JP2748835B2 - Automatic arc welding equipment for rebar - Google Patents
Automatic arc welding equipment for rebarInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高速回転アーク溶接法
を用いて、鉄筋を自動的に溶接する鉄筋の自動アーク溶
接装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rebar automatic arc welding apparatus for automatically rebar welding using a high-speed rotating arc welding method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、鉄筋の継手溶接のためのアーク溶
接は、一対の鉄筋をその接合端面間に所定の開先間隙を
設けて支持し、その開先部の外周の一部を溶接用裏当材
で囲み、シールドガスの雰囲気下で溶接トーチを開先部
内で端から端まで水平に往復移動させながら溶接金属を
多層に盛り付けていくといった方法で実施されていた。2. Description of the Related Art Conventionally, in arc welding for welding a reinforcing bar, a pair of reinforcing bars are supported by providing a predetermined groove gap between joining end faces thereof, and a part of the outer periphery of the groove portion is used for welding. The method has been practiced in such a way that a welding torch is horizontally reciprocated from one end to the other within a groove portion in an atmosphere of a shielding gas and a welding metal is provided in multiple layers under a shield gas atmosphere.
【0003】しかし、従来法では溶接トーチを回転させ
ずに行うものであるため、次のような問題点があった。 溶接ビード表面が凸型(あるいは凹度が不十分)とな
るため、次のパスの溶接時に、融合不良が生じやすい。
また、溶込みが中央に集中し、開先側壁への溶込みが不
十分で融合不良が生じやすい。これを図7により説明す
ると次のようである。溶込みが中央に集中するため、溶
接ビード100の断面形状が図示のように下向きに凸型
の形状となる。また、溶接ビード表面も凸型となる。さ
らに、開先側壁101への溶込みP1 も小さい。したが
って、点線で示す次パスの溶接時に、ビードの積層部分
の両サイド部102に融合不良が生じやすいものとな
る。 開先幅や開先切断面の直角度、裏当材の密着度などの
バラツキがあった場合、開先を埋めるために必要な溶着
金属量が変化する。したがって、これを一定として自動
溶接を行うと、溶着金属量の過不足が生じたり、溶接ト
ーチの往復運動の幅が不適切なことによる溶接欠陥が発
生することがある。However, in the conventional method, since the welding is performed without rotating the torch, there are the following problems. Since the surface of the weld bead becomes convex (or the degree of depression is insufficient), poor fusion is likely to occur at the time of welding in the next pass.
Further, the penetration is concentrated at the center, and the penetration into the groove side wall is insufficient, so that poor fusion is likely to occur. This will be described below with reference to FIG. Since the penetration is concentrated at the center, the sectional shape of the weld bead 100 has a downwardly convex shape as shown in the figure. Also, the surface of the weld bead is convex. Further, the penetration P1 into the groove side wall 101 is also small. Therefore, at the time of welding in the next pass indicated by the dotted line, poor fusion is likely to occur in both side portions 102 of the bead laminated portion. If there is variation in the groove width, the perpendicularity of the groove cut surface, the degree of adhesion of the backing material, etc., the amount of weld metal required to fill the groove changes. Therefore, when the automatic welding is performed with this constant, the amount of the deposited metal may be excessive or insufficient, or a welding defect may be generated due to an inappropriate width of the reciprocating motion of the welding torch.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来法
の有する問題点を解決するためになされたものであり、
以下の2つの課題を解決することにある。 (1)アークの高速回転により、ビード形状を改善し、
溶接欠陥の発生を防止する。 (2)溶接トーチの往復移動の反復点の位置の制御と溶
接の自動停止制御により、鉄筋の継手溶接の自動化、省
力化を可能にする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the conventional method.
It is to solve the following two problems. (1) The bead shape is improved by high-speed rotation of the arc,
Prevents welding defects. (2) By controlling the position of the repetition point of the reciprocating movement of the welding torch and controlling the automatic stop of the welding, it is possible to automate the welding of the rebar joint and save labor.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の鉄筋の自動アー
ク溶接装置は、被溶接材である一対の鉄筋の溶接部に取
り付けられるチャンバー治具と、鉄筋のアーク溶接をす
るための溶接機本体と、該溶接機本体を自動制御する溶
接制御装置により構成され、前記チャンバー治具は、一
対の鉄筋を所定の間隔にクランプする治具部材と、溶接
用裏当材を鉄筋の溶接開先部の外周の一部に支持する機
構と、前記溶接開先部にシールドガスを噴出させるノズ
ル機構を備え、前記溶接機本体は、トーチ先端の溶接ワ
イヤを高速回転させる溶接トーチと、前記溶接トーチを
トーチ軸方向に移動させるY軸スライド機構と、前記溶
接トーチをトーチ軸に直交し鉄筋の接合端面に平行な方
向に移動させるX軸スライド機構と、前記溶接トーチを
開先幅方向に調整可能な調整軸と、前記溶接トーチのX
軸及びY軸方向の位置をそれぞれ検出する位置検出器を
備え、前記溶接制御装置は、アークセンサによるトーチ
高さ制御手段と、鉄筋の断面形状の情報を記憶する記憶
手段と、Y軸方向の位置検出器により検出されたトーチ
高さを与えることにより前記記憶手段に記憶されている
鉄筋の断面形状に応じて、前記溶接トーチのX軸方向の
往復移動の反復点の位置を算出し、X軸スライド機構に
より溶接トーチを反復運動させる制御手段と、Y軸方向
の位置検出器により検出されたトーチ高さを与えること
により前記記憶手段に記憶されている鉄筋の断面形状に
応じて、溶接を終了させる前記溶接トーチのY軸方向の
高さを算出し、溶接を自動停止させる制御手段とを備え
たことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION An automatic arc welding apparatus for a reinforcing bar according to the present invention includes a chamber jig attached to a welding portion of a pair of reinforcing bars as a material to be welded, and a welding machine body for performing arc welding of the reinforcing bar. And a welding control device for automatically controlling the welding machine body, wherein the chamber jig is a jig member for clamping a pair of rebars at a predetermined interval, and a welding backing material for the welding backing material. A mechanism for supporting a part of the outer periphery of the torch, and a nozzle mechanism for ejecting a shielding gas to the welding groove portion, the welding machine body, a welding torch for rotating the welding wire at the tip of the torch at high speed, and the welding torch Y-axis slide mechanism for moving in the torch axis direction, X-axis slide mechanism for moving the welding torch in a direction perpendicular to the torch axis and parallel to the joint end face of the reinforcing bar, and adjusting the welding torch in the groove width direction And adjustment axes ability of the welding torch X
The welding control device includes a torch height control unit using an arc sensor, a storage unit that stores information on a cross-sectional shape of a reinforcing bar, and a welding unit that stores information on a cross-sectional shape of a reinforcing bar. By giving the torch height detected by the position detector, the position of the repetitive point of the reciprocating movement of the welding torch in the X-axis direction is calculated according to the cross-sectional shape of the reinforcing bar stored in the storage means. Control means for repetitively moving the welding torch by means of a shaft slide mechanism, and welding by means of the torch height detected by a position detector in the Y-axis direction, in accordance with the cross-sectional shape of the reinforcing bar stored in the storage means. And a control means for calculating a height of the welding torch to be terminated in the Y-axis direction and automatically stopping welding.
【0006】[0006]
【作用】チャンバー治具は、一対の鉄筋をその接合端面
間に所定の開先間隙を保持してクランプするとともに、
溶接用裏当材でその開先部の外周の一部を覆い、溶接金
属の漏出を防止する。さらに、ノズル機構よりシールド
ガスを開先部に吹き込み、シールドガス雰囲気下で鉄筋
のアーク溶接を行う。The chamber jig clamps a pair of rebars while maintaining a predetermined groove gap between their joint end faces,
A part of the outer periphery of the groove is covered with a welding backing material to prevent leakage of the weld metal. Further, a shield gas is blown into the groove from the nozzle mechanism, and arc welding of the reinforcing bar is performed in a shield gas atmosphere.
【0007】鉄筋の溶接にあたっては、高速回転の溶接
トーチによりアークを高速回転させながら開先部の底部
よりX軸方向に往復移動させ、順次積層していき、溶接
トーチの高さが鉄筋の頂部に達した位置で溶接を自動的
に終了させる。ここで、溶接トーチのX軸及びY軸方向
の位置はそれぞれX軸位置検出器、Y軸位置検出器によ
り検出される。また、溶接制御装置がアークセンサによ
るトーチ高さ制御を行っている。さらに、溶接制御装置
の演算器がY軸位置検出器により検出されたトーチ高さ
を与えることにより記憶器に記憶されている鉄筋の断面
形状に応じて、溶接トーチのX軸方向の往復移動の反復
点の位置及び溶接を終了させるY軸方向の高さ(溶接終
了点の位置)を算出する。したがって、溶接トーチがX
軸方向の往復移動の反復点に達すると、X軸スライド機
構の駆動方向を逆転させ、溶接トーチの移動方向を反対
にする。そして溶接終了点に達すれば自動的に溶接を停
止させる。In welding the reinforcing bars, the arc is rotated at a high speed by a high-speed welding torch and reciprocated in the X-axis direction from the bottom of the groove, and the layers are sequentially laminated, and the height of the welding torch is adjusted to the top of the reinforcing bar. The welding is automatically terminated at the position where has been reached. Here, the positions of the welding torch in the X-axis and Y-axis directions are detected by an X-axis position detector and a Y-axis position detector, respectively. Further, the welding control device controls the torch height by the arc sensor. Further, the arithmetic unit of the welding control device gives the torch height detected by the Y-axis position detector, so that the welding torch reciprocates in the X-axis direction according to the cross-sectional shape of the reinforcing bar stored in the storage device. The position of the repetition point and the height in the Y-axis direction at which welding is completed (the position of the welding end point) are calculated. Therefore, the welding torch is X
When the repetition point of the axial reciprocation is reached, the driving direction of the X-axis slide mechanism is reversed, and the moving direction of the welding torch is reversed. Then, when the welding end point is reached, the welding is automatically stopped.
【0008】[0008]
【実施例】図1は本発明の一実施例による鉄筋の自動ア
ーク溶接装置の概要図である。また図2は鉄筋の溶接部
に取り付けられるチャンバー治具の部分断面正面図、図
3は図2のA−A線断面図である。本溶接装置は、鉄筋
1,1の溶接部に取り付けられるチャンバー治具10
と、その一方の鉄筋1にクランプ装置31により片持ち
式に支持される溶接機本体30とから構成されている。
溶接機本体30にはさらに図4に示す溶接制御装置50
や溶接電源(図示せず)が接続され、チャンバー治具1
0にはシールドガスボンベや冷却水供給装置(いずれも
図示せず)が接続される。FIG. 1 is a schematic diagram of an automatic arc welding apparatus for a reinforcing bar according to an embodiment of the present invention. 2 is a partial sectional front view of a chamber jig attached to a welded portion of a reinforcing bar, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. The present welding apparatus includes a chamber jig 10 attached to a welding portion of the reinforcing bars 1 and 1.
And a welding machine main body 30 that is supported on one of the rebars 1 by a clamp device 31 in a cantilever manner.
A welding control device 50 shown in FIG.
And a welding power source (not shown) are connected to the chamber jig 1
0 is connected to a shielding gas cylinder and a cooling water supply device (neither is shown).
【0009】溶接機本体30は、高速回転溶接トーチ
(以下、溶接トーチという)3の回転駆動機構(図示せ
ず)を内蔵した支持ブロック32と、該支持ブロック3
2にY軸スライド機構33を介して結合されたY軸支持
ブロック34と、該Y軸支持ブロック34にX軸スライ
ド機構35を介して結合されたX軸支持ブロック36
と、該X軸支持ブロック36を取り付けたクランプ装置
31とからなり、さらに溶接トーチ3の支持ブロック3
2がY軸スライド機構33を有するサイドアーム39に
対して微調整ネジ40により開先幅方向(鉄筋の軸方
向)にスライド可能に構成されている。X軸、Y軸スラ
イド機構35,33は周知のネジ機構によるものであ
り、それぞれ図4に示すようにX軸位置検出器37,Y
軸位置検出器38を備えている。また、手動による微調
整ネジ40をX軸、Y軸スライド機構35,33と同様
な自動スライド機構で構成してアークセンサによる自動
開先倣いができるようにしても良い。図中、60はクラ
ンプ装置31をリンク機構やカム機構などによりワンタ
ッチ式に開閉できる操作レバー、61はコンジットケー
ブル、62はケーブル固定治具、63は操作ペンダン
ト、64は取手である。The welding machine main body 30 includes a support block 32 having a built-in rotary drive mechanism (not shown) for a high-speed rotary welding torch (hereinafter, referred to as a welding torch) 3.
2 is connected to the Y-axis support block 34 via a Y-axis slide mechanism 33, and the X-axis support block 36 is connected to the Y-axis support block 34 via an X-axis slide mechanism 35.
And a clamping device 31 to which the X-axis support block 36 is attached.
2 is configured to be slidable in the groove width direction (axial direction of the rebar) by the fine adjustment screw 40 with respect to the side arm 39 having the Y-axis slide mechanism 33. The X-axis and Y-axis slide mechanisms 35 and 33 are based on a well-known screw mechanism, and as shown in FIG.
An axis position detector 38 is provided. Further, the manual fine adjustment screw 40 may be constituted by an automatic slide mechanism similar to the X-axis and Y-axis slide mechanisms 35 and 33 so that automatic groove copying by an arc sensor can be performed. In the figure, reference numeral 60 denotes an operation lever which can open and close the clamp device 31 in a one-touch manner by a link mechanism or a cam mechanism, 61 denotes a conduit cable, 62 denotes a cable fixing jig, 63 denotes an operation pendant, and 64 denotes a handle.
【0010】図2に示すように、溶接すべき一対の鉄筋
1,1はその軸方向に垂直に切断され、接合端面1a,
1aを形成するとともに、その接合端面1a,1a間に
所定間隙の開先部2を設けて水平に配置している。垂直
鉄筋の場合は、開先部2は鉄筋軸に対し水平もしくは斜
めに形成される。開先部2を斜めに設けた場合には溶接
トーチ3の軸を傾斜させる必要がある。なお、開先形状
はこのようなI型に限られるものではない。As shown in FIG. 2, a pair of rebars 1, 1 to be welded are cut perpendicularly to the axial direction, and joint end faces 1a,
1a is formed, and a groove portion 2 having a predetermined gap is provided between the joining end surfaces 1a, 1a, and is horizontally arranged. In the case of a vertical reinforcing bar, the groove 2 is formed horizontally or obliquely with respect to the reinforcing bar axis. When the groove 2 is provided obliquely, it is necessary to incline the axis of the welding torch 3. The groove shape is not limited to such an I-shape.
【0011】チャンバー治具10は、内部にU字状断面
の裏当材11を有し、この裏当材11で開先部2の外周
の少なくとも下半部を覆うようにしている。裏当材11
は銅あるいはセラミックス材料等からなり、2つの治具
部材で割り型に構成したチャンバー治具10の下受け部
12のU字状内面に設けた溝13に上方から挿入され
る。下受け部12には蝶ネジ14を設け、その先端で裏
当材11を押し上げ、鉄筋1,1の外面に該裏当材11
の内面を軽く接触させるようにする。The chamber jig 10 has a backing material 11 having a U-shaped cross section inside, and the backing material 11 covers at least the lower half of the outer periphery of the groove 2. Backing material 11
Is made of copper or a ceramic material and is inserted from above into a groove 13 provided in a U-shaped inner surface of a lower receiving portion 12 of a chamber jig 10 formed of a split mold by two jig members. The lower receiving portion 12 is provided with a thumbscrew 14, which pushes up the backing material 11 at its tip, and attaches the backing material 11 to the outer surface of the reinforcing bars 1, 1.
Lightly touch the inner surface of
【0012】チャンバー治具10の上押え部16は、下
受け部12と分離面の一端においてヒンジ17で結合さ
れており、両部材16,12の反対側の側面にはボール
キャッチ機構などからなる掛け金18と受け金のボール
19が取り付けられている。上押え部16はまた、溶接
トーチ3が挿入される矩形状の挿入口20と、開先部2
にシールドガスを吹き込むための一対のノズル機構2
1,21を備えている。ノズル機構21,21を構成す
る各ノズル管22のノズル孔23をやや斜め下向きに左
右対向させて配置し、ノズル孔23より噴出したシール
ドガスを通路24を通して開先部2上方のチャンバー室
25に導くようにしている。通路24である程度整流化
された左右方向からのシールドガスはチャンバー室25
の中央部で衝突し、下向きの整流となって開先部2内に
吹き込まれる。なお、このチャンバー治具10にはさら
に冷却水を循環させるための冷却水管が内蔵されるが、
ここでは図示されていない。The upper holding portion 16 of the chamber jig 10 is joined to the lower receiving portion 12 at one end of a separation surface by a hinge 17, and a side surface opposite to the two members 16, 12 is provided with a ball catching mechanism or the like. A latch 18 and a receiving ball 19 are attached. The upper holding portion 16 also has a rectangular insertion opening 20 into which the welding torch 3 is inserted, and a groove portion 2.
Nozzle mechanism 2 for blowing shield gas into
1 and 21 are provided. The nozzle holes 23 of the respective nozzle tubes 22 constituting the nozzle mechanisms 21 and 21 are disposed slightly left and right facing each other obliquely downward, and the shield gas ejected from the nozzle holes 23 is passed through the passage 24 to the chamber chamber 25 above the groove 2. I try to guide. The shield gas from the left and right direction, which has been rectified to some extent in the passage 24, is supplied to the chamber 25.
Collides at the central portion of the groove, and is blown into the groove portion 2 as downward rectification. Note that the chamber jig 10 further includes a cooling water pipe for circulating cooling water,
It is not shown here.
【0013】チャンバー治具10の左右両側には鉄筋
1,1のクランプ部26,26が連設される。クランプ
部26,26は割り型になっており、下受け部12に一
体に連設した各々の下クランプ部27に上クランプ部2
8をボルト29で締め付けることにより両鉄筋1,1を
クランプする。On both left and right sides of the chamber jig 10, clamp portions 26, 26 of the rebars 1, 1 are provided continuously. The clamp portions 26, 26 are split types, and each of the lower clamp portions 27 integrally connected to the lower receiving portion 12 is
By tightening 8 with bolts 29, both rebars 1 and 1 are clamped.
【0014】次に、溶接トーチ3は、電極ノズル4と、
その先端に取り付けられた溶接チップ5とからなり、溶
接チップ5は溶接ワイヤ6の挿通孔が偏心したコンタク
トチップで構成されている。また、溶接トーチ3は、ト
ーチ軸回りの回転を与える回転駆動機構(図示せず)
と、トーチ軸方向のY軸移動を与えるY軸スライド機構
33と、トーチ軸に直交し鉄筋接合端面1a,1aと平
行な方向のX軸往復移動を与えるX軸スライド機構35
を備えており、さらに溶接トーチ3を開先幅方向に微調
整する開先幅方向の微調整軸40を持っている。したが
って、溶接トーチ3の回転により溶接ワイヤ6の先端が
円運動を行い、アークを高速回転させることができる。
このようにアークを高速回転させながら、図5のように
X軸方向の往復移動とY軸方向の移動により開先部2の
周辺部で溶接トーチ3を反転させ、該開先部2を一層ご
と積層していき、多層溶接する。Next, the welding torch 3 comprises an electrode nozzle 4 and
The welding tip 5 is formed of a contact tip in which the insertion hole of the welding wire 6 is eccentric. In addition, the welding torch 3 is provided with a rotation drive mechanism (not shown) for providing rotation about the torch axis.
And a Y-axis slide mechanism 33 that provides Y-axis movement in the torch axis direction, and an X-axis slide mechanism 35 that provides X-axis reciprocal movement in a direction perpendicular to the torch axis and parallel to the reinforcing bar joining end faces 1a, 1a.
And a fine adjustment shaft 40 in the groove width direction for finely adjusting the welding torch 3 in the groove width direction. Therefore, the tip of the welding wire 6 performs a circular motion by the rotation of the welding torch 3, and the arc can be rotated at a high speed.
While the arc is rotated at a high speed, the welding torch 3 is inverted around the groove 2 by reciprocating movement in the X-axis direction and movement in the Y-axis direction as shown in FIG. Laminate together and perform multi-layer welding.
【0015】鉄筋1,1の溶接にあたっては、まず、上
記のように構成されたチャンバー治具10をセットす
る。それにはまず、チャンバー治具10の上押え部16
及び左右のクランプ部26,26を開いた状態で、溝1
3に裏当材11を挿入し、次いで、鉄筋1,1に下側か
ら下受け部12及び下クランプ部27,27を当てが
い、このとき裏当材11の内面上に所定の間隔で鉄筋接
合端面1a,1aが位置するように確認する。そのうえ
で、上クランプ部28,28を締め付け、鉄筋1,1を
クランプする。その後、チャンバー治具10の上押え部
16を閉じ、蝶ネジ14により裏当材11の内面が鉄筋
1,1に軽く触れるように該裏当材11を押し上げセッ
トする。When welding the rebars 1 and 1, first, the chamber jig 10 configured as described above is set. First, the upper holding part 16 of the chamber jig 10 is used.
With the left and right clamp portions 26, 26 open, the groove 1
3, the lower backing portion 12 and the lower clamp portions 27, 27 are applied to the reinforcing bars 1, 1 from below, and at this time, the reinforcing bars 11 are provided on the inner surface of the backing member 11 at predetermined intervals. Confirm that the joint end faces 1a, 1a are positioned. Then, the upper clamps 28, 28 are tightened, and the reinforcing bars 1, 1 are clamped. Thereafter, the upper holding portion 16 of the chamber jig 10 is closed, and the backing material 11 is pushed up and set by the thumb screw 14 so that the inner surface of the backing material 11 lightly touches the reinforcing bars 1 and 1.
【0016】チャンバー治具10のセット終了後、これ
にノズル機構21,21よりシールドガスを供給し、開
先部2内をシールドガス雰囲気にする。シールドガスに
は炭酸ガスやアルゴンと炭酸ガスの混合ガス等が用いら
れる。次いで、溶接トーチ3をチャンバー治具10の挿
入口20から挿入し、開先部2の幅方向の中心位置にセ
ットしたのち、その開先底部からアークをスタートさせ
る。なお、セラミックスのような絶縁性の裏当材を使用
する場合は、アークスタート前に、図5に示すように鉄
粉41を裏当材11の底面上に散布しておき、鉄粉41
と溶接ワイヤ6との間で最初にアークを発生させる。After the setting of the chamber jig 10, a shield gas is supplied to the chamber jig 10 from the nozzle mechanisms 21 and 21 to make the inside of the groove 2 a shield gas atmosphere. Carbon dioxide, a mixed gas of argon and carbon dioxide, or the like is used as the shielding gas. Next, the welding torch 3 is inserted from the insertion opening 20 of the chamber jig 10 and set at the center position of the groove 2 in the width direction, and then the arc is started from the groove bottom. When an insulating backing material such as ceramics is used, before the arc start, an iron powder 41 is sprayed on the bottom surface of the backing material 11 as shown in FIG.
First, an arc is generated between the welding wire 6 and the welding wire 6.
【0017】図5は回転アークによる鉄筋溶接積層パタ
ーンを示す図である。図中、42は溶接トーチ3の移動
軌跡であり、43は溶接の開始点、44は溶接の終了
点、45はトーチ反復点である。また、図4は溶接制御
装置のブロック図である。この溶接制御装置50は、鉄
筋の断面形状情報を記憶するとともに、指令により必要
な鉄筋断面形状情報を演算器52に設定する鉄筋断面形
状記憶器51と、Y軸スライド機構33のY軸位置検出
器38により検出されたY軸位置(トーチ高さ)YP を
与えることにより、記憶器51に記憶されている鉄筋断
面形状に応じて、図5の各パスにおけるX軸反転位置
(トーチ反復点45の位置)及び溶接終了点44の位置
を演算する演算器52と、反転指令をX軸駆動制御回路
54に送る比較器53と、演算器52からの溶接終了判
定指令で溶接を自動停止させる溶接シーケンス制御回路
55とを備えている。比較器53には演算器52で演算
された反転位置XPOが与えられており、X軸スライド機
構35のX軸位置検出器37により検出されたX軸位置
XP が送られてきて両値が一致したときに、比較器53
がX軸駆動制御回路54に反転指令を出力する。この反
転指令によってX軸駆動制御回路54がX軸スライド機
構35の駆動方向を反転するよう制御する。また、溶接
トーチ3は公知のアークセンサ回路で溶接電流またはト
ーチ高さを一定に保つようにトーチ高さ制御がされてい
る。FIG. 5 is a diagram showing a reinforcing bar welding lamination pattern by a rotating arc. In the drawing, reference numeral 42 denotes a movement trajectory of the welding torch 3, reference numeral 43 denotes a welding start point, reference numeral 44 denotes a welding end point, and reference numeral 45 denotes a torch repetition point. FIG. 4 is a block diagram of the welding control device. The welding control device 50 stores the rebar cross-sectional shape information, sets the necessary rebar cross-sectional shape information in a calculator 52 according to a command, and detects the Y-axis position of the Y-axis slide mechanism 33. By giving the Y-axis position (torch height) Yp detected by the detector 38, the X-axis inversion position (torch repetition point 45) in each pass in FIG. ) And a comparator 53 that calculates the position of the welding end point 44, a comparator 53 that sends an inversion command to the X-axis drive control circuit 54, and welding that automatically stops welding based on a welding end determination command from the calculator 52. And a sequence control circuit 55. The inversion position XPO calculated by the calculator 52 is given to the comparator 53, and the X-axis position XP detected by the X-axis position detector 37 of the X-axis slide mechanism 35 is sent and the two values match. The comparator 53
Outputs an inversion command to the X-axis drive control circuit 54. The X-axis drive control circuit 54 controls to reverse the drive direction of the X-axis slide mechanism 35 according to the inversion command. The torch height of the welding torch 3 is controlled by a known arc sensor circuit so that the welding current or the torch height is kept constant.
【0018】この溶接制御装置50の制御動作は次のよ
うになっている。開先底部の溶接開始点43(この位置
は記憶器51が記憶している鉄筋断面形状より設定され
る)より溶接トーチ3によってアークを高速回転させな
がらスタートさせるとともに、Y軸位置検出器38によ
りトーチ高さYP を検出する。一方、アークセンサ回路
(図示せず)は、例えば溶接電流を検出することによっ
て基準電流値を保つように溶接トーチ3をY軸スライド
機構33により上または下へ移動させる。また、演算器
52は、記憶器51からの鉄筋断面形状とY軸位置検出
器38からのトーチ高さYP とを受けて、各パスにおけ
るX軸方向のトーチ反復点45の位置及び溶接終了点4
4の位置を演算する。そして、比較器53により、その
パスにおける反転位置XPOとX軸位置検出器37により
検出されたX軸位置XP が一致すると、X軸駆動制御回
路54に反転指令を出し、X軸スライド機構35の駆動
方向を反転させ、溶接トーチ3を反対方向へ移動させ
る。このように溶接トーチ3をX軸方向のトーチ反復点
45で反転させながらX軸方向に往復移動させ、一層毎
に順次溶接をしていく。溶接終了点44の位置に達する
と、演算器52から送られてきた溶接終了反転指令によ
り溶接シーケンス制御回路55が自動的に溶接を終了さ
せる。The control operation of the welding control device 50 is as follows. From the welding start point 43 at the groove bottom (this position is set based on the rebar cross-sectional shape stored in the storage device 51), the arc is started at a high speed by the welding torch 3 and the Y-axis position detector 38 Detect the torch height YP. On the other hand, an arc sensor circuit (not shown) moves the welding torch 3 upward or downward by the Y-axis slide mechanism 33 so as to maintain the reference current value by detecting the welding current, for example. Further, the computing unit 52 receives the rebar cross-sectional shape from the storage unit 51 and the torch height Yp from the Y-axis position detector 38, and receives the position of the torch repetition point 45 in the X-axis direction and the welding end point in each pass. 4
The position of 4 is calculated. When the comparator 53 matches the reversal position XPO in the path with the X-axis position XP detected by the X-axis position detector 37, the comparator 53 issues a reversal command to the X-axis drive control circuit 54, and the X-axis slide mechanism 35 The driving direction is reversed, and the welding torch 3 is moved in the opposite direction. In this way, the welding torch 3 is reciprocated in the X-axis direction while being inverted at the torch repetition point 45 in the X-axis direction, and welding is sequentially performed for each layer. When the position of the welding end point 44 is reached, the welding sequence control circuit 55 automatically ends the welding according to the welding end reversal command sent from the calculator 52.
【0019】したがって、鉄筋のアーク溶接を自動的に
行うことができる。また、開先部2の間隙のバラツキや
裏当材11の密着度のバラツキ等があっても、開先部2
を埋めるために必要な溶着金属量を変化させることがで
きる。さらに、アークを高速回転させながら溶接するの
で、図6に示すように、アーク力の分散により溶接ビー
ド100の断面形状が凹型に湾曲し、ビード形状が良好
なものとなる。また、溶込みが中央に集中しないから、
ビード幅の広い均一な溶込みが得られ、開先側壁101
への溶込みP2 も従来のものに比べて増加する(P2 >
P1 )。そのため、ビードの積層部に融合不良等の溶接
欠陥を生じない。Therefore, the arc welding of the rebar can be automatically performed. In addition, even if there is a variation in the gap of the groove portion 2 or a variation in the degree of adhesion of the backing material 11, the groove portion 2 is not affected.
Can be changed in the amount of the deposited metal necessary to fill the gap. Further, since the welding is performed while rotating the arc at a high speed, as shown in FIG. 6, the cross-sectional shape of the weld bead 100 is concavely curved due to the dispersion of the arc force, and the bead shape becomes good. Also, because the penetration does not concentrate in the center,
A uniform penetration with a wide bead width is obtained, and the groove side wall 101 is formed.
The penetration P2 into the steel also increases compared to the conventional one (P2>
P1). For this reason, welding defects such as defective fusion do not occur in the laminated portion of the bead.
【0020】次に、具体例として、上記の自動溶接装置
を使用し、表1に示す溶接条件でD38の異形鉄筋の継
手溶接を行った。ただし、溶接ワイヤには1.2mm直径
のソリッドワイヤを、シールドガスにはAr+20%C
O2 の混合ガスを使用した。Next, as a specific example, using the above-described automatic welding apparatus, joint welding of a deformed reinforcing bar of D38 was performed under the welding conditions shown in Table 1. However, a 1.2 mm diameter solid wire is used for the welding wire, and Ar + 20% C is used for the shielding gas.
A mixed gas of O 2 was used.
【0021】[0021]
【表1】 [Table 1]
【0022】その結果、溶接継手部断面にはアンダーカ
ット等の溶接欠陥は全く認められず、外周部の溶け落ち
もなく十分に満足すべき継手が得られた。しかも溶接時
間は手溶接に比べて1/2の約4分に短縮できた。As a result, no weld defect such as undercut was observed in the cross section of the welded joint portion, and a satisfactory joint was obtained without burn-through of the outer peripheral portion. In addition, the welding time was reduced to about 4 minutes, which is half that of manual welding.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、アークを
高速回転させながら鉄筋の継手溶接を行うものであるか
ら、鉄筋の継手部におけるビード形状が改善され、溶接
欠陥の発生を防止することができる。また、溶接制御装
置によって、溶接トーチのX軸方向の往復移動の反復点
の位置の制御と溶接の自動停止制御を行っているので、
鉄筋の継手溶接の自動化、省力化を達成することができ
る。しかも、開先幅や開先切断面の直角度、裏当材の密
着度等のバラツキがあっても、溶接制御装置が開先部を
埋めるのに必要な溶着金属量を変化させるように制御す
るので、高品質の鉄筋継手部を得ることができる。As described above, according to the present invention, the joint welding of the reinforcing steel is performed while the arc is rotated at a high speed. Therefore, the bead shape at the joint of the reinforcing steel is improved, and the occurrence of welding defects is prevented. be able to. In addition, since the welding control device controls the position of the repetition point of the reciprocating movement of the welding torch in the X-axis direction and the automatic stop control of the welding,
It is possible to achieve automation and labor saving of joint welding of reinforcing bars. In addition, even if there is variation in the groove width, the perpendicularity of the groove cut surface, the degree of adhesion of the backing material, etc., the welding control device controls the amount of weld metal required to fill the groove. Therefore, a high quality rebar joint can be obtained.
【図1】本発明の一実施例を示す自動アーク溶接装置の
概要図である。FIG. 1 is a schematic view of an automatic arc welding apparatus showing one embodiment of the present invention.
【図2】図1のチャンバー治具の部分断面正面図であ
る。FIG. 2 is a partial cross-sectional front view of the chamber jig of FIG.
【図3】図2のA−A線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;
【図4】溶接制御装置のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a welding control device.
【図5】鉄筋溶接積層パターンを示す図である。FIG. 5 is a view showing a reinforcing bar welding lamination pattern.
【図6】回転アークによる溶接ビードの断面形状を示す
図である。FIG. 6 is a view showing a sectional shape of a welding bead by a rotating arc.
【図7】従来の回転無しのアークによる溶接ビードの断
面形状を示す図である。FIG. 7 is a view showing a cross-sectional shape of a conventional welding bead formed by an arc without rotation.
1 鉄筋 2 開先部 3 高速回転溶接トーチ 4 電極ノズル 5 溶接チップ 6 溶接ワイヤ 10 チャンバー治具 11 裏当材 20 挿入口 21 ノズル機構 31 クランプ装置 33 Y軸スライド機構 35 X軸スライド機構 37 X軸位置検出器 38 Y軸位置検出器 40 微調整ネジ 50 溶接制御装置 51 鉄筋断面形状記憶器 52 演算器 53 比較器 54 X軸駆動制御回路 55 溶接シーケンス制御回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rebar 2 Groove 3 High-speed rotation welding torch 4 Electrode nozzle 5 Welding tip 6 Welding wire 10 Chamber jig 11 Backing material 20 Insertion opening 21 Nozzle mechanism 31 Clamp device 33 Y axis slide mechanism 35 X axis slide mechanism 37 X axis Position detector 38 Y-axis position detector 40 Fine adjustment screw 50 Welding control device 51 Reinforcing bar shape memory 52 Computing unit 53 Comparator 54 X-axis drive control circuit 55 Welding sequence control circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B23K 37/053 B23K 37/053 G 37/06 37/06 C E04C 5/02 E04C 5/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B23K 37/053 B23K 37/053 G 37/06 37/06 C E04C 5/02 E04C 5/02
Claims (1)
り付けられるチャンバー治具と、鉄筋のアーク溶接をす
るための溶接機本体と、該溶接機本体を自動制御する溶
接制御装置により構成され、 前記チャンバー治具は、 一対の鉄筋を所定の間隔にクランプする治具部材と、 溶接用裏当材を鉄筋の溶接開先部の外周の一部に支持す
る機構と、 前記溶接開先部にシールドガスを噴出させるノズル機構
を備え、 前記溶接機本体は、 トーチ先端の溶接ワイヤを高速回転させる溶接トーチ
と、 前記溶接トーチをトーチ軸方向に移動させるY軸スライ
ド機構と、 前記溶接トーチをトーチ軸に直交し鉄筋の接合端面に平
行な方向に移動させるX軸スライド機構と、 前記溶接トーチを開先幅方向に調整可能な調整軸と、 前記溶接トーチのX軸及びY軸方向の位置をそれぞれ検
出する位置検出器を備え、 前記溶接制御装置は、 アークセンサによるトーチ高さ制御手段と、 鉄筋の断面形状の情報を記憶する記憶手段と、 Y軸方向の位置検出器により検出されたトーチ高さを与
えることにより前記記憶手段に記憶されている鉄筋の断
面形状に応じて、前記溶接トーチのX軸方向の往復移動
の反復点の位置を算出し、X軸スライド機構により溶接
トーチを反復運動させる制御手段と、 Y軸方向の位置検出器により検出されたトーチ高さを与
えることにより前記記憶手段に記憶されている鉄筋の断
面形状に応じて、溶接を終了させる前記溶接トーチのY
軸方向の高さを算出し、溶接を自動停止させる制御手段
とを備えたことを特徴とする鉄筋の自動アーク溶接装
置。1. A welding machine comprising: a chamber jig attached to a welding portion of a pair of rebars to be welded; a welding machine main body for performing arc welding of the rebar; and a welding control device for automatically controlling the welding machine main body. The chamber jig comprises: a jig member for clamping a pair of reinforcing bars at a predetermined interval; a mechanism for supporting a welding backing material on a part of an outer periphery of a welding groove of the reinforcing bar; A welding mechanism for jetting a shielding gas to a portion of the welding torch; a welding torch for rotating a welding wire at a tip of the torch at a high speed; a Y-axis slide mechanism for moving the welding torch in a torch axis direction; and the welding torch. X-axis slide mechanism for moving the welding torch in a direction perpendicular to the torch axis and parallel to the joint end surface of the reinforcing bar, an adjusting axis capable of adjusting the welding torch in a groove width direction, and an X-axis and a Y-axis of the welding torch. A position detector for detecting the position of each direction, the welding control device includes: a torch height control unit using an arc sensor; a storage unit that stores information on a cross-sectional shape of a reinforcing bar; and a position detector in the Y-axis direction. By giving the detected torch height, the position of the repetition point of the reciprocating movement in the X-axis direction of the welding torch is calculated according to the cross-sectional shape of the reinforcing bar stored in the storage means, and the X-axis slide mechanism is used. Control means for repetitively moving the welding torch; and providing the torch height detected by the position detector in the Y-axis direction to terminate welding according to the cross-sectional shape of the reinforcing bar stored in the storage means. Torch Y
An automatic arc welding apparatus for rebars, comprising: a control unit that calculates an axial height and automatically stops welding.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30524493A JP2748835B2 (en) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | Automatic arc welding equipment for rebar |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07155946A JPH07155946A (en) | 1995-06-20 |
JP2748835B2 true JP2748835B2 (en) | 1998-05-13 |
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ID=17942772
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JP30524493A Expired - Fee Related JP2748835B2 (en) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | Automatic arc welding equipment for rebar |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5459730B2 (en) * | 2012-05-14 | 2014-04-02 | 東洋ガス圧接株式会社 | Welding jig |
-
1993
- 1993-12-06 JP JP30524493A patent/JP2748835B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH07155946A (en) | 1995-06-20 |
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