JPH06344033A - プレスブレーキロボットシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】任意のワークに対する曲げを可能にすると共
に、生産効率の良い曲げ加工をなし得ることを目的とす
る。 【構成】ワークを把持するハンドとロボットアームとの
間に介在され、ハンドがロボットアームに対して固定状
態にある第１の状態とハンドがロボットアームに対して
移動可能な第２の状態とを切替えるコンプライアンス機
構と、プレスブレーキに対するワークの位置決めおよび
プレスブレーキからのワークの取り出しの際は前記ハン
ドを把持状態に維持しかつ前記コンプライアンス機構を
前記第１の状態にし、ワークの曲げ加工の最中には前記
ハンドを把持状態に維持しかつ前記コンプライアンス機
構を前記第２の状態にするように制御する制御手段とを
具えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワークの曲げを行う
プレスブレーキと、ワークが曲げられている際にワーク
端部の動きに伴って前記ワークを保持したハンドを追従
動作させるロボットとを具えたプレスブレーキロボット
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】プレスブレーキは、Ｖ溝を有するダイお
よび上下動するパンチを有し、ダイ上に置かれたワーク
に対してパンチの下降またはダイの上昇による加圧力を
加えることによりワークの折曲げを行うものであり、近
年このプレスブレーキに対するワークの供給及び取出し
をロボットにより行わせるようにしたシステムが普及し
つつある。

【０００３】このようにプレスブレーキとロボットが組
み合わされたプレスブレーキロボットシステムにおいて
は、曲げ加工中のワークの急激な跳ね上がりによるワー
クの腰折れを防止するためや次の辺の曲げの際直ぐにワ
ークの移動がおこなえるように、ワークの曲げに伴うワ
ーク端部の立上がりに伴って前記ハンドを追従動作させ
るようにしている。

【０００４】この追従動作の際、ワークをハンドによっ
て把持した状態で追従動作せるとワーク端部の軌跡に沿
って正確に追従させない事には曲げ加工自体に悪影響を
与える事になり、ワークの正確な立上がり軌跡をいちい
ち求めるには複雑な演算を必要とするので、従来はハン
ドはワークを離した状態で適当な軌跡をもってワークに
追従動作させ、当該辺の曲げ終了後ワークを把持し直す
ようにしていた。

【０００５】このため、ワークの把持位置はー辺の曲げ
が終了する度に変化していた。そこで、従来はー辺の曲
げを行う度に、ＮＣ制御される２つのバックストップに
ワークを押し当てることによってワークの位置決めを行
うようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記バ
ックストップによってワークの位置決めを行う方式のも
のは、上記２つのバックストップ間の間隔より短い幅の
ワークを曲げる場合など上記バックストップによって位
置決めできない寸法や形状のワークに対しては適用でき
なかった。

【０００７】また、バックストップによってワークの位
置決めを行う方式のものは、ワークをダイ上で移動させ
ることによりワークをバックストップに押し当てるよう
にしているので、ワークの端部などがダイにひっかかっ
てシステムの稼働率を下げるという問題があった。

【０００８】また、通常のＮＣ付きプレスブレーキの価
格の１／４〜１／３はバックストップ部分及びそのため
のコントロール機器の為に費やされているのが現状であ
り、バックストップはコスト高であるという問題があ
る。

【０００９】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、任意のワークに対する曲げを可能にすると共
に、生産効率の良い曲げ加工をなし得る低コストのプレ
スブレーキロボットシステムを提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明では、ワークを
ダイとパンチによって挟み加圧力を加えることによりワ
ークの曲げを行うプレスブレーキと、前記ワークが前記
パンチ及びダイ間で曲げられている際にワーク端部の動
きに伴って前記ワークを保持したハンドを追従動作させ
るロボットとを具えたプレスブレーキロボットシステム
において、前記ワークを把持するハンドとロボットアー
ムとの間に介在され、ハンドがロボットアームに対して
固定状態にある第１の状態とハンドがロボットアームに
対して移動可能な第２の状態とを切替えるコンプライア
ンス機構と、プレスブレーキに対するワークの位置決め
およびプレスブレーキからのワークの取り出しの際は前
記ハンドを把持状態に維持しかつ前記コンプライアンス
機構を前記第１の状態にし、ワークの曲げ加工の最中に
は前記ハンドを把持状態に維持しかつ前記コンプライア
ンス機構を前記第２の状態にするように制御する制御手
段とを具えるようにする。

【００１１】

【作用】本発明によれば、曲げ加工中ロボットのハンド
は同一場所を把持続ける。そして、曲げ加工の最中は、
ハンドとロボットアームの間に設けたコンプライアンス
機構によってハンドがロボットアームに対して移動可能
なような状態にし、これにより正確な追従動作を行わな
くても良いようにする。

【００１２】すなわち、従来においては、ー辺の曲げを
行う度にワークのつかみ直しを行うために、ワークを把
持する位置が各辺の曲げを行う毎にずれていくが、本発
明によれば、ワークの同一位置を把持し続けているの
で、一旦ロボットを正しく位置決めすれば、ロボットと
ワークの相対位置は変化しない。したがって、ワーク位
置決めの為のバックストップは不要になる。

【００１３】

【実施例】以下この発明を添付図面に示す実施例に従っ
て詳細に説明する。

【００１４】図２及び図３は、この発明にかかるプレス
ブレーキロボットシステムのー例を示すもので、プレス
ブレ−キ１０は、ダイ２を上部に支承した固定テ−ブル
３と、パンチ１を下部に支承して昇降動作を行う可動テ
−ブル４などを有している。ロボット２０は、この場
合、図４に示すような、関節構造を有するロボットを用
いる。すなわち、このロボット２０は、基体部２１をプ
レスブレーキ１０に対して平行に移動させるスライドレ
ール２２と、前後方向に第１アームを２３を回転させる
第１軸２４と、第２アーム２５を前後方向に回転させる
第２軸２６と、第３アーム２７を左右方向に回転させる
第３軸２８と、第４アーム２９を前後方向に回転させる
第４軸３０と、第４アーム２９を左右方向に回転させる
第５軸３１とを有し、アーム先端には吸着ハンド３２が
備えられている。

【００１５】すなわち、通常の垂直多関節ロボットを用
いると、ロボット先端位置の絶対位置精度をだすのが難
しいので、この場合には、プレスブレーキに対する位置
決めとして重要な前後方向に重点を置き、前後方向の位
置決めを他の軸と独立して４軸以下で行える上記関節構
造のロボットを用いるようにしている。

【００１６】なお、図２において、４０は搬出台、５０
はディスタッカ、６０はブレーキペンダント、７０はロ
ボットコントローラである。

【００１７】図５は、吸着ハンド３２の詳細構成を示す
もので、この吸着ハンド３２はコンプライアンス機構に
よって吸着パッド３３を上下前後左右の３次元方向に移
動可能なようになっている。

【００１８】すなわち、吸着パッド３３を支持する軸３
４はスプリング３５、３６によってハウジング３７に対
して上下方向に移動可能なようになっており、またハウ
ジング３７内には円盤上の空隙３８が形成されている。
そして、この空隙３８には、センタユニット３９の円盤
部４０が嵌挿されている。円盤部４０の直径は空隙３８
の内径より小さく設定されているので、ハウジング３７
はセンターユニット３９に対して前後左右に移動可能な
ようになっている。また、ハウジング３７には、エアシ
リンダ４１のピストン４２が嵌合される凹部４３が形成
されており、該凹部４３にピストン４２が嵌合されてな
い状態のときにはハウジング３７はセンタユニット３９
に対して移動可能であるが、凹部４３にピストン４２が
嵌合されている状態のときにはハウジング３７はセンタ
ユニット３９に対して移動不可能になる。

【００１９】すなわち、このコンプライアンス機構にお
いては、エアシリンダを４１を伸張することにより前後
左右方向のコンプライアンスを固定状態にし、エアシリ
ンダ４１を短縮することにより前後左右方向のコンプラ
イアンスをフリーの状態にする。この固定、フリーの切
替えは前記ロボットコントローラ７０によって行われ
る。

【００２０】図６及び図７は、上記吸着ハンド３２を用
いて曲げを行っているときの状態を示すもので、図６の
場合は吸着パッドを上方に向け、図７の場合は吸着パッ
ドを下方に向けている。

【００２１】かかる構成を用いて曲げ加工を行う際の手
順を図１に従って説明する。

【００２２】まず、ロボットアームを適宜移動してディ
スタッカ５０上に載置されているワークＷを吸着パッド
３３で吸着する。この際、コンプライアンス機構は、固
定状態にしている。

【００２３】なお、ワークは上記ディスタッカ５０上で
吸着されると、これ以降搬出台４０上に排出されるまで
は、放されることはない。すなわち、吸着パッド３３は
曲げ加工の最中も同一位置を把持し続けている。

【００２４】次に、ロボット２０を駆動することにより
ワークＷをプレスブレーキ１０内に挿入し、この後プレ
スブレーキ１０のパンチを下降させる（図１(a)(b)）。

【００２５】そして、前記パンチが下降されている際
に、ロボット２０を駆動してワークＷをプレスブレーキ
１０のダイ上の所定位置に位置決めする。ただし、当該
プレスブレーキ１０には、バックストップは設けられて
おらず、位置決めはロボット自身の精度によって行われ
る（図１(c)）。

【００２６】この位置決め後、パンチがワークＷの位置
まで下降してきてワークＷがパンチとダイによって挟ま
れることになる（図１(d)）。

【００２７】このようにして、ワークがパンチとダイに
よって挟まれると、ロボットコントローラ７０はロボッ
ト２０の吸着ハンド３２のコンプライアンス機構を固定
状態からフリーの状態に切り換えるよう指令を発生す
る。これにより、吸着ハンド３２の吸着パッド３３がロ
ボットアームに対して自由に移動できるようになる。
（図１(e)）また、この後パンチの加圧によってワーク
Ｗが曲げられていくと、この曲げに伴って吸着ハンド３
２がそれに追従するようロボットアームを駆動する（図
１(f)）。なお、この追従動作の際、前記コンプライア
ンス機構がフリーの状態になっているので、前記ワーク
の立上がりに対応した正確な軌跡をロボットアームに描
かせる必要はなく、ある程度ラフな軌跡でよい。

【００２８】その後、この辺に対する曲げ加工が終了す
ると、パンチが上昇される（図１(g)）。この後、ロボ
ットコントローラ７０からの指令によりワークＷが上昇
され、さらにコンプライアンス機構がフリーから固定状
態に切り換えられた後、ワークがプレスブレーキ１０か
ら取り出され、手順は次の辺の曲げに移行する（図１
(h)(i)(j)）。

【００２９】そして、全辺に対する曲げが終了すると、
ワークは搬出台４０まで移送されて載置される。

【００３０】このようにこの実施例では、ワークは一旦
把持された後は全辺の曲げが終了するまで放されること
はないので、いちいちバックストップによってワークを
位置決めする必要がなくなる。

【００３１】なお、上記実施例では、図３又は図４に示
すような関節構造のロボットを用いるようにしたが、通
常の６軸構成の垂直多関節ロボットなど、他の関節構成
のロボットを用いるようにしても良い。

【００３２】また、上記実施例では、ロボットハンドと
して吸着ハンドを使用するようにしたが、通常のグリッ
プ型のハンドを使用するようにしても良い。勿論グリッ
プ型のハンドを使用するようにした場合でも、適宜のコ
ンプライアンス機構を設けるようにする。また、グリッ
プ型のハンドを使用する場合には、持ち替えなしでは１
つの辺の曲げが不可能になるので、曲げ工程と曲げ工程
の間に適宜の位置決めステーションにー時置きし、この
位置決めステーションで持ち替えを行うようにしても良
い。また、コンプライアンス機構も実施例に示したもの
に限らず、任意の構造によるコンプライアンス機構を採
用するようにしても良い。

【００３３】ところで、上記実施例において、ワークを
曲げるための金型として図８に示すような折りたたみ曲
げ金型を使用するようにしてもよい。かかる折りたたみ
曲げ金型を使用するようにした場合、曲げの際の追従動
作が不要になるので、ロボットの関節構造をよりシンプ
ルにすることができる。図９に、折りたたみ曲げ金型を
使用する場合の、ロボットの関節構造の一例を示す。こ
の図９のロボットにおいては、１軸を上下にスライド自
在に構成するとともに、４つの回転軸を備えるようにし
ている。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
曲げ加工中ロボットのハンドは同一場所を把持続け、曲
げ加工の最中は、ハンドとロボットアームの間に設けた
コンプライアンス機構によってハンドがロボットアーム
に対して移動可能なようにしたので、バックストップを
省略しても位置決めをなし得るようになり、また正確な
軌跡による追従動作を行わなくても済むようになり、さ
らに任意のワークに対する曲げを可能を生産効率良くな
し得るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例について曲げ工程を示す図。

【図２】プレスブレーキロボットシステムを示す平面
図。

【図３】プレスブレーキロボットシステムを示す側面
図。

【図４】ロボットの関節構造を示す図。

【図５】吸着ハンドの断面図。

【図６】ワークの曲げの際のロボットハンドの状態を示
す図。

【図７】ワークの曲げの際のロボットハンドの状態を示
す図。

【図８】折りたたみ曲げ金型を示す図。

【図９】折りたたみ曲げ金型を用いる場合に使用される
ロボットの一例を示す図。

【符号の説明】

１０…プレスブレーキ ２０…ロボット ３２…吸着ハンド ３３…吸着パッド ４０…搬出台 ５０…ディスタッカ ７０…ロボットコントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークをダイとパンチによって挟み加圧力
   を加えることによりワークの曲げを行うプレスブレーキ
   と、前記ワークが前記パンチ及びダイ間で曲げられてい
   る際にワーク端部の動きに伴って前記ワークを保持した
   ハンドを追従動作させるロボットとを具えたプレスブレ
   ーキロボットシステムにおいて、 前記ワークを把持するハンドとロボットアームとの間に
   介在され、ハンドがロボットアームに対して固定状態に
   ある第１の状態とハンドがロボットアームに対して移動
   可能な第２の状態とを切替えるコンプライアンス機構
   と、 プレスブレーキに対するワークの位置決めおよびプレス
   ブレーキからのワークの取り出しの際は前記ハンドを把
   持状態に維持しかつ前記コンプライアンス機構を前記第
   １の状態にし、ワークの曲げ加工の最中には前記ハンド
   を把持状態に維持しかつ前記コンプライアンス機構を前
   記第２の状態にするように制御する制御手段と、 を具えるプレスブレーキロボットシステム。
2. 【請求項２】前記ハンドは、ワークを吸着して支持する
   吸着ハンドである請求項１記載のプレスブレーキロボッ
   トシステム。