JPH049218A - 折曲げ加工システム - Google Patents

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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、折曲げ加工機と、該折曲げ加工機に対しワー
ク供給サービスやワークサポートサービスなどサービス
動作を行うロボットとを組み合わせた折曲げ加工システ
ムに関する。

（従来の技術） プレスブレーキなど折曲げ加工装置は、曲げ加工用の金
型として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
油圧または電気式の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約制御するのが一般的である。

例えば、断面か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、そのときのパン
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か適正でないとき、製品曲げ角に
誤差を生しることがある。また、例え試し曲げか高精度
に行われ、試し曲げ用のワクが適性角に折曲げられてい
たとしても、油圧サーボの特性や、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しるこ
とがある。この誤差の発生に気づかすに加工を続行する
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では、移動位置に対する金型移動速
度をパターン設定し、パンチ上昇端からワ一り当接位置
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、その後前言己の上
昇端まて高速復帰させるというようなものである。

また、これらの曲げ装置において、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ワークサポート
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。

この場合のワーク供給サービスやサポートサービスは、
ＮＣ装置の動作などにより予め予定された位置でワーク
を受は取り、これを金型に対して提供し、以後ワークの
曲げ加工に応じてその端部にロボットハンドを添えサポ
ートサービスするというようなものである。また、折曲
げ終了後のワクを予定の位置て把持し、アンローダに対
して受は渡すこともある。

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
しることになる。

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
式の異物検出器が設けられ、異物検出で機械動作を停止
してアラームを発生するようになっていた。

しかし、これら従来の異物検出器では、金型長手方向の
両側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、その必要度は高いも
のの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各種サービス動作
を行うロボットを適用した折曲げ加工システムにあって
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
じてその位置調整を行わなければならず、自動的な加工
を阻害している。

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
生しる。

さらに、サービス作業用のロボットを予定の位置に対し
て行わなければならないので、何らがの理由で予定の位
置にずれが生した場合には、ロボットを連係動作できな
くなり、即アラームの出力となって加工効率を低下させ
るという問題点があった。

そこで、本発明は、折曲げ加工機とこの折曲げ加工機に
対しサービス動作を行うロボットとの組合せによる折曲
げ加工システムにおいて、折曲げ力ロ工機とロボットと
の連係動作を確実として、安全、確実、高効率、高精度
の自動的な曲げ加工を行うことができる折曲げ加工シス
テムを提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記課題を解決する本発明の折曲げ加工システムは、パ
ンチ及びダイを有しこれら金型間に介在されたワークを
両金型の相対的な接近・離反動作により折曲げ加工する
折曲げ加工機と、前記折曲げ加工機に対し前記ワークの
供給サービスや曲げ加工時のワークサポートサービスな
どサービス動作を行うサービスロボットト、前記折曲げ
加工機の側面側に配置され前記金型間に介在されるワー
クを端面側から撮像するカメラと、 該カメラが撮像した画像信号を入力し前記ワークの曲げ
角及び前記折曲げ加工機に対する配置状態を検出する画
像処理装置と、 該画像処理装置か検出した前記ワークの曲げ角を参照し
て前記ワークに適正向げを与えるべく前記折曲げ加工機
を制御する折曲げ加工機制御装置と、 前記画像処理装置が検出した前記ワークの前記折曲げ加
工機に対する配置状態を参照して前記サービスロボット
のサービス動作を制御するロボット制御装置とを備えた
ことを特徴とする。

また、前記カメラには、任意の倍率を設定可能のズーム
機構と、オートフォーカス機構とを有し、これら機構の
作動状部に応じ前記ワーク端面までの距離を算定する測
距機構を有することを特徴とする。

また、前記カメラには、前記ワーク端面までの距離を計
測する光学式の距離計が付属されることを特徴とする。

また、前記ロボット制御装置は、前記測距機構または前
記光学式の距離計で計測された前記ワークまては距離に
応じてワーク現在位置を確認し、確認されたワーク位置
に対して前記ロボットハントでワーク側端部を把持させ
ることを特徴とする。

また、前記ロボット制御装置は、前記画像処理装置で検
出された前記ワークの曲げ角に応じ、ロボットハントを
前記ワークの端部に添え、ワークサポートサービスを実
行させることを特徴とする。

また、前記画像処理装置には、前記カメラが撮像した前
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
検出手段が設けられることを特徴とする。

（作用） 本発明の折曲げ加工システムでは、折曲加工機及びその
制御装置、サービスロボット及ヒソノ制御装置と、金型
間に介在されるワークを端面側から撮像するカメラと、
該カメラが撮像した画像信号から前記ワークの曲げ角及
びワーク配置を検出する画像処理装置との組合せにより
、試し曲げの必要のない自動的な曲げ加工と、確実なロ
ボット連係動作とを可能とする。

また、前記画像処理装置に異物検出手段を設けることに
より、異物検…てアラームを発生して安全な折曲げ加工
を実現できる。

（実施例） 第１図を参照するに、本発明の折曲げ加工システムは、
折曲げ加工機１と、この折曲げ加工機１に対しワーク供
給サービスやワークサポートサービスを行うロボット２
と、金型間に介在されたワークＷの端部を撮像するカメ
ラ３と、このカメラ３が撮像した画像信号を処理する画
像処理装置４と、折曲げ加工機１を制御する制御装置と
してのＮＣ装置５とを備えている。ロボット２の制御装
置は、図示を省略している。

折曲げ加工機１は、機械全長に亘って固定配設した下金
型としてのダイ６と、このダイ６と対向配置され前記カ
バー７内で昇降動作する上金型としてのバンチ８を有し
、このバンチ８と結合されるラム（図示せず）を前記Ｎ
Ｃ装置５によって昇降駆動することにより、ダイ６と、
バンチ８との間でワークＷを折曲げ加工する。

ロボット２は、前記折曲加工機１の前面側に配置された
ベース９上て前記折曲加工機１の長手方向（Ｘ方向）に
沿って移動するブロック１０と、このブロック１０内に
備えたシリンダ装置の駆動により、ブロック１０に対し
て上下方向（Ｚ方向）に昇降するブロック１１と、この
ブロック１１に固定され、前後方向（Ｙ方向）に配置さ
れるレール部材１２と、このレール部材１２に対し前記
ダイ６に対して接近離反動作するストレッチ１３を備え
て構成されている。また、このストレッチ１３の長手方
向に沿って移動自在の一対のアーム部材１４，１．５と
、各アーム部材１４．１５の先端側で互いに内方向に向
かい合い、各アーム部材１４．１５に対してその取付軸
（Ａ）内で旋回自在のクランパ１６．１７を備えている
。各クランパ１６．１７は、対向配置された一対の指部
材を有し、一方の指部材を他方に対して接近・離反させ
ることにより、両指部材間に介在されるワークＷを把持
可能である。

したがって、前記ロボット２は、アーム部材１４１５を
任意の高さ位置（Ｚ）、任意の前後位置（Ｙ）、任意の
長手方向位置（Ｘ）に位置させることができ、かつその
間隔を任意の距離とすることかでき、かつクランプ１７
を軸Ａの回りに旋回自在であり、各種サービス動作を行
うことができる。

例えば、予定の位置に搬入されたワークＷをその両端側
から把持し、金型間に移動させ、ワークＷ姿勢を適正と
してＮＣ装置５に曲げ開始指令を出力することができる
。

また、曲げ開始の後、第１図に示すように■字形状に曲
げ加工されるワークＷの前面側ではその両端にクランパ
１７を添え、ワークサポートサービスをすることができ
る。

さらに、曲げ終了後、ワーク端部を把持してワクを金型
間から引き出し、これをアンローダに受は渡すことがで
きる。

第２図はワークＷとカメラ３の配置関係を示す説明図で
ある。

前記カメラ３は例えばＣＣＤエリアセンサを備えており
、また適宜倍率設定するズーム機構と、オートフォーカ
ス機構と、両機構の動作値からワークＷまでの距離りを
算出する距離算出手段を備えている。距離りの検出は、
別途光学式の距離計を設けて計測してもよい。カメラ３
の照明方式は反射型、透過型いずれの方式であっても良
い。

検出された距離りは、ロボット２０制御装置に対して出
力され、クランパ１７ひいてはクランパ１６のＸ方向の
位置決めに利用される。

具体的には、ロボット制御装置は、距離りにより、介在
されたワークＷのＸ軸上での配置か判るので、そのワー
クを金型に対し、あるいはＸ及びＹ軸に対して正規に位
置決めすべくロボットを制御できる。

般に、ワークＷは、ロボットに対し高精度てローダ（図
示せず）側から受は渡すことかできるが、不測の事項に
より、受は渡し位置にずれが生ずることかあるのて、本
例ては、ローダからロボットへのワーク受は渡しを確実
に行うことかできる。

また、アンローディングにおいて、距１１１１Ｌの人力
により、ワークＷのＸ軸上での現在位置を知り、ワーク
Ｗの両端を正確に把持し、アンローダに受は渡すことも
てきる。

前記画像処理装置４は前記カメラ３か撮像した画像信号
を入力し、ワークＷの曲げ角や異物などを検出するもの
である。画像処理装置４は、処理装置本体１８と表示装
置１９を備えている。

第３図に示すように、画像処理装置の本体１８は、シス
テムバス２０に、前記カメラが撮像した画像信号Ｓ１を
ディジタル変換して人力するＡ／Ｄ回路２１と、処理プ
ログラムを格納するＲＯＭ２２と、−船釣なＲＡＭ２Ｂ
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、前記表示装置１９や
ＮＣ装置５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の基本的な処理内容を第４図に示
した。

第４図について説明すると、まずステップ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の設定など初期設定を行う。

次いて、ステップ４０２ては、第５図に示すようにＮＣ
装置５が出力する加工作業信号を人力し、曲げ加工開始
の信号Ｓ２に従って、ステップ４０３へ移行する。

ステップ４０３では、カメラ３て加工状態を撮像し、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Ｆ１の２値化信号（１゜０）の総和をＦとし
て、異物の無い状態での正常時の値ＦＯとの差ΔＦをし
きい値Ｔ、と比較し、ＦＯＦｌ＜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剤の画像であることを示してい
る。また、パンチ画像８′の下方に示す破線８パはバン
チ８の下降時の状態を示している。ウィンドウｗ、、ｗ
２　はバッチ８及びワークＷが通らない領域に設定され
る。

ステップ４０６ては警報８力し、この信号をＮＣ装置５
へ伝送する。ＮＣ装置５は、この警報信号を入力し、全
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の曲げ角θを検出するものである。

形状Ｗ−からその交角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てはＮＣ装置５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か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、
加工作業の途中において異物検…が行われ、人の手か介
在されていないが、あるいは予期せぬ位置にロボットハ
ンドの（クランパ）が介在されていないかなどの異常状
態を判別でき、安全性を保障できる。

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ＦＯとの差をしきい値Ｔ６と比較
したか、物体有無を判別し、何らかの物体が現れたとき
アラームを出力するようにしてもよい。また、予期され
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てきる。

第７図は、第２図で示した距離りの検出及び第４図〜第
６図で示した異物検出及び角度検出を利用しての折曲げ
加工の方式を示すフローチャートである。

順次示すと、まずステップ７０１て、第２図で示した距
離りの検出に基いてロボツト２のクランパ１６，１７て
ワークＷを正規の状態となるようクランプし、ステップ
７０２てワークＷを折曲加工機（ベンダ）のダイ６上に
セットする。

そこで、ステップ７０３では、画像処理装置４に異物検
出指令を出力し、ステップ７０４て結果入力し、ステッ
プ７０５て異物有無を判別し、異物が有れば処理をステ
ップ７０６へ移行し、無ければ処理をステップ７０７へ
進める。

ステップ７０６ては、異物有りの判別に応じ、ロボット
２の停止処理を行い、ステップ７０８てアラーム表示と
する。

ステップ７０７ては、異物無しにつき安全性を確保して
、ベンダによる曲げ加工を開始する。

次いでのステップ７０９ては、本例ではロボット２のク
ランパ１６．１７をワークＷから遠さけ、ステップ７１
０てバンチ８を下降させ、加圧する。

次いで、ステップ７１１ては、画像処理装置４へ曲げ角
度検出指令を出力し、ステップ７１２て検出角度が予定
の角度になったか否かを判別し、予定の角度となるまで
、ステップ７１０へ返る。

予定の角度とは、スプリングバックを考慮した加圧時の
最終曲げ角をいう。または、スプリングノ〈ツクさせて
の最終曲げ角（目標角）をいう。この具体的な処理方式
については第８図で詳述する。

ステップ７１２では、曲げ角か予定の角度と成ったこと
に基いて、アンローディングを実行すべく、ステップ７
１３てワークまでの距離りの検出指令を出力し、カメラ
３またはカメラ３に備えた距離計により、距離りを入力
し、ステ・ツブ７１５でワーク位置に応じてロボット２
のクランノぐ１６゜１７でワーク２を再クランプし、ス
テップ７１６てアンローダに受は渡し、−単位の曲げ加
工を終了する。

ステップ７１３〜７１５ての処理においては、カメラ３
からワークＷまでの距離りに加え、ワークＷの姿勢、す
なわち空間的な配置までを検出させ、ワーク姿勢に応じ
てアンローＦを行うようにしてもよい。

また、第７図に示す処理ではサポートサービスを示さな
かったが、曲げ加工中のワークＷの姿勢に応じロボット
２のクランパ１．６．１７でワークＷのサポートサービ
スを適宜に行うこともてきる。

この場合のワークサポートサービスは、ワークＷの端部
にクランパ１６．１７を添え、ワークＷの前端部が垂れ
ないよう現在曲げ状態に応じて支持するものである。

次に、前記ステップ７１０〜７１２の具体的な処理内容
を示す。

第８図に、前記ＮＣ装置５によるバンチ制御方式の一例
を示した。縦軸はバンチ８の昇降軸（デプス軸）を、横
軸は時間を示している。

今、時刻Ｔｏで加工開始されると、加工開始信号Ｓ２が
出力され、バンチ８は高速で下降開始する。

そして、位置り、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。

位置り、はワークＷより上面側に距離ｇを置いて設定さ
れた位置である。

以後、バンチ８は下降を続けるか、この間画像処理装置
５て第６図で示したような画像処理を行っているので、
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４からＮＣ！置装にワーク当接確
認信号を出力すると、ＮＣ装置５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（角度検出色ｉりＤ３で時間△ｔ（例えば０．２秒）
だけ−時停止し、この間にワークＷの現在曲げ角θ１を
入力し、この位置Ｄ３ての予定の曲げ角θ０と比較し、
その差△θ（θ。

θ０）だけ曲げるべくバンチ８を追加の量△Ｄたけ送り
込み、その後バンチ８を上昇させてワークＷをスプリン
グバックさせ、時間△を間に現在曲げ角θ２を検出し、
曲げ角θ２が目標曲げ角θ０てあれば、これてバンチ８
を上昇させ、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、材質及び板厚並び
に目標曲げ角の関数として補正特性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。

以上により、本例では、異物検出しつつ自動的な曲げ加
工を実施できる。

また、この場合の自動的な曲げ加工は、カメラ３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
、この検出角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を実施するも
のであるので、特別の試し曲げを実施する必要がなく、
かつ高精度の曲げ加工を実施することができる。

さらに、本例では、ロボット２のクランパ１６゜１７を
カメラ３からワークＷまでの距離りに応じ、またはカメ
ラ３て捕えた姿勢に応じロードやアンロード、あるいは
サポートサービスするので、ベンダ１とロボット２との
連係を確実に行うことかでき、高効率の曲げ加工を行え
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とおり
の折曲げ加工システムであるので折曲げ加工機とこの折
曲げ加工機に対しサービス動作を行うにロボットとの組
合せに係る折曲げ加工システムにおいて、折曲げ加工機
とロボットとの連係動作を確実として、安全、確実、高
効率、高精度の自動的な曲げ加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る折曲側ニジステムの全
体概要を示す説明図、第２図はワークとカメラの配置状
態を示す説明図、第３図は画像処理装置の構成を示すブ
ロック図、第４図は画像処理装置の処理の一例を示すフ
ローチャート、第５図は加工作業信号の説明図、第６図
は画像の説明図、第７図は折曲げ加工の処理方式の一例
を示すフローチャート、第８図はＮＣ装置の制御方式の
例を示すタイミングチャートである。 １・折曲げ加工機（ベンダ）　２・・ロボット３・・カ
メラ　　　　　　　　　４・・・画像処理装置５・・Ｎ
Ｃ装置　　　　　　　　６・ダイ８・パンチ　　　　　
　　１６．１７・クランパし・・・カメラからワークま
での距離 Ｗ・・・ワーク

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）パンチ及びダイを有しこれら金型間に介在された
   ワークを両金型の相対的な接近・離反動作により折曲げ
   加工する折曲げ加工機と、 前記折曲げ加工機に対し前記ワークの供給サービスや曲
   げ加工時のワークサポートサービスなどサービス動作を
   行うサービスロボットと、 前記折曲げ加工機の側面側に配置され前記金型間に介在
   されるワークを端面側から撮像するカメラと、 該カメラが撮像した画像信号を入力し前記ワークの曲げ
   角及び前記折曲げ加工機に対する配置状態を検出する画
   像処理装置と、 該画像処理装置が検出した前記ワークの曲げ角を参照し
   て前記ワークに適正曲げを与えるべく前記折曲げ加工機
   を制御する折曲げ加工機制御装置と、 前記画像処理装置が検出した前記ワークの前記折曲げ加
   工機に対する配置状態を参照して前記サービスロボット
   のサービス動作を制御するロボット制御装置とを備えた
   ことを特徴とする折曲げ加工システム。
2. （２）請求項１において、前記カメラには、任意の倍率
   を設定可能のズーム機構と、オートフォーカス機構とを
   有し、これら機構の作動状態に応じ前記ワーク端面まで
   の距離を算定する測距機構を有することを特徴とする折
   曲げ加工システム。
3. （３）請求項１において、前記カメラには、前記ワーク
   端面までの距離を計測する光学式の距離計が付属される
   ことを特徴とする折曲げ加工システム。
4. （４）請求項１において、前記ロボット制御装置は、前
   記測距機構または前記光学式の距離計で計測された前記
   ワークまでの距離に応じてワーク現在位置を確認し、確
   認されたワーク位置に対して前記ロボットハンドでワー
   ク側端部を把持させることを特徴とする折曲げ加工シス
   テム。
5. （５）請求項１においては、前記ロボット制御装置は、
   前記画像処理装置で検出された前記ワークの曲げ角に応
   じ、ロボットハンドを前記ワークの端部に添え、ワーク
   サポートサービスを実行させることを特徴とする折曲げ
   加工システム。
6. （６）請求項１において、前記画像処理装置には、前記
   カメラ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が設けられることを特徴と
   する折曲げ加工システム。