JP2536322Y2

JP2536322Y2 - 溶接余盛の自動研削装置

Info

Publication number: JP2536322Y2
Application number: JP1994000655U
Authority: JP
Inventors: 盛秀与那覇; 光雄印出; 謙一八田
Original assignee: 愛晃エンジニアリング株式会社
Priority date: 1994-01-20
Filing date: 1994-01-20
Publication date: 1997-05-21
Anticipated expiration: 2002-11-06
Also published as: JPH0683254U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は母材表面にならって溶接
余盛を自動的に研削する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶接継手の疲労強度を向上したり、溶接
部の非破壊試験を容易にしたり、あるいは単に表面の凹
凸を無くす目的などのために、溶接の余盛を研削除去す
ることが行われている。また、ガス切断した溶接開先面
を研削仕上げしたり、鋳造品や鍛造品の表面を研削仕上
げすることも一般に行われている。図９のように、幅
Ｗ、高さｂでほぼ半円状に突出する溶接の余盛５１は、
母材表面５０より余分に盛られた溶接ビードをいい、こ
れをほぼ母材表面と平坦になるまで研削除去するにはポ
ータブル式のグラインダを操作して手作業で行われてい
たが、従来の手作業を機械化するために図７に示すよう
な装置を使用することが試みられた。

【０００３】この装置は、母材表面５０の溶接線方向に
沿って移動する走行台車６０、該走行台車６０上に取付
けられた昇降機構６１、該昇降機構６１に固定具６２を
介して固定された高速グラインダ６３及び該グラインダ
６３に装着された砥石６４から構成され、走行台車６０
は走行用モータ６５で駆動されるが、昇降機構６１は手
動で調整する。図８は前記昇降機構の概略を示したもの
で、ねじ機構６６で上下に移動するブロック６７に前記
固定具６２が取付けられているから、ノブ６８を手で左
右にまわすとブロック６７、固定具６２を介してグライ
ンダ６３が上下に移動し、その結果、砥石６４によって
余盛５１が研削される量を調整することができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】上記のような溶接余盛
の研削に使用される砥石６４としては、図１０、１１に
示すようにアルミニウム合金製などの円形基板６４ａ上
に多数の研磨布片６４ｂを放射状に積層したものが盛ん
に用いられている。この種の砥石６４は、研磨に伴う研
磨布６４ｂの消耗によって研削面が更新されるので、従
来のレジノイド砥石などにくらべて単位時間当りの研削
除去量が格段に大きく、作業能率が良い。しかし、必然
的に砥石の消耗が速いので図７の装置では常に作業者が
砥石の消耗に合せて、グラインダを母材表面５０へ下降
させてやらなければならない。

【０００５】また、図１２のように母材表面５０が溶接
熱により溶接線を含む垂直面にゆるやかに湾曲し、変形
しているときは、走行台車６０の移動に伴って母材表面
５０の変形と砥石の消耗とに同時に追従しながらグライ
ンダ６３を上下させるという複雑な手動調整が必要であ
る。

【０００６】このような手間を省くために、ばねや空
圧、液圧装置を用いて砥石を常に一定圧力で余盛に押し
付けて研削する方法が考えられるが、ばねでは振動が発
生しやすいし、空圧や液圧装置は大形になるので実用的
ではない。また、溶接ビードの継ぎ目等で局所的に突起
を有することがあるが、研削中の砥石が、この突起に衝
突するとグラインダモータに過大な電流が流れて焼損さ
せたり、砥石の破損により破片が飛散して危険を招いた
りすることがある。

【０００７】本考案は、砥石が消耗したり、母材表面が
変形していても、常に研削除去量を自動的に一定に保持
しうる溶接余盛の自動研削装置を提供することを目的と
する。また、単位時間当りの研削量の大小に応じて負荷
電流が増減する定速回転モータで砥石を駆動する電動グ
ラインダ（以下電子グラインダという）の負荷電流が限
界値に達したときには、電子グラインダの回転停止、上
昇退避並びに走行停止を行って、装置全体の損傷を防止
しうる自動研削装置を提供することを目的とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本考案は、研削中の回転数が一定で単位時間当りの
研削量の大小に応じて負荷電流がほぼ直線上に増減する
定速回転モータと、該モータによって駆動される砥石と
よりなる電子グラインダを用いることによって溶接余盛
を研削除去する装置を構成したものである。すなわち、
溶接線に沿って配置したガイドレール（１）にガイドさ
れる走行台車（４）と；ガイドレール（１）上の走行台
車（４）を一定の速度で移動させる走行機構（６）と；
走行台車（４）上に設けられ、ハンドル（７）の回動操
作によって、ガイドレール（１）に対しほぼ直交する方
向に移動可能に取付けられた横方向移動枠（５）と；前
記横方向移動枠（５）の一側に、溶接余盛（５１）の被
研削面とグラインダ砥石との高さを調整可能に取付けた
昇降機構（８）と；前記横方向移動枠（５）及び昇降機
構（８）を介して３次元的に可動に支持された電子グラ
インダ（１５）が溶接線に沿って一定の速度で移動する
間に、当該電子グラインダ（１５）の負荷電流を検出す
る電流検出手段と；前記電子グラインダ（１５）の電流
設定値と負荷電流検出値とを比較して、負荷電流が一定
値となるように、電子グラインダ（１５）と溶接余盛
（５１）の被研削面との間の距離を調整して単位時間当
りの研削量を加減すべく前記昇降機構（８）を制御する
制御回路（４０）と；前記電子グラインダ（１５）の負
荷電流が限界値に達したとき、前記電子グラインダ（１
５）の回転停止、上昇退避並びに走行停止の動作信号を
出力する過負荷防止回路（３３）とを有することを特徴
とする。

【０００９】従来、一般に使用されている高速グライン
ダは、単位時間当たりの研削量を増大しようとすると回
転数が低下して研削力も失われるため、制御範囲が狭
く、研削量の異なる各種の研削作業を行うには制御範囲
の異なる複数の高速グラインダを用意しておく必要があ
る。これに対し、電子グラインダは、回転数が低下しよ
うとすると負荷電流を増大して回転数を一定に保持しよ
うとする。したがって、台車の走行速度が一定ならば、
単位時間当たり研削除去量と負荷電流との間には、第４
図のように単位時間当たりの研削除去量にほぼ比例して
負荷電流が増大するという関係がある。すなわち、電子
グラインダは通常の電動グラインダに比べて研削量を制
御できる範囲が広いので、塗膜剥離と同程度の軽研削か
ら所要除去量の大きい溶接余盛のような重研削まで広範
囲の用途に１台の電子グラインダで対応できる。

【００１０】本考案は、このような電子グラインダの特
性を利用したもので、図８のごときノブ６８を操作して
グラインダを昇降させる代りに、電子グラインダと溶接
余盛との間の距離を制御する機構として昇降用モータを
内蔵した昇降機構を用いる。昇降用モータとしては各種
のものが利用可能であるが、交流リバーシブルモータを
用いるのが最も簡便である。

【００１１】

【作用】電子グラインダの負荷電流を検出し、比較
器によって設定電流値と比較して、実際の負荷電流が設
定電流値より小さいときは電子グラインダを下降させ、
逆に実際の負荷電流が設定電流値より大きいときは電子
グラインダを上昇させるように昇降機構を制御する。電
子グラインダの負荷電流は一定に保持されるから、走行
機構（走行台車）の移動速度が一定である限り、常に一
定量の余盛を研削除去する。さらに、電子グラインダの
負荷電流が限界値に達したときには過負荷防止回路から
の信号によって、電子グラインダの回転停止、上昇退避
並びに走行停止を行って、装置全体の損傷を防止する。

【００１２】

【実施例】図１〜３は、本考案装置の正面図、平面図及
び側面図である。図において、１は溶接線に沿って走行
台車４を移動させるため配置したガイドレール、２はガ
イドレール１の所定間隔ごとに設けたマグネット付き
（母材が非磁性金属であるときは真空吸着パッド付き）
の支持板、３はガイドレール１の上面に固着したラッ
ク、５は走行台車４の上に設けた横方向移動枠、６は走
行台車４のほぼ中央に設けた走行機構（図２）、７は横
方向移動枠５の操作用ハンドル、８は横方向移動枠５に
取付けた昇降機構、１０は走行台車４の上部に設けた操
作パネル、１５は走行台車４上の横方向移動枠５及び昇
降機構８を介して３次元的に可動に支持された電子グラ
インダである。前記電子グラインダ１５は、研削中の回
転数が一定で単位時間当たりの研削量の大小に応じて負
荷電流がほぼ直線的に増減する定速回転モータ１５ａ
と、電子グラインダ本体の端部に取付けられ、かつ定速
回転モーター１５ａによって駆動される砥石１７とより
なる。

【００１３】走行台車４は下部に複数個のホイール１１
を有し、これをガイドレール１の両側壁長手方向に沿っ
て設けた案内用の溝１２に係合させている。また、走行
台車４の下部にピニオン２０を突出させ、これをガイド
レール上に設けたラック３に噛合わせる。走行台車４に
は走行機構６を構成する走行用モータ９が内蔵され、減
速機構（図示省略）を介してピニオン２０を回動して走
行台車４をガイドレール１の長手方向に一定速度で走行
させるようにしている。溶接余盛の研削作業時には上記
のように走行用モータ駆動により比較的低速で走行させ
るが、研削終了後には本体上部に取付けたハンドル２１
（図２）を操作してピニオン２０をラック３から離し、
手押しで走行台車４を早戻りできるようにしてある。走
行台車４の操作パネル１０には砥石の回転、昇降機構駆
動および台車走行用の各種スイッチのほか、速度表示窓
４０、電流値設定器３５および負荷電流表示付き電流目
盛３６等を有している。

【００１４】昇降機構８の昇降用スライダ１３にホルダ
１６を設け、これに前後傾斜角度調節用のハンドル１８
及び砥石１７の回転軸傾斜角度調節用ハンドル１９を取
り付けて傾動自在に電子グラインダ１５を支持する。こ
の昇降機構８は、電子グラインダ１５と溶接余盛の被研
削面との間の高さ方向の距離を制御するためのもので、
図５に概略を示すように昇降機構８の上部に昇降用モー
タ２５を載置し、モータ出力軸にスクリューロッド２６
を直結してスライダ１３の支持ブロック２７に螺合させ
る。支持ブロック２７は左右のガイド２８に沿って上下
方向に摺動自在に支持されているので、後記制御回路４
０（図６）を介して昇降用モータ２５を正転または逆転
させることにより、スライダ１３に取付けられたホルダ
１６および電子グラインダ１５を昇降させることができ
る。

【００１５】図６は昇降用モータ２５として交流リバー
シブルモータを使用した場合の制御回路等の配置関係を
示すブロック図である。制御回路４０は、電子グライン
ダ１５の電流設定値と負荷電流検出値とを比較して、負
荷電流が一定値となるように、電子グラインダと溶接余
盛の被研削面との間の距離を調整する、すなわち電子グ
ラインダ１５の単位時間当りの研削量を一定に保ち、あ
るいは加減すべく昇降機構８を制御するためのものであ
って、グラインダモータ１５ａの負荷電流を整流する整
流回路３１と、整流された出力のノイズを除く平滑化回
路３２と、前記負荷電流と設定値電流とを比較する比較
器３７の出力により昇降用モータの正逆転を決定する正
逆切換え器３８とから構成されている。

【００１６】電子グラインダ１５のモータ１５ａ、走行
用モータ９および昇降用モータ２５はすべて電源３０
（例えば交流１００Ｖ）により過負荷防止回路３３を経
て駆動される。走行用モータ９は別の制御回路４１によ
り任意の一定速度で回転する。電子グラインダ１５のモ
ータ１５ａは前述したように電子制御回路４２により、
単位時間当り研削除去量の多少にかかわらず、回転数が
一定に保持される。

【００１７】その際、図４のように変動するグラインダ
のモータ１５ａの負荷電流は電流検出部（電流検出手
段）３４で検出され、整流回路３１、平滑化回路３２を
経て負荷電流表示目盛３６に表示されるとともに、比較
器３７へ送られる。比較器３７はあらかじめ電流値設定
器３５に設定された電流値と前記負荷電流とを比較し、
その差の絶対値があらかじめ感度調整回路３９で定めら
れた値を超えたときは、正逆切換え器３８から上昇また
は下降の信号を出力させる。

【００１８】電子グラインダのモータ１５ａの負荷電流
が、図４の許容限界値を超えたときは、過負荷防止回路
３３が作動してグラインダ１５のモータ１５ａ、走行用
モータ９の回転を停止すると共に、昇降用モータ２５を
逆転して電子グラインダを上昇退避させることによりグ
ライダンの焼損と砥石の破損を未然に防止する。

【００１９】次に上記装置の作用を説明する。図１〜３
のように母材表面の溶接線と所定の間隔をおき、かつ溶
接線と平行してガイドレール１を配設し、ハンドル７に
より走行台車上の横方向移動枠５に支持された昇降機構
８を進退させ、ハンドル１８、１９を操作して砥石１７
を溶接余盛５１の直上部に正しく位置させて芯合わせす
る。このようにしたのち、電子グラインダ１５を駆動し
ながら昇降用モータ２５を回転することにより溶接余盛
５１が除去される高さまで電子グラインダを下降させて
研削を開始する。研削が開始されたのち、走行用モータ
９を駆動し、ラック３と噛合うピニオン２０を回転させ
ることにより台車４を一方向に走行させて全長の溶接余
盛５１を除去する。除去したのちは、レバー２１を操作
してピニオンとラックの噛合いを解き、手押しにて走行
台車４を元の位置に早戻しする。

【００２０】走行台車４を一定速度で走行させながら、
溶接余盛５１を研削する際に、母材表面５０が狂いのな
い平面であれば、電子グラインダ１５の負荷電流値が一
定になるよう昇降機構８は常に砥石の消耗量だけ下降
し、その結果研削除去量を一定に保持する。図１２のよ
うに母材表面５０が溶接線を含む垂直面内に緩やかに湾
曲するなど変形しているときには、常に砥石の消耗量と
母材表面５０の変形に追従して研削除去量ｅが一定にな
るように昇降機構８を自動的に昇降させる。その結果、
余盛５１の量ｂがほぼ一定であるならば、残量ｓが一定
になるよう研削仕上げすることができる。また、図９の
余盛ビード幅Ｗが大きいときは、横方向移動枠５によっ
て電子グラインダ１５を横方向へ移動しながら往復研削
することによって余盛ビード５１の全面を研削仕上げす
ることができる。

【００２１】また、図１０のごとき砥石を使用した場合
には、研磨布片６４ｂの消耗が円形基板６４ａに達して
研削不能になった状態では、必然的に研削抵抗が増大し
てグラインダ負荷電流が許容限界値を超えるから、図６
における過負荷防止回路３３が作動して装置の動作が自
動的に停止し、砥石の交換を待つ状態になる。すなわ
ち、自動停止、フェイルセーフ機能を有している。実験
結果によれば、交流リバーシブルモータを使用した図６
の回路でも実用上十分な平滑さの仕上り面が得られてい
るが、サーボモータを使用すれば、さらに制御精度が向
上して、より平滑な仕上り面が得られる。

【００２２】

【考案の効果】上記のように、本考案は、単位時間当た
り研削量の大小に応じて負荷電流が増減する電子グライ
ンダを、溶接線に沿って一定速度で移動しうる走行台車
上に横方向移動枠及び昇降機構を介して３次元的に可動
に支持したものであるから、走行台車並びに昇降機構を
モータによって駆動することにより母材表面の溶接余盛
の研削を自動的に行うことができる。

【００２３】また、電子グラインダと溶接余盛の被研削
面との間の距離を調整して単位時間当たりの研削量を加
減すべく昇降機構を制御する制御回路を有しているた
め、電子グラインダの負荷電流が設定電流値より小さい
ときはグラインダを下降させ、逆に実際の負荷電流が設
定電流値より大きいときはグラインダを上昇させるよう
に昇降機構を駆動して一定量の余盛を研削除去すること
ができる。また、横方向へ電子グラインダを移動しなが
ら往復研削することによって幅の広い溶接余盛の研削仕
上げが効率よく施工できる。したがって、自動溶接した
ビードのように溶接線全長にわたって余盛の高さや幅が
均一であるならば、たとえ母材表面が変形していても母
材表面にならって正確に溶接余盛を研削することが可能
である。さらに、電子グラインダの負荷電流が限界値に
達したときには、過負荷防止回路からの信号により電子
グラインダの回転停止、上昇退避並びに走行停止を行っ
て、装置全体の損傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案溶接余盛研削装置の正面図。

【図２】図１の平面図。

【図３】図１の側面図。

【図４】電子グラインダの特性線図。

【図５】昇降機構の概略側面図。

【図６】本考案研削装置の制御回路等の配置関係を示す
ブロック図。

【図７】従来形の溶接余盛研削装置の側面図。

【図８】従来形の溶接余盛研削装置における昇降機構の
概略側面図。

【図９】溶接余盛の拡大断面図。

【図１０】砥石の平面図。

【図１１】図１０の断面図。

【図１２】母材表面が変形している模様を誇張して示し
た溶接余盛の縦断面図。

【符号の説明】

４走行台車５横方向移動枠６走行機構７ハンドル８昇降機構９走行用モータ１３昇降スライダ１５電子グラインダ１５ａグラインダモータ１６ホルダ１７砥石２０ピニオン２５昇降用モータ３３過負荷防止回路３４電流検出部３５電流値設定器４０制御回路５０母材表面５１溶接余盛。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】研削中の回転数が一定で単位時間当りの
研削量の大小に応じて負荷電流がほぼ直線的に増減する
定速回転モータ（１５ａ）と該モータによって駆動され
る砥石（１７）とよりなる電子グラインダ（１５）を、
溶接線に沿って走行させて溶接余盛（５１）を研削除去
する装置であって、溶接線に沿って配置したガイドレール（１）にガイドさ
れる走行台車（４）と、ガイドレール（１）上の走行台
車（４）を一定の速度で移動させる走行機構（６）と、
走行台車（４）上に設けられ、ハンドル（７）の回動操
作によって、ガイドレール（１）に対しほぼ直交する方
向に移動可能に取付けられた横方向移動枠（５）と、前記横方向移動枠（５）の一側に、溶接余盛（５１）の
被研削面とグラインダ砥石との高さを調整可能に取付け
た昇降機構（８）と、前記横方向移動枠（５）及び昇降機構（８）を介して３
次元的に可動に支持された電子グラインダ（１５）が溶
接線に沿って一定の速度で移動する間に、当該電子グラ
インダ（１５）の負荷電流を検出する電流検出手段と、前記電子グラインダ（１５）の電流設定値と負荷電流検
出値とを比較して、負荷電流が一定値となるように、電
子グラインダ（１５）と溶接余盛（５１）の被研削面と
の間の距離を調整して単位時間当りの研削量を加減すべ
く前記昇降機構（８）を制御する制御回路（４０）と、前記電子グラインダ（１５）の負荷電流が限界値に達し
たとき、前記電子グラインダ（１５）の回転停止、上昇
退避並びに走行停止の動作信号を出力する過負荷防止回
路（３３）と、を有することを特徴とする溶接余盛の自動研削装置。