JPH035089A - レーザビーム溶接機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザビーム溶接機に関し、特に、鉄鋼プロセ
スラインにおいて先行ストリップと移行ストリップとを
相互に接合すべく、前者の終端縁と後者の先端縁とをレ
ーザビームにて自動溶接するレーザビーム溶接機に関す
る。

〔従来の技術〕

この種のレーザビーム溶接機としては、例えば、本願出
願人による特開昭５９−２２３１９０号公報に開示され
たものがある。第５図及び第６図は、このレーザビーム
溶接機の外観斜視図であり、第７図及び第８図は、その
動作説明図である。

このレーザビーム溶接機は、第５図中に矢符Δにて示す
ストリップの送給方向に対しその長手方向を直交させて
設置された基台１上に、前記送給方向に沿って所定の間
隔を隔てて前クランプ装置２及び後クランプ装置３を並
設し、また、基台１上の長手方向両側に、溶接端の裁断
を行うシャ装置４及び溶接時における裏当て板となるハ
ソクハ−５を、基台１の長手方向への移動δこより前記
両りランプ装置２，３間への進入自在に夫々設け、更に
、前クランプ装置２の上方にて基台１と平行をなす上部
ヘッド６上に、基台１の長手方向及びこれと直交する方
向への移動自在にキャリッジ装置７を設け、該キャリッ
ジ装置７にレーザビームの照射端である加工ヘソド９を
搭載して、キャリッジ装置７の移動に応して、前記両ク
ランプ装置２．３間に加工ヘソド９を進入させ得るよう
になすと共に、前記加工ヘソド９を伝送管１０にてレザ
発振器１１に連結せしめた構成となっている。

第７図及び第８図に示す如く、前クランプ装置２は、固
定的に設りられた下クランパ２ｂと、これの上方にて上
下動可能な上クランパ２ａとを備えてなり、上クランパ
２ａの上動時に両クランパ２ａ　、　２ｂ間に挿入され
る被挾持物を、上クランパ２ａを下動させることにより
両りランパ２ａ、２ｂ間に挾持固定するものであり、後
クランプ装置３もまた、同様に動作する上クランパ３ａ
及び下クランパ３ｂを備えている。また後クランプ装置
３は、前クランプ装置２に対して接近及び離反可能とな
っている。

さて、溶接対象となるス１−リップは、前クランプ装置
２の上、下クランパ２ａ、２ｂ間、及び後クランプ装置
３の上、下クランパ３ａ、３ｂ間に夫々押通された状態
で、前記矢符Ａ方向、即ら後クランプ装置３から前クラ
ンプ装置２へ向けて送給されており、先行ストリップ１
２は、これの終端が後クランプ装置３を通過して前クラ
ンプ装置２に達する直前にて自動停止せしめられ、また
後行ストリップ１３は、これの先端が後クランプ装置３
を通過した直後にて自動停止せしめられる。この時、前
クランプ装置２は、上クランパ２ａの下動によって先行
ストリップ１２の終端近傍を挾持固定し、同しく後クラ
ンプ装置３は、上クランパ３ａの下動によって移行スト
リップ１３の先端近傍を挾持固定する。

これにより、先行ストリップ１２の終端縁と後行ストリ
ップ１３の先端縁とは、所定の間隙を隔てて対向した状
態となり、この後、前記シャー装置４が基台１上を移動
して両クランプ装置２．３間に進入する。第７図及び前
記第５図はこのときの状態を示している。シャー装置４
は、例えば、ストリップの幅を超える直刃であり、基台
の長手方向に延びる上刃４ａと下刃４ｂとを各別に上下
動可能に備えており、シャー装置４の前記進入時にこれ
らの上刃４ａ及び下刃４ｂは、両ストリップ１２．１３
の上方及び下方に夫々位置してこれらの対向部に整合す
る。そしてこの後ジャー装置４は、前記下刃４ｂを上動
せしめて両ストリップ１２．１３の対向部近傍にてこれ
らの下面に当接させ、次いで上刃４ａを下動させる動作
をなす。この動作により両ストリップ１２、１３の端縁
は、上刃４ａと下刃４ｂとの間の剪断作用にて同時的に
裁断され、相互に平行をなし、溶接に必要な精度を有す
る裁断面が形成される。シャー装置４は、この裁断の後
、基台１の一側に退避し、次いで、後クランプ装置３が
、シャー装置４の刃幅相当分だけ前クランプ装置２に接
近し、後行ストリップ１３の先端縁が先行ストリップ１
２の終端縁に突当てられる。一方このとき、前記バソク
ハー５が、基台１上を移動して両クランプ装置２．３間
に進入し、両ストリップ１２．１３の突当て部にこれら
の下側から押し当てられると共に、前記加工ヘソド９が
、キャリッジ装置７の動作により両りランプ装置２，３
間に進入せしめられ、前記突当て部の上方に所定の間隙
を隔てて先端が対向するように位置決めされる。第６図
及び第８図はこのときの状態を示している。以上により
溶接準備が完了し、この後、レーザ発振器１１にて発生
されたレーザを伝送管１０にて加工ヘソド９に導くと共
に、キャリッジ装置７の動作により、加工ヘソド９を前
記突当て部に沿って移動させることにより、加工ヘソド
９の先端から照射されるレーザビームによって前記突当
て部が溶接され、先行ストリップ１２と後行ストリップ
１３とが相互に接合される。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上の如く構成された従来のレーザビーム溶接機におい
ては、シャー装置４による裁断動作の際、これの下刃４
ｂは、上刃４ａとの相互作用により前記端縁を裁断する
と共に、上刃４ａの下動に伴う衝撃力により先行ストリ
ップ１２及び後行ストリップ１３の端縁の変形を防止す
べく、これらを下側から支持する機能をも果たさねばな
らず、高い剛性が要求される関係上、かなりの幅を有す
るものが必要となる。従って、前クランプ装置２及び後
クランプ装置３においては、裁断の際における下刃１４
ａの当接幅を先行ストリップ１２と後行ストリップ１３
との対向部下側に確保した状態にて夫々の挾持固定が行
われることが要求され、第７図及び第８図に示す如く、
下クランパ２ｂ及び３ｂは、上クランパ２ａ及び３ａに
対して前記当接幅の確保が可能な位置まで夫々後退させ
た状態に設けてあり、これらによって挾持固定された両
ストリップ１２．１３の突当て部における垂れ下がりの
発生を防止するため、裏当て板となるバックバー５が不
可欠なものとなっているが、このパックバー５の退避位
置は、前記シャー装置４の逆側に設けられており、この
ことがレーザビーム溶接機の小型化を阻害する要因とな
っていた。

また溶接不良部の発生を防止し、両ストリップ１２、１
３の確実な接合を実現するためには、前記シャー装置４
による裁断の後、両者の裁断面にトリミング又はグライ
ンダ仕上げ等の修正加工を施し、突当て時における不良
ギャップの発生を防止することが切望されるが、前述の
如き前、後クランプ装置２，３にて保持された両ス１−
リップ１２．１３には撓みが発生する虞があって十分な
修正加工を施し得す、従来のレーザビーム溶接機におい
ては、溶接不良部の発生が避けられないという難点があ
った。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、スト
リップを保持するクランプ装置の改良により、ス１−リ
ップ端縁の裁断後の修正加工が確実に行え、溶接不良部
の発生を防止し得ると共に、バックバーが不要であり大
幅な小型化が可能なレーザビーム溶接機を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るレーザビーム溶接機は、ストリップを保持
するｎＩクランプ装置及び後クランプ装置に、夫々の一
方のクランパとの間に前記ストリップを補助的に挾持す
る補助クランパを設ＬＪると共に、他方のクランパがス
トリップの送給方向に進退動作できるようにしたもので
ある。

〔作用〕

本発明においては、先行ストリップと後行ストリップの
端縁を裁断した後、前、後クランプ装置の一方のクラン
パと補助クランパとの間に夫々のストリップを一旦挾持
し、他方のクランパを移動させて両クランパを前後に整
合せしめた後、これらのクランパ間に夫々のストリップ
を再度挾持固定し、この状態にて裁断面の修正加工及び
溶接が行われる。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第１図は本発明に係るレーザビーム溶接機の外観斜視
図であり、第２図〜第４図はその動作説明図である。

図中１は、矢符Ａにて示すストリップの送給方向に対し
その長手方向を直交させて設置された基台であり、該基
台ｌ上には、前記送給方向に沿って所定の間隔を隔てて
前クランプ装置２及び後クランプ装置３が並設され、ま
たこれらの−側には、溶接端の裁断を行うジャー装置４
が、基台１の長手方向への移動により両りランプ装置２
，３間への進入自在に搭載されている。また、前クラン
プ装置２の上部には、基台１と平行をなして上部ヘッド
６が設置してあり、該上部ヘッド６上には、これの長手
方向及びこれと直交する方向への移動自在にキャリッジ
装置７が設けてあり、このギヤリッジ装置７には、レー
ザビームの照射端となる加工ヘソド９が上下方向への進
退自在に搭載されている。而して加工へソド９は、キャ
リッジ装置７の移動により両クランプ装置２．３間への
進入が可能であり、これらにて挾持固定された先行スト
リップ１２（第２図参照）及び後行ストリップ１３に対
し、自身の進退動作によって接近又は離反し得る。この
加工ヘソド９は、レーザ発振器１１と伝送管１０を介し
て連結されており、レーザ発振器１１が発生するレーザ
は、伝送管１０を経て加工ヘッド９内に導かれ、これに
内蔵された図示しない光学系にて反射及び集光された後
、該加工ヘソド９の先端から外部へ投射される。

以上の構成は、従来のレーザビーム溶接機と同様である
が、本発明に係るレーザビーム溶接機には、溶接時にお
ける裏当て板となるバンクパー５（第５図参照）が不要
であり、この設置位置を前記シャー装置４と逆側におい
て基台１上に確保する必要がなく、第１図と第５図との
対照から明らかな如く、基台Ｉの大幅な小型化が可能き
なる。

ハックバー５が不要である理由については後述する。

また上部ヘッド６の後クランプ装置３側の側面には、該
側面に沿っての移動により両クランプ装置２．３間への
進入自在に、グラインダ、トリマ等の修正加工装置８が
取付けである。

第２図〜第４図に示す如く、前クランプ装置２は、上部
フレームを兼ねる上部へソド６との間に介在せしめた駆
動シリンダ２１の動作により上下′動する上クランパ２
ａ、及び、該上クランパ２ａの下方にてこれと対向し、
下部フレームとの間に介在せしめた駆動シリンダ２２の
動作により、ストリップの送給方向、即ち前、後クラン
プ装置２．３０並設方向への進退勤作を行う下クランパ
２ｂを備え、更に、上クランパ２ａの下方にてこれの前
部に対向して配され、下部フレームとの間に介在せしめ
た駆動シリンダ２３の動作により上下動、即ち、上クラ
ンパ２ａへの接近又は離反動作を行う補助クランパ２ｃ
を備えてなる。一方、後クランプ装置３も同様に、上部
フレームとの間に介在せしめた駆動シリンダ３１の動作
により上下動する上クランパ３ａ、及び、該上クランパ
３ａの下方にてこれと対向し、下部フレームとの間に介
在せしめた駆動シリンダ３２の動作によりストリップの
送給方向への進退勤作を行う下クランパ３ｂを侃え、更
に、上クランパ３ａの下方にてこれの前部に対向して配
され、下部フレームとの間に介在せしめた駆動シリンダ
３３の動作により上下動する補助クランパ３ｃを捕１え
てなり、また、全体として前クランプ装置２に向けての
移動が可能となっている。

さて、溶接対象であるストリップは、前クランプ装置２
の上クランパ２ａと下クランパ２ｂ及び補助クランパ２
ｃとの間、並びに後クランプ装置３の上１ クランパ３ａと下クランパ３ｂ及び保持クランパ３ｃと
の間に夫々挿通された状態で、前記矢符Ａ方向、即ち後
クランプ装置３から前クランプ装置２へ向かう方向に送
給される。このとき、前記ストリップの挿通が可能なよ
うに、補助クランパ２ｃ、３ｃは下動して下クランパ２
ｂ、３ｃと上下に整合した状態にあり、また上クランパ
２ａ、３ａは共に上動した状態にある。先行ストリップ
１２は、これの終端が後クランプ装置３を通過して前ク
ランプ装置２に達する直前にて、また後行ストリップ１
３は、これの先端が後クランプ装置３を通過した直後に
て夫々自動停止するようになっており、この停止の後、
前クランプ装置２の上クランパ２ａ及び後クランプ装置
３の上クランパ３ｂが夫々の駆動シリンダ２１及び３１
の進出動作により下動する。これにより、先行ストリッ
プ１２は、前クランプ装置２の上クランパ２ａと下クラ
ンパ２ｈ及び補助クランパ２ｃとの間に挾持固定され、
また後行ストリップ１３は、前クランプ装置２の上クラ
ンパ２ａと下クランパ２ｂ及び補助クランパ２ｃとの間
に挾持固定されて、両者の端２ 縁が適宜の間隙を隔てて対向せしめられる。この後、前
記シャー装置４が基台１」二を移動して両クランプ装置
２．３間に進入する。第１図及び第２図はこの状態を示
している。シャー装置４は、従来のレーザビーム溶接機
におけるそれと同様、基台の長平方向に延びる上刃４ａ
と下刃４ｂとを各別に上下動可能に備えてなり、前記進
入時にこれら番、１、両ストリップ１２．１３の上方及
び下方に夫々位置してこれらの対向部に整合している。

この後ジャー装置４は、前記下刃４ｂを上動せしめて両
ス１リップ１２．１３の対向部近傍にてこれらの下面に
当接させ、次いで」二刃４ａを下動させる動作をなし、
この動作により両ストリップ１２．１３の端縁は、」二
刃４ａと下刃４ｂとの間の剪断作用にて同時的に裁断さ
れ、相互に平行をなす裁断面が形成される。このときの
下刃４ｂの当接が可能となるように、前記挾持固定に際
して、前クランプ装置２の下クランパ２ｂは、駆動シリ
ンダ２２の退入により後クランプ装置３から最も離隔し
た位置にあり、後クランプ装置３の下クランパ３ｂも同
様に、駆動シリンダ３２の退入により前クランプ装置２
側から最も離隔した位置にあって、下クランパ２ｂと下
クランパ３ｂとの間には前後に十分な間隔が確保されて
いる。

この裁断の後シャー装置４ば退避し、次いで、前クラン
プ装置２において、上クランパ２ａが駆動シリンダ２１
の退入動作により上動せしめられると共に、補助クラン
パ２ｃが駆動シリンダ２３の進出動作により上クランパ
２ａと同期的に上動せしめられ、同様に後クランプ装置
３において、上クランパ３ａと補助クランパ３ｃとが同
期的に上動せしめられる。

これにより、先行ストリップ１２は、」下クランパ２ａ
と補助クランパ２ｃとにて挾持されて上動し、また後行
ストリップ１３は、」下クランパ３ａと補助クランパ３
ｃとにて挾持されて上動して、先行ストリップ１２と下
クランパ２ｂとの間、及び後行ストリップ１３と下クラ
ンパ３ｂとの間に所定の間隙が生じた状態となる。この
後、下クランパ２ｂ、３ｂは、夫々の駆動シリンダ２２
．３２の進出動作により互いに接近する向きに移動せし
められ、これらの先端と上クランパ２ａ、３ａの先端と
が前後に整合される。第３図はこのときの状態を示して
いる。

このような整合がなされた後、前述の場合と逆の動作に
より、前クランプ装置２の上クランパ２ａと補助クラン
パ２ｃとを同期的に下動せしめると共に、後クランプ装
置３の上クランパ３ａと補助クランパ３ｃとを同期的に
下動セしめ、上クランパ２ａと下クランパ２ｂ及び補助
クランパ２Ｃとの間に先行ストリップ１２を、」下クラ
ンパ３ａと下クランパ３ｂ及び補助クランパ３ｃとの間
に後行ストリップ１３を再度挾持固定する。このとき、
下クランパ２ｂ、３ｂと夫々に対応する上クランパ２ａ
、３ａとは前後に整合しており、前記挾持固定は、夫々
のストリップ１２゜１３の端縁の可及的近傍にてなされ
、夫々の挾持位置からの両ストリップ１２．１３の突出
長さはわずかである。従って、第３図中に２点鎖線にて
示す如く、この状態にて前、後クランプ装置２．３間に
進入せしめられる修正加工装置８の動作により、前記両
ストリップ１２．１３に撓みを発生させることなく裁断
面の修正加工を行うことができる。

更にこの後、後クランプ装置３が、所定長さだ工５ け前クランプ装置２に接近し、後行ストリップ１３の先
端縁が先行ストリップ１２の終端縁に突当てられ、次い
で、前記加工へノド９が、キャリッジ装置７の動作によ
り両りランプ装置２，３間に進入せしめられ、前記突当
て部の上方に所定の間隙を隔てて先端が対向するように
位置決めされて溶接準備が完了する。第４図はこのとき
の状態を示している。そして溶接準備完了後、レーザ発
振器１１にて発生されたレーザが伝送管１０経て加工ヘ
ソド９に導かれると共に、該加工へ、ド９はキャリ・７
ジ装置７の動作により前記突当て部に沿って移動せしめ
られ、これにより、加工へノド９の先端から突当て部に
照射されるレーザビームによって溶接が行われ、先行ス
Ｉ〜リップ１２と後行ストリップ１３とが相互に接合さ
れる。このとき、本発明に係るレーザビーム溶接機にお
いては、図示の如く、突当て部の下側が下クランパ２ｂ
、３ｂにて支持されており、両ストリップ１２．１３に
生しる垂れ下がりはこれらにて確実に抑止されるから、
従来のレーザビーム溶接機において不可欠であったハソ
クハＧ −５を要することなく溶接が行え、また前述した如き突
当て部の修正加工を行い、裁断面の形状精度を高めるこ
とにより、溶接不良部の発生がなく確実な接合状態が得
られる。

なお本実施例においては、下クランパ２ｂ、３ｂをスト
リップの送給方向への進退させる構成としたが、上クラ
ンパ２ａ、３ａを進退させる構成としてもよいことは言
うまでもない。

また本実施例においては、先行ストリップ１２と後行ス
トリップ１３の対向端縁を裁断する装置として、直線状
の上刃４ａと下刃４ｂとを有し、両者間での剪断によっ
て裁断を行うシャー装置４を用いた場合について述べた
が、円形の回転刃を有するロータリ弐のシャー装置を用
いた場合においても本発明の適用により同様の効果が得
られる。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明に係るレーザビーム溶接機にお
いては、前、後クランプ装置にて夫々挾持された先行ス
トリップ及び後行ストリップの対向端縁が裁断された後
、一方のクランパと補助りランバとの間にストリップが
一旦挾持され、他方のクランパの移動により両クランパ
が前後に整合されて、再度両クランパ間に夫々のストリ
ップが挾持固定されるから、裁断後の両端縁にトリミン
グ又はグラインダ処理等の修正加工を施すことができ、
溶接不良部の発生の虞なく両ストリップの確実な接合が
可能となる」二、溶接待における裏当てが不要となり、
このために用いるバソクハーの退避位置を確保する必要
がなく、大幅な小型化が実現され、設置面積の大幅な削
減が可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレーザビーム溶接機の外観斜視図
、第２図〜第４図はその動作説明図、第５図及び第６図
は従来のレーザビーム溶接機の外観斜視図、第７図及び
第８図はその動作説明図である。 ２・・・前クランプ装置　　３・・・後クランプ装置２
ａ、３ａ・・・上クランパ　　２ｂ、３ｂ・・・下クラ
ンパ２ｃ、３ｃ・・・補助クランパ　　９・・・加工ヘ
ッド１２・・・先行ストリップ　　１３・・・後行スト
リップ２２、３２・・・駆動シリンダ なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ストリップの送給方向に並設された前クランプ装
   置及び後クランプ装置の各一対のクランパ間に、先行ス
   トリップ及び後行ストリップを夫々挾持固定し、相対向
   する両ストリップの端縁を、両クランプ装置間にて裁断
   した後、前記送給方向への両クランプ装置の移動により
   突当て、この突当て部を、これに沿って移動する加工ヘ
   ツドからの照射ビームにて自動溶接するレーザビーム溶
   接機において、前記前クランプ装置及び後クランプ装置
   は、夫々の一方のクランパとの間に前記ストリ ップを補助的に挾持する補助クランパと、 他方のクランパを前記送給方向へ進退動作させる手段と を具備することを特徴とするレーザビーム溶接機。