JPS6380964A - アルミニウムのろう接装置 - 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 ７本発明はアルミニウムのろう接装置、特にトーチで加
熱しながらフラックスを付着させた溶接棒をアルミニウ
ムまたはアルミニウム合金製のワークの溶接箇所に押し
当てて接合作業を行う、ろう接装置に関するものである
。

従来の技術 従来は職人が右手で酸素アセチレンバーナーを持ち、左
手で溶（き棒を持ら、溶接棒の先ｔ７４ｔトーチで加熱
し、その焼けている溶接棒の先端を粉末状のフラックス
の中に差し込んで溶接棒の先端にフラックスを付着させ
、そのフラックスの付着した溶接棒の先端をろう付は箇
所に押し当てトーチで加熱して、　＋Ｂ合作業を行って
いたが、溶Ｉ！棒の先端にフラックスが付き過ぎてバラ
バラと床にこぼれたりワークに付き過ぎてワークを汚し
て仕上がりを悪くしたり、フラックスがよく溶接棒の先
端に付着しなかったりして作業の安定性の上で障害にな
っていた。また。

加熱された溶接棒がフラックスを溶かしてボロボロの塊
を作り作業性を悪くするなどの欠点があった。

最近になり、自動的に溶接棒のワイヤーを必練って、チ
ューブに収容して、定聞丈押し出して。

予め接合される場所に付着させる方式がとられている。

この方式によれば、フラックスはワークととともに比較
的長い時間加熱されるので、その大部分が溶けて流れ落
ちて無駄になるばかりでなく、フラックスの活性も劣化
するので、必然的に冬日のフラックスを使用することと
なり、接合部分が汚くなるばかりでなく、ろう付は後の
フラックスの洗浄が大変になる。

発明の目的 本光明は上記の従来法の欠点を除き、極めて能率的、経
済的でしかも、仕上がり品質の優れたアルミニウムのろ
う接装コを提供することを目的とするもので、さらに、
詳しくは、加熱した溶接棒の先端を水中に８！間的に浸
漬して溶接棒の先端を急冷して脱脂すると同時に少量の
水分を付着させることによって、極めて少量のしかも一
定量のフラックスを溶接棒の先端に容易に確実に付着さ
せる事を可能にし、これを実施する為の機構を溶接ロボ
ットに組込むことによって、ろう付は作業の能率を向上
させると共に製品仕上がりの極めて良好なろう接装五を
提供することを目的としている。

発明の構成 本発明は、上記の目的を達成するために、コンピュータ
でυ制御される関節機構によって溶接棒を保持し、その
先端をトーチバーナーで加熱されているワークに接触さ
せてろう付は作業を行うアルミニウムのろう付は装置に
おいて、上記関１１７１機構に保持された溶接棒の先端
の軌跡上に、加熱された溶接棒を急冷するための水を収
容するための水槽と、粉末状のフラックスを収容する為
の容器と、ワークを保持する為の保持手段とを配置する
事を特徴とするアルミニウムのろう接合装躍を提供する
ものである。

即ち１本発明において、溶接棒の先端にフラックスの粉
末を安定的に付着させるには、まず、溶接棒を溶接棒の
融点以下例えば１５０〜５ｏＯ℃に加熱する必要がある
。

この加熱は、その都度バーナーで加熱しても良いが、連
続的に作業を行っているときには前工程のろう付は時に
溶接棒はトーチによって加熱されているので特に追加加
熱することなくそのまま使用できる。

この様にして加熱された溶接棒の先端を次のの工程にお
いて水中に瞬間的に浸漬して急冷すると間詩に溶接棒の
先端に少量の水分を付着せしめるのであるが、浸漬する
時間は水の温度にも左右されるが、浸漬この溶接棒の先
端の温度が１０℃以下、好ましくは３０℃以下に下がら
ないようにする必要があるので０．３〜３．０秒、特に
０．５〜１．０秒が好ましい。

なお、この浸漬工程に於いて溶接棒の先端は完全に脱脂
されるので、特に従来法におけるががごとき脱脂工程を
設ける必要はない。

次の工程において、水分の付着した溶接棒の先端を粉末
状のフラックスの中に挿入して溶接棒の先端に橿少伍の
フラックスを付着せしめる。

付着するフラックスのｍは０．０１〜０．３Ｑの範囲で
１通常従来法によって手作業で行われている場合の付５
ｌｆｆｉの１１５以下である。

しかも、付着したフラックスは溶接棒の先端を下向けに
しても脱落することがないのでろう付は作業を迅速にし
かも確実に行うことができる。

次の工程において、先端にフラックスの付着した溶接棒
をトーチバーナーで加熱されているワークの接合箇所に
接触せしめれば瞬間的に溶接棒はフラックスと同時に溶
けて流れてろう付けが行われる。

以上の各工程に従って溶接棒の先端を水槽。

フラックス容器、ワークの接合箇所に順次案内し、所定
時間その状態を維持させる案内機構として、コンピュー
ターでｌ１１ｉｓされた関節機構のついた溶接ロボット
が使用される。

実施例 次に、水平方向と垂直方向の伸縮機能並びに垂直軸に対
する旋回機能を有する。いわゆる。

円筒座標系ロボットを用いた溶接棒の保持誘導装置と回
転式のワークの加熱装置とを組合せて所定のろう付は作
業を行わせるアルミニウムのろう接装置の実施例を図面
について説明する。

第１図は溶接棒の誘導装置を示すもので、ユは溶接ロボ
ットを示し、溶ＩＩ　Ｏボットユは、旋回アーム２をさ
せる為の旋回ｉ能３と、旋回アーム２を上下動させる上
下１１１ｍ能４を備えている。また、旋回アーム２の先
端には垂直アーム５を回転させる第２関節６が設けられ
ている。

そして、垂直アーム５の先端には水平アーム７を水平方
向に回転させる第１関節８（第２図）が付設されている
。また、水平７−ム７にはコイル状に巻回した溶接棒１
０を保持しそれを定石ずつ送り出す溶接棒保持装置９が
設けられている。更に、この溶接ロボットユには上記溶
接捧保持装ｒ！１９に保持された溶接棒１０の先端を（
１）溶接棒の３冷工程、（２）溶接棒の先端にフラック
スを付Ｈさせる工程５　（３）ろう付は工程の３つのポ
ジションの間を予め定められたタイムスケジュールに従
って移動させ、所定時間その状態を維持させる。コンピ
ュータによる自動ｉ制御装置２０が付設されている。

旋回アーム２の上下！ｌＩ機能４は４台２１中に収容さ
れている。機台２１には旋回機能３を収容するボックス
２２の下に固定された垂直支柱２３が慴動自在に！！ｌ
挿されている。

垂ｎ支柱２３の下にはエアダンパー装置２４のシリンダ
２５に１Ｍ１ｌｌ自在に緩挿されたピストンロッド２６
と１周囲に螺旋状の溝を刻設したスクリューロッド２７
が固定されている。

スクリューロッド２７は２枚の支持板２８゜２９の間に
挿ｌされた歯巾３ｏの内面に刻設された内歯３１と螺合
している。また、１１１！１３１はサーボモーター３２
の回転軸３３に固定された歯車３４と噛合っている。従
って、サーボモーター３２を回転すると歯車２９を介し
て歯車３０が回転させられる。歯車３０が回転すると歯
車３ｏの内面に設けた内歯３１が回転してスクリューロ
ッド２７の螺旋状の溝と係合して垂直支柱２３を上下動
させることができる。この際エアダンパー装置２１は垂
直支柱２３の上下動の振動と衝撃を吸収する働きをする
。

旋回機能３はボックス２２内に収容されていて、支持板
３６上に軸支されていている回転軸３７と、その回転軸
３７に固定された歯車４１と、その歯！［４１と噛合う
歯車４０と、その歯車４１に固定された回転軸３８を回
転させるサーボモーター３９より構成されている。歯車
４１の上端は旋回アームの基部４２の下端に固定されて
いるので、サーボモータ３９を正逆回転させることによ
り旋回アームを水平方向に正逆回転させることができる
。

旋回アーム２の先端に設けた貫通穴３５には垂直アーム
５に突設された支持腕４３に固定した回転軸４４が回転
自在に緩挿されて第２関節６が構成されている。また、
この回転軸４４にはプーリー４５が固定されている。一
方基部４２の上に取付けられたサーボモータ４７の回転
軸４８にはプーリー４６が固定されていて、このプーリ
ー４６と前記プーリ〜４５との間にはベルト４３が架張
されている。従って、モーター４７を正逆回転すると支
持腕４３に懸垂された！！垂直アームが水平方向に正逆
回動することになる。

垂直アーム５の内部には９回転軸５４に固定された歯車
５３と、噛合いサーボモーター４つの回転軸５１に固定
された歯車５２よりなる第１閏節８が収容されている。

なお、５０は歯巾５２および５３の回転軸５１および５
４を支持する支持板である。又０回転軸５４の下端は水
平アーム７に固着されているので、サーボモータ４９を
正逆回転すれば水平アーム７も水平方向に正逆回転する
ことになる。

水平アーム７上には溶接棒像ＶＩ菰′ａ９が設けられて
いる。此の溶接捧保持装冨９は誘導パイプ５６内に収容
された溶接棒１０をギヤボックス５７内に設けた一対の
回転ロール５５．５５で定旦送出すので、移転ロール５
５は図示されないステップモータで回転される。

一方、ワークステーション１１上には溶接棒１０を急冷
するための水１５を収容する水槽１２と、粉末状フラッ
クス１６を収容するための容器１３と、アルミニウム製
品のワーク１７を保持するための保持手段１４が所定位
置に設けられている。

なお、ワークの説り加熱、ろう接、冷却を自助的に行う
場合にはワークの保持手段１４は水槽１２および、フラ
ックス容器１３のあるワークスティジョン１１とは別の
回転テーブル６１（第３図）上に設け、ワークのろう付
は工程における位置と、溶接棒１０のろう付は工程にお
ける位置が一致するように位置決めをすればよい。

次ぎに、ワークの加熱、ろう付け、冷却を自動化する図
式のワークの加熱装置を第３図について説明する。

図中６２は１台を示し、この機台上に回転軸６３を中心
にして回転する回転テーブル６１が設けられている。回
転テーブル６１上にはワーク保持手段１４が等間隔に８
こ設けられている。

また回転テーブル６１の周囲には第１予熱バーナー６４
．第２予熱バーナー６５．第３予熱バーナー６６、ろう
付は用の本バーナー６７が等間隔に配置されている。

また、６８，６９，７０，７１．はそれぞれ各バーナー
を保持しバーナーの位置および角度を調整する事ができ
るバーナーの支持装置を示すもので、６８は第１予熱バ
ーナー６４の支持装置、６９は第２予熱バーナー６５の
支持装置７０は第３予熱バーナー６６の支持装置、７１
は本バーナーの支持装置である。各バーナーはプロパン
ガスと圧縮空気の温合ガスを燃料とすバーナーで、その
点火、１度のＩＩ、消火などはすべてコンピュータによ
る制ｔ１０１ｉｉ！　７３によつで、溶接ロボットユの
運動に同期してＩＩｌ＋御される。

第４図は本発明のろう接装置の平面図を示すもので、ワ
ークステーション１１の略中心に溶接ロボットユが位置
し、垂直アーム５を介して旋回アーム２に取付けられた
水平７−ム７の先端には溶接棒１０が突出している。そ
して、溶接棒の先端の軌跡上に水槽１２．フラックス容
器１３が位置している。一方１回転式ワーク加熱装ｒ１
６０の回転テーブル６１上には８つのワーク保持装置１
４が取付けられている。また。

各ワーク保持′ｇ装置の位置に付けられた符＠Ａ〜Ｈは
作業工程のポジションを表すもので、Ａはワークの取付
は位置、Ｂは第１予熱位置、Ｃは第２予熱位匝、Ｄは第
３予熱位置、Ｅはろう付は位ｆｆｉ、　Ｆは空冷位置、
Ｇはワークの取り外し位置、Ｈは予備を示す。尚ワーク
脱着を自動的に行はぜるかとも可能であるが、−この実
験例では人手によって行なう例が記載されている。

次に、この装置の作動を主として、第４〜５図について
説明する。

第４図において、Ａ位置でワーク１７はワーク保持装置
１４に取り付けられ、Ｂ位置において第１予熱バーナー
６４によって７０℃に予熱される。更に、ワーク１７は
Ｃ位置において予熱予熱バーナー６５によって１５０℃
に予熱され、Ｄ位置において予熱バーナー６６で３５０
℃に予熱される。Ｅ位置において本バーナー６７でワー
ク１７を５８５℃まで昇温させて溶接棒１０のろう材接
触させてろう付けを行う。そのためには、溶接ロボット
ユは前回のろう付は工程で加熱され依然として３５０℃
位の温度を保っている溶接棒１０の先端をＰ位置にある
水槽１２の水の中に瞬間的に浸漬して急冷させる。

これによって溶接棒の先端が脱脂されるとともにそこに
極少昂の水（０，０２ｇ位）が付着する。次に水の付着
した溶接棒の先端をＱ位置にあるフラックス容器１３の
中にある粉末状のフラックスに接触させる。これにより
極少口のフラックス（０，０２〜０．０４（１）が溶接
棒の先端に付着する。このフラックスの付着した溶溶接
棒１０の先端をＲ位置に静止させてから。

溶接棒保持装置９を駆動させてワークの接合箇所１８に
めがけて所定長の溶接棒を送り出して一気にろう付けを
行う。その為にはＥ位置のワーク１７とＲ位置の溶接棒
１０の位置とそのタイミングが一致するよう予め溶接ロ
ボットユの制御装ｅ１２０とワークの加熱装置６０の為
の制＠装置７３とを同期させておく必要がある。

ま田、第５図は溶接棒の先端の位１！！（高さ）と経過
時間の関係を示すタイムテーブルであるが、これに示さ
れたように、溶接棒の先端はＰ位置でｔｌ（０，５秒）
水中に保持され、Ｑ位置でｔ２（０，５秒）フラックス
中に保持され、ｉ後にＲ位置でｔ３（５，０秒）ろう付
は位２に保持される。再び第４図に戻って説明すると、
Ｆ位置において圧縮空気を送風バイブ７２より送って強
制冷却する。２００℃〜３００℃くらいに冷却されたワ
ークはＧ位置で取り外され、水中に投入されて洗浄され
る。この洗浄によってろう付けされたワークは急冷され
てろう付箇所の組織を改善すると同時にフラックスを排
除することができる。本発明によれば使用するフラック
スの聞がきわめて少旦であり、０．０２０であるので、
この０．００２％の硝酸を添加した水洗浄だけで通常行
はれている後処理を必要としないが、さらに、安定した
製品を得るためには、此の洗ｆｐ後充分エヤーブローし
て強制乾燥すればよい。

作用効果 本発明の装置によれば、加熱した溶接棒の先端を水中に
瞬間的に４ｆｉして急冷することにより、溶接棒の先端
が完全に脱脂されるので、前処理としての脱脂工程が不
要となると共に水に濡れるのでフラックスが安定して付
ｎしヤすくなる。

このようにして、溶接棒の先端に付着させたフラックス
は少しくらい溶接棒を撮っても脱落しないほど強固に付
着しているので、溶接棒を溶溶接ロボットによって各ポ
ジションに迅速に誘導してもフラックスが溶接棒から脱
落することが無くろう接作業を自動化する事が可能とな
った。

この（藁に２本発明の装置によればろう付は作業が自動
化できるので１作業能率が向上するばかりでなく、フラ
ックスの付Ｗｆｆｉ、ろう材の使用を常に一定にするこ
とが出来るので、常に均一な仕上がりの製品を得ること
が出来る。

また、フラックスの使用昂が極めて少ないので、ろう付
は箇所の黒化やろう垂れの発生を回避出来ると共に、フ
ラックスの洗浄工程を簡略化できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のアルミニウムのろう接装置の実施例を示
すもので、第１図は溶接棒保持装置装冒の斜視図、第２
図は第１図の縦断面図、第３図はワーク加熱装置の斜視
図、第４図は全体の平面図、第５図はタイムテーブルを
示す図面である。 図中、１は溶接ロボット、２は旋回アーム。 ３　は旋回機能、４は上下動機能、７は水平アーム、９
は溶接棒保持装置、１０は溶接棒、１２は水槽、１３は
フラックス容器、１４はワーク保持装置、１７はワーク
、２０は自１７１んＩＩ　ｆｉｌｌ装置。 ６０は加熱装置、６１は回転テーブル、６７は本バーナ
ー、７１は本バーナーの支持賃立、７３は加熱装置のた
めの制閲装置な示す。 才／■ ｆ会回

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コンピュータで制御される関節機構によつて溶接
   棒を保持し、その先端をトーチ・バーナーで加熱されて
   いるワークに接触させてろう付け作業を行うアルミニウ
   ムのろう付け装置において、上記関節機構に保持された
   溶接棒の先端の軌道上に、加熱された溶接棒を急冷する
   ための水を収容するための水槽と、粉末状のフラックス
   を収容するための容器と、ワークを保持するための保持
   手段とを配置した事を特徴とするアルミニウムのろう接
   装置。
2. （２）加熱された溶接棒の先端を水槽の水に接触させる
   時間と、水の付着した溶接棒の先端を粉末状のフラック
   スの中に挿入する時間と、フラックスの付着した溶接棒
   の先端をワークのろう接箇所に接触させる制御する為の
   制御機構を設けたことを特徴とする特許請求範囲第１項
   記載のアルミニウムのろう接装置。