JPH06154872A - ベンディングロボットを用いた曲げ加工方法とその制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 予め定められた加工入力情報を作業者が入力
することにより、作業者の熟練の有無によらず均質な折
曲げ加工を実現して、製品の歩留まりの低下と作業効率
の向上を図ることを目的とする。 【構成】 折曲げ加工する板材の折曲げ部の長さより板
厚の２倍分幅の狭い上下移動自在に設けられた金型を用
い、作業者の入力する加工入力情報に基づいて、上下移
動自在に設けられた金型の移動量を最終移動値までピッ
チ送りにて行うとともに、ベンディングロボットにより
板材を前記金型に対して板厚分、前記金型の長手方向に
移動させながら最終移動値まで折曲げ加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プレスブレーキ等の
折曲げ加工方法に関し、特に作業者の入力する加工情報
に基づいて折曲げ加工を数回に分けて行い、各折曲げ加
工時に金型に対する板材の位置を左右にずらしてから折
曲げ加工を行うようにして、所望の折曲げ角度になるま
で前記折曲げ加工及び板材の移動を繰り返す折曲げ加工
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プレスブレーキにより板材を折曲
げて箱型タイプの形状を生成する場合、板材の折曲げ部
の両端部において盛り上がりが発生した。

【０００３】従って、精度を要求される板金加工では、
折曲げ終了時に例えば、盛り上がり部を押圧して外形を
修正したり、折曲げ部の両端部にいわゆる逃げ溝を設け
ることにより盛り上がりの発生防止を図っていた。

【０００４】また、長尺のアルミ建材の折曲げ加工を行
う場合、熟練した作業者が二人して作業を行うことによ
り前記逃げ溝の効果を発揮させて盛り上がりの発生防止
を図ることができた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、板材の折曲
げ後に加工品の外形を修正するのでは多くの修正時間を
必要とし、また板材に逃げ溝を設けても熟練した作業者
の独自のノウハウが必要とされる。

【０００６】従って、通常の作業者が精度の高い折曲げ
加工を行うことは困難であった。

【０００７】そこで、この発明の目的は上記の問題点を
解決するために、作業者は予め定められた加工情報を入
力し、制御装置内で折曲げ加工に必要な加工動作を演算
処理で定め、その演算処理の内容に基づいて折曲げ加工
を行うことにより、作業者の熟練の有無によらず精度の
高い折曲げ加工を実現すると共に、製品の歩留まりの低
下と生産性の向上を図ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
にこの発明は、板材をベンディングロボットで把持しな
がら折曲げ加工機の上下移動自在に設けられた金型と前
記金型に相対抗して設けられた金型間に配置する板材の
折曲げ加工を行う曲げ加工方法において、折曲げ加工す
る板材の折曲げ部の長さより板厚の２倍分幅の狭い前記
上下移動自在に設けられた金型を用い、折曲げ加工機の
制御装置に入力する加工入力情報に基づいて、前記上下
移動自在に設けられた金型の移動量を最終移動値までピ
ッチ送りにて行うとともに、ベンディングロボットによ
り板材を前記金型に対して板厚分、前記金型の長手方向
に移動させながら最終移動値まで折曲げ加工を行うもの
である。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、作業者の入力する情報に基
づいて、板材をベンディングロボットで把持しながら折
曲げ加工機の所定部位に配置し、上部テーブル及び下部
テーブルの一方を移動させて上部テーブル及び下部テー
ブル間に設置された板材を係合して曲げ加工を行った
後、前記移動した上部テーブルあるいは下部テーブルを
板材から遠ざかる方向に移動させてベンディングロボッ
トにより把持された板材を左右方向に移動させ、板材の
折曲げ部が目標の位置に到達するまで前記曲げ加工及び
板材の移動を繰り返す。

【００１０】

【実施例】以下、この発明に係わる実施例を図１〜図８
に基づき説明する。

【００１１】図７及び図８が示すように、折曲げ加工機
であるプレスブレーキ１の前部（図７において、右側方
向：Ｙ軸方向）にはベンディングロボット３が設けら
れ、プレスブレーキ１の側部（図８において、右側方
向：Ｘ軸方向）には板材Ｗを収容するマガジン部５が設
けられている。

【００１２】前記プレスブレーキ１は、上部フレーム７
を備えるとともに下部フレーム９を備えており、上部フ
レーム７には金型である上金型１１が着脱自在に装着さ
れている。下部フレーム９には金型である下金型１３が
装着されている。

【００１３】上記構成において、上，下フレーム７，９
の一方を昇降移動させ、上金型１１と下金型１３を係合
することにより上金型１１と下金型１３の間に介在され
た板材Ｗを折曲げ加工するものである。尚、この発明に
係わる実施例においては、下部フレーム９が昇降するよ
うに構成されている。

【００１４】さらにプレスブレーキ１の前後方向（図７
において、Ｙ軸方向）には、板材Ｗの位置決めを行うバ
ックゲージ装置１５がＹ軸方向へ移動位置決め自在に設
けられている。このバックゲージ装置１５には、板材Ｗ
の当接を検出する複数のセンサ１７が装着されている。

【００１５】あらかじめ位置決めされたバックゲージ装
置１５にベンディングロボット３が板材Ｗを当接して板
材Ｗの位置決めする場合、バックゲージ装置１５は複数
のセンサ１７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、板材Ｗの端縁が上，下金型１１，
１３による折曲げ線と平行であるか否かを知ることがで
きるため、板材Ｗの正確な位置決めを行うことができ
る。上記センサ１７からの出力信号は、制御装置である
ロボットコントローラ１９に入力される。このロボット
コントローラ１９は、ベンディングロボット３の作動，
プレスブレーキ１における各作動部の作動及びバックゲ
ージ装置１５の作動を制御するものである。そして、上
記センサ１７からの出力信号が入力されたときには、各
センサ１７の出力値が所望の出力値となるように、ベン
ディングロボット３の作動を制御するものである。

【００１６】前記ベンディングロボット３は、この実施
例においては昇降自在な下部フレーム９に一体的に取付
けたベースプレート２１に装着されている。

【００１７】より詳細には、上記ベースプレート２１
は、下金型１３の長手方向（図８において左右方向：Ｘ
軸方向）に延伸して設けられ、このベースプレート２１
の前面（図８においてＹ軸方向）には第１移動台２３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
２３には、前記ベースプレート２１に備えたＸ軸方向の
ラック杆２５に噛合した図示省略のピニオンが回転自在
に設けられているとともに、前記ピニオンを回転制御す
るための第１サーボモータ２７が設けられている。

【００１８】前記第１移動台２３には、上部側がＹ軸方
向に拡大した扇形状部２９が設けてあり、この扇形状部
２９の上部には円弧状のラック部材３１が設けられてい
る。このラック部材３１には、ラック部材３１に沿って
Ｙ軸方向に移動自在の第２移動台３３が支承されてい
る。この第２移動台３３には、ラック部材３１に噛合し
た図示省略のピニオンが回転自在に設けているととも
に、前記ピニオンを回転駆動する第２サーボモータ３５
が装着されている。

【００１９】前記第２移動台３３には、第２移動台３３
の移動方向に対して直行する上下方向（図８において上
下方向：Ｚ軸方向）に移動自在な昇降支柱３７が支承さ
れている。この昇降支柱３７にはＺ軸方向の図示省略の
ラックが形成している。このラックと噛合したピニオン
が前記第２移動台３３に回転自在に支承されており、こ
のピニオンを回転駆動する第３サーボモータ３９が第２
移動台３３に装着されている。

【００２０】前記昇降支柱３７の上部には、Ｙ軸方向に
延伸したアーム４１が適宜に固定してある。このアーム
４１の先端部には、板材Ｗの一側端部を把持自在なロボ
ットハンド４３が装着している。ロボットハンド４３
は、Ｘ軸と平行なＢ軸を中心として上下方向に回転自在
に設けられるとともに、前記Ｂ軸と直行するＡ軸を中心
として旋回自在に設けられている。前記Ａ軸を中心とし
てロボットハンド４３を上下に回動するための第４サー
ボモータ４５及びＢ軸を中心としてロボットハンド４３
を上下に回動するための第５サーボモータ４７が前記ア
ーム４１に装着されている。

【００２１】前記下部フレーム９あるいはベースプレー
ト２１の一側部には、板材Ｗを一時的に把持自在な補助
把持装置４９が設けられている共に、サイドゲージ装置
５１がブラケットを介して装着されている。

【００２２】上記補助把持装置４９は、板材Ｗを把持す
るための上部ジョー５３と下部ジョー５５を備えてお
り、上部ジョー５３の上下動作は図示省略のアクチュエ
ータによって行なわれる。

【００２３】前記サイドゲージ装置５１は、ベンディン
グロボット３とロボットハンド４３に把持された板材Ｗ
の一側部との位置関係を検出するときに使用するもので
側方センサ５９を備えている。この側方センサ５９は、
例えば、直動形のポテンションメータのごとき線形トラ
ンスデューサよりなるものである。

【００２４】以下、図１から図４に基づいて、前記ロボ
ットコントローラ１９の指令により板材Ｗの折曲げ加工
を行う方法を説明する。

【００２５】図１に示すように、ロボットコントローラ
１９の表示部１９ａには、作業者が直接入力する加工入
力情報２０が表示される。加工入力情報２０は、図２に
示すように、板材Ｗの曲げ角度θを決定するために最終
移動値である下金型１３のミゾの底部と板材Ｗの折曲げ
外周部との距離（以下、最終目的Ｄ値と記す）と、板材
Ｗの加工精度を向上させるために一回の折曲げ加工を数
回に分けて行う場合の前記最終目的Ｄ値の変化量である
Ｄピッチ値と、板材Ｗを上金型１１に対して左右に移動
させるシフト量である左シフト値（Δｔ₁ ）及び右シフ
ト値（Δｔ₁ ）と、上，下金型１１，１３間に係合する
板材Ｗを移動せさるためのすきまである下部フレーム９
の逃げ値（Δｄ）である。

【００２６】上記入力された加工入力情報２０に基づい
て、プレスブレーキ１が行う箱曲げ加工の処理内容を図
３及び図４のフローチャートで説明する。

【００２７】ステップ１００１では、作業者が板材Ｗの
箱曲げ加工を行う場合に必要な加工入力情報２０をロボ
ットコントローラ１９に後述する入出力装置を介して入
力する。

【００２８】ステップ１００３では、下部に待機する下
部フレーム９を上昇させて、下部フレーム９の速度制御
を始める位置まで移動させる。これにより、下部フレー
ム９の移動準備は完了する。

【００２９】ステップ１００５では、前記バックゲージ
装置１５を予め決められた所定の位置に移動させ、ベン
ディングロボット３で把持された板材Ｗの端縁をバック
ケージ装置１５に設けられた複数のセンサ１７に突き当
てる（ステップ１００７）。ステップ１００９では、バ
ックケージ装置１５のセンサ１７の検出値より板材Ｗの
位置を確認する。具体的には、複数のセンサ１７からの
出力値が所定の出力値に一致する場合には次のステップ
１０１１へ進み、一致しない場合には再測定またはエラ
ー表示を行う。ステップ１０１１では、図４に示すよう
なフローチャートにより板材Ｗの曲げ加工が行なわれ
る。

【００３０】以下、板材の折曲げ加工を図４を用いて説
明する。

【００３１】ステップ１１０１では、前記作業者により
入力された前記最終目的Ｄ値とＤピッチ値に基づいて、
下金型１３の移動ストロークを調整することにより、板
材Ｗを数回に分けて折曲げ加工を行うための第１回目の
折曲げ加工を行う。ステップ１１０３では、上，下金型
１１，１３間に係合する板材Ｗを移動させるために下部
フレーム９を降下させる。降下量（Δｄ）は、前記ロボ
ットコントローラ１９に作業者が直接入力する加工入力
情報２０の一部である。ステップ１１０５では、板材Ｗ
の折曲げ角度を一定にし、且つ折曲げ部の両端に盛り上
がりが発生しないように、第１回目の折曲げ加工を行っ
た板材Ｗを上金型１１に対して右側方向（図８において
Ｘ軸方向）にΔｔ₂ だけ移動させる。移動量であるΔｔ
₂ は、上記降下量（Δｄ）と同様に前記ロボットコント
ローラ１９に作業者が直接入力する加工入力情報２０の
一部である。

【００３２】ステップ１１０７では、ステップ１１０１
と同様に前記作業者により入力された最終目的Ｄ値とＤ
ピッチ値に基づいて、第２回目の折曲げ加工を行い、前
記ステップ１１０３と同様に下部フレーム９を降下させ
る（ステップ１１０９）。ステップ１１１１では、板材
Ｗの折曲げ角度を一定にし、且つ折曲げ部の両端に盛り
上がりが発生しないように、第２回目の折曲げ加工を行
った板材Ｗを上金型１１に対して左側方向（図８におい
てＸ軸方向）にΔｔ₁ だけ移動させる。移動量であるΔ
ｔ₁ は、前記ロボットコントローラ１９に作業者が直接
入力する加工入力情報の一部である。

【００３３】ステップ１１１３では、ステップ１１０１
と同様に前記作業者により入力された最終目的Ｄ値とＤ
ピッチ値に基づいて、第３回目の折曲げ加工を行う。そ
の後、ステップ１１１５では、所望の板材Ｗ曲げ加工が
終了したかどうかを判断し、終了していなければ前記ス
テップ１１０３以降を繰り返す。また、終了していれば
板材Ｗの曲げ加工処理は終了する。

【００３４】以下、前記ロボットコントローラ１９のハ
ードウェア構成を図５に示す。

【００３５】ロボットコントローラ１９は、信号の伝達
通路であるシステムバス６３にデータの処理や制御を行
うＣＰＵ６５，記憶した内容を読み出すことのみが可能
なＲＯＭ６７，バッテリ（Ｂａｔ）で電源バックアップ
され読み書きが自由な記憶装置であるＲＡＭ６９、双方
向ＲＡＭ（ＤＰ−ＲＡＭ）７１、データの入力部である
ディジタルインプット（Ｄｉ）７３、データの出力部で
あるディジタルアウトプット（Ｄｏ）７５、各種制御信
号を出力するプログラマブルコントローラ（Ｐｃ）７
７、インターフース（Ｉ／Ｏ）７９が接続されている。

【００３６】前記インターフース（Ｉ／Ｏ）７９には、
コントローラ８１を介して前記サーボモータ２７，３
５，３９，４５，４７が接続され、また、各種の入出力
装置８３とも接続されている。

【００３７】前記ディジタルインプット（Ｄｉ）７３及
びデータの出力部であるディジタルアウトプット（Ｄ
ｏ）７５は、コネクターモジュール８５を介してプレス
ブレーキ１の動作制御のためのリミットスイッチ８７
や、各種のアクチュエータ８９等が接続されている。

【００３８】前記ＤＰ−ＲＡＭ７１には、位置決めモジ
ュール９１及びサーボアンプ９３を介してエンコーダ
（Ｅ）付きのサーボモータ（Ｍ）が接続されている。こ
のサーボモータ（Ｍ）には、バックゲージ装置１５内に
設けられたサーボモータ（Ｍ）が含まれる。

【００３９】上記構成によりロボットコントローラ１９
は、作業者が予めメニュー化されている加工入力情報２
０を前記入出力装置８３を介して入力すると、ＣＰＵ６
５は、ＲＡＭ６９内に記録されている板材の曲げ加工情
報を記録したＮＣプログラム９５と共に、プレスブレー
キ１及びベンディングロボット３の作動指令を発信し
て、プレスブレーキ１は所望の折曲げ加工を行う。

【００４０】以下、図６に示すように、ロボットコント
ローラ１９のブロック図を説明する。 ロボットコント
ローラ１９は前記ＮＣプログラム９５と、作業者が図示
省略のキーボード等より直接指令する加工入力情報２０
とを入力する情報入力部９７を備えている。情報入力部
９７は、前記加工情報２０，９５を入力する加工情報入
力部９９と、前記ＮＣプログラム９５より指令される情
報を取り込むための指令値データ取り込み部１０１と、
作業者が入力する加工入力情報２０によりプレスブレー
キ１の作動を補正するデータを取り組む補正値データ取
込み部１０３より構成されている。

【００４１】前記指令値データ取り込み部１０１及び補
正値データ取込み部１０３は、板材Ｗの折曲げ加工後の
形状や板材Ｗを把持して板材Ｗの加工形状に対応して移
動するベンディングロボット３の動作点を演算処理する
演算部１０５と接続されている。前記指令値データ取り
込み部１０１は、板材Ｗの折曲げ加工後の形状を算出す
る板材形状演算部１０７と接続されている。板材形状演
算部１０７は、板材Ｗの形状を記録する板材形状記憶部
１０９と接続されている。

【００４２】また、前記補正値データ取込み部１０３
は、ベンディングロボット３の移動すべき動作点を算出
するための動作点演算部１１１と接続されている。動作
点演算部１１１は、演算した動作点を記憶する動作点記
憶部１１３と接続されている。さらに、演算部１０５
は、演算部１０５の処理内容に基づいてプレスブレーキ
１が行う板材Ｗの折曲げ加工に伴う形状変化に対応した
ベンディングロボット３の動作経路を決定するための動
作経路決定部１１５と接続されている。

【００４３】前記板材形状演算部１０７，板材形状記憶
部１０９，動作点演算部１１１及び動作点記憶部１１３
は、ベンディングロボット３の動作経路を演算処理する
動作経路演算部１１７と接続されており、動作経路演算
部１１７は演算内容を記憶する動作経路記憶部１１９と
接続されている。

【００４４】以上より、作業者が板材Ｗの曲げ加工を行
う場合に必要な加工入力情報２０をロボットコントロー
ラ１９に直接入力することにより、ロボットコントロー
ラ１９は、折曲げ加工に必要な動作を演算処理し、ま
た、折曲げ加工を数回に分けて行い且つ折曲げ時に板材
Ｗを金型に対して左右に一定量ずらしてから折曲げ加工
を行うように指令する。

【００４５】このため、作業者の熟練の有無に関わらず
プレスブレーキは板材を所望の折曲げ角度に折曲げるこ
とができ、且つ折曲げ部の両端に盛り上がりが発生せず
精度の高い製品が生成できる。

【００４６】尚、この発明は、前述の実施例に限定され
るものではなく、前述の実施例以外の態様でもこの発明
を実施しうるものである。

【００４７】

【発明の効果】以上説明してきたようにこの発明によれ
ば、折曲げ加工する板材の折曲げ部の長さより板厚の２
倍分幅の狭い上下移動自在に設けられた金型を用い、作
業者の入力する加工入力情報により、前記上下移動自在
に設けられた金型の移動量を最終移動値までピッチ送り
にて行うとともに、ベンディングロボットにより板材を
前記金型に対して板厚分、前記金型の長手方向に移動さ
せながら最終移動値まで折曲げ加工を行う。

【００４８】このため、板材の折曲げ精度を向上するこ
とができ、製品の歩留まりの低下と生産性の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明である加工情報の入力を示す説明図で
ある。

【図２】板材Ｗの折曲げ状態を模式的に示した説明図で
ある。

【図３】箱曲げ加工処理のフローチャートである。

【図４】板材Ｗの曲げ加工を示すフローチャートであ
る。

【図５】ロボットコントローラのハードウェアの構成図
である。

【図６】ロボット３コントローラのブロック図である。

【図７】この発明の全体構成を示す説明図である。

【図８】プレスブレーキ１等を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ プレスブレーキ（折曲げ加工機） ３ ベンディングロボット １１ 上金型（金型） １３ 下金型（金型） １９ ロボットコントローラ（制御装置） ２０ 加工入力情報 ９５ ＮＣプログラム ９７ 情報入力部 １０５ 演算部 １１５ 動作経路決定部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板材をベンディングロボットで把持しな
   がら折曲げ加工機の上下移動自在に設けられた金型と前
   記金型に相対抗して設けられた金型間に配置する板材の
   折曲げ加工を行う曲げ加工方法において、折曲げ加工す
   る板材の折曲げ部の長さより板厚の２倍分幅の狭い前記
   上下移動自在に設けられた金型を用い、折曲げ加工機の
   制御装置に入力する加工入力情報に基づいて、前記上下
   移動自在に設けられた金型の移動量を最終移動値までピ
   ッチ送りにて行うとともに、ベンディングロボットによ
   り板材を前記金型に対して板厚分、前記金型の長手方向
   に移動させながら最終移動値まで折曲げ加工を行うこと
   を特徴とするベンディングロボットを用いた曲げ加工方
   法。
2. 【請求項２】 板材をベンディングロボットで把持しな
   がら折曲げ加工機の上下移動自在に設けられた金型と前
   記金型に相対抗して設けられた金型間に配置する板材の
   折曲げ加工を行う曲げ加工の制御装置において、板材の
   曲げ加工情報を記録するＮＣプログラムと作業者が指定
   する板材の曲げ加工情報とを入力する情報入力部と、前
   記作業者が指定する曲げ加工情報に基づいて、上下移動
   自在に設けられた金型の移動量を最終移動値までピッチ
   送りにて行うとともに、ベンディングロボットにより把
   持された板材を前記金型に対して板厚分、前記金型の長
   手方向に移動させながら最終移動値まで折曲げ加工を行
   うための前記金型及びベンディングロボットの動作点
   と、前記ＮＣプログラムより指定される板材の折曲げ位
   置より折曲げ後の折曲げ形状とを算出する演算部と、前
   記演算部のデータに基づいて板材を把持したまま移動す
   るベンディングロボットの動作経路を決定する動作経路
   決定部とを備えたことを特徴とするベンディングロボッ
   トを用いた曲げ加工の制御装置。