KR101063266B1

KR101063266B1 - 굽힘 가공 장치

Info

Publication number: KR101063266B1
Application number: KR1020050089747A
Authority: KR
Inventors: 요고 테루아키
Original assignee: 가부시키가이샤 옵톤
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2011-09-07
Also published as: DE602005003524D1; US7275406B2; EP1640078A1; US20060065034A1; EP1640078B1; DE602005003524T2; KR20060051675A

Abstract

본 발명은 소형이면서도 설치 공간이 작은 굽힘 가공 장치를 개시한다.

본 발명에 따른 굽힘 가공 장치는, 피가공물(4)을 파지하는 척 기구(46)를 부착한 고정대(48)를 구비함과 동시에 굽힘 기구(30)가 부착되고 또한 상기 굽힘 기구(30)를 이동시키는 관절형 로봇(2)을 구비한다. 관절형 로봇(2)은 요동 동작을 수행하는 요동 관절(6, 8, 10)과 선회 동작을 수행하는 선회 관절(12, 14, 15)을 각각 복수 개 구비한다. 피가공물(4)을 굽힘형(32)과 죄임형(42)에 의해 협지하고, 관절형 로봇(2)에 의해 굽힘 기구(30)를 이동시켜, 피가공물(4)을 척 기구(46)에 파지시킴과 동시에, 관절형 로봇(2)에 의해 굽힘 기구(30)를 이동시켜, 복수의 장소(부분)에서 굽힘 가공이 수행된다. 가공 종료 후에 피가공물(4)을 굽힘형(32)과 죄임형(42)에 의해 협지한 상태로 척 기구(46)에 의한 파지를 해방시키고, 관절형 로봇(2)에 의해 굽힘 기구(30)를 이동시켜 피가공물(4)을 반출시킨다.

Description

굽힘 가공 장치 {Bending Processing Device}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공 장치의 정면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공 장치의 좌측면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공 장치의 평면도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절형 로봇의 좌측면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 기구의 확대 측면도,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 기구의 확대 평면도,

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공 장치의 제어 구조를 도시하는 블록도,

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 굽힘 가공 장치에서 사용되는 프로그램 구조를 도시하는 개략도,

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치에서 수행하여지는 굽힘 가공 제어 처리의 일 예를 도시하는 흐름도,

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절형 로봇을 측면 방향에서 본 경우의 동작 설명도,

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절형 로봇을 위에서 본 경우의 동작 설명도,

도 12는 피가공물의 한가운데 부분을 협지하여 피가공물의 양 외측부터 굽힘 가공을 수행하는 모양을 설명하기 위한 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 기대 2 : 관절형 로봇

4 : 피가공물 6 : 제1 요동 관절

8 : 제2 요동 관절 10 : 제3 요동 관절

12 : 제1 선회 관절 14 : 제2 선회 관절

15 : 제3 선회 관절 16 : 고정부

17 : 선회축 18 : 제1 선회대

20 : 제1 암 22 : 제2 암

24 : 제2 선회대 26 : 선단 암

28 : 보조 관절 30 : 굽힘 기구

32 : 굽힘형 34, 36, 38 : 홈부

42 : 죄임형 44 : 압력형

46 : 척 기구 48 : 고정대

50 : 반입용 받침대 52 : 반출용 받침대

104 : 제어 장치

본 발명은 긴 형상의 피가공물(被加工物), 예컨대 파이프나 봉 형상의 재료를 소정의 방향으로 굽힘 가공할 때 굽힘 기구를 피가공물의 둘레로 이동시켜 굽힘 가공하는 굽힘 가공 장치에 관한 것이다.

종래기술에 따르면, 피가공물을 척(chuck) 기구에 의해 파지하여 피가공물의 축 방향과 평행한 축 둘레로 회동(回動)하는 3개의 관절을 갖는 관절형(關節型) 로봇의 선단에 굽힘 기구를 부착하고 각 관절을 회동시켜 굽힘 기구를 소정의 위치로 이동시킴과 동시에 척 기구를 피가공물의 축 방향으로 이동 기구에 의해 이동시켜 복수의 장소에서 굽힘 가공하는 장치가 개시되어 있다(특허문헌1 참조).

[특허문헌1] : 특개2001-212624호 공보

그러나, 이러한 종래기술에 따른 굽힘 가공 장치는 척 기구를 이동 기구에 의해 이동시켜 피가공물을 축방향으로 이동시키는 구성이므로, 이동 기구는 피가공물을 파지한 척 기구를 소정의 거리만큼 이동시킬 수 있는 공간을 필요로 하며, 따라서 장치가 대형화되고 설치 공간이 커지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 소형이면서도 설치 공간이 작은 굽힘 가공 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 위하여, 본 발명에 따른 굽힘 가공 장치는, 긴 형상의 피가공물을 파지하는 척 기구; 굽힘형(型)과 상기 굽힘형의 주위를 공전 가능한 죄임형에 의해 상기 피가공물을 협지하고, 상기 죄임형을 공전시켜 상기 피가공물을 굽힘 가공하는 굽힘 기구; 일단에 상기 굽힘 기구가 부착되어 있으며 선회가 자유로운 관절형 로봇; 및 상기 관절형 로봇을 제어하고, 상기 굽힘 기구를 상기 피가공물을 따라서 이동시키는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 척 기구는 이동하지 않도록 고정되어 있어도 좋다. 그러나, 관절형 로봇의 선단에 부착된 굽힘 기구가 로봇 암(robot arm)의 동작만으로 피가공물 상의 목표 위치에 도달하지 않을 때, 상기 척 기구가 관절형 로봇에 대하여 접근 또는 멀어질 수 있도록 상대적으로 이동 가능하게 구성하여도 좋다.

관절형 로봇은 관절로 접속된 2개의 부재가 요동하는 요동 (굽힘) 관절(搖動關節)과 관절로 접속된 한 쪽의 부재에 대하여 다른 쪽의 부재가 선회 동작을 수행할 수 있는 선회 (비틀기) 관절(旋回關節)을 각각 복수 개 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 제어 수단은 관절형 로봇에 의해 굽힘 기구를 이동시켜서 복수의 장소에서 굽힘 가공을 수행하는 굽힘 제어 수단을 포함할 수 있다. 또한, 제어 수단은 피가공물을 굽힘형과 죄임형에 의해 협지하고 관절형 로봇에 의해 굽힘 기구를 이동시켜 피가공물을 척 기구에 파지시키는 반입 제어 수단을 포함할 수 있다. 또한, 제어 수단은 가공 종료 후에 피가공물을 굽힘형과 죄임형에 의해 협지한 상태로 척 기구에 의한 파지를 해방시키고 관절형 로봇에 의해 굽힘 기구를 이동시켜 피가공물을 반출시키는 반출 제어 수단을 포함할 수도 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 굽힘 가공 장치의 기대(機臺)(1) 상에는 관절형 로봇(2)이 놓여져 있다. 관절형 로봇(2)의 선단에는 파이프 등의 긴 형상의 피가공물(4)을 굽힘 가공하는 후술하는 굽힘 기구(30)가 부착되어 있다. 관절형 로봇(2)은 관절로 접속된 2개의 부재가 요동 관절, 다시 말해 굽힘 동작을 수행할 수 있는 3개의 제1 내지 제3 요동 관절(6, 8, 10)과, 관절로 접속된 한 쪽의 부재에 대하여 다른 쪽의 부재가 선회 동작을 수행할 수 있는 3개의 제1 내지 제3 선회 관절(12, 14, 15)을 구비하고 있다. 요동 관절의 축 방향은 2개의 부재의 링크 방향에 대하여 직각이며, 선회 관절의 축 방향은 2개의 부재의 링크 방향과 동일하다.

관절형 로봇(2)은 기대(1)에 부착된 고정부(16)를 구비하고, 고정부(16)와 제1 선회대(旋回臺)(18)는 제1 선회 관절(12)에 의해 접속되어 있다. 제1 선회 관절(12)은 연직 축 CV1(도 4 참조)의 둘레로 제1 선회대(18)를 소정의 각도로 회동 구동하는 기구를 갖는다. 도 4에서는, 제1 선회대(18)의 회동 방향을 화살표 A로 도시하였다.

제1 선회대(18)에는 제1 암(20)의 일단이 제1 요동 관절(6)을 통하여 접속되어 있다. 제1 요동 관절(6)은 수평 축 CH1(도 4 참조)의 둘레로 제1 암(20)을 소정의 각도로 회동 구동하는 기구를 갖는다. 제1 요동 관절(6)의 수평 축 CH1과 제1 선회 관절(12)의 연직 축 CV1은 직교한다. 도 4에서는, 제1 암(20)의 회동 방향을 화살표 B로 도시하였다.

제1 암(20)의 타단과 제2 암(22)의 일단은 제2 요동 관절(8)을 통하여 접속 되어 있다. 제2 요동 관절(8)은 제1 요동 관절(6)의 수평 축 CH1과 평행한 축 CH2(도 4 참조)의 둘레로 제2 암(22)을 소정의 각도로 회동 구동하는 기구를 갖는다. 도 4에서는, 제2 암(22)의 회동 방향을 화살표 C로 도시하였다.

제2 암(22)의 타단에는 제2 선회대(24)(도 3 참조)가 제2 선회 관절(14)을 통하여 접속되어 있다. 제2 선회 관절(14)은 제1 및 제2 요동 관절(6, 8)의 수평 축 CH1 및 CH2에 직교하는 축 CV2(도 4 참조) 둘레로 제2 선회대(24)를 소정의 각도로 회동 구동하는 기구를 갖는다. 도 3에서는, 제2 선회대(24)의 회동 방향을 화살표 D로 도시하였다. 제2 선회대(24)에는 선단 암(26)의 일단이 제3 요동 관절(10)을 통하여 접속되어 있다. 제3 요동 관절(10)은 선단 암(26)을 축 CH3(도 4 참조) 둘레로 회동한다. 도 4에서는, 선단 암(26)의 회동 방향을 화살표 E로 도시하였다.

제2 암(22)에는 제3 선회 관절(15)이 설치되어 있고, 선회축(17)(도 4 참조)을 중심으로 하여, 제2 암(22)의 후부(22b)는 전부(22a)에 대하여 비틀기 운동을 수행할 수 있다. 도 4에서는, 후부(後部)(22b)의 회동 방향을 화살표 F로 도시하였다.

또한, 도 3에 도시한 제2 선회 관절(14) 및 제2 선회대(24)는 도 4에서는 숨겨져 있어 도시되지 않은 점에 유의하기 바란다.

또, 도 4에 도시된 바와 같이, 선단 암(26)의 선단에는 회전 가능한 보조 관절(28)이 설치되어 있고, 보조 관절(28)에는 굽힘 기구(30)가 부착되어 있다. 보조 관절(28)은 제3 요동 관절(10)과 기어 기구(미도시)에 의해 기계적으로 접속되 어 있다. 제3 요동 관절(10)에 의해 선단 암(26)을 360도 선회시키면, 보조 관절(28)에 의해 굽힘 기구(30)가 360도 선회하도록 구성되어 있다.

이상과 같은 구성에 의해 피가공물(4)에 방해받지 않고 굽힘 기구(30)를 피가공물(4)의 둘레로 회동시키는 것이 가능하게 되었다. 또한, 본 실시예에서, 보조 관절(28)은 제3 요동 관절(10)과 기어 기구(미도시)에 의해 기계적으로 접속되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보조 관절(28)은, 예컨대 다른 구동 모터에 의해, 제3 요동 관절(10)과 독립하여 선회하는 구성이어도 상관없다.

굽힘 기구(30)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 굽힘형(32)을 구비하고, 굽힘형(32)은 그 축 방향으로 3종류의 굽힘 반경에 따른 3개의 홈부(溝部)(34, 36, 38)가 적층되어 형성되어 있다. 또, 굽힘형(32)과 협동하여 피가공물(4)을 협지하는 죄임형(42)이 설치되어 있고, 죄임형(42)은 실린더(40)에 의해 구동되어 굽힘형(32)을 향하여 이동한다. 죄임형(42)은 피가공물(4)을 협지한 상태에서 굽힘형(32)의 둘레를 공전하여, 피가공물(4)을 소정의 각도로 굽힘 가공할 수 있다. 그리고, 상기 죄임형(42)에 나란히 굽힘 가공시 반력(反力)을 받는 압력형(44)이 설치되어 있다. 도 6에서는, 죄임형(42)의 공전 방향을 화살표 G로 도시하였다.

또, 피가공물(4)의 후단을 파지하는 척 기구(46)가 설치되어 있고, 척 기구(46)는 고정대(48)에 부착되어 있다. 척 기구(46)는 그것에 파지된 피가공물(4)이 수평 상태, 즉 제1 선회 관절(12)의 연직 축 CV1과 직교하도록 구성되어 있다. 또한, 관절형 로봇(2)의 양측에는 반입용 받침대(50)와 반출용 받침대(52)가 각각 설치되어 있다.

관절형 로봇(2)은 제1 내지 제3 요동 관절(6, 8, 10)과 제1 내지 제3 선회 관절(12, 14, 15)을 선회함으로써, 도 10a, 도 10b, 그리고 도 11a, 도 11b, 도 11c, 도 11d 및 도 11e에 도시된 바와 같이, 굽힘 기구(30)의 자세나 이동 위치를 제어할 수 있다.

예컨대, 도 10a 및 10b에 도시된 바와 같이, 피가공물(4)의 굽힘 방향에 따라서, 피가공물(4)의 굽힘 방향과 굽힘형(32)의 홈부(34) 방향이 일치하도록 굽힘 기구(30)를 이동할 수 있다. 즉, 굽힘 방향에 대응하여 굽힘 기구(30)의 자세를 변화시킬 수 있다. 본 실시예에서는, 제3 요동 관절(10)과 보조 관절(28)이 동기(同期)된 일정 관계가 있으므로, 굽힘 방향이 정해지면 선단 암(26)과 제3 요동 관절(10)의 위치가 정해진다.

제2 요동 관절(8)의 위치는, 제1 요동 관절(6)을 중심으로 하여 제1 요동 관절(6)과 제2 요동 관절(8) 사이의 거리를 반경으로 하는 원호 상에 있음과 동시에, 제3 요동 관절(10)을 중심으로 하여 제2 요동 관절(8)과 제3 요동 관절(10) 사이의 거리를 반경으로 하는 원호 상에 있다. 따라서, 제2 요동 관절(8)은 이들 양 원호의 교점에 있으면, 굽힘형(32)의 위치가 정해진다. 이때, 교점은 2개로 존재하는 경우가 있으나, 그 경우에는 제2 암(22)이 피가공물(4)과 간섭하거나, 굽힘 가공 후 피가공물(4)의 선단이 제2 암(22)과 간섭하거나 하지 않는 교점을 선택한다.

이렇게 하여, 각각 제1 내지 제3 요동 관절(6, 8,10)의 위치가 정해짐으로써, 고정부(16)와 제1 암(20)이 이루는 각도, 제1 암(20)과 제2 암(22)과 이루는 각도, 제2 암(22)과 선단 암(26)이 이루는 각도가 각각 구해진다. 이 구해진 각 각도에 따라서, 각 제1 내지 제3 요동 관절(6, 8, 10)에 의해 제1 암(20), 제2 암(22), 선단 암(26)을 소정의 각도로 선회시킨다. 이에 의해, 굽힘형(32)의 홈부(34)가 피가공물(4)에 접하도록 이동된다.

도 11a에 도시된 바와 같이, 피가공물(4)과 직교하는 평면내에 관절형 로봇(2)의 제1 암(20), 제2 암(22), 선단 암(26)이 있는 경우에는, 제1 내지 제3 요동 관절(6, 8, 10)을 선회하여, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 굽힘 방향이 소정의 방향으로 되도록 굽힘 기구(30)를 피가공물(4)의 둘레로 이동시킬 수 있다.

또한, 도 11b에 도시된 바와 같이, 척 기구(46)와 반대측의 피가공물(4)의 선단측에 굽힘 가공 위치가 있는 경우, 제1 선회 관절(12)을 구동함과 동시에 제2 선회 관절(14)을 제1 선회 관절(12)의 회전 방향과 반대 방향으로 구동하여, 선단 암(26)의 축 방향이 피가공물(4)과 직교하도록 이동시킴과 동시에 제1 내지 제3 요동 관절(6, 8, 10)을 구동한다. 제1 선회 관절(12)을 선회시키면, 굽힘 기구(30)가 피가공물(4)로부터 멀어지게 되므로, 그 만큼 제2 선회 관절(14)과 제1 내지 제3 요동 관절(6, 8, 10)을 구동하여 굽힘형(32)의 홈부(34)가 피가공물(4)과 접하도록 한다. 다른 홈부(36, 38)와 접하게 함으로써, 굽힘 형상을 바꿀 수 있는 것은 물론이다.

또, 도 11c에 도시된 바와 같이, 척 기구(46)에 접근한 굽힘 가공 위치에서 굽힘 가공하는 경우도 마찬가지로, 제1 선회 관절(12)을 구동하여 굽힘 가공 위치에 굽힘 기구(30)를 이동시킨다. 그 때, 제2 선회 관절(14)을 제1 선회 관절(12)의 회전 방향과 반대 방향으로 구동하여, 선단 암(26)의 축방향이 피가공물(4)과 직교하도록 이동시킴과 동시에 제1 내지 제3 요동 관절(6, 8, 10)을 구동한다.

복수의 장소에서 굽힘 가공하는 경우에는, 도 11b에 도시된 바와 같이, 척 기구(46)와 반대측의 피가공물(4)의 선단측 굽힘 가공 위치로부터, 척 기구(46)에 접근하는 굽힘 가공 위치를 향하여, 전술한 동작을 반복하여 피가공물(4)을 차례대로 굽힘 가공한다. 또한, 굽힘형(32)과 죄임형(42)에 의해 피가공물(4)을 잡은 상태에서, 피가공물(4)의 둘레로 굽힘 기구(30)를 선회시켜 피가공물(4)을 비틀고 굽힘 방향을 바꾸도록 하여도 상관없다. 이로써, 구부린 피가공물(4)이 장치나 마루와 간섭하지 않도록 하는 것도 가능하다.

도 7를 참조하면, 굽힘 가공 장치는 호스트 컴퓨터(100) 및 제어 장치(104)에 의해 구동 제어되어 피가공물(4)의 가공을 수행한다. 호스트 컴퓨터(100)는 CPU(106), ROM(108) 및 RAM(110)을 논리 연산 회로의 주요한 구성으로서 구비하고 있다. CPU(106), ROM(108) 및 RAM(110)은 키보드(112) 및 TFT 표시 장치(113) 사이의 신호 입출력을 수행하는 입출력 회로(114)에 공통 버스(116)를 통하여 접속되어 있다.

피가공물(4)에 대하여 수행하여지는 가공 혹은 처리에 관한 데이터는, 오퍼레이터에 의해 조작되는 키보드(112)로부터 호스트 컴퓨터(100)로 입력된다. 호스트 컴퓨터(100)에서는 관절형 로봇(2), 굽힘 기구(30) 및 척 기구(46)를 작동시키기 위한 프로그램이 작성되고, 작성된 프로그램이 호스트 컴퓨터(100)로부터 제어 장치(104)로 송신된다.

제어 장치(104)는 CPU(150), ROM(152) 및 RAM(154)을 논리 연산 회로의 주요 한 구성으로서 구비하고 있다. CPU(150), ROM(152) 및 RAM(154)는 공통 버스(158)를 통하여 입출력 회로(156)에 접속되고, 상기 입출력 회로(156)에는 관절형 로봇(2), 굽힘 기구(30) 및 척 기구(46)가 접속되어 있다.

도 8을 참조하면, 제어 장치(104)에 기록되는 소프트웨어(200)는, 굽힘 가공 전에 피가공물(4)에 대하여 사용자가 적절히 필요한 처리를 행하기 위한 굽힘 전 제어 프로그램(210)과, 굽힘 가공을 수하기 위한 굽힘 가공 제어 프로그램(220)과, 굽힘 가공 후에 피가공물(4)에 대하여 사용자가 적절히 필요한 처리를 행하기 위한 굽힘 후 제어 프로그램(230)으로 구성된다.

굽힘 전 제어 프로그램(210) 및 굽힘 후 제어 프로그램(230)은 사용자에 의해서 설정되나, 필요한 동작을 티칭(teaching)함으로서 프로그램이 자동적으로 작동되도록 하면 좋다. 또한, 굽힘 전 제어 프로그램, 굽힘 가공 제어 프로그램 및 굽힘 후 제어 프로그램은, 피가공물(4)에 대한 동작이 개시되고나서 종료하기까지 일련의 동작을 유연하게 수행하도록, 호스트 컴퓨터(100)에 있어서 적절히 필요한 설정이나 수정이 수행하여져서 하나의 프로그램으로서 제어 장치(104)로 송신된다.

이하에서는, 제어 장치(104)에서 수행되는 굽힘 제어 처리와 함께, 전술한 본 실시예에 따른 굽힘 가공 장치의 작동에 대해 도 9에 도시된 흐름도를 참조하여 설명한다.

우선, 소정의 길이로 미리 절단된 피가공물(4)이 반입 받침대(50) 위로 반송된다. 그리고, 도 11d에 도시된 바와 같이, 관절형 로봇(2)의 제1 선회 관절(12)을 구동하여, 관절형 로봇(2)을 반입 받침대(50)의 피가공물(4)과 대향시킨다. 그 리고, 관절형 로봇(2)의 제1 내지 제3 요동 관절(6, 8, 10)을 구동하여 굽힘 기구(30)를 이동시키고, 피가공물(4)이 굽힘형(32)의 홈부(34)에 접하도록 이동시킨다(단계100).

다음으로, 죄임형(42)을 이동시켜 굽힘 기구(30)에 의해 피가공물(4)을 협지한다(단계110). 굽힘 기구(30)에 의해 피가공물(4)을 협지한 후, 관절형 로봇(2)을 제어하여 각 제1 내지 제3 요동 관절(6, 8, 10) 및 제1 내지 제3 선회 관절(12, 14, 15)을 구동해서, 도 11a에 도시된 바와 같이, 피가공물(4)을 척 기구(46)로 이동시킨다(단계120).

피가공물(4)의 이동은, 피가공물(4)의 끝을 척 기구(46)로 파지할 수 있도록, 반입 받침대(50) 위의 피가공물(4)을 척 기구(46)를 향해서 이동시킨다. 그리고, 피가공물(4)의 끝을 척 기구(46)로 이동한 후, 척 기구(46)를 제어하여 피가공물(4)의 끝을 척 기구(46)에 의해 파지한다(단계130).

계속해서, 관절형 로봇(2)을 제어하여 굽힘 기구(30)를 피가공물(4)의 굽힘 가공 위치로 이동시킨다(단계140). 굽힘 가공 장소(부분)가 복수 개인 경우에는, 척 기구(46)와 반대측의 피가공물(4)의 선단측으로부터 굽힘 가공을 개시한다. 굽힘 기구(30)를 굽힘 가공 위치로 이동한 후, 죄임형(42)과 압력형(44)을 구동하여 피가공물(4)에 맞부딪치게 하고, 죄임형(42)을 압력형(44)의 둘레로 소정의 굽힘 각도에 따라서 공전시킨다(단계150).

굽힘 가공 종료 후 죄임형(42)과 압력형(44)을 해방시키고 다음의 굽힘 가공을 수행하는 경우(단계160) 단계 140 및 단계 150의 처리를 반복하여, 관절형 로봇 (2)을 제어해서 다음의 굽힘 가공 위치로 굽힘 기구(30)를 이동시키고 굽힘 기구(30)에 의해 피가공물(4)을 굽힘 가공한다.

또한, 굽힘 기구(30)를 이동시킬 때에는, 피가공물(4)을 따라서 굽힘 기구(30)가 직선적으로 이동하도록 각 관절의 움직임을 제어한다. 다시 말해, 암의 선회 범위 내에서 암 끝이 직선 운동을 하도록 제어한다.

모든 굽힘 가공을 종료한 때에는(단계160), 관절형 로봇(2)을 제어하여 굽힘 가공한 후의 피가공물(4)의 좌우 균형(blance)이 유지되는 위치로 굽힘 기구(30)를 이동시킨다. 그리고, 굽힘 기구(30)의 죄임형(42)을 구동하여, 피가공물(4)을 죄임형(42)과 굽힘형(32)에 의해 협지한다(단계170).

피가공물(4)을 협지한 후, 척 기구(46)를 제어하여 피가공물(4)의 파지를 해방한다(단계180). 그리고, 관절형 로봇(2)을 제어하여, 도 11e에 도시된 바와 같이, 굽힘 기구(30)를 이동시켜 피가공물(4)을 반출 받침대(52) 위로 이동시키고, 굽힘 기구(30)에 의한 피가공물(4)의 협지를 해방하여 피가공물(4)을 반출 받침대(52) 위로 싣는다 (단계190).

이와 같이, 고정된 척 기구(46)에 피가공물(4)을 파지시켜 관절형 로봇(2)이 굽힘 기구(30)를 이동시키고 피가공물(4)을 굽힘 가공하므로, 소형이면서 설치 공간을 줄일 수 있다. 또, 관절형 로봇(2)을 제어함과 동시에 척 기구(46)를 제어하여 피가공물(4)의 반입 및 반출을 수행하게 할 수 있다.

그리고, 도 11a 내지 도 11e에서는, 도면을 간단히 하기 위해, 제1 암(20)과 제2 암(22)에 대해서 그것들의 중첩되는 부분을 참조 부호 22로 도시하였으며, 또 한 제2 선회대(24)를 생략한 상태로 도시되어 있음에 유의하기 바란다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위에서 다양한 형태로 실시될 수 있다.

예컨대, 상기 실시예에서 척 기구(46)는 이동하지 않도록 고정되어 있으나, 이동 가능하여도 무방하다. 또한, 반대로 관절형 로봇(2)을 이동 가능하게 구성하여도 상관없다. 또한, 양쪽을 이동 가능하게 구성하여도 상관없다. 어느 쪽이든, 척 기구(46)와 관절형 로봇(2)이 서로 상대적으로 이동할 수 있으면, 로봇 암의 도달 위치를 넓힐 수 있고, 피가공물 상의 굽힘 가공을 수행해야 할 위치에 대해서 그 제한을 완화할 수 있는 것이다.

다음으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 고무 호스(300)의 양단에 코킹 금구(金具)(310)에 의해 긴 금속 파이프(320)를 접속한 것을 굽힘 가공하는 경우에 본 발명을 적용해 본다. 종래에는, 2개의 금속 파이프를 각각 굽힘 가공한 후에, 굽힘 가공된 2개의 금속 파이프를 고무 호스에 달라붙게 하는 작업을 수행하였으나, 굽힘 가공된 2개의 파이프의 부착 방향(배향)을 조정하는 것이 번잡하였다.

본 발명에서는, 굽힘 가공해야 할 파이프(320)를 처음부터 고무 호스(300)에 달라 붙게 하여 코킹 금구(310)로 고정하여 둔다. 그리고, 코킹 금구(310)의 부분을 척 기구(46)에 의해서 협지하고, 2개의 금속 파이프(320)를 외측 부분부터 척 기구(46)에 의해 협지된 부분(내측)을 향하여 순차적으로 굽힘 가공을 수행한다. 이 때, 한 쪽의 파이프에 대하여 모든 굽힘 가공을 수행한 후에 굽힘 기구(30)를 반전시켜서, 다른 쪽 파이프에 대하여 굽힘 가공을 수행하면 좋다. 이로써, 상기와 같은 문제가 없이, 소정의 방향으로 각각 구부러진 2개의 파이프가 중간 파이프로 접속된 구조를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 굽힘 가공 장치는, 선회가 자유로운 관절형 로봇이 굽힘 기구를 이동시켜 굽힘 가공을 수행하므로, 소형이면서 설치 공간이 작은 효과를 가진다.

Claims

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굽힘 가공 장치로서,

긴 형상의 피가공물을 파지하는 척 기구;

굽힘형과 상기 굽힘형의 주위를 공전 가능한 죄임형에 의해 상기 피가공물을 협지하고, 상기 죄임형을 공전시켜 상기 피가공물을 굽힘 가공하는 굽힘 기구;

일단에 상기 굽힘 기구가 부착되어 있으며 선회가 자유로운 관절형 로봇으로서,

기대(機臺)에 선회 가능하게 부착된 제1 선회대와,

상기 제1 선회대에 제1 요동 관절을 통하여 일단이 회동 자유롭게 접속된 제1 암과,

상기 제1 암의 타단에 제2 요동 관절을 통하여 일단이 접속된 제2 암과,

상기 제2 암의 타단에 제1 선회 관절을 통하여 선회 가능하게 접속된 제2 선회대와,

상기 제2 선회대에 제3 요동 관절을 통하여 일단이 부착된 선단 암과,

상기 선단 암의 타단에 부착되어, 상기 선단 암을 회전함으로서 상기 굽힘 기구를 회전시키기 위한 보조 관절을 구비하는 관절형 로봇; 및

상기 관절형 로봇을 제어하고, 상기 굽힘 기구를 상기 피가공물을 따라서 이동시키는 제어 수단을 포함하는 굽힘 가공 장치.
제8항에 있어서,

상기 제2 암은 선회축을 구비하고 비틀기 운동 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 굽힘 가공 장치.
제8항 또는 제9항에 있어서,

상기 척 기구는 이동할 수 없도록 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 굽힘 가공 장치.
제8항 또는 제9항에 있어서,

상기 척 기구와 상기 관절형 로봇은 상대적으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 굽힘 가공 장치.
제8항에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 관절형 로봇에 의해 상기 굽힘 기구를 이동시켜 복수의 장소에서 굽힘 가공을 수행하는 굽힘 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 굽힘 가공 장치.
제12항에 있어서,

상기 제어 수단은 상기 피가공물을 상기 굽힘형과 상기 죄임형에 의해 협지하고 상기 관절형 로봇에 의해 상기 굽힘 기구를 이동시켜 상기 피가공물을 상기 척 기구에 파지시키는 반입 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 굽힘 가공 장치.
제12항에 있어서,

상기 제어 수단은 가공 종료 후에 상기 피가공물을 상기 굽힘형과 상기 죄임형에 의해 협지한 상태에서 상기 척 기구에 의한 파지를 해방시키고 상기 관절형 로봇에 의해 상기 굽힘 기구를 이동시켜 상기 피가공물을 반출시키는 반출 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 굽힘 가공 장치.