JPH069742Y2 - 溶接構造ビーム自動製作装置における被加工材押圧ローラ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本考案は、主としてＩ形もしくはＴ形断面の溶接構造ビ
ームを溶接する装置における被加工材送り押えローラ装
置に関する。

従来の技術： 所要寸法の帯状鋼板を組合わせてＩ形断面等のビームを
溶接する技術については、既に公知である。

特にＩ形断面等の溶接構造ビームを自動溶接しようとす
る技術については、本考案者の先願発明（特開昭61-193
781号公報参照）によつて知られている。Ｉ形断面のビ
ームなどを溶接によつて製作する場合、フランジ部材と
ウエブ材とを溶接するに際し、当然のことながらフラン
ジ部材に対してウエブ材の接合する端面を密着状態にし
て溶接する必要がある。そのために、連続して供給され
るフランジ部材とウエブ材とは、ローラ等でもつて密接
方向に押圧するようにし、所定の位置で接合個所を連続
して溶接することになる。先願発明においては、圧着ロ
ーラによつて溶接操作位置上方で押圧する方式が提案さ
れている。

解決しようとする課題： 前記した先行技術においては、溶接時における接合部の
密接にのみ重点をおいているため、連続して長尺の製品
を製作する場合、局部的な対策では溶接された後での溶
接部分に発生する熱応力が、冷却と共に分散消去せず、
局部的に発生して溶接個所でクラツクが生じたり、ウエ
ブ材に対してフランジ部材が反り、変形することが避け
られず、これを改善する必要がある。

課題を解決するための手段： 本考案は上記したような問題点を解消するために、アー
ク溶接位置の前位置と後位置とで、フランジ部材に対し
てウエブ材を密着するように継続的に加圧力を付与する
と共に、ウエブ材を両側から挟んで位置ずれを起こさな
いようにして、溶接部分での接合する両者がほぼ均等に
加熱溶着できる条件を維持するようにした装置を提供す
ることにある。

本考案は、溶接構造ビームを自動製作する装置におい
て、フレーム基台上に立設した本体フレームに、その幅
方向の両側に設けたガイドレールに沿つて昇降機構によ
り任意位置へ昇降移動するようにした押圧ローラ支持機
構と、この押圧ローラ支持機構の昇降フレーム中央部に
取り付いた加圧シリンダにより上下動操作される可動フ
レームと、さらにその可動フレーム下部に配設した被加
工材を正位置に案内するローラと加圧ローラと、フレー
ム基盤側にて前記加圧ローラに対向する位置で配設され
た受けローラと、からなり；これら各部は被加工材の流
れ方向で、溶接操作位置より前位置と後位置とにそれぞ
れ配設した構成の被加工材押圧ローラ装置である。

本考案の被加工材押圧ローラ支持機構は、本体フレーム
の上部に駆動部を有するスクリユー軸と、昇降フレーム
側に取り付けた昇降移動体内蔵の雌ねじ片とを組合わせ
て、昇降フレームの両側で同調駆動操作して本体フレー
ム付設のガイドレールに沿い所要位置に昇降移動し、加
圧ローラとその支持部を支持するようになつている。も
ちろん、本体フレームに沿設のガイドレールに対して、
昇降フレーム付設のガイドローラで四方への振れが生じ
ないように、案内保持される構成となつている。

可動フレームも、前記昇降フレームと同様にガイドレー
ルに案内されるガイドローラを両端部に備えている。

可動フレームに配設した被加工材の案内ローラは、被加
工材の寸法その他加工時の条件に応じて横幅方向に調節
できるようになつている。

作用： 本考案の押圧ローラ装置を備えることにより、被加工材
の被溶接部は溶接操作個所に達する際に、フランジ部材
下側の受けローラとウエブ材に対する上側からの加圧ロ
ーラとによる挟圧力で、フランジ部材と接合するウエブ
材の下端面とは密接して送られる。したがつて、溶接に
より母材に伝導される熱は、その接合部近傍において均
等に伝播し、ウエブ材とフランジ部材との溶接部近傍で
の熱膨張による母材の延びは、ほぼ等しい状態となり、
溶接された後も溶接部が凝固して安定域に近づく区間挟
圧力が付勢された状態に保たれることになつて、溶接に
よる熱歪が非常に少なくなり、以後の矯正操作も簡便と
なる。

また、溶接操作部に送り込まれる被加工材の、フランジ
部材に対するウエブ材の位置・姿勢については、押圧側
に配した案内ローラによつて正しく導かれ、位置ずれを
起こすことなく押圧保持されて、溶接することができ
る。

実施例： 以下本考案を一実施例について図面により説明すれば、
次の通りである。

第１図に示すのは、本考案装置を組込んだ溶接構造のビ
ーム自動製作装置の概要図であり、中央に位置するのが
溶接装置１である。この溶接装置１は、Ｉ形断面（また
は逆Ｔ形断面）にフランジ部材相当の長い平板とウエブ
材の板とを、所定の姿勢に保持して、アーク溶接される
ように、案内支持するガイドローラや、前記ウエブ材を
フランジ部材の中央位置に当接維持する機構などが組込
んである。この溶接装置１のフレーム基盤３は、そのほ
ぼ中央部下面で基台２上に、被加工物の進行方向に傾動
可能なよう枢支４され、加工処理されたものの出口側で
基盤３下面と基台２との間に、定常状態に保つためのバ
ネ４′が介在配設してある。

溶接装置１の上部には、基台２上に、該溶接装置１の傾
動並びに被加工材Ａの進行に支障を来さないよう支柱
５′位置を後部へずらせて架台５が跨設してある。この
架台５上には溶接操作部へのフラツクス供給並びに回収
処理手段７と、溶接機６とを、配分して搭載してある。
被加工材Ａの供給側と送り出し側とには、それぞれロー
ラコンベヤ8,8′が配設してある。

溶接装置１は、第２図ないし第５図にて示すように、前
記したフレーム基盤３上には、被加工材Ａの移動方向に
平行して所要の間隔で一対の基部フレーム11,11が配設
してあり、さらに該基部フレーム11,11上に、被加工材
Ａが内下部を通過できるようにして本体フレーム10が立
設してある。この本体フレーム10の４本の支柱12は、そ
の相対する内側に上下方向のガイドレール13をそれぞれ
沿設してある。被加工材Ａの移動方向の前側位置（第２
図において左側）と後側位置（第２図において右側、以
後これに準じて説明する）とに、それぞれ前記ガイドレ
ール13対によつて案内されて所要高さにセツトできる押
圧ローラ支持機構21,21と、この押圧ローラ支持機構21
の昇降フレーム22中央部に取り付けた加圧シリンダ26に
より上下動操作される可動フレーム30と、該可動フレー
ム30下部に配設した加圧ローラ35及び被加工材案内用ロ
ーラ37とが配設してあり、これらとフレーム基盤３上に
対向して配設した受けローラ40とによつて、被加工材Ａ
を歪の発生が僅少な状態で溶接できるようにした被加工
材押圧ローラ装置10を構成して、組込んである。

溶接手段としての溶接トーチ15は、前記した被加工材押
圧ローラ装置20,20′の中間の位置に、移動する被加工
材Ａのフランジ部材とウエブ材との溶接箇所に対向する
ようにして配設してある。

次に上記押圧ローラ装置20（一方のもので代表して説明
する）の各部について説明する。

押圧ローラ支持機構21は、前記した本体フレーム10の支
柱12,12に沿設したガイドレール13,13に、ガイドローラ
22′群によつて前後左右に振れが生じないで上下方向に
移動案内される昇降フレーム22を主体とし、この昇降フ
レーム22は、本体フレーム10の上部横繋ぎ部材14と下部
横繋ぎ部材14′とに設けてある軸受23′，23′にて垂直
支持されて、被加工材移動路の両側に配設してある一対
のスクリユー軸23,23にて、該昇降フレーム22付設の昇
降移動体24内蔵雌ねじ片24′を介して、所要位置に移動
させて支持できるようになつている。前記各スクリユー
軸23,23は、本体フレーム10の頂部に搭載されたモータ
から、伝達軸25′によつてギヤーボツクス25″，25″を
介し同調して異なる方向に回転するよう、動力が伝えら
れる駆動部25と接続されている。

前記昇降フレーム22は、平行する２本の横梁材を両端部
で繋ぎ部材22″にて繋ぎ、平面視長方形に枠組みした構
造になつている。前記したガイドローラ22′群は、各繋
ぎ部材22″にそれぞれ付設して、ガイドレール13に接触
するようにし、前後左右の振れが生じない状態で案内で
きるようになつている。

加圧シリンダ26は、昇降フレーム22の中央部において、
２本の横梁材間に跨設したブラケツト26″対にてトラニ
オン支持され、ピストンロツド26′を下向きに突き出し
ている。

可動フレーム30は、前記昇降フレーム22とほぼ同様の構
造で、両端の繋ぎ部材31にガイドローラ32群が付設さ
れ、ガイドレール13に沿って昇降自在な構成であり、そ
の中央部ブラケツト33で加圧シリンダ26のピストンロツ
ド26′先端と連結してある。この可動フレーム30の下面
中央ブラケツト34によつて加圧ローラ35が回転自在に取
り付いている。具体例として示した加圧ローラ35Ｖ形溝
を備えており、Ｉビームの最初の溶接加工に際し、その
ウエブ材の上縁（逆Ｔ形断面のビームの場合のウエブ材
端縁）を案内・加圧できるようになつている。もちろ
ん、フランジ部材の上面を加圧することもできる。ブラ
ケツト34の後側に、幅方向に横支持梁片36が固着してあ
り、この横支持梁片36に沿つて幅方向に左右同調して移
動調節可能な被加工材案内用ローラ37が一対付設してあ
る。

前記した加圧ローラ35に対向して基盤３上側に設けた受
けローラ40は、軸受41,41によりその支持軸42を受支さ
れ、該支持軸42は駆動機（図示省略）により、所要の速
度で回転するようにしてある。

なお、図面上、受けローラ40の上側には、被加工材のウ
エブ材及びフランジ部材を両側から挟んで案内する被加
工材ガイド機構50が設けてあり、その案内ローラ位置
は、溶接トーチ15の配置に支障ないようにして、フレー
ム基盤３に支持されてハンドル52操作で回転するスクリ
ユー軸51,51により、両側から調節するようになつてい
る。

基盤３の本体フレーム10前方位置には、溶接後の加工材
を矯正するローラ装置９が配設してある。

上記したような構成の被加工材押圧ローラ装置20は、作
業に先立って、被加工材Ａの高さ寸法に応じ、まず押圧
ローラ支持機構20の駆動部モータを起動して、スクリユ
ー軸23,23を回転させ、これに螺合する雌ねじ片24′内
蔵の昇降移動体24を介して昇降フレーム22を、上下方向
に所要高さまで移動させる。この昇降フレーム22の移動
位置は、加圧ローラ35によつて被加工材Ａのウエブ材上
縁（もしくはフランジ部材上面）を押圧できる高さに合
わせる。

被加工材Ａがローラコンベヤ８によつて溶接装置１に送
り込まれると、先に前側の押圧ローラ装置20の加圧シリ
ンダ位置26を作動させて、加圧ローラ35を被加工材Ａの
上面に当接させる。これに合わせて案内用ローラ37,37
を、被加工材Ａの上部を移動中心に位置するように挟持
させる（第７図参照）。この際被加工材Ａの下部は被加
工材ガイド機構50によつて所定位置で移動するよう案内
されている。

このようにして所定位置に案内保持された被加工材Ａ
は、加圧シリンダ26による押圧力で加圧ローラ35とその
直下の受けローラ40とにより挟圧されて、受けローラ40
に伝達される駆動力によつて前進する。フランジ部材ａ
に対してウエブ材ｂは、加圧ローラ35による押圧力で密
接して先端部が溶接位置に移行して公知の手段で溶接ト
ーチ15からのアークにより溶接される。

この溶接位置を通過すると、待機していた後側の押圧ロ
ーラ装置20′が前側の押圧ローラ装置20と同様にして、
その加圧シリンダ26による推力で加圧ローラ35が被加工
材Ａの上側に押圧力を加え、該被加工材Ａを挟圧しなが
ら受けローラ40側からの動力伝達で被加工材Ａを前進さ
せる。この後側の押圧ローラ装置20′が作動を開始する
と、前側の押圧ローラ装置20とによつて、被加工材Ａの
フランジ部材ａとウエブ材ｂとの接合部が密接状態に維
持される。このようにすることで、密接によつて母材に
伝導される熱が、その接合部近傍で均等に伝播し、溶接
前部分では両者がほぼ均等に加熱状態に保たれて溶接部
に進行する。また溶接された後は、徐冷される間に挟圧
力を受けて移動することになる。

したがつて、被加工材Ａのフランジ部材ａとウエブ材ｂ
とは、溶接直前位置から溶接された後の加圧位置までの
区間で、ほぼ一体化した状態に挟圧されて移動し、その
まま徐冷されることになるので、熱は接合部の周辺で均
等に分散伝播し、接合する両部材間に熱膨張差などが生
じることもなく、熱歪の発生が著しく減じる。それ故後
側押圧ローラ装置20の挟圧位置から離れた場所で矯正ロ
ーラ装置９により、残留歪を軽く矯正するだけで、曲が
りのない製品（または半製品）に仕上げられて送り出し
側のローラコンベヤ8′上に移行する。もちろん熱応力
による歪が残留しないので、溶接箇所でのクラツクの発
生もない。なお、前後両被加工材押圧ローラ装置20,2
0′は独立して設けてあるので、被加工材Ａの溶接操作
とその後の状況に応じて、個々にその加圧ローラ35によ
る押圧力を設定し、最適の状態となるようにすればよ
い。

考案の効果： 本考案によれば、Ｉ形ビーム、あるいはＴ形ビームを溶
接構造で製作する際のフランジ部材とウエブ材との接合
状態並びに溶接後の所要区間で、母材が均等な熱を受
け、かつ安定状態となるまで溶接後の部分に押圧力を保
持させる構成としたことで、仕上がり後の製品に熱歪に
よる曲がりが起きることなく、一挙に完成品（Ｉビーム
の場合の第１のフランジとウエブとの溶接による中間
品）が得られることになる。しかも、被加工材の高さ寸
法の変更に際しては、押圧ローラ支持機構並びに可動フ
レームを所要位置に上下させて簡単に対応でき、かつ前
側と後側との両押圧ローラ装置が個々に操作できる等の
合理性を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置を備えた溶接構造ビームの自動製作
装置の概要図、第２図は本考案装置組込み要部の一部縦
断正面図、第３図は第２図のIII−III視図、第４図は加
圧ローラ支持側要部拡大断面図、第５図は第４図のＶ−
Ｖ視図、第６図及び第７図は作動態様を示す図である。 １…溶接装置、２…基台 ３…基盤、8,8′…ローラコンベヤ 10…本体フレーム、11…基部フレーム 12…支柱、13…ガイドレール 14…上部横繋ぎ部材、14′…下部横繋ぎ部材 15…溶接トーチ 20…前側の被加工材押圧ローラ装置 20′…後側の被加工材押圧ローラ装置 21…押圧ローラ支持機構、22…昇降フレーム 22′，32…ガイドローラ、23…スクリユー軸 24…昇降移動体、25…駆動部 26…加圧シリンダ、26′…ピストンロツド 30…可動フレーム、31…繋ぎ部材 33,34…ブラケツト、35…加圧ローラ 36…横支持梁片 37…被加工材案内用ローラ、40…受けローラ 50…被加工材ガイド機構、Ａ…被加工材 ａ…フランジ部材、ｂ…ウエブ材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】溶接構造ビームを自動製作する装置におい
   て： フレーム基台上に立設した本体フレームに、その幅方向
   の両側に設けたガイドレールに沿い、昇降機構によつて
   昇降移動するようにした押圧ローラ支持機構と；該押圧
   ローラ支持機構の昇降フレーム中央部に付設した加圧シ
   リンダにより上下動操作される可動フレームと；該可動
   フレーム下部に配設した被加工材の正位置案内ローラ
   と、加圧ローラと；フレーム基盤側にて前記加圧ローラ
   に対向する位置で配設された受けローラと、からなり； これら各部からなる構成が、溶接操作個所の前位置と後
   位置とにそれぞれ配設したことを特徴とする溶接構造ビ
   ーム自動製作装置における被加工材押圧ローラ装置。