JP2004249307A

JP2004249307A - Continuous automatic welding equipment for single-tube

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Publication number: JP2004249307A
Application number: JP2003040719A
Authority: JP
Inventors: Akihisa Murata; 彰久村田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2023-02-19
Also published as: JP3986979B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide automatic welding equipment for continuously manufacturing a high-precision single tube having no weld defects, which is excellent in workability and productivity. <P>SOLUTION: The continuous automatic welding equipment 8 for a single-tube transfers a plurality of works W, formed by bending a metal plate into a cylindrical shape, in an axis direction in a state that the works are connected in series, and the equipment 8 continuously manufactures cylindrical single-tubes by sequentially butt-welding a slit part Wa of each work W on the way of transferring the works W. The continuous automatic welding equipment 8 for a single tube is composed of: a work carrying-in device 2 continuously carrying in and sending out the works W in the axis direction; a slit part positioning device 3 arranging the slit parts Wa of the carried-in works W in a fixed position; a work transferring device 4 transferring the works W, whose slit parts Wa are arranged in the fixed position, in a state that the works W are connected in series and also butting the slit parts Wa of the works W; a welding device 8 sequentially butt-welding the butted slit part Wa of each work W; and a work disconnecting device 9 disconnecting the connected part of each work W, which is connected by a weld part. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板等の金属板材を円筒状に曲げ加工して成るワークのスリット部を突合せ溶接して円筒状の単管を製造する単管自動溶接装置の改良に係り、特に、複数の円筒状のワークを直列状に連ねた状態で軸線方向に移送し、ワークの移送中に各ワークのスリット部を順次突合せ溶接して円筒状の単管を連続的に製造するようにした単管連続自動溶接装置に関するものである。
【０００２】
【従前の技術】
一般に、単管を製造するにあたっては、素材となる鋼板等の金属板材をロール等により曲げ加工して円筒状のワークを形成し、当該ワークのスリット部をＴＩＧ溶接等により突合せ溶接して単管を製造するようにしている。
【０００３】
従来、単管を製造する装置としては、円筒状のワークを溶接治具に形成した貫通穴内を通過させ、ワークの外周面を溶接治具によりクランプした状態でワークのスリット部を突合せ溶接するようにした自動溶接装置（例えば、特開昭６２−９３０７８号公報）や、円筒状のワークをマンドレルの外周面にセットしてマンドレル上でワークのスリット部近傍をクランプし、この状態でワークのスリット部を突合せ溶接するようにしたクランプシーマ（図示省略）等が知られている。
【０００４】
具体的には、前者の自動溶接装置は、円筒状のワークを通過させながらワークのスリット部を突き合せる貫通穴を形成したブロック状の溶接治具と、溶接治具の近傍に配設した溶接トーチと、ワークを溶接治具の貫通穴に送り込むと共に、貫通穴から送り出す送り装置等から構成されており、ワークを送り装置により溶接治具の貫通穴内を通過させつつ、ワークの外周面を溶接治具によりしっかりクランプした状態でワークの突き合されたスリット部を溶接トーチにより突合せ溶接するようにしたものである。
【０００５】
一方、後者のクランプシーマは、円筒状のワークに挿通されてワークを水平姿勢で支持するマンドレルと、マンドレルに支持されたワークのスリット部を突き合せ状態でマンドレル上に押圧固定するクランプ機構と、マンドレルの上方位置に配設した溶接トーチ等から構成されており、ワークをマンドレルの外周面にセットしてワークのスリット部をクランプ機構によりマンドレル上で突き合せ固定し、この状態でワークのスリット部を溶接トーチにより突合せ溶接するようにしたものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６２−９３０７８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前者の自動溶接装置に於いては、溶接治具の貫通穴の内周面が摩耗した場合、ワークのスリット部の突き合せが不完全になって溶接欠陥を生じるため、溶接治具を新しいものと交換する必要があった。然も、溶接するワークの直径が変わるたびに溶接治具を交換する必要があった。その結果、作業性及び生産性に劣ると云う問題があった。
又、前者の自動溶接装置に於いては、各ワークのスリット部を一本宛突合せ溶接するようにしているため、ワークの溶接開始部及び溶接終了部に溶け落ち等の溶接欠陥を生じ易くなり、製品（単管）の品質が著しく低下すると云う問題があった。
更に、前者の自動溶接装置に於いては、ワークを溶接治具の貫通穴内を摺動させながら通過させるようにしているため、ワークの外周面にスリ傷等が付くと云う問題があった。特に、外周面がビニール等の保護被膜で保護されているワークの場合には、そのままの状態でワークを溶接治具に通すことができず、予め保護被膜を除去する必要があり、極めて手数が掛かると云う問題があった。
【０００８】
一方、後者のクランプシーマに於いては、マンドレルの外周面にワークをセットして突合せ溶接するようにしているため、ワークの直径が変わってもマンドレルを交換したりする必要がなく、前者の自動溶接装置に比較して作業性が良いと云う利点がある。
しかし、後者のクランプシーマに於いては、マンドレル上でのワークのスリット部の突き合せ、ワークの心出し、マンドレルからのワークの取り外し等の各作業を作業員が全て手作業により一本宛行うようにしているため、作業者によって製品（単管）の精度にバラツキを生じるうえ、生産性に極めて劣ると云う問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、作業性及び生産性に優れていると共に、溶接欠陥の無い高精度な単管を連続的に製造することができるようにした単管連続自動溶接装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、金属板材を円筒状に曲げ加工して成る複数のワークを直列状に連ねた状態で軸線方向に移送し、ワークの移送中に各ワークのスリット部を順次突合せ溶接して円筒状の単管を連続的に製造する単管連続自動溶接装置であって、前記単管連続自動溶接装置は、円筒状に曲げ加工されたワークを連続的に搬入して軸線方向へ送り出すワーク搬入装置と、搬入されたワークのスリット部を一定位置に揃えるスリット部位置決め装置と、スリット部が一定位置に揃えられたワークをワーク搬入装置から受け取って直列状に連なった状態で移送すると共に、ワークを外側から挾持してワークのスリット部を突き合せるワーク移送装置と、各ワークの突き合されたスリット部を順次突合せ溶接する溶接装置と、溶接部で連結されている各ワークの連結部を切り離すワーク切り離し装置とを備えていることに特徴がある。
【００１１】
本発明の請求項２の発明は、ワーク移送装置が、スリット部位置決め装置によりスリット部が真上に位置する状態で揃えられたワークを両側から挾持しながら移送する一対のキャタピラ式コンベヤと、ワークの上面側に当接してワークの上面側を保持する上部ローラと、ワークの下面側に当接してワークの下面側を保持する下部ローラとを備えており、ワークの外周面を一対のキャタピラ式コンベヤ、上部ローラ及び下部ローラにより左右上下方向から保持してワークを真円の状態で移送するように構成されていることに特徴がある。
【００１２】
本発明の請求項３の発明は、一対のキャタピラ式コンベヤが、ワークの側方位置に間隔調整可能に配設された駆動スプロケット及び従動スプロケットと、両スプロケットに巻き回された無端状のチェーンと、駆動スプロケットを回転駆動する駆動部と、チェーンに取り付けられ、ワークの側面を保持する複数の保持部材と、チェーンの内側領域にワーク側へ移動調整可能に配設され、ワークに対向する保持部材をワークの側面側へ押し付ける加圧ローラとを夫々備えており、ワークの直径に応じて保持部材の位置を加圧ローラにより移動調整できるように構成され、又、下部ローラが、ワークの直径に応じてワークの下面側を保持できるように上下動可能に構成されていることに特徴がある。
【００１３】
本発明の請求項４の発明は、各保持部材がゴム部材によりブロック状に形成されており、ワークを保持する面が断面形状Ｖ字状に形成されていることに特徴がある。
【００１４】
本発明の請求項５の発明は、一対のキャタピラ式コンベヤ間に、ワークのスリット部に挿通されてワークの心出しを行うセンターガイドを上下動可能に配設し、当該センターガイドのワーク内に位置する部分に、ワークの突き合されたスリット部の裏面側にシールドガスを供給するガス供給パイプを取り付けたことに特徴がある。
【００１５】
本発明の請求項６の発明は、一対のキャタピラ式コンベヤ間に、ワークの突き合されたスリット部に係合し且つスリット部の上面に当接する溶接位置決めローラを上下動可能に配設し、当該溶接位置決めローラによりワークのスリット部のズレ及び段付きを防止するようにしたことに特徴がある。
【００１６】
本発明の請求項７の発明は、溶接装置が、タングステン電極棒を挿着した溶接用トーチと、溶接用トーチの先端部両側に配設された冷却治具とを備えており、冷却治具によりアークを冷却して横断面形状が楕円状のアークを形成できるように構成されていることに特徴がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１乃至図４は本発明の実施の形態に係る単管連続自動溶接装置を示し、当該単管連続自動溶接装置は、鋼板等の金属板材を円筒状に曲げ加工して成る複数のワークＷを直列状に連ねた状態で軸線方向に移送し、ワークＷの移送中に各ワークＷのスリット部Ｗａを順次突合せ溶接して円筒状の単管を連続的に製造するものであり、フレーム及びパネル材等から成るキャビネット本体１に、ワーク搬入装置２、スリット部位置決め装置３、ワーク移送装置４、センターガイド５、ガス供給パイプ６、溶接位置決めローラ７、溶接装置８及びワーク切り離し装置９等を配設したものである。
【００１８】
尚、図１及び図４に於いて、１０は蛍光灯、１１はエアー圧力やガス圧力、ガス流量等の各種メーター、１２は溶接部監視モニター、１３は溶接データモニター、１４は各種操作スイッチ、１５はスピーカー、１６は溶接電源点検窓、１７は水冷ユニット点検窓、１８は通気口である。
【００１９】
前記ワーク搬入装置２は、ベンディング機（図示省略）等により円筒状に曲げ加工された金属板製のワークＷを連続的に搬入して軸線方向へ送り出すものであり、図１乃至図３に示す如く、複数本（３本〜５本程度）のワークＷを並列状態でストックする傾斜状のシュート１９と、シュート１９の低所側に並列状に配設され、シュート１９上のワークＷに当接してワークＷをせき止めるストッパー２０ａを備えた二本のワークストップシリンダ２０と、シュート１９から排出されて後述するスリット部位置決め装置３に受け渡されたワークＷを軸線方向へ送り出すワーク押し出しシリンダ２１等から構成されている。
又、ワーク押し出しシリンダ２１は、ロッドを所定角度回転させることができるスイング式シリンダから成り、ロッドの先端にはワークＷの端面に当接自在な押し込み部材２１ａが取り付けられている。
【００２０】
而して、このワーク搬入装置２によれば、シュート１９にストックされているワークＷを二本のワークストップシリンダ２０を交互に伸縮動作させることによって、シュート１９内のワークＷを一本宛シュート１９からスリット部位置決め装置３側へ排出することができ、又、ワーク押し出しシリンダ２１の押し込み部材２１ａをスリット部位置決め装置３に受け渡されたワークＷの端面に押し当て、この状態でワーク押し出しシリンダ２１を作動させることによって、ワークＷを軸線方向へ押し出すことができるようになっている。
【００２１】
前記スリット部位置決め装置３は、図１乃至図３に示す如く、ワーク搬入装置２のシュート１９の低所側位置に配設されており、ワーク搬入装置２のシュート１９から排出されたワークＷを受け取ってワークＷのスリット部Ｗａを一定位置に揃えるものである。
具体的には、スリット部位置決め装置３は、シュート１９の低所側位置に配設され、シュート１９から供給されたワークＷを受け取る水平な一対の支持ローラ３ａと、支持ローラ３ａを回転制御する駆動部（図示省略）と、支持ローラ３ａに支持されたワークＷのスリット部Ｗａを検出する光電管等のセンサー（図示省略）等を備えており、支持ローラ３ａに支持されているワークＷのスリット部Ｗａが真上に位置するようにセンサーからの検出信号に基づいて駆動部により支持ローラ３ａの回転を制御するように構成されている。
【００２２】
前記ワーク移送装置４は、スリット部Ｗａが一定位置に揃えられたワークＷをワーク搬入装置２から受け取って直列状に連なった状態で移送すると共に、ワークＷを外側から挾持してワークＷのスリット部Ｗａを突き合せるものであり、ワークＷの直径に関係なく、ワークＷを確実且つ良好に保持して真円の状態で移送できるように構成されている。
即ち、ワーク移送装置４は、図２、図５乃至図７に示す如く、スリット部位置決め装置３によりスリット部Ｗａが真上に位置する状態で揃えられたワークＷを両側から挾持しながら移送する一対のキャタピラ式コンベヤ２２と、ワークＷの上面側に当接してワークＷの上面側を保持する上部ローラ２３と、ワークＷの下面側に当接してワークＷの下面側を保持する下部ローラ２４とを備えており、ワークＷの外周面を一対のキャタピラ式コンベヤ２２、上部ローラ２３及び下部ローラ２４により左右上下方向から保持してワークＷを真円の状態で移送するように構成されている。
【００２３】
前記一対のキャタピラ式コンベヤ２２は、図５乃至図７に示す如く、ワークＷの側方位置に軸線方向へ一定の間隔を空けて配設された間隔調整可能な駆動スプロケット２５及び従動スプロケット２６と、両スプロケット２５，２６に巻き回され、ワークＷの軸線方向へ周回する無端状のチェーン２７と、駆動スプロケット２５を回転駆動する駆動部２８と、チェーン２７に取り付けられ、ワークＷの側面を保持する複数の保持部材２９と、チェーン２７の内側領域にワークＷ側へ移動調整可能に配設され、ワークＷに対向する保持部材２９をワークＷの側面側へ押し付ける複数の加圧ローラ３０とを夫々備えており、ワークＷの直径に応じて保持部材２９の位置を加圧ローラ３０により移動調整し、ワークＷを両側から挾持して軸線方向へ移送できるように構成されている。
【００２４】
具体的には、駆動スプロケット２５は、架台３１上に設けた支持台３２に駆動軸３３を介して回転自在に支持されており、駆動軸３３に連動連結されたギヤードモータ等の駆動部２８により回転駆動されるようになっている。
又、従動スプロケット２６は、架台３１上にワークＷの軸線方向へ移動可能に設けた支持台３４に従動軸３５を介して回転自在に支持されており、架台３１と支持台３４との間に介設した圧縮バネ３６の弾性力により駆動スプロケット２５から離間する方向へ常時附勢されている。この従動スプロケット２６は、加圧ローラ３０が駆動スプロケット２５及び従動スプロケット２６に巻き回されたチェーン２７をワークＷ側へ押し、ワークＷに対向する保持部材２９をワークＷの側面へ押し付けたときに、圧縮バネ３６が収縮して駆動スプロケット２５側へ移動するようになっている。これによって、駆動スプロケット２５と従動スプロケット２６との間隔がチェーン２７の長さに対応するように調整され、チェーン２７の過度の緊張や弛みが防止される。
更に、各保持部材２９は、ゴム部材によりブロック状に形成されており、チェーン２７に一定間隔毎に固定した保持板３７に着脱自在に取り付けられている。これら各保持部材２９は、図７に示す如く、ワークＷに当接する面が断面形状Ｖ字状に形成されており、ワークＷの直径がある程度変化しても、ワークＷの側面を確実且つ良好に保持できるように工夫されている。この実施の形態に於いては、各保持部材２９は、ウレタンゴムにより形成されている。
そして、各加圧ローラ３０は、チェーン２７の内側領域にチェーン２７に沿って直列状に配設されており、架台３１上にワークＷ側へ往復移動可能に設けた移動台３８に支持軸３９を介して回転自在に支持されている。各加圧ローラ３０を支持する移動台３８は、サーボモータ４０及び伝動機構４１（ボールネジ機構やラックピニオン機構等）によりワークＷ側へ移動調整できるように構成されている。従って、各加圧ローラ３０は、移動台３８をワークＷ側へ移動調整することによって、駆動スプロケット２５及び従動スプロケット２６に巻き回されたチェーン２７をワークＷ側へ押し、ワークＷに対向する保持部材２９をワークＷの側面へ押し付けることができる。これにより、加圧ローラ３０は、ワークＷの直径に関係なく、保持部材２９をワークＷの側面へ確実且つ良好に押し付けることができる。
【００２５】
前記上部ローラ２３は、ワークＷの上方位置に軸線方向に沿って一定間隔毎に配設されており、ワークＷの直径に応じて高さを調整できるように構成されている。
又、下部ローラ２４は、図６及び図７に示す如く、ワークＷの下方位置に軸線方向に沿って一定間隔毎に配設されており、ワークＷの下方位置に昇降可能に設けた昇降台４２に支持軸４３を介して回転自在に支持されている。下部ローラ２４を支持する昇降台４２は、サーボモータ４４及び伝動機構４５（ボールネジ機構やラックピニオン機構等）により昇降動するように構成されている。従って、下部ローラ２４は、昇降台４２を昇降動させて高さ調整することによって、ワークＷの下面側に確実且つ良好に当接することになる。これにより、下部ローラ２４は、ワークＷの直径に関係なく、ワークＷの下面側を確実に且つ良好に保持することができる。
【００２６】
前記センターガイド５は、図５に示す如く、一対のキャタピラ式コンベヤ２２間の上流側部分（図５に示すキャタピラ式コンベヤ２２の左側部分）に鉛直姿勢で配設されており、ワーク移送装置４により移送されるワークＷのスリット部Ｗａに挿通されてワークＷの心出しを行うと共に、ワークＷを一定の姿勢（スリット部Ｗａが真上に位置する状態）で案内するものである。
又、センターガイド５は、モータやエアーシリンダ等の駆動部（図示省略）により上下動するように構成されており、その内部にはアルゴンガス等のシールドガスを供給するガス通路５ａが形成されている。
【００２７】
前記ガス供給パイプ６は、ワークＷの突き合されたスリット部Ｗａの裏面側にシールドガスを供給してワークＷの溶接部の酸化を防止するものであり、多数のガス噴出口６ａを備えている。このガス供給パイプ６は、図６及び図７示す如く、センターガイド５のワークＷ内に位置する部分（センターガイド５の下端部）にガス通路５ａに連通すべく水平姿勢で取り付けられており、センターガイド５と一緒に上下動するようになっている。従って、ガス供給パイプ６は、センターガイド５を上下動させてガス供給パイプ６の高さを変えることによって、ワークＷの直径が変化しても、ワークＷのスリット部Ｗａの裏面側にシールドガスを確実且つ良好に吹き付けることができる。
【００２８】
前記溶接位置決めローラ７は、図５及び図６に示す如く、一対のキャタピラ式コンベヤ２２間で且つセンターガイド５の下流側位置に回転自在に配設されており、ワークＷのスリット部Ｗａの円周方向のズレとスリット部Ｗａの段付きを防止するものである。この溶接位置決めローラ７は、図８に示す如く、外周縁部の断面形状が鋭角状に形成され、ワークＷの突き合されたスリット部Ｗａに係合する円板部７ａと、スリット部Ｗａの上面に当接する円柱部７ｂとを備えており、モータやエアーシリンダ等の駆動部（図示省略）により上下動し、高さ調整自在に構成されている。
【００２９】
前記溶接装置８は、図５及び図６に示す如く、一対のキャタピラ式コンベヤ２２間で且つ溶接位置決めローラ７の下流側位置に配設されており、各ワークＷの突き合されたスリット部Ｗａを順次突合せ溶接するものである。この溶接装置８には、ＧＴＡ溶接法と冷却治具８ｂとを組み合せて成る溶接装置８が使用されている。
即ち、溶接装置８は、先端部からアルゴンカス等のシールドガスを流すと共に、タングステン電極棒８ｃを挿着した溶接用トーチ８ａと、溶接用トーチ８ａの先端部両側に配設された冷却治具８ｂと、溶接用トーチ８ａをワークＷの直径に応じて上下動させるサーボモータ及び伝動機構（ボールネジ機構やラックピニオン機構等）から成るトーチ上下駆動装置８ｄと、溶接状況（タングステン電極棒８ｃの消耗やアークＡの状態等）を確認するＣＣＤカメラ８ｅ等を備えており、冷却治具８ｂによりアークＡを冷却して横断面形状が楕円状のアークＡを形成できるように構成されている。
又、溶接用トーチ８ａは、ワークＷの突き合されたスリット部Ｗａを溶接する際にワークＷの直径に応じてトーチ上下駆動装置８ｄにより自動的に高さ調整されて溶接位置を取り得るようになっている。
更に、冷却治具８ｂは、銅材により内部に冷却水が流れる冷却通路を備えた角柱状に形成されており、溶接用トーチ８ａの先端部両側にワークＷの軸線方向に沿う姿勢で配設されている。そのため、アークＡは、図９（Ｂ）に示す如く、冷却治具８ｂにより両側から冷却されて横断面形状が楕円状で且つエネルギー密度の高い高温のアークＡとなる。このように、横断面形状が楕円状のアークＡを形成した場合、予熱効果が上がって溶け込みが大きくなると共に、裏波も出易くなる。然も、電流を上げても良好な溶接を行える。
従って、この溶接装置８を用いれば、通常のプラズマ溶接やＴＩＧ溶接に比べて溶接速度を２０〜３０％アップすることができる。又、冷却治具８ｂの幅を変えることによって、アークＡのエネルギー密度を自由に変えることもできる。
尚、この実施の形態に於いては、溶接装置８には、ＧＴＡ溶接法と冷却治具８ｂとを組み合せて成る溶接装置８を使用しているが、他の実施の形態に於いては、溶接装置８にプラズマ溶接装置やレーザー溶接装置を使用するようにしても良い。
【００３０】
前記ワーク切り離し装置９は、図１及び図２に示す如く、ワーク移送装置４の下流側位置に配設されており、溶接部で連結されている各ワークＷの連結部を切り離すものである。このワーク切り離し装置９には、ロッドの先端部にワークＷの側面を押圧する押圧部材９ａを設けたエアーシリンダ９ｂが使用されている。
【００３１】
而して、ワーク切り離し装置９によれば、ワーク移送装置４から送り出されたワークＷの片方の側面を押圧部材９ａで押圧することによって、溶接部で連結されているワークＷの連結部を切り離すことができるようになっている。尚、切り離されたワークＷは、ワークＷの側方位置に傾斜姿勢で配設された搬出シュート４６へ搬出されるようになっている。
【００３２】
次に、上述した単管連続自動溶接装置を用いて円筒状に曲げ加工された複数のワークＷから単管を連続的に製造する場合について説明する。
尚、ワークＷには、板厚１．５ｍｍ又は２．０ｍｍ、外径８８ｍｍ〜１２０ｍｍ、長さ１０８ｍｍ〜３１７ｍｍのＳＳ４０７製の円筒状のワークＷが使用されている。又、溶接電流、アーク長さ、ワークＷの移送速度、不活性ガスの供給量、タングステン電極棒８ｃの先端形状等の溶接条件は、ワークＷの材質、板厚等に応じて最適の条件下に設定されていることは勿論である。
【００３３】
複数のワークＷから単管を連続的に製造する場合、先ず、ワークＷの直径に応じて一対のキャタピラ式コンベヤ２２の間隔と上部ローラ２３及び下部ローラ２４の高さ位置を調整する。即ち、加圧ローラ３０及び下部ローラ２４の位置をサーボモータ４０，４４により決定すると共に、上部ローラ２３の高さ位置を調整し、ワークＷの外周面を一対のキャタピラ式コンベヤ２２、上部ローラ２３及び下部ローラ２４により左右上下方向から一定の力（ワークＷが真円状に保持されて変形されない程度の力）で保持できるようにする。又、ワークＷの直径に応じてセンターガイド５を上下動させてガス供給パイプ６の高さ位置を調整すると共に、溶接位置決めローラ７の高さ位置を調整する。
【００３４】
次に、作業員が手動操作により複数のワークＷを順次一対のキャタピラ式コンベヤ２２間に挿入し、ワークＷの外周面を一対のキャタピラ式コンベヤ２２、上部ローラ２３及び下部ローラ２４により左右上下方向から保持させると共に、先頭に位置するワークＷをその先端が溶接装置８の溶接用トーチ８ａの近傍位置に達するまで軸線方向へ移動させる。この際、各ワークＷは、スリット部Ｗａがセンターガイド５に入り込むようにスリット部Ｗａを真上に位置させておく。又、先頭に位置するワークＷのスリット部Ｗａに溶接位置決めローラ７の円板部７ａの外周縁部を係合させると共に、スリット部Ｗａの上面に円柱部７ｂを当接させ、ワークＷのスリット部Ｗａの円周方向のズレとスリット部Ｗａの段付きを無くす。更に、先頭に位置するワークＷのスリット部Ｗａの先端部側は、キャタピラ式コンベヤ２２の加圧ローラ３０の押圧作用により突き合された状態となっている。
尚、円筒状に曲げ加工された各ワークＷは、両端部が軸線方向にズレている場合がある。この場合には、作業員が最初に一対のキャタピラ式コンベヤ２２間に挿入するワークＷと二番目に挿入するワークＷのズレを手作業により修正し、これらのワークＷを一対のキャタピラ式コンベヤ２２間に挿入する。
【００３５】
そして、上述した状態で単管連続自動溶接装置の自動運転を行う。そうすると、ワーク移送装置４が作動してワークＷを左右上下方向から保持して真円の状態で軸線方向へ移送すると共に、溶接装置８が作動して先頭に位置するワークＷの突き合されたスリット部Ｗａを溶接用トーチ８ａの直下位置に於いて自動溶接して行く。先頭に位置するワークＷのスリット部Ｗａが突合せ溶接されたら、引き続き二番目に位置するワークＷがワーク移送装置４により左右上下方向から保持されて真円の状態で軸線方向へ移送され、溶接装置８によりワークＷの突き合されたスリット部Ｗａが自動溶接されて行く。
【００３６】
このようにして、ワークＷがワーク移送装置４により直列状に連なった状態で移送されてそのスリット部Ｗａが溶接装置８により順次突合せ溶接されて行くと、ワーク搬入装置２のシュート１９にストックされているワークＷが二本のワークストップシリンダ２０の作動によって一本宛スリット部位置決め装置３の支持ローラ３ａ上に排出される。
【００３７】
支持ローラ３ａ上に排出されたワークＷは、センサー（図示省略）によってスリット部Ｗａが検出されると共に、センサーからの検出信号に基づいて駆動部により支持ローラ３ａが回転制御され、スリット部Ｗａが真上に位置する状態で支持ローラ３ａ上に支持される。
【００３８】
その後、ワーク搬入装置２のワーク押し出しシリンダ２１が作動して押し込み部材２１ａを支持ローラ３ａ上のワークＷの終端部に当接させ、この状態でワーク押し出しシリンダ２１によりワークＷを軸線方向へ押し出して行く。そうすると、軸線方向へ押し出されたワークＷは、一対のキャタピラ式コンベヤ２２間に挿入されると共に、その先端がワーク移送装置４により移送されている最後尾のワークＷの終端部に当接する。又、一対のキャタピラ式コンベヤ２２間に挿入されたワークＷは、そのスリット部Ｗａがセンターガイド５に挿入される。
このとき、ワーク押し出しシリンダ２１により軸線方向へ押し込まれるワークＷのスリット部Ｗａが軸線方向へズレている場合でも、先に移送されているワークＷの軸線方向のズレが修正されているため、ワークＷを押し込んで先端部を先のワークＷの終端部に当接させたときにスリット部Ｗａの軸線方向のズレが自動的に修正されることになる。
【００３９】
そして、軸線方向へ押し出されたワークＷは、ワーク移送装置４により直列状に連なった状態で軸線方向へ移送されると共に、溶接装置８の溶接用トーチ８ａの直下位置に於いて突き合されているスリット部Ｗａが順次突合せ溶接されて行く。
このとき、ワークＷは、一対のキャタピラ式コンベヤ２２、上部ローラ２３及び下部ローラ２４により上下左右方から保持されて真円の状態で移送されていると共に、センターガイド５により心出しされて一定の姿勢（スリット部Ｗａが真上に位置する状態）で案内され、且つ溶接位置決めローラ７によりワークＷのスリット部Ｗａの円周方向のズレとスリット部Ｗａの段付きを無くした状態で移送され、然も、ゴム部材製の保持部材２９を備えたキャタピラ式コンベヤ２２により移送されている。その結果、ワークＷは、スリップすることなく安定した姿勢で且つ一定の速度で溶接装置８側へ移送されることになる。即ち、ワークＷは、最適な状態で溶接装置８側へ移送されることになり、溶接装置８に於いて精度の高い溶接が行われることになる。
又、ワークＷは、溶接位置に於いてＧＴＡ溶接により溶接され、且つガス供給パイプ６からワークＷのスリット部Ｗａの裏面側へシールドガスが吹き付けられているため、無酸化溶接が可能となって高品質な溶接が行われる。
更に、ワークＷは、直列状に連なった状態で移送されつつ各ワークＷのスリット部Ｗａが連続的に順次突合せ溶接されているため、生産性が高くなると共に、ワークＷの溶接開始部及び溶接終了部に溶け落ち等の溶接欠陥が生じることがなく、製品（単管）の品質が向上することになる。
加えて、ワークＷの溶接時には、アークを冷却治具８ｂにより両側から冷却して横断面形状が楕円状で且つエネルギー密度の高い高温のアークとしているため、予熱効果が上がって溶け込みが大きくなると共に、裏波も出易くなり、然も、電流を上げても良好な溶接を行える。その結果、通常のプラズマ溶接やＴＩＧ溶接に比べて溶接速度を２０〜３０％アップすることができる。
【００４０】
溶接装置８により突合せ溶接されたワークＷは、ワーク移送装置４から順次送り出され、ワーク切り離し装置９によって溶接部で連結されている部分が切り離される。この切り離されたワークＷは、ワークＷの側方位置に傾斜姿勢で配設された搬出シュート４６へ搬出され、後続の加工機へ送られて行く。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明の単管連続自動溶接装置は、次のような優れた効果を奏することができる。
（１）本発明の単管連続自動溶接装置は、円筒状に曲げ加工された複数のワークをワーク移送装置により直列状に連ねた状態で軸線方向に移送し、ワークの移送中に各ワークのスリット部を溶接装置により順次突合せ溶接し、溶接部で連結されている各ワークの連結部をワーク切り離し装置により切り離すようにしているため、円筒状の単管を連続的に製造することができる。その結果、本発明の単管連続自動溶接装置を用いて単管を製造すれば、生産性が高くなると共に、操作性が良く、段取り時間も短くて済む。又、各ワークを直列状に連ねて各ワークのスリット部を順次突合せ溶接するようにしているため、ワークの溶接開始部と溶接終端部に溶け落ち等の溶接欠陥を生じることがなく、製品（単管）の品質の向上を図れる。
（２）本発明の単管連続自動溶接装置は、ワークの外周面を一対のキャタピラ式コンベヤ、上部ローラ及び下部ローラにより左右上下方向から保持してワークを真円の状態で軸線方向へ移送するようにしているため、ワークを最適な状態で後続の溶接装置へ移送することができる。
（３）本発明の単管連続自動溶接装置は、ワークを両側から挾持する一対のキャタピラ式コンベヤがワークの側面を保持する保持部材とこの保持部材をワークの側面に押し付ける加圧ローラとを備え、又、下部ローラが上下動可能に構成されているため、ワークの直径が変わってもワークを上下左右方向から良好且つ確実に保持することができ、冒頭で述べた従来の自動溶接装置のようにワークのサイズ毎に溶接治具を交換する必要もない。
（４）本発明の単管連続自動溶接装置は、各保持部材がゴム部材によりブロック状に形成され、且つワークを保持する面が断面形状Ｖ字状に形成されているため、ワークをスリップすることなく安定した状態で移送することができると共に、ワークの直径に関係なくワークを良好且つ確実に保持することができる。
（５）本発明の単管連続自動溶接装置は、一対のキャタピラ式コンベヤ間に、ワークのスリット部に挿通されるセンターガイドと、ワークの突き合されたスリット部に係合し且つスリット部の上面に当接する溶接位置決めローラとを夫々配設しているため、ワークの心出しを行えると共に、ワークのスリット部の円周方向のズレ及びスリット部の段付きを夫々防止することができ、ワークをより一層最適な状態で溶接装置へ移送することができる。
（６）本発明の単管連続自動溶接装置は、タングステン電極棒を挿着した溶接用トーチの先端部両側に冷却治具を配設し、冷却治具によりアークを冷却して横断面形状が楕円状のアークを形成するようにしているため、予熱効果が上がって溶け込みが大きくなると共に、裏波も出易くなる。然も、電流を上げても良好な溶接を行える。その結果、通常のプラズマ溶接やＴＩＧ溶接に比べて溶接速度を２０〜３０％アップすることができる。又、ワークの突き合されたスリット部の裏面側にガス供給パイプからシールドガスを供給するようにしているため、無酸化溶接が可能となって高品質な溶接を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る単管連続自動溶接装置の正面図である。
【図２】同じく単管連続自動溶接装置の一部省略平面図である。
【図３】同じく単管連続自動溶接装置の一部省略側面図である。
【図４】同じく単管連続自動溶接装置の背面図である。
【図５】単管連続自動溶接装置の要部（ワーク移送装置部分）の平面図である。
【図６】単管連続自動溶接装置の要部（ワーク移送装置部分）の縦断面図である。
【図７】単管連続自動溶接装置の要部（ワーク移送装置部分）の拡大縦断面図である。
【図８】溶接位置決めローラの拡大正面図である。
【図９】（Ａ）はワーク、溶接用トーチ及び冷却治具の部分拡大断面図、（Ｂ）はワーク及び冷却治具の部分拡大平面図である。
【符号の簡単な説明】
２はワーク搬入装置、３はスリット部位置決め装置、４はワーク移送装置、５はセンターガイド、６はガス供給パイプ、７は溶接位置決めローラ、８は溶接装置、８ａは溶接用トーチ、８ｂは冷却治具、８ｃはタングステン電極棒、９はワーク切り離し装置、２２はキャタピラ式コンベヤ、２３は上部ローラ、３４は下部ローラ、２５は駆動スプロケット、２６は従動スプロケット、２７はチェーン、２８は駆動部、２９は保持部際、３０は加圧ローラ、Ａはアーク、Ｗはワーク、Ｗａはスリット部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in an automatic single-pipe welding apparatus for producing a cylindrical single pipe by butt-welding a slit portion of a work formed by bending a metal sheet material such as a steel plate into a cylindrical shape, and in particular, relates to a plurality of cylinders. A single pipe continuous pipe is manufactured by transferring cylindrical workpieces in the axial direction while connecting the workpieces in series, and butt-welding the slits of each workpiece sequentially during the transport of the workpiece. The present invention relates to an automatic welding device.
[0002]
[Conventional technology]
Generally, when manufacturing a single tube, a metal plate such as a steel plate as a material is bent by a roll or the like to form a cylindrical work, and a slit portion of the work is butt-welded by TIG welding or the like to form a single tube. To manufacture.
[0003]
Conventionally, as an apparatus for manufacturing a single pipe, a cylindrical work is passed through a through hole formed in a welding jig, and a slit portion of the work is butt-welded while the outer peripheral surface of the work is clamped by the welding jig. An automatic welding device (for example, JP-A-62-93078), a cylindrical work is set on the outer peripheral surface of a mandrel, and the vicinity of the slit portion of the work is clamped on the mandrel. There is known a clamp seamer (not shown) in which parts are butt-welded.
[0004]
Specifically, the former automatic welding apparatus includes a block-shaped welding jig having a through-hole for abutting a slit portion of a work while passing the cylindrical work, and a welding jig disposed near the welding jig. It consists of a torch and a feeder that feeds the work into the through-hole of the welding jig and feeds it out of the through-hole, and welds the outer peripheral surface of the work while passing the work through the through-hole of the welding jig. The slit portion where the work is abutted is butt-welded with a welding torch in a state of being firmly clamped by a jig.
[0005]
On the other hand, the latter clamp seamer is a mandrel that is inserted into a cylindrical workpiece to support the workpiece in a horizontal posture, a clamp mechanism that presses and fixes the slit portion of the workpiece supported by the mandrel on the mandrel in a state of abutting, It consists of a welding torch, etc. placed above the mandrel.The work is set on the outer peripheral surface of the mandrel, and the slit of the work is butted and fixed on the mandrel by the clamp mechanism. Are butt-welded with a welding torch.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-62-93078
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the former automatic welding device, when the inner peripheral surface of the through hole of the welding jig is worn, butting of the slit portion of the work is incomplete and a welding defect is generated. I needed to replace it with a new one. Of course, it was necessary to change the welding jig every time the diameter of the workpiece to be welded changed. As a result, there is a problem that workability and productivity are poor.
Also, in the former automatic welding equipment, since the slits of each work are butt-welded one by one, welding defects such as burn-through easily occur at the welding start and end of the work. However, there is a problem that the quality of the product (single tube) is remarkably reduced.
Further, in the former automatic welding apparatus, since the work is made to pass while sliding in the through hole of the welding jig, there is a problem that the outer peripheral surface of the work is scratched. In particular, in the case of a work whose outer peripheral surface is protected by a protective film such as vinyl, the work cannot be passed through the welding jig as it is, and it is necessary to remove the protective film in advance. There was a problem of hanging.
[0008]
On the other hand, in the latter clamp seamer, the work is set on the outer peripheral surface of the mandrel and butt-welded, so there is no need to replace the mandrel even if the diameter of the work changes. There is an advantage that workability is better than a welding device.
However, in the latter clamp seamer, all operations such as butting the slits of the work on the mandrel, centering the work, and removing the work from the mandrel are manually performed by one worker. Therefore, there is a problem that the accuracy of the product (single pipe) varies depending on the operator and the productivity is extremely poor.
[0009]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to continuously manufacture a high-precision single pipe having excellent workability and productivity and having no welding defects. It is an object of the present invention to provide a single-tube continuous automatic welding apparatus capable of performing the above-mentioned steps.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Means for Solving the Problems To achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention provides a method in which a plurality of workpieces formed by bending a metal plate into a cylindrical shape are transferred in an axial direction in a state of being connected in series, and A continuous pipe automatic welding apparatus for continuously producing a cylindrical single pipe by butt-welding the slit portions of the respective workpieces sequentially, wherein the single pipe continuous automatic welding apparatus comprises a workpiece bent into a cylindrical shape. And a slit positioning device that aligns the slits of the loaded work at a fixed position, and receives a work with the slits aligned at a fixed position from the work loading device. The workpieces are transported in a serially connected state, and a workpiece transfer device that clamps the workpiece from the outside and abuts the slits of the workpiece, and sequentially butt-welds the abutted slits of each workpiece. And contact device, it is characterized in that a workpiece disconnecting device for disconnecting the connection of the work are linked by welds.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a work transfer device, comprising: a pair of caterpillar type conveyors for transferring a work aligned with a slit positioned directly above by a slit positioning device while clamping the work from both sides; An upper roller that contacts the upper surface of the work and holds the upper surface of the work, and a lower roller that contacts the lower surface of the work and holds the lower surface of the work. The outer peripheral surface of the work is a pair of caterpillar type. It is characterized in that the work is transported in a true circular state while being held by the conveyor, the upper roller and the lower roller from right and left and up and down.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, a pair of caterpillar-type conveyors comprises a driving sprocket and a driven sprocket arranged at side positions of a work so as to be able to adjust a distance, and an endless chain wound around both sprockets. A driving unit that rotationally drives a driving sprocket, a plurality of holding members attached to a chain and holding a side surface of a work, and a holding member that is disposed in an inner region of the chain so as to be movable toward the work and is opposed to the work. And a pressing roller for pressing the holding member against the side surface of the work, so that the position of the holding member can be moved and adjusted by the pressing roller in accordance with the diameter of the work. It is characterized in that it is configured to be able to move up and down so that the lower surface side of the work can be held accordingly.
[0013]
The invention of claim 4 of the present invention is characterized in that each holding member is formed in a block shape by a rubber member, and the surface for holding the work is formed in a V-shaped cross section.
[0014]
According to the invention of claim 5 of the present invention, a center guide inserted into a slit portion of a work and centering the work is vertically movably disposed between a pair of caterpillar type conveyors, and the center guide is provided inside the work of the center guide. It is characterized in that a gas supply pipe for supplying a shielding gas is attached to the portion located on the back side of the slit portion where the workpiece is abutted.
[0015]
According to the invention of claim 6 of the present invention, a welding positioning roller that engages with a slit portion with which a work abuts and that comes into contact with the upper surface of the slit portion is disposed between a pair of caterpillar conveyors so as to be vertically movable, It is characterized in that the welding positioning roller prevents deviation and stepping of the slit portion of the work.
[0016]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a welding apparatus comprising: a welding torch having a tungsten electrode rod inserted therein; and cooling jigs disposed on both sides of a tip end of the welding torch. Thus, the arc is cooled so that an arc having an elliptical cross section can be formed.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIGS. 1 to 4 show a single-tube continuous automatic welding device according to an embodiment of the present invention. The single-tube continuous automatic welding device includes a plurality of workpieces W formed by bending a metal plate such as a steel plate into a cylindrical shape. Are transported in the axial direction in a state where they are connected in series, and while the workpiece W is being transported, the slits Wa of the respective workpieces W are sequentially butt-welded to continuously produce a single cylindrical tube. A work loading device 2, a slit positioning device 3, a work transfer device 4, a center guide 5, a gas supply pipe 6, a welding positioning roller 7, a welding device 8, a work separating device 9, and the like are mounted on a cabinet body 1 made of a panel material or the like. It is arranged.
[0018]
1 and 4, reference numeral 10 denotes a fluorescent lamp, 11 denotes various meters such as air pressure, gas pressure and gas flow, 12 denotes a monitor for monitoring a welded portion, 13 denotes a monitor for welding data, 14 denotes various operation switches, Reference numeral 15 denotes a speaker, 16 denotes a welding power supply inspection window, 17 denotes a water cooling unit inspection window, and 18 denotes a vent.
[0019]
The work carry-in device 2 continuously carries in a work W made of a metal plate, which has been bent into a cylindrical shape by a bending machine (not shown), and sends it out in the axial direction, as shown in FIGS. 1 to 3. As described above, the inclined chute 19 for stocking a plurality of (about 3 to 5) works W in a parallel state and the work W on the chute 19 are arranged in parallel on the lower side of the chute 19. Two work stop cylinders 20 provided with stoppers 20a for contacting and damping the work W, a work pushing cylinder 21 for sending out the work W discharged from the chute 19 and transferred to the slit positioning device 3 described later in the axial direction, and the like. It is composed of
The work pushing cylinder 21 is formed of a swing type cylinder that can rotate a rod by a predetermined angle, and a pushing member 21 a that can freely contact an end face of the work W is attached to a tip of the rod.
[0020]
Thus, according to the work loading device 2, the work W stored in the chute 19 is alternately extended and contracted by the two work stop cylinders 20, so that the work W in the chute 19 is shot one by one. 19 can be discharged to the slit portion positioning device 3 side, and the pushing member 21a of the work pushing cylinder 21 is pressed against the end face of the work W transferred to the slit portion positioning device 3, and in this state, the work pushing cylinder is pushed. By activating the work 21, the work W can be pushed out in the axial direction.
[0021]
As shown in FIGS. 1 to 3, the slit positioning device 3 is disposed at a lower position of the chute 19 of the work loading device 2, and is configured to remove the work W discharged from the chute 19 of the work loading device 2. Upon receipt, the slit Wa of the work W is aligned at a predetermined position.
Specifically, the slit portion positioning device 3 is disposed at a lower position of the chute 19, and controls the rotation of the pair of horizontal support rollers 3a that receives the work W supplied from the chute 19 and the support roller 3a. A drive unit (not shown) and a sensor (not shown) such as a photoelectric tube for detecting a slit Wa of the work W supported by the support roller 3a are provided, and the slit of the work W supported by the support roller 3a is provided. The drive unit controls the rotation of the support roller 3a based on the detection signal from the sensor so that the unit Wa is positioned directly above.
[0022]
The work transfer device 4 receives the work W having the slit Wa aligned at a predetermined position from the work carry-in device 2 and transfers the work W in a state of being connected in series, while holding the work W from the outside to slit the work W. The parts W are abutted against each other, and are configured so that the workpieces W can be reliably and satisfactorily held and transported in a true circle state regardless of the diameter of the workpieces W.
That is, as shown in FIGS. 2, 5 to 7, the work transfer device 4 transfers the work W aligned by the slit positioning device 3 in a state where the slit Wa is positioned right above while holding the work W from both sides. A pair of caterpillar conveyors 22, an upper roller 23 that abuts on the upper surface of the work W and holds the upper surface of the work W, and a lower roller 24 that abuts on the lower surface of the work W and holds the lower surface of the work W The upper and lower rollers 24 and 24 hold the outer peripheral surface of the work W in the right, left, up and down directions to transfer the work W in a perfect circle. .
[0023]
As shown in FIGS. 5 to 7, the pair of caterpillar-type conveyors 22 includes a drive sprocket 25 and a driven sprocket 26 that can be adjusted at intervals and that are arranged at predetermined intervals in the axial direction at lateral positions of the workpiece W. An endless chain 27 wound around the two sprockets 25 and 26 and circling in the axial direction of the work W, a drive unit 28 for driving the drive sprocket 25 to rotate, and attached to the chain 27 to hold the side surface of the work W And a plurality of pressure rollers 30 which are disposed in the inner region of the chain 27 so as to be movable and adjustable toward the work W and press the holding member 29 facing the work W toward the side surface of the work W. The position of the holding member 29 is moved and adjusted by the pressing roller 30 according to the diameter of the work W, and the work W is sandwiched from both sides and moved in the axial direction. It is configured to be able.
[0024]
Specifically, the drive sprocket 25 is rotatably supported on a support base 32 provided on a gantry 31 via a drive shaft 33, and is driven by a drive unit 28 such as a geared motor linked to the drive shaft 33. It is designed to be driven to rotate.
The driven sprocket 26 is rotatably supported via a driven shaft 35 on a support base 34 provided on the gantry 31 so as to be movable in the axial direction of the work W, and is provided between the gantry 31 and the support base 34. It is constantly urged in the direction away from the drive sprocket 25 by the elastic force of the interposed compression spring 36. When the pressure roller 30 pushes the chain 27 wound around the driving sprocket 25 and the driven sprocket 26 toward the workpiece W, the driven sprocket 26 pushes the holding member 29 facing the workpiece W against the side surface of the workpiece W. The compression spring 36 contracts and moves to the drive sprocket 25 side. As a result, the distance between the driving sprocket 25 and the driven sprocket 26 is adjusted so as to correspond to the length of the chain 27, and excessive tension or loosening of the chain 27 is prevented.
Further, each holding member 29 is formed in a block shape by a rubber member, and is detachably attached to a holding plate 37 fixed to the chain 27 at regular intervals. As shown in FIG. 7, each of the holding members 29 has a V-shaped cross section in contact with the work W, so that even if the diameter of the work W changes to some extent, the side surface of the work W can be reliably and favorably formed. It is devised so that it can be held. In this embodiment, each holding member 29 is formed of urethane rubber.
Each of the pressure rollers 30 is arranged in series in the inner region of the chain 27 along the chain 27, and has a support shaft 39 on a movable table 38 provided on the gantry 31 so as to be able to reciprocate toward the workpiece W. It is rotatably supported via. The moving table 38 supporting each pressure roller 30 is configured to be able to move and adjust to the work W side by a servomotor 40 and a transmission mechanism 41 (a ball screw mechanism, a rack and pinion mechanism, etc.). Therefore, each pressure roller 30 pushes the chain 27 wound around the driving sprocket 25 and the driven sprocket 26 toward the work W by adjusting the movement of the movable table 38 toward the work W, thereby holding the chain opposing the work W. The member 29 can be pressed against the side surface of the work W. Thereby, the pressure roller 30 can reliably and satisfactorily press the holding member 29 against the side surface of the work W regardless of the diameter of the work W.
[0025]
The upper rollers 23 are arranged at regular intervals in the axial direction above the work W, and are configured so that the height can be adjusted according to the diameter of the work W.
As shown in FIGS. 6 and 7, the lower roller 24 is disposed at regular intervals in the axial direction below the work W, and is provided at a position below the work W so as to be able to move up and down. It is rotatably supported by a support shaft 42 via a support shaft 43. The lifting table 42 supporting the lower roller 24 is configured to move up and down by a servomotor 44 and a transmission mechanism 45 (such as a ball screw mechanism or a rack and pinion mechanism). Therefore, the lower roller 24 is reliably and satisfactorily brought into contact with the lower surface of the work W by moving the lift 42 up and down to adjust the height. Accordingly, the lower roller 24 can reliably and satisfactorily hold the lower surface side of the work W regardless of the diameter of the work W.
[0026]
As shown in FIG. 5, the center guide 5 is disposed in a vertical position on an upstream portion between a pair of caterpillar conveyors 22 (the left portion of the caterpillar conveyor 22 shown in FIG. 5). The workpiece W is inserted into the slit Wa of the transferred workpiece W to center the workpiece W, and guides the workpiece W in a fixed posture (a state in which the slit Wa is positioned directly above).
The center guide 5 is configured to move up and down by a drive unit (not shown) such as a motor or an air cylinder, and a gas passage 5a for supplying a shield gas such as an argon gas is formed therein. I have.
[0027]
The gas supply pipe 6 supplies a shielding gas to the back side of the slit Wa with which the work W is abutted to prevent oxidation of a welded portion of the work W, and includes a large number of gas ejection ports 6a. I have. As shown in FIGS. 6 and 7, the gas supply pipe 6 is attached to a portion (lower end portion of the center guide 5) of the center guide 5 in a horizontal posture so as to communicate with the gas passage 5a. It moves up and down together with the center guide 5. Therefore, even if the diameter of the work W changes, the gas supply pipe 6 shields the rear surface of the slit Wa of the work W by moving the center guide 5 up and down to change the height of the gas supply pipe 6. Can be reliably and satisfactorily sprayed.
[0028]
The welding positioning roller 7 is rotatably disposed between the pair of caterpillar conveyors 22 and at a position downstream of the center guide 5 as shown in FIG. 5 and FIG. This is to prevent circumferential deviation and stepping of the slit Wa. As shown in FIG. 8, the welding positioning roller 7 has a disk portion 7 a that has an outer peripheral edge formed into an acute cross section and engages with the slit Wa of the workpiece W with which the workpiece W abuts. It has a cylindrical portion 7b that comes into contact with the upper surface, and is vertically movable by a driving unit (not shown) such as a motor or an air cylinder so that the height can be adjusted.
[0029]
As shown in FIGS. 5 and 6, the welding device 8 is disposed between the pair of caterpillar conveyors 22 and at a position downstream of the welding positioning roller 7. Are sequentially butt-welded. As the welding device 8, a welding device 8 formed by combining a GTA welding method and a cooling jig 8b is used.
That is, the welding device 8 allows a shielding gas such as argon gas to flow from the distal end, and a welding torch 8a in which a tungsten electrode rod 8c is inserted, and cooling jigs 8b disposed on both sides of the distal end of the welding torch 8a. And a torch up / down driving device 8d including a servomotor and a transmission mechanism (a ball screw mechanism, a rack and pinion mechanism, etc.) for moving the welding torch 8a up and down according to the diameter of the work W, and a welding condition (e.g., wear and tear of the tungsten electrode rod 8c). A CCD camera 8e for checking the state of the arc A, etc., is provided, and the cooling jig 8b cools the arc A to form an arc A having an elliptical cross-sectional shape.
The welding torch 8a is automatically adjusted in height by the torch vertical driving device 8d in accordance with the diameter of the work W when welding the slit Wa of the work W butted so that the welding position can be obtained. It has become.
Further, the cooling jig 8b is formed in a prismatic shape provided with a cooling passage through which cooling water flows by a copper material, and is disposed on both sides of the distal end portion of the welding torch 8a in a posture along the axial direction of the workpiece W. Have been. Therefore, as shown in FIG. 9B, the arc A is cooled from both sides by the cooling jig 8b, and becomes a high-temperature arc A having an elliptical cross section and a high energy density. As described above, when the arc A having the elliptical cross-sectional shape is formed, the preheating effect is increased, the penetration is increased, and a backwash is easily generated. Of course, good welding can be performed even when the current is increased.
Therefore, by using this welding device 8, the welding speed can be increased by 20 to 30% as compared with ordinary plasma welding or TIG welding. The energy density of the arc A can be freely changed by changing the width of the cooling jig 8b.
In this embodiment, the welding device 8 is a welding device 8 which is a combination of a GTA welding method and a cooling jig 8b, but in other embodiments, A plasma welding device or a laser welding device may be used for the welding device 8.
[0030]
As shown in FIGS. 1 and 2, the work separating device 9 is disposed at a downstream position of the work transfer device 4 and separates a connection portion of each work W connected by a welding portion. The work separating device 9 uses an air cylinder 9b provided with a pressing member 9a for pressing the side surface of the work W at the tip of the rod.
[0031]
Thus, according to the work separating device 9, by pressing one side surface of the work W sent out from the work transfer device 4 with the pressing member 9 a, the connecting portion of the work W connected by the welding portion is separated. You can do it. The separated work W is carried out to a carry-out chute 46 disposed at a lateral position of the work W in an inclined posture.
[0032]
Next, a case where a single pipe is continuously manufactured from a plurality of workpieces W that are bent into a cylindrical shape using the above-described single pipe continuous automatic welding apparatus will be described.
As the work W, a SS407 cylindrical work W having a thickness of 1.5 mm or 2.0 mm, an outer diameter of 88 mm to 120 mm, and a length of 108 mm to 317 mm is used. The welding conditions such as the welding current, arc length, transfer speed of the work W, the supply amount of the inert gas, and the tip shape of the tungsten electrode rod 8c are optimal conditions according to the material and the thickness of the work W. Of course, it is set to.
[0033]
When a single tube is continuously manufactured from a plurality of works W, first, the interval between the pair of caterpillar conveyors 22 and the height positions of the upper roller 23 and the lower roller 24 are adjusted according to the diameter of the work W. That is, the positions of the pressure roller 30 and the lower roller 24 are determined by the servo motors 40 and 44, the height position of the upper roller 23 is adjusted, and the outer peripheral surface of the work W is moved to the pair of the caterpillar conveyor 22 and the upper roller 23. In addition, the lower roller 24 can hold the workpiece W with a constant force from the left and right and up and down directions (a force that does not deform the workpiece W in a perfect circular shape). The height position of the gas supply pipe 6 is adjusted by moving the center guide 5 up and down according to the diameter of the work W, and the height position of the welding positioning roller 7 is adjusted.
[0034]
Next, the worker manually inserts the plurality of works W between the pair of caterpillar conveyors 22 sequentially, and the outer peripheral surface of the work W is moved in the left, right, up and down directions by the pair of caterpillar conveyors 22, the upper roller 23 and the lower roller 24. And the workpiece W positioned at the head is moved in the axial direction until the tip of the workpiece W reaches a position near the welding torch 8a of the welding device 8. At this time, the slits Wa of the respective workpieces W are positioned right above so that the slits Wa enter the center guide 5. Further, the slit W of the work W is engaged with the outer peripheral edge of the disk portion 7a of the welding positioning roller 7, and the cylindrical portion 7b is brought into contact with the upper surface of the slit Wa. The displacement of the portion Wa in the circumferential direction and the step of the slit portion Wa are eliminated. Further, the leading end side of the slit Wa of the work W positioned at the head is in a state of being butted by the pressing action of the pressure roller 30 of the caterpillar conveyor 22.
In addition, each workpiece W bent into a cylindrical shape may be displaced at both ends in the axial direction. In this case, the worker manually corrects the gap between the work W to be inserted between the pair of track conveyors 22 and the work W to be inserted second by hand, and fixes these works W to the pair of caterpillar conveyors 22. Insert between.
[0035]
Then, the automatic operation of the single tube continuous automatic welding apparatus is performed in the above-described state. Then, the work transfer device 4 is operated to hold the work W from left, right, up and down and transfer it in the axial direction in a true circle state, and the welding device 8 is operated to abut the work W positioned at the head. The slit Wa is automatically welded immediately below the welding torch 8a. When the slit Wa of the work W positioned at the head is butt-welded, the work W positioned second is continuously held by the work transfer device 4 in the left, right, up and down directions and transferred in the axial direction in a true circle state. 8, the slit Wa of the workpiece W, which has been butted, is automatically welded.
[0036]
In this way, the work W is transferred in a state of being connected in series by the work transfer device 4, and the slits Wa are sequentially butt-welded by the welding device 8, and are stocked in the chute 19 of the work loading device 2. The work W is discharged onto the support roller 3a of the one-piece slit positioning device 3 by the operation of the two work stop cylinders 20.
[0037]
In the work W discharged onto the support roller 3a, the slit Wa is detected by a sensor (not shown), and the rotation of the support roller 3a is controlled by a driving unit based on a detection signal from the sensor, and the slit Wa is removed. It is supported on the support roller 3a in a state located directly above.
[0038]
Thereafter, the work pushing cylinder 21 of the work loading device 2 operates to bring the pushing member 21a into contact with the end of the work W on the support roller 3a, and in this state, the work pushing cylinder 21 pushes the work W in the axial direction. go. Then, the work W extruded in the axial direction is inserted between the pair of caterpillar type conveyors 22, and the tip of the work W comes into contact with the end of the rearmost work W being transferred by the work transfer device 4. The slit W of the workpiece W inserted between the pair of caterpillar conveyors 22 is inserted into the center guide 5.
At this time, even if the slit portion Wa of the work W pushed in the axial direction by the work pushing cylinder 21 is displaced in the axial direction, the displacement of the work W being transferred earlier in the axial direction is corrected. When the front end is brought into contact with the end of the preceding work W by pushing W in, the displacement of the slit Wa in the axial direction is automatically corrected.
[0039]
The workpiece W extruded in the axial direction is transported in the axial direction by the workpiece transport device 4 in a state of being connected in series, and butted at a position directly below the welding torch 8a of the welding device 8. Slit portions Wa are sequentially butt-welded.
At this time, the work W is transported in a true circle state while being held from above, below, left and right by a pair of caterpillar type conveyors 22, upper rollers 23 and lower rollers 24, and is centered by the center guide 5 to have a constant width. The work W is guided in a posture (a state in which the slit Wa is positioned directly above), and is transferred by the welding positioning roller 7 in a state where the circumferential deviation of the slit Wa of the work W and the step of the slit Wa are eliminated. Of course, it is transported by the caterpillar conveyor 22 provided with the holding member 29 made of a rubber member. As a result, the work W is transferred to the welding device 8 side at a constant speed in a stable posture without slipping. That is, the work W is transferred to the welding device 8 in an optimal state, and highly accurate welding is performed in the welding device 8.
Further, the work W is welded by GTA welding at the welding position and the shielding gas is blown from the gas supply pipe 6 to the back surface side of the slit Wa of the work W, so that the non-oxidizing welding becomes possible. High quality welding is performed.
Furthermore, since the slits Wa of the respective works W are continuously and butt-welded while the works W are transferred in a state of being connected in series, the productivity is increased, and the welding start portion and the welding of the works W are increased. There is no welding defect such as burn-through at the end portion, and the quality of the product (single pipe) is improved.
In addition, at the time of welding the work W, the arc is cooled from both sides by the cooling jig 8b to form a high-temperature arc having an elliptical cross-sectional shape and a high energy density. In addition, it is easy to cause backwash, and good welding can be performed even if the current is increased. As a result, the welding speed can be increased by 20 to 30% as compared with ordinary plasma welding or TIG welding.
[0040]
The work W that has been butt-welded by the welding device 8 is sequentially sent out from the work transfer device 4, and the portion connected at the welded portion is separated by the work separation device 9. The separated work W is carried out to a carry-out chute 46 disposed at a lateral position of the work W in an inclined posture and sent to a subsequent processing machine.
[0041]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the single-pipe continuous automatic welding apparatus of the present invention can exhibit the following excellent effects.
(1) The single-pipe continuous automatic welding apparatus of the present invention transfers a plurality of workpieces that have been bent into a cylindrical shape in an axial direction while being connected in series by a workpiece transfer device, and transfers each workpiece during the transfer of the workpiece. Since the slits are sequentially butt-welded by a welding device and the connecting portions of the respective works connected by the welding portions are separated by a work separating device, a cylindrical single pipe can be continuously manufactured. As a result, when a single pipe is manufactured using the single pipe continuous automatic welding apparatus of the present invention, productivity is improved, operability is good, and setup time is short. Further, since the respective workpieces are connected in series and the slit portions of the respective workpieces are sequentially butt-welded, welding defects such as burn-through at the welding start portion and the welding end portion of the workpiece do not occur, and the product ( (Single pipe) quality can be improved.
(2) In the single-tube continuous automatic welding apparatus of the present invention, the outer peripheral surface of the work is held by a pair of caterpillar type conveyors, upper rollers and lower rollers from right and left and up and down, and the work is transferred in the axial direction in a true circle state. As a result, the workpiece can be transferred to the subsequent welding device in an optimal state.
(3) A single tube continuous automatic welding apparatus according to the present invention includes a holding member for holding a side surface of a work by a pair of caterpillar conveyors for holding the work from both sides, and a pressure roller for pressing the holding member against the side surface of the work. In addition, since the lower roller is configured to be vertically movable, the workpiece can be satisfactorily and reliably held in the vertical and horizontal directions even when the diameter of the workpiece changes, as in the conventional automatic welding apparatus described at the beginning. There is no need to change the welding jig for each work size.
(4) In the single-tube continuous automatic welding apparatus of the present invention, since each holding member is formed in a block shape by the rubber member and the surface holding the work is formed in the V-shaped cross section, the work is slipped. The workpiece can be transported in a stable state without any problem, and the workpiece can be satisfactorily and reliably held regardless of the diameter of the workpiece.
(5) The single-pipe continuous automatic welding apparatus according to the present invention comprises a center guide inserted between a pair of caterpillar-type conveyors and a slit portion of a work, the center guide being inserted into a slit portion of the work, and the slit portion being engaged with the slit portion. Since the welding positioning rollers contacting the upper surface are provided respectively, the work can be centered, and the circumferential displacement of the slit portion of the work and the step of the slit portion can be prevented, respectively. Can be transferred to the welding device in a more optimal state.
(6) In the single-tube continuous automatic welding apparatus of the present invention, cooling jigs are arranged on both sides of the tip of a welding torch in which a tungsten electrode rod is inserted, and the arc is cooled by the cooling jig so that the cross-sectional shape is reduced. Since an elliptical arc is formed, the preheating effect is increased, the penetration is increased, and a backwash is more likely to occur. Of course, good welding can be performed even when the current is increased. As a result, the welding speed can be increased by 20 to 30% as compared with ordinary plasma welding or TIG welding. Further, since the shielding gas is supplied from the gas supply pipe to the back side of the slit portion where the workpiece is abutted, non-oxidizing welding is possible, and high quality welding can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a single tube continuous automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially omitted plan view of the single tube continuous automatic welding apparatus.
FIG. 3 is a partially omitted side view of the single tube continuous automatic welding apparatus.
FIG. 4 is a rear view of the single tube continuous automatic welding apparatus.
FIG. 5 is a plan view of a main part (work transfer device portion) of the single-tube continuous automatic welding device.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a main part (work transfer device portion) of the single tube continuous automatic welding device.
FIG. 7 is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part (work transfer device part) of the single-tube continuous automatic welding apparatus.
FIG. 8 is an enlarged front view of a welding positioning roller.
9A is a partially enlarged sectional view of a work, a welding torch and a cooling jig, and FIG. 9B is a partially enlarged plan view of the work and a cooling jig.
[Brief description of reference numerals]
2 is a work loading device, 3 is a slit positioning device, 4 is a work transfer device, 5 is a center guide, 6 is a gas supply pipe, 7 is a welding positioning roller, 8 is a welding device, 8a is a welding torch, and 8b is cooling. A jig, 8c is a tungsten electrode rod, 9 is a work separating device, 22 is a caterpillar conveyor, 23 is an upper roller, 34 is a lower roller, 25 is a driving sprocket, 26 is a driven sprocket, 27 is a chain, 28 is a driving unit, 29 is a holding part, 30 is a pressure roller, A is an arc, W is a work, and Wa is a slit part.

Claims

A plurality of works (W) formed by bending a metal plate into a cylindrical shape are transferred in an axial direction in a state of being connected in series, and a slit (Wa) of each work (W) is transferred during transfer of the work (W). Is continuously butt-welded to continuously produce a cylindrical single tube. The single-tube continuous automatic welding device continuously welds a cylindrically bent workpiece (W). A work loading device (2) that carries in the workpiece (W) and sends it in the axial direction, a slit positioning device (3) that aligns the slit (Wa) of the loaded work (W) at a fixed position, and a fixed slit (Wa). The work (W) aligned in position is received from the work loading device (2) and transported in a state of being connected in series, and the work (W) is sandwiched from the outside to slit the work (W). A work transfer device (4) for matching A welding device (8) for sequentially butt-welding the butted slit portions (Wa) of the work (W), and a work separating device (9) for separating a connection portion of each work (W) connected by the welded portion; A single tube continuous automatic welding apparatus characterized by comprising:

A pair of caterpillar-type conveyors (4) for transporting the work (W) aligned with the slit (Wa) positioned directly above the slit (Wa) by the slit positioning device (3) while clamping the work (W) from both sides. 22), an upper roller (23) that contacts the upper surface of the work (W) and holds the upper surface of the work (W), and an upper roller that contacts the lower surface of the work (W) and the lower surface of the work (W) And a lower roller (24) for holding the outer peripheral surface of the work (W) by a pair of caterpillar type conveyors (22), an upper roller (23) and a lower roller (24) from the left and right and up and down directions. The single-tube continuous automatic welding apparatus according to claim 1, wherein the workpiece (W) is configured to be transferred in a state of a perfect circle.

A pair of caterpillar-type conveyors (22) are provided on a drive sprocket (25) and a driven sprocket (26), which are disposed at the side positions of the work (W) so as to be adjustable in distance, and on both sprockets (25) and (26). A wound endless chain (27), a drive unit (28) for rotating and driving a drive sprocket (25), and a plurality of holding members attached to the chain (27) for holding a side surface of the work (W). (29) and a holding member (29) which is disposed in the inner region of the chain (27) so as to be movable and adjustable toward the work (W) and presses the holding member (29) facing the work (W) against the side surface of the work (W). And a pressure roller (30). The position of the holding member (29) can be adjusted by the pressure roller (30) in accordance with the diameter of the work (W). )But, Single pipe continuous automatic welding device according to claim 2, characterized in that it is vertically movable configured to hold a lower surface of the workpiece in accordance with the diameter of over click (W) (W).

The single holding member according to claim 3, wherein each holding member (29) is formed in a block shape by a rubber member, and a surface holding the work (W) is formed in a V-shaped cross section. Automatic pipe continuous welding equipment.

A center guide (5) inserted through a slit (Wa) of the work (W) and centering the work (W) is disposed between the pair of caterpillar type conveyors (22) so as to be vertically movable, and the center is arranged. At the portion of the guide (5) located in the work (W), a gas supply pipe (6) for supplying a shielding gas to the back surface side of the slit (Wa) where the work (W) was abutted was attached. The single-tube continuous automatic welding apparatus according to claim 2 or 3, wherein:

The welding positioning roller (7) that engages with the slit portion (Wa) of the work (W) and abuts on the upper surface of the slit portion (Wa) can be moved up and down between a pair of track conveyors (22). 4. The simple positioning according to claim 2 or 3, wherein the welding positioning roller (7) prevents the slit (Wa) of the work (W) from shifting and stepping. Automatic pipe continuous welding equipment.

A welding device (8) includes a welding torch (8a) into which a tungsten electrode rod (8c) is inserted, and cooling jigs (8b) arranged on both sides of the tip of the welding torch (8a). The single tube according to claim 1, wherein the arc (A) is cooled by a cooling jig (8b) to form an arc (A) having an elliptical cross section. Continuous automatic welding equipment.