JPH11347780A - 薄板自動溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱歪が少なく溶接ビードの汚れもなく、後工
程も簡単、溶け落ちもないレーザ溶接を可能とした薄板
自動溶接装置を提供する。 【解決手段】 コイル後端部をクランプするクランプ２
ｂとコイル先端部をクランプするクランプ２ａとを有
し、端部のカッタ３による切断後各クランプ２ａ，２ｂ
の移動側クランプ２ａＴ，２ｂＴを固定側クランプ２ａ
Ｌ，２ｂＬに接近させて薄板１端を突出させてつき合
せ、押上げガイド５上に位置する開先をレーザ溶接ヘッ
ド４にて溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄板の後端部及び
先端部をレーザ溶接により溶接することとした自動溶接
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】ロール状
に巻回された薄板材（コイルと称する）、それも例えば
０．１ｍｍ程の極薄板材にあって、前のコイルの後端部
と次のコイルの先端部とを接続するについては、従来作
業者の手を借りてＴＩＧ溶接等によって接合しているの
が、一般的である。

【０００３】しかしながら、かかる溶接の場合極薄板と
いうこともあって、大きな熱歪が生じること、溶接ビー
ドも汚いこと、溶接後のばり取り等後工程での修正に時
間がかかる等の問題があり、生産効率又は作業性に問題
がある。また、場合によっては薄板の溶け落ち不良が生
ずるという問題もある。

【０００４】本発明は、上述の問題に鑑み、熱歪の少な
い溶接ビードも汚れなく、溶接後工程も簡単であり、溶
け落ちもない薄板自動溶接装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、次の発明特定事項を有する。第１の発明では、
薄板が通された移動側クランプと固定側クランプとの組
合せからなるクランプが上記移動側クランプどおしを対
向させて通板方向に沿い上流側及び下流側に一対備えら
れ、上記クランプはそれぞれ上記通板方向に移動可能で
ありしかも上記各移動クランプは上記固定クランプに対
しても上記通板方向に移動可能であり、上記各移動クラ
ンプには薄板のカッタが備えられ、上記クランプ間にあ
って上記薄板の表裏に対応して押上げガイド及びレーザ
溶接ヘッドが備えられたものである。

【０００６】第２の発明は、第１の発明にあって、下流
側クランプの更に下流には整形ローラ及びトリミング装
置が備えられたものである。

【０００７】第３の発明は、第１の発明にあって、押上
げガイドには冷却手段が備えられたものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】ここで、図１〜図６を参照して発
明の実施の形態例につき述べる。図１〜図６は自動溶接
を経時的に現したものであるが、これら図を用いてその
構造と機能を説明する。従来におけるＴＩＧ溶接等と異
なり、本発明のレーザ溶接にあっては溶接開先の目あわ
せが重要であるため、自動溶接に際しては開先つき合せ
とその位置の精度が問題になる。本例ではこの点を配慮
した構造である。

【０００９】例えば０．１ｍｍとか０．０８ｍｍとかの
極薄板がコイル（図示省略）より引き出され所定の処理
をしてまたコイル（図示省略）に巻かれる工程にあっ
て、コイルには極薄板の先端部（巻き始め）と後端部
（巻き終り）とがあり、工程上引き出された前のコイル
の後端部とこれから引き出される次のコイルの先端部と
を接合することが要求される。ここにあって、本発明で
は例えばＹＡＧレーザによるレーザ溶接にて接合するこ
とになる。

【００１０】図１において、極薄板１が通板される経路
上には、上流側と下流側とに一対のクランプ２ａ，２ｂ
が配置される。このクランプ２ａ，２ｂは、通板された
極薄板１を把持固定できるものであり、各クランプ２
ａ，２ｂには固定側クランプ２ａＬ，２ｂＬ及び移動側
クランプ２ａＴ，２ｂＴが組合わされ、しかも移動クラ
ンプ２ａＴ，２ｂＴどおしが向き合うように上流側と下
流側とに備えられる。

【００１１】また、各クランプ２ａ，２ｂは通板方向に
沿って移動可能に配置されると共に、固定側クランプ２
ａＬ，２ｂＬに対して移動側クランプ２ａＴ，２ｂＴが
同じく通板方向に沿って移動可能に配置されている。ま
た、移動クランプ２ａＴ，２ｂＴには極薄板１切断のた
めのカッタ３が備えられている。

【００１２】更に、上流側及び下流側のクランプ２ａ，
２ｂの間には、極薄板１の表側（上側）にレーザ溶接ヘ
ッド４が上下移動可能に配置されると共に、このレーザ
溶接ヘッド４に対応して極薄板１の裏側（下側）には押
上げガイド５が上下移動可能に配置されている。

【００１３】かかる図１に示す構造にあって、極薄板１
の通常の通板状態では、クランプ２ａ，２ｂは機能せ
ず、レーザ溶接ヘッド４や押上げガイド５も作動しない
ままである。ところが、図１に示すようにクランプ２ｂ
に前コイルの後端部が近づき、クランプ２ａに次のコイ
ルの先端部が通過した時点で、図２に示すようにクラン
プ２ａが次コイルの先端部、クランプ２ｂが前コイルの
後端部をそれぞれクランプする。具体的には上側クラン
プを下降させてクランプする。この状態ではクランプ２
ａ，２ｂにおいて、固定側クランプ２ａＬ，２ｂＬに対
し移動側クランプ２ａＴ，２ｂＴが離間した（伸ばし
た）位置関係となっている。なお、極薄板１の送り停止
はクランプ２ａ，２ｂ前後の送りローラ８の停止により
行なう。

【００１４】図２に示すクランプ状態にて、例えばロー
ラカッタを走らせる等カッタ３により極薄板１の端を切
断する。ついで、図３に示すように固定側クランプ２ａ
Ｌ，２ｂＬのクランプはそのままで、移動側クランプ２
ａＴ，２ｂＴをゆるめ移動側クランプ２ａＴ，２ｂＴを
固定側クランプ２ａＬ，２ｂＬに接近させて（縮めて）
再クランプし、極薄板１の端を突出させる。この突出量
は、レーザ溶接ヘッド４による溶接可能な寸法分必要と
なる。

【００１５】ついで、図４に示すようにクランプ２ａ，
２ｂを相互に接近させかつ押上げガイド５を上昇させて
極薄板１の切断面をつき合わせる。この状態でつき合せ
た開先は押上げガイド５の真上に位置し、レーザ溶接ヘ
ッド４の真下に位置する。このようにして開先を精度良
くつき合わせたままで、レーザ溶接ヘッド４を下降させ
極薄板１の幅方向に移動しつつ開先の溶接が目外れなく
行なわれる。この場合、レーザの溶接では溶接ビードが
きれいであり、極薄板の場合わずかに盛り上りが生ずる
のみで溶接の仕上りは極めて良好である。またこの場
合、溶接時の熱を逃がす目的で押上げガイド５自体をヒ
ートシンクに構成したり、あるいは押上げガイド５自体
を冷却ガス（Ｎ₂ やＡ_r ，Ｎｅ等の不活性ガス）のノズ
ルとしたりその他冷却手段を備えることにより、更に良
好な溶接が可能となる。

【００１６】下流側のクランプ２ｂの更に下流には、図
５に示すように溶接ビードを整形するための整形ローラ
６が備えられる。この整形ローラ６は、極薄板１の表裏
両側から溶接ビードをプレスするためのもので、前述し
たような極薄板のわずかな盛り上りも無くして平らにす
る役目を持つ。この結果、極薄板１がロール状に再度巻
かれても溶接部分が判明することなく滑らかに巻回され
また盛り上りによる次工程での悪影響もなくなる。

【００１７】更に、整形ローラ６の下流には、図６に示
すようにトリミング装置７が備えられ、トリミング用カ
ッタ７ａの下降によって溶接部分のトリミングが行なわ
れる。この場合、レーザビームによるトリミングも適用
可能である。なお、図５、図６の状態では溶接が終了し
ており、クランプ２ａ，２ｂのクランプは当然解除され
ている。

【００１８】以上のように、クランプ２ａ，２ｂ、整形
ローラ６、トリミング装置７を各種製造ライン上に組み
込むことにより、自動溶接が可能となる。また、洗浄や
検査等の工程をも含めることにより、自動製造ラインが
構築できることとなる。更に、板の材料や板厚が変更し
たとしてもこれら溶接条件の変更に伴い、コントローラ
にかかる条件を入力して制御することにより、ロールの
材料や板厚の特定によって全自動の溶接が可能となる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
の効果を得る。第１の発明では、薄板が通された移動側
クランプと固定側クランプとの組合わせからなるクラン
プが上記移動側クランプどおしを対向させて通板方向に
沿い上流側及び下流側に一対備えられ、上記クランプは
それぞれ上記通板方向に移動可能でありしかも上記各移
動クランプは上記固定クランプに対しても上記通板方向
に移動可能であり、上記各移動クランプには薄板のカッ
タが備えられ、上記クランプ間にあって上記薄板の表裏
に対応して押上げガイド及びレーザ溶接ヘッドが備えら
れたことにより、レーザ溶接が確実に行なわれて熱歪の
少ない溶接が可能であり、溶接ビードの汚れもなく溶接
後工程も簡単となり、溶け落ちもない自動溶接ができ、
自動溶接として製造ラインに組み込むことができ生産効
率の向上、作業性の向上が図れる。また、第２の発明で
は、第１の発明に加えて下流側クランプの更に下流には
整形ローラ及びトリミング装置が備えられたことによ
り、溶接による悪影響のない薄板が得られる。更に、第
３の発明では、第１の発明に加えて押上げガイドには冷
却手段が備えられたことにより、溶接精度の更なる向上
が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶接装置の構造を示すと共にクランプ前の状態
を示す図。

【図２】カッタによる切断状態図。

【図３】極薄板の突出状態図。

【図４】溶接前の状態図。

【図５】整形ローラの説明図。

【図６】トリミング装置の説明図。

【符号の説明】

１ 極薄板 ２ａ，２ｂ 固定側クランプ ２ａＬ，２ｂＬ 固定側クランプ ２ａＴ，２ｂＴ 移動側クランプ ３，７ａ カッタ ４ レーザ溶接ヘッド ５ 押上げローラ ６ 整形ローラ ７ トリミング装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄板が通された移動側クランプと固定側
   クランプとの組合せからなるクランプが上記移動側クラ
   ンプどおしを対向させて通板方向に沿い上流側及び下流
   側に一対備えられ、 上記クランプはそれぞれ上記通板方向に移動可能であり
   しかも上記各移動クランプは上記固定クランプに対して
   も上記通板方向に移動可能であり、 上記各移動クランプには薄板のカッタが備えられ、 上記クランプ間にあって上記薄板の表裏に対応して押上
   げガイド及びレーザ溶接ヘッドが備えられた薄板自動溶
   接装置。
2. 【請求項２】 下流側クランプの更に下流には整形ロー
   ラ及びトリミング装置が備えられた請求項１記載の薄板
   自動溶接装置。
3. 【請求項３】 押上げガイドには冷却手段が備えられた
   請求項１記載の薄板自動溶接装置。