專利名稱：焊接系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接系統(tǒng)，尤其涉及通過有機(jī)結(jié)合每功能被模塊化的各模塊而構(gòu)成的焊接系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的焊接系統(tǒng)，已知將儲存在材料儲存器中的板狀的材料以片狀供給焊接裝置，并將焊接后的產(chǎn)品儲存在產(chǎn)品儲存器中的結(jié)構(gòu)的焊接系統(tǒng)。
另外，當(dāng)制作如現(xiàn)有的焊接系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)材料的形狀、焊接處的形態(tài)、生產(chǎn)數(shù)量等用戶的要求，每次設(shè)計(jì)并制作系統(tǒng)。
而作為與上述現(xiàn)有的焊接裝置相關(guān)的裝置，已知例如專利文獻(xiàn)(特開2002-239788號公報(bào))所記載的焊接裝置。
可是，在構(gòu)造上述現(xiàn)有的焊接系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)各個(gè)用戶的要求每次設(shè)計(jì)制作焊接系統(tǒng)整體，所以存在設(shè)計(jì)和制作需要較長時(shí)間，而不能靈活對應(yīng)各個(gè)用戶的要求的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題點(diǎn)而做成，其目的在于在制造焊接材料的產(chǎn)品的焊接系統(tǒng)中，提供一種可以靈活對應(yīng)各個(gè)用戶的要求的焊接系統(tǒng)。
基于本發(fā)明的第一方案的發(fā)明是一種焊接系統(tǒng)，其通過將具備焊接材料而生成產(chǎn)品時(shí)所需的各種功能的裝置或設(shè)備裝入預(yù)先標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)架上形成裝置模塊，通過連接具有用于生成上述產(chǎn)品的各種功能的模塊而構(gòu)成。
基于本發(fā)明的第二方案的發(fā)明是根據(jù)上述第一方案所述的焊接系統(tǒng)，在上述機(jī)架的內(nèi)部設(shè)有具備上述功能的裝置或設(shè)備，并且在上述模塊上設(shè)有在上述裝置或設(shè)備進(jìn)行動作及焊接加工時(shí)確保作業(yè)員安全的物理障壁。
基于本發(fā)明的第三方案的發(fā)明是根據(jù)上述第一方案或上述第二方案所述的焊接系統(tǒng)，上述焊接系統(tǒng)具備多個(gè)模塊，并且為了搬運(yùn)上述材料或產(chǎn)品，在上述各模塊具備共有的搬運(yùn)系統(tǒng)。
基于本發(fā)明的第四方案的發(fā)明是根據(jù)上述第一方案或上述第二方案所述的焊接系統(tǒng)，上述焊接系統(tǒng)具備多個(gè)模塊，并且為了搬運(yùn)上述材料或產(chǎn)品，上述各模塊具備單獨(dú)的搬運(yùn)系統(tǒng)。
基于本發(fā)明的第五方案的發(fā)明是根據(jù)上述第一方案～上述第四方案中任何一種所述的焊接系統(tǒng)，作為上述模塊，具有具備材料定位裝置和可以焊接用該材料定位裝置定位的材料的焊接裝置的定位焊接模塊；儲存向上述定位焊接模塊供給的材料的材料模塊；以及儲存用上述定位焊接模塊焊接的產(chǎn)品的產(chǎn)品模塊。
基于本發(fā)明的第六方案的發(fā)明是根據(jù)上述第五方案所述的焊接系統(tǒng)，作為上述模塊，在上述材料模塊和上述定位焊接模塊之間，設(shè)有檢查向上述定位焊接模塊供給的材料的材料檢查模塊。
基于本發(fā)明的第七方案的發(fā)明是根據(jù)上述第五方案或上述第六方案所述的焊接系統(tǒng)，作為上述模塊，在上述定位焊接模塊和上述產(chǎn)品模塊之間，設(shè)有檢查用上述定位焊接模塊焊接的產(chǎn)品的檢查模塊。
基于本發(fā)明的第八方案的發(fā)明是根據(jù)上述第五方案～上述第七方案中任何一種所述的焊接系統(tǒng)，作為上述模塊，在上述各模塊之間中的任意一個(gè)之間，設(shè)有具備分支上述材料或上述產(chǎn)品的功能或者合流上述材料或上述產(chǎn)品的功能的縱向進(jìn)給模塊。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖2是表示定位焊接模塊的定位裝置、焊接裝置的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖3是說明定位焊接模塊的動作的圖。
圖4是表示用焊接系統(tǒng)焊接的材料的形狀的圖。
圖5是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖6是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖7是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖8是表示本發(fā)明的第五實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)是一種通過將具備焊接材料而生成產(chǎn)品時(shí)所需的各種功能的裝置或設(shè)備裝入預(yù)先標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)架上形成裝置模塊，連接具有用于生成上述產(chǎn)品的各種功能的模塊的焊接系統(tǒng)。
而且，上述模塊構(gòu)成為在上述材料或產(chǎn)品的規(guī)格變更的場合，可以容易進(jìn)行更換。
另外，在上述機(jī)架的內(nèi)部設(shè)有具備上述功能的裝置或設(shè)備，并且在上述模塊上設(shè)有在上述裝置或設(shè)備進(jìn)行動作及焊接加工時(shí)確保作業(yè)員(操作者)的安全的物理障壁。
另外，上述焊接系統(tǒng)具備多個(gè)模塊，并且為了搬運(yùn)上述材料或產(chǎn)品，在上述各模塊上具備共有的搬運(yùn)系統(tǒng)。
另外，代替上述共有的搬運(yùn)系統(tǒng)，也有為了搬運(yùn)上述材料或產(chǎn)品，上述各模塊具備單獨(dú)的搬運(yùn)系統(tǒng)的情況。
用以下所述的各實(shí)施方式詳細(xì)說明上述焊接系統(tǒng)。
第一實(shí)施方式圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
焊接系統(tǒng)1例如通過互相焊接利用落料(沖壓)加工等成形的板狀的材料彼此，作為生產(chǎn)產(chǎn)品的系統(tǒng)采用。
焊接系統(tǒng)1作為上述模塊具備定位焊接模塊7，該定位焊接模塊7具備材料定位裝置3和可以例如使用激光焊接用該材料定位裝置3定位的材料的焊接裝置5。
上述材料定位裝置3和上述焊接裝置5設(shè)在機(jī)架9內(nèi)。機(jī)架9例如通過外形形成為長方體或正方體而被標(biāo)準(zhǔn)化。而且機(jī)架9的各邊通過用焊接或螺栓等連結(jié)工具互相連結(jié)方形導(dǎo)管而形成。
另外，在上述焊接系統(tǒng)1上設(shè)有儲存向上述定位焊接模塊7供給的材料W1、W3的材料模塊11；以及儲存用上述定位焊接模塊7焊接的產(chǎn)品W5的產(chǎn)品模塊15。
上述材料模塊11構(gòu)成為可以在與上述機(jī)架9同樣構(gòu)成的機(jī)架13內(nèi)儲存材料，而且，上述產(chǎn)品模塊15構(gòu)成為可以在與上述機(jī)架9同樣構(gòu)成的機(jī)架17內(nèi)儲存產(chǎn)品。另外，上述各機(jī)架9、13、17的外形形成為大致相同形態(tài)，但沒必要一定是相同形態(tài)。
各模塊7、11、15以各機(jī)架(各個(gè)相互獨(dú)立存在的機(jī)架)9、13、17為基體形成，所以在設(shè)置上述各模塊7、11、15構(gòu)成焊接系統(tǒng)1的場合，可以用機(jī)架單位(模塊單位)進(jìn)行設(shè)置。
另外，上述材料模塊11、上述定位焊接模塊7、上述產(chǎn)品模塊15以該順序互相鄰接排列設(shè)置。另外，為了使互相鄰接的各模塊彼此的相對位置關(guān)系正確，最好鄰接的各模塊彼此利用連接部件(未圖示)或螺栓等的連結(jié)部件進(jìn)行連接。
在這里，為了說明的方便，將依次排列有上述各模塊11、7、15的水平的長度方向設(shè)為X軸方向，將與該X軸方向正交的水平的方向設(shè)為Y軸方向，將上下方向設(shè)為Z軸方向。
在上述焊接系統(tǒng)上設(shè)有用于從上述材料模塊11向上述定位焊接模塊7搬運(yùn)材料W1、W3的材料搬運(yùn)單元19；以及用于從上述定位焊接模塊7向上述產(chǎn)品模塊15搬運(yùn)產(chǎn)品W5的產(chǎn)品搬運(yùn)單元21?？傊?，在各模塊之間設(shè)有搬運(yùn)單元。另外，上述各搬運(yùn)單元19、21設(shè)置在形成有上述各模塊的各機(jī)架9、13、17的內(nèi)部。
另外，在上述各模塊7、11、15上設(shè)有用于遮斷上述各模塊7、11、15的內(nèi)部和外部的物理障壁(未圖示)。上述物理障壁例如通過在構(gòu)成上述機(jī)架9等的方形導(dǎo)管上貼付板狀的鋼板而構(gòu)成。
通過設(shè)置上述物理障壁，在焊接系統(tǒng)1工作時(shí)，可以確保作業(yè)員的安全。作為上述物理障壁例如可以考慮用于防止被高速搬運(yùn)的材料或產(chǎn)品向外部飛出的障壁；用于防止作業(yè)員侵入上述機(jī)架的內(nèi)部的障壁；還有用于防止通過焊接產(chǎn)生的氣體的擴(kuò)散的障壁；以及在進(jìn)行激光焊接的場合，用于防止向上述機(jī)架的外部漏出激光的反射光的障壁。
另外，在上述物理障壁上設(shè)有在進(jìn)行維修或檢查時(shí)使作業(yè)員進(jìn)入上述物理障壁內(nèi)(焊接系統(tǒng)1內(nèi))的閘門或門等(未圖示)。而且，通過聯(lián)鎖，在打開上述閘門或門的時(shí)候，上述焊接系統(tǒng)1不運(yùn)轉(zhuǎn)。
再有，在上述物理障壁上設(shè)有在上述焊接系統(tǒng)1運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)用于觀察材料或產(chǎn)品的狀態(tài)的窗口(未圖示)。
在這里，進(jìn)一步詳細(xì)說明定位焊接模塊7。
圖2是表示定位焊接系統(tǒng)7的定位裝置3、焊接裝置5的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖。
定位裝置3例如具備用于載置大致矩形形狀且板狀的材料W1的工作臺23；以及用于載置大致矩形形狀且板狀的材料W3的工作臺25。
另外，上述工作臺23的上表面(載置材料W1的面)和上述工作臺25的上表面(載置材料W3的面)位于同一平面上，而且，上述工作臺23和上述工作臺25在Y軸方向排列設(shè)置，利用未圖示的伺服電機(jī)等驅(qū)動器，可以互相相對接近或背離地在Y軸方向自由移動。
另外，在從上述工作臺23的端部(上述工作臺25側(cè)的端部)稍微相離的位置上，設(shè)有用于對上述材料W1進(jìn)行定位的多個(gè)定位部件(銷)27。這些各銷27在對材料W1進(jìn)行定位的場合，從上述工作臺23上表面向上方突出，在互相對接各材料W1、W3進(jìn)行焊接的場合，為了不與各材料W1、W3或工作臺23、25干涉，利用汽缸等驅(qū)動器和連桿機(jī)構(gòu)，可以退避到工作臺23的下面的位置(圖2中用虛線表示的位置)。
在上述定位裝置3上設(shè)有壓緊裝置29，該壓緊裝置29用于將利用上述搬運(yùn)單元19從上述材料模塊11向上述工作臺23上供給的材料W1(向PS1的位置供給的材料W1)抵接到上述銷27上進(jìn)行上述材料W1的Y軸方向的定位。該壓緊裝置29構(gòu)成為例如可以用汽缸等驅(qū)動器按壓上述材料W1。
另外，在上述定位裝置3上設(shè)有用于進(jìn)行上述材料W1在X軸方向的定位的定位裝置31。該定位裝置31可以使用用汽缸等驅(qū)動器驅(qū)動的連桿機(jī)構(gòu)夾緊上述材料W1，將上述材料W1在X軸方向定位。而且，已進(jìn)行Y軸方向及X軸方向的定位的材料W1存在于圖2所示的PS3的位置上。
另外，在上述定位裝置31中，也可以與進(jìn)行上述Y軸方向的定位的場合同樣，設(shè)置定位銷，將材料W1向一方的一側(cè)壓緊定位。
另外，在上述工作臺23上設(shè)有第一卡緊裝置(未圖示)，該第一卡緊裝置用于在上述工作臺23移動時(shí)防止已定位的材料W1的位置偏移。該第一卡緊裝置可以通過利用埋入上述工作臺23內(nèi)的電磁鐵吸附上述材料W1，固定上述材料W1。
另外，為了定位利用上述搬運(yùn)單元19供給的材料W3，在上述工作臺25上也設(shè)有與上述銷27同樣的銷23；與上述壓緊裝置29同樣的壓緊裝置35；與上述定位裝置31同樣的定位裝置37；以及用于將已定位的材料W3固定在工作臺25上的第二卡緊裝置(與上述工作臺23的第一卡緊裝置同樣的卡緊裝置)。
再有，設(shè)有在互相對接上述各材料W1、W3進(jìn)行焊接的場合，防止上述各材料W1、W3由于焊接的熱而變形的第三卡緊裝置(未圖示)和第四卡緊裝置(未圖示)。
上述第三卡緊裝置可以使用用汽缸等驅(qū)動器構(gòu)成的加壓裝置，在焊接線的近旁沿焊接線將材料W1從上方壓緊到工作臺23上，將材料W1固定在工作臺23上，而且，上述第四卡緊裝置也構(gòu)成為與上述第三卡緊裝置同樣，可以將材料W3從上方壓緊到工作臺25上，將材料W3固定在工作臺25上。
用于焊接上述各材料W1、W3的焊接裝置5具備例如射出激光的焊矩39，該焊矩39可以利用伺服電機(jī)等驅(qū)動器，沿著上述各材料W1、W3的焊接線，例如沿X軸方向移動進(jìn)行焊接。
在這里，說明定位焊接模塊7的動作。
圖3是說明定位焊接模塊7的動作的圖。
圖3(a)表示在初始狀態(tài)下，利用上述搬運(yùn)單元19將各材料W1、W3剛載置在各工作臺23、25上后的狀態(tài)。在上述初始狀態(tài)中，工作臺23和工作臺25互相分離，并且各銷27、33突出到各工作臺23、25的上面。
在從圖3(a)所示的狀態(tài)到圖3(b)所示的狀態(tài)之間，進(jìn)行各材料W1、W3的定位，利用上述第一卡緊裝置固定材料W1，利用上述第二卡緊裝置固定材料W3。
在從圖3(b)所示的狀態(tài)到圖3(c)所示的狀態(tài)之間，各銷27、33引入到各工作臺23、25的下面。
在從圖3(c)所示的狀態(tài)到圖3(d)所示的狀態(tài)之間，上述各工作臺23、25互相接近，各材料W1、W3互相對接，形成焊接線L1，并且利用上述第三卡緊裝置固定材料W1，利用上述第四卡緊裝置固定材料W3。
在從圖3(d)所示的狀態(tài)到圖3(a)所示的狀態(tài)之間，焊矩39在沿著上述焊接線L1移動的同時(shí)互相焊接材料W1和材料W3，形成產(chǎn)品W5。接著，解除上述第一卡緊裝置至上述第四卡緊裝置形成的卡緊，上述產(chǎn)品W5利用上述搬運(yùn)單元21被搬出，上述焊矩39返回焊接開始前的位置，上述各工作臺23、25互相分離，上述各銷27、33突出到各工作臺23、25的上面，成為上述初始狀態(tài)。然后，在工作臺23、25上載置下一個(gè)的材料，反復(fù)進(jìn)行同樣的操作。
接著，說明上述材料模塊11、上述產(chǎn)品模塊25(參照圖1)。
在材料模塊11的機(jī)架13內(nèi)設(shè)有載置重疊的狀態(tài)的多張材料W1的托盤P1；以及載置重疊的狀態(tài)的多張材料W3的托盤P3。上述各托盤P1、P3在Y軸方向設(shè)置在互相分離的位置上，從而，上述各材料W1、W3也在Y軸方向互相分離的位置上儲存于上述材料模塊11內(nèi)。
在產(chǎn)品模塊15的機(jī)架17內(nèi)設(shè)有載置重疊的狀態(tài)的多張產(chǎn)品W5的托盤P5。
接著，參照圖1詳細(xì)說明搬運(yùn)單元19。
搬運(yùn)單元19構(gòu)成為將材料模塊11內(nèi)的材料W1或材料W3暫時(shí)向Z軸上方舉起，在X軸方向從材料模塊11搬運(yùn)到定位焊接模塊7的定位裝置3的上面，在定位裝置3的上面向Z軸下方降下上述各材料W1、W3，將上述各材料W1、W3載置在各工作臺23、25上。
若更詳細(xì)說明，則在各模塊7、11、15的各機(jī)架9、13、17內(nèi)，在Y軸方向的一端部側(cè)的上方(上述托盤P1或上述定位裝置3的上方)，沿X軸方向延長，并且上述各模塊7、11、15所共用的第一導(dǎo)軌部件41A被上述機(jī)架9、13、17中的至少任何一個(gè)支撐而設(shè)置。
另外，在上述第一導(dǎo)軌部件上通過未圖示的直線軸承等在上述X軸方向移動自如地配合有第一滑架43A。而且，上述第一滑架41A利用未圖示的齒條齒輪等機(jī)構(gòu)和伺服電機(jī)等驅(qū)動器，可在X軸方向自由移動。
另外，在上述第一滑架43A上沿Z軸方向移動自如地配置有Z軸方向延長的第一Z軸用部件45A，并且上述第一Z軸用部件45A利用未圖示的滾珠絲杠等和伺服電機(jī)等驅(qū)動器，可在Z軸方向移動。
另外，在上述第一Z軸用部件45A的下端部上設(shè)有用于利用真空吸附等一張一張抓持上述材料W1的抓持裝置(未圖示)。
而且，構(gòu)成為可以將載置在上述托盤P1上的材料W1一張一張載置在上述定位裝置3的工作臺23上。
再有，在各模塊7、11、15的各機(jī)架9、13、17內(nèi)，在Y軸方向的另一端部側(cè)的上方，與上述第一導(dǎo)軌部件41A同樣，設(shè)有X軸方向延長的第二導(dǎo)軌部件41B，在該第二導(dǎo)軌部件41B上與上述第一滑架43A同樣配合有第二滑架43B，在上述第二滑架43B上與上述第一Z軸用部件45A同樣配合有第二Z軸用部件45B，在上述第二Z軸用部件45B的下端部上設(shè)有與上述抓持裝置同樣的抓持裝置。
而且，構(gòu)成為可以將載置在上述托盤P3上的材料W3一張一張載置在上述定位裝置3的工作臺25上。
上述各滑架43A、43B用未圖示的連接部件互相連接，伴隨上述第一滑架43A的驅(qū)動，上述第二滑架43B也同時(shí)驅(qū)動。另外，也可以不使用上述連接部件，用各自的驅(qū)動器驅(qū)動上述各滑架43A、43B。
另外，搬運(yùn)單元21也與搬運(yùn)單元19同樣構(gòu)成，可以將通過焊接材料W1和W3生成的產(chǎn)品W5暫時(shí)向Z軸方向舉起，在X軸方向從定位焊接模塊7搬運(yùn)到產(chǎn)品模塊15的托盤P5的上面，在上述托盤P5的上面向Z軸下方降下上述產(chǎn)品W5，將上述產(chǎn)品W5載置在各托盤P5上。
另外，在上述材料模塊11和上述定位焊接模塊7之間的各材料W1、W3的X軸方向的搬運(yùn)距離和上述定位焊接模塊7和上述產(chǎn)品模塊15之間的產(chǎn)品W5的X軸方向的搬運(yùn)距離互相相等的場合，也可以使用連接部件互相連接上述搬運(yùn)單元19的第一滑架43A和上述搬運(yùn)單元21的第一滑架43A，用一個(gè)驅(qū)動器驅(qū)動上述各滑架43A。
另外，如上所述，通過上述各搬運(yùn)單元19、21用共用的軌道(例如各導(dǎo)軌部件41A、41B)構(gòu)成，可以說焊接系統(tǒng)1具備多個(gè)模塊，并且為了搬運(yùn)上述材料或產(chǎn)品在上述各模塊7、11、15上具備共有的搬運(yùn)系統(tǒng)。
另外，這樣以上述各模塊7、11、15具備共有的搬運(yùn)系統(tǒng)的場合，在設(shè)置上述各模塊7、11、15后，設(shè)置上述各搬運(yùn)單元19、21。
這里，為了搬運(yùn)上述材料或產(chǎn)品，上述各模塊具備各自的搬運(yùn)系統(tǒng)也可以。
例如，在上述搬運(yùn)單元19中，也可以將導(dǎo)軌部件41A在X軸方向截?cái)酁橐?guī)定的長度，將上述截?cái)嗟膶?dǎo)軌部件一體設(shè)置在上述機(jī)架9上，使得在上述機(jī)架9或機(jī)架13的上部側(cè)的Y軸方向的一端側(cè)從上述材料模塊11一直延伸到上述定位焊接模塊7，做成在上述截?cái)嘣O(shè)置的導(dǎo)軌部件上配合上述滑架43A，在上述滑架43A上配合上述Z軸用部件45A的結(jié)構(gòu)，可以將上述材料W1從上述材料模塊11搬運(yùn)到上述定位焊接模塊7，同樣，將導(dǎo)軌部件41B在X軸方向截?cái)酁橐?guī)定的長度，將上述截?cái)嗟膶?dǎo)軌部件一體設(shè)置在上述機(jī)架9上，使得在上述機(jī)架9或機(jī)架13的上部側(cè)的Y軸方向的一端側(cè)從上述材料模塊11一直延伸到上述定位焊接模塊7，做成在上述截?cái)嘣O(shè)置的導(dǎo)軌部件上配合上述滑架43B，在上述滑架43B上配合上述Z軸用部件45B的結(jié)構(gòu)，可以將上述材料W3從上述材料模塊1 1搬運(yùn)到上述定位焊接模塊7。
在這種場合，也可以互相連接上述各滑架43A、43B，用一個(gè)驅(qū)動器驅(qū)動上述各滑架43A、43B，也可以不互相連接各滑架43A、43B，用兩個(gè)驅(qū)動器分別驅(qū)動各個(gè)上述各滑架43A、43B。
另外，也可以互相連接上述各Z軸用部件45A、45B，用一個(gè)驅(qū)動器驅(qū)動上述各Z軸用部件45A、45B，也可以不互相連接上述各Z軸用部件45A、45B，用兩個(gè)驅(qū)動器分別驅(qū)動各個(gè)上述各Z軸用部件45A、45B。
再有，也可以如將截?cái)嗟母鲗?dǎo)軌部件設(shè)置在機(jī)架17上等，將上述搬運(yùn)單元21的結(jié)構(gòu)與上述搬運(yùn)單元19同樣進(jìn)行變更，將產(chǎn)品W5從定位焊接模塊7搬運(yùn)到產(chǎn)品模塊15。
另外，例如，也可以將一臺或兩臺搬運(yùn)用機(jī)器人設(shè)置在上述機(jī)架9的入口側(cè)(材料模塊11側(cè))構(gòu)成搬運(yùn)單元19，將上述各材料W1、W3從上述材料模塊11搬運(yùn)到上述定位焊接模塊7上，同樣，也可以將一臺或兩臺搬運(yùn)用機(jī)器人設(shè)置在上述機(jī)架17的入口側(cè)(定位焊接模塊7側(cè))構(gòu)成搬運(yùn)單元21，將上述產(chǎn)品W5從上述定位焊接模塊7搬運(yùn)到上述產(chǎn)品模塊15。
這樣為了搬運(yùn)上述材料或產(chǎn)品，通過上述各模塊設(shè)置各自的搬運(yùn)系統(tǒng)，在結(jié)束各模塊的設(shè)置后，無需另外設(shè)置搬運(yùn)裝置。
再有，也可以在各模塊之間設(shè)置鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)或輥式輸送機(jī)等，在各模塊上使用可拆卸(可選取)的部件構(gòu)成上述搬運(yùn)單元。
接著，說明焊接系統(tǒng)1的動作。
另外，上述定位焊接系統(tǒng)7的定位裝置3和焊接裝置5的動作已經(jīng)說明，所以省略在這里的詳細(xì)說明。
另外，包括上述定位裝置3和上述焊接裝置5的焊接系統(tǒng)1構(gòu)成為在未圖示的控制裝置的控制下進(jìn)行動作。
再有，作為初始狀態(tài)，在各托盤P1、P3上載置有各材料W1、W3，上述定位焊接模塊7的定位裝置3和焊接裝置5也成為如上所述的初始狀態(tài)。
首先，從上述初始狀態(tài)，用搬運(yùn)單元19將各材料W1、W3各一張一張從上述材料模塊11輸送到上述定位焊接模塊7上，用上述定位焊接模塊7定位焊接。
在上述定位焊接模塊7進(jìn)行定位焊接的期間，上述搬運(yùn)單元9為了搬運(yùn)下一個(gè)各材料W1、W3，返回到上述材料模塊11的位置，用搬運(yùn)單元21將用定位焊接模塊7焊接的產(chǎn)品W5搬運(yùn)到產(chǎn)品模塊15，同時(shí)用搬運(yùn)單元19一張一張搬運(yùn)下一個(gè)材料W1、W3。
反復(fù)進(jìn)行這種動作，從各材料W1、W3一張一張生成產(chǎn)品W5。
根據(jù)焊接系統(tǒng)1，通過模塊化，可以預(yù)先標(biāo)準(zhǔn)化焊接系統(tǒng)1所需的各種功能，對于用戶的各種要求選擇需要的模塊進(jìn)行連接即可，所以能夠靈活對應(yīng)各個(gè)用戶的要求。
另外，根據(jù)焊接系統(tǒng)1，通過組合各模塊7、11、15構(gòu)成焊接系統(tǒng)，所以可以將焊接加工所需的功能作為裝置模塊預(yù)先進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可以根據(jù)用戶的要求選擇各模塊并組合該選擇的模塊構(gòu)成焊接系統(tǒng)的設(shè)備。
從而，能夠減少設(shè)備的設(shè)計(jì)所需的時(shí)間或設(shè)備的制作所需的時(shí)間，可以減少設(shè)備的制造成本。
另外，由于利用各模塊7、11、15構(gòu)成焊接系統(tǒng)1，所以在根據(jù)用戶的要求選擇模塊(例如，即使是相同的定位焊接模塊，如使用圖4在后面敘述那樣，通過變更材料的形態(tài)而從結(jié)構(gòu)若干不同的模塊中選擇適當(dāng)?shù)哪K)，并組合該選擇的模塊構(gòu)成焊接系統(tǒng)的設(shè)備的場合，可以容易進(jìn)行各模塊的安裝或各模塊彼此的結(jié)合。
再有，即使在如功能的追加、功能的省略、生產(chǎn)對象工件的變更等的將焊接系統(tǒng)的規(guī)格例如像后述各實(shí)施方式那樣進(jìn)行變更的場合，在每個(gè)模塊上進(jìn)行追加、消除、代替、變更即可，所以對于規(guī)格變更也能靈活對應(yīng)。
另外，根據(jù)焊接系統(tǒng)1，由于組合模塊構(gòu)成焊接系統(tǒng)，所以可以沿著各模塊敷設(shè)壓縮空氣、焊接氣體、冷卻水等的應(yīng)用配管、電力線或信號線等應(yīng)用配管，通過該敷設(shè)，可以簡化在設(shè)置上述焊接系統(tǒng)時(shí)的應(yīng)用敷設(shè)工程。
再有，根據(jù)焊接系統(tǒng)1，即使材料或產(chǎn)品(作為生產(chǎn)對象的工件)大型化，如現(xiàn)有的焊接系統(tǒng)在系統(tǒng)內(nèi)的工件的搬運(yùn)距離增加的程度也小。即，在現(xiàn)有的焊接系統(tǒng)中，各功能未進(jìn)行模塊化，所以若工件大型化，則工件的搬運(yùn)距離容易變長，而在焊接系統(tǒng)1中，在鄰接的模塊之間搬運(yùn)工件即可，所以工件的一次的搬運(yùn)距離變長的程度小。
從而，能夠避免如現(xiàn)有的焊接系統(tǒng)工件大型化而使工件的搬運(yùn)距離變長，且焊接系統(tǒng)的生產(chǎn)節(jié)拍不是用工件的焊接時(shí)間而是用工件的搬運(yùn)時(shí)間衡量的情況，即，即使工件大型化工件的生產(chǎn)節(jié)拍也可以一直用焊接時(shí)間衡量。
再有，由于將具備功能的裝置設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)架內(nèi)構(gòu)成模塊，所以各模塊的外形大致相等，用于形成焊接系統(tǒng)的各模塊的設(shè)置變得更加容易，而且，可以進(jìn)一步簡化應(yīng)用敷設(shè)工程。
另外，在上述焊接系統(tǒng)1中，互相焊接了大致長方形的材料W1、W3彼此，但也可以適當(dāng)變更各模塊7、11、15內(nèi)的裝置等，焊接其他形狀的材料或3張以上的材料生成產(chǎn)品。
圖4是表示用焊接系統(tǒng)1焊接的材料的形狀的圖。
如圖4(a)所示，也可以互相焊接大致梯形的各材料W7、W9生成產(chǎn)品。而且，在定位如圖4(a)所示的形狀的各材料W7、W9的定位裝置3中，為了對各材料W1、W3進(jìn)行準(zhǔn)確定位，最好使用伺服電機(jī)等驅(qū)動器速度控制并驅(qū)動壓緊裝置29和壓緊裝置35，用壓緊裝置29、35對材料W1、W3進(jìn)行定位。
同樣，在定位裝置31、37中，最好也使用伺服電機(jī)等。
另外，如圖4(b)所示，在互相焊接3張材料W11、W13、W15的場合，適當(dāng)變更材料模塊11內(nèi)部的結(jié)構(gòu)或搬運(yùn)單元的結(jié)構(gòu)，并且適當(dāng)變更定位裝置3的結(jié)構(gòu)，在定位材料W11和材料W13并互相進(jìn)行焊接后，定位焊接該焊接后的材料和材料W15。
再有，如圖4(c)所示，在互相焊接4張材料W17、W19、W21、W23、W25的場合，而且焊接線彼此互相交叉的場合，使用夾具定位上述各材料，在X軸方向和Y軸方向移動焊矩39進(jìn)行焊接。
而且還有，如圖4(d)所示，在大致L字狀的材料W27的兩邊上焊接大致矩形形狀的材料W29的場合，或如圖4(e)所示，互相焊接大致L字狀的材料W31、W33彼此的場合，與圖4(c)所示的場合相同，使用夾具定位上述各材料，在X軸方向和Y軸方向移動焊矩39進(jìn)行焊接。
再有，在焊接線相對X軸傾斜延伸的場合或不是直線而是曲線的場合，也可以在X軸方向和Y軸方向適當(dāng)移動焊矩39進(jìn)行焊接。
第二實(shí)施方式圖5是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1a的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
第二實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1a在材料模塊11和上述定位焊矩模塊7之間，設(shè)有檢查向上述定位焊接模塊供給的材料的好壞或適當(dāng)與否等的作為材料檢查模塊的例子的DB(Double Blank)模塊47，而且，在上述定位焊接模塊7和上述產(chǎn)品模塊15之間設(shè)有例如通過超聲波探測檢查用上述定位焊接模塊7焊接的產(chǎn)品的焊接部的檢查模塊49；以及用于排出在用該檢查模塊49檢查的結(jié)果判斷為檢查懷疑材料或不良材料的材料的檢查懷疑材料排出模塊51，在以上方面與上述第一實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1不同，在其他方面與上述第一實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1同樣構(gòu)成，得到大致同樣的效果。
另外，上述DB模塊是檢測向上述定位焊接模塊7供給的材料是否重疊多張的模塊。另外，檢查懷疑材料是用上述檢查模塊49判斷為懷疑焊接不良的材料，是需要作業(yè)員再次進(jìn)行檢查的材料。
另外，在與上述第一實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1同樣構(gòu)成的部件上，標(biāo)注與在上述焊接系統(tǒng)1的說明中使用的標(biāo)記相同的標(biāo)記。
上述DB模塊47構(gòu)成為可以在與上述定位焊接模塊7的機(jī)架9同樣構(gòu)成的機(jī)架53內(nèi)進(jìn)行上述檢測。而且，進(jìn)行上述檢測的結(jié)果，在材料重疊的場合，將該重疊的材料排出到設(shè)置在上述機(jī)架53內(nèi)的下部側(cè)上的托盤P7內(nèi)。
然后，向上述材料模塊11側(cè)移動上述托盤P7，通過將托盤P7從上述材料模塊11的下部側(cè)取出到焊接系統(tǒng)1a的外部，使排出到上述托盤P7上的材料排出到上述焊接系統(tǒng)1a的外部。
另外，上述檢查模塊49也構(gòu)成為可以在與上述定位焊接模塊7的機(jī)架9同樣構(gòu)成的機(jī)架55內(nèi)進(jìn)行上述檢查，檢查懷疑材料排出模塊51也構(gòu)成為可以在與上述定位焊接模塊7的機(jī)架9同樣構(gòu)成的機(jī)架57內(nèi)，將排出的檢查懷疑材料在下部側(cè)暫時(shí)儲存在托盤P9內(nèi)。
然后，向上述產(chǎn)品模塊15側(cè)移動上述托盤P9，通過將托盤P9從上述產(chǎn)品模塊15的下部側(cè)取出到焊接系統(tǒng)1a的外部，使排出到上述托盤P9上的檢查懷疑材料排出到上述焊接系統(tǒng)1a的外部。
另外，在上述各模塊47、49、51上與上述定位焊接模塊7同樣設(shè)有物理障壁。
再有，與如上所述追加上述各模塊47、49、51相對應(yīng)，追加與上述搬運(yùn)單元19同樣的搬運(yùn)單元。從而，例如在材料模塊11和DB模塊47之間設(shè)有搬運(yùn)單元，在DB模塊47和定位焊接模塊7之間也設(shè)有搬運(yùn)單元。但是，沒必要一定像這樣設(shè)置搬運(yùn)單元，也可以用一個(gè)搬運(yùn)單元進(jìn)行從材料模塊11到定位焊接模塊7的搬運(yùn)。
另外，也可以在上述檢查模塊49上裝入在用上述定位焊接模塊7焊接的產(chǎn)品W5上施加壓花加工(在重疊堆積產(chǎn)品W5的場合，用于防止產(chǎn)品W5的倒塌的壓花加工)的壓花裝置。
再有，也可以在定位焊接模塊7和檢查模塊49之間或檢查模塊49和檢查懷疑材料排出模塊51之間或檢查懷疑材料排出模塊51和產(chǎn)品模塊15之間，設(shè)置可以暫時(shí)儲存從定位焊接模塊7出來的產(chǎn)品W5的、具備緩沖功能的緩沖裝置模塊。
再有，不另外設(shè)置上述DB模塊47，也可以在上述材料模塊11的機(jī)架13內(nèi)檢測材料重疊多張的情況。
根據(jù)焊接系統(tǒng)1a，由于設(shè)置DB模塊47，防止材料以重疊多張的狀態(tài)向上述定位焊接模塊7供給，所以不存在重疊狀態(tài)的材料向下游側(cè)的定位焊接模塊7供給的情況，能夠預(yù)先防止不良品的發(fā)生或在焊接系統(tǒng)1a的故障的發(fā)生。
另外，根據(jù)焊接系統(tǒng)1a，由于設(shè)置檢查模塊49，所以可以排出在焊接部存在不良狀況或有可能存在不良狀況的產(chǎn)品。
再有，通過設(shè)置緩沖模塊，可以吸收在焊接系統(tǒng)(生產(chǎn)線)1a上的產(chǎn)品的波動(例如，進(jìn)行產(chǎn)品從定位焊接模塊搬出來時(shí)開始到下一個(gè)產(chǎn)品搬出來時(shí)的各時(shí)間的波動的平均化)。
第三實(shí)施方式圖6是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1b的概略結(jié)構(gòu)的俯視圖。
在第三實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1b中，在各模塊之間中的任意一個(gè)之間，設(shè)有具備分支材料或產(chǎn)品的功能或合流上述材料或上述產(chǎn)品的功能的縱向進(jìn)給模塊59，這一點(diǎn)與上述實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)不同，其他方面與上述各實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)大致同樣構(gòu)成，得到大致同樣的效果。
而且，縱向進(jìn)給模塊59也具備與定位焊接模塊7等同樣的機(jī)架，構(gòu)成為可以在該機(jī)架內(nèi)分支或合流材料或產(chǎn)品。
例如圖6所示，焊接系統(tǒng)1b并列排列定位焊接模塊7和檢查模塊49構(gòu)成兩個(gè)生產(chǎn)線，并且在材料模塊11和各定位焊接模塊7之間設(shè)有縱向進(jìn)給模塊59，在各檢查模塊49和產(chǎn)品模塊15之間也設(shè)有另一個(gè)縱向進(jìn)給模塊59。
然后，從材料模塊11搬出的材料用縱向進(jìn)給模塊59分支，向由定位焊接模塊7和檢查模塊49構(gòu)成的一方的生產(chǎn)線或其他定位焊接模塊7和其他檢查模塊49構(gòu)成的另一方的生產(chǎn)線供給，用各生產(chǎn)線焊接并檢查的產(chǎn)品用后側(cè)的另一個(gè)縱向進(jìn)給模塊59合流，向產(chǎn)品模塊15供給。
根據(jù)焊接系統(tǒng)1b，通過設(shè)置縱向進(jìn)給模塊59，容易進(jìn)行生產(chǎn)線的多路復(fù)用，即，可以在一個(gè)材料模塊11和一個(gè)產(chǎn)品模塊15之間并列設(shè)置定位焊接模塊7或檢查模塊49，用兩個(gè)生產(chǎn)線進(jìn)行焊接或檢查，能夠靈活對應(yīng)增加生產(chǎn)等，可以容易構(gòu)造更靈活的焊接系統(tǒng)。
第四實(shí)施方式圖7是表示本發(fā)明的第四實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1c的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
第四實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1c代替第二實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1a的檢查懷疑材料排出模塊51，具備切斷用定位焊接模塊7焊接的產(chǎn)品而生成另一個(gè)產(chǎn)品的切斷加工工位61，這一點(diǎn)與上述第二實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1a不同，其他方面與上述焊接系統(tǒng)1a大致同樣構(gòu)成，得到大致同樣的效果。
另外，在與上述第二實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1a同樣構(gòu)成的部件上標(biāo)注與在上述焊接系統(tǒng)1a的說明中使用的標(biāo)記相同的標(biāo)記。
在焊接系統(tǒng)1c中，在設(shè)有第二實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1a的檢查懷疑材料排出模塊51的地方設(shè)有產(chǎn)品載置模塊51a，該產(chǎn)品載置模塊51a具備與定位焊接模塊7等同樣的機(jī)架并且可以一張一張暫時(shí)載置用定位焊接模塊7焊接并用檢查模塊49檢查的產(chǎn)品。
在上述產(chǎn)品載置模塊51a的側(cè)方設(shè)有作為搬運(yùn)單元的例子的多關(guān)節(jié)機(jī)器人63、激光加工設(shè)備67、廢料載置用托盤P11、用于載置激光加工后的產(chǎn)品的產(chǎn)品載置用托盤P13。
然后，使用上述機(jī)器人63，將從上述檢查模塊49向上述產(chǎn)品載置模塊51a供給的產(chǎn)品供給給上述臺車65，載置產(chǎn)品的臺車65投入到激光加工設(shè)備67，利用激光加工設(shè)備67進(jìn)行切斷加工而生成所希望的形狀的新產(chǎn)品。
在結(jié)束激光加工后，臺車65以載置新產(chǎn)品和該新產(chǎn)品以外的廢料的狀態(tài)從上述激光加工設(shè)備67出來。接著，利用機(jī)器人63，廢料被搬運(yùn)到上述廢料載置用托盤P11，新產(chǎn)品被搬運(yùn)到產(chǎn)品載置用托盤P13。而且，載置新產(chǎn)品的托盤P13利用未圖示的搬運(yùn)裝置被搬運(yùn)到產(chǎn)品模塊15。
另外，用檢查模塊49發(fā)現(xiàn)的檢查懷疑材料被載置于上述產(chǎn)品載置模塊51a上后，利用上述機(jī)器人63被搬運(yùn)到上述廢料載置用托盤P11。
根據(jù)焊接系統(tǒng)1c，由于具備切斷用定位焊接模塊7焊接的產(chǎn)品而生成另一個(gè)新產(chǎn)品的切斷加工工位61，所以容易用焊接后的產(chǎn)品制造各種形態(tài)的產(chǎn)品。
第五實(shí)施方式圖8是表示本發(fā)明的第五實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1c的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
第五實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1d在定位焊接模塊7和檢查模塊49之間設(shè)有縱向進(jìn)給模塊(可以將從定位焊接模塊7接受的產(chǎn)品一張一張沿Y軸方向搬運(yùn)并向檢查模塊49供給的模塊)59a，將焊接系統(tǒng)整體的形態(tài)形成為“コ”字狀，這一點(diǎn)與上述第二實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1a不同，其他方面與焊接系統(tǒng)1a大致同樣構(gòu)成，得到大致同樣的效果。
在與上述第二實(shí)施方式的焊接系統(tǒng)1a同樣構(gòu)成的部件上標(biāo)注與在上述焊接系統(tǒng)1a的說明中使用的標(biāo)記相同的標(biāo)記。
另外，在焊接系統(tǒng)1d中將焊接系統(tǒng)形成為“コ”字狀，但也可以形成為“コ”字狀以外的形狀(例如“L”字狀)。
這樣若使用縱向進(jìn)給模塊59a，使焊接系統(tǒng)整體的形狀變形，則可以根據(jù)焊接系統(tǒng)的設(shè)置間隙進(jìn)行靈活配置的布置。
另外，在上述各實(shí)施方式中以焊接板狀的材料的場合為例進(jìn)行了說明，但在焊接板狀以外的形狀的材料的場合，也可以應(yīng)用上述各實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種焊接系統(tǒng)，其特征在于，通過將具備在焊接材料而生成產(chǎn)品時(shí)所需的各種功能的裝置或設(shè)備裝入預(yù)先標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)架上形成裝置模塊，通過連接具有用于生成上述產(chǎn)品的各種功能的模塊而構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接系統(tǒng)，其特征在于，在上述機(jī)架的內(nèi)部設(shè)有具備上述功能的裝置或設(shè)備，并且在上述模塊上設(shè)有在上述裝置或設(shè)備進(jìn)行動作及焊接加工時(shí)用于確保作業(yè)員安全的物理障壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焊接系統(tǒng)，其特征在于，上述焊接系統(tǒng)具備多個(gè)模塊，并且為了搬運(yùn)上述材料或產(chǎn)品，在上述各模塊具備共有的搬運(yùn)系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焊接系統(tǒng)，其特征在于，上述焊接系統(tǒng)具備多個(gè)模塊，并且為了搬運(yùn)上述材料或產(chǎn)品，上述各模塊具備單獨(dú)的搬運(yùn)系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)所述的焊接系統(tǒng)，其特征在于，作為上述模塊，具有具備材料定位裝置和可以焊接用該材料定位裝置定位的材料的焊接裝置的定位焊接模塊；儲存向上述定位焊接模塊供給的材料的材料模塊；以及儲存用上述定位焊接模塊焊接的產(chǎn)品的產(chǎn)品模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的焊接系統(tǒng)，其特征在于，作為上述模塊，在上述材料模塊和上述定位焊接模塊之間，設(shè)有檢查向上述定位焊接模塊供給的材料的材料檢查模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的焊接系統(tǒng)，其特征在于，作為上述模塊，在上述定位焊接模塊和上述產(chǎn)品模塊之間，設(shè)有檢查用上述定位焊接模塊焊接的產(chǎn)品的檢查模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求5～7任何一項(xiàng)所述的焊接系統(tǒng)，其特征在于，作為上述模塊，在上述各模塊之間中的任意一個(gè)之間，設(shè)有具備分支上述材料或上述產(chǎn)品的功能或者合流上述材料或上述產(chǎn)品的功能的縱向進(jìn)給模塊。
全文摘要
一種焊接系統(tǒng)，具有具備材料定位裝置(3)和可以焊接用該材料定位裝置(3)定位的材料(W1、W3)的焊接裝置(5)的定位焊接模塊(7)；儲存向上述定位焊接模塊(7)供給的材料(W1、W3)的材料模塊(11)；以及儲存用上述定位焊接模塊(7)焊接的產(chǎn)品(W5)的產(chǎn)品模塊(15)。
文檔編號B23Q37/00GK101014445SQ20058003016
公開日2007年8月8日 申請日期2005年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月13日
發(fā)明者飯村賢司, 山崎秀作, 上原實(shí), 大脅桂 申請人:石川島播磨重工業(yè)株式會社