JP6626689B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加工材に対して切断、溶接、加熱等の加工を行う加工装置であって、電磁石を利用して走行台車が走行するレールを被加工材に吸着させる際に、段取り時、加工時、加工終了時に対応させて異なる磁力を生じさせるようにした加工装置に関するものである。

造船や橋梁或いは建物等の構造物を製造する場合、被加工材としての鋼板を、切断する切断加工や溶接する溶接加工、或いは線状に加熱する線状加熱加工等の種々の加工が行われている。このような加工は、ガス切断トーチやプラズマ切断トーチ、或いは炭酸ガス溶接トーチやプラズマ溶接トーチ、或いはガス加熱トーチ等のトーチの中から目的の加工に対して最適なトーチを選択し、選択されたトーチを走行台車に搭載して行うのが一般的である。

目的の加工が、鋼板に対する切断加工や溶接加工、或いは線状加熱加工のような場合、目的の加工線に沿ってレールを配置し、このレールに選択されたトーチを搭載した走行台車を載置して走行させるように構成されるのが一般的である。鋼板上に目的の加工線に沿ってレールを配置する場合、加工中にこのレールが位置ずれしてはならない。このため、レールに複数の永久磁石を取り付けておき、レールを目的の加工線に沿って配置した後、永久磁石を作動状態にして磁力を作用させてレールを強固に固定することが行われている。

そして、目的の加工が終了した後は、永久磁石を非作動状態にしてレールを鋼板から引き剥がして次の加工位置に移動させている。このとき、トーチを搭載した走行台車も次の加工位置に移動させている。

永久磁石の作動、非作動は、作業員が永久磁石の側面に配置されたレバーを回動操作することで行うため、この操作が煩雑になるという問題が生じている。即ち、加工位置の変更を行う際には、目的の加工に最適なトーチを搭載した走行台車の移動と、レールの移動を行う必要がある。走行台車に搭載したトーチには複数のホース類が接続されており、走行台車にもコード類が接続されているため、これらのホース類やコード類を捌きながらレールも移動することとなり、この作業を行う際に永久磁石の操作を行うことが煩雑となる。

また、レールを目的の加工線に沿って配置する際に、レールの位置や方向を微調整することがある。しかし、永久磁石が作動している状態では吸着力が強すぎて僅かな力でレールを動かすことができず、永久磁石が非作動状態ではレールが動きすぎてしまい、微調整を行うことが困難であるという問題もある。

本発明の目的は、レールを移動する際の操作を簡単にし、レールの位置を調整する作業を容易に行うことができる加工装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る加工装置は、被加工材に配置されたレールと、前記レールを被加工材に吸着させる電磁石と、駆動モータによって駆動され前記レールに沿って走行する走行台車と、前記走行台車に搭載された加工トーチと、前記走行台車の前記レールに沿った走行限界を検出して信号を発生する走行限検出センサと、電源スイッチ及び前記走行台車の走行を開始させる走行開始スイッチと、を有する操作部と、前記電磁石を、前記電源スイッチの投入に応じて第１の磁力を生じさせ、前記走行開始スイッチの投入に応じて第２の磁力を生じさせ、前記走行限検出センサからの信号に応じて前記走行台車の走行を停止させると共に磁力の発生を停止させ、所定時間が経過する間磁力の発生を停止させた後、前記第１の磁力を生じさせるように制御する制御部と、を有して構成されるものである。

上記加工装置に於いて、前記制御部は、前記電磁石を、前記第１の磁力は定格出力の磁力よりも小さく、前記第２の磁力は略定格出力の磁力であり、前記電磁石が第１の磁力で被加工材に吸着しているときは小さい引き剥がし力を作用させて引き剥がし可能で、前記第２の磁力で被加工材に吸着しているときは小さい剥がし力を作用させて引き剥がし不能であるように制御することが好ましい。

また、上記何れかの加工装置に於いて、前記被加工材は、略直角に配置された被加工材の内の一方の被加工材であり、前記レールは該一方の被加工材に配置されていることが好ましい。

本発明に係る加工装置は、レールを鋼板からなる被加工材に吸着させる際に、電磁石の吸着力を、走行台車に設けた電源スイッチを投入したとき、走行台車の走行を開始させる走行開始スイッチが投入されたとき、走行台車が走行限検出センサによって走行限を検出したとき、に対応させて変化させることができる。即ち、目的の加工の段取りを行っている間は比較的小さい第１の磁力を作用させ、目的の加工を実施する際には大きい第２の磁力を作用させ、目的の加工が終了したときには磁力の発生を停止させることができる。

このため、目的の加工を実施しているとき、レールは第２の磁力で被加工材に対し強固に吸着して位置がずれるようなことがなく、目的の加工が終了すると磁力の発生を停止されてレールの被加工材に対する吸着が解除され、作業員は加工装置の重量程度の力によって移動させることができる。このため、加工線に沿った正確な加工を行うことができ、且つレールを移動させる際の作業を容易に行うことができる。

また、電源が投入されたとき、レールは比較的小さい第１の磁力を作用させて被加工材に吸着する。このときの吸着力は、加工を実施する際の吸着力よりも小さく、作業員が引きはがそうとしたとき、小さい力で引き剥がすことが可能な程度に設定されている。このため、目的の加工を行うためにレールを目的の加工線に沿って配置する際に、作業員は小さい力で容易に配置位置の調整を行うことができる。

特に、加工装置が、２枚の被加工材が略直角に配置され、水平面に対し略垂直方向に配置された交差部に対する隅肉上進溶接する溶接装置である場合、レールを一方の被加工材の表面に吸着させて目的の加工を実施するのに有利である。即ち、加工装置を略垂直に自立させた状態で段取りを行う必要があるが、このとき、比較的小さい第１の磁力が作用して被加工材に吸着しているため、吸着した位置で自己保持することができ、且つレールの配置位置を調整する際にも小さい力で容易に行うことができる。

加工装置の実施例としての溶接装置の全体構成を説明する斜視図である。 溶接装置の正面図である。 溶接装置の左側面図である。 溶接装置の背面図である。 溶接装置の平面図である。 溶接を実施している状態を説明する図である。 制御系のブロック図である。 タイミングチャートである。

以下、本発明に係る加工装置について説明する。本発明に係る加工装置は走行台車が走行するレールを電磁石によって被加工材に吸着させている。このため、被加工材としては電磁石が吸着し得る鋼板や一部のステンレス鋼板等に限定される（以下単に「鋼板」という）。本発明に於いて、電磁石はレールを鋼板に吸着させるものであるが、この電磁石が加工装置のどの部位に取り付けられるかを限定するものではなく、レールに直接取り付けても良く、またレールに固定したブラケット状の部材に取り付けても良い。

また、本発明に於いて、加工装置に於ける電磁石の取り付け位置を限定するものではない。即ち、加工装置が目的とする加工条件に対応してレールの形状、鋼板に対する配置位置等の配置条件も異なるため、電磁石は夫々の条件に対応させて最適な位置に取り付けることが好ましい。例えば、加工装置が走行台車を水平方向に走行させる過程で目的の加工を行う場合、レールは水平方向に配置されることとなり、該レールの長手方向を適宜の間隔で分割した位置に夫々電磁石を配置することが好ましい。また、加工装置が走行台車を垂直方向に走行させる過程で目的の加工を行う場合、レールは垂直方向に配置されることとなり、該レールの下方の端部側に電磁石を配置することで良い。

また、本発明に於いて、電磁石の吸着力の大きさを限定するものではない。即ち、電磁石の定格出力の磁力の大きさ（第２の磁力）は、加工装置が目的とする加工条件（例えばレールを略垂直に起立させて走行台車を上下方向に移動させる過程で目的の加工を行うのか、レールを略水平方向に配置して行うのか）、走行台車及び搭載するトーチの重量、或いは重心の位置等の条件に応じて適宜設定すべきである。

また、第２の磁力よりも小さい第１の磁力の大きさも、第２の磁力の大きさと同様に、目的の加工条件や、加工装置の重量等に応じて適宜設定すべき値である。しかし、目的の作業のために加工装置の移動や段取りを行う際に、作業員が小さい力で鋼板からレールを引き剥がすことが可能で、且つ鋼板に沿ってずらすことが可能な程度の大きさであることが好ましい。

以下説明する本実施例に於いて、加工装置は、互いに直角に交差し且つ略垂直方向に配置された２枚の鋼板１、２の隅部３を、下方から上方に向けて上進溶接するための溶接装置Ａとして構成されている。

しかし、本発明に係る加工装置は、本実施例の上進溶接するための溶接装置Ａにのみ限定するものではなく、水平方向に配置された被加工材に対して溶接する溶接装置として構成することが可能である。更に、水平方向に配置された被加工材に対して切断する切断装置として、或いは水平方向に配置された被加工材に対して線状に加熱する線状加熱装置として構成することも可能である。

図６に示すように、溶接装置Ａは、略直角に配置された一方の鋼板１の表面を走行面１ａとし、他方の鋼板２の表面を案内面２ａとし、案内面２ａに案内されて走行面１ａを走行しつつ、鋼板１、２の隅部３に溶接を行うように構成されている。しかし、必ずしも隅肉溶接のみを行うものではなく、鋼板１又は鋼板２に更に他の鋼板を突き合わせる突合せ部に対する溶接することも可能である。

鋼板１、２は共に略垂直方向に起立した状態で互いに略直交して配置されており、隅部３は縦方向に構成され且つ略直角に配置されている。そして、溶接装置Ａは、隅部３に対し下方から上方に向かって溶接する上進溶接を行うように構成されている。また、走行台車１１は走行面１ａに直接接触することなく走行し得るように構成されている。

溶接装置Ａは、一方の鋼板１の走行面１ａに配置したレール１０に沿って（矢印ａ、ｂ方向）に走行する走行台車１１を有している。この走行台車１１には、他方の鋼板２の案内面２ａに対し接近又は離隔する方向（矢印ｃ、ｄ方向）に摺動する摺動部材１２が配置されている。摺動部材１２には、先端に案内面２ａと当接する当接部材１３が配置され、所定位置に溶接トーチ１４を支持するトーチホルダー１５が配置されており、摺動部材付勢部材１６によって当接部材１３を案内面２ａに当接させる方向に付勢されている。

レール１０は板状のレール本体１０ａを有しており、該レール本体１０ａの表面１０ｂ（レール１０を走行面１ａに配置したとき、走行面１ａと対向する面の反対側の面、以下同じ）には略全長にわたってラック２０ｂが取り付けられている。また、レール１０の裏面１０ｃ（レール１０を走行面１ａに配置したとき、走行面１ａと対向する面、以下同じ）には全長にわたって溝形鋼からなる補強部材１０ｄが固着されている。また、レール本体１０ａの幅方向の両側は表裏面ともにテーパ状に形成されたレール部１０ｅが形成されている。

走行台車１１は板状の台車本体１１ａを有しており、表面側に摺動部材１２、レール１０に取り付けたラック２０ｂと噛合するピニオン２０ａを有するモータ２０、が夫々移動可能に配置されている。また裏面には、レール本体１０ａの幅方向の両端部に形成されたレール部１０ｅを挟持し得るように複数（本実施例では４個）のローラ１１ｂが配置されている。従って、走行台車１１は、台車本体１１ａのローラ１１ｂによってレール本体１０ａのレール部１０ｅを挟持することで、レール１０に沿って矢印ａ、ｂ方向に走行することが可能である。

台車本体１１ａの表面には、レール１０に設けたラック２０ｂの配置方向（矢印ａ、ｂ方向）とは略直交する方向（矢印ｃ、ｄ方向）に直線移動用のガイド部材２２が配置されており、このガイド部材２２に摺動部材１２が取り付けられている。摺動部材１２は、固定片１２ａと、該固定片１２ａから起立した起立片１２ｂを有しており、固定片１２ａがガイド部材２２に固定されている。

また、起立片１２ｂには台車本体１１ａの表面に対して直交する方向に調整ねじ１２ｄが配置されており、調整ねじ１２ｄに対して直交する方向（矢印ｃ、ｄ方向）に配置され該調整ねじ１２ｄの操作に伴って台車本体１１ａに離隔又は接近するように構成された調整ねじ１２ｅが配置されている。そして、調整ねじ１２ｅに取り付けたブラケット１５ａにトーチホルダー１５が取り付けられている。従って、調整ねじ１２ｄ、１２ｅを操作することによってトーチホルダー１５の台車本体１１ａに対する位置を調整することが可能である。

また、摺動部材１２からレール１０に沿って一方の方向側（矢印ｂ方向側）にアーム１２ｃが突設され、該アーム１２ｃの先端に当接部材１３が配置されている。摺動部材１２は摺動部材付勢部材１６によって、アーム１２ｃの先端に配置した当接部材１３が案内面２ａに対して圧接する方向（本実施例では矢印ｃ方向）に付勢されている。摺動部材付勢部材１６の構造は特に限定するものではなく、引張ばねや圧縮ばね或いはエアシリンダー等の付勢機能を有するものを利用することが可能である。

本実施例では、摺動部材付勢部材１６として引張ばねを用いている。このため、摺動部材１２と走行台車１１の台車本体１１ａに夫々フックが形成されており、これらのフックの間に摺動部材付勢部材１６を構成する引張ばねを張り渡すことで、摺動部材１２を矢印ｃ方向に付勢し得るように構成されている。

トーチホルダー１５は、溶接トーチ１４を目的の溶接部位に対し最適な姿勢に調整して保持するものである。このトーチホルダー１５は、ブラケット１５ａを介して調整ねじ１２ｅに取り付けられると共に、該ブラケット１５ａに対し回動可能に且つ所望の回動位置で固定し得るように構成されている。

従って、溶接トーチ１４を保持したトーチホルダー１５を所望の角度に回動して固定すると共に、調整ねじ１２ｄ、１２ｅを操作して矢印ｃ、ｄ方向、及び台車本体１１ａに対して離隔又は接近する方向の寸法を調整することで、目的の溶接部位に対する溶接トーチ１４の角度や離隔距離を含む姿勢を最適な状態に調整して保持することが可能である。

アーム１２ｃは先端に配置された当接部材１３を保持する機能を有するものである。そして、溶接作業を行う際には、当接部材１３が案内面２ａに当接した状態を保持することで、溶接トーチ１４と目的の溶接部位との位置関係を保持することが可能である。溶接を行っている間、当接部材１３は案内面２ａと当接した状態を保持して移動することとなるため、移動に際しての抵抗の小さいものであることが好ましい。このような当接部材１３として、回転可能なローラや、摩擦係数の小さいブロック状のものを用いることが可能である。

本実施例では、アーム１２ｃの先端に回転可能に取り付けたローラによって当接部材１３を構成している。また、当接部材１３の周囲にはカバー１３ａが設けられており、該カバー１３ａによって、溶接トーチ１４による溶接時に発生する熱の影響を避けるように構成されている。

前述したように、溶接トーチ１４の姿勢はトーチホルダー１５の回動によって調整し得るものであり、溶接部位に対応させる位置は摺動部材１２を構成する調整ねじ１２ｄ、１２ｅの操作、によって調整し得るものである。そして、走行台車１１のレール１０に沿った矢印ｂ方向への移動限界は、姿勢を調整した溶接トーチ１４によって目的の溶接部位（例えば隅部３）の最端部（最下端部）に対し確実な溶接を行える位置に設定されている。

このため、アーム１２ｃは形状を限定するものではないが、目的の溶接部位に対して溶接トーチ１４による溶接を行う際に支障を来すことのない形状を有している。即ち、アーム１２ｃは、溶接トーチ１４による溶接時の熱影響を可及的に回避し得るように、棒状の部材を屈折させた形状を有している。そして、走行台車１１が矢印ｂ方向への走行限界に到達したとき、アーム１２ｃは加工装置Ａの設置面（後述する支持部材２５を構成する支持片２５ｂの底面）よりも上方にあり、溶接トーチ１４の先端部分の位置と当接部材１３の位置とが、図４に示す側面視で略重なり、且つ図５に示す平面視で互いに離隔するような形状と寸法に設定されている。

上記の如く構成された摺動部材１２では、トーチホルダー１５とアーム１２ｃが共に摺動部材１２に配置されている。そして、トーチホルダー１５は調整ねじ１２ｄ、１２ｅの操作に応じて摺動部材１２からの出入り寸法が調整可能であるものの、アーム１２ｃは摺動部材１２に固定されている。このため、溶接トーチ１４の姿勢や出入り寸法を調整した場合、この調整によって溶接トーチ１４は当接部材１３に対する姿勢や出入り寸法が変動することになる。従って、溶接トーチ１４と当接部材１３は調整後の関係位置を変更することなく、両者が共に矢印ｃ、ｄ方向に移動することが可能である。

摺動部材１２が摺動部材付勢部材１６によって矢印ｃ方向に付勢されているため、当接部材１３は常に案内面２ａに圧接することとなる。このため、走行面１ａにレール１０を配置したとき、該レール１０が案内面２ａに対し僅かに角度を有するような場合（レール１０と隅部３が平行でない場合）でも、溶接トーチ１４を案内面２ａに沿って案内することが可能である。即ち、走行台車１１がレール１０に沿って走行するのに伴って案内面２ａから離隔又は接近するような場合でも、当接部材１３が案内面２ａに圧接した状態を保持するため、溶接トーチ１４は当接部材１３との位置関係を保持することが可能となる。

従って、鋼板１、２に対する溶接を行うに際し、走行台車１１がレール１０に沿って走行したとき、該レール１０が案内面２ａに対し平行に設置されているか否かに関わらず、溶接トーチ１４を案内面２ａに沿って平行に移動させることが可能である。

走行台車１１の表面には、摺動部材１２用のガイド部材２２と平行に、モータ２０の直線移動用のガイド部材２３が配置されている。このガイド部材２３にはモータベース２０ｃが取り付けられ、該モータベース２０ｃにモータ２０が固定されている。また、走行台車１１の台車本体１１ａに於けるモータベース２０ｃと対応する位置には、モータ２０の軸を貫通させると共に、モータ２０の移動に伴う軸の移動を許容するための穴１１ｃ（図６参照）が形成されている。

上記の如く、モータ２０は矢印ｃ、ｄ方向に移動可能に構成されており、矢印ｄ方向への移動に伴ってピニオン２０ａをラック２０ｂに対して噛合させ、矢印ｃ方向への移動に伴ってピニオン２０ａのラック２０ｂに対する噛合を解除することが可能である。本実施例では、モータ２０は通常はピニオン付勢部材２１によって矢印ｄ方向に付勢され、ピニオン２０ａはラック２０ｂに噛合した状態を保持している。

ピニオン付勢部材２１はピニオン２０ａをラック２０ｂに付勢することが可能なものであれば良いが、本実施例では、摺動部材１２の摺動部材付勢部材１６と同様に、引張ばねを用いている。このため、モータベース２０ｃと台車本体１１ａに夫々フックが形成されており、これらのフックの間に引張ばねが張り渡されて、モータベース２０ｃを矢印ｄ方向に付勢している。

また、走行台車１１の台車本体１１ａであって、モータ２０から所定寸法離隔した位置にバー２４が起立している。このバー２４は、ピニオン２０ａのラック２０ｂに対する噛合を解除する際に、モータ２０を矢印ｃ方向に移動させるときに作業員が利用するためのものである。このため、バー２４は、例えば、手でバー２４を支持すると共にモータ２０を支持し、該モータ２０をバー２４側に引き寄せることが容易に行える程度の位置に配置されている。本実施例では、作業員が右手のみでモータ２０をバー２４に引き寄せることが可能な程度の寸法に設定している。

上記の如く、モータ２０の近傍にバー２４を配置しておくことで、ピニオン付勢部材２１の付勢力に抗してモータ２０をモータベース２０ｃごとバー２４側に移動させるという簡単な操作でピニオン２０ａのラック２０ｂに対する噛合を解除することが可能となる。このため、目的の溶接部位に対する溶接作業が終了した後、走行台車１１を溶接終了位置から退避位置に移動させたり、初期位置に復帰させる作業を容易に行うことが可能である。

溶接装置Ａは、レール１０を起立した鋼板１の走行面１ａに沿って配置され、このレール１０に沿って走行台車１１が上方に向けて走行して上進溶接を行うように構成されている。従って、走行台車１１に配置された溶接トーチ１４やモータ２０は片持ち状に突出することとなり、溶接装置Ａの姿勢の安定性を確保することが必要となる。

このため、レール１０の一方の端部側（矢印ｂ方向の下端側）には、溶接装置Ａを安定した状態で支持するための支持部材２５が設けられている。この支持部材２５は、溶接装置Ａ全体を安定して支持し得るものであれば良いが、溶接を実行する際に溶接トーチ１４の移動を邪魔してはならない。このため、溶接装置Ａの安定性を実現すると共に溶接トーチ１４による作業に支障のない限り、支持部材２５の構造や形状を限定するものではない。

本実施例に於いて、支持部材２５は、図３に示すように、レール１０の裏面１０ｃに固着した補強部材１０ｄに固定された固定片２５ａと、該固定片２５ａに対し直交する方向に形成された支持片２５ｂとを有するＬ字状に形成されている。特に、支持片２５ｂは、溶接トーチ１４、モータ２０を搭載した走行台車１１の重心のレール１０からの寸法よりも充分に大きい寸法を有している。

支持部材２５の固定片２５ａには、レール１０を鋼板１の走行面１ａに吸着させるために複数（本実施例では上下方向に２個）の電磁石３０が設けられている。即ち、固定片２５ａには、取付座２６が設けられており、該取付座２６に電磁石３０が固定されている。各電磁石３０には夫々ターミナル３０ａが設けられており、該ターミナル３０ａと後述する操作盤３５に設けたターミナル３５ｇが電気的に接続されると共に図示しない出力アンプを介して後述する制御装置３６の出力部と接続されている。

また、電磁石３０の溶接トーチ１４側の側面にはカバー３１が設けられており、該カバー３１によって溶接トーチ１４から放射される熱を遮断し得るように構成されている。

レール１０の他方側の端部（矢印ａ方向の上端部）には、ハンドル２７が配置されている。このハンドル２７は、溶接装置Ａを移動させる際に作業員が把持するためのものである。

また、走行台車１１の台車本体１１ａの矢印ａ方向の端部には走行限検出センサ３３ａが配置されている。走行限検出センサ３３ａは走行台車１１の上方への走行限界を検知するものである。特に、走行限検出センサ３３ａはラック２０ｂの矢印ａ方向に配置したストッパー２０ｄと接触して上昇限に到達した信号を発生する。

ストッパー２０ｄはラック２０ｂに於ける所望の位置に固定し得るように構成されている。このため、溶接トーチ１４が目的の溶接部に於ける上端部に到達した位置に対応させてストッパー２０ｄをラック２０ｂに固定することで、走行台車１１の上昇限を設定することが可能である。

走行台車１１の台車本体には操作盤３５が設けられている。操作盤３５の表面には、電源スイッチ３５ａ、走行開始スイッチとなる押ボタンスイッチ３５ｂ、走行台車１１の走行方向を指示する方向指示スイッチ３５ｃ、速度設定ダイヤル３５ｄ、溶接トーチ１４に対する制御信号を授受するためのコネクタ３５ｅ、工場電源と接続するためのコネクタ３５ｆ、電磁石３０のターミナル３０ａと接続するためのターミナル３５ｇが夫々配置されている。

また、操作盤３５の内部には、加工装置Ａを構成する走行台車１１の走行、溶接トーチ１４の作動、電磁石３０の作動を制御する制御装置３６が配置されている。この制御装置３６は、図７に示すように、ＣＰＵ３６ａと、記憶部３６ｂと、入力部３６ｃと、出力部３６ｄを有して構成されている。

記憶部３６ｂには図８に示すタイムチャート、及び電磁石３０、駆動モータ２０、溶接トーチ１４の夫々の動作プログラムが記憶されている。そして、入力部３６ｃを介してＣＰＵ３６ａに電源スイッチ３５ａ、押釦スイッチ３５ｂ、走行限検出センサ３３ａ、タイマーからの信号が入力したとき、入力した信号に応じて、電磁石３０、駆動モータ２０、溶接トーチ１４の動作を制御することが可能である。

入力部３６ｃには電源スイッチ３５ａ、押ボタンスイッチ３５ｂ、走行限検出センサ３３ａが接続され、発生した信号をＣＰＵ３６ａに伝達する。また、出力部３６ｄには電磁石３０、駆動モータ２０、溶接トーチ１４が接続され、入力信号に対応した動作信号が伝達される。

記憶部３６ｂに記憶されたタイムチャートについて説明する。即ち、電源スイッチ３５ａがｏｆｆのときには電磁石３０は磁力の発生を停止しており、吸着力は発生していない。この状態では、作業員は加工装置Ａを容易に所望の位置に移動させることが可能である。

電源スイッチ３５ａが操作されると、この操作に伴ってｏｎ信号が発生する。電源スイッチ３５ａがｏｎになると、電磁石３０は第１の磁力が生じる。前述したように第１の磁力の大きさを限定するものではないが、本実施例では定格出力の磁力の約６５％の磁力を生じさせるようにしている。このとき、加工装置Ａは鋼板１に対し定格出力の磁力での吸着力よりも小さい力で吸着し、作業員が小さい力で引き剥がすことが可能である。

押ボタンスイッチ３５ｂが押し操作されると、この操作に伴ってｏｎ信号が発生する。押ボタンスイッチがｏｎになると、電磁石３０は第２の磁力が生じる。この第２の磁力は電磁石３０の定格出力である１００％の磁力が生じ、レール１０（加工装置Ａ）は強固に鋼板１に吸着する。このように、電磁石３０が１００％の磁力を生じて鋼板１に吸着したとき、作業員が簡単に引き剥がすことは困難となり、レール１０或いは走行台車１１に外力が作用しても簡単に位置ずれを生じることがない。このため、正確な加工を行うことが可能である。

押ボタンスイッチ３５ｂのｏｎ信号による電磁石３０の作動と同時に、溶接トーチ１４に対する溶接開始指令がされる。予め記憶部３６ｂには溶接開始指令を起点とする溶接プログラムが記憶されており、この溶接プログラムに基づいて溶接トーチ１４に対し、通電が開始されると共に必要なガス（例えば炭酸ガス或いは窒素ガス）の供給が開始される。

押ボタンスイッチ３５ｂのｏｎ信号による電磁石３０，溶接トーチ１４の作動と同時に、駆動モータ２０に対する回転開始指令がされる。この回転開始指令に基づいて駆動モータ２０の回転が開始し、走行台車１１はレール１０に沿って上昇する。

走行限検出センサ３３ａがストッパー２０ｄに接触すると、この接触に伴ってｏｎ信号が発生する。走行限検出センサ３３ａがｏｎになると、駆動モータ２０の回転が停止し、溶接トーチ１４はｏｎ振動と同時に或いは所定のクレーター処理を行った後停止し、電磁石３０は磁力の発生を停止する。このため、加工装置Ａは鋼板１の走行面１ａに吸着することなく、支持部材２５の支持片２５ｂに支持される。従って、作業員は加工装置Ａの重量を負担するのみで運搬することが可能である。

上記の如く構成された溶接装置Ａによって図１に示すように、略直角に配置された鋼板１、２の隅部３に対する溶接を行う際の手順について簡単に説明する。先ず、電源スイッチ３５ａをｏｆｆの状態にし、ハンドル２７を把持して溶接装置Ａを目的の溶接部位である隅部３の近傍まで運搬し、支持部材２５を支持面に接触させて当接部材１３を案内面２ａに当接させる。

電源スイッチ３５ａをｏｎとして電磁石３０に第１の磁力を生じさせ、鋼板１の走行面１ａに小さい力で吸着させる。そして、当接部材１３の案内面２ａに対する当接状態を保持しつつ、摺動部材１２が矢印ｃ、ｄ方向の摺動範囲の略中間に位置するようにレール１０の位置を調整すると共に、目的の加工線となる隅部３に可及的に平行となるように調整する。このとき、電磁石３０が第１の磁力で鋼板１の走行面１ａに吸着しているので、レール１０の位置を調整する際に小さい力で微調整することが可能である。

溶接装置Ａを固定した後、調整ねじ１２ｄ、１２ｅ及び保持部１５ｂを操作して溶接トーチ１４を隅部３を溶接するのに適した姿勢に設定する。このとき、当接部材１３は案内面２aに対する当接状態を保持しているので、当接部材１３と溶接トーチ１４の位置関係が設定されることとなる。また、隅部３に対する溶接の上端部に対応させて、ストッパー２０ｄの位置を調整し、ラック２０ｂに固定する。

次いで、モータ２０をバー２４側に引き寄せることで、ピニオン２０ａのラック２０ｂに対する噛合を解除し、走行台車１１を下降させて溶接トーチ１４を溶接開始位置である隅部３の下端部に対向させ、この位置でピニオン２０ａをラック２０ｂに噛合させる。以上の操作で加工装置Ａによる隅部３に対する溶接の段取りが終了する。

次に、押ボタンスイッチ３５ｂを押し操作すると、この操作に応じて電磁石３０が定格出力の磁力の１００％である第２の磁力を生じ、走行面１ａに強固に吸着する。電磁石３０が第２の磁力で走行面１ａに吸着することで加工装置Ａに外力が作用した場合でも簡単に位置ずれすることがなく、当初の設定位置を保持することが可能である。

また、押ボタンスイッチ３５ｂの押し操作に伴って、溶接トーチ１４が作動を開始すると共に駆動モータ２０が回転を開始する。これにより、溶接トーチ１４による隅部３に対する溶接が開始し、走行台車１１が所定の溶接速度で矢印ａ方向に走行（上昇）し、この過程で隅部３に対する溶接が行われる。

走行台車１１が上昇して走行限検出センサ３３ａがストッパー２０ｄに接触すると、走行限検出センサ３３ａから走行台車１１が上昇限に到達した旨の信号が発生する。この信号に基づいて、電磁石３０が磁力の発生を停止し、駆動モータ２０の回転が停止して走行台車１１の矢印ａ方向への走行が停止する。溶接トーチ１４は、走行限検出センサ３３ａから発生した信号と同時に、或いは予め設定されたクレーター処理を行った後、作動が停止する。

上記の如くして、隅部３に対する溶接が終了する。電磁石３０は走行限検出センサ３３ａから発生した信号を起点とする時間ｔが経過する間磁力の発生を停止した状態を保持する。従って、作業員による溶接終了箇所から加工装置Ａを運搬する際に電磁石３０による負荷が生じることがなく、加工装置Ａの重量分の負担で容易に運搬することが可能となる。

電源スイッチ３５ａがｏｎを保持した状態で、走行限検出センサ３３ａからの信号を起点とする時間ｔが経過した後、電磁石３０には第１の磁力が生じる。従って、加工装置Ａの運搬が終了して新たな溶接位置にある場合には、対応する鋼板１の走行面１ａに対し、第１の磁力で吸着することとなる。

走行限検出センサ３３ａから発生した信号を起点とする時間ｔの長さは限定するものではなく、加工装置Ａによる目的の可能の段取り作業の内容などの条件に対応させて適宜設定することが好ましい。

上記した一連の作業を行うことで、目的の溶接を行うことが可能である。そして、溶接装置Ａを次の溶接部位に運搬して新たな溶接を行う場合、既に行った溶接と同じ条件の隅部で当接部材１３と溶接トーチ１４との位置関係が同じであれば、改めて調整する必要がなく、直ちに溶接を行うことが可能である。

尚、鋼板２の端部に他の鋼板を突合せ溶接する場合には、トーチホルダー１５を操作して溶接トーチ１４を案内面２ａに対し略垂直になるように姿勢を調整することで良い。

本発明に係る加工装置Ａは、必ずしも上進溶接にのみ適用されるものではなく、目的の加工部位が水平面内に存在する場合でも利用することが可能である。

Ａ 溶接装置
１、２ 鋼板
１ａ 走行面
２ａ 案内面
３ 隅部
１０ レール
１０ａ レール本体
１０ｂ 表面
１０ｃ 裏面
１０ｄ 補強部材
１０ｅ レール部
１１ 走行台車
１１ａ 台車本体
１１ｂ ローラ
１１ｃ 穴
１２ 摺動部材
１２ａ 固定片
１２ｂ 起立片
１２ｃ アーム
１２ｄ、１２ｅ 調整ねじ
１３ 当接部材
１３ａ カバー
１４ 溶接トーチ
１５ トーチホルダー
１５ａ ブラケット
１６ 摺動部材付勢部材
２０ モータ
２０ａ ピニオン
２０ｂ ラック
２０ｃ モータベース
２０ｄ ストッパー
２１ ピニオン付勢部材
２２、２３ ガイド部材
２４ バー
２５ 支持部材
２５ａ 固定片
２５ｂ 支持片
２６ 取付座
２７ ハンドル
３０ 電磁石
３０ａ、３５ｇ ターミナル
３１ カバー
３３ａ 走行限検出センサ
３５ 操作盤
３５ａ 電源スイッチ
３５ｂ 押ボタンスイッチ
３５ｃ 方向指示スイッチ
３５ｄ 速度設定ダイヤル
３５ｅ、３５ｆ コネクタ
３６ 制御装置
３６ａ ＣＰＵ
３６ｂ 記憶部
３６ｃ 入力部
３６ｄ 出力部

Claims (3)

1. 被加工材に配置されたレールと、
   前記レールを被加工材に吸着させる電磁石と、
   駆動モータによって駆動され前記レールに沿って走行する走行台車と、
   前記走行台車に搭載され被加工材に対して目的の加工を行うトーチと、
   前記走行台車の前記レールに沿った走行限界を検出して信号を発生する走行限検出センサと、
   電源スイッチ及び前記走行台車の走行を開始させる走行開始スイッチと、を有する操作部と、
   前記電磁石を、前記電源スイッチの投入に応じて第１の磁力を生じさせ、前記走行開始スイッチの投入に応じて第２の磁力を生じさせ、前記走行限検出センサからの信号に応じて前記走行台車の走行を停止させると共に磁力の発生を停止させ、所定時間が経過する間磁力の発生を停止させた後、前記第１の磁力を生じさせるように制御する制御部と、
   を有することを特徴とする加工装置。
2. 前記制御部は、前記電磁石を、前記第１の磁力は定格出力の磁力よりも小さく、前記第２の磁力は略定格出力の磁力であり、前記電磁石が第１の磁力で被加工材に吸着しているときは小さい引き剥がし力を作用させて引き剥がし可能で、前記第２の磁力で被加工材に吸着しているときは小さい引き剥がし力を作用させて引き剥がし不能であるように制御することを特徴とする請求項１に記載した加工装置。
3. 前記被加工材は、略直角に配置された被加工材の内の一方の被加工材であり、前記レールは該一方の被加工材に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載した加工装置。

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