JPH10508545A - 薄板材片を把持操作する装置及びこの装置を備える薄板材片用マニピュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この装置は、吸盤（50）が位置している井戸部（48）を含むブロック（44）を有する移動装置よりなる装置である。井戸部（48）は密封摩擦材料で出来ている境界（72）をもつ。吸盤（50）の外壁は、縁（62）が井戸部（48）の境界（72）の上に突出している膨張位置と縁（62）がこの境界と同一平面内にある収縮位置の間の軸方向運動を許す程度に柔軟である。吸盤（50）の内部空間と吸盤のまわりの井戸部（48）の内部空間は、それぞれ断面がほぼ同じである細管（64、68）によって真空源につながれている。細管（64、68）の断面の大きさは、被加工材が縁（62）の上に置かれているが井戸部（48）の境界（72）には押しつけられていないときの吸盤（50）内の真空の消失が無視できる大きさである。

Description

【発明の詳細な説明】 薄板材片を把持操作する装置及びこの装置を備える薄板材片用マニピュレータ 本発明は薄板材片を把持して操作する装置に関するものであって、被加工材の 面に向かう方向と面から離れる方向に移動でき、また被加工材を作業路に沿って 移動することができる移動装置を備える。この移動装置は、少なくとも一つの被 加工材の面に押しつける目的の、内部が真空源につなげられた柔軟な外壁と縁を もつ吸盤を支持している。 この種の装置はすでに多く知られており、工場で被加工材を作業場から作業場 へ積み変えたり、一連の作業場間で移し変えたりするするのに用いられている。 薄板材片を把持して操作するのに用いられている既存の装置は、文書DE-A-35 00 342 とEP-A-0 585 508に明示され図示されている。 把持操作装置、特に薄板片やパネルのような薄板状の材料に対して使用するよ うに設計された装置は、位置決めがあまり精度を必用としない被加工材の場所間 の移し変えに非常に役立つが、不幸にして吸盤の柔軟性自体によって横方向の動 きが起こりやすいため、高い精度で被加工材の位置決めするのは不可能である。 これに関連す る場合は、たとえば、折り曲げ、せん断、穴あけ及びその他の加工をするために 金属薄板あるいは他の薄板材を、工作機械に対して精確な位置決めを必要とする 場合である。 高精度の位置決めが要請される被加工材の操作に吸盤型把持操作装置が使われ ないのは、この理由による。 既存の把持操作技術が位置決め精度が要求される作業に用いられていないもう 一つの理由は、ゴムあるいは類似の弾力性のある材料で出来ている吸盤の縁の劣 化によって真空による被加工材の把持が信頼できなくなるためである。この結果 、少なくとも吸盤に対して被加工材の移動が生じ、最悪の場合は被加工材を把持 することができなくなる。 本発明は数値制御された金属薄板曲げ機のマニピュレータへの応用として開発 されたものであるが、この応用に限定されるものではない。 この種の曲げ機は、金属薄板パネルに正確に位置決めされた一連の折り曲げを 形成するようにプログラムされているが、そのためには曲げ機だけでなく、マニ ピュレータも数値制御しなければならない。同じ問題は、たとえば、金属薄板の みならず厚紙のせん断機や打ち抜き機にも存在する。 プレスや他の工具に対する被加工材の精度の高い位置決めを保証するために、 いままでは金属薄板の両面を把 持する機械的な把持爪が用いられきたが、これは構造の大きさや複雑性の問題を 起こす。 被加工材を一つの面だけでしっかり把持する方法として、把持部材が磁性板か ら成るマニピュレータも試みられているが、結果は良くない。 本発明の目的は、前に述べたタイプのもので、非常に強固で正確に被加工材を 把持する吸盤を用い、吸盤の縁の劣化の影響が無視できるほど小さく、劣化する としても非常に長時間かかるタイプの板金片の把持操作装置の提供することであ る。 本発明では、移動装置が、吸盤または各吸盤毎に、その吸盤が中心におさまる 井戸部をもつことを特徴とする装置によってこの目的が達成されている。この井 戸部または各井戸部は、吸盤の縁と同心の密封摩擦材料で作られた境界をもつ。 吸盤の外壁は柔軟性を有し、その縁がくぼみの上に突き出す膨張位置と、その縁 がくぼみの縁と同一平面上になる収縮位置との間での前記縁の軸方向運動を可能 とする。吸盤内部の空間と井戸部内の空間は、ともに断面積がほぼ同じ細管によ って真空装置につながれており、細管の断面積は被加工材が井戸部の境界に触れ ずに吸盤の縁に押しつけられているとき真空の劣化が無視できる程度の大きさに なっている。 以上の方針に沿って製作された把持操作装置は下記のように動作する性能を有 する： ─吸盤と井戸部を真空源につなげた後、薄板被加工材の面に吸盤の縁が接触する までその加工材の方へ移動装置を移動する。ここで吸盤は被加工材にくっつき、 吸盤と被加工材との間に最初の把持状態が形成される。この状態の把持力は、吸 盤の周囲のくぼみにおける真空の劣化が真空排気管が細いことによって無視出来 るほど小さいため、比較的強い。 ─初期把持状態が形成されたら移動装置を、密閉摩擦材料で作られた境界が被加 工材の表面に接触するまで当該被加工材表面の方へ近づける。この状態では吸盤 のまわりのくぼみの空間は密閉され、さらにくぼみの断面が吸盤の断面より大き いため、同じ真空度による被加工材に対する保持力は増大する。同時に、吸盤の 内部と外部の真空度は同程度のため、吸盤は応力をうけないので顕著な劣化は生 じない。被加工材の表面は井戸部の境界の密閉摩擦材料に押しつけられているた め、被加工材はブロックに対して相対的に滑動したりすることが出来ないので、 位置決めの精度が保証される。 本発明は、請求された把持操作装置を含む薄板材片用マニピュレータにも関連 している。 本発明は限定されない例についての付記の図面を参照しながら、下記の詳細な 記述を読むことによって、より明瞭に理解出来よう。 ─図1は曲げ機で折り曲げられる薄板金属片やパネルを 把持操作する多種機能装置を備えた送り台をもつ薄板金属曲げ機の一部の透視図 である、 ─図2は同様の透視図を拡大尺度で示したもので、送り台内にありマニピュレー タを形成する部品を示す、 ─図3は図1の台と把持操作装置の、III-IIIで示されている面における垂直断面 であり、そこに於いて把持操作装は初期状態にある、 ─図4は図3の矢印IVの方向で上からみた把持操作装置の図である、 ─図5は図3の一部の詳細を拡大尺度で示したものである、 ─図6と図7は、図3と同じ断面であり、把持操作装置が図3と異なる相次ぐ二つの 段階にあるところを示した図である。 図1を参照するに、数字10は薄板金属曲げ機全体を示している。この曲げ機は 、例えば、文書EP-A-0 298 056に記載され図示された種類のものである。 曲げ機10の前面には全体を12と示してある送り台がある。 送り台12には、後で図2を参照しながら説明するマニピュレータが備えられて いる。ここでは、マニピュレータは、曲げ機10が何回もの折り曲げ操作を行う薄 板金属片またはパネルを支持する、台12の一部である支持面14を含んでいるもの と理解しておけばよい。 支持面14は、16で示されている、薄板片を滑りやすくするための既知の転がり ボールを備えた二つの不動の水平部を有する。 支持面14の周辺の内部で二つの不動部位16の間には、薄板金属片を支持する平 行棒22の格子状構造を含む不連続部またはギャップ20が有る。 棒22は矢印Xで示された、被加工材がプレス10のパンチ・ダイに送られる方向 に配置されている。 棒22の間にはX方向に往復動できる移動装置24の列が有る。これは図2を参照し ながら以下で説明するマニピュレータに属する。 図2を参照するに、図1の台12の中に、全体として26で示されているマニピュレ ータが有る。 マニピュレータ26は、プレス10の骨組みに設置されている頑丈な骨組み28を持 っている。骨組み28は他のものとともに強固な水平案内梁30を含み、これに沿っ て矢印X方向にサドル32が移動する。 サドル32の運動は、数値制御モーター34によって作動する歯付ベルト駆動36と 鞍32につけられているナット（図示せず）に噛合するトラバースねじ38を介して もたらされる。 サドル32にはまた、軸が垂直方向の油圧また空気圧を用いた線形アクチュエー タまたはシリンダーがつけられている。 プレス10の前面と平行の横方向の骨組み42は、サドル３２上で、矢印Zで示さ れた垂直方向にシリンダー40のロッドに支持されて上下方向に動く。 移動装置24の列はこの横方向骨組み42によって支持される。 図には示されていない数値制御装置は、予め設定したプログラムに従って、プ レス10のパンチやダイの駆動をもたらし、またモーター34を介して、図1の棒２ ２の間の空間にある移動装置24の矢印Xで示されている方向の前進後退運動をも たらすように設定されている。 図示されていない他の実施例では、移動ブロックが他の方向、たとえばデカル ト座標軸に沿って被加工材を横方向にも移動出来るようになっている。 折り曲げサイクルを始める前に、曲げ機のオペレータは先ず支持面14の上の停 止部材（図示されていない）で定められる参照または”ゼロ”位置に薄板片また はパネルを置く。この”ゼロ”位置は数値制御装置に記録される。 図1と2にある数字43は、支持面14に置かれた薄板片またはパネルの折り曲げサ イクルを始動するペダルを示す。 被加工材またはパネルが”ゼロ”位置に置かれると、プレス機のオペレータは ペダル43を押して折り曲げサイクルを開始する。後で引き続き示す図を参照しな がら 詳しく述べるように、これによって最初横方向骨組み42とその移動装置24がパネ ルの下面に押しつけられるまで上昇する。 移動装置24が薄板パネルに押しつけられると、数値制御装置によって自動的に サイクルが開始し、移動装置24が薄板パネルを、最初の折り曲げのための所望の 深さまでプレス10へ挿入し、プレス10が曲げ加工を実施する。サイクルは引き続 くすべての必要な平行折り曲げを実行することにより自動的に継続し、その後曲 げ加工されたパネルがプレスから離れるまで移動装置は引き戻される。次に把持 操作装置の一つの構造を説明するために図3と4を参照する。図に於いて前記装置 は34と記されている。 図3は、支持面14にある棒を22に示し、また転がりボールを18に示す。Pは薄板 金属パネルまたは被加工材で、サイクルがスタートするときにはボール18の上に のっている。 移動装置24は望ましくは、軽合金または他の金属で作られる一般的な多面体ブ ロック44で構成されている。 このブロック44は、図示されていない真空源につながっている多岐の導管４６ を有している。 ブロック44の上面には、その上面に口が開いている円筒形井戸部48の配列が掘 られている。これらの各井戸部には、やはり上端が開いている吸盤50が同軸状に 置かれている。 吸盤と付属部品の構造は図５に詳細に示され、以下これを参照する。 図5を参照するに、多岐導管46は比較的大きい断面を有する軸方向連結管54を もつノズル52につながっている。 ノズル52は、ブロック44に据え付けるためのねじが切られた下端56と二つの方 向にテーパーしている上部の芯58とで構成されている。 吸盤50は、ゴムまたは類似の材料で出来ている撓み外壁60を有する。図示のよ うに、壁60は軸方向の膨張及び収縮を容易にするため、蛇腹状になっていること が望ましい。 62は把持口となる吸盤50の外壁の縁を示す。 壁60の下部はノズル52の芯58のまわりにしっかりはまるようになっている。 ノズル52の導管54は、細い軸方向の管64を通じて吸盤50の内部につながってい る。 ノズル52はその下端56と芯58の間に、井戸部48の底に押しつけられ且つ細い放 射状の導管68を有するつば66をもつ。細い導管68は、結合管54と吸盤50のまわり の井戸部48の内部空間とを連結している。この空間は70と記されている。 細管64と68の大きさについては後で説明する。 ブロック44の移動装置24は、井戸部48が掘られている平らな上表面をもち、こ こに密封摩擦材料の被覆72が施され、吸盤50の周囲に同心円状に各井戸部の境界 が形成されている。 被覆72は、加硫によって金属ブロック３４に接着されるエラストマー材である ことが望ましい。 被覆72の厚さは目安として、その被覆が過度に圧縮されることなく、密封摩擦 材料の特性を十分に発揮できるように、数十分の1ミリメートル（たとえば0.6mm ）である。 次に図3、6、7を参照しながら移動装置24の作用を説明する。 図3に示してあるように、最初曲げ加工される被加工材またはパネルPが支持面 14に置かれボール１８上に乗っているとき、移動装置24は下方の位置に置かれ、 吸盤50は膨張状態にあり、その縁62は井戸部48の境界72の上に突き出ているがパ ネルPの下面には触れていない。 すべての移動装置24の多岐導管46がすでに真空源につながれているとした状態 で、パネルＰの操作を開始するためにオペレータはペダル43を押し、曲げ加工サ イクルを開始する。 ペダル43を押すと図2に示されるシリンダー40が、移動装置24をまず図6に示さ れる位置まで持ち上げる。 その位置において吸盤50の縁62は、ボール18の上に置かれているパネルPに押し つけられる。内部が真空になっているため、吸盤50がパネルPにくっついてパネ ルが支持面14の上を滑動するのを防ぐ。 引き続き、移動装置24は図7に示す位置まで持ち上げられる。この動作の間に 、吸盤50は、その縁62が井戸部48の境界と同一平面上にある収縮状態に移る。 図7の位置ではパネルPは井戸部48の境界の被覆72に置かれる。これによって井 戸部48は密封されその内部が真空になる。 このようにして、井戸部48内部に生じた真空によってパネルPはすべての移動 装置24に強く固定され、移動装置は数値制御の下に、パネルを図1と2の矢印Xに 示してある前後の方向に正確に移動することができる。 吸盤50は、図7の膨張位置ではすべての把持力をパネルPに加えているが、図8 の収縮位置では吸盤内と外側の空間70の真空度が同じなので、歪み力をうけてい ないことが理解されるであろう。 細管64と68に戻ると、それらの断面積はほぼ同じである。従って、被加工材P が縁62に押しつけられているが井戸部の境界72には押しつけられていない時、吸 盤50内の真空の劣化は無視できる程度の大きさになっている。 導管64と68の直径は1mm以下であるのが望ましく、 毛細管ともいえる径約0.25mmであればさらによい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．薄板材を把持し操作する装置にして、被加工材（P）の面に接近離反する方 向へ移動し且つ被加工材（P）の作業路に沿って移動する移動装置（24）を有す るタイプの装置であり、前記移動装置は、被加工材（P）の面に押しつけられる 縁（62）を有する可撓な外壁（60）を持ち且つ内部が真空源につながれている吸 盤（50）を少なくとも一つ持ち、前記移動装置（24）は、吸盤または各吸盤（50 ）毎に、その吸盤（５０）が中心におさまる井戸部（４８）を有し、前記井戸部 又は各井戸部（４８）は、密封摩擦材料で作られ且つ吸盤（50）の縁（62）と同 心の境界（72）を有し、吸盤（50）の外壁（60）は、縁（62）が井戸部（48）の 境界（72）の先に突出している膨張位置と縁（62）が境界（72）と同一平面にあ る収縮位置との間の縁（６２）の軸方向運動を許す柔軟性を有し、吸盤（50）の 内部空間と吸盤（50）のまわりの井戸部（48）の内部空間（70）はともに、それ ぞれの断面積が同程度の各細管（64、68）によって真空源につながれており、そ の細管（６４、６８）の断面積の寸法は、被加工材（P）が吸盤（５０）の縁（6 2）におしつけられているが井 戸部（48）の境界（72）には押しつけられていない時、吸盤（50）内部の真空の 劣化が無視できる程度である、ことを特徴とする装置。 ２．請求項1の装置にして、吸盤（50）と井戸部（48）を真空源につなげる細管 （64、68）の直径が1mm以下であることを特徴とする装置。 ３．請求項2の装置にして、細管（64、68）の直径が約0.25mmであることを特徴 とする装置。 ４．前記請求項の内の何れか１つの装置にして、吸盤（50）の外壁が蛇腹形状で あることを特徴とする装置。 ５．前記請求項の内の何れか１つの装置にして、移動装置（24）が井戸部または 各井戸部（48）を含むブロック（50）を有し、その井戸部またはそれぞれの井戸 部（48）の境界は、井戸部またはそれぞれの井戸部（48）が掘られているブロッ ク（44）の平らな面につけられたエラストマー材料の被覆（72）から成っている ことを特徴とする装置。 ６．請求項5の装置にして、移動装置（24）のブロック（44）は金属製であり且 つエラストマー材料の被覆（7 2）はその装置へ加硫によって接着されていることを特徴とする装置。 ７．薄板の被加工材（P）用マニピュレータにして、前記請求項の何れか一つに よる一つまたは一つ以上の移動装置（24）をもつ少なくとも一つの把持操作装置 と、被加工材（P）を支持する面（14）であって、その周辺内部には一つまたは 一つ以上の少なくと一つの不連続部を有し、その不連続部にこれらの移動装置（ ２４）の少なくとも一つが位置し、各移動装置（２４）は、少なくとも一つの支 持面（14）に平行方向（X）に移動可能で且つ、支持面（14）に垂直方向（Z）に おいて、吸盤または各吸盤（50）の縁（62）が支持面（14）の下にある後退位置 と井戸部または各井戸部（48）の密封摩擦境界（72）が支持面（14）より上に突 き出る前進位置との間を移動でき、それは、吸盤または各吸盤（50）及び井戸部 または各井戸部（48）と連結または選択的に連結できる真空源を持ち或いはその 真空源につなげられており、さらにそれは、支持面（14）に平行方向及び垂直方 向（Ｘ、Ｚ）への移動を各移動装置（２４）へ伝達する手段（34、40）を有する 、ことを特徴とする。