(57)【要約】【課題】ワークを平積みしてもワークの最上層が水平となり、ロボット装置による取り出しを容易に行うことができるローディング装置を提供する。【解決手段】 載置されたワークをロボット装置によって取り、加工機へ供給して加工を行う加工システムにおいて、ワークを載置するためのローディング装置である。ローディング装置は、少なくともワークの展開図を記憶するデータベースと、載置されたワークを真上から撮影するカメラと、載置されたワークの最上層の角度を調節する角度調節部と、カメラにより撮影された画像とデータベースよりのワークの展開図とから撮影された最上層のワークの傾斜角度を計算し、計算されたワークの傾斜角度に基づいて、最上層のワークが水平となるように角度調節部を駆動制御する制御装置とを有する。【選択図】 図４
2016128182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置されたワークをロボット装置によって取り、加工機へ供給して加工を行う加工システムにおいて、前記ワークを載置するためのローディング装置であって、
少なくとも前記ワークの展開図を記憶する記憶手段と、
前記載置されたワークを真上から撮影する撮像手段と、
前記載置されたワークの角度を調節する角度調節手段と、
前記撮像手段により撮影された最上層のワークの画像と前記記憶手段よりのワークの展開図とから前記撮影された最上層のワークの傾斜角度を求め、前記求められたワークの傾斜角度に基づいて、前記最上層のワークが水平となるように前記角度調節手段を駆動制御する制御手段と、
を有することを特徴とするローディング装置。
【請求項２】
前記制御手段が、前記最上層のワークの画像と前記記憶手段よりのワークの展開図とを比較し、
前記最上層のワークの画像の外形と、前記ワークの展開図の外形とが一致するか否かを判定し、
前記最上層のワークの画像の外形と、前記ワークの展開図の外形とが一致しない場合、前記最上層のワークの傾斜角度を計算することを特徴とする請求項１に記載のローディング装置。
【請求項３】
前記制御手段が、前記最上層のワークの画像を所定の回転軸を中心に回転させ、前記最上層のワークの画像の外形と前記ワークの展開図の外形とが一致する場合の回転角度を求めて、前記最上層のワークの傾斜角度とすることを特徴とする請求項２に記載のローディング装置。
【請求項４】
前記ローディング装置が、下パレットと、前記下パレットに対して傾斜角が自在となるように設けられた上パレットとを有し、前記角度調節手段が、前記下パレットと前記上パレットとの間に設けられ、前記下パレットに対しての前記上パレットの傾斜角を調節し、前記上パレット上に前記ワークが積載されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のローディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工機で加工されるワークを載置するために、加工機の前方に配置されるローディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プレスブレーキ等の加工機では、加工されるワークを、加工機の前方に配置されたローディング装置上に載置しておき、ロボット装置により、ローディング装置上に載置されたワークの最上層の１枚を取って、プレスブレーキの曲げ金型間に供給して、曲げ加工を行うようにしていた。
【０００３】
図９に示すように、ファスナ、スタッド等の成形を伴ったワークをローディング装置へ積載する場合、立て積み、交互積載、平積み等の積載方法が取られていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１０７０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図９（ａ）に示すように、ローディング装置へのワークの積載方法が、立て積みの場合、ワークＷを並べるパレットＰの面積により積載される枚数の制限があり、多くのワークＷを積めなかった。
【０００６】
図９（ｃ）に示すように、単純に平積みを行うと、ワークＷの片側に成形穴ｈがある場合、その影響によりワークＷが傾斜してしまい、最上層のワークＷが水平とならなかった。そのため、ロボット装置による最上層のワークＷの取り出しに支障をきたし、一枚ずつワークを取り出すことができなかった。
【０００７】
図９（ｂ）に示すように、交互積載の場合、ワークＷの最上層が常に水平となるので、ロボット装置により一枚ずつワークを取り出すことが可能となるが、オペレータにより一枚ずつ反転し積載しなければならず、オペレータの手間がかかった。その上、ローディング装置からの搬出後の１工程目曲げ前に、曲げ方向が交互に逆となるため、ロボット装置により一度掴み換えや反転動作を行う必要があった。
【０００８】
本発明は、上記した事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、ワークを平積みしてもワークの最上層が水平となり、ロボット装置による取り出しを容易に行うことができるローディ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】
【０００９】
本発明は上述の問題を解決するためのものであり、請求項１に係る発明は、載置されたワークをロボット装置によって取り、加工機へ供給して加工を行う加工システムにおいて、前記ワークを載置するためのローディング装置であって、
少なくとも前記ワークの展開図を記憶する記憶手段と、
前記載置されたワークを真上から撮影する撮像手段と、
前記載置されたワークの角度を調節する角度調節手段と、
前記撮像手段により撮影された最上層のワークの画像と前記記憶手段よりのワークの展開図とから前記撮影された最上層のワークの傾斜角度を求め、前記求められたワークの傾斜角度に基づいて、前記最上層のワークが水平となるように前記角度調節手段を駆動制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記制御手段が、前記最上層のワークの画像と前記記憶手段よりのワークの展開図とを比較し、
前記最上層のワークの画像の外形と、前記ワークの展開図の外形とが一致するか否かを判定し、
前記最上層のワークの画像の外形と、前記ワークの展開図の外形とが一致しない場合、前記最上層のワークの傾斜角度を計算することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、前記制御手段が、前記最上層のワークの画像を所定の回転軸を中心に回転させ、前記最上層のワークの画像の外形と前記ワークの展開図の外形とが一致する場合の回転角度を求めて、前記最上層のワークの傾斜角度とすることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれか１項の発明において、前記ローディング装置が、下パレットと、前記下パレットに対して傾斜角が自在となるように設けられた上パレットとを有し、前記角度調節手段が、前記下パレットと前記上パレットとの間に設けられ、前記下パレットに対しての前記上パレットの傾斜角を調節し、前記上パレット上に前記ワークが積載されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
ワークを平積みしても、ロボット装置によりワークの取り出しを簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を実施したローディング装置を含む加工システムの全体の概略構成を示す説明図である。
【図２】図１に示したローディング装置３の概略構成を示す説明図である。
【図３】図１に示したＣＡＭ装置１１の概略構成を示すブロック図である。
【図４】ＣＡＭ装置１１によるワークＷの傾き調整動作のフローチャートである。
【図５】ＣＡＭ装置１１によるワークＷの傾き調整動作の説明図である。
【図６】ＣＡＭ装置１１によるワークＷの傾き調整動作の説明図である。
【図７】ＣＡＭ装置１１によるワークＷの傾き調整動作の説明図である。
【図８】ＣＡＭ装置１１によるワークＷの傾き調整動作の変形例の説明図である。
【図９】ワークＷの立て積み、交互積載、平積み等の積載方法を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明を実施したローディング装置を含む加工システムの全体の概略構成を示す説明図である。
【００１６】
図１に示すように、加工システム１は、ローディング装置３上に載置されたワークＷを、ロボット装置５が取って、プレスブレーキ７の曲げ金型７ａ、７ｂ間に供給して、曲げ加工を行う。加工システム１の制御は、データベース（記憶手段）９よりの加工プログラムに基づいてコンピュータからなるＣＡＭ装置（制御手段）１１が行う。
【００１７】
データベース９には、加工プログラムの他に、ワークＷの展開図や製品の情報等が記憶されている。
【００１８】
ロボット装置５は、レール５ａ上を移動自在に設けられたスライダ５ｂの上に、回転自在の回転部５ｃが設けられ、回転部５ｃの上に瑶動自在の第１〜第３のアーム５ｄ〜５ｆが設けられている。
【００１９】
第３のアーム５ｆには、その先端に複数の吸着パッド５ｇを備えた吸着部５ｈが設けられ、吸着部５ｈによりローディング装置３上に積載されたワークＷの最上層の１枚を取り出すようになっている。
【００２０】
第３のアーム５ｆには、後述するようにローディング装置３上に積載されたワークＷを真上から撮影するカメラ（撮像手段）１３が設けられている。カメラ１３により撮影されたワークＷの画像に基づいてワークＷの傾きが検出される。
【００２１】
図２は、ローディング装置３の概略構成を示す説明図である。
【００２２】
図２に示すように、ローディング装置３は、下パレット３ａの上に、下パレット３ａに対して傾斜角が自在となるように上パレット３ｂが設けられており、下パレット３ａと上パレット３ｂとの間に、下パレット３ａに対しての上パレット３ｂの傾斜角を調節する角度調節部（角度調節手段）１５が設けられており、上パレット３ｂ上にワークＷが積載されるようになっている。
【００２３】
従って、下パレット３ａに対しての上パレット３ｂの傾斜角を調節することにより、ワークＷの最上層の角度が調節される。
【００２４】
下パレット３ａと上パレット３ｂとの一端には、下パレット３ａに対して上パレット３ｂが所定の間隔を持って回動自在となるようにヒンジ部１５ａが設けられており、下パレット３ａと上パレット３ｂとの他端には、アクチュエータ１５ｂの駆動により、下パレット３ａに対して上パレット３ｂの角度を変える角度調節機構１５ｃが設けられている。
【００２５】
角度調節機構１５ｃは、下パレット３ａの他端側に取り付けられた第１基部１５ｃ１と、上パレット３ｂの他端側に取り付けられた第２基部１５ｃ３と、第１基部１５ｃ１に対して、その一端が回動自在に取り付けられた第１アーム１５ｃ５と、第２基部１５ｃ３に対して、その一端が回動自在に取り付けられた第２アーム１５ｃ７とを有している。
【００２６】
そして、第１アーム１５ｃ５の他端と第２アーム１５ｃ７の他端とが回動自在に取り付けられており、第１アーム１５ｃ５と第２アーム１５ｃ７との取付け部分が、アクチュエータ１５ｂより伸びるロッド１５ｄの先端と接続されている。
【００２７】
従って、アクチュエータ１５ｂの駆動に伴ってアクチュエータ１５ｂのロッド１５ｄが左右方向に移動することにより、第１アーム１５ｃ５と第２アーム１５ｃ７とが動作し、それに伴って下パレット３ａに対しての上パレット３ｂの傾斜角が調節される。
【００２８】
角度調節部１５は、ヒンジ部１５ａ、アクチュエータ１５ｂ、角度調節機構１５ｃからなる。
【００２９】
ローディング装置３は、ＣＡＭ装置１１によって制御されるようになっている。ＣＡＭ装置１１は、カメラ１３により撮影されたワークＷの画像に基づいてワークＷの傾きを検出し、検出された傾きに基づいて、最上層のワークＷが水平となるように角度調節部１５を制御する。
【００３０】
なお、ＣＡＭ装置１１とは別に、ローディング装置３を制御する専用の制御部を設けても良い。
【００３１】
図３は、ＣＡＭ装置１１の概略構成を示すブロック図である。
【００３２】
図３に示すように、ＣＡＭ装置１１は、コンピュータからなり、ＲＯＭ１１ａおよびＲＡＭ１１ｂが接続されたＣＰＵ１１ｃを有しており、ＣＰＵ１１ｃには、さらに、入力機能と表示機能とを持つ入力表示装置１１ｄが接続されている。また、ＣＰＵ１１ｃに、データベース９が接続されている。
【００３３】
図４は、ＣＡＭ装置１１によるワークＷの傾き調整動作のフローチャートであり、図５〜図８は、ＣＡＭ装置１１によるワークＷの傾き調整動作の説明図である。
【００３４】
図４を参照して、カメラ１３により撮影されたワークＷの画像に基づいてワークＷの傾きを検出し、検出された傾きに基づいて、最上層のワークＷが水平となるようにワークＷの傾きを調整する動作について説明する。
【００３５】
ワークＷのローディング装置３からの搬出動作がある場合、ロボット装置５は、ＣＡＭ装置１１による制御に基づいて第３のアーム５ｆをローディング装置３の真上に移動させる。
【００３６】
第３のアーム５ｆがローディング装置３の真上に移動された状態で、図４のステップ１０１において、ＣＡＭ装置１１は、カメラ１３により、ローディング装置３上に積載されたワークＷを真上から撮影する。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、ローディング装置３上に、片側に成形穴ｈを有するワークＷを平積みした場合、ワークＷは、成形穴ｈの影響で上に行くほど傾斜する。その結果、図５（ａ）に示すようなローディング装置３上のワークＷをカメラ１３により撮影すると、図５（ｂ）に示すように、ワークＷの成形穴ｈ側に重なり部分Ｗａが見えると共に、最上層のワークＷｂが長手方向Ａに原寸より短く見える。図５（ｂ）、図５（ｃ）に示す破線は曲げ加工を行う線を示す。
【００３８】
最上層のワークＷｂが水平の場合、図５（ｃ）に示すように最上層のワークＷｂだけが原寸のまま見えるようになる。
【００３９】
ステップ１０３において、ＣＡＭ装置１１は、カメラ１３により撮影された最上層のワークＷｂの画像と、データベース９よりのワークＷの展開図とを比較し、ステップ１０５において、ＣＡＭ装置１１は、撮影された最上層のワークＷｂの画像の外形と、ワークＷの展開図の外形とが一致するか否かを判定する。
【００４０】
撮影されたワークＷの画像の外形とワークＷの展開図の外形とが一致しない場合、ステップ１０７において、ＣＡＭ装置１１は、撮影されたワークＷの傾斜角度を計算する。
【００４１】
図５（ａ）に示すようにローディング装置３上に片側に成形穴ｈを有するワークＷを平積みした場合、図６（ａ）に示すように、最上層のワークＷｂの成形穴ｈの逆側の回転軸Ｂを中心にワークＷｂが傾いているので、撮影されたワークＷｂの画像を回転軸Ｂを中心に回転させ、図６（ｃ）に示すように撮影されたワークＷｂの画像の外形とワークＷの展開図の外形とが一致する場合の回転角度を求めて、ワークＷｂの傾斜角度とする。
【００４２】
具体的には、図６（ｂ）に示すように、傾斜している最上層のワークＷｂの一端からなる回転軸をＢとし、傾斜しているワークＷｂの他端をＣとし、撮影されたワークＷｂの画像の外形とワークＷの展開図の外形とが一致する場合のワークＷの平面方向に延びる線（回転軸Ｂから水平方向に延びる線）と他端Ｃから垂直方向に延びる線との交点をＡとすると、ｃｏｓθ＝ＡＢ／ＣＢより、ワークＷｂの傾斜角度θは、θ＝Ａｃｏｓ（ＡＢ／ＣＢ）から計算される。
【００４３】
図５、図６に示す実施形態では、ワークＷｂの傾きが一方向であるが、一方向の傾きだけではなく、複数の方向の傾きに対応するようにしても良い。その場合、ワークＷの傾斜角度の計算が複数の方向ごとに行われ、ローディング装置３の角度調節部１５は、複数の方向の傾きに対応する構成となる。
【００４４】
ステップ１０９において、ＣＡＭ装置１１は、計算されたワークＷｂの傾斜角度に基づいて、最上層のワークＷｂが水平となるように（ワークＷの傾斜角度が０°となるように）ローディング装置３の角度調節部１５を駆動制御する。
【００４５】
図５（ａ）に示すように、成形穴ｈの影響でワークＷが左上がりに傾斜している場合、図７（ａ）に示すように、その傾斜角度θ分だけ上パレット３ｂの右側が上にあがるように上パレット３ｂの傾斜角が調節される。
【００４６】
図２において、ＣＡＭ装置１１の制御に基づいて、アクチュエータ１５ｂがロッド１５ｄを右方向に移動させ、それに伴って、第１アーム１５ｃ５と第２アーム１５ｃ７との取付け部分が右方向に移動し、上パレット３ｂの右側が上にあがる。
【００４７】
成形穴ｈの影響でワークＷが右上がりに傾斜している場合、図７（ｂ）に示すように、その傾斜角度θ分だけ上パレット３ｂの左側が上にあがるように上パレット３ｂの傾斜角が調節される。
【００４８】
図２において、ＣＡＭ装置１１の制御に基づいて、アクチュエータ１５ｂがロッド１５ｄを左方向に移動させ、それに伴って、第１アーム１５ｃ５と第２アーム１５ｃ７との取付け部分が左方向に移動し、上パレット３ｂの右側が下にさがり、上パレット３ｂの左側が上にあがる。
【００４９】
ステップ１１１において、ロボット装置５によりワークＷの取り出し動作が行われる。
【００５０】
ステップ１０５において撮影されたワークＷの画像の外形とワークＷの展開図の外形とが一致する場合、撮影されたワークＷが傾斜していない状態となるので、そのまま、ロボット装置５によりワークＷの取り出し動作が行われる。
【００５１】
ステップ１１３において、次のワークＷの取り出し動作があるか否かが判定され、ない場合は処理を終了し、ある場合はステップ１０１に戻る。
【００５２】
このように、本実施形態によれば、ローディング装置３の上パレット３ｂ上の最上層のワークＷの傾きを検出し、検出された傾きに基づいて、最上層のワークＷが水平となるように上パレット３ｂの傾きを調整するので、ワークを平積みしても、ロボット装置５によりワークＷの取り出しを簡単に行うことができるようになる。
【００５３】
この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【００５４】
上述した実施形態の場合、図６に示すように、撮影されたワークＷの画像とワークＷの展開図とが同じ向きとなっていたが、変形例として、図８（ａ）に示すように、撮影されたワークＷの画像とワークＷの展開図との向きが異る場合（この場合９０°異る）、ワークＷの傾斜角度の計算において、図８（ｂ）に示すように、ワークＷの展開図を回転軸Ｂを中心に９０°回転させ、その回転されたワークＷの展開図に基づいてワークＷの傾斜角度の計算を行うようにしても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１ 加工システム
３ ローディング装置
５ ロボット装置
７ プレスブレーキ
９ データベース
１１ ＣＡＭ装置（制御手段）
１３ カメラ（撮像手段）
１５ 角度調節部制御部
【図１】
2016128182.tif 000003
【図２】
2016128182.tif 000004
【図３】
2016128182.tif 000005
【図４】
2016128182.tif 000006
【図５】
2016128182.tif 000007
【図６】
2016128182.tif 000008
【図７】
2016128182.tif 000009
【図８】
2016128182.tif 000010
【図９】
2016128182.tif 000011