JPH04238698A - 溶接装置 - Google Patents
溶接装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
溶接するための溶接装置に係り、特に、溶接精度を高め
た溶接装置に関する。
下方の離れた位置から溶接する溶接装置として図4に示
すものが知られている。図示するようにこの溶接装置a
は、下方から垂直パイプb内に挿入されるロッド状の本
体cと、この本体cの側部に設けられた溶接トーチdと
、上記本体cをZ軸(垂直軸)方向およびθ軸(本体c
の中心軸)廻りに移動・回転制御する駆動部eとから主
に構成されている。
周面を溶接する場合、先ず、上記本体cを駆動部eによ
ってZ軸方向上方に移動させて垂直パイプb内に下方か
ら挿入する。そして、駆動部eにより本体cをZ軸方向
およびθ軸廻りに移動調節して、本体c側部の溶接トー
チdをパイプb内周面の開先f軌跡に沿ってトレースさ
せ、その開先f位置をセンシングする。つまり、本体c
側部の溶接トーチdのトーチ先端部を電圧検出器として
利用し、パイプb内周面の開先f軌跡の複数点を測定点
とし、各測定点において溶接トーチdを上下させてトー
チdの移動量を電圧の変化として検出し、その結果から
実際の開先f軌跡を求める。その後、このセンシングの
結果に基づいて、上記本体cを駆動部eによってZ軸方
向およびθ軸廻りに移動制御して、上記溶接トーチdに
より開先f軌跡に沿った溶接を行っていた。
溶接装置aにあっては、高所に配置された垂直パイプb
の内周面を下方から溶接する都合上、実質的に溶接を行
う溶接トーチdを本体cの上部に設け、この溶接トーチ
dを移動制御する駆動部eを本体cの下部に設ける必要
がある。従って、下方の駆動部eによって上方の溶接ト
ーチdをZ軸方向およびθ軸廻りに移動制御すると、本
体cに撓みが生じて溶接トーチdの先端部が大きく振れ
、トーチd先端部と開先fとの間隔が変動して健全な溶
接が行えなくなるという問題が生じる。
グ時にも、同様に駆動部eによって本体cをZ軸方向,
θ軸廻りに移動させることになるが、この際にも、本体
cが撓んでしまい溶接トーチd先端部と開先fとの間隔
が変動する。この結果、センシング精度が大幅に低下し
て、開先fに対する溶接トーチdの狙い位置がズレ、溶
接欠陥が多発することになる。
プの場合、これに挿入可能とするために本体cを細くし
なければならず、本体cの剛性が低下して上記振れ現象
が顕著に起きてしまう。また、上記溶接箇所(開先f位
置)が高所であるほど、本体cの長さLを長くしなけら
ばならず、振れ量が大きくなる。
目的は、垂直パイプ内に下方からロッド状の本体を挿入
して、本体に設けられた溶接トーチにより垂直パイプ内
周面を溶接する溶接装置において、溶接箇所の高さやパ
イプの管径に拘らず、溶接精度を高めることができる溶
接装置を提供することにある。
に本発明は、垂直パイプの内周面を溶接する溶接装置に
おいて、下方から垂直パイプ内に挿入され、その内周面
を溶接する溶接トーチを有するロッド状の本体と、この
本体の頂部に径方向に拡縮自在に設けられ、その拡径に
より垂直パイプの頂部端面に係止され、本体の位置決め
を行なう位置決めストッパと、上記本体の側部に径方向
に拡縮自在に設けられ、その拡径により垂直パイプ内面
を押圧して芯出しを行なう芯出部材とを備えたことから
構成されている。
本体の頂部に位置する位置決めストッパを拡径させて、
そのストッパを垂直パイプの頂部端面に係止させる。こ
れにより、本体は、位置決めストッパによって垂直パイ
プ内に垂下され、垂直方向の位置決めがなされることに
なる。
材を拡径させて、その芯出部材を垂直パイプ内面に押圧
させ、本体の芯出しを行なう。これにより、本体は、垂
直パイプの中心線に対して芯出しされ、径方向の位置決
めがなされることになる。
向の位置決め、および径方向の芯出しが終了した後、本
体に備えられた溶接トーチにより、垂直パイプの内周面
の溶接を行う。この結果、溶接の精度が高まる。
て説明する。
1の内周面を溶接する溶接装置2を示す。図示するよう
に、この溶接装置2は、下方から垂直パイプ1内に挿入
されるロッド状の本体3を備えている。この本体3は、
円筒状の外筒部3aと、その内部に設けられ外筒部3a
に対してピストンとシリンダの如く摺接自在に構成され
た内装部3bとからなっている。
接する径に形成され外筒部3aの内部に適宜間隔をおい
て配置された複数の円板4と、これら円板4間を連結す
る連結ロッド5と、上記円板4上に設けられた溶接トー
チ6とから構成されている。この溶接トーチ6は、実質
的に溶接を行うトーチ先端部6aが上記外筒部3aの側
部に垂直方向に形成された窓部7から突き出され、垂直
パイプ1の内周面に臨むようになっている。また、この
溶接トーチ6は、上記円板4上の送りネジ機構8によっ
て内装部3aに対して垂直方向(S軸方向)に移動自在
となっている。
接トーチ6は、そのトーチケーシング6bが上記円板4
上に回転自在に立設された送りネジ9に螺合されている
。上記トーチケーシング6bにはS軸ピン10が付設さ
れており、このS軸ピン10が上記外筒部3bに垂直方
向に形成されたS軸ピン溝11にスライド自在に係合さ
れている。この構成によれば、上記送りネジ9をモータ
MSで回転駆動することにより、トーチケーシング6b
が送りネジ9に沿って螺進することになる。よって、上
記モータMSを右回転,左回転と切り替えれば、溶接ト
ーチ6がS軸方向に上昇・下降する。上述の送りネジ機
構8は、主に、溶接前に行う開先12位置のセンシング
の際に、溶接トーチ6を内装部3bに対して垂直方向(
S軸方向)に移動させるために用いられる。
部13によってZ軸方向(垂直方向)およびθ軸廻り(
本体の中心軸廻り)に移動されるようになっている。 Z軸方向の移動の際には、上記内装部3bは外筒部3a
に対してピストンとシリンダの如く摺接移動する。また
、θ軸廻りの移動の際には、内装部3bのピン14が外
筒部3aの側部に垂直方向に形成されたピン溝15に係
合することにより、内装部3bは外筒部3aと一体的に
回転するようになっている。
) に示すように、モータMZにより回転駆動されるス
クリューシャフト16に螺合された支持台17上に、回
転自在に支持されている。図中、17aは螺合部である
。このスクリューシャフト16は、その下端部が支持フ
レーム18内の下部に設けられた軸受部19に回転自在
に支持されており、上端部も同様に支持フレーム18の
上部に設けられた軸受部(図示せず)に軸支されている
。このスクリューシャフト16は、上記モータMZの回
転がベルトまたはギヤ25を介して伝達されることによ
り、回転するようになっている。このモータMZの回転
により、上記支持台17は、支持フレーム18に垂直方
向に形成されたガイド24に沿って、その自転が規制さ
れつつZ軸方向に移動することになる。また、上記支持
台17上には、駆動部13をθ軸廻りに回転させるため
のモータMθが設けられている。
20が閉塞された円筒体から構成されている。この頂部
20には、径方向に拡縮自在に構成された位置決めスト
ッパ21が備えられている、この位置決めストッパ21
は、図2に示すように扇状に形成され、上方から見て1
20 度間隔に3個設けられている。これらの位置決め
ストッパ21は、その縮径時には図2に一点鎖線で示す
ように本体3の外筒部3aの径方向内方に格納され、拡
径時には実線で示すように径方向外方に延出されるよう
になっている。この位置決めストッパ21の拡縮作動は
、図示されない専用のエアパイプまたは溶接用ガスパイ
プからのエア又は溶接用ガス圧によってなされるように
なっている。
ように、その拡径時に垂直パイプ1の頂部端面1aに取
り付けられたアタッチメント22に係止されるようにな
っている。このアタッチメント22は、図2に示すよう
に、位置決めストッパ21を支持するストッパ載部22
aと、位置決めストッパ21の外周端部が接触して径方
向の位置を決定する周端部22bとを備えている。上記
ストッパ載部22aは、縮径された位置決めストッパ2
1と接触しない形状に成形されている。
パ21の下面部とは相互に滑りやすい材質から滑りやす
い形状に形成されており、上記拡径時において本体3を
θ軸廻り回転させた際に、アタッチメント22上を位置
決めストッパ21が良好に摺接するようになっている。 例えば、相互の摺接面を平滑に形成しその間にオイルを
介在させたり、逆に、摺接面に突起物を形成して接触面
積を減少させて摺接抵抗の低下を図ったり、或いは、摺
接面にベアリングを介在させることも考えられる。いず
れの場合にあっても、本体3をθ軸廻り回転させた際に
本体3が軸ブレしないように、上記摺接面はθ軸に対し
て正確に垂直面出し成形されている。
aの側部には、図1に示すように、径方向に拡縮自在に
構成され、その拡径により垂直パイプ1内面を押圧して
本体3の芯出しを行なう芯出部材23が設けられている
。この芯出部材23も上記位置決めストッパ21と同様
に120 度間隔に3個設けられ、図示されないエアパ
イプ又は溶接用ガスパイプからのエア又は溶接用ガス圧
によって径方向に拡縮されるようになっている。これら
芯出部材23は、その拡径時に垂直パイプ1内面に押圧
される部分が上記位置決めストッパ21と同様にパイプ
1内面に対して滑りやすい材質から滑りやすい形状に形
成されている。
レを考慮すれば、溶接すべき開先12位置の近傍に配置
されるのが望ましい。本実施例にあっては、芯出部材2
3を開先12位置の上方に一か所のみ設けた構成にした
が、これに限らず開先12位置の下方に二か所,三か所
と増設してもよい。
る。
、先ず、図3に示すモータMZを回転させて駆動部13
をZ軸方向上方へ移動させることにより、駆動部13に
連結された本体3の内装部3bを上方へ移動させる。 この際、本体3の外筒部3aは、内装部3bのピン14
が外筒部3aのピン溝15の上端部15aに係合した状
態で、内装部3bと一体的にZ軸方向上方へ押し上げら
れる。この結果、本体3は、内装部3bと外筒部3aと
が一体的にZ軸方向上方に移動し、垂直パイプ1内に挿
入される。この本体3のZ軸方向上方への移動は、本体
3の頂部20が垂直パイプ1の頂部端面1aから突き出
るまで行われる。
位置する位置決めストッパ21を拡径させ、そのストッ
パ21を垂直パイプ1の頂部端面1aにアタッチメント
22を介して係止させる。これにより、本体3は、その
外筒部3aが垂直パイプ1内に垂下され、垂直方向の位
置決めがなされることになる。このとき、本体3の内装
部3bは下方の駆動部13に支持されることになる。な
お、上記3個の位置決めストッパ21の内部にそれぞれ
荷重を計測するロードセルを組み込んでおき、これらの
ロードセルが本体3の外筒部3aの重量値をバランスよ
く1/3均等で検出するまで、本体3のZ軸方向への移
動制御を行うようにしてもよい。これにより、位置決め
ストッパ21とアタッチメント22との係合状態を確認
することができ、係合不良により本体3が傾いたままで
垂下され、その状態で開先12のセンシングや溶接がな
されることを未然に防止できる。
芯出部材23を拡径させて、その芯出部材23を垂直パ
イプ1内面に押圧させ、本体3の芯出しを行なう。これ
により、本体3は、垂直パイプ1の中心線と芯出しされ
、径方向の位置決めがなされることになる。
直方向の位置決め、および径方向の芯出しが終了した後
、図3に示すモータMθを回転させて駆動部13をθ軸
廻りに回転させ、内装部3bをθ軸廻りに回転させて、
内装部3bに設けられた溶接トーチ6を垂直パイプ1内
周面の開先12軌跡に沿ってトレースさせる。この際、
外筒部3aは、内装部3bのピン14が外筒部3aのピ
ン溝15に係合されていることから、これらピン14,
ピン溝15を介して内装部3bと一体的にθ軸廻りに連
れ回る。この際、上記位置決めストッパ21および芯出
部材23も一体的にθ軸廻りに回転し、位置決めストッ
パ21の下面部がアタッチメント22と摺接すると共に
、芯出部材23の押圧部がパイプ1内周面と摺接するこ
とになる。
、溶接トーチ6のトーチ先端部6aをパイプ1内周面の
開先12軌跡に沿ってトレースさせる。この際、上記ト
レースの途中で、本体3の回転を数回一時中断し、その
都度、モータMSによって溶接トーチ6を内装部3bに
対して垂直方向(S軸方向)に移動させ、開先12位置
のセンシングを行う。つまり、上記溶接トーチ6のトー
チ先端部6aを電圧検出器として利用し、パイプ1内周
面の開先12軌跡の複数点を測定点とし、各測定点にお
いて溶接トーチ6をそのトーチ先端部6aが開先12の
上下の斜面部に当たるまでS軸方向に上下させてそのと
きのトーチ6の移動量を電圧の変化として検出し、その
結果から実際の開先12軌跡を求める。
モータMZおよびモータMθにより、本体3をZ軸方向
およびθ軸廻りに移動制御して、溶接トーチ6を開先1
2軌跡に沿って正確にトレースさせ、垂直パイプ1内周
面の溶接を行う。
時に、本体3が上記位置決めストッパ21により垂下さ
れて垂直方向の位置決めがなされると共に、芯出部材2
3により径方向に位置決めがなされていることから、セ
ンシング精度が高まることになる。よって例えば、溶接
すべき垂直パイプ1が細径パイプの場合、これに挿入可
能とするために本体3を細くしなければならないが、こ
のように細い剛性の低い本体3を用いた場合でも充分な
センシング精度を確保することができる。また、溶接す
べき開先12位置が高所であるほど、長尺の本体3を用
いる必要があるが、この長尺の剛性の低い本体3を用い
た場合にあっても充分なセンシング精度を確保すること
ができる。このようにセンシング精度が向上することに
より、開先12に対する溶接トーチ6の狙い位置のズレ
が低減し、溶接精度が高まる。
軸廻りに移動制御する際に生じる本体3の撓み・振れが
上記位置決めストッパ21および芯出部材23により抑
えられるので、上述の如き細く長尺な本体3を用いた場
合であっても、トーチ先端部6aと開先12との間隔を
一定に保つことができ、健全な溶接が達成される。
置によれば次の如き優れた効果を発揮することができる
。
垂直方向に位置決めされると共に、芯出部材によって径
方向にも位置決めされるので、溶接時やセンシング時に
生じる本体の振れを抑えることができ、溶接精度を高め
ることができる。
体を用いる場合や、溶接すべき垂直パイプのパイプ径が
小径で細い本体を用いる場合であっても、精度の高い健
全な溶接を行うことができる。
ある。
、図3(a) は駆動部の側面図、図3(b) はその
正面図、図3(c) は図3(a) のA−A線断面図
である。
Claims (1)
- 【請求項1】 垂直パイプの内周面を溶接する溶接装
置において、下方から垂直パイプ内に挿入され、その内
周面を溶接する溶接トーチを有するロッド状の本体と、
該本体の頂部に径方向に拡縮自在に設けられ、その拡径
により垂直パイプの頂部端面に係止され、本体の位置決
めを行なう位置決めストッパと、上記本体の側部に径方
向に拡縮自在に設けられ、その拡径により垂直パイプ内
面を押圧して芯出しを行なう芯出部材と、を備えたこと
を特徴とする溶接装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40879690A JP2903716B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 溶接装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40879690A JP2903716B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 溶接装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04238698A true JPH04238698A (ja) | 1992-08-26 |
JP2903716B2 JP2903716B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=18518205
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP40879690A Expired - Lifetime JP2903716B2 (ja) | 1990-12-28 | 1990-12-28 | 溶接装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2903716B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013022594A (ja) * | 2011-07-15 | 2013-02-04 | Toshiba Corp | レーザ溶接装置 |
CN109332961A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-02-15 | 浙江科技学院 | 一种用于圆筒状零件焊接的辅助焊接装置 |
-
1990
- 1990-12-28 JP JP40879690A patent/JP2903716B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013022594A (ja) * | 2011-07-15 | 2013-02-04 | Toshiba Corp | レーザ溶接装置 |
CN109332961A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-02-15 | 浙江科技学院 | 一种用于圆筒状零件焊接的辅助焊接装置 |
CN109332961B (zh) * | 2018-12-04 | 2020-06-30 | 浙江科技学院 | 一种用于圆筒状零件焊接的辅助焊接装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2903716B2 (ja) | 1999-06-14 |
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