JP4618826B2 - ワーク位置決め方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク位置決め方法に関し、詳細には、ワークに対するバックゲージの位置を自動的に補正することのできるワーク位置決め方法を提供することにある。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、曲げロボットシステムにおいては、単体機としても使用するベンダー（曲げ加工装置）を用いるため、曲げ加工に必要な各種データであるベンドデータを作成する必要がある。
【０００３】
ベンドデータは、通常手曲げを行うことで作成し、ロボット（マニピュレータ）によってワークを所定角度に折曲げ加工する、いわゆるロボット加工のためのロボット用曲げデータに変換する必要がある。
【０００４】
手曲げ加工によるベンドデータは、例えば図９に示すように、バックゲージの突当てガイド１０１に、ワーククランパ１０３によってクランプされたワークＷを突き当てて、該突当てガイド１０１に一体化された一対のポテンションメーター１０３、１０５から得ている。
【０００５】
しかし、手曲げデータをロボット用曲げデータに変換を行っても、実際に加工すると微調整が必要になる。例えば、図１０に示すように、ワーククランパ１０３に反りがあると、パンチＰ及びダイＤからなる金型とワークＷとの位置が合わなくなる。そのため、どの程度の調整が必要か実際に曲げ加工装置にて確認動作と、人の手による補正作業が必要となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように、これまでは、実際の曲げ加工装置によって調整の確認動作と作業者による補正作業を必要とするため、その作業が面倒であるばかりか、作業者によってばらつき安定性が得られない。
【０００７】
そこで本発明は、上述の課題を解決すべく提案されたものであって、ワークに対するバックゲージの位置を自動的に補正し、その補正作業を正確、容易且つ安定して行うことのできるワーク位置決め方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、ワーク（Ｗ）の折り曲げ加工を行うパンチ（Ｐ）、ダイ（Ｄ）を備えると共に、前後方向へ移動自在なストレッチにバックゲージ（３）を左右方向へ移動自在に備え、かつ前記バックゲージ（３）に備えたポテンショメータにワーク（Ｗ）を接触させるためのマニピュレータ（９）を備えた折曲げ加工システムにおけるワーク位置決め方法であって、
手曲げする場合にワーク（Ｗ）の後端縁を突き当てるために前記バックゲージ（３）に備えた突当てガイド（５）の両側にそれぞれ設けられたポテンショメータ（Ａ，Ｂ）に、ワーク（Ｗ）の後端縁を接触させるために前記バックゲージ（３）を前進させて最初のワーク（Ｗ）の位置を判定するステップＳ１と、
前記各ポテンショメータ（Ａ，Ｂ）の制御部に対する入力値が予め決められた所定の範囲内にあるか否かを判定するステップＳ３と、
上記ステップＳ３において正常の場合には、確認モードとしてワーク（Ｗ）を前後方向に移動すると共に水平面内で旋回させ、各ポテンショメータ（Ａ，Ｂ）にワーク（Ｗ）の後端縁を前記各ポテンショメータ（Ａ，Ｂ）に再び接触させたときの入力値が正常か否かを判別するステップＳ７，Ｓ９と、
上記ステップＳ７，Ｓ９において正常である場合には、ワーク（Ｗ）に対するバックゲージ（３）の位置が正しいと判定して現在位置を登録するステップＳ１１と、
上記ステップＳ３において正常でない場合には、調整モードとして前記各ポテンショメータ（Ａ，Ｂ）がワーク（Ｗ）と接触しているか否かの状態を確認し、バックゲージ（３）をワーク（Ｗ）から離れる方向へ移動するステップＳ１５，Ｓ１７，Ｓ１９，Ｓ２１，Ｓ２３，Ｓ２５と、
前記各ポテンショメータ（Ａ，Ｂ）の状態の確認に基づき、両ポテンショメータ（Ａ，Ｂ）がワーク（Ｗ）と接触するようにバックゲージ（３）を左右方向に移動するステップＳ２７と、
前記バックゲージ（３）を前進させて確認モードとしての前記ステップＳ７，Ｓ９へ移るステップＳ２９と、
を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
先ず、ワーク位置決め方法を説明する前に、折曲げ加工システムについて簡単に説明する。
【００１４】
本実施形態の折曲げ加工システムは、図１に示すように、例えばサーボモーターによってパンチＰ又はダイＤを相対的に接近又は離れる方向に移動させることにより、これらパンチＰとダイＤとの協働によって、ダイＤ上に位置決めされるワークＷを所定角度に折り曲げるように構成された、折曲げ加工機である曲げ加工装置１を有する。
【００１５】
この曲げ加工装置１には、図１中矢印Ｙで示す前後方向において、ワークＷの位置決めを行うためのバックゲージ３が移動自在に設けられている。かかるバックゲージ３は、例えば図３に示すように、手曲げした場合においてワークＷの後端縁をストレッチに設けた突当てガイド５に突き当てることで、該ワークＷの前後方向での位置を位置決めするようになっている。
【００１６】
そして、このバックゲージ３には、ワークＷの当接を検出すると共にワークＷの位置を検出する二つのポテンションメーターＡ、Ｂが設けられている。ポテンションメーターＡ、Ｂは、図３に示すように、突当てガイド５の両側にそれぞれ設けられている。そして、これらポテンションメーターＡ、Ｂは、例えばコイルバネ７の先端に設けられ、該コイルバネ７の弾発力によりワークＷに対して押し付けるようになしている。
【００１７】
なお、バックゲージ３は、ワークＷの長手方向である、図１の紙面と直交するＸ方向（図示は省略する）に複数設けられており、これら複数のバックゲージ３によって該ワークＷの曲がりを検出するようにしている。本実施形態では、図５に示すように、二つのバックゲージ３を使用し、同図中（ａ）のバックゲージ３を左バックゲージ３、同図中（ｂ）のバックゲージ３を右バックゲージ３という。また、右バックゲージ３にも左バックゲージ３と同様のポテンションメーターＣ、Ｄが設けられている。
【００１８】
また、上記曲げ加工装置１には、図１に示すように、ワークＷを把持（クランプ）して該ワークＷをポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに押し付ける方向と離れる方向（図２中矢印Ｙ方向）に移動自在とするロボットであるマニピュレータ９が設けられている。かかるマニピュレータ９は、図１の紙面と直交する方向（Ｘ方向）に移動自在とされると共に、アーム１１の先端に設けたワーク把持手段であるワーククランパ１３を同図中矢印Ｚ方向に出没自在としている。また、マニピュレータ９は、扇形台１５の円弧状に沿ってワーククランパ１３を図１中矢印Ｖで示す方向に移動自在となしている。
【００１９】
さらに、上記マニピュレータ９は、図１に示すように、垂直軸としてのＭ軸を中心としてワーククランパ１３を水平面内において旋回自在とすると共に、水平軸としてのＲ軸を中心としてワーククランパ１３を上下に回動自在としている。
【００２０】
上記ワーククランパ１３は、図１に示すように、ワークＷを板厚方向から挟み込んで把持するようになされており、上記アーム１１の先端に設けられている。
【００２１】
また、上記曲げ加工装置１は、図示しない制御部を有しており、この制御部にバックゲージ移動指令手段が設けられている。かかるバックゲージ移動指令手段は、上記マニピュレータ９によってクランプされた上記ワークＷに対して上記バックゲージ３を相対的に移動させ、上記各ポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの上記ワークＷとの接触信号、非接触信号に基づき、該ワークＷと該バックゲージ３とが適切な位置となるように、該バックゲージ３を所定方向にストレッチ（図示は省略する）上において所定量移動させるように指示するバックゲージの移動指令情報が格納されている。
【００２２】
また、上記曲げ加工装置１には、各ポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの入力値を検出するための検出部（図示は省略する）が設けられている。この検出部には、それぞれの位置に配置されたポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの入力値が入力されるようになされている。
【００２３】
本実施形態では、上記ポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを使用してワークＷを位置決めするゲージング機能を、位置合わせではなく位置検出として使用する。つまり、マニピュレータ９の移動に対してポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの入力値に変化があるかを確認する。そして、そのセンサー値の入力変化量により、ワークＷとポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置関係を得る。具体的な方法については後述する。
【００２４】
本発明は、ロボットであるマニピュレータ９を使用してワークＷを所定角度に折曲げ加工するに際して、該ワークＷの所定折曲げ線上にパンチＰを位置決めすべく、該マニピュレータ９によってクランプしたワークＷをポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを使用して所定位置に位置決めするものである。この位置決め方法について、図２に示すフローチャート及び図３〜図８の工程図を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
先ず、金型へのアプローチを行う。すなわち、図２に示すように、電源がオンとなってスタートし、ステップＳ１において、図３に示すようにバックゲージ３をワークＷに接近、つまり前進させて最初のワークＷの位置を判定する。
【００２６】
ここでは、ワークＷをゲージングする領域にバックゲージ３（ポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）が位置決めされていないと、当然ワークＷとポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとの適切な接触は得られないため、ワークＷを正確に所定位置に位置決めすることができない。そのため、マニピュレータ９によってワークＷをクランプした後に、ポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、ＤをワークＷに接近する方向へ移動（または、その逆にワークＷをポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄへ移動）させて、該ワークＷとポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの接触状態を検出する。
【００２７】
そして、ステップＳ３において、このときのポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの入力値が正常、つまり入力値が予め決められた所定値の範囲内にあるか否かを判定する。
【００２８】
正常であれば（ＹＥＳ）、ワークＷが目的の位置に当たっている可能性が高いので、後述するステップＳ５において確認モードを実効する。正常でなければ（ＮＯ）、ステップＳ１３において調整モードを実効する。正常でない状態は、例えばセンサー値に変化が無くワークＷにポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが当たっていない可能性が高い状態、または、センサー値に大きな変化が生じ目的の位置にワークＷが当たっていない可能性が高い状態をいう。
【００２９】
調整モードが実効されると、ステップＳ１５において、ポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの状態を確認する。そして、ステップＳ１７にて右側センサーが反応しない場合には、ステップＳ１９にて突当て動作（右）フラグがオン（ＯＮ）になる。一方、ステップＳ２１で左側センサーが反応しない場合には、ステップＳ２３で突当て動作（左）フラグがオン（ＯＮ）になる。
【００３０】
なお、ここでは、図５に示すように、右側センサーを各左右バックゲージ３の右側に配置されるポテンションメーターＢ、Ｄ、左側センサーを各左右バックゲージ３の左側に配置されるポテンションメーターＡ、Ｃとする。
【００３１】
そして、ステップＳ２５において、図４に示すようにバックゲージ３（ポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）をワークＷから離れる方向に移動、つまり後退させる。次に、ステップＳ２７において、突当て部材であるバックゲージ３を、上記各ポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのフラグ状態に基づき所定方向へ所定量移動させる。その動作フラグのオン・オフによる右バックゲージ３及び左バックゲージ３の移動方法は、次の表１の通りである。
【００３２】
【表１】

例えば、表１上段の上から二番目の左バックゲージ３（ポテンションメーターＡ、Ｂ）を例にとると、右ポテンションメーターＢのフラグがオン（ＯＮ）、左ポテンションメーターＡのフラグがオフ（ＯＦＦ）の場合、左バックゲージ３を左方向に移動させる。
【００３３】
右ポテンションメーターＢのフラグがオン（ＯＮ）というのは、図２のフローチャートのステップＳ１７にあるように右ポテンションメーターＢが反応無しである状態、つまり右ポテンションメーターＢがワークＷと非接触の状態、左ポテンションメーターＡのフラグがオフ（ＯＦＦ）というのは、ステップＳ２１にあるように左ポテンションメーターＡがワークＷと接触している状態を意味する。この状態を図示すると、図６の上図に表すことができる。
【００３４】
従って、右ポテンションメーターＢがワークＷに接触していないため、図６に示すように、左バックゲージ３を左方向に移動させ、左右のポテンションメーターＡ、ＢをそれぞれワークＷに接触させるようにする。このときの移動量Ｌは、現在地（この例では図６の上図位置）より使用するポテンションメーター（センサー）に合わせて算出する。また、その移動量Ｌは、例えば５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲で任意に指定する。また、このとき右バックゲージ３も左バックゲージ３と同一方向に同一量移動させ、左右バックゲージ３、３の間隔を一定とするようにしてもよい。
【００３５】
なお、上記左右のバックゲージ３の左右方向への移動は、所定回数（例えば３回）繰り返して状態に変化が無い場合、元の位置に戻して上下方向からの移動を行う。送り量は、左右方向を５ｍｍ、上下方向を３ｍｍとし、上下方向の移動でも変化が無い場合はアラームとする。上下方向の移動は、図１に示したＲ軸を中心としてワーククランパ１３を上下方向に移動させる。上下、左右の送り量は、任意に設定できる。
【００３６】
次に、バックゲージ３の移動が終了したらステップＳ２９に進んでポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを前進させた後、ステップＳ５に進み確認モードを実効する。確認モードは、図７に示すように、ステップＳ７において、ワーク把持手段であるワーククランパ１３によってワークＷをＹ方向に前後及び／又はＭ軸を中心としてワークＷを水平面内で矢印Ｓに示すように旋回させる。
【００３７】
そして、ステップＳ９において、ポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの入力値が正常か否かを判別する。ここでは、図８に示すように、左右のポテンションメーターＡ、Ｂ及びＣ、Ｄそれぞれの入力値が、上記ワークＷの突当て位置からコイルバネ７の基端部までの距離をＸとしたときの予め設定しておいたポテンションメーターの規定値か否かを判別する。すなわち、左右のポテンションメーターＡ、Ｂ及びＣ、Ｄそれぞれが、上記距離ＸとなるようにワークＷを移動し、そのときのポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの入力値が上記所定値であるか否かを判別する。
【００３８】
正常であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１１において、ワークＷに対するバックゲージ３の位置が正しいと判定して現在位置を登録し、上記したフローを終了する。正常でない（ＮＯ）と判断した場合は、ステップＳ１３に戻り再び調整モードを実効する。
【００３９】
このように、本発明では、バックゲージ３に設けたポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの入力変化量により、ワークＷとポテンションメーターＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとの位置関係を検出しているため、従来目視により判断していたワークＷに対するバックゲージの突当て位置による補正を自動的に且つ正確に行うことができる。
【００４０】
以上、本発明を適用した具体的な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく種々の変更が可能である。
【００４１】
例えば、上述の実施形態では、曲げ加工装置に本発明を適用したが、シャーリングマシン等に本発明を適用しても同様の作用効果を得ることができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００４３】
本発明のワーク位置決め方法によれば、両側に備えたポテンションメーターを用いて、該ポテンションメーターの入力値を検出し、その入力値が規定値となるように、ワークに対するバックゲージの位置決めを行うので、目視により位置決めを行うことなく正確なワークに対するバックゲージの位置決めを自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】折曲げ加工システムの側面図である。
【図２】ワーク位置決め方法を示すフローチャートである。
【図３】バックゲージをワークに対して前進させる状態を示す工程図である。
【図４】バックゲージをワークに対して後退させる状態を示す工程図である。
【図５】突当て動作フラグのオン・オフによって左右のバックゲージを移動させる方向示す図である。
【図６】左バックゲージを左方向に移動させる状態を示す工程図である。
【図７】ワークを前後方向及び左右方向に移動させる状態を示す工程図である。
【図８】バックゲージによってワークを所定位置に位置決めした状態を示す図である。
【図９】手曲げによりワークを所定位置に位置決めした状態を示す図である。
【図１０】ワーククランパの反りによってワークが反り金型とワーク位置が合わない状態を示す図である。
【符号の説明】
１ 曲げ加工装置
３ バックゲージ
５ 突当てガイド
９ マニピュレータ
１３ ワーククランパ
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ ポテンションメーター

Claims (1)

1. ワーク（Ｗ）の折り曲げ加工を行うパンチ（Ｐ）、ダイ（Ｄ）を備えると共に、前後方向へ移動自在なストレッチにバックゲージ（３）を左右方向へ移動自在に備え、かつ前記バックゲージ（３）に備えたポテンショメータにワーク（Ｗ）を接触させるためのマニピュレータ（９）を備えた折曲げ加工システムにおけるワーク位置決め方法であって、
   手曲げする場合にワーク（Ｗ）の後端縁を突き当てるために前記バックゲージ（３）に備えた突当てガイド（５）の両側にそれぞれ設けられたポテンショメータ（Ａ，Ｂ）に、ワーク（Ｗ）の後端縁を接触させるために前記バックゲージ（３）を前進させて最初のワーク（Ｗ）の位置を判定するステップＳ１と、
   前記各ポテンショメータ（Ａ，Ｂ）の制御部に対する入力値が予め決められた所定の範囲内にあるか否かを判定するステップＳ３と、
   上記ステップＳ３において正常の場合には、確認モードとしてワーク（Ｗ）を前後方向に移動すると共に水平面内で旋回させ、各ポテンショメータ（Ａ，Ｂ）にワーク（Ｗ）の後端縁を前記各ポテンショメータ（Ａ，Ｂ）に再び接触させたときの入力値が正常か否かを判別するステップＳ７，Ｓ９と、
   上記ステップＳ７，Ｓ９において正常である場合には、ワーク（Ｗ）に対するバックゲージ（３）の位置が正しいと判定して現在位置を登録するステップＳ１１と、
   上記ステップＳ３において正常でない場合には、調整モードとして前記各ポテンショメータ（Ａ，Ｂ）がワーク（Ｗ）と接触しているか否かの状態を確認し、バックゲージ（３）をワーク（Ｗ）から離れる方向へ移動するステップＳ１５，Ｓ１７，Ｓ１９，Ｓ２１，Ｓ２３，Ｓ２５と、
   前記各ポテンショメータ（Ａ，Ｂ）の状態の確認に基づき、両ポテンショメータ（Ａ，Ｂ）がワーク（Ｗ）と接触するようにバックゲージ（３）を左右方向に移動するステップＳ２７と、
   前記バックゲージ（３）を前進させて確認モードとしての前記ステップＳ７，Ｓ９へ移るステップＳ２９と、
   を備えていることを特徴とする位置決め方法。

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