JPH07116973A

JPH07116973A - プレスブレーキロボット装置

Info

Publication number: JPH07116973A
Application number: JP26753793A
Authority: JP
Inventors: Motoo Shiotani; 本男塩谷; Toshiyuki Yoshida; 敏之吉田; Akihiro Hashiba; 明博橋場; Masahito Kageyama; 雅人影山; Katsunori Kitano; 克典北野
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1993-10-26
Filing date: 1993-10-26
Publication date: 1995-05-09

Abstract

(57)【要約】【目的】小物ワークに対する曲げを可能にすると共に、
バックストップを不要にし、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装置を提供
することを目的とする。【構成】ワークＷをダイ２とパンチ３によって挟み加圧
力を加えることによりワークＷの曲げを行うプレスブレ
ーキ１０に対して供給するワークのハンドリングを行う
プレスブレーキロボット装置において、ワークを支持す
るワーク支持部３１がロボットの先端アームＡ４に対し
分離合体自在に構成されるハンド３０と、曲げ加工の最
中、前記ワーク支持部３１をワーク支持状態にすると共
に、前記ロボット２０のアームを固定状態に制御して前
記ワーク支持部がワークの曲げにともなってロボット先
端アームから分離されるように制御するロボット制御手
段８０とを具えるようにした。

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、ワークを保持するロボットとを具え
たプレスブレーキロボット装置において、小物ワークの
加工を自動的になし得るようにするための改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】】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】すなわち、従来のロボットにおいては、曲
げ加工の際、ダイ上にワークを置く動作だけではなく、
前記追従動作の際ワークを支持する姿勢を取り続ける必
要があった。このように従来装置においては、ロボット
が多くの姿勢をとる必要があるためにロボットの制御軸
数が増え、ロボットの価格が高くなるという問題があっ
た。

【０００５】また、制御軸数が多いと、ロボット先端で
の繰り返し位置決め精度が低下し、このためワークの位
置決めのためにバックストップなどの補助装置を使用せ
ざるを得ない。

【０００６】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小さ
な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、バックストップを使用しないで、曲
げ加工の度にワークを把持し直すと、その度に把持する
位置が変わり、誤差がたまるため、精度の高い曲げ加工
ができない。

【０００９】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。

【００１０】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、小物ワークに対する曲げを可能にすると共
に、バックストップを不要にし、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装置を
提供することを目的とする。

【００１１】

【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に対して供給するワー
クのハンドリングを行うプレスブレーキロボット装置に
おいて、ワークを支持するワーク支持部がロボットの先
端アームに対し分離合体自在に構成されるハンドと、曲
げ加工の最中、前記ワーク支持部をワーク支持状態し、
前記ワーク支持部がワークの曲げにともなってロボット
先端アームから分離されるように制御するロボット制御
手段とを具えるようにした。

【００１２】

【作用】本発明によれば、ワークの曲げが実際に行われ
ている最中、ロボットのワーク支持部はワークを支持し
続けている。このとき、ロボットのアームは固定状態に
あるので、ワークが曲げられるに伴ってワーク支持部は
ロボットの先端アームから分離されかつワークの曲げに
受動的に追従していく。

【００１３】このように本発明によれば、ロボットのア
ームは曲げ加工中ワークに追従する動作を行なわない。

【００１４】

【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。

【００１５】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。ただし、このプレスブレー
キ１０においては、バックストップは具備されていな
い。

【００１６】ロボット２０は、この場合、図４に示すよ
うな、水平多関節構造を有する５軸ロボットを用いる。

【００１７】すなわち、このロボット２０は、第１アー
ムＡ１を鉛直方向に移動する上下軸（第１軸）２１と、
水平方向に第２アームＡ２を回転する第２軸２２と、第
３アームＡ３を水平方向に回転させる第３軸２３と、第
４アームＡ４を上下方向に回転させる第４軸２４と、吸
着型ハンド３０を水平方向に回転させる第５軸２５とを
有し、第５軸２５の先端には吸着型ハンド３０が備えら
れている。

【００１８】なお、この場合第４軸２４は、吸着型ハン
ド３０が上向き又は下向きの２ポジションのみをとるも
のでよい。

【００１９】すなわち、このシステムにおいては、曲げ
加工に一般的に用いられる垂直多関節６軸ロボットを水
平多関節５軸ロボットにして、ロボット価格の低コスト
化を実現している。

【００２０】なお、図２、図３において、５０はワーク
の持ち変えや位置決めを行うための持ち変え台、６０は
未加工ワークが載置されたディスタッカ、７０は加工済
みワークを搬出するための搬出装置、８０はロボットコ
ントローラ、９０はプレスブレーキコントローラであ
る。

【００２１】図５は吸着型ハンド３０の詳細構成を示す
もので、(a)は平面図、(b)は断面図である。

【００２２】図５において、吸着パッド３１にはエアチ
ューブ３２、エア継手３３を介してエアが供給される。
吸着パッド３１はロボットの第５軸２５に取り付けられ
ており、この第５軸２５は、図示矢印Ｅ部分を境にして
第５軸上部２５ａと第５軸下部２５ｂに分離可能になっ
ている。第５軸上部２５ａは軸受け３４に対し回転可能
に構成され、また第５軸下部２５ｂはプーリー３５、ベ
ルト３６および図示しないモータから成る構成によって
回動されるようになっている。

【００２３】エアシリンダ３７のピストンロッド３８は
第５軸上部２５ａに対し接離自在に構成され、ピストン
ロッド３８が第５軸上部２５ａに当接した場合は第５軸
上部２５ａの回転が抑止される。４８はエアシリンダ３
７用のエア継手である。

【００２４】また、第５軸上部２５ａには、ワイヤ（ピ
アノ線）３９が接続されている。ワイヤ３９は第５軸２
５に形成された孔４０を介してエアシリンダ４１のピス
トンロッド４２に接続されている。即ち、このエアシリ
ンダ４１のエアを制御することにより、前記矢印Ｅ部分
を境にした部分を分離自在にするフリーモードと、これ
らの分離を不可能にする固定モードとが切り換えられる
ようになっている。

【００２５】また、エアシリンダ３７を囲繞するシリン
ダハウジング４３には、ピン４４を介してリンク４５が
取り付けられており、該リンク４５の他端はピン４６を
介してロボットの第４アームＡ４に取り付けられてい
る。

【００２６】かかるハンド３０は、プレスブレーキによ
る曲げ加工の最中、吸着パッド３１でワークＷに吸着
し、かつ第４アームＡ４を固定状態に維持している。こ
のため、前記エアシリンダ４１をフリーモードにしてお
けば、図６の２点鎖線で示すように、ワークＷの曲げに
伴ってハンド３０の可動部分、すなわち図５の矢印Ｅよ
り上の部分が第４アームＡ４から分離されてワークＷに
追従移動することになる。また、この際、ワイヤ３９は
伸張される。

【００２７】なお、図５、図６では図示してはいない
が、第５軸上部２５ａの下部先端部分には例えば放射状
に複数の突起が設けられ、これが第５軸下部２５ｂの上
部先端に設けられた複数の凹部に係合することで、第５
軸上部２５ａと第５軸下部２５ｂの合体時の位置合わせ
ができるようになっている。

【００２８】以下、かかるハンド３０による曲げ加工の
手順を図１の工程図にしたがって説明する。なお、以下
の制御はロボットコントローラ８０によって制御される
ものである。

【００２９】まず、ロボットのアームを適宜移動してデ
ィスタッカ６０上に載置されているワークＷを吸着パッ
ド３１で吸着する。この際、ハンド３０は合体状態にあ
り、エアシリンダ４１は固定モードにあり、またエアシ
リンダ３７は回転可能状態にしている。

【００３０】なお、ワークＷは上記ディスタッカ５０上
で吸着されると、これ以降、少なくともワークＷの一方
の面の曲げ加工が終了するまでは、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。

【００３１】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、ワークＷを
ダイ２上に載置する（図１(a)）。なお、この位置決め
は、ロボットの精度によって行う。すなわち、前述した
ようにバックストップは存在しない。

【００３２】次に、エアシリンダ４１をフリーモードに
する。またエアシリンダ３７を縮退させ、吸着パッド３
１が回転可能な状態とする。そして、この状態で、プレ
スブレーキ１０に対しパンチ下降指令を出力し、パンチ
１を下降させる。この結果、上記ハンド３０がワークの
曲げにともなって徐々に分離し、吸着パッド３１がワー
クＷに追従移動していく（図１(b)）。

【００３３】この後、プレスブレーキ１０からワークＷ
の曲げ終了を示す曲げ終了信号が入力されると、ロボッ
トのアームを移動させて吸着パッド３１が有るべき位置
に接近する（図１(c)）。さらに、エアシリンダ３７を
伸張させることにより、吸着パッド３１を回転不可能な
状態にする。

【００３４】次に、プレスブレーキ１０に対し、パンチ
上昇指令を出力し、パンチ１を上昇させる（図１
(d)）。

【００３５】次に、ワークＷおよび吸着パッド３１の重
量を利用し、これらが自重によって手前に倒れてくるよ
うにロボットのアームを下側に移動させる。なお、この
際、エアシリンダ４１を縮退させ、ワイヤ３９を引っ張
るようにしてもよい（図１(e)）。

【００３６】このようにして、ワークＷが水平に位置す
る、すなわち吸着パッド３１が真上を向いた状態になる
と、ロボットアームの移動を停止させ、さらにエアシリ
ンダ３７を縮退することにより吸着パッド３１を回転可
能な状態にする。さらにエアシリンダ４１を縮退させ、
ワイヤ３９を引っ張って上記分離部分を合体させかつ固
定する（図１(f)）。この際、前記第５軸上部２５ａの
下部先端部分に設けられた放射状の複数の突起と、第５
軸下部２５ｂの上部先端に設けられた複数の凹部とが係
合して合体時の位置合わせを行なう事ができる。

【００３７】以上の手順が終了すると、ワーク１をプレ
スブレーキ１０から取り出すようロボットアームを移動
制御する（図１(g)）。

【００３８】以上はー辺の曲げに関する手順であるが、
次に、図７(a)に示すようなワークの曲げ加工を行なう
手順について説明する。

【００３９】最初に、吸着パッド３１を下向きにして、
ディスタッカ６０に積載されている図７(b)に示すよう
な未加工ワークＷを吸着する。デスタッカ６０には、取
り出されたワークの厚さを検知することにより２枚取り
を検出するセンサが備えられており、該センサによって
２枚取りが検出された場合はワークを捨て再度ワークを
取りにいくよう制御する。

【００４０】次に、ワークが吸着された状態で吸着パッ
ド３１が下向きのまま持ち替え台５０にワークを載置し
てワークを位置決めする（図７(c)）。そして、持ち替
え台５０に置かれたワークを取りにいく。

【００４１】次に、吸着パッド３１を上向きにし、この
状態でワークをプレスブレーキに挿入してＡ辺の曲げ加
工を先の図１に示したような手順で実行する。Ａ辺の曲
げ加工が終了すると、吸着パッド３１が上を向いた状態
のまま、前記ベルト３６、プーリー３５による機構によ
ってロボットの第５軸２５および吸着パッド３１を回転
させ（図７(d)(e)）、Ｂ辺をプレスブレーキ１０に対峙
させる。そして、ワークをプレスブレーキに挿入してＢ
辺の曲げ加工を先の図１に示したような手順で実行す
る。

【００４２】Ｂ辺の曲げ加工が終了すると、Ａ、Ｂ辺の
曲げが終了したワークを持ち替え台５０上に再度載置し
てワークの位置決めを行う（図７(f)）。そして、吸着
パッド３１を下向きにして持ち替え台５０に置かれたワ
ークを取りにいく。次に、吸着パッド３１を上向きに
し、この状態でワークをプレスブレーキに挿入してＣ辺
の曲げ加工を先の図１に示したような手順で実行する。
Ｃ辺の曲げ加工が終了すると、吸着パッド３１が上を向
いた状態のまま、前記ベルト３６、プーリー３５による
機構によってロボットの第５軸２５および吸着パッド３
１を回転させ（図７(d)(e)）、Ｄ辺をプレスブレーキ１
０に対峙させる。そして、ワークをプレスブレーキに挿
入した後Ｄ辺の曲げ加工を先の図１に示したような手順
で実行する。

【００４３】最後に、吸着パッド３１を下向きにして加
工が終了したワークを搬出装置７０に移載する。

【００４４】すなわち、本発明によるハンドを用いる場
合は、箱曲げなどワークの表裏の一方の面のみを把持し
て全ての曲げを行える場合は、持ち替えなしでワークの
４辺を曲げ、また先の図７に示したように、ワークの表
面のみならずおよび裏面をも把持して曲げを行う必要が
ある場合は、持ち替え台５０によってワークの裏返しを
行うようにする。

【００４５】図８は、ハンド３０の他の実施例を示すも
ので、この実施例においては先の図５に示した実施例に
おけるリンク部４４、４５、４６を省略した構成とする
ととに、第５軸上部の２５ａの回転を阻止するエアシリ
ンダ３７及び該シリンダ３７にかかわる構成を省略する
ようにしている。すなわち、この実施例においては、エ
アシリンダ４１及びワイヤ３９による構成のみによっ
て、第５軸上部２５ａと第５軸下部２５ｂとの結合／非
結合状態を切り換えるようにしている。

【００４６】なお、上記実施例では、図２ないし図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、
他の関節構成のロボットを用いるようにしても良い。例
えば、図４の第４軸を廃し、別の装置によってワークの
反転を行なっても良い。

【００４７】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。

【００４８】

【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、ワークが曲げられるに伴ってワーク支持部
はロボットの先端アームから分離されかつワークの曲げ
に受動的に追従していくようにしたので、ロボットのア
ームは曲げ加工中ワークに追従する動作を行なう必要が
なくなり、この結果ロボットの制御軸数が少なくて済む
とともにロボットとプレーブレーキとの信号のやり取り
が少なくなり、ロボット価格を大幅に下げることができ
る。さらに、ロボットの制御軸数が少なくて済むので、
ロボットの繰り返し位置精度が向上し、また曲げ工程毎
にワークを把持する位置を変えないので、従来用いてい
たワーク位置決め用の高価なバックストップを用いずに
済み、システム価格を大幅にダウンさせることができ
る。さらに、バックストップを不要にできるために、バ
ックストップに対する突き当てが難しい複雑な小物ワー
クに対する曲げの自動化を可能にすることができる。

【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側面
図。

【図３】プレスブレーキロボットシステムを示す平面
図。

【図４】ロボットの関節構造を示す図。

【図５】ハンドの断面図。

【図６】ハンドが分離された状態を示す図。

【図７】曲げ工程を説明する図。

【図８】ハンドの他の実施例を示す図。

【符号の説明】

１…パンチ２…ダイ３…固定テーブル４…可動テーブル２５…第５軸３０…ロボットハンド３１…吸着パッド３２…エアチューブ３３…エア継手３５…プーリー３６…ベルト３７…エアシリンダ３９…ワイヤ４１…エアシリンダ４５…リンク５０…持ち替え台６０…ディスタッカ７０…搬出装置８０…ロボットコントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者影山雅人栃木県小山市横倉新田400 株式会社小松製作所小山工場内 (72)発明者北野克典栃木県小山市横倉新田400 株式会社小松製作所小山工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【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
に対して供給するワークのハンドリングを行うプレスブ
レーキロボット装置において、ワークを支持するワーク支持部がロボットの先端アーム
に対し分離合体自在に構成されるハンドと、曲げ加工の最中、前記ワーク支持部をワーク支持状態に
し、前記ワーク支持部がワークの曲げにともなってロボ
ット先端アームから分離されるように制御するロボット
制御手段と、を具えるようにしたことを特徴とするプレスブレーキロ
ボット装置。
【請求項２】その一端が前記ワーク支持部に接合される
とともに、他端がロボットの先端アームに取り付けられ
たワイヤ巻取り装置に接合されるワイヤを有し、前記ワ
イヤ巻取り装置によってワイヤを巻取ることによって前
記ワーク支持部がロボット先端アームに対して合体され
る請求項１記載のプレスブレーキロボット装置。
【請求項３】前記ワーク支持部とロボット先端アームと
はリンク結合されている請求項２記載のプレスブレーキ
ロボット装置。
【請求項４】前記ワーク支持部は、ワークを吸着する吸
着パッドを有する請求項１記載のプレスブレーキロボッ
ト装置。