JPH1034241A

JPH1034241A - ロボットを備えた曲げ加工プレス

Info

Publication number: JPH1034241A
Application number: JP8209234A
Authority: JP
Inventors: Yasunori Kobayashi; 靖典小林
Original assignee: CAD WORLD KK
Current assignee: CAD WORLD KK
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 1998-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ワークの搬入搬出を行うロボットを内蔵し、
かつ手作業で加工を行うときの作業者の機械への接近性
や作業性を阻害せず、かつロボットを含めた設備をより
安価に提供できる曲げ加工装置を得る。【解決手段】ポンチ３１を装着するラム４とダイ３２
を装着するテーブル３との間に形成される加工領域の背
後側の２枚のサイドフレーム５、５の間の空間にワーク
ハンドリング用のロボット１を備えている。このロボッ
ト１に、テーブル３と平行な水平方向に移動位置決めす
るハンド２０を設けることにより、ワークをプレスの側
方に搬送できる。また、上記ロボット１に、基端を鉛直
軸１２まわりに旋回位置決め可能なアーム１３を設け、
このアームの先端に当該アームの旋回によりサイドフレ
ーム５の外側側方にまで移動するハンド２０を設けるこ
とにより、ワークを反転させてプレスの側方に搬送する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ワークの搬入搬
出や金型の交換等を行うためのロボットを備えた板材の
曲げ加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にブレーキプレス等と呼ばれている
曲げ加工プレスは、主要な構成要素として、フレームと
ラムとラムの昇降駆動装置とバックゲージと呼ばれるワ
ークの位置決め装置とを備えている。フレームは、図７
に示すように、上テーブル２と、下テーブル３と、上テ
ーブルと下テーブルを両側端部で連結しているサイドフ
レーム６とを主要な構成要素として構成されている。ラ
ム４は、上下のテーブルの一方２に設けたガイドにより
昇降自在に案内されている。ラム４とラムを設けた側と
反対の側のテーブル３との対向辺には、ポンチ３１とダ
イ３２とが装着され、ラム４を昇降させることによって
生ずるポンチ３１とダイ３２との接近動作により、ポン
チ３１とダイ３２との間に挿入されたワークを屈曲す
る。ワークを屈曲する加工領域の背後側には、両サイド
フレーム５の間の空間に、機械の前後方向に移動位置決
め自在なバックゲージが装着されており、作業者はワー
クをこのバックゲージに当接する位置まで挿入すること
により、ワークの位置決めを行う。

【０００３】このような構造の曲げ加工プレスの多く
は、人手によりワークの搬入搬出を行っているが、機械
の前面にコンベア４２とロボット４１とを設けて、ワー
クの搬入搬出及び位置決めを自動化した装置も用いられ
ている。この場合の各装置の配置は、図に示すように、
下テーブル３の手前に下テーブル３と平行にワーク搬送
用のコンベア４２を配置し、さらにその手前側に通常は
多関節型のロボット４１を設置している。そして、コン
ベア４２でプレスの前面に搬送されてきたワークをロボ
ットのハンド２０で把持してプレスに挿入し、ポンチ３
１とダイ３２がワークを把持したタイミングでハンドを
開いて曲げ加工を行い、その後ポンチ３１とダイ３２が
若干開いた状態でハンド２０で再びワークを把持し、ポ
ンチ３１とダイ３２を完全に開いた後、ロボット４１で
ワークをコンベア４２上に降ろすというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、コンベア４２
やロボット４１をプレスの前方に配置すると、それらの
設置スペースが必要で、より広い工場敷地を必要とす
る。また、同一形状のワークを多数加工する際にはテス
トピースを加工しながらラムの下降端位置の設定やダイ
の高さ調整などの段取作業が必要であるが、コンベア４
２やロボット４１が邪魔になって、これらの作業が非常
に行いにくくなる。また、設備全体が高価になるととも
に、装置の据付けの際には、プレスとコンベアとロボッ
トとをそれぞれ別個に据え付けて、各装置間の相互位置
設定を行わねばならないため、設置作業が面倒になる。

【０００５】この発明は、上記のような問題を解決する
ためになされたもので、ワークの搬入搬出を行うロボッ
トを内蔵し、かつ手作業で加工を行うときでも作業者の
機械への接近性や作業性を阻害することがなく、かつロ
ボットを含めた設備をより安価に提供することが可能な
曲げ加工装置を提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の曲げ加工プレ
スは、ポンチ３１を装着するラム４とダイ３２を装着す
るテーブル３との間に形成される加工領域の背後側の２
枚のサイドフレーム５、５の間の空間にワークハンドリ
ング用のロボット１を備えているものである。このロボ
ット１に、テーブル３と平行な水平方向に移動位置決め
するハンド２０を設けることにより、ワークをプレスの
側方に搬送することができる。

【０００７】また、上記ロボット１に、基端を鉛直軸１
２まわりに旋回位置決め可能なアーム１３を設け、この
アームの先端に当該アームの旋回によりサイドフレーム
５の外側側方にまで移動するハンド２０を設けることに
より、ワークを反転させてプレスの側方に搬送すること
ができる。

【０００８】上記のようなハンド２０を有するロボット
１を備えたプレスの複数ユニットを、一体のフレームに
テーブル３の延在方向に並べて配置して一台の曲げ加工
プレスを構成することにより、複数台のユニットを同期
運転することにより大型のワークの曲げ加工が可能で、
かつロボット１でワークを隣接するユニットに搬送しな
がら複数台のユニットを個別運転することにより、小型
のワークの複数工程を自動処理可能な曲げ加工プレスを
構成することができる。

【０００９】また、サイドフレーム５の外側側方にまで
移動するハンド２０を有するロボットを備えたこの発明
の曲げ加工プレスにおいては、サイドフレーム５の外側
側方にプレス金型を収容する棚３６を設けることによ
り、ロボット１でワークのハンドリングを行うとともに
当該棚に収容された金型の交換を行うことも可能にな
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１ないし３は、この発明の曲げ
加工プレスに採用されるロボットの一実施例を示したも
のである。ロボット１は、上下のテーブル２、３及びラ
ム４の背後の２枚のサイドフレーム５、５の間の従来バ
ックゲージが装着されていた空間に配置される。ロボッ
ト１は、従来のバックゲージを支持していたと同様な前
後方向のガイドフレーム６で支持されている。

【００１１】ガイドフレーム６には、移動かつ位置決め
自在にスライダ１１が装着されており、このスライダ１
１には、鉛直方向の旋回ピン１２が立設されている。旋
回ピン１２には、機械の前面に向かって延びるアーム１
３が枢着されており、図示しない旋回駆動装置によっ
て、回転駆動されるようになっている。アーム１３は、
テレスコピック型の伸縮構造１４を備え、内蔵したロッ
ドレスシリンダや電気駆動の送りネジにより伸縮方向に
駆動される。

【００１２】アーム１３の先端には、アームの延在方向
と直交する水平方向のガイドバー１５が固着されてい
る。ガイドバー１５には、これに沿って往復駆動される
キャリア１６が装着されている。キャリア１６の駆動
は、ガイドバー１５と平行に設けたロッドレスシリンダ
や電動機駆動の送りネジなどによって行う。

【００１３】キャリア１６には、水平軸まわりの関節を
備えた２個のリンク１７、１８を介して、開閉フィンガ
１９を備えたハンド２０が装着されている。ハンド２０
はキャリア１６の左右端にそれぞれ設けられており、こ
の一対のハンド２０のリンク１７、１８及びフィンガ１
９は同期動作を行う。

【００１４】図１はリンク１７、１８が水平に延びた状
態を示しており、この状態でハンド２０は、上下のテー
ブル２、３やラム４より前方に進出することができ、機
械の手前側からワークを搬入したり搬出したりすること
ができる。従って、このようなロボット１を備えたプレ
スの手前に、図７に示すようなベルトコンベア４２のみ
を配置すれば、ベルトコンベア４２でワークを搬送しな
がら、プレスに内蔵されたロボット１でワークの搬入搬
出、位置決め等を行うことが可能である。

【００１５】図２は前記構造のロボット１で折り曲げら
れたワーク３０を把持している状態を示したものであ
る。また図３はリンク１７、１８を折り畳んでハンド２
０を前方に向け、フィンガ１９を開いている状態を示し
たもので、この状態でロボットハンド２０を従来のバッ
クゲージと同じ機能を持つ装置として用いることができ
る。

【００１６】図２に示すように、この実施例のプレスで
は、サイドフレーム５のＣ形切欠７をワーク３０やロボ
ットのキャリア１６より先端の部分が通過することがで
きる大きな切欠としている。

【００１７】図７に示すように、従来のフレーム構造に
おいても、サイドフレーム５にはＣ形切欠７が設けられ
ているが、従来のＣ形切欠７は、ワーク加工時に上テー
ブル２と下テーブル３とを引き離す方向に作用する加工
反力によってサイドフレーム５が撓み、それが加工時の
ポンチ３１とダイ３２との間の間隙誤差となるのを防止
するために、極力小さな切欠とするようにしている。す
なわちＣ形切欠７を大きくすると、サイドフレーム５を
撓ませる曲げモーメントの腕長さが大きくなるばかりで
なく、曲げに抵抗するサイドフレーム５の奥行き寸法も
小さくなるから、加工反力によるフレームの撓みを小さ
くする上で非常に不利になるからである。

【００１８】従ってこの実施例のように、サイドフレー
ム５のＣ形切欠７を大きくした場合には、サイドフレー
ム５の撓みによるポンチとダイとの間の間隔の誤差が増
大することにより、ワークの加工精度が大きく低下す
る。そこで、この問題を避けるため、図４に詳細を示す
ように、サイドフレーム５の近傍にゲージフレーム８を
下テーブル３（ラム４を上テーブル側に設けた場合）に
固着し、かつその上端を上テーブル２の背面に近接させ
て設け、当該ゲージフレームの先端と上テーブルの背面
との間に、リニアスケール９を設けている。ゲージフレ
ーム９には何等の外力も作用しないので、加工反力によ
る上テーブル２の変位は、リニアスケール９で検出され
る。そこでこの検出信号を制御器に入力し、制御器から
指令されるラム４のストローク量にさらにリニアスケー
ル９で検出された変位量を加えた量をラム４の昇降駆動
装置に与えることにより、フレームの歪みをキャンセル
して、ポンチとダイの間隔を正確に保持できるようにし
ている。

【００１９】サイドフレーム５のＣ形切欠７を大きく
し、上述した手段により、Ｃ形切欠を大きくしたことに
よる加工精度の低下を防止したときは、ワーク３０をサ
イドフレームのＣ形切欠７を通してプレスに搬入搬出す
ることが可能となり、ロボット１で側方に隣接する他の
プレスにワークを受け渡すことができるようになる。

【００２０】たとえば図５に示すように、小型の（テー
ブル幅の狭い）従来構造のプレスを３台一体化したよう
なプレスを構成する。図には明示されていないが、図５
のプレスは幅広い１枚の下テーブルを備え、上テーブル
２とラム４とは、幅方向に３個に等分割されている。分
割された各ラム４は、分割された各上テーブル２の両端
にそれぞれガイドされて個別に上下動可能である。また
分割された各ラム４の昇降駆動装置２１は、各ラム毎に
設けられている。図の昇降駆動装置は、ＡＣサーボモー
タ２２で回転駆動されるボールネジ２３を設けた構造
で、ＡＣサーボモータ２２の回転がタイミングベルト２
４によりボールネジのナット部材２５を回転させ、ラム
４の上縁に植立したボールネジ２３を昇降させる構造で
ある。

【００２１】分割された上フレーム２の各々は、それぞ
れ２枚のサイドフレーム５でベース板１０及び図示され
ていない下テーブルに連結一体化されている。これらの
サイドフレーム５には、図２に示すような大きなＣ形切
欠７が設けられている。そして両サイドフレーム５、５
の間の空間には、前述した構造のロボット１が配置され
ており、サイドフレーム５を上テーブル２の側端より内
側に配置することによって、サイドフレーム５とそれに
隣接するユニットのサイドフレーム５との間に受渡しス
ペース３５が形成されている。

【００２２】上記構成のプレスにおいて、３個のラム４
に第１工程から第３工程までの金型を装着して、図の右
から左へワークを送りながら、１台のプレスで３工程の
加工を行うときのロボット１によるワークの送り動作に
ついて説明する。

【００２３】前工程から次工程へワークを平行に送ると
きは、前工程（図５の右側）のロボット１ａのキャリア
１６ａをガイドバー１５ａに沿って右側に移動し、その
状態で先工程で加工されたワークの奥端を把持する。そ
して型を完全に開いた後、ワークをダイから持ち上げ、
キャリア１６ａがガイドバー１５ａの左側に移動するこ
とによって、ワークを次工程のユニットへと移送する。
次工程のユニットのロボット１ｂは、キャリア１６ｂを
ガイドバー１５ｂの右側に移動させた状態で待機し、先
工程から送られてきたワークの左半部分の奥端を把持す
る。その後、先工程のロボット１ａのハンドが開き、次
のワークを受け取るために右側に移動する。一方次工程
のロボットのキャリア１６ｂは、ガイドバー１５ｂに沿
って左側に移動し、ワークのセンタを合わせて、ワーク
の新しい折曲げ位置をポンチとダイの間に挿入する。

【００２４】ワークを先工程から後工程へ反転して送る
ときは、次のように行う（図１の想像線も参照）。先工
程で加工されたワークは、キャリア１６を中央位置にし
た状態でロボット１ｂで把持する。次に金型を完全に開
いた後、スライダ１１ｂを前方に移動させながら、アー
ム１３ｂを図で９０度右回動する。すると図５で想像線
で示すように、ロボットのスライドバー１５ｂより先端
の部分がワークとともにサイドフレームのＣ形切欠７を
通過して、受渡しスペース３５へと移動する。次工程の
ロボットも同様な動作で、但しアーム１３ｃの回動方向
を逆方向とすることにより、上工程のロボットハンド２
０ｂと下工程のロボットハンド２０ｃとは、前述した受
渡しスペース３５内で対向する。そこでワークの形状に
合わせて、次工程のハンドの位置及び方向を制御し、ワ
ークをつかむ。次に先工程のロボットのハンドを開き、
両方のロボットのアームをそれぞれ元の位置に復帰させ
れば、ワークは１８０度反転された状態で先工程から次
工程へ移送されることになる。

【００２５】第１工程へのワークの搬入及び第３工程か
らのワークの搬出は、図１に実線で示すようにロボット
ハンド２０を機械の前方に延ばすことによって、機械の
前方から行ってもよいし、また、サイドフレームの大き
なＣ形切欠７を利用して、機械の側方から行ってもよ
い。いずれにしても、機械の前方にロボットを設置する
必要はなくなり、搬送用の機器を設置するとしても、コ
ンベアのみでよいから、手作業で加工を行うときの機械
への接近性や、段取り作業等の作業性は良好である。

【００２６】さらに受渡しスペース３５に、図６に示す
ような棚３６を設けておき、この棚３６に交換用のポン
チやダイを収容しておくことにより、ロボット１を用い
て金型の自動交換を行うことも可能である。必要があれ
ば、棚３６を昇降駆動して金型の選択を行い、棚板３７
を前方にスライドさせて、ロボットハンドとの間での金
型の受渡しを行うことが可能である。また、棚３６から
取り出した金型をワークの移送を行ったときと同様な方
法で、隣接するユニットに移送することも可能である。

【００２７】また図５に示したようなラム４を分割した
プレスは、複数のラムに同じ金型を装着してそれらを同
期昇降させることにより、幅広い１個のワークの折曲げ
加工を行うことが可能である。この場合、金型の延在方
向の加工反力の分布により、上テーブルの撓み量が相違
してくるが、各テーブルの撓み量は、それぞれのユニッ
トに設けたリニアスケール９によって検出されて各ラム
のストローク量が補正されるので、金型の長手方向にお
けるポンチとダイの間隔が正確に制御され、テーブルの
撓みにより、ワークの中間部の曲げ角度に誤差が生ずる
いわゆる中ダレ現象を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プレスに内蔵されるロボットの実施例を示す平
面図

【図２】同ロボットの側面図

【図３】ロボットをバックゲージとして用いるときの側
面図

【図４】プレスのストローク補正手段を示す要部の斜視
図

【図５】複数工程を行うブレスの模式的な平面図

【図６】サイドフレームに設けた金型収納棚を示す斜視
図

【図７】ロボットを備えた従来構造の曲げ加工プレスの
斜視図

【符号の説明】１ロボット３テーブル４ラム５サイドテーブル 12 鉛直軸 13 アーム 20 ハンド 36 棚

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ラム(4) とテーブル(3) とによって形成
される加工領域の背後側の２枚のサイドフレーム(5,5)
の間の空間にワークハンドリング用のロボット(1) を備
えていることを特徴とする、ロボットを備えた曲げ加工
プレス。
【請求項２】ロボット(1) が、テーブル(3) に平行な
水平方向に移動位置決め可能なハンド(20)を備えてい
る、請求項１記載のロボットを備えた曲げ加工プレス。
【請求項３】ロボット(1) が、基端を鉛直軸(12)まわ
りに旋回位置決め可能なアーム(13)の先端に装着されて
当該アームの旋回によりサイドフレーム(5)の外側側方
に移動可能なハンド(20)を備えている、請求項１または
２記載のロボットを備えた曲げ加工プレス。
【請求項４】一体のフレームに請求項２または３記載
のロボット(1) を備えた曲げ加工プレスの複数ユニット
をテーブル(3) の延在方向に並べて配置してなる、ロボ
ットを備えた曲げ加工プレス。
【請求項５】サイドフレーム(5) の外側側方にプレス
金型を収容する棚(36)を備え、ロボット(1) が当該棚に
収容された金型の交換を行うことを特徴とする、請求項
３記載のロボットを備えた曲げ加工プレス。