JP2020019052A - Automatic preheater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、長尺の被溶接物に対する自動溶接において、被溶接部を溶接の前に予め加熱する自動予熱装置に関する。 The present invention relates to an automatic preheating apparatus for preheating a welded portion before welding in automatic welding of a long workpiece.
特許文献１には、溶接装置に対して先行して走行し、被溶接部の予熱を行う自動予熱装置が開示されている。この自動予熱装置は、レール上を走行可能な台車と、台車上に設けられた高周波予熱ヒータを備える。 Patent Literature 1 discloses an automatic preheating device that runs ahead of a welding device and preheats a portion to be welded. This automatic preheating device includes a truck that can run on rails, and a high-frequency preheating heater provided on the truck.
特許文献１のような自動予熱装置を用いて建設機械に設けられるブームのような薄板を被溶接物として加熱する場合、被溶接物において予熱による歪みが発生する可能性がある。このため、被溶接物において歪みが発生しないように予熱が行われることが求められている。 When a thin plate such as a boom provided in a construction machine is heated as an object to be welded using an automatic preheating device as disclosed in Patent Document 1, distortion may occur in the object to be welded due to preheating. For this reason, it is required that preheating is performed so that distortion is not generated in the workpiece.
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、被溶接物において予熱による歪みが発生しにくい自動予熱装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide an automatic preheating apparatus in which distortion due to preheating does not easily occur in a workpiece.
前記目的を達成するため、本発明のある態様は、所定の方向に沿って延設される被溶接部を有する被溶接物と、前記被溶接物の側方において前記被溶接部の延設方向に沿って移動するとともに、前記被溶接部の溶接を行う溶接装置と、ともに用いられる自動予熱装置であって、前記被溶接物の側方において前記溶接装置の前方に配置され、前記被溶接物に対して前記被溶接部の延設方向に沿って移動可能な予熱用台車と、前記予熱用台車に設けられ、前記被溶接物を加熱可能なバーナーと、前記予熱用台車に設けられ、前記バーナーを支持し、駆動状態に応じて前記バーナーを前記被溶接物に対して移動させる駆動部材と、前記予熱用台車の前記被溶接物に対する移動及び前記駆動部材の駆動状態を制御する制御装置であって、前記駆動部材の駆動状態を制御することにより、前記被溶接部の前記延設方向に対して交差する方向について前記被溶接部を含む移動範囲で前記バーナーを移動させるとともに、前記被溶接部の前記延設方向に対して交差する前記方向についての前記バーナーの前記移動範囲を調整することにより、前記バーナーによる前記被溶接物に対する予熱幅を調整する制御装置と、を備える。 In order to achieve the above object, an aspect of the present invention provides a workpiece having a portion to be welded extending along a predetermined direction, and an extending direction of the portion to be welded on a side of the workpiece. And a welding device for welding the welded portion, and an automatic preheating device used together with the welding device, wherein the welding device is disposed in front of the welding device on a side of the workpiece, A preheating trolley movable along an extending direction of the welded portion with respect to the preheating trolley, a burner provided on the preheating trolley, capable of heating the workpiece to be welded, provided on the preheating trolley, A driving member that supports a burner and moves the burner with respect to the workpiece according to a driving state, and a control device that controls movement of the preheating cart with respect to the workpiece and a driving state of the driving member. And the driving member By controlling the driving state, the burner is moved in a movement range including the welded portion in a direction intersecting the extending direction of the welded portion, and the burner is moved in the extending direction of the welded portion. A control device that adjusts a preheating width of the work to be welded by the burner by adjusting the movement range of the burner in the direction intersecting the burner.
本発明によれば、被溶接物において予熱による歪みが発生しにくい自動予熱装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an automatic preheating device in which distortion due to preheating is less likely to occur in a workpiece.
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態の自動溶接システム１を示す図である。自動溶接システム１は、溶接装置２と、予熱装置３と、レール４と、設置部５を備える。予熱装置３は、本実施形態における自動予熱装置である。自動溶接システム１は、例えば、長尺の被溶接物の溶接に用いられる。レール４は、溶接装置２及び予熱装置３のそれぞれが走行可能な走路である。設置部５には、長尺の被溶接物が設置される。本実施形態では、設置部５には、被溶接物として、クレーンなどの建設機械に設けられるブーム６が設置されている。レール４は、ブーム６の側方に設置されている。レール４の延設方向とブーム６の延設方向（長手方向）は一致している。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing an automatic welding system 1 of the present embodiment. The automatic welding system 1 includes a welding device 2, a preheating device 3, a rail 4, and an installation unit 5. The preheating device 3 is an automatic preheating device in the present embodiment. The automatic welding system 1 is used, for example, for welding a long workpiece. The rail 4 is a track on which each of the welding device 2 and the preheating device 3 can travel. A long workpiece to be welded is installed in the installation section 5. In the present embodiment, a boom 6 provided on a construction machine such as a crane is installed in the installation section 5 as an object to be welded. The rail 4 is installed on the side of the boom 6. The extending direction of the rail 4 and the extending direction (longitudinal direction) of the boom 6 match.
溶接装置２及び予熱装置３は、ブーム６の延設方向に沿って、レール４上を移動可能である。ここで、ブーム６の延設方向のうち、進行側（図１の矢印Ｘ１側）と手前側（図１の矢印Ｘ２側）とを規定する。進行側及び手前側は、互いに対して反対である。予熱装置３の進行方向と溶接装置２の進行方向は一致している。このため、予熱装置３の移動方向は、溶接装置２の移動方向と一致する。進行側は、予熱装置３及び溶接装置２の移動方向における前方側であり、手前側は、予熱装置３及び溶接装置２の移動方向における後方側である。また、鉛直方向に対して交差し（略直交し）、かつ、ブーム６の延設方向（ブーム６の長手方向）に対して交差する（略直交する）方向を、ブーム６の幅方向とする。 The welding device 2 and the preheating device 3 are movable on the rail 4 along the extending direction of the boom 6. Here, of the extending direction of the boom 6, a traveling side (arrow X1 side in FIG. 1) and a near side (arrow X2 side in FIG. 1) are defined. The advancing side and the near side are opposite to each other. The traveling direction of the preheating device 3 and the traveling direction of the welding device 2 match. For this reason, the moving direction of the preheating device 3 matches the moving direction of the welding device 2. The traveling side is the front side in the moving direction of the preheating device 3 and the welding device 2, and the near side is the rear side in the moving direction of the preheating device 3 and the welding device 2. Further, a direction crossing (substantially perpendicular to) the vertical direction and crossing (substantially perpendicular to) the extending direction of the boom 6 (longitudinal direction of the boom 6) is defined as the width direction of the boom 6. .
予熱装置３は、レール４上において、溶接装置２よりも進行側に位置し、溶接装置２に対して先行して走行する。したがって、予熱装置３は、移動方向において、溶接装置２の前方に配置される。 The preheating device 3 is located on the rail 4 on a more advancing side than the welding device 2 and runs ahead of the welding device 2. Therefore, the preheating device 3 is disposed in front of the welding device 2 in the moving direction.
溶接装置２は、溶接用台車２１と、溶接トーチ２２と、溶接用制御装置２３と、を備える。溶接用台車２１は、レール４上を走行可能である。溶接トーチ２２及び溶接用制御装置２３は、溶接用台車２１上に設置され、溶接用台車２１と一緒にレール４上を移動する。溶接トーチ２２は、ブーム６の溶接を行う。溶接用制御装置２３は、溶接用台車２１の走行及び溶接トーチ２２の作動を制御する。 The welding device 2 includes a welding cart 21, a welding torch 22, and a welding control device 23. The welding cart 21 can run on the rail 4. The welding torch 22 and the welding control device 23 are installed on the welding trolley 21 and move on the rail 4 together with the welding trolley 21. The welding torch 22 performs welding of the boom 6. The welding control device 23 controls the traveling of the welding cart 21 and the operation of the welding torch 22.
図２は、予熱装置３の構成を示す図である。また、図３は、予熱装置３の制御構成を示す図である。予熱装置３は、予熱用台車３１と、制御装置３２と、ロボットアーム３４と、バーナー３５とを備える。予熱用台車３１は、台車モータ３３が駆動されることにより、レール４上を移動方向に沿って走行可能である。制御装置３２、ロボットアーム３４及びバーナー３５は、予熱用台車３１上に設置され、予熱用台車３１と一緒にレール４上を移動する。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the preheating device 3. FIG. 3 is a diagram showing a control configuration of the preheating device 3. The preheating device 3 includes a preheating cart 31, a control device 32, a robot arm 34, and a burner 35. The trolley motor 33 is driven by the trolley motor 33 so that the preheating trolley 31 can travel on the rail 4 in the moving direction. The control device 32, the robot arm 34, and the burner 35 are installed on the preheating trolley 31, and move on the rail 4 together with the preheating trolley 31.
バーナー３５は、例えば、ガスバーナーである。バーナー３５は、ロボットアーム３４に固定される。バーナー３５は、燃焼ガスが供給された状態で作業者による点火作業が行われることにより、点火される。また、バーナー３５は、点火した状態で燃焼ガスの供給が停止されることにより、消火される。 The burner 35 is, for example, a gas burner. The burner 35 is fixed to the robot arm 34. The burner 35 is ignited when an ignition operation is performed by an operator in a state where the combustion gas is supplied. Further, the burner 35 is extinguished by stopping the supply of the combustion gas in the ignited state.
予熱装置３には、遮断弁３６が設けられている。遮断弁３６は、バーナー３５への燃焼ガスの供給を制御する制御弁であり、バーナー３５への燃焼ガスの供給を遮断可能である。遮断弁３６は、例えば、空気圧によって駆動される。遮断弁３６は、例えば、予熱用台車３１上に設置される。遮断弁３６が閉じた状態では、バーナー３５へ燃焼ガスは供給されない。遮断弁３６が開いた状態では、バーナー３５へ燃焼ガスが供給される。 The preheating device 3 is provided with a shutoff valve 36. The shutoff valve 36 is a control valve that controls the supply of the combustion gas to the burner 35, and can shut off the supply of the combustion gas to the burner 35. The shut-off valve 36 is driven by, for example, pneumatic pressure. The shutoff valve 36 is installed on, for example, the preheating cart 31. When the shut-off valve 36 is closed, no combustion gas is supplied to the burner 35. When the shut-off valve 36 is open, the combustion gas is supplied to the burner 35.
ロボットアーム３４は、予熱用台車３１上に設置されている。ロボットアーム３４は、本実施形態における駆動部材の一例である。ロボットアーム３４は、複数のアームと、アームのそれぞれを駆動させる複数のアクチュエータとを備える。ロボットアーム３４の先端部には、バーナー３５が固定されている。これにより、ロボットアーム３４は、バーナー３５を支持している。アクチュエータが駆動されることにより、ロボットアーム３４が駆動され、ロボットアーム３４の先端部に固定されたバーナー３５の位置、向き、及び、高さなどが変化する。したがって、ロボットアーム３４のアクチュエータのそれぞれの駆動を制御することにより、バーナー３５の位置、向き及び高さなどを調整し、バーナー３５の動作などを調整することができる。 The robot arm 34 is installed on the preheating cart 31. The robot arm 34 is an example of a driving member in the present embodiment. The robot arm 34 includes a plurality of arms and a plurality of actuators for driving each of the arms. A burner 35 is fixed to the distal end of the robot arm 34. Thereby, the robot arm 34 supports the burner 35. When the actuator is driven, the robot arm 34 is driven, and the position, the direction, the height, and the like of the burner 35 fixed to the distal end of the robot arm 34 change. Therefore, by controlling the respective drives of the actuators of the robot arm 34, the position, the direction, the height, and the like of the burner 35 can be adjusted, and the operation of the burner 35 can be adjusted.
また、予熱装置３には、測距センサ３７が設けられている。測距センサ３７は、溶接装置２が配置される側を向く状態で、例えば予熱用台車３１に取付けられている。測距センサ３７は、予熱装置３と溶接装置２との間の距離Ｄを検出する。測距センサ３７は、例えば、レーザー光を発信し、測定対象に反射したレーザー光を受信し、測定対象との距離を算出するレーザー式センサである。測距センサ３７は、制御装置３２と電気的に接続されている。測距センサ３７は、検出結果を制御装置３２に伝達する。 Further, the preheating device 3 is provided with a distance measuring sensor 37. The distance measuring sensor 37 is attached to, for example, the preheating trolley 31 in a state facing the side where the welding device 2 is arranged. The distance measuring sensor 37 detects a distance D between the preheating device 3 and the welding device 2. The distance measuring sensor 37 is, for example, a laser sensor that transmits a laser beam, receives a laser beam reflected by a measurement target, and calculates a distance from the measurement target. The distance measuring sensor 37 is electrically connected to the control device 32. The distance measurement sensor 37 transmits the detection result to the control device 32.
また、予熱装置３には、エッジ検出センサ３８が設けられている。エッジ検出センサ３８は、設置部５を向く状態で、例えば予熱用台車３１に取付けられている。エッジ検出センサ３８は、予熱用台車３１において、手前側の端部と進行側の端部に１つずつ設けられている。エッジ検出センサ３８は、設置部５に設置されたブーム６を検出する。エッジ検出センサ３８は、例えば、レーザー光を発信し、測定対象において反射したレーザー光を検出するレーザー式センサである。エッジ検出センサ３８は、検出結果を制御装置３２に伝達する。 Further, the preheating device 3 is provided with an edge detection sensor 38. The edge detection sensor 38 is attached to, for example, the preheating trolley 31 in a state facing the installation unit 5. The edge detection sensors 38 are provided one at the end on the near side and one on the traveling side of the preheating cart 31. The edge detection sensor 38 detects the boom 6 installed on the installation section 5. The edge detection sensor 38 is, for example, a laser sensor that emits a laser beam and detects the laser beam reflected on the measurement target. The edge detection sensor 38 transmits the detection result to the control device 32.
また、予熱装置３は、インバータ（インバータユニット）３９を備える。インバータ３９は、コンバータ回路、コンデンサ及びインバータ回路等を備え、電源（図示しない）から台車モータ３３に供給される交流電力の電圧及び周波数を調整する。 Further, the preheating device 3 includes an inverter (inverter unit) 39. The inverter 39 includes a converter circuit, a capacitor, an inverter circuit, and the like, and adjusts the voltage and frequency of AC power supplied to the bogie motor 33 from a power supply (not shown).
また、予熱装置３は、操作装置４１を備える。操作装置４１では、各種の操作入力が行われ、操作入力に応じた電気信号を制御装置３２に伝達する。操作装置４１は、例えば、タッチパネルを有するタブレット端末である。 Further, the preheating device 3 includes an operation device 41. In the operation device 41, various operation inputs are performed, and an electric signal corresponding to the operation input is transmitted to the control device 32. The operation device 41 is, for example, a tablet terminal having a touch panel.
制御装置３２は、プロセッサ４４と記憶部４５とを備える。プロセッサ４４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application specific integrated circuit）又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を備える集積回路又は回路構成（circuitry）等である。プロセッサ４４は、１つのみ設けられてもよく、複数設けられてもよい。プロセッサ４４での処理は、プロセッサ４４又は記憶部４５に記憶されたプログラムに従って行われる。また、記憶部４５には、プロセッサ４４で用いられる処理プログラム、及び、プロセッサ４４での演算で用いられるパラメータ、関数及びテーブル等が記憶される。本実施形態では、プロセッサ４４によって、予熱装置３を制御する制御装置が構成される。 The control device 32 includes a processor 44 and a storage unit 45. The processor 44 is an integrated circuit or a circuit configuration including a CPU (Central Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or an FPGA (Field Programmable Gate Array). Only one processor 44 may be provided, or a plurality of processors 44 may be provided. The processing in the processor 44 is performed according to a program stored in the processor 44 or the storage unit 45. Further, the storage unit 45 stores a processing program used by the processor 44, parameters, functions, tables, and the like used in calculations by the processor 44. In the present embodiment, the processor 44 constitutes a control device that controls the preheating device 3.
プロセッサ４４は、測距センサ３７及びエッジ検出センサ３８からの検出結果を取得する。プロセッサ４４は、測距センサ３７での検出結果に基づいて、予熱装置３と溶接装置２との距離Ｄを算出する。また、プロセッサ４４は、エッジ検出センサ３８での検出結果に基づいて、予熱装置３のブーム６に対する位置関係を判断する。プロセッサ４４は、例えば、エッジ検出センサ３８での検出結果に基づいて、予熱用台車３１が予熱開始位置Ａ１に移動したか否か、及び、予熱用台車３１が予熱終了位置Ａ２に移動したか否か、を判断する。予熱開始位置Ａ１は、予熱装置３の移動方向において例えば、ブーム６の手前側の端部（始端）が配置される位置である。予熱終了位置Ａ２は、例えば、ブーム６の進行側の端部（終端）が配置される位置である。プロセッサ４４は、各取得結果及び算出結果に基づいて、台車モータ３３、ロボットアーム３４、及び、遮断弁３６のそれぞれの作動を制御する。 The processor 44 acquires detection results from the distance measurement sensor 37 and the edge detection sensor 38. The processor 44 calculates a distance D between the preheating device 3 and the welding device 2 based on the detection result of the distance measuring sensor 37. Further, the processor 44 determines the positional relationship of the preheating device 3 with respect to the boom 6 based on the detection result of the edge detection sensor 38. The processor 44 determines whether or not the preheating trolley 31 has moved to the preheating start position A1 and whether or not the preheating trolley 31 has moved to the preheating end position A2, based on the detection result of the edge detection sensor 38, for example. Or judge. The preheating start position A1 is a position where, for example, the end (starting end) on the near side of the boom 6 in the moving direction of the preheating device 3 is arranged. The preheating end position A2 is, for example, a position where the end (end) of the boom 6 on the traveling side is arranged. The processor 44 controls the operations of the bogie motor 33, the robot arm 34, and the shut-off valve 36 based on each of the acquisition results and the calculation results.
また、プロセッサ４４は、ロボットアーム３４の駆動状態を制御することにより、バーナー３５の位置、向き及び高さなどを調整する。また、プロセッサ４４は、ブーム６の幅方向についてのバーナー３５の移動範囲を調整することにより、バーナー３５によるブーム６に対する予熱幅Ｗを調整する。 Further, the processor 44 controls the driving state of the robot arm 34 to adjust the position, the direction, the height, and the like of the burner 35. Further, the processor 44 adjusts the preheating width W of the boom 6 by the burner 35 by adjusting the moving range of the burner 35 in the width direction of the boom 6.
本実施形態では、プロセッサ４４は、インバータ３９から台車モータ３３に供給される交流電力を調整することにより、台車モータ３３の回転速度を制御する。そして、プロセッサ４４は、台車モータ３３の回転速度を制御することにより、予熱用台車３１の移動速度Ｖを制御する。なお、ある実施形態では、台車モータ３３の回転速度を検出するエンコーダが設けられる。そして、プロセッサ４４は、エンコーダでの検出結果に基づいて予熱用台車３１の移動速度Ｖを算出し、移動速度Ｖの算出結果に基づいて台車モータ３３の回転速度を制御することにより、予熱用台車３１の移動速度Ｖを制御する。 In the present embodiment, the processor 44 controls the rotation speed of the bogie motor 33 by adjusting the AC power supplied from the inverter 39 to the bogie motor 33. The processor 44 controls the moving speed V of the preheating cart 31 by controlling the rotation speed of the cart motor 33. In an embodiment, an encoder for detecting the rotation speed of the bogie motor 33 is provided. Then, the processor 44 calculates the moving speed V of the preheating trolley 31 based on the detection result of the encoder, and controls the rotation speed of the trolley motor 33 based on the calculation result of the moving speed V. 31 is controlled.
次に、本実施形態の自動溶接システム１の作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effect of the automatic welding system 1 of the present embodiment will be described.
本実施形態の自動溶接システム１は、例えば、クレーンなどの建設機械に設けられるブーム６の自動溶接において用いられる。ブーム６の自動溶接では、被溶接部Ｍにおいて、溶接装置２による溶接に先行して、被溶接部Ｍを予め加熱する予熱処理が行われる。 The automatic welding system 1 of the present embodiment is used, for example, in automatic welding of a boom 6 provided in a construction machine such as a crane. In the automatic welding of the boom 6, a pre-heat treatment for pre-heating the welded portion M is performed in the welded portion M prior to welding by the welding device 2.
ブーム６の被溶接部Ｍは、ブーム６の延設方向に沿って略直線形に形成されている。ブーム６の被溶接部Ｍは、例えば、ブーム６を形成する２つの構成部材の間の継手部である。ブーム６の被溶接部Ｍは、例えば、補強板とブーム６の構成部材との間の重ね継手部であってもよい。この場合、補強板は、ブーム６を形成する２つの構成部材の間に取付けられる。 The welded portion M of the boom 6 is formed substantially linearly along the direction in which the boom 6 extends. The welded portion M of the boom 6 is, for example, a joint between two components forming the boom 6. The welded portion M of the boom 6 may be, for example, a lap joint between the reinforcing plate and a component of the boom 6. In this case, the reinforcing plate is attached between the two components forming the boom 6.
ブーム６の自動溶接では、ブーム６が設置部５の所定の位置に設置される。このとき、溶接装置２の溶接用台車２１及び予熱装置３の予熱用台車３１は、それぞれの初期位置に位置する。溶接用台車２１及び予熱用台車３１の初期位置は、ブーム６の予熱開始時における予熱用台車３１の予熱開始位置Ａ１よりも手前側に位置する。予熱用台車３１の予熱開始位置Ａ１は、ブーム６の溶接開始時における溶接用台車２１の溶接開始位置と一致する。また、予熱用台車３１が初期位置に位置する状態では、遮断弁３６は、閉じた状態に制御される。プロセッサ４４は、例えば操作装置４１において自動予熱を開始する操作入力が行われたことに基づいて、自動予熱処理を開始する。 In the automatic welding of the boom 6, the boom 6 is installed at a predetermined position of the installation section 5. At this time, the welding cart 21 of the welding device 2 and the preheating cart 31 of the preheating device 3 are located at their respective initial positions. The initial positions of the welding cart 21 and the preheating cart 31 are located closer to the preheating start position A1 of the preheating cart 31 when the boom 6 starts preheating. The preheating start position A1 of the preheating trolley 31 coincides with the welding start position of the welding trolley 21 when the welding of the boom 6 is started. When the preheating cart 31 is located at the initial position, the shutoff valve 36 is controlled to be closed. The processor 44 starts the automatic preheating based on, for example, an operation input to start the automatic preheating in the operating device 41.
図４は、自動予熱処理において制御装置３２のプロセッサ４４が行う処理を示すフローチャートである。自動予熱処理は、記憶部４５に記憶された自動予熱プログラムに基づいて、実行される。また、図５〜図１８は、自動予熱処理による自動予熱工程を示す図である。 FIG. 4 is a flowchart showing a process performed by the processor 44 of the control device 32 in the automatic preheating treatment. The automatic preheating is performed based on the automatic preheating program stored in the storage unit 45. FIGS. 5 to 18 are views showing an automatic preheating step by automatic preheating.
自動予熱処理では、プロセッサ４４は、まず、図５に示すように、予熱装置３の予熱用台車３１を初期位置から進行側へ走行させ、予熱用台車３１を設定実行位置に移動させる（Ｓ１０１）。設定実行位置は、ブーム６の予熱開始時における予熱用台車３１の予熱開始位置Ａ１よりも進行側に位置する。 In the automatic preheating treatment, the processor 44 first moves the preheating cart 31 of the preheating device 3 from the initial position to the traveling side, and moves the preheating cart 31 to the setting execution position, as shown in FIG. 5 (S101). . The setting execution position is located on the advancing side of the preheating start position A1 of the preheating cart 31 at the time of starting the preheating of the boom 6.
次に、プロセッサ４４は、予熱用台車３１が設定実行位置に位置する状態で、バーナー３５によるブーム６の予熱時におけるロボットアーム３４の動作の設定を行う（Ｓ１０２）。予熱時におけるロボットアーム３４の動作の設定は、例えば、ティーチングにより行われる。また、予熱時におけるロボットアーム３４の動作設定には、例えば、予熱開始時における被溶接部Ｍに対するバーナー３５の先端位置の設定（センタ合わせ）等が、含まれる。設定結果は、例えば、記憶部４５に記憶される。 Next, the processor 44 sets the operation of the robot arm 34 when the boom 6 is preheated by the burner 35 in a state where the preheating cart 31 is located at the setting execution position (S102). The setting of the operation of the robot arm 34 at the time of preheating is performed by, for example, teaching. Further, the operation setting of the robot arm 34 at the time of preheating includes, for example, setting (centering) of the tip position of the burner 35 with respect to the welded portion M at the time of starting the preheating. The setting result is stored in the storage unit 45, for example.
ここで、図６を用いて、予熱時におけるロボットアーム３４及びバーナー３５の動作を説明する。予熱時には、プロセッサ４４は、予熱用台車３１を進行側へ移動させるとともに、ロボットアーム３４の駆動状態を制御することにより、ロボットアーム３４の支持部分を中心として、バーナー３５をブーム６に対して繰り返し揺動（スウィング）させる。本実施形態では、予熱時における予熱用台車３１の移動速度Ｖは、インバータ３９から台車モータ３３への出力が調整されることにより制御される。 Here, the operation of the robot arm 34 and the burner 35 during preheating will be described with reference to FIG. At the time of preheating, the processor 44 moves the preheating trolley 31 to the traveling side and controls the driving state of the robot arm 34 so that the burner 35 repeats the boom 6 around the support portion of the robot arm 34. Swing. In the present embodiment, the moving speed V of the preheating cart 31 during preheating is controlled by adjusting the output from the inverter 39 to the cart motor 33.
バーナー３５の揺動範囲は、例えば、ティーチングによって設定され、記憶部４５に記憶される。バーナー３５の揺動範囲は、予め設定され、記憶部４５に記憶されていてもよい。バーナー３５がブーム６に対して揺動することにより、バーナー３５及びバーナー３５の先端がブーム６の幅方向について移動する。バーナー３５の先端のブーム６の幅方向についての移動範囲（移動幅）は、バーナー３５の揺動範囲に応じて変化する。 The swing range of the burner 35 is set, for example, by teaching, and is stored in the storage unit 45. The swing range of the burner 35 may be set in advance and stored in the storage unit 45. When the burner 35 swings with respect to the boom 6, the burner 35 and the tip of the burner 35 move in the width direction of the boom 6. The moving range (moving width) of the tip of the burner 35 in the width direction of the boom 6 changes according to the swing range of the burner 35.
バーナー３５が点火した状態で、バーナー３５の先端がブーム６の幅方向についての移動を繰り返しながら、予熱用台車３１が進行側へ移動することにより、ブーム６は、予熱装置３の移動方向に沿って手前側から進行側に向かって加熱される。ブーム６の幅方向についての予熱幅Ｗは、バーナー３５の先端のブーム６の幅方向についての移動範囲に応じて変化する。ブーム６の幅方向についてのバーナー３５の先端の移動範囲は、被溶接部Ｍを含む。したがって、ブーム６は、被溶接部Ｍを含む範囲において加熱される。被溶接部Ｍは、例えば、ブーム６の幅方向について予熱幅Ｗの中央に位置する。 次に、プロセッサ４４は、予熱装置３を点火待機状態にする（Ｓ１０３）。点火待機状態では、バーナー３５の先端（放出口）は、作業者による点火操作が実行可能な位置に配置される。点火待機状態では、例えば、図７及び図８に示すように、バーナー３５の先端（放出口）は、予熱時の位置よりも鉛直上側に位置し、かつ、ブーム６の真上から離れた位置に配置される。予熱装置３を点火待機状態にする予熱用台車３１の位置及びロボットアーム３４の駆動状態は、例えば、記憶部４５に記憶されている。また、点火待機状態では、プロセッサ４４は、遮断弁３６を開く。遮断弁３６が開いた状態となることにより、バーナー３５に燃焼ガスが供給される。 When the tip of the burner 35 repeats the movement in the width direction of the boom 6 while the burner 35 is ignited, the boom 6 moves along the moving direction of the preheating device 3 by moving the preheating cart 31 toward the traveling side. From the near side to the advancing side. The preheating width W in the width direction of the boom 6 changes according to the moving range of the tip of the burner 35 in the width direction of the boom 6. The moving range of the tip of the burner 35 in the width direction of the boom 6 includes the welded portion M. Therefore, boom 6 is heated in a range including welded portion M. The welded portion M is located, for example, at the center of the preheating width W in the width direction of the boom 6. Next, the processor 44 sets the preheating device 3 to an ignition standby state (S103). In the ignition standby state, the tip (discharge port) of the burner 35 is located at a position where an ignition operation by an operator can be performed. In the ignition standby state, for example, as shown in FIGS. 7 and 8, the tip (discharge port) of the burner 35 is located vertically above the position at the time of preheating, and is located away from directly above the boom 6. Placed in The position of the preheating cart 31 and the driving state of the robot arm 34 for setting the preheating device 3 to the ignition standby state are stored in the storage unit 45, for example. In the ignition standby state, the processor 44 opens the shutoff valve 36. When the shut-off valve 36 is opened, the combustion gas is supplied to the burner 35.
点火待機状態において、例えば作業者によってバーナー３５の点火作業が行われることにより、バーナー３５が点火する。なお、点火待機状態になったこと、又は、点火を行うことを示す操作入力が行われたことに基づいて、自動的にバーナー３５が点火されてもよい。 In the ignition standby state, the burner 35 is ignited by, for example, performing the ignition operation of the burner 35 by an operator. It should be noted that the burner 35 may be automatically ignited based on the ignition standby state or the input of an operation indicating that the ignition is performed.
バーナー３５が点火されると（Ｓ１０４−Ｙｅｓ）、プロセッサ４４は、図９に示すように、ロボットアーム３４の駆動状態を制御することにより、バーナー３５を待機姿勢にする。待機姿勢では、バーナー３５は、点火した状態のまま、ブーム６を加熱しない位置に配置される。バーナー３５が待機姿勢である状態では、バーナー３５の先端（放出口）は、例えば、予熱時の位置よりも鉛直上側に位置し、かつ、ブーム６の真上から離れた位置に位置する。バーナー３５を待機姿勢にするロボットアーム３４の駆動状態は、例えば、記憶部４５に記憶されている。 When the burner 35 is ignited (S104-Yes), the processor 44 controls the driving state of the robot arm 34 to bring the burner 35 into the standby posture, as shown in FIG. In the standby posture, the burner 35 is arranged at a position where the boom 6 is not heated while being ignited. In a state where the burner 35 is in the standby posture, the tip end (discharge port) of the burner 35 is located, for example, vertically above the position at the time of preheating and at a position distant from directly above the boom 6. The driving state of the robot arm 34 that sets the burner 35 in the standby posture is stored in, for example, the storage unit 45.
そして、プロセッサ４４は、バーナー３５を待機姿勢にした状態で、予熱用台車３１をブーム６の予熱開始位置Ａ１へ移動させる（Ｓ１０５）。予熱開始位置Ａ１は、例えば、レール４の延設方向においてブーム６の手前側の端部が配置される位置である。プロセッサ４４は、例えば、バーナー３５が点火されたことを示す操作信号が入力されたことに基づいて、予熱用台車３１を予熱開始位置Ａ１へ移動させる。 Then, the processor 44 moves the preheating cart 31 to the preheating start position A1 of the boom 6 with the burner 35 in the standby posture (S105). The preheating start position A1 is, for example, a position where the end on the near side of the boom 6 is arranged in the extending direction of the rail 4. The processor 44 moves the preheating trolley 31 to the preheating start position A1, for example, based on the input of an operation signal indicating that the burner 35 has been ignited.
ここで、ブーム６の予熱開始位置Ａ１は、例えば、エッジ検出センサ３８での検出結果に基づいて算出される。例えば、予熱用台車３１が予熱開始位置Ａ１よりも手前側に位置している場合、プロセッサ４４は、予熱用台車３１を進行側へ走行させ、エッジ検出センサ３８においてブーム６が検出されない状態からブーム６が検出される状態に変化したことに基づいて、予熱装置３が予熱開始位置Ａ１に到達したと判断する。また、例えば、予熱用台車３１が予熱開始位置Ａ１よりも進行側に位置している場合、プロセッサ４４は、予熱用台車３１を手前側へ走行させ、エッジ検出センサ３８においてブーム６が検出される状態からブーム６が検出されない状態に変化したことに基づいて、予熱装置３が予熱開始位置Ａ１に到達したと判断する。なお、ブーム６の予熱開始位置Ａ１を示す位置座標などが記憶部４５等に予め保存されていてもよい。 Here, the preheating start position A1 of the boom 6 is calculated based on the detection result of the edge detection sensor 38, for example. For example, if the preheating cart 31 is located closer to the front side than the preheating start position A1, the processor 44 causes the preheating cart 31 to travel toward the traveling side, and the edge detection sensor 38 detects that the boom 6 is not detected. It is determined that the preheating device 3 has reached the preheating start position A1 based on the change to the state where No. 6 is detected. Further, for example, when the preheating trolley 31 is located on the advancing side of the preheating start position A1, the processor 44 causes the preheating trolley 31 to run toward the near side, and the boom 6 is detected by the edge detection sensor 38. Based on the change from the state to the state where the boom 6 is not detected, it is determined that the preheating device 3 has reached the preheating start position A1. Note that position coordinates indicating the preheating start position A1 of the boom 6 may be stored in the storage unit 45 or the like in advance.
予熱用台車３１がブーム６の予熱開始位置Ａ１に移動すると、プロセッサ４４は、溶接装置２との協調予熱処理を開始する（Ｓ１０６）。図１０は、本実施形態での協調予熱処理において制御装置３２のプロセッサ４４が行う処理を示すフローチャートである。協調予熱処理では、プロセッサ４４は、ロボットアーム３４の駆動を制御することにより、図１１に示すように、バーナー３５の先端をブーム６における予熱範囲内の真上に移動させ、バーナー３５の先端を鉛直下側へ移動させる。そして、プロセッサ４４は、予熱用台車３１を進行側へ移動させるとともに、予熱時におけるロボットアーム３４の前述の動作を実行する（Ｓ１１１）。これにより、バーナー３５による加熱が開始され、所定の予熱幅Ｗの範囲内においてブーム６の予熱が行われる。 When the preheating cart 31 moves to the preheating start position A1 of the boom 6, the processor 44 starts cooperative preheating with the welding device 2 (S106). FIG. 10 is a flowchart illustrating a process performed by the processor 44 of the control device 32 in the cooperative pre-heat treatment according to the present embodiment. In the cooperative preheating treatment, the processor 44 controls the driving of the robot arm 34 to move the tip of the burner 35 directly above the preheating range of the boom 6 as shown in FIG. Move vertically down. Then, the processor 44 moves the preheating cart 31 to the traveling side, and executes the above-described operation of the robot arm 34 at the time of preheating (S111). Thereby, the heating by the burner 35 is started, and the preheating of the boom 6 is performed within the range of the predetermined preheating width W.
次に、プロセッサ４４は、予熱用台車３１が所定の待機位置Ａ３に到達したか否かを判断する（Ｓ１１２）。図１２に示すように、待機位置Ａ３は、ブームの予熱開始位置Ａ１よりも進行側に位置する。待機位置Ａ３の座標は、例えば、記憶部４５に記憶されている。予熱用台車３１が待機位置Ａ３に位置した状態では、溶接装置２の溶接用台車２１と予熱装置３の予熱用台車３１との距離Ｄは、後述する基準距離Ｄｔｈ１よりも大きい。 Next, the processor 44 determines whether or not the preheating cart 31 has reached a predetermined standby position A3 (S112). As shown in FIG. 12, the standby position A3 is located on the advancing side of the boom preheating start position A1. The coordinates of the standby position A3 are stored in the storage unit 45, for example. In a state where the preheating trolley 31 is located at the standby position A3, the distance D between the welding trolley 21 of the welding device 2 and the preheating trolley 31 of the preheating device 3 is larger than a reference distance Dth1 described later.
図１２及び図１３に示すように、予熱用台車３１が待機位置Ａ３に到達すると（Ｓ１１２−Ｙｅｓ）、プロセッサ４４は、予熱用台車３１の進行側への移動を停止させるとともに、予熱時におけるロボットアーム３４の前述の動作を停止させる（Ｓ１１３）。これにより、予熱装置３の移動速度Ｖは０になる。そして、プロセッサ４４は、バーナー３５を前述の待機姿勢にする。 As shown in FIGS. 12 and 13, when the preheating trolley 31 reaches the standby position A3 (S112-Yes), the processor 44 stops the movement of the preheating trolley 31 to the advancing side, and the robot during the preheating. The operation of the arm 34 is stopped (S113). Thereby, the moving speed V of the preheating device 3 becomes zero. Then, the processor 44 brings the burner 35 into the above-described standby posture.
予熱用台車３１が待機位置Ａ３において待機状態になると、溶接装置２によるブーム６の溶接が開始される。例えば、溶接用制御装置２３において溶接装置２の移動を開始させる操作が入力されることにより、溶接装置２によるブーム６の溶接が開始される。溶接装置２によるブーム６の溶接では、溶接装置２は、ブーム６の被溶接部Ｍの溶接を行いながら、初期位置から進行側へ向かってレール４上を移動する。これにより、ブーム６の被溶接部Ｍが、予熱開始位置Ａ１から進行側へ向かって順次溶接される。溶接装置２の移動速度は、一定の速度Ｖ１に制御される。次に、プロセッサ４４は、溶接装置２と予熱装置３との間の距離Ｄが基準距離Ｄｔｈ１以下であるか否かを判断する（Ｓ１１４）。基準距離Ｄｔｈ１は、例えば、協調予熱に適した、溶接装置２と予熱装置３との間の距離である。基準距離Ｄｔｈ１は、例えば、記憶部４５に記憶されている。 When the preheating cart 31 enters the standby state at the standby position A3, welding of the boom 6 by the welding device 2 is started. For example, when the operation for starting the movement of the welding device 2 is input to the welding control device 23, the welding of the boom 6 by the welding device 2 is started. In the welding of the boom 6 by the welding device 2, the welding device 2 moves on the rail 4 from the initial position toward the traveling side while welding the welded portion M of the boom 6. Thereby, the welded portion M of the boom 6 is sequentially welded from the preheating start position A1 toward the traveling side. The moving speed of the welding device 2 is controlled to a constant speed V1. Next, the processor 44 determines whether or not the distance D between the welding device 2 and the preheating device 3 is equal to or less than the reference distance Dth1 (S114). The reference distance Dth1 is, for example, a distance between the welding device 2 and the preheating device 3 suitable for cooperative preheating. The reference distance Dth1 is stored in the storage unit 45, for example.
距離Ｄが基準距離Ｄｔｈ１より大きい場合（Ｓ１１４−Ｎｏ）、プロセッサ４４は、予熱用台車３１の移動が停止した状態を維持し、予熱用台車３１を待機位置Ａ３で待機させる。 When the distance D is larger than the reference distance Dth1 (S114-No), the processor 44 maintains the state where the movement of the preheating cart 31 is stopped, and makes the preheating cart 31 stand by at the standby position A3.
図１４に示すように、距離Ｄが基準距離Ｄｔｈ１以下である場合（Ｓ１１４−Ｙｅｓ）、プロセッサ４４は、予熱用台車３１を進行側へ移動させるとともに、予熱時におけるロボットアーム３４の前述の動作を実行する（Ｓ１１５）。これにより、図１５に示すように、溶接装置２及び予熱装置３のそれぞれが進行側へ走行し、溶接装置２による溶接及び予熱装置３による加熱が同時に行われる。予熱装置３は、溶接装置２に対して先行して走行する。このため、ブーム６の被溶接部Ｍでは、予熱装置３の加熱によって予熱が行われた状態で、溶接装置２による被溶接部Ｍの溶接が行われる。プロセッサ４４は、予熱装置３の移動速度Ｖを、例えば、溶接装置２の移動速度である速度Ｖ１に設定する。速度Ｖ１は、例えば、記憶部４５に記憶されている。 As illustrated in FIG. 14, when the distance D is equal to or less than the reference distance Dth1 (S114-Yes), the processor 44 moves the preheating cart 31 to the traveling side and performs the above-described operation of the robot arm 34 during preheating. Execute (S115). Thereby, as shown in FIG. 15, each of the welding device 2 and the preheating device 3 travels to the traveling side, and welding by the welding device 2 and heating by the preheating device 3 are performed simultaneously. The preheating device 3 runs ahead of the welding device 2. Therefore, in the welded portion M of the boom 6, the welded portion M is welded by the welding device 2 in a state where the preheating is performed by the heating of the preheating device 3. The processor 44 sets the moving speed V of the preheating device 3 to, for example, a speed V1 that is the moving speed of the welding device 2. The speed V1 is stored in, for example, the storage unit 45.
次に、プロセッサ４４は、距離Ｄの値に応じて、予熱装置３の移動速度Ｖを制御する。距離Ｄが閾値Ｄｔｈ２よりも小さい場合（Ｓ１１６−Ｙｅｓ）、プロセッサ４４は、予熱装置３を加速させる。閾値Ｄｔｈ２は、基準距離Ｄｔｈ１よりも小さい。プロセッサ４４は、例えば、予熱装置３の移動速度Ｖを速度Ｖ１よりも大きい速度Ｖ２にする（Ｓ１１７）。これにより、予熱装置３の移動速度Ｖが、溶接装置２の移動速度よりも大きくなる。 Next, the processor 44 controls the moving speed V of the preheating device 3 according to the value of the distance D. When the distance D is smaller than the threshold value Dth2 (S116-Yes), the processor 44 accelerates the preheating device 3. The threshold value Dth2 is smaller than the reference distance Dth1. The processor 44 sets, for example, the moving speed V of the preheating device 3 to a speed V2 higher than the speed V1 (S117). Thereby, the moving speed V of the preheating device 3 becomes higher than the moving speed of the welding device 2.
距離Ｄが閾値Ｄｔｈ３よりも大きく（Ｓ１１８−Ｙｅｓ）、かつ、閾値Ｄｔｈ４以下である場合（Ｓ１２０−Ｎｏ）、プロセッサ４４は、予熱装置３を減速させる。閾値Ｄｔｈ３は、基準距離Ｄｔｈ１よりも大きい。また、閾値Ｄｔｈ４は、閾値Ｄｔｈ３よりも大きい。プロセッサ４４は、予熱装置３の移動速度Ｖを、速度Ｖ１よりも小さい速度Ｖ３にする（Ｓ１２１）。 When the distance D is greater than the threshold value Dth3 (S118-Yes) and equal to or less than the threshold value Dth4 (S120-No), the processor 44 decelerates the preheating device 3. The threshold value Dth3 is larger than the reference distance Dth1. Further, the threshold value Dth4 is larger than the threshold value Dth3. The processor 44 sets the moving speed V of the preheating device 3 to a speed V3 smaller than the speed V1 (S121).
距離Ｄが閾値Ｄｔｈ２以上で（Ｓ１１６−Ｎｏ）、かつ、距離Ｄが閾値Ｄｔｈ３以下である場合（Ｓ１１８−Ｎｏ）、プロセッサ４４は、予熱装置３の移動速度Ｖを速度Ｖ１に維持する（Ｓ１１９）。 When the distance D is equal to or greater than the threshold value Dth2 (S116-No) and the distance D is equal to or less than the threshold value Dth3 (S118-No), the processor 44 maintains the moving speed V of the preheating device 3 at the speed V1 (S119). .
また、図１６に示すように、距離Ｄが閾値Ｄｔｈ４よりも大きい場合（Ｓ１２０−Ｙｅｓ）、処理はＳ１１３に戻り、プロセッサ４４は、予熱用台車３１の進行側への移動を停止させるとともに、予熱時におけるロボットアーム３４の前述の動作を停止させる。また、プロセッサ４４は、バーナー３５を前述の待機姿勢にする。そして、Ｓ１１３以降の処理が再び実行され、距離Ｄが基準距離Ｄｔｈ１以下になると、予熱装置３の走行が再開され、溶接装置２による溶接及び予熱装置３による加熱が同時に行われる。 Also, as shown in FIG. 16, when the distance D is greater than the threshold value Dth4 (S120-Yes), the process returns to S113, and the processor 44 stops the movement of the preheating cart 31 to the traveling side and performs preheating. The above-described operation of the robot arm 34 at the time is stopped. Further, the processor 44 brings the burner 35 into the above-described standby posture. Then, the processing after S113 is executed again, and when the distance D becomes equal to or less than the reference distance Dth1, the running of the preheating device 3 is restarted, and the welding by the welding device 2 and the heating by the preheating device 3 are performed simultaneously.
このように、プロセッサ４４は、距離Ｄが閾値Ｄｔｈ２から閾値Ｄｔｈ３までの間の範囲である場合、すなわち、距離Ｄが基準距離Ｄｔｈ１に対して大きく離れていない場合、予熱装置３の移動速度Ｖを速度Ｖ１に維持する。また、プロセッサ４４は、距離Ｄが許容範囲から離れた場合、予熱装置３の移動速度Ｖを調整することにより、距離Ｄの値を一定の範囲内に制御する。 As described above, the processor 44 determines the moving speed V of the preheating device 3 when the distance D is in the range between the threshold value Dth2 and the threshold value Dth3, that is, when the distance D is not far from the reference distance Dth1. Maintain the speed V1. Further, when the distance D is out of the allowable range, the processor 44 controls the value of the distance D within a certain range by adjusting the moving speed V of the preheating device 3.
プロセッサ４４は、予熱用台車３１がブーム６の予熱終了位置Ａ２に到達したか否かを判断する（Ｓ１２２）。予熱装置３がブーム６の予熱終了位置Ａ２に到達していない場合（Ｓ１２２−Ｎｏ）、処理はＳ１１６に戻る。 The processor 44 determines whether the preheating cart 31 has reached the preheating end position A2 of the boom 6 (S122). If the preheating device 3 has not reached the preheating end position A2 of the boom 6 (S122-No), the process returns to S116.
予熱終了位置Ａ２は、例えば、レール４の延設方向においてブーム６の進行側の端部が配置される位置である。ブーム６の予熱終了位置Ａ２は、例えば、エッジ検出センサ３８での検出結果に基づいて算出される。例えば、プロセッサ４４は、ブーム６の予熱開始位置Ａ１の検出と同様にして、予熱装置３が予熱終了位置Ａ２に到達したか否かを判断する。 The preheating end position A2 is, for example, a position where the end on the traveling side of the boom 6 is arranged in the extending direction of the rail 4. The preheating end position A2 of the boom 6 is calculated, for example, based on the detection result of the edge detection sensor 38. For example, the processor 44 determines whether the preheating device 3 has reached the preheating end position A2 in the same manner as the detection of the preheating start position A1 of the boom 6.
図１７に示すように、予熱用台車３１がブーム６の予熱終了位置Ａ２に到達した場合（Ｓ１２２−Ｙｅｓ）、プロセッサ４４は、協調予熱処理を終了する。次に、プロセッサ４４は、バーナー３５の消火処理を行う（Ｓ１０７）。消火処理では、プロセッサ４４は、遮断弁３６を閉じる。遮断弁３６が閉じることにより、バーナー３５への燃焼ガスの供給が停止され、バーナー３５が消火される。 As shown in FIG. 17, when the preheating cart 31 has reached the preheating end position A2 of the boom 6 (S122-Yes), the processor 44 ends the cooperative preheating. Next, the processor 44 performs a fire extinguishing process for the burner 35 (S107). In the fire extinguishing process, the processor 44 closes the shutoff valve 36. When the shut-off valve 36 is closed, the supply of the combustion gas to the burner 35 is stopped, and the burner 35 is extinguished.
次に、プロセッサ４４は、図１８に示すように、予熱用台車３１を退避位置に移動させる（Ｓ１０８）。退避位置は、ブーム６の予熱終了位置Ａ２よりも進行側に位置する。予熱用台車３１が退避位置に移動したことに基づいて、プロセッサ４４は、自動予熱処理を終了する。 Next, the processor 44 moves the preheating cart 31 to the retreat position as shown in FIG. 18 (S108). The retreat position is located on the advancing side of the preheating end position A2 of the boom 6. Based on the movement of the preheating cart 31 to the evacuation position, the processor 44 ends the automatic preheating process.
本実施形態では、制御装置３２は、予熱用台車３１を進行側へ移動させるとともに、点火した状態のバーナー３５の先端をブーム６の幅方向について移動させる。したがって、ブーム６の被溶接部Ｍの延設方向に沿ったバーナー３５の加熱によるブーム６の予熱が、自動的に行われる。この際、ブーム６が所定の温度まで加熱されることにより、ブーム６の被溶接部Ｍの近傍において水素成分（水分）が排除される。本実施形態では、バーナー３５によるブーム６の予熱が自動で行われることにより、作業者が手動でバーナーを用いた予熱作業を行う場合に比べて、コストの削減、予熱による温度ムラの抑制、及び、予熱の正確性の向上等が実現される。 In the present embodiment, the control device 32 moves the preheating trolley 31 to the traveling side and moves the tip of the burner 35 in the ignited state in the width direction of the boom 6. Therefore, the preheating of the boom 6 by the heating of the burner 35 along the extending direction of the welded portion M of the boom 6 is automatically performed. At this time, by heating the boom 6 to a predetermined temperature, a hydrogen component (moisture) is removed near the welded portion M of the boom 6. In the present embodiment, the preheating of the boom 6 by the burner 35 is performed automatically, so that the cost is reduced, the temperature unevenness due to preheating is suppressed, and Thus, the accuracy of preheating can be improved.
また、本実施形態では、予熱装置３はバーナー３５を備え、バーナー３５を用いてブーム６の被溶接部Ｍの加熱が行われる。このため、ブーム６の加熱に電気エネルギーを利用するヒータ等が用いられる場合に比べて、電力消費量を抑制することができ、予熱装置３を安価で製造可能であり、また、予熱装置３の軽量化及びコンパクト化が実現される。 In the present embodiment, the preheating device 3 includes the burner 35, and the welded portion M of the boom 6 is heated using the burner 35. Therefore, the power consumption can be suppressed, the preheating device 3 can be manufactured at low cost, and the preheating device 3 Lightening and compactness are realized.
また、本実施形態では、ロボットアーム３４を用いてバーナー３５をブーム６の幅方向について移動させることにより、バーナー３５の加熱によるブーム６の予熱を任意の予熱幅Ｗの範囲内において自動的に行うことができる。このため、本実施形態によれば、簡便な加熱方式であるガスバーナー方式を用いて、任意の予熱幅Ｗにおいて予熱を行うことができる。 In the present embodiment, the preheating of the boom 6 by heating the burner 35 is automatically performed within an arbitrary preheating width W by moving the burner 35 in the width direction of the boom 6 using the robot arm 34. be able to. For this reason, according to the present embodiment, it is possible to perform preheating in an arbitrary preheating width W by using a gas burner method that is a simple heating method.
また、本実施形態では、バーナー３５による予熱幅Ｗの設定を変更することにより、予熱幅Ｗを容易に変更することができる。このため、例えば、ブームの種類ごとの予熱幅Ｗの設定値を予め記憶部４５に記憶しておくことで、多種のブームに対応可能な自動予熱装置を実現することができる。また、例えば、バーナー３５の位置を調整することにより、被溶接物の板厚の違いなどによる加熱量の変更を容易に行うことができる。また、例えば、外気温度などの環境条件に応じて、加熱量等の予熱に関する各設定条件を変更することにより、多様な環境条件に対応可能な自動予熱装置を実現することができる。 Further, in the present embodiment, by changing the setting of the preheating width W by the burner 35, the preheating width W can be easily changed. For this reason, for example, by storing the set value of the preheating width W for each boom type in the storage unit 45 in advance, it is possible to realize an automatic preheating apparatus that can handle various types of booms. Further, for example, by adjusting the position of the burner 35, it is possible to easily change the heating amount due to a difference in the plate thickness of the workpiece. Further, for example, by changing each setting condition regarding preheating such as a heating amount according to environmental conditions such as an outside air temperature, it is possible to realize an automatic preheating apparatus that can cope with various environmental conditions.
また、本実施形態では、バーナー３５がブーム６の幅方向について移動しながらバーナー３５による加熱が行われる。このため、ブーム６の被溶接部Ｍを均一に加熱することができる。また、ブーム６の被溶接部Ｍの加熱を均一に行うことにより、ブーム６のように薄板に対する加熱を行う場合であっても、加熱による歪みの発生及び変形が抑制される。 In the present embodiment, the heating by the burner 35 is performed while the burner 35 moves in the width direction of the boom 6. Therefore, the welded portion M of the boom 6 can be heated uniformly. Further, by uniformly heating the welded portion M of the boom 6, even when the thin plate is heated as in the case of the boom 6, distortion and deformation due to heating are suppressed.
また、本実施形態では、予熱装置３の移動速度Ｖを制御することにより、溶接装置２及び予熱装置３は、距離Ｄが均一に保たれた状態で走行する。これにより、所定の距離を保ちながら溶接と予熱が同時に行われる。すなわち、本実施形態によれば、溶接装置２と予熱装置３との協調動作を完全自動で実現することができる。 In the present embodiment, by controlling the moving speed V of the preheating device 3, the welding device 2 and the preheating device 3 travel with the distance D kept uniform. Thereby, welding and preheating are performed simultaneously while maintaining a predetermined distance. That is, according to the present embodiment, the cooperative operation between the welding device 2 and the preheating device 3 can be realized completely automatically.
また、本実施形態では、予熱装置３と溶接装置２との間の距離Ｄが離れすぎた場合、予熱装置３は停止する。そして、溶接装置２が再び接近すると、走行を再開する。このため、予期しない外因により溶接装置２と予熱装置３との間が離れすぎた場合でも、予熱装置３と溶接装置２との間の距離Ｄが適切な距離に保たれる。 In the present embodiment, when the distance D between the preheating device 3 and the welding device 2 is too large, the preheating device 3 stops. Then, when the welding device 2 approaches again, the traveling is restarted. For this reason, even when the welding device 2 and the preheating device 3 are too far apart due to an unexpected external factor, the distance D between the preheating device 3 and the welding device 2 is maintained at an appropriate distance.
なお、本実施形態では、溶接装置２及び予熱装置３の両方がレール４上を走行するがこれに限るものではない。例えば、レール４とは異なるレールがレール４の内側に設けられ、このレール上を溶接装置２が走行してもよい。すなわち、溶接装置２と予熱装置３のそれぞれが異なるレール上を走行してもよい。 In the present embodiment, both the welding device 2 and the preheating device 3 run on the rail 4, but the present invention is not limited to this. For example, a rail different from the rail 4 may be provided inside the rail 4, and the welding device 2 may run on this rail. That is, each of the welding device 2 and the preheating device 3 may run on different rails.
また、レール４は設けられなくてもよい。例えば、溶接装置２及び予熱装置３の移動における走行ルートが制御装置等によって設定されてもよい。 Further, the rail 4 may not be provided. For example, a traveling route in the movement of the welding device 2 and the preheating device 3 may be set by a control device or the like.
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、以下に説明する。本実施形態は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Second embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described below. In the present embodiment, the configuration of the first embodiment is modified as follows. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
図１９は、本実施形態の協調予熱処理において制御装置３２のプロセッサ４４が行う処理を示すフローチャートである。図１９に示すように、本実施形態のＳ１３１〜Ｓ１３３の処理は、第１の実施形態のＳ１１１〜Ｓ１１３処理と同じである。 FIG. 19 is a flowchart showing a process performed by the processor 44 of the control device 32 in the cooperative pre-heat treatment of the present embodiment. As shown in FIG. 19, the processing of S131 to S133 of the present embodiment is the same as the processing of S111 to S113 of the first embodiment.
本実施形態では、プロセッサ４４は、Ｓ１３３の処理の後に、溶接装置２と予熱装置３との間の距離Ｄが閾値Ｄｔｈ５以下であるか否かを判断する（Ｓ１３４）。閾値（第１の距離）Ｄｔｈ５は、例えば、協調予熱において許容される最小の距離である。閾値Ｄｔｈ５は、例えば、基準距離Ｄｔｈ１と同じ値が用いられる。閾値Ｄｔｈ５は、例えば、記憶部４５に記憶されている。 In the present embodiment, after the process of S133, the processor 44 determines whether or not the distance D between the welding device 2 and the preheating device 3 is equal to or smaller than a threshold value Dth5 (S134). The threshold value (first distance) Dth5 is, for example, the minimum distance allowed in cooperative preheating. As the threshold value Dth5, for example, the same value as the reference distance Dth1 is used. The threshold value Dth5 is stored in, for example, the storage unit 45.
距離Ｄが閾値Ｄｔｈ５より大きい場合（Ｓ１３４−Ｎｏ）、プロセッサ４４は、予熱用台車３１の進行側への移動を停止させるとともに、予熱時におけるロボットアーム３４の前述の動作を停止させる。そして、プロセッサ４４は、バーナー３５を前述の待機姿勢にする。このため、予熱用台車３１の移動が停止した状態が維持され、予熱用台車３１の移動速度Ｖは０になる。 When the distance D is larger than the threshold value Dth5 (S134-No), the processor 44 stops the movement of the preheating cart 31 to the traveling side and stops the above-described operation of the robot arm 34 during the preheating. Then, the processor 44 brings the burner 35 into the above-described standby posture. For this reason, the state where the movement of the preheating cart 31 is stopped is maintained, and the moving speed V of the preheating cart 31 becomes zero.
距離Ｄが閾値Ｄｔｈ５以下である場合（Ｓ１３４−Ｙｅｓ）、プロセッサ４４は、予熱用台車３１を進行側へ移動させるとともに、予熱時におけるロボットアーム３４の前述の動作を実行する（Ｓ１３５）。これにより、溶接装置２及び予熱装置３のそれぞれが進行側へ走行し、溶接装置２による溶接及び予熱装置３による加熱が同時に行われる。このとき、プロセッサ４４は、予熱装置３の移動速度Ｖを速度Ｖ４にする。速度Ｖ４は、例えば、溶接装置２の移動速度（速度Ｖ１）よりも僅かに大きい値である。速度Ｖ４は、例えば、記憶部４５に記憶されている。速度Ｖ４は、溶接装置２の移動速度と同じであってもよい。 If the distance D is equal to or less than the threshold value Dth5 (S134-Yes), the processor 44 moves the preheating cart 31 to the traveling side and executes the above-described operation of the robot arm 34 during preheating (S135). Thereby, each of the welding device 2 and the preheating device 3 travels to the traveling side, and the welding by the welding device 2 and the heating by the preheating device 3 are performed simultaneously. At this time, the processor 44 sets the moving speed V of the preheating device 3 to the speed V4. The speed V4 is, for example, a value slightly larger than the moving speed (speed V1) of the welding device 2. The speed V4 is stored in, for example, the storage unit 45. The speed V4 may be the same as the moving speed of the welding device 2.
予熱装置３が溶接装置２に先行して進行側へ移動することにより、ブーム６の被溶接部Ｍの近傍では、第１の実施形態と同様にして、予熱装置３による加熱が予め行われた後に溶接装置２による溶接が行われる。このとき、予熱装置３が溶接装置２よりも大きい移動速度で先行して移動することにより、溶接装置２と予熱装置３との間の距離Ｄは、閾値Ｄｔｈ５（基準距離Ｄｔｈ１）から徐々に大きくなる。 As the preheating device 3 moves toward the traveling side prior to the welding device 2, the heating by the preheating device 3 is performed in advance in the vicinity of the welded portion M of the boom 6 as in the first embodiment. Later, welding by the welding device 2 is performed. At this time, the distance D between the welding device 2 and the preheating device 3 gradually increases from the threshold value Dth5 (the reference distance Dth1) by the preheating device 3 moving ahead at a higher moving speed than the welding device 2. Become.
次に、プロセッサ４４は、溶接装置２と予熱装置３との間の距離Ｄが閾値Ｄｔｈ６より大きいか否かを判断する（Ｓ１３６）。閾値（第２の距離）Ｄｔｈ６は、協調予熱において許容される最大の距離である。閾値Ｄｔｈ６は、閾値Ｄｔｈ５より大きく、基準距離Ｄｔｈ１よりも大きい。閾値Ｄｔｈ６は、例えば、閾値Ｄｔｈ４と同じ値が用いられる。閾値Ｄｔｈ６は、例えば、記憶部４５に記憶されている。 Next, the processor 44 determines whether or not the distance D between the welding device 2 and the preheating device 3 is larger than a threshold value Dth6 (S136). The threshold (second distance) Dth6 is the maximum distance allowed in the cooperative preheating. The threshold Dth6 is larger than the threshold Dth5 and larger than the reference distance Dth1. As the threshold Dth6, for example, the same value as the threshold Dth4 is used. The threshold value Dth6 is stored in, for example, the storage unit 45.
距離Ｄが閾値Ｄｔｈ６よりも大きい場合（Ｓ１３６−Ｙｅｓ）、処理はＳ１３３に戻り、プロセッサ４４は、予熱用台車３１の進行側への移動を停止させるとともに、予熱時におけるロボットアーム３４の前述の動作を停止させる。これにより、予熱用台車３１の移動速度Ｖは０になる。また、プロセッサ４４は、バーナー３５を前述の待機姿勢にする。 When the distance D is larger than the threshold value Dth6 (S136-Yes), the process returns to S133, and the processor 44 stops the movement of the preheating cart 31 to the traveling side, and performs the above-described operation of the robot arm 34 during the preheating. To stop. Thus, the moving speed V of the preheating cart 31 becomes zero. Further, the processor 44 brings the burner 35 into the above-described standby posture.
距離Ｄが閾値Ｄｔｈ６以下である場合（Ｓ１３６−Ｎｏ）、プロセッサ４４は、速度Ｖ４での予熱用台車３１の移動、及び、予熱時におけるロボットアーム３４の前述の動作の実行を維持する。 When the distance D is equal to or smaller than the threshold value Dth6 (S136-No), the processor 44 maintains the movement of the preheating cart 31 at the speed V4 and the execution of the above-described operation of the robot arm 34 during the preheating.
次に、プロセッサ４４は、予熱装置３がブーム６の予熱終了位置Ａ２に到達したか否かを判断する（Ｓ１３７）。予熱装置３がブーム６の予熱終了位置Ａ２に到達していない場合（Ｓ１３７−Ｎｏ）、処理はＳ１３６に戻る。 Next, the processor 44 determines whether or not the preheating device 3 has reached the preheating end position A2 of the boom 6 (S137). When the preheating device 3 has not reached the preheating end position A2 of the boom 6 (S137-No), the process returns to S136.
予熱装置３がブーム６の予熱終了位置Ａ２に移動した場合（Ｓ１３７−Ｙｅｓ）、プロセッサ４４は、協調予熱処理を終了する。 When the preheating device 3 has moved to the preheating end position A2 of the boom 6 (S137-Yes), the processor 44 ends the cooperative preheating.
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。 In this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
本実施形態では、協調予熱処理において、予熱装置３と溶接装置２との間が所定の値（Ｄｔｈ５）よりも接近した時、予熱装置３が溶接装置２と同時に走行する。このとき、予熱装置３は、溶接装置２の移動速度よりも大きい速度で移動する。このため、予熱装置３と溶接装置２との間の距離Ｄは、所定の値Ｄｔｈ５よりも大きい値に保たれる。これにより、予熱装置３と溶接装置２との間が近づきすぎることが防止される。 In the present embodiment, in the cooperative preheat treatment, when the distance between the preheating device 3 and the welding device 2 becomes closer than a predetermined value (Dth5), the preheating device 3 runs at the same time as the welding device 2. At this time, the preheating device 3 moves at a speed higher than the moving speed of the welding device 2. Therefore, the distance D between the preheating device 3 and the welding device 2 is kept at a value larger than the predetermined value Dth5. This prevents the preheating device 3 and the welding device 2 from getting too close.
また、予熱装置３と溶接装置２との間の距離Ｄが離れすぎた場合、予熱装置３は停止する。そして、溶接装置２が再び接近すると、予熱装置３は再び走行する。このため、予熱装置３と溶接装置２との間の距離Ｄが適切な範囲内に保たれる。 If the distance D between the preheating device 3 and the welding device 2 is too large, the preheating device 3 stops. When the welding device 2 approaches again, the preheating device 3 runs again. Therefore, the distance D between the preheating device 3 and the welding device 2 is kept within an appropriate range.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified in an implementation stage without departing from the gist of the invention. In addition, the embodiments may be combined as appropriate, and in that case, the combined effect is obtained. Furthermore, the above-described embodiment includes various inventions, and various inventions can be extracted by combinations selected from a plurality of disclosed constituent features. For example, even if some components are deleted from all the components shown in the embodiment, if the problem can be solved and an effect can be obtained, a configuration from which the components are deleted can be extracted as an invention.
１…自動溶接システム、２…溶接装置、３…予熱装置、４…レール、５…設置部、６…ブーム、２１…溶接用台車、２２…溶接トーチ、２３…溶接用制御装置、３１…予熱用台車、３２…制御装置、３３…台車モータ、３４…ロボットアーム、３５…バーナー、３６…遮断弁、３７…測距センサ、３８…エッジ検出センサ、３９…インバータ、４１…操作装置、４４…プロセッサ、４５…記憶部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Automatic welding system, 2 ... Welding device, 3 ... Preheating device, 4 ... Rail, 5 ... Installation part, 6 ... Boom, 21 ... Welding trolley, 22 ... Welding torch, 23 ... Welding control device, 31 ... Preheating Cart, 32 control device, 33 truck motor, 34 robot arm, 35 burner, 36 shutoff valve, 37 distance measuring sensor, 38 edge detection sensor, 39 inverter, 41 operating device, 44 Processor, 45 ... storage unit.
Claims (3)
前記被溶接物の側方において前記溶接装置の前方に配置され、前記被溶接物に対して前記被溶接部の延設方向に沿って移動可能な予熱用台車と、
前記予熱用台車に設けられ、前記被溶接物を加熱可能なバーナーと、
前記予熱用台車に設けられ、前記バーナーを支持し、駆動状態に応じて前記バーナーを前記被溶接物に対して移動させる駆動部材と、
前記予熱用台車の前記被溶接物に対する移動及び前記駆動部材の駆動状態を制御する制御装置であって、前記駆動部材の駆動状態を制御することにより、前記被溶接部の前記延設方向に対して交差する方向について前記被溶接部を含む移動範囲で前記バーナーを移動させるとともに、前記被溶接部の前記延設方向に対して交差する前記方向についての前記バーナーの前記移動範囲を調整することにより、前記バーナーによる前記被溶接物に対する予熱幅を調整する制御装置と、
を備える自動予熱装置。 A workpiece having a welded portion extending along a predetermined direction, and moving along a direction in which the welded portion extends on a side of the workpiece, and welding the welded portion. An automatic preheating device used together with a welding device to perform,
A preheating trolley that is arranged in front of the welding device on the side of the workpiece and is movable with respect to the workpiece along the extending direction of the welded portion,
A burner provided on the preheating trolley and capable of heating the workpiece.
A driving member provided on the preheating trolley, supporting the burner, and moving the burner with respect to the workpiece according to a driving state;
A control device for controlling the movement of the preheating trolley with respect to the workpiece and the driving state of the driving member, wherein the driving state of the driving member is controlled so that the welding portion is extended in the extending direction. By moving the burner in the movement range including the welded portion in the direction intersecting with the burner, and by adjusting the movement range of the burner in the direction intersecting with the extending direction of the welded portion. A control device for adjusting a preheating width for the workpiece by the burner;
Automatic preheating device equipped with.
前記予熱用台車の移動速度を算出し、前記移動速度の算出結果に基づいて前記予熱用台車の前記移動速度を制御することにより、前記予熱用台車と前記溶接装置との距離を所定の範囲内にする、
請求項１の自動予熱装置。 The control device includes:
By calculating the moving speed of the preheating trolley, and controlling the moving speed of the preheating trolley based on the calculation result of the moving speed, the distance between the preheating trolley and the welding device is within a predetermined range. To
The automatic preheating device according to claim 1.
前記予熱用台車と前記溶接装置との距離が第１の距離以下であることに基づいて、前記溶接装置の移動速度以上の移動速度で前記予熱用台車を前記被溶接物に対して移動させ、
前記予熱用台車と前記溶接装置との距離が前記第１の距離よりも大きい第２の距離より大きいことに基づいて、前記予熱用台車の前記被溶接物に対する移動を停止させる、
請求項１の自動予熱装置。 The control device includes:
Based on the distance between the preheating trolley and the welding device being equal to or less than a first distance, moving the preheating trolley relative to the workpiece at a moving speed equal to or higher than the moving speed of the welding device;
Based on the fact that the distance between the preheating trolley and the welding device is greater than a second distance that is greater than the first distance, stopping the movement of the preheating trolley with respect to the workpiece.
The automatic preheating device according to claim 1.
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- 2018-08-02 JP JP2018146179A patent/JP7126899B2/en active Active
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