JPH06190557A - 多層溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【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、前記首振り
手段がその回転中心を溶接トーチの先端としたことを特
徴とする。 【効果】 溶接トーチの首振り手段を、回転中心が溶接
トーチの先端に位置するようにしたので、溶接トーチの
溶接部位との距離を補正する必要がなく、制御を簡単に
行なうことができる。また、首振り動作させても溶接作
業を停止する必要がなく、非常に迅速な溶接が可能とな
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８（イ）、（ロ）、（ハ）に示
すような建築鉄骨のレ型開先においては、溶接トーチ４
１のそれぞれ下向き姿勢（イ）、横向き姿勢（ロ）、ま
た橋梁フランジの下向き突合せＶ型開先（ハ）等の溶接
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。

【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。しかしながらこの
多層溶接装置において、開先部分が溶接する方向の端部
にフラックスタブやゲージタブなどがある場合には、溶
接トーチを所定の角度まで傾ける必要があって、単に溶
接トーチをウイービングさせるだけでは当該部分の溶接
が行なえない。

【０００４】そのため、上記溶接トーチを溶接線に沿っ
た方向に首振りさせるようになっている。この溶接トー
チの首振り手段として従来は、特開平２−８４２６８号
公報に示すように、溶接トーチのほぼ中程を回転中心と
して首振りさせるようになっている。そして、溶接トー
チの先端はこの首振り動作によって溶接部位から遠くな
ってしまうため、溶接トーチ自体を昇降させて溶接部位
との距離を補正している。

【０００５】

【解決しようとする問題点】しかしながら、上記溶接ト
ーチの高さ補正には複雑な制御システムを採用する必要
があり、しかも溶接のための電流を制御しながら上記補
正を行なうことは制御が非常に面倒になり、いずれにし
ても溶接のスピードを犠牲にして補正を行なっているの
が現状である。

【０００６】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、溶接トーチの首振り手段
の回転中心を、溶接トーチの先端におくことにより、正
確かつ簡易迅速に溶接トーチを首振りさせるようにした
ものである。

【０００７】

【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、前記首振り手段
がその回転中心を溶接トーチの先端としたことを特徴と
するものである。

【０００８】

【作用】この発明の多層溶接装置は、溶接トーチの首振
り手段を、回転中心が溶接トーチの先端に位置するよう
にしたので、溶接トーチの溶接部位との距離を補正する
必要がなく、制御を簡単に行なうことができる。

【０００９】また、首振り動作させても溶接作業を停止
する必要がなく、非常に迅速な溶接が可能となる。

【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】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。

【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。

【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】溶接トーチ１３は例えば、図７のようにテ
ーパ状の溶接面にも適用することができ、溶接線に沿わ
せてガイドレール２上に搭載されている溶接装置本体１
１を走行させ、かつウイービングの幅を徐々に変えなが
ら溶接を行なっている。その場合、溶接部の両端におい
てフラックスタブやゲージタブやなどのエンドタブ２１
が取り付けてあると、溶接トーチ１３がエンドタブ２１
に接触するため、溶接端部での溶け込みが不充分となっ
てこの両端部での溶接欠陥が生じやすい。

【００１８】本発明では、この溶接端部からガイドレー
ル２上を進行する行程において上記モータ１８を駆動さ
せ、溶接トーチ１３を溶接線に沿って溶接端部側に首振
りさせるものであるが、この首振り動作においては上述
のように溶接トーチ１３の先端の位置が変化しない。し
たがって、溶接トーチ１３の高さ補正をする必要がまっ
たくない。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】次に本発明の多層溶接装置の動作について
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。次いでセンサ１４によって開先断
面の形状を測定し、その結果を判断して溶接装置本体１
１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。
その際、溶接トーチ１３は一方の溶接端部に向けて所定
の角度傾けておき、溶接装置本体１１がガイドレール２
上を移動する速度と同期させながらモータ１８を駆動
し、溶接トーチ１３を首振りさせる。溶接トーチ１３が
首振りして上記角度と同一の角度まで傾いた時点でモー
タ１８を停止させ、他方の溶接端部を溶接する。溶接ト
ーチ１３の首振りが終了した時点で他方の溶接端部まで
到達していない場合には、その角度で他方の溶接端部ま
で溶接トーチ１３を移動させる。

【００２２】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、その結果を判断して次層の溶接ト
ーチ１３の狙い位置を制御しながら溶接を重ねるのであ
る。

【００２３】その際、溶接端部も上述のように溶接トー
チ１３を溶接装置本体１１がガイドレール２上を移動す
る速度と同期させながら首振りさせるため、複雑な制御
を必要とすることなく溶接することができ、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。

【００２４】上記実施例においては溶接トーチ１３を縦
型とした多層溶接装置について説明したが、アーム１２
への首振り用ガイド１５の取付け、また首振り用ガイド
１５への溶接トーチ１３の取付け角度を変えることによ
り、第８図（ロ）に示すような建築鉄骨のレ型開先にお
ける横向き姿勢に対応した横型の溶接トーチを備えた多
層溶接装置を得ることができる。

【００２５】

【発明の効果】この発明の多層溶接装置は、溶接トーチ
の首振り手段を、回転中心が溶接トーチの先端に位置す
るようにしたので、溶接トーチの溶接部位との距離を補
正する必要がなく、制御を簡単に行なうことができる。

【００２６】また、首振り動作させても溶接作業を停止
する必要がなく、非常に迅速な溶接が可能となる。

【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】溶接トーチを左側に傾けた状態を示す概略正面
図である。

【図６】溶接トーチを右側に傾けた状態を示す概略正面
図である。

【図７】溶接部位の平面図である。

【図８】（イ）、（ロ）、（ハ）はそれぞれ溶接断面の
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 エンドタブ ３１，３２ 把手

【手続補正書】

【提出日】平成６年３月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【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】溶接トーチを左側に傾けた状態を示す概略正面
図である。

【図６】溶接トーチを右側に傾けた状態を示す概略正面
図である。

【図７】溶接部位の平面図である。

【図８】下向き姿勢の溶接断面の説明図である。

【図９】横向き姿勢の溶接断面の説明図である。

【図１０】下向き突合せＶ型開先の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 エンドタブ ３１，３２ 把手

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図１０】

【図９】

Claims (1)

【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、前記首振り手段
   がその回転中心を溶接トーチの先端としたことを特徴と
   する多層溶接装置。