JPH06269935A

JPH06269935A - ロールの自動肉盛溶接装置

Info

Publication number: JPH06269935A
Application number: JP5871893A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Nishi; 泰彦西; Minoru Komatsubara; 実小松原
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 1994-09-27
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JP2743759B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ロールの局所的な摩耗部を検出して簡易に自
動肉盛溶接する装置を得る。【構成】本体フレーム１をロール１００の支持フレー
ム１０１上に載置し、該本体フレームに、３軸方向に移
動可能なスライドブロック９、１４、１５を介して溶接
トーチ８を保持するとともに、トーチの近傍にロール摩
耗部１０２検出用のセンサ１７をエアシリンダ１８でト
ーチとは独立に上下移動可能に取り付け、さらにロール
を回転駆動する摩擦ローラ１９、２０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、搬送ロール等の主とし
て局所的なロール摩耗部を補修するためのロールの自動
肉盛溶接装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロールの自動肉盛溶接装置は、例
えば特開昭６０−３７２６９号公報に開示されており、
同装置は、ロールの肉盛高さ及び長手方向の位置を検出
し、その肉盛高さに応じたロール回転速度とすることに
より溶接速度を一定に制御し、平滑な表面層を得ようと
するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】コンベヤ等に使用され
る搬送ロールは一般に全体的に摩耗することは少なく、
溝状の局所的な摩耗を生じるケースが多い。このような
局所的な摩耗を補修するのに、前記従来装置のように基
準より低いところは全部肉盛溶接する必要性は比較的少
ない。また時間や費用がかかり、得るところは少ない。
したがって、ほとんどの場合、手溶接で補修する。しか
しそのための要員の確保や、手数、時間が多くかかる。
よって、搬送ロールのような簡易補修で足りるようなも
のに対しては、補修が必要な個所に限定して肉盛溶接が
できれば十分である。また、取扱性の面においても簡便
でなければならず、例えば対象とする搬送ロールをその
都度設備から取り外すことなく装着したままで溶接を実
施できることが望ましい。

【０００４】本発明は、このような背景に鑑みてなされ
たものであり、簡易自動的に局所的なロール摩耗部の肉
盛溶接ができるロールの自動肉盛溶接装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ロールの上に
載置して該ロールの摩耗部を検出しかつ自動肉盛溶接が
できるように構成することで、前記課題を解決したもの
である。すなわち、本発明の特徴とする構成は、ロール
の支持フレーム上に設置される本体フレームと、前記本
体フレームに長手方向、上下方向及び幅方向に移動可能
な３軸のスライドブロックを介して保持された溶接トー
チと、前記溶接トーチの近傍に取り付けられたロール摩
耗部検出用のセンサと、前記本体フレームに取り付けら
れ、前記ロールを摩擦回転駆動する摩擦ローラとを少な
くとも備えたことにある。

【０００６】さらに、本発明は、ロール摩耗部検出用セ
ンサのみを単独で上下移動可能なスライドブロックを設
けたものであり、また溶接部の表面を研削する研削装置
を前記本体フレームに設けたものである。

【０００７】

【作用】本装置は、搬送ロール等の支持フレームを利用
してその上に載置する。ロール摩耗部は本装置のセンサ
により検出され、ロール摩耗部の断面形状、長手方向の
位置、深さ、及び幅が測定される。そして、これらの測
定結果をもとに、あらかじめ定められたアルゴリズムに
より肉盛溶接条件（電流、電圧、速度）を決定し、溶接
トーチで該ロール摩耗部を肉盛溶接する。この際、摩耗
部検出用センサが溶接によるスパッタ、熱等により障害
を生じる危険のある場合はセンサのみを単独で上下移動
可能なスライドブロックにより上方へ退避させる。ロー
ルの回転は摩擦ローラで回転駆動し、決定された溶接条
件に応じてロール回転速度を設定し、ロールの円周肉盛
溶接を行う。溶接部の表面は必要なら研削装置で研削す
る。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例による自動肉盛溶接
装置の概略側面図、図２は平面図、図３は図２のＡ−Ａ
線における断面図である。本装置は、ロール１００の支
持フレーム１０１上に載置される。このため、本装置の
本体フレーム１は両端に門形フレーム２を有する矩形の
枠体となっており、その角部に車輪３を持つシリンダ装
置４と、高さレベルを調節するためのボルト調節装置５
を備えている。本体フレーム１はボルト調節装置５によ
り支持フレーム１０１上で高さを調節する。車輪３は装
置を移動させるためのもので、ロール１００が長い場合
にロール軸方向にスライドすることもできる。

【０００９】この本体フレーム１の門形フレーム２間に
長手方向（Ｘ軸）すなわちロール軸と平行に２本のスラ
イド軸６，７を架設する。そして一方のスライド軸６に
は溶接トーチ８用のＸ軸スライドブロック９を設け、他
方のスライド軸７には研削盤１０用のＸ軸スライドブロ
ック１１を設けている。１２，１３は各々のＸ軸スライ
ドブロック９，１１を駆動するモータで、ラック・ピニ
オン等の手段で各スライドブロック９，１１を図１の左
右方向に移動させることができる。

【００１０】次に、本体フレーム１の上下方向（Ｙ軸）
に移動可能なスライドブロック１４を溶接トーチ８用の
Ｘ軸スライドブロック９に設けている。さらに、本体フ
レーム１の幅方向（Ｚ軸）すなわちロール径方向に移動
可能なスライドブロック１５をＹ軸スライドブロック１
４に固定した取付板１６に設けている。このＺ軸スライ
ドブロック１５の駆動手段は図示していないが、例えば
エアシリンダにより昇降させることができる。溶接トー
チ８はＺ軸スライドブロック１５に保持され、以上の３
軸のスライドブロック９，１４，１５のうち主としてＸ
軸及びＹ軸のスライドブロック９，１４によって溶接を
制御するようになっている。

【００１１】ロール摩耗部１０２を検出するセンサ１７
は溶接トーチ８の近傍に同一溶接線上に設置されてお
り、Ｚ軸スライドブロック１５に取り付けたエアシリン
ダ１８によって、溶接トーチ８とは独立に上下移動可能
に設けられている。センサ１７には例えばレーザセンサ
を用いている。このセンサ１７によりロール摩耗部１０
２の長手方向の位置、深さ、及び幅を測定する。摩耗部
の計測時には、センサがロールの中心上にくるように、
また溶接時には溶接トーチがロールの中心上にくるよう
にＺ軸スライドブロック１５により、溶接トーチ８，セ
ンサ１７，エアシリンダ１８が移動される。溶接トーチ
８は固定式、揺動式、あるいは回転式のいずれでもよ
い。また、公知のアークセンサを利用することにより溶
接線の自動倣いを行わせることができる。

【００１２】溶接時、ロール１００を回転させるため、
ロール１００の上部に接触回転するゴムタイヤ式の各１
対の摩擦駆動ローラ１９と摩擦従動ローラ２０を本体フ
レーム１に設けている。２１は摩擦駆動ローラ１９の駆
動モータで、ギヤ機構、チェーン機構等を介して該ロー
ラ１９を回転駆動するようになっている。また、２２は
溶接電流の摺動アース板で、駆動モータ２１の取付板２
３に取り付けられ、バネ２４によりロール１００に押し
付けられている。

【００１３】次に、前記研削盤１０はそのＸ軸スライド
ブロック１１の下部に固定した取付板２５にアーム２６
を介して取り付けられている。アーム２６はこれに連結
されたエアシリンダ２７によって基端の枢軸２８を中心
に回動し、アーム先端に軸支した研削盤１０をロール１
００へ近付け、またはロール１００から開離させること
ができる。２９は研削盤１０の駆動モータである。

【００１４】使用にあたっては、本装置を、補修を必要
とするロール１００の支持フレーム１０１上に載置す
る。ボルト調節装置５により本体フレーム１の高さを調
節し、摩擦回転装置の摩擦駆動ローラ１９及び摩擦従動
ローラ２０をロール１００の上面部に押し付けるように
セットする。またこのとき、溶接電源（図示せず）に接
続された摺動アース板２２もロール１００に押し付けら
れる。

【００１５】ロール摩耗部１０２の位置は、例えば図１
に示すようにロール１００の左側基準で検出する。ま
ず、センサ１７の位置をＹ軸スライドブロック１４，Ｚ
軸スライドブロック１５，エアシリンダ１８の作動によ
りロール１００の軸線上所定の高さにセットし、Ｘ軸ス
ライドブロック９をスライド軸６に沿って左側から移動
させ、ロール摩耗部１０２の長手方向の位置、深さ及び
幅を測定する。肉盛溶接の対象となるロール摩耗部はロ
ール表面からの最大深さ及び幅または両方が許容値を越
えたものだけを対象とすればよい。次に、この測定デー
タは溶接制御装置（図示せず）に転送され、溶接条件を
決定し、さらに溶接の際、該データに基づいて溶接トー
チ８を制御する。また、ロール摩耗部１０２の測定と溶
接を上記のように交互に行うこともできるが、長手方向
の溶接可能範囲（溶接トーチ８のＸ軸方向の移動範囲）
内で、ロール摩耗部１０２の測定を先行させ、それらの
データを順に記憶しておき、溶接の際、該データを再生
するようにしてもよい。いずれにしても溶接の際はセン
サ１７を溶接熱の影響を受けない上方位置へ退避させて
おく。その後、溶接トーチ８を３軸のスライドブロック
９，１４，１５により所定の溶接線及びロール軸上所定
の高さにセットしてから溶接を開始する。溶接時、ロー
ル１００は摩擦駆動ローラ１９により摩擦回転させ、そ
の回転速度はロール外周が溶接速度となるように設定す
る。摩耗部が１層溶接で埋まらないほど深い場合は多層
盛溶接となる。摩耗部の幅が著しく広い場合は、溶接中
にＸ軸スライドブロック９を低速度で移動させて螺旋状
に溶接を行っても良い。このようにしてロール摩耗部１
０２の測定データに基づき該摩耗部１０２を表面層まで
肉盛溶接することができる。

【００１６】その後、溶接部の表面を研削する必要があ
る場合には、研削装置の研削盤１０をＸ軸スライドブロ
ック１１で研削位置に移動させ、エアシリンダ２７で送
りを与えながらロールを駆動摩擦ローラ１９で回転させ
ることにより、該表面を研削する。これにより、該表面
をロール面に一致するごとく平滑に仕上げることができ
る。

【００１７】なお、ロール長が長い場合は、車輪３をシ
リンダ装置４で下方へ伸ばし、本体フレーム１を浮き上
がらせた状態にしてからロール軸方向にスライドさせ、
その後以上の操作を繰り返せばよい。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ロールの
局所的な摩耗部のみを検出して自動的に肉盛溶接ができ
る。また、本発明装置は対象ロールを取り外すことなく
その支持フレーム上に載置するだけでよく、従来のよう
に溶接台車用のガイドレールを敷設する必要もないの
で、取扱性が非常によい。また、必要に応じて溶接部の
表面を平滑に研削することもできるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す自動肉盛溶接装置の概
略側面図である。

【図２】同装置の平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

１本体フレーム６，７スライド軸８溶接トーチ９，１１Ｘ軸スライドブロック１０研削盤１４Ｙ軸スライドブロック１５Ｚ軸スライドブロック１７センサ１８エアシリンダ１９摩擦駆動ローラ２０摩擦従動ローラ２６アーム２７エアシリンダ１００ロール１０１支持フレーム１０２ロール摩耗部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロールの支持フレーム上に設置される本
体フレームと、前記本体フレームに長手方向、上下方向及び幅方向に移
動可能な３軸のスライドブロックを介して保持された溶
接トーチと、前記溶接トーチの近傍に取り付けられたロール摩耗部検
出用のセンサと、前記本体フレームに取り付けられ、前記ロールを摩擦回
転駆動する摩擦ローラと、を備えたロールの自動肉盛溶
接装置。
【請求項２】前記上下方向のスライドブロックとは別
に、前記ロール摩耗部検出用のセンサのみを単独で上下
移動可能なスライドブロックを設けてなる請求項１記載
のロールの自動肉盛溶接装置。
【請求項３】前記本体フレームに溶接部の表面を研削
する研削装置を設けてなる請求項１記載のロールの自動
肉盛溶接装置。