JPS62257191A - ア−ク溶接シミユレ−タ− - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アーク溶接技能の習得を効果的にかつ簡□□
□に実行できろアーク溶接シミュレーターに関するもの
である。

〔従来の技術〕

アーク溶接作業の技能習得については、アーク溶融物を
見ながら、実溶接作業の中での実務訓練により行なうこ
とが、アーク溶接技術分野において、常套的手段である
。このため、特に初歩レベル技能者を対象として実務訓
練を実施する場合。

アークによる危険性があること、及びアーク溶接作業中
での指導者からのアドバイスが、はなはだ困難であり、
溶接ビードを一定にするための基本動作技能を習得する
のに長時間を要するという問題を生じている。

溶接作業にとって最も重要なことは、溶接品質の確保で
ある。第４図にアーク溶接の要領を模式的を示すが、溶
接母材４０．溶接棒４１を用いビード４２を形成してア
ーク溶接する場合、アーク溶接点Ａの正確な検出と、ア
ーク長さく溶接点Δと溶接棒４１との間隔）Ｄの適正保
持を前提として、Ｘ方向への溶接速度、Ｙ方向へのアー
ク溶接捧送り出し量を一定とし、溶接点への等速移動と
、アーク長りを一定化して、７８接ビード４２を一定に
することが溶接品質確保のために重要なポイントとなっ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、溶接点Ａの検出、アーク長りの確保、並びに
等速移動、定量供給といった技能を同時に常時維持する
ための技能習得には前述した通り長時間を要することの
他、実際に溶接母材、溶接棒を用いて訓練を繰り返すの
で費用もかさむという問題がある。

このようなことから、本発明はアーク溶接技能訓練を実
務作業外で、かつ熟練者がいなくても、短時間にかつ容
易に実行できる模疑訓練機の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

溶接品質を左右する技能の要点は、溶接ビードを一定に
保つために、溶接速度一定、溶接棒一定量供給によりア
ーク長を一定にすることであることは、前述した通りで
ある。したがって、アーク溶接シミュレーターとしては
、 ■溶接点の等速移動ができること、 ■溶接点及びアーク長さの検出ができること、■水平、
立向き、下向き溶接の全姿勢溶接ができること、 ■溶接棒の一定供給ができること、 ■溶接技能の判定ができること、 が必要な機能であると考えられる。

本発明は、これらの機能を有するアーク溶接シミュレー
ターを提供するものであり、その要旨とするところは、
溶接棒移動機構を内蔵した溶繊捧ホルダーと、ケーシン
グと該ケーシングに内蔵され一定速度で移動自在で溶接
棒設定位置からアーク長及び溶接点を検出するアーク長
センサーとから構成したアーク溶接シミュレーター本体
と、溶接棒移動速度設定部、アーク長センサー移動速度
設定部及び溶接作業良否判定部を内蔵した制御装置とか
ら構成したことを特徴とするアーク溶接シミュレーター
にある。

〔作用〕

これによれば、ケーシングと該ケーシングに内蔵され一
定速度で移動自在で溶接棒設定位置からアーク長及び溶
接点を検出するアーク長センサーとから構成したアーク
溶接シミュレーター本体により、■溶接点の等速移動を
行い、■溶接点及びアーク長さの検出を行い、アーク溶
接シミュレーター本体の設置姿勢に変更により、■水平
、立向き、下向き溶接の全姿勢溶接ができる。溶接棒移
動機構を内蔵した溶繊捧ホルダーにより、■溶接棒の一
定供給を行い、また、溶接捧移゛動速度設定部、アーク
長センサー移動速度設定部及び溶接作業良否判定部を内
蔵した制御装置により、■溶接技能の判定を行う。

〔実施例〕

以下図にもとずき１本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明シミュレーターの全体構成を示す斜視図
で、１はアーク溶接シミュレーター本体。

２は箱形ケーシング、３はギヤー付ガイドシャフト、４
はガイドシャフトで、これらのシャフト３Ｉ４は箱形ケ
ーシング２内に固定配置されている。

５は溶接母材に相当する母材板、６は母材板５の中央に
組込まれ溶接点を兼ねるアーク長センサーで、溶接棒の
接近出力特性を利用してアーク長さを測定する。７は２
本のガイドシャフト３，４に摺動自在に係合され、母材
板５に固定された母材板支持板である。８は母材板５の
底面に設けられたギャードモータで、連結されたギヤー
がギヤー付ガイドシャフト３のギヤ面に噛み合っており
。

これを起動させることにより母材板５を図の左。

あるいは右に一定速度で移動させることができる。

本例では広範囲なアーク溶接条件に対応させるため、直
流のスピードコントロール付しバーシブルモータを使用
し、母材板移動速度は２０〜４０ｃｍ／＋ｓｉｎで可変
としであるｓ９ａはアーク長センサー６の周囲に設けた
発光ダイオードで詳細は後述する。

ｌＯは鏡で、溶接棒傾斜角度を示す線１１を付してあり
、母材板５に対し溶接姿勢によって所定の位置に脱着自
在に配置させている。１２は母材板５の左右両端に配置
したリミットスイッチで、１号材板５が左方又は右方へ
移動し、ケーシング２の壁面に接触したときギャードモ
ータ８の起動を停止する。１３はアーク溶接シミュレー
ター本体ｌと制御部２５を結ぶコードである。

次に１４は溶接棒ホルダで、筒状把手１５と溶接捧送り
出しヘッド１６から成る。

また、１７は把手１５内に配置されたコントロールモー
タ、１８はモータ１７に連結されたウオームギヤー、１
９はウオームギヤー１８の回転を送りローラ２０に伝え
る平歯車、２１は送りローラ２０の圧力を調節するバネ
、２２は溶接棒、２３はコントロールモータのスイッチ
、２４は制御部２５と接続するコードである。

すなわち、コントロールモータ１７を起動するとウオー
ムギヤー１８．平歯車１９．送りローラ２０から成る溶
接棒移動機構により溶接棒２２は図の上方へ一定速度で
引上げられるように送られる。これによって、実際の溶
接に模して溶接棒の消耗と同じ現象を実現する。上記コ
ントロールモータ１７は、スピード調節ができるように
直流モータを使用し１本例では溶接棒送り出し速度を２
５ａｍ／ｗｉｎを標準スピードとして実施している。

また、２５は制御装置を示し、２６はメインスイッチ、
２７は電源確認灯、２８はギヤー上モータ８用電源スイ
ッチ、２９は母材板左進右進切換スイッチ、３０は母材
板５の速度調節ダイヤル、３１は溶接棒速度調節ダイヤ
ルである。そして。

３２．３３は夫々アーク長センサー６の上限及び下限設
定ダイヤルで、１例としてアーク長センサー６に対する
溶接棒２２の近接点を＋１．ｏｎ＋／ｍ、遠地点を＋’
１．Ｏｍ／ｍ等任意に設定する。３４は積算計数器で、
上記設定値内の作業条件の場合にその時間又は回数を記
録し、一連動作中でのアーク長さの適正間隔保持率によ
り技能底を評価できるようにしている。３５はブザーで
、設定された溶接条件に対し作業条件が外ずれた場合、
Ｖ報を発し、作業者に作業条件の是正を勧告する。

第２図にアーク長センサー６の周囲に設けた発光ダイオ
ード盤の詳細を示すが、本例の場合アーク長センサー６
を取りまく同芯内状シ；３層の発光ダイオードを配置し
ている。すなわち母材板の溶接点であるアーク長センサ
ーに対する溶接棒の先端が、近過ぎ、煎れすぎ又は適正
範囲内の３ランクに分け、夫々色別表示するもので、遠
方時は最外周でかつアーク照度に合せて赤色の発光ダイ
オード９ｃを発光させ、近接時は中心側でアーク照度の
暗い緑色の発光ダイオード９ｅを発光させ、適正範囲の
ときは中間の明るい黄色の発光ダイオード９ｄを発光さ
せるものである。この発光ダイオード盤としては、特に
材質を限定するものではないが、発光ダイオードを埋め
込むための穴加工のし易さ、及び汚れ等に強いものが良
く、例えばアクリル樹脂板等が好適である。尚図中９ｂ
は発光ダイオード盤の変形を防ぐ基板で、発光ダイオー
ド盤自身が強固な材質のものであればなくてもよい、ま
た、ここのアーク長センサーとしては例えば距離によっ
て電圧が変化し、これによって距離を計測する近接セン
サー等が利用でき１本実施例の場合は金属片検出器を使
用している。

次に本発明シミュレーターによる技能訓練方法について
、アーク溶接シミュレーター本体１を第１図の姿勢に保
持した下向き溶接を例に述べる。

先ず、制御部２５の母材板左進右進切換スイッチ２９を
左進、右進いずれかに切換えて電源スイフチ２８を入れ
てギャードモータ８を起動し、母材板をケーシング２の
左端又は右端に設定する。

次にアーク長センサーの上限及び下限設定ダイヤル３２
．３３にてアーク長適正範囲を設定する。

次に母材板速度調節ダイヤル３０及び溶接棒速度調節ダ
イヤル３１にて溶接点の移動速度及び溶接棒移動速度を
設定する。そして、次に溶接棒ホルダーの送りローラ２
０に溶接棒２２をセットし、アーク溶接作業準備を完了
する。

母材板５の溶接点であるアーク長センサー６に溶接棒ホ
ルダー１４に装着した溶接棒２２の先端を接触させ、母
材板５．駆動ギャードモータ８の電源スィッチ２８をオ
ンにするとともに溶接棒送り用コントロールモータスイ
ッチ２３をオンとし。

溶接点６を一定速度で移動させるとともに溶接棒２２を
上方に一定速度で引き上げる。

しかして、溶接点がケーシング２の例えば左端から右端
へ移動し停止するまでの間、溶接棒２２先端とアーク炎
センサ−６間隔を保持する感覚を、　警報ブザ−３５及
び発行ダイオード盤９ａのランプ点灯により反射的に感
じながら繰り返し訓練する。このとき１回毎に適正量適
を保持できた保持率が積算計数器３４に表示されるので
、自分の技能度を知ることが可能である。

以上、下向き溶接について述べたが、ケーシング２の姿
勢を変更することにより、第３ａ図に示すように立向き
溶接の訓練が、また第３ｂ図に示すように水平溶接の訓
練が可能である。

〔発明の効果〕

以上詳細に述べた如く１本発明のアーク溶接シミュレー
ターは、　「 ■溶接点の等速移動ができる。

■１８接点及びアーク長さの検出ができる。

■水平、立面、下向きの全姿勢溶接訓練ができる。

■溶接棒の一定供給ができろ。

■溶接技能の判定ができる。

」ことの全てを合理的に達成したシミュレーターである
。アーク溶接技能訓練において、アーク長の適正間隔保
持率は未経験者の場合１〜２％であり、適正間隔保持率
１５〜２０％の初級レベルを合格させるには、従来法で
は８〜１２時間の実務訓練が最低必要であるが１本発明
シミュレーターを利用する場合、その初級レベルを合格
させるには３〜５時間の模疑訓棟で充分であり、技能習
得の時間を大幅に短縮することが可能である。又。

実際にはアークを発生しないので全くの初心者でも安全
上の問題も全く生じない上に、環境を汚さないのでどこ
でも訓練ができる。さらに、鋼材。

溶接棒を消耗しないので極めて経済的かつ容易に溶接条
件を変えて反復訓練ができるので、上級者でも更に技能
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例であるアーク溶接シミュレータ
ーの全体構成を示す斜視図、第２図はアーク長センサー
と発光ダイオードを配置した発光ダイオード盤の構成を
示す平面図及び側面図、第３ａ図、及び第３ｂ図は本発
明のシミュレーターによるアーク溶接訓練姿勢の態様を
示す説明図、第４図はアーク溶接の要領を示す説明図で
ある。 １：アーク溶接シミュレーター本体 ２：ケーシング ３：ギヤー付ガイドシャフト ４：ガイドシキフト　　　５：母材板 ６：アーク長センサー　　７：母材板支持板８：ギャー
ドモータ　　　９ａ：発光ダイオード盤１０：鏡　　　
　　　　　　１４：溶接棒ホルダ１７：コントロールモ
ータ　１８：ウオームギャ１９：平歯車　　　　　　　
２０：送りローラ２２：溶接棒 ２３：コントロールモータスイッチ ２５：制御部 ２８：ギャードモータ用電源スイッチ ２９：母材板左進右進切替スイッチ ３０：母材板速度調節ダイヤル ３１：溶接棒送り速度調節ダイヤル ３２：アーク長センサー上限設定ダイヤル３３：アーク
長センサー下限設定ダイヤル３４：積算計数器 ３５：警報ブザー 特許出願人　新日本製鐵株式會社 ￥２文 ））、）、＞）））ト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶接棒移動機構を内蔵した溶接棒ホルダーと、ケーシン
   グと該ケーシングに内蔵され一定速度で移動自在で溶接
   棒設定位置からアーク長及び溶接点を検出するアーク長
   センサーとから構成したアーク溶接シミュレーター本体
   と、溶接棒移動速度設定部、アーク長センサー移動速度
   設定部及び溶接作業良否判定部を内蔵した制御部とから
   構成したことを特徴とするアーク溶接シミュレーター。