JP3011868B2 - 自動溶接装置のトーチ角度調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、開先のある厚鋼板（厚
さ１６ｍｍ〜２５ｍｍ程度）の溶接部において、開先角
度０°〜５０°の範囲で多層盛溶接を行う場合に使用さ
れる自動溶接装置に好適のトーチ角度調整装置に関し、
特に、種々の開先条件に左右されずに各層毎に溶接用ト
ーチの角度を変更することによって溶接部への狙い位置
を決定することができる自動溶接装置のトーチ角度調整
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶接用トーチ角度調整装置はトー
チ支持部の近傍を回転させており、捩り位置回転のた
め、上下・前後調整代を大きくとる必要があった。

【０００３】また、多層盛溶接用の自動調整装置におけ
る溶接用トーチの角度調整機構としては、予め溶接ワイ
ヤの開先部への狙い位置を中心とし、溶接用トーチの移
動角度（０°〜５０°）を満たしている専用の扇状ガイ
ドを設けたものがある。

【０００４】図７は従来のトーチ角度調整装置を示す模
式図である。溶接対象の垂直に対向する鋼板１６の溶接
ワイヤの狙い位置８に向けて溶接用トーチ１５が配置さ
れている。このトーチ１５は溶接用トーチ取付部材１０
に支持されており、このトーチ取付部材１０は扇状に湾
曲したガイド７に係合し、ガイド７に沿って移動可能に
なっている。溶接用トーチ取付部材１０に対するトーチ
位置は垂直方向トーチ調整部４ａと、水平方向トーチ調
整部４ｂとにより調整することができるようになってい
る。

【０００５】図８に示す従来の他のトーチ角度調整装置
は、垂直方向トーチ調整部４ａ及び水平方向トーチ調整
部４ｂにより位置調整可能に支持されたトーチ支持部１
８に、トーチ１５が揺動可能に支持されている。

【０００６】この従来のトーチ角度調整装置において
は、この扇状ガイド７上を滑らせて所定の角度に調整
し、位置決め後、調整部４ａ、４ｂの固定ボルトを締め
ることにより、扇状ガイドの任意の位置で溶接トーチ取
付部材０を固定することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来装置においては、移動動作と固定の作業動作が必要で
ある。また、トーチの固定については半自動溶接用トー
チを固定する場合、位置決めが難しく、これが著しく作
業性を阻害していた。

【０００８】上述のボルト締め方式での溶接用トーチ角
度調整では、ボルトのみで溶接用トーチ固定部材を固定
し、また移動させているために、操作上の不具合な点が
生じていた。

【０００９】それは溶接用トーチを完全に固定させるた
めに、ボルト締めを確実にする必要があるため、余分な
負荷を必要とし、なお且つ固定自体も嵌め込み部分のガ
タのため不完全であり、溶接時に溶接ワイヤの送袷不安
定を生じたり、溶接ビード形状にも影響を及ぼす虞があ
る。

【００１０】また、溶接用トーチの移動に対しても溶接
用トーチ取付部材と扇状ガイドとの嵌め込み部分の干渉
から円滑な回転移動は得られず、更に狙いとするトーチ
角度に合わせにくいという欠点があり、操作時間のロス
にも波及していた。

【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、溶接用トーチの角度調整を容易にし、更に
溶接用トーチ自体の固定と、狙いとするトーチ角度への
調整とを可能とする自動溶接装置のトーチ角度調整装置
を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る自動溶接装
置のトーチ角度調整装置は、多層盛溶接用の自動溶接装
置に設置され溶接用トーチの角度を変更する自動溶接装
置のトーチ角度調整装置において、扇状に湾曲されその
外周部分に円弧ラックを備えたガイド部と、このガイド
部にその円弧に沿って移動可能に係合し溶接トーチを保
持するトーチ保持部と、このトーチ保持部に取り付けら
れ前記円弧ラックに噛合するピニオンと、前記トーチ保
持部における前記ガイド部の内周部に接触する部分に設
けられると共に前記ガイド部の内周部に設けられた溝に
嵌合され前記トーチ保持部をガイド部に保持する内面側
摺動板と、この内面側摺動板を前記トーチ保持部の側面
方向より前記ガイド部の内周部に向けて押圧する押圧部
材と、前記トーチ保持部における扇状ガイドの外面部側
に設けられ前記内面側摺動板との間で前記扇状ガイドを
挟む外面側摺動板とを有し、これらの内面側及び外面側
の摺動板がガイド部の内周面及び外周面に摺動し前記ピ
ニオンがその回転により前記円弧ラックに沿って移動す
ることにより、前記トーチ保持部が前記ガイドに沿って
移動することを特徴とする。

【００１３】この場合に、前記トーチ保持部には、前記
溶接トーチのトーチ保持部に対する相対的位置を調整す
るトーチ位置調整手段が設けられていることが好まし
い。また、前記摺動板としては、銅板を使用することが
できる。

【００１４】

【作用】本発明においては、溶接ワイヤの狙い位置を中
心とする溶接用トーチの移動角度（０°〜５０°）を満
足する扇状ガイド部を使用し、この扇状ガイド部の外周
部分に扇状ガイド部の円弧に沿って円弧ラックを備えて
いる。溶接用トーチ保持部には扇状ガイドとの間に銅板
等の摺動板を嵌め込み、この摺動板と溶接用トーチ保持
部とは一体組み付けし、摺動板が扇状ガイド部と接触す
るようになっている。そして、溶接用トーチ保持部には
扇状ガイドに形成している弧状ラックと同一ピッチの小
型ピニオンを設けている。

【００１５】これにより、小型ピニオンは適度な負荷を
加えるだけで回転が自由であり、ピニオン軸には回転用
ノブを配し、この回転ノブを廻すことにより扇状ガイド
外周上を円滑に且つ安定的に移動することができる。こ
のようにして、溶接用トーチの固定と、トーチ角度の調
整とが可能である。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付の図面を
参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施例に係
る自動溶接装置のトーチ角度調整装置を示す正面図、図
２は同じくその右側面図である。また、図３はトーチ角
度調整装置を拡大して示す正面図、図４は同じくその右
側面図である。

【００１７】図１、３に示すように、溶接すべき鋼板１
６が垂直に対向するように配置されており、上方の鋼板
１６に１対の走行レール２がマグネット１７により固定
されている。この走行レール２は水平に延びるパイプで
あって、鋼板１６間の開先（溶接狙い位置８）に平行に
配置されている。

【００１８】台車部１には上下に対向する位置に複数対
のレール走行車輪６が装着されていて、この各対のレー
ル走行車輪６が走行レール２を挟むようにして走行レー
ル２に係合し、これにより台車部１が走行レール２に支
持されるようになっている。走行車輪６は駆動モータ
（図示せず）から動力を伝達されて回転駆動され、その
回転により台車がレール２に沿って左右方向に移動す
る。

【００１９】台車部１には制御部３が設置されており、
この制御部３は各種溶接施行条件の変更及び切替えを実
行できる各種操作スイッチ類も具備している。

【００２０】また、台車部１の下方には倣い部５が台車
部１に固定されて設置されており、この倣い部５にはロ
ーラ２０が適宜のアームを介して取り付けられており、
溶接中に自動溶接装置が所定の開先部分から外れないよ
うにするために、溶接鋼板にローラ２０を転動させるよ
うになっている。

【００２１】走行台車部１は走行レール２と倣いローラ
２０の組合せにより溶接箇所から外れずに追随すること
ができる。

【００２２】溶接用トーチ角度調整装置として、扇状ガ
イド７が配置されている。扇状ガイド７は溶接用ワイヤ
の狙い位置８を中心とする円弧状をなし、その円弧長は
角度９０°未満である。実際の溶接施工においては、溶
接用トーチ角は０°〜５０°程度で行うことができるの
で、円弧長は９０°未満で十分である。しかも、円弧長
を９０°以上にすると溶接せんとする鋼板１６との干渉
が生じる虞がある。

【００２３】扇状ガイド７は台車部１に固定された溶接
倣い部５に、その上方に円弧状に湾曲して延びるように
固定されている。そして、この扇状ガイド７には溶接ト
ーチ取付部材１０が係合している。扇状ガイド７の外周
部分には、移動用の円弧ラック９が取り付けられてい
る。また、扇状ガイド７の内周部分には、トーチ取付部
材１０をガイド７に沿って案内移動させるための溝２１
が形成されている。

【００２４】図５はトーチ取り付け部材１０と扇状ガイ
ド７との係合状態を示す背面図であり、図６は図５の底
面図である。トーチ取り付け部材１０における扇状ガイ
ド７の内周部側には、溶接用トーチ取付部材１０を扇状
ガイド７に保持するための摺動部材としての銅板１１が
嵌め込まれている。この銅板１１は溶接用トーチ取付部
材１０が扇状ガイド７上を円滑に移動できるようにする
ためのものであり、扇状ガイド７との間の抵抗が極力小
さいものであれば、銅板以外の材質の摺動部材を使用す
ることもできる。この銅板１１は扇状ガイド７の内面部
の溝２１に嵌合している。

【００２５】溶接用トーチ取付部材１０における扇状ガ
イド７の外面部側には、円弧ラック９に噛合するピニオ
ン１２が取り付けられており、このピニオン１２は円弧
ラック９と同一のピッチを有する。この小型ピニオン１
２は回転自由であり、端部にはピニオン１２を回転させ
るためのノブ１３が設けられている。

【００２６】また、溶接トーチ取り付け部材１０におけ
る扇状ガイド７の外面部側には、薄い銅板１４が配置さ
れており、この薄い銅板１４と銅板１１とで扇状ガイド
７を挟み、これらの銅板１１、１４が扇状ガイド７に摺
動して取付部材１０が移動する。

【００２７】取付部材１０には溶接トーチ１５が所定の
角度をなすように配設されている。即ち、取付部材１０
が扇状ガイド７の円弧の垂直接線が接する位置に位置し
ているときに、トーチ１５は水平方向に向いている。そ
して、このとき、トーチ１５は鋼板１６間の溶接狙い位
置８に整合している。扇状ガイド７の円弧は、取付部材
１０がガイド７に沿って移動したときに、このトーチ１
５の延長線が常に狙い位置８を通るような曲率を有して
いる。トーチ１５の取付部材１０に対する相対位置は、
上下方向等に適宜調整できるようになっている。

【００２８】次に、このように構成された自動溶接装置
のトーチ角度調整装置の動作について説明する。小型ピ
ニオン１２に連結されている回転ノブ１３を回転させる
ことにより、小型ピニオン１２が円弧ラック９上を回転
してトーチ取り付け部材１０がガイド７に沿って移動す
る。これにより溶接用トーチ１５が溶接狙い位置８を中
心として回転移動できることとなる。

【００２９】また、溶接用トーチ１５の保持は回転ノブ
１３を廻し終えた位置で保持される。これは溶接用トー
チ取付部材１０と扇状ガイド７との間に薄銅板１４を挟
んでいるために、緊密に密着されているからである。そ
のために、位置決め精度も向上し、溶接時に溶接用トー
チの振れが発生することも抑制される。

【００３０】このように、溶接用トーチ取付部材１０と
扇状ガイド７との間に薄銅板１４を挟み、銅板１４の押
付け力を調整することにより、取付部材１０を扇状ガイ
ド７の外周上の任意の位置で確実に固定できる。

【００３１】また、銅板１１は溶接用トーチ取付部材１
０と扇状ガイド７との間に嵌め込むのであるが、このこ
とにより双方の結合部材としての役割を果たす。また、
溶接用トーチ取付部材１０の側面方向より銅板に対して
止めネジ１９で押し付け、この押し付け力の加減により
ガイド７に対する密着性を高め、更に円滑な移動を促進
することもできる。

【００３２】薄銅板１４は銅板１１と同様に溶接用トー
チ取付部材１０と扇状ガイド７との間に嵌め込み、銅板
１１側の止めネジの押し付け力を吸収して密着性を高
め、更に移動抵抗を軽減する役割を果たす。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る溶接
用トーチ角度調整装置によれば、溶接用トーチの角度調
整が容易であり、特に開先のある厚鋼板の突き合わせ溶
接については、自動溶接装置による多層盛溶接が可能に
なる。また、溶接用トーチの角度変更が容易に行えるよ
うになることから、溶接品質についても溶接用トーチの
振れが極めて小さいため、安定した溶接ビード外観が得
られ、溶接作業性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る自動溶接装置のトーチ角
度調整装置の正面図である。

【図２】同じくその右側面図である。

【図３】本実施例のトーチ角度調整装置を示す正面図で
ある。

【図４】同じくその右側面図である。

【図５】トーチ取付部材及び扇状ガイドの係合状態を示
す背面図である。

【図６】図５の底面図である。

【図７】従来のトーチ角度調整装置を示す図である。

【図８】従来の他のトーチ角度調整装置を示す図であ
る。

【符号の説明】

１：自動溶接台車 ２：走行レール ３：制御部 ４ａ：垂直方向トーチ調整部 ４ｂ：水平方向トーチ調整部 ５：倣い部 ６：レール走行車輪 ７：扇状ガイド ９：円弧ラック １０：溶接用トーチ取付部材 １１：銅板 １２：小型ピニオン １３：回転ノブ １４：薄銅板 １５：溶接用トーチ １６：鋼板 １７：レール固定マグネット １８：トーチ支持部 １９：押し付け止めネジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−6902（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−287389（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−32881（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−20670（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−125273（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−68553（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−6181（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−81769（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−110169（ＪＰ，Ｕ) 特表 平１−503285（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 9/12 B23K 9/127 B23K 37/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層盛溶接用の自動溶接装置に設置され
   溶接用トーチの角度を変更する自動溶接装置のトーチ角
   度調整装置において、扇状に湾曲されその外周部分に円
   弧ラックを備えたガイド部と、このガイド部にその円弧
   に沿って移動可能に係合し溶接トーチを保持するトーチ
   保持部と、このトーチ保持部に取り付けられ前記円弧ラ
   ックに噛合するピニオンと、前記トーチ保持部における
   前記ガイド部の内周部に接触する部分に設けられると共
   に前記ガイド部の内周部に設けられた溝に嵌合され前記
   トーチ保持部をガイド部に保持する内面側摺動板と、こ
   の内面側摺動板を前記トーチ保持部の側面方向より前記
   ガイド部の内周部に向けて押圧する押圧部材と、前記ト
   ーチ保持部における扇状ガイドの外面部側に設けられ前
   記内面側摺動板との間で前記扇状ガイドを挟む外面側摺
   動板とを有し、これらの内面側及び外面側の摺動板がガ
   イド部の内周面及び外周面に摺動し前記ピニオンがその
   回転により前記円弧ラックに沿って移動することによ
   り、前記トーチ保持部が前記ガイドに沿って移動するこ
   とを特徴とする自動溶接装置のトーチ角度調整装置。
2. 【請求項２】 前記トーチ保持部には、前記溶接トーチ
   のトーチ保持部に対する相対的位置を調整するトーチ位
   置調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１
   に記載の自動溶接装置のトーチ角度調整装置。
3. 【請求項３】 前記摺動板は、銅板であることを特徴と
   する請求項１又は２に記載の自動溶接装置のトーチ角度
   調整装置。