JPH0215310B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 短板を曲げ加工して予め略真円状の短管となさ
れたワークの継目を自動的に溶接する自動溶接装
置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の自動溶接装置において、円筒状
のワークの溶接治具へのセツトは、一般にワーク
センタを出し、ワーク周面をクランプすることで
なされている。そして、このセツトされたワーク
は送り手段によつて送られながら溶接され、溶接
完了したワークを溶接治具より取り出すことによ
つて溶接工程が終了する。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、溶接時において、ワークの先端から
溶接して行くと熱歪等の影響で後端の継目が開く
傾向及び溶接部分が起き上がる傾向があり、これ
らの傾向はワークが厚物になるほど顕著となる。
このため、従来の装置においては上記の傾向が加
工上のネツクとなつていた。またワークの溶接治
具へのセツト、芯出し、取り外し等の作業が必要
なため溶接工程時間がかかるという問題があつ
た。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、短板を曲げ加工して予め略真円状の
短管となされたワークの継目を溶接する自動溶接
装置であつて、入口がワーク径より大きくなされ
るとともに内部が溶接時のワーク径と同径に絞ら
れた貫通穴が設けられ、入口側に端部中央から軸
方向に沿つて刃先がワークの継目内に入り込むよ
うに貫通穴内に突入されたワークの位置決め部材
が設けられ、位置決め部材の延長上にある出口側
近傍に溶接用の開口部が設けられた溶接治具と、
溶接治具に設けられた開口部上に具備された溶接
トーチと、ワーク溶接治具の貫通穴に送り込み、
縮径させ、溶接させ、貫通穴から排出させる一連
の動作を連続的に行う送り手段とからなるもので
ある。

（作用） 位置決め装置の２本のローラにのせられたワー
クは光センサ等によりワークの継目が検出され、
ワークの継目を真上に位置するように前記ローラ
が回動する。そして、昇降シリンダによつてワー
クを溶接治具の貫通穴と同軸上に上昇させ、貫通
穴と同軸上に位置したワークは、送り装置によつ
て位置決めされるとともに溶接治具の貫通穴内へ
送られる。溶接治具の貫通穴径は入口がワーク径
より大きく、途中で径がしばられ、出口近傍の開
口部ではワークの継目がぴつたり合うワーク径と
同径になつている。よつて挿入れたワークは溶接
治具に設けられたセンタガイドで引き続き位置決
めされた状態で貫通穴内を進み、溶接治具の開口
部付近に達するとワーク継目がぴつたり合うとと
もに、開口部上方に設けられているセンサがワー
ク先端を検知して前記開口部で溶接が開始され
る。そしてワークの継目が溶接されて行き、ワー
クの後端をセンサが検知すると溶接は終了する。
さらに、溶接されたワークは引き続き送り装置に
よつて送られ、溶接治具の出口より送り出され
る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

自動溶接装置は、第１図乃至第４図に示すよう
に、短板を曲げ加工して予め略真円状の短管とな
されたワーク１の継目２を溶接するための溶接ト
ーチ４と、ワーク１を溶接時にククランプする溶
接治具１０と、溶接治具１０にワーク１を送り込
む送り装置２０と、ワーク１を位置決めして送り
装置２０まで運ぶ位置決め装置３０とから構成さ
れている。

位置決め装置３０は、２本のローラ３２，３３
を有する受台３１と、受台３１を昇降自在に支持
する昇降シリンダ３６とから構成されており、２
本のローラ３２，３３は平行かつ水平となるよう
に両端が受台３１に軸支され、該ローラ３２，３
３の一端はギア３４を介してモータ３５と連結さ
れている。そして、受台３１にはワーク１の継目
２を検出する光センサ３７が設けられ、ローラ３
２，３３の回動によりワーク１の継目２が真上に
位置するようになされている。また、昇降シリン
ダ３６のロツド端は受台３１の下面に固着され、
受台３１が昇降自在になされている。

送り装置２０は、ワーク１を送る時の位置決め
をするガイドアーム２２とワーク１を溶接治具１
０に送り込む杆２５から構成され、これら各構成
部材は台盤２１上に載置されている。ガイドアー
ム２２の基端部は台盤２１上に軸支され、先端部
に円板状のガイドプレート２３を回転可能に具備
している。２４はガイドプレート２３をガイドア
ーム２２の先端に枢支するピンである。位置決め
装置３０において継目２が真上に位置されたワー
ク１が上昇され、ワーク１の継目２にガイドプレ
ート２３が差し込み、係合されることで、溶接治
具１０に送り込まれるワーク１の位置決めを行つ
てている。送り杆２５は、先端にワーク１の径よ
りもやや大きい径の円板状の押込み部材２６が取
り付けられている。送り杆２５の基端部は油圧モ
ータ、サーボモータ等（図示省略）と連結されて
いる。送り杆２５は台盤２１の中程に、溶接治具
１０の貫通穴１３と同軸上を水平にストロークす
るように設けられている。押し込み部材２６は、
送り杆２５と着脱可能とされたワーク１の径に合
わせて取り替えられる。

溶接治具１０は、第２図に示すように、前面１
１から背面１２に貫通する貫通穴１３を設せた四
角柱で形成され、上面１４の背面１２側に端縁中
央部にはＵ字状に切り欠いた開口部１５が設けら
れ、上面１４の前面１１側の端縁中央から開口部
１５に近傍にかけて軸方向に切り込んだスリツト
１６が設けられている。

スリツト１６には、該スリツト１６と長さが略
等しいセンタガイドプレート１７が刃先を貫通穴
１３に適当な長さ突入させて固定されており、こ
の突入した部分がワーク１の継目２と係合するこ
とによつてワーク１の位置決めをする。

貫通穴１３は、第３図に示すように、前面１１
側からスリツト１６が終わる所くらいまではワー
ク１の径より大きい径のストレート穴７となさ
れ、スリツト１６が終わる所くらいから徐々に径
が絞られ、開口部１５に達する所でワーク１の継
目２がぴつたり合うようにテーパ穴８となされ、
テーパ穴８から背面１２までは絞られた径のスト
レート穴９となされている。貫通穴１３のテーパ
穴８は本実施例に限らず、例えば、前面１１側か
ら開口部１５に達する所くらいまでの全体がテー
パ穴１９に形成されていてもよい（第４図参照）。

溶接治具１０は、前面１１側がワーク１の入
口、背面１２側がワーク１の出口となるように貫
通穴１３の径がそれぞれ違う３台の溶接治具１０
ａ，１０ｂ，１０ｃとなされ、これら３台の溶接
治具が移動台１８上に適宜距離を保つて固定され
ている。移動台１８はモータ（図示省略）等によ
り移動可能で、３台の溶接治具１０ａ，１０ｂ，
１０ｃの内、溶接するワーク１の径に合つた溶接
治具の溶接トーチ４の下方の溶接位置にセツトす
る。なお、移動台１８上に固定する溶接治具１０
は３台とは限らない。

溶接トーチ４は、基台３の上部に固定されたシ
リンダ５のロツド端にトーチ部材６を介して取り
付けられ、溶接トーチ４の口部が溶接治具１０の
開口部１５の上方に位置するようにセツテイング
されている。トーチ部材６の側面にはワーク１の
先端及び後端を検知する光センサ３８，３９がそ
れぞれ設けられている。

なお、本実施例においてワーク１の検出は光セ
ンサを使用したが、これに限らずリミツトスイツ
チ等を用いてもよい。

次に、本発明の自動溶接装置を用いて円筒状ワ
ーク１を溶接する動作について説明する。

まずワーク１が位置決め装置３０にコンベア
（図示省略）等で送られると、位置決め装置３０
ではワーク１の継目２を光センサ３７によつて検
出し、位置決め装置３０のローラ３２，３３の回
転によりワーク１の継目２を真上に位置させる。
次に、昇降シリンダ３６によりワーク１が溶接治
具１０の貫通穴１３同軸上となるように位置決め
する。この時、ワーク１の継目２に送り装置２０
のガイドプレート２３が係合してワーク１を位置
決めしている。そして、送り装置２０の押し込み
部材２６をワーク１の端部に当接させて送り杆２
５でワーク１を溶接治具１０方向へ送ると、ワー
ク１が溶接治具１０の貫通穴１３内へ送り込まれ
る。貫通穴１３内では溶接治具１０のセンタガイ
ドプレート１７とワーク１の継目２が係合され、
ワーク１が引き続き位置決めされた状態で送り込
まれる。さらにワーク１が送り込まれ開口部１５
の付近に達すると貫通穴１３の径の絞りによりワ
ーク１の継目２が合わせられるとともに開口部１
５で光センサ３８によつてワーク１の先端を検知
し、溶接が開始される。さらにワーク１は溶接さ
れながら送られ、光センサ３９によつてワーク１
の後端が検知されると溶接は終了する。そして、
溶接が終了したワーク１はそのまま送り装置２０
によつて出口側に押出され溶接工程が終了する。
この時の送り速度は光センサ３８がワーク１の先
端を検知する溶接開始位置までは早送りで送ら
れ、溶接を開始すると溶接に適した速度で送られ
る。

（発明の効果） 短板を曲げ加工して予め略真円状の短管となさ
れたワークは溶接治具の貫通穴内を通り、ワーク
の外周面がしつかりクランプされた状態で溶接さ
れるため、熱歪等によるワークの継目の開き及び
溶接部分の起き上がりが規制され、初期設定寸法
通りの寸法精度の高い短管製品を得ることができ
る。また、従来のような溶接治具へのワークの取
り付け、芯出し、取り出し等の工程が不要となる
ため溶接工程時間が大幅に短縮される。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明に係る自動溶接装置
の実施例を示し、第１図は一部を省略した自動溶
接装置の全体斜視図、第２図は溶接治具の斜視
図、第３図、第４図は溶接治具の断面図である。 １……ワーク、４……溶接トーチ、１０……溶
接治具、１３……貫通穴、１５……開口部、１７
……センタガイドプレート、２０……送り装置、
３０……位置決め装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 短板を曲げ加工して予め略真円状の短管とな
   されたワークの継目を溶接する自動溶接装置であ
   つて、 入口がワーク径より大きくなされるとともに内
   部が溶接時のワーク径と同径に絞られた貫通穴が
   設けられ、入口側の端部中央から軸方向に沿つて
   刃先がワークの継目内に入り込むように貫通穴内
   に突入されたワークの位置決め部材が設けられ、
   位置決め部材の延長上にある出口側近傍に溶接用
   の開口部が設けられた溶接治具と、 溶接治具に設けられた開口部上に具備された溶
   接トーチと、 ワークを溶接治具の貫通穴に送り込み、縮径さ
   せ、溶接させ、貫通穴から排出させる一連の動作
   を連続的に行う送り手段とからなることを特徴と
   する自動溶接装置。 ２ 送り装置と溶接治具の間に、ワークを溶接治
   具の貫通穴と同軸上に位置させるとともにワーク
   の継目を定位置に保持させる位置決め装置を備え
   た特許請求の範囲第１項記載の自動溶接装置。 ３ 位置決め装置は、ワークを回動させる２本の
   ローラが上下動可能となされたシリンダのロツド
   上端に固着された受台に平行かつ水平に軸支さ
   れ、受台上あるいは受台の近傍にワークの位置検
   出用のセンサが設けられた特許請求の範囲第２項
   記載の自動溶接装置。 ４ 位置決め装置の上位に、ワークを定位置に保
   持するガイドプレートが設けられた特許請求の範
   囲第２項又は第３項記載の自動溶接装置。