WO2010117037A1 - 曲げ加工装置 - Google Patents

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workpiece
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joint
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照明 與語
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株式会社オプトン
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/02—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment
    • B21D7/024—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment by a swinging forming member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/12—Bending rods, profiles, or tubes with programme control

Definitions

  • the present invention relates to a bending apparatus that performs bending by moving a bending mechanism around a workpiece when a long workpiece, for example, a pipe or a rod-like material is bent in a predetermined direction.
  • the bending apparatus disclosed in Patent Document 1 includes a chuck mechanism for gripping a workpiece. Further, the bending apparatus includes a plurality of bending joints whose bending axes extend in a direction orthogonal to the link direction of the two members connected by the joints, and the link of the two members connected by the joints. An articulated robot having a plurality of rotary joints whose turning axes extend in the same direction as the direction is provided, and a bending mechanism is attached to the tip of the articulated robot. In this bending apparatus, the robot rotates each joint to move the bending mechanism, and moves the workpiece toward the chuck mechanism. The robot causes the workpiece to be gripped by the chuck mechanism, while rotating each joint to move the bending mechanism to bend the workpiece at a plurality of locations.
  • An object of the present invention is to provide a bending apparatus that can improve yield and can perform bending without cutting work.
  • a bending apparatus includes a bending mechanism, a fixing base, an articulated robot, and a control means.
  • the bending mechanism sandwiches a long workpiece by a bending die and a clamping die that can revolve around the bending die, and revolves the clamping die to bend the workpiece.
  • a chuck mechanism for holding the workpiece is attached to the solid table.
  • the articulated robot is provided with the bending mechanism, and the articulated robot moves the bending mechanism.
  • the control means controls the articulated robot, the bending mechanism, and the chuck mechanism.
  • the control executed by the control means is to hold the workpiece by the bending mechanism, move the bending mechanism by the articulated robot to move the workpiece, and move the workpiece.
  • it includes bending / movement control for bending the workpiece by the bending mechanism.
  • the articulated robot includes a plurality of bending joints having bending axes extending in a direction orthogonal to a link direction of two members connected by the joint, and a link direction of the two members connected by the joint. It is preferable to have a plurality of rotary joints having pivot axes extending in the same direction.
  • the bending / movement control includes holding the workpiece by the bending mechanism, moving the bending mechanism by the articulated robot to move the workpiece toward the chuck mechanism, and bending the workpiece. Control may be included in which the workpiece is bent by a mechanism and the workpiece is gripped by the chuck mechanism.
  • the gripping mechanism is released while the workpiece is held by the bending mechanism, and the workpiece is moved by moving the bending mechanism by the articulated robot.
  • it may include a control for bending the workpiece by the bending mechanism and unloading the workpiece.
  • the bending / moving control releases the gripping by the chuck mechanism while the workpiece is held by the bending mechanism, and moves the workpiece by moving the bending mechanism by the articulated robot.
  • the workpiece may be gripped by the chuck mechanism.
  • the bending apparatus of the present invention can improve yield and can be bent without performing a cutting operation.
  • FIGS. 1 to 4 an articulated robot 2 is placed on the machine base 1.
  • a bending mechanism 30 (described later) for bending a long workpiece 4 such as a pipe is attached to the articulated robot 2, and the articulated robot 2 is connected to the link direction of two members connected by a joint.
  • the swivel axis extends in the same direction as the link direction of the three members of the first to third bending joints 6, 8, and 10 in which the bending axis extends in a direction perpendicular to each other and the two members connected by the joint
  • Two sets of first and second rotary joints 12 and 14 are provided.
  • the joint-type robot 2 includes a fixed portion 16 attached to the machine base 1, and the fixed portion 16 and the first swivel base 18 are connected by a first rotary joint 12.
  • the first rotary joint 12 has a known mechanism that drives the first swivel base 18 to rotate at a predetermined angle around a vertical axis CV1.
  • the first bending joint 6 has a known mechanism for driving the first arm 20 to rotate at a predetermined angle around a horizontal axis CH1.
  • the horizontal axis CH1 of the first bending joint 6 and the vertical axis CV1 of the first rotary joint 12 are orthogonal to each other.
  • the other end of the first arm 20 and one end of the second arm 22 are connected via the second bending joint 8.
  • the second bending joint 8 has a known mechanism for rotating the second arm 22 at a predetermined angle around an axis CH2 parallel to the horizontal axis CH1 of the first bending joint 6.
  • a second swivel base 24 is connected to the other end of the second arm 22 via the second rotary joint 14.
  • the second rotary joint 14 has a well-known mechanism for rotating the second swivel base 24 at a predetermined angle around an axis CV2 orthogonal to the horizontal axes CH1 and CH2 of the first and second bending joints 6 and 8. Is.
  • One end of a tip arm 26 is connected to the second swivel base 24 via the third bending joint 10.
  • the third bending joint 10 rotates the tip arm 26 about an axis CH3 parallel to the horizontal axes CH1 and CH2 of the first and second bending joints 6 and 8.
  • an auxiliary joint 28 is provided at the tip of the tip arm 26, and a bending mechanism 30 is attached to the auxiliary joint 28.
  • the auxiliary joint 28 is mechanically synchronized with the third bending joint 10, and when the third bending joint 10 rotates the tip arm 26 by 360 degrees, the auxiliary joint 28 rotates the bending mechanism 30 by 360 degrees. Note that the auxiliary joint 28 may pivot independently of the third bending joint 10.
  • the bending mechanism 30 includes a bending die 32.
  • the bending die 32 is formed by laminating three grooves 34, 36, and 38 corresponding to three kinds of bending radii in the axial direction.
  • the bending mechanism 30 is provided with a clamping die 42 that is driven by the cylinder 40 to move toward the bending die 32 and clamps the workpiece 4 together with the bending die 32.
  • the clamping die 42 is configured to revolve around the bending die 32 in a state where the workpiece 4 is sandwiched, and to be bent by rotating the clamping die 42 by a predetermined angle.
  • a pressure die 44 is provided alongside the clamping die 42 to receive a reaction force during bending.
  • the bending process is not limited to compression bending, and may be draw bending.
  • a chuck mechanism 46 for holding the rear end of the workpiece 4 is provided, and the chuck mechanism 46 is attached to a fixed base 48.
  • the chuck mechanism 46 is configured to hold the workpiece 4 so as to be horizontal and perpendicular to the vertical axis CV1 of the first rotary joint 12.
  • a carry-in cradle 50 and a carry-out cradle 52 are provided on both sides of the articulated robot 2.
  • the articulated robot 2 turns the first to third bending joints 6, 8, 10 and the first and second rotary joints 12 and 14 as shown in FIGS. 11A, 11B and 12A-12E.
  • the posture and moving position of the mechanism 30 can be controlled.
  • the articulated robot 2 is configured so that the bending direction of the workpiece 4 matches the direction of the groove 34 of the bending die 32 according to the bending direction of the workpiece 4.
  • the bending mechanism 30 can be moved.
  • the tip arm 26 and the work piece 4 are brought into contact with each other by bringing the groove 34 into contact with the workpiece 4.
  • the position of the third bending joint 10 is determined.
  • the position of the second bending joint 8 is on an arc whose center is the first bending joint 6 and whose radius is the distance between the first bending joint 6 and the second bending joint 8.
  • the center is on an arc whose radius is the distance between the second bending joint 8 and the third bending joint 10. Therefore, if the second bending joint 8 is at the intersection of these two arcs, the position of the bending die 32 is determined. At this time, there may be two intersecting points. In this case, the second arm 22 interferes with the workpiece 4, or the tip of the workpiece 4 after bending interferes with the second arm 22. Select intersections that you don't want to do.
  • the angle formed by the fixed portion 16 and the first arm 20 the angle formed by the first arm 20 and the second arm 22
  • the angles formed by the two arms 22 and the tip arm 26 are respectively determined.
  • the first arm 20, the second arm 22, and the tip arm 26 are turned to a predetermined angle by the first to third bending joints 6, 8, and 10 according to the obtained angles. Accordingly, the groove 34 of the bending die 32 is moved so as to contact the workpiece 4.
  • the first to third bending joints 6 are used. , 8 and 10 can be rotated to move the bending mechanism 30 around the workpiece 4 so that the bending direction becomes a predetermined direction as shown in FIGS. 11A and 11B.
  • the first rotary joint 12 when bending is performed at a bending position close to the chuck mechanism 46, the first rotary joint 12 is similarly driven to move the bending mechanism 30 to the bending position.
  • the second rotary joint 14 is driven to the opposite side of the first rotary joint 12 to move the tip arm 26 so that the axial direction of the tip arm 26 is orthogonal to the workpiece 4, and the first to third bending joints.
  • the above-described operation is repeated from the bending position on the tip side of the workpiece 4 toward the bending position near the chuck mechanism 46.
  • the object 4 is bent in order.
  • the workpiece 4 is gripped by the bending die 32 and the clamping die 42, and the bending mechanism 30 is turned around the workpiece 4 to twist the workpiece 4 and change the bending direction. Also good. Thereby, the bent workpiece 4 can be prevented from interfering with the apparatus and the floor.
  • the articulated robot 2, the bending mechanism 30, and the chuck mechanism 46 are connected to a control circuit 54 as an example of a control unit, and the articulated robot 2 and the bending mechanism 30 are controlled by the control circuit 54.
  • the driving of the chuck mechanism 46 is controlled.
  • FIG. 8 shows the flowcharts shown in FIGS. 8 to 10 showing the flow of bending control processing performed in the control circuit 54.
  • the workpiece 4 cut in advance to a predetermined length is transported onto the carry-in cradle 50. Then, when the bending control process is started, it is determined whether or not the workpiece 4 is loaded while being bent (S100 (S means a step)). Whether or not to load while bending is set in advance as bending data, and the bending portion of the workpiece 4 cannot be bent when the chuck mechanism 46 holds the workpiece 4 or the bending is not possible. It is set in advance when the location is difficult to process. Alternatively, it is set in a case where a bracket or the like is attached to the workpiece 4 before bending and the workpiece 4 is restricted when the workpiece 4 is gripped by the chuck mechanism 46.
  • the bending angle for the bending mechanism 30 is read from the bending data (S110). Then, loading is started to move the workpiece 4 toward the chuck mechanism 46 in order to hold the workpiece 4 by the bending mechanism 30 and cause the chuck mechanism 46 to grip the workpiece 4 (S120).
  • the first rotary joint 12 of the articulated robot 2 is driven so that the articulated robot 2 faces the workpiece 4 of the loading cradle 50. Further, the first to third bending joints 6, 8, and 10 of the joint type robot 2 are driven to move the bending mechanism 30 so that the workpiece 4 is brought into contact with the groove 34 of the bending die 32.
  • the clamping die 42 and the pressure die 44 are moved, and the workpiece 4 is clamped by the bending mechanism 30.
  • the articulated robot 2 is controlled to drive the first to third bending joints 6, 8, 10 and the first and second rotating joints 12, 14.
  • the workpiece 4 is moved toward the chuck mechanism 46.
  • the bending mechanism 30 clamps a bending portion to be bent at the bending angle read in the process of S ⁇ b> 110.
  • the bending mechanism 30 is driven to start bending the workpiece 4 (S130).
  • the bending process is performed by revolving the clamping die 42 around the bending die 32 in accordance with the bending angle read by the processing of S110.
  • the first to third bending joints 6, 8, 10 and the first and second rotary joints 12, 14 are driven to move the workpiece 4 toward the chuck mechanism 46.
  • the movement of the workpiece 4 may be temporarily stopped to perform bending.
  • the workpiece 4 on the loading cradle 50 is moved toward the chuck mechanism 46 so that the workpiece 4 can be gripped by the chuck mechanism 46. Then, after moving the workpiece 4 to the chuck mechanism 46 and inserting the workpiece 4 into the chuck mechanism 46, the chuck mechanism 46 is controlled so that the workpiece 4 is gripped by the chuck mechanism 46. It is determined whether or not the bending process and the loading are completed (S140). If the bending process and the loading process are not completed, the process waits for the completion of the bending process and the loading process.
  • the loading is started first as in the process of S120 (S150). If it is determined that loading is completed and the workpiece 4 is gripped by the chuck mechanism 46 (S160), then bending is performed (S170) as in the processing of S110 and S130.
  • the articulated robot 2 is controlled, the bending mechanism 30 is moved to the next bending position of the workpiece 4, and the clamping die 42, the pressure die 44 is driven, the clamping die 42 and the pressure die 44 are abutted against the workpiece 4, and the workpiece 4 is clamped by the bending mechanism 30 (S190).
  • the gripping of the workpiece 4 by the chuck mechanism 46 is released (S220), and the drawing amount of the workpiece 4 is read (S230).
  • the amount of pull-in is preset in bending data.
  • the first to third bending joints 6, 8, 10 and the first and second rotary joints 12, 14 are driven to move the bending mechanism 30 in the longitudinal direction of the workpiece 4, thereby drawing in. Start (S240).
  • the workpiece 4 is moved in the longitudinal direction and pulled from the chuck mechanism 46.
  • the bending angle by the bending mechanism 30 is read (S250). Then, the bending mechanism 30 is driven to start bending the workpiece 4 (S260). The bending process is performed by revolving the clamping die 42 around the bending die 32 according to the bending angle read by the process of S250. During the bending process, the first to third bending joints 6, 8, 10 and the first and second rotary joints 12, 14 are driven to pull the workpiece 4 from the chuck mechanism 46.
  • the processing from S190 is repeated, and the bending mechanism 30 is processed by driving the first to third bending joints 6, 8, 10 and the first and second rotating joints 12, 14.
  • the workpiece 4 is moved to the next bending position.
  • the clamping die 42 is revolved around the bending die 32 according to a preset bending angle. And bending is performed (S300).
  • the clamping die 42 is revolved around the bending die 32 according to a preset bending angle to perform bending (S360). ), The process of S290 is executed.
  • the process from S190 is repeated, and the bending mechanism 30 is moved to the bending position set in the bending data in advance, and the workpiece 4 is bent.
  • it is determined whether or not unloading is performed while bending (S370). Whether or not unloading while bending is set in the bending data in advance. For example, when the workpiece 4 is bent at a position where the workpiece 4 cannot be bent or is difficult to bend in a state where the workpiece 4 is gripped by the chuck mechanism 46, the workpiece 4 is unfolded while being bent. Loading. Alternatively, a bracket or the like is attached to the workpiece 4 before bending, and when the workpiece 4 is gripped by the chuck mechanism 46, unloading is performed while bending when the workpiece 4 is restricted.
  • the first to third bending joints 6, 8, 10 and the first and second rotary joints 12, 14 of the articulated robot 2 are driven to move the bending mechanism 30, and the groove of the bending mold 32 is moved.
  • the workpiece 4 is brought into contact with 34.
  • the clamping die 42 and the pressure die 44 are moved, and the workpiece 4 is clamped by the bending mechanism 30.
  • the articulated robot 2 is controlled to drive the first to third bending joints 6, 8, 10 and the first and second rotating joints 12, 14.
  • the workpiece 4 is moved toward the unloading cradle 52.
  • the bending portion is sandwiched by the bending mechanism 30.
  • the bending mechanism 30 is driven while moving the workpiece 4 by unloading toward the unloading cradle 52, and the final bending of the workpiece 4 is started (S400).
  • the bending process is performed by revolving the clamping die 42 around the bending die 32 according to the bending angle read by the process of S380.
  • the first to third bending joints 6, 8, 10 and the first and second rotary joints 12, 14 are driven to move the workpiece 4 toward the unloading cradle 52.
  • the movement of the workpiece 4 may be temporarily stopped to perform bending.
  • the joint type robot 2 is controlled to move the bending mechanism 30 to the final bending position, and then the clamping die 42 and the pressure die 44 are driven.
  • the clamping die 42 and the pressure die 44 are abutted against the workpiece 4, and the clamping die 42 is revolved around the pressure die 44 according to a predetermined bending angle to perform the final bending process (S430).
  • the articulated robot 2 is controlled to move the bending mechanism 30 to a position where, for example, the left and right balance of the workpiece 4 after bending is taken.
  • the clamping die 42 of the bending mechanism 30 is driven, the workpiece 4 is clamped by the clamping die 42 and the bending die 32, the chuck mechanism 46 is opened, and the workpiece 4 is moved toward the unloading base 52. Unloading is performed (S440). After the workpiece 4 is moved onto the unloading cradle 52, the clamping of the workpiece 4 by the bending mechanism 30 is released, and the workpiece 4 is placed on the unloading cradle 52 (S420). ), This control process is temporarily terminated.
  • loading is performed while bending, retraction is performed while bending, or unloading is performed while bending. Therefore, work efficiency is improved, and the workpiece 4 is gripped by the chuck mechanism 46 and cannot be bent. Even if it exists, a bending process can be performed, the cutting
  • the present invention is not limited to such an embodiment, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

　曲げ加工装置は、曲げ機構と、固定台と、関節型ロボットと、制御手段とを備える。制御手段によって実行される制御は、被加工物を曲げ機構により挟持し、関節型ロボットにより曲げ機構を移動させて被加工物を移動させると共に、被加工物を移動させながら曲げ機構により被加工物を曲げ加工する曲げ・移動制御を含んでいる。

Description

曲げ加工装置
　本発明は、長尺状の被加工物、例えばパイプや棒状材を所定の方向に曲げ加工する際に、曲げ機構を被加工物の廻りに移動させて曲げ加工する曲げ加工装置に関する。
　特許文献１に開示されている曲げ加工装置は、被加工物を把持するチャック機構を備える。さらに、この曲げ加工装置は、関節で接続された２つの部材のリンク方向に対して直交する方向に曲げ軸が延在している複数の曲げ関節と、関節で接続された２つの部材のリンク方向と同じ方向に旋回軸が延在している複数の回転関節とを有する関節型ロボットを備え、関節型ロボットの先端に曲げ機構が取り付けられている。この曲げ加工装置では、ロボットが各関節を回動させて曲げ機構を移動させ、被加工物をチャック機構に向かって移動させる。そして、このロボットは、被加工物をチャック機構に把持させる一方で、各関節を回動させて曲げ機構を移動させ、複数箇所で被加工物を曲げ加工する。
特開２００６－１１６６０４号公報
　上述の曲げ加工装置では、被加工物をチャック機構により把持するので、チャック機構による把持のためのチャック代を必要とする。このため、チャック機構が把持する被加工物のチャック代に対応する箇所は曲げ加工ができず、加工終了後にチャック代に対応する箇所を切断する必要がある。このため、上述の曲げ加工装置では、歩留まりが損なわれている上、曲げ加工後の切断作業が繁雑であるという問題があった。
　本発明の課題は、歩留まりを改善できると共に、切断作業をすることなく曲げ加工できる曲げ加工装置を提供することにある。
　かかる課題を達成すべく、本発明に係る曲げ加工装置は、曲げ機構と、固定台と、関節型ロボットと、制御手段とを備えている。
　曲げ機構は、曲げ型と、該曲げ型の周りを公転可能な締め型とにより長尺状の被加工物を挟持し、前記締め型を公転させ前記被加工物を曲げ加工する。固体台には、前記被加工物を把持するチャック機構が取り付けられている。関節型ロボットには、前記曲げ機構が取り付けられ、関節型ロボットは、前記曲げ機構を移動させる。制御手段は、前記関節型ロボット、前記曲げ機構及び前記チャック機構を制御する。
　前記制御手段によって実行される制御は、前記被加工物を前記曲げ機構により挟持し、前記関節型ロボットにより前記曲げ機構を移動させて前記被加工物を移動させると共に、前記被加工物を移動させながら前記曲げ機構により前記被加工物を曲げ加工する曲げ・移動制御を含んでいる。
　前記関節型ロボットは、関節で接続された２つの部材のリンク方向に対して直交する方向に曲げ軸が延在している複数の曲げ関節と、関節で接続された２つの部材のリンク方向と同じ方向に旋回軸が延在している複数の回転関節とを有するものが好ましい。また、前記曲げ・移動制御は、前記被加工物を前記曲げ機構により挟持し、前記関節型ロボットにより前記曲げ機構を移動させて前記被加工物を前記チャック機構に向かって移動させながら、前記曲げ機構により前記被加工物を曲げ加工して、前記被加工物を前記チャック機構に把持させる制御を含んでもよい。
　あるいは、前記曲げ・移動制御は、前記被加工物を前記曲げ機構により挟持した状態で前記チャック機構による把持を解除させ、前記関節型ロボットにより前記曲げ機構を移動させて前記被加工物を移動させながら、前記曲げ機構により前記被加工物を曲げ加工して、前記被加工物を搬出させる制御を含んでもよい。更に、前記曲げ・移動制御は、前記被加工物を前記曲げ機構により挟持した状態で前記チャック機構による把持を解除させ、前記関節型ロボットにより前記曲げ機構を移動させて前記被加工物を移動させながら、前記曲げ機構により前記被加工物を曲げ加工した後、前記被加工物を前記チャック機構により把持させる制御を含んでもよい。
　本発明の曲げ加工装置は、歩留まりを改善できると共に、切断作業をすることなく曲げ加工できるという効果を奏する。
本発明の一実施形態としての曲げ加工装置の正面図である。 実施形態の曲げ加工装置の左側面図である。 実施形態の曲げ加工装置の平面図である。 実施形態の関節型ロボットの左側面図である。 実施形態の曲げ機構の拡大側面図である。 実施形態の曲げ機構の拡大平面図である。 実施形態の曲げ加工装置の制御系統を示すブロック図である。 実施形態の制御回路で行われる曲げ制御処理の前半部の一例を示すフローチャートである。 実施形態の制御回路で行われる曲げ制御処理の中間部の一例を示すフローチャートである。 実施形態の制御回路で行われる曲げ制御処理の後半部の一例を示すフローチャートである。 実施形態の関節型ロボットの側面方向からの動作説明図である。 実施形態の関節型ロボットの平面方向からの動作説明図である。 実施形態の関節型ロボットの平面方向からの曲げながらローディングする際の動作説明図である。 実施形態の関節型ロボットの平面方向からの曲げながら引き込む際の動作説明図である。
１…機台　　　　　　　２…関節型ロボット
４…被加工物　　　　　６，８，１０…曲げ関節
１２，１４…回転関節　３０…曲げ機構
３２…曲げ型　　　　　４２…締め型
４４…圧力型　　　　　４６…チャック機構
４８…固定台　　　　　５０…搬入用受け台
５２…搬出用受け台　　５４…制御回路
　以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１～図４に示すように、機台１上には関節型ロボット２が載置されている。関節型ロボット２には、パイプ等の長尺状の被加工物４を曲げ加工する後述する曲げ機構３０が取り付けられ、関節型ロボット２は、関節で接続された２つの部材のリンク方向に対して直交する方向に曲げ軸が延在している３組の第１～第３曲げ関節６，８，１０と、関節で接続された２つの部材のリンク方向と同じ方向に旋回軸が延在している２組の第１、第２回転関節１２，１４とを備えている。
　関節型ロボット２は、機台１に取り付けられた固定部１６を備え、固定部１６と第１旋回台１８とは、第１回転関節１２により接続されている。第１回転関節１２は、鉛直な軸ＣＶ１の廻りで第１旋回台１８を所定角度で回動駆動する周知の機構を有するものである。
　第１旋回台１８には、第１アーム２０の一端が第１曲げ関節６を介して接続されている。第１曲げ関節６は水平な軸ＣＨ１の廻りで第１アーム２０を所定角度で回動駆動する周知の機構を有するものである。第１曲げ関節６の水平な軸ＣＨ１と第１回転関節１２の鉛直な軸ＣＶ１とは直交している。
　第１アーム２０の他端と第２アーム２２の一端とが第２曲げ関節８を介して接続されている。第２曲げ関節８は第１曲げ関節６の水平な軸ＣＨ１と平行な軸ＣＨ２の廻りで第２アーム２２を所定角度で回動駆動する周知の機構を有するものである。
　第２アーム２２の他端には、第２旋回台２４が第２回転関節１４を介して接続されている。第２回転関節１４は、第１、第２曲げ関節６，８の水平な軸ＣＨ１，ＣＨ２と直交する軸ＣＶ２の廻りで第２旋回台２４を所定角度で回動駆動する周知の機構を有するものである。第２旋回台２４には、先端アーム２６の一端が第３曲げ関節１０を介して接続されている。第３曲げ関節１０は、先端アーム２６を第１、第２曲げ関節６，８の水平な軸ＣＨ１，ＣＨ２と平行な軸ＣＨ３の廻りに回動するものである。
　また、図４に示すように、先端アーム２６の先端に補助関節２８が設けられており、補助関節２８に曲げ機構３０が取り付けられている。補助関節２８は、第３曲げ関節１０と機械的に同期しており、第３曲げ関節１０が先端アーム２６を３６０度旋回させると、補助関節２８は、曲げ機構３０を３６０度旋回させる。尚、補助関節２８は、第３曲げ関節１０とは独立して旋回してもよい。
　曲げ機構３０は、図５、図６に示すように、曲げ型３２を備え、曲げ型３２はその軸方向に３種類の曲げ半径に応じた３つの溝３４，３６，３８が積層されて形成されている。また、曲げ機構３０には、シリンダ４０により駆動されて曲げ型３２に向かって移動し、曲げ型３２と共に被加工物４を挟持する締め型４２が設けられている。この締め型４２は被加工物４を挟持した状態で曲げ型３２の廻りを公転し、締め型４２が所定の角度回転することで、曲げ加工できるように構成されている。そして、この締め型４２に並んで曲げ加工時の反力を受ける圧力型４４が設けられている。尚、曲げ加工は、コンプレッション曲げに限らず、ドロー曲げであってもよい。
　また、図１に示すように、被加工物４の後端を把持するチャック機構４６が設けられており、チャック機構４６は固定台４８に取り付けられている。チャック機構４６は、被加工物４を水平、且つ、第１回転関節１２の鉛直な軸ＣＶ１と直交するように把持するように構成されている。更に、関節型ロボット２の両側には、搬入用受け台５０と搬出用受け台５２とがそれぞれ設けられている。
　関節型ロボット２は、第１～第３曲げ関節６，８，１０、第１、第２回転関節１２，１４を旋回することにより、図１１Ａ，１１Ｂ，図１２Ａ－１２Ｅに示すように、曲げ機構３０の姿勢や移動位置を制御できる。
　例えば、図１１Ａ，１１Ｂに示すように、関節型ロボット２は、被加工物４の曲げ方向に応じて、被加工物４の曲げ方向と曲げ型３２の溝３４の方向とが一致するように曲げ機構３０を移動できる。本実施形態では、第３曲げ関節１０と補助関節２８とは同期した一定の関係があるので、曲げ方向が定まれば、溝３４を被加工物４と当接させることにより、先端アーム２６及び第３曲げ関節１０の位置は定まる。
　第２曲げ関節８の位置は、第１曲げ関節６を中心とし、第１曲げ関節６と第２曲げ関節８との間の距離を半径とする円弧上にあると共に、第３曲げ関節１０を中心とし、第２曲げ関節８と第３曲げ関節１０との間の距離を半径とする円弧上にある。よって、第２曲げ関節８はこれらの両円弧の交点にあれば、曲げ型３２の位置が定まる。このとき、交点は２点存在する場合があるが、その場合には、第２アーム２２が被加工物４と干渉したり、曲げ加工後の被加工物４の先端が第２アーム２２と干渉したりしない交点を選択する。
　こうして、各第１～第３曲げ関節６，８，１０の位置が定まることにより、固定部１６と第１アーム２０とのなす角度、第１アーム２０と第２アーム２２とのなす角度、第２アーム２２と先端アーム２６とのなす角度が各々求められる。この求めた各角度に応じて、各第１～第３曲げ関節６，８，１０により第１アーム２０、第２アーム２２、先端アーム２６を所定の角度に旋回する。これにより、曲げ型３２の溝３４が被加工物４に当接するように移動される。
　図１２Ａに示すように、被加工物４と直交する平面内に、関節型ロボット２の第１アーム２０、第２アーム２２、先端アーム２６がある場合には、第１～第３曲げ関節６，８，１０を旋回させて、図１１Ａ，１１Ｂに示すように、曲げ方向が所定の方向となるように、曲げ機構３０を被加工物４の廻りに移動できる。
　また、図１２Ｂに示すように、被加工物４の先端側に曲げ加工位置がある場合、第１回転関節１２を駆動すると共に、第２回転関節１４を第１回転関節１２とは反対側に駆動して、先端アーム２６の軸方向が被加工物４と直交するように移動させると共に、第１～第３曲げ関節６，８，１０を駆動する。第１回転関節１２を旋回させると、曲げ機構３０が被加工物４から離れるので、その分、第１～第３曲げ関節６，８，１０を駆動して、曲げ型３２の溝３４を被加工物４と当接させる。他の溝３６，３８と当接させることにより、曲げ形状を変えることもできる。
　また、図１２Ｃに示すように、チャック機構４６に接近した曲げ加工位置で曲げ加工する場合も、同様に、第１回転関節１２を駆動して、曲げ加工位置に曲げ機構３０を移動させる。その際、第２回転関節１４を第１回転関節１２とは反対側に駆動して、先端アーム２６の軸方向が被加工物４と直交するように移動させると共に、第１～第３曲げ関節６，８，１０を駆動する。
　複数箇所で曲げ加工する場合には、図１２Ｂに示すように、被加工物４の先端側の曲げ加工位置から、チャック機構４６付近の曲げ加工位置に向かって、前述した動作を繰り返して被加工物４を順に曲げ加工する。尚、曲げ型３２と締め型４２とにより被加工物４を掴んだ状態で、被加工物４の廻りに曲げ機構３０を旋回させて、被加工物４をひねり、曲げ方向を変えるようにしてもよい。これにより、曲げた被加工物４が装置や床と干渉しないようにすることもできる。
　関節型ロボット２、曲げ機構３０、チャック機構４６は、図７に示すように、それぞれ制御手段の一例としての制御回路５４に接続されており、制御回路５４により、関節型ロボット２、曲げ機構３０、チャック機構４６の駆動がそれぞれ制御される。
　次に、制御回路５４において行われる曲げ制御処理の流れを示す図８～図１０に示すフローチャートを参照しながら、前述した本実施形態の曲げ加工装置の動作について説明する。
　まず、所定の長さに予め切断された被加工物４が搬入用受け台５０上に搬送される。そして、曲げ制御処理が開始されると、被加工物４を曲げながらローディングするか否かを判断する（Ｓ１００（Ｓはステップを意味する））。曲げながらローディングするか否かは予め曲げ加工データとして設定され、被加工物４の曲げ加工箇所が、チャック機構４６に被加工物４を把持させた状態では、曲げ加工できないような、あるいは、曲げ加工し難いような箇所である場合に予め設定される。あるいは、被加工物４に曲げ加工前にブラケット等が取り付けられ、被加工物４をチャック機構４６により把持する際に、制限を受けるような場合に設定される。
　曲げながらローディングする場合には、曲げ加工データから曲げ機構３０のための曲げ角度を読み込む（Ｓ１１０）。そして、曲げ機構３０により被加工物４を挟持して、被加工物４をチャック機構４６に把持させるために、被加工物４をチャック機構４６に向かって移動させるローディングを開始する（Ｓ１２０）。
　ローディングでは、図１２Ｄに示すように、関節型ロボット２の第１回転関節１２を駆動して、関節型ロボット２を搬入用受け台５０の被加工物４と対向させる。また、関節型ロボット２の第１～第３曲げ関節６，８，１０を駆動して、曲げ機構３０を移動させ、曲げ型３２の溝３４に被加工物４を当接させる。
　次に、締め型４２、圧力型４４を移動させて、曲げ機構３０により被加工物４を挟持する。曲げ機構３０により被加工物４を挟持した後、関節型ロボット２を制御して、各第１～第３曲げ関節６，８，１０及び第１、第２回転関節１２，１４を駆動して、被加工物４をチャック機構４６に向かって移動させる。曲げ機構３０により被加工物４を挟持する際には、Ｓ１１０の処理により読み込んだ曲げ角度で曲げ加工する曲げ加工箇所を曲げ機構３０により挟持する。
　そして、ローディングにより被加工物４をチャック機構４６に向かって移動させながら、曲げ機構３０を駆動して、被加工物４の曲げ加工を開始する（Ｓ１３０）。図１３に示すように、曲げ加工は、締め型４２を曲げ型３２の廻りにＳ１１０の処理により読み込んだ曲げ角度に応じて公転させて行なう。曲げ加工中も、各第１～第３曲げ関節６，８，１０及び第１、第２回転関節１２，１４を駆動して、被加工物４をチャック機構４６に向かって移動させる。尚、ローディング中に、被加工物４の移動を一時停止して、曲げ加工を行うようにしてもよい。
　また、ローディングの際には、図１２Ａに示すように、被加工物４をチャック機構４６で把持できるように、搬入用受け台５０上の被加工物４をチャック機構４６に向かって移動させる。そして、被加工物４をチャック機構４６に移動させて被加工物４をチャック機構４６に挿入した後、チャック機構４６を制御して、被加工物４をチャック機構４６により把持する。曲げ加工及びローディングが完了したか否かを判断し（Ｓ１４０）、完了していないときには、曲げ加工及びローディングの完了を待つ。
　一方、前述したＳ１００の処理により、曲げながらローディングをしないと判断したときには、まず、Ｓ１２０の処理と同様、ローディングを開始する（Ｓ１５０）。そして、ローディングが完了して、被加工物４をチャック機構４６により把持したと判断すると（Ｓ１６０）、次に、Ｓ１１０及びＳ１３０の処理と同様、曲げ加工を行う（Ｓ１７０）。
　前述したＳ１４０あるいはＳ１７０の処理により、最初の曲げ加工が終了すると、次の工程は最終の曲げ工程であるか否かを判断する（Ｓ１８０）。曲げ箇所が３箇所以上あるときには、まだ最終の曲げ工程ではないと判断して、関節型ロボット２を制御して、曲げ機構３０を被加工物４の次の曲げ加工位置に移動させ、締め型４２、圧力型４４を駆動して、締め型４２、圧力型４４を被加工物４に突き当て、曲げ機構３０により被加工物４を挟持する（Ｓ１９０）。
　続いて、被加工物４を引き込むか否かを予め設定された曲げ加工データに基づいて判断する（Ｓ２００）。図１４Ａに示すように、チャック機構４６に把持された被加工物４の次の曲げ箇所に曲げ機構３０を移動させると、チャック機構４６と曲げ機構３０とが接近して、その次の曲げ加工の際には、被加工物４をチャック機構４６から引き込まなければならない。
　このような場合には、引き込みを行うと判断して、次に、被加工物４を曲げ加工しながら、被加工物４を引き込むか否かを判断する（Ｓ２１０）。図１４Ａに示すように、曲げ機構３０を次の曲げ箇所に移動させても、チャック機構４６と曲げ機構３０とが干渉しない場合等には、被加工物４を曲げ加工しながら、被加工物４を引き込む。
　そして、チャック機構４６による被加工物４の把持を解除し（Ｓ２２０）、被加工物４の引き込み量を読み込む（Ｓ２３０）。引き込み量は予め曲げ加工データに設定されている。次に、各第１～第３曲げ関節６，８，１０及び第１、第２回転関節１２，１４を駆動して、曲げ機構３０を被加工物４の長手方向に移動させて、引き込みを開始する（Ｓ２４０）。これにより、被加工物４が長手方向に移動されてチャック機構４６から引き込まれる。
　続いて、曲げ機構３０による曲げ角度を読み込む（Ｓ２５０）。そして、曲げ機構３０を駆動して、被加工物４の曲げ加工を開始する（Ｓ２６０）。曲げ加工は、締め型４２を曲げ型３２の廻りにＳ２５０の処理により読み込んだ曲げ角度に応じて公転させて行なう。曲げ加工中も、各第１～第３曲げ関節６，８，１０及び第１、第２回転関節１２，１４を駆動して、被加工物４のチャック機構４６からの引き込みを行う。
　曲げ加工及び引き込みが完了したか否かを判断し（Ｓ２７０）、完了していないときには、曲げ加工及び引き込みの完了を待つ。図１４Ｂに示すように、曲げ加工及び引き込みが完了したときには、チャック機構４６により被加工物４を把持する（Ｓ２８０）。
　そして、次の工程は最終の曲げ工程であるか否かを判断する（Ｓ２９０）。最終の曲げ工程ではないときには、Ｓ１９０以下の処理を繰り返し、各第１～第３曲げ関節６，８，１０及び第１、第２回転関節１２，１４を駆動して、曲げ機構３０を被加工物４の次の曲げ加工位置に移動させる。
　一方、前述したＳ２１０の処理により、被加工物４を曲げながらの被加工物４の引き込みは行わないと判断すると、締め型４２を曲げ型３２の廻りに予め設定された曲げ角度に応じて公転させて曲げ加工を行なう（Ｓ３００）。
　次に、チャック機構４６による被加工物４の把持を解除し（Ｓ３１０）、被加工物４の引き込み量を読み込む（Ｓ３２０）。次に、各第１～第３曲げ関節６，８，１０及び第１、第２回転関節１２，１４を駆動して、曲げ機構３０を被加工物４の長手方向に移動させて、引き込みを開始する（Ｓ３３０）。これにより、被加工物４が長手方向に移動されてチャック機構４６から引き込まれる。
　引き込みが完了したか否かを判断し（Ｓ３４０）、完了していないときには、引き込みの完了を待つ。引き込みが完了したときには、チャック機構４６により被加工物４を把持し（Ｓ３５０）、Ｓ２９０の処理を実行する。
　また、前述したＳ２００の処理により、被加工物４の引き込みをしないと判断したときには、締め型４２を曲げ型３２の廻りに予め設定された曲げ角度に応じて公転させて曲げ加工を行ない（Ｓ３６０）、Ｓ２９０の処理を実行する。
　次工程が最終工程でないときには、Ｓ１９０以下の処理を繰り返して、予め曲げ加工データに設定された曲げ加工箇所に曲げ機構３０を移動させて、被加工物４を曲げ加工する。そして、次工程が最終工程であるときには、曲げながらアンローディングするか否かを判断する（Ｓ３７０）。曲げながらアンローディングするか否かは予め曲げ加工データに設定されている。例えば、被加工物４の曲げ加工箇所が、チャック機構４６に被加工物４を把持させた状態では、曲げ加工できないような、あるいは、曲げ加工し難いような箇所である場合に、曲げながらアンローディングする。あるいは、被加工物４に曲げ加工前にブラケット等が取り付けられ、被加工物４をチャック機構４６により把持する際に、制限を受けるような場合に曲げながらアンローディングする。
　曲げながらアンローディングする場合には、曲げ機構３０による曲げ角度を読み込む（Ｓ３８０）。そして、曲げ機構３０により被加工物４を挟持して、チャック機構４６を開放し、被加工物４を搬出用受け台５２に向かって移動させて、アンローディングを開始する（Ｓ３９０）。
　アンローディングでは、関節型ロボット２の各第１～第３曲げ関節６，８，１０及び第１、第２回転関節１２，１４を駆動して、曲げ機構３０を移動させ、曲げ型３２の溝３４に被加工物４を当接させる。
　次に、締め型４２、圧力型４４を移動させて、曲げ機構３０により被加工物４を挟持する。曲げ機構３０により被加工物４を挟持した後、関節型ロボット２を制御して、各第１～第３曲げ関節６，８，１０及び第１、第２回転関節１２，１４を駆動して、被加工物４を搬出用受け台５２に向かって移動させる。曲げ機構３０により被加工物４を挟持する際には、曲げ加工箇所を曲げ機構３０により挟持する。
　そして、アンローディングによる被加工物４を搬出用受け台５２に向かって移動させながら、曲げ機構３０を駆動して、被加工物４の最終曲げ加工を開始する（Ｓ４００）。曲げ加工は、締め型４２を曲げ型３２の廻りにＳ３８０の処理により読み込んだ曲げ角度に応じて公転させて行なう。曲げ加工中も、各第１～第３曲げ関節６，８，１０及び第１、第２回転関節１２，１４を駆動して、被加工物４を搬出用受け台５２に向かって移動させる。尚、アンローディング中に、被加工物４の移動を一時停止して、曲げ加工を行うようにしてもよい。
　曲げ加工及びアンローディングが完了したか否かを判断し（Ｓ４１０）、完了していないときには、曲げ加工及びアンローディングの完了を待つ。曲げ加工及びアンローディングが完了すると、曲げ機構３０による被加工物４の挟持を解除して、被加工物４を搬出用受け台５２上に載置し（Ｓ４２０）、一旦本制御処理を終了する。
　一方、Ｓ３７０の処理により、曲げながらアンローディングしないと判断すると、関節型ロボット２を制御して、曲げ機構３０を最終曲げ加工位置に移動した後、締め型４２、圧力型４４を駆動して、締め型４２、圧力型４４を被加工物４に突き当て、締め型４２を圧力型４４の廻りに所定の曲げ角度に応じて公転させて、最終の曲げ加工を行なう（Ｓ４３０）。
　そして、関節型ロボット２を制御して、例えば、曲げ加工した後の被加工物４の左右のバランスが取れる位置に曲げ機構３０を移動させる。曲げ機構３０の締め型４２を駆動して、被加工物４を締め型４２と曲げ型３２とにより挟持し、チャック機構４６を開放し、被加工物４を搬出用受け台５２に向かって移動させるアンローディングを行なう（Ｓ４４０）。被加工物４を搬出用受け台５２上に移動させた後、曲げ機構３０による被加工物４の挟持を解除して、被加工物４を搬出用受け台５２上に載置して（Ｓ４２０）、一旦本制御処理を終了する。
　前述したように、曲げながらローディング、曲げながら引き込み、あるいは、曲げながらアンローディングを実行するので、作業効率が向上すると共に、チャック機構４６により被加工物４を把持した状態では、曲げ加工できない箇所であっても、曲げ加工することができ、曲げ加工後の切断等が不要で、歩留まりを改善できる。
　以上、本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

Claims (5)

  1. 　曲げ加工装置であって、
    　曲げ型と、該曲げ型の周りを公転可能な締め型とにより長尺状の被加工物を挟持し、前記締め型を公転させ前記被加工物を曲げ加工する曲げ機構と、
    　前記被加工物を把持するチャック機構を取り付けた固定台と、
    　前記曲げ機構が取り付けられ、前記曲げ機構を移動させる関節型ロボットと、
    　前記関節型ロボット、前記曲げ機構及び前記チャック機構を制御する制御手段と、
    　を備え、
    　前記制御手段によって実行される制御は、前記被加工物を前記曲げ機構により挟持し、前記関節型ロボットにより前記曲げ機構を移動させて前記被加工物を移動させると共に、前記被加工物を移動させながら前記曲げ機構により前記被加工物を曲げ加工する曲げ・移動制御を含む
    　ことを特徴とする曲げ加工装置。
  2. 　請求項１に記載の曲げ加工装置であって、
    　前記関節型ロボットは、
    　関節で接続された２つの部材のリンク方向に対して直交する方向に曲げ軸が延在している複数の曲げ関節と、
    　関節で接続された２つの部材のリンク方向と同じ方向に旋回軸が延在している複数の回転関節と
    　を有する
    　ことを特徴とする曲げ加工装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の曲げ加工装置であって、
    　前記曲げ・移動制御は、前記被加工物を前記曲げ機構により挟持し、前記関節型ロボットにより前記曲げ機構を移動させて前記被加工物を前記チャック機構に向かって移動させながら、前記曲げ機構により前記被加工物を曲げ加工して、前記被加工物を前記チャック機構に把持させる制御を含む
    　ことを特徴とする曲げ加工装置。
  4. 　請求項１～３のいずれかに記載の曲げ加工装置であって、
    　前記曲げ・移動制御は、前記被加工物を前記曲げ機構により挟持した状態で前記チャック機構による把持を解除させ、前記関節型ロボットにより前記曲げ機構を移動させて前記被加工物を移動させながら、前記曲げ機構により前記被加工物を曲げ加工して、前記被加工物を搬出させる制御を含む
    　ことを特徴とする曲げ加工装置。
  5. 　請求項１～４のいずれかに記載の曲げ加工装置であって、
    　前記曲げ・移動制御は、前記被加工物を前記曲げ機構により挟持した状態で前記チャック機構による把持を解除させ、前記関節型ロボットにより前記曲げ機構を移動させて前記被加工物を移動させながら、前記曲げ機構により前記被加工物を曲げ加工した後、前記被加工物を前記チャック機構により把持させる制御を含む
    　ことを特徴とする曲げ加工装置。
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