JPH0513012B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、長尺状の被加工物、例えばパイプや
棒状材を所定の方向に曲げ加工する際に、曲げ機
構を被加工物の廻りに移動して曲げ加工する曲げ
加工装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、長尺状の被加工物を複数の箇所で曲
げ加工する際に、その曲げ方向がそれぞれの曲げ
箇所で異なる場合には、被加工物を曲げ方向に応
じて捻るか、あるいは、曲げ機構をその曲げ方向
に応じて被化合物の廻りに公転させるものが用い
られている。どちらのものを用いるかは、被加工
物の曲げ形状に応じて選定されている。曲げ機構
を公転させるものとしては、例えば、特開昭59−
183938号公報にあるように、曲げ機構を支持体に
取り付け、支持体を被加工物の軸線に沿つて移動
可能とし、そして、支持体を曲げ方向に応じて被
加工物の軸線を中心にして所定角度回転させて、
被化合物の先端から順次曲げ加工するものが知ら
れている。また、特開昭62−93029号公報にある
ように、被化合物の任意適所を把持するチヤツク
機構を有し、チヤツク機構の少なくとも一方に被
化合物の軸線方向に移動する支持体を設け、この
支持体に被加工物の軸線を中心として回転可能な
回動体を支持し、この回動体に曲げ機構を取り付
け、回動体を被加工物の曲げ方向に応じて所定角
度回転して、被加工物の先端から順次曲げ加工す
るものが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、被加工物の各曲げ加工箇所での
曲げ半径が異なる場合には、曲げ型にそれぞれの
曲げ半径に応じた複数の溝をその軸方向に積層し
て設けている。こうした従来の曲げ加工装置で
は、異なる曲げ半径で曲げ加工する場合には、曲
げ半径に応じて曲げ型をその軸方向に移動すると
共に、更に、その軸方向に直交する方向に曲げ半
径の差分に応じて移動しなければならない。その
為、支持体や回転体上に曲げ機構をその軸方向に
移動するための移動機構と、その軸方向と直交す
る方向に移動する移動機構との２組の移動機構を
設けなければならない。この移動方向が互いに直
交する２組の移動機構を、支持体や回動体上に設
けることは困難であり、仮に設けたとしても装置
が大きくなり、しかも曲げ加工後の被加工物の先
端が、この移動機構、支持体、回転体等に干渉し
て、曲げ加工方向が抑制される場合があるという
問題があつた。

そこで本発明は上記の課題を解決することを目
的とし、曲げ機構を被加工物の廻りに移動すると
共に、異なつた曲げ半径で容易に曲げ加工できる
曲げ加工装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は課題を解決
するための手段として次の構成を取つた。即ち、 長尺状の被加工物の曲げ加工形状に応じた複数
の溝を有する曲げ型と、該曲げ型の廻りを公転可
能な締め型とにより前記被加工物を挟持し、前記
締め型を公転させて曲げ加工する曲げ機構を有す
る曲げ加工装置において、 前記被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動
する調節を少なくとも３組以上有する多関節型ロ
ボツトのアーム先端に前記曲げ機構を取り付けた
ことを特徴とする曲げ加工装置の構成がそれであ
る。

［作用］ 前記構成を有する曲げ加工装置は、多関節型ロ
ボツトが、少なくとも３組の各関節を被加工物の
軸方向と平行な軸の廻りで回動して、そのアーム
の先端に取り付けられた曲げ機構を、被加工物の
廻りで移動し、曲げ加工形状に応じた複数の溝の
内、所定の溝が被加工物に応じた位置となるよう
に移動する。そして、曲げ機構が、曲げ型と締め
型とにより被加工物を挟持し、締め型を曲げ型の
廻りに公転して被加工物を所定の曲げ形状に曲げ
加工する。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例である曲げ加工装置
の正面図である。１は固定部であり、この固定部
１と第１アーム２の一端とは、第１関節４により
接続されている。この第１関節４は、被加工物で
ある長尺状のパイプＰの軸方向と平行な軸を中心
として第１アーム２を支持された所定角度に回動
駆動する周知の機構を有するものである。

そして、第１アーム２の他端と第２アーム６の
一端とは、第２関節８により接続されている。こ
の第２関節８も前記第１関節４と同様の構成のも
のであり、第２アーム６を指示された所定角度に
回動駆動するものである。更に、第２アーム６の
他端と、先端アーム１０の一端とは、第３関節１
２により接続されており、この第３関節１２も、
前記第１関節４及び第２関節８と同様の構成のも
のである。この固定部１、第１アーム２、第２ア
ーム８、先端アーム１０、第１関節４、第２関節
８、第３関節１２により多関節型ロボツト１４を
構成している。

また、多関節型ロボツト１４の先端アーム１０
の先端に、曲げ機構１６が取り付けられている。
この曲げ機構１６は、第２図、第３図に示すよう
に、先端アーム１０の軸の延長方向に曲げ型１８
の軸が同軸上に設けられており、曲げ型１８に
は、その軸方向の廻りに２種類の曲げ半径に応じ
た２つの溝２０，２２が積層されて形成されてい
る。

また、シリンダ２４により駆動され曲げ型１８
に向かつて移動して、曲げ型１８と共にパイプＰ
を挟持する締め型２６が設けられており、この締
め型２６はパイプＰを挟持した状態で曲げ型１８
の廻りを公転し、締め型２６を所定の角度回転し
て、いわゆるコンプレツシヨン曲げができるよう
になされている。そして、この締め型２６に並ん
で曲げ加工時の反力を受ける圧力型２８が設けら
れている。このように、多関節型ロボツト１４に
曲げ機構１６を取り付けているので、各関節４，
８，１２を回動しても、曲げ型１８の軸方向は、
常にパイプＰの軸方向と直交する。

尚、本実施例では、前述した曲げ加工装置を、
第５図、第６図に示すように、被加工物としての
パイプＰを固定し、それぞれ曲げ機構１６を取り
付けた２台の多関節型ロボツト１４をパイプＰの
軸方向に移動して、パイプＰを曲げ加工する装置
に応用している。この装置には、ほぼ中央に長尺
状のパイプＰを把持可能なチヤツク機構３０が設
けられている。このチヤツク機構３０は、摺動台
３２の先端に固定されており、この摺動台３２は
揺動部材３４に摺動可能に支承され、揺動部材３
４に設けられた上下用シリンダ３６により摺動台
３２を介してチヤツク機構３０が上下方向（第５
図矢印Ａ方向）に移動されるようになされてい
る。また、揺動部材３４は揺動可能に支承されて
おり、図示しない揺動用シリンダにより揺動部材
３４、摺動台３２のを介してチヤツク機構３０を
揺動できるようになされている（第５図矢印Ｂ方
向）。

更に、チヤツク機構３０に把持されたパイプＰ
と平行に、かつ把持されたパイプＰの両側に、そ
れぞれ２本づつのレール３８，４０が敷設されて
おり、このレール３８，４０には、それぞれ移動
台４２，４４がレール３８，４０上を移動可能に
載せられている。そして、移動台４２，４４はそ
れぞれレール３８，４０の端に設けられた駆動機
構４６，４８により回転されるチエーン５０，５
２を介してレール３８，４０に沿つて移動される
ようになされている。

前記両移動台４２，４４には、それぞれ前述し
た多関節型ロボツト１４が載置されており、この
両多関節型ロボツト１４は同一構成のものであ
り、両移動台４２，４４上にチヤツク機構３０を
中心にして対称となるように設けている。

次に、前述した本実施例の曲げ加工装置の作動
について第４図によつて説明する。

まず、被加工物としての長尺状のパイプＰのほ
ぼ中央を、チヤツク機構３０により把持する。そ
して、駆動機構４６，４８によりチエーン５０，
５２を介して両移動台４２，４４を所定の位置ま
で移動する。この移動位置は、両移動台４２，４
４がチヤツク機構３０を中心として対称となる位
置にある必要はなく、曲げ加工形状に応じてそれ
ぞれ個別の所定の位置に移動すればよい。両移動
台４２，４４を移動して、両多関節型ロボツト１
４を所定の位置まで移動した後、予め設定された
動作で、例えば、一方の多関節型ロボツト１４の
場合で説明すると、各関節４，８，１２を回転し
て、曲げ型１８の溝２０，２２の曲げ開始位置が
パイプＰに当接するように移動する。

例えば、曲げ型１８の溝２２に応じた小さな曲
げ半径で曲げ加工する場合には、溝２２がパイプ
Ｐに当接するように移動される。この際、第４図
イ，ロ，ハに示すように、そのパイプＰの曲げ方
向に応じて、パイプＰの曲げ方向と曲げ型の溝２
２の方向とが一致するようにされる。本実施例で
は、曲げ型１８の軸方向とパイプＰの軸方向とは
常に直交するので、先端アーム１２の長手方向が
曲げ方向と直交する方向に、そして溝２２をパイ
プＰと当接させることにより、第３関節１２の位
置が定まる。

また、第２関節８の位置は、第１関節４を中心
として、第１関節４と第２関節８との間の距離を
半径とする円弧上にあると共に、第３関節１２を
中心とし、第２関節８と第３関節１２との間の距
離を半径とする円弧上にある。よつて、第２関節
８はこれらの両円弧の交点にあれば、曲げ型１８
の位置が定まる。このとき、交点は２点存在する
場合があるが、その場合には、第２アーム６がパ
イプＰと干渉したり、曲げ加工後のパイプＰの先
端が第２アーム６と干渉したりしない交点を選択
する。

こうして、各関節４，８，１２の位置が定まる
ことにより、固定部１と第１アーム２とのなす角
度、第１アーム２と第２アーム６とのなす角度、
第２アーム６と先端アーム１２とのなす角度が
各々求められる。この求めた各角度に応じて、各
関節４，８，１２により第１アーム２，、第２ア
ーム６、先端アーム１２を所定の角度に回動す
る。これにより、曲げ型１８の溝２２がパイプＰ
に当接するように移動される。尚、パイプＰを大
きな曲げ半径で曲げ加工する場合には、第４図ニ
に示すように、同様にして、他方の溝２０がパイ
プＰに当接するように移動される。このように、
本実施例では、大きな曲げ半径用の溝２０と、小
さな曲げ半径用の溝２２との２つの溝を備えてい
るが、曲げ半径の種類がそれ以上ある場合には、
それに応じて、それらの曲げ半径の溝を３つ以上
積層して設けても、同様にして実施可能である。

次に、曲げ機構１６の締め型２６を移動して、
曲げ型１８と締め型２６とによりパイプＰを挟持
し、圧力型２８をパイプＰに当接させてから、締
め型２６を曲げ型１８の廻りに予め設定された所
定角度公転させて（第２図矢印Ｃ）、パイプＰを
曲げ加工する。所定角度締め型２６を公転させて
パイプＰを所定角度で曲げ加工した後、締め型２
６と圧力型２８とを移動して、パイプＰの挟持を
解放する。尚、他方の多関節型ロボツト１４の曲
げ機構１６においても同様の動作が実行されて、
パイプＰが曲げ加工される。このときのパイプＰ
の曲げ角度は、一方の曲げ機構１４によるもの
と、他方の曲げ機構１４とによるものとで、異な
る角度とすることもできる。更に、異なる曲げ半
径で曲げ加工することもできる。

一箇所での曲げ加工を終了すると、再び両駆動
機構４６，４８を駆動して、次の曲げ加工位置ま
で、両移動台４２，４４をチヤツク機構３０に向
かつて互いに対向して移動させる。次の曲げ加工
位置まで移動すると、前述したと同様に、両多関
節型ロボツト１４により曲げ機構１６を所定の曲
げ方向、所定の曲げ半径となるように移動する。
そして、曲げ機構１６によりパイプＰを所定の角
度、所定のげ方向、所定の曲げ半径に曲げ加工す
る。

こうして、前述した動作を繰り返し実行して、
チヤツク機構３０に把持されたパイプＰを、その
両端側からチヤツク機構３０に向かつて順次曲げ
加工していく。そして、チヤツク機構３０のある
付近で曲げ加工する場合に、多関節型ロボツト１
４と、チヤツク機構３０、摺動台３２、揺動部材
３４等とが干渉する場合には、あるいは、曲げ加
工するパイプＰの先端がこれらのチヤツク機構３
０等と干渉する場合には、チヤツク機構３０を矢
印Ａ方向に下降させると共に、矢印Ｂ方向に揺動
して退避させる。

尚、前述した多関節型ロボツト１４は、３個の
関節４，８，１２を有する場合について説明した
が、各関節４，８，１２間の距離等の関係に応じ
て、第６図に示すように、第２アーム６等とパイ
プＰが干渉する場合がある。例えば、第７図に実
線で示すように、第２アーム６がパイプＰの上か
ら覆いかぶさる様な曲げ方向となると、第２アー
ム６がパイプＰと干渉し、それ以上の曲げ方向と
なるように曲げ型１６をパイプＰの廻りに移動で
きなくなる。また、二点鎖線で示すように、第２
アーム６がパイプＰの下からパイプＰを押し上げ
る様な曲げ方向となると、第２アーム６がパイプ
Ｐと干渉し、それ以上の曲げ方向となるように曲
げ型１６をパイプＰの廻りに移動できなくなる。

このように、３個の関節４，８，１２を有する
多関節型ロボツト１４では、各関節４，８，１２
間距離に応じて、第７図に斜線で示す扇型の領域
では干渉を生じ、その領域に応じた方向にはパイ
プＰを曲げることができない領域が存在する場合
がある。よつて、多関節型ロボツト１４の関節の
数を第８図に示すように４組の関節４，８，１
２，５４とし、更に第３アーム５６を追加するこ
とにより、前述したような領域を生じることな
く、パイプＰの曲げ方向に制約を受けることな
く、あらゆる方向にパイプＰの曲げ加工を行うこ
とができる。更に、必要に応じて、関節の数を５
個以上に増やしても同様にしてパイプＰの曲げ加
工を行うことができる。

前述した如く、本実施例の曲げ加工装置は、多
関節型ロボツト１４がその３組以上の関節４，
８，１２，５４によつて、その先端に取り付けら
れた曲げ機構１６をパイプＰの軸方向と平行な軸
の廻りに回動させる。そして、曲げ機構１６を所
定の曲げ方向となるようにすると共に、曲げ半径
に応じた溝２０，２２にパイプＰが当接するよう
に移動し、曲げ機構１６が曲げ型１８と締め型２
６とによつてパイプＰを挟持して、締め型２６を
公転させて曲げ加工する。

従つて、多関節型ロボツト１４の先端に曲げ機
構１６を取り付けることにより、装置を大型化せ
ずに、パイプＰの曲げ半径が複数あつても、その
曲げ半径に応じた溝２０，２２にパイプＰが当接
するようにパイプＰの廻りに移動して、異なつた
曲げ半径で容易に曲げ加工することができる。

以上本発明はこの様な実施例に何等限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々なる態様で実施し得る。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の曲げ加工装置は、
多関節型ロボツトの先端に曲げ機構を取り付ける
ことにより、装置を大型化せずに、被加工物の曲
げ半径が複数あつても、その曲げ半径に応じた溝
に被加工物が当接するように被加工物の廻りに移
動して、異なつた曲げ半径で容易に曲げ加工する
ことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての曲げ加工装
置の正面図、第２図は本実施例の曲げ機構の上面
図、第３図は本実施例の曲げ機構の側面図、第４
図は本実施例の曲げ加工装置の動作の説明図、第
５図は本実施例の曲げ加工装置を応用した装置の
側面図、第６図は第５図の上面図、第７図は本実
施例の干渉領域の説明図、第８図は他の実施例と
しての曲げ加工装置の正面図である。 Ｐ……パイプ、１……固定部、２……第１アー
ム、４，８，１２，５４……関節、６……第２ア
ーム、１０……先端アーム、１４……多関節ロボ
ツト、１６……曲げ機構、１８……曲げ型、２
０，２２……溝、２６……締め型。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長尺状の被加工物の曲げ加工形状に応じた複
   数の溝を有する曲げ型と、該曲げ型の廻りを公転
   可能な締め型とにより前記被加工物を挟持し、前
   記締め型を公転させて曲げ加工する曲げ機構を有
   する曲げ加工装置において、 前記被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動
   する関節を少なくとも３組以上有する多関節型ロ
   ボツトのアーム先端に前記曲げ機構を取り付けた
   ことを特徴とする曲げ加工装置。