JPH0780640A - Method and device for circumferential welding of cylindrical body - Google Patents

Method and device for circumferential welding of cylindrical body

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JPH0780640A
JPH0780640A JP25211993A JP25211993A JPH0780640A JP H0780640 A JPH0780640 A JP H0780640A JP 25211993 A JP25211993 A JP 25211993A JP 25211993 A JP25211993 A JP 25211993A JP H0780640 A JPH0780640 A JP H0780640A
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JP
Japan
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welding
cylindrical body
diameter
motor
turning
Prior art date
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Pending
Application number
JP25211993A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Takashita
健二 高下
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Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To precisely make welding start point and welding stop point coincide when circumferential welding is executed with rotating a cylindrical body. CONSTITUTION:A cylindrical body 11 is placed/supported on a pair of rotatable turning rollers 3, 4 and is turned by one of the turning roller 3. An encoder 12 is placed between turning rollers 3, 4, a position of one point on the circumference of the cylindrical body 11 is detected by the encoder 12. Also, a position of the turning rollers 3, 4 are detected by encoders 9, 10. And a diameter of the cylindrical body 11 is calculated by these position and the diameter of the turning rollers 3, 4, and a circumferential length of the cylindrical body 11 is calculated from the diameter. Further, from the circumferential length a number of revolution of a turning roller drive motor 7 required for one revolution of the cylindrical body 11 is calculated. At circumferential welding, a number of revolution of the motor 7 is counted from start of welding, when its accumulated number of revolution reaches the required the number of revolution calculated, it is judged the cylindrical body is turned one revolution.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、円筒管の継ぎ合わせや
薄肉円筒体の外周面に肉盛溶接を行うときなどに用いら
れる周溶接方法及び装置に関するもので、特に、溶接ト
ーチを固定しておき、円筒体を回転させることによって
その全周を溶接するようにした円筒体の周溶接方法及び
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a peripheral welding method and apparatus used for joining welded cylindrical pipes or overlay welding on the outer peripheral surface of a thin-walled cylindrical body, and more particularly to fixing a welding torch. The present invention relates to a method and apparatus for circumferentially welding a cylindrical body in which the entire circumference is welded by rotating the cylindrical body.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、パイプ等の円筒体を継ぎ合わせ
る場合には、各円筒体を互いに突き合わせ、その突き合
わせ部の外周を全周にわたって周溶接する。また、円筒
体の肉厚が不足するときなどには、その外周面全体に肉
盛溶接を施す。その場合にも、円筒体には周溶接する。
そのように円筒体の全周を周溶接する方法としては、溶
接トーチを円筒体の外周に沿って移動させる方法と、溶
接トーチは固定しておき、その代わりに円筒体を回転さ
せる方法とがあるが、円筒体が大径のものである場合に
は、円筒体を回転させる方法が採用されることが多い。
その場合には、通常、円筒体は一対の平行なターニング
ローラ上に載置され、その一方のターニングローラをモ
ータによって回転駆動することにより回転される。
2. Description of the Related Art Generally, when joining cylindrical bodies such as pipes, the cylindrical bodies are butted to each other and the outer circumference of the butted portion is welded over the entire circumference. Further, when the thickness of the cylindrical body is insufficient, overlay welding is applied to the entire outer peripheral surface thereof. Even in that case, circumferential welding is performed on the cylindrical body.
As such a method of circumferentially welding the entire circumference of the cylindrical body, there are a method of moving the welding torch along the outer circumference of the cylindrical body, and a method of fixing the welding torch and rotating the cylindrical body instead. However, when the cylindrical body has a large diameter, a method of rotating the cylindrical body is often adopted.
In that case, the cylindrical body is usually placed on a pair of parallel turning rollers, and is rotated by rotationally driving one of the turning rollers by a motor.

【0003】ところで、そのような周溶接を行う場合に
は、円筒体の外周面上の溶接開始点と停止点とを正確に
一致させることが求められる。すなわち、溶接の開始点
より手前で溶接が停止されると、全周の一部が溶接され
ないまま残ることになる。また、逆に溶接開始点を越え
た後も溶接が継続されると、全周の一部が二重に溶接さ
れることになる。そして、そのような溶接残し部や溶接
重なり部が生ずると、円筒体の全周においてその強度や
外径に差が生じることになり、その品質が低下してしま
う。したがって、品質のよい周溶接を行うためには、円
筒体の回転中、溶接の開始点に達したところで正確に溶
接を停止させることが必要となっている。しかしなが
ら、上述のようにターニングローラによって円筒体を回
転させる場合には、円筒体の回転角度を直接計測するこ
とができないので、その回転の間、溶接開始点がどこに
位置しているかを把握することが難しい。
When performing such circumferential welding, it is required that the welding start point and the stop point on the outer peripheral surface of the cylindrical body be exactly aligned. That is, if welding is stopped before the starting point of welding, a part of the entire circumference will remain unwelded. On the contrary, if the welding is continued even after the welding start point is exceeded, a part of the entire circumference will be doubly welded. Then, when such a welding residual portion or a welding overlapping portion occurs, a difference occurs in strength or outer diameter of the entire circumference of the cylindrical body, and the quality thereof deteriorates. Therefore, in order to perform high-quality circumferential welding, it is necessary to accurately stop the welding when the welding start point is reached during the rotation of the cylindrical body. However, when rotating the cylinder with the turning roller as described above, it is not possible to directly measure the rotation angle of the cylinder, so it is necessary to know where the welding start point is located during the rotation. Is difficult.

【0004】そこで、そのようにターニングローラによ
って円筒体を回転させながら周溶接を行う場合、従来
は、溶接しようとする円筒体の直径からその周の長さを
求め、更に、駆動モータに組み込まれている減速装置の
減速比やターニングローラの直径等から円筒体を1回転
させるのに必要なモータの回転数を求めて、それをモー
タの制御系統に入力することにより、溶接の開始後、円
筒体がちょうど1回転あるいは数回転したと判断される
までモータが回転したときに、そのモータを停止させる
とともに溶接を停止するようにしていた。
Therefore, when circumferential welding is performed while rotating the cylindrical body by the turning roller as described above, conventionally, the circumferential length is obtained from the diameter of the cylindrical body to be welded, and further, it is incorporated in the drive motor. The speed of the motor required to make one revolution of the cylinder is calculated from the reduction ratio of the speed reducer and the diameter of the turning roller, and is input to the control system of the motor. When the motor rotates until it is judged that the body has just made one or several rotations, the motor is stopped and welding is stopped.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな方法では、周溶接しようとする円筒体の直径を実際
に測定することが必要となる。パイプ等の円筒管にはそ
の直径が呼び径として示されていることも多いが、その
呼び径は、製作誤差などのために実際の直径とは異なる
ことが多い。したがって、円筒体の周溶接を正確に行お
うとすると、どうしても、その都度、円筒体の直径を実
測することが必要となる。そのために、円筒体の周溶接
を自動化することは困難なこととなっている。しかも、
通常の円筒体は、正確な円形断面をしていることはむし
ろ少なく、わずかに楕円形状となっていることの方が多
い。そのような場合、円筒体の直径を実測したとして
も、その周の長さを正確に求めることは極めて難しい。
また、そのような実測には誤差が伴うことは避けられな
い。そして、その誤差自体は小さいとしても、特に多層
周溶接する場合には、その誤差が累積することになる。
そのために、その実測値に基づいて溶接停止点を定める
と、その位置が溶接開始点から大きくずれることがあ
る。更に、周溶接する円筒体が変わるたびにその直径を
実測し、その直径からモータの必要回転数を算出して、
それを周溶接装置に入力するというのも手間がかかるこ
とである。
However, in such a method, it is necessary to actually measure the diameter of the cylindrical body to be circumferentially welded. The diameter of a cylindrical pipe such as a pipe is often shown as a nominal diameter, but the nominal diameter is often different from the actual diameter due to manufacturing errors or the like. Therefore, in order to accurately perform circumferential welding of the cylindrical body, it is absolutely necessary to measure the diameter of the cylindrical body each time. Therefore, it is difficult to automate the circumferential welding of the cylindrical body. Moreover,
Ordinary cylinders rarely have an exact circular cross section, and often have a slightly elliptical shape. In such a case, even if the diameter of the cylinder is actually measured, it is extremely difficult to accurately determine the length of the circumference.
In addition, it is inevitable that such an actual measurement involves an error. Even if the error itself is small, the error will be accumulated especially when performing multi-layer circumferential welding.
Therefore, if the welding stop point is determined based on the measured value, the position may deviate significantly from the welding start point. Furthermore, each time the cylinder to be welded around changes, its diameter is measured, and the required number of rotations of the motor is calculated from that diameter.
It is troublesome to input it into the circumference welding device.

【0006】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、ターニングローラによっ
て円筒体を回転させながら周溶接を行うものにおいて、
円筒体を周溶接装置にセットするだけでその円筒体の直
径が求められるようにし、それによって、容易に自動化
することのできる円筒体の周溶接方法及び装置を得るこ
とである。また、本発明の他の目的は、円筒体が変形し
ている場合にも溶接開始点と停止点とを一致させること
のできる周溶接方法及び装置を得ることである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to perform circumferential welding while rotating a cylindrical body by a turning roller.
The object is to provide a method and apparatus for circumferential welding of a cylindrical body, by which the diameter of the cylindrical body can be obtained only by setting the cylindrical body on the circumferential welding apparatus, and thereby easily automating. Another object of the present invention is to provide a circumferential welding method and apparatus capable of matching the welding start point and the welding stop point even when the cylindrical body is deformed.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明では、円筒体を支持する一対のターニングロ
ーラからその円筒体の外周上の2点の位置が求められる
ことに着目し、それを利用して円筒体の直径を求めるよ
うにしている。すなわち、本発明による円筒体の周溶接
方法は、円筒体を支持する一対のターニングローラのい
ずれからも離れた所定の位置に、円筒体の外周面に接触
してその接触位置を検出する位置スケールを配置してお
き、その位置スケールを円筒体の外周面に接触させた状
態で、モータにより一方のターニングローラを回転駆動
して円筒体を回転させるとともに、その円筒体の外周面
近傍に配設されている溶接トーチを作動させて溶接を開
始し、上述の位置スケールによる検出値と、一対のター
ニングローラの中心位置及びその直径とに基づいて円筒
体の直径を演算し、更に、そのようにして算出された直
径から円筒体を1回転させるのに要するモータの必要回
転数を算出して、溶接開始からそのときまでに計数され
るモータの累積回転数が算出された必要回転数に所定の
周溶接回数を掛けた値に達したときに溶接を停止するよ
うにしたことを特徴としている。その場合、円筒体の1
回転中にその直径の算出を複数回にわたって行い、その
平均値を円筒体の正しい直径としてモータの必要回転数
を求めるようにすることが望ましい。その場合には、そ
のときに算出される直径に応じた時間間隔で、次の直径
算出を行うようにする。多層肉盛溶接を行うときには、
円筒体の第1回転目、すなわち第1層の周溶接時に上述
のようにして円筒体の直径を求め、以後の周溶接はその
結果を利用して行う。その場合には、円筒体がちょうど
1回転したと判断されるときに、溶接トーチを溶接厚さ
あるいは溶接幅に応じた量だけ移動させる。また、本発
明による円筒体の周溶接装置は、上述のような位置スケ
ールと、その位置スケールによる検出値やターニングロ
ーラの中心位置及び直径などから必要な演算を行う演算
器と、溶接開始からのモータの累積回転数を計測する回
転計と、その回転計による計測値と演算器によって算出
された値とを比較して溶接トーチの制御信号を出力する
制御器とを備えていることを特徴としている。一対のタ
ーニングローラは、少なくともその一方が位置調整可能
とされることが望ましい。その場合には、そのターニン
グローラの位置を検出する第2の位置スケールが設けら
れ、その位置スケールによる検出値が演算器に入力され
る。
In order to achieve this object, in the present invention, attention is paid to the fact that two positions on the outer circumference of the cylindrical body are obtained from a pair of turning rollers supporting the cylindrical body, By utilizing this, the diameter of the cylinder is calculated. That is, the method for circumferentially welding a cylindrical body according to the present invention is a position scale for detecting the contact position by contacting the outer peripheral surface of the cylindrical body at a predetermined position apart from both of the pair of turning rollers supporting the cylindrical body. Is placed, and while the position scale is in contact with the outer peripheral surface of the cylindrical body, one turning roller is rotationally driven by the motor to rotate the cylindrical body, and the position scale is arranged near the outer peripheral surface of the cylindrical body. The welding torch is started to start welding, and the diameter of the cylindrical body is calculated based on the detection value by the above-mentioned position scale, the center position of the pair of turning rollers and the diameter thereof, and further in that manner. The required number of rotations of the motor required to rotate the cylinder once is calculated from the calculated diameter, and the cumulative number of rotations of the motor counted from the start of welding to that time is calculated. Is characterized in that so as to stop the welding when it reaches the required rotational speed value obtained by multiplying a predetermined circumferential welding times. In that case, one of the cylinders
It is desirable to calculate the diameter of the motor a plurality of times during rotation, and use the average value as the correct diameter of the cylinder to determine the required number of rotations of the motor. In that case, the next diameter is calculated at time intervals according to the diameter calculated at that time. When performing multi-layer overlay welding,
At the first rotation of the cylindrical body, that is, during the circumferential welding of the first layer, the diameter of the cylindrical body is obtained as described above, and the subsequent circumferential welding is performed using the result. In that case, the welding torch is moved by an amount corresponding to the welding thickness or the welding width when it is determined that the cylinder has just made one revolution. Further, the circumferential welding apparatus for a cylindrical body according to the present invention includes a position scale as described above, a calculator for performing necessary calculations from the detected value by the position scale, the center position and diameter of the turning roller, and the like from the start of welding. It is characterized by comprising a tachometer that measures the cumulative number of revolutions of the motor, and a controller that outputs a control signal for the welding torch by comparing the value measured by the tachometer with the value calculated by the calculator. There is. It is desirable that at least one of the pair of turning rollers be positionally adjustable. In that case, a second position scale for detecting the position of the turning roller is provided, and the detected value by the position scale is input to the arithmetic unit.

【0008】[0008]

【作用】このように一対のターニングローラ上に円筒体
を載置して回転させる周溶接装置においては、一般に、
各ターニングローラの中心位置及びその直径が既知であ
る。そして、円筒体はそれらのターニングローラに同時
に線接触するので、その接触位置、すなわち円筒体の外
周上の2点が決定される。したがって、それらのターニ
ングローラから離れた位置に位置スケールを配置し、そ
の位置スケールによって円筒体の外周上の他の1点の位
置を測定するようにすれば、円筒体の外周上の3点が求
められることになり、その直径を算出することができ
る。そして、その直径から円筒体の外周の長さが求めら
れ、その周長から円筒体を1回転させるのに必要なター
ニングローラの回転数、すなわちモータの必要回転数が
求められる。したがって、円筒体を回転させながら、あ
る位置から溶接を開始し、その溶接の開始時点からのモ
ータの回転数を計数して、その累積回転数が上述のよう
にして算出されるモータの必要回転数の整数倍に達した
ところで溶接を停止するようにすれば、その溶接の開始
点と停止点とが正確に一致することになり、溶接残し部
や溶接重なり部が生じることが防止される。その場合、
円筒体の回転中に直径の演算を複数回にわたって行い、
その平均値からモータの必要回転数を定めるようにすれ
ば、円筒体の断面がわずかに楕円となっているような場
合にも、溶接は円筒体が1回転あるいは数回転したとこ
ろで正確に停止されるようになる。また、一対のターニ
ングローラ間の間隔を調整可能としておけば、直径が大
幅に異なる円筒体であっても安定して支持することが可
能となる。そして、その場合にも、ターニングローラの
位置を第2の位置スケールによって検出し、その検出値
を演算器に入力するようにすることにより、同様に正確
な制御を行うことができる。
In the circumferential welding apparatus in which the cylindrical body is placed and rotated on the pair of turning rollers as described above, generally,
The center position of each turning roller and its diameter are known. Since the cylindrical body is in line contact with those turning rollers at the same time, the contact position, that is, two points on the outer circumference of the cylindrical body are determined. Therefore, if a position scale is arranged at a position distant from those turning rollers and the position of another one point on the outer circumference of the cylinder is measured by the position scale, three points on the outer circumference of the cylinder will be measured. It will be required and the diameter can be calculated. Then, from the diameter, the length of the outer circumference of the cylinder is obtained, and from the circumference, the number of rotations of the turning roller required to rotate the cylinder once, that is, the required number of rotations of the motor is obtained. Therefore, while rotating the cylinder, welding is started from a certain position, the number of rotations of the motor from the start of welding is counted, and the cumulative number of rotations is calculated as described above. If the welding is stopped when the number reaches an integral multiple of the number, the starting point and the stopping point of the welding will be exactly coincident with each other, and it is possible to prevent a welding residual portion and a welding overlapping portion from occurring. In that case,
The diameter is calculated multiple times during the rotation of the cylinder,
If the required number of rotations of the motor is determined from the average value, welding can be accurately stopped after one or several revolutions of the cylinder even when the cross section of the cylinder is slightly elliptical. Become so. Further, if the spacing between the pair of turning rollers is adjustable, it becomes possible to stably support even cylindrical bodies having significantly different diameters. Also in this case, the position of the turning roller is detected by the second position scale, and the detected value is input to the arithmetic unit, so that the same accurate control can be performed.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図中、図1,2は本発明による円筒体の周溶接方法
の実施状態を示すもので、図1はその側面図であり、図
2はその正面図である。また、図3,4は、その周溶接
方法において行われる制御のフローチャートである。図
1及び図2から明らかなように、周溶接装置1の架台2
上には、複数個の駆動ターニングローラ3,3,…と複
数個の従動ターニングローラ4,4,…とが並列に配置
されている。それらのターニングローラ3,3,…及び
4,4,…はいずれも同径とされており、それぞれ互い
に平行な連結軸5,6によって一体的に連結されてい
る。そして、その連結軸5,6がブラケット5a,6a
により同じ高さ位置で回転自在に支持されている。駆動
ターニングローラ3,3,…の連結軸5は、減速装置を
内蔵したモータ7により回転駆動されるようになってい
る。そのモータ7には、その回転数を検出する回転計と
してのロータリエンコーダ8が接続されている。また、
各ターニングローラ3,3,…及び4,4,…は、その
連結軸5,6を回転自在に支持するブラケット5a,6
aとともに、架台2の上面に沿って回転軸線に直交する
方向(図2で左右方向)に移動可能とされ、その間の間
隔が調整されるようになっている。そして、その初期位
置からの移動量が、ブラケット5a,6aに連結されて
いるリニヤエンコーダ9,10によってそれぞれ検出さ
れるようになっている。各ブラケット5a,6aは、送
りねじ機構などによって互いに連動して逆方向に移動す
るようにされている。したがって、一方のブラケット5
aを例えば図2で右方向に一定量だけ移動させたときに
は、他方のブラケット6aがそれとは反対の左方向に同
量だけ移動する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, FIGS. 1 and 2 show an embodiment of the method for circumferentially welding a cylindrical body according to the present invention, FIG. 1 is a side view thereof, and FIG. 2 is a front view thereof. 3 and 4 are flowcharts of the control performed in the circumferential welding method. As is apparent from FIGS. 1 and 2, the pedestal 2 of the circumference welding apparatus 1 is
A plurality of driving turning rollers 3, 3, ... And a plurality of driven turning rollers 4, 4 ,. The turning rollers 3, 3, ... And 4, 4, ... Have the same diameter and are integrally connected by connecting shafts 5, 6 which are parallel to each other. The connecting shafts 5 and 6 are attached to the brackets 5a and 6a.
Are rotatably supported at the same height. The connecting shaft 5 of the drive turning rollers 3, 3, ... Is rotatably driven by a motor 7 incorporating a speed reducer. A rotary encoder 8 is connected to the motor 7 as a tachometer for detecting the rotation speed. Also,
Each of the turning rollers 3, 3, ... And 4, 4, ... Brackets 5a, 6 for rotatably supporting the connecting shafts 5, 6 thereof.
Along with a, it can be moved along the upper surface of the gantry 2 in a direction orthogonal to the rotation axis (left-right direction in FIG. 2), and the interval between them can be adjusted. The amount of movement from the initial position is detected by the linear encoders 9 and 10 connected to the brackets 5a and 6a, respectively. The brackets 5a and 6a are adapted to move in the opposite directions by interlocking with each other by a feed screw mechanism or the like. Therefore, one bracket 5
For example, when a is moved rightward in FIG. 2 by a certain amount, the other bracket 6a is moved leftward in the opposite direction by the same amount.

【0010】周溶接される円筒体11は、ターニングロ
ーラ3,3,…及び4,4,…上に載置されて支持さ
れ、それによってそれらのターニングローラ3,3,…
及び4,4,…と摩擦接触するようにされている。そし
て、モータ7によって駆動ターニングローラ3,3,…
を回転駆動することにより、図2の矢印Z方向に回転さ
れるようになっている。また、架台2上には、各ターニ
ングローラ3,4から等距離の中間位置に、第1の位置
スケールとしてのリニヤエンコーダ12が上下方向に設
置されている。そのエンコーダ12の上端には小径の検
出ローラ13が取り付けられており、そのローラ13
が、エンコーダ12の内部に設けられているスプリング
によって常に上方に突出する方向に付勢されるようにな
っている。したがって、ターニングローラ3,4上に円
筒体11を載置したときには、その円筒体11によって
検出ローラ13が押し下げられ、そのローラ13が円筒
体11の下面に接触した状態で保持される。リニヤエン
コーダ12は、そのように押し下げられたときの検出ロ
ーラ13の押し下げ量を検出するものとされている。
The cylindrical body 11 to be circumferentially welded is mounted and supported on turning rollers 3, 3, ... And 4, 4 ,.
And 4, 4, ... Then, the motor 7 drives the turning rollers 3, 3, ...
By rotating the motor, it is rotated in the direction of arrow Z in FIG. Further, a linear encoder 12 as a first position scale is vertically installed on the gantry 2 at an intermediate position equidistant from the turning rollers 3 and 4. A small-diameter detection roller 13 is attached to the upper end of the encoder 12, and the roller 13
However, a spring provided inside the encoder 12 is always biased in a direction projecting upward. Therefore, when the cylindrical body 11 is placed on the turning rollers 3 and 4, the detecting roller 13 is pushed down by the cylindrical body 11, and the roller 13 is held in contact with the lower surface of the cylindrical body 11. The linear encoder 12 is adapted to detect the amount of depression of the detection roller 13 when it is pushed down in this way.

【0011】一方、円筒体11の上方には、リニヤエン
コーダ12に対向する位置の近傍に、円筒体11の外周
面に溶接を施す溶接トーチ14が設けられている。その
溶接トーチ14は図示されていない治具によって支持さ
れており、円筒体11の外周面に近接する位置とそこか
ら十分に離れた位置との間で移動可能とされている。更
に、円筒体11の外周面に近接する位置においても、そ
の溶接トーチ14の位置は、上下方向、及び円筒体11
の軸線方向に調整可能とされている。その溶接トーチ1
4の作動は制御器15から出力される指令信号によって
制御され、その指示に従って溶接の開始と停止、及び溶
接トーチ14の位置調整が行われるようになっている。
また、ターニングローラ3を回転駆動するモータ7も、
その制御器15からの信号によって制御されるようにな
っている。制御器15には、演算器16から出力される
信号が入力されるようになっている。その演算器16に
は、モータ7に組み込まれている減速装置の減速比や、
ターニングローラ3,4の直径、その中心の初期位置、
すなわち、ターニングローラ3,4を移動させる前にお
けるその中心のリニヤエンコーダ12からの距離とその
高さ、及び円筒体11に接触する前におけるリニヤエン
コーダ12の初期高さなどがあらかじめ設定されるとと
もに、溶接速度や周溶接の回数などが設定可能とされ、
更に、各エンコーダ8,9,10,12からの出力信号
が入力されるようになっている。演算器16において
は、それらの設定値あるいは入力値に基づいて所定の演
算が行われる。その演算器16は、マイクロコンピュー
タによって構成されている。
On the other hand, above the cylindrical body 11, a welding torch 14 for welding the outer peripheral surface of the cylindrical body 11 is provided near the position facing the linear encoder 12. The welding torch 14 is supported by a jig (not shown) and is movable between a position close to the outer peripheral surface of the cylindrical body 11 and a position sufficiently distant therefrom. Further, even at a position close to the outer peripheral surface of the cylindrical body 11, the position of the welding torch 14 is in the vertical direction and in the cylindrical body 11
It can be adjusted in the axial direction. The welding torch 1
The operation of No. 4 is controlled by a command signal output from the controller 15, and welding is started and stopped and the position of the welding torch 14 is adjusted according to the instruction.
Further, the motor 7 that rotationally drives the turning roller 3 also
It is designed to be controlled by a signal from the controller 15. The signal output from the calculator 16 is input to the controller 15. The calculator 16 includes a reduction ratio of a reduction gear installed in the motor 7,
Diameter of turning rollers 3 and 4, initial position of its center,
That is, the distance and the height of the center of the turning rollers 3 and 4 from the linear encoder 12 before moving, the initial height of the linear encoder 12 before contacting the cylindrical body 11, and the like are set in advance, and It is possible to set the welding speed and the number of times of circumferential welding,
Further, output signals from the encoders 8, 9, 10, 12 are input. The arithmetic unit 16 performs a predetermined arithmetic operation based on those set values or input values. The arithmetic unit 16 is composed of a microcomputer.

【0012】次に、図3及び4のフローチャートを用い
て、このように構成された周溶接装置1において行われ
る制御の手順を、その周溶接装置1の作用とともに説明
する。円筒体11の周溶接を行おうとするときには、ま
ず、その円筒体11のおおよその直径に応じてターニン
グローラ3,3,…及び4,4,…を適宜移動させ、そ
の間の間隔を適当な大きさに設定する。そして、それら
のターニングローラ3,3,…及び4,4,…上に、円
筒体11を、その被溶接部11aが溶接トーチ14に対
向する位置となるように調節して載置する。そのように
円筒体11を載置すると、その円筒体11の下面にリニ
ヤエンコーダ12の上端の検出ローラ13が接触して、
そのローラ13が押し下げられる。この状態では、作業
の都合により他の円筒体と交換されることがあるので、
制御はまだ開始されない。その円筒体11に周溶接する
ことが決定されると、演算器16に、その円筒体11の
材質や被溶接部11aの開先形状等により定められる最
適の溶接速度vを設定する。また、円筒体11が1回転
する間に行おうとする直径の計測回数Y、及び周溶接の
回数Pを設定する。その演算器16には、各ターニング
ローラ3,4の中心の初期位置やその直径、リニヤエン
コーダ12の設置位置、及びその検出ローラ13の円筒
体11に接触する前の初期高さなどがあらかじめ設定さ
れている。そして、その状態で制御が開始される。
Next, with reference to the flow charts of FIGS. 3 and 4, the control procedure performed in the circumferential welding apparatus 1 thus configured will be described together with the operation of the circumferential welding apparatus 1. When circumferential welding of the cylindrical body 11 is to be performed, first, the turning rollers 3, 3, ... And 4, 4, ... Are appropriately moved according to the approximate diameter of the cylindrical body 11, and the interval therebetween is set to an appropriate size. Set to Then, the cylindrical body 11 is adjusted and placed on the turning rollers 3, 3, ... And 4, 4, ... so that the welded portion 11 a thereof is located at a position facing the welding torch 14. When the cylindrical body 11 is placed in this way, the detection roller 13 at the upper end of the linear encoder 12 comes into contact with the lower surface of the cylindrical body 11,
The roller 13 is pushed down. In this state, it may be replaced with another cylindrical body due to the work, so
Control has not started yet. When it is decided to perform circumferential welding on the cylindrical body 11, the optimum welding speed v determined by the material of the cylindrical body 11 and the groove shape of the welded portion 11a is set in the calculator 16. Further, the number of times Y of measuring the diameter to be performed during one rotation of the cylindrical body 11 and the number of times P of circumferential welding are set. The initial position of the center of each turning roller 3, 4 and its diameter, the installation position of the linear encoder 12, and the initial height of the detection roller 13 before coming into contact with the cylindrical body 11 are preset in the calculator 16. Has been done. Then, control is started in that state.

【0013】制御が開始されると、まず、ステップs1
において、演算器16に設定されている各種のデータが
読み込まれる。次いで、ステップs2において、モータ
7が1回転する間に回転する駆動ターニングローラ3の
外周長さmが求められ、その長さmと溶接速度vとから
モータ7の回転速度(=v/m)が決定される。そし
て、その回転速度でモータ7を作動させる指令信号が出
力される。こうして、モータ7が一定速度で回転し始め
る。モータ7が作動すると、連結軸5を介して駆動ター
ニングローラ3が回転駆動され、それに摩擦接触してい
る円筒体11が図2の矢印Z方向に回転する。その周速
は駆動ターニングローラ3の周速に等しく、モータ7の
1回転につき長さmである。次いで、ステップs3にお
いて、溶接トーチ14を円筒体11の外周面に近接する
位置まで移動させてその作動を開始させる指令信号が出
力される。それによって、円筒体11の周溶接が開始さ
れる。
When the control is started, first, step s1
At, various data set in the arithmetic unit 16 are read. Next, in step s2, the outer peripheral length m of the drive turning roller 3 that rotates while the motor 7 rotates once is obtained, and the rotational speed (= v / m) of the motor 7 is calculated from the length m and the welding speed v. Is determined. Then, a command signal for operating the motor 7 at the rotation speed is output. Thus, the motor 7 starts rotating at a constant speed. When the motor 7 operates, the driving turning roller 3 is rotationally driven via the connecting shaft 5, and the cylindrical body 11 frictionally contacting with the driving turning roller 3 rotates in the direction of arrow Z in FIG. The peripheral speed is equal to the peripheral speed of the driving turning roller 3, and the length is m per one rotation of the motor 7. Next, in step s3, a command signal for moving the welding torch 14 to a position close to the outer peripheral surface of the cylindrical body 11 and starting its operation is output. Thereby, the circumferential welding of the cylindrical body 11 is started.

【0014】このようにして周溶接が開始されると同時
に、ステップs4において、リニヤエンコーダ9,10
の出力値が読み込まれる。ターニングローラ3,4の中
心の初期位置は既知である。また、ターニングローラ
3,4を移動させてもその中心の高さは変わらない。そ
して、上述のようにそれらの値は演算器16に設定され
ている。したがって、そのようにリニヤエンコーダ9,
10の出力値を読み込むことによって、ターニングロー
ラ3,4の中心位置を求めることができる。すなわち、
各ターニングローラ3,4の初期位置からの移動量を検
出する第2の位置スケールとしての一対のリニヤエンコ
ーダ9,10によって、そのときの各ターニングローラ
3,4の中心位置が求められる。ステップs5において
は、そのようにして求められたターニングローラ3,4
の中心位置から、その各中心とリニヤエンコーダ12の
検出ローラ13の中心との間の距離A,A(図5参照)
が演算される。次いで、ステップs6において整数フラ
グFに1がセットされる。更に、ステップs7におい
て、第1の位置スケールであるリニヤエンコーダ12の
出力値が読み込まれ、その値に基づいて、ステップs8
において架台2の上面からそのエンコーダ12の検出ロ
ーラ13と円筒体11との接触位置までの距離C(図5
参照)が演算される。このようにして、各ターニングロ
ーラ3,4とリニヤエンコーダ12との間の距離、及び
円筒体11と検出ローラ13との接触位置が求められ
る。また、各ターニングローラ3,4の高さ及び直径は
既知である。そこで、ステップs9において、それらの
値から円筒体11の直径Dが計算される。その計算方法
については後述する。
At the same time when the circumferential welding is started in this way, at step s4, the linear encoders 9 and 10 are connected.
The output value of is read. The initial positions of the centers of the turning rollers 3 and 4 are known. Further, even if the turning rollers 3 and 4 are moved, the height of the center does not change. Then, as described above, those values are set in the calculator 16. Therefore, the linear encoder 9,
By reading the output value of 10, the center position of the turning rollers 3 and 4 can be obtained. That is,
The center position of each turning roller 3, 4 at that time is obtained by the pair of linear encoders 9, 10 as a second position scale that detects the amount of movement of each turning roller 3, 4 from the initial position. In step s5, the turning rollers 3 and 4 thus obtained are obtained.
Distances A, A between the respective center positions and the centers of the detection rollers 13 of the linear encoder 12 (see FIG. 5).
Is calculated. Next, in step s6, the integer flag F is set to 1. Furthermore, in step s7, the output value of the linear encoder 12, which is the first position scale, is read, and based on that value, step s8
At the distance C from the upper surface of the gantry 2 to the contact position between the detection roller 13 of the encoder 12 and the cylindrical body 11 in FIG.
(See) is calculated. In this way, the distance between each of the turning rollers 3 and 4 and the linear encoder 12 and the contact position between the cylindrical body 11 and the detection roller 13 are obtained. The height and diameter of each turning roller 3 and 4 are known. Therefore, in step s9, the diameter D of the cylindrical body 11 is calculated from these values. The calculation method will be described later.

【0015】円筒体11の直径Dが算出されると、ステ
ップs10において、そのとき求められた直径Dから円
筒体11の仮想外周長さπD(πは円周率)が計算さ
れ、ステップs11において、その外周1周を溶接する
のに要する時間t(=πD/v)が算出される。そし
て、ステップs12において、その溶接時間tと演算器
16に設定されている計測回数Yとから、リニヤエンコ
ーダ12による位置検出とそれに基づく直径Dの算出と
を行う計測時間間隔S(=t/Y)が決定される。更
に、ステップs13において、そのときまでに求められ
た直径Dの平均値D0が算出され、ステップs14にお
いて、その平均直径D0から、円筒体11を1回転させ
るのに要するモータ7の必要回転数N(=πD0/m)
が算出される。ステップs15においては、ロータリエ
ンコーダ8から出力されるモータ7の回転数がカウント
され、溶接開始からそのときまでのモータ7の累積回転
数Σnが求められる。
When the diameter D of the cylindrical body 11 is calculated, in step s10, the virtual outer peripheral length πD (π is the circular constant) of the cylindrical body 11 is calculated from the diameter D obtained at that time, and in step s11. , The time t (= πD / v) required to weld the outer circumference is calculated. Then, in step s12, a measurement time interval S (= t / Y) for performing position detection by the linear encoder 12 and calculation of the diameter D based on the welding time t and the number of times of measurement Y set in the calculator 16. ) Is determined. Further, in step s13, the average value D 0 of the diameters D obtained up to that time is calculated, and in step s14, the required rotation of the motor 7 required to rotate the cylindrical body 11 once from the average diameter D 0. Number N (= πD 0 / m)
Is calculated. In step s15, the rotation speed of the motor 7 output from the rotary encoder 8 is counted, and the cumulative rotation speed Σn of the motor 7 from the start of welding to that time is obtained.

【0016】次いで、ステップs16において、そのモ
ータ7の累積回転数Σnとステップs14において算出
された必要回転数Nとが比較され、累積回転数Σnが必
要回転数Nに達していないときにはステップs17に進
む。ステップs17においては、ステップs12におい
て算出された時間間隔Sだけその状態で保持され、その
時間Sの経過後、ステップs7に戻される。こうして、
溶接が開始された後、円筒体11が1回転するまでは、
ステップs7からステップs17までのフローが繰り返
される。したがって、前回計測された円筒体11の直径
Dに基づいて定められた時間Sの経過後に再びリニヤエ
ンコーダ12による位置検出と円筒体11の直径Dの算
出とが行われ、それに基づいて、次の計測までの時間間
隔Sが定められることになる。そして、その時間間隔S
で計測された直径Dを合計し、それをそれまでに行われ
た計測回数で割ることにより、その平均値が算出され
る。このようにして、円筒体11が1回転する間に直径
Dの計測がY回行われ、その平均値D0が求められる。
その平均値D0は、円筒体11が1回転したときには、
その円筒体11の平均直径となる。したがって、円筒体
11の断面が楕円状にゆがんでいる場合にも、その外周
長さが正確に求められることになり、それに基づいて決
定されるモータ7の必要回転数Nが正確となる。
Next, in step s16, the cumulative rotation speed Σn of the motor 7 is compared with the required rotation speed N calculated in step s14. When the cumulative rotation speed Σn has not reached the required rotation speed N, the routine proceeds to step s17. move on. In step s17, the state is maintained for the time interval S calculated in step s12, and after the time S has elapsed, the process returns to step s7. Thus
After the welding is started, until the cylindrical body 11 makes one rotation,
The flow from step s7 to step s17 is repeated. Therefore, the position detection and the calculation of the diameter D of the cylindrical body 11 are performed again by the linear encoder 12 after the lapse of the time S determined based on the diameter D of the cylindrical body 11 measured last time, and the next The time interval S until the measurement is determined. And the time interval S
The average value is calculated by summing up the diameters D measured in 1. and dividing the sum by the number of measurements performed so far. In this way, the diameter D is measured Y times while the cylindrical body 11 makes one rotation, and the average value D 0 is obtained.
The average value D 0 is, when the cylindrical body 11 makes one rotation,
It becomes the average diameter of the cylindrical body 11. Therefore, even when the cross section of the cylindrical body 11 is distorted in an elliptical shape, the outer peripheral length thereof is accurately obtained, and the necessary rotation speed N of the motor 7 determined based on it is accurate.

【0017】円筒体11が溶接開始からちょうど1回転
すると、モータ7の累積回転数Σnが必要回転数Nに等
しくなる。そのときには、ステップs16から次のステ
ップs18に進む。ステップs18においては、そのと
きの累積回転数Σnが、必要回転数Nに整数Fを掛けた
値に等しいか否かの判断がなされる。その整数Fは、上
述のようにステップs6において1に設定されている。
したがって、累積回転数Σnと必要回転数Nとが等しい
ときには、ステップs18においてその条件が成立する
と判断される。そして、ステップs19に進む。ステッ
プs19においては、整数Fと演算器16に設定されて
いる溶接回数Pとが比較される。溶接回数Pが2以上に
設定されているときには、その溶接回数Pと整数Fとが
異なるので、ステップs20に進む。このようにして、
円筒体11が溶接開始からちょうど1回転したことが判
断される。そのときには、円筒体11の1周目の周溶接
が完了し、円筒体11上の溶接開始点が溶接トーチ14
に対向する位置となる。そこで、ステップs20におい
ては、溶接トーチ14を、その溶接トーチ14による溶
接幅だけ円筒体11の軸線方向に移動させる信号が出力
される。それによって、溶接トーチ14が1周目の溶接
部に隣接する位置まで移動する。そして、その間も円筒
体11の回転は続けられている。したがって、1周目の
溶接部に隣接するようにして2周目の周溶接が開始され
る。
When the cylindrical body 11 rotates exactly once from the start of welding, the cumulative rotation speed Σn of the motor 7 becomes equal to the required rotation speed N. At that time, the process proceeds from step s16 to the next step s18. In step s18, it is determined whether the cumulative rotation speed Σn at that time is equal to the required rotation speed N multiplied by an integer F. The integer F is set to 1 in step s6 as described above.
Therefore, when the cumulative rotation speed Σn is equal to the required rotation speed N, it is determined in step s18 that the condition is satisfied. Then, the process proceeds to step s19. In step s19, the integer F and the welding number P set in the calculator 16 are compared. When the number of welding times P is set to 2 or more, the number of welding times P is different from the integer F, and thus the process proceeds to step s20. In this way
It is determined that the cylindrical body 11 has made exactly one rotation from the start of welding. At that time, the first circumference welding of the cylindrical body 11 is completed, and the welding starting point on the cylindrical body 11 is the welding torch 14.
The position is opposite to. Therefore, in step s20, a signal for moving the welding torch 14 in the axial direction of the cylindrical body 11 by the welding width of the welding torch 14 is output. As a result, the welding torch 14 moves to a position adjacent to the welding portion on the first turn. During that time, the rotation of the cylindrical body 11 is continued. Therefore, the circumferential welding of the second round is started so as to be adjacent to the welded portion of the first round.

【0018】1周目の周溶接が完了して溶接トーチ14
を移動させる信号が出力されると、次に、ステップs2
1において整数フラグFに1が加えられる。したがっ
て、その整数Fは、何回目の周溶接かを表す数2とな
る。そして、ステップs15に戻され、モータ累積回転
数Σnの計測が続けられる。このときには、円筒体11
は溶接開始から1回転を過ぎ、第2回転目に入っている
ので、モータ7の累積回転数Σnは円筒体11を1回転
させる必要回転数Nより大きい。したがって、ステップ
s16は通過し、ステップs18に進む。そして、その
ステップs18において累積回転数Σnと必要回転数N
の整数F倍、すなわち2倍とが比較され、累積回転数Σ
nが必要回転数Nの2倍に達していないときには再びス
テップs15に戻される。このようにして、円筒体11
の第2回転目においては、第1回転目に求められたモー
タ7の必要回転数Nを用いてその円筒体11の回転状態
が監視される。モータ7の累積回転数Σnが必要回転数
Nの2倍に等しくなると、円筒体11が溶接開始からち
ょうど2回転し、溶接トーチ14が2周目の溶接開始点
に対向する状態となったと判断されるので、ステップs
19において、そのときの整数Fである2と設定周溶接
回数Pとが比較される。そして、それらが一致しないと
きには、ステップs20に進んで溶接トーチ14を更に
移動させる信号が出力される。また、ステップs21に
おいて整数Fに1が加えられる。こうして、円筒体11
の3周目の周溶接が開始される。
The welding torch 14 is completed after the first circumference welding is completed.
When a signal for moving the
At 1, the integer flag F is incremented by 1. Therefore, the integer F is the number 2 representing the number of times of circumferential welding. Then, the process returns to step s15, and the measurement of the cumulative motor rotational speed Σn is continued. At this time, the cylindrical body 11
Has passed one rotation since the start of welding and has entered the second rotation, the cumulative rotation speed Σn of the motor 7 is larger than the rotation speed N required to rotate the cylindrical body 11 once. Therefore, step s16 is passed, and the process proceeds to step s18. Then, in step s18, the cumulative rotation speed Σn and the required rotation speed N
Is multiplied by an integer F, that is, doubled, and the cumulative rotational speed Σ
When n has not reached twice the required rotation speed N, the process returns to step s15. In this way, the cylindrical body 11
In the second rotation of, the rotation state of the cylindrical body 11 is monitored by using the required rotation speed N of the motor 7 obtained in the first rotation. When the cumulative number of revolutions Σn of the motor 7 becomes equal to twice the required number of revolutions N, it is judged that the cylindrical body 11 has just made two revolutions from the start of welding, and the welding torch 14 has come to face the welding start point of the second lap. Step s
At 19, the integer F of 2 at that time is compared with the set circumference welding number P. If they do not match, the process proceeds to step s20, and a signal for further moving the welding torch 14 is output. In addition, 1 is added to the integer F in step s21. Thus, the cylindrical body 11
Circumferential welding of the third lap is started.

【0019】このようにして、円筒体11が1回転する
たびに1ずつ増加する整数Fが設定周溶接回数Pに等し
くなるまで、円筒体11の周溶接が繰り返される。円筒
体11に設定回数Pだけの周溶接が行われ、しかも、溶
接トーチ14が円筒体11の周上の周溶接開始点に対向
する状態にまで達すると、モータ7の累積回転数Σnが
必要回転数Nの整数F倍となり、かつ、その整数Fが設
定周溶接回数Pに等しくなる。したがって、ステップs
18及びステップs19においてそれが識別される。そ
して、そのときにはステップs22に進む。ステップs
22においては、溶接停止の信号が出力される。それに
よって、制御器15から溶接トーチ14にその作動を停
止させる指令信号が送られ、周溶接が停止される。ま
た、ステップs23においてモータ停止信号が出力さ
れ、モータ7が停止される。こうして、この周溶接装置
1による円筒体11の周溶接が終了する。その場合の周
溶接停止点は溶接開始点に正確に一致する。したがっ
て、円筒体11上に溶接残し部や溶接重なり部が生ずる
ことはない。
In this manner, the circumferential welding of the cylindrical body 11 is repeated until the integer F, which increases by 1 each time the cylindrical body 11 makes one revolution, becomes equal to the set number of circumferential welding P. When the cylindrical body 11 is circumferentially welded the set number of times P and the welding torch 14 reaches a state where it faces the circumferential welding start point on the circumference of the cylindrical body 11, the cumulative number of revolutions Σn of the motor 7 is required. The number of revolutions N becomes an integer F times, and the integer F becomes equal to the set number of times of circumferential welding P. Therefore, step s
It is identified at 18 and step s19. Then, at that time, the process proceeds to step s22. Step s
At 22, a welding stop signal is output. As a result, a command signal for stopping the operation is sent from the controller 15 to the welding torch 14, and the circumferential welding is stopped. Further, in step s23, the motor stop signal is output and the motor 7 is stopped. Thus, the circumferential welding of the cylindrical body 11 by the circumferential welding device 1 is completed. The circumferential welding stop point in that case exactly coincides with the welding start point. Therefore, no welding residue or weld overlap is formed on the cylindrical body 11.

【0020】このように、この周溶接方法においては、
円筒体11を回転させながら、その1回転中にY回の直
径計測が行われ、その平均値が円筒体11の正しい直径
Dであるとして、モータ7の必要回転数Nが決定され
る。したがって、円筒体11の断面が楕円となっている
場合にも、その溶接開始点と停止点とを正確に一致させ
ることができる。また、そのように円筒体11がゆがん
でいると、その回転中、円筒体11の下面の位置は上下
に変動することになるが、リニヤエンコーダ12の検出
ローラ13はスプリングにより上方に向けて付勢されて
いるので、常に円筒体11の下面に接触した状態に保た
れる。したがって、円筒体11の直径計測は確実に行わ
れる。
As described above, in this circumferential welding method,
While rotating the cylindrical body 11, the diameter measurement is performed Y times during the one rotation, and the necessary rotation speed N of the motor 7 is determined assuming that the average value is the correct diameter D of the cylindrical body 11. Therefore, even when the cross section of the cylindrical body 11 is elliptical, the welding start point and the welding stop point can be accurately matched. Further, if the cylindrical body 11 is distorted in this way, the position of the lower surface of the cylindrical body 11 will fluctuate up and down during its rotation, but the detection roller 13 of the linear encoder 12 is attached upward by a spring. Since it is biased, it is always kept in contact with the lower surface of the cylindrical body 11. Therefore, the diameter of the cylindrical body 11 is reliably measured.

【0021】円筒体11の直径の計算は、例えば次のよ
うにして行われる。駆動ターニングローラ3と従動ター
ニングローラ4とは互いに逆方向に同量だけ移動される
ので、駆動ターニングローラ3からエンコーダ12まで
の距離と従動ターニングローラ4からエンコーダ12ま
での距離とは常に等しい。そこで、図5に示されている
ように、その距離をAとする。そして、各ターニングロ
ーラ3,4の半径をr、円筒体11の半径をRとする。
また、円筒体11とエンコーダ12との接触点と、各タ
ーニングローラ3,4の中心を結ぶ直線との高さの差を
Hとする。ターニングローラ3,4上に円筒体11を載
置すると、それらは互いに線接触する。そして、その接
触線は、それらの中心を結ぶ直線上に位置することにな
る。したがって、次の式が成り立つ。 (R+r)2=(R+H)2+A2 この式から、 2R=(H2+A2−r2)/(r−H) そして、円筒体11の直径D=2Rであるから、この式
によってその直径Dを求めることができる。
The diameter of the cylindrical body 11 is calculated, for example, as follows. Since the driving turning roller 3 and the driven turning roller 4 are moved in the opposite directions by the same amount, the distance from the driving turning roller 3 to the encoder 12 is always equal to the distance from the driven turning roller 4 to the encoder 12. Therefore, the distance is set to A as shown in FIG. The radius of each of the turning rollers 3 and 4 is r, and the radius of the cylindrical body 11 is R.
Further, the height difference between the contact point between the cylindrical body 11 and the encoder 12 and the straight line connecting the centers of the turning rollers 3 and 4 is H. When the cylinders 11 are placed on the turning rollers 3, 4, they come into line contact with each other. Then, the contact line is located on the straight line connecting the centers thereof. Therefore, the following equation holds. (R + r) 2 = (R + H) 2 + A 2 From this equation, 2R = (H 2 + A 2 −r 2 ) / (r−H) And since the diameter D of the cylindrical body 11 is 2R, The diameter D can be determined.

【0022】このように、駆動ターニングローラ3及び
従動ターニングローラ4の直径が互いに等しく、しかも
それらが等高位置に配置されていて、リニヤエンコーダ
12がそれらのターニングローラ3,4から等距離の位
置に位置するようにされていると、円筒体11の直径D
は極めて簡単に求めることができる。したがって、この
周溶接方法を実施するに当たっては、そのように設定す
ることが望ましい。しかしながら、駆動ターニングロー
ラ3と従動ターニングローラ4との直径が互いに異な
り、また、それらが任意の位置に配置されている場合に
も、上述のようなリニヤエンコーダ9,10,12を用
いることによって、同様に円筒体11の直径Dを求める
ことができる。その場合には、図6に示されているよう
に、駆動ターニングローラ3の半径をr1、その中心の
座標を(x1,y1)、従動ターニングローラ4の半径を
2、その中心の座標を(x2,y2)とし、リニヤエン
コーダ12の検出ローラ13の半径をr3、その中心の
座標を(x3,y3)とする。そして、円筒体11の半径
をR、その中心の座標を(X,Y)とする。すると、次
の式が成り立つ。 (X−x12+(Y−y12=(R+r12 (X−x22+(Y−y22=(R+r22 (X−x32+(Y−y32=(R+r32 ここで、ターニングローラ3,4及び検出ローラ13の
中心の各座標(x1,y1),(x2,y2),(x3
3)は、それらの初期位置からの移動量をリニヤエン
コーダ9,10,12等の位置スケールによって検出す
ることにより求めることができる。また、それらのロー
ラ3,4,13の半径r1,r2,r3は既知である。し
たがって、上記3式により未知数R,X,Yが求めら
れ、得られた半径Rから円筒体11の直径Dを求めるこ
とができる。
As described above, the diameters of the driving turning roller 3 and the driven turning roller 4 are equal to each other, and they are arranged at the equal height position, and the linear encoder 12 is at a position equidistant from the turning rollers 3 and 4. The diameter D of the cylindrical body 11 when it is positioned at
Is very easy to find. Therefore, when carrying out this circumferential welding method, it is desirable to make such setting. However, even when the driving turning roller 3 and the driven turning roller 4 have different diameters and are arranged at arbitrary positions, by using the linear encoders 9, 10, 12 as described above, Similarly, the diameter D of the cylindrical body 11 can be obtained. In that case, as shown in FIG. 6, the radius of the driving turning roller 3 is r 1 , the coordinates of its center are (x 1 , y 1 ), the radius of the driven turning roller 4 is r 2 , and its center is Is (x 2 , y 2 ), the radius of the detection roller 13 of the linear encoder 12 is r 3 , and the center coordinate is (x 3 , y 3 ). The radius of the cylindrical body 11 is R, and the coordinates of its center are (X, Y). Then, the following equation holds. (X-x 1) 2 + (Y-y 1) 2 = (R + r 1) 2 (X-x 2) 2 + (Y-y 2) 2 = (R + r 2) 2 (X-x 3) 2 + (Y−y 3 ) 2 = (R + r 3 ) 2 Here, the coordinates (x 1 , y 1 ), (x 2 , y 2 ), (x 3 ,
y 3 ) can be obtained by detecting the amount of movement from the initial position by the position scale of the linear encoders 9, 10, 12, etc. Further, the radii r 1 , r 2 , r 3 of the rollers 3 , 4 , 13 are known. Therefore, the unknowns R, X, and Y are obtained by the above-described three equations, and the diameter D of the cylindrical body 11 can be obtained from the obtained radius R.

【0023】このようにして、ターニングローラ3,4
のいずれからも離れた円筒体11上の1点の位置を計測
することにより、その円筒体11の直径Dを求めること
ができる。しかも、その直径計測は、円筒体11の回転
中にも行うことができる。したがって、周溶接の開始点
と停止点とを正確に一致させることが可能となる。そし
て、その周溶接は、円筒体11をターニングローラ3,
4上に設置するのみで、自動的に行わせることができ
る。したがって、直径が異なる種々の円筒体の周溶接で
あっても、その周溶接を極めて能率よく行うことが可能
となる。
In this way, the turning rollers 3, 4
The diameter D of the cylindrical body 11 can be obtained by measuring the position of one point on the cylindrical body 11 distant from any of the above. Moreover, the diameter measurement can be performed even while the cylindrical body 11 is rotating. Therefore, it is possible to accurately match the starting point and the stopping point of the circumferential welding. Then, in the circumferential welding, the cylindrical body 11 is turned to the turning roller 3,
It can be done automatically just by installing it on the 4. Therefore, even in the circumferential welding of various cylindrical bodies having different diameters, the circumferential welding can be performed extremely efficiently.

【0024】なお、上記実施例においては、円筒体11
の1回転ごとに溶接部をその円筒体11の軸線方向にず
らせていく多層周溶接方法について説明したが、本発明
による周溶接方法は、溶接部上に重ねて溶接する多層肉
盛溶接にも適用することができる。その場合には、計測
された円筒体11の直径Dを溶接厚さに応じて補正して
モータ7の必要回転数Nを定め、円筒体11の1回転ご
とに溶接トーチ14をその溶接厚さだけ上方に移動させ
るようにすればよい。また、上記実施例においては、円
筒体11がちょうど1回転したと判断されるときに溶接
トーチ14の制御信号を出力するものとしているが、溶
接トーチ14の作動に応答遅れがある場合には、その応
答遅れを勘案して、円筒体11が完全に1回転する直前
にその制御信号が出力されるようにすることは言うまで
もない。
In the above embodiment, the cylindrical body 11
Although the multi-layer circumferential welding method in which the welded portion is displaced in the axial direction of the cylindrical body 11 every one rotation of the above, the circumferential welding method according to the present invention is applicable to the multi-layer overlay welding in which the welded portions are overlapped and welded. Can be applied. In that case, the measured rotation diameter N of the motor 7 is determined by correcting the measured diameter D of the cylindrical body 11 according to the welding thickness, and the welding torch 14 is provided with the welding thickness for each rotation of the cylindrical body 11. Just move it upwards. Further, in the above embodiment, the control signal of the welding torch 14 is output when it is determined that the cylindrical body 11 has just made one revolution. However, when there is a response delay in the operation of the welding torch 14, It goes without saying that the control signal is output immediately before the cylinder 11 makes one complete rotation in consideration of the response delay.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、一対のターニングローラ上に載置された円筒
体の外周上の1点の位置を検出し、その位置と、各ター
ニングローラの位置及び直径とからその円筒体の直径を
算出するようにしているので、円筒体の周溶接中にその
直径を計測することができ、その円筒体が1回転したこ
とを正確に検出することができる。したがって、直径の
異なる種々の円筒体に周溶接を施すときにも、その溶接
の開始位置と停止位置とを正確に一致させることがで
き、溶接残し部や溶接重なり部等の発生を防止して、品
質のよい周溶接を行うことができる。また、そのように
して種々の円筒体に対する周溶接を自動的に行うことが
可能となるので、その能率が著しく向上する。そして、
円筒体の直径の計測を、その円筒体の1回転中に複数回
行い、その平均値を正しい直径として処理するようにす
ることにより、円筒体が楕円等に変形しているときに
も、その1回転が正確に検出されるようになる。したが
って、そのような円筒体にも正確な周溶接を行うことが
可能となる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the position of one point on the outer circumference of the cylindrical body placed on the pair of turning rollers is detected, and the position and each turning are detected. Since the diameter of the cylindrical body is calculated from the position and the diameter of the roller, the diameter can be measured during the circumferential welding of the cylindrical body, and one rotation of the cylindrical body can be accurately detected. be able to. Therefore, even when circumferential welding is performed on various cylindrical bodies having different diameters, the start position and the stop position of the welding can be accurately matched, and the occurrence of a weld residual portion or a weld overlapping portion is prevented. High quality circumferential welding can be performed. Further, in this way, it becomes possible to automatically perform circumferential welding on various cylindrical bodies, so that the efficiency is remarkably improved. And
By measuring the diameter of the cylinder several times during one rotation of the cylinder and processing the average value as the correct diameter, even when the cylinder is deformed into an ellipse or the like, One rotation can be accurately detected. Therefore, accurate circumferential welding can be performed on such a cylindrical body.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による円筒体の周溶接方法の実施状態を
示す側面図である。
FIG. 1 is a side view showing an implementation state of a method for circumferentially welding a cylindrical body according to the present invention.

【図2】図1の矢印X方向から見たその実施状態の切り
欠き正面図である。
FIG. 2 is a cutaway front view of the embodiment as viewed in the direction of arrow X in FIG.

【図3】その周溶接方法において行われる制御のフロー
チャートその1である。
FIG. 3 is a first flowchart of control performed in the circumferential welding method.

【図4】その周溶接方法において行われる制御のフロー
チャートその2である。
FIG. 4 is a second flowchart of control performed in the circumferential welding method.

【図5】その周溶接方法において行われる円筒体の直径
の計算方法を説明するための説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a method of calculating a diameter of a cylindrical body, which is performed in the circumferential welding method.

【図6】本発明による周溶接方法の一般的な場合に行わ
れる円筒体の直径の計算方法を説明する説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a method of calculating the diameter of a cylindrical body, which is performed in a general case of the circumferential welding method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 周溶接装置 2 架台 3 駆動ターニングローラ 4 従動ターニングローラ 7 駆動モータ 8 ロータリエンコーダ(回転計) 9 リニヤエンコーダ(第2の位置スケール) 10 リニヤエンコーダ(第2の位置スケール) 11 円筒体 12 リニヤエンコーダ(第1の位置スケール) 14 溶接トーチ 15 制御器 16 演算器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 circumference welding device 2 mount 3 drive turning roller 4 driven turning roller 7 drive motor 8 rotary encoder (tachometer) 9 linear encoder (second position scale) 10 linear encoder (second position scale) 11 cylindrical body 12 linear encoder (First position scale) 14 Welding torch 15 Controller 16 Computing unit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 適宜の間隔を置いて平行に配置されてい
る一対のターニングローラ上に円筒体を載置し、モータ
によって一方のターニングローラを回転駆動することに
よりその円筒体を回転させるとともに、その円筒体の外
周面近傍に配設されている溶接トーチを作動させること
により、前記円筒体の全周を溶接するようにした円筒体
の周溶接方法において;前記各ターニングローラのいず
れからも離れた所定の位置に、前記円筒体の外周面に接
触してその接触位置を検出する位置スケールを配置し、 その位置スケールを前記円筒体の外周面に接触させた状
態で、前記円筒体を回転させるとともに溶接を開始し、 前記位置スケールによる検出値と、前記各ターニングロ
ーラの中心位置及びその直径とに基づいて前記円筒体の
直径を算出するとともに、その算出直径から前記円筒体
を1回転させるのに要する前記モータの必要回転数を算
出し、 溶接開始からそのときまでの前記モータの回転数を計数
して、その累積回転数が算出された必要回転数に所定の
周溶接回数を掛けた値に達したとき、前記溶接を停止さ
せることからなる、 円筒体の周溶接方法。
1. A cylindrical body is placed on a pair of turning rollers arranged in parallel at appropriate intervals, and one of the turning rollers is rotated by a motor to rotate the cylindrical body. A method of welding a cylinder around its entire circumference by activating a welding torch disposed near the outer peripheral surface of the cylinder; separating from any of the turning rollers. A position scale that contacts the outer peripheral surface of the cylindrical body and detects the contact position is placed at a predetermined position, and the cylindrical body is rotated with the position scale contacting the outer peripheral surface of the cylindrical body. And start welding, and when calculating the diameter of the cylindrical body based on the detected value by the position scale, the center position of each of the turning rollers and the diameter thereof. In essence, the required number of rotations of the motor required to rotate the cylinder once is calculated from the calculated diameter, and the number of rotations of the motor from the start of welding to that time is counted to calculate the cumulative number of rotations. A method for circumferentially welding a cylindrical body, comprising: stopping the welding when a value obtained by multiplying the required number of revolutions by a predetermined number of times of circumferential welding is reached.
【請求項2】 前記円筒体の1回転中、前記位置スケー
ルによる接触位置の検出とそれに基づく円筒体直径の算
出とを、そのとき算出された直径に応じた時間間隔で複
数回にわたって行い、 算出された直径の平均値に基づいて前記モータの必要回
転数を定めることを特徴とする、 請求項1記載の周溶接方法。
2. During one revolution of the cylinder, the detection of the contact position by the position scale and the calculation of the diameter of the cylinder based on the detection are performed a plurality of times at time intervals corresponding to the diameter calculated at that time, The circumferential welding method according to claim 1, wherein the required number of rotations of the motor is determined based on an average value of the diameters.
【請求項3】 前記円筒体の第1回転目に求められた直
径を基にして、その円筒体の第2回転目以後の回転状態
を監視し、 その円筒体がちょうど1回転したと判断されるとき、前
記溶接トーチをその溶接厚さあるいは溶接幅に応じて移
動させて、前記円筒体の多層周溶接を行うことを特徴と
する、 請求項1又は2記載の周溶接方法。
3. The rotation state of the cylinder after the second rotation is monitored based on the diameter obtained at the first rotation of the cylinder, and it is determined that the cylinder has just rotated once. When the welding is performed, the welding torch is moved in accordance with the welding thickness or the welding width to perform the multi-layer circumferential welding of the cylindrical body, the circumferential welding method according to claim 1 or 2.
【請求項4】 円筒体の外周面に摩擦接触し、モータに
よって回転駆動されることによりその円筒体を回転させ
る駆動ターニングローラと、 その駆動ターニングローラに対して適宜の間隔を置いて
平行に配置され、その駆動ターニングローラとともに前
記円筒体を支持する従動ターニングローラと、 前記円筒体の外周面近傍に配設され、その円筒体の外周
面に溶接を施す溶接トーチと、によって構成される円筒
体の周溶接装置において;前記各ターニングローラのい
ずれからも離れた所定の位置に配置され、前記円筒体の
外周面に接触してその接触位置を検出する位置スケール
と、 その位置スケールによる検出値と、前記各ターニングロ
ーラの中心位置及びその直径とに基づいて前記円筒体の
直径を算出し、更に、そのようにして算出された直径か
ら前記円筒体を1回転させるのに要する前記モータの必
要回転数を算出する演算器と、 溶接開始からそのときまでの前記モータの回転数を計数
する回転計と、 前記溶接トーチによる溶接の開始を指示するとともに、
前記回転計によって計測される前記モータの累積回転数
が前記演算器によって算出された必要回転数に所定の周
溶接回数を掛けた値に達したとき、その溶接の停止を指
示する制御器と、を備えている、円筒体の周溶接装置。
4. A driving turning roller that makes frictional contact with the outer peripheral surface of the cylindrical body and is rotated by a motor to rotate the cylindrical body, and is arranged in parallel with the driving turning roller at an appropriate interval. And a driven turning roller that supports the cylindrical body together with the driving turning roller, and a welding torch that is disposed near the outer peripheral surface of the cylindrical body and that welds the outer peripheral surface of the cylindrical body. In the circumferential welding apparatus, a position scale arranged at a predetermined position apart from each of the turning rollers and for detecting the contact position by contacting the outer peripheral surface of the cylindrical body, and a detection value by the position scale. , The diameter of the cylindrical body was calculated based on the center position and the diameter of each of the turning rollers, and was further calculated in this way. An arithmetic unit that calculates the required number of rotations of the motor required to rotate the cylindrical body once from the diameter, a tachometer that counts the number of rotations of the motor from the start of welding to that time, and welding by the welding torch. While instructing to start,
When the cumulative number of revolutions of the motor measured by the tachometer reaches a value obtained by multiplying the required number of revolutions calculated by the calculator by a predetermined number of times of circumferential welding, a controller that instructs the stop of the welding, A peripheral welding device for a cylindrical body.
【請求項5】 前記駆動ターニングローラ及び従動ター
ニングローラが互いに同径で、等しい高さ位置に配置さ
れているとともに、 それらのターニングローラから等距離の中間位置に前記
位置スケールが配置されていることを特徴とする、 請求項4記載の周溶接装置。
5. The driving turning roller and the driven turning roller have the same diameter and are arranged at the same height position, and the position scale is arranged at an intermediate position equidistant from the turning rollers. The peripheral welding device according to claim 4, wherein:
【請求項6】 前記駆動ターニングローラ及び従動ター
ニングローラの少なくとも一方が位置調整可能とされて
おり、 そのターニングローラの位置を検出する第2の位置スケ
ールが設けられていて、 その第2の位置スケールによる検出値が前記演算器に入
力されるようにされていることを特徴とする、 請求項4又は5記載の周溶接装置。
6. At least one of the drive turning roller and the driven turning roller is positionally adjustable, and a second position scale for detecting the position of the turning roller is provided, and the second position scale is provided. The peripheral welding apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the detected value according to (4) is input to the arithmetic unit.
【請求項7】 前記溶接トーチが、それによる溶接厚さ
あるいは溶接幅に応じた量だけ移動可能とされており、 前記制御器が、前記円筒体が溶接開始からちょうど整数
回回転したと判断されるとき、その溶接トーチを移動さ
せる信号を発生するようにされていることを特徴とす
る、 請求項4ないし6のいずれか記載の周溶接装置。
7. The welding torch is movable by an amount corresponding to a welding thickness or a welding width by the welding torch, and the controller determines that the cylindrical body has just rotated an integral number of times from the start of welding. 7. The peripheral welding apparatus according to claim 4, wherein a signal for moving the welding torch is generated when the circumferential welding apparatus is operated.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100484207B1 (en) * 2002-05-30 2005-04-20 티파테크 주식회사 Guide Device for Machining Welded Parts
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KR20200106590A (en) * 2019-03-04 2020-09-15 영풍파일(주) Apparatus and Method for Stopping Right Position of Centrifugal Forming Mold

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