JP6441976B2 - コーナー自動溶接装置 - Google Patents

Description

本発明は、主にステンレス板や銅板、アルミ板等の金属薄板を箱曲げして成るワーク（ワークの４辺を同一方向に曲げて箱状にしたワーク）のコーナー部を共付け溶接し、一面が開放された箱状の製品を作製するコーナー自動溶接装置に係り、特に、箱曲げしたワークのコーナー部を隙間の無い状態でクランプすることができるようにしたコーナー自動溶接装置に関するものである。

従前からステンレス板等の金属薄板を箱曲げして成るワークのコーナー部を外側からコーナー溶接する自動溶接機が開発され、実用に供されている。

しかし、従前の自動溶接機によるワークのコーナー溶接は、溶接によるビードが過大であるため、溶接後にグラインダーやサンダー等による仕上げ加工が必要になり、多大の労力と時間を要するうえ、騒音の問題等が発生している。

そこで、本件発明者は、ワークのコーナー溶接を好適に行えるようにした金属薄板材の自動溶接装置を開発し、これを特開２００３−２０５３６９号公報として公開している（特許文献１参照）。

ところで、前記金属薄板材の自動溶接装置は、ワークを支持するマンドレルが溶接作業時に両端部を支持した格好になるため、角筒状になったワークのコーナー部しか溶接することが出来ず、箱曲げしたワークのコーナー部の溶接を行えないと言う問題があった。

一方、箱曲げしたワークのコーナー部の溶接を行える自動溶接装置しては、例えば、実用新案登録第２５４６４５３号公報（特許文献２参照）に開示された横型溶接機が知られている。

即ち、前記横型溶接機は、図２０に示す如く、箱状のワークＷのコーナー部を裏面側から支持する裏当て金型６０を備えたマンドレル６１と、裏当て金型６０に支持されたワークＷを上方からクランプするクランプ板６２を有するクランプ装置６３と、ワークＷのコーナー部を溶接する溶接トーチ６４等を備えている。

而して、前記横型溶接機によれば、先ず、箱状のワークＷの開口部にマンドレル６１の先端部を挿入してワークＷのコーナー部を裏当て金型６０で支持し、次に、クランプ装置６３のクランプ板６２を下方へ下降させてワークＷのコーナー部を上方からクランプし、その後、溶接トーチ６４の高さ調整及び幅方向調整を行い、最後にアークを発生させて溶接トーチ６４をワークＷのコーナー部に沿って移動させ、ワークＷのコーナー部を溶接することによって、箱曲げしたワークＷのから箱状の製品を作製することができる。

しかし、前記横型溶接機は、四隅のコーナー部に隙間が生じないようにワークＷを箱曲げしていても、箱曲げしたワークＷのコーナー部を裏面側から裏当て金型６０で支持した際に、図２１に示す如く、ワークＷの直角に対向する２面の対向縁の間隔がワークＷの自重により広がり、ワークＷのコーナー部に隙間が生じ、この状態でクランプ装置６３によりクランプされることになる。
特に、肉厚が薄くて大形の箱状のワークＷの場合には、ワークＷのコーナー部を裏当て金型で支持した際に、ワークＷのコーナー部に生じる隙間がより大きくなって問題である。

その結果、前記横型溶接機は、ワークＷのコーナー部に隙間ができた状態でコーナー溶接させることがあり、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の品質が著しく低下するという問題があった。

また、前記横型溶接機は、マンドレル６１が上下方向へ位置調整自在となっているため、箱状のワークＷの大きさに応じて背の高さの異なる裏当て金型に交換して使用した場合でも、裏当て金型６０の上端の位置をほぼ同じ高さ位置に保つことができ、裏当て金型６０の交換の度にクランプ装置６３や溶接トーチ６４の上下方向の位置調整を行う必要がなく、作業能率の向上を図れると言う利点がある。

しかし、前記横型溶接機は、マンドレル６１がクランプ装置６３や溶接トーチ６４を支持するフレーム６５の下方位置に配設されているため、マンドレル６１上の裏当て金型６０にワークＷをセットする際にフレーム６５が邪魔になってワークＷのセットを行い難いと言う問題もあった。

特開２００３−２０５３６９号公報 実用新案登録第２５４６４５３号公報

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、箱曲げした金属板製のワークのコーナー部を隙間の無い状態でクランプすることができると共に、ワークのセットを行い易くしたコーナー自動溶接装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るコーナー自動溶接装置は、箱曲げした金属板製のワークのコーナー部を裏面側から支持する上面が山形状のコーナー治具を有する下治具ユニットと、ワークのコーナー部を上方から押圧してコーナー治具の山形状の上面へ押圧固定する左右のクランプを有するクランプユニットと、ワークのコーナー部に沿って往復移動し、ワークのコーナー部を溶接する溶接用トーチを有するトーチユニットと、コーナー治具に支持されたワークのコーナー部付近の底面部をコーナー治具の先端面へ押圧保持する押圧保持部材とを備えていることに特徴がある。

前記押圧保持部材は、コーナー治具に支持されたワークの底面部外表面に当接し得る回転自在なローラーから成り、当該ローラーの外周面でコーナー治具に支持されたワークのコーナー部付近の底面部をコーナー治具の先端面へ押圧保持する構成とすることが好ましい。

前記コーナー治具の山形状の上面に、ワークの開口側の外周縁部に施したヘミング加工した部分又はワークの開口側の外周縁部に形成した内向きのフランジ部分が嵌り込む受け入れ溝を形成することが好ましい。

前記下治具ユニットは、水平姿勢のマンドレルと、マンドレルにマンドレルの長手方向へ移動自在に支持された治具スライド体と、治具スライド体の先端部に着脱自在に設けたコーナー治具と、マンドレルと治具スライド体の間に介設され、治具スライド体をマンドレルに沿って往復移動させる治具スライド体用駆動部とを備えており、前記コーナー治具は、治具スライド体の往復移動により左右のクランプの下方に位置する後退位置と左右のクランプの斜め下方前方に位置する前方位置とに亘って前後方向へ往復移動自在となっていることが好ましい。

本発明に係るコーナー自動溶接装置は、コーナー治具に支持された箱曲げしたワークの底面部をコーナー治具の先端面へ押圧保持する押圧保持部材を備えているため、四隅のコーナー部に隙間が生じないように箱曲げしたワークのコーナー部を裏面側からコーナー治具で支持した際に、ワークの直角に対向する２面の対向縁の間隔がワークの自重により広がってワークのコーナー部に隙間ができても、前記押圧保持部材によりワークのコーナー部付近の底面部をコーナー治具の先端面へ押圧保持すると、ワークのコーナー治具に支持された２面に掛かっていたワークの自重が取り除かれ、ワークのコーナー部が弾性力により元の状態に戻り、ワークのコーナー部の隙間が無くなる。
その結果、本発明に係るコーナー自動溶接装置は、箱曲げしたワークのコーナー部を隙間の無い状態でクランプすることができ、ワークのコーナー部を溶接した際に穴あきやヘコミ等の溶接欠陥が発生すると言うことがなく、ワークの溶接により作製された製品の品質が著しく向上することになる。

また、本発明に係るコーナー自動溶接装置は、押圧保持部材が回転自在なローラーから成り、当該ローラーの外周面でコーナー治具に支持されたワークの底面部をコーナー治具の先端面へ押圧保持する構成としているため、ワークの底面外表面に傷が付くのを防止することができる。

更に、本発明に係るコーナー自動溶接装置は、コーナー治具の山形状の上面に、ワークの開口側の外周縁部に施したヘミング加工した部分又はワークの開口側の外周縁部に形成した内向きのフランジ部分が嵌り込む受け入れ溝を形成しているため、ワークのコーナー部内面がコーナー治具の山形状の上面に面接触状態で当接することになり、左右のクランプによるワークのコーナー部のクランプを確実且つ良好に行えることになり、ワークのコーナー部を精密に溶接することができる。

加えて、本発明に係るコーナー自動溶接装置は、下治具ユニットが、マンドレルと、マンドレルに移動自在に支持された治具スライド体と、治具スライド体の先端部に設けたコーナー治具と、治具スライド体をマンドレルに沿って往復移動させる治具スライド体用駆動部とを備えており、前記コーナー治具が、治具スライド体の往復移動により左右のクランプの下方に位置する後退位置と左右のクランプの斜め下方前方に位置する前方位置とに亘って前後方向へ往復移動自在となっているため、ワークのセット時にコーナー治具を前方位置にすると、コーナー治具が前方へ大きく突出した状態となり、コーナー治具へのワークのセットを行い易くなる。

本発明の一実施形態に係るコーナー自動溶接装置の正面図である。 同じくコーナー自動溶接装置の側面図である。 同じくナー自動溶接装置の平面図である。 下治具ユニット及びクランプユニットの斜視図である。 下治具ユニット及びクランプユニットの正面図である。 下治具ユニット及びクランプユニットの側面図である。 下治具ユニット及びクランプユニットの平面図である。 下治具ユニット及びクランプユニットを示し、箱曲げしたワークのコーナー部を挟持した状態の正面図である。 下治具ユニットの斜視図である。 下治具ユニットの一部切欠正面図である。 下治具ユニットの一部切欠平面図である。 クランプユニットの一部切欠き正面図である。 図１２のＡ−Ａ線断面図である。 トーチユニットの斜視図である。 トーチユニットの正面図である。 トーチユニットの側面図である。 トーチユニットの平面図である。 押圧保持部材の斜視図である。 治具ユニット及びクランプユニットの要部の側面図である。 箱曲げしたワークのコーナー溶接を行う従来の横型溶接機の斜視図である。 同じく従来の横型溶接機の裏当て金型で箱曲げしたワークのコーナー部を支持した状態の部分斜視図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態に係るコーナー自動溶接装置を示し、当該コーナー自動溶接装置は、ステンレス板や銅板、アルミ板等の金属薄板（例えば、０．３ｍｍ〜０．８ｍｍの金属板）を箱曲げして成るワークＷの四つのコーナー部を共付け溶接し、一面が開放された箱状の製品を作製するものである。

即ち、前記コーナー自動溶接装置は、図１〜図３に示す如く、フレーム１と、四隅のコーナー部に隙間が生じないように箱曲げしたワークＷのコーナー部を裏面側から支持するコーナー治具１８を有する下治具ユニット２と、コーナー治具１８に支持されたワークＷのコーナー部を上方から押圧してコーナー治具１８の上面へ押圧固定する左右のクランプ３４を有するクランプユニット３と、ワークＷのコーナー部に沿って往復移動し、ワークＷのコーナー部を共付け溶接する溶接用トーチ５３（ＴＩＧ溶接用トーチ）を有するトーチユニット４と、コーナー治具１８に支持されたワークＷのコーナー部付近の底面部をコーナー治具１８の先端面１８ｆへ押圧保持する押圧保持部材５とを備えている。

前記フレーム１は、図１〜図３に示す如く、水平姿勢のベースフレーム１ａと、ベースフレーム１ａ上に設けたボックス状の本体フレーム１ｂとを備えており、本体フレーム１ｂの内部には、溶接電源６、配電盤（図示省略）、コンプレッサー（図示省略）等がそれぞれ収容されている。

尚、図１〜図３において、７はタッチ式の操作パネル、８は自動運転スイッチ、９はフットスイッチ、１０は溶接ガス等の接続口、１１は安全カバー、１２はキャスター、１３は吊下げ用のアイボルトである。

前記下治具ユニット２は、図４〜図７及び図８〜図１１に示す如く、縦向き姿勢のマンドレル取付台１４と、マンドレル取付台１４の前面に水平姿勢で固定されたほぼ直方体形状のマンドレル１５と、マンドレル１５の上面にリニアガイド１６（ガイドレール１６ａ及びガイドレール１６ａ上を摺動するスライダ１６ｂから成る）を介してマンドレル１５の長手方向へ往復移動自在に支持された厚肉板状の治具スライド体１７と、治具スライド体１７の先端部に着脱自在に設けられ、ワークＷのコーナー部を裏面側から支持すると共に、ワークＷのコーナー部を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、熱歪等を防止するコーナー治具１８と、マンドレル１５と治具スライド体１７の間に介設され、治具スライド体１７をマンドレル１５に沿って往復移動させる治具スライド体用駆動部１９とを備えており、前記コーナー治具１８が、治具スライド体１７の往復移動により左右のクランプ３４の下方に位置する後退位置（図６の一点鎖線位置）と左右のクランプ３４の斜め下方前方に位置する前方位置（図６の実線位置）とに亘って前後方向へ往復移動自在となっている。

具体的には、前記コーナー治具１８は、図９に示す如く、銅部材により上面１８ａが山形状に形成されており、コーナー治具１８の下面に形成した凹溝１８ｂを治具スライド体１７の先端部側上面に形成した凸条部１７ａに嵌め込むことにより治具スライド体１７に支持されている。このとき、コーナー治具１８は、治具スライド体１７の凸条部１７ａに着脱自在に取り付けた治具ストッパー２０により位置決めされた状態で治具スライド体１７に支持されている。

尚、この実施形態では、コーナー治具１８の山形状の上面１８ａの一方の面１８ａと他方の面１８ａとが為す角度は、９０度に設定されており、正方形状又は長方形状に箱曲げしたワークＷのコーナー部を支持できるようになっている。

また、コーナー治具１８は、図６及び図１０に示す如く、治具スライド体１７の先端部側面に位置決めピン２１を介して設けた治具押え板２２と、治具押え板２２及び治具スライド体１７に挿着されたクランプレバー２３とにより治具スライド体１７に対して着脱自在となっており、クランプレバー２３を締め付ける方向へ回動操作すると、治具押え板２２がコーナー治具１８側及び治具スライド体１７側へ押圧され、治具押え板２２の先端部（上端部）でコーナー治具１８を治具スライド体１７側へ押圧固定するとこができ、また、クランプレバー２３を緩める方向へ回動操作すると、治具押え板２２がフリーの状態となり、コーナー治具１８を治具スライド体１７から取り外すことができるようになっている。

更に、コーナー治具１８の山形状の上面１８ａには、図６、図９及び図１１に示す如く、箱曲げしたワークＷの開口側の外周縁部に施したヘミング加工した部分（図示省略）又は箱曲げしたワークＷの開口側の外周縁部に形成した内向きのフランジ部分（図示省略）が嵌り込む受け入れ溝１８ｃが形成されている。この受け入れ溝１８ｃの形成位置及び溝１８ｃの幅は、ワークＷのヘミング加工した部分又はワークＷのフランジ部分を溝１８ｃに挿入したときに、ワークＷの底面部内面をコーナー治具１８の先端面１８ｆに当接させることができるようにそれぞれ設定されている。

このように、コーナー治具１８の上面１８ａに形成した受け入れ溝１８ｃにワークＷのヘミング加工した部分やワークＷのフランジ部分を挿入し、ワークＷのコーナー部を裏面側からコーナー治具１８の山形状の上面１８ａで支持すると、ヘミング加工を施したワークＷやフランジ部を形成したワークＷであっても、ワークＷのコーナー部内面がコーナー治具１８の山形状の上面１８ａに面接触状態で当接することになり、左右のクランプ３４によるクランプを良好且つ確実に行えることになる。

加えて、コーナー治具１８は、図１１に示す如く、コーナー治具１８の頂部にワークＷのコーナー部に沿って形成されたアルゴンガス等のシールドガス（このシールドガスは溶接部の酸化を防止する）が流れるガス溝１８ｄと、治具スライド体１７に形成したシールドガスのガス通路１７ｂと前記ガス溝１８ｄとを連通すべくコーナー治具１８の頂部に縦向きに形成されたガス供給口１８ｅとを備えており、ガス供給用継手２４から治具スライド体１７のガス通路１７ｂに供給されたシールドガスがガス供給口１８ｅからガス溝１８ｄ内へ流れるようになっている。

尚、コーナー治具１８には、図示していないが、長さが異なるもの、上面１８ａの一方の面と他方の面とが為す角度が９０度以外のも、山形状の上面１８ａに溝１８ｃを形成していないもの等、様々なコーナー治具１８が用意されており、ワークＷの大きさや形状に合わせて交換できるようになっている。例えば、長さの長いコーナー治具１８を使用すれば、深い箱物を作製することができ、また、コーナー治具１８の上面１８ａの一方の面と他方の面とが為す角度が１２０度のコーナー治具１８を使用すれば、六角形状の箱を作製することができる。

前記治具スライド体用駆動部１９は、図６及び図９に示すことく、マンドレル１５の下面にマンドレル１５に沿って取り付けたロッドレスシリンダ１９ａと、ロッドレスシリンダ１９ａの可動部１９ｂと治具スライド体１７とを連結する連結金具１９ｃとを備えており、ロッドレスシリンダ１９ａの両端部に設けた二つの作動流体供給用継手１９ｄから作動流体を交互に供給することによりコーナー治具１８を後退位置（図６の一点鎖線位置）と前方位置（図６の実線位置）とに亘って前後方向へ往復移動させることができる。

尚、治具スライド体用駆動部１９には、図示していないが、ロッドレスシリンダ１９ａに替えて通常の複動型シリンダを使用しても良く、或いは、ボールネジ機構とモータを使用しても良い。

そして、前記下治具ユニット２は、本体フレーム１ｂの前面に下治具ユニット用昇降支持機構２５を介して昇降自在に支持されており、下治具ユニット２全体が下降してコーナー治具１８がクランプユニット３から大きく離れる下降位置（図５及び図６に示す位置）と、下治具ユニット２全体が上昇してコーナー治具１８とクランプユニット３の左右のクランプ３４とでワークＷのコーナー部を挟持固定するクランプ位置（図８に示す位置）とに亘って昇降自在となっている。

即ち、前記下治具ユニット用昇降支持機構２５は、図４〜図６に示す如く、フレーム１の前面に固定した縦向き姿勢の治具ベース２５ａと、治具ベース２５ａの前面にリニアガイド２５ｂを介して昇降自在に支持され、下治具ユニット２のマンドレル取付台１４が固定される治具上下スライド板２５ｃと、治具ベース２５ａに縦向き姿勢で固定され、治具上下スライド板２５ｃにシリンダ連結板２５ｄを介して連結された流体圧シリンダ２５ｅとを備えており、流体圧シリンダ２５ｅを伸縮動作して治具上下スライド板２５ｃを上下動させることにより下治具ユニット２を昇降させることができるようになっている。

前記クランプユニット３は、下治具ユニット用昇降支持機構２５の治具ベース２５ａに設けられ、コーナー治具１８に支持されたワークＷのコーナー部を上方から押圧してコーナー治具１８の山形状の上面１８ａへ押圧固定する左右のクランプ３４等を備えており、左右のクランプ３４のうち、一方のクランプ３４（図５の右側のクランプ３４）を左右方向（他方のクランプ３４に対して近づいたり、離れたりする方向）へ移動調整可能として左右のクランプ３４の間隔を微調整できるようにし、また、他方のクランプ３４（図５の左側のクランプ３４）を左右方向へ移動調整可能として左右のクランプ３４の間隔を微調整できるようにすると共に、上下方向へも揺動可能とし、クランプ３４の先端部を複数の加圧バネ３６によりワークＷのコーナー部の上面１８ａへ弾性的に当接させるようにしている。

即ち、前記クランプユニット３は、図４〜図８、図１２及び図１３に示す如く、治具ベース２５ａの上端部に一定の間隔を空けて水平姿勢で且つ平行状に固定した左右のクランプブロック２６と、左右のクランプブロック２６の先端部同士を連結する正面カバー２７と、右側のクランプブロック２６の下面に固定した右側のクランプスライドベース２８と、左側のクランプブロック２６の下面に鉛直姿勢で螺着したクランプガイドネジ２９に上下方向へ揺動自在に支持された左側のクランプスライドベース２８と、左右のクランプスライドベース２８の下面にボールスライドガイド３０（レール３０ａ、ブロック３０ｂ及びボール３０ｃから成る）を介して左右方向へ水平移動自在に取り付けた左右のクランプスライド板３１と、左右のクランプスライド板３１にクランプ押え板３２及びクランプレバー３３を介して着脱自在に取り付けられ、ワークＷのコーナー部をコーナー治具１８の上面１８ａへ押圧固定する左右のクランプ３４と、左右のクランプスライドベース２８と左右のクランプスライド板３１との間にそれぞれ設けられ、左右のクランプスライド板３１を左右方向へ移動調整する左右のクランプ幅調整機構３５と、左側のクランプブロック２６と左側のクランプスライドベース２８との間に介設され、左側のクランプスライドベース２８を下方へ付勢して左側のクランプ３４の先端部をコーナー治具１８に支持されたワークＷのコーナー部の上面１８ａへ弾性的に当接させる複数の加圧バネ３６（圧縮コイルスプリング）とを備えている。

また、前記左右のクランプ３４は、ワークＷのコーナー部を溶接する際に、主にアークの拡がりを遮断してワークＷのコーナー部にアークエネルギーを集中的に与えるものであり、図１２に示す如く、断面形状が逆Ｌ字形の板状に形成された金属部材製の基端側クランプ３４ａと、基端側クランプ３４ａの下端に固定され、先端部が鋭角状に形成された銅部材製の板状の先端側クランプ３４ｂとから成る。この左右のクランプ３４には、長さの異なるものが複数用意されており、箱曲げしたワークＷの深さに応じて交換し、ワークＷの深さに関係なくワークＷのコーナー部をコーナー治具１８の上面１８ａへ確実且つ良好に押圧固定できるようにしている。

更に、前記左右のクランプ幅調整機構３５は、図８及び図１２に示す如く、クランプスライドベース２８の下面に固定したクランプ調整台３５ａと、クランプ調整台３５ａに水平姿勢で正逆回転自在に挿通支持され、先端部がクランプスライド板３１に螺挿されたクランプ調整ボルト３５ｂと、クランプ調整台３５ａとクランプスライド板３１との間に介設され、クランプ調整ボルト３５ｂの弛み止めをすると共に、クランプスライド板３１を他方のクランプ３４側へ付勢する圧縮コイルスプリング３５ｃと、クランプ調整台３５ａに螺挿され、クランプ調整ボルト３５ｂを回り止めする固定用ボルト３５ｄとをそれぞれ備えており、クランプ調整ボルト３５ｂを正回転若しくは逆回転させると、クランプ調整ボルト３５ｂが一回転するごとにクランプスライド板３１がクランプ調整ボルト３５ｂに形成したネジのピッチ分だけ左右方向へ移動するようになっている。
従って、左右のクランプスライド板３１に取り付けた左右のクランプ３４も、左右方向（図１２の左右方向）へ移動し、左右のクランプ３４の間隙が調整されることになる。

而して、前記クランプユニット３によれば、左右のクランプ３４の間隔を溶接するワークＷの厚みに応じてクランプ幅調整機構３５により調整した後、左右のクランプ３４とコーナー治具１８とでワークＷのコーナー部を上下方向から挟持固定するときに、右側のクランプ３４の先端を基準にして左側のクランプ３４が加圧バネ３６の作用により均一にワークＷのコーナー部を押えることができる。

前記トーチユニット４は、溶接用トーチ５３が後退位置にあるコーナー治具１８の上方後方に位置する待機位置と溶接トーチ５３がコーナー治具１８の上方に位置する溶接作業位置とに亘って前後方向へ往復移動自在となっており、コーナー治具１８に支持されたワークＷのコーナー部の溶接時に待機位置から溶接作業位置へ引き出され、溶接トーチが所定の速度でワークＷのコーナー部に沿って直線移動するようになっている。

即ち、トーチユニット４は、図１４〜図１７に示す如く、本体フレーム１ｂ内に水平姿勢で配設したトーチユニットベース３７と、トーチユニットベース３７の上面１８ａに固定した前後レール台３８と、前後レール台３８の上面にリニアガイド３９を介して前後方向へ往復移動自在に支持された左右スライドベース４０と、前後レール台３８と左右スライドベース４０との間に配設され、左右スライドベース４０を前後方向へ往復移動させる前後用モータ４１及びベルト伝動機構４２と、左右スライドベース４０の上面にリニアガイド４３を介して左右方向へ往復移動自在に支持された左右スライドベ板４４と、左右スライドベース４０と左右スライドベ板４４との間に配設され、左右スライドベ板４４を左右方向へ往復移動させるボールネジ機構（図示省略）及び左右用モータ４６と、左右スライドベ板４４に設けた縦向き姿勢の上下スライドベース４７と、上下スライドベース４７にリニアガイド４８を介して昇降自在に支持された上下スライド板４９と、上下スライドベース４７と上下スライド板４９との間に配設され、上下スライド板４９を昇降動させるボールネジ機構５０及び上下用モータ５１と、基端部が上下スライド板４９に固定され、先端部が本体フレーム１ｂから前方へ突出する水平姿勢のトーチ支持アーム５２と、トーチ支持アーム５２の先端部に取り付けられ、先端部からシールドガスを流すと共に、タングステン電極棒を挿着した溶接用トーチ５３（ＴＩＧ溶接用トーチ）とを備えており、左右スライドベース４０、左右スライドベ板４４及び上下スライド板４９を動かすことによって、溶接用トーチ５３が前後方向、左右方向及び上下方向へ動くようになっている。

前記押圧保持部材５は、下降位置にあるコーナー治具１８よりも高い位置に配設されており、コーナー治具１８が下降位置からクランプ位置へ上昇したときにコーナー治具１８に支持されたワークＷのコーナー部付近の底面部をコーナー治具１８の先端面１８ｆへ押圧保持するものである。

即ち、前記押圧保持部材５は、図５、図６及び図８に示す如く、コーナー治具１８に支持されたワークＷの底面部表面に当接し得る鉛直回転自在な複数のローラーから成り、左右のクランプ３４の何れか一方のクランプ３４先端（この例では、右側のクランプ３４先端）に固定した取付台５４に設けられている。

具体的には、押圧保持部材５を形成する各ローラーは、何れもベアリング構造のガイドローラーから成り、図８及び図１８に示す如く、取付台５４の両端部に固定したシャフト金具５５に支持された水平姿勢のシャフト５６に並列状態で且つ鉛直回転自在に支持されている。これら各ローラーは、下治具ユニット２が下降位置からクランプ位置に上昇したときに、後退位置にあるコーナー治具１８に支持されたワークＷのコーナー部付近の底面部外表面に当接してワークＷの底面部をコーナー治具１８の先端面１８ｆへ押圧保持するようになっている。

また、押圧保持部材５によるワークＷの底面部のコーナー治具１８への押圧保持は、ワークＷのコーナー部がコーナー治具１８と左右のクランプ３４とにより上下方向から挟持固定される前に行われるようになっている。そのため、押圧保持部材５は、左右のクランプ３４の先端部よりも下方位置に配置されており、左右のクランプ３４よりも先にワークＷの底面部表面側に当接するようになっている。

尚、押圧保持部材５の上方位置で且つ取付台５４の上端部には、図１８に示す如く、初期アークを発生させるブロック状に形成された銅製のスタートタブ５７が設けられている。

次に、上述したコーナー自動溶接装置を用いて四隅に隙間が生じないように箱曲げした金属薄板製のワークＷのコーナー部を共付け溶接し、一端面が開放された箱状の製品を作製する場合について説明する。

先ず、作業員は、下降位置にある下治具ユニット２のコーナー治具１８を後退位置（図６の一点鎖線位置）から前進位置（図６の実線位置）へ前進させ、前進位置にあるコーナー治具１８に箱曲げしたワークＷをセットする。即ち、箱曲げしたワークＷの四つのコーナー部のうち、一つのコーナー部の裏面を前記コーナー治具１８の上面１８ａに被せ、ワークＷのコーナー部を裏面側からコーナー治具１８で支持する。

このとき、コーナー治具１８が前進位置にあるため、コーナー治具１８の上方空間が別の部材で塞がれると言うことが無く、コーナー治具１８へのワークＷのセットを行い易くなる。

また、外周縁部にヘミング加工を施したワークＷや外周縁部に内向きのフランジを形成したワークＷをコーナー治具１８にセットする際には、ワークＷのヘミング加工した部分やワークＷのフランジ部がコーナー治具１８の受け入れ溝１８ｃに嵌り込むようにしてワークＷをコーナー治具１８にセットする。

コーナー治具１８にワークＷをセットしたら、前進位置にあるコーナー治具１８を後退位置まで後退させた後、下降位置にある下治具ユニット２をクランプ位置（図８参照）まで上昇させ、コーナー治具１８に支持されたワークＷのコーナー部付近の底面部を押圧保持部材５によりコーナー治具１８の先端面１８ｆへ押圧保持した後、ワークＷのコーナー部をコーナー治具１８の傾斜状の上面１８ａと左右のクランプ３４とで上下方向から挟持固定する。

ところで、箱曲げしたワークＷのコーナー部を裏面側からコーナー治具１８で支持した際に、ワークＷの直角に対向する２面の対向縁の間隔がワークＷの自重により広がり、ワークＷのコーナー部に隙間ができることがある。

しかし、上述したコーナー自動溶接装置は、図１９に示す如く、コーナー治具１８が下降位置からクランプ位置に上昇するときに押圧保持部材５によりワークＷのコーナー部付近の底面部をコーナー治具１８の先端面１８ｆへ押圧保持するようにしているため、ワークＷのコーナー治具１８に支持された２面に掛かっていたワークＷの自重が取り除かれ、ワークＷのコーナー部が弾性力により元の状態に戻り、ワークＷのコーナー部の隙間が無くなる。しかも、押圧保持部材５であるローラーの外周面でワークＷの底面部をコーナー治具１８の先端面１８ｆへ押圧保持するようにしているため、ワークＷの底面部外表面に傷が付くのを防止することができる。

従って、コーナー治具１８に支持されたワークＷのコーナー部は、隙間の無い状態でコーナー治具１８と左右のクランプ３４とによりクランプされることになる。

そして、ワークＷのコーナー部がコーナー治具１８及び左右のクランプ３４によりクランプされたら、自動運転スイッチ８をＯＮの状態にする。

そうすると、トーチユニット４が作動し、溶接用トーチ５３のタングステン電極棒先端とスタートタブ５７との間にアークを発生させる。アークが安定したら、この状態で溶接用トーチ５３がワークＷのコーナー部に沿って移動し、溶接用トーチ５３によりワークＷのコーナー部を共付け溶接する。

このとき、ワークＷのコーナー部が隙間の無い状態でクランプされて溶接されているため、ワークＷのコーナー部に穴あきやヘコミ等の溶接欠陥が発生すると言うことが無くなる。

また、ヘミング加工を施したワークＷやフランジ部を形成したワークＷであっても、ワークＷのヘミング加工した部分やワークＷのフランジ部がコーナー治具１８の受け入れ溝１８ｃに嵌り込むようにワークＷをコーナー治具１８にセットしているため、ワークＷのコーナー部内面がコーナー治具１８の山形状の上面１８ａに面接触状態で当接することになり、左右のクランプ３４によるクランプを良好且つ確実に行えることになり、ワークＷのコーナー部を精密に溶接することができる。

ワークＷのコーナー部の溶接が終了したら、トーチユニット４が溶接作業位置から待機位置へ後退すると共に、下治具ユニット２がクランプ位置から下降位置に下降した後、下治具ユニット２のコーナー治具１８が後退位置から前進位置へ移動する。これにより、作業員は、コーナー治具１８から取り外すことができる。

以下、同様にしてコーナー自動溶接装置によりワークＷの残りの三つのコーナー部を順次溶接して行き、箱曲げしたワークＷから箱状の製品を作製する。

尚、上記の実施形態においては、コーナー自動溶接装置を用いて箱曲げしたワークＷのコーナー部を共付け溶接するようにしたが、他の実施形態においては、コーナー自動溶接装置により二枚の金属薄板を直角状に突き合せ、二枚の金属薄板のコーナー部を溶接しても良く、また、コーナー自動溶接装置により金属薄板を角筒状に曲げ加工し、角筒状の突き合せたコーナー部を溶接するようにしても良い。

また、上記の実施形態においては、押圧保持部材５を複数のローラー（複数のガイドローラー）から形成したが、他の実施形態においては、押圧保持部材５を一つのローラーで形成しても良く、或いは、ローラー以外のもので形成しても良い。即ち、押圧保持部材５は、コーナー治具１８に支持されたワークＷのコーナー部付近の底面部をコーナー治具１８の先端面１８に傷をつけることなく押圧保持することができれば、如何なる形状及び構造のものであっても良い。

更に、上記の実施形態においては、押圧保持部材５を右側のクランプ３４の先端面に設けたが、押圧保持部材５を設ける位置は、上記の実施形態のものに限定されるものではなく、ワークＷのコーナー部をコーナー治具１８と左右のクランプ３４とで上下方向から挟持固定する前に、ワークＷのコーナー部付近の底面部をコーナー治具１８の先端面１８に押圧保持することができれば、如何なる位置であっても良い。例えば、押圧保持部材５を正面カバー２７やクランプスライドベース２７等に設けるようにしても良い。この場合、押圧保持部材５の位置は、左右のクランプ３４の先端よりも下方位置にする。

２は下治具ユニット、３はクランプユニット、４はトーチユニット、５は押圧保持部材、１５はマンドレル、１７は治具スライド体、１８はコーナー治具、１８ａはコーナー治具の上面、１８ｃはコーナー治具の受け入れ溝、１８ｆはコーナー治具の先端面、１９は治具スライド体用駆動部、３４は左右のクランプ。

Claims (4)

1. 箱曲げした金属板製のワーク（Ｗ）のコーナー部を裏面側から支持する上面（１８ａ）が山形状のコーナー治具（１８）を有する下治具ユニット（２）と、ワーク（Ｗ）のコーナー部を上方から押圧してコーナー治具（１８）の山形状の上面（１８ａ）へ押圧固定する左右のクランプ（３４）を有するクランプユニット（３）と、ワーク（Ｗ）のコーナー部に沿って往復移動し、ワーク（Ｗ）のコーナー部を溶接する溶接用トーチ（５３）を有するトーチユニット（４）と、コーナー治具（１８）に支持されたワーク（Ｗ）のコーナー部付近の底面部をコーナー治具（１８）の先端面（１８ｆ）へ押圧保持する押圧保持部材（５）とを備えていることを特徴とするコーナー自動溶接装置。
2. 前記押圧保持部材（５）は、コーナー治具（１８）に支持されたワーク（Ｗ）の底面部外表面に当接し得る回転自在なローラーから成り、当該ローラーの外周面でコーナー治具（１８）に支持されたワーク（Ｗ）のコーナー部付近の底面部をコーナー治具（１８）の先端面（１８ｆ）へ押圧保持する構成としたことを特徴とする請求項１に記載のコーナー自動溶接装置。
3. 前記コーナー治具（１８）の山形状の上面（１８ａ）に、ワーク（Ｗ）の開口側の外周縁部に施したヘミング加工した部分又はワーク（Ｗ）の開口側の外周縁部に形成した内向きのフランジ部分が嵌り込む受け入れ溝（１８ｃ）を形成したことを特徴とする請求項１に記載のコーナー自動溶接装置。
4. 前記下治具ユニット（２）は、水平姿勢のマンドレル（１５）と、マンドレル（１５）にマンドレル（１５）の長手方向へ移動自在に支持された治具スライド体（１７）と、治具スライド体（１７）の先端部に着脱自在に設けたコーナー治具（１８）と、マンドレル（１５）と治具スライド体（１７）の間に介設され、治具スライド体（１７）をマンドレル（１５）に沿って往復移動させる治具スライド体用駆動部（１９）とを備えており、前記コーナー治具（１８）は、治具スライド体（１７）の往復移動により左右のクランプ（３４）の下方に位置する後退位置と左右のクランプ（３４）の斜め下方前方に位置する前方位置とに亘って前後方向へ往復移動自在となっていることを特徴とする請求項１に記載のコーナー自動溶接装置。

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