JP2004001081A

JP2004001081A - 金属板の突き合わせ溶接方法及び装置

Info

Publication number: JP2004001081A
Application number: JP2003080803A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kuno; 久野　康夫; Isamu Takeuchi; 武内　勇; Hisao Goto; 後藤　久夫; Minoru Iwahashi; 岩橋　稔
Original assignee: Sumikin Plant Ltd
Current assignee: Nippon Steel Texeng Co Ltd
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】複数の鋼板を突き合わせ溶接するに際し、突き合わせ位置決めが容易で、効率よく突き合わせ溶接をする。
【解決手段】２枚の鋼板Ａａ，Ａｂと３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃを溶接位置まで移動させる。２枚の鋼板Ａａ，Ａｂを所定位置に位置決め固定する。位置決め固定した２枚の鋼板Ａａ，Ａｂを３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃに対して両側から突き当てる。鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃを固定して両側に突き合わせ部を形成する。１台のレーザ発振器より２つの伝送路を切り替え可能に構成した、３軸方向に移動可能な２台のレーザ溶接トーチ１４ａａ，１４ｂａを移動させると共に、レーザ溶接トーチ１４ａａ，１４ｂａの移動中に伝送路を切り替えて突き合わせ部を溶接する。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板等の金属板（以下、単に「鋼板」と言う。）の突き合わせ溶接方法、特に一の鋼板に対して他の複数の鋼板を突き合わせて溶接する方法、及び、この方法を実施するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化や石油資源の枯渇といった観点より自動車の軽量化が進む一方、乗員の衝突安全基準が高くなってきており、高張力鋼板の採用をはじめとして種々の対策が講じられてきている。テーラードブランク法の採用もその一つである。
【０００３】
テーラードブランク法とは、従来のように複数の鋼板を夫々所定の形状にプレス成形した後に溶接するのとは異なり、予め所定の形状に切断した複数の鋼板を溶接した後にプレス成形する（このようにして得られたものを、以下、「テーラードブランク材」という）もので、溶接する複数の鋼板は、厚さや材質の異なるものが用いられる。
【０００４】
このテーラードブランク材を例えばフロントサイドメンバ、リヤサイドメンバ、ドアインナ等の車体の部品として使用すれば、強度が必要な部分だけ厚い鋼板や高張力鋼板を使用することが可能となるので、補強材を用いる必要がなく、車両の軽量化が可能になる。
【０００５】
また、複雑な形状や、その一部に強度が必要な部品を、予め所定形状に切断した複数の鋼板を溶接することにより、補強材を必要とすることなく製造できるので、打ち抜きや孔あけ等の加工後に溶接する従来方法に比べて、素材ロスを低減できコストダウンも可能になる。
【０００６】
ところで、テーラードブランク法に用いられる溶接方法としては、一般に、レーザやプラズマを用いた突き合わせ溶接や、溶接部が突き合わせ溶接のようになるマッシュシーム溶接が用いられる。
【０００７】
このうち、レーザ溶接法は、装置自体は高価ではあるものの、対象鋼種、鋼板の形状における自由度が大きく、長い溶接線を有する部品の製造に適するという長所がある。しかしながら、溶接欠陥の発生を抑えるためには突き合わせ部分におけるギャップ（隙間）を０．０５ｍｍ以下に維持することが必要とされており、溶接時の位置決めが溶接施工上の重要な工程になっている。
【０００８】
このレーザ溶接法を用いて鋼板を突き合わせ溶接するに際し、図１３及び図１４に示したように、２枚の鋼板Ａ，Ｂを１個所で接合する場合は、先ず、２枚の鋼板Ａ，Ｂを位置決め装置１上に搬入した後、この位置決め装置１を溶接位置まで移動する。
【０００９】
次に、溶接位置では、対を成す幅決めピン２ａ，２ａ、２ｂ，２ｂ同士を夫々接近移動させて２枚の鋼板Ａ，Ｂの幅方向の位置決めを行った後、前記溶接位置への移動後に上昇位置迄上昇させた突き合わせ位置決めストッパー３（装置コモンベース（固定）４に設置）に、突き当てフローティング機構５ａを用いて鋼板Ａの溶接部を突き当てる（図１４（ａ）参照）。
【００１０】
次に、クランプ装置６ａを下降させて鋼板Ａをクランプした後、突き合わせ位置決めストッパー３を下降させる（図１４（ｂ）参照）。その後、突き当てフローティング機構５ｂを用いて鋼板Ｂの溶接部を前記鋼板Ａの溶接部に突き当てた後、クランプ装置６ｂを下降させて鋼板Ｂをクランプする（図１４（ｃ）参照）。
【００１１】
このようにすることで、比較的容易に突き合わせ部分のギャップを０．０５ｍｍ以下にすることができるが、レーザ溶接法を用いた鋼板の突き合わせ溶接では、この位置合せに加えて突き合わせ部に照射するレーザ光の位置精度も重要である。
【００１２】
すなわち、２枚の鋼板Ａ，Ｂの突合せ線（溶接線）に対して、レーザ光はその突き合せ線に沿って、若しくは、突き合わせ線に対して一方の鋼板Ａ又はＢ側に若干オフセットした位置を突き合わせ線に平行に照射する必要がある。
【００１３】
そのため、溶接トーチ７の溶接線方向に走行する軌跡は、装置コモンベース４上に設置した突き合わせ位置決めストッパー３間を結ぶ直線とほぼ一致するように装置の調整を行う。
【００１４】
また、鋼板Ａ，Ｂのサイズ（幅や長さ）が変更になった場合は、幅決めピン２ａ，２ｂや突き当てフローティング機構５ａ，５ｂの位置を手動若しくは電動にて設定するが、上記のような２枚の鋼板Ａ，Ｂを１箇所で接合する場合は、前記設定変更のための機構は比較的簡単な構造で済む。
【００１５】
しかしながら、接合する鋼板の数が増加して接合個所が多くなると、わずかの寸法誤差であっても、突き合わせたときに大きなギャップとなって現れる場合もあり、例えば０．０５ｍｍ以下の位置決め精度を確保することは必ずしも容易ではない。従って、鋼板の数が多い場合は、工程数を増やして、１枚ずつ接合する方法を採用する場合が多いが、当然ながら効率はよくない。
【００１６】
そこで、多数のブランク材（鋼板）を接合して枠状の部品を製造する場合に好適な突き合わせ位置決め装置が開示されている（例えば特許文献１参照。）。この突き合わせ位置決め装置は、ブランク材の端面を溶接線上に位置決めする基準ピンと、ブランク材を固定するクランパと、ブランク材を挟持する回動可能な矯正クランパと、この矯正クランパを鉛直方向または溶接線に接離するように駆動するアクチュエータとからなり、アクチュエータを駆動させてギャップを矯正する際、ブランク材の撓みと矯正クランパの回動により、正確な位置決めができるとしている。
【００１７】
【特許文献１】
特開平１０−１３７９８０号公報（第２頁、図２）
【００１８】
また、突き合わせるブランク材の片方が傾斜して接合部の端面に均一な押圧力を付与できない場合に適用できる位置決め装置として、ブランク材の端面を溶接線上に位置決めする基準ピンと、ブランク材を選択的に挟持すると共に、溶接線側へ向けて駆動可能な内側クランププッシャーと、ブランク材を固定するクランパと、さらにブランク材を撓ませる外側クランププッシャーを備えたものが提案されている（例えば特許文献２参照。）。そして、この突き合わせ位置決め装置では、ブランク材に撓みを与えつつギャップを矯正する際、内側クランププッシャーが回転して、ギャップを矯正する際のブランク材の変位に追従することができ、矯正が円滑に行えるとされている。
【００１９】
【特許文献２】
特開平１１−９０６８４号公報（第２頁、図１）
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のブランク材の突き合わせ位置決め装置は、何れも接合部の端面間に発生するギャップを確実に矯正してレーザ溶接を円滑に行い得るものではあるものの、両者ともその位置決めに時間を要し、しかも、クランパの駆動装置を増加せざるを得ず、また、そのためには構造的に強固な支持台を必要とする等、大がかりな装置が必要と考えられ、現実的な対応策であるとはいえない。
【００２１】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、特に一の鋼板に対して他の複数の鋼板を突き合わせ溶接するに際し、大がかりな装置を必要とすることなく、溶接の際の突き合わせ位置決めが容易で、効率よく鋼板の突き合わせ溶接が可能な方法、及び、その方法を実施するための装置を提供することを目的としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接方法は、一の鋼板と他の複数の鋼板を溶接位置まで移動させた後、先ず、前記一の鋼板を所定位置に位置決め固定し、次に、位置決め固定した前記一の鋼板を、前記他の複数の鋼板に対して移動させて突き当てた後、前記一の鋼板を固定して突き合わせ部を形成し、その後、３軸方向に移動可能な溶接トーチを移動させて前記突き合わせ部を溶接することとしている。
【００２３】
また、本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接装置は、一の鋼板と他の複数の鋼板の位置決め装置と、該位置決め装置を溶接位置まで移動する移動テーブルと、溶接位置近傍に設置され、３軸方向に移動可能な溶接トーチとを備え、前記位置決め装置は、前記一の鋼板を所定位置まで移動させる突き当てフローティング機構と、所定位置まで移動されて位置決めされた前記一の鋼板を固定する第１のクランプ機構と、該第１のクランプ機構毎に、前記一の鋼板を他の複数の鋼板に対して突き当てる接離移動機構と、該接離移動機構によって、一の鋼板を突き当てられた他の複数の鋼板を固定する第２のクランプ機構とから構成することとしている。
【００２４】
そして、このようにすることで、複数の鋼板を突き合わせ溶接するに際し、溶接の際の突き合わせ位置決めが容易で、効率よく鋼板の突き合わせ溶接が可能になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
第１の本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接方法は、一の鋼板に対して他の複数の鋼板を突き合わせ溶接する方法であって、前記一の鋼板と他の複数の鋼板を溶接位置まで移動させた後、先ず、前記一の鋼板又は前記他の複数の鋼板を所定位置に位置決め固定し、次に、位置決め固定した前記一の鋼板又は前記他の複数の鋼板を、前記他の複数の鋼板又は前記一の鋼板に対して移動させて突き当てた後、前記一の鋼板又は前記他の複数の鋼板を固定して突き合わせ部を形成し、その後、３軸方向に移動可能な溶接トーチを移動させて前記突き合わせ部を溶接するものである。
【００２６】
上記の第１の本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接方法によれば、一の鋼板に対して他の複数の鋼板の突き合わせ位置決めが、大がかりな装置を必要とすることなく、容易に行えるようになる。
【００２７】
上記の第１の本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接方法は、例えば、一の鋼板と他の複数の鋼板の位置決め装置と、該位置決め装置を溶接位置まで移動する移動テーブルと、溶接位置近傍に配置され、３軸方向に移動可能な溶接トーチとを備え、前記位置決め装置は、前記一の鋼板又は前記他の複数の鋼板を所定位置まで移動させる突き当てフローティング機構と、所定位置まで移動されて位置決めされた前記一の鋼板又は前記他の複数の鋼板を固定する第１のクランプ機構と、該第１のクランプ機構毎に、前記一の鋼板又は前記他の複数の鋼板を他の複数の鋼板又は一の鋼板に対して突き当てる接離移動機構と、該接離移動機構によって、一の鋼板又は他の複数の鋼板を突き当てられた他の複数の鋼板又は一の鋼板を固定する第２のクランプ機構とからなる第１の本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接装置によって実施が可能になる。
【００２８】
また、上記の第１の本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接方法において、前記一の鋼板を前記他の複数の鋼板の両側に配置する２枚となし、前記２枚の一の鋼板と他の複数の鋼板を溶接位置まで移動させた後、先ず、前記２枚の一の鋼板を所定位置に位置決め固定し、次に、位置決め固定した前記２枚の一の鋼板を、前記他の複数の鋼板に対して両側から突き当てた後、前記他の複数の鋼板を固定して両側に突き合わせ部を形成し、その後、１台のレーザ発振器より２つの伝送路を切り替え可能に構成した、３軸方向に移動可能な２台のレーザ溶接トーチを移動させると共に、前記レーザ溶接トーチの移動中に伝送路を切り替えて、前記突き合わせ部を順次溶接する。これが第２の本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接方法である。
【００２９】
この第２の本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接方法によれば、一の鋼板を他の複数の鋼板の両側に配置する２枚となした場合における鋼板の突き合わせ位置決めが一度で行え、また、レーザ光の照射をタイムシェリングすれば、複数箇所の溶接に要する時間の短縮も図れ、効率の良い溶接が行えるようになる。
【００３０】
上記の第２の本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接方法は、例えば、２枚の一の鋼板と他の複数の鋼板の位置決め装置と、該位置決め装置を溶接位置まで移動する移動テーブルと、溶接位置近傍に設置され、１台のレーザ発振器より２つの伝送路を切り替え可能に構成された、３軸方向に移動可能な２台のレーザ溶接トーチとを備え、前記位置決め装置は、前記一の鋼板を所定位置まで移動させる突き当てフローティング機構と、所定位置まで移動されて位置決めされた前記一の鋼板を固定する第１のクランプ機構と、該第１のクランプ機構毎に、前記一の鋼板を他の複数の鋼板に対して両側から突き当てる接離移動機構と、該接離移動機構によって、両側から一の鋼板を突き当てられた他の複数の鋼板を固定する第２のクランプ機構とからなる第２の本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接装置によって実施が可能になる。
【００３１】
また、上記の本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接装置において、前記位置決め装置に、更に前記接離移動機構毎に、他の複数の鋼板の長手方向に移動する移動機構を備えさせた場合には、他の複数の鋼板の長手方向の長さが変更された場合の段取り替えが容易に行えるようになる。
【００３２】
上記の第２の本発明はレーザ溶接に関するものであるが、第１の本発明はレーザ溶接に限らず、アーク溶接など他の溶接であっても良い。また、本発明において付き合わせ溶接する対象は鋼板に限らず、アルミニウム合金板等、他の金属板でも良い。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接装置を図１〜図１２に示す実施例に基づいて説明し、この装置を用いた本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接方法の説明に及ぶ。
【００３４】
図１は本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接装置を２基並列に配置した場合の実施例の概略構成を示した斜視図、図２は図１の要部の概略構成を説明する図、図３は位置決め装置の平面図、図４は図３の側面図及び正面図、図５はレーザ溶接装置の拡大斜視図、図６及び図７は図１〜図５に示した本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接装置を用いた本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接方法における鋼板の位置決めを順を追って説明する図、図８〜図１０は図６及び図７の方法で位置決めした後の突き合わせ溶接を順を追って説明する図、図１１及び図１２は他の実施例を示す図３と同様の図である。
【００３５】
図１〜図５において、１１は位置決め装置であり、例えば他所に予め位置決め載置しておいた所定の間隔を存して平行に配置した２枚の鋼板Ａａ，Ａｂと、この２枚の鋼板Ａａ，Ａｂ間に、これら鋼板に対して溶接線が例えば直線かつ平行な３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃを、そのままの配置状態で受け取り、溶接位置決めを行なうものであり、例えば図２〜図４に示したように構成されている。
【００３６】
１１ａ及び１１ｂは位置決め装置１１の幅方向中央部における前後方向（鋼板長手方向）両側に配置された夫々２個で対をなす突き当てフローティング機構であり、前記受け取った２枚の鋼板Ａａ，Ａｂを共に所定位置まで移動させるものである。
【００３７】
本実施例ではアルミケース１１ａａ，１１ｂａにリニアブッシュ１１ａｂ，１１ｂｂを組込んだ構成のものを示したが、鋼板Ａａ，Ａｂの外側を押して鋼板Ａａ，Ａｂを内側に向けて移動させると共に、鋼板Ａａ，Ａｂの前記移動が拘束された場合には自身の移動量を吸収すると言う、同様の作用を奏するものであれば、その構成は問わないことは言うまでもない。
【００３８】
また、本実施例では、前記所定位置までの移動を、鋼板Ａａ，Ａｂがその内側方向に配置した突き合わせ位置決めストッパー１１ｍ，１１ｎに当接するまでとしたものを示しているが、所定位置において鋼板Ａａ，Ａｂの前記移動が停止するものであれば、必ずしも突き合わせ位置決めストッパー１１ｍ，１１ｎのような停止位置保持部材は必要ではない。
【００３９】
１１ｃ及び１１ｄは前記突き当てフローティング機構１１ａ及び１１ｂによって所定位置に位置決めされた２枚の鋼板Ａａ，Ａｂを夫々固定する上部クランプ部材１１ｃａ及び１１ｄａと下部クランプ部材１１ｃｂ及び１１ｄｂからなる第１のクランプ機構である。
【００４０】
本実施例では、２枚の鋼板Ａａ，Ａｂの溶接部の固定を確実なものとするために、図６及び図７に示したように、夫々３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃとの突き合わせ溶接位置の３箇所で固定するように構成すると共に、溶接位置の変更に応じて第１のクランプ機構１１ｃ及び１１ｄの設置位置の調整が可能なように、上部クランプ部材１１ｃａ及び１１ｄａと下部クランプ部材１１ｃｂ及び１１ｄｂの夫々が、位置決め装置１１の移動方向（図２（ａ）の紙面左右方向）に移動が自在なように設けたものを示している。
【００４１】
１１ｅ及び１１ｆは前記第１のクランプ機構１１ｃ及び１１ｄ毎、前記２枚の鋼板Ａａ，Ａｂを３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃに対してその両側から突き当てる接離移動機構、１１ｒ及び１１ｓは前記した設置位置の調整時、前記下部クランプ部材１１ｃｂ及び１１ｄｂを前記接離移動機構１１ｅ及び１１ｆと同方向に例えばアクチュエータ１１ｒａ及び１１ｓａにより移動させる第１の移動機構であり、本実施例では、夫々磁気レール１１ｇａ，１１ｇｂに沿って移動するように構成したものを示している。
【００４２】
なお、本実施例では、前記上部クランプ部材１１ｃａ及び１１ｄａの設置位置の調整は、図２（ｂ）に示したように、例えば親ねじ送り機構などにより手動で行うものを示している。
【００４３】
１１ｈは前記接離移動機構１１ｅ及び１１ｆによって両側から２枚の鋼板Ａａ，Ａｂを突き当てられた３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃを固定する第２のクランプ機構であり、上部クランプ部材１１ｈａと下部クランプ部材１１ｈｂとで構成されている。
【００４４】
本実施例では、第２のクランプ機構１１ｈは３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃの両側に夫々配置し、前記接離移動機構１１ｅ及び１１ｆによって第１のクランプ機構１１ｃ及び１１ｄと一緒に接離移動すると共に、上部クランプ部材１１ｈａと下部クランプ部材１１ｈｂも第１のクランプ機構１１ｃ及び１１ｄと同様の移動機構によって設置位置の調整が行なえるようになっている。
【００４５】
前記位置決め装置１１は最低限上記した構成を備えたものであれば良いが、図２〜図４に示した実施例では、上記の構成に加えて、更に、以下に説明する構成を備えている。
【００４６】
１１ｉ，１１ｊは２枚の鋼板Ａａ，Ａｂの幅方向の略中央位置における側方に夫々配置された第１の幅決めピン、１１ｋは３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃの幅方向の略中央位置における側方に夫々配置された第２の幅決めピンであり、本実施例では夫々エアーシリンダ１１ｏによって夫々の鋼板Ａａ，Ａｂ及び鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃの幅方向に移動が可能なものを示している。
【００４７】
このような幅決めピン１１ｉ〜１１ｋを付加した場合には、鋼板受け取り時における幅方向の位置ずれや、２枚の鋼板Ａａ，Ａｂを３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃに突き当てた際の３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃの幅方向の位置ずれを確実に防止することができるようになる。
【００４８】
１１ｐ，１１ｑは前記接離移動機構１１ｅ，１１ｆ毎に、３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃの長手方向に移動する第２の移動機構であり、前記接離移動機構１１ｅ，１１ｆや第１の移動機構１１ｒ，１１ｓと同様、磁気レール１１ｇｃに沿って移動するように構成したものを示している。
【００４９】
このような第２の移動機構１１ｐ，１１ｑを付加した場合には、３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃの鋼板長手方向の長さが変更された場合であっても、その段取り替えが容易に行えるようになる。
【００５０】
なお、本実施例では、アクチュエータ１１ｔによって前記下部クランプ部材１１ｃｂ，１１ｄｂ及び１１ｈｂを一体的な昇降動が可能なように構成し、設置位置の高さ調整が行えるものを示している。
【００５１】
１２は前記した構成の位置決め装置１１を溶接位置を経て受渡し位置まで移動する移動テーブル（図８〜図１０参照）であり、本実施例では、図示しない往復移動機構によって、位置決め装置１１が、鋼板Ａａ，Ａｂ，Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃの受け取り位置、溶接位置、溶接後の半製品の受渡し位置の３つを、レール１３に案内されて往復移動するものを示している。
【００５２】
１４ａ，１４ｂは溶接位置近傍に固定配置された対をなすレーザ溶接装置であり、その溶接トーチ１４ａａ，１４ｂａは、溶接線方向（以下、「Ｘ軸方向」と言う。）、溶接線に直角な方向（以下、「Ｙ軸方向」と言う。）、及び、上下方向（以下、「Ｚ軸方向」と言う。）に移動可能であり、１台のレーザ発振器より２つの伝送路を切り替え可能に構成されている。
【００５３】
本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接装置は、例えば上記した構成であり、以下、この本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接装置を用いて、２枚の鋼板Ａａ，Ａｂに対して溶接線が直線かつ平行な３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃを突き合わせ溶接する本発明方法を図６〜図１０を用いて説明する。なお、以下の説明では、第１、第２のクランプ機構１１ｃ，１１ｄ、１１ｈ等の設置位置の調整は予め行ってあるものとして説明する。
【００５４】
先ず、先に説明したように、他所に予め位置決め載置しておいた２枚の鋼板Ａａ，Ａｂと３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃを、そのままの配置状態で図８〜図１０の紙面左側の待機位置にある位置決め装置１１上に受け取る（図６（ａ）参照）。
【００５５】
図６（ａ）に示した状態で２枚の鋼板Ａａ，Ａｂと３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃを受け取った後は、図８〜図１０の紙面中央の溶接位置まで、位置決め装置１１をレール１３に沿って移動テーブル１２上を移動させる。
【００５６】
そして、前記溶接位置において、以下の順序にて、２枚の鋼板Ａａ，Ａｂと３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃの突合せ位置決めを行なう。
▲１▼　先ず、エアーシリンダ１１ｏ（図３参照）を作動させて第１、第２の幅決めピン１１ｉ〜１１ｋを夫々の鋼板Ａａ，Ａｂ，Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃに当接させ、夫々の鋼板Ａａ，Ａｂ，Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃの幅決めを行う。そして、幅決めを行った後は、突き当てフローティング機構１１ａ，１１ｂを作動させて鋼板Ａａ，Ａｂを突き合わせ位置決めストッパー１１ｍ，１１ｎに押し当てる（図６（ｂ）参照）。
【００５７】
▲２▼　鋼板Ａａ，Ａｂを突き合わせ位置決めストッパー１１ｍ，１１ｎに押し当てた後は、第１のクランプ機構１１ｃ，１１ｄを作動させて鋼板Ａａ，Ａｂを固定し、その後、突き合わせ位置決めストッパー１１ｍ，１１ｎを下降させる（図７（ａ）参照）。
【００５８】
▲３▼　次に、接離移動機構１１ｅ，１１ｆを作動させて、前記位置決め固定した鋼板Ａａ，Ａｂを、そのままの状態で鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃに対して両側から突き当てる（図７（ｂ）参照）。このようにすることで、仮に鋼板に寸法誤差があっても、複数の鋼板の突合せ位置決めを短時間にかつ精度良く行うことができる。その後、第２のクランプ機構１１ｈを作動させて鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃを固定し、以下のように突き合わせ部を一方側から他方側に、例えば図７（ｃ）に示したイ〜ヘの順に溶接する（図７（ｃ）参照）。この溶接順序を図８〜図１０を用いて説明する。
【００５９】
図８〜図１０は本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接装置を２基並列に配置した場合を示したもので、先に説明したように、他所に予め位置決め載置しておいた２枚の鋼板Ａａ，Ａｂと３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃを、そのままの配置状態で待機位置にある一方（紙面上方に位置する側）の位置決め装置１１上に積載する。このとき、先行する他方（紙面下方に位置する側）の位置決め装置１１上では、溶接位置において前記したように位置決め固定された鋼板Ａａ，Ａｂ，Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃは上記の順にその突き合わせ部を溶接されている（図８（ａ）参照）。
【００６０】
前記したように鋼板Ａａ，Ａｂ，Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃを積載された待機位置にある一方の位置決め装置１１は、移動テーブル１２によって次の溶接位置まで移動せしめられ、この溶接位置において、図６及び図７を用いて説明したように、鋼板Ａａ，Ａｂ，Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃは位置決め固定される。この位置決め固定が終了した時点では、先行する他方の位置決め装置１１上では、例えば鋼板Ａｂと鋼板Ｂｃの溶接が行われており、鋼板Ａａと鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃの溶接は終了し、溶接トーチ１４ａａは一方の位置決め装置１１側に移動している（図８（ｂ）参照）。
【００６１】
そして、他方の位置決め装置１１上における鋼板Ａｂと鋼板Ｂｃの溶接が終了し、溶接トーチ１４ｂａが一方の位置決め装置１１側に復帰した後、一方の位置決め装置１１では、１台のレーザ発振器より２つの伝送路を切り替え可能に構成した２台の溶接トーチ１４ａａ，１４ｂａを用いて鋼板Ａａ，Ａｂ，Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃの突き合わせ部を上記の順に溶接する（図９（ａ）参照）。
【００６２】
すなわち、先ず、溶接トーチ１４ａａにより鋼板Ａａと鋼板Ｂａの突き合わせ部イを溶接する。このとき、溶接トーチ１４ｂａは待機している。そして、前記突き合わせ部イの溶接が終了すると、レーザ発振器からの伝送路を溶接トーチ１４ｂａに切り替え、溶接トーチ１４ｂａにより鋼板Ａｂと鋼板Ｂａの突き合わせ部ロを溶接する。この突き合わせ部ロの溶接時、溶接トーチ１４ａａは次の溶接に備え、鋼板Ａａと鋼板Ｂｂの突き合わせ部ハの直前迄移動し、待機する。
【００６３】
このように、一方の位置決め装置１１では、レーザ発振器からの伝送路を溶接トーチ１４ａａと１４ｂａに交互に切り替えて、例えば鋼板群の両側の一方側から他方側へその突き合わせ部を順に溶接しつつ、この溶接中に残りの溶接トーチは次の突き合わせ部に移動し、次の溶接まで待機する。
【００６４】
この一方の位置決め装置１１上での溶接時、他方の位置決め装置１１は、移動テーブル１２によって受渡し位置迄移動して前記溶接後の半製品を搬出した後（図９（ａ）参照）、鋼板受け取り位置迄復帰し、この鋼板受け取り位置で、他所で予め位置決め載置しておいた２枚の鋼板Ａａ，Ａｂと３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃを、そのままの配置状態で受け取る（図９（ｂ）参照）。
【００６５】
鋼板Ａａ，Ａｂ，Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃを積載された他方の位置決め装置１１は、移動テーブル１２によって次の溶接位置まで移動せしめられ、この溶接位置において、鋼板Ａａ，Ａｂ，Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃは前記と同様に位置決め固定される（図１０（ａ）参照）。
【００６６】
この他方の位置決め装置１１上における鋼板Ａａ，Ａｂ，Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃの位置決め固定中に前記した溶接が終了した一方の位置決め装置１１は、移動テーブル１２によって受渡し位置迄移動して前記溶接後の半製品を搬出する（図１０（ａ）参照）。
【００６７】
本発明の上記実施例によれば、２枚の鋼板Ａａ，Ａｂを３枚の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃの両側に配置した場合における鋼板の突き合わせ位置決めが一度で行え、かつ、レーザ光の照射をタイムシェリングすることで、複数箇所の溶接に要する時間の短縮が図れ、効率の良い溶接が行えるようになる。
【００６８】
また、上記実施例の構成では、位置決め装置１１に、接離移動機構１１ｅ，１１ｆ毎、鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃの長手方向に移動する第２の移動機構１１ｐ，１１ｑを備えさせているので、鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃの鋼板長手方向の長さが変更された場合にも、段取り替えが容易に行えるようになる。
【００６９】
本発明は上記の実施例に限らず、１枚の鋼板と複数の鋼板を所定位置に位置決め固定し、次に、この位置決め固定した１枚の鋼板又は複数の鋼板に対して複数の鋼板を又は１枚の鋼板を移動させて溶接部を突き当てた後固定し、その後、前記溶接トーチを、前記突き当て固定した鋼板群の例えば一方側から他方側へ移動させて突き合わせ部を順次溶接するものであっても良いことは言うまでもない。
【００７０】
また、上記の実施例では、図３に示したように、一の鋼板Ａａ，Ａｂと他の鋼板Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃとの溶接線が、一の鋼板Ａａ，Ａｂに対して直線かつ平行な場合について説明したが、図１１に示したように、前記溶接線が直線ではあるが平行でない場合や、図１２に示したように、曲線と平行でない直線を組み合わせたものでも本発明の適用は可能である。
【００７１】
また、上記の実施例では、レーザ溶接装置１４ａ，１４ｂを固定配置したものについて説明したが、これらレーザ溶接装置１４ａ，１４ｂの例えば一方の支柱１４ａｂ，１４ｂｂを支点として、上部の梁１４ａｃ、１４ｂｃを水平回動が可能なように構成すれば、位置決め装置１１への鋼板群の搬入、搬出が容易に行えるようになる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の鋼板を突き合わせ溶接するに際し、大がかりな装置を必要とすることなく、溶接の際の突き合わせ位置決めが容易で、効率よく鋼板の突き合わせ溶接が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接装置を２基並列に配置した場合の実施例の概略構成を示した斜視図である。
【図２】図１の要部の概略構成を説明する図で、（ａ）は側面から見た図、（ｂ）は正面から見た図である。
【図３】
位置決め装置の平面図である。
【図４】（ａ）は図３の側面図、（ｂ）は図３の正面図である。
【図５】レーザ溶接装置の拡大斜視図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は図１〜図５に示した本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接装置を用いた本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接方法における鋼板の位置決めを順を追って説明する図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は図１〜図５に示した本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接装置を用いた本発明に係る鋼板の突き合わせ溶接方法における鋼板の位置決めを順を追って説明する図で、図６の後段を説明する図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は図６及び図７の方法で位置決めした後の突き合わせ溶接を順を追って説明する図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は図６及び図７の方法で位置決めした後の突き合わせ溶接を順を追って説明する図で、図８の後段を説明する図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は図６及び図７の方法で位置決めした後の突き合わせ溶接を順を追って説明する図で、図９の後段を説明する図である。
【図１１】一の鋼板と他の鋼板との溶接線の他の態様を説明する図３と同様の図である。
【図１２】一の鋼板と他の鋼板との溶接線の更に他の態様を説明する図３と同様の図である。
【図１３】２枚の鋼板を１個所で接合する場合の従来方法の説明図で、（ａ）は溶接位置に移動した状態を示す側面から見た図、（ｂ）は（ａ）を平面から見た図である。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は図１１の後工程を順を追って説明する平面から見た図である。
【符号の説明】
Ａａ，Ａｂ　　　　　　鋼板
Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃ　　　鋼板
１１　　　　　　　　　位置決め装置
１１ａ，１１ｂ　　　　突き当てフローティング機構
１１ｃ，１１ｄ　　　　第１のクランプ機構
１１ｅ，１１ｆ　　　　接離移動装置
１１ｈ　　　　　　　　第２のクランプ機構
１１ｐ，１１ｑ　　　　第２の移動機構
１２　　　　　　　　　移動テーブル
１４ａａ，１４ｂａ　　溶接トーチ

Claims

一の金属板に対して他の複数の金属板を突き合わせ溶接する方法であって、前記一の金属板と他の複数の金属板を溶接位置まで移動させた後、先ず、前記一の金属板又は前記他の複数の金属板を所定位置に位置決め固定し、次に、位置決め固定した前記一の金属板又は前記他の複数の金属板を、前記他の複数の金属板又は前記一の金属板に対して移動させて突き当てた後、前記一の金属板又は前記他の複数の金属板を固定して突き合わせ部を形成し、その後、３軸方向に移動可能な溶接トーチを移動させて前記突き合わせ部を溶接することを特徴とする金属板の突き合わせ溶接方法。
請求項１記載の金属板の突き合わせ溶接方法において、前記一の金属板を前記他の複数の金属板の両側に配置する２枚となし、前記２枚の一の金属板と他の複数の金属板を溶接位置まで移動させた後、先ず、前記２枚の一の金属板を所定位置に位置決め固定し、次に、位置決め固定した前記２枚の一の金属板を、前記他の複数の金属板に対して両側から突き当てた後、前記他の複数の金属板を固定して両側に突き合わせ部を形成し、その後、１台のレーザ発振器より２つの伝送路を切り替え可能に構成した、３軸方向に移動可能な２台のレーザ溶接トーチを移動させると共に、前記レーザ溶接トーチの移動中に伝送路を切り替えて、前記突き合わせ部を順次溶接することを特徴とする金属板の突き合わせ溶接方法。
一の金属板と他の複数の金属板の位置決め装置と、該位置決め装置を溶接位置まで移動する移動テーブルと、溶接位置近傍に配置され、３軸方向に移動可能な溶接トーチとを備え、
前記位置決め装置は、前記一の金属板又は前記他の複数の金属板を所定位置まで移動させる突き当てフローティング機構と、所定位置まで移動されて位置決めされた前記一の金属板又は前記他の複数の金属板を固定する第１のクランプ機構と、該第１のクランプ機構毎に、前記一の金属板又は前記他の複数の金属板を他の複数の金属板又は一の金属板に対して突き当てる接離移動機構と、該接離移動機構によって、一の金属板又は他の複数の金属板を突き当てられた他の複数の金属板又は一の金属板を固定する第２のクランプ機構とからなることを特徴とする金属板の突き合わせ装置。
２枚の一の金属板と他の複数の金属板の位置決め装置と、該位置決め装置を溶接位置まで移動する移動テーブルと、溶接位置近傍に配置され、１台のレーザ発振器より２つの伝送路を切り替え可能に構成された、３軸方向に移動可能な２台のレーザ溶接トーチとを備え、
前記位置決め装置は、前記一の金属板を所定位置まで移動させる突き当てフローティング機構と、所定位置まで移動されて位置決めされた前記一の金属板を固定する第１のクランプ機構と、該第１のクランプ機構毎に、前記一の金属板を他の複数の金属板に対して両側から突き当てる接離移動機構と、該接離移動機構によって、両側から一の金属板を突き当てられた他の複数の金属板を固定する第２のクランプ機構とからなることを特徴とする金属板の突き合わせ溶接装置。
請求項３又は４記載の金属板の突き合わせ溶接装置において、前記位置決め装置は、更に前記接離移動機構毎に、他の複数の金属板の長手方向に移動する移動機構を備えたことを特徴とする金属板の突き合わせ溶接装置。