JP4615261B2 - 帯状金属薄板の突合せ接合装置 - Google Patents

Description

本発明は、帯状金属薄板の圧延や熱処理、表面処理を連続的に行う加工ライン、或いは帯状金属薄板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、ライン上を流れている先行帯状金属薄板の後端に後行帯状金属薄板の先端を突合せ溶接により接合する帯状金属薄板の突合せ接合装置の改良に係り、特に、電磁鋼板等の磁性を有する広幅の先行帯状金属薄板の後端と後行帯状金属薄板の先端とを突合せ溶接により接合するようにした帯状金属薄板の突合せ接合装置に関するものである。

一般に、帯状金属薄板の圧延や熱処理等を連続的に行う加工ラインに於いては、生産性の向上及び品質の安定化等を図るためにライン上に通されている先行帯状金属薄板の後端に後行帯状金属薄板の先端を突合せ溶接により接合し、帯状金属薄板を連続して加工処理することが行われている。
又、加工処理された帯状金属薄板を製品として需要先に供給する際にも、帯状金属薄板が所定の長さになるように帯状金属薄板同士を突合せ溶接により接合し、コイル状に巻き取ることが行われている。

従来、帯状金属薄板の突合せ溶接には、エネルギー密度の高い熱源を利用したレーザ溶接が用いられている。このレーザ溶接は、入熱量が小さくて単位入熱当たりの溶け込み深さが大きく、溶接部が熱応力で変形したりすることもなく、又、熱影響部の結晶粒の粗大化も少なくなるため、高品質の溶接部を得ることができる等の利点がある。従って、板厚の極めて薄い電磁鋼板等の突合せ溶接には、レーザ溶接装置が広く利用されている。

しかし、レーザ溶接装置は、極めて高価で装置自体も大型化するうえ、メンテナンスや安全面等に於いても多くの問題を抱えている。
又、レーザ溶接装置による帯状金属薄板の突合せ溶接時には、作業員が先行帯状金属薄板の後端と後行帯状金属薄板の先端との突合せを手作業に行っているため、先行帯状金属薄板と後行帯状金属薄板の突合せ力が常時一定にならなかったり、或いは両帯状金属薄板間に部分的な隙間ができたりして両帯状金属薄板の突合せを確実且つ正確に行えないと云う問題がある。このような状態でレーザ溶接により先行帯状金属薄板と後行帯状金属薄板の突合せ溶接を行うと、溶接部に部分的な溶け込み不良を生じたり、溶接部の厚み斑、穴あき、溶接部の曲り等を生じることになる。
特に、広幅の極めて薄い帯状金属薄板を正確に突突き合せる作業は、極めて難かしい作業であり、相当の経験と熟練を必要とするため、前記問題がより一層顕著に現れることになる。

一方、本件発明者等は、レーザ溶接に替えてＴＩＧ溶接を用いることによって、極めて薄い帯状金属板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るようにした帯状金属板の突合せ接合装置を開発し、これを特開平１１−３４７７９２号及び特開２００１−４７２８１号として公開している。この突合せ接合装置は、ＴＩＧ溶接を用いているため、レーザ溶接装置に比べて低価格で操作性や作業性、取扱性等に優れている。

ところで、前記突合せ接合装置は、帯状金属薄板の撓み及び弾性力を利用して帯状金属板の端面同士の突合せを行うようにしているため、幅が比較的狭い帯状金属薄板を突き合せる場合には、帯状金属薄板の持っている弾性力等を利用して帯状金属薄板の端面同士を簡単且つ正確に突き合せることができる。
しかし、広幅の帯状金属薄板を突き合せる場合や弾性力の小さい帯状金属薄板を突き合せる場合には、先行帯状金属薄板の後端と後行帯状金属薄板の先端とが完全に突き合されず、帯状金属板の突合せ部に部分的な間隙を生じたり、先行帯状金属薄板と後行帯状金属薄板の突合せ力が常時一定にならないと云う問題が発生する。その結果、帯状金属薄板を突合せ溶接した際に、溶接部に部分的な溶け込み不良を生じたり、溶接部の厚み斑、穴あき、溶接部の曲り等を生ずることになる。
特開平１１−３４７７９２号公報 特開２００１−４７２８１号公報

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、帯状金属薄板の幅や厚み等に関係なく先行帯状金属薄板の後端と後行帯状金属薄板の先端との突き合せを確実且つ正確に高精度で行えるようにした帯状金属薄板の突合せ接合装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、先行帯状金属薄板（Ｗ１）の後端と後行帯状金属薄板（Ｗ２）の先端とを突合せ溶接により接合する帯状金属薄板の突合せ接合装置であって、前記突合せ接合装置は、ライン上を流れている先行帯状金属薄板（Ｗ１）の走行方向に対して直交する姿勢で配置されたキャビネット本体（１）と、キャビネット本体（１）に配設されて先行帯状金属薄板（Ｗ１）の後端部を支持載置する先行側作業テーブル（３）と、キャビネット本体（１）に両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の走行方向及び幅方向へ移動調整可能に配設されて後行帯状金属薄板（Ｗ２）の先端部を支持載置して後行帯状金属薄板（Ｗ２）の先端を先行帯状金属薄板（Ｗ１）の後端に突き合せる後行側作業テーブル（４）と、両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部近傍を上下方向から挾持する上部治具（５′）と先行側作業テーブル（３）に取付け板（２３）を介して片持ちに取り付けられた下部治具（５″）とからなるクランプ機構（５）と、下部治具（５″）の中央部に形成されたスリット状の間隙内に昇降自在に配設されて先行帯状金属薄板（Ｗ１）の後端及び後行帯状金属薄板（Ｗ２）の先端の位置決めを夫々行うセンタープレート（６）と、両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接装置（７）とを備えており、前記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、これらに支持載置された先行帯状金属薄板（Ｗ１）の後端部及び後行帯状金属薄板（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）を両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の幅方向に沿って二列の状態で夫々配設し、更に、ＴＩＧ溶接装置（７）の溶接用電極棒（２７）の先端をシャープな円錐形状に形成すると共に、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たことに特徴がある。

本発明の請求項２の発明は、クランプ機構の上部治具が、両帯状金属薄板の幅方向に沿う姿勢で且つ対向状に配設され、両帯状金属薄板の突合せ部近傍の上面に当接し得る上下方向へ揺動自在な長尺板状で且つ銅材製の左右の上部クランプから成り、左右の上部クランプを両帯状金属薄板の幅方向に複数のブロック体に分割し、各ブッロク体の先端を弾性体により両帯状金属薄板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。

本発明の請求項１の突合せ接合装置は、先行側作業テーブル及び後行側作業テーブルの上面に、これらに支持載置された先行帯状金属薄板の後端部及び後行帯状金属薄板の先端部を磁力により各作業テーブル上面へ吸着保持する電磁石を両帯状金属薄板の幅方向に沿って二列の状態で夫々配設する構成としているため、先行側作業テーブル及び後行側作業テーブルに支持載置された先行帯状金属薄板の後端部及び後行帯状金属薄板の先端部を各作業テーブル上面へ確実且つ強固に保持することができる。その結果、本発明の突合せ接合装置は、先行帯状金属薄板の後端と後行帯状金属薄板の先端とを突き合せる際に、両帯状金属薄板がズレたり、浮き上がったりするのを確実に防止することができ、広幅の帯状金属薄板であっても、その突合せを確実且つ正確に行える。
又、本発明の突合せ接合装置は、後行側作業テーブルを帯状金属薄板の走行方向及び幅方向へ移動調整可能に構成しているため、先行帯状金属薄板の後端と後行帯状金属薄板の先端とを突き合せる際に、後行側作業テーブルを帯状金属薄板の走行方向及び幅方向へ移動調整することによって、両帯状金属薄板の突合せをより一層確実且つ正確に行えると共に、先行帯状金属薄板の後端と後行帯状金属薄板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。
更に、本発明の突合せ接合装置は、タングステン電極棒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、アークが磁場の影響を受けると云うことがなく、溶接中の磁気吹きを防止することができる。換言すれば、本発明の突合せ接合装置は、先行帯状金属薄板及び後行帯状金属薄板を先行側作業テーブル及び後行側作業テーブルの上面へ保持するのに電磁石を使用していても、ＴＩＧ溶接法を用いて両帯状金属薄板の突合せ溶接を確実且つ良好に行うことができる。

本発明の請求項２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、両帯状金属薄板の突合せ部近傍を押える左右の上部クランプを両帯状金属薄板の幅方向に複数のブロック体に分割し、各ブロック体の先端を弾性体の弾性力により両帯状金属薄板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、広幅の帯状金属薄板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に押圧することができ、両帯状金属薄板の突合せを高精度に行える。

図１乃至図３は本発明の実施の形態に係る帯状金属薄板の突合せ接合装置を示すものであり、当該突合せ接合装置は、電磁鋼板等の広幅の帯状金属薄板の圧延や熱処理、表面処理を連続的に行う加工ライン、或いは帯状金属薄板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広幅の先行帯状金属薄板Ｗ１の後端に同じく広幅の後行帯状金属薄板Ｗ２の先端を突合せ溶接により接合し、後行帯状金属薄板Ｗ２を先行帯状金属薄板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。

即ち、前記突合せ接合装置は、ライン上を流れている先行帯状金属薄板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、先行帯状金属薄板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に両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の走行方向及び幅方向へ移動調整可能に配設され、後行帯状金属薄板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、先行帯状金属薄板Ｗ１及び後行帯状金属薄板Ｗ２の突合せ部近傍を上下方向から挾持する上部治具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、先行帯状金属薄板Ｗ１の後端及び後行帯状金属薄板Ｗ２の先端の位置決めを夫々行うセンタープレート６と、両帯状金属薄板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。

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帯状金属薄板Ｗ１の下方位置に先行帯状金属薄板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。

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帯状金属薄板Ｗ１及び後行帯状金属薄板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。この昇降台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帯状金属薄板Ｗ１の後端部及び後行帯状金属薄板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１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の上面に両帯状金属薄板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。

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を介して帯状金属薄板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との間に設けた駆動装置１４により帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動するようになっている。駆動装置１４は、図４及び図９に示す如く、昇降台９に帯状金属薄板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を帯状金属薄板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を介して帯状金属薄板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、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の走行方向へ往復移動するようになっている。

前記クランプ機構５は、図３に示す如く、キャビネット本体１の上方位置に前後方向へ水平移動自在に配設され、先行帯状金属薄板Ｗ１及び後行帯状金属薄板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３，４と同期的に昇降して上部治具５′との間で両帯状金属薄板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、上部治具５′を前進させて下部治具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、両帯状金属薄板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。

即ち、上部治具５′は、図３及び図４に示す如く、後側キャビネット部１Ｂの上面に設けた支持フレーム１７の下面に両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に沿う姿勢で且つ僅かな間隙を空けて対向状に配設され、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部近傍の上面に当接し得る長尺板状で且つ銅材製の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金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部にアークエネルギーを集中的に与えるためのものである。
左右の上部クランプ５ａは、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に複数のブロック体５ａ′に分割されており、各ブロック体５ａ′が支持フレーム１７の下面に軸１８を介して上下方向へ揺動自在に支持されている。
又、左右の上部クランプ５ａは、図４に示す如く、支持フレーム１７と各ブロック体５ａ′との間に介設した弾性体１９（圧縮スプリング）により下方へ附勢されており、各ブロック体５ａ′の薄肉板状に形成された先端部が両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の上面へ弾性的に当接するようになっている。
更に、左右の上部クランプ５ａは、図４に示す如く、支持フレーム１７の一部と各ブロック体５ａ′に挿通支持されたストッパー部材２０（ボルト及びナットから成る）により下方向への揺動量が規制されている。
尚、上部治具５′を支持する支持フレーム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２１を介して両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ水平移動自在に配設されており、ラック２２ａ、ピニオン２２ｂ及びモータ２２ｃから成る駆動装置２２によって、両帯状金属薄板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を往復移動させることによって、上部治具５′は後述する下部治具５″の上方に位置するクランプ位置（図２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２の一点鎖線位置）とを取り得る。

一方、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、両帯状金属薄板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、帯状金属薄板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、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の熱歪等を防止すると共に、帯状金属薄板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。
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２３を介して取り付けられている。
又、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。

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２４のロッドに取付け金具２５を介して取り付けられており、流体圧シリンダ２４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２４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。

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、帯状金属薄板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上を帯状金属薄板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３１を介して帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ往復移動自在に配設された走行台２６と、走行台２６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２７を挿着した溶接用トーチ２８と、溶接用トーチ２８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２７の消耗やアークの状態等）や帯状金属薄板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２６に取り付けられ、先行帯状金属薄板Ｗ１及び後行帯状金属薄板Ｗ２の幅を自動測定するレーザセンサー２９と、溶接開始前に於ける電極と帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の間隙設定を容易にし、溶接中に於ける電極と帯状金属薄板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２６を帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ走行させる駆動装置３０等から構成されており、帯状金属薄板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２８の先端が自動的に高さ調整され且つ溶接用トーチ２８が所定の速度で帯状金属薄板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、駆動装置３０は、図２に示す如く、支持フレーム１７の上面に帯状金属薄板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３０ａと、走行台２６に取り付けられ、ネジ軸３０ａが螺挿されるブロックナット３０ｂと、支持フレーム１７に取り付けられ、ネジ軸３０ａに連動連結されてネジ軸３０ａを正逆回転させるモータ３０ｃとから成り、モータ３０ｃによりネジ軸３０ａを正逆回転させ、ブロックナット３０ｂ及び走行台２６をネジ軸３０ａに沿って移動させることによって、走行台２６及びこれに支持された溶接用トーチ２８を帯状金属薄板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２７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。この実施の形態では、突合せ溶接時に於けるタングステン電極棒２７の先端と両帯状金属薄板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。

次に、上述した帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ接合装置を用いて広幅の先行帯状金属薄板Ｗ１と広幅の後行帯状金属薄板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２８の走行速度、タングステン電極棒２７の先端形状等の溶接条件は、帯状金属薄板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。

先ず、先行帯状金属薄板Ｗ１の後端部と後行帯状金属薄板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２４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。

次に、先行帯状金属薄板Ｗ１の後端部を先行側作業テーブル３の上面に載せ、先行帯状金属薄板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の状態にして先行帯状金属薄板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１０（Ａ）参照）。このとき、監視カメラにより先行帯状金属薄板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。
引き続き、後行帯状金属薄板Ｗ２の先端部を後行側作業テーブル４の上面に載せ、後行帯状金属薄板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の状態にして後行帯状金属薄板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１０（Ａ）参照）。このときにも、監視カメラにより先行帯状金属薄板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。

その後、センタープレート６を流体圧シリンダ２４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帯状金属薄板Ｗ２の先端を先行金属薄板の後端に突き合せる（図１０（Ｂ）参照）。この状態で後行側作業テーブル４を駆動装置１４により帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向へ移動調整し、先行帯状金属薄板Ｗ１と後行帯状金属薄板Ｗ２の幅方向のズレ修正を行い、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向の両端を合致させる。このとき、両帯状金属薄板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、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ時に帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２がズレたり、浮き上がったりすると云うことがなく、広幅の帯状金属薄板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帯状金属薄板Ｗ２の先端を先行帯状金属薄板Ｗ１の後端に突き合せるようにしているため、両帯状金属薄板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、先行帯状金属薄板Ｗ１の後端と後行帯状金属薄板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。

先行帯状金属薄板Ｗ１の後端と後行帯状金属薄板Ｗ２の先端とが突き合されたら、支持フレーム１７が前進して左右の上部クランプ５ａを帯状金属薄板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１１（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１１（Ｂ）参照）。これにより、両帯状金属薄板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、左右の上部クランプ５ａを両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の幅方向に複数のブロック体５ａ′に分割し、各ブロック体５ａ′の先端を弾性体１９の弾性力により両帯状金属薄板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、広幅の帯状金属薄板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、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せを高精度に行える。

両帯状金属薄板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２６が駆動装置３０により前進し、走行台２６に設けたレーザセンサー２９が帯状金属薄板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により両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部が突合せ溶接される。
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２８が下降してタングステン電極棒２７の先端を帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ部の端部に位置させ、タングステン電極棒２７の先端と帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２との間にアークを発生させる。その後、走行台２６が駆動装置３０により後退して溶接用トーチ２８を帯状金属薄板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２７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金属薄板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及び帯状金属薄板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、先行帯状金属薄板Ｗ１及び後行帯状金属薄板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金属薄板Ｗ１，Ｗ２の突合せ溶接を確実且つ良好に行うことができる。

尚、先行帯状金属薄板Ｗ１及び後行帯状金属薄板Ｗ２の端部を切断装置により切断加工した際に端部が長手方向に対して直角に切断されず、帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２を突き合せた時に溶接開始端のみが突き合されている場合でも、溶接の進行に伴って生じる収縮変形によって、両帯状金属薄板Ｗ１，Ｗ２の溶接終端側が順次突き合されることになり、突合せ溶接を確実且つ良好に行える。

そして、両帯状金属薄板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金属薄板Ｗ１，Ｗ２を各作業テーブル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金属薄板Ｗ１，Ｗ２を開放する。これによって、先行帯状金属薄板Ｗ１の後端に接合された後行帯状金属薄板Ｗ２は、先行帯状金属薄板Ｗ１に引き続いてライン上へ供給されることになる。

本発明の実施の形態に係る帯状金属薄板の突合せ接合装置の一部切欠正面図である。 突合せ接合装置の一部切欠側面図である。 突合せ接合装置の平面図である。 突合せ接合装置の要部の縦断面図である。 支持フレーム及び支持フレームを往復移動させる駆動装置の縦断面図である。 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。 センタープレート及び昇降台部分の平面図である。 支持フレーム及び上部クランプ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。 昇降台及び移動台の縦断面図である。 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帯状金属薄板及び後行帯状金属薄板を位置決めし、両帯状金属薄板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を移動調整して先行帯状金属薄板の後端と後行帯状金属薄板の先端とを突き合せた状態の縦断面図である。 突合せ接合装置の作動状態を示し、（Ａ）は上部治具等が突き合された両帯状金属薄板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金属薄板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

２は電磁石、３は先行側作業テーブル、４は後行側作業テーブル、５はクランプ機構、５′は上部治具、５″は下部治具、５ａは左右の上部クランプ、５ａ′はブロック体、６はセンタープレート、７はＴＩＧ溶接装置、１９は弾性体、Ｗ１は先行帯状金属薄板、Ｗ２は後行帯状金属薄板。

Claims (2)

1. 先行帯状金属薄板（Ｗ１）の後端と後行帯状金属薄板（Ｗ２）の先端とを突合せ溶接により接合する帯状金属薄板の突合せ接合装置であって、
   前記突合せ接合装置は、ライン上を流れている先行帯状金属薄板（Ｗ１）の走行方向に対して直交する姿勢で配置されたキャビネット本体（１）と、
   キャビネット本体（１）に配設されて先行帯状金属薄板（Ｗ１）の後端部を支持載置する先行側作業テーブル（３）と、
   キャビネット本体（１）に両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の走行方向及び幅方向へ移動調整可能に配設されて後行帯状金属薄板（Ｗ２）の先端部を支持載置して後行帯状金属薄板（Ｗ２）の先端を先行帯状金属薄板（Ｗ１）の後端に突き合せる後行側作業テーブル（４）と、
   両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部近傍を上下方向から挾持する上部治具（５′）と先行側作業テーブル（３）に取付け板（２３）を介して片持ちに取り付けられた下部治具（５″）とからなるクランプ機構（５）と、
   下部治具（５″）の中央部に形成されたスリット状の間隙内に昇降自在に配設されて先行帯状金属薄板（Ｗ１）の後端及び後行帯状金属薄板（Ｗ２）の先端の位置決めを夫々行うセンタープレート（６）と、
   両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接装置（７）とを備えており、
   前記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、これらに支持載置された先行帯状金属薄板（Ｗ１）の後端部及び後行帯状金属薄板（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）を両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の幅方向に沿って二列の状態で夫々配設し、
   更に、ＴＩＧ溶接装置（７）の溶接用電極棒（２７）の先端をシャープな円錐形状に形成すると共に、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たことを特徴とする帯状金属薄板の突合せ接合装置。
2. クランプ機構（５）の上部治具（５′）が、両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の幅方向に沿う姿勢で且つ対向状に配設され、両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の突合せ部近傍の上面に当接し得る上下方向へ揺動自在な長尺板状で且つ銅材製の左右の上部クランプ（５ａ）から成り、左右の上部クランプ（５ａ）を両帯状金属薄板（Ｗ１），（Ｗ２）の幅方向に複数のブロック体（５ａ′）に分割し、各ブッロク体（５ａ′）の先端を弾性体（１９）により両帯状金属薄板（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に記載の帯状金属薄板の突合せ接合装置。

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