JPH07178466A - プレスブレーキロボット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】曲げの際にハンドとプレスブレーキの空間を広
くとり得、小さな寸法のワークの曲げを可能にすると共
に、低コストのプレスブレーキロボット装置。 【構成】プレスブレーキ１０と、ワークＷの端部の動き
に伴ってワークを把持したハンド３０を追従動作させる
ロボット２０とを備えたプレスブレーキロボットシステ
ムにおいて、ロボットは、厚板および薄板の各一方の端
部同志を固定すると共に、薄板の他方の端部部分の厚板
と接しない面側にワーク保持部材を設け支持すべきワー
クの面に垂直な方向のコンプライアンスを有する第１の
ワーク支持体と、コンプライアンスを有しない第２のワ
ーク支持体とを有するロボットハンドと、ワークの曲げ
の最中は第１のワーク支持体でワークを支持すると共
に、ワークの搬送の際は少くとも第２のワーク支持体で
ワークを支持するよう制御する制御手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワークの曲げを行う
プレスブレーキと、ワークが曲げられている際にワーク
端部の動きに伴って前記ワークを保持したハンドを追従
動作させるロボットとを具えたプレスブレーキロボット
システムに関し、特にロボットハンドに備えられる上下
方向のコンプライアンス機構の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】プレスブレーキは、Ｖ溝を有するダイお
よび上下動するパンチを有し、ダイ上に置かれたワーク
に対してパンチの下降またはダイの上昇による加圧力を
加えることによりワークの折曲げを行うものであり、近
年このプレスブレーキに対するワークの供給及び取出し
をロボットにより行わせるようにしたシステムが普及し
つつある。

【０００３】このようにプレスブレーキとロボットが組
み合わされたプレスブレーキロボットシステムにおいて
は、曲げ加工中のワークの急激な跳ね上がりによるワー
クの腰折れを防止するためや次の辺の曲げの際直ぐにワ
ークの移動が行えるようにワークの曲げに伴うワーク端
部の立上がりに伴って前記ハンドを追従動作させるよう
にしている。

【０００４】この追従動作の際、ワークを放した状態で
追従動作させると、その後再度ワークを把持する際にロ
ボットとワークの位置決めが必要となり、ワークが薄く
ハンドがワークの上方にある逆曲げを行わせる場合、ワ
ークを離すとワークがたわんでしまい、再吸着するのが
不可能になるので、ワークを把持した状態で追従動作さ
せるほうが有利である。

【０００５】しかし、ワークの立上がりにロボットを正
確に追従させることは、非常に困難であり、これらには
若干の誤差が生じてしまう。

【０００６】そこで、上記誤差を吸収するために従来、
コンプライアンス機構を有するハンドを用いるようにし
ている。

【０００７】上記コンプライアンスとしては水平方向お
よび上下方向が必要になるが、この発明においては上下
方向のコンプライアンスに限って言及する。

【０００８】図８または図９は従来の上下方向のコンプ
ライアンス機構を示すものである。図８においては、吸
着パッドの支持ロッドにスプリングを配し、該スプリン
グにより上下方向のコンプライアンスを得るようにして
いる。

【０００９】また、図９においては、流体シリンダによ
って上下方向のコンプライアンスを得るようにしてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来のコンプライアンス機構によれば、ワーク面に垂直
な方向に大きなスペースをとり、これでは逆曲げの際に
プレスブレーキとハンドの干渉を考慮すると、最小ワー
ク寸法が大きくなってしまうという欠点がある。また、
これら従来装置はコストが高い。

【００１１】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、曲げの際にハンドとプレスブレーキの空間を
広くとり得、小さな寸法のワークの曲げを可能にすると
共に、低コストのプレスブレーキロボット装置を提供す
ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明では、ワークを
ダイとパンチによって挟み加圧力を加えることによりワ
ークの曲げを行なうプレスブレーキと、前記ワークがパ
ンチ及びダイ間で曲げられている際にワークの端部の動
きに伴ってワークを把持したハンドを追従動作させるロ
ボットとを具えたプレスブレーキロボットシステムにお
いて、前記ロボットは、厚板および薄板の各一方の端部
同士を固定すると共に、前記薄板の他方の端部部分の前
記厚板と接しない面側にワークを保持するワーク保持部
材を設け支持すべきワークの面に垂直な方向のコンプラ
イアンスを有する第１のワーク支持体と、前記コンプラ
イアンスを有しない第２のワーク支持体とを有するロボ
ットハンドと、ワークの曲げの最中は前記第１のワーク
支持体によってワークを支持すると共に、ワークの搬送
の際は少なくとも前記第２のワーク支持体によってワー
クを支持するよう制御する制御手段とを具える様にして
いる。

【００１３】

【作用】係る本発明によれば、薄板は厚板に一方の端部
で固定されているために、曲げ追従の際、ロボットの速
度とワークの立上がり速度に差が発生したとしても、薄
板はワーク面に垂直な方向にしなりながらワークに追従
していく。ワーク搬送の際は、コンプライアンスは解除
しているので、ワークは第２のワーク支持体（および第
１のワーク支持体）によってしっかり保持された状態で
搬送される。

【００１４】

【実施例】以下この発明を添付図面に示す実施例に従っ
て詳細に説明する。

【００１５】図１及び図２は、この発明にかかるプレス
ブレーキロボットシステムのー例を示すもので、プレス
ブレ−キ１０は、ダイ２を上部に支承した固定テ−ブル
３と、パンチ１を下部に支承して昇降動作を行う可動テ
−ブル４、ワーク位置決めのためのバックストップ５な
どを有している。

【００１６】プレスブレーキ１０の前面には、ロボット
２０が配置されており、このロボット２０の周囲には、
ワークＷの搬入を行うディスタッカ４０、加工の終了し
たワークＷの搬出を行う搬出装置５０および加工途中に
ワ−クＷの持替えを行うためのワーク持替装置６０が配
設されている。７０はブレーキペンダント、８０はロボ
ットコントローラである。

【００１７】ここで、このシステムの概略動作を説明す
ると、ロボット２０としては、ディスタッカ４０にある
ワークＷを、ハンド３０により把持して、プレスブレー
キ１０に挿入して、プレスブレーキ１０による折曲加工
をワークＷの各部位について行わせる。この際、ハンド
３０によるワークＷの持替えが必要の場合には、持替装
置６０の持替台に一旦ワークＷを載置させて持ち替えを
行う。そして、ワークＷについての加工の全工程が終了
すると、ロボット２０はワークＷを搬出装置５０に搬出
する。

【００１８】ロボット２０は、ハンドリング用の６軸垂
直多関節ロボットであり、アーム先端の手首軸２１（第
６軸）には、本発明の主要部であるハンド３０が装着さ
れている。

【００１９】ハンド３０は、図２に示すように、一方が
手首軸２１に取り付けられる長手部材３１の他端に取り
付けられている。

【００２０】このハンド３０は、図６に示すように、主
に、水平方向のコンプライアンス機構部３２と、上下方
向のコンプライアンス機構部３３と、ワークＷを吸着す
るための４つ固定ブラケット３４と、４つの可動ブラケ
ット３５とによって構成されている。

【００２１】水平方向のコンプライアンス機構３２は本
発明の要部ではないので、図６によってその概略を簡単
に説明する。

【００２２】すなわち、水平方向コンプライアンス機構
３２は、その間隔が自在に設定できる第１のプレート３
６及び第２のプレート３７間に所定の摩擦係数を有する
フロートプレート３８が配設されるように構成されてい
て、前記第１及び第２のプレート間の間隔を所定のアク
チュエータによって変化させることができるようになっ
ている。そして、第１及び第２のプレート間で移動可能
なフロートプレート３８に後述する上下方向コンプライ
アンス機構３３のフレーム部材４１が取り付けられてい
る。したがって、上記アクチュエータによって、水平方
向のコンプライアンスのオン／オフおよび水平方向の摩
擦力の調整をなし得る。

【００２３】図３は上下方向コンプライアンス機構３３
の詳細構成を示すもので、前記水平方向コンプライアン
ス機構３２のフロートプレート３８と連結される長方形
状のフレーム部材４１には、ワークＷを吸着するための
４つ固定ブラケット３４と、４つの可動ブラケット３５
が設けられている。これら固定ブラケット３４及び可動
ブラケット３５は、フレーム部材４１に形成された２本
のスライドレール４２、４３に対しボルト４４によって
固定される。これらの固定位置は任意に調整することが
できる。

【００２４】固定ブラケット３４は、厚板４５と、その
先端に取り付けられる吸着パッド４６によって構成さ
れ、上下方向のコンプライアンスは有していない。

【００２５】可動ブラケット３５は、図４に示すよう
に、長方形の薄板５１の端部を長方形の厚板５２の端部
にボルト５３によって固定し、前記薄板５１の他方の端
部部分の前記厚板５２と接しない面側にワークを保持す
る吸着パッド５４を配設している。また、厚板５２の長
手方向に沿って長穴５５が形成され、この長穴５５を介
して前記２つのボルト４４によって前記フレーム部材４
１の２本のレール４２、４３に厚板５２が固定されるよ
うになっている。また、薄板５１には、前記厚板５２の
長穴５５の幅やボルト４４の径より一回り大きな長穴５
６が形成されていて、薄板５１がしなって吸着パッド５
４が上下方向（矢印Ａ方向）に移動する場合に逃げられ
るようになっている、すなわち、この上下方向コンプラ
イアンス機構３２においては、薄板は厚板に一方の端部
で固定されているために、曲げ追従の際、ロボットの速
度とワークの立上がり速度に差が発生したとしても、薄
板はワーク面に垂直な方向にしなりながらワークに追従
しいくことになる。

【００２６】また、この上下方向コンプライアンス機構
３２を固定状態にするときには、ワークを固定ブラケッ
ト３４によって保持する、またはワークを固定ブラケッ
ト３４および可動ブラケット３５の双方で保持するよう
にし、該コンプライアンス機構をフリー状態にする場合
はワークを可動ブラケット３５のみで保持するように吸
着パッドのオンオフ制御を実行する。

【００２７】かかる構成を用いて曲げ加工を行う際の手
順を図５に従って説明する。

【００２８】なお、以下の説明では、上下方向コンプラ
イアンス機構３２を固定状態にする際には固定ブラケッ
ト３４のみを使用するようにする。

【００２９】まず、ロボットアームを適宜移動してディ
スタッカ４０上に載置されているワークＷを固定ブラケ
ット３４の吸着パッド４６で吸着する。この際、上下及
び左右のコンプライアンス機構は、固定状態にしてい
る。

【００３０】次に、ロボット２０を駆動することにより
ワークＷをプレスブレーキ１０内に挿入し、さらにワー
クＷをプレスブレーキ１０のダイ上に載置する。そし
て、水平方向コンプライアンス機構３２をフリーの状態
にしてハンドを前進させてワークをバックストップにな
らわせて水平方向の位置決めをする。そして、この後プ
レスブレーキ１０のパンチを下降させる（図５(a)
(b)）。

【００３１】この水平方向位置決め後、パンチがワーク
Ｗの位置まで下降してきてワークＷがパンチとダイによ
って挟まれる直前に、上下方向のコンプライアンス機構
３３をフリーの状態にする。即ち、ワークＷを可動ブラ
ケット３５のみで保持するようにする。なお、この際、
水平方向コンプライアンスは依然フリーの状態にある
（図５(c)）。

【００３２】また、この後パンチの加圧によってワーク
Ｗが曲げられていくと、この曲げに伴って吸着ハンドが
それに追従するようロボットアームを駆動する（図１
(d)）。なお、この追従動作の際、前記コンプライアン
ス機構がフリーの状態になっているので、前記ワークの
立上がりに対応した正確な軌跡をロボットアームに描か
せる必要はなく、ある程度ラフな軌跡でよい。

【００３３】その後、この辺に対する曲げ加工が終了す
ると、パンチが上昇される（図１(e)）。この後、ロボ
ットコントローラ８０からの指令によりワークＷが上昇
され、さらに上下及び左右のコンプライアンス機構がフ
リーから固定状態に切り換えられた後、ワークがプレス
ブレーキ１０から取り出され、手順は次の辺の曲げに移
行する（図１(f)(g)(h)）。

【００３４】そして、全辺に対する曲げが終了すると、
ワークは搬出台４０まで移送されて載置される。

【００３５】図６及び図７は、上記ハンドを用いて曲げ
を行っているときの状態を示すもので、図６の場合は吸
着パッドを上方に向ける正曲げを示し、図７の場合は吸
着パッドを下方に向ける逆曲げを示している。

【００３６】ここで、プレスブレーキロボットの動作に
は以下の５種類がある。

【００３７】(1)搬入動作 (2)曲げ動作 (3)持ち替え動作 (4)搬出動作 (5)ハンドリング動作 上記動作のうち曲げ動作以外は、ハンドに対してワーク
を上下動する必要がないので、上下方向コンプライアン
ス機構３３は固定状態にしておけばよい。

【００３８】また、曲げ動作の際には、前述したよう
に、ワークの立上がりとロボットの円弧動作には若干の
誤差が生じる。ロボットの追従動作には以下の誤差が考
えられる。

【００３９】(a)正曲げの場合でワークの立上がりが速
くロボットの追従が遅い (b)正曲げの場合でワークの立上がりが遅くロボットの
追従が速い (c)逆曲げの場合でワークの立上がりが速くロボットの
追従が遅い (d)逆曲げの場合でワークの立上がりが遅くロボットの
追従が速い 上記の(a)の場合は上下のコンプライアンス機構が上方
向に働けばよいので本コンプライアンス機構で好適に対
処し得る。

【００４０】上記(b)の場合は、同期があまり悪けれ
ば、ワークを設定角度以上に曲げてしまう恐れがある
が、多くの場合ワークの撓みにより吸収できる。同期が
どうしても合わない場合はロボット追従のタイミングを
ずらしたり、追従速度を落とせば良い。仮に、ワークが
吸着パッドからはがれたとしても、ハンドがワークの下
側にいるので、再吸着が可能である。

【００４１】上記(c)の場合は、ワークの自重により可
動ブラケットは下に曲がっているので、その曲がり分に
て追従誤差を吸収できる。

【００４２】(d)の場合は、可動ブラケットは下方向に
コンプライアンスがきいているので、同期ズレを容易に
解消できる。

【００４３】なお、上記実施例では、図１又は図２に示
すような関節構造のロボットを用いるようにしたが、他
の関節構成のロボットを用いるようにしても良い。

【００４４】また、上記実施例では、ロボットハンドと
して吸着ハンドを使用するようにしたが、通常のグリッ
プ型のハンドを使用するようにしても良い。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
薄板のしなりによって上下方向のコンプライアンスを得
るようにしたので、曲げの際にハンドとプレスブレーキ
の空間を広くとり得、小さな寸法のワークの曲げを可能
にすると共に、装置コストをさげることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すシステム構成平面図。

【図２】この発明の実施例を示すシステム構成側面図。

【図３】上下方向コンプライアンス機構を示す図。

【図４】可動ブラケットを示す図。

【図５】実施例装置による曲げ工程図。

【図６】正曲げの状態を示す図。

【図７】逆曲げの状態を示す図。

【図８】従来技術を示す図。

【図９】従来技術を示す図。

【符号の説明】

１…パンチ ２…ダイ ３…固定テーブル ４…可動テーブル ５…バックストップ １０…プレスブレーキ ２０…ロボット ３０…ハンド ３２…水平方向コンプライアンス機構 ３３…上下方向コンプライアンス機構 ３４…固定ブラケット ３５…可動ブラケット ４０…ディスタッカ ５０…搬出装置 ６０…持ち替え装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークをダイとパンチによって挟み加圧力
   を加えることによりワークの曲げを行なうプレスブレー
   キと、前記ワークがパンチ及びダイ間で曲げられている
   際にワークの端部の動きに伴ってワークを把持したハン
   ドを追従動作させるロボットとを具えたプレスブレーキ
   ロボットシステムにおいて、 前記ロボットは、 厚板および薄板の各一方の端部同士を固定すると共に、
   前記薄板の他方の端部部分の前記厚板と接しない面側に
   ワークを保持するワーク保持部材を設け支持すべきワー
   クの面に垂直な方向のコンプライアンスを有する第１の
   ワーク支持体と、前記コンプライアンスを有しない第２
   のワーク支持体とを有するロボットハンドと、 ワークの曲げの最中は前記第１のワーク支持体によって
   ワークを支持すると共に、ワークの搬送の際は少なくと
   も前記第２のワーク支持体によってワークを支持するよ
   う制御する制御手段と、 を具えるプレスブレーキロボット装置。
2. 【請求項２】前記ワーク保持部材はワークを吸着する吸
   着パッドである請求項１記載のプレスブレーキロボット
   装置。
3. 【請求項３】前記第１のワーク支持体及び第２のワーク
   支持体はそれぞれフレーム部材に複数個配置固定されて
   いる請求項１記載のプレスブレーキロボット装置。