WO2010117039A1 - 曲げ加工装置 - Google Patents

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WO2010117039A1
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bending
workpiece
articulated robot
die
joint
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照明 與語
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株式会社オプトン
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/02—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment
    • B21D7/024—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment by a swinging forming member

Definitions

  • the present invention relates to a bending apparatus that moves a bending mechanism around a workpiece when bending a long workpiece, for example, a pipe or a rod-shaped material, in a predetermined direction.
  • a joint-type robot having a plurality of bending joints that rotate around mutually parallel axes and a plurality of rotary joints that rotate around an axis orthogonal to the parallel axes.
  • a bending mechanism is attached to the tip.
  • Each joint rotates and the bending mechanism moves, so that the workpiece moves toward the chuck mechanism, and the workpiece is gripped by the chuck mechanism.
  • the workpieces are bent at a plurality of locations as each joint rotates and the bending mechanism moves.
  • the bending mechanism when bending a workpiece, the bending mechanism is twisted and rotated around the longitudinal axis of the workpiece by an articulated robot so that the bending direction becomes a desired direction. ing.
  • the arm of the articulated robot and the work piece interfere with each other. Therefore, the bending mechanism is rotated so that the bending direction can be in the entire range of 0 degrees to 360 degrees. I wouldn't.
  • An object of the present invention is to provide a bending apparatus capable of bending a workpiece without being restricted by a bending direction.
  • the bending apparatus of the first aspect of the present invention is a bending apparatus for bending a workpiece, A bending die and a fastening die that can be rotated around the bending die, holding a long workpiece by the bending die and the fastening die, and rotating the fastening die to form the workpiece.
  • a bending mechanism for bending objects A fixing base to which a chuck mechanism that is a mechanism for gripping the workpiece is attached;
  • the bending apparatus moves the bending mechanism by the articulated robot, and rotates the clamping mold by the bending mechanism to bend the workpiece.
  • the control means controls the articulated robot to twist the bending mechanism holding the workpiece around the longitudinal axis of the workpiece.
  • the twist angle exceeds a preset twist angle range, the bending mechanism that controls the articulated robot to hold the workpiece is twisted about the longitudinal axis of the workpiece. It is characterized by comprising second control means for performing twisting by the first control means after twisting within an angle range.
  • a bending apparatus is the bending apparatus according to the first aspect, wherein the articulated robot has a bending joint that rotates around parallel axes, and an axis that is orthogonal to the parallel axis. It has a plurality of rotating joints that rotate around.
  • the bending apparatus of the present invention controls the articulated robot so that the bending mechanism holding the workpiece is twisted around the longitudinal axis of the workpiece. Since the workpiece is gripped and twisted within the twist angle range, the workpiece can be bent without being restricted by the bending direction.
  • an articulated robot 2 is placed on the machine base 1.
  • the articulated robot 2 is provided with a bending mechanism 30 (described later) for bending a long workpiece 4 such as a pipe.
  • the articulated robot 2 includes three sets of first to third bending joints 6, 8, and 10 that rotate about axes parallel to each other, and two sets that rotate about an axis orthogonal to each of the parallel axes.
  • the articulated robot 2 includes a fixed portion 16 attached to the machine base 1.
  • the fixed portion 16 and the first swivel base 18 are connected by the first rotary joint 12.
  • the first rotary joint 12 has a known mechanism that drives the first swivel base 18 to rotate at a predetermined angle around a vertical axis CV1.
  • the first bending joint 6 has a known mechanism that rotates the first arm 20 at a predetermined angle around a horizontal axis CH1.
  • the horizontal axis CH1 of the first bending joint 6 and the vertical axis CV1 of the first rotary joint 12 are orthogonal to each other.
  • the other end of the first arm 20 and one end of the second arm 22 are connected via the second bending joint 8.
  • the second bending joint 8 has a known mechanism that rotates the second arm 22 at a predetermined angle around an axis CH2 parallel to the horizontal axis CH1 of the first bending joint 6.
  • a second swivel base 24 is connected to the other end of the second arm 22 via the second rotary joint 14.
  • the second rotary joint 14 has a well-known mechanism for rotating the second swivel base 24 at a predetermined angle around an axis CV2 orthogonal to the horizontal axes CH1 and CH2 of the first and second bending joints 6 and 8. Is.
  • One end of a tip arm 26 is connected to the second swivel base 24 via the third bending joint 10.
  • the third bending joint 10 rotates the tip arm 26 about an axis CH3 parallel to the horizontal axes CH1 and CH2 of the first and second bending joints 6 and 8.
  • an auxiliary joint 28 (see FIG. 4) is provided at the tip of the tip arm 26, and a bending mechanism 30 is attached to the auxiliary joint 28.
  • the auxiliary joint 28 is mechanically synchronized with the third bending joint 10.
  • the tip arm 26 is turned 360 degrees by the third bending joint 10
  • the bending mechanism 30 is turned 360 degrees by the auxiliary joint 28.
  • a configuration in which the auxiliary joint 28 turns independently of the third bending joint 10 is also possible.
  • the bending mechanism 30 includes a bending die 32 as shown in FIGS.
  • the bending die 32 is formed by laminating three grooves 34, 36 and 38 corresponding to three kinds of bending radii in the axial direction.
  • the bending mechanism 30 includes a clamping die 42.
  • the clamping die 42 is driven by the cylinder 40 and moves toward the bending die 32 to sandwich the workpiece 4 together with the bending die 32.
  • the clamping die 42 is configured to be rotatable around the bending die 32 in a state where the workpiece 4 is sandwiched.
  • the fastening mold 42 is configured to be bent by rotating it by a predetermined angle.
  • the bending mechanism 30 is provided with a pressure die 44 that receives the reaction force during the bending process along with the clamping die 42.
  • the bending process is not limited to compression bending, and may be draw bending.
  • a chuck mechanism 46 for holding the rear end of the workpiece 4 is provided.
  • the chuck mechanism 46 is attached to a fixed base 48.
  • the workpiece 4 held by the chuck mechanism 46 is configured to be in a horizontal state, and is configured to be orthogonal to the vertical axis CV1 of the first rotary joint 12.
  • a carry-in cradle 50 and a carry-out cradle 52 are provided on both sides of the articulated robot 2.
  • the articulated robot 2 turns the first to third bending joints 6, 8, 10, and the first and second rotary joints 12, 14, as shown in FIGS.
  • the attitude and movement position of the bending mechanism 30 can be controlled.
  • the bending mechanism 30 is moved so that the bending direction of the workpiece 4 and the direction of the groove 34 of the bending die 32 coincide with each other according to the bending direction of the workpiece 4. it can.
  • the third bending joint 10 and the auxiliary joint 28 have a certain synchronized relationship, when the bending direction is determined, the tip arm 26 and the work piece 4 are brought into contact with each other by bringing the groove 34 into contact with the workpiece 4. The position of the third bending joint 10 is determined.
  • the position of the second bending joint 8 is on an arc whose center is the first bending joint 6 and whose radius is the distance between the first bending joint 6 and the second bending joint 8.
  • the center is on an arc whose radius is the distance between the second bending joint 8 and the third bending joint 10. Therefore, if the second bending joint 8 is at the intersection of these two arcs, the position of the bending die 32 is determined. At this time, there may be two intersecting points. In this case, the second arm 22 interferes with the workpiece 4, or the tip of the workpiece 4 after bending interferes with the second arm 22. Select intersections that you don't want to do.
  • the angle formed by the fixed portion 16 and the first arm 20 the angle formed by the first arm 20 and the second arm 22
  • the angles formed by the two arms 22 and the tip arm 26 are respectively determined.
  • the first arm 20, the second arm 22, and the tip arm 26 are turned to predetermined angles by the first to third bending joints 6, 8, and 10 according to the obtained angles. Accordingly, the groove 34 of the bending die 32 is moved so as to contact the workpiece 4.
  • the bending mechanism 30 is moved around the longitudinal axis of the workpiece 4 in order to change the bending direction from the state where the bending direction of the workpiece 4 is the horizontal direction.
  • the first to third bending joints 6, 8, and 10 are driven to rotate. Assuming that the counterclockwise rotation shown in FIG. 9A is a negative direction, any of the arms 20, 22, and 26 of the articulated robot 2 interferes with the workpiece 4 when it exceeds ⁇ 90 degrees.
  • the bending mechanism 30 drives the first to third bending joints 6, 8, and 10 of the articulated robot 2 around the longitudinal axis of the workpiece 4 in order to change the bending direction. Rotate. Assuming that the clockwise rotation shown in FIG. 9B is the + direction, any arm 20, 22, 26 of the articulated robot 2 interferes with the workpiece 4 when +125 degrees are exceeded.
  • the first rotary joint 12 when the bending position is on the tip side of the workpiece 4, the first rotary joint 12 is driven so that the axial direction of the tip arm 26 is orthogonal to the workpiece 4.
  • the second rotary joint 14 is driven to the opposite side of the first rotary joint 12, and the first to third bending joints 6, 8, and 10 are driven.
  • the bending mechanism 30 is separated from the workpiece 4, so that the first to third bending joints 6, 8, and 10 are driven, and the groove 34 of the bending die 32 is moved to the workpiece 4. Abut.
  • the bent shape can also be changed by contacting the other grooves 36 and 38.
  • the first rotary joint 12 when bending is performed at a bending position close to the chuck mechanism 46, the first rotary joint 12 is similarly driven to move the bending mechanism 30 to the bending position.
  • the second rotary joint 14 is driven to the opposite side to the first rotary joint 12 to move the tip arm 26 so that the axial direction of the tip arm 26 is orthogonal to the workpiece 4 and the first to third bending joints 6 are moved. , 8, 10 are driven.
  • the joint-type robot 2, the bending mechanism 30, and the chuck mechanism 46 are connected to a control circuit 54 as shown in FIG.
  • the control circuit 54 controls driving of the articulated robot 2, the bending mechanism 30, and the chuck mechanism 46, respectively.
  • the operation of the bending apparatus of the present embodiment described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 8 together with the twist control process performed in the control circuit 54.
  • the workpiece 4 cut in advance to a predetermined length is transported onto the loading cradle 50.
  • the first rotary joint 12 of the articulated robot 2 is driven so that the articulated robot 2 faces the workpiece 4 of the loading cradle 50.
  • the first to third bending joints 6, 8, and 10 of the articulated robot 2 are driven to move the bending mechanism 30, so that the workpiece 4 moves so as to contact the groove 34 of the bending die 32.
  • the clamping die 42 is moved, and the workpiece 4 is clamped by the bending mechanism 30.
  • the articulated robot 2 is controlled to drive the first to third bending joints 6, 8, 10 and the first and second rotating joints 12, 14.
  • the workpiece 4 is moved to the chuck mechanism 46.
  • the workpiece 4 on the loading cradle 50 is moved toward the chuck mechanism 46 so that the workpiece 4 can be gripped by the chuck mechanism 46. Then, after the workpiece 4 is moved and inserted into the chuck mechanism 46, the chuck mechanism 46 is controlled so that the workpiece 4 is gripped by the chuck mechanism 46.
  • the articulated robot 2 is controlled to move the bending mechanism 30 to the bending position of the workpiece 4.
  • the bending processing is started from the front end side of the workpiece 4.
  • the clamping die 42 and the pressure die 44 are driven to abut against the workpiece 4, and the clamping die 42 is moved around the pressure die 44 according to a predetermined bending angle. Rotate.
  • the clamping die 42 and the pressure die 44 are returned to their original positions.
  • the articulated robot 2 is controlled to move the bending mechanism 30 to the next bending position, and the workpiece 4 is bent by the bending mechanism 30.
  • the twist control process is executed.
  • the clamping die 42 is moved, the workpiece 4 is clamped by the bending mechanism 30, and the bending mechanism 30 is twisted and rotated around the longitudinal axis of the workpiece 4. Can be twisted.
  • step 100 it is determined whether or not the twist angle for changing the bending direction is within a preset twist angle range (step 100).
  • a preset twist angle range As shown in FIGS. 9A and 9B, when the bending mechanism 30 is twisted and rotated around the longitudinal axis of the workpiece 4 in a twist angle range of +125 degrees to ⁇ 90 degrees, the joint robot 2 Any of the arms 20, 22, 26 and the workpiece 4 interfere with each other.
  • the articulated robot 2 is controlled to drive each of the first to third bending joints 6, 8, and 10, so that the bending mechanism 30 sandwiching the workpiece 4 is provided. Twist and rotate about the longitudinal axis of the workpiece 4 (step 110). Then, once this control process is finished, the workpiece 4 is bent at a preset bending angle in the preset bending direction by the bending mechanism 30 as described above.
  • step 100 when it is determined in step 100 that the twist angle exceeds the twist angle range, the articulated robot 2 is controlled so that the workpiece 4 comes into contact with the groove 34 of the bending die 32. 42, the workpiece 4 is clamped by the clamping die 42 and the bending die 32, and the workpiece 4 is clamped by the bending mechanism 30 (step 120).
  • the gripping of the workpiece 4 by the chuck mechanism 46 is released (step 130), the articulated robot 2 is controlled, and the first to third bending joints 6, 8, 10 are driven to process the workpiece.
  • the bending mechanism 30 holding the object 4 is rotated around the longitudinal axis of the workpiece 4 (step 140).
  • the twist angle may be half of the required twist angle, or may be stored in advance as processing data and rotated at the set twist angle.
  • the chuck mechanism 46 is controlled to hold the workpiece 4 by the chuck mechanism 46 (step 150).
  • the clamping die 42 is moved away from the bending die 32 to loosen the workpiece 4 between the clamping die 42 and the bending die 32 (step 160).
  • the articulated robot 2 is controlled to drive the first to third bending joints 6, 8, and 10, and the longitudinal direction of the workpiece 4 at the same twist angle in the direction opposite to the twist rotation direction of the step 140. Only the bending mechanism 30 is rotated around the direction axis to return the bending mechanism 30 to the original posture (step 170).
  • the joint robot is determined by the process of step 110. 2 is driven to drive the first to third bending joints 6, 8, and 10, and the bending mechanism 30 that sandwiches the workpiece 4 is twisted and rotated about the longitudinal axis of the workpiece 4.
  • the twist angle at this time is an angle obtained by subtracting the twist angle obtained in step 140 described above from the twist angle corresponding to the required bending direction.
  • the workpiece 4 is bent at a preset bending angle in the preset bending direction by the bending mechanism 30 as described above.
  • the articulated robot 2 is controlled to twist the bending mechanism 30 sandwiching the workpiece 4 around the longitudinal axis of the workpiece 4. Then, the clamping by the bending mechanism 30 is released, the bending mechanism 30 is twisted around the longitudinal axis of the workpiece 4, the workpiece 4 is gripped by the bending mechanism 30, and the workpiece 4 is rotated around the longitudinal axis. Therefore, the workpiece can be bent without being restricted by the bending direction even when the twisting angle corresponding to the bending direction exceeds the twisting angle range by repeating the twisting within the twisting angle range.
  • the present invention is not limited to such an embodiment, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

　被加工物を曲げ加工する曲げ加工装置において、被加工物を曲げ加工する曲げ機構と、被加工物を把持する機構であるチャック機構が取り付けられた固定台と、曲げ機構が取り付けられる関節型ロボットと、曲げ機構、チャック機構及び関節型ロボットの動作を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、曲げ機構を被加工物の長手方向軸廻りにひねる第１制御手段と、関節型ロボットを制御して被加工物を挟持した曲げ機構を被加工物の長手方向軸廻りにひねり角度範囲内でひねってから第１制御手段によるひねりを行わせる第２制御手段と、を備える。

Description

曲げ加工装置
　本発明は、長尺状の被加工物、例えばパイプや棒状材を所定の方向に曲げ加工する際に、曲げ機構を被加工物の廻りに移動して曲げ加工する曲げ加工装置に関する。
　特許文献１に記載の曲げ加工装置では、互いに平行な軸の廻りで回動する曲げ関節と、前記平行な軸と直交する軸の廻りに回動する回転関節とをそれぞれ複数有する関節型ロボットの先端に曲げ機構が取り付けられている。そして、各関節が回動して曲げ機構が移動することで、被加工物がチャック機構に向かって移動し、その被加工物がチャック機構に把持される。また、各関節が回動して曲げ機構が移動することで、複数箇所で被加工物が曲げ加工される。
特開２００６－１１６６０４号公報
　上記の従来の曲げ加工装置では、被加工物を曲げ加工する際、関節型ロボットにより曲げ機構を被加工物の長手方向軸廻りにひねり回転させ、曲げ方向が所望の方向となるように制御している。一方、このような従来の曲げ加工装置では、関節型ロボットのアームと被加工物とが干渉してしまうため、曲げ方向が０度～３６０度の全範囲となり得るように曲げ機構を回転させることはできなかった。
　本発明の課題は、曲げ方向の制約を受けることなく、被加工物を曲げ加工できる曲げ加工装置を提供することにある。
　本発明の第１局面の曲げ加工装置は、被加工物を曲げ加工する曲げ加工装置であり、
　曲げ型と、その曲げ型の周りを回動可能な締め型とを有し、曲げ型及び締め型により長尺状の被加工物を狭持し、前記締め型を回動させて前記被加工物を曲げ加工する曲げ機構と、
　前記被加工物を把持する機構であるチャック機構が取り付けられた固定台と、
　前記曲げ機構が取り付けられる関節型ロボットと、
　前記曲げ機構、前記チャック機構及び前記関節型ロボットの動作を制御する制御手段と、を備え、
　該曲げ加工装置は、前記関節型ロボットにより前記曲げ機構を移動させ、前記曲げ機構により前記締め型を回動させて前記被加工物を曲げ加工し、
　前記制御手段は、ひねり角度が予め設定されたひねり角度範囲内のとき、前記関節型ロボットを制御して前記被加工物を挟持した前記曲げ機構を前記被加工物の長手方向軸廻りにひねる第１制御手段と、ひねり角度が予め設定されたひねり角度範囲を超えるとき、前記関節型ロボットを制御して前記被加工物を挟持した前記曲げ機構を前記被加工物の長手方向軸廻りに前記ひねり角度範囲内でひねってから前記第１制御手段によるひねりを行わせる第２制御手段を備えたことを特徴とする。
　本発明の第２局面の曲げ加工装置は、第１局面の曲げ加工装置において、前記関節型ロボットは、互いに平行な軸の廻りで回動する曲げ関節と、前記平行な軸と直交する軸の廻りに回動する回転関節とをそれぞれ複数有することを特徴とする。
　本発明の曲げ加工装置は、ひねり角度が予め設定されたひねり角度範囲を超えるとき、関節型ロボットを制御して被加工物を挟持した曲げ機構を被加工物の長手方向軸廻りにひねり角度範囲内でひねってから、被加工物を掴み変えてひねり角度範囲内でひねるので、曲げ方向の制約を受けることなく、被加工物を曲げ加工できるという効果を奏する。
本発明の一実施形態としての曲げ加工装置の正面図である。 本実施形態の曲げ加工装置の左側面図である。 本実施形態の曲げ加工装置の平面図である。 本実施形態の関節型ロボットの左側面図である。 本実施形態の曲げ機構の拡大側面図である。 本実施形態の曲げ機構の拡大平面図である。 本実施形態の曲げ加工装置の制御系統を示すブロック図である。 本実施形態の制御回路で行われるひねり制御処理の一例を示すフローチャートである。 本実施形態の関節型ロボットの側面方向からの動作説明図である。 本実施形態の関節型ロボットの平面方向からの動作説明図である。
１…機台、２…関節型ロボット、４…被加工物、６，８，１０…曲げ関節、１２，１４…回転関節、３０…曲げ機構、３２…曲げ型、４２…締め型、４４…圧力型、４６…チャック機構、４８…固定台、５０…搬入用受け台、５２…搬出用受け台、５４…制御回路
　以下に本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１～図４において、機台１上には関節型ロボット２が載置されている。関節型ロボット２には、パイプ等の長尺状の被加工物４を曲げ加工する後述する曲げ機構３０が取り付けられる。関節型ロボット２は、互いに平行な軸の廻りで回動する３組の第１～第３曲げ関節６，８，１０と、この平行な各軸と直交する軸の廻りで回動する２組の第１、第２回転関節１２，１４とを有する。
　関節型ロボット２は、機台１に取り付けられた固定部１６を備える。固定部１６と第１旋回台１８とは、第１回転関節１２により接続されている。第１回転関節１２は、鉛直な軸ＣＶ１の廻りで第１旋回台１８を所定角度で回動駆動する周知の機構を有するものである。
　第１旋回台１８には、第１アーム２０の一端が第１曲げ関節６を介して接続されている。第１曲げ関節６は、水平な軸ＣＨ１の廻りで第１アーム２０を所定角度で回動駆動する周知の機構を有するものである。第１曲げ関節６の水平な軸ＣＨ１と第１回転関節１２の鉛直な軸ＣＶ１とは直交している。
　第１アーム２０の他端と第２アーム２２の一端とが第２曲げ関節８を介して接続されている。第２曲げ関節８は、第１曲げ関節６の水平な軸ＣＨ１と平行な軸ＣＨ２の廻りで第２アーム２２を所定角度で回動駆動する周知の機構を有するものである。
　第２アーム２２の他端には、第２旋回台２４が第２回転関節１４を介して接続されている。第２回転関節１４は、第１、第２曲げ関節６，８の水平な軸ＣＨ１，ＣＨ２と直交する軸ＣＶ２の廻りで第２旋回台２４を所定角度で回動駆動する周知の機構を有するものである。第２旋回台２４には、先端アーム２６の一端が第３曲げ関節１０を介して接続されている。第３曲げ関節１０は、先端アーム２６を第１、第２曲げ関節６，８の水平な軸ＣＨ１，ＣＨ２と平行な軸ＣＨ３の廻りに回動するものである。
　また、先端アーム２６の先端に補助関節２８（図４参照）が設けられており、補助関節２８には曲げ機構３０が取り付けられている。補助関節２８は第３曲げ関節１０と機械的に同期する。第３曲げ関節１０により先端アーム２６を３６０度旋回させると、補助関節２８により曲げ機構３０が３６０度旋回する。尚、補助関節２８が第３曲げ関節１０と独立して旋回する構成も実施可能である。
　曲げ機構３０は、図５、図６に示すように、曲げ型３２を備える。曲げ型３２はその軸方向に３種類の曲げ半径に応じた３つの溝３４，３６，３８が積層されて形成されている。また、曲げ機構３０は、締め型４２を備える。締め型４２は、シリンダ４０により駆動して曲げ型３２に向かって移動し、曲げ型３２と共に被加工物４を挟持する。の締め型４２は被加工物４を挟持した状態で曲げ型３２の廻りを回動可能に構成されている。締め型４２を所定の角度回転させて、曲げ加工できるように構成されている。また、曲げ機構３０には、この締め型４２に並んで曲げ加工時の反力を受ける圧力型４４が設けられている。尚、曲げ加工は、コンプレッション曲げに限らず、ドロー曲げであってもよい。
　また、図１に示すように、被加工物４の後端を把持するチャック機構４６が設けられている。このチャック機構４６は固定台４８に取り付けられている。チャック機構４６に把持された被加工物４は、水平な状態となるように構成されており、第１回転関節１２の鉛直な軸ＣＶ１と直交するように構成されている。更に、関節型ロボット２の両側には、搬入用受け台５０と搬出用受け台５２とがそれぞれ設けられている。
　関節型ロボット２は、第１～第３曲げ関節６，８，１０、第１、第２回転関節１２，１４を旋回することにより、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ－１０Ｅに示すように、曲げ機構３０の姿勢や移動位置を制御できる。
　例えば、図９Ａ、図９Ｂに示すように、被加工物４の曲げ方向に応じて、被加工物４の曲げ方向と曲げ型３２の溝３４の方向とが一致するように曲げ機構３０を移動できる。本実施形態では、第３曲げ関節１０と補助関節２８とは同期した一定の関係があるので、曲げ方向が定まれば、溝３４を被加工物４と当接させることにより、先端アーム２６及び第３曲げ関節１０の位置は定まる。
　第２曲げ関節８の位置は、第１曲げ関節６を中心とし、第１曲げ関節６と第２曲げ関節８との間の距離を半径とする円弧上にあると共に、第３曲げ関節１０を中心とし、第２曲げ関節８と第３曲げ関節１０との間の距離を半径とする円弧上にある。よって、第２曲げ関節８はこれらの両円弧の交点にあれば、曲げ型３２の位置が定まる。このとき、交点は２点存在する場合があるが、その場合には、第２アーム２２が被加工物４と干渉したり、曲げ加工後の被加工物４の先端が第２アーム２２と干渉したりしない交点を選択する。
　こうして、各第１～第３曲げ関節６，８，１０の位置が定まることにより、固定部１６と第１アーム２０とのなす角度、第１アーム２０と第２アーム２２とのなす角度、第２アーム２２と先端アーム２６とのなす角度が各々求められる。この求めた各角度に応じて、各第１～第３曲げ関節６，８，１０により第１アーム２０、第２アーム２２、先端アーム２６を所定の角度に旋回させる。これにより、曲げ型３２の溝３４が被加工物４に当接するように移動される。
　一方、図９Ａに示すように、被加工物４の曲げ方向が水平方向である状態から、曲げ方向を変更するために曲げ機構３０を被加工物４の長手方向軸廻りに関節型ロボット２の第１～第３曲げ関節６，８，１０を駆動して回転する。図９Ａに示す反時計方向廻りの回転を－方向とすると、－９０度を超えると関節型ロボット２のいずれかのアーム２０，２２，２６と被加工物４とが干渉する。
　また、図９Ｂに示すように、曲げ方向を変更するために曲げ機構３０を被加工物４の長手方向軸廻りに関節型ロボット２の第１～第３曲げ関節６，８，１０を駆動して回転させる。図９Ｂに示す時計方向廻りの回転を＋方向とすると、＋１２５度を超えると関節型ロボット２のいずれかのアーム２０，２２，２６と被加工物４とが干渉する。
　図１０Ａに示すように、被加工物４と直交する平面内に、関節型ロボット２の第１アーム２０、第２アーム２２、先端アーム２６がある場合には、第１～第３曲げ関節６，８，１０を旋回させて、図９Ａ、図９Ｂに示すように、曲げ方向が所定の方向となるように、曲げ機構３０を被加工物４の廻りに移動させることができる。
　また、図１０Ｂに示すように、被加工物４の先端側に曲げ加工位置がある場合、先端アーム２６の軸方向が被加工物４と直交するように、第１回転関節１２を駆動すると共に、第２回転関節１４を第１回転関節１２と反対側に駆動し、第１～第３曲げ関節６，８，１０を駆動する。第１回転関節１２を旋回させると、曲げ機構３０が被加工物４から離れるので、第１～第３曲げ関節６，８，１０を駆動して、曲げ型３２の溝３４を被加工物４と当接させる。なお、他の溝３６，３８と当接させることにより、曲げ形状を変えることもできる。
　また、図１０Ｃに示すように、チャック機構４６に接近した曲げ加工位置で曲げ加工する場合も、同様に、第１回転関節１２を駆動して、曲げ加工位置に曲げ機構３０を移動させる。その際、第２回転関節１４を第１回転関節１２と反対側に駆動して、先端アーム２６の軸方向が被加工物４と直交するように移動させると共に、第１～第３曲げ関節６，８，１０を駆動する。
　複数箇所で曲げ加工する場合には、図１０Ｂに示すように、被加工物４の先端側の曲げ加工位置から、チャック機構４６に接近する曲げ加工位置に向かって、前述した動作を繰り返して被加工物４を順に曲げ加工する。
　関節型ロボット２、曲げ機構３０、チャック機構４６は、図７に示すように、制御回路５４に接続されている。制御回路５４は、関節型ロボット２、曲げ機構３０、チャック機構４６の駆動をそれぞれ制御する。
　次に、前述した本実施形態の曲げ加工装置の作動について、制御回路５４において行われるひねり制御処理と共に、図８に示すフローチャートによって説明する。
　まず、所定の長さに予め切断された被加工物４が搬入用受け台５０上に搬送される。そして、図１０Ｄに示すように、関節型ロボット２の第１回転関節１２を駆動して、関節型ロボット２を搬入用受け台５０の被加工物４と対向させる。また、関節型ロボット２の第１～第３曲げ関節６，８，１０を駆動して、曲げ機構３０を移動し、被加工物４が曲げ型３２の溝３４に当接するように移動する。
　次に、締め型４２を移動させて、曲げ機構３０により被加工物４を挟持する。曲げ機構３０により被加工物４を挟持した後、関節型ロボット２を制御して、各第１～第３曲げ関節６，８，１０及び第１、第２回転関節１２，１４を駆動して、図１０Ａに示すように、被加工物４をチャック機構４６に移動させる。
　被加工物４をチャック機構４６で把持できるように、搬入用受け台５０上の被加工物４をチャック機構４６に向かって移動させる。そして、被加工物４を移動させてチャック機構４６に挿入した後、チャック機構４６を制御して、被加工物４をチャック機構４６により把持する。
　予め設定された曲げ加工データに応じて、関節型ロボット２を制御して、曲げ機構３０を被加工物４の曲げ加工位置に移動させる。曲げ加工箇所が複数ある場合には、被加工物４の先端側から曲げ加工を開始する。曲げ機構３０を曲げ加工位置に移動させた後、締め型４２、圧力型４４を駆動して、被加工物４に突き当て、締め型４２を圧力型４４の廻りに所定の曲げ角度に応じて回動させる。
　曲げ加工終了後、締め型４２、圧力型４４を元の位置に戻す。次の曲げ加工を行なう場合には、関節型ロボット２を制御して、次の曲げ加工位置に曲げ機構３０を移動させ、曲げ機構３０により被加工物４を曲げ加工する。
　曲げ方向を変更する場合には、ひねり制御処理を実行する。曲げ方向を変更する際、締め型４２を移動して、曲げ機構３０により被加工物４を挟持し、曲げ機構３０を被加工物４の長手方向軸廻りにひねり回転して、被加工物４をひねることができる。
　ひねり制御処理では、まず、曲げ方向を変更するひねり角度が予め設定されたひねり角度範囲内であるか否かを判断する（ステップ１００）。本実施形態では、図９Ａ、図９Ｂに示すように、＋１２５度から－９０度のひねり角度範囲で曲げ機構３０を被加工物４の長手方向軸廻りにひねり回転させると、関節型ロボット２のいずれかのアーム２０，２２，２６と被加工物４とが干渉する。
　ひねりの角度がひねり角度範囲内にあるときには、関節型ロボット２を制御して、各第１～第３曲げ関節６，８，１０を駆動して、被加工物４を挟持した曲げ機構３０を被加工物４の長手方向軸廻りにひねり回転させる（ステップ１１０）。そして、一旦本制御処理を終了して、前述したように、曲げ機構３０により、被加工物４を、予め設定された曲げ方向に、予め設定された曲げ角度で曲げ加工する。
　一方、ステップ１００の処理により、ひねり角度がひねり角度範囲を超えると判断されたときには、関節型ロボット２を制御して、被加工物４が曲げ型３２の溝３４に当接するように、締め型４２を移動して締め型４２と曲げ型３２とにより被加工物４を締め、曲げ機構３０により被加工物４を挟持する（ステップ１２０）。
　次に、チャック機構４６による被加工物４の把持を解除し（ステップ１３０）、関節型ロボット２を制御して、各第１～第３曲げ関節６，８，１０を駆動して、被加工物４を挟持した曲げ機構３０を被加工物４の長手方向軸廻りにひねり回転させる（ステップ１４０）。ひねり角度は、必要なひねり角度の半分でもよく、あるいは、予め加工データとして記憶させて、その設定したひねり角度でひねり回転させるようにしてもよい。
　そして、関節型ロボット２により被加工物４をひねり回転させた後、チャック機構４６を制御して、チャック機構４６により被加工物４を把持する（ステップ１５０）。次に、締め型４２を曲げ型３２から離間する方向に移動させて締め型４２と曲げ型３２とによる被加工物４の挟持を緩める（ステップ１６０）。
　その後、関節型ロボット２を制御して、各第１～第３曲げ関節６，８，１０を駆動して、前記ステップ１４０のひねり回転方向と逆方向に同じひねり角度で被加工物４の長手方向軸廻りに曲げ機構３０のみをひねり回転させて、曲げ機構３０を元の姿勢に戻す（ステップ１７０）。
　そして、本制御処理を繰り返し実行することにより、ステップ１００の処理の実行では、ひねり角度が＋１２５度から－９０度のひねり角度範囲内にあると判断して、ステップ１１０の処理により、関節型ロボット２を制御して、各第１～第３曲げ関節６，８，１０を駆動して、被加工物４を挟持した曲げ機構３０を被加工物４の長手方向軸廻りにひねり回転させる。このときのひねり角度は、必要とする曲げ方向に応じたひねり角度に対して、前述したステップ１４０の処理によるひねり角度を差し引いた角度である。そして、一旦本制御処理を終了して、前述したように、曲げ機構３０により、被加工物４を、予め設定された曲げ方向に、予め設定された曲げ角度で曲げ加工する。
　このように、ひねり角度がひねり角度範囲を超えるときには、関節型ロボット２を制御して、被加工物４を挟持した曲げ機構３０を被加工物４の長手方向軸廻りにひねる。そして、曲げ機構３０による挟持を解除して、曲げ機構３０を被加工物４の長手方向軸廻りにひねり、曲げ機構３０により被加工物４を掴み変えて、被加工物４を長手方向軸廻りにひねるので、ひねり角度範囲内でのひねりを繰り返して、曲げ方向に応じたひねり角度がひねり角度範囲を超えるときでも、曲げ方向の制約を受けることなく、被加工物を曲げ加工できる。
　以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

Claims (2)

  1. 　被加工物を曲げ加工する曲げ加工装置において、
    　曲げ型と、その曲げ型の周りを回動可能な締め型とを有し、曲げ型及び締め型により長尺状の被加工物を狭持し、前記締め型を回動させて前記被加工物を曲げ加工する曲げ機構と、
    　前記被加工物を把持する機構であるチャック機構が取り付けられた固定台と、
    　前記曲げ機構が取り付けられる関節型ロボットと、
    　前記曲げ機構、前記チャック機構及び前記関節型ロボットの動作を制御する制御手段と、を備え、
    　該曲げ加工装置は、前記関節型ロボットにより前記曲げ機構を移動させ、前記曲げ機構により前記締め型を回動させて前記被加工物を曲げ加工し、
    　前記制御手段は、ひねり角度が予め設定されたひねり角度範囲内のとき、前記関節型ロボットを制御して前記被加工物を挟持した前記曲げ機構を前記被加工物の長手方向軸廻りにひねる第１制御手段と、ひねり角度が予め設定されたひねり角度範囲を超えるとき、前記関節型ロボットを制御して前記被加工物を挟持した前記曲げ機構を前記被加工物の長手方向軸廻りに前記ひねり角度範囲内でひねってから前記第１制御手段によるひねりを行わせる第２制御手段を備えたことを特徴とする曲げ加工装置。
  2. 　前記関節型ロボットは、互いに平行な軸の廻りで回動する曲げ関節と、前記平行な軸と直交する軸の廻りに回動する回転関節とをそれぞれ複数有することを特徴とする請求項１に記載の曲げ加工装置。
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