(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル材にロンジ材を仮り付けしてなるワークを、ワーク搬送台車にて搬送させつつパネル材にロンジ材を溶接装置にて本溶接させるようにしてある自動溶接機における上記ワークの搬送ラインに沿わせて走行用レールを敷設すると共に、該走行レール上に、上記ワーク搬送台車と同調してワーク搬送ライン方向に走行できるようにしたアース台車を載置し、該アース台車に、走行方向と直交する左右方向へ延びる支持フレームを上下方向及びワーク搬送ライン方向へ移動可能に組み付け、且つ該支持フレームのワーク搬送ライン方向の上流側端面部に、上記ワークのロンジ材をクランプするためのクランプレバーを高さ調整可能に備えたクランプ装置を、左右方向へ移動調整可能に装備させ、更に、上記クランプレバーの先端部クランプ面に、アースケーブルを接続したアース板を取り付けた構成を有することを特徴とする自動溶接機のアース装置。
【請求項２】
クランプレバーに取り付けたアース板を、縦ピンにより水平方向へ揺動自在に構成した請求項１記載の自動溶接機のアース装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は船殻平板ブロックや橋梁鋼床版等の基本構成部材である単板パネルを組み立てて溶接するために用いる自動溶接機のアース装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、船舶を建造する場合において、船殻を構成する平板ブロックとして、パネル材にロンジ材を溶接してなる単板パネルが基本構成部材として用いられる工法がある。
【０００３】
上記パネル材とロンジ材とを溶接して船殻平板ブロック用の単板パネルとするための自動溶接機の一例を示すと、図１１乃至図１５に示す如く、パネル材２とロンジ材３とから構成される単板パネルとなるワーク１の搬送ラインＬに沿うように設置した多数のコンベヤローラ４を有するワーク搬送用のローラコンベヤ５と、該ローラコンベヤ５の片側位置に敷設したレール８上に載置されて上記ワーク１の左右いずれか一方の幅端部を把持具６で把持して移動できるようにしてあるワーク搬送台車７と、上記ワーク搬送ラインＬの上流側端部位置に配置した単板パネル組立装置９と、該単板パネル組立装置９よりもワーク搬送ラインＬ上の下流側位置に配置した溶接装置１０とを備えた構成のものがある。
【０００４】
上記単板パネル組立装置９は、図１２に示す如く、ロンジ材３をパネル材２の上面にローラ１６を用いて押し付けるためのシリンダ１７と、ロンジ材３をローラ１８を用いて左右から挾持させて拘束させるようにするシリンダ１９と、ロンジ材３の下端をパネル材２に左右から隅肉溶接して仮り付け（仮り止め）させる溶接ヘッド２０とを備えた複数（図１１では５台）の組立ユニット２１を、ワーク搬送台車７及びローラコンベヤ５を跨ぐように設置した支柱１２とガーダ１３とからなる門型架構２２のガーダ１３の部分に、上下方向及び左右方向へ位置調整可能に取り付けた構成としてある。
【０００５】
上記溶接装置１０は、図１１及び図１３に示す如く、パネル材２にロンジ材３を本溶接するためのツイン型式の溶接ヘッド２３を有する複数（図１１では５台）の溶接ユニット２４を、ワーク搬送台車７及びローラコンベヤ５を跨ぐように設置した支柱１４と上部フレーム１５とからなる門型架構２６の上部フレーム１５の部分に、上下方向及び左右方向へ位置調整可能に取り付けた構成としてある。２５は溶接電源を示す。
【０００６】
上記自動溶接機を用いて単板パネルを製作する場合には、予め入力されたシステムデータを基に自動的に行われる。この場合、先ず、図示しないロンジ配材装置から搬送されたワーク１の幅方向の位置決めが行われた後、ワーク搬送台車７の把持具６でワーク１が把持されると、ワーク搬送台車７が所定速度で移動させられることによりワーク１が単板パネル組立装置９の位置まで搬送される。次に、組立ユニット２１の上下方向のシリンダ１７と左右方向のシリンダ１９が伸長作動させられることによりロンジ材３の位置がパネル材２上で拘束されることになる。かかる状態において、組立ユニット２１の溶接ヘッド２０によりロンジ材３がパネル材２の上面に部分的に仮り付け（仮り止め）される。しかる後、ワーク搬送台車７が所定の速度で移動させられることにより、ワーク１が溶接装置１０の位置へ達すると、溶接ユニット２４の溶接ヘッド２３にてパネル材２へのロンジ材３の本溶接が行われる。なお、この本溶接は、ワーク搬送台車７の移動によりワーク１が搬送されている間に連続的に行われるものであり、又、ワーク１が連続的に搬送されているときに、後続個所が単板パネル組立装置９の溶接ヘッド２０により、逐次仮り付けされて行くものである。
【０００７】
上記自動溶接機では、従来、図１４及び図１５に示す如きアース装置１１が用いられている。すなわち、ローラコンベヤ５のコンベヤローラ４間の位置でコンベヤローラ４と平行に伸びるようにビーム２７を固定配置し、該ビーム２７に、モータ２８の駆動で上下方向に変位するようにした銅板製のアース板２９を、組立ユニット２１及び溶接ユニット２４と対応するように左右方向へ位置調整可能に取り付け、上記アース板２９をモータ２８の駆動で上昇させてワーク１の下面となるパネル材２の下面に接触させることにより電流が流れるようにしてある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記自動溶接機で用いられている従来のアース装置１１の場合、ワーク１が搬送されながら本溶接されているときに、ワーク１の下面にアース板２９を押し当てておく必要があるので、ワーク１がアース板２９で擦られることによりワーク１に傷が付くことがあり、又、アース板２９に対するワーク１の接触面が移動して行くので、アース条件が不安定になる問題があり、そのため、大容量電流に対するアースを安定して行うことができず、一度に大量の溶接を高速で且つ高品質に行うことに限度があった。
【０００９】
そこで、本発明は、ワークを傷付けることなく、大容量電流に対するアースを安定して行うことができるようにして、一度に大量の溶接を高速で高品質に行わせることができるような自動溶接機のアース装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、パネル材にロンジ材を仮り付けしてなるワークを、ワーク搬送台車にて搬送させつつパネル材にロンジ材を溶接装置にて本溶接させるようにしてある自動溶接機における上記ワークの搬送ラインに沿わせて走行用レールを敷設すると共に、該走行レール上に、上記ワーク搬送台車と同調してワーク搬送ライン方向に走行できるようにしたアース台車を載置し、該アース台車に、走行方向と直交する左右方向へ延びる支持フレームを上下方向及びワーク搬送ライン方向へ移動可能に組み付け、且つ該支持フレームのワーク搬送ライン方向の上流側端面部に、上記ワークのロンジ材をクランプするためのクランプレバーを高さ調整可能に備えたクランプ装置を、左右方向へ移動調整可能に装備させ、更に、上記クランプレバーの先端部クランプ面に、アースケーブルを接続したアース板を取り付けた構成とする。
【００１１】
したがって、溶接装置の下流側位置にアース台車を位置させて、クランプ装置をワークのロンジ材に合わせて位置調整した後、クランプレバーでロンジ材をクランプさせた状態として、アース台車をワーク搬送台車と同調させて移動させるようにすると、溶接装置による本溶接時に、アース板がワークを擦ることがなくなり、安定してアースが行われることになる。
【００１２】
又、クランプレバーに取り付けたアース板を縦ピンにより水平方向へ揺動自在に構成することにより、ロンジ材の厚み変化に対応できることになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１乃至図１０は本発明の実施の一形態を示すもので、図１１乃至図１３に示したと同様な構成としてある自動溶接機において、溶接装置１０よりもワーク搬送ラインＬの下流側位置に、本発明の特徴をなすアース装置３０を配置する。
【００１５】
上記アース装置３０は、次の如き構成としてある。すなわち、図２乃至図５に示す如く、ローラコンベヤ５を挟んで左右両側位置に、ワーク搬送ラインＬと平行に１組の走行用レール３１を敷設し、左右のベースフレーム３２と、各ベースフレーム３２上に立設した前後のアプライト３３と、前後左右の各アプライト３３の上端同士を連結するビーム３４とから、ワーク搬送台車７及びローラコンベヤ５と干渉しないように門型に組み立ててなるアース台車３５を、上記走行用レール３１上に車輪３６を介して載置し、又、上記ベースフレーム３２の側部には、モータ３７にて駆動される１つの駆動スプロケット３８と、２つの従動スプロケット３９を上下位置に設けて、一端を走行用レール３１の上流端側に固定し且つ他端を走行用レール３１の下流端側に固定したチェーン４０の中間部を、上記スプロケット３９，３８，３９に順次掛け回してループ状にし、上記駆動スプロケット３８をモータ３７の駆動で回転させて各スプロケット３９，３８，３９でチェーン４０を手繰り寄せるようにすることによって、アース台車３５が走行用レール３１に沿って一定範囲（たとえば、４０ｍ）内で走行させられるようにしてあり、更に、該アース台車３５の走行速度がワーク搬送台車７の移動速度と同調するように、アース台３５の走行用のモータ３７をワーク搬送台車７の移動用モータと電気的に同調させるようにしてある。
【００１６】
上記アース台車３５内には、左右のアプライト３３間の位置に、左右方向に延びる足場フレーム４１を配置し、該足場フレーム４１の左右両端部を、前後のアプライト３３を連結するビーム３４から吊り下げたロックアップシリンダ４２のロッド先端に連結して、ロックアップシリンダ４２の伸縮作動によって足場フレーム４１が昇降させられるようにし、且つ前後のアプライト３３の対向面部の一方に、上下方向へ延びるラック４３を設けると共に、該ラック４３に噛合するピニオン４４を、上記足場フレーム４１の左右両端部にシャフト４５にて回転自在に取り付け、足場フレーム４１の昇降時に上記ピニオン４４がラック４３上を転動させられるようにして足場フレーム４１の昇降動作が安定して行われるようにしてある。
【００１７】
上記足場フレーム４１の下面部には、図５に示す如く、ワーク搬送ラインＬ方向となる前後方向に沿うようにしたガイドブロック４６とガイドレール４７とからなる直線ガイド機構４８を介して左右方向に延びる支持フレーム４９を吊り下げ支持させ、且つ上記足場フレーム４１の左右両端部に、支持フレーム４９の左右両端面部に達するようにブラケット５０を張り出させると共に、上記支持フレーム４９の両端面部に、該ブラケット５０をワーク搬送ラインＬの前後から挟むようにシリンダ５１，５２を対峙させて設置し、各シリンダ５１，５２のロッド先端を、先端金具５３を介して上記ブラケット５０に連結し、上記各シリンダ５１，５２の互いに反対方向の伸縮作動により、支持フレーム４９が上記直線ガイド機構４８を介してワーク搬送ラインＬ方向に沿って移動させられるようにしてある。
【００１８】
上記支持フレーム４９には、図４乃至図１０に示す如く、ワーク搬送ラインＬ方向の上流側の端面に、左右方向に延びる支持プレート５４を固設し、該支持プレート５４の表面部に、左右方向へ延びる上下一対のガイドレール５５と該ガイドレール５５に係合するガイドブロック５６とからなる直線ガイド機構５７を介して複数（図では５基）のクランプ装置５８を、それぞれが左右方向へ移動調整できるように装備させる。
【００１９】
上記クランプ装置５８は、図６乃至図１０に詳細を示す如く、上記直線ガイド機構５７のガイドブロック５６を固定するベースプレート５９を有し、該ベースプレート５９の表面部にモータ６０を設置し、該モータ６０の出力軸にギヤ機構６１を介して取り付けたピニオン６２を、ベースプレート５９の裏面部に突出位置させて、支持プレート５４の表面に取り付けた左右方向に延びるラック６３に噛合させ、モータ６０の駆動でピニオン６２を回転させることにより、ベースプレート５９が直線ガイド機構５７に沿って左右方向へ移動できるようにしてあり、且つ上記ベースプレート５９の表面にエンコーダ６４を設置して、該エンコーダ６４の入力軸に取り付けたピニオン６５（図１０参照）を、上記ラック６３に噛合させ、ベースプレート５９の移動量がエンコーダ６４で検出されるようにしてある。
【００２０】
又、上記ベースプレート５９の表面部には、上下方向に延びるガイドレール６６と該ガイドレール６６に係合するガイドブロック６７とからなる直線ガイド機構６８を介して台板６９を昇降自在に設けると共に、該台板６９の左右方向の一端に張り出させたブラケット７０に、ベースプレート５９の表面に上下方向に設置したシリンダ７１のロッド先端（上端）を連結し、該シリンダ７１の伸縮作動により台板６９が直線ガイド機構６８に沿わされて昇降させられるようにしてある。更に、上記台板６９の表面部に、水平方向に張り出して固設した上下２枚の保持プレート７２の間に、一対一組のクランプレバー７３の中間部を枢軸７４により水平方向へ回動自在に取り付けると共に、該クランプレバー７３の基端部間にクランプシリンダ７５を介装させ、クランプシリンダ７５の伸縮作動によりクランプレバー７３の先端部が枢軸７４を支点に開閉させられるようにして、ワーク１のロンジ材３の先端部を左右からクランプさせられるようにし、且つ上記クランプレバー７３の先端部に、クランプレバー７３の先端部クランプ面を覆うような形状とした銅板製のアース板（接触子）７７を縦ピン７８により水平方向へ揺動自在に取り付け、更に該アース板７７に、アース台車３５の移動を許容できる長さとして一端を接地させたアースケーブル７６の他端が接続してある。
【００２１】
なお、図２、図３において、７９はケーブルベアを示す。
【００２２】
パネル材２とロンジ材３とからなる単板パネルを製作する場合は、予め、アース台車３５を溶接装置１０の下流側に隣接位置させておき、単板パネル組立装置９にてパネル材２にロンジ材３が仮り付けされた状態のワーク１が溶接装置１０の個所まで搬送されてくると、ワーク１の搬送を一旦停止させるようにする。
【００２３】
上記の状態において、各クランプ装置５８の位置決めを行って、クランプレバー７３により上記ロンジ材３の先端部をクランプさせるようにする。この場合、先ず、図２、図３に示すロックアップシリンダ４２を伸縮作動させることにより足場フレーム４１の昇降と一体に支持フレーム４９を昇降させて、クランプ装置５８のクランプレバー７３の大体の高さをロンジ材３に合わせた後、シリンダ７１の伸縮作動により台板６９を直線ガイド機構６８に沿わせて昇降させることにより、各クランプレバー７３の高さをロンジ材３に正確に合わせるようにする。次に、各クランプ装置５８のモータ６０を駆動して、支持プレート５４側のラック６３に噛合させてあるピニオン６２を回転させることにより、ベースプレート５９を直線ガイド機構５７に沿わせて左右方向へ移動させ、各ロンジ材３のピッチに各クランプ装置５８のクランプレバー７３の左右間隔を合わせるようにする。なお、この際、上記ラック６３にはエンコーダ６４の入力軸に取り付けたピニオン６５が噛合させてあるので、ベースプレート５９の移動量をエンコーダ６４で検出することができる。次いで、クランプシリンダ７５の収縮作動によりクランプレバー７３の先端部の間隔を拡げた状態として、支持フレーム４９の側端面部に対向して設置してあるシリンダ５１，５２を所要方向に互いに反対方向に伸縮作動させることにより、支持フレーム４９を直線ガイド機構４８に沿わせてワーク搬送ラインＬの上流側へ移動させて、上記クランプレバー７３の先端部間にロンジ材３が位置するようにさせ、しかる後、上記クランプシリンダ７５を伸長作動させてクランプレバー７３でロンジ材３を左右からクランプさせるようにする。これにより、ワーク１は、クランプレバー７３の先端部クランプ面に取り付けてあるアース板７７からアースケーブル７６を介してアースされる状態となる。又、この際、上記アース板７７は、縦ピン７８を支点に水平方向へ揺動できるので、ロンジ材３の厚みに応じて変位でき、ロンジ材３に確実に密着させることができる。なお、上記の各クランプ装置５８の左右方向の間隔調整やクランプレバー７３の高さ調整、クランプ状態等は、足場フレーム４１上から作業員が逐一確認するようにする。
【００２４】
上記の状態とした後、停止させておいたワーク搬送台車７を移動させるようにし、これと同調させて、アース台車３５のベースフレーム３２に設けてある駆動スプロケット３８をモータ３７で回転させ、スプロケット３９，３８，３９に掛け巡らしてあるチェーン４０を手繰ることによりアース台車３５を走行させるようにする。これにより、溶接装置１０による本溶接時のアースが安定して行われることになる。したがって、ワーク１の本溶接時にアース板２９でワーク１の下面が擦られてしまうことを防止することができ、これにより、大容量電流に対するアースを安定して行うことができる。
【００２５】
なお、上記実施の形態では、アース台車３５を走行させるために、スプロケットでチェーン４０を手繰り寄せる機構を採用した場合を示したが、車輪３６をモータで駆動するようにしてもよいこと、又、実施の形態では、船殻平板ブロック用単板パネルを組み立てる自動溶接機について示したが、橋梁鋼床版用単板パネルを組み立てる自動溶接機についても同様に実施できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の自動溶接機のアース装置によれば、クランプ装置のクランプレバーによってワークのロンジ材をクランプした状態で、アース台車をワーク搬送台車と同調させて移動させることができるようにしてあるので、ワークが移動してもワークがアース板に擦られて傷付くことがなくて、大容量電流であってもアースを安定して行うことができ、これにより一度に大量の溶接を高速に高品質に行わせることができ、又、クランプレバーの先端部クランプ面に取り付けたアース板を縦ピンにより水平方向へ揺動自在に構成することによって、アース板をロンジ材の厚みに応じて変位させることができて、アース板をロンジ材に確実に密着させることができる、という優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアース装置の実施の一形態を示す自動溶接機の概略斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。
【図３】図２のＩＩＩ  −ＩＩＩ  矢視図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ矢視図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ拡大矢視図である。
【図６】図２のＶＩ部を拡大して示すクランプ装置の正面図である。
【図７】図６の平面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。
【図９】図６のＩＸ−ＩＸ矢視図である。
【図１０】図６のＸ−Ｘ矢視図である。
【図１１】自動溶接機の一例を示す概略斜視図である。
【図１２】図１１の自動溶接機で用いる単板パネル組立装置の組立ユニットを示す概要図である。
【図１３】図１１の自動溶接機で用いる溶接装置の溶接ユニットを示す概略図である。
【図１４】従来のアース装置の概要を示す側面図である。
【図１５】図１４の正面図である。
【符号の説明】
１  ワーク
２  パネル材
３  ロンジ材
７  ワーク搬送台車
９  単板パネル組立装置
１０  溶接装置
３１  走行用レール
３５  アース台車
４９  支持フレーム
５８  クランプ装置
７３  クランプレバー
７６  アースケーブル
７７  アース板
７８  縦ピン
【図１】
0003564810.tif 000002
【図２】
0003564810.tif 000003
【図３】
0003564810.tif 000004
【図４】
0003564810.tif 000005
【図５】
0003564810.tif 000006
【図６】
0003564810.tif 000007
【図７】
0003564810.tif 000008
【図８】
0003564810.tif 000009
【図９】
0003564810.tif 000010
【図１０】
0003564810.tif 000011
【図１１】
0003564810.tif 000012
【図１２】
0003564810.tif 000013
【図１３】
0003564810.tif 000014
【図１４】
0003564810.tif 000015
【図１５】
0003564810.tif 000016