JP2007050447A - ロボットによる曲げ加工システム及び曲げ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ロボットで把持されたワークの片伸び値を測定する測定装置が小型であって構成が簡単であり、測定時間を短縮することにより、測定効率を向上させ、曲げ角度が９０°のみならず鋭角や鈍角のワークを測定対象とすることにより、測定対象の範囲を拡大し、且つワークの片伸び値を測定する測定装置を用いてワークを位置決めし、ロボットが機械本体と干渉することなく曲げ加工を行うロボットによる曲げ加工システム及び曲げ加工方法を提供する。
【解決手段】 ワークＷを把持するロボット１３のグリッパ１４と、該グリッパ１４に取り付けられ、ワークＷの片伸び値αを測定する測定装置１を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ロボットで把持されたワークの片伸び値を測定する測定装置が小型であって構成が簡単であり、測定時間を短縮することにより、測定効率を向上させ、曲げ角度が９０°のみならず鋭角や鈍角のワークを測定対象とすることにより、測定対象の範囲を拡大し、且つワークの片伸び値を測定する測定装置を用いてワークを位置決めし、ロボットが機械本体と干渉することなく曲げ加工を行うロボットによる曲げ加工システム及び曲げ加工方法に関する。

従来より、図１２に示すように、パンチＰとダイＤを備えた曲げ加工装置（例えばプレスブレーキ）において、平坦なワークＷを曲げ線ｍに沿って曲げ加工することにより、フランジＦを形成し、所定のフランジ寸法Ｈを得ようとする場合には、このフランジ寸法Ｈが重要寸法となる。

従って、ワーク位置決め時には（図１２（Ａ））、この重要寸法側である曲げ線ｍから先端部までのワーク部分Ｗ１を、図示するように、バックゲージの突当５０側に配置し、該重要寸法側ワーク部分Ｗ１を突当５０に突き当てて位置決めしている。

これにより、重要寸法側ワーク部分Ｗ１の位置決め状態が安定し、曲げ加工時に（図１２（Ｂ））、曲げ線ｍの位置が金型センタＣからずれることなく、より正確なフランジ寸法Ｈが得られるようになっている。

この場合、ワーク位置決め時（図１２（Ａ））における突き当て寸法Ｌ、即ち曲げ線ｍ位置からワーク先端部までの距離Ｌを算出し、この突き当て寸法Ｌの位置にバックゲージの突当５０を位置決めする必要がある。

このため、よく知られているように、ワークＷが曲げ加工時に（図１２（Ｂ））若干伸びることを考慮し、伸び値である片伸び値α（図４）を予め測定しておき、前記所定のフランジ寸法Ｈからこの片伸び値αを減じた値を、突き当て寸法Ｌとして算出している。

このことは、図１３に示すように、既に曲げ線ｍ１に沿って一方のフランジＦ１が形成されているワークＷの他方の曲げ線ｍ２に沿って新たなフランジＦ２をを形成し、所定の底部寸法Ａを得ようとする場合にも同様であり、この底部寸法Ａが重要寸法となる。

従って、ワーク位置決め時には（図１３（Ａ））、この重要寸法側である曲げ線ｍ２からフランジＦ１までのワーク部分Ｗ２を、図示するように、バックゲージの突当５０側に配置し、該重要寸法側ワーク部分Ｗ２を突当５０に突き当てて位置決めしている。

これにより、同様に、重要寸法側ワーク部分Ｗ２の位置決め状態が安定し、曲げ加工時に（図１３（Ｂ））、曲げ線ｍ２の位置が金型センタＣからずれることなく、より正確な底部寸法Ａが得られるようになっている。

この場合も、同様に、ワーク位置決め時（図１３（Ａ））における突き当て寸法Ｌ、即ち曲げ線ｍ２位置からフランジＦ１の外側までの距離Ｌを算出し、この突き当て寸法Ｌの位置にバックゲージの突当５０を位置決めする必要があり、このため、既述した片伸び値α（図４）を予め測定しておき、前記所定の底部寸法Ａからこの片伸び値αを減じた値を、突き当て寸法Ｌとして算出している。

しかし、前記片伸び値αは、ワークＷの板厚などの条件により異なることが多く、現実の加工の場合には、ある工程で測定した片伸び値αを、次工程の突き当て寸法に反映させ補正している。

例えば、図１２において、ある工程で片伸び値αを測定した場合には、次工程での所定のフランジ寸法Ｈからこの片伸び値αを減じることにより、次工程の突き当て寸法Ｌを算出し、予めＣＡＤ情報などから設定された突き当て寸法の値を補正している。

このことは、ワークＷを作業者が手動で把持して曲げ加工する場合も、また、該ワークＷをロボットのグリッパで把持して曲げ加工する場合も同様である。

そして、例えばワークＷをロボットのグリッパで把持して曲げ加工する場合に、ある工程において、既述した片伸び値α（図４）の代わりにフランジ寸法を測定し、フランジ寸法の測定値と目標値との差が許容範囲を越えている場合には、次工程における突き当て寸法（曲げ位置データ）を補正する手段が、特開平５−１５４５６０号公報に開示されている。

例えば図１２で述べた片伸び値αを測定することと、特開平５−１５４５６０号公報に開示されているフランジ寸法を測定することとは、いずれも、測定値を用いて突き当て寸法を補正することにより、より正確なフランジ寸法を得る点で、明らかに共通し、片伸び値αの測定と、フランジ寸法の測定とは、同義である。
特開平５ー１５４５６０号公報

上記特開平５−１５４５６０号公報に開示されている手段は、上部テーブルの後方に設置された駆動源であるモータと、該モータに対してギアとナットを介して結合し下方に延びるボールねじと、該ボールねじの下端に取り付けられた逆Ｌ字型の曲げ長さ検出器と、該曲げ長さ検出器に設けられたポテンショメータ、及びダイに設置された支持姿勢検出器から成る。

しかし、この手段は、全体としてあまりに大型であると共に、構成が複雑であり、それに伴ってコストも高くなる。

また、ロボットで把持されたワークを曲げ加工した後、ロボットがＶ曲げされたワークをダイのＶ溝から取り出してダイ上面に移動させ、フランジ部分をポテンショメータ１の下方に位置決めしなければならない。

そのため、加工終了後からフランジ寸法の測定が終了するまでの全体の測定時間が長くなり、測定効率が低下する。

更に、測定時には、精度を向上させるために、既述した支持姿勢検出器を用いてワークを水平にする必要があり、この点でも、全体の測定時間が長くなり、測定効率が低下する。更にまた、従来は、ポテンショメータを垂直に下降させフランジ端部に当接させることにより、フランジ寸法を測定しているので、フランジ部分の曲げ角度が９０°のワークしか測定対象とはならず（上記特開平５ー１５４５６０号公報の要約書の構成の欄の３行目に「直角状」と記載されている。）、このため、曲げ角度が鋭角や鈍角のワークは測定対象外であり、測定対象の範囲が極めて狭い。

一方、図１２、図１３で述べたように、従来より、正確なフランジ寸法Ｈや（図１２）底部寸法Ａ（図１３）を得るために、いずれの場合にも、重要寸法側ワーク部分Ｗ１、Ｗ２をバックゲージの突当５０側に突き当てて位置決めすることにより、該重要寸法側ワーク部分Ｗ１、Ｗ２の位置決め状態を安定させている。

しかし、ワークＷをロボットのグリッパ５１で把持して曲げ加工する場合であって、重要寸法側ワーク部分よりもそれとは反対側のグリッパ５１で把持されるワーク部分の方が寸法が小さい場合には、曲げ加工ができないことがある。

例えば図１３（Ａ）は、グリッパ５１で把持されているワーク部分Ｗ３の寸法が、重要寸法側ワーク部分Ｗ２の寸法よりも明らかに小さく、そのために、グリッパ５１がプレスブレーキの機械本体に近付き過ぎている。

従って、曲げ加工の進行に伴ってワークＷが跳ね上がり、その跳ね上がり動作にグリッパ５１が追従しようとした場合に、該グリッパ５１は、機械本体と干渉するおそれがあり、曲げ加工が実際にはできなくなる。

ところが、従来は、前記した長い寸法を有する重要寸法側ワーク部分Ｗ２をグリッパ５１で把持した状態でワークＷを位置決め可能とすることにより、曲げ加工時においてワーク追従動作を行うグリッパ５１と機械本体との干渉を回避し、曲げ加工を実現する手段は、何ら開示されていない。

本発明の目的は、ロボットで把持されたワークの片伸び値を測定する測定装置が小型であって構成が簡単であり、測定時間を短縮することにより、測定効率を向上させ、曲げ角度が９０°のみならず鋭角や鈍角のワークを測定対象とすることにより、測定対象の範囲を拡大し、且つワークの片伸び値を測定する測定装置を用いてワークを位置決めし、ロボットが機械本体と干渉することなく曲げ加工を行うロボットによる曲げ加工システム及び曲げ加工方法を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、
請求項１に記載したように、
ワークＷを把持するロボット１３のグリッパ１４と、
該グリッパ１４に取り付けられ、ワークＷの片伸び値αを測定する測定装置１を有することを特徴とするロボットによる曲げ加工システム、
請求項３に記載したように、
ロボット１３のグリッパ１４に取り付けられ、該グリッパ１４で把持されたワークＷの片伸び値αを測定する測定装置１と、
ロボット１３を駆動制御するロボット制御手段１０Ｆと、
前記ワークＷの片伸び値αを測定する測定装置１を駆動制御し、ロボット１３によるワーク位置決め時点における該測定装置１が示す値ａ₀ と、ロボット１３によるワーク追従動作終了時点における該測定装置１が示す値ａとを検出する測定装置制御手段１０Ｅと、
該検出された測定装置１の各値ａ₀ 、ａに基づいて、ワークＷの片伸び値αを算出する加工情報算出手段１０Ｄから成ることを特徴とするロボットによる曲げ加工システム、
請求項４に記載したように、
上記請求項１、又は３記載のロボットによる曲げ加工システムにおける曲げ加工方法であって、
（１）当該工程において、ワークＷの片伸び値αを測定した後、
（２）次工程以降において、前記測定した片伸び値αに基づいて、突き当て寸法Ｌを補正し、バックゲージ位置に使用し、
（３）２枚目以降のワークＷについても、上記（１）で１枚目のワークＷについて測定した片伸び値αに基づいて、突き当て寸法Ｌを補正し、バックゲージ位置に使用することを特徴とする曲げ加工方法、及び
請求項７に記載したように、
上記請求項１、又は３記載のロボットによる曲げ加工システムにおける曲げ加工方法であって、
曲げ加工の際に、ロボット１３が、バックゲージ突当２３を用いてワークＷを位置決めするか、グリッパ１４に取り付けられた片伸び値αを測定する測定装置１を用いてワークＷを位置決めするかを選択可能にしたことを特徴とする曲げ加工方法という手段を講じている。

上記本発明の構成によれば、例えばロボット１３で把持されたワークＷの片伸び値α（図４）を測定する測定装置１を、該ロボット１３のグリッパ１４に取り付けると共に、該測定装置１をポテンショメータにより構成したことにより、当該工程において（図３（Ａ））、ロボット１３のグリッパ１４で把持したワークＷを、予め設定された突き当て寸法Ｌの位置に位置決めされたバックゲージ突当２３に突き当てて位置決めした後、該ワークＷを（図３（Ｃ））ハーフクランプ状態でパンチＰとダイＤで固定した後、グリッパ１４を前進させ、ポテンショメータ１がＯＮ信号を出力した時点の該ポテンショメータ１の値ａ₀ と、曲げ加工の進行に伴うグリッパ１４のワーク追従動作終了時点（図３（Ｃ））の該ポテンショメータ１の値ａとの差により、片伸び値αを測定することができ、次工程以降においては、この測定した片伸び値αに基づいて、前記突き当て寸法Ｌを補正し、該補正後の突き当て寸法Ｌ位置に、バックゲージの突当２３を位置決めすることができる。

従って、本発明によれば、測定装置１がグリッパ１４に取り付けられているので、全体として極めて小型になり、また構成が簡単であり、しかも、当該工程において（図３）、曲げ加工終了と同時に片伸び値αが測定されるので（図３（Ｃ））、測定時間を短縮することにより、測定効率を向上させることが可能であり、更に、ワークＷ（図３（Ｂ））の後端部を、曲げ加工の開始から終了までグリッパ１４に取り付けられたポテンショメータ１のロッド１Ａに当接したままで片伸び値α（図３（Ｃ））が測定されるで、金型Ｐ、Ｄに関して、グリッパ１４とは反対側のワークＷの先端部側の曲げ角度とは無関係に測定可能であり、従って、曲げ角度が９０°のみならず鋭角や鈍角のワークを測定対象とすることができ、その分、測定対象の範囲を拡大することが可能となる。

また、上記本発明の構成によれば、工程ごとに、ロボット１３のワーク追従動作の軌跡（フォローイング軌跡）を算出し（図１１のステップ２０１）、この算出したロボット１３のフォローイング軌跡に基づいて、グリッパ１４がワークＷを把持して曲げ加工を行った場合に、機械本体と干渉するか否かの判断により（図１１のステップ２０２）、実際の曲げ加工の際には、従来どおり、バックゲージ突当２３を用いてワークＷを位置決めするか（図１１のステップ２０３）、グリッパ１４に取り付けられた測定装置１を用いてワークＷを位置決めするか（図１１のステップ２０４）を選択することができる。

従って、本発明によれば、従来できなかった重要寸法側のワーク部分Ｗ３（図９（Ｂ））をロボットのグリッパ１４で把持した状態で、測定装置１を用いてワークＷを位置決めすることが可能となり、これにより、ロボットが機械本体と干渉することなく曲げ加工を行うことができる。

上記のとおり、本発明によれば、ロボットで把持されたワークの片伸び値を測定する測定装置が小型であって構成が簡単であり、測定時間を短縮することにより、測定効率を向上させ、曲げ角度が９０°のみならず鋭角や鈍角のワークを測定対象とすることにより、測定対象の範囲を拡大し、且つワークの片伸び値を測定する測定装置を用いてワークを位置決めし、ロボットが機械本体と干渉することなく曲げ加工を行うロボットによる曲げ加工システム及び曲げ加工方法を提供するという効果を奏する。

以下、本発明を、実施の形態により添付図面を参照して、説明する。
図１は本発明の全体図であり、図示するロボットによる曲げ加工システムは、曲げ加工装置１１のＮＣ装置１０からＣＡＤ情報を入力して、曲げ順、金型Ｐ、Ｄ、金型レイアウトなどを算出すると共に、工程（曲げ順）ごとに、ロボット１３のワーク追従動作の軌跡を算出した後（図６のステップ１０１〜ステップ１０３）、１工程目では、後述する測定装置１であるポテンショメータを用いて、片伸び値αを（図４）測定し、２工程目以降では、１工程目で測定した片伸び値αを用いて、突き当て寸法Ｌを補正し、バックゲージ位置として使用する（図６のステップ１０４〜ステップ１０５）。

この場合の曲げ加工装置１１（図１）としては、プレスブレーキがあり、よく知られているように、上部テーブル２０に装着されたパンチＰと、下部テーブル２１に装着されたダイＤを有している。

下部テーブル２１の後方には、バックゲージが配置され、該バックゲージの突当２３は、スライダ２４に取り付けられ、該スライダ２４は、左右方向（紙面に垂直な方向）に延びるストレッチ２５に滑り結合している。

また、上記プレスブレーキの両側には、側板２２が設置され、各側板２２には、モータ又は油圧シリンダなどから成るラム駆動源が設けられ、下降式プレスブレーキでは、上部テーブル２０が下降することにより、上昇式プレスブレーキでは、下部テーブル２１が上昇することにより、既述したパンチＰとダイＤでワークＷを曲げ加工する。

前記下部テーブル２１のベースプレート１２には、ロボット１３が取り付けられている。

このロボット１３は、例えば５軸ロボットであって、ロボット全体の左右方向（Ｘ軸方向）駆動部ａと、アーム１９の前後方向（Ｙ軸方向）駆動部ｂ及び上下方向（Ｚ軸方向）駆動部ｃ、更には、該アーム１９先端のグリッパ１４の水平旋回（Ｘ軸を中心とする）駆動部ｄと鉛直旋回（Ｚ軸を中心とする）駆動部ｅを有する。

また、ロボット１３は、既述したように、そのアーム１９の先端に、グリッパ１４を有し、該グリッパ１４は、上下動自在な上グリッパ１４Ａと、固定された下グリッパ１４Ｂから成り、曲げ加工されるワークＷを把持するようになっている。

この構成により、ロボット１３は、後述するロボット制御手段１０Ｆから前記５軸の駆動信号が送られて来ると、既述した駆動部ａ〜ｅを動作させ、これにより、例えば、後述するように、グリッパ１４で把持したワークＷを位置決めし（図３（Ａ））、ワークＷをハーフクランプ状態で、グリッパ１４を前進させ（図３（Ｂ））、曲げ加工の進行に伴うワークＷの跳ね上がりに追従するワーク追従動作を行うことにより（図３（Ｃ））、測定装置１を介して片伸び値αを測定する。

更に、前記グリッパ１４の下グリッパ１４Ｂ上には（図２）、前記曲げ加工されるワークＷの伸び値、例えば片伸び値α（図４）を測定する測定装置１が取り付けられている。

即ち、既述したように、プレスブレーキにおいては、パンチＰ（図４）とダイＤによりワークＷを曲げ加工するが、曲げ加工時には、パンチＰの先端部近傍のワーク領域Ｒが丸みを帯びてアールが形成され、該ワークＷの上面は圧縮され、下面は引っ張られることにより、該ワークＷは、見掛け上伸びるが、このときのワークＷの片方の側（例えば右側）の見掛け上の伸び値を、片伸び値αという（例えば特開２００２−７９３１７号公報の段落番号０００４参照）。

そして、この片伸び値αを、既述したように、測定装置１で測定し、この測定装置１としては、例えばポテンショメータがある。

例えば、後述する１工程目の曲げ加工において（図６のステップ１０４）、グリッパ１４（図３（Ａ））で把持されたワークＷを、所定位置Ｌ（この位置は、予めＣＡＤ情報で算出された突き当て寸法Ｌの値に等しい）に位置決めした突当２３に突き当てて位置決めする。

このとき、図示するように、ワークＷの後端部と、ポテンショメータ１のロッド１Ａとは当接していないものとする。

この状態で、例えばパンチＰ（図３（Ｂ））を下降してピンチングポイントで停止させ、ダイＤ上のワークＷを固定した後、グリッパ１４のうちの上グリッパ１４Ａを僅かに上昇させ、ワークＷとグリッパ１４間に隙間を形成して、ワークＷをハーフクランプ状態にした後、グリッパ１４を前進させる。

これにより、ワークＷの後端部がポテンショメータ１のロッド１Ａに当接すると、該ポテンショメータ１がＯＮ信号を出力するが，そのＯＮ信号を出力した時点でのポテンショメータ１の値ａ₀ を後述する測定装置制御手段１０Ｅ（図１）が検出して記憶手段１０Ｃに記憶させる。

その後、パンチＰを更に下降させると（図３（Ｃ））、曲げ加工の進行に伴ってワークＷが跳ね上がり、グリッパ１４はその跳ね上がったワークＷに追従するが、パンチＰが所定のラムストロークに到達して停止し、グリッパ１４のワーク追従動作が終了した時点でのロッド１Ａが没入したポテンショメータ１の値ａを、同様に測定装置制御手段１０Ｅ（図１）が検出して記憶手段１０Ｃに記憶させる。

そして、記憶手段１０Ｃに記憶された前記ポテンショメータ１の値ａ₀ 、ａに基づいて、加工情報算出手段１０Ｄがα＝ａ−ａ₀ の式に従って、片伸び値αを算出し、これにより、本発明によれば、グリッパ１４に取り付けられたポテンショメータ１を介して片伸び値α（図３、図４）が測定されたことになる。

２工程目以降の曲げ加工においては（図６のステップ１０５）、前記１工程目で測定した片伸び値αを用い、突き当て寸法Ｌを補正し、この補正した突き当て寸法Ｌの位置に、バックゲージの突当２３を位置決めすることにより、バックゲージ位置して使用する。

図５は、既述した測定装置１の他の実施例を示す図であり、測定装置１がＣＣＤカメラの場合である。

この場合、例えばＣＣＤカメラで撮像したワークＷ後端部の画像を、ＮＣ装置１０（図１）に取り込み、同様に、加工情報算出手段１０Ｄが、α＝ａ（曲げ加工終了時のワークＷ後端部の値）−ａ₀ （ワーク位置決め時のワークＷ後端部の値）の式に従って、片伸び値αを算出する。

上記構成を有するプレスブレーキのＮＣ装置１０は（図１）、ＣＰＵ１０Ａと、入出力手段１０Ｂと、記憶手段１０Ｃと、加工情報算出手段１０Ｄと、測定装置制御手段１０Ｅと、ロボット制御手段１０Ｆと、曲げ制御手段１０Ｇを有する。

ＣＰＵ１０Ａは、加工情報算出手段１０Ｄ，測定装置制御手段１０Ｅなど図１に示す装置全体を統括制御する。

入出力手段１０Ｂは、例えばプレスブレーキの上部テーブル２０に取り付けられた操作盤（図示省略）であり、キーボードなどの入力手段と、液晶画面などの出力手段により構成され、ＣＡＤ情報を入力すると共に、入力結果は液晶画面で確認できる。

記憶手段１０Ｃは、前記入出力手段１０Ｂを介して入力されたＣＡＤ情報を記憶し、また、既述したポテンショメータ１（図３）を用いて片伸び値αを測定する場合の初期値ａ₀ と（図３（Ｂ））、最終値ａ（図３（Ｃ））を記憶し、更には、本発明による加工プログラム（例えば図６〜図８に相当）などを記憶する。

加工情報算出手段１０Ｄは（図１）、前記入出力手段１０Ｂを介して入力されたＣＡＤ情報（図６のステップ１０１）に基づいて、曲げ順、金型、金型レイアウトなどを算出し（図６のステップ１０２）、工程（曲げ順）ごとに、ロボット１３のワーク追従動作の軌跡を算出する（図６のステップ１０３）などワークＷの曲げ加工に必要な情報を算出する。

この場合，ロボット１３のワーク追従動作の軌跡Ｆ（フォローイング軌跡Ｆ）は（図３（Ｃ））、ワーク姿勢状態図（工程図）に基づいて算出される。

即ち、加工情報算出手段１０Ｄは（図１）、ＣＡＤ情報により、ワークＷ（図３（Ａ））の位置決め時点の姿勢と、跳ね上がり時点での姿勢（図３（Ｃ））から成るワーク姿勢状態図を作成し、この作成したワーク姿勢状態図に基づき、ロボット１３のフォローイング軌跡Ｆを算出する。

また、加工情報算出手段１０Ｄは（図１）、既述したように、記憶手段１０Ｃに記憶されたポテンショメータ１の値ａ₀ （図３（Ｃ））、ａに基づいて、片伸び値α（図４）を算出する。

測定装置制御手段１０Ｅは（図１）、測定装置１である例えばポテンショメータ１を駆動制御し、ポテンショメータ１が（図３（Ｂ））ＯＮ信号を出力した場合には、そのＯＮ信号を入力することにより、該ポテンショメータ１の値ａ₀ を検出して記憶手段１０Ｃ（図１）に記憶させる。

また、測定装置制御手段１０Ｅは、パンチＰ（図３（Ｃ））が所定のラムストロークに到達して曲げ加工が終了したことを後述する曲げ制御手段１０Ｇから知らされると、即ち、曲げ加工進行に伴うロボット１３のグリッパ１４のワーク追従動作が終了すると（図３（Ｃ））、その終了時点でロッド１Ａが没入したポテンショメータ１の値ａを検出して記憶手段１０Ｃ（図１）に記憶させる。

ロボット制御手段１０Ｆは、既述したように、５軸の駆動信号をロボット１３に送ることにより、該ロボット１３を駆動制御する。

曲げ制御手段１０Ｇは、ラム駆動源（モータや油圧シリンダなど）を駆動制御することにより、例えば下降式プレスブレーキであれば、ラムである上部テーブル２０を下降させることにより、パンチＰとダイＤでロボット１３のグリッパ１４で把持されたワークＷを曲げ加工する。

また、曲げ制御手段１０Ｇは、バックゲージ突当２３を予め所定位置に位置決めする。

以下、前記構成を有する本発明の動作を、図６〜図８に基づいて説明する。

（１）ロボット１３のワーク追従動作の軌跡を算出するまでの動作。
図６のステップ１０１において、ＣＡＤ情報を入力し、ステップ１０２において、曲げ順、金型、金型レイアウトなどを算出し、ステップ１０３において、工程（曲げ順）ごとに、ロボット１３のワーク追従動作の軌跡を算出する。

即ち、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、入出力手段１０Ｂを介してＣＡＤ情報が入力されたことを検知すると、加工情報算出手段１０Ｄを制御し、曲げ順、金型、金型レイアウトを算出させると共に、工程ごとに、ロボット１３のフォローイング軌跡Ｆ（図３（Ｃ））を算出させる。

（２）１工程目の曲げ加工動作。
図６のステップ１０４において、１工程目の曲げ加工動作を行い、片伸び値αを測定する。

このステップ１０４の詳細は、図７に示され、ロボット１３によりワークＷを搬入して（図７のステップ１０４Ａ）、ワークＷを位置決めした後（図７のステップ１０４Ｂ）、ラム２０を下降させ（図７のステップ１０４Ｃ）、該ラム２０がピンチングポイントに到達したときに（図７のステップ１０４ＤのＹＥＳ）、ラム２０を停止させる（図７のステップ１０４Ｅ）。

即ち、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、前記図６のステップ１０３において、加工情報算出手段１０Ｄがロボット１３のフォローイング軌跡Ｆを算出したことを検知すると、ロボット制御手段１０Ｆを介してロボット１３のグリッパ１４に（図３（Ａ））ワークＷを把持させ、該ワークＷをパンチＰとダイＤの間から挿入させプレスブレーキに搬入した後、バックゲージ突当２３に突き当てて位置決めさせ、その後、曲げ制御手段１０Ｇを介してラム２０（図１）を下降させ、パンチＰ（図３（Ｂ））がピンチングポイントに到達したときに停止させることにより、ダイＤ上のワークＷを固定する。

この場合、上記バックゲージ突当２３は（図３（Ａ））、予めＣＡＤ情報により算出された突き当て寸法Ｌの位置に位置決めされている。

次いで、ハーフクランプ状態で、グリッパ１４を前進させ（図７のステップ１０４Ｆ）、ポテンショメータ１からＯＮ信号が出力された場合には（図７のステップ１０４ＧのＹＥＳ）、グリッパ１４を停止させ、そのときのポテンショメータ１の値ａ₀ を検出する（図７のステップ１０４Ｈ）。

即ち、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、図７のステップ１０４Ｅにおいて、曲げ制御手段１０Ｇを介してラム２０が停止したことを検知すると、ロボット制御手段１０Ｆを介して上グリッパ１４Ａを（図３（Ｂ））僅かに上昇させ、ワークＷをハーフクランプ状態にした後、グリッパ１４を前進させ、ワークＷの後端部がポテンショメータ１に当接しＯＮ信号が出力されたときに、グリッパ１４を停止させ、測定装置制御手段１０Ｅ（図１）を介して、そのときのポテンショメータ１の値ａ₀ を検出して記憶手段１０Ｃに記憶する。

その後、ラム２０を再下降させ（図７のステップ１０４Ｊ）、ロボット１３によるワーク追従動作を行い（図７のステップ１０４Ｋ）、所定のラムストロークに到達した場合には（図７のステップ１０４ＬのＹＥＳ）、ラム２０を停止させ（図７のステップ１０４Ｍ）、そのときのポテンショメータ１の値ａを検出し、片伸び値αを算出する（図７のステップ１０４Ｎ）。

即ち、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、図７のステップ１０４Ｈにおいて、ロボット制御手段１０Ｆを介してグリッパ１４が停止し、そのときのポテンショメータ１の値ａ₀ が測定装置制御手段１０Ｅを介して検出され記憶手段１０Ｃに記憶されたことを検知すると、曲げ制御手段１０Ｇ（図１）を介してラム２０を再度下降させ、パンチＰ（図３（Ｃ））を更に下降させると共に、ロボット制御手段１０Ｆ（図１）を介してワークＷを把持したロボット１３によるワーク追従動作を行わせ、所定のラムストロークに到達したときに、曲げ制御手段１０Ｇを介してラム２０を停止させ、測定装置制御手段１０Ｅ（図１）を介して、そのときのポテンショメータ１の値ａ（図３（Ｃ））を検出して記憶手段１０Ｃに記憶する。

そして、ＣＰＵ１０Ａは、記憶手段１０Ｃに記憶された前記ポテンショメータ１の値ａ₀ 、ａに基づいて、加工情報算出手段１０Ｄを介して、α＝ａ−ａ₀ の式に従って片伸び値αを算出する。

これにより、既述したように、本発明によれば、グリッパ１４に取り付けられたポテンショメータ１を介して片伸び値α（図３、図４）が測定された。

（３）２工程目以降の曲げ加工動作。

図６のステップ１０５において、２工程目以降の曲げ加工動作を行い、前記１工程目で測定した片伸び値αを用い、突き当て寸法Ｌを補正し、バックゲージ位置として使用する。

このステップ１０５の詳細は、図８に示され、片伸び値αに基づいて、突き当て寸法Ｌを補正し（図８のステップ１０５Ａ）、突当２３を、補正した突き当て寸法Ｌの位置に位置決めする（図８のステップ１０５Ｂ）。

即ち、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、図７のステップ１０４Ｎにおいて、測定装置制御手段１０Ｅを介してポテンショメータ１の値ａが検出されて記憶手段１０Ｃに記憶され、加工情報算出手段１０Ｄを介して片伸び値αが算出されたことを検知すると、再度加工情報算出手段１０Ｄを制御し、片伸び値αに基づき、突き当て寸法Ｌを補正させる。

この場合、加工情報算出手段１０Ｄは（図１）、例えば予めＣＡＤ情報により算出されたフランジ寸法をＨとした場合には、Ｌ＝Ｈ−αの式に従って、突き当て寸法Ｌを補正する。

そして、ＣＰＵ１０Ａは（図１）、曲げ制御手段１０Ｇを介して、前記補正した突き当て寸法Ｌの位置に、バックゲージの突当２３を位置決めする。

その後は、ロボット１３によりワークＷを搬入し（図８のステップ１０５Ｃ）、ワークＷを位置決めし（図８のステップ１０５Ｄ）、ラム２０を下降させ（図８のステップ１０５Ｅ）、ロボット１３によるワーク追従動作を行い（図８のステップ１０５Ｆ）、所定のラムストロークに到達した場合には（図８のステップ１０５ＧのＹＥＳ）、ラム２０を停止させる（図８のステップ１０５Ｈ）。

即ち、ＣＰＵ１０Ａは、図８のステップ１０５Ｂにおいて、曲げ制御手段１０Ｇ（図１）を介してバックゲージ突当２３が、補正した突き当て寸法Ｌの位置に位置決めされたことを検知すると、ロボット制御手段１０Ｆ（図１）を介してロボット１３のグリッパ１４にワークＷを把持させ、該ワークＷをパンチＰとダイＤの間から挿入させプレスブレーキに搬入した後、該ワークＷを、前記補正した突き当て寸法Ｌの位置に位置決めされたバックゲージ突当２３に突き当てて位置決めし、その後、曲げ制御手段１０Ｇを介してラム２０を下降させると共に、ロボット制御手段１０Ｆを介してワークＷを把持したロボット１３によるワーク追従動作を行わせ、所定のラムストロークに到達したときに、曲げ制御手段１０Ｇを介してラム２０を停止させる。
上記したのは、１枚目のワークＷについてであるが、２枚目以降のワークＷについても、上記図６のステップ１０４で測定した１枚目のワークＷの片伸び値αを用い、同様に、この片伸び値αに基づいて、突き当て寸法Ｌを補正し、バックゲージ位置に使用することができる。
例えば、板厚などの条件が同じワークＷを１００枚曲げ加工する場合には、まず、１枚目のワークＷについて上記片伸び値αを測定しておけば、次の２枚目から１００枚目までのワークＷについては、新たに片伸び値αを測定する必要はなく、この１枚目のワークＷについて測定した片伸び値αに基づいて、突き当て寸法Ｌを補正し、補正後の突き当て寸法Ｌの位置に、バックゲージの突当２３を位置決めすることができる。

図９〜図１１は、本発明による曲げ加工方法の他の例を示し、曲げ加工の際に、ロボット１３が、バックゲージ突当２３を用いてワークＷを位置決めするか、片伸び値αを測定する測定装置１を用いてワークＷを位置決めするかを選択可能にした。

この場合、加工前に、予め工程ごとに、ロボット１３のワーク追従動作の軌跡、即ちフォローイング軌跡Ｆを（例えば図３（Ｃ）に相当）算出しておき（図１１のステップ２０１）、このフォローイング軌跡Ｆを用い、シミュレーションにより、前記したいずれかのワーク位置決めを選択することができる。

例えば、本実施形態においては、図１０（Ａ）に示す平坦なワークＷを曲げ加工するものとし、１工程目では、曲げ線ｍ１に沿って曲げ加工することにより、フランジＦ１を形成し（図１０（Ｂ））、所定のフランジ寸法Ｈを得ることから、このフランジ寸法Ｈが重要寸法となり、２工程目では、曲げ線ｍ２に沿って曲げ加工することにより、前記したフランジＦ１に対向するフランジＦ２を形成し（図１０（Ｃ））、所定の底部寸法Ａを得ることから、この底部寸法Ａが重要寸法となる。

そして、前記予め算出したフォローイング軌跡Ｆを用いて、１工程目において、グリッパ１４が重要寸法側ワーク部分とは反対側のワーク部分を把持して曲げ加工を行った場合に、該グリッパ１４が機械本体と干渉するか否かを判断する（図１１のステップ２０２）。

この場合、１工程目では、既述したように、重要寸法側ワーク部分は、Ｗ１であり（図１０（Ａ））、通常は、この重要寸法側ワーク部分Ｗ１をバックゲージの突当２３側に当接して位置決め状態を安定させると共に、それと反対側のワーク部分Ｗ２をグリッパ１４で把持する。

この状態が図９（Ａ）に示され、この状態でパンチＰを下降してダイＤと協働してワークＷを曲げ加工すると、該ワークＷは跳ね上がり、グリッパ１４は前記算出したフォローイング軌跡Ｆ（図３（Ｃ）に相当）を描く。

図９（Ａ）の場合には、突当２３側の重要寸法側ワーク部分Ｗ１の寸法よりも、それとは反対側のグリッパ１４が把持しているワーク部分Ｗ２の寸法が大きいとすれば、曲げ加工を行ってもグリッパ１４はパンチＰ側などの機械本体とは干渉しない（図１１のステップ２０２のＮＯ）。

従って、実際の曲げ加工の際にも、従来どおり、即ち図９（Ａ）に示すように、バックゲージ突当２３を用いてワークＷを位置決めし（図１１のステップ２０３）、該ワークＷを曲げ線ｍ１に沿って曲げ加工し、重要寸法である所定のフランジ寸法Ｈが得られ（図１０（Ｂ））、その後は、次の２工程目へ移る（図１１）。

この場合、１工程目のバックゲージ突当２３は（図９（Ａ））、既述した片伸び値α（図４）を考慮し、補正後の突き当て寸法Ｌ＝Ｈ−αの位置に位置決めされている。

また、２工程目では、既述したように、重要寸法側ワーク部分は、Ｗ３であり（図１０（Ｂ））、通常は、この重要寸法側ワーク部分Ｗ３をバックゲージの突当２３側に当接して位置決め状態を安定させると共に、それと反対側のワーク部分Ｗ４をグリッパ１４で把持する。

しかし、この場合には、突当２３側の重要寸法側ワーク部分Ｗ３の寸法よりも、それとは反対側のグリッパ１４が把持しているワーク部分Ｗ４の寸法が小さいとすれば、既述した図１３（Ａ）と同じ状態となる。

このため、パンチＰを下降してダイＤと協働してワークＷを曲げ加工すると、該ワークＷは跳ね上がり、グリッパ１４は前記算出したフォローイング軌跡Ｆ（図３（Ｃ）に相当）を描くが、明らかに、グリッパ１４は、機械本体と干渉するする（図１１のステップ２０２のＹＥＳ）。

従って、実際の曲げ加工の際には、後述するように、グリッパ１４に取り付けられた測定装置１を用いてワークＷを位置決めする（図１１のステップ２０４）。

即ち、実際の曲げ加工の際には、先ず、図９（Ｂ）の上図に示すように、寸法が大きい重要寸法側ワーク部分Ｗ３をグリッパ１４で把持した状態で、該グリッパ１４に取り付けられた測定装置１のロッド１Ａの位置が、Ａ（底部寸法）−α（片伸び値）＝Ｎ（残り寸法）の位置に来るように、グリッパ１４を位置決めした後、上グリッパ１４Ａを僅かに上昇させ，ワークＷをハーフクランプ状態にしておく。

このとき、１工程目で形成されたフランジＦ１は、ロッド１Ａには当接していず、また、ダイＤ上のワークＷの曲げ線ｍ２は、金型センタＣよりも若干後方（突当２３側）にあり、更に、突当２３は、ワークＷ先端部よりも若干後方に位置している。

この状態で、次には，図９（Ｂ）の下図に示すように、突当２３を前進させてワークＷをグリッパ１４側に押し込むと、ワークＷの後端部のフランジＦ１が、測定装置１のロッド１Ａに当接するので、該測定装置１からはＯＮ信号が出力され、その時点で突当２３を停止させた後、上グリッパ１４Ａを下降させることにより、ワークＷを把持する。

これにより、片伸び値αを測定する測定装置１を用いてワークＷを位置決めすことができ、ワークＷ上の曲げ線ｍ２の位置は、金型センタＣと一致し、また、ワークＷがグリッパ１４に把持されていると共に、突当２３に突き当てられているので、該ワークＷの位置決め状態が安定する。

その後は、パンチＰを下降させることにより、ダイＤ上のワークＷを曲げ線ｍ２に沿って曲げ加工すれば、重要寸法側ワーク部分Ｗ３を把持するグリッパ１４がワーク追従動作を行っても、機械本体と干渉することなく、曲げ加工が進行し、重要寸法である所定の底部寸法Ａが得られる（図１０（Ｃ））。

上記図９〜図１１の場合には、グリッパ１４が機械本体と干渉するか否かの判断は（図１１のステップ２０２）、例えば前記ＮＣ装置１０（図１）を構成する干渉可否判断手段１０Ｈが行い、該干渉可否判断手段１０Ｈは、加工情報算出手段１０Ｄが算出した工程ごとのロボット１３のワーク追従動作の軌跡に基づいて（図１１のステップ２０１）、既述したように、各工程ごとに、グリッパ１４が重要寸法側ワーク部分とは反対側のワーク部分を把持して曲げ加工を行った場合に、該グリッパ１４が機械本体と干渉するか否かを判断する（図１１のステップ２０２）。

本発明は、ロボットで把持されたワークの片伸び値を測定する測定装置が小型であって構成が簡単であり、測定時間を短縮することにより、測定効率を向上させ、曲げ角度が９０°のみならず鋭角や鈍角のワークを測定対象とすることにより、測定対象の範囲を拡大し、且つワークの片伸び値を測定する測定装置を用いてワークを位置決めし、ロボットが機械本体と干渉することなく曲げ加工を行うロボットによる曲げ加工システム及び曲げ加工方法に利用され、具体的には、ワークを把持するロボットのグリッパと、該グリッパに取り付けられてワークの片伸び値を測定するポテンショメータを有するロボットによる曲げ加工システムに利用され、また、当該工程において、ワークの片伸び値を測定した後、次工程以降において、前記測定した片伸び値に基づいて、突き当て寸法を補正し、バックゲージ位置に使用する曲げ加工方法に有用であり、更には、既述したように、曲げ加工の際には、ロボットが、従来どおりバックゲージ突当を用いてワークを位置決めするか、グリッパに取り付けられた片伸び値を測定するポテンショメータを用いてワークを位置決めするかを選択可能な曲げ加工方法にも適用があり、極めて有用である。

本発明の全体図である。 本発明のロボット１３を示す図である。 本発明のロボット１３の動作説明図である。 本発明による片伸び値αの説明図である。 本発明を構成する測定装置１の他の実施例を示す図である。 本発明の全体動作を説明するためのフローチャートである。 本発明による１工程目の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明による２工程目以降の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明による曲げ加工方法の他の例を示す図である。 図９で曲げ加工されるワークＷの例を示す図である。 図９の動作を説明するためのフローチャートである。 従来技術の一例を示す図である。 従来技術の他の例を示す図である。

符号の説明

１ 測定装置
１０ ＮＣ装置
１０Ａ ＣＰＵ
１０Ｂ 入出力手段
１０Ｃ 記憶手段
１０Ｄ 加工情報算出手段
１０Ｅ 測定装置制御手段
１０Ｆ ロボット制御手段
１０Ｇ 曲げ制御手段
１１ 曲げ加工装置
１２ ベースプレート
１３ ロボット
１４ グリッパ
１４Ａ 上グリッパ
１４Ｂ 下グリッパ
１９ アーム
２０ 上部テーブル
２１ 下部テーブル
２２ 側板
２３ 突当
２４ スライダ
２５ ストレッチ
Ｄダイ
Ｐ パンチ
Ｗ ワーク

Claims (9)

1. ワークを把持するロボットのグリッパと、
   該グリッパに取り付けられ、ワークの片伸び値を測定する測定装置を有することを特徴とするロボットによる曲げ加工システム。
2. 上記測定装置がポテンショメータ、又はＣＣＤカメラにより構成されている請求項１記載のロボットによる曲げ加工システム。
3. ロボットのグリッパに取り付けられ、該グリッパで把持されたワークの片伸び値を測定する測定装置と、
   ロボットを駆動制御するロボット制御手段と、
   前記ワークの片伸び値を測定する測定装置を駆動制御し、ロボットによるワーク位置決め時点における該測定装置が示す値と、ロボットによるワーク追従動作終了時点における該測定装置が示す値とを検出する測定装置制御手段と、
   該検出された測定装置の各値に基づいて、ワークの片伸び値を算出する加工情報算出手段から成ることを特徴とするロボットによる曲げ加工システム。
4. 上記請求項１、又は３記載のロボットによる曲げ加工システムにおける曲げ加工方法であって、
   （１）当該工程において、ワークの片伸び値を測定した後、
   （２）次工程以降において、前記測定した片伸び値に基づいて、突き当て寸法を補正し、バックゲージ位置に使用し、
   （３）２枚目以降のワークについても、上記（１）で１枚目のワークについて測定した片伸び値に基づいて、突き当て寸法を補正し、バックゲージ位置に使用することを特徴とする曲げ加工方法。
5. 上記（１）において、ロボットのグリッパで把持したワークが位置決めされ、その後該ワークをハーフクランプ状態でパンチとダイで固定した後、グリッパを前進させることにより、ポテンショメータがＯＮ信号を出力した時点の該ポテンショメータの値と、パンチとダイでワークを曲げ加工することにより、曲げ加工の進行に伴うグリッパのワーク追従動作終了時点の該ポテンショメータの値との差により、片伸び値を測定する請求項４記載の曲げ加工方法。
6. 上記（２）において、（１）で測定した片伸び値に基づき突き当て寸法を補正し、該補正後の突き当て寸法の位置に、バックゲージの突当を位置決めする請求項４記載の曲げ加工方法。
7. 上記請求項１、又は３記載のロボットによる曲げ加工システムにおける曲げ加工方法であって、
   曲げ加工の際に、ロボットが、バックゲージ突当を用いてワークを位置決めするか、グリッパに取り付けられた片伸び値を測定する測定装置を用いてワークを位置決めするかを選択可能にしたことを特徴とする曲げ加工方法。
8. 上記いずれのワーク位置決めを選択するかは、工程ごとに算出したロボットのワーク追従動作の軌跡に基づいて行われる請求項７記載の曲げ加工方法。
9. 上記算出されたロボットのワーク追従動作の軌跡に基づき、ロボットのグリッパが、重要寸法側ワーク部分とは反対側のワーク部分を把持して曲げ加工を行った場合に、機械本体と干渉しないときには、曲げ加工の際に、ロボットのグリッパは、重要寸法側ワーク部分とは反対側のワーク部分を把持した状態で、バックゲージ突当を用いてワークを位置決めし、機械本体と干渉するときには、曲げ加工の際に、ロボットのグリッパは、重要寸法側ワーク部分を把持した状態で、該グリッパ側に取り付けられた片伸び値を測定する測定装置を用いてワークを位置決めする請求項８記載の曲げ加工方法。

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