JP2001347320A - 曲げ加工方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークのはね上がり角度に応じてロボットグ
リッパを正確に位置決め制御して時間短縮を図る。 【解決手段】 ロボットに備えられたロボットグリッパ
によりクランプされているワークを曲げ加工機に対して
供給及び位置決めして曲げ加工する際に、逐次、曲げ加
工中のワークの挟み込み角度を検出する曲げ角度検出装
置にて曲げ角度を検出する（ステップＳ５）。この曲げ
角度情報に基づいてワークの引き込まれ量を算出する
（ステップＳ７）。この引き込まれ量に基づいてロボッ
トの曲げ追従位置を算出し、この算出された曲げ追従位
置に基づいてロボットの位置をワークに正確に追従して
いくよう制御せしめる。ワークとロボットグリッパの位
置との相対位置関係は変化しないので、時間短縮が図ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、曲げ加工位置に
対してワークを供給及び位置決め自在なロボットを用い
てプレスブレーキなどの曲げ加工機にて折曲げ加工を行
う曲げ加工方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プレスブレーキ２０１のごとき曲
げ加工装置には、図１６に示されているように上部テー
ブル２０３と下部テーブル２０５が備えられていると共
に、上部テーブル２０３の下部にはパンチＰが着脱可能
に装着されており、下部テーブル２０５の上面にはダイ
Ｄが着脱可能に装着されている。また、プレスブレーキ
２０１は上部、下部テーブル２０３，２０５の一方が昇
降可動するラムとしてパンチＰとダイＤとの協働により
ワークＷに折曲げ加工が行われるよう構成されている。

【０００３】また、プレスブレーキ２０１にはロボット
グリッパ２０７にてワークＷをクランプしてプレスブレ
ーキ２０１の曲げ加工位置に対してワークＷを自動的に
供給及び位置決め自在なロボット２０９が備えられてい
る。

【０００４】上記のプレスブレーキ２０１により曲げ加
工が行われるに際し、昇降可動するラムのストローク位
置としてのベンダーＤ軸情報からワークＷのはね上がり
角度が（挟み込み角度）が演算され、この挟み込み角度
に基づいてグリッパ位置が演算され、この演算されたグ
リッパ位置にロボットグリッパ２０７を位置決め制御す
るように構成されている。

【０００５】上記のロボットグリッパ２０７を位置決め
制御するにあたって、曲げ加工中はロボットグリッパ２
０７を開いてロボット２０９がワークＷのはね上がりに
追従、所謂、「開追従」が行われ、曲げ加工最終段階に
てワークＷがロボットグリッパ２０７によりクランプさ
れる。上記の「開追従」ときには、グリッパとワークＷ
はある程度の自由度を持っているので、曲げ加工中にワ
ークＷのはね上がりによるワークＷとロボットグリッパ
２０７との位置ずれが上記の自由度により吸収される。

【０００６】なお、ワークＷがロボットグリッパ２０７
に代わるバキュームで吸着されるように構成されている
ロボット２０９の場合は、バキュームパッドのゴムによ
りワークＷとロボットグリッパ２０７との位置ずれが吸
収される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の曲げ
加工方法及びその装置においては、ベンダーＤ軸により
ワークＷのはね上がり角度（挟み込み角度）が演算され
る際に、ワークＷの材質を入力する項目がないなどの理
由から、実際のはね上がり角度にかなりの誤差が生じて
いるという問題点があった。

【０００８】また、前述したように「開追従」が行われ
るに際しては、毎回、ロボットグリッパ２０７の開、曲
げ追従、ロボットグリッパ２０７の閉の動作が行われ
る。このために、タクトタイムが遅くなるという問題点
があった。

【０００９】より詳しく説明すると、図１７を参照する
に、予めベンダーＤ軸情報から計算されたワークＷのは
ね上がり角度（挟み込み角度）に基づいたロボットグリ
ッパ２０７のクランプ位置の軌跡は、理想的にはＡ点か
らＡ’点であるが、実際にはＡ点からＢ点となる。これ
はワークＷに引き込まれ量（＝Ａ’− Ｂ）が生じてい
るためであり、この引き込まれ量が考慮されないと、ロ
ボットグリッパ２０７のワークＷに対するクランプ位置
は異なってくるので、ワークＷの位置決め工程にかなり
の時間を要するという問題点があった。

【００１０】また、「開追従」では、ロボットグリッパ
２０７とワークＷの位置関係が初期状態からずれるの
で、次のワークＷの曲げ加工のためにロボット２０９に
てワークＷにアプローチするときに曲げ加工線とワーク
Ｗを平行にする動作が長くなるために多くのワークＷ位
置決め時間を要するという問題点があった。

【００１１】また、曲げ加工中に、ワークＷが金型方向
へ引き込まれることにより、ロボットグリッパ２０７に
てワークＷをクランプする位置が変化してしまうという
問題点があった。

【００１２】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、その目的は、ワークのはね上がり角度を
検出し且つワークの引き込まれ量を算出し、この引き込
まれ量の情報からロボットグリッパを正確な位置に位置
決め制御して時間短縮を図るようにした曲げ加工方法及
びその装置を提供することにある。

【００１３】

【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によるこの発明の曲げ加工方法は、曲げ加工
機に対してワークを供給及び位置決め自在なロボットに
備えられたロボットグリッパによりクランプされている
ワークを曲げ加工する際に、曲げ加工中のワークの挟み
込み角度を段階的に逐次、角度検出手段にて検出し、目
標挟み込み角度までの計算上のワーク先端軌跡に対して
前記検出された挟み込み角度におけるワークの引き込ま
れ量を算出し、この算出した引き込まれ量に基づいて前
記挟み込み角度におけるロボットグリッパでクランプす
べきワーク先端座標位置を算出し、この算出されたワー
ク先端座標位置に基づいて前記ロボットグリッパを位置
制御せしめることを特徴とするものである。

【００１４】したがって、逐次、曲げ加工中における挟
み込み角度とワークの引き込まれ量が算出されてワーク
先端位置座標が計算されるので、ロボットグリッパがワ
ークに正確に追従していくためにワークとロボットグリ
ッパの位置との相対位置関係は変化しない。その結果、
ロボットグリッパは曲げ加工開始から終了までワークを
クランプして「閉追従」することもでき、あるいは曲げ
加工の途中からクランプして「閉追従」するとしても正
確に且つ容易にクランプ位置決めすることが可能となる
ので時間短縮が図られる。

【００１５】請求項２によるこの発明の曲げ加工方法
は、請求項１記載の曲げ加工方法において、上記曲げ加
工中のワークを、曲げ加工開始時から終了時まで終始ロ
ボットグリッパによりクランプしていることを特徴とす
るものである。

【００１６】したがって、ロボットグリッパは曲げ加工
開始から終了までワークをクランプして「閉追従」する
ことにより、改めてクランプし直す必要がなくなるので
より一層時間短縮が図られる。

【００１７】請求項３によるこの発明の曲げ加工方法
は、請求項１記載の曲げ加工方法において、曲げ加工開
始時から曲げ加工の途中までを、ロボットグリッパでワ
ークをアンクランプした状態で曲げ追従せしめ、曲げ加
工の途中から角度検出手段にて挟み込み角度を検出し、
この挟み込み角度における算出されたワーク先端座標位
置に基づいてロボットグリッパを位置制御せしめてクラ
ンプすることを特徴とするものである。

【００１８】したがって、ロボットグリッパは曲げ加工
開始から途中までを「開追従」するとしても、途中から
「閉追従」に切り換えることにより最終的には正確にク
ランプされる。

【００１９】請求項４によるこの発明の曲げ加工装置
は、ワークをクランプするロボットグリッパを備え、こ
のワークをパンチとダイとの協働にて曲げ加工する曲げ
加工位置に対して供給及び位置決め自在なロボットを有
する曲げ加工装置において、曲げ加工中のワークの挟み
込み角度を検出する角度検出手段を設け、目標挟み込み
角度までの計算上のワーク先端軌跡に対して前記角度検
出手段にて検出された挟み込み角度におけるワークの引
き込まれ量を算出し、この算出した引き込まれ量に基づ
いて前記挟み込み角度におけるワーク先端座標位置を算
出する第２演算装置と、この算出されたワーク先端座標
位置に基づいてロボットグリッパを位置制御せしめる指
令部と、を備えた制御装置を設けてなることを特徴とす
るものである。

【００２０】したがって、請求項１記載の作用と同様で
あり、逐次、曲げ加工中における挟み込み角度とワーク
の引き込まれ量が算出されてワーク先端位置座標が計算
されるので、ロボットグリッパがワークに正確に追従し
ていくためにワークとロボットグリッパの位置との相対
位置関係は変化しない。その結果、ロボットグリッパは
曲げ加工開始から終了までワークをクランプして「閉追
従」することもでき、あるいは曲げ加工の途中からクラ
ンプして「閉追従」するとしても正確に且つ容易にクラ
ンプ位置決めすることが可能となるので時間短縮が図ら
れる。

【００２１】請求項５によるこの発明の曲げ加工装置
は、請求項４の曲げ加工装置において、前記角度検出手
段が、ダイのダイ溝の両肩部付近においてワークの傾斜
した両側面の複数箇所に基準位置からレーザ光を照射し
てレーザ照射点までの距離を測長するレーザ測長器と、
このレーザ測長器によって測長した基準位置から複数の
レーザ照射点までの距離に基づいてワークの両側面の傾
斜角を演算し、この演算した各傾斜角に基づいてワーク
の挟み込み角度を演算する第１演算装置と、からなるこ
とを特徴とするものである。

【００２２】したがって、曲げ加工中のワークの挟み込
み角度は、レーザ測長器により測長された基準位置から
複数のレーザ照射点までの距離に基づいてワークの両側
面の傾斜角が演算されることから逐次、容易に演算され
ることにより検出される。

【００２３】請求項６によるこの発明の曲げ加工装置
は、前記角度検出手段が、ダイの上面からワークの曲げ
部の下死点までの刃間距離を検出するワーク下死点検出
装置と、前記制御装置に予め記憶されたデータベースか
ら前記ワーク下死点検出装置にて検出された刃間距離に
対応する挟み込み角度を検出する比較判断部と、からな
ることを特徴とするものである。

【００２４】したがって、曲げ加工中のワークの挟み込
み角度は、ワーク下死点検出装置により検出された刃間
距離に基づいてデータベースから逐次、容易に検出され
る。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の曲げ加工方法及
びその装置の実施の形態について、図面を参照して説明
する。

【００２６】図２ないしは図３を参照するに、本実施の
形態に係わる曲げ加工装置としての例えばプレスブレー
キ１は、立設されたサイドフレーム３を備えており、こ
のサイドフレーム３の上部前面には上部テーブル５が設
けられており、この上部テーブル５の下部にはパンチ装
着部としての中間板７にパンチＰが着脱可能に装着され
ている。一方、サイドフレーム３の下部前面には下部テ
ーブル９が設けられている。この下部テーブル９の上の
ダイ装着部にはダイＤが着脱可能に装着されている。

【００２７】また、プレスブレーキ１は上部、下部テー
ブル５，９の一方がラムとして昇降可動し、パンチＰと
ダイＤとの協働によりワークＷに折曲げ加工が行われる
よう構成されている。なお、本実施の形態では例えば下
部テーブル９がラムシリンダ１１（図１１を参照）によ
り昇降するよう構成されている。

【００２８】また、プレスブレーキ１にはロボットグリ
ッパ１３にてワークＷをクランプしてプレスブレーキ１
の曲げ加工線に対してワークＷを自動的に供給及び位置
決め自在なワーク移動装置としての例えばロボット１５
が下部テーブル９の表側を図２において左右方向（Ｘ方
向）に移動自在に設けられている。なお、上記のロボッ
ト１５には所望の曲げ加工線に対してワークＷを供給及
び位置決め自在なロボットグリッパ１３がプレスブレー
キ１に対して前後方向（Ｙ方向）及び上下方向（図３に
おいて上下方向で、Ｚ方向）に移動自在に設けられてい
る。

【００２９】ロボット１５は、本実施の形態においては
昇降自在な下部テーブル９に一体的に取付けたベースプ
レート１７に装着されている。

【００３０】より詳細には、ベースプレート１７はダイ
Ｄの長手方向に沿うＸ軸方向に延伸されており、このベ
ースプレート１７の前面に第１移動台１９がＸ軸方向に
移動自在に支承されている。この第１移動台１９には、
ベースプレート１７の備えたＸ軸方向のラック２１に噛
合したピニオン（図示省略）が第１モータ２３により回
転駆動自在に設けられている。なお、前記第１モータ２
３にはエンコーダのごとき位置検出装置が備えられてい
るので、第１移動台１９のＸ軸方向の移動位置を検知す
ることができる。

【００３１】また、第１移動台１９には、上部側がＹ軸
方向に拡大した扇形状部２５が設けられており、この扇
形状部２５の上部には図３に示されているように後側よ
りも前側が低くなるように湾曲した円弧状のガイド部材
としてラック部材２７が設けられている。このラック部
材２７には、ラック部材２７に沿ってＹ軸方向に移動自
在の第２移動台２９が支承されている。この第２移動台
２９には、ラック部材２７に噛合したピニオンが第２モ
ータ３１により回転駆動自在に設けられている。なお、
前記第２モータ３１には第１モータ２３と同様にエンコ
ーダのごとき位置検出装置が備えられているので、第２
移動台２９のＸ軸方向の移動位置を検知することができ
る。

【００３２】また、上記の第２移動台２９には、第２移
動台２９の移動方向に対して直交する上下のＺ軸方向に
移動自在な昇降支柱３３が支承されている。この昇降支
柱３３には上下方向のラックが形成されており、このラ
ックと噛合したピニオンが第３モータ３５により回転駆
動自在に設けられている。なお、前記第３モータ３５に
は第１モータ２３と同様にエンコーダのごとき位置検出
装置が備えられているので、昇降支柱３３は第３モータ
３５の駆動によって上下動され、且つ上下動位置は前記
位置検出装置により検知される。

【００３３】第２移動台２９がラック部材２７に沿って
前側へ移動されたときには、昇降支柱３３は前側へ傾斜
した状態になり、斜めに昇降するものであり、上昇時に
は下部テーブル９からワークＷを離反するように機能す
るものとなる。

【００３４】また、昇降支柱３３の上部には、Ｙ軸方向
に延伸したアーム３７が適宜に固定されている。このア
ーム３７の先端部にはワークＷの一側縁部を把持自在な
ロボットグリッパ１３が装着されている。

【００３５】より詳細には、ロボットグリッパ１３はＸ
軸と平行なＢ軸を中心として上下方向に回動自在に設け
られており、上記のＢ軸と直交するＡ軸を中心として旋
回自在に設けられている。また、上記Ａ軸を中心として
ロボットグリッパ１３を旋回するための第４モータ３９
及びＢ軸を中心としてロボットグリッパ１３を上下に回
動するための第５モータ４１が上記アーム３７に装着さ
れている。上記の第４，第５モータ３９，４１は、図１
１に示されているように後述する制御装置に接続されて
おり、前述した第１モータ２３と同様にエンコーダのご
とき位置検出装置を備えているものである。

【００３６】また、ロボットグリッパ１３には、ワーク
Ｗをクランプ・アンクランプするための上部ジョー４３
と下部ジョー４５とが備えられている。上記の上部、下
部ジョー４３，４５はＢ軸回りに回動自在な回動スリー
ブ（図示省略）に旋回自在に支承されているので、上部
ジョー４３と下部ジョー４５にクランプされたワークＷ
は例えば図３に示されているようにＢ軸回りに反転され
るほどの大きな角度範囲で旋回されるように構成されて
いる。

【００３７】また、プレスブレーキ１には図４に示され
ているようにロボット１５のロボットグリッパ１３に把
持されて移動されるワークＷの位置決めをするためのワ
ーク位置決め装置としての例えば突当て装置４７が設け
られている。この突当て装置４７としては、本実施の形
態ではワークＷのＸ軸方向を位置決めする２つのＸ軸突
当て部４９と、ワークＷのＹ軸方向を位置決めする１つ
のＹ軸突当て部５１と、から構成されている。

【００３８】より詳しくは、Ｘ軸突当て部４９は、Ｘ軸
突当て部本体５３が下部テーブル９の図４において左側
に前後方向（Ｙ方向）に延伸されたＹ軸ガイドレール５
５に沿ってＹ方向に移動自在であると共にＹ軸ガイドレ
ール５５に平行するラック５７とピニオン（図示省
略）、Ｘ軸突当て部モータ５９を介してＹ方向に移動位
置決め自在に設けられている。なお、Ｘ軸突当て部モー
タ５９はエンコーダのごとき位置検出装置を備えている
ものである。

【００３９】また、Ｘ軸突当て部本体５３にはＸ軸方向
へ伸縮するピストンロッドを備えたＸ軸シリンダ６１が
設けられており、ピストンロッドの先端部がＸ軸突当て
部４９として機能する。なお、Ｘ軸突当て部４９の先端
にはワークＷの当接を検出するＸ軸突当てセンサ６３が
装着されている。

【００４０】Ｙ軸突当て部５１は、Ｙ軸突当て部本体６
５が下部テーブル９の裏側に左右方向（Ｘ方向）に延伸
されたＸ軸ガイドレール６７に沿ってＸ方向に移動自在
であると共にＸ軸ガイドレール６７に平行するラック６
９とピニオン（図示省略）、Ｙ軸突当て部モータ７１を
介してＸ方向に移動位置決め自在に設けられている。な
お、Ｙ軸突当て部モータ７１は、前述したＸ軸突当て部
モータ５９と同様にエンコーダのごとき位置検出装置を
備えているものである。

【００４１】また、Ｙ軸突当て部本体６５にはＹ軸方向
へ伸縮するピストンロッドを備えたＹ軸シリンダ７３が
設けられており、ピストンロッドの先端部がＹ軸突当て
部５１として機能する。なお、Ｙ軸突当て部５１の先端
にはワークＷの当接を検出するＹ軸突当てセンサ７５が
装着されている。

【００４２】したがって、折曲げ加工すべきワークＷが
ロボット１５により突当て装置４７の２つのＸ軸突当て
部４９と１つのＹ軸突当て部５１へ突き当てられるよう
に移動されて位置決めされる。このとき、複数箇所のＸ
軸突当てセンサ６３とＹ軸突当てセンサ７５の検出によ
りワークＷの端縁が突当て位置決めされたことを検出す
ることとなる。

【００４３】なお、図２における左側のサイドフレーム
３の左側には、上記のロボット１５及びロボットグリッ
パ１３、突当て装置４７、ラムシリンダ１１などを制御
せしめるための制御装置７７が設けられている。

【００４４】図１１を参照するに、制御装置７７は、中
央処理装置としてのＣＰＵ７９を備えており、このＣＰ
Ｕ７９には種々のデータを入力するための入力手段とし
ての例えばキーボードのごとき入力装置８１と、種々の
データを表示せしめるＣＲＴごとき表示装置８３が接続
されている。

【００４５】また、ＣＰＵ７９には、展開図、三面図、
立体図等により得られるワークＷの曲げ加工情報として
例えば曲げ長さ、曲げ角度、フランジ長さなどのデータ
が入力装置８１から入力されて記憶される第１メモリ８
５が接続されている。

【００４６】さらに、ＣＰＵ７９には金型レイアウト情
報、ロボットグリッパ１３の情報、グリッパ基準面情報
及びグリッパ移動距離に基づき、ロボットグリッパ１３
をプレスブレーキ１の所定の金型取付位置へ移動位置決
めする指令を後述するロボット軸制御部へ与える指令部
としての例えば主制御部８７が接続されている。

【００４７】また、ＣＰＵ７９には、ロボットグリッパ
１３をワークＷのはね上がりに追従せしめる追従モード
に切り換えるためのモード切換スイッチ８９が主制御部
８７を介して接続されており、オペレータが表示装置８
３の画面を見ながら可動テーブルである下部テーブル９
のストロークを調整するための手動パルサ９１が主制御
部８７を介して接続されている。

【００４８】また、ＣＰＵ７９には、ロボット１５の各
軸を制御するロボット軸制御部９３が接続されており、
このロボット軸制御部９３を介して上述した第１モータ
２３、第２モータ３１、第３モータ３５、第４モータ３
９、第５モータ４１及び各エンコーダが接続されてい
る。

【００４９】さらに、ＣＰＵ７９には、突当て装置４７
の各軸を制御する突当て装置軸制御部９５が接続されて
おり、この突当て装置軸制御部９５を介して上述したＸ
軸突当て部モータ５９、Ｙ軸突当て部モータ７１及び各
エンコーダが接続されており、さらに、Ｘ軸シリンダ６
１とＸ軸突当てセンサ６３、Ｙ軸シリンダ７３とＹ軸突
当てセンサ７５も接続されている。

【００５０】次に、本実施の形態に係わる角度検出手段
としての曲げ角度検出装置９７ついて図面を参照して説
明する。

【００５１】ダイＤの左右方向の適宜位置には図５，図
６に示されているようにダイ溝ＤＶに連通して複数のス
リット９９が形成されている。このスリット９９の代わ
りに穴であっても構わない。このスリット９９内には図
６に示されているように右斜め上方へほぼ４５°傾斜し
て反射面を構成する反射ミラー１０１が設けられてい
る。また、下部テーブル９の裏面にはＸ軸モータ１０３
によりＸ軸方向、Ｌ軸モータ１０５によりＹ軸方向と同
方向のＬ軸方向、Ｚ軸モータ１０７によりＺ軸方向へ移
動自在な支持ブラケット１０９が設けられており、この
支持ブラケット１０９にレーザ測長器１１１が設けられ
ている。なお、各Ｘ軸モータ１０３、Ｌ軸モータ１０
５、Ｚ軸モータ１０７にはそれぞれ位置検出器としての
エンコーダ（図示省略）が備えられている。

【００５２】上記構成により、レーザ測長器１１１はＸ
軸方向、Ｌ軸方向、Ｚ軸方向へ移動せしめられて所望の
位置へ位置決めされるものである。しかも、レーザ測長
器１１１から照振されたレーザ光ＬＢは反射ミラー１０
１で反射された後にスリット９９内を通ってワークＷの
側面に照射される。照射されたレーザ光ＬＢは戻り光と
してレーザ測長器１１１へ戻されてレーザ測長器１１１
からワークＷの側面までの距離が検出されることにな
る。なお、レーザ測長器１１１のＬ軸方向の先端位置で
ある基準位置は予めＬ軸モータ１０５により所望の位置
に位置決めされるものである。

【００５３】また、レーザ測長器１１１をＺ軸モータ１
０７により移動位置決めさせることでワークＷの両側面
までの複数の距離が検出される。したがって、この検出
されたワークＷの両側面までの距離を用いてワークＷの
折曲げ角度が正確に演算されるものである。

【００５４】再び図１１を参照するに、制御装置７７の
ＣＰＵ７９にはレーザ測長器１１１で検出されたワーク
Ｗの側面までの距離が入力されて記憶される距離メモリ
１１３が接続されている。

【００５５】また、ＣＰＵ７９には、レーザ測長器１１
１で検出されたワークＷの側面までの距離に基づいて折
曲げ角度を演算するための第１演算装置１１５が接続さ
れている。

【００５６】また、ＣＰＵ７９には、曲げ角度検出装置
９７（ＢＩ；Bending Indicatorの略）の各軸を制御す
るＢＩ軸制御部１１７が接続されており、このＢＩ軸制
御部１１７を介して上述したＸ軸モータ１０３、Ｌ軸モ
ータ１０５、Ｚ軸モータ１０７及び各エンコーダが接続
されている。

【００５７】折曲げ角度を演算するアルゴリズムについ
て説明すると、図７を参照するに、レーザ測長器１１１
は例えば１個の発光器１１９、受光器１２１が備えられ
ており、この１個の発光器１１９から照振されたレーザ
光ＬＢの光軸１，２は反射ミラー１０１で反射されてワ
ークＷの図７においてワークＷの右側面へ照射される。
その後、戻り光として受光器１２１で受光される。レー
ザ測長器１１１が２点鎖線で示されているようにＺ軸方
向の上方へ移動位置決めされて前述した要領でもってレ
ーザ光ＬＢの光軸３、４で照射せしめることにより、ワ
ークＷの図７において左側面へ照射される。その後、戻
り光として受光器１２１で受光される。したがって、ワ
ークＷの４点である両側面までの距離が検出されること
となる。

【００５８】すなわち、そのときのＺ_１→Ｚ_２の移動量
がｌ_１であり、Ｚ_３→Ｚ_４の移動量がｌ_２である。ま
た、Ｚ_２→Ｚ_３の移動量がＬである。

【００５９】この検出された距離をもとにして図８を参
照して折曲げ角度θを演算すると、次の如くになる。

【００６０】光軸１と光軸２においては、 ｌ’_１＝ｌ_１／cosα_１……（１） ｌ_１２＝（ｌ’_１／２）×［１／cos（90−α_１）］ ＝（ｌ_１／２）×｛１／cosα_１×cos（90−α_１）｝……（２） 計測長の差をａ_１とすると、 α_２＝tan^−１（ａ_１／ｌ_１） α_３＝cos^−１（ｌ_１／ｌ_１２）＝cos^−１（２cosα_１
×cos（90−α_１））となり、 θ_１＝90−（α_２＋α_３） θ_１＝90−｛tan^−１（ａ_１／ｌ_１）＋cos^−１（２cosα_１×cos（90−α_１） ）｝ ……（３） 光軸３と光軸４においては、 ｌ’_２＝ｌ_２／cosα_１……（４） ｌ_２２＝（ｌ’_２／２）×［１／cos（90−α_１）］ ＝（ｌ_２／２）×｛１／cosα_１×cos（90−α_１）｝……（５） 計測長の差をａ_２とすると、 α_４＝tan^−１（ａ_２／ｌ_２） α_５＝cos^−１（ｌ_２／ｌ_２２）＝cos^−１（２cosα_１
×cos（90−α_１））となり、 θ_２＝90−（α_４−α_５） θ_２＝90−｛tan^−１（ａ_２／ｌ_２）−cos^−１（２cosα_１×cos（90−α_１） ）｝ ……（６） したがって、 θ＝θ_１＋θ_２＝180−｛tan^−１（ａ_１／ｌ_１）＋tan
^−１（ａ_２／ｌ_２）｝ となる。

【００６１】次に、本実施の形態に係わる角度検出手段
を構成するワーク下死点検出装置１２３について図面を
参照して説明する。

【００６２】図９を参照するに、ダイＤの内部にはダイ
Ｄの長手方向に複数の変位計１２５が設けられている。
この変位計１２５ではスプリング１２７により常時上方
に付勢されてダイＤのＶ溝に上下移動時材に突出する検
出ピン１２９が設けられており、この検出ピン１２９の
上下位置を検出するリニアスケール１３１がスプリング
１２７の下方に設けられている。

【００６３】したがって、パンチＰにより押し曲げられ
たワークＷが検出ピン１２９を下方へ押し、このときの
検出ピン１２９の上下位置をリニアスケール１３１によ
り検出して図１０に示されているように、検出ピン１２
９の上端部とダイＤの上面との距離を刃間距離ＳＴとし
て求める。

【００６４】再び図１１を参照するに、前述した制御装
置７７のＣＰＵ７９には、図１２に示されているように
曲げ角度と刃間距離との関係を示すグラフに基づくデー
タベースを記憶するデータベースファイル１３３と、前
記データベースを修正するデータ修正部１３５と、曲げ
加工されたワークＷの曲げ角度の実測角度を目標角度と
比較する比較判断部１３７と、ラムシリンダ１１を制御
してパンチＰのストロークを制御するストローク指令部
１３９とが接続されている。さらに、変位計１２５が接
続されており、検出信号が伝達されるようになってい
る。

【００６５】上記構成により、データベースに記憶され
ている曲げ角度と刃間距離との関係を示すグラフや計算
式により、所望の曲げ角度（ここでは９０°）に仕上が
るような挟み込み角度での刃間距離ＳＴ１が求められ
る。すなわち、このような曲げ角度と刃間距離ＳＴ１と
の関係を示すグラフや計算式では、実際の曲げ角度であ
る仕上がり角度と、予めワークＷ毎にワーク条件からス
プリングバック量を計算して考慮した挟み込み角度が示
されているので、刃間距離ＳＴ１が検出されることによ
り挟み込み角度を求めることができる。

【００６６】再び図１１を参照するに、前述した制御装
置７７のＣＰＵ７９には、上述した曲げ角度検出装置９
７やワーク下死点位置検出装置１２３により算出された
ワークＷの挟み込み角度に基づいてワークＷの引き込ま
れ量を計算すると共にこの引き込まれ量からワークＷの
先端座標、換言すればグリッパによるクランプ位置座標
を計算する第２演算装置１４１が接続されている。

【００６７】また、ＣＰＵ７９には、Ｄ値の計算値に基
づいてＤ軸にパルス分配を行ってベンダ軸を移動せしめ
る移動量を計算し、且つ第２演算装置１４１で算出され
たワーク先端座標の計算値に基づいてロボット１５の各
軸にパルス分配を行ってロボット１５を追従すべく移動
せしめる移動量を計算するためのパルス分配量演算装置
１４３が接続されている。

【００６８】次に、図１を参照して、本発明に係わる曲
げ加工方法について説明する。

【００６９】金型データとしてダイＶ幅Ｖ、ダイ肩アー
ルＤＲ、ダイ溝角度ＤＡ、パンチ先端アールＰＲ、パン
チ角度ＰＡ、パンチ傾斜長さＰＬ、ワークデータとして
板厚ｔ、摩擦係数μ、ワークフランジ長さＬ、仕上がり
角度θなどの曲げ条件が入力装置８１より入力されて第
１メモリ８５に記憶される。（ステップＳ１）。

【００７０】モード切換スイッチ８９がＯＮされて追従
モードに切り換えられる。ワークＷはロボットグリッパ
１３によりクランプされた状態のままで、ロボットグリ
ッパ１３が曲げ加工時のワークＷのはね上がりに追従す
る「閉追従」である（ステップＳ２）。

【００７１】オペレータにより手動パルサ９１で下部テ
ーブル９が駆動されるか、或いは目標挟み込み角度θ’
が入力されて自動的に下部テーブル９が駆動される（ス
テップＳ３）。

【００７２】ワークＷの挟み込み角度θが測定される。
つまり、曲げ角度検出装置９７あるいはワーク下死点検
出装置１２３により得られたデータに基づいて挟み込み
角度θが計算される。この挟み込み角度θの測定は目標
挟み込み角度θ'に到達するまでの曲げ加工中に逐次行
われる（ステップＳ５及びＳ６）。

【００７３】測定挟み込み角度θが目標挟み込み角度
θ'に到達していない場合は、測定挟み込み角度θと目
標挟み込み角度θ'との差から、残りの曲げ加工すべき
角度が計算される。この残りの角度が段階的に追い込ま
れるように分割した角度、及びこの角度に対するＤ値、
ワークの先端座標つまりロボットグリッパによりクラン
プされるためのロボットＴＣＰ（テーチングポイント）
座標が計算される。

【００７４】例えば、ワークの引き込まれ量を考慮して
いない状態での目標挟み込み角度θ'までのワークＷの
端縁の円弧状の軌跡は、図１３に示されているように単
純な計算上で求められる。

【００７５】一方、測定された挟み込み角度θから目標
挟み込み角度θ'までの角度差が、図１３に示されてい
るように段階的にθ１、θ２、θ３、…、θｉに分割さ
れ、各挟み込み角度θ１、θ２、θ３、…、θｉにおけ
るＤ軸のストローク値（Ｄ値）と、それぞれの引き込ま
れ量Ｌを考慮したときのワークの先端座標（ｘｉ，ｙ
ｉ）が演算して求められる。

【００７６】例えば各挟み込み角度θ１、θ２、θ３、
…、θｉに対応するワークＷの引き込まれ量Ｌ１、Ｌ
２、Ｌ３、…、Ｌｉが、塑性理論式ｆ（Ｖ，ＤＲ，Ｄ
Ａ，ＰＲ，ＰＡ，ＰＬ，Ｘ，μ，ｎ，Ｆ）を使用して第
２演算装置１４１により計算される。なお、この場合は
材料定数としてｎ値、Ｆ値が予め入力装置８１から入力
されて第１メモリ８５に記憶されている。

【００７７】したがって、挟み込み角度がθ１のときの
引き込まれ量がＬ１であるときは、計算上の軌跡と引き
込まれ量Ｌ１との差から、ワーク先端座標（ｘ１，ｙ
１）がロボットＴＣＰ座標として算出される。このとき
のＤ値もＤ１として算出される。

【００７８】同様にして、挟み込み角度がθ２のときの
引き込まれ量がＬ２であるときは、ワーク先端座標（ｘ
２，ｙ２）がロボットＴＣＰ座標として算出され、Ｄ値
がＤ２として算出される。

【００７９】挟み込み角度がθ３のときの引き込まれ量
がＬ３であるときは、ワーク先端座標（ｘ３，ｙ３）が
ロボットＴＣＰ座標として算出され、Ｄ値がＤ３として
算出される。

【００８０】以上のように、測定された挟み込み角度と
目標挟み込み角度の差に基づいて、段階的に追い込まれ
て曲げられる挟み込み角度に対応する引き込まれ量が計
算され、この計算された引き込まれ量に基づいてロボッ
トＴＣＰ座標、Ｄ値が算出される（ステップＳ７及びＳ
８）。

【００８１】上記の算出されたＤ値の計算値Ｄ１、Ｄ
２、Ｄ３、…、Ｄｉに基づいてＤ軸にパルス分配が行わ
れ、ベンダ軸（Ｄ軸）が移動する（ステップＳ９及びＳ
１０）。

【００８２】上記のステップＳ７で算出されたワーク先
端座標の計算値（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ
３，ｙ３）、…、（ｘ１，ｙ１）に基づいてロボット１
５の各軸にパルス分配が行われ、ロボットグリッパ１３
がワーク先端座標に追従すべくロボット１５のＹ軸、Ｚ
軸、Ａ軸、Ｂ軸などのロボット軸が移動する（ステップ
Ｓ１１及びＳ１２）。

【００８３】上記のステップＳ５〜Ｓ１２が繰り返され
て測定挟み込み角度θが目標挟み込み角度θ'に到達し
たときにモード切換スイッチ８９がＯＦＦとなって追従
モードが切りとなる（ステップＳ１３）。

【００８４】下部テーブル９が下降してパンチＰとダイ
Ｄが離反する（ステップＳ１５）。

【００８５】以上のように、逐次、挟み込み角度と加工
中におけるワークＷの引き込まれ量が算出され、ワーク
先端位置（ロボットグリッパ１３のクランプ位置）座標
が計算されるので、ロボットグリッパ１３がワークＷに
正確に追従していくためにワークＷとロボットグリッパ
１３の位置との相対位置関係は変化しないこととなる。

【００８６】上述した実施の形態では、図１４に示され
ているように曲げ加工開始時から終了までの間をワーク
Ｗがロボットグリッパ１３にてクランプされた状態でロ
ボット１５が追従する所謂「閉追従」であったが、他の
実施の形態としては、図１５に示されているように曲げ
加工開始から曲げ加工終了の手前までは、図１のフロー
チャート図でステップＳ４においてロボットグリッパ１
３がワークＷをアンクランプした状態でワークＷのはね
上がりに追従する所謂「開追従」で行われるようにして
も構わない。この場合、例えばワークＷがステップＳ１
４にてロボットグリッパ１３によりクランプされてい
る。

【００８７】この場合の一つの方法としては、曲げ加工
終了の手前で、前述したように曲げ角度検出装置９７に
よりリアルタイムに得られた挟み込み角度のデータに基
づいてワークＷの引き込まれ量が計算されることにより
ワーク先端座標が計算され、このワーク先端座標に基づ
いてロボットグリッパ１３が追従してワークＷをクラン
プする。その後、曲げ加工終了まで「閉追従」が行わ
れ、曲げ角度検出装置９７によりリアルタイムに得られ
た挟み込み角度のデータに基づいて計算されたワーク先
端座標に従って追従することとなる。

【００８８】この場合の他の方法としては、曲げ加工終
了の手前で、前述したようにワーク下死点検出装置１２
３によりリアルタイムに得られたＤ値のデータにより測
定挟み込み角度θが計算され、この測定挟み込み角度θ
のデータに基づいてワークＷの引き込まれ量が計算され
ることによりワーク先端座標が計算され、このワーク先
端座標に基づいてロボットグリッパ１３が追従してワー
クＷをクランプする。その後、曲げ加工終了まで「閉追
従」が行われ、曲げ角度検出装置９７によりリアルタイ
ムに得られた挟み込み角度のデータに基づいて計算され
たワーク先端座標に従って追従することとなる。

【００８９】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。

【００９０】

【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態の説明か
ら理解されるように、請求項１の発明によれば、逐次、
曲げ加工中における挟み込み角度とワークの引き込まれ
量を算出してワーク先端位置座標を計算できるので、ロ
ボットグリッパがワークに正確に追従できる。ワークと
ロボットグリッパの位置との相対位置関係が変化しない
ので、ロボットグリッパが曲げ加工開始から終了までワ
ークをクランプして「閉追従」することができ、あるい
は曲げ加工の途中からクランプして「閉追従」するとし
ても正確に且つ容易にクランプ位置決めすることができ
るので時間短縮を図ることができる。

【００９１】請求項２の発明によれば、ロボットグリッ
パは曲げ加工開始から終了までワークをクランプして
「閉追従」することにより、改めてクランプし直す必要
がなくなるのでより一層時間短縮を図ることができる。

【００９２】請求項３の発明によれば、ロボットグリッ
パは曲げ加工開始から途中までを「開追従」するとして
も、途中から「閉追従」に切り換えることにより最終的
には正確にクランプできる。

【００９３】請求項４の発明によれば、請求項１記載の
効果と同様であり、逐次、曲げ加工中における挟み込み
角度とワークの引き込まれ量を算出してワーク先端位置
座標を計算できるので、ロボットグリッパがワークに正
確に追従できる。ワークとロボットグリッパの位置との
相対位置関係が変化しないので、ロボットグリッパが曲
げ加工開始から終了までワークをクランプして「閉追
従」することができ、あるいは曲げ加工の途中からクラ
ンプして「閉追従」するとしても正確に且つ容易にクラ
ンプ位置決めすることができるので時間短縮を図ること
ができる。

【００９４】請求項５の発明によれば、レーザ測長器に
より測長された基準位置から複数のレーザ照射点までの
距離に基づいてワークの両側面の傾斜角が演算されるの
で、曲げ加工中のワークの挟み込み角度を、逐次、容易
に演算して検出できる。

【００９５】請求項６の発明によれば、曲げ加工中のワ
ークの挟み込み角度が、ワーク下死点検出装置により検
出された刃間距離に基づいてデータベースから逐次、容
易に検出できる。

【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、曲げ加工方
法のフローチャート図である。

【図２】本発明の実施の形態で用いられる曲げ加工装置
としてのプレスブレーキの正面図である。

【図３】本発明の実施の形態で用いられる曲げ加工装置
としてのプレスブレーキの側面図である。

【図４】本発明の実施の形態における突当て装置の概略
的な斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態におけるダイの正面図であ
る。

【図６】本発明の実施の形態における曲げ角度検出装置
の概略的な側面図である。

【図７】曲げ角度検出装置にて曲げ角度を検出する説明
図である。

【図８】曲げ角度検出装置にて曲げ角度を検出する説明
図である。

【図９】本発明の実施の形態におけるワーク下死点検出
装置の変位計を示す断面図である。

【図１０】ワーク下死点検出装置における刃間距離を示
す説明図である。

【図１１】制御装置の構成ブロック図である。

【図１２】角度と刃間距離の関係を示すグラフである。

【図１３】曲げ加工中の挟み込み角度と引き込まれ量と
の関係を示す状態説明図である。

【図１４】曲げ加工中におけるロボットグリッパの「閉
追従」の状態を説明する説明図である。

【図１５】曲げ加工中におけるロボットグリッパの「開
追従」から「閉追従」に切換える状態を説明する説明図
である。

【図１６】従来のプレスブレーキのロボットによる「開
追従」の状態説明図である。

【図１７】従来のプレスブレーキのロボットによる「開
追従」の状態説明図である。

【符号の説明】

１ プレスブレーキ（曲げ加工機） ５ 上部テーブル ９ 下部テーブル １３ ロボットグリッパ １５ ロボット ７７ 制御装置 ８５ 第１メモリ ８７ 主制御部（指令部） ８９ モード切換スイッチ ９３ ロボット軸制御部 ９７ 曲げ角度検出装置 １１１ レーザ測長器 １１３ 距離メモリ １１５ 第１演算装置 １１７ ＢＩ軸制御部 １２３ ワーク下死点検出装置 １４１ 第２演算装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲げ加工機に対してワークを供給及び位
   置決め自在なロボットに備えられたロボットグリッパに
   よりクランプされているワークを曲げ加工する際に、曲
   げ加工中のワークの挟み込み角度を段階的に逐次、角度
   検出手段にて検出し、目標挟み込み角度までの計算上の
   ワーク先端軌跡に対して前記検出された挟み込み角度に
   おけるワークの引き込まれ量を算出し、この算出した引
   き込まれ量に基づいて前記挟み込み角度におけるロボッ
   トグリッパでクランプすべきワーク先端座標位置を算出
   し、この算出されたワーク先端座標位置に基づいて前記
   ロボットグリッパを位置制御せしめることを特徴とする
   曲げ加工方法。
2. 【請求項２】 上記曲げ加工中のワークを、曲げ加工開
   始時から終了時まで終始ロボットグリッパによりクラン
   プしていることを特徴とする請求項１記載の曲げ加工方
   法。
3. 【請求項３】 曲げ加工開始時から曲げ加工の途中まで
   を、ロボットグリッパでワークをアンクランプした状態
   で曲げ追従せしめ、曲げ加工の途中から角度検出手段に
   て挟み込み角度を検出し、この挟み込み角度における算
   出されたワーク先端座標位置に基づいてロボットグリッ
   パを位置制御せしめてクランプすることを特徴とする請
   求項１記載の曲げ加工方法。
4. 【請求項４】 ワークをクランプするロボットグリッパ
   を備え、このワークをパンチとダイとの協働にて曲げ加
   工する曲げ加工位置に対して供給及び位置決め自在なロ
   ボットを有する曲げ加工装置において、 曲げ加工中のワークの挟み込み角度を検出する角度検出
   手段を設け、 目標挟み込み角度までの計算上のワーク先端軌跡に対し
   て前記角度検出手段にて検出された挟み込み角度におけ
   るワークの引き込まれ量を算出し、この算出した引き込
   まれ量に基づいて前記挟み込み角度におけるワーク先端
   座標位置を算出する第２演算装置と、この算出されたワ
   ーク先端座標位置に基づいてロボットグリッパを位置制
   御せしめる指令部と、を備えた制御装置を設けてなるこ
   とを特徴とする曲げ加工装置。
5. 【請求項５】 前記角度検出手段が、ダイのダイ溝の両
   肩部付近においてワークの傾斜した両側面の複数箇所に
   基準位置からレーザ光を照射してレーザ照射点までの距
   離を測長するレーザ測長器と、このレーザ測長器によっ
   て測長した基準位置から複数のレーザ照射点までの距離
   に基づいてワークの両側面の傾斜角を演算し、この演算
   した各傾斜角に基づいてワークの挟み込み角度を演算す
   る第１演算装置と、からなることを特徴とする請求項４
   記載の曲げ加工装置。
6. 【請求項６】 前記角度検出手段が、ダイの上面からワ
   ークの曲げ部の下死点までの刃間距離を検出するワーク
   下死点検出装置と、前記制御装置に予め記憶されたデー
   タベースから前記ワーク下死点検出装置にて検出された
   刃間距離に対応する挟み込み角度を検出する比較判断部
   と、からなることを特徴とする請求項４記載の曲げ加工
   装置。