JP3794645B2 - 板材曲げ加工機用マニピユレータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、板金等の曲げ加工機がその板材に搬入・搬出、旋回等で位置設定して加工を施す形式である場合に、その位置設定のために板材を押さえ捉えて移動させる板材曲げ加工機用マニピユレータに関する。詳しくは、メインマニピユレータとサブマニピユレータとからなるマニピユレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の曲げ加工機において、マニピユレータは、一般的に、板材を置く左右両テーブル間の開口溝の位置に前後方向に移動する走行台を設け、板材を入れる挿入口を有するＣ型フレームをその走行台に搭載し、そのＣ型フレームに板材を押さえ捉えるクランプを装備したもので、クランプについては、Ｃ型フレームの下部片に受け盤を、上部片に押え盤を具備し、受け盤がモータによる駆動回転軸の上端に、押え盤が自由回転軸の下端にそれぞれ取り付けられる。この受け盤および押え盤は、旋回可能に板材との広い接触面を備える饅頭とも称される円盤形であって、この直径が大きいために小さい掴み代を捉え難いことに加え、受け盤の駆動装置部分が前方の曲げ加工機に支える突き出る形状であることから、幅狭い板材の搬入・搬出時に接近の制約を受ける。特に、板材の前後幅（見込み幅）が狭く且つその両端に曲げが既に形成されているときには、その制約が特にきつくなるので、従来、補助的に細い接触面で捉えるサブクランプが取り付けられることがあった。
【０００３】
従来のサブクランプは、Ｃ型フレームにメインクランプを挟むように左右一対に取り付けられ、補助的機能を果たすために前後に伸縮可能な構造になっていた。つまり、Ｃ型フレームの前進によりメインクランプが板材を送る搬入時に、足りない分を伸長により送り出し、搬出時に縮小によりメインクランプまで引き出し、また、旋回するときには、メインクランプが板材を中央で把持できる位置まで縮小により引き出すようにしたものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の板材曲げ加工機用マニピユレータによれば、Ｃ型フレームにメインとサブのクランプが共に装備されていたので、次のような問題があった。
【０００５】
まず、板材の一端に曲げ加工を施してから他端に曲げ加工を施すために旋回する場合については、板材を中心でメインクランプが押さえ止める必要があるために、サブクランプが板材を引き出して位置決めすることになるが、その引き出す距離が縮小寸法として限定されるので、引き出す距離が少なくて済む小さい板材では位置決めが可能であるが、大きい板材の場合には掴み変えを繰り返して所定位置に到達することになって、掴み変えの動作ロスが生じて作業が非能率的となっていた。
【０００６】
また、搬入時にはメインクランプが最前線の進出位置でサブクランプが板材の端を捉えることから、板材の前後幅との関係でメインクランプとサブクランプとの間に要する相対位置の設定が難しかった。また、搬出の時にはメインクランプが最前線の進出位置において、サブクランプが板材を掴むまで位置を保持していることから、後退して板材を解放しテーブルから排出するまで、次の板材を掴むことができないため、次の板材の搬入が遅れるという問題があった。つまり、仮に、サブクランプで板材を搬出し解放する時点でメインクランプが既に次の板材を把持して待機しておれば、役割分担が有効に機能して時間的ロスが少なくなり能率的となると考えることができる。
【０００７】
この発明は、上記のような実情に鑑みて、板材の幅の大小にかかわらずメインクランプによる旋回位置の掴み変えがサブクランプについて一度の動作でなし得るだけでなく、メインクランプとサブクランプとの相対位置に制約を受けなく掴み変えの設定が容易であり、さらに、サブクランプにより搬出しテーブルから・排出がなされるまでにメインクランプが既に次の板材を捉えて搬入体勢を取って待機している役割分担となるために、時間的ロスがなくなり作業能率が良くなる板材曲げ加工機用マニピユレータを提供することを目的とした。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は、請求項１ないし３に記載の如く構成したもので、これによれば、メインマニピユレータとサブマニピユレータとは独立して進退動作をなすものであるから、板材の加工のためにそれを搬入するときには、メインマニピユレータのクランプで把持して適当な位置（旋回位置が良い）まで送り込み、足りない分をサブマニピユレータが送り込むが、その際に板材の前後幅に関係なくサブクランプが何らの制約受けないで板材の端を摘むことができる。この搬入体勢で、曲げ加工機において一端に曲げ加工を施してから、他端に加工を施すために旋回するときには、サブマニピユレータを後退させて一挙にメインマニピユレータのクランプ位置に板材の中心を位置させることができる。そして、旋回のための引き出し時と、旋回後の再搬入時にもサブクランプが端を摘む位置関係の制約を受けない。また、旋回後に加工を施してから、搬出するとすれば、既にその時には、メインマニピユレータを退却させてそれに次の新しい供給板材を把持させて待機させておけば（例えば図１において二点鎖線で待機位置を示す）、サブマニピユレータが搬出を一手に引き受け、旧の加工済板材のテーブルからの排出と同時にメインマニピユレータを搬入に向かわせることができる。これからは以上と同じ要領となる。なお、図２において、Ｐａが新しい板材の供給方向を、Ｐｂが加工済板材の排出方向を示す。
【０００９】
サブマニピユレータによる板材の掴み取りは左右均等になされる必要から、左右サブクランプが常時並列状態が保持されるが、請求項２の如くすれば、共通のモータの回転で同時並列駆動を簡単な構造で確実に取ることができる。
【００１０】
また、上記の一連の動作において、板材を旋回させるときには、サブマニピユレータがその妨げにならない位置に撤退している必要がある。それには、後退位置（例えば図１において二点鎖線でその位置を示す）または前進位置を取っても良いが、請求項３に記載の如く、サブマニピユレータの頭出しを引っ込めるようにしておくと、撤退時間をさらに短縮できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明においては、メインクランプ５およびサブクランプ７，７の駆動機構については特に限定するものではない。後記実施例の場合であると、メインクランプ５についてはサーボモータ５９で昇降体５５を上下するクランク機構を用い、サブクランプ７，７についてはエアーシリンダ２５を用いたが、例えば、その両方をクランク機構またはエアーシリンダによることもできる。クランク機構によるときには、クランクの開閉に迅速性が得られるために作業性が良くなり、また、クランクピン６３の下死点またはその近傍で閉の倍力が得られるために省エネにも適する。
【００１２】
サブクランプ７，７の頭出しを引っ込める手段については、図示は省略するが、エアーシリンダ２５について、ピストンが二段停止する図示よりも長いエアーシリンダを用い、そのシリンダ部分がテーブル１よりも常時下にあるようにして、一段停止において頭出し部分が引っ込むようにすることができる。しかし、これについても特に限定するものではない。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、メインマニピユレータとサブマニピユレータとが独立して進退走行するために、メインクランプにより旋回中心で掴む位置決めが、板材の前後幅にかかわらず、サブマニピユレータの制約されない後退動作によって一挙になされ、また、相互の掴み変えにも制約されなく、加えて、サブマニピユレータにより搬出しテーブルから排出がなされるまでに、メインマニピユレータが既に次の新しい板材を捉え搬入に備えて待機させておくという役割分担も可能となるために、時間的ロスがなくなり、板金等の板材の曲げ加工の作業能率を飛躍的に高めることができるという優れた効果がある。
【００１４】
【実施例】
次に、この発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
図面は一実施例を示したもので、そのマニピユレータＭは、板金等の板材Ｗの曲げ加工機Ｂの前に設置され、テーブル１と、左右テーブル１，１間の開口溝２に沿ってそれぞれ独立して進退可能に配置されるメインマニピユレータＭａおよびサブマニピユレータＭｂとからなり、メインマニピユレータＭａは、Ｃ型フレーム３を主体にしてメインクランプ５が装備され、サブマニピユレータＭｂは、Ｃ型フレーム３を挟むように走行する左右一対の独立可動体６，６を主体にそれぞれにサブクランプ７，７が装備される。そして、Ｃ型フレーム３と独立走行体５，５の走行支持のために、開口溝２の下方にＩ型鋼からなる左右一対の基台４，４が配置される。
【００１５】
メインマニピユレータＭａは、Ｃ型フレーム３の下部片３ｂにモータによる駆動回転軸１１を、上片部３ａに自由回転軸１３を相対向して設け、駆動回転軸１１の上端に受け盤１５を、自由回転軸１３の下端に押え盤１７をそれぞれ取り付けることにより、前記のメインクランプ５が構成される。そして、Ｃ型フレーム３のＣ挿入口に入れたワークとしての板材Ｗをクランプした状態において、進退動作で搬入（または搬出）をなし、また、受け盤１５の回転により板材Ｗの旋回をなすようになっている。これらの搬入・搬出、旋回の各動作は、曲げ加工機Ｂにおいて上金型８が下金型９に対して上がっている開き状態においてなされる。１０が上金型８を上下する押えラムである。そして、マニピユレータＭにより位置設定してから、上金型８で板材Ｗを押さえた状態で、ベンドブレード１２の動作で上への正曲げ又は下への逆曲げがなされる。図１では板材Ｗの両端に二度曲げした状態を示し、サブマニピユレータＭｂがこれから旋回位置（同図ではメインクランプ５の実線位置）に持って行こうとしている。
【００１６】
なお、Ｃ型フレーム３の走行については、ＬＭ（リニアモーション）ガイド方式を採り左右基台４，４の上にガイドレール１８，１８を設け、ボールねじ（Ｃ型フレーム３の垂下部分３ｃの位置に有する）の回転によりねじ送りするようになっている。
【００１７】
サブマニピユレータＭｂ，Ｍｂは、平たい掌片２１に押え指２２の上下で板材Ｗを押さえ止めるようにしたもので、それを装備するために、独立走行体６に前方への突出部材２３を取り付け、その上にエアーシリンダ２５と掌片２１を固定し、エアーシリンダ２５のロッドの上面に押え指２２の手部２７がねじ止めされ、手部２７の先端から押え指２２が垂下している。図１の場合、板材Ｗの曲げフランジ部分がエアーシリンダ２５と押え指２２との間の空間に納まるために、フランジに妨げられなく板材Ｗをクランプできている状態を示している。
【００１８】
サブマニピユレータＭｂの走行については、基台４，４に支柱２９，２９を立設することにより、台フレーム３１，３１を架設し、それにＬＭガイドのガイドレール３３，３３を敷設し、独立走行体６，６にガイドブロック３５，３５が取り付けられる。また、台フレーム３１，３１の上にそれに沿ってボールねじの長い雄ねじ３７，３７を軸承し、独立走行体６，６の雌ねじ３８，３８がそれに螺合させてある。そして、後端に両雄ねじ３７，３７の同時駆動装置３９が設けられる。
【００１９】
同時駆動装置３９については、基台４，４の後端に設けられる縦の基板４１に、モータ４３による原動プーリ４５を取り付け、両雄ねじ３７，３７の後端には従動プーリ４７，４７を取り付け、原動プーリ４５と従動プーリ４７，４７とに幾つかの自由プーリ４９，４９，・・を介してタイミングベルト５１を掛けてある。
【００２０】
メインクランプ５の駆動については、押え盤１７を上下するために、Ｃ型フレーム３の上片部３ａに、ＬＭガイドにより上下摺動するように昇降体５５を取り付け、それに突出アーム５７を介して自由回転軸１３が取り付けられる。また、昇降体５５を上下するために、クランク機構が用いられ、サーボモータ５９により駆動されるクランク回転盤６１に偏心軸としてのクランクピン６３を突設し、昇降体５５には支軸６５を突設し、クランクピン６３と支軸６５とが連杆６７によりベアリングを介してピン連結される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による板材曲げ加工機用マニピユレータを示す側面図である。
【図２】同板材曲げ加工機用マニピユレータを曲げ加工機側から見た正面図である。
【図３】同板材曲げ加工機用マニピユレータの背面図である。
【符号の説明】
Ｍ 板材曲げ加工機用マニピユレータ
Ｍａ メインマニピユレータ
Ｍｂ サブマニピユレータ
Ｗ ワークとしての板材
１ テーブル
２ 開口溝
３ Ｃ型フレーム
５ メインクランプ
６ 独立走行体
７ サブクランプ
１５ 受け盤
１７ 押え盤
２１ 掌片
２２ 押え指
３１ 台フレーム
３３ ガイドレール
３５ ガイドブロック
３７ 雄ねじ
３８ 雌ねじ
４５ 原動プーリ
４７ 従動プーリ
５１ タイミングベルト

Claims (3)

1. 板材の搬入・搬出の基板となるテーブルと、左右テーブルの間の開口溝に沿って進退駆動されるＣ型フレームに回転駆動される受け盤と自由回転の押え盤とによるメインクランプを備えたメインマニピユレータと、メインマニピユレータの両横を通り、且つメインクランプとの相対位置に制約を受けることなく、独立して別個に進退駆動される左右常時並列の独立走行体に、それぞれ板材を受ける掌片と押さえ止める押え指とによるサブクランプを備えたサブマニピユレータとからなる板材曲げ加工機用マニピユレータ。
2. 左右両独立走行体の進退駆動について、それぞれに前後長の台フレームを架設し、台フレームにガイドレールを敷設し、独立走行体にはそれと係合するガイドブロックを取り付け、また、両方の台フレームの上には雄ねじを軸支して架設し、独立走行体にはそれが螺合する雌ねじを設け、雄ねじの後端に取り付けた両方の従動プーリと、モータによる原動プーリとの間にタイミングベルトを掛けたことを特徴とする請求項１記載の板剤曲げ加工機用マニピユレータ。
3. サブマニピユレータの頭出しの部分が板材の旋回の妨げにならないように、テーブルよりも下へ引っ込み得るように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の板材曲げ加工機用マニピユレータ。

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