WO2001076806A1 - Welding system - Google Patents

Description

明 細 書 溶接システム 技術分野

本発明は溶接システムに関し、 特に高精度の突合せ溶接を行う場合に適用して 有用なものである。 背景技術

近年、 自動車の車体パネル等の成形用素材として、 板厚や材質がともに同じか

、 あるいは板厚や材質がともに異なる複数枚の鋼板を相互に突き合わせて C 02 (炭酸ガス） レーザ溶接法等により一体化したテーラードブランク材と称される 材料が用いられている。

この種のテーラードブランク材を用いた場合、 各種のプレス工程でスクラップ として生じた端材を有効利用することができ、 材料の無駄が少なく材料歩留まり が向上するほか、 例えば板厚の大きな鋼板と板厚の小さな鋼板とを組み合わせた テーラードブランク材を用いて所定形状のパネノレ部品を成形することにより、 ネル部品全体を一枚の厚い鋼板から成形する場合に比べて軽量化が図れる等の禾 I. 点がある。

テーラドブランク材を 2枚の鋼板を突合せ溶接して得る場合、 水平面を構成す るテーブル上に突合せ溶接を行う 2枚の鋼板を載置し、 各鋼板を所定の基準プレ ート又はこの基準プレートに突き当てることにより位置決めが完了した一方の鋼 板の端面に向けて他方の鋼板を搬送して突合せる必要がある。 このため、 この福 のテーラードブランク溶接を行う溶接システムには、 被溶接材である鋼板の搬^ 装置及び基準位置決め機構を必要とする。

また、 このように、 テーラドブランク材を 2枚の鋼板を突合せ溶接して得る: ¾ 合等、 一般に被溶接材の突合せ溶接を行う場合には、 溶接へッドを搭載するキヤ リッジを水平ビームに沿い走行させる必要がある。 溶接へッ ドを突合せ溶接部 の溶接線に沿って移動させるためである。 ここで、 溶接効率の点からは、 高速で 溶接へッドを移動させるのが望ましい。 一方、 この移動速度の高速化とトレード オフの関係にある溶接の精度に対する要求は年々厳しくなつている。

これらの点を考慮すると、 当該溶接システムに使用する溶接へッドは、 溶融幅 が広く （開先裕度が高く） 且つ溶け込み深さの深い溶接を行うことができるレー ザ溶接とアーク溶接とを同時に行うレーザ ·アーク複合溶接へッドが好適である この種のレーザ ·アーク複合溶接へッ ドとしては、 例えば特開平 1 1一 1 5 6 5 7 3号公報において提案されている同軸溶接へッ ドがある。 この同軸溶接へッ ドは、 図示は省略するが、 レーザ光を凸型ル一フミラーの凸面で反射して第 1分 割レーザ光と第 2分割レーザ光とに 2分割し、 更にこれらの分割レーザ光を凹型 ルーフミラ一の凹面で反射して第 1分割レーザ光と第 2分割レーザ光との間に空 間部を形成し、 この空間部にアーク電極を配置して、 レーザ光とアーク電極とが 同軸状になるようにしたものである。 この場合、 レーザ光とアーク電極とを同軺 状にすることより、 溶接へッドを小型化できるという効果や、 溶接へッドを任 ¾ の方向に容易に移動させることができるという効果などが得られる。

しカヽしながら、 従来技術に係るレーザ 'アーク複合溶接へッドでレ一ザ溶接と アーク溶接とを同時に行う場合、 第 3 6図に示すように、 鋼板などの被溶接材 0 3へのレーザ光 0 2の照射によって発生した金属蒸気 0 5カ^ アーク電極 （ァ— クロッド） 0 1の先端部に付着してしまう。

このため、 アーク電極 0 1が放電しにくくなつたり、 付着金属がレーザ光路 邪魔をしてレーザ光 0 2のエネルギーを減少させてしまう。 つまり、 被溶接材 0 3に対してアーク放電を確実に行うという観点からは、 アーク電極 0 1をなるぺ く被溶接材 0 3のレーザ光照射位置 0 3 aに近づけたほうがよいが、 アーク電極 先端部への金属蒸気 0 5の付着を回避するという観点からは、 アーク電極 0 1 ¾ なるべくレーザ光照射位置 0 3 aから遠ざけたほうがよい。

そこで、 両者を満足する最適な位置にアーク電極 0 1を設定したいが、 従来 アーク電極調整機構がないため、 最適な配置条件が得られなかった。

本発明は、 上記従来技術に鑑み、 アーク電極への金属蒸気の付着を効果的に |¾ 止してレーザ光照射位置に対するアーク電極の最適な配置条件下で複合溶接を うことが出来る複合溶接へッ ドを具備し、 しかもテーラドブランク溶接等、 突き 合わせ溶接を効率良く、 高精度に行うことができる溶接システムを提供すること を目的とする。 発明の開示

上記目的を達成する本発明の構成は、

I ) 被溶接材が載置される水平面を形成するテーブルを有する溶接ステージ と、

前記テーブルの上面に載置する被溶接材の端面同志を突き合わせて溶接す る突き合わせ溶接に先立ち、 テーブルの上面から上方に突出した状態で一力 の被溶接材の端面を当接させてこの板材の端面の位置決めを行うとともに、 溶接時にはテーブルの上面から下方に退避するように構成した基準プレート を有する基準位置決め手段と、

前記テーブルの上面に載置した被溶接材を前記基準プレート又は基準プレ —卜に突き当てることにより位置決めが完了した一方の被溶接材の端面に向 けて搬送する被溶接材の搬送手段と、

両端部を垂直な端部支柱で支持され前記溶接ステージを跨いでその上方に 水平に配設されている水平ビームと、

この水平ビーム上を水平方向に走行するキヤリッジと、

このキャリッジに搭載され、 このキャリッジとともに溶接線に沿つて移觀 することにより溶接ステージに載置された被溶接材の溶接部を溶接する溶 へッドとを有するとともに、

この溶接へッドは、 被溶接材に対しレーザ光照射とアーク放電とを同時に 行って前記被溶接材を溶接するレーザ'アーク複合溶接へッドであって、 しかもそのアーク電極を、 前記被溶接材に照射されるレーザ光の光軸方 と直交する方向に移動することにより、 被溶接材におけるレーザ光照射位灃 に対する前記アーク電極の前記直交方向位置を調整するアーク電極位置調鎏 手段を具備したものであることを特徴とする。

本発明によれば、 搬送手段により搬送した被溶接材を基準位置決め手段 C 基準プレートに突き当ててその位置決めを行い、 この状態の被溶接材の端面 に他の搬送手段により搬送した他の被溶接材の端面を突き当てて突合せ溶接 の準備を完了する。 かかる状態で、 次に両被溶接材の突合せ部分に沿う溶接 線に沿ってキヤリッジとともに走行するレーザ'アーク複合溶接へッドで突 合せ溶接を行うことができる。 すなわち、 被溶接材の突合せ溶接のための位 置合わせ及び突合せ溶接を一連の作業として自動的に行うことができる。 また、 このときの突合せ溶接では、 アーク電極を、 前記被溶接材に照射さ れるレーザ光の光軸方向と直交する方向に移動することができるので、 ァ— ク電極の前記直交方向位置における最適な配置条件、 すなわち被溶接材へ アーク放電を確実に行うことができ、 且つアーク電極先端部への金属蒸気の 付着を防止することができる最適な配置条件を選択することができる。

I I) 被溶接材が載置される水平面を形成するテーブルをそれぞれ有し、 相 に隣接して配設してある複数の溶接ステージと、

両端部を垂直な端部支柱で支持され各溶接ステージを跨いでその上方にフ] < 平に配設されている水平ビームと、

隣接する前記溶接ステージ間で前記水平ビームの途中を支える中間支柱と 前記水平ビーム上を水平方向に走行するキヤリッジと、

前記各テーブルの上面に載置する被溶接材の端面同志を突き合わせて溶 ® する突き合わせ溶接に先立ち、 各テーブルの上面から上方に突出した状態て 一方の被溶接材の端面を当接させてこの被溶接材の端面の位置決めをそれそ れ行うとともに、 溶接時には各テーブルの上面から下方に退避するように榍 成した基準プレートをそれぞれ有する複数の基準位置決め手段と、

前記各テーブルの上面にそれぞれ載置した被溶接材を前記基準プレートヌ は基準プレ一トに突き当てることにより位置決めが完了した一方の被溶接お の端面に向けてそれぞれ搬送する複数の被溶接材の搬送手段と、

前記キャリッジに搭載され、 このキャリッジとともに溶接線に沿って移重 j することにより前記各溶接ステージに載置された各被溶接材の溶接部を溶 g する溶接へッドとを有するとともに、 この溶接へッドは、 被溶接材に対しレーザ光照射とアーク放電とを同時に 行つて前記被溶接材を溶接するレーザ ·アーク複合溶接へッ ドであつて、 しかもそのアーク電極を、 前記被溶接材に照射されるレーザ光の光軸方向 と直交する方向に移動することにより、 被溶接材におけるレーザ光照射位置 に対する前記アーク電極の前記直交方向位置を調整するアーク電極位置調整 手段を具備するものであり、

さらに前記水平ビームの一方の端部を初期位置とするキヤリッジの一方向 への移動に伴い所定の溶接速度で各溶接ステージの被溶接材を溶接するとと もに、 水平ビームの他方の端部迄移動して全てのステージの被溶接材の溶接 が終了した時点で、 溶接速度より高速で反対方向へ移動して初期位置に至り 、 再度水平ビームに沿いその他方の端部へ向けて移動しつつ所定の溶接作業 を行うように構成したことを特徵とする。

本発明によれば、 上記 I ) に記載する発明の効果に加え、 複数の溶接ステ 一ジの被溶接材を一台のキャリッジとともに走行する一台の溶接へッドで突 合せ溶接を行うことができる。 したがって、 当該溶接作業の効率が飛躍的に 向上する。 さらに、 中間支柱によりキヤリッジが移動する水平ビームを剛精 造とすることができるので、 水平ビーム上のキヤリッジが高速で移動しても これによる水平ビームの振動を抑制でき、 溶接へッドを正確に溶接線に沿わ せることができる。 すなわち、 キャリッジの高速移動を実現するという効果 と、 溶接精度を高く保持するという効果を同時に実現することができる。

I I I) 上記 I I) において、

溶接状態の良否を検出する 1個の溶接状態検出センサを、 溶接へッドに 対し、 溶接時の移動方向の下流側でキヤリッジに配設したことを特徴とする o

本発明によれば、 溶接へッドの一方向への移動時のみ、 溶接状態を検出す る。 この,結果、 高価な溶接状態検出センサを一個のみ使用しており、 その^ コス卜の低減を図ることができる。

IV) 上記項 I I) 又は I I I)に記載する溶接システムにおいて、

キヤリツジに搭載する駆動手段、 この駆動手段の回転軸に固着されているピニォン及び水平ビームの上面に その一方の端部から他方の端部に亘り配設してある上記ピニォンが嚙合する ラックで構成する移動手段によりキヤリツジを移動させるようにしたことを 特徴とする。

本発明によれば、 キャリッジ及び溶接へッド等の移動部分はピニオンを介 した回転カをラックに伝達することにより行う。 ボールネジを用いる場合に 比べ、 遙にキャリッジの移動速度を速くすることができる。 ちなみに、 ボー ルネジを用いた場合、 キャリッジ等の移動部が 3 0 O K g程度であるとする と、 走行速度は最大でも 1 1 O m/m i nであるのに対し、 ラック ' ピニォ ンの場合は、 2 4 O m/m i nの高速を実現することができる。 上記 I ) 乃至 IV) に記載する溶接システムにおいて、 溶接へッドは、 次の様 なものであっても良い。

1 ) 被溶接材に対しレーザ光照射とアーク放電とを同時に行つて前記被溶接 材を溶接するレーザ ·アーク複合溶接へッドであって、

アーク電極を、 被溶接材におけるレーザ光照射位置に対して傾斜させるこ とにより、 レーザ光照射位置に対する前記アーク電極の傾斜角度を調整する アーク電極傾斜角度調整手段を設けたもの。

本発明によれば、 アーク電極の傾斜角度における最適な配置条件、 即ち、 被溶接材へのアーク放電を確実に行うことができ、 且つ、 アーク電極先端部 への金属蒸気の付着を防止することができる最適な配置条件を選択すること ができる。

2 ) 被溶接材に対しレーザ光照射とアーク放電とを同時に行つて前記被溶接 材を溶接するレーザ ·アーク複合溶接へッドであって、

アーク電極を、 被溶接材におけるレーザ光照射位置に対して近接又は離 ^E させることにより、 前記レーザ光照射位置と前記アーク電極との距離を調整 するアーク電極距離調整手段を備えたもの。

本発明によれば、 レーザ光照射位置とアーク電極との距離における最適な 配置条件、 即ち、 被溶接材へのアーク放電を確実に行うことができ、 且つ、 アーク電極先端部への金属蒸気の付着を防止することができる最適な配置 件を選択することができる。

) 被溶接材に対しレーザ光照射とアーク放電とを同時に行つて前記被溶 g 材を溶接するレーザ ·アーク複合溶接へッドであって、

しかもそのアーク電極を、 前記被溶接材に照射されるレーザ光の光軸方^ と直交する方向に移動することにより、 被溶接材におけるレーザ光照射位濯 に対する前記アーク電極の前記直交方向位置を調整するアーク電極位置調整 手段と、

前記アーク電極を、 レーザ光の光軸に対して傾斜させることにより、 ァ— ク電極の傾斜角度を調整するアーク電極傾斜角度調整手段と、

前記アーク電極を、 被溶接材におけるレーザ光照射位置に対して近接又 W 離間させることにより、 前記レーザ光照射位置と前記アーク電極との距離 調整するアーク電極距離調整手段とからなるアーク電極調整機構を具備す もの。

本発明によれば、 、 アーク電極調整機構によりアーク電極に対するきめ钿 かな配置調整を行って、 被溶接材へのアーク放電を確実に行うことができ、 且つ、 アーク電極先端部への金属蒸気の付着を防止することができる最適な 配置条件を選択することができる。

) 上記 3 ) の溶接へッドにおいて、

アーク電極調整機構は、

溶接へッ ドのノズルの両側部に平行に形成するとともに、 前記被溶接材に 照射するレーザ光の光軸方向に長い長穴を有し、 この長穴にアーク電極支 部材の両端部を揷通させる一対のフランジ取付面と、

前記光軸方向に長い長穴を有し、 この長穴を介してねじによりフランジ 3 付面に固定されるとともに、 前記アーク電極支持部材が傾動可能な大きさ <Z 穴を有し、 この穴に前記アーク電極支持部材の両端部を揷通する第 1フラ ジと、

前記フランジ取付面と前記第 1フランジとの間に介設され、 且つ、 前記" ランジ取付面の長穴の周囲を囲む第 1シール部材と、

前記第 1フランジの外面にねじにより固定されるとともに、 前記アーク霉 極支持部材の両端部を揷通するための前記第 1フランジの穴よりも大きな穴 を有し、 且つ、 この穴の外側部分には、 全周に亘つて内側に突設するととも に内周がァ一ク電極支持部材の外周よりも大きくて前記ァ一ク電極支持部材 の傾動が可能な突部を有する第 2フランジと、

この第 2フランジの穴の内周面に沿つて配置されてアーク電極支持部材の 外周を囲み、 ねじを締めて前記第 2フランジを前記第 1フランジに固定した とき、 前記第 2フランジの突部によって押しつぶさることにより、 前記ァー ク電極支持部材と前記第 2フランジとの隙間を塞ぎ、 且つ、 反力で前記ァー ク電極支持部材を固定する第 2シーノレ部材と、

を有してなるもの。

本発明によれば、 アーク電極に対するきめ細かな配置調整を行って、 被鎔 接材へのアーク放電を確実に行うことができ、 且つ、 アーク電極先端部へ 金属蒸気の付着を防止することができる最適な配置条件を選択することがで きる。

) 上記 3 ) の溶接へヅドにおいて、

アーク電極調整機構は、

アーク電極支持部材を摇動自在に支持する支持部材と、

溶接へッドのノズルの側部に固定された第 1縦スライドガイドと、 この第 1縦スライドガイドによって前記被溶接材に照射されるレーザ光 (？： 光軸方向に案内される第 2縦スライドガイドと、

前記第 1縦スライドガイドに螺合され、 且つ、 先端部が前記支持部材に叵 転自在に結合されて、 前記支持部材及び前記アーク電極支持部材とともに 7 ―ク電極を前記光軸方向と直交する方向に移動させる横送りねじと、 前記第 1縦スライドガイドに螺合され、 且つ、 先端部が前記アーク電極 持部材に回転自在で且つ揺動可能に結合されて、 前記アーク電極支持部材と ともに前記アーク電極を揺動させるスィング用送りねじと、

前記第 1縦スライドガイドに螺合され、 先端が前記第 2縦スライドガイト の底面に当接して、 前記第 2縦スライドガイド、 前記支持部材及び前記ァ一 ク電極支持部材とともに前記アーク電極を前記光軸方向に移動させる縦送り ねじと、

を有してなるもの。

本発明によれば、 アーク電極に対するきめ細かな配置調整を行って、 被溶 接材へのアーク放電を確実に行うことができ、 且つ、 アーク電極先端部への 金属蒸気の付着を防止することができる最適な配置条件を選択することがで さる。

) 被溶接材に対しレーザ光照射とアーク放電とを同時に行つて前記被溶接 材を溶接するレーザ ·アーク複合溶接へッドであって、

アーク電極の支持部にアーク電極の軸線に沿うガス流を噴出 ·生起するガ ス流生起手段を設けたもの。

本発明によれば、 アーク電極先端部への金属蒸気の付着を確実に防止して 、 良好なレーザ ·アーク複合溶接を行うことができる。

) 上記何れかの溶接ヘッドにおいて、

アーク電極の支持部にアーク電極の軸線に沿うガス流を噴出 ·生起するガ ス流生起手段を設けたもの。

本発明によれば、 アーク電極の最適な配置条件を選択することができると 共にアーク電極先端部への金属蒸気の付着を確実に防止して、 良好なレーザ

•アーク複合溶接を行うことができる。

) レ一ザ光の外側にアーク電極を配置して被溶接材に対しレ一ザ光照射と アーク放電とを同時に行って前記被溶接材を溶接するレーザ ·アーク複合溶 接へッドであって、

しかもそのアーク電極を、 同一の溶接へッド内においてレーザ光の外側に 配置すると共に、 同アーク電極の支持部にアーク電極の軸線に沿うガス流を 噴出 ·生起するガス流生起手段を設けたもの。

本発明によれば、 溶接装置のコンパクト化が図れると共にアーク電極先端 部への金属蒸気の付着を確実に防止して、 良好なレーザ ·アーク複合溶接を 行うことができる。 9 ) 上記 8 ) の溶接へッドにおいて、

アーク電極は、 レーザ光を囲繞するリング状の支持部材に周方向へ所定間 隔離間して複数本取り付けられ、 溶接方向によつて選択的に使用可能になつ ているもの。

本発明によれば、 アーク電極先端部への金属蒸気の付着をより確実に防止 して、 良好なレーザ'アーク複合溶接を行うことができる。

1 0 ) 被溶接材に対しレーザ光の照射とアーク放電とを同時に行って前記被 溶接材を溶接するレーザ ·アーク複合溶接へッ ドにおいて、

アーク電極を、 レーザ光照射位置よりも溶接へッド移動方向の下流側に 配置してなるもの。

本発明によれば、 アーク電極先端部への金属蒸気の付着を防止して、 良 好なレーザ ·アーク複合溶接を行うことができる。

1 1 ) 被溶接材に対しレーザ光の照射とアーク放電とを同時に行って前記被 溶接材を溶接するレーザ ·アーク複合溶接へッ ドにおいて、

アーク電極を、 レーザ光照射位置よりも溶接へッド移動方向の下流側に 配置してなるもの。

本発明によれば、 アーク電極先端部への金属蒸気の付着を防止して、 良 好なレーザ ·アーク複合溶接を行うことができる。 上記 I ) 乃至 IV) に記載する溶接システムにおける基準位置決め手段は、 次 の様なものである。

1 2 ) —方の被溶接材を載置する第 1のテーブルに対し、 この被溶接材と突 き合わせ溶接を行う他方の被溶接材を載置する第 2のテーブルを接離可能 に分割し、

一方の被溶接材の端面の位置決めを行う際には、 第 2のテーブルを第 1 のテーブルに対して離反させた状態で基準プレートを第 1のテーブルの J: 面から上方に突出させるとともに、

—方の被溶接材の端面の位置決め作業が終了した後、 基準プレートを第 1のテーブルの上面から下方に退避させて第 2のテーブルを第 1のテープ ルに向けて移動し、 その端面が第 1のテーブルの端面に当接して退避した 基準プレー卜の上方の空間を閉塞するように構成したもの。

本発明によれば、 溶接時には、 上方が閉塞された空間に基準プレートを 退避させることができる。 この結果、 溶接時の溶接粉が基準プレートの昇 降の障害となることはなく、 この基準プレートの位置決め精度を容易に汁 分な高精度とすることができる。

) 上記 1 2 ) の基準位置決め手段において、

第 1のテーブルと第 2のテーブルとの当接部分には、 一方の端面が他力 の端面側へ水平に突出する突出部を形成すとともに、 この突出部が嵌まり 込む凹部を他方の端面に形成したもの。

本発明によれば、 溶接は突出部が凹部に嵌まり込んだ状態で行うことか できるので、 基準プレー卜が退避している空間を溶接粉から完全に隔離す ることができる。 この結果、 上記 1 2 ) に記載する発明の効果を確実に褐 ることができる。

) 上記 1 2 ) 又は 1 3 ) の基準位置決め手段において、

基準プレートは、 第 1のテーブルの上面よりも下方の一点を回動中心と して回動するレバーの先端部に固着され、 レバ一の一方向への回動に伴い このレバ一の一部が第 1のテーブルの端面に当接して規制される迄回動し て第 1のテーブルの上面より上方に突出するとともに、 レバーの反対方^ への回動に伴い第 1のテーブルの上面より下方に退避するように構成し六 もの。

本発明によれば、 レバーの回動により基準テーブルの昇降を行うことか できる。 この結果、 基準プレートの昇降のための空間を可及的に小さなも のとすることができる。 このことは、 各種機器が錯綜して配置されるテ- ブルの下方空間を有効に合理的に利用し得るという効果に繋がる。

) 上記 1 4 ) の基準位置決め手段において、

レバーは、 その途中をピストンロッ ドの先端部に連結したエア一シリン ダの駆動により回動するようにしたもの。 本発明によれば、 レバーの回動はピストンロッドの伸縮により行うこと ができる。 この結果、 上記 1 3 ) と同様の効果を期待でき、 この効果を具 体的に実現できる。

1 6 ) 上記 1 4〕 又は 1 5 ) の基準位置決め手段において、

レバーの端面からの突出量を調節可能にこのレバ一に螺合したボルトの 端面が、 第 1のテーブルの端面に当接することによりレバーの回動を規制 するように構成したもの。

本発明によれば、 回動に伴うレバーの上昇位置の調節はボルトの突出量 を調節することにより行う。 この結果、 ボルトの調節だけで基準プレート の位置決めを行うことができ、 この調節作業が容易になる。 上記 I ) 乃至 IV) に記載する溶接システムにおける搬送手段は、 次の様なも のである。

1 7 ) 複数本の搬送アームを有し、 これら複数本の搬送アームを異形部材で ある被溶接材に向けて平行移動し、 各搬送ァ一ムの被溶接材検出センサが 被溶接材を検出する毎に当該搬送アームの駆動手段を駆動してその上部レ バー及び下部レバ一間で被溶接材の端部を摑むとともに、 この状態を摑み 状態検出センサで検出し、 全ての搬送アームが被溶接材を摑んだ状態が検 出された後、 各搬送了―ムを同量づっ平行移動して所定位置まで搬送する ようにしたものであり、

さらに前記搬送アームは、

先端部に被溶接材検出センサを有するとともに異形の被溶接材に向かつ て移動するように構成した基台と、

この基台に配設した駆動手段と、

この駆動手段の駆動により上記基台から前方に突出するとともに、 こ 基台に対し、 一方向に回動して上記異形の被溶接材の下方からこの被溶接 材に当接する下部レバーと、

前記駆動手段の駆動により前記下部レバ一と一体的に前記基台から前カ に突出するとともに、 この基台に対して反対方向に回動して前記被溶接材 の上方からこの被溶接材に当接する上部レバーとを有し、

前記被溶接材検出センサが前記被溶接材を検出した後、 前記上部レバー 及び下部レバ一を回動させてこれら上部レバ一及び下部レバーの間で前記 被溶接材の端部を摑むように構成したもの。

本発明によれば、 板材検出センサが板材の存在を検知した時点から所定 の摑み動作が開始され、 上部レバーと下部レバ一との間で板材を摑むこと ができる。 この結果、 板材の形状の如何にかかわらず、 これを良好に摑む ことができる。 すなわち、 突合せ溶接の一方の被溶接材が異形板材であつ てもこれを相手側の被溶接材の溶接端面に自動的に良好に突き合わせるこ とができる。 したがって、 鋼板のテーラドブランク溶接及び薄板の突合せ 溶接装置として特に有用なシステムとなる。 また、 上記 1 7 ) における搬送アームは次の様な構成であっても良い。 8 ) 上記 1 7 ) の搬送アームにおいて、

基台は、 水平なベース板、 このべ一ス板に垂直に設けられた垂直部材、 垂直部材の先端から前方に突出してその先端部で異形扳材を下方から支え るとともに異形扳材を検出するための板材検出センサが配設されている支 持部材を有するとともに、 駆動手段であるエア一シリンダを固着しており 、 このエア一シリンダはそのピストンロッドを水平方向に伸縮させて、 こ のピストンロッドの先端に固着する移動部材を、 ベ一ス扳上で水平方向に 直線移動するように構成し、 下部レバーはその基端部を上記移動部材にピ ンを介して回動可能に取り付けるとともに、 上記垂直部材の長手方向に設 けた長孔に下部レバーの途中に配設したピンを嵌入することにより、 移動 部材の移動に伴い長孔形状を做って移動するように構成し、 さらに上部レ バ一は下部レバーの中央部にピンを介して回動可能に取り付け、 上記移動 部材の前進移動に伴い基台の当接部材に当接するとともにさらなる前進移 動に伴 、上記ピンを回動中心として下部レバ一側に回動するように構成し 、 異形板材へ向かう前進移動に伴い板材検出センサで異形扳材を検出する とともに、 その検出した位置で基台の移動を停止してエアーシリンダを駆 動することにより移動部材を前進させ、 この前進に伴い下部レバ一と上部 レバーとを相互に反対方向に回動させ、 これら上部レバー及び下部レバー の間で上記異形板材の端部を摑むように構成したもの。

本発明によれば、 ェアーシリンダを駆動し、 そのピストンロッ ドを伸長 して移動部材を直線的に移動するだけで、 下部レバーが板材を下方から支 持するように動作するとともに、 当接部材に当接して回動する上部レバー 力上方から回動して被溶接材の上面に当接することにより、 上部レバ一及 び下部レバーとで被溶接材を摑むことができる。 この結果、 被溶接材の形 状の如何にかかわらず、 これを良好に摑むことができるばかりでなく、 こ の摑み動作をエア一シリンダの駆動のみで行うことができ、 摑み動作のた めの機構を最も合理的なものとすることができる。

1 9 ) 上記 1 7 ) 又は 1 8 ) の搬送アームにおいて、

上部レバーと下部レバ一との間にスプリングを設け、 このスプリングの バネカを調節することによりこれら上部レバーと下部レバーとの間で摑む 異形の被溶接材の摑み力を調節するように構成したもの。

本発明によれば、 上部アームと下部アームとで摑む扳材の摑み力を自由 に調節することができる。 この結果、 当該搬送アームで被溶接材を摑んだ 状態でこの被溶接材を他の被溶接材に突き合わせた場合、 上部ァ一ム及び 下部アームと被溶接材との間で滑りを生じ、 被溶接材の突合せ端面に対す る多少のズレは吸収することができる。 図面の簡単な説明

第 1図は 2つの溶接ステージを有する本発明の実施例に係る溶接システムを概 念的に示す説明図である。

第 2図は第 1図に示す実施例の 1つの溶接ステージにおける被溶接材である鋼 板の位置決め作業の態様を概念的に示す説明図である。

第 3図は本実施例に係る溶接システムを示す正面図である。 第 4図は本発明の第 1の実施例に係るレーザ ·アーク複合溶接へッドの断面図 でめる。

第 5図は第 4図の A— A線矢視断面拡大図である。

第 6図は第 5図の B方向矢視図である。

第 7図は第 5図の C一 C線矢視断面図である。

第 8図は一部破断して示す第 5図の D方向矢視図である。

第 9図はフランジ取付面の構造図である。

第 1 0図は第 5図の E部拡大図である。

第 1 1図は前記レーザ'アーク複合溶接へッドに備えたアーク電極調整機構に よるアーク電極配置の調整状態を示す説明図である。

第 1 2は前記レーザ ·アーク複合溶接へッドに備えたアーク電極調整機構によ るアーク電極配置の調整状態を示す説明図である。

第 1 3図は前記レーザ'アーク複合溶接へッドに備えたアーク電極調整機構に よるアーク電極配置の調整状態を示す説明図である。

第 1 4図は本発明の第 2の実施例に係るレーザ ·アーク複合溶接へッ ドの断面 図である。

第 1 5図は第 1 4図の F— F線矢視断面拡大図である。

第 1 6図は第 1 5図の G方向矢視図である。

第 1 7図 （a ) は第 1 5図の H— H線矢視断面図、 第 1 7図 （b ) は同 （a ) の I— I線矢視断面図である。

第 1 8図 （a ) は第 1 5図の J一 J線矢視断面図、 第 1 8図 （b ) は一部破断 して示す同 （a ) の K方向矢視図である。

第 1 9図は前記レーザ'アーク複合溶接へッドに備えたアーク電極調整機構を 抽出し一部破断して示す拡大斜視図である。

第 2 0図は前記アーク電極調整機構によるアーク電極配置の調整状態を示す ϊ¾ 明図である。

第 2 1図は前記ァーク電極調整機構によるアーク電極配置の調整状態を示す該 明図である。

第 2 2図は前記アーク電極調整機構によるアーク電極配置の調整状態を示す 明図である。

第 2 3図は本発明の第 3の実施例に係るレーザ ·アーク複合溶接へッ ドの要き |i 断面図である。

第 2 4図は本発明の第 4の実施例に係るレーザ'アーク複合溶接へッ ドの断酉 図である。

第 2 5図は同じく要部切欠き斜視図である。

第 2 6図は同じく発展例の要部切欠き斜視図である。

第 2 7図は同じく発展例のアーク電極のスィツチング回路図である。

第 2 8図は基準位置決め機構の基準プレート及びその近傍部分を抽出して示 図で、 （a ) は基準プレート 1 2をテーブル 3の上面から突出させた状態で示 その斜視図、 （b ) は基準プレート 1 2をテーブル 3の上面から退避させた状蓖 で示すその横断面図である。

第 2 9図は基準位置決め機構の改良に係る実施例を、 基準プレートが上昇して ^る状態で示す断面図である。

第 3 0図は第 2 9図の L一 L線矢視図である。

第 3 1図は第 2 9図に示す場合におけるレバーの回動量の調節機構部分を抽 H: して示す拡大図である。

第 3 2図は第 2 9図に示す実施例を、 基準プレートが下降している状態で示す 断面図である。

第 3 3図は搬送装置に関する実施例に係る搬送アームの主要部を抽出して示 図で、 その通常時 （非作動時） の状態を示す側面図である。

第 3 4図は上記実施例に係る搬送アーム主要部を抽出して示す図で、 その動 f 時の状態を示す側面図である。

第 3 5図は本実施例に係る搬送システムを用いた異形鋼板の突合せ時の態様 ¾ 概念的に示す説明図である。

第 3 6図は従来のレーザ ·アーク複合溶接の説明図である。 発明を実施するための最良の形態

以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。 第 1図は本実施例に係る溶接システムを概念的に示す説明図である。 同図に示 すように、 本システムは、 同様の突合せ溶接作業を行う 2箇所の溶接ステージ I 、 I Iを有する。 この溶接ステージ I、 I Iの数には特別な制限はないが、 2個の場 合には、 1個の場合よりも 2倍の作業効率を得る。 したがって、 所望の作業効率 を考慮してその数を選定すれば良い。

各溶接ステージ I、 I Iは、 隣接して配置されるとともに、 被溶接材である鋼板 1— 1、 2— 1、 1— 2、 2 - 2が載置される水平面を形成する共通なテーブル 3を有している。 水平ビーム 4は、 両端部を垂直な端部支柱 5、 6で支持され、 各溶接ステージ I、 I Iを跨いでその上方に水平に配設されている。 キャリッジ 7 は、 溶接へッド （第 1図には図示せず。 ) を搭載して水平ビーム 4上を走行する ものであり、 溶接作業はキャリッジ 7の走行に伴い、 溶接へッドが溶接線に沿つ て移動することにより行う。

かかる溶接システムにおいて、 鋼板 1— 1、 2— 1は、 搬入口 Aを介してそれ ぞれ吸着手段 （図示せず。 ） 等を有する搬入装置により搬入されて溶接ステージ Iのテーブル 3上に載置され、 鋼板 1 一 2、 2— 2は、 同様に搬入口 Aを介して それぞれ搬入され、 溶接ステ一ジ 11のテーブル 3上に載置される。

次に、 搬送装置の移動爪 8、 9の移動により鋼板 1一 1、 2— 1及び鋼板 1一 2、 2— 2の端面同士を突合せ （かかる突合せ作業に関しては後に詳述する。 ） 等、 所定の位置決めを行い、 この状態でキヤリッジ Ίを走行させて突き合わせ剖 の溶接を行う。 ここで、 搬送装置は、 被溶接材である鋼板 1 _ 1、 2— 1、 1— 2 . 2 - 2を基準位置決め機構の基準プレート （第 1図には図示せず。 ） 又はこ の基準プレー卜に突き当てることにより位置決めが完了した一方の被溶接材の烯 面に向けて搬送する。

突合せ溶接が終了した鋼板 1一 1、 2— 1及び鋼板 1— 2、 2— 2はそれぞれ 溶接線に対し直角方向の図中左上方へ移動され、 その位置からさらに左方向へ穆 動されて搬出口 Bから搬出される。

第 2図は、 溶接ステージ I又は I Iにおける被溶接材である鋼板の位置決め作舅 の態様を概念的に示す説明図である。 同図に示すように、 突合せ溶接を行う 2秒 の鋼板 1、 2は水平面を構成するテーブル 3上に載置されており、 各鋼板 1、 2 の端面にそれぞれ当接して直線的に移動する搬送装置の移動爪 8、 9により所定 位置に位置決めするようになっている。 ここで、 移動爪 8、 9はテーブル 3に ¾ けた溝 1 0、 1 1に沿って移動する。

さらに詳言すると、 先ず、 移動爪 8を移動することにより幅方向 （溶接線方向 ) 及び長手方向 （溶接線と直角方向） の位置を所定位置に位置決めする。 このと き、 幅方向の位置決めは、 鋼板 1の幅方向の端面に相対向してそれぞれ当接する 移動爪 8をそれぞれ所定位置迄移動することにより行うとともに、 長手方向の β 置決めは、 鋼板 1の長手方向の端面に当接する 2本の移動爪 8を基準位置決め穆 構の基準プレート 1 2に向けて移動し、 この基準プレート 1 2に当接させること により行う。 ここで、 基準位置決め機構は、 前記テーブル 3の上面に載置する ¾ 溶接材の突き合わせ溶接に先立ち、 テーブル 3の上面から基準プレート 1 2を _t 方に突出した状態で一方の被溶接材の端面を当接させてこの被溶接材の端面の^ 置決めを行うとともに、 溶接時にはテーブル 3の上面から基準プレート 1 2をヲ —ブル 3の下方に退避するように構成したものである。 一方の鋼板 1を基準フ レート 1 2に当接させることによりその位置決めが完了した後、 基準プレート 1 2をテーブル 3の上面から下方に退避させ、 この状態で移動爪 9を移動すること により鋼板 2の幅方向 （溶接線方向） 及び長手方向 （溶接線と直角方向） の位價 を所定位置に位置決めする。 このとき、 幅方向の位置決めは、 鋼板 1の場合と!！ 様に、 鋼板 2の幅方向の端面に相対向してそれぞれ当接する移動爪 9をそれぞ^ 所定位置迄移動することにより行うとともに、 長手方向の位置決めは、 鋼板 2 長手方向の端面に当接する 2本の移動爪 9を鋼板 1の突合せ端面に向けて移動し 、 この端面に当接させることにより行う。

鋼板 2の位置決めが終了した後、 押え金具 1 3、 1 4を下降させ、 鋼板 1 、 2の端部を上方から押圧してクランプし、 かかる状態で鋼板 1、 2の突合せ篛 (溶接線） に沿つて溶接へッドを移動しながら鋼板 1、 2の突合せ部の溶接を う。

第 3図は本実施例に係る溶接システムを示す正面図である。 同図に示すよう 、 水平ビーム 4は、 両端部を垂直な端部支柱 5、 6で支持され、 各溶接ステー I、 I Iを跨いで配設されている。 また、 水平ビーム 4の途中は、 隣接する溶接ス テ一ジ I、 I Iの間に配設した中間支柱 1 8で支持'補強することにより、 溶接へ ッド 1 9を搭載したキヤリッジ 7の走行路の剛構造を実現している。 キヤリツ ジ 7はこれに搭載する電動機 2 1及び溶接へッド 1 9とともに水平ビーム 4に ¾ つて移動する移動部を形成している。 ここで、 水平ビーム 4の上面にはその一 ¾ の端部から他方の端部に亘りラック 2 2力配設してあり、 このラック 2 2にピニ オン 2 3が嚙合するようになつている。 ピニオン 2 3は、 電動機 2 1の回転軸に 固着してある。 力、くして、 電動機 2 1の駆動に伴いピニオン 2 3が回転すること によりラック 2 2に沿い移動部が直線移動して所定の溶接線に沿う溶接作業を行 い得るように構成してある。

溶接状態検出センサ 2 4は、 溶接状態の良否を検出するセンサで、 1個のみか 溶接へッド 1 9に対し、 溶接時の移動方向の下流側でキヤリッジ 7に配設してあ る。 したがって、 本形態に係る溶接システムでは、 図中の左端から右端に向かう 移動の際のみ、 溶接作業が行われる。 反対方向へは、 キャリッジ 7を初期位置に 戻す場合に移動させる。 したがって、 この戻り移動速度は速ければ速い程、 タク トタィムを短縮することができ、 その分高効率の溶接作業を行うことができる。 このため、 溶接速度は、 例えば 8 m/m i nであるのに対し、 キャリッジ 7の戻 り速度は、 例えば 2 4 0 m/m i nという高速にすることができる。

上記実施例においては、 水平ビーム 4の一方の端部 （図中では左端部） を初 ¾ 位置とするキヤリッジ 7の一方向への移動に伴い所定の溶接速度で各溶接ステ- ジ I、 I Iの被溶接材である鋼板 1、 2を溶接するとともに、 この溶接に続けて 接状態検出センサ 2 4により溶接状態の良否を検出する。 その後、 キヤリッジ 7 カ水平ビーム 4の他方の端部 （図中では右端部） 迄移動して溶接ステージ I、 I ] の被溶接材の溶接が終了した時点で、 溶接速度より高速で反対方向へ移動してネス 期位置に至る。 この状態で、 次の溶接作業に備える。

なお、 上述の如く複数の溶接ステージ I、 I Iを有する溶接システムにおいて 合せ溶接を行った場合には、 このときの溶接部分の良否を同時に判定し、 溶接 良を生起している鋼板 1、 2の搬出を中止する必要がある。 このため、 溶接時に おけるキャリッジ （溶接ヘッド） 7の走行方向の下流側に溶接状態の良否を検 する溶接状態検出センサ 2 4を設ける必要があるが、 この溶接状態検出センサ 2 4は、 高価な装置であるため、 これは一個にしたい。 そこで、 本実施例では、 溶 接状態検出センサ 2 4を一個としてコストの低減を図っている。 その代わりに 、 キャリッジ 7が水平ビ一ム 4の一端側から他端側へ走行する一方向への走行時 のみに溶接作業を行うような構成とせざるを得ない。 すなわち、 反対側への走行 の際には、 溶接作業を行うことはできない。

一方、 溶接効率を向上させるためには短いタクトタイムを実現する必要がある 。 このため、 溶接速度の向上を図ることは勿論必要であるが、 同時にキャリッジ 7の一方向への移動による溶接作業が終了した後は、 可及的速やかに次の溶接作 業モ一ドに移行すべく、 キャリッジ 7を反対方向へ迅速に移動して初期位置に占 位させる必要がある。 すなわち、 戻りの移動速度を可及的に速くする必要がある 。 この結果、 駆動電動機等の駆動手段の大形化に起因してキャリッジ 7及びこれ と一体的に移動する移動の重量が大となる。 このとき、 水平ビーム 4は 2つの溶 接ステージ I、 I Iに跨がって配設してあるので、 長大となり、 固有振動数も高く なる。

この結果、 大重量のキヤリッジ 7を高速で、 長大な水平ビーム 4上を走行させ る必要があり、 これに起因する水平ビーム 4の大きな振動を生起する。 かかる振 動は、 溶接へッドの揺れの原因となり溶接精度に悪影響を及ぼす。 ちなみに、 当 該テーラドブランク材をレ一ザ溶接へッド 1 9による溶接により得る場合には、 1 0 0 mオーダでの精度が必要になる。

本実施例では、 中間支柱 1により水平ビーム 4を剛構造とし、 さらにキヤリッ ジ 7の移動手段をラック 2 2及びピニオン 2 3とすることにより所望の高速移 ¾ を可能にしている。

<溶接へッドに関する実施例 >

次に、 本実施例に好適に適用し得る溶接へッド 1 9の実施例について説明する o

<第 1の実施例 >

第 4図は第 1の実施例に係るレーザ，アーク複合溶接へッ ドの断面図、 第 5 g は第 4図の A— A線矢視断面拡大図、 第 6図は第 5図の B方向矢視図、 第 7図 W 第 5図の C一 C線矢視断面図、 第 8図は一部破断して示す第 5図の D方向矢視医 、 第 9図はフランジ取付面の構造図 （第 5図の B方向矢視図） 、 第 1 0図は第 5 図の E部拡大図である。 また、 第 1 1図、 第 1 2図及び第 1 3図は前記レーザ · アーク複合溶接へッドに備えたアーク電極調整機構によるアーク電極配置の調整 状態を示す説明図である。

<構成 >

第 4図に示すように、 レーザ 'アーク複合溶接へッ ド 1 9一 1の上部には光フ ァイノく 3 1の先端部が接続されている。 光ファイバ 3 1の基端部は図示しない Y A Gレーザ発振器に接続されており、 この Y A Gレ一ザ発振器から発振されたレ —ザ光 3 2を、 光ファイバ 3 1により伝送して溶接へッド 1 9— 1内へと導入す るようになっている。

光ファイバ 3 1の先端から出たレーザ光 3 2は、 溶接へッ ド 1 9一 1内に設け られたコリメートレンズ群 3 3によって平行光となった後、 その半分がレーザ光 3 2の光軸方向に対して 4 5度に傾斜させた板状の第 1反射ミラ一 3 4によって 横方向に反射され、 更に、 同方向に第 1反射ミラ一 3 4に対して所定の間隔で対 向配置された板状の第 2反射ミラ一 3 5により下方に反射される。 力、くして、 椟 断面が円形のレーザ光 3 2力 横断面が半円形の第 1分割レーザ光 3 2 aと第 2 分割レーザ光 3 2 bとに 2分割され、 これらの分割レーザ光 3 2 a , 3 2 bの! ¾^E に空間部 3 6が形成される。

分割レーザ光 3 2 a , 3 2 bは、 溶接へッ ド 1 9 _ 1内に設けられた集光レン ズ群 3 7により集光されて鋼板などの被溶接材 3 8に照射される。 また、 分割レ —ザ光 3 2 a , 3 2 bの間の空間部 3 6には、 タングステンなどからなる棒状の アーク電極 （アークロッ ド） 4 0が配置されており、 このことによってレーザ 3 2 (分割レーザ光 3 2 a , 3 2 b ) とアーク電極 4 0とが同軸状となっている そして、 このアーク電極 4 0の配置は、 アーク電極位置調整機能とアーク電極 傾斜角度調整機能とアーク電極距離調整機能とを兼ね備えたアーク電極調整機構 により、 適宜調整することができるようになつている。

以下、 この調整機構に関する具体的な構成を、 第 4図〜図 1 3に基づいて詳細 に説明する。

第 5図に示すように、 溶接へッド 1 9— 1の下部には円錐台状のノズル 4 2が 取り付けられている。 溶接時には、 アルゴンガスなどの不活性ガス 5 1カ^ チュ —ブ 4 4によってノズル 4 2内に導入され、 ノズル 4 2の先端 （下端） の開口部 4 2 aから被溶接材 3 8に向かって噴射されるようになっている。

アーク電極 4 0は円柱状のアーク電極支持部材 6 1の中央部に下方へ向けた^ 態で支持されており、 アーク電極部全体は T字状となっている。 アーク電極支持 部材 6 1は、 銅製の導電部材 4 1と、 この導電部材 4 1の外周を覆う電気的絶繹 材としてのセラミックスチューブ 4 3とを有してなるものであり、 ノズル 4 2も 径方向 （図 1中の左右方向） に貫通している。

導電部材 4 1には図示しない電線が接続され、 この導電部材 4 1を介して図示 しない電源からアーク電極 4 0へ電圧が印加されるようになっている。 また、 ァ ―ク電極支持部材 6 1には冷却水路 6 1 aが形成されており、 この冷却水路 6 1 aに冷却水を流すことによってアーク電極 4 0を冷却するようになっている。 第 5図〜第 1 0図に示すように、 アーク電極支持部材 6 1の両端部が貫通さ たノズル 4 2の両側部には、 被溶接材 3 8に照射されるレーザ光 3 2 (分割レー ザ光 3 2 a , 3 2 b ) の光軸方向 （照射方向：第 5図中の上下方向） に平行にフ ランジ取付面 4 5が形成されている。 即ち、 これら一対のフランジ取付面 4 5 互いに平行となっている。 フランジ取付面 4 5の中央部には前記光軸方向に長い 長穴 4 5 aが形成されており、 これらの長穴 4 5 aにアーク電極支持部材 6 1 (L 両端部が揷通されている。 従って、 アーク電極支持部材 6 1は、 フランジ取付酉 4 5に対して長穴 4 5 aの長さ分だけ上下方向に移動可能となっている。

フランジ取付面 4 5には第 1フランジ 4 6が固定されている。 第 1フランジ 4 6とフランジ取付面 4 5との間には、 シール部材である 0リング 5 0が挟まれて いる。 この 0リング 5 0は、 フランジ取付面 4 5の長穴 4 5 aの周囲を囲むよう に配置されている。 第 1フランジ 4 6の四隅には前記光軸方向に長い長穴 4 6 a 力形成されており、 これらの長穴 4 6 aを介してねじ 4 7により、 第 1フランジ 4 6をフランジ取付面 4 5に固定している。

従って、 ねじ 4 7により第 1フランジ 4 6をフランジ取付面 4 5に固定したと きには、 第 1フランジ 4 6とフランジ取付面 4 5とによって押圧された 0リング 5 0により、 ノズル 4 内を流れる不活性ガス 5 1が、 フランジ取付面 4 5と第 1フランジ 4 6との隙間から漏洩するのを防ぐ。 一方、 ねじ 4 7を緩めると、 第 1フランジ 4 6を、 フランジ取付面 4 5に対して長穴 4 6 aの長さ分だけ上下 ¾ 向に移動することができる。

第 1フランジ 4 6の中央部には円形の穴 4 6 cが形成されており、 この穴 4 6 cにアーク電極支持部材 6 1の両端部が揷通されている。 穴 4 6 cの内径はァ— ク電極支持部材 6 1の外径よりも多少大きくなつている。 即ち、 穴 4 6 cの内貝 をアーク電極支持部材 6 1の外周よりも大きく してアーク電極支持部材 6 1と^ 4 6 cとの間に適宜の隙間を形成することにより、 アーク電極支持部材 6 1の個 動 （第 1 2図参照） が可能となるようにしている。

また、 第 1フランジ 4 6の外面 4 6 bには、 第 2フランジ 4 8がねじ 4 9によ り固定されている。 第 2フランジ 4 8の中央部には円形の穴 4 8 aが形成されて おり、 この穴 4 8 aにアーク電極支持部材 6 1の両端部が揷通されている。 第 2 フランジ 4 8の穴 4 8 aは第 1フランジ 4 6の穴 4 6 cよりも多少大きくなつて いる。

第 1 0図に拡大して示すように、 0リング 5 2は第 2フランジ 4 8の穴 4 8 a の内周面に沿って配置され、 アーク電極支持部材 6 1の外周を囲んでいる。一 、 第 2フランジ 4 8の穴 4 8 aの外側部分には、 全周に亘つて内側に突設した突 部 4 8 bが形成されている。 従って、 ねじ 4 9を締めて第 2フランジ 4 8を第 1 フランジ 4 6に固定すると、 0リング 5 2が第 2フランジ 4 8の突部 4 8 bによ り押しつぶされて変形する。 その結果、 0リング 5 2により、 アーク電極支持咅 f 材 6 1と第 2フランジ 4 6との隙間が塞がれて、 この隙間からの不活性ガス 5 1 の漏洩が防止され、 且つ、 〇リング 5 2の反力でアーク電極支持部材 6 1が固 ¾ される。

逆に、 ねじ 4 9を緩めれば、 第 2フランジ 4 8の突部 4 8 bによる◦リング 5 2の押圧が緩み、 その結果、 0リング 5 2によるアーク電極支持部材 6 1の押 fi も緩む。 このため、 アーク電極支持部材 6 1を、 軸方向 （前記光軸方向と直交， る方向） に移動させることができる。 なお、 突部 4 8 bの内径はアーク電極支持部材 6 1の外径よりも多少大きくな つている。 即ち、 突部 4 8 bの内周をアーク電極支持部材 6 1の外周よりも大き く して、 アーク電極支持部材 6 1と突部 4 8 bとの間に適宜の隙間を設けること により、 アーク電極支持部材 6 1の傾斜を可能としている。

<作用 ·効果 >

上記のように、 本実例のレーザ ·アーク複合溶接へッ ド 1 9— 1では、 アーク 電極調整機構として、 アーク電極位置調整機能とアーク電極傾斜角度調整機能と アーク電極距離調整機能とを兼ね備えた機構を設けた。

即ち、 溶接へッ ド 1 9一 1のノズル 4 2の両側部に平行に形成するとともに、 被溶接材 3 8に照射されるレーザ光 3 2 (分割レーザ光 3 2 a , 3 2 b ) の光軺 方向に長い長穴 4 5 aを有し、 この長穴 4 5 aにアーク電極支持部材 6 1の両 部を揷通させる一対のフランジ取付面 4 5と、 前記光軸方向に長い長穴 4 6 a ¾ 有し、 この長穴 4 6 aを介してねじ 4 7によりフランジ取付面 4 5に固定される とともに、 アーク電極支持部材 6 1が傾動可能となる大きさの穴 4 6 cを有し、 この穴 4 6 cにアーク電極支持部材 6 1の両端部を揷通する第 1フランジ 4 6と 、 フランジ取付面 4 5と第 1フランジ 4 6との間に介設され、 且つ、 フランジ茚 付面 4 5の長穴 4 5 aの周囲を囲む 0リング 5 0と、 第 1フランジ 4 6の外面 4 6 cにねじ 4 9により固定されるとともに、 アーク電極支持部材 6 1の両端部 ¾ 揷通するための第 1フランジ 4 6の穴 4 6 cよりも大きな穴 4 8 aを有し、 且つ 、 この穴 4 8 aの外側部分には、 全周に亘つて内側に突設するとともに、 内周ガ アーク電極支持部材 6 1の外周よりも大きくてアーク電極支持部材 6 1の傾動力' 可能な突部 8 bを有する第 2フランジ 4 8と、 第 2フランジ 4 8の穴 4 8 a C 内周面に沿って配置されてアーク電極支持部材 6 1の外周を囲み、 ねじ 4 9を弒 めて第 2フランジ 4 8を第 1フランジ 4 6に固定したとき、 第 2フランジ 4 8 0： 突部 4 8 bによって押しつぶさることにより、 アーク電極支持部材 6 1と第 2つ ランジ 4 8との隙間を塞ぎ、 且つ、 反力でアーク電極支持部材 6 1を固定する C リング 5 2とを有してなるアーク電極調整機構を備えた。

従って、 このアーク電極調整機構によれば、 第 1 1図に示すようにアーク電賴 4 0を、 被溶接材 3 8に照射されるレーザ光 3 2 (分割レーザ光 3 2 a , 3 2 fc ) の光軸方向 6 2と直交する方向 （矢印 G方向） に移動させることにより、 レ— ザ光 3 2 (分割レーザ光 3 2 a , 3 2 b ) の照射位置 3 8 aに対するアーク電極 4 0の前記直交方向位置を調整することができる。

具体的には、 ねじ 4 9を緩めることより、 第 2フランジ 4 8の突部 4 8 bによ る 0リング 5 2の押圧が緩むため、 矢印 Gのようにアーク電極支持部材 6 1を; ¾ 軸方向 6 2と直交する方向に移動させて、 アーク電極 4 0を同方向に移動させる ことにより、 レーザ光照射位置 3 8 aに対するアーク電極 4 0の前記直交方向 β 置を適宜調整することができる。 なお、 ねじ 4 9を再び締めれば、 0リング 5 2 によって、 アーク電極支持部材 6 1と第 2フランジ 4 8との隙間からの不活性力 ス 5 1の漏洩を確実に防止することができ、 アーク電極支持部材 6 1を固定する こともできる。

また、 第 1 2図に示すように、 アーク電極 4 0をレーザ光照射位置 3 8 aに して傾斜させることにより、 レーザ光照射位置 3 8 aに対するアーク電極 4 0 ( 傾斜角度を調整することができる。

具体的には、 ねじ 4 7を緩めることにより、 第 1フランジ 4 6を光軸方向 6 2 に動かすことができるようになるため、 何れか一方の第 1フランジ 4 6を上方に 移動させ且つ他方の第 1フランジ 4 6を下方に移動させる、 或いは、 何れか一 の第 1フランジ 4 6だけを上方又は下方に移動させることによってレーザ光照 位置 3 8 aに対するアーク電極 4 0の傾斜角度を適宜調整することができる。 な お、 ねじ 4 7を再び締めれば、 0リング 5 0によって、 フランジ取付面 4 5と凳 1フランジ 4 6との隙間からの不活性ガス 5 1の漏洩を確実に防止することがで きる。

また、 第 1 3図に示すように、 アーク電極 4 0をレーザ光照射位置 3 8 aに して近接又は離間させることにより、 レーザ光照射位置 3 8 aとアーク電極 4 0 との距離を調整することができる。

具体的には、 上記のようにねじ 4 7を緩めることにより、 第 1フランジ 4 6を 光軸方向 6 2に動かすことができるようになるため、 両方の第 1フランジ 4 6を 上方に移動させ、 或いは、 下方に移動させることによってレーザ光照射位置 3 8 aとアーク電極 4 0との距離を適宜調節することができる。 以上のことから、 本実施例のレーザ ·アーク複合溶接へッド 1 9— 1によれ 、 アーク電極調整機構により、 アーク電極 4 0に対するきめ細かな配置調整を行 うことができるため、 被溶接材 3 8へのアーク放電を確実に行うことができ、 月 つ、 アーク電極先端部への金属蒸気 5 3 (第 1 1図参照） の付着を防止すること ができる最適な配置条件を選択することができる。

<第 2の実施例 >

第 1 4図は第 2の実施例に係るレーザ ·アーク複合溶接へッドの断面図、 第 1 5図は第 1 4図の F— F線矢視断面拡大図、 第 1 6図は第 1 5図の G方向矢視医

(ゴムカバ一を取り外した状態） 、 第 1 7図 （a ) は第 1 5図の H— H線矢視断 面図、 第 1 7図 （b ) は第 1 7図 （a ) の I一 I線矢視断面図、 第 1 8図 （a ) は第 1 5図の J一 J線矢視断面図、 第 1 8図 （b ) は一部破断して示す第.1 8医

( a ) の K方向矢視図、 第 1 9図は前記レーザ ·アーク複合溶接へッ ドに備えた アーク電極調整機構を抽出し一部破断して示す拡大斜視図である。 また第 2 0 E 、 第 2 1図及び第 2 2図は前記アーク電極調整機構によるアーク電極配置の調整 状態を示す説明図である。

<構成 >

第 1 4図に示すように、 レーザ.アーク複合溶接へッド 1 9— 2の上部には^ ファイバ 8 1の先端部が接続されている。 光ファイバ 8 1の基端部は図示しない Y A Gレ一ザ発振器に接続されており、 この Y A Gレ一ザ発振器から発振された レーザ光 8 2を、 光ファイバ 8 1により伝送して溶接へッド 1 9— 2内へと導ス するようになつている。

光ファイバ 8 1の先端から出たレーザ光 8 2は、 溶接へッド 1 9— 2内に設け られたコリメートレンズ群 8 3によって平行光となった後、 その半分がレーザ^ 8 2の光軸方向に対して 4 5度に傾斜させた板状の第 1反射ミラー 8 4によって 横方向に反射され、 更に、 同方向に第 1反射ミラ一 8 4に対して所定の間隔で ¾ 向配置された板状の第 2反射ミラ一 8 5により下方に反射される。 力、くして、 楦 断面が円形のレーザ光 8 2力く、 横断面が半円形の第 1分割レーザ光 8 2 aと第 2 分割レーザ光 8 2 bとに 2分割され、 これらの分割レーザ光 8 2 a , 8 2 bの に空間部 8 6が形成される。 分割レーザ光 8 2 a , 8 2 bは、 溶接へッド 1 9— 2内に設けられた集光レン ズ群 8 7により集光されて鋼板などの被溶接材 8 8に照射される。 また、 分割レ —ザ光 8 2 a , 8 2 bの間の空間部 8 6には、 タングステンなどからなる棒状の アーク電極 （アークロッド） 9 0力《配置されており、 このことによってレーザ光 8 2 (分割レーザ光 8 2 a , 8 2 b ) とアーク電極 9 0とが同軸状となっている そして、 このアーク電極 9 0の配置は、 アーク電極位置調整機能とアーク電極 傾斜角度調整機能とアーク電極距離調整機能とを兼ね備えたアーク電極調整機構 により、 適宜調整することができるようになつている。

以下、 この調整機構に関する具体的な構成を、 第 1 4図〜第 2 2図に基づいて 詳細に説明する。

第 1 5図に示すように、 溶接へッド 1 9— 2の下部には円錐台状のノズル 9 2 が取り付けられている。 溶接時には、 アルゴンガスなどの不活性ガス 1 2 1力 チューブ 9 4によってノズル 9 2内に導入され、 ノズル 9 2の先端 （下端） の開 口部 9 2 aから被溶接材 8 8に向かって噴射されるようになっている。 アーク 電極 9 0は四角柱状のアーク電極支持部材 1 1 1の端部に下方へ向けた状態で支 持されており、 アーク電極部全体は L字状となっている。 アーク電極支持部材 1 1 1は、 銅製の導電部材 9 1と、 この導電部材 9 1の外周を覆う電気的絶縁材と してのセラミックスチューブ 9 3とを有してなるものであり、 ノズル 9 2内に径 方向 （第 1 5図中の左右方向） に沿って配置している。

導電部材 9 1にはネジ 1 0 6によつて電線 1 1 5が接続されており、 この導電 部材 9 1を介して図示しない電源からァ一ク電極 9 0へ電圧が印加されるように なっている。 また、 アーク電極支持部材 1 1 1には冷却水路 1 1 1 aが形成され ており、 この冷却水路 1 1 1 aに冷却水を流すことによってアーク電極 9 0を ½ 却するようになっている。

第 1 5図， 第 1 7図及び第 1 9図に示すように、 ノズル 9 2の側部には、 コ字 状の第 1縦スライドガイド 9 5が固定されており、 この第 1縦スライドガイド 9 5の内面 9 5 aには、 被溶接材 8 8に照射されるレーザ光 8 2 (分割レーザ光 8 2 a , 8 2 b ) の光軸方向 （照射方向：第 1 7図中の上下方向） に延びた溝 9 5 bが形成されている。 一方、 第 2縦スライドガイド 9 6は直方体状のものであり 、 側面 9 6 aには前記光軸方向に延びた突部 9 6 bが形成されている。 そして、 第 1縦スライドガイド 9 5の溝 9 5 bと第 2縦スライドガイド 9 6の突部 9 6 b とカ、 前記光軸方向に摺動自在に嵌合されている、 即ち、 第 2縦スライドガイド 9 6は、 第 1縦スライドガイド 9 5の溝 9 5 aに案内されて前記光軸方向に移動 するようになつている。

第 1縦スライドガイド 9 5の下部には 2本の六角穴付き縦送りねじ 1 2 2が螺 合されており、 これらの縦送りねじ 1 2 2の先端 （上端） は第 2縦スライドガイ ド 9 6の底面に当接している。 従って、 縦送りねじ 1 2 2を一方に回すと、 縦送 りねじ 1 2 2によって第 2縦スライドガイド 9 6力押し上げられる。 縦送りねじ 1 2 2を他方に回せば、 第 2縦スライドガイド 9 6を下げることができる。 即ち 、 縦送りねじ 1 2 2によって第 2縦スライドガイド 9 6の上下位置 （アーク電極 9 0の上下位置） を調整することができるようになつている。

なお、 第 1縦スライドガイド 9 5には固定ねじ 9 7が螺合されており、 これら の固定ねじ 9 7を締めると、 固定ねじ 9 7の先端が第 2縦スライドガイド 9 6の 側面 9 6 a (突部 9 6 b ) に当接して第 2縦スライドガイド 9 6を固定すること ができる。 即ち、 固定ねじ 9 7により、 設定した第 2縦スライドガイド 9 6 (ァ —ク電極 9 0 ) を、 縦送りねじ 1 2 2によって調整した位置に確実に固定する。 また、 第 2縦スライドガイド 9 6には、 ノズル 9 2の径方向に沿うようにして 、 六角穴付きの横送りねじ 9 8とスイング用送りねじ 9 9とが螺合され、 また、 3本の横スライド用ガイド軸 1 0 0が固定されている。 横スライド用ガイド軸 1 0 0は、 L字状の支持部材 1 0 1に形成された 3つの穴 1 0 1 aにそれぞれ摺霞 自在に揷入されている。

横送りねじ 9 8は先端部 9 8 aが細くなつており、 この先端部 9 8 aの先に §J 部 9 8 b力く形成されている。 横送りねじ 9 8の先端部 9 8 aは、 支持部材 1 0 1 の穴 1 0 1 bに回転自在に揷入されている。 横送りねじ 9 8の頭部 9 8 bは、 ¾ 持部材 1 0 1において穴 1 0 1 bの先に形成された他の穴 1 0 1 c内に回転自¾ に配置されており、 横送りねじ 9 8を軸方向に移動させても穴 1 0 1 bから抜 出ないようになつている。 即ち、 横送りねじ 9 8は、 II部 9 8 aを有する先端 9 8力 支持部材 1 0 1に回転自在に結合されている。

従って、 横送りねじ 9 8を回すと、 支持部材 1 0 1力横送りねじ 9 8に押さ る又は引かれることより、 横スライ ド用ガイ ド軸 1 0 0に案内されて前記光軸 ¾ 向と直交する方向に移動する。 即ち、 横送りねじ 9 8によって支持部材 1 0 1 ( 左右位置 （アーク電極 9 0の左右位置） を調整することができるようになつてい る。 なお、 このときには、 同時にスイング用送りねじ 9 9も回して、 横送りねじ 9 8による横送りの妨げにならないようにする必要がある （第 2 0図参照） 。 支持部材 1 0 1の内側端部 （第 1 5図中の右端部） とアーク電極支持部材 1 1 1の内側端部 （第 1 5図中の左端部） は、 スイングピン （揺動軸） 1 0 2を介し て摇動自在に連結されたヒンジ構造となっている。 スイング用送りねじ 9 9は、 支持部材 1 0 1の穴 1 0 1 dに摺動自在に揷通されている。 このスイング用送り ねじ 9 9も、 先端部 9 9 a力く細くなつており、 この先端部 9 9 aの先に頭部 9 9 bが形成されている。

スイング用送りねじ 9 9の先端部 9 9 aは、 アーク電極支持部材 1 1 1の穴 1 1 1 bに揷入されており、 この先端部 9 9 aとアーク電極支持部材 1 1 1との^ には、 アーク電極 9 0が所定の角度だけ傾斜することができる程度の隙間を有し ている。 スイング用送りねじ 9 9の頭部 9 9 bは、 アーク電極支持部材 1 1 1 K おいて穴 1 1 1 bの先に形成された他の穴 1 1 1 c内に位置している。 この頭咅 ί 9 9 bとアーク電極支持部材 1 1 1との間にも、 アーク電極 9 0が所定の角度六 け傾斜することができる程度の隙間を有しており、 且つ、 スイング用送りねじ 9 9を軸方向に移動させても、 頭部 9 9 bが穴 1 1 1 bから抜け出ないようにな ている。 即ち、 スイング用送りねじ 9 9は、 頭部 9 9 bを有する先端部 9 9 a力 、 アーク電極支持部材 1 0 1に回転自在で且つ揺動可能に結合されている。

従って、 スイング用送りねじ 9 9を回すと、 アーク電極支持部材 1 1 1力、 フ イング用送りねじ 9 9に押される又は引かれることにより、 スイングピン 1 0 2 回りに揺動して傾斜する。 即ち、 スイング用送りねじ 9 9によってアーク電極 3 持部材 1 1 1の傾斜角度 （アーク電極 6 0の傾斜角度） を調整することができ ようになつている。

なお、 第 1 5図に示すように、 第 1縦スライ ドガイ ド 9 5及び第 2縦スライ ト ガイド 9 6は、 ノズル 9 2に着脱自在に設けたゴムカバ一 1 0 3によって覆わ ており、 このゴムカバ一 1 0 3によって、 ノズル 9 2内を流れる不活性ガス 1 2

1が外部に漏れるのを防止している。

また、 第 1 5図， 第 1 6図及び第 1 8図に示すように、 アーク電極支持部材 1

1 1の外側端部 （第 1 5図中の右端部） は、 ノズル 9 2の側部に固定されたコ导 状のガイド部材 1 0 5に嵌合されて前記光軸方向に摺動自在となっている。 こ アーク電極支持部材 1 1 1の外側端部もゴムカバ一 1 0 3によって覆われている o

く作用 ·効果 >

上記のように、 本実施例に係るレーザ'アーク複合溶接へッ ド 1 9一 2では、 アーク電極調整機構として、 アーク電極位置調整機能とアーク電極傾斜角度調鎏 機能とアーク電極距離調整機能とを兼ね備えた機構を設けた。

即ち、 アーク電極支持部材 1 1 1を揺動自在に支持する支持部材 1 0 1と、 接へッ F 1 9 - 2のノズル 9 2の側部に固定された第 1縦スライドガイド 9 5と 、 この第 1縦スライドガイド 9 5によって被溶接材 8 8に照射されるレーザ光 8 2 (分割レーザ光 8 2 a , 8 2 b ) の光軸方向に案内される第 2縦スライドガイ ド 9 6と、 第 1縦スライドガイド 9 5に螺合され、 且つ、 先端部 9 5 aが支持き ί 材 1 0 1に回転自在に結合されて、 支持部材 1 0 1及びアーク電極支持部材 1 1 1とともにアーク電極 9 0を前記光軸方向と直交する方向に移動させる横送りお じ 9 8と、 第 1縦スライドガイド 9 5に螺合され、 且つ、 先端部 9 6 aがアーク 電極支持部材 1 1 1に回転自在で且つ揺動可能に結合されて、 アーク電極支持 ¾ 材 1 1 1とともにアーク電極 9 0を摇動させるスイング用送りねじ 9 9と、 第 1 縦スライドガイド 9 5に螺合され、 先端が第 2縦スライドガイド 9 6の底面に ¾ 接して、 第 2縦スライドガイド 9 6、 支持部材 1 0 1及びアーク電極支持部材 1 1 1とともにアーク電極 9 0を前記光軸方向に移動させる縦送りねじ 1 2 2と 有してなるアーク電極調整機構を備えた。

従って、 このアーク電極調整機構によれば、 第 2 0図に示すようにアーク電桓 9 0を、 被溶接材 5 8に照射されるレーザ光 8 2 (分割レーザ光 8 2 a， 8 2 t ) の光軸方向 1 1 2と直交する方向 （矢印 G方向） に移動させることにより、 レ 一ザ光 8 2 (分割レーザ光 8 2 a， 8 2 b ) の照射位置 8 8 aに対するアーク霉 極 9 0の前記直交方向位置を調整することができる。 具体的には、 横送りねじ 9 8を回すことにより、 支持部材 1 0 1及びアーク電極支持部材 1 1 1とともにァ ーク電極 9 0力 <、 矢印 Gのように光軸方向 1 1 2と直交する方向に移動するため 、 アーク電極 9 0の前記直交方向位置を適宜調整することができる。

また、 第 2 1図に示すようにアーク電極 9 0をレーザ光照射位置 8 8 aに対し て傾斜させることにより、 レ一ザ光照射位置 8 8 aに対するアーク電極 9 0の權 斜角度を調整することができる。 具体的には、 スイング用送りねじ 9 9を回すと 、 アーク電極支持部材 1 1 1とともにアーク電極 9 0が矢印 Mのように揺動する ため、 アーク電極 9 0の傾斜角度を適宜調整することができる。

また、 第 2 2図に示すようにアーク電極 9 0をレーザ光照射位置 8 8 aに対し て近接又は離間させることにより、 レーザ光照射位置 8 8 aとアーク電極 9 0と の距離を調整することができる。 具体的には、 縦送りねじ 1 2 2を回すことによ り、 第 2縦スライドガイド 9 6、 支持部材 1 0 1及びアーク電極支持部材 1 1 1 とともにアーク電極 9 0を、 矢印 Nのように光軸方向 1 1 2に移動させることか できるため、 レーザ光照射位置 8 8 aとアーク電極 9 0との距離を適宜調節する ことができる。

以上のことから、 本実施例に係るレーザ'アーク複合溶接ヘッド 1 9— 2によ れば、 アーク電極調整機構により、 アーク電極 9 0に対するきめ細かな配置調整 を行うことができるため、 被溶接材 8 8へのアーク放電を確実に行うことができ 、 且つ、 アーク電極先端部への金属蒸気 1 2 3 (第 2 0図参照） の付着を防止す ることができる最適な配置条件を選択することができる。

<第 3の実施例 >

第 2 3図は本発明の第 3の実施例に係るレーザ ·アーク複合溶接へッドの要 ¾ 断面図である。

<構成 >

本実施例は、 第 2 3図に示すように、 先の第 1の実施例におけるアーク電極 持部材 6 1にガス流生起手段を付設し、 該ガス流生起手段によってアーク電極 4 0の軸線に沿うガス流 6 4を噴出 ·生起するようにしたものである。 即ち、 前記ガス流生起手段として、 アーク電極支持部材 6 1のコレツトホルタ

6 5の下端に、 アーク電極 4 0に所定の周間隙を有して嵌合した補助ノズル 6 6 の上端が連接されると共に、 アーク電極支持部材 6 1の絶縁カバー 6 7内に、 ュ 二バーサルエルボ 6 8及びホース 6 9を介して図示しないガス供給源よりアルコ ンガス等の不活性ガスが導入される。

そして、 絶縁カバ一 6 7内に導入された不活性ガスは、 絶縁カバ一 6 7の内厣 面と冷却ブロック 7 0の外周面との間の図示しない溝通路を通って、 前記コレツ トホルダ 6 5の内部に形成したガス通路 7 1を流れ、 ここからコレッ トチャック

7 2の外周面に形成した図示しない溝通路を通って前記補助ノズル 6 6内に至り 、 これよりアーク電極 4 0との周間隙を通って、 前述したガス流 6 4として噴 するようになつている。

<作用，効果〉

本実施例によれば、 第 1の実施例で説明したアーク電極調整機構によるアーク 電極 4 0の最適配置に加えて、 チューブ 4 4より導入されて上下分割式のノズノ L 4 2から噴出される不活性ガス 5 1とは別に、 補助ノズル 6 6力、らアーク電極 4 0の軸線に沿ったガス流 6 4が所定の流速 （通路径の設定により不活性ガス 5 1 より速いが、 溶接ビ一ドに悪影響を与えない程度の流速） で噴出 '生起されるこ とにより、 レーザ光 3 2の照射によって発生した被溶接材 3 8からの金属蒸気か アーク電極 4 0の軸線周りから積極的に掃気され、 当該金属蒸気のアーク電極 4 0への付着がより一層防止される。

この結果、 被溶接材 3 8のレーザ光照射位置にアーク電極 4 0を可及的に近 けられ、 アーク溶接の効率向上が図れてレーザ'アーク複合溶接へッ ドの効果 ¾ 最大限に発揮することができる。

く第 4の実施例 >

第 2 4図は本発明の第 4の実施例に係るレーザ'アーク複合溶接へッドの断預 図、 第 2 5図は同じく要部切欠き斜視図、 第 2 6図は同じく発展例の要部切欠き 斜視図、 第 2 7図は同じく発展例のアーク電極のスイッチング回路図である。

<構成 >

本実施例は、 第 2 4図に示すように、 先の第 3の実施例におけるガス流生起^ 段をレーザ光の外側に配置されるアーク電極をレーザ光の溶接へッド内に一体 に設置したレーザ ·アーク複合溶接へッドに適用したものである。

第 2 4図に示すように、 レーザ ·アーク複合溶接へッド 1 9— 4の本体上部に は光ファイバ 1 3 1の先端部が接続されている。 光ファイバ 1 3 1の基端部は医 示しない Y A Gレ一ザ発振器に接続されており、 この Y A Gレーザ発振器から癸 振されたレーザ光 1 3 2を、 光ファイバ 1 3 1により伝送して溶接へッド 1 9一 4内へと導入するようになっている。

光ファイバ 1 3 1の先端から出たレーザ光 1 3 2は、 溶接へッド 1 9— 4内に 設けられた各種レンズ群 1 3 3の内の集光レンズ群により最終的に集光されて鉀 板などの被溶接材 1 3 4に照射されるようになっている。

そして、 上下に分割されたノズル 1 3 5 a， 1 3 5 bの内の下方ノズル 1 3 5 bの内面にリング状のアーク電極支持部材 1 3 6が押えナツト 1 3 7を介して g 設され、 このアーク電極支持部材 1 3 6にアーク電極 1 3 8が前記レーザ光 1 3 2の外側に位置して支持されている。

前記アーク電極支持部材 1 3 6には、 第 2 5図に示すように、 周方向に等間^ で複数個 （図示例では 8個） の電極支持用の斜孔 1 3 9が形成されると共に、 こ れら斜孔 1 3 9の両側に位置してガス流生起手段としてのスリット 1 4 0が形 され、 該スリット 1 4 0によってアーク電極 1 3 8の軸線に沿うガス流 1 4 1力 噴出 ·生起されるようになっている。

即ち、 前記アーク電極支持部材 1 3 6の上方に押えナツト 1 3 7により形成さ れたジャケッ ト 1 4 2内に、 下方ノズル 1 3 5 bに形成したガス通路 1 4 3に ^1 通する直角エルボ 1 4 4及びチューブ 1 4 5を介して図示しないガス供給源より アルゴンガス等の不活性ガスが導入され、 この導入された不活性ガスが前記各ス リッ ト 1 4 0より前記ガス流 1 4 1となって噴出するのである。

また、 前記ジャケット 1 4 2内のアーク電極支持部材 1 3 6の上面には、 導霄 性のパイプ 1 4 6が下方ノズル 1 3 5 bを貫通してリング状に配管され、 該パイ プ 1 4 6には直角エルボ 1 4 7及びチューブ 1 4 8が接続される。 そして、 前言 E パイプ 1 4 6には図示しない電線が接続され、 このパイプ 1 4 6を介して図示し ない電源からアーク電極 1 3 8へ電圧が印加されるようになっている。 また、 ノ- イブ 1 4 6内には前記エルボ 1 4 7及びチューブ 1 4 8からの冷却水が循環され 前記アーク電極 1 3 8が水冷されるようになっている。

尚、 第 2 4図中、 1 5 0は下方ノズル 1 3 5 bにねじ込まれてアーク電極 1 3 8を固定する固定ねじ、 1 5 1は溶接へッド 1 9— 4の被溶接材 1 3 4に対する 高さ方向の位置決めを行う位置決め棒、 1 5 2は溶接へッド 1 9一 4内に各種レ ンズ群 1 3 3のレンズを冷却'保護するためのアルゴンガス等の不活性ガスを虐 角エルボ 1 5 3及びチューブ 1 5 4を介して図示しないガス供給源より導入する 導入孔、 1 5 5はシールドカップである。

ぐ作用 ·効果〉

本実施例によれば、 レーザ溶接とアーク溶接とを同時に行う際に、 第 1乃至第 3の実施例で説明したアーク電極調整機構によるアーク電極 1 3 8の配置調整 行われないが、 導入孔 1 5 2より導入されて上下分割式のノズル 1 3 5 a， 1 3 5 bから噴出される不活性ガスとは別に、 アーク電極 1 3 8両側のスリット 1 4 0からアーク電極 1 3 8の軸線に沿ったガス流 1 4 1力所定の流速 （スリッ ト径 の設定により導入孔 1 5 2よりの不活性ガスより速いが、 溶接ビードに悪影響 ¾ 与えない程度の流速） で噴出 .生起されることにより、 レーザ光 1 3 2の照射に よって発生した被溶接材 1 3 4からの金属蒸気がアーク電極 1 3 8の軸線周り力' ら積極的に掃気され、 当該金属蒸気のアーク電極 1 3 8への付着が確実に防止さ れ -3。

この結果、 被溶接材 1 3 4のレーザ光照射位置にアーク電極 1 3 8を可及的に 近づけられ、 アーク溶接の効率向上が図れて当該レーザ ·アーク複合溶接へット

1 9一 4の効果を最大限に発揮することができる。 また、 本実施例によれば、 レ 一ザ光 1 3 2の外側に配置されるアーク電極 1 3 8をレーザ光 1 3 2の溶接へッ ド 1 9一 4内に一体的に設置したので、 アーク電極 1 3 8の溶接へッドを別に ける場合に比べてはるかに溶接装置のコンパクト化が図れる。

更に、 本実施例によれば、 アーク電極支持部材 1 3 6に複数個の斜孔 1 3 9 ® びスリット 1 4 0を形成することにより、 第 2 6図に示すように、 複数本 （図示 例では 8本） のアーク電極 1 3 8を適宜絶縁手段を介して取り付けることができ る。 これにより、 溶接の際に、 溶接方向力く変わっても、 レーザ光 1 3 2による寨 発ガスの出る方向に近いアーク電極 1 3 8からアークを出せる構造が得られ、 溶 接方向に影響されな 、安定した溶接ビードを得ることができる。

この場合、 複数本のアーク電極 1 3 8に電位差を与えるか、 第 2 7図に示すよ うに、 溶接方向によってアーク電極 1 3 8を選択できるスィツチ手段 1 5 6を各 アーク電極 1 3 8と電源 1 5 7との回路途中に設けることで、 より安定した品質 の高い溶接が可能になる。

尚、 上記各実施の形態において、 溶接へッドの移動方向 （溶接方向） が例えば 右方向 （第 1 1図， 第 2 0図中の矢印 F方向参照） であった場合、 金属蒸気は一 般にレーザ照射位置から左方向 （溶接ヘッド移動方向の上流側） に流れる。 この ため、 金属蒸気の付着を防止するには、 一般に、 アーク電極をレーザ光照射位置 よりも溶接へッド移動方向の下流側に移動 （配置） させることが望ましい。 また、 本発明における溶接へッド 1 9は上記各実施例に限定されず、 本発明の 要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることはいうまでもない。 例えば、 アーク電極調整機構を第 1乃至第 3の実施例のレーザ光分割方式に限らず、 レー ザ光とアーク電極とが同軸状になっているレーザ ·アーク複合溶接へッドにも広 く適用することができる。 また、 ガス流生起手段をアーク電極調整機構を有しな いレーザ光分割方式のレーザ ·アーク複合溶接へッ ドにも広く適用することがで さる。

<甚準位置決め機構に関する実施例 >

第 1図に示す本発明の実施例に係る溶接システムにおける基準位置決め機構は 、 基本的にはテーブル 3 (第 1図参照） の上面に載置する被溶接材の端面同志を 突き合わせて溶接する突き合わせ溶接に先立ち、 テーブル 3の上面から上方に突 出した状態で一方の被溶接材の端面を当接させてこの被溶接材の端面の位置決め を行うとともに、 溶接時にはテーブル 3の上面から下方に退避するように構成し た基準プレート 1 2 (第 2図参照） を有するものであれば良い。 したがって、 第 2 8図に示すものが考えられる。

第 2 8図は、 基準プレート 1 2及びその近傍部分を抽出して示す図で、 （a ) は基準プレート 1 2をテーブル 3の上面から突出させた状態で示すその斜視図、 ( b ) は基準プレート 1 2をテーブル 3の上面から退避させた状態で示すその椟 断面図である。 両図に示すように、 基準プレート 1 2は、 テーブル 3に垂直方向 に形成した溝 3 aに嵌め込んでありこの溝 3 aに沿い昇降するように形成してあ る。 （a ) に示す状態では、 エアシリンダ等の駆動手段 （図示せず。 ) により、 駆動されてテーブル 3の上面から突出している。 かかる状態で鋼板 1を当接させ る。 一方、 鋼板 1の位置決めが終了した後には、 （b ) に示すように、 溝 3 aに 沿つて下降させることによりテーブル 3の上面から下方に退避させられる。 このとき、 テーブル 3に載置された鋼板 1、 2の溶接線に沿う部分、 すなわち 溶接へッ ド 1 9の移動方向に沿う部分には、 鋼板 1、 2に対し、 溶接へッ ド 1 9 の反対側で水平に伸びる凹部である水平な銅製の溝 1 6 2がテーブル 3の凹部に 埋設してある。 溶接へッド 1 9を移動しての突合せ溶接の際に発生するスラッジ

、 ヒューム、 スパッタ等の溶接粉 1 6 3を貯めておくためである。 また、 銅製と したのはレ一ザ溶接の際のレーザ光を良好に反射するとともに、 熱伝導率も良好 で溶接時の熱を良好に逃がし得るからである。

基準プレート 1 2は、 鋼板 1の突合せ時には、 第 2 8図 （a ) に示すように、 上記溝 1 6 2を貫通してテーブル 3の上面から上方に突出するとともに、 退避時 には、 第 2 8図 （b ) に示すように、 その上面が溝 1 6 2の底面と面一となる位 置まで下降する。

かかる、 基準位置決め機構において、 溝 1 6 2は、 溶接粉 1 6 3を貯めておく ため、 溶接へッド 1 9の下方、 すなわち溶接線に沿う位置に形成しておく必要か ある力 上述の如き基準プレート 1 2が溝 1 6 2に臨んでいるため、 これの昇降 の際のガイドとなる溝 1 6 3 aと基準プレート 1 2との間の間隙に、 溝 1 6 2に 貯まった溶接粉 1 6 3が入り込む可能性があり、 溶接粉 1 6 3が当該間隙に入り 込んだ場合には、 基準プレート 1 2の突出時の位置精度を十分確保することがで きない場合がある。 ちなみに、 レーザ溶接の溶接へッド 1 9を用いるテーラドブ ランク溶接の場合、 溶接線の精度は ± 1 0 0 程度の厳しい精度が要求される o

力、かる厳しい精度の要求に応え、 基準プレート 1 2で溶接線を高精度に確定し 得る基準位置決め機構の実施例を説明しておく。 第 2 9図は本発明の実施の形態に係る突合せ溶接における基準位置決め機構 、 その基準プレートが上昇している状態で示す断面図、 第 3 0図は第 2 9図の L 一 L線矢視図、 第 3 1図は第 2 9図に示す場合におけるレバーの回動量の調節； 構部分を抽出して示す拡大図、 第 3 2図は第 2 9図に示す本実施例を、 その基^ プレー卜が下降している状態で示す断面図である。

水平面を形成するテーブル 1 7 1及びテーブル 1 7 2は、 第 2 8図に示すテ- ブル 3と同一の機能を有するものである力^ 溶接方向に沿って 2分割してある。 基準プレート 1 7 3に当接させて位置決めを行う鋼板 1を載置するのが、 固定ヲ —ブルである第 1のテーブル 1 7 1であり、 基準プレート 1 7 3に当接させて β 置決めを行った後の鋼板 1の端面にその端面を当接させる鋼板 2を載置するのか 、 可動テーブルである第 2のテーブル 1 7 2である。 ここで、 第 2のテーブル 1 7 2は、 基台 1 8 0上を水平方向に移動可能に形成してある。

第 2 9図に示す状態、 すなわち鋼板 1の端面の位置合わせを行わせる状態で 、 第 2のテーブル 1 7 2が第 1のテーブル 1 7 1から離反している。 かかる状還 で基準プレート 1 7 3は第 1のテーブル 1 7 1の上面から突出している。 ここて 、 基準プレート 1 7 3は、 第 1のテーブル 1 7 1の上面よりも下方の一点を回重 j 中心として回動する L字状のレバ一 1 7 4の先端部に固着されている。 すなわち 、 レバ一 1 7 4は、 基端部が、 第 1のテーブル 1 Ί 1の上面よりも下方の一点て 、 この第 1のテーブル 1 7 1に設けたピン 1 7 5を介して第 1のテーブル 1 7 1 に回動可能に取り付けてある。 また、 このレバ一 1 7 4の途中には、 先端部がレ バ一 1 7 4の端面から突出するように調整ボルト 1 7 6力螺合してある。 調整ォ ルト 1 7 6の先端が、 レバ一 1 7 4の反時計方向への回動に伴い、 第 1のテ一フ ノレ 1 7 1の端面の当接部 1 7 1 aに当接することにより、 レバ一 1 7 4の反時言 i 方向への回動が規制される。 すなわち、 第 3 1図に詳細に示すように、 調節ボノ I ト 1 7 6のレバー 1 7 4からの突出量を調節することにより、 基準プレート 1 7 3の水平方向 （第 2 9図の左右方向） の位置を調節することができる。 鋼板 端面位置である溶接線の位置は、 調節ボルト 1 Ί 6を回転することにより、 そ σ一 突出量を調節して溶接へッド 1 9の真下に正確に位置するように調節する。

エア一シリンダ 1 7 7は、 その基端部が第 1のベッド 1 7 1の下部にピン 1 7 8を介して回動可能に取り付けてあり、 そのピストンロッ ド 1 7 7 aの先端部か ピン 1 7 9を介してレバ一 1 7 4の中央部に回動可能に連結してある。 エア一シ リンダ 1 7 7の駆動によりそのピストンロッド 1 7 7 aが最も伸長された状態か 第 2 9図に示す状態であり、 最も縮退した状態が第 3 2図に示す状態である。 寸 なわち、 第 2 9図に示すように、 基準プレート 1 7 3が第 1のテーブル 1 7 1 C 上面から突出した状態で、 エア一シリンダ 1 7 7をそのビストンロッド 1 7 7 a が縮退するように駆動すればレバ一 1 7 4がピン 1 7 5を回動中心として図中^ 計方向に回動して第 3 2図に示すように第 1のテーブル 1 7 1の上面よりも下 に退避した状態となる。

ここで、 第 1のテーブル 1 7 1と第 2のテーブル 1 7 2との当接部分には、 突 出部 1 7 2 aとこれが嵌まり込む段部 1 7 1 bとが形成してある。 突出部 1 7 2 aは第 2のテーブル 1 7 2の端部に第 1のテーブル 1 7 1の端面側へ水平に突 させて形成してあり、 段部 1 7 1 bはこの突出部 1 7 2 aに相対向して第 1のべ ッド 1 7 1の端面に形成してある。 溶接へッド 1 9の移動軌跡である溶接線に う溝 1 6 2は突出部 1 7 2 aに埋設してある。

上述の如き実施例において、 一方の鋼板 1の端面の位置決めを行う際には、 凳 2 9図に示すように、 第 2のテーブル 1 7 2を第 1のテーブル 1 7 1に対して離 反させた状態で基準プレート 1 7 3を第 1のテーブル 1 7 1の上面から上方に 出させる。 これは第 3 2図に示す状態で、 エア一シリンダ 1 7 7を駆動し、 そ ピストンロッ ド 1 7 7 aを伸長することにより行う。 すなわち、 ピストンロット 1 7 7 aの伸長によりレバー 1 7 4はピン 1 7 5を回動中心として反時計方向に 回動する。 かかるレバ一 1 7 4の回動は、 調整ボルト 1 7 6の先端面が第 1のべ ッド 1 7 1の当接部 1 7 1 aに当接した時点で規制されて停止する。 すなわち、 この位置に位置決めされる。

かかる状態で、 鋼板 1の端面を図中左方から基準プレート 1 7 3に当接させて これの位置決めを行ない、 押え金具 1 3を下降させて鋼板 1の端部を上方からク ランプする。

かかる状態でエア一シリンダ 1 7 7を駆動してそのピストンロッド 1 7 7 a ¾ 、 今度は縮退させる。 ピストンロッド 1 7 7 aの縮退によりレバー 1 7 4は、 ヒ ン 1 7 5を回動中心として時計方向に回動し、 基準プレート 1 7 3を第 1のテ一 ブル 1 7 1の上面から下方に退避させる。

次に、 第 2のベッド 1 7 2を第 1のベッド 1 7 1に向けて移動し、 その端面を 第 1のべッド 1 7 1の端面に当接させる。 このとき突出部 1 7 2 aが段部 1 7 1 bに嵌まり込んで基準プレート 1 7 3の上方の空間を閉塞する。 次に、 鋼板 2を 鋼板 1の突合せ端面に向けて移動し、 鋼板 1、 2の端面同士を突き合わせ、 この 状態で押え金具 1 4を下降させて鋼板 2の端部を上方からクランプする。

かかる状態で溶接へッド 1 9を走行させながら鋼板 1、 2の突合せ部を突合せ 溶接する。

なお、 上記実施例では、 エア一シリンダを 1 7 7を駆動手段として、 レバ一 1 7 4を回動することにより基準プレート 1 7 3を昇降させる構造としたが、 これ に限定するものではない。 駆動手段としては、 他にモータ等が考えられ、 また^ ずしもレバーを回動することにより基準プレート 1 7 3を昇降する構造でなくて も良い。 基準プレート 1 7 3を直線的に昇降するように構成しても良い。 第 1 ベット 1 7 1と第 2のべット 1 7 2とに 2分割されており、 基準プレート 1 7 3 の退避時にはその上方の空間が第 1のベット 1 7 1及び第 2のベット 1 7 2の当 接により閉塞されているからである。 すなわち、 溶接時の溶接粉 1 6 3 (第 2 8 図参照） が基準プレート 1 7 3が退避している空間に混入することはないからで あ O

<搬送装置に関する実施例 >

第 1図に示す本発明の実施例に係る溶接システムにおける搬送装置は、 基本的 にはテーブル 3 (第 1図参照） の上面に載置した被溶接材を基準プレート 1 2 ( 第 1図参照） 又は基準プレート 1 2に突き当てることにより位置決めが完了した 一方の被溶接材の端面に向けて搬送するものであれば良い。 したがって、 例え W 第 2図に示すものが考えられる。

ところカ、 かかる搬送装置を用いる場合には、 上述の如き移動爪 8、 9による 鋼板 1、 2の位置決め作業は、 鋼板 1、 2が長方形乃至正方形である場合には有 効であるが、 例えば鋼板 2が第 2図中に、 二点鎖線で示すような台形である場^ には適用できない。 すなわち、 鋼板が長方形乃至正方形以外の異形鋼板である: ¾ 合には対応できない。 これに対し、 異形鋼板を突合せ溶接する用途もあり、 こ に対応する必要がある。

このように、 被溶接材が異形鋼板であった場合でも良好にこれを所定位置迄搠 送し得る搬送装置に係る実施例を説明しておく。

第 3 3図及び第 3 4図は本実施例に係る搬送装置における搬送アームの主要 ¾f を抽出して示す側面図で、 第 3 3図は通常時 （非作動時） の状態、 第 3 4図は ¾ 作時の状態をそれぞれ示している。 両図に示すように、 本実施例に係る搬送ァ- ムは、 基台 I I I 、 駆動手段 IV及び摑み部 Vからなり、 基台 I I I とともに一体的に 駆動手段 IV及び握み部 V も直線移動して摑み部 Vで摑む異形鋼板 （第 3 3図、 第 3 4図には図示せず。 ) への所定の接近が検知された時点で、 駆動手段 IVで摑 部 Vを前方 （異形鋼板に接近する方向） に移動しつつ、 摑み部 Vで異形鋼板の翊 部を摑むように構成してある。

基台 I I I は、 水平なベ一ス扳 2 1 1、 このベース板 2 1 1に垂直に設けられた 垂直部材 2 1 2、 垂直部材 2 1 2の先端から前方に突出してその先端部で異形鉀 板を下方から支える L字上の支持部材 2 1 3等を有するとともに、 駆動手段 IV あるエアーシリンダ 2 1 4の先端部を固着している。 エア一シリンダ 2 1 4はそ のピストンロッ ド 2 1 4 aを水平方向に伸縮させて、 このピストンロッ ド 2 1 4 aの先端に固着する移動部材 2 1 5を、 ベース板 2 1 1に固着されたガイド部ぉ 2 1 6に沿って水平方向に直線移動するようになっている。

摑み部 V は、 上記移動部材 2 1 5に基端部がピン 2 1 7により回動可能に取り 付けられた下部レバ一 2 1 8及びこの下部レバー 2 1 8の中央部にピン 2 1 9に より回動可能に取り付けられた上部レバ一 2 2 0とを有している。 ここで、 下き f レバ一 2 1 8及び上部レバ一 2 2 0はェアーシリンダ 2 1 4の駆動に伴う移動剖 材 2 1 5の直線移動により一体的に移動する。 また、 下部レバ一 2 1 8のピン 2 1 7、. 2 1 9の中間部にはピン 2 2 1が設けてあり、 このピン 2 2 1に取り付 られたローラ 2 2 2が垂直部材 2 1 2の長手方向に設けた長孔 2 1 2 aに嵌入し てある。 長孔 2 1 2 aは概ね水平方向に伸びる孔であり、 先端に向かってその垂 直部材における位置が若千高くなるように構成してある。 第 3 3図に示す、 通常時において、 ピン 2 2 1及びローラ 2 2 2は長孔 2 1 2 aの最後部 （図中右端） に位置するとともに、 上部レバー 2 2 0の最も高い部^ 力^ 支持部材 2 1 3のうちの最も高い部分より低い位置に在る。 ピン 2 2 1及 ¾ ローラ 2 2 2は、 エアーシリンダ 2 1 4の駆動に伴う移動部材 2 1 5の移動に^ ぃ長孔 2 1 2 aに沿って移動する。 この結果、 下部レバ一 2 1 8はピン 2 1 Ί 回動中心として図中時計方向に若干回動し、 その先端部の位置を上昇させる。 力 かる移動に伴う最終位置で下部レバ一 2 1 8の先端部の上端面位置は支持部材 2 1 3の先端部の上端面位置と一致する。 すなわち、 この高さ位置で異形鋼板を T 方から支持するようになっている。

上部レバー 2 2 0は L字状の部材で、 その基端部はピン 2 1 9の部分から下 に垂下しており、 その下端部が、 下部レバー 2 1 8の前方への移動に伴い、 支 部材 2 1 3から水平方向に突出させた当接部材 2 2 3に当接するようになつてい る。 この結果、 かかる当接状態で下部レバ一 2 1 8がさらに前方に移動すること により上部レバー 2 2 0はピン 2 2 1を回動中心として図中反時計方向に回動 る。 かくして、 上部レバー 2 2 0の先端部の下面と下部レバー 2 1 8の先端部 C 上面とが接近して当接する状態となる。 したがって、 上部レバー 2 2 0の先端 ¾ と下部レバ一 2 1 8の先端部との間に異形鋼板が存在すればこれを両レバー 2 1 8、 2 2 0の先端部で摑むことができる。 このときの異形鋼板を摑むカはスプリ ング 2 2 4により調節できる。 すなわち、 スプリング 2 2 4の一端は下部レバー 2 1 8に、 また他端は上部レバ一 2 2 0にそれぞれ固定してあり、 ピン 2 1 9 ¾ 回動中心として上部レバ一 2 2 0を図中時計方向に回動する回動力を上部レバー 2 2 0に常時付与している。

鋼板検出センサ 2 2 5は支持部材 2 1 3の先端部に配設してあり、 異形鋼板に 対する距離が所定値以下になったときその検知信号を送出するもので、 例えば ifi 接センサで好適に形成し得る。 摑み状態検出センサ 2 2 6は下部レバ一 2 1 8 C 先端部の上端面に配設してあり、 上部レバ一 2 2 0の先端部とで摑み状態になつ たときその検出信号を送出するものであり、 これも例えば近接センサで好適に ¾ 成し得る。

かかる搬送アームは、 全体が異形鋼板等、 当該摑み作業の対象物に対して接 するように移動される。 かかる接近動作に際しては、 当該搬送アームの全体が図 中左方向に移動される。 この移動の際の先端部である支持部材 2 1 3に配設され た鋼板検出センサ 2 2 5が異形鋼板の下方に位置した時点で、 この異形鋼板の存 在を鋼板検出センサ 2 2 5が検出する。 当該搬送アームの全体の移動はこの時点 で停止される。

鋼板検出センサ 2 2 5が異形鋼板を検出した時点で、 異形鋼板に対する基台 I I I 及び駆動手段 IVの相対位置は固定される。 かかる状態で、 駆動手段 IVであるェ ァ一シリンダ 2 1 4を駆動し、 移動部材 2 1 5を前方 （図中左方向。 以下、 同じ 。 ） に移動して下部レバー 2 1 8及び上部レバ一 2 2 0を同方向に移動する。 こ の移動に伴い長孔 2 1 2 aに沿って移動するピン 2 2 1及びローラ 2 2 2により 、 下部レバ一 2 1 8がピン 2 1 7を回動中心として反時計方向に回動しつつその 位置を上昇される。 上部レバ一 2 2 0はその下部が当接部材 2 2 3に当接し、 か 力、る状態でさらに前方に移動することにより、 ピン 2 1 9を回動中心として反時 計方向に回動する。 この結果、 かかる移動の最終段階では、 下部レバ一 2 1 8の 先端部の上端面が支持部材 2 1 3の先端部の上端面とが面一の状態となって下力 力、ら異形鋼板を支持するとともに、 上部レバ一 2 2 0と下部レバー 2 1 8との ^E で異形鋼板を摑むことができる。 正規に摑んだことは摑み状態検出センサ 2 2 6 が検出する。

第 3 5図は上記実施例に係る搬送アームを有する搬送装置を用いた突合せ時の 態様を概念的に示す説明図である。 同図は鋼板 1に異形鋼板 2 2 7を突き合わせ る場合であり、 第 2図と同一部分には同一番号を付してある。 本例は、 第 2図に 示す場合と同様の作業により鋼板 1の位置決めを行った後、 この鋼板 1に対して 異形鋼板 2 2 7を突き合わせる場合である。 本実施例は、 第 3 3図及び第 3 4 11 に示す搬送アームを 2個 （この数には特別な限定はない。 ） 有している。 図中の A、 Bがこの搬送アームである。 なお、 第 3 5図中、 第 2図と同一部分には同一 番号を付している。 このため重複する説明は省略する。

かかるシステムにおいては、 溝 1 1に沿って搬送アーム A、 Bを移動すること によりそれぞれ個別に異形鋼板 2 7の端部を摑む。 すなわち、 搬送アーム Aが先 に異形鋼板 2 2 7の下方に位置するので、 この位置で摑み動作を行ない、 その状 態で待機しておく。 搬送アーム Bはさらに前進し、 異形鋼板 2 2 7の下方に位雇 した状態で摑み動作を行う。 力、くして異形鋼板 2 2 7は搬送アーム A、 Bでそ 端部の 2箇所を摑まれた状態となる。 かかる状態で搬送アーム A、 Bを同期させ 、 同量づづ鋼板 1の突合せ面に向けて平行移動させる。 かくして、 最終的に異形 鋼板 2 2 7の突合せ端面を鋼板 1の突合せ端面に当接させる。 このときの摑み丈 はスプリング 2 2 4で調節するようになっているので、 下部レバ一 2 1 8及び止 部レバー 2 2 0と異形鋼板 2 2 7との間の滑りにより鋼板 1の端面に対する異形 鋼板 2 2 7の多少の位置ズレは吸収できる。 かくして、 第 3 5図に示すように鋼 板 1に対する突合せが行われる。 このときの溶接線を図中に 2 2 8の符号を付し て示す。 産業上の利用可能性

以上のように本発明に係る溶接システムは、 テーラドブランク溶接等の突き^ わせ溶接を行うシステムとして有用なものとなる。

Claims

請求の範囲 . 被溶接材が載匱される水平面を形成するテーブルを有する溶接ステージと 前記テ一ブルの上面に載置する被溶接材の端面同志を突き合わせて溶接す 突き合わせ溶接に先立ち、 テーブルの上面から上方に突出した状態で一方の ¾ 溶接材の端面を当接させてこの被溶接材の端面の位置決めを行うとともに、 溼 接時にはテーブルの上面から下方に退避するように構成した基準プレートを ¾ する基準位置決め手段と、

前記テ一ブルの上面に載置した被溶接材を前記基準プレート又は基準プレ トに突き当てることにより位置決めが完了した一方の被溶接材の端面に向けて 搬送する被溶接材の搬送手段と、

両端部を垂直な端部支柱で支持され前記溶接ステージを跨いでその上方にフ 平に配設されている水平ビームと、

この水平ビーム上を水平方向に走行するキャリッジと、

このキヤリッジに搭載され、 このキヤリッジとともに溶接線に沿って移動 ることにより溶接ステージに載置された被溶接材の溶接部を溶接する溶接へッ ドとを有するとともに、

この溶接へッドは、 被溶接材に対しレーザ光照射とアーク放電とを同時に つて前記被溶接材を溶接するレーザ ·アーク複合溶接へッ ドであって、 しかもそのアーク電極を、 前記被溶接材に照射されるレーザ光の光軸方向と 直交する方向に移動することにより、 被溶接材におけるレーザ光照射位置に ¾ する前記アーク電極の前記直交方向位置を調整するアーク電極位置調整手段 ¾ 具備するものであることを特徴とする溶接システム。

. 被溶接材が載置される水平面を形成するテーブルを有する溶接ステージと 前記テ—ブルの上面に載置する被溶接材の端面同志を突き合わせて溶接す《 突き合わせ溶接に先立ち、 テーブルの上面から上方に突出した状態で一方の初 溶接材の端面を当接させてこの被溶接材の端面の位置決めを行うとともに、 溼 接時にはテ一ブルの上面から下方に退避するように構成した基準プレートを^ する基準位置決め手段と、

前記テ一ブルの上面に載置した被溶接材を前記基準プレート又は基準プレ - トに突き当てることにより位置決めが完了した一方の被溶接材の端面に向けて 搬送する被溶接材の搬送手段と、

両端部を垂直な端部支柱で支持され前記溶接ステージを跨いでその上方に 平に配設されている水平ビームと、

この水平ビーム上を水平方向に走行するキヤリッジと、

このキャリッジに搭載され、 このキャリッジとともに溶接線に沿つて移動 ることにより溶接ステージに載置された被溶接材の溶接部を溶接する溶接へッ ドとを有するとともに、

この溶接へッドは、 被溶接材に対しレーザ光照射とアーク放電とを同時に fi つて前記被溶接材を溶接するレーザ ·アーク複合溶接へッドであって、 しかもそのアーク電極を、 レーザ光の光軸に対して傾斜させることにより、 アーク電極の傾斜角度を調整するアーク電極傾斜角度調整手段を具備するも C であることを特徵とする溶接システム。

. 被溶接材が載置される水平面を形成するテーブルを有する溶接ステージと 前記テ一ブルの上面に載置する被溶接材の端面同志を突き合わせて溶接す 突き合わせ溶接に先立ち、 テーブルの上面から上方に突出した状態で一方の ¾ 溶接材の端面を当接させてこの被溶接材の端面の位置決めを行うとともに、 箱 接時にはテーブルの上面から下方に退避するように構成した基準プレートを する基準位置決め手段と、

前記テ一ブルの上面に載置した被溶接材を前記基準プレ一ト又は基準プレ - トに突き当てることにより位置決めが完了した一方の被溶接材の端面に向けて 搬送する被溶接材の搬送手段と、

両端部を垂直な端部支柱で支持され前記溶接ステージを跨いでその上方にフ 平に配設されている水平ビームと、

この水平ビーム上を水平方向に走行するキャリッジと、 このキャリッジに搭載され、 このキャリッジとともに溶接線に沿つて移動す ることにより溶接ステージに載置された被溶接材の溶接部を溶接する溶接へッ ドとを有するとともに、

この溶接へッ ドは、 被溶接材に対しレーザ光照射とアーク放電とを同時に行 つて前記被溶接材を溶接するレーザ ·アーク複合溶接へッドであって、 しかもそのアーク電極を、 被溶接材におけるレーザ光照射位置に対して近接 又は離間させることにより、 前記レーザ光照射位置と前記アーク電極との距離 を調整するアーク電極距離調整手段を具備するものであることを特徴とする滗 . 被溶接材が載置される水平面を形成するテーブルを有する溶接ステージと 前記テ一ブルの上面に載置する被溶接材の端面同志を突き合わせて溶接する 突き合わせ溶接に先立ち、 テーブルの上面から上方に突出した状態で一方の ¾ 溶接材の端面を当接させてこの被溶接材の端面の位置決めを行うとともに、 ^ 接時にはテ一ブルの上面から下方に退避するように構成した基準プレートを する基準位置決め手段と、

前記テ一ブルの上面に載置した被溶接材を前記基準プレート又は基準プレ― 卜に突き当てることにより位置決めが完了した一方の被溶接材の端面に向けて 搬送する被溶接材の搬送手段と、

両端部を垂直な端部支柱で支持され前記溶接ステージを跨いでその上方にフ] 平に配設されている水平ビームと、

この水平ビーム上を水平方向に走行するキヤリッジと、

このキヤリッジに搭載され、 このキヤリッジとともに溶接線に沿って移動す ることにより溶接ステージに載置された被溶接材の溶接部を溶接する溶接へッ ドとを有するとともに、

この溶接へッ ドは、 被溶接材に対しレーザ光照射とアーク放電とを同時に行 つて前記被溶接材を溶接するレーザ'アーク複合溶接へッドであって、 しかもそのアーク電極を、 前記被溶接材に照射されるレーザ光の光軸方向と 直交する方向に移動することにより、 被溶接材におけるレ一ザ光照射位置に ¾ する前記アーク電極の前記直交方向位置を調整するアーク電極位置調整手段と 前記アーク電極を、 レーザ光の光軸に対して傾斜させることにより、 アーク 電極の傾斜角度を調整するアーク電極傾斜角度調整手段と、

前記アーク電極を、 被溶接材におけるレーザ光照射位置に対して近接又は齄 間させることにより、 前記レーザ光照射位置と前記アーク電極との距離を調整 するアーク電極距離調整手段とからなるアーク電極調整機構を具備するものて あることを特徴とする溶接システム。

. 請求の範囲第 4項において、

アーク電極調整機構は、

溶接へッドのノズルの両側部に平.行に形成するとともに、 前記被溶接材に 射するレーザ光の光軸方向に長い長穴を有し、 この長穴にアーク電極支持部お の両端部を揷通させる一対のフランジ取付面と、

前記光軸方向に長 、長穴を有し、 この長穴を介してねじによりフランジ取 面に固定されるとともに、 前記アーク電極支持部材が傾動可能な大きさの穴 ¾ 有し、 この穴に前記アーク電極支持部材の両端部を揷通する第 1フランジと、 前記フランジ取付面と前記第 1フランジとの間に介設され、 且つ、 前記フラ ンジ取付面の長穴の周囲を囲む第 1シール部材と、

前記第 1 フランジの外面にねじにより固定されるとともに、 前記アーク電程 支持部材の両端部を揷通するための前記第 1フランジの穴よりも大きな穴を し、 且つ、 この穴の外側部分には、 全周に亘つて内側に突設するとともに内眉 がアーク電極支持部材の外周よりも大きくて前記アーク電極支持部材の傾動力' 可能な突部を有する第 2フランジと、

この第 2フランジの穴の内周面に沿って配置されてアーク電極支持部材のタ i 周を囲み、 ねじを締めて前記第 2フランジを前記第 1フランジに固定したとき 、 前記第 2フランジの突部によって押しつぶさることにより、 前記アーク電極 支持部材と前記第 2フランジとの隙間を塞ぎ、 且つ、 反力で前記アーク電極^ 持部材を固定する第 2シール部材と、 を有してなることを特徽と溶接システム。

. 請求の範囲第 4項において、

アーク電極調整機構は、

アーク電極支持部材を揺動自在に支持する支持部材と、

溶接へッ ドのノズルの側部に固定された第 1縦スライ ドガイドと、 この第 1縦スライドガイドによって前記被溶接材に照射されるレーザ光の^ 軸方向に案内される第 2縦スライドガイドと、

前記第 1縦スライドガイドに螺合され、 且つ、 先端部が前記支持部材に回車 自在に結合されて、 前記支持部材及び前記アーク電極支持部材とともにアーク 電極を前記光軸方向と直交する方向に移動させる横送りねじと、

前記第 1縦スライドガイドに螺合され、 且つ、 先端部が前記アーク電極支 部材に回転自在で且つ揺動可能に結合されて、 前記アーク電極支持部材ととも に前記アーク電極を揺動させるスィング用送りねじと、

前記第 1縦スライドガイドに螺合され、 先端が前記第 2縦スライドガイド d 底面に当接して、 前記第 2縦スライドガイド、 前記支持部材及び前記アーク霄 極支持部材とともに前記ァ一ク電極を前記光軸方向に移動させる縦送りねじと を有してなることを特徵とする請求項 4記載のレーザ ·アーク複合溶接へット . 被溶接材が載置される水平面を形成するテ一ブルを有する溶接ステージと 前記テ一ブルの上面に載置する被溶接材の端面同志を突き合わせて溶接する 突き合わせ溶接に先立ち、 テーブルの上面から上方に突出した状態で一方の初 溶接材の端面を当接させてこの被溶接材の端面の位置決めを行うとともに、 接 接時にはテーブルの上面から下方に退避するように構成した基準プレートを确 する基準位置決め手段と、

前記テーブルの上面に載置した被溶接材を前記基準プレー卜又は基準プレ- トに突き当てることにより位置決めが完了した一方の被溶接材の端面に向け 搬送する被溶接材の搬送手段と、 両端部を垂直な端部支柱で支持され前記溶接ステージを跨いでその上方にフ] < 平に配設されている水平ビームと、

この水平ビーム上を水平方向に走行するキヤリッジと、

このキヤリッジに搭載され、 このキヤリッジとともに溶接線に沿って移動す ることにより溶接ステージに載置された被溶接材の溶接部を溶接する溶接へッ ドとを有するとともに、

この溶接へッドは、 被溶接材に対しレーザ光照射とアーク放電とを同時に行 つて前記被溶接材を溶接するレーザ'アーク複合溶接へッドであって、 アーク電極の支持部にアーク電極の軸線に沿うガス流を噴出 ·生起するガス 流生起手段を設けたものであることを特徵とする溶接システム。

. 被溶接材が載置される水平面を形成するテーブルを有する溶接ステージと 前記テーブルの上面に載置する被溶接材の端面同志を突き合わせて溶接する 突き合わせ溶接に先立ち、 テーブルの上面から上方に突出した状態で一方の ¾ 溶接材の端面を当接させてこの被溶接材の端面の位置決めを行うとともに、 滗 接時にはテーブルの上面から下方に退避するように構成した基準プレートを ¾ する基準位置決め手段と、

前記テ一ブルの上面に載置した被溶接材を前記基準プレ一ト又は基準プレ一 トに突き当てることにより位置決めが完了した一方の被溶接材の端面に向けて 搬送する被溶接材の搬送手段と、

両端部を垂直な端部支柱で支持され前記溶接ステージを跨いでその上方にフ 平に配設されている水平ビームと、

この水平ビーム上を水平方向に走行するキヤリッジと、

このキヤリッジに搭載され、 このキヤリッジとともに溶接線に沿って移動す ることにより溶接ステージに載置された被溶接材の溶接部を溶接する溶接へッ ドとを有するとともに、

この溶接へッドは、 レーザ光の外側にアーク電極を配置して被溶接材に対し レーザ光照射とアーク放電とを同時に行って前記被溶接材を溶接するレーザ · アーク複合溶接へッドであって、 しかもそのアーク電極を、 同一の溶接へッド内においてレーザ光の外側に配 置すると共に、 同アーク電極の支持部にアーク電極の軸線に沿うガス流を噴 ί± •生起するガス流生起手段を設けたものであることを特徵とする溶接システム . 請求の範囲第 8項において、

アーク電極は、 レーザ光を囲繞するリング状の支持部材に周方向へ所定間隔 離間して複数本取り付けられ、 溶接方向によって選択的に使用可能になってい ることを特徵とする溶接システム。

0 . 被溶接材が載置される水平面を形成するテーブルを有する溶接ステージ と、

前記テ一ブルの上面に載置する被溶接材の端面同志を突き合わせて溶接す る突き合わせ溶接に先立ち、 テーブルの上面から上方に突出した状態で一 ¾ の被溶接材の端面を当接させてこの被溶接材の端面の位置決めを行うととも に、 溶接時にはテ一ブルの上面から下方に退避するように構成した基準プレ ―トを有する基準位置決め手段と、

前記テーブルの上面に載置した被溶接材を前記基準プレート又は基準プレ 一トに突き当てることにより位置決め力く完了した一方の被溶接材の端面に^ けて搬送する被溶接材の搬送手段と、

両端部を垂直な端部支柱で支持され前記溶接ステージを跨いでその上方に 水平に配設されている水平ビームと、

この水平ビーム上を水平方向に走行するキヤリッジと、

このキヤリッジに搭載され、 このキャリッジとともに溶接線に沿って移 S することにより溶接ステージに載置された被溶接材の溶接部を溶接する溶接 へッドとを有するとともに、

前記基準位置決め手段は、

—方の被溶接材を載置する第 1のテーブルに対し、 この被溶接材と突き^ わせ溶接を行う他方の被溶接材を載置する第 2のテーブルを接離可能に分害 1 し、 一方の被溶接材の端面の位置決めを行う際には、 第 2のテーブルを 1のテ一ブルに対して離反させた状態で基準プレートを第 1のテーブルの 面から上方に突出させるとともに、

一方の被溶接材の端面の位置決め作業が終了した後、 基準プレートを第 1 のテ一ブルの上面から下方に退避させて第 2のテ一プルを第 1のテ一ブルに 向けて移動し、 その端面が第 1のテーブルの端面に当接して退避した基準フ レ一卜の上方の空間を閉塞するように構成したものであり、

また上記溶接へッドは、

被溶接材に対しレーザ光照射とアーク放電とを同時に行つて前記被溶接お を溶接するレーザ'アーク複合溶接へッ ドであって、

しかもそのアーク電極を、 前記被溶接材に照射されるレーザ光の光軸方 [S と直交する方向に移動することにより、 被溶接材におけるレーザ光照射位 S に対する前記アーク電極の前記直交方向位置を調整するアーク電極位置調蓥 手段を具備するものであることを特徴とする溶接システム。

. 被溶接材が載置される水平面を形成するテーブルを有する溶接ステ一シ と、

前記テ一ブルの上面に載置する被溶接材の端面同志を突き合わせて溶接 る突き合わせ溶接に先立ち、 テーブルの上面から上方に突出した状態でー の被溶接材の端面を当接させてこの被溶接材の端面の位置決めを行うととも に、 溶接時にはテ一ブルの上面から下方に退避するように構成した基準プレ ―トを有する基準位置決め手段と、

前記テ―ブルの上面に載置した被溶接材を前記基準プレ一ト又は基準プし ートに突き当てることにより位置決めが完了した一方の被溶接材の端面に^ けて搬送する被溶接材の搬送手段と、

両端部を垂直な端部支柱で支持され前記溶接ステージを跨いでその上方に 水平に配設されている水平ビームと、

この水平ビーム上を水平方向に走行するキヤリッジと、

このキャリッジに搭載され、 このキャリッジとともに溶接線に沿つて移 S することにより溶接ステージに載置された被溶接材の溶接部を溶接する溶 g へッドとを有するとともに、

前記搬送手段は、 複数本の搬送ァームを有し、 これら複数本の搬送ァ一ムを異形部材である 被溶接材に向けて平行移動し.、 各搬送ァ一ムの被溶接材検出センサが被溶接 材を検出する毎に当該搬送アームの駆動手段を駆動してその上部レバ一及 下部レバー間で被溶接材の端部を摑むとともに、 この状態を摑み状態検出セ ンサで検出し、 全ての搬送アームが被溶接材を摑んだ状態が検出された後、 各搬送アームを同量づっ平行移動して所定位置まで搬送するようにしたも C であり、

さらに前記搬送アームは、

先端部に被溶接材検出センサを有するとともに異形の被溶接材に向かって 移動するように構成した基台と、

この基台に配設した駆動手段と、

この駆動手段の駆動により上記基台から前方に突出するとともに、 この蓮 台に対し、 一方向に回動して上記異形の被溶接材の下方からこの被溶接材に 当接する下部レバーと、

前記駆動手段の駆動により前記下部レバーと一体的に前記基台から前方に 突出するとともに、 この基台に対して反対方向に回動して前記被溶接材の 方からこの被溶接材に当接する上部レバーとを有し、

前記被溶接材検出センサが前記被溶接材を検出した後、 前記上部レバー び下部レバーを回動させてこれら上部レバ一及び下部レバーの間で前記被溼 接材の端部を摑むように構成したものであり、

また上記溶接へッ ドは、

被溶接材に対しレーザ光照射とアーク放電とを同時に行つて前記被溶接お を溶接するレーザ'アーク複合溶接へッドであって、

しかもそのアーク電極を、 前記被溶接材に照射されるレーザ光の光軸方^ と直交する方向に移動することにより、 被溶接材におけるレーザ光照射位僵 に対する前記アーク電極の前記直交方向位置を調整するアーク電極位置調蓥 手段を具備したものであることを特徴とする溶接システム。

ることを特徵とする溶接システム。

. 被溶接材が載置される水平面を形成するテーブルをそれぞれ有し、 相 5 に隣接して配設してある複数の溶接ステージと、

両端部を垂直な端部支柱で支持され各溶接ステージを跨いでその上方に水 平に配設されている水平ビームと、

隣接する前記溶接ステージ間で前記水平ビ一ムの途中を支える中間支柱と 前記水平ビーム上を水平方向に走行するキヤリッジと、

前記各テ一ブルの上面に載置する被溶接材の端面同志を突き合わせて溶接 する突き合わせ溶接に先立ち、 各テーブルの上面から上方に突出した状態で 一方の被溶接材の端面を当接させてこの被溶接材の端面の位置決めをそれそ れ行うとともに、 溶接時には各テーブルの上面から下方に退避するように耩 成した基準プレートをそれぞれ有する複数の基準位置決め手段と、

前記各テーブルの上面にそれぞれ載置した被溶接材を前記基準プレートヌ は基準プレートに突き当てることにより位置決めが完了した一方の被溶接材 の端面に向けてそれぞれ搬送する複数の被溶接材の搬送手段と、

前記キャリッジに搭載され、 このキャリッジとともに溶接線に沿って移 ¾ することにより前記各溶接ステ一ジに載置された各被溶接材の溶接部を溶接 する溶接へッ ドとを有するとともに、

この溶接へッドは、 被溶接材に対しレーザ光照射とアーク放電とを同時に 行って前記被溶接材を溶接するレーザ'アーク複合溶接へッドであって、 しかもそのアーク電極を、 前記被溶接材に照射されるレーザ光の光軸方向 と直交する方向に移動することにより、 被溶接材におけるレーザ光照射位置 に対する前記アーク電極の前記直交方向位置を調整するアーク電極位置調整 手段を具備するものであり、

さらに前記水平ビームの一方の端部を初期位置とするキヤリッジの一方向 への移動に伴い所定の溶接速度で各溶接ステージの被溶接材を溶接するとと もに、 水平ビームの他方の端部迄移動して全てのステ一ジの被溶接材の溶接 が終了した時点で、 溶接速度より高速で反対方向へ移動して初期位置に至り

、 再度水平ビームに沿 1/、その他方の端部へ向けて移動しつつ所定の溶接作業 を行うように構成したことを特徴とする溶接システム。