JPH0666982U - 板材把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】中間台や反転機を用いずに幅の狭い板材をプレ
スブレーキなどに供給し、製品を取り出す把持装置を提
供する。 【構成】板材の一面を吸着するバキュームパッド１０
と、パッド首振り駆動機構９とを吸着バー５によりベー
ス４に対して伸縮自在に設け、板材の前縁および側縁を
挟む前縁挟みチャック１２および側縁挟みチャックをそ
れぞれ挟みバー６、７によりベース４に対して伸縮自在
に設け、左右反転機構２を介してロボットの第３アーム
１０３に取り付けた把持装置１の構成。 【効果】生産タクトが向上し、反転機などの位置決め作
業が不要になるので生産効率が向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は板材把持機構に関する。さらに詳しくは、プレスブレーキなどへ板材 を供給し、かつ成形した製品を取り出すための材料搬送用ロボットに用いる板材 把持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来よりプレスブレーキの型内に板材を供給したり、製品を取り出す作業を自 動化するため、たとえば図１５に示す搬送用の工業用ロボット（以下、ロボット という）Ｒが用いられている。 このロボットＲはプレスブレーキＰの金型Ｄの中心線Ｃ１を回転中心とする第 １アーム１０１と、その先端に、前記中心線Ｃ１と平行な線Ｃ２を回転中心とし て回転するように連結した第２アーム１０２と、その先端に、同じく前記中心線 Ｃ１と平行な線Ｃ３の方向に延び、かつ自軸まわりに回転する第３アーム１０３ とを有する。そして第３アーム１０３の先端にバキュームパッド１０４を２列に 設けた把持機構１０５を取り付けている。なおプレスブレーキＰの上部には内面 にバキュームパッド１０６を配列した開閉自在の２枚のパネル１０７を備えた反 転機１０８が設けられている。 符号１０９はロボットＲ、プレスブレーキＰ、反転機１０８からなる折り曲げ システムを遂次同調させながら制御する制御盤である。 上記の折り曲げシステムは以下のように動作する。まずロボットＲが把持機構 １０５により原板ストック１１０から１枚の板材を吸着して持ち上げ（図１６の 工程ａ）第３アーム１０３の中心線Ｃ３まわりに反転して金型Ｄ内に所定の位置 、角度で挿入する（図１７の工程ｂ）。ついでプレスブレーキＰのラムを上昇さ せ、曲げ下降し、同時に把持機構１０５は板材１１１を把持したまま第１アーム の回転中心Ｃ１まわりに回転する（工程Ｃ）。その加工が終了するとロボットＲ は一側縁を曲げた板材１１１を反転機１０８の下側のパネル１０７ａに移載し（ 工程ｄ）、パネル１０７を閉じて相手パネル１０７ｂに受け渡す（工程ｅ〜ｆ） 。さらに下側のパネル１０７ａが開いた後、反転した板材１１１を他側縁をロボ ットＲが把持し（図１８の工程ｇ）、板材１１１の残った側縁を加工する（工程 ｈ〜ｉ）。ついで必要に応じてさらに反転機１０８で反転させた後（工程ｊ）、 断面形状をＮ字状に曲げた製品１１２を製品台１１３に積み上げる（工程ｋ）。 なお両側縁を同じ向きに曲げる場合（図９（ａ）参照）でも板材の幅が狭い場合 、たとえば１５０ｍｍ以下の場合には、バキュームパッド１０６の吸着位置をず らせるためにパネルに一旦置き、持ち変える必要がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来の加工方法においては、反転機１０８などの中間台を利用して持ち替 える必要があるので、生産タクトが１０〜２０秒と長い。また反転機１０８のバ キュームパッド１０６の位置調節、高さ調節も厄介である。 本考案は従来のロボットＲ、プレスブレーキＰ、金型Ｄなどを利用しながら、 生産タクトの短縮化をはかることを第１の目的としている。さらに本考案は反転 機を用いずに、同じ作業を行うことができるロボット用の把持装置を提供するこ とを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案の板材装置は、板材の一面を吸着保持するための吸着機構と、該吸着機 構によって吸着された板材の周縁を両面から挟んで保持するための挟み機構とを 有し、前記吸着機構と挟み機構とが互いに独立して作動可能であり、かついずれ か一方が作動するときに他方を退避させるべく相対運動可能に構成されているこ とを特徴としている。

【０００５】 前記吸着機構および挟み機構は、通常はそれぞれ吸着バーを介してロボットの 第３アームに連結される共通のベースに取り付けるが、他の連結方法も採用でき る。

【０００６】 挟み機構はベースから見て板材の前縁を挟持するもの、あるいは両側縁を挟持 するもののいずれでもよく、両方有するものでもよい。

【０００７】 吸着機構と挟み機構とをそれぞれ共通のベースに対して伸縮自在に設けられる 吸着バーおよび把持バーの先端に設けられるときは、吸着機構は首振り自在に構 成し、横方向を向いたときに挟み機構に受け渡すようにするのが好ましい。

【０００８】 前記把持装置は、挟み機構で挟んだ板材をその場で反転させる反転機構を備え たものが好ましい。

【０００９】 このような反転機構は板材の前縁を挟む挟み機構を備えたものではベースを左 右に反転させることにより実現できる。

【００１０】 また板材の両側縁を挟む挟み機構を備えたものではそれらの挟み機構が板材を 前後方向に反転させる反転機構により実現できる。

【００１１】

【作用】

吸着機構は板材を原板ストックから１枚ずつ吸い上げる場合に用いる。一旦持 ち上げた板材は挟み機構で前縁ないし両側縁を挟んで支持し、プレスブレーキな どに供給する。さらに加工時に追従しながら支持し、加工後はそのまま取り出し て製品ストックに積み上げる。 反転機構を有するものにおいては、板材の一側縁に沿って加工した後、その場 で反転させて他側縁を加工する。また左右方向の反転（大トンボ）と前後方向の 反転（小トンボ）を有する位置においては、反転動作が迅速なため、両側縁を逆 方向に曲げる加工が容易にできる。

【００１２】

【実施例】

つぎに図面を参照しながら本考案の把持装置を説明する。 図１は本考案の把持装置の一実施例を示す斜視図、図２は図１の把持装置を備え たロボットおよびその周辺機械の実施例を示す斜視図、図３は本考案にかかわる 吸着機構の一実施例を示す斜視図、図４は本考案にかかわる前縁挟み機構の一実 施例を示す斜視図、図５は本考案にかかわる側縁挟み機構の一実施例を示す斜視 図、図６Ａおよび図６Ｂはそれぞれ本考案にかかわる吸着パッド首振り機構の一 実施例を示す正面図および側面図、図７Ａおよび図７Ｂはそれぞれ本考案にかか わる前縁挟み機構の一実施例を示す正面図および断面図、図８Ａおよび図８Ｂは それぞれ本考案にかかわる側縁挟み機構の一実施例を示す平面図および側面図、 図９ａ、９ｂおよび９ｃはそれぞれ本考案の把持装置で把持する対象製品の例を 示す斜視図、図１０〜１２は本考案の把持装置を用いて板材を加工する場合の一 例を示す工程説明図、図１３〜１４は本考案の把持装置を用いて板材を加工する 場合の他の例を示す工程説明図である。

【００１３】 図１に示す把持装置１は図２に示すロボットＲの第３アーム１０３に取り付け られる左右反転機構２と、その機構により反転駆動される主軸３とを備えている 。主軸３の先端には角棒状のベース４が第３アーム１０３と平行の面内で回転す るように取り付けられている。 ベース４の前面側には主軸３の中心線Ｃ４に関して対称となるようにそれぞれ 一対の吸着バー５、前縁挟みバー６、側縁挟みバー７が内側から外側に向かって 順に取り付けられている。吸着バー５の基端側はベース４の後面側に設けられて いるバキュームパッドシフト駆動機構８によって伸縮自在に支持されており、先 端側にはパッド首振り駆動機構９を介してバキュームパッド１０が設けられてい る。前縁挟みバー６の基端側は前縁チャックシフト駆動機構１１によって伸縮自 在に支持されており、先端側には前縁挟みチャック１２が設けられている。さら に側縁挟みバー７の基端側は側縁チャックシフト駆動機構１３によって伸縮自在 に支持されており、先端側には内側を向くように、一対のチャックが互いに対向 するように側縁挟みチャック１４が設けられている（図５参照）。

【００１４】 前記それぞれのシフト駆動機構８、１１、１３はエアシリンダなどの直進往復 駆動ユニットで構成しうる。またそれぞれのバー５、６、７はベース４に設けた ガイド（図示されていない）によってスライド自在にガイドして片持ち荷重によ るモーメント集中を緩和させるのが一般的である。なお前記シフト駆動機構８、 １１、１３として、モータの回転をラックーピニオン機構などで直進方向に変換 するものも採用しうる。

【００１５】 前記ベース４を往復反転させる左右反転機構２についても、エアシリンダとラ ックーピニオンを利用したロータリアクチュエータ、あるいはロータリシリンダ などのエア駆動式のものが好ましいが、モータ（減速機つき）などを利用しても よい。上記のごとく構成されている把持装置１は、図２に示すように従来公知の ロボットＲの第３アーム１０３の先端に取り付けて用いられる。このときベース ４はプレスブレーキＰの金型Ｄと平行となるように配置する。

【００１６】 前記一対のバキュームパッド（吸着機構）１０は図３に示すように左右に配置 した細長い板材１６の中心部を左右対称に、かつ直角方向から吸着保持すること ができる。バキュームパッド１０内はベンチュリー式ないしポンプ式の真空発生 器などと連通させて、電気制御で吸着、解放ができるようにしている。また前縁 挟みチャック１２は図４に示すように、基部で回転自在（ないしスライド自在） に支持した上下のフィンガー１７を有しており、左右に長い板材１６の前縁（長 辺）１６ａを一対のフィンガー１７で挟むようにして保持し、離すときは逆向き に動作させる。前縁挟みチャック１２が板材１６にアクセスするには、前縁挟み バー６が伸びて上下のフィンガー１７間に板材１６の前縁１６ａを配置するよう にし、離れる場合は逆向きに動く。

【００１７】 側縁挟みチャック１４は図５に示すように、板材１６の左右の短辺１８の中心 近辺を上下のフィンガー１９で挟み、保持する。側縁挟みチャック１４が板材１ ６にアクセスするには、側縁挟みバー７を伸ばし、上下のフィンガー１９を短辺 １８に沿わせるように移動させればよい。なお想像線の矢印２０で示すように、 側縁挟みバー７を基端部から左右方向に開閉するように構成することもできる。 上記バキュームパッド１０、前縁挟みチャック１２、側縁挟みチャック１４はい ずれも基本的形態を示したものであり、板材１６の大きさ、重さによりバキュー ムパッド１０の個数、大きさを変えたり、フィンガー１７、１９の幅を変化させ たり、あるいは板材１６の端縁と直接スライド接触するガイドピンを設けたりす るのは任意である。また図１の実施例では前縁挟みチャック１２と側縁挟みチャ ック１４とを両方設けているので、加工する製品の形状に応じて両者を使い分け たり、あるいは協動して搬送や反転を行うことができる。しかし製品形状によっ て前縁挟みチャック１２と側縁挟みチャック１４のいずれか一方だけを設けた把 持装置とすることもできる。図３、４および５に示すように、バキュームパッド １０のアクセス方向と、前縁挟みチャック１２および側縁挟みチャック１４のア クセス方向はほぼ直角になっているため、図１に示す把持装置１では原板ストッ クとの干渉を避けるべく吸着バー５の先端近辺にパッド首振り駆動機構９を設け 、吸着バー５と、前縁挟みバー６、側縁挟みバー７とを共通のベースに保持させ るようにしている。パッド首振り駆動機構９は、たとえば図６Ａおよび図６Ｂに 示す構成により実現できる。図６Ａ、図６Ｂの機構では、バキュームパッド１０ を支持する部材２１を吸着バー５の先端にピン２２により回動自在に支持し、そ のピン２２の端部に結合したセクタギア２３と、エアシリンダ２４で駆動される ラック２５とを噛み合わせている。これによりエアシリンダ２４の往復動をラッ クーピニオン機構でバキュームパッド１０の首振り運動に変えることができる。

【００１８】 前記前縁挟みチャック１２の開閉機構は、たとえば図７Ａおよび図７Ｂに示す 構成により実現しうる。このものはホルダー２６の前端に一対のフィンガー１７ の基端をピン２７によって回転自在に連結し、その基端の外側に突出させたレバ ー部２８をそれぞれ中間リンク２９を介してエアシリンダ３０で押し引き駆動す るようにしたものである。このものはエアシリンダ３０のロッド３１が前進する とレバー部２８の動作方向変換作用でフィンガー１７が閉じ、後退すると開く。 前記側縁挟みチャック１４は図８Ａおよび８Ｂに示すように、側縁挟みバー７ の先端に設けたチャック回転駆動モータ３１と、そのモータの回転軸３２に固着 されるコ字状のブラケット３３と、そのブラケットの上下の板にそれぞれ対向す るように取り付けられる一対のエア駆動のベローズ３４と、そのベローズ３４の 先端のチャック板３５とから構成される。このものはチャック板３５の間に板材 １６を配置した後、上下のベローズ３４内にエアを送ることにより板材１６を挟 みつけることができる。また板材１６を保持した状態でチャック回転駆動モータ ３１を回転させることにより、板材１６を長軸まわりに、すなわち前後方向に反 転させることができる。

【００１９】 つぎに前記のごとく構成される把持装置１を用いてプレスブレーキに板材を供 給し、取り出す手順を説明する。把持装置１は図９に示すように、両側部３６が 同じ方向に折り曲げた製品３７、逆方向に折り曲げた製品３８、同じ方向に折り 曲げたうえで、さらに外向きに曲げた製品３９などに用いることができる。図１ ０〜１２は前記逆向きに曲げた製品３７を製造する工程を示している。図１０の 工程ａではベース４を下向きにしてバキュームパッド１０で板材１６を吸着し、 原板ストック１１０から持ち出されている。このとき前縁挟みチャック１２は前 縁チャックシフト駆動機構１１を縮めて後退させ、吸着バー５を伸ばすと共に、 パッド首振り駆動機構９はバキュームパッド１０の吸着面が吸着バー５と直角に なるように操作している。

【００２０】 つぎに工程ｂで板材１６を保持したバキュームパッド１０の向きを横向きにし 、工程Ｃで前縁挟みチャック１２を前進させて板材１６の前縁を挟み込む。さら にバキュームパッド１０の吸着を解除し、首振り機構により、バキュームパッド １０を下向きに戻し、さらに吸着バー５を縮める。 上記のようにバキュームパッド１０、吸着バー５などの役割は、板材１６を原 板ストック１１０から取り上げた時点で終了し、以下は前縁挟みチャック１２に より板材１６を保持、搬送する。

【００２１】 図１１に示すように、板材１６をしっかりと把持した前縁挟みチャック１２に は、図２の第３アーム１０３を回転させることによりベース４ごと横向きにされ る。さらに板材１６はプレスブレーキ（図２のＰ）の金型Ｄと高さを合わせ、所 定の曲げ位置までその自由側縁を差し入れる（図１１の工程ｄ）。なおこの状態 でも、板材１６を不安定な下型上にあずけずに、前縁挟みチャック１２は板材１ ６を保持し続けている。さらに図１１の工程ｅに示すように、プレスブレーキの ラム下降動作に合わせて板材１６がＶ字状に曲げられるが、そのときも前縁挟み チャック１２は板材１６を保持しつづけ、板材１６の起き上がりと同調してロボ ットＲの第１アームが軸心Ｃ１まわりに回転する。曲げ加工が終了すると、一旦 半製品を金型Ｄ内から引き出し、把持装置全体を手首（図１の主軸３）から回転 させる。これにより半製品が左右に反転（大トンボ）される（図１２の工程ｆ） 。なおＬ字状に曲げる製品の場合は、ここで加工が終了する。

【００２２】 両曲げ製品の場合は、再度半製品が金型Ｄ内に挿入され、前記１回目の曲げ位 置とは異なる部位を上下の金型に合わせる（工程ｇ）。なお９０度曲げ型のよう な一般的な成形の場合、金型は共通化されており、前記１回目と同じ金型Ｄを用 いて前述と同じようにして逆方向の曲げを行う（図１２の工程ｈ）。これにより 図９の製品３８が製造される。でき上った製品はそのまま、あるいは一定の検査 完了後、製品台に載せられる。以後は、再び工程ａ（図１０）に戻り、つぎの板 材を吸着する。

【００２３】 上記のように前縁挟みチャック１２とバキュームパッド１０を備えた把持装置 １は、原板ストック１１０から１枚の板材１６を吸着して持ち上げるまではバキ ュームパッド１０を利用し、その後、前縁挟みチャック１２に持ち換え、加工、 反転、再加工および取り出しまで板材１６の前縁を挟んで保持、搬送、位置決め を行う。そのため別個の中間台や反転装置などに一旦おく必要がなく、生産タク トが大幅に向上する。ちなみに従来の方法（図１７〜１８）では１４工程（２１ ０〜２８０秒）が必要であったものが７工程（１０５〜１４０秒）ですむように なり、生産タクトは約５０％向上した。 また中間台や反転装置などに置く場合、位置ずれ誤差が集積する問題があり、 これを防ぐためにパネルにガイドピンなどを設けると、位置調整が厄介になるが 図２の加工システムではそれらの問題がない。

【００２４】 つぎに図１３〜１４を参照して、側縁挟みチャック１４を用いる場合を説明す る。図１３ａ〜ｂに示すように、原板ストック１１０からバキュームパッド１０ で板材１６を持ち上げ、バキュームパッド１０の向きを変える点までは図１０の 場合と同じである。この状態で左右の側縁挟みチャック１４が伸び出して板材１ ６の両側縁を把持する（図５参照）。なおバキュームパッド１０は縮む（図１３ ｃ）。そして両側縁を保持した状態で板材１６の金型Ｄ内での位置決め、加工を 行う（図１３の工程ｄおよびｅ）。さらに半製品を取り出した後、前後反転機構 で半製品を前後方向に反転させる（図１４に示す小トンボ工程）。さらに必要で あれば左右反転を行ったうえで、他方の側縁の曲げ加工を行う。それにより図９ の逆曲げの製品３８が製造される。 図１４の前後反転は左右反転に比して慣性モーメントが小さく、迅速に反転さ せうる利点がある。

【００２５】 以上、好ましい２〜３の実施例を説明したが、他の実施例を採用することもで きる。たとえばバキュームパッドに代えて電磁石式の吸着機構を用いてもよい。 また、吸着バーと挟みバーの両方を伸縮させる代わりに根元から開閉して干渉を 避けることもできる。また一方のバーを３段階で伸縮させれば他方のバーを固定 しておくこともできる。また最終の取り出しを別個のロボットで行わせて、生産 タクトを上げるようにしてもよい。

【００２６】

【考案の効果】

吸着機構で板材を原板ストックから持ち上げ、その後、挟み機構に持ち替えて プレスブレーキへの供給、加工、取り出し反転を行うので、中間台や反転機への 受け渡しの必要がない。そのため生産タクトが向上し、中間位置決めの手間が省 ける。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の板材装置の一実施例を示す斜視図であ
る。

【図２】図１の把持装置を備えたロボットおよびその周
辺機械の一実施例を示す斜視図である。

【図３】本考案の吸着機構の一実施例を示す斜視図であ
る。

【図４】本考案の前縁挟み機構の一実施例を示す斜視図
である。

【図５】本考案の側縁挟み機構の一実施例を示す斜視図
である。

【図６】図６Ａおよび図６Ｂはそれぞれ本考案の吸着パ
ッド首振り機構の一実施例を示す正面図および側面図で
ある。

【図７】図７Ａおよび図７Ｂは前縁挟みチャックの開閉
機構の一実施例を示す概略図である。

【図８】図８Ａおよび図８Ｂは図８Ａおよび図８Ｂはそ
れぞれ本考案の側縁挟み機構の一実施例を示す平面図お
よび側面図である。

【図９】図９Ａ、９Ｂおよび９Ｃはそれぞれ本考案の把
持装置で把持する対象製品の例を示す斜視図である。

【図１０】本考案の把持装置を用いて板材を加工する場
合の一例を示す部分工程説明図である。

【図１１】図１０に続く工程を示す部分工程説明図であ
る。

【図１２】図１１に続く工程を示す部分工程説明図であ
る。

【図１３】本考案の把持装置を用いて板材を加工する場
合の他の例を示す部分工程説明図である。

【図１４】図１３に続く工程を示す部分工程説明図であ
る。

【図１５】従来の把持装置を備えたロボットおよびその
周辺機械の例を示す斜視図である。

【図１６】図１５の従来のロボットの側面図である。

【図１７】従来の把持装置を用いて板材を加工する場合
の一例を示す部分工程説明図である。

【図１８】図１７に続く工程を示す部分工程説明図であ
る。

【符号の説明】

１０３・・・ 第３アーム １・・・ 把持装置 ２・・・ 左右反転機構 ４・・・ ベース ５・・・ 吸着バー ６・・・ 前縁挟みバー ７・・・ 側縁挟みバー ８・・・ パッドシフト駆動機構 ９・・・ パッド首振り駆動機構 １０・・・ バキュームパッド １１・・・ 前縁チャックシフト駆動機構 １２・・・ 前縁挟みチャック １３・・・ 側縁チャックシフト駆動機構 １４・・・ 側縁挟みチャック １６・・・ 板材 Ｒ・・・ ロボット Ｐ・・・ プレスブレーキ Ｄ・・・ 金型

Claims (7)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】板材の一面を吸着保持するための吸着機構
   と、該吸着機構によって吸着された板材の周縁を両面か
   ら挟んで保持するための挟み機構とを有し、前記吸着機
   構と挟み機構とが互いに独立して作動可能であり、かつ
   いずれか一方が作動するときに他方を退避させるべく相
   対運動可能に構成されている板材把持装置。
2. 【請求項２】前記吸着機構を支持する吸着バーおよび挟
   み機構を支持する挟みバーのそれぞれの基端側がベース
   によって保持されており、前記挟み機構がベースから見
   て、板材の前縁を挟むものである請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】前記吸着機構を保持する吸着バーおよび挟
   み機構を支持する挟みバーのそれぞれの基端側がベース
   によって保持されており、前記挟み機構がベースから見
   て板材の両側縁を挟むように左右一対で設けられている
   請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】前記吸着機構がベースに対して伸縮駆動さ
   れる吸着バーの先端に設けられ、かつ吸着面が首振り駆
   動可能に構成されており、前記挟み機構がベースに対し
   て前記吸着機構と平行に伸縮駆動される挟みバーの先端
   に設けられ、かつ板材の周縁を挟むように構成されてい
   る請求項１記載の装置。
5. 【請求項５】前記挟み機構で挟んだ板材をその場で反転
   させる反転機構を備えている請求項１記載の装置。
6. 【請求項６】前記ベースを左右方向に反転させる反転機
   構を備えている請求項２記載の装置。
7. 【請求項７】前記板材の両側縁を挟む挟み機構が、板材
   を前後方向に反転させる反転機構を備えている請求項３
   記載の装置。