JP5970283B2

JP5970283B2 - 板材加工装置への板材供給方法及びその装置

Info

Publication number: JP5970283B2
Application number: JP2012168142A
Authority: JP
Inventors: 亮木下
Original assignee: Amada Holdings Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2032-07-30
Also published as: JP2014024107A

Description

本発明は板材加工装置への板材供給方法及びその装置に関する。より詳細には、板材積載装置に重ねて積載されたそれぞれの形状寸法及び重量等が異なる板材の板材情報をＣＡＭシステムから入手して、ロボットにより最上部の１枚を持ち上げ把持して１枚毎に板材加工装置へ供給する板材供給方法及びその装置に関する。

従来、積み重ねられた鋼板等の板材をロボットにより１枚ずつ取り出して板材加工装置に搬入する場合、通常バキュームパッドで板材を吸着した後、板材を持ち上げて搬入するのが一般的である。しかしながら、板材が薄く且つ防錆油等が塗布されている場合は、上下に重なった２枚の板は互いに吸着して、同時に２枚或いは２枚以上が板材加工装置に搬送供給してしまうという問題がある。

そこで、板厚の測定や１枚ずつ取出しているかどうかを測定して判定する必要があり、この方式には、板材を挟持して板厚を測定する方式がよく用いられれている。しかしながら、板材を挟持して板厚を測定する方式では必然的に許容板厚に限界を有するものである。

また、前記の板厚測定器により板材の２枚取り検出を行うには、積層された板材を吊り上げた後に、その吊り上げた板材を板厚測定器の設置されている場所へ移動して板厚測定を行うため、ロボットが板材を板材加工機に搬入する搬入時間の他に板厚測定時間が必要となる。

そこで、板材加工機に搬入する搬入時間の短縮と、板材の２枚取り検出にあたって不要な段取りを削除して、ロボットによる板材加工機への板材の搬入操作と平行して板材の２枚取り検出を行えるようにしたものもある（例えば、特許文献１）。

上述の特許文献１に記載の板材２枚取り検出装置を備えた板材１枚取り装置は、積層載置された板材の最上部の板材１枚をロボットのハンド部に設けた吸着パッドにより吸着して板材加工機に搬送するものである。前記ロボットの吸着パッドは、スプリングにより昇降可能に保持された吸着パッド保持部材に設けてあって、かつこの吸着パッド保持部材の上下方向の位置変化を検出する位置認識部材が設けてある。

前記ロボットにより積載された板材を搬送する場合、先ず、予め板材の重量基準として用意された１枚の基準板材をロボットの吸着パッドで吸着保持し、その際の吸着パッド保持部材の上下方向の位置変化を検出しその位置情報を記憶保持する。

次いで、搬送すべき板材を吸着保持した際の上下方向の位置変化を検出して、記憶保持した前記位置情報とを比較することにより、板材が２枚取りされたか否かを検出し、２枚取りされたと判定された場合はエラーとなりロボットによる板材加工機への搬送を停止して終了となるものである。

上述の如く、特許文献１に記載の板材１枚取り装置においては、搬送される板材１枚の重量は全て同一であることを前提としたものであり、かつ板材加工機へ搬送供給すべき板材とは別の位置に基準板材を載置しておく必要がある。

また、２枚取りしたと判定された場合にはエラーとなり、ロボットによる搬送を停止して終了となる。すなわち、この場合には、積載されていた板材全てが搬送すべき板材ではなかったということであり、板材加工機への搬送供給を開始するには搬送すべき板材を別途用意する必要がある。

特開平０６−００８０９８号公報

本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、搬送される板材１枚の重量が同一である必要がなく、かつまた板材積載装置に積層された板材をロボットが吊り上げた後に、吊り上げた板材を測定器の設置されている場所へ移動して板厚測定を行う必要のない板材加工装置への板材供給方法及びその装置を提供することである。

また、２枚取りしたと判定された場合には、ロボットを移動させることなく、２枚取りした板材を板材積載装置の板材廃棄位置へ廃棄して、次の板材供給行程に移ることが可能な板材加工装置への板材供給方法及びその装置を提供することである。

上述の課題を解決する手段として請求項１に記載の板材加工装置への板材供給方法は、板材積載装置に積載された板材の形状寸法、材質及び重量等の板材情報をＣＡＭシステムから入手して、前記板材積載装置に積載された板材をロボットにより最上部の１枚を持ち上げ把持して１枚毎に板材加工装置に供給する板材供給方法であって、前記板材積載装置に板材供給位置と板材廃棄位置とを隣接して設けると共に、該板材積載装置に積載された板材の総重量を計測する重量計測装置を設け、前記ロボットが前記板材供給位置に積載された最上部の板材を持ち上げ把持して前記板材加工装置へ搬送供給する際に、前記重量計測装置により持ち上げ把持前の板材の総重量と持ち上げ把持後における板材の総重量との重量差を求め、この重量差が前記板材情報に基づく板材１枚の重量に等しいか否かを比較して、前記重量差が前記板材情報に基づく板材１枚の重量に等しい場合には、持ち上げ把持した板材を前記板材加工装置へ搬送供給し、前記重量差が前記板材情報に基づく板材１枚の重量を越える場合には、前記板材廃棄位置を持ち上げ把持された板材の下方位置へ移動させ、持ち上げ把持している板材を板材廃棄位置へ廃棄することを特徴とするものである。

また、板材積載装置に積載された板材の形状寸法、材質及び重量等の板材情報をＣＡＭシステムから入手して、前記板材積載装置に積載された板材をロボットにより最上部の１枚を持ち上げ把持して１枚毎に板材加工装置に供給する板材供給装置であって、
前記板材積載装置に板材供給位置と板材廃棄位置とを互いに隣接して設け、
前記板材積載装置に積載された板材の総重量を計測する重量計測装置を該板材積載装置に設け、
該板材供給位置又は板材廃棄位置がロボットの下方へ来るように該板材積載装置を移動させる走行駆動手段を設け、
前記板材積載装置を制御する制御装置を設け、
該制御装置に前記ＣＡＭシステムから転送される前記板材積載装置に積載された板材情報を記憶する記憶装置と、
前記ロボットが前記板材供給位置に積載された最上部の板材を持ち上げ把持して前記板材加工装置へ搬送供給する際に、前記ロボットによる板材Ｗの持ち上げ前後の板材Ｗの総重量の重量差を演算して求める重量演算装置と、
前記重量差が前記板材情報に基づく板材１枚の重量に等しいか、板材１枚の重量を越えるか否かを判断する重量比較装置とを設け、
前記重量差が前記板材情報に基づく板材１枚の重量に等しい場合には、持ち上げ把持した板材を前記板材加工装置へ搬送供給し、
前記重量差が前記板材情報に基づく板材１枚の重量を越える場合には、前記板材積載装置の板材廃棄位置を、持ち上げ把持された板材の下方位置へ移動させ、持ち上げ把持している板材を板材廃棄位置へ廃棄することを特徴とするものである。

本願発明によれば、ロボットが板材供給位置に積載された最上部の板材を持ち上げ把持して板材加工装置へ搬送供給する際に、板材積載装置に設けた重量計測装置による板材の持ち上げ把持前後の総重量の差と、ＣＡＭシステムから入手した板材の重量情報とを比較して２枚取りであるか否かを判定し、２枚取りでない場合にはロボットに板材加工装置への搬送命令を出し、２枚取りである場合には板材積載装置の板材廃棄位置を持ち上げ把持された板材の下方位置へ移動させ、持ち上げ把持している板材を板材廃棄位置へ廃棄する。

したがって、２枚取りされた板材を移動させる必要がないので、移動を原因とする板材の剥離が生じないので、ロボットの軌道上に板材が落下してロボットが操作不能になることを未然に防止することができる。また、従来の如き板材を挟持して板厚を測定する板厚測定装置が不要となり搬送供給時間を短縮することができる。

本願発明に係る板材加工装置への板材供給装置を使用した板材曲げ加工システム例の説明図。本願発明に係る板材加工装置の板材積載装置の説明図で、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は右側面図。本願発明に係る板材加工装置への板材供給方法のフローチャート。本願発明に係る板材積載装置の制御装置のブロック図。

以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。

図１は本発明に係る板材加工装置への板材供給装置を使用した板材曲げ加工システム例の説明図であり、板材加工装置として、例えば、プレスブレーキ３の前側にはロボット５が設けてある。このロボット５は、前記プレスブレーキ３に装着された曲げ金型（図示省略）の長手方向に平行な方向であるＸ軸方向に移動位置決め自在に設けてある。

前記ロボット５の前側には、曲げ加工に使用されるそれぞれの形状寸法及び重量等が異なる板材Ｗを積載した板材積載装置７が配置してある。

図１、図２を参照するに、前記板材積載装置７は台車９と板材保持箱１１とを備えており、台車９には、後述の板材積載装置７用の制御装置２９に制御される走行駆動手段として、Ｘ軸モータ１２（図４参照）と、このＸ軸モータ１２に回転駆動される車輪１３が設けてあり、この車輪１３がＸ軸方向に延伸する軌道１５上を走行自在に設けてある。すなわち、板材積載装置７は、Ｘ軸モータ１２を適宜に回転駆動することにより、Ｘ軸方向に移動位置決め自在に設けてあり、後述する板材積載装置７における板材供給位置Ａと板材廃棄位置Ｂとの間を移動自位置決め自在である。

また、前記板材積載装置７の板材保持箱１１は、前記台車９に対してＺ軸方向に昇降可能に設けてあり、そしてこの板材保持箱１１と台車９との間には、板材保持箱１１とこの板材保持箱１１内に積載した板材Ｗ（Ｗ’）とを合計した総重量を計測するための重量計測装置１７が設けてある。

前記板材保持箱１１には、板材Ｗを１枚取りしてプレスブレーキ３へ搬送供給する板材Ｗを積載した板材供給位置Ａと、この板材供給位置ＡからＸ軸方向に離隔して隣接する位置（図２では板材供給位置Ａの右側）に設けた板材廃棄位置Ｂの２位置が設けてある。この板材廃棄位置Ｂには、２枚取りまたは３枚以上に重なって取り上げられた板材Ｗ’が廃棄される場所である。また、前記板材積載装置７の右側には、前記プレスブレーキ３により加工された製品Ｐを載置する製品ステーション１６が設けてある。

前記板材供給位置Ａには、それぞれの形状寸法及び重量等が異なる板材Ｗが積載されており、ここに重ねて積載されている板材Ｗの積載順番、形状寸法、材質及び重量等の板材情報は、板材積載装置７を制御する制御装置２９に上位にあって、ＣＡＤで作成された形状データを入力データとして加工用のＮＣプログラム作成などの生産準備全般をコンピュータ上で行う為のシステムであるＣＡＭシステム２１から板材積載装置７の制御装置２９に転送される様に構成されている。

また、前記プレスブレーキ３の右側には、複数種類のロボットハンド２３（ａ〜ｆ）を保持するハンド置き台２５（ａ、ｂ）を配置したロボットハンド交換ステーション２７が設けてあり、前記プレスブレーキ３の左側にはロボット制御装置３１が設けてある。

また、前記プレスブレーキ３を前側から見て前記ロボット５の左側には、ロボット５に装着されたロボットハンド２３に保持された前記板材Ｗを一時的に受領して保持する掴み換え装置２８が設けてある。

前記プレスブレーキ３の前側及びロボットハンド交換ステーション２７の前方には、Ｘ軸方向に延伸した基台３３が設けてあり、この基台３３上にＸ軸に平行に設けた一対のＸ軸ガイドレール３５に、前記ロボット５の下部に一体的に設けたＸ軸キャリッジベース３７が移動自在に設けてある。

前記Ｘ軸キャリッジベース３７は、前記ロボット制御装置３１に制御されるＸ軸駆動モータ（図示省略）により、Ｘ軸方向に移動位置決め自在に設けてある。したがって、前記ロボット５はＸ軸方向に移動位置決め自在である。

図１に示すように、前記ロボット５は前記Ｘ軸キャリッジベース３７上にＺ軸方向に立設され、このＺ軸を中心に約３６０度の範囲に回転位置決め自在の主軸３９を有し、この主軸３９に揺動自在の第１アームから第３アーム（Ｊ１〜Ｊ３）を備えた、例えば、公知の６軸制御の多関節形の産業用ロボットである。

前記第３アームＪ３の先端部には前記ロボットハンド２３を自動的に着脱交換自在のロボットハンド装着部（例えば特開平７−２９０３８９）を備えている。

上記構成の板材曲げ加工システムにおいて、板材積載装置７に重ねて積載されたそれぞれの形状寸法及び重量等が異なる最上部の１枚の板材Ｗをロボット５により持ち上げ把持させて１枚毎に板材加工装置３へ供給する方法を図３のフローチャートにより説明する。

ＣＡＭシステム２１おいて製品プログラムデータを作成する際に、板材Ｗの材質、形状からその板材Ｗの重量を計算し、その重量データを板材積載装置７の制御装置２９へ転送する（ステップＳ１、Ｓ２）。

次いで、ロボット５が板材供給位置Ａの板材Ｗを持ち上げ把持して搬送する際、板材積載装置７に積載された把持前後の板材Ｗの総重量の差分からロボット５が把持している板材Ｗの重量を求める（ステップＳ３。）

ＣＡＭシステム２１から転送された板材Ｗの１枚の重量データと、ステップ３で求めた重量とを比較して、ロボット５が板材Ｗを２枚以上把持していないかを判断する（ステップＳ４）。

ステップ５の比較判断において、板材Ｗを２枚以上把持していないと判断された場合、ロボット制御装置３１へ次工程への進行命令を出し、その板材Ｗを板材加工装置３へ供給する（ステップＳ６）。

ステップ５の比較判断において、板材Ｗを２枚以上把持していると判断された場合、板材積載装置７の板材廃棄位置Ｂを持ち上げ把持された板材Ｗの下方へ移動させる（ステップＳ７）。

次いで、ロボット制御装置３１へ持ち上げ把持した板材Ｗの廃棄命令を出し、板材Ｗを板材廃棄位置Ｂへ廃棄した後、搬送供給の再試行命令を出してステップ３に戻る（ステップＳ８）。板材供給位置Ａの板材Ｗがなくなるまでステップ３〜ステップＳ６を繰り返す。

図４を参照するに、前記板材積載装置７の制御装置２９は、中央演算処理装置であるＣＰＵ４１を備えており、このＣＰＵ４１にデータバス４３を介してメインメモリであるＲＡＭ４５とプログラム等の読み出し専用記憶装置であるＲＯＭ４７が接続してある。

また、前記データバス４３には、板材Ｗに関する板材情報（形状寸法、材質、重量、積載順及びその他）やプログラム等を入力する入力装置４９及び入力データや演算結果等を表示するためにＬＣＤの如き出力装置５１が接続してある。

さらに、ＣＡＭシステム２１から入力される板材情報（形状寸法、材質、重量、その他）を記憶するデータメモリ５３が接続してある。

前記板材積載装置７の前記Ｘ軸モータ１２は、前記制御装置２９の制御の下にある位置決め制御部５９に接続されており、また、板材積載装置７の前記重量計測装置１７からの計測データが前記制御装置２９に入力されるべく重量計測装置１７と制御装置２９が接続してある。

また、前記制御装置２９には、前記重量計測装置１７よる計測データを基にして、前記ロボット５による板材Ｗの持ち上げ前後の板材Ｗの総重量の重量差を演算して求める重量演算装置５５が設けてある。

また、前記制御装置２９には、前記重量差が前記ＣＡＭシステム２１から入力された板材情報に基づく板材Ｗの１枚の重量に等しいか又は越えるかを比較判断する重量比較装置５７と、前記板材積載装置７の板材供給位置Ａと板材廃棄位置Ｂとの２位置へ前記Ｘ軸モータ１２を制御して移動位置決めするための位置決め制御部５９とが設けてある。

なお、前記重量計測装置１７には、例えばバネはかり或いはロードセル等の重量計測手段が使用可能であるがこれに限定されるものではない。

上記構成の板材供給装置によれば、前記図３のフローチャートに記載の板材供給方法により、ロボット５が板材供給位置Ａに積載された最上部の板材Ｗを持ち上げ把持して板材加工装置３へ搬送供給する際に、板材積載装置７に設けた重量計測装置１７による板材Ｗの持ち上げ把持前後の総重量の差と、ＣＡＭシステム２１から入手した板材Ｗの重量情報とを比較して２枚取りであるか否かを判定し、２枚取りでない場合にはロボット制御装置３１へ次工程への進行命令を出し、その板材Ｗを板材加工装置３へ供給し、２枚取りである場合には板材積載装置７の板材廃棄位置Ｂを持ち上げ把持された板材Ｗ’の下方位置へ移動させ、持ち上げ把持している板材Ｗ’を板材廃棄位置へ廃棄し、ロボット制御装置３１へ搬送供給の再試行命令を出して次工程を行うことができる。

したがって、２枚取りされた板材Ｗ’は空中を移動する必要がないので、移動を原因とする板材の剥離が生じないので、ロボットの軌道上に板材が落下してロボットが操作不能になることを未然に防止することができる。また、従来の如き板材を挟持して板厚を測定する板厚測定装置が不要となり搬送供給時間を短縮することができる。

３プレスブレーキ
５ロボット
７板材積載装置
９台車
１１板材保持箱
１２Ｘ軸モータ
１３車輪
１５軌道
１６製品ステーション
１７重量計測装置
２１ＣＡＭシステム
２３ロボットハンド
２５（ａ、ｂ）ハンド置き台
２７ロボットハンド交換ステーション
２８掴み換え装置
２９板材積載装置用制御装置
３１ロボット制御装置
３３基台
３５Ｘ軸ガイドレール
３７Ｘ軸キャリッジベース
３９主軸
４１ＣＰＵ
４３データバス４３
４５ＲＡＭ
４７ＲＯＭ
４９入力装置
５１出力装置
５３データメモリ
５５重量演算装置
５７重量比較装置
５９位置決め制御部
Ｐ製品
Ｗ（Ｗ’）板材

Claims

板材積載装置に積載された板材の形状寸法、材質及び重量等の板材情報をＣＡＭシステムから入手して、前記板材積載装置に積載された板材をロボットにより最上部の１枚を持ち上げ把持して１枚毎に板材加工装置に供給する板材供給方法であって、前記板材積載装置に板材供給位置と板材廃棄位置とを隣接して設けると共に、該板材積載装置に積載された板材の総重量を計測する重量計測装置を設け、前記ロボットが前記板材供給位置に積載された最上部の板材を持ち上げ把持して前記板材加工装置へ搬送供給する際に、前記重量計測装置により持ち上げ把持前の板材の総重量と持ち上げ把持後における板材の総重量との重量差を求め、この重量差が前記板材情報に基づく板材１枚の重量に等しいか否かを比較して、前記重量差が前記板材情報に基づく板材１枚の重量に等しい場合には、持ち上げ把持した板材を前記板材加工装置へ搬送供給し、前記重量差が前記板材情報に基づく板材１枚の重量を越える場合には、前記板材廃棄位置を持ち上げ把持された板材の下方位置へ移動させ、持ち上げ把持している板材を板材廃棄位置へ廃棄することを特徴とする板材加工装置への板材供給方法。
板材積載装置に積載された板材の形状寸法、材質及び重量等の板材情報をＣＡＭシステムから入手して、前記板材積載装置に積載された板材をロボットにより最上部の１枚を持ち上げ把持して１枚毎に板材加工装置に供給する板材供給装置であって、
前記板材積載装置に板材供給位置と板材廃棄位置とを互いに隣接して設け、
前記板材積載装置に積載された板材の総重量を計測する重量計測装置を該板材積載装置に設け、
該板材供給位置又は板材廃棄位置がロボットの下方へ来るように該板材積載装置を移動させる走行駆動手段を設け、
前記板材積載装置を制御する制御装置を設け、
該制御装置に前記ＣＡＭシステムから転送される前記板材積載装置に積載された板材情報を記憶する記憶装置と、
前記ロボットが前記板材供給位置に積載された最上部の板材を持ち上げ把持して前記板材加工装置へ搬送供給する際に、前記ロボットによる板材Ｗの持ち上げ前後の板材Ｗの総重量の重量差を演算して求める重量演算装置と、
前記重量差が前記板材情報に基づく板材１枚の重量に等しいか、板材１枚の重量を越えるか否かを判断する重量比較装置とを設け、
前記重量差が前記板材情報に基づく板材１枚の重量に等しい場合には、持ち上げ把持した板材を前記板材加工装置へ搬送供給し、
前記重量差が前記板材情報に基づく板材１枚の重量を越える場合には、前記板材積載装置の板材廃棄位置を、持ち上げ把持された板材の下方位置へ移動させ、持ち上げ把持している板材を板材廃棄位置へ廃棄することを特徴とする板材加工装置への板材供給装置。