JPH0433560B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は不連続溶接部の自動溶接、仕上装置
に関する。

（従来の技術） 従来、複数個の溶接対象物がそれぞれの溶接部
を連続させて並べることができず、溶接線の途中
に空間がある場合や、単一の溶接対象物でも、そ
の溶接線が途中で途切れている場合、溶接ロボツ
トは別として、通常の自動溶接機を走らせる場
合、作業者が溶接を断続させるのが一般である。
量産のため作業者に代るセンサーを付ける事があ
つても、その溶接ビードを仕上げるのは別工程で
ある。

鋼扉の裏表板を両側縁で突合せ溶接する工場で
は、溶接によるひずみを避けるため、半自動アー
ク溶接機により作業者が約10cmおきの飛び飛びに
点状溶接を行い、サンダー（手持ち研削機）かけ
て仕上げ、溶解されない突合せ部分にはパテを塗
り込み、その上に全面塗装している。

（発明が解決しようとする問題点） 自動溶接とビード削除を一挙に行うには、アー
ク溶接トーチに付ける溶接部検出手段の問題と、
ビード研削装置に付ける仕上面検出、調節手段の
問題とがある。前者は溶接部の有無を検出すれ
ば、溶接部に多少、上下左右のずれがあつても、
アーク溶接の原理上、問題なく溶接する事ができ
る。しかし後者、つまり溶接ビードだけ削除し、
母材表面は極力削らないで平面状に仕上げるに
は、研削機の位置を精密制御しなければならな
い。特に鋼扉のような薄板製品の溶接部は不連続
なだけでなく、同一溶接線での高低、次の溶接線
との段差、溶接中の熱ひずみ等があり、さらに薄
板母材を削り込んで強度を下げてはならないとい
う難しさがある。

この発明は上述の困難な諸問題を最も簡素な構
成でもつて解決した。

（問題点を解決するための手段） この発明の自動溶接、仕上装置の１は、溶接線
沿いに走行する自動アーク溶接機のトーチの直前
に付けたセンサーが溶接部始端を検出した時、通
電した溶接ワイヤを繰出し、溶接部終端を検出し
た時、繰出しを停めるようにした溶接断続装置
と、上記トーチに後続して走る溶接ビード切削用
回転刃物の前後に、溶接ビードのわきに載る案内
ローラを一体に組付け、両ローラの踏面と回転刃
物の切削面とを一致させたその平面に直角方向に
だけ可動した切削装置を、上記切削装置を、切削
用加圧力となる流体圧により、摺動案内面沿いに
常時押出して、待機位置に受止めており、溶接機
の進行により、前側の上記案内ローラが溶接部始
端のわきの母材端に達した時、該ローラが上記切
削装置全体を押戻しつゝ待機位置から溶接部わき
に乗上げて進むようにした切削装置加圧、支持機
構とを備え、上記待機位置と溶接部始端のわきの
母材面との段差は、全溶接部の最大凹み誤差、ひ
ずみより大であり、上記前側ローラは上記誤差を
遅滞なく乗上げ得る外径である事を特徴とする。

この発明の自動溶接、仕上装置の２は、金属扉
の表裏板を両側縁で連続突合せ溶接し、仕上げる
自動溶接、仕上装置であつて、扉の幅に応じて間
隔調節可能な左右台枠と、これら台枠間に、仮溶
接した扉素材を水平に寝かし、その左右側縁全長
を上下から狭圧する、上記各台枠上それぞれのク
ランプ装置と、上記クランプ装置それぞれの内側
に昇降可能に取付けた扉素材仮受機構、同じく外
側に昇降可能に取付けた各一対の扉素材位置決め
アームと、上記左右クランプ装置それぞれの外側
を上記素材側沿いに走る走行台と、その各走行台
上、上記側縁溶接部へ向う自動アーク溶接機トー
チ、溶接ビード切削装置とを備え、上記溶接トー
チはその直前の溶接部センサーによる溶接断続装
置を有し、上記切削装置は、上記側縁溶接部わき
に乗上げ、降りる案内ローラを回転刃物の前後に
一体に組付け、両ローラ踏面と回転刃物切削面と
を一致させたその平面に直角方向にだけ可動であ
り、加圧、支持機構により上記乗上げ可能な待機
位置に保持されるものであり、上記待機位置と溶
接用のわきの母材面との段差は前溶接部の最大凹
み段差、ひずみより大であり、上記前側ローラは
上記段差を遅滞なく乗上げ得る外径である事を特
徴とする。

（作用） この発明は、溶接部の始端、終端を検出するセ
ンサーつきアーク溶接トーチの後方に、切削装置
をつけ、溶接トーチが不連続溶接部を次々と溶接
する間、回転刃物の前後に案内ローラを付けた切
削装置が、溶接したばかりのビードのわきに案内
ローラを乗上げる事により、回転刃物切削面が常
に案内ローラの踏面であるビードわきの母材表面
に一致する理想的ビード仕上げを行う。

またこの発明は、回転刃物を前後案内ローラと
一体に組み、溶接部へ達するたびに、そのビード
わきに乗上げさせる理想の具体策として、これら
を常時、切削加圧力により、予定された乗上面よ
り何mmか余分に押出した待機位置に停めておき、
その仕上面と待機位置の段差は全溶接部の最大凹
み誤差、ひずみより大にし、その段差を遅滞なく
乗上げられる外径の案内ローラを使用するから、
製作誤作や板のひずみで母材が最も凹んだ所で
も、待機位置の切削面、ローラ踏面よりは手前側
になるから、切削装置はその凹み分だけ乗り出し
て平らに切削する事ができる。

また金属製扉の表裏板を両側縁で連続突合せ溶
接して仕上ける装置に上記発明を適用し、各種寸
法の扉素材に対応でき、素材の両側縁全長を狭圧
して溶接変形を防ぐクランプ装置に、素材仮受機
構、位置決めアーム、そして溶接トーチ、切削装
置の走行機構を付設したから、装置としてまとま
りよく、素材取付けから溶接、仕上げ、取はずし
まで能率よく行える装置を提示した。

（実施例） 第１図はこの発明装置の一例を示すもので、そ
の１は溶接トーチ、２はその直前につけた溶接部
検出用センサー、３は切削装置で、刃物台６上に
エンドミル４とその直後案内ローラ５，5aを付
けている。切削装置３を付けた刃物台６は、第５
図に示すように走行台７の摺動面に載り、流体圧
シリンダ８により切削のための待機位置まで押出
されているが、又は溶接物を出し入れする際、妨
げにならない所まで後退している。前後案内ロー
ラ５が溶接部わきに乗上げると、刃物台６はその
段差分だけ押戻される。

第２図は第１図の装置が被溶接物Ａの溶接部始
端の溶接を始めた状態を示す。切削装置３は未だ
溶接物Ａ上に乗り上げていないが、少し進むと前
側案内ローラ５の下部が溶接ビートｂわきの母材
端につき当り、切削面つまり案内ローラ５，5a
の踏面と、ビードわきの母材面との段差ｈを乗上
げる。この段差ｈは溶接部全長にわたる最大凹み
誤差、ひずみのいずれよりも、やゝ大になるよう
にして、切削できない所が無いようにしなければ
ならない。機械加工品と違つて溶接物の溶接部は
製作誤差、取付誤差が大きく、さらに溶接ひずみ
の可能性も大きいため、上記段差は３〜５mmにも
なる。

この段差が大きな時、小さな案内ローラで乗上
げようとすると、これと一体の刃物台６と走行台
７側摺動面との摩擦を大にする反力が大きいた
め、乗上がれなくて走行を停めてしまうか、ある
いは反力により一たん停まつてから乗上げるの
で、不良溶接部を生ずる。従つて設計者は不連続
溶接部の全長にわたり、溶接部の高低差を求め、
ひずみ量を予想し、切削装置３の待機位置、乗上
面間段差をこれによりやゝ大に設計し、その段差
を乗上げる際、溶接トーチ１の進行速度にほとん
ど影響を与えないですむ大径の案内ローラ５を使
う事が重要なコツである。

次に、この発明を金属製扉の溶解に適用した実
施例を第３〜６図によつて説明する。第３図に鎖
線で示すＤが金属製扉素材で、表裏の鋼板を両面
縁で連続突合せ溶接し、仕上げるものである。素
材Ｄを予め手溶接で、表裏板を仮止めしてある。

この実施例の主な部分をまず挙げると、扉の幅
に応じて間隔調節可能の左右台枠１０，１１（こ
の例では台枠１１だけがレール１２に載つて移動
する）、両台枠１０，１１間に扉素材Ｄを水平に
寝かし、その左右側縁全長を上下から狭圧する、
台枠１０，１１上それぞれのクランプ装置１３，
１３、それらの内側に昇降可能に取付けた扉素材
仮受機構１４，１４、同じく外側に昇降可能に取
付けた各一対の扉素材位置決めアーム１５，１
５、上記左右クランプ装置１３，１３それぞれの
外側を素材Ｄの側縁沿いに走る走行台７，７、そ
の各走行台７上、側縁溶接部へ向う自動アーク溶
接機トーチ１、ビード切削装置３等である。

クランプ装置１３は素材Ｄの側縁全面を下から
受ける受台１３ｂと、圧下材（横材）１３ａ用流
体圧シリンダを列設した門形架枠１３ｃを、台枠
１０，１１上、内側寄りに並び立て、外側寄りに
走行台７のレール２２を敷いている。また架枠１
３ｃの中央部上面にワイヤリールつき溶接機１ａ
を敷せ、移動する溶接トーチ１までの重いコンジ
ツトチユーブ１７の途中を滑走自在に吊るす滑車
つきフツク１８に掛け、架枠１３ｃの上に高く設
けた水平レール１９沿いに動くようにして、走行
台７の走行速度をコンジツトチユーブで阻害しな
い設備にしている。

第３図の左側は、素材Ｄを仮受機構１４の受球
上へ滑り込ませ、位置決めアーム１５を立て、台
枠１０，１１を相互接近させた状態を示し、同図
右側は、仮受機構１４、位置決めアーム１５を下
げ、圧下材１３ａを下げて側縁全長をクランプ
し、エンドミル４が切削している状態を示す。な
お１６はエンドミル駆動モータで、この例ではコ
ンピユータからの信号で始動し、後側案内ローラ
が溶接物Ａから降りた時、停まるようにしてい
る。

走行台７を上から見た拡大図を第５図として示
す。センサー２が回動すると棒を介して溶接ワイ
ヤ繰出し制御用マイクロスイツチ２０を作動させ
る機構、刃物台６を退避させる動作と、待機位置
まで押出して切削用加圧力を与える流体圧シリン
ダ８ａを示している。

第６図はクランプ装置受台１３ｂの内側に設け
た素材仮受機構１４、外側に設けた位置決めアー
ム１５を拡大して示す。前者は全長の両端部につ
けた回転レバー２１を流体圧シリンダ８ｂにより
回動させれ昇降し、後者は受台１３ｂの中間位置
二カ所にあり、流体圧シリンダ８ｃにより回動し
て上がり降りする。両機構は溶接準備作業を著し
く簡易化した。

なお、この実施例装置は各種寸法の鋼扉素材に
対応して、コンピユータにより左右台枠間隔を自
動位置決めし、素材を上記仮受機構１４の球の上
に滑り込ませば、その位置決め、クランプ、溶
接、切削仕上げが全自動で行われ、扉側縁のハン
ドル取付用凹陥部では自動的に溶接が中止、再開
して進み、溶接部終端を通過すると、溶接、切削
をやめ、トーチ、切削装置が退避して出発位置へ
復帰走行する。無論、復帰させず、トーチ、切削
装置の向きを変えて、次の素材は逆方向に溶接、
切削するようにしてもよい。

この実施例装置の実験結果は、従来の手作業で
飛び飛びに点状溶接してサンダー仕上げした場合
の20分に対し、僅か３〜４分で足り、薄板製品の
全長溶接で恐れられる溶接変形も、完全な全長ク
ランプにより防止でき、全長溶接、完全機械仕上
げの高品質な溶接、仕上げが得られた。従来の飛
石溶接した鋼扉の場合、溶接量は少ないが、サン
ダーをかけるため早くクランプをはずすためか、
ひずみを生じていたが、この発明は全長溶接して
も、完全拘束して行えばひずまない事を示した。

作業者は腰をかゝめて手動アークを溶接した
り、サンダーの粉塵を吸わなくてすみ、熟練を要
せず、生産性を高められる。

鋼扉の溶接、仕上装置に限つても、この発明の
実施態様は担当設計者の周知技術により多様に変
化、応用される事はいうまでもなく、素材側を固
定してトーチ、切削装置側を移動させる上記実施
例の逆の形にするのも容易である。なお回転刃物
はエンドミルに限らないが、普通のカツターは溶
接スパツタが付くと刃先が欠けやすくなるようで
ある。

（発明の効果） この発明は途切れ途切れで、しかも正確に一直
線に並んではいない溶接部を、自らアークを断続
させて全溶接し、その間、溶接ビードのわきの母
材表面に合わせて平たんに切削するという、手作
業でなければやれないと思われた作業を完全自動
化することに成功した。

溶接機トーチの直前にセンサーを付けて溶接部
始端を検出され、溶接ワイヤの繰出し、停止制御
させるから、溶接部始端にワイヤが当つてアーク
を生じ、終端に達する直前でワイヤが停まるため
アーク長が伸び、溶融池を埋めて溶接を終わる。

切削装置は従来のサンダーでなく、回転刃物を
用いたから、狭い空間に組込め、強力、じん速な
仕上げ可能になり、粉塵を生せず、砥石のように
外径変化に対応させる必要がない。特にエンドミ
ルを用いると長期間の使用に耐える。

回転刃物はフライス盤のような強固で精度の高
い装置に使われる工具であるが、この発明はこれ
を前後案内ローラと一体の刃物台に固定し、その
刃物台は前述の実施例では走行台摺動面沿いに進
退させるから、溶接物を確実に固定すれば、この
発明のような変則的使い方も可能な事を示した。

前後案内ローラの踏面と回転刃物切削面とを一
致させるように固定し、決削用加圧力で待機位置
まで押出しておき、溶接部始端のビードわきに乗
上げて切削するようにしたから、溶接ビードは確
実に母材表面の高さに仕上げられるだけでなく、
溶接部の高低変化に適応できる。

また、この発明を適用した金属製扉側縁溶接、
仕上装置は、飛石溶接を塗料で隠していた従来方
式を排し、全溶接長を自動溶接、仕上げしてもひ
ずみも生せず、しかも素材装入、クランプ、溶
接、仕上げ、クランプ解除まで、すべて能率よく
全自動で行える事を実証した。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明一実施例の説明図、第２図は
同じく使用状況説明図、第３図はこの発明による
鋼扉側縁溶接、仕上装置の実施例立面図、第４図
はその平面図、第５図は走行台の平面図、第６図
は片側のクランプ装置とその付属機構を示す立面
図である。 １……トーチ、２……センサー、３……切削装
置、４……エンドミル、６……刃物台、７……走
行台、８……流体圧シリンダ、１０，１１……台
枠、１３……クランプ装置、１４……扉素材仮受
機構、１５……位置決めアーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶接線沿いに走行する自動アーク溶接機のト
   ーチの直前に付けたセンサーが溶接部始端を検出
   した時、通電した溶接ワイヤを繰出し、溶接部終
   端を検出した時、繰出しを停めるようにした溶接
   断続装置と、 上記トーチに後続して走る溶接ビード切削用回
   転刃物の前後に、溶接ビードのわきに載る案内ロ
   ーラを一体に組付け、両ローラの踏面と回転刃物
   の切削面とを一致させたその平面に直角方向にだ
   け可動にした切削装置と、 上記切削装置を、切削用加圧力となる流体圧に
   より、摺動案内面沿いに常時押出して、待機位置
   に受止めており、溶接機の進行により、前側の上
   記案内ローラが溶接部始端のわきの母材端に達し
   た時、該ローラが上記切削装置全体を押戻しつゝ
   待機位置から溶接部わきに乗上げて進むようにし
   た切削装置加圧、支持機構とを備え、 上記待機位置と溶接部始端のわきの母材面との
   段差は、全溶接部の最大凹み誤差、ひずみより大
   であり、上記前側ローラは上記段差を遅滞なく乗
   上げ得る外径である事を特徴とする自動溶接、仕
   上装置。 ２ 金属扉の表裏板を両側縁で連続突合せ溶接
   し、仕上げる自動溶接、仕上装置であつて、 扉の幅に応じて間隔調節可能な左右台枠と、 これら台枠間に、仮溶接した扉素材を水平に寝
   かし、その左右側縁全長を上下から狭圧する、上
   記各台枠上それぞれのクランプ装置と、 上記クランプ装置それぞれの内側に昇降可能に
   取付けた扉素材仮受機構、同じく外側に昇降可能
   に取付けた各一対の扉素材位置決めアームと、 上記左右クランプ装置それぞれの外側を上記素
   材側縁沿いに走る走行台と、 その各走行台上、上記側縁溶接部へ向う自動ア
   ーク溶接機トーチ、溶接ビード切削装置とを備
   え、 上記溶接トーチはその直前の溶接部センサーに
   よる溶接断続装置を有し、 上記切削装置は、上記側縁溶接部わきに乗上
   げ、降りる案内ローラを回転刃物の前後に一体に
   組付け、両ローラ踏面と回転刃物切削面とを一致
   させたその平面に直角方向にだけ可動であり、加
   圧、支持機構により上記乗上げ可能な待機位置に
   保持させるものであり、 上記待機位置と溶接部のわきの母材面との段差
   は全溶接部の最大凹み誤差、ひずみより大であ
   り、上記前側ローラは上記段差を遅滞なく乗上げ
   得る外径である事を特徴とする自動溶接、仕上装
   置。