JP6877272B2 - ロボットハンド及び曲げロボット - Google Patents

Description

本発明は、曲げ加工機への素材の搬入等を行う曲げロボットの先端部に装着されかつ素材又は製品を保持するロボットハンド等に関する。

近年、曲げ加工機による曲げ加工に多関節の曲げロボットが使用されることが多くなっている。それに伴い、曲げロボットの一部であるロボットハンドについて種々な開発がなされている。ロボットハンドは、一般に、把持タイプ（クランプタイプ）と、吸着タイプと、把持タイプと吸着タイプを複合した複合タイプとに分かれている。

把持タイプのロボットハンドは、ハンドベースに設けられた第１クランプ部材を具備しており、第１クランプ部材は、その先端側に、第１把持部を有している。把持タイプのロボットハンドは、第１クランプ部材に対向する位置に設けられかつ第１クランプ部材に接近離反する方向へ移動可能な第２クランプ部材を具備しており、第２クランプ部材は、その先端側に、第１把持部と協働して素材又は製品の端部を把持する第２把持部を有している（特許文献１等参照）。また、吸着タイプのロボットハンドは、ハンドベースに設けられかつ素材又は製品の表面を吸着する複数の吸着グリッパを具備している（特許文献２及び特許文献３等参照）。更に、複合タイプのロボットハンドは、ハンドベースに設けられた第１クランプ部材と、第１クランプ部材に対向する位置に設けられかつ第１クランプ部材に接近離反する方向へ移動可能な第２クランプ部材と、ハンドベースに設けられた吸着グリッパとを具備している（特許文献４及び特許文献５等参照）。

特開２０１４−４６４４５公報 特開２０１３−１１１６６６号公報 特開平９−２９３６５号公報 特開２０１６−１１２６６７号公報 特開平６−２５４６２７号公報

ところで、素材の曲げ加工の進行に伴い、素材の曲げ形状（成形形状）が大きく変化する。すると、ロボットハンドと曲げ加工機（金型を含む）との干渉を回避するという条件の下で、ロボットハンドによって素材を適切に保持できる箇所（面積）が少なくなることがある。このような場合には、曲げロボットを用いた曲げ加工を終了して、作業者がそれ以降の曲げ加工を曲げロボットに代わって行うことになる。又は、曲げロボットを用いた曲げ加工を一旦中断して、ロボットハンドの交換を行い、曲げ加工を再開することになる。つまり、前述のような場合には、曲げロボットを用いた曲げ加工を中断することなく最終工程まで継続して行うことができず、曲げ加工の生産性が低下するという問題がある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成からなるロボットハンド等を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、曲げ加工機への素材の搬入、素材の曲げ加工の補助、及び前記曲げ加工機からの製品の搬出を行う曲げロボットの先端部に装着され、素材又は製品を保持するロボットハンドにおいて、前記曲げロボットの先端部に装着されるハンドベースと、前記ハンドベースに設けられ、先端側に側面視Ｌ字状に凹んだ第１成形把持部を有し、前記第１成形把持部とハンド軸心方向に隣接する位置に第１通常把持部を有した第１クランプ部材と、前記第１クランプ部材に対向する位置に設けられ、前記第１クランプ部材に対して相対的に接近離反する方向へ移動可能であって、先端側に前記第１成形把持部と協働して素材の成形部（曲げ加工によって成形された曲げフランジ部等の成形部）を把持する第２成形把持部を有し、前記第２成形把持部とハンド軸心方向に隣接する位置に前記第１通常把持部と協働して素材の端部を把持する第２通常把持部を有した第２クランプ部材と、前記ハンドベースにハンド軸心方向へ移動可能に設けられた可動フレームと、前記可動フレームに設けられ、吸着面が前記第１クランプ部材側の反対側を指向し、素材又は製品の表面を吸着する吸着グリッパと、を具備し、前記吸着グリッパは、前記可動フレームのハンド軸心方向の移動により、前記ハンドベースに対して離隔しかつ素材又は製品の表面を吸着するための吸着位置と、前記ハンドベース側で待機するための待避位置との間を移動するように構成されたことである。

本発明の第１の態様によると、例えば、主として前記第１通常把持部と前記第２通常把持部によって素材の端部を把持した状態で、前記曲げロボットの動作を制御することにより、前記曲げ加工機による曲げ加工の補助を行う。そして、素材の曲げ加工の途中に、前記ロボットハンドと前記曲げ加工機（金型を含む）との干渉を回避するという条件（干渉回避条件）の下で、前記ロボットハンドによって素材を適切に保持できる箇所（面積）が少なくなった場合には、次の動作を実行する。

前記第２クランプ部材を前記第１クランプ部材に対して相対的に離反する方向へ移動させることにより、前記第１通常把持部と前記第２通常把持部による把持状態を解除する。次に、前記曲げロボットの動作を制御することにより、前記第１成形把持部と前記第２成形把持部を素材の成形部の両側に位置させる。そして、前記第２クランプ部材を前記第１クランプ部材に対して相対的に接近する方向へ移動させることにより、前記第１成形把持部と前記第２成形把持部により素材の成形部を把持する。これにより、前記第１通常把持部と前記第２通常把持部による把持状態から前記第１成形把持部と前記第２成形把持部による把持状態に、前記ロボットハンドの保持状態を変更することができる。

或いは、前記第２クランプ部材を前記第１クランプ部材に対して相対的に離反する方向へ移動させることにより、前記第１通常把持部と前記第２通常把持部による把持状態を解除する。次に、前記可動フレームをハンド軸心方向の先端側へ移動させることにより、前記吸着グリッパを前記待機位置から前記吸着位置に移動させる。また、前記曲げロボットの動作を制御することにより、前記吸着グリッパを素材の表面における次の曲げ部（次の曲げ線）の近傍部に位置させる。そして、前記吸着グリッパによって素材の表面における次の曲げ部の近傍部を吸着する。これにより、前記第１通常把持部と前記第２通常把持部による把持状態から前記吸着グリッパによる吸着状態に、前記ロボットハンドの保持状態を変更することができる。

要するに、干渉回避条件の下で、前記ロボットハンドによって素材を適切に保持できる箇所が少なくなった場合には、素材の曲げ形状（成形形状）に応じて、前記ロボットハンドの保持状態を変更することができる。

本発明の第２の態様は、曲げ加工機への素材の搬入、素材の曲げ加工の補助、及び前記曲げ加工機からの製品の搬出を行う曲げロボットにおいて、先端部に第１の態様からなるロボットハンドが装着されていることである。

本発明の第２の態様によると、本発明の第１の態様による作用と同様の作用を奏する。

本発明によれば、干渉回避条件の下で、前記ロボットハンドによって素材を適切に保持できる箇所が少なくなった場合でも、前記曲げロボットを用いた曲げ加工を中断することなく最終工程まで継続して行うことができ、曲げ加工の生産性を向上させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る曲げロボットの全体構成及び動作を示す図であり、素材エリアから素材を取り出す様子を示している。 図２（ａ）は、８つの曲げ部（曲げ線）を有した素材の部分平面図である。図２（ｂ）は、窪み及び２つのＬ字状のフランジを有した製品の断面図である。 図３は、本発明の実施形態に係るロボットハンドの斜視図である。 図４Ａは、本発明の実施形態に係るロボットハンドの側面図であり、吸着グリッパが吸着位置に位置した様子を示している。 図４Ｂは、本発明の実施形態に係るロボットハンドの側面図であり、吸着グリッパが待避位置に位置した様子を示している。 図５Ａは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第１曲げ部を曲げる前の様子を示す図である。 図５Ｂは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第１曲げ部を曲げた後の様子を示す図である。 図６Ａは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第２曲げ部を曲げる前の様子を示す図である。 図６Ｂは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第２曲げ部を曲げた後の様子を示す図である。 図７Ａは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第３曲げ部を曲げる前の様子を示す図である。 図７Ｂは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第３曲げ部を曲げた後の様子を示す図である。 図８Ａは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第４曲げ部を曲げる前の様子を示す図である。 図８Ｂは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第４曲げ部を曲げた後の様子を示す図である。 図９Ａは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第５曲げ部を曲げる前の様子を示す図である。 図９Ｂは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第５曲げ部を曲げた後の様子を示す図である。 図１０Ａは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第６曲げ部を曲げる前の様子を示す図である。 図１０Ｂは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第６曲げ部を曲げた後の様子を示す図である。 図１１Ａは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第７曲げ部を曲げる前の様子を示す図である。 図１１Ｂは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第７曲げ部を曲げた後の様子を示す図である。 図１２Ａは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第８曲げ部を曲げる前の様子を示す図である。 図１２Ｂは、本発明の実施形態に係る曲げロボット及びプレスブレーキの動作を示す図であり、素材の第８曲げ部を曲げた後の様子を示す図である。 図１３は、本発明の実施形態に係る曲げロボットの動作を示す図であり、製品を製品エリアに送り出す様子を示している。

本発明の実施形態について図１から図１０を参照して説明する。

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「設けられる」とは、直接的に設けられることの他に、別部材を介して間接的に設けられることを含む意であり、「備えられる」と同義である。「備える」とは、直接的に備えることの他に、別部材を介して間接的に備えることを含む意であり、「設ける」と同義である。「保持する」とは、把持すること、及び吸着することを含む意であり、「把持する」とは、強固に把持することの他に、軽く挟むように支えることを含む意である。「ハンド軸心」とは、ロボットハンドの軸心、換言すれば、ハンドベースの軸心のことをいう。「ハンド軸心方向」とは、ロボットハンドの軸心方向、換言すれば、ハンドベースの軸心方向のことをいう。「ハンド幅方向」とは、ロボットハンドの幅方向、換言すれば、ハンドベースの幅方向のことをいう。「素材の成形部」とは、素材の一部であって素材の曲げ加工によって成形された曲げフランジ部等の成形部のことをいう。

図面中、「ＦＦ」は、前方向、「ＦＲ」は、後方向、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向、「Ｕ」は、上方向、「Ｄ」は、下方向、「Ｐ１」は、ハンド軸心方向、「Ｐ１ａ」は、ハンド軸心方向の先端側、「Ｐ１ｂ」は、ハンド軸心方向の基端側、「Ｐ２」は、ハンド幅方向をそれぞれ指している。

図１及び図２（ａ）（ｂ）に示すように、本発明の実施形態に係る多関節の曲げロボット１は、プレスブレーキ３の前方（正面側）に配設されている。曲げロボット１は、６軸の制御軸を有し、プレスブレーキ３への素材Ｗの搬入、素材（金属板）Ｗの曲げ加工の補助、及びプレスブレーキ３からの製品Ｍの搬出を行う。なお、素材Ｗは、一例として８つの曲げ部（曲げ線）Ｗａを有しており、８つの曲げ部Ｗａは、第１曲げ部Ｗａ₁と、第２曲げ部Ｗａ₂と、第２曲げ部Ｗａ₃と、第４曲げ部Ｗａ₄、第５曲げ部Ｗａ₅と、第６曲げ部Ｗａ₆と、第７曲げ部Ｗａ₇と、第８曲げ部Ｗａ₈である。製品Ｍ（曲げ加工済みの素材Ｗ）は、一例として凹みＭｄを有している。製品Ｍは、一例として２つのＬ字状の曲げフランジ部Ｍｆを有しており、曲げフランジＭｆは、素材Ｗの曲げ加工によって成形された成形部である。

ここで、曲げ加工機の一例としてのプレスブレーキ３は、下部テーブル５と、下部テーブル５に上下に対向しかつ上下方向へ移動可能な上部テーブル７とを具備している。下部テーブル５は、その上側に、下部金型（ダイ金型）９を着脱可能に備えている。上部テーブル７は、その下側に、下部金型９と協働して曲げ加工を行う上部金型（パンチ金型）１１を着脱可能に備えている。また、プレスブレーキ３の近傍には、複数の素材Ｗを素材パレットＰ１を介して載置（積載）するための素材エリアＡ１が設けられている。素材エリアＡ１の後側近傍には、素材エリアＡ１に載置された最上部の素材Ｗを磁力によって浮上させるマグネットフロータ１３が設けられている。素材エリアＡ１に左右方向に離隔した位置には、製品Ｍを製品パレットＰ２（図１３参照）を介して載置するための製品エリアＡ２（図１０参照）が設けられている。

そして、本発明の実施形態に係る多関節の曲げロボット１の具体的な構成は、以下の通りである。

図１に示すように、多関節の曲げロボット１は、走行台（可動台）１５を具備しており、走行台１５は、床面に敷設した一対のガイドレール１７に左右方向へ移動可能（走行可能）に支持されている。また、走行台１５は、走行台１５の適宜位置に設けられた走行用制御モータ（図示省略）の駆動により左右方向へ移動（走行）する。

走行台１５は、その上部に、アーム支持部材１９を鉛直（垂直）な第１制御軸Ｓ₁周りに旋回可能に備えている。アーム支持部材１９は、走行台１５の適宜位置に設けられたロボット用第１制御モータ（図示省略）の駆動により第１制御軸Ｓ₁周りに旋回する。また、アーム支持部材１９は、その上部に、下部アーム２１を水平な第２制御軸Ｓ₂周りに揺動可能に備えている。下部アーム２１は、アーム支持部材１９の適宜位置に設けられたロボット用第２制御モータ（図示省略）の駆動により第２制御軸Ｓ₂周りに揺動する。

下部アーム２１は、その先端部に、第１上部アーム２３を水平な第３制御軸Ｓ₃周りに揺動可能に備えている。第１上部アーム２３は、下部アーム２１の先端部に設けられたロボット用第３制御モータ（図示省略）の駆動により第３制御軸Ｓ₃周りに揺動する。また、第１上部アーム２３は、その先端部に、第２上部アーム２５を第３制御軸Ｓ₃に直交する第４制御軸Ｓ₄周りに回転可能に備えている。第２上部アーム２５は、第１上部アーム２３の基端部に設けられたロボット用第４制御モータ（図示省略）の駆動により第４制御軸Ｓ₄周りに回転する。

第２上部アーム２５は、その先端部に、第１リスト２７を水平な第５制御軸Ｓ₅周りに揺動可能に備えている。第１リスト２７は、第１上部アーム２３の基端部に設けられたロボット用第５制御モータ（図示省略）の駆動により第５制御軸Ｓ₅周りに揺動する。また、第１リスト２７は、その先端部に、第２リスト２９を第５制御軸Ｓ₅に直交する第６制御軸Ｓ₆周りに回転可能に備えている。第２リスト２９は、第１上部アーム２３の基端部の適宜位置に設けられたロボット用第６制御モータ（図示省略）の駆動により第６制御軸Ｓ₆周りに回転する。

第２リスト２９は、その先端部に、素材Ｗ又は製品Ｍを保持するロボットハンド３１を着脱可能に備えている。換言すれば、ロボットハンド３１は、曲げロボット１の先端部である第２リスト２９の先端部に着脱可能に装着されている。

なお、曲げロボット１は、前述のように６軸の制御軸を有しているが、走行用制御モータによって走行台１５が左右方向へ移動することによって実質的に７軸の制御軸を有している。また、曲げロボット１が６軸の制御軸（実質的に７軸の制御軸）を有する代わりに、５軸以下の制御軸又は７軸以上の制御軸（実質的に８軸以上の制御軸）を有してもよい。

続いて、本発明の実施形態に係るロボットハンド３１の構成の詳細について説明する。

図１から図４Ｂに示すように、ロボットハンド３１は、第２リスト２９の先端部（曲げロボット１の先端部）に同心状に装着されるハンドベース（ハンド本体）３３を具備している。ハンドベース３３は、第２リスト２９の先端部に同心状に接続（装着）される接続部材３５を有している。また、ハンドベース３３は、接続部材３５に設けられかつハンド幅方向（ロボットハンド３１の幅方向）に延びた固定バー（支持バー）３７と、固定バー３７にハンド幅方向に離隔して設けられた一対の支持ブロック３９とを有している。

固定バー３７は、その適宜位置に、素材Ｗの端部等を把持する複数のメカニカルグリッパ４１を備えており、各メカニカルグリッパ４１は、ハンド幅方向に位置調整可能である。そして、各メカニカルグリッパ４１の具体的な構成は、次の通りである。

メカニカルグリッパ４１は、固定バー３７にブラケット４３を介して設けられたクランプ用エアシリンダ４５を有している。クランプ用エアシリンダ４５は、固定バー３７にハンド幅方向に位置調整可能に設けられたシリンダ本体４７と、シリンダ本体４７にハンド幅方向とハンド軸心方向とに直交する方向へ移動可能（伸縮可能）に設けられた作動ロッド４９とからなる。また、クランプ用エアシリンダ４５は、その頂面に、第１クランプ部材５１を一体的に備えている。換言すれば、第１クランプ部材５１は、固定バー３７にシリンダ本体４７を介して設けられており、ハンドベース３３に対して固定された固定クランプ部材である。更に、第１クランプ部材５１は、ハンド軸心方向に延びかつハンド軸心３１ｃに対して偏心している。第１クランプ部材５１は、その先端側に、側面視Ｌ字状に凹んだ第１成形把持部５３を有している。第１クランプ部材５１は、第１成形把持部５３とハンド軸心方向に隣接する位置に、第１通常把持部５５を有している。

第１クランプ部材５１は、その対向する位置に、第２クランプ部材５７を複数のガイドロッド５９によって第１クランプ部材５１に接近離反する方向へ移動可能に備えている。第２クランプ部材５７は、ハンドベース３３に対して前記接近離反する方向へ移動可能に構成された可動クランプ部材である。第２クランプ部材５７は、ハンド軸心方向に延びかつハンド軸心３１ｃに対して偏心している。また、第２クランプ部材５７は、その先端側に、第１成形把持部５３と協働して素材Ｗの成形部の１つである曲げフランジ部Ｍｆを把持する第２成形把持部６１を有している。第２クランプ部材５７は、第２成形把持部６１とハンド軸心方向に隣接する位置に、第１通常把持部５５と協働して素材Ｗの端部を把持する第２通常把持部６３を有している。更に、第２クランプ部材５７を前記接近離反する方向へ移動させるため、第２クランプ部材５７の基端部は、作動ロッド４９の先端部に連結されている。換言すれば、第２クランプ部材５７は、クランプ用エアシリンダ４５の駆動により前記接近離反する方向へ移動する。

なお、第１クランプ部材５１を固定クランプ部材としかつ第２クランプ部材５７を可動クランプ部材とする代わりに、第１クランプ部材５１を可動クランプ部材としかつ第２クランプ部材５７を固定クランプ部材としてもよい。第２クランプ部材５７を第１クランプ部材５１に設ける代わりに、ハンドベース３３に設けてもよい。

ハンドベース３３は、ハンド軸心３１ｃに対して偏心した位置に、可動フレーム６５を複数のＬＭ（Linear Motion）ガイド６７によってハンド軸心方向へ移動可能に備えている。可動フレーム６５は、各支持ブロック３９にハンド軸心方向へ移動可能に設けられかつハンド軸方向に延びたスライダ６９と、一対のスライダ６９の先端部の間に一体的に連結するように設けられかつハンド幅方向に延びた可動バー７１とを有している。また、可動フレーム６５は、ハンド軸心３１ｃに対して第１クランプ部材５１及び第２クランプ部材５７と同じ方向でかつ第１クランプ部材５１及び第２クランプ部材５７よりも大きく偏心している。更に、ＬＭガイド６７は、支持ブロック３９に設けられたＬＭブロック７３と、スライダ６９から可動バー７１の一部にかけて設けられかつハンド軸心方向に延びかつＬＭブロック７３にハンド軸心方向に案内されるＬＭレール７５とからなる。

可動フレーム６５は、各支持ブロック３９に設けられた可動フレーム用エアシリンダ７７の駆動によりハンド軸心方向へ移動する。各可動フレーム用エアシリンダ７７は、各支持ブロック３９に設けられたシリンダ本体７９と、シリンダ本体７９にハンド軸心方向へ移動可能（伸縮可能）に設けられた作動ロッド８１とを有している。各作動ロッド８１の先端部は、可動バー７１の適宜位置に連結部材８３を介して一体的に連結されている。

可動バー７１は、その適宜位置に、素材Ｗ又は製品Ｍの表面を吸着する複数の吸着グリッパ８５を備えている。各吸着グリッパ８５は、ハンド幅方向に位置調整可能であり、各吸着グリッパ８５のハンド幅方向の位置は、メカニカルグリッパ４１のハンド幅方向の位置とずらして配置されている。そして、各吸着グリッパ８５の具体的な構成は、次の通りである。

吸着グリッパ８５は、可動バー７１にハンド幅方向に位置調整可能に設けられた取付板８７を有している。また、取付板８７は、その先端側に、エアの吸引力によって素材Ｗ又は製品Ｍの表面を吸着する複数のベローズ型の吸着パッド８９を備えている。各吸着パッド８９の吸着面（吸着グリッパ８５の吸着面）は、第１クランプ部材５１側の反対側を指向している。

吸着グリッパ８５は、可動フレーム６５のハンド軸心方向の移動により吸着位置と待避位置との間を移動するように構成されている。吸着位置とは、ハンドベース３３に対して離隔しかつ素材Ｗ又は製品Ｍの表面を吸着するためのハンド軸方向の位置（図４Ａに示す位置）のことである。待機位置とは、ハンドベース３３側で待機するためのハンド軸方向の位置（図４Ｂに示す位置）のことである。また、吸着グリッパ８５は、ハンド軸心に対して第１クランプ部材５１及び第２クランプ部材５７と同じ方向でかつ第１クランプ部材５１及び第２クランプ部材５７よりも大きく偏心している。更に、吸着グリッパ８５の一部分である先端側の吸着パッド８９は、吸着位置に位置させたときに、第１クランプ部材５１及び第２クランプ部材５７に対してハンド軸心方向の先端側へ突出する。

なお、ベローズ型の吸着パッド８９に代えて、平型の吸着パッド（図示省略）、又はエアの吸引力によって素材Ｗ又は製品Ｍの表面を吸着する電磁石（図示省略）を吸着グリッパ８５に用いてもよい。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

図１に示すように、複数の制御モータの駆動により曲げロボット１の動作を制御することにより、第２リスト２９を素材エリアＡ１に接近させると共に、ハンド軸心３１ｃ（第２リスト２９の軸心）を水平にする。また、可動フレーム用エアシリンダ７７の駆動により可動フレーム６５をハンド軸心方向の先端側へ移動させることにより、各吸着グリッパ８５（各吸着グリッパ８５における複数の吸着パッド８９）を待避位置から吸着位置へ移動させる。次に、各吸着グリッパ８５の吸着面を下方向に向かせた状態で、複数の制御モータの駆動により曲げロボット１の動作を制御して第２リスト２９（ロボットハンド３１）を下方向へ移動させて、各吸着グリッパ８５によって素材エリアＡ１（素材エリアＡ１の素材パレットＰ１）に載置した素材Ｗの表面を吸着する。更に、複数の制御モータの駆動により曲げロボット１の動作を制御して第２リスト２９を上方向へ移動させることにより、素材エリアＡ１から素材Ｗを取り出す。そして、複数の制御モータの駆動により曲げロボット１の動作を制御することにより、第２リスト２９をプレスブレーキ３に接近させる。これにより、図５Ａに示すように、素材Ｗをプレスブレーキ３に搬入して、素材Ｗの第１曲げ部Ｗａ₁を下部金型９に対して位置決めすることができる。

素材Ｗの第１曲げ部Ｗａ₁を下部金型９に対して位置決めした後に、図５Ｂに示すように、上部テーブル７を上下方向（下方向と上方向）へ移動させて、上部金型１１と下部金型９の協働によって素材Ｗの第１曲げ部Ｗａ₁の曲げ加工を行う。このとき、各吸着グリッパ８５によって素材Ｗの表面を吸着した状態で、複数の制御モータの駆動により曲げロボット１の動作を制御することにより、素材Ｗの第１曲げ部Ｗａ₁の曲げ加工の補助を行う。

素材Ｗの第１曲げ部Ｗａ₁の曲げ加工を行った後に、各吸着グリッパ８５の吸着状態を解除して、可動フレーム用エアシリンダ７７の駆動により可動フレーム６５をハンド軸心方向の基端側へ移動させることにより、各吸着グリッパ８５を吸着位置から待避位置へ移動させる。そして、複数の制御モータの駆動により曲げロボット１の動作を制御することにより、各第１通常把持部５５と各第２通常把持部６３を素材Ｗの端部の両側に位置させる。そして、各クランプ用エアシリンダ４５の駆動により各第２クランプ部材５７を各第１クランプ部材５１に接近する方向へ移動させて、各第１通常把持部５５と各第２通常把持部６３によって素材Ｗの端部を把持する。これにより、各吸着グリッパ８５による吸着状態から各第１通常把持部５５と各第２通常把持部６３による把持状態に、ロボットハンド３１の保持状態を変更して、素材Ｗの第２曲げ部Ｗａ₂以降の曲げ加工の準備を行うことができる。

素材Ｗの第２曲げ部Ｗａ₂以降の曲げ加工の準備を行った後に、図６Ａから図１２Ｂに示すように、上部テーブル７を上下方向へ複数回移動させて、上部金型１１と下部金型９の協働によって素材Ｗの７つの曲げ部Ｗａ（第２曲げ部Ｗａ₂，第３曲げ部Ｗａ₃，第４曲げ部Ｗａ₄，第５曲げ部Ｗａ₅，第６曲げ部Ｗａ₆，第７曲げ部Ｗａ₇，第８曲げ部Ｗａ₈）の曲げ加工を順次行う。これにより、素材Ｗから窪みＭｄ及び２つのＬ字状の曲げフランジ部Ｍｆを有した製品Ｍを製作することができる。このとき、主として、各第１通常把持部５５と各第２通常把持部６３によって素材Ｗの端部を把持した状態で、複数の制御モータの駆動により曲げロボット１の動作を制御することにより、素材Ｗの曲げ加工の補助を行う。なお、素材Ｗの第１曲げ部Ｗａ₁から第４曲げ部Ｗａ₄の曲げ加工によって窪みＷｄが形成される（図５Ａから図８Ｂ参照）。素材Ｗの第５曲げ部Ｗａ₅及び第６曲げ部Ｗａ₆の曲げ加工によって成形部として１つのＬ型のフランジ部Ｍｆが形成される（図９Ａから図１０Ｂ参照）。素材Ｗの第７曲げ部Ｗａ₇及び第８曲げ部Ｗａ₈の曲げ加工によって成形部としてもう１つのＬ型のフランジ部Ｍｆが形成される（図１１Ａから及び図１２Ｂ参照）。

素材Ｗの曲げ加工の途中に、ロボットハンド３１とプレスブレーキ３との干渉を回避するという条件（干渉回避条件）の下で、ロボットハンド３１によって素材Ｗを適切に保持できる箇所（面積）が少なくなった場合には、次の動作を実行する。つまり、本発明の実施形態においては、素材Ｗの第６曲げ部Ｗａ₆の曲げ加工を後に、次の動作を実行する。

素材Ｗの第６曲げ部Ｗａ₆の曲げ加工を行った後、図１０Ｂ及び図１１Ａに示すように、複数の制御モータの駆動により曲げロボット１の動作を制御して第２リスト２９を掴み替え装置（図示省略）に接近させて、素材Ｗを掴み替え装置に保持させる。次に、各クランプ用エアシリンダ４５の駆動により各第２クランプ部材５７を各第１クランプ部材５１に離反する方向へ移動させることにより、各第１成形把持部５３と各第２成形把持部６１による把持状態を解除する。更に、複数の制御モータの駆動により曲げロボット１の動作を制御することにより、各第１成形把持部５３と各第２成形把持部６１を素材Ｗの曲げフランジ部Ｍｆの両側に位置させる。そして、各クランプ用エアシリンダ４５の駆動により各第２クランプ部材５７を各第１クランプ部材５１に接近する方向へ移動させることにより、各第１成形把持部５３と各第２成形把持部６１により素材Ｗの曲げフランジ部Ｍｆを把持する。これにより、各第１通常把持部５５と各第２通常把持部６３による把持状態から各第１成形把持部５３と各第２成形把持部６１による把持状態に、ロボットハンド３１の保持状態を変更することができる。

或いは、図示は省略するが、素材Ｗの第６曲げ部Ｗａ₆の曲げ加工を行った後、第２リスト２９を掴み替え装置に接近させて、素材Ｗを掴み替え装置に保持させる。次に、各第１成形把持部５３と各第２成形把持部６１による把持状態を解除し、第２リスト２９を掴み替え装置に離反させる。更に、可動フレーム用エアシリンダ７７の駆動により可動フレーム６５をハンド軸心方向の先端側へ移動させることにより、各吸着グリッパ８５を待避位置から吸着位置へ移動させる。また、曲げロボットの動作を制御することにより、各吸着グリッパ８５を素材Ｗの表面における次の曲げ部Ｗａである第７曲げ部Ｗａ₇の近傍部に位置させる。そして、各吸着グリッパ８５によって素材Ｗの表面における第７曲げ部Ｗａ₇の近傍部を吸着する。これにより、各第１成形把持部５３と各第２成形把持部６１による把持状態から各吸着グリッパ８５による吸着状態に、ロボットハンド３１の保持状態を変更することができる。

要するに、干渉回避条件の下で、ロボットハンド３１によって素材Ｗを適切に保持できる箇所が少なくなった場合には、素材Ｗの曲げ形状（成形形状）に応じて、ロボットハンド３１の保持状態を変更することができる。

特に、前述のように、吸着グリッパ８５の一部分は、吸着位置に位置させたときに、第１クランプ部材５１及び第２クランプ部材５７に対してハンド軸心方向の先端側へ突出する。そのため、各吸着グリッパ８５によって素材Ｗの表面における第７曲げ部Ｗａ₇の近傍部を確実に吸着することができ、ロボットハンド３１の保持状態の変更が容易になる。

製品Ｍを製作した後に、図１２Ｂ及び図１３に示すように、複数の制御モータの駆動により曲げロボット１の動作を制御することにより、第２リスト２９を製品エリアＡ２に接近させると共に、ハンド軸心３１ｃ（第２リスト２９の軸心）を水平にする。そして、各吸着グリッパ８５（各吸着グリッパ８５における複数の吸着パッド８９）の吸着面を下方向に向かせた状態で、各吸着グリッパ８５の吸着状態を解除する。これにより、製品Ｍをプレスブレーキ３から搬出して製品エリアＡ２（製品エリアＡ２の製品パレットＰ２）に送り出すことができる。

本発明の実施形態によれば、前述のように、干渉回避条件の下で、ロボットハンド３１によって素材Ｗを適切に保持できる箇所が少なくなった場合でも、曲げロボット１を用いた曲げ加工を中断することなく最終工程まで継続して行うことができ、曲げ加工の生産性を向上させることができる。

本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、次のように、種々の態様で実施可能である。即ち、素材Ｗをプレスブレーキ３に搬入した後であって素材Ｗの第１曲げ部Ｗａ₁の曲げ加工を行う前に、各吸着グリッパ８５による吸着状態から各第１通常把持部５５と各第２通常把持部６３による把持状態に、ロボットハンド３１の保持状態を変更してもよい。この場合には、各第１通常把持部５５と各第２通常把持部６３によって素材Ｗの端部を把持した状態で、素材Ｗの第１曲げ部Ｗａ₁の曲げ加工の補助を行う。

そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。

１ 曲げロボット
３ プレスブレーキ（曲げ加工機）
５ 下部テーブル
７ 上部テーブル
９ 下部金型
１１ 上部金型
１５ 走行台
１７ ガイドレール
１９ アーム支持部材
２１ 下部アーム
２３ 第１上部アーム
２５ 第２上部アーム
２７ 第１リスト
２９ 第２リスト（曲げロボットの先端部）
３１ ロボットハンド
３１ｃ ハンド軸心
３３ ハンドベース
３５ 接続部材
３７ 固定バー
３９ 支持ブロック
４１ メカニカルグリッパ
４５ クランプ用エアシリンダ
５１ 第１クランプ部材
５３ 第１成形把持部
５５ 第１通常把持部
５７ 第２クランプ部材
５９ ガイドロッド
６１ 第２成形把持部
６３ 第２通常把持部
６５ 可動フレーム
６７ ＬＭガイド
６９ スライダ
７１ 可動バー
７７ 可動フレーム用エアシリンダ
８５ 吸着グリッパ
８７ 取付板
８９ 吸着パッド
Ａ１ 素材エリア
Ｐ１ 素材パレット
Ａ２ 製品エリア
Ｐ２ 製品パレット
Ｗ 素材（金属板）
Ｗａ 曲げ部（曲げ線）
Ｗａ₁ 第１曲げ部
Ｗａ₂ 第２曲げ部
Ｗａ₃ 第３曲げ部
Ｗａ₄ 第４曲げ部
Ｗａ₅ 第５曲げ部
Ｗａ₆ 第６曲げ部
Ｗａ₇ 第７曲げ部
Ｗａ₈ 第８曲げ部
Ｍ 製品
Ｓ 曲げフランジ部（成形部）
Ｐ１ 素材パレット
Ｐ２ 製品パレット

Claims (4)

1. 曲げ加工機への素材の搬入、素材の曲げ加工の補助、及び前記曲げ加工機からの製品の搬出を行う曲げロボットの先端部に装着され、素材又は製品を保持するロボットハンドにおいて、
   前記曲げロボットの先端部に装着されるハンドベースと、
   前記ハンドベースに設けられ、先端側に側面視Ｌ字状に凹んだ第１成形把持部を有し、前記第１成形把持部とハンド軸心方向に隣接する位置に第１通常把持部を有した第１クランプ部材と、
   前記第１クランプ部材に対向する位置に設けられ、前記第１クランプ部材に対して相対的に接近離反する方向へ移動可能であって、先端側に前記第１成形把持部と協働して素材の成形部を把持する第２成形把持部を有し、前記第２成形把持部とハンド軸心方向に隣接する位置に前記第１通常把持部と協働して素材の端部を把持する第２通常把持部を有した第２クランプ部材と、
   前記ハンドベースにハンド軸心方向へ移動可能に設けられた可動フレームと、
   前記可動フレームに設けられ、吸着面が前記第１クランプ部材側の反対側を指向し、素材又は製品の表面を吸着する吸着グリッパと、を具備し、
   前記吸着グリッパは、前記可動フレームのハンド軸心方向の移動により、前記ハンドベースに対して離隔しかつ素材又は製品の表面を吸着するための吸着位置と、前記ハンドベース側で待機するための待避位置との間を移動するように構成されたことを特徴とするロボットハンド。
2. 前記第１クランプ部材は、前記ハンドベースに対して固定された固定クランプ部材であり、前記第２クランプ部材は、前記ハンドベースに対して前記接近離反する方向へ移動可能に構成された可動クランプ部材であることを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。
3. 前記吸着グリッパの少なくとも一部分は、前記吸着位置に位置させたときに、前記第１クランプ部材及び前記第２クランプ部材に対してハンド軸心方向の先端側へ突出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロボットハンド。
4. 曲げ加工機への素材の搬入、素材の曲げ加工の補助、及び前記曲げ加工機からの製品の搬出を行う曲げロボットにおいて、
   先端部に請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のロボットハンドが装着されていることを特徴とする曲げロボット。

Images