JPH0627261Y2 - 管の突合せ自動溶接装置 - Google Patents

管の突合せ自動溶接装置

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JPH0627261Y2
JPH0627261Y2 JP1988040145U JP4014588U JPH0627261Y2 JP H0627261 Y2 JPH0627261 Y2 JP H0627261Y2 JP 1988040145 U JP1988040145 U JP 1988040145U JP 4014588 U JP4014588 U JP 4014588U JP H0627261 Y2 JPH0627261 Y2 JP H0627261Y2
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JP
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welding
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pipe joint
touch sensor
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登志雄 中島
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UD Trucks Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本考案は例えば車両のアクスルハウジング等に使用され
る管部材の突合せ継ぎ手を自動的に溶接する自動溶接装
置に関する。
【従来の技術】
一般には、管部材の突合せ溶接は、突合せ溶接部分の強
度が低下することがあった。 この低下を防止するために従来は、例えば実開昭62-118
673号公報に開示されているように、突合せする両管端
に開先部を設けると共に、突合せ面の内周に両管端にわ
たって当て金を当てがい更に当て金配置において管内周
に段差面などを設けてその形状を考慮した継ぎ手構造と
して手動溶接しているものもある。 このような配慮がなされた突合せ管であっても溶接を均
一に安定した状態で行うことがその管の充分な強度を保
証するための条件となっており製造に多大の労力と時間
を必要としその管理に細心の注意を払わざるを得なく、
従来はこの突合せ溶接を手動で行っていたのでこの溶接
時間が長時間かかり、製造工程全体の大きなネックとな
っていた。また、管の突合せ溶接に関する技術として
は、従来から特開昭61-49774号及び実願昭57-201257
(実開昭59-106680)が存在していた。しかし特開昭61-
49774号においては、その目的によれば、(縫合部の全
長にわたって正確に開先中心位置を求め、高精度に溶接
を行うことを可能とする溶接管の外面溶接方法を提供す
ることを目的とする)においては(開先中心位置を求
め)の記載は本願と同じであり、該記載以外は本願と異
なるものである。また、その構成は、(1、溶接管の縫合
部の開先形状を予め複数の基準形状に分類し、2、各基準
形状開先端点の基準傾き値を定めるとともに、3、実際に
溶接される溶接管の縫合部の現実の開先形状を撮像し、
4、該撮像された開先形状を座標化し、5、該座標化された
開先形状の各微小区間の傾き値を求め、6、この傾き値を
前記各基準形状の傾き値と比較することにより、7、該開
先端点の位置を求め、8、該開先形状の左右の開先端点の
位置から開先中心位置を求め、9、該開先中心位置に基づ
いて溶接トーチによる溶接位置を制御するようにしたも
のである)としている。 また、その構成、作用効果共に、前記構成の(9、該開
先中心位置に基づいて溶接トーチによる溶接位置を制御
するようにしたものである)の記載以外は本願とは異な
るものである。 また、実願昭57-201257(実開昭59-106680)において
は、その目的、構成、作用効果とも、本願とは異なるも
のである。
【考案が解決しようとする問題点】
一般に、突合せ溶接においては母材相互を、あるいは母
材相互間に適当な方法で供給された溶融金属と母材と
を、融合凝固させて溶接の目的を達するのであるが、溶
接品質の保証即ち溶接強度という面からとらえると、両
母材にわたって等しく均一に融合が達成されていること
がその強度の確保の必須条件である。 従来技術では、かかる要件を満足すると同時にこの溶接
作業を自動的に且つ容易にしかも確実に行うことは非常
に困難であった。
【考案の目的】
本考案は前頁
【考案が解決しようとする問題点】に述べ
た問題を解決するためになされたもので、その目的は管
の自動溶接装置において、管材(以下ワークとする)の
溶接部と溶接トーチの位置を相互に関係づけて作動させ
て、即ち基準面Bから検知点P1までのL1寸法と検知
点P2のL2寸法を測定しL寸法を求めL/2を開先中
心位置としその位置で溶接を行うことにより、管材両母
材にわたって等しく均一に融合を達成させ、溶接強度の
確保を果たし、溶接品質の保証をすると共にこの溶接作
業を自動的に且つ容易にしかも確実に行うことのできる
自動溶接装置を提供することである。
【問題を解決するための手段】
前頁に述べた目的を達成するために、本考案は仮組立を
行う仮付治具31と一端にワーク50を当接して停止させる
ワークストッパ13を具備したローディングコンベア19に
より構成される第1の搬送装置部と、前記ワークストッ
パ13に当接停止しているワーク50に係合して横架支承す
るV型受け金部29を設けたトランスファリフタ2と、ト
ランスファリフタ2の上下用シリンダが一体的に組み込
まれたトランスファーキャリヤ1がガイドバー36に摺動
可能に装着され油圧シリンダ21が油圧シリンダ21のシリ
ンダロッドを介して前記トランスファーキャリヤ1に接
続されて構成される第2の搬送装置部と、溶接トーチ62
を前記ワーク50の軸心に垂下装着し、タッチセンサ65を
センサアーム4を介して摺動可能に軸支装着しモーター
5により昇降作動するトーチ・検知アーム昇降ユニット
6とステッピングモーター9により管継ぎ手中心軸と平
行に作動するメカ送りユニット7と、V型受け金30に横
架支承されているワーク50の右管端と係合するワーク押
付け金具23を装備した右主軸台11を摺動させる右シリン
ダー10を有する右スライドユニット12で構成しベース22
上に配設したワーク50の右側管継ぎ手溶接装置部と、前
記右側管継ぎ手溶接装置部と対向する左側管継ぎ手溶接
装置部をを設け、左主軸台27にワーク50の左管端をチャ
ッキングするチャック15とドローバ25を介して前記チャ
ック15を作動させるシリンダ24が装着されモーター34に
よりウオーム減速機28を介してワーク50を回転可能に構
成した左側管継ぎ手溶接装置部と、前記タッチセンサ65
により検知点P1及びP2を検知し基準面BからL1及
びL2を測定しL1からL2を減じてLを演算しL/2
を求めて開先部中心位置とする演算手段と、前記各部を
制御する制御回路とで構成したものである。
【考案の作用】
本考案によれば溶接装置において両母材の開先面を検知
して開先部中心位置に自動的に溶接トーチを移動位置決
めして溶接することで溶接強度が均一で高く安定した品
質の管継ぎ手を得ることができる。
【本考案の実施例】
以下に図面に基づいて本考案の実施例を説明する。 第1図は本考案に関わる自動溶接装置の全体正面図、第
2図は本考案に関わる自動溶接装置の全体側面図であ
る。 第1図全体正面図、第2図全体側面図において当て金40
を用いて管継ぎ手溶接部を有するワーク50の継ぎ手部の
仮組み立てを行う仮付治具31上よりローディングコンベ
ア19によって送られたワーク50は、ワークストッパ13に
当接して停止した後トランスファーリフタ2のV型受け
金部29に横架支承される。 トランスファーキャリヤ1に一体的に組み込ませたシリ
ンダの伸張で該トランスファーリフタ2が上昇し、ワー
ク50の端管部を上方に維持してローディングコンベア19
より離脱させて停止し、その際左シリンダ18及び右シリ
ンダ10により左スライドユニット16及び右スライドユニ
ット12はそれぞれ第1図に示されている通りベース22の
左端及び右端に位置しているので、次に該両スライドユ
ニット16,12に挟まれた位置にワーク50が進入できるよ
うになっている。 そこで、トランスファーキャリヤ1はワーク50を受けた
状態でガイドバー36に案内されて油圧シリンダ21により
位置決め溶接治具33の中心位置まで引き込まれて停止す
る。 ワーク50が停止すると、左シリンダ18により左主軸台27
が前進してチャック15が基準面Aまで前進しつつ、図示
していないチャックジョーがワーク50左端の管内径部に
挿入されて基準面Aが固定設定される。同時に、右シリ
ンダ10により右主軸台11が前進し、ワーク押し付け金具
23がワーク50右端の管内径部に挿入されワーク押し付け
金具23の端面で、基準面Aに対してワークを押し付け固
定すると共に、ワーク押し付け金具23の端面が、基準面
Bを形成する。基準面A及びBが形成設定された状態で
シリンダ24によりドローバ25とこれに連携する図示して
いないチャックジョーを作動させチャック15がワーク50
左端内径を拡張保持してワーク50を固定させ、ワーク50
の固定が完了するとトランスファーキャリヤ1は元の位
置に戻って停止する。 次ぎに、開先部中心位置検出と自動溶接装置について説
明する。 第3図は第1図の円内部分の拡大側面図、第4図は第1
図の円内部分の拡大正面図、第5図は開先部の詳細図、
第6図は開先部の中心位置の演算説明図である。 管継ぎ手開先部中心位置検出のために、トーチ・検知ア
ーム昇降ユニット6が所定の位置まで降下停止し、更に
第3図において、センサーアーム4が2点鎖線の待機位
置から揺動して、センサーアーム4に取り付けられたタ
ッチセンサ65の先端が図示されている検知位置に停止す
るようになっている。続いて、該タッチセンサ65の先端
が第5図において、開先部の検知点P2に当接した後検
知点P2から検知点P1を結ぶ管継ぎ手中心軸と平行の
水平線上を移動するようになっている。 管継ぎ手開先部中心位置検出は、先ず開先部の検知点P
2を位置情報として読み込んだ後、第1図のステッピン
グモーター9によりメカ送りユニット7を前記水平方向
に移動させ、検知点P1を位置情報として読み込み下式
によって演算することにより実行される。 (L1−L2)/2=開先中心位置 上記の演算を行って求められた開先中心位置にメカ送り
ユニット7を移動し停止させた後タッチセンサ65は待機
位置に移動して戻り待機する。 次に、モター5によりトーチ・検知アーム昇降ユニット
6に取り付けた溶接トーチ62を開先中心位置と一致した
位置まで前記水平線方向に移動させた後溶接位置まで降
下停止させ、左主軸台27に設けたモーター34によりウオ
ーム減速機28を介してワーク50を回転させながらワーク
50の開先部全周を開先中心位置で溶接する。 尚、この際第3図における溶接トーチ62とタッチセンサ
65の紙面方向の位置(即ちワーク50のラジアル方向の位
置)を一致させておく即ち同じにしておくと、タッチセ
ンサ65を待機位置に揺動して戻した後前記した水平線方
向に移動させる必要がなく、そのままトチ・検知アーム
昇降ユニット6に取り付けた溶接トーチ62を降下させれ
ば直ちに溶接が可能となり、より効率的な作動が行われ
る。このようにして溶接作業が行われた後はトーチ・検
知アーム昇降ユニット6は上昇して定位置で停止し待機
する。 以上の通り溶接作業が終了すると、トランスファーリフ
タ2の左V型受け金部29に次のワークがローディングコ
ンベア19から供給され、右V型受け金部30にセット時と
逆の動作で溶接完了しワーク50がアンローディングコン
ベア20に降ろされて全溶接工程が完了する。
【考案の効果】
以上のように本考案は、開先部を有する管継ぎ手の溶接
装置において、仮組立を行う仮付治具31と一端にワーク
50を当接して停止させるワークストッパ13を具備したロ
ーディングコンベア19により構成される第1の搬送装置
部と、前記ワークストッパ13に当接停止しているワーク
50に係合して横架支承するV型受け金部29を設けたトラ
ンスファリフタ2と、トランスファリフタ2の上下用シ
リンダが一体的に組み込まれたトランスファーキャリヤ
1がガイドバー36に摺動可能に装着され油圧シリンダ21
が油圧シリンダ21のシリンダロッドを介して前記トラン
スファーキャリヤ1に接続されて構成される第2の搬送
装置部と、溶接トーチ62を前記ワーク50の軸心に垂下装
着し、タッチセンサ65をセンサアーム4を介して揺動可
能に軸支装着しモーター5により昇降作動するトーチ・
検知アーム昇降ユニット6とステッピングモーター9に
より管継ぎ手中心軸と平行に作動するメカ送りユニット
7と、V型受け金30に横架支承されているワーク50の右
管端と係合するワーク押付け金具23を装備した右主軸台
11を摺動させる右シリンダー10を有する右スライドユニ
ット12で構成しベース22上に配設したワーク50の右側管
継ぎ手溶接装置部と、前記右側管継ぎ手溶接装置部と対
向する左側管継ぎ手溶接装置部をを設け、左主軸台27に
ワーク50の左管端をチャッキングするチャック15とドロ
ーバ25を介して前記チャック15を作動させるシリンダ24
が装着されモーター34によりウオーム減速機28を介して
ワーク50を回転可能に構成した左側管継ぎ手溶接装置部
と、前記タッチセンサ65により検知点P1及びP2を検
知し基準面BからL1及びL2を測定しL1からL2を
減じてLを演算しL/2を求めて開先部中心位置とする
演算手段と、前記各部を制御する制御回路とで構成した
ものであるので、ワークの溶接部と溶接トーチの位置を
相互に関係づけて作動させて、即ち開先部中心位置検出
手段によって開先部中心位置を検知してその位置で溶接
を行うことにより、管材両母材にわたって等しく均一に
正確に融合を達成させ、溶接強度の確保を果たし、溶接
品質の保証をすると共にこの溶接作業を自動的に且つ容
易にしかも確実に行うことができ、更に中心位置をセン
サにより検知して正確に溶接を行うようにしたのでワー
クを位置決めするのは「適当に」即ち「概略」、「10mm
程度の誤差は許容して」、「有る程度の精度で」するこ
とが可能となたので管継ぎ手の製造時間は大幅に短縮さ
れ、製造機械装置の精度を高くしないでも済み、機械費
用も安価で済むという、特有の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案に関わる自動溶接装置の全体正面図、第
2図は本考案に関わる自動溶接装置の全体側面図、第3
図は第1図の円内部分の拡大側面図、第4図は第1図の
円内部分の拡大正面図、第5図は開先部の詳細図、第6
図は開先部の中心位置の演算説明図である。 1……トランスファーキャリヤ 2……トランスファーリフタ 4……センサーアーム 6……トーチ・検知アーム昇降ユニット 7……メカ送りユニット 9……ステッピングモーター 33……位置決め溶接治具 50……ワーク 62……溶接トーチ 65……タッチセンサ

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】端部に管継ぎ手溶接部を有するワーク50の
    該管継ぎ手溶接部の自動溶接装置において、仮組立を行
    う仮付治具31と一端にワーク50を当接させて停止させる
    ワークストッパ13を具備したローディングコンベア19に
    より構成される第1のワーク搬送装置部と、前記ワーク
    ストッパ13に当接停止しているワーク50を載置して横架
    支承するV型受け金部29を設けたトランスファリフタ2
    と、トランスファリフタ2の上下用シリンダが取付けら
    れたトランスファーキャリヤ1をガイドバー36に摺動さ
    せる油圧シリンダ21とを備えた第2の搬送装置部と、溶
    接トーチ62を前記ワーク50の軸心に向かって垂下装着
    し、タッチセンサ65をセンサアーム4を介して前記軸心
    に直角な面内で揺動可能に軸支装着し、モーター5によ
    り前記トーチ62及びタッチセンサ65を昇降作動させるト
    ーチ・検知アーム昇降ユニット6と該ユニット6をステ
    ッピングモーター9により管継ぎ手中心軸と平行に作動
    するメカ送りユニット7と、V型受け金30に横架支承さ
    れているワーク50の一方の管端と係合するワーク押付け
    金具23を装備した右主軸台11を摺動させる右シリンダー
    10を有する一方のスライドユニット12とからなりベース
    22上に配設して構成したワーク50の一方側管継ぎ手溶接
    装置部と、前記一方側管継ぎ手溶接装置部と対向する位
    置に設けられ、他方の主軸台27にワーク50の他の管端を
    チャッキングするチャック15とドローバ25を介して前記
    チャック15を作動させるシリンダ24が装着されモーター
    34によりウオーム減速機28を介してワーク50を回転可能
    に構成した他方側管継ぎ手溶接装置部と、前記タッチセ
    ンサ65により検知点P1及びP2を検知し基準面Bから
    L1及びL2を測定しL1からL2を減じてLを演算し
    L/2を求めて開先部中心位置とする演算手段と、前記
    演算手段の演算結果に基づき前記各部第1、第2の搬送
    装置部及び一方、他方の溶接装置部の各部を制御する制
    御回路とで構成されることを特徴とする管の突合せ自動
    溶接装置。
JP1988040145U 1988-03-25 1988-03-25 管の突合せ自動溶接装置 Expired - Lifetime JPH0627261Y2 (ja)

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