JP6101454B2 - ワーク加工装置及び該ワーク加工装置における金型の移動方法 - Google Patents

Description

本発明は、プレスブレーキ等の加工機本体と、ワークの搬送を担う搬送ロボットとを組み合わせたワーク加工装置及び該ワーク加工装置における金型の移動方法に関するものである。

金型ホルダに装着された金型によってワークに所定の加工を施すプレスブレーキ等の加工機本体と、ワークの搬送を担う搬送ロボットとを組み合わせたワーク加工装置が広く知られている。この種のワーク加工装置では、例えば、搬送ロボットのハンド（グリッパ）を利用して金型を移動することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２５４７２８号公報

ところで、従来では、搬送ロボットによって加工機本体に装着された金型を移動する場合、一旦、ハンドで把持しているワークを仮置き場所に仮置きしてハンドを解放し、その上でハンドで金型を把持して移動させている。このように、従来では、製品加工中に金型を移動させる場合、ワークを仮置きする必要があり、タクトタイムが増大するという問題があった。

本発明は、上記事情を考慮し、ワークを搬送ロボットのハンドで把持したまま、搬送ロボットによって金型を移動できるようにしたワーク加工装置及び該ワーク加工装置における金型の移動方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明のワーク加工装置は、金型ホルダに装着された金型によってワークに所定の加工を施す加工機本体と、該加工機本体の近傍に配置され、ロボットアーム及び手首を含む可動機構部の先端に、前記ワークを把持するハンドを有し、前記可動機構部を動かすことによって、前記ハンドの位置や姿勢を制御する搬送ロボットと、からなるワーク加工装置において、前記可動機構部を動作させることによりワークを把持した前記ハンドを前記加工機本体に対して非干渉の位置に退避させた状態で、前記金型に対向する前記可動機構部上の位置に、前記金型に係合することで前記搬送ロボットの動きにより該金型を移動させる係合部を設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のワーク加工装置であって、前記係合部として、前記金型に設けられた係合孔に差し込み可能な係合突起が設けられていることを特徴とする。

請求項３の発明のワーク加工装置における金型移動方法は、金型ホルダに装着された金型によってワークに所定の加工を施す加工機本体と、該加工機本体の近傍に配置され、ロボットアーム及び手首を含む可動機構部の先端に、前記ワークを把持するハンドを有し、前記可動機構部を動かすことによって、前記ハンドの位置や姿勢を制御する搬送ロボットと、からなるワーク加工装置における金型の移動方法において、前記可動機構部を動作させることにより、ワークを把持した状態の前記ハンドを前記加工機本体に対して非干渉の位置に退避させ、この状態で、前記金型に対向する前記可動機構部上の位置に設けられた係合部を前記金型に係合させ、前記搬送ロボットの動きにより前記金型を移動させることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３に記載のワーク加工装置における金型移動方法は、前記加工機本体として、上金型を金型ホルダを介して保持する上部テーブルと、下金型を金型ホルダを介して保持する下部テーブルとを備え、前記上部テーブルまたは下部テーブルの一方を上下にスライドさせることでワークに曲げ加工を施すプレスブレーキが用いられており、前記上金型または下金型に設けた係合孔に、前記係合部として前記ロボットアームまたは手首に設けられた係合突起を差し込んだ状態で、前記搬送ロボットの動きにより、前記上金型または下金型を前記金型ホルダ上にて移動させることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、搬送ロボットのハンドでワークを把持しながら、可動機構部上に設けた係合部を金型に係合させ、この状態で搬送ロボットの動きにより加工機本体の金型を移動させることができる。従って、ハンドで把持したワークを仮置き場所に仮置きする必要がなく、それだけ加工中のタクトタイムを削減することができる。

請求項２の発明によれば、金型に設けられた係合孔に、搬送ロボットの可動機構部上に係合部として設けた係合突起を差し込むだけで、金型の移動に必要な係合を行うことができる。

請求項３の発明によれば、ワークを把持した搬送ロボットのハンドを加工機本体に非干渉の位置に退避させた状態で、搬送ロボットの可動機構部上に設けた係合部を金型に係合させて搬送ロボットを動かすことによって加工機本体の金型を移動させるので、ハンドで把持したワークを仮置き場所に仮置きする必要がなくなり、それだけ加工中のタクトタイムを削減することができる。

請求項４の発明によれば、例えば、プレスブレーキの上金型と下金型を用いてワークを加工している途中の段階において金型を移動させる必要が生じたとき、ワークを把持したハンドを邪魔にならない位置に退避させた状態で、搬送ロボットのロボットアームや手首に設けた係合突起を金型の係合孔に差し込んで、搬送ロボットを動かすことによって、金型を目的の場所に移動させることができる。従って、加工途中において把持したワークを仮置き場所に仮置きしてからハンドで金型を掴んで移動させるような面倒な工程を必要とせず、タクトタイムを削減することができる。

（ａ）は本発明の実施形態のワーク加工装置において、搬送ロボットによりプレスブレーキの下金型を移動しようとしている状態を示す斜視図、（ｂ）は同要部の拡大斜視図である。 （ａ）は同ワーク加工装置において、搬送ロボットによりプレスブレーキの上金型を移動しようとしている状態を示す側面図、（ｂ）は同要部の拡大図である。 （ａ）は同ワーク加工装置において、搬送ロボットによりプレスブレーキの下金型を移動しようとしている状態を示す側面図、（ｂ）は同要部の拡大図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１（ａ）は実施形態のワーク加工装置において、搬送ロボットによりプレスブレーキの下金型を移動しようとしている状態を示す斜視図、図１（ｂ）は同要部の拡大斜視図、図２（ａ）は搬送ロボットによりプレスブレーキの上金型を移動しようとしている状態を示す側面図、図２（ｂ）は同要部の拡大図、図３（ａ）は搬送ロボットによりプレスブレーキの下金型を移動しようとしている状態を示す側面図、図３（ｂ）は同要部の拡大図である。

この実施形態のワーク加工装置は、加工機本体として設けられたプレスブレーキ１０と、このプレスブレーキ１０の前側近傍に配置された垂直多関節ロボット（搬送ロボット）５０と、から構成されている。

プレスブレーキ１０は、フレーム１１の上部に上下スライド自在に設けられた上部テーブル１２と、フレーム１１の下部に固定的に設けられた下部テーブル１３とを有しており、上部テーブル１２の金型ホルダ１４に着脱自在に装着された上金型（パンチ）１６と、下部テーブル１３の金型ホルダ１５に着脱自在に装着された下金型（ダイ）１７との協働作用により、板状のワークＷに対して所定の曲げ加工を施すものである。各金型ホルダ１４，１５には、上下金型１６，１７を支持・固定する金型クランプ（図示略）が内蔵されている。

また、ここで使用されている上下金型１６，１７には、後述する垂直多関節ロボット５０に設けた係合突起（係合部）６０をそれぞれ差し込むことができる係合孔（被係合部）１６ａ，１７ａが設けられている。

一方の垂直多関節ロボット５０は、６軸の自由度を有し、板状のワークＷをプレスブレーキ１０に供給し、曲げ加工されたワーク（製品）を製品格納部などへ搬送する役目を果たすもので、プレスブレーキ１０の前側に左右方向に長く設けたガイドレール４０に沿って左右方向へ移動自在に支持されている。

この垂直多関節ロボット５０は、ガイドレール４０に支持されて左右方向へ移動自在なベース部５１を備えており、このベース部５１上には、水平面内で旋回する第１軸（Ｓ軸）により旋回台５２が支持されている。旋回台５２には、前後方向に揺動する第２軸（Ｌ軸）により下部アーム５３が支持されており、この下部アーム５３の先端部には、上下方向に揺動する第３軸（Ｕ軸）により上部アーム５４が支持されている。

また、上部アーム５４は、該上部アーム５４の長手方向に沿った軸線回りに回動する第４軸（Ｒ軸）により回動自在に支持されており、この上部アーム５４の先端部には、該上部アーム５４の長手方向に沿った軸線に対して直交する方向に回動する第５軸（Ｂ軸）により手首部５５が支持されている。そして、この手首部５５の先端に、手首部５５を該手首部５５の長手方向に沿った軸線回りに回動させる第６軸（Ｔ軸）を介してハンド５６が取り付けられている。この場合のハンド５６としては、板状のワークＷを把持することのできるグリッパが設けられている。なお、グリッパの代わりに、バキュームカップや電磁石を取り付けてもよい。

ここでは、ハンド５６を除く、ロボットアーム（下部アーム５３及び上部アーム５４）及び手首部５５を含む可動部分の全体を可動機構部という。この垂直多関節ロボット５０は、この可動機構部を動かすことによって、ハンド５６の位置や姿勢を制御するようになっており、図示のように、手首部５５を上方に曲げることにより、ワークＷを把持したハンド５６をプレスブレーキ１０に対して非干渉の位置に退避させることができる。

また、この状態で、上下金型１６，１７に対向するように位置決めし得る手首部５５の基部または上部アーム５４の先端部には、上下金型１６，１７の係合孔１６ａ，１７ａに差し込み係合させることのできる係合突起６０が設けられている。従って、この係合突起６０を金型１６，１７の係合孔１６ａ，１７ａに差し込んだ状態で、垂直多関節ロボット５０を動かすことにより、上下金型１６，１７を金型ホルダ１４，１５の溝１４ａ，１５ａに沿って矢印Ａのように移動させることができる。

次に、上下金型１６，１７を移動させる方法について述べる。

ワークＷの加工途中で、上金型１６や下金型１７を金型ホルダ１４，１５の溝１４ａ，１５ａに沿って矢印Ａのように移動させる必要が生じた場合は、ワークＷをハンド５６で把持した状態で、手首部５５を上方に曲げ、ワークＷなどがプレスブレーキ１０側の部品に干渉しないように退避させる。その姿勢のまま、ロボット側に設けた係合突起６０を、移動させようとする上金型１６または下金型１７に位置決めし、係合突起６０を上金型１６または下金型１７の係合孔１６ａ，１７ａに差し込む。そして、この状態で、垂直多関節ロボット５０を動かすことによって、上金型１６または下金型１７を金型ホルダ１４，１５の溝１４ａ，１５ａに沿って矢印Ａのように移動させる。

以上のように、プレスブレーキ１０の上金型１６と下金型１７を用いてワークＷを加工している途中の段階において、上金型１６または／および下金型１７を移動させる必要が生じたとき、ワークＷを把持したハンド５６を邪魔にならない位置に退避させた状態で、垂直多関節ロボット５０の上部アーム５４または手首部５５に設けた係合突起６０を上下金型１６，１７の係合孔１６ａ，１７ａに差し込んで、垂直多関節ロボット５０を動かすことによって、上下金型１６，１７を目的の場所に移動させることができる。従って、加工途中において把持したワークを仮置き場所に仮置きしてからハンド５６で上下金型１６，１７を掴んで移動させるような面倒な工程を必要とせず、タクトタイムを削減することができる。

特に、上下金型１６，１７に設けられた係合孔１６ａ，１７ａに、垂直多関節ロボット５０の上部アーム５４または手首部５５に設けた係合突起６０を差し込むだけで、上下金型１６，１７の移動に必要な係合を行うことができるので、簡単確実に作業を進めることができる。

１０ プレスブレーキ（加工機本体）
１４，１５ 金型ホルダ
１６ 上金型
１６ａ 係合孔（被係合部）
１７ 下金型
１７ａ 係合孔（被係合部）
５０ 垂直多関節ロボット（搬送ロボット）
５２ 旋回台
５３ 下部アーム
５４ 上部アーム
５５ 手首部
５６ ハンド
６０ 係合突起（係合部）
Ｗ ワーク

Claims (4)

1. 金型ホルダに装着された金型によってワークに所定の加工を施す加工機本体と、
   該加工機本体の近傍に配置され、ロボットアーム及び手首を含む可動機構部の先端に、前記ワークを把持するハンドを有し、前記可動機構部を動かすことによって、前記ハンドの位置や姿勢を制御する搬送ロボットと、からなるワーク加工装置において、
   前記可動機構部を動作させることによりワークを把持した前記ハンドを前記加工機本体に対して非干渉の位置に退避させた状態で、前記金型に対向する前記可動機構部上の位置に、前記金型に係合することで前記搬送ロボットの動きにより該金型を移動させる係合部を設けたことを特徴とするワーク加工装置。
2. 請求項１に記載のワーク加工装置であって、
   前記係合部として、前記金型に設けられた係合孔に差し込み可能な係合突起が設けられていることを特徴とするワーク加工装置。
3. 金型ホルダに装着された金型によってワークに所定の加工を施す加工機本体と、
   該加工機本体の近傍に配置され、ロボットアーム及び手首を含む可動機構部の先端に、前記ワークを把持するハンドを有し、前記可動機構部を動かすことによって、前記ハンドの位置や姿勢を制御する搬送ロボットと、からなるワーク加工装置における金型の移動方法において、
   前記可動機構部を動作させることにより、ワークを把持した状態の前記ハンドを前記加工機本体に対して非干渉の位置に退避させ、
   この状態で、前記金型に対向する前記可動機構部上の位置に設けられた係合部を前記金型に係合させ、前記搬送ロボットの動きにより前記金型を移動させることを特徴とするワーク加工装置における金型の移動方法。
4. 請求項３に記載のワーク加工装置における金型移動方法であって、
   前記加工機本体として、上金型を金型ホルダを介して保持する上部テーブルと、下金型を金型ホルダを介して保持する下部テーブルとを備え、前記上部テーブルまたは下部テーブルの一方を上下にスライドさせることでワークに曲げ加工を施すプレスブレーキが用いられており、
   前記上金型または下金型に設けた係合孔に、前記係合部として前記ロボットアームまたは手首に設けられた係合突起を差し込んだ状態で、前記搬送ロボットの動きにより、前記上金型または下金型を前記金型ホルダ上にて移動させることを特徴とするワーク加工装置における金型の移動方法。

Images