JPS5828034B2 - 金属製容器の口金溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は金属製容器の本体とこれに圧入された口金と
のリング状の接合部を溶接する装置に関する。

この発明で金属製容器とは内容積が数リットルから２０
０１Ｊットル程度までの容器をいい高圧容器は含まない
。

また、本体とは容器を構成する胴体、天板および地板の
それぞれをいう。

一般に金属製容器には注入口あるいは換気口が設けられ
、これらには本体とは別体の口金が取り付けられている
。

ところで、従来の口金の取付けは圧入、かしめなどの機
械的な方法によっていたので、内容液によってはガスケ
ットが侵されて漏れを生じたり、あるいは内容液を汚染
、変質させることがあった。

また、プラグを強く締め過ぎたり、荷扱い時に過大な外
力カ切口わった場合には口金部が緩んで漏れが生じるこ
ともあった。

そこで、本発明者達は上記のような欠点を全く解消する
ことができる本体と口金との溶接構造を開発した。

（実願昭５２−１１８７０９号） ところで、金属製容器は大量生産される場合が多く（例
えば−工場でドラム缶が月に１０万本製造される）、殆
んどが流れ作業によって自動的に製造される。

したがって、本体と口金との溶接も製造ライン内に組み
込みが可能であることが望まれる。

そのためには、高い溶接部品質を得ることは勿論である
が、溶接部の位置決めが迅速かつ正確であること、溶接
が短時間のうちに終了すること、および作業の自動化が
容易であることが必要である。

この発明は上記のような問題を解決したもので、金属製
容器の本体と口金とを高い作業能率でもって溶接するこ
とができ、かつ自動化が容易な溶接装置を提供すること
を目的としている。

以下この発明の詳細な説明する。

この発明では、コイル材から所要の寸法にせん断された
本体材料に口金用の穴をあけ、そこに口金を嵌入したの
ち本体と口金とのリング状の接合部を溶接する。

口金を嵌入した本体は接合部が水平となるようにして溶
接装置に移送される。

この移送の段階では本体は溶接トーチに対して未だ正確
に位置決めされていない。

すなわち、接合部はリング状をなし、かつ幅が例えば１
〜４ｍｍと狭く、このような接合部を正確に溶接位置（
溶接トーチの直下）に位置されるには高い精度で本体を
移動、停止させねばならない。

また、本体がドラム缶のように大型になるとこの位置決
めは更に困難となる。

したがって、移送の段階では本体を溶接装置の大体の位
置にセットするようにしている。

ついで、口金の穴に垂直姿勢の基準軸を両者が直接ある
いは間接的に接触するようにして挿入する。

そうすると、本体は位置ずれの分だけ前後左右に移動し
て正確な位置決めがなされる。

すなわち、基準軸には溶接トーチが所定の距離をもって
取り付けられているので口金の穴を基準軸に合わせるこ
とによって溶接トーチは接合部を指向し、正確な位置決
めが得られる。

また、基準軸を口金の穴に挿入するだけであるから位置
決めは迅速に行なわれている。

上記のようにして本体が溶接装置にセットされたならば
、溶接トーチを基準軸周りにリング状の接合部に沿って
回転させながら接合部を溶接する。

溶接にはアーク溶接、ガス溶接その他の溶接方法が用い
られる。

つぎに、この発明の詳細な説明する。

第１図は本体と口金の溶接部を示すもので、本体はドラ
ム缶の天板１であり、これに口金３が嵌入されている。

天板１の口金用穴の縁２は上方に若干折り曲げられてお
り、この縁２の端部と口金３の端部とがリング状の接合
部を形成し、この部分が溶接４される。

以下、ドラム缶の天板に２個の口金を溶接する場合につ
いて説明する。

第２図〜第４図は溶接装置の全体図であり、溶接装置は
ドラム缶製造ライン内に配置されている。

これら図面に示すように架台１１内には水平に延びる搬
送装置（例えばチェンコンベヤー）が通っている。

この搬送装置７は口金３を嵌入した天板１を前工程より
溶接装置まで移送し、更に溶接の終った天板１を次工程
に送り出すものである。

架台１１にはこれに固定されたガイド１２に案内されて
昇降するクランプ台１３を設けており、クランプ台１３
の底部にはクランプ台１３を昇降させる空圧シリンダー
１４のロッド１５が連結されている。

また、クランプ台１３の頂部には絶縁体１７（第８図参
照）を介在させた取付台１６を設けており、取付台１６
の中央部には天板支持台１８および左右には位置決め機
構部２Ｌ２２を設けている。

なお、位置決め機構部２Ｌ２２の位置はそれぞれ天板１
に嵌入された口金３の位置に相当している。

第５図および第６図に位置決め機構部２１゜２２の詳細
を示している。

以下、左櫃１］の位置決め機構部２１について説明する
が、右側の位置決め機構２２も全く同様の構造である。

位置決め機構２１は円板状の基台２４と中央に三等分に
分割された最外周が円弧をなした長方形開口部２７を有
する抑え板２６とからなる位置決め機構本体２３に二側
爪３１を取り付けている。

すなわち、基台２４には円周方向に１２０°の間隔をお
いて半径方向に延びる三つの案内溝２５が設けてあり、
ここに各爪３２の基端部３３がはめ込まれ、そして基端
部３３の上面は抑え板２６で抑えられている。

爪３２は基端部３３より心出し部３４が上方に突出して
おり、心出し部３４の外周面３５は円筒面に、また内周
面３６は中、心に向って傾斜する円すい面になっている
。

基台２４と爪革端部３３の底面との間には爪３２の移動
を助けるためローラー３８を介在させている。

また、基台２４と爪革端部３３の外側端面との間にはコ
イルはね３９を介在させ、常に爪３２が位置決め機構中
心に向うようにしている。

そして、三つの爪３１は円すい状の受は穴３−７を形成
している。

（第８図参照）再び、第２図〜第４図に戻って説明を続
けると、架台１１には２組の基準軸４１．４２が垂直に
かつ回転自在に取り付けである。

基準軸４１．４２下端の頭部４３は砲弾状となっており
、上記二側り爪３１の受は穴３７とはめ合う。

この頭部４３は基準軸の上部とスラスト軸受４４を介し
て接続されており、上部に対して回転自在である。

（第５図参照）また、基準軸４Ｌ４２にはそれぞれ溶接
トーチ４７が取り付けてあり、溶接トーチ４７の電極４
８は天板１と口金３との接合部５を指向している。

架台１１の頂部には上記基準軸４１．４２を回転駆動す
る正転用直流モーター５１および逆転用交流モーター５
２を取り付けている。

各モーター５１．５２の出力側はそれぞれベルト５３，
５４を介してクラッチブレーキ５５に接続され、さらに
クラッチブレーキ５５の出力側は減速機５６に接続され
ている。

（第７図参照）そして、減速機５６には基準軸４１の上
端部が接続されている。

また、基準軸４１，４２にはそれぞれ同一の高さ位置に
ベルトブーＩＪ−５７，５８が固着されており、これら
ベルトブーＩＪ−５７，５８はベルト５９によって作動
連結されている。

上記架台１１には頂部より垂下する固定軸６１の下端に
前記天板支持台１８に対向するようにして天板抑え板６
２を固着している。

また、第７図に示すように架台１１には、搬送装置７に
よって移送されて来た天板１を検出するセンサー６５（
例えば光電スイッチ、近接スイッチ）を取り付けている
。

さらに、架台１１にはクランプ台１３の下限位置および
上限位置をそれぞれ検出するセンサー６６および６７を
取り付けている。

ここで、第８図および第９図に従って、上記のように構
成された溶接装置の作動について説明する前工程で口金
３を嵌入された天板１は搬送装置７により一定のタイミ
ングで溶接装置に移送される。

第８図は天板１が溶接装置内に持込まれ、搬送装置７が
停止した状態を示している。

この状態ではクランプ台１３は下方の待機位置にあり、
位置決め機構２１の玉割り爪３１はコイルばね３９によ
り中央に押し出されている。

また、口金３は基準軸４１のほぼ直下に位置しているが
、正確な位置決めは未だなされていない。

上記のように天板１が大体の位置にセットされるとセン
サー６５がこれを検知し、その信号により直ちに空圧シ
リンダー１４を作動させてクランプ台１３を上昇させる
。

クランプ台１３の上昇により天板１は縮少されている三
つ割り爪３１が口金穴内に押入されながら天板支持台１
８により押し上げられ、天板１は搬送装置７より離れる
。

そして、天板１は前記天板抑え板６２に接触するまで押
し上げられ、第９図に示すように天板支持台１８と天板
抑え板６２とによって挾持される。

このとき、三つの爪が形成する円すい状の受は穴３７に
垂直基準軸４１の先端部４３が嵌合し、三つ割水３１の
外周面３５が口金３のねじ面６に接するまで押し広げら
れ、天板１は位置ずれの分だけ前後左右に移動し正確な
位置決めがなされながら溶接トーチ４７の電極４８は天
板１と口金３との接合部５に正しく指向する。

そして、直ちに基準軸４１と共に溶接トーチ４７がリン
グ状接合部５に沿って一周して接合部５を溶接する。

上記溶接が終了すると直ちにクランプ台１３が下降し天
板１は搬送装置７上に乗せると共に、溶接トーチ４７を
逆回転して元の位置に復帰させ、次の溶接まで待機させ
る。

そして、搬送装置７を再び駆動して、溶接の終った天板
１を装置から送り出すと共に次の天板１を運び入れる。

ここで、第１図に示すシーケンス図に従って上記装置の
自動動作について説明する。

天板１が所定の位置に到着し、センサー６５上を通過す
る間、センサー（近接スイッチ）６５に接続された電磁
コイルＰ１が付勢され、これの接点Ｐ１Ａが閉じる。

そして、通過し終えるとコイルＰ１は消勢され、接点Ｐ
ＩＡは開く。

上記接点ＰＩＡが閉じると、コイルＲ１が付勢されて接
点ＲＩＡが閉じ、接点ＲＩＡが開くと共にタイマーＴ１
が作動し、整定時限後に接点ＴＩＡが閉じる。

そして、コイルＲ２が付勢されてこれの接点Ｒ２Ａが閉
じ、前記空圧シリンダー１４に接続された電磁弁（図示
しない）のソレノイドＳが付勢される。

これより、空圧シリンダー１４が駆動されてクランプ台
１３は上昇する。

クランプ台１３が上限位置に達したならば、センサー６
７に接続されたコイルＰ３が付勢され、これの接点Ｐ３
Ａが閉じる。

このとき、接点Ｒ２Ｂはすでに閉じているので、コイル
Ｒ４が付勢されて接点Ｒ４Ａが閉じ、タイマーＴ２が作
動して整定時限後にこれの接点Ｔ２Ａが閉じる。

そして、コイルＲ５が付勢されこれの接点Ｒ５Ａ、Ｒ５
Ｂ 、Ｒ５Ｃが閉じ、接点Ｒ５Ｄが開くと共に、タイマ
ーＴ３が作動してこれの整定時限後に接点Ｔ３Ｂが開き
、接点Ｔ３Ａが閉じる。

また、上記接点Ｒ５Ｂが閉じることによりコイルＲ８が
付勢されて接点Ｒ８Ａが開じ、コントロールユニットＣ
内の接点（図示しない）が閉じる。

これより１、第７図に示す正回転用直流モーター５１に
クラッチブレーキ５５を介して基準軸４１が作動連結さ
れ、基準軸４１は正回転する。

上記接点Ｔ３Ａが閉じることによりコイルＲ６が付勢さ
れて接点Ｒ６Ａが閉じる。

このとき、上記接点Ｒ４Ｂ 、Ｒ８Ａは閉じているので
正回転を始めた基準軸４１に付設したカム６０（第２図
〜第４図参照）によって溶接アークスタート用リミット
スイッチＬ１は閉じ、コイルＲ７が付勢される。

コイルＲ７の接点（図示しない）は溶接電源の開閉回路
に挿入されており、これにより接合部５の溶接が開始さ
れる。

基準軸４１に固定された溶接トーチ４７がリング状の接
合部５に沿って一周すると、上記カム６０によってリミ
ットスイッチＬ１は開いてＲ７は消勢され、溶接は停止
する。

この直後にリミットスイッチＬ２が閉じ、すでに接点Ｒ
５Ｃは閉じているので、コイルＲ９が付勢されて接点Ｒ
９Ａが閉じる。

そして、タイマーＴ４が作動し、整定時限後に接点Ｔ４
Ａが閉じ、コイルＲ１０が付勢され、タイマーＴ５も作
動する。

このコイルＲ１０の付勢によって接点ＲＩＯＡ、Ｒ１０
Ｂが開くと共に、コントロールユニットＣ内のクラッチ
用接点（図示しない）も開き、クラッチが作動して基準
軸４１は正回転用モーター５１との連結が断たれる。

同時にブレーキ用接点（図示しない）が閉じ、ブレーキ
がかけられて基準軸４１の回転は停止する。

ついで、上記タイマーＴ５の整定時限後に接点Ｔ５Ａが
閉じてコイルＲ１３が付勢され、接点Ｒ１３Ａ、Ｒ１３
Ｂが閉じ、接点Ｒ１３Ｃ。

Ｒ１３Ｄ、Ｒ１３Ｅが開いてコイルＲ１，Ｒ１０は消勢
される。

また、コイルＲ１３の付勢によりコントロールユニット
Ｃ内のクラッチ用接点（図示しない）が閉じてクラッチ
が作動し、逆転用交流モーター５２と基準軸４１が作動
連結される。

これより、基準軸４１は逆転し、元の位置に達したなら
ば、上記カム６０によりリミットスイッチＬ３が閉じる
。

このとき、接点Ｒ１３Ｂは閉じているので、コイルＲ１
１が付勢されて接点Ｒ１１Ａが閉じると共に、タイマー
Ｔ６が作動し、これの整定時限後に接点Ｔ６Ａか開じる
。

また、前記接点Ｒ５Ｄは接点Ｒ１０Ａが開いた時点で閉
じているので、コイルＲ１２が付勢されて接点Ｒ１２Ａ
。

Ｒ１２Ｃ，Ｒ１２Ｅは閉じ、接点Ｒ１２Ｂ 。

Ｒ１２Ｄは開く。

ついで、タイマーＴ７が作動し、コイルＲ１３が消勢さ
れてコントロールユニットＣのクラッチ用接点（図示し
ない）が開き、クラッチが作動して基準軸４１と逆転用
モーター５２との連結が断たれると共に、接点Ｒ１３Ｃ
は閉じる。

上記接点Ｒ１２Ｃが閉じることによってコイルＲ１０が
付勢されてブレーキ用接点が閉じ、ブレーキがかけられ
る。

さらに、上記タイマーＴ７の整定時限後に接点Ｔ７Ａが
開き、コイルＲ１１およびタイマーＴ６が消勢される。

すなわち、基準軸４１が正回転している間、接点Ｒ１２
Ｃは開き、接点Ｒ１２Ｄは閉じている。

また、基準軸４１が逆回転している間、正回転回路の接
点Ｒ１３ＣおよびＲ１３Ｄは開いている。

したがって、正回転回路と逆回転回路とはインターロッ
クされている。

つぎに、前記コイルＲ１３の接点Ｒ１３Ｅが開いて逆回
転が開始する時点で、コイルＲ１およびタイマーＴ１は
復帰し、接点ＴＩＡおよびＲ２Ａが開いてソレノイドＳ
が消勢され、クランプ台１３が下降する。

この下降の途中で搬送装置７は天板１を受は取り、溶接
装置から運び出す。

さらに、クランプ台１３が下限位置に達すると、これを
前者センサー６６が検出し、コイルＰ２が付勢されて接
点Ｐ２Ａが閉じる。

このとき、接点Ｒ１２ＥおよびＲＩＢは閉じているので
コイルＲ３は付勢されて接点Ｒ３Ａが閉じ、溶接作業完
了の信号が外部回路に出力される。

なお、静止した基準軸の周りを溶接トーチを回転するよ
うにしてもよい。

以上詳細に説明したように、この発明では口金の穴を基
準軸に合わせて溶接部の位置決めを行ない、かつ溶接ト
ーチを基準軸の軸心周りを回転させながら本体と口金と
の接合部を溶接するようにしている。

したがって、溶接部の位置決めを正確かつ迅速に行なう
ことができ、溶接トーチがリング状の狭い接合部から外
れることはないので接合部を確実に溶接することができ
る。

また、位置決めと同時に溶接トーチの設定が完了する。

さらにまた、位置決めおよび溶接の作業動作を明確に分
解して作業させるために自動化は容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は天板と口金との溶接部を断面で示す側視図であ
る。 第２図〜第４図はこの発明の溶接装置の一例を示すもの
で、それぞれ、正面図、平面図および側面図である。 第５図および第６図はそれぞれ上記装置の位置決め機構
部を拡大して示す断面図および平面図である。 第７図は上記装置の駆動部を示す斜視図である。 第８図および第９図は上記装置の作動説明図で、第８図
は天板が装置の大体の位置にセットされた状態を示し、
第９図は天板の位置決めが終り、接合部を溶接している
状態を示している。 第１０図は上記装置の自動運転のシーケンス図である。 １・・・天板、３・・・口金、４・・・溶接部、５・・
・接合部、７・・・搬送装置、１１・・・架台、１３・
・・クランプ台、１４・・・空圧シリンダー ２１．２
２・・・位置決め機構部、３１・・・三割り爪、３２・
・・爪、３７・・・受は穴、４１．４２・・・基準軸、
４３・・・軸頭部、４７・・・溶接トーチ、５１，５２
・・・駆動モーター ５５・・・クラッチブレーキ、５
６・・・減速機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 口金が圧入された本体を載置するクランプ台を、架
   台に昇降自在に設け、前記口金の穴内で拡開してこの穴
   υまめ合う口金半径方向に拡縮自在な割り爪を前記クラ
   ンプ台に設け、基準軸を前記架台に前記割り爪に相対し
   、かつ、回転自在に取り付け、前記クランプ台が上昇し
   た位置で前記割り爪が形成する受は穴にはめ合い割り爪
   を拡開する頭部を基準軸の下端に回転自在に設け、前記
   頭部が前記受は穴にはめ合ったとき、溶接トーチが本体
   と口金とのリング状の接合部を指向するようにして、溶
   接トーチを前記基準軸にこれの軸心周りに回転自在に取
   りつけたことを特徴とする金属製容器の口金溶接装置。