(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続圧延設備において、先行する鋼板の後端部と後行する後端の先端部とをクランプによって挟持し、両端部をレーザー溶接する接合台車であって、レーザー溶接装置を搭載したレーザー溶接装置搭載フレームを台車フレームに回動自在の球面軸受で支持することを特徴とする連続圧延設備のレーザー接合装置。
【請求項２】
台車フレームにレーザー溶接装置搭載フレームが昇降可能なガイドポストを設けたことを特徴とする請求項１記載の連続圧延設備のレーザー接合装置。
【請求項３】
レーザー溶接装置搭載フレームに円錐ピンを設けるとともに、台車フレームに前記円錐ピンが嵌まり込む円錐臼を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の連続圧延設備のレーザー接合装置。
【請求項４】
レーザー溶接装置搭載フレームの下部に設けられた固定ウエッジのテーパに摺動自在のテーパを有する可動ウエッジを設けたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の連続圧延設備のレーザー接合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粗圧延された鋼板の端部をレーザー溶接装置で接合し連続して圧延する連続圧延設備の接合台車のレーザー接合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鋼板の熱間圧延ラインでは、スラブを加熱炉で加熱し、粗圧延機で圧延し、得られた鋼板を仕上圧延機で所望の板厚になるように圧延していた。この熱間圧延ラインでは、鋼板をスラブ毎に分けて圧延するので、作業効率がよくなかった。
【０００３】
そこで、最近、特開平８−１９２２０７号公報に記載されているように、粗圧延機を出た鋼板の先端部と先行する鋼板の後端部とを接合装置でレーザー接合し、連続的に熱間圧延を行うようにした連続圧延設備が開発されている。前記連続圧延設備の接合装置においては、先行する鋼板の後端部と後行の鋼板の先端部とがレーザー溶接装置で接合された後、鋼板は、仕上圧延機によって仕上圧延が行われる。
【０００４】
熱間圧延材の温度は約１１００℃と高温のため、クランプはもちろん接合台車本体も高温に曝されるので、台車本体も水で冷却されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
レーザー溶接装置は、光学系（例えば、ミラー）を使用するため、その取付角度（特にθｘ，θｙ，θｚの角度）の精度は、きわめて高く（１０-8ｒａｄ）、台車にボルト等で剛く固設することが常識化されている。しかしながら、水温の変化によっても台車が微少な変形を起こす。接合台車には、クランプ、サイドガイド等の装置が多数搭載されるが、各装置は鋼材を保持したり、突き合わせたりするため、台車には応力あるいは外力が生じると同時に、変形も生じる。レーザー溶接装置のレーザーを伝送するレーザー光学装置は、高精度の設置精度が必要であり、この微少な変形は照射位置ずれを生ずる。
【０００６】
したがって、固設された光学系は、台車の変形を受け、その高い取付精度を確保することが課題となり、ひいては、熱延連続化において、レーザー溶接機を導入すること自体が困難視されていた。
【０００７】
また、レーザー光学装置、例えば、ミラーは、伝送系をガスによって充填保護していても汚染されるため、簡単に清掃できるとともに、修理交換する構造が必要である。さらに、初期の搭載時は、光軸を容易に調整できることが必要であり、清掃、交換等により伝送系を取り外した場合にも、その光軸を保つため初期位置に復旧することが必要であり、それができなければ、毎回光軸の取り直しが必要となり短時間での復旧が困難となる。しかしながら、従来のレーザー溶接装置は、レーザー溶接装置搭載フレーム周辺に空間を形成することが困難であるため、これらの要件を満たすことができないという欠点があった。
【０００８】
本発明は、レーザー溶接装置搭載フレームの変形が小さく、かつレーザー光学装置を簡単に清掃できるとともに、修理交換の空間を形成できる連続圧延設備のレーザー接合装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の連続圧延設備のレーザー接合装置は、連続圧延設備において、先行する鋼板の後端部と後行する後端の先端部とをクランプによって挟持し、両端部をレーザー溶接する接合台車であって、レーザー溶接装置を搭載したレーザー溶接装置搭載フレームを台車フレームに回動自在に球面軸受で支持する。移動直角方向の回転をさらに自由にすることで、台車フレームの影響をさらに小さくできる。
【００１０】
台車フレームには、レーザー溶接装置搭載フレームが昇降可能なガイドポストを設けてもよい。また、レーザー溶接装置搭載フレームに円錐ピンを設けるとともに、台車フレームに前記円錐ピンが嵌まり込む円錐臼を設けることもできる。さらに、レーザー溶接装置搭載フレームの下部に設けられた固定ウエッジのテーパに摺動自在のテーパを有する可動ウエッジを設けてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のレーザー溶接装置の支持装置を備えた接合装置の正面図、図２は同平面図である。
【００１２】
鋼板Ｓの走行方向に沿って設けられたレール１上を走行車輪２で前進あるいは後進する台車の台車フレーム３には、クランプ装置４が装着されるとともに、一対のレーザー溶接装置６が搭載されたレーザー溶接装置搭載フレーム５が支持されている。レーザー溶接装置６は、レーザー溶接装置搭載フレーム５の下側のレーザートーチ７と、レーザー溶接装置搭載フレーム５の上部に設けられたレーザー光学装置８とで構成される。レーザートーチ７は、横行台車９により鋼板Ｓの幅方向に移動可能に設けられている。レーザー光学装置８は、ミラー、蛇腹からなる伝送系等から構成される。
【００１３】
図３は本発明のレーザー溶接装置搭載フレームの支持構造例を示す側面図、図４は同支持構造の拡大側面図、図５は同拡大縦断面図、図６は本発明のレーザー溶接装置搭載フレームの支持構造の配置図である。
【００１４】
レーザー溶接装置搭載フレーム５は、台車フレーム３上に球面軸受１０を介して回動可能に支持されている。すなわち、台車フレーム３に水平方向に支持された連結ピン１１のスリーブ１２に球面ブッシュ１３が固定され、レーザー溶接装置搭載フレーム５のブラケット５ａが球面ブッシュ１３に対して摺動自在に支持されている。
【００１５】
本実施例では、図６に示すように４点の支持構造であるが、４点以上としてもよい。図６において、Ａ側がＹ方向自由Ｘ方向固定、Ｂ側がＸ方向自由Ｙ方向固定となり、Ａはセンターストッパー２３に固定され、センターから外側への伸びは自由になり、ＡからＢの長手方向に伸びが自由となる。
【００１６】
前記の構成において、台車フレーム３が鋼板Ｓの熱によって伸びたとしても、台車フレーム３は、レーザー溶接装置搭載フレーム５から球面軸受１０により独立して回転し移動するので、レーザー溶接装置搭載フレーム５が台車フレーム３の延びに影響を受けることがない。そのため、レーザー溶接装置搭載フレーム５に装着されたレーザー溶接装置６の照射位置ずれを防止することができる。
【００１７】
図７は本発明の別実施例を示し、レーザー溶接装置搭載フレームを台車フレームに支持した状態、図８はレーザー溶接装置搭載フレームを引き上げた状態を示す図である。
【００１８】
台車フレーム３にガイドポスト１４を立設し、ガイドポスト１４に摺動自在にレーザー溶接装置搭載フレーム５を設ける。ガイドポスト１４の上部には、引き上げたレーザー溶接装置搭載フレーム５を保持するストッパー１５の挿入孔１６が設けられている。レーザー溶接装置搭載フレーム５は、台車フレーム３に前述の実施例で説明した球面軸受で支持する。
【００１９】
前記構成において、レーザー溶接装置搭載フレーム５は、ガイドポスト１４に沿って上昇することで、クランプの間にあるレーザートーチ、その他のレーザー光学系の機器等を簡単に清掃あるいは修理交換できる空間を形成することができる。
【００２０】
図９は本発明のレーザー溶接装置搭載フレームの支持装置の別実施例の支持構造の側面図、図１０は同縦断面図である。
【００２１】
レーザー溶接装置搭載フレーム５には球面軸受１０が設けられている。球面軸受１０は、水平方向に支持された連結ピン１１のスリーブ１２に球面ブッシュ１３が固定され、レーザー溶接装置搭載フレーム５のブラケット５ａが球面ブッシュ１３に対して摺動自在に支持されている。球面軸受１０の下部には円錐ピン１７が設けられ、台車フレーム３には円錐ピン１７が嵌まり込む円錐臼１８が形成されている。
【００２２】
前記構成において、レーザー溶接装置搭載フレーム５に搭載された、レーザー溶接装置を清掃あるいは修理交換後、レーザー溶接装置搭載フレーム５を円錐ピン１７を台車フレーム３の円錐臼１８に嵌め込むことによって容易に位置決めを行うことができる。
【００２３】
図１１は本発明のレーザー溶接装置搭載フレームの支持構造の別実施例を示す側面図、図１２同拡大側面図、図１３は同拡大平面図である。
【００２４】
本実施例では、レーザー溶接装置搭載フレーム５の球面軸受１０の下部に設けられた固定ウエッジ１９のテーパに摺動自在のテーパを有する可動ウエッジ２０が設けられ、台車フレーム３の軸受２１に支持された連結バー２２に可動ウエッジ２０が螺合している。
【００２５】
前記構成において、ハンドル等で連結バー２２を回転させると、連結バー２２に螺合している可動ウエッジ２０が固定ウエッジ１９のテーパ上を移動し、連結バー２２の正転あるいは逆転により、レーザー溶接装置搭載フレーム５が上下動する。この上下動により、レーザー溶接装置搭載フレーム５のレベルを容易に調整することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、台車フレームが熱によって伸びたり、圧延機からの外力が掛かって台車が変形を起こしても、レーザー溶接装置搭載フレームに対して、独立して回転と移動が自由となっているため、台車フレームの変形に左右されることなく、レーザー溶接装置搭載フレームの変形が小さい。
【００２７】
レーザー溶接装置搭載フレームは、ガイドに従って上昇させることで、レーザートーチ、その他のレーザー光学系の機器等を清掃あるいは修理交換できる空間を簡単に形成することができる。レーザー溶接装置搭載フレームは、円錐ピンを台車フレームの円錐臼に嵌め込むことによって容易に位置決めを行うことができるとともに、ウェッジをシフトすることで各支持部のレベルを簡単に調整することができる。それにより、レーザー搭載フレームの変形が小さくなれば、レーザーの射出精度が高くなり、レーザー接合における突合せ部へのレーザー倣い精度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のレーザー溶接装置の支持装置を備えた接合装置の正面図である。
【図２】  本発明のレーザー溶接装置の支持装置を備えた接合装置の平面図である。
【図３】  本発明のレーザー溶接装置搭載フレームの支持装置を示す側面図である。
【図４】  本発明のレーザー溶接装置搭載フレームの支持構造の拡大側面図である。
【図５】  本発明のレーザー溶接装置搭載フレームの支持構造の拡大縦断面図である。
【図６】  本発明のレーザー溶接装置搭載フレームの支持構造の配置図である。
【図７】  本発明の別実施例を示し、レーザー溶接装置搭載フレームを台車フレームに支持した状態を示す図である。
【図８】  溶接装置搭載フレームを図６の状態から引き上げた状態を示す図である。
【図９】  本発明のレーザー溶接装置搭載フレームの支持装置の別実施例の支持構造の側面図である。
【図１０】  図９に示す実施例の縦断面図である。
【図１１】  本発明のレーザー溶接装置搭載フレームの支持装置の別実施例を示す側面図である。
【図１２】  本発明のレーザー溶接装置搭載フレームの支持構造の拡大側面図である。
【図１３】  本発明のレーザー溶接装置搭載フレームの支持構造の拡大平面図である。
【符号の説明】
１  レール
２  走行車輪
３  台車フレーム
４  クランプ装置
５  レーザー溶接装置搭載フレーム
５ａブラケット
６  レーザー溶接装置
７  レーザートーチ
８  レーザー光学装置
９  横行台車
１０  球面軸受
１１  連結ピン
１２  スリーブ
１３  球面ブッシュ
１４  ガイドポスト
１５  ストッパー
１６  挿入孔
１７  円錐ピン
１８  円錐臼
１９  固定ウエッジ
２０  可動ウエッジ
２１  軸受
２２  連結バー
Ｓ  鋼板
【図１】
0003702093.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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