JP4995511B2 - Bending machine - Google Patents
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Description
本発明は、長尺状の被加工物、例えばパイプや棒状材を所定の方向に曲げ加工する際に、被加工物を移動して曲げ加工する曲げ加工装置に関する。 The present invention relates to a bending apparatus that moves and bends a workpiece when bending a long workpiece, for example, a pipe or a rod-shaped material, in a predetermined direction.
従来より、特許文献1にあるように、被加工物をチャック機構により把持して、被加工物の軸方向と平行な軸の廻りで回動する関節を3組有する関節型ロボットの先端に曲げ機構を取り付け、各関節を回動して曲げ機構を所定の位置に移動すると共に、チャック機構を被加工物の軸方向に移動機構により移動して、複数箇所で曲げ加工するものが知られている。
こうした従来のものでは、チャック機構を移動機構により移動して、被加工物を軸方向に移動する構成であるので、移動機構が被加工物を把持したチャック機構を移動できるスペースを必要とし、装置が大型化し、設置スペースが大きくなる。そこで、関節型ロボットにチャック機構を取り付け、曲げ機構を固定台に取り付けて曲げ加工することも考えられる。 In such a conventional device, the chuck mechanism is moved by the moving mechanism, and the workpiece is moved in the axial direction. Therefore, the moving mechanism needs a space for moving the chuck mechanism that grips the workpiece. Increases in size and installation space. Therefore, it is conceivable that a chuck mechanism is attached to the articulated robot and the bending mechanism is attached to a fixed base for bending.
しかし、関節型ロボットにチャック機構を取り付けると、チャック機構により把持した被加工物を軸方向の廻りに回転して曲げ方向を変更する際、関節型ロボットのアームと被加工物とが干渉して、被加工物を軸方向の廻りに回転できる範囲が限定されるという問題があった。 However, when a chuck mechanism is attached to an articulated robot, the articulated robot arm interferes with the workpiece when the workpiece gripped by the chuck mechanism is rotated in the axial direction to change the bending direction. There is a problem that the range in which the workpiece can be rotated around the axial direction is limited.
本発明の課題は、関節型ロボットにチャック機構を取り付けても、曲げ方向に制限を受けることのない曲げ加工装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a bending apparatus that is not restricted in the bending direction even when a chuck mechanism is attached to an articulated robot.
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、
曲げ型と、該曲げ型の周りを公転可能な締め型とにより長尺状の被加工物を挟持し、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有する曲げ加工装置において、
前記曲げ機構を取り付けた固定台を備えると共に、
前記被加工物を把持するチャック機構が取り付けられ、前記チャック機構を移動する関節型ロボットを備え、更に、前記チャック機構は、回転可能に支持された回転部材と、該回転部材に揺動可能に支持された爪部材とを備えると共に、前記チャック機構は、前記被加工物が長手方向に挿入される筒部材を前記回転部材に摺動可能に支持し、前記筒部材を移動して前記爪部材を揺動させ前記被加工物の外周を把持し、かつ、前記チャック機構は、前記回転部材を、該回転部材に設けた突起部を、回転方向に設けた一対のストッパに突き当てることにより予め設定された角度で回転させて、前記チャック機構に把持された前記被加工物を長手方向の廻りに設定された角度でひねることが可能に構成され、
前記関節型ロボットの前記チャック機構により前記被加工物を把持した状態で、前記曲げ機構により曲げ加工を行い、
該曲げ加工の終了後、前記曲げ機構及び前記チャック機構における前記被加工物の把持状態を開放して、前記被加工物を回転させて再度把持し、前記被加工物を長手方向に送るという動作を繰り返すことにより前記被加工物の曲げ加工を行うことを特徴とする曲げ加工装置がそれである。
In order to achieve this problem, the present invention has taken the following measures in order to solve the problem. That is,
In a bending apparatus having a bending mechanism that sandwiches a long workpiece by a bending die and a clamping die capable of revolving around the bending die, and revolves the clamping die to bend the workpiece. ,
A fixing base to which the bending mechanism is attached;
A chuck mechanism that holds the workpiece is attached, and includes an articulated robot that moves the chuck mechanism. Further, the chuck mechanism is rotatably supported by a rotating member, and can swing on the rotating member. The chuck mechanism is configured to slidably support the cylindrical member into which the workpiece is inserted in the longitudinal direction on the rotating member, and move the cylindrical member to move the claw member. the swung gripping the outer periphery of the workpiece, and the chuck mechanism, the rotary member, the projection portion provided in the rotating member, by which the abutting a pair of stoppers provided on the rotating direction rotated at a predetermined angle, said twist Rukoto the chuck mechanism is gripped by the said workpiece at a set angle to the longitudinal direction around the can to be configured,
In a state where the workpiece is gripped by the chuck mechanism of the articulated robot, bending is performed by the bending mechanism,
After the bending is finished, the gripping mechanism and the chuck mechanism are released from the gripping state of the workpiece, the workpiece is rotated and gripped again, and the workpiece is sent in the longitudinal direction. The bending apparatus is characterized in that the workpiece is bent by repeating the above .
前記関節型ロボットは、互いに平行な軸の廻りで回動する平行関節と、前記平行な軸と直交する軸の廻りに回動する直交関節とをそれぞれ複数有する構成でもよい。
The articulated robot may have a plurality of parallel joints that rotate around mutually parallel axes and a plurality of orthogonal joints that rotate around an axis orthogonal to the parallel axes .
本発明の曲げ加工装置は、関節型ロボットにチャック機構を取り付けても、曲げ方向に制限を受けることがないという効果を奏する。 The bending apparatus of the present invention has an effect that the bending direction is not restricted even if a chuck mechanism is attached to the articulated robot.
以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1、図2に示すように、1は機台であり、機台1上には関節型ロボット2が載置されている。関節型ロボット2は、図3に示すように、互いに平行な軸の廻りで回動する3組の第1〜第3平行関節6,8,10と、この平行な各軸と直交する軸の廻りで回動する2組の第1、第2直交関節12,14とを備えている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2,
関節型ロボット2は、機台1に取り付けられた固定部16を備え、固定部16と第1旋回台18とは、第1直交関節12により接続されている。第1直交関節12は、鉛直な軸CV1の廻りで第1旋回台18を所定角度で回動駆動する周知の機構を有するものである。
The articulated
第1旋回台18には、第1アーム20の一端が第1平行関節6を介して接続されている。第1平行関節6は水平な軸CH1の廻りで第1アーム20を所定角度で回動駆動する周知の機構を有するものである。第1平行関節6の水平な軸CH1と第1直交関節12の鉛直な軸CV1とは直交している。
One end of the
第1アーム20の他端と第2アーム22の一端とが第2平行関節8を介して接続されている。第2平行関節8は第1平行関節6の水平な軸CH1と平行な軸CH2の廻りで第2アーム22を所定角度で回動駆動する周知の機構を有するものである。
The other end of the
第2アーム22の他端には、第2旋回台24が第2直交関節14を介して接続されている。第2直交関節14は、第1、第2平行関節6,8の水平な軸CH1,CH2と直交する軸CV2の廻りで第2旋回台24を所定角度で回動駆動する周知の機構を有するものである。
A second swivel base 24 is connected to the other end of the
第2旋回台24には、先端アーム26の一端が第3平行関節10を介して接続されている。第3平行関節10は、先端アーム26を第1、第2平行関節6,8の水平な軸CH1,CH2と平行な軸CH3の廻りに回動するものである。また、本実施形態では、第2アーム22には、その長手方向の軸の廻りに回転する回転関節32が設けられている。
One end of a
曲げ機構40は、機台1と一体に形成された固定台58に取り付けられており、図4に示すように、パイプ等の長尺状の被加工物4の曲げ半径に応じて形成された曲げ型42を備え、曲げ型42の外周には被加工物4の直径に応じた溝44が形成されている。曲げ型42は曲げアーム46と共に固定台58に回転可能に支承されており、曲げアーム46は第1シリンダ47により回転駆動されるように取り付けられている。曲げ型42は、図4では1つの溝44を有するものを示しているが、曲げ型42は、被加工物4の曲げ半径に応じた複数の溝44が積層されたものでもよい。
The
曲げ型42に対向して、曲げアーム46上に締め型48が移動可能に支承されており、締め型48は第2シリンダ49により駆動されて、被加工物4を曲げ型42と締め型48とにより挟持できるように構成されている。また、曲げ型42に接近してワイパ型50を配置してもよい。
A clamping die 48 is movably supported on the bending arm 46 so as to face the bending die 42, and the clamping die 48 is driven by a
締め型48と並んで圧力型52が摺動台53上に移動可能に支持されている。圧力型52は第3シリンダ54により駆動されて、被加工物4に当てられ、曲げ加工時の反力を受けることができるように構成されている。摺動台53は被加工物4の軸方向に摺動可能に支持されており、シリンダ56により駆動されるように構成されている。曲げ機構40と対向して機台1には芯金機構60が配置されている。芯金機構60は、芯金61をシリンダ63により被加工物4としてのパイプ内に挿入するものである。
Along with the clamping mold 48, the pressure mold 52 is supported on the slide base 53 so as to be movable. The pressure die 52 is driven by a third cylinder 54 so as to be applied to the
一方、関節型ロボット2の先端アーム26の先端には、ひねり機構62を備えたチャック機構64が取り付けられている。チャック機構64は、図5〜7に示すように、チャック本体66に一対の軸受68,70を介して回転可能に支持された回転部材72を備えている。回転部材72の回転中心は前述した水平な軸CH1,CH2,CH3に平行に設けられている。
On the other hand, a
回転部材72の先端には、一対の爪部材74,76が支点ピン78,80の廻りに揺動可能に支持されている。回転部材72にはその軸方向に摺動孔82が形成されており、摺動孔82には筒部材84が摺動可能に挿入されている。筒部材84は中空状のもので、被加工物4を貫通して挿入できるように形成されている。
A pair of
回転部材72の後端には、接続部材86を介して歯車88が取り付けられており、歯車88には、チャック本体66に固定された油圧モータ90に取り付けられたピニオン歯車92が噛合されている。
A gear 88 is attached to the rear end of the rotating
歯車88は、図7に示すように、180度の扇形形状に形成されており、チャック本体66と一体に設けられた突部66aに、歯車88に取り付けられた一対のストッパ部材89a,89bが突き当たり、歯車88を120度の予め設定された角度で回転できるように構成されている。また、チャック本体66、回転部材72、筒部材84には、長手方向に沿って切欠93が形成されて、切欠93から芯金61を通すことができるように構成されている。
As shown in FIG. 7, the gear 88 is formed in a sector shape of 180 degrees, and a pair of stopper members 89 a and 89 b attached to the gear 88 is formed on a protrusion 66 a provided integrally with the chuck body 66. At the end, the gear 88 can be rotated by a preset angle of 120 degrees. In addition, the chuck body 66, the rotating
回転部材72に形成された一対のスリット94,96には、筒部材84に取り付けられたキー部材98,100が摺動可能に装着されており、回転部材72と筒部材84とは軸方向に相対的に摺動可能であるが、被加工物4の長手方向の廻りには一体的に回転するように構成されている。
図6に示すように、筒部材84の後端には、その外周に、円周方向に沿って複数のカムフォロアー102が取り付けられており、カムフォロアー102は移動部材104に形成された溝106に挿入されている。
As shown in FIG. 6, a plurality of
移動部材104は押圧板108に取り付けられており、押圧板108はチャック本体66に摺動可能に装着されたガイド軸110により、筒部材84の摺動方向に移動可能に支持されている。また、押圧板108にはチャック本体66に取り付けられたシリンダ112のロッドが接続されている。
The moving
筒部材84の先端のスリット84a,84b内には、ピン114,116が取り付けられており、ピン114,116は爪部材74,76に係合され、筒部材84の前進・後退により爪部材74,76が揺動し、爪部材74,76により被加工物4の外周を把持・開放できるように構成されている。
図6では、中心線より上側で、筒部材84が後退されて爪部材74が揺動し、爪部材74により被加工物4の外周を把持した状態を示し、中心線より下側で、筒部材84が前進されて爪部材76が揺動し、爪部材76が被加工物4を開放した状態を示す。
FIG. 6 shows a state in which the cylinder member 84 is retracted and the
次に、前述した本実施形態の曲げ加工装置の作動について説明する。
まず、関節型ロボット2の第1〜第3平行関節6,8,10及び第1、第2直交関節12,14を駆動して、チャック機構64を被加工物4の端に移動し、チャック機構64を制御して、被加工物4をチャック機構64により把持する。チャック機構64により、被加工物4を把持する際には、被加工物4と筒部材84とが同軸上になるように移動してから、チャック機構64を被加工物4の長手方向に移動して、筒部材84内に被加工物4を挿入する。
Next, the operation of the bending apparatus of this embodiment described above will be described.
First, the first to third
そして、シリンダ112を駆動して、押圧板108、移動部材104を移動して、カムフォロアー106を介して筒部材84を移動する。これにより、爪部材74,76が揺動して、爪部材74,76により被加工物4の外周が把持される。
Then, the cylinder 112 is driven, the pressing plate 108 and the moving
そして、関節型ロボット2の第1〜第3平行関節6,8,10及び第1、第2直交関節12,14を駆動して、被加工物4を曲げ機構40に移動する。その際、図4に示すように、被加工物4の曲げ加工位置が曲げ型42の溝44に挿入されるように移動する。
Then, the first to third
移動後、締め型48、圧力型52を駆動して、被加工物4に突き当て、曲げ型42を中心にして曲げアーム46を回転させて、締め型48を曲げ型42の廻りに公転させると共に、シリンダ56を駆動して摺動台53により圧力型52を被加工物4の軸方向に移動して、曲げ加工を行なう。また、曲げ加工時、芯金機構60により、被加工物4内に芯金61を挿入して曲げ加工するようにしてもよい。
After the movement, the clamping die 48 and the pressure die 52 are driven to abut against the
曲げ加工終了後、曲げアーム46、締め型48、圧力型52を元の位置に戻し、次の曲げ加工を行なう場合には、関節型ロボット2を制御して、チャック機構64を移動し、被加工物4を次の曲げ加工位置に移動し、曲げ機構40により被加工物4を曲げ加工する。
After the bending process is completed, the bending arm 46, the clamping mold 48, and the pressure mold 52 are returned to their original positions, and when performing the next bending process, the articulated
また、曲げ方向が異なる場合には、図8(a)(b)(c)に示すように、関節型ロボット2の第1〜第3平行関節6,8,10を制御して、被加工物4を把持したチャック機構64を、被加工物4の長手方向の廻りに回転させる。これにより、被加工物4がその長手方向の廻りにひねられて、曲げ方向を変えることができるが、関節型ロボット2の第1〜第3平行関節6,8,10を制御して、被加工物4をひねる場合、第2アーム22と被加工物4とが干渉して、被加工物4を360度ひねることができない。
If the bending directions are different, the first to third
その際には、油圧モータ90を駆動して、ピニオン歯車92、歯車88、回転部材72、キー98,100、筒部材84、爪部材74,76を被加工物4の長手方向の廻りに回転する。これにより、チャック機構64と共に被加工物4がその長手方向のまわりにひねられる。
At that time, the
本実施形態では、ストッパ部材89a,89bが突部66aに突き当たる角度で、被加工物4をひねることができる。よって、ストッパ部材89a,89bが突部66aに突き当たるまで、チャック機構64を回転し、必要な曲げ方向となるように、関節型ロボット2の第1〜第3平行関節6,8,10を制御して、被加工物4を更にひねる。
In the present embodiment , the
曲げ加工終了後、チャック機構64を制御して、被加工物4の把持を解放する。チャック機構64に被加工物4を把持させて、関節型ロボット2が被加工物4を曲げ機構40に移動し、被加工物4を曲げ加工するので、小型で、設置スペースを小さくできる。また、チャック機構64により、被加工物4を長手方向の廻りに回転させるので、第2アーム22と被加工物4との干渉を回避して、被加工物4を360度の方向で曲げ方向を変えることができる。
After the bending process, the
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。 The present invention is not limited to such embodiments as described above, and can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention.
1…機台 2…関節型ロボット
4…被加工物 6,8,10…平行関節
12,14…直交関節 20…第1アーム
22…第2アーム 26…先端アーム
40…曲げ機構 42…曲げ型
46…曲げアーム 48…締め型
50…ワイパ型 52…圧力型
58…固定台 60…芯金機構
61…芯金 62…ひねり機構
64…チャック機構 66…チャック本体
72…回転部材 74,76…爪部材
84…筒部材
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記曲げ機構を取り付けた固定台を備えると共に、
前記被加工物を把持するチャック機構が取り付けられ、前記チャック機構を移動する関節型ロボットを備え、更に、前記チャック機構は、回転可能に支持された回転部材と、該回転部材に揺動可能に支持された爪部材とを備えると共に、前記チャック機構は、前記被加工物が長手方向に挿入される筒部材を前記回転部材に摺動可能に支持し、前記筒部材を移動して前記爪部材を揺動させ前記被加工物の外周を把持し、かつ、前記チャック機構は、前記回転部材を、該回転部材に設けた突起部を、回転方向に設けた一対のストッパに突き当てることにより予め設定された角度で回転させて、前記チャック機構に把持された前記被加工物を長手方向の廻りに設定された角度でひねることが可能に構成され、
前記関節型ロボットの前記チャック機構により前記被加工物を把持した状態で、前記曲げ機構により曲げ加工を行い、
該曲げ加工の終了後、前記曲げ機構及び前記チャック機構における前記被加工物の把持状態を開放して、前記被加工物を回転させて再度把持し、前記被加工物を長手方向に送るという動作を繰り返すことにより前記被加工物の曲げ加工を行うことを特徴とする曲げ加工装置。 In a bending apparatus having a bending mechanism that sandwiches a long workpiece by a bending die and a clamping die capable of revolving around the bending die, and revolves the clamping die to bend the workpiece. ,
A fixing base to which the bending mechanism is attached;
A chuck mechanism that holds the workpiece is attached, and includes an articulated robot that moves the chuck mechanism. Further, the chuck mechanism is rotatably supported by a rotating member, and can swing on the rotating member. The chuck mechanism is configured to slidably support the cylindrical member into which the workpiece is inserted in the longitudinal direction on the rotating member, and move the cylindrical member to move the claw member. the swung gripping the outer periphery of the workpiece, and the chuck mechanism, the rotary member, the projection portion provided in the rotating member, by which the abutting a pair of stoppers provided on the rotating direction rotated at a predetermined angle, said twist Rukoto the chuck mechanism is gripped by the said workpiece at a set angle to the longitudinal direction around the can to be configured,
In a state where the workpiece is gripped by the chuck mechanism of the articulated robot, bending is performed by the bending mechanism,
After the bending is finished, the gripping mechanism and the chuck mechanism are released from the gripping state of the workpiece, the workpiece is rotated and gripped again, and the workpiece is sent in the longitudinal direction. A bending apparatus for bending the workpiece by repeating the above .
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