JPH02175021A - 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】 し発明の目的１ （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置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ｔま次
の工程である溶接装置まで搬送され、溶接装置でワーク
における所定の突合せ面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、ワークを切断
加工装置、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Ｉ
Ｃ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突合せ面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突合せ面を正確でかつ
確実にセットしなければならず、その突合せ作業が大変
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、大ロツト生
産に向いているが、小ロフトのフレキプルな生産には不
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
における突合せ面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Ｊ３よび再位置決め
の無駄な時間をなくし、さらにフレキシブル４ｒ生産に
対応した折曲げ溶接複合装置を提供づることにある。

［発明の構成］ （ｉ１！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、上部金型と下
部金型との協働によりワークに折曲げ加工を行なう折曲
げ手段に、折曲げられたワークの突合せ面に溶接を行な
う溶接手段を備えて折曲げ溶接複合装置を構成した。

また、この発明は上下のエプロンに上部金型と下部金型
を設け、一方のエプロンに対し他方のエプロンを上下動
自在に設け、前記上部金型と下部金型との協働により折
曲げ加工を行なう折曲げ手段にして、前記エプロンに移
動自在でかつ折曲げられたワークの突合せ面に溶接を行
なう熱溶融による溶接手段を設けて折曲げ溶接複合装置
を構成した。

さらに、この発明は、前記折曲げ溶接複合装置に、突合
せ面の適正なクリアランスを検出するクリアランス用セ
ンサを備えてなるものである。

（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折曲げ手段の上部
金型と下部金型との協働により所望の折曲げ形状に折曲
げられる。この所望の折曲げ形状に折曲げられた状態に
おいて、ワークの突合せ面に折曲げ手段に備えられた例
えば上下エプロンのどちらか一方に設けられた溶接手段
で溶接が行なわれる。

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、フレ
キシブルな生産の対応がなされる。

（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−４るに、折曲げ溶接複合装
置１は折曲げ手段としての例えばプレスブレーキ３と、
溶接手段としての例えば熱溶融により溶接を行なうレー
リ゛加工機５とで構成されている。

前記プレスブレーキ１における下部フレーム７Ｄ上の両
側には例えばＣ型形状のサイドフレーム７Ｒ，７Ｌが設
けられている。このサイドフレーム７Ｒ，７Ｌの前側下
部には、図示省略の駆動装置により上下動自在な下部エ
プロン９が設けられていると共に、サイドフレーム７Ｒ
，７Ｌの前側上部に−は上部エプロン１１が固定して設
けられている。前記下部エプロン９上には支持部材１３
を介して例えばダイのごとき下部金型１５が取付けられ
ている。前記上部エプロン１１の下部には、支持部材１
７を介して例えばパンチのごとき上部金型１９が取付け
られている。

上記構成により、下部金型１５上に加工すべきワークを
載置し、上部エプロン１１に対し下部エプロン９を上下
動せしめると、下部金型１５と上部金型１９との協働に
よりワークに所望の折曲げ加工がなされることとなる。

前記プレスブレーキ３における右側にはレーザ加工機５
におけるレーザ発振器電［２１が配設されており、この
レーザ発振器電源２１上には例えばＧＯ２ガスレーザか
らなるレーザ発振器本体２３が設けられている。

第１図および第２図にざらに第３図を加えて参照するに
、前記上部エプロン１１の前面には左右方向（以下、Ｘ
軸方向という。）へ延伸した支持プレート２５が設けら
れており、この支持プレート２５の前面にはＸ軸方向へ
延伸した平行な複数のＸ軸直線ガイド２７が設けられて
いる。このＸ軸直線ガイド２７にはＸ軸郭動体２９がＸ
軸方向へ移動されるように設けられている。このＸ軸郭
動体２９にはＸ軸郭動体２９をＸ軸方向へ移動せしめる
ためのサーボモータのごときＸ軸モータ３１が設けられ
ている。

このＸ軸モータ３１の出力軸にはＸ軸ビニオン３３が取
付けられている。前記支持プレート２５の前面にはＸ軸
方向へ延伸したＸ軸うック３５が設けられており、この
Ｘ軸うック３５には前記Ｘ軸ビニオン３３が噛合されて
いる。

上記構成により、Ｘ軸モータ３１を駆動させると、Ｘ軸
ビニオン３３が回転づる。Ｘ軸ビニオン３３はＸ軸うッ
ク３５に噛合されているから、Ｘ軸ビニオン３３が回転
すると、Ｘ軸うック３５を介してＸ軸郭動体２９が前記
Ｘ＠直線ガイド２７に案内されてＸ軸方向へ移動される
ことになる。

前記Ｘ軸移動体２９の第３図において右側には上下方向
く以下、Ｘ軸方向という。）へ延伸したＺ軸ガイド３７
が一体的に設けられている。このＺ軸ガイド３７の上部
には伸縮自在なレーザビームガイド３９の一端が装着さ
れており、レーザビームガイド３９の他端が前記レーザ
発振器本体２３の左側面に取付けられている。前記Ｚ軸
ガイド３７の上部にはＸ軸ベンドミラー４１が内蔵され
ている。

前記Ｚ軸ガイド３７にはＸ軸方向へ延伸し、かつＸ軸方
向へ移動自在なＺ軸コラム４３が装置されている。また
、Ｚ軸ガイド３７の下部側面にはサーボモータのごとき
Ｚ軸モータ４５が設けられており、この２軸モータ４５
の出力軸にはＺ軸ビニオン４７が取付けられている。

一方、前記Ｚ軸コラム４３には２＠方向へ延伸したＺ軸
うック４９が設けられており、このＺ軸うック４９には
前記Ｚ軸ビニオン４７が噛合されている。

上記構成により、Ｚ軸モータ４５を駆動させると、２軸
ビニオン４７が回転される。このＺ軸ビニオン４７には
２軸ラツク４９が噛合されているから、２軸ビニオン４
７が回転すると、Ｚ軸うック４９を介してＺ軸コラム４
３がＸ軸方向へ移動されることになる。

前記Ｚ軸コラム４３の下端にはＹ軸ガイド５１の一端が
取付けられており、しかもＹ軸ガイド５１の下端面には
Ｚ軸ペンドミラー５３が設けられている。前記Ｙ軸ガイ
ド５１の他端側上部にはサーボモータのごとぎＹ軸モー
タ５５が設けられている。このＹ軸モータ５５の出力軸
にはＹ軸ビニオン５７が取付けられている。

前記Ｙ軸ガイド５１には第３図において左右方向く以下
、Ｙ軸方向という。）へ延伸したＹ軸郭動体５９がＹ軸
り向へ移動自在に設けられており、このＹ軸移動体５７
の上部にはＹ軸方向へ延伸したＹ軸うック６１が設けら
れている。このＹ軸うック５９には前記Ｙ　Ｑｋビニオ
ン５７が吻合されている。

Ｌ記構成により、Ｙ＠モータ５５を駆動させると、Ｙ軸
ビニオン５７が回転される。このＹ軸ビニオン５７には
Ｙ軸うック６１が噛合されているから、Ｙ軸ビニオン５
７が回転すると、Ｙ＠ラック６１を介してＹ軸郭動体５
９がＹ軸方向へ移動されることになる。

前記Ｙ＠移動体５９の第３図において左端にはＡ軸回転
体６３の下端が装着されており、しかも八幡回転体６３
の下端にはＹ軸ベンドミラー６５が設けられている。八
幡回転体６３の下部にはモータベース６７が設けられて
おり、このモータベース６７にはサーボモータのごとき
Ａ軸モータ６９が設けられている。このＡ軸モータ６９
の出力軸にはＡ１１１ビニオン７１が取付けられており
、このＡ＠ビニオン７１には六輪ギヤ７３が噛合されて
いる。

上記構成により、Ａ軸モータ６９を駆動させると、六輪
ビニオン７１が回転される。Ａ軸ビニオン７１にはＡ軸
ギヤ７３が噛合されているから、△軸ビニオン７１が回
転すると、Ａ軸ギヤ７３を介してＡ軸回転体６３が矢印
で示したごとくＡ軸方向へ回転されることになる。

前記Ａ軸回転体６３内には第６図に示されているように
六輪固定体７５が設けられており、Ａ軸固定体７５の軸
心に２軸方向へ延伸した中空円筒体７７が設けられてい
る。この中空円筒体７７の上部にはＢ軸回転体７９が設
けられている。

Ａ軸回転体６３の第５図において左側上部にはサーボモ
ル夕のごとぎＢ軸モータ８１が設けられており、このＢ
軸モータ８１の出力軸にはＢ軸ビニオン８３が取付けら
れている。一方、前記Ｂ軸回転体７９にはＢ＠ギヤ８５
が設けられている。

このＢ軸ギヤ８５には前記Ｂ軸ビニオン８３が噛合され
ている。また、Ｂ軸回転体７９の上部には第６図に示さ
れているようにＡ軸ベンドミラー８７が設けられている
。

上記構成により、Ｂ軸モータ８１を駆動させると、Ｂ　
＠Ｉｔビニオン８３が回転される。８　ｆ（ＩＩビニオ
ン８３にはＢ軸ギヤ８５が噛合されているから、Ｂ軸ビ
ニオン８３が回転すると、Ｂ軸ギヤ８５を介してＢ軸回
転体７９が第３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７９には第５図および第６図に示されて
いるように、Ｃ＠移動体８９が設けられており、Ｃ軸郭
動体８９の上部にはノズルホルダ９１を介してノズル９
３が装着されている。前記Ｃ軸移動体８９にはＢ軸ベン
ドミラー９５が内蔵されている。また、前記ノズルホル
ダ９１には集光レンズ９７が内蔵されている。

前記Ｃ＠移動体８９の下部にはサーボモータのごときＣ
軸モータ９９が設けられており、Ｃ＠七−タ９９の出力
軸にはＣ軸ピニオン１０１が取付けられている。一方、
前記Ｂ軸回転体７９の下部にはＺ軸方向へ延伸したＣ軸
うック１０３が設けられており、このＣ軸うンク１０３
には萌記Ｃ軸ビニオン１０１が噛合されている。前記Ｃ
軸移動体８９には第５図に示されているようにＣ軸直線
ガイド１０５が設けられている。

上記構成により、Ｃ軸モータ９９を駆動させると、Ｃ軸
ビニオン１０１が回転する。Ｃ軸とニオン１０１には前
記Ｃ軸うック１０３が噛合されているから、Ｃ軸ビニオ
ン１０１が回転すると、Ｃ軸うック１０３を介してＣ軸
郭動体８９がＣ軸直線ガイド１０５に案内されて第３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９１の下部には、例えば静電容量型の
ギャップセンサ１０７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８９がＣ軸方向へ移動される
ことにより、ギャップセンサ１０７もＣ軸方向へ移動さ
れることになる。

前記Ｃ軸モータ９９にはＣ軸モータ本体１０９が取付け
られていると共にＣ軸ポテンションメータ１１１が取付
けられていて、前記ギャップセンサ１０７でギャップを
検出した際のギャップ量がＣ軸ポテンションメータ１１
１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＠モータ９９の側面には第５図Ｊ３よび第７図に
示されているように、はぼＵ字形状のブラケット１１３
を介して詳細を後）ホするワークの突合せ面間のクリア
ランスを検出するため、クリアランス用センサとしての
ＣＣＤカメラ１１５が取付けられている。なお、ＣＣＤ
カメラ１１５でワークの突合せ面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１１５の近
傍に光諒体が設けられている。

上記構成により、Ｃ＠移動体８９の先端に取付けられた
ノズル９３はＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動されると
共に、Ａ軸および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。

また、レーザビーム発振器本体２３で発掘されたレーザ
ビームＬ８は、Ｘ軸ベンドミラー４１゜２軸ベンドミラ
ー５３．Ｙ軸ペンドミラー６５゜Ａ軸ベンドミラー８７
およびＢ軸ペンドミラー９５で順次反射されて集光レン
ズ９７で集光される。

この集光レンズ９７で集光されたレーザビームＬＢはノ
ズル９３からワークの突合せ面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３図においてワークＷに折曲げ加工を行なった状態で
ワークＷの突合せ面ＷＳにレーザ溶接を行なう動作を説
明すると、まず下型金型１５上にワークＷをｔ！置し、
上型金型１９に対して下型金型１５を上昇せしめると、
第３図に示したごとくワークＷは所定の角度で折曲げら
れる。

所定の角度で折曲げられた状態のワークＷにおける突合
せ面ＷＳに、ノズル９３の先端を待機位置から、Ｘ軸、
Ｙ＠、Ｚ軸方面へ移動せしめて近づける。さらに、ノズ
ル９３の先端をＡ軸、Ｂ軸方向へ回転せしめワークＷの
突合せ面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９３をＣ軸方向へ移動せしめてノズル９３
の先端がワークＷの突合せ面ＷＳに対するギャップをギ
ヤセンサ１０７で検出し所定のギヤツブ酷に位置決めす
る。

次に、ＣＣＤカメラ１１５でワークＷの突合せ面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９３の先端から突合
仕向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９３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。

また、前記クリアランスが所定の範囲内に入っていなけ
れば、下部金型１５をさらに上界せしめてオーバベンド
し、クリアランスが所定の範囲内に入った時点で、上述
した動作を行なうことにより溶接が行なわれる。

このように、プレスブレーキ３でワークＷに折曲げ加工
を行なった状態で、ワークＷの突合せ面Ｗｓにレーザ”
加工機５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、折曲げた状態で特殊な冶具を用いるこ
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１産の対応ができる。

さらに、溶接時におけるワークＷの突合せ面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のＣＣＤ
カメラ１１５で監視しており、適正なクリアランスで溶
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。

次に、折曲げ溶接複合装置１の別実施例が第８図および
第９図に示されている。第８図および第９図において、
すでに第１図〜第７図で説明した実施例と同じ部品に同
一の符号を付し、さらに、構成および動作は前述した構
成、動作とほぼ同じであるから、詳細な説明を省略し、
異なっているところのみ説明する。

すなわち、第８図および第９図において、下部フレーム
７Ｄを第１図より右側へ延長し、その下部フレーム７Ｄ
上にレーザ発振器電源２１を設けると共に、レーザ発振
器本体２３を前記Ｘ軸移動体２９上に設けた。そして、
前記レーザ発振器電源２１にレーザ発振器本体電源間ケ
ーブル１１７の一端を接続し、この他端は前記上部エプ
ロン１１に設けた穴１１８に通された発振器用ケーブル
へアー１１９の一端に上部エプロン１１の裏側で接続さ
れでいる。発振器用ケーブルベアー１１９は上部エプロ
ン１１の面側でＸ軸方向へ延伸されており、発掘器用ケ
ーブルへアー１１９の他端は上部エプロン１１に取付け
られている。

このように、レーザ発振器電源２１を下部フレーム７Ｄ
上に設けると共に、レーザ発振器本体２３をＸ軸移初体
２９上に設けることによって、折曲げ溶接複合装置１を
コンパクトに製作することができると共に、設置スペー
スが少なくて済むという効果がある。しかも、この場合
にはレーザビームＬＢとしてはＣＯ２レーザでなくＹＡ
Ｇレーザを使用覆ることが効果的であり、ざらにレーザ
ご−ムＬＢの通路長が上述した実施例よりも短くて済み
均一なレーザビームＬＢで溶接することができる。その
他の動作ａ３よび効果は上述した実施例と同じである。

なＪ３、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折曲げ手段と
してプレスブレーキ３を用いた例で説明したが、タンジ
ェントベンダヤしごぎ曲げ機などその他の折曲げ機を使
用しても構わない。また、プレスブレーキ３で上記エプ
ロン１１を固定し下部エプロン９を移動する例で説明し
たが、下部エプロン９を固定し上部エプロン１１を移動
せしめてもよい。

溶接手段として熱溶融により溶接を行なうレーザ加工１
１５を用いて説明したが、Ｍｉａ、　Ｍａａ、　Ｔｌｇ
などの溶接であっても構わない。

さらに、本実施例ではレーザ加工機５を溶接手段として
用いているが、レーザ加工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態で必要な個所の切断加工を行
なうことも対応可能である。

［発明の効果］ 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、折曲げ手段でワークに折曲げ加工を行な
っＩζ状態でワークの突合せ面に溶接手段で溶接を短時
間で確実に、しかも正確に行なう口とができる。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治具を用いることなく折
曲げた状態でワークに溶接を行なうことができる。しか
もフレキシブルな折曲げと溶接による生産の対応ができ
る。

さらに、溶接時におけるワークの突合せ面間のクリアラ
ンスを常時クリアランス用センサで監視しており、適正
なク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。

【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図における■矢視図、第３
図は第１図における■−■線矢祝の拡大詳細図、第４図
は第３図における■矢視図、第５図は第３図における■
矢視部の拡大図、第６図は第５図におけるＶｌ矢祝の一
部断面図、第７図は第５図における■矢視図である。 第８図は折曲げ溶接複合装置の別の実施例を示した正面
図、第９図は第８図における■矢視図である。 １・・・折曲げ溶接複合装置 ３・・・プレスブレーキ（折曲げ手段）５・・・レーザ
加工機（溶接手段） ９・・・下部エプロン　１１・・・上部エプロン１５・
・・下部金型　　　１９・・・上部金型２３・・・レー
ザ発振器本体 ２９・・−Ｘ軸移動体　　４３・・・２軸コラム５９・
・・Ｙ軸移動体　　６３・・・Ａ軸回転体７９・・・Ｂ
軸回転体　　８９・・・Ｃ軸移動体９３・・・ノズル　
　　　１０７・・・ギャップセンサ１１５・・・ＣＣＤ
カメラ 代理人　弁理士　　三　好　保　男 第２図 第５図 第７図 第６図 第９図 手 続 補 正 書 （自発） ５、補正の対象 （１）　　明細書 平成 １年り２月／！日 １、事件の表示 特願昭６３−３２８９４８号 発明の名称 折曲げ溶接複合装置 ３、補正をする者 代表者 ６、補正の内容 （＋＞　　特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。 （２）　　明細書の２ペ一ジ１５行目、３ペ一ジ８行１
゛１．１０行目、２０行目、３ペ一ジ１０行目、１７行
目、明細書５ページの１行目、９行目、１４ページの９
行目、１５ペ一ジ２行目、２０ペ一ジ２行目から３行目
にかけての各「突合せ面」を、「溶接部」に補正する。 （３）　　明細書３ペ一ジ１１行目の「容合せ作業」を
、 「溶接作業」に補正する。 （４）　　明細書１４ペ一ジ５行目から６行目にかけて
、２０ペ一ジ１０行目の「突合せ面間」を、「溶接部間
」に補正する。 〈５）　　明細書１５ペ一ジ６行目の「ワークＷの突合
せ面ＷｓＪを ［ワークＷにおける溶接部としての例えば突合せ面ＷＳ に補正する。 特許請求の範囲 （１）　　上部金型と下部金型との協働によりワークに
折曲げ加工を行なう折曲げ手段に、折曲げられたワーク
の溶接部に溶接を行なう溶接手段を備えてなることを特
徴とする折曲げ溶接複合装置。 （２）　　上下のエプロンに上部金型と下部金型を設け
、一方のエプロンに対し他方のエプロンを上下動自在に
設け、前記上部金型と下部金型との協働により折曲げ加
工を行なう折曲げ手段にして、前記エプロンに移動自在
でかつ折曲げられたワークの溶接部に溶接を行なう熱溶
融による溶接手段を設けてなることを特徴とする折曲げ
溶接複合装置。 〈３）前記請求項１および２において、前記溶接部の適
正なクリアランスを検出するクリアランス用センサを備
えてなることを特徴とする折曲げ溶接複合装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）上部金型と下部金型との協働によりワークに折曲
   げ加工を行なう折曲げ手段に、折曲げられたワークの突
   合せ面に溶接を行なう溶接手段を備えてなることを特徴
   とする折曲げ溶接複合装置。
2. （２）上下のエプロンに上部金型と下部金型を設け、一
   方のエプロンに対し他方のエプロンを上下動自在に設け
   、前記上部金型と下部金型との協働により折曲げ加工を
   行なう折曲げ手段にして、前記エプロンに移動自在でか
   つ折曲げられたワークの突合せ面に溶接を行なう熱溶融
   による溶接手段を設けてなることを特徴とする折曲げ溶
   接複合装置。
3. （３）前記請求項１および２において、突合せ面の適正
   なクリアランスを検出するクリアランス用センサを備え
   てなることを特徴とする折曲げ溶接複合装置。