(57)【要約】      （修正有）【課題】ワークのツカミ換えを最小回数に抑えることでワーク１枚当たりの加工タクトを大幅に短縮することにより、作業能率を高めて加工コストを低減できる曲げ部材の自動ハンドリング装置を提供する。【解決手段】ワーク１の大きさと形状に応じて予めプログラムされたＸＹ軸座標上の原点をハンドリング開始点として操作台テーブル１１に設定する。自動ハンドリング装置３０のワークグリップ機構３１は搬入テーブル１２上のワークの長辺１ｃを把持し、クランプ状態でハンドリング開始点まで移動させる。ハンドリング開始点から今度はクランプ状態でＹ軸方向をパネルベンダー本体１０（の金型）に向けて前進させる。ワーク１の長辺１ｂを曲げ加工後にハンドリング開始点まで後退させる。自動ハンドリング装置３０のグリップ保持板３８を反時計廻り方向に９０°旋回させ、短辺１ｅを曲げ加工する。そのようにして長短４つの辺を曲げ加工する。【選択図】図６
2011235352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲げ部材の大きさと形状に応じて予めプログラムされたＸＹ軸座標上の原点をハンドリング開始点に設定し、前記ハンドリング開始点からＸ軸方向を搬入位置まで移動してそこに位置決めされている前記曲げ部材の第１の辺を把持したクランプ状態で前記ハンドリング開始点まで移動させ、かつ前記ハンドリング開始点に移動させた前記曲げ部材をクランプ状態でＹ軸方向を金型に向けて前進させて、前記金型によって前記曲げ部材の第１の辺に対向する第２の辺を曲げ加工後に前記ハンドリング開始点まで後退させ、そのハンドリング開始点を中心に前記曲げ部材を時計廻り方向または反時計廻り方向に旋回させて第３の辺およびそれ以上の各辺を順に曲げ加工し、各辺の曲げを終えた曲げ部材を搬出位置に向けてＸ軸方向に移動させて搬出することを特徴とする曲げ部材の自動ハンドリング方法。
【請求項２】
前記曲げ部材のすべての辺を把持してクランプ状態で曲げ加工を行う場合、辺のツカミ換えを一度のみ行うことを特徴とする請求項１に記載の曲げ部材の自動ハンドリング方法。
【請求項３】
曲げ部材の曲げ加工を行う金型と、
前記金型の正面前部に隣接して設けられて前記曲げ部材を前記金型に振り向けるハンドリングを行う場所の操作台テーブルと、
前記操作台テーブルの横に隣接して設けられた搬入搬出用のテーブルと、
前記曲げ部材の大きさと形状に応じて設定されるＸＹ軸座標上の原点をハンドリング開始点にして前記搬入搬出用のテーブルとの間をＸ軸方向に往復動し、かつ前記金型と前記ハンドリング開始点との間をＹ軸方向に進退動作するキャリアと、
前記キャリアに回転自在に軸支されたグリップ保持板と、
前記グリップ保持板に一列に保持され、前記曲げ部材の一辺を把持したクランプ状態で曲げ部材を時計廻り方向または反時計廻り方向に旋回させて前記金型に振り向ける複数からなるワークグリップ機構と、
を備えたことを特徴とする曲げ部材の自動ハンドリング装置。
【請求項４】
前記曲げ部材の大きさおよび形状に応じて前記複数からなるワークグリップ機構のすべてまたは一部を作動させるように構成したことを特徴とする請求項３に記載の曲げ部材の自動ハンドリング装置。
【請求項５】
前記曲げ部材の辺のツカミ換えのために、前記曲げ部材へのクランプ状態を解放して前記ワークグリップ機構が前記グリップ保持板を介して旋回するとき、クランプ解放された前記曲げ部材をセンタークランプで挟持するマニピュレータを備えたことを特徴とする請求項３または４に記載の曲げ部材の自動ハンドリング装置。
【請求項６】
前記曲げ部材の大きさおよび形状に対応して前記ワークグリップ機構および前記マニピュレータのいずれか一方または両方併用を選択可能に構成したことを特徴とする請求項５に記載の曲げ部材の自動ハンドリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、薄板鋼板などの金属素材を曲げ加工するプレスブレーキやパネルベンダーなどの鍛圧機械に関し、さらに詳しくは、金型に対してパネル状のワークを曲げ方向に振り向ける旋回操作を自動化した曲げ部材のハンドリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  たとえば、矩形状のワークをパネルベンダーに送り込んでワークの長短各辺を順に曲げ加工することで、たとえばスチールドア、壁材、スチール家具などの製品の筺体や組立用パネルが製造される。その場合、ワークは前工程において定尺材を所要の大きさ剪断したもの、あるいは所要の形状に打ち抜きプレス加工して折り曲げ前の展開シート（ブランク）にしたものが曲げの次工程であるパネルベンダーに送り込まれることが多々ある。たとえば、図７（ａ），（ｂ）に示すように、矩形状のワーク１の長短４つの各辺を順に曲げ加工する場合、ワーク１の中央部をマニピュレータのセンタークランプ２１，２２で掴んで旋回させ、ワーク曲げ方向を金型に振り向けるワークハンドリングが行われる。図示例のワーク１はそれぞれ２つの長辺１ｂ，１ｃと短辺１ｄ，１ｅを順に曲げ加工し、図７（ｂ）に示すフランジを有する額縁形状パネルとして製造されるものである。【０００３】  それに対して、図８（ａ），（ｂ）に示すたとえば上記スチールドア用のパネルのように、前工程においてワーク１の中央部に窓用の開口部１ａを空けたものがパネルベンダーに送られてくる工程の場合は事情が異なる。この場合、開口部１ａが空いているためにワーク１の中央部を図７（ａ），（ｂ）に示すセンタークランプ２１，２２で掴んでクランプすることができない。したがって、やむなくセンタークランプ２１，２２でワーク中央部からずれた偏心位置にてワーク１を掴んでクランプせざるを得ない。そのように掴み位置がワーク中央部からずれると、そのずれた距離分だけワーク１の振り向け旋回半径が大きくなる。旋回半径が大きくなると、それだけワークハンドリング時の作業スペースを広く確保しなければならず、工場内レイアウトを制約して不利である。【０００４】  近年、ワーク１の旋回半径が大きくなる不具合を解消するために、図８（ａ），（ｂ）のように、ワーク１の一辺をグリップ機構３１で掴んで金型に振り向けるハンドリング装置や方式が開発されている。たとえば、特許文献１に開示されている装置や方法の場合、座標軸でいうＸ軸とＹ軸の方向にワークを移動させるマニピュレータが第１マニピュレータと第２マニピュレータからなっているものである。【０００５】
【特許文献１】  特表２０００−５０３９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、上記特許文献１に開示された装置では、ワークの曲げ方向を金型に振り向けるごとにグリップ機構はワークの一辺から他辺へツカミ換えしなければならない。すなわち、ワークが矩形状で長短４つの各辺を曲げ加工するような場合、長短４つの各辺のすべてをツカミ換えする必要がある。結果、ワーク１枚当たりの加工タクトが非常に長くなり、それが加工コストに反映してコスト高になるといった問題がある。【０００７】  そこで、本発明の目的は、ワークのツカミ換えを最小回数に抑えることでワーク１枚当たりの加工タクトを大幅に短縮することにより、作業能率を高めて加工コストを低減できる曲げ部材の自動ハンドリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記目的を達成するために本発明に係る代表的な請求項１に記載の曲げ部材の自動ハンドリング方法は、曲げ部材の大きさと形状に応じて予めプログラムされたＸＹ軸座標上の原点をハンドリング開始点に設定し、前記ハンドリング開始点からＸ軸方向を搬入位置まで移動してそこに位置決めされている前記曲げ部材の第１の辺を把持したクランプ状態で前記ハンドリング開始点まで移動させ、かつ前記ハンドリング開始点に移動させた前記曲げ部材をクランプ状態でＹ軸方向を金型に向けて前進させて、前記金型によって前記曲げ部材の第１の辺に対向する第２の辺を曲げ加工後に前記ハンドリング開始点まで後退させ、そのハンドリング開始点を中心に前記曲げ部材を時計廻り方向または反時計廻り方向に旋回させて第３の辺およびそれ以上の各辺を順に曲げ加工し、各辺の曲げを終えた曲げ部材を搬出位置に向けてＸ軸方向に移動させて搬出することを特徴とする。【０００９】  また、上記目的を達成するために本発明に係る代表的な請求項２に記載の曲げ部材の自動ハンドリング装置は、曲げ部材の曲げ加工を行う金型と、前記金型の正面前部に隣接して設けられて前記曲げ部材を前記金型に振り向けるハンドリングを行う場所の操作台テーブルと、前記操作台テーブルの横に隣接して設けられた搬入搬出用のテーブルと、前記曲げ部材の大きさと形状に応じて設定されるＸＹ軸座標上の原点をハンドリング開始点にして前記搬入搬出用のテーブルとの間をＸ軸方向に往復動し、かつ前記金型と前記ハンドリング開始点との間をＹ軸方向に進退動作するキャリアと、前記キャリアに回転自在に軸支されたグリップ保持板と、前記グリップ保持板に一列に保持され、前記曲げ部材の一辺を把持したクランプ状態で曲げ部材を時計廻り方向または反時計廻り方向に旋回させて前記金型に振り向ける複数からなるワークグリップ機構と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】  本発明の請求項１に記載の曲げ部材の自動ハンドリング方法によれば以下の効果が得られる。曲げ部材の各辺を金型に振り向けて曲げ加工する場合、曲げ部材を座標平面のＸ軸方向とＹ軸方向に移動させ、かつハンドリング開始点を中心に曲げ部材を旋回動作させるので、曲げ部材の振り回しに大きな作業範囲を必要としない。そのため、工場内レイアウトにおいて省スペースに有効である。【００１１】  また、本発明の請求項２に記載の曲げ部材の自動ハンドリング装置によれば以下の効果が得られる。自動ハンドリング装置に備わる複数のワークグリップ機構で曲げ部材の一辺を掴んでクランプし、そのクランプ状態で曲げ部材を旋回させて各辺を金型に振り向けるので、最小限の旋回面積を確保するだけで済む。また、曲げ部材の各辺すべてに「ツカミ換え」する従来の不具合を解消できる。すなわち、ツカミ換えを一度だけに設定しているので、曲げ部材１枚当たりの加工タクトが格段に短縮され、作業能率の向上とコスト低減に非常に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  以下、本発明による曲げ部材の自動ハンドリング装置の好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、従来例として説明した図７および図８の部材と同一または共通する部材には同一の符号を付し、本実施形態による新規部材には新規の符号を付して従来例との違いを明確にする。【００１３】第１の実施形態
図１は、本実施形態による曲げ部材の自動ハンドリング装置３０をＡＣサーボドライブ方式パネルベンダーに応用した構造例の全体平面図である。パネルベンダー本体１０には図示しない上下型からなる曲げ加工用の金型が備わっている。パネルベンダー本体１０の前部正面側にはワークをハンドリングする操作台テーブル１１が設けられている。この操作台テーブル１１上に図４（ａ），（ｂ）に示す曲げ部材である矩形状のワーク１が座標軸でいうＸ軸方向から横送りされてきて位置決めされ、パネルベンダー本体１０の金型に向けてＹ軸方向を前方に縦送りされて曲げ加工に臨む。また、図示しないワーク集積ストックからワーク１を１枚ずつ送って位置決めするためのローラコンベア式搬入テーブル（搬入位置）１２が操作台テーブル１１に設けられている。搬入テーブル１２へのワーク搬入動作にほぼ同期させて、次に詳述する自動ハンドリング装置３０が図の右方から左方へＸ軸上を移動してきて搬入テーブル１２上のワーク１を把持してクランプする【００１４】  また、上記操作台テーブル１１上にはワーク１を掴んでハンドリングを行うマニピュレータ２０が配置され、図７（ａ），（ｂ）で示したセンタークランプ２１，２２を備えそれらでワーク１を表面側と裏面側から挟み込んでクランプするようになっている。【００１５】  また、操作台テーブル１１上をＸＹ軸直交座標の平面と仮定し、ワーク１の大きさと形状に応じてその座標原点の位置を予めプログラムしてシーケンス制御が可能となっている。そうした座標原点をハンドリング開始点としてそこを原位置に本実施形態の要部である自動ハンドリング装置３０が配置されている。図２に示すように、自動ハンドリング装置３０はそのキャリア（台車）３７を介して操作台テーブル１１における原位置のハンドリング開始点からガイドレール１５に案内され、座標軸のＸ軸方向とＹ軸方向に直線動するようになっている。キャリア３７にはグリップ保持板３８が回転自在に軸支されていて、モータや減速機などからなる回転動力源３９から回転動力を受けて回転する。そうしたグリップ保持板３８に一列に配置して同一の本実施形態では４つのワークグリップ機構３１が担持されている。それら４つのワークグリップ機構３１はワーク１の大きさや形状に応じて予めプログラムされたシーケンス制御で４つすべて、あるいは４つの一部が同時作動するよう設定されている。【００１６】  そこで、上記グリップ保持板３８は４つのワークグリップ機構３１を伴って一体に時計廻り方向または反時計廻り方向にそれぞれ回転角度９０°から最大１８０°の範囲で回転する。すなわち、４つのワークグリップ機構３１は一体にＸＹ軸方向に直線動するとともに、操作台テーブル１１にて角度９０°〜１８０°の範囲で回転する。図５（ａ）〜（ｃ）は、それら４つのワークグリップ機構３１の構造と動作順を示している。各ワークグリップ機構３１はワーク１を掴んでクランプする上下一対の爪形状グリップ部材３２，３３を有し、上部のグリップ部材３２はトグル機構の一部材を構成して倍力を発生するようになっている。その上部のグリップ部材３２は基端部がヒンジピン３２ａを介して回動可能に可動ブラケット３４に軸支され、ヒンジピン３２ｂを介���てシリンダ装置（アクチュエータ）３５のロッド３５ａに連結されている。したがって、シリンダ装置３５のピストン往復作動によってヒンジピン３２ａを支点にしてグリップ部材３２を回動させ、下部のグリップ部材３３と協働してワーク１を掴むようになっている。その下部のグリップ部材３３は上記可動ブラケット３４に一体的に結合され、それら一体結合体がシリンダ装置３６のロッド３６ａの直線動で天地方向への上下動が可能に保持されている。【００１７】  つぎに、以上の構成から第１の本実施形態による自動ハンドリング装置３０について、その動作と作用を図６（ａ）〜（ｎ）を参照して説明する。以下、自動ハンドリング装置２０のシーケンス動作はＣＰＵ（中央制御装置）などで構成されるマイコンによる電子制御に基づいたＮＣ制御で行うことができる。【００１８】  まず、図６（ａ）のように、図４（ａ），（ｂ）に示す曲げ部材のワーク１が搬入テーブル１２上に送られてきて位置決めされる。そのワーク搬入動作にほぼ同期して、操作台テーブル１１上のハンドリング開始点に待機中の自動ハンドリング装置３０が搬入テーブル１２に向かってＸ軸方向を図の左方向に移動開始する。すなわち、スタートＯＮ信号によってキャリア３７がＸ軸上を図の左方向の搬入テーブル１２に向かって移動開始し、グリップ保持板３８上の４つのワークグリップ機構３１がワーク１の長辺１ｃを掴める位置まで移動する。続いて４つのワークグリップ機構３１のシリンダ装置３５が同時作動し、ワーク１の長辺１ｃを掴んでグリップする（図８参照）。【００１９】  図６（ｂ）に示すように、自動ハンドリング装置３０のワークグリップ機構３１でグリップされたワーク１はＸ軸上を図の右方向の操作台テーブル１１に向かって運ばれ、操作台テーブル１１上の所定位置（原位置）まで移動していったんここで位置決めされる。この操作台テーブル１１の原位置がワーク１をこれから曲げ開始する初動位置となる。【００２０】  図６（ｃ）に示すように、ワークグリップ機構３１でグリップされた状態でワーク１をパネルベンダー本体１０に向けてＹ軸上を前方に縦移動させる。金型に振り向けられたワーク１はその長辺１ｂが所定の角度に曲げ加工される。【００２１】  長辺１ｂの曲げ加工を終えると、図６（ｄ）に示すように、自動ハンドリング装置３０はワークグリップ機構３１でグリップした状態のワーク１を操作台テーブル１１上の初動位置である原位置まで後退させる。【００２２】  原位置に後退した段階で、図６（ｅ）に示すように、自動ハンドリング装置３０のワークグリップ機構３１はグリップしているワーク１ごと一体に反時計廻り方向に位相角度９０°だけ旋回し、短辺１ｅをパネルベンダー本体１０に振り向ける。それから自動ハンドリング装置３０はパネルベンダー本体１０に向けてＹ軸上を前進し、掴んでいるワーク１の短辺１ｅを金型に臨ませる。それによって図６（ｆ）に示すように、ワーク１の短辺１ｅの曲げ加工が行われる。【００２３】  短辺１ｅの曲げ加工を終えると、図６（ｇ），（ｈ）に示すように、自動ハンドリング装置３０はワーク１をグリップしたまま原位置まで後退し、そのグリップ状態でワーク１ごと位相角度１８０°だけ時計廻り方向に旋回す���。それによって今度はワーク１の短辺１ｄがパネルベンダー本体１０に振り向けられ、自動ハンドリング装置３０を前進させてワーク１を金型に臨ませ、図６（ｉ）に示すように短辺１ｄの曲げ加工を行う。【００２４】  短辺１ｄの曲げ終了後、図６（ｊ）に示すように、自動ハンドリング装置３０はワークグリップ機構３１によるワーク１の掴みを解放し、自動ハンドリング装置３０は単独でそのグリップ保持板３８が反時計廻り方向に角度１８０°旋回する。このとき、ワーク１はグリップ解放で自由になっていて不安定であるので、図７で示したセンタークランプ２１，２２で挟持して安定させておくことができる。すなわち、自動ハンドリング装置３０とマニピュレータ２０が併用される例である。かかる旋回位置でワークグリップ機構３１を作動させてワーク１の既に曲げ済みの長辺１ｂをツカミ換えしてグリップする。ワーク１に対するツカミ換えは全曲げ工程中でそのとき一度のみである。【００２５】  ツカミ換え後、自動ハンドリング装置３０はツカミ換え位置から今度は時計廻り方向に角度９０°だけ旋回して原位置であるハンドリング開始点に戻る。それによって、図６（ｋ）に示すように、ワーク１の長辺１ｃがパネルベンダー本体１０に振り向けられる。【００２６】  図６（１）に示すように、ワーク１をグリップした自動ハンドリング装置３０のキャリア３７はＹ軸上を前進し、ワーク１の長辺１ｃの曲げ加工が行われる。長辺１ｃの曲げ終了後、図６（ｍ）に示すように、自動ハンドリング装置３０のキャリア３７はＹ軸上を後退して原位置のハンドリング開始点に戻る。【００２７】  ハンドリング開始点に戻った自動ハンドリング装置３０は４つの長短辺すべての曲げを終えたワーク１をグリップ保持した状態で、図６（ｎ）に示すように、Ｘ軸上を図の左方向に移動してワーク１を搬入テーブル１２上に運び、ワーク搬出の段取りとなる。【００２８】  但し、操作台テーブル１１の図６（ｎ）でいう右隣りに搬出テーブル４０を設けてある場合、すべての曲げを終えたワーク１はＸ軸上をその搬出テーブル４０に搬出コンベア１４を作動させて搬出することもできる。【００２９】  また、ワーク１が小形の場合は特に、すべての辺の曲げ加工を終えた後はハンドリング開始点までわざわざ戻す必要がなく、終えた位置から搬入テーブル１２または上記搬出テーブル４０に斜め方向に後退させて搬出することができる。ワークを斜め方向に移動させるパスラインも自動ハンドリング装置３０のＸＹ軸座標の設定で可能である。小形のワークをそのような斜めパスラインで搬出すれば、大形のワーク１のように原点であるハンドリング開始点まで戻す場合と比べて戻し時間を稼いでタクト短縮に有効である。【００３０】  なお、ワーク１は、長短４つの辺を図４（ａ），（ｂ）および図５（ａ）〜（ｃ）に示す形状にフランジ曲げして額縁状のドアパネルなどに製作されるものが例として示されている。上記図６（ａ）〜（ｎ）までの動作の各工程においてワーク１の長辺１ｂ，１ｃと短辺１ｄ，１ｅをそれぞれ一回のみ曲げ加工するかのような説明をしている。すなわち、図４および図５のように二度曲げ、三度曲げ・・・してフランジ曲げする加工の方法や形態は本実施形態の主旨とする���ころではないので説明を省略している。【００３１】  以上から明らかなように、第１の実施形態ではつぎの多くの効果が得られる。
▲１▼図示例のワーク１のように、ドアパネルのごとき窓用の開口部１ａが前工程で空けられているために、従来の図７（ａ），（ｂ）で示すマニピュレータ２０のセンタークランプ２１，２２ではワーク中央部を掴んでクランプできない場合により有効である。
▲２▼従来、センタークランプ２１，２２でワーク中央部から偏心位置を掴むために、ワークの長短各辺を順に曲げ加工する際に振り向ける旋回半径が大きくなり、大きな旋回半径分の面積を確保する不具合があった。本実施形態ではそうした不具合を、自動ハンドリング装置３０でグリップしてワーク１を中心部で旋回させるので、最小限の旋回面積を確保するだけで済み、工場レイアウトで省スペース化が実現する。
▲３▼従来、ワークの長短４つの辺ごとに「ツカミ換え」しているために、ワーク１枚当たりの加工タクトが長くそれが反映してコスト高の大きな要因となっていた。本実施形態ではそうした不具合を、図６（ｊ）でツカミ換えを一度だけに設定しているので、ワーク１枚当たりの加工タクトが格段に短縮され、作業能率の向上とコスト低減に非常に有効である。【００３２】第２の実施形態
上記第１の実施形態ではワーク１の中央部に開口部１ａが空いている場合の長短４つの各辺１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅを順に曲げ加工する形態が説明された。それに対して、図７（ａ），（ｂ）に示すワーク中央部に開口部を有しないワーク１の曲げ加工に対応する場合、本装置に備わるセンタークランプ式のマニピュレータ２０によってワーク１の中央部を掴んでクランプし、長短４つの各辺を曲げ加工する。このように、ワーク１の中央部における開口部１ａの有無に応じてセンタークランプ式のマニピュレータ２０および第１の実施形態の自動ハンドリング装置３０のいずれか使い分けでき、また加工都合によってはマニピュレータ２０と自動ハンドリング装置３０の双方を併用できる。併用は、上記段落（００２４）で説明したツカミ換え時に有効である。【００３３】  以上、好適な第１，第２の実施形態について説明した。本発明の主旨や思想を逸脱しない範囲内において、本発明はかかる第１，第２の実施形態に限定されるものではなく他の実施形態やそれらの変形例や応用例も可能である。さらに、それら各実施形態の組み合わせも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る好適な第１の実施形態の自動ハンドリング装置をパネルベンダーに適用した形態を示す平面図。
【図２】同第１の実施形態の自動ハンドリング装置を示す正面図。
【図３】同第１の実施形態の自動ハンドリング装置を示す側面図。
【図４】同図（ａ），（ｂ）は第１の実施形態の自動ハンドリング装置におけるワーク例をそれぞれ示す曲げ加工前と加工後を示す斜視図。
【図５】同図（ａ）〜（ｃ）は第１の実施形態における要部であるグリップ機構の構造と動作順を示す側面図。
【図６】同図（ａ）〜（ｎ）は第１の実施形態においてワークの曲げ加工動作を順に示す平面図。
【図７】同図（ａ），（ｂ）はセンタークランプ方式によってワークをグリップした状態で曲げ加工する前後を示す斜視図。
【図８】ワーク中央部に窓用開口部を設けた場合のグリップ方式を示すワーク曲げ加工前後を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３５】１・・・ワーク
１ａ・・窓用の開口部
１ｂ，１ｃ，１ｃ，１ｄ・・・曲げ加工されるワーク長短辺
１１・・・操作台テーブル
１２・・・搬入テーブル
１３・・・搬入コンベア
１４・・・搬出コンベア
２０・・・マニピュレータ
２１，２２・・・センタークランプ
３０・・・自動ハンドリング装置
３１・・・ワークグリップ機構
３２・・・トグル機構に連結された上部のグリップ部材
３３・・・下部のグリップ部材
３４・・・可動ブラケット
３５・・・シリンダ装置
３７・・・キャリア
３８・・・グリップ保持板
３９・・・グリップ保持板の回転動力源
４０・・・搬出テーブル
【図１】
2011235352.tif 000003
【図２】
2011235352.tif 000004
【図３】
2011235352.tif 000005
【図５】
2011235352.tif 000006
【図６】
2011235352.tif 000007
【図６】
2011235352.tif 000008
【図６】
2011235352.tif 000009
【図６】
2011235352.tif 000010
【図６】
2011235352.tif 000011
【図７】
2011235352.tif 000012
【図８】
2011235352.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月9日(2010.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、薄板鋼板などの金属素材を曲げ加工するプレスブレーキやパネルベンダーなどの鍛圧機械に関し、さらに詳しくは、金型に対してパネル状のワークを曲げ方向に振り向ける旋回操作を自動化した曲げ部材のハンドリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  たとえば、矩形状のワークをパネルベンダーに送り込んでワークの長短各辺を順に曲げ加工することで、たとえばスチールドア、壁材、スチール家具などの製品の筺体や組立用パネルが製造される。その場合、ワークは前工程において定尺材を所要の大きさ剪断したもの、あるいは所要の形状に打ち抜きプレス加工して折り曲げ前の展開シート（ブランク）にしたものが曲げの次工程であるパネルベンダーに送り込まれることが多々ある。たとえば、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、矩形状のワーク１の長短４つの各辺を順に曲げ加工する場合、ワーク１の中央部をマニピュレータのセンタークランプ２１，２２で掴んで旋回させ、ワーク曲げ方向を金型に振り向けるワークハンドリングが行われる。図示例のワーク１はそれぞれ２つの長辺１ｂ，１ｃと短辺１ｄ，１ｅを順に曲げ加工し、図１１（ｂ）に示すフランジを有する額縁形状パネルとして製造されるものである。【０００３】  それに対して、図１２（ａ），（ｂ）に示すたとえば上記スチールドア用のパネルのように、前工程においてワーク１の中央部に窓用の開口部１ａを空けたものがパネルベンダーに送られてくる工程の場合は事情が異なる。この場合、開口部１ａが空いているためにワーク１の中央部を図１１（ａ），（ｂ）に示すセンタークランプ２１，２２で掴んでクランプすることができない。したがって、やむなくセンタークランプ２１，２２でワーク中央部からずれた偏心位置にてワーク１を掴んでクランプせざるを得ない。そのように掴み位置がワーク中央部からずれると、そのずれた距離分だけワーク１の振り向け旋回半径が大きくなる。旋回半径が大きくなると、それだけワークハンドリング時の作業スペースを広く確保しなければならず、工場内レイアウトを制約して不利である。【０００４】  近年、ワーク１の旋回半径が大きくなる不具合を解消するために、図１２（ａ），（ｂ）のように、ワーク１の一辺をグリップ機構３１で掴んで金型に振り向けるハンドリング装置や方式が開発されている。たとえば、特許文献１に開示されている装置や方法の場合、座標軸でいうＸ軸とＹ軸の方向にワークを移動させるマニピュレータが第１マニピュレータと第２マニピュレータからなっているものである。【０００５】
【特許文献１】  特表２０００−５０３９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、上記特許文献１に開示された装置では、ワークの曲げ方向を金型に振り向けるごとにグリップ機構はワークの一辺から他辺へツカミ換えしなければならない。すなわち、ワークが矩形状で長短４つの各辺を曲げ加工するような場合、長短４つの各辺のすべてをツカミ換えする必要がある。結果、ワーク１枚当たりの加工タクトが非常に長くなり、それが加工コストに反映してコスト高になるといった問題がある。【０００７】  そこで、本発明の目的は、ワークのツカミ換えを最小回数に抑えることでワーク１枚当たりの加工タクトを大幅に短縮することにより、作業能率を高めて加工コストを低減できる曲げ部材の自動ハンドリング方法とその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記目的を達成するために本発明に係る代表的な請求項１に記載の曲げ部材の自動ハンドリング方法は、曲げ部材の大きさと形状に応じて予めプログラムされたＸＹ軸座標上の原点をハンドリング開始点に設定し、前記ハンドリング開始点からＸ軸方向を搬入位置まで移動してそこに位置決めされている前記曲げ部材の第１の辺を把持したクランプ状態で前記ハンドリング開始点まで移動させ、かつ前記ハンドリング開始点に移動させた前記曲げ部材をクランプ状態でＹ軸方向を金型に向けて前進させて、前記金型によって前記曲げ部材の第１の辺に対向する第２の辺を曲げ加工後に前記ハンドリング開始点まで後退させ、そのハンドリング開始点を中心に前記曲げ部材を時計廻り方向または反時計廻り方向に旋回させて第３の辺およびそれ以上の各辺を順に曲げ加工し、各辺の曲げを終えた曲げ部材を搬出位置に向けてＸ軸方向に移動させて搬出することを特徴とする。【０００９】  また、上記目的を達成するために本発明に係る代表的な請求項２に記載の曲げ部材の自動ハンドリング装置は、曲げ部材の曲げ加工を行う金型と、前記金型の正面前部に隣接して設けられて前記曲げ部材を前記金型に振り向けるハンドリングを行う場所の操作台テーブルと、前記操作台テーブルの横に隣接して設けられた搬入搬出用のテーブルと、前記曲げ部材の大きさと形状に応じて設定されるＸＹ軸座標上の原点をハンドリング開始点にして前記搬入搬出用のテーブルとの間をＸ軸方向に往復動し、かつ前記金型と前記ハンドリング開始点との間をＹ軸方向に進退動作するキャリアと、前記キャリアに回転自在に軸支されたグリップ保持板と、前記グリップ保持板に一列に保持され、前記曲げ部材の一辺を把持したクランプ状態で曲げ部材を時計廻り方向または反時計廻り方向に旋回させて前記金型に振り向ける複数からなるワークグリップ機構と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】  本発明の請求項１に記載の曲げ部材の自動ハンドリング方法によれば以下の効果が得られる。曲げ部材の各辺を金型に振り向けて曲げ加工する場合、曲げ部材を座標平面のＸ軸方向とＹ軸方向に移動させ、かつハンドリング開始点を中心に曲げ部材を旋回動作させるので、曲げ部材の振り回しに大きな作業範囲を必要としない。そのため、工場内レイアウトにおいて省スペースに有効である。【００１１】  また、本発明の請求項２に記載の曲げ部材の自動ハンドリング装置によれば以下の効果が得られる。自動ハンドリング装置に備わる複数のワークグリップ機構で曲げ部材の一辺を掴んでクランプし、そのクランプ状態で曲げ部材を旋回させて各辺を金型に振り向けるので、最小限の旋回面積を確保するだけで済む。また、曲げ部材の各辺すべてに「ツカミ換え」する従来の不具合を解消できる。すなわち、ツカミ換えを一度だけに設定しているので、曲げ部材１枚当たりの加工タクトが格段に短縮され、作業能率の向上とコスト低減に非常に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  以下、本発明による曲げ部材の自動ハンドリング方法と装置の好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、従来例として説明した図１１および図１２の部材と同一または共通する部材には同一の符号を付し、本実施形態による新規部材には新規の符号を付して従来例との違いを明確にする。【００１３】第１の実施形態
図１は、本実施形態による曲げ部材の自動ハンドリング装置３０をＡＣサーボドライブ方式パネルベンダーに応用した構造例の全体平面図である。パネルベンダー本体１０には図示しない上下型からなる曲げ加工用の金型が備わっている。パネルベンダー本体１０の前部正面側にはワークをハンドリングする操作台テーブル１１が設けられている。この操作台テーブル１１上に図４（ａ），（ｂ）に示す曲げ部材である矩形状のワーク１が座標軸でいうＸ軸方向から横送りされてきて位置決めされ、パネルベンダー本体１０の金型に向けてＹ軸方向を前方に縦送りされて曲げ加工に臨む。また、図示しないワーク集積ストックからワーク１を１枚ずつ送って位置決めするためのローラコンベア式搬入テーブル（搬入位置）１２が操作台テーブル１１に設けられている。搬入テーブル１２へのワーク搬入動作にほぼ同期させて、次に詳述する自動ハンドリング装置３０が図の右方から左方へＸ軸上を移動してきて搬入テーブル１２上のワーク１を把持してクランプする。【００１４】  また、上記操作台テーブル１１上にはワーク１を掴んでハンドリングを行うマニピュレータ２０が配置され、図１１（ａ），（ｂ）で示したセンタークランプ２１，２２を備えそれらでワーク１を表面側と裏面側から挟み込んでクランプするようになっている。【００１５】  また、操作台テーブル１１上をＸＹ軸直交座標の平面と仮定し、ワーク１の大きさと形状に応じてその座標原点の位置を予めプログラムしてシーケンス制御が可能となっている。そうした座標原点をハンドリング開始点としてそこを原位置に本実施形態の要部である自動ハンドリング装置３０が配置されている。図２および図３に示すように、自動ハンドリング装置３０はそのキャリア（台車）３７を介して操作台テーブル１１における原位置のハンドリング開始点からガイドレール１５に案内され、座標軸のＸ軸方向とＹ軸方向に直線動するようになっている。キャリア３７にはグリップ保持板３８が回転自在に軸支されていて、モータや減速機などからなる回転動力源３９から回転動力を受けて回転する。そうしたグリップ保持板３８に一列に配置して同一の本実施形態では４つのワークグリップ機構３１が担持されている。それら４つのワークグリップ機構３１はワーク１の大きさや形状に応じて予めプログラムされたシーケンス制御で４つすべて、あるいは４つの一部が同時作動するよう設定されている。【００１６】  そこで、上記グリップ保持板３８は４つのワークグリップ機構３１を伴って一体に時計廻り方向または反時計廻り方向にそれぞれ回転角度９０°から最大１８０°の範囲で回転する。すなわち、４つのワークグリップ機構３１は一体にＸＹ軸方向に直線動するとともに、操作台テーブル１１にて角度９０°〜１８０°の範囲で回転する。図５（ａ）〜（ｃ）は、それら４つのワークグリップ機構３１の構造と動作順を示している。各ワークグリップ機構３１はワーク１を掴んでクランプする上下一対の爪形状グリップ部材３２，３３を有し、上部のグリップ部材３２はトグル機構の一部材を構成して倍力を発生するようになっている。その上部のグリップ部材３２は基端部がヒンジピン３２ａを介して回動可能に可動ブラケット３４に軸支され、ヒンジ���ン３２ｂを介してシリンダ装置（アクチュエータ）３５のロッド３５ａに連結されている。したがって、シリンダ装置３５のピストン往復作動によってヒンジピン３２ａを支点にしてグリップ部材３２を回動させ、下部のグリップ部材３３と協働してワーク１を掴むようになっている。その下部のグリップ部材３３は上記可動ブラケット３４に一体的に結合され、それら一体結合体がシリンダ装置３６のロッド３６ａの直線動で天地方向への上下動が可能に保持されている。【００１７】  つぎに、以上の構成から第１の本実施形態による自動ハンドリング装置３０について、その動作と作用を図６〜図１０を参照して説明する。以下、自動ハンドリング装置２０のシーケンス動作はＣＰＵ（中央制御装置）などで構成されるマイコンによる電子制御に基づいたＮＣ制御で行うことができる。【００１８】  まず、図６（ａ）のように、図４（ａ），（ｂ）に示す曲げ部材のワーク１が搬入テーブル１２上に送られてきて位置決めされる。そのワーク搬入動作にほぼ同期して、操作台テーブル１１上のハンドリング開始点に待機中の自動ハンドリング装置３０が搬入テーブル１２に向かってＸ軸方向を図の左方向に移動開始する。すなわち、スタートＯＮ信号によってキャリア３７がＸ軸上を図の左方向の搬入テーブル１２に向かって移動開始し、グリップ保持板３８上の４つのワークグリップ機構３１がワーク１の長辺１ｃを掴める位置まで移動する。続いて４つのワークグリップ機構３１のシリンダ装置３５が同時作動し、ワーク１の長辺１ｃを掴んでグリップする（図１２参照）。【００１９】  図６（ｂ）に示すように、自動ハンドリング装置３０のワークグリップ機構３１でグリップされたワーク１はＸ軸上を図の右方向の操作台テーブル１１に向かって運ばれ、操作台テーブル１１上の所定位置（原位置）まで移動していったんここで位置決めされる。この操作台テーブル１１の原位置がワーク１をこれから曲げ開始する初動位置となる。【００２０】  図６（ｃ）に示すように、ワークグリップ機構３１でグリップされた状態でワーク１をパネルベンダー本体１０に向けてＹ軸上を前方に縦移動させる。金型に振り向けられたワーク１はその長辺１ｂが所定の角度に曲げ加工される。【００２１】  長辺１ｂの曲げ加工を終えると、図７（ａ）に示すように、自動ハンドリング装置３０はワークグリップ機構３１でグリップした状態のワーク１を操作台テーブル１１上の初動位置である原位置まで後退させる。【００２２】  原位置に後退した段階で、図７（ｂ）に示すように、自動ハンドリング装置３０のワークグリップ機構３１はグリップしているワーク１ごと一体に反時計廻り方向に位相角度９０°だけ旋回し、短辺１ｅをパネルベンダー本体１０に振り向ける。それから自動ハンドリング装置３０はパネルベンダー本体１０に向けてＹ軸上を前進し、掴んでいるワーク１の短辺１ｅを金型に臨ませる。それによって図７（ｃ）に示すように、ワーク１の短辺１ｅの曲げ加工が行われる。【００２３】  短辺１ｅの曲げ加工を終えると、図８（ａ），（ｂ）に示すように、自動ハンドリング装置３０はワーク１をグリップしたまま原位置まで後退し、そのグリップ状態でワーク１ごと位相角度１８０°だけ時計廻り方���に旋回する。それによって今度はワーク１の短辺１ｄがパネルベンダー本体１０に振り向けられ、自動ハンドリング装置３０を前進させてワーク１を金型に臨ませ、図８（ｃ）に示すように短辺１ｄの曲げ加工を行う。【００２４】  短辺１ｄの曲げ終了後、図９（ａ）に示すように、自動ハンドリング装置３０はワークグリップ機構３１によるワーク１の掴みを解放し、自動ハンドリング装置３０は単独でそのグリップ保持板３８が反時計廻り方向に角度１８０°旋回する。このとき、ワーク１はグリップ解放で自由になっていて不安定であるので、図１１で示したセンタークランプ２１，２２で挟持して安定させておくことができる。すなわち、自動ハンドリング装置３０とマニピュレータ２０が併用される例である。かかる旋回位置でワークグリップ機構３１を作動させてワーク１の既に曲げ済みの長辺１ｂをツカミ換えしてグリップする。ワーク１に対するツカミ換えは全曲げ工程中でそのとき一度のみである。【００２５】  ツカミ換え後、自動ハンドリング装置３０はツカミ換え位置から今度は時計廻り方向に角度９０°だけ旋回して原位置であるハンドリング開始点に戻る。それによって、図９（ｂ）に示すように、ワーク１の長辺１ｃがパネルベンダー本体１０に振り向けられる。【００２６】図９（ｃ）に示すように、ワーク１をグリップした自動ハンドリング装置３０のキャリア３７はＹ軸上を前進し、ワーク１の長辺１ｃの曲げ加工が行われる。長辺１ｃの曲げ終了後、図１０（ａ）に示すように、自動ハンドリング装置３０のキャリア３７はＹ軸上を後退して原位置のハンドリング開始点に戻る。【００２７】  ハンドリング開始点に戻った自動ハンドリング装置３０は４つの長短辺すべての曲げを終えたワーク１をグリップ保持した状態で、図１０（ｂ）に示すように、Ｘ軸上を図の左方向に移動してワーク１を搬入テーブル１２上に運び、ワーク搬出の段取りとなる。【００２８】  但し、操作台テーブル１１の図１０（ｂ）でいう右隣りに搬出テーブル４０を設けてある場合、すべての曲げを終えたワーク１はＸ軸上をその搬出テーブル４０に搬出コンベア１４を作動させて搬出することもできる。【００２９】  また、ワーク１が小形の場合は特に、すべての辺の曲げ加工を終えた後はハンドリング開始点までわざわざ戻す必要がなく、終えた位置から搬入テーブル１２または上記搬出テーブル４０に斜め方向に後退させて搬出することができる。ワークを斜め方向に移動させるパスラインも自動ハンドリング装置３０のＸＹ軸座標の設定で可能である。小形のワークをそのような斜めパスラインで搬出すれば、大形のワーク１のように原点であるハンドリング開始点まで戻す場合と比べて戻し時間を稼いでタクト短縮に有効である。【００３０】  なお、ワーク１は、長短４つの辺を図４（ａ），（ｂ）および図５（ａ）〜（ｃ）に示す形状にフランジ曲げして額縁状のドアパネルなどに製作されるものが例として示されている。上記図６〜図１０までの動作の各工程においてワーク１の長辺１ｂ，１ｃと短辺１ｄ，１ｅをそれぞれ一回のみ曲げ加工するかのような説明をしている。すなわち、図４および図５のように二度曲げ、三度曲げ・・・してフランジ曲げする加工の方法や形態は本実施形態の主旨とするところではないので説明を省略している。【００３１】  以上から明らかなように、第１の実施形態ではつぎの多くの効果が得られる。
▲１▼図示例のワーク１のように、ドアパネルのごとき窓用の開口部１ａが前工程で空けられているために、従来の図１１（ａ），（ｂ）で示すマニピュレータ２０のセンタークランプ２１，２２ではワーク中央部を掴んでクランプできない場合により有効である。
▲２▼従来、センタークランプ２１，２２でワーク中央部から偏心位置を掴むために、ワークの長短各辺を順に曲げ加工する際に振り向ける旋回半径が大きくなり、大きな旋回半径分の面積を確保する不具合があった。本実施形態ではそうした不具合を、自動ハンドリング装置３０でグリップしてワーク１を中心部で旋回させるので、最小限の旋回面積を確保するだけで済み、工場レイアウトで省スペース化が実現する。
▲３▼従来、ワークの長短４つの辺ごとに「ツカミ換え」しているために、ワーク１枚当たりの加工タクトが長くそれが反映してコスト高の大きな要因となっていた。本実施形態ではそうした不具合を、図９（ａ）でツカミ換えを一度だけに設定しているので、ワーク１枚当たりの加工タクトが格段に短縮され、作業能率の向上とコスト低減に非常に有効である。【００３２】  第２の実施形態
上記第１の実施形態ではワーク１の中央部に開口部１ａが空いている場合の長短４つの各辺１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅを順に曲げ加工する形態が説明された。それに対して、図１１（ａ），（ｂ）に示すワーク中央部に開口部を有しないワーク１の曲げ加工に対応する場合、本装置に備わるセンタークランプ式のマニピュレータ２０によってワーク１の中央部を掴んでクランプし、長短４つの各辺を曲げ加工する。このように、ワーク１の中央部における開口部１ａの有無に応じてセンタークランプ式のマニピュレータ２０および第１の実施形態の自動ハンドリング装置３０のいずれか使い分けでき、また加工都合によってはマニピュレータ２０と自動ハンドリング装置３０の双方を併用できる。併用は、上記段落（００２４）で説明したツカミ換え時に有効である。【００３３】  以上、好適な第１，第２の実施形態について説明した。本発明の主旨や思想を逸脱しない範囲内において、本発明はかかる第１，第２の実施形態に限定されるものではなく他の実施形態やそれらの変形例や応用例も可能である。さらに、それら各実施形態の組み合わせも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る好適な第１の実施形態の自動ハンドリング装置をパネルベンダーに適用した形態を示す平面図。
【図２】同第１の実施形態の自動ハンドリング装置を示す正面図。
【図３】同第１の実施形態の自動ハンドリング装置を示す側面図。
【図４】同図（ａ），（ｂ）は第１の実施形態の自動ハンドリング装置におけるワーク例をそれぞれ示す曲げ加工前と加工後を示す斜視図。
【図５】同図（ａ）〜（ｃ）は第１の実施形態における要部であるグリップ機構の構造と動作順を示す側面図。
【図６】同図（ａ）〜（ｃ）は第１の実施形態においてワークの曲げ加工動作を順に示す平面図。
【図７】同図（ａ）〜（ｃ）は第１の実施形態において図６に続きワークの曲げ加工動作を順に示す平面図。
【図８】同図（ａ）〜（ｃ）は第１の実施形態において図７に続きワークの曲げ加工動作を順に示す平面図。
【図９】同図（ａ）〜（ｃ）は第１の実施形態において図８に続きワークの曲げ加工動作を順に示す平面図。
【図１０】同図（ａ），（ｂは第１の実施形態において図９に続きワークの曲げ加工動作を順に示す平面図。
【図１１】同図（ａ），（ｂ）はセンタークランプ方式によってワークをグリップした状態で曲げ加工する前後を示す斜視図。
【図１２】ワーク中央部に窓用開口部を設けた場合のグリップ方式を示すワーク曲げ加工前後を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３５】  １・・・ワーク
１ａ・・窓用の開口部
１ｂ，１ｃ，１ｃ，１ｄ・・・曲げ加工されるワーク長短辺
１１・・・操作台テーブル
１２・・・搬入テーブル
１３・・・搬入コンベア
１４・・・搬出コンベア
２０・・・マニピュレータ
２１，２２・・・センタークランプ
３０・・・自動ハンドリング装置
３１・・・ワークグリップ機構
３２・・・トグル機構に連結された上部のグリップ部材
３３・・・下部のグリップ部材
３４・・・可動ブラケット
３５・・・シリンダ装置
３７・・・キャリア
３８・・・グリップ保持板
３９・・・グリップ保持板の回転動力源
４０・・・搬出テーブル
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2011235352.tif 000021
【図９】
2011235352.tif 000022
【図１０】
2011235352.tif 000023
【図１１】
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【図１２】
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