JPH0783943B2 - 金属格子用抵抗溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は金属格子、通称スチー
ルグレーティングの製造工程の最初の部分である縦材
（ベアリングバー）と横材（クロスバー）の抵抗溶接装
置に関し、特に横材を二本ずつ同時に溶接するシリーズ
溶接法を採用した装置である。

【０００２】

【従来の技術】道路路面の溝、ます等の蓋として多用さ
れている金属格子は、平鋼等の帯状鋼板を縦材とし、そ
の上に角棒を捩じった横棒を次々と抵抗溶接して、長尺
（６〜８ｍ）の格子原板を作り、これを所要寸法に分断
し、両端板を溶接して、仕上げたものである。従って金
属格子の製造工程の最初にくるのは、並列した長尺縦材
を溶接機へ間欠的に送込み、側方から差入れた横棒を一
本ずつか、又は二本ずつ同時に、縦材上縁に押込み圧着
する抵抗溶接工程である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】並列する縦材の上に横
棒を一本ずつ溶接するよりも、シリーズ溶接法（図１の
溶接電極Ｅ，Ｅ´参照）により、横棒を二本ずつ溶接位
置へ送り、同時溶接する方が能率的である。しかし、図
４に例示するが、長尺の縦材１上に横棒２を全部溶接し
た後、それを３５０ｍｍずつに分断して、横棒２が三本
ずつの図面寸法にするには、シリーズ溶接で同時溶接す
る二本の横棒２のピッチ１００ｍｍを、分断予定位置で
はピッチ１５０ｍｍにしなければならない。さらに各ピ
ッチの中央Ｃをシリーズ溶接用両電極Ｅ，Ｅ間中央Ｃ
（図１参照）に一致させるため、縦材１の送り距離も変
えねばならない。金属格子は多種少量生産であるため、
同一溶接機で各種寸法の製品を作り得る汎用性を要する
が、これを能率のよいシリーズ溶接法にする事と、全体
を自動化する事は両立し得ないとされていた。本発明者
等は３０年にわたる金属格子用抵抗溶接機製作者とし
て、上の問題を最重要課題として取上げた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の金属格子用抵
抗溶接装置は、水平に並列する金属格子用長尺縦材に順
次、横棒を二本ずつ不定ピッチで渡し載せ、シリーズ溶
接法により横棒を二本ずつ圧着してゆく溶接装置におい
て、全数を一括し、各材の下縁を溶接裏当材に載せた上
記縦材を、所要距離ずつ、水平に進める縦材駆動装置
と、横棒二本を並べ載せて側方からつき出し、シリーズ
溶接用両電極間の中央の真下に、上記両横棒間ピッチの
中央を停める横棒供給装置と、上記横棒二本をすくい上
げ、棒間ピッチを調整するか、又はしないで、上記電極
により圧下されつゝ、上記横棒二本を上記縦材上に降ろ
し載せる横棒位置決め装置と、上記縦材に溶接すべき横
棒全体の各ピッチ長を、溶接開始端から一貫番号つきで
入力し、次に溶接する奇数番号の横棒ピッチの中央を、
シリーズ溶接用両電極間中央に合わせて停めるための縦
材駆動距離計算式を与えた制御コンピュータとを備える
ことを特徴とする。

【０００５】また上記装置において、その横棒位置決め
装置は、上記横棒二本の両端を各個にすくい上げる四個
の棒受具つき昇降機構と、片側二個の上記各棒受具を上
記縦材沿いに対称移動させる。両側それぞれの共通逆ネ
ジ駆動機構とを備えることを特徴とする。

【０００６】

【作用】長尺の縦材の上に設計通りの不定ピッチで横棒
を次々と供給することは、制御コンピュータで容易に自
動化できる。しかし横棒を載せるだけでなく、溶接の瞬
間まで正しく保持する事や、シリーズ溶接される一対の
横棒間の中央を、シリーズ電極間の中央の真下に正しく
合わさねばならない事が加わると、その自動化が難しく
なる。

【０００７】不定ピッチに横棒を供給する場合、横棒を
一本ずつ順次送り込むのが常識である。しかしこの発明
はシリーズ溶接する横棒二本ずつを一度に溶接位置に送
る。これにより、その横棒二本の間の中央を、シリーズ
溶接用両電極間中央の真下に正確に合わせられ、製品の
寸法精度を高める。

【０００８】たゞし、その横棒二本の間隔、つまりピッ
チは不定であるから、横棒供給装置が予め所要ピッチに
した横棒二本を、側方から、電極下へ供給するか、又は
標準ピッチで供給し、受取った横棒位置決め装置が横棒
間のピッチ調整を行って所要ピッチにする。所要ピッチ
で、その中央を両電極中央に合わせた両横棒は、位置決
め装置と電極とに挟まれて縦材上まで降下し、そのまゝ
溶接されるから、製品の寸法精度が高い。

【０００９】いま一つの問題である縦材駆動装置への縦
材送り長さ指示手段としては、制御コンピュータに、長
尺縦材の全長にわたる横棒ピッチを一貫番号つきで入力
し、奇数番号ピッチの両横棒を溶接した後、次の奇数番
号ピッチの中央を、シリーズ電極間の中央真下に合わせ
るための縦材駆動距離の計算式を与えておく事により、
完全自動化を達成した。なお横棒位置決め装置がすくい
取った一対の横棒のピッチ調整手段として、各棒端を四
個の棒受具で支え、両側の共通逆ネジ駆動機構により対
称移動させる事で、ピッチ調整による横棒の傾斜を防ぎ
得る。

【００１０】

【実施例】図１，２に、この発明の一実施例を示す。そ
の１は長尺縦材、２は横棒で、シリーズ溶接用両電極を
Ｅ、その溶接位置をＥ´、その中央をＣ、溶接裏当材を
Ｂとしている。両電極Ｅ，Ｅそれぞれの下に供給された
一対の横棒２，２間の中央Ｃは、電極間の中央Ｃに重な
っている。図２でわかるように、この実施例は縦材１を
六本だけ並列させており、これらをクランプ３ａと流体
圧シリンダ３ｂを持つ縦材駆動装置３が間欠駆動する。
流体圧シリンダ３ｂはクランプ３ａが縦材１をくわえる
か吸着した時、これを所要距離だけ押進め、クランプ３
ａが縦材１を離したら、これを引戻す。縦材１は下縁を
溶接裏当て材Ｂ上に載せ、図示しない案内装置により、
水平に直進する。なお縦材は実際には数十本並列する場
合も多いが、関係位置を変えないよう一括し、クランプ
はその一部だけをくわえる。図では略したが、縦材駆動
装置３は図１，２の反対側にも設けておく。縦材１の終
端部分を引き動かすためである。

【００１１】クランプ３ａの移動距離、つまり縦材１の
前進距離を測り、これを制御コンピュータへフィードバ
ックするため、この例ではクランプ３ａに縦材沿いのラ
ックＲを付け、ピニオンＰ等で取出した移動距離を、エ
ンコーダＥを介して送るようにしている。横棒供給装置
４は、横棒２を多数、蓄え、下端から順次一本ずつ落下
させる周知の傾斜供給機構４ａと、落下した横棒２を前
部溝に受入れた後、横棒間の標準ピッチＰだけ前進して
後部溝に次の横棒２を受入れ、それからさらに前進し
て、上記両横棒２，２間ピッチの中央がシリーズ電極
Ｅ，Ｅ間中央Ｃの真下に達して停まる横棒受枠４ｂと、
その水平往復動用流体圧シリンダ４ｃとからなってい
る。

【００１２】この実施例は、横棒２を二本、標準ピッチ
Ｐで載せた横棒受枠４ｂが一ぱいにつき出て停まると、
ちょうど両横棒間のピッチＰの中央Ｃが、両電極の中央
Ｃの真下に来るようになっている。なお両棒、両電極の
中央Ｃは垂直面であるが、立面図、平面図では中心線Ｃ
と見ることが出来る。図１では横棒受枠４ｂが、前部溝
に横棒２を受入れる待機位置にある状態だけ実線で示し
ている。これから横棒受枠４ｂは図の右方へ、標準ピッ
チＰだけ前進して後部溝にも横棒２を受入れた後、一ぱ
いにつき出ると図１の鎖線位置に停まる。

【００１３】その鎖線位置の横棒を２´としている。二
本の横棒２´をすくい上げて横棒２″の位置へ浮かし、
横棒受枠４ｂが待機位置へ帰れるようにするのは、横棒
位置決め装置５である。上記横棒２´の操作は後述す
る。この実施例の横棒位置決め装置５は、横棒２の二本
の両端を各個にすくい上げる四個の棒受具５ａつき昇降
機構５ｂと、片側二個の棒受具５ａを各昇降機構５ｂ諸
共、縦材１沿いに対称移動させる、両側それぞれの共通
逆ネジ駆動機構５ｃとを備える。駆動機構５ｃは逆ネジ
棒をモータＭによって回転させる事により、昇降機構５
ｂを対称的に離反または接近させる周知の構造である。
その対称移動量を制御コンピュータへ送るため、昇降機
構５ｂに縦材駆動装置３と同様なフィードバック装置を
付けている。

【００１４】図１の棒受具５ａは待機位置にある。この
棒受具５ａは上端がＶ溝になっており、横棒受枠４ｂ上
の横棒２二本がシリーズ溶接用両電極Ｅ，Ｅの下の２´
の位置に来たら、これをすくい上げて２″の位置に支え
る。すると両電極Ｅ，Ｅが圧下されて横棒２″の上に載
る。こうして横棒２″が電極Ｅと棒受具５ａとの間に挟
まれ、さらに電極加圧力が昇降機構５ｂの押上力を上ま
わるため、挟まれたまゝ、棒受具５ａを降下させる。横
棒２が縦材１の上縁に載ると棒受具５ａは棒２を挟んだ
まゝ停まる。溶接開始信号で、棒受具５ａが図１の実線
で示す待機位置へ下がると同時に、電極Ｅを加圧、通電
して、横棒２を縦材１に圧着する。

【００１５】なお上記実施例の横棒供給装置４は、横棒
２二本を常に標準ピッチＰでもって電極下に供給し、必
要なピッチ調整を下方の横棒位置決め装置５に任せる
が、そうでなく、横棒供給装置４自身が順次所要の不定
ピッチで、横棒二本を供給するようにしてもよい。その
場合、横棒供給装置４は横棒受枠４ｂ上に一たん標準ピ
ッチＰで、横棒２ニ本を受取り、対称移動させて所要ピ
ッチにした後、電極下へ進めるか、あるいは駆動シリン
ダ４ｃをコンピュータ制御できる駆動機構に替え、横棒
を一本ずつ所要ピッチで横棒受枠に載せ、両者の中央が
両電極間中央の真下にくるよう演算した距離だけ進める
等、制御技術者の周知技術により容易に設計できる事ゆ
え、詳細説明は略す。

【００１６】図３は図１，２の実施例の制御関係ブロッ
ク図である。その１０はコンピュータの演算部、１１は
表示部、１２はプリンタ、１３は打込機である。縦材、
横棒の寸法と数に応じて、溶接電流、加圧力、加圧時間
等の溶接条件を、演算部１０から溶接機１５の制御部１
４へ指示するのは公知技術である。それに加えて、演算
部１０は縦材駆動装置３と横棒位置決め装置５とに指令
し、両者の実動距離のフィードバックを受ける。すなわ
ち演算部１０は、さきに与えられている一貫番号つき横
棒ピッチから、次に溶接すべき横棒二本のピッチＰ_Xと
標準ピッチＰとの差を求め、その差だけ両横棒２，２を
対称移動させるに必要なモータＭの回転角を逆ネジ駆動
機構５ｃへ指令する。

【００１７】横棒位置決め装置５は供給された両横棒
２，２を、図１の２″，２″の位置まですくい上げた
時、上記指令により、そのモータＭを所要回転角だけ回
して、ピッチ修正を行う。その修正したピッチで両横棒
２，２を縦材１上に降ろし載せる。図４は長尺縦材１
に、右端から順次、横棒２を二本ずつシリーズ溶接し、
その後、縦材１を３５０ｍｍずつに分断して、同形金属
格子を得る簡素な例を示す。横棒ピッチＰ₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ
₃ …を溶接開始（右）端から一貫番号で、コンピュータ
に入力しておく。シリーズ溶接する一対の横棒２，２の
ピッチは、奇数番号のＰ₁ ，Ｐ₃ ，Ｐ₅ …になる。

【００１８】最初に溶接する二本の横棒ピッチＰ₁ は１
００ｍｍで（これを図１の標準ピッチＰにしている）、
次に溶接する二本のピッチＰ₃は縦材切断位置を含むた
め１５０ｍｍと長くなる。次のピッチＰ₅ とその次のＰ
₇ は共に１００ｍｍの標準ピッチである。これらをその
都度、標準ピッチと比較し、差があればピッチ修正する
のである。図４のピッチＰ₁ の溶接後、縦材１を進める
距離は横棒ピッチＰ₁ の中央Ｃから、ピッチＰ₃ の中央
Ｃまでの２２５ｍｍである。

【００１９】その縦材駆動距離の計算式は（Ｐ₁ の半
分）＋（Ｐ₂ ）＋（Ｐ₃ の半分）であり、これがコンピ
ュータに与えられているから、第１回の縦材駆動距離は
２２５ｍｍと演算し、これを縦材駆動装置３へ指令す
る。第２回の縦材駆動距離も２２５ｍｍになるが、第３
回は２５０ｍｍに変わる。図５の場合は、第２、第３回
までの縦材駆動装置が２２５ｍｍで、第４回は２５０ｍ
ｍ、第５回は、２７５ｍｍとなっている。なお電極Ｅの
下面幅をやゝ広くしておけば、横棒ピッチが変わって
も、電極間を変えなくてよいが、要すれば間隔を可変に
してもよい。

【００２０】以上、図示した実施例について述べたが、
この発明はその要旨の範囲内で、実施条件に応じて変
化、応用すべきものであって、縦材駆動装置３の縦材ク
ランプ機構、駆動距離計測機構や、横棒供給装置４の横
棒載置、つき出し機構、つき出し量計測機構、正位置に
停止させる機構や、横棒位置決め装置５の昇降、ピッチ
調整機構等は機械設計者の周知技術に任せられる。

【００２１】また前述のように、横棒供給装置４に横棒
ピッチ調整機構を加えて、横棒位置決め装置５の逆ネジ
駆動機構５ｃを無くし、前後の棒受具５ａは一体の水平
材で上縁に多数の受溝を並べたものに変えてもよい。あ
るいは各横棒２を両端で受けるのでなく、それぞれ中央
部で受けて昇降させてもよい。

【００２２】

【発明の効果】この発明は、長尺縦材の全長に順次に横
棒を溶接して格子原板とし、これを分断して複数個の金
属格子素材とする従来技術に、はじめて不定ピッチ横棒
のシリーズ溶接と全自動化とを両立させた。それは制御
コンピュータに、長尺縦材の全長に付けるべき横棒全部
のピッチを溶接開始端からの一貫番号で入力し、またそ
の奇数番号の横棒ピッチの中央を、シリーズ溶接用両電
極間中央に合わせて停めるための縦材駆動距離計算式を
与えたから、どのような不定ピッチ横棒の格子原板でも
容易に作れる。

【００２３】このように制御方式が改善されても、格子
の縦材上縁と捩じれた横棒との圧入溶接が常に正確に行
われる構造でなければ実用できない。この発明は転動し
やすい横棒二本を、横棒供給装置により側方からつき出
して、棒間ピッチの中央が必ず両電極間中央の真下に停
まるようにした。そして、つき出された横棒二本を横棒
位置決め装置がすくい上げ、そこで要すればピッチ調整
した後は、横棒二本は終始、位置決め装置の棒受具と圧
下する電極との間に挟まれて微動も出来ずに縦材上に載
せられ、そのまゝ通電して溶接を終える。従って横棒は
位置決め中に転動するおそれなく、電極が強圧する瞬間
も、事前加圧されているから移動しない。

【００２４】この発明により金属格子設計者は、従来の
ように製造上の都合により、横棒ピッチを一定にする制
約から解かれ、製作者は如何なる変則ピッチの格子原板
も全自動で容易に、しかも正確に作れるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明一実施例の立面図。

【図２】同上平面図。

【図３】同上制御関係ブロック図。

【図４】横棒配置の一実施例立面図。

【図５】同上、他の実施例立面図。

【符号の説明】

３ 縦材駆動装置 ４ 横棒供給装置 ５ 横棒位置決め装置 Ｅ 溶接電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平に並列する金属格子用長尺縦材に順
   次、横棒を二本ずつ不定ピッチで渡し載せ、シリーズ溶
   接法により横棒を二本ずつ圧着してゆく溶接装置におい
   て、 全数を一括し、各材の下縁を溶接裏当材に載せた上記縦
   材を、所要距離ずつ、水平に進める縦材駆動装置と、 横棒二本を並べ載せて側方からつき出し、シリーズ溶接
   用両電極間の中央の真下に、上記両横棒間ピッチの中央
   を停める横棒供給装置と、 上記横棒二本をすくい上げ、棒間ピッチを調整するか、
   又はしないで、上記電極により圧下されつゝ、上記横棒
   二本を上記縦材上に降ろし載せる横棒位置決め装置と、 上記縦材に溶接すべき横棒全体の各ピッチ長を、溶接開
   始端から一貫番号つきで入力し、次に溶接する奇数番号
   の横棒ピッチの中央を、シリーズ溶接用両電極間中央に
   合わせて停めるための縦材駆動距離計算式を与えた制御
   コンピュータと、 を備えることを特徴とする金属格子用抵抗溶接装置。
2. 【請求項２】 請求項１の装置において、 その横棒位置決め装置は、上記横棒二本の両端を各個に
   すくい上げる四個の棒受具つき昇降機構と、片側二個の
   上記各棒受具を上記縦材沿いに対称移動させる、両側そ
   れぞれの共通逆ネジ駆動機構と、を備えることを特徴と
   する金属格子用抵抗溶接装置。