JPH0250831B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、フープ材（圧延鋼材）を素材とし
て電縫管等を製造する製造ラインにおいて、接続
を必要とするフープ材の終端と先端とを突き合せ
て一連に溶接するために使用される溶接接続装置
に係り、さらにいえば、フープ材の先端及び終端
の不揃い部分の切断と、幅方向にずれのない突き
合せを行ない溶接までの工程を全自動的に行なう
構成の自動溶接接続装置に関する。

従来の技術 前後する帯板の終端と先端を一連に自動溶接す
る接続装置としては、例えば特公昭45−27448号
公報に記載された帯板接続装置が公知である。

帯板の接続装置で最も難しいのは、帯板の前後
する終端と先端の幅方向のズレ、所謂ドツグレツ
グが発生しないようにすることである。この点、
上掲公報の帯板接続装置の場合は、光電管式の側
縁検出器と、該検出器その検出信号により作動す
る油圧シリンダを動力源とするクランプでズレを
修正する構成とされている。また、先行する帯板
の終端を後続の帯板の先端と溶接トーチの直下で
突き合せる手段として、溶接トーチの位置から遠
く離れた帯板供給リールの逆転、正転で行なう構
成とされている。

本発明が解決しようとする課題 本発明が対象とする電縫管の製造ラインは、毎
分当り30m〜50mの高速度でフープ材を走行させ
ることが条件とされる。このような高速走行の条
件下では、上記公報に記載された帯板接続装置の
ように、光電管で帯側縁のズレを検出し、ズレを
検出する度に油圧シリンダで作動されるクランプ
でズレを修正するやり方では、修正動作が緩慢に
過ぎ上述の如きフープ材の高速走行の条件にはと
うてい間に合わない。即ち、フープ材端部のズレ
は本来発生しないように走行を強制的にきつちり
案内するというやり方でなければ、電縫管の産業
的な生産能率の要求は満たしきれない。まして、
溶接トーチから遠く離れて位置する質量の大きい
帯板供給リールの正転、逆転により帯板の終端と
先端を溶接トーチの直下で突き合せるやり方で
は、さらに動作は緩慢になり、かつ幅方向のズレ
が起り易いと云わざるを得ず、これらの点が解決
すべき課題となつている。

課題を解決するための手段 上記従来技術の課題を解決するための手段とし
て、この発明に係るフープ材の自動溶接接続装置
は、図面に実施例を示したとおり、 (イ) 供給装置からフープ材１を引き取り所定速度
で送る第１ローラ２と、前記第１ローラ２を通
過したフープ材１の先端及び終端それぞれの不
揃い部分を切除するシヤーカツター３と、前後
するフープ材１の先端と終端とを突き合せて溶
接する自動溶接機４と、前記自動溶接機４を通
過したフープ材１を引き取り所定速度で送り、
又はフープ材の終端を自動溶接機４に向つて逆
転送りもする第２ローラ５とより成るフープ材
の自動溶接接続装置において、 (ロ) 前記第１ローラ２は、固定ローラ１０と移１
０と移動ローラ１２との対から成り、移動ロー
ラ１２の変位を利用してフープ材終端を検出す
る終端検出機構２１，２３を備え、フープ材１
の上下面及び両側縁に接離自在なガイドコロ２
４〜２７及び幅ガイドコロ２９，３０を備える
構成とした。

(ハ) 前記自動溶接機４は、フープ材の終端を溶接
トーチ６２の中心と一致させる昇降自在なスト
ツプピン７４、及びフープ材の終端と先端とを
突き合せ状態に保持するクランプ８７，８８並
びにフープ材の両側縁に接離自在な幅ガイドコ
ロ９５〜９７をそれぞれ備え、溶接トーチ６２
の直下部位には銅製の溶接ガイド８２，８３を
接離自在に設けたこと、 をそれぞれ特徴とする。

なお、本発明において、第１ローラ２は、シヤ
ーカツター３に設けたフープ材先端の検出器５４
ａ，５４ｂの信号を受けて停止し、かつ先端を切
断されたフープ材先端は自動溶接機４において待
つフープ材終端に向つて低速送りで突き合せるよ
うに構成したことも特徴とする。

作 用 先行のフープ材１の終端が第１ローラ２を通過
したことを終端検出器２１，２３が検出すると、
その検出信号によつて第２ローラ５は回転を停止
し、シヤーカツター３が作動して同終端の不揃い
部分を数10cm位切除する。その後、第２ローラ５
は回転を始め、前記きれいに切り揃えられたフー
プ材終端は一旦自動溶接機４を通過される。しか
る後に第２ローラ５は逆転され、前記フープ材終
端は自動溶接機４のストツプピン７４に突き当ら
せることで溶接トーチ６２の直下の正規の溶接位
置にきつちり止めて待機される。しかも、このと
きのフープ材終端の幅方向のズレは、自動溶接機
４に付属する幅ガイドコロ９６，９７により機械
的強制力で未然に防止される。

他方、第１ローラ２は供給装置から後続のフー
プ材１を引き取り、そのフープ材先端が自動溶接
機４の溶接位置に達すると回転（送り）を停止す
る。その回転が停止する直前において、第１ロー
ラ２は低速回転してフープ材の端部同士の強い衝
突を緩和し、衝突による幅方向のずれや歪等を防
ぐ。また、第１ローラ２で送られたフープ材先端
は、第１ローラ２に付属する幅ガイドコロ２９，
３０及び自動溶接機４に付属する幅ガイドコロ９
５によつて走行を案内され、その機械的強制力に
よつて幅方向のズレは未然に防止される。

かくして幅方向にズレのない状態できつちり突
き合されたフープ材１，１の終端と先端は、自動
溶接機４の溶接トーチ６２で溶接（テイグ溶接）
し一連に接続される。この溶接完了後に、第１ロ
ーラ２の移動ローラ１２はフープ材１から離して
同フープ材１を開放し、同時に第２ローラ５は回
転を開始してフープ材１の送りを行なうのであ
る。

実施例 第１図はこの発明に係る自動溶接接続装置の全
体構成を概念図的に示している。図中１がフープ
材で、２は図示を省略したフープ材供給装置から
フープ材１を矢印方向に引き取る第１ローラ、３
はフープ材１の先端、終端の不揃い部分を切除す
るシヤーカツター、４は前後するフープ材１の終
端、先端を突き合せて溶接する自動溶接機、５は
前記自動溶接機４を通過したフープ材１を矢印方
向へ又は必要に応じて逆方向にも送る第２ローラ
である。

第２図と第３図は、第１ローラ２の詳細を示し
ている。これは位置が不動の固定ローラ１０と、
軸１１を中心として回動変位する移動ローラ１２
との対が中心をなす。固定ローラ１０は、フープ
材１の幅（例えば80mm）を溝底とする台形溝の溝
付ローラ（第３図）であり、その回転軸１０ａは
モータ１４により回転される。図中１５はベルト
伝動のためのプーリである。

移動ローラ１２は、前記固定プーリ１０の溝底
と略同一幅の円柱形をなす。その軸１２ａは、軸
１１を中心として回動自在な回動腕１６に取り付
けられている。

図中１７は支持台１９にトラニオン軸１８で設
置されたアクチエータであり、そのピストンロツ
ド１７ａの先端は前記回動腕１６とピン２０で連
結されている。

つまり、フープ材供給装置に新たなフープ材コ
イルが装填されたとき、アクチエータ１７はピス
トンロツド１７ａを縮めて移動ローラ１２を略
90゜上方に回動させる。従つて、止めバンドを切
つてほどかれたフープ材１の先端部は、第２図の
左上向から倒れ込むように固定ローラ１０の上に
乗り込む。その後に再びアクチエータ１７のピス
トンロツド１７ａが伸長され、移動ローラ１２は
フープ材１を固定ローラ１０に押えつけ、同フー
プ材１の送りが可能な状態となるのである。

次に、図中２１はフープ材終端の検出機構とし
てフレーム２２側に取り付け固定したリミツトス
イツチであり、２３は前記リミツトスイツチ２１
の入力端を叩く配置で回動腕１６に取り付け固定
された信号板である。

つまり、先行するフープ材１の終端が固定ロー
ラ１０と移動ローラ１２の間を通過し去ると、移
動ローラ１２は同フープ材１の板厚（例えば0.7
mm位）分だけ落ちて直接固定ローラ１０に接する
状態となる。すると、前記の変位によつて信号板
２３がリミツトスイツチ２１の入力端を叩き終端
の検出信号を発生する。

次に、図中２４と２５及び２６と２７は各々フ
ープ材１の上下面を案内するガイドコロ、２９，
３０は同じフープ材１の両側縁を案内する幅ガイ
ドコロである。ガイドコロ２４は、回転軸１１を
中心としてアクチエータ１７により位置が回動変
位される回動腕１６に取り付けられている。ま
た、ガイドコロ２５，２６，２７は、各々回転軸
２８，２９′，３８を中心として位置が回動変位
する移動コロであり、各々アクチエータ３１，３
２，３３で移動される。アクチエータ３１のピス
トンロツドは回転軸２８に固定したレバー３４と
ピンで連結され、同回転軸２８にガイドコロ２５
の支持体が取り付け固定されている。アクチエー
タ３２のピストンロツドは、回転軸２９′に固定
したレバー３５にピンで連結され、同回転軸２
９′にガイドコロ２６の支持体２６′が取り付け固
定されている。アクチエータ３３のピストンロツ
ドは、回転軸３８に固定したレバー３６とピンで
連結され、同回転軸３８にガイドコロ２７の支持
体３７が取り付け固定されている。

このようにガイドコロ２５〜２７及び幅ガイド
コロ２９，３０をフープ材１に対して接離自在に
構成した理由は、フープ材１を単に送るだけの通
常状態においてはガイドコロ等の必要はなく、む
しろ摩耗を防ぐためにも離しておくのが得策であ
る。しかし、フープ材１の先端が第１ローラ２を
通過する際には、その行先をきつちり案内するた
め特に幅ガイドコロ２９，３０等が不可欠だから
である。

次に、第４図と第５図はシヤーカツター３の詳
細を示している。アクチエータ４５で上下方向に
駆動される刃物台４６の上に板状刃物４７が上向
きに固定して設けられている。他方、板状刃物４
７の直上位置にはダイス（上刃）４８が上部フレ
ームに固定して設けられている。アクチエータ４
５はテーブル４９の下面に設置されている。刃物
台４６は、前記アクチエータ４５のピストンロツ
ドと直結されている。刃物台４６は、テーブル４
９の上に立てたガイドピン５０に案内されて上下
動する。

板状刃物４７は、その刃先がフープ材１の幅方
向に適度なシヤー角の片勾配（第５図）に形成さ
れている。この板状刃物４７は、その両側面をホ
ルダー５１及びしわ押え５２で挟みつけた状態で
垂直に立てて固定されている。しわ押え５２は、
その基部がホルダー５１に形成した中空部５１ａ
内を上下動自在とされており、押しばね５３によ
り常時上向きに押し上げられている。

第４図中５４ａと５４ｂは発光器と受光器であ
り、この光電式検出器はフープ材１の先端位置な
いしその通過を検出する。

つまり、上記第２図の第１ローラ２のリミツト
スイツチ２１がフープ材１の終端を検出すると、
直ちに第２ローラ５が止り、フープ材終端を停止
させる。しかる後に上記シヤーカツター３のアク
チエータ４５が上向きに駆動され、板状刃物４７
がフープ材１を切断する。従つて、この板状刃物
４７からフープ材終端までの間の数10cm部分が不
揃い部分として切除されるのである。

次にシヤーカツター３の光電式検出器５４ａ，
５４ｂが後続のフープ材１の先端を検出すると、
第１ローラ２が止まり、フープ材先端を同検出器
５４ａ，５４ｂの位置に停止させる。

しかる後に、シヤーカツター３のアクチエータ
４５が上向きに駆動され、板状刃物４７がフープ
材１を切断する。従つて、この板状刃物４７から
前記検出器５４ａ，５４ｂまでの間の数10cm部分
が、フープ材終端の不揃い部分として切除される
のである。

次に、第６図〜第８図は、自動溶接機４の詳細
を示している。

上述のように終端及び先端を切り揃えられた前
後のフープ材１，１は、第６図中左端の入口ガイ
ドローラ６０，６０の間を通り、水平なテーブル
６１の面上に沿つて進み、同図右端の第２ローラ
５に至る。

図中６２が溶接トーチである。これは第８図に
詳示したとおり、トーチホルダ６３に垂直下向き
に取り付けられている。トーチホルダ６３は、そ
の上方の垂直なガイドピン６４，６４が移動台６
５のスライド軸受部６６，６６にて上下動自在に
支持されている。同じ移動台６５の支持部６７に
垂直下向きに設置したアクチエータ６８のピスト
ンロツドが、トーチホルダ６３と結合されてい
る。溶接トーチ６２は、アクチエータ６８により
垂直に昇降されるのである。

移動台６５は、フープ材１の幅方向に水平に配
設された上下２本のガイドロツド６９，６９に沿
つて案内される。ガイドロツド６９と平行に配設
された送りねじ軸７０で移動台６５が移動され
る。ガイドロツド６９，６９及び送りねじ軸７０
は、その両端が左右のフレーム７１，７２により
支持されている（第８図）。送りねじ軸７０は、
モータ７３（第６図）により回転駆動される。

つまり、溶接トーチ６２は、モータ７３によつ
てフープ材１の幅方向に送られ、あるいはアクチ
エータ６８により垂直方向に送られてフープ材１
に対する適切な溶接距離と位置が保持されるので
ある。

図中７４はフープ材１の終端を溶接トーチ６２
の中心の直下位置に位置決めし停止させるための
ストツプピンである。このストツプピン７４は、
前記移動台６５に取り付けたホルダ７５の滑り軸
受７６により、上下方向にスライド自在に保持さ
れている。同じ移動台６５に垂直下向きに取り付
け固定したアクチエータ７７のピストンロツドが
前記ストツプピン７４と連結されている（第８
図）。

つまり、上記シヤーカツター３によりフープ材
１の終端の不揃い部分が切除されたあと、その終
端が溶接トーチ６２の直下位置を通過して検出器
７８（第６図）の位置に達し、同検出器７８が同
終端を検出すると、その検出信号により第２ロー
ラ５が一旦停止される。と同時に、前記検出信号
によりアクチエータ７７がストツプピン７４をテ
ーブル６１に当接するまで下降させる。しかる後
に、第２ローラ５は低速の逆転運転を行ない、フ
ープ材１の終端を前記ストツプピン７４にゆつく
りと当接させて停止する。これによりフープ材１
の終端は溶接トーチ６２の中心の直下位置に停止
したことになる。何故なら、ストツプピン７４の
第６図中右側面が溶接トーチ６２の中心と一致さ
れているからである。その後、ストツプピン７４
は、アクチエータ７７により所定高さまで引き上
げられる。

水平なテーブル６１は、溶接台７９の上に設置
されている。溶接台７９は、垂直なガイドロツド
８０を伝つて滑るガイドスリーブ７９ａを有し、
垂直上向きに設置したアクチエータ８１により一
定のストロークで昇降される。

つまり、テーブル６１は、フープ材１が通常に
前進走行しているときは、そのフープ材１に接触
しない距離だけ下つた位置にある。前後するフー
プ材１の終端と先端とを突き合せて溶接する必要
の際にのみ、フープ材１を一定高さ位置に支持す
るべくテーブル６１は上昇される。テーブル６１
は、第１ローラ２におけるフープ材１の終端検出
用のリミツトスイツチ２１の検出信号により上昇
される。

なお、テーブル６１のうち溶接トーチ６２の直
下部分のみは、たとえば銅製のブロツク８２で形
成し、かつ、その両側部にも幅ブロツク８３，８
３が設置されている。両側の幅ブロツク８３は、
ホルダ８４に保持されている。該ホルダ８４はア
クチエータ８５にて接離される。

つまり、溶接トーチ６２によるフープ材１の終
端と先端との溶接は、一方の幅ブロツク８３の位
置からスタートして同フープ材１の幅方向に横断
してゆき、他方の幅ブロツク８３に到達して終点
となる。よつて、溶接の始点及び終点の品質不良
の発生は幅ブロツク８３で防止される。

次に、第６図中８７はフープ材１の終端を溶接
位置に押え付けて固定するクランプ、８８はフー
プ材先端を溶接位置に押え付けて固定するクラン
プである。各々はアクチエータ８９，９０により
昇降される。クランプ８７，８８は、テーブル６
１の上方であつてフープ材１よりも上方の位置に
設けられている。アクチエータ８９，９０は、溶
接台７５に垂直上向きに取り付け固定されてい
る。

つまり、クランプ８７は、フープ材１の終端が
ストツプピン７４に当接した時点でアクチエータ
８９によつて下降され、フープ材１の終端をテー
ブル６１の上に押し付けて固定する。他方のクラ
ンプ８８は、シヤーカツター３により不揃い部分
を切除されたフープ材１の先端が前進し、先にク
ランプ８７で固定されているフープ材１の終端に
突き当つて止まると、直ちにアクチエータ９０に
よつて下降され、同フープ材１の先端をテーブル
６１の上に押し付けて固定する。その後に溶接ト
ーチ６２によるフープ材１の突き合せ溶接が行な
われる。溶接後にクランプ８７，８８は上方に逃
げ、一連に接続されたフープ材１を解放する。

図中９１，９２，９３はフープ材上面のガイド
コロ、図中９５，９６，９７はテーブル６１上の
両側に取り付けられたフープ材１の両側縁を案内
する幅ガイドコロである。

即ち、各幅ガイドコロ９５〜９７は、フープ材
１が通常の送り状態のときはテーブル６１と共に
同フープ材１から下方に遠のいている。しかし、
フープ材１の先端が当該自動溶接機４に導入され
てくる際には、テーブル６１と共に上昇してフー
プ材１の側縁へ当接する位置に置かれ、同フープ
材１の横ずれを防ぎ行先をきつちり案内する。

次に、第２ローラ５は、第６図に詳示したとお
り、上方の固定ローラ１００と下方の移動ローラ
１０１との対より成る。固定ローラ１００は可逆
回転モータ１０２により正、逆に回転駆動され
る。移動ローラ１０１は垂直上向きに設置したア
クチエータ１０３で昇降される。

本発明が奏する効果 以上に実施例と併せて詳述したとおりであつ
て、この発明に係るフープ材の自動溶接接続装置
は、先行するフープ材１の終端、及び後続のフー
プ材１の先端をそれぞれ一定の長さ切除して端部
をきれいに揃え、これを突き合せて溶接する全工
程が自動的に遂行され、省力化及び溶接作業の全
所要時間の短縮が達成される。

特に、毎分当り30m〜50m前後で高速走行され
るフープ材１，１の終端と先端は、第１ローラ２
の幅ガイドコロ２９，３０及び自動溶接機４の幅
ガイドコロ９５，９６，９７によつて強制的に案
内されて幅方向のズレは未然に防止されるので、
幅方向にずれのない接続が達成される。

また、前後するフープ材１，１の終端と先端を
突き合せる動作、特に先行するフープ材の後進は
自動溶接機４に近接した第２ローラ５で軽く、か
つ幅方向にズレを発生しない状態で行なわれ、し
かも溶接トーチ６２と同心のストツプピン７４に
合せて溶接トーチ６２の直下位置にて突き合さ
れ、高品質の溶接が行なわれる。従つて、このフ
ープ材１を丸めて製造される電縫管の管軸方向の
溶接箇所に不良箇所を発生するおそれがなく、よ
つて品質に優れた電縫管の高速生産に大きく寄与
するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るフープ材の自動溶接接
続装置の全体を概念的に示した正面図、第２図と
第３図は第１ローラの正面図と平面図、第４図と
第５図はシヤーカツターの正面図と側面図、第６
図は自動溶接機と第２ローラの正面図、第７図は
自動溶接機の平面図、第８図は第６図中XII部の拡
大図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (イ) 供給装置からフープ材１を引き取り所定
   速度で送る第１ローラ２と、前記第１ローラ２
   を通過したフープ材１の先端及び終端それぞれ
   の不揃い部分を切除するシヤーカツター３と、
   前後するフープ材１の先端と終端とを突き合せ
   て溶接する自動溶接機４と、前記自動溶接機４
   を通過したフープ材１を引き取り所定速度で送
   り、又はフープ材の終端を自動溶接機４に向つ
   て逆転送りもする第２ローラ５とより成るフー
   プ材の自動溶接接続装置において、 (ロ) 前記第１ローラ２は、固定ローラ１０と移動
   ローラ１２との対から成り、移動ローラ１２の
   変位を利用してフープ材終端を検出する終端検
   出機構２１，２３を備えており、フープ材１の
   上下面及び両側縁に接離自在なガイドコロ２４
   〜２７及び幅ガイドコロ２９，３０を備えた構
   成であり、 (ハ) 前記自動溶接機４は、フープ材の終端を溶接
   トーチ６２の中心と一致させる昇降自在なスト
   ツプピン７４、及びフープ材の終端と先端とを
   突き合せ状態に保持するクランプ８７，８８並
   びにフープ材の両側縁に接離自在な幅ガイドコ
   ロ９５〜９７をそれぞれ備えており、溶接トー
   チ６２の直下部位には銅製の溶接ガイド８２，
   ８３を接離自在に設けた構成であること、 をそれぞれ特徴とするフープ材の自動溶接接続装
   置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載した第１ローラ
   ２は、シヤーカツター３に設けたフープ材先端の
   検出器５４ａ，５４ｂの信号を受けて停止し、か
   つ先端を切断されたフープ材先端を自動溶接機４
   において待つフープ材終端に向つて低速送りで突
   き合せるように制御されることを特徴とするフー
   プ材の自動溶接接続装置。