JP2534015B2 - 連続溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続溶接装置、特に、
アーク溶接において定寸のロッド状溶接棒を連続的に供
給するようにした連続溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、あらゆる産業分野の機器、部品に
鉄、銅アルミニウム等をベースとした金属、合金が使用
されている。これらの金属、合金は用途に応じてそれぞ
れの特性が充分に考慮され、表面改良技術にも多くの研
究がなされており、メッキ、ＰＶＤ、ＣＶＤ、スパッタ
リング、溶接、溶射等が実際に施行されている。

【０００３】これらの表面改良技術の一つとしてアーク
溶接が簡便な方法として広く利用されている。このアー
ク溶接に使用される溶接材料は、主にワイヤ状、ロッド
状、粉末状で供給されている。ところで、高合金化され
た溶接材料は、硬くて脆いために通常の線引きや押出し
等の成形方法ではワイヤ状に成形できず、鋳造によって
ロッドの状態に成形され、ティグ（ＴＩＧ）溶接等に使
用されている。

【０００４】しかしながら、ロッド状溶接棒は、溶接の
自動化を進めるうえで問題を生じていた。即ち、ロッド
状溶接棒は定寸に成形されたものであるため、溶接棒を
消費するたびに交換しなければならず、その都度溶接作
業を中断する必要があり、また、溶接棒の終端部分がロ
スとして残存し、不経済でもある。

【０００５】

【発明の目的、構成、作用、効果】そこで、本発明の目
的は、ロッド状溶接棒を連続的に溶接位置に供給するこ
とができ、溶接作業を中断する必要がなく、また１本の
溶接棒を終端部分まで完全に使用できる極めて経済的な
連続溶接装置を提供することにある。以上の目的を達成
するため、本発明に係る連続溶接装置は、多数本のロッ
ド状溶接棒を収容するホッパユニットと、ロッド状溶接
棒をその軸方向に搬送して溶接位置へと供給する供給ユ
ニットと、溶接位置に設置された溶接用トーチと、前記
ホッパから１本ずつ溶接棒を取り出して前記供給ユニッ
トへ送り込むシフトユニットと、前記供給ユニットによ
って溶接位置に搬送される先の溶接棒の後端と、次に供
給ユニットに送り込まれた後の溶接棒の先端とを接合す
る接合ユニットとを備えている。

【０００６】以上の構成において、溶接棒はシフトユニ
ットによってホッパユニットから１本ずつ供給ユニット
へ送り込まれ、供給ユニットによって溶接位置へ一定の
速度で供給される。さらに、第１の溶接棒に続いて第２
の溶接棒が供給ユニットに送り込まれる。そして、供給
ユニットによって溶接位置に搬送される先の溶接棒の後
端と、次にシフトユニットによって供給ユニットに送り
込まれた後の溶接棒の先端とが接合ユニットによって接
合される。このように、定寸の溶接棒が先のものの後端
と後のものの先端とが接合された状態で連続的に溶接位
置に供給されることとなる。従って、１本の溶接棒が消
費されるたびに溶接作業を中断する必要がなく、また、
溶接棒の後端部分がロスとして残存することもなく、極
めて経済的である。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に係る連続溶接装置の一実施例
について添付図面を参照して説明する。図１は連続溶接
装置の外観を示し、図２はこの連続溶接装置を模式的に
示したものである。

【０００８】図１、図２において、連続溶接装置は、概
略、被溶接物を保持するポジショナ１０と、溶接用ＴＩ
Ｇトーチ１５と、これらを搭載したＸＹテーブル２１，
２２と、溶接棒を収容するホッパユニット３０と、溶接
棒を溶接位置Ａに供給する供給ユニット４０と、溶接棒
をホッパユニット３０から取り出して供給ユニット４０
へ送り込むシフトユニット３５と、先の溶接棒の後端と
後の溶接棒の先端とを接合する接合ユニット５０とで構
成されている。

【０００９】テーブル２１はベース５上に搭載され、ベ
ース５の表面に設けた溝部６に沿ってＸ方向に移動可能
である。テーブル２２はテーブル２１上に搭載されてお
り、テーブル２１の表面に設けた溝部（図示せず）に沿
ってＹ方向に移動可能である。テーブル２１，２２はい
ずれも図示しないモータによって移動する。ポジショナ
１０はテーブル２２上に設置され、円筒状の被溶接物１
を保持するように構成されている。溶接用ＴＩＧトーチ
１５は、火口が溶接位置Ａに対向した状態で、ホルダ１
６及びブラケット１７を介して支柱１８に取り付けられ
ている。支柱１８は前記ベース５上に搭載されている。
このＴＩＧトーチ１５はホルダ１６がブラケット１７に
沿って上下方向に移動することにより、被溶接物１に対
する高さを調整可能である。高さの調整は図示しないシ
リンダでホルダ１６を上下方向に駆動することにより行
われる。

【００１０】一方、ホッパユニット３０は箱体３１内に
多数本の定寸溶接棒２を並べて収容するためのものであ
る。この箱体３１は床面が一方向に傾斜し、傾斜面の底
にリフトプレート３２が上下動可能に設置されている。
リフトプレート３２は、その上端部に１本の溶接棒を保
持可能な溝部が形成され、溶接棒２を該溝部に保持した
状態で図１中Ｂ位置まで持ち上げる。

【００１１】シフトユニット３５は支柱３６，３６にガ
イド棒３７，３７を水平に設け、ガイド棒３７，３７の
先端にチャック３８，３８を取り付けたものである。チ
ャック３８，３８は、それぞれ開閉可能な一対の爪部材
からなり、図示しない駆動機構（例えば、シリンダ、モ
ータを駆動源とする機構）によって上下動及びガイド棒
３７，３７に沿った水平移動が可能とされている。チャ
ック３８，３８は図１に示した位置から下動し、リフト
プレート３２でＢ位置へ持ち上げられた溶接棒２を把持
し、上動すると共に図１中後方へ水平移動し、供給ユニ
ット４０のアイドラ４３（図２参照）の真上に位置する
と図示しない溶接棒受取り機構がチャック３８，３８の
真下まで上動し、溶接棒２に対するチャッキングの解除
によって溶接棒２が溶接棒受取り機構に受け渡され、溶
接棒受取り機構が下動する。これによって溶接棒２が供
給ユニット４０へ送り込まれたこととなる。

【００１２】供給ユニット４０は、互いに連結されたフ
レーム４１，４２を有し、フレーム４１はリフタ４４に
取り付けられている。フレーム４１，４２はリフタ４４
によって上下動可能であり、かつ、傾斜角度を調整可能
となっている。フレーム４２には、その先端にガイド筒
４５が取り付けられると共に、フロントフィードローラ
４６，４６、リアフィードローラ４７，４７及び前述の
アイドラ４３が取り付けられている。また、各フィード
ローラ４６，４７に上方から対向して押さえローラ４６
ａ，４７ａがフレーム４２に設置されている。フィード
ローラ４６，４７は図示しない回転駆動機構によって回
転駆動可能である。押さえローラ４６ａ，４７ａは回転
自在であって、上方に退避可能に設置されている。アイ
ドラ４３は回転駆動可能であり、これらの上に送り込ま
れた溶接棒２はアイドラ４３の回転に基づいて前進し、
ローラ４７，４７ａ間に進入し、以後はローラ４７，４
６の回転に基づいて図２中右方へ一定の速度で搬送さ
れ、その先端がガイド筒４５を通じて溶接位置Ａへ供給
される。

【００１３】接合ユニット５０は前後一対のチャック５
１，５２をフレーム４１に形成した開口４１ａに臨ま
せ、一対の接合用ＴＩＧトーチ５３，５４を互いの火口
がチャック５１，５２の中間部分に臨むように設置した
ものである。チャック５１，５２は、それぞれ開閉可能
な一対の爪部材からなり、ローラ４６，４６ａ，４７，
４７ａで搬送される溶接棒２を把持可能である。また、
チャック５１，５２とＴＩＧトーチ５３，５４は一体的
にフィードローラ４６による溶接棒２の搬送速度と同じ
速度で前進可能である。接合ユニット５０の移動機構と
しては、シリンダやモータを駆動源として前記フロント
フィードローラ４６の回転駆動機構とは独立した機構を
設けて接合ユニット５０を往復移動可能とするか、ロー
ラ４６の回転駆動機構と駆動源を共用して、接合ユニッ
ト５０を往復移動可能としてもよい。

【００１４】また、前記供給ユニット４０には、搬送さ
れる溶接棒２を検出するため、投光素子と受光素子とか
らなる光センサＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３が設置されてい
る。さらに、溶接棒２の接合位置Ｃを測定するためにレ
ーザフィードモニタＳＥ４が設置されている。

【００１５】次に、以上の構成からなる連続溶接装置に
おける溶接棒の供給について説明する。まず、ホッパユ
ニット３０のリフトプレート３２を上動させて溶接棒２
をＢ位置まで持ち上げ、シフトユニット３５のチャック
３８，３８によってこの溶接棒２を把持し、アイドラ４
３上へ送り込む。溶接棒２はアイドラ４３上をその回転
駆動に基づいて搬送され、リアフィードローラ４７と押
さえローラ４７ａの間に進入する。ここで溶接棒２はリ
アフィードローラ４７による搬送力で前進し、溶接棒２
の先端がセンサＳＥ１で検出されると、フロントフィー
ドローラ４６が回転駆動される。さらに、溶接棒２はリ
アフィードローラ４７からフロントフィードローラ４６
へ受け渡され、以後フロントフィードローラ４６による
搬送力で前進し、溶接用ＴＩＧトーチ１５にて被溶接物
１の表面に対して溶接作業が施行される。

【００１６】溶接作業中、フロントフィードローラ４６
は定速で駆動され、溶接棒２を連続的に溶接位置Ａへ供
給する。溶接棒２の後端がセンサＳＥ３で検出される
と、ホッパユニット３０及びシフトユニット３５が動作
し、１本の溶接棒がアイドラ４３上に送り込まれる。こ
こでアイドラ４３上に送り込まれた溶接棒２は、リアフ
ィードローラ４７で搬送され、先の溶接棒２の後端が接
合用トーチ５３，５４が対向する接合位置Ｃに到達する
直前に、後の溶接棒２の先端が先の溶接棒２の後端に追
いつき、両者が１列に並べられる。リアフィードローラ
４７の搬送速度はフロントフィードローラ４６よりも若
干速く、その搬送力はフロントフィードローラ４６より
も若干弱く設定されている。従って、後の溶接棒２の先
端が先の溶接棒２の後端を押しつつ、フロントフィード
ローラ４６による搬送速度で２本の溶接棒２，２が前進
する。

【００１７】先の溶接棒２の後端と後の溶接棒２の先端
とがレーザフィードモニタＳＥ４で測定された接合位置
Ｃに到達すると、チャック５１，５２が動作し、チャッ
ク５１が先の溶接棒２の後端部分を把持し、チャック５
２が後の溶接棒２の先端部分を把持する。そして、チャ
ック５１，５２及び接合用ＴＩＧトーチ５３，５４が一
体的にフロントフィードローラ４６による搬送速度と同
じ速度でストロークＳだけ前進し、接合ユニット５０の
この前進期間中にＴＩＧトーチ５３，５４が動作し、溶
接棒２，２の後端と先端を接合（溶接）する。接合ユニ
ット５０はストロークＳだけ前進した後、チャック５
１，５２が溶接棒２，２に対する把持を解除し、元の位
置へストロークＳだけ後退する。この接合時において、
後の溶接棒２が後続位置に搬送されているか否かは、セ
ンサＳＥ３の検出信号によって判断する。

【００１８】以上の動作説明から明らかなように、本連
続溶接装置にあっては、定寸のロッド状溶接棒を１本ず
つ供給ユニット４０に送り込み、接合ユニット５０でそ
れらの後端と先端とを接合し、１本のロッドとして連続
的に溶接位置へ送り込む。従って、従来のように１本の
溶接棒を消費するごとに溶接作業を中断して交換する作
業が不要となり、しかも１本の溶接棒を終端部分まで使
用することができ、極めて経済的である。

【００１９】なお、本発明に係る連続溶接装置は前記実
施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々
に変更可能である。特に、ホッパユニット、シフトユニ
ット、ポジショナは任意の構成のものを採用することが
できる。また、溶接棒の接合方法としてはＴＩＧ溶接、
又は溶接そのものに限定するものでないことは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る連続溶接装置の一実施例を示す斜
視図。

【図２】前記連続溶接装置の要部の模式図。

【符号の説明】

１…被溶接物 ２…溶接棒 １５…溶接用ＴＩＧトーチ ３０…ホッパユニット ３５…シフトユニット ４０…供給ユニット ４６…フロントフフィードローラ ４７…リアフィードローラ ５０…接合ユニット ５１，５２…チャック ５３，５４…接合用ＴＩＧトーチ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数本のロッド状溶接棒を収容するホッ
   パユニットと、 ロッド状溶接棒をその軸方向に搬送して溶接位置へと供
   給する供給ユニットと、 溶接位置に設置された溶接用トーチと、 前記ホッパユニットから１本ずつ溶接棒を取り出して前
   記供給ユニットへ送り込むシフトユニットと、 前記供給ユニットによって溶接位置に搬送される先の溶
   接棒の後端と、次に供給ユニットに送り込まれた後の溶
   接棒の先端とを接合する接合ユニットと、 を備えたことを特徴とする連続溶接装置。
2. 【請求項２】 前記供給ユニットは、溶接棒を搬送する
   ためのアイドラ、フロントフィードローラ、リアフィー
   ドローラを有し、 前記接合ユニットは、先の溶接棒の後端部分を把持する
   第１のチャック手段と、後の溶接棒の先端部分を把持す
   る第２のチャック手段と、二つの溶接棒を接合する接合
   用トーチとを有し、 第１及び第２のチャック手段がそれぞれ溶接棒を把持し
   た状態で、接合ユニットが前記供給ユニットのフロント
   フィードローラによる搬送速度と同速で移動しつつ２本
   の溶接棒を接合すること、 を特徴とする請求項１記載の連続溶接装置。