JPH0120071Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の利用分野］ 本考案は自動溶接装置に係り、特に角パイプの
周囲に沿つて自動的かつ連続的に溶接作業を行な
うことの可能な自動溶接装置に関する。

［背景技術］ 従来、例えば建設現場で天井面に角パイプの柱
を溶接して取付ける作業は、角パイプの四隅で溶
接線が急に折れ曲がるなどのため自動化が難かし
く、手溶接により行なつていた。

ところが、天井面に角パイプを溶接する場合、
必然的に溶接姿勢が上向きとなり不安定な姿勢と
なる。このため熟練者であつても溶接作業は困難
であり溶接部に欠陥やムラが発生し易く、又、作
業能率も低くならざるを得ないという欠点があつ
た。

［考案の目的］ 本考案は上記事実を考慮し、角パイプの周囲を
溶接姿勢が上向きであつても自動的かつ連続的に
安定して溶接することができ、溶接作業の大幅な
省力化を図るとともに溶接部の良好な溶接品質を
得ることが可能な自動溶接装置を提供することが
目的である。

［考案の構成］ 本考案に係る自動溶接装置は、角パイプの一辺
に対応する直線ガイド部と角パイプの角部に対応
する曲線ガイド部とを備えかつ角パイプに対して
着脱自在のガイドと、前記直線ガイド部に角パイ
プの周方向に沿うように形成された直線レール
と、前記曲線ガイド部に角パイプの周方向に沿う
ように形成された曲線レールと、前記ガイドの案
内方向へ走行自在に装備された走行装置と、前記
直線レールに当接して走行駆動を行う直線駆動輪
と前記直線駆動輪より大径でかつ前記曲線レール
に当接して走行駆動を行なう曲線駆動輪とを有す
ると共に、前記走行装置に設けられた駆動装置
と、を備え、前記走行装置に外部の溶接装置本体
と接続された溶接トーチを装備し、この溶接トー
チの先端を角パイプの溶接線近傍の所定位置まで
延設したことを特徴とする。

本考案によれば、走行装置には外部の溶接装置
本体と接続された溶接トーチが装着されている。
この溶接トーチの先端は角パイプ表面の溶接線近
傍の所定位置まで延設されている。従つて、角パ
イプの周囲に配設されたガイドに沿つて溶接トー
チを搭載した走行装置が自走することにより天井
面と角パイプとの当接部など、方形の溶接線を自
動的かつ連続的に溶接することができる。そし
て、走行中溶接線に対し溶接トーチの先端が所定
の距離及び角度に確実に保持されるので溶接姿勢
が例え上向きであつても安定した溶接作業が可能
であり、更に、直線レールと曲線レールに当接す
る径の異なる二つの駆動輪を装着し、走行装置の
走行箇所に応じて一方の駆動輪で走行駆動を行な
うので、角パイプの角部に対応する曲線ガイド部
を直線ガイド部より速く走行させて角パイプの角
部の溶接速度の低下を防ぐことができ、これによ
り溶接線全体に亘つて良好な溶接品質が得られ
る。

［考案の実施例］ 以下本考案の一実施例を第１図ないし第６図に
基づいて説明する。

第１図は本考案に係る自動溶接装置の使用状態
を示す一部省略した全体斜視図である。図に於
て、コンクリート天井１０に埋込金物１２が面一
となるように埋込まれている。この埋込金物１２
の下側に埋込金物１２に溶接すべき柱状の角パイ
プ１４が立設されており、角パイプ１４の上端が
埋込金物１２に対しＴ字状に当接している。この
当接部に沿つて方形の溶接線１６が形成される。

角パイプ１４の上端近くで埋込金物１２から下
方へ所定の距離離れた外周部に方形枠状のガイド
１８が溶接線１６と平行となるように装着されて
いる。このガイド１８は、一辺の断面が第２図に
示す如く略Ｈ状に形成されており、真中で二分し
た左右一組の半割部材から成つている。

角パイプ１４へのガイド１８の装着は、まず二
つの半割部材で角パイプ１４を挟み込み、半割部
材の外枠２４の両側端部に形成したピン嵌合部２
６を結合したのち半割部材の内枠２０の両側端部
をボルト２８で締結させて行なう。取外しはこれ
を逆に行なえばよい。

ガイド１８を角パイプ１４に装着した際、内枠
２０は全周に亘つて角パイプ１４の表面に密着す
るようになつている。一方、外枠２４は、角パイ
プ１４の一辺に対応する直線ガイド部３０と、角
パイプ１４の角部に対応して直線ガイド部３０に
滑らかに連続するアール状に形成された曲線ガイ
ド部３２とを有しており角パイプ１４の表面との
距離がどの場所でも一定となるように形成されて
いる。この外枠２４は後述する自走溶接部３４を
案内するためのものである。

外枠２４の下側は直線ガイド部３０の下端が水
平方向外側に折曲されて断面Ｌ字状の直線レール
３６が形成されている。また、外枠２４の角部に
は、曲線ガイド部３２の下端部が水平方向外側に
突出されて1/4円環状の曲線レール３８が直線レ
ール３６より一段上に形成されている。この曲線
レール３８の折曲先端は上方から見て直線レール
３６より外側まで延長されている。

このように形成されたガイド１８の外枠２４に
自走溶接部３４が周方向に沿つて走行自在に装備
されている。この自走溶接部３４は、走行装置４
０、駆動装置４２と走行装置４０に溶接トーチ４
４を介して備えられた位置調整装置４６とから構
成されている。（第２図）。

走行装置４０は、本体４８の前側に垂直方向に
軸支されて外枠２４の外側面に当接する左右一対
の外側ガイドローラ５０（第４図、第６図参照）
と、本体４８の上端より水平面内で回動自在に軸
支されたアーム５２の略中央部に垂直下向に軸支
されて外枠２４の内側面で二つの外側ガイドロー
ラ５０の中間位置に対応する部位に当接する内側
ガイドローラ５４（第２図、第４図参照）を有し
ている。

アーム５２の回動側先端と本体４８の上端との
間に引張スプリング５６が張設されており、外側
ガイドローラ５０、内側ガイドローラ５４が外枠
２４を挟んで互いに押圧し直線ガイド部３０、曲
線ガイド部３２を円滑かつ確実に走行できるよう
になつている。

二つの外側ガイドローラ５０の中間に当たる本
体４８の上端部には外枠２４の上端に当接して自
走溶接部３４全体の荷重を支持する荷重受ローラ
５８が水平方向に軸支されている。

走行装置４０の下側にガイド１８に従い自走溶
接部３４を走行駆動するための駆動装置４２が装
備されている。この駆動装置４２は外側ガイドロ
ーラ５０の外側で本体４８を貫通して上下方向に
摺動自在に設けられた左右一対の接続ロツド６０
の下端に装着されている。

接続ロツド６０の本体４８の上方部分にはバネ
座としての座金６２を上から押圧するナツト６４
が螺合されている。座金６２と本体４８の間には
圧縮スプリング６６が介装されており走行装置４
０に対し駆動装置４２を常時上方へ引張り上げる
ようになつている。

駆動装置４２は、接続ロツド６０の下端部に固
着された支持体６８と、この支持体６８に前方へ
水平方向に軸支された軸７０の角パイプ１４寄り
に備えられて直線レール３６に下側から当接する
小径の直線駆動輪７２及び曲線レール３８に軸７
０と同軸上で後寄りに備えられ下側から当接する
直線駆動輪７２より大径の曲線駆動輪７４と、支
持体６８にボルト７６で装着されたモータ７８
と、このモータ７８の駆動力を軸７０に伝達する
ウオーム８０、ウオーム歯車８２を有している。

ここで、直線駆動輪７２、曲線駆動輪７４は圧
縮スプリング６６の付勢力を受けて直線レール３
６、曲線レール３８に押圧される。

モータ７８は走行中一定速度で回転する。自走
溶接部３４が直線ガイド部３０に在るとき直線駆
動輪７２が直線レール３６に当接して溶接速度に
応じた所定の速度で直線レール３６の一端から他
端へ走行駆動する。

そして、自走溶接部３４が曲線ガイド部３２に
差し掛かると、ここで直線レール３６が切れてい
るため直線駆動輪７２は直線レール３６から離
れ、今度は曲線駆動輪７４が曲線レール３８に当
接し、この曲線駆動輪７４の径の大きさに比例し
た分だけ速く曲線レール３８を一端から他端へ走
行駆動する。これにより角パイプ１４の角部にお
ける溶接線１６に対する溶接速度を角パイプ１４
の一辺の直線部分における溶接速度と一致させる
ことができるようになつている。すなわち、角パ
イプ１４の角部における溶接線１６の半径をＲと
し、直線駆動輪の直径を2rとするとき、曲線レー
ルの半径をNR（Ｎは定数）、曲線駆動輪の直径を
2rNとすれば、直線部と曲線部とで溶接速度は一
定になる。

自走溶接部３４が直線ガイド部３０に差し掛か
ると曲線駆動輪７４は曲線レール３８から離れ直
線駆動輪７２が再び直線レール３６に当接し走行
駆動が継続される。

なお、直線レール３６と曲線レール３８の端部
は上方から見て互いに僅かに重なり在つており、
駆動輪が切替わるとき走行駆動が中断することな
く連続して行なわれるようになつている（第５図
参照）。

支持体６８には、直線駆動輪７２、曲線駆動輪
７４に対応して各アーム８４，８６に軸支された
レール押えローラ８８，９０が設けられており、
直線レール３６又は曲線レール３８に直線駆動輪
７２又は曲線駆動輪７４の反対側から当接し円滑
な走行を可能としている。

モータ７８の駆動制御は外部に備えられた図示
しない溶接装置本体の制御装置によつてなされ
る。この溶接制御装置にはガイド１８の内枠２０
の一箇所に装着されて内側ガイドローラ５４の当
接で作動するリミツトスイツチ９２（第２図）が
接続されている。このリミツトスイツチ９２のス
イツチ信号出力に付勢されて溶接制御装置は溶接
開始、溶接終了等の制御を行なう。

走行装置４０の外側に位置調整装置４６を介し
て溶接トーチ４４が装備されている。即ち、まず
溶接トーチ４４は保持体９４に保持されたのち溶
接線１６に向けて斜め上方に曲折され先端が溶接
線１６近傍の所定距離離れた位置まで延設されて
いる。

保持体９４は両側部の上下４箇所を４本の支柱
９６によつて前後方向に摺動自在に備えられてい
る。この支柱９６は前端がスライド基板９８に植
設されるとともに後端部に押え板１００が嵌合さ
れナツト１０２で固定されている。

スライド基板９８は、走行装置４０の本体４８
の後部に形成したトーチ上下ガイド１０４に昇降
自在に装備されている。スライド基板９８と本体
４８の各々の摺接面の中央部にくさび状の蟻ほぞ
部１０６、ほぞ穴１０８が設けられて互いに嵌合
されている。また、トーチ上下ガイド１０４の下
端は後方へＬ字状に折曲され、この折曲部１１０
に軸方向移動を抱束した状態で回転自在の上下調
整ネジ１１２が垂直方向に結合されている。

上下調整ネジ１１２の上半部はスライド基板９
８の中央に上方へ向けて螺合されている。この上
下調整ネジ１１２を回すことで溶接トーチ４４の
上下位置を調整できる。

また、押え板１００の中心には水平方向に前後
調整ネジ１１４が螺合されている。この前後調整
ネジ１１４の先端は保持体９４の中央部に装着し
た金具１１６に回転自在でかつ抜け止めした状態
で結合されている。そして、前後調整ネジ１１４
を回して溶接トーチ４４の前後位置を調整できる
ようになつている。

溶接トーチ４４は、外部に設けられた溶接装置
本体と接続されている。この溶接装置本体は溶接
ワイヤ、ワイヤ送給装置、ガスボンベ、溶接電
源、溶接制御装置などを備えており、溶接ワイヤ
に溶接電圧を印加して溶接トーチ４４先端から繰
出すとともに大気遮断用のガスを噴出しながら溶
接部との間に生じるアークでワイヤをとかし溶接
するようになつている。

次に上記実施例の作用について説明する。

埋込金物１２近くの角パイプ１４の所定箇所に
ガイド１８を装着し、次にこのガイド１８に自走
溶接部３４をセツトする。このとき、上下調整ネ
ジ１１２、前後調整ネジ１１４を回して溶接トー
チ４４の先端と溶接線１６との位置調整を行な
う。

次に、溶接制御装置がモータ７８を定速回転せ
しめる。すると、直線駆動輪７２が直線レール３
６に或いは曲線駆動輪７４が曲線レール３８に押
接しながら回転し、外側ガイドローラ５０、内側
ガイドローラ５４、荷重受ローラ５８に案内され
た自走溶接部３４がガイド１８に沿つて走行駆動
される。

内側ガイドローラ５４がリミツトスイツチ９２
のアクチユエータ１１８を押圧したとき内側ガイ
ドローラ５４から出力されるスイツチ信号に付勢
されて溶接制御装置は溶接トーチ４４からの溶接
ワイヤの繰出し及び遮断ガスの噴出を始め、溶接
電圧の溶接ワイヤ、溶接部間への印加を行ない、
溶接を開始する。

溶接中、直線駆動輪７２は直線レール３６に沿
つて走行し、曲線駆動輪７４は曲線レール３８に
沿つて走行するので溶接線１６全体に亘つてトー
チ４４先端は溶接線１６に対し同一の溶接速度で
移動する。

角パイプ１４の周囲に沿つて溶接が進み溶接線
１６全体の溶接が完了すると内側ガイドローラ５
４が再びリミツトスイツチ９２のアクチユエータ
１１８を押圧したところで出力されるスイツチ信
号に付勢されて溶接制御装置は溶接動作を停止
し、自走溶接部３４の走行を止める。

そして、自走溶接部３４、ガイド１８を取り外
し次の溶接箇所に移して同様の手順により溶接を
行なう。

また、直線レールと曲線レールを別個に設けて
おき、各々のレールに対し別個のモータで駆動さ
れる駆動輪を備え異なる速度で回転させるように
構成してもよい。

また、角パイプとガイドとの間にネジ等による
位置調整装置を設け角パイプの寸法公差に拘わら
ずガイドを正確に所定の取付状態に装着できるよ
うにしても良い。

更に、本考案に係る自動溶接装置で溶接トーチ
を横向き姿勢とし角パイプ相互の溶接を行なつて
もよく、また、溶接トーチで酸素アセチレンなど
のガス溶接を行なうようにしたり、連続溶接の
他、点溶接をしてもよい。

［考案の効果］ 以上説明した如く本考案に係る自動溶接装置で
は、角パイプの周囲に配設されたガイドに沿つて
溶接トーチを搭載した走行装置が自走することに
より天井面と角パイプとの当接部など、方形の溶
接線を自動的かつ連続的に溶接することができ
る。そして、走行中溶接線に対し溶接トーチの先
端が所定の距離及び角度に確実に保持されるので
溶接姿勢が例え上向きであつても安定した溶接作
業が可能であり、更に、直線レール、曲線レール
および径の異る２つの駆動輪により機懐的に角パ
イプの角部に対応する曲線ガイド部を直線ガイド
部より速く走行させて角パイプの角部の溶接速度
の低下を防ぐようにしたので、溶接装置の電気ノ
イズ等によつて誤動作が生じることがなくこれが
ため溶接線全体に亘つて良好な溶接品質が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る自動溶接装置の使用状態
を示す一部省略した全体斜視図、第２図は第１図
に示す自動溶接装置の側面図、第３図は第２図の
背面図、第４図は第２図の一部省略した平面図、
第５図は第３図の−線に沿つた断面図、第６
図は第２図の−線に沿つた断面図である。 １４……角パイプ、１６……溶接線、１８……
ガイド、３０……直線ガイド部、３２……曲線ガ
イド部、３４……自走溶接部、３６……直線レー
ル、３８……曲線レール、４０……走行装置、４
２……駆動装置、４４……溶接トーチ、５０……
外側ガイドローラ、５４……内誕ガイドローラ、
５８……荷重受ローラ、７２……直線駆動輪、７
４……曲線駆動輪。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 角パイプの一辺に対応する直線ガイド部と角パ
   イプの角部に対応する曲線ガイド部とを備えかつ
   角パイプに対して着脱自在のガイドと、前記直線
   ガイド部に角パイプの周方向に沿うように形成さ
   れた直線レールと、前記曲線ガイド部に角パイプ
   の周方向に沿うように形成された曲線レールと、
   前記ガイドの案内方向へ走行自在に装備された走
   行装置と、前記直線レールに当接して走行駆動を
   行う直線駆動輪と前記直線駆動輪より大径でかつ
   前記曲線レールに当接して走行駆動を行なう曲線
   駆動輪とを有すると共に、前記走行装置に設けら
   れた駆動装置と、を備え、前記走行装置に外部の
   溶接装置本体と接続された溶接トーチを装備し、
   この溶接トーチの先端を角パイプの溶接線近傍の
   所定位置まで延設したことを特徴とする自動溶接
   装置。