機能する。なお、Ｙ軸突当て部５１の先端にはワークＷの当接を検出するＹ軸突当てセンサ７５が装着されている。
【００４２】
したがって、折曲げ加工すべきワークＷがロボット１５により突当て装置４７の２つのＸ軸突当て部４９と１つのＹ軸突当て部５１へ突き当てられるように移動されて位置決めされる。このとき、複数箇所のＸ軸突当てセンサ６３とＹ軸突当てセンサ７５の検出によりワークＷの端縁が突当て位置決めされたことを検出することとなる。
【００４３】
なお、図２における左側のサイドフレーム３の左側には、上記のロボット１５及びロボットグリッパ１３、突当て装置４７、ラムシリンダ１１などを制御せしめるための制御装置７７が設けられている。
【００４４】
図１１を参照するに、制御装置７７は、中央処理装置としてのＣＰＵ７９を備えており、このＣＰＵ７９には種々のデータを入力するための入力手段としての例えばキーボードのごとき入力装置８１と、種々のデータを表示せしめるＣＲＴごとき表示装置８３が接続されている。
【００４５】
また、ＣＰＵ７９には、展開図、三面図、立体図等により得られるワークＷの曲げ加工情報として例えば曲げ長さ、曲げ角度、フランジ長さなどのデータが入力装置８１から入力されて記憶される第１メモリ８５が接続されている。
【００４６】
さらに、ＣＰＵ７９には金型レイアウト情報、ロボットグリッパ１３の情報、グリッパ基準面情報及びグリッパ移動距離に基づき、ロボットグリッパ１３をプレスブレーキ１の所定の金型取付位置へ移動位置決めする指令を後述するロボット軸制御部へ与える指令部としての例えば主制御部８７が接続されている。
【００４７】
また、ＣＰＵ７９には、ロボットグリッパ１３をワークＷのはね上がりに追従せしめる追従モードに切り換えるためのモード切換スイッチ８９が主制御部８７を介して接続されており、オペレータが表示装置８３の画面を見ながら可動テーブルである下部テーブル９のストロークを調整するための手動パルサ９１が主制御部８７を介して接続されている。
【００４８】
また、ＣＰＵ７９には、ロボット１５の各軸を制御するロボット軸制御部９３が接続されており、このロボット軸制御部９３を介して上述した第１モータ２３、第２モータ３１、第３モータ３５、第４モータ３９、第５モータ４１及び各エンコーダが接続されている。
【００４９】
さらに、ＣＰＵ７９には、突当て装置４７の各軸を制御する突当て装置軸制御部９５が接続されており、この突当て装置軸制御部９５を介して上述したＸ軸突当て部モータ５９、Ｙ軸突当て部モータ７１及び各エンコーダが接続されており、さらに、Ｘ軸シリンダ６１とＸ軸突当てセンサ６３、Ｙ軸シリンダ７３とＹ軸突当てセンサ７５も接続されている。
【００５０】
次に、本実施の形態に係わる角度検出手段としての曲げ角度検出装置９７ついて図面を参照して説明する。
【００５１】
ダイＤの左右方向の適宜位置には図５，図６に示されているようにダイ溝ＤＶに連通して複数のスリット９９が形成されている。このスリット９９の代わりに穴であっても構わない。このスリット９９内には図６に示されているように右斜め上方へほぼ４５°傾斜して反射面を構成する反射ミラー１０１が設けられている。また、下部テーブル９の裏面にはＸ軸モータ１０３によりＸ軸方向、Ｌ軸モータ１０５によりＹ軸方向と同方向のＬ軸方向、Ｚ軸モータ１０７によりＺ軸方向へ移動自在な支持ブラケット１０９が設けられており、この支持ブラケット１０９にレーザ測長器１１１が設けられている。なお、各Ｘ軸モータ１０３、Ｌ軸モータ１０５、Ｚ軸モータ１０７にはそれぞれ位置検出器としてのエンコーダ（図示省略）が備えられている。
【００５２】
上記構成により、レーザ測長器１１１はＸ軸方向、Ｌ軸方向、Ｚ軸方向へ移動せしめられて所望の位置へ位置決めされるものである。しかも、レーザ測長器１１１から照振されたレーザ光ＬＢは反射ミラー１０１で反射された後にスリット９９内を通ってワークＷの側面に照射される。照射されたレーザ光ＬＢは戻り光としてレーザ測長器１１１へ戻されてレーザ測長器１１１からワークＷの側面までの距離が検出されることになる。なお、レーザ測長器１１１のＬ軸方向の先端位置である基準位置は予めＬ軸モータ１０５により所望の位置に位置決めされるものである。
【００５３】
また、レーザ測長器１１１をＺ軸モータ１０７により移動位置決めさせることでワークＷの両側面までの複数の距離が検出される。したがって、この検出されたワークＷの両側面までの距離を用いてワークＷの折曲げ角度が正確に演算されるものである。
【００５４】
再び図１１を参照するに、制御装置７７のＣＰＵ７９にはレーザ測長器１１１で検出されたワークＷの側面までの距離が入力されて記憶される距離メモリ１１３が接続されている。
【００５５】
また、ＣＰＵ７９には、レーザ測長器１１１で検出されたワークＷの側面までの距離に基づいて折曲げ角度を演算するための第１演算装置１１５が接続されている。
【００５６】
また、ＣＰＵ７９には、曲げ角度検出装置９７（ＢＩ；Bending Indicatorの略）の各軸を制御するＢＩ軸制御部１１７が接続されており、このＢＩ軸制御部１１７を介して上述したＸ軸モータ１０３、Ｌ軸モータ１０５、Ｚ軸モータ１０７及び各エンコーダが接続されている。
【００５７】
折曲げ角度を演算するアルゴリズムについて説明すると、図７を参照するに、レーザ測長器１１１は例えば１個の発光器１１９、受光器１２１が備えられており、この１個の発光器１１９から照振されたレーザ光ＬＢの光軸１，２は反射ミラー１０１で反射されてワークＷの図７においてワークＷの右側面へ照射される。その後、戻り光として受光器１２１で受光される。レーザ測長器１１１が２点鎖線で示されているようにＺ軸方向の上方へ移動位置決めされて前述した要領でもってレーザ光ＬＢの光軸３、４で照射せしめることにより、ワークＷの図７において左側面へ照射される。その後、戻り光として受光器１２１で受光される。したがって、ワークＷの４点である両側面までの距離が検出されることとなる。
【００５８】
すなわち、そのときのＺ_１→Ｚ_２の移動量がｌ_１であり、Ｚ_３→Ｚ_４の移動量がｌ_２である。また、Ｚ_２→Ｚ_３の移動量がＬである。
【００５９】
この検出された距離をもとにして図８を参照して折曲げ角度θを演算すると、次の如くになる。
【００６０】
光軸１と光軸２においては、
ｌ’_１＝ｌ_１／cosα_１……（１）
ｌ_１２＝（ｌ’_１／２）×［１／cos（90−α_１）］
＝（ｌ_１／２）×｛１／cosα_１×cos（90−α_１）｝……（２）
計測長の差をａ_１とすると、
α_２＝tan^−１（ａ_１／ｌ_１）
α_３＝cos^−１（ｌ_１／ｌ_１２）＝cos^−１（２cosα_１×cos（90−α_１））となり、
θ_１＝90−（α_２＋α_３）
θ_１＝90−｛tan^−１（ａ_１／ｌ_１）＋cos^−１（２cosα_１×cos（90−α_１））｝ ……（３）
光軸３と光軸４においては、
ｌ’_２＝ｌ_２／cosα_１……（４）
ｌ_２２＝（ｌ’_２／２）×［１／cos（90−α_１）］
＝（ｌ_２／２）×｛１／cosα_１×cos（90−α_１）｝……（５）
計測長の差をａ_２とすると、
α_４＝tan^−１（ａ_２／ｌ_２）
α_５＝cos^−１（ｌ_２／ｌ_２２）＝cos^−１（２cosα_１×cos（90−α_１））となり、
θ_２＝90−（α_４−α_５）
θ_２＝90−｛tan^−１（ａ_２／ｌ_２）−cos^−１（２cosα_１×cos（90−α_１））｝
……（６）
したがって、
θ＝θ_１＋θ_２
＝180−｛tan^−１（ａ_１／ｌ_１）＋tan^−１（ａ_２／ｌ_２）｝
となる。
【００６１】
次に、本実施の形態に係わる角度検出手段を構成するワーク下死点検出装置１２３について図面を参照して説明する。
【００６２】
図９を参照するに、ダイＤの内部にはダイＤの長手方向に複数の変位計１２５が設けられている。この変位計１２５ではスプリング１２７により常時上方に付勢されてダイＤのＶ溝に上下移動時材に突出する検出ピン１２９が設けられており、この検出ピン１２９の上下位置を検出するリニアスケール１３１がスプリング１２７の下方に設けられている。
【００６３】
したがって、パンチＰにより押し曲げられたワークＷが検出ピン１２９を下方へ押し、このときの検出ピン１２９の上下位置をリニアスケール１３１により検出して図１０に示されているように、検出ピン１２９の上端部とダイＤの上面との距離を刃間距離ＳＴとして求める。
【００６４】
再び図１１を参照するに、前述した制御装置７７のＣＰＵ７９には、図１２に示されているように曲げ角度と刃間距離との関係を示すグラフに基づくデータベースを記憶するデータベースファイル１３３と、前記データベースを修正するデータ修正部１３５と、曲げ加工されたワークＷの曲げ角度の実測角度を目標角度と比較する比較判断部１３７と、ラムシリンダ１１を制御してパンチＰのストロークを制御するストローク指令部１３９とが接続されている。さらに、変位計１２５が接続されており、検出信号が伝達されるようになっている。
【００６５】
上記構成により、データベースに記憶されている曲げ角度と刃間距離との関係を示すグラフや計算式により、所望の曲げ角度（ここでは９０°）に仕上がるような挟み込み角度での刃間距離ＳＴ１が求められる。すなわち、このような曲げ角度と刃間距離ＳＴ１との関係を示すグラフや計算式では、実際の曲げ角度である仕上がり角度と、予めワークＷ毎にワーク条件からスプリングバック量を計算して考慮した挟み込み角度が示されているので、刃間距離ＳＴ１が検出されることにより挟み込み角度を求めることができる。
【００６６】
再び図１１を参照するに、前述した制御装置７７のＣＰＵ７９には、上述した曲げ角度検出装置９７やワーク下死点位置検出装置１２３により算出されたワークＷの挟み込み角度に基づいてワークＷの引き込まれ量を計算すると共にこの引き込まれ量からワークＷの先端座標、換言すればグリッパによるクランプ位置座標を計算する第２演算装置１４１が接続されている。
【００６７】
また、ＣＰＵ７９には、Ｄ値の計算値に基づいてＤ軸にパルス分配を行ってベンダ軸を移動せしめる移動量を計算し、且つ第２演算装置１４１で算出されたワーク先端座標の計算値に基づいてロボット１５の各軸にパルス分配を行ってロボット１５を追従すべく移動せしめる移動量を計算するためのパルス分配量演算装置１４３が接続されている。
【００６８】
次に、図１を参照して、本発明に係わる曲げ加工方法について説明する。
【００６９】
金型データとしてダイＶ幅Ｖ、ダイ肩アールＤＲ、ダイ溝角度ＤＡ、パンチ先端アールＰＲ、パンチ角度ＰＡ、パンチ傾斜長さＰＬ、ワークデータとして板厚ｔ、摩擦係数μ、ワークフランジ長さＬ、仕上がり角度θなどの曲げ条件が入力装置８１より入力されて第１メモリ８５に記憶される。（ステップＳ１）。
【００７０】
モード切換スイッチ８９がＯＮされて追従モードに切り換えられる。ワークＷはロボットグリッパ１３によりクランプされた状態のままで、ロボットグリッパ１３が曲げ加工時のワークＷのはね上がりに追従する「閉追従」である（ステップＳ２）。
【００７１】
オペレータにより手動パルサ９１で下部テーブル９が駆動されるか、或いは目標挟み込み角度θ’が入力されて自動的に下部テーブル９が駆動される（ステップＳ３）。
【００７２】
ワークＷの挟み込み角度θが測定される。つまり、曲げ角度検出装置９７あるいはワーク下死点検出装置１２３により得られたデータに基づいて挟み込み角度θが計算される。この挟み込み角度θの測定は目標挟み込み角度θ'に到達するまでの曲げ加工中に逐次行われる（ステップＳ５及びＳ６）。
【００７３】
測定挟み込み角度θが目標挟み込み角度θ'に到達していない場合は、測定挟み込み角度θと目標挟み込み角度θ'との差から、残りの曲げ加工すべき角度が計算される。この残りの角度が段階的に追い込まれるように分割した角度、及びこの角度に対するＤ値、ワークの先端座標つまりロボットグリッパによりクランプされるためのロボットＴＣＰ（テーチングポイント）座標が計算される。
【００７４】
例えば、ワークの引き込まれ量を考慮していない状態での目標挟み込み角度θ'までのワークＷの端縁の円弧状の軌跡は、図１３に示されているように単純な計算上で求められる。
【００７５】
一方、測定された挟み込み角度θから目標挟み込み角度θ'までの角度差が、図１３に示されているように段階的にθ１、θ２、θ３、…、θｉに分割され、各挟み込み角度θ１、θ２、θ３、…、θｉにおけるＤ軸のストローク値（Ｄ値）と、それぞれの引き込まれ量Ｌを考慮したときのワークの先端座標（ｘｉ，ｙｉ）が演算して求められる。
【００７６】
例えば各挟み込み角度θ１、θ２、θ３、…、θｉに対応するワークＷの引き込まれ量Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、…、Ｌｉが、塑性理論式ｆ（Ｖ，ＤＲ，ＤＡ，ＰＲ，ＰＡ，ＰＬ，Ｘ，μ，ｎ，Ｆ）を使用して第２演算装置１４１により計算される。なお、この場合は材料定数としてｎ値、Ｆ値が予め入力装置８１から入力されて第１メモリ８５に記憶されている。
【００７７】
したがって、挟み込み角度がθ１のときの引き込まれ量がＬ１であるときは、計算上の軌跡と引き込まれ量Ｌ１との差から、ワーク先端座標（ｘ１，ｙ１）がロボットＴＣＰ座標として算出される。このときのＤ値もＤ１として算出される。
【００７８】
同様にして、挟み込み角度がθ２のときの引き込まれ量がＬ２であるときは、ワーク先端座標（ｘ２，ｙ２）がロボットＴＣＰ座標として算出され、Ｄ値がＤ２として算出される。
【００７９】
挟み込み角度がθ３のときの引き込まれ量がＬ３であるときは、ワーク先端座標（ｘ３，ｙ３）がロボットＴＣＰ座標として算出され、Ｄ値がＤ３として算出される。
【００８０】
以上のように、測定された挟み込み角度と目標挟み込み角度の差に基づいて、段階的に追い込まれて曲げられる挟み込み角度に対応する引き込まれ量が計算され、この計算された引き込まれ量に基づいてロボットＴＣＰ座標、Ｄ値が算出される（ステップＳ７及びＳ８）。
【００８１】
上記の算出されたＤ値の計算値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、Ｄｉに基づいてＤ軸にパルス分配が行われ、ベンダ軸（Ｄ軸）が移動する（ステップＳ９及びＳ１０）。
【００８２】
上記のステップＳ７で算出されたワーク先端座標の計算値（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）、…、（ｘ１，ｙ１）に基づいてロボット１５の各軸にパルス分配が行われ、ロボットグリッパ１３がワーク先端座標に追従すべくロボット１５のＹ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｂ軸などのロボット軸が移動する（ステップＳ１１及びＳ１２）。
【００８３】
上記のステップＳ５〜Ｓ１２が繰り返されて測定挟み込み角度θが目標挟み込み角度θ'に到達したときにモード切換スイッチ８９がＯＦＦとなって追従モードが切りとなる（ステップＳ１３）。
【００８４】
下部テーブル９が下降してパンチＰとダイＤが離反する（ステップＳ１５）。
【００８５】
以上のように、逐次、挟み込み角度と加工中におけるワークＷの引き込まれ量が算出され、ワーク先端位置（ロボットグリッパ１３のクランプ位置）座標が計算されるので、ロボットグリッパ１３がワークＷに正確に追従していくためにワークＷとロボットグリッパ１３の位置との相対位置関係は変化しないこととなる。
【００８６】
上述した実施の形態では、図１４に示されているように曲げ加工開始時から終了までの間をワークＷがロボットグリッパ１３にてクランプされた状態でロボット１５が追従する所謂「閉追従」であったが、他の実施の形態としては、図１５に示されているように曲げ加工開始から曲げ加工終了の手前までは、図１のフローチャート図でステップＳ４においてロボットグリッパ１３がワークＷをアンクランプした状態でワークＷのはね上がりに追従する所謂「開追従」で行われるようにしても構わない。この場合、例えばワークＷがステップＳ１４にてロボットグリッパ１３によりクランプされている。
【００８７】
この場合の一つの方法としては、曲げ加工終了の手前で、前述したように曲げ角度検出装置９７によりリアルタイムに得られた挟み込み角度のデータに基づいてワークＷの引き込まれ量が計算されることによりワーク先端座標が計算され、このワーク先端座標に基づいてロボットグリッパ１３が追従してワークＷをクランプする。その後、曲げ加工終了まで「閉追従」が行われ、曲げ角度検出装置９７によりリアルタイムに得られた挟み込み角度のデータに基づいて計算されたワーク先端座標に従って追従することとなる。
【００８８】
この場合の他の方法としては、曲げ加工終了の手前で、前述したようにワーク下死点検出装置１２３によりリアルタイムに得られたＤ値のデータにより測定挟み込み角度θが計算され、この測定挟み込み角度θのデータに基づいてワークＷの引き込まれ量が計算されることによりワーク先端座標が計算され、このワーク先端座標に基づいてロボットグリッパ１３が追従してワークＷをクランプする。その後、曲げ加工終了まで「閉追従」が行われ、曲げ角度検出装置９７によりリアルタイムに得られた挟み込み角度のデータに基づいて計算されたワーク先端座標に従って追従することとなる。
【００８９】
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。
【００９０】
【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、逐次、曲げ加工中における挟み込み角度とワークの引き込まれ量を算出してワーク先端位置座標を計算できるので、ロボットグリッパがワークに正確に追従できる。ワークとロボットグリッパの位置との相対位置関係が変化しないので、ロボットグリッパが曲げ加工開始から終了までワークをクランプして「閉追従」することができ、あるいは曲げ加工の途中からクランプして「閉追従」するとしても正確に且つ容易にクランプ位置決めすることができるので時間短縮を図ることができる。
【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、曲げ加工方法のフローチャート図である。
【図２】本発明の実施の形態で用いられる曲げ加工装置としてのプレスブレーキの正面図である。
【図３】本発明の実施の形態で用いられる曲げ加工装置としてのプレスブレーキの側面図である。
【図４】本発明の実施の形態における突当て装置の概略的な斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるダイの正面図である。
【図６】本発明の実施の形態における曲げ角度検出装置の概略的な側面図である。
【図７】曲げ角度検出装置にて曲げ角度を検出する説明図である。
【図８】曲げ角度検出装置にて曲げ角度を検出する説明図である。
【図９】本発明の実施の形態におけるワーク下死点検出装置の変位計を示す断面図である。
【図１０】ワーク下死点検出装置における刃間距離を示す説明図である。
【図１１】制御装置の構成ブロック図である。
【図１２】角度と刃間距離の関係を示すグラフである。
【図１３】曲げ加工中の挟み込み角度と引き込まれ量との関係を示す状態説明図である。
【図１４】曲げ加工中におけるロボットグリッパの「閉追従」の状態を説明する説明図である。
【図１５】曲げ加工中におけるロボットグリッパの「開追従」から「閉追従」に切換える状態を説明する説明図である。
【図１６】従来のプレスブレーキのロボットによる「開追従」の状態説明図である。
【図１７】従来のプレスブレーキのロボットによる「開追従」の状態説明図である。
【符号の説明】
１プレスブレーキ（曲げ加工機）
５上部テーブル
９下部テーブル
１３ロボットグリッパ
１５ロボット
７７制御装置
８５第１メモリ
８７主制御部（指令部）
８９モード切換スイッチ
９３ロボット軸制御部
９７曲げ角度検出装置
１１１レーザ測長器
１１３距離メモリ
１１５第１演算装置
１１７ＢＩ軸制御部
１２３ワーク下死点検出装置
１４１第２演算装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  This invention uses a robot that can freely supply and position a workpiece to a bending position and performs bending using a bending machine such as a press brake.Processing equipmentAbout.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a bending apparatus such as a press brake 201 is provided with an upper table 203 and a lower table 205 as shown in FIG. 16, and a punch P is detachably attached to the lower portion of the upper table 203. The die D is detachably mounted on the upper surface of the lower table 205. Further, the press brake 201 is configured such that the work W is bent by the cooperation of the punch P and the die D as a ram in which one of the upper and lower tables 203 and 205 is movable up and down.
[0003]
The press brake 201 is provided with a robot 209 that can clamp and supply the workpiece W automatically with respect to the bending position of the press brake 201 by clamping the workpiece W with a robot gripper 207.
[0004]
When bending is performed by the press brake 201 described above, the upward angle of the workpiece W (the sandwiching angle) is calculated from the vendor D-axis information as the stroke position of the movably moving ram, and the gripper position is determined based on the sandwiching angle. It is calculated, and the robot gripper 207 is positioned and controlled at the calculated gripper position.
[0005]
When the robot gripper 207 is positioned and controlled, the robot gripper 207 is opened during bending and the robot 209 follows up the workpiece W, so-called “open tracking”. Clamped by the robot gripper 207. At the time of the above “open tracking”, the gripper and the workpiece W have a certain degree of freedom, so that the positional deviation between the workpiece W and the robot gripper 207 due to the splashing of the workpiece W during bending is absorbed by the above-mentioned degree of freedom. The
[0006]
In the case of the robot 209 configured such that the workpiece W is attracted by vacuum instead of the robot gripper 207, the displacement of the workpiece W and the robot gripper 207 is absorbed by the rubber of the vacuum pad.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional bending method and the apparatus therefor, there is no item for inputting the material of the workpiece W when the bounce angle (sandwich angle) of the workpiece W is calculated by the bender D-axis. There was a problem that a considerable error occurred in the angle of splash.
[0008]
Further, as described above, when “open tracking” is performed, the robot gripper 207 is opened, the bending is tracked, and the robot gripper 207 is closed each time. For this reason, there is a problem that the tact time is delayed.
[0009]
More specifically, referring to FIG. 17, the locus of the clamp position of the robot gripper 207 based on the upward angle (sandwich angle) of the workpiece W calculated from the vendor D-axis information in advance is ideally from the point A. Although it is A ′ point, it is actually B point from A point. This is because an amount (= A′−B) is drawn into the workpiece W. If this amount is not taken into account, the clamping position of the robot gripper 207 with respect to the workpiece W will be different. There is a problem that a considerable time is required for the positioning process.
[0010]
In “open tracking”, since the positional relationship between the robot gripper 207 and the workpiece W is deviated from the initial state, the bending line and the workpiece when the robot 209 approaches the workpiece W for bending the next workpiece W. There has been a problem that it takes a long time for positioning the workpiece W because the operation of making W parallel is long.
[0011]
Further, there is a problem that the position where the robot W gripper 207 clamps the workpiece W changes when the workpiece W is pulled in the mold direction during the bending process.
[0012]
  The present invention has been made to solve the above-described problems. The object of the present invention is to detect a workpiece splash angle and calculate a workpiece pull-in amount, and to accurately position the robot gripper from the pull-in amount information. Bending to reduce the time by positioning controlProcessing equipmentIs to provide.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above objectiveThe present invention,A bending apparatus having a robot gripper for clamping a workpiece and having a robot capable of supplying and positioning the workpiece to a bending position where the workpiece is bent by the cooperation of a punch and a die. An angle detection means for detecting the angle is provided, and the amount of the workpiece drawn at the clamping angle detected by the angle detection means is calculated with respect to the calculated workpiece tip locus up to the target clamping angle, and the calculated drawing-in is performed. A control device including a second arithmetic unit that calculates the workpiece tip coordinate position at the sandwiching angle based on the amount, and a command unit that controls the position of the robot gripper based on the calculated workpiece tip coordinate position; The angle detecting means is provided at an angle of 45 ° in a slit formed in the die so as to communicate with the die groove. Laser length measurement that is moved and positioned in the Z-axis direction to detect the bending angle of the workpiece by irradiating a plurality of locations on both sides of the workpiece subjected to bending with the reflecting mirror and the laser beam reflected by the reflecting mirror Equipped withIt is characterized by this.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the bending method and apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0026]
Referring to FIGS. 2 and 3, for example, a press brake 1 as a bending apparatus according to the present embodiment includes a side frame 3 that is erected, and an upper table on the upper front surface of the side frame 3. 5 is provided, and a punch P is detachably mounted on an intermediate plate 7 as a punch mounting portion at the lower portion of the upper table 5. On the other hand, a lower table 9 is provided on the lower front surface of the side frame 3. A die D is detachably mounted on the die mounting portion on the lower table 9.
[0027]
The press brake 1 is configured such that one of the upper and lower tables 5 and 9 is movable up and down as a ram, and the workpiece W is bent by the cooperation of the punch P and the die D. In the present embodiment, for example, the lower table 9 is configured to be moved up and down by a ram cylinder 11 (see FIG. 11).
[0028]
In addition, for example, a robot 15 serving as a workpiece moving device that clamps the workpiece W with a robot gripper 13 and automatically supplies and positions the workpiece W with respect to the bending line of the press brake 1 to the press brake 1 is a lower table. 9 is provided so as to be movable in the left-right direction (X direction) in FIG. The robot 15 has a robot gripper 13 that can supply and position a workpiece W with respect to a desired bending line. The robot gripper 13 can move in the front-rear direction (Y direction) and the up-down direction (up-down direction in FIG. 3). , Z direction).
[0029]
In this embodiment, the robot 15 is mounted on a base plate 17 that is integrally attached to a lower table 9 that can be raised and lowered.
[0030]
More specifically, the base plate 17 extends in the X-axis direction along the longitudinal direction of the die D, and the first moving table 19 is supported on the front surface of the base plate 17 so as to be movable in the X-axis direction. A pinion (not shown) that meshes with a rack 21 in the X-axis direction provided on the base plate 17 is rotatably provided on the first moving table 19 by a first motor 23. Since the first motor 23 is provided with a position detection device such as an encoder, the movement position of the first moving base 19 in the X-axis direction can be detected.
[0031]
In addition, the first moving table 19 is provided with a fan-shaped portion 25 whose upper side is enlarged in the Y-axis direction, and the upper portion of the fan-shaped portion 25 is higher than the rear side as shown in FIG. A rack member 27 is provided as an arcuate guide member curved so that the front side is lowered. A second moving table 29 that is movable in the Y-axis direction along the rack member 27 is supported on the rack member 27. The second moving table 29 is provided with a pinion meshed with the rack member 27 so as to be rotatable by a second motor 31. Since the second motor 31 is provided with a position detection device such as an encoder like the first motor 23, the movement position of the second moving base 29 in the X-axis direction can be detected.
[0032]
In addition, a lifting column 33 that is movable in the vertical Z-axis direction perpendicular to the moving direction of the second moving table 29 is supported on the second moving table 29. A rack in the vertical direction is formed on the lifting column 33, and a pinion meshing with the rack is rotatably provided by a third motor 35. Since the third motor 35 is provided with a position detection device such as an encoder like the first motor 23, the lifting column 33 is moved up and down by driving the third motor 35, and the vertical movement position is It is detected by a position detection device.
[0033]
When the second moving table 29 is moved to the front side along the rack member 27, the elevating support column 33 is inclined to the front side, and moves up and down obliquely. When the second moving table 29 is raised, the work W is separated from the lower table 9. Will function as follows.
[0034]
Further, an arm 37 extending in the Y-axis direction is appropriately fixed to the upper portion of the lifting column 33. A robot gripper 13 capable of gripping one side edge of the workpiece W is attached to the tip of the arm 37.
[0035]
More specifically, the robot gripper 13 is provided so as to be rotatable up and down around a B axis parallel to the X axis, and is provided so as to be rotatable around an A axis orthogonal to the B axis. . A fourth motor 39 for turning the robot gripper 13 around the A axis and a fifth motor 41 for turning the robot gripper 13 up and down around the B axis are mounted on the arm 37. . As shown in FIG. 11, the fourth and fifth motors 39 and 41 are connected to a control device which will be described later, and similarly to the first motor 23 described above, a position detection device such as an encoder is provided. It is what.
[0036]
The robot gripper 13 is provided with an upper jaw 43 and a lower jaw 45 for clamping and unclamping the workpiece W. Since the upper and lower jaws 43 and 45 are pivotally supported by a rotating sleeve (not shown) that can rotate about the B axis, the workpiece W clamped by the upper jaw 43 and the lower jaw 45 is, for example, As shown in FIG. 3, it is configured to be swung in a large angle range that is reversed about the B axis.
[0037]
Further, as shown in FIG. 4, the press brake 1 is provided with, for example, an abutment device 47 as a workpiece positioning device for positioning the workpiece W moved by being gripped by the robot gripper 13 of the robot 15. ing. In this embodiment, the abutting device 47 includes two X-axis abutting portions 49 for positioning the X-axis direction of the workpiece W, and one Y-axis abutting portion 51 for positioning the Y-axis direction of the workpiece W. , Is composed of.
[0038]
More specifically, the X-axis abutting portion 49 is arranged in the Y direction along the Y-axis guide rail 55 in which the X-axis abutting portion main body 53 extends in the front-rear direction (Y direction) to the left in FIG. It is provided so as to be movable and positionable in the Y direction via a rack 57 and a pinion (not shown) parallel to the Y-axis guide rail 55 and an X-axis abutting portion motor 59. The X-axis abutting section motor 59 is provided with a position detection device such as an encoder.
[0039]
The X-axis abutting portion main body 53 is provided with an X-axis cylinder 61 provided with a piston rod that expands and contracts in the X-axis direction, and the tip of the piston rod functions as the X-axis abutting portion 49. An X-axis abutment sensor 63 that detects the contact of the workpiece W is attached to the tip of the X-axis abutment portion 49.
[0040]
The Y-axis abutting portion 51 is movable in the X-direction along an X-axis guide rail 67 in which the Y-axis abutting portion main body 65 extends in the left-right direction (X-direction) on the back side of the lower table 9. A rack 69 and a pinion (not shown) parallel to the guide rail 67 and a Y-axis abutting portion motor 71 are provided so as to be movable and positionable in the X direction. The Y-axis abutting portion motor 71 includes a position detection device such as an encoder, like the X-axis abutting portion motor 59 described above.
[0041]
The Y-axis abutting portion main body 65 is provided with a Y-axis cylinder 73 provided with a piston rod that expands and contracts in the Y-axis direction, and the tip of the piston rod functions as the Y-axis abutting portion 51. A Y-axis abutment sensor 75 that detects the contact of the workpiece W is attached to the tip of the Y-axis abutment portion 51.
[0042]
Accordingly, the workpiece W to be bent is moved and positioned by the robot 15 so as to be abutted against the two X-axis abutting portions 49 and the one Y-axis abutting portion 51 of the abutting device 47. At this time, it is detected that the edge of the workpiece W has been abutted and positioned by detection of the X-axis abutment sensors 63 and the Y-axis abutment sensors 75 at a plurality of locations.
[0043]
A control device 77 for controlling the robot 15 and the robot gripper 13, the abutting device 47, the ram cylinder 11 and the like is provided on the left side of the left side frame 3 in FIG.
[0044]
Referring to FIG. 11, the control device 77 includes a CPU 79 as a central processing unit. The CPU 79 has an input device 81 such as a keyboard as input means for inputting various data, and various types of data. A display device 83 such as a CRT for displaying data is connected.
[0045]
Further, in the CPU 79, for example, data such as a bending length, a bending angle, and a flange length are input from the input device 81 and stored as bending information of the workpiece W obtained from a development view, a three-view drawing, a three-dimensional view, and the like. A first memory 85 is connected.
[0046]
Further, the CPU 79 receives a command for moving and positioning the robot gripper 13 to a predetermined mold mounting position of the press brake 1 based on the mold layout information, the information of the robot gripper 13, the gripper reference plane information and the gripper moving distance. For example, a main control unit 87 is connected as a command unit to be given to the axis control unit.
[0047]
The CPU 79 is connected to a mode changeover switch 89 for switching the robot gripper 13 to a follow-up mode for making the workpiece W follow up the workpiece W via the main control unit 87, and the operator looks at the screen of the display device 83. A manual pulser 91 for adjusting the stroke of the lower table 9, which is a movable table, is connected via the main controller 87.
[0048]
The CPU 79 is connected to a robot axis controller 93 that controls each axis of the robot 15, and the first motor 23, the second motor 31, and the third motor 35 described above are connected via the robot axis controller 93. The fourth motor 39, the fifth motor 41, and each encoder are connected.
[0049]
Further, the CPU 79 is connected to an abutting device axis control unit 95 that controls each axis of the abutting device 47, and the X-axis abutting unit motor 59 described above via the abutting device axis control unit 95. A Y-axis abutting section motor 71 and each encoder are connected, and an X-axis cylinder 61 and an X-axis abutting sensor 63, and a Y-axis cylinder 73 and a Y-axis abutting sensor 75 are also connected.
[0050]
Next, a bending angle detector 97 as an angle detector according to this embodiment will be described with reference to the drawings.
[0051]
As shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of slits 99 are formed at appropriate positions in the left-right direction of the die D so as to communicate with the die groove DV. A hole may be used instead of the slit 99. In this slit 99, as shown in FIG. 6, there is provided a reflection mirror 101 that is inclined at an angle of approximately 45 ° to the upper right and constitutes a reflection surface. Further, on the back surface of the lower table 9, there are support brackets 109 that are movable in the X-axis direction by the X-axis motor 103, the L-axis direction that is the same as the Y-axis direction by the L-axis motor 105, and the Z-axis direction by the Z-axis motor 107. A laser length measuring device 111 is provided on the support bracket 109. Each X-axis motor 103, L-axis motor 105, and Z-axis motor 107 is provided with an encoder (not shown) as a position detector.
[0052]
With the above configuration, the laser length measuring device 111 is moved in the X-axis direction, the L-axis direction, and the Z-axis direction and positioned at a desired position. In addition, the laser beam LB oscillated from the laser length measuring device 111 is reflected by the reflection mirror 101 and then irradiates the side surface of the workpiece W through the slit 99. The irradiated laser beam LB is returned to the laser length measuring device 111 as return light, and the distance from the laser length measuring device 111 to the side surface of the workpiece W is detected. The reference position, which is the tip position of the laser length measuring device 111 in the L-axis direction, is previously positioned at a desired position by the L-axis motor 105.
[0053]
Further, by moving and positioning the laser length measuring device 111 by the Z-axis motor 107, a plurality of distances to both side surfaces of the workpiece W are detected. Therefore, the bending angle of the workpiece W is accurately calculated using the detected distances to both side surfaces of the workpiece W.
[0054]
Referring to FIG. 11 again, the CPU 79 of the control device 77 is connected to a distance memory 113 in which the distance to the side surface of the workpiece W detected by the laser length measuring device 111 is inputted and stored.
[0055]
The CPU 79 is connected to a first calculation device 115 for calculating a bending angle based on the distance to the side surface of the workpiece W detected by the laser length measuring device 111.
[0056]
The CPU 79 is connected to a BI axis control unit 117 that controls each axis of the bending angle detection device 97 (BI; an abbreviation of Bending Indicator). The X axis motor described above is connected via the BI axis control unit 117. 103, an L-axis motor 105, a Z-axis motor 107, and each encoder are connected.
[0057]
The algorithm for calculating the bending angle will be described. Referring to FIG. 7, the laser length measuring device 111 is provided with, for example, one light emitter 119 and light receiver 121, and the light emitter 119 emits light from the light emitter 119. The optical axes 1 and 2 of the oscillated laser beam LB are reflected by the reflection mirror 101 and irradiated onto the right side surface of the workpiece W in FIG. Thereafter, the light is received by the light receiver 121 as return light. The laser length measuring device 111 is moved and positioned upward in the Z-axis direction as indicated by a two-dot chain line, and is irradiated with the optical axes 3 and 4 of the laser beam LB in the manner described above, so that the figure of the workpiece W 7 irradiates the left side surface. Thereafter, the light is received by the light receiver 121 as return light. Therefore, the distance to the both side surfaces which are the four points of the workpiece W is detected.
[0058]
That is, Z at that time₁→ Z₂The amount of movement is l₁And Z₃→ Z₄The amount of movement is l₂It is. Z₂→ Z₃The amount of movement is L.
[0059]
Based on the detected distance, the bending angle θ is calculated with reference to FIG. 8 as follows.
[0060]
In optical axis 1 and optical axis 2,
l ’₁= L₁/ Cosα₁...... (1)
l₁₂= (L ’₁/ 2) x [1 / cos (90-α₁]]
= (L₁/ 2) x {1 / cosα₁× cos (90−α₁)} …… (2)
The difference in measurement length is a₁Then,
α₂= Tan^-1(A₁/ L₁)
α₃= Cos^-1(L₁/ L₁₂) = Cos^-1(2cosα₁× cos (90−α₁))
θ₁= 90− (α₂+ Α₃)
θ₁= 90- {tan^-1(A₁/ L₁) + Cos^-1(2cosα₁× cos (90−α₁))} (3)
In the optical axis 3 and the optical axis 4,
l ’₂= L₂/ Cosα₁...... (4)
l₂₂= (L ’₂/ 2) x [1 / cos (90-α₁]]
= (L₂/ 2) x {1 / cosα₁× cos (90−α₁)} …… (5)
The difference in measurement length is a₂Then,
α₄= Tan^-1(A₂/ L₂)
α₅= Cos^-1(L₂/ L₂₂) = Cos^-1(2cosα₁× cos (90−α₁))
θ₂= 90− (α₄-Α₅)
θ₂= 90- {tan^-1(A₂/ L₂) −cos^-1(2cosα₁× cos (90−α₁))}
...... (6)
Therefore,
θ = θ₁+ Θ₂
= 180- {tan^-1(A₁/ L₁) + Tan^-1(A₂/ L₂)}
It becomes.
[0061]
Next, the workpiece bottom dead center detecting device 123 constituting the angle detecting means according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
[0062]
Referring to FIG. 9, a plurality of displacement meters 125 are provided inside the die D in the longitudinal direction of the die D. This displacement meter 125 is provided with a detection pin 129 that is always urged upward by a spring 127 and protrudes into the V-groove of the die D when moving up and down. A linear scale 131 that detects the vertical position of the detection pin 129 is provided. Is provided below the spring 127.
[0063]
Accordingly, the workpiece W pushed and bent by the punch P pushes the detection pin 129 downward, and the vertical position of the detection pin 129 at this time is detected by the linear scale 131, and the detection pin 129 is shown in FIG. The distance between the upper end of the die D and the upper surface of the die D is determined as the inter-blade distance ST.
[0064]
Referring to FIG. 11 again, the CPU 79 of the control device 77 described above stores a database file 133 for storing a database based on a graph showing the relationship between the bending angle and the distance between the blades as shown in FIG. A data correction unit 135 that corrects the database, a comparison determination unit 137 that compares an actual measurement angle of the bending angle of the workpiece W that has been bent with a target angle, and a stroke that controls the stroke of the punch P by controlling the ram cylinder 11. A command unit 139 is connected. Furthermore, a displacement meter 125 is connected to transmit a detection signal.
[0065]
With the above configuration, the inter-blade distance ST1 at a sandwiching angle that is finished to a desired bending angle (here, 90 °) is obtained from a graph or a calculation formula indicating the relationship between the bending angle and the inter-blade distance stored in the database. Desired. That is, in the graph and calculation formula showing the relationship between the bending angle and the inter-blade distance ST1, the springback amount is calculated from the work angle for each work W in advance and the finished angle, which is the actual bending angle, and taken into consideration. Since the sandwiching angle is shown, the sandwiching angle can be obtained by detecting the inter-blade distance ST1.
[0066]
Referring to FIG. 11 again, the CPU 79 of the control device 77 described above pulls in the workpiece W based on the clamping angle of the workpiece W calculated by the bending angle detection device 97 or the workpiece bottom dead center position detection device 123 described above. A second arithmetic unit 141 is connected to calculate the amount of movement and calculate the coordinates of the tip of the workpiece W, in other words, the clamp position coordinates by the gripper, from the amount of pull-in.
[0067]
Further, the CPU 79 calculates the amount of movement for moving the vendor axis by performing pulse distribution on the D axis based on the calculated value of the D value, and calculates the calculated value of the workpiece tip coordinate calculated by the second arithmetic unit 141. Based on this, a pulse distribution amount calculation device 143 is connected to calculate the movement amount by which the robot 15 is moved so as to follow the pulse distribution to each axis of the robot 15.
[0068]
Next, a bending method according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0069]
Die V width V, die shoulder radius DR, die groove angle DA, punch tip radius PR, punch angle PA, punch inclination length PL as workpiece data, plate thickness t, friction coefficient μ, workpiece flange length L as workpiece data The bending conditions such as the finishing angle θ are input from the input device 81 and stored in the first memory 85. (Step S1).
[0070]
The mode selector switch 89 is turned on to switch to the follow mode. The workpiece W remains in a state of being clamped by the robot gripper 13, and the robot gripper 13 is "closed tracking" in which the workpiece W follows the splash of the workpiece W during bending (step S2).
[0071]
The lower table 9 is driven by the manual pulser 91 by the operator, or the lower table 9 is automatically driven by inputting the target clamping angle θ ′ (step S3).
[0072]
The sandwiching angle θ of the workpiece W is measured. That is, the sandwiching angle θ is calculated based on the data obtained by the bending angle detection device 97 or the workpiece bottom dead center detection device 123. The measurement of the sandwiching angle θ is sequentially performed during the bending process until the target sandwiching angle θ ′ is reached (steps S5 and S6).
[0073]
When the measurement sandwiching angle θ does not reach the target sandwiching angle θ ′, the remaining angle to be bent is calculated from the difference between the measurement sandwiching angle θ and the target sandwiching angle θ ′. The angle divided so that the remaining angle is driven stepwise, the D value for this angle, the tip coordinate of the workpiece, that is, the robot TCP (teaching point) coordinate to be clamped by the robot gripper is calculated.
[0074]
For example, the arc-shaped trajectory of the edge of the workpiece W up to the target clamping angle θ ′ in a state where the amount of the workpiece is not taken into consideration is obtained by simple calculation as shown in FIG. .
[0075]
On the other hand, the angle difference from the measured sandwiching angle θ to the target sandwiching angle θ ′ is divided into θ1, θ2, θ3,..., Θi step by step as shown in FIG. The stroke value (D value) of the D axis at θ2, θ3,..., θi and the tip coordinates (xi, yi) of the workpiece when the respective pull-in amounts L are taken into consideration are obtained.
[0076]
For example, the retracted amounts L1, L2, L3,..., Li of the workpieces W corresponding to the sandwiching angles θ1, θ2, θ3,..., Θi are plastic theory equations f (V, DR, DA, PR, PA, PL, X, μ, n, F) is used by the second arithmetic unit 141 to calculate. In this case, the n value and the F value are previously input from the input device 81 and stored in the first memory 85 as material constants.
[0077]
Therefore, when the pulling amount when the sandwiching angle is θ1 is L1, the workpiece tip coordinates (x1, y1) are calculated as the robot TCP coordinates from the difference between the calculated locus and the pulling amount L1. The D value at this time is also calculated as D1.
[0078]
Similarly, when the retracted amount when the sandwiching angle is θ2 is L2, the workpiece tip coordinate (x2, y2) is calculated as the robot TCP coordinate, and the D value is calculated as D2.
[0079]
When the entrapment amount when the sandwiching angle is θ3 is L3, the workpiece tip coordinate (x3, y3) is calculated as the robot TCP coordinate, and the D value is calculated as D3.
[0080]
As described above, on the basis of the difference between the measured sandwiching angle and the target sandwiching angle, the retracted amount corresponding to the sandwiching angle driven and bent stepwise is calculated, and based on the calculated retracted amount Robot TCP coordinates and D value are calculated (steps S7 and S8).
[0081]
Pulse distribution is performed on the D axis based on the calculated values D1, D2, D3,..., Di of the calculated D value, and the vendor axis (D axis) moves (steps S9 and S10).
[0082]
Pulse distribution to each axis of the robot 15 based on the calculated values (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3),..., (X1, y1) of the workpiece tip coordinates calculated in step S7 above. The robot axes such as the Y axis, Z axis, A axis, and B axis of the robot 15 move so that the robot gripper 13 follows the workpiece tip coordinates (steps S11 and S12).
[0083]
When the steps S5 to S12 are repeated and the measurement sandwiching angle θ reaches the target sandwiching angle θ ′, the mode changeover switch 89 is turned off and the follow-up mode is switched off (step S13).
[0084]
The lower table 9 is lowered and the punch P and the die D are separated (step S15).
[0085]
As described above, the sandwiching angle and the amount by which the workpiece W is drawn during processing are sequentially calculated, and the coordinates of the workpiece tip position (clamp position of the robot gripper 13) are calculated, so that the robot gripper 13 is accurately applied to the workpiece W. In order to follow, the relative positional relationship between the workpiece W and the position of the robot gripper 13 does not change.
[0086]
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 14, so-called “closed tracking” in which the robot 15 follows the workpiece W while being clamped by the robot gripper 13 from the start to the end of the bending process. However, as another embodiment, as shown in FIG. 15, from the start of bending until the end of bending, the robot gripper 13 unloads the workpiece W in step S4 in the flowchart of FIG. You may make it carry out by what is called "open tracking" which tracks the rising of the workpiece | work W in the clamped state. In this case, for example, the workpiece W is clamped by the robot gripper 13 in step S14.
[0087]
As one method in this case, before the end of the bending process, as described above, the amount of the workpiece W drawn is calculated based on the sandwiching angle data obtained in real time by the bending angle detector 97. The workpiece tip coordinates are calculated, and the robot gripper 13 follows and clamps the workpiece W based on the workpiece tip coordinates. Thereafter, “closed tracking” is performed until the bending process is completed, and tracking is performed according to the workpiece tip coordinates calculated based on the sandwiching angle data obtained in real time by the bending angle detection device 97.
[0088]
As another method in this case, the measurement sandwiching angle θ is calculated from the D value data obtained in real time by the workpiece bottom dead center detection device 123 as described above before the end of the bending process. A workpiece tip coordinate is calculated by calculating the amount of the workpiece W drawn based on the θ data, and the robot gripper 13 follows and clamps the workpiece W based on the workpiece tip coordinate. Thereafter, “closed tracking” is performed until the bending process is completed, and tracking is performed according to the workpiece tip coordinates calculated based on the sandwiching angle data obtained in real time by the bending angle detection device 97.
[0089]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can implement in another aspect by making an appropriate change.
[0090]
【The invention's effect】
  As can be understood from the description of the embodiments of the invention as described above,BookAccording to the present invention, the workpiece gripper position coordinates can be calculated by sequentially calculating the sandwiching angle and the amount of the workpiece drawn during bending, so that the robot gripper can accurately follow the workpiece. Since the relative positional relationship between the workpiece and the position of the robot gripper does not change, the robot gripper can clamp the workpiece from the start to the end of the bending process to “close follow”, or clamp from the middle of the bending process to “close”. Even if “follow” is performed, the clamp positioning can be performed accurately and easily, so that the time can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of a bending method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of a press brake as a bending device used in the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view of a press brake as a bending apparatus used in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic perspective view of a butting device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a front view of a die according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic side view of a bending angle detection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram for detecting a bending angle by a bending angle detection device;
FIG. 8 is an explanatory diagram for detecting a bending angle by a bending angle detection device;
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a displacement meter of the workpiece bottom dead center detecting apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a distance between the blades in the workpiece bottom dead center detecting device.
FIG. 11 is a configuration block diagram of a control device.
FIG. 12 is a graph showing a relationship between an angle and a distance between blades.
FIG. 13 is a state explanatory view showing a relationship between a sandwiching angle and a pulling amount during bending.
FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating a state of “closed tracking” of the robot gripper during bending.
FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a state where the robot gripper is switched from “open following” to “closed following” during bending.
FIG. 16 is an explanatory diagram of a state of “open following” by a conventional press brake robot;
FIG. 17 is an explanatory diagram of a state of “open following” by a conventional press brake robot;
[Explanation of symbols]
1 Press brake (bending machine)
5 Upper table
9 Lower table
13 Robot gripper
15 Robot
77 Controller
85 First memory
87 Main control section (command section)
89 Mode switch
93 Robot axis controller
97 Bending angle detector
111 Laser length measuring instrument
113 Distance memory
115 First arithmetic unit
117 BI axis control unit
123 Workpiece bottom dead center detector
141 Second arithmetic unit

Claims

In a bending apparatus comprising a robot gripper for clamping a workpiece and having a robot capable of supplying and positioning the workpiece with respect to a bending position where the workpiece is bent by the cooperation of a punch and a die,
An angle detection means for detecting the sandwiching angle of the workpiece during bending is provided,
The amount of the workpiece drawn in at the pinching angle detected by the angle detecting means with respect to the calculated workpiece tip trajectory up to the target pinching angle is calculated, and the workpiece tip at the pinching angle is calculated based on the calculated amount of pulling in. A control unit including a second arithmetic unit that calculates a coordinate position and a command unit that controls the position of the robot gripper based on the calculated workpiece tip coordinate position ;
The angle detecting means includes a reflecting mirror provided at an angle of 45 ° in a slit formed in the die and communicating with the die groove, and both side surfaces of a workpiece obtained by bending the laser beam reflected by the reflecting mirror. And a laser length measuring device that is moved and positioned in the Z-axis direction in order to detect the bending angle of the workpiece by irradiating a plurality of positions .