JPH06126452A - 多層溶接装置 - Google Patents

多層溶接装置

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JPH06126452A
JPH06126452A JP23392591A JP23392591A JPH06126452A JP H06126452 A JPH06126452 A JP H06126452A JP 23392591 A JP23392591 A JP 23392591A JP 23392591 A JP23392591 A JP 23392591A JP H06126452 A JPH06126452 A JP H06126452A
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JP
Japan
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welding
sensor
welding torch
layer
torch
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Application number
JP23392591A
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English (en)
Inventor
Sei Yamamoto
聖 山本
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NEJITAKE SEIKO KK
Original Assignee
NEJITAKE SEIKO KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】建築鉄骨などの多層溶接の安定化、自動化、省
力化を図るための多層溶接装置に関する。 【構成】移動手段と、この移動手段に首振り手段を介し
て取り付けられた溶接トーチ13と、溶接部位のセンサ
ー14とを備えた多層溶接装置において、前記センサー
14で検出した各層の溶接断面を各段階で画面表示する
手段を備えたことを特徴とする。 【効果】センサーで検出した各層の溶接断面を各段階で
画面表示する手段を備えているので、種々の環境の溶接
現場において個々に要求される溶接トーチの溶接部位と
の距離の補正や、その他の制御を簡単に行なうことがで
きる。また、開先部分が溶接トーチの横向き姿勢の溶接
を要求するものである場合において、簡単かつ正確に9
0°近く溶接トーチの角度を変えることができるため、
次層の溶接トーチのねらい位置を正確に制御しながら溶
接を重ねることができ、当該部分の溶接を確実に行なう
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、建築鉄骨などの多層
溶接の安定化、自動化、省力化を図るための多層溶接装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、図9に示すような建築鉄骨のレ型
開先においては、被溶接物42の突合せた溶接線が短く
て板厚が大きいため自動化が困難で、多層溶接を手動で
行なうのが通例であった。41は溶接トーチである。
【0003】近年、この開先部分の多層溶接を自動的に
行なう多層溶接装置として、特開昭60−133979
号公報に示すように、自動化した多層溶接することがで
きる多層溶接装置が開発されている。
【0004】
【解決しようとする問題点】しかしながらこの多層溶接
装置においても、開先部分が溶接トーチ41の横向き姿
勢の溶接を要求するものである場合には、ビードがだれ
やすいため厚肉に肉盛りすることが困難で、また単にセ
ンサーで開先断面の形状を測定し、その結果を判断して
次層の溶接トーチのねらい位置を制御しながら溶接を重
ねるだけでは、当該部分の溶接を正確に行なうことがで
きない。
【0005】この発明の多層溶接装置は従来例の上記欠
点を解消しようとするもので、センサーで開先断面の形
状を測定し、このセンサーで検出した各層の溶接断面を
各段階で画面表示することにより、次層の溶接トーチの
ねらい位置を制御しながら溶接を重ねることにより、正
確かつ簡易迅速に多層溶接することができるようにした
ものである。
【0006】
【問題点を解決するための手段】すなわちこの発明の多
層溶接装置は、移動手段と、この移動手段に首振り手段
を介して取り付けられた溶接トーチと、溶接部位のセン
サーとを備えた多層溶接装置において、前記センサーで
検出した各層の溶接断面を各段階で画面表示する手段を
備えたことを特徴とするものである。
【0007】この発明の横向き多層溶接装置はまた、移
動手段と、この移動手段に首振り手段を介して取り付け
られた溶接トーチと、溶接部位のセンサーとを備えた多
層溶接装置において、前記首振り手段の回転中心を溶接
トーチの先端とするとともに、前記センサーで検出した
各層の溶接断面を各段階で画面表示する手段を備えたこ
とをも特徴としている。
【0008】
【作用】この発明の多層溶接装置は、センサーで検出し
た各層の溶接断面を各段階で画面表示する手段を備えて
いるので、種々の環境の溶接現場において個々に要求さ
れる溶接トーチの溶接部位との距離の補正や、その他の
制御を簡単に行なうことができる。
【0009】また、開先部分が溶接トーチの横向き姿勢
の溶接を要求するものである場合において、簡単かつ正
確に90°近く溶接トーチの角度を変えることができる
ため、このセンサーで検出した各層の溶接断面を各段階
で画面表示することにより、次層の溶接トーチのねらい
位置を正確に制御しながら溶接を重ねることができ、当
該部分の溶接を確実に行なうことができる。
【0010】
【実施例】以下この発明の多層溶接装置を、図面に基い
て詳細に説明する。
【0011】移動手段を示す図1において、2は基台1
上に固定されたガイドレールで、溶接装置本体を搭載し
てX軸方向に移動させるためのものである。このガイド
レール2は直線状ラック3とこの直線状ラック3上を移
動するスライド台4とを備えている。このスライド台4
は位置制御機能を有する駆動装置(図示せず)により、
ガイドレール2に沿ってX軸方向に移動する。
【0012】図2および図3は、上記ガイドレール2の
スライド台4に着脱自在に取付けられた溶接装置本体1
1を示すものである。この溶接装置本体11は、その前
面に水平方向に伸縮自在としたアーム12を介して取付
けられた炭酸ガス溶接機等の溶接トーチ13と、溶接部
位ないし溶接の終わった前層のビードの断面形状を検出
するセンサ14とを備え、それぞれ別個に溶接作業、セ
ンシング操作を行なうよう制御される。上記アーム12
は、溶接装置本体11に内蔵した昇降機構(図示せず)
によって昇降自在とされており、その伸縮によって溶接
トーチ13をY軸方向に、昇降によってZ軸方向に移動
かつ位置決めするようになっている。
【0013】15は溶接装置本体11の前面において、
アーム12の先端に固定した溶接トーチ13の首振り用
ガイドである。この首振り用ガイド15は扇形をなし、
その円弧の中心が溶接トーチ13の先端に位置するよう
形成されている。なお首振り用ガイド15の板面は上記
アーム12の長さ方向と平行になるようにして、上記ア
ーム12に取り付けられている。
【0014】上記溶接トーチ13は首振り用ガイド15
に取り付けられ、首振り手段によって所定の角度(角
θ)首振り動作するようになっている。この首振り手段
は図4に示すように、上記首振り用ガイド15の背面に
形成された円弧状のラック16と、このラック16に係
合するギア17と、ギア17を駆動するステッピングモ
ータなどからなるモータ18と、ラック16を挟んでギ
ア17と対向する位置において、左右一対に設けられた
押圧ローラ19とで構成されている。上記ラック16も
円弧の中心が溶接トーチ13の先端となるよう形成され
ている。そして溶接トーチ13は上記モータ18に固定
され、ラック16の円弧状の周面に対してほぼ直交する
よう保持されている。
【0015】したがってモータ18を駆動すると、ギア
17は押圧ローラ19との間にラック16を挟んだ状態
で回転して、ラック16上をモータ18とともに移動す
る。このとき溶接トーチ13はモータ18の移動ととも
に移動し、移動中は円弧状のラック16の周面に直交す
る角度に保持されているので、図5および図6のように
首振り用ガイド15上の位置に応じて所定の角度に傾け
られる。したがって溶接トーチ13の横向き姿勢にも簡
単に対応することができる。
【0016】上記の例においては、ラック16をギア1
7と左右一対の押圧ローラ19とで挟んで溶接トーチ1
3を首振りさせるようにしたが、ラック16とは別個に
スライドガイドを設け、このスライドガイドの上下を左
右一対の押圧ローラ19で挟んで走行させることによ
り、ギア17の負担を軽減することもできる。
【0017】溶接の終わった前層のビードの断面形状
は、センサ14で逐次検出して図8のようにディスプレ
イ21上に表示される。このセンサ14の軌跡のディス
プレイ21上への表示は、原点からのセンサ14のX
軸、Y軸、Z軸方向の座標上の位置をCPU等で算出
し、これをディスプレイ21上へトレースすることによ
って行なわれる。22は予めキーボード等から入力され
た開先部分の断面形状、23はディスプレイ21上に表
示された上記センサ14の軌跡、24はグリッドであ
る。
【0018】この原点からのセンサ14のX軸、Y軸、
Z軸方向の座標上の位置を把握し、次いで次層の溶接ト
ーチのねらい位置を制御するに際しては、首振り用ガイ
ド15の円弧の中心が溶接トーチ13の先端に位置する
よう形成されていることが非常に重要な意義を持ってい
る。すなわち、溶接トーチ13の角度を変えようとする
場合、首振り用ガイド15上を溶接トーチ13が移動し
て角度が変っても、溶接トーチ13の先端の位置は常に
変わることがなく、溶接トーチのねらい位置の制御を極
めて簡単に行なうことができる。
【0019】センサ14の軌跡で表示されたビードの断
面形状からなる上記ディスプレイ21上の画面は、その
ままプリンターでプリントアウトすることができる。し
たがって、各段階または最終段階で溶接の終わった前層
のビードの断面形状や最終の断面形状を逐次確認しなが
ら、次層の溶接トーチのねらい位置を制御したり、多層
肉盛溶接の自動制御のためのデータを収集したりするこ
とができる。
【0020】上記実施例においては、基台1上に固定し
たガイドレール2の部分と、溶接装置本体11側とを分
離可能に構成したので、ガイドレール2を溶接作業を行
なう位置に正確に取り付けることができ、しかも溶接装
置本体11が軽量となるので手軽に運ぶことが可能であ
る。31,32はそれぞれガイドレール2の両端部およ
び溶接装置本体11の上部に設けた把手である。
【0021】また、上記溶接トーチ13を分解可能とし
て首振り用ガイド15に取り付けることにより、溶接ト
ーチ13の取り換えや、首振り手段のメンテナンスを簡
単に行なうことができる。そしてその際、溶接トーチ1
3をアーム12に回転自在に保持させた場合に比して、
溶接トーチ13の回転角度の位置決め精度を出すのは非
常に簡単である。
【0022】次に本発明の多層溶接装置の動作について
図7に基いて説明する。あらかじめ溶接線の長さその他
の条件をリミットスイッチなどで設定したり、CPUな
どからなる制御部に入力しておく。まず上記制御部を初
期設定して溶接条件を初期化し、スイッチ操作によって
トーチ原点および溶接開始点を設定する。スタートスイ
ッチがONすると、センサ14がセンサ原点の計測およ
び開先断面の形状の計測を行ない、その結果を判断して
1層目の溶接が行なわれる。すなわち溶接装置本体11
をガイドレール2上を移動させながらアーム12を伸縮
させて、ウイービングを繰り返しつつ溶接を行なう。そ
の後、逐次センサ14で溶接の終わった前層のビードの
断面形状を検出しながら溶接を行なうが、その際に制御
部に入力されたセンサ14の軌跡はリアルタイムでディ
スプレイ21上に表示される。
【0023】溶接トーチ13の横向き姿勢の溶接に当た
っては、当初溶接トーチ13の角度を立てた状態で溶接
してゆき、溶接の進行に伴って溶接トーチ13は、1パ
スの溶接を終えるたびにモータ18を駆動して所定の角
度づつ傾けてゆき、ほぼ完全な横向き姿勢に近くなるま
で傾ける。
【0024】この動作を繰り返しながら次々と溶接ビー
ドを重ねていく。なお1パスの溶接を終えるたびに開先
断面の形状を測定してディスプレイ21上に表示すると
ともに、その結果を判断して次層の溶接トーチ13のね
らい位置を制御しながら溶接を重ねるのである。所定の
肉盛が完了するとストップランプが点滅して溶接の完了
が表示され、ストップスイッチをONすれば溶接作業の
終了である。
【0025】上記の作業中、溶接トーチ13の首振りに
際して複雑な制御を必要とすることなく溶接させること
ができる。また、センサ14の軌跡をディスプレイ21
上へトレースしながら溶接作業を行なってデータを収集
し、これを参考に多層の溶接作業を自動的に行なわせる
ことが可能である。しかもこのとき、溶接トーチ13を
溶接部位に対して高さ調整をする必要がなく、スムーズ
に溶接作業を進めることができる。
【0026】
【発明の効果】この発明の多層溶接装置は、センサーで
検出した各層の溶接断面を各段階で画面表示する手段を
備えているので、種々の環境の溶接現場において個々に
要求される溶接トーチの溶接部位との距離の補正や、そ
の他の制御を簡単に行なうことができる。
【0027】また、開先部分が溶接トーチの横向き姿勢
の溶接を要求するものである場合において、簡単かつ正
確に90°近く溶接トーチの角度を変えることができ、
またビードがだれた場合でも、このセンサーで検出した
各層の溶接断面を各段階で画面表示することにより、次
層の溶接トーチのねらい位置を正確に制御しながら溶接
を重ねることができ、当該部分の溶接を確実に行なうこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ガイドレールの斜視図である。
【図2】溶接装置本体の側面図である。
【図3】溶接装置本体の概略正面図である。
【図4】首振り手段の概略図である。
【図5】溶接トーチを垂直方向に傾けた状態を示す概略
側面図である。
【図6】溶接トーチを横向き姿勢に傾けた状態を示す概
略側面図である。
【図7】この発明の多層溶接装置の動作を示すフローチ
ャートである。
【図8】ディスプレイ21に表示された画面の概略図で
ある。
【図9】溶接断面の説明図である。
【符号の説明】
1 基台 2 ガイドレール 3 直線状ラック 4 スライド台 11 溶接装置本体 12 アーム 13 溶接トーチ 14 センサ 15 首振り用ガイド 16 ラック 17 ギア 18 モータ 19 押圧ローラ 21 ディスプレイ 22 開先部分の断面形状 23 センサの軌跡 24 グリッド 31,32 把手

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動手段と、この移動手段に首振り手段
    を介して取り付けられた溶接トーチと、溶接部位のセン
    サーとを備えた多層溶接装置において、前記センサーで
    検出した各層の溶接断面を各段階で画面表示する手段を
    備えたことを特徴とする多層溶接装置。
  2. 【請求項2】 移動手段と、この移動手段に首振り手段
    を介して取り付けられた溶接トーチと、溶接部位のセン
    サーとを備えた多層溶接装置において、前記首振り手段
    の回転中心を溶接トーチの先端とするとともに、前記セ
    ンサーで検出した各層の溶接断面を各段階で画面表示す
    る手段を備えたことを特徴とする横向き多層溶接装置。
JP23392591A 1991-08-20 1991-08-20 多層溶接装置 Pending JPH06126452A (ja)

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JP23392591A JPH06126452A (ja) 1991-08-20 1991-08-20 多層溶接装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011212730A (ja) * 2010-04-01 2011-10-27 Hitachi Ltd 肉盛溶接方法およびレーザ肉盛溶接装置
US10315310B2 (en) * 2016-03-23 2019-06-11 Kobe Steel, Ltd. Apparatus for helping setting of welding conditions in multi-pass welding

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