JP3592964B2 - Metal plate connection device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は金属板を突合わせるか重ね合わせた後、レーザビーム溶接・アーク溶接・フラッシュ溶接・電子ビーム溶接・シーム溶接法等によって溶接を行って金属板を互いに接続する金属板接続装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般にこの種の金属板接続装置においては、一対の金属板同志の板巾方向の中心線合わせを、小さい幅ずれで精度良く、早く、自動的にかつ確実に行うことが必要である。
【0003】
従来より所望の金属板接続を行うために種々の工夫がなされており、これ等は通板材のセンター合わせ装置を記載している特開昭61−132269号公報等に開示されている。図23には、従来の鉄鋼プロセスラインの代表例が示されている。このラインでコイル状に巻かれた金属板は溶接機71及びルーパ装置72を経由して、例えば亜鉛メッキ槽等のプロセスライン処理ゾーン73を通過して、例えば亜鉛メッキを行っている。コイルとなっていいる1枚の金属板は有限長であるため、先行金属板2の尾端と後行金属板1の先端とを溶接機71で接続している。ルーパ装置72は金属板1、2を溶接接続中にため込んでおくもので、溶接中にも金属板は処理ゾーン73を連続的に流れるように構成されている。
【0004】
先行金属板2の尾端と後行金属板1の先端の位置関係は図21に示すようであって、板巾方向のセンターずれが発生することがしばしばある。また図22に示すように、中心線が平行にならずに互いに角度を持った関係となり、くの字形にずれている場合も多い。このような中心ずれの状態で先行金属板2と後行金属板1とを溶接すると金属板製品の歩留まりが悪くなると共に接続部の継手強度の点で問題が生ずる。
【0005】
図18には、従来の金属板接続装置に用いられている金属板のセンター合わせを行う方法が示されている。即ち、この金属板のセンター合わせは、サイドガイドパッド43、45、47、49をそれぞれのシリンダ44、45、48、50により先行金属板2及び後行金属板1に押し付けて金属板を移動させてセンター合わせを行うものである。
【0006】
図19のものは、フォトセンサ57、58を移動させて、金属板の側縁位置を検出して、そのずれ量を演算して金属板を移動させるものである。即ち、フォトトセンサ57、58はラック・ピニオン55およびセンサ駆動用モータ54によって前進後退させられて先行金属板2および後行金属板1の端部側縁を検出し、フォトトセンサ61、62はラック・ピニオン60およびセンサ駆動用モータ59によって前進後退させられて先行金属板2および後行金属板1の端部側縁を検出し、その中心ずれ量を演算して駆動用モータ53、ボールネジ52、入側クランプ接続バー51を介して入側クランプ装置101を作動させてセンター合わせを行っている。
【0007】
図20、図21に示す従来の中心合わせ装置に於いては、蛍光灯64、66の光をフォトセンサ63、65が受光した位置を金属板の側縁の位置として光学的に認識させ、中心線のずれ量をコントローラ70で演算して中心線のずれ量e、eを算出する。このようにして演算したずれ量e、eに応じた制御量を油圧制御バルブ69に与え、油圧源68より供給された油圧がクロスアジャストメント用シリンダ67に与えられて、後行金属板1を把持した入側クランプ装置101が移動してセンター合わせを行う。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の金属板の中心合わせ装置には次のような欠点があった。
図18の従来方法に於いては、金属板の側縁部を直接、機械的に押して移動させるため薄板の場合には、腰折れ(座屈)現象が発生してセンター合わせができない。また、この様な機械的サイドガイドを用いる装置は構成上サイズが大きくなって、入側クランプ装置と出側クランプ装置との間に収納できないため、金属板端部から離れた位置に設けられており、図22に示すように金属板が角度を持って突き合わせされて、くの字となっている場合には、測定位置でずれを無くしても突き合わせ端部近くでは巾ずれ誤差が発生することがある。
【0009】
図19の方法に於いては、金属板1あるいは2の端部を検出する時にフォトセンサを移動させるため、板端検出完了までに時間がかかる欠点があった。鉄鋼プロセスラインに於いても、金属板のセンター合わせから溶接完了までの時間が短いことが絶対的な必要条件であるので、この欠点は重大である。
【0010】
図20および図21の方法に於いては、先行金属板2、後行金属板1のずれ量を検出するフォトセンサは、入側クランプ装置及び出側クランプ装置の外側に配置されている。これは、特にフォトセンサの走査機構等の機械的な構成や位置関係を考慮した場合、入側クランプ装置と出側クランプ装置との間に設置する事は困難であったからである。従って、側縁の計測が溶接位置から離れた位置で行われるため、金属板にキャンバがある場合に金属板がライン方向に曲がっている場合も含めて、金属板がくの字になっている場合には、センターずれ量を正確に補正する事ができない。
【0011】
この発明はこのような従来装置の問題点を解消するためになされたもので、本発明の目的は、溶接部において板巾方向にずれが無く、高品質の継手を短時間にかつ安定して行うことができるコンパクトな金属板接続装置を得ることである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、2枚の金属板の幅方向中心を互いに合わせる中心合わせ装置と、中心合わせされた金属板の端部を切断するシャー装置と、このシャー装置によって切断された端縁を互いに接合する溶接装置とを供えた金属板接続装置であって、上記中心合わせ装置が、先行金属板及び後行金属板を夫々把持保持する入側クランプ装置及び出側クランプ装置を有する一対のクランプ装置と、上記シャー装置に設けられて上記両金属板の端部近傍の側縁の位置を検出する画像センサと、この検出情報にもとづいて先行金属板と後行金属板との中心線ずれを演算する演算装置と、この演算された中心線ずれに基づいて上記入側クランプ装置および上記出側クランプ装置の少なくとも一方を上記金属板と共に移動させて、金属板同志の中心を一致させる駆動装置とを備えてなる金属板接続装置が提供される。
【0013】
また、上記画像センサを、上記金属板の端部近傍の各側縁にそれぞれ対応した位置で、上記シャー装置の上部シャー上に設けることもできる。
【0014】
また、上記画像センサを、供給されると想定される金属板の側縁の様々な異なる位置に対応して設けることもできる。
【0015】
更に、先行金属板を把持した出側クランプ装置を移動させて、両金属板の中心位置を合致させることも、あるいは後行金属板を把持した入側クランプ装置を移動させて、両金属板の中心位置を合致させることもできる。
【0016】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下にこの発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、この説明に於いて従来と同一または相当部分には同一の符号を付して行う。
【0017】
図1乃至図10は本発明の実施形態1に係る金属板接続装置を示している。まず図1および図2に基づいて全体構成を説明する。図1は全体構成を示す正面図で、図2はその側面図である。金属板接続装置は装置全体を支持しているコモンベース3を備えている。コモンベース3上には、先行金属板2を把持する出側クランプ装置102及び後行金属板1を把持する入側クランプ装置101が取付けられており、また、コモンベース3上を移動出来るようにキャリッジ4が設けられていて、ギロチンシャー装置103とシーム溶接装置104はこのキャリジ4に搭載されていて、コモンベース3上を移動できる。
【0018】
このベース3上に入側クランプ装置のクロスアジャストメントガイド79、クロスアジャストメント用シリンダ67が取付けられていて、その上に入側のクランプ移動シリンダ19及び入側クランプ5が取付けられている。この入側クランプ5は入側クランプ昇降シリンダ18によって後行金属板1を把持する。出側クランプ6は出側クランプ昇降シリンダ20によって、先行金属板2を把持する。この出側クランプ装置102は先行金属板2を把持した状態で出側クランプ傾動軸27を支点として出側クランプ傾動シリンダ21で出側クランプ6は傾動することとなる。一方キャリッジ4は、コモンベース3の上に設置されたキャリッジ移動ガイド7を介して支持されている。このキャリッジ4はボールネジ8及びキャリッジ駆動用モータ9によって移動する。そして下部シャー11及び上部シャー10が取付けられている。
【0019】
下部シャー11は下部シャー昇降ガイド12を案内として、下部シャー昇降用シリンダ13によって昇降する。一方、上部シャー10は上部シャー昇降ガイド14を案内として上部シャー昇降用シリンダ15によって昇降する。このキャリッジ4には、溶接装置104も装着されている。つまり、下部シーム電極22と上部シーム電極23が夫々取付けられていて、上部シーム電極23は上部シーム電極昇降ガイド24を案内として、上部シーム電極昇降シリンダ25によって昇降する構成となっている。
【0020】
そして、上部シャー10にはCCDカメラ(画像センサ)16,17が取付けられている。図3、図4はそのCCDカメラ(画像センサ)16,17の位置関係を説明する図である。図5はCCDカメラ(画像センサ)の機能について説明するための図である。74(75)はCCDカメラ(画像センサ)16,17の視野を示し、CCDカメラ(画像センサ)によって検出した情報はコントローラ76によって処理され、その信号は油圧制御バルブ77に与えられ油圧源68より油圧制御バルブ77を経てクロスアジャストメント用シリンダ67に供給され入側クランプ装置101に把持された後行金属板1は移動する。
【0021】
図6は先行金属板2及び後行金属板1とCCDカメラ(画像センサ)16,17の位置関係を示し、金属板1,2を切断する前のギロチンシャー装置103、と入側クランプ装置101、出側クランプ装置102の位置関係を示している。図7は先行金属板2及び後行金属板1を切断する時の動作説明図で、まず下部シャー11が上昇し、しかる後切断工程となる。
【0022】
図8は金属板1,2を切断後、先行金属板2を傾動させている状態図で、図9は図8の状態で入側クランプ装置101をインデックスさせている図である。図10はこのようにして先行金属板2の尾端と後行金属板1の先端を重ね合わせた後、シーム溶接電極22,23によってシーム溶接している状態図である。
【0023】
次いで動作を説明する。図1に示すように先行金属板2の尾端及び後行金属板1の先端がギロチンシャー装置103の中に入ると、両金属板は出側クランプ装置6及び入側クランプ装置5によって把持される。しかる後、図5に示すようにCCDカメラである画像センサ16、17によって金属板1、2のY方向をスキャンして、先行金属板2および後行金属板1の板巾方向の中心位置ずれを検出する。なお、画像センサによってY軸方向にスキャンして最初の板端を検出して座標を求める方法で、濃淡が明るくなる方向の板端を検出するか、暗くなる方向の板端を検出するかは金属板の表面状態や周囲の明るさ等によって選択する。また、先行金属板と後行金属板の中心線を合わせるための方法は絶対位置合わせと相対位置合わせとがあり、或る基準位置に対する側縁の位置を検出して位置合わせをする絶対位置検出の方が望ましいが、相対位置合わせによってもほぼ同等の効果が得られる。
【0024】
検出後、後行金属板1を移動させて板巾中心位置合わせ(クロスアジャストメント)を行って、ギロチンシャー装置103によって両金属板1,2を切断する。(ギロチンシャー切断後にクロスアジャストメントを行っても良い。)また、両金属板の中心位置合わせは、先行金属板を把持した出側クランプ装置を移動させて行っても良いし、後行金属板を把持した入側クランプ装置を移動させて行っても良い。そして、図8に示すように出側のクランプ装置102を傾動させて図9に示すように入側クランプ装置101を前進(インデックス)させて先行金属板2の尾端と後行金属板1の先端部を重ね合わせる。図10に示す状態として、図2に示すようにキャリッジ4を左方向に移動させながら溶接する。当然、この時、上部シーム電極23は下降している。尚、シーム溶接以外は金属板の端面同志を突き合わせることは言うまでもない。図11はレーザビーム金属板接続装置である。また、画像センサで、物体を認識する時、被検出物とその下方に存在する物体(空間も含む)が同じ色の場合、誤認識する可能性があるが、この場合、はっきりと認識をさせるため下方に被検出物と異なる色の物体を設けるとより安定した高精度の検出が行えることは言うまでもない。
【0025】
実施の形態2.
図12および図13に示すものはこの発明の金属板接続装置に適用できる中心合わせ装置の別の実施形態であり、上部シャー10に設けられたCCDカメラである画像センサ16、17、30、31が合計4台、金属板の幅方向に配置されている。このような構成によれば、各画像センサ16、17、30、31の受け持ち領域が小さくてすむので、金属板の幅が大きく異なる場合あるいは金属板の位置ずれが極めて大きい場合でも、金属板の側縁の検出を迅速かつ確実に行うことができる。
【0026】
本発明の金属板接続装置の溶接装置としては公知の様々な適当な溶接装置を使用したり変更を加えたりすることができる。例えば、図14はシーム溶接後にスエージングをかけて溶接部をつぶす方法を示すもので、下部スエージングロール32に対して、上部スエージングロール昇降ガイド34を案内して、加圧シリンダ36によって、上部スエージングロール33を下降させて溶接部を加圧するものである。図15はレーザビーム溶接装置を用いたレーザビーム金属板接続装置で、レーザ発振器36から出たレーザビームはベンドミラー37によって曲げられて、レーザ加工ヘッド29に集光されレーザビーム溶接が行われる。39はレーザ加工ヘッドの昇降シリンダである。図16はレーザ発振器36がキャリッジ4以外に配置されている例を示す。図17はアーク溶接装置でアーク溶接電源41から溶接トーチ42に供給されている。アーク溶接としては、MIG溶接、TIG溶接あるいはプラズマアーク溶接等が使用できる。尚、図示はしてないが、先行金属板2の尾端と後行金属板1の先端とを突き当てて両金属板間にフラッシュ電流を流してフラッシュ溶接する方法を用いても同様の効果が得られる。また電子ビーム溶接装置を用いて溶接することもできる。
【0027】
【発明の効果】
以上説明した通りこの発明の金属板接続装置に於いては、2枚の金属板の幅方向中心を互いに合わせる中心合わせ装置に設けられて、両金属板の端部近傍の側縁の位置を検出する手段が画像センサであり、この画像センサがシャー装置に取り付けられていて、溶接すべき金属板端部近傍位置にあるので、板ずれ量を一瞬に検出できて処理時間(ダウンタイム)が短縮でき、非接触検出であるため薄板でも板のエッジが曲がってしまう腰折れ現象が発生せず、溶接部において板巾方向にずれが無く高精度の中心合わせができ、高品質の継手を短時間にかつ安定して行うことができ、金属板接続装置がコンパクトにできる。
【0028】
また、画像センサが、金属板の端部近傍の各側縁にそれぞれ対応した位置で、シャー装置の上部シャーに設けられているので、金属板の両側の側縁を同時に検出することができる。
【0029】
また、画像センサが、供給されると想定される金属板の側縁の様々な異なる位置に対応して設けられているので、金属板の板幅の変化が大きくともあるいは急激であっても迅速に対応できる。
【0030】
また、先行金属板を把持した出側あるいは入側クランプ装置を移動させて、両金属板の中心位置を合致させるために移動させるクランプ装置は出側クランプ装置でも入側クランプ装置でも良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の金属板接続装置の正面図である。
【図2】本発明の金属板接続装置の側面図である。
【図3】本発明の金属板接続装置の動作原理を示す概略正面図である。
【図4】本発明の金属板接続装置の動作原理を示す概略側面図である。
【図5】本発明の金属板の中心合わせシステムの構成図である。
【図6】中心合わせのための金属板の側縁位置検出工程を示す図である。
【図7】金属板を切断する工程を示す図である。
【図8】金属板を重ね合わせるための準備工程を示す図である。
【図9】金属板を重ね合わせた状態を示す図である。
【図10】重ね合わせた金属板のシーム溶接を示す図である。
【図11】突き合わせた金属板のレーザビーム溶接を示す図である。
【図12】シャー装置に複数個の画像センサを配置した正面図である。
【図13】シャー装置に複数個の画像センサを配置した側面図である。
【図14】本発明によるスエージングロール付きシーム溶接装置を示す側面図である。
【図15】本発明のレーザビーム金属板接続装置を示す側面図である。
【図16】図15の金属板接続装置の変形例を示す側面図である。
【図17】本発明によるアーク溶接金属板接続装置を示す側面図である。
【図18】従来の金属板接続装置の板センター合わせ装置の説明図である。
【図19】従来の別の金属板接続装置の板センター合わせ装置の説明図である。
【図20】従来の金属板接続装置に用いられる板センター合わせ装置を示す概略正面図である。
【図21】図20の板センター合わせ装置の概略平面図である。
【図22】中心線が角度を持った金属板の関係を示す説明図である。
【図23】鉄鋼プロセスラインの代表例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 後行金属板、2 先行金属板、3 ベース、4 キャリッジ、5 入側クランプ、6 出側クランプ、10 上部シャー、11 下部シャー、16、17画像センサ(CCDカメラ)、76 演算装置、103 シャー装置、104
溶接装置。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal plate connecting apparatus for connecting metal plates to each other by abutting or overlapping metal plates and then performing welding by laser beam welding, arc welding, flash welding, electron beam welding, seam welding, or the like. is there.
[0002]
[Prior art]
Generally, in this type of metal plate connecting apparatus, it is necessary to accurately, quickly, automatically, and surely align a center line of a pair of metal plates in a width direction with a small width deviation.
[0003]
Conventionally, various devices have been devised in order to perform a desired metal plate connection, and these are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-132269, which describes a centering device for a passing material. FIG. 23 shows a typical example of a conventional steel process line. The metal plate wound in the coil shape in this line passes through a process line processing zone 73 such as a galvanizing tank via a welding machine 71 and a looper device 72, and is galvanized, for example. Since one metal plate serving as a coil has a finite length, the tail end of the preceding metal plate 2 and the front end of the following metal plate 1 are connected by a welding machine 71. The looper device 72 stores the metal plates 1 and 2 during welding connection, and is configured to continuously flow through the processing zone 73 even during welding.
[0004]
The positional relationship between the tail end of the preceding metal plate 2 and the front end of the following metal plate 1 is as shown in FIG. 21, and a center shift in the plate width direction often occurs. In addition, as shown in FIG. 22, the center lines are not parallel but have an angle with each other, and are often displaced in a V shape. When the preceding metal plate 2 and the following metal plate 1 are welded in such a state of the center deviation, the yield of the metal plate product is deteriorated and a problem arises in the joint strength of the connection part.
[0005]
FIG. 18 shows a method of centering a metal plate used in a conventional metal plate connection device. That is, the centering of the metal plate is performed by pressing the side guide pads 43, 45, 47, 49 against the preceding metal plate 2 and the following metal plate 1 by the respective cylinders 44, 45, 48, 50 to move the metal plate. Center adjustment.
[0006]
In FIG. 19, the photosensors 57 and 58 are moved to detect the side edge positions of the metal plate, and the shift amount is calculated to move the metal plate. That is, the photon sensors 57 and 58 are moved forward and backward by the rack and pinion 55 and the sensor driving motor 54 to detect the side edges of the leading metal plate 2 and the trailing metal plate 1, and to detect the photon sensors 61 and 62. Is moved forward and backward by the rack and pinion 60 and the sensor driving motor 59 to detect the side edges of the leading metal plate 2 and the trailing metal plate 1 and calculate the amount of center deviation thereof to calculate the driving motor 53 and the ball screw. 52, the entrance-side clamp device 101 is operated via the entrance-side clamp connection bar 51 to perform centering.
[0007]
In the conventional centering devices shown in FIGS. 20 and 21, the positions where the light from the fluorescent lamps 64 and 66 are received by the photosensors 63 and 65 are optically recognized as the positions of the side edges of the metal plate. The shift amounts of the lines are calculated by the controller 70 to calculate the shift amounts e 1 and e 2 of the center lines. The control amounts corresponding to the shift amounts e 1 and e 2 calculated in this way are given to the hydraulic control valve 69, and the hydraulic pressure supplied from the hydraulic source 68 is supplied to the cross adjustment cylinder 67, and the following metal plate is The entry-side clamp device 101 gripping 1 moves to perform center alignment.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional metal plate centering apparatus as described above has the following disadvantages.
In the conventional method shown in FIG. 18, since the side edge of the metal plate is directly mechanically pushed and moved, in the case of a thin plate, a waist break (buckling) phenomenon occurs and the center cannot be aligned. In addition, since the device using such a mechanical side guide is large in configuration and cannot be stored between the entrance-side clamping device and the exit-side clamping device, it is provided at a position away from the end of the metal plate. In the case where the metal plates are butted at an angle as shown in FIG. 22 to form a V-shape, a width shift error may occur near the butted end even if there is no shift at the measurement position. There is.
[0009]
In the method of FIG. 19, the photosensor is moved when detecting the end of the metal plate 1 or 2, so that it takes a long time to complete the detection of the plate edge. This shortcoming is significant even in a steel processing line, since a short time from the centering of a metal plate to the completion of welding is an absolute requirement.
[0010]
In the methods shown in FIGS. 20 and 21, the photosensor for detecting the amount of displacement between the preceding metal plate 2 and the following metal plate 1 is disposed outside the entrance-side clamp device and the exit-side clamp device. This is because it was difficult to install between the entrance-side clamp device and the exit-side clamp device, especially when the mechanical configuration and the positional relationship of the scanning mechanism of the photosensor and the like were taken into consideration. Therefore, since the measurement of the side edge is performed at a position away from the welding position, when the metal plate has a camber, the metal plate is bent in the line direction, including the case where the metal plate is bent in the line direction Cannot correct the center shift amount accurately.
[0011]
The present invention has been made in order to solve such problems of the conventional apparatus, and an object of the present invention is to provide a high-quality joint in a short time and stably without a displacement in a plate width direction at a welded portion. The object is to obtain a compact metal plate connection device that can be performed.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a centering device that aligns the centers of the two metal plates in the width direction with each other, a shear device that cuts the ends of the centered metal plates, and an edge cut by the shear device are attached to each other. A metal plate connection device provided with a welding device to be joined, wherein the centering device has a pair of clamp devices having an input side clamp device and an output side clamp device for gripping and holding a preceding metal plate and a following metal plate, respectively. And an image sensor provided in the shearing device for detecting a position of a side edge near an end of the two metal plates, and calculates a center line shift between the preceding metal plate and the following metal plate based on the detected information. And moving at least one of the input-side clamp device and the output-side clamp device together with the metal plate on the basis of the calculated center line deviation, so that the centers of the metal plates coincide with each other. Metal plate coupling device is provided comprising a drive device for.
[0013]
Further, the image sensor may be provided on the upper shear of the shear device at a position corresponding to each side edge near the end of the metal plate.
[0014]
Further, the image sensor can be provided corresponding to various different positions on the side edge of the metal plate which is assumed to be supplied.
[0015]
Further, by moving the outgoing clamp device holding the preceding metal plate to match the center positions of both metal plates, or by moving the incoming clamp device holding the succeeding metal plate to move both the metal plates, The center position can be matched.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this description, the same or corresponding parts as those in the related art are denoted by the same reference numerals.
[0017]
1 to 10 show a metal plate connection device according to Embodiment 1 of the present invention. First, the overall configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view showing the entire configuration, and FIG. 2 is a side view thereof. The metal plate connecting device includes a common base 3 that supports the entire device. On the common base 3, an outgoing-side clamp device 102 for gripping the preceding metal plate 2 and an incoming-side clamp device 101 for gripping the following metal plate 1 are mounted, and can be moved on the common base 3. A carriage 4 is provided, and a guillotine shear device 103 and a seam welding device 104 are mounted on the carriage 4 and can move on the common base 3.
[0018]
A cross-adjustment guide 79 and a cross-adjustment cylinder 67 of the entry-side clamp device are mounted on the base 3, and the entry-side clamp moving cylinder 19 and the entry-side clamp 5 are mounted thereon. The entry side clamp 5 grips the following metal plate 1 by the entry side clamp lifting cylinder 18. The delivery side clamp 6 holds the preceding metal plate 2 by the delivery side clamp lifting / lowering cylinder 20. In this exit clamp device 102, the exit clamp 6 is tilted by the exit clamp tilt cylinder 21 with the exit clamp tilt shaft 27 as a fulcrum while the preceding metal plate 2 is gripped. On the other hand, the carriage 4 is supported via a carriage movement guide 7 installed on the common base 3. The carriage 4 is moved by a ball screw 8 and a carriage driving motor 9. Then, a lower shear 11 and an upper shear 10 are attached.
[0019]
The lower shear 11 is raised and lowered by a lower shear lifting / lowering cylinder 13 with a lower shear lifting / lowering guide 12 serving as a guide. On the other hand, the upper shear 10 is raised and lowered by the upper shear lifting / lowering cylinder 15 with the upper shear lifting / lowering guide 14 as a guide. The carriage 4 is also provided with a welding device 104. That is, the lower seam electrode 22 and the upper seam electrode 23 are respectively attached, and the upper seam electrode 23 is configured to be moved up and down by the upper seam electrode elevating cylinder 25 with the upper seam electrode elevating guide 24 serving as a guide.
[0020]
CCD cameras (image sensors) 16 and 17 are attached to the upper shear 10. 3 and 4 are views for explaining the positional relationship between the CCD cameras (image sensors) 16 and 17. FIG. 5 is a diagram for explaining the function of the CCD camera (image sensor). Numeral 74 (75) indicates the field of view of the CCD cameras (image sensors) 16 and 17, information detected by the CCD cameras (image sensors) is processed by the controller 76, and the signal is given to the hydraulic control valve 77 and sent from the hydraulic source 68. The subsequent metal plate 1 that is supplied to the cross-adjustment cylinder 67 via the hydraulic control valve 77 and is gripped by the entry-side clamp device 101 moves.
[0021]
FIG. 6 shows the positional relationship between the preceding metal plate 2 and the following metal plate 1 and the CCD cameras (image sensors) 16 and 17. The guillotine shear device 103 before cutting the metal plates 1 and 2, and the entrance-side clamp device 101. , The positional relationship of the output side clamp device 102 is shown. FIG. 7 is an explanatory view of the operation when the preceding metal plate 2 and the following metal plate 1 are cut. First, the lower shear 11 is raised, and then a cutting step is performed.
[0022]
FIG. 8 is a diagram showing a state in which the leading metal plate 2 is tilted after cutting the metal plates 1 and 2, and FIG. 9 is a diagram in which the entrance-side clamp device 101 is indexed in the state shown in FIG. FIG. 10 is a diagram showing a state in which the tail end of the preceding metal plate 2 and the front end of the following metal plate 1 are overlapped, and then seam welding is performed by the seam welding electrodes 22 and 23.
[0023]
Next, the operation will be described. As shown in FIG. 1, when the tail end of the preceding metal plate 2 and the tip of the following metal plate 1 enter the guillotine shear device 103, the two metal plates are gripped by the outgoing clamp device 6 and the incoming clamp device 5. You. Thereafter, as shown in FIG. 5, the Y direction of the metal plates 1 and 2 is scanned by the image sensors 16 and 17 which are CCD cameras, and the center position shift of the preceding metal plate 2 and the following metal plate 1 in the width direction is performed. Is detected. It should be noted that, by scanning the image sensor in the Y-axis direction and detecting the first plate edge to obtain coordinates, whether to detect a plate edge in a direction in which the shading is lighter or to detect a plate edge in a darker direction is determined. The selection is made according to the surface condition of the metal plate, the surrounding brightness, and the like. There are two methods for aligning the center line of the preceding metal plate and the center line of the following metal plate. There are absolute positioning and relative positioning. Absolute position detection is performed by detecting the position of the side edge with respect to a certain reference position. Although it is more preferable, the same effect can be obtained by relative positioning.
[0024]
After the detection, the succeeding metal plate 1 is moved, the center of the width is adjusted (cross-adjustment), and both the metal plates 1 and 2 are cut by the guillotine shear device 103. (Cross adjustment may be performed after cutting the guillotine shears.) In addition, the center alignment of both metal plates may be performed by moving the output side clamping device that grips the preceding metal plate, or may be performed by the subsequent metal plate. It may be carried out by moving the entry-side clamp device which has gripped. Then, as shown in FIG. 8, the outgoing side clamping device 102 is tilted to advance (index) the entering side clamping device 101 as shown in FIG. 9, and the tail end of the preceding metal plate 2 and the following metal plate 1 are moved. Lay the tips. In the state shown in FIG. 10, welding is performed while moving the carriage 4 to the left as shown in FIG. Naturally, at this time, the upper seam electrode 23 is lowered. It goes without saying that the end faces of the metal plates are butted together except for seam welding. FIG. 11 shows a laser beam metal plate connecting device. Also, when the image sensor recognizes an object, if the object to be detected and the object (including space) below the object have the same color, there is a possibility of erroneous recognition. In this case, the object is clearly recognized. Therefore, if an object of a color different from the object to be detected is provided below, it is needless to say that more stable and accurate detection can be performed.
[0025]
Embodiment 2 FIG.
FIGS. 12 and 13 show another embodiment of the centering device applicable to the metal plate connecting device of the present invention, and image sensors 16, 17, 30, 31 which are CCD cameras provided on the upper shear 10. Are arranged in the width direction of the metal plate. According to such a configuration, the area covered by each of the image sensors 16, 17, 30, and 31 can be small. Therefore, even when the widths of the metal plates are greatly different or the displacement of the metal plates is extremely large, Side edges can be detected quickly and reliably.
[0026]
As the welding device for the metal plate connecting device of the present invention, various known suitable welding devices can be used or can be modified. For example, FIG. 14 shows a method of crushing the welded portion by performing swaging after seam welding, and guiding the upper swaging roll elevating guide 34 with respect to the lower swaging roll 32, and The upper swaging roll 33 is lowered to press the weld. FIG. 15 shows a laser beam metal plate connecting device using a laser beam welding device. A laser beam emitted from a laser oscillator 36 is bent by a bend mirror 37 and focused on a laser processing head 29 to perform laser beam welding. Reference numeral 39 denotes a lifting cylinder of the laser processing head. FIG. 16 shows an example in which the laser oscillator 36 is arranged other than the carriage 4. FIG. 17 shows an arc welding apparatus which is supplied from a welding power source 41 to a welding torch 42. As arc welding, MIG welding, TIG welding, plasma arc welding, or the like can be used. Although not shown, the same effect can be obtained by using a method in which the tail end of the preceding metal plate 2 and the front end of the following metal plate 1 are abutted and a flash current is applied between the two metal plates to perform flash welding. Is obtained. Also, welding can be performed using an electron beam welding device.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, the metal plate connecting device of the present invention is provided in the centering device that aligns the centers of the two metal plates in the width direction, and detects the position of the side edge near the end of both metal plates. The image sensor is mounted on the shearing device and is located near the edge of the metal plate to be welded, so that the amount of displacement can be detected instantaneously and the processing time (downtime) is reduced. And non-contact detection, so that the edge of the plate does not bend even if it is a thin plate, and there is no shift in the width direction of the plate at the welded part. It can be performed stably and the metal plate connecting device can be made compact.
[0028]
Further, since the image sensor is provided on the upper shear of the shear device at a position corresponding to each side edge near the end of the metal plate, both side edges of the metal plate can be simultaneously detected.
[0029]
In addition, since the image sensors are provided corresponding to various different positions on the side edges of the metal plate that is assumed to be supplied, even if the change in the width of the metal plate is large or abrupt, it is quick. Can respond to.
[0030]
In addition, the clamp device that moves the outgoing or incoming clamp device that holds the preceding metal plate and moves it to match the center positions of both metal plates may be either the outgoing clamp device or the incoming clamp device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a metal plate connection device of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the metal plate connection device of the present invention.
FIG. 3 is a schematic front view showing the operation principle of the metal plate connection device of the present invention.
FIG. 4 is a schematic side view showing the operation principle of the metal plate connection device of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a metal plate centering system of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a side edge position detecting step of the metal plate for centering.
FIG. 7 is a view showing a step of cutting a metal plate.
FIG. 8 is a diagram showing a preparation process for overlapping metal plates.
FIG. 9 is a diagram showing a state in which metal plates are overlaid.
FIG. 10 is a diagram showing seam welding of superposed metal plates.
FIG. 11 is a diagram showing laser beam welding of butted metal plates.
FIG. 12 is a front view in which a plurality of image sensors are arranged in a shear device.
FIG. 13 is a side view in which a plurality of image sensors are arranged in a shear device.
FIG. 14 is a side view showing a seam welding apparatus with a swaging roll according to the present invention.
FIG. 15 is a side view showing the laser beam metal plate connecting device of the present invention.
FIG. 16 is a side view showing a modification of the metal plate connection device of FIG.
FIG. 17 is a side view showing an arc welding metal plate connecting apparatus according to the present invention.
FIG. 18 is an explanatory diagram of a plate centering device of a conventional metal plate connecting device.
FIG. 19 is an explanatory view of a plate centering device of another conventional metal plate connecting device.
FIG. 20 is a schematic front view showing a plate centering device used in a conventional metal plate connecting device.
FIG. 21 is a schematic plan view of the plate centering device of FIG. 20;
FIG. 22 is an explanatory diagram showing a relationship between metal plates whose center lines have an angle.
FIG. 23 is a schematic view showing a typical example of a steel process line.
[Explanation of symbols]
1 trailing metal plate, 2 preceding metal plate, 3 base, 4 carriage, 5 entrance clamp, 6 exit clamp, 10 upper shear, 11 lower shear, 16, 17 image sensor (CCD camera), 76 arithmetic unit, 103 Shear device, 104
Welding equipment.

Claims (5)

2枚の金属板の幅方向中心を互いに合わせる中心合わせ装置と、中心合わせされた金属板の端部を切断するシャー装置と、このシャー装置によって切断された端縁を互いに接合する溶接装置とを供えた金属板接続装置に於いて、
上記中心合わせ装置が、先行金属板及び後行金属板を夫々把持する入側クランプ装置及び出側クランプ装置を有する一対のクランプ装置と、上記シャー装置に設けられて上記両金属板の端部近傍の側縁の位置を検出する画像センサと、この検出情報にもとづいて先行金属板と後行金属板との中心線ずれを演算する演算装置と、この演算された中心線ずれに基づいて上記入側クランプ装置および上記出側クランプ装置の少なくとも一方を上記金属板と共に移動させて、金属板同志の中心を一致させる駆動装置とを備えたことを特徴とする金属板接続装置。
A centering device that aligns the centers of the two metal plates in the width direction with each other, a shear device that cuts the ends of the centered metal plates, and a welding device that joins the edges cut by the shear device to each other. In the provided metal plate connection device,
The centering device is a pair of clamp devices having an input-side clamp device and an output-side clamp device for gripping a preceding metal plate and a subsequent metal plate, respectively, and near the ends of the two metal plates provided in the shear device. An image sensor for detecting the position of the side edge of the metal plate, a calculating device for calculating the center line deviation between the preceding metal plate and the following metal plate based on the detected information, and the input device based on the calculated center line deviation. A metal plate connection device, comprising: a driving device that moves at least one of the side clamp device and the output side clamp device together with the metal plate to match the centers of the metal plates.
上記画像センサが、上記金属板の端部近傍の各側縁にそれぞれ対応した位置で、上記シャー装置の上部シャー上に設けられていることを特徴とする請求項1記載の金属板接続装置。The metal plate connection device according to claim 1, wherein the image sensor is provided on an upper shear of the shear device at a position corresponding to each side edge near an end of the metal plate. 上記画像センサが、供給されると想定される金属板の側縁の様々な異なる位置に対応して設けられていることを特徴とする請求項2記載の金属板接続装置。3. The metal plate connecting device according to claim 2, wherein the image sensors are provided corresponding to various different positions on a side edge of the metal plate assumed to be supplied. 先行金属板を把持した出側クランプ装置を移動させて、両金属板の中心位置を合致させる特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか記載の金属板接続装置。The metal plate connecting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the output side clamping device that grips the preceding metal plate is moved to match the center positions of both metal plates. 後行金属板を把持した入側クランプ装置を移動させて、両金属板の中心位置を合致させる特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか記載の金属板接続装置。The metal plate connecting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the entrance-side clamp device gripping the subsequent metal plate is moved to match the center positions of both metal plates.
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