JPH03106569A - 自動溶接方法 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利川分野） 本発明は溶接の作業性と品質の均一化を向上させた自動
溶接方法に関するものである。

（従来の技術） 溶接の合理化、安定化を行うための手段として、その日
動化、装置化が行われてきているが、更にその性能向上
を目指して、溶接ロボットに代表されるように、溶接線
の記憶、再生を行う自動溶接方法が開発され、注目され
ている。

一方、大形の溶接措造物や建設現場などにおいては、溶
接トーチあるいはトーチスライド装置などを搭載した溶
接走行台車を走行させるために溶接物の開先に沿って走
行用のレールを設置し、溶接施工を行っている。この場
合、被溶接部への狙い位置を保持する上でレールの彼溶
接物への取付け↑１７度に期待か持てないため、溶接ト
ーチを開先に沿っていかに倣わせるがが重要になってく
る。

そのため、上記の溶接線の記憶、ノ１７生倣いを行って
溶接する台車走行の自動溶接方法が採用されているが、
記憶、再生による溶接では溶接トーチの軌跡の再現精度
が溶接部の品質の良否を左右させるため、溶接台車走行
ψに生ずる溶接速度変化や溶接用走行レールとの間に生
ずるすべりなどが溶接トーチの溶接進行方向の位置精度
に影響を及ぼさぬよう、その再現精度を得るために、溶
接台車の走行はラックピニオン方式にする必要があった
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、台車走行方式の自動溶接の対象とする適
用範囲の多くは、少量多品種、長い溶接線を有する搭槽
、橋梁の溶接継手等であり、それらを溶接施工する場合
、高価で、人手が容易でないラック付きの溶接レールを
準備しなければならず、自動溶接化のコストメリットが
損なわれてしまう。

それゆえ、ラックビニオン台車走行方式に替えて、安価
で入手が容易な型材、パイプなどを走行レールとして用
いる台車摩擦駆動走行方式の採用が考えられるが、この
力式の場合、走行中の台車のすべりや速度変化が発生し
やすく、溶接走行距離が記憶、あるいは再生の始点とな
る位置より離れるほど、その間に生ずる台車のすべり、
速度変化の影響で台車走行位置のずれが蓄積されてくる
など、記憶時と再生特の上記の走行状態の変化は一様で
はない。そのため、記憶時と再生時での溶接進行方向の
位置ずれが生じ、前記の正確な記憶再生動作を行うため
の再生溶接に必要な記憶時の溶接トーチの開先幅方向、
母材との高さ方向の位置の再現性が得られず、溶接上影
響を及ぼす。その対策には高度な走行距離演算機能を必
要とし、製作が容易ではないという問題点があった。

本発明は、上記の摩擦駆動方式の台弔走行方法の問題点
を改みし、臼動廂接を容易に、かつ安価に導入するため
に、良好な溶接を行う上で病接台ｒＩｉ走行中の溶接線
の軌跡を記憶、ＩＪｊＩＪ：．する際の台車位置再現桔
度を確保する自動溶接方ｌ去を提供することを目的とす
るものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の自動溶接方法は、肩接線を記憶し、それを再生
することにより溶接開先を追随して自動溶接を行う台車
走行方式の自動溶接装置において、溶接トーチを搭載し
た溶接台車が走行する溶接用走行レールに沿って間隔を
おいてセンサーを設け、前記溶接用走行レールを複数の
区間に分割し、溶接台本が前記センサー設置点を通過す
る度に、その区間内の溶接トーチの軌跡データを順番に
それぞれ分割された区間に対応する独立したメモリーに
書き込んで記憶動作を行い、再生動作を行う際には、再
び前記溶接用走行レールのセンサー設置点を溶接台車が
通過する度に、その区間内の軌跡データを所定のメモリ
ーから読み出し、記憶した溶接トーチの軌跡を再現して
溶接を行い、この動作を分割した区間数だけ繰返して溶
接線記憶再生倣いを行うことを特徴とする。

（作用） 溶接トーチを搭栽した溶接台車が、披溶接部に沿って設
置された溶接用走行レール上を走行中に、すべりや速度
変化を生じても、それにより影響を受けない走行距離誤
差範囲内の間隔をおいて台車通過検知用のセンサーを設
けることにより、溶接線長をいくつかの複数の区間に分
割する。それぞれの区間の始点位置は溶接開始点と台車
通過検知用のセンサー取付けα置であり、終点位置は台
本通過検知用のセンサーの取付け１立置と溶接終了点と
なる。

先ず、記憶動作時には、従来の記憶再生倣いと同じよう
に、台車走行開始後、溶接台車に装備されたエンコーダ
ーなどにまり隋接走行開始点である原点からの溶接台車
のある一定の鞄離を進行した位置と、その位置における
所望の躊接トーチの軌跡が得られるような開先幅ノｊ向
及び母杯面からの高さなどトーチスライドにて．凋整し
た位置とを検出し、肩接装置の制御盤などに内蔵されて
いるメモリーに古き込む。

この動作を溶接進行方向に対して、走行距離３〜５■に
１同のステップで、１区間内を次々に反曳していく。

溶接用走行レールに沿って設けた台車通過検知用のセン
サーの設置点に台車がさしかかり、このセンサーが台車
通過を検知すると、その点を溶接進行方向に対する新た
な区間の始点としてトーチ位置の検出が行われ、先ほど
位置データを記憶したメモリーとは異なる別のメモリー
に溶接トーチの軌跡データとして書込み、記憶する。

溶接台車がレールに設けられた台車通過検知用のセンサ
ーを通過する度に、上記の書込み・記憶を繰返し、その
区間の始点からの進行距離と、その位置における溶接ト
ーチの軌跡データを順番にそれぞれ分割された区間に対
応したメモリーに記憶していく。

次に、再生動作を行う際には、溶接台車を原点に戻して
溶接走行させ、記憶したトーチの軌跡データをメモリー
から読み出しながら、再現溶接を行う。

再生時には、台車のすべりなどにより溶接進行方向の位
置が記憶時との間に次第にずれを生じてくるが、幅方向
、高さ方向のトーチの狙い位置すれが溶接性に影響を及
ぼす前に、走行レール上の最初の台車通過検知センサー
を溶接台車が通過することにより、１区間が終点する。

同時に、次の区間の始点として、その区間に対応した次
のメモリーよりデータの読み出しが行われ、記憶された
トーチの軌跡を再生、再現して溶接が行われる。

この区間内でも記憶時との位置ずれか生じてくるが、次
の台車通過検知センサーを台車が通過することにより、
溶接性に影響を及ぼす前に、次の記憶データの再生が行
われる。この動作を溶接レールを分割した区間数繰返す
ことにより再生溶接を完了する。

上述のようにして記憶、再生溶接することにより、ある
区間内で溶接台車のすべりや速度変化によって、記憶■
，′７と再生時で溶接台本位置にずれを生じたとしても
、これらのずれは蓄積されることはなく、従って、溶接
性に影響を及ぼすトーチ位置のずれは補償される。

（実施例） 以−ド、本発明の実施例を図面を参ｊｌ：（　Ｌて説明
する。

第１図において、披溶接物１を溶接するに当たり、溶接
トーチ２、トーチのスライド装置３などを搭載した溶接
台車４を披溶接物１の開先５に沿って走行させるために
溶接川走行レール６を開先５にほぼ平行に敷設し、披溶
接物１に取付ける。

溶接用走行レール６には、溶接台車４が通過したことを
険知するためのセンサーとしてリミットスイッチのドッ
ク７を、所定の間隔毎に、予め取付けておく。これらの
ドックの取付け間隔は、溶接方法や走行方法に応じて、
溶接台車４の走行時のすべり量、および溶接性に影響を
及ぼす狙い位置ずれ量の程度を４慮して設定する。

従って、溶接用走行レール６の全長は、ドック７により
、適当な長さの複数個の区間に分割されることになる。

一方、溶接台車４には溶接走行開始点である走行中の原
点からの位置と、溶接トーチ２の位置を検出するための
エンコーダ８とともに、溶接台車４の通過を検知するリ
ミットスイッチのストライカー９を取付けておく。

溶接装置制御盤】０内には、検出した溶接ト−チ２の軌
跡をデータとして記憶し、再生するためのメモリ１　１
　ａ　ｓ　１　１　ｂ　ｓ　１　１　ｃ・・・・・・か
、溶接用走行レール６の分割数と同数またはそれ以上設
けられている。

次に、上述のような購成の本発明方法の作用を第２図を
併せ用いながら説明する。

先ず、記憶動作時において、溶接台車４が走行を開始す
ると、溶接開始点である原点１２ａより溶接台車４の走
行地点Ｘｔと、その地点における所望のトーチの開先方
向及び母材而の高さなどトーチスライド装置３になぞら
れたトーチ位置Ｙｌとが検出され、溶接トーチ２の軌跡
データとしてメモリー１１ａに書込まれる。以下同Ｅｌ
にして、メモリー１１ａには、溶接台車４の走行中、次
々に、（Ｘ２、Ｙ２）、（Ｘ３　、Ｙ３　）・・・（Ｘ
Ｎ　，ＹＮ）のように、溶接トーチの軌跡データが書込
まれ、５己惧，されていく。

やがて溶接台車４が病接用走行レール６上に取付けたド
ック７にさしかかり、溶接台車４のストライカ−９がド
ックを蹴ると、原点１２ａからドック７までの区間Ｓａ
の記憶動作は終了する。

それと同時に、新たな溶接開始点１２ｂから、溶接台車
４の走行地点と溶接トーチの位置が熔接トーチ２の軌跡
として、メモリー１ｌｂに、（Ｘ１１ＳＹｌｌ）〜（Ｘ
ＩＮ，　ＹＩＮ）のように、溶接台車４のストライ力−
９が次のドック７を叩くまで再び記憶され、区間ｓｂの
記憶動作を終了する。以下同様にして、新たな溶接開始
点Ｓｃからの溶接台車４の走行、位置、溶接トーチ２の
位置がメモリー１１ｃに記憶されていく。

このように隣接するドック７の間に挟まれた各区間の軌
跡データを、それぞれの区間に割当てられたメモリー１
　１　８，　１　ｌ　ｂ，　１　１　ｃ・・・・・・に
、順番に記憶していく。従って、記憶時の溶接線軌跡は
第２図の実線１３で示すようになる。

次に、再生動作を行う際には、溶接台車４を原点１２ａ
に戻し、前述の記憶動作時に記憶した熔接トーチ２の軌
跡データをメモリｌｌａから読み出しながら再現溶接を
行う。

再生時には、溶接台小４はすべりなどにより走行地点が
本来の記憶位置であるＸ１、Ｘ２、Ｘ３・・ＸＮとの間
に、僅かではあるが、ずれΔＸを生ずる。このずれΔＸ
は、走行が進につれて次第に蓄積されてゆくので、再坐
ロ、１ｊの走行位置はＸＦ１Ｘ２’、Ｘ３’・・・ＸＮ
゜となり、その位置で記憶時の台車位置ＸＩ　，Ｘ２　
、Ｘ３・・・ＸＮに対する溶接トーチ２の位置であるＹ
Ｉ　　Ｙ２、Ｙ３・・・ＹＮの軌跡データが読み出され
てしまい、狙い位置ずれが生じてくる。

しかしながら、溶接性に影響を及ほす前に冶接台車４の
ストライカ−９が溶接レール上のドック７を叩くことに
より最初の区間Ｓａの再生動作は終了し、新たに区間ｓ
ｂの再生動作が開始されて区間Ｓａで生じたずれΔＸは
クリアーされ、新たにメモリー１ｌｂから、予め記憶さ
れた軌跡データが読み出され、再現溶接が行われる。

この区間においても、溶接進行とともに、ｌ容接合車４
の位置ずれΔＸが生じて来るが、区間ｓｂの場合と同様
に、次のドック７を叩くことにより区間Ｓｃの記憶デー
タの再生が行われる。

このような動作を、溶接レール４に取付けたドック７に
よって分割された区間の数だけ繰り返すことにより順次
、再生溶接を行ってゆく。その結果、再生１１！Ｉ溶接
線の軌跡は第２図の破線１４のようになり、原点１２ａ
からの位置ずれΔＸは区間Ｓａ，ｓｂ，Ｓｃ・・・・・
・毎にクリアーされ、蓄積されない。

従って、ある任意の区間内で、溶接台車４に記憶時と再
生時との間にずれが生じても、その区間のみですみ、ｌ
容接トーチ２の軌跡の正確な再現性が得られる。

なお、上記丈施例では台車位置検知センサーとしてドッ
クとストライカ一を備えたリミットスイッチを用いたが
、本発明はこれに限定されるものではなく、光学的ある
いは磁気的なセンサーを用いてもよい。また、教示方法
も、ティーチンク・プレーバック方式、センシング・プ
レーバック方式各れの自動溶接方法でも採用可能である
ことは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、台車走ｉ″Ｙ溶接
線記憶再生倣い方式の自動溶接の適用性拡大と、倣い精
度の向上による溶接品質の安定性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で使用される自動溶楼装置の一例を
示す概略図、第２図は本発明を適用した場合における溶
接線軌跡の記憶位置と再生位置を説明する線図である。 １・・・・・・被溶接物 ２・・・・・・溶接トーチ ３・・・・・・トーチスライド装置 ４・・・・・・冶接走行用台車 ５・・・・・開先 ６・・・・・・溶接走行用レール ７・・・・・・リミットスイッチのドック８・・・・・
・エンコーダー ９・・・・・・リミットスイッチのストライカ−０・・
・・・・溶接装置制御盤 １・・・・・・メモリー ２ａ・・・・・・原点 ３・・・・・・記憶時の溶接線軌跡 ４・・・・・・再生時の溶接線軌跡

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　溶接線を記憶し、それを再生することにより溶接開先
   を追随して自動溶接を行う台車走行方式の自動溶接装置
   において、溶接トーチを搭載した溶接台車が走行する溶
   接用走行レールに沿って間隔をおいて複数個のセンサー
   を設けて前記溶接用走行レールを複数の区間に分割し、
   溶接台車が前記センサー設置点を通過する度に、その区
   間内の溶接トーチの軌跡データを順番にそれぞれ分割さ
   れた区間に対応する独立したメモリーに書き込んで記憶
   動作を行い、再生動作を行う際には、再び溶接台車が前
   記溶接用走行レール上のセンサー設置点を通過する度に
   、その区間内の軌跡データを所定のメモリーから読み出
   し、記憶した溶接トーチの軌跡を再現して溶接を行い、
   この動作を分割した区間数だけ繰返して溶接線記憶再生
   倣いを行うことを特徴とする自動溶接方法。