JP2023547546A - 全自動化シートメタルベンディングセル - Google Patents

Abstract

本発明は、人的支援のないセルの動作自律性ならびにセルの柔軟性および生産性を著しく増大させることを目的として、自動保管ならびに自動化シートメタルベンディングセル（１）を含む工場を動作させるための方法に関する。

Description

本発明は、人的支援のない動作の自律性、１つまたは複数の自動化ベンディングセルの柔軟性および生産性を、極めて顕著に増大させることを意図した解決策または技術的機能の一貫性のあるセットに関する。その目的は、長い時間期間、一般的には少なくとも２４時間から４８時間（すなわち、３つから６つの連続するワークシフト）にわたって、「長続きする」動作の自律性、すなわち、プログラミングシステム以外の支援のない自動化動作を取得することである。

従来技術の包括的分析が、本発明者によって行われた。その分析は、以下に要約される。

自動化マガジンの重要性
シートメタル作業現場計画の簡略的外観が、物流フローに特化した分野の重要性を理解するのに十分である。次いで、直接的（オペレータによるワークステーションまたは機械の取扱い）および間接的（物流専門要員による取扱い）取扱いコストのさらなる分析が、作業場の動作のコストにおいて、内部物流フローによって取られる、かなりの部分（直接的および間接的人件費の２５％～３５％）を明らかにする。

インダストリー４．０のコンセプトは、生産手段を構造化する新しい方法に対応することが知られている。上記の新しいインダストリーは、それ自体を、仮想世界のデジタル設計管理（動作、財務およびマーケティング）と実世界の製品および対象物との間の収束として確立中である。それは、しばしば、第４次産業革命と呼ばれる。したがって、４．０コンセプトの実施は、単に、作業場に様々に自動化された生産工具を提供することではなく、
－ 原材料、切断部品および成形部品のフローを最適化することと、
－ 生産機械の確実な供給を計画して確保し、それらの稼働率を最適化することと、
－ 取扱い動作を安全にすることと、
－ 人的要因への依存を低減して、高付加価値を有する有益なタスクに人的資源を集中させることと
を行うために、作業場の機能全体およびそれらの相互作用を全体として理解することである。

シートメタルプラント４．０では、シートを切断して成形するための機械の自動化は、したがって自動化マガジンから切り離すことができず、その用語のあらゆる意味において、機械は自動化マガジンに接続され、自動化マガジンは、ある意味で作業場の骨格を形成する。

国際公開第２０１２／０６３７１０号 米国特許出願公開第２０１８／０５６３５７号明細書

ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｔｒｕｍｐｆ．ｃｏｍ／ｆｒＦＲ／ｐｒｏｄｕｉｔｓ／ｍａｃｈｉｎｅｓ－ｓｙｓｔｅｍｅｓ／ｓｙｓｔｅｍｅｓ－ｄｅ－ｓｔｏｃｋａｇｅ／ｍａｇａｓｉｎｓ ｇｒａｎｄｅ－ｃａｐａｃｉｔｅ－ｓｔｏｐａ／ ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓｔｏｐａ．ｃｏｍ／ｒｅｆｅｒｅｎｚｅｎ／ｓｔｏｐａ－ｌａｇｅｒｓｙｓｔｅｍｅ／ｂｉｎｄｅｒ／ＳＴＯＰＡ Ｂｉｎｄｅｒ ＦＲ．ｐｄｆ

多くの製造者は、切断機械への自動供給および切断動作の信頼性に関連する問題を解決済みであるかまたは解決中であるが、フローの最適化およびシート成形プロセスの自動化に関しては、いまだにそうなっておらず、そのような工具およびそれが示す莫大な投資を、真に収益性があるものにするために、多くの進歩が依然として期待されている。

長い市場調査およびその当該部門の主な当事者との会議の後、シートメタルプラント４．０は、シートメタル成形機械および特にロボット化ベンディングセルの自律性のレベルが、究極的には、切断機械の自律性と連携しない限り、ユートピアのままであることがわかっている。

シートメタル成形機械
本発明者らが行った、シートメタルを成形する様々な技法と、それらの技法が提供する自動化のレベルとの間の比較作業において、とりわけ、
－ パネル機械、
－ 近年驚異的な発展を遂げたエプロンベンディング機械、
－ 従来のプレスブレーキ、
などの異なる技術の可能性および特に限界を理解するために探索された。

ベンディング技法およびそれらの４．０コンセプトへの適応性の比較分析の要約
パネル機械は、明らかに、自動化に関して４．０コンセプトに最も近い技術であるが、パネル機械は、実装可能性に関して最も制限的でもある。一例として、発明者の特定の活動において、部品の５％未満が、パネリングの制約に適合することがわかっている。その制限に気付いて、パネル機械の製造者は、現在、パネル機械をロボット化プレスブレーキまたは手動プレスブレーキのいずれかに結合することを提案しているが、そのようなタンデムの機械の負荷を平衡させることは明らかに不可能であり、それは、それらの収益性を損なう。

今日、エプロンベンディング機械は、優れたレベルの自動化を達成済みであり、パネル機械より広範囲の成形可能性を提示するが、その一方で非常に遅い。このタイプの機械では、オペレータの存在が不可避であり、実装の可能性は、特に、部品が、それらの裏側に折り曲げを有するとき、または部品が変形動作（穴開け、小型スタンピング、リビングなど）を受けたパンチング機械から到来したとき、非常に制限されたままである。

従来のプレスブレーキの主な利点は、それらの非常に広範囲の実装可能性と、それらの生産される量への適応の柔軟性とにある。オペレータによって制御されるタンデムＣＮＣプレスブレーキ（ＣＮＣ工作機械）は、ほとんどの場合、生産が低コスト労働力を有する国に位置する場合は特に、最も柔軟でかつ有利な投資であり続ける。

したがって、プレスブレーキの自動化は、このタイプの機械のすべての製造者にとって重要な課題となった。

現在、少数の製造者が、ＳＡＬＶＡＧＮＩＮＩ（ＡＴＡ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＴＲＵＭＰＦ（ＴｏｏｌＭａｓｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＡＭＡＤＡ（ＡＴＣ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＢＹＳＴＲＯＮＩＣ（Ｘｐｅｒｔ Ｔｏｏｌ Ｃｈａｎｇｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ）など、機械に統合された自動工具搭載システムを提供している。そのようなタイプのサーボ制御の主な利点は、オペレータに対する向上した快適性にある。しかしながら、投資に対するリターンを認識することは、容易ではない。セットアップ時間の低減は、同じく、非常に相対的であり、このオプションの非常に高いコストには決して釣り合わない。

自動化ベンディングセルは、今日においても、主として、一人のオペレータが単独で取り扱うには大きすぎるかまたは重すぎる大規模な生産および／または部品を意図した工具である。

なされた多くの進歩にもかかわらず、製造者は、今日、連続８時間を超える間、支援なしに動作することができるロボット化ベンディングセルを提供することはできない。加えて、この非常に相対的な性能は、バッチサイズ（級数）、曲げられた部品の体積、把持の可能性など、様々なパラメータの組合せによって強く条件付けられる。

ロボット化ベンディングセルは莫大な投資を示し、その搾取率は、低レベルの自律性によっておよび人的要因への依存性によって、依然として強く制限されている。上記の理由に対して、大部分の作業場は、依然として、オペレータによって制御される数値制御機械の解決策の方を好む。

特許文献１は、以下の要素を除いて、主な設備クレームのすべての要素を有するプレスブレーキ設備を開示する。
－ 自動化マガジン、ならびにすべての補助的自動化手段、すなわち、曲げられる部品をセルに搬送するため、曲げられた部品およびパレットをセルから除去するため、または空のパレットをセル内に搬送するためなど、交換は、本明細書ではセルと自動化マガジンとの間で発生する、
－ ベンディング工具を有するマガジンまたはラックのセット、および決定された時間期間の間に、支援なしにセルの動作の自律性を確保するために必要なすべてのベンディング工具、グリッパ、および付属品を、設定可能な位置においてセル筐体内に保管するための保管システム。

したがって、マガジンが自動化されており、かつ自動化マガジンと通じている供給およびドロップオフ（ｄｒｏｐ ｏｆｆ）領域の存在は、前記文献において開示されていないという事実に留意されたい。

特許文献２は、（固定レールがなくても）地面の上を自由に移動して、そのデバイスが１つの機械から別の機械もしくは工具マガジンに移動することを可能にする操作デバイスと、機械が動作可能であるときにマニピュレータを所与の機械に取り付けるためのカップリングとを有するプレスブレーキシステムを開示する。その目的は、プレスブレーキに対するマニピュレータの運動の柔軟性を改善することである。しかしながら、ＡＧＶの使用に類似するそのような解決策は、セルの設置面積が大幅に増加するか、またはフロー管理を大幅に複雑にする可能性が高い。

非特許文献１は、大容量保管システムＳＴＯＰＡに関してＴｒｕｍｐｆウェブサイトから引用されている。上記の文献は、一般的な方式で記述されるベンディングセルを含む複数の機械と組み合わされ、したがって、（週７日で一日２４時間の）途切れのない生産性を有する、シートメタル機械加工工程における材料および情報のフローを確保する自動化マガジンを開示する。コンベヤは、原材料および機械加工された部品を、１つの機械から別の機械に移送する。そのビデオは、ベンディングセル内の加工済み部品に対するドロップオフ領域が、自動化マガジンと通じている（ただし、フォークリフトと通じている）ことを明確に示していない。リニア自動化マガジンの１つまたは複数のタワーを介するベンディングセルの到来フローがＴｒｕｍｐの解決策において明白に管理される場合、同じことが退出フローに対しても発生し得ることが当業者にとって論理的であるように見えるとしても、自動化ベンディングセルの製造者のために活動する多くのエキスパートの誰もが、これまでのところ、そのような解決策の実装を真剣に考慮しておらず、一方で、同じ製造者の大部分は、長い間、レーザ切断セルおよびパンチング機械の到来フローおよび退出フローを完全に自動化しており、それにより、ロボット化ベンディングセルに特有の技術的問題が存在すること、およびいまだ解決されていないことを明示している（たとえば、非特許文献２参照）。

一般的な問題の宣言
詳細な分析は、１つまたは複数の発明は以下の様々な一般的目標を追求すべきであることを示す。
１．概念的目標
主な目標は、ベンディングセルを、現在のセルの事例ではないインダストリー４．０コンセプトに適合させることである。理想的なセルは、途切れることなく土曜日および日曜日にオペレータなしに、すなわち、人的支援はないが、少なくとも、有能でやる気のあるオペレータによって制御される最新世代のプレスブレーキのレベルに匹敵する生産性のレベルを有する４８時間の完全な自律性で稼働することが可能であるべきである。
２．技術的目標
－ 現在、セルの自律性を制限している問題、およびすべての製造者に、例外なく、ベンディングセルはオペレータなしにはせいぜい数時間しか稼働できないと言わしめる問題のすべてを解決すること。より具体的には、
・部品の利用可能性を確保しながら、曲げられるべき部品をセルに自動的に供給すること、
・曲げられた部品を自動的に除去すること、
・セルの中で、いくつかのグリッパといくつかのベンディング工具との利用可能性をそれぞれ確保し、それにより、人的支援なしに４８時間の完全な自律性を確保すること。
－ 本明細書で上述した動作の煩わしさを軽減することによって機械の生産性を最大化すること。セルとロボットとの平均時間当たり生産性は、やる気のある熟練したオペレータによって制御される従来の次世代プレスブレーキの生産性に少なくとも匹敵すべきである。上記は、機械の方が一般的にオペレータより生産性が高い、重くてかさばる部品に対してのみならず、人の器用さが、通常、実行速度においてロボットに勝る部品に対しても成り立つべきであり、より具体的には、
・ベンディング工具に対する組立および分解の時間を低減すべきであり、
・曲げられるべき部品の位置決め（ｉｎｄｅｘｉｎｇ）を制御する動作を排除して、その動作を光学的認識システムに置き換えるべきであり、
・セルアーキテクチャの包括的見直しによってトラック上のロボットの運動を最適化すべきである。
３．経済的目標
セルの価格がより魅力的であるほど、より多くの工具が多数の潜在的ユーザにアクセス可能になり、機械の数がより多くなる（５年にわたるＲＯＩ、投資を段階的に行うことの可能性、オペレータの役割および関連コストの重要性の低下）。
４．様々な産業的プロファイルに関連する目標
ベンディングセルの最適化において、本発明者は、彼ら自身の必要性を満たす解決策について思考したばかりでなく、他のユーザプロファイルの期待も考慮した。
－ 活動のタイプ：シートメタルのアウトソーシング、独自生産（ｏｗｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）、強い季節性を有する活動など、
－ 生産機構
・大きい循環級数、
・大きい年間の量、しかし小バッチのジャストインタイム生産、リーン生産、
・小さい循環級数。
５．ロボット化セルの統合の制約に関連する目標
ロボット化ベンディングセルの設置面積は無視できない。しかし、コンパクトセルアーキテクチャが、空間が制限された作業場に、生産性および自律性の目標を損なうことなく統合する可能性を拡大する。したがって、より大きい自由度を提供する解決策が好ましい。
６．作業場内の他のステーションとのセルの相互作用に関連する目標
上記で説明したように、自動化マガジンは、４．０シートメタルショップの実質的骨格である。自動化マガジンはまた、ロボット化ベンディングセルを切断機械のレベルと同等のレベルにもたらすことが望ましい場合、解決策の重要な部分を示すべきである。

発明の目的
要約すれば、本発明の主な目的は、以下のとおりである。
１．４８時間以上の動作の自律性。
２．そのようなレベルの自律性は、いかなる状況でも、たとえ間欠的であっても、オペレータの存在によって条件付けられることはあり得ない。
３．自律性を向上させる目標は、特にベンディング工具およびグリッパの大きい多様性を必要とする小さい循環級数の場合に、セルの柔軟性における改善と連携すべきである。
４．ターゲットの目的を達成するためにセルにとって必要な要素のすべては、セルの中に存在すべきであるか、または全自動の、かつプログラマブルな方法で、それらをセルの中に持ち込むこと、もしくはセルから除去することが可能であるべきであり、要素は特に、限定はしないが、以下を含む。
－ 標準ベンディング工具、
－ 専用ベンディング工具、
－ 顧客の排他的使用のために用意された工具、
－ 汎用グリッパ、
－ 特定のグリッパ、
－ 曲げられた部品の積み重ねを最適化するための、および／または壊れやすい部品を保護するための付属品、
－ 小さい体積の部品を大量に落下させるように意図された容器、
－ 曲げられるべき部品をセルに供給するように意図されたパレタイジングシステム、
－ 曲げられた部品を受けるためのパレタイジングシステム、
－ 混合されたまたは多機能のパレタイジングシステム、
－ オーダーオーガナイザ、など。

本発明の主な特徴
本発明の第１の態様は、請求項１の条項によれば、産業設備に関し、産業設備は、自動化シートメタルベンディングセル、ならびに自動化マガジンを含み、自動化マガジンは、前記セル（１）に出入りする材料のフローの自動化を対象とし、人的支援のないセルの動作の自律性ならびにセルの柔軟性および生産性を、低減された筐体内で非常に顕著に増大させることを目的とする、空間的および機能的機構を有し、前記設備は、前記セルの様々な機能を実行するために、少なくとも、プレスブレーキと、ベンディングロボットと、ロボットを支持する台車がその上を移動する「トラック」と一般に呼ばれるレールと、動作中に部品をドロップオフして回収するためのシステムと、曲げられるべき部品の位置決めを制御するための機械的または光学的システムと、ベンディング工具、特にパンチおよびダイを有するマガジンまたはラックのセットと、グリッパのための少なくとも１つの取付けデバイスと、プレスブレーキのためのプログラミングおよび監視システムと、制御コンソールと、自動化マガジンと、曲げられるべき部品のための供給領域および曲げた後の部品のドロップオフのための領域とを含み、ロボットは、１つまたは複数のベンディング工具をプレスブレーキ内に設置することと、取付けデバイスのうちの１つの上に配置されたグリッパのうちの１つに接続することと、平らな部品を供給領域からプレスブレーキ内に搬送することと、様々なベンディング動作を遂行するために必要なすべての操作を実行することと、ドロップオフ／回収動作を含めることと、制御動作を位置決めすることとを行う連続動作を実行することができ、前記産業設備は、ベンディングセルが、その供給領域およびそのドロップオフ領域に適用可能である場合、全体的にもしくは部分的にかつ制限された境界内で、人的支援なしに極めて長期にわたる自律性を確保するために必要なリソース、すなわち、
－ パレット上の曲げられるべき部品を自動化マガジンからセルの専用のロケーションに供給領域を介して搬送するための全自動手段と、
－ 曲げられた部品をセルの外に除去してそれらの部品を自動化マガジンの専用のロケーション内にドロップオフ領域を介して保管するための全自動手段と、
－ それらの内容物がなくなったパレットをセルの外に除去してそれらのパレットを自動化マガジンの専用のロケーションに移動させるための全自動手段と、
－ 自動化マガジンから到来する、曲げられた部品を受けるように意図された空のパレットを、セル内の専用のロケーションに搬送するための全自動手段と、
－ 複数の保管デバイスとのセットのおかげで、自動化マガジンと通じており、複数の保管デバイスは、
－ 決定された時間期間の間に、支援なしにセルの動作の自律性を保証するために必要なすべてのベンディング工具を、構成可能なロケーションにおいてセルの筐体内に保管すること、
－ 決定された時間期間の間に、すべての曲げられるべき部品を操作するために、およびセルの自律的動作のために必要なすべてのグリッパを、構成可能なロケーションにおいてセルの筐体内に保管すること、および／または
－ 全自動の、かつプログラマブルな手段によってセルに搬入されるか、またはセルから除去され、かつロボットによって遂行される動作を実行するために必要な要素の量の存在を、動作プログラミング能力の制限の中で増大させることを可能にする、パレタイジングおよび移動インターフェース手段として使用されることが可能であり、前記要素は、標準ベンディング工具と、専用ベンディング工具もしくは顧客による排他的使用のために用意されたベンディング工具と、オーダーオーガナイザと、汎用もしくは専用グリッパと、複雑な曲げられた部品の積み重ねを最適化するために、および／または壊れやすい部品を保護するために設計された付属品と、コンパクト部品の大量ドロップオフのための容器と、曲げられるべき部品をセルに供給すること、もしくは曲げられた部品を受けることが意図されたパレタイジングシステムと、全自動の、かつプログラマブルな方式で同じ移動インターフェース上で取り扱うための混合パレタイジングシステムと、曲げられるべき部品と、曲げた後の部品と、これらの部品上で遂行される動作に必要な任意の付属品とを含み、本解決策は、より大きいプレスブレーキが装備されたセルに対してこのオプションの適用を排除することなく、１ｍもしくは１．５ｍのプレスブレーキが装備された小さいセルに対して特に適切であり、および／または自動化マガジン内に保管するために使用され、かつ工具コストの増加を避けるために全自動の、かつプログラマブルな方式でいくつかのセルの間で共有されることが意図された、標準または専用の工具に対して特に適切である、
ことを特徴とする。

前述の部品またはパレットをセルの中に、および外に搬送するための全自動手段は、たとえば、スタッカークレーン、水平もしくは垂直のチェーンまたは歯付きベルトコンベヤ、またはさらにはＡＧＶロボットを含むことができる。

本発明はまた、その範囲が、従属請求項２～１９において説明される特徴のうちの１つによって、またはさらには、複数のこれらの特徴の適切な組合せによって制限される実施形態に関する。

本発明の別の態様は、請求項２０の条項による、人的支援のないセルの動作の自律性、ならびにその柔軟性および生産性を増大させることが意図された、自動化シートメタルベンディングセルおよび自動化マガジンを含む産業設備を実装するための方法に関する。

リニア自動化マガジンに関連する自動搬送と自動除去の組合せは、ロボット化ベンディングセルの支援なしの動作の自律性を極めて長い時間期間にわたって増大させるための、唯一ではないが、不可欠な条件のうちの１つである。

実装されるべき技術的解決策は、シートメタル作業場の様々な必要性、製造されるべき部品の非常に多様な形状および寸法、ならびに顧客のオーダーにジャストインタイムフローで対応するためにさらに減少する傾向が常にあるシリーズのサイズを考慮すべきである。

曲げられた部品の寸法は、機械の特性に、特にそれらの長さおよびトン数に依存する。３ｍのプレスブレーキは、潜在的に３ｍまでの長さの部品を曲げるのに適切であり、それは、そのような長さの部品の自動除去を確保するために、システムは、部品をセル内部に搬入するために、および部品をセルから除去するために、長いパレットを取り扱うことができることを示唆する。その一方で、１ｍのプレスブレーキは、必然的に、より小さい部品の生産専用である。

特に、曲げられると、部品はよりかさばるようになり、加えて、それらの形状が非対称である場合、複数の部品の層の重ね合わせは、部品が長くて狭いときは特に、問題を引き起こすことがあることが知られている。ベンディング作業場内で層間プレートを使用することは極めて一般的であり、層間プレートは、それが並置された部品の形を成す第１の層の上に置かれると、部品の第２の層、またはさらには複数の層を取得するために使用され得る。したがって、到来フローおよび退出フローのすべてが、支援のない動作の自律性を著しく増大させるために自動化されるセルにおいて、一定数の中間層などの補助機器が、セル内部に自動的に搬入され得、それにより、ロボットは、その役割を果たすために必要なものを有することが重要である。

さらに、実装されるべき技術的解決策は、長期にわたる動作の自律性のために必要なすべての工具または機器が利用可能であるように、ベンディングセルの様々な機能が自動化マガジンと相互作用することを可能にすべきである。上記は、特に、自動化マガジンが、極めて多様な部品を生産するために必要なすべての機器および工具を、自動的にセルに持ち込むことが可能であるべきである。

本発明により説明される技術的解決策では、セルに持ち込まれた補助機器の位置は、ロボットの運動がプログラムされることを可能にするように構成され得る。

そのような技術的解決策は、さらに、同じ自動化マガジンに接続された複数のベンディングセルの間で機器または工具を自動的に共有するため、およびそれにより、機器が各ベンディングセル内に存在する場合に機器によって課されるコストを低減するために使用され得る。そのような解決策は、特に、曲げられた部品を大容量の自動化マガジン内に再び在庫するために使用され得る。

これらの解決策は、さらに、作業場内でいかなるフローの交差を生じることなく、および他の知られている自動化システムより小さい設置面積で、ベンディングセルの上流と下流の両方に、作業場の、異なる生産工具の間で配送するために使用され得る。

補助機器が自動的にセルの筐体内に持ち込まれることを可能にし得る、従来技術に属する任意の他の解決策は、より多くの取扱いを生じ、作業場内部のフローの管理を複雑にする。

複数のセル間の工具の共有に加えて、提案する解決策は、同じく、支援なしに非常に長期にわたる動作の自律性を確保するために必要なすべてのベンディング工具（パンチおよびダイ）または把持工具をセルに効果的に提供することによって、引き起こされる繊細な問題を解決する。それにより、大きい部品を取り扱うために使用されるグリッパ、または低い使用頻度のグリッパが、有利には、自動化マガジンのタワーの中に保管され得る。

前述のポイントは、ローイン（ｒａｗ－ｉｎ）、ローアウト（ｒａｗ－ｏｕｔ）、および共有の機能が、非常に長い時間期間にわって、全フローの完全な自動化で構成される共通の結果を取得するために協働することを示す。３つの機能は、ともに、成熟した、まったく新しい機能的エンティティを形成する。

さらに本発明によれば、セルの、およびプレスブレーキのサイズに応じて、ローイン、ローアウト、および共有の機能は、分離していてマガジンへのセルの接続とそれぞれ関連付けられるか、またはマガジンへのセルの唯一の接続によって一緒にグループ化されるかのいずれかである。

この目標は、ベンディングセルの多くのユーザが熱心に期待するもの、および現在の最新技術において、この問題に対する部分的解決策しか発見できないものに該当し、部分的解決策は、いくつかのフローは自動化されてその他は自動化されないこと、またはさらには、結局は短すぎる稼働期間である。

セルの到来フローおよび退出フローの完全自動化は、特に、夜間シフトの繊細な問題、および（土曜日および日曜日の）週末シフトのより一層繊細な問題を解決する。

従来技術および本発明による実施形態の例が、以下に、添付の図面を参照しながらより詳細に説明される。

従来技術による、ロボット化シートメタルベンディングセルの斜視図および平面図である。 トラックに対して直角に設置された工具ラックを有する、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの第１の実施形態を示す図である。 スライディングラックを有する、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの第２の実施形態を示す図である。 プレスブレーキに平行で、かつプレスブレーキに対するアクセス窓を設けられたスライディングラックを有する、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの第３の実施形態を示す図である。 図４のラックが分割された、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの第４の実施形態を示す図である。 互いに平行に並置され、その高さがプレスブレーキの底部エプロンの高さより低い複数のラックを有する、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの第５の実施形態を示す図である。 ラックが二重であって回転することができる、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの第６の実施形態を示す図である。 ラックが二重であって回転することができる、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの第６の実施形態を示す図である。 ラックが二重であって回転することができる、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの第６の実施形態を示す図である。 セルが自動化マガジンから曲げられるべき部品を自動的に供給される、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの別の実施形態を示す図である。 自動化マガジンを介する、曲げられるべき部品の自動供給と曲げられた部品の自動除去の両方が存在する、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの別の実施形態を表す図である。 自動化マガジンを介する、曲げられるべき部品の自動供給と曲げられた部品の自動除去の両方が存在する、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの別の実施形態を表す図である。 工具／グリッパを共有するシステムを自動化マガジンに割り当てることによって前の解決策が完了した、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの別の実施形態を表す図である。 工具／グリッパを共有するシステムを自動化マガジンに割り当てることによって前の解決策が完了した、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの別の実施形態を表す図である。 ローインおよびローアウトが１つの同じパレット上で組み合わされた、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの別の実施形態を示す図である。 部品がカメラによって検出される、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの全体的で完全な実施形態を示す図である。 部品がカメラによって検出される、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの全体的で完全な実施形態を示す図である。 部品を再配置するためのフレームが使用される、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの全体的で完全な実施形態を示す図である。 部品を再配置するためのフレームが使用される、本発明による自動化シートメタルベンディングセルの全体的で完全な実施形態を示す図である。 混合されるかまたはされないパレタイジングシステムを介して自動化マガジンと関連付けられたコンパクトセルに対する変異形態の立面図および平面図である。 混合されるかまたはされないパレタイジングシステムを介して自動化マガジンと関連付けられたコンパクトセルに対する変異形態の立面図および平面図である。 混合されるかまたはされないパレタイジングシステムを介して自動化マガジンと関連付けられたコンパクトセルに対する変異形態の立面図および平面図である。 混合されるかまたはされないパレタイジングシステムを介して自動化マガジンと関連付けられたコンパクトセルに対する変異形態の立面図および平面図である。パレタイジングは、一般に、物品をパレットまたはパレットの使用に基づく機構の上に設置することを指す。したがって、パレタイジングシステムは、パレットを使用するための、またはパレットの使用を置き換えるための任意の手段（支持プレート、移動可能ロボットなど）であり得る。

以下の説明では、事例の中の同様の要素には、可能な限り、同一の参照番号が割り当てられる。本明細書で説明または提案されるすべての寸法は、本発明の範囲を制限することを意図しておらず、その寸法は前記寸法と異なる場合がある。同様に、事例の中で提案される構成要素の特定の設計は、本発明を制限するものでは決してない。

ロボット化ベンディングセル１の大部分は、図１に示すように、同様であり、同じ機能または同様の機能を含む。
－ ベンディング機械は、一般に、曲げの長さにわたって曲げ角度の正確性を確保するように意図されたシステムを設けたプレスブレーキ２から成り、ロボット化作業場を含むシートメタル作業場には、一般に、生産されるべき部品のサイズに応じた複数のプレスブレーキが装備される。
－ ロボット３は、部品の成形によって必要とされるすべての位置に適応するように設計され、セルの境界にわたって配置された機能をロボットが達成することを可能にするいくつかの軸を含む。ロボットの技術的特徴は、プレスブレーキに対して普及している論理と同じ論理に従う。重くてかさばる部品は、重い負荷を取り扱うように、および運動の大きい振幅を有するように設計されたロボットを必要とする。その一方で、小さいベンディングセルは、高い実行速度を有し、セル寸法のコンパクト性に適した寸法の、より小さく、より機敏なロボットを使用する。
－ 直線の平行移動軸４は、一般に、「トラック」と呼ばれ、ロボット３が、大きい作業領域をカバーすることと、そのアクションの場の中に配置された様々な機能に到達することとを可能にする。トラックは、地面の上に設置され得るか、壁に取り付けられ得るか、または支持構造から吊り下げられ得る。トラックの設置モードはまた、プレスブレーキの、およびロボットのサイズに関連し、地面の上のトラックは、大きいサイズの機械に対しより適切であり、吊り下げられたトラックは、小さいサイズの機械に対しより適切である。
－ 空間は、曲げられるべき部品をセルに供給するために専用である（ローイン）１１。この空間は、単に、様々なサイズのドロップオフ面を構成し得、曲げられるべき部品（平らな部品）を有する様々な数のパレットを受けるように意図されている。前に展開された機械サイズに関する論理が、同じく、セルのこの機能に対して有効である。
－ 空間は、成形後の部品をドロップオフするために専用である（ローアウト）１２。前に展開された機械サイズに関する論理が、同じく、セルのこの機能に対して有効である。その上、曲げられた部品は、平らな部品よりずっと大きい体積を占有するので、いくつかのセルには、曲げられた部品を有するパレットを除去する役割のオペレータによって実行される動作の頻度を低減するために、１つまたは複数のローラーコンベヤが設けられることがある。
－ マガジン７は、ベンディング工具（すなわち、パンチおよびダイ）に専用である。工具マガジンの保管容量は、制限されており、パンチおよびダイを支持する３０リニアメータと１６０リニアメータとの間で変化する。工具マガジンは、単純な工具ラックを構成し得、ベンディングロボットは、適切なグリッパを使用して、工具の組立および分解を遂行する。いくつかのセルには、補助自動機械が工具の組立および分解を遂行する自動化工具マガジンが装備され、主ロボットは、そのような動作の間は活動しない。工具交換の頻度は、シリーズのサイズに直接的に関連する。小さいシリーズは、高頻度の工具交換を伴う。このような理由で、工具マガジンは、一般に、プレスブレーキの隣に設置されるか、またはプレスブレーキ内に統合される。ベンディングに関連する課題は、それが、大きな多様性と、製造されるべき部品の特異性の両方に関する多数の要件を満たす必要がある限り、複雑である。しかしながら、以下のことに留意されたい。
・大多数の曲げは、標準工具を使用して行われ得るが、いくつかの曲げは、専用工具を必要とすること、
・工具の組合せが、しばしば考慮されなければならないこと。大抵の場合、これらは、標準工具の組合せであるが、時には、標準工具と専用工具の組合せも考慮されなければならないこともある、
・大半の工具は、異なる機械サイズにおいて使用され得ること、
・標準工具の使用頻度は極めて変動しやすく、いくつかは非常にしばしば使用され、その他は低い頻度で使用されること、
・いくつかの専用工具は、製造コストを支払った顧客の排他的使用のために用意されていること。
－ マガジンは、吸盤、クランプ、またはさらには磁気グリッパを有するグリッパ９から成る把持工具８に専用である。セルの自動動作を確保するために必要なグリッパの数は、
・製造されるべき部品の形状および寸法の多様性、
・シリーズのサイズ、
・所望の動作の自律性
に応じて大きく変動する。
セルが、１日当たり数百の同一部品を生産するシナリオでは、理論的に、１つだけのグリッパが必要である。しかしながら、このシナリオは、製品が、オーダーのフローに従って、時には１つずつ製造されるジャストインタイム生産、またはさらにはＱＲＭ（クイックレスポンス製造）生産にますます依存する、大部分の生産作業場および契約者によって現在採用されている稼働モードに適合しない。そのような条件のもとでは、単一の８時間ワークシフトの間に最大１０個までの異なるグリッパを、または作業場がＱＲＭモードで稼働している場合はそれ以上の異なるグリッパを、ロボットが使用しなければならないことは珍しくない。
インダストリー４．０への進化は、完全に自動化され、かつ連続８時間の６シフトで、週末の間を含む実質的に途切れのないモードにおける生産を要求することをもたらした。そのような強い傾向は、セルの到来フローおよび退出フローのすべてが自動化されたベンディングセルに対して、ロボットが、セルの筐体の中で、最小３０個から４０個のグリッパへのアクセスを有することができることを示唆する。
－ センタリングテーブルと呼ばれることもある、曲げられるべき部品の角度参照フレーム６。この機能は、ロボットヘッド上に置かれた光学的システム（カメラ）で置き換えられることがあり、ロボットが把持角度を自動的に修正することを可能にする。
－ ２つの部品がくっついていないことをチェックするための厚さ制御システム。２つの部品のくっつきは、ベンディング工具（図示せず）を損傷するリスクを引き起こす。厚さ制御システムは、角度参照フレームと組み合わされることがあり、それにより、２つの動作を一緒に１ステップの中で行う。
－ 曲げ段階の間にグリッパを交換するために、またはさらにはグリッパの位置を変更するために、部品をドロップオフするために使用される、ベンディング実行中の部品を再配置するためのデバイス５。ドロップオフシステムは、一般に、吸盤が装備された２つの平行アームから成り、アームの間隔は変化することができ、アームの間隔は部品の寸法に応じてプログラム可能である。再配置システムは、通常、ロボットがプレスブレーキに面するときに、ロボットのアクションの半径の境界の中に設置される。
－ プレスブレーキのプログラミングおよび監視システム１０。
－ 制御コンソール１３。

本発明の好ましい実施形態は、たとえば、Ｂｙｓｔｒｏｎｉｃ（４９２２、Ｔｈｕｎｓｔｅｔｔｅｎ、Ｓｉｔｚｅｒｌａｎｄ）によって設計されたロボット化ベンディングセルなど、現在の標準的解決策の、およびその機能の改善に基づくが、大部分の製造者がこのタイプのセルに対する同じ機能を提供する限りにおいて、決して制限またはしたがって制約されるものではない。以後、セルは、「標準セル」と呼ばれる。このタイプのセルは、図１に示される。

本発明の詳細な説明
上述の４つの主な目標を達成することは、今日ベンディングセルの全体的効率を徐々に損なう複数の問題を、識別して解決したことを前提とする。
そのような全体的な問題に対して、全体的な答えだけが存在し得る。所望のレベルの自律性を保証する要件のうちの１つだけが欠けている場合、必然的に、主な目標全体を徐々に損なうことになる。

この全体的な答えは、シートメタル機械全般の、および特にロボット化ベンディングセルの全製造者によって使用される、知られている技術的機能の発明による、まったく新しい組合せに起因する。

本発明が関与するこれらの知られている技術的機能は、特に、プレスブレーキ、ロボット、トラック、自動化マガジン、およびＡＧＶ（無人搬送車、任意の誘導技法によって人的介入なしに自律的に移動するロボットを意味する）、光学的または機械的認識システム、工程の間に部品を回転もしくは再把持するためのシステム、ベンディング工具を有するマガジン、自動的か否かにかかわらず、ロボットによって取り扱われる部品を把持するためのシステム、厚さ制御システムなどから成る様々なサーボ制御システムを含む。

本発明者による、そのような複数の機能およびそれらの相互作用の分析から、明白なリンクだけが従来技術において活用されていたが、他の主な機能の相乗効果は無視されていたことが見受けられる。

本出願で提案される解決策は、追及する目標を達成することにもっぱら専念するまったく新しいサーボ制御要素のプログラムの設計によって可能になる、セル機能の空間的機構の新しい原理に関する。

本発明の好ましい実施形態の説明
人的支援のないベンディングセルの動作の自律性に関して、第１の技術的目標は、セルの非常に長い自律性を確保するために必要な工具の利用可能性を確保することである（上記の「概念的目標」参照）。

図２に示す第１の好ましい実施形態によれば、プレスブレーキ２は、トラック４に対して中心を外れており（または、標準セルの現在の構成に対して移動しており）、工具ラック７は、トラックに対して直角に設置されている。この配置は、ロボットの回転の垂直軸が工具ラックおよびプレスブレーキから等距離にあるようにロボットが設置されることを可能にする。単純な９０°回転で、ロボットは、ラックに面すること、またはプレスブレーキに面することを、交互に行うことができる。

本解決策の利点は、以下のとおりである。
－ 工具の組立および分解の時間は、したがって、大幅に低減される。現在の標準セルと比較して、推定される短縮時間は、５０％～６０％である。
－ ロボットを使用せず、ロボットは工具のローディングの間に活動しない、特に複雑な競合する解決策と比較して、匹敵する効率に対して、解決策は単純で、コストは無視できる。
－ 工具交換に対して低減された時間は、セルの生産性と柔軟性の両方を増大させ、曲げられるべき部品の小さいシリーズに、よりよく適合させる。

変異形態では、図３に示す第２の好ましい実施形態によれば、前の解決策と異なり、互いに平行に並置された２つのラック７Ａ、７Ｂを含む解決策が存在する。トラック４に対して前面に位置するラック７Ａは、２つの要素７Ａ１および７Ａ２に分割される。２つの要素は、地面の上に設置された回転トラック７０上に搭載され、その上部における誘導トラック（図示せず）によって誘導される。２つの要素７Ａ１および７Ａ２は、可動であり、ロボットが背面に位置するラック上の工具へのアクセスを有することを可能にするために、（動力化されているか否かにかかわらず）任意の機械的手段を使用してトラック上を内向きまたは外向きに移動することができる。３つ以上のラックプレーンを含む解決策も、想定され得る。

第２の解決策の利点は、以下のとおりである。
－ 本解決策は、オペレータの介入なしにセルの非常に長い自律性を確保する。
－ 各ラックプランは、大量の工具（たとえば、３ｍの高さのラックに対して５０ｍ）を保管するために使用され得る。
－ ２つのラックプランは、たとえば、ＴＲＵＭＰＦ ＴＯＯＬ ＭＡＳＴＥＲ解決策に匹敵する工具のストック（１００ｍ）を収容することができる。
－ 本解決策は、その顕著な単純さのおかげで、競合する自動ローディングシステムより優れている。
－ 本解決策はモジュール式であり、顧客のニーズに適応され得る。
－ 本解決策は、スライドが必要なために解決策１より複雑であるが、依然として、競合する自動ローディング／アンローディンクシステムより非常に単純である。
－ 本解決策の競争力。

図４に示す第３の好ましい実施形態によれば、工具ラック７は、プレスブレーキ２の前面の平面に平行な平面内に設置される。

工具ラック７は、地面の上に設置された回転トラック７０上に搭載され、その上部における誘導トラック７１によって誘導される。ラック７は、移動可能であり、機械のエプロンに平行に、プレスブレーキ２に対向して設置されるように、任意の機械的手段（モータ駆動を有するか否かのいずれか）によって移動され得る。ラック７には、プレスブレーキ２の上のパンチおよびダイ（図示せず）を取り付けるための溝へのアクセスを与える窓７２が設けられる。

第３の解決策の利点は、以下のとおりである。
－ 本解決策は、ロボット３の運動の振幅、および同時に、工具のローディング／アンローディング時間をさらに低減するために使用され得る。
－ ＢＹＳＴＲＯＮＩＣの現在の標準的解決策と比較すると、セットアップ時間の低減は、約７０％である。
－ 小さいシリーズの生産を有するセルの適合性は、さらに強化される。

第３の好ましい実施形態の変異形態では、図５に示す第４の好ましい実施形態によれば、ラック７Ａ、７Ｂの分割が存在し、前記ラックの位置は、それぞれ、機械の左右にある。ラック７Ａ、７Ｂは、ともに、上記で示したように可動であり、それは、プレスブレーキ２の前でそれらが移動することを可能にする。

第４の解決策の利点は、以下のとおりである。
－ 本解決策は、オペレータの介入を必要とすることなしにセルの非常に長い自律性を確保する。
－ その他の点に関しては、利点は、解決策Ｎｏ．３と同じである。

第３の好ましい実施形態の変異形態では、図６に示す第５の好ましい実施形態によれば、システムは、互いに平行に並置された複数のラック７Ｃを含み、その高さは、プレスブレーキ２の底部エプロン２５の高さより低いという事実によって、解決策Ｎｏ．３と異なる。

ラック７Ｃは、各ラックを、プレスブレーキ２の下部エプロン２５に平行に、トラック７０に対向して設置するためのデバイスを設けた支持構造によって取り囲まれる。

第５の解決策の利点は、以下のとおりである。
－ 大きい保管容量、
－ 標準的解決策と比較して、約６０％だけ低減された工具組立／分解時間。

図７Ａに示す第６の好ましい実施形態によれば、解決策Ｎｏ．２のように、システムは、２つの並置されたラック７から成る。各ラックには、それらの２つの面７Ａ、７Ｂの上に工具が装備される。ラックは、１８０°だけ回転可能なベースの上に設置される。したがって、ラックの両側における工具は、ロボットへのアクセスが可能になる。ラックの回転は、モータ駆動であり、ベンディングプログラムによって呼び出される工具に従って、セルのソフトウェアによって制御される。たとえば、各ラックは、４０ｍの保管容量を有する。

第６の解決策の利点は、以下のとおりである。
－ 解決策Ｎｏ．１のように、工具を組立／分解するために必要な時間は、現在の標準セルと比較すると、５０％～６０％だけ低減される。
－ ロボットが工具のローディングの間に活動しない、特に複雑な競合する解決策と比較して、匹敵する効率に対して、解決策は単純で、コストは無視できる。
－ 工具を交換するために、より短い時間期間を必要とし、それが提供する生産性の向上に加えて、それは、セルの柔軟性を増大させ、セルを、曲げられるべき部品の小さいシリーズに対してより適合させる。
－ 保管容量は、たとえば、約８０ｍである。
－ 回転機構は、平行移動機構より管理がより容易に思われる。

第６の好ましい実施形態の変異形態では、図７Ｂに示す第７の好ましい実施形態によれば、ラックの傾斜角度が、ロボットの運動を最適化するために使用され得る。

第６の好ましい実施形態の変異形態では、図７Ｃに示す第８の好ましい実施形態によれば、たとえば１ｍ幅の３つのラックを有する構成が存在し、ロボットは、工具からほぼ等距離にあり、それは、ロボットの運動の振幅を大幅に低減する。

さらに特に有利な変異形態では、図７Ａ～図７Ｃの回転する二重ラックは、Ｎ個の垂直面（Ｎ＝３、４、５、６など）を有する直角プリズムの形態の回転するラックブロックに一般化され得る。たとえば、３つの面を有するプリズムに対して、工具の数に関する容量は、５０％だけ増加する。これらのコンパクトな構成の利点は、小空間において多くの可能性を提供することである。

第８の解決策の利点は、特に、片側にベンディング工具、反対側にグリッパ、または片側に「再把持」システム、反対側に厚さ制御など、同じラック上に異なる機能を結合する可能性である。

さらに、人的支援のないベンディングセルの動作の自律性に関して、第２の技術的目標は、セル内で利用可能なグリッパの数の最大化である。この点において、ベンディング工具を有するマガジンに関する上記の考察のすべてが、当然ながら、グリッパの保管に対して有効である。

６つの連続ワークシフトの間、セルを完全に自律的にさせながら、同時に小さいシリーズの部品が取り扱われることを可能にし、したがってより高頻度のグリッパ交換を可能にするという２つの部分からなる目標を達成するために、発明者は、提供されるべきグリッパの数は、３０品目と４０品目との間であるべきであると推定した。

さらに、人的支援のない動作の自律性に関して、第３の技術的目標は、最終的に、自動化マガジンへのセルの自動接続である。

自動化（リニア）マガジンは、地面の上の通路に沿っておよび／またはある高さに配置された保管空間を含む自動保管システムを指す。自動化マガジンは、実際、作業場の寸法およびマガジンに接続された機械の数に関連して可変の長さにわたって一列に並置されて配置された保管タワー（たとえば、図１６参照、１４３で識別される）で構成される。マガジンは、一般に、２列の平行タワーを有することができる。各タワー１４１は、一定数のパレットを収容することができ、パレットの総数は、タワーの高さに依存する。自動化マガジンの標準化パレットは、ユーロパレットなど、他の形態のパレタイジングに対するサポートとして使用され得る。パレットには、タワーの内面の側部またはタワーの外面の側部のいずれかに位置する様々なデバイスによってパレットが回収されることを可能にするフックが装備される。一般にスタッカークレーン１４４と呼ばれるデバイスは、マガジンの長さにわたってタワーに沿って長手方向に移動する。その上、スタッカークレーンには、タワーの高さにわたって垂直に移動することができ、かつマガジンの別の筐体に移されるべきパレットを回収するために使用され得るチェーンコンベヤシステムが設けられる。垂直移動と水平移動との組合せは、スタッカークレーンが、マガジン内のパレット筐体のすべてにアクセスすること、およびマガジン内の任意の場所においてパレットを１つの筐体から別の筐体に分配することを可能にする。自動化マガジンの他の標準的機能は、パレットをマガジン内に持ち込むために、または反対に、マガジンの周辺に設置された機械およびワークステーションに供給するためにパレットを回収するために、マガジンのタワーの外面の周辺に設置され得る。

より一般的には、自動化マガジンからの機器の流入および流出は、任意の機械によって遂行され、その運動協調およびその誘導は、管理ソフトウェアによって遂行される。そのような機械は、たとえば、スタッカークレーンだけでなく、コンベヤ、ガントリー、回転式コンベヤなどでもあり得、それらは、部品、パレット、トレイ、木箱などを移動させることができる。この場合、保管される材料は、長い平らなシート（ｌｅｎｇｔｈｓ ｏｆ ｆｌａｔ ｓｈｅｅｔｓ）、曲げられた部品、グリッパを含むパレット、ベンディング工具もしくは中間層、小さい完成部品用保管箱などから成る場合がある。

図８に示す第１の好ましい実施形態によれば、解決策は、（「ローイン」と呼ばれる特定の領域１１内において）曲げられるべき部品をセルに自動供給することから成る。供給は、自動化マガジン１４のタワー１４１から、一般に到来部品をドロップオフするためのパレット１５上で遂行される。

自動化マガジンへの切断機械の直接接続が、多数の機械の製造者によって長い間提案されてきたが、マガジンへのベンディングセルの接続は、製造者ＴＲＵＭＰＦにおいてごく最近、登場した。

図９Ａおよび図９Ｂに示す第２の好ましい実施形態によれば、本解決策は、前述の、ローイン領域１１においてシートメタルを自動化マガジン１４から供給することに続いて、曲げられた部品を保管するか、または作業場の別のステーションに発送するために、曲げられた部品がドロップオフされる領域（いわゆるローアウト領域）１２に位置するパレット１６から自動化マガジン１４に、曲げられた部品を自動除去することから成る。

そのような解決策は、曲げられた部品の自動除去が、初期の一般的目標、すなわちオペレータによる支援なしに動作の自律性を最大化することを達成するために必須の特徴のうちの１つである限り、有利である。

図１０Ａおよび図１０Ｂに示す第３の好ましい実施形態によれば、解決策は、ローインおよびローアウトと同様に、同じくセルとインターフェースする工具およびグリッパ共有システム１７（Ｔｏｏｌｓ ＆ Ｇｒｉｐｐｅｒｓ Ｓｈａｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を、自動化マガジン１４に結合することから成る。

自動化マガジン１４へのベンディングセル１の直接接続は、特に関心のある技術的利点を潜在的に有することができる。なぜならば、それは、ベンディング工具およびグリッパが、マガジン１４に接続された複数のセル１の間で共有されることを可能にするからである。

この場合、転送システムを装備した少なくとも３つの保管タワー１４１が必要である。

この解決策の利点は、以下のとおりである。
－ 自動化モードにおいて使用可能なグリッパの量は、したがって、実質的に無制限である。
－ 新しいグリッパをセルに持ち込むことは、オペレータの支援なしに行われ得る。
－ 特定の顧客または製品に専用のグリッパおよび工具は、それぞれ、複数のセルの間で共有され得、各機械の作業負荷に従って管理され得る。
－ 各セルが、必要なすべての工具を提供される解決策と比較して、この解決策は、必要な工具の備蓄を制限して、それにより固定化した機器のコストを低減するために使用され得る。
上記の所見は、ベンディング工具と、グリッパおよび曲げられた部品の積み重ねまたは「ドロッピング」に関連する付属品との両方に当てはまる。

図１１に示す第４の好ましい実施形態によれば、解決策は、１つの同じパレット１５、１６の上の、ローインとローアウトの組合せから成る。この解決策は、プレスブレーキが小さいサイズ（１ｍ～１．５ｍ）を有するミニセルに対して特に有利である。

前の解決策が、セル１と自動化マガジン１４との間のフローを別々に管理することにあるならば、本解決策は、セル内に持ち込まれる、およびセルから除去される様々な要素を、１つの同じパレット１５、１６の上でグループ化することにある。

上記で示す例では、チェーンコンベヤは、セルが所与のタスクを遂行するために必要とするあらゆるもの、すなわち、曲げられるべき部品２０、曲げられた部品のためのドロップオフ「面」２１もしくは「ドロップボックス」容器１９、部品を曲げるかもしくは把持するために必要な専用工具１７、曲げられた部品を層に積み重ねるための中間層１８などを、セルに持ち込む。

有利には、グリッパは、自動化マガジン内で平らに、かつセルのラック上に垂直に配置される。

本解決策の技術的貢献は、以下のとおりである。
－ セルに持ち込まれるパレットは、詳細な計画に従って準備され、ロボットが取り扱わなければならない要素の位置を、必要なレベルの精度で識別することができるように構成される。
－ この解決策は、大きいセルと同じ理由で、自動化マガジンに接続されることから利益を得るマイクロセルに対して特に適切である。
－ パレットが「専用」ではなく「多機能」であるこの解決策は、小さいシリーズに対して必要な柔軟性が要求される大きいセルに対しても重要である。
－ この解決策を使用すると、柔軟性は、もはや、オペレータによって制御されるプレスブレーキの優位性ではなくなる。
－ 自動化ベンディングセルの多用途性は、市場の期待を満足させる。

最後に、発明の様々な好ましい実施形態は、自動的および自律的ベンディングセルの全体的および一般的空間的機構に対して以下で説明され、これらの実施形態は、これまでに述べた様々な原理を取り上げる。図１２および図１３のそれぞれに示す最初の２つの解決策は、再配置フレームによる部品の検出に基づく一方で、図１４および図１５のそれぞれに示す他の２つの解決策は、参照フレーム（または、カメラ）の使用に基づく。

図１２に示す第１の好ましい全体的実施形態によれば、「再把持システム」５が、セルの左端に設置される。現在の動作のすべてが、ロボット３の回転境界の中でアクセス可能である。たとえば、ロボットは、工具ラック（図示の場合、２つのスライドラック７Ａ、７Ｂが存在する）をスライドさせ、自動化マガジンから到来する曲げられるべきシートメタルを取って、曲げられた部品をマガジンに戻す。本明細書では、マガジンは、２つの入り口１１、１２を有する。２つの面上にグリッパ９を有する２つの二重回転ラック７Ａ、７Ｂは、右端に見ることができる。

図１３に示す第２の好ましい全体的実施形態によれば、自動化マガジンは、３つの入り口１１、１２、１７を有し、１つは平らな部品用であり、別の１つは曲げられた部品用であり、最後の第３の入り口は専用の工具またはグリッパ用であり、中間層が、曲げられた部品の積み重ねのそれぞれに対して意図されている。トラック４は、第１の場合より長い。グリッパは、水平または垂直の壁の上に設置され、そこに、グリッパは、マガジンからロボットによって収容される。グリッパ９は、有利には、４つの指（図示せず）を有する中間の取付け用プラテンによって壁のシートメタルに取り付けられ得る。このために、シートメタルは、横軸上および縦軸上に一定間隔（たとえば、５ｃｍごと）のミシン目を有し、それは、グリッパの最適化されたネスティングを向上させる。プレートの指は、円すい形の旋削部品（ｃｏｎｉｃａｌ ｔｕｒｎｅｄ ｐａｒｔ）（または、段付き軸）によって終端される。

図１４に示す第３の全体的な好ましい実施形態によれば、再配置フレームが、トラックの左端に設置される。ラックに沿って移動するロボットの台車が、前の解決策に従って延ばされ、最右端において「再把持」システム５を支持する。再び、すべての機能が、ロボットの回転境界の中でアクセス可能である（たとえば、部品の厚さ測定）。

同様に、図１５に示す第４の好ましい全体的な実施形態によれば、マガジンが、２つの入り口１１、１２の代わりに、３つの入り口１１、１２、１７を含む、第３の実施形態の変異形態がある。工具／グリッパのラック７、７Ａ、７Ｂの性質（スライド、回転）およびセル内のそれらの配置は、第１の２つの実施形態における状況に類似する。

代替的に、小さいセル（Ｓａｆａｎ Ｄａｒｌｅｙによって設計された「ミニセル」など）の場合、供給は、パレットを支持することができる小さい自動カートによって、たとえば、自動化マガジンのラックの下でＧＰＳ（または、任意の他の誘導システム）によって移動するパンタグラフによって、自動化マガジンへの接続を介して行われ得る。そのような場合のトラックは小型化され、ロボットは、より迅速な運動を有し、すべての機能／領域（曲げられるべき部品を取ること、曲げられた部品を回収することなど）に非常に接近する。

変異形態：コンパクトセル
最後に、図１６Ａ～図１６Ｄは、自動化マガジンと関連付けられたベンディングセル（恣意的／相対的分類によって、それぞれ「小さい」、「中間の」および「大きい」セルと呼ばれる）に対する、好ましくはコンパクトな、さらに別の変異形態を示す。

小さいセルまたはマイクロセル（図１６Ａ）では、パレタイジングシステムは混合される（１つだけの入り口／出口）。たとえば、チェーンパレットコンベヤ／送出器１４２は、（曲げられるべき、曲げられた）部品の、および工具もしくは他の付属品の、自動化マガジン１４からセル１への、およびその逆の転送を確実にする。以前のように、中間のローイン／ローアウト領域１１、１２は、有利には、マガジンとセルとの間の転送（およびその逆）のために使用され得る。図示の構成では、自動化マガジン１４は、パレット１４３をある高さに保管するための、タワー１４１の２つの平行な列から成り、保管位置は、マガジンに沿って長手方向にも移動することができるエレベータ１４４（および／またはＡＧＶ）によってアクセス可能である。好ましくは小さいサイズで高速のロボット３は、プレスブレーキ２のエプロンと自動化マガジンの外面（セル側）の両方に平行な軸を有するトラック４上を移動し、それにより、ロボット３は、常にプレスブレーキ２および自動化マガジン１４に面する。トラック４の軸は、プレスブレーキ２および自動化マガジン１４からほぼ等距離にある。この構成は、セルをコンパクトにする。その上、空間の理由で、および自動化マガジンとセルとの間の部品の移送に関連して、トラック４は、有利には、ロボットのサイズとパレット送出器１４２のサイズとの間の衝突を避けるために、吊り下げられる。

従来技術においていくらかの製造者が遭遇した状況に反して、ロボットの運動の振幅は大幅に低減される。その上、ロボットが自動化マガジンにごく接近する場合、自動化マガジンの外面には、有利には、グリッパまたはベンディング工具（図示せず）に対するサポートが提供され得る。

この構成は、より大きいサイズのプレスブレーキが装備されたセルの場合を排除することなく、１ｍ～１．５ｍのプレスブレーキが装備されたセルに対して特に適切である。

すべての必要な工具をセルの小さい境界の中に持ち込む可能性は、実質的に制限のない方法でセルの完全な自律性を増大させ、唯一の制限は、動作のプログラミング容量である。

同じ構成が、中間のまたは大きいセル（図１６Ｂおよび図１６Ｃ）に適用可能であり、１つの差は、パレタイジングシステムが、必ずしも混合されるとは限らない（ローインおよびローアウトが分離され得る）ことである。大きいセル（図１６Ｃ）では、トラックは、もはや吊り下げられず、上記で説明した構成のように、地面に取り付けられることに留意されたい。

図１６Ａ～図１６Ｃの場合と違って、図１６Ｄは、十分な空間があるセルの場合、プレスブレーキが、マガジンタワーのうちの１つに整列される、ではなく、セルの幅のほぼ中心に置かれるレイアウトを示す。後者の場合、工具ラック７（スライド、回転など）は、有利には、プレスブレーキの両側に配置され得る。

１． ロボット化または自動化シートメタルベンディングセル
２． プレスブレーキ
３． ロボット
４． トラック
５． 再把持システムまたはドロップオフ／回収システム
６． スクェアリングまたは位置決め制御または参照システム
７． 工具（のためのマガジン、ラック）
７Ａ、７Ｂ 互いに対してスライドするラック
７Ａ１、７Ａ２ ７Ａを形成する半分のラック
７Ｃ 構造を支持してスライドさせる並置されたラック
８． グリッパ取付けデバイス
９． グリッパ
１０． プログラミングおよび監視システム
１１． 供給空間（ローイン）
１２． 曲げられた部品ドロップオフ領域（ローアウト）
１３． 制御コンソール
１４． 自動化マガジン
１５． 到来部品のためのパレットまたはドロップオフ面（ローイン）
１６． 退出部品のためのパレットまたはドロップオフ面（ローアウト）
１７． グリッパ／専用工具（自動化マガジン）
１８． 中間層
１９． ドロップボックス
２０． 曲げられるべき部品
２１． 曲げられた部品のためのドロップオフ面
２５． プレスブレーキの下部エプロン
７０． ラックの床の上の回転トラック
７１． ラックの上部誘導トラック
７２． ラック内の窓
１４１． 自動化マガジン内の保管タワー
１４２． チェーンパレットコンベヤ／送出器
１４３． パレット
１４４． エレベータまたはスタッカークレーン

Claims (20)

1. 自動化シートメタルベンディングセル（１）、ならびに自動化マガジン（１４）を含む産業設備であって、前記自動化マガジン（１４）は、前記セル（１）に出入りする材料のフローの自動化を対象とし、人的支援のない前記セルの動作の自律性ならびに前記セルの柔軟性および生産性を、低減された筐体内で増大させることを目的とする、空間的および機能的機構を有し、前記設備は、前記セル（１）の様々な機能を実行するために、少なくとも、
   プレスブレーキ（２）と、
   ベンディングロボット（３）と、
   前記ロボット（３）を支持する台車（３１）がその上を移動する、「トラック」（４）と一般に呼ばれるレールと、
   動作中に部品をドロップオフして回収するためのシステム（５）と、
   曲げられるべき部品の位置決めを制御するための機械的または光学的システム（６）と、
   ベンディング工具（７）、特にパンチおよびダイのためのマガジンまたはラックのセットと、
   グリッパ（９）のための少なくとも１つの取付けデバイス（８）と、
   前記プレスブレーキ（２）のためのプログラミングおよび監視システム（１０）と、
   制御コンソール（１３）と、
   自動化マガジン（１４）と、
   曲げられるべき前記部品のための供給領域（１１）および曲げた後の部品のドロップオフのための領域（１２）と、を含み、
   前記ロボット（３）は、１つまたは複数のベンディング工具を前記プレスブレーキ（２）内に設置することと、前記取付けデバイス（８）のうちの１つの上に配置された前記グリッパ（９）のうちの１つに接続することと、平らな部品を前記供給領域（１１）から前記プレスブレーキ（２）内に搬送することと、様々なベンディング動作を遂行するために必要なすべての操作を実行することと、再把持／再配置を含めることと、制御動作を位置決めすることと、を行う連続動作を実行することができ、
   前記産業設備は、前記ベンディングセル（１）が、その供給領域（１１）およびそのドロップオフ領域（１２）に適用可能である場合、全体的にもしくは部分的に、
   パレット（１４３）上の曲げられるべき部品を前記自動化マガジン（１４）から前記セル（１）の専用のロケーションに前記供給領域（１１）を介して搬送するための全自動手段と、
   曲げられた部品を前記セル（１）の外に除去してそれらの部品を前記自動化マガジン（１４）の専用のロケーション内に前記ドロップオフ領域（１２）を介して保管するための全自動手段と、
   それらの内容物がなくなったパレット（１４３）を前記セル（１）の外に除去してそれらのパレットを前記自動化マガジン（１４）の専用のロケーションに移動させるための全自動手段と、
   前記自動化マガジン（１４）から到来する、曲げられた部品を受けるように意図された空のパレット（１４３）を、前記セル（１）内の専用のロケーションに搬送するための全自動手段と、
   複数の保管デバイスと、
   のおかげで、前記リニア自動化マガジン（１４）と通じており、前記複数の保管デバイスは、
   決定された時間期間の間に、支援なしに前記セルの動作の前記自律性を保証するために必要なすべての前記ベンディング工具（７）を、構成可能なロケーションにおいて前記セル（１）の前記筐体内に保管すること、
   決定された時間期間の間に、すべての曲げられるべき前記部品の前記操作および前記セルの前記自律的動作のために必要なすべての前記グリッパ（９）を、構成可能なロケーションにおいて前記セルの前記筐体内に保管すること、および／または
   全自動の、かつプログラマブルな手段によって前記セル（１）に搬入されるか、または前記セル（１）から除去され、かつ前記ロボット（３）によって遂行される動作を実行するために必要な要素の量の存在を、動作プログラミング能力の制限の中で増大させることを可能にする、パレタイジングおよび移動インターフェース手段として使用されること、
   が可能であり、
   前記要素は、標準ベンディング工具と、専用ベンディング工具もしくは顧客による排他的使用のために用意されたベンディング工具と、オーダーオーガナイザと、汎用もしくは専用グリッパと、複雑な曲げられた部品の積み重ねを最適化するために、および／または壊れやすい部品を保護するために設計された付属品と、コンパクト部品の大量ドロップオフのための容器と、曲げられるべき部品を前記セルに供給すること、もしくは曲げられた部品を受けることが意図されたパレタイジングシステムと、全自動で、かつプログラマブルな方式で同じ移動インターフェース上で取り扱うための混合パレタイジングシステムと、曲げられるべき前記部品と、曲げた後のこれらの同じ部品と、これらの部品上で遂行される前記動作に必要な任意の付属品、および／または前記自動化マガジン内で保管のために使用され、自動で、かつプログラマブルな方式でいくつかのセル（１）の間で共有されることが意図された、標準もしくは専用の工具と、を含む、
   ことを特徴とする、産業設備。
2. 前記プレスブレーキ（２）、前記工具マガジン（７）、および前記トラック（４）は、前記ロボット（３）の回転の垂直軸が、前記プレスブレーキ（２）の前部から、および前記工具マガジン（７）の前部からほぼ等距離にあって、前記ロボット（３）が、この垂直軸周りに前記ロボット（３）の、４５°と１３５°との間の、好ましくは９０°の回転によって前記プレスブレーキ（２）と前記工具マガジン（７）のセクションとに交互に面することを可能にするように前記トラック（４）上の前記ロボット（３）の平行移動位置が存在するように、前記セル（１）内で配置されることを特徴とする、請求項１に記載の産業設備。
3. 前記工具マガジン（７）は、互いに平行な並置されたラック（７Ａ、７Ｂ）の少なくとも２つの平面を含み、第１のラック（７Ａ）は前面に配置され、かつ少なくとも１つの第２のラック（７Ｂ）は裏面に配置され、少なくとも前記第１のラックは２つの要素（７Ａ１、７Ａ２）に分割され、前記２つの要素は、地面の上に設置されてそれらの上部で誘導トラック（７１）によって誘導される回転トラック（７０）上に搭載され、前記２つの要素（７Ａ１、７Ａ２）は可動であり、前記回転トラック（７０）上で内向きまたは外向きのいずれかに移動可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載の産業設備。
4. 前記工具マガジンは、回転トラック（７０）上に搭載された少なくとも１つの可動ラック（７）を含み、前記回転トラック（７０）は、前記地面の上に設置され、その上部において誘導トラック（７１）によって誘導されて、前記プレスブレーキ（２）に対向してそれに平行に設置され得、前記ラック（７）には、前記プレスブレーキ（２）内の前記ベンディング工具に対する連結溝へのアクセスを前記ロボット（３）に与えることを可能にする窓（７２）が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の産業設備。
5. 前記工具マガジンは、前記プレスブレーキ（２）に対して移動可能な２つのラック（７Ａ、７Ｂ）を含み、前記ラックのうちの１つ（７Ａ）は、前記プレスブレーキ（２）の左方にスライドすることができ、その他のラック（７Ｂ）は、前記プレスブレーキ（２）の右方にスライドすることができることを特徴とする、請求項４に記載の産業設備。
6. 前記工具マガジンは、互いに平行に並置され、その高さは前記プレスブレーキ（２）の下部ベッドの高さより低い複数のラック（７Ｃ）を含み、支持構造が、前記ラック（７Ｃ）の各々を前記下部エプロンに対向させることを可能にする前記回転ラック（７０）に対向して、前記ラック（７Ｃ）の各々を設置することを可能にすることを特徴とする、請求項４に記載の産業設備。
7. 前記ドロップオフ／回収システム（５）、前記位置決め制御システム（６）は、それぞれ、前記プレスブレーキ（２）が位置する側の前記トラック（４）の端部に設置され、それにより、前記ロボット（３）の回転の垂直軸が、前記プレスブレーキ（２）の前部、および前記位置決め制御システム（６）の前記ドロップオフ／回収システム（５）の前部からそれぞれほぼ等距離にあって、前記ロボット（３）が、この垂直軸周りに約９０°だけ前記ロボット（３）を回転させることによって前記プレスブレーキ（２）および前記位置決め制御システム（６）の前記ドロップオフ／回収システム（５）にそれぞれ、交互に面することを可能にするように、前記トラック（４）上の前記ロボット（３）の平行移動位置が存在することを可能にすることを特徴とする、請求項４から６のいずれか一項に記載の産業設備。
8. 前記位置決め制御システム（６）が前記トラック（４）の前記端部に設置されるとき、前記ロボット（３）を支持する前記台車は、前記位置決め制御システム（６）の遠位側にあるドロップオフ／回収システム（５）を支持するために引き延ばされることを可能にすることを特徴とする、請求項７に記載の産業設備。
9. 前記工具マガジンは、一列に並んで並置された少なくとも２つのラック（７）を含み、各ラックには、その２つの面（７Ａ、７Ｂ）上に工具が装備され、ベース上に回転するように搭載され、前記ロボット（３）にアクセスするために１８０°だけ前記ラックがモータ駆動で回転することを可能にすることを特徴とする、請求項２に記載の産業設備。
10. 前記工具マガジンは、前記ロボット（３）によるほぼ等距離のアクセスを可能にするために、回転可能に搭載され、かつ円形に配置された２つまたは３つのラック（７）を含むことを特徴とする、請求項９に記載の産業設備。
11. 前記回転可能に搭載されたラック（７）は、Ｎ＝３、４、５、．．．であるＮ個の垂直面を有するストレートプリズムの形態のラックブロックであることを特徴とする、請求項９または１０に記載の産業設備。
12. 回転可能に搭載されたラックの前記ブロックは、１つの面からその他の面にかけて異なる機能を実行し、特に、それらは、１つの面上にベンディング工具を、別の面上にグリッパを、さらに別の面上にドロップオフ／回収システムまたは厚さ制御システムを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の産業設備。
13. 曲げられるべき部品を前記自動化マガジン（１４）から前記セル（１）に前記供給領域（１１）を介して全自動で供給するために前記供給領域（１１）内に配置されたパレットの第１のセット（１５）と、曲げた後の前記部品を前記セル（１）から前記自動化マガジン（１４）に前記ドロップオフ領域（１２）を介して全自動で除去するために前記ドロップオフ領域（１２）内に配置されたパレットの第２のセット（１６）と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の産業設備。
14. 前記供給領域（１１）および前記ドロップオフ領域（１２）が同一空間を占め、パレットの前記第１のセットおよび前記第２のセット（１５、１６）も同一空間を占めることを特徴とする、請求項１３に記載の産業設備。
15. 前記ベンディングセル（１）は、同じく、前記セル（１）内に配置された工具、グリッパ、挿入物、または他の付属品（１７）を共有するためのシステムまたは領域を介して前記自動化マガジン（１４）に結合されることを特徴とする、請求項１に記載の産業設備。
16. 部品を前記自動化マガジン（１４）から前記セル（１）に供給するため、または部品を前記セル（１）から前記自動化マガジン（１４）に戻すために、たとえば機械的パンタグラフデバイスを使用してパレットを支持することができる、チェーンパレットコンベヤ／送出器（１４２）または自動的に移動されて誘導される、たとえばＡＧＶタイプの１つまたは複数の車両を含むことを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載の産業設備。
17. コンパクトベンディングセル（１）を含み、前記ロボット（３）がその上を移動する前記トラック（４）の前記軸は、前記プレスブレーキ（２）の前面と、前記自動化マガジン（１４）の前記セル側の外面の両方に平行であり、前記トラック（４）の前記軸は、前記面の各々からほぼ等距離にあることを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載の産業設備。
18. 前記トラック（４）は、吊り下げられて搭載される、請求項１７に記載の産業設備。
19. 前記自動化マガジン（１４）の前記セル側の前記外面は、グリッパ（９）および／またはベンディング工具（７）を受けるように設計される、請求項１７に記載の産業設備。
20. 産業設備を実装するための方法であって、人的支援なしにセルの動作の自律性ならびにその柔軟性および生産性を増大させるように意図された自動化シートメタルベンディングセル（１）ならびに自動化マガジン（１４）を含み、前記ベンディングセル（１）は、その様々な機能を実現するために、少なくとも、プレスブレーキ（２）と、少なくとも５軸を有する回転ロボット（３）と、前記ロボット（３）がその上を平行に移動するトラック（４）と、ドロップオフ／回収システム（５）と、位置決めシステム（６）と、パンチおよびダイを含む工具マガジン（７）と、グリッパ（９）のための取付けデバイス（８）と、前記プレスブレーキ（２）のためのプログラミングおよび監視システム（１０）と、制御コンソール（１３）と、曲げられるべき前記部品のための供給領域（１１）および曲げた後の前記部品のためのドロップオフ領域（１２）と、を含み、前記供給領域（１１）および前記ドロップオフ領域（１２）は、前記自動化マガジンと通じており、前記ロボット（３）は、１つまたは複数のベンディング工具を前記プレスブレーキ（２）内に設置することと、前記グリッパ（９）のうちの１つに接続することと、平らな部品を前記供給領域（１１）から前記プレスブレーキ（２）内に搬送することと、様々なベンディング動作を遂行するために必要なすべての操作を実行することと、ドロップオフ／回収およびスクェアリング／位置決め動作を含めることとを行う連続動作を実行することができ、前記方法は、
    曲げられるべき前記部品を前記自動化マガジンから前記セル（１）に前記供給領域（１１）を介して前記供給することは、全自動であること、
    曲げた後の前記部品を前記セル（１）から前記自動化マガジンに前記ドロップオフ領域（１２）を介して前記除去することは、全自動であること、
    複数の保管デバイス（１００、１０１、１０２）が前記工具を保管するために交換可能に使用され、したがって、少なくとも前記グリッパ（９）を取り付けるための工具マガジンもしくは工具ラック（７）として役立つこと、およびしたがって、グリッパ（９）のための取付けデバイス（８）として、または前記セル内のパレタイジングもしくは移動要素として、それぞれ役立つこと、
    複数の要素が、前記セル（１）の少なくともいくつかの機能を遂行するために必要であり、前記機能は、常に前記セル内に存在するとは限らず、前記機能は、全自動の、かつプログラマブルな方式で前記自動化マガジンから前記セル（１）に搬送されるか、または前記セル（１）から前記自動化マガジンに除去され、これらの要素は、標準ベンディング工具、専用ベンディング工具、または顧客による排他的使用のために用意されたベンディング工具、汎用または専用グリッパ、曲げられた部品の積み重ねを最適化するための、および／または壊れやすい部品を保護するための付属品、コンパクト部品の大量ドロップオフのための容器、曲げられるべき部品を前記セルに供給することまたは曲げられた部品を受けることのいずれかが意図されたパレタイジングシステム、混合されたまたは多機能のパレタイジングシステム、およびオーダーオーガナイザを含むことを特徴とする、方法。

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