JP4798770B2

JP4798770B2 - 曲げ加工装置

Info

Publication number: JP4798770B2
Application number: JP2005374042A
Authority: JP
Inventors: 雅彦郡山
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: JP2007175716A

Description

本発明は、実際のワーク位置決め姿勢状態が、所定のワーク位置決め姿勢状態と異なる場合には、アラームを出力して作業者にその旨を警告することにより、加工不良を事前に阻止する曲げ加工装置に関する。

従来の曲げ加工装置としては、例えば特開2004-160547号公報と特開平5-216525号公報に開示されたものがある。

このうち、特開2004-160547号公報に開示された曲げ加工装置は、左右方向に移動自在なナビゲート部材を有し、作業者が加工ステーションにおける所定位置でワークの位置決めができるように、該作業者を誘導するようになっている。

また、特開平5-216525号公報に開示された曲げ加工装置は、上部テーブル上に設けた大型ディスプレイを有し、該大型ディスプレイに操作スイッチ、ワークの形状などを表示することにより、それを見た作業者が作業を容易にできるようになっている。
特開2004-160547号公報特開平5-216525号公報

しかし、前記2つの従来技術は、いずれもワーク位置決め時における実際の姿勢状態が正しいか、誤っているかの確認は行っていない。

その結果、作業者は誤ったワーク位置決め姿勢状態のまま、曲げ加工を行うことがあり、加工不良となって、所望の製品を加工することができず、再度加工をやり直す必要があるなど種々の弊害が発生する。

本発明の目的は、実際のワーク位置決め姿勢状態が、所定のワーク位置決め姿勢状態と異なる場合には、アラームを出力して作業者にその旨を警告することにより、加工不良を事前に阻止する曲げ加工装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、請求項1に記載したように、
安全装置として機能するＣＣＤカメラの投光器2と受光器3を有し、上部テーブル4に装着されたパンチＰと、下部テーブル5に装着されたダイＤから成る金型Ｐ、ＤによりワークＷを曲げ加工する曲げ加工装置において、
製品情報に基づいて、曲げ順、金型を決定する曲げ順・金型決定手段20Cと、
該決定された曲げ順、金型に基づいて、各曲げ順ごとのワーク位置決め姿勢状態図αを作成するワーク位置決め姿勢状態図作成手段20Dと、
実際のワーク位置決め時における姿勢状態を画像として検出処理する画像検出処理手段20Ｅと、
該検出処理したワーク位置決め姿勢状態と、前記作成されたワーク位置決め姿勢状態図αとを比較する比較手段20Fと、
比較した結果、両者が一致しない場合には、アラームＡＬを発生するアラーム発生手段20Ｇから成ることを特徴とする曲げ加工装置という技術的手段を講じている。

上記本発明の構成によれば、例えば画像検出処理手段20E（図1）を従来からある安全装置として機能するCCDカメラの投光器2と受光器3で構成したことにより、ワーク位置決め後（図7のステップ104）、その実際のワーク位置決め姿勢状態を撮像し（図7のステップ105）、予め作成された工程図α（図3）と一致しない場合には（図7のステップ106のNO）、アラームALを発生させることができる（図7のステップ115）。

従って、本発明によれば、実際のワーク位置決め姿勢状態が、所定のワーク位置決め姿勢状態と異なる場合には、アラームを出力して作業者にその旨を警告することにより、加工不良を事前に阻止する曲げ加工装置を提供するという効果を奏する。

また、本発明によれば、例えばラム4がミュートポイントMP（図5）到達前に、ワークＷ、金型Ｐ、Ｄ以外の異物が加工領域に進入した場合には、その異物を検出することができてラム4を非常停止することが可能となるので（図7のステップ109のＹＥＳ⇒ステップ116）、作業者Ｓの安全が確保され、更には、例えばラム４がピンチングポイントＰＰ（図6）到達後、所定のラムストロークに到達し、（図7のステップ112のＹＥＳ）、加工が終了してラム４が停止した後（図7のステップ113）、曲げ角度θ（図6）を検出することができるので（図7のステップ114）、所望の曲げ角度が得られたことの確認ができ、更にまた、従来から設置されている安全装置として機能するＣＣＤカメラの投光器2と受光器3により、画像検出処理手段20Ｅを構成すれば、既存の装置を利用することができるので、本発明の構成が簡単になり、ひいてはコストの高騰を抑制することができるという効果もある。

以下、本発明を実施例により添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明の全体構成図であり、図示する曲げ加工装置1は、例えば下降式プレスブレーキである。

このプレスブレーキは、機械本体の両側に側板8、9を有し、該側板8、9の上部には、ラム駆動源である例えば油圧シリンダ6,7が設けられ、該油圧シリンダ6,7により、上部テーブル4が上下動し、該上部テーブル４には、パンチＰが装着されている。

また、側板８、９の下方には、下部テーブル５が配置され、該下部テーブル５には、ダイＤが装着されている。

この構成により、下部テーブル５の後方に配置されたバックゲージ装置の突当10,11に、作業者ＳがワークＷを突き当てて位置決めした後、フットペダル１２をＯＮすることにより、油圧シリンダ６,７を作動しラムである上部テーブル4を下降させれば、前記パンチＰとダイＤの協働により該ワークＷが曲げ加工される。

上部テーブル４には、図示するように、従来より安全装置として機能するＣＣＤカメラの投光器２と受光器３が設置され、例えばこのＣＣＤカメラの投光器2と受光器3により、後述するＮＣ装置20の画像検出処理手段20Ｅが構成されている。

前記ＣＣＤカメラの投光器2と受光器3の高さ位置は、図2に示すように、パンチＰ下端部に対応する位置にあり、パンチＰ下端部を含む所定の領域Ａが撮像範囲である。

この構成により、画像検出処理手段20Eは（図1）、ワーク位置決め後（図7のステップ104）、その実際のワーク位置決め姿勢状態を撮像し（図7のステップ105）、予め作成された工程図α（図3）と一致しない場合には（図7のステップ106のNO）、アラーム発生手段20G（図1）を介してアラームALを発生させることができる（図7のステップ115）。

従って、既述したように、本発明によれば、実際のワーク位置決め姿勢状態が、所定のワーク位置決め姿勢状態と異なる場合には、アラームを出力して作業者にその旨を警告することにより、加工不良を事前に阻止する曲げ加工装置を提供することができる。

また、画像検出処理手段20Eは（図1）、前記撮像した実際のワーク位置決め姿勢が（図4の左図）、対応する工程図（図3）と一致し（図7のステップ106のYES）、作業者Sが（図1）フットペダル12をONすることによりラム4が下降し（図7のステップ107⇒ステップ108）、該ラム4が（図5）ミュートポイントMP（ワークW上面からほぼ10ｍｍ）に到達する前に、ワークW、金型Ｐ、Ｄ以外の作業者Ｓの指などの異物が加工領域に進入した場合には、それを撮像して検出可能となる（図7のステップ109のＹＥＳ）。

これにより、ラム4を非常停止させることにより（図7のステップ116）、本発明によれば、作業者の安全が確保される。

更に、画像検出処理手段20Ｅは（図1）、前記異物が検出されず（図7のステップ109のＮＯ）、ミュートポイントＭＰ後安全装置が無効となって（図7の110のＹＥＳ⇒ステップ111）ラム4がピンチングポイントＰＰに到達後は（図6）、ワークＷの曲げ加工の進行に伴う跳ね上がり状態を撮像することにより、曲げ角度θを検出することができる（図7のステップ112のＹＥＳ⇒ステップ113⇒ステップ114）。

これにより、本発明によれば、所望の曲げ角度が得られたことを確認できる。

更にまた、既述したように、従来からある安全装置として機能するＣＣＤカメラの投光器２と受光器３で前記画像検出処理手段20Ｅを（図1）を構成したことにより、既存の装置を利用することができるので、本発明の構成が簡単になり、ひいてはコストの高騰を抑制することができる。

前記安全装置として機能するＣＣＤカメラの投光器2と受光器3は、上部テーブル4に固定されているが、該上部テーブル4に対して上下動可能に取り付けてもよい。

一方、図1のプレスブレーキの制御装置は、例えば側板8に設けられているＮＣ装置20であって、該ＮＣ装置20は、ＣＰＵ20Ａと、入出力手段20Ｂと、曲げ順・金型決定手段20Ｃと、ワーク位置決め姿勢状態図作成手段20Ｄと、画像検出処理手段20Ｅと、比較手段20Ｆと、アラーム発生手段20Ｇにより構成されている。

ＣＰＵ20Ａは、本発明を実施するための動作手順（例えば図7に相当）に従って、曲げ順・金型決定手段20Ｃ、ワーク位置決め姿勢状態図作成手段20Ｄなど図1に示す装置全体を統括制御する。

入出力手段20Ｂは、例えば上部テーブル4に移動可能に設けられた操作ボックスから成り、各種のキーなどの入力手段、画面などの出力手段を有する。

この入出力手段20Ｂは、例えば作業者Ｓが手動で製品情報を入力し、該製品情報は、例えばＣＡＤ情報であって、ワークＷの板置、材質、曲げ角度、フランジ寸法、曲げ線などを含み、ワークＷの展開図、立体姿図を有する。

曲げ順・金型決定手段20Ｃは、前記製品情報に基づいて、曲げ順（工程）、曲げ順ごとに上部テーブル4、下部テーブル5に装着する金型Ｐ、Ｄ（金型P、Dのレイアウトを含む）を決定し、その他Ｄ値、Ｌ値など加工に必要な情報を決定する。

ワーク位置決め姿勢状態図作成手段20Ｄは、前記曲げ順・金型決定手段20Cにより決定された曲げ順、金型Ｐ、Ｄに基づいて、各工程ごとのワーク位置決め姿勢状態図α（図3）を作成する。

このワーク位置決め姿勢状態図αは、工程図と称せられ、ワークＷを突当10,11に突き当てて位置決めしたときの姿勢状態を、工程ごとに表した図である。

この場合、図3の矢印で示すように、1つ前の工程の加工後における跳ね上がったワークＷの姿勢状態（破線）に基づいて、当該工程の加工前におけるワーク位置決め姿勢状態（実線）が作成される。

画像検出処理手段20Ｅは（図1）、実際のワーク位置決め時における姿勢状態を、画像として検出処理する。

即ち、画像検出処理手段20Ｅは、既述したように、従来からある安全装置として機能するＣＣＤカメラの投光器2と受光器3により構成され、ワーク位置決め後（図7のステップ104）、その実際のワーク位置決め時における姿勢状態を撮像することにより（図4の左図）、画像として検出し、その後ノイズ除去など所定の処理を行い、前記工程図との比較対象とする（図7のステップ106）。

比較手段20Ｆは（図1）、前記検出処理した実際のワーク位置決め姿勢状態と、対応する工程図と比較し、アラーム発生手段20Ｇは、比較した結果、両者が一致しない場合には、文字、音声、光などから成るアラームＡＬを発生する。

以下、上記構成を有する本発明の動作を図7に基づいて説明する。

（1）実際のワーク位置決め姿勢状態を撮像するまでの動作。
図7のステップ101において、製品情報を入力し、ステップ102において、曲げ順、金型を決定し、ステップ103において、工程図を作成し、ステップ104において、ワークＷを位置決めし、ステップ105において、実際のワーク位置決め姿勢状態を撮像する。

即ち、既述した入出力手段20Ｂ（図1）を介して製品情報が入力されたことを検知したＣＰＵ20Ａは、曲げ順・金型決定手段20Ｃを起動して、曲げ順、金型Ｐ、Ｄを決定させ、その後、ワーク位置決め姿勢状態図作成手段20Ｄを起動して、工程図α（図3）を作成させる。

そして、この工程図α（図3）は、例えばメモリ（図示省略）に記憶され、後に撮像される実際のワーク位置決め姿勢状態（図7のステップ105）と比較される（図7のステップ106）。

また、前記決定された曲げ順、金型Ｐ、Ｄなどは、例えば入出力手段20Ｂ（図1）である操作ボックス20Ｂの画面に表示されるので、それを見た作業者Ｓは、所定形状の金型Ｐ、Ｄを、上下テーブル4、5の所定位置に装着した状態で、加工領域にワークＷを挿入し、それを所定位置に位置決めされた突当10,11に突き当てて位置決めする。

この状態で、ＣＰＵ20Ａは、画像検出処理手段20Ｅを起動して、位置決めされたダイＤ上（図4の左図）ワークＷを撮像させ、これにより、実際のワーク位置決め時における姿勢状態が、画像として検出処理される。

（2）工程図との比較動作。
図7のステップ106において、工程図と一致しているか否かが判断される。

即ち、前記図7のステップ105で実際のワーク位置決め時における姿勢状態が撮像され、画像として検出処理されたことを検知したＣＰＵ20Ａは（図1）、次には、比較手段20Ｆを起動し、前記撮像された実際のワーク位置決め姿勢状態（図4の左図）と、工程図（図4の右図）とを比較させる。

（2）-Ａ工程図と一致していない場合の動作。
図7のステップ106で、実際のワーク位置決め姿勢状態と工程図とが一致していないと判断された場合には、ステップ115において、アラームＡＬを発生する。

即ち、図4においては、撮像された実際のワーク位置決め姿勢状態としては（図4の左図）、フランジＦ1、Ｆ2を有するが、工程図としては（図4の右図）、フランジＦ1、Ｆ2より後方（突当10、11側）の平坦部分Hであり、フランジＦ1、Ｆ2を有さず、例えば作業者が、曲げ順を誤り、本来のワーク端面Ｔ1（図4の右図）とは異なるワーク端面Ｔ2を突当10、11に突き当てて位置決めした場合である、

この場合、比較手段20Ｆは、図4の右図に示すように、既述した画像検出処理手段20Ｅの撮像範囲A（図4の左図）と同じ大きさの比較領域A´を設定し、この比較領域A´に前記撮像範囲Aで撮像された実際のワーク位置決め姿勢状態を（図4の左図）取り込み、対応する工程図と比較する。

例えば、図4に示すように、ある工程において、撮像した実際のワーク位置決め姿勢状態がフランジF1、F2（図4の左図）を有するとすれば、比較手段20Fは（図1）、このフランジF1、F2を有するワーク位置決め姿勢状態を、比較領域A´に取り込み、対応するワーク位置決め姿勢状態である平坦部分H（図4の右図）と比較する。

そして、両者が明らかに異なることから、比較手段20Fは（図1）、このまま曲げ加工を行えば、本来の曲げ線m1（図4の右図）とは異なる曲げ線ｍ2（図4の左図）が曲げられてしまい、所望の製品が得られないことから、アラーム発生手段20G（図1）にその旨を知らせることにより、アラームALを発生させる。

これにより、本発明によれば、既述したように、実際のワーク位置決め姿勢状態が、所定のワーク位置決め姿勢状態と異なる場合には、アラームを出力して作業者にその旨を警告することにより、所望の製品が得られないといった加工不良を事前に阻止することが可能となる。

（2）-B 工程図と一致した場合の動作。
一方、図7のステップ106で、実際のワーク位置決め姿勢状態と工程図が一致していると判断された場合には、ステップ107おいて、フットペダル12をＯＮし、ステップ108おいて、ラム4を下降させる。

即ち、実際のワーク位置決め姿勢状態（図4の左図）と工程図が一致していると判断された場合には、例えば操作ボックス20Ｂ（図1）の画面上に「ワーク位置決めは正常です」といった表示がなされるので、それを見た作業者Ｓは、フットペダル12を踏み込んでそれをＯＮする。

これにより、油圧シリンダ6,7が作動し、ラム4が下降を開始し、該ラム4がミュートポイントMP（図5）に到達前に、ワークＷ、金型Ｐ、Ｄ以外の異物が加工領域に進入した場合には、その異物を検出することができてラム4を非常停止することが可能となる（図7のステップ109のＹＥＳ⇒ステップ116）。

即ち、この場合は、曲げ加工装置1が（図1）下降式プレスブレーキであることから、上部テーブル4（図5）の下降に伴ってパンチPも下降し、該パンチPがワークWに接触する前の該ワークＷに対する所定位置（例えば前記ミュートポイントＭＰ）に到達する前に、画像検出処理手段20Ｅが加工領域に進入したワークＷ、金型Ｐ、Ｄ以外の異物、例えば作業者Ｓの手を撮像する。

これにより、画像検出処理手段20Ｅは異物を検出可能となり、それを検知したＣＰＵ20Ａは（図1）、油圧シリンダ6,7を制御することにより、ラム4を非常停止させる。

これにより、本発明によれば、既述したように、作業者Ｓの安全が確保される。

また、画像検出処理手段20Ｅが異物を検出せず（図7のステップ109のＮＯ）、ラム4がミュートポイントＭＰを通過後（図7のステップ110のＹＥＳ）、安全装置が無効となって（図7のステップ111）、ラム4の下降が続行され、ラム4が所定のラムストロークに到達したときに（図7のステップ112のＹＥＳ）、ラム4が停止し（図7のステップ113）、曲げ角度θを検出する（図7のステップ114）。

即ち、ミュートポイントＭＰ後は（図5）、よく知られているように、安全装置が無効となり、ワークＷ（図6）などが撮像範囲Ａに入ってもラム4は停止せず、下降は続行される。

従って、画像検出処理手段20Ｅは（図1）、ラム4がピンチングポイントＰＰ（図6）に到達後は、換言すれば、パンチＰがワークＷに接触した後は、ワークＷの曲げ加工の進行に伴う跳ね上がり状態を撮像することにより、ラム4が所定のラムストロークに到達して停止したときのワークＷの曲げ角度θを検出することができる。

これにより、本発明によれば、既述したように、所望の曲げ角度が得られたことを確認できる。

上記のとおり、本発明によれば、実際のワーク位置決め姿勢状態が、所定のワーク位置決め姿勢状態と異なる場合には、アラームを出力して作業者。にその旨を警告することにより、加工不良を事前に阻止する曲げ加工装置に利用され、また、ラムがミュートポイント到達前の異物検出や、ピンチングポイント後のワークの曲げ角度を検出する場合にも有用であり、更には、下降式プレスブレーキのみならず、上昇式プレスブレーキにも適用され、極めて有用である。

本発明の全体構成図である。本発明の画像検出処理手段20Ｅの撮像範囲Ａを示す図である。本発明による工程図αを示す図である。本発明による撮像された実際のワーク位置決め姿勢状態と工程図との比較説明図である。本発明による異物検出の説明図である。本発明による曲げ角度θ検出の説明図である。本発明の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

1 曲げ加工装置
2 投光器
3 受光器
4 上部テーブル
5 下部テーブル
6、7 油圧シリンダ
8、9 側板
10、11 突当
12 フットペダル
20 ＮＣ装置
20ＡＣＰＵ
20Ｂ入出力手段
20Ｃ曲げ順・金型決定手段
20Ｄワーク位置決め姿勢状態図作成手段
20Ｅ画像検出処理手段
20Ｆ比較手段
20Ｇアラーム発生手段
Ａ画像検出処理手段20Ｅの撮像範囲
Ａ´ 比較手段20Ｆの比較領域
Ｄダイ
ＭＰミュートポイント
ＰＰピンチングポイント
Ｐパンチ
Ｗワーク
α 工程図

Claims

安全装置として機能するＣＣＤカメラの投光器と受光器を有し、上部テーブルに装着されたパンチと、下部テーブルに装着されたダイから成る金型によりワークを曲げ加工する曲げ加工装置において、
製品情報に基づいて、曲げ順、金型を決定する曲げ順・金型決定手段と、
該決定された曲げ順、金型に基づいて、各曲げ順ごとのワーク位置決め姿勢状態図を作成するワーク位置決め姿勢状態図作成手段と、
実際のワーク位置決め時における姿勢状態を画像として検出処理する画像検出処理手段と、
該検出処理したワーク位置決め姿勢状態と、前記作成されたワーク位置決め姿勢状態図とを比較する比較手段と、
比較した結果、両者が一致しない場合には、アラームを発生するアラーム発生手段から成ることを特徴とする曲げ加工装置。
上記画像検出処理手段は、パンチがワークに接触する前の該ワークに対する所定位置に到達する前に、加工領域に進入したワーク、金型以外の異物を検出する請求項1記載の曲げ加工装置。
上記画像検出処理手段は、パンチがワークに接触した後、ワークの曲げ角度を検出する請求項1記載の曲げ加工装置。