JPH03285767A - 溶接構造ビームの自動溶接装置における被加工材押え装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は■形もしくはＴ形断面の溶接構造ヒー］ ムを自動溶接して形成する装置における被加工材の押え
装置に関する。

従来の技術： 所要寸法の帯状鋼板を組合わせて■形断面等のビームを
溶接する技術については、既に公知である。

特に■形断面等の溶接構造ビームを自動溶接しようとす
る技術については、本発明者の先願発明（特開昭６１−
１．９３７８１号公報参照）によって知られている。■
形断面のビームなどを溶接によって製作する場合、フラ
ンジ部材とウェブ材とを溶接するに際し、当然のことな
がらフランジ部材に対してウェブ材の接合する端面を密
着状態にして溶接する必要がある。そのために、連続し
て供給されるフランジ部材とウェブ材とは、ローラ等で
もって密接方向に押圧するようにし、所定の位置で接合
個所を連続して溶接することになる。先願発明において
は、圧着ローラによって溶接操作位置上方で押圧する方
式が提案されている。

解決しようとする課題。

前記した先行技術においては、通常の■形断面のビ′−
ムなどを自動ン容接することを対象としており、したが
って通常の、ずなわちビームのウェブ」１下か平行する
ものについて、円滑に溶接作業が行えるようになってい
る。

また、溶接時における接合部の密接にのみ重点をおいて
いるため、連続して長尺の製品を製作する場合、局部的
な対策では溶接された後での溶接部分に発生ずる熱応力
か、冷却と共に分散消去せず、局部的に発生して溶接個
所でクラックか生したり、ウェブ材に対してフランジ部
材が反り、変形することが避（゛うられす、これを改善
する必要がある。

しかしながら、たとえば第１０図に示すような橋梁なと
のＯＸ造体に使用される切欠き人５部が形成されたウェ
ブＡ１を有するビームＡＯや、勾配のイ」いたビームＡ
Ｏ’など、ウェブの形状が通常のビームのように上下端
て連続平行するようなものと異なる場合、先行技術の自
動溶接装置では、押えローラがウェブ材を常時押圧する
ことがてきず、フランジ部とウェブ材とを密接状態で連
続して正しく溶接することが困難である。したがって、
このような特殊形状のウェブ材をフランジ材に溶接して
ビームを形成するには、人手による溶接に依存せざるを
得す、作業性が低く、非能率な作業を強いられていた。

本発明にてはこのような問題点を解決するために、溶接
部に対して連続して送られるビーム形成用ウェブ材の上
端面が切欠きによって断続形状となっていても、あるい
は傾斜面になっていても、何等支障なくフランジ材に対
してウェブ材の接合端面を密接状態にして位置ずれを起
こさないて溶接部分での接合する両者がほぼ均等に加熱
溶着てきる条件を維持するようにした被加工材の押え装
置を提供することにある。

課題を解決するための手段： 本発明は、溶接構造ビームを自動溶接する装置において
、基台上に立設した本体フレームに付設されて昇降機構
により昇降可能にした被加工材押圧装置は、加圧機福に
より操作される可動フレームの下側に、加圧機構による
押圧力付加中心から被加工材の流れ方向に沿って前後に
少なくとも２個の押圧子を、並列に配し、基盤上に被加
工材の受けローラに対向するように構成の被加工材押え
装置である。

また本発明にては、前記押圧子がローラであって、その
ローラ支持体か押圧力付加中心を横断する上押えローラ
支持軸を基準にして、その前後に配された押えローラを
上下に移動変位てきるようにし、傾斜した被加工材に対
応して押圧力を（ｑ与できるようにしてもよい。この押
えローラ支持体を傾動固定する手段として、歯車噛み合
い機構と位置決め固定のためにウオームギヤ機構とを用
いて構成することもできる。

さらに本発明ては、前記押圧子として無端鎖により循環
移動できる多数の抑圧片を備えたキャタピラ状に構成さ
れたものであってもよい。このキャタピラ状に配列した
各押圧片、あるいは前記６押えローラは、被押圧材であ
るウェブ材が位置ずれを起こすことなく接合面に対して
密接するように周面に講を形成しておくことが好ましい
。

作　　　用　： このように構成された本発明の被加工材押え装置では、
被加工材の被溶接部が溶接操作個所に送られるに際し、
フランジ材に対してウェブ材は、溶接される手前位置て
カイトにより所定位置に合わされて進行する程に、下側
の受けローラと押えローラもしくはキャタピラ状押圧子
とによる挟圧力て、その下端面を密接して送られる。こ
のウェブ材か上側に多数の切欠きを有したものであって
も、複数のローラのうちの少なくとも２個がウェブ材端
面に接して押圧力を与えることができるのて、溶接によ
り母相に伝導される熱は、その接合部近傍において均等
に伝播し、ウェブ材とフランジ材との溶接部近傍での熱
膨張による母材の延びは、はぼ等しい状態となり、溶接
された後も溶融部か凝固して安定域に近づく区間で挟圧
力が付勢された状態に保たれることになって、溶接によ
る熱歪が非常に少なくなり、ウェブ上側の形状に係わり
なく、安定状態で自動溶接を行うことができる。そして
、以後の矯正操作も簡便となる。もちろん、一方のフラ
ンジ材にウェブ材を溶接した後、他方のフランジ材を溶
接するに際し、フランジ材を介してウェブ材に押圧力を
加える場合も、広い範囲て押圧するのて、安定した密接
状態に保って溶接操作が行える。

また、得ようとするビームのフランジ面が傾斜したもの
となる場合には、それに伴うウェブ材長辺の傾斜に対し
て押えローラあるいはキャタピラ状押圧子の押圧部を傾
斜対応させて、かつ加圧機構によって追従させることに
より、無理なく溶接することかてきる。この傾斜押圧面
を得るに際して、ウオームギヤ機構と歯車噛み合い＠構
とにより外部からの調節で任意の角度に設定することが
できる。

発明の効果・ 本発明によれば、■形ビーム、あるいはＴ形ビームを溶
接構造で製作するに際し、ウェブの形状が切欠き部を有
するものであっても、また傾斜辺をもったものであって
も、フランジ材とウェフ祠との接合状態を溶接操作の前
後所要区間で、両母材が均等な熱を受け、かつ安全状態
となるまで押圧力か保持されるようにしたことて、手作
業によらねば製作か困難であった特殊な形状のし−ムが
自動製作可能になり、合理化に役立つ有用な発明である
といえる。

実施例： 以下本発明を一実施例について図面により説明すれば、
次の通っである。

第１図に示すのは、本発明被加工材押え装置を組込んだ
溶接構造のビーム自動溶接装置の概要図であり、中央に
位置するのが溶接装置１である。

この溶接装置１は、■形断面（才たは逆Ｔ形断面）にフ
ランジ材相当の長い平板とウェブ材の板とを、所定の姿
勢に保持して、アーク溶接されるように、案内支持する
カイトローラや、前記ウェブ材をフランジ部材の中央位
置に当接維持する機構などが組込んである。この溶接装
置１のフレーム基盤３は、そのほぼ中央部下面て基台２
上に、被加工物の進行方向に傾動可能なよう枢支４され
、加工処理されたものの出口側で基盤３下面と基台２と
の間に、定常状態に保つためのハネ４′か介在配設しで
ある。

溶接装置１の上部には、基台２上に、該溶接装置１の傾
動並びに被加工付人の進行に支障を来さないよう支柱５
′位置を後部へずらせて架台５が跨設しである。この架
台５上には溶接操作部へのフラックス供給並びに回収処
理手段７と、溶接機６とを、配分して搭載しである。被
加工材への供給側と送り出し側とには、それぞれローラ
コンベヤ８．８”が配設しである。

溶接装置１は、第２図ないし第６図にて示すように、前
記したフレーム基盤３上には、被加工材への移動方向に
平行して所要の間隔て一対の基部フレーム１１，１．１
か配設してあり、さらに該基部フレーム１１、１１上に
、被加工付人が内下部を通過てきるようにして本体フレ
ーム］０が立設しである。この本体フレーム１０の４木
の支柱］２は、その相対する内側に上下方向のガイトレ
ール１３をそれぞれ沿設しである。被加工付人の移動方
向の前側位置く第２図］０ において左側）と後側位置く第２図において右側、以後
これに準して説明する）とに、それぞれ前記ガイドレー
ル１３対によって案内されて所要高さにセットできる押
圧ローラ支持機ｉ　２１．２１と、この押圧ローラ支持
機構２１の昇降フレーム２２中央部に取り付けた加圧シ
リンダ２６により上下動操作される可動フレーム３０と
によって、該可動フレーム３０下部に抑圧ローラ機構４
０及び被加工材案内用ローラ５］とが支持配設され、こ
れらとフレーム基盤３上に対向して配設した受けローラ
６０とによって、被加工付人を歪の発生か僅少な状態て
溶接できるようにした被加工材押え装置２０を構成して
、組込んである。

溶接手段としての溶接１・−チ１５は、前記した被加工
材押え装置２０．２０’の中間の位置に、移動する被加
工付人のフランジ材とウェブ材との溶接箇所に対向する
ようにして配設されている。

次に上記押え装置２０（一方のもので代表して説明する
）の各部について説明する。

押圧ローラ支持機構２］は、前記した本体フレーム］０
の支柱１２．１２に沿設したガイドレール１１３．１３
に、ガイドローラ２２′群によって前後左右に振れか生
じないで上下方向に移動案内される昇降フレーム２２を
主体とし、この昇降フレーム２２は、本体フレーム１０
の上部横繋ぎ部材１４と下部横繋ぎ部材１４とに設けで
ある軸受２３’、２３′にて垂直支持されて、被加工材
移動路の両側に配設しである一対のスクリュー軸２３．
２３にて、該昇降フレーム２２付設の昇降移動体２４内
蔵雌ねじ片２４′を介して、所要位置に移動させて支持
できるようになっている。前記各スクリュー軸２３．２
３は、本体フレーム１０の頂部に搭載されたモータから
、伝達軸２５′によってギヤーボックス２５°°、２５
°′を介し同調して異なる方向に回転するよう、動力か
伝えられる駆動部２５と接続されている。

前記昇降フレーム２２は、平行する２本の横梁材を両端
部て繋ぎ部材２２″にて繋き、平面視長方形に枠組力し
た構造になっている。前記したガイドローラ２２′群は
、各繋ぎ部材２２″にそれぞれ付設して、ガイ１〜レー
ル１３に接触するようにし、前後左右の］１ ２ 振れが生じない状態で案内できるようになっている。

加圧シリンダ２６は、昇降フレーム２２の中央部におい
て、２本の横梁材間に跨設したブラケッ１−２６′”対
にてトラニオン支持され、ピストンロット２６゛を下向
きに突き出している。

可動フレーム３０は、前記昇降フレーム２２とほぼ同様
の構造で、両端の支持部材３１にガイドローラ３２群が
付設され、ガイドレール１３に沿って昇降自在な構成で
あり、その中央部取付片３３で加圧シリンダ２６のピス
トンロット この可動フレーム３０の下面中央にブラケット４１によ
′）て加圧ローラ劃１０（押圧子）が取り付いている。

加圧ローラ機構４０は、第４図ないし第６図にて示すよ
うに、ブラケット４］の内側に押えローラ支持アーム４
２が手押えローラ４３の支持軸４３゛　を介して前後に
所要角度て回動可能に支持され、この押えローラ支持ア
ーム４２の前後両端部に副押えローラ４４．４７＋’が
各々回転自在に付設されている。前記手押えローラ４３
、副押えローラ４４，４４’はいずれも周面に■形溝を
形成して、被加工ウェブ材の上端。

縁をＶ形溝に受け入れて案内しつつ押圧力を加え得るよ
うにし、かつフランジ材の上面に対して押圧力が加える
ことのできるように平らな周面も備えている。

さらに、押えローラ支持アーム４２は、その基部上面に
付設した傾動操作用の歯車片４６と、可動フレーム３０
の下面に沿って軸受４７，　４７て支持された横軸４７
′上の歯車４６′とを噛合させて、該横軸４７端付設の
ウオームギヤ４８と、可動フレーム３０に組み込んだ操
作軸４９上のウオーム４８′　とてなるウオームギヤ機
構を、該操作軸４９端のハンドル４９゛によって回転さ
せることにより、所要の範囲で支持軸４３′を基準とし
て副押えローラ４４，４４’の位置を上下変位させて案
内部が被加工材の移動方向に傾斜した状態で、前記加圧
シリンダ２６による押圧力を被加工材に加えることがで
きるようにされている。

なお、押えローラ支持アーム４２には、フランジ３ ４ 材のガイトローラが一対付設され、フランジ材の溶接時
に案内できるようにしである。

前記した加圧ローラ機構４０に対向して基盤３」二側に
設りた受けローラ６０は、軸受６１，６１によりその支
持軸６２に受支され、該支持軸６２は駆動機（図示省略
）により、所要の速度て回転するようにしである。なお
、図面上、受けローラ６０の上側には、被加圧材のウェ
ブ材及びフランジ部材を両側から挟んで案内する被加工
材カイト機構７０か設けてあり、その案内ローラ位置は
、溶接１〜−チ］５の配置に支障ないようにして、フレ
ーム基盤３に支持されてパン１〜ルア２操作て回転する
スクリュー軸７１７１により、両側から調節するように
なっている。

基盤３の本体フレームコ０前方位置には、溶接後の加工
材を矯正するローラ装置９か配設されている。

上記したような構成の被加工材押え装置２０は、作業に
先立って、被加工材への高さ寸法に応じ、まず押圧ロー
ラ丈長機構２１の駆動部モータを起動して、スクリュー
軸２３．２３を回転させ、これに螺合する雌ねし片２４
′　内蔵の昇降移動体２４を介して昇降フレーム２２を
、上下方向に所要高さまで移動させる。この昇降フレー
ム２２の移動位置は、加圧ローラ１ｆｆｌ１４ｏによっ
て被加工付人のウェブ材Ａｌ上縁（もしくはフランジ部
材上面）を押圧できる高さに合わせる。

この被加工付人が第１０図（イ）で示すようなウェブ材
Ａ１の上面に切欠きＡ５を有したものを溶接してビーム
ＡＯを作成する場合、フランジ材Ａ２とウェブ材Ａ１と
を準備して、ローラコンヘヤ８によって溶接装置１に送
り込まれると、先ず進行方向の手前側の押え装置２０に
おける加圧ローラ支持機構２１の加圧シリンダ２６を作
動させて、加圧ローラ機構４０における各押えローラ４
Ｂ、４４．４４’　を被加工ウェブ材Ａ］の上面に当接
させる。これに合わせて案内用ローラ５１．５］を、被
加工ウェブ材Ａ］の上部を移動中心に位置するように挟
持させる。この際被加工フランジ材Ａ２の下部は被加工
材カイト機構７０によって所定位置で移動するよう案内
されている。

このようにして所定位置に案内保持された液加］５ ］６ エラニブ材Ａ１は、加圧シリンダ２６による押圧力で各
押えローラ４３．４４．　／１４　’　とその下側の受
けローラ６０とにより挟圧されて、受けローラ６０に伝
達される駆動力によって前進する。フランジ材Ａ２に対
してウェブ材間は、前記したように上側に切欠きＡ５を
有しているが、加圧ローラ機構４０が複数の押えローラ
４Ｂ、４４．４４’　を直列に備えているので、第７図
に示すように、少なくとも２個の押えローラがウェブ材
Ａ１の上端に接して押圧力を維持することかてき、加圧
ローラ機構４０による押圧力で密接して、先端部が溶接
位置に移行して公知の手段で溶接ｌ・−チ］５からのア
ークにより溶接される。

この溶接位置を通過すると、待機していた後側の押圧ロ
ーラ装置２０“が前側の押圧ローラ装置２０と同様にし
て、その加圧シリンダ２６による推力で加圧ローラ機構
４０の各押えローラが被加工ウェブ材Ａ１の上側に押圧
力を継続して加え、挟圧しながら受けローラ６０側から
の動力伝達で溶接されたビーム部分を前進させる。この
後側の抑圧ローラ装置２０’が作動を開始すると、前側
の押圧ローラ装置２０とによって、被加工付人のフラン
ジ材Ａ２とウェブ材Ａ１との接合部が密接状態に維持さ
れる。このようにすることで、溶接によって母材に伝導
される熱が、その接合部近傍て均等に伝播し、溶接前部
分では両者がほぼ均等に加熱状態に保たれて溶接部に進
行する。また溶接された後は、徐冷される間に挟圧力を
受けて移動することになる。

したがって、被加工材Ａのフランジ材Ａ２とウェフ材人
１とは、ウェブ材間の上辺が切欠きＡ５によって断続す
る形状になっていても、溶接直前位置から溶接された後
の加圧位置までの区間で、はぼ−体化した状態に挟圧さ
れて移動し、そのまま徐冷されることになるので、熱は
接合部の周辺て均等に分散伝播し、接合する両部材間に
熱膨張差などが生じることもなく、熱歪の発生が著しく
減じる。

それ故後側の押圧ローラ装置２０’の挟圧位置から離れ
た場所て矯正ローラ装置９により、残留歪を軽く矯正す
るたけで、曲がりのない製品（または半製品）に仕上け
られて送り出し側のローラコンベヤ８′上に移行する。

もちろん熱応力による歪か７ ］８ 残留しないので、溶接箇所でのクシツクの発生もない。

なお、前後側被加工材押圧ローラ装置２０２０゛は独立
して設けであるので、被加工材への溶接操作とその後の
状況に応じて、個々にその押えローラ群による押圧力を
設定し、最適の状態となるようにすればよい。

以」二はウェブ材訂が切欠きＡ５を有した場合について
説明したが、たとえは第１０図（ロ）で示すようにビー
ムＡＯ’の全体が勾配を有するものを製作する場合に（
Ｊ、被加工材押え装置２０．２０’における加圧ローラ
機構４０を加工するビームの勾配に合わぜて傾斜さぜ、
使用する。加圧ローラ機構４０の各押えローラ４Ｂ、／
１４．４４″の位置を変位させるには、可動フレーム３
０に（＋１設されている操作軸４つをハンドル４９”の
回動操作で回転させ、該操作軸４９上のウオーム４８゛
　とウオームギヤ４８との噛合により、該ウオームギヤ
４８が取り付く横軸４７°上の歯車４６′にて、これに
噛合する歯車片４６を介して押えローラ支持アーム４２
を、支持軸４３′　を基準にして所要角度に傾動させる
ことができる。

このようにして前後両液加工材押え装置２０．２０’は
、所要角度に副押えローラ４４．４４“が変位して、両
押えローラ４４．４４’の接線上て被加工ウェブ材もし
くはフランジ材が接触するようにして、以後は被加工材
が移動するのに応じ、加圧シリンダ２６による押圧力を
付加しつつ押圧ローラ支持機構２１を、その昇降駆動部
２５を作動して徐々に上昇させることにより、あるいは
下降させることにより、第８図に示すような傾斜状態で
のウェブもしくはフランジに押圧力を加えて溶接作業が
できることになる。同様にして、ウェブ材Ａ］が上端傾
斜て切欠きＡ５を備えているものにても、上記と同様に
加圧ローラ機構４０を傾けて押圧操作することかてきる
。

また、本発明にては、前記した複数の押えローラにて構
成された加圧ローラ機構４０に代えて、第９図に概要図
で示すように、鎖車５５．５６．５５に巻掛けた無端状
のチェノ５７に多数の押圧片５８を取り付けて、循環す
るキャタピラ状に形成した加圧機構４０“を採用するこ
ともてきる。この形式において、各押圧片５８には前記
押えローラ４３．４４．４４”　と同様１つ ０ に■形溝を設け、ウェブ材Ａ１の上端部を受け入れて案
内支持することができるようにしておく。こ−のキャタ
ピラ状に形成した方式において、抑圧片５８の代わりに
、小形のローラをヂエンによって連鎖するようにしても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を備えた溶接構造ビームの自動溶接
装置の概要図、第２図は本考案装置組込み要部の一部縦
断正面図、第３図は第２図の■■視図、第４図は加圧ロ
ーラ機構の要部縦断面図、第５図は第４図の■−■視図
、第６図は第４図の要部の平面図、第７図及び第８図は
作動態様を示ず図、第９図は加圧機構の別例図、第１０
図は取り扱う特異な形状めビームの一例を示す図である
。 １・溶接装置　　　　　　２・・基　　台３・・・基　
　盤　　　　　　８，８”・・・ローラコンヘヤ１０・
・・本体フレーム　　　　］〕・・・基部フレーム］２
・・・支　　柱　　　　　　１３・・・ガイドレール１
４・・・上部横繋ぎ部材　　　１４′・・下部横繋ぎ部
材１５・・溶接Ｉヘーチ ２０・前側の被加工材押え装置 ２０”・後側の被加工利押え装置 ２］・・押圧ローラ支持機構２２・・昇降フレーム２２
．３２・カイトローラ　　２３・・スクリュー軸２４・
・昇降移動体　　　　　２５・・駆動部２６・加圧シリ
ンダ　　　　２６′・・・ビス１へンロット３０・・・
可動フレーム　　　　３１・・支持部材３Ｂ・・中央部
取イ」片　　　　３７１．／ＩＩ　　フラケツ１〜４０
・加圧ローラ機構　　　４０′・加圧機構４２・・・押
えローラ支持アーム ４３・・主神えローラ　　　　４３′・支持軸４４４４
°・・副押えローラ　　４６・・歯車片４６“・・歯　
車　　　　　　４７・・・軸　受４７′・・・横　車中
４８・・ウオームギヤ４８“・・・ウオーム　　　　　
　４９・・操作！１１Φ５１・・案内用ローラ　　　　
５５，５６　　鎖　車５７　　ヂエン　　　　　　　５
８　　抑圧片６０−・受けローラ　　　　　６１・軸　
受６２・・支持軸 ７０、・・被加圧材カイト機構　八・被加工材１ ２ Ａ１ ウェブ材 ５ 切欠き 八２ フランジ材 ３ 特開平 ２８５７６７　（１１） 第７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　溶接構造ビームを自動溶接する装置において、基台
   上に立設した本体フレームに付設されて昇降機構により
   昇降可能にした被加工材押圧装置は、加圧機構により操
   作される可動フレームの下側に、加圧機構による押圧力
   付加中心から被加工材の流れ方向に沿って前後に少なく
   とも２個の押圧子を、並列に配し、基盤上に被加工材の
   受けローラに対向するように構成されていることを特徴
   とする溶接構造ビームの自動溶接装置における被加工材
   押え装置。 ２　前記押圧子がローラであつて、そのローラ支持体が
   押圧力付加中心を横断する主押えローラ支持軸を基準に
   して、その前後に配された押えローラを上下に移動変位
   できるようにされている請求項１に記載の溶接構造ビー
   ムの自動溶接装置における被加工材押え装置。 ３　前記押圧子として無端鎖により循環移動できる多数
   の押圧片を備えたキャタピラ状に構成された、請求項１
   に記載の溶接構造ビームの自動溶接装置における被加工
   材押え装置。 ４　押えローラ支持体を傾動固定する手段として歯車噛
   み合い機構と位置決め固定のためにウォームギヤ機構と
   を、押圧子の取付部において主押えローラの支持軸に関
   連させて組み込んである、請求項１または２記載の溶接
   構造ビームの自動溶接装置における被加工材押え装置。 ５　キャタピラ状押圧子支持体を傾動固定する手段とし
   て、歯車噛み合い機構と位置決め固定のためにウォーム
   ギヤ機構とを、押圧子の取付部において中間支持軸に関
   連させて組み込んである、請求項１または３記載の溶接
   構造ビームの自動溶接装置における被加工材押え装置。