JP3199553B2 - 横向き自動ガウジング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水平面に対して交叉す
る方向に延びる平面又は曲面に、垂直線に対して交叉す
る方向に延びる溝を刻む横向き自動ガウジング装置に関
し、特に、これに限定する意図ではないが、円筒形タン
クの組立てにおいて、曲面鋼板の水平継目に開先を形成
する横向き自動ガウジング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば円筒形タンクは、所定サイズの矩
形鋼板を継ぎ合せてリング状とし、これを複数段積み重
ねて所定高さの円筒を作り、頂板および底板を取付けて
なる。矩形鋼板の継ぎ合せは溶接で行なわれる。実公昭
５９−３５３４１号公報には、上下矩形鋼板間すなわち
隣り合うリング間を溶接する横向き自動溶接機が開示さ
れている。この自動溶接機の架台は側面から見ると大略
逆Ｌ字型、正面から見ると大略Ｔ形であり、この架台の
上部に、曲面状の起立した加工対象材（鋼板を継ぎ合せ
たリング）の上端に乗る横方向に並んだ３個の車輪があ
り、中央の車輪が電気モ−タで回転駆動され、左右の車
輪は従動輪である。架台と加工対象材の垂直面との距離
を一定に保っため、架台の最下部に倣いロ−ラがありこ
れが加工対象材の垂直面に当接し、この倣いロ−ラの上
方に溶接ト−チが位置する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】リング間を溶接する前
に、リング間の水平継目に開先を形成して置かなければ
ならない。この開先は、リングを積み上げる前に、ある
いはリングを形成する前の矩形鋼板に予め形成しておく
が、片方の面（例えば表面）側のリング間の継目溶接を
した後、他方面（裏面）をそのまま実施すると、溶接欠
陥が発生しやすい。この為、表溶接の第一層目をガウジ
ング（裏ハツリ）で融解吹き飛す事が必要である。

【０００４】ガウジングト−チあるいはグラインダ−を
用いる人手によるガウジングは、労力を多とし、しかも
騒音，ヒュ−ム，粉塵の発生が大きく作業環境が悪いば
かりでなく、加工むらが大きい。したがって自動ガウジ
ングが望まれる。前記実公昭５９−３５３４１号公報に
開示の溶接ト−チをプラズマガウジングト−チに代える
ことにより自動ガウジングを行なうことができるが、均
一かつ位置が正確な開先はただちには得られない。溶接
の場合には、開先がありそれに対して溶接ト−チを正確
に位置決め（開先倣い制御）すればよいが、ガウジング
の場合は、片方の面（例えば表面）側のリング間の継目
溶接によりでこぼこになった裏継目部を、断面が所定形
状の整然とした開先に加工しなければならず、継目に対
してガウジングト−チを自動倣いさせるのが困難で、形
状および位置が正確な開先を得にくい。また、ガウジン
グ屑が倣いロ−ラに付着して倣い精度が悪くなるという
問題もある。また、実公昭５９−３５３４１号公報に開
示の横向き自動溶接機では、３個の車輪で架台を支持
し、その中の１個の車輪が駆動輪、残り２個が従動輪で
あるが、駆動輪がリング上端面に対してスリップし易い
場合には、架台の移動起動が難かしくなるとか、定速走
行駆動中に速度変動を生じ易い。特に、架台の傾斜やリ
ング上端面の凹凸などにより、従動輪が実質上架台を支
え駆動輪がリング上端面から浮く場合には、駆動輪が空
転することになる。ガウジング中に架台の移動速度が変
動すると、高速時には開先の横断面形状が狭幅かつ浅い
ものに低速時は広幅かつ深いものとなり、開先横断面形
状が乱れる。

【０００５】本発明は、例えば上述のリング間継目への
開先加工など、起立した加工対象材の垂直面にそれに沿
って水平方向に延びる溝を自動形成する横向きガウジン
グにおいて、加工対象材に対して該溝の形状および位置
を正確に定めることを第１の目的とし、架台の移動速度
の変動を低減することを第２の目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の横向き自動ガウ
ジング装置は、平板状もしくは曲面状の起立した加工対
象材(W)の平面もしくは曲面に対向する方向(R)に延びる
車軸を有し、加工対象材の上端に乗る、横方向(S)に並
んだ少くとも２個の車輪(11,13)，車輪を回転駆動する
原動機(12,14)および車輪を支持する基台(2)；基台から
加工対象材の前記面に沿って垂下する枠体(1,3,4)；加
工対象材の前記面に対向し前記枠体で支持された倣いロ
−ラ(16)；および、前記枠体の下部に搭載され、加工対
象材に横向きに延びる開先(DW)を加工するためのガウジ
ングト−チ(59)，このト−チを支持するト−チホルダ(5
8)，水平面に対するガウジングト−チの傾斜角を定める
角度調整第１機構(55〜57)，この第１機構をガウジング
ト−チの加工指向線の水平面投影線に沿う方向(A8)に進
退駆動する進退駆動機構(52〜54)，加工対象材の前記面
に対するガウジングト−チの傾斜角を定める角度調整第
２機構(42,42S,48,49,80)，前記垂下方向(Z)のガウジン
グト−チの位置を定める高さ調整機構(43〜45)、およ
び、加工対象材の前記面に対するガウジングト−チの距
離を定める距離調整機構(33〜35)、を含むガウジング装
置；を備える。なお、カッコ内には、理解を容易にする
ために、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応
事項に付した記号を、参考までに示す。

【０００７】

【作用】距離調整機構(33〜35)により、加工対象材の平
面又は曲面に対するガウジングト−チの距離（円筒形タ
ンクの中心線からの半径方向Rの位置）が定まり；高さ
調整機構(43〜45)により、垂下方向（垂直方向Z）のガ
ウジングト−チの位置（高さ）が定まり；角度調整第２
機構(42,42S,48,49,80)により、加工対象材の平面又は
曲面に対するガウジングト−チの傾斜角（プラズマ入射
角,図6）が定まり；また、角度調整第１機構(55〜57)に
より、水平面に対するガウジングト−チの傾斜角（開先
中心線に対する傾き角,図10）が定まるすなわち開先横
断面形状(図11)が定まる。すなわちこれらの機構を用い
て、距離（図6)，高さ(図2)，傾斜角（プラズマ入射角,
図6）および開先横断面形状(図10,図11)を調整し設定す
ることができる。

【０００８】進退駆動機構(52〜54)は、第１機構(55〜5
7)をガウジングト−チの加工指向線の水平面投影線に沿
う方向(A8)に進退駆動する。加工対象材の平面又は曲面
に凹凸がある場合、凹のときには進退駆動機構(52〜54)
により第１機構(55〜57)を突き出し(ト−チの突出し)、
凸のときには退避(ト−チの退避)させることにより、ガ
ウジング深さを一定に維持することができる。本発明の
好ましい実施例では、加工対象材とプラズマガウジング
ト−チの間のプラズマア−ク電圧を監視し、これを一定
値に維持するように、該電圧が上昇するときには進退駆
動機構(52〜54)により第１機構(55〜57)を突き出し、低
下するときには退避させる。これにより、加工対象材の
表面の凹凸に倣った、一定深さの開先が形成される。

【０００９】進退駆動機構(52〜54)で第１機構(55〜57)
を進退駆動し、第１機構(55〜57)で水平面に対するガウ
ジングト−チ(59)の傾斜角(図10)を設定するので、第１
機構(55〜57)を進退駆動するとト−チ(59)は例えば図１
２の（ａ）に示すように運動し、実質上開先底位置が垂
直方向(Z)でずれることはない。仮に、進退駆動機構(52
〜54)でガウジングト−チ(59)を進退駆動ししかもト−
チの傾斜角を調整するために進退駆動機構(52〜54)を第
１機構で角度調整するようにすると、ト−チ(59)を進退
駆動すると、ト−チ(59)は例えば図１２の（ｂ）に示す
ように運動し、開先底位置が垂直方向(Z)でずれること
になる。

【００１０】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。

【００１１】

【実施例】図１に本発明の一実施例の、円筒形タンク組
立中の使用状態を示す。これは、矩形鋼板を溶接した鋼
板リングを４段積み重ねて、３段目までは表，裏の水平
継目溶接を終了し、３段と４段の間の表面の水平継目溶
接は終了し裏面（内面）の水平継目溶接のための開先
（裏ハツリ）をガウジングで形成する段階である。未完
成タンクの外部にはプラズマガウジング電源装置と接続
ケ−ブル，接続ガスホースが置かれ、接続ケ−ブル，接
続ガスホースの一端は、未完成タンクの上端に掛けられ
た架台のケ−ブルダクト５で支持されて、該架台上の中
継ボックス（３）に接続されている。以下の説明におい
て、未完成タンクの高さ方向をＺ方向、半径方向をＲ方
向、タンク周面に沿う水平方向をＳ方向と称する。

【００１２】（１）架台 図２に、図１において未完成タンクの上端に掛けられた
架台の左側面（タンク中心位置から見た時の側面）を、
図３には背面（タンクの中心位置からみた正面）を示
す。架台は、垂直な上枠１，上枠１に一体で上枠１の上
端部から水平方向に、タンク内方から外方に延びる基台
２，上枠１の下部に上端が固着されたジョイントバ−
３、および該バ−３の下端に固着された下枠４で構成さ
れ、略逆Ｌ字形である。基台２には、Ｒ方向の位置調整
機構(図示略)を介して車輪１１および１３が回転自在に
支持され、未完成タンクの最上部のリング（矩形鋼板を
溶接したリング）の上端面に載っている。すなわち上述
の架台は、車輪１１，１３を介して未完成タンクの最上
部のリングから、タンク内部に吊り下げられている。車
輪１１，１３はＳ方向に離れており、車輪１１と１３を
結ぶ線を底辺とする２等辺三角形の頂点の位置に倣いロ
−ラ１６（図２）がある。

【００１３】（２）車輪駆動機構 車輪１１の、Ｒ方向に延びる車軸には減速歯車機構を介
して交流モ−タ１２の出力軸が結合されており、車輪１
３のＲ方向に延びる車軸には減速歯車機構およびチェ−
ンカップリングを介して交流モ−タ１４の出力軸が結合
されている。車輪１１，１３は同一構造，同一寸法のも
の、交流モ−タ１２，１４は同一規格のものであり、車
輪／モ−タ間の減速比も同一である。

【００１４】図１３に、車輪，減速歯車機構，チェ−ン
カップリング，交流モ−タおよびインバ−タの組合せ関
係を示す。交流モ−タ１２，１４は出力周波数が可変の
１つのインバ−タ１００（商用交流→直流→可変周波数
交流、の変換器）の出力端に並列接続されている。イン
バ−タ１００の出力周波数は、ポテンショメ−タ１０１
で調整しうる。車輪／モ−タ間の動力伝達系に、一方に
のみチェ−ンカップリングを備えているので、交流モ−
タ１２，１４に同時に通電した時、チェ−ンカップリン
グがない車輪１１が先に回転を始めそれを追うように、
チェ−ンカップリングを介した車輪１３が回転を始め
る。これはチェ−ンカップリングにバックラッシュと負
荷対応の伸縮があるためである。

【００１５】チェ−ンカップリングの存在により、起動
時の電源負荷の増大が緩和されしかも走行加速度の衝撃
的な上昇（加速衝撃）が緩衝される。また、１つの交流
電源（インバ−タ）１００の出力端に交流モ−タ１２，
１４を並列接続しているので、軽負荷の電気モ−タへの
電力は低減し高負荷の電気モ−タへの電力が増大する電
力配分が自動的に実現する。例えば、一方の車輪がスリ
ップするとそれに結合された電気モ−タの回転速度が上
昇するが交流モ−タであるのでその速度上昇は自動的に
抑制されて消費電力が低減し、他方のスリップのない車
輪を駆動する電気モ−タ（高負荷）の速度が低減し始め
るとその速度を高くするように該電気モ−タの消費電力
が自動的に増大する。このようにこの実施例では、一方
の車輪／モ−タ結合の動力伝達系にチェ−ンカップリン
グを備え架台移動の衝撃を抑制し、かつ、各車輪をそれ
ぞれ１つの交流モ−タで独立駆動ししかも両モ−タを１
つの交流電源に並列接続して、自動的に両車輪の回転速
度がそれぞれの負荷変動にもかかわらず交流電源の出力
周波数に対応した一定速度に自動的に平衡するようにし
ているので、架台の起動は滑らかで、しかも定常的には
安定した一定速度でＳ方向に架台が移動する。架台の移
動速度はポテンショメ−タ101で設定される。

【００１６】（３）倣いロ−ラ支持構造 架台上において倣いロ−ラ１６を支持する構造を図４に
示す。下枠４の中仕切床６に倣いロ−ラ支持構造１５が
固定されている。倣いロ−ラ１６は、支持脚１７で回転
自在（回転軸はＳ方向に延びる）に支持されている。支
持脚１７は、Ｒ方向に延びる回転軸を中心に回転自在
に、突出し台１８に装着されている。突出し台１８は内
ねじ棒１９の先端に固着されている。内ねじ棒１９はガ
イドスリ−ブ２１を貫通している。ガイドスリ−ブ２１
は枠体２３に固着され、この枠体２３が中仕切床６に固
着されている。内ねじ棒１９の外周面には、棒１９が延
びる方向（Ｒ）に平行な溝２０が刻まれており、この溝
２０にボルト２２の先端が進入している。このボルト２
２により、内ねじ棒１９の回転は阻止されるが、内ねじ
棒１９はガイドスリ−ブ２１に沿う方向Ｒには進退しう
る。

【００１７】内ねじ棒１９の雌ねじ穴にはねじ棒２４が
ねじ込まれており、このねじ棒２４にハンドル２５が固
着されている。ハンドル２５を時計方向に廻わすと、ね
じ棒２４が内ねじ棒１９の内部深く進入しようとする
が、ねじ棒２４は枠体２３でＲ方向の移動が拘止されて
いるので、内ねじ棒１９がタンク壁をなす鋼板（第４段
のリングの一部）Ｗから離れる方向（タンクの内方）に
退避しようとする。しかし架台（１〜４）の重力による
車輪１１，１３を中心とする回転モ−メントにより倣い
ロ−ラ１６が鋼板Ｗに押し付けられているので、倣いロ
−ラ１６は鋼板Ｗから離れず、架台（１〜４）が鋼板Ｗ
に近づく方向に移動する（車輪１１，１３を中心に回動
する）。すなわち下枠４と鋼板ＷとのＲ方向の距離が短
くなる。ハンドル２５を反時計方向に廻わすと、ねじ棒
２４が内ねじ棒１９を鋼板Ｗに向けて突出し、これによ
り架台（１〜４）が鋼板Ｗから離れる方向に移動する。
すなわち下枠４と鋼板ＷとのＲ方向の距離が長くなる。

【００１８】プラズマガウジングト−チの支持構造 図２を再度参照すると、倣いロ−ラ１６の下方にプラズ
マガウジングト−チ５９(以下単にト−チ５９と称す)が
配置されている。図３をも参照すると、下枠４の底床７
に支台３１が固着されており、この支台３１に、ト−チ
５９を支持する機構が装備されている。図５および図６
に、ト−チ５９を支持する機構を示す。

【００１９】（４）Ｒ方向ト−チ位置調整機構 図５および図６を参照すると、支台３１にはＲ支持枠３
２が固着されており、Ｒ支持枠３２に、Ｒ方向に延びる
ねじ棒３３が回転自在に結合され、かつ同じくＲ方向に
延びる２本のガイドバ−がねじ棒３３の両側にありＲ支
持枠３２に固着されている。ねじ棒３３の一端部にはハ
ンドル３４が固着されており、Ｒ支持枠３２に、ねじ棒
３３の回転を拘止するためのロックレバ−３５が結合さ
れている。ねじ棒３３には、Ｓ支持枠３６に固着された
スライダがねじ結合しており、しかもこのスライダがＲ
支持枠３２の２本のガイドバ−でそれらの延びる方向に
移動自在に案内されている。ロックレバ−３５を解除位
置に回動駆動してハンドル３４（ねじ棒３３）を時計方
向に廻わすと、Ｓ支持枠３６がＲ方向で鋼板Ｗから離れ
る方向に移動し、反時計方向に廻わすと、Ｓ支持枠３６
がＲ方向で鋼板Ｗに近づく移動に移動する。ロックレバ
−３５をロック位置に回動駆動すると、ハンドル３４
（ねじ棒３３）は、かなりの強い力でも廻わすことはで
きない。

【００２０】（５）Ｓ方向ト−チ位置調整機構 図５および図６を参照すると、Ｓ支持枠３６に、Ｓ方向
に延びるねじ棒３７が回転自在に結合され、かつ同じく
Ｓ方向に延びる２本のガイドバ−３９，４０がねじ棒３
７の両側にありＳ支持枠３６に固着されている。ねじ棒
３７の一端部にはハンドル３８が固着されており、Ｓ支
持枠３６に、ねじ棒３７の回転を拘止するためのロック
レバ−４１が結合されている。ねじ棒３７には、Ｓ移動
板８０に固着されたスライダがねじ結合しており、しか
もこのスライダがＳ支持枠３６の２本のガイドバ−３
９，４０でそれらの延びる方向に移動自在に案内されて
いる。ロックレバ−４１を解除位置に回動駆動してハン
ドル３８（ねじ棒３７）を時計方向に廻わすと、Ｓ移動
板８０が図６で右方向に移動し、反時計方向に廻わす
と、Ｓ移動板８０が図６で左方向に移動する。ロックレ
バ−４１をロック位置に回動駆動すると、ハンドル３８
（ねじ棒３７）は、かなりの強い力でも廻わすことはで
きない。

【００２１】（６）プラズマ入射角調整機構 図５および図６を参照すると、Ｓ移動板８０にＺ方向ト
ーチ位置調整機構の底板４２Ｓを介して、ロックレバー
４８，４９が装置されている。ロツクレバー４８，４９
を解除位置に回動駆動する事により底板４２Ｓ部は容易
に廻す事ができ、鋼板Ｗの垂直面に対するなす角度（鋼
板Ｗの垂直面に対するプラズマ入射角）を調整しうる。
ロックレバー４８，４９をロック位置に回転駆動する
と、Ｚ支持枠４２は、かなりの強い力でも廻わすことは
できない。

【００２２】（７）Ｚ方向ト−チ位置調整機構 図５および図６を参照すると、Ｚ支持枠４２に、Ｚ方向
に延びるねじ棒４３が回転自在に結合され、かつ同じく
Ｚ方向に延びる２本のガイドバ−４６，４７がねじ棒４
３の両側にありＺ支持枠４２に固着されている。ねじ棒
４３の一端部にはハンドル４４が固着されており、Ｚ支
持枠４２に、ねじ棒４３の回転を拘止するためのロック
レバ−４５が結合されている。ねじ棒４３には、支持ア
−ム５０に固着されたスライダがねじ結合しており、し
かもこのスライダがＺ支持枠４２の２本のガイドバ−４
６，４７でそれらの延びる方向に移動自在に案内されて
いる。ロックレバ−４５を解除位置に回動駆動してハン
ドル４４（ねじ棒４３）を時計方向に廻わすと、支持ア
−ム５０が上方向に移動し、反時計方向に廻わすと、支
持ア−ム５０が下方向に移動する。ロックレバ−４５を
ロック位置に回動駆動すると、ハンドル４４（ねじ棒４
３）は、かなりの強い力でも廻わすことはできない。

【００２３】（８）自動進退機構 図６を参照すると、支持ア−ム５０には進退機構枠５１
が固着されており、この枠５１内に自動進退機構が組込
まれている。すなわち、枠５１には、その長手方向（お
よび図６紙面に平行；加工指向線の水平面投影線に沿う
方向Ａ８：図７，図１０）に延びるねじ棒とその両側の
ガイドバ−があり、ねじ棒に減速機構５３を介して電気
モ−タ５４の回転軸が連結されている。ねじ棒には、進
退板５２に固着したスライダがねじ結合している。電気
モ−タ５４が正回転すると、進退板５２が枠５１に沿っ
て鋼板Ｗに近づく方向に移動し、電気モ−タ５４が逆回
転すると、進退板５２が枠５１に沿って鋼板Ｗから離れ
る方向に移動する。なお、鋼板Ｗとト−チ５９の間のプ
ラズマア−ク電圧が設定範囲よりも上側に外れると電気
モ−タ５４を正転駆動し、設定範囲では電気モ−タ５４
の付勢を停止し、プラズマア−ク電圧が設定範囲よりも
下側に外れると電気モ−タ５４を逆転駆動する進退駆動
回路（図示略）が備わっており、この回路により電気モ
−タ５４に上述の正転，逆転駆動のための通電が行なわ
れる。

【００２４】（９）開先横断面形状調整機構 図６を参照すると、進退板５２には、回動板５６が面接
触している。この回動板５６にト−チホルダ５８が固着
され、このト−チホルダ５８にプラズマガウジングト−
チ５９が固着されている。回動板５６にはまた、遮蔽板
７０が固着されている。図６に示す矢印Ａ７が指す方向
から溶接ト−チ５９を見た平面図を図７に示す。

【００２５】図７を参照すると、進退板５２に立てられ
たピン５５が回動板５６を貫通しており、回動板５６は
ピン５５を中心に回転しうる。ピン５５を中心にした１
つの円に沿う弧状の４個の貫き穴が回動板５６に開けら
れており、これらの穴をボルト５７（計４個）が貫通し
て進退板５２にねじ込まれている。ボルト５７を緩める
ことにより、回動板５６はピン５５を中心に回転させる
ことができる。この回転は、ピン５５の中心軸線（図６
に示す矢印Ａ７に平行）を中心とするト−チ５９の回転
角を調整するもの、すなわち水平面に対するト−チ５９
の加工指向線（ト−チから出るプラズマの進行方向）の
角度（開先中心線に対する傾き角,図10）を調整するも
のである。

【００２６】この角度を零（ト−チ５９が水平）に設定
すると（図１０に実線で示すの姿勢）、ト−チ５９の
プラズマア−クによるガウジングで得られる開先横断面
形状は図１１の（ａ）に示すように、Ｚ方向で実質上上
下対称となる。ボルト５７を緩めてト−チ５９が下向
（図１０に２点鎖線で示すの姿勢）となるように回動
板５６を回転させてボルト５７を締め付けると、ト−チ
５９のプラズマア−クによるガウジングで得られる開先
横断面形状は図１１の（ｂ）に示すように、下側の開先
斜辺が急傾斜で上側の開先斜辺が緩傾斜のレ形断面とな
る。また、ボルト５７を緩めてト−チ５９が上向（図１
０に１点鎖線で示すの姿勢）となるように回動板５６
を回転させてボルト５７を締め付けると、ト−チ５９の
プラズマア−クによるガウジングで得られる開先横断面
形状は図１１の（ｃ）に示すように、下側の開先斜辺が
緩傾斜で上側の開先斜辺が急傾斜のレ形断面となる。こ
のように、回動板５６の回動角度を調整することによ
り、開先横断面形状を調整ならびに選択設定することが
できる。

【００２７】（１０）ト−チ位置設定用の参照具 図６には図示を省略したが、ト−チホルダ−５８が固着
された回動板５６には、ト−チ５９のガウジング狙い位
置を示すための参照具６０が固着されている。この参照
具６０の外観を図８に拡大して示し、図７にはその縦断
面を示す。筒幹６１にはプランジャ６４が挿入されてお
り、このプランジャ６４の先端に細径ロッド６７が固着
され、このロッド６７が筒幹６１の先端面を貫通してト
−チ５９のプラズマ噴射口側に延びている。プランジャ
６４の後端は圧縮コイルスプリング６６で押されてお
り、これによりプランジャ６４には、プラズマ噴射口側
に移動する力が加わっている。ロッド６７の先端には連
結具６８が固着されこの連結具６８に２箇所で９０度曲
った細径の指標ロッド６９の後端が固着されている。

【００２８】筒幹６１の周面には、コの字型の開口６２
が開けられて、この開口６２を通して、プランジャ６４
に固着されている摘子６５が筒幹６１の外方に突出して
いる。開口６２には、指標ロッド６９を参照位置（図
７）に置いてプランジャ６４を係止するための、筒幹６
１の周方向に延びる分岐開口６３ａおよび６３ｂが連続
している。開口６２を正面にした筒幹６１の拡大図を図
９に示す。

【００２９】図７，図８および図９は、指標ロッド６９
を参照位置に置いた状態を示す。この状態では、指標ロ
ッド６９の先端がト−チ５９の中心線（ガウジング狙い
線）上に位置し、摘子６５が分岐開口６３ｂの終端まで
回転し分岐開口６３ｂに係合している。指標ロッド６９
の先端が指す方向がガウジング狙い方向である。ガウジ
ングのためにト−チ５９にプラズマア−クを発生するま
でに、摘子６５を図７〜９に示す回転した位置から、ま
ず１２０度程度、分岐開口６３ｂに沿って回転させる。
これにより摘子６５が開口６２の、ロッド６７が延びる
方向に延びた開口主部に到達し、指標ロッド６９の先端
はト−チ５９のガウジング狙い線から外れて、図７にお
いて遮蔽板７０の右側に外れる。次にここで摘子６５を
圧縮コイルスプリング６６の反発力に抗して分岐開口６
３ａまで押し下げる。これにより指標ロッド６９の先端
はト−チ５９の先端太径部よりも手前の、ト−チホルダ
５８近くの細径部の位置に下がり、スプリング６６が圧
縮される。次にここで摘子６５を分岐開口６３ａに沿っ
てその終端まで回転させる。これにより摘子６５が分岐
開口６３ａに係合する。この状態では、指標ロッド６９
の先端はト−チホルダ５８近くのト−チ５９の細径部の
略上方に位置する。これが指標ロッド６９の退避位置で
ある。

【００３０】ト−チ５９を未完成タンクの最上段のリン
グとその下のリングの継目位置に対してガウジング姿勢
に設定するときには、分岐開口６３ａに係合している摘
子６５（退避位置）を分岐開口６３ａに沿って廻わす。
すると、摘子６５が分岐開口６３ａを外れたときに圧縮
コイルスプリング６６の反発力でプランジャ６４が押さ
れてロッド６７，６９が前方に飛び出す。そこで摘子６
５を分岐開口６３に沿ってその終端まで廻わすと、摘子
６５およびロッド６７，６９は図７〜９に示す参照位置
となる。この状態では、鋼板Ｗに対してト−チ５９のガ
ウジング狙い位置がどの位置，どの方向になるか、作業
者は明確に認識しうるので、ト−チ５９の、正確なガウ
ジングのための位置，姿勢の調整，設定が容易となる。

【００３１】（１１）ト−チの位置，姿勢の設定 以上に説明した横向きガウジング装置の、作業者の使用
態様を次に説明する。架台を未完成タンクに図２および
図３に示すように装着すると作業者は、まず、倣いロ−
ラ１６の突出し位置を調整して下枠４と鋼板Ｗの距離を
調整する。これは、ハンドル２５（図４）を廻わして行
なう。そして次の通り、ト−チ５９の位置および姿勢を
調整する。 Ａ．自動進退機構の初期位置設定： 操作盤１０の自動進退機構（５２〜５４）の操作盤面の
スイッチ等を操作して、進退板５２を、進退範囲の中央
位置に設定する。 Ｂ．指標ロッド６９の設定： 参照具（図７）の分岐開口６３ａに係合している摘子６
５（退避位置）を分岐開口６３ａに沿って廻わす。これ
によりロッド６７，６９が前方に飛び出す。そこで摘子
６５を分岐開口６３ｂに沿ってその終端まで廻わす。こ
れにより摘子６５およびロッド６７，６９は、図７〜９
に示す参照位置となる。以下の調整では、作業者は、指
標ロッド６９の先端位置と向きに注意しながら、ト−チ
位置および姿勢を調整する。 Ｃ．開先横断面形状の設定： ロックレバ−４８，４９を解除位置に廻わし、ア−ム５
０をねじ棒４３を中心に、図６で反時計方向に９０度程
度廻わす。これによりト−チ５９は鋼板Ｗの平面に略直
角に対向する姿勢となる。次に、ボルト５７（４本；図
７）を緩めて回動板５６を時計方向又は反時計方向に廻
わす（図１０）。すなわちト−チ５９の、水平面に対す
る角度を調整する。調整を終えると、ボルト５７を締め
込む。そして、ア−ム５０をねじ棒４３を中心に、図６
で時計方向に９０度程度廻わし（図６に示す位置に戻
る）、ロックレバ−４８，４９を拘止位置に廻わす。 Ｄ．Ｒ方向ト−チ位置調整： ロックレバ−３５を解除位置に廻わし、ハンドル３４を
廻わす。時計方向に廻わすとト−チ５９はＲ方向で鋼板
Ｗに近づき、反時計方向に廻わすと鋼板Ｗから離れる。
調整を終えるとロックレバ−３５を拘止位置に廻わす。 Ｅ．Ｓ方向ト−チ位置調整： ロックレバ−４１を解除位置に廻わし、ハンドル３８を
廻わす。時計方向に廻わすとト−チ５９は図６で右方向
に、反時計方向に廻わすと左方向に移動する。調整を終
えるとロックレバ−４１を拘止位置に廻わす。 Ｆ．鋼板Ｗの平面（正確には曲面）に対するト−チ角度
の調整： ロックレバ−４８，４９を解除位置に廻わし、ア−ム５
０をねじ棒４３を中心に、時計方向又は反時計方向に廻
わす。調整を終えるとロックレバ−４８，４９を拘止位
置に廻わす。 Ｇ．ト−チの高さ調整： ロックレバ−４５を解除位置に廻わし、ハンドル４４を
廻わす。時計方向に廻わすとト−チ５９はＺ方向で上昇
し、反時計方向に廻わすと降下する。調整を終えるとロ
ックレバ−４５を拘止位置に廻わす。

【００３２】上記Ｃ〜Ｄの調整は、上記順番に限る必要
はなく、また、一回調整しても、他の調整をした後に更
に微調整のためにもう一度調整するなど、一回の調整に
限る必要もない。以上のようにして、指標ロッド６９の
先端を、鋼板Ｗの上下継目位置の、開先加工始端に当
て、かつ指標ロッド６９の先端の姿勢（ト−チ５９のガ
ウジング狙い線）を所望の通りに設定する。これを終了
すると、摘子６５を分岐開口６３ａまで下げてそれに係
合させる。これにより指標ロッド６９の先端はト−チホ
ルダ５８近くのト−チ５９の細径部の略上方（退避位
置）に位置する。

【００３３】（１２）自動ガウジング 作業者が操作盤１０のガウジング操作盤面のスイッチ等
を操作してガウジング付勢条件を設定し、始動ボタンを
押すと、操作盤１０に内蔵するコントロ−ラによるシ−
ケンス制御により、プラズマガスのＡｒが供給され、プ
リフロー後、パイロットアーク着火の為、高周波及び無
負荷電圧がトーチ５９先端のチップ電極間に印加され、
パイロットアークが発生する。同時に自動進退機構が作
動し、トーチを前進させ、パイロットアークが加工対象
材（Ｗ）に近接すると、メインアークのトリガ電源が投
入され、トーチ５９の先端から高温プラズマが噴射され
る。

【００３４】上記コントロ−ラは、プラズマア−ク（メ
インプラズマ）が起動すると、インバ−タ１００をオン
にして、車輪１１，１３の回転駆動を開始すると共に、
自動進退機構（５２〜５４）の電気モ−タ５４の通電を
制御するコントロ−ラにスタ−ト（制御開始）を指示す
る。車輪１１，１３の回転速度は、インバ−タ１００の
ポテンショメ−タ１０１に設定された抵抗値に対応して
定まり、架台（１〜４）が一定速度（１〜２ｍ／分）で
未完成タンクの内周面に沿って移動する。この定速移動
の間ト−チ５９が連続して高温プラズマを噴射し、自動
進退機構のコントロ−ラにより、プラズマア−ク電圧が
一定となるように回動板５６（その上のト−チ５９）が
突出駆動又は退避駆動される（図１２の（ａ））。この
ようにして、第４段のリングと第３段のリングの間の水
平継目部にプラズマガウジングが自動的に行なわれる。
なお、上記Ｄ〜Ｇの調整は、このガウジング工程中にも
行なうことができる。

【００３５】以上に説明した実施例では、距離調整機構
（３３〜３５）により、加工対象材の平面又は曲面に対
するガウジングト−チの距離（円筒形タンクの中心線か
らの半径方向Ｒの位置）が定まり；高さ調整機構（４３
〜４５）により、垂下方向（垂直方向Ｚ）のガウジング
ト−チの位置（高さ）が定まり；角度調整第２機構（４
２，４２Ｓ，４８，４９，８０）により、加工対象材の
平面又は曲面に対するガウジングト−チの傾斜角（プラ
ズマ入射角，図６）が定まり；また、角度調整第１機構
（５５〜５７）により、水平面に対するガウジングト−
チの傾斜角（開先中心線に対する傾き角，図１０）が定
まるすなわち開先横断面形状（図１１）が定まる。すな
わちこれらの機構を用いて、距離（図６），高さ（図
２），傾斜角（プラズマ入射角，図６）および開先横断
面形状（図１０，図１１）を調整し設定することができ
る。

【００３６】進退駆動機構（５２〜５４）は、第１機構
（５５〜５７）をガウジングト−チの加工指向線の水平
面投影線に沿う方向（Ａ８）に進退駆動する。すなわち
進退駆動機構のコントロ−ラが、加工対象材（Ｗ）とプ
ラズマガウジングト−チ５９の間のプラズマア−ク電圧
を監視し、これを一定値に維持するように、該電圧が上
昇するときには進退駆動機構（５２〜５４）により第１
機構（５５〜５７）を突き出し、低下するときには退避
させる。すなわち、加工対象材（Ｗ）の平面又は曲面に
凹凸がある場合、凹のときには進退駆動機構（５２〜５
４）が第１機構（５５〜５７）を突き出し（ト−チの突
出し）、凸のときには退避（ト−チの退避）させる。こ
れにより、加工対象材の表面の凹凸に倣った、一定深さ
の開先が形成される。

【００３７】仮に、進退駆動機構（５２〜５４）でガウ
ジングト−チ５９を進退駆動ししかもト−チの傾斜角を
調整するために進退駆動機構（５２〜５４）を第１機構
で角度調整するようにすると、ト−チ５９を進退駆動す
ると、ト−チ５９は例えば図１２の（ｂ）に示すように
運動し、開先底位置が垂直方向（Ｚ）でずれることにな
り、開先ずれを生ずる。しかし上述の実施例では、進退
駆動機構（５２〜５４）で第１機構（５５〜５７）を進
退駆動し、第１機構（５５〜５７）で水平面に対するガ
ウジングト−チ５９の傾斜角（図１０）を設定するの
で、第１機構（５５〜５７）を進退駆動するとト−チ５
９は例えば図１２の（ａ）に示すように運動し、実質上
開先底位置ＤＷｄが垂直方向（Ｚ）でずれることはな
い。

【００３８】また上述の実施例では、ガウジング工程
中、ガウジング屑が落下するが、倣いロ−ラ１６がト−
チ５９の上方にあるので、倣いロ−ラ１６にガウジング
屑が付着することはなくまた倣いロ−ラ１６が当接する
鋼板面にもガウジング屑が付着することはないので、ロ
−ラ１６の鋼板面の倣い、すなわち鋼板面に対する下枠
４の倣いは正確である。

【００３９】更に上述の実施例は、一方の車輪／モ−タ
結合の動力伝達系にチェ−ンカップリングを備え架台移
動の衝撃を抑制し、かつ、各車輪をそれぞれ１つの交流
モ−タで独立駆動ししかも両モ−タを１つの交流電源に
並列接続して、自動的に両車輪の回転速度がそれぞれの
負荷変動にもかかわらず交流電源の出力周波数に対応し
た一定速度に自動的に平衡するようにしているので、架
台の起動は滑らかで、しかも定常的には安定した一定速
度でＳ方向に架台が移動する。

【００４０】更に上述の実施例は、プラズマガウジング
ト−チ５９と一体に参照具６０を備えているので、ト−
チ５９の、加工対象材（Ｗ）に対する位置，姿勢の調
整，設定が容易である。指標ロッド６９の、参照位置へ
の設定は、分岐開口６３ａに係合している摘子６５を廻
わして分岐開口６３ａから外し、そして分岐開口６３ｂ
の終端まで廻わして分岐開口６３ｂに係止するというツ
−アクションで実現する。指標ロッド６９の、参照位置
から退避位置への戻しは、分岐開口６３ｂに係合してい
る摘子６５を廻わして分岐開口６３ｂから外し、次に分
岐開口６３ａまで押し下げ、そして分岐開口６３ａの終
端まで廻わして分岐開口６３ａに係止するというスリ−
アクションで実現する。このように指標ロッド６９の引
出しおよび格納は極く簡単である。

【００４１】

【発明の効果】距離調整機構(33〜35)，高さ調整機構(4
3〜45)，角度調整第２機構(42,42S,48,49,80)および角
度調整第１機構(55〜57)により、距離（図6)，高さ(図
2)，傾斜角（プラズマ入射角,図6）および開先横断面形
状(図10,図11)を調整し設定することができる。

【００４２】進退駆動機構(52〜54)は、第１機構(55〜5
7)をガウジングト−チの加工指向線の水平面投影線に沿
う方向(A8)に進退駆動するが、進退駆動機構(52〜54)で
第１機構(55〜57)を進退駆動し、第１機構(55〜57)で水
平面に対するガウジングト−チ(59)の傾斜角(図10)を設
定するので、第１機構(55〜57)を進退駆動するとト−チ
(59)は例えば図１２の（ａ）に示すように運動し、実質
上開先底位置が垂直方向(Z)でずれることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１実施例の外観を示す斜視図であ
る。

【図２】 図１に示す実施例を、車輪１１側から見た拡
大側面図である。

【図３】 図１に示す実施例の背部を、未完成タンクの
内部から見た拡大正面図である。

【図４】 図２に示す倣いロ−ラ１６の支持構造の拡大
縦断面図である。

【図５】 図２に示すプラズマガウジングト−チ５９の
支持構造の拡大縦断面図である。

【図６】 図５に示すト−チ支持構造の、ねじ棒４３を
横断して示す平面図である。

【図７】 図６に示すト−チ５９を矢印Ａ７方向から見
て示す拡大平面図である。

【図８】 図７に示す参照具６０の外観を示す拡大斜視
図である。

【図９】 図８に示す筒幹６１の拡大平面図である。

【図１０】 図６に示すト−チ５９を矢印Ａ７方向から
見て示す拡大平面図である。

【図１１】 図２に示す鋼板Ｗの、ガウジング終了部の
拡大断面図であり、（ａ）はト−チ５９を図１０に実線
で示す姿勢にしてガウジングした場合に得られる開先
横断面を示し、（ｂ）はト−チ５９を図１０に２点鎖線
で示す姿勢にしてガウジングした場合に得られる開先
横断面を示し、（ｃ）はト−チ５９を図１０に１点鎖線
で示す姿勢にしてガウジングした場合に得られる開先
横断面を示す。

【図１２】 （ａ）は図６に示す進退機構枠５１とト−
チ５９を簡略化して示す側面図であり、進退機構により
ト−チ５９が突き出された状態を２点鎖線で示す。
（ｂ）は仮にピン５５による枠５１上でのト−チ回動な
しに枠５１を回動させたとした場合の、進退機構により
ト−チ５９が突き出されたときの開先の底位置ずれＤＷ
ｄを示す。

【図１３】 図３に示す車輪１１，１３と交流モ−タ１
２，１４の機械的結合を示す拡大平面図である。

【符号の説明】

１：上枠 ２：基台
３：ジョイントバ− ４：下枠 ５：ケ−ブルダクト
６：中仕切床 ７：底床 ８：台車制御盤
９：水処理機 １０：操作盤 １１，１３：車輪 １
２，１４：交流モ−タ １５：ロ−ラ支持構造 １６：倣いロ−ラ １
７：支持脚 １８：突出し台 １９：内ねじ棒 ２
０：溝 ２１：ガイドスリ−ブ ２２：ボルト ２
３：枠体 ２４：ねじ棒 ２５：ハンドル ３０：ト−チ支持構造 ３１：支台 ３
２：Ｒ支持枠 ３３：ねじ棒 ３４：ハンドル ３
５：ロックレバ− ３６：Ｓ支持枠 ３７：ねじ棒 ３
８：ハンドル ３９，４０：ガイドバ− ４１：ロックレバ− ４
２：Ｚ支持枠 ４３：ねじ棒 ４４：ハンドル ４
５：ロックレバ− ４６，４７：ガイドバ− ４８：ロックレバ− ４
９：ロックレバ− ５０：支持ア−ム ５１：進退機構枠 ５
２：進退板 ５３：減速機構 ５４：電気モ−タ ５
５：ピン ５６：回動板 ５７：ボルト ５
８：ト−チホルダ ５９：プラズマガウジングト−チ ６
０：参照具 ６１：筒幹 ６２：開口 ６３
ａ，６３ｂ：分岐開口 ６４：プランジャ ６５：摘子 ６
６：圧縮コイルスプリング ６７：ロッド ６８：連結具 ６
９：指標ロッド ７０：遮蔽板 ８０：Ｓ移動板 １０
０：インバ−タ １０１：ポテンショメ−タ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ６１Ｃ 9/38 Ｂ６１Ｃ 9/38 Ｚ (72)発明者 奥 山 健 二 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47−18752（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−200206（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−229281（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−1148（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−38692（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−185496（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 10/00 B23K 9/12 B23K 37/02 B60L 9/24 B61C 9/38

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平板状もしくは曲面状の起立した加工対象
   材の平面もしくは曲面に対向する方向に延びる車軸を有
   し、加工対象材の上端に乗る、横方向に並んだ少くとも
   ２個の車輪，車輪を回転駆動する原動機および車輪を支
   持する基台； 基台から加工対象材の前記面に沿って垂下する枠体； 加工対象材の前記面に対向し前記枠体で支持された倣い
   ロ−ラ；および、 前記枠体の下部に搭載され、加工対象材に横向きに延び
   る開先を加工するためのガウジングト−チ，このト−チ
   を支持するト−チホルダ，水平面に対するガウジングト
   −チの傾斜角を定める角度調整第１機構，この第１機構
   をガウジングト−チの加工指向線の水平面投影線に沿う
   方向に進退駆動する進退駆動機構，加工対象材の前記面
   に対するガウジングト−チの傾斜角を定める角度調整第
   ２機構，前記垂下方向のガウジングト−チの位置を定め
   る高さ調整機構、および、加工対象材の前記面に対する
   ガウジングト−チの距離を定める距離調整機構、を含む
   ガウジング装置； を備える横向き自動ガウジング装置。
2. 【請求項２】出力交流周波数が可変のインバ−タを備
   え、前記原動機はインバ−タの交流出力端に並列接続さ
   れたそれぞれが前記車輪のそれぞれを回転駆動する交流
   モ−タである請求項１記載の横向き自動ガウジング装
   置。
3. 【請求項３】車輪の１つは減速機構を介して１つの交流
   モ−タに結合され、車輪のもう１つは減速機およびチェ
   −ンカップリングを介してもう１つの交流モ−タに結合
   された、請求項２記載の横向き自動ガウジング装置。