JP2012066294A - Horizontal type automatic welding apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a horizontal type automatic welding apparatus capable of correctly and reliably butting both ends in the circumferential direction of a workpiece bent in a cylindrical shape to each other, easily taking out the welded workpiece, preventing wastage of a mandrel and clamp plates or the like, damages of the workpiece or the like when taking out the workpiece, and freely setting the lowering position of the clamp plates according to the thickness of the workpiece.SOLUTION: In the horizontal type automatic welding apparatus, both ends in the circumferential direction of a cylindrical workpiece W supported by a mandrel 2 are clamped in a butted condition by a clamp mechanism 6. The clamp mechanism 6 has a pair of opposing clamp plates 18 which are urged downwardly by an elastic body 19, and abutted in an inclined posture on upper surfaces of both ends in the circumferential direction of the workpiece W. The pair of clamp plates 18 are elevated/lowered with respect to the mandrel 2 by a motor-drive type driving device 21.

Description

本発明は、ステンレス板や鋼板等の金属板を円筒状に曲げ加工して成るワークを水平姿勢のマンドレルで支持し、マンドレルに設けたバックバー上でワークの円周方向の両端部をクランプ機構により突合せ状態でクランプし、この状態でワークの突合せ部を突合せ溶接してパイプやドラムを作製するようにした水平型自動溶接装置の改良に係り、特に、クランプ幅(クランプ機構の一対のクランプ板がワークをクランプしたときのクランプ板間の間隔)が狭い薄板のワーク(厚さが0.1mm〜0.4mmのワーク)の突合せ溶接を行う場合であっても、ワークの突合せ部の状態を確認することができてワークの正確な突合せ作業を行うことができ、また、クランプ機構によるワークのクランプ時にワークの円周方向両端が密着するようにワークをクランプすることができ、更に、マンドレルからの溶接済みのワークの取り出しを容易に行えると共に、ワークの取り出し時にマンドレルやクランプ機構のクランプ板等の消耗、ワークの損傷及び変形を防止でき、然も、クランプ機構のクランプ板の下降位置をワークの厚さに応じて自由に設定できるようにした水平型自動溶接装置に関するものである。   The present invention supports a workpiece formed by bending a metal plate such as a stainless steel plate or a steel plate into a cylindrical shape by a horizontal mandrel, and clamps both ends in the circumferential direction of the workpiece on a back bar provided on the mandrel. In connection with the improvement of the horizontal type automatic welding equipment which clamps the butt part of the workpiece in this state and butt welds the butt part of the workpiece to produce a pipe or drum, in particular, the clamp width (a pair of clamp plates of the clamp mechanism) Even when butt welding is performed on thin plate workpieces (workpieces with a thickness of 0.1 mm to 0.4 mm) with a narrow gap between the clamp plates when the workpiece is clamped) It is possible to check the workpiece accurately, and to ensure that both ends of the workpiece are brought into close contact with each other when the workpiece is clamped by the clamping mechanism. The clamp can be clamped, and the welded workpiece can be easily removed from the mandrel, and the wear of the mandrel and the clamp plate of the clamp mechanism, the damage and deformation of the workpiece can be prevented when the workpiece is removed. The present invention also relates to a horizontal automatic welding apparatus in which the lowering position of the clamp plate of the clamp mechanism can be freely set according to the thickness of the workpiece.

従来、円筒状に曲げ加工した金属板製のワークの円周方向両端を突合せ溶接してパイプを作製する装置としては、例えば、本件出願人が先に開発した水平型自動溶接装置が知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。   Conventionally, as an apparatus for producing a pipe by butt welding both ends in a circumferential direction of a workpiece made of a metal plate bent into a cylindrical shape, for example, a horizontal automatic welding apparatus previously developed by the present applicant is known. (For example, see Patent Document 1 and Patent Document 2).

即ち、前記水平型自動溶接装置は、図17に示す如く、円筒状に曲げ加工したワークWを支持する水平姿勢のマンドレル50と、マンドレル50の上面に設けた長尺状のバックバー51と、マンドレル50に設けられ、ワークWの円周方向両端がバックバー51のスリット状の溝上で突合されるようにワークWの端面の位置決めを行うセンター位置決め機構(図示省略)と、マンドレル50の上方位置に配設され、ワークWの円周方向両端を突合せた状態でバックバー51上へクランプするチューブクランプ方式のクランプ機構52と、マンドレル50の上方位置に配設され、ワークWの突合せ部を突合せ溶接する溶接用トーチ53等を備えたTIG溶接装置(全体は図示省略)とから構成されており、マンドレル50にセットしたワークWの円周方向両端をセンター位置決め機構により位置決めすると共に、位置決めされたワークWの円周方向両端部をクランプ機構52によりバックバー51上で突合せ固定し、その突合せ部をTIG溶接装置により突合せ溶接して接合するようにしたものである。   That is, as shown in FIG. 17, the horizontal automatic welding apparatus includes a horizontal mandrel 50 supporting a workpiece W bent into a cylindrical shape, a long back bar 51 provided on the upper surface of the mandrel 50, A center positioning mechanism (not shown) that is provided on the mandrel 50 and positions the end surface of the work W so that both circumferential ends of the work W are abutted on the slit-like grooves of the back bar 51, and an upper position of the mandrel 50 The clamp mechanism 52 of the tube clamp system that clamps on the back bar 51 in a state where both circumferential ends of the workpiece W are butted together, and the mandrel 50 are disposed at a position above the butted portion of the workpiece W. The work W set on the mandrel 50 is composed of a TIG welding apparatus (not shown) provided with a welding torch 53 and the like for welding. Both ends in the circumferential direction are positioned by the center positioning mechanism, and both ends in the circumferential direction of the positioned workpiece W are butt-fixed on the back bar 51 by the clamp mechanism 52, and the butt portions are butt-welded by a TIG welding apparatus. It is made to join.

また、チューブクランプ方式のクランプ機構52は、図17に示す如く、マンドレル50上方位置に配設したフレーム54にヒンジ52aを介して上下方向へ揺動自在に支持され、対向状に配置された左右のクランプ板52bと、左右のクランプ板52bを上方へ附勢する引張りスプリング52cと、圧縮空気の供給により膨張して左右のクランプ板52bを下方へ押し下げるエアーチューブ52d等から成り、エアーチューブ52dに圧縮空気を供給してエアーチューブ52dを膨張させると、左右のクランプ板52bが引張りスプリング52cの弾性力に抗して下方へ揺動し、左右のクランプ板52bの先端部がマンドレル50に支持されたワークWの円周方向両端部上面に当接してワークWの円周方向両端部をバックバー51上へクランプし、また、圧縮空気の供給を停止すると、左右のクランプ板52bが引張りスプリング52cの弾性力により上方へ揺動し、ワークWのクランプ状態が解除されるようになっている。   Further, as shown in FIG. 17, the tube clamp type clamp mechanism 52 is supported by a frame 54 disposed above the mandrel 50 so as to be swingable in the vertical direction via a hinge 52a, and is arranged in a left-right direction. The clamp plate 52b, the tension spring 52c that urges the left and right clamp plates 52b upward, the air tube 52d that expands by supplying compressed air and pushes the left and right clamp plates 52b downward, and so on. When compressed air is supplied to expand the air tube 52d, the left and right clamp plates 52b swing downward against the elastic force of the tension spring 52c, and the distal ends of the left and right clamp plates 52b are supported by the mandrel 50. The both ends in the circumferential direction of the workpiece W are in contact with the upper surfaces of both ends in the circumferential direction of the workpiece W and are moved onto the back bar 51. Flop, and also, when stopping the supply of compressed air, swings upward by the elastic force of the spring 52c pulling the left and right clamp plates 52 b, so that the clamped state of the workpiece W is released.

ところで、ワークWの理想的な突合せ溶接を行うには、ワークWのクランプ時に於ける左右のクランプ板52bの間隔(クランプ幅)を突合せ溶接するワークWの厚さに応じて調整する必要があり、一般にはワークWの厚さが薄くなれば、左右のクランプ板52b間の間隔(クランプ幅)を狭くし、また、ワークWの厚さが厚くなれば、左右のクランプ板52b間の間隔(クランプ幅)を広くするようにしている。
例えば、厚さが0.1mm〜0.4mmのワークW(薄板のワークW)の場合には、左右のクランプ板52bの間隔(クランプ幅)を1.0mm〜3.0mmとし、また、厚さが0.6mm〜2.0mmのワークW(厚板のワークW)の場合には、左右のクランプ板52bの間隔(クランプ幅)を4.0mm〜20mmとしている。
By the way, in order to perform ideal butt welding of the workpiece W, it is necessary to adjust the distance (clamp width) between the left and right clamp plates 52b when clamping the workpiece W according to the thickness of the workpiece W to be butt welded. Generally, when the thickness of the workpiece W is reduced, the interval (clamp width) between the left and right clamp plates 52b is narrowed. When the thickness of the workpiece W is increased, the interval between the left and right clamp plates 52b ( The clamp width is widened.
For example, in the case of a workpiece W having a thickness of 0.1 mm to 0.4 mm (thin plate workpiece W), the distance (clamp width) between the left and right clamp plates 52b is set to 1.0 mm to 3.0 mm. In the case of a workpiece W having a thickness of 0.6 mm to 2.0 mm (thick plate workpiece W), the interval (clamp width) between the left and right clamp plates 52b is set to 4.0 mm to 20 mm.

特に、厚みの極めて薄いワークWを突合せ溶接する場合には、左右のクランプ板52bの間隔を出来るだけ狭くする方が良い。これは左右のクランプ板52bの間隔を広くすると、溶接時の熱でワークWの表面温度が厚板のワークWに比較して高温になり易く、そのために溶接中に変形が生じて溶接不良を引き起こすことになるからである。   In particular, in the case of butt welding a workpiece W having a very small thickness, it is better to make the interval between the left and right clamp plates 52b as narrow as possible. This is because if the distance between the left and right clamp plates 52b is widened, the surface temperature of the workpiece W is likely to be higher than that of the thick workpiece W due to the heat during welding. Because it will cause.

ところが、上述した従来の水平型自動溶接装置に於いては、対向状に配置した左右のクランプ板52bがヒンジ52aを取り付けた部分を中心にして上下方向へ揺動する構造のクランプ機構52を用いているため、肉厚が0.1mm〜0.4mmの薄板のワークWを突合せ溶接する場合には、下記に示すような問題が発生していた。   However, in the conventional horizontal type automatic welding apparatus described above, the clamp mechanism 52 having a structure in which the left and right clamp plates 52b are arranged so as to swing up and down around the hinge 52a attached portion is used. Therefore, when a butt welding is performed on a thin workpiece W having a thickness of 0.1 mm to 0.4 mm, the following problems have occurred.

例えば、肉厚が0.1mm〜0.4mmの薄板のワークWを突合せ溶接する場合、溶接時の熱歪を防止するため、左右のクランプ板52bのクランプ幅(左右のクランプ板52bがワークWをクランプしたときの左右のクランプ板52bの間隔)を1.0mm〜3.0mmに狭くして溶接を行わなければならない。   For example, when butt-welding a thin workpiece W having a thickness of 0.1 mm to 0.4 mm, in order to prevent thermal distortion during welding, the clamp width of the left and right clamp plates 52b (the left and right clamp plates 52b are The distance between the left and right clamping plates 52b when clamping is reduced to 1.0 mm to 3.0 mm, and welding must be performed.

しかし、上述したチューブクランプ方式のクランプ機構52は、左右のクランプ板52bが上下方向へ揺動するときに、対向する左右のクランプ板52bの先端が円弧状の軌跡を描くため、左右のクランプ板52bの開閉ストローク(揺動ストローク)を小さくしないと、左右のクランプ板52bが上方へ揺動したときに左右のクランプ板52bの先端同士が干渉することになる。   However, in the tube clamp type clamp mechanism 52 described above, when the left and right clamp plates 52b swing in the vertical direction, the tips of the left and right clamp plates 52b that face each other draw an arc-shaped locus. Unless the opening / closing stroke (swinging stroke) of 52b is reduced, the ends of the left and right clamping plates 52b interfere with each other when the left and right clamping plates 52b swing upward.

そのため、薄板のワークWを溶接する場合、左右のクランプ板52bの開放時(左右のクランプ板52bが上方へ揺動してワークWをクランプしていない状態の時)には、左右のクランプ板52bの間隔が略ゼロになり、また、左右のクランプ板52bの開放時に於けるクランプ板52b同士の干渉を避けるためには、マンドレル50と左右のクランプ板52bとの間隔を必然的に狭く設定しなければならない。   Therefore, when welding thin workpieces W, when the left and right clamp plates 52b are opened (when the left and right clamp plates 52b swing upward and do not clamp the workpiece W), the left and right clamp plates The distance between the mandrel 50 and the left and right clamp plates 52b is inevitably set in order to avoid the interference between the clamp plates 52b when the left and right clamp plates 52b are opened. Must.

このように、チューブクランプ方式のクランプ機構52を用いた従来の水平型自動溶接装置は、薄板のワークWを溶接する場合、左右のクランプ板52bの開放時に於ける間隔が略ゼロになるため、ワークWの円周方向両端をマンドレル50に設けたバックバー51上で突合せる際にワークWの突合せ部を目視できなくなり、ワークWの正確な突合せ作業を行えなくなると共に、ワークWの突合せ部の状態を確認できないという問題があった。   As described above, in the conventional horizontal automatic welding apparatus using the tube clamp type clamp mechanism 52, when the thin workpiece W is welded, the interval when the left and right clamp plates 52b are opened becomes substantially zero. When the both ends of the workpiece W in the circumferential direction are butted on the back bar 51 provided on the mandrel 50, the butting portion of the workpiece W cannot be seen, and the exact butting work of the workpiece W cannot be performed. There was a problem that the status could not be confirmed.

また、従来の水平型自動溶接装置は、マンドレル50と左右のクランプ板52bとの間隔が狭いため、溶接済みのワークW(パイプ)をマンドレル50から取り出す際に、ワークWの取り出しが極めて行い難くなると共に、ワークWがマンドレル50やバックバー51の上面、或いは左右のクランプ板52bの下面をこすってマンドレル50、バックバー51及び左右のクランプ板52bの消耗を速めるうえ、ワークWが損傷したり、変形したりするという問題があった。   Further, in the conventional horizontal automatic welding apparatus, since the space between the mandrel 50 and the left and right clamp plates 52b is narrow, it is extremely difficult to take out the workpiece W when taking out the welded workpiece W (pipe) from the mandrel 50. In addition, the work W rubs the upper surface of the mandrel 50 and the back bar 51 or the lower surface of the left and right clamp plates 52b to accelerate the consumption of the mandrel 50, the back bar 51 and the left and right clamp plates 52b, and the work W is damaged. There was a problem of deformation.

更に、従来の水平型自動溶接装置は、左右のクランプ板52bが下方へ揺動してその先端部でワークWをクランプするときに、左右のクランプ板52bの先端がハの字状に広がるため、左右のクランプ板52bでワークWをクランプすると、左右のクランプ板52bの間隔が広くなる現象が発生する。このとき、ワークWの円周方向の両端部にワークWを開こうとする力が働き、ワークWの突合せ部に隙間が生じることがある。そのため、この状態でワークWを突合せ溶接すると、穴あきやヘコミ等の溶接欠陥が発生し、溶接済みのワークW(パイプ)の品質が著しく低下するという問題があった。   Further, in the conventional horizontal type automatic welding apparatus, when the left and right clamp plates 52b swing downward and clamp the workpiece W at the tips, the tips of the left and right clamp plates 52b spread in a C shape. When the workpiece W is clamped by the left and right clamp plates 52b, a phenomenon occurs in which the interval between the left and right clamp plates 52b is widened. At this time, a force to open the workpiece W acts on both ends of the workpiece W in the circumferential direction, and a gap may be generated in the butt portion of the workpiece W. Therefore, when the workpiece W is butt-welded in this state, there is a problem that welding defects such as perforations and dents are generated, and the quality of the welded workpiece W (pipe) is remarkably deteriorated.

そのうえ、従来の水平型自動溶接装置は、左右のクランプ板52bをエアーチューブ52dの膨張によりワークW側へ加圧するようにしているが、左右のクランプ板52bの加圧調整を行い難いという問題があった。   In addition, the conventional horizontal automatic welding apparatus pressurizes the left and right clamp plates 52b toward the workpiece W by the expansion of the air tube 52d, but there is a problem that it is difficult to adjust the pressure of the left and right clamp plates 52b. there were.

特開2003−205369号公報JP 2003-205369 A 特開2007−021566号公報JP 2007-021566 A

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、クランプ幅が狭い薄板のワークの突合せ溶接を行う場合であっても、ワークの突合せ部の状態を確認できてワークの正確な突合せを行え、また、ワークの円周方向両端が密着するようにワークの円周方向両端部をクランプすることができ、更に、溶接済みのワークの取り出しを容易に行えると共に、ワークの取り出し時に於けるマンドレル及びクランプ板等の消耗やワークの損傷及び変形を防止でき、然も、クランプ板の下降位置をワークの厚さに応じて自由に設定できるようにした水平型自動溶接装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and the purpose of the present invention is to confirm the state of the butt portion of the workpiece even when performing butt welding of a thin plate workpiece having a narrow clamp width. The workpiece can be accurately matched, and both ends in the circumferential direction of the workpiece can be clamped so that both ends in the circumferential direction of the workpiece are in close contact, and the welded workpiece can be easily taken out. Horizontal automatic welding that prevents the mandrel and clamp plate, etc. from being worn and the workpiece from being damaged and deformed when the workpiece is taken out, but allows the lowering position of the clamp plate to be freely set according to the thickness of the workpiece. To provide an apparatus.

上記目的を達成するために、本発明の請求項1の発明は、フレームに水平姿勢で支持され、円筒状に曲げ加工した金属板製のワークを支持するマンドレルと、マンドレルの上面に設けたバックバーと、マンドレルに設けられ、ワークの円周方向の端面の位置決めを行うセンター位置決め機構と、マンドレルの上方位置に配設され、ワークの円周方向の両端部を突合せた状態でバックバー上へクランプするクランプ機構と、ワークの突合せ部を突合せ溶接する溶接装置とを具備する水平型自動溶接装置に於いて、前記クランプ機構は、マンドレルの上方位置にマンドレルに沿う姿勢で対向状に配置された一対のクランプベースと、各クランプベースにそれぞれ昇降自在に支持され、マンドレルに沿う姿勢で対向状に配置された一対のクランプ可動板と、各クランプ可動板の下面にそれぞれマンドレルに沿う姿勢で上下方向へ揺動自在に取り付けられ、マンドレルに支持されたワークの円周方向の両端部上面に当接し得る対向状に配置された一対のクランプ板と、各クランプ可動板と各クランプ板との間にそれぞれ介設され、一対のクランプ板の対向する先端部を下方へ附勢して一対のクランプ板を傾斜姿勢に保持する弾性体と、各クランプベースと各クランプ可動板との間にそれぞれ設けられ、各クランプ可動板及び各クランプ板を昇降動させて各クランプ板の加圧力を調整するモータ駆動型の一対の駆動装置とから成り、前記各クランプ板は、それぞれ駆動装置により下降して各クランプ板の先端部がマンドレルに支持されたワークの円周方向の両端部上面に当接してワークの円周方向の両端部を加圧したときに、弾性体の弾性力に抗して上方へ揺動し、両クランプ板の先端部間の間隔が狭まってワークの厚みに応じた間隔に調整される構成としたことに特徴がある。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention includes a mandrel that is supported by a frame in a horizontal posture and supports a workpiece made of a metal plate bent into a cylindrical shape, and a back provided on the upper surface of the mandrel. A bar and a center positioning mechanism provided on the mandrel for positioning the circumferential end face of the work, and a position above the mandrel, on both sides of the work in the circumferential direction, and onto the back bar In a horizontal type automatic welding apparatus having a clamping mechanism for clamping and a welding apparatus for butt welding a butt portion of a workpiece, the clamping mechanism is disposed in an opposing manner in a posture along the mandrel at a position above the mandrel. A pair of clamp bases and a pair of clamps that are supported by each clamp base so as to be movable up and down and arranged in an opposing manner along the mandrel. The plate and the lower surface of each clamp movable plate are mounted so as to be swingable in the vertical direction in a posture along the mandrel, and are arranged so as to be in contact with the upper surface of both ends in the circumferential direction of the work supported by the mandrel. Elasticity that is interposed between a pair of clamp plates, each clamp movable plate, and each clamp plate, and biases the opposed tip portions of the pair of clamp plates downward to hold the pair of clamp plates in an inclined posture A pair of motor-driven drive devices that are provided between the body, each clamp base, and each clamp movable plate, and that adjust the pressure applied to each clamp plate by moving each clamp movable plate and each clamp plate up and down Each clamp plate is lowered by a driving device, and the tip of each clamp plate comes into contact with the upper surface of both ends in the circumferential direction of the work supported by the mandrel, so that the circumference of the work When both ends in the direction are pressed, it swings upward against the elastic force of the elastic body, and the distance between the tip parts of both clamp plates is narrowed and adjusted to the distance according to the thickness of the workpiece It is characterized by that.

本発明の請求項2の発明は、一対のクランプ可動板が、マンドレル側に位置する内側クランプ可動板と、内側クランプ可動板の外側端部にマンドレル側へ水平移動自在に取り付けた外側クランプ可動板とからそれぞれ成り、外側クランプ可動板の下面にヒンジを介してクランプ板を上下方向へ揺動自在に取り付け、また、外側クランプ可動板に内側クランプ可動板と外側クランプ可動板との間隙を調整する調整ネジを回転自在且つ軸線方向へ移動不納に埋設状態で挿着する共に、調整ネジの先端部に形成したネジ部を内側クランプ可動板の外側端部に軸線方向へ移動可能に螺着し、当該調整ネジを回転操作することによって、対向状に配置した一対のクランプ板の先端部間の間隔を自在に調整できる構成としたことに特徴がある。   According to the second aspect of the present invention, the pair of clamp movable plates includes an inner clamp movable plate located on the mandrel side, and an outer clamp movable plate attached to the outer end of the inner clamp movable plate so as to be horizontally movable toward the mandrel side. The clamp plate is swingably attached to the lower surface of the outer clamp movable plate via a hinge, and the gap between the inner clamp movable plate and the outer clamp movable plate is adjusted to the outer clamp movable plate. The adjustment screw is rotatably inserted in the axial direction in a state where it is unmovable, and the screw portion formed at the tip of the adjustment screw is screwed to the outer end of the inner clamp movable plate so as to be movable in the axial direction. It is characterized in that the interval between the tip portions of the pair of clamp plates arranged in an opposing manner can be freely adjusted by rotating the adjustment screw.

本発明の請求項3の発明は、モータ駆動型の一対の駆動装置が、クランプベースとクランプ可動板との間に設けられ、クランプ可動板をクランプベースに対して昇降動させるボールネジ機構と、クランプベースに配設したサーボモータと、サーボモータをサーボ制御するサーボモータ制御部と、サーボモータの回転運動をボールネジ機構に伝達する伝動機構とからそれぞれ成り、サーボモータを制御することによって、クランプ板の下降位置をワークの厚さに応じて自由に設定できると共に、クランプ板の加圧力を自在に調整できるようにしたことに特徴がある。   According to a third aspect of the present invention, a pair of motor-driven drive devices are provided between the clamp base and the clamp movable plate, and a ball screw mechanism for moving the clamp movable plate up and down with respect to the clamp base; It consists of a servo motor arranged on the base, a servo motor controller that servo-controls the servo motor, and a transmission mechanism that transmits the rotational motion of the servo motor to the ball screw mechanism, and by controlling the servo motor, The lowering position can be freely set according to the thickness of the workpiece, and the pressing force of the clamp plate can be freely adjusted.

本発明の請求項1に係る水平型自動溶接装置は、ワークの円周方向の両端部を突合せた状態でマンドレルのバックバー上へクランプするクランプ機構が、マンドレルの上方位置に対向状に配置された一対のクランプベースと、各クランプベースにそれぞれ昇降自在に支持されて対向状に配置された一対のクランプ可動板と、各クランプ可動板の下面にそれぞれ上下方向へ揺動自在に取り付けられ、マンドレルに支持されたワークの円周方向の両端部上面に当接し得る対向状に配置された一対のクランプ板と、各クランプ可動板と各クランプ板との間にそれぞれ介設され、一対のクランプ板を下方へ附勢する弾性体と、各クランプベースと各クランプ可動板との間にそれぞれ設けられ、各クランプ可動板及び各クランプ板を昇降動させるモータ駆動型の一対の駆動装置とから成り、各クランプ板の先端部がマンドレルに支持されたワークの円周方向の両端部上面に当接してワークを加圧したときに、両クランプ板が弾性体の弾性力に抗して上方へ揺動して両クランプ板の先端部間の間隔が狭まってワークの厚みに応じた間隔に調整される構成としているため、薄板のワークを溶接する場合に、一対のクランプ板のクランプ幅(一対のクランプ板がワークをクランプしたときのクランプ板間の間隔)が狭く設定されていても、クランプ板の開放時(一対のクランプ板がワークをクランプしていない状態の時)には、クランプ板のクランプ幅が広くなっているので、ワークの円周方向両端をマンドレルに設けたバックバー上で突合せる際に両クランプ板の間からワークの突合せ部を目視でき、ワークの正確な突合せ作業を行えると共に、ワークの突合せ部の状態を確認することができる。
また、本発明の請求項1に係る水平型自動溶接装置は、各クランプ板の先端部がマンドレルに支持されたワークの円周方向の両端部上面に当接してワークを加圧したときに、両クランプ板が弾性体の弾性力に抗して上方へ揺動して両クランプ板の先端部間の間隔が狭まる構成となっているため、クランプ板によるワークの加圧時に弾性体の弾性力によりワークの円周方向両端部を閉じようとする力が働き、ワークの円周方向両端が密着することになり、その結果、穴あきやヘコミ等の溶接欠陥のない高品質のパイプやドラムを作製することができる。
更に、本発明の請求項1に係る水平型自動溶接装置は、一対のクランプ板が一対の駆動装置によりマンドレルに対して昇降動する構成としているため、マンドレルと一対のクランプ板との間隔を大きく取ることができ、溶接済みのワーク(パイプやドラム)をマンドレルから取り出す際に、ワークの取り出しを容易に行えると共に、ワークがマンドレルの上面やバックバー、左右のクランプ板の先端部下面をこすったりするということがなく、その結果、マンドレル、バックバー及び左右のクランプ板の消耗やワークの損傷及び変形を防止することができる。
In the horizontal type automatic welding apparatus according to claim 1 of the present invention, a clamp mechanism that clamps on the back bar of the mandrel in a state in which both ends of the workpiece in the circumferential direction are abutted is disposed in an opposing manner above the mandrel. A pair of clamp bases, a pair of clamp movable plates that are supported by each clamp base so as to be movable up and down, and are opposed to each other, and are attached to the lower surface of each clamp movable plate so as to be swingable in the vertical direction. A pair of clamp plates arranged in an opposing manner that can come into contact with the upper surfaces of both ends in the circumferential direction of the work supported by the workpiece, and a pair of clamp plates interposed between each clamp movable plate and each clamp plate Is provided between each clamp base and each movable clamp plate, and moves up and down each movable clamp plate and each clamp plate. The clamp plate is composed of a pair of moving type drive devices, and the clamp plates are elastic bodies when the tip of each clamp plate comes into contact with the upper surface of both ends in the circumferential direction of the work supported by the mandrel and pressurizes the work. Because it is configured to swing upward and resist the elastic force of the clamp plate, the interval between the tip portions of both clamp plates is narrowed and adjusted to the interval according to the thickness of the workpiece, when welding thin plate workpieces, Even when the clamp width of the pair of clamp plates (the interval between the clamp plates when the pair of clamp plates clamps the workpiece) is set narrow, when the clamp plates are released (the pair of clamp plates do not clamp the workpiece) Since the clamp width of the clamp plate is wide when the workpiece is in the state), when the both ends of the workpiece in the circumferential direction are brought into contact with each other on the back bar provided on the mandrel, the workpiece butt portion is visually observed between the clamp plates. , Together with enabling a precise butt working of the workpiece, it is possible to check the status of the butted portion of the workpiece.
Further, in the horizontal automatic welding apparatus according to claim 1 of the present invention, when the tip of each clamp plate comes into contact with the upper surface of both ends in the circumferential direction of the work supported by the mandrel, Since both clamp plates swing upwards against the elastic force of the elastic body and the distance between the tip parts of both clamp plates is narrowed, the elastic force of the elastic body when the workpiece is pressed by the clamp plate This causes a force to close both ends of the workpiece in the circumferential direction, and the ends of the workpiece in the circumferential direction come into close contact with each other. As a result, high-quality pipes and drums free from welding defects such as perforations and dents can be obtained. Can be produced.
Furthermore, in the horizontal automatic welding apparatus according to claim 1 of the present invention, since the pair of clamp plates is configured to move up and down with respect to the mandrel by the pair of driving devices, the distance between the mandrel and the pair of clamp plates is increased. When removing a welded workpiece (pipe or drum) from the mandrel, the workpiece can be easily removed, and the workpiece can rub the upper surface of the mandrel, the back bar, and the lower end of the tip of the left and right clamp plates. As a result, it is possible to prevent the mandrel, the back bar and the left and right clamp plates from being consumed, and the workpiece to be damaged and deformed.

本発明の請求項2及び請求項3に係る水平型自動溶接装置は、上記効果に加えて更に次のような優れた効果を奏することができる。
即ち、本発明の請求項2の水平型自動溶接装置は、一対のクランプ可動板が、マンドレル側に位置する内側クランプ可動板と、内側クランプ可動板の外側端部にマンドレル側へ水平移動自在に取り付けた外側クランプ可動板とからそれぞれ成り、外側クランプ可動板の下面にヒンジを介してクランプ板を上下方向へ揺動自在に取り付け、また、外側クランプ可動板に内側クランプ可動板と外側クランプ可動板との間隙を調整する調整ネジを回転自在且つ軸線方向へ移動不納に埋設状態で挿着する共に、調整ネジの先端部に形成したネジ部を内側クランプ可動板の外側端部に軸線方向へ移動可能に螺着し、当該調整ネジを回転操作することによって、対向状に配置した一対のクランプ板の先端部間の間隔を調整できる構成としているため、ワークの厚みが変わった場合でも、一対のクランプ板の間隔をワークの厚さに応じて最適な間隔になるように簡単に調整することができる。また、一対のクランプ板の間隔を調整する調整ネジが外側クランプ可動板に埋設状態で挿着され、外部へ突出していないので、調整ネジが不用意に回されてクランプ板間の間隔が変わるということもない。
In addition to the above effects, the horizontal automatic welding apparatus according to claims 2 and 3 of the present invention can further exhibit the following excellent effects.
That is, in the horizontal type automatic welding apparatus according to claim 2 of the present invention, the pair of clamp movable plates can move horizontally to the mandrel side on the inner clamp movable plate located on the mandrel side and the outer end of the inner clamp movable plate. The clamp plate is attached to the lower surface of the outer clamp movable plate via a hinge so as to be swingable in the vertical direction, and the inner clamp movable plate and the outer clamp movable plate are mounted on the outer clamp movable plate. The adjustment screw that adjusts the gap between the adjustment screw is rotatably inserted in the axial direction, and the screw portion formed at the tip of the adjustment screw is moved in the axial direction to the outer end portion of the inner clamp movable plate. Since it is configured to be able to adjust the distance between the tip portions of the pair of clamp plates arranged in an opposing manner by screwing the adjusting screws and rotating the adjusting screw, Can be of even thickness is changed, it is adjusted easily so that an optimum interval according to distance between the pair of clamping plates to a thickness of the workpiece. In addition, the adjustment screw that adjusts the distance between the pair of clamp plates is inserted into the outer clamp movable plate in an embedded state and does not protrude to the outside, so the adjustment screw is inadvertently turned and the interval between the clamp plates changes. There is nothing.

更に、本発明の請求項3の水平型自動溶接装置は、モータ駆動型の一対の駆動装置が、クランプベースとクランプ可動板との間に設けられ、クランプ可動板をクランプベースに対して昇降動させるボールネジ機構と、クランプベースに配設したサーボモータと、サーボモータをサーボ制御するサーボモータ制御部と、サーボモータの回転運動をボールネジ機構に伝達する伝動機構とからそれぞれ成り、サーボモータを制御することによって、クランプ板の下降位置をワークの厚さに応じて自由に設定することができると共に、クランプ板の加圧力を自在に調整できるようにしているため、ワークの突合せ作業をより一層行い易くなると共に、ワークの円周方向両端の突合せをより正確に行うことができる。
例えば、一対のクランプ板を予圧位置(ワークの厚み+αの隙間の位置、即ち、一対のクランプ板がマンドレルに支持されたワークの円周方向の両端部をバックバー上へ動ける程度に軽く保持する位置)まで下降させると、ワークの円周方向両端部がクランプ板とマンドレルのバックバーとでガイドされた格好なるので、ワークの円周方向の一端をセンター位置決め機構のセンタープレートに突き当てし易くなると共に、ワークの円周方向の他端をワークの円周方向の一端に重なることなく突き当てることができ、ワークの円周方向両端の突合せを正確且つ確実に行うことができる。
Further, in the horizontal type automatic welding apparatus according to claim 3 of the present invention, a pair of motor-driven drive devices are provided between the clamp base and the clamp movable plate, and the clamp movable plate is moved up and down with respect to the clamp base. Each of which includes a ball screw mechanism, a servo motor disposed on the clamp base, a servo motor control unit that servo-controls the servo motor, and a transmission mechanism that transmits the rotational motion of the servo motor to the ball screw mechanism. As a result, the lowering position of the clamp plate can be freely set according to the thickness of the workpiece, and the pressing force of the clamp plate can be adjusted freely, making it easier to perform workpiece butt work. At the same time, the both ends of the workpiece in the circumferential direction can be more accurately matched.
For example, a pair of clamp plates are held lightly enough to move the position of the preload position (the gap of the workpiece thickness + α, that is, a pair of clamp plates supported by the mandrel in the circumferential direction of the workpiece onto the back bar. When the workpiece is lowered to the position), both ends of the workpiece in the circumferential direction are guided by the clamp plate and the back bar of the mandrel, so that one end of the workpiece in the circumferential direction can easily abut against the center plate of the center positioning mechanism. In addition, the other end in the circumferential direction of the workpiece can be abutted without overlapping with one end in the circumferential direction of the workpiece, and the both ends of the workpiece in the circumferential direction can be accurately and reliably abutted.

本発明の実施の形態に係る水平型自動溶接装置の斜視図である。1 is a perspective view of a horizontal automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention. 同じく水平型自動溶接装置の拡大正面図である。It is an enlarged front view of a horizontal type automatic welding apparatus. 同じく水平型自動溶接装置の側面図である。It is a side view of a horizontal type automatic welding apparatus similarly. 同じく水平型自動溶接装置の平面図である。It is a top view of a horizontal type automatic welding apparatus similarly. マンドレルを示し、(A)はマンドレルの一部省略平面図、(B)はマンドレルの一部省略側面図である。The mandrel is shown, (A) is a partially omitted plan view of the mandrel, and (B) is a partially omitted side view of the mandrel. マンドレルの要部の側面部である。It is a side part of the principal part of a mandrel. マンドレルの縦断正面図である。It is a vertical front view of a mandrel. クランプ機構及びマンドレルの正面図である。It is a front view of a clamp mechanism and a mandrel. クランプ機構の平面図である。It is a top view of a clamp mechanism. クランプ機構及びマンドレルの側面図である。It is a side view of a clamp mechanism and a mandrel. クランプ機構を示し、クランプ機構の右側部分の斜視図である。It is a perspective view of the right side part of a clamp mechanism which shows a clamp mechanism. 図9のイ−イ線拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged sectional view taken along line II in FIG. 9. 図9のロ−ロ線拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of the roll line of FIG. 9. 図9のハ−ハ線拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged sectional view taken along the line ha-ha in FIG. 9. 図9のニ−ニ線拡大断面図である。FIG. 10 is an enlarged sectional view of the knee line in FIG. 9. 水平型自動溶接装置の作用説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a horizontal type automatic welding apparatus. 従来のクランプ機構を用いた水平型自動溶接装置の要部の概略図である。It is the schematic of the principal part of the horizontal type automatic welding apparatus using the conventional clamp mechanism.

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〜図4は本発明の実施の形態に係る水平型自動溶接装置を示し、当該水平型自動溶接装置は、ステンレス板や鋼板等の金属板を円筒状に曲げ加工して成るワークWの円周方向両端を突合せ溶接してパイプやドラムを作製するものであり、特に、クランプ幅が狭い薄板のワークW(厚さが0.1mm〜0.4mmのワークW)を突合せ溶接する場合であっても、ワークWの突合せ作業時にワークWの突合せ部の状態を確認できてワークWの正確な突合せを行え、また、ワークWの円周方向両端が密着するようにワークWの円周方向両端部をクランプすることができ、更に、溶接済みのワークW(パイプやドラム)の取り出しを容易に行えると共に、ワークWの取り出し時に於けるマンドレル2の消耗、バックバー3の消耗、クランプ機構6のクランプ板18の消耗、ワークWの損傷及び変形をそれぞれ防止でき、然も、クランプ板18の下降位置をワークWの厚さに応じて自由に設定できるようにしたものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 4 show a horizontal automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention. The horizontal automatic welding apparatus includes a workpiece W formed by bending a metal plate such as a stainless steel plate or a steel plate into a cylindrical shape. Pipes and drums are produced by butt welding both ends in the circumferential direction, especially when butt welding a thin plate workpiece W (work W having a thickness of 0.1 mm to 0.4 mm) with a narrow clamp width. Even if there is a workpiece W, it is possible to confirm the state of the workpiece W butt portion during the butt work, and to accurately butt the workpiece W. Also, in the circumferential direction of the workpiece W so that both ends of the workpiece W are in close contact with each other. Both ends can be clamped, and the welded workpiece W (pipe or drum) can be easily taken out. At the time of taking out the workpiece W, the mandrel 2 is consumed, the back bar 3 is consumed, the clamping mechanism 6 Consumption of the clamp plate 18 can be prevented respectively damage and deformation of the workpiece W, deer, is obtained as the lowered position of the clamp plate 18 can be freely set according to the thickness of the workpiece W.

即ち、前記水平型自動溶接装置は、図1〜図4に示す如く、フレーム1と、フレーム1に片持ち状態で回転自在に支持され、ワークWを支持する水平姿勢の長尺状のマンドレル2と、マンドレル2の外表面に180度間隔で取り付けられ、薄板用のワークW(厚みが0.1mm〜0.4mm程度のワークWをいう)を溶接する際に用いる薄板用の長尺状のバックバー3及び厚板用のワークW(厚みが1mm〜3mm程度のワークWをいう)を溶接する際に用いる厚板用の長尺状のバックバー3と、マンドレル2に設けられ、ワークWの円周方向両端が薄板用のバックバー3上及び厚板用のバックバー3上でそれぞれ突合されるようにワークWの端面の位置決めを行う一対のセンター位置決め機構4と、マンドレル2の下方位置に配設され、マンドレル2にセットされる直径の大きなワークWや長いワークWを水平姿勢で支持するワーク支持装置5と、マンドレル2の上方位置に配設され、ワークWの円周方向の両端部を突合せた状態でバックバー3上へクランプするクランプ機構6と、マンドレル2の上方位置に配設され、ワークWの突合せ部を突合せ溶接する溶接装置7(この例では、TIG溶接装置)とから構成されている。
この水平型自動溶接装置は、左右どちらの位置からでも作業が行えるように略左右対称の構造になっていると共に、クランプ機構6を操作する操作スイッチ8がフレーム1の両側面にそれぞれ設けられている。
That is, as shown in FIGS. 1 to 4, the horizontal automatic welding apparatus includes a frame 1 and a long mandrel 2 that is supported by the frame 1 so as to be rotatable in a cantilevered state and supports a workpiece W. Are attached to the outer surface of the mandrel 2 at intervals of 180 degrees, and are used for welding a thin plate workpiece W (referring to a workpiece W having a thickness of about 0.1 mm to 0.4 mm). A long back bar 3 for a thick plate used when welding the back bar 3 and a workpiece W for a thick plate (referring to a workpiece W having a thickness of about 1 mm to 3 mm), and the mandrel 2, the workpiece W A pair of center positioning mechanisms 4 for positioning the end face of the workpiece W so that both ends in the circumferential direction of the plate abut each other on the thin plate back bar 3 and the thick plate back bar 3, and the lower position of the mandrel 2 Arranged in the The workpiece support device 5 that supports a workpiece W having a large diameter or a long workpiece W set on the dorel 2 in a horizontal posture, and a state in which both circumferential ends of the workpiece W are abutted with each other. The clamp mechanism 6 that clamps onto the back bar 3 and a welding device 7 (in this example, a TIG welding device) that is disposed above the mandrel 2 and butt welds the butt portion of the workpiece W. .
This horizontal type automatic welding apparatus has a substantially symmetrical structure so that work can be performed from either the left or right position, and operation switches 8 for operating the clamp mechanism 6 are provided on both side surfaces of the frame 1, respectively. Yes.

具体的には、前記フレーム1は、図1〜図4に示す如く、ボックス状の本体フレーム1aと、本体フレーム1aの上部に設けられ、本体フレーム1aから前方(図3の左側)へ水平姿勢で突出する長尺状の上部フレーム1bと、本体フレーム1aの下部に設けられ、上部フレーム1bと同じ方向へ水平姿勢で突出してキャスター及びアジャスターを介して床面へ設置されるベースフレーム1cとから構成されており、本体フレーム1aの内部には、溶接用電源装置、アルゴンガス等の溶接用ガスボンベ、コンプレッサー等の圧縮空気供給源(何れも図示省略)等がそれぞれ収容されている。
また、上部フレーム1bの上面には、先端部に溶接装置7の溶接条件や電極位置等を設定するタッチパネル式の操作盤9を取り付けた旋回アーム10が旋回自在に配設されていると共に、上部フレーム1bの両側面には、クランプ機構6の操作スイッチ8がそれぞれ設けられている。
更に、上部フレーム1bの本体フレーム1aから突出する部分は、底面側が開放された二つの長尺箱状部材から成り、これら二つの長尺箱状部材はマンドレル2の斜め上方位置にマンドレル2に沿う姿勢で対向状に配置されている。
Specifically, as shown in FIGS. 1 to 4, the frame 1 is provided on a box-shaped main body frame 1a and an upper portion of the main body frame 1a, and is horizontally oriented forward (left side in FIG. 3) from the main body frame 1a. And a base frame 1c provided at the lower part of the main body frame 1a and protruding in a horizontal posture in the same direction as the upper frame 1b and installed on the floor via casters and adjusters. The main body frame 1a accommodates a welding power source, a welding gas cylinder such as argon gas, and a compressed air supply source such as a compressor (both not shown).
Further, on the upper surface of the upper frame 1b, a turning arm 10 having a touch panel type operation panel 9 for setting welding conditions, electrode positions and the like of the welding device 7 is rotatably disposed at the tip portion. Operation switches 8 for the clamp mechanism 6 are provided on both side surfaces of the frame 1b.
Further, the portion of the upper frame 1b that protrudes from the main body frame 1a is composed of two long box-shaped members whose bottom surfaces are open, and these two long box-shaped members are along the mandrel 2 at a position obliquely above the mandrel 2. It is arranged in an opposing manner in the posture.

前記マンドレル2は、図3及び図5に示す如く、アルミ合金等の金属材により断面形状が略長方形状の角柱状に形成されたマンドレル本体2Aと、マンドレル本体2Aの先端(図5の左端)にボルトにより取り付けられ、上部フレーム1bの先端部に設けたマンドレル受け11に抜き差し自在に挿入されるマンドレルピン2aを有するマンドレル金具2Bと、マンドレル本体2Aの基端(図5の右端)に回転軸金具2Cを介して取り付けられた断面形状が円形のマンドレル回転軸2Dとから成り、フレーム1の本体フレーム1aに片持ち状態で且つその軸心を中心にして回転自在に支持されていると共に、薄板用のバックバー3又は厚板用のバックバー3が真上を向く状態で位置決めされるようになっている。
また、マンドレル本体2Aの短辺側両面には、図6及び図7に示す如く、薄板用の長尺状のバックバー3と厚板用の長尺状のバックバー3がそれぞれ着脱自在に嵌め込まれる取付け溝2bがマンドレル2の長手方向に沿ってそれぞれ形成されている。これら両取付け溝2bの底面には、アルゴンガス等のシールドガスが流れるガス溝2cがマンドレル2の長手方向に沿ってそれぞれ形成されていると共に、後述するセンター位置決め機構4の駆動部が設けられる凹部2dがマンドレル2の長手方向に一定間隔ごとにそれぞれ形成されている。マンドレル2の両取付け溝2bの底面に形成した各凹部2dは、マンドレル2の長手方向に亘って齟齬する状態で且つマンドレル2の中心部付近に形成されている。
更に、マンドレル本体2Aの長辺側両面には、ガス溝2cへアルゴンガス等のシールドガスを供給するためのガス供給口2eと、凹部2dの底面に形成したピストン穴2gへ圧縮空気を供給する圧縮空気供給口2dとが夫々形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 5, the mandrel 2 includes a mandrel main body 2A formed of a metal material such as an aluminum alloy into a substantially rectangular prism shape in cross section, and a tip of the mandrel main body 2A (left end in FIG. 5). And a mandrel fitting 2B having a mandrel pin 2a that is removably inserted into a mandrel receiver 11 provided at the tip of the upper frame 1b, and a rotating shaft at the base end (right end in FIG. 5) of the mandrel body 2A. The cross-sectional shape attached via the metal fitting 2C is composed of a mandrel rotating shaft 2D having a circular shape. The mandrel rotating shaft 2D is supported by the main body frame 1a of the frame 1 in a cantilevered manner and rotatably about its axis. The back bar 3 for thick plate or the back bar 3 for thick plate is positioned so as to face right above.
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, a long back bar 3 for a thin plate and a long back bar 3 for a thick plate are detachably fitted to both sides of the short side of the mandrel body 2A. The mounting grooves 2b are formed along the longitudinal direction of the mandrel 2, respectively. A gas groove 2c through which a shielding gas such as argon gas flows is formed along the longitudinal direction of the mandrel 2 on the bottom surfaces of both the mounting grooves 2b, and a recess provided with a drive unit for the center positioning mechanism 4 described later. 2d is formed at regular intervals in the longitudinal direction of the mandrel 2, respectively. Recesses 2 d formed on the bottom surfaces of both mounting grooves 2 b of the mandrel 2 are formed in the state of being bent over the longitudinal direction of the mandrel 2 and in the vicinity of the center of the mandrel 2.
Further, compressed air is supplied to the gas supply port 2e for supplying a shielding gas such as argon gas to the gas groove 2c and the piston hole 2g formed in the bottom surface of the recess 2d on both long side surfaces of the mandrel body 2A. A compressed air supply port 2d is formed.

そして、マンドレル2は、ワークWの突合せ作業時や溶接作業時等には先端側のマンドレル金具2Bがマンドレル受け11により支持されており、本体フレーム1a及びマンドレル受け11により両持ち状態となっている。   The mandrel 2 has a mandrel bracket 2B on the front end side supported by the mandrel receiver 11 when the work W is being butted or welded, and the mandrel 2 is supported by the main body frame 1a and the mandrel receiver 11. .

尚、マンドレル受け11は、ロータリーアクチュエータ11aにより水平位置から鉛直位置に亘って揺動するように構成されており、マンドレル受け11を水平位置から鉛直位置へ回動させ、マンドレル受け11に形成した支持穴にマンドレル2のマンドレルピン2aを挿入することによって、マンドレル2の先端部を支持することができるようになっている。   The mandrel receiver 11 is configured to swing from the horizontal position to the vertical position by the rotary actuator 11a, and the mandrel receiver 11 is rotated from the horizontal position to the vertical position to support the mandrel receiver 11. By inserting the mandrel pin 2a of the mandrel 2 into the hole, the tip of the mandrel 2 can be supported.

前記薄板用のバックバー3及び厚板用のバックバー3は、図7に示す如く、何れも銅材により断面形状が略長方形の長尺な角柱状に形成した対称形状の一対のバックバー片3aから成り、一対のバックバー片3aを対向させた状態で且つ一対のバックバー片3aの間にスリット状の溝3bが形成されるようにマンドレル2の取付け溝2bに着脱自在に嵌め込まれている。
また、マンドレル2の取付け溝2bに嵌め込まれた各バックバー3は、一対のバックバー片3aを複数本のボルトでマンドレル2側へ締め付け固定することによって、マンドレル2にその軸心方向へ沿う姿勢で取り付けられる。
As shown in FIG. 7, the thin plate back bar 3 and the thick plate back bar 3 are each a pair of symmetrical back bar pieces formed of copper material in the shape of a long rectangular column having a substantially rectangular cross section. 3a, and is removably fitted into the mounting groove 2b of the mandrel 2 so that a slit-like groove 3b is formed between the pair of backbar pieces 3a with the pair of backbar pieces 3a facing each other. Yes.
Each back bar 3 fitted in the mounting groove 2b of the mandrel 2 is fixed to the mandrel 2 in the axial direction by fastening and fixing the pair of back bar pieces 3a to the mandrel 2 side with a plurality of bolts. It is attached with.

前記各バックバー3は、ワークWの円周方向の両端を突合せ溶接する際に余分な熱を吸収してビードの溶け落ちや穴あき、ワークWの熱ひずみ等を防止すると共に、ワークWの突合せ部の裏面側にシールドガスを流して溶接部の酸化を防止するものである。
また、一対のバックバー片3a間に形成されたスリット状の溝3bは、センター位置決め機構4のセンタープレート12を遊嵌状態で挿入すると共に、アルゴンガス等のシールドガスを流すためのものである。
Each of the back bars 3 absorbs excess heat when butt-welding both ends in the circumferential direction of the workpiece W to prevent the beads from being melted and perforated, the workpiece W being thermally strained, and the like. A shield gas is allowed to flow on the back side of the butt portion to prevent oxidation of the welded portion.
The slit-shaped groove 3b formed between the pair of back bar pieces 3a is used for inserting the center plate 12 of the center positioning mechanism 4 in a loosely fitted state and flowing a shield gas such as argon gas. .

尚、この実施の形態に於いては、マンドレル2外表面の一方の短辺側に取り付けた薄板用のバックバー3は、そのスリット状の溝3bの幅が1.0mmに、また、マンドレル2外表面の他方の短辺側に取り付けた厚板用のバックバー3は、そのスリット状の溝3bの幅が1.2mmに夫々設定されている。   In this embodiment, the thin plate back bar 3 attached to one short side of the outer surface of the mandrel 2 has a slit-like groove 3b having a width of 1.0 mm, and the mandrel 2 The thick plate back bar 3 attached to the other short side of the outer surface has a slit-like groove 3b having a width of 1.2 mm.

前記各センター位置決め機構4は、ワークWの円周方向の端面同士が薄板用のバックバー3のスリット状の溝3b上及び厚板用のバックバー3のスリット状の溝3b上でそれぞれ突合されるようにワークWの端面の位置決めを行うものであり、図7に示す如く、バックバー3のスリット状の溝3b内にマンドレル2の半径方向へ移動自在に挿入された薄鋼板製の長尺状のセンタープレート12と、マンドレル2にその長手方向に一定間隔ごとに設けられ、センタープレート12をマンドレル2の半径方向へ進退移動させるシリンダ構造の複数の駆動部13とからそれぞれ構成されている。   In each of the center positioning mechanisms 4, the circumferential end surfaces of the workpiece W are abutted on the slit-like groove 3b of the thin plate back bar 3 and on the slit-like groove 3b of the thick plate back bar 3, respectively. As shown in FIG. 7, the end face of the workpiece W is positioned so as to be inserted into the slit-like groove 3 b of the back bar 3 so as to be movable in the radial direction of the mandrel 2. The center plate 12 and a plurality of drive units 13 having a cylinder structure provided on the mandrel 2 at regular intervals in the longitudinal direction and moving the center plate 12 in the radial direction of the mandrel 2 are respectively configured.

即ち、各センタープレート12は、薄板用のバックバー3及び厚板用のバックバー3のスリット状の溝3bにそれぞれ遊嵌状態で且つマンドレル2の半径方向へ移動自在に挿入されており、その先端部がバックバー3の上面から外方へ突出可能になっていると共に、先端部の側面にワークWの端面が当接するようになっている。
これらのセンタープレート12は、その厚みがバックバー3のスリット状の溝3bの幅よりも薄くなるように設定されている。そのため、センタープレート12をバックバー3のスリット状の溝3bに挿入したときには、センタープレート12の側面とバックバー3との間にアルゴンガス等のシールドガスが流れるスリット状の間隙が形成されることになる。この実施の形態では、センタープレート12の厚みは、0.5mmに設定されている。また、各センタープレート12は、長手方向に三つに分割された格好になっている。
That is, each center plate 12 is inserted into the slit-like grooves 3b of the thin plate back bar 3 and the thick plate back bar 3 in a loosely fitted state and movably in the radial direction of the mandrel 2, The front end portion can protrude outward from the upper surface of the back bar 3, and the end surface of the workpiece W is in contact with the side surface of the front end portion.
These center plates 12 are set so that the thickness thereof is thinner than the width of the slit-like groove 3 b of the back bar 3. Therefore, when the center plate 12 is inserted into the slit-like groove 3 b of the back bar 3, a slit-like gap through which a shielding gas such as argon gas flows is formed between the side surface of the center plate 12 and the back bar 3. become. In this embodiment, the thickness of the center plate 12 is set to 0.5 mm. Each center plate 12 has a shape divided into three in the longitudinal direction.

一方、各駆動部13は、マンドレル2の長手方向に亘って齟齬する状態で且つマンドレル2の中心部付近に設けられており、マンドレル2の凹部2dにマンドレル2の半径方向へ移動自在に嵌め込まれ、センタープレート12がボルトにより支持固定される支持台13aと、支持台13aの下面に連設され、マンドレル2の凹部2dの底面に形成したピストン穴2gにマンドレル2の半径方向へ摺動自在に挿入されたピストン13bと、バックバー3と支持台13aとの間に介設され、支持台13aをマンドレル2の中心側へ附勢してセンタープレート12の先端部をバックバー3のスリット状の溝3b内に位置させる復帰用の圧縮スプリング13cとから構成されており、圧縮空気供給源(図示省略)からの圧縮空気をマンドレル2に形成した圧縮空気供給口2fからピストン穴2gへ供給すると、ピストン13b、支持台13a及びセンタープレート12が圧縮スプリング13cの弾性力に抗してマンドレル2の半径方向へ移動し、センタープレート12の先端部がバックバー3の上面から外方へ突出し、また、圧縮空気の供給を停止すると、圧縮スプリング13cの弾性力によりピストン13b、支持台13a及びセンタープレート12がマンドレル2の中心側へ移動し、センタープレート12の先端部がスリット状の溝3b内に収納されるようになっている。   On the other hand, each drive unit 13 is provided in the state where it lies over the longitudinal direction of the mandrel 2 and is provided in the vicinity of the center of the mandrel 2, and is fitted into the recess 2 d of the mandrel 2 so as to be movable in the radial direction of the mandrel 2. The support plate 13a on which the center plate 12 is supported and fixed by bolts, and the piston plate 2g formed in the bottom surface of the concave portion 2d of the mandrel 2 are slidable in the radial direction of the mandrel 2 The inserted piston 13b is interposed between the back bar 3 and the support base 13a. The support base 13a is urged toward the center of the mandrel 2 so that the tip of the center plate 12 is shaped like a slit in the back bar 3. It is composed of a return compression spring 13c located in the groove 3b, and forms compressed air from a compressed air supply source (not shown) in the mandrel 2. When the compressed air supply port 2f supplies the piston hole 2g, the piston 13b, the support 13a and the center plate 12 move in the radial direction of the mandrel 2 against the elastic force of the compression spring 13c, and the tip of the center plate 12 Protrudes outward from the upper surface of the back bar 3, and when the supply of compressed air is stopped, the elastic force of the compression spring 13c causes the piston 13b, the support 13a and the center plate 12 to move toward the center of the mandrel 2, The front end of the plate 12 is accommodated in the slit-shaped groove 3b.

尚、一対のセンター位置決め機構4の各駆動部13は、マンドレル2の長手方向に亘って齟齬する状態で且つマンドレル2の中心部付近に設けられているため、マンドレル2の長辺側の長さを短めに形成することができ、マンドレル2の軽量化を図ることができる。   In addition, since each drive part 13 of a pair of center positioning mechanism 4 is provided in the vicinity of the center part of the mandrel 2 in the state where it crawls over the longitudinal direction of the mandrel 2, the length of the long side of the mandrel 2 The mandrel 2 can be reduced in weight.

前記ワーク支持装置5は、直径の大きいワークWや長さの長いワークWを溶接する際にワークWを水平姿勢で支持するものであり、図1〜図3に示す如く、マンドレル2の下方位置のベースフレーム1c上に設けられ、昇降自在な矩形状のテーブル14a及びテーブル14aの下方空間を覆うジャバラ構造のカバー14bを備えた電動式のリフター14と、リフター14のテーブル14a上面に設けられ、水平姿勢のワークWの下面を支持するワーク受けローラ15とから構成されている。   The workpiece support device 5 supports the workpiece W in a horizontal posture when welding a workpiece W having a large diameter or a workpiece having a long length, and is positioned below the mandrel 2 as shown in FIGS. An electric lifter 14 provided on the base frame 1c and provided with a rectangular table 14a that can be moved up and down and a cover 14b having a bellows structure that covers a lower space of the table 14a, and an upper surface of the table 14a of the lifter 14. It is comprised from the workpiece | work receiving roller 15 which supports the lower surface of the workpiece | work W of a horizontal attitude | position.

また、ワーク受けローラ15は、テーブル14aの上面にマンドレル2に沿う姿勢で対向状に配置された二つの長尺状のボールローラ受け15aと、両ボールローラ受け15aの上面にマンドレル2に沿って一定間隔ごとに取り付けられ、360°回転自在なボールを備えた複数のボールローラ15bとから成り、マンドレル2に沿って二列に配列されたボールローラ15bがワークWの外周面下面へ当接してワークWを下面側から支持するものである。   Further, the work receiving roller 15 includes two long ball roller receivers 15a arranged in an opposing manner in a posture along the mandrel 2 on the upper surface of the table 14a, and the mandrel 2 on the upper surface of both ball roller receivers 15a. A plurality of ball rollers 15b mounted at regular intervals and having 360 ° rotatable balls, and the ball rollers 15b arranged in two rows along the mandrel 2 contact the lower surface of the outer peripheral surface of the workpiece W. The work W is supported from the lower surface side.

前記クランプ機構6は、図8〜図15に示す如く、金属材により長尺板状に形成されてマンドレル2の上方位置にマンドレル2に沿う姿勢で対向状に配置された一対のクランプベース16と、各クランプベース16にそれぞれ昇降自在に支持され、マンドレル2に沿う姿勢で対向状に配置された一対のクランプ可動板17と、各クランプ可動板17の下面にそれぞれマンドレル2に沿う姿勢で上下方向へ揺動自在に取り付けられ、マンドレル2に支持されたワークWの円周方向の両端部上面に当接し得る対向状に配置された一対のクランプ板18と、各クランプ可動板17と各クランプ板18との間にそれぞれ介設され、一対のクランプ板18の対向する先端部を下方へ附勢して一対のクランプ板18を傾斜姿勢に保持する弾性体19と、各クランプ可動板17にそれぞれ設けられ、各クランプ板18の下方向への揺動量を規制するピン構造のストッパー20と、各クランプベース16と各クランプ可動板17との間にそれぞれ設けられ、各クランプ可動板17及び各クランプ板18を昇降動させて各クランプ板18の加圧力を調整するモータ駆動型の一対の駆動装置21とから成り、前記各クランプ板18は、それぞれ駆動装置21により下降して各クランプ板18の先端部がマンドレル2に支持されたワークWの円周方向の両端部上面に当接してワークWの円周方向の両端部を加圧したときに、弾性体19の弾性力に抗して上方へ揺動し、両クランプ板18の先端部間の間隔が狭まって所定の間隔(ワークWの厚みに応じたクランプ幅)に調整されるように構成されている。   As shown in FIGS. 8 to 15, the clamp mechanism 6 includes a pair of clamp bases 16 that are formed in a long plate shape with a metal material and are disposed in an upper position of the mandrel 2 so as to face each other in a posture along the mandrel 2. A pair of clamp movable plates 17 that are supported by each clamp base 16 so as to be movable up and down, and are arranged in an opposing manner along the mandrel 2, and a vertical direction in a posture along the mandrel 2 on the lower surface of each clamp movable plate 17. A pair of clamp plates 18 that are swingably attached to each other and can be brought into contact with the upper surfaces of both ends in the circumferential direction of the work W supported by the mandrel 2, each clamp movable plate 17, and each clamp plate 18, elastic bodies 19 that are respectively interposed between the pair of clamp plates 18 and bias the opposing tip portions of the pair of clamp plates 18 downward to hold the pair of clamp plates 18 in an inclined posture; The clamp movable plate 17 is provided between the clamp base 16 and the clamp movable plate 17, and is provided between the clamp base 16 and the clamp movable plate 17. The movable plate 17 and each clamp plate 18 are moved up and down to form a pair of motor-driven drive devices 21 that adjust the pressure applied to each clamp plate 18. Each of the clamp plates 18 is lowered by the drive device 21. When the tip ends of the clamp plates 18 come into contact with the upper surfaces of both ends in the circumferential direction of the workpiece W supported by the mandrel 2 and pressurize both ends in the circumferential direction of the workpiece W, the elasticity of the elastic body 19 It is configured such that it swings upward against the force, and the interval between the tip portions of both clamp plates 18 is narrowed and adjusted to a predetermined interval (clamp width according to the thickness of the workpiece W).

従って、このクランプ機構6は、溶接時に於ける一対のクランプ板18のクランプ幅(一対のクランプ板18がワークWをクランプしたときの両クランプ板18の間隔)が狭く設定されていても、クランプ板18の開放時(一対のクランプ板18がワークWをクランプしていない状態の時)には、クランプ板18のクランプ幅が広くなるので、ワークWの円周方向両端をバックバー3上で突合せる際に両クランプ板18の間からワークWの突合せ部を目視でき、ワークWの正確な突合せ作業を行えると共に、ワークWの突合せ部の状態を確認することができる。
例えば、厚みが0.1mm〜0.4mmの薄板のワークWを突合せ溶接する場合、溶接時に於ける一対のクランプ板18のクランプ幅が1.0mm〜2.0mmになっていても、クランプ板18の開放時には、一対のクランプ板18のクランプ幅が3.0mm〜5.0mmと広くなっている。
Therefore, the clamp mechanism 6 is capable of clamping even when the clamp width of the pair of clamp plates 18 during welding (the interval between the clamp plates 18 when the pair of clamp plates 18 clamps the workpiece W) is set narrow. When the plate 18 is opened (when the pair of clamp plates 18 are not clamping the workpiece W), the clamp width of the clamp plate 18 is widened. When abutting, the abutting portion of the workpiece W can be visually observed from between the clamp plates 18, the workpiece W can be accurately abutted, and the state of the abutting portion of the workpiece W can be confirmed.
For example, when a thin plate workpiece W having a thickness of 0.1 mm to 0.4 mm is butt welded, even if the clamp width of the pair of clamp plates 18 at the time of welding is 1.0 mm to 2.0 mm, the clamp plate When 18 is opened, the clamp width of the pair of clamp plates 18 is as wide as 3.0 mm to 5.0 mm.

前記一対のクランプベース16は、図8に示す如く、上部フレーム1bの下面に上部フレーム1bの下面開口を閉塞するように水平状態で取り付けられており、マンドレル2の上方位置にマンドレル2に沿う姿勢で対向状に配置された格好になっている。
また、各クランプベース16の外側端面には、クランプ可動板17及びクランプ板18を外方から覆う安全カバー22がそれぞれ取り付けられている。各安全カバー22には、一対のクランプ板18の間隔を調整する調整ネジ26を回転操作できるように操作穴22aが形成されている。
As shown in FIG. 8, the pair of clamp bases 16 are mounted in a horizontal state on the lower surface of the upper frame 1 b so as to close the lower surface opening of the upper frame 1 b, and are positioned along the mandrel 2 above the mandrel 2. It becomes the appearance arranged in the opposite form.
A safety cover 22 that covers the clamp movable plate 17 and the clamp plate 18 from the outside is attached to the outer end face of each clamp base 16. Each safety cover 22 has an operation hole 22a so that an adjustment screw 26 for adjusting the distance between the pair of clamp plates 18 can be rotated.

前記一対のクランプ可動板17は、図12及び図13に示す如く、金属材により長尺板状に形成されてマンドレル2側に位置する内側クランプ可動板17aと、金属材により角柱形状に形成されて内側クランプ可動板17aの外側端部にマンドレル2側へ水平移動自在に取り付けた外側クランプ可動板17bとからそれぞれ成り、内側クランプ可動板17aに所定の間隔で立設した複数本の上下ガイド軸23をクランプベース16に取り付けた複数のリニアブッシュ24にそれぞれ昇降自在に挿通することによって、クランプベース16の下面側で且つクランプベース16に昇降自在に支持されている。
また、各外側クランプ可動板17bは、内側クランプ可動板17aの外側端面にマンドレル2に直交する水平姿勢で植設した複数本のガイドシャフト25に摺動自在に支持されてマンドレル2側へ水平移動自在になっており、外側クランプ可動板17bに設けた二つの調整ネジ26を回転操作することによって、内側クランプ可動板17aと外側クランプ可動板17bとの間隔及び一対のクランプ板18の間隔を調整できるようになっている。
As shown in FIGS. 12 and 13, the pair of clamp movable plates 17 is formed in a long plate shape with a metal material and is formed in a prismatic shape with a metal material and an inner clamp movable plate 17a located on the mandrel 2 side. A plurality of upper and lower guide shafts, each of which is composed of an outer clamp movable plate 17b attached to the outer end portion of the inner clamp movable plate 17a so as to be horizontally movable toward the mandrel 2 side. 23 is inserted into a plurality of linear bushes 24 attached to the clamp base 16 so as to be movable up and down, and is supported by the clamp base 16 on the lower surface side of the clamp base 16 so as to be movable up and down.
Further, each outer clamp movable plate 17b is slidably supported by a plurality of guide shafts 25 planted in a horizontal posture orthogonal to the mandrel 2 on the outer end surface of the inner clamp movable plate 17a and horizontally moved to the mandrel 2 side. The distance between the inner clamp movable plate 17a and the outer clamp movable plate 17b and the distance between the pair of clamp plates 18 are adjusted by rotating the two adjusting screws 26 provided on the outer clamp movable plate 17b. It can be done.

即ち、各調整ネジ26は、図14に示す如く、外側クランプ可動板17bに二本の平行な抜け止めピン27により回転自在且つ軸線方向へ移動不納に埋設状態で挿着されており、調整ネジ26の先端部に形成したネジ部が内側クランプ可動板17aの外側端部に軸線方向へ移動可能に螺着されている。
従って、各調整ネジ26を回転操作することによって、各外側クランプ可動板17bが各内側クランプ可動板17aに対して水平移動し、各内側クランプ可動板17aと各外側クランプ可動板17bとの間隔を調整することができると共に、各外側クランプ可動板17bに取り付けたクランプ板18の間隔も調整することができる。
また、各調整ネジ26の頭部と内側クランプ可動板17aの外側端面との間には、調整ネジ26が弛まないようにするための圧縮コイルスプリング28が配設されている。
That is, as shown in FIG. 14, each adjustment screw 26 is inserted into the outer clamp movable plate 17b by two parallel retaining pins 27 so as to be rotatable and non-movable in the axial direction. A screw portion formed at the tip end portion of 26 is screwed to the outer end portion of the inner clamp movable plate 17a so as to be movable in the axial direction.
Therefore, by rotating each adjustment screw 26, each outer clamp movable plate 17b moves horizontally with respect to each inner clamp movable plate 17a, and the interval between each inner clamp movable plate 17a and each outer clamp movable plate 17b is increased. While being able to adjust, the space | interval of the clamp plate 18 attached to each outer clamp movable plate 17b can also be adjusted.
A compression coil spring 28 is provided between the head of each adjustment screw 26 and the outer end surface of the inner clamp movable plate 17a so that the adjustment screw 26 does not loosen.

前記一対のクランプ板18は、図8に示す如く、銅材により長尺板状に形成されて対向する内側部分が斜め下方へ折り曲げられており、外側クランプ可動板17bの下面に長尺構造のヒンジ29を介して上下方向へ揺動自在に取り付けられている。
また、各クランプ板18は、図13及び図14に示す如く、内側クランプ可動板17aの内側端部とクランプ板18との間に介設した複数の弾性体19(圧縮コイルスプリング)により下方へ附勢されており、クランプ板18の内側先端部がワークWの円周方向両端部の上面へ弾性的に当接するようになっている。各弾性体19は、内側クランプ可動板17aの内側部分に一定間隔ごとに形成した複数の収納穴17a′内にそれぞれ収納されており、各収納穴17a′の上方開口を閉塞する長尺状の押え板30により収納穴17a′内から抜け止めされている。
更に、各クランプ板18は、図15に示す如く、クランプ可動板17の内側部分に一定間隔ごとに設けた複数のピン構造のストッパー20により下方向への揺動量が規制されている。各ストッパー20は、一対のクランプ可動板17の内側部分に形成した複数の貫通穴17a″に遊嵌状態で且つ下方へ抜け止めされた状態で挿通されており、その下端部がクランプ板18に連結された状態になっている。
そして、各クランプ板18は、外側クランプ可動板17bに取り付けられているため、調整ネジ26を回転操作して内側クランプ可動板17aと外側クランプ可動板17bとの間隔を変えることによって、対向するクランプ板18の先端部間の間隔を調整できるようになっている。
As shown in FIG. 8, the pair of clamp plates 18 are formed in a long plate shape with a copper material, and opposite inner portions are bent obliquely downward, and a long structure is formed on the lower surface of the outer clamp movable plate 17b. A hinge 29 is attached so as to be swingable in the vertical direction.
Each clamp plate 18 is moved downward by a plurality of elastic bodies 19 (compression coil springs) interposed between the inner end of the inner clamp movable plate 17a and the clamp plate 18, as shown in FIGS. The inner end of the clamp plate 18 is elastically brought into contact with the upper surfaces of both ends in the circumferential direction of the workpiece W. Each elastic body 19 is housed in a plurality of housing holes 17a ′ formed at regular intervals in the inner portion of the inner clamp movable plate 17a, and has an elongated shape that closes the upper opening of each housing hole 17a ′. The retaining plate 30 prevents the retaining hole 17a 'from coming off.
Further, as shown in FIG. 15, each clamp plate 18 is controlled to swing downward by a plurality of pin-structure stoppers 20 provided at regular intervals on the inner side of the clamp movable plate 17. Each stopper 20 is inserted in a plurality of through holes 17 a ″ formed in the inner part of the pair of clamp movable plates 17 in a loosely fitted state and prevented from being pulled downward, and a lower end portion thereof is inserted into the clamp plate 18. It is in a connected state.
Since each clamp plate 18 is attached to the outer clamp movable plate 17b, the clamps facing each other are changed by rotating the adjustment screw 26 to change the distance between the inner clamp movable plate 17a and the outer clamp movable plate 17b. The distance between the tip portions of the plate 18 can be adjusted.

前記モータ駆動型の一対の駆動装置21は、図8〜図12に示す如く、クランプベース16とクランプ可動板17との間に設けられ、クランプ可動板17をクランプベース16に対して昇降動させる複数のボールネジ機構31と、クランプベース16に配設したサーボモータ32と、サーボモータ32をサーボ制御するサーボモータ制御部(図示省略)と、サーボモータ32の回転運動をボールネジ機構31に伝達する伝動機構33とからそれぞれ成り、サーボモータ32を制御することによって、クランプ板18の下降位置をワークWの厚さに応じて自由に設定することができると共に、クランプ板18の加圧力を自在に調整できるように構成されている。これら各駆動装置21は、邪魔にならないように上部フレーム1bを形成する二つの長尺箱状部材の内方にそれぞれ収納された格好になっている。   The pair of motor-driven drive devices 21 are provided between the clamp base 16 and the clamp movable plate 17 and move the clamp movable plate 17 up and down with respect to the clamp base 16 as shown in FIGS. A plurality of ball screw mechanisms 31, a servo motor 32 disposed on the clamp base 16, a servo motor control unit (not shown) that servo-controls the servo motor 32, and a transmission that transmits the rotational motion of the servo motor 32 to the ball screw mechanism 31. By controlling the servo motor 32, the lowering position of the clamp plate 18 can be freely set according to the thickness of the workpiece W, and the applied pressure of the clamp plate 18 can be adjusted freely. It is configured to be able to. Each of these driving devices 21 is configured to be housed inside the two long box-shaped members forming the upper frame 1b so as not to get in the way.

前記各ボールネジ機構31は、各クランプベース16の上面に固定した外観形状が円柱形状の軸受台34にベアリング34aを介して回転自在に且つ軸線方向へ移動不納に支持された鉛直姿勢のボールネジ軸31aと、クランプ可動板17の内側クランプ可動板17aの上面に固定され、ボールネジ軸31aが螺挿されるボールナット31bとからそれぞれ成り、ボールネジ軸31aが正逆回転すると、廻り止めされたボールナット31bがボールネジ軸31aに沿って上下方向へ往復移動し、クランプ可動板17をクランプベース16に対して昇降動させるようになっている。
この実施の形態に於いては、ボールネジ機構31は、長尺板状のクランプ可動板17を水平姿勢を保った状態で昇降動させることができるように各クランプベース16と各クランプ可動板17との間にそれぞれ四箇所設けられている。
Each of the ball screw mechanisms 31 has a vertically mounted ball screw shaft 31a that is rotatably supported by a cylindrical bearing base 34 via a bearing 34a and unmovable in the axial direction. And a ball nut 31b that is fixed to the upper surface of the inner clamp movable plate 17a of the clamp movable plate 17 and into which the ball screw shaft 31a is screwed. When the ball screw shaft 31a rotates forward and backward, the ball nut 31b that is prevented from rotating is formed. The clamp movable plate 17 is moved up and down along the ball screw shaft 31 a to move the clamp movable plate 17 up and down relative to the clamp base 16.
In this embodiment, the ball screw mechanism 31 is provided with each clamp base 16 and each clamp movable plate 17 so that the long plate-like clamp movable plate 17 can be moved up and down while maintaining a horizontal posture. There are four locations each.

また、各サーボモータ32は、クランプベース16の一端部上面に固定したモータブラケット35に取り付けられており、サーボモータ制御部(図示省略)によりサーボ制御されるようになっている。   Each servo motor 32 is attached to a motor bracket 35 fixed to the upper surface of one end of the clamp base 16 and is servo-controlled by a servo motor control unit (not shown).

更に、各伝動機構33は、クランプベース16の上面に固定した複数の軸受台36にクランプベース16に沿う姿勢で回転自在に支持され、各ボールネジ機構31の近傍に位置して一端部がカップリング37を介してサーボモータ32に連結されたシャフト33aと、シャフト33aに嵌着され、各ボールネジ機構31のボールネジ軸31aの近傍に位置する四つのウォームギヤ33bと、各ボールネジ機構31のボールネジ軸31aの上端部に嵌着され、ウォームギヤ33bにそれぞれ噛合する四つのウォームホイール33cとからそれぞれ構成されている。   Furthermore, each transmission mechanism 33 is rotatably supported in a posture along the clamp base 16 by a plurality of bearing bases 36 fixed to the upper surface of the clamp base 16, and is located near each ball screw mechanism 31 and has one end coupled. A shaft 33 a connected to the servo motor 32 via 37, four worm gears 33 b fitted to the shaft 33 a and positioned in the vicinity of the ball screw shaft 31 a of each ball screw mechanism 31, and the ball screw shaft 31 a of each ball screw mechanism 31. Each of the four worm wheels 33c is fitted to the upper end portion and meshes with the worm gear 33b.

而して、このモータ駆動型の駆動装置21によれば、サーボモータ制御部によりサーボモータ32が駆動制御されると、サーボモータ32の回転力が伝動機構33によりボールネジ機構31のボールネジ軸31aに伝達され、これによってボールネジ軸31aを所定の角度又は所定の回転数だけ正回転又は逆回転させる。そうすると、ボールネジ機構31によりクランプ可動板17及びクランプ板18が昇降動することになる。
この駆動装置21は、サーボ制御されているため、両クランプ板18の下降位置をワークWの厚さに応じて自由に設定可能であり、また、各クランプ板18の加圧力を自在に調整することができる。
その結果、クランプ機構6は、一対のクランプ板18を予圧位置(ワークWの厚み+αの隙間の位置、即ち、一対のクランプ板18がマンドレル2に支持されたワークWの円周方向の両端部をバックバー3上へ動ける程度に軽く保持する位置)まで下降させることができ、また、一対のクランプ板18を加圧位置(弾性体19が圧縮されて一対のクランプ板18の間隔が狭まり、一対のクランプ板18がワークWの円周方向両端を加圧密着させた状態でワークWの円周方向両端部をバックバー3へ強固に押圧する位置)まで下降させることができる。
Thus, according to this motor drive type drive device 21, when the servo motor 32 is driven and controlled by the servo motor controller, the rotational force of the servo motor 32 is applied to the ball screw shaft 31 a of the ball screw mechanism 31 by the transmission mechanism 33. As a result, the ball screw shaft 31a is rotated forward or backward by a predetermined angle or a predetermined number of rotations. Then, the clamp movable plate 17 and the clamp plate 18 are moved up and down by the ball screw mechanism 31.
Since this drive device 21 is servo-controlled, the lowering position of both clamp plates 18 can be freely set according to the thickness of the workpiece W, and the applied pressure of each clamp plate 18 can be adjusted freely. be able to.
As a result, the clamp mechanism 6 causes the pair of clamp plates 18 to be in a preload position (the position of the gap between the thickness of the workpiece W + α, that is, both ends of the workpiece W in which the pair of clamp plates 18 are supported by the mandrel 2 in the circumferential direction). Can be lowered to a position where it can be held lightly enough to move onto the back bar 3, and the pair of clamp plates 18 is pressed (the elastic body 19 is compressed to reduce the distance between the pair of clamp plates 18). The pair of clamp plates 18 can be lowered to a position where both ends in the circumferential direction of the workpiece W are firmly pressed against the back bar 3 in a state where both ends in the circumferential direction of the workpiece W are pressed and adhered.

尚、図9〜図11に於いて、38はクランプベース16に遊嵌状態で挿通され、クランプ可動板17の上面に立設したセンサー用シャフト、39はセンサー用シャフト38に固定したセンサーブラケット、40はクランプベース16の上面に立設したセンサー用レール41に取り付けられ、クランプ板18の上限位置及び下限位置を規制するフォトセンサーである。   9 to 11, reference numeral 38 denotes a sensor shaft which is inserted into the clamp base 16 in a loosely-fitted state and stands on the upper surface of the clamp movable plate 17, and 39 is a sensor bracket fixed to the sensor shaft 38. Reference numeral 40 denotes a photosensor which is attached to a sensor rail 41 erected on the upper surface of the clamp base 16 and regulates the upper limit position and the lower limit position of the clamp plate 18.

前記溶接装置7(TIG溶接装置7)は、図1及び図3に示す如く、上部フレーム1bの上面に二本の平行なガイドレール42を介してマンドレル2の長手方向へ往復移動自在に配設した走行台43と、走行台43にアーム部材44を介して昇降自在に支持され、先端部からアルゴンガス等のシールドガスを流すと共に、タングステン電極棒45aを挿着した溶接用トーチ45と、走行台43に設けられ、溶接用トーチ45を昇降動させるサーボモータ等から成るトーチ上下駆動装置(図示省略)と、走行台43に設けられ、溶接状況(タングステン電極棒の消耗やアークの状態等)やワークWの端部の突合せ状況を確認する監視カメラ(図示省略)と、走行台43に設けられ、溶接開始前に於けるタングステン電極棒45aとワークWの間隙設定を容易にし、溶接中に於けるタングステン電極棒45aとワークWの接触事故を直ちに検知する電極接触検知装置(図示省略)と、走行台43をマンドレル2の長手方向へ往復走行させるモータ及び伝動装置からから成る駆動装置(図示省略)等から構成されており、ワークWの突合せ部を突合せ溶接する際に溶接用トーチ45の先端が自動的に高さ調整され且つ走行台43及びこれに支持された溶接用トーチ45が所定の速度でワークWの突合せ部に沿って直線移動するようになっている。この溶接装置7は、従来公知のものと同様構造に構成されている。
尚、この溶接装置7は、溶接用トーチ45等を設けた走行台43を上部フレーム1bの上面に配設した二本のガイドレール42に走行自在に支持する構成としているため、取付け作業を簡単に行えると共に、安価な構造で長期間の使用にも芯ズレや蛇行が発生することなく安定した溶接が可能となる。
As shown in FIGS. 1 and 3, the welding device 7 (TIG welding device 7) is disposed on the upper surface of the upper frame 1b so as to be reciprocally movable in the longitudinal direction of the mandrel 2 via two parallel guide rails 42. The traveling platform 43, a welding torch 45 supported by the traveling platform 43 through an arm member 44, allowing a shield gas such as argon gas to flow from the tip, and having a tungsten electrode rod 45a inserted therein. A torch up / down drive device (not shown) comprising a servo motor or the like provided on the table 43 and moving the welding torch 45 up and down, and a welding condition (consumed tungsten electrode rod, arc state, etc.) provided on the traveling table 43 And a monitoring camera (not shown) for confirming the abutting state of the end portion of the workpiece W, and the traveling platform 43 provided between the tungsten electrode rod 45a and the workpiece W before starting welding. An electrode contact detection device (not shown) that facilitates setting and immediately detects a contact accident between the tungsten electrode rod 45a and the workpiece W during welding, and a motor and transmission for reciprocating the traveling platform 43 in the longitudinal direction of the mandrel 2 It comprises a drive device (not shown) composed of a device, and the tip of the welding torch 45 is automatically adjusted in height and supported by the carriage 43 and the cradle 43 when butt welding the butt portion of the workpiece W. The welded torch 45 is linearly moved along the butt portion of the workpiece W at a predetermined speed. The welding device 7 is configured in the same structure as a conventionally known one.
Since the welding device 7 is configured to support the traveling table 43 provided with the welding torch 45 and the like on the two guide rails 42 disposed on the upper surface of the upper frame 1b, the mounting operation is simple. In addition, it is possible to perform stable welding without causing misalignment or meandering even during long-term use with an inexpensive structure.

次に、上述した水平型自動溶接装置を用いて円筒状に曲げ加工したワークWの円周方向両端を突合せ溶接してパイプやドラムを作製する場合について説明する。   Next, a case where a pipe or a drum is manufactured by butt welding both circumferential ends of a workpiece W bent into a cylindrical shape using the horizontal automatic welding apparatus described above will be described.

尚、ワークWには、厚みが0.1mm〜0.4mmのステンレス鋼板等を円筒状に曲げ加工した薄板のワークWや、厚みが0.6mm〜2.0mmのステンレス鋼板等を円筒状に曲げ加工した厚板のワークWが使用されている。また、溶接電流、アーク長、シールドガスの供給量、溶接用トーチ45の走行速度、タングステン電極棒45aの先端形状等の溶接条件は、ワークWの材質、板厚、幅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。   The workpiece W is a thin workpiece W obtained by bending a stainless steel plate having a thickness of 0.1 mm to 0.4 mm into a cylindrical shape, or a stainless steel plate having a thickness of 0.6 mm to 2.0 mm having a cylindrical shape. A bent work W is used. Also, the welding conditions such as welding current, arc length, supply amount of shield gas, traveling speed of welding torch 45, tip shape of tungsten electrode rod 45a, etc. are optimum according to the material, plate thickness, width, etc. of workpiece W. Of course, it is set under the conditions.

先ず、突合せ溶接するワークWの厚さに応じてマンドレル2を手動操作により回転操作し、ワークWの厚みに対応するバックバー3が真上を向くようにマンドレル2を回転させる。
例えば、薄板(厚さが0.1mm〜0.4mm)のワークWを突合せ溶接する場合には、マンドレル2を回転させて薄板用のバックバー3(スリット状の溝3bの幅の狭いバックバー3)が真上を向くようにマンドレル2を回転操作する。
First, the mandrel 2 is manually rotated according to the thickness of the workpiece W to be butt welded, and the mandrel 2 is rotated so that the back bar 3 corresponding to the thickness of the workpiece W faces directly upward.
For example, when a workpiece W of a thin plate (thickness of 0.1 mm to 0.4 mm) is butt-welded, the mandrel 2 is rotated to rotate the thin plate back bar 3 (a back bar having a narrow slit-shaped groove 3b). Rotate the mandrel 2 so that 3) faces directly above.

次に、マンドレル2に円筒状に曲げ加工したワークWを挿着すると共に、マンドレル2の先端部をマンドレル受け11により支持して長尺状のマンドレル2の撓みを防止し、この状態でマンドレル2の上面側に位置するセンター位置決め機構4のセンタープレート12を駆動部13により上昇させてセンタープレート12の先端部(上端部)をバックバー3の上面から上方へ突出させる。   Next, the work W bent into a cylindrical shape is inserted into the mandrel 2 and the tip of the mandrel 2 is supported by the mandrel receiver 11 to prevent the elongate mandrel 2 from being bent. The center plate 12 of the center positioning mechanism 4 located on the upper surface side of the center plate 12 is raised by the drive unit 13 so that the front end portion (upper end portion) of the center plate 12 protrudes upward from the upper surface of the back bar 3.

尚、マンドレル2にワークWを挿着する際、一対のクランプ板18が駆動装置21によりマンドレル2に対して昇降動する構成となっているため、マンドレル2と一対のクランプ板18との間隔を大きく取ることができ、ワークWをマンドレル2に挿着し易くなる。   In addition, when inserting the workpiece | work W in the mandrel 2, since a pair of clamp board 18 is the structure which raises / lowers with respect to the mandrel 2 by the drive device 21, the space | interval of the mandrel 2 and a pair of clamp board 18 is set. The workpiece W can be made large, and the workpiece W can be easily attached to the mandrel 2.

その後、一対のクランプ板18を予圧位置(ワークWの厚み+αの隙間の位置、即ち、一対のクランプ板18がマンドレル2に支持されたワークWの円周方向の両端部をバックバー3上へ動ける程度に軽く保持する位置)まで下降させ、この状態でマンドレル2に支持されたワークWの円周方向の一端をセンタープレート12の上端部側面に当接させる(図16(A)参照)。   Thereafter, the pair of clamp plates 18 is placed on the back bar 3 at the preload position (the position of the gap of the thickness of the workpiece W + α, that is, both ends in the circumferential direction of the workpiece W supported by the mandrel 2 on the pair of clamp plates 18). The position of the workpiece W supported by the mandrel 2 in this state is brought into contact with the side surface of the upper end portion of the center plate 12 (see FIG. 16A).

このとき、一対のクランプ板18が予圧位置まで下降しているため、クランプ板18の先端部とマンドレル2のバックバー3との間隔が狭くなり、その結果、マンドレル2に支持されたワークWの円周方向の一端は、クランプ板18の先端部とバックバー3にガイドされながらセンタープレート12の上端部側面に突き当てられることになる。
また、予圧位置まで下降した一対のクランプ板18の間隔が広くなっているので、ワークWの円周方向の一端をセンタープレート12に突き合せる際に目視することができる。
従って、ワークWの円周方向の一端をセンタープレート12に極めて突き当て易くなる。
At this time, since the pair of clamp plates 18 are lowered to the preload position, the distance between the tip of the clamp plate 18 and the back bar 3 of the mandrel 2 is narrowed. As a result, the workpiece W supported by the mandrel 2 is reduced. One end in the circumferential direction is abutted against the side of the upper end of the center plate 12 while being guided by the tip of the clamp plate 18 and the back bar 3.
Further, since the distance between the pair of clamp plates 18 lowered to the preload position is wide, it can be visually observed when one end in the circumferential direction of the workpiece W is abutted against the center plate 12.
Therefore, it becomes very easy to abut one end of the workpiece W in the circumferential direction on the center plate 12.

ワークWの円周方向の一端をセンタープレート12の上端部側面に当接させたら、クランプ機構6の一方のクランプ板18(センタープレート12に当接しているワークWの一端部上方に位置するクランプ板18)を駆動装置21により予圧位置から加圧位置まで下降させ、当該クランプ板18によりワークWの円周方向一端部をバックバー3上へ動かないように強固に加圧固定する(図16(b)参照)。   When one end in the circumferential direction of the workpiece W is brought into contact with the side surface of the upper end portion of the center plate 12, one clamp plate 18 of the clamp mechanism 6 (a clamp positioned above one end portion of the workpiece W in contact with the center plate 12). The plate 18) is lowered from the preload position to the pressurization position by the drive device 21, and is firmly pressed and fixed by the clamp plate 18 so as not to move the circumferential end of the workpiece W onto the back bar 3 (FIG. 16). (See (b)).

尚、一方のクランプ板18が予圧位置から加圧位置へ下降すると、一方のクランプ板18が弾性体19を圧縮しながらヒンジ29を支点にして上方へ揺動すると共に、当該クランプ18の先端部が弾性体19の圧縮分だけセンタープレート12側へ移動し、一対のクランプ18間の間隔が狭くなる。
このとき、一方のクランプ板18の先端部下面とワークWの円周方向一端部上面との間に強い摩擦抵抗が働き、ワークWの円周方向一端部をセンタープレート12側へ移動させる。その結果、ワークWの円周方向一端は、センタープレート12に加圧密着され、理想溶接線(溶接用トーチ45の走行軌跡)に一致することになる。
When one clamp plate 18 is lowered from the preload position to the pressurization position, one clamp plate 18 swings upward with a hinge 29 as a fulcrum while compressing the elastic body 19 and the tip of the clamp 18 Moves toward the center plate 12 by the amount of compression of the elastic body 19, and the distance between the pair of clamps 18 becomes narrow.
At this time, a strong frictional resistance acts between the lower surface of the tip of one clamp plate 18 and the upper surface of one end in the circumferential direction of the work W, and moves the one end in the circumferential direction of the work W toward the center plate 12 side. As a result, one end in the circumferential direction of the workpiece W is press-contacted to the center plate 12 and coincides with an ideal weld line (a travel locus of the welding torch 45).

ワークWの円周方向の一端部を一方のクランプ板18によりバックバー3上へ加圧固定したら、センター位置決め機構4の駆動部13に供給されている圧縮空気の供給を停止する。そうすると、復帰用の圧縮スプリング13cの弾性力によりセンタープレート12が下降し、センタープレート12の上端部がバックバー3のスリット状の溝3b内に収納される(図16(C)参照)。   When one end of the workpiece W in the circumferential direction is pressure-fixed on the back bar 3 by the one clamp plate 18, the supply of compressed air supplied to the drive unit 13 of the center positioning mechanism 4 is stopped. Then, the center plate 12 is lowered by the elastic force of the return compression spring 13c, and the upper end portion of the center plate 12 is housed in the slit-like groove 3b of the back bar 3 (see FIG. 16C).

センタープレート12が下降したら、ワークWの円周方向他端を目視によって先にバックバー3上に加圧固定されたワークWの円周方向一端に突合せる(図16(C)参照)。   When the center plate 12 is lowered, the other end in the circumferential direction of the workpiece W is abutted against one end in the circumferential direction of the workpiece W that is first press-fixed on the back bar 3 by visual observation (see FIG. 16C).

このとき、ワークWの円周方向他端部の上方に位置するクランプ板18が予圧位置まで下降しているため、クランプ板18の先端部とマンドレル2のバックバー3との間隔が狭くなり、その結果、ワークWの円周方向の他端は、クランプ板18の先端部とバックバー3にガイドされながらワークWの円周方向一端に重なることなく正確且つ確実に突き当てられることになる。
また、クランプ板18が予圧位置にあるときには、弾性体19の弾性力が働いていない状態にあるので、クランプ板18間の間隔が広くなっており、ワークWの円周方向両端の突き当て状態を見やすく、その結果、ワークWの円周方向の他端を先に加圧固定されているワンプWの円周方向の一端に極めて突き当て易くなる。
At this time, since the clamp plate 18 located above the other circumferential end of the workpiece W is lowered to the preload position, the distance between the tip of the clamp plate 18 and the back bar 3 of the mandrel 2 is narrowed. As a result, the other end of the workpiece W in the circumferential direction is abutted accurately and reliably without overlapping the circumferential end of the workpiece W while being guided by the tip of the clamp plate 18 and the back bar 3.
Further, when the clamp plate 18 is in the preload position, the elastic force of the elastic body 19 is not applied. Therefore, the interval between the clamp plates 18 is wide, and the both ends of the workpiece W in the circumferential direction are abutted. As a result, the other end in the circumferential direction of the work W is very easily abutted against one end in the circumferential direction of the one-pump W that has been pressure-fixed first.

ワークWの円周方向両端を突合せたら、クランプ機構6の他方のクランプ板18(未だ予圧位置にあるクランプ板18)を駆動装置21により予圧位置から加圧位置まで下降させ、当該クランプ板18によりワークWの円周方向他端部をバックバー3上へ動かないように強固に加圧固定する(図16(D)参照)。   When both ends in the circumferential direction of the workpiece W are butted together, the other clamp plate 18 (the clamp plate 18 still in the preload position) of the clamp mechanism 6 is lowered from the preload position to the pressurization position by the drive device 21, and the clamp plate 18 The other end in the circumferential direction of the work W is firmly pressed and fixed so as not to move onto the back bar 3 (see FIG. 16D).

尚、他方のクランプ板18が予圧位置から加圧位置へ下降すると、他方のクランプ板18が弾性体19を圧縮しながらヒンジ29を支点にして上方へ揺動すると共に、当該クランプ18の先端部が弾性体19の圧縮分だけ加圧位置にある一方のクランプ板18側へ移動し、一対のクランプ18間の間隔が狭くなる。
このとき、他方のクランプ板18の先端部下面とワークWの円周方向他端部上面との間に強い摩擦抵抗が働き、ワークWの円周方向他端部をバックバー3上へ加圧固定されているワンプWの円周方向一端部側へ移動させる。その結果、ワークWの円周方向両端が加圧密着され、隙間のない突合せ接合面が形成されることになる。
When the other clamp plate 18 is lowered from the preload position to the pressurization position, the other clamp plate 18 swings upward with the hinge 29 as a fulcrum while compressing the elastic body 19, and the tip of the clamp 18 Moves toward the one clamp plate 18 in the pressurizing position by the amount of compression of the elastic body 19, and the interval between the pair of clamps 18 becomes narrower.
At this time, a strong frictional resistance acts between the lower surface of the tip of the other clamp plate 18 and the upper surface of the other end in the circumferential direction of the workpiece W, and presses the other circumferential end of the workpiece W onto the back bar 3. It moves to the one end side in the circumferential direction of the one-piece W that is fixed. As a result, both ends in the circumferential direction of the work W are pressed and adhered, and a butt joint surface without a gap is formed.

そして、ワークWの円周方向の両端がバックバー3のスリット状の溝3b上で突合せ固定されたら、マンドレル2のガス供給口2eからバックバー3のスリット状の溝3b内にアルゴンガス等のシールドガスを供給しつつ、溶接装置7によりワークWの突合せ部を突合せ溶接する。
即ち、溶接用トーチ45が下降してタングステン電極棒45aの先端をワークWの突合せ部の一端部に臨ませてタングステン電極棒45aの先端とワークWとの間にアークを発生させ、このアークが安定した状態になってから走行台43が駆動装置により前進して溶接用トーチ45をワークWの突合せ部に沿って走行させ、ワークWの突合せ部を順次突合せ溶接して行く。
Then, when both ends in the circumferential direction of the workpiece W are butt-fixed on the slit-like groove 3b of the back bar 3, argon gas or the like is introduced into the slit-like groove 3b of the back bar 3 from the gas supply port 2e of the mandrel 2. The butt portion of the workpiece W is butt welded by the welding device 7 while supplying the shielding gas.
That is, the welding torch 45 is lowered so that the tip of the tungsten electrode rod 45a faces one end of the butt portion of the workpiece W to generate an arc between the tip of the tungsten electrode rod 45a and the workpiece W. After the stable state is reached, the traveling platform 43 is advanced by the drive device to cause the welding torch 45 to travel along the butt portion of the workpiece W, and the butt portion of the workpiece W is sequentially butt welded.

このとき、ワークWの円周方向両端がクランプ機構6のクランプ板18及び弾性体19により加圧状態で密着されているため、穴あきやヘコミ等の溶接欠陥のない高品質で美しい溶接を行える。   At this time, since both ends in the circumferential direction of the workpiece W are brought into close contact with each other in a pressurized state by the clamp plate 18 and the elastic body 19 of the clamp mechanism 6, high-quality and beautiful welding without welding defects such as perforations and dents can be performed. .

ワークWの突合せ溶接が終了すると、バックバー3へのシールドガスの供給を停止すると共に、溶接装置7の溶接用トーチ45が元の位置に復帰する。また、クランプ機構6によるワークWのクランプ状態が解除されると共に、マンドレル受け11が鉛直位置から水平位置へ回動してマンドレル2の先端を開放する。
これにより、突合せ溶接されたワークW(パイプやドラム)をマンドレル2から引き抜くことができる。
When the butt welding of the workpiece W is completed, the supply of the shielding gas to the back bar 3 is stopped, and the welding torch 45 of the welding apparatus 7 returns to the original position. In addition, the clamping state of the workpiece W by the clamping mechanism 6 is released, and the mandrel receiver 11 is rotated from the vertical position to the horizontal position to open the tip of the mandrel 2.
Thereby, the butt welded work W (pipe or drum) can be pulled out from the mandrel 2.

このとき、一対のクランプ板18が一対の駆動装置21によりマンドレル2に対して昇降動する構成としているため、マンドレル2と一対のクランプ板18との間隔を大きく取ることができ、溶接済みのワークW(パイプやドラム)をマンドレル2から取り出す際に、ワークWの取り出しを容易に行えると共に、ワークWがマンドレル2の上面やバックバー3、左右のクランプ板18の先端部下面をこすったりするということがなく、マンドレル2、バックバー3及び左右のクランプ板18の消耗やワークWの損傷及び変形を防止することができる。   At this time, since the pair of clamp plates 18 are configured to move up and down with respect to the mandrel 2 by the pair of driving devices 21, the gap between the mandrel 2 and the pair of clamp plates 18 can be increased, and the welded workpiece When removing W (pipe or drum) from the mandrel 2, the workpiece W can be easily removed, and the workpiece W rubs the upper surface of the mandrel 2, the back bar 3, and the lower end surfaces of the left and right clamp plates 18. In other words, it is possible to prevent the mandrel 2, the back bar 3, and the left and right clamp plates 18 from being worn and the workpiece W from being damaged and deformed.

このように、上述した水平型自動溶接装置を用いて円筒状に曲げ加工したワークWを突合せ溶接すると、クランプ幅が狭い薄板のワークWの突合せ溶接を行う場合であっても、ワークWの突合せ部の状態を確認することができてワークWの正確な突合せ作業を行うことができ、また、クランプ機構6によるワークWのクランプ時にワークWの円周方向両端が密着するようにワークWをクランプすることができるので、溶接不良(穴あき、ヘコミ、ずれ、重なり等)のない突合せ溶接を行えて高品質のパイプやドラムを作製することができる。
更に、この水平型手自動溶接装置7は、略左右対称の構造になっていると共に、クランプ機構6を操作する操作スイッチ8がフレーム1の両側面にそれぞれ設けられているため、左右(図2の左右方向)どちらの位置からでも作業を行えるので、能率の良い作業を行える。
Thus, when the workpiece W bent into a cylindrical shape using the horizontal automatic welding apparatus described above is butt-welded, the workpiece W is butt-matched even when butt welding is performed on a thin plate workpiece W having a narrow clamp width. The state of the part can be confirmed, and the workpiece W can be accurately abutted, and the workpiece W is clamped so that both ends in the circumferential direction of the workpiece W are in close contact when the workpiece W is clamped by the clamp mechanism 6. Therefore, butt welding can be performed without welding defects (perforated, dent, misalignment, overlap, etc.), and high quality pipes and drums can be produced.
Further, this horizontal type automatic hand welding device 7 has a substantially bilaterally symmetric structure, and operation switches 8 for operating the clamp mechanism 6 are provided on both side surfaces of the frame 1, respectively. Since the work can be performed from either position, efficient work can be performed.

1はフレーム、2はマンドレル、3はバックバー、4はセンター位置決め機構、6はクランプ機構、7は溶接装置、16はクランプベース、17はクランプ可動板、17aは内側クランプ可動板、17bは外側クランプ可動板、18はクランプ板、19は弾性体、21は駆動装置、26は調整ネジ、29はヒンジ、31はボールネジ機構、32はサーボモータ、33は伝動機構、Wはワーク。   1 is a frame, 2 is a mandrel, 3 is a back bar, 4 is a center positioning mechanism, 6 is a clamp mechanism, 7 is a welding device, 16 is a clamp base, 17 is a clamp movable plate, 17a is an inner clamp movable plate, and 17b is an outside. A clamp movable plate, 18 is a clamp plate, 19 is an elastic body, 21 is a driving device, 26 is an adjustment screw, 29 is a hinge, 31 is a ball screw mechanism, 32 is a servo motor, 33 is a transmission mechanism, and W is a workpiece.

Claims (3)

フレーム(1)に水平姿勢で支持され、円筒状に曲げ加工した金属板製のワーク(W)を支持するマンドレル(2)と、マンドレル(2)の上面に設けたバックバー(3)と、マンドレル(2)に設けられ、ワーク(W)の円周方向の端面の位置決めを行うセンター位置決め機構(4)と、マンドレル(2)の上方位置に配設され、ワーク(W)の円周方向の両端部を突合せた状態でバックバー(3)上へクランプするクランプ機構(6)と、ワーク(W)の突合せ部を突合せ溶接する溶接装置(7)とを具備する水平型自動溶接装置に於いて、前記クランプ機構(6)は、マンドレル(2)の上方位置にマンドレル(2)に沿う姿勢で対向状に配置された一対のクランプベース(16)と、各クランプベース(16)にそれぞれ昇降自在に支持され、マンドレル(2)に沿う姿勢で対向状に配置された一対のクランプ可動板(17)と、各クランプ可動板(17)の下面にそれぞれマンドレル(2)に沿う姿勢で上下方向へ揺動自在に取り付けられ、マンドレル(2)に支持されたワーク(W)の円周方向の両端部上面に当接し得る対向状に配置された一対のクランプ板(18)と、各クランプ可動板(17)と各クランプ板(18)との間にそれぞれ介設され、一対のクランプ板(18)の対向する先端部を下方へ附勢して一対のクランプ板(18)を傾斜姿勢に保持する弾性体(19)と、各クランプベース(16)と各クランプ可動板(17)との間にそれぞれ設けられ、各クランプ可動板(17)及び各クランプ板(18)を昇降動させて各クランプ板(18)の加圧力を調整するモータ駆動型の一対の駆動装置(21)とから成り、前記各クランプ板(18)は、それぞれ駆動装置(21)により下降して各クランプ板(18)の先端部がマンドレル(2)に支持されたワーク(W)の円周方向の両端部上面に当接してワーク(W)の円周方向の両端部を加圧したときに、弾性体(19)の弾性力に抗して上方へ揺動し、両クランプ板(18)の先端部間の間隔が狭まってワーク(W)の厚みに応じた間隔に調整される構成としたことを特徴とする水平型自動溶接装置。   A mandrel (2) that is supported in a horizontal posture on the frame (1) and supports a workpiece (W) made of a metal plate bent into a cylindrical shape, and a back bar (3) provided on the upper surface of the mandrel (2); A center positioning mechanism (4) provided on the mandrel (2) for positioning the end surface in the circumferential direction of the work (W), and disposed in a position above the mandrel (2), and in the circumferential direction of the work (W) A horizontal automatic welding apparatus comprising a clamp mechanism (6) for clamping onto the back bar (3) in a state where both end portions of the workpiece are butted and a welding device (7) for butting and welding the butted portion of the workpiece (W) The clamp mechanism (6) includes a pair of clamp bases (16) disposed in an opposing manner in a posture along the mandrel (2) above the mandrel (2), and each clamp base (16). Freely move up and down A pair of clamp movable plates (17) that are held in a posture along the mandrel (2) and are opposed to each other, and swing downward in the posture along the mandrel (2) on the lower surface of each clamp movable plate (17). A pair of clamp plates (18) that are mounted so as to be movable and can be brought into contact with the upper surfaces of both ends in the circumferential direction of the workpiece (W) supported by the mandrel (2), and each clamp movable plate ( 17) and the clamp plates (18), respectively, and the opposed tip portions of the pair of clamp plates (18) are biased downward to hold the pair of clamp plates (18) in an inclined posture. It is provided between the elastic body (19), each clamp base (16) and each clamp movable plate (17), and each clamp movable plate (17) and each clamp plate (18) is moved up and down to each clamp. Pressure of plate (18) Each clamp plate (18) is lowered by the drive device (21), and the tip of each clamp plate (18) is mandrel (2). When the both ends in the circumferential direction of the work (W) are pressed against the upper surfaces of both ends in the circumferential direction of the work (W) supported by the elastic body (19) against the elastic force of the elastic body (19). A horizontal automatic welding apparatus characterized in that it is configured to swing upward and to adjust the distance according to the thickness of the workpiece (W) by reducing the distance between the tip portions of both clamp plates (18). 一対のクランプ可動板(17)は、マンドレル(2)側に位置する内側クランプ可動板(17a)と、内側クランプ可動板(17a)の外側端部にマンドレル(2)側へ水平移動自在に取り付けた外側クランプ可動板(17b)とからそれぞれ成り、外側クランプ可動板(17b)の下面にヒンジ(29)を介してクランプ板(18)を上下方向へ揺動自在に取り付け、また、外側クランプ可動板(17b)に内側クランプ可動板(17a)と外側クランプ可動板(17b)との間隙を調整する調整ネジ(26)を回転自在且つ軸線方向へ移動不納に埋設状態で挿着する共に、調整ネジ(26)の先端部に形成したネジ部を内側クランプ可動板(17a)の外側端部に軸線方向へ移動可能に螺着し、当該調整ネジ(26)を回転操作することによって、対向状に配置した一対のクランプ板(18)の先端部間の間隔を調整できる構成としたことを特徴とする請求項1に記載の水平型自動溶接装置。   The pair of clamp movable plates (17) is attached to the inner clamp movable plate (17a) located on the mandrel (2) side, and attached to the outer end of the inner clamp movable plate (17a) so as to be horizontally movable toward the mandrel (2) side. The outer clamp movable plate (17b) is attached to the lower surface of the outer clamp movable plate (17b) via a hinge (29) so that the clamp plate (18) can swing up and down. The adjustment screw (26) for adjusting the gap between the inner clamp movable plate (17a) and the outer clamp movable plate (17b) is inserted into the plate (17b) in a state where it is rotatable and unmovable in the axial direction and adjusted. A screw portion formed at the tip of the screw (26) is screwed to the outer end portion of the inner clamp movable plate (17a) so as to be movable in the axial direction, and the adjustment screw (26) is rotated. Thus, horizontal automatic welding device according to claim 1, characterized in that it has a configuration capable of adjusting the spacing between the ends of the pair of clamping plates which are arranged on opposite form (18). モータ駆動型の一対の駆動装置(21)は、クランプベース(16)とクランプ可動板(17)との間に設けられ、クランプ可動板(17)をクランプベース(16)に対して昇降動させるボールネジ機構(31)と、クランプベース(16)に配設したサーボモータ(32)と、サーボモータ(32)をサーボ制御するサーボモータ制御部と、サーボモータ(32)の回転運動をボールネジ機構(31)に伝達する伝動機構(33)とからそれぞれ成り、サーボモータ(32)を制御することによって、クランプ板(18)の下降位置をワーク(W)の厚さに応じて自由に設定できると共に、クランプ板(18)の加圧力を自在に調整できるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の水平型自動溶接装置。   The pair of motor-driven drive devices (21) is provided between the clamp base (16) and the clamp movable plate (17), and moves the clamp movable plate (17) up and down relative to the clamp base (16). A ball screw mechanism (31), a servo motor (32) disposed on the clamp base (16), a servo motor control unit that servo-controls the servo motor (32), and the rotational movement of the servo motor (32) 31) and a transmission mechanism (33) for transmission to each of them. By controlling the servo motor (32), the lowering position of the clamp plate (18) can be freely set according to the thickness of the workpiece (W). The horizontal automatic welding apparatus according to claim 1, wherein the pressure applied to the clamp plate (18) can be freely adjusted.
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