JPH07112225A - 打抜き加工装置 - Google Patents

打抜き加工装置

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JPH07112225A
JPH07112225A JP25829393A JP25829393A JPH07112225A JP H07112225 A JPH07112225 A JP H07112225A JP 25829393 A JP25829393 A JP 25829393A JP 25829393 A JP25829393 A JP 25829393A JP H07112225 A JPH07112225 A JP H07112225A
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JP
Japan
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die
punching
punch
robots
work
Prior art date
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Application number
JP25829393A
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English (en)
Inventor
Tadashi Amano
忠 天野
Tokushi Ninomiya
徳嗣 二宮
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Amada Co Ltd
Original Assignee
Amada Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 相補一対のパンチ6a及びダイ6bを相対し
てそれぞれのロボットアーム2a,2bに保持し、これ
らパンチ/ダイ間に定置されたワークWの打抜き加工を
行うための一対のロボット1a,1bにおいて、前記パ
ンチ/ダイ6a/6bの高精度の芯合わせを行うための
手段を提供する。 【構成】 このため、少なくとも3次元自由度を有する
一対のロボット1a,1bのそれぞれ前記ロボットアー
ム2a,2b上にCCDカメラ9a,9bを配設するこ
とにより、前記ワークWの所定加工点に予め穿設した基
準穴Oをそれぞれ読取り、その出力情報により各ロボッ
ト1a,1bの位置を補正して、前記パンチ/ダイ6a
/6bの高精度芯合わせを達成するよう構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、鈑金等のワーク打抜
き加工装置、特にロボット(マニピュレータ)に金型を
保持させる打抜き加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般的なパンチプレス等の打抜き
加工専用装置においては、公知のように、相補のパンチ
及びダイ等の金型は、タレット形パンチプレス等をも含
め、それぞれ一対の金型部材は、常に予め正確に中心線
が整合した芯合わせ状態で移動するよう構成されてい
た。このため、金型交換に際して、パンチとダイとの芯
ずれの問題は生じなかった。
【0003】一方、近年の加工の高生産性,高精度化要
望に伴い、例えば、高出力の3次元CO2 レーザ加工装
置等に高精度のパンチ加工工程を付加するような本格的
な鈑金複合加工装置の出現が要望されている。
【0004】しかしながら、このような場合、以上のよ
うな複合加工装置に従来の高精度の数値制御タレットパ
ンチプレス機構等を付加しようとすると、一般的にパン
チ/ダイ間の間隔が比較的狭少に設定されているため、
ワークの挿入や金型の自動交換等が極めて困難となる。
これを解決するためにはパンチ及びダイをそれぞれ別体
の一対のロボット(マニピュレータ)に保持させてパン
チ加工を行わせることが極めて好都合である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状で
は上記のように、それぞれ別体のロボットにパンチとダ
イとを保持させて打抜き加工を行うような装置は存在し
ておらず、これを実現しようとする場合、打抜き工程時
のパンチとダイとの芯合わせ精度が大きな問題となる。
ワークを挟んで両側からのこの芯合わせが狂うと、加工
穴にバリを生ずるなど、製品精度/品質の低下を招くの
みならず、金型の噛り等による破損や寿命の低下につな
がる怖れがある。
【0006】本発明は、以上のような局面にかんがみて
なされたもので、一対のロボットにそれぞれパンチ及び
ダイを保持させて打抜き加工を行う際に、ワーク上の所
定加工位置に予め付設された基準マークを介して、パン
チ及びダイの精密な芯出しを行うと共に、高精度位置決
めによる高度の加工品質を確保し得る手段の提供を目的
としている。
【0007】なお因に、以上ような目的に類似する提案
として、従来、例えば、本発明の同一出願人による特開
昭62−275590号「レーザ加工機」が開示されて
いる。本引例は数値制御タレットパンチプレスで加工さ
れたワークをレーザ加工機で加工する鈑金複合ライン等
において、ロボットによるワークの掴み換え時に発生す
る原点のずれを補正するため、ワーク表面の撮像対象を
撮像するための撮像手段とこの撮像信号を処理して前記
撮像対象の位置/姿勢を認識するための手段を、この認
識位置/姿勢に基づいて制御手段により、これから行う
加工位置を制御するようにした提案である。
【0008】しかしながら、以上のような提案方式にあ
っては、例えば、左右一対のロボットがワーク原点を、
鈑金ワークの面内水平方向,これと直角の水平方向,ワ
ーク面と垂直方向及びワーク面回転角度の全部を含めて
補正しても、本願において要求される程度の精度(例え
ば芯ずれ1/100mm,クリアランス3/100〜5/
100mmのオーダー)でのパンチとダイの芯合わせは不
可能であるため、準用することはできない。
【0009】
【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、相補一対の金型部材を相対して、それぞれのロボ
ットアームに保持し、これら両金型部材間に載置された
ワークの打抜き加工を行うためのそれぞれ少なくとも3
次元自由度を有する一対のロボットにおいて、前記それ
ぞれのロボットアームに座標位置認識手段を備えると共
に、前記ワーク上の所定加工点に予め付設された基準マ
ーク位置をそれぞれ読取り、前記各ロボットの位置決め
制御手段により補正することにより、前記両金型部材の
芯合わせを行うよう構成することにより、前記目的を達
成しようとするものである。
【0010】
【作用】以上のような本発明構成により、固定されたワ
ークの打抜き加工予定点に予め付設された基準マークの
座標位置が両ロボット上の各CCDカメラ等により認識
され、これに基づいて各ロボットに保持されたれパン
チ,ダイの各位置が補正されつつ、正確な芯合わせが行
われるため、高精度,高品質の所定の打抜き加工が行わ
れる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図1に、本発明に係るCCDカメラを利用した高精度打
抜き加工装置を一実施例の概念的説明斜視図、また、図
2にその機能ブロック図を示す。
【0012】図1において、1a及び1bはそれぞれ相
対する左右一対のロボットで、それぞれのロボットアー
ム2a,2bを有し、これら各ロボットアーム2a,2
bは、それぞれ左右のスライダ3a,3b上に立設され
た各コラム4a,4b上を垂直上下方向(Z−Z方向と
する)に移動し得る。各スライダ3a,3bは、互に水
平方向に平行して配設された左右の各ベース5a,5b
に沿って移動し得る(X−X方向とする)。また、各ロ
ボットアーム2a,2bはそれぞれ各コラム4a,4b
に対してZ−Z方向と直角のアーム軸方向(Y−Y方向
とする)に移動することができるよう構成されている。
なお、このY軸移動は、単なる位置移動用と加工用との
2種類であってもよい。
【0013】相補一対の金型部材、例えば、パンチ6a
及びダイ6bは、それぞれ相対するロボットアーム2
a,2bの先端部に保持され、これらパンチ/ダイ6a
/6b間のY軸方向に垂直なX−Z平面内に不図示のキ
ャレジ上に搭載,保持された鈑金ワークWを、各ロボッ
トアーム2a,2bを相対してY軸方向に移動して所定
の打抜き加工を行うよう構成されている。
【0014】なお、図中、7,8は、これらの加工を行
ったとき、両ロボット1a,1bの各コラム部4a,4
bの曲げモーメントや撓み変形対策として両者のそれぞ
れ上/下部を連結するためのオプション部材としての各
コンロッド部材を示す。
【0015】本発明実施例の特徴は、以上のような打抜
き加工に際して、最も重要な基本条件であるパンチ/ダ
イ6a/6bの相互の芯合わせを高精度で行うために、
ワークWの打抜き加工を行うべき予定のX−Z座標位置
に、例えばレーザ加工等により予め基準マークとしての
基準穴Oを穿設しておき、各ロボットアーム2a,2b
の各先端部に近接して配設した座標位置認識手段として
の例えばCCD(電荷結合デバイス)カメラ9a,9b
により、それぞれワークWの両側からそれぞれ基準穴O
の座標位置を認識して、その出力情報に応じてそれぞれ
のロボット1a,1bを、不図示の位置決め補正演算手
段及び位置決め制御手段により位置制御して、究極的に
極めて高精度のパンチ/ダイ6a/6bの芯合わせが得
られるよう構成したことにある。
【0016】これらの機能を示す図2において、20
は、各CCDカメラ9a,9bの出力情報による位置決
め補正演算部、21はそれに基づく位置決め制御部であ
り、22a,22bはそれぞれのロボット1a,1bの
X軸方向駆動モータ及びZ軸方向駆動モータ、23a,
23bはそれぞれのエンコーダ、また24a,24bは
それぞれの位置カウンタを示す。
【0017】これら各部の座標位置認識,補正演算,位
置制御等の諸技術については、それぞれ公知の従来技術
を準用し得るため、詳細説明は省略する。
【0018】上記動作シーケンスを要約とすると、 1)まずワークWには予めレーザ加工等により所定加工
予定位置に基準穴Oを穿設する, 2)各ロボット1a,1bはそれぞれパンチ/ダイ6a
/6bを保持したまま所定のプログラムに従って移動
し、位置決めされ, 3)各ロボットアーム2a,2b上に搭載された各CC
Dカメラ9a,9bによりワークW上の前記基準穴Oの
X−Z座標位置を読取る, 4)位置決め演算部20にて、ロボット各軸の補正値が
算出される。
【0019】5)これらの補正値に基づきロボット各軸
位置が補正され, 6)各CCDカメラ9a,9bによりワークWの基準穴
Oに対する各ロボット1a,1b位置決めが確認され、
各ロボットに保持されたパンチ/ダイ6a/6bは、芯
出しされている, 7)各ロボット1a,1bにより、パンチ/ダイ6a/
6bがY−Y方向にワークWに近付き、パンチ加工が行
われる。
【0020】なお、図3及び図4は、例えば金型交換時
など、各ロボットが加工作業範囲外にある時には、左右
の各ロボット1a,1bの各コラム4a,4bを繋ぐ各
コンロッド7,8を取外した状態でそれぞれワークWと
平行または直角に自動金型交換用ツーリングラック30
を配設した2事例の説明略図を示す。なお、図3におけ
る31は、ワークWを搭載保持するためのキャレジ、ま
た図4における32は、自動金型交換用アームの一例を
示したものである。
【0021】(他の実施例)図5,6,7に、前記実施
例に準ずる打抜き加工装置を例えば高出力CO2 レーザ
加工ヘッドを有する鈑金ワーク複合加工装置に配設した
事例の一実施態様のそれぞれ概要正面図,平面図及び側
面図を示す。40は、この鈑金ワーク複合加工装置、4
1は高出力CO2 レーザ加工ヘッドで、打抜き加工装置
の前記図1と同一(相当)各構成要素並びに各座標軸は
同一符号で示す。
【0022】なお、図5,6,7においては、各ロボッ
トアーム2a,2bに保持するツール(金型)は、穴明
け用のパンチ/ダイでなく、折曲げ加工用や切り起し加
工用ツール等としてのパンチ/ダイ6c/6dの場合の
図例を示す。また、図7においては、両ツール6c/6
dの中心が少し偏心している状態で示しており、このず
れ量を各CCDカメラ9a,9bで検出し、ロボット1
a,1bをそれぞれ座標位置補正を行い、芯合わせが完
了した状態でワークWをそのずれ量だけキャレジ31を
移動させて加工する構成事例を示している。
【0023】なお、この場合、両ツール6c/6dの中
心部に穴を穿設し、この穴に各CCDカメラ9a,9b
の光軸を通すよう構成しても差支えない。
【0024】なお、この実施例の場合、複合加工装置は
CO2 レーザ加工ヘッドを有するもののみに限定されな
いことはもちろんである。
【0025】(さらに他の実施例)なお、前記各実施例
においては、予めワーク上の所定加工点に設ける基準マ
ークをレーザ加工等による1個の基準穴Oとしたが、本
発明はこれのみに限定されるものでなく、加工装置とし
ては複合加工装置もしくは別個の単体加工機のいずれか
のプラズマ加工,ドリル,パンチ,放電加工その他であ
っても差支えない。
【0026】また、基準マークは必ずしも貫通穴でなく
ても、例えば円形凹み穴など、ワーク両面において同一
中心を有するものであっても差支えない。
【0027】さらにまた、基準マークは必ずしも1個の
みに限定されるものでなく、例えば円形金型以外の矩形
もしくは特殊金型に対しては、その回転軸角度(例え
ば、図5におけるθ)をも補正するため複数個であって
もよい。すなわち、本発明のパンチ/ダイ以外のこれに
類する金型(ツール)に対しても拡張適用することがで
きるものである。
【0028】またCCDカメラ等のロボットアームに対
する配設位置に図例のみに限定されないことはもちろん
である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ワークの所定加工点に予め基準マークを付設し、それぞ
れのロボットアーム上の例えばCCDカメラ等の座標位
置認識手段よりこれを読取って各ロボット位置を補正制
御してワーク両側の両金型部材の芯合わせが高精度に行
われるため、高品質の打抜き加工が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施例の概念的説明斜視図
【図2】 図1の機能ブロック図
【図3】 自動金型交換時の説明略図
【図4】 図3の他の一図例
【図5】 鈑金ワーク複合加工装置における一実施態様
の正面図
【図6】 図5の平面図
【図7】 図5の側面図
【符号の説明】
1a,1b ロボット 2a,2b ロボットアーム 6a/6b,6c/6d パンチ/ダイ(金型部材) 9a,9b CCDカメラ(座標位置認識手段) 20 位置決め補正演算部 21 位置決め制御部 22a/22b X軸/Z軸モータ 23a,23b エンコーダ 24a,24b 位置カウンタ 40 鈑金ワーク複合加工装置 41 レーザ加工ヘッド O 基準穴(基準マーク) W ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B25J 9/22 Z 19/04 G05B 19/19 H 9064−3H G05D 3/12 L 9179−3H

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相補一対の金型部材を相対して、それぞ
    れのロボットアームに保持し、これら両金型部材間に載
    置されたワークの打抜き加工を行うためのそれぞれ少な
    くとも3次元自由度を有する一対のロボットにおいて、
    前記それぞれのロボットアームに座標位置認識手段を備
    えると共に、前記ワーク上の所定加工点に予め付設され
    た基準マーク位置をそれぞれ読取り、前記各ロボットの
    位置決め制御手段により補正することにより、前記両金
    型部材の芯合わせを行うよう構成したことを特徴とする
    打抜き加工の装置。
  2. 【請求項2】 前記打抜き加工装置は、鈑金複合加工装
    置に付加されたことを特徴とする請求項1記載の打抜き
    加工装置。
  3. 【請求項3】 前記座標位置認識手段はCCD(電荷結
    合デバイス)カメラであることを特徴とする請求項1記
    載の打抜き加工装置。
JP25829393A 1993-10-15 1993-10-15 打抜き加工装置 Withdrawn JPH07112225A (ja)

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