JPH11179683A - 板材加工方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗装等の模様などの前工程での加工処理の加
工位置を、板材加工機における加工位置に対して正確に
位置決めすることにより、加工品質の向上を図る。 【解決手段】 前工程で予め加工処理されたワークＷの
形状を撮像手段２７により撮像して前記加工処理の位置
を検出する。この検出データを制御装置１９により予め
入力されたマニピュレータ２９の動作プログラムと比較
してズレがあるときは前記加工処理の位置を原点補正す
る。この原点補正したマニピュレータ２９の動作プログ
ラムに基づいてワークＷを板材加工機１１に対して正確
に移動位置決めした後に板材加工をするので、ワークＷ
の加工品質が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークに板材加工
を行う板材加工方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シャーリングマシン、ベンディン
グ加工機、パンチング加工機、溶接加工機等の板材加工
機おいては、例えばシャーリングマシン１０１では図５
に示されているようにフロントテーブル１０３にマニピ
ュレータ１０５が設けられている。

【０００３】マニピュレータ１０５はベース上をマニピ
ュレータ用ボールねじ１０７とマニピュレータ用モータ
１０９によりシャーリングマシン１０１の方向に往復走
行自在に設けられている。マニピュレータ１０５の上部
アーム１１１の先端にはワーク回転位置決め装置１１３
が設けられている。

【０００４】ワーク回転位置決め装置１１３は、マニピ
ュレータ１０５の下部アーム１１５の先端にＣ軸用モー
タ１１７により回転駆動されるワーククランプ軸１１９
が垂直方向に軸承されており、このワーククランプ軸１
１９の先端には下クランパ１２１が装着されている。一
方、前記上部アーム１１１の先端にはワーククランプ軸
１１９の先端の下クランパ１２１に接離自在であって、
回転自在な上クランパ１２３が設けられている。

【０００５】板状のワークＷがマニピュレータ１０５の
下クランパ１２１と上クランパ１２３で保持されると共
にＣ軸用モータ１１７により水平方向に回転及びマニピ
ュレータ用モータ１０９により前進後退されることによ
り、シャーリングマシン１０１に対してワークＷの位置
決めが行われ、ワークＷの四辺が切断される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ワークＷに
はシャーリングマシン１０１に搬送されてくる前に前工
程として穴明け加工や成形加工が施されている場合や、
模様等の塗装や印刷が施されていることがある。これら
の前工程における加工処理の加工位置がワークＷの側辺
に対して平行や直角が出ていない場合があるために、従
来のワーク位置決め方法及びその装置においては、ワー
クＷがシャーリングマシン１０１で剪断加工されたとき
に不良品が発生したり、美観上見苦しかったり、好まし
くない製品になったりするという問題点があった。

【０００７】本発明は叙上の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、ワーク上の穴明け加工や成形
加工、あるいは印刷や塗装等の模様などの前工程での加
工処理の加工位置が板材加工機における加工位置に対し
て正確に位置決めすることにより、加工品質の向上を図
り得る板材加工方法及びその装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明の板材加工方法は、前工程で
予め加工処理されたワークの形状を撮像手段により撮像
し、この撮像されたワークの前記加工処理の位置を検出
し、この検出データを制御装置により予め入力されたマ
ニピュレータの動作プログラムと比較して前記加工処理
の位置を原点補正し、この原点補正したマニピュレータ
の動作プログラムに基づいて前記ワークを板材加工機に
対して移動位置決めした後に板材加工をすることを特徴
とするものである。

【０００９】したがって、前工程で穴明け加工や成形加
工、あるいは印刷や塗装等の模様などの加工処理が施さ
れたワークの加工位置が撮像手段により撮像され、前記
加工処理の位置が検出される。この検出データは制御装
置に予め入力されたマニピュレータの動作プログラムと
比較され、正規の位置からズレているときは前記加工処
理の位置が原点補正される。このようにワークは板材加
工機における加工位置に対して正確に位置決めされるの
で、ワークの加工品質が向上する。

【００１０】請求項２によるこの発明の板材加工装置
は、前工程で予め加工処理されたワークをクランプして
ワーク搬入方向に対して移動位置決めするワーク移動位
置決め装置を備えると共に板材加工機へ搬入するための
ワーク搬入テーブルと、前記原点位置決めされたワーク
の形状を撮像すると共にこの撮像されたワークの前記加
工処理の位置を検出する撮像手段と、前記ワーク搬入テ
ーブル上のワークを上下からクランプ・アンクランプ自
在で所望の角度で水平面方向に回転自在であると共にワ
ークをワーク搬入方向へ前後動して板材加工機の加工部
へ位置決めするマニピュレータと、前記撮像手段により
検出された検出データと予め入力されたマニピュレータ
の動作プログラムとを比較して前記加工処理の位置を原
点補正し、この原点補正したマニピュレータの動作プロ
グラムに基づいて前記ワークを板材加工機へ搬入すべく
前記マニピュレータに指令を発生する制御装置と、から
構成してなることを特徴とするものである。

【００１１】したがって、請求項１記載の作用と同様で
あり、前工程で穴明け加工や成形加工、あるいは印刷や
塗装等の模様などの加工処理が施されたワークはワーク
搬入テーブル上で位置決めされ、前記ワークの加工位置
が撮像手段により撮像され、前記加工処理の位置が検出
される。この検出データは制御装置に予め入力されたマ
ニピュレータの動作プログラムと比較され、正規の位置
からズレているときは前記加工処理の位置が原点補正さ
れる。このように原点補正されたマニピュレータの動作
プログラムに基づいてワークが板材加工機における加工
位置に対して正確に位置決めされるので、ワークの加工
品質が向上する。

【００１２】請求項３によるこの発明の板材加工装置
は、請求項２記載の板材加工装置において、前工程で予
め加工処理されたワークを前記ワーク搬入テーブルに搬
入する前にワークの原点位置決めする原点位置決め装置
を備えたゲージングテーブルを設けると共にこのゲージ
ングテーブル上に前記撮像手段を前後左右方向に移動自
在に設けてなることを特徴とするものである。

【００１３】したがって、前工程で穴明け加工や成形加
工、あるいは印刷や塗装等の模様などの加工処理が施さ
れたワークはゲージングテーブル上で位置決めされ、前
記ワークの加工位置が撮像手段により撮像され、前記加
工処理の位置が検出される。この検出データは制御装置
に予め入力されたマニピュレータの動作プログラムと比
較され、正規の位置からズレているときは前記加工処理
の位置が原点補正される。このように原点補正されたマ
ニピュレータの動作プログラムに基づいてワークが板材
加工機における加工位置に対して正確に位置決めされる
ので、ワークの加工品質が向上する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の板材加工における
ワーク位置決め方法及びその装置の実施の形態につい
て、一般的なシャーリングマシンを例にとって図面を参
照して説明する。

【００１５】図１を参照するに、本実施の形態に係わる
ワーク位置決め装置１は、前工程で例えば穴明け加工や
成形加工、あるいは印刷や塗装等の模様などの加工処理
を施されたワークＷを載置し、前後左右方向を所定の位
置に原点位置決めするためのゲージングテーブル３が設
けられ、このゲージングテーブル３に隣接してフロント
テーブル５（ワーク搬入テーブル）が設けられている。
ゲージングテーブル３にはパイプローラ７からなるロー
ラコンベア９が設けられており、ワークＷがゲージング
テーブル３のパイプローラ７上を移動してフロントテー
ブル５へ搬送される。

【００１６】フロントテーブル５には上記のゲージング
テーブル３からのワークＷの搬送方向に対して直交する
方向の側に、本実施の形態では図１において右方側に隣
接してシャーリングマシン１１が設けられている。

【００１７】なお、フロントテーブル５の上面にはワー
クＷがいずれの方向にも円滑に移動自在となるよう多数
のフリーベア１３（フリーベアリング）が設けられてい
る。

【００１８】なお、本実施の形態では、以下、ゲージン
グテーブル３からフロントテーブル５に搬送されるワー
ク搬送方向を「Ｘ方向」といい、フロントテーブル５か
らシャーリングマシン１１へ搬送されるワーク搬送方向
を「Ｙ方向」という。

【００１９】図１を参照するに、ゲージングテーブル３
には、パイプローラ７上に搬送されたワークＷを図１に
おいて右側に突き当てて位置決めするためのサイドゲー
ジ１５が設けられており、このサイドゲージ１５はゲー
ジングテーブル３に固定されているサイドゲージ移動用
シリンダ１７によりＹ方向に移動自在に設けられてい
る。このサイドゲージ移動用シリンダ１７は後述する制
御装置１９に電気的に接続されている。

【００２０】また、前記フロントテーブル５には、前記
ゲージングテーブル３で搬入されたワークＷをクランプ
するクランプ装置２１を備えたワーク移動位置決め装置
２３が設けられている。クランプ装置２１にはゲージン
グテーブル３上のワークＷを突き当てて位置決めするた
めの突当て部（図示省略）が備えられている。

【００２１】したがって、ゲージングテーブル３のパイ
プローラ７上に搬送されたワークＷはサイドゲージ１５
に突き当てられてＹ方向の位置決めが行われると共に前
記ローラコンベア９によりＸ方向に搬送されてクランプ
装置２１の突当て部に突き当てられて原点位置決めされ
クランプされる。

【００２２】さらに、ゲージングテーブル３にはこのテ
ーブル面の上方に門型に跨設された撮像支持フレーム２
５がＸ方向に走行自在に設けられており、この撮像支持
フレーム２５にはＣＣＤカメラ等の撮像手段２７がＹ方
向に移動自在に設けられている。したがって、前記撮像
手段２７はゲージングテーブル３に原点位置決めされた
ワークＷの形状を撮像すると共にこの撮像されたワーク
Ｗの前工程での加工処理の加工位置を検出するための装
置であり、後述する制御装置１９に電気的に接続されて
いる。

【００２３】また、クランプ装置２１はクランプしたワ
ークＷをフロントテーブル５の後述するマニピュレータ
２９の付近へ搬入するために、フロントテーブル５上を
Ｘ方向に往復動自在に設けられており、ワークＷをＸ方
向に移動位置決め自在に設けられている。

【００２４】図１から図３を参照するに、前記フロント
テーブル５には、ワークＷを上下からクランプ・アンク
ランプ自在な上下クランプ部３１を備え、この上下クラ
ンプ部３１で把持されているワークＷをそのまま水平方
向に所望の位置まで回転して位置決めするワーク回転位
置決め装置３３が備えられ、このワーク回転位置決め装
置３３でクランプされたワークＷを前述したＹ軸に沿っ
てＹ方向に前後動せしめるマニピュレータ２９が設けら
れている。

【００２５】なお、前記ワーク回転位置決め装置３３及
びマニピュレータ２９はそれぞれ後述する制御装置１９
に電気的に接続されている。

【００２６】より詳しくは、マニピュレータ本体３５は
ベース３７上をＹ方向に走行自在に設けられ、図２に示
されているように前記ベース３７上にはＹ軸と平行なマ
ニピュレータ用ボールねじ３９がマニピュレータ用モー
タ４１により正逆回転自在に軸承されており、前記マニ
ピュレータ用ボールねじ３９に螺合するマニピュレータ
用ナット部材４３がマニピュレータ本体３５に設けられ
ている。マニピュレータ本体３５はマニピュレータ用モ
ータ４１の正逆回転によりＹ方向に前後動する。

【００２７】さらに、前記マニピュレータ本体３５には
支柱４５が立設されており、支柱４５の上部にはＹ方向
に長いアーム本体４７が揺動自在に設けられている。前
記アーム本体４７のＹ方向前方側の先端にはワーク回転
位置決め装置３３が設けられている。前記アーム本体４
７の後端側には下方のマニピュレータ本体３５に２つの
リンクアーム（図示省略）を介して連結軸で連結されて
いる。

【００２８】前記リンクアームの連結軸はＭＺ軸用モー
タ（図示省略）により正逆回転されるＭＺ軸用ボールネ
ジ（図示省略）と、このＭＺ軸用ボールネジに螺合され
前記支柱４５に連結されたＭＺ軸用リニアガイド（図示
省略）により、前記リンクアームの連結軸が支柱４５側
に引っ張られる方向、あるいは緩められる方向に移動さ
れることにより、ワーク回転位置決め装置３３の上クラ
ンパ４９及び下クランパ５１からなる上下クランプ部３
１がワークＷをＭＺ方向（垂直方向）にクランプ・アン
クランプの動作をする。

【００２９】より詳しくは、図３を参照するに、ワーク
回転位置決め装置３３は、マニピュレータ本体３５の先
端にＣ軸用モータ５３により回転駆動されるワーククラ
ンプ軸５５が垂直方向に軸承されており、このワークク
ランプ軸５５（Ｃ軸）の先端には下クランパ５１が装着
されている。一方、前記アーム本体４７の先端には前記
ワーククランプ軸５５の先端の下クランパ５１に接離自
在であって、回転自在な上クランパ４９が設けられてい
る。

【００３０】図１を参照するに、制御装置１９はワーク
Ｗの前工程での例えば穴明け加工や成形加工、あるいは
印刷や塗装等の模様などの加工処理の加工位置とワーク
Ｗの四辺の位置等のデータを入力するための入力装置５
７と表示装置５９、この入力されたデータを記憶するた
めのメモリ６１と、予め入力されている正規の前工程で
の加工処理の加工位置とワークＷの四辺の位置との正規
の位置関係に基づいたマニピュレータ２９の動作プログ
ラムと前記ＣＣＤカメラ２７により撮像・検出された実
際の前工程での加工処理の加工位置とを比較判断する比
較判断装置６３とから構成されている。

【００３１】なお、前記比較判断装置６３では予め入力
されているマニピュレータ２９の動作プログラムに基づ
き、実際の前工程での加工処理の加工位置が正規の位置
関係からズレている場合にはズレ量を算出した上でマニ
ピュレータ２９の動作プログラムを原点補正し、この原
点補正されたマニピュレータ２９の動作プログラムに基
づいてワーク移動位置決め装置２３、マニピュレータ２
９及びワーク回転位置決め装置３３に補正指令を発生す
るように構成されている。

【００３２】次に、前述したシャーリングマシン１１の
詳細について図面を参照して説明する。

【００３３】図４を参照するに、シャーリングマシン１
１は下部フレーム６５の前方（図４の左側）にはテーブ
ル６７が設けられており、テーブル６７の後方肩部には
下刃６９が設けられている。下部フレーム６５には下刃
６９の後方にギャップ部７１が形成されている。

【００３４】前記テーブル６７の上には下刃６９を越え
てギャップ部７１へ突出された板状のワークＷが示され
ており、このワークＷは上部フレーム７３から下向きに
昇降自在に設けられた板押え装置７５によりテーブル６
７へ押圧されて固定される。

【００３５】上部フレーム７３の前上方には流体圧シリ
ンダ７７がシャーリングマシン１１の長手方向の両端付
近に設けられていて、ラム７９が流体圧シリンダ７７に
駆動されて昇降する。

【００３６】ラム７９は図示せざるガイド盤に案内さ
れ、ガイドローラ８１に保持されて上下に移動するもの
で、ラム７９の前方側下端には上刃８３が装着されてい
る。この上刃８３の前方には複数個の板押え装置７５が
適宜間隔を介して上部フレーム７３に並設されている。

【００３７】また、ラム７９には水平補強板８５や垂直
補強板（図示省略）が適宜設けられている。また、下刃
６９の後方のギャップ部７１にはワークＷの一端を突き
当てて作業能率を向上するためのバックゲージ装置８７
が設けられている。

【００３８】上記構成により、ゲージングテーブル３上
でサイドゲージ１５とクランプ装置２１の突当て部で原
点位置決めされたワークＷは、クランプ装置２１により
クランプされる。次いで、ゲージングテーブル３上でＸ
及びＹ方向へ移動する撮像手段２７によりワークＷの形
状が撮像され、ワークＷの前工程での加工処理の加工位
置が検出されて、この検出データが制御装置１９に電気
的に送られる。

【００３９】制御装置１９では、予め入力されているマ
ニピュレータ２９の動作プログラムに基づき、前記検出
データによる実際の前工程での加工処理の加工位置が正
規の位置関係からずれている場合にはこのズレ量を算出
した上でマニピュレータ２９の動作プログラムが原点補
正され、この原点補正されたマニピュレータ２９の動作
プログラムに基づいてワーク移動位置決め装置２３、マ
ニピュレータ２９及びワーク回転位置決め装置３３に補
正指令が発生される。

【００４０】ワーク移動位置決め装置２３では上記の制
御装置１９による補正指令に基づいてクランプ装置２１
が図１において下方のＸ方向に移動し、ワークＷがフロ
ントテーブル５上をマニピュレータ２９のワーク回転位
置決め装置３３へ搬入され、ワークＷがマニピュレータ
２９の上・下クランパ４９，５１のワーククランプ軸線
とフロントテーブル５上との交叉点を中心にして上下左
右方向に対称となるように位置決めされる。

【００４１】前記位置決めされたワークＷはワーク回転
位置決め装置３３の上，下クランパ４９，５１により把
持され、前記ワーク移動位置決め装置２３のクランプ装
置２１がワークＷを開放する。

【００４２】上，下クランパ４９，５１によりワークＷ
が把持された状態で、上記の制御装置１９による補正指
令に基づいてワーク回転位置決め装置３３がズレ量を補
正すべくワークＷを回転すると共にマニピュレータ２９
がズレ量を補正すべくＹ方向に前進してワークＷの所望
の位置がシャーリングマシン１１の剪断位置へ搬入され
たときにマニピュレータ２９が停止する。

【００４３】ワークＷがシャーリングマシン１１により
剪断加工された後に、上，下クランパ４９，５１により
ワークＷが把持された状態でマニピュレータ２９が後退
し、ワーククランプ軸５５が所望の角度、本実施例では
９０°回転されて停止する。つまり、ワークＷがフロン
トテーブル５上で９０°回転される。

【００４４】ワークＷは上，下クランパ４９，５１によ
り把持された状態で、マニピュレータ２９がＹ方向に前
進し、ワークＷの所望の位置がシャーリングマシン１１
の剪断位置へ位置決めされ、シャーリングマシン１１に
より剪断加工される。

【００４５】上，下クランパ４９，５１によりワークＷ
が把持された状態でマニピュレータ２９が再び後退し、
ワーククランプ軸５５が再び前述の回転方向と同方向に
９０°回転されてワークＷがフロントテーブル５上で９
０°回転される。

【００４６】以上のように、ワークＷの四辺が剪断され
剪断加工が終了した後、上，下クランパ４９，５１によ
りワークＷが把持された状態でマニピュレータ２９が再
び後退する。ワークＷがフロントテーブル５のＹ方向の
前方側の搬出ベルト上に位置されたときにマニピュレー
タ２９が停止し、上，下クランパ４９，５１がワークＷ
を開放する。搬出ベルトの作動によりワークＷが搬出さ
れる。なお、マニピュレータ２９は再び後退して原位置
に戻る。

【００４７】以上のように、ワーク上の穴明け加工や成
形加工、あるいは印刷や塗装等の模様などの前工程での
加工処理の加工位置は、シャーリングマシン１における
剪断加工位置に対して自動的に正確に位置決めされるの
で、不良品が発生したり、美観上見苦しかったり、好ま
しくない製品になったりすることなく、高品質な製品を
得ることができる。

【００４８】なお、この発明は前述した実施の形態に限
定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他
の態様で実施し得るものである。本実施の形態では板材
加工機としてシャーリングマシンを例にとって説明した
がベンディング加工機、パンチング加工機、溶接加工機
およびその他の板材加工機であっても構わない。

【００４９】

【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態から理解
されるように、請求項１の発明によれば、前工程で穴明
け加工や成形加工、あるいは印刷や塗装等の模様などの
加工処理が施されたワークの加工位置が撮像手段により
撮像され、前記加工処理の位置が検出される。この検出
データは制御装置に予め入力されたマニピュレータの動
作プログラムと比較され、正規の位置からズレていると
きは前記加工処理の位置が原点補正される。このように
ワークを板材加工機における加工位置に対して正確に位
置決めできるので、ワークの加工品質を向上できる。

【００５０】請求項２の発明によれば、請求項１記載の
効果と同様であり、前工程で穴明け加工や成形加工、あ
るいは印刷や塗装等の模様などの加工処理が施されたワ
ークはワーク搬入テーブル上で位置決めされ、前記ワー
クの加工位置が撮像手段により撮像され、前記加工処理
の位置が検出される。この検出データは制御装置に予め
入力されたマニピュレータの動作プログラムと比較さ
れ、正規の位置からズレているときは前記加工処理の位
置が原点補正される。このように原点補正されたマニピ
ュレータの動作プログラムに基づいてワークを板材加工
機における加工位置に対して正確に位置決めできるの
で、ワークの加工品質を向上できる。

【００５１】請求項３の発明によれば、前工程で穴明け
加工や成形加工、あるいは印刷や塗装等の模様などの加
工処理が施されたワークはゲージングテーブル上で位置
決めされ、前記ワークの加工位置が撮像手段により撮像
され、前記加工処理の位置が検出される。この検出デー
タは制御装置に予め入力されたマニピュレータの動作プ
ログラムと比較され、正規の位置からズレているときは
前記加工処理の位置が原点補正される。このように原点
補正されたマニピュレータの動作プログラムに基づいて
ワークを板材加工機における加工位置に対して正確に位
置決めできるので、ワークの加工品質を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すもので、ワーク位置
決め装置の全体を示す概略図である。

【図２】図１の矢視ＩＩ−ＩＩ線の側面図である。

【図３】本発明の実施の形態を示すもので、マニピュレ
ータの部分的な概略図である。

【図４】シャーリングマシンを概略的に示した側面図で
ある。

【図５】従来のワーク位置決め装置の全体を示す正面図
である。

【符号の説明】

１ ワーク位置決め装置 ３ ゲージングテーブル ５ フロントテーブル（ワーク搬入テーブル） １１ シャーリングマシン １５ サイドゲージ １９ 制御装置 ２３ ワーク移動位置決め装置 ２７ 撮像手段 ２９ マニピュレータ ３３ ワーク回転位置決め装置 ４９ 上クランパ ５１ 下クランパ ６３ 比較判断装置 ６９ 下刃 ８３ 上刃

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前工程で予め加工処理されたワークの形
   状を撮像手段により撮像し、この撮像されたワークの前
   記加工処理の位置を検出し、この検出データを制御装置
   により予め入力されたマニピュレータの動作プログラム
   と比較して前記加工処理の位置を原点補正し、この原点
   補正したマニピュレータの動作プログラムに基づいて前
   記ワークを板材加工機に対して移動位置決めした後に板
   材加工をすることを特徴とする板材加工方法。
2. 【請求項２】 前工程で予め加工処理されたワークをク
   ランプしてワーク搬入方向に対して移動位置決めするワ
   ーク移動位置決め装置を備えると共に板材加工機へ搬入
   するためのワーク搬入テーブルと、 前記原点位置決めされたワークの形状を撮像すると共に
   この撮像されたワークの前記加工処理の位置を検出する
   撮像手段と、 前記ワーク搬入テーブル上のワークを上下からクランプ
   ・アンクランプ自在で所望の角度で水平面方向に回転自
   在であると共にワークをワーク搬入方向へ前後動して板
   材加工機の加工部へ位置決めするマニピュレータと、 前記撮像手段により検出された検出データと予め入力さ
   れたマニピュレータの動作プログラムとを比較して前記
   加工処理の位置を原点補正し、この原点補正したマニピ
   ュレータの動作プログラムに基づいて前記ワークを板材
   加工機へ搬入すべく前記マニピュレータに指令を発生す
   る制御装置と、から構成してなることを特徴とする板材
   加工装置。
3. 【請求項３】 前工程で予め加工処理されたワークを前
   記ワーク搬入テーブルに搬入する前にワークの原点位置
   決めする原点位置決め装置を備えたゲージングテーブル
   を設けると共にこのゲージングテーブル上に前記撮像手
   段を前後左右方向に移動自在に設けてなることを特徴と
   する請求項２記載の板材加工装置。