JP3014174B2 - 溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、溶接装置に関し、例えばクレ−
ンのブ−ムのような柱状物の内側角部を自動的に溶接す
る２ト−チ溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】クレ−ンのブ−ムのような四角柱形状の
部材を製作する場合、従来より、４枚の長尺板状部材を
各々の端部で突き合わせ、それらを仮止めして四角柱状
に形成した後、４つの内面角部を各辺に沿ってそれぞれ
溶接している。この種の溶接においては、溶接対象の角
部が他の角部より下に位置するように、ワ−ク（四角柱
状の溶接対象部材）を約４５度傾け、当該角部に接する
２つの内面を基準にして、溶接ト−チを下隅の角部に倣
わせ、端から他端までその辺に沿って溶接した後、ワ−
クを約９０度回転させて別の角部を下に向けてその角部
を同様に溶接し、更に同様にワ−クを回転させて２回の
溶接を実施し、４つの全ての角部を順次に溶接する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、四角柱
形状の部材を製作する場合、従来は４回の溶接を順次に
実施する必要があり、しかも溶接する位置を変える毎に
ワ−クを回転させてそれを所定の傾きに位置決めする必
要があるので、作業工程が比較的複雑になるし、溶接の
所要時間も長くかかる。また、ワ−クを４５度傾けた状
態で保持するのは難しいし、ワ−クの傾き変更に伴なう
ワ−クと溶接装置との位置合わせも難しいので、１つの
角部の溶接工程が終了する毎に比較的大変な作業が必要
になる。

【０００４】従って本発明は、溶接の所要時間を短縮
し、作業工程を単純化しうる溶接装置を提供することを
課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の溶接装置は、２つの縦板と下１つまたは上
下の２つの横板で構成される、溶接対象物である柱状物
の、下横板すなわち下板を実質上水平にして保持するた
めの支持機構；独立した２つの溶接ト−チ，一方の溶接
ト−チと他方の溶接ト−チとの間隔を調整し、一方の溶
接ト−チの左右方向位置を前記柱状物の一方の縦板の面
を基準に位置決めし、他方の溶接ト−チの左右方向位置
を前記柱状物の他方の縦板の面を基準に位置決めする、
左右独立倣い機構，前記２つの溶接ト−チの高さ方向の
位置を、前記下板の面を基準に位置決めする、上下方向
倣い機構，及び、前記２つの溶接ト−チを支持する部材
を、前記柱状物の長手方向の軸を中心として回動自在に
支持する、回転倣い機構、を含み前記柱状物で支持され
る溶接手段；該溶接手段に、それを前記柱状物の長手方
向に移送するために連結された移動機構；及び、前記移
動機構により前記溶接手段を前記柱状物の長手方向に移
送しながら該溶接手段の２つの溶接ト−チにより柱状物
を溶接する溶接制御手段；を備える。

【０００６】

【作用】本発明によれば、例えば２つの縦板（右板及び
左板）と２つの横板（上板及び下板）で構成される溶接
対象物（四角柱状物）は、横板の面が水平になるよう配
置されるので、溶接線の位置は、水平に配置された下板
の右端及び左端になる。２つの溶接ト−チは互いに独立
して設けられており、それぞれが各々の溶接線に倣うよ
うに位置が自動的に調整される。即ち、左右独立倣い機
構は、一方の溶接ト−チと他方の溶接ト−チとの間隔を
調整し、一方の溶接ト−チの左右方向位置を溶接対象物
の一方の縦板の面を基準に位置決めし、他方の溶接ト−
チの左右方向位置を溶接対象物の他方の縦板の面を基準
に位置決めする。また、上下方向倣い機構は、２つの溶
接ト−チの高さ方向の位置を、溶接対象物の下板の面を
基準に位置決めする。更に、回転倣い機構は、２つの溶
接ト−チを支持する部材を、溶接対象物の長手方向の軸
を中心として回動自在に支持する。従って、溶接対象物
の各縦板及び下板の面の曲がりやねじれに対しても、各
倣い機構の作用により、２つの溶接ト−チを常時確実に
各溶接線に倣わせることができる。

【０００７】１回の溶接工程で２つの溶接線に沿った溶
接が同時にできるので、溶接対象物を上下反転して２回
目の溶接工程を実施することにより、４つの角部の全て
が溶接される。従って、４回の溶接工程を必要とする従
来の装置に比べ、溶接所要時間は１／２以下になる。ま
た、溶接対象物を水平にした状態で溶接が実施されるの
で、溶接対象物の支持や位置決めが容易であり、溶接対
象物を上下反転する工程も作業が簡単になる。

【０００８】

【実施例】図１及び図２に、実施例の自動溶接装置全体
の外観を示す。この自動溶接装置は、クレ−ンのブ−ム
として使用される中空の四角柱形状の構造物の溶接を行
なうための装置である。被溶接物、即ちブ−ム８は、四
枚の鋼板を組合せて四角柱状に構成された後、仮止めさ
れ、図示のように溶接装置の前方位置に固定される。ブ
−ム８は、２つの反転機７Ａ，７Ｂ上に保持される。ブ
−ム８と対向する位置に溶接ヘッド５が配置されてい
る。またブ−ムと対向して、レ−ル３が敷設されてお
り、このレ−ル３上に走行台車１が乗っている。走行台
車１上にスクリュ−ジャッキ２１を介して支持機構２２
が搭載されており、該支持機構２２の軸にア−ム４の一
端が係合している。またブ−ム８の一端に近い位置にア
−ム受けロ−ラ機構６が設置されており、ア−ム４は該
機構６に乗って移動可能な状態で支持されている。

【０００９】ア−ム４の他端に、溶接ヘッド５が係合し
ている。図１及び図２に示す退避位置から、矢印ＡＲ１
方向に走行台車１がレ−ル３に沿って所定の速度で移動
することによって、溶接ヘッド５と共にア−ム４がブ−
ム８の内空間に進入する。この時、溶接ヘッド５が移動
しながら、ブ−ム８内側の角部Ｐ１及びＰ２（図５参
照）を内面すみ肉溶接する。走行台車１が図４に示す位
置まで移動すると、１回の溶接が終了する。

【００１０】走行台車１には、溶接ワイヤ２３が搭載さ
れており、該ワイヤ２３はア−ム４の内空間を通って溶
接ヘッド５に供給される。２はケ−ブルベアである。走
行台車１上のスクリュ−ジャッキ２１とア−ム受けロ−
ラ機構６のスクリュ−ジャッキ２４を調整することによ
って、ア−ム４は常時水平に維持される。

【００１１】ア−ム受けロ−ラ機構６の構成を図６を参
照して説明する。支持台２５に設置されたスクリュ−ジ
ャッキ２４がア−ム受けフレ−ム２６を支持している。
またア−ム受けフレ−ム２６は、案内機構２７，２８に
よって、支持台２５に対し上下方向のみ移動自在に案内
されている。従って、スクリュ−ジャッキ２４の駆動に
より、ア−ム受けフレ−ム２６が上下動する。ア−ム受
けフレ−ム２６には、ア−ム４の下面を支持するロ−ラ
２９Ａ，２９Ｂ及びア−ム４の側面を支持するロ−ラ３
０Ａ，３０Ｂが設けられている。

【００１２】図４に示すように、走行台車１が前進して
ア−ム４をブ−ム８内に挿入すると、ア−ム受けロ−ラ
機構６はア−ム４の後端近傍を支持するが、図４及び図
５に示すように、ア−ム４には車輪３１Ｒ，３１Ｌが設
けられており、ア−ム４がブ−ム８の内部に進入する
と、車輪３１Ｒ，３１Ｌがブ−ム８の下面に当接してア
−ム４の先端部及び中央部を支持する。

【００１３】次に溶接ヘッド５について説明する。図７
は溶接ヘッド５の正面図、図８は平面図、図９及び図１
０は、それぞれ図７のIX−IX線及びＸ−Ｘ線から見た断
面図である。図８を参照すると、溶接ヘッド５のフレ−
ム４１はＬＭガイド４２Ｒ，４２Ｌによって、上下方向
に相対移動自在に、ア−ム４の先端と係合している。ま
た、ア−ム４の先端部に固着されたエアシリンダ１３の
ロッドがフレ−ム４１に固着されている。従って、エア
シリンダ１３を駆動することによって、溶接ヘッド５が
ア−ム４に対して上下動する。フレ−ム４３は、フレ−
ム４１と係合しており、フレ−ム８０は図９に示す支点
ピン１５を中心として、つまり溶接方向の軸を中心とし
て回動可能になっている。

【００１４】フレ−ム４３には、右側と左側にそれぞれ
配置されたベ−ス部材４４Ｒ及び４４Ｌ（図１０参照）
が一体に固着されている。ベ−ス部材４４Ｒ及び４４Ｌ
には、それぞれ、回動自在な上下倣いロ−ラ１４Ｒ及び
１４Ｌがベ−ス部材の下側に突出する形で装着されてい
る。２本のロッド４５Ａ及び４５Ｂは、各々の一端がベ
−ス部材４４Ｒに、他端がベ−ス部材４４Ｌにそれぞれ
固定されている。ロッド４５Ａには、ベ−ス部材４６Ａ
Ｒ及び４６ＡＬが軸方向に摺動自在に装着されており、
ロッド４５Ｂには、ベ−ス部材４６ＢＲ及び４６ＢＬが
軸方向に摺動自在に装着されている。ベ−ス部材４６Ａ
Ｒには、調整機構４７Ａを介して引張コイルスプリング
１１Ａの一端が結合され、該スプリング１１Ａの他端が
ベ−ス部材４４Ｌに結合されている。また、ベ−ス部材
４６ＢＬには、調整機構４７Ｂを介して引張コイルスプ
リング１１Ｂの一端が結合され、該スプリング１１Ｂの
他端がベ−ス部材４４Ｒに結合されている。つまり、引
張コイルスプリング１１Ａは、ベ−ス部材４６ＡＲをベ
−ス部材４４Ｌ側に引き寄せ、引張コイルスプリング１
１Ｂは、ベ−ス部材４６ＢＬをベ−ス部材４４Ｒ側に引
き寄せる。

【００１５】ベ−ス部材４６ＡＲ及び４６ＢＲは図８に
示すスライドフレ−ム４８Ｒに固着され、ベ−ス部材４
６ＡＬ及び４６ＢＬはスライドフレ−ム４８Ｌに固着さ
れている。一方のスライドフレ−ム４８Ｒにはエアシリ
ンダ１０が搭載されており、該エアシリンダ１０のロッ
ドが他方のスライドフレ−ム４８Ｌに固着されている。
前述のように、これらのスライドフレ−ム４８Ｒ及び４
８Ｌを支持するベ−ス部材４６ＡＲ，４６ＡＬ，４６Ｂ
Ｒ及び４６ＢＬは、ロッド４５Ａ又は４５Ｂ上をその軸
方向に摺動自在であるので、エアシリンダ１０のロッド
を伸ばすことにより、スライドフレ−ム４８Ｒ，４８Ｌ
は矢印ＡＲ２方向に動き、両者の間隔が広がる。

【００１６】スライドフレ−ム４８Ｒには左右倣いロ−
ラ１２Ｒ及び１２ＲＲが該フレ−ムの外側に突出する形
で回動自在に装着されており、スライドフレ−ム４８Ｌ
には左右倣いロ−ラ１２Ｌ及び１２ＬＲが該フレ−ムの
外側に突出する形で回動自在に装着されているので、ス
ライドフレ−ム４８Ｒと４８Ｌとの間隔を広げる時に
は、左右倣いロ−ラ１２Ｒ，１２ＲＲ，及び１２Ｌ，１
２ＬＲがそれぞれブ−ム８の縦板８Ｒ及び８Ｌ（図５参
照）に当接する状態に位置決めされる。つまり、縦板８
Ｒ，８Ｌの面の位置を基準にして、スライドフレ−ム４
８Ｒ，４８Ｌが左右方向に位置決めされる。エアシリン
ダ１０の駆動力がなくなれば、引張コイルスプリング１
１Ａ及び１１Ｂの力によってスライドフレ−ム４８Ｒ，
４８Ｌの間隔が狭まる。

【００１７】スライドフレ−ム４８Ｒ上には、溶接ト−
チ９Ｒとそれに付属する設備、即ち溶接ワイヤ，電源ケ
−ブル，制御ケ−ブル，シ−ルドガスホ−ス，エアホ−
ス等々が設けられており、他方のスライドフレ−ム４８
Ｌ上にも、溶接ト−チ９Ｌとそれに付属する設備が設け
られている。溶接ト−チ９Ｒ及び９Ｌは、ガスシ−ルド
ア−ク溶接用のト−チである。溶接ト−チ９Ｒの先端は
溶接ヘッド前方の右端下方に向いており、溶接ト−チ９
Ｌの先端は溶接ヘッド前方の左端下方に向いている。

【００１８】実際に溶接を実施する場合、溶接ヘッド５
の下面に位置する上下倣いロ−ラ１４Ｒ，１４Ｌがブ−
ム８の下側の横板８Ｂの面に当接することによって溶接
ト−チ９Ｒ，９Ｌの上下位置が決定され、スライドフレ
−ム４８Ｒ，４８Ｌの間隔が開いて左右倣いロ−ラ１２
Ｒ，１２ＲＲが縦板８Ｒと当接することによって溶接ト
−チ９Ｒの左右方向位置が決定され、左右倣いロ−ラ１
２Ｌ，１２ＬＲが縦板８Ｌと当接することによって溶接
ト−チ９Ｌの左右方向位置が決定される。従って、溶接
ト−チ９Ｒ，９Ｌは、ブ−ム８の縦板８Ｒ，８Ｌと横板
８Ｂ（又は８Ｕ）の面の位置を基準にして常時それらの
位置が決定されるので、各々、所定の溶接線（図５のＰ
１，Ｐ２の位置）に倣って溶接することができる。

【００１９】なお、クレ−ンのブ−ムは、通常、ベ−
ス，セカンド，サ−ド及びトップの各部分を組合せて構
成されており、これらはその大きさが異なる。この実施
例の装置の溶接対象となるブ−ム８の大きさもこの例で
は４種類ある。その大きさの違いに適応できるように、
溶接ヘッド５も大きさの異なる複数のものが予め用意さ
れており、溶接対象のブ−ム８の大きさに応じて使用す
る溶接ヘッド５を変更できるようになっている。

【００２０】次に、ブ−ム８を支持する反転機７Ａ，７
Ｂについて説明する。２つの反転機７Ａ及び７Ｂは同一
の構成である。反転機７Ａの構成を図３（図１のIII−I
II線断面図）に示す。図３を参照すると、反転機７Ａの
支持フレ−ム５１は、ほぼドラム形状に形成され、内側
に矩形の空間が形成されている。溶接対象のブ−ム８
は、フリ−ロ−ラ５２上を矢印ＡＲ３方向に搬送され、
支持フレ−ムの開口部５１ａから支持フレ−ム内に挿入
され、フレ−ム５３上に載置される。

【００２１】支持フレ−ム５１の上方には、油圧シリン
ダ５４とガイド機構５５Ａ，５５Ｂが固着されており、
該油圧シリンダのロッド及びガイド機構５５Ａ，５５Ｂ
に挿入されたロッド５６Ａ，５６Ｂに板状のストッパ５
７が結合されている。油圧シリンダ５４を付勢すること
によって、そのロッドが伸び、ストッパ５７が矢印ＡＲ
４方向に動き、ブ−ムの上板８Ｕに当接してそれを固定
する。ブ−ム８の側方には、手動調整機構５８を介して
フレ−ム５３に支持された板状のストッパ５９が設けら
れている。２つのストッパ５７及び５９をブ−ム８に押
し付けることによって、ブ−ム８は支持フレ−ム５１上
に確実に固定される。

【００２２】支持フレ−ム５１は、回動自在な支持ロ−
ラ６０Ａ，６０Ｂを介して基台６１上に支持されてお
り、矢印ＡＲ５方向に回動自在になっている。また、支
持フレ−ム５１には、電気モ−タ６２と結合された歯車
６３が係合している。電気モ−タ６２を付勢することに
よって、支持フレ−ム５１は矢印ＡＲ５方向に回転駆動
される。この実施例の装置においては、支持フレ−ム５
１を１８０度回転することによって、ブ−ム８を上下反
転する。図３中において、点Ｐｃが回転の中心である。
なお、２つの反転機７Ａ，７Ｂは同時に同期して回転す
る。

【００２３】この自動溶接装置の制御系の構成を図１２
に示す。図１２を参照して説明する。システムコントロ
−ラ１００は、この自動溶接装置の全体を制御する。シ
ステムコントロ−ラ１００と接続された操作ボ−ド１１
０には図示しないが各種のスイッチ及び表示器が設けら
れており、操作ボ−ドのスイッチ操作に応答してシステ
ムコントロ−ラ１００が制御を実施する。システムコン
トロ−ラ１００には、ア−ム高さ調整ユニット１２０，
ソレノイドドライバ１３０，走行台車駆動ユニット１４
０，溶接ヘッド制御ユニット１５０，反転機制御ユニッ
ト１６０，及び溶接制御ユニット１７０が接続されてい
る。

【００２４】ア−ム高さ調整ユニット１２０は、前述の
スクリュ−ジャッキ２１及び２４の高さを調整し、ア−
ム４を水平に維持しながらその高さを指定された高さに
調整する。スクリュ−ジャッキ２１及び２４の高さは、
それぞれ高さ検出器９１及び９２によって検出される。

【００２５】仮止めの溶接及び通常の溶接においては、
かなりのスパッタ，スケ−ル等が発生する。この種のス
パッタ，スケ−ル等は、溶接対象物である柱状体の内部
に残留するので、次の溶接工程で障害となる。そこでこ
の実施例においては、溶接工程に先立って、エアブロ−
によるクリ−ニングを実施し、スパッタ，スケ−ル等を
溶接線上から除去する。このクリ−ニングを自動的に行
なうために、溶接ヘッド５には、図８に示すようにト−
チの後方位置に、パイプ７０Ｒ，７０Ｌが開口部を各溶
接線に向けて配置されている。これらのパイプ７０Ｒ，
７０Ｌには、図１２の電磁弁９３を介して高圧エア−が
供給される。つまり、電磁弁９３を開閉することによ
り、エアブロ−のオン／オフを切換えることができる。

【００２６】走行台車駆動ユニット１４０は、走行台車
１の駆動源である電気モ−タ９４を定速前進，後退及び
停止し、走行台車１を動かして溶接ヘッド５の位置を動
かす。走行台車駆動ユニット１４０は、様々な位置検出
器９５によって走行台車１又は溶接ヘッド５の位置を検
出し、所定の位置で位置情報をシステムコントロ−ラ１
００に出力したり、予め指定された位置で制御状態（定
速前進，後退及び停止）を切換える。

【００２７】溶接ヘッド制御ユニット１５０は、システ
ムコントロ−ラ１００からの指示に応じて、左右倣い用
エアシリンダ１０及びヘッド昇降用エアシリンダ１３の
エア量を切換え、溶接ト−チ９Ｒ，９Ｌの間隔調整及び
溶接ヘッド５の高さ調整を実施する。左右倣い用エアシ
リンダ１０のエア量が少ない時には、スプリング１１
Ａ，１１Ｂの引張力によって、スライドフレ−ム４８
Ｒ，４８Ｌが内側に動き溶接ト−チ９Ｒ，９Ｌの間隔が
狭まる。左右倣い用エアシリンダ１０に所定のエアを供
給することによって、スライドフレ−ム４８Ｒ及び４８
Ｌは、それぞれ右側及び左側に動き、溶接対象のブ−ム
８の縦板８Ｒに倣いロ−ラ１２Ｒ及び１２ＲＲが当接
し、縦板８Ｌに倣いロ−ラ１２Ｌ及び１２ＬＲが当接す
る位置に各々位置決めされる。また、ヘッド昇降用エア
シリンダ１３のエア量が充分多い時には、該シリンダの
ロッドが伸びて、溶接ヘッド５をア−ム４に対して所定
の位置まで持ち上げる。ヘッド昇降用エアシリンダ１３
のエア量が少ない時には、溶接ヘッド５の自重により、
溶接ヘッド５が下降する。この時、溶接ヘッド５がブ−
ム８内に進入していれば、溶接ヘッド下面に突出した上
下倣いロ−ラ１４Ｒ，１４Ｌがブ−ムの下板８Ｂに当接
する位置まで下降し、その位置に溶接ヘッド５が位置決
めされる。

【００２８】反転機制御ユニット１６０は、油圧シリン
ダ５４の油圧を切換え、ストッパ５７を位置決めする。
油圧が小さい時には、シリンダ内にロッドが引込まれ、
ストッパ５７が図３に示す退避位置に、また油圧が充分
大きい時には、ロッドが伸びてストッパ５７をブ−ムの
上板８Ｕに押圧する状態に位置決めする。また、反転機
制御ユニット１６０は、システムコントロ−ラ１００か
ら所定の反転指示を受けると、電気モ−タ６２を駆動
し、支持フレ−ム５１を１８０度回転してブ−ム８の上
下位置を反転する。

【００２９】溶接制御ユニット１７０は、一般の自動溶
接機と同様に溶接用電源，各種切換回路，シ−ルドガス
制御用の電磁弁などを含んでおり、一般の自動溶接機と
同様の動作を行なうように構成されている。

【００３０】図１１に、１つのブ−ムを溶接する際の全
工程に対応するシステムコントロ−ラ１００の処理手順
の概略を示す。各図を参照しながら、図１１の各処理ス
テップの内容を説明する。

【００３１】ステップ１：装置全体を初期化する。初期
化した状態では、反転機７Ａ，７Ｂの支持フレ−ム５１
は図３に示す状態に位置決めされ、ストッパ５７も図３
に示す退避状態に位置決めされる。また、走行台車１は
図１及び図２に示す退避位置（ホ−ムポジション）に位
置決めされ、溶接ヘッド５は上に持ち上げられた状態に
位置決めされる。また溶接装置は停止状態に設定され
る。

【００３２】ステップ２：図示しないクレ−ンと人手に
より、溶接対象のブ−ム８を反転機７Ａ，７Ｂ上に位置
決めする。即ち、図３において、フリ−ロ−ラ５２上に
乗せたブ−ムを、左側から開口部５１ａを通して矢印Ａ
Ｒ３方向に押し込み、図３に示す位置（中央部）に位置
決めする。そして、所定のスイッチを操作すると、油圧
シリンダ５４が駆動され、ストッパ５７が下降してブ−
ム８を固定する。ストッパ５９は、必要に応じて人手に
より位置を調整し、ブ−ム８の側方位置を固定する。

【００３３】ステップ３：所定のスイッチを操作して、
ア−ム４の高さを指定する。このスイッチ操作に応答し
て、システムコントロ−ラ１００及びア−ム高さ調整ユ
ニット１２０は、スクリュ−ジャッキ２１及び２４の高
さを調整する。これにより、ア−ム４を水平に維持した
まま、その高さが位置決めされたブ−ム８の高さに適合
するように調整される。

【００３４】ステップ４：所定のスタ−トスイッチが操
作されると、電磁弁９３を開いてパイプ７０Ｒ，７０Ｌ
からのエアブロ−を開始するとともに、走行台車１を一
定の速度で前進するように制御する。

【００３５】ステップ５，６：走行台車１が前進し、ア
−ム４に装着された溶接ヘッド５がブ−ム８の内部に進
入したことが検出されると、溶接ヘッド制御ユニット１
５０に指示を与え、エアシリンダ１３内のエアを逃が
し、溶接ヘッド５をその自重により下降させる。溶接ヘ
ッド５の下降はその下面に突出した上下倣いロ−ラ１４
Ｒ，１４Ｌがブ−ムの下板８Ｂに当接する位置で止ま
る。また、エアシリンダ１０内に充分なエアを供給し、
スライドフレ−ム４８Ｒ，４８Ｌの間隔を広げる。これ
により、スライドフレ−ム４８Ｒが右側に移動してそれ
に装着された倣いロ−ラ１２Ｒ，１２ＲＲがブ−ムの縦
板８Ｒに、またスライドフレ−ム４８Ｌが左側に移動し
てそれに装着された倣いロ−ラ１２Ｌ，１２ＬＲがブ−
ムの縦板８Ｌにそれぞれ当接した状態で止まる。従っ
て、スライドフレ−ム４８Ｒに固定された溶接ト−チ９
Ｒは、ブ−ムの下板８Ｂ及び縦板８Ｒとの距離が一定に
なるように位置決めされ、スライドフレ−ム４８Ｌに固
定された溶接ト−チ９Ｌは、ブ−ムの下板８Ｂ及び縦板
８Ｌとの距離が一定になるように位置決めされる。つま
り、下板８Ｂ及び縦板８Ｒ，８Ｌの面に曲がり等がある
場合でも、各々の溶接ト−チが所定の溶接線に倣うよう
に、自動的に溶接ト−チ９Ｒ，９Ｌの位置が調整され
る。

【００３６】ステップ７，８：走行台車１が矢印ＡＲ１
方向に前進し、図４に示すように溶接ヘッド５の先端が
ブ−ム８の後端、即ち溶接終了位置に到達したことを検
出すると、電磁弁９３を閉じてエアブロ−を停止し、更
に走行台車１が所定速度で後退（ＡＲ１と逆方向に移
動）するように走行台車駆動ユニット１４０に指示を与
える。

【００３７】ステップ９，１０，１１：走行台車１の後
退動作により、溶接ヘッド５が予め定めた溶接開始位置
（溶接ヘッド５がブ−ム８内の先端（図４のブ−ム左
端）にある状態）まで後退したことが検出されると、ま
ず走行台車１を停止する。次に、走行台車１が所定の速
度で前進するように走行台車駆動ユニット１４０に指示
を与え、更に溶接制御ユニット１７０に溶接開始の指示
を与える。これにより、溶接ヘッド５が一定の速度でブ
−ム８内を前進しながら、２つの溶接ト−チ９Ｒ，９Ｌ
によって同時に２箇所の溶接が実施される。つまり、溶
接ト−チ９Ｒはブ−ム８の右下隅Ｐ１を、溶接ト−チ９
Ｌはブ−ム８の左下隅Ｐ２をそれぞれ溶接する。この状
態では、溶接ヘッド５は上下方向に移動自在であり、ま
た図９に示すように矢印ＡＲ６方向に回動（揺動）自在
であるので、２つの上下倣いロ−ラ１４Ｒ及び１４Ｌ
は、溶接ヘッド５の自重により確実にブ−ムの下板８Ｂ
に当接し、溶接ト−チ９Ｒ及び９Ｌの高さは、常にブ−
ム下板８Ｂから一定の距離に設定される。また、溶接ト
−チ９Ｒを搭載したスライドフレ−ム４８Ｒから側方に
突出する左右倣いロ−ラ１２Ｒ及び１２ＲＲがブ−ムの
縦板８Ｒに押圧されているので、溶接ト−チ９Ｒの水平
方向の位置は、常にブ−ム縦板８Ｒからの距離が一定に
なるように維持される。同様に、溶接ト−チ９Ｌを搭載
したスライドフレ−ム４８Ｌから側方に突出する左右倣
いロ−ラ１２Ｌ及び１２ＬＲがブ−ムの縦板８Ｌに押圧
されているので、溶接ト−チ９Ｌの水平方向の位置は、
常にブ−ム縦板８Ｌからの距離が一定になるように維持
される。

【００３８】ステップ１２，１３，１４：図４に示す溶
接終了位置まで溶接ヘッド５が前進したことが検出され
ると、溶接制御ユニット１７０に溶接終了の指示を与
え、走行台車駆動ユニット１４０に停止指示を与える。
更に、走行台車駆動ユニット１４０に、走行台車１が所
定速度で後退するように指示を与える。

【００３９】ステップ１５，１６：走行台車１の後退動
作により、溶接ヘッド５が予め定めた溶接開始位置まで
後退したことが検出されると、溶接ヘッド制御ユニット
１５０に指示を与え、左右倣い用エアシリンダ１０内の
エアを抜き、ヘッド昇降用エアシリンダ１３に充分な量
のエアを供給する。エアシリンダ１０内をエアを抜くこ
とによって、スプリング１１Ａ及び１１Ｂの引張力によ
りスライドフレ−ム４８Ｒ及び４８Ｌがそれぞれ内側に
移動し、溶接ヘッドがブ−ムの縦板８Ｒ，８Ｌから離れ
る。またエアシリンダ１３にエアを供給することによっ
て、該シリンダのロッドが伸び、溶接ヘッド５を持ち上
げるので、溶接ヘッド５は上昇してブ−ムの下板８Ｂか
ら離れる。この状態で、走行台車１は後退動作を継続す
るので、溶接ヘッド５はブ−ム８に衝突しない状態でブ
−ム８内から抜け出すことができる。

【００４０】ステップ１７，１８：走行台車１が所定の
ホ−ムポジション（図１，図２の状態）に戻ったことが
検出されると、走行台車駆動ユニット１４０に指示を与
え、走行台車１の移動を停止する。

【００４１】ステップ１９：所定の反転スタ−トスイッ
チ操作に応答して、反転機制御ユニット１６０に反転指
示を与える。この指示に応答して反転機制御ユニット１
６０は、電気モ−タ６２を駆動し、位置検出器（リミッ
トスイッチ）９６により支持フレ−ム５１が１８０度回
転したことが検出されるまで、支持フレ−ム５１を回転
させる。ブ−ム８は支持フレ−ム５１内に支持されてい
るので、支持フレ−ム５１が１８０度回転すると、ブ−
ム８も１８０度回転し、ブ−ム８は上下位置が反転した
状態になる。２つの反転機７Ａ，７Ｂは同時に回転す
る。

【００４２】ステップ２０：反転機の支持フレ−ム５１
の反転によって、それに支持されたブ−ムの下側の板
（８Ｕ）の高さが反転前の下板８Ｂの高さと違うので、
反転後の高さに適合するように、ア−ム４の高さを再調
整する。スイッチにより高さを再指定することによっ
て、ア−ム高さ調整ユニット１２０は、スクリュ−ジャ
ッキ２１及び２４の高さを調整し、ア−ム４を水平に維
持したまま、その高さを修正する。

【００４３】ステップ２１：前述のステップ４から１０
と同様の処理を実行する。つまり、エアブロ−を開始し
て走行台車１の前進を開始し、溶接ヘッド５がブ−ム８
内に進入したら溶接ヘッド５を下降させてト−チ９Ｒ，
９Ｌの間隔を広げ、溶接ヘッドがブ−ム後端に到達した
らエアブロ−を停止して走行台車の後退を開始し、溶接
開始位置まで溶接ヘッド５が戻ったら、走行台車を停止
する。このエアブロ−工程によって、前の溶接処理で生
じた溶接カスなどを溶接線Ｐ３，Ｐ４（図５参照）上か
ら除去することができる。

【００４４】ステップ２２：前述のステップ１１−１６
と同様の処理を実行する。つまり、走行台車の前進を開
始して溶接を開始し、ブ−ム後端まで溶接ヘッドが到達
すると、溶接を終了して走行台車を停止し、走行台車の
後退を開始して溶接ヘッドが溶接開始位置まで戻ったら
ト−チの間隔を狭めて溶接ヘッドを上昇させる。この溶
接工程によって、ブ−ム８内面の２つの溶接線Ｐ３，Ｐ
４に沿って２箇所を同時に溶接することができる。

【００４５】ステップ２３，２４：走行台車１が所定の
ホ−ムポジション（図１，図２の状態）に戻ったことが
検出されると、走行台車駆動ユニット１４０に指示を与
え、走行台車１の移動を停止する。

【００４６】この後、所定のスイッチ操作に応答して、
油圧シリンダ５４の油圧を下げてストッパ５７を上昇さ
せ、ブ−ム８の固定を解除して、クレ−ン等を利用しブ
−ム８を反転機７Ａ，７Ｂから取り出す。

【００４７】

【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、溶接対象
物（ブ−ム８）を水平に配置し、２つの溶接ト−チ（９
Ｒ，９Ｌ）を使用して同時に２つの溶接線に沿った溶接
を実施できるので、例えば２回の溶接工程によって、４
つの角部（Ｐ１〜Ｐ４）の全てが溶接される。従って、
４回の溶接工程を必要とする従来の装置に比べ、溶接所
要時間は１／２以下になる。また、溶接対象物を水平に
した状態で溶接が実施されるので、溶接対象物の支持や
位置決めが容易であり、溶接対象物を上下反転する工程
も作業が容易である。各倣い機構によって、２つの溶接
ト−チの位置を確実に各溶接線に倣わせることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の自動溶接装置の全体の外観を示す平
面図である。

【図２】 図１の装置の正面図である。

【図３】 反転機７Ａを示す図１のIII-III線拡大断面
図である。

【図４】 ア−ムがブ−ム８内に進入した状態を示す正
面図である。

【図５】 図４のＶ−Ｖ線拡大断面図である。

【図６】 図１のVI-VI線拡大断面図である。

【図７】 溶接ヘッド５の拡大正面図である。

【図８】 溶接ヘッド５の拡大平面図である。

【図９】 図７のIX-IX線断面図である。

【図１０】 図７のＸ−Ｘ線断面図である。

【図１１】 図１２のシステムコントロ−ラの動作を主
体とする全溶接工程の作業手順を示すフロ−チャ−トで
ある。

【図１２】 図１の自動溶接装置のシステム全体の構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１：走行台車 ２：ケ−ブルベア− ３：走行
レ−ル ４：ア−ム ５：溶接ヘッド ６：ア−
ム受けロ−ラ ７Ａ，７Ｂ：反転機 ８：ブ−ム ９Ｒ，９
Ｌ：溶接ト−チ １０：エアシリンダ １１Ａ，１１Ｂ：引張コイルスプ
リング １２：左右倣いロ−ラ １３：エ
アシリンダ １４：上下倣いロ−ラ １５：支
点ピン ２１，２４：スクリュ−ジャッキ ２２：支
持機構 ２３：溶接ワイヤ ２５：支持台 ２６：ア
−ム受けフレ−ム ２７，２８：案内機構 ２９Ａ，
２９Ｂ：ロ−ラ ３０Ａ，３０Ｂ：ロ−ラ ３１Ｒ，
３１Ｌ：車輪 ４１：フレ−ム ４２Ｒ，４２Ｌ：ＬＭガイド ４３：フレ−ム ４４Ｒ，４４Ｌ：ベ−ス部材 ４５Ａ，４５Ｂ：ロッド ４６ＡＲ，４６ＡＬ，４６ＢＲ，４６ＢＬ：ベ−ス部材 ４７Ａ，４７Ｂ：調整機構 ４８Ｒ，４８Ｌ：
スライドフレ−ム ５１：支持フレ−ム ５１ａ：開口部 ５２：フリ
−ロ−ラ ５３：フレ−ム ５４：油圧シリンダ ５５Ａ，５
５Ｂ：ガイド機構 ５６Ａ，５６Ｂ：ロッド ５７，５
９：ストッパ ５８：手動調整機構 ６０Ａ，６０Ｂ：支持ロ−ラ ６１：基台 ６２：電気モ−タ ６３：歯車 ７０Ｒ，７０Ｌ：パイプ １００：システムコントロ−ラ １１０：操
作ボ−ド １２０：ア−ム高さ調整ユニット １３０：ソ
レノイドドライバ １４０：走行台車駆動ユニット １５０：溶接ヘッド制御ユニット １６０：反
転機制御ユニット １７０：溶接制御ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮 前 武 史 千葉県 習志野市 東習志野 ７丁目６ 番１号 日鐵溶接工業株式会社 機器事 業部内 (56)参考文献 特開 昭51−25444（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−64643（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−230080（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−102372（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−53434（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−96963（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 9/127 B23K 9/00 B23K 9/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つの縦板と下１つまたは上下の２つの横
   板で構成される、溶接対象物である柱状物の、下横板す
   なわち下板を実質上水平にして保持するための支持機
   構； 独立した２つの溶接ト−チ，一方の溶接ト−チと他方の
   溶接ト−チとの間隔を調整し、一方の溶接ト−チの左右
   方向位置を前記柱状物の一方の縦板の面を基準に位置決
   めし、他方の溶接ト−チの左右方向位置を前記柱状物の
   他方の縦板の面を基準に位置決めする、左右独立倣い機
   構，前記２つの溶接ト−チの高さ方向の位置を、前記下
   板の面を基準に位置決めする、上下方向倣い機構，及
   び、前記２つの溶接ト−チを支持する部材を、前記柱状
   物の長手方向の軸を中心として回動自在に支持する、回
   転倣い機構、を含み前記柱状物で支持される溶接手段； 該溶接手段に、それを前記柱状物の長手方向に移送する
   ために連結された移動機構；及び、 前記移動機構により前記溶接手段を前記柱状物の長手方
   向に移送しながら該溶接手段の２つの溶接ト−チにより
   柱状物を溶接する溶接制御手段； を備える溶接装置。