JPH0673751B2 - 4電極隅肉自動溶接装置 - Google Patents

4電極隅肉自動溶接装置

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JPH0673751B2
JPH0673751B2 JP16990286A JP16990286A JPH0673751B2 JP H0673751 B2 JPH0673751 B2 JP H0673751B2 JP 16990286 A JP16990286 A JP 16990286A JP 16990286 A JP16990286 A JP 16990286A JP H0673751 B2 JPH0673751 B2 JP H0673751B2
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祐司 杉谷
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、4電極隅肉自動溶接装置、特にビルトアッ
プH型鋼の隅肉溶接の高能率化に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、ビルトアップH型鋼の隅肉溶接は継手の性能・作
業能率の向上を図るため、ビルトアップH型鋼を例えば
ポジショナに固定し、下向姿勢で開先ルートに沿って溶
接を進行させて隅部の溶接を行っている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来の隅肉溶接においては、下向姿勢で隅肉溶接を
行うため、ビルトアップH型鋼の隅部を片方ずつ溶接す
る必要があり、隅肉溶接を高能率で行うことができない
という問題点があった。
また、ポジショナにビルトアップH型鋼を固定し、開先
ルートを所定位置に位置合せすることも容易でないとい
う問題点があった。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
であり、ビルトアップH型鋼の隅肉溶接を自動で高能率
かつ容易に行うことができる4電極隅肉自動溶接装置を
提供することを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る4電極隅肉自動溶接装置は、門型台車、
2組のX−Y軸移動機構、x−y軸移動機構、回転する
溶接トーチ、非接触センサ及び制御装置とを備えてい
る。
門型台車は固定定盤上に載置されたビルトアップH型鋼
をまたいで固定定盤のレール上に設置され、このレール
に沿って移動する。
2組のX−Y軸移動機構は門型台車の架構上で、門型台
車の移動方向に向って左右に設置され、門型台車の幅方
向(X方向)と高さ方向(Y方向)に移動する。
x−y軸移動機構は各X−Y軸移動機構のY軸移動機構
下部に取付けられ、溶接トーチ位置を開先ルートと直角
方向(x方向)と溶接トーチの高さ方向(y方向)に修
正する。
溶接トーチは、上記x−y軸移動機構に回転自在に取付
けられ、アークを高速回転しながら溶接を行い、そのと
きのアーク電圧又は溶接電流波形を開先ならいセンサ、
すなわちアークセンサとして用いる。
非溶接センサは上記各X−Y軸移動機構のY軸移動機構
下部の上記溶接トーチより溶接進行方向前方位置に取付
けられ、被溶接材の下板及び立板の位置を各々検出す
る。
制御装置は上記非接触センサからの信号により上記X−
Y軸移動機構の移動量を制御し、また上記アークセンサ
の信号により上記x−y軸移動機構の溶接トーチ位置修
正量を制御する。
〔作用〕
この発明においては、2個のX−Y軸移動機構に取付け
た溶接トーチの回転アークによりビルトアップH型の隅
部を溶接するから、水平姿勢で両隅部を同時に溶接する
ことができる。また、走行する門型台車に取付けたX−
Y軸移動機構により溶接トーチの粗ならいを行い、各X
−Y軸移動機構に取付けたx−y軸移動機構により微細
ならいを行うから、被溶接材に偏りがあっても良好な溶
接を行うことができる。
〔実施例〕
第1図,第2図はこの発明の一実施例を示し、第1図は
正面図、第2図は平面図である。第1図,第2図におい
て、1は固定定盤、2は固定定盤1上に載置したビルト
アップH型鋼(以下、H型鋼という)、3はH型鋼2を
またいで固定定盤1のレール4上に設置された門型台車
であり、門型台車3はレール4に沿って図のZ軸方向に
移動する。
5は門型台車3の架構7上の左側に設置された左行X−
Y軸移動機構、6は架構7の右側に設置された右行X−
Y軸移動機構であり、各X−Y軸移動機構は門型台車2
の幅方向すなわち図のX方向に移動するX軸移動機構8
と、門型台車2の高さ方向すなわち図のY方向に移動す
るY軸移動機構9とからなる。
10は左行X−Y軸移動機構5及び右行X−Y軸移動機構
6のY軸移動機構9の下部に各々取付けられたx−y軸
移動機構であり、11はx−y軸移動機構10に取付けられ
た溶接トーチである。
x−y軸移動機構10は、第3図の部分拡大図に示すよう
に溶接トーチ11の位置を開先ルート14の直角方向すなわ
ち第3図のx方向に修正するx軸移動機構12と、溶接ト
ーチ11の高さ方向であるy方向に修正するy軸移動機構
13とからなる。
溶接トーチ11は回転モータ15により回転して、先端の通
電チップを通過するワイヤ16の先端を回転することによ
り、ワイヤ16とH型鋼2との間に発生するアークを高速
回転し、H型鋼隅部を溶接する。この回転するアークの
アーク電圧又は溶接電流波形は開先ならい行うアークセ
ンサとして用いられる。この溶接トーチ11は第2図に示
すように先行電極11Lと後行電極11Tを設けることにより
高能率の溶接を行うことができる。この場合は先行電極
11Lと後行電極11Tに各々x−y軸移動機構10が設けられ
ている。
17はH型鋼2の立板を検出するX軸非接触センサ、18は
H型鋼2の下板を検出するY軸非接触センサでありX軸
非接触センサ17とY軸非接触センサ18は例えば磁気セン
サからなり、各々Y軸移動機構9の下部で、溶接トーチ
11より溶接進行方向前方位置に各々直交して取付けられ
ている。19は門型台車3上に設けられた制御装置であ
り、制御装置19はX軸非接触センサ17とY軸非接触セン
サ18からの信号により、各X−Y軸移動機構5,6の移動
量を制御し、溶接トーチ11の粗ならいを行う。またアー
クセンサの信号により各X−Y軸移動機構5,6に取付け
たX−Y軸移動機構の溶接トーチ修正量を制御し、トー
チ11の微細ならいを行う。
20は門型台車2の架構上に設置されたワイヤバック、21
は同じく門型台車2上に設置され各溶接トーチに電力を
供給する溶接電源、22はタブ板である。
上記のように構成した溶接装置において溶接トーチ11を
高速回転するのは、アークの高速回転により溶込みが周
辺に分散し均一で安定した溶込みを得、偏平で良好なビ
ードを形成するため、H型鋼2の隅部の溶接を水平姿勢
で行うことができるからである。また、開先内で回転す
るアークの位置と対応して変化するアーク電圧波形ある
いは溶接電流波形を利用して開先自動ならい制御を行う
こともできるからである。
次に上記のように構成した溶接装置の動作を、第2図に
示すように左行及び右行溶接トーチ11が各々先行電極11
Lと後行電極11Tを有し、かつ右行溶接トーチ11が左行溶
接トーチ11より先行する場合について説明する。
まず、溶接トーチ11の初期位置決めを第4図のフローチ
ャートに示した工程で行う。
溶接トーチ11の初期位置決め開始信号を入力すると(ス
テップ401)、左行及び右行の各x−y軸移動機構10が
動作し、各溶接電極11L,11Tを原点x0,y0、すなわちx軸
移動機構12及びy軸移動機構13の各スライド軸の中心に
移動する(ステップ402)。各溶接電極11L,11Tが原点
x0,y0に復帰したことを検出した後、左行及び右行のX
−Y軸移動機構5,6のY軸移動機構9が動作し、各溶接
電極11L,11Tを下降する(ステップ403)。この下降によ
り各Y軸磁気センサ18がH型鋼2の下板からの所定位置
を検出すると(ステップ404)、各Y軸移動機構9の下
降は停止し、各Y軸磁気センサ18は下板に対して粗なら
いを開始する(ステップ405)。Y軸移動機構9の下降
が停止すると、X−Y軸移動機構5,6のX軸移動機構8
が動作する(ステツプ406)。この場合左行のX軸移動
機構8は左側に移動し、右行のX軸移動機構8は右側に
移動する。この移動により各X軸磁気センサ17がH型鋼
2の立板から所定位置を検出すると(ステップ407)、
各X軸移動機構8は移動を停止し、各X軸磁気センサ17
は立板に対して粗ならい開始する(ステップ408)。X
軸移動機構8の移動が停止すると、原点x0,y0に位置す
る各先行電極11Lと後行電極11Tは、あらかじめ脚長別に
プリセットした適正ねらい位置x,yである初期位置に移
動し、かつトーチ角度αも初期位置に設定し(ステップ
409)、溶接トーチの初期決めを終了する(ステツプ41
0)。
溶接トーチ初期位置決めが終了すると門型台車3が後退
し、第5図に示す工程で溶接準備を行う。
溶接トーチ初期位置決め終了信号により溶接準備開始信
号か出力されると(ステップ501)、左行及び右行のX
軸磁気センサ17とY軸磁気センサ18が粗ならいを行いな
がら門型台車3を第2図のZ軸方向に低速で後退する
(ステップ502)。門型台車3の後退により、まず左行
のX軸磁気センサ17がH型鋼2の左側立板始端を検出す
ると(ステップ503)、左行のX軸磁気センサ17は左行
粗ならいを停止する(ステップ504)。さらに門型台車
3が後退し、右行のX軸磁気センサ17がH型鋼2の右側
立板始端を検出すると(ステップ505)、右行のX軸磁
気センサ17は右行粗ならいを停止し(ステップ506)、
同時に門型台車3の後退が停止して(ステップ508)、
溶接準備を終了する(ステップ509)。溶接準備が終了
すると第6図に示す工程によりH型鋼2の隅肉溶接が開
始される。
溶接準備終了信号により溶接開始信号が出力されると
(ステップ601)、門型台車3はZ軸方向である溶接方
向に走行を開始する(ステップ602)。門型台車3の走
行により右行のX軸磁気センサ17がH型鋼2の右側立板
始端を検出すると、右行のX軸磁気センサ17とY軸磁気
センサ18により立板、下板の位置を検出し、この検出信
号により右行X−Y軸移動機構の移動量を制御して粗な
らいを開始する。同時に右行の先行電極11L、後行電極1
1Tに溶接電源21から電力を供給してアークスタートし、
かつアークの回転を開始する(ステップ603)。このア
ークスタート後タイマで一定時間を置いて(ステップ60
4)、先行電極11L,後行電極11Tのアーク自身によるアー
クセンサ開先ならい制御を開始し、アークセンサの出力
によりx−y軸移動機構10の溶接トーチ修正量を制御す
る微細ならいを開始する(ステップ605)。その後、H
型鋼2の右側隅肉を右行X−Y軸移動機構6及び各x−
y軸移動機構10による粗ならい、微細ならいを行いなが
らH型鋼2の右側隅部の溶接を行う(ステップ606)。
さらに門型台車3の走行により左行のX軸磁気センサ17
がH型鋼2の左側立板始端を検出すると、右側の場合と
同様に左行X−Y軸移動機構5による粗ならい、アーク
スタート及びアークの回転を開始する(ステップ60
7)。その後一定時間置いて(ステップ608)、アークセ
ンサ開先ならい制御によりx−y軸移動機構10の溶接ト
ーチ修正量を制御し微細ならいを開始し(ステップ60
9)、H型鋼2の左側隅部の溶接を行う(ステップ61
0)。
次に上記のようにH型鋼2の溶接が進行した後、溶接を
停止する工程を第7図に基づいて説明する。門型台車3
の走行により右行のY軸磁気センサ18が下板タブ板(不
図示)を検出すると(ステップ701)、右行の溶接トー
チ11の粗ならいとアークセンサによる微細ならいを停止
し、かつアークの回転を停止すると共にアークも停止す
る(ステップ702)。さらに門型台車3が走行して左行
のY軸磁気センサ18が下板タブ板を検出すると(ステッ
プ703)、左行の粗ならい、アークセンサによる微細な
らいが停止し、 アークの回転及びアークが停止する(ステップ704)。
この左行のアーク停止後、門型台車3のZ軸方向の走行
を停止し(ステップ705)、H型鋼2の溶接を終了する
(ステップ706)。この溶接終了信号により各x−y軸
移動機構10が原点x0,y0に復帰し(ステップ707)、その
後各X−Y軸移動機構5,6のY軸移動機構9を上昇し
(ステップ708)、Y軸移動機構9が原点復帰後X軸移
動機構8を移動しX軸方向の原点(図示せず)に復帰し
(ステップ709)、溶接トーチの退避を終了する(ステ
ップ710)。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したように、溶接トーチを回転しア
ークを高速回転してビルトアップH型鋼の隅部を溶接す
るから、ポジショナを使用せずに水平姿勢でビルトアッ
プH型鋼の両隅部を同時に溶接することができ、溶接能
率の向上を図ることができる。
また、走行する門型台車に取付けたX−Y軸移動機構に
よる溶接トーチの粗ならいと、各X−Y軸移動機構に取
付けたx−y軸移動機構による溶接トーチの微細ならい
とを行うから被溶接材に偏り等があっても自動で良好な
ビードを形成することができる効果を有する。
さらに、各非接触センサによる被溶接材の位置検出が行
われるから、溶接シーケンスの制御が容易となる効果も
有する。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図はこの説明の実施例を示す構成図であ
り、第1図は正面図、第2図は平面図、第3図は第1図
に示した実施例の溶接トーチ部を示す部分詳細図、第4
図は上記実施例による溶接トーチ初期位置決めの工程
図、第5図は溶接準備の工程図、第6図は溶接開始の工
程図、第7図は溶接終了時の工程図である。 1……固定定盤、2……ビルトアップH型鋼、3……門
型台車、5……左行X−Y軸移動機構、6……右行X−
Y軸移動機構、8……X軸移動機構、9……Y軸移動機
構、10……x−y軸移動機構、11……溶接トーチ、11L
……先行電極、11T……後行電極、12……x軸移動機
構、13……y軸移動機構、17……X軸磁気センサ、18…
…Y軸磁気センサ、19……制御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固定定盤上に載置したビルトアップH型鋼
    等の隅肉溶接を行なう4電極隅肉自動溶接装置におい
    て、 上記ビルトアップH型鋼をまたいで固定定盤のレール上
    に設置され、上記レールに沿って移動する門型台車と、 該門型台車の架構上で門型台車の移動方向に向って左右
    に設置され、門型台車の幅方向(X方向)と高さ方向
    (Y方向)に移動可能な2組のX−Y軸移動機構と、 各X−Y軸移動機構のY軸移動機構下部に取付けられ、
    溶接トーチ位置を開先ルートと直角方向(x方向)と溶
    接トーチの高さ方向(y方向)に修正するx−y軸移動
    機構と、 該x−y軸移動機構に回転自在に取付けられ、アークを
    高速回転して回転するアーク自身を開先ならいセンサ
    (アークセンサ)として用いる溶接トーチと、 上記各X−Y軸移動機構のY軸移動機構下部で上記溶接
    トーチより溶接進行方向の前方位置に取付け、被溶接材
    の下板及び立板の位置を各々検出する非接触センサと、 該非接触センサからの信号により上記X−Y軸移動機構
    の移動量を制御し、上記アークセンサの信号により上記
    x−y軸移動機構の溶接トーチ修正量を制御する制御装
    置と、 を備えたことを特徴とする4電極隅肉自動溶接装置。
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