JP4976909B2 - 片面溶接装置 - Google Patents

Description

本発明は、造船所における船体ブロック製造ラインの板継ぎ工程等の大板の板継ぎ溶接に使用される片面溶接装置に関するものである。

一般に、造船所における船体の製造に際しては、複数枚の大面積の鉄鋼パネルを突き当て溶接して船体の外板が製造される。この外板の製造における鉄鋼パネルの突き当て溶接には、突き当てた鉄鋼パネルの片面に連続的に設けられる溶接線（開先）に沿って、被溶接材の裏面に裏当て台車を配置して、被溶接材の表面に複数の溶接トーチを移動させながら先行の溶接トーチによって開先を溶融して裏面ビードを形成するとともに、後行の溶接トーチによって表ビードを形成して、片面の１パスで溶接を完了させる片面溶接装置が用いられる（特許文献１参照）。

この複数枚の鉄鋼パネルの突き当て溶接において、突き当てられた各鉄鋼パネルの間に形成される複数の溶接線（開先）に沿って、鉄鋼パネルの裏面に複数の裏当て台車を配置して、一度に複数枚の鉄鋼パネルを突き当て溶接することが行われる。このとき、片面溶接装置が備える複数の裏当て台車を、それぞれ各溶接線に配置する位置決め作業は、オペレータの目視による手動操作により行っていた（特許文献２、特許文献３参照）。

例えば、３枚の鉄鋼パネルを突合せ溶接する場合の従来の方法について説明すると、まず、図１７（ａ）に示すように、３枚の鉄鋼パネル１７１ａ，１７１ｂ，１７１ｃを、仮付け定盤１７２の上に載置して突合せ、各鉄鋼パネル１７１ａ，１７１ｂ，１７１ｃの突合せ部の両端にタブ板Ｗｂを溶接して仮付けを行う。このとき、鉄鋼パネル１７１ａと鉄鋼パネル１７１ｂとの間、および鉄鋼パネル１７１ｂと鉄鋼パネル１７１ｃの間には、連続して刻設された開先からなる溶接線１７３ａｂ，１７３ｂｃが形成される。次に、この仮付けされた鉄鋼パネル１７１ａ，１７１ｂ，１７１ｃを搬送して、図１７（ｂ）に示すように、片面溶接定盤１７４の上に置かれた裏当て台車１７５ａ，１７５ｂの上に載置する。このとき、裏当て台車１７５ａ，１７５ｂの上面中央には、片面溶接時の鉄鋼パネル１７１ａ，１７１ｂ，１７１ｃの溶接線１７３ａ，１７３ｂの裏面側にフラックスを供給する裏当て部１７６ａ，１７６ｂが配設されている。そして、図１７（ｃ）に示すように、オペレータは、目視によって裏当て台車１７５ｂの位置を確認しながら、手動で裏当て台車１７５ｂを動かして、裏当て部１７６ｂを、溶接線１７３ｂの直下に位置するように配置する。次に、図１７（ｄ）に示すように、裏当て台車１７５ａを動かして、裏当て部１７６ａを、溶接線１７３ａの直下に位置するように配置する。このようにして、裏当て台車１７５ａ，１７５ｂの位置決めが行われる。
実開昭４９−１２７４２６号公報 特開２００６−５１５２９号公報 特開２００５−３１９５１２号公報

しかし、この位置決め作業におけるオペレータの目視による手動操作は、装置が大型で慣性が大きいため、クレーンで鉄鋼パネルを操作する場合などと同様に一度の操作ではなかなか位置決めが難しく、何度も位置修正を繰り返す必要があった。そのため手間と時間が掛っていた。

そこで、本発明の課題は、オペレータの手間を省き、複数の裏当て台車を正確かつ簡便に適正な位置に配置することができる片面溶接装置を提供することにある。

請求項１に係る発明の片面溶接装置は、複数の被溶接材を突き合せて各被溶接材の間に並列に形成される複数の溶接線に沿って、被溶接材の裏側に複数の裏当て台車を配置して溶接を行う片面溶接装置であって、前記複数の裏当て台車の位置を制御する位置決め制御手段を有し、前記位置決め制御手段が、前記複数の溶接線と直交する方向に配置されたレール上における前記複数の裏当て台車の位置を検出する位置検出センサと、前記位置検出センサによって検出された各裏当て台車の位置に基づいて、各裏当て台車間の距離が、予め入力される前記複数の溶接線の間の距離Ｌになるよう各裏当て台車を移動させる台車移動制御部と、を含むことを特徴とする。

この片面溶接装置では、位置決め制御手段の台車移動制御部が、予め入力される前記複数の溶接線の間の距離Ｌに基づいて、各裏当て台車の距離が前記入力された溶接線の間の距離Ｌになるよう前記裏当て台車を移動させることによって、複数の溶接線に沿って、被溶接材の裏側に複数の裏当て台車を配置することができる。

請求項２に係る発明の片面溶接装置は、複数の被溶接材を突き合せて各被溶接材の間に並列に形成される複数の溶接線に沿って、被溶接材の裏側に複数の裏当て台車を配置して溶接を行う片面溶接装置であって、前記複数の裏当て台車の位置を制御する位置決め制御手段を有し、前記位置決め制御手段が、予め入力される被溶接材の一端側と第１の溶接線との間の距離Ｌ１と、前記第１の溶接線と当該第１の溶接線に隣接する第２の溶接線との間の距離Ｌ２とに基づいて、溶接定盤に設けられた被溶接材ストッパの位置を基準として、一端側の被溶接材を載置する裏当て台車と前記被溶接材ストッパとの距離がＬ１に、各裏当て台車間の距離がＬ２となるように各裏当て台車の位置を制御する台車移動制御部を含むことを特徴とする。

この片面溶接装置では、複数の被溶接材を突き合せて各被溶接材の間に並列に形成される複数の溶接線に沿って、被溶接材の裏側に複数の裏当て台車を配置して溶接を行う片面溶接装置であって、前記複数の裏当て台車の位置を制御する位置決め制御手段を有し、前記位置決め制御手段が、予め入力される前記被溶接材の一端側と第１の溶接線との間の距離Ｌ１と、前記第１の溶接線と当該第１の溶接線に隣接する第２の溶接線の間の距離Ｌ２とに基づいて、溶接用定盤に設けられた被溶接材ストッパの位置を基準として、一端側の被溶接材を載置する裏当て台車と前記被溶接材ストッパとの距離がＬ１に、各裏当て台車間の距離がＬ２となるように各裏当て台車の位置を制御することによって、複数の溶接線に沿って、被溶接材の裏側に複数の裏当て台車を配置することができる。

請求項１および請求項２に記載の発明では、オペレータの手間を省き、複数の裏当て台車を各溶接線に沿って、正確かつ簡便に適正な位置に配置して溶接を行うことができる。また、請求項１に記載の発明では、特別な器具または装置が不要であるため、低コストで、複数の溶接線に沿って、被溶接材の裏側に複数の裏当て台車を配置することができる。

また、請求項３に記載の発明では、溶接定盤上に搬入した被溶接材の一端の位置を被溶接材ストッパによって位置決めできるため、被溶接材の位置決めが容易となる。

以下、本発明の片面溶接装置（以下、「本発明の装置」という）の実施形態について図面に従って詳細に説明する。

図１は、２台の裏当て台車６ａ，６ｂを備える本発明の片面溶接装置１の実施形態を示す斜視図である。
片面溶接装置１は、幅方向に並設された複数のレール２と、レール２上を幅方向に移動可能な台車部３と、台車部３の上部に配置される土台フレーム４と、土台フレーム４の内側に設けられた裏当部５とを有する２台の裏当て台車６ａ，６ｂと、裏当て台車６ａ，６ｂの上方に、被溶接材の長手方向に沿って架設され、裏当て台車６ａ，６ｂと一体に形成された走行レール７に移動可能に懸架された溶接機８とを備える。

さらに、裏当て台車６ａ，６ｂは、それぞれ裏当部５を挟んで土台フレーム４の上部に交互に配設された複数のパネル移動用転動ローラ９、ガイドローラ１０および被溶接材の固定に用いられる電磁固定装置１１を備える。
また、裏当て台車６ａ，６ｂの台車部３は、駆動モータ（図示せず）によってレール２上を回転駆動する回転体１２ａ，１２ｂを有する。この回転体１２ａ，１２ｂの回転駆動によって、裏当て台車６ａ，６ｂが幅方向に移動される。

裏当部５は、図２に示すように、突き合わされた被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の突合せ部に刻成された開先によって形成される溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の裏側にフラックスを供給するものである。この裏当部５は、土台フレーム４の上部に並設された複数の昇降部１３と、架台フレーム１４と、裏当ローラ１５と、裏当ローラ部１５の上方に支持される底板１６を備えた裏当板部１７とを有する。

裏当板部１７は、図２に示すように、裏当ローラ部１５に支持される底板１６と、底板１６の上部に配置された銅板１９と、銅板１９を被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に押し当てるためのエアホース１８とを備える。

この片面溶接装置１は、図２に示すように、仮付け定盤（図示せず）において突合せ部の両端が仮付けされ、突合せ部に刻成された開先からなる溶接線ＷＬ１，ＷＬ２を有する被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を、片面溶接装置１の幅方向に沿って、裏当て台車６ａ，６ｂのパネル移動用転動ローラ９およびガイドローラ１０によって支持する。そして、台車部３の回転体１２ａ，１２ｂの回転駆動によって、裏当て台車６ａ，６ｂをそれぞれ移動して、裏当部５の上に正確に溶接線ＷＬ１，ＷＬ２を位置させ、溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の裏側にフラックスを供給し、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の表側から溶接機８によって片面サブマージアーク溶接を行うものである。

この片面溶接装置１による溶接に際して、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の下に裏当部５が位置するように、裏当て台車６ａ，６ｂを位置決めする作業について、以下に説明する。

以下、片面溶接装置１による裏当て台車６ａ，６ｂの位置決め作業の第１実施形態について説明する。
この第１実施形態に係る片面溶接装置１は、図５に示す制御部５０（位置決め制御手段、図１５参照）を有する。
制御部５０は、台車移動制御部５２と、入力された溶接線ＷＬ１と溶接線ＷＬ２の間の距離Ｌに基づいて、裏当て台車６ａ，６ｂの台車部（台車移動部）３の回転体１２ａ，１２ｂを駆動する走行モータ５４ａ，５４ｂと、駆動信号を伝達するモータ動作処理部５３およびサーボドライバ５５ａ，５５ｂを有する。また、台車部３は、レール２上の裏当て台車６ａ，６ｂの位置を検出する位置検出センサ５６ａ，５６ｂを有する。

図３は、片面溶接装置１による裏当て台車６ａ，６ｂの位置決め作業の第１実施形態の流れを示す図である。
この第１実施形態では、まず、図４（ａ）に示すように、仮付け定盤にて溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の両端にタブ板Ｗｂを溶接して仮付けされた、３枚の被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の溶接線ＷＬ１と溶接線ＷＬ２の間の距離Ｌを、図５に示す片面溶接装置１の制御部（位置決め制御手段、図１５参照）５０の操作部５１から、台車移動制御部５２に入力する（図３のステップＳ１）。

そして、図４（ｂ）に示すように、裏当て台車６ａ，６ｂの間の間隔、正確には、裏当て台車６ａの銅板１９と、裏当て台車６ｂの銅板１９との間の距離が、前記入力された距離Ｌとなるように、裏当て台車６ａ，６ｂを移動させる。このとき、図５に示す片面溶接装置１の制御部５０の台車移動制御部５２は、入力された溶接線ＷＬ１と溶接線ＷＬ２の間の距離Ｌに基づいて、裏当て台車６ａ，６ｂの台車部（台車移動部）３の回転体１２ａ，１２ｂを駆動する走行モータ５４ａ，５４ｂに、モータ動作処理部５３およびサーボドライバ５５ａ，５５ｂを介して、駆動信号を伝達する。これによって、裏当て台車６ａ，６ｂが幅方向に移動される。このとき、台車部３は、位置検出センサ５６ａ，５６ｂによって、レール２上の裏当て台車６ａ，６ｂの位置を検出し、検出された位置データを台車移動制御部５２に伝達する。そして、裏当て台車６ａ，６ｂが所定の位置、すなわち、裏当て台車６ａの銅板１９と、裏当て台車６ｂの銅板１９との間の距離が、前記入力された距離Ｌとなったとき、台車移動制御部５２は、モータ動作処理部５３およびサーボドライバ５５ａ，５５ｂを介して、裏当て台車６ａ，６ｂの移動を停止させる。これによって、裏当て台車６ａ，６ｂの間の間隔、すなわち、裏当て台車６ａの銅板１９と、裏当て台車６ｂの銅板１９との間の距離が、前記入力された距離Ｌとなるように、位置決め作業が終了する（図３のステップＳ２）。

次に、図４（ｃ）に示すように、仮付けされた被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を溶接定盤に搬入して、溶接線ＷＬ１，ＷＬ２が、位置決めされた裏当て台車６ａ，６ｂの銅板１９の上に正確に位置するように、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を載置する（図３のステップＳ３）。このとき、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３はパネルラインのコンベアで搬送し、溶接線ＷＬ１，ＷＬ２と裏当て台車の位置決め作業は、オペレータが目視で行う。これにより、低コストで、複数の溶接線に沿って、被溶接材の裏側に複数の裏当て台車を配置することができる。

次に、片面溶接装置１による裏当て台車６ａ，６ｂの位置決め作業の第２実施形態について説明する。
この第２実施形態に係る片面溶接装置１は、図８に示す制御部（図１５参照）８０を有する。制御部８０は、操作部８１と、台車移動制御部８２と、裏当て台車６ａ，６ｂの台車部（台車移動部）３の回転体１２ａ，１２ｂを駆動する走行モータ８４ａ，８４ｂと、駆動信号を伝達するモータ動作処理部８３およびサーボドライバ８５ａ，８５ｂと、台車部３に配設された位置検出センサ８６ａ，８６ｂと、開先検出センサ８７と、パネル送り量検出センサ８７ａと、台車目標位置算出部８８と、センサアンプ８９とを有する。図１６に示すように、開先検出センサ１４８ａは、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の長手方向に沿って架設された支持レールＳから延設された支持脚ＳＡに配設され、パネル送り量検出センサ８７ａは、裏当て台車６ａ，６ｂのガイドローラ１０の回転軸に配設され、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の搬送時に、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の送り量を、ガイドローラ１０の回転量によってパルスカウントして台車移動制御部８２に伝達する。

図６は、片面溶接装置１による裏当て台車６ａ，６ｂの位置決め作業の第２実施形態の流れを示す図である。
この第２実施形態では、まず、図７（ａ）に示すように、仮付け定盤にて溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の両端にタブ板Ｗｂを溶接して仮付けされた、３枚の被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を溶接定盤に搬送して、溶接定盤の上に載置された裏当て台車６ａ，６ｂの上に仮搭載する（図６のステップＳ１）。

そして、この被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の搬送時に、開先検出センサ１４８ａによって溶接線ＷＬ１，ＷＬ２を検出する(図６のステップＳ２)。検出された溶接線ＷＬ１，ＷＬ２のデータは、センサアンプ８９を介して台車目標位置制御部８８に入力される。この開先検出センサ１４８ａによる溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の検出は、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の搬送時に２回行われる。同時に、パネル送り量検出センサ８７ａが、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の送り量を、ガイドローラ１０の回転量によってパルスカウントして台車目標位置制御部８８に入力される。これによって、溶接線ＷＬ１，ＷＬ２がどこまで移動したか監視される。次に、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の搬送が完了し、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３が停止すると、パネル送り量検出センサ８７ａから台車目標位置制御部８８に伝達される被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の送り量によって、溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の停止位置が台車目標位置制御部８８において把握される。

次に、図７（ｃ）に示すように、台車目標位置に裏当て台車６ａ，６ｂを移動させる。すなわち、溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の停止位置に裏当て台車６ａ，６ｂを移動させる（図６のステップＳ３）。これによって、図７（ｃ）に示すように、溶接線ＷＬ１，ＷＬ２が、位置決めされた裏当て台車６ａ，６ｂの銅板１９の上に正確に配置される。

このとき、図８に示す片面溶接装置１の制御部（位置決め制御手段）８０においては、開先検出センサ１４８ａからセンサアンプ８９を介して台車目標位置算出部８８に、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の検出と、その溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の検出に伴って、パネル送り量検出センサ８７ａによって検出される溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の位置が入力される。この溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の位置に基づいて、台車目標位置算出部８８は、各裏当て台車６ａ，６ｂの目標位置を算出し、算出した目標位置を台車移動制御部８２に入力する。そして、台車移動制御部８２は、入力された目標位置に基づいて、裏当て台車６ａ，６ｂの台車部（台車移動部）３の回転体１２ａ，１２ｂを駆動する走行モータ８４ａ，８４ｂに、モータ動作処理部８３およびサーボドライバ８５ａ，８５ｂを介して、駆動信号を伝達する。これによって、裏当て台車６ａ，６ｂが幅方向に移動される。このとき、台車部３は、位置検出センサ８６ａ，８６ｂによって、レール２上の裏当て台車６ａ，６ｂの位置を検出し、検出された位置データを台車移動制御部８２に伝達する。そして、裏当て台車６ａ，６ｂが所定の位置となったとき、台車移動制御部８２は、モータ動作処理部８３およびサーボドライバ８５ａ，８５ｂを介して、裏当て台車６ａ，６ｂの移動を停止させる。これによって、裏当て台車６ａ，６ｂの位置決め作業が終了する。これにより、被溶接材を溶接定盤上に特に位置に配慮せず搬入しても、各裏当て台車を各溶接線に沿って正確かつ適正な位置に配置でき、熟練した技量を必要とせず、コスト低減かつ省力化を図ることが可能となる。

次に、片面溶接装置１による裏当て台車６ａ，６ｂの位置決め作業の第３実施形態について説明する。
この第３実施形態に係る片面溶接装置１は、図１１に示す制御部（位置決め制御手段）１１０を有する。制御部１１０は、操作部１１１と、台車移動制御部１１２と、モータ動作処理部１１３と、裏当て台車６ａ，６ｂの台車部（台車移動部）３の回転体を駆動する走行モータ１１４ａ，１１４ｂと、サーボドライバ１１５ａ，１１５ｂと、台車部３に配置され、レール２上の裏当て台車６ａ，６ｂの位置を検出する位置検出センサ１１６ａ，１１６ｂとを有する。また、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、制御部（位置決め制御手段）１１０は、溶接定盤から突出自在の被溶接材ストッパ１０１ａ，１０１ｂを有し、かつ、この被溶接材ストッパ１０１ａ，１０１ｂの突出動作を制御するストッパ制御部１１７を有する。

図９は、片面溶接装置１による裏当て台車６ａ，６ｂの位置決め作業の第３実施形態の流れを示す図である。
この第３実施形態では、まず、図１０（ａ）に示すように、仮付け定盤にて溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の両端にタブ板Ｗｂを溶接して仮付けされた、３枚の被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の溶接線ＷＬ１と溶接線ＷＬ２の間の距離Ｌ２と、一端の被溶接材Ｗ１の端部と溶接線ＷＬ１の間の距離Ｌ１とを、図１１に示す片面溶接装置１の制御部（位置決め制御手段、図１５参照）１１０の操作部１１１から、台車移動制御部１１２に入力する（図９のステップＳ１）。

そして、図１０（ｂ）に示すように、裏当て台車６ｂと、被溶接材ストッパ１０１ａ，１０１ｂの裏当て台車側の側面との間の距離、正確には、裏当て台車６ｂの銅板１９と、被溶接材ストッパ１０１ａ，１０１ｂの間の距離Ｌ１が、前記入力された距離Ｌ１となるとともに、裏当て台車６ａ，６ｂの間の間隔、正確には、裏当て台車６ａの銅板１９と、裏当て台車６ｂの銅板１９との間の距離が、前記入力された距離Ｌ２となるように、裏当て台車６ａ，６ｂを移動させる。

次に、図１１に示す片面溶接装置１の制御部（位置決め制御手段）１１０の台車移動制御部１１２は、裏当て台車６ａ，６ｂの位置決めを開始する前に予め入力されている裏当て台車６ｂと、被溶接材ストッパ１０１ａ，１０１ｂの裏当て台車側の側面との間の距離Ｌ１と、溶接線ＷＬ１と溶接線ＷＬ２の間の距離Ｌ２とに基づいて、裏当て台車６ａ，６ｂの台車部（台車移動部）３の回転体を駆動する走行モータ１１４ａ，１１４ｂに、モータ動作処理部１１３およびサーボドライバ１１５ａ，１１５ｂを介して、駆動信号を伝達する。これによって、裏当て台車６ａ，６ｂが幅方向に移動される。このとき、台車部３は、位置検出センサ１１６ａ，１１６ｂによって、レール２上の裏当て台車６ａ，６ｂの位置を検出し、検出された位置データを台車移動制御部１１２に伝達する。そして、裏当て台車６ａ，６ｂが所定の位置、すなわち、裏当て台車６ａの銅板１９と、裏当て台車６ｂの銅板１９との間の距離が、前記入力された距離Ｌ２となったとき、台車移動制御部５２は、モータ動作処理部１１３およびサーボドライバ１１５ａ，１１５ｂを介して、裏当て台車６ａ，６ｂの移動を停止させる。これによって、裏当て台車６ｂと、被溶接材ストッパ１０１ａ，１０１ｂの裏当て台車側の側面との間の距離が、前記距離Ｌ１となり、裏当て台車６ａ，６ｂの間の間隔、すなわち、裏当て台車６ａの銅板１９と、裏当て台車６ｂの銅板１９との間の距離が、前記入力された距離Ｌ２となるように、位置決めする（図９のステップＳ２）。

次に、図１０（ｃ）に示すように、図１１に示す制御部１１０のストッパ制御部１１７によって、通常は、溶接定盤から突出しないように、溶接定盤内に格納されている被溶接材ストッパ１０１ａ，１０１ｂを、溶接定盤の表面から突出させる（図９のステップＳ３）。そして、仮付けされた被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を溶接定盤に搬入して、被溶接材ストッパ１０１ａ，１０１ｂに被溶接材Ｗ１の端側を当接させながら、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を、位置決めされた裏当て台車６ａ，６ｂの銅板１９の上に載置する（図９のステップＳ４）。これによって、図１０（ｃ）に示すように、溶接線ＷＬ１，ＷＬ２が、位置決めされた裏当て台車６ａ，６ｂの銅板１９の上に正確に配置される。これにより、溶接定盤上に搬入した被溶接材の一端の位置を被溶接材ストッパによって位置決めできるため、被溶接材の位置決めが容易となり、コスト低減かつ省力化を図ることができる。

次に、片面溶接装置１による裏当て台車６ａ，６ｂの位置決め作業の第４実施形態について説明する。
この第４実施形態に係る片面溶接装置１は、図１４に示す制御部（位置決め制御手段）１４０を有する。制御部１４０は、台車移動制御部１４２と、モータ動作処理部１４３と、裏当て台車６ａ，６ｂの台車部（台車移動部）３の回転体を駆動する走行モータ１４４ａ，１４４ｂに駆動信号を伝達するサーボドライバ１４５ａ，１４５ｂと、裏当て台車６ａ，６ｂに配設された開先検出センサ１４８ａ，１４８ｂからの溶接線の検出に関する信号を伝達するためのセンサアンプ１４７ａ，１４７ｂとを有する。
また、図１５に示す溶接機８は、溶接トーチ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを搭載した溶接走行台車４、走行レール移動部（走行レール移動手段）５、スライダ（台車移動手段）６および制御部１５０を備えるものである。そして、開先検出センサ１４８ａ，１４８ｂが、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の長手方向に沿って架設される走行レール７に懸架される溶接機８の支持台座４ａから垂下された前支持腕４ｂから延設して、溶接トーチ３Ａ，３Ｂ，３Ｃが通る溶接線（開先）の直上に位置するように配置される。溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の検出に際しては、案内腕４ｇを上方に折り曲げ終端検知器１０を溶接線ＷＬ１，ＷＬ２上から退避させた状態で、開先検出センサ１４８ａ，１４８ｂによる溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の検出が行われる。

図１２は、片面溶接装置１による裏当て台車６ａ，６ｂの位置決め作業の第４実施形態の流れを示す図である。
この第４実施形態では、まず、図１３（ａ）に示すように、仮付け定盤にて溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の両端にタブ板Ｗｂを溶接して仮付けされた、３枚の被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を溶接定盤に搬送して、溶接定盤の上に載置された裏当て台車６ａ，６ｂの上に仮搭載する（図１２のステップＳ１）。

そして、片面溶接装置１に設けられた開先検出センサ１４８ａ，１４８ｂによって、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の溶接線ＷＬ１，ＷＬ２が検出されるまで、裏当て台車６ａ，６ｂを移動させる（図１２のステップＳ２）。この被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の検出は、図１３に示す片面溶接装置１の制御部（図１５参照）１４０において、操作部１４１から台車位置決め開始命令が入力されると同時に開始され、開先検出センサ１４８ａ，１４８ｂから、台車移動制御部１４２にセンサアンプ１４７ａ，１４７ｂを介して入力される。
次に、裏当て台車６ａ，６ｂを移動させて、溶接線ＷＬ１，ＷＬ２が、位置決めされた裏当て台車６ａ，６ｂの銅板１９の上に正確に位置するようにする。これによって、図１３（ｂ）に示すように、溶接線ＷＬ１，ＷＬ２が、位置決めされた裏当て台車６ａ，６ｂの銅板１９の上に正確に配置される。

このとき、図１４に示す片面溶接装置１の制御部（位置決め制御手段）１４０においては、開先検出センサ１４８ａ，１４８ｂからセンサアンプ１４７ａ，１４７ｂを介して台車移動制御部１４２に、被溶接材Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の検出の有無が伝達される。そして、台車移動制御部１４２は、裏当て台車６ａ，６ｂの台車部（台車移動部）３の回転体を駆動する走行モータ１４４ａ，１４４ｂに、モータ動作処理部１４３およびサーボドライバ１４５ａ，１４５ｂを介して、駆動信号を伝達する。これによって、裏当て台車６ａ，６ｂが幅方向に移動される。開先検出センサ１４８ａ，１４８ｂが、それぞれ溶接線ＷＬ１，ＷＬ２を検出すると、その溶接線ＷＬ１，ＷＬ２の検出が台車移動制御部１４２に伝達される。このとき、台車移動制御部１４２は、モータ動作処理部１４３およびサーボドライバ１４５ａ，１４５ｂを介して、裏当て台車６ａ，６ｂの移動を停止させる。これによって、図１３（ｂ）に示すように、溶接線ＷＬ１，ＷＬ２が、位置決めされた裏当て台車６ａ，６ｂの銅板１９の上に正確に配置される。これにより、開先検知センサによって前記溶接線を検出したときに前記台車移動部による前記裏当て台車の移動を停止させることによって、裏当て台車の位置決めを行うことができるため、位置決め作業の自動化が可能となり、コスト低減かつ省力化が可能となる。

本発明の片面溶接装置を示す斜視図である。 本発明の片面溶接装置における複数の裏当て台車と被溶接材を示す斜視図である。 本発明の片面溶接装置における裏当て台車の位置決め作業の第１実施形態を説明するフロー図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態の各工程を順を追って示す図である。 第１実施形態に係る片面溶接装置の制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の片面溶接装置における裏当て台車の位置決め作業の第２実施形態を説明するフロー図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態の各工程を順を追って示す図である。 第２実施形態に係る片面溶接装置の制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の片面溶接装置における裏当て台車の位置決め作業の第３実施形態を説明するフロー図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第３実施形態の位置決め作業の主要工程を順を追って説明する図である。 第３実施形態に係る片面溶接装置の制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の片面溶接装置における裏当て台車の位置決め作業の第４実施形態を説明するフロー図である。 （ａ）〜（ｂ）は、第４実施形態の位置決め作業の主要工程を順を追って説明する図である。 第４実施形態に係る片面溶接装置の制御部の構成を示すブロック図である。 第４実施形態における溶接機に設置された開先検出センサの具体例を示す図である。 第２実施形態における開先検出センサと開先検出センサの具体例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、従来の裏当て台車の位置決め作業を順を追って示す図である。

符号の説明

１ 片面溶接装置
２ レール
３ 台車部
４ 土台フレーム
５ 裏当部
６ａ，６ｂ 裏当て台車
７ 走行レール
８ 溶接機
９ パネル移動用転動ローラ
１０ ガイドローラ
１２ａ，１２ｂ 回転体
１９ 銅板
５０ 制御部（位置決め制御手段）
５１ 操作部
５２ 台車移動制御部
５３ モータ動作処理部
５４ａ，５４ｂ 走行モータ
５５ａ，５５ｂ サーボドライバ
５６ａ，５６ｂ 位置検出センサ
８０ 制御部（位置決め制御手段）
８１ 操作部
８２ 台車移動制御部
８３ モータ動作処理部
８４ａ，８４ｂ 走行モータ
８５ａ，８５ｂ サーボドライバ
８６ａ，８６ｂ 位置検出センサ
８７ａ，８７ｂ 開先検出センサ
８８ 台車目標位置算出部
８９ センサアンプ
１０１ａ，１０１ｂ 被溶接材ストッパ
１１０ 制御部（位置決め制御手段）
１１１ 操作部
１１２ 台車移動制御部
１１３ モータ動作処理部
１１４ａ，１１４ｂ 走行モータ
１１５ａ，１１５ｂ サーボドライバ
１１６ａ，１１６ｂ 位置検出センサ
１１７ ストッパ制御部
１４０ 制御部（位置決め制御手段）
１４１ 操作部
１４２ 台車移動制御部
１４３ モータ動作処理部
１４４ａ，１４４ｂ 走行モータ
１４５ａ，１４５ｂ サーボドライバ
１４６ａ，１４６ｂ 位置検出センサ
１４７ａ，１４７ｂ センサアンプ
１４８ａ，１４８ｂ 開先検出センサ
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３ 被溶接材
ＷＬ１，ＷＬ２ 溶接線

Claims (2)

1. 複数の被溶接材を突き合せて各被溶接材の間に並列に形成される複数の溶接線に沿って、被溶接材の裏側に複数の裏当て台車を配置して溶接を行う片面溶接装置であって、
   前記複数の裏当て台車の位置を制御する位置決め制御手段を有し、
   前記位置決め制御手段が、
   前記複数の溶接線と直交する方向に配置されたレール上における前記複数の裏当て台車の位置を検出する位置検出センサと、
   前記位置検出センサによって検出された各裏当て台車の位置に基づいて、各裏当て台車間の距離が、予め入力される前記複数の溶接線の間の距離Ｌになるよう各裏当て台車を移動させる台車移動制御部と、
   を含むことを特徴とする片面溶接装置。
2. 複数の被溶接材を突き合せて各被溶接材の間に並列に形成される複数の溶接線に沿って、被溶接材の裏側に複数の裏当て台車を配置して溶接を行う片面溶接装置であって、
   前記複数の裏当て台車の位置を制御する位置決め制御手段を有し、
   前記位置決め制御手段が、予め入力される被溶接材の一端側と第１の溶接線との間の距離Ｌ１と、前記第１の溶接線と当該第１の溶接線に隣接する第２の溶接線との間の距離Ｌ２とに基づいて、溶接定盤に設けられた被溶接材ストッパの位置を基準として、一端側の被溶接材を載置する裏当て台車と前記被溶接材ストッパとの距離がＬ１に、各裏当て台車間の距離がＬ２となるように各裏当て台車の位置を制御する台車移動制御部を含むことを特徴とする片面溶接装置。

Images