JPH02274316A - 折曲げ溶接複合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、ワークに折曲げ加工と溶接加工を行なう折
曲げ溶接複合装置に関する。

（従来の技術） 従来、板材のワークから例えば箱型形状などの立体的な
ワークを加工する場合には、板材のワークをまずパンチ
プレスのごとき切断加工装回で所望の形状に切断加工を
行なう。切断加工された所望形状のワークは次の工程で
あるプレスブレーキのごとき折曲げ加工装置まで搬送さ
れ、折曲げ加工装置で所望の曲げラインに折曲げられる
。次いで、所望の曲げ形状に折曲げられたワークは次の
工程である溶接装置まで搬送され、溶接装置でワークに
おける所定の溶接部に溶接加工が行なわれて最終の製品
形状のワークが出来上っている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した従来の板材のワークから箱型形状な
どの立体的なワークを加工するまでには、ワークを切島
加工装冒、折曲げ加工装置、溶接装置へ順次搬送しなけ
ればならず、かつ各加工装置で加工する場合、再度ワー
クを所定位置に再位置決めしなければならない。そのた
め、最終形状のワークが仕上るまでには、搬送、再位置
決めなどの余分な手間と時間を要するという問題があっ
た。

また、折曲げ加工装置で所望の曲げ形状に折曲げられた
ワークにおける複数の溶接部を溶接装置で溶接する場合
には、特殊な治具を使用して各溶接部を正確でかつ確実
にセットしなければならず、その溶接作業が大変面倒で
あると共に熟練を要していた。

さらに、従来の板材のワークから箱型形状などの立体的
なワークを加工するまでの一連の工程では、大ロフト生
産に向いているが、小ロフトのフレキシブルな生産には
不向きであるという問題があった。

この発明の目的は、前述した従来の問題点を改善するた
め、ワークを所望の形状に折曲げた状態においてワーク
における溶接部に溶接加工を短時間で確実かつ正確に行
なうことを可能にすると共に搬送および再位ｄ決めの無
駄な時間をなくするようにした、折曲げ溶接装置を提供
することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明はワークを支持す
るボトムダイが支承された下部フレームと、前記ボトム
ダイと対向してワークを押圧固定するトップダイを支承
した上下動可能なラムが設けられた上部フレームと、ト
ップダイとボトムダイとで挾持されたワークを折曲げる
曲げ金型が設けられた上下方向へ変移可能な曲げラムと
、を備えてなる折曲げ機にして、少なくともトップダイ
とボトムダイとでワークが挾持状態にあるときに、ワー
クの溶接部に溶接加工を行なう溶接ヘッドを前記上部フ
レームに移動可能に設けて折曲げ溶接複合＠置を構成し
た。

（作用） この発明の折曲げ溶接複合装置を採用することにより、
所望の形状に切断加工されたワークは下部フレームに支
承されたボトムダイ上に支持され、上部フレームに支承
された上下動可能なラムを下降させてトップダイで押圧
固定される。このトップダイ゛とボトムダイとで挾持さ
れたワークは、曲げラムを上下方向へ変移せしめること
により、曲げ金型で例えば上方へ折曲げられる。

そして、ワークが少なくともトップダイとボトムダイと
で挾持状態にあるときに、上部フレームに設けられた溶
接ヘッドを、ワークの溶接部まで移動させると共に、溶
接ヘッドでワークの溶接部に溶接加工が行なわれる。

したがって、ワークを搬送することなく、折曲げられた
ワークに短時間で確実かつ正確に溶接が行なわれる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第′１図および第２図を参照するに、折曲げ溶接複合装
置１を構成するフレーム３は、下部フレーム５と、下部
フレーム５の両側部から垂直に立設した左右のサイドフ
レーム７Ｒ，７Ｌと、このサイドフレーム７Ｒ，７Ｌの
上部に支承されて前に離隔された上部フレーム９などに
よって構成されている。

前記下部フレーム５の上方にあって、サイドフレーム７
Ｒ，７ｍに左右両端部を連結した水平プレート１１が支
持されており、水平プレート１１の上面には、左右両端
部をサイドフレーム７Ｒ。

７しに連結したダイサポート１３が設けられている。こ
のダイサポ−ト１３の上部には両端部をサイドフレーム
７Ｒ，７ｍに連結されたボトムダイ１５が支持されてい
る。このボトムダイ１５はワークＷを支持するためのも
のである。

さらに、第１図および第２図より理解されるように、前
記ボトムダイ１５の上方位置には、ラム１７が上下動自
在に配置されている。このラム１７はボトムダイ１５の
間隔よりも前後幅が広く、かつＸ軸方向く第１図におい
て左右方向）に大きく延伸されている。ラム１７の左右
両側部が、前記サイドフレーム７Ｒ，７ｍの内側面にブ
ラケット１９を介して装着された左右の昇降用シリンダ
２１のピストン０ツド２３と枢支連結されている。

したがって、昇降シリンダ２１の作動によってうム１７
は上下動されることになる。

なお、第２図に示されているように、ラム１７の下面に
は複数の突出柱体２５が設けられており、この突出柱体
２５のボトムダイ１５に対応する面には勾配ブロック２
７が弊降位置決め自在に設けられている。

前記ラム１７の下面には、金型ホルダ２９を介してボト
ムダイ１５上に載置されたワークＷを押圧固定するため
のトップダイ３１が着脱可能に取付けられている。この
トップダイ３１は、第１図に示されているように、幅方
向に分割された複数のセグメント金型３３とそのセグメ
ント金型３３の一群の両側に配置された中抜き金型３５
とその中扱き金型３５の両側に配置された幅方向に分割
された複数の基準金型３７から構成されている。

前記トップダイ３１によってワークＷをボトムダイ１５
に押圧固定するとき、前記ラム１７を押圧するための複
数の押圧シリンダ３９が前記上部フレーム９の下面に適
宜間隔に装着されている。

しかも、ラム１７の上面には、各押圧シリンダ３９と対
応する複数のロータリーアクチュエータ４１が装着され
ており、各ロータリーアクチュエータ４１の回動軸には
、前記押圧シリンダ３９の真下の位置および押圧シリン
ダ３９の真下から離れた位置へ移動自在な複数のＬ字形
状の可動ブロック４３が取付けられている。

上記構成により、ワークＷを検出した後、ロータリーア
クチュエータ４１のみが作動される。したがって、ワー
クＷに対応した位置の可動ブロック４３のみが各押圧シ
リンダ３９の真下の位置へ位置決めされることになる。

前記トップダイ３１によってボトムダイ１５に押圧固定
されたワークＷの端縁部を、［方向へ折曲げるために、
ボトムダイ１５の内側には、第２図に示されているよう
に、ペンドビーム４５（曲げ金型ともいう。）が上下動
自在に設けられている。

より詳細には、ペンドビーム４５は、上下動自在に設け
られた曲げラム４７の上部に取付けられており、曲げラ
ム４７の下部は複数のブラケット４９を介して前記水平
プレート１１に回動自在に支承された偏心軸５１の偏心
部に嵌合支承されている。

したがって、偏心軸５１を上昇せしめ、ペンドビーム４
５をボトムダイ１５の上面よりも上界せしめることによ
り、トップダイ３１によってボトムダイ１５に押圧固定
されているワークＷの端縁部が上方ｌ＼折曲げられるの
である。

なお、前記偏心軸５１を回動するために、−６軸５１に
は、アーム部材５３が一体的に取付番ノであり、アーム
部材５３の先端部には、曲げ用シリンダ５５のピストン
ロッド５７の先端部がビンを介して枢支連結されている
。曲げ用シリンダ５５の下端部は前記下部フレーム５に
取付けられている。

したがって、曲げ用シリンダ５５のピストンロッド５７
を伸縮作動することにより、（Ｑ６翰５１が回動される
。偏心軸５１の回動により、曲げラム４７を介してペン
ドビーム４５がボトムダイ１５の１−面より上界してト
ップダイ３１によってボトムダイ１５に押圧固定されて
いるワークＷの端縁部が上方向へ折曲げられるのである
。

前記折曲げ溶接複合装置１の左側には、第１図に示され
ているように、離隔してレーザ発振器電源５９が配置さ
れており、このレーザ発振器電源５９の上部にはレーザ
発振器本体６１が設けられている。このレーザ発（辰器
本体６１の右側壁とサイドフレーム７Ｌとの間にはレー
ザビームカバー６３が接続されている。

前記上部フレーム９の後部側にはＸ軸方向ｌ＼延伸した
支持フレーム６５が設けられている。より詳細には、第
３図に示されているように、支持フレーム６５の上下部
にはＸ軸方向へ平行に延伸したＸ＠直線ガイ６７が設け
られている。また表情フレーム６５にＸ軸方向へ延伸し
たＸ軸うック６９が設けられている。

このＸ軸うック６９にはＸ軸ビニオン７１が噛合されて
おり、このＸ軸ビニオン７１は前記Ｘ軸ｉ線ガイド６７
でＸ軸方向へ移動自在なＸ軸郭動体７３に取付けられた
Ｘ＠モモ−７５の出力軸に装着されている。

−１−記構成により、Ｘ軸上−タ７５を駆動ｕしめると
、出ツノ軸を介してＸ軸ビニＡン７１が回転する。×１
袖ビニＡン７１はＸ軸うック６９に噛合されているから
、Ｘ軸層動体７３はＸｌｌ＋直線ガイド６７に案内され
てＸ＠力方向移動されることになる。

前記Ｘ軸移動体７３にはＹ軸方向へ延伸したＹ軸回筒体
７７が取付けられており、このＹ軸内筒体７７の一端側
（Ｘ軸層動体７３側）にはＸ軸ペンドミラー７９が内装
されている。

前記Ｙ軸回筒体７７には第３図に示されているように、
Ｙ軸モータ８１が取付けられており、このＹ軸上−タ８
１の出ツノ軸にはＹ軸ビニオン８３が嵌着されている。

また、Ｙ軸内筒体７７内にはＹ軸方向ｌ＼移動自在なＹ
軸線動体８５が設けられており、このＹ軸線動体８５の
一側部にはＹ軸方向へ延伸したＹ軸うック８７が設けら
れている。

このＹ＠ラック８７には前記Ｙ軸ビニオン８３が噛合さ
れている。

上記構成により、Ｙ軸モータ８１を駆動せしめると、出
力軸を介してＹ軸ビニオン８３が回転する。Ｙ軸ビニオ
ン８３はＹ軸うック８７に噛合されているから、Ｙ軸線
動体８５はＹ軸回筒体７７に対してＹ軸方向へ移動され
ることになる。

レーザ発賑器電源５９をＯＮにすると、レーザ発振器本
体６１で発振されたレーザビームはレーザビームカバー
６３を経てＸ軸ペンドミラー７９で反（ト）されてＹ軸
方向へ照射される。

前記Ｙ軸移動体９５の一端（第３図において右端）には
Ｚ軸方向（第３図において上下方向）の下方へ延伸した
Ｚ軸内筒体８９が取付けられている。このｌ軸内筒体８
９の上端内にはＹ軸ベンドミラー９１が内装されている
。

７軸円筒体８９には２軸モータ９３が設けられており、
このＺ軸モータ９３の出力軸にはＺ軸ビニオン９５が嵌
着されている。また、Ｚ軸内筒体８９内にはＺ軸方向へ
延伸したＺ軸層動体９７が設けられており、このＺ軸層
動体９７の一側部にはｚ軸方向へ延伸した７軸ラツク９
９が設けられている。

−に記構成により、Ｚ軸モータ９３を駆動させると、出
力軸を介して７軸ピニオン９５が回転される。Ｚ軸ビニ
オン９５には７軸ラツク９９が噛合されているから、Ｚ
軸層動体９７がＺ軸内筒体８９に対してＺ軸方向へ移動
されることになる。

なお、７軸移動体９７は前記ラム１７に形成された穴１
７Ｈ（第２図参照）内をＹ軸およびＺ軸方向ｌ＼移動さ
れることとなる。

前記Ｚ軸移動体９７の先端には溶接ヘッドとしてのレー
ず加工ヘッド１０１が設けられている。

より詳細には、第３図、第４図、第５図および第６図に
示されているように、Ｚ軸層動体９７の先端にはレーザ
加工ヘッド１０１の一部を構成している六輪回転体１０
３の下端が装着されている。

Ａ軸回転体１０３の下部にはモータベース１０５が設け
られており、このモータベース１０５にはサーボモータ
のごとき六輪モータ１０７が設けられている。この六輪
モータ１０７の出力軸には六輪ビニオン１０９が取付け
られており、このＡ軸ビニオン１０９には六輪ギヤ１１
１が嵌合されている。

上記構成により、六輪モータ１０７を駆動させると、六
輪ビニオン１０９が回転される。Ａ軸ビニオン１０９に
はＡ軸ギヤ１１１が噛合されているから、Ａ軸ビニオン
１０９が回転すると、Ａ？１＊ギヤ１１１を介してＡ軸
回転体１０３が第６図においで１矢印で示したごとくＡ
＠力方向回転されることになる。

前記六輪回転体１０３内には第６図に示されているよう
にＡ軸固定体１１３が設けられており、Ａ軸固定体１１
３の軸心にＺ軸方向へ延伸した中空円筒体１１５が設け
られている。この中空円筒体１′１５の下部にはＢ軸回
転体１１７が設けられている。

六輪回転体１０３の第５図において右側下部にはサーボ
モータのごとき８軸モータ１１９が設けられており、こ
の８軸モータ１１９の出力軸にはＢ　１ｍ　ヒニオン１
２１が取付けられている。一方、前記Ｂ軸回転体１１７
にはＢ軸ギヤ１２３が設けられている。この８輪ギヤ１
２３には舶記Ｂ＠ビニオン１２１が噛合されている。ま
た、Ｂ軸回転体１１７の下部には第６図に示されている
ようにＡ軸ベンドミラー１２５が設けられている。

上記構成により、Ｂ軸モータ１″１９を駆動させると、
８輪ビニオン１２１が回転される。Ｂ軸ビニオン１２１
にはＢ敷ギＶ１２３が噛合されているから、Ｂ軸ビニオ
ン１２１が回転すると、Ｂ軸ギ１７１２３を介してＢ軸
回転体１１７が第６図に矢印で示したごとくＢ軸方向に
回転されることになる。

前記Ｂ軸回転体１１７には第５図および第６図に示され
ているように、Ｃ軸１′４動体１２７が設けられており
、Ｃ軸郭動体１２７の下部にはノズルホルダ１２９を介
してノズル１３１が装着されている。前記Ｃ軸移動体１
２７にはＢ軸ペンドミラー１３３が内蔵されている。ま
た、萌記ノズル小ルダ１２９には集光レンズ１３５が内
蔵されている。

前記Ｃ軸移動体１２７の１部にはサーボモータのごとき
Ｃ軸モータ１３７が設けられており、Ｃ軸モータ１３７
の出力軸にはＣ軸ビニオン１３９が取付けられている。

一方、前記Ｂ軸回転体１１７の上部にはＺＩ１１１方向
へ延伸したＣ軸うック１４１が設けられており、このＣ
軸うック１４１には前記Ｃ伯ビニオン１３９が噛合され
ている。前記Ｃ軸移動体１２７には第５図に示されてい
るようにＣ軸直線ガイド１４３が設けられている。

上記構成により、Ｃ軸モータ１３７を駆動さセると、Ｃ
軸ビニオン１３９が回転する。Ｃ軸とニオン１３９には
前記Ｃ軸うック１４１が噛合されているから、Ｃ軸ビニ
オン１３９が回転すると、Ｃ軸うック１４１を介してＣ
軸郭動体１２７が０輪直線ガイド１４３に案内されて第
６図に示した矢印のごとくＣ軸方向へ移動されることに
なる。

前記ノズルホルダ１２９の下部には、例えば静Ｎ容吊型
のギャップセンサ１４５が一体的に取付けられている。

したがって、前記Ｃ軸移動体１２７がＣ軸方向へ移動さ
れることにより、ギャップセンサ１４５もＣ軸方向へ移
動されることになる。

前記Ｃｌｌｌ１士−夕１３７にはＣ１１ｋｔ−ター本体
１４７が取付けられていると共にＣ軸ボテンシ３ンメー
タ１４９が取付けられていて、前記Ｖヤップセン勺１４
５でギ１／ツブを検出した際のギヤツブ最がＣ＠ポテン
ションメータ１４９で検出されることになる。なお、さ
らに具体的な詳細はすでに公知で・あるため説明を省略
する。

前記Ｃ軸モータ′１３７の側面には第５図に示されてい
るように、はぼＵ字形状のブラケット１５１を介して詳
細を後述するワークの溶接部（突合せ部）間のクリアラ
ンスを検出するため、クリアランス用センサとしてのＣ
ＣＩ）カメラ１５３が取イ寸けられている。なお、ＣＣ
Ｄカメラ１５３でソークの溶接部のクリアランスを検出
する際は図示省略しであるが、ＣＣＤカメラ１５３の近
傍に光源体が設けられている。

上記構成により、Ｃ軸郭動体１２７の先端に取付けられ
たノズル１３１はＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動され
ると共に、Ａ輔およびＢ軸方向へ回転され、さらにＣ軸
方向へ移動されることとなるる また、レーザビーム発振器本体６１で発掘されたレーザ
ビームＬＢは、Ｘ軸ペンドミラー７９゜Ｙ軸ベンドミラ
ー９１．Ａ＠ペンドミラー１２５およびＢ軸ペンドミラ
ー１３３で順次反射されて集光レンズ１３５で集光され
る。この集光レンズ１３５で集光されたレーザビームＬ
　Ｂはノズル１３１からワークＷの溶接部に照射されて
熱溶融によるレーザ溶接が行なわれることになる。

第４図においてワーク１Ｎにペンドビーム４５で折曲げ
加工を行なってワークＷに当接した状態あるいはワーク
Ｗから離した状態でワークＷの溶接部Ｗｓにレーザ溶接
を行なう動作を説明すると、まずボトムダイ１５上にワ
ークＷを載置し、ボトムダイ１５に対してトップダイ３
１を下降しワークＷを挾持し、さらにペンドビーム４５
で上方向へ折曲げる。

ワークＷを折曲げてペンドビーム４５をワークＷに当接
した状態あるいはワークＷから離れた状態でワークＷに
おける溶接部ＷＳに、ノズル１３１の先端を待機位置か
ら、Ｘ軸、Ｙ＠、Ｚ軸方向へ移動せしめて近づける。さ
らに、ノズル１３１の先端をＡ軸、Ｂ軸方向へ回転せし
めワークＷのＦ８接部ＷＳに対し例えば垂直方向へ位置
姿勢を取ると共に、ノズル１３１をＣ軸方向へ移動せし
めてノズル１３１の先端がワークＷの溶接部ＷＳに対す
るギャップをギャセンザ１４５で検出し所定のギヤツブ
聞に位買決めする。

次に、ＣＣＤカメラ１５３でワークＷの溶接部ＷＳにお
ける互いのワーク辺のクリアランスが所定の範囲内に入
っているかどうかを検出し、このクリアランスが所定の
範囲内に入っていれば、ノズル１３１の先端から溶接部
ＷＳにレーザビームＬＢを照射すると共に、溶接ライン
へノズル１３１を移動せしめることによって、所定の熱
溶融による溶接が行われる。

このように、折曲げ溶接複合装置１でワークＷに折曲げ
加工を行ない、その場でワークＷの溶接部Ｗ８にレーザ
加工ヘッド１０１で熱溶融による溶接を短時間で確実に
、しかも正確に行なうことができる。したがって、折曲
げ工程から溶接工程までワークＷを搬送することなく、
折曲げた所で特殊な治具を用いることなく溶接ができ、
しかもフレキシブルな折曲げと溶接によるイ［産の対応
ができる。

さらに、溶接時におけるワークＷの溶接部Ｗｓ間のクリ
アランスを常時クリアランス用センサとしてＣＣＤカメ
ラ１５３で監視しており、適正なりリアランスで溶接を
行なっているから、正確な溶接ができると共に溶接不良
が少なくなる。

レーザ加工ヘッド１０１はペンドビーム４５と干渉しな
いように移動可能となっているから、ワークＷの折曲げ
ならびに溶接がスムーズに行なうことができると共に、
レーザ加工ヘッド１０１は上部フレーム９側から移動可
能となっているため、レーザビームＬＢは折曲げ時の撮
動に回答支障をきたさない。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることなく
、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実施
し得るものである。例えば本実施例ではレーザ加工ヘッ
ド１０１を溶接ヘッドとして用いているが、レーザ加■
のレーザビーム条件を変えることにより、レーザ切断を
行なうことも可能で、この場合には折曲げ加工した状部
で必要な個所の明所加工を行なうことも対応可能である
。

［発明の効果１ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、この
発明によれば、特許請求の範囲に記載されたとおりの構
成であるから、折曲げ機でワークに折曲げ加工を行なっ
た所でワークの溶接部に溶接′ヘッドで溶接を短時間で
確実に、しかも正確に行なうことができる。したがって
、折曲げ工程から溶接工程までワークを搬送する必要が
なく、また溶接時に特殊な冶與を用いることなく折曲げ
た所でワークに溶接を行なうことができる。

溶接ヘッドと曲げ金型は互いに干渉しないように移動可
能で退避されるから、折曲げあるいは溶接時に回答支障
を来たさないでスムーズに行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る折曲げ溶接複合装置の一実施例
を示す正面図、第２図は第１図にお各）る■−■線に沿
った断面図、第３図は第２図における■矢視部の拡大詳
細図、第４図は第３図にお１プる■矢視の拡大図、第５
図は第３図におけるＶ矢視部の拡大図、第６図は第５図
における■矢視の一部断面図である。 １・・・折曲げ溶接複合装置 ５・・・下部フレーム ９・・・上部フレーム １５・・・ボトムダイ １７・・・ラム ３１・・・トップダイ ４５・・・ペンドビーム ４７・・・曲げラム １０１・・・レーザ加工ヘッド（溶接ヘッド）代理人　
弁理士　三　好　　秀　和 ■ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ワークを支持するボトムダイが支承された下部フレーム
   と、前記ボトムダイと対向してワークを押圧固定するト
   ップダイを支承した上下動可能なラムが設けられた上部
   フレームと、トップダイとボトムダイとで挾持されたワ
   ークを折曲げる曲げ金型が設けられた上下方向へ変移可
   能な曲げラムと、を備えてなる折曲げ機にして、少なく
   ともトップダイとボトムダイとでワークが挾持状態にあ
   るときに、ワークの溶接部に溶接加工を行なう溶接ヘッ
   ドを前記上部フレームに移動可能に設けてなることを特
   徴とする折曲げ溶接複合装置。