JP3564006B2

JP3564006B2 - 帯状金属薄板の突き合せ接合装置

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Publication number: JP3564006B2
Application number: JP21869799A
Authority: JP
Inventors: 彰久村田
Original assignee: 彰久村田
Priority date: 1999-08-02
Filing date: 1999-08-02
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2019-08-02
Also published as: JP2001047281A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として、コイル状に巻き取られた帯状金属薄板（以下、ワークと呼ぶ）からリードフレーム等の各種部品を大量生産するプレスライン等に於いて利用されるものであり、ワークの末端部と始端部とをＴＩＧ溶接により突き合せ溶接する接合装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワークを連続的に供給し乍らリードフレーム等の部品を成形加工するプレスラインに於いては、プレス型内へのワークの挿入手数を省くため、繰り出し中のワークの終端部が近ずくと、ワークの供給を止めてその終端部へ、新たなワークの始端部を突き合せ溶接し、ワークをプレスラインへ連続的に供給するようにしている。
【０００３】
ところで、上述の如きワークの突き合せ溶接に於いては、溶接部の機械的強度の確保だけでなく、溶接部の厚さや直線性等の点でも高精度が要求される。何故なら、溶接部の仕上げ精度が悪いと、プレス型に損傷を生じたり、溶接部を含んだ成形加工品の品質が極端に悪化するからである。
そのため、この種のワークの接合装置や接合方法については、各種の開発が行なわれ、また実用に供されている。
【０００４】
図１２乃至図１６は、本願発明者が先きに特許第２８９９２７６号として公開したワークの突き合せ接合装置を示すものであり、図１２乃至図１６に於いて、ａ₁・ａ₂はワーク、ａ₁′・ａ₂′は切断端部、ｔはワークの厚み、ωはワークの突き合せ部、Ｌは段差、Ｇ_Oは上部クランプ片の間隔、１はキヤビネット本体、１ａは作業用テーブル、３は切断装置、４は溶接装置、５ａ・５ｂは上部クランプ、６ａ・６ｂはワーククランプ、７は圧延装置、８は操作スイッチ盤、９は操作パネル盤、１０はキャスター、１１はフットロック装置、１２・１３はケーブルリール、１４は溶接用トーチ、１５ａ・１５ｂは下部クランプ、１６ａ・１６ｂは押えガイド板、１７はセンター基準板、１８はセンター押え板、２０は電極棒、２１はアーク、２２ａ・２２ｂはシリンダ、２４はアークガイドねじである。
【０００５】
図１２乃至図１６を参照して、ワークａ₁・ａ₂の突き合せ接合に際しては、先ずワークａ₁の終端部及びワークａ₂の先端部を切断装置３を用いて切断する。次に、ワークａ₁の先端部をワーククランプ６ａ及び押えガイド板１６ａの下方へ通し、その切断端面をセンター基準板１７の側面へ接当させた後、ワーククランプ６ａによりワークａ₁を固定する。同様に、ワークａ₂の切断端面をセンター基準板１７の他方の側面へ接当させたあと、ワーククランプ６ｂによりワークａ₂を固定する。
【０００６】
両ワークａ₁・ａ₂先端部のクランプが終れば、上部クランプ５ａ・５ｂを前方（即ち、下部クランプ１５の上方位置）へ移動させ、その後、図１５に示すように、センター押え板１８を上部クランプ５ａ・５ｂ間の隙間Ｇ_Oを通して上方より挿入し、センター基準板１７の突出部１７ａをセンター押え板１８の凹部１８ａ内へ嵌合させ、ワーク切断端部ａ₁′・ａ₂′を下部クランプ１５ａ・１５ｂ上へ押圧する。
【０００７】
その後、センター押え板１８を下方へ押えつつエアーシリンダ２２ａ・２２ｂによって下部クランプ１５ａ・１５ｂを上方へ移動させ、ワークａ₁・ａ₂及びセンター押え板１８と一緒に、下部クランプ１５ａ・１５ｂをテーブル１ａと同じ水平位置まで持ち上げる。
センター基準板１７の下端部はキヤビネット本体１側へ固定されているため、下部クランプ１５の上昇により、センター基準板１７の突出部１７ａはワーク切断端部ａ₁′・ａ₂′の間隙から引き抜かれる。また、ワークａ₁・ａ₂の先端部は、テーブル１ａと下部クランプ１５ａ・１５ｂ上面との間に設けられた段差Ｌによって若干量だけ前方へ移動し、両切断端部ａ₁′・ａ₂′の端面同士が正確に突き合わさった状態で、上部クランプ５ａ・５ｂの先端部底面５ａ′・５ｂ′と下部クランプ１５ａ・１５ｂの上面との間で緊密に固定される。尚、人手によって保持されていたセンター押え板１８は、適宜に取り除きされる。
【０００８】
ワーク切断端部ａ₁′・ａ₂′のクランプが終れば、次にスイッチ８の操作によって溶接装置４を作動させ、溶接用トーチ１４を所定の位置まで自動的に下降させる。これにより、溶接用トーチ１４のタングステン電極棒２０の先端は、図１６に示すようにアークガイドねじ２４の頭部頂面近傍まで下降され、まず頭部頂面と電極棒２０の先端間にアーク２１が発生される。
アーク２１が発生すると、電極棒２０は所定の速度で矢印方向へ移動され、発生したアーク２１はアークガイドねじ２４のテーパー面２４ａを経過してワークの突き合せ部ωの端部へ引き継がれ、引き続き突き合せ部ωのＴＩＧ溶接が行なわれる。
【０００９】
突き合せ部ωの他端（左端）まで溶接が完了すると、アーク２１はストップされ、溶接装置４は上昇されたあと、原位置まで引き戻される。また、突き合せ部ωの溶接が終れば、突き合せ溶接部は圧延装置７の下方へ移動され、溶接部をローラによって圧延することにより、その厚みが均一にされたあと、当該突き合せ接合装置Ａからフリーにされてプレス工程等へ送られて行く。
【００１０】
上記特許第２８９９２７６号に係る金属薄板の突き合せ接合装置は、極薄のワークであっても両ワークａ₁・ａ₂の切断端面を簡単に、しかも正確に突き合わすことができ、部分的な重なりや間隙の全くない理想的な突き合せ接合部を溶接することになるため、高精度な溶接ができること、及び（２）発生したアーク２１が、アークガイドねじ２４のテーパー部２４ａを通してワークの突き合せ部ωの端部へ引き継がれるため、アーク２１が不安定になったり、或いは溶接部ωの端部近傍に所謂溶け落ち等を生ずることが皆無になること等の優れた実用的効用を奏するものである。
【００１１】
しかし、この特許第２８９９２７６号の突き合せ接合装置にも解決すべき多くの問題が残されている。
先ず第１の問題は、上部クランプ５ａ・５ｂ間の間隙Ｇ_Oの調整の点である。
理想的な溶接を行なうためには、上部クランプ５ａ・５ｂ間の間隙Ｇ_Oをワークａの厚さｔに応じて適宜に調整する必要があり、一般にはワークの厚さｔが大になれば間隙Ｇ_Oを広くし、また逆にワークの厚さｔが小さくなれば、間隙Ｇ_Oを小さくする。例えば、ワークの厚さｔ＝５０μｍの場合は間隙Ｇ_Oを０．６ｍｍに、またｔ＝０．１〜０．５ｍｍの場合にはＧ_Oを１．０ｍｍ位いにするのが最適である。
【００１２】
しかし、上部クランプ５ａ・５ｂの間隙Ｇ_Oを調整するためには、各クランプ５ａ・５ｂの固定ねじを一旦緩め、その後位置調整ねじの締め込み又は緩め戻しを行なって各クランプ５ａ・５ｂの位置を移動させ、最後に固定ねじを再締め込みする必要があり、手数がかかり過ぎるだけでなく、間隙Ｇ_Oを正確に調整するのが極めて難かしいと云う問題がある。
【００１３】
第２の問題は、アークガイドねじ２４の損耗の点である。アークガイドねじ２４は銅又は銅合金により形成されている。そのため、アークスタート時の突入電流によってアークガイドねじ２４の頭部中心部の外表面が損傷を受け易く、約２０〜３０回のアークスタート毎に取替えねばならなくなり、保守管理の手数や消耗品費が増大することになる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記特許第２８９９２７６号の突き合せ接合装置に於ける上述の如き問題、即ち（１）上部クランプ５ａ・５ｂの間隙Ｇ_Oの調整に手数がかかるうえ、間隙Ｇ_Oの正確な調整が困難なこと、（２）アークガイドねじ２４が損傷を受け易く、スタートアークが不安定になるうえ、ガイドねじ２４の取替に手数がかかること等の問題を解決せんとするものであり、上部クランプ５ａ・５ｂ間の間隙Ｇ_Oを所望の寸法に、バラツキを全く生ずることなしに正確に調整することができると共に、アークガイドねじ２４を長期に亘って安定して使用できるようにした帯状金属薄板の突き合せ接合装置を提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、帯状金属薄板を切断装置により切断し、切断端面同士を突き合せ固定すると共に、前記突き合せ部をＴＩＧ溶接装置により溶接するようにした接合装置に於いて、帯状金属薄板を載置する作業用テーブル１ａを設けたキヤビネット本体１と、作業用テーブル１ａの上方に間隔Ｇ_Oを設けて対向状に配設した上部クランプ５ａ・５ｂと、作業用テーブル１ａの中央部に上・下動自在に且つ作業用テーブル１ａと同一高さに支持可能に配設され、ワークａの進行方向と角度θで交叉する向きに二本の細幅のストッパーガイド溝２３ａ・２３ｂを並列状に有する下部クランプ１５と、前記各ストッパーガイド溝２３ａ・２３ｂ内に下部クランプ１５の上面より僅かに頭部を上方へ突出させた状態で摺動自在に配設固定したストッパー２６ａ・２６ｂと、作業用テーブル１ａ上に上下動自在に設けられ、両ワークａ₁・ａ₂を作業用テーブル１ａ上へ保持固定するワーククランプ６ａ・６ｂと、前記ストッパーガイド溝２３ａ・２３ｂの中央線ｌ₂の両側に位置して下部クランプ１５上に配設され、両ワークａ₁・ａ₂の先端部近傍を下部クランプ１５上へ押圧保持する押えガイド板１６ａ・１６ｂと、中央部に横幅Ｗの細幅状の溶接溝２９が、また溶接溝２９の両側に前記ストッパー２６ａ・２６ｂの頭部が嵌合する摺動溝３０ａ・３０ｂが夫々並行状に設けられ、前記下部クランプ１５のストッパーガイド溝２３ａ・２３ｂの中央線ｌ₂上で突き合せたワークａの両切断端部ａ₁′・ａ₂′の突き合せ部ωの上方に前記溶接溝２９を位置させると共に、先端部を前記押えガイド板１６ａ・１６ｂの下方へ挿入させた状態でワークａの上部へ挿着したセッテイングプレート２７と、下部クランプ１５の帯状金属薄板ａ₁・ａ₂の突き合せ部ωの溶接開始側の近傍に回転自在に挿着され、その頭部頂面上へＴＩＧ溶接装置４の電極棒２０の先端部を位置せしめて溶接アーク２１を発生させるアークガイドねじ２４とを発明の基本構成とするものである。
【００１６】
請求項２の発明は請求項１の発明に於いて、下部クランプ１５のストッパーガイド溝２３ａ・２３ｂの中央線ｌ₂とワークａの進行方向との交叉角θを約１００〜１１０°としたものである。
【００１７】
請求項３の発明は請求項１の発明に於いて、セッテイングプレート２７の厚さを０．４〜０．８ｍｍに、また溶接溝２９の横幅Ｗを０．３〜５．０ｍｍとするようにしたものである。
【００１８】
請求項４の発明は請求項１の発明に於いて、セッテイングプレート２７の溶接溝２９の先端部にアークガイド２５の外周面に嵌合する半円状の嵌合部３１を設けるようにしたものである。
【００１９】
請求項５の発明は請求項１の発明に於いて、アークガイド２５を、円柱状の銅製本体２５ａの中心部に円柱状のタングステン材２５ｂを備えた構成としたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。尚、本発明に係る突き合せ接合装置に於いて、前記図１２乃至図１６に示した接合装置の場合と同じ部位・部材には、これと同じ参照番号を使用するものとする。
本発明に係る帯状金属薄板の突き合せ接合装置の正面図は、先きに示した図１２と同一であるため、当該図１２を用いてその外形形状等を説明する。
また、図１は本発明の要部を示す縦断面図であり、図２は作業テーブル部分の平面図、図３はワークａをセットした状態を示す作業テーブル部分の平面図、図４はセッティングプレートを挿着した状態の作業テーブル部分の平面図、図５は溶接開示状態に於ける作業テーブル部分の平面図である。
【００２１】
図１２及び図１乃至図５を参照して、突き合せ接合装置Ａは移動式の箱型に形成されており、作業用テーブル１ａを設けたキヤビネット本体１の内部には、アルゴンガスボンベ及びその付属品、溶接用電源装置及びその制御装置、電源用ケーブルリール、後述する切断装置３や溶接装置４、圧延装置７等の駆動用モータ及び駆動用シリンダ、各駆動用モータや駆動用シリンダの制御装置等が格納されている。
【００２２】
前記キヤビネット本体１の作業用テーブル１ａの奥部には、切断装置３、溶接装置４及びワークの上部クランプ５ａ・５ｂ等が前後方向へ移動自在に配設されている。また、テーブル１ａの右側上方には圧延装置７が設けられており、更にワークの上部クランプ５ａ・５ｂの外方には、ワークランプ６ａ・６ｂが上・下動自在に設けられている。
【００２３】
前記ワークａの上部クランプ５ａ・５ｂは、ワーク両端部ａ₁′・ａ₂′の上面側を保持するものであり、突き合せ部ωの溶接前にスイッチ盤８の操作により、テーブル１ａの前方上方へ繰り出されてくる。
また、図１に示されているように、テーブル１ａの中央部分には、下部クランプ１５ａ・１５ｂが、その上面を僅かにテーブル１ａの上面より下方へ沈めた状態で上・下方向へ移動自在に配設されており、当該下部クランプ１５ａ・１５ｂを上方へ押し上げることにより、前記上部クランプ５ａ・５ｂと下部クランプ１５ａ・１５ｂとの間でワークの両端部ａ₁′・ａ₂′が保持固定される。
【００２４】
前記切断装置３はワークａ₁・ａ₂の端部を直線状に切断するものであり、固定刃と可動刃とワーククランプ金具と切断テーブル等を備えており、切断装置３全体の前後方向への移動、可動刃の作動及びクランプ金具の作動等は、全て操作スイッチ盤８上のエアースイッチによって自動操作される。
尚、切断装置３はワークａ₁・ａ₂の切断時のみテーブル１ａ上へ引き出され、ワーク切断時以外はテーブル１ａ奥部へ押し込み格納されている。
【００２５】
前記溶接装置４は所謂ＴＩＧ溶接方式の溶接部であり、前記作動操作スイッチ盤８上のエアースイッチの操作により、溶接装置４の溶接用トーチ１４の先端位置は自動的に設定位置に保持され、所定の速度で両ワークａ₁・ａ₂の両端面の突き合せラインωに沿って直線状に移動する。
尚、溶接装置４の構成及び作動、溶接機構等は全て公知であり、従ってここではその詳細な説明は省略する。
【００２６】
前記圧延装置７は常時テーブル１ａの右側部上に配設されており、受盤と圧延ローラとから構成されている。突き合せ部ωの溶接が完了すると、受盤上へ溶接部を位置せしめ、下方向への押圧力が加えられている圧延ローラを溶接部に沿って前後方向へ移動させることにより、溶接部を押圧してその厚みを均一にする。
【００２７】
図１は、突き合せ接合装置Ａの要部を示す縦断面図であり、図１及び図２に於いて、１ａは作業用テーブル、５ａ・５ｂは銅製のワーク上部クランプ、６ａ・６ｂはワーククランプ、１４は溶接用トーチ、１５ａ・１５ｂは銅製のワーク下部クランプ、１６ａ・１６ｂは鋼製の押えガイド板、１７は薄鋼製のセンター基準板、１９は作業用テーブル１ａに穿設した四角状の孔部、２０は電極棒、２２ａ・２２ｂはエアーシリンダ、２５はアークガイド、２６ａ・２６ｂはストッパー、２７はセッテイングプレートである。
【００２８】
前記作業用テーブル１ａはキヤビネット本体１の前面側の中間部に水平状に形成されている。また、作業用テーブル１ａの中央部分には長方形状の孔部１９が設けられており、この中に下部クランプ１５ａ・１５ｂが、エアーシリンダ２２ａ・２２ｂにより約３〜６ｍｍ程度のストロークで上・下動自在に配設されている。尚、本実施形態では下部クランプ１５ａ・１５ｂを分割しているが、これ等を一体として下部クランプ１５としてもよいことは勿論である。
【００２９】
前記上部クランプ５ａ・５ｂは銅材により形成されており、前述の通り前後方向へ水平移動自在に支持されている。即ち、両上部クランプ５ａ・５ｂの先端部は断面形状が三角状に形成されており、僅かな間隙Ｇ_Oを置いて対向状に配設した上部クランプの先端部底面５ａ′・５ｂ′でもって、ワークａ₁・ａ₂の先端部上面を保持固定する。
尚、本実施例では、上部クランプ５ａ・５ｂは、上・下方向に移動せずに前後方向のみに水平移動をし、ワークａ₁・ａ₂のクランプ時に、スイッチ盤８の操作により前方の孔部１９の上方位置まで移動され、水平姿勢で保持される。尚、上部クランプ５ａ・５ｂの下面は、テーブル１ａの上面より後述するセッテイングプレート２７の厚み分だけ高いレベルに保持されている。
【００３０】
前記下部クランプ１５ａ・１５ｂは、銅材から成る厚板状の平盤体であり、前述の通りテーブル１ａの中央部に設けた孔部１９の内部に、上・下動自在に配設されている。即ち、下部クランプ１５ａ・１５ｂは、平常時（エアーシリンダの非作動時）には、その上面が図１に示す如く、作業用テーブル１ａの上面よりも距離Ｌ＝２〜４ｍｍ程度下方に位置するように配設保持されており、ワークａ₁・ａ₂のクランプ時には、エアーシリンダ２２ａ・２２ｂによりその上面が図１の位置から２〜４ｍｍ上方へ持ち上げられ、作業用テーブル１ａの上面と水平な位置にまで上昇して、ワーク上部クランプ５ａ・５ｂとの間で、後述するセッテイングプレート２７を介してワークａ₁・ａ₂の先端部を堅固に保持・固定する。
尚、前記段差距離Ｌは、ワークａ₁・ａ₂の厚さｔに応じて適宜に調整可能な構成となっている。
【００３１】
前記下部クランプ１５ａ・１５ｂには、図２に示すように、ワークａの突き合せ部ωの両側に細幅状のストッパーガイド溝２３ａ・２３ｂが並列状に形成されており、このストッパーガイド溝２３ａ・２３ｂ内に、図６及び図７に示すような構造のストッパー２６ａ・２６ｂが、セッテイングプレート２７の厚み分だけ下部クランプ１５ａ・１５ｂの上面より頭部を上方へ突出させた状態で前後方向へ移動自在に挿入され、固定ねじ３４の締込みにより固定されている。
【００３２】
また、前記下部クランプ１５ａ・１５ｂの間には、図１に示すように、厚さ０．１〜０．３ｍｍ程度の薄鋼板より成るセンター基準板１７が、その上端部１７ａを僅かに上方へ突出させた状態で配設されており、両下部クランプ１５ａ・１５ｂが上方へ持ち上げられた時には、下部クランプ１５ａ・１５ｂの内方へ引き込まれた状態となる。
【００３３】
前記押えガイド板１６ａ・１６ｂは、厚さ２〜３ｍｍ程度の帯状の短鋼板であり、前記ストッパーガイド溝の中央線ｌ₂の両側に位置して配設されている。当該押えガイド板１６ａ・１６ｂの基端部（後方）は下部クランプ１５へ固定されており、その前端部の下面と下部クランプ１５の上面との間は、図４に示すようにワークａ ₁ ・ａ ₂ とその上方に重ねたセッティングプレート２７の先端部とを挿入するための僅かな隙間となっている。尚、ワークａ₁・ａ₂の溶接に際しては、後述するように両ガイド板１６ａ・１６ｂの下方へワークａ₁・ａ₂の先端部が挿入され、その後ワーク切断端部ａ₁′・ａ₂′の細かな位置決めが行なわれる。また、ガイド板１６ａ・１６ｂにはそのスプリング性を高めるために長孔２８が穿設されている。
【００３４】
前記セッテイングプレート２７は、上部クランプ５ａ・５ｂの間の間隙Ｇ_Oをワークａの板厚に応じて適宜に調整するために、下部クランプ１５ａ・１５ｂ上に於いて突き合せされたワークａの上方と、上部クランプ５ａ・５ｂとの間に挿着されるものである。
図８及び図９は、セッティングプレート２７の平面図及び側面図であり、ＳＵＳ、ＢｓＢＭ又はＣｕ等の厚さ０．４〜０．８ｍｍの薄板から略四角状に形成されている。
即ち、当該セッテイングプレート２７の中央部には横幅Ｗが０．３〜５ｍｍ程度の細幅状の溶接溝２９が設けられており、また、当該溶接溝２９の両側には、前記下部クランプ１５ａ・１５ｂのストッパーガイド溝２３ａ・２３ｂ内に固定したストッパー２６ａ・２６ｂの頭部が嵌合する摺動溝３０ａ・３０ｂが穿設されている。
更に、前記溶接溝２９の奥部（即ち、溶接開始点側）には、後述するアークガイド２５の外周面に接当する嵌合部３１が形成されている。
【００３５】
前記溶接溝２９の横幅Ｗはワークａの厚みｔと関連付けられており、厚みｔ＝５０μｍのときＷ＝０．６ｍｍ、ｔ＝０．１〜０．２ｍｍのときＷ＝１．０ｍｍ、ｔ＝０．２〜０．５ｍｍのときＷ＝１．０ｍｍ、ｔ＝１ｍｍのときＷ＝５．０ｍｍに夫々選定されている。
【００３６】
尚、セッテイングプレート２７の材質はワークの材質や溶接部の温度等によって適宜に選定され、溶接時の熱伝導を低くく押える必要のある場合にはステンレス鋼板が使用される。
また、図８に於ける嵌合部３１の中心（即ち、挿着孔３５の中心）Ｏ₁と溶接溝２９の中心線ｌ₁との間には、嵌合部３１の内径φが１２．０ｍｍであって且つ溶接溝２９の中心線ｌ₁とワークａの進行方向との交叉角θが１００°のとき、約１．２ｍｍの偏位Ｄが設けられている。
何故なら、当該偏位Ｄを設けないと、両切断端部ａ₁′・ａ₂′の接合部の溶接開始側端部が、アークガイド２５の外周面へ接線状に接触しないからである。
【００３７】
前記アークガイド２５は銅材により形成されており、図１０及び図１１に示す外径１２ｍｍφの銅製本体２５ａの中央部に円柱状のタングステン材２５ｂを固着したものであり、上面側に取出し用孔２５ｃが、また側面にタングステン材の固定用ねじ孔２５ｄが設けられている。
当該アークガイド２５は、下部クランプ１５の両ワークａ₁・ａ₂の突き合せ部ωの溶接開始側の端部に設けた孔部３５に回動可能に挿着されており、ボールを利用した係止機構（図示省略）により容易に上方へ飛び出すことがないように保持されている。尚、アークガイド２５を取り出す際には、前記取出し用孔２５ｃへ専用治具を嵌合させ、上方へ引き上げする。
また、当該アークガイド２５の頭部は平面状に形成されており、その外周部にはテーパー面２５ａが設けられている。また、アークガイド２５の高さＨ′はワークａの厚さｔに応じて１０．２〜１０．８ｍｍの間で適宜に選定される。
【００３８】
例えば、ワークａの厚さｔが０．２ｍｍのときには、図１６に示したように当該アークガイド２５の頭部高さは、溶接用トーチ１４を作動させて電極棒２０を下降させたときに、頭部頂面と電極棒２０先端との間の距離Ｓ₁が０．１〜０．２ｍｍとなるように調整されており、また、アークガイド２５の側面とワークａ₁・ａ₂との間の距離Ｓ₂は０．２〜０．３ｍｍに、ワークａ₁・ａ₂と電極棒２０先端との間の距離Ｓ₃は０．３〜０．７ｍｍに夫々設定されている。
尚、前記各距離Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃の大きさは、ワークａの厚ｔによって適宜に調整されることは勿論である。
【００３９】
前記ワーククランプ６ａ・６ｂはワークａ₁・ａ₂の切断端部ａ₁′・ａ₂′から６０〜１００ｍｍ程度の部分をテーブル１ａ上へ固定するものである。当該ワーククランプ６ａ・６ｂは図１に示す如くシリンダ３２によって作動され、シリンダ３２のピストンに押え爪体３３が支持固定されている。
【００４０】
次に、本発明に係る接合装置の作動について説明をする。
先ず、図２に示す如く、ワークａの横幅寸法に応じてストッパーガイド溝２３ａ・２３ｂ内のストッパ２６ａ・２６ｂの位置を調整し、固定ねじ３４によりこれを固定する。
次に、図３に示すようにワークａの両切断端部ａ₁′・ａ₂′を押えガイド板１６ａ・１６ｂの下方へ挿入してセンター基準板１７の両端部へ接当させると共に、ワーククランプ６ａ・６ｂを作動させて、ワークａを固定する。
【００４１】
その後、図４に示す如くセッティングプレート２７を下部クランプ１５ａ・１５ｂの上方へ載置し、その摺動溝３０ａ・３０ｂ内へ前記ストッパ２６ａ・２６ｂの頭部を嵌合させると共に、先端部の嵌合部３１をアークガイド２５の外周面へ接当させる。
【００４２】
次に、図５に示すように溶接装置４を前方へ移動させ、下部クランプ１５ａ・１５ｂの上方に位置させたあと、下部クランプ１５ａ・１５ｂのシリンダ２２ａ・２２ｂを作動させ、下部クランプ１５ａ・１５ｂを上方へ移動させる（図１参照）。これにより、前記センター基準板１７はワークａの両切断端部ａ₁′・ａ₂′の端面の間から抜き取られると共に、下部クランプ１５と上部クランプ５ａ・５ｂとの間で、ワークａの両切断端部ａ₁′・ａ₂′の端面同士が接当した状態で挾着保持される。
【００４３】
上記各操作によってワークａ₁・ａ₂の突き合せ溶接の準備が完了し、最後に突き合せ部ωをＴＩＧ溶接する。
尚、前記シリンダ２２ａ・２２ｂによって下部クランプ１５ａ・１５ｂを上方へ持ち上げる前に、図１５に示すように上部クランプ５ａ・５ｂの間隔Ｇ_Oを通してセンター押え板１８を垂直状に挿入し、当該センター押え板１８の下端面により前記ワークａの両切断端部ａ₁′・ａ₂′を下部クランプ１５側へ押圧し乍ら下部クランプ１５を上方へ移動させ、前記センター基準板１７を両切断端面の間から抜き取ると共に、下部クランプ１５と上部クランプ５ａ・５ｂとの間で両切断端部ａ₁′・ａ₂′を挾着保持し、次に、前記押え板１８を取り除きしたあと、ワークａの突き合せ部ωをＴＩＧ溶接により接合するようにしてもよいことは勿論である。
【００４４】
ＴＩＧ溶接に際しては、先ず、電極棒２０の先端を図５に示す如くアークガイド２５の中心部に設けたタングステン材２５ｂに対向させ、当該タングステン材２５ｂとの間で初期アークを発生させる。その後、電極棒２０を所定の速度でワークａの突き合せ部ωに沿って移動させる。これにより、初期アーク２１はアークガイド２５のテーパー面を経て突き合せ部ωへ引き継がれ、所謂溶け落ちの無い優れた突き合せ溶接が行なわれる。
【００４５】
前記アークガイド２５は下部クランプ１５上に設けたアークガイド挿着孔３５内へ図１６の場合と同様にその頭部を所定の寸法Ｓ₁だけ上方へ突出させた状態で挿着されており、アークガイド２５のセッテイング位置を回動させることにより、頭頂部の全面が初期アークの移動通路として有効に活用される。
【００４６】
また、下部クランプ１５に設けたアークガイド体２５の挿着孔３５の中心位置Ｏ₁とセッテイングプレート２７の溶接溝２９の中心線ｌ₁（即ち、両ストッパーガイド溝の中央線ｌ₂）との間には、図８に示すように約１．２ｍｍの偏位Ｄが設けられている。この偏位Ｄを設けることにより、アークガイド２５の外径が１２ｍｍで、且つワークの突き合せ部ωの傾斜角θが１００°〜１１０°のとき、突き合せ部ωの先端が丁度アークガイド２５の外周面へ接線状に接当することになり、初期アーク２１をより円滑にアークガイド２５から突き合せ部ω上へ引き継ぎさせることができる。
【００４７】
【発明の効果】
本願発明に於いては、ワークａの両切断端面の突き合せ部ωの上方に、中央部に所定の横幅Ｗの溶接溝２９を備えると共にその両側に摺動溝３０ａ・３０ｂを並列状に形成して成る金属薄板製のセッテイングプレート２７を挿着し、当該セッテイングプレート２７を介して上部クランプ５ａ・５ｂと下部クランプ１５ａ・１５ｂとによって両ワークａ₁・ａ₂の突き合せ部ωを挾持する構成としている。
その結果、上部クランプ１５ａ・１５ｂの間隔Ｇ_Oが前記セッテイングプレート２７の溶接溝２９の横幅Ｗによって規制されることになり、従前の上部クランプ１５ａ・１５ｂの間隔Ｇ_Oを直接に調整する場合に比較して、ＴＩＧ溶接に於ける上部クランプ間隔ＧＯの調整が極めて容易となる。
【００４８】
また、下部クランプ１５ａ・１５ｂにストッパーガイド溝２３ａ・２３ｂを設け、当該ストッパーガイド溝２３ａ・２３ｂ内へ移動自在にストッパー２６ａ・２６ｂを固定すると共に、前記セッテイングプレート２７の摺動溝３０ａ・３０ｂへ前記ストッパー２６ａ・２６ｂの頭部を嵌合させる構成としている。
その結果、セッテイングプレート２７をワークａの突き合せ部ωの上方へ挿着するに際して、その位置規制を簡単に、しかも極めて正確に行なうことが可能となる。
【００４９】
更に、本発明に於いては、初期アーク２１を発生させるアークガイド２５を、中心部にタングステン材２５ｂを配設した構成としているため、アークガイド２５の耐用年数が大幅に延伸され、半永久的使用が可能となる。
本発明は上述の通り優れた実用的効用を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る突き合せ接合装置の要部を示す縦断面図である。
【図２】作業テーブル部分を示す平面概要図である。
【図３】作業テーブル上へワークをセットした状態を示す平面概要図である。
【図４】ワークの突き合せ部ωの上方へセッテイングプレートを挿着した状態を示す平面概要図である。
【図５】セッテイングプレート上へ上部クランプを移動させた状態を示す平面概要図である。
【図６】ストッパーの平面図である。
【図７】ストッパーの断面図である。
【図８】セッテイングプレートの平面図である。
【図９】セッテイングプレートの断面図である。
【図１０】アークガイドの平面図である。
【図１１】アークガイドの断面図である。
【図１２】従前の突き合せ接合装置の正面図である。
【図１３】突き合せ接合装置のワーク突き合せ部の平面概要図である。
【図１４】突き合せ接合装置の要部を示す縦断面図である。
【図１５】ワークの突き合せ部に於けるセンター押え板の挿着状態を示す拡大断面図である。
【図１６】図１３のイーイ視断面概要図である。
【符号の説明】
Ａは突き合せ接合装置、ａ（ａ₁・ａ₂）はワーク（帯状金属薄板）、ａ₁・ａ₂はワークの切断端部、ｔはワークの板厚、ωはワークの突き合せ部、Ｌはテーブル１ａと下部クランプ１５間の段差、Ｇ_Oは上部クランプ片の間隔、θは交叉角、Ｗは溶接溝の横幅、ｌ₁は溶接溝の中心線、ｌ₂は両ストッパーガイド溝の中央線、Ｈ′はアークガイドの高さ、１はキヤビネット本体、１ａは作業用テーブル、２は溶接用ガスボンベ、３は切断装置、４は溶接装置、５ａ・５ｂは上部クランプ、５ａ′・５ｂ′は先端部底面、６ａ・６ｂはワーククランプ、７は圧延装置、８は作動操作スイッチ盤、９は操作パネル、１０はキャスター、１１はフットロック装置、１２・１３はケーブルリール、１４は溶接用トーチ、１５ａ・１５ｂは下部クランプ、１６ａ・１６ｂは押えガイド板、１７はセンター基準板、１８はセンター押え板、１９は作業テーブルの角状孔部、２０は電極棒、２１はアーク、２２ａ・２２ｂはエアーシリンダ、２３ａ・２３ｂはストッパーガイド溝、２５はアークガイド、２５ａは銅製本体、２５ｂはタングステン材、２５ｃは取出し用孔、２５ｄはタングステン材固定用ねじ孔、２６ａ・２６ｂはストッパー、２７はセッテイングプレート、２８は長孔、２９は溶接溝、３０ａ・３０ｂは摺動溝、３１は嵌合部、３２はシリンダ、３３は爪体、３４はストッパー固定ねじ、３５はアークガイドの挿着孔。

Claims

帯状金属薄板を切断装置により切断し、切断端面同士を突き合せ固定すると共に、前記突き合せ部をＴＩＧ溶接装置により溶接するようにした接合装置に於いて、帯状金属薄板を載置する作業用テーブル（１ａ）を設けたキヤビネット本体（１）と、作業用テーブル（１ａ）の上方に間隔（Ｇ_O）を設けて対向状に配設した上部クランプ（５ａ）・（５ｂ）と、作業用テーブル（１ａ）の中央部に上・下動自在に且つ作業用テーブル（１ａ）と同一高さに支持可能に配設され、ワーク（ａ）の進行方向と角度θで交叉する向きに二本の細幅のストッパーガイド溝（２３ａ）・（２３ｂ）を並列状に備えた下部クランプ（１５）と，前記各ストッパーガイド溝（２３ａ）・（２３ｂ）内に下部クランプ（１５）の上面より僅かに頭部を上方へ突出させた状態で摺動自在に配設固定したストッパー（２６ａ）・（２６ｂ）と、作業用テーブル（１ａ）上に上下動自在に設けられ、両ワーク（ａ₁）・（ａ₂）を作業用テーブル（１ａ）上へ保持固定するワーククランプ（６ａ）・（６ｂ）と、前記ストッパーガイド溝（２３ａ）・（２３ｂ）の中央線（ｌ₂）の両側に位置して下部クランプ（１５）上に配設され、両ワーク（ａ₁）・（ａ₂）の先端部近傍を下部クランプ（１５）上へ押圧保持する押えガイド板（１６ａ）・（１６ｂ）と、中央部に横幅（Ｗ）の細幅状の溶接溝（２９）が、また溶接溝（２９）の両側に前記ストッパー（２６ａ）・（２６ｂ）の頭部が嵌合する摺動溝（３０ａ）・（３０ｂ）が夫々並行状に設けられ、前記下部クランプ（１５）のストッパーガイド溝（２３ａ）・（２３ｂ）の中央線（ｌ₂）上で突き合せたワーク（ａ）の両切断端部（ａ₁′）・（ａ₂′）の突き合せ部（ω）の上方に前記溶接溝（２９）を位置させると共に、先端部を前記押えガイド板（１６ａ）・（１６ｂ）の下方へ挿入させた状態でワーク（ａ）の上部へ挿着したセッティングプレート（２７）と、下部クランプ（１５）のワーク（ａ₁）・（ａ₂）の突き合せ部（ω）の溶接開始側の近傍に回転可能に挿着され、その頭部頂面上へＴＩＧ溶接装置（４）の電極棒（２０）の先端部を位置せしめて溶接アーク（２１）を発生させるアークガイド（２５）とを具備したことを特徴とする帯状金属薄板の突き合せ接合装置。
下部クランプ（１５）のストッパーガイド溝（２３ａ）・（２３ｂ）の中央線（ｌ₂）とワーク（ａ）の進行方向との交叉角θを約１００〜１１０°とした請求項１に記載の帯状金属薄板の突き合せ接合装置。
セッティングプレート（２７）の厚さを０．４〜０．８ｍｍに、また溶接溝（２９）の横幅（Ｗ）を０．３〜５．０ｍｍとするようにした請求項１に記載の帯状金属薄板の突き合せ接合装置。
セッティングプレート（２７）の溶接溝（２９）の先端部にアークガイド（２５）の外周面に嵌合する半円状の嵌合部（３１）を設けるようにした請求項１に記載の帯状金属薄板の突き合せ接合装置。
アークガイド（２５）を、円柱状の銅製本体（２５ａ）の中心部に円柱状のタングステン材（２５ｂ）を備えた構成とした請求項１に記載の帯状金属薄板の突き合せ接合装置。