JPH049217A

JPH049217A - 折曲げ加工装置

Info

Publication number: JPH049217A
Application number: JP10739190A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Aoki; 貴行青木
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1992-01-14
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: JP2859688B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、プレスブレーキなど折曲げ加工装置に関する
。

（従来の技術）プレスブレーキなど折曲げ加工装置では、曲げ加工用の
金型としてのパンチ及びダイを有し、これら金型間に介
在された板状のワークを両金型の接近・離反動作によっ
て折曲げ加工するものである。

従来の折曲げ加工装置は前記パンチまたはダイを支持す
る金型ホルダを他の金型に対して接近・離反動作させる
油圧または電気式サーボモータを有し、移動金型を固定
金型に対して位置決め制御するのが一般的である。

例えば、断面がＶ字形のダイを固定金型とし、前記ダイ
のＶ字形に対向する先鋭部を有するパンチを移動金型と
して、ダイに対しパンチを接近・離反させる折曲げ加工
装置を考えるとき、予め試し曲げにより、両金型間に介
在されるワークを例えば９０°に曲げ、そのときのバン
チ位置を記憶させ、これを再生することにより製品の折
曲げ加工が実施される。

しかし、この種従来の折曲げ加工装置にあっては、試し
曲げによるパンチ位置が適正でないとき、製品曲げ角に
誤差を生じることがある。また、例え試し曲げが高精度
に行われ、試し曲げ用のワークが適正角に折曲げられて
いたとしても、油圧サーボの油温や、環境温度、あるい
はワークの板厚の相違により折曲げ角度に誤差を生じる
ことがある。この誤差の発生を気づかずに加工を続行す
ると、多数の不良品を発生してしまうことになる。

そこで、従来は、これら誤差を極力小さくするよう、適
宜条件変化、例えばワーク素材のロット変化に応じ、前
記移動金型の制御位置の微調整を行っていた。また、不
良品を発生させないため、曲げ角の検査を頻繁に行わね
ばならなかった。

移動金型の制御方式は、移動位置に対する金型移動速度
をパターン設定し、バンチ上昇端からワーク当接位置ま
では高速下降させ、その後低速化してワーク曲げ開始し
、最終的には微速として、いわゆるスプリングバックを
考慮したデプス位置まで追い込み、その後前記の上昇端
まで高速復帰させるというようなものである。

また、これらの曲げ作業において、ワーク供給サービス
やワーク端を曲げに追従して支持するサポートサービス
をロボットハンドを用いて略全自動で行うこともある。

一方、これらの曲げ加工において、パンチ及びダイ間に
異物、特に人の手か入り込んた状態で曲げ動作、特に自
動的な曲げ動作を行うと極めて危険で、また機器破損を
生じることになる。

そこで、従来、これら異物を発見することを目的として
、金型長手方向の両端部に発光体と受光体から成る光電
式の異物検出器を設け、この異物検出器が異物検出した
とき機械動作を停止してアラームを発生するようになっ
ている。

しかし、これら従来の異物検出器では、金型長手方向の
両端部間に何らかの物体、例えばロボットハンドが介入
しても、これを直ちに異物と認めてしまうので作業によ
っては使用不能となる場合が多く、多くの場合採用し難
いという問題点かあった。

（発明が解決しようとする課題）上記の如く、従来の折曲げ加工装置にあっては、金型制
御位置を定めるのに繰り返しの試し曲げを行わなければ
ならず、またロボットの変更や環境変化に応じてその微
調整を行わなければならず、自動的な加工を阻害してい
た。

また、上記の光電式による異物検出器は使用し難い場合
が多く、これを装着しない場合には、安全管理上問題か
生じる。

そこで、本発明は、曲げ加工動作の途中で曲げ角度を検
出することにより検出角かスプリングバックを考慮した
予定の曲げ角と一致するよう自動的な曲げ加工を実行で
きると共に、併せて異物検出を行うことができる折曲げ
加工装置を提供することを目的とする。

［発明の構成〕（課題を解決するムための手段）上記課題を解決する本発明は、その概要を第１図に示す
ように、バンチ１及びダイ２間に介在されたワークＷを
前記バンチ１及びダイ２の相対的な接近・離反動作によ
り曲げ加工する折曲げ加工装置において、前記バンチ１及びダイ２を側方側がら撮像し、前記ワー
クＷの端面形状と、前記バンチ１及びダイ２の間の環境
を撮像する撮像手段３を設け、前記撮像手段３が撮像し
た前記バンチ１及びダイ２間の環境画像から異物を検出
する異物検出手段４を設け、前記撮像手段３が撮像した前記ワークの端面画像から前
記ワークＷの現在曲げ角を検出する曲げ角検出手段５を
設け、前記異物検出手段４が異物を検出したときアラーム処理
を行うと共に、前記曲げ角検出手段５で検出しつつ前記
ワークＷの曲げ角が予定の曲げ角となるよう前記バンチ
１及びダイ２の接近・離反動作を制御する金型制御手段
６を設けたことを特徴とする。

また、前記異物検出手段４の異物検出処理は、前記バン
チ１及びダイ２間の環境空間中に設定されたウィンドウ
の画像における白黒画像の総和をしきい値と比較するこ
とにより行われることを特徴とする。

また、前記異物検出手段４の異物検出処理は、前記バン
チ及びダイ間の環境空間中での予期せぬ物体の出現の検
出により検出されることを特徴とする。

（作用）本発明の折曲げ加工装置では、撮像手段３を設け、この
撮像手段３が撮像した画像信号から異物を検出する異物
検出手段４と、曲げ角を検出する曲げ角検出手段５とを
設け、異物検出及び曲げ角検出を行うので、曲げ角検出
による自動的な曲げ加工が可能となり、かつ異物検出に
よりアラーム処理を行うことができる。

また、ここでの異物検出は画像処理によるものであるの
で画像処理方式を適正とすることにより確実に異物検出
できる。

（実施例）第２図に示す実施例において、折曲げ加工装置の一例と
してのプレスブレーキ７は、Ｃ字形の側面フレーム８と
、このフレーム８の前面側の上部及び下部に上部フレー
ム９及び下部フレーム１０を備えている。

前記上部フレーム９の内側には、昇降自在のラム１１を
有し、このラム１１の下部に、適宜パンチホルダを介し
てバンチ１２が固定されている。

また、前記下部フレーム１０の上端には適宜ダイホルダ
１３を介してバンチ１２と対向するダイ１４が固定され
ている。

一方、前記側面フレーム８の一方には、ＣＣＤエリアセ
ンサを備えた視覚センサ１５か設けられ、適宜フォーカ
ス位置を調整して両全型１２．１４の端面方向を撮像可
能となっている。照明は反射型、透過型いずれの方式で
あってもよい。

また、前記側面フレーム８の側方て前記視覚センサ１５
の近傍には、該視覚センサ１５の撮像信号を処理する画
像処理装置用のボックス１６が配置され、このボックス
１６には、画像情報を表示するＣＲＴ装置１７及び画像
処理装置１８が収納されている。

さらに、他方の側面フレーム８の側面には前記ラム１１
を昇降駆動するＮＣ装置１９が配置されている。

前記視覚センサ１５か撮像した画像信号は画像処理装置
１８に入力されるようになっている。また、画像処理装
置１８はＣＲＴ装置１７及びＮＣ装置１９と接続されて
いる。さらに、ＮＣ装Ｗ１９は、前記ラム１１を駆動す
るサーボ装Ｗ（図示せず）をはじめとしてプレスブレー
キ７の各種アクチュエータ類及びセンサ類と接続されて
いる。

ＮＣ装置１９は、入力されたＮＣプログラムに基いて、
また後述するように画像処理装置１８から出力された信
号に基いて所定のシーケンスを作動し、バンチ１２を昇
降駆動すると共に、ワーク供給サービス用のロボット等
を連動動作させるものである。

第３図に示すように、画像処理装置１８は、システムバ
ス２０に、前記視覚センサ１５が撮像した画像信号Ｓ１
をディジタル変換して入力するＡ／Ｄ回路２１と、処理
プログラムを格納するＲＯＭ２２と、−船釣なＲＡＭ２
３と、画像処理を実行するＣＰＵ２４と、撮像された画
像を記憶するフレームメモリ２５と、前記ＣＲＴ装置１
７やＮＣ装置１９と交信する通信インターフェース２６
とを接続して成る。

上記画像処理装置１８の処理内容を第４図に示した。

第４図について説明すると、まずステ・ツブ４０１では
、後述するウィンドウの領域設定や異物検出方式の設定
、あるいは角度検出方式など初期設定を行う。

次いで、ステップ４０２では、第５図に示すＮＣ装置１
つの加工作業信号を入力し、曲げ加工開始の信号Ｓ２に
伴って、ステップ４０３へ移行する。

ステップ４０３では、視覚センサ１５で加工状態を撮像
し、その画像信号Ｓ１を入力し、第６図に示すように画
像をフレームメモリ２５に記憶する。

次いでのステップ４０４では、第６図に示す予め設定さ
れたウィンドウＷ、、Ｗ２の画像データＦを抽出し、例
えば各画素Ｆｉの２値化信号（１０）の総和をＦとして
、異物の無い状態での正常時の値Ｆ。との差ΔＦをしき
い値Ｔ１と比較し、Ｆｏ　−Ｆ　Ｉ　＜Ｔｈのとき正常、そうでないとき異常、すなわち異物有りを
検出し、異物有りの場合にはステップ４０６へ移行する
。第６図においてダッシュ（′）符号で示す部材はダッ
シュ（′）符号を付けない各部材の画像であることを示
している。また、バンチ画像１２′の下方に示す破線１
２″はバンチ１２の下降時の状態を示している。ウィン
ドウＷ１Ｗ２はバンチ１２及び７−りＷが通らない領域
に設定される。

ステップ４０６では警報出力し、この信号をＮＣ装置１
９へ伝達する。ＮＣ装置１９は、この警報信号を入力し
、機械を安全方向に作動させる。

一方、ステップ４０５て正常、すなわち異物なしと判別
された場合は、ステップ４０７へ移行して角度検出処理
を実行する。

角度検出処理は、第６図の画像において、ワークＷの画
像Ｗ′よりワークＷの現在曲げ角θを検出するものであ
る。形状Ｗ′からその角度θを検出する演算方式は各種
提案されているが、ここではその演算方式を要旨としな
いので、その詳細な説明は省略する。

ステップ４０８ではＮＣ装置１９に対して検出角度θを
出力する。ステップ４０２〜４０８の処理は、第５図の
曲げ終了信号Ｓ３が入力されるまで繰り返される。

以上により、本例では、ステップ４０５の判別により、
異物検出か行われ、人の手か介在されていないか、ある
いは予期せぬ事項ととしてロボットハンドが介在されて
いないかなどでの異常状態を判別でき、安全性を保障で
きる。フォーカス位置は、金型一端から他端にかけて移
動させ、金型全長において監視すればよい。

また、上記異物検出の例では、ウィンドウｗ、。

Ｗ２のデータＦと正常状態のデータＦ。との差をしきい
値と比較したが、物体有無を判別し、何らかの物体が現
われたときアラームを出力するようにしてもよい。また
、予期する物体、例えばロボットハンドの一部をパター
ン認識して、この場合にはアラーム出力しないこともで
きる。

第７図に前記ＮＣ装置１９によるバンチ制御方式の一例
を示した。縦軸はバンチ１２の昇降軸（デプス軸）を、
横軸は時間を示している。

今、時刻Ｔ。で加工開始されると加工開始信号Ｓ２が出
力され、バンチ１２は高速で下降開始する。プレスブレ
ーキ７にロボットを制御するロボットコントローラが付
属される折曲げセルにあっては、異物検出結果をロボッ
トコントローラにも出力し、ロボットを安全方向に動作
させることもできる。

そして、位置Ｄ１て速度を低下させ、バンチ１２の先端
がワークＷに当接するまで下降を続ける。

位置Ｄ１はワークＷより上面側に距離交を置いて設定さ
れた位置である。

以後、バンチ１２は下降を続けるが、この間、画像処理
装置１８て第６図で示したような画像処理を行っている
ので、異物検出されており、かつバンチ１２の先端とワ
ークＷまての距離を検８可能である。または、ワークＷ
が稀かに曲げられる時点を検出可能である。

そこで、画像処理装置１８からＮＣ装置１９にワーク当
接確認信号を出力すると、ＮＣ装置１９はこれを認識し
、この位置Ｄ２から速度を曲げ速度に低下させる。

そして、最終曲げ位置より稀かに手前側に設定された位
置（角度検出位置）Ｄ３で時間△ｔ（例えば０，３秒）
だけ−事停止しこの間にワークの現在曲げ角θ１を入力
し、この位置Ｄ３での予定の曲げ角θ。と比較し、その
差△θ（θ１−６０）だけ曲げるべくパンチ１２を追加
の量△Ｄだけ送り込み、スプリングバックさせたのちに
検出角が目標曲げ角となったことを確認し、その後パン
チを上昇させて曲げ終了信号Ｓ３を出力する。

誤差△θと追加の量△Ｄとの関係は、第８図に示すよう
に、材質及び板厚並びに目標曲げ角の関数として補正曲
線１１．１２を定めておけばよい。

また、角度検出位置Ｄ３は、ワーク当接位置Ｄ２を基点
として、第６図に示す画像からワークＷの板厚を検出し
、この板厚と金型形状との関係から自動設定するように
してもよい。

第９図に示す制御例は、第７図のものに対し、位Ｉ　Ｄ
　２までは同様で、以後、例えば目標曲げ角より１°位
手前から、４０分、次いで１５分、５分というように送
り込みを行いつつ検出角かスプリングバックを考慮した
予定の曲げ角となるよう繰り返しの追い込み制御を行っ
た例である。

本例でも誤差を５分〜１０分以内に押えることが十分可
能であるが、第７図のものに対し、多少制御に時間的な
冗長性が残る。たたし、この冗長性は、画像処理装置１
８の高速化により一時停止時間を除去し、連続処理とす
ることにより取り除かれ得るものである。

以上により、異物検出しつつ自動的な曲げ加工を実施で
きる。

また、この場合、自動的な曲げ加工は、視覚センサ１５
によりワークＷの端面形状を撮像し、その画像から角度
検出し、この検出がスプリングバックを考慮して予め設
定された予定の曲げ角と一致するよう曲げ制御するので
、特別の試し曲げ作業をする必要がなく、かつ高精度の
曲げ加工を実施することができる。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、適宜
の設計的変更を行うことにより、適宜態様で実施し得る
ものである。

［発明の効果］以上の通り、本発明は、特許請求の範囲に記載の通りの
折曲げ加工装置であるので、曲げ加工動作の途中で曲げ
角度を検出することにより、検出角がスブリ〉グバック
を考慮した予定の曲げ角と一致するよう自動的な曲げ加
工を実施することができ、併せて異物検出を行うことか
でき、安全管理上有利で、高精度、高自動化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要を示す図、第２図は本発明の一実
施例に係るプレスブレーキの全体構成を示す説明図、第
３図は画像処理装置の構成を示すブロック図、第４図は
上記画像処理装置の処理内容を示すフローチャート、第
５図はＮＣ装置が出力する加工作業信号の説明図、第６
図は視覚センサが捕えた画像の説明図、第７図はＮＣ装
置のパンチ制御の一例を示すタイミングチャート、第８
図はその制御に用いる補正特性の説明図、第９図ハＮ　
Ｃ装置の他のパンチ制御方式を示すタイミングチャート
である。１．１２・・パンチ２．１４・・・ダイ３・・・撮像手段４・・・異物検出手段５・・曲げ角検出手段６・・・金型制御手段１５・・・視覚センサ１８・・・画像処理装置１９・・・ＮＣ装置代理人　弁理士　　三　好　秀　和第４図ｊＩ　２図曲げ加工開始滲冬、了時開− 第５図第６図第８図 Δθ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）パンチ及びダイ間に介在されたワークを前記パン
チ及びダイの相対的な接近・離反動作により曲げ加工す
る折曲げ加工装置において、前記パンチ及びダイを側方側から撮像し、前記ワークの
端面形状と、前記パンチ及びダイの間の環境を撮像する
撮像手段を設け、前記撮像手段が撮像した前記パンチ及びダイ間の環境画
像から異物を検出する異物検出手段を設け、前記撮像手段が撮像した前記ワークの端面画像から前記
ワークの現在曲げ角を検出する曲げ角検出手段を設け、前記異物検出手段が異物を検出したときアラーム処理を
行うと共に、前記曲げ角検出手段で検出しつつ前記ワー
クの曲げ角が予定の曲げ角となるよう前記パンチ及びダ
イの接近・離反動作を制御する金型制御手段を設けたこ
とを特徴とする折曲げ加工装置。
（２）請求項１において、前記異物検出手段の異物検出
処理は、前記パンチ及びダイ間の環境空間中に設定され
たウィンドウの画像における白黒画像の総和をしきい値
と比較することにより行われることを特徴とする折曲げ
加工装置。
（３）請求項１において、前記異物検出手段の異物検出
処理は、前記パンチ及びダイ間の環境空間中での予期せ
ぬ物体の出現の検出により検出されることを特徴とする
折曲げ加工装置。