JP2011206859A - 自走式溶接ビード切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】壁面に沿って移動しながら壁面に溶接によって生起している溶接ビードを切削する自走式溶接ビード切削装置の作業効率、切削能力を向上させる。
【解決手段】溶接ビードに隣接して壁面に敷設されているガイドレールに掛合しながら回転して溶接ビード切削装置をガイドレールに沿って前進移動及び後退移動させる駆動輪。駆動輪に支持されているフレームに取り付けられていて駆動輪に対して前進移動用の前進方向回転駆動力及び後退移動用の後退方向回転駆動力を与える自走用モータ。フレームに取り付けられていて溶接ビードの切削を行う回転エアーサンダー。フレームに取り付けられていて、回転エアーサンダーが溶接ビードに押し付けられる圧力を調整する押付圧力調整手段と、回転エアーサンダーをガイドレールが延びる方向に対して交叉する方向に移動させる横シフト手段を備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、溶接によって生起したビードの自動切削装置に関し、特に、貯油タンクや、船舶などの壁面に沿って移動しながら溶接ビードを切削する自走式溶接ビード切削装置に関する。

貯油タンクや、船舶などの壁面に沿って移動しながら、当該壁面に溶接によって生起している溶接ビードを切削する自走式溶接ビード切削装置に関しては従来から種々の提案が行われている（例えば、特許文献１、２、３、４）。

これらはいずれも砥石などの切削手段が溶接ビードに押し付けられる圧力を調整したり、切削作業中に切削手段が溶接ビードから外れないようにする、あらゆる姿勢で溶接ビードを自動的に切削できるようにする、等々を目的にして提案されているものである。

特開平９−１９２９１４号公報 特開平９−１９８５８号公報 特開平１０−１９３１８１号公報 特開平１０−２８６７０９号公報

前述したように、貯油タンクや、船舶などの壁面に沿って移動しながら、当該壁面に溶接によって生起している溶接ビードを切削する自走式溶接ビード切削装置に関しては従来から種々の提案が行われているが、作業効率、切削能力などに関しては不断にその改善、向上が要求されている。

そこで、この発明は、作業効率、切削能力が従来よりも一層改善、向上された自走式溶接ビード切削装置を提案することを目的にしている。

前記課題を解決するため、この発明が提案する自走式溶接ビード切削装置は以下の通りのものである。

請求項１記載の発明は、
壁面に形成されている溶接ビードを切削する溶接ビード切削装置であって、
前記溶接ビードに隣接して前記壁面に敷設されているガイドレールに掛合しながら回転して溶接ビード切削装置を当該ガイドレールに沿って前進移動及び後退移動させる駆動輪と、
前記駆動輪に支持されているフレームに取り付けられていて、前記駆動輪に対して前進移動用の前進方向回転駆動力及び後退移動用の後退方向回転駆動力を与える自走用モータと、
前記フレームに取り付けられていて、前記溶接ビードの切削を行う回転エアーサンダー及び、当該回転エアーサンダーに回転駆動力を与えるエアーモータと、
前記フレームに取り付けられていて、前記回転エアーサンダーが前記溶接ビードに押し付けられる圧力を調整する押付圧力調整手段と、
前記フレームに取り付けられていて、前記回転エアーサンダーを前記ガイドレールが延びる方向に対して交叉する方向に移動させる横シフト手段と
を備えていることを特徴とする自走式溶接ビード切削装置
である。

請求項２記載の発明は、
前記フレームの前進方向に向かう前面及び、後退方向に向かう背面にそれぞれ前方センサー及び後方センサーが配備されており、前記フレームの前進移動又は後退移動中に前記フレームの前方又は後方に障害物が存在していることを当該前方センサー又は後方センサーで感知したときに、前進移動を後退移動に、又、後退移動を前進移動に変更することを特徴とする請求項１記載の自走式溶接ビード切削装置
である。

請求項３記載の発明は、
前記前方センサー又は後方センサーのどちらか一方又は双方は、前進移動が後退移動に変更されたことを、又は、後退移動が前進移動に変更されたことを感知する移動方向切り替え回数を検知することを特徴とする請求項２記載の自走式溶接ビード切削装置
である。

請求項４記載の発明は、
前記前方センサー又は後方センサーのどちらか一方又は双方は、前記フレームの移動距離を検知することを特徴とする請求項２又は３記載の自走式溶接ビード切削装置
である。

請求項５記載の発明は、
前記フレームの前記壁面に対向する側に磁石が配備されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の自走式溶接ビード切削装置
である。

この発明によれば、貯油タンクや、船舶などの壁面に沿って移動しながら、当該壁面に溶接によって生起している溶接ビードを切削する自走式溶接ビード切削装置の作業効率、切削能力を従来よりも一層改善、向上させることができる。

本発明の自走式溶接ビード切削装置の内部構造を説明する一部を省略した側面図。 本発明の自走式溶接ビード切削装置の内部構造を説明する一部を省略した斜視図。 本発明の自走式溶接ビード切削装置が曲面上を走行する状態を説明する側面図。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。

本発明の自走式溶接ビード切削装置３０は、貯油タンクや、船舶などの壁面に敷設されているガイドレール１に沿って矢印３４方向への前進移動及び、矢印３５方向への後退移動を行って溶接ビードの切削処理を自動的に行うものである。

ガイドレール１は、貯油タンクや、船舶などの壁面に溶接によって生起している溶接ビードに隣接して当該壁面に敷設される。ガイドレール１が溶接ビードに沿って敷設される長さは数十メートルに及ぶことがある。

例えば、溶接ビードが形成されている壁面３１が図３図示のように湾曲面である場合には当該湾曲面に沿ってガイドレール１が敷設され、自走式溶接ビード切削装置３０はこの湾曲面に沿って矢印３４のように前進する。

自走式溶接ビード切削装置３０は駆動輪３ａ、３ｂ、３ｃ、・・を備えており、駆動輪３ａ、３ｂ、３ｃ、・・によって自走式溶接ビード切削装置３０のフレーム３８が支持されている。

駆動輪３ａ、３ｂ、３ｃ、・・の中で、図１、図２図示のように、自走式溶接ビード切削装置３０の移動方向に向かうどちらか一方の側の駆動輪（図１、図２図示の形態では、駆動輪３ａ、３ｂ）は、ガイドレール１に形成されている掛合部２に掛合する掛合手段を備えている。図示の実施形態では、ガイドレール１に形成されている掛合部２が溝孔で、駆動輪３ａ、３ｂに備えられている掛合手段は、この溝孔に突合する突起部４になっている。

そこで、自走用モータ５ａ、５ｂによって前進移動用の前進方向回転駆動力及び後退移動用の後退方向回転駆動力が与えられる駆動輪３ａ、３ｂ、３ｃ、・・の中の駆動輪３ａ、３ｂは、ガイドレール１に掛合しながら回転する。

これによって、自走式溶接ビード切削装置３０は、ガイドレール１に沿って、矢印３４方向への前進移動及び、矢印３５方向への後退移動を行うようになっている。

図示の実施形態では、自走用モータ５ａ、５ｂからの回転駆動力は、ベルトプーリ６ａ、６ｂ、駆動ベルト７ａ、７ｂ、ベルトプーリ８ａ、８ｂを介して回転軸９ａ、９ｂに伝達され、これによって、駆動輪３ａ、３ｂ、３ｃ、・・に対して、前進移動用の前進方向回転駆動力及び後退移動用の後退方向回転駆動力が与えられるようになっている。

フレーム３８の上部には取付板９が取り付けられている。取付板９に対向するフレーム３０の下側（溶接ビード切削処理が施される壁面側）に、ロッド１０ａ、押付圧力調整部１１ａ、ロッド１２ａ及び、ロッド１０ｂ、押付圧力調整部１１ｂ、ロッド１２ｂを介して支持板１３が配備されている。

そして、支持板１３の下側（溶接ビード切削処理が施される壁面側）に、エアーモータ１９ａ及び、回転エアーサンダー１８が支持腕１７を介して取り付けられている。

回転エアーサンダー１８は、エアーモータ１９ａから回転駆動力を与えられ、回転軸１９ｂを中心として回転しつつ、回転エアーサンダー１８に取り付けられているグラインダーを溶接ビードに押し付けて溶接ビードの切削を行う。

電気グラインダーを使用した場合、モータの加熱、故障により長時間連続運転を行うことが難しいが、エアーモータ１９ａを使用することにより長時間連続運転が可能になる。

押付圧力調整部１１ａ、押付圧力調整部１１ｂ内にはそれぞれスプリング（不図示）が配備されている。これによって、支持板１３は、矢印３２方向（溶接ビード切削処理が施される壁面に近づく方向）及び、矢印３３方向（溶接ビード切削処理が施される壁面から離れる方向）に移動可能になっており、支持板１３の下側に取り付けられている回転エアーサンダー１８が、切削処理が施される溶接ビードに押し付けられる圧力が調整されるようになっている。

フレーム３８中の横枠１４の下側には横シフト駆動部１５が取り付けられている。横シフト駆動部１５は、シフトロッド１６を介して支持板１３を、ガイドレール１が延びる方向（図２において矢印３４、３５で示す方向）に対して交叉する方向、例えば、図２に矢印３６、３７で示すように、ガイドレール１が延びる方向に対して直交する方向に移動させる。

そこで、横シフト駆動部１５の働きにより、持板１３の下側に取り付けられている回転エアーサンダー１８は、ガイドレール１が延びる方向（図２において矢印３４、３５で示す方向）に対して交叉する方向に移動するようになっている。

横シフト駆動部１５の働きによって、回転エアーサンダー１８をガイドレール１が延びる方向に対して交叉する方向に移動させることにより、回転エアーサンダー１８に取り付けられていて溶接ビードに回転しつつ押し付けられるグラインダーの目詰まりを防止することができる。

また、横シフト駆動部１５の働きを追加することにより、人間が行なう作業によって溶接ビード切削を行う状態に近づけることができる。

なお、図示の実施形態では、一台の回転エアーサンダー１８が配備されているもので説明しているが、回転エアーサンダー１８はフレーム３８の前進方向（後退方向）複数台配備することができる。この場合、複数台の回転エアーサンダー１８について一括して押付力の調整、横方向移動が行われるように押付圧力調整部１１ａ、１１ｂ、横シフト駆動部１５を配備する事もできるし、各回転エアーサンダー１８ごとに押付力の調整、横方向移動が行われるように押付圧力調整部１１ａ、１１ｂ、横シフト駆動部１５を配備する事もできる。また、複数台の回転エアーサンダー１８を配備する場合、各回転エアーサンダー１８に対して回転駆動力を与える各エアーモータ１９ａの出力を調整、制御する形態にすることができる。

垂直面など傾斜の大きい面を切削する自走式溶接ビード切削装置３０には、フレーム３８の下側（溶接ビード切削処理が施される壁面に対向する側）に磁石２２ａ、２２ｂが配備されている。磁石２２ａ、２２ｂは溶接ビード切削処理が施される壁面に対する吸着力（磁力）を常に発揮しているので、フレーム３８の下側は常に壁面に対して吸いつけられる方向の力を受けている。これによって、自走式溶接ビード切削装置３０が矢印３４方向へ前進移動、矢印３５方向へ後退移動している際に自走式溶接ビード切削装置３０が転倒する危険を少なくできるようになっている。

自走式溶接ビード切削装置３０に備えられている自走用モータ５ａ、５ｂ、エアーモータ１９ａ、横シフト駆動部１５は、それぞれ、フレーム３０に備えられている制御部（不図示）によって制御されるようになっており、この制御部は作業者から制御指示の入力を受けて、自走用モータ５ａ、５ｂ、エアーモータ１９ａ、横シフト駆動部１５の動作を制御するようになっている。

フレーム３０の前進方向に向かう前面には前方センサー２１が、フレーム３０の後退方向に向かう背面にそれぞれ後方センサー２０がそれぞれ配備されている。

前方センサー２１は、自走式溶接ビード切削装置３０の矢印３４方向への前進移動中に自走式溶接ビード切削装置３０の前方に障害物が存在していることを感知したならば、それをフレーム３０に備えられている制御部（不図示）に出力するようになっている。この入力を受けた、制御部は自走用モータ５ａ、５ｂに対して制御信号を送り、回転方向を反転させることによって、自走式溶接ビード切削装置３０の前進移動を後退移動に切り替えるようになっている。

同様に、後方センサー２０は、自走式溶接ビード切削装置３０の矢印３５方向への後退移動中に自走式溶接ビード切削装置３０の後方に障害物が存在していることを感知したならば、それをフレーム３０に備えられている制御部（不図示）に出力するようになっている。この入力を受けた、制御部は自走用モータ５ａ、５ｂに対して制御信号を送り、回転方向を反転させることによって、自走式溶接ビード切削装置３０の後退移動を前進移動に切り替えるようになっている。

なお、前方センサー２１、後方センサー２０のどちらか一方又は双方に、前進移動が後退移動に変更されたこと、又は、後退移動が前進移動に変更されたことを感知する移動方向切り替え回数検知機能を備えさせることができる。

このようにすれば、自走式溶接ビード切削装置３０がガイドレール１に沿った前進移動、後退移動をあらかじめ定めてある回数行った時点で、フレーム３０に備えられている制御部（不図示）からの制御により自走用モータ５ａ、５ｂ、エアーモータ１９ａの駆動を停止させることができる。

また、前方センサー２１、後方センサー２０のどちらか一方又は双方に、フレーム３８の移動距離を検知する機能を具備させることもできる。例えば、フレーム３０に備えられている制御部（不図示）の制御の下での自走用モータ５ａ、５ｂの駆動による自走式溶接ビード切削装置３０の移動速度と、自走式溶接ビード切削装置３０の移動開始後の経過時間とから移動距離を検知するセンサーを採用することができる。

そして、自走式溶接ビード切削装置３０がガイドレール１に沿った前進移動、後退移動をあらかじめ定めてある距離にわたって行った時点で、フレーム３０に備えられている制御部（不図示）からの制御により自走用モータ５ａ、５ｂ、エアーモータ１９ａの駆動を停止させることができる。

以上説明した本発明の自走式溶接ビード切削装置３０を用いて以下の条件で溶接ビードの切削を行った。

回転エアーサンダー１８が、フレーム３８の前進方向（後退方向）に２台配備されている本発明の自走式溶接ビード切削装置３０を用いた。なお、押付力の調整、横方向移動は２台の回転エアーサンダー１８について一括して行い、各回転エアーサンダー１８に対して回転駆動力を与える各エアーモータ１９ａの出力を調整、制御する形態にした。

押付力：４．０Ｋｇｆ
自走式溶接ビード切削装置３０の移動速度：１２００ｍｍ／分
使用エアー圧力：７．０Ｋｇｆ／ｃｍ^２
エアー突出量：２．３ｃｍ^３／分
回転エアーサンダーに取り付けられているグラインダーのディスク：φ１２５

上記の仕様で、幅１８．００ｍｍ〜２７．０ｍｍ、ビード高さ６．０ｍｍ〜８．５ｍｍの溶接ビードについて切削試験を行った。

自走式溶接ビード切削装置３０が８往復したところ、ビード高さを０．５ｍｍ程度にすることができた。

同様の溶接ビードを人間の手作業でビード高さを０．５ｍｍ程度になるまでに切削した場合と比較したところ、切削処理後の溶接ビード部は目視ではほぼ同じ状態であった。一方、本発明の自走式溶接ビード切削装置３０を使用した場合、切削時間は人間の手作業で行なった場合の５７％まで短縮することができた。

その他、種々の溶接ビードについても同様の試験を行ったところ、前述した仕様の本発明の自走式溶接ビード切削装置３０によれば、手作業に比べて約７４％作業効率を向上できることを確認できた。

また、前述した仕様の本発明の自走式溶接ビード切削装置３０によれば、外板溶接ビードを平均して８０％程度切削できることを確認できた。

以上、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態、実施例を説明したが、本発明はこれらに限られるものではなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。

１ ガイドレール
３ａ、３ｂ、３ｃ、・・ 駆動輪
４ 突起部（掛合手段）
５ａ、５ｂ 自走用モータ
１１ａ、１１ｂ 押付圧力調整部
１３ 支持板
１５ 横シフト駆動部
１８ 回転エアーサンダー
１９ａ エアーモータ
２０ 後方センサー
２１ 前方センサー
２２ａ、２２ｂ 磁石
３０ 自走式溶接ビード切削装置
３１ 溶接ビードが形成されている壁面
３４ 前進移動方向
３５ 後退移動方向
３８ 自走式溶接ビード切削装置のフレーム

Claims (5)

1. 壁面に形成されている溶接ビードを切削する溶接ビード切削装置であって、
   前記溶接ビードに隣接して前記壁面に敷設されているガイドレールに掛合しながら回転して溶接ビード切削装置を当該ガイドレールに沿って前進移動及び後退移動させる駆動輪と、
   前記駆動輪に支持されているフレームに取り付けられていて、前記駆動輪に対して前進移動用の前進方向回転駆動力及び後退移動用の後退方向回転駆動力を与える自走用モータと、
   前記フレームに取り付けられていて、前記溶接ビードの切削を行う回転エアーサンダー及び、当該回転エアーサンダーに回転駆動力を与えるエアーモータと、
   前記フレームに取り付けられていて、前記回転エアーサンダーが前記溶接ビードに押し付けられる圧力を調整する押付圧力調整手段と、
   前記フレームに取り付けられていて、前記回転エアーサンダーを前記ガイドレールが延びる方向に対して交叉する方向に移動させる横シフト手段と
   を備えていることを特徴とする自走式溶接ビード切削装置。
2. 前記フレームの前進方向に向かう前面及び、後退方向に向かう背面にそれぞれ前方センサー及び後方センサーが配備されており、前記フレームの前進移動又は後退移動中に前記フレームの前方又は後方に障害物が存在していることを当該前方センサー又は後方センサーで感知したときに、前進移動を後退移動に、又、後退移動を前進移動に変更することを特徴とする請求項１記載の自走式溶接ビード切削装置。
3. 前記前方センサー又は後方センサーのどちらか一方又は双方は、前進移動が後退移動に変更されたことを、又は、後退移動が前進移動に変更されたことを感知する移動方向切り替え回数を検知することを特徴とする請求項２記載の自走式溶接ビード切削装置。
4. 前記前方センサー又は後方センサーのどちらか一方又は双方は、前記フレームの移動距離を検知することを特徴とする請求項２又は３記載の自走式溶接ビード切削装置。
5. 前記フレームの前記壁面に対向する側に磁石が配備されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の自走式溶接ビード切削装置。

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