JPH0420701B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、自動溶接機を使つて、鉄骨の仕口部
を溶接する場合の溶接制御方法に関し、特に、溶
接端部にフラツクスタブをそれぞれ上端が母材上
面から突出する状態に設置して、一層盛または多
層盛溶接するものでの溶接制御方法に関する。

《従来技術》 角パイプ等のコラム部材の端部と隔壁との接続
個所や、コラム部材端部に固定した隔壁とＨ型鋼
等の桟部材との接合個所などの仕口部を自動溶接
機で溶接する場合、溶接部の両端部にスチールタ
ブやフラツクスタブ等のエンドタブを取り付け、
溶接線に沿わせて台車に保持されている溶接トー
チを走行させて溶接をするようにしている。

この場合、スチールタブを用いると、溶接後に
このスチールタブを母材から切り離す加工処理が
必要となり、後加工の手間がかかる。

そこで、溶接後母材から簡単に外せるフラツク
スタブを、それぞれ上端が母材上面から突出する
状態に溶接両端部へ設置し、後加工を簡単にする
ようにしてある。

《解決しようとする課題》 ところが、従来の自動溶接機は、溶接トーチを
トーチ保持具に一定の姿勢で固定し、トーチ保持
具を溶接線に沿つて走行する台車に出退移動可能
に支持させ、トーチ保持具を溶接線に対して直交
方向に出退させることにより、ウイービングをす
るように形成してある。このため、従来の自動溶
接機で仕口部の溶接を行うものでは、溶接部の端
部にフラツクスタブが取り付けてある場合、溶接
端部においてトーチのケーシングが母材上面から
上方に突出させたフラツクスタブに接触すること
から、溶接端部での溶け込みが不十分になつて、
両端部で溶接欠陥が生じ易いという問題があつ
た。

また、多層盛溶接の場合、溶接トーチの走行方
向を溶接端部で反転させるが、フラツクスタブを
用いると、この走行反転は母材の溶接端部で行わ
れる。一方、溶接トーチの走行は反転時に減速や
瞬時停止などするため、円滑には走行できないこ
とから、フラツクスタブを用いた多層盛溶接の場
合、母材の溶接両端部に溶接欠陥を一層生じ易い
問題があつた。

本発明はこのような点に着目してなされたもの
で、フラツクスタブを使用した仕口部を自動溶接
によつて欠陥を生じさせることなく溶接できる溶
接制御方法を提供することを目的とする。

《課題を解決するための手段》 上記目的を達成するために本発明では、先端に
溶接トーチを保持している出退軸を一定角度範囲
で回転揺動可能に構成し、溶接端部の手前一定距
離に溶接トーチが達すると、出退軸を回転揺動さ
せることにより、溶接トーチを溶接線に沿つてそ
の先端部が溶接端部に近付く方向に首振りさせる
とともに、溶接トーチの先端が一定高さに補正さ
れるように溶接トーチを昇降移動させ、溶接トー
チの先端部が溶接端部の直前一定距離に達する
と、トーチに供給する電流を溶接電流からクレー
タ電流に切換え、溶接トーチの先端が溶接端部に
達すると、トーチに供給する電流をクレータ電流
から溶接電流に切換えるとともに、溶接トーチの
先端高さが一定高さに補正されるように溶接トー
チを昇降させながら首振り方向を反転させ、溶接
トーチの姿勢が溶接線に対して直交方向に向く位
置に達すると、首振り並びに高さ補正を停止し
て、トーチを一定の姿勢に保持したまま溶接する
ように制御することを特徴としている。

《作用》 本発明では、溶接端部の手前一定距離に達する
と溶接トーチが首振り揺動することから、溶接ト
ーチのケーシングが母材の上面から突出したフラ
ツクスタブに邪魔される事なく、トーチの先端を
溶接端部に位置させることができる。

しかも、溶接トーチに供給する電流を、トーチ
の先端部が溶接端部の直前一定距離に達すると溶
接電流からクレータ電流に切換え、溶接トーチの
先端が溶接端部に達するとクレータ電流から溶接
電流に切換えることから、溶接トーチは走行を反
転させる直前に溶接電流の供給が一旦中断され、
端部から溶接電流の供給が再度開始されるととも
に円滑に走行し始めるので、多層盛溶接の場合で
あつても、母材の端部に溶接欠陥を生じない。

《実施例》 第１図は本発明方法のフロチヤート、第２図は
本発明方法に使用する自動炭酸ガスアーク溶接機
の要部斜視図である。

この自動炭酸ガスアーク溶接機は溶接母材１に
固定される基台部分２と、この基台部分２をガイ
ドに溶接線に沿つて平行移動する走行台部分３
と、この走行台部分３にガイドされて昇降移動す
る昇降台部分４と、昇降台部分４にガイドされて
溶接線と直交する方向に出退するトーチ保持具５
と、トーチ保持具５の先端部に固定保持されてい
る溶接トーチ６とで構成されている。走行台部分
３は、第３図に示すように、基台部分２に内蔵さ
れた走行用電動モータ７と、この電動モータ７に
連結されているボールネジ構造のネジ棒８とから
なる駆動機構で基台部分２に沿つて直線的に平面
移動するように構成してある。また、昇降台部分
４は、第４図に示すように、走行台部分３に内蔵
された昇降用電動モータ（図示略）と、この電動
モータに連結されているボールネジ構造のネジ棒
９とからなる駆動機構で走行台部分３を直線的に
昇降移動するように構成してある。さらに、トー
チ保持具５は、第５図に示すように、昇降台部分
４に内蔵された出退用電動モータ１０とこの出退
用電動モータ１０に連結されているボールネジ構
造のネジ棒１１からなる駆動機構で前後に出退移
動するように構成される一方、逆転可能な首振り
用電動モータ１２に連動されている揺動軸１３に
直線移動可能で相対回転不能な状態で組み付けら
れており、トーチ保持具５は揺動軸１３の軸芯回
りに一定角度範囲で揺動可能に構成してある。そ
して、このトーチ保持具５を出退用モータ１０の
作動で出退移動させることにより、ウイービング
をするように形成してある。つまり、これら３つ
の駆動機構を作動させることにより、溶接トーチ
６を三次元に自由に移動させる事ができる。な
お、各駆動用の電動モータは正常回転切り換え可
能なモータを使用している。

以上の構成からなる自動溶接機を使用して仕口
部を溶接する方法を第１図のフローチヤートに基
づいて説明する。なお、トーチ保持具５の移動方
向をＸ方向、昇降台部分４の移動方向をＹ方向、
走行台部分３の移動方向をＺ方向として説明す
る。

まず、自動溶接機を被溶接部に、一方のフラツ
クスタブ内面を溶接原点に一致させてセツトする
とともに、母材１の板厚Ｔ、溶接長Ｌ、開先での
ギヤツプ寸法Ｇを溶接条件として入力する。これ
により、溶接層数が演算され、CPUの記憶部に
記憶される。

その後、スタートスイツチを押すと、走行用モ
ータ７が作動して、溶接トーチ６を溶接原点から
Ｚ方向に一定距離（例えば60mm）離れたスタート
位置まで移動させる（ステツプS101）。

溶接トーチ６がスタート位置に達すると（ステ
ツプS102）、走行用モータ７の作動を停止し、走
行台部分３のＺ方向への走行を停止させるととも
に、溶接トーチ保持具５が外嵌している揺動軸１
３と連結している首振り用電動モータ１２及び昇
降用モータを作動させて、溶接トーチ６とその先
端が溶接原点に近付くように首振り揺動させると
ともに、溶接トーチ６の先端が溶接個所に近付く
ように昇降台部分４を下降移動させる（ステツプ
S103）。この場合昇降台部分４の下降速度は溶接
トーチ６の首振り揺動中心からその先端までの長
さをｋとすると、溶接トーチ６の溶接線に対する
直交方向の位置（即ち、首振りセンター）からの
首振り角度（θ）に対してＹ＝ｋ（１−Cosθ）の
関係を満足する長さを同期して移動できるように
設定してある。したがつて、母材１と溶接トーチ
６の先端部との距離は溶接トーチ６の姿勢にかか
わらず一定距離を保つことができる。

そして、溶接トーチ６の揺動によりその先端部
がフラツクスタブの内面（溶接原点）の手前一定
位置（例えば５mm）に達すると（ステツプ
S104）、クレータ電流によりアークスタートし、
首振り揺動による溶接トーチ６の原点方向への移
動を継続する（ステツプS105）。

溶接トーチ６の先端が溶接原点位置に達すると
（ステツプS106）、溶接トーチ６に供給される電
流を溶接本電流に切り換えるとともに、首振り用
電動モータ１２及び昇降用モータを逆転作動させ
て（ステツプS107）、溶接トーチ６が首振りセン
ターに達するまで、首振り作動とそれに連動する
上昇作動により溶接する（ステツプS108）。

首振りしている溶接トーチ６が首振りセンター
に達すると（ステツプS109）、首振り用電動モー
タ１２及び昇降用モータの作動を停止するととも
に（ステツプS110）、走行用モータ７を作動させ
て、溶接トーチ６を一定の姿勢に保持した状態で
Ｚ方向に移動させ、溶接を継続する（ステツプ
S111）。

溶接トーチ６が溶接終端部の手前一定の距離
（例えば60mm）に達すると（ステツプS112）、走
行用モータ７の作動を停止し、走行台部分３のＺ
方向への走行を停止させるとともに、首振り用電
動モータ１２及び昇降用モータを作動させて、溶
接トーチ６をその先端が溶接終端部に近付くよう
に首振り揺動させるとともに、溶接トーチ６の先
端が溶接個所に近付くように昇降台部分４を下降
移動させる（ステツプS113）。

そして、溶接トーチ６の揺動によりその先端部
が終端側フラツクスタブの内面の手前一定位置
（例えば２mm）に達すると（ステツプS114）、電
流をクレータ電流に切り換え、首振り揺動による
溶接トーチ６の終端方向への移動を継続する（ス
テツプS115）。

溶接トーチ６の先端が溶接終端位置に達すると
（ステツプS116）、最終層の溶接であつたか否か
を判別し（ステツプS117）、最終層でなければ、
溶接トーチ６に供給される電流を溶接本電流に切
り換えるとともに、首振り用電動モータ１２及び
昇降用モータを逆転作動させて（ステツプ
S118）、溶接トーチ６が首振りセンターに達する
まで、首振り作動とそれに連動する上昇作動によ
り溶接する（ステツプS119）。

首振りしている溶接トーチ６が首振りセンター
に達すると（ステツプS120）、首振り用電動モー
タ１２及び昇降用モータの作動を停止するととも
に（ステツプS121）、走行用モータ７を作動させ
て、溶接トーチ６を一定の姿勢に保持した状態で
溶接原点方向に移動させ、溶接を継続する（ステ
ツプS122）。

そして、溶接トーチ６が溶接原点の手前一定距
離（例えば60mm）に達すると（ステツプS123）、
走行用モータ７の作動を停止し、走行台部分３の
溶接原点方向への走行を停止させるとともに、首
振り用電動モータ１２及び昇降用モータを作動さ
せて、溶接トーチ６をその先端が溶接原点に近付
くように首振り揺動させるとともに、溶接トーチ
６の先端が溶接個所に近付くように昇降台部分４
を下降移動させる（ステツプS124）。

溶接トーチ６の揺動によりその先端部が溶接原
点側フラツクスタブの内面の手前一定位置（例え
ば２mm）に達すると（ステツプS125）、電流をク
レータ電流に切り換え、首振り揺動による溶接ト
ーチ６の溶接原点方向への移動を継続する（ステ
ツプS126）。

溶接トーチ６の先端が溶接原点位置に達すると
（ステツプS127）、最終層の溶接であつたか否か
を判別し（ステツプS128）、最終層でなければ、
前記ステツプS107に戻り、前述の作動を繰り返
す。

そして、往行作動時、又は復行作動時での最終
層か否かの判断（ステツプS117，S128）で最終
層であると判断した場合には、溶接トーチ６に供
給される電流を溶接本電流に切り換えるととも
に、首振り用電動モータ１２及び昇降用モータを
逆転作動させて、溶接方向を反転させ（ステツプ
S129）、約20mmステツプバツクさせた後（ステツ
プS130）、１〜２秒間溶接トーチ６の移動を停止
させ（ステツプS131）、しかる後電流を遮断して
溶接作業を完了する（ステツプS132）。

即ち、最終端部から溶接トーチをステツプバツ
クさせる間に、溶接トーチに溶接本電流を供給す
るので、最終端部においても欠陥を生ずることな
く溶接することができる。従つて、多層盛溶接の
場合はもとより、一層盛の場合も溶接両端部に欠
陥を生じることがない。

なお上述の作動中には、出退用モータ１０は作
動を継続しており、トーチ保持具５のＸ方向への
往復運動により、ウイービングを行つている。

《効果》 本発明は上記のように構成され作用することか
ら、次の効果を奏することができる。

イ 溶接トーチは、溶接端部の手前一定距離に達
すると首振り揺動するので、溶接トーチのケー
シングをフラツクスタブへ接触させずに、トー
チ先端を溶接端部に位置させることができ、溶
接端部での欠陥の発生を防ぐことができる。

ロ しかも、溶接端部においては溶接トーチに供
給される電流を制御して、溶接トーチの走行を
反転させる直前に溶接電流の供給を一旦中断
し、端部から溶接電流の供給を再度開始すると
ともに円滑に走行させるので、多層盛溶接の場
合にも、特に欠陥の生じ易い端部で溶接欠陥を
生じることなく溶接することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法のフローチヤート、第２図
は本発明方法に使用する自動炭酸ガスアーク溶接
機の要部斜視図、第３図は基台部分の一部破断平
面図、第４図は走行台部分の縦断側面図、第５図
は昇降台部分の一部破断平面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 両端部にフラツクスタブをそれぞれ上端が母
   材上面から上方へ突出する状態に固定してある溶
   接線に沿つて左右に走行する走行部と、この走行
   部に対して上下に昇降移動する昇降部と、昇降部
   に対して前後に出退移動する出退軸と、出退軸の
   先端に支持された溶接トーチとを具備する自動溶
   接機を使用して鉄骨の仕口部を溶接するにあた
   り、 自動溶接機の出退軸を一定角度範囲で回転揺動
   可能に構成し、 溶接端部の手前一定距離に溶接トーチが達する
   と、出退軸を回転揺動させることにより、溶接ト
   ーチを溶接線に沿つてその先端部が溶接端部に近
   付く方向に首振りさせるとともに、溶接トーチの
   先端が一定高さに補正されるように溶接トーチを
   昇降移動させ、 溶接トーチの先端部が溶接端部の直前一定距離
   に達すると、トーチに供給する電流を溶接電流か
   らクレータ電流に切換え、 溶接トーチの先端が溶接端部に達すると、トー
   チに供給する電流をクレータ電流から溶接電流に
   切換えるとともに、溶接トーチの先端高さが一定
   高さに補正されるように溶接トーチを昇降させな
   がら首振り方向を反転させ、 溶接トーチの姿勢が溶接線に対して直交方向に
   向く位置に達すると、首振り並びに高さ補正を停
   止して、一定の姿勢で溶接するように制御するこ
   とを特徴とする自動溶接機での鉄骨仕口部の溶接
   自動制御方法。