JP2007007682A - 円筒成形溶接機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 円筒成形溶接機10は、主軸12と、プレス装置13と、溶接装置14とを備える。プレス装置13は、上型19及び下型20を備える。下型20は、減速機構23を介して油圧直動シリンダ22により駆動される。減速機構23は、油圧直動シリンダ22のシリンダロッド35と、連結アーム44、45とを有する。この減速機構23は、いわゆるトグル機構を構成しており、シリンダロッド35が伸長すると、連結アーム44が起立する。したがって、下型20の型締速度が型締状態に近づくにつれて漸次小さくなる。上型19を駆動する油圧直動シリンダ21は、クッション機構を備えている。
【選択図】 図1
Description
この場合、上記減速機構はいわゆるトグル機構を構成し、スライド軸がスライドされることにより、当該スライド軸に対して連結アームが倒伏するように揺動する。これにより、当該下型が上型に近接する方向に変位したときに、上型に対する下型の相対的型締速度が漸次小さくなり、その結果、ワークは、きわめてソフトにプレスされる。
この場合、上型がワークをプレスする際にも、当該ワークはソフトにプレスされるという利点がある。
この保持機構によって上記主軸の中間部が保持されるから、当該主軸は二点において支持されることになる。したがって、仮に、ワークがプレスされる際に中子として機能する主軸に衝撃が加わったとしても、主軸が変位することはない。したがって、溶接装置による高精度な溶接作業が可能となる。
この構成では、ワークがプレス加工されるときは主軸が中子として機能し、ワークが溶接加工されるときは主軸が当該ワークを支持する支持台として機能する。ワークは、溶接加工後に主軸から取り外される必要があるが、このときに、主軸の外径寸法がワークの内径寸法よりも小さく設定されているから、当該ワークの取外作業が容易である。
この構成では、ワークは、下型及び中子によりU字状に形成され、続いて上型と中子により円筒状に形成される。このとき、案内手段によって、U字状に形成されたワークの端部が強制的に上型内に案内される。これにより、ワークの円滑なプレス作業が可能となる。
これにより、下型が上昇し主軸と協働してワークを成形する際に、下型の負荷による主軸のしなりを抑制することができる。すなわち、上記サポート軸は、下型上昇時に主軸が曲がらないようにバックアップする役目を果す。したがって、ワークを筒状に成形する成形精度を向上することができる。
これにより、プレス加工時には、ワークの溶接作業が中止されるから、プレス作業時に発生する振動、衝撃が溶接作業中の溶接装置に伝達されることはなく、したがって、高精度な溶接作業が実現される。
図1は、本発明の一実施形態に係る円筒成形溶接機の正面図である。
この円筒成形溶接機10は、ワーク16を曲成することによって円筒部材を成形するものであって、フレーム11と、フレーム11に片持ち状に支持された主軸12と、主軸12の基端側に配置されたプレス装置13と、主軸11の先端側に配置された溶接装置14と、プレス装置13及び溶接装置14の作動を制御する図示されていない制御装置15(図8参照)とを備えている。ワーク16は、本実施形態では矩形の板状鋼板等が採用され得る。このワーク16は、主軸12の基端側の下方に導かれ、後に詳述されるようにプレス装置13によって円筒状に曲成される。このように円筒状に曲成されたワーク16は、主軸12に沿って当該主軸12の先端側に移動される。溶接装置14は、後に詳述されるように、この円筒状に曲成されたワーク16の周方向端部同士を溶接し、これにより、円筒部材が形成されるようになっている。本実施形態に係る円筒成形溶接機10の特徴とするところは、プレス装置13が後述のようにワーク16をソフトにプレス加工するようになっている点であり、これにより、溶接装置14は、ワーク16に高精度な溶接加工を施すことができるようになっている。
プレス装置13は、上記フレーム11に組み付けられたサブフレーム17、18を備えている。すなわち、このサブフレーム17、18と上記フレーム11とにより、プレス装置13の骨格が構成されている。このプレス装置13は、主軸12の上側に配置された上型19と、主軸12の下側に配置された下型20と、上型19及び下型20をそれぞれ駆動する油圧直動シリンダ21、22と、油圧直動シリンダ22と下型20との間に介在された減速機構23と、主軸12を保持する保持機構24とを備えている。
図2に示すように、上型19は、ブロック状に形成されており、その下面の中央に溝25が設けられている。この溝25の内壁面形状は、半円形に成形されている。溝25の両側縁に連続して傾斜面26、27(案内手段)が設けられている。また、上型19の上面30に上記油圧直動シリンダ21のシリンダロッド28が連結されている。この油圧直動シリンダ21のシリンダチューブ29は、図1に示すように上記サブフレーム17に固定されている。さらに、上型19の上面30の端部にスライドロッド31、32が立設されている。これらスライドロッド31、32は、サブフレーム17を貫通しており、このサブフレーム17によって上下方向にスライド自在な状態で支持されている。したがって、上記油圧直動シリンダ21が作動してシリンダロッド28が伸縮すると、上型19は、スライドロッド31、32に案内されながら上下にスライドする。この上型19では、図1において下方がいわゆる型締方向であり、上方がいわゆる型開方向であって、上型19は、上下方向に変位する。
図4は、図1におけるIV−IV断面図である。図5は、図4の溶接装置におけるワーク開放状態の断面図である。
図1及び図4に示すように、溶接装置14は、上記主軸12の先端側に配置されており、円筒状に曲折されたワーク16の周方向端部同士を後述される要領で溶接する。溶接装置14は、第1クランプ52及び第2クランプ53と(図4参照)、位置決め装置54と、溶接用トーチ55と、この溶接用トーチ55を主軸12に沿って走行させる走行装置56とを備えている。第1クランプ52及び第2クランプ53は、主軸12の両側に配置され、当該主軸12に沿って搬送されたワーク16を支持する、位置決め装置54は、当該ワーク16を位置決めする。
図8は、制御装置15の構成を示す模式図である。
同図が示すように、制御装置15は、CPU(Central Processing Unit)79、ROM(Read Only Memory)80及びRAM(Random Access Memory)81を備えた中央処理部82を有し、この中央処理部82が、バス83及びASIC(Application Specific Integrated Circuit)84を介して、作動センサ78、プレス装置13及び溶接装置14とデータ送受信可能に接続されている。この作動センサ78は、プレス装置13の作動を監視する。具体的には、下型20を駆動する油圧直動シリンダ22の作動及び上型19を駆動する油圧直動シリンダ21の作動を監視しており、これら油圧直動シリンダ21、22が作動状態となったときに、所定の作動信号を出力する。中央処理部70のROM80は、所定のコンピュータプログラムを記憶している。CPU79は、このコンピュータプログラムにしたがい、上記作動センサ78の情報(作動信号)に基づいて所定の演算を行う。RAM81は、CPU79が演算を実行する際に、例えば作動センサ78が出力する作動信号を一時的に記憶する手段その他の一時記憶手段として機能する。これにより、上記エアシリンダ77の伸縮制御その他の溶接装置14の制御及び上記油圧直動シリンダ21の伸縮制御その他のプレス装置13の制御等が行われる。本実施形態では、上記作動センサ78が上記作動信号が出力された場合には、上記中央処理部82は、溶接装置14の作動を停止させるように構成されている。
本実施形態に係る円筒成形溶接機10は、次の要領で円筒部材を成形する。
図1に示すように、ワーク16がプレス装置13に供給される。プレス装置13は、このワーク16を円筒状にプレス加工する。このとき、主軸12を中子として上型19と下型20とによってワーク16がプレスされる。具体的には、図2に示すように、まず、油圧直動シリンダ22が伸長され、下型20が上昇される。ワーク16は、下型20と主軸12によって断面U字状に曲成される(同図の二点鎖線が示す状態)。その後、油圧直動シリンダ21が伸長され、上型19が下降される。これにより、ワーク16の上部は、上型19と主軸12によって円筒状に形成される。このとき、上型19は、上記傾斜面26、27を備えているから、ワーク16の上部は、この傾斜面26、27に当接し、且つ当該傾斜面26、27に案内されながら上型19の溝25に進入する。これにより、前述のように、ワーク16が円筒状に形成される。ただし、上型19及び下型20の相対的変位は、特に限定されるものではない。
なお、上記サポート軸100は、金型(19,20)中央に1カ所設けてもよいが、主軸12の長手方向に沿って数ヶ所に設けてもよい。また、サポート軸100の先端面は、主軸12の上面頂部に沿った形状とする。
なお、上記主軸12は、円形であるが、三角形、四角形、五角形等の種々の多角形形状であってもよい。
11 フレーム
12 主軸
13 プレス装置
14 溶接装置
15 制御装置
16 ワーク
17,18 サブフレーム
19 上型
20 下型
21,22 油圧直動シリンダ
23 減速機構
24 保持機構
25 溝
26,27 傾斜面
35 シリンダロッド
37 支持部材
38 支持部材
44,45 連結アーム
48 油圧直動シリンダ
49 保持板
52 第1クランプ
53 第2クランプ
54 位置決め装置
57 クランプ体
61 曲面
78 作動センサ
79 CPU
80 ROM
81 RAM
82 中央処理部
85 対接部
100 サポート軸
Claims (8)
- 主軸と、
主軸の基端側に配置され、当該主軸を中子として上型及び下型によってワークを円筒状にプレス加工するプレス装置と、
主軸の先端側に配置され、上記円筒状に成形されたワークの周方向端部同士を溶接する溶接装置とを有し、
上記プレス装置は、上型に対する下型の相対的型締速度を減少させる減速機構を備えていることを特徴とする円筒成形溶接機。 - 請求項1に記載の円筒成形溶接機において、
上記減速機構は、
上記上型に対する上記下型の変位方向に直交する方向にスライド可能に配置されたスライド軸と、
当該スライド軸と上記下型とに連結され、当該スライド軸のスライド運動を上記下型の変位運動に変換する連結アームとを備えている円筒成形溶接機。 - 請求項1又は2に記載の円筒成形溶接機において、
上記上型は、衝撃吸収機構を備えた油圧直動シリンダによって変位される円筒成形溶接機。 - 請求項1から3のいずれかに記載の円筒成形溶接機において、
上記プレス装置は、上記ワークがプレス加工されるときに上記主軸の中間部を保持する保持機構をさらに備えている円筒成形溶接機。 - 請求項1から4のいずれかに記載の円筒成形溶接機において、
上記主軸の上記溶接装置に対応する部分の外径寸法は、上記円筒状にプレス加工されたワークの内径寸法よりも小さく設定されている円筒成形溶接機。 - 請求項1から5のいずれかに記載の円筒成形溶接機において、
上記下型は上記主軸と協働してワークをU字状に成形するように形成され、上記上型は上記主軸と協働して上記U字状に成形されたワークを円形に成形するように形成されており、
上記U字状に成形されたワークを上記上型内に導く案内手段がさらに設けられている円筒成形溶接機。 - 請求項1から6のいずれかに記載の円筒成形溶接機において、
上記プレス装置に配置された主軸に対して、少なくとも下型上昇時に主軸の上面頂部に当接するサポート軸が設けられている円筒成形溶接機。 - 請求項1から7のいずれかに記載の円筒成形溶接機において、
上記プレス装置が作動しているときに上記溶接装置の作動を停止させる制御装置がさらに備えられている円筒成形溶接機。
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