JP4754314B2 - 溶接機のトリム屑除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、鋼板の突合せ溶接等の完了後に突合せ部をトリム成形する際に発生するトリム屑を、溶接機のトリマーから除去する装置に関するものである。

鋼板端部を自動的に突合せ溶接する溶接機は、例えば特許文献１に示されるように鉄鋼業において広く用いられているが、その溶接部にはビードやスパッタが発生するため、溶接完了後にトリマーと呼ばれる刃物を溶接線に沿って往復させ、これらを切削除去して鋼板表面を平滑にトリム成形している。

図１に示すようにトリマー１は上下一対のもので、それぞれが突状の刃先２を備えている。このため、鋼板表面をトリム成形するときに発生した線状のトリム屑が次第に刃先２に絡み付くことが避けられない。このトリム屑は放置すると次回トリム屑除去時に鋼板とトリマー刃の間にかみこむため、その除去が必要となる。

そこで従来は、図２に示すように、トリマー１の外形に対応する凹部３を備えた形状の厚鋼板からなるスクレーパー４をホルダー５の先端に取り付け、これをシリンダー等により上下のトリマー１の間に押し込んでトリム屑を掻き取るトリム屑除去装置を用いていた。しかしながら、スクレーパー４が厚鋼板の場合、トリム屑がスクレーパー４とトリマー１との間に噛み込んでしまい、スクレーパー４が停止してしまうことがあった。

そこでスクレーパー４をゴム板に変更してみたが、溶接による余熱でトリマー１やトリム屑が高温になるため、ゴム板が焦げたり燃え出したりして危険であった。またトリム屑が焦げつかない程度の温度であってもゴムの腰が弱く、ゴム厚みを厚くしてもトリム屑をトリマー１から掻きとれない場合があった。

また図３のように、スクレーパー４をワイヤブラシとすることも試みたが、ブラシ長が長いときは腰が弱くトリム屑を掻きとれず、ブラシ長が短いときはブラシ目にトリム屑が残り、次回のトリム屑除去のときに残ったトリム屑と新しいトリム屑が引っ掛かってトラブルが発生することがあった。このように従来はトリム屑が確実に除去できないため、トリム屑除去装置の稼動を自動化してもトリム屑が引っ掛かる度にオペレーターが機側に赴いて除去しなければならず、本当の意味での自動溶接作業や無人化を実現できなかった。

なお、特許文献２や特許文献３には溶接部のスパッタをトリマーにより除去する装置が記載されているが、これはトリマーにより除去し切れなかったスパッタをワイヤブラシや真空吸引により除去しようとするもので、トリマーに付着したトリム屑の除去には言及していない。
特開平1−４２８００号公報 特開平６−５８０号公報 特開平９−９４６７８号公報

本発明は前記のような課題を解決して、溶接部をトリム成形したトリマーに残っているトリム屑を自動的に確実に除去することができる溶接機のトリム屑除去装置を提供することを目的とするものである。

本発明者は上記課題を解決するために、スクレーパーの材質、形態を鋭意検討、試験したところ、スクレーパーに極薄の金属板を用い、さらには該極薄金属板より小さい同形状の補強板で除去装置に固定することで、より腰を強めてトリム屑を除去できることを確認した。

本発明は上記の知見に基づいてなされたもので、溶接部をトリマーによりトリム成形する際に発生するトリム屑をスクレーパーによりトリマーから除去する装置であって、このスクレーパーがトリマーの外形に対応する凹部を備えた極薄金属板からなることを特徴とするものである。なお、前記スクレーパーの厚みが０．０１mm〜２mmであることが好ましく、前記スクレーパーとトリマーとのクリアランスは０．1mm以上１０mm以下であることが好ましい。また、前記スクレーパーはその前面に、スクレーパーに準ずる形状であって、スクレーパーより小さい補強板を備えた構造としたり、その前後両面に、スクレーパーに準ずる形状であって、スクレーパーより小さい補強板を備えた構造としたりすることができる。

本発明の装置では、トリマーの外形に対応する凹部を備えた極薄金属板からなるスクレーパーを用い、トリム屑をトリマーから除去する。このスクレーパーは適度の剛性と弾性とを備えたものであるため、トリム屑をトリマーから確実に除去することが可能となり、溶接作業の自動化、無人化に大きく貢献することができる。特にスクレーパーの厚み、スクレーパーとトリマーとのクリアランスを請求項２、３に記載の範囲とし、その前面または前後両面に補強板を備えた構造とすれば、最も好ましい効果を得ることができる。

以下に図４〜図７を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態を示す。
図４は本発明の第１の実施形態を示す図であり、トリマー１の刃先２に絡み付いたトリム屑を、トリマー１の外形に対応する凹部を備えたスクレーパー１０によって除去することは、図２につき説明したものと同様である。前記したとおり、鋼板の突合せ溶接機の場合にはトリマー１は鋼板の表裏両面に配置されており、スクレーパー１０は上下のトリマー１の間にシリンダー等の駆動手段によって押し込まれる。

本発明ではこのスクレーパー１０として、極薄金属板が用いられる。スクレーパー１０は図４のようにトリマー外形に合わせた形状であり、鋼板、ジュラルミン、アルミ、チタンなど材質は特に限定しないが、引張り強さが４５０ＭＰａ以上の比較的腰が強い材料であることが好ましい。該極薄金属板の厚みはトリムする溶接部のバリの大きさにもよるが、０．０１〜２mm程度の範囲で実際に除去テストを実施して決定すればよい。０．０１mm未満では腰が弱くて極薄金属板が変形してしまい、トリム屑を掻きとれない。２mm超の場合、厚過ぎてスクレーパー１０とトリマー１の間にトリム屑が噛み込んでトリム屑除去装置が停止してしまう。本発明者の実験では、最も好ましい厚みは０．１〜０．５mmであった。

また、スクレーパー１０とトリマー１との間のクリアランスの設定も重要で、図５のように０．１mm以上１０mm以下とすることが好ましい。クリアランスが０．１mm未満では、スクレーパー１０とトリマー１の間にトリム屑が噛み込んでしまいトリム屑除去装置が停止してしまう。逆に１０mm以上ではトリム屑を除去できない場合がある。より好ましくは０．１mm以上２．０mm以下である。

図４の実施形態では、極薄金属板のスクレーパー１０は、トリム屑除去装置のホルダー１１と、スクレーパー１０の前面に配置された補強板１２とでスクレーパー１０を挟むように取り付けられている。このように固定することで、補強板１２よりはみ出したスクレーパー部の腰がより強くなり、トリム屑を確実に掻きとることができる。

補強板１２は、図５に示すようにスクレーパー１０に準ずる形状であって、スクレーパー１０をガタツキなくホルダー１１に固定できる厚みであればよく、目安としては１．０〜５．０mm程度の鋼板またはそれに順ずる強度がある材料であればよい。全体のサイズは目安としてスクレーパー１０よりも１．０〜３０mm程度小さくする。１．０mm未満では極薄金属板のスクレーパー１０とトリマー１の間にトリム屑が噛み込んでトリム屑除去装置が停止してしまうおそれがあり、３０mm超ではスクレーパーの腰が弱くなりトリム屑を掻き取れないためである。

図６は本発明の第２の実施形態を示すもので、スクレーパー１０の前後両面に、スクレーパーに準ずる形状であって、スクレーパー１０より小さい補強板１２、１３を配置し、２枚の補強板１２、１３でスクレーパー１０を挟むように除去装置のホルダー１１に固定してある。このような構造とすれば、スクレーパー１０がより安定し、前後何れの方向に移動する際にも優れた除去効果を発揮することができる。

図６に示した構造のスクレーパー１０を用い、鋼板突き合せ溶接部をトリム成形する際に発生するトリム屑をトリマーから除去するテストを行った。使用したスクレーパー１０は厚さが０.２mmの未焼鋼板からなるものである。また対比のために、スクレーパーの材質をゴムとした場合と、ワイヤブラシとした場合とについても実験した。

その結果は図７に示すとおりであり、スクレーパーの材質をゴムとした場合には１００回中２９回の掻き取り失敗があり、ワイヤブラシとした場合には１８回の掻き取り失敗があったが、本発明の場合には掻き取り失敗はゼロとなった。このように本発明によればトリム屑をトリマーから自動的に確実に除去することができるので、溶接ラインの完全自動化に大きく寄与することができる。

従来の問題点を示す斜視図である。 発明者による試作品を示す斜視図である。 発明者による他の試作品を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態を示す斜視図である。 スクレーパーとトリマーとの間のクリアランスの説明図である。 本発明の第２の実施形態を示す斜視図である。 テスト結果を示すグラフである。

符号の説明

１ トリマー
２ 刃先
３ 凹部
４ スクレーパー
５ ホルダー
１０ スクレーパー（本発明）
１１ ホルダー（本発明）
１２ 補強板
１３ 補強板

Claims (3)

1. 溶接部をトリマーによりトリム成形する際に発生するトリム屑をスクレーパーによりトリマーから除去する装置であって、このスクレーパーがトリマーの外形に対応する凹部を備え、厚みが０．０１mm〜２mmの極薄金属板からなり、前記スクレーパーがその前面もしくはその前後面に、スクレーパーに準ずる形状であって、スクレーパーより小さい補強板を備え、前記補強板のサイズは前記スクレ−パーよりも１．０〜３０ｍｍ小さいことを特徴とする溶接機のトリム屑除去装置。
2. 前記スクレーパーとトリマーとのクリアランスは０．1mm以上１０mm以下であることを特徴とする請求項１に記載の溶接機のトリム屑除去装置。
3. 前記スクレーパーは、引張強さが４５０ＭＰａ以上の材料であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の溶接機のトリム屑除去装置。

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