JPS6051959B2 - 立向下進自動溶接装置 - Google Patents

立向下進自動溶接装置

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JPS6051959B2
JPS6051959B2 JP21106381A JP21106381A JPS6051959B2 JP S6051959 B2 JPS6051959 B2 JP S6051959B2 JP 21106381 A JP21106381 A JP 21106381A JP 21106381 A JP21106381 A JP 21106381A JP S6051959 B2 JPS6051959 B2 JP S6051959B2
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JP
Japan
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truck
motor
welding
vertical downward
speed
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JP21106381A
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JPS58112695A (ja
Inventor
裕久 藤山
善孝 川上
憲 木村
邦明 藤野
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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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
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0211Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track
    • B23K37/0217Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track the guide member being fixed to the workpiece

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は立向下進溶接用自動溶接装置に関する。
従来、立向下進溶接は被覆アーク溶接棒を用いた手溶接
によつて行われていたが最近ではガスシールドアーク半
自動溶接が適用されるようにな つてきた。 ところで
半自動溶接は手溶接に比較して高速溶接が可能となる反
面、高速溶接なるがゆえに溶接者が溶接速度に追従して
溶接トーチを操作するのが困難となり高度な技量を要求
される。
この要望を満たすための装置として、溶接トーチを搭載
した台車を、溶接線に平行に配置したレールに沿つて下
降させ溶接する立向下進溶接装置において、前記台車に
永久磁石界磁直流モータおよび前記台車とレールの相対
運動を伝達して該モータの軸を回転させる伝達桟橋を設
けると共に、該モータのブラシを可変抵抗器に接続した
立向下進自動溶接装置がある。 該装置では、上記のよ
うにモータのブラシを可フ変抵抗器に接続して回路を構
成しているため、台車が下降するとモータが回転して発
電機として作動し、その発生電力によつて電機子巻線に
モータの回転を阻止しようとする方向の電流が流れて、
結果的に台車の下降に制動をかけるようになる。
ここて台車の下降に制動をかける力は前記発生電力が多
ければ大きくなり、少なければ小さくなる。すなわち台
車が早く下降しようとすれは制動力も大きくなり、した
がつて台車の下降速度は落ち、下降速度が落ちれば制動
力も小さくなり、再び台車は早く下降しようとする。こ
のように台車の速度が一定となるよう自動的に制御され
る。また可変抵抗器は発生電力を消耗させて電機子電流
を減少させるため用いており、抵抗値を大きく設定すれ
ば台車の下降速度は高速範囲で制御され、一方抵抗値を
小さく設定すれば台車の下降速度は低速範囲で制御され
る。こうして事前に可変抵抗器を適当に調整しておけば
任意の下降速度が得られるものである。しかしながら上
記構成の装置では台車への負荷変動があつた場合には下
降速度を一定に保てなくなる。
すなわち台車への負荷変動によつて台車の下降速度は瞬
時的に変化し、これに伴つて制動力も変化し台車の速度
を負荷変動前の所定の速度に復帰させようとする。とこ
ろがこの場合台車速度が変化したことによつて得られる
制動力の大きさは台車速度を負荷変動前の速度に完全に
復帰させるに要するだけの力とは必ずしも一致しない。
このように台車への負荷変動があつた場合の下降速度の
増減量は、該速度の増減の結果、増減するモータの発生
電力によつて得られる制動力の大きさでは正確に補正し
切れなくなる。実際の使用上台車自体の重量が溶接中に
変動することはないが、台車に搭載した溶接トーチに付
属するケーブル類を配置する位置(いわゆるケーブル処
理)によつて台車に対する負荷が変動する場合には実用
上問題となり得る。本発明は上記装置の欠点を克服した
、より安定.で簡便な立向下進溶接装置を提供するもの
で、溶接トーチを搭載した台車を、溶接線に平行に配置
したレールに沿つて下降させ溶接する立向下進溶接装置
において、前記台車に永久磁石界磁直流モータおよび、
前記台車とレールの相対運動を伝達・して該モータの軸
を回転させる伝達機構を設けると共に、所定以上の電圧
の印加により導通する半導体スイッチング素子を備え、
また前記モータのブラシは該スイッチング素子、又はさ
らに可変抵抗器を介して接続されていることを特徴とす
る立向下進自動溶接装置である。
以下本発明を図について詳述する。
第1図は母材1および2により形成されているすみ肉溶
接部に本発明の一態様例装置を用いた状況を示す図であ
り、第2図は該態様例装置の内部構造を示す断面図、第
3図は所定以上の電圧の印加により導通する半導体スイ
ッチング素子として定電圧ダイオードを用いた場合の本
発明装置の速j度制御手段の原理図である。
図において台車3は該台車3に設けられた4個の車輪4
(1個は図示せず)によつてレール5に沿つて移動自在
に設けられている。
なお、レール5は永久磁石6,7,8,9によつて溶接
線10と平行になるよう母材2上に固定されており、該
レール5の上面にはラック11を有している。また台車
3の上部にはラック11と係合する係止ピン12がブラ
ケット13に摺動自在に設けられており、一方台車3の
下部にはトーチクランプ14が支杆15を介して取り付
けられており、半自動溶接トーチ16を保持するように
なつている。さらに、台車3には永久磁石界磁直流モー
タ17が取り付けられ、第2図に示されるように該モー
タ17の軸18に設けられた平歯車19が、軸受20に
よつて軸支された平歯車21を介して前記ラック11に
噛み合わされている。またさらにモータ17のブラシ2
2,23はリード線24,25によつて基板26に設け
られた半導体スイッチング素子27,28,29に接続
されている。第2図の態様例装置においては半導体スイ
ッチング素子27,28,29としてそれぞれツェナー
電圧の異なる複数個の定電圧ダイオードが設けられてお
り切換スイッチ30により接続を切換え、選択使用でき
るようになつている。上記構成よりなる本発明装置の動
作について説明すると、まず係止ピン12とラック11
が噛み合つた状態から溶接トーチ16のスイッチ32を
引いてアークを発生させ、係止ピン12を引いてラック
11との係合を断つと、台車3はレール5に沿つて重力
に従い自然降下を開始する。
この時レール5に設けられたラック11には平歯車21
が噛み合つている為に、台車3の下降が始まると同時に
平歯車21も回転を始め、この回転は平歯車19を介し
てモータ軸18に伝えられる。モー夕軸18が回転する
と、モータ17は発電機として動作し電力が発生される
。ところでモータ17のブラシ22,23のリード線2
4,25は半導体スイッチング素子27,28,29で
ある定電圧ダイオードを介して接続されているため、台
車L3の下降速度が早くなり発電機として動作するモー
タ17の発生電圧が半導体スイッチング素子27,28
,29であると定電圧ダイオードのツェナー電圧より大
きくなると、モータ17の電機子巻線にはモータ軸18
の回転を阻止しようとする1方向の電流が流れて、結果
的に台車3の下降に制動をかけるようになる。台車3の
下降に制動がかかると前記発生電圧が半導体スイッチン
グ素子27,28,29である定電圧ダイオードのツェ
ナー電圧より小さくなり半導体スイッチング素子27,
28,29である定電圧ダイオードの導通が断たれ、モ
ータ17の電機子巻線にはモータ軸18の回転を阻止し
ようとする方向の電流が流れないため再び台車3は早く
下降するようになる。すなわち、台車3が早く下降しよ
うとすれば前記発,生電圧がツェナー電圧より大きくな
るため制動力が働き、したがつて台車3の下降速度は落
ち、下降速度が落ちれば前記発生電圧がツェナー電圧よ
り小さくなるため制動力が働かなくなり、再び台車3は
早く下降しようとする。このように台車3の速度が一定
となるよう自動的に制御される。また半導体スイッチン
グ素子27,28,29である定電圧ダイオードは発生
電圧がツェナー電圧に達するまで回路を断つため用いて
おり、半導体スイッチング素子27,28,29として
ツェナー電圧が大きい定電圧ダイオードを使用すれば台
車3の下降速度は高速範囲て制御され、一方、半導体ス
イッチング素子27,28,29としてツェナー電圧が
小さい定電圧ダイオードを使用すれば台車3の下降速度
は低速範囲で制御される。こうして事前に半導体スイッ
チング素子27,28,29である定電圧ダイオードの
中から適当なツェナー電圧の定電圧ダイオードに切換ス
イッチ30で設定しておけば任意の下降速度が得られる
ものである。上述のように本発明装置によれば、台車の
負荷が変動した場合でも、台車に対しては定電圧ダイオ
ードの動作点を基準に制動がかかつたり解除されたりし
て、常にダイオードの動作電圧に等しい電圧を発生する
モータの回転数(すなわち台車下降速度)を維持させる
よう制御されるため、台車の下降速度は一定に保つこと
ができる。
また第4図は本発明装置の他の速度制御手段の例を示す
原理図である。
可変抵抗器31は発生電力を消耗させて電機子電流を減
少させるために用いており、抵抗値を大きく設定すれば
台車3の下降速度は高速範囲で制御され、一方抵抗値を
小さく設定すれば台車3の下降速度は低速範囲て制御さ
れる。
すなわち半導体スイッチング素子27,28,29とし
て定電圧ダイオードのみの使用によれば台車3の下降速
度が段階的に得られるが、半導体スイッチング素子27
,28,29である定電圧ダイオードと可変抵抗器31
を併用すれば、可変抵抗器31の抵抗値を調整すること
により台車3の下降速度を連続的に設定できるようにな
る。なお、半導体スイッチング素子としては、以上の説
明に用いた定電圧ダイオード以外の素子であつてもよく
、所定以上の電圧の印加により導通する他の半導体スイ
ッチング素子、例えばバリスタ等を用いても本発明の作
用効果は同様である。
以上述べたように本発明装置によれば、溶接装置の駆動
に、外部よりの電力供給を要せず、従つてとかく溶接現
場で取扱いに繁雑さを伴う、制御ケーブル、電源入力ケ
ーブルなどを省く事ができ、操作性が向上すると共に構
造が制御装置も必要ないなど、省エネルギ、コストダウ
ンの目的にも合致し、さらに溶接トーチに付属するケー
ブルノ類を配置する位置による台車への負荷変動があつ
た場合、すなわち被溶接物の形状が複雑で被溶接線近傍
に他の部材が隣接し、適正なケーブル処理ができない現
場等ても溶接速度を一定に保つて溶接することができる
もので、その工業的価値は大5きい。図面の簡単な説明
第1図は本発明の一態様例装置をすみ肉溶接部に用いた
状況を示す図、第2図は第1図の態様例装置の内部構造
を示す断面図、第3図、第4図はO本発明装置における
速度制御手段の原理図である。
1,2・・・・・・母材、3・・・・・・台車、4・・
・・・・車輪、5・・・・ルール、6,7,8,9・・
・・・・永久磁石、10・・・溶接線、11・・・・・
・ラック、12・・・・・・係止ピン、13・・・・・
・ブラケット、14・・・・・・トーチクランプ、15
・・・・・支杆、16・・・・・・トーチ、17・・・
・・・永久磁石界磁直流モータ、18・・・・・・モー
タ軸、19,20・・・・・・平歯車、20・・・・・
・軸受、22,23・・・・ブラシ、24,25・・・
・・リード線、26・・基板、27,28,29・・・
・半導体スイッチング素子、30・・・・・・切換スイ
ッチ、31・・・・・・可変抵抗器、32・・・・・ス
イッチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 溶接トーチを搭載した台車を、溶接線と平行に配置
    したレールに沿つて下降させ溶接する立向下進溶接装置
    において、前記台車に永久磁石界磁直流モータおよび、
    前記台車とレールの相対運動を伝達して該モータの軸を
    回転させる伝達機構を設けると共に、所定以上の電圧の
    印加により導通する半導体スイッチング素子を備え、ま
    た前記モータのブラシは該スイッチング素子を介して接
    続されていることを特徴とする立向下進自動溶接装置。 2 溶接トーチを搭載した台車を、溶接線と平行に配置
    したレールに沿つて下降させ溶接する立向下進溶接装置
    において、前記台車に永久磁石界磁直流モータおよび、
    前記台車とレールの相対運動を伝達して該モータの軸を
    回転させる伝達機構を設けると共に、所定以上の電圧の
    印加により導通する半導体スイッチング素子を備え、ま
    た前記モータのブラシは該スイッチング素子と可変抵抗
    器を介して接続されていることを特徴とする立向下進自
    動溶接装置。
JP21106381A 1981-12-28 1981-12-28 立向下進自動溶接装置 Expired JPS6051959B2 (ja)

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JPS58112695A JPS58112695A (ja) 1983-07-05
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