JPS6133771A - 溶接装置 - Google Patents

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】 （技術分野） この発明は、鋼管等の周方向の溶接を自動的に行なうこ
とのできる溶接装置に関するものである。

（背景技術） 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太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。

これらの欠点を改良するものとして”、溶接トーチをそ
なえた溶接ヘッドに被溶接物の外周面に接触する磁石製
の駆動ローラと、該駆動ローラを回転させるモータを設
け、駆動ローラによって被溶接物を回転させつつ溶接を
行なうように構成した溶接装置が開発されているが、こ
の種の溶接装置は、溶接の際に発生する高熱によって被
溶接物駆動用の駆動ローラやモータが加熱されるために
故障が生じやすかった。すなわち、上記駆動ローラやモ
ータは、アークの輻射熱、高温になった被溶接物からの
輻射熱や伝導熱、周囲の空気の対流によって伝えられる
熱等によって高温に加熱されるが、駆動ローラは高温に
なると磁性が失なわれるため駆動力不足になり易く、ま
たモータは絶縁不良を起したり、コイルが焼切れたりす
ることが多かった。また、駆動ローラにスパッタや、被
溶接物表面の錆、油等が付着すると、被溶接物の安定し
た回転が得られなくなるという問題もあった。

（発明の目的） この発明は、−上記従来の溶接装置の問題点を改良し、
駆動ローラおよびモータ等の駆動装置が溶接時の熱の影
響を受けにくく、常に安定した溶接状態が得られる溶接
装置を提供することを目的としている。

（発明の開示） すなわち、本発明にかかる溶接装置は、表面側に被溶接
物が取り付けられ、裏面側に設けた回転軸によって回転
自在に支持された被溶接物支持用の回転テーブルと、被
溶接物の外形と同一もしくは相似形の外形を有し、回転
テーブルと同芯に回転軸に取り付けられる溶接モデル、
および前記回転テーブルの表面側および裏面側に分離し
て設けられ、それぞれが支持装置によって回転テーブル
の回転中心軸に接近する方向に付勢されて支持された溶
接ヘッドと駆動ヘッドとをそなえ、前記溶接ヘッドは、
被溶接物の外周面に当接し該外周面に沿って移動する案
内部材と、溶接線に臨むように支持された溶接トーチを
そなえ、前記駆動ヘッドは、前記溶接モデルの外周部に
接触して該モデルに回転動力を伝達する駆動ローラと該
駆動ローラを回転駆動する駆動装置をそなえていること
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
あられす側面断面図、第３図および第４図は第１図にお
けるｘ−ｘおよびＹ−Ｙ断面図である。この溶接装置１
は、回転テーブル２と溶接ヘッド４および駆動ヘッド５
をそなえてなる。溶接ヘッド４および駆動ヘッド５は、
同形の支持装置６および６′に支持されている。

回転テーブル２は、中間部にフランジ８を有する回転軸
９を中心部に一体にそなえ、この回１転軸９のフランジ
８より下の部分８ａが基板１０上に固定した軸、受１１
に回転自在に嵌合している。回転テーブル２は、この回
転軸９によって水平面内において回転自在に支持されて
いる６回転テーブル２．上には被溶接物である角型鋼管
５５とフランジ板５６が載置されており、締付具５８に
よって回転テーブル２に開戸されている。

回転軸９のフランジ８より上の部、分８ｂには、互い、
に隣接させた３枚の溶接モデル（パターン）１２．１２
　’　、　１２　″が取り付けられている。これら３枚
の板状溶接モデル１２．１２’　、　１２”の中の１枚
１２は、外周形状が回転テーブル２上に載置されている
角鋼管の外周形状と相似形をなしており、他の２枚の溶
接モデル１２’、１２”は上記の溶接モデル１２とコー
ナ一部のＲの大きさが若干異っている。

すなわち、回転軸９には互いに異なる３種の溶接モデル
が取り付けられている。溶接モデル１２゜１２′、・・
・は回転軸９若しくは回転テーブル２と一体に設けてお
いてもよく、着脱可能に設けておいてもよい。

溶接ヘッド４は、一定の幅をもった切欠部４ａに上下方
向に設けた支持軸１４によって、該切欠部４ａ内に遊嵌
された支持装置６のアーム１５の先端部に水平面内で回
動自在に支持されている。溶接へラド４の前面側には凹
部１７が形成されており、この凹部１７に案内部材であ
る一対あ案内ローラ１８゜１８’が設けられている。こ
れら案内ローラ１８゜１８′は左右および上下にずらし
て設けられており、七゛れぞれのロー・う軸１９，１９
’は、前記支り軸１４を挾むようにして上下の軸受２０
　、　’２０　’に支承されている。案内部材としては
、」１記案内ローラに限らず、例えば球頭ピンのように
、被溶接物の外周面に接触して円滑に移動することので
きるものであればよい。溶接ヘッド４の下端部に突設し
た支持枠２２には溶接トーチ２３が取り付けられている
。溶接トーチ２３は、その中心軸の延長線が溶接線りに
一致するように溶接線に臨ませて支持されている。図中
、２３ａは図示しない送り装置によって自動的に繰り出
される溶接棒（ワイヤー）である。

駆動ヘッド５は、溶接ヘッド４と同様に、切欠部５ａに
設けた支持軸１４′によって、支持装置６′のアーム＋
５’に水平面内で回転自在に支持されている。駆動ヘッ
ド５は、前面側の上下位置に四部２５．２６が形成され
、下端部にはモータ２７が取り付けられている。下段の
凹部２６内にモータ２７の回転軸２９が突出しており、
この回転軸２８に駆動ギア３゜が固着されている。上段
の凹部２５には−Ｌ下に２個のローラが設けられており
、一方が強制回転させられる駆動ローラ４０．他方が自
由回転する遊動ローラ４１である。この２個のローラ４
０，４１は互いに左右に位置をずらして設けられ、それ
ぞれのローラ軸３２．３２’は前記支持軸１４′を挾む
ようにして並設されている。なお、遊動ローラ４１を設
けるかわりに、駆動ローラ４０を２個設けておけば回転
がより確実となるので有利である。これらローラは３個
以上設けておき、そのうちの１個以上を駆動ローラとし
ておいてもよい。ローラ軸３２゜３２′は一ヒ下の軸受
３３．３３’によって回転自在に支持され、駆動ローラ
４０が取り付けられている方のローラ軸３２の下端部に
は、前記駆動ギア３０に噛合する従動ギア３７が取り付
けられている。なお、駆動ヘッド５を支持する支持装置
６′は、支柱４３に沿って上下位置調節可能に設けられ
、前記駆動ローラ４０と遊動ローラ４１とを所望の溶接
モデル１２、１２’　、　１２”に接触させることがで
きるようになっている。

溶接ヘッド４の１対の案内ローラ１８，１８’の半径ｒ
の和および駆動ヘッド５の駆動ローラ４０と遊動ローラ
４１の半径ｒの和は、それぞれローラ軸１９．１９’お
よび３２．３２’の軸間距離文よりも大きくなっている
ので、ローラ１８と１８′および４０と４１が軸方同視
（図示例では平面視）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、各ローラ１８．１Ｂ’　、
　４０．４１がすべて等径（２ｒ）のローラとして形成
されているが、場合によっては各ローラの径を異ならせ
ておいてもよい。

また、これら案内ローラ１８．１８’、駆動ローラ４０
、遊動ローラ４１は、被溶接物に磁着するように磁石で
つくっておくのが好ましい。さらに、ローラの外周部に
ローレット加工等を施して摩擦力を増大させてあればよ
り好ましい。

支持装置６．６′は、基板１０−ヒに立設された支柱４
３と、該支柱４３の上端部から前方に突出する支持筒４
５．４５’をそなえ、この支持筒４５．４５’にアーム
１５．１５’の基部１５ａ、１５ａ　’が摺動自在に嵌
合している。支持筒４５．４５’の外側前端部にはガイ
ドローラ４７．４７’が設けられており、アーム１５．
１５’の基部１５ａ、１５ａ　’端部に一端を固定した
′ワイヤ４８がこれに掛けられている。ワイヤ４８の反
対側の端部には錘り５０が吊り下げられており、この錘
り５０の重力によってアーム１５．１５’が常に前方即
ち回転テーブル２の回転中心軸側へ突出するように付勢
されている。これら錘り５０とワイヤ４９のかわりに、
スプリングでアーム１５を前方へ押すようにしてもよい
。特に、回転テーブル２を傾けた状態もしくは横向き（
すなわち回転軸９が水平となるような向き）に使用する
ためには、スプリングをヘッド押圧手段として用いる必
要がある。

この溶接装置ｌの使用に際しては、先ず回転テーブル２
−ヒに被溶接物を、その中心がテーブル２の中心とほぼ
一致するように載置し、締付金具、ボルト等の適当な固
定手段で固定する０図示例では、被溶接物が角型鋼管５
５とその下端部に溶着されるフランジ用角鋼板５８であ
る。被溶接物が角型鋼管等の場合は、その辺が溶接モデ
ルの辺と平行になるように回転テーブルに取り付ける。

つぎに、支持装置６′を支柱４３に沿って上下に移動さ
せ、駆動ローラ４０および遊動ローラ４１が被溶接物で
ある角型鋼管５５に対応する溶接モデル１２に接触する
ように、駆動へ・ンド５の高さを調節する。

そして、溶接ヘッド４の案内ローラ１８，１８’を角型
鋼管５５の外周面に当接させるとともに、駆動ヘッド５
の駆動ローラ４０および遊動ローラ４１を溶接モデル１
２の外周面に当接させ、モータ２７を起動する。駆動ロ
ーラ４０が回転すると、これが押し付けられている溶接
モデル１２がローラ４０との摩擦力によって回転するの
で、回転軸９と一体の回転テーブル２が被溶接物である
角型鋼管５５およびフランジ板５６とともに回転し、溶
接ヘッド４が相対的に角型鋼管５５の周囲に沿って走行
することになる。′この状態で溶接電源を投入して溶接
を行なえばよい。

溶接モデル１２の外周形状は角型鋼管５５のそれと同一
もしくは相似形に形成され、しかも同一軸上に同一方向
を向けて取り付けられているため、被溶接物と溶接モデ
ルとが同じ角速度で回転運動を行なう。また、駆動ヘッ
ド５および溶接ヘッド４は１、伸縮可能なアーム１５．
１５’によって回転テーブル２の軸芯側に付勢されて支
持されており、しｌ かも支持軸１４．１４’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５５のコーナ
一部にあっても常に案内ローラ１８，１８’、駆動ロー
ラ４０、遊動ローラ４１が溶接面および溶接モデル外周
面に接触し、溶接トーチ２３が溶接個所に対し常に一定
の姿勢で保たれる。また、被溶接物と同一もしくは相似
の外形を有する溶接モデル１２の外周面に接触する駆動
ローラ４０によって被溶接物を回転駆動するので、溶接
トーチ２３と溶接部、所との相対速度すなわち溶接速度
は常に一定に保たれる。このため、表面が平担ではない
被溶接物の溶接をうまく行なうことができるのである。

この溶接装置ｌは、溶接を司る溶接部と回転テーブル２
の回転を司る駆動部とが２つのヘッドに分割され、熱に
よる悪影響を受けやすいモータ２７および駆動ローラ４
０等の駆動装置が、溶接個所から隔離された位置に設け
られているので、常に良好な溶接速度が維持され溶接む
らが生じなくなる。しかもモータ等が過度の高温にさら
されないので、絶縁不良や焼切れ等の事故が生じにくい
。

なお、溶接モデルは、外形が被溶接物のそれと相似形で
あれば、いかなる寸法の被溶接物に対しても使用するこ
とができる。また、実施、例のように、複数枚の溶接モ
デルを並設し、駆動ヘッドを上下に移動させることがで
きるように構成しておけば便利である。実施例の溶接モ
デル１２．１２’。

１２″は、第７図（ａ）　、　（ｂ）　＋’　（ｃ）に
示されるように。

寸法Ｂは等しいがコーナーのＲが異っており、それぞれ
Ｒ／Ｂ比の異なる角型鋼管用である。多くの角型鋼管は
この３種のＲ／Ｂ比に該当するので、角型鋼管を溶接す
る場合にはほとんど溶接モデルを取り換える必要がなく
、能率的である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように１本発明にかかる溶接装
置は、駆動装置が熱の影響を受けない構造になっている
ため、モータ等の事故が生じにくく、安定した溶接速度
が保たれ、良好な溶接状態を維持することができるよう
になった。

【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例の側面
断面図、第３図と第４図は第１図におけるｘ−Ｘ断面図
とＹ−Ｙ断面図、第５図および第６図は部分拡大図、お
よび第７図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は溶接モデルの平面
図である。なお、第１図と第２図は、第３図におけるＳ
−８断面とＴ−Ｔ断面を、また第５図は第１図における
Ｗ−Ｗ断面をそれぞれあられしている。 １・・・溶接装置、２・・・回転テーブル、４・・・溶
接ヘッド、５・・・駆動ヘッド、６．６′・・・支持装
置、９・・・回転軸、１０・・・基板、１２．１２’　
、　１２”・・・溶接モデル、１４．１４’・・・支持
軸、１８．１８’・・・案内ローラ、２３・・・溶接ト
ーチ、１５．１５’・・・アーム、２７・・・モータ、
４０・・・駆動ローラ、４１・・・遊動ローラ、５５・
・・角型鋼管（被溶接物）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面側に被溶接物が取り付けられ、裏面側に設け
   た回転軸によって回転自在に支持された被溶接物支持用
   の回転テーブルと、被溶接物の外形と同一もしくは相似
   形の外形を有し、回転テーブルと同芯に回転軸に取り付
   けられる溶接モデル、および前記回転テーブルの表面側
   および裏面側に分離して設けられ、それぞれが支持装置
   によって回転テーブルの回転中心軸に接近する方向に付
   勢されて支持された溶接ヘッドと駆動ヘッドとをそなえ
   、前記溶接ヘッドは、被溶接物の外周面に当接し該外周
   面に沿って移動する案内部材と、溶接線に臨むように支
   持された溶接トーチをそなえ、前記駆動ヘッドは、前記
   溶接モデルの外周部に接触して該モデルに回転動力を伝
   達する駆動ローラと該駆動ローラを回転駆動する駆動装
   置をそなえていることを特徴とする溶接装置。