JPH05185220A - 金属格子の自動端板溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長尺の縦材群に横棒を圧入抵抗溶接し、製品
寸法に分断した格子素材に、両側の端板を取付けるアー
ク溶接を自動化した量産設備。 【構成】 端板３を仮止めした格子素材Ｇを送給路の片
側沿いに旋回起立させ、格子縦材１と端板３の接合部
を、自動化に適した水平隅肉として、送給路沿いに並ぶ
複数の溶接ガン１４ａに向かわせる。各ガンをコンピュ
ータ制御で、前後動して隅肉溶接、左右動して次の溶接
位置へ移す動作を数回行えば、全溶接を短時間で終え
る。送給路の反対側にも同様な装置があって、片側の端
板溶接を終えた格子素材Ｇに、他側端板３を溶接する。
コンピュータに各型式、寸法の製品を登録しておけば、
製品仕様の変更がごく簡単になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は金属格子の自動端板溶
接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路の溝やますの蓋として多用されてい
る金属格子（グレーティング）は、並列した長尺縦材
（ベアリングバー）の上縁に横棒（クロスバー）を圧入
抵抗溶接し、製品寸法に分断し、両端板をアーク溶接で
取付けて仕上げている。横棒の圧入抵抗溶接は専用の抵
抗溶接機で行い、両端板のアーク溶接は一般に手動で行
っている。

【０００３】図３に金属格子の一例を示す。縦材１は帯
状鋼材で、横棒２は角棒を捩じたものである。縦材に横
棒２を付けたものは、ムカデと称し、人手で反転する
際、折れ易い。その両側に端板３を付けて、外端縦材１
に溶接すると剛性を生ずる。各縦材１の両端と端板３と
のアーク溶接は従来、図３，４，５にＷ，Ｗ´として示
すように、各縦材１の両端の上下と端板３の側縁との点
状溶接Ｗのほか、周壁の四隅と縦材１の数本に一本程
度、端板に隅肉溶接Ｗ´するのが一般である。

【０００４】縦材１の多数は、図４の上下の点状溶接Ｗ
だけで両端を固定されており、使用中、衝撃荷重が加わ
ると溶接部Ｗで破断するおそれが少くなかった。図４の
端板３を縦材１より短くして、上側だけは隅肉の点状溶
接にしているのは、使用時、下面になる所だから、少し
でも溶接強度を高める工夫である。しかしアーク溶接部
の弱点は、アークを消した跡に残るクレータで、点状溶
接部はそのクレータだけであるから、本質的に脆いので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】金属格子の使用時、各
縦材はそれぞれが垂直荷重を受ける梁となる。従って梁
である縦材１と、周壁である端板３との溶接部Ｗは、す
べて図５のような連続隅肉溶接Ｗ´にするのが当然と考
えられる。しかし、図５の連続隅肉溶接Ｗ´を全部の縦
材１の両端に施す事は、技術的にも労力的にも大きな負
担になるため、上述の便法で済ましている。それでも溶
接工が不足で、溶接部の信頼性が低下している。この発
明は、周壁の四隅も含めて、すべての縦材１の両端と端
板３とを自動的に、連続隅肉アーク溶接で結合すること
を主な目的とし、そのための簡素で有効な装置を提供す
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の金属格子の自
動端板溶接装置は、長尺格子材を製品寸法に分断した金
属格子素材に、対向周壁となる両端板を自動溶接する装
置であって、予め仮止め溶接で上記両端板を付けた金属
格子素材を寝かし載せ、両端板が進行方向に沿う姿勢で
送る素材送給路、送られた上記格子素材を、その周壁を
くわえて、送給路の片側沿いに旋回起立させる起伏機
構、起立した上記格子素材の複数の縦材下端と上記端板
との接合部に対し、前後動して隅肉溶接し、左右動して
次へ移る制御コンピュータ付き複数アーク溶接装置、及
び、上記送給路の他側沿いに設けた上記同様の起伏機
構、複数アーク溶接装置を備え、上記各アーク溶接装置
は、先端に進入案内用傾斜部をもつ倣いカム棒と、その
下に沿う溶接ガンとを、定位置から一方向へ水平旋回可
能に保持するガン支持部と、このガン支持部を上記定位
置へ戻す付勢手段とを有することを特徴とする。

【０００７】また上記両端板を付ける面を進行方向に沿
わして伏せた金属格子素材を、その送給路の片側へ寄せ
る横押し機構、上記送給路沿いに、上記横押し機構に対
向して設けた端板支持材と、その左右及び上下にあっ
て、送給路上の上記素材と、上記支持材に添わした端板
とを正しく組合わす自動締め具とからなる仮溶接治具、
上記送給路面に設けた昇降機構つきターンテーブル、仮
溶接した格子素材を、その周壁をくわえて送給路片側沿
いに旋回起立させる起伏機構、起立した上記格子素材の
複数の縦材下端と上記端板との接合部を順次、隅肉溶接
する制御コンピュータつき複数アーク溶接装置、及び、
上記送給路の他端沿いに設けた上記同様の起伏機構、複
数アーク溶接装置を備えることを特徴とする。

【０００８】さらに又、上記格子素材を、横棒が上面に
あり、縦材が進行方向に沿う分断時の姿勢で進める第１
送給路、第１送給路上、送られた素材を上下段ローラ間
に受入れ、旋回反転させて送り出す反転部、第１送給路
終端で格子素材を、その向きを変えることなく、側方へ
伸びた第２送給路上へ押出す方向転換部、第２送給路上
の格子素材を路の片側へ寄せる横押し機構と、寄せられ
た格子素材に端板を当て、位置決め固定する仮溶接治具
と、格子素材を路面から浮かして水平旋回させる昇降機
構つき回転台とを持つ仮溶接部、仮溶接ずみ格子素材を
路の片側へ旋回起立させる起伏機構と、起立した格子素
材の複数の縦材下端を端板に隅肉溶接する、前後左右に
可動な複数アーク溶接装置とを持つ第１溶接部、及び、
第１溶接部の下流で、路の反対側にあり、第１溶接部と
は対称構造の第２溶接部を備えることを特徴とする。

【０００９】この発明は三発明から成っているので、各
個に作用説明する。第１発明は、金属格子素材を、仮付
けした両端板が進行方向に沿うように寝かして送り、溶
接設備の前で旋回起立させる事により、片側端板の上に
全部の縦材が垂直に立って溶接設備に面するようにす
る。従ってその端板と各縦材との接合部は、自動アーク
溶接に最適な水平隅肉となり、複数（４〜８個）溶接ガ
ンを前後動して、同時に複数箇所を溶接し、各ガンを一
斉左右動させて次の溶接部へ移す簡単なコンピュータ制
御でもって、全部の自動アーク溶接を短時間で済ますこ
とが出来る。他側の端板も、反対側の同様な設備で各縦
材に溶接される。各溶接ガンは倣いカム棒の下に沿っ
て、一体に支持され、両者が前進して、倣いカム棒先端
の進入案内用傾斜部が、溶接すべき縦材の前縁につき当
たると、両者が少し水平旋回し、上記傾斜部後端とガン
の先端とが縦材側面沿いに進入する。そこで自動的に隅
肉溶接開始スイッチが入る。

【００１０】第２発明は、アーク溶接する所は第１と同
様で、これに加えて準備工程の端板仮止めに有効な設備
を備える。すなわち端板を付けないで送られた素材を、
送給路の片側沿いに設けた仮溶接設備の端板支持材へ横
押しし、その素材端面と端板とを左右、上下の自動締め
具で正しく組合わす。これで手持ち溶接具または自動溶
接設備でもって、素材から端板がはずれない程度に、軽
く仮止め溶接することが出来る。こうして片側の端板を
仮溶接したら、ターンテーブルを浮上させて素材を１８
０°水平旋回させ、同様に他側端板も仮溶接する。

【００１１】第３発明は上記第１、第２発明を、従来の
長尺縦材と横材の圧入抵抗溶接およびその分断設備に接
続させるものである。抵抗溶接後、直ちに分断された金
属格子素材は、横棒２を上面にした姿勢で出てくる。そ
の横棒２側が金属格子使用時の上面になるが、その上面
に端板上縁を揃えるため、従来は人手で素材を折れない
よう注意しつゝ、反転して端板を付けていた。同様の目
的でこの発明は送られた素材を上下段ローラ間に入れて
旋回反転させ、円滑に図３の反転姿勢に変える。これで
縦材と端板との取付け時の位置決めが容易になる。

【００１２】抵抗溶接、分断、反転と一直線に進んだラ
インの先に、さらに端板仮止め、本溶接、搬出の設備が
並ぶと極めて細長いラインになる。これを最も都合よく
横へ曲げるため、反転して出て来た素材を、向きを変え
ることなく、側方へ伸びた第２送給路へ押出す、これに
よって、送給路途中で素材の向きを変えなくても、第２
送給路上では素材の端板取付面が進行方向に沿う姿勢に
なる。つまり端板取付面が送給路沿いの溶接設備に直面
するようになるのである。

【００１３】

【実施例】図１はこの発明の一実施例全体の平面図で、
右下のコンベア端は抵抗溶接、分断設備に接続し、他端
は搬出設備に接続している。図中、鎖線で示すＧは、図
３の端板３，３を付ける前の金属格子素材である。格子
素材Ｇは第１送給路４のローラコンベアに載って進み、
反転部５の上下段ローラ（モーターローラ）５ａ内に入
込み、旋回反転させられて、第１送給路４の終端の方向
転換部６へと進む。

【００１４】方向転換部６には昇降する横向きローラ台
６ａと、押板つき流体圧シリンダ６ｂとがあって、入っ
て来た格子素材Ｇを少し浮上させ、向きを変えることな
く、側方へ伸びた第２送給路７へ押出す。格子素材Ｇの
横棒２が横向きローラ台６ａに載るから支障なく出てゆ
く。第２送給路７上で格子素材Ｇは、両側に端板２を仮
付け、本溶接する。すなわち第２送給路７上に進んだ格
子素材Ｇは、仮溶接部８に達して停められ、横押し機構
８ａにより路の左側へ寄せられ、仮溶接治具９の端板支
持材９ａに添わした端板３に押当てられ、支持材９ａの
左右及び上下の自動締め具９ｂ，９ｃにより、正しい位
置に組合わせ固定される。

【００１５】こうして仮溶接の準備が整ったら、この実
施例では、前工程の抵抗溶接部と切断誤差の検査員を兼
ねた作業者が、アーク溶接機１０の手持ちガン１０ａに
より、仮溶接された端板３の両端と縦材１との隅肉部を
仮溶接する（こゝだけ本溶接してもよい）。そこで仮溶
接治具９を開放し、昇降機構つきターンテーブル１１に
より、格子素材Ｇを治具９の各部に触れない高さへ浮上
させ、１８０°水平旋回させて降ろし、同様の手順で他
側端板３も仮溶接する。これで仮溶接工程が終わる。

【００１６】両端板３を仮溶接した格子素材Ｇは、仮溶
接治具９から再び第２送給路７上へ戻されて進み、第１
溶接部１２で停められる。こゝには格子素材Ｇの周壁を
くわえて、路の左側沿いに旋回起立させる起伏機構１３
が、図１，２の鎖線位置１３´に伏せている。格子素材
Ｇがその上に乗込んで停まると、図２の流体圧シリンダ
１３ａがラック棒１３ｂを押し引きしてピニオン１３ｃ
を回す事により、可動ローラ台１３ｄと起伏腕１３ｅを
図１，２に実線で画いた起立位置へ起こす。格子素材Ｇ
は起こす前に、図示しないケーブルシリンダで動くクラ
ンプブロック１３ｆにより、路の左側へ寄せて周壁を挟
みくわえている。

【００１７】起立した格子素材Ｇの各縦材１の下端とそ
の下の端板３とを、図６のように自動隅肉溶接するた
め、この実施例は電源溶接機１０、自動アーク溶接装置
１４、アーク溶接ガン１４ａを４〜８セット並べてい
る。これらは図示しない総合コンピュータによって一括
制御され、ガン１４ａを前または後へ動かして隅肉溶接
Ｗ´を終えたら、左右動して次の接合部の前へ移り、そ
こを隅肉溶接する、という簡単な制御で次々と全部の溶
接を終える。左右動の距離を、製品寸法に応じてコンピ
ュータに記憶させておくが、要すれば縦材１の位置を検
出してガン１４ａを停めるセンサーを加えてもよい。製
品寸法に応じて、溶接技術者が指示した電流、電圧等の
溶接条件と溶接距離をコンピュータに記憶させ、製品が
変わった時、製品の型を呼び出せば自動的に対応できる
ようにしている。

【００１８】図７，８に自動アーク溶接装置１４の一例
の詳細を示す。それは先端に進入案内用傾斜部１６ａを
もつ倣いカム棒１６と、その下に沿う溶接ガン１４ａと
を、定位置（図８の鎖線位置１６´）から一方向へ水平
旋回可能に固定するガン支持部１４ｂと、この支持部１
４ｂを上記定位置へ戻す付勢手段のバネ１７を有する。
ガン支持部１４ｂは下面に垂下した円柱１８を軸支持材
１９にはめて、水平旋回可能であり、その旋回可能な角
度は図示しないストッパにより、図８のカム棒１６の実
線と鎖線１６´とのなす角よりやゝ大きい程度に制限し
ている。溶接ガン１４ａとカム棒１６はコンピュータ、
センサー等により前進すれば必ず縦材１の前縁に進入案
内傾斜部１６ａが当たる位置に停められる。そこから前
進して縦材１に当たり右旋回させられて、縦材１側面沿
いに進入する。しかし縦材１のピッチ誤差により、右旋
回が制限範囲以上必要になり、進入出来なくなる場合が
ある。

【００１９】この実施例はそのような場合に備えた設計
で、軸支材１９が横行台１４ｃの凹溝の中で、横押しバ
ネ１７ａに抗して少し横移動することにより、カム棒１
６が縦材１の側面へ進入可能にしている。もっともガン
支持部１４ｂの水平旋回可能な角度を大きくし、またカ
ム棒１６先端の傾斜部１６ａも大きくすれば、支持部１
４ｂの横移動は不要になる。この実施例ではガン支持部
１４ｂがガン１４ａを小さく水平旋回させ、その下の横
行台１４ｃが図示しないサーボモータとネジ軸２０によ
り、一斉に左右動し、その下の前後動台１４ｄが全部の
溶接装置を載せて、基台２１上を前後動する。

【００２０】第１溶接部１２で片側の端板３の本溶接が
終わったら、起伏機構１３を第２送給路７に戻し、クラ
ンプブロック１３ｆをゆるめて、格子素材Ｇを少し進
め、横押し機構８ａと同様な機構８ｂにより、路上の反
対側へ押しやる。これで路上、右側へ移った格子素材Ｇ
は図１の左端の第２溶接部１５で停められ、第１溶接部
１２と全く対称的な起伏機構１３により旋回起立させら
れ、複数のアーク溶接装置１４により右側端板３を本溶
接され、送給路７に戻される。溶接を終えた格子素材Ｇ
は直ちに、図示しない搬出設備へ送られる。以上、一実
施例について説明したが、この発明はその要旨を変える
ことなく、実施条件に応じて、当業者の公知技術により
多様に変化、応用し得ることは言うまでもない。すなわ
ち格子素材Ｇの送給路はコンベアに限らない。第１発明
は第２，第３発明を不可欠とするものでない。仮溶接部
８での仮溶接手段は手動溶接でなく、第１、第２溶接部
１２，１５同様、自動アーク溶接にするのは容易であ
る。

【００２１】

【発明の効果】金属格子の端板溶接部は、製品一個に数
十箇所もあり、しかも図５に示すように狭い間隙に溶接
棒をさし込んで、技術的に難しい立向隅肉溶接が必要な
ため、前述のように簡略化されて来た。溶接技術者の不
足により、その簡略化された溶接部も信頼度を下げる恐
れが少くなかった。この発明はこれ等の問題点を抜本的
に解消した。この発明は平らな格子素材を敢えて起立さ
せる事により、すべての接合部を溶接の自動化に最適な
水平隅肉溶接にした。しかもその溶接手段を制御コンピ
ュータ付き複数アーク溶接装置とする事により、複数箇
所を同時溶接し、自動的に全部の溶接を短時間に終える
ようにした。コンピュータに製品型式多数を登録してお
く事により、製品変更も容易である。各溶接ガンは停止
位置から隅肉部へ進入する際、倣いカム棒先端の進入案
内用傾斜部を縦材前縁に当てる事により、少し水平旋回
して溶接位置につくようにしたから、在来の倣い機構に
比べ極めて軽快で確実である。

【００２２】そして、起伏機構、溶接装置を送給路の両
側に設けた事により、一箇所で起立姿勢を逆向きにする
必要を無くし、両側の溶接を同時進行させて、生産性を
高められるようにした。また仮溶接設備として自動的
に、送給路片側寄りに仮組立てし、水平旋回させて、同
じ位置で仮溶接を可能にした簡素、有効な装置も提供し
た。さらにまた、前工程である抵抗溶接、分断ラインと
接続して、送られた格子素材を変形のおそれなく反転
し、側方へ伸びる送給路へ移すことにより、路上の姿勢
変更を不要にし、工場ライン配置を容易にした。この発
明は、金属格子の溶接強度の不安を一掃し、生産性を高
めた事により、金属格子の新しい設計、より広汎な用途
を開くものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例平面図。

【図２】同上、要部立面図。

【図３】金属格子の一例の斜視図。

【図４】同上溶接部分の立面図。

【図５】同上、別の溶接部分斜視図。

【図６】図２の溶接部分の説明図。

【図７】溶接装置の側面図。

【図８】同上平面図。

【符号の説明】

４ 第１送給路 ５ 反転部 ６ 方向転換部 ７ 第２送給路 ８ 仮溶接部 ９ 仮溶接治具 １２ 第１溶接部 １３ 起伏機構 １４ 自動アーク溶接装置 １５ 第２溶接部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２３Ｋ 101:24

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺格子材を製品寸法に分断した金属格
   子素材に、対向周壁となる両端板を自動溶接する装置で
   あって、 予め仮止め溶接で上記両端板を付けた金属格子素材を寝
   かし載せ、両端板が進行方向に沿う姿勢で送る素材送給
   路、 送られた上記格子素材を、その周壁をくわえて、送給路
   の片側沿いに旋回起立させる起伏機構、 起立した上記格子素材の複数の縦材下端と上記端板との
   接合部に対し、前後動して隅肉溶接し、左右動して次へ
   移る制御コンピュータ付き複数アーク溶接装置、及び、 上記送給路の他側沿いに設けた上記同様の起伏機構、複
   数アーク溶接装置、 を備え、 上記各アーク溶接装置は、先端に進入案内用傾斜部をも
   つ倣いカム棒と、その下に沿う溶接ガンとを、定位置か
   ら一方向へ水平旋回可能に保持するガン支持部と、この
   ガン支持部を上記定位置へ戻す付勢手段とを有すること
   を特徴とする金属格子の自動端板溶接装置。
2. 【請求項２】 長尺格子材を製品寸法に分断した金属格
   子素材に、対向周壁となる両端板を自動溶接する装置で
   あって、 上記両端板を付ける面を進行方向に沿わして伏せた金属
   格子素材を、その送給路の片側へ寄せる横押し機構、 上記送給路沿いに、上記横押し機構に対向して設けた端
   板支持材と、その左右及び上下にあって、送給路上の上
   記素材と、上記支持材に添わした端板とを正しく組合わ
   す自動締め具とからなる仮溶接治具、 上記送給路面に設けた昇降機構つきターンテーブル、 仮溶接した格子素材を、その周壁をくわえて送給路片側
   沿いに旋回起立させる起伏機構、 起立した上記格子素材の複数の縦材下端と上記端板との
   接合部を順次、隅肉溶接する制御コンピュータつき複数
   アーク溶接装置、及び、 上記送給路の他側沿いに設けた上記同様の起伏機構、複
   数アーク溶接装置、 を備えることを特徴とする金属格子の自動端板溶接装
   置。
3. 【請求項３】 長尺格子材を製品寸法に分断した金属格
   子素材に、対向周壁となる両端板を自動溶接する装置で
   あって、 上記格子素材を、横棒が上面にあり、縦材が進行方向に
   沿う分断時の姿勢で進める第１送給路、 第１送給路上、送られた素材を上下段ローラ間に受入
   れ、旋回反転させて送り出す反転部、 第１送給路、終端で格子素材を、その向きを変えること
   なく、側方へ伸びた第２送給路上へ押出す方向転換部、 第２送給路上の格子素材を路の片側へ寄せる横押し機構
   と、寄せられた格子素材に端板を当て、位置決め固定す
   る仮溶接治具と、格子素材を路面から浮かして水平旋回
   させる昇降機構つき回転台とを持つ仮溶接部、 仮溶接ずみ格子素材を路の片側へ旋回起立させる起伏機
   構と、起立した格子素材の複数の縦材下端を端板に隅肉
   溶接する、前後左右に可動な複数アーク溶接装置とを持
   つ第１溶接部、及び、 第１溶接部の下流で、路の反対側にあり、第１溶接部と
   は対称構造の第２溶接部、 を備えることを特徴とする金属格子の自動端板溶接装
   置。