JPS60115371A - 回転体の肉盛溶接装置 - Google Patents

回転体の肉盛溶接装置

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JPS60115371A
JPS60115371A JP22350283A JP22350283A JPS60115371A JP S60115371 A JPS60115371 A JP S60115371A JP 22350283 A JP22350283 A JP 22350283A JP 22350283 A JP22350283 A JP 22350283A JP S60115371 A JPS60115371 A JP S60115371A
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Yoshimi Kamito
好美 上戸
Hiroshi Notomi
納富 啓
Hiroshi Takatsuka
高塚 汎
Kazutoki Yusa
由佐 和時
Yosaburo Mabuchi
馬渕 洋三郎
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/04Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
    • B23K9/044Built-up welding on three-dimensional surfaces
    • B23K9/046Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は肉感高さを検知するセンサを溶接トーチに所定
距離先行させて、このセンナの出力に基づき回転体の回
転速度制御、走行制御及び溶接電流制御を行なう肉盛溶
接装置に関する。
一般に、回転体たとえば目−ルや円筒管の表面の多層肉
感溶接は、回転軸を一定の回転速度に回転させて行なっ
ている。ところが、この場合肉盛個所の径の変化による
周速の違いのために、肉盛高さが不均一となシ平滑な表
面層が得られない状態が生ずる。肉盛高さを均一にする
ためには、実際上作業者が溶接装置をマニュアル操作す
る必要がある。したがって、多層肉盛溶接装置V−あっ
ては、自動的に回転体の回転速度、肉盛ピッチ、及び吟
搏電流を変えて肉盛高さを制御する必要が生じている。
本発明は上記要請にもとづき回転体の回転速度、肉盛ピ
ッチ、及び溶接電流を効率良く制御して肉盛高さを均一
にし平滑な表面層を得るようにした回転体の肉盛溶接装
置の提供を目的とする。
かかる目的を達成するため本発明は、溶接トーチに機械
的に固定されて回転体の肉盛高さ方向の位置を検出する
位置検出センサと上記回転体の長手方向の位置を検出す
る位置検出機構とを上記長手方向に走行させる走行台車
を有するセンサ部と、とのセンサ部の上記肉感高さ方向
及び長手方向の二次元からなる位置信号を入力及び肉盛
幅検出機構と、との肉盛高さ及び肉盛幅検出機構からの
信号に基づき予めめた肉盛高さと回転周速度との関係か
ら回転速度を算出する回転速度演算部と、上記肉盛高さ
及び肉感幅検出機構からの信号に基づき予めめた肉感高
さと肉盛ピッチとの関係から肉盛ピッチを算出する肉盛
ピップ演算部と、上記肉盛高さ及び肉盛幅検出機構から
の信号に基づき予めめた肉盛高さと溶接電流との関係か
ら溶接電流を算出する溶接電流演算部と、上記回転速度
演算部からの出力信号によって回転体を所定速度に制御
する回転速度制御部と、上記肉盛ピッチ演算部からの出
力信号によって肉感ピッチを制御するよう走行する走行
制締卿、上記溶接電流演算部からの出力信号によって溶
接電流を制御する溶接電流制御部と、上記センナ部、肉
盛畠さ及び肉盛幅検出機構、各演算部、及び各制御部と
を所定の時系列およびタイミングで制御するシーケンス
部とを有することを特徴とする。
ここで、図を参照して本発明の2実施例を説明する。ロ
ール母材表面の肉盛高さ方向(Y方向)の位置を検出す
る位置、検瞥センサ1は1、溶接トーチ2のトーチ支持
部3に固定板4によシ機械的に固定される。このセンサ
1#′iロール母材である回転体表面の所要肉盛部5の
Y方向位置検出のためにある。トーチ支持部3は走行レ
ール上を回転体(ロール母材)7の長手方向に移動する
走行台車8に取付けられる。走行台車8には上記長手方
向(X方向)の位置を検出する位置検出機構6が取付け
られる。
Y方向の位置検出をするセンサ1およびX方向の位置検
出をする位置検出機構6は電気的に肉盛高さ及び肉盛幅
検出機構9に接続されている。この肉盛高さ及び肉盛幅
検出機構9では、その時のセンサIIDX方向位置すな
わち回転体の長手方向位置における、センサ1によるY
方向位置すなわち肉盛高さ位置を検出する本のである。
肉盛高さ及び肉盛幅検出機構9からは電気的に回転速度
演算部10に接続され、ここでは肉盛高さに対応する(
口)転体の回転周速度を得るための演算が行なわれ、適
切な周速度を得るための回転速度の設定が行なわれる。
回転速度演算部iot;を更に電気的に回転速度制御部
11に接続され、これは回転体7を回転させる回転駆動
部12を制御する。また、肉感高さ及び肉盛幅検出機構
9から社電気的に肉盛ピッチ演算部13に接続され、こ
こでは肉盛幅を得るための演算が行なわれる。この肉盛
ピッチ演算部13の出力信号は台車走行速度を制御する
台車走行リミッタスイッチ14に入力される。更に、肉
感高輝及び肉盛幅検出機構9からは電気的に溶接電流演
算部15に接続され、ここで祉肉盛高さから溶接電流を
得るため、の演算が行なわれる。
溶接電流演算部15の出力は溶接制御部16に主部ワイ
ヤの送給速度を制御する。ワイヤ送給装置17はトーチ
支持部3に固定され溶接制御部16の溶接制御信号によ
多制御される。またシーケンス111Bは前述した回転
速度制御部11゜肉盛ピップ演算部13、及び溶接制御
部16を同時に総括制御するものである。
第1図の構成に基づく説明は、上述の如くであるが。こ
こで作用を説明する。走行台車8を走行させて、溶接ト
ーチ2に固定したセンサ1及び走行台車8に取付けた位
置検出機構6により、ある走行台車8の移動位置におけ
る長手方向位置及び肉盛高さ位置を検出する。センサ1
及び位置検出機構6の出力信号によシ肉盛高ざ゛ 及び
肉盛幅検出機構9にて肉盛高さを検出する。
肉盛高ざ及び肉感幅検出機構9の出力信号に応じて回転
速度演算部lOで肉盛高さと回転周速度との関係から回
転速度を計算する。回転速度演算部10からの回転速度
に対応する出力信号を受けた回転速度制御部11では、
回転体7を回転させる回転駆動部12に指令信号を与え
て回転体7が一定周速度で回転できるようにしている。
同様に肉感高き及び肉盛幅検出機構9の出力信号に応じ
て肉盛ピッチ演算部13でピッチを溶接電流演算部15
で溶接電流を計算し、台車て、回転体70回転制御、走
行台車80走行速度、ワイヤ送給速度等は所定の時系列
およびタイミングでシーケンス部18によりa金的に制
御される。こうして、均一の周速度をもって肉盛高さを
均一にすることができ表面層を平らにできる。
第2図は、サブマージアーク自動肉盛溶接装置の例であ
)、第1図と同一部分には同符号を付して説明は省略す
る。第2図中、19−走行台車8の走行レール、20は
溶接ワイヤ、21は溶接電源、′22は回転駆動部12
に取付けられ回転体7を固定し、回転駆動部12と共に
回転する治具である。
この第2図に示す例では、走行台車8を走行させて溶接
トーチ2に固定板4で固定したセンサ1及び位置検出機
構6によシ二次元の位置検出を行ない、・セン?1及び
位置検出機構6の出力信号によ如肉盛高さ及び肉盛幅検
出機構9で所要肉盛高さ及び所要内盛幅を検出し、回転
速度演算部10で回転速度を計算し、肉盛ピッチ演算部
13で肉盛ピッチを計算し、更に溶接電流演算部15で
必要な溶接電流値を計算する。
回転速度演算部lOの出力信号に基づき回転速度制御部
11がロール母材である回転体7を回転式せる回転装置
駆動部12に指令信号を与えて回転体が一定周速度で回
転できるようKした回転速度制御系と、ワイヤ送給装置
17のワイヤ送給速度を制御すると共に走行台車80走
行速度を台車走行リミットスイッチ14にて制御しなが
ら溶接するための溶接制御部16とを所定の時系列及び
タイミングでシーケンス部18によシ総合的に制御管理
するものである。
第2図に示すサブマージアーク自動肉盛溶接装置におい
ては、溶接トープ2に固定された触針式のセンサ1と走
行台車8に取付けた例えばエンコーダからなる位置検出
機構6とによルX1Y両方向の位置検出を行なう。つぎ
に、回転体7が回転して溶接が行なわれるが、溶接Km
つては、位置検出機構6の出力信号であるX方向位置に
対応して、肉盛高ざ及び肉盛幅検出機構9にて所要肉感
高さを検出し、肉盛高ざと回転周速度との関係から回転
速度を演算し、回転速度制御部11によル回転体7の回
転速度を回転体7の一回転毎に制御しながら溶接する。
また、肉盛高さ及び肉感幅検出機構9の出力信号に応じ
て肉盛ピッチ演算部13で肉盛高さと肉感ピッチとの関
係から内盛ピッチを演算し、(ロ)転体7の一回転ごと
にリミッメスイッチ14がオンして走行台車8の速度を
制御し回転体7の長手方向に走行台車8が一定ピッデで
移動するようになっている。また肉盛高さ及び肉感幅検
出機構9の出力信号に応じて肉盛高嘔と溶接電流との関
係から所要溶接電流を演算し、ワイヤ送給装置17のワ
イヤ送給速度を変化させて溶接電流を制御しながら溶接
を行なう。
第3図は第2図の溶接に当っての70−デヤートである
。ステラ7°call)では溶接制御部16にて電流1
1電圧Eの溶接条件を設定する。ついでステップ(30
2)から(8G7)までで、センサlおよび位置検出機
構6にて位置座標(x、y)の読込み、最大所要肉感高
さく)lx = Ymax )、一層当シの肉感高さく
 j)I max)、肉盛層数(N=Hx/ΔHmax
 ) 、及び各層での肉感幅(Wy= Xg −Xs)
を設定し、肉感開始点SK−ヘトーテを移動する。更に
、ステップ(108)から(312)までで、1バス毎
に回転速度、肉盛ピッチを制御しながら溶接してM回繰
返す。
この操作をステップ(306)から(313)までN層
多層肉盛溶接し、ステップ(314)K到達して溶接が
終了する。こうして、回転体(ロール)の1回転毎に回
転周速度等を設定してMバスの溶接を行ない、しかもN
層の溶接を行なっている。
第4図はセンナ1の位置検出と回転速度制御の仕方を示
すものである。触針式のセンサ1による位置の検出は、
第4図(a) K示すように表面KGって等間隔に(x
、y)座標を読むことで行ない、また、各座標位置にお
ける回転周速度から回転部の回転速度((ロ)転数/時
間)をめるため、回転体7の各座標位置における径を第
4図伽Jに示す24C=2 JデW5−晋?−としてめ
、回転速度を制御している。第4図(b)にて^B =
 D−Yであ、9.BC=Lとなっている。
肉盛溶接としては、第4図に示す方法によって第5図に
示すように最大所要肉盛高さくYmax)を設定し、最
大N層まで一定肉盛高さく j)hnax)ずつ多層肉
盛するものである。
また、回転体の回転速度V肉盛ピッチP及び溶接電流■
は、第6図に示すように実験データから一層当シの肉感
高δ(jH)の関数となるので、このデータから最適値
がまる。なお、#16図においては、周速度■、肉盛ピ
ッチの逆数、4、及び溶接電流■を得てΔj(= Ks
 I (K” /p −に、V)からめている。
以上説明したように本発明によれば、均一の肉盛高さが
可能と表る。しかも自動化する仁とができ、工数低減に
よる溶接時間の短縮及び溶接品質の向上が図れて、産業
上非常圧有効である。
【図面の簡単な説明】
#I1図ないし第6図紘本発明による回転体の肉感溶接
装置の実施例で、第1図は全体のブロック図、第2図は
全体の構成図、第3図は第2図に示すものの70−テヤ
ート、第4図(a) (b)はす実験データの一例のグ
ラフである。 図 面 中、 1はセンナ、 2は溶接トーチ、 6紘位置検出機構、 7は回転体、 8は走行台車、 9は肉盛高さ及び肉盛幅検出機構、 10は回転速度演算部、 11は回転速度制御部、 13は肉盛ピッチ演算部、 14#i台車走行リミッタスイッチ、 15は溶接電流演算部、 16は溶接側′御部、 18はシーケンス部である。 特許出願人 三菱重工業株式会社 復代理人 弁理士光石士部 (他1名) 第 (α) 4図 (1)) Hv y’li[l(M:I!i−¥I HvCt’j
!Bll’r”Je!!/l第1頁の続き

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 溶接トーチに機械的に固定されて回転体の肉感高さ方向
    の位置を検出する位置検出センナと上記回転体の長手方
    向の位置を検出する位置検出機構とを上記長手方向に走
    行させる走行台車を有するセンナ部と、このセンナ部の
    上記肉盛高さ方向及び長手方向の二次元からなる位置信
    号を入力として肉盛高さ及び肉盛幅を検出する肉感高さ
    及び肉盛幅検出機構と、との肉盛高さ及び肉盛幅検出機
    構からの信号に基づき予めめた肉盛高さと回転周速度と
    の関係から回転速度を算出する回転速度演算部と、上記
    肉盛高さ及び肉盛幅検出機構からの信号に基づき予めめ
    た肉感高さと肉盛ピッチとの関係から内盛ピッチを算出
    する肉盛ピップ演算部と、上記肉盛高式及び肉盛幅検出
    機構からの信号に基づき予めめた肉盛高さと溶接電流と
    の関係から溶接電流を算出する溶接電流演算部と、上記
    回転速度演算部からの出力信号によって回転体を所定速
    度に制御する回転速度制御部と、上記肉盛ピッチ演算部
    からの出力信号によって肉盛ピッチを制御するよう走行
    する走行制御qを、上記溶接電流演算部からの出力信号
    によって溶接電流を制御する溶接電流制御部と、上記セ
    ンサ部、肉感高さ及び肉盛幅検出機構、各演算部、及び
    各制御部とを所定の時系列およびタイよングで制御する
    シーケンス部とを有する回転体の肉感溶接装置。
JP22350283A 1983-11-28 1983-11-28 回転体の肉盛溶接装置 Granted JPS60115371A (ja)

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JPS60115371A true JPS60115371A (ja) 1985-06-21
JPH0360585B2 JPH0360585B2 (ja) 1991-09-17

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011020134A (ja) * 2009-07-15 2011-02-03 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 異材肉盛り溶接方法及び異材肉盛り溶接構造物
CN108942017A (zh) * 2018-08-10 2018-12-07 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 一种双工位火车轮用堆焊装置
CN108942016A (zh) * 2018-08-10 2018-12-07 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 一种火车轮轮面用堆焊装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011020134A (ja) * 2009-07-15 2011-02-03 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 異材肉盛り溶接方法及び異材肉盛り溶接構造物
CN108942017A (zh) * 2018-08-10 2018-12-07 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 一种双工位火车轮用堆焊装置
CN108942016A (zh) * 2018-08-10 2018-12-07 安徽鼎恒再制造产业技术研究院有限公司 一种火车轮轮面用堆焊装置

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