JPH012780A - 円周自動溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は５円周自動溶接装置、例えば、金属板を貫通
して取り付けられる管と上記金属板との接合部の溶接を
自動的に行う円周自動溶接装ｂ：に関するものである。

〔従来の技術〕

第８図及び第９囚に示すものは、昭和６８年６月発行の
三菱電機カタログに示されている従来の円周溶接装置と
、その芯出し作業及び円周シール溶接作業とを示す説明
図である。

図において、符号（１）は金属板、（２）は金属板（１
）を負通しその接合部（３）を溶接して取り付けられる
管、（４）は溶接ヘッド、（５）は溶接ヘッド（４）の
軸心に設けられている芯出しロッド、（６）は溶接ヘッ
ド（４）の軸心に対して偏心して設けられており、かつ
、その軸心を中心として回転する電極、例えば、タング
ステン電極、（７）は溶接金属であるワイヤ（８）を電
極（６）に近接して案内し電極と共に回転するワイヤガ
イド、（８ａ）はワイヤ（８）を巻（・て保有している
ワイヤリール、（９）は溶接ヘッド（４）を所定の高さ
に留めるバランサ＋、（１０）はワイヤロープである。

なお、第９図において、符号（Ａ）は回転する部分であ
シ、（Ｂ）は回転しない部分である。

次にこの従来装置の作業方法について説明する。

被溶接物である金属板（１）と管（２）とが仮付けされ
た状態で固定されており、バランサー（９）のワイヤロ
ープ（１ｏ）に宙吊りされている溶接ヘッド（４）の先
端に芯出しロッド（５）が取り付けられている。

芯出しに際しては、芯出しロッド（５）を被溶接物の溶
接位置に人手によシ位置決めし、次いで、芯出しロッド
（６）を管（２）に差し込んで、溶接−・ラド（４）の
軸心な管（２）の軸心と合わす。

次に、電極（６）が溶接位置にきた状態で止め、芯出し
ロッド（５）の中心すなわち溶接ヘッド（４）の軸心を
中心として電極（６）を旋回させると共にワイヤガイド
（７）からワイヤ（８）を送シ出して、管（２）と金属
板（１）との接合部（３）を円周シール浴接する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、円周溶接作業の芯出し及び溶接ヘッド位置決め等
の作業は、上記のように、全て人手によって行っていた
ので、作業者が１名確実に拘束されていた。また１人手
による芯出し作業のため、芯出し精度のばらつきがあり
、従って、品質面でも均一性に乏しく良好ではなく、ま
た、溶接時も人が介在しなければならず、従って、作業
費の高騰と共に安全面でも十分な安全性が得られないと
いう問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、人手を介入させることな（、芯出し作業及
び円周溶接作業を自動でできる円周自動溶接装置を得る
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕　　′この発明に係る
円周自動溶接装置は、その溶接ヘッドに、その軸心に対
して偏心しかつその軸心を中心として回転する電極及び
ワイヤ供給装置を備えていると共・に、溶接ヘッドを３
次元方向に移動可能に制御されるように構成しており、
かつ、溶接ヘッドには、直径上の管径面の位置を検出し
てその管の中心を算出するように構成されている位酢検
出センサが、上記溶接ヘッドに一体的に取り付けられて
おり、従って、位置検出センサの芯出テークを基に溶接
ヘッドを位置決め制御する。

〔作用〕

この発明においては、位置検出センサによって、管の直
径方向の管径面を検知して管の中心を検出し、位置検出
センサで検出した位置に対して、溶接ヘッドの溶接時に
おける位置の８軸方向の補正量だけ、溶接ヘッドを移動
させることにより、溶接ヘッドの軸心を管の軸心に合わ
せて溶接する。

〔実施例〕

以下、この発明をその一実施例を示す図に基づいて説明
する。

第１図〜第７図において、符号（１）は金属板、（２）
は管、（３）は接合部、（６）は電極例えばタングステ
ン電極、（７）はワイヤガイド、（８）はワイヤ、（８
ａ）はワイヤリール、（Ａ）は回転部分、（Ｂ）は回転
しない部分であって、これらは従来装置のものと同等の
ものである。

次に第１図〜第３図において、符号（１１）は接合部（
３）を円周シール溶接する溶接ヘッド（１２）に一体的
に設けられている芯出しを行なう位置検出センサである
タッチセンサであって、管（２）の管径面例えば管内径
面にその接触子を当ててその位置を検出する。（１３）
は溶接ヘッド（１２）を図示のＸ方向へ駆動するＸ軸方
向駆動用モータであり、これによりＸ軸方向送り用ネジ
（１４）が駆動され、また、（１５）は同様のＹ軸方向
駆動用モータであって、（１６）はＹ軸方向送り用ネジ
、（１７）はこれも同様の２軸方向駆動用モータであっ
て、（【８）はＺ軸方同送り用ネジである。また、（１
９）はタッチセンサ（１１）を溶接ヘッド（１２）より
も前に押し出して管（２）の位置を検出するためのシリ
ンダである。

次に第４図〜第５図により、ワイヤ供給装置について説
明する。

従来の円周溶接装置においては、溶接途中においてワイ
ヤリール（８ａ）の保有ワイヤがなくなるワイヤ切れを
検出する検出機能がないため、自動連続溶接中にワイヤ
切れ状態となっても、次々と溶接してしまい、このワイ
ヤ切れ状態で浴接したポイントはリーク現象が起こると
いった品質不良が生じ、また、このリーク現象の起こっ
たポイントについては、再溶接し直さなければならない
ため、時間的ロスが大きく、また、美観的にも良くな（
、更ＶＣは、ワイヤの有無を人が定期的に確認する必要
があったため、作業効率も悪かった。

この発明においては、上記のような不都合を排除するた
めに、ワイヤ供給装置を設けている。その−例を次に示
す。

図において、ワイヤ（８）は図示されていないワイヤ送
−り装置により、ワイヤリール（８ａ）から送り出され
て図示されていないワイヤガイド（７）に送り込まれ、
所定の場所に供給される。

ワイヤリール（８ａ）に巻回され保有されているワイヤ
（８）の外面には、回転部（２１）に回転可能に軸（２
１ａ）により支持されているレバー（２２）の先端が当
接しており、レバー（２２）の一部例えば４ｍ（２１ａ
）に対して反対側端部は、ＯＮ１０　Ｆ　Ｆ信号発生機
器例えばマイクロスイッチ（２３）の作動レバー　（２
３ａ）に当接している。マイクロスイッチ（２３）のリ
ード線は回転部（２１）に設置されている、非接触信号
伝達器の発信ヘッド（２４）に接続され、この発信ヘッ
ド（２４）とは非接触の状態で非接触信号伝達器の受信
ヘッド（２５）が□溶接ヘッド（１２）の固定部に設置
されている。また、レバー（２２）と（ロ）転部（２１
）との間に、レバー　（２２）をワイヤリール（８ａ）
の軸心に向って押圧するように、弾性体例えばバネ（２
６）が設けられている。

先ず、芯出し作業を行なうために、シリンダ（１９）に
よりタッチセンサ（１１）を溶接ヘッド（１２）より前
へ押し出す。

次いで、第６図に示すように、タッチセンサ（１１）を
、Ｙ軸駆動用モータ（１６）を駆動してＹ軸方向送り用
ネジ（１６）を回して、管（２）内に挿入する。

挿入後、Ｘ軸方向駆動用モータ（１３）を駆動してＸ軸
方向送り用ネジ（１４）を回して、タッチセンサ（１１
）を左右に移動させ、管（２）の管径面例えば管内径面
に当てることにより、管（２）の内径Ｄｘを測定し、こ
の測定後、Ｘ軸方向の中心値Ｄｘ／２　　の位置へタッ
チセンサ（１１）を移動させてＸ軸方向を同定する。

次に上記Ｘ軸を固定した状態で、上記と同様に、Ｚ軸の
中心値Ｄｘ７２を同要領で測定すると、管（２）の中心
座標が（／２、ＤＺ／２）として得られる。

ｘ このようにして、管（２）の芯出し作業を完了すると、
シリンダ（１９）を作動させて、タッチセンサ（１１）
を溶接ヘッド（１２）より後方へ引き戻す。

芯出し作業によシ求めた上記管（２）の中心位置に、図
示されていない３軸位置決め制御装置により、溶接ヘッ
ド（１２）を移動させ１次いで、電極（６）を溶接ヘッ
ド（１２）の軸心を中心として回転して、自動溶接を開
始する。

このようにして、自動溶接が開始されると共Ｋ、ワイヤ
（８）はワイ・ヤリール（８ａ）からワイヤガイド（７
）に送られるが、ワイヤ（８）がワイヤリール（８ａ）
に満杯のときには、レバー（２２）はバネ（２６）に引
っ張られてワイヤリール（８ａ）に巻かれたワイヤ（８
）上に押し付けられた状態、すなわち、第５図において
、０ＦＦ（ｃ）の状態にあり、この状態では、マイクロ
スイッチ（２３）はＯＦＦの状態となっている。

このようにして、溶接を次々に行ない、ワイヤ（８）が
送り出されて減っていくと、レバー（２２）は軸（２１
ａ）を支点としてバネ（２８）によって時計方向回りに
回転し、ワイヤ（８）が無くなると、鎖線で示したＯ　
Ｎ　（Ｄ）の状態となり、その結果、レバー（２２）の
後端でマイクロスイッチ（２３）の作動レバー　（２３
ａ）ヲ蹴って、マイクロスイッチ（２３）　’をＯＮの
状態にする。

このマイクロスイッチ（２３）のＯＮ信号によりワイヤ
切れを検出する。

このマイクロスイッチ（２３）は、非接触信号伝達器の
発信部である発信ヘッド（２４）とリード線（２７）に
よって結線されており、マイクロスイッチ（２３）がＯ
Ｎ状態になると、発信ヘッド（２４）はうず電流を発生
させる。このうず電流を非接触信号伝達器の受信部であ
る受信ヘッド（２５）がキャッチしたときにワイヤ切れ
として検出する。

ただし、発信ヘッド（２４）は、ワイヤリール（８ａ）
等の回転する部分に一体に取り付けられて回転している
ために、受信ヘッド（２５）　（固定側）の延長上に回
転してきた時にのみ信号の伝達が行なわれる。

なお、この実施例では、非接触信号伝達器の発信ヘッド
にマイクロスイッチを結線した場合について説明したが
、マイクロスイッチの代わりにリミットスイッチや開閉
器などのＯＮ１０　Ｆ　Ｆ信号を発生させる０Ｎ／ＯＦ
Ｆ信号発生機器を用いても、上記記実施例と同様の効果
を奏する。

この発明に係る円周自動溶接装置は、金属板（１）にそ
れを貫通して設けられる多数の管（２）を溶接する場合
には、特にその使用効果が高い。

すなわち、このような場合には、例えば、第７図に示す
ように、タレットパンチで等ピッチに穴明加工された金
属板（１）に管（２）が仮溶接されている場合であって
、溶接ヘッド（ｔＢに対して、金属板（１）がラフにセ
ットされているとしても、記号Ａ、Ｂ、Ｃの３箇所の芯
出し作業を行なうことにより、すべての溶接位置を割り
出すことができ、従って、３軸位置決め制御装置により
、個々に芯出しすることなく、１箇所ずつ順番に位置決
めして自動溶接することができる。

また、この発明では、芯出し作業の位置検出用にタッチ
センサを使用した場合について説明したが、画像処理で
芯出し可能な位置決め検出センサを溶接ヘッドと一体的
に組み込んでもよく、その場合も、上記実施例と同様の
効果を奏する。−〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、位置検出センサを溶
接ヘッドに一体的に取付は固定していると共に、溶接ヘ
ッドを３次元的に位置決め制御可能に構成しているので
、芯出し作業も自動的にかつ正確にできると共に、溶接
ヘッドの位置決めも自動的に行なうことができ、また、
多数の円周溶接が必要であっても、数箇所芯出しを行な
い、そのデータを基に各溶接位置へ自動で位置決めして
自動で溶接することかでさ、しかも、自動運転中は監視
作業も不要となって全く人手を必要としない円周自動溶
接装置が得られる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例による円周自動溶接装置
を示す平面図、第２図は第１図の正面図、第３図は第１
図の一部側面図、第４図は第１図のワイヤ供給装置な示
す溶接ヘッドの側面図、第５図は第４図の一部詳細図、
第６図は第１図の芯出し作業方法を示す説明図、第７図
は金属板の一例の形状図、第８図は従来の円周シール溶
接装置及び溶接方法を示す説明斜視図、第９図は第８図
の作業詳細書である。 図において、（１）・・金属板、（２）φ・管、（３）
・・接合部、（６）・・電極（タングステン電極）、（
７）・拳ワイヤガイド、（８）・・ワイヤ、（８ａ）・
・ワイヤリール、（１１）・・位置検出センサ（タッチ
センサ）、（１２）　＠・溶接ヘッド、（１Ｎ・−Ｘ軸
方向駆動用モータ、（１４）　拳−Ｘ軸方向送り用ネジ
、（１５）・・Ｙ軸方向、駆動用モータ、（１６）・・
Ｙ軸方同送り用ネジ、（１７）・・２軸方向駆動用モー
タ、（１８）−・２＠方向送り用ネジ、（１９）・・シ
リンダ、（２２）・・レバー、（２３）・・ＯＮ１０　
Ｆ　Ｆ信号発生機器（マイクロスイッチ）、（２４）・
・発信ヘッド、　　（２５）・・受信ヘッド。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属板を貫通して取り付けられる管と上記金属板
   との接合部を溶接する自動溶接装置において、溶接ヘッ
   ドは、溶接ヘッドの軸心に対して偏心しておりかつ溶接
   ヘッドの軸心を中心として回転する電極及びワイヤ供給
   装置を備えていると共に３次元方向に移動可能に制御さ
   れており、上記溶接ヘッドには、直径上の管径面の位置
   を検出してその管の中心を算出するように構成されてい
   る位置検出センサが、上記溶接ヘッドに一体的に取り付
   けられていることを特徴とする円周自動溶接装置。
2. （２）ワイヤ供給装置が、電極の回転と一体となつて回
   転すると共にワイヤを保有し供給するワイヤリールのワ
   イヤ切れを検出し、そのワイヤ切れ検出信号を発信する
   発振ヘッドと、該発振ヘッドからの信号を非接触状態で
   受信する固定部に設置の受信ヘッドとを有している非接
   触信号伝達器を備えている特許請求の範囲第１項記載の
   円周自動溶接装置。
3. （３）ワイヤ供給装置は、そのワイヤ切れ検出信号が、
   溶接ヘッドの後端に設けられて電極の回転と共に回転す
   るワイヤを保有し供給するワイヤリール、該ワイヤリー
   ルの保有ワイヤ上に常時当接しワイヤの消費に従つて回
   動するレバー、及び、レバーの所定回動角度において上
   記レバーにより作動されているＯＮ／ＯＦＦ信号発生機
   器を備えてこれにより生ずるＯＮ／ＯＦＦ信号発生機器
   の作動信号であり、このワイヤ切れ検出信号を溶接ヘッ
   ドの固定部に伝達する伝達装置が非接触信号伝達器であ
   り、かつ、先端が電極先端に近接してワイヤを案内し電
   極と一体になつて回転するワイヤガイドを備えている特
   許請求の範囲第１項又は第２項に記載の円周自動溶接装
   置。