JP4708541B2 - 曲げ加工方法及び曲げ加工システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曲げ加工方法及び曲げ加工システムに関し、特にワークを供給及び位置決めするロボットを備えたプレスブレーキなどの曲げ加工装置において予めロボットの動作を自動プログラミング装置により作成して曲げ加工を行う曲げ加工方法及び曲げ加工システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワークを供給及び位置決めするロボットを備えたプレスブレーキなどの曲げ加工装置においては、ロボットの動作を作成するために自動プログラミング装置が用いられており、この自動プログラミング装置により作成された加工プログラムの動作を確認するためのシミュレーション機能が備えられている。
【０００３】
プレスブレーキにおいて実際に曲げ加工が行われる前に、上記のシミュレーション機能により自動プログラミング装置の表示画面上でロボットの動作と周辺機器への干渉が確認される。
【０００４】
このシミュレーションにより確認されてから、自動プログラミング装置により作成された加工プログラムに基づいてロボットがワークをプレスブレーキの曲げ加工位置に供給及び位置決めされて曲げ加工が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来においては、自動プログラミング装置によりロボット動作のシミュレーションによる確認が実行されても、例えば実際の曲げ加工動作においてはロボットによりクランプされているワークがワーク特性により撓んでいるのであるが、このワークのたわみ状態がシミュレーションでは確認できない要素があるので、実際の曲げ加工機におけるティーチングが必要になる。
【０００６】
このとき、ティーチングがどの位置で必要になるかという判断は、オペレータによって行われるのであり、オペレータの熟練度に応じて判断する時間が異なり、初心者は特に時間がかかってしまうという問題点があった。
【０００７】
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、自動プログラミング装置でシミュレーションを実行する時に、実際の曲げ加工によるティーチングが必要になる位置を自動的に判断し設定を行うことにより、必要な位置のみのティーチングをすることで段取り作業時間の短縮を図り得る曲げ加工方法及び曲げ加工システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明の曲げ加工方法は、製品形状情報、ワーク情報に基づき曲げ加工順、使用金型を決定し、この決定された曲げ加工情報に基づいて曲げ加工を行う曲げ加工機に対してワークを供給及び位置決めするロボットの動作を含む加工プログラムを決定し、この決定された加工プログラムに基づき表示装置の画面上にて一連の曲げ加工のシミュレーションを行い、このシミュレーション実行段階においてワーク情報の材質、板厚、長さ、ワークフランジの長さのワーク条件、ロボット情報、金型情報に基づきシミュレーション画面において、ワークのたれ発生によるワークと金型との干渉及び前記ワークフランジの長さが短く当該ワークフランジをクランプしての曲げ加工後のロボットにおけるロボットグリッパと金型との干渉が発生すると予想される工程を算出してティーチング工程を設定すべく指示を与え、この設定されたティーチング工程にて実際の曲げ加工によるティーチングを行い、ついで、このティーチング工程で得られた生成プログラムを前記加工プログラムに転送して修正し、この修正された加工プログラムに基づいて曲げ加工を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
したがって、ティーチングポイントが自動プログラミング装置のシミュレーション結果によって必要とされる工程の時のみに自動的に設定されるので、ティーチング作業を行うべきプログラムチェック工程が必要最小限になる。また、プログラムチェック工程の設定の判断基準が自動プログラミング装置のシミュレーションの結果により自動的に明確にされることから、ティーチングポイントの判断、設定、修正に必要な時間が短縮されるので、段取り時間が短縮される。
【００１０】
請求項２によるこの発明の曲げ加工システムは、曲げ加工情報に基づいて曲げ加工を行う曲げ加工機と、この曲げ加工機に対してワークを供給及び位置決めするロボットとを備えた曲げ加工システムにおいて、
製品形状情報、ワーク情報に基づき曲げ加工順、使用金型を決定する曲げ順・金型決定手段と、前記ロボットの動作を決定するロボット動作決定手段とを備えた自動プログラム決定手段を備え、この自動プログラム決定手段により決定された加工プログラムに基づき表示装置の画面上にて一連の曲げ加工のシミュレーションを行うシミュレーション実行手段を備え、このシミュレーション実行手段によるシミュレーション実行段階においてワーク情報の材質、板厚、長さ、ワークフランジの長さのワーク条件、ロボット情報、金型情報に基づきシミュレーション画面において、ワークのたれ発生によるワークと金型との干渉及び前記ワークフランジの長さが短く当該ワークフランジをクランプしての曲げ加工後のロボットにおけるロボットグリッパと金型との干渉が発生すると予想される工程を算出し且つティーチング工程を設定すべく指示を与えるプログラムチェック工程生成手段を備え、このプログラムチェック工程生成手段により選択された工程にて前記曲げ加工機によりティーチング工程を行うティーチング工程生成手段を備えてなることを特徴とするものである。
【００１１】
したがって、請求項１記載の作用と同様であり、ティーチングポイントが自動プログラミング装置のシミュレーション結果によって必要とされる工程の時のみに自動的に設定されるので、ティーチング作業を行うべきプログラムチェック工程が必要最小限になる。また、プログラムチェック工程の設定の判断基準が自動プログラミング装置のシミュレーションの結果により自動的に明確にされることから、ティーチングポイントの判断、設定、修正に必要な時間が短縮されるので、段取り時間が短縮される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の曲げ加工方法及び曲げ加工システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
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３Ｌ，３Ｒを備えており、このサイドフレーム３Ｌ，３Ｒ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３Ｌ，３Ｒ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。
【００１４】
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。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１を参照，図２及び図３では図示省略）により昇降するよう構成されている。
【００１５】
さらに、プレスブレーキ１には、前後方向（図３において左右方向、Ｙ軸方向）のワークＷの位置決めを行うためのバックゲージ１３が前後方向へ移動位置決め自在に設けられている。このバックゲージ１３の複数箇所には、ワークＷの当接を検出するセンサ１５が装着されている。
【００１６】
上記構成により、通常の手段によって予め位置決めされたバックゲージ１３にワークＷを当接して位置決めするとき、複数箇所の各センサ１５の出力が所定の出力値に一致したか否かを検知することにより、ワークＷの端縁がパンチＰとダイＤによる折曲げ線と平行であるか否かを知ることができ、ワークＷの正確な位置決めが行われる。このセンサ１５は、直動形のポテンションメータのごとき線形トランジューサよりなるものであり、センサ１５からの出力信号は、サイドフレーム３Ｌの上部に装着された一般的な制御装置１７に入力される。
【００１７】
また、プレスブレーキ１にはロボットグリッパ１９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とするワーク移動装置としての例えばロボット２１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２１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とするロボットグリッパ１９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。
【００１８】
ロボット２１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２３に装着されている。
【００１９】
より詳細には、ベースプレート２３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２３の前面に第１移動台２５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２５には、ベースプレート２３の備えたＸ軸方向のラック２７に噛合したピニオン（図示省略）が第１モータ２９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２９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２５のＸ軸方向の移動位置を検知することができる。
【００２０】
また、第１移動台２５には、上部側がＹ軸方向に拡大した扇形状部３１が設けられており、この扇形状部３１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３３が設けられている。このラック部材３３には、ラック部材３３に沿ってＹ軸方向に移動自在の第２移動台３５が支承されている。この第２移動台３５には、ラック部材３３に噛合したピニオンが第２モータ３７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３７には第１モータ２９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３５のＸ軸方向の移動位置を検知することができる。
【００２１】
また、上記の第２移動台３５には、第２移動台３５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３９が支承されている。この昇降支柱３９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４１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４１には第１モータ２９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３９は第３モータ４１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。
【００２２】
第２移動台３５がラック部材３３に沿って前側へ移動されたときには、昇降支柱３９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。
【００２３】
また、昇降支柱３９の上部には、Ｙ軸方向に延伸したアーム４３が適宜に固定されている。このアーム４３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１９が装着されている。
【００２４】
より詳細には、ロボットグリッパ１９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１９を旋回するための第４モータ４５及びＢ軸を中心としてロボットグリッパ１９を上下に回動するための第５モータ４７が上記アーム４３に装着されている。上記の第４，第５モータ４５，４７は、図１に示されているように制御装置１７に接続されており、前述した第１モータ２９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。
【００２５】
また、ロボットグリッパ１９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４９と下部ジョー５１とが備えられている。上記の上部、下部ジョー５１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４９と下部ジョー５１にクランプされたワークＷは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。
【００２６】
また、図２を参照するに、下部テーブル９あるいはベースプレート２３の一側部には、ワークＷを一時的に把持自在なつかみ換えグリッパ５３が装着されており、サイドゲージ装置５５が適宜のブラケットを介して装着されている。
【００２７】
上記のつかみ換えグリッパ５３には、ワークＷを把持するための上部ジョー５７と下部ジョー５９が備えられている。
【００２８】
サイドゲージ装置５５は、ロボットグリッパ１９に把持されたワークＷの一側縁との位置関係を検知するときに使用されるもので、側方センサ６１が備えられている。この側方センサ６１は、バックゲージ１３に備えられたセンサ１５と同様に、直動形のポテンションメータのごとき線形トランジューサよりなるものであり、側方センサ６１の出力値は制御装置１７に入力される。
【００２９】
したがって、ロボットグリッパ１９に把持されたワークＷの一側縁が側方センサ６１に当接され、この側方センサ６１の出力値が所定の出力値であるときに、ロボット２１のＸ軸方向の位置が第１モータ２９に備えられた位置検出装置の検出値で制御装置１７に読込まれる。そして、ワークＷを把持していない時の基準位置の位置検出値と比較することにより、ロボットグリッパ１９に把持されたワークＷの一側縁とロボット２１とのＸ軸方向の位置的関係が検出される。よって、サイドゲージ装置５５を基準として、パンチＰ、ダイＤに対してワークＷのＸ軸方向の位置決めが正確に行われる。
【００３０】
図１及び図２を参照するに、制御装置１７には自動プログラミング装置６３が接続されており、上記の自動プログラミング装置６３には、中央処理装置としてのＣＰＵ６５に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６７と、種々のデータを表示せしめるＣＲＴのごとき表示装置６９が接続されている。
【００３１】
また、ＣＰＵ６５には、上記の入力装置６７から入力された展開図、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板厚、曲げ長さ、曲げ角度、フランジ長さなどの製品形状情報並びにワーク情報を記憶する第１メモリ７１が接続されている。
【００３２】
また、ＣＰＵ６５には、第１メモリ７１内の製品形状情報並びにワーク情報に基づき曲げ加工順、使用金型、金型レイアウトを決定する曲げ順・金型決定手段７３と、この決定された曲げ加工順、使用金型に基づいてロボット２１の動作プログラムを決定するロボット動作決定手段７５とを有すると共に決定された曲げ加工順、使用金型、金型レイアウト、ロボット２１の動作プログラムにより加工プログラムを決定する自動プログラム決定手段７７が接続されている。
【００３３】
また、ＣＰＵ６５には、自動プログラム決定手段７７により決定された加工プログラムに基づきシミュレーションを行うシミュレーション実行手段７９と、このシミュレーション実行手段７９によるシミュレーション実行段階においてワーク情報、ロボット情報、金型情報に基づき相互に干渉が発生すると予想される工程を算出し且つティーチング工程を設定すべく指示を与えるプログラムチェック工程生成手段８１が接続されている。
【００３４】
また、上記のプログラムチェック工程生成手段８１により選択された工程が、プレスブレーキ１による実際の曲げ加工においてロボット２１を操作しながらティーチングが行われる。このときにティーチングされたデータを第１メモリ７１に登録せしめるティーチング工程生成手段８３がＣＰＵ６５に接続されている。
【００３５】
また、制御装置１７には、中央処理装置としてのＣＰＵ８５に、自動プログラミング装置６３で決定された金型情報、ロボット情報、加工プログラムを記憶する第２メモリ８７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８９と、金型情報、ロボット情報に基づき、ロボットグリッパ１９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主制御部９１と、ロボット２１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２９、第２モータ３７、第３モータ４１、第４モータ４５、第５モータ４７及び各エンコーダが接続されている。
【００３６】
上記構成により、自動プログラミング装置６３では、入力装置６７及び表示装置６９を用いて、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板厚、曲げ長さ、曲げ角度、フランジ長さなどの製品形状情報並びにワーク情報が入力されて第１メモリ７１に記憶される。
【００３７】
第１メモリ７１内の製品形状情報並びにワーク情報に基いて、曲げ順・金型決定手段７３により曲げ加工順、使用金型、金型レイアウトが決定され、ロボット動作決定手段７５によりロボット２１の動作プログラムが決定される。
【００３８】
なお、ロボット２１の動作プログラムとしては、ロボットグリッパ１９によるワークＷのクランプ位置及び曲げ加工順に基づいたロボット２１の動作経路が決定されたものである。
【００３９】
次いで、シミュレーション実行手段７９では、上記の決定された曲げ加工順、使用金型、金型レイアウト、ロボット２１の動作プログラムにより決定された加工プログラムに基づき、表示装置６９の画面上にて一連の曲げ加工のシミュレーションが行われる。
【００４０】
プログラムチェック工程生成手段８１では、上記の一連の曲げ加工のシミュレーション画面において、入力されたワークＷの材質、板厚、長さ等のワーク条件と、ロボットグリッパ１９による把持位置、金型情報との関係により、例えば図４に示されているように“ワークのたれ”を発生すると思われ、ワークＷ、金型、ロボットグリッパ１９の相互の干渉が発生すると予想される工程が自動的に選択されてプログラムチェック工程の設定が自動的に行われる。なお、図５に示されているように“ワークのたれ”を発生しない場合はプログラムチェック工程として選択されない。
【００４１】
上記のプログラムチェック工程生成手段８１により選択された工程、並びにワーク情報、ロボット情報、金型情報、加工プログラムが、プレスブレーキ１の制御装置１７に送信されて読み込まれ、第２メモリ８７に取り込まれる。
【００４２】
プレスブレーキ１による実際の曲げ加工が行われる際、上記のプログラムチェック工程生成手段８１により選択された工程では、オペレータがロボット２１をティーチングボックスを操作しながらワークＷのたれ量を見込んだ移動量を上昇せしめる。つまり、ワークＷが金型と干渉しない位置まで上昇せしめた状態に移動させる。上記の移動量のデータがティーチング工程生成手段８３により第１メモリ７１に登録されることによりティーチングされて新たに修正された加工プログラムが作成される。以降、この修正された加工プログラムに基づいてプレスブレーキ１により曲げ加工が行なわれる。
【００４３】
プログラムチェック工程が行われるケースとしては、上記のように“ワークのたれ”があると予想される場合の他に、ロボットグリッパ１９がつかみ換えグリッパ５３、アンローディング装置などの周辺機器との干渉がある場合と、自動プログラミング装置６３のシミュレーション実行時に干渉チェックで指摘された場合がある。
【００４４】
ちなみに、周辺機器との干渉があるケースとしては、ワーク条件としてのワーク長さが例えば２０〜５０mmなどのように極端に短いと、ワークＷのつかみ換えグリッパ５３によるつかみ換え動作及びアンローディング動作において干渉の可能性があるので、上述したようにプログラムチェック工程が設定されることとなる。
【００４５】
また、シミュレーション実行時に干渉チェックで指摘された場合の例としては、図６に示されているようにワークフランジ長さが極めて短いときには、曲げ加工後にロボットグリッパ１９により上記のワークフランジがクランプされる時にロボットグリッパ１９とパンチＰが干渉する恐れがあるので、上述したようにプログラムチェック工程が設定されることとなる。
【００４６】
さらに、シミュレーション実行時に干渉チェックの際に、図７に示されているようにワークフランジ長さが極めて短いために、ロボットグリッパ１９にてクランプされたワークＷが、バックゲージ１３に対して位置決めされる時にロボットグリッパ１９とダイＤが干渉する恐れがある場合には上述したようにプログラムチェック工程が設定されることとなる。
【００４７】
以上のことから、従来では作業者の経験に基づいて設定されていたティーチングポイントが、自動プログラミング装置６３のシミュレーション結果によって必要とされる工程の時のみに自動的に設定するようになるので、ティーチング作業が行われる工程、換言すればプログラムチェック工程が必要最小限になり、またプログラムチェック工程の設定の判断基準が自動プログラミング装置６３のシミュレーションの結果により自動的に明確にされる。
【００４８】
したがって、ティーチングポイントの判断、設定、修正に必要な時間が短縮されるので、段取り時間が短縮される。
【００４９】
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。
【００５０】
【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、ティーチングポイントが自動プログラミング装置のシミュレーション結果によって必要とされる工程の時のみに自動的に設定できるので、ティーチング作業を行うべきプログラムチェック工程は必要最小限にできる。また、ティーチングポイントの判断、設定、修正に必要な時間を短縮できることから段取り時間を短縮できる。
【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、自動プログラミング装置のブロック図とプレスブレーキの制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すもので、曲げ加工機の全体的な斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態を示すもので、曲げ加工機の左側面図である。
【図４】プログラムチェック工程が行われるケースとして“ワークのたれ”があると予想される場合の状態説明図である。
【図５】プログラムチェック工程が行われる必要がない場合の状態説明図である。
【図６】プログラムチェック工程が行われるケースとして周辺機器との干渉があると予想される場合の状態説明図である。
【図７】プログラムチェック工程が行われるケースとしてシミュレーション実行時に干渉チェックで指摘された場合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 バックゲージ
１７ 制御装置
１９ ロボットグリッパ
２１ ロボット
５３ つかみ換えグリッパ
６３ 自動プログラミング装置
６７ 入力装置
６９ 表示装置
７１ 第１メモリ
７３ 曲げ順・金型決定手段
７５ ロボット動作決定手段
７７ 自動プログラム決定手段
７９ シミュレーション実行手段
８１ プログラムチェック工程生成手段
８３ ティーチング工程生成手段
９３ ロボット軸制御部

Claims (2)

1. 製品形状情報、ワーク情報に基づき曲げ加工順、使用金型を決定し、この決定された曲げ加工情報に基づいて曲げ加工を行う曲げ加工機に対してワークを供給及び位置決めするロボットの動作を含む加工プログラムを決定し、この決定された加工プログラムに基づき表示装置の画面上にて一連の曲げ加工のシミュレーションを行い、このシミュレーション実行段階においてワーク情報の材質、板厚、長さ、ワークフランジの長さのワーク条件、ロボット情報、金型情報に基づきシミュレーション画面において、ワークのたれ発生によるワークと金型との干渉及び前記ワークフランジの長さが短く当該ワークフランジをクランプしての曲げ加工後のロボットにおけるロボットグリッパと金型との干渉が発生すると予想される工程を算出してティーチング工程を設定すべく指示を与え、この設定されたティーチング工程にて実際の曲げ加工によるティーチングを行い、ついで、このティーチング工程で得られた生成プログラムを前記加工プログラムに転送して修正し、この修正された加工プログラムに基づいて曲げ加工を行うことを特徴とする曲げ加工方法。
2. 曲げ加工情報に基づいて曲げ加工を行う曲げ加工機と、この曲げ加工機に対してワークを供給及び位置決めするロボットとを備えた曲げ加工システムにおいて、
   製品形状情報、ワーク情報に基づき曲げ加工順、使用金型を決定する曲げ順・金型決定手段と、前記ロボットの動作を決定するロボット動作決定手段とを備えた自動プログラム決定手段を備え、
   この自動プログラム決定手段により決定された加工プログラムに基づき表示装置の画面上にて一連の曲げ加工のシミュレーションを行うシミュレーション実行手段を備え、
   このシミュレーション実行手段によるシミュレーション実行段階においてワーク情報の材質、板厚、長さ、ワークフランジの長さのワーク条件、ロボット情報、金型情報に基づきシミュレーション画面において、ワークのたれ発生によるワークと金型との干渉及び前記ワークフランジの長さが短く当該ワークフランジをクランプしての曲げ加工後のロボットにおけるロボットグリッパと金型との干渉が発生すると予想される工程を算出し且つティーチング工程を設定すべく指示を与えるプログラムチェック工程生成手段を備え、
   このプログラムチェック工程生成手段により選択された工程にて前記曲げ加工機によりティーチング工程を行うティーチング工程生成手段を備えてなることを特徴とする曲げ加工システム。

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