JPH09277051A - 溶接鋼管製造における内面溶接トーチの自動倣い装置及び溶接鋼管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内面ビードに対する内面トーチの位置を常に
左右方向、上下方向に自動的に追従させ、平滑な内面ビ
ードを得ること。 【解決手段】 外面トーチ１０の左右方向の位置ずれを
電気メジャー１５で検出し、外面トーチ１０に対する内
面トーチ３２の左右方向の位置ずれを表面赤熱部３４の
視覚カメラ３７による画像にて検出する。内面トーチ３
２による被溶接箇所の入熱量を表面温度センサー４３に
て検出する。これらのデータに基づいて装置制御盤２１
によりＸ軸移動ガイドユニット４９及びＺ軸移動ガイド
ユニット６０をフィードバック制御する。内面トーチ３
２の左右方向の位置ずれはＸ軸移動ガイドユニット４９
を駆動して支持アーム３１を左右方向に移動させる。内
面トーチ３２の上下方向の位置ずれはＺ軸移動ガイドユ
ニット６０を駆動して支持アーム３１を上下方向に移動
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯状の金属板を筒
状に成形し、その金属板の両端面の突き合わせ面の部位
を溶接する溶接鋼管製造における内面溶接トーチの自動
倣い装置及び溶接鋼管の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶接鋼管の製造方法として、帯状の金属
板を円筒状に成形し、突き合わされた端部の溶接箇所を
下向きのプラズマ及びＴＩＧアーク、上向きのＴＩＧア
ークで同時に溶接する方法等がある。上記上向きのＴＩ
Ｇ内面溶接トーチは、下向きトーチのプラズマ及びＴＩ
Ｇアークで突き合わされた被溶接箇所の未溶接部分を溶
接する場合と、下向き溶接によって生じた内面ビードを
ＴＩＧアークで溶融し平滑にすることを目的にした場合
がある。

【０００３】従来の溶接鋼管の製造装置の概略構成を本
発明を示す図１を用いて簡単に説明すると、帯状の金属
板を円筒状に成形したパイプ１の突き合わせ面の上方に
下向きのプラズマ及びＴＩＧアークを発生させる外面ト
ーチ１０が配設されている。また、この外面トーチ１０
の後方には上向きのＴＩＧアークを発生させる内面トー
チ３２がパイプ１の内部に配設されている。この内面ト
ーチ３２は、パイプ１の割れ目から挿入されている支持
アーム（本発明では、３１としているが、従来の構成と
は異なる構成なので、番号は付さない。）の先端に固定
され、外面トーチ１０の溶接位置に応じて作業者が上記
支持アームを外面トーチ１０の位置に追従するように手
動で操作しているものである。

【０００４】図１１は外面トーチ１０にて溶接した際に
生じたパイプ１の内面の内面ビード７０を溶融し平滑す
るために、内面トーチ３２により上向きのＴＩＧアーク
で行なっている状態を示している。この内面トーチ３２
の上向きのＴＩＧアークにより図１２に示すように内面
ビード７０を溶融して平滑し、所定の基準に合致させる
ようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の溶接鋼管
の製造装置ないし製造方法において、内面トーチ３２は
既に円筒状に成形され外面トーチ１０により下向き溶接
されたパイプ（鋼管）１の中に設置するために、外観か
らは内面トーチ３２の先端の状態を見ることができな
い。そのため、内面トーチ３２の上下、左右方向の調整
はアーク熱で加熱されたパイプ１の表面の状態を作業者
が目視で観察しながら感覚で位置設定をせざるを得な
い。その結果、作業者の技量により溶接品質にバラツキ
が生じ、溶接不良が発生したり、内面ビード７０が要求
品質（高さ及び幅）通り平滑にならないという問題があ
った。

【０００６】また、内面トーチ３２に内面ビード７０の
追従機能が無い場合には、溶接途中にパイプ１の歪み等
により内面ビード７０の位置と内面トーチ３２の位置の
相対関係がずれた場合、作業者が気付くまで溶接不良が
連続して発生することになる。これは特に、内面ビード
７０の位置と内面トーチ３２の位置の相対関係がずれた
場合にそのずれを検出して警報を発する機能が無い場合
に顕著となる。この警報機能がある場合には、手作業で
あっても作業者が直ぐに気がつくので、溶接不良の箇所
を少なくすることはできる。

【０００７】また、パイプ１が何らかの原因で周方向に
変動した場合には、外面トーチ１０の先端を突き合わせ
面の位置に手動で合わせる必要があるが、この外面トー
チ１０の位置を調整する都度、外面トーチ１０の位置に
合わせるために、内面トーチ３２を手動で左右方向に調
整しなければならない。つまり、外面トーチ１０により
形成される内面ビード７０の位置と内面トーチ３２との
位置が左右方向にずれるからである。この内面トーチ３
２の調整は手動のため、上述したように外部から視認で
きないので、正確に内面トーチ３２の位置を調整するこ
とが非常に難しいという問題があった。

【０００８】さらに、内面トーチ３２の先端の電極（タ
ングステン電極）３３の消耗により、内面ビード７０へ
の入熱量が変化してビード形状が変わってしまう。この
変化を従来では、定量的に把握して内面ビード７０と電
極３３の間隔を一定に保つことができなかったので、内
面ビード７０を平滑できず、要求される溶接品質を満足
することができなかった。

【０００９】本発明は上述の点に鑑みて提供したもので
あって、外面トーチに対する内面トーチの位置を常に自
動的に同一線上に追従させることにより、作業者の勘に
よる作業を不要とし、また、被溶接物の内面と内面トー
チの先端の電極の間隔を自動的に一定になるように補正
を行ない、平滑な内面ビードを得ることができるように
した溶接鋼管製造における内面溶接トーチの自動倣い装
置及び溶接鋼管の製造方法を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
１記載の溶接鋼管製造における内面溶接トーチの自動倣
い装置では、送り出される被溶接物１の突き合わせ面の
上方に配置され、上記突き合わせ面の部分を溶接する外
面トーチ１０と、この外面トーチ１０より上記被溶接物
１の送り出し方向における後方であって該被溶接物１の
突き合わせ面の下方に配設され、上記外面トーチ１０に
より溶接された箇所の下面側に形成される内面ビード７
０を溶融する内面トーチ３２と、この内面トーチ３２を
先端側に配置し、被溶接物１の下方に配置される支持ア
ーム３１と、この支持アーム３１を左右方向に移動させ
る第１の駆動手段４９と、上記外面トーチ１０の上記被
溶接物１の送り出し方向と直交する左右方向の位置ずれ
を検出する第１の検出手段１５と、上記外面トーチ１０
の位置に対する内面トーチ３２の位置ずれを検出する第
２の検出手段３７と、上記第１の検出手段１５と第２の
検出手段３７からの位置検出信号により上記第１の駆動
手段４９を駆動して外面トーチ１０の左右方向において
内面トーチ３２を同一線上に位置設定させる制御手段２
１とを備えていることを特徴としている。

【００１１】ここで、第１の駆動手段４９は、サーボモ
ータ５０の出力軸５１を回転させることにより上記出力
軸５１と螺合している駆動軸５２を軸方向に移動させ
て、支持アーム３１を左右方向に移動させるＸ軸移動ガ
イドユニット４９で構成している。また、第１の検出手
段１５は、外面トーチ１０がパイプ１の突き合わせ面と
直交する方向である左右方向に移動した場合に、その移
動量を検出する電気メジャー１５で構成している。さら
に、第２の検出手段３７は視覚カメラ３７で構成してお
り、内面トーチ３２で形成される表面赤熱部３４の中心
部を内面トーチ３２の中心として、画像解析装置４０で
画像解析処理を行なうことで内面トーチ３２の外面トー
チ１０に対する位置を検出している。さらに、制御手段
２１はコンピューターからなる装置制御盤２１で構成し
ており、電気メジャー１５、画像解析装置４０からの信
号を受けて、内面トーチ３２が外面トーチ１０と同一線
上に自動的になるようにＸ軸移動ガイドユニット４９の
サーボモータ５０を駆動するようにしている。

【００１２】また、請求項２記載の溶接鋼管製造におけ
る内面溶接トーチの自動倣い装置では、送り出される被
溶接物１の突き合わせ面の上方に配置され、上記突き合
わせ面の部分を溶接する外面トーチ１０と、この外面ト
ーチ１０より上記被溶接物１の送り出し方向における後
方であって該被溶接物１の突き合わせ面の下方に配設さ
れ、上記外面トーチ１０により溶接された箇所の下面側
に形成される内面ビード７０を溶融する内面トーチ３２
と、この内面トーチ３２を先端側に配置し、被溶接物１
の下方に配置される支持アーム３１と、この支持アーム
３１を上下方向に移動させる第２の駆動手段６０と、上
記内面トーチ３２により加熱されて形成される表面赤熱
部３４の表面温度を検出する第３の検出手段４３と、こ
の第３の検出手段４３からの温度検出信号を受けて被溶
接箇所の入熱量に換算し、予め設定した入熱量になるよ
うに上記第２の駆動手段６０を駆動して内面トーチ３２
の先端の電極３３と被溶接物１の下面との間隔Ｌを一定
に保つ制御手段２１とを備えていることを特徴としてい
る。

【００１３】ここで、上記第３の検出手段４３は、非接
触式の表面温度センサー４３で構成しており、内面トー
チ３２の加熱により形成される表面赤熱部３４の表面温
度を検出している。また、第２の駆動手段６０は、サー
ボモータ６２の出力軸６３を回転させることにより上記
出力軸６３と螺合している駆動軸６４を軸方向に移動さ
せて、支持アーム３１を上下方向に移動させるＺ軸移動
ガイドユニット６０で構成している。この表面赤熱部３
４の検出温度により被溶接箇所の入熱量を常に一定とな
るようにＺ軸移動ガイドユニット６０を駆動して、内面
トーチ３２の電極３３とパイプ１の内面との間隔Ｌを一
定になるようにしている。

【００１４】さらに、請求項３記載の溶接鋼管製造にお
ける内面溶接トーチの自動倣い装置では、送り出される
被溶接物１の突き合わせ面の上方に配置され、上記突き
合わせ面の部分を溶接する外面トーチ１０と、この外面
トーチ１０より上記被溶接物１の送り出し方向における
後方であって該被溶接物１の突き合わせ面の下方に配設
され、上記外面トーチ１０により溶接された箇所の下面
側に形成される内面ビード７０を溶融する内面トーチ３
２と、この内面トーチ３２を先端側に配置し、被溶接物
１の下方に配置される支持アーム３１と、この支持アー
ム３１を左右方向に移動させる第１の駆動手段４９と、
この第１の駆動手段４９とは上記支持アーム３１を左右
方向にのみ駆動するように連動し、支持アーム３１の上
下方向のみを移動させる第２の駆動手段６０と、上記外
面トーチ１０の上記被溶接物１の送り出し方向と直交す
る左右方向の位置ずれを検出する第１の検出手段１５
と、上記外面トーチ１０の位置に対する内面トーチ３２
の位置ずれを検出する第２の検出手段３７と、上記内面
トーチ３２により加熱されて形成される表面赤熱部３４
の表面温度を検出する第３の検出手段４３と、上記第１
の検出手段１５と第２の検出手段３７からの位置検出信
号により上記第１の駆動手段４９を駆動して外面トーチ
１０の左右方向において内面トーチ３２を同一線上に位
置設定させると共に、上記第３の検出手段４３からの温
度検出信号を受けて被溶接箇所の入熱量に換算し、予め
設定した入熱量になるように上記第２の駆動手段６０を
駆動して内面トーチ３２の先端の電極３３と被溶接物１
の下面との間隔Ｌを一定に保つ制御手段２１とを備えて
いることを特徴としている。

【００１５】請求項４記載の溶接鋼管製造における内面
溶接トーチの自動倣い装置では、上記内面トーチ３２の
設定数値の許容値を越えた場合には警報を発する警報装
置２８を備えていることを特徴としている。

【００１６】また、請求項５記載の溶接鋼管製造におけ
る内面溶接トーチの自動倣い装置では、外面トーチ１０
の左右方向の位置は、データとして記憶しておくと共
に、数値表示を行なっていることを特徴としている。

【００１７】さらに、請求項６記載の溶接鋼管の製造方
法では、送り出される被溶接物１の突き合わせ面の上方
に配置され、上記突き合わせ面の部分を溶接する外面ト
ーチ１０と、この外面トーチ１０より上記被溶接物１の
送り出し方向における後方であって該被溶接物１の突き
合わせ面の下方に配設され、上記外面トーチ１０により
溶接された箇所の下面側に形成される内面ビード７０を
溶融する内面トーチ３２と、この内面トーチ３２を先端
側に配置し、被溶接物１の下方に配置される支持アーム
３１と、この支持アーム３１を左右方向に移動させる第
１の駆動手段４９と、この第１の駆動手段４９とは上記
支持アーム３１を左右方向にのみ駆動するように連動
し、支持アーム３１の上下方向のみを移動させる第２の
駆動手段６０と、上記外面トーチ１０の上記被溶接物１
の送り出し方向と直交する左右方向の位置ずれを検出す
る第１の検出手段１５と、上記外面トーチ１０の位置に
対する内面トーチ３２の位置ずれを検出する第２の検出
手段３７と、上記内面トーチ３２により加熱されて形成
される表面赤熱部３４の表面温度を検出する第３の検出
手段４３と、上記第１の検出手段１５と第２の検出手段
３７からの位置検出信号により上記第１の駆動手段４９
を駆動して外面トーチ１０の左右方向において内面トー
チ３２を同一線上に位置設定させると共に、上記第３の
検出手段４３からの温度検出信号を受けて被溶接箇所の
入熱量に換算し、予め設定した入熱量になるように上記
第２の駆動手段６０を駆動して内面トーチ３２の先端の
電極３３と被溶接物１の下面との間隔Ｌを一定に保つ制
御手段２１とを備え、外面トーチ１０により被溶接物１
を溶接していき、この溶接した箇所が内面トーチ３２の
位置にきた時に、上記制御手段２１と第１の駆動手段４
９により内面トーチ３２の左右方向の位置を設定して内
面トーチ３２による溶接を行ない、溶接している表面赤
熱部３４の温度を第３の検出手段４３で検出し、この被
溶接箇所の入熱量を一定にするように制御手段２１によ
り第２の駆動手段６０にフィードバックを行なって内面
トーチ３２の上下方向の位置を制御するようにしている
ことを特徴としている。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明の溶接鋼管製造にお
ける内面溶接トーチの自動倣い装置の概略システム構成
図を示し、図２は要部拡大斜視図を示している。本装置
は、平板状の鋼板を順次円筒形状のパイプに整形しなが
ら送り出していき、パイプの突き合わせ面となる鋼板の
両端面の部分を連続して溶接するものである。

【００１９】図１及び図２において、パイプ１は図中の
白抜きの矢印の方向に送り出されていき、パイプ１の両
側にはガイド用の一対のスクイーズロール２，３、４，
５、６，７が所定の間隔でもって回動自在に配設されて
いる。パイプ１の突き合わせ面の上方には先行溶接トー
チと呼ばれる外面トーチ１０が配設されており、この外
面トーチ１０は外面トーチ操作部９に装着されている。
上記外面トーチ操作部９には手動ハンドル１１により回
転駆動される送りネジ１２が回転自在に軸支されてお
り、この送りネジ１２に支持体１３が螺進自在に螺着さ
れている。この支持体１３は外面トーチ操作部９の内部
において手動ハンドル１１を時計方向あるいは反時計方
向に回転させることで、送りネジ１２の軸方向に移動可
能となっている。

【００２０】上記外面トーチ操作部９の外側には上記支
持体１３と固定されている平板状の支持アーム１４が配
設されており、この支持アーム１４の先端部に上記外面
トーチ１０が装着されている。この外面トーチ１０の先
端の電極がパイプ１の突き合わせ面の上方に位置するよ
うに外面トーチ操作部９がセッティングされていて、手
動ハンドル１１を回転させることで、支持アーム１４を
介して外面トーチ１０をパイプ１の左右方向、つまりパ
イプ１の突き合わせ面の方向と直交方向に移動させるこ
とができ、手動ハンドル１１の操作によりパイプ１の突
き合わせ面の上方に外面トーチ１０の電極を位置させる
ようになっている。

【００２１】外面トーチ操作部９の上部には、支持アー
ム１４の移動距離、つまり外面トーチ１０の左右方向の
移動距離を検出するポテンショメーターなどの電気メジ
ャー１５が配設されている。この電気メジャー１５にて
検出した信号がケーブル１６を介して電気メジャーコン
トローラ１７に入力されている。この電気メジャーコン
トローラ１７において電気メジャー１５からの信号が外
面トーチ１０の位置データとしてデジタル信号に変換さ
れ、この変換されたデジタル信号がケーブル１８を介し
て中央制御装置である装置制御盤２１に入力されるよう
になっている。

【００２２】パイプ１の送り出し側の割れ目から後述す
る略Ｌ型の支持アーム３１が該パイプ１内に挿入配置さ
れており、外面トーチ１０の位置より後方の支持アーム
３１の先端部に内面トーチ３２がパイプ１の内側上方に
向けて配設されている。この内面トーチ３２の先端の電
極（例えば、タングステン電極）３３が図２及び図９に
示すように、パイプ１の突き合わせ面の溶接部分に所定
の距離をあけて位置している。この内面トーチ３２の機
能は、外面トーチ１０によるパイプ１の突き合わせ面の
溶接により形成されるパイプ１の内面ビード７０（図１
１参照）を溶融して平滑にするものである。そして、パ
イプ１の内側に形成された内面ビード７０を滑らかにす
るべく溶接を行なうと、パイプ１の表面には図２の斜線
部分で示すような表面赤熱部３４が生じることになる。

【００２３】パイプ１の表面に生じる上記表面赤熱部３
４を撮像する視覚カメラ３７がパイプ１の上方に配置さ
れていて、この視覚カメラ３７にて撮像する表面赤熱部
３４の中心位置を内面トーチ３２の位置として、内面ト
ーチ３２を外面トーチ１０の位置に同芯化（パイプ１の
突き合わせ面、つまり被溶接箇所の同一線上）させるよ
うに補正するものである。上記視覚カメラ３７からの信
号はケーブル３８を介してディスプレー装置３９を備え
た画像解析装置４０に入力されている。すなわち、内面
トーチ３２により加熱され、赤色に変色した被溶接箇所
（表面赤熱部３４）を上記視覚カメラ３７により画像解
析装置４０にデータとして取り込み、加熱部の中心を演
算処理により求め、この位置を内面トーチ３２の中心と
して仮定し、先行溶接する外面トーチ１０の位置を基準
（内面ビード７０の位置とする）とし、この基準に加熱
部（表面赤熱部３４）の中心（内面トーチ３２の位置）
を追従制御するものである。さらに、上記画像解析装置
４０において処理した表面赤熱部３４の位置データをケ
ーブル４１を介して装置制御盤２１に送っている。

【００２４】また、上記表面赤熱部３４の温度を検出す
る非接触式の表面温度センサー４３がパイプ１の上方に
配置されており、この表面温度センサー４３は表面赤熱
部３４からの放射エネルギーを受けて該表面赤熱部３４
の温度を検出するものである。すなわち、表面温度セン
サー４３により表面赤熱部３４の表面温度を検出するこ
とで、内面トーチ３２による内面ビードの溶融部の入熱
量を管理するものであり、この入熱量の管理をすること
によりパイプ１の内面と内面トーチ３２の電極３３との
距離を最適な値に設定するものである。上記表面温度セ
ンサー４３からの信号がケーブル４４を介して温度セン
サーコントローラ４５に入力されており、この温度セン
サーコントローラ４５により表面赤熱部３４の測定温度
を電圧値に変換している。そして、測定温度を変換した
電圧値をデータとしてケーブル４１を介して装置制御盤
２１に送っている。

【００２５】次に、内面トーチ３２を左右方向、上下方
向に移動制御させる構成について説明する。内面トーチ
３２の左右方向、上下方向、つまり内面トーチ３２を先
端に配設した支持アーム３１の左右方向、上下方向の移
動は、装置制御盤２１からの信号により行なうものであ
り、具体的な構成として、内面トーチ３２を左右方向
（Ｘ軸方向）に移動させるＸ軸移動ガイドユニット４９
と、内面トーチ３２を上下方向（Ｚ軸方向）に移動させ
るＺ軸移動ガイドユニット６０とで構成している。

【００２６】すなわち、図１に示すように一面に開口面
を有するＸ軸移動ガイドユニット４９の端面側には支持
アーム３１を左右方向（Ｘ軸方向）に駆動するためのサ
ーボモータ５０が配設されていて、このサーボモータ５
０はケーブル４８にて装置制御盤２１と接続されてい
る。ここで、Ｘ軸移動ガイドユニット４９自体は本装置
のベースフレームに固定されており、移動はしない。Ｘ
軸移動ガイドユニット４９の端面側に固定されているサ
ーボモータ５０の出力軸５１は、Ｘ軸移動ガイドユニッ
ト４９内に突出して図３に示すようにＸ軸移動ガイドユ
ニット４９の長手方向に沿って配設してある。この出力
軸５１の外周面にはネジが螺刻されており、この出力軸
５１にＺ軸移動ガイドユニット６０側と連結固定されて
いる駆動軸５２が螺進自在に螺着してある。すなわち、
この駆動軸５２には上記出力軸５１と螺合するねじ穴が
螺刻されている。なお、図３に示す構成と図１に示す構
成において、両ユニット４９，６０の連結構造が少し異
なっているが、図３は連結構造を分かり易く描いている
ものであり、基本的な構成は同じである。

【００２７】上記Ｚ軸移動ガイドユニット６０の側面に
はプレート６１が一体的に固定されており、このプレー
ト６１と駆動軸５２の基板５３とを重ね合わせてボルト
５４にて両者を連結固定している。Ｚ軸移動ガイドユニ
ット６０の上面にはサーボモータ６２が配設されてお
り、このサーボモータ６２の出力軸６３が該Ｚ軸移動ガ
イドユニット６０の長手方向に沿って突出して配設され
ている。この出力軸６３の外周面にもネジが螺刻されて
いて、上記駆動軸５２と同様の駆動軸６４が螺進自在に
螺着してある。なお、上記サーボモータ６２はケーブル
５８を介して装置制御盤２１と接続されている。内面ト
ーチ３２を先端に配設している支持アーム３１の基部に
は板状の連結体３５が一体的に立設されており、この連
結体３５の側面に上記駆動軸６４の基板６５が固定され
ている。

【００２８】ここで、装置制御盤２１からの信号により
サーボモータ５０が駆動されると、出力軸５１が回転す
る。この出力軸５１の回転によりＸ軸移動ガイドユニッ
ト４９自体がベースフレームに固定されているので出力
軸５１と螺合している駆動軸５２は、図３の矢印に示す
ように左右方向に移動することになる。駆動軸５２が左
右方向に移動すると、駆動軸５２とＺ軸移動ガイドユニ
ット６０とはプレート６１を介して連結固定されている
ため、Ｚ軸移動ガイドユニット６０自体が左右方向に移
動する。このＺ軸移動ガイドユニット６０の左右方向の
移動により支持アーム３１が左右方向に移動し、これに
より内面トーチ３２が左右方向に移動することになる。

【００２９】次に、装置制御盤２１からの信号によりサ
ーボモータ６２が駆動されると、その出力軸６３が回転
する。出力軸６３が回転すると、この出力軸６３に螺合
している駆動軸６４が出力軸６３の軸方向に移動する。
つまり、駆動軸６４は上下方向に移動するものであり、
これにより駆動軸６４と連結体３５を介して連結固定さ
れている支持アーム３１が上下方向に移動することにな
る。したがってサーボモータ６２が駆動されると内面ト
ーチ３２は上下方向に移動するようになっている。

【００３０】図４は装置制御盤２１の内部をも含めた全
体のブロック図を示し、マイクロコンピュータからなる
装置制御盤２１は、電気メジャーコントローラ１７から
の外面トーチ１０の位置データα₁ と画像解析装置４０
からの内面トーチ３２の位置データα₂ とを比較判断す
る比較判断部２３と、予め設定した基準電圧の基準値β
₁ と温度センサーコントローラ４５からの電圧変換した
測定値β₂ と内面トーチ３２の溶接電流をアーク長に換
算した補正値とを加えて比較判断する比較判断部２４
と、支持アーム３１つまり内面トーチ３２を左右方向に
移動制御するサーボモータ５０を正転、逆転に駆動制御
するモータ駆動部２５と、内面トーチ３２を上下方向に
移動制御するサーボモータ６２を正転、逆転に駆動制御
するモータ駆動部２６と、本装置の制御用のプログラム
及び各種のデータを記憶するメモリ２７と、内面トーチ
３２の設定数値の許容値を越えた時に表示素子や音（ブ
ザー）などで作業者に警報を発する警報装置２８と、全
体を制御するＣＰＵ２２等で構成されている。

【００３１】次に、外面トーチ１０による溶接部分への
内面トーチ３２の追従と、該内面トーチ３２の電極３３
の先端と内面ビード７０との距離を自動的に補正する動
作について説明する。まず、手動ハンドル１１で送りネ
ジ１２を回転させて支持体１３を左右方向に移動させ
て、外面トーチ１０の電極の先端とパイプ１の突き合わ
せ面の部分とを対応させて外面トーチ１０の位置決めを
行なう。この時、外面トーチ１０より後方のパイプ１内
に位置する内面トーチ３２は、外面トーチ１０の左右方
向の移動に連動してパイプ１の突き合わせ面の下方に位
置するようになっており、同時に内面トーチ３２とパイ
プ１の内面との距離も溶接しようとする材質や大きさ、
厚さなどの関係から一義的に自動的に位置決めされるよ
うになっている。そして、外面トーチ１０により送り出
されるパイプ１の突き合わせ面を連続して溶接してい
く。

【００３２】外面トーチ１０により溶接されると、その
溶接部分のパイプ１の内面には内面ビードが形成され、
この内面ビードを内面トーチ３２の溶接にて溶融してパ
イプ１の内面を平滑にしていく。ここで、この内面トー
チ３２の溶接の前の外面トーチ１０の初期設定位置を電
気メジャー１５及び電気メジャーコントローラ１７によ
り予め検出しておき、図７に示すように、それをパイプ
１の左右方向の原点Ｐとする。パイプ１が送り出されて
いる途中で、パイプ１の突き合わせ面が外面トーチ１０
に対して横方向（パイプ１の周方向）にずれると、手動
により手動ハンドル１１を回転させて外面トーチ１０を
パイプ１の突き合わせ面の溶接の中心に合わせることに
なる。外面トーチ１０を左右方向に手動ハンドル１１に
より移動させると、電気メジャー１５によりその移動量
を検出し、電気メジャーコントローラ１７により移動量
をデジタルデータなどの数値化された位置データα₁ と
して算出する。すなわち、この位置データα₁ は、絶対
原位置（上記原点Ｐ）との差の値である。この位置デー
タα₁ は図４に示すように装置制御盤２１の比較判断部
２３に入力される。

【００３３】一方、内面トーチ３２の位置は視覚カメラ
３７により検出するものであり、内面トーチ３２により
パイプ１内の内面ビードを平滑にすべく溶接を行なう
と、パイプ１の表面には溶接により赤熱する略楕円形の
表面赤熱部３４が図２に示すように形成されることにな
る。この表面赤熱部３４を視覚カメラ３７により撮像
し、画像解析装置４０に送って図８に示すようにディス
プレー装置３９の画面に表面赤熱部３４を赤熱部画像３
４ａとして表示している。ディスプレー装置３９の画面
の中心を常に外面トーチ１０の位置データα₁ に対応す
るように画像解析装置４０により処理されるようになっ
ている。そして、視覚カメラ３７は定位置に固定されて
いるので、手動で左右方向に移動させた外面トーチ１０
に対して内面トーチ３２は左右方向にずれることにな
る。そこで、視覚カメラ３７が左右方向にずれた表面赤
熱部３４を撮像してディスプレー装置３９の画面に表示
させると、図８に示すように赤熱部画像３４ａは位置デ
ータα₁ に対してずれることになる。そして、位置デー
タα₂ は、視覚カメラ３７により抽出された溶接部表面
の赤熱部画像３４ａを画像解析装置４０にて解析処理さ
れた表面赤熱部３４の中心位置、つまり内面トーチ３２
の位置としての数値化されたデジタルデータなどのデー
タである。

【００３４】図５において、ステップＳ１で電気メジャ
ーコントローラ１７等により外面トーチ１０の上記位置
データα₁ を算出し、また、ステップＳ２で画像解析装
置４０により内面トーチ３２の位置データα₂ を算出す
る。これらの位置データα₁、α₂ が図４に示す比較判
断部２３に入力され、ステップＳ３に示すように位置デ
ータα₁ 、α₂ が比較される。ステップＳ３で位置デー
タα₁ とα₂ とを比較した結果、α₁ ＝α₂ であれば、
外面トーチ１０と内面トーチ３２との左右方向における
位置ずれがないと判断し、ステップＳ４に移行する。し
たがって、ステップＳ４では、内面トーチ３２と外面ト
ーチ１０とは同芯状態であるので、内面トーチ３２の左
右方向の移動の制御は行なわれず、サーボモータ５０は
駆動されない。

【００３５】次に、ステップＳ３で位置データα₁ とα
₂ とを比較した結果、α₁ ＜α₂ であればステップＳ５
に進み、内面トーチ３２の位置が例えば右側にずれてい
ると判断し、内面トーチ３２の位置を左送りの方向に補
正をすべく制御を行なう。そして、ステップＳ６により
モータ駆動部２５はサーボモータ５０を逆転駆動して内
面トーチ３２を左方向に移動させて、α₁ ＝α₂ となる
ように内面トーチ３２の移動制御を行なう。

【００３６】また、ステップＳ３において、位置データ
α₁ とα₂ とを比較した結果、α₁＞α₂ であれば、ス
テップＳ７に進み、内面トーチ３２の位置が例えば左側
にずれていると判断し、内面トーチ３２の位置を右送り
の方向に補正をすべく制御を行なう。そして、ステップ
Ｓ８によりモータ駆動部２５はサーボモータ５０を正転
駆動して内面トーチ３２を右方向に移動させて、α₁ ＝
α₂ となるように内面トーチ３２の移動制御を行なう。
このように上記の動作を繰り返して、内面トーチ３２の
外面トーチ１０に対する左右方向のずれを無くすように
制御を行なっている。

【００３７】なお、先行溶接する外面トーチ１０の左右
位置を検出してこれをデータとしてメモリ２７等で記憶
し、内面トーチ３２が溶接する位置に溶接箇所が達した
時に、内面トーチ３２の上述の移動制御により左右位置
が決められるように演算して連動させている。上記の外
面トーチ１０や内面トーチ３２の位置は、メモリ２７で
記憶しておくと共に、表示部（図示せず）による数値表
示とし、再現性を容易にしている。特に、外面トーチ１
０は手動で操作しているので、何らかの突発的な障害、
例えば、操作者が不意に手動ハンドル１１を動かしてし
まう人為的な障害や、またクレーン等によって周辺装置
と干渉して手動ハンドル１１を動かしてしまう周囲影響
的な障害により、外面トーチ１０の位置ずれが発生した
場合には、外面トーチ１０の位置を記憶していること
で、外面トーチ１０を容易に元の位置に復帰させるとい
う再現性が容易となる。

【００３８】ここで、内面トーチ３２を外面トーチ１０
の位置に左右方向に追従させるべくサーボモータ５０を
駆動すると、上述したように出力軸５１の回転により駆
動軸５２が左右方向に移動する。この駆動軸５２とＺ軸
移動ガイドユニット６０とは連結固定されているので、
Ｚ軸移動ガイドユニット６０が左右方向に移動すると、
Ｚ軸移動ガイドユニット６０と連結固定されている支持
アーム３１が左右方向に移動する。したがって、支持ア
ーム３１が移動することで、内面トーチ３２は外面トー
チ１０のずれに対して自動的に追従することになり、溶
接不良を生じさせない。

【００３９】このように、内面トーチ３２を外面トーチ
１０の左右方向のずれに対して自動的に追従させて補正
することができるので、作業者の勘による作業が不要に
なり、内面トーチ３２の設定作業に熟練を要しないもの
である。したがって、外面トーチ１０を左右方向に移動
させて調整した場合、内面トーチ３２は外面トーチ１０
の位置に対して自動的に追従するので、従来手動で内面
トーチ３２の位置を調整していたのとは異なり、作業者
の技量に関係なく、溶接品質が一定となり、溶接不良の
発生を防止することができる。

【００４０】次に、内面トーチ３２の上下方向の昇降制
御について説明する。ここで内面トーチ３２の昇降制御
の場合において、内面ビード７０（図１１参照）と内面
トーチ３２の電極（例えば、タングステン電極）３３と
の間隔を一定に保ち、安定した平滑な内面ビード７０を
得るため、内面トーチ３２で加熱される部分（表面赤熱
部３４）を非接触式の表面温度センサー４３で行ない、
被溶接箇所の温度を設定値に保つ、すなわち、入熱量を
一定にするため、測定温度をＺ軸移動ガイドユニット６
０側にフィードバックしてサーボモータ６２により内面
トーチ３２を昇降して補正させるようにしている。すな
わち、内面トーチ３２の電極３３の先端とパイプ１の内
面の距離を管理するのではなく、溶接部への入熱量を管
理しているものであり、入熱量を常に一定となるように
制御を行なっている。つまり、図９に示すように、内面
トーチ３２を上下動させて、内面トーチ３２とパイプ１
の内面との距離Ｌを変化させることで、溶接部（表面赤
熱部３４）の入熱量を一定に保つようにしている。

【００４１】ここで、内面トーチ３２の上下方向の制御
を行なう場合、図６に示すように、２つの要素β₁ とβ
₂ とを比較するのであるが、補正値をこれらの要素に加
味している。内面トーチ３２の電極３３とパイプ１の内
面との距離が変動すると、溶接電流値も変動するので、
これをアークの長さに換算し、この換算値を補正値とし
て用いる。つまり、内面トーチ３２のアーク電圧を検出
してアーク長を測定し、上記の測定温度と溶接電圧変動
によるアーク長の関係を割り出し、内面トーチ３２の移
動プログラム内の補正値としてパラメーター化してお
き、内面トーチ３２の昇降量を補正するようにしてい
る。

【００４２】すなわち、上記の要素β₁ とβ₂ は、β₁
を基準値とし、β₂ を実測値（測定値）とし、基準値β
₁ は、適正な溶融赤熱部の温度の電圧換算データであ
り、これは実験等であらかじめ採取された比較用ストッ
クデータである。また、測定値β₂ は、温度センサー４
３で測定検出される生データであり、出力時には基準値
β₁ と比較可能な電圧データに換算される。そして、上
記補正値は以下のような概念である。すなわち、表面温
度変化の他にアーク長の変化による溶接電流電圧の変化
も同時発生する。このため、予めアーク長と溶接電流電
圧の変化の関係を実験等で決定しておき、溶接電流電圧
を実測することにより、アーク長が判定できるようにし
ておく。また、アーク長と表面温度変化との関係も実験
等で決定しておき、演算器内部にストックデータとして
測定値β₂ と比較可能な電圧換算値としておく。測定値
β₂ は基準値β₁ と比較される前に一度溶接電流電圧を
実測して引き出されるストックデータ中の表面温度（電
圧データ）と比較され、ある照合比率を越えた場合に基
準値β₁ と比較する値をストックデータ中の表面温度
（電圧データ）に切り換えるなどの外部要因やその他突
発的な実測データエラーをチェックする「ものさし」的
な補正を行なうようにしている。これが「補正値」の概
念である。

【００４３】図６において、基準値β₁ は、上述のよう
に、予め設定した基準電圧をパラメーター設定（数値化
されたデジタルデータなどのデータ）しており、パイプ
１の材質、大きさ、厚さなどで決定される入熱量に応じ
て予め設定されるものである。また、β₂ は、上述のよ
うに、表面温度センサー４３にて検出した温度を温度セ
ンサーコントローラ４５により電圧変換した測定値（数
値化されたデジタルデータなどのデータ）としている。
したがって、測定値β₂ が基準値β₁ より大きいと内面
トーチ３２による入熱量が大きいということであり、測
定値β₂ が基準値β₁ より小さいと内面トーチ３２によ
る入熱量が小さいということである。

【００４４】以下、図６のフローチャートを用いて内面
トーチ３２の上下方向の移動制御について説明する。ス
テップＳ１１で上記基準値β₁ が設定され、ステップＳ
１２で温度センサーコントローラ４５で算出された測定
値β₂ が決まり、また、ステップＳ１３で補正値が設定
され、基準値β₁ 、測定値β₂ 及び補正値は図４に示す
比較判断部２４にそれぞれ入力される。この比較判断部
２４でデータである基準値β₁ と測定値β₂ とが比較さ
れ（ステップＳ１４参照）、β₁ ＝β₂ であれば内面ト
ーチ３２による最適な入熱量であると判断され、内面ト
ーチ３２の上下方向の移動制御を行なわれない。

【００４５】次に、ステップＳ１４で基準値β₁ と測定
値β₂ とのデータ比較をした結果、β₁ ＜β₂ であれ
は、基準値β₁ より測定値β₂ の方が大きく、溶接部
（表面赤熱部３４）への入熱量が大きいことなので、ス
テップＳ１６に移行し、内面トーチ３２の位置を下降す
る方向に補正を行なう。したがって、ステップＳ１７に
進んで、図４に示すモータ駆動部２６によりサーボモー
タ６２を逆転駆動して内面トーチ３２を下方に移動制御
する。この制御をβ₁ ＝β₂ になるまで行なう。

【００４６】また、ステップＳ１４で基準値β₁ と測定
値β₂ とのデータ比較をした結果、β₁ ＞β₂ であれ
は、基準値β₁ より測定値β₂ が小さく、溶接部（表面
赤熱部３４）への入熱量が小さいことなので、ステップ
Ｓ１８に移行し、内面トーチ３２の位置を上昇する方向
に補正を行なう。したがって、ステップＳ１９に進ん
で、図４に示すモータ駆動部２６によりサーボモータ６
２を正転駆動して内面トーチ３２を上方に移動制御す
る。この制御をβ₁ ＝β₂ になるまで行なう。

【００４７】ここで、内面トーチ３２の上下方向の移動
においては、Ｘ軸移動ガイドユニット４９は関係がな
く、サーボモータ６２による駆動軸６４の上下方向の移
動だけであり、この駆動軸６４の上下方向の移動により
支持アーム３１が上下に移動することになる。したがっ
て、支持アーム３１の上下方向の移動により内面トーチ
３２も上下方向に移動制御されて、溶接部（表面赤熱部
３４）への入熱量を常に一定に保つことができ、溶接不
良を無くして安定した溶接を行なうことができる。

【００４８】このように、パイプ１の内面と内面トーチ
３２の電極３３の先端の距離を溶接部への入熱量を一定
に保つように自動的に補正することができるので、常時
内面ビードの高さ及び幅が均一で、しかも平滑な内面ビ
ードが得られることになる。

【００４９】なお、外面トーチ１０や内面トーチ３２の
位置表示をデータα₁ 、α₁ 、β₂を用いてそれぞれ数
値化することにより、外面トーチ１０や内面トーチ３２
の位置設定の再現性を確実なものに出来る。

【００５０】また、内面トーチ３２の外面トーチ１０に
対する左右方向や上下方向の位置ずれに対して自動的に
補正を行なっているものの、内面トーチ３２の位置設定
数値の許容値を越えた場合には、ＣＰＵ２２からの信号
により警報装置２８を駆動して、作業者に報知するよう
にしている。したがって、溶接途中の目視監視はほとん
ど必要がなくなる。したがって、より省力化を図ること
ができる。なお、このような異常の場合は、装置全体の
稼働を一旦停止させるようにする。

【００５１】図１０は支持アームの他の実施の形態を示
し、この支持アーム７２の先端には先の実施の形態の場
合と同様の内面トーチ３２が配設され、支持アーム７２
の基部側の途中の箇所の上面より支柱７３が一体的に突
設されている。ベースフレームに固定されている支持台
７５の先端には軸支部７６が固定されており、この軸支
部７６の下面には円板状の回転部材７７が回動自在に配
設されている。上記回転部材７７の下面には垂下片７８
が一体的に垂設されていて、この垂下片７８に上記支柱
７３が支点軸７４により回動自在に連結されている。

【００５２】したがって、支持アーム７２は支柱７３を
軸として回転部材７７により左右方向に回動自在とな
り、また、支点軸７４を軸として支持アーム７２は上下
方向に回動自在となっている。

【００５３】一方、上記支持アーム７２の基部は制御リ
ンク７９の一端側と連結固定されており、この制御リン
ク７９の他端側はＺ軸移動ガイドユニット６０の駆動軸
６４と連結固定されている。Ｘ軸移動ガイドユニット４
９とＺ軸移動ガイドユニット６０とは先の実施の形態の
場合と同様に連結されていて、Ｘ軸移動ガイドユニット
４９はベースフレームに固定され、Ｘ軸移動ガイドユニ
ット４９によりＺ軸移動ガイドユニット６０自体が左右
方向に駆動される。また、Ｚ軸移動ガイドユニット６０
は制御リンク７９を上下方向に駆動するものであり、Ｘ
軸移動ガイドユニット４９によりＺ軸移動ガイドユニッ
ト６０を介して支持アーム７２を左右方向に駆動し、Ｚ
軸移動ガイドユニット６０自体により支持アーム７２を
制御リンク７９を介して上下に駆動制御するようになっ
ている。

【００５４】上記の構成により、Ｘ軸移動ガイドユニッ
ト４９により支持アーム７２の基部を左右方向に駆動す
ることで、支持アーム７２は支柱７３を軸として左右方
向に回動し、内面トーチ３２は逆向きの左右方向に駆動
されて、外面トーチ１０の位置ずれに対して該外面トー
チ１０と同一線状になるように追従して補正されること
になる。また、Ｚ軸移動ガイドユニット６０により支持
アーム７２の基部を上下方向に駆動することで、支持ア
ーム７２は支点軸７４を軸として上下方向に回動し、内
面トーチ３２は逆向きの上下方向に駆動されて、内面ト
ーチ３２の電極３３の先端とパイプ１の内面との距離Ｌ
を自動的に補正を行ない、入熱量を一定に保つようにし
ている。

【００５５】このように、支持アーム７２の途中に回転
軸を設けて、支持アーム７２を上下方向、左右方向に駆
動制御することで、内面トーチ３２の上下方向、左右方
向の位置制御の制度を上げることができる。

【００５６】なお、上記の実施の形態では、パイプ１の
形状を円筒状の場合について説明したが、これらの場合
に限定されるものでない。例えば、四角筒状の場合にも
本発明を適用することができる。また、平板状の鋼板の
突き合わせ面を溶接して、下面の内面ビードを溶融して
平滑する場合にも、本発明を適用することができるのは
もちろんである。

【００５７】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の溶接鋼管製造に
おける内面溶接トーチの自動倣い装置によれば、外面ト
ーチの位置を左右方向に調整しても、内面トーチは常に
外面トーチに対して同一線上になるように自動的に追従
されることになり、そのため、作業者の勘による作業が
不要になり、従来とは異なり、内面トーチの位置設定作
業に熟練を要しないものである。したがって、溶接不良
が発生せず、溶接品質にバラツキが生じることがない。

【００５８】また、請求項２記載の溶接鋼管製造におけ
る内面溶接トーチの自動倣い装置によれば、内面トーチ
の先端の電極と被溶接物の内面との間隔を自動的に一定
にできて、そのため、内面トーチによる被溶接箇所の入
熱量が常に一定に保たれることになって、内面ビードの
高さ及び幅が均一で、しかも、平滑な内面ビードを得る
ことができる。

【００５９】さらに、請求項３記載の溶接鋼管製造にお
ける内面溶接トーチの自動倣い装置によれば、外面トー
チの位置を左右方向に調整しても、内面トーチは常に外
面トーチに対して同一線上になるように自動的に追従さ
れることになり、そのため、作業者の勘による作業が不
要になり、従来とは異なり、内面トーチの位置設定作業
に熟練を要しないものである。したがって、溶接不良が
発生せず、溶接品質にバラツキが生じることがない。ま
た、内面トーチの先端の電極と被溶接物の内面との間隔
を自動的に一定にできて、そのため、内面トーチによる
被溶接箇所の入熱量が常に一定に保たれることになっ
て、内面ビードの高さ及び幅が均一で、しかも、平滑な
内面ビードを得ることができる。このように、内面トー
チの左右方向、上下方向の位置を常に自動的に補正して
いるので、高品質の製品を提供することができる。

【００６０】請求項４記載の溶接鋼管製造における内面
溶接トーチの自動倣い装置によれば、内面トーチの設定
数値の許容値を越えた場合には警報を発する警報装置を
備えているので、内面トーチの位置が大幅に越えるよう
な異常な場合でも、警報装置により異常を容易に検出で
きて、溶接不良が発生するのを防止することができる。
したがって、かかる警報装置を備えていることで、溶接
途中の目視監視はほとんど必要がなく、より省力化を図
ることができる。

【００６１】また、請求項５記載の溶接鋼管製造におけ
る内面溶接トーチの自動倣い装置によれば、外面トーチ
の左右方向の位置は、データとして記憶しておくと共
に、数値表示を行なっているので、溶接中に何等かの外
力で外面トーチが位置ずれを起こした場合でも、外面ト
ーチを直ぐに元の位置に復帰させることができるもので
あり、したがって、外面トーチの位置設定の再現性を確
実なものにすることができる。

【００６２】さらに、請求項６記載の溶接鋼管の製造方
法によれば、内面トーチの左右方向、上下方向の制御は
常に自動的に行なわれるものであり、そのため、外面ト
ーチの位置を左右方向に調整しても、内面トーチは常に
外面トーチに対して同一線上になるように自動的に追従
されることになり、そのため、作業者の勘による作業が
不要になり、従来とは異なり、内面トーチの位置設定作
業に熟練を要しないものである。したがって、溶接不良
が発生せず、溶接品質にバラツキが生じることがない。
また、内面トーチの先端の電極と被溶接物の内面との間
隔を自動的に一定にできて、そのため、内面トーチによ
る被溶接箇所の入熱量が常に一定に保たれることになっ
て、内面ビードの高さ及び幅が均一で、しかも、平滑な
内面ビードを得ることができる。このように、内面トー
チの左右方向、上下方向の位置を常に自動的に補正して
いるので、高品質の製品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の内面溶接トーチの自動倣
い装置の概略システム構成図である。

【図２】本発明の実施の形態の要部拡大システム構成図
である。

【図３】本発明の実施の形態のＸ軸移動ガイドユニット
とＺ軸移動ガイドユニットとの接続関係を示す図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態の全体の概略ブロック図で
ある。

【図５】本発明の実施の形態の内面トーチの左右方向の
位置制御を行なう場合のフローチャートである。

【図６】本発明の実施の形態の内面トーチの上下方向の
位置制御を行なう場合のフローチャートである。

【図７】本発明の実施の形態の外面トーチの移動検出を
行なう場合の説明図である。

【図８】本発明の実施の形態の内面トーチの移動検出を
行なう場合の説明図である。

【図９】本発明の実施の形態の内面トーチとパイプの内
面との距離関係を示す説明図である。

【図１０】本発明の実施の形態の支持アームの他の例を
示す図である。

【図１１】パイプ内の内面ビードの状態を示すパイプの
断面図である。

【図１２】内面トーチにより内面ビードを溶融平滑した
場合を示すパイプの断面図である。

【符号の説明】

１ パイプ（被溶接物） １０ 外面トーチ １５ 電気メジャー（第１の検出手段） ２１ 装置制御盤（制御手段） ２８ 警報装置 ３１ 支持アーム ３２ 内面トーチ ３３ 電極 ３４ 表面赤熱部 ３７ 視覚カメラ（第２の検出手段） ４３ 表面温度センサー（第３の検出手段） ４９ Ｘ軸移動ガイドユニット（第１の駆動手段） ６０ Ｚ軸移動ガイドユニット（第２の駆動手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送り出される被溶接物（１）の突き合わ
   せ面の上方に配置され、上記突き合わせ面の部分を溶接
   する外面トーチ（１０）と、この外面トーチ（１０）よ
   り上記被溶接物（１）の送り出し方向における後方であ
   って該被溶接物（１）の突き合わせ面の下方に配設さ
   れ、上記外面トーチ（１０）により溶接された箇所の下
   面側に形成される内面ビード（７０）を溶融する内面ト
   ーチ（３２）と、この内面トーチ（３２）を先端側に配
   置し、被溶接物（１）の下方に配置される支持アーム
   （３１）と、この支持アーム（３１）を左右方向に移動
   させる第１の駆動手段（４９）と、上記外面トーチ（１
   ０）の上記被溶接物（１）の送り出し方向と直交する左
   右方向の位置ずれを検出する第１の検出手段（１５）
   と、上記外面トーチ（１０）の位置に対する内面トーチ
   （３２）の位置ずれを検出する第２の検出手段（３７）
   と、上記第１の検出手段（１５）と第２の検出手段（３
   ７）からの位置検出信号により上記第１の駆動手段（４
   ９）を駆動して外面トーチ（１０）の左右方向において
   内面トーチ（３２）を同一線上に位置設定させる制御手
   段（２１）とを備えていることを特徴とする溶接鋼管製
   造における内面溶接トーチの自動倣い装置。
2. 【請求項２】 送り出される被溶接物（１）の突き合わ
   せ面の上方に配置され、上記突き合わせ面の部分を溶接
   する外面トーチ（１０）と、この外面トーチ（１０）よ
   り上記被溶接物（１）の送り出し方向における後方であ
   って該被溶接物（１）の突き合わせ面の下方に配設さ
   れ、上記外面トーチ（１０）により溶接された箇所の下
   面側に形成される内面ビード（７０）を溶融する内面ト
   ーチ（３２）と、この内面トーチ（３２）を先端側に配
   置し、被溶接物（１）の下方に配置される支持アーム
   （３１）と、この支持アーム（３１）を上下方向に移動
   させる第２の駆動手段（６０）と、上記内面トーチ（３
   ２）により加熱されて形成される表面赤熱部（３４）の
   表面温度を検出する第３の検出手段（４３）と、この第
   ３の検出手段（４３）からの温度検出信号を受けて被溶
   接箇所の入熱量に換算し、予め設定した入熱量になるよ
   うに上記第２の駆動手段（６０）を駆動して内面トーチ
   （３２）の先端の電極（３３）と被溶接物（１）の下面
   との間隔（Ｌ）を一定に保つ制御手段（２１）とを備え
   ていることを特徴とする溶接鋼管製造における内面溶接
   トーチの自動倣い装置。
3. 【請求項３】 送り出される被溶接物（１）の突き合わ
   せ面の上方に配置され、上記突き合わせ面の部分を溶接
   する外面トーチ（１０）と、この外面トーチ（１０）よ
   り上記被溶接物（１）の送り出し方向における後方であ
   って該被溶接物（１）の突き合わせ面の下方に配設さ
   れ、上記外面トーチ（１０）により溶接された箇所の下
   面側に形成される内面ビード（７０）を溶融する内面ト
   ーチ（３２）と、この内面トーチ（３２）を先端側に配
   置し、被溶接物（１）の下方に配置される支持アーム
   （３１）と、この支持アーム（３１）を左右方向に移動
   させる第１の駆動手段（４９）と、この第１の駆動手段
   （４９）とは上記支持アーム（３１）を左右方向にのみ
   駆動するように連動し、支持アーム（３１）の上下方向
   のみを移動させる第２の駆動手段（６０）と、上記外面
   トーチ（１０）の上記被溶接物（１）の送り出し方向と
   直交する左右方向の位置ずれを検出する第１の検出手段
   （１５）と、上記外面トーチ（１０）の位置に対する内
   面トーチ（３２）の位置ずれを検出する第２の検出手段
   （３７）と、上記内面トーチ（３２）により加熱されて
   形成される表面赤熱部（３４）の表面温度を検出する第
   ３の検出手段（４３）と、上記第１の検出手段（１５）
   と第２の検出手段（３７）からの位置検出信号により上
   記第１の駆動手段（４９）を駆動して外面トーチ（１
   ０）の左右方向において内面トーチ（３２）を同一線上
   に位置設定させると共に、上記第３の検出手段（４３）
   からの温度検出信号を受けて被溶接箇所の入熱量に換算
   し、予め設定した入熱量になるように上記第２の駆動手
   段（６０）を駆動して内面トーチ（３２）の先端の電極
   （３３）と被溶接物（１）の下面との間隔（Ｌ）を一定
   に保つ制御手段（２１）とを備えていることを特徴とす
   る溶接鋼管製造における内面溶接トーチの自動倣い装
   置。
4. 【請求項４】 上記内面トーチ（３２）の設定数値の許
   容値を越えた場合には警報を発する警報装置（２８）を
   備えていることを特徴とする請求項１〜３にいずれか記
   載の溶接鋼管製造における内面溶接トーチの自動倣い装
   置。
5. 【請求項５】 外面トーチ（１０）の左右方向の位置
   は、データとして記憶しておくと共に、数値表示を行な
   っていることを特徴とする請求項１〜３にいずれか記載
   の溶接鋼管製造における内面溶接トーチの自動倣い装
   置。
6. 【請求項６】 送り出される被溶接物（１）の突き合わ
   せ面の上方に配置され、上記突き合わせ面の部分を溶接
   する外面トーチ（１０）と、この外面トーチ（１０）よ
   り上記被溶接物（１）の送り出し方向における後方であ
   って該被溶接物（１）の突き合わせ面の下方に配設さ
   れ、上記外面トーチ（１０）により溶接された箇所の下
   面側に形成される内面ビード（７０）を溶融する内面ト
   ーチ（３２）と、この内面トーチ（３２）を先端側に配
   置し、被溶接物（１）の下方に配置される支持アーム
   （３１）と、この支持アーム（３１）を左右方向に移動
   させる第１の駆動手段（４９）と、この第１の駆動手段
   （４９）とは上記支持アーム（３１）を左右方向にのみ
   駆動するように連動し、支持アーム（３１）の上下方向
   のみを移動させる第２の駆動手段（６０）と、上記外面
   トーチ（１０）の上記被溶接物（１）の送り出し方向と
   直交する左右方向の位置ずれを検出する第１の検出手段
   （１５）と、上記外面トーチ（１０）の位置に対する内
   面トーチ（３２）の位置ずれを検出する第２の検出手段
   （３７）と、上記内面トーチ（３２）により加熱されて
   形成される表面赤熱部（３４）の表面温度を検出する第
   ３の検出手段（４３）と、上記第１の検出手段（１５）
   と第２の検出手段（３７）からの位置検出信号により上
   記第１の駆動手段（４９）を駆動して外面トーチ（１
   ０）の左右方向において内面トーチ（３２）を同一線上
   に位置設定させると共に、上記第３の検出手段（４３）
   からの温度検出信号を受けて被溶接箇所の入熱量に換算
   し、予め設定した入熱量になるように上記第２の駆動手
   段（６０）を駆動して内面トーチ（３２）の先端の電極
   （３３）と被溶接物（１）の下面との間隔（Ｌ）を一定
   に保つ制御手段（２１）とを備え、外面トーチ（１０）
   により被溶接物（１）を溶接していき、この溶接した箇
   所が内面トーチ（３２）の位置にきた時に、上記制御手
   段（２１）と第１の駆動手段（４９）により内面トーチ
   （３２）の左右方向の位置を設定して内面トーチ（３
   ２）による溶接を行ない、溶接している表面赤熱部（３
   ４）の温度を第３の検出手段（４３）で検出し、この被
   溶接箇所の入熱量を一定にするように制御手段（２１）
   により第２の駆動手段（６０）にフィードバックを行な
   って内面トーチ（３２）の上下方向の位置を制御するよ
   うにしていることを特徴とする溶接鋼管の製造方法。