(57)【要約】【課題】  作業性や生産性に優れ、溶接欠陥の無い高精度な単管を連続的に製造する。【解決手段】  円筒状に曲げたワークＷを搬入するワーク搬入装置４と、ワークＷのスリット部Ｗａを揃えるワーク位置決め装置５と、ワークＷを直列に連ねた状態で軸線方向へ搬送し、ワークＷを外側から挾持してスリット部Ｗａを突き合せるワーク搬送装置７と、各ワークＷのスリット部Ｗａを突合せ溶接する溶接装置９等を備えた単管連続自動溶接装置であって、ワーク搬送装置７は、ワークＷを外側から挾持して搬送するワーク送り部と、ワーク送り部からワークＷを受け取ってこれを外側から挾持してスリット部Ｗａを突き合せた状態で搬送するワーク溶接送り部とから成り、ワーク送り部の送り速度をワーク溶接送り部の送り速度よりも速くし、先行するワークＷの後端に後続のワークＷの先端を密着させ、ワークＷ間の隙間及びワークＷの軸方向のズレを修正しながら各ワークＷを搬送する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に曲げ加工されたワーク（Ｗ）を順次搬入するワーク搬入装置（４）と、搬入されたワーク（Ｗ）のスリット部（Ｗａ）を一定位置に揃えるワーク位置決め装置（５）と、スリット部（Ｗａ）が一定位置に揃えられたワーク（Ｗ）を軸線方向へ送るワーク挿入装置（６）と、ワーク挿入装置（６）からワーク（Ｗ）を受け取って直列状に連ねた状態で軸線方向へ搬送すると共に、ワーク（Ｗ）を外側から挾持してそのスリット部（Ｗａ）を突き合せるワーク搬送装置（７）と、ワーク（Ｗ）の搬送中に各ワーク（Ｗ）の突き合されたスリット部（Ｗａ）を順次突合せ溶接する溶接装置（９）と、溶接部で連結されている各ワーク（Ｗ）の連結部を切り離すワーク切り離し装置（１０）とを備えた単管連続自動溶接装置であって、前記ワーク搬送装置（７）は、ワーク（Ｗ）を外側から挾持した状態で搬送するワーク送り部と、ワーク送り部からワーク（Ｗ）を受け取ってこれを外側から挾持してワーク（Ｗ）のスリット部（Ｗａ）を突き合せた状態で搬送するワーク溶接送り部とから成り、ワーク送り部のワーク（Ｗ）の送り速度をワーク溶接送り部のワーク（Ｗ）の搬送速度よりも速い速度に設定し、先行するワーク（Ｗ）の後端面に後続のワーク（Ｗ）の先端面を密着させ、ワーク（Ｗ）間の隙間及びワーク（Ｗ）の軸方向のズレを修正しながら各ワーク（Ｗ）を軸線方向へ連続的に搬送するように構成されていることを特徴とする単管連続自動溶接装置。
【請求項２】
ワーク送り部が、ワーク位置決め装置（５）によりスリット部（Ｗａ）が真上に位置する状態で揃えられたワーク（Ｗ）を両側から挾持しながら搬送する一対のキャタピラ式コンベヤ（７Ａ）から成り、又、ワーク溶接送り部が、ワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ（７Ａ）の下流側位置に配設され、ワーク送り部から送り込まれたワーク（Ｗ）を両側から挾持してワーク（Ｗ）のスリット部（Ｗａ）を突き合せた状態で搬送する一対のキャタピラ式コンベヤ（７Ｂ）から成り、前記ワーク送り部のキャタピラ式コンベヤ（７Ａ）とワーク溶接送り部のキャタピラ式コンベヤ（７Ｂ）との間に、両キャタピラ式コンベヤ（７Ａ），（７Ｂ）を連動連結して両キャタピラ式コンベヤ（７Ａ），（７Ｂ）の搬送速度を変える伝動機構（３１）を介設したことを特徴とする請求項１に記載の単管連続自動溶接装置。
【請求項３】
伝動機構（３１）が、これに過負荷が掛かったときにトルクを遮断するトルクリミッタ（５１）を備えていることを特徴とする請求項２に記載の単管連続自動溶接装置。
【請求項４】
ワーク搬送装置（７）が、搬送中のワーク（Ｗ）の上面側を保持しながら案内する上部ガイド機構（２０）と、搬送中のワーク（Ｗ）の下面側を保持しながら案内する下部ガイド機構（２２）とを備えており、ワーク（Ｗ）の外周面をワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ（７Ａ）、ワーク溶接送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ（７Ｂ）、上部ガイド機構（２０）及び下部ガイド機構（２２）により左右上下方向から保持してワーク（Ｗ）を真円の状態で搬送するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の単管連続自動溶接装置。
【請求項５】
ワーク送り部及びワーク溶接送り部の各一対のキャタピラ式コンベヤ（７Ａ），（７Ｂ）が、ワーク（Ｗ）の直径に応じて夫々一対のキャタピラ式コンベヤ（７Ａ），（７Ｂ）間の間隔を可変できるようにワーク（Ｗ）の直径方向へ移動調整可能に構成され、又、上部ガイド機構（２０）及び下部ガイド機構（２２）が、ワーク（Ｗ）の直径に応じてワーク（Ｗ）の上面及び下面を夫々保持できるように上下方向へ高さ調整可能に構成されていることを特徴とする請求項２又は請求項４に記載の単管連続自動溶接装置。
【請求項６】
ワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ（７Ａ）間に、ワーク（Ｗ）のスリット部（Ｗａ）に挿通されてワーク（Ｗ）の心出しを行うセンターガイド（８）を配設したことを特徴とする請求項２、請求項４又は請求項５に記載の単管連続自動溶接装置。
【請求項７】
ワーク送り部及びワーク溶接送り部の各一対のキャタピラ式コンベヤ（７Ａ），（７Ｂ）が、ワーク（Ｗ）の側方位置に配設された駆動スプロケット（３５），（４３）及び従動スプロケット（３７），（４５）と、両スプロケット（３５），（４３），（３７），（４５）に巻き回された無端状のチェーン（３８），（４６）と、チェーン（３８），（４６）のワーク（Ｗ）に対向する部分を一定位置に保持するガイドブロック（３９），（４７）と、チェーン（３８），（４６）に一定のピッチで取り付けられ、ワーク（Ｗ）の側面を保持する複数の保持部材（４０），（４８）とを夫々備えており、前記各保持部材（４０），（４８）は、ゴム部材によりブロック状に形成されていると共に、ワーク（Ｗ）を保持する面が断面形状横Ｕ字状又は横Ｖ字状に形成されていることを特徴とする請求項２、請求項４、請求項５又は請求項６に記載の単管連続自動溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステンレス鋼板等の金属板材を円筒状に曲げ加工して成るワークのスリット部を突合せ溶接して円筒状の単管を製造する単管自動溶接装置の改良に係り、特に、複数の円筒状のワークを直列状に連ねた状態で軸線方向へ移送し、ワークの移送中に各ワークのスリット部を順次突合せ溶接して円筒状の単管を連続的に製造するようにした単管連続自動溶接装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、単管を製造するにあたっては、素材となる鋼板等の金属板材をロール等により曲げ加工して円筒状のワークを形成し、当該ワークのスリット部をＴＩＧ溶接等により突合せ溶接して単管を製造するようにしている。
【０００３】
従来、単管を製造する装置としては、円筒状のワークを溶接治具に形成した貫通穴内を通過させ、ワークの外周面を溶接治具によりクランプした状態でワークのスリット部を突合せ溶接するようにした自動溶接装置（例えば、特許文献１）や、円筒状のワークをマンドレルの外周面にセットしてマンドレル上でワークのスリット部近傍をクランプし、この状態でワークのスリット部を突合せ溶接するようにしたクランプシーマ（図示省略）等が知られている。
【０００４】
具体的には、前者の自動溶接装置は、図示していないが、円筒状のワークを通過させながらワークのスリット部を突き合せる貫通穴を形成したブロック状の溶接治具と、溶接治具の近傍に配設した溶接トーチと、ワークを溶接治具の貫通穴に送り込むと共に、貫通穴から送り出す送り装置等から構成されており、ワークを送り装置により溶接治具の貫通穴内を通過させつつ、ワークの外周面を溶接治具によりしっかりクランプした状態でワークの突き合されたスリット部を溶接トーチにより突合せ溶接するようにしたものである。
【０００５】
又、後者のクランプシーマは、円筒状のワークに挿通されてワークを水平姿勢で支持するマンドレルと、マンドレルに支持されたワークのスリット部を突き合せ状態でマンドレル上に押圧固定するクランプ機構と、マンドレルの上方位置に配設した溶接トーチ等から構成されており、ワークをマンドレルの外周面にセットしてワークのスリット部をクランプ機構によりマンドレル上で突き合せ固定し、この状態でワークのスリット部を溶接トーチにより突合せ溶接するようにしたものである。
【０００６】
ところで、前者の自動溶接装置に於いては、溶接治具の貫通穴の内周面が摩耗した場合、ワークのスリット部の突き合せが不完全になって溶接欠陥を生じるため、溶接治具を新しいものと交換する必要があった。然も、溶接するワークの直径が変わるたびに溶接治具を交換する必要があった。その結果、作業性及び生産性に劣ると云う問題があった。
又、前者の自動溶接装置に於いては、各ワークのスリット部を一本宛突合せ溶接するようにしているため、ワークの溶接開始部及び溶接終了部に溶け落ち等の溶接欠陥を生じ易くなり、製品（単管）の品質が著しく低下すると云う問題があった。
更に、前者の自動溶接装置に於いては、ワークを溶接治具の貫通穴内を摺動させながら通過させるようにしているため、ワークの外周面にスリ傷等が付くと云う問題があった。特に、外周面がビニール等の保護被膜で保護されているワークの場合には、そのままの状態でワークを溶接治具に通すことができず、予め保護被膜を除去する必要があり、極めて手数が掛かると云う問題があった。
【０００７】
一方、後者のクランプシーマに於いては、マンドレルの外周面にワークをセットして突合せ溶接するようにしているため、ワークの直径が変わってもマンドレルを交換したりする必要がなく、前者の自動溶接装置に比較して作業性が良いと云う利点がある。
しかし、後者のクランプシーマに於いては、マンドレル上でのワークのスリット部の突き合せ、ワークの心出し、マンドレルからのワークの取り外し等の各作業を作業員が全て手作業により一本宛行うようにしているため、作業者によって製品（単管）の精度にバラツキを生じるうえ、生産性に極めて劣ると云う問題があった。
【特許文献１】特開昭６２−９３０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、作業性及び生産性に優れていると共に、溶接欠陥の無い高精度な単管を連続的に製造することができるようにした単管連続自動溶接装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の発明は、円筒状に曲げ加工されたワークを順次搬入するワーク搬入装置と、搬入されたワークのスリット部を一定位置に揃えるワーク位置決め装置と、スリット部が一定位置に揃えられたワークを軸線方向へ送るワーク挿入装置と、ワーク挿入装置からワークを受け取って直列状に連ねた状態で軸線方向へ搬送すると共に、ワークを外側から挾持してそのスリット部を突き合せるワーク搬送装置と、ワークの搬送中に各ワークの突き合されたスリット部を順次突合せ溶接する溶接装置と、溶接部で連結されている各ワークの連結部を切り離すワーク切り離し装置とを備えた単管連続自動溶接装置であって、前記ワーク搬送装置は、ワークを外側から挾持した状態で搬送するワーク送り部と、ワーク送り部からワークを受け取ってこれを外側から挾持してワークのスリット部を突き合せた状態で搬送するワーク溶接送り部とから成り、ワーク送り部のワークの送り速度をワーク溶接送り部のワークの搬送速度よりも速い速度に設定し、先行するワークの後端面に後続のワークの先端面を密着させ、ワーク間の隙間及びワークの軸方向のズレを修正しながら各ワークを軸線方向へ連続的に搬送できるように構成したことに特徴がある。
【００１０】
本発明の請求項２の発明は、のワーク送り部が、ワーク位置決め装置によりスリット部が真上に位置する状態で揃えられたワークを両側から挾持しながら搬送する一対のキャタピラ式コンベヤから成り、又、ワーク溶接送り部が、ワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤの下流側位置に配設され、ワーク送り部から送り込まれたワークを両側から挾持してワークのスリット部を突き合せた状態で搬送する一対のキャタピラ式コンベヤから成り、前記ワーク送り部のキャタピラ式コンベヤとワーク溶接送り部のキャタピラ式コンベヤとの間に、両キャタピラ式コンベヤを連動連結して両キャタピラ式コンベヤの搬送速度を変える伝動機構を介設したことに特徴がある。
【００１１】
本発明の請求項３の発明は、伝動機構が、これに過負荷が掛かったときにトルクを遮断するトルクリミッタを備えていることに特徴がある。
【００１２】
本発明の請求項４の発明は、ワーク搬送装置が、搬送中のワークの上面側を保持しながら案内する上部ガイド機構と、搬送中のワークの下面側を保持しながら案内する下部ガイド機構とを備えており、ワークの外周面をワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ、ワーク溶接送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ、上部ガイド機構及び下部ガイド機構により左右上下方向から保持してワークを真円の状態で搬送するように構成されていることに特徴がある。
【００１３】
本発明の請求項５の発明は、ワーク送り部及びワーク溶接送り部の各一対のキャタピラ式コンベヤが、ワークの直径に応じて夫々一対のキャタピラ式コンベヤ間の間隔を可変できるようにワークの直径方向へ移動調整可能に構成され、又、上部ガイド機構及び下部ガイド機構が、ワークの直径に応じてワークの上面及び下面を夫々保持できるように上下方向へ高さ調整可能に構成されていることに特徴がある。
【００１４】
本発明の請求項６の発明は、ワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ間に、ワークのスリット部に挿通されてワークの心出しを行うセンターガイドを配設したことに特徴がある。
【００１５】
本発明の請求項７の発明は、ワーク送り部及びワーク溶接送り部の各一対のキャタピラ式コンベヤが、ワークの側方位置に配設された駆動スプロケット及び従動スプロケットと、両スプロケットに巻き回された無端状のチェーンと、チェーンのワークに対向する部分を一定位置に保持するガイドブロックと、チェーンに一定のピッチで取り付けられ、ワークの側面を保持する複数の保持部材とを夫々備えており、前記各保持部材は、ゴム部材によりブロック状に形成されていると共に、ワークを保持する面が断面形状横Ｕ字状又は横Ｖ字状に形成されていることに特徴がある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の単管連続自動溶接装置は、次のような優れた効果を奏することができる。
（１）本発明の単管連続自動溶接装置は、円筒状に曲げ加工された複数のワークをワーク搬送装置により直列状に連ねた状態で軸線方向へ移送し、ワークの搬送中に各ワークのスリット部を溶接装置により順次突合せ溶接し、溶接部で連結されている各ワークの連結部をワーク切り離し装置により切り離すようにしているため、円筒状の単管を連続的に製造することができる。その結果、本発明の単管連続自動溶接装置を用いて単管を製造すれば、生産性が高くなると共に、操作性が良く、段取り時間も短くて済む。又、各ワークを直列状に連ねて各ワークのスリット部を順次突合せ溶接するようにしているため、ワークの溶接開始部と溶接終端部に溶け落ち等の溶接欠陥を生じることがなく、製品（単管）の品質の向上を図れる。
（２）本発明の単管連続自動溶接装置は、ワーク搬送装置が、ワークを外側から挾持した状態で搬送するワーク送り部と、ワーク送り部からワークを受け取ってこれを外側から挾持してワークのスリット部を突き合せた状態で搬送するワーク溶接送り部とから成り、ワーク送り部のワークの送り速度をワーク溶接送り部のワークの搬送速度よりも速い速度に設定している。その結果、ワーク溶接送り部により搬送されている先行のワークの後端面にワーク送り部により搬送される後続のワークの先端面が当接して密着し、両ワーク間の隙間及びワークの軸線方向のズレを修正しながら各ワークを連続的に搬送することができる。その結果、ワークの溶接開始部と溶接終端部に生じる溶け落ち等の溶接欠陥が皆無になり、製品（単管）の品質がより一層向上することになる。
（３）本発明の単管連続自動溶接装置は、ワーク送り部が位置決めされたワークを両側から挾持しながら搬送する一対のキャタピラ式コンベヤから成り、又、ワーク溶接送り部が、ワーク送り部から送り込まれたワークを両側から挾持してワークのスリット部を突き合せた状態で搬送する一対のキャタピラ式コンベヤから成り、ワーク送り部のキャタピラ式コンベヤとワーク溶接送り部のキャタピラ式コンベヤとの間に両キャタピラ式コンベヤを連動連結して両キャタピラ式コンベヤの搬送速度を変えるトルクリミッタ付きの伝動機構を介設しているため、先行するワークの後端面に後続のワークの先端面が密着して両ワーク間の隙間及びワークの軸方向のズレが修正された後、伝動機構に過負荷が掛かると、トルクが遮断されてワーク送り部のキャタピラ式コンベヤが停止するようになっている。その結果、ワークがワーク送り部からワーク溶接送り部へ必要以上に送込まれると云うことがなく、ワーク溶接送り部に送り込まれたワークは一定の速度で搬送されることになり、溶接速度が変化すると云うことがない。又、ワーク送り部のキャタピラ式コンベヤとワーク溶接送り部のキャタピラ式コンベヤの駆動装置を別々に設ける必要がなく、一つの駆動装置で両方のキャタピラ式コンベヤを駆動することができ、コスト低減を図れる。
（４）本発明の単管連続自動溶接装置は、ワークの外周面を一対のキャタピラ式コンベヤ、上部ガイド機構及び下部ガイド機構により左右上下方向から保持してワークを真円の状態で軸線方向へ搬送するようにしているため、ワークを最適な状態で溶接装置側へ搬送することができる。
（５）本発明の単管連続自動溶接装置は、ワーク送り部及びワーク溶接送り部の各一対のキャタピラ式コンベヤが、ワークの直径に応じて夫々一対のキャタピラ式コンベヤ間の間隔を可変できるようにワークの直径方向へ移動調整可能に構成され、又、上部ガイド機構及び下部ガイド機構が、ワークの直径に応じてワークの上面及び下面を夫々保持できるように上下方向へ高さ調整可能に構成されているため、ワークの直径が変わってもワークを上下左右方向から良好且つ確実に保持することができ、冒頭で述べた従来の自動溶接装置のようにワークのサイズ毎に溶接治具を交換する必要もない。
（６）本発明の単管連続自動溶接装置は、ワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ間に、ワークのスリット部に挿通されてワークの心出しを行うセンターガイドを配設する構成としているため、ワークをより一層最適な状態で溶接装置へ移送することができる。
（７）本発明の単管連続自動溶接装置は、ワーク送り部及びワーク溶接送り部の各一対のキャタピラ式コンベヤがワークの側面を保持する複数の保持部材を夫々備え、当該保持部材がゴム部材によりブロック状に形成され、且つワークを保持する面が断面形状横Ｕ字状又は横Ｖ字状に形成されているため、ワークをスリップすることなく安定した状態で搬送することができると共に、ワークの直径に関係なくワークを良好且つ確実に保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１乃至図３は本発明の実施の形態に係る単管連続自動溶接装置を示し、当該単管連続自動溶接装置は、ステンレス鋼板等の金属板材を円筒状に曲げ加工して成る複数のワークＷを直列状に連ねた状態で軸線方向へ移送し、ワークＷの移送中に各ワークＷのスリット部Ｗａを順次突合せ溶接して円筒状の単管を連続的に製造するものであり、フレーム材及びパネル材等から成るキャビネット本体１に、上部プレート２、下部プレート３、ワーク搬入装置４、ワーク位置決め装置５、ワーク挿入装置６、ワーク搬送装置７、センターガイド８、溶接装置９及びワーク切り離し装置１０等を配設したものである。
尚、図１及び図３に於いて、１１はワーク保持具、１２は制御盤、１３はレベリングパット、１４は自在キャスター、１５は冷却器、１６は自動給水装置、１７は作業灯、１８は主操作パネルである。
【００１８】
前記上部プレート２は、図１及び図３に示す如く、キャビネット本体１に設けた縦向きのガイドレール１９に鉛直姿勢の状態で昇降自在に支持されており、当該上部プレート２にはセンターガイド８、上部ガイド機構２０、溶接装置９、ワーク継ぎ目検出レーザーセンサー（図示省略）及びワーク有無検出光センサー（図示省略）等が配設されている。この上部プレート２は、モータ２１ａ、ベルト伝動機構２１ｂ及びネジ機構２１ｃから成る駆動装置２１より昇降動するようになっており、ワークＷの直径に応じて高さ調整自在となっている。
又、下部プレート３は、図１及び図３に示す如く、上部プレート２の下方位置で且つキャビネット本体１に設けた縦向きのガイドレール１９に鉛直姿勢の状態で昇降自在に支持されており、当該下部プレート３にはワーク位置決め装置５、ワーク挿入装置６、下部ガイド機構２２及びワーク継ぎ目検出レーザーセンサー（図示省略）等が配設されている。この下部プレート３は、モータ２３ａ、ベルト伝動機構２３ｂ及びネジ機構２３ｃから成る駆動装置２３より昇降動するようになっており、ワークＷの直径に応じて高さ調整自在となっている。
【００１９】
前記ワーク搬入装置４は、ベンディング機（図示省略）等により円筒状に曲げ加工された金属板製のワークＷをワーク位置決め装置５の回転ローラ２７上に順次搬入するものであり、図１、図２及び図４に示す如く、複数本のワークＷを並列状態でストックする傾斜状の搬入シュート２４と、搬入シュート２４の低所側に配設され、搬入シュート２４上を転がって来たワークＷを受け止める板状のストッパー２５と、搬入シュート２４の低所側に配設され、ストッパー２５に受け止められたワークＷを持ち上げてワーク位置決め装置５の回転ローラ２７へ受け渡すワークリフター２６とから成る。
又、ワークリフター２６は、縦向きに配設された流体圧シリンダ２６ａと、流体圧シリンダ２６ａのロッドに取り付けられ、ストッパー２５に受け止められたワークＷを支持するボックス状の昇降枠２６ｂとから成り、昇降枠２６ｂの上面が回転ローラ２７側へ向かって漸次下り傾斜面に形成されている。
尚、搬入シュート２４の内面、ストッパー２５のワークＷを受け止める面及び昇降枠２６ｂの上面等には、図示していないが防音用の薄いゴム板が夫々貼り付けられている。
【００２０】
このワーク搬入装置４によれば、ワークリフター２６の流体圧シリンダ２６ａを伸長動作させると、ストッパー２５に受け止められているワークＷがストッパー２５に案内されながら昇降枠２６ｂにより持ち上げられる。このとき、後続のワークＷは、上昇する昇降枠２６ｂに堰き止められることになる。昇降枠２６ｂが上昇してその上面が回転ローラ２７よりも高い位置に持ち上げられると、昇降枠２６ｂの上面が回転ローラ２７側へ向かって下り傾斜となっていることとも相まって、昇降枠２６ｂ上のワークＷが回転ローラ２７側へ転がり落ち、回転ローラ２７上に受け渡される。そして、ワークＷが回転ローラ２７へ受け渡された後、流体圧シリンダ２６ａを短縮動作させて昇降枠２６ｂを最初の位置まで下降させると、昇降枠２６ｂにより堰き止められていた後続のワークＷが搬入シュート２４上を高所側から低所側へ転がり、ストッパー２５にて受け止められる。このとき、ストッパー２５で受け止められたワークＷは、昇降枠２６ｂの上に載せられた格好になっている。
従って、ワーク搬入装置４は、ワークリフター２６の流体圧シリンダ２６ａが伸縮動作を繰り返すことによって、搬入シュート２４上にストックされているワークＷをワーク位置決め装置５の回転ローラ２７へ順次搬入することができる。
【００２１】
前記ワーク位置決め装置５は、ワーク搬入装置４の搬入シュート２４の低所側位置で且つ下部プレート３に設けられており、ワーク搬入装置４により搬入されたワークＷを受け取ってワークＷのスリット部Ｗａを一定位置に揃えるものである。
具体的には、ワーク位置決め装置５は、図２、図４及び図５に示す如く、ワークリフター２６に隣接する状態で配設され、ワークリフター２６からワークＷを受け取る水平な一対の回転ローラ２７と、回転ローラ２７を回転制御するモータ２８ａ及び伝動機構２８ｂから成る駆動部２８と、回転ローラ２７に支持されたワークＷのスリット部Ｗａを検出する光電管等のセンサー２９等を備えており、回転ローラ２７に支持されているワークＷのスリット部Ｗａが真上に位置するようにセンサー２９からの検出信号に基づいて駆動部２８により回転ローラ２７の回転を駆動制御するように構成されている。
又、ワーク位置決め装置５は、センサー２９の近傍位置にワークＷのスリット部Ｗａに抜き差し自在に挿入される先端が円錐形状に形成されたピン３０が設けられており、このピン３０をワークＷのスリット部Ｗａへ挿入することによって、ワークＷが所定の位置で位置決めされたか否かを確認できるようになっている。
【００２２】
前記ワーク挿入装置６は、ワーク位置決め装置５によりスリット部Ｗａが一定位置に揃えられたワークＷを軸線方向へ移送し、後述するワーク搬送装置７に送り込むものであり、図４及び図５に示す如く、回転ローラ２７に沿って設けたガイド軸６ａにワークＷの軸線方向へ移動自在に支持された移動台６ｂと、移動台６ｂをガイド軸６ａに沿って移動させる流体圧シリンダ（図示省略）と、移動台６ｂに設けられ、回転ローラ２７上に支持されたワークＷの端面に当接自在なプッシャー６ｃとから成り、プッシャー６ｃをワークＷの端面に押し当て、この状態で流体圧シリンダを作動させることによって、ワークＷを軸線方向へ押し出すことができるようになっている。
【００２３】
前記ワーク搬送装置７は、スリット部Ｗａが一定位置に揃えられたワークＷをワーク挿入装置６から受け取って直列状に連ねた状態で軸線方向へ搬送すると共に、ワークＷを外側から挾持してそのスリット部Ｗａを突き合せるものであり、ワークＷの直径に関係なくワークＷを確実且つ良好に保持して真円の状態で搬送し、且つワークＷ間の隙間及びワークＷの軸方向のズレを修正しながら各ワークＷを軸線方向へ連続的に搬送できるように構成されている。
【００２４】
即ち、ワーク搬送装置７は、図１乃至図３に示す如く、スリット部Ｗａが真上に位置する状態で揃えられたワークＷを両側から挾持しながら搬送する一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａから成るワーク送り部と、ワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａの下流側位置に配設され、ワーク送り部から送り込まれたワークＷを両側から挾持してワークＷのスリット部Ｗａを突き合せた状態で搬送する一対のキャタピラ式コンベヤ７Ｂから成るワーク溶接送り部と、ワーク送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ａとワーク溶接送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ｂとの間に介設され、両キャタピラ式コンベヤ７Ａ，７Ｂを連動連結して両キャタピラ式コンベヤ７Ａ，７Ｂの搬送速度を変える伝動機構３１と、搬送中のワークＷの上面側を保持しながら案内する上部ガイド機構２０と、搬送中のワークＷの下面側を保持しながら案内する下部ガイド機構２２とを備えており、ワークＷの外周面をワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａ、ワーク溶接送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ｂ、上部ガイド機構２０及び下部ガイド機構２２により左右上下方向から保持してワークＷを真円の状態で搬送すると共に、ワーク送り部のワークＷの送り速度をワーク溶接送り部のワークＷの搬送速度よりも速い速度に設定し、先行するワークＷの後端面に後続のワークＷの先端面を密着させ、ワークＷ間の隙間及びワークＷの軸方向のズレを修正しながら各ワークＷを軸線方向へ連続的に搬送するように構成されている。
又、ワーク送り部及びワーク溶接送り部の各一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａ，７Ｂは、ワークＷの側方位置にワークＷと直交する方向へ水平移動自在に配設した水平プレート３２に夫々配設されており、水平プレート３２をワークＷと直交する方向へ水平移動させることによって、各一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａ，７Ｂ間の間隔を可変調整できるようになっている。
従って、各一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａ，７Ｂは、その間隔を調整することによって、ワークＷの直径に関係なくワークＷを両側から確実且つ良好に挾持することができるようになっている。
尚、水平プレート３２は、キャビネット本体１に設けたワークＷの軸線と直交する水平姿勢のガイドレール１９に移動自在に支持されており、モータ３３ａ、ベルト伝動機構３３ｂ及びネジ機構３３ｃから成る駆動装置３３より水平移動するようになっている。
【００２５】
具体的には、ワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａは、図６及び図７に示す如く、水平プレート３２に駆動軸３４及び軸受を介して水平回転自在に支持された駆動スプロケット３５と、駆動スプロケット３５からワークＷの軸線方向へ一定の間隔を空けて配設され、水平プレート３２に従動軸３６及び軸受を介して水平回転自在に支持された従動スプロケット３７と、両スプロケット３５，３７に巻き回され、ワークＷの軸線方向へ周回する無端状のチェーン３８と、チェーン３８の内側領域で且つ水平プレート３２に取り付けられ、チェーン３８のワークＷに対向する部分を一定位置に保持するガイドブロック３９と、チェーン３８に取り付けられ、ワークＷの側面を保持する複数の保持部材４０等から構成されている。
又、ワーク溶接送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ｂは、図６及び図７に示す如く、水平プレート３２に固定したブラケット４１に駆動軸４２及び軸受を介して水平回転自在に支持された駆動スプロケット４３と、駆動スプロケット４３からワークＷの軸線方向へ一定の間隔を空けて配設され、水平プレート３２に従動軸４４及び軸受を介して水平回転自在に支持された従動スプロケット４５と、両スプロケット４３，４５に巻き回され、ワークＷの軸線方向へ周回する無端状のチェーン４６と、チェーン４６の内側領域で且つ水平プレート３２に取り付けられ、チェーン４６のワークＷに対向する部分を一定位置に保持するガイドブロック４７と、チェーン４６に取り付けられ、ワークＷの側面を保持する複数の保持部材４８と、駆動軸４２を回転駆動するモータ等の駆動部４９等から構成されている。
更に、ワーク送り部及びワーク溶接送り部の各保持部材４０，４８は、ゴム部材によりブロック状に形成されており、チェーン３８，４６に一定間隔毎に固定した保持板５０に着脱自在に取り付けられている。これら各保持部材４０，４８は、図６に示す如く、ワークＷに当接する面が断面形状横向きのＵ字状に形成されており、ワークＷの直径がある程度変化しても、ワークＷの側面を確実且つ良好に保持できるように工夫されている。
尚、ワーク送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ａに用いる保持部材４０は、ワークＷを次々とワーク溶接送り部へ送り込ませるため、一定の粘りと滑り機能を有するクロロプレンゴムにより形成されている。又、ワーク溶接送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ｂに用いる保持部材４８は、ワークＷ両側面に一定の加圧力を加えながらワークＷを一定の速度で搬送させるため、ワーク送り部の保持部材４０よりも硬さが必要になり、そのために硬さと耐久性に優れたウレタンゴムにより形成されている。
【００２６】
前記伝動機構３１は、ワーク送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ａの速度がワーク溶接送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ｂの速度よりも速い速度になるように両キャタピラ式コンベヤ７Ａ，７Ｂを連動連結するものである。
即ち、伝動機構３１は、図６及び図７に示す如く、ワーク溶接送り部の従動軸４４に取り付けた大径スプロケット３１ａと、ワーク送り部の駆動軸３４に取り付けた小径スプロケット３１ｂと、両スプロケット３１ａ，３１ｂに巻き回された無端状のチェーン３１ｃと、水平プレート３２に設けられ、チェーン３１ｃに噛み合うテンション用のスプロケット３１ｄとから成り、ワーク送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ａの速度がワーク溶接送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ｂの速度よりも速くなるように構成されている。この実施の形態に於いては、伝動機構３１の大径スプロケット３１ａ及び小径スプロケット３１ｂの直径等は、ワーク送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ａの速度がワーク溶接送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ｂの速度の１．６倍となるように設定されている。
従って、ワーク送り部及びワーク溶接送り部の各キャタピラ式コンベヤ７Ａ，７ＢによりワークＷを連続して搬送した場合、ワーク溶接送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ｂにより搬送されている先行のワークＷの後端面にワーク送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ａにより搬送される後続のワークＷの先端面が当接して密着し、両ワークＷ間の隙間及びワークＷの軸方向のズレを修正しながらワークＷが連続的に搬送されることになる。
【００２７】
そして、この伝動機構３１には、先行するワークＷの後端面に後続のワークＷの先端面が密着して両ワークＷ間の隙間及びワークＷの軸方向のズレが修正された後、伝動機構３１に過負荷が掛かった際、トルクを遮断するトルクリミッタ５１が設けられている。
即ち、トルクリミッタ５１は、図８に示す如く、ワーク溶接送り部の従動軸４４と大径スプロケット３１ａとの間に介設されており、従動軸４４に固定された固定部材５１ａと、大径スプロケット３１ａに固定され、従動軸４４にベアリング５１ｂを介して回転自在に支持された回転部材５１ｃと、回転部材５１ｃに形成した複数の穴５１ｃ′に突出自在に収納され、固定部材５１ａに形成した凹部５１ａ′へ係止自在な複数のボール５１ｄと、回転部材５１ｃの穴５１ｃ′に収納され、ボール５１ｄを固定部材５１ａ側へ附勢して凹部５１ａ′へ係止させる複数のスプリング５１ｅと、スプリング５１ｅの弾性力を調整する調整ネジ５１ｆとから成る。
このトルクリミッタ５１によれば、常時は従動軸４４の回転力が固定部材５１ａ、ボール５１ｄ、回転部材５１ｃを介して大径スプロケット３１ａに伝達され、大径スプロケット３１ａが従動軸４４と一緒に回転し、又、過負荷が掛かると、固定部材５１ａとボール５１ｄとの係止が外れ、従動軸４４の回転力が大径スプロケット３１ａ側へ伝達されず、大径スプロケット３１ａが空回りしてワーク送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ｂが停止するようになっている。
従って、ワークＷがワーク送り部からワーク溶接送り部へ必要以上に送込まれると云うことがない。
【００２８】
前記上部ガイド機構２０は、ワーク送り部及びワーク溶接送り部の各キャタピラ式コンベヤ７Ａ，７Ｂにより搬送されているワークＷの上面側を保持しながらガイドするものであり、図１に示す如く、上部プレート２にブラケット２０ｄを介して回転自在に支持され、搬送されているワークＷの上面側に当接可能な複数個の上部ガイドローラ２０ａと、上部プレート２にブラケット２０ｄを介して取り付けられ、搬送されているワークＷの上面側に摺動可能な上流側押さえヘラ２０ｂと、上部プレート２にブラケット２０ｄを介して取り付けられ、搬送されているワークＷの上面側に摺動可能な下流側押さえヘラ２０ｃとから成る。
又、上部ガイドローラ２０ａは、搬送されているワークＷの上方位置に軸線方向へ沿って二列の状態で配設されており、ワークＷのスリット部Ｗａの両側部分に当接するようになっている。
更に、上流側押さえヘラ２０ｂ及び下流側押さえヘラ２０ｃは、内部に冷却水が流れる冷却水通路（図示省略）を備えた角柱状に形成されており、溶接装置９のプラズマ溶接用トーチ５３の上流側位置及び下流側位置に夫々ワークＷの軸線方向へ沿う姿勢で配設されている。
この上部ガイド機構２０は、上部プレート２を昇降動させることによって、ワークＷの直径に応じて高さ調整できるようになっている。従って、上部ガイド機構２０は、ワークＷの直径に応じて高さ調整することによって、上部ガイドローラ２０ａ及び各押さえヘラ２０ｂ，２０ｃをワークＷの直径に関係なく、ワークＷの上面側へ当接させることができ、ワークＷの上面側を確実且つ良好に保持しながら案内することができる。
【００２９】
前記下部ガイド機構２２は、ワーク送り部及びワーク溶接送り部の各キャタピラ式コンベヤ７Ａ，７Ｂにより搬送されているワークＷの下面側を保持しながらガイドするものであり、図１及び図３に示す如く、下部プレート３にブラケット２２ｂを介して回転自在に支持され、搬送されているワークＷの下面側に当接可能な複数個の下部ガイドローラ２２ａから成る。
又、下部ガイドローラ２２ａは、搬送されているワークＷの下方位置に軸線方向へ沿って二列の状態で配設されている。
この下部ガイド機構２２は、下部プレート３を昇降動させることによって、ワークＷの直径に応じて高さ調整できるようになっている。従って、下部ガイド機構２２は、ワークＷの直径に応じて高さ調整することによって、下部ガイドローラ２２ａをワークＷの直径に関係なく、ワークＷの下面側へ当接させることができ、ワークＷを確実に且つ良好に保持しながら案内することができる。
【００３０】
尚、ワーク送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ａとワーク溶接送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ｂとの間には、図示していないがワーク送り部からワーク溶接送り部へ送り込まれるワークＷの両側面を保持しながら案内する複数の側面ガイドローラが設けられている。
従って、ワーク送り部からワーク溶接送り部へ送り込まれるワークＷは、上部ガイドローラ２０ａ、下部ガイドローラ２２ａ及び側面ガイドローラにより上下左右方から保持された状態で送り込まれることになる。そのため、短いワークＷであっても、ワーク送り部からワーク溶接送り部へのワークＷの送り込みを良好且つ確実に行える。
【００３１】
前記センターガイド８は、ワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａの上流側位置に鉛直姿勢で配設されており、ワーク挿入装置６により一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａ間へ押し込まれるワークＷのスリット部Ｗａに挿入されてワークＷの心出しを行うと共に、ワークＷをそのスリット部Ｗａが真上に位置する状態で案内するものである。
このセンターガイド８は、ワークＷのスリット部Ｗａの幅よりも若干薄い厚みを有する金属製の板材により形成されており、その内部には溶接装置９の溶接治具５４（下部治具５４Ｂ）へアルゴンガス等のシールドガスを供給するガス通路（図示省略）と冷却水を供給する冷却水通路（図示省略）とが夫々形成されている。
又、センターガイド８は、上部プレート２に鉛直姿勢で取り付けられており、上部プレート２を昇降動させることによって、高さ調整可能となっている。
【００３２】
前記溶接装置９は、ワーク溶接送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ｂ間に配設されており、各ワークＷの突き合されたスリット部Ｗａを順次突合せ溶接するものである。この溶接装置９には、プラズマ溶接法と溶接治具５４とを組み合せて成る溶接装置９が使用されている。
即ち、溶接装置９は、溶接電源５２と、タングステン電極棒及び水冷構造のノズルを備えたプラズマ溶接用トーチ５３と、プラズマ溶接用トーチ５３の近傍位置に配設された溶接治具５４と、上部プレート２に取り付けられ、溶接状況（タングステン電極棒の消耗やアークの状態等）を確認する監視カメラ５６等から構成されている。
【００３３】
前記プラズマ溶接用トーチ５３は、上部ガイド機構２０の上流側押さえヘラ２０ｂと下流側押さえヘラ２０ｃとの間で且つ上部プレート２に高さ調整自在に取り付けられており、ワークＷの突き合されたスリット部Ｗａを溶接する際に上部プレート２の昇降動により自動的に高さ調整されて溶接位置を取り得るようになっている。このプラズマ溶接用トーチ５３には、ノズルのオリフィス径（２．０ｍｍ）を従来のノズルのオリフィス径（２．４ｍｍ）よりも小さくし、且つノズルの先端部の長さを１ｍｍ短くして電極設定値（タングステン電極棒の先端とノズル先端との距離）を３．８ｍｍと短くしたプラズマ溶接用トーチ５３が使用されている。このようにプラズマ溶接用トーチ５３の先端部形状を変更することによって、高電流が流れ易くなってシリーズアークの発生を防止することができると共に、電流密度も約４４％向上させることができる。
【００３４】
前記溶接治具５４は、ワークＷの接合部にアークエネルギーを集中的に与え、且つ溶接後の余分な熱をワークＷより素早く吸収してワークＷの熱歪を最小限に抑えるためのものであり、主にアークの拡がりを遮断してワークＷの接合部にエネルギーを集中させるための上部治具５４Ａと、主に溶接後のワークＷを素早く冷却するための下部治具５４Ｂとから構成されている。この溶接治具５４を用いることによって、ビード溶け落ちや穴あきの発生、溶接熱影響部の粗粒化を夫々防止することができる。
【００３５】
具体的には、上部治具５４Ａは、図１、図７及び図１０に示す如く、プラズマ溶接用トーチ５３の先端部両側位置に配設されてワークＷの軸線方向に沿う姿勢で且つ下流側押さえヘラ２０ｃに水平姿勢で取り付けられており、ワークＷの突き合されたスリット部Ｗａを溶接する際に上部プレート２の昇降動により自動的に高さ調整されてワークＷのスリット部Ｗａ近傍の外周面へ接触するようになっている。この上部治具５４Ａは、図９に示す如く、銅材により略角柱状に形成されており、その一端部上面にはプラズマ溶接用トーチ５３の先端部が入り込む凹部５４ａが形成されていると共に、凹部５４ａの底面にはプラズマ溶接用トーチ５３のノズル先端に対向するスリット５４ｂが形成されている。
一方、下部治具５４Ｂは、図１及び図１０に示す如く、センターガイド８のワークＷ内に位置する部分（センターガイド８の下端部）に水平姿勢で取り付けられており、ワークＷの突き合されたスリット部Ｗａを溶接する際に上部プレート２の昇降動によりセンターガイド８と一緒に自動的に高さ調整されてワークＷのスリット部Ｗａ近傍の内周面へ接触するようになっている。この下部治具５４Ｂは、図９に示す如く、銅材により角柱状に形成されており、その内部にはセンターガイド８のガス通路に連通してシールドガスが流れるガス通路５４ｃと、センターガイド８の冷却水通路に連通して冷却水が流れる冷却水通路５４ｄとが夫々形成されている。又、下部治具５４Ｂの上面には、ワークＷの溶接時にガス通路５４ｃ内を流れて来たシールドガスがワークＷのスリット部Ｗａへ向かって流れる浅溝５４ｅがワークＷの軸線方向に沿って形成されている。下部治具５４Ｂに浅溝５４ｅを形成することによって、ワークＷの溶接時にワークＷのビード直下の過冷却が防止されて所定のビード幅が保たれると共に、ワークＷのスリット部Ｗａの裏面側に均一にシールドガスが吹き付けられてワークＷの溶接部の酸化が防止されることになる。
【００３６】
前記ワーク切り離し装置１０は、ワーク搬送装置７の下流側位置に配設されており、ワーク搬送装置７により連結された状態で搬送されて来たワークＷの連結部を切り離すものである。
即ち、ワーク切り離し装置１０は、図１及び図２に示す如く、ワーク搬送装置７の下流側位置に縦向き姿勢で並列配置され、ワークＷの下方に位置してワークＷを上方へ突き上げる突き出しローラ５５ａを備えた二つの突き出しシリンダ５５と、突き出しローラ５５ａの近傍位置に傾斜姿勢で配設され、切り離されたワークＷを搬出する排出シュート５６とから成る。
このワーク切り離し装置１０によれば、ワーク搬送装置７から送り出されてワーク保持具１１に挿通状態で保持されたワークＷを突き出しシリンダ５５の突き出しローラ５５ａにより数回連続的に突き上げ、溶接部で連結されているワークＷの連結部に衝撃を与えることによって、ワークＷの連結部を切り離すことができるようになっている。尚、切り離されたワークＷは、搬出シュート５５へ搬出されるようになっている。
【００３７】
次に、上述した単管連続自動溶接装置９を用いて円筒状に曲げ加工された複数のワークＷから単管を連続的に製造する場合について説明する。
尚、ワークＷには、板厚１．５ｍｍ又は２．０ｍｍ、外径８８ｍｍ〜１２１ｍｍ、長さ８４ｍｍ〜３００ｍｍのステンレス鋼板製の円筒状のワークＷが使用されている。又、溶接電流、アーク長さ、ワークＷの搬送速度、不活性ガスの供給量、タングステン電極棒の先端形状等の溶接条件は、ワークＷの材質、板厚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。
【００３８】
複数のワークＷから単管を連続的に製造する場合、先ず、ワークＷの直径に応じてワーク送り部及びワーク溶接送り部の各一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａ，７Ｂの間隔と、上部ガイド機構２０の上部ガイドローラ２０ａ、上流側押さえヘラ２０ｂ及び下流側押さえヘラ２０ｃの高さ位置と、下部ガイド機構２２の下部ガイドローラ２２ａの高さ位置を夫々調整する。
即ち、水平プレート３２を駆動装置により水平移動させて一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａ，７Ｂの間隔を調整すると共に、上部プレート２及び下部プレート３を各駆動装置２１，２３により夫々昇降動させて上部ガイドローラ２０ａ、上流側押さえヘラ２０ｂ、下流側押さえヘラ２０ｃ及び下部ガイドローラ２２ａの高さ位置を調整し、ワークＷの外周面を各一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａ，７Ｂ、上部ガイドローラ２０ａ及び下部ガイドローラ２２ａ等により左右上下方向から一定の力（ワークＷが真円の状態に保持されて変形されない程度の力）で保持できるようにする。このとき、上部プレート２の昇降動により上部治具５４Ａ及び下部治具５４Ｂの高さ位置も、ワークＷの直径に応じて最適な位置に調整される。
【００３９】
次に、作業員が手動操作により複数のワークＷをワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａ間に順次挿入し、ワークＷの外周面を一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａ、上部ガイドローラ２０ａ及び下部ガイドローラ２２ａにより左右上下方向から保持させると共に、先頭に位置するワークＷをその先端が溶接装置９のプラズマ溶接用トーチ５３の近傍位置に達するまで軸線方向へ移動させる（図１１（Ａ）参照）。この際、各ワークＷは、スリット部Ｗａがセンターガイド８に入り込むようにスリット部Ｗａを真上に位置させておく。又、先頭に位置するワークＷのスリット部Ｗａに上流側押さえヘラ２０ｂを当接させ、ワークＷのスリット部Ｗａの段付きを無くす。更に、先頭に位置するワークＷのスリット部Ｗａの先端部側は、ワーク溶接送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ｂの押圧作用により突き合された状態となっている。
尚、円筒状に曲げ加工された各ワークＷは、両端部が軸線方向にズレている場合がある。この場合には、作業員が最初にワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａ間に挿入するワークＷと二番目に挿入するワークＷのズレを手作業により修正した後、これらを一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａ間に挿入する。
【００４０】
そして、上述した状態で単管連続自動溶接装置の自動運転を行う。そうすると、ワーク搬送装置７が作動してワークＷを左右上下方向から保持して真円の状態で軸線方向へ移送すると共に、溶接装置９が作動して先頭に位置するワークＷの突き合されたスリット部Ｗａをプラズマ溶接用トーチ５３の直下位置に於いて自動溶接して行く（図１１（Ｂ）参照）。先頭に位置するワークＷのスリット部Ｗａが突合せ溶接されたら、引き続き二番目に位置するワークＷがワーク搬送装置７により左右上下方向から保持されて真円の状態で軸線方向へ移送され、溶接装置９によりワークＷの突き合されたスリット部Ｗａが自動溶接されて行く。
【００４１】
このようにして、ワークＷがワーク搬送装置７により直列状に連なった状態で搬送されてそのスリット部Ｗａが溶接装置９により順次突合せ溶接されて行くと、ワーク搬入装置４の搬入シュート２４にストックされているワークＷがワークリフター２６の作動によって一本宛ワーク位置決め装置５の回転ローラ２７上に受け渡される（図１１（Ｃ）参照）。
【００４２】
回転ローラ２７上に受け渡されたワークＷは、センサー２９によってスリット部Ｗａが検出されると共に、センサー２９からの検出信号に基づいて駆動部２８により回転ローラ２７が回転制御され、スリット部Ｗａが真上に位置する状態で回転ローラ２７上に支持される。この状態で先端が円錐形状に形成されたピン３０がワークＷのスリット部Ｗａへ挿入され、ワークＷのスリット部Ｗａが所定の位置で位置決めされたか否かを確認する。
【００４３】
その後、ワーク挿入装置６の流体圧シリンダ（図示省略）が作動してプッシャー６ｃを回転ローラ２７上のワークＷの後端面に当接させ、この状態で流体圧シリンダによりワークＷを軸線方向へ押し出して行く。そうすると、軸線方向へ押し出されたワークＷは、そのスリット部Ｗａがセンターガイド８へ挿入されると共に、ワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａ間に挿入され、当該キャタピラ式コンベヤ７Ａによりワーク溶接送り部側へ搬送されて行く。
このとき、ワークＷは、一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａ、上部ガイドローラ２０ａ及び下部ガイドローラ２２ａにより上下左右方から保持されて真円の状態で搬送されると共に、センターガイド８により心出しされて一定の姿勢（スリット部Ｗａが真上に位置する状態）で搬送される。その結果、ワークＷは、安定した姿勢でもってワーク送り部からワーク溶接送り部側へ送り込まれることになる。
【００４４】
ワーク溶接送り部側へ搬送されたワークＷは、ワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａの下流側端部からワーク溶接送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ｂ間に送り込まれ、当該キャタピラ式コンベヤ７Ｂにより溶接装置９側へ搬送されて行く。
このとき、ワーク搬送装置７のワーク送り部及びワーク溶接送り部は、ワーク送り部のキャタピラ式コンベヤ７ＡのワークＷの搬送速度がワーク溶接送り部のキャタピラ式コンベヤ７ＢのワークＷの搬送速度よりも速いため、ワーク溶接送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ｂにより搬送されている先行のワークＷの後端面にワーク送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ａにより搬送される後続のワークＷの先端面が当接して密着し、両ワークＷ間の隙間及びワークＷの軸線方向のズレを修正しながら各ワークＷを連続的に搬送することになる。又、ワーク送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ａとワーク溶接送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ｂとの間にトルクリミッタ５１付きの伝動機構３１を介設しているため、先行するワークＷの後端面に後続のワークＷの先端面が密着して両ワークＷ間の隙間及びワークＷの軸方向のズレが修正され、伝動機構３１に過負荷が掛かると、トルクが遮断されてワーク送り部のキャタピラ式コンベヤ７Ａが停止するようになっている。その結果、ワークＷがワーク送り部からワーク溶接送り部へ必要以上に送込まれると云うことがなく、ワーク溶接送り部に送り込まれたワークＷは一定の速度で搬送されることになり、溶接速度が変化すると云うことがない。
【００４５】
そして、ワーク溶接送り部の一対のキャタピラ式コンベヤ７Ｂ間に送り込まれたワークＷは、キャタピラ式コンベヤ７Ｂにより直列状に連なった状態で軸線方向へ搬送されると共に、溶接装置９のプラズマ溶接用トーチ５３の直下位置に於いて突き合されているスリット部Ｗａが順次突合せ溶接されて行く。
このとき、ワークＷは、一対のキャタピラ式コンベヤ７Ｂ、上部ガイドローラ２０ａ及び下部ガイドローラ２２ａにより上下左右方から保持されて真円の状態で搬送されていると共に、ワークＷのスリット部Ｗａに上流側押さえヘラ２０ｂが当接してスリット部Ｗａの段付きを無くした状態で搬送され，然も、ゴム部材製の保持部材４８を備えたキャタピラ式コンベヤ７Ｂにより搬送されているため、スリップすることなく安定した姿勢で且つ一定の速度で溶接装置９側へ移送されることになる。即ち、ワークＷは、最適な状態で溶接装置９側へ移送されることになり、溶接装置９に於いて精度の高い溶接が行われることになる。
又、ワークＷは、溶接位置に於いてプラズマ溶接により溶接され、且つ下部治具５４ＢからワークＷのスリット部Ｗａの裏面側へシールドガスが吹き付けられているため、無酸化溶接が可能となって高品質な溶接が行われる。
更に、ワークＷは、直列状に連なった状態で搬送されつつ各ワークＷのスリット部Ｗａが連続的に順次突合せ溶接されているため、生産性が高くなると共に、ワークＷの溶接開始部及び溶接終了部に溶け落ち等の溶接欠陥が生じることがなく、製品（単管）の品質が向上することになる。
加えて、ワークＷの溶接時には、上部治具５４Ａによりアークの拡がりを遮断してワークＷの接合部にエネルギーを集中させ、又、下部治具５４Ｂにより溶接後のワークＷを素早く冷却するようにしているため、ビード溶け落ちや穴あきの発生、溶接熱影響部の粗粒化を夫々防止することができる。
【００４６】
溶接装置９により突合せ溶接されたワークＷは、ワーク搬送装置７のワーク溶接送り部から順次送り出され、ワーク切り離し装置１０によって溶接部で連結されている部分が切り離される。この切り離されたワークＷは、ワークＷの側方位置に傾斜姿勢で配設された搬出シュート５６へ搬出され、後続の加工機へ送られて行く。
【００４７】
尚、上記実施の形態に於いては、比較的長いワークＷをワーク搬入装置４により一つ宛ワーク位置決め装置５へ搬入し、ワーク位置決め装置５からワークＷを一つ宛ワーク送り部へ送り込むようにしたが、短いワークＷの場合には、複数のワークＷをワーク搬入装置４によりワーク位置決め装置５へ同時に搬入し、ワーク位置決め装置５の回転ローラ２７上に複数のワークＷを直列状に並べた状態で載せ、この状態で各ワークＷをワーク挿入装置６によりワーク送り部へ送り込むようにしても良い。何故なら、短いワークＷの場合には、ワークＷの搬送及び突合せ溶接が直ぐに終了してしまい、ワークＷを素早く供給しなければならないからである。
そこで、短いワークＷを搬入する場合には、短いワークＷを搬入シュート２４上に直列状に並べた状態で且つ並列状にストックし、直列状に並べた二つの短いワークＷをワークリフター２６によりワーク位置決め装置５の回転ローラ２７上に同時に載せるようにする。又、ワーク位置決め装置５に、回転ローラ２７上の二つのワークＷのスリット部Ｗａを夫々検出するセンサー２９を設けると共に、回転ローラ２７が回転中であっても位置決めされたワークＷが回転しないようにワークＷを保持する保持機構（図示省略）を設ける。
このようにすれば、ワーク位置決め装置５の回転ローラ２７上に短いワークＷを直列状に並べた状態で同時に載せることができると共に、二つのワークＷのうち、一方のワークＷを先に位置決めしてこれを保持機構により保持してから、引き続き回転ローラ２７を回転させて他方のワークＷを位置決めすることができる。これによって、回転ローラ２７上に位置決めされた二つのワークＷが直列状に並べられることになり、この状態でワーク挿入装置６により二つのワークＷを同時にワーク送り部へ送り込むことができる。
【００４８】
又、上記実施の形態に於いては、溶接装置９には、プラズマ溶接法と溶接治具５４とを組み合せて成る溶接装置９を使用しているが、他の実施の形態に於いては、溶接装置９にＧＴＡ溶接装置やレーザー溶接装置を使用するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係る単管連続自動溶接装置の一部切欠正面図である。
【図２】単管連続自動溶接装置の一部省略平面図である。
【図３】単管連続自動溶接装置の縦断側面図である。
【図４】ワーク搬入装置及びワーク位置決め装置の縦断側面図である。
【図５】ワーク位置決め装置の縦断正面図である。
【図６】ワーク搬送装置の縦断正面図である。
【図７】ワーク搬送装置の平面図である。
【図８】トルクリミッタの縦断面図である。
【図９】溶接治具の縦断側面図である。
【図１０】上部ガイド機構及び下部ガイド機構の正面図である。
【図１１】単管連続自動溶接装置の作用説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
４はワーク搬入装置、５はワーク位置決め装置、６はワーク挿入装置、７はワーク搬送装置、７Ａはキャタピラ式コンベヤ（ワーク送り部）、７Ｂはキャタピラ式コンベヤ（ワーク溶接送り部）、８はセンターガイド、９は溶接装置、１０はワーク切り離し装置、２０は上部ガイド機構、２２は下部ガイド機構、３１は伝動機構、３５は駆動スプロケット、３７は従動スプロケット、３８はチェーン、３９はガイドブロック、４０は保持部材、４３は駆動スプロケット、４５は従動スプロケット、４６はチェーン、４７はガイドブロック、４８は保持部材、５１はトルクリミッタ、Ｗはワーク、Ｗａはスリット部。
【図１】
2005138138.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005138138.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005138138.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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