JPS6258836B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固定された円筒状の被溶接物（以下固
定管と呼ぶ）を高能率、高品質に溶接するための
自動溶接装置に関するものである。

更に詳細に述べると複数の台車に搭載された、
個々の溶接トーチが被溶接物の円周に沿つて移動
し、溶接トーチがその円周上の予め設定された位
置に達した時、その位置に対応した溶接条件とな
る様自動的に溶接条件を選択しながら溶接する固
定管のTIG自動溶接装置である。

一般に溶接トーチを固定管の円周に沿つて移動
させながら溶接する場合、全姿勢溶接では円周上
の各位置を同一の溶接条件で溶接する事は、溶接
姿勢の違いから欠陥が生じ易く不能率とされてい
る。

この様な場合円周上の各位置によつて適切な溶
接条件となる様、予め溶接条件をプログラムする
方法はよく知られており各種の方式が提案されて
いる。しかし従来の装置ではプリセツトされた溶
接条件はすべて固定されており溶接中には往々に
して予期しない事態が生じ溶接条件を部分的に修
正する必要があるが、この修正が容易に出来ない
欠点がある。

また円周を１回転する間の溶接姿勢に対応した
条件のプログラムを備えてはいても溶接層数に対
応して条件を変化させるようにはなつておらず一
周溶接後次の層に移るには条件をすべて再設定す
る必要があつた。

さらに根本的な欠点は溶接能率が全姿勢から来
る各種制約により向上できえないことであつた。

本発明の目的は１ケ所の溶接継手に複数の溶接
用台車を適用して溶接能率を向上し、品質的にも
安定した溶接結果が得られる溶接装置を提供する
ことにある。

以下、図示の実施例により本発明を詳細に説明
する。

第１図において、１は突き合せられた固定管の
ごとき被溶接物（図示省略）に固着される軌道、
２，３は軌道１に装着され、突き合せられた円管
の溶接線（突き合せ部）に沿つて走行し、かつ溶
接トーチＴが搭載された台車、４，５は台車２，
３の走行状態および溶接条件をコントロールする
制御装置、６，７は溶接電流を供給する溶接電
源、８，９は溶接操作に必要なスイツチ類および
溶接条件の微調整用ダイヤルを収納した手元操作
箱、１０〜１５は各機器間を接続するケーブル
類、１７，１８は台車２，３が接触した時に動作
するリミツトスイツチである。なお、図示は省略
したが、上記走行台車２，３には溶接トーチＴに
対して溶接ワイヤを送給する装置も搭載されてい
る。

第２図は一例として台車の走行制御を示した図
で、１９は軌道１に固定された位置検出用部材で
ある小片、２０は台車２，３に装着され、小片１
９を検知する検出器、２１は検出器２０が小片１
９を検知した時に信号を発生するパルス発生器、
２２は走行速度の設定ダイヤルで、溶接に必要な
任意の数だけ設けられる。すなわち、多層溶接す
る場合の各層に対応させて溶接速度を設定できる
よう各層ごとに必要な数だけ設定器２２−１〜２
２−ｎが設けられる。なお、各設定器は溶接の進
行順序に従つて順次配列されている。

２３は設定ダイヤル２２の設定値をある範囲で
変化させる微調整ダイヤル、２４は設定ダイヤル
２２を溶接位置との対応で選択動作する切換換ス
イツチで、パルス発生器２１からのパルス信号に
よつて動作するマグネツトを有したステツピング
スイツチのようなものであり、ステツプ動作し
て、所定のダイヤル２２のひとつと接続状態とな
るものである。

第２図と同様な回路構成により本発明の溶接に
必要な溶接電流、溶接部に供給するワイヤの送給
速度、被溶接物と溶接電極の間隙であるアーク
長、溶接線に対して直角方向に溶接トーチを揺動
させる時の揺動幅（オシレート幅）、揺動速度、
揺動両端における停止時間についてもそれぞれ設
定器を具備している。つまり、溶接位置、溶接層
に対応させて上記各溶接条件を第２図のダイヤル
２２に相当する切換手段により自動的に切換える
ようになつている。

２５，２６は回路構成上の入力抵抗、２７は増
幅器、２８は台車走行用モータである。

以上の構成において、台車２を固定管の最上位
部（第２図の小片１９ａに対応する部分）に位置
させ、（この時切換スイツチ２４は設定器２２−
１に接続されている）、その位置から時計方向に
下進させて溶接を開始させる。台車２が下進して
小片１９ｄの位置まで溶接が進行すると検出器２
０が動作してパルス発生器２１からパルスを出力
させる。それにより、切換スイツチ２４はステツ
プ動作して設定器２２−２は切換わり、その設定
器にもとづく速度で走行するようになる。この時
パルス発生器２１の出力が制御装置４内の他の制
御機能部にも供給され、走行速度と同様にして他
の溶接条件も自動的に切換えられる。さらに溶接
が進行して台車２が第２図の小片１９ｃに対応す
る位置に達するとパルスが出力され制御装置４は
溶接を停止するよう動作するとともに台車２は小
片１９ａに対応する位置までもどり２層目の溶接
動作を設定器２２−３の設定条件により開始す
る。

その後は上述と同様にして順次条件を切換えつ
つ溶接を行なう一方、台車３は、台車２が初層の
溶接を開始し、所定距離進行すると（この距離は
台車２に対して台車３が接触しない距離であ
る）、小片１９ａの位置から反時計方向に下進し
て上述と同様溶接条件を切換えつつ半周分溶接を
行なう。

なお、各台車の動作開始、進行方行などは上述
のような動作に限られることはなく、各台車が相
互に接触しないように溶接を行なえばよい。

微調整ダイヤル２３は入力抵抗２６を通じ常に
増幅器２７に接続されており切換スイツチ２４が
どの設定ダイヤル２２を選択した場合でもモータ
２８の速度をある範囲で変化させることができる
ので予め設定した値が溶接中に不具合となつた時
は手動操作にて適正値に修正することができる。

ところで、TIG溶接においては数多くの溶接条
件のうち手動操作において微調整が要求されるの
は溶接速度、アーク長、揺動幅の３要素であるこ
とが多くの実験結果から判明した。

そこで、２台の台車２，３およびそのトーチは
それぞれ独立した制御装置４，５によつて制御さ
れ、独立した２台の溶接電源６，７から電流は供
給されるが、さらに独立した手元操作箱８，９に
よつて溶接速度、アーク長および揺動幅が微調整
操作されるようになつている。つまり、微調整ダ
イアル２３のような微調整手段を上記３要素制御
のためにそれぞれ設けるとともに、その微調整手
段を手元操作箱８および９に設置している。

しかし台車２，３が分担する溶接位置（姿勢）
は常に同一ではなくそれぞれが独自に動作するの
で、溶接速度などの溶接条件もその時々によつて
異なつている。従つて同時に走行している場合は
互に接近しない様作業者は十分注意しなければな
らないが、万一接触した場合には装置が破損しな
い様、かつ溶接欠陥を極力低減させる目的で速や
かに作動を停止させる必要がある。この目的を達
成するため台車２，３にリミツトスイツチ１７，
１８が設けられており、このスイツチ１７，１８
のうちのひとつが他方の台車に当接すると溶接を
停止させる溶接動作停止制御指令を制御装置４，
５に出すようになつている。

本実施例では２台の台車を使用した場合につい
て述べたが、さらに多くの台車を配置することも
可能でありより効果的であることは当然である。

また第２図の説明では軌道１には４ケの小片を
設けたが、これは必要に応じ適宜増減並びに設置
位置を選定することによつてより良好な結果を得
ることができる。それに応じて設定ダイヤル２２
の設定器も必要数を決定すればよい。

本発明によれば、ひとつの溶接部に対し複数の
溶接台車による複数アークによる溶接となつて、
その溶接能率は大幅に向上される。さらに各溶接
位置に最適な溶接条件が設定できるので品質的に
も極めて良好な結果が得られ、全層溶接分の条件
をすべて予め設定し必要要素については手元で修
正できる機能があるので、被溶接物のバラツキに
も十分対応でき、途中で溶接条件を層数毎に再設
定する必要がないので複数アークで溶接するとい
う煩雑さも少なく規則正しい操作によつて円滑な
溶接作業が実現できるなどのすぐれた効果を奏す
る。また、複数の台車にリミツトスイツチを設
け、他の台車との当接を検出して溶接動作停止指
令を発生するようにしているので、台車接触時の
装置の破損を防止でき、溶接欠陥を低減できる効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の全体構成図、第２図
は溶接条件の１例による回路の原理図である。 図において、１は軌道、２，３は台車、８，９
は手元操作箱、１７，１８はリミツトスイツチ、
２１はパルス発生器、２２は設定ダイヤル、２４
は切換スイツチである。なお図中同一符号は同一
または相当部分を示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれ溶接トーチが搭載され、円管の溶接
   部に沿つて固定された軌道上を走行する複数の台
   車と、 上記台車に設けられ、上記溶接トーチの軌道上
   における位置を検出し信号を発生する検出器と、 溶接位置と溶接層数に対応させて、溶接速度、
   アーク長及び溶接トーチのオシレート幅の少なく
   とも１つを上記複数の台車についてそれぞれ設定
   する設定器と、 上記検出器からの信号に応じて上記設定器を切
   換選択して溶接を行なわせる切換スイツチと、 上記複数の台車に設けられ、他の台車との当接
   を検出して溶接動作停止指令を発生するリミツト
   スイツチと、 上記設定器により設定された設定値を微調整す
   る微調整ダイヤルを有する手元操作箱と、 を備えたことを特徴とする円管自動溶接装置。