JP6570083B2

JP6570083B2 - 円筒型加工物用溶接装置

Info

Publication number: JP6570083B2
Application number: JP2017176217A
Authority: JP
Inventors: 一浩川元
Original assignee: SHIN-EI INDUSTRIES CO.,LTD.
Current assignee: SHIN-EI INDUSTRIES CO.,LTD.
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2019-09-04
Anticipated expiration: 2037-09-13
Also published as: JP2019051530A

Description

本発明は、円筒型タンク等を製作するときに用いられる溶接装置に関するものである。

一般に、浄水タンク等を製造する場合、ステンレス板等を円筒状に屈曲成形し、ステンレス板の両端を突合せて溶接トーチを手で持って手作業で突合せた継目を溶接した後、開口端に鏡板を同じく手作業で溶接しているが、均一で見映えの良い仕上がり結果を得るには、１０年以上の経験を必要とし、初心者ではよい仕上がり結果を得ることは困難であった。

一方、上記の継目の溶接を非常に高価なブーム式溶接機を用いて行う企業もある。このブーム式溶接機は、直立するポストに水平に動くブームがあり、そのブームの先端に溶接機が取付けられていて、ブームを自動的に円筒の軸方向に繰り出すことにより、軸方向の継目の溶接を行っていた。そして、鏡板との溶接はワーク支持装置のターニングロールを回転させることにより、鏡板と円筒との溶接を行っていた。

特開２００３−２４５７７５号公報

しかし、そのブームの支持構造からしてブームの繰出し機構も含め装置が大型となり、ブームを長く突き出したときには、溶接機の加工の継目溶接線に対する追随が不安定になる等の問題点がある。また、この装置の背後にはブームが後退するための空間を必要とするため、大きな作業空間を必要で、設置コストがかかるという問題があった。

また、最近では多関節ロボットに溶接トーチを取付けて継目溶接をを行うことが提案されているが、大きさの異なる少量のワークを取扱う場合には、最大のワークを処理できる多関節ロボットを用意する必要がある。しかし多関節ロボットは高価であるばかりでなく、取扱に熟練を要するという問題があった。

そこで、サイズの異なるワークの溶接にも対応でき、しかも初心者でも取り扱いが簡単で、仕上がり結果が良い溶接を行うことができる溶接装置の出現が望まれていた。

本発明は、サイズの異なるワークの溶接にも対応でき、しかも、取扱が簡単で、良い仕上がり結果が得られ、既存の設備を併用して比較的安価な円筒型加工物用溶接装置を提供することを課題とするものである。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、請求項1記載の発明は、移動用レール上に自走式台車を設けた横梁と、主パイプ支柱に昇降パイプ支柱を差し込み、支持ピンを昇降パイプ支柱又は昇降パイプ支柱と主パイプ支柱に設けたピン穴に挿入して所定の長さに設定できるように構成した２本の伸縮柱とを備え、前記横梁の一端は、一方の前記伸縮柱の上端に横梁が横方向に開くように枢着し、前記横梁の他端は、他方の伸縮柱の上端に係合装置を介して結合して門型架台を構成し、前記門型架台をターニングロールを備えたワーク支持装置を跨ぐように設置し、前記自走式台車に溶接トーチを設けてワークの継目溶接を行うことを特徴とする円筒型加工物用溶接装置である。

請求項１記載の本発明によれば、溶接は自動走行で行われるので、自走式台車の走行速度を設定することにより、円筒型被加工物（ワーク）の軸方向の継目溶接を、手作業に比べて格段に精度良く行われるので、溶接品質が向上すると共に、溶接スピードが向上する効果がある。また、装置のセッティングさえ完了すれば溶接が自動的に精度良く行われるため、熟練工以外の作業者でも簡単且つ容易に従事することができ、作業効率を向上することができる。また、溶接トーチの先端をワークの端部に対向する位置になるように自走式台車を停止させ、ワーク支持装置のターニングロールを設定速度で回転させることにより鏡板との継目溶接を見映えよく、一様に行うことができる。また、横梁の一端と一方の伸縮柱との係合装置を外して横梁を他方の伸縮柱を軸に回動させ、ワークの上方にある横梁を横に動かすことにより、ワーク支持装置へのワークの設置、搬出を容易にすることができる。また伸縮柱の高さを変更することにより、径の異なるワークの継目溶接を行うことができ、実用上便利重宝な溶接装置を提供することができる。

また、伸縮柱の支持ピンの挿入位置を変えることにより、伸縮柱の高さを変えることができるので、簡単に径の異なるワークの継目溶接に対応することができる。なお、主パイプ支柱と昇降パイプ支柱は、断面が四角形でも六角形のものでもよいが、円形パイプは各種サイズ（口径）のものが揃っており、安価に得られる円形パイプを用いることにより円筒型加工物用溶接装置の製造コストが抑えることができる。

本発明の円筒型加工物用溶接装置の主要部の構成を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。本発明の円筒型加工物用溶接装置の拡大斜視図である。本発明の円筒型加工物用溶接装置の門型架台の一部を截断した拡大正面図である。本発明の円筒型加工物用溶接装置の補助支柱（アタッチメント）の斜視図である。

以下に、図面に基づいて本発明による円筒型加工物用溶接装置の実施形態について説明する。本実施による円筒型加工物用溶接装置は、図１のように移動レール１ａ上に自走式台車２を設けた横梁１と、２本の伸縮柱３，４を備え、前記横梁の一方の端部１ｂは、一方の前記伸縮柱３の上端に枢着し、前記横梁１の他方の端部１ｃは、他方の伸縮柱４の上端に係合装置５を介して結合して門型架台Ａを構成し、前記門型架台Ａをターニングロール６ａ，６ａ，６ａ，６ａを備えたワーク支持装置６（図示せず）を跨ぐように設置し、前記自走式台車２に溶接トーチを設けて円筒型被加工物（ワーク）７の本体７ａの継目Ｐと本体７ａと鉄板７ｂ，７ｂとの継目Ｑ，Ｑの溶接を行うようにしたものである。ワーク７のローラ支持装置６への設置及び搬出の際は、係合装置５を解除した後にクレーンのフックに掛けたロープで横梁１の端部１ｂを支持するようにして図１（ｂ）の想像線で示すように回動させ、開いてワーク７のローラ支持装置６への設置及び搬出を行う。

図２は本発明の円筒型加工物用溶接装置の拡大斜視図で、上記図１と同じ部分は同一符号を付してある。横梁１上を走行する自走式台車２は、走行速度を設定することができ、その設定速度で横梁１上を走行し、手動レバーを操作して起動・停止することができる。そして、自走式台車２には、溶接トーチ２１及び真空掃除機（図示せず）に接続された排煙管２２を設けた溶接ヘッド２３が取付けられている。

溶接トーチ２１には図示しない公知の炭酸ガス供給装置と溶接ワイヤー供給装置から炭酸ガスと溶接ワイヤーが設定量供給される。

排煙管２２は横梁１等に絡まることがないように横梁１上方に張設したケーブル２４を移動する吊具２５によって支持されている。

ワーク支持装置６はターニングロール６ａを２個づつ搭載した2台の支持台６ｂ，６ｂから成り、２台の支持台６ｂ，６ｂはレール６ｃ，６ｃ上をワークの長さに合わせて移動させ、ストッパー６ｄ，６ｄ，６ｄ，６ｄで固定する。またハンドル６ｅを回動してターニングロール６ａ，６ａの間隔を変えることにより、ワーク７の径の大きさに対応することができるように構成されている。

図３は、一部を截断した門型架台Ａの拡大正面図で、伸縮柱３は主パイプ支柱３ａと昇降パイプ支柱３ｂとから成り、主パイプ支柱３ａの下端にはベース３ｃを、上端にフランジ３ｄが設けられている。また、昇降パイプ支柱３ｂの上端に横梁１の支持台３ｅが設けられていて、その支持台３ｅには、横梁１の一端１ｂに設けた軸１ｄ（実施例ではパイプを用いた）が遊嵌されている。

伸縮柱４は、伸縮柱３と同じく主パイプ支柱４ａと昇降パイプ支柱４ｂとから成り、主パイプ支柱４ａの下端にはベース４ｃが、上端には係合装置５を設けたフランジ４ｄが設けられている。また、昇降パイプ支柱４ｂの上部には伸縮柱３に設けた支持台３ｅの下部と同じ位置にフランジ４ｅを設け、更に上端に係合装置５を設けたフランジ４ｆが設けられている。

係合装置５は、フランジ４ｆの下面に設けたＵ字状金具５ａに座金５ｂ及びナット５ｃを取付けたボルト５ｄを枢着して成るもので、横梁１の連結部１ｄに設けたフランジ１ｅの切欠部１ｆに前記ボルト５ｄを挿入し、ナット５ｃを緊締することにより、横梁１の端部１ｃを伸縮柱４の上端に固定させるものである。なお、主パイプ支柱４ａのフランジ４ｄに設けた係合装置５は後述の補助支柱（アタッチメント）の使用時に用いられる。

伸縮柱３，４の高さの調整は、昇降パイプ支柱３ｂ，４ｂに設けたピン穴又は主パイプ支柱３ａ，４ａと昇降パイプ支柱３ｂ，４ｂに設けたピン穴に支持ピン８を挿入して高さの調整を行う。実施例では、主パイプ支柱と昇降パイプ支柱に設けたピン穴９に支持ピン８を挿入して固定するようにし、また、１本の支持ピン８では強度が不足する場合を考慮して２個づつピン穴９を設けたが、１本の支持ピン８で十分であった。なお、建設工事などで用いられるパイプサポートと同じく、昇降パイプ支柱にピン穴を設けるようにすることもできる。

図４は、補助支柱（アタッチメント）の斜視図で、（ａ）は伸縮柱３の上部に連結して使用する補助支柱、（ｂ）は伸縮柱４の上部に連結して使用する補助支柱である。

補助支柱１０は、下部に設けたフランジ１０ａに連結用ボルト穴１０ｂを設け、且つ、補助支柱１０に高さ調整用のピン穴９，９を設けたもので、伸縮柱３の主パイプ支柱３ａの上部にボルトとナットを用いて連結して使用するものである。また、補助支柱１１は、下部に設けたフランジ１１ａに係合装置５のボルト係合用の切欠１１ｂを設け、且つ、補助支柱１１に高さ調整用のピン穴９，９を設けたもので、主パイプ支柱４ａのフランジ４ｄに設けた係合装置５のボルト５ｄを切欠１１ｂに係合させ、ナット５ｂを緊締して主パイプ支柱として使用される。

以上のように構成されるので、本発明の溶接装置によれば、伸縮柱３，４の高さを調整することにより、径の異なるワークに対応することができ、またワーク支持装置６を跨ぐように設置された門型架台Ａの横梁１上に搭載された自走式台車２を、装置のセッティング後起動させれば、ワーク７の軸方向の継目Ｐの溶接を自動的に精度良く行われる。従って熟練工以外の作業者でも簡単かつ容易に溶接作業に従事することができ、作業効率を向上することができる。また、溶接トーチの先端をワーク７の端部に対向する位置になるように自走式台車２を停止させ、ワーク支持装置６のターニングロール６ａを設定速度で回転させることにより、鏡板７ｂとの継目Ｑの溶接を精度良く一様に行うことができる。また、横梁１の端部１ｃと伸縮柱４との係合装置５を解除して横梁１を他方の伸縮柱３を軸に回動させることによりワーク支持装置６へのワーク７の設置、搬出を行うことができ、溶接装置を比較的安価に提供し得ること相俟って実用上、円筒型加工物用溶接装置として使い勝手のよい溶接装置である。

１横梁
１ａ移動レール
２自走式台車
３，４伸縮柱
５係合装置
６ワーク支持装置
６ａターニングロール
７円筒型被加工物（ワーク）
８支持ピン
９ピン穴
１０，１１補助支柱
２１溶接トーチ
２２排煙管
２３溶接ヘッド
２４ケーブル
２５吊具
Ａ門型架台
Ｐ，Ｑ継目

Claims

移動用レール上に自走式台車を設けた横梁と、主パイプ支柱に昇降パイプ支柱を差し込み、支持ピンを昇降パイプ支柱又は昇降パイプ支柱と主パイプ支柱に設けたピン穴に挿入して所定の長さに設定できるように構成した２本の伸縮柱とを備え、前記横梁の一端は、一方の前記伸縮柱の上端に横梁が横方向に開くように枢着し、前記横梁の他端は、他方の伸縮柱の上端に係合装置を介して結合して門型架台を構成し、前記門型架台をターニングロールを備えたワーク支持装置を跨ぐように設置し、前記自走式台車に溶接トーチを設けてワークの継目溶接を行うことを特徴とする円筒型加工物用溶接装置。