帯状ワークの突合せ接合装置
【課題】 突合せ溶接する帯状ワークの厚みに応じて帯状ワークの突合せ部近傍を挾持するクランプ機構の左右の上部クランプ間の間隔を簡単に正確に自動調整できるようにする。
【解決手段】 先行の帯状ワークＷ１と後行の帯状ワークＷ２の突合せ部近傍を上部治具５′及び下部治具５″から成るクランプ機構５で挾持し、前記突合せ部を溶接装置７により突合せ溶接する帯状ワークの突合せ接合装置に於いて、クランプ機構５の上部治具５′が、帯状ワークＷ１，Ｗ２の上方に位置する支持フレーム１７の下面側に帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動自在に配設した左右のスライド板２１に夫々取り付けられ、帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部近傍の上面に当接する左右の上部クランプ５ａから成り、左右の上部クランプ５ａを支持フレーム１７側と左右のスライド板２１との間に夫々設けた駆動装置２５により往復移動させ、左右の上部クランプ５ａ間の間隔を調整する。
【解決手段】 先行の帯状ワークＷ１と後行の帯状ワークＷ２の突合せ部近傍を上部治具５′及び下部治具５″から成るクランプ機構５で挾持し、前記突合せ部を溶接装置７により突合せ溶接する帯状ワークの突合せ接合装置に於いて、クランプ機構５の上部治具５′が、帯状ワークＷ１，Ｗ２の上方に位置する支持フレーム１７の下面側に帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動自在に配設した左右のスライド板２１に夫々取り付けられ、帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部近傍の上面に当接する左右の上部クランプ５ａから成り、左右の上部クランプ５ａを支持フレーム１７側と左右のスライド板２１との間に夫々設けた駆動装置２５により往復移動させ、左右の上部クランプ５ａ間の間隔を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電磁鋼板等の金属薄板製の帯状ワークの熱処理や表面処理等を連続的に行う加工ライン、或いはステンレスや銅、アルミ等の金属薄板製の帯状ワークからリードフレームやコネクター、シャーシ類、パイプ類等の各種製品を連続的に生産するプレスラインや造管ライン等に夫々設置され、ライン上を流れている先行の帯状ワークの後端に後行の帯状ワークの先端を突合せ溶接により接合するようにした帯状ワークの突合せ接合装置の改良に係り、特に、突き合された両帯状ワークの突合せ部近傍を上下方向から挾持固定するクランプ機構の上部治具を構成する左右の上部クランプ間の間隔を帯状ワークの厚み等に応じて簡単且つ正確に自動調整できるようにした帯状ワークの突合せ接合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、金属薄板製の帯状ワークの熱処理や表面処理等を連続的に行う加工ライン、或いは金属薄板製の帯状ワークを連続的に供給しながらリードフレームやコネクター、シャーシ類等を成形加工するプレスライン等に於いては、生産性の向上及び品質の安定化等を図るため、ライン上に繰り出されている先行の帯状ワークの後端に新しい後行の帯状ワークの先端を突合せ溶接により接合し、新しい帯状ワークを加工ラインやプレスライン等へ連続的に供給することが行われている。
【０００３】
上述の如き帯状ワークの突合せ溶接に於いては、溶接部の機械的強度の確保だけでなく、溶接部の仕上げ精度（例えば溶接部の厚さや直線性等）にも高い精度が要求される。何故なら、溶接部の仕上げ精度が悪いと、プレスの金型に損傷を生じたり、或いは溶接部を含んだ成形加工品の品質が極端に悪くなるからである。
【０００４】
従来、帯状ワークの突合せ溶接を行う装置しては、本件発明者等が先に開発したＴＩＧ溶接法を用いた帯状金属薄板（帯状ワーク）の突合せ接合装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３等参照）。
【０００５】
即ち、前記突合せ接合装置は、図示していないが、帯状ワークが支持載置される作業用テーブルと、先行の帯状ワークの後端部及び後行の帯状ワークの先端部を幅方向に直線状に切断する切断装置と、先行の帯状ワークの後端及び後行の帯状ワークの先端の位置決めを行うセンター位置決め機構と、先行の帯状ワーク及び後行の帯状ワークの突合せ部近傍を上下方向から挾持固定する上部治具及び下部治具から成るクランプ機構と、両帯状ワークの突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接装置等から構成されており、先行の帯状ワークの後端部及び後行の帯状ワークの先端部を切断装置により夫々幅方向に一直線状に切断し、両帯状ワークの切断端面同士をセンター位置決め機構により位置決めして突き合せ、この状態で両帯状ワークの突合せ部近傍をクランプ機構の上部治具及び下部治具により上下方向から挾持固定した後、両帯状ワークの突合せ部をＴＩＧ溶接装置により突合せ溶接するようにしたものである。
この突合せ接合装置は、極めて薄い帯状ワークであってもその突合せ溶接を高品質で且つ美麗に行うことができ、然も、レーザ溶接装置に比較して低価格で操作性や作業性、取扱性等に優れた効果を奏するものである。
【０００６】
ところで、理想的な突合せ溶接を行うには、クランプ機構の上部治具を構成する左右の上部クランプ間の間隔を突合せ溶接する帯状ワークの厚さに応じて調整する必要があり、一般には帯状ワークの厚さが薄くなれば上部クランプ間の間隔を狭くし、又、帯状ワークの厚さが厚くなれば上部クランプ間の間隔を広くするようにしている。特に、厚みの極めて薄い帯状ワークを突合せ溶接する場合には、上部クランプ間の間隔を出来るだけ狭くする方が良い。これは上部クランプ間の間隔を広くすると、溶接時の熱で帯状ワークの表面温度が厚板の帯状ワークに比較して高温になり易く、そのために溶接中に変形が生じて溶接不良を引き起こすことになるからである。又、上部クランプ間の間隔を狭くすると、不要なアークが上部クランプの先端部により遮断され、両帯状ワークの突合せ部にアークエネルギーが集中的に与えられるからである。
【０００７】
ところが、上述した従来の突合せ接合装置のクランプ機構に於いては、上部治具を構成する左右の上部クランプが固定された部材であり、帯状ワークの厚みに応じて上部クランプ間の間隔を調整することができなかった。
そのため、突合せ溶接する帯状ワークの厚みが変わった場合には、帯状ワークの厚みに応じて左右の上部クランプを別の幅を有する左右の上部クランプと交換し、これにより左右の上部クランプ間の間隔を変えて帯状ワークの突合せ溶接を行うようにしていた。
【０００８】
しかし、左右の上部クランプを交換するには、多数のボルトを緩めたり、締め付けたりしなければならず、取り換えに極めて手数が掛かると云う問題があった。又、大きさの異なる複数組の上部クランプを用意しておかなければならず、コストの高騰を招くと云う問題もあった。
【０００９】
尚、円筒状又は角筒状に曲げ加工されたワークの端面同士を突合せ溶接により接合して丸パイプや角パイプを作製する水平型の自動溶接装置に於いては、ワークの端面同士を突合せ状態でマンドレルに設けたバックバー上へ押圧固定する左右のクランプ間の間隔を調整できるようにしたクランプ機構（図示省略）が設けられている（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
ところが、前記クランプ機構に於いては、作業員が手動操作により調整ネジを廻して左右のクランプを水平移動させ、これにより左右のクランプ間の間隔を調整するようにしているため、左右のクランプ間の間隔が帯状ワークの厚みに応じて最適な間隔になるように調整するのに手間が掛かるうえ、左右のクランプ間の間隔調整を短時間で正確に行えないと云う問題があった。
【特許文献１】特開平１１−３４７７９２号公報
【特許文献２】特開２００１−４７２８１号公報
【特許文献３】特開２００４−３４２５４号公報
【特許文献４】特開２００３−２０５３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、突合せ溶接する帯状ワークの厚みや材質に応じて帯状ワークの突合せ部近傍を挾持固定するクランプ機構の上部治具を構成する左右の上部クランプ間の間隔を簡単且つ正確に自動調整することができるようにした帯状ワークの突合せ接合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、幅方向に夫々切断した先行の帯状ワークの後端と後行の帯状ワークの先端とを突き合せ、両帯状ワークの突合せ部近傍を上部治具及び下部治具から成るクランプ機構により上下方向から挾持固定した後、両帯状ワークの突合せ部を溶接装置により突合せ溶接して接合するようにした帯状ワークの突合せ接合装置に於いて、前記クランプ機構の上部治具は、両帯状ワークの突合せ部の上方に位置する支持フレームの下面側に両帯状ワークの走行方向へ往復移動自在に配設した左右のスライド板に夫々取り付けられ、両帯状ワークの突合せ部近傍の上面に当接し得る対向状に配置した左右の上部クランプから成り、前記左右の上部クランプを支持フレーム側と左右のスライド板との間に夫々設けたモータ駆動型の駆動装置により両帯状ワークの走行方向へ往復移動させ、当該左右の上部クランプ間の間隔を調整できるように構成したことに特徴がある。
【００１３】
本発明の請求項２の発明は、左右のスライド板の下面側に両帯状ワークの幅よりも長めに形成した長尺板状の左右の上部クランプを夫々上下方向へ揺動自在又はスライド自在に取り付け、前記左右の上部クランプの先端部を左右のスライド板と左右の上部クランプとの間に夫々介設した複数の弾性体により両帯状ワークの突合せ部近傍の上面へ弾性的に当接させるようにしたことに特徴がある。
【００１４】
本発明の請求項３の発明は、モータ駆動型の駆動装置が、支持フレーム側と左右のスライド板との間に夫々設けられ、左右のスライド板を両帯状ワークの走行方向へ夫々往復移動させる左右のボールネジ機構と、支持フレーム側に配設した回転角度を制御できる左右のモータと、左右のモータの回転運動を左右のボールネジ機構に夫々伝達する左右の伝動装置とから成り、左右のモータの回転角度を制御することによって、左右の上部クランプ間の間隔を微調整できるように構成したことに特徴がある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１の突合せ接合装置は、クランプ機構の上部治具が、両帯状ワークの突合せ部の上方に位置する支持フレームの下面側に両帯状ワークの走行方向へ往復移動自在に配設した左右のスライド板に夫々取り付けられ、両帯状ワークの突合せ部近傍の上面に当接し得る対向状に配置した左右の上部クランプから成り、前記左右の上部クランプを支持フレーム側と左右のスライド板との間に夫々設けたモータ駆動型の駆動装置により両帯状ワークの走行方向へ往復移動させ、当該左右の上部クランプ間の間隔を調整できるように構成しているため、帯状ワークの厚さや材質に応じて左右の上部クランプ間の間隔が最適な間隔になるように左右の上部クランプ間の間隔を簡単且つ正確に自動調整することができる。その結果、本発明の請求項１の突合せ接合装置は、従来の突合せ接合装置のように左右の上部クランプを別の上部クランプと交換したり、或いは交換用の上部クランプを用意したり、上部クランプ間の間隔を手動操作により調整したりする必要が全くなく、操作性や作業性、取扱性等に極めて優れたものとなる。
【００１６】
本発明の請求項２及び請求項３の突合せ接合装置は、上記効果に加えて更に次のような効果を奏することができる。
即ち、本発明の請求項２の突合せ接合装置は、左右のスライド板の下面側に帯状ワークの幅よりも長めに形成した長尺板状の左右の上部クランプを夫々上下方向へ揺動自在又はスライド自在に取り付け、前記左右の上部クランプの先端部を左右のスライド板と左右の上部クランプとの間に夫々介設した複数の弾性体により両帯状ワークの突合せ部近傍の上面へ弾性的に当接させるようにしているため、広幅の帯状ワークであっても端部全域を幅方向に亘って下部治具の上面へ均一且つ確実に押圧することができ、両帯状ワークの突合せを高精度で行える。
又、本発明の請求項３の突合せ接合装置は、モータ駆動型の駆動装置が、支持フレーム側と左右のスライド板との間に夫々設けられ、左右のスライド板を両帯状ワークの走行方向へ夫々往復移動させる左右のボールネジ機構と、支持フレーム側に配設した回転角度を制御できる左右のモータと、左右のモータの回転運動を左右のボールネジ機構に夫々伝達する左右の伝動装置とから成り、左右のモータの回転角度を制御することによって、左右の上部クランプ間の間隔を微調整できるように構成しているため、帯状ワークの厚さや材質に応じて上部クランプ間の間隔をより一層簡単且つ正確に自動調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１乃至図３は本発明の実施の形態に係る帯状ワークの突合せ接合装置を示し、当該突合せ接合装置は、電磁鋼板等の広幅の帯状ワークの圧延や熱処理、表面処理を連続的に行う加工ライン、或いはステンレスや銅等の帯状ワークからリードフレームやシャーシ類等の各種製品を連続的に生産するプレスライン等に設置されており、ライン上を流れている先行の帯状ワークＷ１の後端に新しい後行の帯状ワークＷ２の先端を突合せ溶接により接合し、新しい後行の帯状ワークＷ２を先行の帯状ワークＷ１に引き続いてライン上へ供給できるようにしたものである。
【００１８】
即ち、前記突合せ接合装置は、図１乃至図４に示す如く、ライン上を流れている先行の帯状ワークＷ１の走行方向に対して直交する姿勢で配置された細長いボックス状のキャビネット本体１と、キャビネット本体１に配設され、先行の帯状ワークＷ１の後端部が支持載置される電磁石２を設けた先行側作業テーブル３と、キャビネット本体１に帯状ワークＷ１の走行方向及び幅方向へ移動調整可能に配設され、後行の帯状ワークＷ２の先端部が支持載置される電磁石２を設けた後行側作業テーブル４と、先行の帯状ワークＷ１及び後行の帯状ワークＷ２の突合せ部近傍を上下方向から挾持固定する上部治具５′及下部治具５″から成るクランプ機構５と、下部治具５″の中央部に昇降自在に配設され、先行の帯状ワークＷ１の後端及び後行の帯状ワークＷ２の先端の位置決めを夫々行うセンタープレート６と、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接装置７と、溶接条件や電極位置等を設定するモニター付きの操作盤８等から構成されている。
【００１９】
具体的には、前記キャビネット本体１は、図２及び図３に示す如く、ライン上を流れている先行の帯状ワークＷ１の下方位置に先行の帯状ワークＷ１と直交する姿勢で配置されたボックス状の前側キャビネット部１Ａと、前側キャビネット部１Ａの後方位置（図２及び図３に示す前側キャビネット部１Ａの右側位置）に配置されたボックス状の後側キャビネット部１Ｂとから成り、その内部には溶接用ガスボンベや溶接用電源装置等（何れも図示省略）が夫々格納されている。
【００２０】
前記先行側作業テーブル３及び後行側作業テーブル４は、図１及び図２に示す如く、キャビネット本体１の前側キャビネット部１Ａの上面に昇降可能に設けた昇降台９上に水平姿勢で且つ対向状に配設されており、昇降台９の昇降に伴って先行の帯状ワークＷ１及び後行の帯状ワークＷ２のパスラインよりも下方位置で昇降動するようになっている。昇降台９は、前側キャビネット部１Ａの上面に複数本の鉛直姿勢の支持軸１０を介して昇降自在に支持されており、前側キャビネット部１Ａに設けた複数の流体圧シリンダ１１を伸縮動作させることによって、昇降動するようになっている。
又、先行側作業テーブル３及び後行側作業テーブル４の上面には、これらに支持載置された先行の帯状ワークＷ１の後端部及び後行の帯状ワークＷ２の先端部を磁力により各作業テーブル３，４上面へ吸着保持する電磁石２が夫々配設されている。この電磁石２は、図４及び図６に示す如く、先行側作業テーブル３及び後行側作業テーブル４の上面に両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向に沿って二列の状態で夫々配設されている。
【００２１】
そして、前記後行側作業テーブル４は、図４に示す如く、昇降台９の上面にガイドレール１２を介して両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動自在に支持された移動台１３に配設されており、昇降台９と移動台１３との間に設けた移動台用駆動装置１４により両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動するようになっている。移動台用駆動装置１４は、図４及び図９に示す如く、昇降台９に両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向に沿う姿勢で回転自在に支持されたネジ軸１４ａと、移動台１３の下面側に取り付けられ、ネジ軸１４ａが螺挿されるブロックナット１４ｂと、昇降台９に取り付けられ、ネジ軸１４ａを正逆回転させるモータ１４ｃと、ネジ軸１４ａとモータ１４ｃを連動連結する伝動機構１４ｄとから成り、モータ１４ｃによりネジ軸１４ａを正逆回転させ、ブロックナット１４ｂ及び移動台１３をネジ軸１４ａに沿って移動させることによって、後行側作業テーブル４を両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動させることができるようになっている。
又、後行側作業テーブル４は、図４及び図６に示す如く、移動台１３の上面にガイドレール１５を介して両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動自在に支持されており、移動台１３と後行側作業テーブル４との間に介設した複数の流体圧シリンダ１６を伸縮動作させることによって、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動するようになっている。
【００２２】
前記クランプ機構５は、図３及び図４に示す如く、キャビネット本体１の上方位置に両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ水平移動自在に配設した支持フレーム１７の下面側に設けられ、先行の帯状ワークＷ１及び後行の帯状ワークＷ２の突合せ部近傍の上面を保持する上部治具５′と、先行側作業テーブル３と後行側作業テーブル４の間に配設され、両作業テーブルと同期的に昇降して上部治具５′との間で両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部近傍を挾持する下部治具５″とから構成されており、支持フレーム１７を前進させて上部治具５′を下部治具５″の上方位置へ移動させた後、下部治具５″を上昇させることによって、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部近傍を上部治具５′と下部治具５″との間で緊密且つ強固に挾持固定することができるようになっている。
【００２３】
尚、支持フレーム１７は、図２、図３及び図５に示す如く、後側キャビネット部１Ｂの上面にガイドレール１８を介して両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ水平移動自在に配設されており、ラック１９ａ、ピニオン１９ｂ及びモータ１９ｃから成る支持フレーム用駆動装置１９によって、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動自在となっている。この支持フレーム１７を両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動させることによって、上部治具５′は下部治具５″の上方に位置するクランプ位置（図３の実線位置）と後側キャビネット部１Ｂの上方に位置する待機位置（図３の一点鎖線位置）とを取り得るようになっている。
【００２４】
前記クランプ機構５の上部治具５′は、図４及び図１０に示す如く、支持フレーム１７の下面側に両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向に沿う姿勢で且つ僅かな間隔を空けて対向状に配設され、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部近傍の上面に当接し得る左右の上部クランプ５ａから成り、主にアークの拡がりを遮断して両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部にアークエネルギーを集中的に与えるものである。
即ち、左右の上部クランプ５ａは、銅材により両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅よりも長めの長尺板状に形成されており、支持フレーム１７の下面側に左右のクランプ取付け座２０及び左右のスライド板２１を介して両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動自在に取り付けられている。
【００２５】
前記左右のクランプ取付け座２０は、図１０乃至図１２に示す如く、アルミ合金等の金属材により両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅よりも長めの長尺板状に形成されており、支持フレーム１７の下面側に対向状に配設されてボルトにより支持フレーム１７の下面に固定されている。この左右のクランプ取付け座２０の下面側には、案内レール２２ａ及び案内レール２２ａ上をボール（図示省略）を介して摺動するスライダ２２ｂから成るリニアガイド２２が収納固定される凹部２０ａがクランプ取付け座２０の長手方向へ一定間隔毎に形成されている。
又、左右のスライド板２１は、図１０乃至図１２に示す如く、アルミ合金等の金属材により両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅よりも長めの長尺板状に形成されており、左右のクランプ取付け座２０の下面側にリニアガイド２２を介して両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動自在に取り付けられている。この左右のスライド板２１の下面側には、左右の上部クランプ５ａを下方へ附勢するための弾性体２３を収納する収納穴２１ａがスライド板２１の長手方向へ一定間隔毎に形成されている。更に、左右のスライド板２１の一側面には、後述するボールネジ機構２６の一部分が収納される窪み部２１ｂがスライド板２１の長手方向へ一定間隔毎に形成されている。
【００２６】
そして、左右の上部クランプ５ａは、図１０乃至図１２に示す如く、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動する左右のスライド板２１の下面側に夫々複数本のボルト２４により上下方向へ揺動自在に取り付けられており、左右のスライド板２１と左右の上部クランプ５ａとの間に夫々介設した複数の弾性体２３（圧縮スプリング）により下方へ附勢され、鋭角状に形成した先端部が両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部近傍の上面へ弾性的に当接するようになっている。
又、左右の上部クランプ５ａは、支持フレーム１７側（左右のクランプ取付け座２０）と左右のスライド板２１との間に夫々設けたモータ駆動型の駆動装置２５により両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動し、左右の上部クランプ５ａ間の間隔を調整できるように構成されている。この実施の形態に於いては、左右の上部クランプ５ａ間の間隔は、０〜６ｍｍの範囲で調整できるように設定されている。
【００２７】
前記モータ駆動型の駆動装置２５は、図１０乃至図１３に示す如く、支持フレーム１７側（左右のクランプ取付け座２０）と左右のスライド板２１との間に夫々設けられ、左右のスライド板２１を両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ夫々往復移動させる複数の左右のボールネジ機構２６と、支持フレーム１７側（左右のクランプ取付け座２０）に配設した回転角度を制御できる左右のモータ２７と、左右のモータ２７の回転運動を左右のボールネジ機構２６に夫々伝達する左右の伝動装置２８とから成り、左右のモータ２７の回転角度を制御することによって、左右の上部クランプ５ａ間の間隔を微調整できるように構成されている。
【００２８】
具体的には、各ボールネジ機構２６は、図１１及び図１３に示す如く、クランプ取付け座２０の下面に固定した軸受２９に帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ沿う姿勢で回転自在に支持され、スライド板２１と同じ高さ位置に配置されて一端部側がスライド板２１の窪み部２１ｂに収納されるボールネジ軸２６ａと、スライド板２１の窪み部２１ｂ内に固定され、ボールネジ軸２６ａが螺挿されるボールナット２６ｂとから成り、ボールネジ軸２６ａが正逆回転すると、廻り止めされたボールナット２６ｂがボールネジ軸２６ａに沿って往復移動し、スライド板２１を帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動させるようになっている。この実施の形態に於いては、ボールネジ機構２６は、長尺板状の左右のスライド板２１を同じ姿勢を保った状態で平行移動させることができるように左右のクランプ取付け座２０と左右のスライド板２１との間に夫々３箇所設けられている。
【００２９】
又、左右のモータ２７は、図１１に示す如く、左右のクランプ取付け座２０の端面に夫々固定したモータブラケット３０に取り付けられており、当該モータ２７には基本ステップ角が４度又は８度のステッピングモータが使用されている。この実施の形態に於いては、モータ２７にステッピングモータを使用しているが、回転角度を制御できるモータ２７であれば如何なる型式のモータであっても良く、例えばサーボモータ（ＤＣモータ＋エンコーダ）やＡＣサーボモータ（ＡＣモータ＋エンコーダ）、超音波モータを使用するようにしても良い。
【００３０】
更に、左右の伝動装置２８は、図１１に示す如く、歯車伝動機構とベルト伝動機構とを組み合わせた構造に構成されており、左右のクランプ取付け座２０の下面に固定した複数の軸受２８ａに回転自在に支持され、各ボールネジ機構２６の近傍に位置して両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向に沿う連結軸２８ｂと、連結軸２８ｂに嵌着され、各ボールネジ機構２６のボールネジ軸２６ａの近傍に位置する三つの駆動傘歯車２８ｃと、各ボールネジ機構２６のボールネジ軸２６ａに嵌着され、駆動傘歯車２８ｃに夫々噛合する三つの従動傘歯車２８ｄと、モータ２７の出力軸２７ａに嵌着された駆動プーリ２８ｅと、連結軸２８ｂの一端部に嵌着された従動プーリ２８ｆと、駆動プーリ２８ｅと従動プーリ２８ｆに巻き回されたベルト２８ｇとから成る。
尚、前記歯車伝動機構は、連結軸２８ｂ、駆動傘歯車２８ｃ及び従動傘歯車２８ｄから成り、又、ベルト伝動機構は、駆動プーリ２８ｅ、従動プーリ２８ｆ及びベルト２８ｇから成る。
【００３１】
而して、モータ駆動型の駆動装置２５によれば、モータ２７（ステッピングモータ）へ所定数のパルス入力信号が加えられると、モータ２７の出力軸２７ａが入力パルス数に応じたステッピング回転を行い、この回転運動が伝動装置２８によりボールネジ機構２６のボールネジ軸２６ａに伝達され、これによってボールネジ軸２６ａを所定の角度又は所定の回転数だけ正回転又は逆回転させる。そうすると、ボールネジ機構２６により左右のスライド板２１及び左右のスライド板２１に取り付けた左右の上部クランプ５ａが両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動し、左右の上部クランプ５ａ間の間隔が調整されることになる。
【００３２】
一方、クランプ機構５の下部治具５″は、図４及び図６に示す如く、先行側作業テーブル３と後行側作業テーブル４との間に配設され、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部近傍の下面に当接し得る長尺板状で且つ銅材製の左右の下部クランプ５ｂから成り、両帯状ワークＷ１，Ｗ２を突合せ溶接する際に余分な熱を吸収してビードの溶け落ちや穴あき、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の熱歪等を防止すると共に、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部の裏側にシールドガスを流して溶接部の酸化を防止するようにしたものである。
又、左右の下部クランプ５ｂは、その上面が先行側作業テーブル３及び後行側作業テーブル４の上面と面一の状態になるように先行側作業テーブル３と後行側作業テーブル４との間に配設されており、先行側作業テーブル３に複数の取付け板３１を介して取り付けられている。
更に、左右の下部クランプ５ｂ間には、後述するセンタープレート６が遊嵌状態で挿通されるスリット状の間隙が形成されていると共に、左右の下部クランプ５ｂ間の上面には、スリット状の間隙に連通してアルゴンガス等のシールドガスが流れる１ｍｍ幅の浅溝が形成されている。
【００３３】
前記センタープレート６は、図４、図７及び図８に示す如く、厚さが０．５ｍｍの薄板鋼板により長尺板状に形成されており、左右の下部クランプ５ｂ間に形成したスリット状の間隙内に鉛直姿勢で且つ昇降自在に配設されている。このセンタープレート６は、昇降台９に取り付けた複数の流体圧シリンダ３２のロッドに取付け金具３３を介して取り付けられており、流体圧シリンダ３２の短縮時には左右の下部クランプ５ｂ間に形成したスリット状の間隙内に収納され、流体圧シリンダ３２の伸長時にはその先端が左右の下部クランプ５ｂの上面から上方へ５ｍｍ程度突出するようになっている。
【００３４】
前記ＴＩＧ溶接装置７は、キャビネット本体１に設けた支持フレーム１７に配設されており、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部を溶接する際に支持フレーム１７と共に前方へ引き出され、支持フレーム１７上を両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ沿って移動するようになっている。
即ち、ＴＩＧ溶接装置７は、図４に示す如く、支持フレーム１７の上面にガイドレール３４を介して帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動自在に配設された走行台３５と、走行台３５に昇降自在に支持され、先端部からアルゴンガス等のシールドガスを流すと共に、タングステン電極棒３６ａを挿着した溶接用トーチ３６と、溶接用トーチ３６を昇降動させるサーボモータ等から成るトーチ上下動駆動装置（図示省略）と、溶接状況（タングステン電極棒３６ａの消耗やアークの状態等）や帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ状況を確認する監視カメラ（図示省略）と、走行台３５に取り付けられ、先行の帯状ワークＷ１及び後行の帯状ワークＷ２の幅を自動測定するレーザセンサー３７と、溶接開始前に於ける電極と帯状ワークＷ１，Ｗ２の間隙設定を容易にし、溶接中に於ける電極と帯状ワークＷ１，Ｗ２の接触事故を直ちに検知する電極接触検知装置（図示省略）と、走行台３５を帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ走行させる走行台用駆動装置３８等から構成されており、帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部を溶接する際に支持フレーム１７と一緒に前方へ引き出され、溶接用トーチ３６の先端が自動的に高さ調整され且つ溶接用トーチ３６が所定の速度で帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部に沿って直線移動するようになっている。
又、走行台用駆動装置３８は、図２及び図３に示す如く、支持フレーム１７の上面に帯状ワークの幅方向に沿う姿勢で回転自在に支持されたネジ軸３８ａと、走行台３５に取り付けられ、ネジ軸３８ａが螺挿されるブロックナット３８ｂと、支持フレーム１７に取り付けられ、ネジ軸３８ａに連動連結されてネジ軸３８ａを正逆回転させるモータ３８ｃとから成り、モータ３８ｃによりネジ軸３８ａを正逆回転させ、ブロックナット３８ｂ及び走行台３５をネジ軸３８ａに沿って移動させることによって、走行台３５及びこれに支持された溶接用トーチ３６を帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動させることができるようになっている。
そして、このＴＩＧ溶接装置７は、アークが集中するように溶接用電極棒３６ａの先端がシャープな円錐形状に形成されていると共に、突合せ溶接時に於けるアーク長が磁気吹き（アークが磁場の影響を受けて偏向する現象）を生じない長さに設定されている。この実施の形態に於いては、突合せ溶接時に於けるタングステン電極棒３６ａの先端と両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部との間隔が０．３ｍｍ〜０．７ｍｍとなるように設定されている。
【００３５】
次に、上述した帯状ワークの突合せ接合装置を用いて広幅の先行の帯状ワークＷ１と広幅の後行の帯状ワークＷ２を突合せ溶接により接合する場合について説明する。
尚、溶接電流、アーク長、不活性ガスの供給量、溶接用トーチ３６の走行速度、タングステン電極棒３６ａの先端形状等の溶接条件は、帯状ワークＷ１，Ｗ２の材質、板厚、幅等に応じて最適の条件下に設定されていることは勿論である。又、左右の上部クランプ５ａ間の間隔は、帯状ワークＷ１，Ｗ２の厚み等に応じて予め最適な間隔に調整されている。
【００３６】
先ず、先行の帯状ワークＷ１の後端部と後行の帯状ワークＷ２の先端部とを切断装置（図示省略）により幅方向に一直線状に切断加工した後、センタープレート６を流体圧シリンダ３２により上昇させてセンタープレート６の先端部を左右の下部クランプ５ｂの上面から上方へ突出させる。
【００３７】
次に、先行の帯状ワークＷ１の後端部を先行側作業テーブル３の上面に載せ、先行の帯状ワークＷ１の後端を手作業によりセンタープレート６の一方の側面に突き当てると共に、この状態で先行側作業テーブル３に設けた電磁石２をＯＮの状態にして先行の帯状ワークＷ１の後端部を磁力により先行側作業テーブル３の上面へ吸着保持して固定する（図１４（Ａ）参照）。このとき、監視カメラにより先行の帯状ワークＷ１の後端の一部（溶接開始端）が監視カメラにより操作盤８のモニターに映し出される。
【００３８】
引き続き、後行の帯状ワークＷ２の先端部を後行側作業テーブル４の上面に載せ、後行の帯状ワークＷ２の先端を手作業によりセンタープレート６の他方の側面に突き当てると共に、この状態で後行側作業テーブル４に設けた電磁石２をＯＮの状態にして後行の帯状ワークＷ２の先端部を磁力により後行側作業テーブル４の上面へ保持固定する（図１４（Ａ）参照）。このときにも、監視カメラにより先行の帯状ワークＷ１の後端の一部（溶接開始端）が監視カメラにより操作盤８のモニターに映し出される。
【００３９】
その後、センタープレート６を流体圧シリンダ３２により下降させて左右の下部クランプ５ｂ間に収納し、後行側作業テーブル４を流体圧シリンダ１６により前進させて後行の帯状ワークＷ２の先端を先行の帯状ワークＷ１の後端に突き合せる（図１４（Ｂ）参照）。この状態で後行側作業テーブル４を移動台用駆動装置１４により帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ移動調整し、先行の帯状ワークＷ１と後行の帯状ワークＷ２の幅方向のズレ修正を行い、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向の両端を合致させる。このとき、両帯状ワークＷ１，Ｗ２は、両作業テーブル３，４に電磁石２により確実且つ強固に吸着保持されているため、帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ時に帯状ワークＷ１，Ｗ２がズレたり、浮き上がったりすると云うことがなく、広幅の帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せを確実且つ正確に高精度で行えることになる。又、後行側作業テーブル４を流体圧シリンダ１６により前進させて後行の帯状ワークＷ２の先端を先行の帯状ワークＷ１の後端に突き合せるようにしているため、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の端面は常時加圧状態で突き合されて密着状態となっていると共に、先行の帯状ワークＷ１の後端と後行の帯状ワークＷ２の先端とを常に一定の押圧力で突き合せることができる。
【００４０】
先行の帯状ワークＷ１の後端と後行の帯状ワークＷ２の先端とが突き合されたら、支持フレーム１７が支持フレーム用駆動装置１９により前進して左右の上部クランプ５ａを帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部の上方位置（クランプ位置）へ移動させる（図１５（Ａ）参照）。この状態で昇降台９が流体圧シリンダ１１により上昇し、両作業テーブル３，４及び下部クランプ５ｂをそれらの上面が上部クランプ５ａの先端部下面の高さと略同じ位置になるように上昇させる（図１５（Ｂ）参照）。これにより、両帯状ワークＷ１，Ｗ２は、端面同士が完全に突き合された状態で上部クランプ５ａと下部クランプ５ｂとの間で緊密且つ強固に挾持固定される。このとき、帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅よりも長めに形成した長尺板状の左右の上部クランプ５ａの先端部を複数の弾性体２３により帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部近傍の上面へ弾性的に当接させるようにしているため、広幅の帯状ワークＷ１，Ｗ２であっても端部全域を幅方向に亘って左右の下部クランプ５ｂの上面へ均一に押圧することができ、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せを高精度に行える。
【００４１】
両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部がクランプ機構５により挾持固定されたら、支持フレーム１７上の走行台３５が走行台用駆動装置３８により前進し、走行台３５に設けたレーザセンサー３７が帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅を自動測定し、所定のプログラムにてＴＩＧ溶接装置７により両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部が突合せ溶接される。
【００４２】
即ち、先行側作業テーブル３及び後行側作業テーブル４に夫々設けた電磁石２がＯＦＦの状態になると共に、溶接用トーチ３６が下降してタングステン電極棒３６ａの先端を両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部の端部に位置させ、タングステン電極棒３６ａの先端と両帯状ワークＷ１，Ｗ２との間にアークを発生させる。その後、走行台３５が走行台用駆動装置３８により後退して溶接用トーチ３６を帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部に沿って走行させ、突合せ部を突合せ溶接する。このとき、タングステン電極棒３６ａの先端をシャープな円錐形状に形成してアークを集中させていると共に、突合せ溶接時に於けるアーク長を磁気吹きが生じない長さに設定しているため、電磁鋼板のように表面に絶縁皮膜が形成されている帯状ワークＷ１，Ｗ２であっても突合せ溶接を良好且つ確実に行えると共に、アークが電磁石２及び帯状ワークＷ１，Ｗ２に生じる残留磁気の影響を受けることがなく、溶接中の磁気吹きを防止することができる。即ち、先行の帯状ワークＷ１及び後行の帯状ワークＷ２を先行側作業テーブル３及び後行側作業テーブル４の上面へ保持するのに電磁石２を使用していても、ＴＩＧ溶接法を用いて両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ溶接を確実且つ良好に行うことができる。
【００４３】
両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ溶接が終了したら、電磁石２がＯＮの状態になって両帯状ワークＷ１，Ｗ２を両作業テーブル３，４の上面へ吸着保持すると共に、この状態で両作業テーブル３，４及び下部クランプ５ｂが下降し、引き続いて支持フレーム１７及び上部クランプ５ａが後退した後、電磁石２がＯＦＦの状態になって両帯状ワークＷ１，Ｗ２を開放する。これによって、先行の帯状ワークＷ１の後端に接合された後行の帯状ワークＷ２は、先行の帯状ワークＷ１に引き続いてライン上へ供給されることになる。
【００４４】
そして、突合せ溶接する先行の帯状ワークＷ１及び後行の帯状ワークＷ２の厚みが変わった場合には、クランプ機構５の左右の上部クランプ５ａをモータ駆動型の駆動装置２５により帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ移動させ、左右の上部クランプ５ａ間の間隔を突合せ溶接する帯状ワークＷ１，Ｗ２の厚さに応じて調整する。
【００４５】
即ち、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の厚さが薄くなれば上部クランプ５ａ間の間隔を狭くし、又、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の厚さが厚くなれば上部クランプ５ａ間の間隔を広くする。これにより、両帯状ワークの理想的な突合せ溶接を行うことができる。
例えば、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の板厚が０．１５ｍｍのときには左右の上部クランプ５ａ間の間隔が１．０ｍｍに、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の板厚が０．２３ｍｍのときには左右の上部クランプ５ａ間の間隔が１．４ｍｍに、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の板厚が０．３５ｍｍのときには左右の上部クランプ５ａ間の間隔が２．０ｍｍに、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の板厚が０．５ｍｍのときには左右の上部クランプ５ａ間の間隔が４．０ｍｍになるようにモータ駆動型の駆動装置２５により夫々調整する。
【００４６】
上述した突合せ接合装置に於いては、突合せ溶接する帯状ワークの厚みに応じて左右の上部クランプ５ａ間の間隔をモータ駆動型の駆動装置２５により調整するようにしているため、帯状ワークＷ１，Ｗ２の厚さや材質に応じて左右の上部クランプ５ａ間の間隔が最適な間隔になるように上部クランプ５ａ間の間隔を簡単且つ正確に自動調整することができる。
然も、モータ駆動型の駆動装置２５が、ボールネジ機構２６、回転角度を制御できるモータ２７（ステッピングモータ）及び伝動装置２８から成り、左右のモータ２７の回転角度を制御することによって、左右の上部クランプ５ａ間の間隔を微調整できるように構成しているため、帯状ワークＷ１，Ｗ２の厚さに応じて上部クランプ５ａ間の間隔をより一層簡単且つ正確に自動調整することができる。
【００４７】
尚、上記の実施の形態に於いては、左右のスライド板２１の下面側に左右の上部クランプ５ａを上下方向へ揺動自在に取り付けるようにしたが、他の実施の形態に於いては、左右のスライド板２１の下面側に左右の上部クランプ５ａを上下方向へスライド自在に取り付けるようにしても良い。
【００４８】
上記の実施の形態に於いては、支持フレーム１７の下面に固定した左右のクランプ取付け座２０に左右のスライド板２１を帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ々往復移動自在に夫々取り付けるようにしたが、他の実施の形態に於いては、左右のクランプ取付け座２０を省略し、左右のスライド板２１を支持フレーム１７の下面に帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動自在に直接取り付けるようにしても良い。
【００４９】
上記の実施の形態に於いては、モータ駆動型の駆動装置２５をボールネジ機構２６とモータ２７と伝動装置２８とから構成したが、他の実施の形態に於いては、伝動装置２８を省略し、ボールネジ機構２６のボールネジ軸２６ａにモータ２７の出力軸２７ａを直接連結するようにしても良く、或いは歯車伝動機構及びベルト伝動機構から成る伝動装置２８のベルト伝動機構を省略し、モータ２７の出力軸２７ａを歯車伝動機構の連結軸２８ｂに連結するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態に係る帯状ワークの突合せ接合装置の一部切欠正面図である。
【図２】突合せ接合装置の一部切欠側面図である。
【図３】突合せ接合装置の平面図である。
【図４】突合せ接合装置の要部の縦断面図である。
【図５】支持フレーム及び支持フレームを往復移動させる支持フレーム用駆動装置の縦断面図である。
【図６】先行側作業テーブル及び後行側作業テーブルの平面図である。
【図７】センタープレート及び昇降台部分の平面図である。
【図８】支持フレーム及び上部治具等が先行側作業テーブル及び後行側作業テーブルの上方位置へ移動した状態の縦断面図である。
【図９】昇降台及び移動台の縦断面図である。
【図１０】クランプ機構の上部治具部分の底面図である。
【図１１】クランプ機構の上部治具部分の一部省略拡大底面図である。
【図１２】図１０のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図１３】図１０のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図１４】突合せ接合装置の作動状態を示し、（Ａ）はセンタープレートにより先行の帯状ワーク及び後行の帯状ワークを位置決めし、両帯状ワークを電磁石により先行側作業テーブル及び後行側作業テーブルに吸着保持した状態の縦断面図、（Ｂ）は後行側作業テーブル４を移動調整して先行の帯状ワークの後端と後行の帯状ワークの先端とを突き合せた状態の縦断面図である。
【図１５】突合せ接合装置の作動状態を示し、（Ａ）は支持フレーム及び上部治具等が突き合された両帯状ワークの上方位置へ移動した状態の縦断面図、（Ｂ）は両作業テーブル及び下部治具等が上昇して両帯状ワークの突合せ部近傍を上部治具及び下部治具により挾持固定した状態の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
５はクランプ機構、５′は上部治具、５″は下部治具、５ａは上部クランプ、７はＴＩＧ溶接装置、１７は支持フレーム、２１はスライド板、２３は弾性体、２５はモータ駆動型の駆動装置、２６はボールネジ機構、２７はモータ（ステッピングモータ）、２８は伝動機構、Ｗ１は先行の帯状ワーク、Ｗ２は後行の帯状ワーク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電磁鋼板等の金属薄板製の帯状ワークの熱処理や表面処理等を連続的に行う加工ライン、或いはステンレスや銅、アルミ等の金属薄板製の帯状ワークからリードフレームやコネクター、シャーシ類、パイプ類等の各種製品を連続的に生産するプレスラインや造管ライン等に夫々設置され、ライン上を流れている先行の帯状ワークの後端に後行の帯状ワークの先端を突合せ溶接により接合するようにした帯状ワークの突合せ接合装置の改良に係り、特に、突き合された両帯状ワークの突合せ部近傍を上下方向から挾持固定するクランプ機構の上部治具を構成する左右の上部クランプ間の間隔を帯状ワークの厚み等に応じて簡単且つ正確に自動調整できるようにした帯状ワークの突合せ接合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、金属薄板製の帯状ワークの熱処理や表面処理等を連続的に行う加工ライン、或いは金属薄板製の帯状ワークを連続的に供給しながらリードフレームやコネクター、シャーシ類等を成形加工するプレスライン等に於いては、生産性の向上及び品質の安定化等を図るため、ライン上に繰り出されている先行の帯状ワークの後端に新しい後行の帯状ワークの先端を突合せ溶接により接合し、新しい帯状ワークを加工ラインやプレスライン等へ連続的に供給することが行われている。
【０００３】
上述の如き帯状ワークの突合せ溶接に於いては、溶接部の機械的強度の確保だけでなく、溶接部の仕上げ精度（例えば溶接部の厚さや直線性等）にも高い精度が要求される。何故なら、溶接部の仕上げ精度が悪いと、プレスの金型に損傷を生じたり、或いは溶接部を含んだ成形加工品の品質が極端に悪くなるからである。
【０００４】
従来、帯状ワークの突合せ溶接を行う装置しては、本件発明者等が先に開発したＴＩＧ溶接法を用いた帯状金属薄板（帯状ワーク）の突合せ接合装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３等参照）。
【０００５】
即ち、前記突合せ接合装置は、図示していないが、帯状ワークが支持載置される作業用テーブルと、先行の帯状ワークの後端部及び後行の帯状ワークの先端部を幅方向に直線状に切断する切断装置と、先行の帯状ワークの後端及び後行の帯状ワークの先端の位置決めを行うセンター位置決め機構と、先行の帯状ワーク及び後行の帯状ワークの突合せ部近傍を上下方向から挾持固定する上部治具及び下部治具から成るクランプ機構と、両帯状ワークの突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接装置等から構成されており、先行の帯状ワークの後端部及び後行の帯状ワークの先端部を切断装置により夫々幅方向に一直線状に切断し、両帯状ワークの切断端面同士をセンター位置決め機構により位置決めして突き合せ、この状態で両帯状ワークの突合せ部近傍をクランプ機構の上部治具及び下部治具により上下方向から挾持固定した後、両帯状ワークの突合せ部をＴＩＧ溶接装置により突合せ溶接するようにしたものである。
この突合せ接合装置は、極めて薄い帯状ワークであってもその突合せ溶接を高品質で且つ美麗に行うことができ、然も、レーザ溶接装置に比較して低価格で操作性や作業性、取扱性等に優れた効果を奏するものである。
【０００６】
ところで、理想的な突合せ溶接を行うには、クランプ機構の上部治具を構成する左右の上部クランプ間の間隔を突合せ溶接する帯状ワークの厚さに応じて調整する必要があり、一般には帯状ワークの厚さが薄くなれば上部クランプ間の間隔を狭くし、又、帯状ワークの厚さが厚くなれば上部クランプ間の間隔を広くするようにしている。特に、厚みの極めて薄い帯状ワークを突合せ溶接する場合には、上部クランプ間の間隔を出来るだけ狭くする方が良い。これは上部クランプ間の間隔を広くすると、溶接時の熱で帯状ワークの表面温度が厚板の帯状ワークに比較して高温になり易く、そのために溶接中に変形が生じて溶接不良を引き起こすことになるからである。又、上部クランプ間の間隔を狭くすると、不要なアークが上部クランプの先端部により遮断され、両帯状ワークの突合せ部にアークエネルギーが集中的に与えられるからである。
【０００７】
ところが、上述した従来の突合せ接合装置のクランプ機構に於いては、上部治具を構成する左右の上部クランプが固定された部材であり、帯状ワークの厚みに応じて上部クランプ間の間隔を調整することができなかった。
そのため、突合せ溶接する帯状ワークの厚みが変わった場合には、帯状ワークの厚みに応じて左右の上部クランプを別の幅を有する左右の上部クランプと交換し、これにより左右の上部クランプ間の間隔を変えて帯状ワークの突合せ溶接を行うようにしていた。
【０００８】
しかし、左右の上部クランプを交換するには、多数のボルトを緩めたり、締め付けたりしなければならず、取り換えに極めて手数が掛かると云う問題があった。又、大きさの異なる複数組の上部クランプを用意しておかなければならず、コストの高騰を招くと云う問題もあった。
【０００９】
尚、円筒状又は角筒状に曲げ加工されたワークの端面同士を突合せ溶接により接合して丸パイプや角パイプを作製する水平型の自動溶接装置に於いては、ワークの端面同士を突合せ状態でマンドレルに設けたバックバー上へ押圧固定する左右のクランプ間の間隔を調整できるようにしたクランプ機構（図示省略）が設けられている（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
ところが、前記クランプ機構に於いては、作業員が手動操作により調整ネジを廻して左右のクランプを水平移動させ、これにより左右のクランプ間の間隔を調整するようにしているため、左右のクランプ間の間隔が帯状ワークの厚みに応じて最適な間隔になるように調整するのに手間が掛かるうえ、左右のクランプ間の間隔調整を短時間で正確に行えないと云う問題があった。
【特許文献１】特開平１１−３４７７９２号公報
【特許文献２】特開２００１−４７２８１号公報
【特許文献３】特開２００４−３４２５４号公報
【特許文献４】特開２００３−２０５３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、突合せ溶接する帯状ワークの厚みや材質に応じて帯状ワークの突合せ部近傍を挾持固定するクランプ機構の上部治具を構成する左右の上部クランプ間の間隔を簡単且つ正確に自動調整することができるようにした帯状ワークの突合せ接合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、幅方向に夫々切断した先行の帯状ワークの後端と後行の帯状ワークの先端とを突き合せ、両帯状ワークの突合せ部近傍を上部治具及び下部治具から成るクランプ機構により上下方向から挾持固定した後、両帯状ワークの突合せ部を溶接装置により突合せ溶接して接合するようにした帯状ワークの突合せ接合装置に於いて、前記クランプ機構の上部治具は、両帯状ワークの突合せ部の上方に位置する支持フレームの下面側に両帯状ワークの走行方向へ往復移動自在に配設した左右のスライド板に夫々取り付けられ、両帯状ワークの突合せ部近傍の上面に当接し得る対向状に配置した左右の上部クランプから成り、前記左右の上部クランプを支持フレーム側と左右のスライド板との間に夫々設けたモータ駆動型の駆動装置により両帯状ワークの走行方向へ往復移動させ、当該左右の上部クランプ間の間隔を調整できるように構成したことに特徴がある。
【００１３】
本発明の請求項２の発明は、左右のスライド板の下面側に両帯状ワークの幅よりも長めに形成した長尺板状の左右の上部クランプを夫々上下方向へ揺動自在又はスライド自在に取り付け、前記左右の上部クランプの先端部を左右のスライド板と左右の上部クランプとの間に夫々介設した複数の弾性体により両帯状ワークの突合せ部近傍の上面へ弾性的に当接させるようにしたことに特徴がある。
【００１４】
本発明の請求項３の発明は、モータ駆動型の駆動装置が、支持フレーム側と左右のスライド板との間に夫々設けられ、左右のスライド板を両帯状ワークの走行方向へ夫々往復移動させる左右のボールネジ機構と、支持フレーム側に配設した回転角度を制御できる左右のモータと、左右のモータの回転運動を左右のボールネジ機構に夫々伝達する左右の伝動装置とから成り、左右のモータの回転角度を制御することによって、左右の上部クランプ間の間隔を微調整できるように構成したことに特徴がある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１の突合せ接合装置は、クランプ機構の上部治具が、両帯状ワークの突合せ部の上方に位置する支持フレームの下面側に両帯状ワークの走行方向へ往復移動自在に配設した左右のスライド板に夫々取り付けられ、両帯状ワークの突合せ部近傍の上面に当接し得る対向状に配置した左右の上部クランプから成り、前記左右の上部クランプを支持フレーム側と左右のスライド板との間に夫々設けたモータ駆動型の駆動装置により両帯状ワークの走行方向へ往復移動させ、当該左右の上部クランプ間の間隔を調整できるように構成しているため、帯状ワークの厚さや材質に応じて左右の上部クランプ間の間隔が最適な間隔になるように左右の上部クランプ間の間隔を簡単且つ正確に自動調整することができる。その結果、本発明の請求項１の突合せ接合装置は、従来の突合せ接合装置のように左右の上部クランプを別の上部クランプと交換したり、或いは交換用の上部クランプを用意したり、上部クランプ間の間隔を手動操作により調整したりする必要が全くなく、操作性や作業性、取扱性等に極めて優れたものとなる。
【００１６】
本発明の請求項２及び請求項３の突合せ接合装置は、上記効果に加えて更に次のような効果を奏することができる。
即ち、本発明の請求項２の突合せ接合装置は、左右のスライド板の下面側に帯状ワークの幅よりも長めに形成した長尺板状の左右の上部クランプを夫々上下方向へ揺動自在又はスライド自在に取り付け、前記左右の上部クランプの先端部を左右のスライド板と左右の上部クランプとの間に夫々介設した複数の弾性体により両帯状ワークの突合せ部近傍の上面へ弾性的に当接させるようにしているため、広幅の帯状ワークであっても端部全域を幅方向に亘って下部治具の上面へ均一且つ確実に押圧することができ、両帯状ワークの突合せを高精度で行える。
又、本発明の請求項３の突合せ接合装置は、モータ駆動型の駆動装置が、支持フレーム側と左右のスライド板との間に夫々設けられ、左右のスライド板を両帯状ワークの走行方向へ夫々往復移動させる左右のボールネジ機構と、支持フレーム側に配設した回転角度を制御できる左右のモータと、左右のモータの回転運動を左右のボールネジ機構に夫々伝達する左右の伝動装置とから成り、左右のモータの回転角度を制御することによって、左右の上部クランプ間の間隔を微調整できるように構成しているため、帯状ワークの厚さや材質に応じて上部クランプ間の間隔をより一層簡単且つ正確に自動調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１乃至図３は本発明の実施の形態に係る帯状ワークの突合せ接合装置を示し、当該突合せ接合装置は、電磁鋼板等の広幅の帯状ワークの圧延や熱処理、表面処理を連続的に行う加工ライン、或いはステンレスや銅等の帯状ワークからリードフレームやシャーシ類等の各種製品を連続的に生産するプレスライン等に設置されており、ライン上を流れている先行の帯状ワークＷ１の後端に新しい後行の帯状ワークＷ２の先端を突合せ溶接により接合し、新しい後行の帯状ワークＷ２を先行の帯状ワークＷ１に引き続いてライン上へ供給できるようにしたものである。
【００１８】
即ち、前記突合せ接合装置は、図１乃至図４に示す如く、ライン上を流れている先行の帯状ワークＷ１の走行方向に対して直交する姿勢で配置された細長いボックス状のキャビネット本体１と、キャビネット本体１に配設され、先行の帯状ワークＷ１の後端部が支持載置される電磁石２を設けた先行側作業テーブル３と、キャビネット本体１に帯状ワークＷ１の走行方向及び幅方向へ移動調整可能に配設され、後行の帯状ワークＷ２の先端部が支持載置される電磁石２を設けた後行側作業テーブル４と、先行の帯状ワークＷ１及び後行の帯状ワークＷ２の突合せ部近傍を上下方向から挾持固定する上部治具５′及下部治具５″から成るクランプ機構５と、下部治具５″の中央部に昇降自在に配設され、先行の帯状ワークＷ１の後端及び後行の帯状ワークＷ２の先端の位置決めを夫々行うセンタープレート６と、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接装置７と、溶接条件や電極位置等を設定するモニター付きの操作盤８等から構成されている。
【００１９】
具体的には、前記キャビネット本体１は、図２及び図３に示す如く、ライン上を流れている先行の帯状ワークＷ１の下方位置に先行の帯状ワークＷ１と直交する姿勢で配置されたボックス状の前側キャビネット部１Ａと、前側キャビネット部１Ａの後方位置（図２及び図３に示す前側キャビネット部１Ａの右側位置）に配置されたボックス状の後側キャビネット部１Ｂとから成り、その内部には溶接用ガスボンベや溶接用電源装置等（何れも図示省略）が夫々格納されている。
【００２０】
前記先行側作業テーブル３及び後行側作業テーブル４は、図１及び図２に示す如く、キャビネット本体１の前側キャビネット部１Ａの上面に昇降可能に設けた昇降台９上に水平姿勢で且つ対向状に配設されており、昇降台９の昇降に伴って先行の帯状ワークＷ１及び後行の帯状ワークＷ２のパスラインよりも下方位置で昇降動するようになっている。昇降台９は、前側キャビネット部１Ａの上面に複数本の鉛直姿勢の支持軸１０を介して昇降自在に支持されており、前側キャビネット部１Ａに設けた複数の流体圧シリンダ１１を伸縮動作させることによって、昇降動するようになっている。
又、先行側作業テーブル３及び後行側作業テーブル４の上面には、これらに支持載置された先行の帯状ワークＷ１の後端部及び後行の帯状ワークＷ２の先端部を磁力により各作業テーブル３，４上面へ吸着保持する電磁石２が夫々配設されている。この電磁石２は、図４及び図６に示す如く、先行側作業テーブル３及び後行側作業テーブル４の上面に両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向に沿って二列の状態で夫々配設されている。
【００２１】
そして、前記後行側作業テーブル４は、図４に示す如く、昇降台９の上面にガイドレール１２を介して両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動自在に支持された移動台１３に配設されており、昇降台９と移動台１３との間に設けた移動台用駆動装置１４により両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動するようになっている。移動台用駆動装置１４は、図４及び図９に示す如く、昇降台９に両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向に沿う姿勢で回転自在に支持されたネジ軸１４ａと、移動台１３の下面側に取り付けられ、ネジ軸１４ａが螺挿されるブロックナット１４ｂと、昇降台９に取り付けられ、ネジ軸１４ａを正逆回転させるモータ１４ｃと、ネジ軸１４ａとモータ１４ｃを連動連結する伝動機構１４ｄとから成り、モータ１４ｃによりネジ軸１４ａを正逆回転させ、ブロックナット１４ｂ及び移動台１３をネジ軸１４ａに沿って移動させることによって、後行側作業テーブル４を両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動させることができるようになっている。
又、後行側作業テーブル４は、図４及び図６に示す如く、移動台１３の上面にガイドレール１５を介して両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動自在に支持されており、移動台１３と後行側作業テーブル４との間に介設した複数の流体圧シリンダ１６を伸縮動作させることによって、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動するようになっている。
【００２２】
前記クランプ機構５は、図３及び図４に示す如く、キャビネット本体１の上方位置に両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ水平移動自在に配設した支持フレーム１７の下面側に設けられ、先行の帯状ワークＷ１及び後行の帯状ワークＷ２の突合せ部近傍の上面を保持する上部治具５′と、先行側作業テーブル３と後行側作業テーブル４の間に配設され、両作業テーブルと同期的に昇降して上部治具５′との間で両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部近傍を挾持する下部治具５″とから構成されており、支持フレーム１７を前進させて上部治具５′を下部治具５″の上方位置へ移動させた後、下部治具５″を上昇させることによって、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部近傍を上部治具５′と下部治具５″との間で緊密且つ強固に挾持固定することができるようになっている。
【００２３】
尚、支持フレーム１７は、図２、図３及び図５に示す如く、後側キャビネット部１Ｂの上面にガイドレール１８を介して両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ水平移動自在に配設されており、ラック１９ａ、ピニオン１９ｂ及びモータ１９ｃから成る支持フレーム用駆動装置１９によって、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動自在となっている。この支持フレーム１７を両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動させることによって、上部治具５′は下部治具５″の上方に位置するクランプ位置（図３の実線位置）と後側キャビネット部１Ｂの上方に位置する待機位置（図３の一点鎖線位置）とを取り得るようになっている。
【００２４】
前記クランプ機構５の上部治具５′は、図４及び図１０に示す如く、支持フレーム１７の下面側に両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向に沿う姿勢で且つ僅かな間隔を空けて対向状に配設され、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部近傍の上面に当接し得る左右の上部クランプ５ａから成り、主にアークの拡がりを遮断して両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部にアークエネルギーを集中的に与えるものである。
即ち、左右の上部クランプ５ａは、銅材により両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅よりも長めの長尺板状に形成されており、支持フレーム１７の下面側に左右のクランプ取付け座２０及び左右のスライド板２１を介して両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動自在に取り付けられている。
【００２５】
前記左右のクランプ取付け座２０は、図１０乃至図１２に示す如く、アルミ合金等の金属材により両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅よりも長めの長尺板状に形成されており、支持フレーム１７の下面側に対向状に配設されてボルトにより支持フレーム１７の下面に固定されている。この左右のクランプ取付け座２０の下面側には、案内レール２２ａ及び案内レール２２ａ上をボール（図示省略）を介して摺動するスライダ２２ｂから成るリニアガイド２２が収納固定される凹部２０ａがクランプ取付け座２０の長手方向へ一定間隔毎に形成されている。
又、左右のスライド板２１は、図１０乃至図１２に示す如く、アルミ合金等の金属材により両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅よりも長めの長尺板状に形成されており、左右のクランプ取付け座２０の下面側にリニアガイド２２を介して両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動自在に取り付けられている。この左右のスライド板２１の下面側には、左右の上部クランプ５ａを下方へ附勢するための弾性体２３を収納する収納穴２１ａがスライド板２１の長手方向へ一定間隔毎に形成されている。更に、左右のスライド板２１の一側面には、後述するボールネジ機構２６の一部分が収納される窪み部２１ｂがスライド板２１の長手方向へ一定間隔毎に形成されている。
【００２６】
そして、左右の上部クランプ５ａは、図１０乃至図１２に示す如く、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動する左右のスライド板２１の下面側に夫々複数本のボルト２４により上下方向へ揺動自在に取り付けられており、左右のスライド板２１と左右の上部クランプ５ａとの間に夫々介設した複数の弾性体２３（圧縮スプリング）により下方へ附勢され、鋭角状に形成した先端部が両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部近傍の上面へ弾性的に当接するようになっている。
又、左右の上部クランプ５ａは、支持フレーム１７側（左右のクランプ取付け座２０）と左右のスライド板２１との間に夫々設けたモータ駆動型の駆動装置２５により両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動し、左右の上部クランプ５ａ間の間隔を調整できるように構成されている。この実施の形態に於いては、左右の上部クランプ５ａ間の間隔は、０〜６ｍｍの範囲で調整できるように設定されている。
【００２７】
前記モータ駆動型の駆動装置２５は、図１０乃至図１３に示す如く、支持フレーム１７側（左右のクランプ取付け座２０）と左右のスライド板２１との間に夫々設けられ、左右のスライド板２１を両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ夫々往復移動させる複数の左右のボールネジ機構２６と、支持フレーム１７側（左右のクランプ取付け座２０）に配設した回転角度を制御できる左右のモータ２７と、左右のモータ２７の回転運動を左右のボールネジ機構２６に夫々伝達する左右の伝動装置２８とから成り、左右のモータ２７の回転角度を制御することによって、左右の上部クランプ５ａ間の間隔を微調整できるように構成されている。
【００２８】
具体的には、各ボールネジ機構２６は、図１１及び図１３に示す如く、クランプ取付け座２０の下面に固定した軸受２９に帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ沿う姿勢で回転自在に支持され、スライド板２１と同じ高さ位置に配置されて一端部側がスライド板２１の窪み部２１ｂに収納されるボールネジ軸２６ａと、スライド板２１の窪み部２１ｂ内に固定され、ボールネジ軸２６ａが螺挿されるボールナット２６ｂとから成り、ボールネジ軸２６ａが正逆回転すると、廻り止めされたボールナット２６ｂがボールネジ軸２６ａに沿って往復移動し、スライド板２１を帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動させるようになっている。この実施の形態に於いては、ボールネジ機構２６は、長尺板状の左右のスライド板２１を同じ姿勢を保った状態で平行移動させることができるように左右のクランプ取付け座２０と左右のスライド板２１との間に夫々３箇所設けられている。
【００２９】
又、左右のモータ２７は、図１１に示す如く、左右のクランプ取付け座２０の端面に夫々固定したモータブラケット３０に取り付けられており、当該モータ２７には基本ステップ角が４度又は８度のステッピングモータが使用されている。この実施の形態に於いては、モータ２７にステッピングモータを使用しているが、回転角度を制御できるモータ２７であれば如何なる型式のモータであっても良く、例えばサーボモータ（ＤＣモータ＋エンコーダ）やＡＣサーボモータ（ＡＣモータ＋エンコーダ）、超音波モータを使用するようにしても良い。
【００３０】
更に、左右の伝動装置２８は、図１１に示す如く、歯車伝動機構とベルト伝動機構とを組み合わせた構造に構成されており、左右のクランプ取付け座２０の下面に固定した複数の軸受２８ａに回転自在に支持され、各ボールネジ機構２６の近傍に位置して両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向に沿う連結軸２８ｂと、連結軸２８ｂに嵌着され、各ボールネジ機構２６のボールネジ軸２６ａの近傍に位置する三つの駆動傘歯車２８ｃと、各ボールネジ機構２６のボールネジ軸２６ａに嵌着され、駆動傘歯車２８ｃに夫々噛合する三つの従動傘歯車２８ｄと、モータ２７の出力軸２７ａに嵌着された駆動プーリ２８ｅと、連結軸２８ｂの一端部に嵌着された従動プーリ２８ｆと、駆動プーリ２８ｅと従動プーリ２８ｆに巻き回されたベルト２８ｇとから成る。
尚、前記歯車伝動機構は、連結軸２８ｂ、駆動傘歯車２８ｃ及び従動傘歯車２８ｄから成り、又、ベルト伝動機構は、駆動プーリ２８ｅ、従動プーリ２８ｆ及びベルト２８ｇから成る。
【００３１】
而して、モータ駆動型の駆動装置２５によれば、モータ２７（ステッピングモータ）へ所定数のパルス入力信号が加えられると、モータ２７の出力軸２７ａが入力パルス数に応じたステッピング回転を行い、この回転運動が伝動装置２８によりボールネジ機構２６のボールネジ軸２６ａに伝達され、これによってボールネジ軸２６ａを所定の角度又は所定の回転数だけ正回転又は逆回転させる。そうすると、ボールネジ機構２６により左右のスライド板２１及び左右のスライド板２１に取り付けた左右の上部クランプ５ａが両帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動し、左右の上部クランプ５ａ間の間隔が調整されることになる。
【００３２】
一方、クランプ機構５の下部治具５″は、図４及び図６に示す如く、先行側作業テーブル３と後行側作業テーブル４との間に配設され、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部近傍の下面に当接し得る長尺板状で且つ銅材製の左右の下部クランプ５ｂから成り、両帯状ワークＷ１，Ｗ２を突合せ溶接する際に余分な熱を吸収してビードの溶け落ちや穴あき、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の熱歪等を防止すると共に、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部の裏側にシールドガスを流して溶接部の酸化を防止するようにしたものである。
又、左右の下部クランプ５ｂは、その上面が先行側作業テーブル３及び後行側作業テーブル４の上面と面一の状態になるように先行側作業テーブル３と後行側作業テーブル４との間に配設されており、先行側作業テーブル３に複数の取付け板３１を介して取り付けられている。
更に、左右の下部クランプ５ｂ間には、後述するセンタープレート６が遊嵌状態で挿通されるスリット状の間隙が形成されていると共に、左右の下部クランプ５ｂ間の上面には、スリット状の間隙に連通してアルゴンガス等のシールドガスが流れる１ｍｍ幅の浅溝が形成されている。
【００３３】
前記センタープレート６は、図４、図７及び図８に示す如く、厚さが０．５ｍｍの薄板鋼板により長尺板状に形成されており、左右の下部クランプ５ｂ間に形成したスリット状の間隙内に鉛直姿勢で且つ昇降自在に配設されている。このセンタープレート６は、昇降台９に取り付けた複数の流体圧シリンダ３２のロッドに取付け金具３３を介して取り付けられており、流体圧シリンダ３２の短縮時には左右の下部クランプ５ｂ間に形成したスリット状の間隙内に収納され、流体圧シリンダ３２の伸長時にはその先端が左右の下部クランプ５ｂの上面から上方へ５ｍｍ程度突出するようになっている。
【００３４】
前記ＴＩＧ溶接装置７は、キャビネット本体１に設けた支持フレーム１７に配設されており、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部を溶接する際に支持フレーム１７と共に前方へ引き出され、支持フレーム１７上を両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ沿って移動するようになっている。
即ち、ＴＩＧ溶接装置７は、図４に示す如く、支持フレーム１７の上面にガイドレール３４を介して帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動自在に配設された走行台３５と、走行台３５に昇降自在に支持され、先端部からアルゴンガス等のシールドガスを流すと共に、タングステン電極棒３６ａを挿着した溶接用トーチ３６と、溶接用トーチ３６を昇降動させるサーボモータ等から成るトーチ上下動駆動装置（図示省略）と、溶接状況（タングステン電極棒３６ａの消耗やアークの状態等）や帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ状況を確認する監視カメラ（図示省略）と、走行台３５に取り付けられ、先行の帯状ワークＷ１及び後行の帯状ワークＷ２の幅を自動測定するレーザセンサー３７と、溶接開始前に於ける電極と帯状ワークＷ１，Ｗ２の間隙設定を容易にし、溶接中に於ける電極と帯状ワークＷ１，Ｗ２の接触事故を直ちに検知する電極接触検知装置（図示省略）と、走行台３５を帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ走行させる走行台用駆動装置３８等から構成されており、帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部を溶接する際に支持フレーム１７と一緒に前方へ引き出され、溶接用トーチ３６の先端が自動的に高さ調整され且つ溶接用トーチ３６が所定の速度で帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部に沿って直線移動するようになっている。
又、走行台用駆動装置３８は、図２及び図３に示す如く、支持フレーム１７の上面に帯状ワークの幅方向に沿う姿勢で回転自在に支持されたネジ軸３８ａと、走行台３５に取り付けられ、ネジ軸３８ａが螺挿されるブロックナット３８ｂと、支持フレーム１７に取り付けられ、ネジ軸３８ａに連動連結されてネジ軸３８ａを正逆回転させるモータ３８ｃとから成り、モータ３８ｃによりネジ軸３８ａを正逆回転させ、ブロックナット３８ｂ及び走行台３５をネジ軸３８ａに沿って移動させることによって、走行台３５及びこれに支持された溶接用トーチ３６を帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動させることができるようになっている。
そして、このＴＩＧ溶接装置７は、アークが集中するように溶接用電極棒３６ａの先端がシャープな円錐形状に形成されていると共に、突合せ溶接時に於けるアーク長が磁気吹き（アークが磁場の影響を受けて偏向する現象）を生じない長さに設定されている。この実施の形態に於いては、突合せ溶接時に於けるタングステン電極棒３６ａの先端と両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部との間隔が０．３ｍｍ〜０．７ｍｍとなるように設定されている。
【００３５】
次に、上述した帯状ワークの突合せ接合装置を用いて広幅の先行の帯状ワークＷ１と広幅の後行の帯状ワークＷ２を突合せ溶接により接合する場合について説明する。
尚、溶接電流、アーク長、不活性ガスの供給量、溶接用トーチ３６の走行速度、タングステン電極棒３６ａの先端形状等の溶接条件は、帯状ワークＷ１，Ｗ２の材質、板厚、幅等に応じて最適の条件下に設定されていることは勿論である。又、左右の上部クランプ５ａ間の間隔は、帯状ワークＷ１，Ｗ２の厚み等に応じて予め最適な間隔に調整されている。
【００３６】
先ず、先行の帯状ワークＷ１の後端部と後行の帯状ワークＷ２の先端部とを切断装置（図示省略）により幅方向に一直線状に切断加工した後、センタープレート６を流体圧シリンダ３２により上昇させてセンタープレート６の先端部を左右の下部クランプ５ｂの上面から上方へ突出させる。
【００３７】
次に、先行の帯状ワークＷ１の後端部を先行側作業テーブル３の上面に載せ、先行の帯状ワークＷ１の後端を手作業によりセンタープレート６の一方の側面に突き当てると共に、この状態で先行側作業テーブル３に設けた電磁石２をＯＮの状態にして先行の帯状ワークＷ１の後端部を磁力により先行側作業テーブル３の上面へ吸着保持して固定する（図１４（Ａ）参照）。このとき、監視カメラにより先行の帯状ワークＷ１の後端の一部（溶接開始端）が監視カメラにより操作盤８のモニターに映し出される。
【００３８】
引き続き、後行の帯状ワークＷ２の先端部を後行側作業テーブル４の上面に載せ、後行の帯状ワークＷ２の先端を手作業によりセンタープレート６の他方の側面に突き当てると共に、この状態で後行側作業テーブル４に設けた電磁石２をＯＮの状態にして後行の帯状ワークＷ２の先端部を磁力により後行側作業テーブル４の上面へ保持固定する（図１４（Ａ）参照）。このときにも、監視カメラにより先行の帯状ワークＷ１の後端の一部（溶接開始端）が監視カメラにより操作盤８のモニターに映し出される。
【００３９】
その後、センタープレート６を流体圧シリンダ３２により下降させて左右の下部クランプ５ｂ間に収納し、後行側作業テーブル４を流体圧シリンダ１６により前進させて後行の帯状ワークＷ２の先端を先行の帯状ワークＷ１の後端に突き合せる（図１４（Ｂ）参照）。この状態で後行側作業テーブル４を移動台用駆動装置１４により帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向へ移動調整し、先行の帯状ワークＷ１と後行の帯状ワークＷ２の幅方向のズレ修正を行い、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅方向の両端を合致させる。このとき、両帯状ワークＷ１，Ｗ２は、両作業テーブル３，４に電磁石２により確実且つ強固に吸着保持されているため、帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ時に帯状ワークＷ１，Ｗ２がズレたり、浮き上がったりすると云うことがなく、広幅の帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せを確実且つ正確に高精度で行えることになる。又、後行側作業テーブル４を流体圧シリンダ１６により前進させて後行の帯状ワークＷ２の先端を先行の帯状ワークＷ１の後端に突き合せるようにしているため、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の端面は常時加圧状態で突き合されて密着状態となっていると共に、先行の帯状ワークＷ１の後端と後行の帯状ワークＷ２の先端とを常に一定の押圧力で突き合せることができる。
【００４０】
先行の帯状ワークＷ１の後端と後行の帯状ワークＷ２の先端とが突き合されたら、支持フレーム１７が支持フレーム用駆動装置１９により前進して左右の上部クランプ５ａを帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部の上方位置（クランプ位置）へ移動させる（図１５（Ａ）参照）。この状態で昇降台９が流体圧シリンダ１１により上昇し、両作業テーブル３，４及び下部クランプ５ｂをそれらの上面が上部クランプ５ａの先端部下面の高さと略同じ位置になるように上昇させる（図１５（Ｂ）参照）。これにより、両帯状ワークＷ１，Ｗ２は、端面同士が完全に突き合された状態で上部クランプ５ａと下部クランプ５ｂとの間で緊密且つ強固に挾持固定される。このとき、帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅よりも長めに形成した長尺板状の左右の上部クランプ５ａの先端部を複数の弾性体２３により帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部近傍の上面へ弾性的に当接させるようにしているため、広幅の帯状ワークＷ１，Ｗ２であっても端部全域を幅方向に亘って左右の下部クランプ５ｂの上面へ均一に押圧することができ、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せを高精度に行える。
【００４１】
両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部がクランプ機構５により挾持固定されたら、支持フレーム１７上の走行台３５が走行台用駆動装置３８により前進し、走行台３５に設けたレーザセンサー３７が帯状ワークＷ１，Ｗ２の幅を自動測定し、所定のプログラムにてＴＩＧ溶接装置７により両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部が突合せ溶接される。
【００４２】
即ち、先行側作業テーブル３及び後行側作業テーブル４に夫々設けた電磁石２がＯＦＦの状態になると共に、溶接用トーチ３６が下降してタングステン電極棒３６ａの先端を両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部の端部に位置させ、タングステン電極棒３６ａの先端と両帯状ワークＷ１，Ｗ２との間にアークを発生させる。その後、走行台３５が走行台用駆動装置３８により後退して溶接用トーチ３６を帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ部に沿って走行させ、突合せ部を突合せ溶接する。このとき、タングステン電極棒３６ａの先端をシャープな円錐形状に形成してアークを集中させていると共に、突合せ溶接時に於けるアーク長を磁気吹きが生じない長さに設定しているため、電磁鋼板のように表面に絶縁皮膜が形成されている帯状ワークＷ１，Ｗ２であっても突合せ溶接を良好且つ確実に行えると共に、アークが電磁石２及び帯状ワークＷ１，Ｗ２に生じる残留磁気の影響を受けることがなく、溶接中の磁気吹きを防止することができる。即ち、先行の帯状ワークＷ１及び後行の帯状ワークＷ２を先行側作業テーブル３及び後行側作業テーブル４の上面へ保持するのに電磁石２を使用していても、ＴＩＧ溶接法を用いて両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ溶接を確実且つ良好に行うことができる。
【００４３】
両帯状ワークＷ１，Ｗ２の突合せ溶接が終了したら、電磁石２がＯＮの状態になって両帯状ワークＷ１，Ｗ２を両作業テーブル３，４の上面へ吸着保持すると共に、この状態で両作業テーブル３，４及び下部クランプ５ｂが下降し、引き続いて支持フレーム１７及び上部クランプ５ａが後退した後、電磁石２がＯＦＦの状態になって両帯状ワークＷ１，Ｗ２を開放する。これによって、先行の帯状ワークＷ１の後端に接合された後行の帯状ワークＷ２は、先行の帯状ワークＷ１に引き続いてライン上へ供給されることになる。
【００４４】
そして、突合せ溶接する先行の帯状ワークＷ１及び後行の帯状ワークＷ２の厚みが変わった場合には、クランプ機構５の左右の上部クランプ５ａをモータ駆動型の駆動装置２５により帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ移動させ、左右の上部クランプ５ａ間の間隔を突合せ溶接する帯状ワークＷ１，Ｗ２の厚さに応じて調整する。
【００４５】
即ち、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の厚さが薄くなれば上部クランプ５ａ間の間隔を狭くし、又、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の厚さが厚くなれば上部クランプ５ａ間の間隔を広くする。これにより、両帯状ワークの理想的な突合せ溶接を行うことができる。
例えば、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の板厚が０．１５ｍｍのときには左右の上部クランプ５ａ間の間隔が１．０ｍｍに、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の板厚が０．２３ｍｍのときには左右の上部クランプ５ａ間の間隔が１．４ｍｍに、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の板厚が０．３５ｍｍのときには左右の上部クランプ５ａ間の間隔が２．０ｍｍに、両帯状ワークＷ１，Ｗ２の板厚が０．５ｍｍのときには左右の上部クランプ５ａ間の間隔が４．０ｍｍになるようにモータ駆動型の駆動装置２５により夫々調整する。
【００４６】
上述した突合せ接合装置に於いては、突合せ溶接する帯状ワークの厚みに応じて左右の上部クランプ５ａ間の間隔をモータ駆動型の駆動装置２５により調整するようにしているため、帯状ワークＷ１，Ｗ２の厚さや材質に応じて左右の上部クランプ５ａ間の間隔が最適な間隔になるように上部クランプ５ａ間の間隔を簡単且つ正確に自動調整することができる。
然も、モータ駆動型の駆動装置２５が、ボールネジ機構２６、回転角度を制御できるモータ２７（ステッピングモータ）及び伝動装置２８から成り、左右のモータ２７の回転角度を制御することによって、左右の上部クランプ５ａ間の間隔を微調整できるように構成しているため、帯状ワークＷ１，Ｗ２の厚さに応じて上部クランプ５ａ間の間隔をより一層簡単且つ正確に自動調整することができる。
【００４７】
尚、上記の実施の形態に於いては、左右のスライド板２１の下面側に左右の上部クランプ５ａを上下方向へ揺動自在に取り付けるようにしたが、他の実施の形態に於いては、左右のスライド板２１の下面側に左右の上部クランプ５ａを上下方向へスライド自在に取り付けるようにしても良い。
【００４８】
上記の実施の形態に於いては、支持フレーム１７の下面に固定した左右のクランプ取付け座２０に左右のスライド板２１を帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ々往復移動自在に夫々取り付けるようにしたが、他の実施の形態に於いては、左右のクランプ取付け座２０を省略し、左右のスライド板２１を支持フレーム１７の下面に帯状ワークＷ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動自在に直接取り付けるようにしても良い。
【００４９】
上記の実施の形態に於いては、モータ駆動型の駆動装置２５をボールネジ機構２６とモータ２７と伝動装置２８とから構成したが、他の実施の形態に於いては、伝動装置２８を省略し、ボールネジ機構２６のボールネジ軸２６ａにモータ２７の出力軸２７ａを直接連結するようにしても良く、或いは歯車伝動機構及びベルト伝動機構から成る伝動装置２８のベルト伝動機構を省略し、モータ２７の出力軸２７ａを歯車伝動機構の連結軸２８ｂに連結するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態に係る帯状ワークの突合せ接合装置の一部切欠正面図である。
【図２】突合せ接合装置の一部切欠側面図である。
【図３】突合せ接合装置の平面図である。
【図４】突合せ接合装置の要部の縦断面図である。
【図５】支持フレーム及び支持フレームを往復移動させる支持フレーム用駆動装置の縦断面図である。
【図６】先行側作業テーブル及び後行側作業テーブルの平面図である。
【図７】センタープレート及び昇降台部分の平面図である。
【図８】支持フレーム及び上部治具等が先行側作業テーブル及び後行側作業テーブルの上方位置へ移動した状態の縦断面図である。
【図９】昇降台及び移動台の縦断面図である。
【図１０】クランプ機構の上部治具部分の底面図である。
【図１１】クランプ機構の上部治具部分の一部省略拡大底面図である。
【図１２】図１０のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図１３】図１０のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図１４】突合せ接合装置の作動状態を示し、（Ａ）はセンタープレートにより先行の帯状ワーク及び後行の帯状ワークを位置決めし、両帯状ワークを電磁石により先行側作業テーブル及び後行側作業テーブルに吸着保持した状態の縦断面図、（Ｂ）は後行側作業テーブル４を移動調整して先行の帯状ワークの後端と後行の帯状ワークの先端とを突き合せた状態の縦断面図である。
【図１５】突合せ接合装置の作動状態を示し、（Ａ）は支持フレーム及び上部治具等が突き合された両帯状ワークの上方位置へ移動した状態の縦断面図、（Ｂ）は両作業テーブル及び下部治具等が上昇して両帯状ワークの突合せ部近傍を上部治具及び下部治具により挾持固定した状態の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
５はクランプ機構、５′は上部治具、５″は下部治具、５ａは上部クランプ、７はＴＩＧ溶接装置、１７は支持フレーム、２１はスライド板、２３は弾性体、２５はモータ駆動型の駆動装置、２６はボールネジ機構、２７はモータ（ステッピングモータ）、２８は伝動機構、Ｗ１は先行の帯状ワーク、Ｗ２は後行の帯状ワーク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅方向に夫々切断した先行の帯状ワーク（Ｗ１）の後端と後行の帯状ワーク（Ｗ２）の先端とを突き合せ、両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部近傍を上部治具（５′）及び下部治具（５″）から成るクランプ機構（５）により上下方向から挾持固定した後、両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部を溶接装置（７）により突合せ溶接して接合するようにした帯状ワークの突合せ接合装置に於いて、前記クランプ機構（５）の上部治具（５′）は、両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部の上方に位置する支持フレーム（１７）の下面側に両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の走行方向へ往復移動自在に配設した左右のスライド板（２１）に夫々取り付けられ、両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部近傍の上面に当接し得る対向状に配置した左右の上部クランプ（５ａ）から成り、前記左右の上部クランプ（５ａ）を支持フレーム（１７）側と左右のスライド板（２１）との間に夫々設けたモータ駆動型の駆動装置（２５）により両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の走行方向へ往復移動させ、当該左右の上部クランプ（５ａ）間の間隔を調整できるように構成したこと特徴とする帯状ワークの突合せ接合装置。
【請求項２】
左右のスライド板（２１）の下面側に両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の幅よりも長めに形成した長尺板状の左右の上部クランプ（５ａ）を夫々上下方向へ揺動自在又はスライド自在に取り付け、前記左右の上部クランプ（５ａ）の先端部を左右のスライド板（２１）と左右の上部クランプ（５ａ）との間に夫々介設した複数の弾性体（２３）により両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部近傍の上面へ弾性的に当接させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の帯状ワークの突合せ接合装置。
【請求項３】
モータ駆動型の駆動装置（２５）は、支持フレーム（１７）側と左右のスライド板（２１）との間に夫々設けられ、左右のスライド板（２１）を両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の走行方向へ夫々往復移動させる左右のボールネジ機構（２６）と、支持フレーム（１７）側に配設した回転角度を制御できる左右のモータ（２７）と、左右のモータ（２７）の回転運動を左右のボールネジ機構（２６）に夫々伝達する左右の伝動装置（２８）とから成り、左右のモータ（２７）の回転角度を制御することによって、左右の上部クランプ（５ａ）間の間隔を微調整できるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の帯状ワークの突合せ接合装置。
【請求項１】
幅方向に夫々切断した先行の帯状ワーク（Ｗ１）の後端と後行の帯状ワーク（Ｗ２）の先端とを突き合せ、両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部近傍を上部治具（５′）及び下部治具（５″）から成るクランプ機構（５）により上下方向から挾持固定した後、両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部を溶接装置（７）により突合せ溶接して接合するようにした帯状ワークの突合せ接合装置に於いて、前記クランプ機構（５）の上部治具（５′）は、両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部の上方に位置する支持フレーム（１７）の下面側に両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の走行方向へ往復移動自在に配設した左右のスライド板（２１）に夫々取り付けられ、両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部近傍の上面に当接し得る対向状に配置した左右の上部クランプ（５ａ）から成り、前記左右の上部クランプ（５ａ）を支持フレーム（１７）側と左右のスライド板（２１）との間に夫々設けたモータ駆動型の駆動装置（２５）により両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の走行方向へ往復移動させ、当該左右の上部クランプ（５ａ）間の間隔を調整できるように構成したこと特徴とする帯状ワークの突合せ接合装置。
【請求項２】
左右のスライド板（２１）の下面側に両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の幅よりも長めに形成した長尺板状の左右の上部クランプ（５ａ）を夫々上下方向へ揺動自在又はスライド自在に取り付け、前記左右の上部クランプ（５ａ）の先端部を左右のスライド板（２１）と左右の上部クランプ（５ａ）との間に夫々介設した複数の弾性体（２３）により両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部近傍の上面へ弾性的に当接させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の帯状ワークの突合せ接合装置。
【請求項３】
モータ駆動型の駆動装置（２５）は、支持フレーム（１７）側と左右のスライド板（２１）との間に夫々設けられ、左右のスライド板（２１）を両帯状ワーク（Ｗ１），（Ｗ２）の走行方向へ夫々往復移動させる左右のボールネジ機構（２６）と、支持フレーム（１７）側に配設した回転角度を制御できる左右のモータ（２７）と、左右のモータ（２７）の回転運動を左右のボールネジ機構（２６）に夫々伝達する左右の伝動装置（２８）とから成り、左右のモータ（２７）の回転角度を制御することによって、左右の上部クランプ（５ａ）間の間隔を微調整できるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の帯状ワークの突合せ接合装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００８−６２２４３（Ｐ２００８−６２２４３Ａ）
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３９４０４（Ｐ２００６−２３９４０４）
【出願日】平成１８年９月４日（２００６．９．４）
【出願人】（５９１２８６８２３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月４日（２００６．９．４）
【出願人】（５９１２８６８２３）
【Ｆターム（参考）】
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