JPH02197328A - 箱状製品の製造装置 - 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、板材から箱状の製品を得る際、板材を所望
の箱状に折曲げ保持した状態で、所定の溶接部に溶接を
行い得るようにした箱状製品の製造方法およびその装置
に関する。

（従来の技術） 従来、板材から箱状製品を加工する場合には、板材をま
ずパンチプレスのごとき板材切断加工機で所望の形状に
切断や穴明けを行う。切断や穴明けされた板材は次の工
程であるプレスブレーキのごとき板材折曲げ加工機まで
搬送され、板材折曲げ加工機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箱状
の板材は次の工程である溶接装置まで搬送され、溶接装
置で箱状の板材における溶接部例えば突合せ部に溶接加
工が行われて最終の箱状製品が出来上っている。

（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から箱状製品を加工する
までには、板材を板材切断加工機、板材折曲げ加工機、
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板材を所定位置に再位置決めしなけ
ればならない。そのため、最終形状の箱状製品が仕上る
までには、搬送、再位置決めなど余分な段取りと時間を
要するという問題があった。

また、板材から箱状製品を得るまでの工程において、特
に、板材を展開した板取りの困難さと、折曲げ時におけ
るスプリングバックの点から、箱形状にしたときの各溶
接部における突合せ部に隙間が生じてしまい、溶接装置
で溶接を行う際、前記隙間を最小限に押えるという段取
り作業が大変面倒であると共に熟練を要するという問題
があった。

さらに、従来の板材から箱状製品を加工するまでの一連
の工程は、大ロフト生産に向いているが、小ロットのフ
レキシブルな生産には不向きであった。

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、板材から箱状製品を加工するまでに板材を所定の箱
状に折曲げて保持している状態で溶接行い得るようにし
て、搬送、再位置決めならびに溶接時における段取り作
業などの無駄な作業と時間を少なくし、作業の能率向上
を図ると共にフレキシブルな生産に対応した箱状製品の
製造方法およびその装置を提供することにある。

［発明の構成］ （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、板材折曲げ加
工機で板材が箱状に折曲げられて保持されているときに
、前記板材折曲げ加工機における加工位置に近接して設
けた溶接装置により、板材における溶接部を溶接する箱
状製品の製造方法である。

また、この発明は、板材を箱状に折曲げる板材折曲げ加
工機と、この板材折曲げ加工機における加工位置に近接
した上方位置に設けられた溶接装置と、この溶接装置に
設けられかつ前記加工位置で折曲げられた状態に保持さ
れた箱状の各溶接ラインに沿う方向へ移動自在な溶接ヘ
ッドと、を備えて箱状製品の製造装置を構成した。

（作用） この発明の箱状製品の製造方法およびその装置を採用す
ることにより、所望の切断、穴明けなどを行った箱状に
展開された板材は、板材折曲げ加工機で所望の箱状に折
曲げられる。この際、箱状に折曲げられて保持されてい
る状態において、板材折曲げ加工機の加工位置の近傍例
えば加工位置における近接した上方位置に設けられた溶
接装置に備えられた溶接ヘッドを箱状の板材における溶
接部例えば突合せ部の溶接ラインに沿って移動させるこ
とにより溶接加工が行われる。

而して、箱状の折曲げから溶接を行う際、板材を搬送せ
ずに折曲げた状態に保持して溶接加工が行われるから、
正確かつ確実に短時間で溶接の段取り作業、搬送、再位
置決めなしで行われて作業能率が向上される。またフレ
キシブルな生産がなされる。

（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図を参照するに、箱状製品の製造装置１は板材折曲
げ加工機としての例えばプレスブレーキ３と、このプレ
スブレーキ３の前側に設けられた折曲げ機用ワークハン
ドリングロボット５と、プレスブレーキ３における加工
位置に近接して設けられた溶接装置７とで構成されてい
る。

前記プレスブレーキ３は下部フレーム９の両側には例え
ばＣ型形状のサイドフレーム１１が設けられている。こ
のサイドフレーム１１の前側には上部エプロン１３と下
部エプロン１５が設けられている。上部エプロン１３の
下部には上部金型１７が着脱自在に装着されており、ま
た、下部エプロン１５の上部には下部金型１９が装着さ
れている。

公知のように、上記構成のごときプレスブレーキ３にお
いては、上下のエプロン１３．１５の一方を昇降作動し
、上部金型１７と下部金型１９とを協働させることによ
り、上部金型１７と下部金型１９との間に介在された板
材Ｗの折曲げ加工を行うものである。前記加工位置の後
方（第１図において左方）には板材Ｗを位置決めするバ
ンクゲージ装置ＢＧが設（プられており、板材Ｗに折曲
げ加工を行う際、バンクゲージ装置ＢＧを操作すること
により板材Ｗの位置決めが行われる。バックゲージ装置
ＢＧの具体的な構成はすでに公知であるため、詳細な説
明を省略覆る。

なお、詳細な図示を省略するが、本実施例においては下
部エプロン１５が昇降するように開成されている。

前記プレスブレーキ３の前側（第１図において右側）に
は折曲げ機用ワークハンドリングロボツ１−５が設【プ
られており、この折曲げ機片ワークロボットハンド５は
本実施例においては下部エプロン１５に一体的に取付け
たベースプレート２１に装着されている。このベースプ
レート２１は下部金型１７の長手方向に沿う左右方向（
以下、Ｘ軸方向という。）に延伸してあり、このベース
プレート２１の前面には第１移動台２３がＸ軸方向へ移
動自在に支承されている。

前記第１移動台２３には、上部側が前後方向（以下、Ｙ
軸方向という。）に拡大した扇形状部２５が設けられて
おり、この扇形状部２５の上部には円弧状のラック部材
２７が設けられている。

このラック部材２７には、ラック部材２７に沿ってＹ軸
方向に移動自在の第２移動台２９が支承されている。

この第２移動台２９には、第２移動台２９の移動方向に
対して直交する上下方向に移動自在な昇降支柱３１が支
承されている。この昇降支柱３１の上部にはＹ軸方向に
延伸したアーム３３が適宜に固定しである。このアーム
３３の先端部には、板材Ｗの一側端を把持自在なりラン
プ装置３５が装着されている。

より詳細には、ワーククランプ装置３５は、Ｘ軸と平行
なり軸３７を中心としてＢ軸方向に回動自在に設けられ
ていると共に、Ｂ軸と直交するＡ軸方向に旋回自在に設
けられている。

上記構成により、折曲げ機片ワークハンドリングロボッ
ト５はＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向へ移動されると共に、
Ａ軸およびＢ軸方向に回動されることどなる。したがっ
て、ワーククランプ装置３５にクランプされた板材Ｗは
プレスブレーキ３により種々な折曲げがなされることに
なる。

前記プレスブレーキ３にお（ブる加■位置く上部金型１
７ど下部金型１９とが協曾由して板材Ｗに折曲げを行う
位置）の近接した位置に前記溶接装置７が設（プられて
いる。より詳細には、第１図に示されているように、プ
レスブレーキ３にＪ３（プる上部エプロン１３の裏側に
溶接装置７が取付けられている。すなわち、プレスプレ
ー二に３にお（プる」二部エプロン１３の後部（第１図
において左部）にはＸ軸方向へ延伸した平行な複数のガ
イドレール３９が一体的に取付けられており、このガイ
ドレール３９にはガイド部材４１がＸ軸方向へ移動自在
に設けられている。このガイド部材４１にはＸ軸キャレ
ッジ４３が設けられている。

上記構成により、図示省略のＸ軸駆動装置によってガイ
ド部材４１がガイドレール３９に沿って案内されてＸ軸
キャレッジ４３がＸ軸方向へ移動されることになる。な
お、Ｘ軸キャレッジ４３のＸ軸方向にお（）る移動位置
は例えば図示省略のエンコーダにより検出されて正確に
位置決めされる。

前記Ｘ軸キャレツジ４３の側面には支持プレート４５が
一体的に取付【プられており、この支持プレート４５の
長手方向すなわちＹ軸方向へ延伸してＹ軸片ボールねじ
４７が回転自在に支承されている。このＹ軸片ボールね
じ４７の一端（第１図において左端）にはサーボモータ
のごときＹ軸片駆動モータ４９が連動連結されている。

前記Ｙ軸片ボールねじ４７にはナツト部材５１が螺合さ
れており、このナツト部材５１にはＹ軸キャレッジ５３
が一体的に取付けられている。前記支持プレート４５に
はＹ軸片ボールねじ４７と平行なＹ軸方向へ延伸したガ
イドレール５５が取付けられており、このガイドレール
５５に沿って案内されるガイド部材が前記Ｙ軸キャレツ
ジ５３の下面に取イ」けられている。

上記構成により、Ｙ軸片駆動モータ４９を駆動させると
、Ｙ軸片ボールねじ４７が回転され、ナツト部材５１を
介してＹ軸キャレツジ５３がガイトレール５５に案内さ
れながらＹ軸方向へ移動されることになる。なお、Ｙ軸
ギヤレツジ５３におけるＹ軸方向の移動位置は、図示省
略されているがＹ軸周駆動モータ４９に取付けられたエ
ンコーダによって検出されて正確に位置決めされる。

前記Ｙ軸ギヤレッジ５３にはＺ軸方向へ延伸したＺ軸周
ボールねじ５７が回転自在に支承されており、このＺ軸
周ボールねじ５７の一端（第１図において上端）には・
サーボモータのごときＺ軸周駆動モータ５９が連動連結
されている。Ｚ軸周ボールねじ５７にはナツト部材６１
が螺合されており、このナツト部材６１にはＺ軸周キャ
レツジ６３が一体的に取付けられている。また、前記Ｙ
軸ギヤレッジ５３にはＺ軸周ボールねじ５７と平行にＺ
軸方向へ延伸したガイドレール６５が設けられている。

このガイドレール６５に沿って案内されるガイド部材が
前記Ｚ軸用キャレッジ６３の下面に取付けられている。

上記構成により、Ｚ軸周駆動モータ５９を駆動させると
、Ｚ軸周ボールねじ５７が回転され、ナツト部材６１を
介してＺ軸ギヤレッジ６５がガイドレール６５に案内さ
れながらＹ軸方向へ移動されることになる。なお、Ｚ軸
周キャレッジ６３におけるＺ軸方向の移動位置は、図示
省略されているがＺ軸周駆動モータ５９に取付けられた
エンコーダによって検出されて正確に位置決めされる。

前記Ｚ軸ギヤレッジ６３の先端（第１図において下端）
には溶接ヘッド６７が設けられている。

而して、溶接ヘッド６７は上記の説明より、Ｘ軸。

Ｙ軸およびＺ軸方向へ移動されることとなる。

前記溶接ヘッド６７は第２図に示されているように、支
持部材６９を備えており、この支持部材６９の一側壁下
部（第２図において右側壁下部）には回転部材７１が装
着されている。この回転部材７１の先端にはロッド７３
が一体的に取付けられている。このロッド７３にはトー
チクランプ部材７５が取付けられており、このトーチク
ランプ部材７５には溶接トーチ７７がクランプされてい
る。

前記支持部材６９の他側壁下部（第２図において左側壁
下部）にはサーボモータのごとき回転用駆動モータ７９
が設けられており、この回転用駆動モータ７９は前記回
転部材７１に適宜な伝達部材を介して連動連結されてい
る。また、前記溶接トーチ７７の先端部側の軸心延長線
と、前記回転部材７１の軸心延長線が同一の交点で交わ
るように溶接トーチ７７が常に一定の角度θでトーチク
ランプ部材７５にクランプされている。

上記構成により、回転用駆動モータ７９を駆動させると
、回転部材７１が回転されるから、溶接トーチ７７が回
転部材７１の軸心に対して常に一定の角度θで保持され
た状態で回転されることになる。また、回転用駆動モー
タ７９には図示省略のエンコーダが設けられており、回
転用駆動モータ７９の回転を常時検出しているから、溶
接トーチ７７の回転が正確に位置決めされる。

さらに、板材Ｗにおける各面に対する溶接トーチ７７の
トーチ姿勢制御について説明すると、第３図に示すごと
く、溶接トーチ７７がＸ−Ｙ平面ＷＸＹ、Ｙ−Ｚ平面Ｗ
ＹＺ、Ｘ−Ｚ平面ＷＸＺに垂直となるように回転用駆動
モータ７９を駆動させて、適宜に溶接トーチ７７をθ１
だけ回転させることにより行われる。

前記支持部材６９の前壁下部にはサーボモータのごとき
旋回用駆動モータ８１が取付けられており、この旋回用
駆動モータ８１は適宜な伝達部材で前記回転部材７１に
連動連結されている。

上記構成により、旋回用駆動モータ８１を駆動させると
、回転部材７１が矢印のごとく旋回されるから、溶接ト
ーチ７７が回転部材７１の軸心に対して一定の角度θを
保持された状態で旋回されることとなる。また、旋回用
駆動モータ８１には図示省略のエンコーダが設けられて
おり、旋回用駆動モータ８１の回転を常時検出している
から、溶接トーチ７７の旋回が正確に位置決めされる。

前記支持部材６９の前壁中央部には例えばエアシリンダ
８３が設けられており、このエアシリンダ８３の先端（
第２図において右端）にはピストンロッド８５が装着き
れている。このピストン０ツド８５には板材Ｗにおける
溶接部の加工開始点や突合せ部のクリアランスを検出す
るＣＯＤカメラのごときセンサ８７が取付けられている
。

上記構成により、エアシリンダ８５を作動させると、ピ
ストンロッド８５がピストンロッド８５の長手方向へ伸
縮自在に移動されることとなる。

また、支持部材６９の前壁中央部に設けられたエアシリ
ンダ８３にはサーボモータのごとぎ旋回用駆動モータ８
９が設けられており、この旋回用駆動モータ８９はエア
シリンダ８３に適宜の伝達部祠を介して連動連結されて
いる。

上記構成により、旋回用駆動モータ８９を駆動させると
、エアシリンダ８３が旋回されることによって、センサ
８７が第２図において矢印で示したごとく旋回され、例
えば２点鎖線の位置に旋回される。なお、このときには
旋回用駆動モータ８１を駆動させて、溶接トーチ７７を
センサ８７に干渉しないように第２図において矢印のご
とく旋回させておく。

次に、板材Ｗにおける溶接部に溶接トーチ７７で溶接を
行う動作を説明すると、まず、上部金型１７と下部金型
１９との協働により板材Ｗに所定の折曲げ加工を行う。

板材Ｗに折曲げ加工を行って第２図に示したごとく折曲
げられた状態に保持した状態において、センサ８７を２
点鎖線で示した位置に旋回させると共に、例えば溶接部
における溶接開始点であるエッチ部ＷＥの垂直方向へ調
整してエッチ部ＷＥの位置を確認チエツクする。

このとき溶接トーチ７７はセンサ８７に干渉しないよう
退避させておく。

次に、センサ８７を元の位置に戻した後、溶接ヘッド６
７をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向へ移動せしめると共に、溶接トー
チ７７を一定の角度θだけ回動させると例えば溶接部の
溶接開始点であるエッチ部ＷＥに対して溶接トーチ７７
が垂直姿勢状態となる。この状態において、各溶接ライ
ンに沿って溶接トーチ７７をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向へ移動せ
しめることによって所定の溶接が行われる。

本実施例において、溶接ヘッド６７に取付けられた溶接
トーチ７７を予め溶接部の溶接面例えばＸ−Ｙ平面ＷＸ
Ｙへ垂直となるように保持しておけば、あとは溶接トー
チ７７を”ｌ−Ｚ平面ＷＹＺ。

Ｘ−７平面ＷＸＺに一定の角度θで回動し、溶接ライン
に沿って溶接トーチ７７をＸ、Ｙ、Ｚ軸方向へ移動せし
めて溶接すればよいことになるから、溶接加工の制御が
さらに容易となる。

このように、所望の切断、穴明けなどを行った箱状に展
開された板材Ｗは折曲げ桟用ワークハンドリングロボッ
ト５で折曲げ加工機としてのプレスブレーキ３に自動的
に搬送され、さらにバックゲージ装置ＢＧで位置決めさ
れる。次いでプレスブレーキ５における上部金型１７と
下部金型１９との協働で折曲げを行い所望の箱状に折曲
げられる。この際、箱状に折曲げられて保持されている
状態において、溶接ヘッド６７をｘ、ｙ、ｚ軸方向へ移
動し、かつ溶接トーチ７７を板材Ｗの溶接部例えば突合
せ部の溶接ラインに移動させることにより折曲げと溶接
を同時的に行うことができる。

したがって、溶接時に折曲げのスプリングバックを考慮
することなく、かつ板材Ｗを搬送ならびに段取りなしで
正確かつ確実に短時間で行われるがら作業能率の向上を
図ることができる。またフレキシブルな生産がなされる
。

また、センサ８７が溶接ヘッド６７に設けられているか
ら、予め溶接部の溶接加工開始点の位置や突合せ部のク
リアランスを検出することができるから、正確で確実な
溶接を行うことができる。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることなく
、適宜の変更を行うことにより、その他の態様で実施し
得るものである。

［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、所望の切断、穴明けなどを行った箱状に
展開された板材は、板材折曲げ加工機で所望の箱状に折
曲げられる。この際、箱状に折曲げられて保持されてい
る状態において、板材折曲げ加工機の加工位置の近傍例
えば加工位置における近接した上方位置に設けられた溶
接装置に備えられた溶接ヘッドを箱状の板材における溶
接部例えば突合せ部の溶接ラインに沿って移動させるこ
とにより折曲げ加工と溶接加工を同時的に行うことがで
きる。

而して、箱状の折曲げから溶接を行う際、板材を搬送せ
ずに折曲げた状態に保持して溶接加工が行われるから、
正確かつ確実に短時間で溶接の段取り作業、搬送、再位
置決めなしで行なうことができて作業能率の向上を図る
ことができる。また、フレキシブルな生産に有効的であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る主要部を示し、箱状製品の製造
装置の一実施例の側面図、第２図は第１図における■矢
視部の拡大図、第３図は溶接トーチの動作を示す説明図
である。 １・・・箱状製品の製造装置 ３・・・プレスブレーキ（板材折曲げ加工機）５・・・
折曲げ線用ワークハンドリングロボット７・・・溶接装
置　　１３・・・上部エプロン６７・・・溶接へラド　
７７・・・溶接トーチ代理人　弁理士　三　好　　秀　
和

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、板材折曲げ加工機で板材が箱状に折曲げられて
   保持されているときに、前記板材折曲げ加工機における
   加工位置に近接して設けた溶接装置により、板材におけ
   る溶接部を溶接することを特徴とする箱状製品の製造方
   法。
2. （２）、板材を箱状に折曲げる板材折曲げ加工機と、こ
   の板材折曲げ加工機における加工位置に近接した上方位
   置に設けられた溶接装置と、この溶接装置に設けられか
   つ前記加工位置で折曲げられた状態に保持された箱状の
   各溶接ラインに沿う方向へ移動自在な溶接ヘッドと、を
   備えてなることを特徴とする箱状製品の製造装置。