長尺材曲げ加工用のロボットハンドおよび長尺材曲げ加工システム
【課題】吸着手段とグリッパとを備えたローディングが可能な長尺材用ロボットハンドの提供と、このロボットハンドを使用した長尺板材曲げ加工システムの提供。
【解決手段】１．ロボットハンド15に吸着手段31とワークの長手方向両端部を把持するグリッパ51とを設け、前記吸着手段をワークの前後方向に移動位置決め可能に設けたことを特徴とする長尺板材曲げ加工用ロボットハンド。２．板材折曲げ加工機へワークを供給するロボットと、掴み換え装置とを備えた長尺板材曲げ加工システムにおいて、前記ロボットハンドがロボットハンド15に吸着手段31とワークの長手方向両端部を把持するグリッパ51とを設け、吸着手段をワークの前後方向に移動位置決め可能に設けてなるこ長尺板材曲げ加工システム。
【解決手段】１．ロボットハンド15に吸着手段31とワークの長手方向両端部を把持するグリッパ51とを設け、前記吸着手段をワークの前後方向に移動位置決め可能に設けたことを特徴とする長尺板材曲げ加工用ロボットハンド。２．板材折曲げ加工機へワークを供給するロボットと、掴み換え装置とを備えた長尺板材曲げ加工システムにおいて、前記ロボットハンドがロボットハンド15に吸着手段31とワークの長手方向両端部を把持するグリッパ51とを設け、吸着手段をワークの前後方向に移動位置決め可能に設けてなるこ長尺板材曲げ加工システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は長尺材曲げ加工用のロボットハンドおよび長尺材曲げ加工システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的には、長尺材のサッシ曲げ加工は長尺の板材すなわち長尺材を曲げ加工機であるプレスブレーキを使用して製作される。
【０００３】
図４７（ａ）、図４７（ｂ）は、サッシ曲げ加工における途中工程を示したものであり、この例では、ワークＷをバキュームパッド１０３で吸着保持して曲げ加工機の上金型１０１と下金型１０２の間へ供給する場合を示したものである。
【０００４】
図４７（ａ）に示した状態は、次の曲げ加工位置を上金型１０１と下金型１０２間に位置決めし、次いで、ワークＷの上面まで上金型１０１を下降させてワークＷの上面に上金型１０１が接触した位置（ピンチング位置）で停止させた状態である。
【０００５】
図４７（ａ）に示したワークＷの断面形状の場合、曲げ加工位置の前後のバランスが悪く、図４７（ｂ）の如く、ワークＷが反時計回りに回転してしまうため曲げ加工を継続することごできない。
【０００６】
また、ワークＷが図４８に示すような断面形状の場合、ワークＷの下側に曲げられたフランジ１０４にバキュームパッド１０３が干渉してワークＷを確実に吸着保持できないことがある。
【０００７】
一方、フランジ部分が小さいワークの場合、バキュームパッドによる吸着保持手段に代えて、そのフランジ部分をグリッパで把持する方法が用いられている。
【０００８】
しかしながら、グリッパタイプの把持手段の採用により曲げ加工が可能な断面形状の範囲は拡大するが、積載された素材から素材を１枚取り出して板材加工機へ供給するローディングができない。
【０００９】
そこで、積載された素材から素材を１枚取り出して板材加工機へ供給するワークのローディングが可能なバキュームパッド吸着手段とグリッパタイプの把持手段とを備えた板材把持装置が採用されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開平６−６６９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述の特許文献１には、中間台や反転器などを用いずに幅の狭い板材をプレスブレーキなどの曲げ加工機へ供給し、かつその曲げ加工機で加工された製品を取り出すための板材把持装置が記載されている。
【００１２】
より詳細には、図４９を参照するに、上記板材把持装置は関節形ロボットの第３アーム１０５の先端に左右反転機構１０６を装着し、この左右反転機構１０６により反転駆動される主軸１０７を有しており、この主軸１０７先端には角棒状のベース１０８が前記第３アーム１０５と平行な面内で回転可能に設けてある。
【００１３】
そして、角棒状のベース１０８の前面側には、前記主軸の中心Ｃ４に関して左右対称となるようにそれぞれ、一対の吸着バー１０９、前縁挟みバー１１０、側縁挟みバー１１１が内側から左右方向の外側に向かって順に設けてある。
【００１４】
前記吸着バー１０９は前記ベース１０８の後面側に設けたバキュームパッド駆動シリンダにより伸縮自在に設けてあり、吸着バー１０９の先端にはバキュームパッド１１４が首振り可能に設けてある。同様に前記前縁挟みバー１１０は駆動シリンダ１１５により伸縮自在に設けてあり、先端には前縁挟みチャック１１６が設けてある。
【００１５】
さらに、前記側縁挟みバー１１１は駆動シリンダ１１７により伸縮自在に設けてあり、先端には一対の側縁挟みチャック１１８が互いに対向するように設けてある。この側縁挟みチャック１１８に板材を保持した状態で、板材を板材の長軸ＣＫ回りに回転させる駆動モータ１１９が設けてある。
【００１６】
上記特許文献１記載の発明においては、原板ストックから板材を１枚吸着して持ち上げるまではバキュームパッド吸着機構１１４を利用し、その後、板材を前縁挟み機構１１６に持ち換えてからは、曲げ加工、ワークの反転、再加工および製品の取り出しまでを前縁挟み機構１１６に保持した状態で行うものであり、中間台や反転機へを使用しないことにより生産タクトを短縮したことを特徴とするものである。
【００１７】
しかしながら、引用文献１に記載の板材把持装置に係る発明において、長尺材のサッシ曲げ加工を行う場合には種々の問題があり、実用的な長尺材のサッシ曲げ加工が可能な範囲が狭いという問題がある。
【００１８】
すなわち、実用的な長尺材のサッシ曲げ製品においては、掴み代が少なくワークの掴み換えを行わないと側縁挟みチャック（グリッパ）が干渉して把持できないものが多い。
【００１９】
同様に、曲げフランジ部の寸法が小さい長尺材のサッシ曲げでは、掴み換えを行わないと曲げ加工時に側縁挟みチャック（グリッパ）１１８と金型とが干渉して曲げ加工ができない。また、側縁挟みチャック（グリッパ）１１８は前後方向には進退可能だが板材の長手方向である左右方向には移動不能であるため、長手方向の寸法の相違する板材の曲げ加工ができないという問題がある。
【００２０】
本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、掴み代が少ない長尺材でも長手方向の寸法が相違する長尺材でも把持可能でかつ、曲げ加工時にグリッパと金型とが干渉するのを回避可能なグリッパと、長尺材の一面を吸着保持可能な吸着手段とを備えた長尺材曲げ加工用ロボットハンドを提供することである。
【００２１】
また、板材折曲げ加工機へ長尺板材からなるワークを供給または加工製品を搬出するロボットと、このロボットのロボットハンドが保持した長尺板材からなるワークを一時的に保持する長尺板材掴み換え装置と、ロボットハンド交換ステーションと、素材ステーションと、製品ステーションとを備えた長尺板材曲げ加工システムにおいて、前記ロボットハンドが、掴み代が少ない長尺材でも長手方向の寸法が相違する長尺材でも把持可能でかつ、曲げ加工時にグリッパと金型とが干渉するのを回避可能ななグリッパと、長尺材の一面を吸着保持可能な吸着手段とを備えてなる長尺板材曲げ加工システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述の課題を解決する手段として請求項１に記載の長尺板材曲げ加工用ロボットハンドは、ロボットのロボットハンド装着部に着脱交換自在のロボットハンドにして、該ロボットハンドに長尺板材からなるワークの一面を吸着保持自在の吸着手段を設けると共に、該吸着手段に吸着された前記ワークの長手方向両端部を把持可能でかつ互いに接近離反可能なグリッパとを設け、前記吸着手段を前記グリッパに把持された前記ワークの面上を前記長手方向に直交する前後方向に移動位置決め可能に設けたことを要旨とするものである。
【００２３】
請求項２に記載の長尺板材曲げ加工用ロボットハンドは、請求項１に記載の長尺板材曲げ加工用ロボットハンドにおいて、前記吸着手段は前記長手方向に延伸するバキュームパッド保持体に複数個のバキュームパッドを適宜間隔で配列して設け、該バキュームパッド保持体を駆動シリンダにより前記前後方向に移動位置決め自在に設けてなり、前記グリッパは固定上部ジョーに対して開閉自在の可動下部ジョーを有し、前記固定上部ジョーの開閉方向の厚みを前記可動下部ジョーより薄く設けてなることを要旨とするものである。
【００２４】
請求項３に記載の長尺板材曲げ加工システムは、板材折曲げ加工機へ長尺板材からなるワークを供給かつ前記板材折曲げ加工機で加工された製品を搬出するロボットと、このロボットのロボットハンドが保持した前記ワークを受領して一時的にそのワークを保持する掴み換え装置と、ロボットハンド交換ステーションと、前記ワークを載置する素材ステーションと、前記製品を載置する製品ステーションとを備えた長尺板材曲げ加工システムにおいて、前記ロボットハンドは前記ワークの一面を吸着保持自在の吸着手段を設けると共に、該吸着手段に吸着された前記ワークの長手方向両端部を把持可能でかつ互いに接近離反可能なグリッパとを設け、前記吸着手段を前記グリッパに把持された前記ワークの面上を前記長手方向に直交する前後方向に移動位置決め可能に設けてなることを要旨とするものである。
【００２５】
請求項４に記載の長尺板材曲げ加工システムは、請求項３に記載の長尺板材曲げ加工システムにおいて、前記掴み換え装置を前記板材折曲げ加工機本体に設けたことを要旨とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
本願発明の長尺板材曲げ加工用ロボットハンドによれば、掴み代が少ない長尺材からなるワークでも長手方向の寸法が相違する長尺材でも把持可能となる。また、グリッパの固定上部ジョーの開閉方向の厚みを可動下部ジョーより薄く設けたので、曲げ加工時にグリッパと金型とが干渉する領域をより小さくすることができる。
【００２７】
また、ロボットハンドにグリッパと長尺材からなるワークの一面を吸着保持可能な吸着手段とを長尺板材の面上を長手方向に直交する前後方向に移動位置決め可能に設けたので、グリッパ単独では不可能な積載された板材の１枚取りによるローディングが可能となった。
【００２８】
さらに、板材折曲げ加工機本体に設けた掴み換え装置をを使用すれば掴み換えの時間をより短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本願発明に係るロボットハンドを装着したロボットを使用した長尺板材曲げ加工システムの説明図。
【図２】本願発明に係るロボットハンドを装着したロボットの側面図（一部省略）。
【図３】本願発明に係るロボットハンドを上面から見た吸着手段の動作状態の説明図で、図３（ａ）は吸着手段の後退位置、図３（ｂ）は前進位置を示す。
【図４】本願発明に係るロボットハンドを上面から見たグリッパの動作状態の説明図で、図４（ａ）は、左右のグリッパが接近した状態を、図４（ｂ）は、離反した状態を示す。
【図５】図５（ａ）は、図３のＢ−Ｂ矢視断面図で吸着手段の後退位置、図５（ｂ）は図３のＣ−Ｃ矢視断面図で吸着手段の前進位置を示す。
【図６】図５のＤ矢視図で、図６（ａ）はグリッパの閉状態、図６（ｂ）は開状態を示す。
【図７】長尺材ワークの曲げ製品の例。
【図８】図７のＤ−Ｄ断面
【図９】図７の長尺材ワークの曲げ製品の展開図。
【図１０】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１１】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１２】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１３】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１４】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１５】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１６】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１７】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１８】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１９】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２０】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２１】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２２】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２３】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２４】長尺材ワークの曲げ工程の説明図であり、図２３（ａ）におけるＥ−Ｅ矢視図。
【図２５】長尺材ワークの曲げ工程の説明図であり、図２３（ｂ）におけるＦ−Ｆ矢視図。
【図２６】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２７】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２８】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２９】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３０】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３１】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３２】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３３】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３４】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３５】長尺材ワークの曲げ工程の説明図であり、図３３のＧ−Ｇ矢視図。
【図３６】長尺材ワークの曲げ工程の説明図であり、図３４のＨ−Ｈ矢視図。
【図３７】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３８】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３９】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図４０】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図４１】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図４２】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図４３】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図４４】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図４５】長尺板材用の掴み換え装置を板材折曲げ加工機であるプレスブレーキ本体に設けた例。
【図４６】図４６（ａ）はグリッパを使用して掴み換え装置にワークを把持させた状態、図４６（ｂ）はロボットハンドを垂直面内で１８０度回転させてワークを掴み換えた状態を示した図。
【図４７】ワークＷをバキュームパッド１０３で吸着保持して曲げ加工機へ供給する場合の説明図で、図４７（ａ）はピンチング状態を、図４７（ｂ）はワークＷが反時計回りに回転した状態を示した図。
【図４８】ワークＷの下側に曲げられたフランジ１０４にバキュームパッド１０３が干渉してワークＷを吸着保持できない状態を示した図。
【図４９】バキュームパッドとグリッパとを備えた従来のロボットハンドの例。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００３１】
図１は本発明に係る長尺板材曲げ加工システム１の構成を示したものであり、板材折曲げ加工機である例えばプレスブレーキ３の前側には、多関節形の産業用ロボット５が設けてある。このロボット５は、前記プレスブレーキ３に装着された曲げ金型（図示省略）の長手方向に平行な方向であるＸ軸方向に移動位置決め自在に設けてある。
【００３２】
前記ロボット５の前側には曲げ加工に使用される長尺板材からなるワークＷを積載した素材ステーション７と、プレスブレーキ３で加工された製品をＰを載置する製品ステーション１１とが設けてある。
【００３３】
また、図１に示すように、前記プレスブレーキ３を前側から見て前記ロボット５の左側には、このロボット５の後述するロボットハンド１５に保持された前記ワークＷを受領して一時的に保持する掴み換え装置１３が設けてある。
【００３４】
また、前記プレスブレーキ３の右側には、複数種類のロボットハンド１５（ａ〜ｆ）を保持するハンド置き台１７（ａ、ｂ）からなるロボットハンド交換ステーション１９が設けてあり、左側には前記プレスブレーキ３を含む長尺板材曲げ加工システム１を制御する制御装置２１が設けてある。
【００３５】
前記プレスブレーキ３の前側およびロボットハンド交換ステーション１９の前方には、Ｘ軸方向に延伸した基台２３が設けてあり、この基台２３上にＸ軸に平行に設けた一対のＸ軸ガイドレール２５に、前記ロボット５の下部に一体的に設けたＸ軸キャリッジベース２７が移動自在に設けてある。
【００３６】
前記Ｘ軸キャリッジベース２７は、前記制御装置に制御されるＸ軸駆動モータ（図示省略）により、Ｘ軸方向に移動位置決め自在に設けてある。したがって、前記ロボット５はＸ軸方向に移動位置決め自在である。
【００３７】
図１、図２を参照するに、前記ロボット５は、例えば６軸制御の多関節形の産業用ロボットであり、前記Ｘ軸キャリッジベース２７上にＺ軸方向に立設した主軸２９を有し、この主軸２９はＺ軸を中心に約３６０度の範囲に回転位置決め自在である。
【００３８】
前記主軸２９の上部には、Ｘ軸に平行な水平な軸Ｏ１（図示省略）を中心に回動可能な第１アームＪ１が設けてあり、この第１アームＪ１の先端部に第２アームＪ２が水平な軸Ｏ２（図示省略）を中心に回動可能に設けてある。
【００３９】
第２アームＪ２の先端部に第３アームＪ３が同様に水平な軸Ｏ３を中心に回動可能に設けてある。また、第３アームＪ３の先端部には第４アームＪ４が水平な軸Ｏ４を中心に回動可能にかつ第３アームＪ３の中心軸に対して回転可能に設けてある。前記第４アームＪ４の先端部には、前記ロボットハンド１５を自動的に着脱交換自在のロボットハンド装着部（例えば、特開平７−２９０３８９）が内蔵してある。
【００４０】
図２〜図５は、本願発明に係るロボットハンド１５の一実施例を示したものであり、図３、図４を参照するに、ロボットハンド１５には前記ワークＷの一面を吸着保持する後述のバキュームパッド３７を昇降可能に設けた吸着手段３１と、この吸着手段３１に吸着されたワークＷの長手方向（図３では左右方向）の両端部を把持可能でかつ互いに接近離反可能な左右一対のグリッパ５１（ｌ、ｒ）とが設けてある。
【００４１】
前記ロボットハンド１５は平板状のハンド本体３３を有し、このハンド本体３３の前部には左右方向に延伸したバキュームパッド支持体３５が設けてある。このバキュームパッド支持体３５の前後方向（図３においては上下方向）の両側側面には、複数個のバキュームパッド３７が左右方向に一列に適宜間隔を置いて設けてある。
【００４２】
前記バキュームパッド支持体３５の前部には、このバキュームパッド支持体３５に直交する方向に左右一対のガイドバー３９（ａ、ｂ）が一体的に固定してある。このガイドバー３９（ａ、ｂ）は、前記ハンド本体３３上面に設けたリニアモーションベアリングの如きガイド部材４０（図５参照）に前記前後方向に移動自在にガイドされている。
【００４３】
前記ハンド本体３３には、前記バキュームパッド支持体３５に直交する方向に作動する空圧または油圧で作動する一対のシリンダ４１（ａ、ｂ）が設けてあり、このシリンダ４１（ａ、ｂ）のピストンロッド４３の先端部が前記バキュームパッド支持体３５に連結してある。
【００４４】
また、前記ハンド本体３３の前部でかつ、前記バキュームパッド支持体３５の少し下方位置には、左右方向に延伸したグリッパ支持体５３が前記ハンド本体３３に一体的に設けてある。
【００４５】
前記グリッパ支持体５３の前面には、左右方向に延伸する一対のガイドレール５５が設けてある。このガイドレール５５に前記グリッパ５１を備えたグリッパーキャリッジ５７に備えたガイド部材５９が移動自在に係合してある。
【００４６】
前記グリッパーキャリッジ５７には、前後方向に若干延伸したガイド保持部材６１が設けてあり、このガイド保持部材６１に設けたガイドレール６３に前記グリッパ５１が前後方向に位置調節可能に装着してある。
【００４７】
前記ハンド本体３３の前面の中央寄りには、左方向に作動する空圧、油圧または電動等で作動するシリンダ６５ｌと、右方向に作動するシリンダ６５ｒとが設けてある。シリンダ６５ｌのピストンロッド６７は前記グリッパ５１ｌのグリッパーキャリッジ５７に連結してあり、シリンダ６５ｒのピストンロッド６７はグリッパ５１ｒのグリッパーキャリッジ５７に連結してある。
【００４８】
上記構成において、図３（ａ、ｂ）、図５（ａ、ｂ）に示すように、前記シリンダ４１（ａ、ｂ）を同時作動させることにより、総括的に示す前記吸着手段３１を図３（ａ）に示す後退位置から、図３（ｂ）に示す前記ハンド本体３３の前方の前進位置へ移動させることができる。
【００４９】
また、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、シリンダ６５ｌと右シリンダ６５ｒとを同時作動させることにより、総括的に示す前記グリッパ５１ｌと５１ｒとを図４（ａ）に示す閉位置より、図４（ｂ）に示す開位置へ移動させることができる。
【００５０】
図６を参照するに、総括的に示す前記グリッパ５１（ｌ、ｒ）は、固定上部ジョー７１に対して開閉自在の可動下部ジョー６９を有している。そして、前記可動下部ジョー６９は駆動シリンダ７３の上部に一体的に設けてある。前記固定上部ジョー７１には、シリンダ本体７３から突出したピストンロッド７５が連結してある。
【００５１】
前記駆動シリンダ７３を作動させることにより、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように固定上部ジョー７１に対して可動下部ジョー６９を昇降開閉させることができる。なお、固定上部ジョー７１の開閉方向の厚みを前記可動下部ジョー６９より薄く設けることにより、曲げ加工時において固定上部ジョー７１と上部金型とが干渉する範囲が少なくなる。
【００５２】
図１を再度参照するに、前記掴み換え装置１３には前記ロボットハンド１５に保持された前記ワークＷを受領して一時的に保持可能なグリッパ７７が設けてある。このグリッパ７７には、後述の図２４、図２５に示すように、Ｘ軸方向に平行でかつ水平に延伸した回転軸７９に開閉自在なワーククランプ８１を適宜な間隔で設けてなるものである。
【００５３】
また、前記回転軸７９は、図示しない回転駆動手段により回転軸７９の軸心を中心として時計方向または反時計方向に１８０度の範囲を回動可能に設けてあり、この前記回転軸７９を１８０度回転させることにより、保持した前記ワークＷを上下反転させることができる（図２４、図２５参照）。
【００５４】
上記構成の長尺板材曲げ加工システム１において、前記ロボットハンド１５を装着した前記ロボット５の吸着手段３１により、素材ステーション７からワークＷを取り出して前記プレスブレーキ３に装着された曲げ金型（図示省略）の間に位置決め供給することができる。
【００５５】
曲げ加工製品の曲げ加工工程における曲げ位置に対応して、前記吸着手段３１に代えて前記ワークＷの長手方向の両端部を前記グリッパ５１により把持させることができる。また、前記掴み換え装置１３を使用してグリッパ５１から前記吸着手段３１への変更または吸着手段３１からグリッパ５１への変更ができる。
【００５６】
さらに、前記掴み換え装置１３を使用して、前記吸着手段３１の吸着位置を前記バキュームパッド支持体３５に直交する方向に作動するシリンダ４１により前記ワークＷの前後方向にずらして持ち替えることが可能である。
【００５７】
図４５は、長尺板材用掴み換え装置８３を板材折曲げ加工機であるプレスブレーキ３本体の上部テーブル８５の前面に設けた例であり、長尺板材用掴み換え装置８３に前記ワークＷを把持させた状態を示す。
【００５８】
図４６（ａ）は前記長尺板材用掴み換え装置８３にロボットハンド１５のグリッパ５１を使用してワークＷを把持させた状態であり、図４６（ｂ）はロボットハンド１５を垂直面内で１８０度回転させてグリッパ５１の左右を反転して前記ワークＷを掴み換えしたた状態を示したものである。
【００５９】
上記のように、プレスブレーキ３本体の上部テーブル８５の前面に長尺板材用掴み換え装置８３を設けた場合、前記ワークＷは上部テーブル８５に平行にクランプされる。また、長尺板材用掴み換え装置８３の複数のクランプ８７は下側に開口部がくるように設けてあるので、クランプ８７にクランプされた前記ワークＷの平面が垂直になるので、前記ワークＷの垂直方向の撓みが小さくなる。
【００６０】
前記長尺板材用掴み換え装置８３は、前記ロボットハンド１５の吸着手段３１を使用して掴み換えを行うこともできる。また、長尺板材用掴み換え装置８３は上部テーブル８５の前面に設けてあるので、掴み換えの時間を短縮できる利点がある。
【００６１】
以下に、上述の長尺板材曲げ加工システム１を使用して、例えば図７、図８に示すような曲げ製品Ｐの折曲げ加工を行う場合の手順について説明する。
【００６２】
上記製品Ｐは、６個所の折曲げ部（１）〜（７）有しており、折曲げ加工もこの順番で折曲げるものとする。図９は製品Ｐの展開図ＷＰであり、これがワークＷとなる。このワークＷの左右の長手方向の寸法は相違しており、右側端部の寸法がＡ、左側端部の寸法がＢである（Ｂ＜Ａ）。
【００６３】
先ず最初に、ロボットハンド１５の吸着手段３１でワークＷの右側端部の長辺側を把持して、例えば、ワークＷの表面側ＯＳを上側にして、プレスブレーキ３に装着されたパンチＰとダイＤとの間に搬送し、ワークＷの左端部をバックゲージ装置８９の突当て部材９１に当接させて折曲げ部（１）をパンチＰとダイＤの折曲げ中心にくるように位置決めし、ワークＷの表面側ＯＳにパンチＰを当接（ピンチング）させてＺ軸方向の基準位置を設定する（［図１０］〜［図１２］参照）。
【００６４】
次いで、吸着手段３１からグリッパ５１へ掴み換えを行う。この際グリッパ５１の開閉方向の厚みが薄い固定上部ジョー７１が前記ワークＷの上側（表面側）に来るようにクランプして、折曲げ部（１）の折曲げ加工を行う（［図１３］〜［図１４］参照）。
【００６５】
このようにクランプすることにより、固定上部ジョー７１とパンチＰとが干渉することなく折曲げ部（１）の折曲げ加工を行うことができる。
【００６６】
次いで、折曲げ部（２）の折曲げ加工を行うべく、グリッパ５１の上下を反転させてワークＷの裏側ＢＳが上にくるように表裏を反転し、バックゲージ装置８９で折曲げ部（２）を位置決めした後にピンチングして、再度グリッパ５１の上下を反転させてクランプし直して折曲げ部（２）の折曲げ加工を行う（［図１５］〜［図１７］参照）。
【００６７】
次いで、折曲げ部（３）の折曲げ加工を行うべく、グリッパ５１の上下を反転させてクランプし、ワークＷの表側ＯＳが上になるようにして、折曲げ部（３）を位置決めした後にピンチングして、その後、再度グリッパ５１の上下を反転させた状態にして折曲げ部（３）の折曲げ加工を行う（［図１８］〜［図２０］参照）。
【００６８】
折曲げ部（４）と折曲げ部（５）の折曲げ加工は短辺側の曲げの為、グリッパ５１から吸着手段３１への掴み換えを行う必要がある（［図２１］〜［図２２］参照）。
【００６９】
図２３〜図２５を参照しながら、上述の折曲げ部（４）と折曲げ部（５）の折曲げ加工時のグリッパ５１から吸着手段３１への掴み換えについて説明する。
【００７０】
前記掴み換え装置１３のグリッパ７７のワーククランプ８１に、前記ロボットハンド１５のグリッパ５１に把持したワークＷの折曲げ部（１）と折曲げ部（３）との間を把持させる（［図２３（ａ）］、［図２４］参照）。
【００７１】
次いで、グリッパ５１を開放した後に、前記掴み換え装置１３のグリッパ７７のワーククランプ８１を回転軸７９を軸心に１８０度回転させてワークＷの上下を反転させ、ワークＷの表面側ＯＳをロボットハンド１５の吸着手段３１で吸着保持する（［図２３（ｂ）］、［図２５］参照）。
【００７２】
次に、短辺の折曲げ部（４）を曲げた後、ワークＷを水平に１８０度回転させて折曲げ部（５）を曲げる（［図２６］〜［図２９］）参照）。
【００７３】
次に、折曲げ部（６）を曲げるために、吸着手段３１からグリッパ５１への掴み換えを行う必要があるが、この掴み換えを行う前に前記掴み換え装置１３のグリッパ７７の掴み代９１（［図３１］、［図３２］参照）を確保するべく、前記掴み換え装置１３のワーククランプ８１にワークＷの折曲げ部（１）と折曲げ部（３）との間をクランプさせる（［図３３］、［図３５］参照）。
【００７４】
次いで、ワーククランプ８１にワークＷの折曲げ部（１）と折曲げ部（３）との間をクランプした状態において、吸着手段３１を矢印９３のように上方へ移動させて、ワークＷの下部に前記掴み換え装置１３のグリッパ７７の掴み代９１を確保する（［図３２］参照）。
【００７５】
次いで、吸着手段３１での把持をロボットハンド１５のグリッパ５１に持ち換えるべく、前記グリッパ７７の掴み代９１部分を前記掴み換え装置１３のグリッパ７７のワーククランプ８１にクランプさせると共に、ロボットハンド１５を１８０度回転してワークＷの裏側ＲＳにグリッパ５１の固定上部ジョー７１がくるようにして折曲げ部（１）と折曲げ部（３）との間をクランプする（［図３７］〜［図４０］参照）。
【００７６】
次いで、ワークＷの裏側ＲＳを上にして折曲げ部（６）を金型上に位置決めし、折曲げ加工を行う（［図４１］、［図４２］参照）
【００７７】
折曲げ部（６）の曲げの後に続いて折曲げ部（７）を位置決めして最後の折曲げ部（７）を折り曲げる（［図４３］、［図４４］参照）。
【符号の説明】
【００７８】
１ 長尺板材曲げ加工システム
３ プレスブレーキ
５ 産業用ロボット
７ 素材ステーション
１１ 製品ステーション
１３ 掴み換え装置
１５ ロボットハンド
１７（ａ、ｂ） ハンド置き台
１９ ロボットハンド交換ステーション
２１ 制御装置
２３ 基台
２５ Ｘ軸ガイドレール
２７ Ｘ軸キャリッジベース
２９ 主軸
３０ ロボットハンド装着部
３１ 吸着手段
３３ ハンド本体
３５ バキュームパッド支持体
３７ バキュームパッド
３９（ａ、ｂ） ガイドバー
４０ ガイド部材
４１（ａ、ｂ） シリンダ
４３ ピストンロッド
５１（ｌ、ｒ） グリッパ
５３ グリッパ支持体
５５ ガイドレール
５７ グリッパーキャリッジ
５９ ガイド部材
６１ ガイド保持部材
６３ ガイドレール
６５（ｌ，ｒ） シリンダ
６７ ピストンロッド
６９ 可動下部ジョー
７１ 固定上部ジョー
７３ シリンダ本体
７５ ピストンロッド
７７ グリッパ
７９ 回転軸
８１ ワーククランプ
８３ 長尺板材用掴み換え装置
８５ 上部テーブル
８７ クランプ
８９ バックゲージ装置
９１ 突当て部材
Ｊ１ 第１アーム
Ｊ２ 第２アーム
Ｊ３ 第３アーム
Ｊ４ 第４アーム
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は長尺材曲げ加工用のロボットハンドおよび長尺材曲げ加工システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的には、長尺材のサッシ曲げ加工は長尺の板材すなわち長尺材を曲げ加工機であるプレスブレーキを使用して製作される。
【０００３】
図４７（ａ）、図４７（ｂ）は、サッシ曲げ加工における途中工程を示したものであり、この例では、ワークＷをバキュームパッド１０３で吸着保持して曲げ加工機の上金型１０１と下金型１０２の間へ供給する場合を示したものである。
【０００４】
図４７（ａ）に示した状態は、次の曲げ加工位置を上金型１０１と下金型１０２間に位置決めし、次いで、ワークＷの上面まで上金型１０１を下降させてワークＷの上面に上金型１０１が接触した位置（ピンチング位置）で停止させた状態である。
【０００５】
図４７（ａ）に示したワークＷの断面形状の場合、曲げ加工位置の前後のバランスが悪く、図４７（ｂ）の如く、ワークＷが反時計回りに回転してしまうため曲げ加工を継続することごできない。
【０００６】
また、ワークＷが図４８に示すような断面形状の場合、ワークＷの下側に曲げられたフランジ１０４にバキュームパッド１０３が干渉してワークＷを確実に吸着保持できないことがある。
【０００７】
一方、フランジ部分が小さいワークの場合、バキュームパッドによる吸着保持手段に代えて、そのフランジ部分をグリッパで把持する方法が用いられている。
【０００８】
しかしながら、グリッパタイプの把持手段の採用により曲げ加工が可能な断面形状の範囲は拡大するが、積載された素材から素材を１枚取り出して板材加工機へ供給するローディングができない。
【０００９】
そこで、積載された素材から素材を１枚取り出して板材加工機へ供給するワークのローディングが可能なバキュームパッド吸着手段とグリッパタイプの把持手段とを備えた板材把持装置が採用されている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開平６−６６９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述の特許文献１には、中間台や反転器などを用いずに幅の狭い板材をプレスブレーキなどの曲げ加工機へ供給し、かつその曲げ加工機で加工された製品を取り出すための板材把持装置が記載されている。
【００１２】
より詳細には、図４９を参照するに、上記板材把持装置は関節形ロボットの第３アーム１０５の先端に左右反転機構１０６を装着し、この左右反転機構１０６により反転駆動される主軸１０７を有しており、この主軸１０７先端には角棒状のベース１０８が前記第３アーム１０５と平行な面内で回転可能に設けてある。
【００１３】
そして、角棒状のベース１０８の前面側には、前記主軸の中心Ｃ４に関して左右対称となるようにそれぞれ、一対の吸着バー１０９、前縁挟みバー１１０、側縁挟みバー１１１が内側から左右方向の外側に向かって順に設けてある。
【００１４】
前記吸着バー１０９は前記ベース１０８の後面側に設けたバキュームパッド駆動シリンダにより伸縮自在に設けてあり、吸着バー１０９の先端にはバキュームパッド１１４が首振り可能に設けてある。同様に前記前縁挟みバー１１０は駆動シリンダ１１５により伸縮自在に設けてあり、先端には前縁挟みチャック１１６が設けてある。
【００１５】
さらに、前記側縁挟みバー１１１は駆動シリンダ１１７により伸縮自在に設けてあり、先端には一対の側縁挟みチャック１１８が互いに対向するように設けてある。この側縁挟みチャック１１８に板材を保持した状態で、板材を板材の長軸ＣＫ回りに回転させる駆動モータ１１９が設けてある。
【００１６】
上記特許文献１記載の発明においては、原板ストックから板材を１枚吸着して持ち上げるまではバキュームパッド吸着機構１１４を利用し、その後、板材を前縁挟み機構１１６に持ち換えてからは、曲げ加工、ワークの反転、再加工および製品の取り出しまでを前縁挟み機構１１６に保持した状態で行うものであり、中間台や反転機へを使用しないことにより生産タクトを短縮したことを特徴とするものである。
【００１７】
しかしながら、引用文献１に記載の板材把持装置に係る発明において、長尺材のサッシ曲げ加工を行う場合には種々の問題があり、実用的な長尺材のサッシ曲げ加工が可能な範囲が狭いという問題がある。
【００１８】
すなわち、実用的な長尺材のサッシ曲げ製品においては、掴み代が少なくワークの掴み換えを行わないと側縁挟みチャック（グリッパ）が干渉して把持できないものが多い。
【００１９】
同様に、曲げフランジ部の寸法が小さい長尺材のサッシ曲げでは、掴み換えを行わないと曲げ加工時に側縁挟みチャック（グリッパ）１１８と金型とが干渉して曲げ加工ができない。また、側縁挟みチャック（グリッパ）１１８は前後方向には進退可能だが板材の長手方向である左右方向には移動不能であるため、長手方向の寸法の相違する板材の曲げ加工ができないという問題がある。
【００２０】
本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、掴み代が少ない長尺材でも長手方向の寸法が相違する長尺材でも把持可能でかつ、曲げ加工時にグリッパと金型とが干渉するのを回避可能なグリッパと、長尺材の一面を吸着保持可能な吸着手段とを備えた長尺材曲げ加工用ロボットハンドを提供することである。
【００２１】
また、板材折曲げ加工機へ長尺板材からなるワークを供給または加工製品を搬出するロボットと、このロボットのロボットハンドが保持した長尺板材からなるワークを一時的に保持する長尺板材掴み換え装置と、ロボットハンド交換ステーションと、素材ステーションと、製品ステーションとを備えた長尺板材曲げ加工システムにおいて、前記ロボットハンドが、掴み代が少ない長尺材でも長手方向の寸法が相違する長尺材でも把持可能でかつ、曲げ加工時にグリッパと金型とが干渉するのを回避可能ななグリッパと、長尺材の一面を吸着保持可能な吸着手段とを備えてなる長尺板材曲げ加工システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述の課題を解決する手段として請求項１に記載の長尺板材曲げ加工用ロボットハンドは、ロボットのロボットハンド装着部に着脱交換自在のロボットハンドにして、該ロボットハンドに長尺板材からなるワークの一面を吸着保持自在の吸着手段を設けると共に、該吸着手段に吸着された前記ワークの長手方向両端部を把持可能でかつ互いに接近離反可能なグリッパとを設け、前記吸着手段を前記グリッパに把持された前記ワークの面上を前記長手方向に直交する前後方向に移動位置決め可能に設けたことを要旨とするものである。
【００２３】
請求項２に記載の長尺板材曲げ加工用ロボットハンドは、請求項１に記載の長尺板材曲げ加工用ロボットハンドにおいて、前記吸着手段は前記長手方向に延伸するバキュームパッド保持体に複数個のバキュームパッドを適宜間隔で配列して設け、該バキュームパッド保持体を駆動シリンダにより前記前後方向に移動位置決め自在に設けてなり、前記グリッパは固定上部ジョーに対して開閉自在の可動下部ジョーを有し、前記固定上部ジョーの開閉方向の厚みを前記可動下部ジョーより薄く設けてなることを要旨とするものである。
【００２４】
請求項３に記載の長尺板材曲げ加工システムは、板材折曲げ加工機へ長尺板材からなるワークを供給かつ前記板材折曲げ加工機で加工された製品を搬出するロボットと、このロボットのロボットハンドが保持した前記ワークを受領して一時的にそのワークを保持する掴み換え装置と、ロボットハンド交換ステーションと、前記ワークを載置する素材ステーションと、前記製品を載置する製品ステーションとを備えた長尺板材曲げ加工システムにおいて、前記ロボットハンドは前記ワークの一面を吸着保持自在の吸着手段を設けると共に、該吸着手段に吸着された前記ワークの長手方向両端部を把持可能でかつ互いに接近離反可能なグリッパとを設け、前記吸着手段を前記グリッパに把持された前記ワークの面上を前記長手方向に直交する前後方向に移動位置決め可能に設けてなることを要旨とするものである。
【００２５】
請求項４に記載の長尺板材曲げ加工システムは、請求項３に記載の長尺板材曲げ加工システムにおいて、前記掴み換え装置を前記板材折曲げ加工機本体に設けたことを要旨とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
本願発明の長尺板材曲げ加工用ロボットハンドによれば、掴み代が少ない長尺材からなるワークでも長手方向の寸法が相違する長尺材でも把持可能となる。また、グリッパの固定上部ジョーの開閉方向の厚みを可動下部ジョーより薄く設けたので、曲げ加工時にグリッパと金型とが干渉する領域をより小さくすることができる。
【００２７】
また、ロボットハンドにグリッパと長尺材からなるワークの一面を吸着保持可能な吸着手段とを長尺板材の面上を長手方向に直交する前後方向に移動位置決め可能に設けたので、グリッパ単独では不可能な積載された板材の１枚取りによるローディングが可能となった。
【００２８】
さらに、板材折曲げ加工機本体に設けた掴み換え装置をを使用すれば掴み換えの時間をより短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本願発明に係るロボットハンドを装着したロボットを使用した長尺板材曲げ加工システムの説明図。
【図２】本願発明に係るロボットハンドを装着したロボットの側面図（一部省略）。
【図３】本願発明に係るロボットハンドを上面から見た吸着手段の動作状態の説明図で、図３（ａ）は吸着手段の後退位置、図３（ｂ）は前進位置を示す。
【図４】本願発明に係るロボットハンドを上面から見たグリッパの動作状態の説明図で、図４（ａ）は、左右のグリッパが接近した状態を、図４（ｂ）は、離反した状態を示す。
【図５】図５（ａ）は、図３のＢ−Ｂ矢視断面図で吸着手段の後退位置、図５（ｂ）は図３のＣ−Ｃ矢視断面図で吸着手段の前進位置を示す。
【図６】図５のＤ矢視図で、図６（ａ）はグリッパの閉状態、図６（ｂ）は開状態を示す。
【図７】長尺材ワークの曲げ製品の例。
【図８】図７のＤ−Ｄ断面
【図９】図７の長尺材ワークの曲げ製品の展開図。
【図１０】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１１】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１２】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１３】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１４】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１５】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１６】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１７】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１８】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図１９】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２０】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２１】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２２】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２３】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２４】長尺材ワークの曲げ工程の説明図であり、図２３（ａ）におけるＥ−Ｅ矢視図。
【図２５】長尺材ワークの曲げ工程の説明図であり、図２３（ｂ）におけるＦ−Ｆ矢視図。
【図２６】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２７】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２８】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図２９】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３０】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３１】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３２】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３３】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３４】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３５】長尺材ワークの曲げ工程の説明図であり、図３３のＧ−Ｇ矢視図。
【図３６】長尺材ワークの曲げ工程の説明図であり、図３４のＨ−Ｈ矢視図。
【図３７】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３８】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図３９】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図４０】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図４１】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図４２】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図４３】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図４４】長尺材ワークの曲げ工程の説明図。
【図４５】長尺板材用の掴み換え装置を板材折曲げ加工機であるプレスブレーキ本体に設けた例。
【図４６】図４６（ａ）はグリッパを使用して掴み換え装置にワークを把持させた状態、図４６（ｂ）はロボットハンドを垂直面内で１８０度回転させてワークを掴み換えた状態を示した図。
【図４７】ワークＷをバキュームパッド１０３で吸着保持して曲げ加工機へ供給する場合の説明図で、図４７（ａ）はピンチング状態を、図４７（ｂ）はワークＷが反時計回りに回転した状態を示した図。
【図４８】ワークＷの下側に曲げられたフランジ１０４にバキュームパッド１０３が干渉してワークＷを吸着保持できない状態を示した図。
【図４９】バキュームパッドとグリッパとを備えた従来のロボットハンドの例。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００３１】
図１は本発明に係る長尺板材曲げ加工システム１の構成を示したものであり、板材折曲げ加工機である例えばプレスブレーキ３の前側には、多関節形の産業用ロボット５が設けてある。このロボット５は、前記プレスブレーキ３に装着された曲げ金型（図示省略）の長手方向に平行な方向であるＸ軸方向に移動位置決め自在に設けてある。
【００３２】
前記ロボット５の前側には曲げ加工に使用される長尺板材からなるワークＷを積載した素材ステーション７と、プレスブレーキ３で加工された製品をＰを載置する製品ステーション１１とが設けてある。
【００３３】
また、図１に示すように、前記プレスブレーキ３を前側から見て前記ロボット５の左側には、このロボット５の後述するロボットハンド１５に保持された前記ワークＷを受領して一時的に保持する掴み換え装置１３が設けてある。
【００３４】
また、前記プレスブレーキ３の右側には、複数種類のロボットハンド１５（ａ〜ｆ）を保持するハンド置き台１７（ａ、ｂ）からなるロボットハンド交換ステーション１９が設けてあり、左側には前記プレスブレーキ３を含む長尺板材曲げ加工システム１を制御する制御装置２１が設けてある。
【００３５】
前記プレスブレーキ３の前側およびロボットハンド交換ステーション１９の前方には、Ｘ軸方向に延伸した基台２３が設けてあり、この基台２３上にＸ軸に平行に設けた一対のＸ軸ガイドレール２５に、前記ロボット５の下部に一体的に設けたＸ軸キャリッジベース２７が移動自在に設けてある。
【００３６】
前記Ｘ軸キャリッジベース２７は、前記制御装置に制御されるＸ軸駆動モータ（図示省略）により、Ｘ軸方向に移動位置決め自在に設けてある。したがって、前記ロボット５はＸ軸方向に移動位置決め自在である。
【００３７】
図１、図２を参照するに、前記ロボット５は、例えば６軸制御の多関節形の産業用ロボットであり、前記Ｘ軸キャリッジベース２７上にＺ軸方向に立設した主軸２９を有し、この主軸２９はＺ軸を中心に約３６０度の範囲に回転位置決め自在である。
【００３８】
前記主軸２９の上部には、Ｘ軸に平行な水平な軸Ｏ１（図示省略）を中心に回動可能な第１アームＪ１が設けてあり、この第１アームＪ１の先端部に第２アームＪ２が水平な軸Ｏ２（図示省略）を中心に回動可能に設けてある。
【００３９】
第２アームＪ２の先端部に第３アームＪ３が同様に水平な軸Ｏ３を中心に回動可能に設けてある。また、第３アームＪ３の先端部には第４アームＪ４が水平な軸Ｏ４を中心に回動可能にかつ第３アームＪ３の中心軸に対して回転可能に設けてある。前記第４アームＪ４の先端部には、前記ロボットハンド１５を自動的に着脱交換自在のロボットハンド装着部（例えば、特開平７−２９０３８９）が内蔵してある。
【００４０】
図２〜図５は、本願発明に係るロボットハンド１５の一実施例を示したものであり、図３、図４を参照するに、ロボットハンド１５には前記ワークＷの一面を吸着保持する後述のバキュームパッド３７を昇降可能に設けた吸着手段３１と、この吸着手段３１に吸着されたワークＷの長手方向（図３では左右方向）の両端部を把持可能でかつ互いに接近離反可能な左右一対のグリッパ５１（ｌ、ｒ）とが設けてある。
【００４１】
前記ロボットハンド１５は平板状のハンド本体３３を有し、このハンド本体３３の前部には左右方向に延伸したバキュームパッド支持体３５が設けてある。このバキュームパッド支持体３５の前後方向（図３においては上下方向）の両側側面には、複数個のバキュームパッド３７が左右方向に一列に適宜間隔を置いて設けてある。
【００４２】
前記バキュームパッド支持体３５の前部には、このバキュームパッド支持体３５に直交する方向に左右一対のガイドバー３９（ａ、ｂ）が一体的に固定してある。このガイドバー３９（ａ、ｂ）は、前記ハンド本体３３上面に設けたリニアモーションベアリングの如きガイド部材４０（図５参照）に前記前後方向に移動自在にガイドされている。
【００４３】
前記ハンド本体３３には、前記バキュームパッド支持体３５に直交する方向に作動する空圧または油圧で作動する一対のシリンダ４１（ａ、ｂ）が設けてあり、このシリンダ４１（ａ、ｂ）のピストンロッド４３の先端部が前記バキュームパッド支持体３５に連結してある。
【００４４】
また、前記ハンド本体３３の前部でかつ、前記バキュームパッド支持体３５の少し下方位置には、左右方向に延伸したグリッパ支持体５３が前記ハンド本体３３に一体的に設けてある。
【００４５】
前記グリッパ支持体５３の前面には、左右方向に延伸する一対のガイドレール５５が設けてある。このガイドレール５５に前記グリッパ５１を備えたグリッパーキャリッジ５７に備えたガイド部材５９が移動自在に係合してある。
【００４６】
前記グリッパーキャリッジ５７には、前後方向に若干延伸したガイド保持部材６１が設けてあり、このガイド保持部材６１に設けたガイドレール６３に前記グリッパ５１が前後方向に位置調節可能に装着してある。
【００４７】
前記ハンド本体３３の前面の中央寄りには、左方向に作動する空圧、油圧または電動等で作動するシリンダ６５ｌと、右方向に作動するシリンダ６５ｒとが設けてある。シリンダ６５ｌのピストンロッド６７は前記グリッパ５１ｌのグリッパーキャリッジ５７に連結してあり、シリンダ６５ｒのピストンロッド６７はグリッパ５１ｒのグリッパーキャリッジ５７に連結してある。
【００４８】
上記構成において、図３（ａ、ｂ）、図５（ａ、ｂ）に示すように、前記シリンダ４１（ａ、ｂ）を同時作動させることにより、総括的に示す前記吸着手段３１を図３（ａ）に示す後退位置から、図３（ｂ）に示す前記ハンド本体３３の前方の前進位置へ移動させることができる。
【００４９】
また、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、シリンダ６５ｌと右シリンダ６５ｒとを同時作動させることにより、総括的に示す前記グリッパ５１ｌと５１ｒとを図４（ａ）に示す閉位置より、図４（ｂ）に示す開位置へ移動させることができる。
【００５０】
図６を参照するに、総括的に示す前記グリッパ５１（ｌ、ｒ）は、固定上部ジョー７１に対して開閉自在の可動下部ジョー６９を有している。そして、前記可動下部ジョー６９は駆動シリンダ７３の上部に一体的に設けてある。前記固定上部ジョー７１には、シリンダ本体７３から突出したピストンロッド７５が連結してある。
【００５１】
前記駆動シリンダ７３を作動させることにより、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように固定上部ジョー７１に対して可動下部ジョー６９を昇降開閉させることができる。なお、固定上部ジョー７１の開閉方向の厚みを前記可動下部ジョー６９より薄く設けることにより、曲げ加工時において固定上部ジョー７１と上部金型とが干渉する範囲が少なくなる。
【００５２】
図１を再度参照するに、前記掴み換え装置１３には前記ロボットハンド１５に保持された前記ワークＷを受領して一時的に保持可能なグリッパ７７が設けてある。このグリッパ７７には、後述の図２４、図２５に示すように、Ｘ軸方向に平行でかつ水平に延伸した回転軸７９に開閉自在なワーククランプ８１を適宜な間隔で設けてなるものである。
【００５３】
また、前記回転軸７９は、図示しない回転駆動手段により回転軸７９の軸心を中心として時計方向または反時計方向に１８０度の範囲を回動可能に設けてあり、この前記回転軸７９を１８０度回転させることにより、保持した前記ワークＷを上下反転させることができる（図２４、図２５参照）。
【００５４】
上記構成の長尺板材曲げ加工システム１において、前記ロボットハンド１５を装着した前記ロボット５の吸着手段３１により、素材ステーション７からワークＷを取り出して前記プレスブレーキ３に装着された曲げ金型（図示省略）の間に位置決め供給することができる。
【００５５】
曲げ加工製品の曲げ加工工程における曲げ位置に対応して、前記吸着手段３１に代えて前記ワークＷの長手方向の両端部を前記グリッパ５１により把持させることができる。また、前記掴み換え装置１３を使用してグリッパ５１から前記吸着手段３１への変更または吸着手段３１からグリッパ５１への変更ができる。
【００５６】
さらに、前記掴み換え装置１３を使用して、前記吸着手段３１の吸着位置を前記バキュームパッド支持体３５に直交する方向に作動するシリンダ４１により前記ワークＷの前後方向にずらして持ち替えることが可能である。
【００５７】
図４５は、長尺板材用掴み換え装置８３を板材折曲げ加工機であるプレスブレーキ３本体の上部テーブル８５の前面に設けた例であり、長尺板材用掴み換え装置８３に前記ワークＷを把持させた状態を示す。
【００５８】
図４６（ａ）は前記長尺板材用掴み換え装置８３にロボットハンド１５のグリッパ５１を使用してワークＷを把持させた状態であり、図４６（ｂ）はロボットハンド１５を垂直面内で１８０度回転させてグリッパ５１の左右を反転して前記ワークＷを掴み換えしたた状態を示したものである。
【００５９】
上記のように、プレスブレーキ３本体の上部テーブル８５の前面に長尺板材用掴み換え装置８３を設けた場合、前記ワークＷは上部テーブル８５に平行にクランプされる。また、長尺板材用掴み換え装置８３の複数のクランプ８７は下側に開口部がくるように設けてあるので、クランプ８７にクランプされた前記ワークＷの平面が垂直になるので、前記ワークＷの垂直方向の撓みが小さくなる。
【００６０】
前記長尺板材用掴み換え装置８３は、前記ロボットハンド１５の吸着手段３１を使用して掴み換えを行うこともできる。また、長尺板材用掴み換え装置８３は上部テーブル８５の前面に設けてあるので、掴み換えの時間を短縮できる利点がある。
【００６１】
以下に、上述の長尺板材曲げ加工システム１を使用して、例えば図７、図８に示すような曲げ製品Ｐの折曲げ加工を行う場合の手順について説明する。
【００６２】
上記製品Ｐは、６個所の折曲げ部（１）〜（７）有しており、折曲げ加工もこの順番で折曲げるものとする。図９は製品Ｐの展開図ＷＰであり、これがワークＷとなる。このワークＷの左右の長手方向の寸法は相違しており、右側端部の寸法がＡ、左側端部の寸法がＢである（Ｂ＜Ａ）。
【００６３】
先ず最初に、ロボットハンド１５の吸着手段３１でワークＷの右側端部の長辺側を把持して、例えば、ワークＷの表面側ＯＳを上側にして、プレスブレーキ３に装着されたパンチＰとダイＤとの間に搬送し、ワークＷの左端部をバックゲージ装置８９の突当て部材９１に当接させて折曲げ部（１）をパンチＰとダイＤの折曲げ中心にくるように位置決めし、ワークＷの表面側ＯＳにパンチＰを当接（ピンチング）させてＺ軸方向の基準位置を設定する（［図１０］〜［図１２］参照）。
【００６４】
次いで、吸着手段３１からグリッパ５１へ掴み換えを行う。この際グリッパ５１の開閉方向の厚みが薄い固定上部ジョー７１が前記ワークＷの上側（表面側）に来るようにクランプして、折曲げ部（１）の折曲げ加工を行う（［図１３］〜［図１４］参照）。
【００６５】
このようにクランプすることにより、固定上部ジョー７１とパンチＰとが干渉することなく折曲げ部（１）の折曲げ加工を行うことができる。
【００６６】
次いで、折曲げ部（２）の折曲げ加工を行うべく、グリッパ５１の上下を反転させてワークＷの裏側ＢＳが上にくるように表裏を反転し、バックゲージ装置８９で折曲げ部（２）を位置決めした後にピンチングして、再度グリッパ５１の上下を反転させてクランプし直して折曲げ部（２）の折曲げ加工を行う（［図１５］〜［図１７］参照）。
【００６７】
次いで、折曲げ部（３）の折曲げ加工を行うべく、グリッパ５１の上下を反転させてクランプし、ワークＷの表側ＯＳが上になるようにして、折曲げ部（３）を位置決めした後にピンチングして、その後、再度グリッパ５１の上下を反転させた状態にして折曲げ部（３）の折曲げ加工を行う（［図１８］〜［図２０］参照）。
【００６８】
折曲げ部（４）と折曲げ部（５）の折曲げ加工は短辺側の曲げの為、グリッパ５１から吸着手段３１への掴み換えを行う必要がある（［図２１］〜［図２２］参照）。
【００６９】
図２３〜図２５を参照しながら、上述の折曲げ部（４）と折曲げ部（５）の折曲げ加工時のグリッパ５１から吸着手段３１への掴み換えについて説明する。
【００７０】
前記掴み換え装置１３のグリッパ７７のワーククランプ８１に、前記ロボットハンド１５のグリッパ５１に把持したワークＷの折曲げ部（１）と折曲げ部（３）との間を把持させる（［図２３（ａ）］、［図２４］参照）。
【００７１】
次いで、グリッパ５１を開放した後に、前記掴み換え装置１３のグリッパ７７のワーククランプ８１を回転軸７９を軸心に１８０度回転させてワークＷの上下を反転させ、ワークＷの表面側ＯＳをロボットハンド１５の吸着手段３１で吸着保持する（［図２３（ｂ）］、［図２５］参照）。
【００７２】
次に、短辺の折曲げ部（４）を曲げた後、ワークＷを水平に１８０度回転させて折曲げ部（５）を曲げる（［図２６］〜［図２９］）参照）。
【００７３】
次に、折曲げ部（６）を曲げるために、吸着手段３１からグリッパ５１への掴み換えを行う必要があるが、この掴み換えを行う前に前記掴み換え装置１３のグリッパ７７の掴み代９１（［図３１］、［図３２］参照）を確保するべく、前記掴み換え装置１３のワーククランプ８１にワークＷの折曲げ部（１）と折曲げ部（３）との間をクランプさせる（［図３３］、［図３５］参照）。
【００７４】
次いで、ワーククランプ８１にワークＷの折曲げ部（１）と折曲げ部（３）との間をクランプした状態において、吸着手段３１を矢印９３のように上方へ移動させて、ワークＷの下部に前記掴み換え装置１３のグリッパ７７の掴み代９１を確保する（［図３２］参照）。
【００７５】
次いで、吸着手段３１での把持をロボットハンド１５のグリッパ５１に持ち換えるべく、前記グリッパ７７の掴み代９１部分を前記掴み換え装置１３のグリッパ７７のワーククランプ８１にクランプさせると共に、ロボットハンド１５を１８０度回転してワークＷの裏側ＲＳにグリッパ５１の固定上部ジョー７１がくるようにして折曲げ部（１）と折曲げ部（３）との間をクランプする（［図３７］〜［図４０］参照）。
【００７６】
次いで、ワークＷの裏側ＲＳを上にして折曲げ部（６）を金型上に位置決めし、折曲げ加工を行う（［図４１］、［図４２］参照）
【００７７】
折曲げ部（６）の曲げの後に続いて折曲げ部（７）を位置決めして最後の折曲げ部（７）を折り曲げる（［図４３］、［図４４］参照）。
【符号の説明】
【００７８】
１ 長尺板材曲げ加工システム
３ プレスブレーキ
５ 産業用ロボット
７ 素材ステーション
１１ 製品ステーション
１３ 掴み換え装置
１５ ロボットハンド
１７（ａ、ｂ） ハンド置き台
１９ ロボットハンド交換ステーション
２１ 制御装置
２３ 基台
２５ Ｘ軸ガイドレール
２７ Ｘ軸キャリッジベース
２９ 主軸
３０ ロボットハンド装着部
３１ 吸着手段
３３ ハンド本体
３５ バキュームパッド支持体
３７ バキュームパッド
３９（ａ、ｂ） ガイドバー
４０ ガイド部材
４１（ａ、ｂ） シリンダ
４３ ピストンロッド
５１（ｌ、ｒ） グリッパ
５３ グリッパ支持体
５５ ガイドレール
５７ グリッパーキャリッジ
５９ ガイド部材
６１ ガイド保持部材
６３ ガイドレール
６５（ｌ，ｒ） シリンダ
６７ ピストンロッド
６９ 可動下部ジョー
７１ 固定上部ジョー
７３ シリンダ本体
７５ ピストンロッド
７７ グリッパ
７９ 回転軸
８１ ワーククランプ
８３ 長尺板材用掴み換え装置
８５ 上部テーブル
８７ クランプ
８９ バックゲージ装置
９１ 突当て部材
Ｊ１ 第１アーム
Ｊ２ 第２アーム
Ｊ３ 第３アーム
Ｊ４ 第４アーム
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットのロボットハンド装着部に着脱交換自在のロボットハンドにして、該ロボットハンドに長尺板材からなるワークの一面を吸着保持自在の吸着手段を設けると共に、該吸着手段に吸着された前記ワークの長手方向両端部を把持可能でかつ互いに接近離反可能なグリッパとを設け、前記吸着手段を前記グリッパに把持された前記ワークの面上を前記長手方向に直交する前後方向に移動位置決め可能に設けたことを特徴とする長尺板材曲げ加工用ロボットハンド。
【請求項２】
請求項１に記載の長尺板材曲げ加工用ロボットハンドにおいて、前記吸着手段は前記長手方向に延伸するバキュームパッド保持体に複数個のバキュームパッドを適宜間隔で配列して設け、該バキュームパッド保持体を駆動シリンダにより前記前後方向に移動位置決め自在に設けてなり、前記グリッパは固定上部ジョーに対して開閉自在の可動下部ジョーを有し、前記固定上部ジョーの開閉方向の厚みを前記可動下部ジョーより薄く設けたことを特徴とする長尺板材曲げ加工用ロボットハンド。
【請求項３】
板材折曲げ加工機へ長尺板材からなるワークを供給かつ前記板材折曲げ加工機で加工された製品を搬出するロボットと、このロボットのロボットハンドが保持した前記ワークを受領して一時的にそのワークを保持する掴み換え装置と、ロボットハンド交換ステーションと、前記ワークを載置する素材ステーションと、前記製品を載置する製品ステーションとを備えた長尺板材曲げ加工システムにおいて、前記ロボットハンドは前記ワークの一面を吸着保持自在の吸着手段を設けると共に、該吸着手段に吸着された前記ワークの長手方向両端部を把持可能でかつ互いに接近離反可能なグリッパとを設け、前記吸着手段を前記グリッパに把持された前記ワークの面上を前記長手方向に直交する前後方向に移動位置決め可能に設けてなることを特徴とする長尺板材曲げ加工システム。
【請求項４】
請求項３に記載の長尺板材曲げ加工システムにおいて、前記掴み換え装置を前記板材折曲げ加工機本体に設けたことを特徴とする長尺板材曲げ加工システム。
【請求項１】
ロボットのロボットハンド装着部に着脱交換自在のロボットハンドにして、該ロボットハンドに長尺板材からなるワークの一面を吸着保持自在の吸着手段を設けると共に、該吸着手段に吸着された前記ワークの長手方向両端部を把持可能でかつ互いに接近離反可能なグリッパとを設け、前記吸着手段を前記グリッパに把持された前記ワークの面上を前記長手方向に直交する前後方向に移動位置決め可能に設けたことを特徴とする長尺板材曲げ加工用ロボットハンド。
【請求項２】
請求項１に記載の長尺板材曲げ加工用ロボットハンドにおいて、前記吸着手段は前記長手方向に延伸するバキュームパッド保持体に複数個のバキュームパッドを適宜間隔で配列して設け、該バキュームパッド保持体を駆動シリンダにより前記前後方向に移動位置決め自在に設けてなり、前記グリッパは固定上部ジョーに対して開閉自在の可動下部ジョーを有し、前記固定上部ジョーの開閉方向の厚みを前記可動下部ジョーより薄く設けたことを特徴とする長尺板材曲げ加工用ロボットハンド。
【請求項３】
板材折曲げ加工機へ長尺板材からなるワークを供給かつ前記板材折曲げ加工機で加工された製品を搬出するロボットと、このロボットのロボットハンドが保持した前記ワークを受領して一時的にそのワークを保持する掴み換え装置と、ロボットハンド交換ステーションと、前記ワークを載置する素材ステーションと、前記製品を載置する製品ステーションとを備えた長尺板材曲げ加工システムにおいて、前記ロボットハンドは前記ワークの一面を吸着保持自在の吸着手段を設けると共に、該吸着手段に吸着された前記ワークの長手方向両端部を把持可能でかつ互いに接近離反可能なグリッパとを設け、前記吸着手段を前記グリッパに把持された前記ワークの面上を前記長手方向に直交する前後方向に移動位置決め可能に設けてなることを特徴とする長尺板材曲げ加工システム。
【請求項４】
請求項３に記載の長尺板材曲げ加工システムにおいて、前記掴み換え装置を前記板材折曲げ加工機本体に設けたことを特徴とする長尺板材曲げ加工システム。
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図４５】
【図４６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図４５】
【図４６】
【公開番号】特開２０１２−１０１３１７（Ｐ２０１２−１０１３１７Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５１８８３（Ｐ２０１０−２５１８８３）
【出願日】平成２２年１１月１０日（２０１０．１１．１０）
【出願人】（３９００１４６７２）株式会社アマダ (548)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１０日（２０１０．１１．１０）
【出願人】（３９００１４６７２）株式会社アマダ (548)
【Ｆターム（参考）】
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