JPS60244478A

JPS60244478A - 溶接装置

Info

Publication number: JPS60244478A
Application number: JP10119784A
Authority: JP
Inventors: Kinzo Terada; 寺田　金蔵; Hidetoshi Masuda; 英俊増田; Eiji Masuda; 英二増田
Original assignee: MASUDA KK
Current assignee: MASUDA KK
Priority date: 1984-05-19
Filing date: 1984-05-19
Publication date: 1985-12-04
Anticipated expiration: 2009-10-05
Also published as: JPH0677835B2

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】（産業、１−の利用分野）この発明は、角鋼管等のような直線部と曲線部を治する
被溶接物の周方向の溶接を自動的に行なうことができる
溶接装置に関するものである。

（従来技術と問題点）角鋼管の端部にフランジを溶接する場合等には、従来被
溶接物をポジショナに取り付けて手作業で溶接を行なっ
ていたが、この方法では作業者が常にトーチを保持して
作業を行なわなければならないので多大の労働力を必要
としていた。このような溶接作業を自動的に行なう装置
として種々の溶接装置が開発されているが、いずれも、
機構が複雑で高価なものとなる、溶接ケーブルが捻れて
連続溶接ができない、溶接欠陥が生じやすい等の欠点が
あった。

角鋼管とフランジ用鋼板との溶接に際しては、鋼管の溶
接端部に第４図（ａ）に示すような３５度前後（α）の
開先加１が施されるのが一般的である。また、このよう
な溶接を行なう場合は、角鋼管の軸を水平にして、その
軸まわりに回転させつつ下向きに溶接すると溶接の欠陥
が生じにくいが、単に角鋼管を回すだけでは、角鋼管の
角の部分イづ近において第４図（ｂ）に示すように最大
４０度（β）程度の炉側を生ずるので、溶接の欠陥が生
しやすかった。

このような問題を解消するため、「ワークの溶接線より
等距離の外周線を有する面板と１両面板間にワークを取
付けると共に面板を回動する手段を備えたワーク回動装
置と、駆動側の面板上にまたがって設置されたフレーム
、このフレームに溶接トーチを常に溶接線に向けるトー
チ装置、面板外周を走行する走行装置、溶接線の直線部
と曲線部を検出する位置検出装置を備えた溶接機と、溶
接機の走行線速と、ワークの回動、停止を制御する制御
装置を設けてなり、両面板間にワークを取付け、溶接機
が面板外周を走行し乍ら溶接し、位置検出装置にて溶接
線の直線部と曲線部を検出し、制御装置を介し直線部は
ワークの回動を停止し、曲線部は走行方向と逆方向にワ
ークを回動し全周溶接を常に下向きにて行なうことを特
徴する自動溶接装置」が提案されている（特開昭５７−
７３８０）が、この溶接装置は、被溶接物ごとにその溶
接線から等距離の外周線を有する被溶接物取付用の面板
と、溶接線の直線部と曲線部とを検出する位置検出装置
を作動させるノブが必要であった。したがって、被溶接
物の形状・寸法に応じて専用の面板を用意しなければな
らなかった。また、例えば角鋼管の場合は、辺の呼び寸
法が同じであっても、辺の長さは２００ｍｍのとき±１
．５ＩＩ１ｍ　。

６００ＩＩＩＩ１１のとき±９ｍ＋＊の寸法差があり、
しかも角の部分の半径は、板厚およびメーカーの違いに
よって異なっているので、完全な溶接を行なうためには
、面板を板厚およびメーカーごとに換えるか、または溶
接トーチの被溶接物に対する倣い装置を設け、かつ位置
検出用ノブを板厚およびメーカーごとに換える必要があ
った。

（発明の目的）本発明は、」二記事情に鑑みてなされたものであり、種
々の被溶接物に適用でき、構造が簡単で、しかも溶接線
を常に一定の位置関係に維持しながら溶接することがで
きる溶接装置を提供することを目的としている。

（発明の開示）本発明にかかる溶接装置は、機台に回動自在に支持され
た主軸と、該主軸を回動させる主軸回動装置と、主軸に
対して回転自在な被溶接物取、付板と、該取付板のほぼ
中心に対し相対位置変動自在で主軸とともに回動するア
ームと、該アームに支えられアームに対し回動自在な溶
接ヘッドとをそなえ、該溶接ヘッドには、被溶接物の溶
接線に沿って並設され溶接中は被溶接物の外面に接触す
る少くとも１対のローラと、これら１対のローラのうち
の少くなくとも一方を回転駆動する駆動装置と溶接線に
臨む溶接トーチとが設けられるとともに、溶接中におけ
るローラと被溶接物の接触面の傾斜を検出し、その検出
結果に基いて、ローラと被溶接物の接触面がほぼ水平に
なるように主軸回動装置を回動させる傾斜検出装置が付
設されていることを特徴としている。

（実施例）以下、図面にあられされた実施例について説明する。

第１図および第２図は本発明にかかる溶接装置の１例を
あられす一部断面側面図、第３図は一部を切り欠いてあ
られした正面図であり、この溶接装置ｌは、溶接ヘッド
３、該溶接ヘッド３を支持する支持装置４、被溶接物取
付板５、および上記支持装置４が先端部に取り付けられ
た横向きの中空の主軸６をそなえてなる。中空の主軸６
の芯部には、取付板５を固着した回転軸７が独立回転自
在に挿通されている。

溶接へラド３は、下面側に複数個の凹部を有し、水平方
向の中間部に設けた支持軸８と支持装置４のロッド９に
よって支持軸８を中心として回動自在に支持されている
。溶接へラド３の後端部にはモータ１１が取り付けられ
ており、最後部の凹部１２内に突出させた回転軸１３に
駆動ギヤ１５が固着されている。溶接ヘッド３の下面部
には、前記支持軸８を挾むようにして左右２木のローラ
軸１７゜１７′が並設されている。ローラ軸１７，１？
’は前後の軸受１９．２０によって回転自在に支持され
、一方のローラ軸１７の後端部には前記駆動ギヤ１５に
噛合する従動ギヤ２１が取り付けられている。また。

ローラ軸１７の中間部には、中央の四部２３と前側の四
部２５内に位置する駆動ローラ２７　、２７　’が設け
られている。他力のローラ軸１７′は、前記駆動ギヤ１
５とは無関係に、独立回転自在に設けられており、その
中間部には前後２個の遊動ローラ２９゜２９′が設けら
れている。駆動ローラ２７，２７′と遊動ローラ２９，
２９′とは被溶接物に磁着する磁石でつくっておくのが
好ましい。またこれらローラの外周部にはローレット加
Ｔ等を施して摩擦力な増大させておくのが好ましい。駆
動ローラ２７，２７′とｉｌｌローラ２９．２９′とは
、互いに前後にずらして設けられており、これら両ロー
ラ２７（２７′）　。

２９（２９′）の半径（ｒ）の和は両ローラ軸１７゜１
７′の軸間距Ｓ文よりも大きくなっているので、両ロー
ラ２７　（２７′）　、　２９　（２９′）か軸方同視
において長さｄだけ部分的に重なり合っている。

図示例では、駆動ローラ２７，２７′と遊動ローラ２９
　、２９　′とがすべて等径（２ｒ）のローラとして形
成され、ローラ軸１７．１７′と支持軸８とが正面視−
直線りに並べて設けられているが、場合によっては駆動
ローラと遊動ローラの径を異ならせてもよく、支持軸８
とローラ軸１７，１７′とを同一直線上に配しておかな
くてもよい。

なお、に記駆動ローラ２７，２７′と遊動ローラ２９　
、２９　′の他に、更に多くのローラを設けておいても
よい。また、駆動ローラ２７と遊動ローラ２８とを図示
例のように前後２個づつ設けておかず、それぞれ１個づ
つ設けておくだけでもよい。

溶接へ・ラド３の前端部に突設した支持枠３ａには溶接
トーチ３０が取り付けられている。溶接トーチ３０は、
前記ローラ軸１７．１７′の間隔部の前方位置に設けら
れており、その軸の延長線が溶接線Ｗに一致するように
溶接線Ｗに臨ませて支持されている。溶接トーチには、
被溶接物の板厚、開先形状が異なる場合および多層盛り
が必要な場合に、第１図における１−下、左右および紙
面に対して垂直な線の回りの角度のｍ整機構を取付ける
こともある。図中、３０ａは図示しない送り装置によっ
て自動的に繰り出される溶接体（ワイヤー）である。

さらに、溶接へット３の」−面部には、水銀スイッチ状
の傾斜検出装置３１が設けられている。溶接ヘッド３の
ト面は、ローラと被溶接物との接触面Ｓと平行に形成さ
れているので、傾斜検出装置３１は溶接線Ｗの傾斜を検
出することができるようになっている。

支持装置４は、支柱３２から水モに突設されたアーム３
３と、該アーム３３の先端部から下方に突出する支持筒
３５をそなえ、この支持筒３５にロッド９の基部９ａが
摺動自在に嵌合している。ロッド９は、その下端部に枢
着されている溶接へラド３の重量によって、下方に伸長
し、前記ローラ２７゜２７′、２９．２９′が被溶接物
に当接した状態となっている。なお、被溶接物を取り外
したときロッド９が支持筒３５から抜は落ちないように
、適当な抜は止めを設けておくのが好ましい。

主軸６は１機台４０に設けられている軸受４１によって
回動自在に支持されている。また、回転軸７は支柱４０
ａによって支持された軸受４１′と機台４０の立上り部
４０ｂによって支承される。図中４２はブッシングであ
る。主軸６には、支持装置４の前記支柱３２の基部３２
ａが一体に取り伺けられている。また、支柱の基部３２
ａと隣接して、大歯車４３が主軸６に嵌着されている。

この大歯車４３には。

軸受４１　Ｌに設置されているモータ４４の回転軸４５
ニ取り付けられた小歯車４Ｂが噛合している。これらモ
ータ４４および大小歯車４３．４８によって主軸の回動
装置４７が構成されている。モータ４４と傾斜検出装置
３１とは電磁スイッチを内蔵する水平制御装置４８を介
して接続されており、溶接線（現に溶接している個所の
接線）Ｗが傾斜していると、該溶接線Ｗが水平に復元す
る方向に主軸６を回動させるようにモータ４４を起動し
、溶接線Ｗが水平になるとモータ４４が停止するように
構成されている。

モータ４４の駆動力は、大小歯車４３．４８を介し減速
して主軸６に伝達される。

なお、傾斜検出装置３１は、被溶接物とローラの接触面
とのＫＭを効果的に検出することのできるものならどの
ようなものでもよい。また、傾斜検出装置を図示例のよ
うに溶接へラド３に取り付けず、溶接部付近の被溶接物
に接触させて傾斜を検出するようにしてもよい。

この溶接装置ｌの使用に際しては、先ず被溶接物取付板
５に被溶接物を、その中心が取付板５の中心とほぼ一致
するように固定金具、ボルト等の適当な固定手段で固定
する。図示例では、被溶接物が角型鋼’ｆ１４９とその
端部に溶着されるフランジ川角鋼板５０である。つぎに
、溶接ヘッド３のローラ２７．２７′、　２９．２９′
を被溶接物である角型鋼管４９の外周面のＬ側に載置し
、モータ１１を起動すると、駆動ローラ２７．２？’が
回転するため、被加工物４９．５０がローラとの摩擦力
によって被溶接物取付板５とともに回転するので、この
状態で溶接電源を投入して溶接を行なえばよい。

溶接トーチ３０を支持する溶接ヘッド３は、伸縮可能な
ロッド９によって支持されており、しかも支持軸８を中
心として自在に回動することができるので、被溶接物で
ある角型鋼管４９のコーナ一部にあっても常にローラ２
７　（２７’　）　、　２９　（２９′）が被溶接物外
面に接触し、したがって、溶接トーチ３０が溶接個所に
対し常に一定の方向に保たれる。

また、傾斜検出装置３１と回動装置４７の働きによって
、常に溶接線Ｗに対し一定の角度で上方から下向きに溶
接を行なうことができるので、全周にわたって良好な溶
接状態が得られる。さらに、被溶接物が溶接ヘッド３例
の駆動ローラ２７，２７′によって回転させられるので
、常に一定の溶接速度を維持することができる。

こＱ溶接装置では、溶接ヘッドが溶接ヘッド自身の重量
でローラと被溶接物の接触面に押圧された状態になって
おり、しかも各ローラが鋼管４９に磁着しているので、
溶接ヘッドが被溶接物から離脱したり位置ずれを生じた
りすることがない。場合によっては、溶接へラド３を被
溶接物に押し付けるバネを設けておいてもよい。さらに
、駆動ローラ２７（２７′）と遊動ローラ２９（２９”
）の軸方向位置をずらし、両者を軸方肉視で部分的にオ
ーバラップさせているので、ローラ軸１７．１７′の軸
間距離をローラ径よりも小さくすることが可能となり、
特に溶接トーチ用の倣い装置を設けておかなくとも、被
溶接面が平面である場合と１曲率半径の小さな曲面であ
る場合とにおける、溶接トーチ３０と溶接個所の間の距
離の差を小さく抑えることができるのである。また、主
軸６と回転軸７とが二重軸構造となっているので、軸の
長さを長くしても全体的にコンパクトなものとなってい
る。

以上の例では、電気溶接を行なう場合について説明した
が、同様な装置を用いてガス溶接や被加工物の溶断を自
動的に行なうこともできる。

なお、図示例では被溶接物の中心軸が水平に保たれてい
るが、これを上下に傾斜させた状態で溶接することがで
きることは云うまでもない。

（発明の効果）以上に説明した如く、本発明にかかる溶接装置は、溶接
中におけるローラと被溶接物の接触面の傾斜を検出し、
その検出結果に基いてローラと被溶接物の接触面がほぼ
水平になるように鋼管等の周方向の溶接を行なうことが
できるので、溶接状態を常に良好な状態に維持すること
ができる。しかも、機構的に簡単で、種々の被溶接物に
使用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明にかかる溶接装置の一部を断面
であられした側面図、第３図は一部を切り欠いてあられ
したその正面図であって、第１図は第３図におけるＡ−
Ａ断面を、また第２図はＢ−Ｂ断面をそれぞれあられし
ている。第４図（ａ）　、　（ｂ）は溶接法の説明図で
ある。ｌ・・・溶接装置、３・・・溶植へ・ラド、４・・・支
持装置、５・・・被溶接物取付板、６・・・主軸、８・
・・支持軸、９・・・ロッド、１１．４４・・・モータ
、１７．１７′・・・ローラ軸、２７．２７′・・・駆
動ローラ、２９，２ｉ３′・・・遊動ローラ、３０・・
・溶接トーチ、３１・・・傾斜検出装置。４７・・・回動装置。特許出願人　株式会社マスダ代理人　弁理士　菅　原　弘　志第２図　１（ａ）　（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】Ｃ１１４’１台に回動自在に支持された主軸と、該主軸
を回動させる主軸回動装置と、主軸に対して回転臼イ１
な被溶接物取付板と、該取付板のほぼ中心に対し相対位
置変動自在で主軸とともに回動するアームと、該アーム
に支えられアームに対し回動自在な溶接ヘッドとをそな
え、該溶接ヘッドには、被溶接物の溶接線に沿って並設
され溶接中は被溶接物の外面に接触する少くとも１対の
ローラと、これら１対のローラの−うちの少くなくとも
一方を回転駆動する駆動装置と、溶接線に臨む溶接トー
チとが設けられるとともに、溶接中におけるローラと被
溶接物の接触面の傾斜を検出し、その検出結果に基いて
ローラと被溶接物の接触面がほぼ氷ｆになるように主軸
回動装置を回動させる傾斜検出装置が付設されているこ
とを特徴とする溶接装置。（２）ローラが磁石でつくられている特許請求の範囲第
１項記載の溶接装置。（３）１対のローラが、軸方肉視において互いに部分的
に重なり合うように１両ローラの軸方向位置を交互にず
らし、かつ両ローラの軸間距離を両ローラの半径の和よ
りも小さくしてなる特許請求の範囲ｔｌＳ、１項または
第２項記載の溶接装置。