JPH0329017Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 本考案は、鋼板の縫目を溶接する際、溶接トー
チが正確に該縫目を辿るようにする溶接縫目自動
追従装置に関する。

従来技術と問題点 鋼管を製造するには第５図に示すように、鋼板
６０をフオーミングローラ５０，５２，５４で順
次曲げてパイプ状にし、縫目即ち該鋼板の左、右
両縁の突き合わせ部６２を溶接機で溶接するとい
う方法がある。第６図は鋼板が順次パイプ状に曲
げられる過程を示し、ａは最初の平板状態を示
し、ｂは断面が椀型に曲げられた状態を示し、ｃ
は更に曲げられて断面がほぼ円形になつた状態、
ｄは更に曲げてあとは溶接するばかりになつた状
態を示す。

このような薄板材の縫目溶接では、縫目が真上
（中央）にあり、溶接トーチがそれを狙う状態で
溶接するのが好ましいが、薄板であるから復元力
が強く、ローラで管状にフオーミングしてもロー
ラから出れば隙間ができてしまう。また平板から
管状に丸め、縫目を溶接する工程における縫目の
位置は一定ではなく、パイプ長手方向において緩
やかにうねつている。フオーミングの途中では縫
目の位置変化は船形ガイド５６により抑えている
が、縫目が密着する段階ではかかる手段による縫
目位置制御は不可能である。縫目が蛇行している
のに溶接機はただ鋼管真上を狙つて溶接するだけ
であれば溶接ビード中央が縫目中央に一致せず、
左右に片寄り、甚しい場合は縫目からずれて不良
品を作つてしまう。

考案の目的 本考案は光学的手段によつて継目の位置変化を
検出し、溶接機を縫目位置へ自動追従させて上記
欠点を回避しようとするものである。

考案の構成 本考案の溶接縫目自動追従装置は、投光用光フ
アイバ束を中央にそしてその左右に受光用フアイ
バ束を配置してなる光フアイバ束、投光用フアイ
バ束の一端に配置された光源、及び左右の受光用
フアイバ束の一端に配置された一対の受光器を備
え、投光用光フアイバ束の他端は溶接直前の被溶
接物のまだ隙間の状態である縫目の中央に、左、
右の各受光用光フアイバ束の他端は該縫目の左、
右の各被溶接物表面にそれぞれ対向するように置
かれる光検出器と、該投光用光フアイバ束の他端
からの投射光のうち、該縫目の左、右の各被溶接
物表面に当つて反射した光をそれぞれ受光して生
じる該一対の受光器の出力の差をとる増幅器と、
該増幅器の出力により駆動され、溶接作業中溶接
機及び投光用光フアイバ束が前記縫目を狙うよう
に位置調整するモータとを有することを特徴とす
るが、次に実施例を参照しながらこれを説明す
る。

考案の実施例 第１図は本考案の実施例を示し、１０は被溶接
物で鋼管溶接の場合は前述のパイプ状に丸めた鋼
板である。１２は被溶接物１０の縫目に向つて光
を投射する光源、１４，１６はその反射光を受光
する受光器、１８，２０は増幅器、２２は反転増
幅器（インバータ）、２４は差を求める増幅器、
２６は比較器、２８はパルス発生器、３０はパル
スモータである。光源１２からの光を被溶接物１
０に投射し、それよりの反射光を受光器１４，１
６で受光する部分には第２図に示すように光（ガ
ラス）フアイバの束４０を使用する。この光フア
イバ束４０は図示のように投光用４２とその左、
右の受光用４４，４６からなり、投光用光フアイ
バ束４２の一端に光源１２がまた受光用光フアイ
バ束４４，４６の一端に受光器１４，１６が対向
し、これらの光フアイバ束の他端は被溶接物１０
に対向する。

第３図ａ，ｂに示すように投光用光フアイバ束
４２はその中心を被溶接物１０の縫目Ｇの中心と
合わせて配置する。ａは縫目Ｇの幅が大きい場
合、ｂはそれが小さい場合である。ａでは投射光
L₁の大部分が縫目Ｇを通過して管内に入つてし
まい、縫目の両側表面に当つた僅かな光が反射し
て受光用光フアイバ束４４，４６に入り、これら
の光L₂，L₃が受光器１４，１６で受光される。
ｂでは縫目Ｇの幅が狭いので該縫目を通過する光
は僅かであり、大部分が縫目両側表面で反射して
受光用光フアイバ束４４，４６に入り、これらの
光L₂，L₃が受光器１４，１６で受光される。受
光器１４，１６の出力は増幅器１８，２０で増幅
され、一方は増幅器２２で反転されたのち、増幅
器２４で差をとられる。第３図ａでは受光出力は
小さく、ｂでは大きいが、いずれも左、右同じな
ので差をとれば０になり、増幅器２４は出力を生
じない。

これに対して第３図ｃは縫目Ｇが左にずれた場
合、同図ｄは右にずれた場合であり、この場合は
ｃなら右側の受光出力が大、左側の受光出力が小
であり、ｄならその逆であるから増幅器２４は例
えば前者では正、後者では負の出力を生じる。パ
ルス発生器２８は増幅器２４が出力を生じるとパ
ルスPLを生じ、また比較器２６は増幅器２４の
出力が正か負かを判定し、修正方向信号UDを生
じる。図示しないが縫目溶接機は鋼管最上部（中
央）を狙うようにセツトされるが、モータにより
その左、右にも移動できるように取付けられてい
る。パルス発生器２８が出力するパルスPL及び
修正方向信号UDは該モータの制御装置に供給さ
れ、溶接機が縫目に追従するようにする。またこ
れらのパルスPL及び修正方向信号UDはパルスモ
ータ３０にも供給され、このパルスモータ３０は
光検出器１２，１４，１６，４０を左、右に移動
させて投光用光フアイバ４２の中心を縫目の中心
に一致させる。従つて溶接機の位置制御は上記中
心が一致したとき終了し、この状態では溶接機は
正しく縫目を狙う。

なおパルスモータは一般に多相型であり、励磁
順序従つて各相パルスの発生順序を変えることに
より正、逆転するから、この場合修正方向信号
UDはパルスPLと一体になつている。また溶接機
に光検出器を取付けておいてもよく、この場合は
モータ３０が溶接機位置調整用モータになる。

第４図は光フアイバ束の二，三の例を示す。ａ
は投、受光用光フアイバ束４２，４４，４６が全
て断面が矩形の外被に収容されている例、ｂは断
面が円形の外被に収容され直径に平行な線で３等
分されている例、ｃは各々が断面円形の外被に収
容されている例である。いずれも、投光用光フア
イバ束４２が中央にあり、その左、右に受光用光
フアイバ束がある。

第３図から明らかなように縫目Ｇの広、狭は受
光出力の大小になるから、増幅器１８，２０の出
力を取出すと縫目の広狭を検出でき、余りに広け
れば警報を発し及び又は縫目増修正機構を動作さ
せて所定幅内に修正することができる。また上記
のように縫目の左、右ずれに合わせて溶接機を
左、右にずらす代りに、鋼管両側に摩擦ローラを
配置して縫目左、右ずれ検出出力で該ローラを駆
動して縫目を中央に戻すことも考えられる。

考案の効果 以上説明したように本考案によれば縫目位置の
左、右ずれを検出して溶接位置を修正し、正しい
溶接を行なうことができる。また光フアイバ束を
用いて上記検出を行なうので狭隘な場所にも容易
に設置でき、かつ正確な左、右ずれ検出を行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示すブロツク図、第
２図は光検出器の説明図、第３図は縫目検出動作
の説明図、第４図は光フアイバ束の各種を示す説
明図、第５図は鋼管溶接工程の説明図、第６図は
平板から管状へのフオーミング要領の説明図であ
る。 図面で、４２は投光用フアイバ束、４４，４６
は受光用フアイバ束、１２は光源、１４，１６は
受光器、１０は被溶接物、Ｇはその縫目、１８，
２０，２２，２４は増幅器、３０はモータであ
る。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 投光用光フアイバ束を中央にそしてその左右に
   受光用フアイバ束を配置してなる光フアイバ束、
   投光用フアイバ束の一端に配置された光源、及び
   左右の受光用フアイバ束の一端に配置された一対
   の受光器を備え、投光用光フアイバ束の他端は溶
   接直前の被溶接物のまだ隙間の状態である縫目の
   中央に、左、右の各受光用光フアイバ束の他端は
   該縫目の左、右の各被溶接物表面にそれぞれ対向
   するように置かれる光検出器と、 該投光用光フアイバ束の他端からの投射光のう
   ち、該縫目の左、右の各被溶接物表面に当つて反
   射した光をそれぞれ受光して生じる該一対の受光
   器の出力の差をとる増幅器と、 該増幅器の出力により駆動され、溶接作業中溶
   接機及び投光用光フアイバ束が前記縫目を狙うよ
   うに位置調整するモータとを有することを特徴と
   する溶接縫目自動追従装置。