JPH0446676A - 移動溶接装置 - 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： 本発明は主として狭隘な場所、その他作業者が作業を行
うには不利な状態となる場所での溶接作業を遠隔操作に
よってて実施できるようにした小型の移動溶接装置に関
する。

従来の技術： 従来、橋梁の箱形桁や箱形アーチなどの溶接構造物を溶
接加工するに際しては、仮付けされて箱形に形成された
内側での溶接作業を、作業者が箱形に組まれた構造物の
内部に入って行われている。

また、アーチ状に形成される構造物の彎曲した足場の悪
い形状のものでも、複雑な足場を組んでその上に作業者
が乗って溶接作業を行っている。もちろん、この溶接作
業はアーク溶接で、手作業によって行われている。

解決しようとする課題： このような状況から、溶接構造桁の内部空間が広くとも
、溶接時に発生するフラックスの燃焼ガスなどが内部に
こもり、かつ空気の流通が不自然になりやすいので、溶
接部での発熱による気温の上昇など作業環境が悪化し、
長時間にわたり作業を続けることが困難である。もちろ
ん、内部空間が狭くなった場合には、さらに作業環境が
悪化することになり、作業性が一層低下する。また、こ
のような箱形構造以外でも溶接作業の足場状態が安定し
ない状況にある、たとえばアーチ状になった構造物など
の溶接については、これまた作業者′が不安定な姿勢で
作業を行うことになり、危険を伴うのみならず、作業が
的確に行われ難く、当然作業能率も低い。

さらに、直線的な溶接などで、人手によらずに自動溶接
しようとすると、従来の溶接装置では主に物品を動かし
て溶接するようにしているため、大きな設備を必要とす
るので問題がある。

本発明にてはこのような問題点を解決して、遠隔操作に
よりアーク溶接のトーチ支持台を移動させ、人手による
溶接では作業が困難な場所でも容易に、かつ的確な溶接
が行い得るようにした移動溶接装置を提供することにあ
る。

課題を解決するための手段： 本発明は、方向変換機能を備えた車輪及びその走行駆動
機構を下面に伺えた走行台車と、その走行台車上に搭載
されて走行方向に平行して進退自在な溶接トーチ支持台
と、溶接トーチ支持台に搭載された溶接トーチとを備え
、溶接トーチは別設のアーク溶接機とケーブルを介して
接続され、前記走行駆動機構の駆動機は別設の電気制御
機構によって制御されるように構成したことを特徴とす
る移動溶接装置である。

また、本発明にては、走行台車の車輪を合成樹脂製にし
て、走行面での滑りをなくし、かつ電気絶縁性を保つよ
うにし、周面の両側部を傾斜面に形成して、Ｖ形溝を備
えたガイドレールに案内されるようにして、走行時の蛇
行を防止することができる。

作　　用： このように構成された本発明装置は、目的作業場所の条
件に応じて、溶接トーチが溶接位置に対応できるように
ガイドレールを敷設しておき、このガイドレール上に走
行台車を載置して、外部に設置した運転操作部にて走行
台車を目的箇所に移動させると共に、溶接トーチを作動
させて溶接を行う、この際走行台車上にある溶接トーチ
は、その支持台が走行台車上で進退自在に配されている
ので、トーチの位置を特定の位置に設定して走行台車を
溶接速度に応じて走行させながら溶接すればよい、この
走行台車が走行限界位置まで移動した後は、該走行台車
上で溶接トーチの支持台を走行台車の進行方向前端位置
まで移動させることができるので、走行台車の移動制成
端近傍まで駄目を残すことなく溶接できる。

また、走行台車の車輪は全輪方向変換することができる
ので、カーブを描いた部分での溶接作業も行うことがで
きる。この走行時における方向変換については、走行台
車に付設した電動機によって操縦杆を介し車輪を所要の
方向に遠隔操作して作業用に敷設されたガイドレールに
沿って方向変換しつつ溶接することができる。したがっ
て、この走行台車は、予め溶接箇所と溶接トーチとの位
置関係を一定条件に保ち得る状況のもとで、走行させて
溶接できるようにしておけば、彎曲したアーチ構造物の
桁などの溶接を自動的に行うことができる。また、車輪
に例えばポリウレタン樹脂など耐摩耗性のある電気絶縁
性の高い合成樹脂を用いることで、溶接トーチから被加
工構造材への漏電事故を防止でき、かつ車輪の周面と走
行面との間のスリップを防止して確実な走行移動によっ
て円滑な溶接作業が行える。

なお、この走行台車の適所に作業状況を監視するテレビ
カメラを付設して、作業の状況を確認しながら走行台車
を走行させ、かつ溶接トーチを作動・停止させるように
すれば、より正確な溶接作業が行えることになる。

発明の効果： 本発明によれば、小形の走行台車に溶接トーチを搭載し
て、目的の箇所に沿わせて移動させながら溶接すること
ができるので、これを遠隔操作でもって制御することに
より、従来狭い箇所や危険を伴うような場所での溶接作
業が困難であったのを、無理なく容易に、かつ合理的に
実施することが可能となって生産性の向上に資するとこ
ろ大なるものである。

実施例： 以下本発明装置を一実施例について図面により説明すれ
ば、次の通りである。

第１図ないし第５図において示すのは主として隅肉溶接
作業を行う装置であって、走行台車１ｏは、長方形の台
板１１と、この台板１１の下側で４個所に配された前後
２組の車輪２０と、その各組の車輪２゜の方向変換操作
機構３０と、走行駆動機構４０と、台板１１上に設けら
れてその走行軸線に平行して移動可能に搭載された溶接
トーチ６０とその支持台５ｏとで構成されている。

各車輪２０は第３図で示されているように、台板１１か
ら垂設された操作縦軸３２の下端で横向きのボス３３部
に転がり軸受２３を介して回転可能に支持され、該ボス
３３中心を貫通する車軸４１または４１°先端に固着さ
れている。また、この車輪２ｏは合成樹脂、たとえばシ
リコン樹脂、ポリウレタン樹脂などによって形成されて
いる。しかもこの車輪２ｏは、いずれも周面の両側を図
示したように傾斜面２１に切削形成してあり、ガイドレ
ール（後述）の溝部に係合して走行できるようになって
いる（もちろん、これに限定されるものではない）。

前記車軸４１．４１°は、いずれも台板１１下面に取り
付く軸受ブロック１５にて支持された駆動主軸４２と、
この駆動主軸４２中心を貫通して一体的に取り付く連結
軸４３と、該連結軸４３の両端でユニバーサル接手４４
．４４を介してそれぞれ連結される車輪取付軸４５　、
４５とで構成されている。なお、車輪取付軸４５と車輪
２０とは、各車輪２０の外側に取り付けられたカバー板
２２を介して一体に連結されるようになっている（もち
ろん、これに限定されるものではない）、そして前記ユ
ニバーサル接手４４と前記車輪取付軸４５とは、連結関
係において、ユニバーサル接手４４の連結ピン４４°位
置を前記操作縦軸３２の軸心線上に合致するようにして
おくことが、車輪２０の方向変換を円滑に行わせる上で
好ましい。

このように構成されている車軸４１，４１°のうち、一
方の車軸４１における駆動主軸４２端付設の鎖車４６と
可変速電動機４７（台板１１の下面に取り付けられてい
る）の出力軸上の鎖車４７°とに、駆動チェノ４８を巻
掛けて走行駆動されるようになっている（第２図参照）
、もちろん両方の車軸４１．４１°は前記可変速電動機
４７の出力軸上に２個の鎖車を並設して、各駆動主軸４
２上の鎖車４６に駆動チェノ４８を巻掛けて全車輪２０
が駆動されるようにしてもよい。

車輪の方向変換操作機構３０は、第４図にて示すように
前記した前後各車軸４１．４１’上に位置して、それぞ
れの両車軸２０が支持されている操作縦軸３２の中間部
に、アーム３４が車輪２０の回転軸心線と交叉する方向
に適宜長さで突出付設されており、各車軸４１．４１’
上の両車軸２０．２０操作縦軸３２のアーム３４先端部
を操作杆３５で連結し、この操作杆３５にはラックギヤ
が設けられて、台板１１下面に付設したラック・ビニオ
ン駆動機３６によって横方向に移動可能に構成されてい
る。　台板１１の上面には、第１図にて示すように、走
行軸線に平行して中心線より一方に片寄せた位置にガイ
ドレール５５が、所要の間隔で台板１１の全長より両端
にてはみ出す状態で配設しである。このガイドレール５
５には溶接トーチ６０の支持台５０を移動自在に配し、
この支持台５０は台板１１の長手方向両端部に設けられ
た鎖車５６．５６を巡って巻掛けられたチェノ５７の両
端が繋がれ、台板１１下面に付設の可変速電動機５８比
カ軸上の鎖車５９を前記チェノ５７に噛合させて、該可
変速電動機５８によりトーチの支持台５ｏを走行させる
ように形成されている。このようにされた支持台５０上
には、周知構造の溶接トーチ６ｏが旋回台５１を介して
載設されている。その旋回台５１は小型の電動機５２に
よって少なくとも１８ｏ°回動するようになっている。

溶接トーチ６０は旋回台５１上においてトーチ６１の先
端角度が最適条件になるよう調節可能に設けられている
。なお、このトーチ６１中心を通って送り出されている
溶接線材６５は、周知の手段によって自動供給されるよ
うにし、適宜離れた位置に配置したリール（図示せず）
から順次送られるようになっている。また、図上には表
示省略したが台板１１上の適所に監視用のテレビカメラ
をスタンド上に取り付け、操縦席のモニター（図示省略
）で溶接状況を監視できるようにされている。

さらに、溶接トーチ６０に平行して公知の光電式あるい
は接触式のセンサー（図示省略）が配設され、溶接部に
沿って走行台車１０が移動するようにしておくことが好
ましい、またさらに、各部の電動機４６、４６．５８お
よび溶接トーチ６０への動力源ケーブル並びに制御信号
を受けて指示通りの作動を行わせる電気制御機器とその
接続部は走行台車１０の上面に取り付けられている（図
示省略）、なお、溶接部へのフラックスの供給機構（図
示省略）としては、台板１１上にフラックスの供給槽を
搭載し、小形の供給ポンプを介して溶接トーチ６０の先
端部隣接位置へホース等によって、溶接作業時にフラッ
クスが供給されるようにしである。

また、この移動溶接装置とケーブルで接続して制御する
ための制御盤は離れた位置に設置して（必要に応じ可搬
式としてもよい）、前記したようにテレビモニターで監
視しながら運転制御するように構成されている。

このように構成された本発明装置は、その全体寸法を許
容し得る範囲で小型に形成しておくことにより、全体重
量の軽量化と小スペースにより狭い空間部を移動させる
目的作業ができる。なお、自重量が小さくて不安定にな
る恐れのある場合には、台板１１上の空所にバランスウ
ェイトを取り付けるようにして、姿勢安定を図ればよい
。

次に作動時の態様を説明すれば、第５図及び第６図で示
すのは、立ち上がり面を持った構造材の隅角部を溶接す
る場合であって、被溶接部に対して平行状態で走行用の
ガイドレール７０を仮止めするなどして敷設し、このガ
イドレール７０上に走行台車１０を載せ、この走行台車
１０上の動力源との接続部並びに制御機器を収容した制
御ボックスに、動力源及び制御盤からの各ケーブルを接
続して駆動操作する。

溶接部Ａに対しての溶接トーチ６０の姿勢は、予め該溶
接トーチ６０の軸線延長上に溶接箇所が合致する角度に
設定しておく、この操作は作業がほぼ一定の条件であれ
ば固定状態にしておき、状況によって変動する場合には
、たとえば溶接トーチ６０の起伏角度がモータを用いて
設定し得る調節機構を設けておけばよい、溶接トーチ６
０の姿勢設定ができれば、溶接線材６５を公知の手段に
よって溶接部でのとけ込み量に追従して供給し、走行台
車１０を移動させる。この走行台車１０の移動（走行速
度）は、溶接部での溶接条件に応じて運転制御部で任意
に設定し、走行駆動用の可変速電動機４７の回転速度を
加減して、鎖車４７°から鎖車４６に巻掛は駆動チェノ
４８を介して伝達し、車輪２０を回転してガイドレール
７０に沿って移動させる。この際車輪２０はガイドレー
ル７０の溝面に沿って回転し、また各車輪２０は合成樹
脂で形成されているので、ガイドレール７０との接触抵
抗が金属製に比べて高く、したがって、スリップするこ
となく走行できる。もちろん電気絶縁材であるから溶接
トーチ６０に供給される電流が漏れて構造物とショート
するのを防止できる。

溶接トーチ６０は走行台車１０上の特定位置に静止状態
で前記のように走行して溶接作業が行われるのであり、
この動作は該走行台車１０に搭載しである監視用のテレ
ビカメラによって運転席のモニターに写し出される状況
を作業運転者が監視し、遠隔操作する。

所要溶接区間で溶接作業が行われ、走行台車１０が移動
限界まで走行して停止すると、それまで走行台車１０上
で任意の位置に停止していた溶接トーチ６０の支持台５
０を、可変速電動機５８の駆動によって、チェンジ７を
作動させて第６図に示すように、矢印ａの方向にガイド
レール５５に沿わせて支持台５０を所定の速度で走行さ
せ、ガイドレール５５の終端まで溶接トーチ６０を移動
させて溶接する。なお、支持台５０が最終端まで移動し
てもその支持台５０の約半分の寸法が溶接し残りとなる
ので、その残余分について今度は支持台５０上で溶接ト
ーチ６０を直接支持する旋回台５１をモータ５２によっ
て旋回駆動させ、溶接トーチ６０の先端を溶接部の残余
部分に向けて最終位置まで溶接するのである（鎖Ｉ！ｂ
で示す）、このようにして溶接のダメを残さないように
作業し終えると、溶接トーチ６０の旋回台５１を元に戻
すと同時に支持台５０も元の位置まで戻し、走行台車１
０は次の作業の準備のために予め敷設されている別途の
ガイドレール７０に移し変えて前記と同様に運転して新
たな溶接作業を行うようにすればよい。

この作業中において、前記したように各車輪２０はガイ
ドレール７０の溝部に嵌まり合って移動自在になってい
るから、走行中に蛇行することはない。

また、車輪２０は合成樹脂によって形成されているから
、傾斜区間があってもスリップを生じたりすることなく
安定状態で溶接でき、漏電することもない、さらに、カ
ーブにおいては、車輪の方向変換操作機構３０のラック
・ピニオン駆動機３６を作動させて、操作杆３５を所要
量移動させることによりその両端部に連結されているア
ーム３４．３４を介して操作縦軸３２がそれぞれ回動じ
、その回動角をカーブに応じて操作することにより車輪
２０の向きを設定できる。この際、車軸４１．４１°は
前記したように、ユニバーサル接手４４箇所で無理なく
屈曲できて回転できるようになっているから、走行は円
滑に行われる。

走行台車１０の移動にともないエネルギー供給ケーブル
などは、たとえばリールから所要ｌ繰り出して支障を与
えないように構成しておくことが好ましい。

走行台車１０の移動に際してガイドレール７０を使用し
ない場合は、搭載しであるテレビモニターによって、監
視しながら走行操縦し、同時に溶接操作についても遠隔
操作することで目的が達成できる。ガイドレールに沿っ
て移動させない条件の場合、車輪に前記例のような形式
のもののほか、−般のゴムタイヤなどを備えたものを使
用することもできる。また、ガイドレールを片側の車輪
だけに使用するようにして走行させることも可能である
。そのほかに、前記の具体例に限定されることなく運転
することも任意なし得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明溶接装置の一実施例の平面図、第２図は
溶接トーチの部分を除いて走行台車下面に取り付く機構
部を一部示した平面図、第３図は第１図の■−■視断面
断面図４図は車輪の方向変換操作機構を示す図、第５図
及び第６図は溶接操作態様を示す図である。 １０・・・走行台車 １５・・・軸受ブロック ２１・・・車輪の傾斜面 ３０・・・車輪の方向変換機構 ３２・・・操作縦軸 ３５・・・操作杆 ３６・・・ラック・ビニオン駆動機 ４０・・・走行駆動機構　　　４１，４１°・・・車４
２・・・駆動主軸　　　　　４３・・・連結軸４４・・
・ユニバーサル接手　４５・・・車輪取付軸４６．４７
’、５６．５９・・・鎖　車　４７．５７・・・可変速
電動機４８・・・駆動チェノ　　　　５０・・・溶接ト
ーチの支持台５１・・・旋回台　　　　　　５２・・・
電動機５５・・・ガイドレール　　　５７・・・チェノ
６０・・・溶接トーチ　　　　６１・・・トーチ６５・
・・溶接線材　　　　　７０・・・ガイドレール軸 ３４・・・アーム １１・・・台　板 ２０・・・車　輪 ２２・・・車輪のカバー板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　方向変換機能を備えた車輪及びその走行駆動機構を
   下面に備えた走行台車と、その走行台車上に搭載されて
   走行方向に平行して進退自在な溶接トーチ支持台と、溶
   接トーチ支持台に搭載された溶接トーチとを備え、溶接
   トーチは別設のアーク溶接機とケーブルを介して接続さ
   れ、前記走行駆動機構の駆動機は別設の電気制御機構に
   よって制御されるように構成したことを特徴とする移動
   溶接装置。 ２　車輪は合成樹脂製にして、周面の両側部を傾斜面に
   形成され、溶接部に平行して敷設されたガイドレールの
   溝部に前記車輪の周面部が係合案内されるようになつて
   いる請求項１に記載の移動溶接装置。