(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の被加工物を把持するチャック機構を備えると共に、前記チャック機構に把持された前記被加工物と平行に、かつその両側にそれぞれ設けられた２組の軌道上を前記チャック機構に向かって互いに対向して移動する第１及び第２移動機構を設け、該第１及び第２移動機構に前記被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を有する第１及び第２関節型ロボットをそれぞれ載置し、該第１及び第２関節型ロボットの先端に、曲げ型と、該曲げ型の周りを公転可能な締め型とにより前記被加工物を挟持し、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をそれぞれ取り付けた曲げ加工装置において、
曲げ加工終了後に、前記第２関節ロボットの前記曲げ機構により前記被加工物を挟持して、前記第１関節型ロボットの前記曲げ機構の角度に応じて、前記第１関節型ロボットの前記曲げ機構と干渉しない方向に前記被加工物を移動してから前記被加工物をアンローデング位置に移動する自動搬出制御手段を備えたことを特徴とする曲げ加工装置。
【請求項２】
長尺状の被加工物を把持するチャック機構を備えると共に、前記チャック機構に把持された前記被加工物と平行に、かつその両側にそれぞれ設けられた２組の軌道上を前記チャック機構に向かって互いに対向して移動する第１及び第２移動機構を設け、該第１及び第２移動機構に前記被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を有する第１及び第２関節型ロボットをそれぞれ載置し、該第１及び第２関節型ロボットの先端に、曲げ型と、該曲げ型の周りを公転可能な締め型とにより前記被加工物を挟持し、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をそれぞれ取り付けた曲げ加工装置において、
前記第１又は第２関節型ロボットに前記曲げ機構により前記被加工物を挟持して、ティーチングにより記憶された移動経路で前記被加工物をアンローディング位置に移動するティーチング搬出制御手段を備えたことを特徴とする曲げ加工装置。
【請求項３】
前記第１又は第２関節型ロボットに前記曲げ機構により前記被加工物を挟持して、ティーチングにより記憶された移動経路で前記被加工物をアンローディング位置に移動するティーチング搬出制御手段を備えると共に、前記自動搬出制御手段と前記ティーチング搬出制御手段とを選択する判断手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の曲げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺状の被加工物、例えばパイプや棒状材を曲げ加工する際に、２組の曲げ機構を移動して、被加工物の両側からその中央に向かって順次曲げ加工する曲げ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特公平５−１３０１１号公報にあるように、パイプ等の長尺状の被加工物のほぼ中央を把持するチャック機構を備えると共に、チャック機構に把持された被加工物と平行に、かつその両側にそれぞれ設けられた２組の軌道上をチャック機構に向かって互いに対向して移動する２組の移動機構を設ける。
【０００３】
そして２組の移動機構に被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を有する関節型ロボットをそれぞれ載置し、両関節型ロボットの先端に、被加工物の曲げ形状に応じた曲げ型と、曲げ型の周りを公転可能な締め型とにより被加工物を挟持し、締め型を公転させ被加工物を曲げ加工する曲げ機構をそれぞれ取り付けたものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のものでは、曲げ加工終了後に、曲げ加工した被加工物をチャック機構から取り外して搬出するため、アンローディング装置を設けて、アンローディング装置により被加工物を搬出するようにしていた。このため、装置が大型になり、アンローディング装置のための設置スペースが必要になるという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、大型化することなく被加工物の搬出を容易に行える曲げ加工装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
長尺状の被加工物を把持するチャック機構を備えると共に、前記チャック機構に把持された前記被加工物と平行に、かつその両側にそれぞれ設けられた２組の軌道上を前記チャック機構に向かって互いに対向して移動する第１及び第２移動機構を設け、該第１及び第２移動機構に前記被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を有する第１及び第２関節型ロボットをそれぞれ載置し、該第１及び第２関節型ロボットの先端に、曲げ型と、該曲げ型の周りを公転可能な締め型とにより前記被加工物を挟持し、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をそれぞれ取り付けた曲げ加工装置において、
曲げ加工終了後に、前記第２関節ロボットの前記曲げ機構により前記被加工物を挟持して、前記第１関節型ロボットの前記曲げ機構の角度に応じて、前記第１関節型ロボットの前記曲げ機構と干渉しない方向に前記被加工物を移動してから前記被加工物をアンローデング位置に移動する自動搬出制御手段を備えたことを特徴とする曲げ加工装置がそれである。
【０００７】
また、長尺状の被加工物を把持するチャック機構を備えると共に、前記チャック機構に把持された前記被加工物と平行に、かつその両側にそれぞれ設けられた２組の軌道上を前記チャック機構に向かって互いに対向して移動する第１及び第２移動機構を設け、該第１及び第２移動機構に前記被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を有する第１及び第２関節型ロボットをそれぞれ載置し、該第１及び第２関節型ロボットの先端に、曲げ型と、該曲げ型の周りを公転可能な締め型とにより前記被加工物を挟持し、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をそれぞれ取り付けた曲げ加工装置において、
前記第１又は第２関節型ロボットに前記曲げ機構により前記被加工物を挟持して、ティーチングにより記憶された移動経路で前記被加工物をアンローディング位置に移動するティーチング搬出制御手段を備えたことを特徴とする曲げ加工装置がそれである。
【０００８】
前記第１又は第２関節型ロボットに前記曲げ機構により前記被加工物を挟持して、ティーチングにより記憶された移動経路で前記被加工物をアンローディング位置に移動するティーチング搬出制御手段を備えると共に、前記自動搬出制御手段と前記ティーチング搬出制御手段とを選択する判断手段を備えた構成としてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、ほぼ中央にパイプ等の長尺状の被加工物１を把持可能なチャック機構２が設けられている。このチャック機構２は、図示しないチャック爪により被加工物１の外周を把持するように構成されている。
【００１０】
また、チャック機構２に把持された被加工物１と平行に、かつ把持された被加工物１の両側に、それぞれ２本づつのレール３，４が敷設されて軌道６，８が設けられている。このレール３，４には、それぞれ移動台１０，１２がレール３，４上を移動可能に載せられている。
【００１１】
そして、移動台１０，１２はそれぞれ軌道６，８の端に設けられた駆動機構１４，１６により回転されるチェーン１８，２０を介して軌道６，８に沿って移動されるように構成されている。この２台の移動台１０，１２、両軌道６，８、２組の駆動機構１４，１６等により第１及び第２移動機構２２，２４を構成している。
【００１２】
前記両移動台１０，１２には、それぞれ第１及び第２関節型ロボット２６，２８が載置されており、この両関節型ロボット２６，２８は同一構成のものであり、両移動台１０，１２上にチャック機構２を中心にして対称となるように設けている。
【００１３】
第１及び第２関節型ロボット２６，２８については、第２関節型ロボット２８について詳細に説明する。本実施形態の第２関節型ロボット２８は、移動台１２上に固定された固定部３０と、３本のアーム３２，３４，３６と、固定部３０及び各アーム３２，３４，３６を接続すると共に被加工物１の軸方向と平行な軸の廻りで回動する３箇所の関節３８，４０，４２とを有するものである。
【００１４】
そして、第１及び第２関節型ロボット２６，２８の先端のアーム３６には、それぞれ第１及び第２曲げ機構４４，４６が取り付けられている。この第１及び第２曲げ機構４４，４６も同一構成であるので、第２関節型ロボット２８に取り付けた第２曲げ機構４６について詳細に説明する。この第２曲げ機構４６は、図４、図５に示すように、アーム３６の軸の延長方向に曲げ型４８の軸が同軸上に設けられており、曲げ型４８には、その外周に曲げ半径に応じた溝５０が形成されている。
【００１５】
また、シリンダ５２により駆動され曲げ型４８に向かって移動して、曲げ型４８と共に被加工物１を挟持する締め型５４が設けられており、この締め型５４は被加工物１を挟持した状態で曲げ型４８の廻りを公転し、締め型５４を所定の角度回転して、いわゆるコンプレッション曲げができるように構成されている。そして、この締め型５４に並んで曲げ加工時の反力を受ける圧力型５６が設けられている。
【００１６】
次に、本実施形態の電気系統を図６に示すブロック図によって説明する。本装置はホストコンピュータ１００、第１制御装置１０２、第２制御装置１０４によって駆動・制御されて被加工物１の加工を行う。ホストコンピュータ１００は、周知のＣＰＵ１０６、ＲＯＭ１０８、ＲＡＭ１１０を論理演算回路の中心として構成され、図示しないキーボードや表示装置等との入出力を行なう入出力回路１１４等をコモンバス１１６を介して相互に接続されて構成されている。
【００１７】
本実施形態では、曲げ加工データは、作業者により操作されるキーボードからホストコンピュータ１００に入力される。ホストコンピュータ１００から、第１，第２関節型ロボット２６，２８の動作に応じて作成されたそれぞれのプログラムが、それぞれ第１制御装置１０２、第２制御装置１０４に送信される。
【００１８】
第１制御装置１０２は、周知のＣＰＵ１２０、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２４を論理演算回路の中心として構成され、外部のサーボモータ等との入出力を行う入出力回路１２６等をコモンバス１２８を介して相互に接続されて構成されている。
【００１９】
ＣＰＵ１２０は、各第１曲げ機構４４、チャック機構２、第１移動機構２２、第１関節型ロボット２６、第１ティーチングボックス１３０からの信号を入出力回路１２６を介して入力する。一方、これらのデータや信号及びＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２４内のデータに基づいてＣＰＵ１２０は、入出力回路１２６を介して第１曲げ機構４４、チャック機構２、第１移動機構２２、第１関節型ロボット２６を駆動する駆動信号を出力し、各機構を制御している。
【００２０】
一方、第２制御装置１０４は、第１制御装置１０２とほぼ同様の構成であり、周知のＣＰＵ１５０、ＲＯＭ１５２、ＲＡＭ１５４を論理演算回路の中心として構成され、外部のサーボモータ等との入出力を行う入出力回路１５６をコモンバス１５８を介して相互に接続されて構成されている。
【００２１】
ＣＰＵ１５０は、各第２曲げ機構４６、第２移動機構２４、第２関節型ロボット２８、第２ティーチングボックス１６０からの信号を入出力回路１５６を介して入力する。一方、これらのデータや信号及びＲＯＭ１５２、ＲＡＭ１５４内のデータに基づいてＣＰＵ１５０は、入出力回路１５６を介して各第２曲げ機構２４、第２移動機構２４、第２関節型ロボット２８を駆動する駆動信号を出力し、各機構を制御している。
【００２２】
次に、前述した本実施例の曲げ加工装置の作動について説明する。
まず、長尺状の被加工物１のほぼ中央を、チャック機構２により把持する。そして、駆動機構１４，１６によりチェーン１８，２０を介して両移動台１０，１２を所定の位置まで移動する。この移動位置は、両移動台１０，１２がチャック機構２を中心として対称となる位置にある必要はなく、曲げ加工形状に応じてそれぞれ別個の所定の位置に移動すればよい。
【００２３】
両移動台１０，１２を移動して、第１及び第２関節型ロボット２６，２８を所定の位置まで移動した後、予め設定された動作で、例えば、第２関節型ロボット２８の場合で説明すると、各関節３８，４０，４２を回転して、曲げ型４８の溝５０の曲げ開始位置が被加工物１に当接するように移動する。このとき、被加工物１の曲げ方向に曲げ型４８の溝５０が沿うように、各関節３８，４０，４２が回転される。
【００２４】
次に、第２曲げ機構４６の締め型５４を移動して、曲げ型４８と締め型５４とにより被加工物１を挟持し、圧力型５６を被加工物１に当接させてから、締め型５４を曲げ型４８の廻りに予め設定された所定角度公転させて（図４矢印Ｃ）、被加工物１を曲げ加工する。
【００２５】
所定角度締め型５４を公転させて被加工物１を所定角度で曲げ加工した後、締め型５４と圧力型５６とを移動して、被加工物１の挟持を解放する。尚、第１関節型ロボット２６の曲げ機構４４においても同様の動作が実行されて、被加工物１が曲げ加工される。
【００２６】
一箇所での曲げ加工を終了すると、再び両駆動機構１４，１６を駆動して、次の曲げ加工位置まで、両移動台１０，１２をチャック機構２に向かって互いに対向して移動させる。次の曲げ加工位置まで移動すると、前述したと同様に、第１及び第２関節型ロボット２６，２８により第１及び第２曲げ機構４４，４６を所定の曲げ方向となるように移動する。
【００２７】
そして、第１及び第２曲げ機構４４，４６により被加工物１を所定の角度、所定の曲げ方向に曲げ加工する。こうして、前述した動作を繰り返し実行して、チャック機構２に把持された被加工物１を、その両端側からチャック機構２に向かって順次曲げ加工していく。
【００２８】
次に、曲げ加工終了後に実行されるアンローディング制御処理について、図７によって説明する。
まず、曲げ加工が終了すると、自動によりアンローディングするか否かを判断する（ステップ２００）。自動によるか否かは、図示しないキーボート等により予め設定される。自動によりアンローディングすると判断されると、第１関節型ロボット２６の第１曲げ機構４４のひねり角度を判断する（ステップ２１０）。
【００２９】
このひねり角度とは、第１関節型ロボット２６の第１曲げ機構４４が被加工物１を最後に曲げ加工したときの、第１曲げ機構４４の角度をいう。図８（イ）では、第１関節型ロボット２６を実線で、第２関節型ロボット２８を二点鎖線で示している。図示するように、第１曲げ機構４４の曲げ型の中心軸が鉛直方向にあるときに、ひねり角度を０度とし、時計方向の回転角度を正の角度で、反時計方向の回転角度を負の角度とする。
【００３０】
まず、第１曲げ機構４４のひねり角度が−３０度から２０度の範囲内にあるか否かを判断し（ステップ２１０）、この範囲内にあるときには図８（イ）に示すように、第２曲げ機構４６により被加工物１を挟持した状態で、被加工物１を第１曲げ機構４４の曲げ型の溝から外すために、第２関節型ロボット２８により、溝内の位置Ｐ0 にある被加工物１を図矢印方向に、締め型と曲げ型とのほぼ中間の位置に水平方向に移動する。そして、上方に移動して曲げ機構４４から抜き出した後、アンローディング位置Ｐa に向かって移動する第１パターン処理を実行する（ステップ２２０）。
【００３１】
一方、第１曲げ機構４４のひねり角度が、図８（ロ）に示すように、２０度から１２０度の範囲内にあるときには（ステップ２３０）、まず、第１曲げ機構４４の溝から外すために、第１関節型ロボット２６により第１曲げ機構４４を、二点鎖線で示すように、上方に移動する。その後、第２関節型ロボット２８により被加工物１を、第１曲げ機構４４から外すために、水平方向に移動してから、アンローディング位置Ｐa に向かって移動する第２パターン処理を実行する（ステップ２４０）。
【００３２】
また、第１曲げ機構４４のひねり角度が、図８（ハ）に示すように、１２０度から２５０度の範囲内にあるときには（ステップ２５０）、第１曲げ機構４４の溝から外すために、第１関節型ロボット２６により第１曲げ機構４４を、二点鎖線で示すように、図右方向に移動する。その後、第２関節型ロボット２８により被加工物１を、第１曲げ機構４４から外すために、下方に移動してから、第１曲げ機構４４との干渉を避けるようにして、第１曲げ機構４４に沿って移動し、次に、アンローディング位置Ｐa に向かって移動する第３パターン処理を実行する（ステップ２６０）。
【００３３】
更に、第１曲げ機構４４のひねり角度が、図８（ニ）に示すように、前述した範囲外のときには、他のパターン処理を実行する（ステップ２７０）。例えば、第１曲げ機構４４が２７０度の位置にあるときには、第１曲げ機構４４の溝から外すために、第１関節型ロボット２６により第１曲げ機構４４を、二点鎖線で示すように、下方に移動する。その後、第２関節型ロボット２８により被加工物１を、第１曲げ機構４４から外すために、水平方向に移動してから、第１曲げ機構４４との干渉を避けるようにして、第１曲げ機構４４に沿って移動し、次に、アンローディング位置Ｐa に向かって移動する。
【００３４】
このように、第１曲げ機構４４のひねり角度に応じて、被加工物１が溝にはまっている位置Ｐ0 からアンローディング位置Ｐa に移動するパターンを数種類に限定できる。第１曲げ機構４４のひねり角度によって、パターンを選択して第２関節型ロボット２８により、被加工物１をアンローディング位置Ｐa に移動する。
【００３５】
一方、ステップ２００の処理により、自動でないと判断されると、ティーチングによる処理を実行する（ステップ２８０）。第１関節型ロボット２６により第１曲げ機構４４を移動すると共に、第２関節型ロボット２８により被加工物１をアンローディング位置Ｐa に移動する経路をティーチングして、記憶する。
【００３６】
ステップ２８０の処理により、このティーチングにより記憶された移動経路にしたがって、第１関節型ロボット２６及び第２関節型ロボット２８が被加工物１を第１曲げ機構４４の溝から外して、アンローディング位置Ｐa に移動する。尚、ステップ２１０〜２７０の処理の実行が自動搬出制御手段として働き、ステップ２８０の処理の実行がティーチング搬出制御手段として働く。
【００３７】
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。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の曲げ加工装置は、特別のアンローディング装置を設ける必要がないので、装置の設置スペースの増加を招くことがなく、曲げ加工した被加工物をアンローディング位置に搬出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】本実施形態の曲げ加工装置の平面図である。
【図３】本実施形態の第２関節型ロボットの拡大側面図である。
【図４】本実施形態の第２曲げ機構の拡大平面図である。
【図５】本実施形態の第２曲げ機構の拡大側面図である。
【図６】本実施形態の曲げ加工装置の制御装置の一例を示すブロック図である。
【図７】本実施形態の制御装置において行われるアンローディング制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態の第１関節型ロボットの第１曲げ機構のひねり角度に応じた搬出経路を示す説明図である。
【符号の説明】
１…被加工物              ２…チャック機構
２２…第１移動機構        ２４…第２移動機構
２６…第１関節型ロボット  ２８…第２関節型ロボット
３８，４０，４２…関節    ４４…第１曲げ機構
４６…第２曲げ機構        ４８…曲げ型
５４…締め型              ５６…圧力型
１００…ホストコンピュータ
１０２…第１制御装置      １０４…第２制御装置
【図１】
0003912885.tif 000002
【図２】
0003912885.tif 000003
【図３】
0003912885.tif 000004
【図４】
0003912885.tif 000005
【図５】
0003912885.tif 000006
【図６】
0003912885.tif 000007
【図７】
0003912885.tif 000008
【図８】
0003912885.tif 000009