JPH0310431B2

JPH0310431B2 -

Info

Publication number: JPH0310431B2
Application number: JP57209750A
Authority: JP
Inventors: Norishige Kushibe; Kaoru Shinozuka
Original assignee: KUSHIBE TETSUKOSHO KK
Current assignee: KUSHIBE TETSUKOSHO KK
Priority date: 1982-11-29
Filing date: 1982-11-29
Publication date: 1991-02-13
Also published as: DE3369923D1; KR890005119B1; EP0110379A1; AU546874B2; EP0110379B1; US4660753A; JPS59101283A; AU2175783A; CA1206355A; ATE25605T1; KR840006777A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、溶接装置に関し、詳しくは、板材に
対して円筒状のボスの周囲をすみ肉溶接するため
の溶接装置に関する。

たとえばパワーシヨベル等の建設機械のブーム
は、アーム状の板材の両端部近傍に円筒状のボス
部を溶接してなる溶接構造物である。本発明はこ
のような溶接構造物を製造する過程において、板
材に対して円筒状部材（以下、ボスという）を溶
接する作業の作業効率を飛躍的に高めるべく案出
されたものである。

まず、従来、この種の溶接を行うために用いら
れてきた溶接装置を第６図に基づいて説明する。

１は適宜の回転駆動装置２に対し、水平方向に
対してほぼ45゜傾斜させて軸着された回転テーブ
ルを示し、クランプ３，３により、板状のワーク
４をその上面に固定しうるようになつている。５
は連続自動溶接機のトーチを示し、アーム６等の
支持手段により、回転円板の中心から半径方向に
一定距離隔てられた位置において保持されるよう
になつている。

ワーク４は、予じめこれに仮止めされたボス７
の軸心が回転テーブル１の回転軸と一致するよう
にして回転テーブル上に固定され、トーチ６は、
その先端がワーク４とボス７との接触部外周、す
なわち隅角部に向けてセツトされる。次いで前記
回転駆動装置２および前記連続自動溶接機を機動
すると、回転テーブル１の回転角速度と同じ角速
度でボス７の基部円周がワーク４に対して連続的
にすみ肉溶接される。すなわち、回転テーブル１
が１回転する間に、ボス７の基部全周がすみ肉溶
接される。ここで、回転テーブル１を水平方向に
対して約45゜傾斜させてあるのは、トーチ５の先
端部が向けられるべき隅角部において、ボス７の
外周面とワーク４の上面とがＶ状の谷を形成する
ようにし、溶着金属がボス７とワーク４に対して
均等に配分されて強度的に理想的なビードが形成
されるようにするためである。

ところで上記の従来における溶接装置において
は、ワークのセツテイングが非常に面倒であると
いう問題がある。すなわち、トーチ５を所定の位
置に固定してワークを回転させることにより円筒
外周面に溶接を施す構造となつているため、ワー
ク４は、常にボス７の中心と回転テーブル１の回
転中心とが正確に一致するようにセツトされなけ
ればならないが、とくに回転テーブル１やワーク
４ないしはボス７が大型のものである場合には実
際上視認できるものではない回転テーブルの回転
中心とボスの中心軸とを正確に一致させるのは至
難の業である。また、第６図に示すように、ワー
クに複数のボスを溶接するような場合、１個のボ
スの溶接が終わると順次ワークを移動させて上記
のような面倒なセツテイングをくり返さなければ
ならない。さらに、ワークが長尺ものの場合、端
部が回転テーブルの外周縁から相当外方に突出
し、この状態で回転テーブルを回転させるとこの
突出端部が大円を描いて旋回することとなり、危
険きわまりない。

このように、従来装置では、ワークのセツテイ
ングに相当の熟練技術を要し非能率であるばかり
か、重大な危険性を内包していたのである。

本発明は、従来例における上記のような問題点
を一挙に解決し、ワークを回転テーブル上の任意
の場所に固定するだけで、回転テーブルの軸心と
溶接すべきボスの軸心を一致させるという面倒な
セツテイング作業は要らず、かつ、同一のワーク
に対して複数個のボスを溶接するような場合にお
いても、ワークを再セツトする必要がなく、きわ
めて簡単な操作によつて所定の作業を遂行しうる
ような溶接装置を提供することを目的とする。

すなわち、本願発明の溶接装置は、回転テーブ
ルのセツト面上の任意の位置に固定されるワーク
上に仮止めされた円筒状ボス部の基部全周を上記
ワークに対して溶接できる溶接装置であつて、上記回転テーブルは、上記円筒状ボス部の軸線
が回転テーブルの回転軸と平行な方向を向くよう
にして、上記ワークを任意の位置に固定できるよ
うになつており、かつ、上記ボスに対して着脱可能であるとともに、こ
のボス部の軸線を回転中心として相対回転可能で
あり、かつ上記ボス部の軸線から所定の距離にお
いてトーチを支持するトーチ保持手段と、外部固定体と上記トーチ保持手段との間に介装
され、上記トーチ保持手段ないしトーチの方向性
を一定に維持しつつ、これらトーチ保持手段ない
しトーチを、上記回転テーブルのセツト面と平行
な平面内において自由移動させることができるガ
イド手段とを備えることを特徴とする。

本発明では、ワークは、回転テーブル上の任意
の位置に固定してよい。この場合は、ワーク上に
仮止めされる円筒状ボス部の軸線は、回転テーブ
ルの回転軸と一致するとは限らない。こうしてセ
ツトされたワークのボスには、上記トーチ保持手
段をセツトする。このトーチ保持手段は、上記ガ
イド手段により回転テーブルのセツト面と平行な
面内を、方向性を一定に維持したまま自由に移動
できるように外部固定体に対して連結されている
から、上記ボス部が回転テーブル上のどの位置に
あろうとも、このボス上に誘導してこれにセツト
することができる。この状態においてトーチ保持
手段を保持されたトーチは、円筒状ボスの基部に
向けられる。

そして溶接装置を駆動するとともに回転テーブ
ルを１回転させると、ボスは回転テーブルの回転
軸を中心として１回円弧軌跡を描いて旋回し、か
つ同方向に１回自転する。上記トーチ保持手段
は、回転テーブルの面と平行な面内を自由に移動
できるから、上記ボスとともに円弧軌跡を描いて
移動する。しかしながら、このトーチ保持手段
は、上記ガイド手段により、その方向性を一定に
維持されたまであり、自転しない。したがつて、
ボスから見た場合、トーチ保持手段によつてボス
の軸心に対して所定の距離をおいて保持されたト
ーチは、回転テーブルが１回転する間にボスの周
りを相対的に１回旋回することになる。以上の結
果、回転テーブルが１回転する間に、ボスの基部
の全周がワークに対して溶接されることになる。

以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照し
て具体的に説明する。

１１は、適当な回転駆動装置１２に対して軸着
された回転テーブルで、第６図に示す従来例と同
様、水平方向に対してほぼ45゜傾斜するようにす
ることが溶接部の品質を高める上で好ましい。こ
の回転テーブルの上面には、Ｔミゾ１３，１３が
形成されており、これに頭部を通したＴボルト及
びナツト１４により、クランプ１５を取付けてあ
る。ワークＷはこのクランプ１５，１５により回
転テーブル上に固定される。

１７は、ワークＷ上に仮止めされたボスＢに対
して着脱され、かつ自動溶接機（本体は図示せ
ず）のトーチ１８をボスＢの軸線に対して半径方
向に一定距離隔てられた位置において保持するた
めの保持手段である。

この保持手段１７は、たとえば第３図に詳示す
るように、回転テーブル１１に対して垂直状の軸
１９と、この軸１９をボスＢの通信軸l₁と一致さ
せるためにこの軸１９の下端に軸転可能に取付け
られたコーン状のチヤツク２０と、前記軸１９か
ら回転テーブルと平行に延出するガイドバー２１
と、このガイドバー２１に対してバーの長手方向
に摺動自在に取付けられたトーチホルダー２２と
により構成される。トーチ１８はこのトーチホル
ダー２２に通挿保持される。トーチホルダー２２
をガイドバー２１に対して摺動自在としているの
は、ボスＢの外径が種々変更される場合に対応す
るためである。

上記保持手段１７は、ガイド手段２３により、
回転テーブル１１の面に対して平行な面内を自由
に移動可能であり、かつ常時方向性を一定に保つ
たまま移動できるように、外部の固定体に対して
連結される。すなわち、図において、ガイドバー
２１は、軸１９に対して上方に向け伸びている
が、このガイドバー２１が、常時上方を向き、回
転しないようにするのである。

このガイド手段２３としては、種々の構造のも
のが考えられるが、第１図ないし第３図に示す例
においては、いわゆる平行四辺形パンタグラフ機
構を２組連結することにより構成してある。回転
駆動装置１２設置部近傍の床面には固定体たる支
柱２４が立設されており、この支柱２４に前記ガ
イド手段２３たる平行四辺形パンタグラフ機構２
３ａの一端を取付ける。支柱２４には上下高さを
調節可能な取付部材２５が嵌合固定されており、
かつこの取付部材２５にはパンタグラフ機構２３
ａのベース部材２６が上下回動可能に枢着されて
いる。このようにベース部材２６を上下回動可能
とするのは、パンタグラフ機構全体をこの枢着部
を中心として上に持ち上げることができるように
して、このバンタグラフ機構２３ａの先端部に取
付けられるべき前記保持手段１７をボスＢに対し
てセツトし易くするためである。

前記ベース部材２６に対し、１対の平行状の第
１リンク部材２７，２７の基部が横方向に回動可
能にピン接合され、かつこの第１リンク部材２
７，２７の先端部には前記ベース部材２６と平行
な第１移動部材２８がピン接合される。かくし
て、ベース部材２６、１対の第１リンク部材２
７，２７、および第１移動部材２８は、第１平行
四辺形パンタグラフリンクを形成する、第１移動
部材２８は、ベース部材２６に対してほぼリンク
部材２７，２７の長さを半径とする円弧状の軌跡
を描いて揺動するが、その方位は常にベース部材
２６に対して一定の方向性を維持している。

前記第１移動部材２８にはさらに１対の平行状
の第２リンク部材２９，２９の基部が横方向に回
動可能にピン接合され、かつこの第２リンク部２
９，２９の先端部には前記第１移動部材２８に対
して平行な第２移動部材３０がピン接合される。
かくして第１移動部材２８、１対の第２リンク部
材２９，２９および第２移動部材３０が第２平行
四辺形パンタグラフリンクを形成する。第２移動
部材３０は第１移動部材２８に対してほぼ第２リ
ンク部材２９，２９の長さを半径とする円弧状の
軌跡を描いて相対的に揺動するが、その方位は常
に第１移動部材２８あるいはベース部材２６に対
して平行を維持している。

このように第１および第２平行四辺形パンタグ
ラフリンクをつなげて平行四辺形パンタグラフ機
構２３ａを構成することにより、第２移動部材３
０は、回転テーブル１１と平行な平面内を自由に
移動しうることとなり、しかもその方位は常にベ
ース部材２６に対して一定の方向性を維持するこ
とになる。

この第２移動部材３０に対し、前記保持手段１
７を取付けるのであるが、図示例においては杆状
の第２移動部材３０の端部下面に前記軸１９の基
部を固着してある。

なお、上記平行四辺形パンタグラフ機構２３ａ
は、側方からみて回転テーブル１１に対して平行
状となるように、支柱２４に対する取付部材２５
の上下方向の取付位置が調整される。

次に、本発明装置の使用方法および作用につい
て説明する。

まず、溶接すべきボスＢをあらかじめ仮止めし
たワークＷを好転テーブル１１に固定する。ワー
クＷを固定すべき位置は何ら制限されず、回転テ
ーブル１１上であれば任意の位置でよい（第２図
参照）。次いで第３図に示すように、保持手段１
７をそのコーン状のチヤツク２０をボスＢの上部
円孔内に嵌め込むことによりセツトし、トーチホ
ルダー２２の位置を調節してトーチ１８の先端が
溶接すべきワークＷとボスＢとの隅角部を向くよ
うにセツトする。次いで回転駆動装置１２を起動
させて回転テーブル１１を回転させるとともに自
動溶接機を始動させると、この自動溶接機が始動
してから回転テーブル１１が１回転する間に、ボ
スＢの基部全周がワークＷに対してすみ肉溶接さ
れる。

第２図に示すように、同一のワークＷに複数の
ボスB₁，B₂を溶接する場合にも、このワークＷ
を固定し直す等の作業が全く要らず、前記保持手
段１７のチヤツク２０を続いて溶接すべきボス
B₁，B₂につけ替えて上記と同じ動作をさせれば
よい。

この作用をさらに詳しく説明する。

第２図において、回転テーブル１１を矢印方向
に回転させると、ボスＢはこの回転テーブル１１
の回転中心Ｏの回りを公転しつつ自転する。すな
わち、回転テーブル１１が１回転する間にボスＢ
は、１回公転し、かつ１回自転する。公転角速
度、自転角速度、および、回転テーブル１１の回
転角速度はすべて同じである。一方、トーチ１８
ないし保持手段１７はボスＢの移動に従動して円
運動をするが、ガイド手段２３によりその方位を
一定に規制される。したがつて、トーチ１８は、
回転テーブル１１が１回転する間に、ボスＢの回
りを相対的に１回転逆旋回することとなる。かく
してボスＢの基部全周が問題なくワークＷに対し
てすみ肉溶接されるのである。

本発明は上記の実施例に限定されるものではな
い。とくに保持手段１７およびガイド手段２３は
種々の態様により実施可能である。

図示例において保持手段１７のチヤツク２０は
種々の内径を有するボスＢに対応するためにコー
ン状としてあるが、ボスＢの内外径が一定の場合
は、単にボスＢの内孔に嵌入しうる円筒状として
もよく、またボスの上端部外周に嵌めうるキヤツ
プ状のものとしてもよい。またチヤツク２０は軸
１９に対して固着状としてもよい。さらにトーチ
ホルダー２２を取付けるためのガイドバー２１は
前記第２移動部材３０に取付けてもよい。

前記保持手段１７の方位を一定方向に規制する
ためのガイド手段としても第１図ないし第３図に
示すような平行四辺形パンタグラフリンク機構の
他に種々の構造のものが考えられる。

たとえば第４図に示すものは、固定状の第１リ
ール３１の軸心に対して第１アーム３２を回動可
能に取付けるとともに、この第１アーム３２の先
端部に第２アーム３３を回動可能に軸支させ、第
１アームと第２アームとを連結する軸３４に前記
第１リール３１と同一径の第２リール３５を取付
けるとともに、これらのリール３１，３５間に条
件３６を懸回し、さらに前記軸３４と第２アーム
３３の先端の軸３７にそれぞれ軸着した同径の第
３リール３８および第４リール３９間に条体４０
を懸回して構成されている。なお第２リール３５
と第３リール３８は互いに固定されている。

かくして第１アーム３２を第１リール３１に対
して回動させると第２リール３５および第３リー
ル３８は第１リール３１の回りを公転するが自転
しない。また、第４リール３９も第２および第３
リール３５，３８に対して公転しうるが自転しな
い。したがつて、第４リール３９は二次元平面内
を自由に移動しうるが自転しない。したがつて、
この第４リールは第１図ないし第３図に示す実施
例における第２移動部材３０と同一の作用をなす
のであり、この第４リール３９に前記保持手段１
７を固定すると、本発明の目的を達成しうる。

さらに、第５図に示すように、Ｘ軸方向および
Ｙ軸方向に移動させうる２組のレール４１，４２
を組合せ、保持手段１７′を二次元平面内を自由
に移動させうるようにしてもよい。

また、図示例において、回転テーブル１１は、
水平方向に対して傾斜させてあるが、これを水平
状としてもよいことは無論である。

以上のように、本発明の溶接装置によれば、ボ
スが仮止めされたワークを回転テーブル上の任意
の位置に所定のように固定し、トーチ保持手段を
ボスにセツトし、溶接機および回転テーブルを起
動するだけで、回転テーブルが１回転する間に上
記ボスの基部の全周が、ワークに対してすみ肉溶
接される。したがつて、従来のように、回転テー
ブル上にワークをセツトする際に、回転テーブル
の回転軸とワーク上のボスの軸心とを合わすとい
う面倒かつ熟練の要る調整が一切不要となり、作
業効率が飛躍的に向上する。

また、ワーク上に複数のボスが仮止めされる場
合でも、１のボスの溶接が終わつた後、トーチ保
持手段を他のボス上にセツトし、溶接機および回
転テーブルを再起動するだけでよい。このような
ことから、複数のボスが仮止めされたワークをあ
らかじめ複数個回転テーブルにセツトしておく
と、多数のボスの各ワークへの溶接を、トーチ保
持手段のセツト替えするだけで、極めて効率的に
行なうことができる。

このような溶接の効率化は、いまやコンピユー
タ数値制御によれば可能であるが、本発明によれ
ば、基本的に、従来の回転テーブルに、ガイド手
段およびトーチ保持手段を付加するだけで、きわ
めてコスト安く達成できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の全体斜視図、第２図は回
転テーブルに対して垂直上方からみた図、第３図
は要部断面側面図、第４図および第５図は制限手
段の他の実施例を示す平面図、第６図は従来例説
明図である。１１……回転テーブル、１７……保持手段、２
３……ガイド手段、Ｗ……ワーク、Ｂ……ボス。

Claims

【特許請求の範囲】１回転テーブルのセツト面上の任意の位置に固
定されるワーク上に仮止めされた円筒状ボス部の
基部全周を上記ワークに対して溶接できる溶接装
置であつて、上記回転テーブルは、上記円筒状ボス部の軸線
が回転テーブルの回転軸と平行な方向を向くよう
にして、上記ワークを任意の位置に固定できるよ
うになつており、かつ、上記ボスに対して着脱可能であるとともに、こ
のボス部の軸線を回転中心として相対回転可能で
あり、かつ上記ボス部の軸線から所定の距離にお
いてトーチを支持するトーチ保持手段と、外部固定体と上記トーチ保持手段との間に介装
され、上記トーチ保持手段ないしトーチの方向性
を一定に維持しつつ、これらトーチ保持ないしト
ーチを、上記回転テーブルのセツト面と平行な平
面内において自由移動させることができるガイド
手段とを備えることを特徴とする、溶接装置。