JPH0576965A - プレス機械とロボツトによるワークのプレス処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、板ものワークのプレス加工
処理を少なくとも２台またはそれ以上の台数のプレス機
械で遂行し、かつ、プレス機械間のワーク自動搬送を産
業用ロボットにより短いサイクル時間で遂行し、延いて
はワークのプレス加工処理を高能率で達成するプレス処
理装置を提供することにある。 【構成】 本発明は、少なくとも２台のプレス機械１
２、１４を間隔をおいて配置し、両プレス機械１２、１
４間に産業用ロボット１６を設け、このとき、同ロボッ
ト１６は走行路１８に沿い両プレス機械間を直線走行す
ると共に縦軸回りにロボット腕２４が旋回動作を遂行
し、かつ、アーム軸方向に伸縮動作を遂行して短時間で
ロボットハンド２８によりワークＷを自動搬送する構成
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも２台以上の
プレス機械と産業用ロボットを用いてワークをプレス機
械間で自動搬送を行いながらプレス加工処理を遂行する
プレス機械とロボットによるワークのプレス処理装置に
関し、特に、プレス機械間の自動搬送を産業用ロボット
の走行機能、旋回機能、アームの伸縮機能を用いて効率
良く遂行し、ワークのプレス加工処理におけるサイクル
時間の短縮化を図ることが可能なプレス処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、板金素材等のワークにプレス
加工処理を施して製品に仕上げる工程において、複数台
のプレス機械を用いて同一の素材に複数種のプレス加工
処理を遂行する場合が多々ある。このようなワークのプ
レス加工処理に当たっては、従来は、垂直多関節形ロボ
ット、円筒座標形ロボット、直交座標形ロボット等の周
知の産業用ロボットを駆使してワークをプレス機械間で
自動搬送することが遂行されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、垂直多関
節形ロボットや円筒座標形ロボットによるワークの自動
搬送では、これらロボットが床面に沿って直線距離を走
行を機能を具備しないために、プレス機械間の搬送距離
が長い場合には、必然的にロボット腕を最大限に伸長さ
せて一方のプレス機械からロボット腕先端のハンドで受
け取ったワークを所定角度に亘るロボット腕の旋回動作
で他方のプレス機械へロボットハンドに把持されたワー
クを移送し、ワークを同他方のプレス機械へ渡す方法が
取られ、故に、旋回動作における旋回軸心回りのイナー
シャが大きくなり、旋回動作を速度を高速化することが
困難になる問題があった。他方、直交座標形ロボットを
用いたワークの自動搬送では、ロボットハンドで把持し
たワークを２位置間に移動する動作は、空間内における
直交三軸方向の直線動作の綜合に依って遂行され、この
種の直線動作の綜合による場合は、ロボット自体の機構
上から一般的に直線軸方向の動作速度が例えば円筒座標
形ロボットにおけるロボット腕先端のハンドの旋回動作
速度に対向し得る程、十分な高速化を図ることができな
いために、プレス機械間におけるワーク搬送を行う搬送
サイクル時間が短縮し難い欠点がある。依って、本発明
は、複数のプレス機械によってワークのプレス加工処理
を遂行する場合、特に、プレス機械間の距離が比較的長
く設定されている場合にもワークを一方から他方のプレ
ス機械へ自動搬送するサイクル時間を短縮することを主
たる目的とするものである。本発明の他の目的は、板金
素材等のワークに２以上のプレス機械を用いてプレス処
理を遂行する場合の加工処理時間を可及的に短縮化する
ことが可能なプレス機械と産業用ロボットによるワーク
のプレス処理装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明によれ
ば、少なくとも２台のプレス機械の間をワークを自動搬
送して所定のプレス加工を遂行するワークのプレス処理
装置において、前記２台のプレス機械の間を直線走行路
に沿って移動可能なロボット基台と該ロボット基台の縦
軸線回りに旋回可能に、かつ、アーム軸方向に伸縮可能
に配設されたロボット腕と、該ロボット腕の先端に装着
されるワーク把持用ハンドとを備えた産業用ロボットと
を、具備して構成されたことを特徴とするプレス機械と
ロボットによるワークのプレス処理装置が提供される。

【０００５】

【作用】上述した構成によれば、プレス機械間の距離が
長い場合にも機械間に配設した直線走行路に沿うロボッ
ト基台の直線走行と、同ロボット基台の縦軸線回りのロ
ボット腕の旋回とアーム軸方向の伸縮動作との組合せ動
作によりワーク把持用ハンドを一方のプレス機械と他方
のプレス機械との間で短時間の移動が可能であり、依っ
て、ワークの自動搬送サイクル時間を短縮することが可
能になる。以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づ
いて、更に、詳細に説明する。

【０００６】

【実施例】図１は、本発明に係るプレス機械とロボット
によるワークのプレス処理装置の１実施例における構成
と作用原理とを示した図であり、（ａ）は２台のプレス
機械の一方の機械からワークを取り出す過程を示した正
面図、（ｂ）は一方のプレス機械から取り出されたワー
クをロボットの直線走行と旋回動作とで他方のプレス機
械側へ搬送する１過程を示す正面図、（ｃ）は他方のプ
レス機械の直近位置まで自動搬送した状態を示す正面
図、（ｄ）は他方のプレス機械へワークを装填する過程
を示した正面図である。また、図２は、本発明によるプ
レス処理装置の他の実施例におけるプレス機械と産業用
ロボットの配置状態を示した平面図である。

【０００７】図１を参照すると、本実施例は、２台のプ
レス機械と、その両プレス機械の間に配設された１台の
産業用ロボットとを用いた構成のプレス処理装置が図示
されている。同１図において、２台のプレス機械１２、
１４は互いの間に距離を隔てて配置されている。このよ
うな２台のプレス機械１２、１４を駆使してワークＷに
プレス加工処理を遂行するに当たり、両者の間に産業用
ロボット１６が配置されている。この産業用ロボット１
６は、走行路１８がプレス機械１２、１４間に適正長を
有して設けられ、ロボットの基台２０が、この走行路１
８に沿って一方のプレス機械１２から他方のプレス機械
１４に向けて、叉逆方向に向けて走行自在に設けられて
いる。このロボット基台２０の走行機構は周知の直線走
行形ロボットの場合と同様にボールねじ軸・ボールナッ
トとの組合せから成るねじ送り機構方式のものでもよ
く、チェーンホイールとチェーンとからなる無端軌道形
送り機構によっても良い。

【０００８】ロボット基台２０上にはロボット胴２２が
立設され、このロボット胴２２はロボット基台２０に対
して縦軸線回りに少なくとも１８０°の旋回角度に渡り
旋回可能に構成されている。このロボット胴２２の上方
部にはロボット腕２４が旋回軸線に対して直角な水平軸
線方向に伸縮動作が自在に設けられており、同ロボット
腕２４の先端にはロボット手首２６を介してワーク把持
用のロボットハンド２８が設けられ、ワークＷ、例え
ば、板金物ワークを周知の真空吸着又は磁気吸着方式で
把持し得るように構成されている。このような構成から
成るワークのプレス処理装置においては、先ず、一方の
プレス機械１２でワークＷに所定のプログラムに従って
プレス加工処理が遂行され、次いで、同プレス加工処理
の完了後に、他方のプレス機械１４で更に所定のプレス
加工処理を遂行して所望の製品を得るプレス加工工程が
遂行される。このとき、プレス機械１２に対する初期ワ
ークＷの供給は、産業用ロボット１６を用いて走行路１
８に沿う一定位置に設けられたワーク供給ステーション
（図示略）から加工前のワークＷをロボットハンド２８
で受取り、プレス機械１２へ走行路１８に沿って搬送移
動して同ワークＷをプレス機械１２のプレス加工部に装
填することにより遂行される。次いで、プレス機械１２
によるプレス加工処理が完了すると、産業用ロボット１
６は、図１の（ａ）に示すように、走行路１８のプレス
機械１２に近い一端へ移動し、ロボット腕２４を伸長さ
せてロボットハンド２８をプレス機械１２のプレス加工
部に到達させ、そこでワークＷを同プレス加工部から取
り出す。このとき、ロボットハンド２８自体は、周知の
吸着ハンドと同様にワーク上面に対して接近、離反が可
能に適宜のアクチュエータ手段を備え、ハンド先端のワ
ーク吸着部をワークＷの上面に接触させ得るように構成
されている。

【０００９】ワークＷを取り上げたロボットハンド２８
は、ロボット腕２４がロボット胴２２に対して前方から
後方へ収縮動作すると同時に、ロボット基台２０が走行
路１８に沿ってプレス機械１２側からプレス機械１４側
へ移動することで同ワークＷを図１の（ｂ）に示すよう
に、プレス機械１２のプレス加工領域外に取り出す。次
いで、産業用ロボット１６のロボット基台２０が走行路
１８に沿う走行移動を継続しながらロボット腕２４がロ
ボット胴２２の縦軸回りに略１８０°旋回することで図
１の（ｃ）に示すように、ロボットハンド２８により把
持されたワークＷは他方のプレス機械１４の加工部の近
傍位置に達する。なお、ロボットハンド２４の旋回動作
は、ロボット腕２４をロボット胴２２の中心部に収縮動
作させ、従って、ロボット腕２４の旋回動作軸心回りの
イナーシャを可及的に小さくした状態で旋回動作させる
から、旋回駆動源に掛かる負荷を軽減させることがで
き、故に、旋回動作速度を高速化することが可能にな
る。プレス機械１４のプレス加工部の近傍位置まで産業
用ロボット１６で自動搬送されたワークＷは、ロボット
腕２４をプレス機械１４の加工部へ向けて伸長させるこ
とにより、ロボットハンド２８を加工部の直上位置に位
置決めし、ワークＷをプレス機械１４に装填する。

【００１０】上述の構成よれば、産業用ロボット１６の
ワーク取出し、搬送、装填等の動作モードにおいては、
走行路１８に沿う走行動作と同期してロボット腕２４を
伸縮動作させる過程（図１の（ａ）で示す工程と（ｃ）
で示す工程）が包含されている。つまり、走行動作速度
と伸縮動作速度との加算値がロボットハンド２８におけ
る動作速度となるから、搬送動作速度の向上を得ること
が可能になる。また、図１の（ｂ）のワークＷの旋回過
程では、ロボット腕２４をロボット胴２２の縦軸線（旋
回軸線）に対して収縮した状態にしているため、旋回時
に旋回駆動源に掛かる負荷を既述のように軽減すること
が可能であり、故に、旋回速度も向上させ得るのであ
る。加えて、産業用ロボット１６の旋回動作過程でもロ
ボット基台２０が走行路１８に沿って同時的に直線走行
を継続しているから、プレス機械１２、１４間の距離が
長くても、自動搬送のサイクル時間を短時間化すること
が可能と成り、このことは、逆に、プレス機械１２、１
４間の距離を必要に応じて長い距離間隔に配置すること
も可能もとなる。なお、プレス機械１４でプレス加工処
理が終了し、製品化されたワークは、再び、産業用ロボ
ット１６により同プレス機械１４から取り出され、ワー
ク供給ステーションへ搬送されて完成製品として同ステ
ーションは渡される。

【００１１】図２は本発明の他の実施例として２台以上
のＮ台のプレス機械（Ｎ１〜Ｎｎ）を相互に適宜間隔を
置いて例えば、左方から右方へ列設状に配置し、これら
のプレス機械間に産業用ロボット４０を配設してワーク
Ｗを例えば、左端側のプレス機械Ｎ１から右端側のプレ
ス機械Ｎｎまでの間で多数のプレス加工処理を受け、完
成品を得ることを可能としたプレス処理装置を示してい
る。この実施例の場合には、左端側のプレス機械Ｎ１に
て初期ワークＷを装填して第１段目のプレス加工を遂行
するとき、プレス機械Ｎ１との間に配設された産業用ロ
ボット４０によりワーク装填を遂行し、また、同プレス
機械Ｎ１による第１段目のプレス加工処理が終了したと
き、プレス機械Ｎ１からＮ２への自動搬送がが遂行され
る。次にプレス機械Ｎ２で第２段目のプレス加工処理が
ワークＷに施され、加工処理の終了後にプレス機械Ｎ２
とプレス機械Ｎ３との間に配設された産業用ロボット４
０によりワークＷの自動搬送が遂行されてワークＷはプ
レス機械Ｎ３へ搬送され、第３段目のプレス加工処理が
施される。以後、同様にしてワークＷはＮ台のプレス機
械と（Ｎ−１）台の産業用ロボット４０によって高効率
のプレス加工処理を受けて、完成製品にとして搬出され
る。なお、製品の搬出は、例えば、（Ｎ−１）台目のプ
レス機械とＮ台目のプレス機械との間に配設された（Ｎ
−１）台目の産業用ロボット４０を駆使し、これら両プ
レス機械間に設置されたワーク搬出ステーションへ搬出
することができる。

【００１２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、少なくとも２台以上のプレス機械と、２台の
プレス機械間の比較的長い配置間隔の間に設置された産
業用ロボットを用い、板金ワークを各プレス機械で順次
にプレス加工処理を遂行する過程で１台のプレス機械か
ら他方のプレス機械へワークを自動搬送する過程は、走
行機能と共にロボット腕が縦軸線回りの旋回機能とアー
ム軸方向の伸縮機能とを発揮して遂行するため、搬送サ
イクル時間を短縮化し、プレス加工処理の高能率化を図
ることが可能となる効果を奏し得るのである。特に、産
業用ロボットが走行機能と同期してロボット腕の伸縮動
作を行うことから、ロボットハンドの先端に把持された
ワークに対して走行速度と伸縮動作速度とを加算した速
度による搬送動作を付与できるから、搬送効率が著しく
向上されるのである。従って、近時の自動車生産過程等
における省力化工場で、車両の扉製品等の様な板金ワー
クに対するプレス加工処理を含んだ製造工程の高能率化
を図ることができ、延いては、自動車の製造能率の向上
を達成できる効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプレス機械とロボットによるワー
クのプレス処理装置の１実施例における構成と作用原理
とを示した図であり、（ａ）は２台のプレス機械の一方
の機械からワークを取り出す過程を示した正面図、
（ｂ）は一方のプレス機械から取り出されたワークをロ
ボットの直線走行と旋回動作とで他方のプレス機械側へ
搬送する１過程を示す正面図、（ｃ）は他方のプレス機
械の直近位置まで自動搬送した状態を示す正面図、
（ｄ）は他方のプレス機械へワークを装填する過程を示
した正面図である。

【図２】本発明によるプレス処理装置の他の実施例にお
けるプレス機械と産業用ロボットの配置状態を示した平
面図である。

【符号の説明】

１２…プレス機械 １４…プレス機械 １６…産業用ロボット １８…走行路 ２０…ロボット基台 ２２…ロボット胴 ２４…ロボット腕 ２８…ロボットハンド ４０…産業用ロボット Ｗ…ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大塚 和久 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 フアナツク株式会社商品開発研究所内 (72)発明者 岡田 毅 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 フアナツク株式会社商品開発研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２台のプレス機械の間をワー
   クを自動搬送して所定のプレス加工を遂行するワークの
   プレス処理装置において、 前記２台のプレス機械の間を直線走行路に沿って移動可
   能なロボット基台と、 該ロボット基台の縦軸線回りに旋回可能に、かつ、アー
   ム軸方向に伸縮可能に設けられたロボット腕と、 該ロボット腕の先端に装着されるワーク把持用ハンドと
   を備えた産業用ロボットとを、具備して構成されたこと
   を特徴とするプレス機械とロボットによるワークのプレ
   ス処理装置。
2. 【請求項２】 複数Ｎ（整数）台を列設した前記プレス
   機械と、該Ｎ台のプレス機械と協働する少なくとも（Ｎ
   −１）台の前記産業用ロボットとを具備して構成され、
   前記Ｎ台のプレス機械における順次、一端から２台のプ
   レス機械の間に１台の前記産業用ロボットを配設し、各
   ワークにＮ台のプレス機械による多段階のプレス加工処
   理を行い得るようにした請求項１に記載のプレス機械と
   ロボットによるワークのプレス処理装置。