JP2849406B2 - 縦型自動溶接機におけるクランプ方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は縦型自動溶接機におけるクランプ方法およ
びその装置に関し、更に詳細には小物ワークをクランプ
できるようにしたクランプ方法およびその装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、縦型自動溶接機におけるクランプ方法として
は、溶接機本体である支持フレームにＹ軸方向およびＺ
軸方向に移動自在なクランプ装置を支承して設け、その
クランプ装置のキャレッジをＹ軸方向へ移動自在に構成
してある。

クランプ方法としては、前記キャレッジをロッドレス
シリンダにより下降させ、キャレッジに設けた金型をエ
アー圧により拡縮自在なバックアップチューブを備えた
クランプ力調整装置にて保持し、前記クランプ装置をシ
リンダにより前進させて金型にてワークをクランプする
ものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述した従来のクランプ方法は、例えば、
箱形のワークをクランプする場合、金型を備えたキャレ
ッジ全体が箱型ワークの内部に入り込むため、最小ワー
ク寸法は約220nm角となり、クランプ可能な製品サイズ
が制限されるという問題があった。

この発明の目的は、上記問題点を改善するため、クラ
ンプ可能な最小ワーク寸法を小さくするようにした縦型
自動溶接機におけるクランプ方法およびその装置を提供
することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、縦型自動溶
接機における支持フレームに支承されたＹ軸方向および
Ｚ軸方向へ移動自在なクランプ装置のＺ軸方向へ移動自
在なキャレッジをワークの上面に当接しない中間位置で
停止せしめる共に、そのキャレッジの下部に係合したブ
ロックに回動自在に設けた金型をアジャスト装置により
位置設定し、前記キャレッジとブロック間に設けたクラ
ンプ力調整装置を作動させクランプ力を均一にせしめ前
記クランプ装置をＹ軸方向へ移動して金型にてワークを
クランプせしめる縦型自動溶接機におけるクランプ方法
である。

また、上述したごとき本発明によるクランプ方法に用
いるクランプ装置は、縦型自動溶接機における支持フレ
ームにＹ軸方向およびＺ軸方向へ移動自在なクランプ装
置を支承して設け、そのクランプ装置のＺ軸方向へ移動
自在なキャレッジをワークの上面に当接しない中間位置
で停止させる停止部材を設けると共に、前記キャレッジ
の下部にエアー圧により拡縮自在なバックアップチュー
ブを備えたクランプ力調整装置を介しブロックを係合せ
しめ、そのブロックに回動自在に金型を垂設し、その金
型の上部にＹ軸方向の傾斜位置を調整自在となすアジャ
スト装置を設けて縦型自動溶接機におけるクランプ装置
を構成した。

（作用） この発明の縦型溶接機におけるクランプ方法およびそ
の装置を採用することにより、ワークをクランプ装置に
よりクランプする場合、Ｚ軸方向に移動自在なキャレッ
ジを下降させると、中間停止用の停止部材の作動により
キャレッジは中間で停止する。なお、この中間停止位置
を設定は、キャレッジの下端がワークに当接しない位置
とする。

中間位置で停止したキャレッジの下部には金型が垂設
延伸され、その金型はクランプ力調整装置であるエアー
圧により拡縮自在となるバックアップチューブにより、
ブロックを介し作用し、前記クランプ装置をＹ軸方向へ
移動して金型をワークに突当てクランプする。

而して、箱形のワークをクランプする際、ワーク内に
は金型のみが挿入されクランプがなされるので、ワーク
寸法を著しく小さくすることが可能となる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第10図を参照するに、溶接機としての縦型自動溶接機
１における箱型形状のフレーム３の前部上面には被溶接
物を載置するためのテーブル５が設けられている。その
テーブル５の後側にあって、前記フレーム３に形成され
た溝部７には、支持部材９が設けられており、その支持
部材９には被溶接物を裏当てする裏当て金型11A,11Bが
回動自在に支承されている。すなわち、被溶接物にコー
ナ溶接加工を施す場合には、裏当て金型11Aと裏当て金
型11Bが相対的に回動して、裏当て金型11Aと裏当て金型
11Bの角度が90度に位置決めされる。また、被溶接物に
平突合せ溶接加工を施す場合には、裏当て金型11Aと裏
当て金型11Aが相対的に回動して、裏当て金型11Aと裏当
て金型11Bの角度が180度に位置決めされる。

前記フレーム３の後部上には支持コラム13が立設され
ており、その支持コラム13の左部にはブラケット15を介
して縦型自動溶接機１を制御するための制御盤17が取付
けられている。

前記支持コラム13の前部には、Ｘ軸方向（左右方
向）、Ｙ軸方向（前後方向）およびＺ軸方向（上下方
向）へ移動自在なX,Y,Z軸用ユニット19が取付けられて
おり、そのX,Y,Z軸用ユニット19の前部には被溶接物に
溶接加工を施すためのトーチ21が装着されている。

前記支持コラム13における左側前部には、Ｌ字形状の
支持フレーム23が取付けられており、その支持フレーム
23の先端部にはＹ軸方向およびＺ軸方向へ移動自在なク
ランプ装置25が設けられいている。

上記構成により、被溶接物に例えばコーナ溶接加工を
施す場合には、裏当て金型11Aと裏当て金型11Bを90度に
位置決めする。被溶接物をテーブル５に載置し、かつそ
の裏当て金型11A,11Bに手動にて当接させる。次に、ク
ランプ装置25をＹ軸,Z軸方向へ移動させて被溶接物をク
ランプ装置25でクランプする。而して、X,Y,Z軸用ユニ
ット19をX,Y,Z軸方向へ制御してトーチ21を被溶接物の
溶接線に位置決めする。然る後、トーチ21をＺ軸方向へ
移動制御せしめることによって、被溶接物の溶接線に沿
って溶接されることとなる。

前記支持フレーム23における先端部には、Ｙ軸方向お
よびＺ軸方向へ移動自在なクランプ装置25が設けられて
いる。より詳細には、第１図乃至第３図に示されている
ように、クランプ装置25は支持フレーム23（一部図示省
略）の先端側面にＹ軸方向（第１図において左右方向、
第２図において図面に直交する方向）へ延伸した複数の
Ｙ軸用ガイド27に係合して設けられている。また、支持
フレーム23の先端部には前記クランプ装置25をＹ軸方向
へ移動させるクランプシリンダ29が設けられている。

前記Ｙ軸用ガイド27にはクランプ装置25の本体である
Ｕ字形状のガイド部材31が摺動自在に装着され、そのガ
イド部材31は前記クランプシリンダ29に連結されてい
る。更に、Ｕ字形状のガイド部材31の内部には、ガイド
部材31に設けた溝33Aを摺動するレール33Bを備えたＵ形
状のキャレッジ35がＺ軸方向へ移動自在に設けられ、そ
のキャレッジ35は係合部材37を介してＺ軸用シリダ39に
連結されている。

上記構成により、クランプシリンダ29を駆動すると、
Ｙ軸用ガイド27に案内されたガイド部材31がＹ軸方向
（第１図において左右方向）へ移動される。また、Ｚ軸
用シリンダ39（例えばロッドレスシリンダ等）を駆動さ
せると、キャレッジ35がＺ軸方向（第１図において上下
方向）へ移動する。而して、クランプ装置25はＹ軸方向
およびＺ軸方向に移動されることになる。

前記キャレッジ35をワークの上面に当接しない中間位
置で停止せしめる中間停止用の停止部材41は、キャレッ
ジ35の側面に締結具43にて位置設定されたドグ45と、こ
のドグ45の接触により作用するリミットスイッチ47とよ
り構成されている。なお、リミットスイッチ47は前記ガ
イド部材31に設けられている。更にガイド部材31には、
ドグ45が当接する面に緩衝材49（例えばウレタンゴム
等）が固着されている。

上記構成により、キャレッジ35の下端面がワークＷの
上面に当接しない位置にキャレッジ35の下降限が決定さ
れている。すなわち、下降指令によりＺ軸用シリンダ39
は下降を開始しキャレッジ35は下降する。キャレッジ35
に位置設定されたドグ43がリミットスイッチ47をONする
と、Ｚ軸用シリンダ39の管路に設けた図示省略のソレノ
イドバルブがセンタクローズとなり、キャレッジ35はワ
ークの上面に当接しない中間位置で停止する。

なお、リミットスイッチ47がONの状態でないとＹ軸用
のクランプシリンダ29は作動できないというインターロ
ックで構成してある。また、緩衝材49はキャレッジ35が
惰性でガイド部材31に衝突する時の衝撃を緩和するため
のものである。

次にキャレッジ35の下部に設けたクランプ力調整装置
51は、第４図および第８図に示されているように、前記
キャレッジ35の内部に設けたバックアップチューブ53に
より構成されている。そのバックアップチューブ53の片
側（第４図において右側）は後述する金型55を支承した
ブロック57Aに設けたバックアップレート59に当接して
いる。

上記構成により、バックアップチューブ53に図外の圧
縮空気源よりエアー圧を供給することにより、バックア
ップチューブ53は拡大しキャレッジ35内に係合したブロ
ック57Aを介して金型55に均一なクランプ力を付与す
る。

更に、ブロック57Aは前記Ｕ字形状をしたキャレッジ3
5の内部摺動面61にそって挿着される。ブロック57Aには
ピン63が設けてあり、そのピン63が前記キャレッジ35の
内部摺動面61に設けた溝65に挿入され、案内となってブ
ロック57Aは前後進自在となる。

なお、ブロック57Aの後部（第４図において左側）に
は、前記バックプレート59が係止してあり、ブロック57
Aの上部にはアジャスト装置67を構成するアジャストノ
ブ69が螺合するねじ部71を備えたブロック57Bが設けら
れていて、ブロック57Bの構成はブロック57Aと同一形式
のものであり説明を省略する。

上記構成により、ブロック57Aおよびブロック57Bは、
前述したバックアップチューブ53の拡大により突出方向
に押圧されるが、ブロック57A,57Bに設けたピン63が溝6
5内を移動し溝65の先端に突当るので抜け落ちることが
ない。

アジャスト装置67の構成として、第１図、第４図およ
び第8,9図に示されているように、金型55の下端はキャ
レッジ35の下端より下方向に延伸して設けられていて、
ブロック57Aに設けたブラケット73の長穴75内に挿入さ
れた軸77に、金型55を係止したサポートバー79が回動自
在に係合されている。前記軸77は、長穴75内において若
干量位置調節可能となるようリンク機構81により支承さ
れている。更に、金型55を係止したサポートバー79の上
部にはＵ形状をした切欠部83が形成され、その切欠部83
内に前記アジャストノブ69が挿通されている。サポート
バー79の下部とブロック57A間には、スプリング85が張
設され、サポートバー79を支承した軸77を回動中心とし
て時計廻り方向に付勢してある。

上記構成により、金型55のＹ軸方向の傾斜位置を調整
するには、アジャストノブ69を回すことによりブロック
57Bに螺合したアジャストノブ69は前後進し、軸77を回
動中心として金型55は傾動する。而して、ワークＷの板
厚に応じて金型55の傾斜を調節しクランプ時に均一なク
ランプ力を得る。

金型55は第５図および第６図に詳細に示すごとく、箱
形状のワークＷのコーナ面に当接するようワーク当接面
87が金型55の下部に形成されている。また、符号89は作
動中に誤まって人および物がキャレッジ35の下部に入っ
た時、安全のために機械を停止させる保護機構である。

上述したごとく、ワークＷの上面にキャレッジ35の下
端が当接しない位置で停止するよう、停止部材41により
キャレッジ35の下降限が設定され、アジャスト装置67に
より金型55の傾斜が溶接するワークＷの板厚に応じて設
定される。次いでクランプ力調整装置51により金型55を
押圧し、クランプ装置25のクランプシリンダ29を駆動し
て、金型55によりワークＷをクランプする。クランプ状
態および金型55の上昇限を第１図において２点鎖線で示
す。

而して、金型55の傾斜位置をアジャスト装置67で設定
し、クランプ力調整装置51で均一なクランプ力をワーク
Ｗに付与する。更に、箱形状のワークＷをクランプする
際は、ワークＷ内部には金型55のみが挿入されクランプ
がなされるので、例えば、クランプ可能な最小ワーク寸
法は、従来220mm角であったのを例えば約65mm角と縮め
ることができ、生産性の向上を図ることができる。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることな
く、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で実
施し得るものである。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、こ
の発明によれば、クランプ装置のキャレッジをＺ軸方向
の中間位置で停止させ、金型をアジスト調整装置により
各種板厚に応じた傾斜位置に調節し、クランプ力調整装
置により均一なクランプ力をワークに付与せしめる。而
して、ワーク内に挿入した金型にてワークを均一なクラ
ンプ力でクランプでき、ワーク寸法を著しく小さくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図はこの発明の主要部を示し、 第１図はクランプ装置の断面図、第２図は第１図におけ
るクランプ装置の側面図、第３図は第１図におけるIII
−III線に沿った拡大断面図、第４図は第２図におけるI
V−IV線に沿った拡大断面図、第５図は金型の側面図、
第６図は第５図におけるVI−VI線に沿った断面図、第７
図は第１図におけるVII−VII線に沿った断面図、第８図
は第４図におけるVIII−VIII線に沿った断面図、第９図
は第１図におけるIX−IX線に沿った断面図、第10図はこ
の発明を実施する一実施例の縦型自動溶接機における斜
視説明図である。 １……縦型自動溶接機、23……支持フレーム 25……クランプ装置、35……キャレッジ 41……停止部材 51……クランプ力調整装置 53……バックアップチューブ 55……金型 57A,57B……ブロック 67……アジャスト装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】縦型自動溶接機における支持フレームに支
   承されたＹ軸方向およびＺ軸方向へ移動自在なクランプ
   装置のＺ軸方向へ移動自在なキャレッジをワークの上面
   に当接しない中間位置で停止せしめる共に、そのキャレ
   ッジの下部に係合したブロックに回動自在に設けた金型
   をアジャスト装置により位置設定し、前記キャレッジと
   ブロック間に設けたクランプ力調整装置を作動させクラ
   ンプ力を均一にせしめ前記クランプ装置をＹ軸方向へ移
   動して金型にてワークをクランプせしめることを特徴と
   する縦型自動溶接機におけるクランプ方法。
2. 【請求項２】縦型自動溶接機における支持フレームに支
   承されたＹ軸方向およびＺ軸方向へ移動自在なクランプ
   装置を支承して設け、そのクランプ装置のＺ軸方向へ移
   動自在なキャレッジをワークの上面に当接しない中間位
   置で停止される停止部材を設けると共に、前記キャレッ
   ジの下部にエアー圧により拡縮自在なバックアップチュ
   ーブを備えたクランプ力調整装置を介しブロックを係合
   せしめ、そのブロックに回動自在に金型を垂設し、その
   金型の上部にＹ軸方向の傾斜位置を調整自在となすアジ
   ャスト装置を設けてなることを特徴とする縦型自動溶接
   機におけるクランプ装置。