JPS6149029B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、主に自動車のエキゾースト・パイ
プの溶接に用いられ、ターン・テーブル上に、支
柱及びベースを有するワーク治具を備えており、
ワークを前記ベース上に立設させ、支柱にて支持
し、前記ターン・テーブルの回転に伴つて回転す
るワークの所定部分を全周溶接する形式の全周自
動溶接機の改良に関する。

上記全周自動溶接機にあつては、ターン・テー
ブルの回転に伴つて移動するワーク治具の支柱が
定置状態にあるトーチに当り、全周溶接が不可能
となることから、従来ではこのようなことがない
構造とされている。その代表的なものとしては、
第１図に示す如く、コ字状形の設置体ａのベース
ｂに、ターン・テーブルｃを設置し、このター
ン・テーブルｃ上には、ワーク治具ｄのベースｅ
及び下部支柱ｆを配置し、設置体ａのアームｇに
設置されているターン・テーブルｈに、垂下する
上部支柱ｉを配置しており、ターン・テーブル
ｃ，ｈの回動に伴つて移動する下部支柱ｆ及び上
部支柱ｉにトーチｊが当らぬ構造とされている支
柱分割形のもの（例示のものは竪形であるが、こ
のタイプには横形もある）。或は、第２図に示す
如く、設置ベースｋ上にターン・テーブルｌ及び
回転トーチ台ｍを設置し、ターン・テーブルｌ上
にはベースｎ及び支柱ｏから成るワーク治具ｐを
設置し、回転トーチ台ｍにはトーチｑを設置して
いる。そして、溶接は先ず第３図に示す如く支柱
ｏとを結ぶ中心線ｒ上に位置するワークｓの外周
点イから1/4周程、すなわち、90゜変位するまで
回転トーチ台ｍの回転によつて溶接し、回転トー
チ台ｍが90゜変位した点、つまり、ロ点に到達し
て停止すると同時にターン・テーブルｌが溶接炎
を噴出した状態で矢視方向に回転し、残りの3/4
周程、すなわち、270゜分の溶接をし、この際、
トーチｑは第４図に示す如くイ点にて停止し、支
柱ｏが固定設置されていようとも、これを避けて
360゜の全周溶接を可能とする構造とされている
避柱形（トーチ回転形）のものがある。

しかし乍ら、上記従来のものにおいては、何れ
のものも目的とする360゜の全周溶接を可能とす
る反面、複雑かつ大型化する欠点を有する上に、
支柱の構造上、ワーク形体の異なるものには適用
不可能であり、各車種ごとに形体の異なるエキゾ
ースト・パイプにあつては、それらの専用機が必
要であつた。従つて、コスト・アツプを来す原因
となるばかりか、溶接のために相当広い面積のス
ペースを必要としている実情にある。

一方、被溶接物であるワークには、加工上の寸
法誤差及びこれから生ずる組立て誤差がある。こ
のため、この種の全周自動溶接機にあつては、ト
ーチがそれらの誤差に追随して常に所定の溶接部
分に溶接炎を噴出するように設定されなければな
らない。従つて、従来では、ワークの誤差に追随
して、トーチを所定の溶接部分に自動設定せしめ
るワーク倣い機構を装置している。ところが、従
来のワーク倣い機構は、電気的検出構造のもので
あることから、所期の目的達成を図ることはでき
るとしても、構造が複雑となり、故障発生率が高
くてメンテナンスの面で芳しくない上、高価なも
のであつた。

上述のように、この種の全周自動溶接機におい
ては、ワーク治具を構成する支柱によつて生ずる
問題、並びに、被溶接物であるワークの有する加
工上及び組立て上の誤差に対処するワーク倣い機
構の持つている問題の２つの大きな問題があり、
これらの解決策が望まれていた。

そこでこの発明は、上記各問題を同時に解決す
ることのできる全周自動溶接機を提供するもので
ある。

以下、この発明の実施例を第５図に基づき説明
する。

図において、１は上部にターン・テーブル２を
連結しており、かつ、正逆両方向に1.06回転（約
380゜）変位して停止するポジシヨナー、３は前
記ターン・テーブル２上に架台４を介して固定設
定され、かつ、ベース５及びこのベース５上に立
設している支柱６から成るワーク治具である。

このワーク治具３によると、ワーク（例示のも
のは自動車のエキゾースト・パイプ）７は、前記
ベース５上に立設し、支柱６のワーク挾持片８で
支持されると同時にベース５上に設けられている
クランプ９にて保持される。そして、前記ポジシ
ヨナー１の駆動によつて、ターン・テーブル２は
正又は逆方向に1.06回転変位して停止するが、こ
の際、ターン・テーブル２上のワーク治具３に保
持されているワークの溶接部分Ａもターン・テー
ブル２と共に1.06回転変位する。

前記ワーク治具３の支柱６は、上部支柱６０、
中間支柱６１及び下部支柱６２によつて構成され
ており、かつ、その中間支柱６１は第６図及び第
７図に示す如く、同一軸心上に立設している前記
上部支柱６０及び下部支柱６２を挾んで位置する
と共に、上部支柱６０及び下部支柱６２に対して
ラジアル方向に回転自在となつている２個のコ字
状形の構成支柱６１ａ，６１ｂから成つている。

そして、この両構成支柱６１ａ，６１ｂの各上
部アーム６１ｃ及び下部アーム６１ｄには連結ボ
ルト１０，１１が垂設固定されており、かつ、こ
の連結ボルト１０，１１部分には、上部アーム６
１ｃ及び下部アーム６１ｄの上面又は下面にレー
ス端面を突出させたスラスト・ベアリング１２が
嵌着設置されている。前記下部アーム６１ｄは、
ベース５上に固設されている下部支柱６２の設置
板６２ａに前記連結ボルト１１にて連結固定し、
かつ、上部アーム６１ｃ上には、前記両連結ボル
ト１０に嵌着する、両構成支柱６１ａ，６１ｂの
接続板１３が設置され、この接続板１３上に連結
ボルト１０にて着脱自在に連結される上部支柱６
０が立設固定される。従つて、上部支柱６０及び
下部支柱６２が同一軸心上に位置している状態に
て、中間支柱６１の各構成支柱６１ａ，６１ｂ
は、上述のように、上部支柱６０及び下部支柱６
２に対して想像図示の如く、ラジアル方向に回転
自在となる。このため、ターン・テーブル２の回
転に伴つて移動する際に、後述する定置状態にあ
るトーチなどに接触しても、その接触力によつ
て、ターン・テーブル２の回転方向とは逆方向に
回動してトーチなどの障害とならず、360゜の全
周自動溶接を可能とする。

なお、中間支柱６１の構成支柱を２個の構成支
柱６１ａ，６１ｂで構成したのは、１個の構成支
柱であると、この構成支柱の回転に伴い自由状態
となつている上部支柱６０が一緒に移動し、ワー
ク７の支持機能を得れなくなるからである。ま
た、構成支柱６１ａ，６１ｂをコ字状形体とした
のは、微力にて回転できると同時に、トーチなど
を妨害せぬ位置に支柱部分を移動するためであ
る。

１４は、昇降杆１５を有する油圧式昇降コラム
１６上に水平設置されているトーチ架台であり、
このトーチ架台１４上には、偏心倣い機構１７及
び高さ倣い機構１８からなるワーク倣い機構１９
と、トーチ２０が装置されている。

前記偏心倣い機構１７は、前記トーチ架台１４
に、所定の間隔をもつて配置固定されているブラ
ケツト２１，２１に摺動自在に嵌着され、かつ、
所定間隔をもつて配置されている２本の案内軸２
２，２２を介して設置されている水平移動台２３
と、この水平移動台２３の前部に固定設置されて
いると共に、先端には、第８図に示す如く、ワー
ク７の外周面Ｂに接触する２個の回転ローラ２
４，２４を有している接触子２５と、水平移動台
２３の後部中央に水平状態で固定設置されている
と共に、ピストン２６の先端を水平移動台２３に
固定されているコ字状ブラケツト２７に枢支連結
しているエアシリンダ２８とによつて構成されて
いる。従つて、エアシリンダ２８を伸長すると、
水平移動台２３と共に接触子２５は前方に水平移
動し、逆にエアシリンダ２８を縮小すると、水平
移動台２３と共に接触子２５は後方に水平移動す
る。この作用によつて、ワーク７をセツトした
際、接触子２５の両回転ローラ２４，２４をワー
ク７の外周面Ｂに接触させる。この時、エアシリ
ンダ２８は、接触子２５を、その両回転ローラ２
４，２４が回動できる圧力にてワーク７の外周面
Ｂに接触させると同時に接触子２５を前後方向に
所定のストロークの範囲で移動できるように伸縮
する構造となつている。

また、高さ倣い機構１８は、前記偏心倣い機構
１７の水平移動台２３上に固定設置されているシ
ーソー式設置体２９と、このシーソー式設置体２
９の上部アーム３０の前端部に固着されており、
かつ、先端水平折曲部３１をワーク７の水平端面
（例示のものにあつてはマフラのシエル巻き締め
部分）ｃに接触させる棒状の接触子３２と、下部
アーム３３の後端部に垂直状態で設置され、かつ
ピストン３４の先端を前記水平移動台２３の後端
に固定されているコ字状ブラケツト３５に枢支連
結しているエアシリンダ３６とによつて構成され
ている。従つて、エアシリンダ３６を伸長する
と、枢支軸３７を支点として下部アーム３３が上
昇して、上部アーム３０が降下するシーソー式設
置体２９と共に接触子３２は降下し、逆にエアシ
リンダ３６を縮小すると、枢支軸３７を支点とし
て下部アーム３３が降下して、上部アーム３０が
上昇するシーソー式設置体２９と共に接触子３２
は上昇する。この作用によつて、ワーク７をセツ
トした際、接触子３２の先端水平折曲部３１をワ
ーク７の水平端面Ｃに接触させる。この時、エア
シリンダ３６は、接触子３２の先端水平折曲部３
１を所定の圧力にてワーク７の水平端面Ｃに接触
させると同時に接触子３２を上下方向に所定のス
トロークの範囲で移動できるように伸縮する構造
となつている。

そして、この高さ倣い機構１８の接触子３２に
は、ブラケツト３８を介してトーチ２０が固定設
置されている。なお、前記水平移動台２３上には
シーソー式設置体２９の下部アーム３２を水平状
態に保持する調整ボルト３９が設けられている。
また、図中、４０は前記ポジシヨナー１及びトー
チ２０等を自動制御する制御盤である。

上記実施例の全周自動溶接機にあつては、上述
の如くしてワーク治具３へのワーク７のセツテイ
ング、並びに、ワーク倣い機構１９における偏心
倣い機構１７の接触子２５及び高さ倣い機構１８
の接触子３２をセツテイングをした後、ポジシヨ
ナー１の駆動によるターン・テーブル２の回転及
びトーチ２０からの溶接炎の噴出を同時に行な
い、これによつてワーク７の溶接部分Ａの溶接が
為される。この際、ターン・テーブル２の回転に
伴つて移動する支柱６はターン・テーブル２が3/
４周程近く迄回転すると、その中間支柱６１部分
が定置状態にあるトーチ２０に接触する。しか
し、この場合、中間支柱６１の各構成支柱６１
ａ，６１ｂは上述した如く上部支柱６０及び下部
支柱６２に対してラジアル方向に回転するので、
トーチ２０及び接触子２５，３２の接触力によつ
てターン・テーブル２の回転に追随して回転す
る。このため、360゜の全周溶接が支障なく達せ
られる。ポジシヨナー１はターン・テーブル２を
1.06回転させると同時に停止し、次にワーク治具
３にセツトされるワーク７はポジシヨナー１の逆
転によつて反対方向から溶接される。

一方、両接触子２５，３２は、回動するワーク
７の外周面Ｂ及び水平端面Ｃに追随し、これによ
つて、ワーク倣い機構１９に連動するトーチ２０
は、ワーク７に加工・組立て上の誤差があろうと
も常にその溶接部分Ａに溶接炎を噴出することが
できる。次に同種のワーク７をセツトする場合、
両接触子２５，３２をセツトしたまま行なう。

なお、ここでは、各エアシリンダ２８，３６の
具体的構造、並びにその配管構造については、上
述の如き作用をもたせることのできる公知技術に
よつて実施することができ、かつ、特別な構造を
有さないために図示説明を省略する。また、その
他、ポジシヨナー１、油圧式昇降コラム１６及び
トーチ２０などの配線、配管についても同様の理
由から図示説明を省略する。

以上要するに、この発明に係る全周自動溶接機
は、ワーク治具の支柱を、上部支柱、中間支柱及
び下部支柱によつて構成すると共に、前記中間支
柱は、同一軸心上に立設している前記上部支柱及
び下部支柱を挾んで位置する２個のクランク形の
構成支柱から成り、これら各構成支柱は上部支柱
及び下部支柱に対してラジアル方向に回転するよ
うに連結されており、また、前記ワークの溶接部
近傍の外周面に接触する接触子と、この接触子に
所定圧を附与しつつ所定のストロークの範囲で伸
縮するシリンダを備えている偏心倣い機構、並び
に、前記偏心倣い機構に連結されており、ワーク
の溶接部近傍の水平端面に接触する接触子と、こ
の接触子に所定圧を附与しつつ所定のストローク
の範囲で伸縮するシリンダを備えている高さ倣い
機構から成るワーク倣い機構を装置しており、か
つ、前記高さ倣い機構の接触子部分にトーチを設
置したものであるから、実施例で述べた如く、タ
ーン・テーブルの回転に伴つて移動する支柱の中
間支柱に、定置状態とされているトーチ（及びワ
ーク倣い機構の接触子）が接触しても、中間支柱
の構成支柱はその接触力によつてターン・テーブ
ルの回転に追随して回動することになるため、ト
ーチ（及びワーク倣い機構の接触子）に支障を及
ぼすことなく、360゜の全周自動溶接を可能とす
る。また、ワークに加工上及び組立て上の誤差が
あろうとも、その誤差に追随すぬ前記偏心倣い機
構及び高さ倣い機構によつてトーチは常に溶接部
分に正確に溶接炎を噴出するように自動設定され
るために精度の高い溶接が為されることになる。
その上、360゜の全周自動溶接を可能とする手段
は、単に支柱の一部のみを改良するものであり、
構造が簡単であることから、従来のもののように
複雑かつ大型化することがなく、また、ワーク倣
い機構は簡単な機械的構造のものであるために故
障発生率が低く、メンテナンスの面で楽であるば
かりでなく低廉に提供することができ、加えて、
支柱の構造上から上部支柱を着脱自在に設置する
ことが可能となるから、この上部支柱をワーク形
体に合つたものと交換するのみで種々のワーク形
体に応ずることが可能となり、従来の専用機から
脱し、汎用性を有するもので、この種の全周自動
溶接機のかかえていた問題を同時に解決すること
ができる。

なお、この発明の全周自動溶接機に適用される
ワークは、自動車のエキゾースト・パイプに限ら
ず、これと同様の形体を成すもので全周溶接、又
は周面溶接をするものであれば巾広く適用するこ
とが可能である。また、構造についても、例示構
造に限らず、例えば、支柱、偏心倣い機構、高さ
倣い機構などの構造は特許請求の範囲に記載の技
術思想を逸脱しない範囲内において種々設計的変
更可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々従来構造の全周自動溶
接機を示す側面図、第３図及び第４図は夫々同第
２図の構造のものにおける溶接プロセスを説明す
る平面図、第５図はこの発明の実施例の側面図、
第６図は同中間支柱部分を示す拡大縦断側面図、
第７図は同中間支柱部分を示す拡大横断平面図、
第８図は同偏心倣い機構の接触子の要部拡大平面
図である。 ２……ターン・テーブル、３……ワーク治具、
５……ベース、６……支柱、６０……上部支柱、
６１……中間支柱、６１ａ，６１ｂ……構成支
柱、６２……下部支柱、７……ワーク、１０，１
１……連結ボルト、１２……スラスト・ベアリン
グ、１７……偏心倣い機構、１８……高さ倣い機
構、１９……ワーク倣い機構、２０……トーチ、
２５，３２……接触子、２８，３６……エアシリ
ンダ、Ａ……溶接部分、Ｂ……外周面、Ｃ……水
平端面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ターン・テーブル上に、支柱及びベースを有
   するワーク治具を備えており、ワークを前記ベー
   ス上に立設させ、支柱にて支持し、前記ターン・
   テーブルの回転に伴つて回転するワークの所定部
   分を全周溶接する形式の全周自動溶接機におい
   て、前記ワーク治具の支柱を、上部支柱、中間支
   柱及び下部支柱によつて構成すると共に、前記中
   間支柱は、同一軸心上に立設している前記上部支
   柱及び下部支柱を挾んで位置する２個のクランク
   形の構成支柱から成り、これら各構成支柱は上部
   支柱及び下部支柱に対してラジアル方向に回転す
   るように連結されており、また、前記ワークの溶
   接部近傍の外周面に接触する接触子と、この接触
   子に所定圧を附与しつつ所定のストロークの範囲
   で伸縮するシリンダを備えている偏心倣い機構、
   並びに、前記偏心倣い機構に連結されており、ワ
   ークの溶接部近傍の水平端面に接触する接触子
   と、この接触子に所定圧を附与しつつ所定のスト
   ロークの範囲で伸縮するシリンダを備えている高
   さ倣い機構から成るワーク倣い機構を装置してお
   り、かつ、前記高さ倣い機構の接触子部分にトー
   チを設置したことを特徴とする全周自動溶接機。