JPH06190560A - 自動溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動溶接ができなかった溶接継手に対して溶
接できるようにする。 【構成】 溶接継手１３と平行でより高い位置に配置さ
れたレール２２に台車２９を取付けて、台車２９に取付
けられた倣いローラ４１で倣わせながら溶接トーチで溶
接継手１３を溶接させるようにし、スライドガイド３５
に水平面内で溶接進行方向へ進むに従い溶接継手１３へ
近付く傾斜を付けてスライド本体３６が溶接継手１３か
ら離れる方向の摺動をスムーズ化すると共に、スライド
本体３６とスライドガイド３５との間に付勢装置を設
け、更に、傾斜用部材３３によりスライド本体３６を上
下方向へ傾斜させてスライド本体３６の重量の一部を倣
いローラ４１を介して溶接継手１３へ掛けさせることに
より、倣いローラ４１を常に溶接継手１３に圧接させ
て、溶接トーチを溶接継手１３に確実に追随させるよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動溶接装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図４・図５は、タンカー等の船舶１を示
すものであり、該船舶１は、内部をバルクヘッド２と呼
ばれる水密隔壁で複数区画に仕切られている。

【０００３】該バルクヘッド２は、一般に図５に示すよ
うなコルゲート状をしており、図６や図７に示すよう
に、所要形状に曲げた鋼板３，４や短冊状の鋼板５等
を、工場の基礎６から多数突設された杭７の上に載せ、
これらを溶接で繋ぎ合せることによって構成されてい
る。

【０００４】尚、８，９はバルクヘッド２の平行部、１
０，１１はバルクヘッド２の傾斜部１０，１１である。

【０００５】上記鋼板３，４，５を溶接する場合、図８
に示すような、バルクヘッド２の平行部８と傾斜部１１
との突合部の両面に形成される溶接継手１２，１３のう
ち、上面側となる鈍角の溶接継手１２は、図９に示すよ
うに、平行部８の上に二点倣い式の溶接ロボット１４を
載せ、溶接ロボット１４に設けられた二本の倣いアーム
１５，１６で溶接継手１２に倣わせつつ自動的に溶接さ
せるようにし、又、下面側となる鋭角の溶接継手１３
は、上記二点倣い式の溶接ロボット１４を取付けること
ができないので、作業員が中に入って手作業によりＭＡ
Ｇ溶接を行っている。

【０００６】尚、１７は溶接ロボット１４へ溶接ワイヤ
を送給するワイヤ送給機、１８は鋭角の溶接継手１３を
構成する平行部８の突出部分１８である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の自動溶接装置には、以下のような問題があった。

【０００８】即ち、下側になる鋭角の溶接継手１３は、
二点倣い式の溶接ロボット１４を取付けることができな
いので、作業員が中に入って手作業によりＭＡＧ溶接を
行っていたが、基礎６から多数突設された杭７は数十セ
ンチ程の高さしかないので、屈んだ状態で溶接を行わね
ばならず、作業員は大変に手間の掛かる作業を強いられ
ていた。

【０００９】本発明は、上述の実情に鑑み、従来自動溶
接ができなかった溶接継手に対しても溶接させ得るよう
にして手溶接による作業員の手間を軽減し得るようにし
た自動溶接装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、両端
部を脚部によって支持されたレールを、溶接継手とほぼ
平行に配置し、前記レールに台車を走行自在に取付け、
該台車に水平面内で溶接進行方向へ進むに従い溶接継手
へ近付くスライドガイドを設けると共に、該スライドガ
イドにスライド本体を摺動自在に嵌合し、スライド本体
に溶接継手へ向けて溶接トーチを取付けると共に、スラ
イド本体における溶接トーチよりも溶接進行方向前方の
位置に溶接継手に沿って溶接トーチを倣わせる倣いロー
ラを取付け、且つ、スライドガイドとスライド本体との
間に倣いローラを溶接継手へ向けて付勢する付勢装置を
設け、更に、前記スライドガイドを溶接進行方向前端側
が低く、溶接進行方向後端側の端部が高くなるように上
下に傾斜させる傾斜用部材を設けたことを特徴とする自
動溶接装置にかかるものである。

【００１１】請求項２の発明は、スライドガイドを溶接
進行方向前端側が低く、溶接進行方向後端側の端部が高
くなるように上下に傾斜させる傾斜用部材が、台車とス
ライドガイドとの間に介在された傾斜用スペーサである
請求項１記載の自動溶接装置にかかるものである。

【００１２】請求項３の発明は、スライドガイドを溶接
進行方向前端側が低く、溶接進行方向後端側の端部が高
くなるように上下に傾斜させる傾斜用部材が、レールと
脚部との間に介在された傾斜用ブラケットである請求項
１記載の自動溶接装置にかかるものである。

【００１３】

【作用】請求項１の作用は以下の通りである。

【００１４】溶接継手とほぼ平行となり、且つ、溶接継
手よりも高くなるようにレールを配置する。

【００１５】次に、レールに台車を走行自在に取付け、
台車のスライド本体に取付けられた倣いローラが溶接継
手に圧接されるようにして、レールに沿って台車を溶接
進行方向へ走行させる。

【００１６】そして、台車が溶接進行方向へ走行される
と、倣いローラが溶接継手に倣って、スライド本体をス
ライドガイドに対して変位させ、スライド本体に取付け
られた溶接トーチと溶接継手との距離を、溶接に最適な
距離に保持させるので、溶接トーチにより溶接継手に健
全な溶接ビードが形成される。

【００１７】そして、例えば、溶接継手に凸部があって
倣いローラが凸部に接触した場合に、スライド本体に
は、溶接継手と垂直の方向と、溶接進行方向後方へ向か
う力が同時に作用するが、スライドガイドに水平面内で
溶接進行方向へ進むに従い溶接継手へ近付く傾斜を付け
ることにより、上記の力を受けた時にスライド本体がス
ライドガイドに沿って溶接継手から離れる側へスムーズ
に摺動されるようになるので、スライド本体に取付けら
れた溶接トーチを溶接継手の凸部などに対して確実に追
随させることができる。

【００１８】又、スライド本体とスライドガイドとの間
に付勢装置を設け、付勢装置によってスライド本体を溶
接継手へ向けて付勢し、更に、傾斜用部材を設けてスラ
イドガイドを上下方向へ傾斜させることにより、スライ
ド本体の重量の一部を倣いローラを介して溶接継手へ掛
けているため、倣いローラが常に溶接継手に圧接された
状態となるので、スライド本体に取付けられた溶接トー
チを溶接継手の凹部などに対しても確実に追随させるこ
とができる。

【００１９】以上により、溶接継手に対する倣いが完全
に行われるので、レールの配置が精度良く行われていな
くとも倣いが確実に行われ、良好な溶接結果を得ること
ができる。

【００２０】尚、請求項２では、傾斜用部材として、台
車とスライドガイドとの間に介在された傾斜用スペーサ
を用い、請求項３では、傾斜用部材として、レールと脚
部との間に介在された傾斜用ブラケットを用いるように
している。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００２２】図１・図２は、本発明の一実施例である。

【００２３】又、図中、２はコルゲート状のバルクヘッ
ド、３，４，５はバルクヘッド２を構成する鋼板、６は
鋼板３，４，５を支持する杭７が突出された工場の基
礎、８はバルクヘッド２の平行部、１１はバルクヘッド
２の傾斜部、１２，１３は鋼板３，４，５の突合部に形
成される溶接継手である。

【００２４】両端部に高さ調節可能な脚部１９を有する
架台２０を設け、該架台２０にブラケット２１を介して
平行にレール２２を取付け、基礎６から突出された杭７
の上に支持される鋼板３，４，５どうしの突合部の両面
に形成される溶接継手１２，１３のうち下面側となる鋭
角の溶接継手１３に対し、前記レール２２が平行とな
り、且つ、溶接継手１３よりもレール２２の方が高くな
るように前記架台２０を配置する。

【００２５】前記レール２２の上下面に長手方向へ延び
る案内溝２３，２４を形成すると共に、前記レール２２
の反溶接継手１３側の部分に長手方向へ延びるラック２
５を形成し、前記案内溝２３，２４の内部を転動する上
下の支持ローラ２６，２７及び前記ラック２５と歯合す
る走行用ピニオン２８を備えた台車２９を前記レール２
２にラック２５側から走行自在に取付ける。

【００２６】尚、３０は走行用ピニオン２８に接続され
た走行用モータ、３１は台車２９に取付けた制御ユニッ
トである。

【００２７】前記台車２９の上面に溶接継手１３側が低
くなり、且つ、反溶接継手１３側が高くなる傾斜面３２
を有する傾斜用スペーサ（傾斜用部材）３３を取付け、
該傾斜用スペーサ３３に溶接進行方向３４へ進むに従い
溶接継手１３側へ近付くスライドガイド３５を設けると
共に、該スライドガイド３５にスライド本体３６を摺動
自在に嵌合する。

【００２８】該スライド本体３６から溶接継手１３へ向
け垂直で且つ斜め下方に突設したアーム３７の先端に溶
接トーチ３８を固定すると共に、スライド本体３６にお
ける溶接トーチ３８よりも溶接進行方向３４前方の位置
に、前記アーム３７と平行なアーム３９及び収容ケース
４０を介して、溶接継手１３に沿い溶接トーチ３８を倣
わせる倣いローラ４１を取付け、前記スライドガイド３
５とスライド本体３６との間に、ピン４２，４３等を介
して、倣いローラ４１を溶接継手１３へ向けて付勢する
コイルスプリングなどの付勢装置４４を設ける。

【００２９】更に、収容ケース４０の両側部に、溶接継
手１３との干渉を回避するための切欠部４５を形成す
る。

【００３０】尚、４６は溶接トーチ３８に溶接ケーブル
などを送給するためのケーブルである。

【００３１】次に、作動について説明する。

【００３２】鋼板３，４，５を溶接してバルクヘッド２
を製造する場合、杭７上に置かれた鋼板３，４，５の上
面側となる鈍角の溶接継手１２については、図９と同様
に、二点倣い式の溶接ロボット１４を使用して溶接を行
う。

【００３３】下面側となる鋭角の溶接継手１３など、従
来の二点倣い式の溶接ロボット１４では溶接できなかっ
た溶接継手１３を溶接する場合に、本発明の装置を使用
する。

【００３４】先ず、基礎６上に架台２０を配置し、溶接
継手１３と前記レール２２とがほぼ平行となり、且つ、
溶接継手１３よりもレール２２の方が高くなるように調
整する。

【００３５】尚、本発明によれば、後述する理由によ
り、架台２０を高い精度で設置する必要がないので、装
置の設置作業が簡単に済み、容易且つ確実に溶接を行わ
せることが可能となる。

【００３６】次に、レール２２に形成した案内溝２３，
２４に上下の支持ローラ２６，２７を嵌合させると共
に、ラック２５に走行用ピニオン２８を歯合させること
により、レール２２に台車２９を走行自在に取付け、こ
の時、台車２９のスライド本体３６にアーム３９及び収
容ケース４０を介して取付けられた倣いローラ４１が溶
接継手１３に圧接されるようにする。

【００３７】この状態で、走行用モータ３０を駆動して
走行用ピニオン２８を回転させると、走行用ピニオン２
８とラック２５との噛合い位置が変更され、レール２２
に沿って台車２９が溶接進行方向３４へと走行される。

【００３８】そして、台車２９が溶接進行方向３４へ走
行されると、倣いローラ４１が溶接継手１３に倣って、
スライド本体３６をスライドガイド３５に対して変位さ
せ、スライド本体３６にアーム３７を介して取付けられ
た溶接トーチ３８と溶接継手１３との距離を、溶接に最
適な距離に保持させるので、制御ユニット３１によって
溶接トーチ３８を制御させることにより溶接継手１３が
溶接され、溶接継手１３に健全な溶接ビードが形成され
る。

【００３９】この際、収容ケース４０の両側部に、切欠
部４５を形成しているので、収容ケース４０と溶接継手
１３との干渉が回避され、倣いローラ４１による溶接継
手１３の倣いが確実に行われる。

【００４０】そして、上記倣いローラ４１による溶接継
手１３の倣いをより具体的に説明する。

【００４１】例えば、溶接継手１３に凸部があって倣い
ローラ４１が凸部に接触した場合に、スライド本体３６
には、溶接継手１３と垂直の方向と、溶接進行方向３４
後方へ向かう力が同時に作用するが、スライドガイド３
５に溶接進行方向３４へ進むに従い溶接継手１３へ近付
く傾斜を付けることにより、上記の力を受けた時にスラ
イド本体３６がスライドガイド３５に沿って溶接継手１
３から離れる側へスムーズに摺動されるようになるの
で、スライド本体３６に取付けられた溶接トーチ３８を
溶接継手１３の凸部などに対して確実に追随させること
ができる。

【００４２】又、スライド本体３６とスライドガイド３
５との間に付勢装置４４を設け、付勢装置４４によって
スライド本体３６を溶接継手１３へ向けて付勢し、更
に、台車２９とスライドガイド３５との間に傾斜用スペ
ーサ３３を介在させてスライドガイド３５を上下方向へ
傾斜させることにより、スライド本体３６の重量の一部
を倣いローラ４１を介して溶接継手１３へ掛けているた
め、倣いローラ４１が常に溶接継手１３に圧接された状
態となるので、スライド本体３６に取付けられた溶接ト
ーチ３８を溶接継手１３の凹部などに対しても確実に追
随させることができる。

【００４３】ここで、傾斜用スペーサ３３を設けてスラ
イドガイド３５を上下方向へ傾斜させたのは、以下の理
由による。

【００４４】即ち、付勢装置４４のみによってスライド
本体３６を溶接継手１３側へ付勢させるようにすると、
付勢装置４４による付勢力を相当大きなものとしなけれ
ばならず、しかも、付勢装置４４による付勢力を大きく
するとスライド本体３６が溶接継手１３から離れる側へ
の摺動がスムーズになされなくなって、倣いがうまく行
われなくなる。

【００４５】そこで、付勢装置４４による付勢力を弱め
て、スライド本体３６が溶接継手１３から離れる側への
摺動をスムーズに行われるようにすると共に、スライド
本体３６の重量の一部を利用して倣いローラ４１を溶接
継手１３へ圧接させるようにして、両者のバランスを取
り、溶接継手１３に対する倣いの完全化を行わせてい
る。

【００４６】以上により、溶接継手１３に対する倣いが
完全且つ確実に行われるので、レール２２の配置が精度
良く行われていなくとも倣いが良好に行われ、良好な溶
接結果を得ることができる。

【００４７】図３は、本発明の他の実施例であり、スラ
イドガイド３５を溶接進行方向３４前端側が低く、溶接
進行方向３４後端側の端部が高くなるように上下に傾斜
させる傾斜用部材を、レール２２と脚部１９との間に介
在された傾斜用ブラケット４７とした他は、前記実施例
と同様の構成を備えており、同様の作用・効果を得るこ
とができる。

【００４８】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、バルクヘッドの製作以外にも使用し
得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の自動溶接
装置によれば、従来自動溶接ができなかった溶接継手に
対しても溶接させ得るようにして手溶接による作業員の
手間を軽減させることができるという優れた効果を奏し
得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の正面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】本発明の他の実施例の側面図である。

【図４】船舶の概略側面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ矢視図である。

【図６】バルクヘッド（隔壁）及びバルクヘッドを溶接
により製造する工程を示す正面図である。

【図７】図６の他の例を示す正面図である。

【図８】図６・図７における溶接継手部分の拡大図であ
る。

【図９】溶接ロボットによる溶接の様子を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１３ 溶接継手 １９ 脚部 ２２ レール ２９ 台車 ３３ 傾斜用スペーサ（傾斜用部材） ３４ 溶接進行方向 ３５ スライドガイド ３６ スライド本体 ３８ 溶接トーチ ４１ 倣いローラ ４４ 付勢装置 ４７ 傾斜用ブラケット（傾斜用部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 昭一 東京都江東区豊洲二丁目１番１号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内 (72)発明者 羽藤 博 東京都江東区豊洲二丁目１番１号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内 (72)発明者 生坂 恭二 東京都江東区豊洲二丁目１番１号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端部を脚部によって支持されたレール
   を、溶接継手とほぼ平行に配置し、前記レールに台車を
   走行自在に取付け、該台車に水平面内で溶接進行方向へ
   進むに従い溶接継手へ近付くスライドガイドを設けると
   共に、該スライドガイドにスライド本体を摺動自在に嵌
   合し、スライド本体に溶接継手へ向けて溶接トーチを取
   付けると共に、スライド本体における溶接トーチよりも
   溶接進行方向前方の位置に溶接継手に沿って溶接トーチ
   を倣わせる倣いローラを取付け、且つ、スライドガイド
   とスライド本体との間に倣いローラを溶接継手へ向けて
   付勢する付勢装置を設け、更に、前記スライドガイドを
   溶接進行方向前端側が低く、溶接進行方向後端側の端部
   が高くなるように上下に傾斜させる傾斜用部材を設けた
   ことを特徴とする自動溶接装置。
2. 【請求項２】 スライドガイドを溶接進行方向前端側が
   低く、溶接進行方向後端側の端部が高くなるように上下
   に傾斜させる傾斜用部材が、台車とスライドガイドとの
   間に介在された傾斜用スペーサである請求項１記載の自
   動溶接装置。
3. 【請求項３】 スライドガイドを溶接進行方向前端側が
   低く、溶接進行方向後端側の端部が高くなるように上下
   に傾斜させる傾斜用部材が、レールと脚部との間に介在
   された傾斜用ブラケットである請求項１記載の自動溶接
   装置。