JPH0636986B2 - スカラツプドバ−溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ボイラー火炉壁フインチユーブパネル等に取
り付けられるスカラツプドバーの溶接装置に関する。

〔従来の技術〕

ボイラー火炉壁フインチユーブパネルに取り付けられる
スカラツプドバーの説明を第８図斜視図で行うと、１は
チユーブ、２はフインでこれらは長手方向の溶接で一体
化されており通常フインチユーブパネルと呼ばれる。３
はフインチユーブパネルに対しチユーブ１の軸と交叉す
るように取り付けられるスカラツプドバーで、長手方向
に沿う一側縁がフインチユーブパネルの表面形状に合わ
せて加工され、従つてその取り付け溶接線は直線と半円
弧が連続した複雑な形状をしており、通常、溶接はフイ
ンチユーブパネルを水平に置きスカラツプドバー３を立
てた状態で水平隅肉溶接４を行つており、このため溶接
線は上昇，下降を繰り返すことになり、これを自動的に
行う溶接技術も高度なものが要求される。

従来のフインチユーブ溶接装置を第４図側面図，第５図
正面図で説明すると、１，２，３，４は第８図と同じ部
材を示し、５はフインチユーブパネル上にスカラツプド
バー３と平行に布設されたレール、６はレール５と一体
化したラツク、７はレール５の両側面のＶ溝、８は台
車、９は台車８の四隅に取り付けられた車輪枠、１０は
それぞれの車輪枠９に回転自在に取り付けられたガイド
車輪でレール５のＶ溝７に沿つて走行する。１１は走行
用モーターで軸に取り付けられたピニオン１２がラツク
６とかみ合うことにより台車８を駆動する。１３は台車
８上に立設された４本の支柱で上板１４を支える。１５
はスライドバーで上板１４と台車８との間に固定されて
いる。１６はボールネジで同じく上板１４と台車８との
間に回転自在に固定されており、ボールネジ１６先端の
プーリ１７，ベルト１８，プーリ１９を介して台車８に
固定されている昇降用モーター２０によつて駆動され
る。２１は昇降台でスライドバー１５とボールネジ１６
に嵌合しており、ボールネジ１６の回転に応じて昇降す
る。２２は昇降台２１に立てた状態で固定された円弧レ
ール、２３は円弧レールと一体化した円弧ラツクであ
る。２４はトーチ取付台で内側１個外側２個の車輪２５
により円弧レール２２に走行自在に取り付けられてい
る。２６はトーチ角度調整用モーターでトーチ取付台２
４に固定されており軸先端のピニオン２７が円弧ラツク
２３とかみ合うことによりトーチ取付台２４を駆動す
る。２８はトーチ固定治具、２９は溶接トーチである
が、円弧レール２２の半径はトーチ取付台２４が動いて
も溶接点３０が常に一定の点になるよう選定してある。

次にこのような装置の制御方式について説明すると、ま
ず第６図系統図は制御装置を示し、１１，２０，２６は
第４図及び第５図で示したもので、１１は走行用モータ
ー、２０は昇降用モーター、２６はトーチ角度調整用モ
ーターである。３８はチユーブ径ｄ，フイン厚さｔ，フ
イン巾ｗの入力器、３９は入力器３８の入力データによ
る溶接線軌跡演算器、４０は溶接速度ｖの入力器、４１
は駆動速度演算器、４２はトーチ角度調整速度演算器、
４３はトーチ限界角度入力器、４４，４５，４６はそれ
ぞれ上記モーター１１，２０，２６のドライバーであ
る。

次にこのような制御装置によるトーチ制御の要領を、第
７図模式図により行程を追つて説明すると、下段はそれ
ぞれの時点における各モーターの駆動状態をグラフで示
しており、入力器３８によつてチユーブ径ｄが入力され
るので、溶接線軌跡演算器３９ではチユーブ１表面の座
標を ただし、ｘ：走行軸 ｙ：昇降軸 で演算することができ、入力器４０によつて入力された
溶接速度ｖを基に駆動速度演算器４１で、 △ｘ^２＋△ｙ^２＝ｖ^２ ………(2) ただし △ｘ：走行軸変位量 △ｙ：昇降軸変位量 によつて走行用モータードライバー４４，昇降用モータ
ードライバー４５を駆動すれば、溶接点３０をチユーブ
１表面に沿つて溶接速度ｖで移動させることができる。

この時同時トーチ角度調整速度演算器４２により Ｃ：トーチ角度調整用モーター駆動速度 Ｒ：円弧レール２２の半径 でトーチ角度調整用モーター２６を駆動すれば、，
，に示すようにトーチ２９の前後角度がチユーブ１
表面に対し常に直角に保つことができる。

しかしトーチ２９が傾斜し過ぎると、トーチ２９が隣接
するチユーブ１に衝突し溶接不可能になる。そこで、
の位置でも衝突しない円弧レール２２上の位置ｌを入力
器４３で設定しｌに達すればトーチ角度調整用モーター
２６を停止させる。

チユーブ１表面とフイン２表面の交叉点は で与えられるので、この点で走行，昇降両モーター１
１，２０を停止させる。

次にトーチ角度調整用モーター２６を逆転させ、トーチ
２９を直立させとなる。続いて→→とフイン巾
ｗだけ走行させた後、トーチ角度調整用モーター２６を
更に逆転させ−ｌの位置までトーチ２９を傾ける。再
び走行用モーター１１，昇降用モーター２０により溶接
点３０をチユーブ１表示に沿つて移動させる。

なお昇降軸がの座標に達するからは再びトーチ角度
調整用モーター２６を駆動し、，に示すようにトー
チ前後角をチユーブ１表面に対し直角に保つ。以下この
繰り返しを行う。

しかしながら、このような装置においては、フインチユ
ーブパネルの寸法は必ずしも正確でないため、繰り返し
動作を行うに従つて誤差が堆積し、特にコーナ部である
及びの位置での溶接ビート形状は不良となつて不具
合である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもので、
寸法精度の悪いフインチユーブパネルに対しても良好な
スカラツプドバー溶接が可能となるスカラツプドバー溶
接装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明は、水平のフインチユーブパネル上に
竪に置かれたスカラツプドバーと平行に布設されたレー
ル上を走行する台車と、同台車上の昇降台と、同昇降台
に取り付けられた円弧レール上を走行する溶接トーチ取
付台と、上記台車，昇降台及びトーチ取付台の移動をチ
ユーブ径，フイン厚さ，フイン巾，溶接速度及びトーチ
限界角度の外部設定入力を基に同時又は逐次制御する制
御装置とからなり、直線と円弧の交互に連続する水平隅
肉溶接を自動的に行うスカラツプドバー溶接装置におい
て、溶接点から上記チユーブの軸に平行に移動した点に
おいて上記フインの表面又は上記チユーブの側面との接
触を検知して溶接トーチの移動シーケンスを切り替える
接触子を設けたことを特徴とする。

〔作 用〕

上述の構成により、寸法精度の悪いフインチユーブパネ
ルに対しても良好なスカラツプドバー溶接が可能となる
スカラツプドバー溶接装置を得ることができる。

〔実施例〕

本発明のスカラツプドバー溶接装置の一実施例を図面に
ついて説明すると、第１図はその側面図、第２図はその
正面図、第３図は制御装置の系統図である。

第１〜第３図において、１〜３０，３８〜４６はそれぞ
れ第４〜第６図の符号と同一の部材を示す。

まず第１，第２図において、３１は昇降台２１の先端に
一体的にトーチ２９と並行に設けられたセンサー保持
台、３２は昇降台２１下端に付設された自在継手、３３
はその下端に接触子３４を具えた可動板で、下端寄りが
自在継手３２に支持され上端がばね３５を介し昇降台２
１の先端に連結されている。３６はセンサー保持台３１
上に可動板３３の上下動に関係的に付設された上下検出
リミツトスイツチ、３７はセンサー保持台３１上に可動
板３３の水平動に関係的に付設された左右検出リミツト
スイツチである。

なお接触子３４は溶接点３０をチユーブ軸に平行に移動
した位置にあり、走行，昇降の動作を行つても両者のチ
ユーブ１及びフイン２に対する相対位置は常に同じであ
る。

次にこのような装置の制御構成について第３図で説明す
ると、３６は上述の上下検出リミツトスイツチ、３７は
同じく左右検出リミツトスイツチであり、４７はシーケ
ンスコントローラーである。

これらの作用を第７図も援用して説明すると、入力され
たチユーブ径ｄを基にして溶接線軌跡演算器３９はチユ
ーブ１表面の座標を前述の(1)式で演算し、(2)式とｌと
の関係でｘ，ｙ軸の駆動速度を制御し、更に(3)式とｌ
との関係でトーチ角度を演算するのは従来通りである。
これをシーケンスＩとする。

次に、溶接点３０がの近傍に達すると、接触子３４が
フイン２表面に接触し押し上げられるために上下検出リ
ミツトスイツチ３６が入る。シーケンスコントローラー
４７は上下検出リミツトスイツチ３６の信号を受けてシ
ーケンスIIを指令する。

シーケンスIIは→→→の動作を規定するもので
トーチ２９を垂直まで起こした後、台車８を駆動させ
る。ただし、この場合の位置はフイン巾ｗで決まるの
ではなく、次に述べる左右検出リミツトスイツチ３７の
信号が来るまで走行を持続する。

すなわち、溶接点３０が近傍に来ると接触子３４がチ
ユーブ１側面に接触し、水平方向に移動すると左右検出
リミツトスイツチ３７が入り、シーケンスコントローラ
ー４７は次のステツプであるシーケンスIIIを指令す
る。

シーケンスIIIはシーケンスＩと線対称のトーチ軌跡及
びトーチ角度調整を行うもので、前述の(1)式，(2)式及
び(3)式から演算可能である。このシーケンスによつて
トーチ２９は→まで移動する。点では図示せざる
円弧レール２２上に固定されたリミツトスイツチの信号
によりシーケンスコントローラー４７はシーケンスＩの
指令を出す。

以下この動作を繰り返すことにより、寸法の不正確なフ
インチユーブパネルでも良好なスカラツプドバー溶接が
可能となる。

〔発明の効果〕

要するに本発明によれば、水平のフインチユーブパネル
上に竪に置かれたスカラツプドバーと平行に布設された
レール上を走行する台車と、同台車上の昇降台と、同昇
降台に取り付けられた円弧レール上を走行する溶接トー
チ取付台と、上記台車，昇降台及びトーチ取付台の移動
をチユーブ径，フイン厚さ，フイン巾，溶接速度及びト
ーチ限界角度の外部設定入力を基に同時又は逐次制御す
る制御装置とからなり、直線と円弧の交互に連続する水
平隅肉溶接を自動的に行うスカラツプドバー溶接装置に
おいて、溶接点から上記チユーブの軸に平行に移動した
点において上記フインの表面又は上記チユーブの側面と
の接触を検知して溶接トーチの移動シーケンスを切り替
える接触子を設けたことにより、寸法精度の悪いフイン
チユーブパネルに対しても良好なスカラツプドバー溶接
が可能となるスカラツプドバー溶接装置を得るから、本
発明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明スカラツプドバー溶接装置の一実施例の
側面図、第２図は同上の正面図、第３図は同上の制御装
置の系統図である。 第４図は従来のスカラツプドバー溶接装置の側面図、第
５図は同上の正面図、第６図は同上の制御装置の系統
図、第７図は第６図装置のシーケンス説明の模式図、第
８図は公知のスカラツプドバーの斜視図である。 １……チユーブ、２……フイン、３……スカラツプドバ
ー、４……水平隅肉溶接、５……レール、６……ラツ
ク、７……Ｖ溝、８……台車、９……車輪枠、１０……
ガイド車輪、１１……走行用モーター、１２……ピニオ
ン、１３……支柱、１４……上板、１５……スライドバ
ー、１６……ボールネジ、１７……プーリ、１８……ベ
ルト、１９……プーリ、２０……昇降用モーター、２１
……昇降台、２２……円弧レール、２３……円弧ラツ
ク、２４……トーチ取付台、２５……車輪、２６……ト
ーチ角度調整用モーター、２７……ピニオン、２８……
トーチ固定治具、２９……溶接トーチ、３０……溶接
点、３１……センサー保持台、３２……自在継手、３３
……可動板、３４……接触子、３５……ばね、３６……
上下検出リミツトスイツチ、３７……左右検出リミツト
スイツチ、３８……入力器、３９……溶接線軌跡演算
器、４０……入力器、４１……駆動速度演算器、４２…
…トーチ角度調整速度演算器、４３……入力器、４４，
４５，４６……モータードライバー、４７……シーケン
スコントローラー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平のフインチユーブパネル上に竪に置か
   れたスカラツプドバーと平行に布設されたレール上を走
   行する台車と、同台車上の昇降台と、同昇降台に取り付
   られた円弧レール上を走行する溶接トーチ取付台と、上
   記台車，昇降台及びトーチ取付台の移動をチユーブ径，
   フイン厚さ、フイン巾，溶接速度及びトーチ限界角度の
   外部設定入力を基に同時又は逐次制御する制御装置とか
   らなり、直線と円弧の交互に連続する水平隅肉溶接を自
   動的に行うスカラツプドバー溶接装置において、溶接点
   から上記チユーブの軸に平行に移動した点において上記
   フインの表面又は上記チユーブの側面との接触を検知し
   て溶接トーチの移動シーケンスを切り替える接触子を設
   けたことを特徴とするスカラツプドバー溶接装置。