JP4319314B2

JP4319314B2 - 曲げ加工装置

Info

Publication number: JP4319314B2
Application number: JP2000022373A
Authority: JP
Inventors: 拓也金森
Original assignee: Opton Co Ltd
Current assignee: Opton Co Ltd
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2020-01-31
Also published as: JP2001212624A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺状の被加工物、例えばパイプや棒状材を所定の方向に曲げ加工する際に、曲げ機構を被加工物の廻りに移動して曲げ加工する曲げ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、長尺状の被加工物を立体的に曲げ加工する際に、被加工物の端をチャック機構により把持し、チャック機構を被加工物の軸方向に移動して、被加工物を曲げ機構に送給するものが知られている（特開昭６２−２８２７２７）。この装置では、キャリッジ機構によりチャック機構を被加工物と直交する上下・左右方向に移動して、複数の溝を有する曲げ型に対応できるように構成して、被加工物を異なる曲げ半径で曲げ加工できるようにしている。
【０００３】
あるいは、被加工物をチャック機構により把持して、被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を３組有する関節型ロボットの先端に曲げ機構を取り付け、各関節を回動して曲げ機構を所定の位置に移動すると共に、関節型ロボットを被加工物の軸方向に移動機構により移動するものが知られている（特開平２−２９９７２４）。この装置では、関節型ロボットにより曲げ機構を移動して、複数の溝を有する曲げ型に対応できるように構成して、被加工物を異なる曲げ半径で曲げ加工できるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来の前者のものでは、被加工物を異なる曲げ半径で曲げ加工できるようにするために、チャック機構を上下・左右方向に移動できるようにしているため、キャリッジ機構の構造が複雑になり、大型化するという問題があった。
【０００５】
また、後者のものでは、関節型ロボットを移動機構により移動するので、大型の移動機構が必要となり、装置が大型化するという問題があった。
本発明の課題は、小型であっても、被加工物を異なる曲げ半径で曲げ加工できる曲げ加工装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
曲げ型と、該曲げ型の周りを公転可能な締め型とにより長尺状の被加工物を挟持し、前記締め型を公転させ前記被加工物を曲げ加工する曲げ機構を有する曲げ加工装置において、
前記被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を複数有する関節型ロボットを備え、前記関節型ロボットの最も先端側にある関節に取り付けた先端アームに最も先端側にある前記関節と機械的に同期して旋回する補助関節を設け、該補助関節に前記曲げ機構を取り付け、
また、前記被加工物の端を把持するチャック機構を備えると共に、前記チャック機構を前記被加工物の軸方向に移動する移動機構を設けたことを特徴とする曲げ加工装置がそれである。
【０００７】
また、前記関節型ロボットは、前記被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を少なくとも３組以上有する構成とするとよい。更に、前記曲げ型は、曲げ形状に応じた複数の溝を有する構成でもよい。あるいは、前記曲げ機構と前記チャック機構との間に、前記被加工物を支持する受け部材を設けてもよい。更に、前記受け部材を上下動させるアクチュエータを設けてもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１、図２に示すように、１は機枠であり、機枠１上には関節型ロボット２が載置されている。関節型ロボット２は、機枠１に取り付けられた固定部４を備え、この固定部４と第１アーム６の一端とは、第１関節８により接続されている。この第１関節８は、パイプ等の長尺状の被加工物１０の軸方向と平行な軸を中心として第１アーム６を指示された所定角度に回動駆動する周知の機構を有するものである。
【０００９】
そして、第１アーム６の他端と第２アーム１２の一端とは、第２関節１４により接続されている。この第２関節１４も第１関節８と同様の構成のものであり、第２アーム１２を指示された所定角度に回動駆動するものである。更に、第２アーム１２の他端と、先端アーム１６の一端とは、第３関節１８により接続されており、この第３関節１８も、先端アーム１６を被加工物１０の軸方向と平行な軸の廻りに旋回させるものである。
【００１０】
また、図３に示すように、先端アーム１６の先端に補助関節２０が設けられており、補助関節２０に曲げ機構２２が取り付けられている。補助関節２０は第３関節１８と機械的に同期して、第３関節１８により先端アーム１６を３６０度旋回すると、補助関節２０により曲げ機構２２を３６０度旋回させる構成のものである。
【００１１】
曲げ機構２２は、図４、図５に示すように、曲げ型２４を備え、曲げ型２４はその軸方向に３種類の曲げ半径に応じた３つの溝２６，２８，３０が積層されて形成されている。曲げ型２４の軸方向と被加工物１０の軸方向とが直交するように、曲げ機構２２が補助関節２０に取り付けられている。
【００１２】
また、シリンダ３２により駆動されて曲げ型２４に向かって移動し、曲げ型２４と共に被加工物１０を挟持する締め型３４が設けられており、この締め型３４は被加工物１０を挟持した状態で曲げ型２４の廻りを公転し、締め型３４を所定の角度回転して、曲げ加工できるように構成されている。
【００１３】
そして、この締め型３４に並んで曲げ加工時の反力を受ける圧力型３６が設けられている。このように、関節型ロボット２に曲げ機構２２を取り付けているので、各関節８，１４，１８，２０を旋回しても、曲げ型２４の軸方向は、常に被加工物１０の軸方向と直交する。
【００１４】
また、被加工物１０の後端を把持するチャック機構４０が設けられており、チャック機構４０は移動台４２の先端に取り付けられている。ベース４４には被加工物１０の軸方向と平行にレール４６が敷設されており、このレール４６に移動台４２が摺動可能に係合されている。
【００１５】
移動台４２は、駆動モータ４８の駆動により、図示しないベルト等を介してレール４６に沿って移動されるように構成されている。関節型ロボット２側のベース４４の先端には、受け部材５２が設けられており、受け部材５２はチャック機構４０により把持された被加工物１０が垂れ下がらないように、被加工物１０を支持するように構成されている。受け部材５２はシリンダを用いたアクチュエータ５４により上下動されて、退避できるように構成されている。尚、本実施形態では、移動台４２、レール４６、駆動モータ４８により移動機構５０を構成している。また、受け部材５２は、被加工物１０が垂れ下がらないように受ける溝を設けただけのものでもよいが、被加工物１０の外周をクランプする機構を備えたものでもよい。
【００１６】
次に、前述した本実施形態の曲げ加工装置の作動について説明する。
まず、被加工物１０の後端が、チャック機構４０により把持され、受け部材５２により垂れ下がらないように支持される。そして、移動機構５０により移動台４２がレール４６に沿って所定距離移動されて、被加工物１０が曲げ機構２２に供給される。
【００１７】
被加工物１０は曲げ機構２２の曲げ型２４と締め型３４との間に供給され、曲げ型２４と締め型３４とにより被加工物１０を挟持すると共に、締め型３４を曲げ型２４の廻りに公転させて、被加工物１０を曲げ型２４の溝２６，２８，３０の形状に応じて曲げ加工する。
【００１８】
溝２６の形状に応じて曲げ加工する際には、第１〜第３関節８，１４，１８を旋回して、図４に示すように、溝２６に被加工物１０が入り込むように移動する。他の溝２８，３０の場合も同様であり、また、溝２６により加工した後、次に、別の溝２８により加工する場合にも、第１〜第３関節８，１４，１８を旋回して、溝２８に被加工物１０が入り込むように移動する。このように、溝２６，２８，３０が複数段あっても、各溝２６，２８，３０に応じて移動でき、種々の曲げ形状に容易に対応できる。溝２６，２８，３０は３段に限らず、２段であっても、あるいは４段以上であってもよい。
【００１９】
また、図６（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）に示すように、被加工物１０の曲げ方向に応じて、被加工物１０の曲げ方向と曲げ型２４の溝２６の方向とが一致するようにされる。本実施形態では、第３関節１８と補助関節２０とは同期した一定の関係があるので、曲げ方向が定まれば、溝２６を被加工物１０と当接させることにより、先端アーム１６及び第３関節１８の位置は定まる。
【００２０】
第２関節１４の位置は、第１関節８を中心とし、第１関節８と第２関節１４との間の距離を半径とする円弧上にあると共に、第３関節１８を中心とし、第２関節１４と第３関節１８との間の距離を半径とする円弧上にある。よって、第２関節１４はこれらの両円弧の交点にあれば、曲げ型２４の位置が定まる。このとき、交点は２点存在する場合があるが、その場合には、第２アーム１２が被加工物１０と干渉したり、曲げ加工後の被加工物１０の先端が第２アーム１２と干渉したりしない交点を選択する。
【００２１】
こうして、各関節８，１４，１８の位置が定まることにより、固定部４と第１アーム６とのなす角度、第１アーム６と第２アーム１２とのなす角度、第２アーム１２と先端アーム１６とのなす角度が各々求められる。この求めた各角度に応じて、各関節８，１４，１８により第１アーム６、第２アーム１２、先端アーム１６を所定の角度に旋回する。これにより、曲げ型２４の溝２６が被加工物１０に当接するように移動される。
【００２２】
こうして、被加工物１０を曲げ加工した後、移動台４２を移動して、被加工物１０を送給し、次の曲げ加工位置に移動する。そして、前述した動作を繰り返して被加工物１０を立体的に曲げ加工する。被加工物１０の後端近傍を曲げ加工するときには、受け部材５２をアクチュエータ５４により下降させて退避させ、受け部材５２とチャック機構４０との干渉を防止する。
【００２３】
曲げ加工終了後は、例えば、曲げ機構２２の曲げ型２４と締め型３４とにより被加工物１０を掴んで、アンローデングするようにしてもよい。また、被加工物１０の途中に、ブラケットやナット等が予め取り付けられているときには、これらと曲げ機構２２とが干渉しないように、第１〜第３関節８，１４，１８を旋回させることができる。
【００２４】
更に、曲げ型２４と締め型３４とにより被加工物１０を掴んだ状態で、被加工物１０の廻りに曲げ機構２２を旋回させて、被加工物１０をひねり、曲げ方向を変えるようにしてもよい。これにより、曲げた被加工物１０が装置や床と干渉しないようにすることもできる。また、締め型３４を曲げ型２４の廻りに公転させる際に、移動台４２を曲げ加工に同期して移動させることにより、いわゆるドローベンデングを行うこともできる。
【００２５】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の曲げ加工装置は、関節型ロボットにより曲げ機構を移動できるので、移動機構はチャック機構を被加工物の軸方向に送るだけでよく、構造が簡単になり、装置が小型化され、チャック機構を高速で送ることも可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての曲げ加工装置の正面図である。
【図２】本実施形態の曲げ加工装置の側面図である。
【図３】本実施形態の関節型ロボットの拡大側面図である。
【図４】本実施形態の曲げ機構の拡大側面図である。
【図５】本実施形態の曲げ機構の拡大平面図である。
【図６】本実施形態の曲げ加工装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１…機枠２…関節型ロボット
４…固定部６…第１アーム
８…第１関節１０…被加工物
１２…第２アーム１４…第２関節
１６…先端アーム１８…第３関節
２０…補助関節２２…曲げ機構
２４…曲げ型２６，２８，３０…溝
３４…締め型３６…圧力型
４０…チャック機構
４２…移動台４６…レール
５０…移動機構５２…受け部材
５４…アクチュエータ

Claims

曲げ型と、該曲げ型の周りを公転可能な締め型とにより長尺状の被加工物を挟持し、前記締め型を公転させ前記被加工物を曲げ加工する曲げ機構を有する曲げ加工装置において、
前記被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を複数有する関節型ロボットを備え、前記関節型ロボットの最も先端側にある関節に取り付けた先端アームに最も先端側にある前記関節と機械的に同期して旋回する補助関節を設け、該補助関節に前記曲げ機構を取り付け、
また、前記被加工物の端を把持するチャック機構を備えると共に、前記チャック機構を前記被加工物の軸方向に移動する移動機構を設けたことを特徴とする曲げ加工装置。
前記関節型ロボットは、前記被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を少なくとも３組以上有することを特徴とする請求項１記載の曲げ加工装置。
前記曲げ型は、曲げ形状に応じた複数の溝を有することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の曲げ加工装置。
前記曲げ機構と前記チャック機構との間に、前記被加工物を支持する受け部材を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の曲げ加工装置。
前記受け部材を上下動させるアクチュエータを設けたことを特徴とする請求項４記載の曲げ加工装置。