JP7269339B2 - プレート積層体の溶接装置及びプレート構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
溶接トーチと、
プレート積層体を積層方向が横向きの姿勢で把持するチャックと、
前記積層方向に沿って延在し、前記プレート積層体を下方から支持する少なくとも一つのサポートと、
を備える。
前記チャックは前記プレート積層体を前記積層方向に沿う軸線回りに回転可能に構成され、
前記少なくとも一つのサポートはサポートローラで構成される。
上記(2)の構成によれば、少なくとも一つのサポートをサポートローラで構成することで、サポートローラで支持されるプレート積層体を回転自在に支持できる。従って、プレート積層体の外側に定位置に配置された溶接トーチで、プレート積層体を回転させながら隣り合うプレートの突き合わされた外周縁同士を容易に溶接できる。
前記サポートローラは前記プレート積層体の回転に伴って従動回転するように構成される。
上記(3)の構成によれば、サポートローラが従動回転するため、回転するプレート積層体とサポートローラ間で摩擦がなくなる。これによって、プレート積層体を構成する複数のプレートの各々は、サポートローラから余計な力を受けないので、各プレートの外周縁に歪や変形が発生するのを抑制できる。
前記少なくとも一つのサポートは、前記チャックの回転中心を通る鉛直面を挟み該鉛直面の両側に配置される第1サポート及び第2サポートを含んで構成される。
上記(4)の構成によれば、第1サポート及び第2サポートがプレート積層体の回転中心を通る鉛直面の両側に配置されるので、プレート積層体を安定支持できる。
前記サポートを上下方向に沿って移動させる駆動部と、
前記チャックの回転角度に基づいて前記サポートの支持高さを制御する制御部と、
を備える。
上記(5)の構成によれば、上記制御部によって、サポートの支持高さをチャックの回転角度に基づいて制御するため、プレート積層体を構成する複数のプレートが非円形プレートであるときでも、サポートの支持高さを非円形プレートの形状に合わせて調整できる。これによって、プレート積層体の回転中心を定位置に保持したまま、突き合わされた外周縁同士の溶接が可能になる。
前記駆動部は、
サーボモータと、
上下方向に沿って配置され、前記サポートを支持するボールネジと、
前記サーボモータの動力が伝達され、該動力によって前記ボールネジを上下動させるように構成された動力伝達部と、
を含む。
上記(6)の構成によれば、上記構成の駆動部を備えるため、簡易な構成でサポートの上下方向位置を正確に調整できる。
前記制御部は、前記プレート積層体が前記サポートに加える荷重を加味して前記サポートの支持高さを制御するように構成される。
上記(7)の構成によれば、制御部は、チャックの回転角度以外に、サポートに加わるプレート積層体の荷重を加味してサポートの支持高さを制御することで、溶接中、サポートによってプレート積層体を構成するプレートの各々の外周縁に周方向全域で一定の荷重を付加できる。また、各プレートの重量などの個体差によるプレート積層体の荷重の変動を把握しながら、サポートの支持高さを制御できる。これによって、各プレートの外周縁に周方向で部分的な撓みや凹みを発生させずに、プレート積層体を支持できる。
前記サーボモータに供給される駆動電流の値は、前記プレート積層体が前記サポートに加える荷重を表しており、前記制御部は、前記駆動電流の値を加味して前記駆動部の作動を制御し、前記サポートの支持高さを制御するように構成される。
上記(8)の構成によれば、制御部は、サーボモータに供給される駆動電流の値を加味することで、各プレートの重量などの個体差によるプレート積層体の荷重の変動を簡易に把握できる。
前記プレート積層体は、同一の外形を有して積層された複数の非円形プレートで構成される。
前記溶接トーチは、前記プレート積層体の上方に配置され、かつ、下向き溶接可能に構成される。
上記(10)の構成によれば、溶接トーチの下向き溶接が可能となるため、重力の影響による溶接ビードの垂れ下がりを抑制でき、溶接不良を抑制できる。
正面視で外周縁が重なるように接合された一対のプレートで構成された少なくとも2組のペアプレートを、前記少なくとも2組のペアプレート間で前記プレートの外周縁同士が突き合わされるように少なくとも一つのサポートに積層方向が横向きの姿勢で下方から支持させる位置決めステップと、
前記少なくとも2組のペアプレートを該ペアプレートの周方向に回転させ、溶接トーチによって互いに突き合わされた前記外周縁同士を溶接する溶接ステップと、
を含む。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
一実施形態では、2個の歯車40が歯車38を挟んで積層方向に沿って配置されている。そのため、積層方向に沿って延在するサポート14を水平方向に傾くことなく、上下動させることができる。
また、歯車40の積層方向外側に上下方向に沿って設けられた一対のガイドシャフト46、46と、ガイドシャフト46が摺動自在に貫通する貫通孔を有する一対のガイド48、48とを備えている。ガイドシャフト46の上端部は台座42に結合され、ガイド48の上端部は架台44に結合されている。ガイドシャフト46及びガイド48を備えることで、サポート14の上下動を円滑に行うことができる。
12(12a、12b) チャック
13 爪
14(14a、14b) サポート
14a 第1サポート
14b 第2サポート
16、16’ 溶接トーチ
18 回転軸
20(20a、20b) スタンド
22 基台
24 レール
26 駆動部
28 制御部
30 角度センサ
32 サーボモータ
34 ボールネジ
36 伝達部
38、40 歯車
42 台座
44 架台
46 ガイドシャフト
48 ガイド
50 荷重センサ
100(100a、100b) プレート
100A 非円形プレート
100B 真円形プレート
102 プレート積層体
102(102a) プレート構造体
104 凹凸
106 外周縁
108 冷媒流通孔
110 内周縁
112 ペアプレート
O 回転中心
θ 回転角度
Claims (10)
- 溶接トーチと、
プレート積層体を積層方向が横向きの姿勢で把持するチャックと、
前記積層方向に沿って延在し、前記プレート積層体を下方から支持する少なくとも一つのサポートと、
前記サポートを上下方向に沿って移動させる駆動部と、
前記チャックの回転角度に基づいて前記駆動部の作動を制御し、前記サポートの支持高さを制御する制御部と、
を備えることを特徴とするプレート積層体の溶接装置。 - 前記チャックは前記プレート積層体を前記積層方向に沿う軸線回りに回転可能に構成され、
前記少なくとも一つのサポートはサポートローラで構成されることを特徴とする請求項1に記載のプレート積層体の溶接装置。 - 前記サポートローラは前記プレート積層体の回転に伴って従動回転するように構成されることを特徴とする請求項2に記載のプレート積層体の溶接装置。
- 前記少なくとも一つのサポートは、前記チャックの回転中心を通る鉛直面を挟み該鉛直面の両側に配置される第1サポート及び第2サポートを含んで構成されることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のプレート積層体の溶接装置。
- 前記駆動部は、
サーボモータと、
上下方向に沿って配置され、前記サポートを支持するボールネジと、
前記サーボモータの動力が伝達され、該動力によって前記ボールネジを上下動させるように構成された動力伝達部と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のプレート積層体の溶接装置。 - 前記制御部は、前記プレート積層体が前記サポートに加える荷重を加味して前記サポートの支持高さを制御するように構成されたことを特徴とする請求項1又は5に記載のプレート積層体の溶接装置。
- 前記サーボモータに供給される駆動電流の値は、前記プレート積層体が前記サポートに加える荷重を表しており、前記制御部は、前記駆動電流の値を加味して前記駆動部の作動を制御し、前記サポートの支持高さを制御するように構成されたことを特徴とする請求項5に記載のプレート積層体の溶接装置。
- 前記プレート積層体は、同一の外形を有して積層された複数の非円形プレートで構成されることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載のプレート積層体の溶接装置。
- 前記溶接トーチは、前記プレート積層体の上方に配置され、かつ、下向き溶接可能に構成されることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載のプレート積層体の溶接装置。
- 正面視で外周縁が重なるように接合された一対のプレートで構成された少なくとも2組のペアプレートを、前記少なくとも2組のペアプレート間で前記プレートの外周縁同士が突き合わされるように少なくとも一つのサポートに積層方向が横向きの姿勢で下方から支持させる位置決めステップと、
前記少なくとも2組のペアプレートを該ペアプレートの周方向に回転させ、溶接トーチによって互いに突き合わされた前記外周縁同士を溶接する溶接ステップと、
突き合わされた前記外周縁同士の溶接中に、前記2組のペアプレートを把持するチャックの回転角度に基づいて前記サポートを上下方向に沿って移動させて、前記サポートの支持高さを制御する支持高さ制御ステップと、
を含むことを特徴とするプレート構造体の製造方法。
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