JP2004017138A

JP2004017138A - Working or inspection apparatus, and build-up welding apparatus

Info

Publication number: JP2004017138A
Application number: JP2002179692A
Authority: JP
Inventors: Shozo Kami; 上　　正　三; Yoshitaka Kawakami; 川　上　　善　孝; Ryoichi Tanaka; 田　中　　良　一; Hirotake Sano; 佐　野　　博　丈
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Welding Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2004-01-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform homogeneous working or inspection for a short period of time e.g. to homogeneously perform automatic build-up welding to the inner surface of a steel vessel for a short period of time. <P>SOLUTION: The apparatus comprises: rise and fall guide mechanisms 4-8 containing a horizontal upper rail 4, a horizontal lower rail 5, a saddle 7 guided by the upper rail 4 and capable of horizontally moving, a vertical rail 6 and a shoe 8 for fixing the lower part thereof to the lower rail 5; a hoisting and lowering platform 31 hoistably and lowerably guided by the vertical rail and z electromotive drive mechanisms 35-40 for hoisting and lowering the platform 31; an x carrier 44 and x drive mechanisms 41-46 capable of reciprocally driving the carrier in the x direction; a y carrier 51 and y electromotive drive mechanisms 48-54 driving the carrier back and forth in the horizontal y direction; and a working tool or an inspector 59 supported by the y carrier 51. Furthermore, the apparatus has a copying and controlling circuit 62 for maintaining the working tool 59 at the constant distance in the y direction with respect to the working object; and an oscillation device 56 for reciprocally driving the working tool 59 in the x direction. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、垂直な物体の立向加工又は立向検査に関し、特に、加工具又は検査器を垂直方向に走査駆動する立向加工又は検査に関する。具体的には、これに限定する意図ではないが、たとえば垂直円筒状の圧力容器の内表面の肉盛溶接がある。
【０００２】
【従来の技術】
タンク壁の厚み減少を補い、しかも磨耗を抑制するために、内表面にステンレス板を内張りするとか、肉盛溶接によってステンレスを肉盛することが考えられるが、これらは新規に圧力容器を建設する場合の、構造材の製造過程では適しているかもしれない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、建設後長い年月を経て薄肉化した圧力容器の厚肉化修復においては、ステンレス板の内張りでは、板全面を圧力容器の内表面に密着接合するのが難しい。他方、人手による肉盛溶接は、タンク内に足場を組むとかゴンドラを吊り下げてその上に作業員が乗って行うことになるが、作業用ハッチ口はあるものの、作業環境が悪く、作業能率が低く、また、均質な肉盛は望めない。圧力容器の操業を長期間休まざるを得なくなる。
【０００４】
本発明は、均質な加工又は検査を短期間で行うことを第１の目的とし、圧力容器などの鋼容器の内面の自動肉盛溶接を均質に短期間で行うことを第２の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）水平上レール（４），水平下レール（５），前記水平上レールによって案内され水平移動が可能なサドル（７），該サドルで支持された垂直レール（６）、および、該垂直レールの下部に装備され前記水平下レールに固定する手段を持つ位置決めシュー（８）、を含む昇降案内機構（４〜８）；
前記垂直レールで昇降可に案内される昇降台（３１）および該昇降台を昇降駆動するｚ駆動機構（３５〜４０）；
ｘ移動台（４４）、および、前記昇降台で支持されｘ移動台を水平ｘ方向に往復駆動できるｘ駆動機構（４１〜４６）；
ｙ移動台（５１）、および、ｘ移動台で支持されｙ移動台を水平ｙ方向に前後駆動するｙ駆動機構（４８〜５４）；および、
ｙ移動台で支持される加工具又は検査器（５９）；
を備える加工又は検査装置。
【０００６】
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素の記号を、例示として参考までに付記した。以下も同様である。
【０００７】
これによれば、サドル（７）およびシュー（８）を、水平上，下レール（４，５）に沿って所定位置に動かして固定し、ｘ駆動機構（４１〜４６）およびｙ駆動機構（４８〜５４）で加工または検査の対象に対する加工具又は検査器のｘおよびｙ位置を設定し、或いは調整してから、ｚ駆動機構（３５〜４０）で垂直レール（６）に沿って下駆動または上駆動しつつ対象を加工又は検査する自動加工又は検査をすることができる。一回の下駆動または上駆動を終了すると、水平上，下レール（４，５）に沿って垂直レールを所定距離動かして固定し次回の自動加工又は検査をすることができる。
【０００８】
このような自動加工または検査により、均質に加工又は検査できる。加工具又は検査器を複数にすることにより、および又は、サドル（７），シュー（８），垂直レール，昇降台（３１），ｚ駆動機構（３５〜４０），ｘ移動台（４４），ｘ駆動機構（４１〜４６），ｙ移動台（５１），ｙ駆動機構（４８〜５４）および加工具又は検査器（５９）の組み合わせでなる加工又は検査ユニットを複数組にして、それらを一組の水平上，下レール（４，５）に装着することにより、複数箇所の加工又は検査を同時に並行して行うことができ、均質な加工又は検査を短期間で完了することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（２）前記サドル（７）も、自身を水平上レール（４）に固定する手段（１９）を持つ、上記（１）の装置。
【００１０】
（３）更に、加工又は検査の対象のｙ位置を検出するセンサ（６１）、および、検出したｙ位置に対応して対象に対する加工具又は検査器のｙ距離を一定に維持するように、前記ｙ駆動機構（４８〜５４）を介してｙ移動台をｙ方向に前後駆動する倣い制御手段（６２）；を備える上記（１）又は（２）の装置。
【００１１】
（４）更に、前記ｙ移動台で支持された、前記加工具又は検査器をｘ方向に往復駆動するオシレート装置（５６，５７）；を備える上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の装置。
【００１２】
（５）対象は垂直円周面であり、水平上レール（４）および水平下レール（５）は、該垂直円周面と同心のリング状のレールであって；ｘ方向が、加工具又は検査器の加工指向線又は検査指向線が対象の垂直円周面に交わる位置の円周の接線と平行である；上記（１）乃至（４）のいずれかの装置。
【００１３】
（６）対象は垂直円周面であり、水平上レール（４）および水平下レール（５）は、該垂直円周面と同心のリング状のレールであって；前記加工具又は検査器はｘ方向に延びる支持アーム（５７）で支持され；前記垂直レール（６）と前記サドル（７）およびシュー（８）との間に介挿した振り角設定楔（１６，２７）によって、支持アームが延びるｘ方向が加工具の加工指向線又は検査器の検査指向線が、加工対象の垂直円周面に交わる位置の円周の接線と平行にされた；上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の装置。
【００１４】
（７）水平上レール（４），水平下レール（５），前記水平上レールによって案内され水平移動が可能なサドル（７），該サドルで支持された垂直レール（６）、および、該垂直レールの下部に装備され前記水平下レールに固定する手段を持つ位置決めシュー（８）、を含む昇降案内機構（４〜８）；
前記垂直レールで昇降可に案内される昇降台（３１）および該昇降台を昇降駆動するｚ駆動機構（３５〜４０）；
ｘ移動台（４４）、および、前記昇降台で支持されｘ移動台を水平ｘ方向に往復駆動できるｘ駆動機構（４１〜４６）；
ｙ移動台（５１）、および、ｘ移動台で支持されｙ移動台を水平ｙ方向に前後駆動するｙ駆動機構（４８〜５４）；
ｙ移動台で支持された、トーチ支持アーム（５７）をｘ方向に往復駆動するオシレート装置（５６）；および、
前記トーチ支持アーム（５７）で支持される肉盛溶接トーチ（５９）；
を備える肉盛溶接装置。
【００１５】
（８）前記トーチ支持アーム（５７）は、ｘ方向に延び；肉盛溶接トーチ（５９）は複数個（５９ａ，５９ｂ）であって、ｘ方向に並んで前記トーチ支持アーム（５７）で支持される；上記（７）に記載の肉盛溶接装置。
【００１６】
（９）前記水平上レール（４）および水平下レール（５）は１組であるが；前記サドル（７），垂直レール（６），シュー（８），ｚ駆動機構（３５〜４０），ｘ移動台（４４），ｘ駆動機構（４１〜４６），ｙ移動台（５１），ｙ駆動機構（４８〜５４），オシレート装置（５６）、および、肉盛溶接トーチ（５９）でなる肉盛溶接ユニット（６〜８）は、それぞれが前記水平上レール（４）および水平下レール（５）に組み付けられた複数組である；上記（７）又は（８）の肉盛溶接装置。
【００１７】
（１０）前記サドル（７）も、自身を水平上レール（４）に固定する手段（１９）を持つ；上記（７）乃至（９）のいずれかの肉盛溶接装置。
【００１８】
（１１）更に、肉盛対象のｙ位置を検出するセンサ（６１）、および、検出したｙ位置に対応して肉盛対象に対する肉盛溶接トーチのｙ距離を一定に維持するように、前記ｙ駆動機構（４８〜５４）を介してｙ移動台をｙ方向に前後駆動する倣い制御手段（６２）；を備える上記（７）乃至（１０）のいずれかの肉盛溶接装置。
【００１９】
（１２）肉盛対象は垂直円周面であり、水平上レール（４）および水平下レール（５）は、該垂直円周面と同心のリング状のレールであって；ｘ方向が、肉盛溶接トーチの加工指向線が肉盛対象の垂直円周面に交わる位置の円周の接線と平行である；上記（７）乃至（１１）のいずれかの肉盛溶接装置。
【００２０】
（１３）肉盛対象は垂直円周面であり、水平上レール（４）および水平下レール（５）は、該垂直円周面と同心のリング状のレールであって；前記垂直レール（６）と前記サドル（７）およびシュー（８）との間に介挿した振り角設定楔（１６，２７）によって、トーチ支持アームが延びるｘ方向が、肉盛溶接トーチの加工指向線が肉盛対象の垂直円周面に交わる位置の円周の接線と平行にされた；上記（７）乃至（１２）のいずれかの肉盛溶接装置。
【００２１】
【実施例】
図１，図２および図３に、圧力容器の垂直壁内面１の肉盛溶接をするために設計した溶接装置を示す。圧力容器の内部には、図示しないホイストによって、リング状の上レール４（図２，図３）および下部作業台２が水平に吊り下げられている。
【００２２】
図１には、上レール４を省略して、下部作業台２を見下ろした平面図を示す。圧力容器の内部には、垂直ガイド柱３ａ，３ｂが立てられており、下部作業台２は、これらの柱３ａ，３ｂで上下方向には昇降するように案内されている。下部作業台２にはリング状の下レール５が固定されている。図１には、８台の肉盛溶接機９ａ〜９ｈを配置した態様を示す。
【００２３】
なお、参照符号９ａ〜９ｈを、総括して参照符号９で示すことがある。他の符号に関しても同様である。また、図１およびその他の図面上に、ｘ，ｙ，ｚ軸を示すが、ｚは垂直軸（上下方向に延びる軸）、ｘは圧力容器の円周状内面１の直径方向に略直交しｚ軸に直交する水平軸、ｙはｚ軸およびｘ軸に直交する水平軸である。
【００２４】
図２には、圧力容器の垂直壁内面１に対向する１つの肉盛溶接機９ａの背面を、図３には側面を示す。上レール４，下部作業台２およびその上の下レール５は何れも、圧力容器の作業用出入り口を通して搬入，搬出できるように８分割した分割片を、圧力容器の内部で、継ぎ板１４，ボルト１５等（図７）で繋いで一体化したものである。上レール４にはサドル７ａが、リング状上レール４の延びる周方向に移動自在に装着されている。このサドル７に、肉盛溶接機９ａを昇降案内する垂直レール６が吊り下げられており、垂直レール６の下端にシュー８ａが固着され、このシュー８ａはリング状下レール５の延びる周方向に移動自在である。リング状上レール４のリング上所定位置で垂直レール６を固定するように、固定具が、サドル７ａおよびシュー８ａに備わっている。垂直レール６に、肉盛溶接機９ａが装着されており、溶接ワイヤ送給装置１０（図３）が、溶接機９ａに溶接ワイヤを送給する。
【００２５】
図１に示す８台の溶接機９ａ〜９ｈは、同一仕様の同一構造のものであり、それぞれが、８本の垂直レール（６）のそれぞれに装着されている。上述の垂直レール６以外の７本の垂直レールのそれぞれの支持構造は、垂直レール６の上記支持構造と同一である。以下においては、サドル７ａ，シュー８ａ，垂直レール６および肉盛溶接機９ａでなる第１組の肉盛溶接ユニットを詳細に説明する。他の第２〜７組の肉盛溶接ユニットの構造および機能も、第１組のものと同一である。
【００２６】
図４に、上レール４を圧力容器の壁面１に固定する構造を示す。上レール４はＨ型鋼であり、それに吊り掛け具１１が固着されており、この吊り掛け具１１が圧力容器上部の図示しないホイストによって吊り支持されている。吊り掛け具１１には、ｙ方向に貫通する雌ねじ穴があり、そこに固定ねじ１２がねじ込まれている。固定ねじ１２の先端には当て具１３があり、固定ねじ１２をねじ込むことにより、当て具１３が壁面１に当接する。これらの吊り掛け具１１，固定ねじ１２および当て具１３を１ユニットとする固定ユニットが３組以上あって、上レール４のリングの周方向に均等に分布している。全固定ユニットの当て具１３を壁面１に圧接することにより、圧力容器の壁面１に対して上レール４を固定する。
【００２７】
図５にサドル７ａの上面を、図６に背面を、そして図７に垂直横断面を示す。サドル７ａには、上レール４に乗る２個の鍔付きローラ１７ａ，１７ｂおよび２個の円柱状ローラ１８ａ，１８ｂがあり、これらによってサドル７ａが上レール４に釣り下がっている。上レール４に対するサドル７ａの固定（ロック）は、摘み付き固定ねじ１９ａ，１９ｂをねじ込んでそれらの先端を上レール４に圧接することにより行う。上レール４を間において鍔付きローラ１７ａ，１７ｂの下方に、解除位置と拘束位置に選択的に設定できる外れ防止ピン２０ａ，２０ｂがあり、解除位置においてローラ１７，１８を上レール４に載せてから、ピン２０を拘束位置（図７）に設定することにより、固定ねじ１９を緩めてサドル７ａをレール４に沿って移動させても、ローラ（サドル）が上ずれしてレール４から外れることがない。
【００２８】
サドル７ａの基体には垂直横断面がｚ型の上連結アーム２１が一体に固着されており、このアームに、上振り角設定楔１６を挟んで垂直レール６が固着されている。図８に、上連結アーム２１，上振り角設定楔１６および垂直レール６の相対位置を示す。上振り角設定楔１６は、それなしに上連結アーム２１に垂直レール６を連結すると図１９に示すように、溶接トーチ５９の水平ｙ方向の狙い線が内壁面１の垂線（鉛直線）に対して傾いてしまう（ｘ方向のオシレート位置によってトーチの対物距離が大きく変わってしまう）ので、上振り角設定楔１６で垂直レール６をその垂直軸廻りに小角度回転させた姿勢、すなわち振り角を与えた姿勢にして、図１２に示すように、溶接トーチ５９の狙い線（加工指向線；トーチ先端部の中心軸線）が内周面１と交わる位置の接線に、ｘ方向に延びるオシレートアーム５７を平行に合わせるものである。これにより、ｘ方向のオシレートによってトーチの対物距離（トーチ先端から、狙い線に沿った内面１までの距離）が大きく変わってしまうことがなくなる。
【００２９】
図８の（ｂ）に示すように、垂直レール６は横断面（ｘ，ｙ面）で両サイドが山形であり、中央には、垂直に延びるラックギア２２がある。
【００３０】
図９に、下部作業台２に固定した下レール５を、圧力容器の壁面１に固定する構造を示す。下レール５は横断面がＬ型（くの字型）のアングル鋼であり、それに吊り掛け具２３が固着されており、この吊り掛け具１１が圧力容器上部の図示しないホイストによって吊り支持されている。下レール５の下底には止め板２４が固着されており、止め板２４には、ｙ方向に貫通する雌ねじ穴があり、そこに固定ねじ２５がねじ込まれている。固定ねじ２５の先端には当て具２６があり、固定ねじ２５をねじ込むことにより、当て具２６が壁面１に当接する。これらの止め板２４，固定ねじ２５および当て具２６を１ユニットとする固定ユニットが３組以上あって、下レール５のリングの周方向に均等に分布している。全固定ユニットの当て具２６を壁面１に圧接することにより、圧力容器の壁面１に対して下レール５を固定する。
【００３１】
図１０に、垂直レール６の下端に連結されたシュー８ａを示す。垂直レール６の下端には、上振り角設定楔１６と同一形状の下振り角設定楔２７を挟んで、下連結アーム２８が摘み付き固定ねじ２９ａ，２９ｂで締め付け固定されている。下連結アーム２８の先端には、下レール５を受け入れる上下逆Ｕ型の溝を形成する溝壁板があり、その雌ねじ穴に摘み付き固定ねじ３０ａ，３０ｂがねじ込まれている。固定ねじ３０ａ，３０ｂをねじ込んでそれらの先端を上レール４に圧接することにより、シュー８ａを下レール５に固定する。すなわち垂直レール６の下端を下レール５に固定する。
【００３２】
図１１に、下連結アーム２８，下振り角設定楔２７および垂直レール６の相対位置を示す。下振り角設定楔２７は上振り角設定楔１６と同一形状であるので、垂直レール６の下部も、上部と同様に、その垂直軸廻りに小角度回転させた姿勢、すなわち振り角を与えた姿勢になっており、したがって垂直レール６は、その上端から下端まで、全長に渡って同一の振り角となっており、肉盛溶接機９ａが垂直方向ｚの何処の位置にあっても、ｘ方向のオシレートによってトーチの対物距離が大きく変わってしまうことがない。
【００３３】
図１２に肉盛溶接機９ａの下底を、図１３に背部を、また図１４に左側部を示す。垂直レール６には肉盛溶接機９ａの昇降台３１（図１２，図１４）が結合している。
【００３４】
図１５に、昇降台３１の垂直レール倣い機構および昇降台３１に搭載したｚ駆動機構を示す。昇降台３１の、回転軸が同一水平面上にあって直交する１対の固定ローラ３２ａ，３２ｂが垂直レール６の片側の山形面を受け、摘み付きねじ棒３４の先端のローラ台（ブロック）にある、回転軸が直交する１対の固定ローラ３３ａ，３３ｂが、垂直レール６の反対側の山形面を受ける。これら２対のローラユニットと同様なもう一組が、ｚ方向で離れた位置にある。摘み付きねじ棒３４を緩め廻ししてローラ３３ａ，３３ｂを垂直レール６から離すことにより、昇降台３１（溶接機９ａ）を垂直レール６から取り外すことができる。図１５に示すように摘み付きねじ棒３４をねじ込んで両側部のローラ対で垂直レール６を挟むときに、ピニオンギア３５が、垂直ローラ６のラックギア２２と噛み合う。
【００３５】
ピニオンギア３５には中間ギア３６が噛み合い、中間ギア３６が固着されたシャフトに固着されたホイールギア（図示せず）にウォームギア３７が噛み合い、このウォームギアが傘歯車３８ａ，３８ｂおよび減速機３９を介して電気モータ４０で回転駆動される。電気モータ４０を正転駆動するとピニオンギア３５が正転駆動されて、昇降台３１が降下する。電気モータ４０を逆転駆動するとピニオンギア３５が逆転駆動されて、昇降台３１が上昇する。昇降台３１には更に、ｘ駆動機構（４１以下）が搭載されている。
【００３６】
図１６に、ｘ駆動機構（４１以下）を示す。昇降台３１にｘ駆動機構フレーム４１が固着されており、このフレーム４１に２本のｘ方向に延びるガイドバー４２ａ，４２ｂが固定されており、また、ｘ方向に延びる送りねじ４３が回転自在に支持されている。フレーム４１には更に、ｙ方向に延びるｘ位置調整軸４６が回転自在に支持されており、このｘ位置調整軸４６に固定した傘歯車４５ｂに、送りねじ４３に固定した傘歯車４５ａが噛み合っている。送りねじ４３はナット４７の雌ねじ穴にねじ結合しナット４７を貫通している。ナット４７はｘ移動台４４に固定されているので、図１６上でねじ棒４３を時計回りに廻すと、ｘ移動台４４が左向き（矢印ｘ方向）に移動し、反時計回りに廻すと右向きに移動する。ｘ移動台４４には、ｙ位置決め機構の支持枠４８が固定されている。
【００３７】
図１７に、ｙ位置決め機構を示す。支持枠４８に２本のｘ方向に延びるガイドバー４９ａ，４９ｂが固定されており、また、ｘ方向に延びる送りねじ５０が回転自在に支持されている。送りねじ５０に固定した傘歯車５３に、減速機および電気モータでなるｙ電動駆動機構５４の出力軸に固定した図示しない傘歯車が噛み合っている。送りねじ５０はナット５２の雌ねじ穴にねじ結合しナット５２を貫通している。ナット５２はｙ移動台５１に固定されているので、ｙ電動駆動機構５４の電気モータが正転すると、ｙ移動台５１が矢印ｙの方向とは逆の後退方向に移動し、電気モータが逆転すると、ｙ移動台５１が矢印ｙ方向である前進方向に移動する。ｙ移動台５１には、ｘオシレート装置５６（図１２）が搭載されている。
【００３８】
ｘ位置決め機構の支持枠４１には、倣いセンサアーム６０が固定されており、このアーム６０で、接触式の倣いセンサ６１が支持されている。倣いセンサ６１は接触ワイヤをその先端が壁面１に実質上接触するように、前進駆動し接触すると待避駆動する倣い駆動を繰り返して、支持枠４１に対する壁面１の距離を検出する。操作盤６２内の倣い制御回路が、この壁面距離を参照して、壁面１に対する肉盛溶接トーチ５９ａ，５９ｂの距離を設定値に維持するように、正転，逆転制御信号を、操作盤６２内の、ｙ電動駆動機構５４の電気モータの正，逆転通電回路に与える。
【００３９】
支持枠４８には前進リミットスイッチ５５ａおよび後退リミットスイッチ５５ｂがあり、前進リミットスイッチ５５ａはｙ電動駆動機構５４の逆転通電回路に介挿され、後退リミットスイッチ５５ｂは正転通電回路に介挿されている。正，逆通電回路とともに操作盤６２内にあって、ｙ電動駆動機構５４の通電を制御する壁面倣い制御回路は、ｙ電動駆動機構５４の電気モータを逆転駆動しているときにｙ移動台５１の前進によって前進リミットスイッチ５５ａが開くとこれに応じて逆転通電回路による通電を制御信号によって停止するが、スイッチ５５ａが開くことにより逆転通電回路から電気モータへの通電ラインが解放になるので、倣い制御回路あるいは逆転通電回路の制御動作或いは応答が不正確であっても、電気モータへの通電は自動的に止まる。正転通電の場合も同様である。
【００４０】
図１２および図１３を再度参照する。ｘオシレート装置５６のオシレートアーム５７はｘ方向に延び、ｘオシレート装置５６によってｘ方向で往復駆動される。このオシレートアーム５７で、トーチホルダ５８ａ，５８ｂを介して肉盛溶接トーチ５９ａ，５９ｂが支持されている。
【００４１】
図１８に、操作盤６２の盤面を示す。操作盤６２には、各種スイッチおよび設定ダイアルならびにメータがあり、その内部には、ｚ駆動機構（図１５）の電気モータ（４０）に通電する回路およびｚ昇降制御回路，ｙ駆動機構（図１７）の電気モータ（５４）に通電する回路およびｙ倣い制御回路、ならびに、オシレート装置５６（図１２）の電気モータに通電する回路およびオシレート制御回路がある。
【００４２】
−溶接の態様−
例えば直径が６ｍの内周面１の肉盛溶接においては、８台の肉盛溶接機９ａ〜９ｈを図１に示すように４５度ピッチで配置する。一台の溶接機の肉盛作業の割当て範囲は４５度で、円弧長では６０００×π／８＝２３５６ｍｍである。各溶接機９ａ〜９ｈにおいては、トーチ５９ａ，５９ｂのｘ方向の間隔は例えば４５×３ｍｍとし、オシレート幅を４５ｍｍ（５０ｍｍまで可能）に設定して、ｘ軸調整軸４６を廻してｘ移動台４４（トーチ５９ａ，５９ｂ）を、ｘ駆動機構のｘ始点，終点或いは中央点などの、起点位置に定める。溶接条件は例えば次のとおりである：

【００４３】
全溶接機９ａ〜９ｈで、垂直レール６の上端から降下する立向下進オシレート肉盛溶接を同時に並行して行う。これにより、溶接対象１に対する入熱が周方向に均一に分散分布して、溶接対象のひずみや変形が生じにくいと共に、圧力容器加工工期を短縮できる。一台の溶接機の一回の下進立向肉盛溶接で、ｘ方向（周方向）で４５ｍｍ幅のｚ方向に延びる肉盛帯が２本、９０ｍｍのｘ方向の空間をおいて形成される。
【００４４】
次に、周方向の位置はそのままにして、全溶接機９ａ〜９ｈのトーチ位置をｘ方向に所定距離（４５ｍｍの整数倍；例えば＋４５ｍｍ）ずらす。これは、ｘ軸調整軸４６を廻してｘ移動台４４（トーチ５９ａ，５９ｂ）をｘ駆動することにより行う。そして全溶接機９ａ〜９ｈを垂直レール６の上端まで上駆動してから、全溶接機９ａ〜９ｈで、垂直レール６の上端から降下する、第２回の立向下進オシレート肉盛溶接を同時に並行して行う。そして同様にトーチ位置をｘ方向に所定距離ずらして、全溶接機９ａ〜９ｈを垂直レール６の上端まで上駆動してから、全溶接機９ａ〜９ｈで、垂直レール６の上端から降下する第３回の立向下進オシレート肉盛溶接を同時に並行して行う。以上により、一台の溶接機で、ｘ方向で４５×３×２＝２７０ｍｍ幅のｚ方向に延びる一本の肉盛帯が形成されたことになる。
【００４５】
次には、全溶接機９ａ〜９ｈのｘ軸調整軸４６を廻してｘ移動台４４（トーチ５９ａ，５９ｂ）をｘ駆動機構の起点位置に戻し、そして、溶接機９ａ〜９ｈを装着した各垂直レールを、上，下レール４，５の周方向に、内周面１の弧長２７０ｍｍの整数倍に対応する上，下レール４，５の弧長分、位置をずらしてから再度固定する。そして上述の第１〜３回と同様に下進立向肉盛溶接を行う。
【００４６】
上述の第１〜３回の下進立向肉盛溶接による周方向２７０ｍｍの肉盛を９回繰り返すことにより、垂直レール６に対する肉盛溶接機９の昇降溶接範囲（高さ）についての、圧力容器全周の肉盛溶接が完了する。次には、内面１に対する上，下レール４，５の固定を解除して、ホイストで上，下レール４，５を次の肉盛高さに下げて（又は上げて）、内面１に対して上，下レール４，５を再度固定して、上述の全周の肉盛溶接を同様に行う。
【００４７】
なお、本実施例では、サドル７ａ，シュー８ａの上，下レール４，５に対する固定，解除作業，サドル７ａの上レール４上の走行、および、ｘ移動台４４のｘ駆動は、全て作業員が手で行う。すなわちそれらの固定機構，走行機構およびｘ駆動機構は手動機構である。しかしこれらを電動駆動機構に変更しても良い。
【００４８】
また、上述の実施例では、加工具が肉盛溶接機であるが、加工具を開先溶接トーチ，隅肉溶接トーチ，切断トーチあるいはガウジングトーチなど、建設，補強，修復，解体などのトーチに変更することもできる。或いは、塗装ノズル，洗浄ノズルなどの表面処理用のものや、歪，疵検出用の探触子，カメラ，センサなどの検査用の検出器すなわち検査器に変更することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例の、肉盛溶接対象の内周面１に対する８台の肉盛溶接機９ａ〜９ｈの配置を示す平面図であり、ｚ軸は上下方向、ｘ軸はｚに直交する接線方向、ｙ軸はｚおよびｘ軸に直交する方向である。
【図２】図１に示す肉盛溶接機９ａの背面を示す正面図である。
【図３】図１に示す肉盛溶接機９ａの左側面図である。
【図４】図２および図３に示すリング状の水平上レール４の、垂直（ｙ−ｚ面）拡大横断面図である。
【図５】図２および図３に示すサドル７ａの拡大平面図である。
【図６】サドル７ａの背面を示す拡大正面図である。
【図７】サドル７ａの垂直（ｙ−ｚ面）拡大横断面図である。
【図８】（ａ）は図７に示す上連結アーム２１の左側面図、（ｂ）は下面図である。
【図９】図１〜図３に示すリング状の水平下レール５の、垂直（ｙ−ｚ面）拡大横断面図である。
【図１０】（ａ）は図２および図３に示すシュー８ａの拡大左側面図、（ｂ）は背面を示す拡大正面図、（ｃ）は拡大下面図である。
【図１１】（ａ）は図１０に示す下連結アーム２８の拡大左側面図、（ｂ）は拡大下面図である。
【図１２】図１〜図３に示す肉盛溶接機９ａの拡大下面図である。
【図１３】肉盛溶接機９ａの背面を示す拡大正面図である。
【図１４】肉盛溶接機９ａの拡大左側面図である。
【図１５】図１２に示す昇降台３１に装備したｚ駆動機構を示す水平（ｘ−ｙ面）拡大断面図である。
【図１６】（ａ）は図１２に示す昇降台３１に装備したｘ駆動機構を示す水平（ｘ−ｙ面）拡大断面図、（ｂ）は垂直（ｘ−ｚ面）拡大断面図である。
【図１７】図１６に示すｘ移動台４４に組み付けたｙ駆動機構を示す水平（ｘ−ｙ面）拡大断面図である。
【図１８】図２および図１３に示す操作盤６２の正面を示す拡大正面図である。
【図１９】図７および図１０に示す上，下振り角設定楔１６，２７を省略して、垂直レール６を上，下連結アーム２１，２８に直接に当てて固定した場合の、肉盛溶接装置９ａの下面図である。
【符号の説明】
１：容器内面　　　　　　　２：下部作業台
３ａ，３ｂ：垂直ガイド柱　４：水平上レール
５：水平下レール　　　　　６：垂直レール
７ａ：サドル　　　　　　　８ａ：シュー
９ａ〜９ｈ：肉盛り溶接装置
１０：溶接ワイヤ送給装置　１１：吊り掛け具
１２：固定ねじ　　　　　　１３：当て具
１４：継ぎ板　　　　　　　１５：ボルト
１６：上振り角設定楔　　　１７ａ，ｂ：鍔付きローラ
１８ａ，ｂ：円柱状ローラ　１９ａ，ｂ：摘み付き固定ねじ
２０ａ，ｂ：上跳ねストッパ
２１：上連結アーム　　　　２２：ラック
２３：吊り掛け具　　　　　２４：止め板
２５：固定ねじ　　　　　　２６：当て具
２７：下振り角設定楔　　　２８：下連結アーム
２９ａ，ｂ：摘み付き固定ねじ
３０ａ，ｂ：摘み付き固定ねじ
３１：昇降台　　　　　　　３２ａ，ｂ：固定ローラ
３３ａ，ｂ：調整ローラ　　３４：摘み付き調整ねじ
３５：ピニオンギア　　　　３７：ウオームギア
３８ａ，ｂ：傘歯車　　　　３９：減速機
４０：電気モータ　　　　　４１：ｘ位置決め機構の支持枠
４２ａ，ｂ：ガイドバー　　４３：送りねじ
４４：ｘ移動台　　　　　　４５ａ，４５ｂ：傘歯車
４６：ｘ位置調整軸　　　　４７：ナット
４８：ｙ位置決め機構の支持枠
４９ａ，ｂ：ガイドバー　　５０：送りねじ
５１：ｙ移動台　　　　　　５２：ナット
５３：傘歯車　　　　　　　５４：ｙ駆動機構
５５ａ，ｂ：リミットスイッチ
５６：ｘオシレート装置　　５７：オシレートアーム
５８ａ，ｂ：トーチホルダ　５９ａ，ｂ：溶接トーチ
６０：倣いセンサアーム　　６１：倣いセンサ
６２：操作盤[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vertical machining or a vertical inspection of a vertical object, and more particularly to a vertical machining or an inspection for scanningly driving a processing tool or an inspection device. Specifically, although not intended to be limited to this, there is, for example, overlay welding on the inner surface of a vertical cylindrical pressure vessel.
[0002]
[Prior art]
In order to compensate for the decrease in the thickness of the tank wall and to suppress wear, it is conceivable to line up a stainless steel plate on the inner surface or build up the stainless steel by overlay welding, but these will construct a new pressure vessel. In some cases, it may be suitable in the manufacturing process of structural materials.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in thickening and repairing a pressure vessel that has been thinned after many years since its construction, it is difficult to tightly join the entire surface of the pressure vessel to the inner surface of the pressure vessel with a stainless steel lining. On the other hand, manual overlay welding involves setting up a scaffold in a tank or suspending a gondola and carrying an operator on top of it.However, although there is a hatch for work, the work environment is poor and work efficiency is poor. Is low, and a uniform build-up cannot be expected. The operation of the pressure vessel has to be rested for a long time.
[0004]
The first object of the present invention is to perform uniform processing or inspection in a short period of time, and the second object is to perform uniform overlay welding of the inner surface of a steel container such as a pressure container in a short period of time. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
(1) A horizontal upper rail (4), a horizontal lower rail (5), a saddle (7) guided by the horizontal upper rail and capable of moving horizontally, a vertical rail (6) supported by the saddle, and the vertical Lifting guide mechanisms (4 to 8) including positioning shoes (8) mounted at the lower part of the rails and having means for fixing to the horizontal lower rails;
An elevator (31) guided vertically by the vertical rail and a z-drive mechanism (35-40) for driving the elevator up and down;
an x-moving table (44), and an x-driving mechanism (41 to 46) supported by the elevating table and capable of reciprocatingly driving the x-moving table in the horizontal x-direction;
a y moving table (51), and a y driving mechanism (48 to 54) supported by the x moving table and driving the y moving table back and forth in the horizontal y direction;
a processing tool or an inspection device (59) supported by the y-table;
A processing or inspection device comprising:
[0006]
In addition, in order to facilitate understanding, in parentheses, the symbols of the corresponding elements of the embodiment shown in the drawings and described later are additionally provided for reference as examples. The same applies to the following.
[0007]
According to this, the saddle (7) and the shoe (8) are moved and fixed at predetermined positions along the horizontal upper and lower rails (4, 5), and the x drive mechanism (41 to 46) and the y drive mechanism ( 48-54) Set or adjust the x and y positions of the processing tool or the inspection device with respect to the object to be processed or inspected, and then drive down along the vertical rail (6) with the z drive mechanism (35-40). Alternatively, automatic processing or inspection for processing or inspecting an object while driving upward can be performed. When one downward drive or one upward drive is completed, the vertical rail can be moved and fixed by a predetermined distance along the horizontal upper and lower rails (4, 5) to perform the next automatic processing or inspection.
[0008]
Such automatic processing or inspection enables uniform processing or inspection. By using a plurality of processing tools or inspection devices, and / or a saddle (7), a shoe (8), a vertical rail, a lift (31), a z drive mechanism (35 to 40), an x movable base (44), A plurality of processing or inspection units each including a combination of an x drive mechanism (41 to 46), a y moving table (51), a y drive mechanism (48 to 54), and a processing tool or an inspection device (59) are formed. By mounting the pair of upper and lower rails (4, 5), processing or inspection at a plurality of locations can be performed simultaneously in parallel, and uniform processing or inspection can be completed in a short time.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(2) The apparatus according to (1) above, wherein the saddle (7) also has means (19) for fixing itself to the horizontal upper rail (4).
[0010]
(3) Further, a sensor (61) for detecting the y position of the object to be processed or inspected, and the sensor (61) corresponding to the detected y position so as to maintain a constant y distance of the processing tool or the inspection device with respect to the object. The apparatus according to (1) or (2), further comprising: a scanning control means (62) for driving the y-moving table back and forth in the y-direction via the y-driving mechanisms (48 to 54).
[0011]
(4) The oscillation device according to any one of (1) to (3), further including an oscillating device (56, 57) supported by the y-movement table and configured to reciprocate the processing tool or the inspection device in the x direction. Equipment.
[0012]
(5) The object is a vertical circumferential surface, and the horizontal upper rail (4) and the horizontal lower rail (5) are ring-shaped rails concentric with the vertical circumferential surface; The apparatus according to any one of (1) to (4) above, wherein the processing direction line or the inspection direction line of the inspection device is parallel to a tangent of the circumference at a position intersecting the vertical circumferential surface of the object;
[0013]
(6) The object is a vertical circumferential surface, and the horizontal upper rail (4) and the horizontal lower rail (5) are ring-shaped rails concentric with the vertical circumferential surface; supported by a support arm (57) extending in the x-direction; by a swing angle setting wedge (16, 27) interposed between the vertical rail (6) and the saddle (7) and shoe (8). The x direction in which is extended is made parallel to the processing directional line of the processing tool or the inspection directional line of the inspection device at the position intersecting the vertical circumferential surface of the processing object; An apparatus according to any of the preceding claims.
[0014]
(7) A horizontal upper rail (4), a horizontal lower rail (5), a saddle (7) guided by the horizontal upper rail and capable of moving horizontally, a vertical rail (6) supported by the saddle, and the vertical Lifting guide mechanisms (4 to 8) including positioning shoes (8) mounted at the lower part of the rails and having means for fixing to the horizontal lower rails;
An elevator (31) guided vertically by the vertical rail and a z-drive mechanism (35-40) for driving the elevator up and down;
an x-moving table (44), and an x-driving mechanism (41 to 46) supported by the elevating table and capable of reciprocatingly driving the x-moving table in the horizontal x-direction;
a y moving table (51), and a y driving mechanism (48 to 54) supported by the x moving table and driving the y moving table back and forth in the horizontal y direction;
an oscillating device (56) for reciprocatingly driving the torch support arm (57) in the x direction, supported by the y carriage; and
Overlay welding torch (59) supported by the torch support arm (57);
Overlay welding equipment comprising:
[0015]
(8) The torch support arm (57) extends in the x direction; a plurality of overlay welding torches (59) (59a, 59b) are supported by the torch support arm (57) side by side in the x direction. The overlay welding apparatus according to the above (7).
[0016]
(9) The horizontal upper rail (4) and the horizontal lower rail (5) are one set; the saddle (7), the vertical rail (6), the shoe (8), the z drive mechanism (35-40), meat comprising an x-moving table (44), an x-driving mechanism (41-46), a y-moving table (51), a y-driving mechanism (48-54), an oscillating device (56), and a build-up welding torch (59). The overlay welding units (6 to 8) are a plurality of sets each assembled to the horizontal upper rail (4) and the horizontal lower rail (5); the overlay welding apparatus according to (7) or (8).
[0017]
(10) The saddle (7) also has means (19) for fixing itself to the horizontal upper rail (4); the overlay welding apparatus according to any one of (7) to (9).
[0018]
(11) Further, a sensor (61) for detecting the y position of the cladding target, and the y position of the cladding welding torch corresponding to the detected y position so as to keep the y distance of the cladding welding torch constant. The overlay welding apparatus according to any one of (7) to (10), further comprising a scanning control unit (62) for driving the y-moving table back and forth in the y-direction via the driving mechanisms (48 to 54).
[0019]
(12) The cladding object is a vertical circumferential surface, and the horizontal upper rail (4) and the horizontal lower rail (5) are ring-shaped rails concentric with the vertical circumferential surface; The overlay welding apparatus according to any one of the above (7) to (11), wherein the processing direction line of the overlay welding torch is parallel to a circumferential tangent at a position intersecting the vertical circumferential surface of the overlay.
[0020]
(13) The cladding object is a vertical circumferential surface, and the horizontal upper rail (4) and the horizontal lower rail (5) are ring-shaped rails concentric with the vertical circumferential surface; ) And the saddle (7) and the shoe (8), the swing angle setting wedges (16, 27) interpose the direction in which the torch support arm extends so that the working direction line of the overlay welding torch is overlaid. The overlay welding apparatus according to any one of the above (7) to (12), wherein the weld is made parallel to a circumferential tangent at a position intersecting the vertical circumferential surface of the object.
[0021]
【Example】
FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3 show a welding device designed for overlay welding of a vertical wall inner surface 1 of a pressure vessel. Inside the pressure vessel, a ring-shaped upper rail 4 (FIGS. 2 and 3) and a lower working table 2 are suspended horizontally by a hoist (not shown).
[0022]
FIG. 1 is a plan view in which the upper rail 4 is omitted and the lower work table 2 is viewed down. Vertical guide columns 3a, 3b are set up inside the pressure vessel, and the lower working table 2 is guided by these columns 3a, 3b so as to vertically move up and down. A ring-shaped lower rail 5 is fixed to the lower work table 2. FIG. 1 shows a mode in which eight overlay welding machines 9a to 9h are arranged.
[0023]
Note that reference numerals 9a to 9h may be collectively indicated by reference numeral 9. The same applies to other codes. 1 and other drawings, x, y, and z axes are shown, where z is a vertical axis (an axis extending in the vertical direction), and x is substantially orthogonal to the diameter direction of the circumferential inner surface 1 of the pressure vessel. A horizontal axis orthogonal to the z axis, y is a horizontal axis orthogonal to the z axis and the x axis.
[0024]
FIG. 2 shows the rear surface of one overlay welder 9a facing the inner surface 1 of the vertical wall of the pressure vessel, and FIG. 3 shows the side surface. Each of the upper rail 4, the lower work table 2, and the lower rail 5 thereon is divided into eight pieces so that they can be carried in and out through the working entrance of the pressure vessel. 15 and the like (FIG. 7). A saddle 7a is mounted on the upper rail 4 so as to be movable in the circumferential direction in which the ring-shaped upper rail 4 extends. A vertical rail 6 for ascending and descending the overlay welding machine 9a is suspended from the saddle 7, and a shoe 8a is fixed to a lower end of the vertical rail 6, and the shoe 8a is moved in a circumferential direction of the ring-shaped lower rail 5 extending. It is movable. A fixture is provided on the saddle 7a and the shoe 8a so as to fix the vertical rail 6 at a predetermined position on the ring of the ring-shaped upper rail 4. A build-up welding machine 9a is mounted on the vertical rail 6, and a welding wire feeding device 10 (FIG. 3) feeds the welding wire to the welding machine 9a.
[0025]
The eight welding machines 9a to 9h shown in FIG. 1 have the same structure and the same specifications, and are respectively mounted on eight vertical rails (6). The support structure of each of the seven vertical rails other than the above-described vertical rail 6 is the same as the above-described support structure of the vertical rail 6. Hereinafter, a first set of overlay welding units including the saddle 7a, the shoes 8a, the vertical rails 6, and the overlay welding machine 9a will be described in detail. The structures and functions of the other second to seventh sets of overlay welding units are the same as those of the first set.
[0026]
FIG. 4 shows a structure for fixing the upper rail 4 to the wall surface 1 of the pressure vessel. The upper rail 4 is an H-shaped steel, and a hanging tool 11 is fixed to the upper rail 4, and the hanging tool 11 is supported by a hoist (not shown) above the pressure vessel. The hanging tool 11 has a female screw hole penetrating in the y direction, and a fixing screw 12 is screwed into the female screw hole. At the tip of the fixing screw 12 is provided a patch 13, and when the fixing screw 12 is screwed in, the patch 13 comes into contact with the wall surface 1. There are three or more sets of fixing units each including the hanging tool 11, the fixing screw 12 and the abutment 13 as one unit, which are evenly distributed in the circumferential direction of the ring of the upper rail 4. The upper rail 4 is fixed to the wall surface 1 of the pressure vessel by pressing the abutments 13 of all the fixing units against the wall surface 1.
[0027]
5 shows the upper surface of the saddle 7a, FIG. 6 shows the rear surface, and FIG. 7 shows a vertical cross section. The saddle 7a includes two flanged rollers 17a and 17b and two cylindrical rollers 18a and 18b that ride on the upper rail 4, and the saddle 7a is hung on the upper rail 4. The saddle 7a is fixed (locked) to the upper rail 4 by screwing the fixing screws 19a and 19b with knobs and pressing their tips against the upper rail 4. Under the upper rails 4 and below the flanged rollers 17a and 17b, there are disengagement prevention pins 20a and 20b which can be selectively set to a release position and a restraint position. The

rollers

17 and 18 are placed on the upper rails 4 at the release position. By setting the pin 20 to the restraining position (FIG. 7), even if the fixing screw 19 is loosened and the saddle 7a is moved along the rail 4, the roller (saddle) is displaced upward and comes off the rail 4. There is no.
[0028]
An upper connection arm 21 having a z-shaped vertical cross section is integrally fixed to the base of the saddle 7a, and the vertical rail 6 is fixed to this arm with an upward swing angle setting wedge 16 interposed therebetween. FIG. 8 shows the relative positions of the upper connecting arm 21, the upper swing angle setting wedge 16 and the vertical rail 6. When the vertical rail 6 is connected to the upper connecting arm 21 without the upper swing angle setting wedge 16, the target line in the horizontal y direction of the welding torch 59 is perpendicular to the inner wall surface 1 (vertical line) as shown in FIG. (The objective distance of the torch greatly changes depending on the oscillation position in the x direction.) The posture in which the vertical rail 6 is rotated by a small angle around the vertical axis by the upward swing angle setting wedge 16, that is, the swing angle As shown in FIG. 12, an oscillating arm extending in the x direction at a tangent at a position where the aiming line of the welding torch 59 (the processing direction line; the center axis of the torch tip) intersects the inner peripheral surface 1 as shown in FIG. 57 are aligned in parallel. As a result, the object distance of the torch (the distance from the tip of the torch to the inner surface 1 along the target line) does not significantly change due to the oscillation in the x direction.
[0029]
As shown in FIG. 8B, the vertical rail 6 has a cross section (x, y plane) with both sides having a mountain shape, and a rack gear 22 extending vertically is provided at the center.
[0030]
FIG. 9 shows a structure in which the lower rail 5 fixed to the lower working table 2 is fixed to the wall surface 1 of the pressure vessel. The lower rail 5 is made of angle steel having an L-shaped cross section, and a hanging member 23 is fixed to the lower steel member 5. The hanging member 11 is suspended and supported by a hoist (not shown) at the upper part of the pressure vessel. I have. A stopper plate 24 is fixed to the lower bottom of the lower rail 5, and the stopper plate 24 has a female screw hole penetrating in the y direction, and a fixing screw 25 is screwed into the female screw hole. At the tip of the fixing screw 25, there is a patch 26, and when the fixing screw 25 is screwed in, the patch 26 comes into contact with the wall surface 1. There are three or more sets of fixing units each including the stop plate 24, the fixing screw 25, and the abutment 26 as one unit, which are evenly distributed in the circumferential direction of the ring of the lower rail 5. The lower rail 5 is fixed to the wall surface 1 of the pressure vessel by pressing the abutments 26 of all the fixing units against the wall surface 1.
[0031]
FIG. 10 shows a shoe 8 a connected to the lower end of the vertical rail 6. A lower connecting arm 28 is fixed to the lower end of the vertical rail 6 with fixing screws 29a and 29b with knobs sandwiching a lower swing angle setting wedge 27 having the same shape as the upper swing angle setting wedge 16. At the end of the lower connecting arm 28, there is a groove wall plate forming an upside-down U-shaped groove for receiving the lower rail 5, and fixing screws 30a, 30b with knobs are screwed into its female screw holes. The shoes 8 a are fixed to the lower rail 5 by screwing the fixing screws 30 a and 30 b and pressing their tips against the upper rail 4. That is, the lower end of the vertical rail 6 is fixed to the lower rail 5.
[0032]
FIG. 11 shows the relative positions of the lower connecting arm 28, the lower swing angle setting wedge 27, and the vertical rail 6. Since the lower swing angle setting wedge 27 has the same shape as the upper swing angle setting wedge 16, the lower portion of the vertical rail 6 is also given a posture rotated by a small angle about its vertical axis, that is, the swing angle, similarly to the upper portion. Therefore, the vertical rail 6 has the same swing angle over its entire length from the upper end to the lower end, and no matter where the overlay welding machine 9a is located in the vertical direction z, x The objective distance of the torch does not change significantly due to the oscillation in the direction.
[0033]
FIG. 12 shows the lower base of the overlay welding machine 9a, FIG. 13 shows the back part, and FIG. 14 shows the left side part. The vertical rail 6 is connected to a lift 31 (FIGS. 12 and 14) of the overlay welding machine 9a.
[0034]
FIG. 15 shows a vertical rail copying mechanism of the lift 31 and a z drive mechanism mounted on the lift 31. A pair of fixed rollers 32a and 32b, of which the rotating shafts are on the same horizontal plane and are orthogonal to each other, receive the chevron surface on one side of the vertical rail 6, and are attached to the roller stand (block) at the tip of the threaded rod 34 with knob. A pair of fixed rollers 33a and 33b whose rotation axes are orthogonal to each other receive the chevron surface on the opposite side of the vertical rail 6. Another set, similar to these two pairs of roller units, is located at a distance in the z-direction. The lifting table 31 (welding machine 9a) can be removed from the vertical rail 6 by loosening and turning the screw rod 34 with the knob to separate the rollers 33a and 33b from the vertical rail 6. As shown in FIG. 15, when the screw bar 34 with the knob is screwed in and the vertical rail 6 is sandwiched between the pair of rollers on both sides, the pinion gear 35 meshes with the rack gear 22 of the vertical roller 6.
[0035]
An intermediate gear 36 is engaged with the pinion gear 35, and a worm gear 37 is engaged with a wheel gear (not shown) fixed to a shaft to which the intermediate gear 36 is fixed. And is rotationally driven by the electric motor 40. When the electric motor 40 is driven to rotate forward, the pinion gear 35 is driven to rotate forward, and the elevator 31 descends. When the electric motor 40 is driven in the reverse direction, the pinion gear 35 is driven in the reverse direction, and the lift 31 is raised. The elevator 31 is further provided with an x drive mechanism (41 or less).
[0036]
FIG. 16 shows an x drive mechanism (41 or less). An x drive mechanism frame 41 is fixed to the elevating table 31, two guide bars 42a and 42b extending in the x direction are fixed to the frame 41, and a feed screw 43 extending in the x direction is rotatable. Supported. An x-position adjusting shaft 46 extending in the y-direction is further rotatably supported by the frame 41. A bevel gear 45b fixed to the feed screw 43 meshes with a bevel gear 45b fixed to the x-position adjusting shaft 46. I have. The feed screw 43 is screw-coupled to a female screw hole of the nut 47 and penetrates the nut 47. Since the nut 47 is fixed to the x-movement table 44, turning the screw bar 43 clockwise in FIG. 16 moves the x-movement table 44 leftward (arrow x direction), and turning counterclockwise in FIG. Go to The support frame 48 of the y positioning mechanism is fixed to the x moving table 44.
[0037]
FIG. 17 shows the y positioning mechanism. Two guide bars 49a and 49b extending in the x direction are fixed to the support frame 48, and a feed screw 50 extending in the x direction is rotatably supported. A bevel gear 53 fixed to the feed screw 50 meshes with a bevel gear (not shown) fixed to an output shaft of a y electric drive mechanism 54 composed of a reduction gear and an electric motor. The feed screw 50 is screw-coupled to a female screw hole of the nut 52 and penetrates the nut 52. Since the nut 52 is fixed to the y-movement table 51, when the electric motor of the y electric drive mechanism 54 rotates forward, the y-movement table 51 moves in the reverse direction opposite to the direction of the arrow y, and the electric motor rotates in the reverse direction. Then, the y-moving table 51 moves in the forward direction, which is the direction of the arrow y. An x-oscillator 56 (FIG. 12) is mounted on the y-moving table 51.
[0038]
A scanning sensor arm 60 is fixed to the support frame 41 of the x positioning mechanism, and a contact-type scanning sensor 61 is supported by the arm 60. The scanning sensor 61 repeats the scanning drive in which the contact wire is driven forward and the retraction drive is performed when the contact wire substantially contacts the wall surface 1 to detect the distance of the wall surface 1 to the support frame 41. The scanning control circuit in the operation panel 62 refers to this wall surface distance, and sends forward and reverse rotation control signals to the operation panel 62 so as to maintain the distance between the overlay welding torches 59a and 59b to the wall surface 1 at a set value. Of the electric motor of the y electric drive mechanism 54 in the forward and reverse rotation energizing circuits.
[0039]
The support frame 48 has a forward limit switch 55a and a reverse limit switch 55b. The forward limit switch 55a is inserted in the reverse rotation energizing circuit of the y electric drive mechanism 54, and the reverse limit switch 55b is inserted in the forward rotation energizing circuit. I have. The wall surface copying control circuit, which is provided in the operation panel 62 together with the forward and reverse energizing circuits, and controls the energization of the y electric driving mechanism 54, operates the y moving base 51 when the electric motor of the y electric driving mechanism 54 is driven in the reverse direction. When the forward limit switch 55a is opened due to the forward movement, the energization by the reverse rotation energizing circuit is stopped by the control signal in response to this. However, when the switch 55a is opened, the energizing line from the reverse rotation energizing circuit to the electric motor is released. Even if the control operation or the response of the control circuit or the reverse rotation energizing circuit is incorrect, the energization of the electric motor is automatically stopped. The same applies to forward rotation energization.
[0040]
Please refer to FIG. 12 and FIG. 13 again. The oscillation arm 57 of the x oscillation device 56 extends in the x direction, and is driven by the x oscillation device 56 to reciprocate in the x direction. The oscillating arm 57 supports the overlay welding torches 59a, 59b via the torch holders 58a, 58b.
[0041]
FIG. 18 shows a panel surface of the operation panel 62. The operation panel 62 includes various switches, setting dials, and meters. Inside the operation panel 62, a circuit for energizing the electric motor (40) of the z drive mechanism (FIG. 15), a z elevation control circuit, and a y drive mechanism (FIG. 17) ) Includes a circuit for energizing the electric motor (54) and a y-smoothing control circuit, and a circuit for energizing the electric motor of the oscillating device 56 (FIG. 12) and an oscillation control circuit.
[0042]
-Welding mode-
For example, in the overlay welding of the inner peripheral surface 1 having a diameter of 6 m, eight overlay welding machines 9a to 9h are arranged at a pitch of 45 degrees as shown in FIG. The assignment range of the overlaying operation of one welding machine is 45 degrees, and the arc length is 6000 × π / 8 = 2356 mm. In each of the welding machines 9a to 9h, the distance between the torches 59a and 59b in the x direction is set to, for example, 45 × 3 mm, the oscillating width is set to 45 mm (possible to 50 mm), and the x-axis adjusting shaft 46 is turned to move the x moving table. 44 (torch 59a, 59b) is set at the starting position, such as the x start point, end point, or center point of the x drive mechanism. The welding conditions are, for example:

[0043]
In all the welding machines 9a to 9h, the vertical and downward oscillating overlay welding descending from the upper end of the vertical rail 6 is simultaneously performed in parallel. Thereby, the heat input to the welding target 1 is evenly distributed and distributed in the circumferential direction, so that distortion and deformation of the welding target hardly occur, and the pressure vessel processing period can be shortened. In one downward welding of one welding machine, two build-up bands extending in the z-direction with a width of 45 mm in the x-direction (circumferential direction) are formed with a space of 90 mm in the x-direction. You.
[0044]
Next, the torch positions of all the welding machines 9a to 9h are shifted in the x direction by a predetermined distance (an integer multiple of 45 mm; for example, +45 mm) while keeping the circumferential position as it is. This is performed by rotating the x-axis adjustment shaft 46 and x-moving the x-moving table 44 (torches 59a, 59b). Then, after all the welding machines 9a to 9h are driven upward to the upper ends of the vertical rails 6, the second vertical oscillating overlay welding, which descends from the upper ends of the vertical rails 6, is performed by all the welding machines 9a to 9h. Perform at the same time in parallel. Similarly, the torch position is shifted by a predetermined distance in the x direction, and all the welding machines 9a to 9h are driven upward to the upper ends of the vertical rails 6, and then all the welding machines 9a to 9h are lowered from the upper ends of the vertical rails 6. Three vertical and downward oscillating overlay weldings are performed simultaneously in parallel. As described above, one welder has formed one overlaying band extending in the z direction and having a width of 45 × 3 × 2 = 270 mm in the x direction.
[0045]
Next, the x-movement table 44 (torches 59a, 59b) is returned to the starting position of the x-drive mechanism by turning the x-axis adjustment shaft 46 of all the welding machines 9a to 9h, and each of the welding machines 9a to 9h is mounted. The vertical rail is displaced in the circumferential direction of the upper and

lower rails

4 and 5 by a distance corresponding to an integral multiple of the arc length of the inner peripheral surface 1 of 270 mm and by the arc length of the upper and

lower rails

4 and 5, and then fixed again. . Then, in the same manner as in the above-described first to third times, the downward-facing overlay welding is performed.
[0046]
By repeating the above-mentioned first to third overlay-facing overlay welding in the circumferential direction of 270 mm nine times, the pressure in the vertical welding range of the overlay welding machine 9 with respect to the vertical rail 6 (height) is increased. Overlay welding of the entire container is completed. Next, release the upper and

lower rails

4 and 5 from the inner surface 1 and lower (or raise) the upper and

lower rails

4 and 5 to the next built-up height with a hoist. Then, the upper and

lower rails

4 and 5 are fixed again, and the above-described overlay welding of the entire circumference is performed in the same manner.
[0047]
In the present embodiment, the operations of fixing and releasing the saddle 7a and the shoe 8a with respect to the upper and

lower rails

4 and 5, traveling on the upper rail 4 of the saddle 7a, and performing x driving of the x movable base 44 are all performed by the worker. Do by hand. That is, the fixing mechanism, the traveling mechanism, and the x drive mechanism are manual mechanisms. However, these may be changed to an electric drive mechanism.
[0048]
In the above-described embodiment, the processing tool is a build-up welding machine. It can be changed. Alternatively, it may be replaced with a surface nozzle such as a coating nozzle or a cleaning nozzle, or a detector for inspection such as a probe for detecting distortion or flaw, a camera or a sensor, that is, an inspection device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an arrangement of eight overlay welding machines 9a to 9h with respect to an inner peripheral surface 1 of an overlay welding target according to one embodiment of the present invention, where a z-axis is a vertical direction and an x-axis is The tangential direction orthogonal to z and the y axis are the directions orthogonal to the z and x axes.
FIG. 2 is a front view showing a back surface of the overlay welding machine 9a shown in FIG.
FIG. 3 is a left side view of the overlay welding machine 9a shown in FIG.
FIG. 4 is an enlarged vertical (yz plane) cross-sectional view of the ring-shaped horizontal upper rail 4 shown in FIGS. 2 and 3;
FIG. 5 is an enlarged plan view of the saddle 7a shown in FIGS. 2 and 3.
FIG. 6 is an enlarged front view showing the back surface of the saddle 7a.
FIG. 7 is an enlarged vertical (yz plane) cross-sectional view of the saddle 7a.
8A is a left side view of the upper connecting arm 21 shown in FIG. 7, and FIG. 8B is a bottom view.
9 is an enlarged vertical (yz plane) cross-sectional view of the ring-shaped horizontal lower rail 5 shown in FIGS.
10A is an enlarged left side view of the shoe 8a shown in FIGS. 2 and 3, FIG. 10B is an enlarged front view showing a back surface, and FIG. 10C is an enlarged bottom view.
11A is an enlarged left side view of the lower connecting arm 28 shown in FIG. 10, and FIG. 11B is an enlarged bottom view.
FIG. 12 is an enlarged bottom view of the overlay welding machine 9a shown in FIGS.
FIG. 13 is an enlarged front view showing the back surface of the overlay welding machine 9a.
FIG. 14 is an enlarged left side view of the overlay welding machine 9a.
15 is an enlarged horizontal (xy plane) cross-sectional view showing a z-drive mechanism mounted on the elevating table 31 shown in FIG.
16A is an enlarged horizontal (xy plane) cross-sectional view showing an x drive mechanism mounted on the elevating table 31 shown in FIG. 12, and FIG. 16B is a vertical (xz plane) enlarged cross-sectional view. .
17 is an enlarged horizontal (xy plane) cross-sectional view showing a y drive mechanism assembled to the x moving table 44 shown in FIG.
FIG. 18 is an enlarged front view showing the front of the operation panel 62 shown in FIGS. 2 and 13.
FIG. 19 is a view showing a case where the vertical rail 6 is directly applied to and fixed to the upper and lower connecting

arms

21 and 28 by omitting the upper and lower swing

angle setting wedges

16 and 27 shown in FIGS. 7 and 10; It is a bottom view of welding device 9a.
[Explanation of symbols]
1: Inner surface of container 2: Lower workbench
3a, 3b: vertical guide pillar 4: horizontal upper rail
5: Horizontal lower rail 6: Vertical rail
7a: Saddle 8a: Shoe
9a-9h: Overlay welding equipment
10: Welding wire feeder 11: Hanging tool
12: Fixing screw 13: Patch
14: Joint plate 15: Bolt
16: Swing angle setting wedge 17a, b: Flanged roller
18a, b: cylindrical roller 19a, b: fixing screw with knob
20a, b: Up stopper
21: Upper connecting arm 22: Rack
23: Hanging tool 24: Stop plate
25: Fixing screw 26: Patch
27: Lower swing angle setting wedge 28: Lower connecting arm
29a, b: fixing screw with knob
30a, b: fixing screw with knob
31: lifting table 32a, b: fixed roller
33a, b: adjusting roller 34: adjusting screw with knob
35: Pinion gear 37: Worm gear
38a, b: bevel gear 39: reducer
40: Electric motor 41: Support frame of x positioning mechanism
42a, b: guide bar 43: feed screw
44: x moving table 45a, 45b: bevel gear
46: x position adjustment axis 47: nut
48: Support frame of y positioning mechanism
49a, b: guide bar 50: feed screw
51: y moving table 52: nut
53: bevel gear 54: y drive mechanism
55a, b: Limit switch
56: x oscillating device 57: oscillating arm
58a, b: torch holder 59a, b: welding torch
60: Copy sensor arm 61: Copy sensor
62: Operation panel

Claims

A horizontal upper rail, a horizontal lower rail, a saddle guided by the horizontal upper rail and capable of moving horizontally, a vertical rail supported by the saddle, and means provided below the vertical rail and fixed to the horizontal lower rail. Lifting guide mechanism, including a positioning shoe;
An elevating platform guided by the vertical rail so as to be capable of ascending and descending, and a z drive mechanism for driving the elevating platform up and down;
an x-moving table, and an x-driving mechanism supported by the elevating table and capable of reciprocatingly driving the x-moving table in the horizontal x-direction;
a y-moving table, and a y-driving mechanism supported by the x-moving table and driving the y-moving table back and forth in the horizontal y-direction;
a working tool or an inspection device supported by the y-table;
A processing or inspection device comprising:

The apparatus of claim 1, wherein the saddle also has means for securing itself to a horizontal upper rail.

A sensor for detecting a y position of the object to be processed or inspected; and a y moving table via the y drive mechanism so as to maintain a constant y distance of the processing tool with respect to the object corresponding to the detected y position. 3. The apparatus according to claim 1, further comprising: a scanning control unit configured to drive the scanning direction back and forth in the y direction. 4.

The apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising: an oscillating device that is supported by the y movable table and that reciprocates the processing tool or the inspection device in the x direction.

The object is a vertical circumferential surface, and the horizontal upper rail and the horizontal lower rail are ring-shaped rails concentric with the vertical circumferential surface; the x direction is a processing direction line or an inspection direction of a processing tool or an inspection device. Apparatus according to any of the preceding claims, wherein the line is parallel to the tangent of the circumference at the point of intersection with the vertical circumferential surface of the object.

The object is a vertical circumferential surface, and the horizontal upper rail and the horizontal lower rail are ring-shaped rails concentric with the vertical circumferential surface; the processing tool or the inspection device is supported by a support arm extending in the x direction. A swing angle setting wedge interposed between the vertical rail and the saddle and the shoe extends the support arm in the x direction so that the processing direction line or the inspection direction line of the processing tool or the inspection device is the vertical circumferential surface of the object; 6. A device according to any one of the preceding claims, wherein the device is parallel to a circumferential tangent at the point of intersection.

A horizontal upper rail, a horizontal lower rail, a saddle guided by the horizontal upper rail and capable of moving horizontally, a vertical rail supported by the saddle, and means provided below the vertical rail and fixed to the horizontal lower rail. Lifting guide mechanism, including a positioning shoe;
An elevating platform guided by the vertical rail so as to be capable of ascending and descending, and a z drive mechanism for driving the elevating platform up and down;
an x-moving table, and an x-driving mechanism supported by the elevating table and capable of reciprocatingly driving the x-moving table in the horizontal x-direction;
a y moving table, and a y driving mechanism supported by the x moving table and driving the y moving table back and forth in the horizontal y direction;
an oscillating device for reciprocatingly driving the torch support arm in the x direction, supported by the y carriage; and
Build-up welding torch supported by the torch support arm;
Overlay welding equipment comprising:

8. The overlay welding apparatus according to claim 7, wherein the torch support arm extends in the x direction; a plurality of overlay welding torches are supported by the torch support arm side by side in the x direction.

The horizontal upper rail and the horizontal lower rail are one set; the saddle, the vertical rail, the shoe, the z-drive mechanism, the x-movable table, the x-drive mechanism, the y-movable table, the y-drive mechanism, the oscillating device, and the overlay. The overlay welding apparatus according to claim 7 or 8, wherein a plurality of overlay welding units each formed of a welding torch are assembled to the horizontal upper rail and the horizontal lower rail.

The overlay welding apparatus according to any one of claims 7 to 9, wherein the saddle also has means for fixing itself to the upper horizontal rail.

Further, a sensor for detecting the y position of the cladding target, and y through the y driving mechanism so as to maintain a constant y distance of the cladding welding torch with respect to the cladding target corresponding to the detected y position. The overlay welding apparatus according to any one of claims 7 to 10, further comprising a scanning control unit that drives the movable table back and forth in the y direction.

The build-up target is a vertical circumferential surface, and the horizontal upper rail and the horizontal lower rail are ring-shaped rails concentric with the vertical circumferential surface; The overlay welding apparatus according to any one of claims 7 to 11, wherein the overlay is parallel to a circumferential tangent at a position that intersects a vertical circumferential surface to be mounted.

The cladding object is a vertical circumferential surface, and the horizontal upper rail and the horizontal lower rail are ring-shaped rails concentric with the vertical circumferential surface; interposed between the vertical rail and the saddle and the shoe. The swing angle setting wedge makes the x direction in which the torch support arm extends parallel to a tangent of a circumference at a position where a working direction line of the overlay welding torch intersects a vertical circumferential surface to be overlayed; 13. The overlay welding apparatus according to any one of 12 above.