JP2702255B2 - 溶接装置 - Google Patents

溶接装置

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JP2702255B2
JP2702255B2 JP2029185A JP2918590A JP2702255B2 JP 2702255 B2 JP2702255 B2 JP 2702255B2 JP 2029185 A JP2029185 A JP 2029185A JP 2918590 A JP2918590 A JP 2918590A JP 2702255 B2 JP2702255 B2 JP 2702255B2
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良二 春川
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日鐵溶接工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、2つの溶接対象材、例えばロンジ材とパネ
ル材の間を溶接する装置に関し、特に、パネル材とロン
ジ材の間の隅を、消耗電極式ガスシールドアーク溶接機
を用いる水平隅肉倣い溶接により溶接する装置に関す
る。 〔従来の技術〕 パネル材にロンジ材を溶接する水平隅肉溶接におい
て、隅肉倣い溶接機を門型架台に装備してそれを水平方
向yに駆動することは知られている(例えば特公昭50−
8705号公報,特公昭50−28903号公報,特公昭51−20381
号公報、および、特公昭52−12999号公報)。 しかしこれは本溶接を行なう場合である。本溶接で
は、パネル材に対してロンジ材が仮付溶接又は特別な支
持具で固定されているので、溶接機をロンジ材に倣わせ
ればよい。しかし、仮付溶接がないパネル材にロンジ材
を固定する溶接では、ロンジ材をパネル材に対して正確
に位置決めし、かつ固定する必要がある。従来はこの種
の溶接は、次の手順で行なっている。 (1)クレーン等によりパネル材を所定位置に配置す
る、 (2)ロンジ材又はリブ材(以下単にロンジ材という)
を、クレーン等によりパネル材上に運ぶ、 (3)ロンジ材を、垂直保持用治具でパネル材上でほぼ
垂直に支える、 (4)直角定規などを使用してロンジ材の直立角度を測
定しつつロンジ材を正確に垂直に強制して保持し、そこ
のパネル材とロンジ材の隅を手溶接棒又はCO2ガス(又
はAr−CO2ガス)半自動溶接機で溶接する、 (5)上記(4)の溶接を、ロンジ材の延びる方向に沿
ってロンジ材の表側の隅と裏側の隅を交互千鳥状に多点
溶接する。 〔発明が解決しようとする課題〕 上記(4)のロンジ材の正確な位置決めを作業者が行
なうので、作業者の負担が大きくしかも作業者の労働効
率が低い。水平面に沿う方向(x)の位置決め精度や垂
直生の精度が低い場合も多く、また、パネル材に対する
ロンジ材の高さ(z)が変動し易い。 本発明は、溶接における作業者の負担を低減しその労
働効率を向上し、しかも水平面に沿う方向(x)の位置
決め精度や垂直性(直角決め)の精度を向上しまたパネ
ル材に対するロンジ材の高さ(z)変動も低減すること
を目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 (1)溶接対象材(11,125)を跨ぎ水平方向yに走行す
る門型架台(1〜7); 該門型架台で支持され、y方向と交わる水平方向xに
延び、同方向に倹びるベアリング溝(221,222)を有す
るビーム(8); 該ベアリング溝(221,222)にはまるボールベアリン
グを循環ループを形成して装備し、前記ビームで支持さ
れx方向に移動自在のキャリッジ(91〜95); 該キャリッジをx方向に駆動する電動駆動機構(23〜
25); 前記キャリッジの、前記ビーム上の位置を検出するx
位置検出手段(251,ホームポジションスイッチ,ロー
タリエンコーダ,x位置追跡回路); 該x位置検出手段が発生するx位置データがx位置指
示値に合致する方向に前記電動駆動機構(23〜25)を駆
動し合致すると駆動を停止する位置決め回路を含むx横
行ドライバ; y方向およびそれに直交する垂直方向zに互に離れし
かも同一垂直面にある複数個の回転体(1711〜1722)、
を少くともz軸を中心に回転自在に支持する、前記キャ
リッジに固着された固定支持脚(161); y方向およびそれに直交する垂直方向zに互に離れし
かも同一垂直面にある複数個の回転体(1811〜1822)、
を少くともz軸を中心に回転自在に支持し、溶接対象垂
直材(125)を間に置いて前記固定支持脚に対してx方
向に進退する、前記キャリッジに支持された可動支持脚
(162); 該可動支持脚に、x方向の加圧力を与える第1加圧手
段(19); z方向に昇降自在に前記キャリッジに支持され前記溶
接対象垂直材の上面に乗る押えローラ(20); 該押えローラに、z方向の下向きの加圧力を与える第
2加圧手段(21); 前記キャリッジに装備され、前記溶接対象垂直材とそ
れが乗った溶接対象水平材(11)の間の、溶接対象垂直
材の表側の隅を倣い溶接する第1の消耗電極式ガスシー
ルドアーク溶接機(1051);および、 前記キャリッジに装備され、前記溶接対象垂直材とそ
れが乗った溶接対象水平材の間の、溶接対象垂直材の裏
側の隅を倣い溶接する第2の消耗電極式ガスシールドア
ーク溶接機(1052); を備える溶接装置。 (2)溶接対象材を跨ぎ水平方向yに走行する門型架台
(1〜7); 該門型架台で支持され、y方向と交わる水平方向xに
延びるビーム(8); 該ビームで支持されx方向に移動自在のキャリッジ
(91〜95); 該キャリッジをx方向に駆動する電動駆動機構(23〜
25); 前記キャリッジの、前記ビーム上の位置を検出するx
位置検出手段(251,ホームポジションスイッチ,ロー
タリエンコーダ,x位置追跡回路); 該x位置検出手段が発生するx位置データがx位置指
示値に合致する方向に前記電動駆動機構(23〜25)を駆
動し合致すると駆動を停止する位置決め回路を含むx横
行ドライバ; y方向およびそれに直交する垂直方向zに互に離れし
かも同一垂直面にある複数個の回転体(1711〜1722)、
を少くともz軸を中心に回転自在に支持する、前記キャ
リッジに固着された固定支持脚(161); y方向およびそれに直交する垂直方向zに互に離れし
かも同一垂直面にある複数個の回転体(1811〜1822)、
を少くともz軸を中心に回転自在に支持し、溶接対象垂
直材を間に置いて前記固定支持脚に対してx方向に進退
する、前記キャリッジに支持された可動支持脚(1
62); 該可動支持脚に、x方向の加圧力を与える第1加圧手
段(19); z方向に昇降自在に前記キャリッジに支持され前記溶
接対象垂直材の上面に乗る押えローラ(20); 該押えローラに、z方向の下向きの加圧力を与える第
2加圧手段(21); 前記キャリッジにz方向に昇降自在に装着された溶接
機基台(26); 該溶接機基台(26)を昇降駆動する電動駆動機構; 前記溶接機基台(26)でy軸を中心に回動自在に支持
された1対の垂直回動脚(281,282); 該垂直回動脚(281,282)のそれぞれに各一端がy軸
を中心に回動自在に結合された一対のリンク(291,2
92); 該1対のリンク(291,292の各他端がy軸を中心に回
動自在に結合されたピストンロッドを有する流体圧シリ
ンダ(30); 対の垂直回動脚(281,282)の一方(281)に装備さ
れ、前記溶接対象垂直材とそれが乗った溶接対象水平材
の間の、溶接対象垂直材の表側の隅を倣い溶接する第1
の消耗電極式ガスシールドアーク溶接機(1051);およ
び、 前記1対の垂直回動脚(281,282)の他方(282)に
装備され、前記溶接対象垂直材とれが乗った溶接対象水
平材の間の、溶接対象垂直材の裏側の隅を倣い溶接する
第2の消耗電極式ガスシールドアーク溶接機(1052); を備える溶接装置。 (3)門型架台に結合されx方向に延びるスライドガイ
ド(13); 該スライドガイド(13)にx方向に移動自在に装着さ
れた、溶接対象水平材の側端を検知する側端検出器(1
5); 該検出器ベースをx方向に駆動する電動駆動機構(1
4);および、 該電動駆動機構(14)を駆動し前記側端検出器(15)
の検知信号に基づいて溶接対象水平材の側端の、門型架
台に対するx方向距離を検出し前記x横行ドライバに与
える側端検出ドライバ; を更に備え、 前記x横行ドライバは、前記x位置指示値と前記x方
向距離に基づいた目標位置を算出し、該目標位置にキャ
リッジを駆動する; 上記(1)又は(2)記載の溶接装置。 (4)前記回転体(1711〜1722/1811〜1822)は、球軸
受で回転自在に指示された球体である、上記(1)又は
(2)記載の溶接装置。 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又は対応事項を示
す。 〔作用〕 溶接対象水平材(11)上に溶接対象垂直材(125)を
立てて、この垂直材(125)を間に置いて固定支持脚(1
61)に対して可動支持脚(162)を、第1の加圧手段(1
9)により加圧すると、第2の垂直材支持体(162)の回
転体(1811〜1822)が垂直材の裏面に当り垂直材を固定
支持脚に向けて押しこれにより、垂直材の裏面に回転体
(1811〜1822)が、表面に回転体(1711〜1722)が当接
して、それらが垂直材を垂直に加圧支持する。 複数個の回転体(1711〜1722)および複数個の回転体
(1811〜1822)は、それぞれ同一垂直面上にあるので、
この加圧支持により垂直材は垂直に強制される。しか
も、可動支持脚が垂直材を固定支持脚に向けて押すの
で、これにより、垂直材が固定支持脚の回転体(1711
1722)の位置(x方向)に自動的に位置決めされる。し
たがって、キャリッジをビームに沿って、所要の位置
(x方向)に予め駆動しておくことにより、あるいは、
上述のように垂直材を挟持した後にキャリッジを所要の
x位置に駆動することにより、垂直材のx位置が自動的
に定まる。 押えローラが、z方向に昇降自在にキャリッジに支持
され垂直材の上面に乗り、第2の加圧手段が押えローラ
に、z方向の下向きの加圧力を与えるので、押えローラ
により垂直材が、垂直に挟持されたまま、水平材に押し
付けられる。 上記(1)によれば、ビーム(8)がベアリング溝
(221,222)を有し、キャリッジが、該ベアリング溝
(221,222)にはまるボールベアリングを循環ループを
形成して装備しているので、キャリッジの支持重量が大
きくても、また、x方向負荷が大きくても、電動駆動機
構(23〜25)がキャリッジを滑らかにx方向に駆動する
ことができる。x位置検出手段(251,ホームポジショ
ンスイッチ,ロータリエンコーダ,x位置追跡回路)が前
記ビーム上のキャリッジ位置を検出し、x横行ドライバ
が、キャリッジ位置がx位置指示値に合致する方向に電
動駆動機構(23〜25)を駆動し合致すると駆動を停止す
るので、キャリッジがx位置指示値に位置決めされる。
上述のようにボールベアリングによりキャリッジのx移
動抵抗は小さくx移動が滑らかであるので、x位置指示
値が示すx位置へのキャリッジ位置決めの精度が高く、
キャリッジに固定された固定支持脚のx位置決め精度が
高い。 上述のように、可動支持脚が垂直材を固定支持脚に向
けて押し、これにより、垂直材を固定支持脚と可動支持
脚で垂直に挟持するので、垂直材のx位置が固定支持脚
のx位置で規定され、固定支持脚のx位置決め精度が高
いので、垂直材のx位置決め精度が高い。キャリッジの
x位置決めおよび垂直材の挟持が自動機構で行なわれる
ので、作業者の労力は少く、作業効率が高い。 以上のように、垂直材(125)を水平材(11)にz方
向で押し付けてしかも垂直に挟持した状態で門型架台を
y方向に駆動することができる。垂直挟持が少くともz
軸を中心に回転自在の回転体で行なわれしかも垂直圧下
が押えローラ(20)で行なわれているので、門型架台の
y方向の移動においてキャリッジのy方向移動が円滑で
ある。すなわち門型架台のy方向移動の抵抗が小さい。 門型架台をy方向にある程度移動させた後にキャリッ
ジをx方向に駆動することにより、あるいは門型架台を
y方向に駆動しつつキャリッジをx方向に駆動すること
により、y方向各点の垂直材のx方向位置を任意に調整
又は設定し得る。 このように門型架台をy方向に駆動しかつ垂直材のx
方向の位置を調整又は設定し、y方向所要位置で第1の
消耗電極式ガスシールドアーク溶接機(1051)および第
2の消耗電極式ガスシールドアーク溶接機(1052)を、
y方向所定距離の移動毎に片方づつ交互に溶接付勢する
ことにより、又は同時に溶接付勢することにより、垂直
材(125)が水平材(11)に溶接されることになる。 上記(2)によれば、キャリッジにz方向に昇降自在
に装着され、電動駆動機構で昇降駆動される溶接機基台
(26)で、1対の垂直回動脚(281,282)が、y軸を中
心に回動自在に支持され、各垂直回動脚に第1の溶接機
(1051)および第2の溶接機(1052)が装備されてい
る。垂直回動脚(281,282)のそれぞれに各リンク(29
1,292)がy軸中心で回動自在に結合され、これらのリ
ンクがy軸中心で回動自在に流体圧シリンダ(30)のピ
ストンロッドに結合されているので、溶接機基台(26)
を昇降駆動することにより溶接機の高さを電動調整する
ことができ、また、流体圧シリンダ(30)で2つの溶接
機と垂直材との距離を同時に、流体圧にて調整すること
ができる。上述のようにキャリッジのx位置決めならび
に垂直材の挟持と押えが自動機構で行なわれるのと相伴
って、作業者の労力は少く、作業効率が高い。 上記(3)によれば、側端検出器(15)が、溶接対象
水平材の側端を検知し、側端検出ドライバが、側端検出
器(15)を駆動して水平材の側端の、門型架台に対する
x方向距離を検出しx横行ドライバに与え、x横行ドラ
イバが、前記x位置指示値と前記x方向距離に基づいた
目標位置を算出し、該目標位置にキャリッジを駆動する
ので、門型架台のy方向移動軌跡に対して水平材の側端
が非平行であっても、門型架台のy方向移動中に自動的
にキャリッジ(固定支持脚)が、水平材の側端からx位
置指示値に対応する所定位置(x方向)に位置決めさ
れ、垂直材材が全長に渡って水平材の側端から所定位置
に(側端に平行に)自動的に位置決めされ、水平材の側
端に対する垂直材の配列精度が高く、しかも、作業者の
労力は少く、作業効率が高い。 上記(4)によれば、垂直材の垂直挟持が球体で行な
われ、これらの球体による垂直挟持は垂直材(125)の
垂直方向zの移動を妨げずまた格別な抵抗を与えること
がないので、垂直材(125)が水平材(11)に十分に密
着する。すなわち垂直材のz方向の位置決めが正確に実
現する。 以上のように、水平材(11)に対する垂直材(125
のx方向およびz方向の位置決めが自動的に行なわれる
ので、また、垂直材(125)の垂直決めが自動的に行な
われるので、溶接作業者の労力が格段に低減し、しか
も、水平材(11)に対する垂直材(125)の位置および
垂直生の精度が極めて高くなる。 本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下
の実施例の説明より明らかになろう。 〔実施例〕 第1図に、本発明の一実施例の正面を示し、第2図に
第1図の右側面を示す。床には2本の基台11、12が水平
方向yに平行に配設されており、基台11、12上にレール
21,22がy方向に平行に固定されている。レール21,22
には、y方向に延びるガントリベース41,42に回転自在
に支持された車輪311,312;321,322が乗っている。車
輪311,312は減速機を介して電動機51で回転駆動され、
車輪321,322は減速機を介して電動機52で回転駆動され
る。それらの減速機(図示せず)には、ロータリエンコ
ーダが結合されており、両ロータリエンコーダの発生パ
ルスを監視して図示しない電動機通電回路(y走行ドラ
イバ)が、指定された速度で指定された方向に、電動機
51と52を回転付勢して車輪311,312と車輪321,322の回
転速度を同期させる。これにより、門型架台(1〜7)
はその梁7をy方向と直交する水平x方向に維持したま
ま、y方向に走行する。 ガントリベース41,42には支柱61,62が立てられてお
り、それらの支柱61,62の上端にx方向に延びる梁7が
固着されている。この梁7には、ビーム8が固着されて
おり、このビーム8に、この実施例では、5台のキャリ
ッジ91〜95がx方向に移動自在に装着されている。キャ
リッジ91〜95には、ボールベアリングが循環ループを形
成して装備されており、これらのボールベアリングの一
部分(複数個のボール)がビーム8の、上下縁部のx方
向に平行に延びるベアリング溝221,222にはまってい
る。 ここでキャリッジ95について説明すると、ボールベア
リングを介して、キャリッジ95はビーム8に対してy方
向およびz方向の移動は拘止されているが、x方向には
自由に移動しうる。ビーム8と平行にラック23が、梁7
に固着されており、このラック23に噛合うピニオン24が
キャリッジ95に回転自在に支持されており、このピニオ
ン24が、減速機(図示せず)を介して電動機25で回転駆
動される。これによりキャリッジ95はx方向に移動す
る。減速機にはロータリエンコーダおよびホームポジシ
ョンスイッチが装備されており、梁7には、キャリッジ
95がそれに定められたホームポジションにあるときに、
ホームポジションスイッチを閉とするストライカ25
5(図示せず;第1図に示す251に対応するもの)が備わ
っている。図示は省略したが、電動機25を回転付勢する
電気回路(x横行ドライバ)には、電動機25を正転付勢
しホームポジションスイッチが閉から開に切換わったと
きからロータリエンコーダの発生パルスをカウントアッ
プし、電動機25を逆転付勢しているときには該パルスを
カウントダウンして、キャリッジ95のx方向位置(ホー
ムポジション基点)を示すデータ(実x位置)を発生す
るx位置追跡回路、および、図示しない操作ボードより
入力されるx位置指示値に、実x位置が合致する方向に
電動機25を回転付勢し合致すると電動機25を停止する位
置決め回路が備わっている。 他のキャリッジ91〜94も、キャリッジ95と同一構造で
ある。 第3図に、キャリッジ95の正面を拡大して示す。キャ
リッジ95には、2台の消耗電極式ガスシールドアーク溶
接機1051,1052が装備されている。これらの構成は後述
する。溶接機1051,1052の後部には、第4図に示すよう
に、ロンジ材125を垂直挟持しかつ下方に押下する機構
が備わっている。 第4図を参照すると、キヤリッジ95には、垂直方向z
に延びる固定支持脚161が固着されており、この支持脚1
61に4個の鋼球1711〜1722が、同一垂直面上に、x,yお
よびz方向に分散して(第2図参照)配置され、球軸受
けで回転自在に支持されている。固定支持脚161に対向
してもう1つの支持脚162が、x方向に移動自在に、キ
ャリッジ95で支持されており、z方向に平行に延びてい
る。この可動支持脚162に4個の鋼球1811〜1822が、同
一垂直面上に、x,yおよびz方向に分散して配置され、
球軸受けで回転自在に支持されている。鋼球1811〜1822
はそれぞれ、鋼球1711〜1722に対向している。可動支持
脚162は、第1油圧シリンダ19でx方向に往,復駆動さ
れる。固定支持脚161と可動支持脚162の間にロンジ材12
5を立てて、第1油圧シリンダ19で可動支持脚162を、固
定支持脚161に近づく方向に駆動することにより、まず
鋼球1811〜1822がロンジ材125の裏面に当りそしてロン
ジ材125が押されてその表面が鋼球1711〜1722に当って
ロンジ材125が固定支持脚161のx位置で定まる位置に位
置決めされ、かつ、第1油圧シリンダ19の力で、ロンジ
材125が挟圧され垂直に強制される。 キャリッジ95には第2の油圧シリンダ21が固着されて
おり、それから延出するピストンロッドの下端に、軸受
けが固着されており、この軸受けで押えローラ20が水平
に、自由回転自在に支持されている。第2油圧シリンダ
21の上端の油圧ポートを高圧に、下端の油圧ポートをド
レインに接続することにより、押えローラ20が降下して
ロンジ材125の上面に当接してロンジ材125を下方に加圧
する。これによりロンジ材125の下面がパネル材11の上
表面に密着する。上述の鋼球1711〜1722,1811〜1822
よび押えローラ20とロンジ材125の相対位置関係を第5
図に示す。なお第5図は、拡大平面図である。 第3図を参照する。キャリッジ95には、z方向に昇降
自在に溶接機基台26が装着されており、この基台26が、
キャリッジ95に対して、減速機を介して電動機(図示せ
ず)で昇降駆動される。溶接機基台26にはy方向ガイド
42があり、これに脚台43がy方向に移動自在に装着され
ている。この脚台43は減速機を介して電動機27でy方向
に駆動される。この脚台43より下方に延びる脚に、垂直
回動脚281,282がy方向に延びる軸体を中心に回動自在
に結合されている。垂直回動脚281,282には、リンク29
1,292の一端がy方向に延びる軸体を中心に回動自在に
結合されており、これらのリンク291,292の他端がエア
ーシリンダ30のピストンロッドの先端に、y方向に延び
る軸体を中心に回動自在に結合されている。エアーシリ
ンダ30がそのピストンロッドを上方に突出すと、回動脚
281,282が、ロンジ材20から離れる方向に開き、ピスト
ンロッドを上方に引き上げると、回動脚281,282がロン
ジ材20に近づく方向に閉じる。 消耗電極式ガスシールドアーク溶接トーチ311はトー
チホルダ321に固着されており、このトーチホルダ321
上下調整機構341に結合されている。上下調整機構341
は倣い脚331が装備されている。倣い脚331の下端には球
コロがあり、これがパネル材11の上面に当接し、これに
より、上下調整機構341はパネル材11の上面より一定距
離に維持される。パネル材11の上面に対するトーチ311
の高さは、上下調整機構341の調整つまみで手調整しう
る。上下調整機構341は、x位置調整機構を介して回動
脚281に結合されており、手動調整つまみ361を廻わすこ
とにより上下調整機構341のx位置を手動調整すること
ができる。 回動脚282に装着されている溶接機1052の消耗電極式
ガスシールドアークノズル312の支持構造も、上述の溶
接機1052と同じである。 以上においては、キャリッジ95に装備されているロン
ジ材の垂直挟持機構,下圧機構,および溶接機を説明し
たが、他のキャリッジ91〜94およびそれらに装備されて
いる各種機構および溶接機も、キャリッジ95に装備され
ているものと同じ構造である。 この実施例では、パネル材11の側端を基準にしてロン
ジ材121〜125のx位置を定めるために、ガンドリーベー
ス42にx方向に突出したスライドガイド13が固着されて
おり、このガイド13で、側端検出器15のベースがx方向
に移動自在に装着され、図示しない減速機を介して電動
機14でx方向に進(右方)/退(左方)駆動される。該
減速機にはロータリエンコーダが結合されている。電動
機14を正,逆回転付勢する電気回路(側端検出ドライ
バ)は、電動機14の直下当りにあるホームポジションセ
ンサが検出器15のベースを検出している状態で、側端検
出指示を受けると、電動機15を正転駆動してホームポジ
ションセンサが検出器15のベースを検出しなくなったと
きにロータリエンコーダの発生パルスのカウントアップ
を開始し、吊下棒38の下端に回転自在に装着されたタッ
チローラ37がパネル材11の左端に当って吊下棒38が左ス
イッチ392を閉にするとそこで電動機14を停止しそして
電動機14を逆転してロータリエンコーダの発生パネルの
カウントダウンをし、左スイッチ39が開に戻るとそこで
電動機14を停止する。ロータリエンコーダの発生パルス
のカウントデータが、ホームポジションからパネル材11
の左端までの距離を示す。その後電動機14を正,逆回転
付勢する電気回路(側端検出ドライバ)は、停止(終了
指示)があるまで、右スイッチ391が閉になると電動機1
4の正転とロータリエンコーダの発生パルスのカウント
アップを行ない、左スイッチ392が閉になると電動機14
の逆転とカウントダウンを行ない、両スイッチ391,392
が共に開のときには電動機14を停止する。これにより、
門型架台(1〜7)がy方向に移動しているときでも、
吊下棒38のタッチローラ37が、パネル材37の左端を倣
い、カウントデータが該左端のx位置を示す。このカウ
ントデータは、キャリッジ91〜95をx方向に駆動する電
気回路(x横行ドライバ)に与えられる。 キャリッジ91のx横行ドライバは、そのホームポジシ
ョン(検出器15のホームポジションと同じx位置:x原点
0)データに、上述の、パネル材11の左端位置を示すカ
ウントデータを加え、更に、左端からロンジ材121まで
の指定距離データを加えた目標位置を算出し、該目標位
置にキャリッジ91を駆動する。キャリッジ92〜95(この
1つを9iで表わす)のx横行ドライバは、キャリッジ9i
のホームポジションのx位置(91のホームポジションか
らのx距離)+9iのホームポジションからの現在x位置
が、検出器15のホームポジション(x原点0)に、上述
の、パネル材11の左端位置を示すカウントデータを加
え、更に、左端からロンジ材12iまでの指定距離データ
を加えた値、に合致するようにキャリッジ9iを駆動す
る。 以上により、門型架台(1〜7)がy方向に移動して
いる間、パネル材11の左端とキャリッジ91〜95とのx方
向の距離が一定となり、これによりロンジ材121〜12
5は、パネル材11の左端からそれぞれ指定された距離に
強制される。 なお、キャリッジ91〜95には溶接機のペンダントボッ
クス401〜405が装備されており、門型架台(1〜7)に
は、制御操作盤41が搭載されている。 次に、上述の溶接装置の使用態様を説明する。 (1)門型架台(1〜7)を、パネル材11を設置するス
テーション(溶接作業領域)の外(y方向)に位置決め
した状態で、該ステーションのワーク受台上にパネル材
11を配材し、その上に、大略で指定位置にロンジ材121
〜125を配材し、適当な指示具で直立保持する。 (2)制御操作盤41の入力盤面の操作子を操作して門型
架台(1〜7)をロンジ材121〜125のy方向の端部に近
づけて停止し、制御操作盤41を操作して、キヤリッジ91
〜95を大略でロンジ材121〜125の先端位置(x方向)に
位置調整する。なお、可動支持脚(162)は開退避(第
5図に示す二点鎖線位置)、溶接機ノズルも開退避(ロ
ンジ材より離れた位置)、押えローラは上方退避、かつ
側端検出器15はホームポジション退避、としておく。 (3)門型架台(1〜7)を側端検出器15のローラがパ
ネル材11の左端に当り得る位置までy駆動してそこで停
止する。これで、ロンジ材121〜125が、固定支持脚(16
1)と可動支持脚(162)の間に位置することになる。こ
こで、あるいはここまでに、制御操作盤41に、左端から
各ロンジ材121〜125までの指定距離と仮溶接ピッチ(y
方向)を設定又は入力する。キャリッジ91〜95の溶接機
のペンダントボックスには溶接条件(y方向一点の溶接
長も含む)を設定又は入力しておく。 (4)制御操作盤41に走行準備を入力する。制御操作盤
41は、側端検出器15にスタート信号を与え、これにより
側端検出器15がパネル材11の左端に倣う位置に移動する
制御操作盤41はまた、各キャリッジ91〜95に垂直挟持信
号を与える。各キャリッジ91〜95は、可動支持脚(1
62)退避位置から固定支持脚161に向けて移動し、これ
によりロンジ材121〜125が垂直挟持される。各キャリッ
ジ91〜95は、この挟持を終了した後に、押えローラを降
下駆動して、ロンジ材を圧下する。 (5)制御操作盤41に溶接準備を入力する。制御操作盤
41がこれをペンダントボックス401〜405に与え、これら
が回動脚(281,282)を閉じる。これによりノズル(31
1,312)が、第3図に示すように、溶接すべき隅に対向
する。なおこのとき作業者は、ノズル周りをチェックし
て、必要に応じてノズルの上下位置,y位置をつまみ3
51,361)で調整する。そして作業者は制御操作盤41
に、溶接を入力する。制御操作盤41は、それが第1(奇
数)回目の溶接指示入力であると、溶接機1011〜1051
溶接を、ペンダントボックス401〜405に指示し、これに
より溶接機1011〜1051のノズルが第5図に示す二点鎖線
位置から実線位置まで駆動されその間溶接が行なわれ、
ノズルが実線位置に達すると溶接が停止されてノズルが
ホームポジシヨン(二点鎖線位置)に戻される。 (6)操作者は、制御操作盤41に自動走行を入力する。
制御操作盤41は、キャリッジ91〜95に押えローラ退避を
指示し、そして指定距離分門型架台(1〜7)をy方向
に駆動して停止させる。 (7)操作者は、そこで制御操作盤41に溶接を入力す
る。制御操作盤41は、それが第2(偶数)回目の溶接指
示入力であると、まずキャリッジ91〜95に押えローラ降
下を指示し、降下を終了したタイミングで、溶接機1012
〜1052の溶接を、ペンダントボックス401〜405に指示
し、これにより溶接機1012〜1052のノズルが第5図に示
す二点鎖線位置から実線位置まで駆動されその間溶接が
行なわれ、ノズルが実線位置に達すると溶接が停止され
てノズルがホームポジシヨン(二点鎖線位置)に戻され
る。 (8)操作者は、制御操作盤41に自動走行を入力する。
制御操作盤41は、キャリッジ91〜95に押えローラ退避を
指示し、そして指定距離分門型架台(1〜7)をy方向
に駆動して停止させる。 (9)操作者は、そこで制御操作盤41に溶接を入力す
る。制御操作盤41は、それが第3(奇数)回目の溶接指
示入力であると、まずキャリッジ91〜95に押えローラ降
下を指示し、降下を終了したタイミングで、溶接機1011
〜1051の溶接を、ペンダントボックス401〜405に指示
し、これにより溶接機1011〜1051のノズルが第5図に示
す二点鎖線位置から実線位置まで駆動されその間溶接が
行なわれ、ノズルが実線位置に達すると溶接が停止され
てノズルがホームポジション(二点鎖線位置)に戻され
る。 (10)以下、上述の(7)〜(9)を繰返す。 (11)すべてのキャリッジ91〜95がロンジ材なしを検出
すると制御操作盤41は門型架台(1〜7)を停止し、ペ
ンダントボックス401〜403に退避を指示する。溶接機は
退避位置にノズルを駆動する。なお各キャリッジは、ロ
ンジ材なしを検出すると押えローラを退避駆動し可動支
持脚162を退避駆動する。 (12)作業者は、制御操作盤41を操作して門型架台(1
〜7)を、ステーション(溶接作業領域)の外に移動さ
せて停止する。 以上に説明した実施例によれば、側端検出器15がパネ
ル材11の側端位置を検出する。側端検出器15のホームポ
ジションがレール22より所定距離にあるので、側端位置
は結局レール22を基点としたものとなる。しかして、パ
ネル材11のy方向各点の側端位置に対応して、該側端よ
り指定距離(ロンジ材121〜125の指定x位置)になるよ
うにキャリッジ91〜95がx方向に移動し、キャリッジ91
〜95が、固定支持脚161と可動支持脚162の間で、鋼球17
11〜1714,1811〜1814を介してロンジ材121〜125を垂直
挟持しているので、ロンジ材121〜125は自動的に垂直と
なりそれらのy方向各点のx位置は、自動的に指定位置
となる。少くとも溶接時には、押えローラ20がロンジ材
121〜125を下圧するので、ロンジ材121〜125は、パネル
材11に密着した状態でそれに溶接される。 なお、上記実施例では、溶接機がトーチ(311)をy
方向に駆動する自動移動機構(42,47)を備え、溶接時
には門型架台(1〜7)を停止し、ノズル(311)がy
方向に移動して指定長の溶接を行なうが、門型架台(1
〜7)を移動させつつ溶接を行なうようにしてもよい。
【発明の効果】
以上のように、水平材(11)に対する垂直材(125
のx方向およびz方向の位置決めが自動的に行なわれる
ので、また、垂直材(125)の垂直決めが自動的に行な
われるので、溶接作業者の労力が格段に低減し、しか
も、水平材(11)に対する垂直材(125)の位置および
垂直性の精度が極めて高くなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例の正面図である。 第2図は、第1図の右側面図である。 第3図は、第1図に示すキャリッジ95の拡大正面図であ
る。 第4図は、第3図に示すキャリッジ95の、溶接機1051
1052の背部にあるロンジ材支持機構を示す縦断面図であ
る。 第5図は、第3図に示す押えローラ20,ロンジ材125およ
びノズル311,312の相互位置関係を示す拡大平面図であ
る。
【符号の説明】
11,12:基台、21,22:レール 311〜322:車輪、41,42:ガントリベース 51,52:電動機、61,62:支柱 7:梁(1〜7:門型架台)、8:ビーム 91〜95:キャリッジ 1011〜1052:溶接機(消耗式ガスシールドアーク溶接
機) 11:パネル材(溶接対象材,溶接対象水平材) 121〜125:(溶接対象材,溶接対象垂直材) 13:スライドガイド、14:電動機 15:側端検出器、161:固定支持脚 162:可動支持脚 1711〜1722,1811〜1822:鋼球(球体,回転体) 19:油圧シリンダ(第1加圧手段)、20:押えローラ 21:油圧シリンダ(第2加圧手段)、221,222:ベアリ
ング溝 23:ラック、24:ピニオン 25:電動機、26:溶接機基台 27:電動機、281,282:垂直回動脚 291,292:リンク、30:エアーシリンダ(流体圧シリン
ダ) 311,312:ノズル、321,322:トーチホルダ 331,33:倣い脚、341,342:上下調整機構 351,352:調整つまみ、361,362:調整つまみ 37:タッチローラ、38:吊下棒 391:右スイッタ、392:左スイッチ 401〜405:ペンダントボックス、41:制御操作盤 42:y方向ガイド、43:脚台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−255280(JP,A) 特開 昭58−116995(JP,A) 実開 平3−91182(JP,U) 実開 昭58−137593(JP,U) 実公 平3−12455(JP,Y2)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶接対象材を跨ぎ水平方向yに走行する門
    型架台; 該門型架台で支持され、y方向と交わる水平方向xに延
    び、同方向に延びるベアリング溝を有するビーム; 該ベアリング溝にはまるボールベアリングを循環ループ
    を形成して装備し、前記ビームで支持されx方向に移動
    自在のキャリッジ; 該キャリッジをx方向に駆動する電動駆動機構; 前記キャリッジの、前記ビーム上の位置を検出するx位
    置検出手段; 該x位置検出手段が発生するx位置データがx位置指示
    値に合致する方向に前記電動駆動機構を駆動し合致する
    と駆動を停止する位置決め回路を含むx横行ドライバ; y方向およびそれに直交する垂直方向zに互に離れしか
    も同一垂直面にある複数個の回転体、を少くともz軸を
    中心に回転自在に支持する、前記キャリッジに固着され
    た固定支持脚; y方向およびそれに直交する垂直方向zに互に離れしか
    も同一垂直面にある複数個の回転体、を少くともz軸を
    中心に回転自在に支持し、溶接対象垂直材を間に置いて
    前記固定支持脚に対してx方向に進退する、前記キャリ
    ッジに支持された可動支持脚; 該可動支持脚に、x方向の加圧力を与える第1加圧手
    段; z方向に昇降自在に前記キャリッジに支持され前記溶接
    対象垂直材の上面に乗る押えローラ; 該押えローラに、z方向の下向きの加圧力を与える第2
    加圧手段; 前記キャリッジに装備され、前記溶接対象垂直材とそれ
    が乗った溶接対象水平材の間の、溶接対象垂直材の表側
    の隅を倣い溶接する第1の消耗電極式ガスシールドアー
    ク溶接機;および、 前記キャリッジに装備され、前記溶接対象垂直材とそれ
    が乗った溶接対象水平材の間の、溶接対象垂直材の裏側
    の隅を倣い溶接する第2の消耗電極式ガスシールドアー
    ク溶接機; を備える溶接装置。
  2. 【請求項2】溶接対象材を跨ぎ水平方向yに走行する門
    型架台; 該門型架台で支持され、y方向と交わる水平方向xに延
    びるビーム; 該ビームで支持されx方向に移動自在のキャリッジ; 該キャリッジをx方向に駆動する電動駆動機構; 前記キャリッジの、前記ビーム上の位置を検出するx位
    置検出手段; 該x位置検出手段が発生するx位置データがx位置指示
    値に合致する方向に前記電動駆動機構を駆動し合致する
    と駆動を停止する位置決め回路を含むx横行ドライバ; y方向およびそれに直交する垂直方向zに互に離れしか
    も同一垂直面にある複数個の回転体、を少くともz軸を
    中心に回転自在に支持する、前記キャリッジに固着され
    た固定支持脚; y方向およびそれに直交する垂直方向zに互に離れしか
    も同一垂直面にある複数個の回転体、を少くともz軸を
    中心に回転自在に支持し、溶接対象垂直材を間に置いて
    前記固定支持脚に対してx方向に進退する、前記キャリ
    ッジに支持された可動支持脚; 該可動支持脚に、x方向の加圧力を与える第1加圧手
    段; z方向に昇降自在に前記キャリッジに支持され前記溶接
    対象垂直材の上面に乗る押えローラ; 該押えローラに、z方向の下向きの加圧力を与える第2
    加圧手段; 前記キャリッジにz方向に昇降自在に装着された溶接機
    基台; 該溶接機基台を昇降駆動する電動駆動機構; 前記溶接機基台でy軸を中心に回動自在に支持された1
    対の垂直回動脚; 該垂直回動脚のそれぞれに各一端がy軸を中心に回動自
    在に結合された1対のリンク; 該1対のリンクの各他端がy軸を中心に回動自在に結合
    されたピストンロッドを有する流体圧シリンダ; 前記1対の垂直回動脚の一方に装備され、前記溶接対象
    垂直材とそれが乗った溶接対象水平材の間の、溶接対象
    垂直材の表側の隅を倣い溶接する第1の消耗電極式ガス
    シールドアーク溶接機;および、 前記1対の垂直回動脚の他方に装備され、前記溶接対象
    垂直材とそれが乗った溶接対象水平材の間の、溶接対象
    垂直材の裏側の隅を倣い溶接する第2の消耗電極式ガス
    シールドアーク溶接機; を備える溶接装置。
  3. 【請求項3】門型架台に結合されx方向に延びるスライ
    ドガイド; 該スライドガイドにx方向に移動自在に装着された、溶
    接対象水平材の側端を検知する側端検出器; 該検出器ベースをx方向に駆動する電動駆動機構;およ
    び、 該電動駆動機構を駆動し前記側端検出器の検知信号に基
    づいて溶接対象水平材の側端の、門型架台に対するx方
    向距離を検出し前記x横行ドライバに与える側端検出ド
    ライバ; を更に備え、 前記x横行ドライバは、前記x位置指示値と前記x方向
    距離に基づいた目標位置を算出し、該目標位置にキャリ
    ッジを駆動する; 請求項1又は請求項2記載の溶接装置。
  4. 【請求項4】前記回転体は、球軸受で回転自在に支持さ
    れた球体である、請求項1又は請求項2記載の溶接装
    置。
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