JPH1158010A - 箱型内面ブロック溶接方法 - Google Patents
箱型内面ブロック溶接方法Info
- Publication number
- JPH1158010A JPH1158010A JP21760397A JP21760397A JPH1158010A JP H1158010 A JPH1158010 A JP H1158010A JP 21760397 A JP21760397 A JP 21760397A JP 21760397 A JP21760397 A JP 21760397A JP H1158010 A JPH1158010 A JP H1158010A
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- JP
- Japan
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- welding
- robot
- arm
- box
- shaped block
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- Pending
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- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課 題】 箱型ブロックに狭隘部があっても溶接ロボ
ットを奥深く挿入して確実に支持し、溶接を自動的・効
率的に行うことができる、箱型内面ブロック溶接方法を
提案する。 【解決手段】 固定台に水平伸縮アーム３を設け、この
水平伸縮アームの先端に回動自在に旋回台４を設け、こ
の旋回台に多関節型溶接ロボット10を搭載してなる溶接
装置１を用い、該多関節型溶接ロボットに持たせる溶接
ワイヤをフラックスコアードワイヤとして箱型ブロック
20内面を溶接する。
ットを奥深く挿入して確実に支持し、溶接を自動的・効
率的に行うことができる、箱型内面ブロック溶接方法を
提案する。 【解決手段】 固定台に水平伸縮アーム３を設け、この
水平伸縮アームの先端に回動自在に旋回台４を設け、こ
の旋回台に多関節型溶接ロボット10を搭載してなる溶接
装置１を用い、該多関節型溶接ロボットに持たせる溶接
ワイヤをフラックスコアードワイヤとして箱型ブロック
20内面を溶接する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、橋梁などの箱型
ブロック内を溶接するための箱型内面ブロック溶接方法
に関する。
ブロック内を溶接するための箱型内面ブロック溶接方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、橋梁の箱桁などの箱型ブロック内
面を溶接する際には、作業員がブロック内に入り、ブロ
ック下面部の溶接を下向き姿勢で行った後、ブロック自
体を転回して新しくブロック下面となった部分をまた下
向き姿勢で溶接し、これを繰り返して四面全てを溶接す
る方法がとられている。この方法では作業員が全ての溶
接を行うため、省力化の点で問題があり、また、箱型ブ
ロックの転回工程が入るために、作業能率の点でも問題
があった。
面を溶接する際には、作業員がブロック内に入り、ブロ
ック下面部の溶接を下向き姿勢で行った後、ブロック自
体を転回して新しくブロック下面となった部分をまた下
向き姿勢で溶接し、これを繰り返して四面全てを溶接す
る方法がとられている。この方法では作業員が全ての溶
接を行うため、省力化の点で問題があり、また、箱型ブ
ロックの転回工程が入るために、作業能率の点でも問題
があった。
【０００３】これらの問題点を解決する手段として、例
えば特開平6-143162号公報には、箱型ブロック用作業台
装置が提案されている。この装置は、旋回台上に昇降自
在かつ伸縮自在な水平伸縮ビームを設け、このビームの
先端に、上下方向に回動自在な回動アームを介して作業
台を設けたものである。この装置により、箱型ブロック
に狭隘な部分があっても、前記作業台を奥深く挿入する
ことができ、該作業台を任意の位置に安定して支持する
ことができるので、該作業台上に作業員が乗ってブロッ
ク内面全体を溶接することが可能となり、前記箱型ブロ
ックの転回工程を省略することができる。
えば特開平6-143162号公報には、箱型ブロック用作業台
装置が提案されている。この装置は、旋回台上に昇降自
在かつ伸縮自在な水平伸縮ビームを設け、このビームの
先端に、上下方向に回動自在な回動アームを介して作業
台を設けたものである。この装置により、箱型ブロック
に狭隘な部分があっても、前記作業台を奥深く挿入する
ことができ、該作業台を任意の位置に安定して支持する
ことができるので、該作業台上に作業員が乗ってブロッ
ク内面全体を溶接することが可能となり、前記箱型ブロ
ックの転回工程を省略することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法によれば、作業台を箱型ブロック内に安定して固定す
ることが可能になるものの、溶接を作業員が行う事情は
変わらないので、省力化の問題は解決されない。また、
このような密閉空間内での溶接作業は、気温、換気など
の点で環境が劣悪となることが多く、安全・衛生の面か
らも問題がある。
法によれば、作業台を箱型ブロック内に安定して固定す
ることが可能になるものの、溶接を作業員が行う事情は
変わらないので、省力化の問題は解決されない。また、
このような密閉空間内での溶接作業は、気温、換気など
の点で環境が劣悪となることが多く、安全・衛生の面か
らも問題がある。
【０００５】さらに、この装置は支持脚により水平伸縮
ビームを支持し、作業台を安定的に支持する構造となっ
ているが、通常、箱型ブロック内はダイヤフラム、リ
ブ、スティフナ等の補強部材が取り付けられており、支
持脚をスキンプレートに接地させるときにこれら部材と
干渉し、適切な支持が行えない可能性が高い。補強部材
との干渉を避けるために支持脚を伸縮式にする等の対策
も考えられるが、構造が複雑化し、製作コストが増加す
るとともに、装置が大型化して水平伸縮ビームを箱型ブ
ロックへ挿入する際にダイヤフラム等と干渉するおそれ
もある。
ビームを支持し、作業台を安定的に支持する構造となっ
ているが、通常、箱型ブロック内はダイヤフラム、リ
ブ、スティフナ等の補強部材が取り付けられており、支
持脚をスキンプレートに接地させるときにこれら部材と
干渉し、適切な支持が行えない可能性が高い。補強部材
との干渉を避けるために支持脚を伸縮式にする等の対策
も考えられるが、構造が複雑化し、製作コストが増加す
るとともに、装置が大型化して水平伸縮ビームを箱型ブ
ロックへ挿入する際にダイヤフラム等と干渉するおそれ
もある。
【０００６】そこで、この発明は、上記問題点を解決
し、箱型ブロックに狭隘部があっても溶接ロボットを奥
深く挿入して確実に支持し、溶接を自動的・効率的に行
うことができる、箱型内面ブロック溶接方法を提案する
ことを目的とする。
し、箱型ブロックに狭隘部があっても溶接ロボットを奥
深く挿入して確実に支持し、溶接を自動的・効率的に行
うことができる、箱型内面ブロック溶接方法を提案する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、固定台に水
平伸縮アームを設け、この水平伸縮アームの先端に回動
自在に旋回台を設け、この旋回台に多関節型溶接ロボッ
トを搭載してなる溶接装置を用い、該多関節型溶接ロボ
ットに持たせる溶接ワイヤをフラックスコアードワイヤ
として箱型ブロック内面を溶接することを特徴とする箱
型内面ブロック溶接方法である。
平伸縮アームを設け、この水平伸縮アームの先端に回動
自在に旋回台を設け、この旋回台に多関節型溶接ロボッ
トを搭載してなる溶接装置を用い、該多関節型溶接ロボ
ットに持たせる溶接ワイヤをフラックスコアードワイヤ
として箱型ブロック内面を溶接することを特徴とする箱
型内面ブロック溶接方法である。
【０００８】フラックスコアードワイヤ（ＦＣＷ）と
は、中空構造のワイヤの中空部にフラックスが充填され
てなるガスシールドアーク溶接ワイヤのことであり、こ
れに対して、かかる中空部のない金属のみからなる溶接
ワイヤをソリッドワイヤという。
は、中空構造のワイヤの中空部にフラックスが充填され
てなるガスシールドアーク溶接ワイヤのことであり、こ
れに対して、かかる中空部のない金属のみからなる溶接
ワイヤをソリッドワイヤという。
【０００９】
【発明の実施の形態】この発明によれば、固定台前に箱
型ブロック開口部を配置し、旋回台を前方に倒し、ロボ
ット（多関節型溶接ロボット）を水平方向に延ばした状
態で水平伸縮アームを伸進して、ロボットをダイヤフラ
ム等の狭隘部からブロック内に挿入し、所定位置で停止
させる。そして旋回台を旋回させるとともに、ロボット
を動作させて溶接トーチを溶接開始点に移動させ、自動
溶接を行うことが可能となる。
型ブロック開口部を配置し、旋回台を前方に倒し、ロボ
ット（多関節型溶接ロボット）を水平方向に延ばした状
態で水平伸縮アームを伸進して、ロボットをダイヤフラ
ム等の狭隘部からブロック内に挿入し、所定位置で停止
させる。そして旋回台を旋回させるとともに、ロボット
を動作させて溶接トーチを溶接開始点に移動させ、自動
溶接を行うことが可能となる。
【００１０】このとき、ロボットが溶接中に振動するこ
となく支持されていることが必要であるが、この発明で
は、前記特開平6-143162号公報に開示されるような支持
脚を用いなくても、溶接中の振動が回避できる。その理
由を以下に説明する。この発明で用いる溶接装置を、片
持梁の自由端に周期力が作用している単純な振動系と考
えれば、自由端の自由振動の振幅ｙは次式(1) で与えら
れる。
となく支持されていることが必要であるが、この発明で
は、前記特開平6-143162号公報に開示されるような支持
脚を用いなくても、溶接中の振動が回避できる。その理
由を以下に説明する。この発明で用いる溶接装置を、片
持梁の自由端に周期力が作用している単純な振動系と考
えれば、自由端の自由振動の振幅ｙは次式(1) で与えら
れる。
【００１１】
【数１】
【００１２】ここに、ω：周期力の円振動数、ν＝√
（ｇＩＥ／ｗＡ）、Ｐ0 ：自由端に作用する張力振幅、
Ｅ：ヤング率、Ａ：梁の断面積、Ｌ：梁の長さ、Ｉ：梁
の断面二次モーメント、ｗ：梁の単位体積重量これから
明らかなように、振幅ｙは、自由端に作用する張力Ｐ0
が小さくなれば小さくなる。本装置で溶接を行っている
場合の自由端への張力は、ロボットの動きによる反力で
あるので、アームの振動原因としては溶接ウィービング
時のロボットの振動が最大の要因である。従って、この
ウィービング振幅を小さく抑えることができればアーム
の振動も抑制できる。
（ｇＩＥ／ｗＡ）、Ｐ0 ：自由端に作用する張力振幅、
Ｅ：ヤング率、Ａ：梁の断面積、Ｌ：梁の長さ、Ｉ：梁
の断面二次モーメント、ｗ：梁の単位体積重量これから
明らかなように、振幅ｙは、自由端に作用する張力Ｐ0
が小さくなれば小さくなる。本装置で溶接を行っている
場合の自由端への張力は、ロボットの動きによる反力で
あるので、アームの振動原因としては溶接ウィービング
時のロボットの振動が最大の要因である。従って、この
ウィービング振幅を小さく抑えることができればアーム
の振動も抑制できる。
【００１３】一方、フラックスコアードワイヤにはその
芯にフラックスが内包されており、溶接時にこれがスラ
グ化し、スラグが溶接金属を押さえてビードの垂れを抑
制する効果を持つ。本発明者らは、箱型ブロック内で隅
肉溶接を行う場合、フラックスコアードワイヤを使用す
れば、ソリッドワイヤを使用した場合のように、ウィー
ビングにより入熱を分散させてビードの垂れを抑える方
法をとる必要がなく、ストレート溶接または、ごくわず
かな幅のウィービングで良好な隅肉ビードが得られるこ
とを知見した。この知見に基づいて、この発明では、上
記溶接装置にフラックスコアードワイヤを用いるように
したので、アームに実質的に振動を発生することなく良
好な隅肉溶接が行える。
芯にフラックスが内包されており、溶接時にこれがスラ
グ化し、スラグが溶接金属を押さえてビードの垂れを抑
制する効果を持つ。本発明者らは、箱型ブロック内で隅
肉溶接を行う場合、フラックスコアードワイヤを使用す
れば、ソリッドワイヤを使用した場合のように、ウィー
ビングにより入熱を分散させてビードの垂れを抑える方
法をとる必要がなく、ストレート溶接または、ごくわず
かな幅のウィービングで良好な隅肉ビードが得られるこ
とを知見した。この知見に基づいて、この発明では、上
記溶接装置にフラックスコアードワイヤを用いるように
したので、アームに実質的に振動を発生することなく良
好な隅肉溶接が行える。
【００１４】
【実施例】以下に、この発明の箱型内面ブロック溶接方
法の一実施例を図面に基づいて説明する。図１に示すよ
うに、溶接装置１は固定台２に伸縮可能なアーム（水平
伸縮アーム）３を設け、このアーム３の先端部に回動自
在な旋回台４を設け、この旋回台４にロボット（多関節
型溶接ロボット）10を搭載したものである。ロボット10
にはトーチ15を把持させるようにしている。なお、アー
ム３の伸縮ストロークは7500mmである。
法の一実施例を図面に基づいて説明する。図１に示すよ
うに、溶接装置１は固定台２に伸縮可能なアーム（水平
伸縮アーム）３を設け、このアーム３の先端部に回動自
在な旋回台４を設け、この旋回台４にロボット（多関節
型溶接ロボット）10を搭載したものである。ロボット10
にはトーチ15を把持させるようにしている。なお、アー
ム３の伸縮ストロークは7500mmである。
【００１５】溶接装置１を箱型ブロック20内に挿入する
時は、図２に示すように、旋回台４を前方に倒し、アー
ム３とロボット10を水平に伸ばしておくことにより、狭
いダイヤフラム21等の狭隘部を通って内部への挿入が可
能である。挿入後は図３に示すように、箱型ブロック20
内で旋回台４を起こしあるいは下方へ下げてロボット10
を被溶接部に接近させてロボット10による自動溶接を行
う。
時は、図２に示すように、旋回台４を前方に倒し、アー
ム３とロボット10を水平に伸ばしておくことにより、狭
いダイヤフラム21等の狭隘部を通って内部への挿入が可
能である。挿入後は図３に示すように、箱型ブロック20
内で旋回台４を起こしあるいは下方へ下げてロボット10
を被溶接部に接近させてロボット10による自動溶接を行
う。
【００１６】図４〜図６はロボット10の例を示すもの
で、図４は図１と同様の姿勢にある側面図、図５はその
正面図である。回動軸11を中心に矢印12の向きに回動さ
せると、ロボット10は図６に示す姿勢となる。図６はさ
らに多関節をほぼ一直線とした伸進姿勢の状態を示して
おり、図２に示す状態に対応する。さらに矢印13の向き
にも倒すことができる。
で、図４は図１と同様の姿勢にある側面図、図５はその
正面図である。回動軸11を中心に矢印12の向きに回動さ
せると、ロボット10は図６に示す姿勢となる。図６はさ
らに多関節をほぼ一直線とした伸進姿勢の状態を示して
おり、図２に示す状態に対応する。さらに矢印13の向き
にも倒すことができる。
【００１７】ここでは、旋回台の回動軸が鉛直方向とア
ーム伸縮方向とに直交する例を示したが、回動軸の方向
の異なるものを組み合わせると、ロボットがより被溶接
部に接近しやすくなるので好ましい。溶接姿勢として、
下向き水平、立向上進、上向き水平の３姿勢を選択し、
脚長６mmの隅肉溶接を行った。本発明例として、JIS Z
3313のYFW-C50-DR相当の川崎製鉄株式会社製フラックス
コアードワイヤFG-50S（φ1.2 CO2 ガスシールド）を選
択し、比較例として、JIS Z 3312のYGW15 相当の川崎製
鉄株式会社製ソリッドワイヤKM-50 （φ1.2 CO2 20％＋
Ar 80 ％ガスシールド）を選定してロボット固定状態で
良好なビードが得られる溶接条件の決定を行った後、ロ
ボットを本溶接装置に搭載してアームを７ｍ伸展して、
その条件にて溶接実験を行った。その実験結果を表１に
示す。表１に示すように本発明例では、ウィービングは
行わないか、非常にウィービング幅が狭く、溶接中も殆
ど振動を発生せず電流電圧条件が適当であれ問題なく溶
接が可能であった。一方、比較例ではウィービングを行
わないと（立向きや上向き姿勢では）ビードが垂れて良
好なビード外観が得られないため、ウィービングを行っ
たが、その振動によりアームに振動が発生して、電流電
圧条件とは無関係に良好な結果が得られなかった。
ーム伸縮方向とに直交する例を示したが、回動軸の方向
の異なるものを組み合わせると、ロボットがより被溶接
部に接近しやすくなるので好ましい。溶接姿勢として、
下向き水平、立向上進、上向き水平の３姿勢を選択し、
脚長６mmの隅肉溶接を行った。本発明例として、JIS Z
3313のYFW-C50-DR相当の川崎製鉄株式会社製フラックス
コアードワイヤFG-50S（φ1.2 CO2 ガスシールド）を選
択し、比較例として、JIS Z 3312のYGW15 相当の川崎製
鉄株式会社製ソリッドワイヤKM-50 （φ1.2 CO2 20％＋
Ar 80 ％ガスシールド）を選定してロボット固定状態で
良好なビードが得られる溶接条件の決定を行った後、ロ
ボットを本溶接装置に搭載してアームを７ｍ伸展して、
その条件にて溶接実験を行った。その実験結果を表１に
示す。表１に示すように本発明例では、ウィービングは
行わないか、非常にウィービング幅が狭く、溶接中も殆
ど振動を発生せず電流電圧条件が適当であれ問題なく溶
接が可能であった。一方、比較例ではウィービングを行
わないと（立向きや上向き姿勢では）ビードが垂れて良
好なビード外観が得られないため、ウィービングを行っ
たが、その振動によりアームに振動が発生して、電流電
圧条件とは無関係に良好な結果が得られなかった。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】この発明によれば、上記問題点を解決
し、箱型ブロックに狭隘部があっても溶接ロボットを奥
深く挿入して確実に支持し、溶接を自動的・効率的に行
うことができるというという効果を奏する。
し、箱型ブロックに狭隘部があっても溶接ロボットを奥
深く挿入して確実に支持し、溶接を自動的・効率的に行
うことができるというという効果を奏する。
【図１】縮退状態の溶接装置の一部切欠側面図である。
【図２】伸進状態の溶接装置の一部切欠側面図である。
【図３】溶接作業状態の溶接装置の一部切欠側面図であ
る。
る。
【図４】縮退姿勢のロボットの側面図である。
【図５】縮退姿勢のロボットの正面図である。
【図６】伸進姿勢のロボットの正面図である。
１ 溶接装置 ２ 固定台 ３ アーム（水平伸縮アーム） ４ 旋回台 10 ロボット（多関節型溶接ロボット） 11 回動軸 12、13 矢印 15 トーチ 20 箱型ブロック 21 ダイヤフラム
Claims (1)
- 【請求項１】 固定台に水平伸縮アームを設け、この水
平伸縮アームの先端に回動自在に旋回台を設け、この旋
回台に多関節型溶接ロボットを搭載してなる溶接装置を
用い、該多関節型溶接ロボットに持たせる溶接ワイヤを
フラックスコアードワイヤとして箱型ブロック内面を溶
接することを特徴とする箱型内面ブロック溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21760397A JPH1158010A (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | 箱型内面ブロック溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21760397A JPH1158010A (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | 箱型内面ブロック溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1158010A true JPH1158010A (ja) | 1999-03-02 |
Family
ID=16706884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21760397A Pending JPH1158010A (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | 箱型内面ブロック溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1158010A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7588178B2 (en) * | 2000-11-08 | 2009-09-15 | Acergy Uk Limited | Connecting conduits for fluids |
| CN108890086A (zh) * | 2018-09-07 | 2018-11-27 | 浙江东南网架股份有限公司 | 小空间长悬臂内焊设备及其控制方法 |
-
1997
- 1997-08-12 JP JP21760397A patent/JPH1158010A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7588178B2 (en) * | 2000-11-08 | 2009-09-15 | Acergy Uk Limited | Connecting conduits for fluids |
| CN108890086A (zh) * | 2018-09-07 | 2018-11-27 | 浙江东南网架股份有限公司 | 小空间长悬臂内焊设备及其控制方法 |
| CN108890086B (zh) * | 2018-09-07 | 2023-10-10 | 浙江东南网架股份有限公司 | 小空间长悬臂内焊设备及其控制方法 |
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