特許 5893198 水平型自動溶接装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5893198

(24)【登録日】2016年3月4日

(45)【発行日】2016年3月23日

(54)【発明の名称】水平型自動溶接装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 37/053 20060101AFI20160310BHJP

   B23K 9/025 20060101ALI20160310BHJP

   B23K 37/06 20060101ALI20160310BHJP

   B23K 101/06 20060101ALN20160310BHJP

【ＦＩ】

   B23K37/053 C

   B23K9/025 C

   B23K37/06 R

   B23K101:06

【請求項の数】6

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-137366(P2015-137366)

(22)【出願日】2015年7月9日

【審査請求日】2015年7月9日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】591286823

【氏名又は名称】村田 彰久

(74)【代理人】

【識別番号】100129540

【弁理士】

【氏名又は名称】谷田 龍一

(74)【代理人】

【識別番号】100082474

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 丈夫

(72)【発明者】

【氏名】村田 彰久

【審査官】 篠原 将之

(56)【参考文献】

【文献】 特許第５０４３６２５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平０９−１８２９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭５１−０４６６５５（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平０９−２１６０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５３４６８９９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第５０４３８１３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第４５３７９０２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００６−０５１５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−０７０９１９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ９／０２５

Ｂ２３Ｋ ３７／０５３

Ｂ２３Ｋ ３７／０６

Ｂ２３Ｋ １０１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フレーム（１）に水平姿勢で支持されたマンドレル（２）に円筒状に曲げ加工した金属板製のワーク（Ｗ）を支持させ、ワーク（Ｗ）の円周方向両端を突合せた状態でクランプ機構（７）によりマンドレル（２）の上面に設けたバックバー（３）上へ押圧固定し、ワーク（Ｗ）の突合せ部をＴＩＧ溶接用トーチ（８ｂ）を備えた溶接装置（８）により突合せ溶接して筒体を作製するようにした水平型自動溶接装置において、前記マンドレル（２）は、ワーク（Ｗ）の円周方向両端を突合せ溶接する際に、ワーク（Ｗ）の突合せ部の両端にそれぞれ板状のタブ材（Ｔ）を自動的に供給し、両タブ材（Ｔ）をワーク（Ｗ）側へ押圧してワーク（Ｗ）の突合せ部の両端にそれぞれ密着させる両端タブ自動供給機構（５）を備えており、前記両端タブ自動供給機構（５）は、マンドレル（２）の両端部に設けられ、複数枚のタブ材（Ｔ）を積層状態で収納すると共に、タブ材（Ｔ）を上方へ押し上げて最上位のタブ材（Ｔ）を取り出し可能にする一対のタブカセットユニット（５′）と、マンドレル（２）の両端部に設けられ、各タブカセットユニット（５′）の最上位のタブ材Ｔをそれぞれ押し出すと共に、両タブ材（Ｔ）をワーク（Ｗ）側へ押圧してワーク（Ｗ）の突合せ部の両端にそれぞれ密着させる一対のタブ押しシリンダ（５″）とを備え、また、前記一対のタブカセットユニット（５′）は、マンドレル（２）の側面に形成した凹状の切欠き部（２ｄ）内に着脱自在に挿着されており、マンドレル（２）に対して位置決めされる位置決めピン（２８）と、タブカセットユニット（５′）をマンドレル（２）に対して着脱自在とする着脱手段（２９）とを備えていることを特徴とする水平型自動溶接装置。

【請求項2】

前記一対のタブカセットユニット（５′）は、マンドレル（２）の側面に形成した凹状の切欠き部（２ｄ）内に着脱自在に挿着されるカセット取り付け体（２２）と、カセット取り付け体（２２）に設けられ、複数枚のタブ材（Ｔ）を積層状態で収納する上方が開放されたタブカセットケース（２４）と、タブカセットケース（２４）内に昇降自在に収納され、複数枚のタブ材（Ｔ）を積層状に支持載置するタブ供給体（２５）と、タブ供給体（２５）を上方へ付勢してタブ供給体（２５）上に支持載置されているタブ材（Ｔ）を上方へ押し上げる付勢手段（２６）とをそれぞれ備え、また、前記一対のタブ押しシリンダ（５″）は、マンドレル（２）の上面に埋設状態で且つマンドレル（２）に沿って設けられた水平姿勢のシリンダ（３０）と、シリンダ（３０）のロッド（３０ｅ）に連結され、付勢手段（２６）により上方へ押し上げられたタブ材（Ｔ）の最上位のタブ材（Ｔ）を水平姿勢で押し出してワーク（Ｗ）の突合せ部の両端に押し当てて密着させるタブ押し板（３１）とをそれぞれ備えており、前記タブ押し板（３１）は、タブカセットケース（２４）の上方開口に位置し、付勢手段（２６）により上方へ押し上げられた最上位のタブ材（Ｔ）の上面を押えてタブ材（Ｔ）がタブカセットケース（２４）から飛び出すのを阻止するタブ保持位置と、タブ保持位置から後退して最上位のタブ材（Ｔ）を上方へ突出可能とする後退位置と、後退位置から前進して最上位のタブ材（Ｔ）を水平姿勢で押し出してワーク（Ｗ）の突合せ部の両端に押し当てて密着させる前進位置とを取り得るように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の水平型自動溶接装置。

【請求項3】

前記着脱手段（２９）は、タブカセットユニット（５′）に挿通されて先端部がマンドレル（２）に着脱自在に螺着される固定ボルトから成ることを特徴とする請求項１に記載の水平型自動溶接装置。

【請求項4】

前記着脱手段（２９）は、マンドレル（２）の切欠き部（２ｄ）内又はタブカセットユニット（５′）のマンドレル（２）に対向する部分に埋設状態で設けられ、マンドレル（２）とタブカセットユニット（５′）を磁力により吸着保持する永久磁石から成ることを特徴とする請求項１に記載の水平型自動溶接装置。

【請求項5】

前記マンドレル（２）は、長手方向に三つに分割されていると共に、三つに分割されたマンドレル部材（２Ａ），（２Ｂ），（２Ｃ）が直線状に連結自在となっており、真ん中に位置する中央側マンドレル部材（２Ａ）の両端部にタブカセットユニット（５′）をそれぞれ設けると共に、先端側に位置する先端側マンドレル部材（２Ｂ）の基端部及び基端側に位置する基端側マンドレル部材（２Ｃ）の先端部にタブ押しシリンダ（５″）をそれぞれ設け、ワーク（Ｗ）の長さに応じて中央側マンドレル部材（２Ａ）を別の長さを有する中央側マンドレル部材（２Ａ）に交換可能としたことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の水平型自動溶接装置。

【請求項6】

水平型自動溶接装置は、マンドレル（２）の下方位置に溶接済みのワーク（Ｗ）を押し出してマンドレル（２）から自動的に取り出すワーク自動搬出機構（９）を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の水平型自動溶接装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ステンレス板や鋼板等の金属板を円筒状に曲げ加工して成るワークを水平姿勢のマンドレルで支持し、マンドレルに設けたバックバー上でワークの円周方向の両端部をクランプ機構により突合せ状態でクランプし、この状態でワークの突合せ部を突合せ溶接してパイプやドラム等の筒体を作製するようにした水平型自動溶接装置の改良に係り、特に、ワークを突合せ溶接する際に、ワークの突合せ部の両端にタブ材を自動的に供給して最適な状態にセットすることによって、溶け落ちや穴あき等の溶接欠陥の無い安定した溶接を行えると共に、作業性の大幅な向上を図れ、しかも、溶接済みのワークを自動的に取り出せてワークの損傷や変形を防止できるようにした水平型自動溶接装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、円筒状に曲げ加工した金属板製のワークの円周方向両端を突合せ溶接して筒体を作製する装置としては、例えば、本件出願人が先に開発した水平型自動溶接装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

【0003】

即ち、前記水平型自動溶接装置は、図示していないが、円筒状に曲げ加工したワークを支持する水平姿勢のマンドレルと、マンドレルの上面に設けた長尺状のバックバーと、マンドレルに設けられ、ワークの円周方向両端の位置決めを行うセンタープレートと、ワークの円周方向両端を突合せた状態でバックバー上へ押圧固定する左右のクランプ板と、ワークの突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接用トーチを備えた溶接装置とを具備しており、マンドレルにセットしたワークの円周方向両端をセンタープレートにより位置決めすると共に、位置決めされたワークの円周方向両端部を左右のクランプ板によりバックバー上で突合せ固定し、その突合せ部をＴＩＧ溶接用トーチにより突合せ溶接して接合するようにしたものである。

【0004】

ところで、従来の水平型自動溶接装置においては、溶接開始時にアークが不安定になり易く、また、溶接終了時にも、出力制御が不安定になり易い。その結果、ワークＷの突合せ部の両端部（溶接開始部及び溶接終了部）に溶け落ちや穴あき等の溶接欠陥が生じたり、未溶接の部分が発生したりすると言う問題があった（図２２（Ａ）及び（Ｂ）参照）。しかも、ワークＷの厚みが１ｍｍ位になると、ワークＷの突合せ部の端部の表面側のみが溶接され、裏面側が未溶接になると言う問題があった。

【0005】

この問題を解決するため、従来の水平型自動溶接装置においては、ワークの突合せ部の両端に板状のタブ材をそれぞれ配設し、一方のタブ材に溶接用トーチを臨ませてこのタブ材とタングステン電極棒との間にアークを発生させ、この初期アークが安定した状態になってから溶接用トーチをワークの突合せ部に沿って移動させた後、他方のタブ材の上で通電を停止することが行われている（図２２（Ｃ）参照）。このようにすれば、ワークの突合せ部を安定したアーク状態で突合せ溶接することができ、溶け落ちや穴あき等の溶接欠陥のない突合せ溶接を行えることになる。

【0006】

しかし、従来の水平型自動溶接装置は、マンドレルと左右のクランプ板との間隔が極めて狭くなっているため、ワークの突合せ部の両端位置にタブ材を正確にセットし難く、タブ材のセットに手間取って作業性に極めて劣る言う問題があった。

【0007】

また、タブ材をセットし難いため、タブ材をセットしたときにワークの突合せ部の両端とタブ材との間に隙間が発し易く、この状態でワークを突合せ溶接した場合には、溶接欠陥を生じると言う問題があった。

【0008】

一方、本件出願人は、マンドレルにタブ材を設けた水平型自動溶接装置を開発している（例えば、特許文献３、特許文献４及び特許文献５参照）。

【0009】

即ち、前記水平型自動溶接装置は、マンドレルの一端部に固定側のタブ材を設けると共に、マンドレルの他端部に可動側のタブ材を設けており、可動側のタブ材をワーク側へ移動させることによって、固定側のタブ材と可動側のタブ材をワークの突合せ部の両端に当接させるようにしている。

【0010】

しかし、前記水平型自動溶接装置は、可動側のタブ材のみをワーク側へ移動させるようにしているため、固定側のタブ材がワークの突合せ部の一端に密着し難く、固定側のタブ材とワークとの間に隙間が発生し易いと言う問題があった。

【0011】

また、前記水平型自動溶接装置は、ワークの突合せ溶接時に常に同じタブ材（固定側のタブ材及び可動側のタブ材）を用いてワークを突合せ溶接するようにしているため、タブ材が変形したり、焼損したりすることがあり、突合せ溶接したワークに溶接欠陥を生じ易いと言う問題があった。

【0012】

更に、前記水平型自動溶接装置は、マンドレルと左右のクランプ板との間隔が極めて狭いため、溶接済みのワークをマンドレルから取り出す際にワークの取り出しが行い難いと共に、ワークがマンドレルや左右のクランプ板、バックバーと摺動接触し、ワークが損傷したり、変形したりすると言う問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特開２００６−０５１５３１号公報

【特許文献2】特許第５３４６８９９号公報

【特許文献3】特許第４５３７９０２号公報

【特許文献4】特許第５０４３６２５号公報

【特許文献5】特許第５０４３８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

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、ワークを突合せ溶接する際に、ワークの突合せ部の両端にタブ材を自動的に供給して最適な状態にセットすることによって、溶け落ちや穴あき等の溶接欠陥の無い安定した溶接を行えると共に、作業性の大幅な向上を図れ、しかも、溶接済みのワークを自動的に取り出せてワークの損傷や変形を防止できるようにした水平型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】

【0015】

上記目的を達成するために、本発明に係る水平型自動溶接装置は、フレームに水平姿勢で支持されたマンドレルに円筒状に曲げ加工した金属板製のワークを支持させ、ワークの円周方向両端を突合せた状態でクランプ機構によりマンドレルの上面に設けたバックバー上へ押圧固定し、ワークの突合せ部をＴＩＧ溶接用トーチを備えた溶接装置により突合せ溶接して筒体を作製するようにした水平型自動溶接装置において、前記マンドレルは、ワークの円周方向両端を突合せ溶接する際に、ワークの突合せ部の両端にそれぞれ板状のタブ材を自動的に供給し、両タブ材をワーク側へ押圧してワークの突合せ部の両端にそれぞれ密着させる両端タブ自動供給機構を備えており、前記両端タブ自動供給機構は、マンドレルの両端部に設けられ、複数枚のタブ材を積層状態で収納すると共に、タブ材を上方へ押し上げて最上位のタブ材を取り出し可能にする一対のタブカセットユニットと、マンドレルの両端部に設けられ、各タブカセットユニットの最上位のタブ材Ｔをそれぞれ押し出すと共に、両タブ材をワーク側へ押圧してワークの突合せ部の両端にそれぞれ密着させる一対のタブ押しシリンダとを備え、また、前記一対のタブカセットユニットは、マンドレルの側面に形成した凹状の切欠き部内に着脱自在に挿着されており、マンドレルに対して位置決めされる位置決めピンと、タブカセットユニットをマンドレルに対して着脱自在とする着脱手段とを備えていることに特徴がある。

【0016】

前記両端タブ自動供給機構は、マンドレルの両端部に設けられ、複数枚のタブ材を積層状態で収納すると共に、タブ材を上方へ押し上げて最上位のタブ材を取り出し可能にする一対のタブカセットユニットと、マンドレルの両端部に設けられ、各タブカセットユニットの最上位のタブ材をそれぞれ押し出すと共に、両タブ材をワーク側へ押圧してワークの突合せ部の両端にそれぞれ密着させる一対のタブ押しシリンダとを備えていることが好ましい。

【0017】

前記一対のタブカセットユニットは、マンドレルの側面に着脱自在に取り付けられるカセット取り付け体と、カセット取り付け体に設けられ、複数枚のタブ材を積層状態で収納する上方が開放されたタブカセットケースと、タブカセットケース内に昇降自在に収納され、複数枚のタブ材を積層状に支持載置するタブ供給体と、タブ供給体を上方へ付勢してタブ供給体上に支持載置されているタブ材を上方へ押し上げる付勢手段とをそれぞれ備え、また、前記一対のタブ押しシリンダは、マンドレルの上面に埋設状態で且つマンドレルに沿って設けられた水平姿勢のシリンダと、シリンダのロッドに連結され、付勢手段により上方へ押し上げられたタブ材の最上位のタブ材を水平姿勢で押し出してワークの突合せ部の両端に押し当てて密着させるタブ押し板とをそれぞれ備えており、前記タブ押し板は、タブカセットケースの上方開口に位置し、付勢手段により上方へ押し上げられた最上位のタブ材の上面を押えてタブ材がタブカセットケースから飛び出すのを阻止するタブ保持位置と、タブ保持位置から後退して最上位のタブ材を上方へ突出可能とする後退位置と、後退位置から前進して最上位のタブ材を水平姿勢で押し出してワークの突合せ部の両端に押し当てて密着させる前進位置とを取り得るように構成されていることが好ましい。

【0018】

前記一対のタブカセットユニットは、マンドレルの側面に形成した凹状の切欠き部内に着脱自在に挿着されており、マンドレルに対して位置決めされる位置決めピンと、タブカセットユニットをマンドレルに対して着脱自在とする着脱手段とを備えていることが好ましい。

【0019】

前記着脱手段は、タブカセットユニットに挿着されて先端部がマンドレルに着脱自在に螺着される固定ボルトから成ることが好ましい。

【0020】

前記着脱手段は、マンドレルの切欠き部内又はタブカセットユニットのマンドレルに対向する部分に埋設状態で設けられ、マンドレルとタブカセットユニットを磁力により吸着保持する永久磁石から成ることが好ましい。

【0021】

前記マンドレルは、長手方向に三つに分割されていると共に、三つに分割されたマンドレル部材が直線状に連結自在となっており、真ん中に位置する中央側マンドレル部材の両端部にタブカセットユニットをそれぞれ設けると共に、先端側に位置する先端側マンドレル部材の基端部及び基端側に位置する基端側マンドレル部材の先端部にそれぞれタブ押しシリンダを設け、ワークの長さに応じて中央側マンドレル部材を別の長さを有する中央側マンドレル部材に交換可能とすることが好ましい。

【0022】

水平型自動溶接装置は、マンドレルの下方位置に溶接済みのワークを押し出してマンドレルから自動的に取り出すワーク自動搬出機構を更に備えていることが好ましい。

【発明の効果】

【0023】

本発明に係る水平型自動溶接装置は、マンドレルが、ワークの円周方向両端を突合せ溶接する際に、ワークの突合せ部の両端にそれぞれタブ材を自動的に供給し、両タブ材をワーク側へ押圧してワークの突合せ部の両端にそれぞれ密着させる両端タブ自動供給機構を備えているため、マンドレルとクランプ機構との間隔が狭くても、ワークの突合せ部の両端にタブ材を自動的に簡単且つ容易にセットすることができると共に、ワークの突合せ部の両端にタブ材をワークとの間に隙間を生じることなく密着状態で突き合せることができる。その結果、本発明に係る水平型自動溶接装置は、溶接作業時に作業員がタブ材を手作業でセットする必要もなく、作業性に極めて優れていると共に、ワークの突合せ部の両端に溶け落ちや穴あき等の溶接欠陥の無い安定した溶接を行える。

【0024】

本発明に係る水平型自動溶接装置は、マンドレルの下方位置に溶接済みのワークを押し出してマンドレルから自動的に取り出すワーク自動搬出機構を備えているため、マンドレルとクランプ機構との間隔が狭くても、溶接済みのワークを簡単且つ容易に取り出すことができると共に、ワークを一定の姿勢で取り出すことができ、ワークがマンドレルやクランプ機構等と摺動接触し難くなり、ワークの損傷や変形を防止することができる。

【0025】

本発明に係る水平型自動溶接装置は、両端タブ自動供給機構が、複数枚のタブ材を積層状態で収納すると共に、最上位のタブ材を取り出せるタブカセットユニットを備えており、前記タブカセットユニットをマンドレルに着脱自在に取り付けているため、タブ材が無くなったときにタブカセットユニットをマンドレルから取り外すことによって、タブ材を簡単且つ容易に補充することができる。しかも、タブカセットユニットが永久磁石から成る着脱手段を備えている場合には、タブカセットユニットのマンドレルからの取り外しやマンドレルへの取り付けをワンタッチで行え、至極便利である。

【0026】

本発明に係る水平型自動溶接装置は、マンドレルが、長手方向に三つに分割されていると共に、三つに分割されたマンドレル部材が連結自在となっており、真ん中に位置する中央側マンドレル部材の両端部にタブカセットユニットをそれぞれ設けると共に、先端側に位置する先端側マンドレル部材の基端部及び基端側に位置する基端側マンドレル部材の先端部にそれぞれタブ押しシリンダを設け、ワークの長さに応じて中央側マンドレル部材を別の長さを有する中央側マンドレル部材に交換可能としているため、ワークの長さが変わった場合でも、中央側マンドレル部材を別の長さの中央側マンドレル部材に交換することによって、タブ材を用いた突合せ溶接を行える。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施形態に係る水平型自動溶接装置の正面図である。

【図2】同じく水平型自動溶接装置の側面図である。

【図3】同じく水平型自動溶接装置の平面図である。

【図4】両端タブ自動供給機構を装着したマンドレルを示し、（Ａ）はマンドレルの平面図、（Ｂ）はマンドレルの右側面図、（Ｃ）はマンドレルの左側面図である。

【図5】マンドレルを分解した状態を示し、（Ａ）はマンドレルの平面図、（Ｂ）はマンドレルの右側面図、（Ｃ）はマンドレルの左側面図である。

【図6】マンドレルの中央側マンドレル部材の斜視図である。

【図7】マンドレルに設けたワーク挿入位置決めピンの拡大断面図である。

【図8】マンドレルに設けたセンター位置決め機構の拡大断面図である。

【図9】タブカセットユニットの斜視図である。

【図10】タブカセットユニットを示し、（Ａ）はタブカセットニットの正面図、（Ｂ）はタブカセットユニットの側面図、（Ｃ）はタブカセットユニットの平面図である。

【図11】タブ押しシリンダを示し、（Ａ）はタブ押しシリンダの正面図、（Ｂ）はタブ押しシリンダの側面図、（Ｃ）はタブ押しシリンダの平面図である。

【図12】タブ押しシリンダの拡大縦断面図である。

【図13】マンドレルに装着した両端タブ自動供給機構の平面図である。

【図14】マンドレルに装着した両端タブ自動供給機構の縦断面図である。

【図15】ワークリフターユニットの平面図である。

【図16】クランプ機構の正面図である。

【図17】ワーク自動搬出機構の斜視図である。

【図18】マンドレルに設けたバックバー上でワークの円周方向両端を突き合わせる状態の説明図である。

【図19】両端タブ自動供給機構によりワークの突合せ部の両端にタブ材を密着させた状態の平面図である。

【図20】両端タブ自動供給機構によりワークの突合せ部の両端にタブ材を密着させた状態の側面図である。

【図21】ワークをクランプ機構によりバックバー上へ加圧保持すると共に、ワークをワークリフターユニットにより押圧保持し、この状態で溶接装置によりワークを突合せ溶接している状態の一部切欠き正面図である。

【図22】溶接欠陥を生じたワークの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図３は本発明の実施形態に係る水平型自動溶接装置を示し、当該水平型自動溶接装置は、ステンレス板や鋼板等の金属板を円筒状に曲げ加工して成るワークの円周方向両端を突合せ溶接してパイプやドラム等の筒体を作製するものであり、特に、ワークを突合せ溶接する際に、ワークの突合せ部両端にタブ材Ｔを自動的に供給して最適な状態でセットすることができると共に、溶接済みのワークを自動的に取り出せるようにしたものである。

【0029】

即ち、前記水平型自動溶接装置は、図１〜図３に示す如く、フレーム１と、フレーム１に片持ち状態で支持され、ワークＷを支持する水平姿勢の長尺状のマンドレル２と、マンドレル２の上面に設けた長尺状のバックバー３と、マンドレル２に設けられ、ワークＷの円周方向両端がバックバー３上で突合されるようにワークＷの円周方向両端の位置決めを行うセンター位置決め機構４と、マンドレル２に設けられ、ワークＷの突合せ部の両端に板状のタブ材Ｔを自動的に供給する両端タブ自動供給機構５と、マンドレル２の下方位置に配設され、マンドレル２にセットされるワークＷを水平姿勢で支持して持ち上げると共に、ワークＷの両側面を両側方から加圧するワークリフターユニット６と、マンドレル２の上方位置に配設され、ワークＷの円周方向の両端部を突合せた状態でバックバー３上へクランプするクランプ機構７と、マンドレル２の上方位置に配設され、ワークＷの突合せ部を突合せ溶接するＴＩＧ溶接用トーチ８ｂを備えた溶接装置８と、マンドレル２の下方位置に配設され、溶接済みのワークＷを自動的に取り出すワーク自動搬出機構９とから構成されている。

【0030】

前記フレーム１は、図１〜図３に示す如く、ボックス状の本体フレーム１ａと、本体フレーム１ａの上部に設けられ、本体フレーム１ａから前方（図２の左側）へ水平姿勢で突出する長尺状の上部フレーム１ｂと、本体フレーム１ａの下部に設けられ、上部フレーム１ｂと同じ方向へ水平姿勢で突出してキャスター１０及びアジャスター１１を介して床面へ設置されるベースフレーム１ｃとを備えており、本体フレーム１ａの内部には、溶接電源、冷却ユニット、アルゴンガス等の溶接用ガスボンベ、コンプレッサ等の圧縮空気供給源（何れも図示省略）等がそれぞれ収容されている。
尚、図１〜図３において、１２は操作パネル、１３は圧力・流量パネル、１４はタングステン電極棒の研磨機、１５は踏み台である。

【0031】

前記マンドレル２は、アルミ合金等の金属材により断面形状が略矩形状の角柱状に形成されており、フレーム１の本体フレーム１ａに片持ち状態で且つ水平姿勢で支持されている。

【0032】

具体的には、マンドレル２は、図４及び図５に示す如く、長手方向に三つに分割されていると共に、三つに分割されたマンドレル部材２Ａ，２Ｂ，２Ｃが連結自在となっており、真ん中に位置する中央側マンドレル部材２Ａの両端部には、両端タブ自動供給機構５のタブカセットユニット５′がそれぞれ設けられていると共に、先端側に位置する先端側マンドレル部材２Ｂの基端部と基端側に位置する基端側マンドレル部材２Ｃの先端部には、両端タブ自動供給機構５のタブ押しシリンダ５″がそれぞれ設けられ、ワークＷの長さに応じて中央側マンドレル部材２Ａが別の長さを有する中央側マンドレル部材２Ａと交換可能になっている。

【0033】

前記中央側マンドレル部材２Ａの両端部、先端側マンドレル部材２Ｂの基端部、基端側マンドレル部材２Ｃの先端部には、互いに嵌合可能な合い欠き形状の切欠きが設けられており、各マンドレル部材２Ａ，２Ｂ，２Ｃの切欠き同士を嵌合させ、各マンドレル部材２Ａ，２Ｂ，２Ｃの嵌合部をボルトで固定することによって、各マンドレル部材２Ａ，２Ｂ，２Ｃの端部同士が連結自在となっている。

【0034】

また、中央側マンドレル部材２Ａの上面には、図６に示す如く、長尺状のバックバー３が嵌め込まれる取り付け溝２ａが中央側マンドレル部材２Ａの長手方向に沿って形成されている。この取り付け溝２ａの底面には、アルゴンガス等のシールドガスが流れるガス溝２ｂが中央側マンドレル部材２Ａの長手方向に沿って形成されていると共に、センター位置決め機構４の駆動部２１が設けられるピストン穴２ｃが中央側マンドレル部材２Ａの長手方向に一定間隔で形成されている。

【0035】

更に、中央側マンドレル部材２Ａの両端部側面（同じ側の側面）には、両端タブ自動供給機構５のタブカセットユニット５′が着脱自在に挿着される横断面形状が略凸状の切欠き部２ｄが形成され、また、各マンドレル部材２Ａ，２Ｂ，２Ｃの隣接する部分の上面には、両端タブ自動供給機構５のタブ押しシリンダ５″が嵌合される凹部２ｅが形成されている。

【0036】

そして、マンドレル２は、ワークＷの突合せ作業時や溶接作業時等にその先端部が上部フレーム１ｂの先端部に設けたマンドレル受けユニット１６により支持されており、本体フレーム１ａ及びマンドレル受けユニット１６により両持ち状態となっている。

【0037】

前記マンドレル受けユニット１６は、ロータリーアクチュエータ（図示省略）により水平位置から鉛直位置に亘って揺動するマンドレル受け１６ａを備えており、マンドレル受け１６ａを水平位置から鉛直位置へ回動させ、マンドレル受け１６ａに形成した支持穴に先端側マンドレル部材２Ｂの先端に設けたマンドレルピン２ｆを挿入することによって、マンドレル２の先端部を支持することができるようになっている。このマンドレル受けユニット１６は、マンドレル２の長さに応じて移動調整できるように上部フレーム１ｂに取り付けても良い。

【0038】

尚、マンドレル２の基端部側上面（中央側マンドレル部材２Ａの基端部上面）には、図４及び図７に示す如く、ワークＷの挿入位置を決定するワーク挿入位置決めピン１７が設けられている。このワーク挿入位置決めピン１７は、スプリング１８によりマンドレル２の上面から突出可能に設けられており、クランプ機構７によるワークＷのクランプ時にはスプリング１８の弾性力に抗してマンドレル２内に押し込まれるようになっている。

【0039】

前記バックバー３は、図４及び図８に示す如く、銅材により断面形状が略長方形の長尺な角柱状に形成されており、マンドレル２の取り付け溝２ａに嵌めこまれてボルト１９により固定されている。

【0040】

また、バックバー３の上面には、シールドガスが流れるガス溝３ａがバックバー３の長手方向に沿って形成されている。このガス溝３ａの底面には、センター位置決め機構４のセンタープレート２０が遊嵌状態で挿入されると共に、シールドガスを流す貫通状のスリット溝３ｂが形成されている。

【0041】

前記センター位置決め機構４は、ワークＷの円周方向の両端がバックバー３のガス溝３ａ上で突き合わされるようにワークＷの端面の位置決めを行うものであり、図４及び図８に示す如く、バックバー３のスリット溝３ｂ内に上下動自在に挿入された薄鋼板製の長尺状のセンタープレート２０と、マンドレル２内に設けられ、センタープレート２０を上下動させるシリンダ構造の複数の駆動部２１とから構成されている。

【0042】

前記駆動部２１は、図８に示す如く、マンドレル２のピストン穴２ｃに上下方向へ摺動自在に嵌め込まれ、センタープレート２０に連結されたセンターピストン２１ａと、バックバー３とセンターピストン２１ａとの間に介設され、センターピストン２１ａを下方へ付勢してセンタープレート２０の先端部をバックバー３のスリット溝３ｂ内に位置させる復帰用の圧縮スプリング２１ｂとから構成されており、圧縮空気供給源（図示省略）からの圧縮空気をマンドレル２に形成した圧縮空気供給口２ｇからピストン穴２ｃへ供給すると、センターピストン２１ａ及びセンタープレート２０が圧縮スプリング２１ｂの弾性力に抗して上昇し、センタープレート２０の先端部がバックバー３の上面から外方へ突出し、また、圧縮空気の供給を停止すると、圧縮スプリング２１ｂの弾性力によりセンターピストン２１ａ及びセンタープレート２０が下降し、センタープレート２０の先端部がスリット溝３ｂ内に収納されるようになっている。

【0043】

前記両端タブ自動供給機構５は、ワークＷの円周方向両端を突合せ溶接する際に、ワークＷの突合せ部の両端にそれぞれ板状のタブ材Ｔを自動的に供給し、両タブ材ＴをワークＷ側へ押圧してワークＷの突合せ部の両端にそれぞれ密着させるものである。

【0044】

即ち、両端タブ自動供給機構５、図４に示す如く、マンドレル２の側面に形成した切欠き部２ｄに着脱自在に挿着され、複数枚のタブ材Ｔを積層状態で収納すると共に、タブ材Ｔを上方へ押し上げて最上位のタブ材Ｔを取り出し可能にする一対のタブカセットユニット５′と、マンドレル２の上面に形成した凹部２ｅに嵌め込まれ、各タブカセットユニット５′の最上位のタブ材Ｔをそれぞれ水平姿勢で押し出すと共に、両タブ材ＴをワークＷ側へ押圧してワークＷの突合せ部の両端にそれぞれ密着させる一対のタブ押しシリンダ５″とを備えている。

【0045】

具体的には、前記一対のタブカセットユニット５′は、図９及び図１０に示す如く、マンドレル２の切欠き部２ｄに着脱自在に取り付けられる横断面形状がマンドレル２の切欠き部２ｄと略同じ形状（略凸状）のカセット取り付け体２２と、カセット取り付け体２２にボルト２３により固定され、複数枚の矩形板状のタブ材Ｔを積層状態で収納する上方が開放されたタブカセットケース２４と、タブカセットケース２４内に昇降自在に収納され、複数枚のタブ材Ｔを積層状に支持載置するブロック状のタブ供給体２５と、タブ供給体２５を上方へ付勢してタブ供給体２５上に支持載置されているタブ材Ｔを上方へ押し上げる付勢手段２６とをそれぞれ備えている。

【0046】

前記付勢手段２６は、カセット取り付け体２２の上端部とタブ供給体２５との間に介設した引っ張りスプリングから成り、タブ供給体２５を引っ張りスプリングの弾性力により上方へ付勢し、タブ供給体２５上に支持載置されているタブ材Ｔを上方へ押し上げるようになっている。尚、タブ供給体２５は、カセット取り付け体２２とタブ供給体２５に抜き差し自在に挿入されたタブ押し上げ防止ピン２７により不用意に上昇しないようになっている。

【0047】

そして、前記一対のタブカセットユニット５′は、マンドレル２に対して位置決めされる位置決めピン２８と、タブカセットユニット５′をマンドレル２に対して着脱自在とする着脱手段２９とを備えており、位置決めピン２８により位置決めされた状態でマンドレル２の切欠き部２ｄに挿入されると共に、着脱手段２９によりマンドレル２側へ着脱自在に取り付けられるようになっている。尚、タブカセットユニット５′をマンドレル２に取り付けたときには、タブ材Ｔがマンドレル２の中心線上に位置するようになっている。

【0048】

前記着脱手段２９は、タブカセットユニット５′のカセット取り付け体２２に挿通されて先端部がマンドレル２に着脱自在に螺着される固定ボルトから成る。

【0049】

尚、上記の実施形態においては、着脱手段２９を固定ボルトとしたが、他の実施形態においては、着脱手段２９を永久磁石としても良い。即ち、前記永久磁石は、マンドレル２の切欠き部２ｄ内（又はタブカセットユニット５′のマンドレル２に対向する部分）に埋設状態で設けられ、マンドレル２とタブカセットユニット５′を磁力により吸着保持するようになっている。

【0050】

一方、前記一対のタブ押しシリンダ５″は、図１１〜図１４に示す如く、マンドレル２の上面に埋設状態で且つマンドレル２に沿って設けられた水平姿勢のシリンダ３０と、シリンダ３０のロッドに連結され、付勢手段２６により上方へ押し上げられた積層状態のタブ材Ｔの最上位のタブ材Ｔを水平姿勢で押し出してワークＷの突合せ部の両端に押し当てて密着させるタブ押し板３１とをそれぞれ備えており、前記タブ押し板３１は、タブカセットケース２４の上方開口に位置し、付勢手段２６により上方へ押し上げられた最上位のタブ材Ｔの上面を押えてタブ材Ｔがタブカセットケース２４から飛び出すのを阻止するタブ保持位置（図１４の一点鎖線位置）と、タブ保持位置から後退して最上位のタブ材Ｔを上方へ突出可能とする後退位置（図１４の実線位置）と、後退位置から前進して最上位のタブ材Ｔを水平姿勢で押し出してワークＷの突合せ部の両端に押し当てて密着させる前進位置（図１４の破線位置）とを取り得るように構成されている。

【0051】

前記シリンダ３０は、図１２〜図１４に示す如く、マンドレル２の上面に形成した凹部２ｅ内に嵌め込まれ、ボルト３２により固定されたシリンダケース３０ａと、シリンダケース３０ａのシリンダ室３０ｂを閉塞するシリンダカバー３０ｃと、シリンダケース３０ａのシリンダ室３０ｂ内に摺動自在に挿入されたピストン３０ｄと、ピストン３０ｄに連設され、シリンダ室３０ｂから突出するロッド３０ｅと、シリンダケース３０ａに形成したガイド溝３０ｆ内に摺動自在に挿入され、ロッド３０ｅの先端部に連結されてタブ押し板３１が水平姿勢で取り付けられるタブ押し台３０ｇとを備えている。

【0052】

また、前記タブ押し板３１は、タブ材Ｔの厚みに応じて交換できるようになっており、タブ材Ｔの厚みと同じものが使用されている。

【0053】

前記ワークリフターユニット６は、図１、図２及び図１５に示す如く、マンドレル２の下方位置のベースフレーム１ｃ上に設けられており、昇降自在なテーブル３３ａを有する電動式のリフター３３と、リフター３３のテーブル３３ａ上面に設けられ、水平姿勢のワークＷの下面を支持するワーク受けローラ３４と、テーブル３３ａ上面にマンドレル２を挟んで対向状に配設され、マンドレル２に支持されたワークＷを両側方から加圧してワークＷの円周方向両端を隙間無く密着状態で突き合せる四つの加圧機構３５とを備えている。

【0054】

前記ワーク受けローラ３４は、マンドレル２の下方位置で且つテーブル３３ａ上面にマンドレル２に沿う姿勢で配置された長尺状のローラ受け台３４ａと、ローラ受け台３４ａにマンドレル２に沿って一定間隔ごとで且つ二列の状態で取り付けられ、３６０°回転自在なボールを備えた複数のボールローラ３４ｂとを備えており、マンドレル２に沿って二列に配置されたボールローラ３４ｂがワークＷの外周面下面へ当接してワークＷを下面側から支持するようになっている。このワーク受けローラ３４は、先端部側が下方へ折り曲げ自在となっている。

【0055】

前記各加圧機構３５は、テーブル３３ａ上に設けた支持台３５ａと、支持台３５ａにマンドレル２と直交する水平姿勢で取り付けた加圧用シリンダ３５ｂと、加圧用シリンダ３５ｂのロッドに設けられ、加圧用シリンダ３５ｂの伸長時にマンドレル２に支持されたワークＷの側面に当接してワークＷの側面を加圧する加圧部材３５ｃとをそれぞれ備えており、テーブル３３ａにマンドレル２を挟んで二つずつ配設され、マンドレル２に支持されたワークＷの長手方向の両端部両側面を両側方から加圧できるように構成されている。

【0056】

また、各加圧機構３５は、その支持台３５ａがテーブル３３ａの上面にマンドレル２に沿って形成したガイド溝３３ａ′に移動調整自在に取り付けられており、マンドレル２の長手方向へ移動調整することによって、マンドレル２に支持されたワークＷの長さに関係なく、ワークＷの長手方向の両端部両側面を両側方から加圧することができるようになっている。

【0057】

前記クランプ機構７は、ワークＷの円周方向の両端部をバックバー３上へ動ける程度に軽く押圧（予圧）すると共に、ワークＷの円周方向の両端を完全に突き合せた状態でバックバー３上へ強く押圧固定（加圧固定）するものであり、マンドレル２に挿着されたワークＷの円周方向両端部をバックバー３側へ向って二段階に亘ってクランプできるように構成されている。

【0058】

即ち、前記クランプ機構７は、図１６に示す如く、上部フレーム１ｂの下面に昇降自在に支持されたクランプベース（図示省略）と、クランプベースの下面にマンドレル２に沿う姿勢で対向状に配設され、マンドレル２側へ水平姿勢で上下移動自在な一対のクランプ可動体７ａと、一対のクランプ可動体７ａの下面にマンドレル２に沿う姿勢で対向状に配設され、蝶番７ｂを介して上下方向へ揺動自在になっていると共に、マンドレル２に支持されたワークＷの円周方向の両端部上面に当接し得る銅製の一対のクランプ板７ｃと、一対のクランプ可動体７ａと一対のクランプ板７ｃとの間に介設され、一対のクランプ板７ｃの先端部を下方へ付勢する弾性体７ｄ（圧縮コイルスプリング）と、クランプベースの下面に固定した一対の固定台７ｅと、一対のクランプ可動体７ａと一対の固定台７ｅとの間に介設され、一対のクランプ可動体７ａを水平移動させるリードスクリュー７ｆと、リードスクリュー７ｆのスクリュー軸を回転操作して一対のクランプ可動体７ａを水平移動させ、一対のクランプ板７ｃ間の間隔を調整するクランプ幅調整ノブ７ｇと、上部フレーム１ｂ内に設けられ、クランプベースを昇降動させるモータ駆動型の昇降駆動装置（図示省略）等を備えている。

【0059】

そして、前記クランプ機構７の一対のクランプ板７ｃは、昇降駆動装置を駆動してクランプ機構７自体を昇降動させることによって、マンドレル２に支持されたワークＷの円周方向の両端部をバックバー３上へ動ける程度に軽く押圧保持する予圧位置（図１６の一点鎖線位置）と、弾性体が圧縮されて一対のクランプ板７ｃの間隔が狭まり、一対のクランプ板７ｃがワークＷの円周方向両端を加圧密着させた状態でワークＷの円周方向両端部をバックバー３へ強固に押圧する加圧位置（図１６の破線位置）と、マンドレル２に支持されたワークＷから上方へ離れ、ワークＷをマンドレル２から取り出せる押圧解除位置（図１６の実線位置）とをそれぞれ取り得るようになっている。

【0060】

前記溶接装置８は、図１〜図３に示す如く、上部フレーム１ｂの上面に二本の平行なガイドレール３６を介してマンドレル２の長手方向へ往復移動自在に配設した走行台８ａと、走行台８ａ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を挿着した溶接用トーチ８ｂと、走行台８ａに設けられ、溶接用トーチ８ｂを昇降動させるサーボモータ等から成るトーチ上下駆動装置（図示省略）と、走行台８ａに設けられ、溶接開始前におけるタングステン電極棒とワークＷの間隙設定を容易にし、溶接中に於けるタングステン電極棒とワークＷ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８ａをマンドレル２の長手方向へ往復走行させるモータ及び伝動機構からから成る走行駆動装置８ｃ等から構成されており、ワークＷの突合せ部を突合せ溶接する際に溶接用トーチ８ｂの先端が自動的に高さ調整され且つ走行台及びこれに支持された溶接用トーチ８ｂが所定の速度でワークＷの突合せ部に沿って直線移動するようになっている。

【0061】

また、前記溶接用トーチ８ｂには、タングステン電極棒とワークＷとの間に発生するアークの周囲にシールドガスの一部を高速整流ガスにして流す狭窄ノズル（図示省略）を挿着したＴＩＧ溶接用トーチ８ｂが使用されている。

【0062】

前記ワーク自動搬出機構９は、図１５及び図１７に示す如く、ワーク受けローラ３４のローラ受け台３４ａ上に設けられており、ローラ受け台３４ａの基端部に設けたモータ９ａと、モータ９ａの出力軸に取り付けた駆動プーリ９ｂと、ローラ受け台３４ａの中間位置に配設した従動プーリ９ｃと、駆動プーリ９ｂと従動プーリ９ｃに巻き回され、マンドレル２に沿う無端状のベルト９ｄと、ベルト９ｄに取り付けられ、マンドレル２に支持された溶接済みのワークＷの一端に当接する搬出プレート９ｅと、前記両プーリ９ｂ，９ｃ及びベルト９ｄを覆うと共に、搬出プレート９ｅを案内するガイド孔９ｆ′を形成した四角筒状の長尺状のカバー体９ｆとを備えており、突合せ溶接が終了してクランプ機構７によるクランプ状態が解除されたワークＷの一端に排出プレート９ｅを当接させ、この状態でモータ９ａにより排出プレート９ｅがマンドレル２の基端部側から先端部側へ移動するようにベルト９ｄを周回させることによって、溶接済みのワークＷを搬出することができるようになっている。このとき、ワークＷは、ワーク受けローラ３４上に支持されている。

【0063】

次に、上述した水平型自動溶接装置を用いて円筒状に曲げ加工したワークＷの円周方向両端を突合せ溶接してパイプやドラム等の筒体を作製する場合について説明する。

【0064】

先ず、マンドレル２の側面に形成した切欠き部２ｄにワークＷの材質及び厚みと同じ材質及び厚みのタブ材Ｔを積層状に収納して成る一対のタブカセットユニット５′を装着する。このとき、タブカセットユニット５′には、積層状に収納したタブ材Ｔが上方へ不用意に押し上げられないようにタブ押し上げ防止ピン２７が挿入されている。

【0065】

マンドレル２に一対のタブカセットユニット５′を装着したら、タブカセットユニット５′からタブ押し上げ防止ピン２７を引き抜く。このとき、一対のタブ押しシリンダ５″のタブ押し板３１が、カセットケースの上方開口に位置するタブ保持位置にあり、最上位のタブ材Ｔがタブカセットケース２４から飛び出すのを阻止している。

【0066】

次に、マンドレル２に円筒状に曲げ加工したワークＷを挿着すると共に、マンドレル２の先端部をマンドレル受けユニット１６により支持して長尺状のマンドレル２の撓みを防止し、この状態でセンター位置決め機構４のセンタープレート２０を駆動部により上昇させてセンタープレート２０の上端部をバックバー３の上面から上方へ突出させる。このとき、ワークＷは、ワークリフターユニット６のワーク受けローラ３４に水平姿勢で支持された状態となっている。

【0067】

ワークＷをマンドレル２に挿着したら、クランプ機構７の一対のクランプ板７ｃを押圧解除位置から予圧位置へ下降させ、当該クランプ板７ｃによりワークＷの円周方向両端部をバックバー３上へ動ける程度に軽く押圧し、この状態でワークＷの一端をワーク挿入位置決めピン１７に押し当ててワークＷの挿入位置を決定すると共に、ワークＷの円周方向の一端をセンタープレート２０の上端部側面に当接させる（図１８（Ａ）参照）。このとき、一対のクランプ板７ｃが予圧位置まで下降しているため、左右のクランプ板７ｃの先端部とマンドレル２のバックバー３との間隔が狭くなり、その結果、マンドレル２の円周方向の一端は、クランプ板７ｃの先端部とバックバー３にガイドされながらセンタープレート２０の上端部側面に突き当てられることになる。

【0068】

ワークＷの円周方向の一端をセンタープレート２０に当接させたら、センター位置決め機構４の駆動部２１に供給されている圧縮空気の供給を停止する。そうすると、復帰用の圧縮スプリング２１ｂの弾性力によりセンタープレート２０が下降し、センタープレート２０の上端部がバックバー３のスリット溝３ｂ内に収納される。

【0069】

センタープレート２０が下降したら、ワークＷの円周方向の他端を目視によってワークＷの円周方向の一端に突き合せる（図１８（Ｂ）参照）。このとき、一対のクランプ板７ｃが予圧位置まで下降しているため、左右のクランプ板７ｃの先端部とマンドレル２のバックバー３との間隔が狭くなり、その結果、マンドレル２の円周方向の他端は、クランプ板７ｃの先端部とバックバー３にガイドされながらワークＷの円周方向の一端に重なることなく正確且つ確実に突き合わされることになる。

【0070】

ワークＷの円周方向の両端が突き合わされたら、一対のタブ押しシリンダ５″のタブ押し板３１をタブ保持位置から最上位のタブ材Ｔを上方へ突出可能とする後退位置へ後退させる。そうすると、タブカセットユニット５′に積層状態で収納されている複数枚のタブ材Ｔが付勢手段により上方へ押し上げら、最上位のタブ材Ｔが取り出し可能となる。このとき、一対のクランプ板７ｃが予圧位置まで下降しているため、積層状のタブ材Ｔが付勢手段２６により持ち上げられたときに、最上位のタブ材Ｔが一対のクランプ板７ｃの先端部に当接して持ち上げられるのが阻止される。また、タブ材ＴがワークＷと同じ厚みに形成されているため、一対のクランプ板７ｃの先端部とマンドレル２のバックバー３との間には、最上位のタブ材Ｔのみが位置することになる。その結果、最上位のタブ材Ｔのみを取り出し可能となる。

【0071】

尚、上記の実施形態においては、ワークＷの円周方向の両端を突き合せた後、一対のタブ押しシリンダ５″のタブ押し板３１をタブ保持位置から後退位置へ後退させたが、他の実施形態においては、一対のクランプ板７ｃを押圧解除位置から予圧位置へ下降させた後、一対のタブ押しシリンダ５″のタブ押し板３１をタブ保持位置から後退位置へ後退させても良い。

【0072】

一対のタブ押しシリンダ５″のタブ押し板３１を後退位置へ後退させ、タブカセットユニット５′の最上位のタブ材Ｔを取り出し可能にしたら、一対のタブ押しシリンダ５″のタブ押し板３１を後退位置から前進位置へ前進させる（図１９及び図２０参照）。そうすると、一対のタブカセットユニット５′の最上位のタブ材Ｔがタブ押し板３１により水平姿勢で押し出され、ワークＷの突合せ部の両端に密着状態で押し当てられる。このとき、ワークＷが長手方向両側から一対のタブ材Ｔにより加圧状態で挟持されるため、ワークＷの円周方向の両端が軸心方向へずれている場合には、ワークＷの突合せ部の両端が軸心方向へ動くことになる。その結果、ワークＷの長手方向両端の軸心方向のずれが強制的に修正されると共に、ワークＷの突合せ部の両端にタブ材Ｔがそれぞれ密着状態で確実に当接することになる。

【0073】

ワークＷの突合せ部の両端にタブ材Ｔを密着状態で突き合わせたら、ワークリフターユニット６のワーク受けローラ３４を上昇させてマンドレル２に支持されているワークＷの下端部をワーク受けローラ３４により押し上げると共に、左右の加圧機構３５の加圧部材３５ｃを加圧用シリンダ３５ｂにより前進させてワークＷの長手方向の両端部両側面を両側方から加圧し、ワークＷの円周方向の両端を突合せる。このとき、ワークＷの下端部がワーク受けローラ３４により押し上げられているため、ワークＷの形状が正面視において円筒形状から横長の楕円形状に変化し、ワークＷの円周方向の両端部が一直線状に配置されてワークＷの両端を密着させ易くなる。また、ワークＷの長手方向の両端部両側面が左右の加圧機構３５の加圧部材３５ｃにより両側方から加圧されているため、予圧位置にある一対のクランプ板７ｃにより軽くバックバー３上へ押圧されているワークＷの円周方向の両端が密着状態で突合される。

【0074】

ワークＷの円周方向の両端が密着状態で突合されたら、クランプ機構７の一対のクランプ板７ｃを予圧位置から加圧位置へ下降させ、ワークＷの円周方向の両端部をバックバー３上へ強く押圧固定する。

【0075】

尚、一対のクランプ板７ｃが予圧位置から加圧位置へ下降すると、各クランプ板７ｃが弾性体７ｄを圧縮しながら蝶番７ｂを支点にして上方へ揺動すると共に、各クランプ板７ｃの先端部が弾性体７ｄの圧縮分だけセンタープレート２０側へ移動し、一対のクランプ板７ｃ間の間隔が狭くなる。このとき、一対のクランプ板７ｃの先端部下面とワークＷの円周方向両端部上面との間に強い摩擦抵抗が働き、ワークＷの円周方向両端部を強く突き合わせる方向へ移動させる。その結果、ワークＷの円周方向両端が加圧密着され、隙間のない突合せ接合面が形成されることになる。

【0076】

そして、ワークＷの円周方向の両端がバックバー３上で突合せ固定されたら、マンドレル２のガス供給口（図示省略）からバックバー３のスリット溝３ｂ内にアルゴンガス等のシールドガスを供給しつつ、溶接装置８によりワークＷの突合せ部を突合せ溶接する（図２１参照）。

【0077】

即ち、溶接用トーチ８ｂが下降してタングステン電極棒の先端をマンドレル２の基端部側にあるタブ材Ｔの表面に臨ませ、この状態でタングステン電極棒とタブ材Ｔとの間にアークを発させ、このアークが安定した状態になってから走行台が駆動装置（図示省略）により前進して溶接用トーチ８ｂをワークＷの突合せ部に沿って所定の速度で走行させ、ワークＷの突合せ部を順次突合せ溶接した後、溶接用トーチ８ｂがマンドレル２の先端部側にあるタブ材Ｔの上へ来た時点で通電を停止してアークをストップする。

【0078】

ワークＷの突合せ溶接が終了すると、バックバー３へのシールドガスの供給を停止すると共に、溶接装置８の溶接用トーチ８ｂが元の位置に復帰する。また、クランプ機構７によるバックバー３へのワークＷの押圧状態を解除すると共に、マンドレル受け１６ａを鉛直位置から水平位置へ回動させてマンドレル２の先端を開放する。更に、左右の加圧機構３５の加圧部材３５ｃを後退させてワークＷの両側方からの加圧状態を解除し、ワークＷをフリーの状態にする。

【0079】

ワークＷがフリーの状態になると、ワーク自動搬出機構９を作動させ、溶接済みのワークＷをマンドレル２から引き抜く方向へ搬出する。このとき、ワークＷは、ワーク受けローラ３４上に支持されている。

【0080】

最後に、溶接済みのワークＷからタブ材Ｔを切り離し、タブ材Ｔを切り離した部分を工具や機械等を用いて平滑に仕上げる。このようにして、円筒状に曲げ加工したワークＷからパイプやドラム等の筒体を作製する。

【0081】

上述した水平型自動溶接装置は、ワークＷの円周方向両端を突合せ溶接する際に、ワークＷの突合せ部の両端にそれぞれタブ材Ｔを自動的に供給し、両タブ材ＴをワークＷ側へ押圧してワークＷの突合せ部の両端にそれぞれ密着させる両端タブ自動供給機構５を備えているため、マンドレル２とクランプ機構７との間隔が狭くても、ワークＷの突合せ部の両端にタブ材Ｔを自動的に簡単且つ容易にセットすることができると共に、ワークＷの突合せ部の両端にタブ材ＴをワークＷとの間に隙間を生じることなく密着状態で突き合せることができる。その結果、前記水平型自動溶接装置は、作業員がタブ材Ｔを一々セットする必要がなく、作業性に極めて優れていると共に、ワークＷの突合せ部の両端に溶け落ちや穴あき等の溶接欠陥の無い安定した溶接を行える。

【0082】

また、水平型自動溶接装置は、溶接済みのワークＷを押し出してマンドレル２から自動的に取り出すワーク自動搬出機構９を備えているため、マンドレル２とクランプ機構７との間隔が狭くても、溶接済みのワークＷを簡単且つ容易に取り出すことができると共に、ワークＷを一定の姿勢で取り出すことができ、ワークＷがマンドレル２やクランプ機構７等と摺動接触し難くなり、ワークＷの損傷や変形を防止することができる。

【符号の説明】

【0083】

１はフレーム、１ａは本体フレーム、１ｂは上部フレーム、１ｃはベースフレーム、２はマンドレル、２Ａは中央側マンドレル部材、２Ｂは先端側マンドレル部材、２Ｃは基端側マンドレル部材、２ａは取り付け溝、２ｂはガス溝、２ｃはピストン穴、２ｄは切欠き部、２ｅは凹部、２ｆはマンドレルピン、２ｇは圧縮空気供給口、３はバックバー、３ａはガス溝、３ｂはスリット溝。４はセンター位置決め機構、５は両端タブ自動供給機構、５′はタブカセットユニット、５″はタブ押しシリンダ、６はワークリフターユニット、７はクランプ機構、７ａはクランプ可動体、７ｂは蝶番、７ｃはクランプ板、７ｄは弾性体、７ｅは固定台、７ｆはリードスクリュー、７ｇはクランプ幅調整ノブ、８は溶接装置、８ａは走行台、８ｂは溶接用トーチ、８ｃは走行駆動装置、９はワーク自動搬出機構、９ａはモータ、９ｂは駆動プーリ、９ｃは従動プーリ、９ｄはベルト、９ｅは搬出プレート、１０はキャスター、１１はアジャスター、１２は操作パネル、１３は圧力・流量パネル、１４はタングステン電極棒の研磨機、１５は踏み台、１６はマンドレル受けユニット、１６ａはマンドレル受け、１７はワーク挿入位置決めピン、１８はスプリング、１９はボルト、２０はセンタープレート、２１は駆動部、２１ａはセンターピストン、２１ｂは圧縮スプリング、２２はカセット取り付け体、２３はボルト、２４はタブカセットケース、２５はタブ供給体、２６は付勢手段、２７はタブ押し上げ防止ピン、２８は位置決めピン、２９は着脱手段、３０はシリンダ、３０ａはシリンダケース、３０ｂはシリンダ室、３０ｃはシリンダカバー、３０ｄはピストン、３０ｅはロッド、３０ｆはガイド溝、３０ｇはタブ押し台、３１はタブ押し板、３２はボルト、３３は電動式のリフター、３４はワーク受けローラ、３４ａはローラ受け台、３４ｂはボールローラ、３５は加圧機構、３５ａは支持台、３５ｂは加圧用シリンダ、３５ｃは加圧部材、３６はガイドレール、Ｗはワーク、Ｔはタブ材。

【要約】

【課題】 ワークを突合せ溶接する際に、溶け落ちや穴あき等の溶接欠陥の無い安定した溶接を行えると共に、作業性の大幅な向上を図れ、しみも、溶接済みのワークを自動的に取り出せるようにする。
【解決手段】 フレーム１に水平姿勢で支持されたマンドレル２に円筒状に曲げ加工した金属板製のワークＷを支持させ、ワークＷの円周方向両端を突合せた状態でクランプ機構７によりマンドレル２の上面に設けたバックバー３上へ押圧固定し、ワークＷの突合せ部をＴＩＧ溶接用トーチ８ｂを備えた溶接装置８により突合せ溶接して筒体を作製するようにした水平型自動溶接装置において、前記マンドレル２は、ワークＷの円周方向両端を突合せ溶接する際に、ワークＷの突合せ部の両端にそれぞれ板状のタブ材Ｔを自動的に供給し、両タブ材ＴをワークＷ側へ押圧してワークＷの突合せ部の両端にそれぞれ密着させる両端タブ自動供給機構５を備えている。
【選択図】 図１４

【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16】

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【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】