JP2012228714A

JP2012228714A - Metal processing device and method for production of metal member

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Publication number: JP2012228714A
Application number: JP2011098411A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tomizawa; 淳富澤; Hiroshi Mori; 弘志森; Manabu Okahisa; 学岡久; Yusuke Kinoshita; 佑輔木下; Takashi Suyama; 崇巣山
Original assignee: Yaskawa Electric Corp; Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Yaskawa Electric Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 2011-04-26
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2031-04-26
Also published as: JP5748546B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To minimize variation of the processing accuracy of a member to be bent even in a die-less molding.SOLUTION: In the die-less molding, a metal member 8 is produced by moving the manipulator 10 of an industrial robot 11 supporting one end side and/or the other end side of a long raw material 1 having a high-temperature portion 1a as a boundary on the basis of a previously set target value of a moving trajectory while partially forming the high-temperature portion 1a moving to the axial direction of the raw material 1 thereon to afford a bending moment to the high-temperature portion 1a. At that time, the deviations between the measured values of load and/or acceleration acting on the manipulator 10 during movement, and a previously set target values of load and/or acceleration are obtained, and when the deviations exceed the predetermined thresholds, the production of the metal member 8 is suspended or warning is output.

Description

本発明は、金属加工装置及び金属部材の製造方法に関し、具体的には、閉断面を有する長尺の金属製の素材に金属曲げ加工を行って金属曲げ部材を製造する方法と、そのための金属加工装置とに関する。 The present invention relates to a metal processing apparatus and a method for manufacturing a metal member, and more specifically, a method for manufacturing a metal bending member by performing metal bending on a long metal material having a closed cross section, and a metal for the same. It relates to a processing apparatus.

周知のように、自動車や各種機械に用いられる、屈曲した形状を有する金属製の強度部材、補強部材又は構造部材には、高強度、軽量かつ小型であること等が求められる。従来から、この種の曲げ部材は、例えば、プレス加工品の溶接、厚板の打ち抜き、さらには鍛造等により製造されてきた。しかし、これらの製造方法により製造される曲げ部材の軽量化及び小型化には限界があり、その実現は容易なことではない。 As is well known, a metal strength member, reinforcement member, or structural member having a bent shape used in automobiles and various machines is required to have high strength, light weight, and small size. Conventionally, this type of bending member has been manufactured by, for example, welding of a press-processed product, punching of a thick plate, and further forging. However, there is a limit to the weight reduction and size reduction of the bending member manufactured by these manufacturing methods, and the realization thereof is not easy.

近年では、例えば非特許文献１に開示されるように、いわゆるチューブハイドロフォーミングによりこの種の曲げ部材を製造することも積極的に検討されている。非特許文献１の２８頁にも記載されているように、チューブハイドロフォーミング工法は、素材となる材料の開発や成形可能な形状の自由度の拡大等といった様々な問題があり、今後より一層の開発が必要である。 In recent years, for example, as disclosed in Non-Patent Document 1, it has been actively studied to manufacture this type of bending member by so-called tube hydroforming. As described on page 28 of Non-Patent Document 1, the tube hydroforming method has various problems such as the development of a material to be used as a raw material and an increase in the degree of freedom of a shape that can be formed. Development is necessary.

一方、これまでにも金属管に曲げ加工を行って、所望の形状を有する曲げ部材を製造するための発明が多数提案されている。
特許文献１には、金属管等を熱処理しながら曲げ加工する発明が開示され、特許文献２には、湾曲した異形断面らせん条材を製造する発明が開示され、特許文献３には、押し曲げ方式の高周波加熱ベンダーに係る発明が開示され、特許文献４には、金属部材の金属加工装置に係る発明が開示されている。 On the other hand, many inventions for bending a metal tube to produce a bending member having a desired shape have been proposed.
Patent Document 1 discloses an invention for bending a metal tube or the like while heat-treating, Patent Document 2 discloses an invention for producing a curved irregular cross-section spiral material, and Patent Document 3 discloses a push bending process. An invention related to a high-frequency heating bender of the type is disclosed, and Patent Document 4 discloses an invention related to a metal processing apparatus for a metal member.

本出願人も、先に、特許文献５により、金属加工方法及び金属加工装置を開示した。図６は、この金属加工装置０の概略を示す説明図である。
図６に示すように、金属加工装置０は、基本的に、支持手段２によりその軸方向へ移動自在に支持された鋼管１を上流側から下流側へ向けて、例えばボールネジを用いた送り装置３により送りながら、支持手段２の下流で曲げ加工を行う曲げ加工方法を用いて曲げ部材８を製造する。すなわち、支持手段２の下流で誘導加熱コイル５により鋼管１を急速に加熱するとともに誘導加熱コイル５の下流に配置される水冷装置６により鋼管１を急冷することによって、鋼管１に部分的に、鋼管１の軸方向へ相対的に移動する高温部１ａを形成する。そして、鋼管１を送りながら支持可能であるロール対４ａを少なくとも一組有する可動ローラーダイス４を例えば産業用ロボットのマニピュレータにより支持し、可動ローラーダイス４の位置を二次元又は三次元で変更することにより高温部１ａに曲げモーメントを付与することによって、曲げ加工を行う。このため、この発明によれば、十分な曲げ加工精度を確保しながら高い作業能率で曲げ部材を製造することができる。 The present applicant also previously disclosed a metal processing method and a metal processing apparatus according to Patent Document 5. FIG. 6 is an explanatory view showing an outline of the metal processing apparatus 0. As shown in FIG.
As shown in FIG. 6, the metal processing apparatus 0 basically has a steel pipe 1 supported by a support means 2 so as to be movable in the axial direction from the upstream side to the downstream side, for example, a feeding apparatus using a ball screw. 3, the bending member 8 is manufactured using a bending method in which bending is performed downstream of the support means 2. That is, by rapidly heating the steel pipe 1 by the induction heating coil 5 downstream of the support means 2 and by rapidly cooling the steel pipe 1 by the water cooling device 6 disposed downstream of the induction heating coil 5, the steel pipe 1 is partially The high temperature part 1a which moves relatively in the axial direction of the steel pipe 1 is formed. Then, the movable roller die 4 having at least one pair of roll pairs 4a that can be supported while feeding the steel pipe 1 is supported by, for example, a manipulator of an industrial robot, and the position of the movable roller die 4 is changed two-dimensionally or three-dimensionally. Bending is performed by applying a bending moment to the high temperature portion 1a. For this reason, according to this invention, a bending member can be manufactured with high work efficiency, ensuring sufficient bending process precision.

さらに、本出願人は、特許文献６により、閉じた断面を有する中空の金属材の一端側を固定するクランプと、金属材を加熱する加熱手段と、加熱手段により加熱された部分を冷却する冷却手段とを有する加熱冷却ユニットと、金属材の他端側を保持し、金属材の高温部に曲げモーメントを与える第１マニピュレータとを備える金属加工装置を開示した。この金属加工装置によれば、曲げ部材の製造にかかる装置全体の設置スペースの小型化を図りながら、特に把持手段の動作範囲を可及的抑制することによって装置のコンパクト化及び設備コストの抑制と、把持手段の動作速度を可及的抑制することによる動作速度の変化及び動作時の振動の抑制とを図ることができる。 Further, according to Patent Document 6, the present applicant has disclosed a clamp for fixing one end of a hollow metal material having a closed cross section, a heating means for heating the metal material, and a cooling for cooling a portion heated by the heating means. Disclosed is a metal processing apparatus comprising: a heating / cooling unit having a means; and a first manipulator that holds the other end of the metal material and applies a bending moment to the high temperature portion of the metal material. According to this metal processing apparatus, while downsizing the installation space of the entire apparatus related to the production of the bending member, particularly reducing the operating range of the gripping means as much as possible, thereby reducing the size of the apparatus and the equipment cost. In addition, it is possible to suppress the change in the operation speed and the vibration during the operation by suppressing the operation speed of the gripping means as much as possible.

なお、以降の説明では、特許文献５、６により開示された金属加工を「熱間三次元曲げ加工」ともいう。 In the following description, the metal processing disclosed in Patent Documents 5 and 6 is also referred to as “hot three-dimensional bending”.

特開昭５０−５９２６３号公報JP 50-59263 A 特許第２８１６０００号明細書Japanese Patent No. 2816000 特開２０００−１５８０４８号公報JP 2000-158048 A 特許第３１９５０８３号明細書Japanese Patent No. 3195083 特開２００７−８３３０４号公報JP 2007-83304 A 国際公開第２０１０／０５０４６０号パンフレットInternational Publication No. 2010/050460 Pamphlet

自動車技術Ｖｏｌ・５７，Ｎｏ・６，２００３２３〜２８頁Automotive Technology Vol. 57, No. 6, 2003 23-28

以上説明した加工装置や加工方法は、自動車部品の製造に広く用いられているプレス成形とは異なり、被成形材と接触し成形するための金型を用いるものではないため、一般にダイレス成形と呼ばれる。 The processing apparatus and processing method described above are generally referred to as dieless molding because they do not use a mold for contacting and molding a material to be molded, unlike press molding that is widely used for manufacturing automobile parts. .

ダイレス成形は、形状が異なる製品を製造する場合であっても、それに応じた専用の金型を製作する必要がなく、例えば特許文献６により開示された熱間三次元曲げによる金属加工装置の場合には、第１のマニュピュレ一タや第１のマニピュレータに支持される可動ローラーダイスの移動の軌道を変更するだけで、異なる形状の複数種の製品の製造が可能であることから、多種の金型を準備する必要がないという利点を有する。 Die-less molding does not require the production of a dedicated die according to the shape even when a product with a different shape is manufactured. For example, in the case of a metal processing apparatus using hot three-dimensional bending disclosed in Patent Document 6 Since various types of products can be manufactured simply by changing the movement trajectory of the movable roller die supported by the first manipulator or the first manipulator, It has the advantage that it is not necessary to prepare a mold.

しかしながら、ダイレス成形は、一般的に、被成形材が金型によって拘束される成形に比較すると、被成形材の拘束面積が少ないために生産される製品の加工精度のばらつきが大きいという課題を有する。 However, dieless molding generally has a problem that the variation in processing accuracy of products produced is large because the molding material has a small restrained area as compared with molding in which the molding material is restrained by a mold. .

特に、可動ローラーダイスを支持するマニピュレータが、三次元で複雑な動きを伴い、さらに大きな可搬重量と加工力とが要求されるとともに、１ｍｍ以下の加工精度を要求されるような熱間三次元曲げによる金属加工装置においては、特殊な計測手段と制御手段によるマニピュレータの軌跡修正が必要である。 In particular, the manipulator that supports the movable roller die has a three-dimensional complicated movement, requires a larger loadable weight and processing force, and hot three-dimensional that requires processing accuracy of 1 mm or less. In a metal processing apparatus by bending, it is necessary to correct the trajectory of the manipulator by a special measuring means and control means.

本発明は、長尺の素材に、この素材の軸方向へ移動する高温部を部分的に形成しながら、この高温部を境として素材の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持する産業用ロボットのマニピュレータを、予め設定した移動軌跡の目標値に基づいて移動させて高温部に曲げモーメント又は剪断力を与えることによって、金属部材を製造する際に、移動時におけるマニピュレータに作用する荷重及び／又は加速度の測定値と、予め設定した荷重及び／又は加速度の目標値との偏差を求め、この偏差が予め定めた閾値を超える場合には、金属部材の製造の中止、又は警告の出力を行うことを特徴とする金属部材の製造方法である。 The present invention partially forms a high temperature portion that moves in the axial direction of the material on a long material, while the one end side and / or the other end side of the material is separated from the high temperature portion as a boundary. The manipulator of the industrial robot to be supported is moved based on the target value of the preset movement trajectory, and a bending moment or shear force is applied to the high temperature part, so that it acts on the manipulator during movement when manufacturing metal members. The deviation between the measured value of the load and / or acceleration to be performed and the target value of the preset load and / or acceleration is obtained, and if this deviation exceeds a predetermined threshold, the production of the metal member is stopped or a warning is given. It is a manufacturing method of the metal member characterized by performing these outputs.

また、本発明は、長尺の素材に、この素材の軸方向へ移動する高温部を部分的に形成しながら、この高温部を境として素材の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持する産業用ロボットのマニピュレータを、予め設定した移動軌跡の目標値に基づいて移動させて高温部に曲げモーメント又は剪断力を与えることによって、曲げ部材を製造する際に、移動時におけるマニピュレータに作用する荷重及び／又は加速度の測定値と、予め設定した荷重及び／又は加速度の目標値との偏差を求め、この偏差と予め定めた荷重及び／又は加速度とからマニピュレータの軌道のずれを推定して求め、求めた軌道のずれに基づいて、前記素材の次以降の素材の加工における移動軌跡の目標値を修正して設定することを特徴とする金属部材の製造方法である。 Further, the present invention provides a long material partially formed with a high-temperature portion that moves in the axial direction of the material, and the one end side and / or the other end of the material with the high-temperature portion as a boundary. The manipulator of the industrial robot that supports the side is moved based on a preset target value of the movement trajectory, and a bending moment or a shearing force is applied to the high temperature part to manufacture a bending member. The deviation between the measured value of the load and / or acceleration acting on the actuator and the preset target value of the load and / or acceleration is obtained, and the deviation of the manipulator trajectory is estimated from this deviation and the predetermined load and / or acceleration. The method of manufacturing a metal member, wherein the target value of the movement trajectory in the processing of the material subsequent to the material is corrected and set based on the obtained deviation of the trajectory. .

別の観点からは、本発明は、長尺の素材の軸方向へ移動する高温部を部分的に形成するための高温部形成機構と、この高温部を境として素材の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持しながら移動する産業用ロボットのマニピュレータと、移動時のマニピュレータに生じる荷重を測定する荷重測定装置と、マニピュレータを、予め設定した目標移動軌跡に基づいて移動させて高温部に曲げモーメント又は剪断力を与えるとともに、荷重測定装置による荷重の測定値と目標値との偏差を求め、この偏差が閾値を超える場合には、金属部材の製造の中止、又は警告の出力を行う制御装置とを備えることを特徴とする金属加工装置である。 From another point of view, the present invention provides a high temperature portion forming mechanism for partially forming a high temperature portion that moves in the axial direction of a long material, and one end side of the material with the high temperature portion as a boundary, and An industrial robot manipulator that moves while supporting the other end side, a load measuring device that measures the load generated on the manipulator during movement, and the manipulator are moved based on a preset target movement locus A bending moment or shear force is applied to the high temperature part, and the deviation between the measured value of the load by the load measuring device and the target value is obtained. If this deviation exceeds the threshold value, the production of the metal member is stopped or a warning is output. It is a metal processing apparatus provided with the control apparatus which performs.

また、本発明は、長尺の素材の軸方向へ移動する高温部を部分的に形成するための高温部形成機構と、この高温部を境として素材の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持しながら移動する産業用ロボットのマニピュレータと、移動時のマニピュレータに生じる加速度を測定する加速度測定装置と、マニピュレータを、予め設定した目標移動軌跡に基づいて移動させて高温部に曲げモーメント又は剪断力を与えるとともに、加速度測定装置による加速度の測定値と目標値との偏差を求め、この偏差が閾値を超える場合には、金属部材の製造の中止、又は警告の出力を行う制御装置とを備えることを特徴とする金属加工装置である。 The present invention also provides a high temperature part forming mechanism for partially forming a high temperature part that moves in the axial direction of a long material, and one end side of the material and / or the other side of the high temperature part. An industrial robot manipulator that moves while supporting the end side, an acceleration measurement device that measures the acceleration generated in the manipulator during movement, and the manipulator are moved based on a preset target movement trajectory and bent to a high-temperature part. A control device that applies a moment or shear force, obtains a deviation between a measured value of acceleration by an acceleration measuring device and a target value, and if the deviation exceeds a threshold value, stops production of the metal member or outputs a warning And a metal working device.

また、本発明は、長尺の素材の軸方向へ移動する高温部を部分的に形成するための高温部形成機構と、この高温部を境として素材の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持しながら移動する産業用ロボットのマニピュレータと、移動時のこのマニピュレータに生じる荷重を測定する荷重測定装置と、マニピュレータを、予め設定した目標移動軌跡に基づいて移動させて高温部に曲げモーメント又は剪断力を与えるとともに、移動時におけるマニピュレータに作用する荷重の測定値と、予め設定した荷重の目標値との偏差を求め、この偏差と予め定めた荷重とからマニピュレータの軌道のずれを推定して求め、求めた軌道のずれに基づいて、前記素材の次以降の素材の加工における移動軌跡の目標値を修正して設定する制御装置とを備えることを特徴とする金属加工装置である。 The present invention also provides a high temperature part forming mechanism for partially forming a high temperature part that moves in the axial direction of a long material, and one end side of the material and / or the other side of the high temperature part. An industrial robot manipulator that moves while supporting the end side, a load measuring device that measures the load generated on the manipulator during movement, and the manipulator are moved based on a preset target movement trajectory to the high temperature section. A bending moment or shear force is applied, and the deviation between the measured value of the load acting on the manipulator during movement and the preset target value of the load is obtained, and the deviation of the manipulator trajectory is determined from this deviation and the predetermined load. A control device that corrects and sets a target value of a movement trajectory in processing of the material subsequent to the material based on the estimated deviation of the trajectory. DOO is a metalworking system according to claim.

さらに、本発明は、長尺の素材の軸方向へ移動する高温部を部分的に形成するための高温部形成機構と、この高温部を境として素材の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持しながら移動する産業用ロボットのマニピュレータと、移動時のマニピュレータに生じる加速度を測定する加速度測定装置と、マニピュレータを、予め設定した目標移動軌跡に基づいて移動させて高温部に曲げモーメント又は剪断力を与えるとともに、移動時におけるマニピュレータに作用する加速度の測定値と、予め設定した加速度の目標値との偏差を求め、この偏差と予め定めた加速度とからマニピュレータの軌道のずれを推定して求め、求めた軌道のずれに基づいて、素材の次以降の素材の加工における前記移動軌跡の目標値を修正して設定する制御装置とを備えることを特徴とする金属加工装置である。 Furthermore, the present invention provides a high-temperature portion forming mechanism for partially forming a high-temperature portion that moves in the axial direction of a long material, and one end side of the material and / or the other of the high-temperature portion as a boundary. An industrial robot manipulator that moves while supporting the end side, an acceleration measurement device that measures the acceleration generated in the manipulator during movement, and the manipulator are moved based on a preset target movement trajectory and bent to a high-temperature part. A moment or shear force is applied, and the deviation between the measured value of acceleration acting on the manipulator during movement and the preset target value of acceleration is obtained, and the deviation of the manipulator trajectory is estimated from this deviation and the predetermined acceleration. A control device that corrects and sets the target value of the movement locus in the processing of the material subsequent to the material, based on the obtained deviation of the trajectory A metalworking apparatus, characterized in that it comprises.

本発明によれば、ダイレス成形であっても、製造される曲げ部材の加工精度のばらつきをきわめて小さく抑制することが可能になる。さらに、加工機のメンテナンスも容易である。 According to the present invention, even in dieless molding, it is possible to suppress variation in processing accuracy of a bending member to be manufactured to be extremely small. Furthermore, maintenance of the processing machine is easy.

図１は、本発明の加工方法の概略を示すフロー図である。FIG. 1 is a flowchart showing an outline of the processing method of the present invention. 図２は、本発明の加工方法の概略を示すフロー図である。FIG. 2 is a flowchart showing an outline of the processing method of the present invention. 図３は、本発明の金属加工装置の構成の一部を簡略化及び省略して概念的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view conceptually showing a part of the configuration of the metal processing apparatus of the present invention with simplification and omission. 図４は、第１の産業用ロボット、第２の産業用ロボットおよび第３の産業用ロボットの構成例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the first industrial robot, the second industrial robot, and the third industrial robot. 図５は、産業用ロボットの関節部の動作を模式的に示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory view schematically showing the operation of the joint portion of the industrial robot. 図６は、特許文献５により開示された金属加工装置の概略を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an outline of the metal processing apparatus disclosed by Patent Document 5. As shown in FIG.

例えば特許文献５、６により開示されるように、長尺の素材１に、この素材１の軸方向へ移動する高温部１ａを部分的に形成しながら、高温部１ａを境として素材１の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持する産業用ロボットのマニピュレータを、予め設定した目標移動軌跡に基づいて移動させて高温部１ａに曲げモーメントを与えることによって、金属部材を製造するダイレス成形において、製造される金属部材の加工精度のばらつきの原因は、主として、可動ローラーダイス４あるいは、可動ローラーダイス４を支持する産業用ロボット（図示しない）の軌道のばらつきである。 For example, as disclosed in Patent Documents 5 and 6, one part of the material 1 is formed on the long material 1 while partially forming the high temperature portion 1a moving in the axial direction of the material 1 with the high temperature portion 1a as a boundary. A metal member is manufactured by applying a bending moment to the high temperature part 1a by moving the manipulator of the industrial robot that supports the end part side and / or the other end part side based on a preset target movement trajectory. In dieless molding, the cause of the variation in the processing accuracy of the metal member to be manufactured is mainly the variation in the trajectory of the movable roller die 4 or an industrial robot (not shown) that supports the movable roller die 4.

ここで、可動ローラーダイス４あるいは産業用ロボットの軌道ずれの要因としては、
（ａ）各種加工機あるいは産業用ロボットの熱変形
（ｂ）産業用ロボットの各軸の減速機の磨耗
（ｃ）素材１の寸法（外径寸法、肉厚）のばらつき、素材１の材料成分（変形抵抗）のばらつき、素材１の加熱条件（加熱温度）のばらつき、さらには素材１の冷却条件（冷却温度）のばらつきに起因した加工時の荷重の変化
などが考えられる。 Here, as a cause of the trajectory deviation of the movable roller die 4 or the industrial robot,
(A) Thermal deformation of various processing machines or industrial robots (b) Wear of reduction gears on each axis of industrial robots (c) Variation in dimensions (outer diameter dimensions, wall thickness) of material 1, material composition of material 1 Variations in (deformation resistance), variations in heating conditions (heating temperature) of the material 1, and changes in load during processing due to variations in the cooling conditions (cooling temperature) of the material 1 can be considered.

そのなかでも（ｃ）項の曲げ荷重の変化は、操業条件や素材の条件により発生するため、加工精度に与える影響が大きい。すなわち、曲げ荷重が変化するとロボットの弾性たわみが変化するために軌道が変化することになり、たわみ量は、ロボットの姿勢により変化する。さらに、曲げ荷重の変化に応じて、加速度が変化することになり、この加速度の変化によっても軌道のずれが発生してしまう。すなわち、ロボットの軌道ずれを抑制するためには、曲げ荷重の変化を抑制することが有効である。 Among them, the change in the bending load in the item (c) occurs depending on the operation conditions and the material conditions, and thus has a great influence on the machining accuracy. In other words, when the bending load changes, the elastic deflection of the robot changes, so the trajectory changes, and the deflection amount changes depending on the posture of the robot. Furthermore, the acceleration changes according to the change of the bending load, and the change of the acceleration also causes the deviation of the track. That is, it is effective to suppress a change in bending load in order to suppress the deviation of the robot trajectory.

このように、例えば特許文献６により開示されるダイレス成形により金属部材を量産する際には、これらの要因に起因して、製造される金属部材の加工精度がばらつくおそれがある。 Thus, when mass-producing metal members by dieless molding disclosed in Patent Document 6, for example, the processing accuracy of the manufactured metal members may vary due to these factors.

そこで、本発明では、産業用ロボットのマニピュレータに作用する荷重（ロボットの弾性変形）及び／又は加速度を計測してこれを監視し、この測定値に基づいて、可動ローラーダイスあるいはロボットの軌道のずれを、正常な軌道データに補正するか、もしくは、金属部材の製造の中止又は警告の出力を行うことによって、金属部材の量産時の加工精度のばらつきを最小化する。 Therefore, in the present invention, the load (elastic deformation of the robot) and / or acceleration acting on the manipulator of the industrial robot is measured and monitored, and based on this measurement value, the displacement of the movable roller die or the robot trajectory is monitored. Is corrected to normal trajectory data, or the manufacture of metal members is stopped or a warning is output, thereby minimizing variations in processing accuracy during mass production of metal members.

以降の説明では、産業用ロボットのマニュピュレ一タにより素材を把持する場合を例にとるが、基本的には特許文献６により開示されるように可動ローラーダイスのような支持装置により素材を移動自在に支持する場合であっても、サーボモータと減速機とを組み合わせた機構となるので、同様である。 In the following description, the case where the material is gripped by the manipulator of the industrial robot is taken as an example, but basically the material can be moved by a support device such as a movable roller die as disclosed in Patent Document 6. Even in the case of supporting the same, the mechanism is the same because the mechanism is a combination of a servo motor and a speed reducer.

従来のダイレス成形では、金属部材の形状が与えられると、幾何学的な関係に基づいて、塑性加工的な補正や弾性力学的な補正を加えた制御ロジックをベースとして、また、必要であれば何回かの確認試験を行うことによって、製造された金属部材の形状が目標形状に一致するまで、産業用ロボットのマニュピュレ一タ（素材先端のクランプ位置）の移動軌跡の補正を行い、マニュピュレ一タ（素材先端のクランプ位置）の初期の軌道（基準値、目標値）を決定する。この初期の軌道のデータを用いて曲げ部材の生産が開始される。 In the conventional dieless molding, given the shape of the metal member, based on the geometric relationship, based on control logic with plastic working correction and elastodynamic correction, and if necessary By performing several confirmation tests, the movement trajectory of the industrial robot manipulator (clamp position at the tip of the material) is corrected until the shape of the manufactured metal member matches the target shape. The initial trajectory (reference value, target value) of the data (clamp position of the material tip) is determined. Production of the bending member is started using the data of the initial trajectory.

図１、２は、いずれも、本発明の加工方法の概略を示すフロー図である。
本発明では、図１に示すように、
（ｉ）産業用ロボットのマニュピュレ一タに荷重計及び／又は加速度計を取り付け、動作時のマニピュレータに生じる荷重及び／又は加速度を測定する。
（ｉｉ）荷重計により測定した荷重、及び／又は、加速度計により測定した加速度の測定値と、初期の軌道とおりにマニピュレータが動作した際に生じる荷重及び／又は加速度の基準値（初期値、目標値）との偏差を算出して求める。
（ｉｉｉ）求めた偏差が予め定めた閾値を超える場合には、生産の中止あるいは警告の出力を発信する。 1 and 2 are flowcharts showing the outline of the processing method of the present invention.
In the present invention, as shown in FIG.
(I) A load meter and / or accelerometer is attached to the manipulator of the industrial robot, and the load and / or acceleration generated in the manipulator during operation is measured.
(Ii) Load measured by load meter and / or acceleration measured by accelerometer and reference value (initial value, target) of load and / or acceleration generated when manipulator operates according to initial trajectory Value) and calculate the deviation.
(Iii) When the obtained deviation exceeds a predetermined threshold, a production stop or warning output is transmitted.

また本発明では、図２に示すように、
（ｉ）産業用ロボットのマニュピュレ一タに荷重計及び／又は加速度計を取り付け、動作時のマニピュレータに生じる荷重及び／又は加速度を測定する。
（ｉｉ）荷重計により測定した荷重、及び／又は、加速度計により測定した加速度の測定値と、初期の軌道とおりにマニピュレータが動作した際に生じる荷重及び／又は加速度の基準値（初期値、目標値）との偏差を算出して求める。
（ｉｉｉ）求めた偏差と、予め定めた荷重計の値及び／又は加速度計の値とより、ロボットの軌道のずれを推定して求め、求めた軌道のずれに基づいて、前記素材の次以降の素材の加工における移動軌跡の目標値を修正して設定する。なお、軌道のずれの推定値は、１回のデータにより求めてもよいし、あるいは複数回の平均値を用いてもよい。 In the present invention, as shown in FIG.
(I) A load meter and / or accelerometer is attached to the manipulator of the industrial robot, and the load and / or acceleration generated in the manipulator during operation is measured.
(Ii) Load measured by load meter and / or acceleration measured by accelerometer and reference value (initial value, target) of load and / or acceleration generated when manipulator operates according to initial trajectory Value) and calculate the deviation.
(Iii) From the obtained deviation and a predetermined load meter value and / or accelerometer value, the deviation of the trajectory of the robot is estimated and obtained. The target value of the movement trajectory in the processing of the material is corrected and set. Note that the estimated value of the orbital deviation may be obtained from one-time data, or an average value of a plurality of times may be used.

なお、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、三次元で複雑な動きを伴い大きな可搬重量と加工力が要求される金属加工装置において正確な荷重及び／又は加速度を常時計測するには、高感度なセンサー（測定器）に予期せぬ外乱が生じても影響を受け難い位置、具体的には産業用ロボットの本体の下部（架台や床等に取り付けられるユニット部分）又はその近傍に取り付けることが極めて好ましく、最良の設置態様であることが判明した。 In addition, as a result of intensive studies, the inventors of the present invention constantly measure accurate loads and / or accelerations in a metal processing apparatus that requires a three-dimensional and complicated movement and requires a large portable weight and processing force. Is a position that is not easily affected by unexpected disturbance in a highly sensitive sensor (measuring instrument), specifically the lower part of the industrial robot body (unit attached to a stand or floor) or its vicinity It has been found that this is the best installation mode.

また、荷重及び／又は加速度の測定器は、取り付け位置で三次元方向に測定できるように、荷重及び／又は加速度の１軸方向の値を測定できる測定器をｘ、ｙ、ｚ方向に１個ずつ合計３個用いてｘ、ｙ、ｚ方向成分の値を測定できるようにすることも効果的である。 Also, the load and / or acceleration measuring instrument is one measuring instrument in the x, y, and z directions that can measure the value of the load and / or acceleration in one axis direction so that it can be measured in the three-dimensional direction at the mounting position. It is also effective to be able to measure the x, y, and z direction component values using a total of three each.

次に、本発明に係る金属加工装置の構成を説明する。本発明に係る金属加工装置は、以下に列記する４種に大別される。 Next, the structure of the metal processing apparatus according to the present invention will be described. The metal processing apparatus according to the present invention is roughly classified into four types listed below.

（Ｉ）長尺の素材１の軸方向へ移動する高温部１ａを部分的に形成するための高温部形成機構と、高温部１ａを境として素材１の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持しながら移動する産業用ロボットのマニピュレータと、移動時のマニピュレータに生じる荷重を測定する荷重測定装置と、マニピュレータを、予め設定した目標移動軌跡に基づいて移動させて高温部１ａに曲げモーメントを与えるとともに、荷重測定装置による荷重の測定値と目標値との偏差を求め、この偏差が閾値を超える場合には、金属部材８の製造の中止、又は警告の出力を行う制御装置とを備える金属加工装置。 (I) A high temperature part forming mechanism for partially forming the high temperature part 1a moving in the axial direction of the long material 1, and one end side of the material 1 and / or the other of the high temperature part 1a An industrial robot manipulator that moves while supporting the end side, a load measuring device that measures the load generated on the manipulator during movement, and the manipulator are moved based on a preset target movement locus to the high temperature section 1a. A control device that gives a bending moment, obtains a deviation between a measured value of the load by the load measuring device and a target value, and stops the production of the metal member 8 or outputs a warning when the deviation exceeds a threshold value. A metal processing apparatus comprising:

（ＩＩ）長尺の素材１の軸方向へ移動する高温部１ａを部分的に形成するための高温部形成機構と、高温部１ａを境として素材１の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持しながら移動する産業用ロボットのマニピュレータと、移動時のマニピュレータに生じる加速度を測定する加速度測定装置と、マニピュレータを、予め設定した目標移動軌跡に基づいて移動させて高温部１ａに曲げモーメントを与えるとともに、加速度測定装置による加速度の測定値と目標値との偏差を求め、この偏差が閾値を超える場合には、金属部材の製造の中止、又は警告の出力を行う制御装置とを備える金属加工装置。 (II) a high temperature part forming mechanism for partially forming the high temperature part 1a moving in the axial direction of the long material 1, and one end side and / or the other side of the material 1 with the high temperature part 1a as a boundary. An industrial robot manipulator that moves while supporting the end side, an acceleration measuring device that measures the acceleration generated in the manipulator during movement, and the manipulator are moved based on a preset target movement trajectory to the high temperature section 1a. A control device that gives a bending moment and obtains a deviation between the measured value of acceleration by the acceleration measuring device and the target value, and if the deviation exceeds a threshold value, stops the production of the metal member or outputs a warning. Metal processing equipment provided.

（ＩＩＩ）長尺の素材１の軸方向へ移動する高温部１ａを部分的に形成するための高温部形成機構と、高温部１ａを境として素材１の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持しながら移動する産業用ロボットのマニピュレータと、移動時のこのマニピュレータに生じる荷重を測定する荷重測定装置と、マニピュレータを、予め設定した目標移動軌跡に基づいて移動させて高温部１ａに曲げモーメントを与えるとともに、移動時におけるマニピュレータに作用する荷重の測定値と、予め設定した荷重の目標値との偏差を求め、この偏差と予め定めた荷重とからマニピュレータの軌道のずれを推定して求め、求めた軌道のずれに基づいて、素材１の次以降の素材の加工における移動軌跡の目標値を修正して設定する制御装置とを備える金属加工装置。 (III) A high temperature part forming mechanism for partially forming the high temperature part 1a moving in the axial direction of the long material 1, and one end side and / or the other of the material 1 with the high temperature part 1a as a boundary. An industrial robot manipulator that moves while supporting the end side, a load measuring device that measures a load generated on the manipulator during movement, and the manipulator are moved based on a preset target movement locus to thereby move the high temperature portion 1a. In addition, a deviation is generated between the measured value of the load acting on the manipulator during movement and the preset target value of the load, and the deviation of the manipulator trajectory is estimated from this deviation and the predetermined load. And a control device that corrects and sets a target value of the movement trajectory in the processing of the material subsequent to the material 1 based on the obtained deviation of the trajectory. Apparatus.

（ＩＶ）長尺の素材１の軸方向へ移動する高温部１ａを部分的に形成するための高温部形成機構と、高温部１ａを境として素材１の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持しながら移動する産業用ロボットのマニピュレータと、移動時のマニピュレータに生じる加速度を測定する加速度測定装置と、マニピュレータを、予め設定した目標移動軌跡に基づいて移動させて高温部１ａに曲げモーメントを与えるとともに、移動時におけるマニピュレータに作用する加速度の測定値と、予め設定した加速度の目標値との偏差を求め、この偏差と予め定めた加速度とからマニピュレータの軌道のずれを推定して求め、求めた軌道のずれに基づいて、素材１の次以降の素材の加工における前記移動軌跡の目標値を修正して設定する制御装置とを備える金属加工装置。 (IV) A high temperature part forming mechanism for partially forming the high temperature part 1a moving in the axial direction of the long material 1, and one end side and / or the other side of the material 1 with the high temperature part 1a as a boundary. An industrial robot manipulator that moves while supporting the end side, an acceleration measuring device that measures the acceleration generated in the manipulator during movement, and the manipulator are moved based on a preset target movement trajectory to the high temperature section 1a. In addition to giving a bending moment, the deviation between the measured value of acceleration acting on the manipulator during movement and the preset target value of acceleration is obtained, and the deviation of the manipulator trajectory is estimated from this deviation and the predetermined acceleration. And a control device that corrects and sets a target value of the movement locus in processing of the material subsequent to the material 1 based on the obtained deviation of the trajectory. Metal processing equipment.

図３は、本発明の金属加工装置１０の構成の一部を簡略化及び省略して概念的に示す斜視図である。なお、図３に示す、第１の産業用ロボット１８〜第３の産業用ロボット２８を含む合計６基の産業用ロボットは、いずれも、マニピュレーター等を概念化および簡略化して示す。 FIG. 3 is a perspective view conceptually showing a part of the configuration of the metal processing apparatus 10 of the present invention with simplification and omission. In addition, all the six industrial robots including the first industrial robot 18 to the third industrial robot 28 shown in FIG. 3 conceptually and simply show manipulators and the like.

金属加工装置１０は、送り機構１１、第１の支持機構１２、加熱機構１３、及び冷却機構１４からなる高温部形成機構４０と、第２の産業用ロボット２７のマニピュレータを備える第２の支持機構１５と、第３の産業用ロボットを備える変形防止機構１６とを備えるので、これらの構成要素を順次説明する。 The metal processing apparatus 10 includes a high temperature part forming mechanism 40 including a feed mechanism 11, a first support mechanism 12, a heating mechanism 13, and a cooling mechanism 14, and a second support mechanism including a manipulator of a second industrial robot 27. 15 and the deformation preventing mechanism 16 including the third industrial robot, these components will be described in order.

［送り機構１１］
送り機構１１は、鋼管１７をその長手方向へ送る。送り機構１１は、第１の産業用ロボット１８により構成される。 [Feeding mechanism 11]
The feed mechanism 11 feeds the steel pipe 17 in the longitudinal direction. The feed mechanism 11 is constituted by a first industrial robot 18.

以降の説明では、第１の産業用ロボット１８や第３の産業用ロボット２８にも、第２の産業用ロボット２７と同様のロボットを用いた場合を例にとる。
図４は、第１の産業用ロボット１８、第２の産業用ロボット２７および第３の産業用ロボット２８（以下、「各産業用ロボット１８、２７、２８」と略記する）の構成例を示す説明図である。 In the following description, the case where the same robot as the second industrial robot 27 is used as the first industrial robot 18 and the third industrial robot 28 is taken as an example.
FIG. 4 shows a configuration example of the first industrial robot 18, the second industrial robot 27, and the third industrial robot 28 (hereinafter abbreviated as “each industrial robot 18, 27, 28”). It is explanatory drawing.

各産業用ロボット１８、２７、２８は、いずれも、いわゆる垂直多関節ロボットである。各産業用ロボット１８、２７、２８は、いずれも、第１軸〜第６軸を有する。
第１軸は、上腕１９を水平面内で旋回させる。第２軸は、上腕１９を前後に旋回させる。第３軸は、前腕２０を上下に旋回させる。第４軸は、前腕２０を回転させる。第５軸は、手首２０ａを上下に旋回させる。さらに、第６軸は、手首２０ａを回転させる。 Each industrial robot 18, 27, 28 is a so-called vertical articulated robot. Each industrial robot 18, 27, 28 has a first axis to a sixth axis.
The first axis turns the upper arm 19 in a horizontal plane. The second axis turns the upper arm 19 back and forth. The third axis pivots the forearm 20 up and down. The fourth axis rotates the forearm 20. The fifth axis pivots the wrist 20a up and down. Further, the sixth axis rotates the wrist 20a.

各産業用ロボット１８、２７、２８は、必要に応じて、第１軸〜第６軸に加えて、上腕１９を旋回させる第７軸を有してもよい。第１軸〜第７軸は、いずれも、ＡＣサーボモーターにより駆動される。 Each industrial robot 18, 27, 28 may have a seventh axis for turning the upper arm 19 in addition to the first to sixth axes, if necessary. The first to seventh axes are all driven by an AC servo motor.

各産業用ロボット１８、２７、２８それぞれの軸数は、６または７である必要はなく、５であってもよい。これらの産業用ロボットの軸数は、加工に必要な動作を行うことができる軸数であればよい。 The number of axes of each industrial robot 18, 27, 28 need not be 6 or 7, but may be 5. The number of axes of these industrial robots only needs to be the number of axes that can perform operations necessary for machining.

各産業用ロボット１８、２７、２８は、他の汎用の産業用ロボットと同様に、いずれも、各軸の動作を総合的に制御するコントローラー２１と、動作を教示するための入力装置２２とを備える。 Each of the industrial robots 18, 27, and 28, like other general-purpose industrial robots, has a controller 21 that comprehensively controls the operation of each axis, and an input device 22 that teaches the operation. Prepare.

効果器（エンドエフェクタ）２４が、第１の産業用ロボット１８の手首２０ａの先端に設けられる。効果器２４は、第１の産業用ロボット１８の側方近傍に配置されたパレットに収容された鋼管１７を把持すること、および、把持した鋼管１７を第１の支持機構１２および加熱機構１３にそれぞれ設けられた貫通孔に貫通させることを行うために用いられる。 An effector (end effector) 24 is provided at the tip of the wrist 20 a of the first industrial robot 18. The effector 24 grips the steel pipe 17 accommodated in the pallet arranged near the side of the first industrial robot 18, and the gripped steel pipe 17 is used as the first support mechanism 12 and the heating mechanism 13. It is used to penetrate through each through hole provided.

効果器２４は、鋼管１７の後部外面を掴む方式でもよいし、あるいは、鋼管１７の後部内部に挿入する方式でもよい。図３に示す効果器２４は、鋼管１７の後部内部に挿入される凸部を先端に有する方式の効果器である。 The effector 24 may be of a type that grips the rear outer surface of the steel pipe 17 or may be a type of insertion into the rear part of the steel pipe 17. The effector 24 shown in FIG. 3 is an effector of a system having a convex part inserted into the rear part of the steel pipe 17 at the tip.

効果器２４は、曲げ加工の素材の後部の形状や寸法に応じて適宜変更されて、用いられる。金属加工装置１０は、第１の産業用ロボット１８の近傍に配置された段替え用ツール置き台３０を備える。自動交換機能を有する交換用効果器２４−１が段替え用ツール置き台３０に載置される。加工素材が鋼管１７以外の他の素材１７−１（図示例は四角形の横断面を有する角管）に変更される場合、第１の産業用ロボット１８が旋回し、効果器２４を交換用効果器２４−１に交換する。これにより、効果器２４の交換が極めて迅速に行われる。 The effector 24 is appropriately changed and used according to the shape and dimensions of the rear part of the bending material. The metal processing apparatus 10 includes a tool changer table 30 for changeover disposed in the vicinity of the first industrial robot 18. A replacement effector 24-1 having an automatic replacement function is placed on the tool changer table 30 for changeover. When the material to be processed is changed to a material 17-1 other than the steel pipe 17 (the illustrated example is a square tube having a square cross section), the first industrial robot 18 turns and the effector 24 is replaced. Replace with vessel 24-1. As a result, the replacement of the effector 24 is performed very quickly.

図３に破線で示すように、もう１基の第１の産業用ロボット１８−１が、第１の産業用ロボット１８とともに配置されていてもよい。第１の産業用ロボット１８による鋼管１７の送り作業中に、第１の産業用ロボット１８−１が、他の素材１７−１をパレット２３から拾い上げ、他の素材１７−１を後述する第１の支持機構１３に形成された貫通孔に通す。第１の産業用ロボット１８−１は、適当な効果器を他の素材１７−１の後端に配置されて、待機する。第１の産業用ロボット１８による鋼管１７の送り作業が終了すると、他の素材１７−１のパスラインに合わせて、後述する加熱コイル支持ロボット３２による加熱コイル１３ａの設置位置、および第２の支持機構１５による可動ローラーダイス２５の設置位置がいずれも変更される。これにより、第１の産業用ロボット１８−１が他の素材１７−１の送り作業を直ちに開始することができる。このため、金属加工装置１０の生産タクトが短縮される。 As indicated by a broken line in FIG. 3, another first industrial robot 18-1 may be arranged together with the first industrial robot 18. During the feeding operation of the steel pipe 17 by the first industrial robot 18, the first industrial robot 18-1 picks up the other material 17-1 from the pallet 23, and the other material 17-1 is described later. Through the through-hole formed in the support mechanism 13. The first industrial robot 18-1 waits with an appropriate effector disposed at the rear end of the other material 17-1. When the feeding operation of the steel pipe 17 by the first industrial robot 18 is completed, the installation position of the heating coil 13a by the heating coil support robot 32 to be described later and the second support are matched with the pass line of the other material 17-1. Any installation position of the movable roller die 25 by the mechanism 15 is changed. Thereby, the 1st industrial robot 18-1 can start the feeding operation | work of the other raw material 17-1 immediately. For this reason, the production tact of the metal processing apparatus 10 is shortened.

第１の産業用ロボット１８−１は、上述した第１の産業用ロボット１８と同様に、いわゆる垂直多関節ロボットであり、第１軸〜第６軸を有し、必要に応じて第７軸を有してもよい。第１軸〜第７軸はＡＣサーボモーターにより駆動される。 The first industrial robot 18-1 is a so-called vertical articulated robot similar to the above-described first industrial robot 18, and has a first axis to a sixth axis, and a seventh axis as necessary. You may have. The first to seventh axes are driven by an AC servo motor.

第１の産業用ロボット１８が、パレット２３からの鋼管１７の移載およびセットを行うので、金属加工装置１０のサイクルタイムが短縮され、これにより、金属加工装置１０の生産性が高められる。 Since the first industrial robot 18 transfers and sets the steel pipe 17 from the pallet 23, the cycle time of the metal processing apparatus 10 is shortened, thereby increasing the productivity of the metal processing apparatus 10.

なお、送り機構１１として、例えばボールネジを用いた周知慣用の送り装置を用いてもよい。 As the feed mechanism 11, for example, a well-known and common feed device using a ball screw may be used.

［第１の支持機構１２］
第１の支持機構１２は、支持台３１に搭載される。第１の支持機構１２は、第１の位置Ａに固定して配置される。第１の支持機構１２は、鋼管１７を送りながら支持する。第１の支持機構１２は、曲げ加工装置０と同様に、ダイスにより構成される。ダイスは、送り機構１１により送られる素材を送りながら支持可能である複数のロール１２ａ〜１２ｆを有する。 [First support mechanism 12]
The first support mechanism 12 is mounted on the support base 31. The first support mechanism 12 is fixedly arranged at the first position A. The first support mechanism 12 supports the steel pipe 17 while feeding it. The first support mechanism 12 is configured by a die, like the bending apparatus 0. The die has a plurality of rolls 12 a to 12 f that can be supported while feeding the material fed by the feeding mechanism 11.

鋼管１７は、ロール１２ａ，１２ｂとロール１２ｄ，１２ｅとにより送られる。他の素材１７−１は、ロール１２ｂ，１２ｃとロール１２ｅ，１２ｆとにより送られる。すなわち、鋼管１７のパスラインがロール１２ａ，１２ｂとロール１２ｄ，１２ｅとにより形成されるとともに、他の素材１７−１のパスラインがロール１２ｂ，１２ｃとロール１２ｅ，１２ｆとにより形成される。 The steel pipe 17 is sent by rolls 12a and 12b and rolls 12d and 12e. The other material 17-1 is sent by rolls 12b and 12c and rolls 12e and 12f. That is, the pass line of the steel pipe 17 is formed by the rolls 12a and 12b and the rolls 12d and 12e, and the pass line of the other material 17-1 is formed by the rolls 12b and 12c and the rolls 12e and 12f.

複数のロール１２ａ〜１２ｆの設置数や形状、さらにはダイス内での配置は、搬送される素材１７、１７−１の形状や寸法等に応じて、適宜設定される。
このようなダイスは当業者にとっては周知慣用であるので、第１の支持機構１２に関する説明は省略する。 The number and shape of the plurality of rolls 12a to 12f, and the arrangement of the rolls 12a to 12f in the dice are appropriately set according to the shape and size of the materials 17 and 17-1 to be conveyed.
Such dies are well-known and commonly used by those skilled in the art, and a description of the first support mechanism 12 is omitted.

［加熱機構１３］
加熱機構１３は、鋼管１７の送り方向について第１の位置Ａよりも下流の第２の位置Ｂに配置される。加熱機構１３は、加熱コイル支持ロボット３２により支持されて、配置される。加熱機構１３は、送られる鋼管１７の一部または全部を加熱する。 [Heating mechanism 13]
The heating mechanism 13 is arranged at a second position B downstream of the first position A in the feed direction of the steel pipe 17. The heating mechanism 13 is supported and arranged by the heating coil support robot 32. The heating mechanism 13 heats part or all of the steel pipe 17 to be sent.

加熱機構１３は、誘導加熱装置により構成される。誘導加熱装置は、鋼管１７の周囲に離れて配置される加熱コイル１３ａを有する。この加熱コイル１３ａは、当業者にとっては周知慣用である。 The heating mechanism 13 is configured by an induction heating device. The induction heating apparatus has a heating coil 13 a that is disposed around the steel pipe 17. This heating coil 13a is well known to those skilled in the art.

加熱コイル支持ロボット３２は、上述した第１の産業用ロボット１８と同様に、いわゆる垂直多関節ロボットであり、第１軸〜第６軸を有し、必要に応じて第７軸を有してもよい。第１軸〜第７軸はＡＣサーボモーターにより駆動される。 The heating coil support robot 32 is a so-called vertical articulated robot similar to the first industrial robot 18 described above, and has a first axis to a sixth axis, and optionally has a seventh axis. Also good. The first to seventh axes are driven by an AC servo motor.

他の素材１７−１を加熱する場合、段替え用加熱コイル置き台３３が加熱コイル支持ロボット３２の近傍に配置される。自動交換機能付きの交換用加熱コイル１３ｂが、置き台３３に載置される。素材が鋼管１７以外の他の素材１７−１に変更される場合、加熱支持ロボット３２が旋回し、加熱コイル１３ａを加熱コイル１３ｂに交換する。これにより、加熱コイル１３ｂは極めて迅速に交換される。
加熱機構１３に関するこれ以上の説明は省略する。 When heating the other material 17-1, the change-over heating coil mounting table 33 is disposed in the vicinity of the heating coil support robot 32. A replacement heating coil 13 b with an automatic replacement function is placed on the cradle 33. When the material is changed to another material 17-1 other than the steel pipe 17, the heating support robot 32 turns and replaces the heating coil 13 a with the heating coil 13 b. Thereby, the heating coil 13b is replaced | exchanged very rapidly.
Further explanation regarding the heating mechanism 13 is omitted.

［冷却機構１４］
冷却機構１４は、鋼管１７の送り方向について第２の位置Ｂよりも下流の第３の位置Ｃに固定して配置される。冷却機構１４は、送られる鋼管１７における加熱機構１３により加熱された部分を冷却する。これにより、冷却機構１４は、鋼管１７の長手方向の一部に鋼管１７の長手方向へ移動する高温部１７ｂを形成する。高温部１７ｂの変形抵抗は大幅に低下する。 [Cooling mechanism 14]
The cooling mechanism 14 is fixedly arranged at a third position C downstream of the second position B in the feed direction of the steel pipe 17. The cooling mechanism 14 cools the part heated by the heating mechanism 13 in the steel pipe 17 to be sent. Thereby, the cooling mechanism 14 forms the high temperature part 17b which moves to the longitudinal direction of the steel pipe 17 in a part of longitudinal direction of the steel pipe 17. The deformation resistance of the high temperature portion 17b is greatly reduced.

冷却機構１４は、例えば、鋼管１７の外面に離れて配置される冷却媒体噴射ノズル１４ａ、１４ｂを有する。冷却水が冷却媒体として例示される。この冷却媒体噴射ノズル１４ａ、１４ｂは、当業者にとっては周知慣用であるので、冷却機構１４に関する説明は省略する。 The cooling mechanism 14 includes, for example, cooling medium injection nozzles 14 a and 14 b that are arranged apart from the outer surface of the steel pipe 17. Cooling water is exemplified as the cooling medium. Since the cooling medium injection nozzles 14a and 14b are well known to those skilled in the art, the description of the cooling mechanism 14 is omitted.

［第２の支持機構１５］
第２の支持機構１５は、鋼管１７の送り方向について第３の位置Ｃよりも下流の第４の位置Ｄに配置される。第２の支持機構１５は、送られる鋼管１７の少なくとも一箇所を支持しながら二次元または三次元の方向へ移動する。これにより、第２の支持機構１５は、鋼管１７の高温部１７ｂ（位置Ｂ〜Ｃ間に存在する部分）に曲げモーメント又は剪断モーメントを与え、鋼管１７を所望の形状に曲げ加工又は剪断加工する。 [Second support mechanism 15]
The second support mechanism 15 is disposed at a fourth position D downstream of the third position C in the feed direction of the steel pipe 17. The second support mechanism 15 moves in a two-dimensional or three-dimensional direction while supporting at least one portion of the steel pipe 17 to be fed. Thereby, the 2nd support mechanism 15 gives a bending moment or a shear moment to the high temperature part 17b (part which exists between position BC) of the steel pipe 17, and bends or shears the steel pipe 17 to a desired shape. .

第２の支持機構１５は、曲げ加工装置０と同様に、可動ローラーダイス２５により構成される。可動ローラーダイス２５は、鋼管１７を送りながら支持可能であるロール対２５ａ、２５ｂを少なくとも一組有する。 The second support mechanism 15 is configured by a movable roller die 25 as in the bending apparatus 0. The movable roller die 25 has at least one set of roll pairs 25 a and 25 b that can be supported while feeding the steel pipe 17.

可動ローラーダイス２５は、第２の産業用ロボット２７により支持される。第２の産業用ロボット２７はＣＰ型のプレイバックロボットである。ＣＰ型のプレイバックロボットは、隣接する教示点の間の多数に細分化された軌跡と、これらの多数に細分化された軌跡の通過時刻とを連続的に記憶可能である。 The movable roller die 25 is supported by the second industrial robot 27. The second industrial robot 27 is a CP type playback robot. The CP-type playback robot can continuously store a plurality of trajectories that are subdivided between adjacent teaching points and the passage times of these subdivided trajectories.

第２の産業用ロボット２７は、上述した第１の産業用ロボット１８と同様に、いわゆる垂直多関節ロボットであり、第１軸〜第６軸を有し、必要に応じて第７軸を有してもよい。第１軸〜第７軸は、ＡＣサーボモーターにより駆動される。 The second industrial robot 27 is a so-called vertical articulated robot similar to the first industrial robot 18 described above, and has a first axis to a sixth axis, and has a seventh axis as necessary. May be. The first to seventh axes are driven by an AC servo motor.

グリッパー２７ａが、可動ローラーダイス２５を保持するための効果器（エンドエフェクタ）として、第２の産業用ロボット２７の手首２０ａの先端に設けられる。効果器は、グリッパー２７ａ以外の型式のものでもよい。 The gripper 27 a is provided at the tip of the wrist 20 a of the second industrial robot 27 as an effector (end effector) for holding the movable roller die 25. The effector may be of a type other than the gripper 27a.

可動ローラーダイス２５は、第２の産業用ロボット２７を含む複数基の産業用ロボットにより、支持されていてもよい。これにより、各産業用ロボットの負荷が軽減されるので、可動ローラーダイス２５の移動軌跡の精度が向上する。 The movable roller die 25 may be supported by a plurality of industrial robots including the second industrial robot 27. Thereby, since the load of each industrial robot is reduced, the accuracy of the movement locus of the movable roller die 25 is improved.

［変形防止機構１６］
変形防止機構１６は、鋼管１７の送り方向について第４の位置Ｄよりも下流の第５の位置Ｅに配置される。変形防止機構１６は、送られる鋼管１７が自重や冷却により発生する応力によって変形することを防止する。 [Deformation prevention mechanism 16]
The deformation prevention mechanism 16 is disposed at a fifth position E downstream of the fourth position D in the feed direction of the steel pipe 17. The deformation prevention mechanism 16 prevents the steel pipe 17 to be sent from being deformed by its own weight or stress generated by cooling.

第３の産業用ロボット２８が変形防止機構１６として用いられる。
第３の産業用ロボット２８は、上述した第１の産業用ロボット１８や第２の産業用ロボット２７と同様に、いわゆる垂直多関節ロボットであり、第１軸〜第６軸を有し、必要に応じて第７軸を有してもよい。第１軸〜第７軸はＡＣサーボモーターにより駆動される。 The third industrial robot 28 is used as the deformation prevention mechanism 16.
The third industrial robot 28 is a so-called vertical articulated robot similar to the first industrial robot 18 and the second industrial robot 27 described above, and has the first to sixth axes and is necessary. Depending on the, it may have a seventh axis. The first to seventh axes are driven by an AC servo motor.

鋼管１７の外面を掴むグリッパー２９が、鋼管１７の先端部１７ａを保持するための効果器（エンドエフェクタ）として、第３の産業用ロボット２８の手首２０ａの先端に設けられる。 A gripper 29 that grips the outer surface of the steel pipe 17 is provided at the tip of the wrist 20a of the third industrial robot 28 as an effector (end effector) for holding the tip 17a of the steel pipe 17.

効果器は、グリッパー２９以外の型式の効果器（例えば、鋼管１７の開口に挿入するもの）を用いてもよいことはいうまでもない。例えば、段替え用ツール置き台３４が第３の産業用ロボット２８の近傍に配置される。鋼管１７の内部に挿入する型式の交換用グリッパー２９−１がこの置き台３４に載置される。素材が鋼管１７以外の他の素材１７−１に変更される場合、第３の産業用ロボット２８が旋回してグリッパー２９をグリッパー２９−１に交換する。これにより、グリッパー２９−１が極めて迅速に交換される。 It goes without saying that an effector of a type other than the gripper 29 (for example, one inserted into the opening of the steel pipe 17) may be used as the effector. For example, the tool changing table 34 for changing the position is arranged in the vicinity of the third industrial robot 28. A replacement gripper 29-1 of a type to be inserted into the steel pipe 17 is placed on the pedestal 34. When the material is changed to a material 17-1 other than the steel pipe 17, the third industrial robot 28 turns to replace the gripper 29 with the gripper 29-1. This allows the gripper 29-1 to be replaced very quickly.

ハンドリングロボット３７が第３の産業用ロボット２８の下流に配置される。ハンドリングロボット３７は、手首２０ａの先端に把持部３６を有する。把持部３６は、曲げ加工を終了した曲げ加工品３５を保持する。ハンドリングロボット３７はＣＰ型のプレイバックロボットである。 A handling robot 37 is arranged downstream of the third industrial robot 28. The handling robot 37 has a grip portion 36 at the tip of the wrist 20a. The holding part 36 holds the bent product 35 after the bending process. The handling robot 37 is a CP type playback robot.

ハンドリングロボット３７は、上述した第１の産業用ロボット１８と同様に、いわゆる垂直多関節ロボットであり、第１軸〜第６軸を有し、必要に応じて第７軸を有してもよい。第１軸〜第７軸はＡＣサーボモーターにより駆動される。 The handling robot 37 is a so-called vertical articulated robot similar to the first industrial robot 18 described above, and has a first axis to a sixth axis, and may have a seventh axis as necessary. . The first to seventh axes are driven by an AC servo motor.

ハンドリングロボット３７は、曲げ加工を終了した曲げ加工品３５を保持する。ハンドリングロボット３７は、保持した曲げ加工品３５を製品置き台３８に移載する。
金属加工装置１０は、曲げ加工又は剪断加工を、温間または熱間で行うことが望ましい。温間とは、常温に比べて金属材料の変形抵抗が低下する温度域であり、例えば、ある金属材料ではおよそ５００℃から８００℃の温度域である。熱間とは、常温に比べて金属材料の変形抵抗が低下し、かつ、金属材料の焼入れ可能な温度域であり、例えば、ある鉄鋼材料では８７０℃以上の温度域である。 The handling robot 37 holds the bent product 35 after the bending process. The handling robot 37 transfers the held bent product 35 to the product table 38.
As for the metal processing apparatus 10, it is desirable to perform a bending process or a shearing process warmly or hotly. Warm is a temperature range in which the deformation resistance of a metal material is lower than that at room temperature. For example, a certain metal material has a temperature range of approximately 500 ° C. to 800 ° C. “Hot” is a temperature range in which the deformation resistance of the metal material is lower than that at room temperature and the metal material can be hardened. For example, a certain steel material has a temperature range of 870 ° C. or higher.

曲げ加工又は剪断加工が熱間で行われる場合、鋼管１７は、鋼管１７が焼入れ可能な温度域に加熱された後に所定の冷却速度で冷却することによって、焼入れ処理される。また、曲げ加工又は剪断加工が温間で行われる場合、熱歪み等の加工に伴う鋼管１７の歪みの発生が、防止される。 When the bending process or the shearing process is performed hot, the steel pipe 17 is quenched by being cooled to a predetermined cooling rate after the steel pipe 17 is heated to a temperature range in which the steel pipe 17 can be quenched. Further, when the bending process or the shearing process is performed warmly, the occurrence of distortion of the steel pipe 17 due to processing such as thermal distortion is prevented.

金属加工装置１０が、鋼管１７を二次元または三次元に曲げる曲げ加工又は剪断加工を行うと、送り機構１１が第１の産業用ロボット１８を有するために、以下に列記する効果が得られる。 When the metal processing apparatus 10 performs a bending process or a shearing process for bending the steel pipe 17 two-dimensionally or three-dimensionally, since the feed mechanism 11 has the first industrial robot 18, the effects listed below are obtained.

（ａ）鋼管１７の種類に応じて不可避的に行われる段取替えが、簡単かつ迅速に行われる。このため、金属加工装置１０のサイクルタイムの増加が防止され、金属加工装置１０の生産性が高まる。また、鋼管１７のパスラインが変更される場合に不可避的に行われる段取替えが簡単かつ迅速に行われる。このため、金属加工装置１０の生産の自由度および生産性がいずれも高まる。さらに、鋼管１７を収容するパレット２３が、第１の産業用ロボット１８の動作範囲内に設置される。 (A) The setup change that is unavoidably performed according to the type of the steel pipe 17 is easily and quickly performed. For this reason, increase of the cycle time of the metal processing apparatus 10 is prevented, and the productivity of the metal processing apparatus 10 is increased. In addition, the setup change that is unavoidably performed when the pass line of the steel pipe 17 is changed is easily and quickly performed. For this reason, both the freedom degree of production and productivity of the metal processing apparatus 10 increase. Further, a pallet 23 for housing the steel pipe 17 is installed within the operating range of the first industrial robot 18.

（ｂ）送り機構１１を構成する第１の産業用ロボット１８が、ハンドリングロボットとしても用いられる。このため、この第１の産業用ロボット１８が、素材１７を所定の位置にセットした後に直ちに素材１７をその軸方向へ送ることができるため、金属加工装置１０のサイクルタイムが短縮される。 (B) The first industrial robot 18 constituting the feed mechanism 11 is also used as a handling robot. For this reason, since the first industrial robot 18 can send the material 17 in the axial direction immediately after setting the material 17 at a predetermined position, the cycle time of the metal processing apparatus 10 is shortened.

（ｃ）第１の産業用ロボット１８の動作タイミングと、例えば、第２の産業用ロボット２７、加熱コイル支持ロボット３２、第３の産業用ロボット２８等の他の装置の動作タイミングとを、一致させることが容易になる。このため、曲げ加工又は剪断加工部品３５の寸法精度の向上を図ることが、鋼管１７の送り速度を自在に変更すること（例えば、曲げ部材における曲げ部分の送り速度を低下すること等）によって可能になるとともに、第１の産業用ロボット１８の起動の際のスタートタイミングと、例えば、第２の産業用ロボット２７、加熱コイル支持ロボット３２、第３の産業用ロボット２８等の他の装置の起動の際のスタートタイミングとを、一致させることが容易になる。 (C) The operation timing of the first industrial robot 18 coincides with the operation timing of other devices such as the second industrial robot 27, the heating coil support robot 32, the third industrial robot 28, etc. It becomes easy to make. For this reason, it is possible to improve the dimensional accuracy of the bent or sheared part 35 by freely changing the feed speed of the steel pipe 17 (for example, lowering the feed speed of the bent portion of the bending member). At the same time, the start timing when starting the first industrial robot 18 and the start of other devices such as the second industrial robot 27, the heating coil support robot 32, the third industrial robot 28, etc. It becomes easy to match the start timing at the time.

（ｄ）第１の産業用ロボット１８が送り機構１１に用いられるので、金属加工装置１０全体の設置スペースが、第１の産業用ロボット１８が例えば第１の支持機構１２にできるだけ近接して配置されることによって抑制され、これにより、金属加工装置１０の設置場所の制限が抑制される。 (D) Since the first industrial robot 18 is used for the feed mechanism 11, the installation space of the entire metal processing apparatus 10 is disposed as close as possible to the first industrial robot 18, for example, the first support mechanism 12. It is suppressed by this, and the restriction | limiting of the installation place of the metal processing apparatus 10 is suppressed by this.

（ｅ）第１の産業用ロボット１８が送り機構１１の構成要素として用いられるので、例えば、（１）鋼管１７が溶接鋼管である場合に、鋼管１７に存在する溶接ビード位置が曲げ加工に不具合を生じない位置になるように鋼管１７を軸回りに回転させてから、鋼管１７を金属加工装置１０にセットする動作、（２）鋼管１７のセット時の芯ずれを調整する動作、（３）鋼管１７の送り経路を調整する動作、（４）鋼管１７に微小な繰り返し振動を与えることによって第１の支持機構１２や第２の支持機構１５の摩擦係数を低下する動作、さらには（５）鋼管１７の芯ずれを修正してスティックスリップ現象の発生を未然に防止する動作といった、送り動作以外の動作も行うことができる。このため、金属加工装置１０の生産の自由度が高まる。
なお、第１の産業用ロボット１８が溶接ビード位置を変更する動作が行う場合、周知慣用の溶接ビード位置検出装置が第１の産業用ロボット１８に設けられる。鋼管１７の回転角度は溶接ビード位置検出装置の検出値により演算により設定されるようにしてもよい。 (E) Since the first industrial robot 18 is used as a component of the feed mechanism 11, for example, (1) when the steel pipe 17 is a welded steel pipe, the position of the weld bead existing in the steel pipe 17 is defective in bending. The steel pipe 17 is rotated about its axis so that the position is not generated, and then the steel pipe 17 is set on the metal processing apparatus 10; (2) the misalignment operation when the steel pipe 17 is set; (3) An operation for adjusting the feed path of the steel pipe 17, (4) an operation for reducing the friction coefficient of the first support mechanism 12 and the second support mechanism 15 by applying minute repeated vibrations to the steel pipe 17, and (5) Operations other than the feeding operation such as an operation of correcting the misalignment of the steel pipe 17 to prevent the occurrence of the stick-slip phenomenon can be performed. For this reason, the freedom degree of production of the metal processing apparatus 10 increases.
When the first industrial robot 18 performs an operation of changing the welding bead position, a well-known and commonly used welding bead position detection device is provided in the first industrial robot 18. The rotation angle of the steel pipe 17 may be set by calculation based on the detection value of the weld bead position detection device.

（ｆ）第１の産業用ロボット１８は、生産実績が高い汎用の産業用ロボットにより構成可能であるので、良好なメンテナンス性が得られるとともに、補修や清掃に要する時間や工数が抑制される。 (F) Since the first industrial robot 18 can be constituted by a general-purpose industrial robot with a high production record, good maintainability is obtained, and time and man-hours required for repair and cleaning are suppressed.

（ｇ）第１の産業用ロボット１８は、第１の支持機構１２の取付け向きに応じて、鋼管１７の送り軌道を微修正できるので、曲げ加工又は剪断加工部品３５の寸法精度が向上する。 (G) Since the first industrial robot 18 can finely correct the feed trajectory of the steel pipe 17 according to the mounting direction of the first support mechanism 12, the dimensional accuracy of the bending or shearing component 35 is improved.

以上説明したように、金属加工装置１０は、送り機構１１、第１の支持機構１２、加熱機構１３、及び冷却機構１４からなる高温部形成機構４０と、第２の産業用ロボット２７を備える第２の支持機構１５と、軌跡測定装置と、制御装置とを備える。 As described above, the metal processing apparatus 10 includes the high temperature part forming mechanism 40 including the feed mechanism 11, the first support mechanism 12, the heating mechanism 13, and the cooling mechanism 14, and the second industrial robot 27. 2 support mechanisms 15, a trajectory measuring device, and a control device.

略述すると、高温部形成機構４０は、略述すると、長尺の素材である鋼管１７の軸方向へ移動する高温部１７ｂを部分的に形成する。例えば第１の産業用ロボット１８を用いた送り機構１１が、第１の支持機構１２によりその軸方向へ移動自在に支持される鋼管１７を、上流側から下流側へ向けて送る。そして、第１の支持機構１２の下流で加熱機構（誘導加熱コイル）１３が鋼管１７を部分的に例えば焼入れが可能な温度域（Ａｃ_３点以上）に急速に加熱するとともに、加熱機構１３の下流に配置される冷却機構１４が鋼管１７に冷却水を吹き付けて鋼管１７を急冷することによって、加熱機構（誘導加熱コイル）１３による鋼管１７の加熱位置と冷却水の鋼管１７への吹き付け位置との間に、鋼管１７の軸方向へ移動するＡｃ_３点以上の温度の高温部１７ｂを形成する。このように、高温部形成機構４０は、長尺の素材である鋼管１７の軸方向へ移動する高温部１７ｂを部分的に形成するための、送り機構１１、第１の支持機構１２、加熱機構１３、及び冷却機構１４からなる。 In brief, the high temperature portion forming mechanism 40 partially forms the high temperature portion 17b that moves in the axial direction of the steel pipe 17 that is a long material. For example, the feed mechanism 11 using the first industrial robot 18 feeds the steel pipe 17 supported by the first support mechanism 12 so as to be movable in the axial direction from the upstream side toward the downstream side. Then, the heating mechanism (induction heating coil) 13 downstream of the first support mechanism 12 rapidly heats the steel pipe 17 partially to a temperature range (Ac ₃ points or more) at which quenching can be performed, for example. The cooling mechanism 14 disposed downstream sprays cooling water on the steel pipe 17 to rapidly cool the steel pipe 17, whereby the heating position of the steel pipe 17 by the heating mechanism (induction heating coil) 13 and the spraying position of the cooling water on the steel pipe 17 are In between, the high temperature part 17b of the temperature of Ac ₃ point or more which moves to the axial direction of the steel pipe 17 is formed. Thus, the high temperature part formation mechanism 40 is the feed mechanism 11, the 1st support mechanism 12, and the heating mechanism for partially forming the high temperature part 17b which moves to the axial direction of the steel pipe 17 which is a long raw material. 13 and a cooling mechanism 14.

第２の産業用ロボット２７は、高温部１７ｂを境として鋼管１７の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持しながら移動するマニピュレータを備える。これらマニピュレータは、鋼管１７を送りながら支持可能であるロール対２５ａ、２５ｂを少なくとも一組有する可動ローラーダイス２５を把持しながら、可動ローラーダイス２５の位置を二次元又は三次元で変更することによって鋼管１７の高温部１７ｂに曲げモーメント又は剪断モーメントを付与する。このようにして、第２の産業用ロボット２７は、曲げ加工又は剪断加工部品３５を製造する。 The second industrial robot 27 includes a manipulator that moves while supporting one end side and / or the other end side of the steel pipe 17 with the high temperature portion 17b as a boundary. These manipulators change the position of the movable roller die 25 in two dimensions or three dimensions while holding the movable roller die 25 having at least one pair of roll pairs 25a and 25b that can be supported while feeding the steel pipe 17. A bending moment or a shearing moment is applied to the 17 high temperature portion 17b. In this way, the second industrial robot 27 manufactures the bending or shearing part 35.

図３中に部分的に拡大して示すように、素材である鋼管１７をクランプするマニピュレータ（前腕）２０の手首位置に６軸の荷重計及び／又は加速度計３９を設置することが好適である。すなわち、垂直荷重ＦＸ，ＦＹ，ＦＺ及びＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの軸まわりのモーメントＭｘ、Ｍｙ、Ｍｚを測定する。 As shown partially enlarged in FIG. 3, it is preferable to install a six-axis load meter and / or accelerometer 39 at the wrist position of a manipulator (forearm) 20 that clamps the steel pipe 17 as a material. . That is, the vertical loads FX, FY, FZ and the moments Mx, My, Mz around the X-axis, Y-axis, and Z-axis are measured.

これらの荷重やモーメント、あるいは加速度の測定値から、荷重、モーメント、加速度の基準値と測定値の差を監視することにより、第２の産業用ロボット２７のマニピュレータ（前腕）２０の軌道を監視することができる。 The trajectory of the manipulator (forearm) 20 of the second industrial robot 27 is monitored by monitoring the difference between the reference value of the load, moment, and acceleration and the measured value from the measured values of the load, moment, or acceleration. be able to.

図５は、第２の産業用ロボット２７の関節部の動作を模式的に示す説明図である。
図５に示すように、第２の産業用ロボット２７の関節の減速機入り側を基準に取り（０点）、モータ出側の変位を考える。加工時に、加速度や加工力などの外力が作用すると、図５に示すように、第２の産業用ロボット２７の関節には、Ｘ軸周りの回転Ｖｘ、ｙ軸周りの回転Ｖｙ、Ｚ軸周りの回転Ｖｚが発生する。 FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the operation of the joint portion of the second industrial robot 27.
As shown in FIG. 5, taking the reduction gear entering side of the joint of the second industrial robot 27 as a reference (0 point), the displacement on the motor exit side is considered. When an external force such as acceleration or machining force is applied during machining, the joint of the second industrial robot 27 has a rotation Vx around the X axis, a rotation Vy around the y axis, and a Z axis around, as shown in FIG. Rotation Vz occurs.

例えば６軸の多関節型の第２の産業用ロボット２７であれば、６軸の各関節とアームの空間位置を考慮して、各減速機やアームのたわみの影響係数を予め求めておき、測定した荷重から、第２の産業用ロボット２７のマニピュレータ（前腕）２０の先端の軌道を推定することができるため、前腕２０の軌道データを補正することが可能になる。 For example, in the case of the 6-axis multi-joint type second industrial robot 27, the influence coefficient of each reducer and arm deflection is obtained in advance in consideration of the spatial position of each 6-axis joint and arm. Since the trajectory of the tip of the manipulator (forearm) 20 of the second industrial robot 27 can be estimated from the measured load, the trajectory data of the forearm 20 can be corrected.

この中で、第２の産業用ロボット２７の関節の減速機のｚ軸周りの回転Ｖｚが最も大きく変化するため、第２の産業用ロボット２７のマニピュレータ（前腕）２０の先端の軌道の推定には、Ｖｚのみを使用しても、実用上十分な精度で第２の産業用ロボット２７のマニピュレータ（前腕）２０の軌道を推定することができる。 Among these, since the rotation Vz around the z-axis of the speed reducer at the joint of the second industrial robot 27 changes most greatly, the trajectory of the tip of the manipulator (forearm) 20 of the second industrial robot 27 is estimated. Even if only Vz is used, the trajectory of the manipulator (forearm) 20 of the second industrial robot 27 can be estimated with sufficient practical accuracy.

なお、モニタリングだけであれば、鋼管１７をクランプする手首位置に荷重計及び／又は、加速度計を設置する必要はなく、第２の産業用ロボット２７の任意の位置に設定してもよく、直接の計測値の変化のしきい値を決定してもよい。 For monitoring only, it is not necessary to install a load meter and / or accelerometer at the wrist position where the steel pipe 17 is clamped, and it may be set at an arbitrary position of the second industrial robot 27. The threshold value for the change in the measured value may be determined.

０曲げ加工装置
１鋼管
１ａ高温部
２支持手段
３送り装置
４可動ローラーダイス
４ａロール対
５誘導加熱コイル
６水冷装置
８曲げ部材
１０本発明に係る金属加工装置
１１送り機構
１２第１の支持機構
１２ａ〜１２ｆロール
１３加熱機構
１３ａ，１３ｂ加熱コイル
１４冷却機構
１４ａ、１４ｂ冷却媒体噴射ノズル
１５第２の支持機構
１６変形防止機構
１７鋼管
１７−１他の素材
１７ａ先端部
１７ｂ高温部
１８、１８−１第１の産業用ロボット
１９上腕
２０前腕
２０ａ手首
２１コントローラー
２２入力装置
２３パレット
２４、２４−１効果器（エンドエフェクタ）
２５可動ローラーダイス
２５ａ、２５ｂロール対
２７第２の産業用ロボット
２７ａグリッパー
２８第３の産業用ロボット
２９グリッパー
２９−１交換用グリッパー
３０段替え用ツール置き台
３１支持台
３２加熱コイル支持ロボット
３３段替え用加熱コイル置き台
３４段替え用ツール置き台
３５加工品
３６把持部
３７ハンドリングロボット
３８製品置き台
３９荷重計及び／又は加速度計
４０高温部形成機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 0 Bending apparatus 1 Steel pipe 1a High temperature part 2 Support means 3 Feeding device 4 Movable roller die 4a Roll pair 5 Induction heating coil 6 Water cooling apparatus 8 Bending member 10 Metal working apparatus 11 Feed mechanism 12 1st support mechanism 12a which concerns on this invention ˜12f Roll 13 Heating mechanism 13a, 13b Heating coil 14 Cooling mechanism 14a, 14b Coolant injection nozzle 15 Second support mechanism 16 Deformation prevention mechanism 17 Steel pipe 17-1 Other material 17a Tip 17b High temperature part 18, 18-1 First industrial robot 19 Upper arm 20 Forearm 20a Wrist 21 Controller 22 Input device 23 Pallet 24, 24-1 Effector (end effector)
25 Movable roller dies 25a, 25b Roll pair 27 Second industrial robot 27a Gripper 28 Third industrial robot 29 Gripper 29-1 Replacement gripper 30 Changing tool stand 31 Supporting table 32 Heating coil supporting robot 33 Replacement heating coil stand 34 Tool change stand 35 Workpiece 36 Holding part 37 Handling robot 38 Product stand 39 Load meter and / or accelerometer 40 High temperature part forming mechanism

Claims

長尺の素材に、該素材の軸方向へ移動する高温部を部分的に形成しながら、該高温部を境として素材の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持する産業用ロボットのマニピュレータを、予め設定した移動軌跡の目標値に基づいて移動させて前記高温部に曲げモーメント又は剪断力を与えることによって、金属部材を製造する際に、移動時におけるマニピュレータに作用する荷重及び／又は加速度の測定値と、予め設定した荷重及び／又は加速度の目標値との偏差を求め、該偏差が予め定めた閾値を超えた場合には、金属部材の製造の中止、又は警告の出力を行うことを特徴とする曲げ部材の製造方法。 An industrial material that supports one end side and / or the other end side of a material with the high temperature portion as a boundary while partially forming a high temperature portion that moves in the axial direction of the material on a long material. When a metal member is manufactured by moving a robot manipulator based on a preset target value of a movement trajectory and applying a bending moment or a shearing force to the high temperature portion, a load acting on the manipulator during movement and The deviation between the measured value of acceleration and / or the target value of the preset load and / or acceleration is obtained, and when the deviation exceeds a predetermined threshold, the production of the metal member is stopped or a warning is output. The manufacturing method of the bending member characterized by performing.

長尺の素材に、該素材の軸方向へ移動する高温部を部分的に形成しながら、該高温部を境として素材の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持する産業用ロボットのマニピュレータを、予め設定した移動軌跡の目標値に基づいて移動させて前記高温部に曲げモーメント又は剪断力を与えることによって、曲げ部材を製造する際に、移動時におけるマニピュレータに作用する荷重及び／又は加速度の測定値と、前記予め設定した荷重及び／又は加速度の目標値との偏差を求め、該偏差と予め定めた荷重及び／又は加速度とから前記マニピュレータの軌道のずれを推定して求め、求めた該軌道のずれに基づいて、前記素材の次以降の素材の加工における前記移動軌跡の目標値を修正して設定することを特徴とする金属部材の製造方法。 An industrial material that supports one end side and / or the other end side of a material with the high temperature portion as a boundary while partially forming a high temperature portion that moves in the axial direction of the material on a long material. The robot manipulator is moved based on a preset target value of the movement trajectory to apply a bending moment or a shearing force to the high temperature portion, thereby producing a load acting on the manipulator during the movement when the bending member is manufactured. The deviation between the measured value of acceleration and / or the target value of the preset load and / or acceleration is obtained, and the deviation of the trajectory of the manipulator is estimated from the deviation and the predetermined load and / or acceleration. A method of manufacturing a metal member, comprising correcting and setting a target value of the movement trajectory in processing a material subsequent to the material based on the obtained deviation of the trajectory.

長尺の素材の軸方向へ移動する高温部を部分的に形成するための高温部形成機構と、該高温部を境として素材の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持しながら移動する産業用ロボットのマニピュレータと、移動時の該マニピュレータに生じる荷重を測定する荷重測定装置と、マニピュレータを、予め設定した目標移動軌跡に基づいて移動させて高温部に曲げモーメント又は剪断力を与えるとともに、前記荷重測定装置による荷重の測定値と目標値との偏差を求め、該偏差が閾値を超えた場合には、金属部材の製造の中止、又は警告の出力を行う制御装置とを備えることを特徴とする金属加工装置。 A high temperature part forming mechanism for partially forming a high temperature part moving in the axial direction of a long material, and supporting one end side and / or the other end side of the material with the high temperature part as a boundary. The manipulator of the industrial robot that moves while moving, the load measuring device that measures the load generated on the manipulator during movement, and the manipulator are moved based on the preset target movement trajectory, and a bending moment or shear force is applied to the high-temperature part. And a control device that obtains a deviation between the measured value of the load by the load measuring device and the target value, and when the deviation exceeds a threshold value, stops the production of the metal member or outputs a warning. The metal processing apparatus characterized by the above-mentioned.

長尺の素材の軸方向へ移動する高温部を部分的に形成するための高温部形成機構と、該高温部を境として素材の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持しながら移動する産業用ロボットのマニピュレータと、移動時のマニピュレータに生じる加速度を測定する加速度測定装置と、マニピュレータを、予め設定した目標移動軌跡に基づいて移動させて高温部に曲げモーメント又は剪断力を与えるとともに、前記加速度測定装置による加速度の測定値と目標値との偏差を求め、該偏差が閾値を超えた場合には、金属部材の製造の中止、又は警告の出力を行う制御装置とを備えることを特徴とする金属加工装置。 A high temperature part forming mechanism for partially forming a high temperature part moving in the axial direction of a long material, and supporting one end side and / or the other end side of the material with the high temperature part as a boundary. A manipulator of an industrial robot that moves while moving, an acceleration measuring device that measures the acceleration generated in the manipulator during movement, and a manipulator that is moved based on a preset target movement trajectory to give a bending moment or shear force to a high-temperature part And a control device for obtaining a deviation between a measured value of the acceleration by the acceleration measuring device and a target value, and for stopping the production of the metal member or outputting a warning when the deviation exceeds a threshold value. Metal processing equipment characterized by.

長尺の素材の軸方向へ移動する高温部を部分的に形成するための高温部形成機構と、該高温部を境として素材の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持しながら移動する産業用ロボットのマニピュレータと、移動時の該マニピュレータに生じる荷重を測定する荷重測定装置と、マニピュレータを、予め設定した目標移動軌跡に基づいて移動させて高温部に曲げモーメント又は剪断力を与えるとともに、移動時におけるマニピュレータに作用する荷重の測定値と、前記予め設定した荷重の目標値との偏差を求め、該偏差と予め定めた荷重とから前記マニピュレータの軌道のずれを推定して求め、求めた該軌道のずれに基づいて、前記素材の次以降の素材の加工における前記移動軌跡の目標値を修正して設定する制御装置とを備えることを特徴とする金属加工装置。 A high temperature part forming mechanism for partially forming a high temperature part moving in the axial direction of a long material, and supporting one end side and / or the other end side of the material with the high temperature part as a boundary. The manipulator of the industrial robot that moves while moving, the load measuring device that measures the load generated in the manipulator during movement, and the manipulator are moved based on the preset target movement trajectory, and a bending moment or shear force is applied to the high-temperature part. And calculating a deviation between the measured value of the load acting on the manipulator during movement and the preset target value of the load, and estimating the deviation of the trajectory of the manipulator from the deviation and a predetermined load. And a control device that corrects and sets a target value of the movement trajectory in processing the material subsequent to the material based on the obtained deviation of the trajectory. Metal processing equipment to.

長尺の素材の軸方向へ移動する高温部を部分的に形成するための高温部形成機構と、該高温部を境として素材の一方の端部側及び／又は他方の端部側を支持しながら移動する産業用ロボットのマニピュレータと、移動時のマニピュレータに生じる加速度を測定する加速度測定装置と、マニピュレータを、予め設定した目標移動軌跡に基づいて移動させて高温部に曲げモーメント又は剪断力を与えるとともに、移動時におけるマニピュレータに作用する加速度の測定値と、前記予め設定した加速度の目標値との偏差を求め、該偏差と予め定めた加速度とから前記マニピュレータの軌道のずれを推定して求め、求めた該軌道のずれに基づいて、前記素材の次以降の素材の加工における前記移動軌跡の目標値を修正して設定する制御装置とを備えることを特徴とする金属加工装置。 A high temperature part forming mechanism for partially forming a high temperature part moving in the axial direction of a long material, and supporting one end side and / or the other end side of the material with the high temperature part as a boundary. A manipulator of an industrial robot that moves while moving, an acceleration measuring device that measures the acceleration generated in the manipulator during movement, and a manipulator that is moved based on a preset target movement trajectory to give a bending moment or shear force to a high-temperature part A deviation between the measured value of acceleration acting on the manipulator at the time of movement and the preset target value of acceleration is obtained, and the deviation of the trajectory of the manipulator is estimated and obtained from the deviation and a predetermined acceleration. And a control device that corrects and sets a target value of the movement locus in processing of the material subsequent to the material based on the obtained deviation of the trajectory. Metalworking and wherein the door.