JP2012066297A - 曲げ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金属板の端部に対してしわを生じさせることなく曲げ加工を施すことができ、その結果、端部のしわを直す矯正作業を必要としない分だけ、生産効率の向上を実現することが可能である曲げ加工装置を提供する。
【解決手段】金属板Ｗを載置して支持する金属板載置部２と、金属板載置部２に対して移動可能な台車４と、この台車４に対し台車４の移動方向に対する垂直方向に移動可能に配置された少なくとも２台のロボット７ａ，７ｂと、各ロボット７ａ，７ｂにより支持された少なくとも２台の高周波加熱ヘッド６ａ，６ｂと、制御装置８とを備え、加工データに基づいて、金属板Ｗの加工データに基づく所定の箇所を両面側より加熱及び冷却して、金属板Ｗの曲げ加工を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、高周波誘導加熱により鋼板等の金属板を曲げる曲げ加工装置に関する。

従来、高周波誘導加熱により、鋼板等の金属板を曲げる曲げ加工装置が提案されている。この曲げ加工装置は、例えば、船舶で使用されるような大型の鋼材の曲げ加工を行う装置である。このような曲げ加工装置は、特許文献１に記載されているように、例えば、金属板を載置して支持する金属板載置部と、この金属板載置部を跨いで走行する門型台車と、この門型台車に支持された加熱ヘッドとを備えている。

加熱ヘッドは、門型台車の横梁により横梁の長手方向に移動可能に支持され、また、昇降機構により上下方向に移動可能に支持されている。加熱ヘッドは、金属板載置部にセットされた金属板の表面に対向させる高周波加熱コイル及び冷却配管を備えて構成されている。

このような曲げ加工装置においては、金属板載置部上にセットされた金属板の加工必要部位の表面上に、加熱ヘッドを順次移動させ、その部位毎に加熱及び冷却を繰り返して曲げ加工を施し、金属板の全体を所望形状に曲げることができる。加熱ヘッドは、曲げ加工を行うときには、昇降機構により、金属板の上方から加工必要部位の表面上に押し付けられる。

特開平１１−９０５３８号公報

ところで、前述したような従来の曲げ加工装置においては、金属板の一面側からの加熱しか行うことができない。すなわち、金属板を両面側から同時に加熱することはできない。金属板の曲げ加工においては、一面側からの加熱では、金属板の中央部はしわなく曲げることができるものの、端部近傍においてはしわが生じ易いため、端部近傍に生じたしわを直すための矯正作業が必要となる。

そして、鋼材の曲げ加工において、鋼板の端部近傍のしわを直すための矯正作業においては、大きな入熱量を与える必要があり、そのため、鋼材の両面面から加熱する必要がある。

しかし、鋼材の両面側から自動的に加熱する曲げ加工装置は存在しておらず、鋼材の両面側から加熱する作業は、熟練した作業者により人作業によって行われており、作業性が悪い。

そこで、本発明は、前述した実情に鑑みて提案されるものであって、金属板を両面側から同時に加熱することができ、金属板の曲げ加工において端部近傍においてもしわが生じ難くし、また、しわを直すための矯正作業においても良好な作業性を確保できる曲げ加工装置を提供することを目的とする。

前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明は、以下の構成のいずれか一を有するものである。

〔構成１〕
金属板に曲げ加工を施す曲げ加工装置であって、金属板を載置して支持する金属板載置部と、金属板載置部に対して移動可能な台車と、台車に対しこの台車の移動方向に対する垂直方向に移動可能に配置された少なくとも２台のロボットと、各ロボットにより支持された少なくとも２台の高周波加熱ヘッドと、台車、各ロボットの位置、各ロボットの及動作び各高周波加熱ヘッドを制御する制御装置とを備え、制御装置は、加工データに基づいて、台車、各ロボットの位置、各ロボットの及動作び各高周波加熱ヘッドを制御して、金属板の加工データに基づく所定の箇所を両面側より加熱及び冷却して、該金属板の曲げ加工を行うことを特徴とするものである。

構成１を有する本発明に係る曲げ加工装置においては、制御装置は、加工データに基づいて、台車、各ロボットの位置、各ロボットの及動作び各高周波加熱ヘッドを制御して、金属板の加工データに基づく所定の箇所を両面側より加熱及び冷却して、該金属板の曲げ加工を行うので、加工データに基づく曲げ加工装置を自動的に行うことができ、作業性を向上させることができる。

また、この曲げ加工装置においては、金属板載置部にセットした金属板を両面側から加熱することにより、端部近傍もしわを生じさせることなく曲げ加工を施すことができ、端部近傍のしわを直す矯正作業が不要となり、たとえ矯正作業を行う場合であっても、良好な作業性を確保することができる。

さらに、この曲げ加工装置においては、各高周波加熱ヘッドが各ロボットにより支持されているので、金属板を両面側から加熱するに際して、金属板の細かな形状（曲率）の変化に対応させて各高周波加熱ヘッドを移動させることができる。

すなわち、本発明は、金属板を両面側から同時に加熱することができ、金属板の曲げ加工において端部近傍においてもしわが生じ難くし、また、しわを直すための矯正作業においても良好な作業性を確保できる曲げ加工装置を提供することができるものである。

本発明に係る曲げ加工装置の構成を示す斜視図である。 本発明に係る曲げ加工装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る曲げ加工装置の動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る曲げ加工装置の構成を示す斜視図である。

本発明に係る曲げ加工装置は、高周波誘導加熱により、鋼板等の金属板を曲げる装置である。この曲げ加工装置は、図１に示すように、金属板（例えば、鋼板）Ｗが搬入されてセットされる金属板載置部２と、この金属板載置部２の両側に沿って配置した一対のレール３，３と、金属板載置部２を跨いで走行する門型台車４と、この門型台車４に支持された上側加熱ヘッド６ａ及び下側加熱ヘッド６ｂとを備えている。金属板載置部２において、搬入された金属板Ｗは、複数の支持機構（ジャッキ）２ａによって支持される。門型台車４は、金属板載置部２に跨って設けられ、レール３，３上を、例えば、ラック＆ピニオン方式でＸ軸方向に走行するようになっている。

各加熱ヘッド６ａ，６ｂは、それぞれ、高周波加熱コイルと、この高周波加熱コイルに給電する整合トランスとを備えて一体的に構成されている。上側加熱ヘッド６ａは、上側ロボット７ａを介して、門型台車４の横梁４ａにより支持されている。下側加熱ヘッド６ｂは、下側ロボット７ｂを介して、門型台車４の横梁４ａにより支持されている。各ロボット７ａ，７ｂは、例えば、６軸ロボットアームであり、手先において、各加熱ヘッド６ａ，６ｂを保持している。各加熱ヘッド６ａ，６ｂは、各ロボット７ａ，７ｂにより、任意の方向に移動可能となされている。また、各ロボット７ａ，７ｂは、門型台車４の横梁４ａ上を、この横梁４ａに沿って、Ｖ軸及びＹ軸方向に移動可能となっている。

上側加熱ヘッド６ａは、門型台車４のレール３，３上の移動（Ｘ軸）と、これに直交する上側ロボット７ａの横梁４ａ上の移動（Ｖ軸）と、上側ロボット７ａの動作とにより、金属板Ｗの上面の任意の部位に位置して、金属板Ｗを上面側から加熱することができる。また、下側加熱ヘッド６ｂは、門型台車４のレール３，３上の移動（Ｘ軸）と、これに直交する下側ロボット７ｂの横梁４ａ上の移動（Ｙ軸）と、下側ロボット７ｂの動作とにより、金属板Ｗの下面の任意の部位に位置して、金属板Ｗを下面側から加熱することができる。これら加熱ヘッド６ａ，６ｂは、金属板Ｗの任意の部位を両面側より加熱して、この部位において金属板Ｗを曲げることができる。

図２は、本発明に係る曲げ加工装置の構成を示すブロック図である。

本発明に係る曲げ加工装置は、図２に示すように、制御装置８を有している。この制御装置８には、操作盤１０が接続されている。この操作盤１０を介して、作業者により、金属板Ｗの曲げ加工の条件等について入力操作がなされ、そのデータが、制御装置８及びこの制御装置８に接続された加熱方式作成用コンピュータ装置９に送られる。加熱方式作成用コンピュータ装置９は、指定された曲げ加工において必要となる加熱方式（座標値、加工時間など）を作成し、そのデータを制御装置８に供給する。

制御装置８は、加熱方式作成用コンピュータ装置９より送られたデータに基づいて、加熱ヘッド６ａ，６ｂの高周波加熱コイル１１、加熱ヘッド６ａ，６ｂの冷却装置１２、ロボットコントローラ１３及びＸ軸Ｙ軸モータドライバ１５を制御する。

ロボットコントローラ１３は、上側ロボット７ａ及び下側ロボット７ｂを制御する。このロボットコントローラ１３には、作業者が各ロボット７ａ，７ｂを操作するためのペンダント１４が接続されている。すなわち、各ロボット７ａ，７ｂは、制御装置８による自動制御の他、ペンダント１４を用いた手動制御も行うことができる。

Ｘ軸Ｙ軸モータドライバ１５は、Ｘ軸マスタモータ１６、Ｘ軸スレイブモータ１７、Ｖ軸上側モータ１８及びＹ軸下側モータ１９を制御する。Ｘ軸マスタモータ１６及びＸ軸スレイブモータ１７は、門型台車４をレール３，３に沿って移動させるためのモータである。

Ｖ軸上側モータ１８は、上側ロボット７ａを門型台車４の横梁４ａに沿って移動させるためのモータである。Ｙ軸下側モータ１９は、下側ロボット７ｂを門型台車４の横梁４ａに沿って移動させるためのモータである。

この曲げ加工装置においては、制御装置８が、加熱方式作成用コンピュータ装置９から送られたデータに基づいて、各モータ１６，１７，１８，１９、各ロボット７ａ，７ｂ、高周波加熱コイル１１及び冷却装置１２を制御することにより、金属板載置部２にセットされた金属板Ｗの所定の箇所に各加熱ヘッド６ａ，６ｂを移動させることができ、この所定の箇所を両面側より加熱及び冷却して、曲げ加工を行うことができる。

また、各加熱ヘッド６ａ，６ｂは、曲げ加工に伴う金属板Ｗの表面に傾きに応じて、各ロボット７ａ，７ｂにより傾きを制御されて、高周波加熱コイル１１の表面を常に金属板Ｗの表面に対して平行に維持する。

図３は、本発明に係る曲げ加工装置の動作を説明するフローチャートである。

この曲げ加工装置の制御装置８は、図３に示すように、ステップｓｔ１で制御を開始すると、ステップｓｔ２に進み、加熱方式作成用コンピュータ装置９より加工データ（座標値、加工時間など）を入力し、ステップｓｔ３に進む。

ステップｓｔ３では、加工データに基づいて、門型台車４及び各ロボット７ａ，７ｂの移動量を演算し、ステップｓｔ４に進む。ステップｓｔ４では、門型台車４を（Ｘ軸上の）指定座標に移動させ、ステップｓｔ５に進む。ステップｓｔ５では、各ロボット７ａ，７ｂを（Ｖ軸及びＹ軸上の）指定座標に移動させ、ステップｓｔ６に進む。

ステップｓｔ６では、各ロボット７ａ，７ｂの基本動作プログラム（ティーチング動作）を実行し、ステップｓｔ７に進む。この基本動作プログラム（ティーチング動作）により、各ロボット７ａ，７ｂは、金属板Ｗ（ワーク）の表面近傍に各加熱ヘッド６ａ，６ｂ（ツール）を移動させる。ここで、金属板Ｗの表面の位置は、Ｃａｄデータ等によって特定される。このときの各加熱ヘッド６ａ，６ｂの位置は、各加熱ヘッド６ａ，６ｂの位置決め開始点となる。

ステップｓｔ７では、位置補正動作プログラムを実行して、位置補正動作を実行し、ステップｓｔ８に進む。この位置補正動作により、各加熱ヘッド６ａ，６ｂは、入力された加工データに応じた所定の位置に移動されて位置決めされる。ここで、各加熱ヘッド６ａ，６ｂの傾きは、加工データに基づいて位置補正動作プログラムによって制御されるようにしてもよいし、機械的に金属板Ｗの表面の倣うようにしてもよい。

ステップｓｔ８では、加工プログラムを実行し、金属板Ｗに対する加熱及び冷却を行って、金属板Ｗの曲げ加工を行い、加工後にステップｓｔ９に進む。ステップｓｔ９では、復帰動作プログラムを実行して、各ロボット７ａ，７ｂをホームポジション（原点位置）に復帰させ、ステップｓｔ１０に進む。

ステップｓｔ１０では、指定された全ての加工が終了したか否かを判別し、全ての加工が終了していればステップｓｔ１１に進み、全ての加工が終了していなければステップｓｔ４に戻る。

ステップｓｔ１１では、各ロボット７ａ，７ｂをホームポジション（原点位置）に復帰させ、ステップｓｔ１２に進む。ステップｓｔ１２では、門型台車４をホームポジション（原点位置）に復帰させ、ステップｓｔ１３に進み、制御を終了する。このようにして、本発明に係る曲げ加工装置による金属板Ｗの曲げ加工が完了する。

本発明に係る曲げ加工装置においては、金属板載置部２にセットした金属板Ｗの中央部に対して曲げ加工を施した後、この金属板Ｗの端部近傍を両面側から加熱することができ、中央部のみならず、端部近傍についてもしわなく曲げることができ、しわの矯正作業が不要となり、生産効率を向上させることができる。

また、本発明に係る曲げ加工装置においては、各加熱ヘッド６ａ，６ｂが各ロボット７ａ，７ｂにより支持されているので、金属板Ｗを両面側から加熱するに際して、金属板Ｗの細かな形状（曲率）の変化に対応させて各加熱ヘッド６ａ，６ｂを移動させることができる。

また、本発明に係る曲げ加工装置においては、ロボットの台数や配置位置などは、適宜変更することができ、前述の実施の形態中に示したものに限定されるわけではない。

本発明は、高周波誘導加熱により鋼板等の金属板を曲げる曲げ加工装置に適用される。

２ 金属板載置部
３ レール
４ 門型台車
４ａ 横梁
６ａ 上側加熱ヘッド
６ｂ 下側加熱ヘッド
７ａ 上側ロボット
７ｂ 下側ロボット
８ 制御装置
Ｗ 鋼板（金属板）

Claims (1)

1. 金属板に曲げ加工を施す曲げ加工装置であって、
   前記金属板を載置して支持する金属板載置部と、
   前記金属板載置部に対して移動可能な台車と、
   前記台車に対し、この台車の移動方向に対する垂直方向に移動可能に配置された少なくとも２台のロボットと、
   前記各ロボットにより支持された少なくとも２台の高周波加熱ヘッドと、
   前記台車、前記各ロボットの位置、前記各ロボットの及動作び前記各高周波加熱ヘッドを制御する制御装置と
   を備え、
   前記制御装置は、加工データに基づいて、前記台車、前記各ロボットの位置、前記各ロボットの及動作び前記各高周波加熱ヘッドを制御して、前記金属板の前記加工データに基づく所定の箇所を両面側より加熱及び冷却して、該金属板の曲げ加工を行う
   ことを特徴とする曲げ加工装置。

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