JPS603945B2 - 板厚変動検知倣い装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は溶接における新規な倣い装置に関するもので、
特に被溶接材の背面側に倣いローラを記遣して行なう倣
い装置において、板厚変動に伴なう該背面側の異常を検
知し、且つその異常を溶接トーチ側に影響せしめない様
に構成した板厚変動検知倣い装置に関するものである。

溶接における一般的な倣い装置としては、溶接線に当綾
する様に先行転動する倣いローラ型の装置が汎用されて
いる。しかしこの装置であると、倣いローラによる異常
検知は溶接トーチの通過に先行して行なわれるから、両
者の時間的ギャップに基づく倣い誤差を解消する為には
倣いローラと溶接トーチを可及的に接近させる必要があ
る。しかし余り接近させると、倣いローラに対するスパ
ッタの付着が問題になり、却って倣い精度が低下するこ
ともある。その為第１図に示す様な倣い手段が行なわれ
つつある。図中１は横板、２は縦板であり、水平隅肉部
を指向している溶接トーチ３と対向する側には（図では
縦板２の背面側には）、倣いローラ４が転勤できる様に
当俵されている。そして鎖線で示す如く、トーチ３とロ
ーフ４は一体的に連結されており、両者は図面の上下・
左右及び紙面貫通方向に対して常に一体的に移動できる
様に構成されている。尚第２図は第ｌ図の上方から見た
平面図である。しかるに第２図の矢印方向に、溶接が進
行している場合において、縦板２の板厚が２′，２″の
様に変動することがあり、特に機械的強度の要求される
工具部品、或はパワーショベルの様な土木機械における
掘削爪等では、この様な板厚変動部を積極的に設けるこ
とが多い。

ところが、かかる板厚変動部においては、第２図にも示
した如く溶接線側が全く変動しておらないことが多いか
ら、例えばローラ４が板厚変動部２′，２″にさしかか
って図面の下方向側へ変位したときには、それに従って
下方向へ変位しようとするトーチ３の先端が縦板２の溶
接線側に衝突し、溶接不能或はトーチ３の破損を招くこ
とがある。本発明はこのような事情に着目してなされた
ものであって、倣い面と溶接面が別個に形成されている
場合において、倣い面の異常を溶接トーチ側に伝えず、
常に安定な倣い溶接を確保維持する為の板厚変動検知倣
い装置を提供しようとするものである。

しかるに本発明に係る倣い装置では、前述の様な倣いロ
ーラを縦板又は横板のいずれか一方の背面に倣わせる様
にしておくと共に、該ローラは溶接進行方向の前後に少
なくとも１対設ける様にし、且つ、該ローラは相互に且
つ溶接トーチとも独立して前記倣い面と直交する方向へ
進退可能に構成しておく。

そして該ローラより更に前方には倣い面の異常を検知す
る検知スイッチを取り付けておき、板厚の変動部に至っ
てこれを検知すると、該検知スイッチからの指令によっ
て前記倣いローラを個々に進退させる様になっている。
以下実施例を示す図面に基づいて本発明の構成及び作用
効果を話暁するが、前・後記の趣旨に沿って変更実施す
ることは可能であり〜特許請求の範囲に記載した実施態
様に拘泥することなく設計変更を加えることは本発明の
範囲に含まれる。第３図は本発明装置及びその適用状態
を概略的に示す斜視図で、スタンド５（必要に応じてロ
ーラを取り付け、装置全体を移動可能に構成することも
できる）の上部には１対のレール６が架設され「走行台
車７が矢印Ａ方向に移動できる様に構成されている。又
台車７，７を連結する様なしール８が、台車７，７間に
さし渡され、走行台車９がレール８上を矢印Ｂ方向に移
動する様に配置される。１０は溶接ワイヤ用のりールで
あり、懸吊棒１１の下端には溶接ヘッドが取り付けられ
、横板１及び縦板２からなる母材の水平隅肉溶接線を指
向するトーチ３及び倣いローラ４が、縦板２を跨ぐ様に
対向配置されている。

従って台車７，７及びレール８の移動方向Ａ，Ｂを組み
合わせれば、２次元内での複雑な溶接線に対しても正し
く対処して追従していくことができる。但し本発明のポ
イントはこの動きの部分にある訳ではないので、詳細な
記述は省略し、以下倣い部分を述べる。第４図は熔接ヘ
ッド１２の部分を拡大して示す一部被断正面図、第５図
は倣いローラ部分を拡大して示す側面図で、溶接進行方
向は第５図において矢印Ｃ方向である。懸吊榛１１の下
端には回転ロッド１４が取り付けられ、該ロッド１４は
榛１１に対して回転自在に構成されるが、後述する様に
、この回転は任意にロック及びロック解除される。

そしてロッド１４の下部には、トーチ３の保持台１５が
取り付けられ、弧状ガイド１６によってトーチ３の狙い
角度が変更できるようになっている。尚保持台１５は回
転つまみ１６′によって図面の左右方向に移動可能であ
り、回転つまみ１７によってキャスター１８を昇降させ
れば、それに応じてトーチ３の狙い位置が上下に変動す
る。又回転ロッド１４に取り付けられたブラケット１９
にはアーム２０が固定され、該アーム２０の下部には倣
い装置１３が構成される。

即ち倣い装置１３は、倣いローラ２１，２１′、異常検
出スイッチ２２及び角度検知ロ−ラ２３からなり、倣い
ローラ２１，２１′は進行方向の前後に沿って少なくと
も１対で構成されるが、場合によっては３つ程並べるこ
ともあり、且つそれらは互いに独立して矢印Ｄ方向に進
退できるように構成されている。異常検知スイッチ２２
としては、例えばリミットスイッチが取り付けられ、母
材の板厚変動部に予め取り付けられたストラィカー２４
等に当接することにより、溶接装置全体が板厚変動部に
至ったことが承知される。従って異常検知スイッチ２２
は、倣いローラ２１，２１′よりも前方に取り付けてお
くべきであり、この検知があった後は、予め組み込まれ
ていたシーケンスに基づいてｏーラ２１，２１′の進退
が行なわれるが、その詳細は後に述べる。又角度検知ロ
ーラ２３は、溶接線が一直線状であるときは不要のもの
であり、第３図に示す如く溶接線に曲線が含まれている
場合にのみその機能を発揮する。そしてその構成は、図
にも見られる様に前後のｏーラ２３Ａ，２３Ｂからなる
もので、それらは弾発ばね２４によって独立的に被溶接
材方向に突出付勢されている。従ってその働きは倣いロ
ーラに対して相対的であり、その進退の程度によって曲
り部の曲り方向及び曲率を承知することができる。次に
上記装置によって、板厚変動を検知し且つ正しい倣いを
継続して行なう場合の手順について述べる。

第６〜１３図はこれを順次示したもので、図中の各符号
は斑出の通りである。第６図は定常時の溶接状況を示し
ており、縦板（以下母材）２の表側（図の上方）には隅
肉溶接線が形成され、背面側において２′，２″の様に
板厚変動部が発生している。又倣いローラは前後１対２
１，２１′であり、異常検知スイッチ２２は倣いローラ
２１の直前に配置され、且つ該ローラ２１と一対的に進
退できる様に構成されている（第４図参照）。尚２４は
板厚変動の開始部に予め配置されるストラィカーであり
、板厚変動が図の如き漸増型でなく急激に増大する場合
は、母村自体をストラィカーとして機能させることもで
きる。第７図では、検知スイッチ２２がストラィカー２
４に当接しており、この検知指令に基づき、予め組み込
まれていたシーケンスに基づく各種の作動が開始される
。図では先行の倣いローラ２１と溶接トーチが対向位置
にあるので、この状態からローラ２１が斜面２′に沿っ
て後退すると、ト−チ３の先端が溶接線に突き当る。そ
の為本発明においては、第８図に示す如くローラ２１と
検知スイッチ２２が一体的に後退いまじめる。従って第
６，７図では２つのローラ２１，２１′で倣いが行なわ
れていたのに対し、第８図では倣いローフ２１「だけで
倣いを行なうことになる。ところで第４図において既述
した如く、回転ロッド１４の回転はロック及びロック解
除が自在であり、曲り部における溶接を考慮し、第６図
の如き定常溶接中は該ロックを解除している。しかるに
第８図の如く倣いローラ２１のみによる倣いが行なわれ
る様になると、特に図の如くトーチ３とローラ２１′が
対向していない場合には、トーチ３が旋回して溶接線に
突き当る恐れがあるので、回転ロッド１４をロックして
旋回を防止する措置が取られる。従って倣いローラ２１
′のみによる倣いであっても、潮時であれば特に不都合
はなく第９図の様に倣い溶接が続行される。尚第８図に
おいて、倣いローラ２１の後退長さは、板厚の変動量に
応じて定められ、第９，１０図の如く溶接が進行してい
ったときに、倣いローラ２１が無理なく大板厚部背面２
″に当接できる程度に調整しておくのがもっとも好まし
い。但しローラ２１の後退量が過大である場合や過少で
ある場合には、第１０図の段階で補正できる様な機構を
組み込んでおくのが望ましい。ともかくこうして第１０
図の状態になると、今度は先行側の倣いローラ２１によ
る倣いが開始されるので、ローラ２１による倣いは潮時
中断してもよく、第１１図の如く後退させてもよい。

もっとも斜面部２′の長さが、ローラ２１，２１′の間
隔に比べて極端に短い場合は、両ローラでの倣いを行な
ってもよい。ところでローラ２１の後退開始は一般的に
タイマー機構で制御され、ローラ２１の後退開始後一定
の時間が経過した段階で自動的に後退させるのがよいが
、勿論ローラ２１′の前にも検知スイッチを取り付け、
ストラィカ−２４の存在を検知してから後退させる様に
構成することもできる。ローラ２１′が定められた距離
だけ後退したのが第１１図の状態であり、更に第１２図
の如く溶接を進行させるが、このときの倣いはローラ２
１のみによって行なっている。

尚ローラ２１とトーチ３は対向位置にあるので、前記回
転ロッド１４のロックをこの段階で解除させてもよいが
、次の第１３図の状態になってからの方がよい。即ち第
１３図は、後のローラ２１′が大板厚都背面２″に到達
した状態を示し、この段階では、第６図の場合と全く同
様の定常溶接状態に移行し、２つのローラ２１，２１′
による安全な倣いが行なわれる。上記によって異常時点
における倣いローラの退避及び復活が行なわれるが、第
１３図の鎖線で示す様な次の変動部が用意されている場
合には、再び同様のシーケンスによって同様の作動を繰
り返せばよい。

以上の実施例は、水平隅肉溶接に本発明を適用した場合
を例に挙げたが、本発明は他の溶接に用いることができ
ることはいうまでもない。本発明の構成は概略上記の通
りであるが、角度検知ローラ２３の機能について補足説
明を加える。

第１４図は曲り部分における検知状況を示す説明図で、
図中のローラ２３Ａ，２３Ｂ，２１は、いずれも直線溶
接部を倣っている場合の正常状態によって表わしている
。従って円弧内面側を倣うときは、倣いローラ２３Ａ，
２３８が相対的に突出した状態となり、円弧外面側を倣
うときは該ローラ２３Ａ，２３Ｂが相対的に後退した状
態になっている。従って前者の場合であれば、弾発ばね
２４を圧縮する様にしてローラ２３Ａ，２３Ｂが退避し
、後者の場合であれば、弾発ばねによってローラ２３Ａ
，２３Ｂが突出しなければならない。即ちローラ２３Ａ
，２３Ｂの進退及びその量によって、当該倣い時におけ
る円弧の状況、更にはその曲率も判断することができる
。そしてローラ２３Ａ，２３Ｂの進退を相互に独立であ
る様にしておけば、先行側ローラ（２３Ａ又は２３Ｂの
いずれか一方）に進退の如何或はその程度についての変
化が生じたときには、曲り溶接部の変化を事前に予知す
ることができる訳で、複雑な溶接線に対する倣いを極め
て正確に行なうことができる。本発明装置の構成は上記
の通りであるから、溶接における倣いを溶接母材の背面
から行なう場合において、倣い面側における変動に対処
して溶接面側に影響を及ぼさない様にすることが可能に
なった。

従って倣いローラと溶接トーチを完全に対向配置するこ
とができ、変動に対する対応をすばやく行なうことが可
能であり、倣い溶接における精度が極めて高いものにな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は水平隅肉溶接線の断面図、第２図はその平面図
、第３図は本発明装置及びその適用状態を示す斜視図、
第４図は溶接ヘッド部分の一部破断正面図、第５図は倣
いローラ部分の断面図、第６〜１３図は使用状態手順説
明図、第１４図は曲り部へ適用説明図である。 ３・・・・・・溶接トーチ、２１・・・…倣いローラ、
２２・・・・・・異常検知スイッチ、２３……角度検知
ローフ。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第了図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶接装置に取り付けられる板厚変動検知倣い装置で
   あつて、被溶接母材の背面を倣い面とし、溶接トーチに
   対向する方向から前記倣い面に当接転動する倣いローラ
   を、溶接進行方向の前後に少なくとも１対設けると共に
   、該ローラは相互に且つ溶接トーチとも独立して前記倣
   い面と直交する方向へ進退可能に構成され、又前記ロー
   ラより更に前方には倣い面の異常を検知する検知スイツ
   チを取り付け、該検知スイツチからの指令に応じて前記
   ローラを個々に進退させる様にしてなることを特徴とす
   る板厚変動検知倣い装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、倣いローラのうち
   最前位のローラが、溶接トーチのほぼ対向位置に配設さ
   れたものである倣い装置。 ３ 特許請求の範囲第２項において、最前位の倣いロー
   ラは、該ローラの進出方向に向つて付勢される様にその
   前後に亘つて１対の角度検知ローラを取り付けたもので
   ある倣い装置。 ４ 特許請求の範囲第１、２又は３項において、溶接装
   置が、水平隅肉溶接装置である倣い装置。