KR100550098B1 - 굽힘가공 장치 및 굽힘가공 방법 - Google Patents

굽힘가공 장치 및 굽힘가공 방법 Download PDF

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Abstract

굽힘가공장치에 있어서, 피가공물의 설계 데이터로 굽힘점간의 공급피치와 굽힘방향각도와 굽힘각도의 가공 데이터가 작성된다. 그리고, 척기구에 의해 파지할 수 있는 피가공물의 직선의 한 곳을 경계로 해서 제 1 및 제 2 관절형 로봇이 굽힘가공을 분담하기 위한 분할점이 결정된다. 시험가공을 한 후, 가공 데이터가 수정된다. 가공할 때에는 길이가 긴 피가공물을 따라 피가공물의 축방향과 평행한 축의 주변에서 회동하는 관절을 갖는 제 1 및 제 2의 관절형 로봇을 굽힘위치로 이동시킨다. 그리고, 관절형 로봇의 선단에 부착한 굽힘기구의 굽힘형과 굽힘형의 주변을 공전할 수 있는 조임형에 의해 피가공물이 협지되어 조임형을 공전시켜 피가공물이 굽힘가공된다. 다음의 굽힘위치로 이동할 때에는 각 관절을 회동시켜 굽힘기구의 자세를 변경하면서 동시에 굽힘형과 조임형간에 피가공물이 있는 상태를 유지하면서 굽힘기구를 피가공물을 따라 이동시킨다. 굽힘가공 종료 후에 제 2 관절 로봇의 굽힘기구에 의해 피가공물을 협지하여 제 1 관절형 로봇의 굽힘기구의 각도에 따라 제 1 관절형 로봇의 상기 굽힘기구와 간섭하지 않는 방향으로 피가공물을 이동한 후에 피 가공물을 하중제거위치로 자동적으로 이동시킨다.

Description

굽힘가공 장치 및 굽힘가공 방법{BENDING DEVICE AND BENDING METHOD}
본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 실시예를 통해 설명된다. 이에 있어서,
도 1은 본 발명의 한 실시예의 굽힘가공 장치의 정면도이며,
도 2는 굽힘가공 장치의 평면도이며,
도 3은 굽힘가공 장치의 확대 측면도이며,
도 4는 굽힘가공 장치의 제 1 굽힘기구의 확대 평면도이며,
도 5는 제 1 굽힘기구의 확대 측면도이며,
도 6은 굽힘가공 장치의 제어부를 나타낸 개략적인 블록도이며,
도 7은 굽힘가공 장치의 제어부에 있어서 실시되는 가공 데이터 적성처리를 나타낸 순서도이며,
도 8은 굽힘가공 장치에 의한 굽힘가공 후의 피가공물의 사시도이며,
도 9A∼도 9C는 굽힘가공 장치의 제 1 관절형 로봇에 의한 굽힘공정을 설명하기 위한 도이며,
도 10A∼10C는 굽힘가공을 실시할 때 굽힘가공 장치의 굽힘기구의 자세가 변화되는 것을 나타낸 도이며,
도 11은 굽힘기구의 자세를 변화시킬 때의 제어단계를 나타낸 순서도이며,
도 12는 굽힘기구의 꺾임각도를 설명하기 위한 도이다.
도 13은 본 실시예의 굽힘가공 장치에 있어서 실시되는 하중제거 제어처리를 나타낸 순서도이며, 그리고
도 14A∼14E는 하중제거시의 피가공물의 배출경로를 나타낸 도이다.
[발명의 분야]
본 발명은 길이가 긴 피가공물, 예를들어 파이프나 봉모양의 재료를 굽힘가공할 때 2개조의 굽힘기구를 이동시켜 피가공물의 양측에서 그 중앙을 향해 순차적으로 굽힘가공하는 굽힘가공 장치 및 굽힘가공 방법에 관한 것이다.
[종래의 기술]
일본 특공평5-13011호 공보에서 보듯이, 종래부터 파이프 등의 긴 피가공물의 중앙부분을 파지하는 척(chuck)기구와, 그 척기구에 파지된 피가공물에 평행하면서 그 양측에 각각 설치된 2개조의 궤도상을 척기구를 향해 이동가능한 2개조의 이동기구와, 그 2개조의 이동기구에 각각 탑재되어 피가공물의 축방향과 평행한 축 주변에서 회동하는 관절을 갖는 관절형 로봇을 갖춘 굽힘가공 장치가 알려져 있다. 이와같은 굽힘가공 장치에서는, 각각의 관절형 로봇의 선단에 피가공물의 굽힘형상에 따른 굽힘형(bending die)과 그 굽힘형의 주변을 공전가능한 조임형(clamping die)에 의해 피가공물을 협지하며, 조임형을 공전시켜 피가공물을 굽힘가공하는 굽힘기구가 부착되어 있다.
굽힘가공은 관절형 로봇을 피가공물을 따라 이동시키면서 피가공물의 양측에서 그 중앙을 향해 피가공물을 순차적으로 굽힘으로써 이루어진다.
그러나, 이러한 종래의 방법에서는 한곳에서의 굽힘가공이 종료하여 관절형 로봇을 피가공물을 따라 이동시킬 때, 굽힘기구를 피가공물에서 분리시킨 후 다음의 굽힘가공 장소로 이동하였다. 이동 후, 다시 관절형 로봇의 각 관절을 회동하여 굽힘기구의 굽힘형과 조임형 사이에 피가공물이 올 수 있도록 굽힘기구를 이동하였기 때문에, 가공에 걸리는 시간이 길어진다는 문제가 있었다.
또한, 다음과 같은 문제도 있었다. 설계 데이터의 수치대로 피가공물을 굽힘가공한 경우, 피가공물의 경도나 연신율 등에 차이가 나서 설계대로 굽힘가공되지 않는 경우가 많았다. 따라서 시험가공을 한 후, 설계 데이터의 차이를 측정하여 설계 데이터를 수정하고, 다시 그 수정한 후의 설계 데이터에 의해 굽힘가공을 하고 있다. 설계 데이터로는 가공(架空)의 점의 좌표 데이터가 주어지는 경우가 많다. 예를들면, 피가공물의 직선부분의 중심선을 연장한 교점인 굽힘점이 설계 데이터로서 부여된다.
굽힘점은 가공의 점이기 때문에 굽힘가공한 피가공물의 굽힘점을 직접 측정할 수는 없다. 따라서, 굽힘가공을 한 후 피가공물에서의 굽힘부분간의 거리나 굽힘각도를 측정하여 그 측정 데이터로 굽힘점을 산출하고 있다. 또한, 많은 굽힘점이 있기 때문에 설계 데이터와 측정 데이터가 상이할 경우, 어떤 굽힘점을 수정하면 되는지 간단하게는 알 수가 없다. 즉, 하나의 굽힘점 데이터를 수정하면 그 수정은 다른 굽힘점에 까지 영향을 미쳐 수정작업이 어렵다는 문제가 있었다.
또한, 종래의 굽힘가공 장치에서는 굽힘가공을 종료한 후 굽힘가공한 피가공물을 척기구에서 분리하여 반출하기 때문에, 하중제거 장치를 설치하여 그 장치에 의해 피가공물을 반출하도록 하고 있었다. 따라서, 장치가 대형화되고, 하중제거 장치를 위한 설치 공간이 필요하게 된다는 문제가 있었다.
[발명의 개요]
본 발명의 목적은, 가공시간을 단축할 수 있는 관절형 로봇에 의한 굽힘가공 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 가공 데이터의 수정을 간단하게 할 수 있는 굽힘가공 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 대형화되지 않으면서 피가공물의 반출을 용이하게 실시할 수 있는 가공장치를 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 길이가 긴 피가공물을 따라 그 피가공물의 축방향에 평행한 축의 주변에서 회동하는 관절을 갖는 관절형 로봇을 이동시킴과 동시에, 상기 관절형 로봇의 선단에 부착한 굽힘기구의 굽힘형과 그 굽힘형의 주변을 공전할 수 있는 조임형에 의해 상기 피가공물을 협지하고, 상기 조임형을 공전시켜 상기 피가공물을 굽힘가공하는 관절형 로봇을 통한 굽힘가공 장치에 있어서, 상기 각 관절을 회동하여 상기 굽힘 기구의 자세를 변경함과 동시에 상기 굽힘형과 상기 조임형간에 상기 피가공물이 한 상태를 유지하면서 상기 관절형 로봇의 상기 굽힘기구를 상기 피가공물을 따라 이동시키는 이동제어수단을 갖춘 것 을 특징으로 한다.
이와 같은 굽힘가공 장치에 의하면, 택트(tact)타임이 단축되어 가공시간을 단축시킬 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 국면에서는, 길이가 긴 피가공물을 파지하는 척기구를 갖춤과 동시에 상기 척기구에 파지된 상기 피가공물과 평행하면서 동시에 그 양측에 각각 설치된 2개조의 궤도상을 상기 척기구를 향해 서로 대향하여 이동가능한 제 1 및 제 2 이동기구를 설치하고, 그 제 1 및 제 2 이동기구에 상기 피가공물의 축방향과 평행한 축의 주변에서 회동하는 관절을 갖는 제 1 및 제 2 관절형 로봇을 각각 탑재하여, 그 제 1 및 제 2 관절형 로봇의 선단에 굽힘형과 그 굽힘형의 주변을 공전가능한 조임형에 의해 상기 피가공물을 협지하고, 상기 조임형을 공전시켜 상기 피가공물을 굽힘가공하는 굽힘기구를 각각 부착한 굽힘가공 장치에 있어서, 입력되는 직교좌표계의 상기 피가공물의 설계 데이터에서 굽힘점간의 피치와 굽힘방향각도와 굽힘각도의 가공 데이터를 작성하는 가공 데이터 작성수단과,
상기 가공 데이터에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 이동기구와 상기 제 1 및 제 2관절형 로봇의 상기 각 관절을 제어하는 제어수단과, 입력에 따라 상기 가공 데이터를 수정하는 수정수단을 갖춘 것을 특징으로 한다.
이와 같은 굽힘가공 장치에 의하면, 시험가공 후의 가공 데이터를 쉽게 변경할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 굽힘가공 장치는 상기 척기구에 의해 파지할 수 있는 상기 피가공물의 직선의 1곳을 경계로 해서, 상기 제 1 및 제 2 관절형 로봇이 굽힘가공을 분담하기 위한 분할점을 결정하는 분할점 결정수단을 갖추어도 무방하다.
본 발명의 또다른 국면에서는, 길이가 긴 피가공물을 파지하는 척기구를 갖춤과 동시에, 상기 척기구에 파지된 상기 피가공물과 평행이면서 그 양측에 각각 설치된 2개조의 궤도상을 상기 척기구를 향해 서로 대향하여 이동가능한 제 1 및 제 2 이동기구를 설치하고, 그 제 1 및 제 2 이동기구에 상기 피가공물의 축방향과 평행한 축 주변에서 회동하는 관절을 갖는 제 1 및 제 2 관절형 로봇을 각각 탑재하여, 그 제 1 및 제 2 관절형 로봇의 선단에 굽힘형과 그 굽힘형 주변을 공전할 수 있는 조임형에 의해 상기 피가공물을 협지하고, 상기 조임형을 공전시켜 상기 피가공물을 굽힘가공하는 굽힘기구를 각각 부착한 굽힘가공 장치에 있어서, 굽힘가공을 종료한 후에 상기 제 2관절 로봇의 상기 굽힘기구에 의해 상기 피가공물을 협지하여 상기 제 1관절형 로봇의 상기 굽힘기구와 간섭되지 않도록 상기 피가공물을 하중제거위치로 이동시키는 자동반출 제어수단을 갖춘 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 굽힘기구에 의해 상기 제 1 또는 제 2 관절형 로봇에 상기 피가공물을 협지하여, 티이칭(Teaching)을 통해 기억된 이동경로로 상기 피가공물을 하중제거위치로 이동하는 티이칭 반출제어수단을 갖추어도 좋다.
그리고, 상기 티이칭 반출제어수단을 갖춤과 동시에 상기 자동 반출제어수단과 상기 티이칭 반출제어수단을 선택하는 판단수단을 갖추도록 구성하여도 좋다.
이와 같은 굽힘가공 장치에 의하면, 특별한 하중제거장치를 설치할 필요가 없기 때문에, 장치의 설치 공간을 늘리지 않아도 굽힘가공한 피가공물을 하중제거위치로 반출할 수 있다.
[바람직한 실시예의 설명]
이하 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 굽힘가공 장치(100)의 거의 중앙에 파이프 등의 긴 피가공물(1)이 파지가능한 척기구(2)가 설치되어 있다. 이 척기구(2)는 도시되어 있지 않은 척발톱에 의해 피가공물(1)의 외주를 파지하도록 구성되어 있다.
또한, 척기구(2)에 파지된 피가공물(1)과 평행하면서 동시에 파지된 피가공물(1)의 양측에는 도 2에 나타낸 것과 같이 각각 2개씩의 레일(3), (4)가 깔려 궤도(6), (8)이 설치되어 있다. 이 레일(3), (4)에는 각각 이동대(10), (12)가 레일(3), (4)상을 이동할 수 있게 놓여있다.
그리고, 이동대(10), (12)는 각각 궤도(6), (8)의 말단에 설치된 구동기구(14), (16)에 의해 회전되는 체인(18), (20)을 사이에 끼고 궤도 (6), (8)을 따라 이동되도록 구성되어 있다.
상기 양 이동대(10), (12)에는 각각 제 1 및 제 2 관절형 로봇(26), (28)이 탑재되어 있다. 양 관절형 로봇(26), (28)은 동일한 구성을 갖는 것으로, 양 이동대(10), (12)상에 척기구(2)를 중심으로 해서 대칭되도록 설치하였다.
제 1 및 제 2 관절형 로봇(26), (28)은 도 3에 나타낸 바와 같이, 이동대(10), (12)상에 고정된 고정부(29), (30)과, 3개의 팔(31)∼(33), (34)∼(36)과, 고정부(29), (30)과 각 팔(31)∼(33), (34)∼(36)을 접속하면서 피가공물(1)의 축방향과 평행한 축의 주변에서 회동하는 3개의 관절(37)∼(39), (40) ∼(42)를 갖는 것이다.
제 1 및 제 2 관절형 로봇(26), (28)의 선단에 있는 팔(33), (36)에는 각각 제 1 및 제 2 굽힘기구(44), (46)이 부착되어 있다. 이 제 1 및 제 2 굽힘기구(44), (46)도 동일한 구성으로 되어 있기 때문에, 제 1 관절형 로봇(26)에 부착된 제 1 굽힘기구(44)에 대하여 상세히 설명한다.
제 1 굽힘기구(44)에 있어서, 도 4, 도 5에 나타낸 바와 같이 팔(33)의 축을 연장한 방향으로 굽힘형(48)의 축이 동축상에 설치되어 있으며, 굽힘형(48)에는 그 외주에 굽힘반경에 따른 홈(50)이 형성되어 있다.
또한, 실린더(52)에 의해 구동되어 굽힘형(48)을 향해 이동하고, 굽힘형(48)과 함께 피가공물(1)을 협지하는 조임형(54)가 설치되어 있다. 이 조임형(54)는 굽힘형(48)과의 사이에 피가공물(1)을 협지한 상태에서 굽힘형(48)의 주위를 공전함으로써, 이른바 압축굽힘을 할 수 있도록 구성되어 있다. 그리고, 이 조임형(54)와 나란히 굽힘가공시의 반력을 받는 압력형(56)이 설치되어 있다. 도 5는 굽힘기구(44)가 정립된 상태를 나타내고 있다.
도 6을 참조하면, 굽힘가공 장치(100)은 제어수단으로서의 호스트 컴퓨터(100), 제 1 제어장치(102) 및 제 2 제어장치(104)에 의해 구동·제어되어 피가공물(1)의 가공을 실시한다. 호스트 컴퓨터(100)은 CPU(106), ROM(108), RAM(110)이 논리연산회로의 중심으로서 구성되며, 공통 버스(116)을 사이에 두고 키보드(112)나 표시장치(113) 등간의 입출력 회로(114)가 상호접속되서 구성되어 있다.
본 실시예에서는, 설계 데이터는 작업자에 의해 조작되는 키보드(112)에서 호스트 컴퓨터(100)에 입력된다. 호스트 컴퓨터(100)에서, 제 1, 제 2 관절형 로봇(26), (28)을 동작시키기 위해 작성된 각각의 프로그램이 각각 제 1 제어장치(102), 제 2 제어장치(104)에 송신된다.
제 1 제어장치(102)는, CPU(120), ROM(122), RAM(124)가 논리연산회로의 중심으로서 구성되며, 외부의 서보 모터 등과의 사이에서 입출력을 실시하는 입출력 회로(126) 등과 공통 버스(128)을 사이에 두고 상호 접속되어 구성되어 있다.
CPU(120)은, 각 제 1 굽힘기구(44), 척기구(2), 제 1 이동기구(22) 및 제 1 관절형 로봇(26)으로부터의 신호를 입출력회로(126)을 사이에 두고 입력한다. 한편, 이들 데이터나 신호 및 ROM(122), RAM(124) 내의 데이터에 기초하여 CPU(120)은 입출력 회로(126)을 사이에 두고 제 2 굽힘기구(44), 척기구(2), 제 1 이동기구(22) 및 제 1 관절형 로봇(26)을 구동하는 구동신호를 출력하여 각 기구를 제어하고 있다.
한편, 제 2 제어장치(104)는 제 1 제어장치(102)와 거의 같은 구성으로 되어 있어, CPU(150), ROM(152), RAM(154)가 논리연산회로의 중심으로서 구성되며, 외부의 서보 모터 등과의 사이에서 입출력을 실시하는 입출력 회로(156)을 공통 버스(158)을 사이에 두고 상호접속되어 구성되어 있다.
CPU(150)은 각 제 2 굽힘기구(46), 제 2 이동기구(24) 및 제 2 관절형 로봇(28)로부터의 신호를 입출력 회로(156)을 사이에 두고 입력한다. 한편, 이들 데이터나 신호 및 ROM(152), RAM(154)내의 데이터에 기초하여 CPU(150)은 입출력 회로(156)을 사이에 두고 각 제 2 굽힘기구(24), 제 2 이동기구(24) 및 제 2 관절형 로봇(28)을 구동하는 구동신호를 출력하여 각 기구를 제어하고 있다.
다음으로, 상술한 본 실시예의 굽힘가공 장치의 작동에 대해 설명한다.
우선, 도 8에 나타낸 형상으로 가공하는 경우, 길이가 긴 피가공물(1)의 중앙 분할점(A0)를 척기구(2)에 의해 파지한다. 그리고, 양 이동대(10),(12)를 이동시켜 제 1 및 제 2 관절형 로봇(26), (28)을 미리 정한 위치까지 이동한 후, 미리 설정되어있는 대로 동작한다. 예를들면, 도 9A에 나타낸 바와 같이 제 1 관절형 로봇(26)에 대해 설명하자면, 각 관절(37)∼(39)를 회전시켜 제 1 굽힘기구(44)를 거꾸로 세움과 동시에 굽힘형(48)의 홈(50)의 내면이 피가공물(1)의 외면에 당접하도록 굽힘형(48)을 이동시킨다. 이 때, 피가공물(1)의 굽힘방향으로 굽힘형(48)의 홈(50)이 향하도록 각 관절(37)∼(39)가 회전된다.
다음으로, 제 1 굽힘기구(44)의 조임형(54)를 이동하여 굽힘형(48)과 조임형(54)에 의해 피가공물(1)을 협지하고, 압력형(56)을 피가공물(1)에 당접시킨 후 조임형(54)를 굽힘형(48)의 주변에 미리 설정된 각도만큼 공전시켜(도 4의 화살표C) 피가공물(1)을 굽힘가공한다.
설정된 각도만큼 조임형(54)를 공전시켜 피가공물(1)을 굽힘가공한 후, 조임형(54)와 압력형(56)을 이동시켜 피가공물(1)의 협지를 풀어준다. 또한, 제 2 관절형 로봇(28)의 제 2 굽힘기구(46)에 있어서도 마찬가지 동작이 실행되어 피가공물(1)이 굽힘가공된다.
한 곳에서의 굽힘가공을 종료하면, 다시 구동기구(14)를 구동하여 도 9B에 나타낸 바와 같이 다음의 굽힘가공위치까지 이동대(10)를 척기구(2)를 향해 이동시킨다. 다음의 굽힘가공위치까지 이동하면 상술한 것과 마찬가지로 제 1 굽힘기구(44)에 의해 피가공물(1)을 굽힘가공한다.
또한, 도 9C에 나타낸 바와 같이 제 1 관절형 로봇(26)을 다음의 굽힘가공위치까지 이동시킴과 동시에, 각 관절(37)∼(39)를 회전하여 제 1 굽힘기구(44)를 수직으로 세운다. 그리고, 제 1 굽힘기구(44)를 구동하여 피가공물(1)을 굽힘가공한다. 이로써, 척기구(2)에 파지된 피가공물(1)을 그 말단측에서 척기구(2)를 향해 순차적으로 굽힘가공해 나간다.
이 도 9B의 굽힘위치(Q2)에서 도 9C의 굽힘위치(Q3)으로 이동할 때, 제 1 굽힘기구(44)는 거꾸로 뒤집어진 상태에서 정립된 상태로 자세를 바꿀 필요가 있다. 이 때, 도 9B의 굽힘위치(Q2)에서 도 9C의 굽힘위치(Q3)으로 구동기구(14)를 구동하여 이동대(10)을 이동시키면서 동시에 각 관절(37)∼(39)를 회동하고, 도 10A∼C에 나타낸 바와 같이 제 1 굽힘기구(44)의 자세를 변화시킨다.
도 10A에 나타낸 제 1 굽힘기구(44)가 거꾸로 된 상태에서 각 관절(37)∼(38)을 회동하여 피가공물(1)이 굽힘형(48)과 조임형(54) 사이에 있는 상태를 계속 유지하면서, 제 1 굽힘기구(44)의 자세를 변화시킨다. 도 10A에 나타낸 상태에서, 도 10B에 나타낸 제 1 굽힘기구(44)가 가로방향으로 향한 상태로 자세를 변화시키고, 또한 도 10C에 나타낸 제 1 굽힘기구(44)가 정립된 상태로 자세를 변화시킨다. 이처럼 자세를 변화시키는 동안 피가공물(1)이 굽힘형(48)과 조임형(54)간에 있는 상태를 유지하도록 각 관절(37)∼(38)을 회동시킨다. 이 자세변 화의 제어는 순서도 11에 나타낸 단계에 따라 이루어진다. 단계(400)에서는, 피가공물(1)의 중심위치의 데이터가 읽혀진다. 다음으로, 단계(410)에서는 피가공물(1)에서 떨어지도록 조임형(54)와 압력형(56)을 약간 이동시킨다. 다음으로, 단계(420)에서는 얻어진 중심위치 데이터에 기초하여 이 중심위치를 중심으로 해서 굽힘형(48)과 조임형(54) 및 압력형(56)을 회동시킴으로써 굽힘기구의 자세를 바꾼다.
이로써, 굽힘가공 종료 후 다음의 굽힘위치로 이동할 때 제 1 굽힘기구(44)와 피가공물(1) 사이에 거리를 둘 필요 없이 다음의 굽힘방향에 맞춰 제 1 굽힘기구(44)의 자세를 변화시키기 때문에, 택트타임이 단축된다. 또한, 제 2 관절형 로봇(28)에 대해서도 마찬가지이다.
다음으로, 상술한 본 실시예의 제어회로에서 이루어지는 가공 데이터 작성처리에 대해 도 7에 나타낸 순서도를 통해 설명하겠다.
피가공물(1)의 굽힘가공은, 피가공물(1)의 설계 데이터에 기초하여 이루어지는데, 예를들면 피가공물(1)을 도 8에 나타낸 형상으로 가공할 경우에 설계 데이터는 직교좌표계의 3차원 좌표 데이터로서 주어진다. 이 설계 데이터는 키보드(112)에서 호스트 컴퓨터(100)에 입력된다.
또한, 설계 데이터는 피가공물(1)의 중심선의 좌표 데이터이며, 굽힘 장소에서는 피가공물(1)의 직선부분의 중심선끼리의 교점을 굽힘점으로 하고, 이 굽힘점의 XYZ좌표를 설계 데이터로 하고 있다. 피가공물(1)의 양 말단의 좌표 데이터도 설계 데이터로서 입력된다. 도 8에 나타낸 경우에는 표 1에 나타낸 바와 같이 피 가공물(1)의 일단을 굽힘점(Q0)(원점)으로 하고, 다른 일단을 굽힘점(Qe)로 하여 그 사이의 각 굽힘점(Q1)∼(Q6)의 설계 데이터가 입력된다.
굽 힘 점 설계 데이터
X Y Z
Q0 0 0 0
Q1 212 0 212
Q2 212 0 412
Q3 0 0 412
Q4 0 0 912
Q5 0 212 912
Q6 0 212 1112
Qe 0 0 1324
그리고, 가공 데이터 작성처리가 실행되면 우선, 신규 피가공물(1)의 설계 데이터를 작성할지의 여부를 판단한다(단계 200). 신규인지의 여부는 키보드(112)에서 입력되는 것에 의해 판단되며, 신규 설계 데이터인 경우에는 설계 데이터를 읽는다(단계 210).
다음으로, 이 설계 데이터를 각 굽힘점(Q) 사이의 공급피치P, 굽힘방향각도R, 굽힘각도B로 이루어지는 가공 데이터로 변환한다(스텝 220). 이 가공 데이터는 예를들면, 굽힘점(Q0) 측에서 다른 일단의 굽힘점(Qe)를 향해 차례로 제 1 관절형 로봇(26)으로만 굽힘가공하기로 한 경우의 데이터이다.
공급피치P는 제 1 이동기구(22)에 의한 피가공물(1)의 축방향(도 8의 Z축 방향)과 같은 방향인 굽힘반경(표 1에서는 30)을 가미한 제 1 관절형 로봇(26)의 공급량이다. 또한, 굽힘방향각도R은 제 1 및 제 2 굽힘기구(44), (46)의 자세를 나타낸 각도이고, 굽힘각도B는 피가공물(1)을 굽히는 각도이며, 도 4에 나타낸 화살표C 방향의 조임형(54)의 회전각도이다. 이들 가공 데이터의 값은 증분방식으로 산출된다.
가공 데이터로 변환한 후, 계속해서 분할점(A0)을 결정하는 처리를 실행한다(단계 230). 분할점(A0)는 척기구(2)에 의한 피가공물(1)의 파지장소이며, 이 분할점(A0)을 경계로 그 양 측에서 제 1 관절 로봇(26)과 제 2 관절 로봇(28)에 의해 굽힘가공이 이루어진다. 분할점(A0)에는 도 8에 나타낸 바와 같이 척기구(2)에 의해 파지할 수 있는 충분한 길이의 피가공물(1)의 직선장소 중 거의 중앙부분이 선택된다.
다음으로, 분할점(A0)을 기준으로 해서 가공 데이터를 제 1 및 제 2 관절형 로봇(26), (28)의 각각의 가공 데이터로 나누는 처리를 실시한다(단계 240). 이것은 제 1 관절형 로봇(26)이 표 2에 나타낸 바와 같이 피가공물(1)의 일단의 굽힘점(Q0)측에서 분할점(A0)에 이르기까지 각 굽힘점(Q1)∼(Q3)을 분담한다.
굽 힘 점 가공 데이터
P R B
Q1 0 0 45
Q2 183.03 0 90
Q3 188 -180 90
제 2 관절형 로봇(28)이 제 1 관절형 로봇(26)과 반대 방향으로 이동하기 때문에, 표 3에 나타낸 바와 같이 다른 일단의 굽힘점(Qe)측에서 분할점(A0)에 이르기까지 각 굽힘점(Q4)∼(Q6)을 분담한다. 따라서, 제 2 관절형 로봇(28)에서는 굽힘점(Q6)에서 굽힘점(Q4)로 이동하는 가공 데이터로 변환된다.
굽 힘 점 가공 데이터
P R B
Q6 0 0 45
Q5 183.03 0 90
Q4 188 -180 90
변환 후, 수정을 해야할지의 여부를 판단한다(단계 250). 수정의 여부는 키보드(112)로부터의 입력에 의해 판단되며, 수정이 필요없다면 단계(270) 이하의 처리를 실행하여 호스트 컴퓨터(100)에서 각각의 가공 데이터를 제 1 제어장치(102) 및 제 2 제어장치(104)로 전송한다. 전송 후, 본 제어처리를 일단 종료하고 전송한 가공 데이터에 기초하여 상술한 피가공물(1)의 굽힘가공이 실시된다.
이 가공 데이터에 의해 굽힘가공을 한 후, 각 굽힘점(Q1)∼(Q6)에서의 공급피치P, 굽힘방향각도R, 굽힘각도B를 측정한다. 그리고, 굽힘가공 후의 피가공물(1)의 형상이 가공 데이터와 다른 경우에는 표 2, 표 3에 나타낸 가공 데이터의 공급피치P, 굽힘방향각도R, 굽힘각도B를 오퍼레이터를 통해 직접 수정한다.
그리고, 상술한 가공 데이터 작성처리를 실행하여 단계(200)의 처리에 의해 신규가 아니라고 판단됨과 동시에, 단계(250)의 처리에 의해 수정해야 된다고 판단되면, 단계(260)의 처리에 의해 예를들어, 표 2, 표 3이 표시장치(113)에 표시되어 키보드(112)로부터의 입력에 기초하여 표 2, 표 3의 가공 데이터가 수정된다.
예를들면, 굽힘점(Q2), (Q3)간의 피치가 가공 데이터와 다른 경우에는 표 1에 나타낸 가공 데이터의 굽힘점(Q3)의 공급피치P를 수정한다. 수정량은 굽힘점(Q2), (Q3)간의 피치를 자로 측정하여 공급피치P를 증감하면 된다. 이 공급피치P를 수정하여도 다른 굽힘점(Q)의 공급피치P에는 영향을 주지 않는다.
굽힘방향각도R과 굽힘각도B에 대해서도 마찬가지로서, 각 굽힘점(Q)마다 수정할 수 있고 그 수정은 다른 굽힘점(Q)에 영향을 주지 않는다. 또한, 단계(200)∼(220)의 처리의 실행이 가공 데이터 작성수단으로서 작동하며, 단계(250), (260)의 처리의 실행이 수정수단으로서 작동한다. 또한, 단계(230)의 처리의 실행이 분할점 결정수단으로서 작동한다.
다음으로, 굽힘가공 종료 후에 실행되는 하중제거 제어처리에 대하여 도 12, 도 13 및 14A∼14E를 통해 설명한다.
도 12에서 보는 바와 같이 제 1 굽힘기구(44)가 정립상태에 있으면서 동시에 굽힘형의 중심축이 연직방향에 있을 때에 꺾임각도를 0도로 하여, 시계방향의 회전각도를 +각도로, 반시계방향의 회전각도를 -각도로 한다. 여기서 꺾임각도란 제 1 관절형 로봇(26)의 제 1 굽힘기구(44)가 피가공물(1)을 마지막으로 굽힘가공했을 때의 제 1 굽힘기구(44)의 각도를 말한다. 꺾임각도가 -30°∼20°일 때에 제 1패턴처리가 되고, 꺾임각도가 20°∼120°일 때에 제 2패턴처리가 되며, 꺾임각도가 120°∼250°일 때에 제 3패턴처리가 되고, 꺾임각도가 250°∼272°일 때에 제 4패턴처리가 되고, 꺾임각도가 -30°∼-90°일 때에 제 5패턴처리가 된다.
도 13을 참조하면, 우선 굽힘가공이 종료하면 자동적으로 하중제거를 하는지의 여부를 판단한다(단계 600). 자동적으로 할지의 여부는 도시되지 않은 키보드 등에 의해 미리 설정된다. 자동적으로 하중제거한다고 판단되면, 제 1 관절형 로봇(26)의 제 1 굽힘기구(44)의 꺾임각도를 판단한다(단계 610,630,650 및 670). 도 14A에서는 제 1 관절형 로봇(26)을 실선으로, 제 2 관절형 로봇(28)을 2점 쇄선 으로 표시하고 있다. 도 14B∼14E에서는 제 1 관절 로봇(26)만이 나타나 있으며, 이들 도에서의 2점 쇄선도 제 1 관절 로봇(26)을 나타내고 있다. 도 14B∼도 14E에서는 이중선 화살표로 제 1 관절형 로봇(26)의 움직임을 나타내고 있다.
우선, 제 1 굽힘기구(44)의 꺾임각도가 -30도에서 20도의 범위내에 있는지의 여부를 판단하여(단계 610), 이 범위내에 있을 때에는 제 1 패턴처리를 실행한다(단계 620). 도 14A에 나타낸 바와 같이 제 2 굽힘기구(46)에 의해 피가공물(1)을 협지한 상태에서 피가공물(1)을 제 1 굽힘기구(44)의 굽힘형의 홈에서 떼어내기 위해 제 2 관절형 로봇(28)에 의해 홈내에 위치하고 있는 피가공물(1)을 도화살표 방향으로 조임형과 굽힘형의 거의 중간위치에 수형방향으로 이동시킨다. 그리고, 제 2관절형 로봇(28)에 의해 피가공물(1)을 상방으로 이동시켜 굽힘기구(44)에서 빼낸 후, 제 2 관절형 로봇(28)에 의해 피가공물(1)을 하중제거위치Pa를 향해 이동시킨다. 제 1패턴처리에서는 제 1 관절형 로봇(26)을 이동시키지 않는다.
한편, 제 1 굽힘기구(44)의 꺾임각도가 도 14B에서 보듯이 20도에서 120도의 범위내에 있을 때에는(단계 630) 제 2패턴처리를 실행한다(단계 640). 우선, 제 2 관절형 로봇(28)로 피가공물(1)을 협지한 상태에서 피가공물(1)이 제 1 굽힘기구(44)의 굽힘형과 조임형의 중간에 위치하도록 제 1 관절형 로봇(26)을 2점 쇄선으로 나타내고 있는 것처럼 하방으로 이동시킨다. 그 후, 피가공물(1)을 제 1 굽힘기구(44)에서 떼어내기 위해 제 1 관절형 로봇(26)을 수평좌방향으로 이동시킨 후, 제 2 관절형 로봇(28)로 피가공물(1)을 하중제거위치Pa를 향해 이동시킨다.
또한, 제 1 굽힘기구(44)의 꺾임각도가 도 14C에서 보듯이 120도에서 250도 의 범위내에 있을 때에는(단계 650) 제 3패턴처리를 실행한다(단계 660). 제 2 관절형 로봇(28)로 피가공물을 협지한 상태에서 피가공물이 제 1 굽힘기구(44)의 굽힘형과 조임형 사이에 위치하도록 제 1 관절형 로봇(26)을 2점 쇄선으로 나타냈듯이 도면의 좌측방향으로 이동시킨다. 그 후, 피가공물(1)을 제 1 굽힘기구(44)에서 떼어내기 위해 제 1 관절형 로봇(26)을 상방으로 이동시키고, 또한 제 1 관절형 로봇(26)을 반시계 방향으로 회전시킨다. 이렇게 해서 굽힘기구(44)는 피가공물(1)의 하중제거경로를 간섭하지 못하도록 된다. 다음으로, 제 2 관절형 로봇(28)에 의해 피가공물(1)을 하중제거위치Pa로 이동시킨다.
제 1 굽힘기구(44)의 꺾임각도가 도 14D에서 보는바와 같이, 250도에서 272도의 범위내에 있을 때는(단계 670) 제 4패턴처리를 실행한다(단계 680). 제 2 관절형 로봇(28)로 피가공물(1)을 협지한 상태에서 피가공물(1)이 제 1 굽힘기구(44)의 굽힘형과 조임형의 중간에 위치하도록 제 1 관절형 로봇(26)을 2점쇄선으로 나타낸 것처럼 상방으로 이동시킨다. 그 후, 피가공물(1)을 굽힘기구(44)에서 떼어내기 위해 제 1 관절형 로봇(26)을 우측방향으로 이동시키고, 또한 제 1 관절형 로봇(26)을 반시계 방향으로 회전시킨다. 이렇게 해서 제 1 굽힘기구(44)는 피가공물(1)의 하중제거경로를 간섭하지 못하도록 된다. 다음으로 제 2 관절형 로봇(28)에 의해 피가공물을 하중제거위치Pa로 이동시킨다.
또한, 제 1 굽힘기구(44)의 꺾임각도가 도 14E에서 보듯이 상술한 범위 외에 있을 때에는 제 5 패턴처리를 실행한다(단계 690). 예를들면, 제 1 굽힘기구(44)의 꺾임각도가 -35도일 때에는 제 2 관절형 로봇(28)로 피가공물(1)을 파지한 상태 에서 피가공물(1)이 제 1 굽힘기구(44)의 굽힘형과 조임형의 중간에 위치하도록 제 1 관절형 로봇(26)을 2점 쇄선으로 나타냈듯이 우측 상방으로 이동시킨다. 그 후, 피가공물(1)을 제 1 굽힘기구(44)에서 떼어내기 위해 제 1 관절형 로봇(26)을 우측 하방으로 이동시킨다. 이렇게 해서 제 1 굽힘기구(44)는 피가공물(1)의 하중제거경로를 간섭하지 못하도록 된다. 다음으로 제 2 관절형 로봇(28)로 피가공물(1)을 하중제거위치Pa를 향해 이동시킨다.
이와 같이, 제 1 굽힘기구(44)의 꺾임각도에 따라 피가공물(1)이 홈에 끼여있는 위치P0에서 하중제거위치Pa로 이동하는 패턴을 몇 종류로 제한할 수 있다. 제 1 굽힘기구(44)의 꺾임각도에 따라 패턴을 선택해서 제 2 관절형 로봇(28)에 의해 피가공물(1)을 하중제거위치Pa로 이동시킨다.
한편, 단계(600)의 처리에 의해 자동이 아니라고 판단되면, 티이칭에 의한 처리를 실행한다(단계 700). 제 1 관절형 로봇(26)에 의해 제 1 굽힘기구(44)를 이동시킴과 동시에, 제 2 관절형 로봇(28)에 의해 피가공물(1)을 하중제거위치Pa로 이동시키는 경로를 티이칭하여 기억시킨다.
단계(680)의 처리에 의해, 이 티이칭을 통해 기억된 이동경로에 따라 제 1 관절형 로봇(26) 및 제 2 관절형 로봇(28)이 피가공물(1)을 제 1 굽힘기구(44)의 홈에서 떼어내어 하중제거위치Pa로 이동한다. 또한, 단계(610)∼(690)의 처리의 실행이 자동반출 제어수단으로서 작동하며, 단계(700)의 처리의 실행이 티이칭반출 제어수단으로서 작동한다.
상술한 실시예에서는, 제 1 굽힘기구(44)에 간섭되지 않고 피가공물(1)을 제 2 굽힘기구(46)을 통해 하중제거하기 위해 제 1 굽힘기구(44)의 꺾임각도에 따라 피가공물(1)의 이동패턴을 결정하였는데, 제 1 굽힘기구(44)와 제 2 굽힘기구(46)을 서로 바꾸어도 무방하다. 즉, 한쪽의 굽힘기구로 피가공물을 파지한 상태에서 다른쪽의 굽힘가공기구에 간섭되지 않도록 하중제거하면 되는 것이다.
이상 본 발명은 이와 같은 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 양태로 실시할 수 있다.

Claims (7)

  1. 길이가 긴 피가공물을 따라 그 피가공물의 축방향과 평행한 축의 주변에서 회동하는 관절을 갖는 관절형 로봇을 이동시킴과 동시에, 상기 관절형 로봇의 선단에 부착한 굽힘기구의 굽힘형과 그 굽힘형의 주변을 공전할 수 있는 조임형에 의해 상기 피가공물을 협지하고, 상기 조임형을 공전시켜 상기 피가공물을 굽힘가공하는 관절형 로봇에 의한 굽힘가공 장치에 있어서,
    상기 각 관절을 회동하여 상기 굽힘기구의 자세를 변경하면서 동시에 상기 굽힘형과 상기 조임형간에 상기 피가공물이 있는 상태를 유지하면서 상기 관절형 로봇의 상기 굽힘기구를 상기 피가공물을 따라 이동시키는 이동제어수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 굽힘가공 장치.
  2. 길이가 긴 피가공물을 파지하는 척기구를 갖춤과 동시에, 상기 척기구에 파지된 상기 피가공물과 평행하면서 그 양측에 각각 설치된 2개조의 궤도상을 상기 척기구를 향해 서로 대향해서 이동가능한 제 1 및 제 2 이동기구를 설치하고, 제 1 및 제 2 이동기구에 상기 피가공물의 축방향과 평행한 축의 주변에서 회동하는 관절을 갖는 제 1 및 제 2 관절형 로봇을 각각 탑재하여 제 1 및 제 2 관절형 로봇의 선단에 굽힘형과 그 굽힘형의 주변을 공전할 수 있는 조임형에 의해 상기 피가공물을 협지하고, 상기 조임형을 공전시켜 상기 피가공물을 굽힘가공하는 굽힘기구를 각각 부착한 굽힘가공 장치에 있어서,
    입력되는 직교좌표계의 상기 피가공물의 설계 데이터에서 굽힘점간의 공급피치와 굽힘방향각도와 굽힘각도의 가공 데이터를 작성하는 가공 데이터 작성수단과,
    상기 가공 데이터에 기초하여 상기 제 1 및 제 2 이동기구와 상기 제 1 및 제 2 관절형 로봇의 상기 각 관절을 제어하는 제어수단과,
    입력에 따라 상기 가공 데이터를 수정하는 수정수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 굽힘가공 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 척기구에 의해 파지할 수 있는 상기 피가공물의 직선의 한 곳을 경계로 해서, 상기 제 1 및 제 2 관절형 로봇이 굽힘가공을 분담하기 위한 분할점을 결정하는 분할점 결정수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 굽힘가공 장치.
  4. 길이가 긴 피가공물을 파지하는 척기구를 갖춤과 동시에, 상기 척기구에 파지된 상기 피가공물과 평행하면서 그 양측에 각각 설치된 2개조의 궤도상을 상기 척기구를 향해 서로 대향하여 이동가능한 제 1 및 제 2 이동기구를 설치하고, 제 1 및 제 2 이동기구에 상기 피가공물의 축방향과 평행한 축의 주변에서 회동하는 관절을 갖는 제 1 및 제 2 관절형 로봇을 각각 탑재하고, 제 1 및 제 2 관절형 로봇의 선단에 굽힘형과 그 굽힘형의 주변을 공전할 수 있는 조임형에 의해 상기 피가공물을 협지하고, 상기 조임형을 공전시켜 상기 피가공물을 굽힘가공하는 굽힘기구를 각각 부착한 굽힘가공 장치에 있어서,
    굽힘가공 종료 후, 상기 제 2 관절 로봇의 상기 굽힘기구에 의해 상기 피가공물을 협지하여 상기 제 1 관절형 로봇의 상기 굽힘기구와 간섭되지 않도록 상기 피가공물을 하중제거위치로 이동시키는 자동반출 제어수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 굽힘가공 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 자동반출제어수단은 상기 제 1 관절형 로봇의 굽힘기구의 각도에 따라서 미리 정하는 복수의 처리패턴 중에서 하나의 처리패턴을 선택하는 선택수단을 갖추고, 상기 선택수단을 통해 선택되어진 처리패턴에 따라서 상기 제 1 및 제 2의 관절형 로봇을 제어하고, 피가공물을 하중제거위치로 이동시키는 굽힘가공장치.
  6. 길이가 긴 피가공물을 파지하는 척기구를 갖춤과 동시에, 상기 척기구에 파지된 상기 피가공물과 평행하면서 그 양측에 각각 설치된 2개조의 궤도상을 상기 척기구를 향해 서로 대향하여 이동가능한 제 1 및 제 2 이동기구를 설치하고, 제 1 및 제 2 이동기구에 상기 피가공물의 축방향과 평행한 축의 주변에서 회동하는 관절을 갖는 제 1 및 제 2 관절형 로봇을 각각 탑재하고 제 1 및 제 2 관절형 로봇의 선단에 굽힘형과 그 굽힘형의 주변을 공전할 수 있는 조임형에 의해 상기 피가공물을 협지하고, 상기 조임형을 공전시켜 상기 피가공물을 굽힘가공하는 굽힘기구를 각각 부착한 굽힘가공 장치에 있어서,
    상기 제 1 또는 제 2 관절형 로봇에 상기 굽힘기구에 의해 상기 피가공물을 협지하여 티이칭에 의해 기억된 이동경로로 상기 피가공물을 하중제거위치로 이동하는 티이칭반출 제어수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 굽힘가공 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 티이칭반출 제어수단을 갖춤과 동시에, 상기 자동반출 제어수단과 상기 티이칭반출 제어수단을 선택하는 판단수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 굽힘가공 장치.
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