JPS60180689A - レーザ突合わせ溶接用鋼帯クランプ装置 - Google Patents

レーザ突合わせ溶接用鋼帯クランプ装置

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JPS60180689A
JPS60180689A JP59037476A JP3747684A JPS60180689A JP S60180689 A JPS60180689 A JP S60180689A JP 59037476 A JP59037476 A JP 59037476A JP 3747684 A JP3747684 A JP 3747684A JP S60180689 A JPS60180689 A JP S60180689A
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clamp
saddle
guide
welding
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JP59037476A
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Shigeki Taniguchi
茂樹 谷口
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass
    • B23K37/04Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass for holding or positioning work
    • B23K37/0408Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass for holding or positioning work for planar work
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    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gripping Jigs, Holding Jigs, And Positioning Jigs (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

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】 本発明は、突合わせ溶接用鋼帯クランプ装置に関し、と
くに突き合わせの精度が厳格に要求される突合わせレー
ザ溶接によく適合するように、接合面が緊密に接触する
ようにクランプするために好適に用いられる鋼帯クラン
プ装置について提案する。
一般に、鉄鋼業における焼鈍プロセスラインなどでは、
先行、後行する鋼帯をライン入側において接続し所定の
処理工程に送多出している。このとき使用される汎用自
動溶接機には、シーム溶接機、フラッシュバット溶接機
、T工G−WIG溶接機などがあるが、近年低入熱、高
速溶接が可能という特徴のためにレーザ溶接が着目され
てきた。
しかしながら、レーザ浴接機は、集光されたレーザビー
ムの焦点径が非常に小さいため、鋼板どうしの突合わせ
溶接に当っては溶接線については・かなり高い精度のも
のが要請される。
ところが、一般の鉄鋼プロセスでは、例えば先行、後行
する鋼帯を突合わせ溶接するときは、該先・後行銅帯を
ダブルカットシャー等で切断し、この切断面を突合わせ
て溶接している。即ち、第゛゛3図に例示するようなダ
ブルカットシャーで切断した銅帯の一方を、他方の側へ
移動させて溶接接合面としているが、常法に従って切断
すれば、第8図(4)、(B)の(1)に示すように、
合わせ面が板幅方向における切断線は綺麗な直線とはな
らず、ラインの操作側と駆動側とではギャップGに大・
小(Gmax 、 Gm1n 、 )が発生する。この
ギャップGは板厚1.0〜3.0朋のもので、種々の切
断条件によっても差がめるが大体0.1#lIm程度生
じ、とりわけレーキ角のある刃を具えるシャーでは切断
終了I゛111jが狭くなる傾向がある。
これがために・被浴接材(鋼帯)のいずれか一方金単に
平行移動させることでwalf;jを形成した場合、第
8図−(3)のようにギャップ差がそのまま残り、レー
ザ溶接する場合に不適当であり、とくにフィラーワイヤ
を使わない場合実質的に溶接が不可能となる。
かような事情に対し、本発明は、突き合わせる鋼帯の端
面どうしが鋼帯幅方向の全域に亘ってで象るだけ緊密に
接触してレーザ溶接によく適合す′るようなりランプ装
置を提供することを目的とし−その目的達成のためにこ
の明細薔の頭書に記載した特許請求の範囲に揚起したと
おりのクランプ装置のように構成したのである。以下に
本発明の構成の詳細を図面にもとづき説明する。
まず、図示例にある本発明の具体的な構成を要約して説
明すると1 先行、後行する鋼帯の尾端・先端部を、突合わせ溶接に
適合するように緊密に接合させるだめの、少なくとも一
方をライン方向に移動可能に保持した一対のものからな
るクランプ装置において、移動側クランプ′t−機台の
ベースプレート上に、門形の摺動サドル(支持部材〕を
介して支持し・その支持部材t−、上記上記ペースプレ
ートンけるライン操作側、駆動側の2個所にそれぞれサ
ドル・桜動限を規制するべく設けた一対のストッパー機
゛榊、ならびに該サドル下面と係合してこれをライン方
向に往復動させるべく設けた一対のシリンダーとに連繋
させ、かつ核ベースグレートのラインに沿う操作側、駆
動側の両側壁に、突合わせ側の一゛端部が内向きになる
切欠部を設けたガイド壁を形成してなる支持部材案内装
置を設け、その案内装置のガイド壁に上記支持部材サド
ルの門形脚部に取付けたガイド車を転勤接触させて、当
該サドルが移動前駆では水平面内のいずれか一方に旋回
し得るようにした点に特徴がある。
委するに、移動側クランプを支持する支持部材(摺動サ
ドルノヲ、突合わせのために移動させたとき非拘束の状
態にして、一方を支点として他方の側が水平面内で旋回
するように支持して緊密な接合が果せるように構成して
あり、また、移動クランプの前進を規制するストッパー
を操作側、駆動側では異なる位置が設定できるようにし
て・突合わせ後のギャップGが適宜調節できるように構
成したものである。
・ 以下本発明をレーザ溶接機で先行する銅帯の尾゛端
と後行する銅帯の先端を突合わせ溶接する際に用いるク
ランプ装置の例で説明する。
第1〜3図において、■はオフラインに設置したレーザ
発振器、2はオフラインに置かれる剪断−“機、8a 
、abがクランプ装置であZ0発振器1がら発射された
レーザ元は銅帯幅方向に移動できるレーザトーチ4に集
光され銅帯接合面を照射して溶接を果す。
クランプ装置は、先行する銅帯の尾−をクランプする出
側クランプ8bと、後行する銅帯の先端をクランプする
入側クランプ8aとか、らなυ、以下の説明は入側クラ
ンプ8aが出側クランプ8bに向って移動する例で説明
する。
各クランプ装置はいずれも機台]1上に支持されており
、該移動側の入側クランプ8aは機台上のベースプレー
) 11a上に摺動サドル17を介して支持される。こ
の摺動サドル174’1.ライン方向に沿って出側クラ
ンプ18bに向ってシリンダー16を介して往復動する
ものでるり、との摺動・サドル17上に、下側の固定ク
ランプ15a と上側の昇降クランプ12aとからな夛
、かつ上部フレームla&によって支持された昇降のだ
めのシリンダ14af、(具える入側クランプ18aが
載置されている。なお、図示の符号13k) 、13b
 。
14b 、15bは対向配置された固定側の出側クラン
プ8bについて示す。
クランプの方法は、上・下一対のクランプ12a。
15aの間を通過鋼帯Sに対し、上部クランプ12a 
全昇降シリンダ14aを作動降下させて挾み(パつける
ようにする。
次に、上記のようにしてクランプした鋼@Sを他方の出
側クランプ装置3bfIIIに向けて移動させるための
機構即ち支持部材案内装置について述べる。その移動は
、ベースプレー)11a上のライン1操作側と駆動側と
にそれぞれ分けて設置したシリンダー16 、16’を
介して行うが、そのシリンダー16.16’の出没する
ロッドの遊端を、該ベースプレートllaを跨座するよ
うに配設されている摺動サドル17の下面に係止させ、
このシリンダ・)・−18,16”k作動させることに
よって、該摺動1サドル17ならびにその上に載置され
る入側クランプ自体を前・後進させ、溶接線となる緊密
な鋼帯突合わせ面を得る。
次に、該入側クランプ8aの移動幅(移動前進限)規制
のための機Sについて、第4.5図を参照して述べる。
上記摺動サドル17には後方にフックを具えるアーム1
7aが突設してあり、サドル17aの前進はベースプレ
ー) 11a上に配置&した次のようなストッパー機4
Nによって規制される6“。
このストッパー機構は、ストッパー18とこれに直接噛
合するスクリュー軸27と、さらにその延長上に設けら
れる歯車28,29.80および軸81を介して連繋し
ているモータ82とで構成され、このモータ32は、上
記スクリュー軸27の1後端に取付けた前記サドルアー
ム17aのフックと接するロードセルの如き圧力検知器
25の検知圧力により駆動し、かつラインの操作側・駆
動側にそれぞれ位置しているストッパー18.18’毎
によって異なる位置が設定できるように構成し・パであ
る。従って、このストッパー18 、18’によって前
進幅が規制されるサドル即ち入側クランプ3aは、銅帯
幅方向によって前進限の位置を変え得る。
次に、摺動サドル17:即ち入側クランプ3aの旋回機
構について、第5〜7図にもとづき説明する。該サドル
】7はベースプレー)]1a上をシリンダー16 、1
6’の作動により移動するが、その際その動きを円滑に
行なわせるために、該ベースプレート11aの両側壁に
ガイド壁84゜34′を設け、このガイド壁8傷、84
′にはサドルの門形脚部17bに取付けた複数個のガイ
ド車85を転動可能に接触させる。従って、ペースグレ
ート上を跨座するように配設されているサドル;即ちク
ランプ3aは、上記ガイド壁a 4 、34’ガイド車
85を介してライン方向に往復動する。
ところで、該サドル17は、そのアーム17aがストッ
パー18.18’のいずれか一方に接するまでは平行状
態で前進するが、その後桟る他方のストッパーと接する
まで線、未だ接していない側を・さらに押し進めるよう
に作動させられるので、該1サドル17は傾き、実質的
に旋回するような動きとなる。このサドル17の旋回す
る動きを助けるために、上記ガイド壁84 、34’の
突き合わせ側の端部に互いに内向きになるような切欠部
a4a ゛が設けてあり、ガイド車35がこの切欠部8
4aに係合するとき、該サドル17は確実に旋回し、第
8図(1)に示すような銅帯幅方向で生じている不均一
ギャップ全修正し、緊密に突合わされた浴接線を形造る
なお、上述の説明では、ストッパー18.!8’を駆動
するモータを共通にした例を挙けたが、これは操作側、
小fihOIIIと別々にしてもよい。また、移動クラ
ンプを入側に限定して述べたが、他方(出側)もしくは
両方にしてもよい。
次に、本発明装置の作用について、第8図にもとづき説
明する。
・まず、第8図の)の例(フィラーワイヤを使わない例
): 先行銅帯および後行鋼帯が所定位置に送られ停−・・°
止すると、入・出側クランプaa 、abのシリンダ1
4a 、14bi作動させ、先・後行銅帯をクランプす
る。次に1剪断機2fcライン内に前進させて、上記光
・後行銅帯端部を切断する。切断後剪断機2は所定の位
置へ移動復帰する。次にシリンダ16を作動させ、入側
クランプ8aを前進させる。この時、ストッパー18を
剪断機で切断された銅帯端面間の距離(切断間隔と呼ぶ
)よシ若干広く設定する。こうすると、入側クランプ3
aは最初はラインと平行方向に移動し、入側クランプ8
aが突合わせの前進端部位に来て出側クランプ8bに近
い側のガイド車がガイド壁34の切欠部34aと係合す
る。この状態では入側クランプ8aは水平面内に非拘束
の状態でちゃ、シリンダー16の作動があれはさらに動
き得る。
即ち、第8図の(2) 、 (8)に示すように、銅帯
の巾方向一端が接触すると、入側クランプ3aは他端の
ギャップgをゼロとする方向に旋回し停止する。
その結果、入側クランプ8aをラインと平行方向にまっ
すぐに前進させるよりもつき合わせ時のギ・ヤツプを小
さくできる。
このとき、入側クランプの旋回によって後行銅帯がライ
ンに対して斜めとなるが、その値は0°”/1000 
1111+1程度でちゃ問題はない。
・第8図(A)の例(フィラーワイヤを使うときの4/
Il);この例では、ストッパー18の位置を切断間隔
よりも小さくする場合であり、サドル即ち入側クランプ
8aがラインと平行方向にまず前進し、出側クランプ側
8bに近いガイド車35がガイド壁84の切欠部84a
と係合し、入側クランプ3aは水平面内で非拘束となる
。さらにシリンダー16を作動させると入側クランプを
支持するサドルのアーム17aがストッパー18に当接
して、第8図(3)の状態となって切断端面間にギャッ
プg′若干あけた状態で停止する5次に、突合わせが完
了するとフィラーワイヤーを供給しレーザトーチ4を鋼
帯幅方向に走行させてギャップg′ヲ埋める溶接を施す
以上説明したように本発明クランプ装置によれば、レー
ザ溶接などのような溶接線となる突合わ・せ部を、緊密
に接触させることができ高精度の溶接接合ができる。
なお、前記の実施例は、摺動サドルにガイド車を、また
固定側のベースプレートに切欠部を設けたものであるが
、逆に摺動サドル側に切欠本ベースプレート側にガイド
車を設けるようにしてもよい。さらには摺動側と固定1
111逆にしてもよく、前記実施例を含めて4通りの態
様がある0
【図面の簡単な説明】
第1図は、銅帯のレーザ溶接機の平面図、第2図および
第3図は、レーザ溶接機をライン内に設置した状態の正
面図(2図〕ならびに側面図(3図)、 第4図は、移#JO1llクランク装置の正面図、第5
図(A)は、ベースプレート上のストッパー機構のもよ
うを示す平面図、同図(B)はサドル旋回のもようを示
す路線図、 第6図は・サドル移動態勢を示すガイド壁、ガイド車の
関連を示す説明図、 第7図はサドルとシリンダーとの関連を示す説明図、 第8図は、フィラーイヤー使用の有(4)無(8)にお
ける本発明実施下における銅帯突き合わせ段階の説明図
である。 1・・・レーザ発振器 2・・・剪断機aa 、 ab
・・・クランプ装置 4・・・レーザトーチ 11・・・fillla・・・
ベースプレート 12a 、 12b・・・上部クランプ18a 、 1
8b・・・上部フレーム14、a 、 14b・・・昇
降シリンダ15a 、 i5b・・・下部クランプi6
 、1(J’・・・シリンダー 17・・・サドル(支
持部材〕17a・・・サドルのアーム 18・・・スト
ッパー25・・・圧力検知器 26・・・ガイドz7・
・・スクリュー軸 28 、29 、30・・・歯車3
1・・・軸 32・・・モータ 34・・・ガイドR84a・・・ガイド壁切欠部35・
・・ガイド車。 第4図 第5図 第6図 7 第7図 第8 (A) (B、)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L 先行、後行する銅帯の尾端・先端部を、突合わせ溶
    接に適合するように緊密に接合させるための、少なくと
    も一方をライン方向に移動可能に保持した一対のものか
    らなるクランク装置において、 移動側クランプを支持する支持部材と、前記支持部拐の
    ライン方向への移動を案内する案内装置と、移動側クラ
    ンプの支持部材を、案内装置に摺動させるための駆動装
    置と、移動の際の移動限を規制するべく設けたストッパ
    ー機構とからなり、前記移動クランプの支持部材および
    前記案内装置のいずれか一方にガイド車を設け、支持部
    材および案内装置のうち、ガイド車を設けていない方の
    前記ガイド車とのガイド壁の突合せ側端部に切欠部を設
    け、前記移動クランプの支持部材が、移動前駆では、水
    平面内で施回し得るようにしたことを特徴−とする突合
    わせ溶接用銅帯、クランク装置。
JP59037476A 1984-02-29 1984-02-29 レーザ突合わせ溶接用鋼帯クランプ装置 Granted JPS60180689A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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