JP3478659B2 - 溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶接対象２材の間
の開先又は該２材が形成する隅である溶接領域を、オシ
レ−ションあり又はなしで自動溶接する装置に関し、特
に、該溶接領域を自動検知して該溶接領域にト−チを倣
わせる自動倣い方式の自動溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、造船における船体の建造，橋梁
の製造，大型タンクの建造，あるいは他の鉄鋼構造物の
製造又は建造において、突き当てられた２枚の鋼板間の
開先、又は、交叉する２枚の鋼板間の隅（コ−ナ）の溶
接を行う場合、溶接を行いながら溶接線（開先又は隅の
延びる方向）に沿って溶接台車を走行させ、台車に搭載
した溶接ト−チで溶接線を自動溶接する。溶接ト−チを
溶接線に直交する方向に往復駆動して広いビ−ド幅を形
成するオシレ−ション溶接が行なわれる場合もある。こ
の種の溶接は、長距離を連続して行なうことが多く、溶
接が進む（溶接行程が長くなる）に従い、溶接トーチの
溶接ねらい位置が、溶接開始時において設定したねらい
位置より溶接線と直交する方向にずれてしまい、ビード
の片寄りによる溶接不良となることがある。従って、溶
接トーチのねらい位置が常に開先の所定位置に向うよう
に、開先の位置および形状にあわせて溶接トーチの位置
制御（倣い制御）を行う必要がある。

【０００３】このような問題を解決する為、従来知られ
ている方法のうち、タッチセンサを用いた倣い方法があ
る。これは、溶接を行う前に、溶接台車を開先に沿って
駆動（ｙ方向）し、溶接台車に装着されたタッチセンサ
を用いて開先幅（ｘ方向）および位置（中心位置：ｘ方
向）を計測し、計測値を走行位置（ｙ方向）対応で記憶
装置（メモリ）に書込んでおき、溶接時には走行位置の
計測値をメモリから読み出して溶接トーチの狙い位置を
補正しながら溶接を行うものである。

【０００４】また、アークセンサを用いた倣い方法とし
ては、溶接時に開先溝内で溶接トーチを開先の幅方向ｘ
にオシレートさせ、開先の両壁面に対するアーク電圧の
変化を計測し、その値から開先の両壁面位置（ｘ）をわ
りだし、両壁面位置（ｘ）の中間点（通常の場合開先中
心）にオシレ−ト中心を合わすように溶接トーチ位置を
補正する。その他、開先をカメラで撮影して画像処理に
より開先幅および位置を算出する光学的な方向ならびに
タッチセンサに代えて変位計などの非接触センサを用い
る方向なども提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したタッ
チセンサを用いた倣い方法においては、開先情報を取り
込むために、溶接の時間の他にあらかじめ溶接予定の開
先全般（ｙ方向）にわたって溶接台車を開先に沿って走
行させる時間が別に必要である。これは、造船や橋梁の
製造など、溶接する開先が長い場合にはこのセンシング
による無駄時間が多くなり、製造効率が低下する。ま
た、溶接する開先が長くなればなる程開先のデータを蓄
積しておくためのメモリの容量を多く必要とし、溶接装
置が高価となる。また、予めメモリに記憶させてある開
先のデータは、溶接を行わない状態で計測したものであ
るので、溶接中には溶接熱によりワーク（溶接対象材）
が変形し、開先にひずみが生じて開先幅や位置が変化す
るので、実際の溶接結果は、万全なものとはならない。

【０００６】また、アークセンサを用いた倣い方法にお
いては、アークは大気温度や電流値等の外時要因に左右
されやすく、常に電流値を一定に保持することが困難で
ある。このように不安定であるアークを、開先の変化を
検出する為の基準として用いているので誤差が出やす
く、安定性も低い。従って、その誤差を少くする為にア
ークを常に一定に保つための複雑で高精度な制御装置が
必要となり、装置が高価となる。カメラおよび画像処理
装置を用いるものでは、溶接中のヒュ−ムやスパッタな
どにより開先周りの光学的環境が悪いので、開先位置検
出精度が低くまた装置がきわめて高価になってしまう。
ヒュ−ムやスパッタなどによる光学系の汚れを除去する
など保守に手数がかかる。変位計などの非接触センサの
場合も、ト−チ周りの電磁気ノイズや周囲の構造物によ
る電磁気シ−ルド効果の乱れによる表先位置検出精度が
低い。センサがヒュ−ムやスパッタで汚れるので、それ
を除去する保守に手数がかかる。

【０００７】本発明は、溶接作業時間を短縮するととも
に、安価な溶接装置で高い倣い精度を実現することを第
１の目的とし、高い倣い精度維持のための保守，修善が
簡易な自動溶接装置を提供することを第２の目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１態様の溶接
装置は、溶接対象２材(WR,WL)の間の開先又は該２材が
形成する隅である溶接領域(Wo)、が延びる方向ｙに走行
する台車(1)；台車に搭載され該溶接領域を溶接するた
めのト−チ(Tf,Tb)：台車上においてト−チを、ｙ方向
に交叉するｘ方向に駆動するト−チ駆動機構(6f,80f,80
b)；台車に搭載され、溶接時の台車移動方向に関してト
−チより上流側に位置し、溶接対象材に対する自身の接
触を検知するためのタッチセンサ(Sf,Sb)；台車上にお
いてタッチセンサを、ｙ方向に交叉するｘ方向に駆動す
るセンサ駆動機構(4f,4b,5f,5b)；および、センサ駆動
機構を介したタッチセンサの、溶接対象２材の一方の材
に近付く方向の駆動，該一方の材に対するタッチセンサ
の接触検知に応答したタッチセンサの、他方の材に近付
く方向の駆動，タッチセンサが溶接対象２材のそれぞれ
に対し上記の接触検知をしたときのタッチセンサのｘ方
向位置よりの前記溶接領域のｘ方向位置の導出、およ
び、導出した位置へのト−チ駆動機構を介したト−チの
駆動、を含むト−チ倣い駆動、を連続的もしくは隔時的
に繰返して実行する倣い制御手段(100)；を備える。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符号を、参考までに付記し
た。

【０００９】これによれば、溶接中、溶接装置は常に開
先のセンシングを行いながら溶接トーチ(Tf,Tb)の位置
制御を行うので、予め開先のデータ取り込みの必要が無
く、しかも溶接熱により開先の形状が変化しても、リア
ルタイムで溶接中にト−チ位置補正を行っているので、
開先形状の変化が、溶接品質に影響を及ぼさない。すな
わち、溶接の作業時間が実際の溶接行程時間のみに短縮
されるとともに、溶接トーチの倣い精度が向上する。

【００１０】タッチセンサは、導体（たとえばワイヤあ
るいは細い棒体）が検出端であるので、それにスパッタ
が付着して検出精度（位置精度）が落ちる可能性がある
ときには、該導体を交換すればよく、該導体はきわめて
安価で使い捨ても可能であり、センサの保守が簡易であ
り、装置は安価に提供できる。

【００１１】本発明の第２態様の溶接装置は、溶接対象
２材(WR,WL)の間の開先又は該２材が形成する隅である
溶接領域(Wo)、が延びる方向ｙに走行する台車(1)；共
に台車に搭載され該溶接領域を溶接するための第１ト−
チ(Tf)、および、溶接時の台車移動方向に関して第１ト
−チより下流側の第２ト−チ(Tb)；台車上において第１
ト−チを、ｙ方向に交叉するｘ方向に駆動する第１ト−
チ駆動機構(6f,80f)、および、第２ト−チをｘ方向に駆
動する第２ト−チ駆動機構(80b)；台車に搭載され、溶
接時の台車移動方向に関して第１ト−チより上流側に位
置し、溶接対象材に対する自身の接触を検知するための
第１タッチセンサ(Sf)、および、第２ト−チより上流側
かつ第１ト−チより下流側に位置する第２タッチセンサ
(Sb)；台車上において第１タッチセンサを、ｙ方向に交
叉するｘ方向に駆動する第１センサ駆動機構(4f,5f)、
および、第２タッチセンサをｘ方向に駆動する第２セン
サ駆動機構(4b,5b)；および、第１センサ駆動機構を介
した第１タッチセンサの、溶接対象２材の一方の材に近
付く方向の駆動，該一方の材に対する第１タッチセンサ
の接触検知に応答した第１タッチセンサの、他方の材に
近付く方向の駆動，第１タッチセンサが溶接対象２材の
それぞれに対し上記の接触検知をしたときの第１タッチ
センサのｘ方向位置よりの前記溶接領域のｘ方向位置の
導出、および、導出した位置への第１ト−チ駆動機構を
介した第１ト−チの駆動、を含む第１ト−チ倣い駆動、
ならびに、第２センサ駆動機構を介した第２タッチセン
サの、溶接対象２材の一方の材に近付く方向の駆動，該
一方の材に対する第２タッチセンサの接触検知に応答し
た第２タッチセンサの、他方の材に近付く方向の駆動，
第２タッチセンサが溶接対象２材のそれぞれに対し上記
の接触検知をしたときの第２タッチセンサのｘ方向位置
よりの前記溶接領域のｘ方向位置の導出、および、導出
した位置への第２ト−チ駆動機構を介した第２ト−チの
駆動、を連続的もしくは隔時的に繰返して実行する倣い
制御手段(100)；を備える。

【００１２】これによれば、装置には２本の第１及び第
２溶接トーチ(Tf,Tb)が搭載されており、一度の台車走
行で２段重ねのビードが得られる。すなわち、作業時間
が短縮されて生産効率が上昇する。しかも、溶接トーチ
(Tf,Tb)は、それぞれトーチ支持機構(6f,80f,80b)を介
して制御手段(100)により常に開先内の所定位置をねら
い位置とするように倣い駆動されるので、ねらい精度が
高い。

【００１３】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。

【００１４】

【発明の実施の形態】

【００１５】

【実施例】

−第１実施例− 図１に本発明の第１実施例の溶接装置Ａを示し、図２に
図１の２Ａ−２Ａ線断面を示す。図１，図２ならびに以
下において参照する図３〜図５および図１０において、
ｘ矢印方向を左方とし、ｙ矢印方向を前進方向（溶接時
の台車の進行方向）とする（反対は後方向する）ととも
に、ｚ矢印方向を上方とする。

【００１６】図１および図２を参照すると、厚板である
ワークＷＬ，ＷＲは左右（図２）に並べられ、上部には
ｙ方向に延びるＶ型の開先が形成されている。本実施例
において溶接装置Ａは、該開先の幅方向ｘの中央位置
（Ｗｏ）を溶接のねらい位置として、レールｒに沿って
ｙ方向に溶接する。溶接装置Ａは、先行，後行の２本の
溶接トーチＴｆ，Ｔｂをｙ方向に並べた状態で台車１に
搭載したものであり、両方の溶接トーチにそれぞれ溶接
を行わせながら台車１をｙ方向に走行させることで、一
度の走行で２段重ねの溶接ビードを実現する。

【００１７】左側のワーク（ＷＬ）の上面には、予め開
先に沿ってｙ方向に延びるレールｒが敷設される。溶接
装置Ａの台車１の左側面の支持板１３（図２）には前進
方向と後方向にそれぞれレールｒを受入れる溝付ロ−ラ
３ｆ，３ｂ（図１）が回転自在に装着されており、台車
１をレールｒに沿ってｙ方向に案内する。溶接装置Ａの
台車１にはさらに、ｙ方向に並んで配置された先行セン
サＳｆと後行センサＳｂ（図１）が搭載されており、そ
れぞれ先行，後行のセンサオシレート機構５ｆ，５ｂに
支持され、左右方向（開先を横切る方向）にオシレート
される。先行溶接トーチＴｆは、先行トーチオシレート
機構６ｆに支持され、左右方向にオシレートされる。後
行溶接トーチＴｂは、後行トーチオシレート機構６ｂに
支持され、左右方向にオシレートされる。

【００１８】図２は、図１に１点鎖線２Ａで示す台車１
およびセンサオシレート機構５ｆの縦断面を示す。台車
下部の進行方向側には、車輪２ｆＲ，２ｆＬを固着した
前輪シャフト２１があり、台車フレーム１１に回転自在
に支持されている。この前輪シャフト２１にスプロケッ
トホィ−ル２２，２４が固着されている。台車フレーム
１１には台車駆動モータＭ１が固着支持されており、そ
の回転軸には駆動スプロケットホィ−ルが固着され、そ
れに結合した駆動チェ−ンがスプロケットホィ−ル２２
に結合している。さらに台車フレームの後方には、図示
しないがｘ方向に延び、両端に右後車輪２ｂＲと左後車
輪を固着支持し、さらに従動スプロケットホィ−ルが一
体固着された後輪シャフトが回転自在に支持されてい
る。この従動スプロケットホィ−ルと前述の前輪シャフ
ト２１のスプロケットホィ−ル２４に従動チェ−ンが結
合しており、前輪シャフト２１の回転を後輪シャフトに
伝達する。

【００１９】モータＭ１が正転通電されて、その回転軸
の回転に伴い前輪シャフト２１および後輪シャフトが回
転して前後あわせて４つの車輪が同時に回転し、台車１
が前進する。溝付ロ−ラ３ｆ，３ｂがレ−ルｒで案内さ
れているので、台車１はレ−ルｒに沿ってｙ方向に前進
する。モ−タＭ１が逆転通電されると台車１はｙ方向で
後退（又は後進）する。

【００２０】台車１の上部には、台車１の前／後進を指
示するスイッチ，ト−チＴｆ，Ｔｂのそれぞれの上／下
移動を指示するスイッチおよび溶接開始／停止を指示す
るスイッチを含む手元操作端９ｆを支持するフレーム７
がある。手元操作端９ｆは、フレーム７からの取り外し
が可能であり、本実施例では手元操作端９ｆをフレ−ム
７から取り外して使用しているので、図２には手元操作
端９ｆをフレ−ム７に取り付けた状態を２点鎖線で示
す。

【００２１】台車１には、先行センサオシレート機構５
ｆが装着されている。センサオシレート機構５ｆのフレ
ーム５１が台車１に固着されており、フレ−ム５１の内
部には、センサオシレートモータＭ５ｆがあり、その回
転軸は右方向に延び、ｘ方向に延びて回動自在に支持さ
れたねじ棒５２の左端に連結されている。モータＭ５ｆ
の回転軸に伴い、ねじ棒５２が回転駆動される。ねじ棒
５２にはスライダ５４がねじ結合しており、スライダ５
４はフレーム５１の底面にｘ方向に敷設された案内レー
ル５３で、回転不可、ｘ方向の前，後進可、に案内され
る。モータＭ５ｆが正回転すると、ねじ棒５２が回転
し、スライダ５４が案内レール５３で案内されてｘ方向
（右方向）に移動する。モ−タＭ５ｆが逆回転すると、
スライダ５４が左方向に移動する。

【００２２】スライダ５４の右端にはｘ方向に延び、フ
レーム５１の右側面より突出した支持棒５５ｆが固着さ
れている。支持棒５５ｆの先端には、アーム４１の上端
が固着されており、その下端にはｙ方向に延びるアーム
４２が固着されている。ア−ム４１と４２とは逆Ｔ字形
に結合している。アーム４２の右側面には右方に突出す
る円柱形のピンがあり、このピンに支持ア−ム４３が、
蝶ねじ４４で固着されている。先行センサＳｆは、導電
体ワイヤであり、支持ア−ム４３の先端の通し穴を貫通
し、蝶ねじ４５で支持ア−ム４３に固定されている。蝶
ねじ４４を緩めてピン４４に対して支持ア−ム４３を回
転させることにより、ｚ軸に対する先行センサＳｆの角
度を調整することができ、また、蝶ねじ４５を緩めて先
行センサＳｆを上，下にシフトすることにより開先に対
する先行センサＳｆの先端の進入深さを調整することが
できる。先行センサＳｆを交換又は修理（被着したスパ
ッタの削除）をするときには、蝶ねじ４５を緩めて先行
センサＳｆを抜き取ればよい。

【００２３】先行センサＳｆは導電体ワイヤ，支持ア−
ム４３，４１および支持棒５５ｆは導電体（鋼材）であ
り、支持棒５５ｆは絶縁体を介してスライダ５４に固着
されている。すなわち、先行センサＳｆ，支持ア−ム４
３，４１および支持棒５５ｆは電気的には一体連続であ
り、これらは、機器ア−スレベルとなるスライダ５４お
よびフレ−ム５１から絶縁されている。つまり、電気的
には機器ア−スから浮いている。支持棒５５ｆにはフレ
−ム５１内で電気リ−ドが接続されており、この電気リ
−ドが、図５に示する接触検知回路１１０に接続されて
いる。

【００２４】先行センサオシレート機構５ｆのフレーム
５１には、先行トーチオシレート機構６ｆのベ−ス板が
固着されている。図３に、先行トーチオシレート機構６
ｆの縦断面（図１の３Ａ−３Ａ線断面）を示す。図３を
参照すると、トーチオシレート機構６ｆのカバーは、中
空で上面の無い略立方体のケース６ｆａと、上から包み
込むようにケース６ｆａにかぶせられ、ケース６ｆａよ
り高さのある上カバー６ｆｂとに別れている。ケース６
ｆａは、機構６ｆのベ−ス板に固着されている。上カバ
ー６ｆｂは、ケース６ｆａの外側面に沿って上下方向に
スライド可能である。

【００２５】さて、ケース６ｆａの底に相当するベ−ス
板には、中空でＬ字型の箱型であるフレーム６２が固着
されており、ｚ方向に延びるねじ棒６１が、フレーム６
２の内部を回転自在にｚ方向に貫通し、かつｚ方向に移
動自在に案内されている。ねじ棒６１のフレーム６２の
上面より突出した部分には、平歯車６５がねじ結合して
いる。平歯車６５は、フレーム６２の上面にｘｙ面に平
行に回動自在に装着されているが、上下方向には動かな
い。つまり、平歯車６５が回転すると、平歯車６５は動
かずにそれにねじ結合したねじ棒６１が上下に移動す
る。平歯車６５には、支持板を介してフレーム６２に支
持されているトーチ上下駆動モータＭ６ｆの回転軸に固
着された平歯車６４が噛みあう。モータＭ６ｆが正転通
電されてその回転軸が回転することにより平歯車６４が
回転すれば、それに噛みあう平歯車６４が回転する。こ
れによりねじ棒６１が上方に移動する。モ−タＭ６ｆが
逆転通電されたときには、ねじ棒６１が下方に移動す
る。

【００２６】ねじ棒６１の上端には、ｘｙ平面に平行に
円盤６６が装着されている。円盤６６は、ｘｙ平面に水
平なスライド板６７の下面を支持している。ねじ棒６１
の上下移動に伴い、円盤６６がスライド板６７をｚ方向
に押し上げあるいは引き下げる。スライド板６７の左端
部には、下方向に垂直に突出する支持板にスライダ６８
が装着されており、ケース６ｆａの左側面の内壁にｚ方
向に装着された案内レール６９によりｚ方向に案内され
る。スライド板６７の上面には、支持壁が垂設されてお
り、上カバー６６ｆｂを支持する。モータＭ６ｆが正回
転あるいは逆回転すると、それに伴いスライド板６７お
よび上カバー６６ｆｂが上駆動あるいは下駆動される。
モータＭ６ｆは、装着する溶接トーチＴｆの長さや溶接
条件により、手元操作端９ｆ（図２）のト−チ上／下移
動指示スイッチを作業者が操作することにより正転通電
又は逆転通電される。

【００２７】スライド板６７の上面には、上カバー６６
ｆｂの内面との間に先行溶接トーチオシレート機構が搭
載されている。スライド板６７の上面には、ｘ方向に延
びる案内レール７８が敷設されており、スライダ７６を
ｘ方向に案内する。スライダ７６には、ｘ方向に延びる
ねじ棒７４にねじ結合するナット７５が一体であり、ね
じ棒７４の正，逆回転により、スライダ７６が案内レー
ル７８に沿って左，右に移動する。ねじ棒７４は、支持
板７９を回動自在にｘ方向に貫通した状態で支持されて
おり、支持部材７９より突出した左端には、従動プーリ
７２が装着されている。先行トーチオシレートモータＭ
７ｆは支持板７９で、ねじ棒７４の上方に支持されてお
り、モ−タＭ７ｆの回転軸が支持板７９を回転自在にｘ
方向に貫通しており、該回転軸に駆動プーリ７１が装着
されている。プーリ７１とプーリ７２の間にはタイミン
グベルト７３が張り渡されており、モータＭ７ｆの回転
をねじ棒７４に伝える。モータＭ７ｆが正転通電される
とスライダ７６が右方に移動し、逆転通電されるとスラ
イダ７６が左方に移動する。

【００２８】図３および図２を参照されたい。スライダ
７６には、ｘ方向に延び、上カバー６ｆｂの右側面を左
右移動自在に貫通するトーチ支持機構８０ｆ（図２）の
支持アーム８１が固着されており、スライダ７６の左右
移動に伴い、この支持アーム８１がトーチ支持機構８０
ｆを介して、先行溶接トーチＴｆを左右にオシレートす
る。支持アーム８１には、先行溶接トーチＴｆの左右移
動量を表す目盛りがふられている（図３）。

【００２９】再び図２を参照されたい。また、トーチ支
持機構８０ｆの右側面を示す図４も参照されたい。なお
図４は、トーチ支持機構８０ｆを基準姿勢（トーチが回
転をしていない状態）とする機構８０ｆの姿勢を示し、
ト−チＴｆの図示は省略している。トーチ支持機構８０
ｆは、倒立の略２等辺３角形である支持盤８２と、支持
盤８２にピン８６により回転自在に下支持され、支持盤
８２に対してピン８６を中心にｙｚ平面に平行に回転す
る回転盤８３および、回転盤８３にねじ８５により固定
されたトーチ挟持部材８７よりなる。支持盤８２は、支
持アーム８１の右端部にねじ８１ａにより固着される。
支持盤８２の上部には、その下端部に開けられた丸穴を
中心とする円弧を画く案内溝があり、支持盤８２の左面
より挿入される止めねじ８４を案内する。回転盤８３は
ｚ方向に長い直方形であり、その下端には、ピン８６を
案内する丸穴が開いている。回転盤８３の下端と支持盤
８２の下端に開けられた穴には、ピン８６が挿入され、
ピン８６は、回転盤８３の下端を支持盤８２の下端に対
して回動自在に支持する。回転盤８３の上部には、ねじ
穴が開いており、支持盤８２の案内溝を貫通して突出し
た止めねじ８４の右端部がねじ結合する。止めねじ８４
を締めつけることにより回転盤８３が支持盤８２に密着
し、固定される。

【００３０】作業者は、止めねじ８４を緩めて回転盤８
３をピン８６を基準として、図４に示す基準位置より止
めねじ８４が支持盤８２の案内溝に案内される範囲内
（本実施例においては、基準位置より１５°）で回転さ
せ、所要の角度で止めねじ８４を締めつけて回転盤８３
を支持盤８２に固定する。回転盤８３には、ねじ８５に
より先行溶接トーチＴｆを支持するトーチ挟持部材８７
が固定されており、回転盤８３の回転に伴い、先行溶接
トーチＴｆがその先端を回転させることができる。これ
により、ｚ軸に対するト−チＴｆの角度（ｙ方向で前進
側，後進側への傾斜）を調整できる。

【００３１】後行トーチＴｂおよび後行センサＳｂをオ
シレートする機構（４ｂ，５ｂ，６ｂ，８０ｂ）と台車
１上の支持構造は、前述した先行溶接トーチＴｆおよび
先行センサＳｆの機構（４ｆ，５ｆ，６ｆ，８０ｆ）と
同様であるので、詳細な説明は省略する。

【００３２】図５に、先行溶接トーチＴｆおよび先行セ
ンサＳｆをオシレートするシステム構成を示す。後行ト
ーチＴｂおよび後行センサＳｂをオシレートするシステ
ム構成も、これと同様であるので、それに関する図示は
省略した。ただし、図５の制御回路１００は、先行溶接
トーチＴｆおよび先行センサＳｆをオシレートするシス
テムと後行トーチＴｂおよび後行センサＳｂをオシレー
トするシステムに共用のものである。

【００３３】接触検知回路１１０には、支持棒５５ｆに
接続され、この支持棒５５ｆおよび支持ア−ム４３，４
１を介して先行センサＳｆに電気的に一体連続の電気リ
−ドが接続されており、機器ア−スレベルから電気的に
浮いている。接触検知回路１１０は該電気リ−ドに抵抗
器を介して定電圧を印加しており、先行センサＳｆがワ
−クＷＬ又はＷＲのいずれにも接触していないときに
は、該電気リ−ドは該定電圧の電位（高レベルＨ）であ
り、先行センサＳｆがワ−クＷＬ又はＷＲのいずれかに
接触すると、機器ア−スレベル（低レベルＬ）となる。
接触検知回路１１０は、この接触（低レベルＬ），非接
触（高レベルＨ）を表わす２値信号を制御回路１００に
与える。制御回路１００は、先行センサＳｆを右駆動し
ているときに２値信号が高レベルＨから低レベルＬに切
換わると、先行センサＳｆがワ−クＷＲに接触したと判
断し、先行センサＳｆを左駆動しているときに２値信号
が高レベルＨから低レベルＬに切換わると、先行センサ
Ｓｆがワ−クＷＬに接触したと判断する。

【００３４】さて、先行センサＳｆは、前述のセンサオ
シレート機構５ｆを介して開先の延びる方向ｙに対して
垂直方向ｘ（左右方向）にオシレートされる。センサオ
シレート機構５ｆのセンサオシレートモータＭ５ｆはス
テッピングモ−タであり、その回転方向および回転量
（ステップ数）は、モータードライバＭＤｆ１を介して
制御回路１００により制御される。制御回路１００がド
ライバＭＤｆ１にモータＭ５ｆの正転を指示すると、ド
ライバＭＤｆ１が所定周期の正転パルス電圧をモータＭ
５ｆに印加し、これによりモ−タＭ５ｆがステップ回転
（正転）し先行センサＳｆが右方に移動する。反対に、
制御回路１００がドライバＭＤｆ１にモータＭ５ｆの逆
転を指示すると、ドライバＭＤｆ１が所定周期の逆転パ
ルス電圧をモータＭ５ｆに印加し、これによりモ−タＭ
５ｆがステップ回転（逆転）し先行センサＳｆが左方に
移動する。制御回路１００がドライバＭＤｆ１に正転指
示信号又は逆転指示信号を与えている間、ドライバＭＤ
ｆ１はモ−タＭ５ｆに所定周期の回転駆動パルス電圧を
継続して与え、モ−タＭ５ｆは回転を継続する。

【００３５】一方先行溶接トーチＴｆは、前述のト−チ
オシレート機構６ｆを介して開先の延びる方向ｙに対し
て垂直方向ｘ（左右方向）にオシレートされる。ト−チ
オシレート機構６ｆのオシレートモータＭ７ｆはステッ
ピングモ−タであり、その回転方向および回転量（ステ
ップ数）は、モータードライバＭＤｆ２を介して制御回
路１００により制御される。制御回路１００がドライバ
ＭＤｆ２にモータＭ７ｆの正転を指示すると、ドライバ
ＭＤｆ２が所定周期の正転パルス電圧をモータＭ７ｆに
印加し、これによりモ−タＭ７ｆがステップ回転（正
転）し先行ト−チＴｆが右方に移動する。反対に、制御
回路１００がドライバＭＤｆ２にモータＭ７ｆの逆転を
指示すると、ドライバＭＤｆ２が所定周期の逆転パルス
電圧をモータＭ７ｆに印加し、これによりモ−タＭ７ｆ
がステップ回転（逆転）し先行ト−チＴｆが左方に移動
する。制御回路１００がドライバＭＤｆ２に正転指示信
号又は逆転指示信号を与えている間、ドライバＭＤｆ２
はモ−タＭ７ｆに所定周期の回転駆動パルス電圧を継続
して与え、モ−タＭ７ｆは回転を継続する。

【００３６】制御回路１００が実行する溶接制御は、
「ト−チ直進モ−ド」と「ト−チオシレ−ションモ−
ド」の２態様である。いずれのモ−ドでも制御回路１０
０はセンサＳｆ，Ｓｂを、溶接速度（ｙ方向）に反比例
する周期でｘ方向に往復走査駆動（オシレ−ション駆
動）するが、「ト−チ直進モ−ド」では、センサのオシ
レ−ションにより得られる開先中心位置の変化分、ト−
チの溶接ねらい位置（ｘ方向）をシフトするようにト−
チをｘ方向に駆動するものの、ビ−ド幅を広げるための
オシレ−ションを行なわない。「ト−チオシレ−ション
モ−ド」では、作業者が溶接開始前に設定したト−チ位
置（ｘ方向）を中心に左右に、作業者が設定したオシレ
−ション幅のト−チオシレ−ションを行ない、センサの
オシレ−ションにより得られる開先中心位置の変化分、
オシレ−ション幅の中心をｘ方向にシフトする。すなわ
ち、操作盤ＯＢに作業者が設定した幅のト−チオシレ−
ションを行ない、オシレ−ションの中心を、センサのオ
シレ−ションにより得られる開先中心位置のｘ方向変化
分、同方向にシフトする。

【００３７】「ト−チ直進モ−ド」，「ト−チオシレ−
ションモ−ド」，オシレ−ション幅および溶接条件（溶
接速度，溶接電流値，その他）は作業者が操作盤０Ｂを
介して制御回路１００に入力する。ワ−クＷＬ上での台
車１のｙ位置調整，ワ−クに対するト−チの高さ調整
（ｚ位置調整），ト−チのｘ位置調整およびセンサのｘ
位置調整は、手元操作端９ｆのスイッチを操作すること
により作業者が行なう。図６〜９に、「ト−チ直進モ−
ド」の制御回路１００の制御動作を示す。以下、図６〜
９のフローチャートに従って制御回路１００の「ト−チ
直進モ−ド」の制御動作をカッコ内に図６〜９のステッ
プＮｏ．を表記しつつ説明するとともに、それに伴う本
実施例の溶接装置Ａの動作を述べる。

【００３８】まず図６を参照する。電源が投入されると
制御回路１００は、内部タイマ，カウンタ，レジスタを
クリアし、制御回路１００内の入，出力回路を待機状態
に設定する（初期化）。そして操作盤ＯＢおよび手元操
作端９ｆの設定値の読込みおよびスイッチ操作（入力）
の読取りと、スイッチ操作に応答した処理を行なう
（１）。ここで、作業者が、ワ−クＷＬ上での台車１の
ｙ位置調整，ワ−クに対するト−チの高さ調整（ｚ位置
調整），ト−チのｘ位置調整，センサのｘ位置調整のた
めに対応するスイッチを操作すると、制御回路１００が
上述の各機構のモ−タを駆動する。作業者は、スイッチ
を操作して台車１のｙ位置（溶接開始位置）を定め、ト
−チの高さを設定し、ト−チの溶接ねらい位置を開先内
の所要位置（例えば開先中心：ｘ方向）に設定し、セン
サの下端を開先中心（ｘ方向）に設定する。そして操作
盤ＯＢに溶接条件を設定して、溶接開始指示スイッチを
オンにする。

【００３９】制御回路１００は、溶接開始指示スイッチ
がオンになると、まず、センシングの繰返し周期Ｔｓを
定めるＴｓ時限のタイマＴｓをスタ−トし（２Ａ，２
Ｂ）、ドライバＭＤｆ１にモータＭ５ｆの正回転駆動を
指示するとともに、ドライバＭＤｆ１が一単位のステッ
プ駆動パルスをモ−タＭ５ｆに出力するのに同期してセ
ンサカウンタＸｓｆを１アップカウントする（３，〜
４）。すると、先行センサＳｆが、−ｘ（右）方向に移
動する。この右移動量はセンサカウンタＸｓｆによりカ
ウントされている。

【００４０】そして、先行センサＳｆが開先の右端すな
わちワークＷＲに接触すると（図１０の＊２）、この時
のセンサカウンタＸｓｆの値をメモリｍＷｓに書き込む
（５，６）。これがセンシング開始点（図１０の＊１）
からワークＷＲまでのｘ方向距離となる。次に、制御回
路１００は、ドライバＭＤｆ１にモータＭ５ｆの逆回転
駆動を指示し、モータＭ５ｆの逆回転駆動に伴いセンサ
カウンタＸｓｆの値をダウンカウントしてゆく（７，
８）。これにより、先行センサＳｆが、＋ｘ（左）方向
に移動するとともにセンサカウンタＸｓｆの値が１つづ
つ減少してゆく。先行センサＳｆがセンシング開始点に
戻るとセンサカウンタＸｓｆの値は０となり、先行セン
サＳｆがさらに左方向に駆動されることによりセンサカ
ウンタＸｓｆの値は負（マイナス）となる。先行センサ
Ｓｆが開先の左端すなわちワークＷＬに接触すると（図
１０の＊３）制御回路１００は、ドライバＭＤｆ１にモ
ータＭ５ｆの停止を指示するとともに、この時のセンサ
カウンタＸｓｆの値をメモリｍＷ１に書き込む（９，９
Ａ，１０）。この絶対値がセンシング開始点（＊１）か
らワークＷＬまでのｘ方向距離となる。

【００４１】次に制御回路１００は、センシング開始点
からワークＷＲまでの距離と、センシング開始点からワ
ークＷＬまでの距離との和ｗｏｆを算出するとともに
（１１）、先行センサＳｆおよび先行溶接トーチＴｆが
開先中央位置Ｗｏより左右どちらにずれているかを判定
する（１２，１３）。つまり、メモリｍＷｓのデータと
メモリｍＷ１のデータを加算し、その値を調査する。メ
モリｍＷｓのデータはセンシング開始点からワークＷＲ
までの距離でありプラスの値で示され、メモリｍＷ１の
データはセンシング開始点からワークＷＬまでの距離で
あり、マイナスの値で示されている。すなわち、その加
算値ｗｏｆが０であれば、センシング開始点からワーク
ＷＲまでの距離と、センシング開始点からワークＷＬま
での距離が同じであり、先行センサＳｆは開先中央位置
Ｗｏ上にあるので、制御回路１００は図８に示すステッ
プ２５に移行し、溶接および台車走行を開始する。

【００４２】しかし、加算値ｗｏｆが０でなく、その値
がプラスであればセンシング開始点からワークＷＲまで
の距離が、センシング開始点からワークＷＬまでの距離
より長いということであり、先行センサＳｆは開先中央
位置Ｗｏより左にあるので、今回のセンシングが第１回
目であると、センサＳｆを開先中央位置Ｗｏに右駆動す
る（１４ａ，１４ｂ，２０〜２４）。第１回目で、先行
センサＳｆが開先中央位置Ｗｏより右にあるときはセン
サＳｆを開先中央位置Ｗｏに左駆動する（１３，１４ａ
Ａ，１４ｂＡ，２０Ａ〜２４Ａ）。これにより、溶接開
始指示スイッチをオンにする前の、先行センサＳｆの設
定位置が開先中央位置Ｗｏからずれていても、先行セン
サＳｆが開先中央位置Ｗｏに位置修正されたことにな
る。この後のセンシングにより得るセンサＳｆの開先中
央位置Ｗｏからのずれは、台車１と開先との相対的なず
れを意味することになる。

【００４３】第１回目のセンシングに基づいては、ト−
チＴｆのｘ位置調整は行なわない。なぜならば、この時
点では、作業者が意図する位置にト−チＴｆが設定され
ているからである。第２回目のセンシングにより検出す
るセンサＳｆの開先中央位置Ｗｏからのずれ量は、第１
回目から第２回目までのｙ走行の間の、開先／台車１間
のｘ方向ずれ量であるので、第２回目以降のセンシング
の終了時に、先行センサＳｆが開先中央位置Ｗｏより左
にあると、制御回路１００はステップ１５〜１９（ト−
チの右シフト）をも実行する。また、加算値ｗｏｆが０
でなく、その値がマイナスであれば先行センサＳｆおよ
び先行溶接トーチＴｆは右にずれたことになるので、制
御回路１００は図９に示すステップ１５Ａ〜１９Ａ（ト
−チの左シフト）をも実行する。以下、第２回目以降の
センシング直後の、ト−チおよびセンサのシフト駆動を
説明する。なお、説明を簡単にするために、溶接開始前
にト−チが開先中央位置Ｗｏに設定されていたとして説
明する。なお、開先中央位置Ｗｏよりずらして設定され
ていた場合に関しては、以下のト−チのシフト駆動に関
する説明においては、「開先中央位置Ｗｏ」を、「溶接
開始前の、開先に対するト−チの設定位置」と読み替え
られたい。

【００４４】１．先行センサＳｆがＷｏより左にある場
合：先行センサＳｆが、開先中央位置Ｗｏより左にある
場合、制御回路１００はステップ１４ａ，１４ｂを経
て、まずステップ１５〜１９を実行する。ステップ１４
ａで加算値ｗｏｆの１／２の値ｗｏを算出するが、前回
算定した開先中央位置に対する今回算定した開先中央位
置Ｗｏのｘ方向ずれ量である。ステップ１５〜１９で
は、このずれ量分、ト−チＴｆをシフト駆動する。すな
わち、ドライバＭＤｆ２にモータＭ７ｆの正回転駆動を
指示して溶接トーチを−ｘ方向（右方向）に移動させ
（１５）、それと同時に内部のトーチカウンタＸｔｆを
アップカウントする（１６）。ここで、トーチカウンタ
Ｘｔｆの１カウントに分に相当する先行溶接トーチＴｆ
の移動量は、センサカウンタＸｓｆの１カウント分に相
当する先行センサＳｆの移動量に相当する。

【００４５】制御回路１００は、トーチカウンタＸｔｆ
のカウント値がｗｏとなると、ドライバＭＤｆ２にモー
タＭ７ｆの停止を指示し、トーチカウンタＸｔｆをクリ
アする（１７〜１９）。これにより、先行溶接トーチＴ
ｆが開先中央位置Ｗｏ上に来る。その後、ドライバＭＤ
ｆ１にモータＭ５ｆの正回転駆動およびセンサカウンタ
Ｘｓｆのアップカウントを指示し、先行センサＳｆを−
ｘ方向に駆動するとともにセンサカウンタＸｓｆをアッ
プカウントする（２０，２１）。そして、センサカウン
タＸｓｆのカウント値がｗｏとなると、ドライバＭＤｆ
１にモータＭ５ｆの停止を指示し、トーチカウンタＸｓ
ｆをクリアし（２２〜２４）、ステップ２５に移行す
る。これにより、先行センサＳｆが先行溶接トーチＴｆ
と揃って開先中央位置Ｗｏ上に来る。

【００４６】２．先行センサＳｆがＷｏより右にある場
合：先行センサＳｆが開先中央位置Ｗｏより右にある場
合、制御回路１００は図９に示すステップ１４ａＡに移
行する。制御回路１００はステップ１４ａＡで加算値ｗ
ｏｆの絶対値｜ｗｏｆ｜の１／２の値ｗｏを算出する。
これが前回のセンシングで検出した開先中央位置に対す
る今回のセンシングで検出した開先中央位置Ｗｏのずれ
量（ｘ方向）であり、ト−チＴｆおよびセンサＳｆ共
に、これずれ量分の左駆動が必要である。そこで制御回
路１００は、ドライバＭＤｆ２にモータＭ７ｆの逆回転
駆動を指示して溶接トーチＴｆを＋ｘ方向（左方向）に
移動させ、それと同時に内部のトーチカウンタＸｔｆを
ダウンカウントする（１５Ａ，１６Ａ）。

【００４７】制御回路１００は、トーチカウンタＸｔｆ
のカウント値がｗｏとなると、ドライバＭＤｆ２にモー
タＭ７ｆの停止を指示し、トーチカウンタＸｔｆをクリ
アする（１７Ａ〜１９Ａ）。これにより、先行溶接トー
チＴｆが開先中央位置Ｗｏ上に来る。その後、ドライバ
ＭＤｆ１にモータＭ５ｆの逆回転駆動およびセンサカウ
ンタＸｓｆのダウンカウントを指示し、先行センサＳｆ
を＋ｘ方向に駆動するとともにセンサカウンタＸｓｆを
ダウンカウントする（２０Ａ，２１Ａ）。そして、セン
サカウンタＸｓｆのカウント値がｗｏとなると、ドライ
バＭＤｆ１にモータＭ５ｆの停止を指示し、トーチカウ
ンタＸｓｆをクリアし（２２Ａ〜２４Ａ）、ステップ２
５に移行する。これにより、先行センサＳｆが先行溶接
トーチＴｆと揃って開先中央位置Ｗｏ上に来る。

【００４８】さて、先行センサＳｆが先行溶接トーチＴ
ｆが開先中央位置Ｗｏ上に揃うと、制御回路１００は溶
接および台車駆動を開始する。まず、溶接レジスタＣが
０（溶接中でない）であることを確認し（２５）、レジ
スタＣに１（溶接中）を書き込む（２６）。そして、溶
接電源ＰＦに溶接開始を指示するとともに、ドライバＭ
Ｄｆ３にモータＭ１ｆへの通電開始を指示する（２
７）。これにより先行溶接トーチＴｆに溶接電圧が供給
されて開先の溶接が開始されるとともに、台車１が開先
に（レールｒに）沿って走行を開始する。

【００４９】この後、制御回路１００は図６のステップ
２８Ａに移行し、溶接停止指示スイッチよりストップ指
令が到来していなければ、センシング周期を定めるタイ
マＴｓがタイムオ−バするのを待って（２８Ｂ）、タイ
ムオ−バすると再びステップ２Ｂに戻りタイマＴｓを再
スタ−トして、先行センサＳｆのセンシングを開始する
（３）。そして再びステップ２５までくると、すでに溶
接レジスタＣに１（溶接中）が書き込まれており、先行
溶接トーチＴｆは溶接中であり台車１は走行中であるの
でステップ２６およびステップ２７，２７Ａをジャンプ
してステップ２８Ａに移行する。以降、この動作を繰り
返すことにより、溶接装置Ａは台車１を走行したまま溶
接を行いつつ、常に開先中央位置に先行センサＳｆと溶
接トーチＴｆがあるように位置制御をする。

【００５０】次に「オシレ−ションモ−ド」での制御回
路１００の制御動作を説明する。「オシレ−ションモ−
ド」の制御フロ−は、図６のステップ２Ａと３の間の、
からの戻りが入る上流側に、「割込タイマＴｉスタ−
ト」および「タイマ割込許可」のステップを挿入し、図
７のステップ１５〜１９を省略して代りに「ト−チオシ
レ−ション中心レジスタＷＯのデ−タをｗｏ分変更」の
ステップを挿入し、図９のステップ１５Ａ〜１９Ａを省
略して代りに「ト−チオシレ−ション中心レジスタＷＯ
のデ−タをｗｏ分変更」のステップを挿入し、図１１に
示す「割込処理」ＩＮＰを追加したものである。なお、
ト−チオシレ−ション中心レジスタＷＯは、制御回路１
００への電源オン直後の「初期化」でクリアされる。

【００５１】制御回路１００は、上記「割込タイマＴｉ
スタ−ト」および「タイマ割込許可」のステップを経た
後は、溶接停止指示スイッチがオンになるまで、割込タ
イマＴｉがタイムオ−バする毎に、図１１に示す「割込
処理」ＩＮＰを実行する。

【００５２】図１１に示す割込処理に進むと制御回路１
００はまず、割込タイマＴｉを再スタ−トして（３
１）、方向レジスタＤＲＲのデ−タが０（右駆動）か１
（左駆動）かをチェックして（３２）、０（右駆動）で
あるとモ−タドライバＭＤｆ２に１ステップの右駆動
（−ｘ方向）を指示して（３３）、ト−チｘ位置レジス
タＡＸＰのデ−タを、１ステップ回転相当のｘ方向移動
量分大きい値に更新し（３４）、更新したデ−タ（ト−
チＴｆのｘ位置）が、ト−チオシレ−ション中心レジス
タＷＯが示す位置（開先中心Ｗｏ）から、操作盤ＯＢに
設定されたオシレ−ション幅Ｗの半分を加えた位置（開
先中心Ｗｏからワ−クＷＲ側にＷ／２進んだ位置）を示
すものになったかをチェックして（３５）、そうなって
いると、方向レジスタＤＲＲのデ−タを１（左駆動）に
切換えてメインル−チンに復帰する。

【００５３】方向レジスタＤＲＲのデ−タをチェックし
たとき（３２）、それが１（左駆動）であったときに
は、モ−タドライバＭＤｆ２に１ステップの左駆動（＋
ｘ方向）を指示して（３７）、ト−チｘ位置レジスタＡ
ＸＰのデ−タを、１ステップ回転相当のｘ方向移動量分
小さい値に更新し（３８）、更新したデ−タ（ト−チＴ
ｆのｘ位置）が、ト−チオシレ−ション中心レジスタＷ
Ｏが示す位置（開先中心Ｗｏ）から、操作盤ＯＢに設定
されたオシレ−ション幅Ｗの半分を減算した位置（開先
中心Ｗｏからワ−クＷＬ側にＷ／２進んだ位置）を示す
ものになったかをチェックして（３９）、そうなってい
ると、方向レジスタＤＲＲのデ−タを０（右駆動）に切
換えてメインル−チンに復帰する。

【００５４】この割込処理ＩＮＰがＴｉ周期で繰返えさ
れるので、モ−タＭ７ｆが、Ｔｉ周期で１ステップ駆動
され、ト−チＴｆが開先中心位置Ｗｏからワ−クＷＲ側
にＷ／２分進んだ位置で、ト−チＴｆのｘ駆動が右駆動
から左駆動に切換えられ、ト−チＴｆが開先中心位置Ｗ
ｏからワ−クＷＬ側にＷ／２分進んだ位置で、ト−チＴ
ｆのｘ駆動が左駆動から右駆動に切換えられ、これが繰
返えされる。すなわちト−チＴｆが開先中心位置Ｗｏを
中心に右方および左方にそれぞれＷ／２の幅の、全体と
して幅Ｗのオシレ−トを繰返す。この間、上述の「ト−
チオシレ−ション中心レジスタＷＯのデ−タをｗｏ分変
更」により、センサＳｆのオシレ−ションによって検出
した開先中心位置Ｗｏが前回検出した位置よりずれてい
ることにより、レジスタＷＯのデ−タがｗｏ分変更され
ることにより、ステップ３５，３９でのＷＯ値がその分
シフトしたものとなり、結果として、ト−チＴｆのオシ
レ−ション中心が、ｗｏ分シフトする。すなわちセンサ
Ｓｆで検出する開先中心Ｗｏに倣って、ト−チオシレ−
ションの中心がシフトする。なお、Ｔｉ＜Ｔｓである。

【００５５】制御回路１００は、以上に説明した先行セ
ンサＳｆのオシレ−ション駆動と開先中心位置の検出，
検出した開先中心位置の変化量ｗｏ分の、先行ト−チＴ
ｆのｘ方向シフトあるいは先行ト−チＴｆのオシレ−シ
ョン駆動とト−チオシレ−ション中心のｘ方向シフトと
同様な制御を、後行センサＳｂおよび後行ト−チＴｆに
関しても並行して実行する。

【００５６】−第２実施例− 図１２に、本発明の第２実施例の溶接装置Ｂを示す。溶
接装置Ｂは、前述した第１実施例の溶接装置Ａとセンサ
オシレート機構５Ｂが少々異なり，トーチ支持機構８０
ｆＢ，８０ｂＢが大きく異り、その他の構成および機能
は同じである。図１３には、図１２に１点鎖線矢印１３
Ａで示すセンサオシレート機構５Ｂの横断面を示す。台
車１には溶接装置Ａと同様に、４つの車輪２ｆＬ，２ｆ
Ｒ，２ｂＬ，２ｂＲがあり、スプロケットホィ−ル及び
チェ−ンを介して台車駆動モータＭ１により駆動され
る。また、溶接装置Ａと同様に、溝付ロ−ラ３ｆ，３ｂ
が車軸の台車右側面側に装着されており、開先に沿って
敷設されたレールｒを溝に受入れて台車１をレールｒに
沿って案内する。

【００５７】台車１の上部にはセンサ駆動機構５Ｂが搭
載されている。センサ駆動機構５Ｂの中空の箱型である
フレームの底面には、その前方（矢印ｙ方向）にｘ方向
に延びる案内レール５６Ｂがあり、ｘ方向に延びるねじ
棒５３Ｂが回転自在に支持されている。ねじ棒５３Ｂに
は平歯車５２Ｂが一体で固着されており、これは先行ト
ーチオシレートモータＭ５ｆの回転軸に固着されている
平歯車５１Ｂと噛み合い、モータＭ５ｆの回転軸が回転
することによりねじ棒５３Ｂが回転する。ねじ棒５３Ｂ
にはスライダ５４Ｂがねじ結合しており、案内レール５
６Ｂによりｘ方向に案内され、ねじ棒５３Ｂが回転する
と左右方向に移動する。スライダ５４Ｂの上面には、ｘ
方向に延びるスライド棒５５ｆＢの左端が固着されてい
る。スライド棒５５ｆＢは、支持リング５７ｆＢの中央
部を摺動自在に貫通し、スライダ５４Ｂの左右移動に伴
い、左方向あるいは右方向に摺動する。スライド棒５５
ｆＢの右端は、センサ駆動機構５Ｂのフレームの右側面
より突出している。

【００５８】モータＭ５ｆが正方向に回転すると、それ
に伴いスライダ５４Ｂが−ｘ方向すなわち右方向に駆動
され、スライド棒５５ｆＢの右端のセンサ支持部材４ｆ
Ｂが右方向に駆動される。センサ支持部材４ｆＢには、
センサＳｆが保持されている。

【００５９】ト−チオシレ−ト機構は第１実施例と同じ
であるが、該機構の支持ア−ム８１（８１ｆＢ，８１ｂ
Ｂ）に装着されたト−チ支持機構８０Ｂ（８０ｆＢ，８
０ｂＢ）が、第１実施例のものと異なる。

【００６０】図１４を参照する。トーチ支持機構８０ｆ
Ｂの支持アーム８１には、上下に長い長方形の支持盤８
２Ｂの上端が固着されている。支持盤８２Ｂの左側面に
は、トーチ回転モータＭ８ｆが固着されており、その回
転軸の先端は支持盤８２Ｂを貫通して右側面に突出し、
歯車８３Ｂが固着されている。歯車８３Ｂには、それよ
りも大径の歯車８４Ｂが噛み合い、歯車８４Ｂの回転軸
８４ａはｘ方向に延びて支持盤８２Ｂに回転自在に支持
される。回転軸８４ａは、さらに右方向に延びて、上下
に長い回転盤８５Ｂの下端に固着されている。回転盤８
５Ｂの下端にはさらに、歯車８４Ｂを連結するピンが固
着されており、歯車８４Ｂの回転に伴い、回転盤８５Ｂ
が上端が円弧をえがくように回転する。回転盤８５Ｂの
上端には回転軸８６Ｂを介してトーチホルダ８７Ｂが固
着されたトーチ支持盤８８Ｂの上端が回転自在に支持さ
れている。トーチ支持盤８８Ｂには、案内レール８９Ｂ
が装着されており、スライダ８９Ｂａを案内する。スラ
イダ８９Ｂａには、ｘ方向に延び、支持盤８２Ｂの下端
にその左端を回転自在に支持されている支持軸８９Ｂｃ
の右端が固着されている。モータＭ８ｆが歯車８３Ｂを
回転させると、歯車８４Ｂを介して回転軸８４ａが回転
し、回転盤８５Ｂの上端が回転軸８４ａを基準とする円
弧をえがいて回転する。これにより、トーチ支持盤８８
Ｂが支持軸８９Ｂｃを基準とする円弧をえがいて回転す
る。これに伴い、トーチ支持盤８８Ｂに固着されたトー
チホルダ８７Ｂに支持された先行溶接トーチＴｆが回転
し、トーチ先端が回転軸８４ａを基準とする円弧をえが
いて振られる。モータＭ８ｆは、手元操作端９ｆのト−
チ角度調整スイッチ（正，逆回転指示スイッチ）の、作
業者の操作に応答して、制御回路１００がモ−タドライ
バを介して正，逆転駆動されるものである。後行ト−チ
Ｔｂを支持するトーチ支持機構８０ｂＢもその機構構成
は同じであり、同じ動作をするので説明を省略する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例の溶接装置Ａを示す平面
図である。

【図２】 図１に１点鎖線２Ａで示す溶接装置Ａの縦断
面図である。

【図３】 図１に１点鎖線３Ａで示す溶接トーチ駆動機
構６ｆの縦断面図である。

【図４】 図１に１点鎖線４Ａで示す溶接トーチ支持機
構８０ｆの縦断面図である。

【図５】 図１に示す先行溶接トーチＴｆ及び先行セン
サＳｆをオシレートするシステム構成を示すブロック図
である。

【図６】 図５に示す制御回路１００の制御動作を示す
フローチャートの一部である。

【図７】 図５に示す制御回路１００の制御動作を示す
フローチャートの一部である。

【図８】 図５に示す制御回路１００の制御動作を示す
フローチャートの一部である。

【図９】 図５に示す制御回路１００の制御動作を示す
フローチャートの一部である。

【図１０】 図１に示す溶接装置Ａの溶接の順を示す斜
視図である。

【図１１】 図５に示す制御回路１００が「ト−チオシ
レ−ションモ−ド」で実行する割込処理ＩＮＰの内容を
示すフロ−チャ−トである。

【図１２】 本発明第２実施例の溶接装置Ｂを示す平面
図である。

【図１３】 図１２に１点鎖線１２Ａで示すセンサオシ
レート機構５Ｂの横断面図である。

【図１４】 図１２に示す溶接トーチ支持機構８０ｆＢ
の縦断面図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ：溶接装置 MDf1,MDF2,MDF3：ステッピングモータードライバ ＰＦ：溶接電源 ｒ：レール Ｓｆ：先行センサ Ｓｂ：後行センサ Ｔｆ：先行溶接トーチ Ｔｂ：後行溶接ト
ーチ ＷＬ，ＷＲ：ワーク Ｗｏ：開先中央位
置 １：台車 2fL,2fR,2bL,2bR：車輪 ３ｆ，３ｂ：溝付
ロ−ラ １１，１２：台車フレーム １３：支持板 ２１：シャフト ２３，２４：スプ
ロケットホィ−ル Ｍ１：台車駆動モータ ４ｆ，４ｂ：センサ支持機構 ４１，４２：アーム ４３：支持アーム ４４，４５：ねじ ５ｆ，５ｂ：センサオシレート機構 ５１：フレーム ５２：ねじ棒 ５３：案内レール ５４：スライダ ５５ｆ：支持棒 Ｍ５ｆ：先行セン
サオシレートモータ ６ｆ，６ｂ：トーチオシレート機構 ６ｆａ：ケース ６ｆｂ：上カバー ６１：ねじ棒 ６２：フレーム ６４，６５：平歯車 ６６：円盤 ６７：スライド板 ６８：スライダ ６９：案内レール Ｍ６ｆ：トーチ上
下駆動モータ ７１：プーリ ７２：プーリ ７３：支持部材 ７４：ねじ棒 ７５：リング ７６：スライダ ７８：案内レール Ｍ７ｆ：先行トー
チオシレートモータ ８０ｆ，８０ｂ：トーチ支持機構 ８１：支持アーム ８１ａ：ねじ ８２：支持盤 ８３：回転盤 ８４：止めねじ ８５：ねじ ８６：ピン ８７：トーチ挟持
部材 Ｍ８ｆ：トーチ回転モータ ５Ｂ：センサオシレート機構 ５１Ｂ：平歯車 ５２Ｂ：平歯車 ５３Ｂ：ねじ棒 ５４Ｂ：スライダ 55fB,55bB：スライド棒 ５６Ｂ：案内レー
ル ５７ｆＢ：支持リング Ｍ５ｂ：後行セン
サオシレートモータ ８０ｆＢ，８０ｂB：トーチ支持機構 ８１：支持アーム ８２Ｂ：支持盤 83B,84B：歯車 ８４ａ：回転軸 ８５Ｂ：回転盤 ８６Ｂ：回転軸 ８７Ｂ：トーチホルダ ８８Ｂ：トーチ支
持盤 ８９Ｂ：案内レール ８９Ｂｃ：支持軸 ７：フレーム ９ｆ：手元操作端 １００：制御回路 １１０：接触検知
回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−119648（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 9/127 505 B23K 9/127 501 B23K 9/127 503 B23K 9/00 109

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶接対象２材の間の開先又は該２材が形成
   する隅である溶接領域、が延びる方向ｙに走行する台
   車；台車に搭載され該溶接領域を溶接するためのト−
   チ：台車上においてト−チを、ｙ方向に交叉するｘ方向
   に駆動するト−チ駆動機構；台車に搭載され、溶接時の
   台車移動方向に関してト−チより上流側に位置し、溶接
   対象材に対する自身の接触を検知するためのタッチセン
   サ；台車上においてタッチセンサを、ｙ方向に交叉する
   ｘ方向に駆動するセンサ駆動機構；および、 センサ駆動機構を介したタッチセンサの、溶接対象２材
   の一方の材に近付く方向の駆動，該一方の材に対するタ
   ッチセンサの接触検知に応答したタッチセンサの、他方
   の材に近付く方向の駆動，タッチセンサが溶接対象２材
   のそれぞれに対し上記の接触検知をしたときのタッチセ
   ンサのｘ方向位置よりの前記溶接領域のｘ方向位置の導
   出、および、導出した位置へのト−チ駆動機構を介した
   ト−チの駆動、を含むト−チ倣い駆動、を連続的もしく
   は隔時的に繰返して実行する倣い制御手段；を備える溶
   接装置。
2. 【請求項２】溶接対象２材の間の開先又は該２材が形成
   する隅である溶接領域、が延びる方向ｙに走行する台
   車；共に台車に搭載され、該溶接領域を溶接するための
   第１ト−チ、および、溶接時の台車移動方向に関して第
   １ト−チより下流側の第２ト−チ：台車上において第１
   ト−チをｙ方向に交叉するｘ方向に駆動する第１ト−チ
   駆動機構、および、第２ト−チをｘ方向に駆動する第２
   ト−チ駆動機構；台車に搭載され、溶接時の台車移動方
   向に関して第１ト−チより上流側に位置し、溶接対象材
   に対する自身の接触を検知するための第１タッチセン
   サ、および、第２ト−チより上流側かつ第１ト−チより
   下流側に位置する第２タッチセンサ；台車上において第
   １タッチセンサを、ｙ方向に交叉するｘ方向に駆動する
   第１センサ駆動機構、および、第２タッチセンサをｘ方
   向に駆動する第２センサ駆動機構；および、 第１センサ駆動機構を介した第１タッチセンサの、溶接
   対象２材の一方の材に近付く方向の駆動，該一方の材に
   対する第１タッチセンサの接触検知に応答した第１タッ
   チセンサの、他方の材に近付く方向の駆動，第１タッチ
   センサが溶接対象２材のそれぞれに対し上記の接触検知
   をしたときの第１タッチセンサのｘ方向位置よりの前記
   溶接領域のｘ方向位置の導出、および、導出した位置へ
   の第１ト−チ駆動機構を介した第１ト−チの駆動、を含
   む第１ト−チ倣い駆動、ならびに、第２センサ駆動機構
   を介した第２タッチセンサの、溶接対象２材の一方の材
   に近付く方向の駆動，該一方の材に対する第２タッチセ
   ンサの接触検知に応答した第２タッチセンサの、他方の
   材に近付く方向の駆動，第２タッチセンサが溶接対象２
   材のそれぞれに対し上記の接触検知をしたときの第２タ
   ッチセンサのｘ方向位置よりの前記溶接領域のｘ方向位
   置の導出、および、導出した位置への第２ト−チ駆動機
   構を介した第２ト−チの駆動、を含む第２ト−チ倣い駆
   動、を連続的もしくは隔時的に繰返して実行する倣い制
   御手段；を備える溶接装置。