JPH067995B2 - 三次元開先倣いセンシング方法 - Google Patents
三次元開先倣いセンシング方法Info
- Publication number
- JPH067995B2 JPH067995B2 JP61160129A JP16012986A JPH067995B2 JP H067995 B2 JPH067995 B2 JP H067995B2 JP 61160129 A JP61160129 A JP 61160129A JP 16012986 A JP16012986 A JP 16012986A JP H067995 B2 JPH067995 B2 JP H067995B2
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- Japan
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- electron beam
- welding
- steel pipe
- sensing
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- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ボイラ、タービン部品等の電子ビーム又はレ
ーザビームによる溶接位置決めのための開先倣いセンシ
ング方法に関する。
ーザビームによる溶接位置決めのための開先倣いセンシ
ング方法に関する。
〔従来の技術〕 従来技術における溶接形鋼管の電子ビーム溶接の場合の
例を第６図及び第７図に示す。第６図は，溶接形鋼管開
先倣い合せ要領の例。第７図は，第６図の要領でセット
した後，溶接した後のビードの目外れ発生状況の一例で
ある。
例を第６図及び第７図に示す。第６図は，溶接形鋼管開
先倣い合せ要領の例。第７図は，第６図の要領でセット
した後，溶接した後のビードの目外れ発生状況の一例で
ある。
第６図に示すように，従来，溶接形鋼管０１の電子ビー
ム溶接における開先倣い合せ要領は，２シーム開先０２
位置をダイヤルゲージ０３により同時に水平合せし，溶
接形鋼管０１の開先位置０２をセットした後，電子ビー
ム溶接を行う。０４は鋼管置きブロック，０５は電子ビ
ームガン，０６は電子ビームである。
ム溶接における開先倣い合せ要領は，２シーム開先０２
位置をダイヤルゲージ０３により同時に水平合せし，溶
接形鋼管０１の開先位置０２をセットした後，電子ビー
ム溶接を行う。０４は鋼管置きブロック，０５は電子ビ
ームガン，０６は電子ビームである。
ところが，このようにして溶接を行った場合，第７図に
示すように，溶接形鋼管０１の開先断面０２は必ずしも
溶接形鋼管０１の０７で示す中心Ｏを通らず，電子ビー
ム溶接のようにビード幅の狭い溶接方法の場合の開先許
容目外れ値０．２mm程度に比べ格段に大きなビームの目
外れ０８を生じてしまうことが多い。
示すように，溶接形鋼管０１の開先断面０２は必ずしも
溶接形鋼管０１の０７で示す中心Ｏを通らず，電子ビー
ム溶接のようにビード幅の狭い溶接方法の場合の開先許
容目外れ値０．２mm程度に比べ格段に大きなビームの目
外れ０８を生じてしまうことが多い。
溶接形鋼管０１の開先加工，溶接は，厚板プレス曲げ加
工後，開先機械加工して密着させて溶接を行うが，長尺
鋼管のねじれ等のため，必ずしも開先水平面精度は十分
ではない。それに加えて，２シーム開先面溶接の場合，
片面溶接終了後真空中のまま電子ビームガン０５又は溶
接形鋼管０１を反転移動Ｃ，Ｃ′させる必要があり，真
空のまま，遠隔操作による開先合せするか，一端真空を
解除して直接的に開先合せセンシングを行う必要があ
る。
工後，開先機械加工して密着させて溶接を行うが，長尺
鋼管のねじれ等のため，必ずしも開先水平面精度は十分
ではない。それに加えて，２シーム開先面溶接の場合，
片面溶接終了後真空中のまま電子ビームガン０５又は溶
接形鋼管０１を反転移動Ｃ，Ｃ′させる必要があり，真
空のまま，遠隔操作による開先合せするか，一端真空を
解除して直接的に開先合せセンシングを行う必要があ
る。
ところが上記の方法は，遠隔操作のため，精度が不十分
であることや、真空排気の時間を有するため生産効率の
低下につながる欠点がある。
であることや、真空排気の時間を有するため生産効率の
低下につながる欠点がある。
従来技術においては，溶接形鋼管の開先加工位置決め精
度が，電子ビーム溶接のようにビード幅の狭い溶接の場
合の必要開先精度に見合ったものとなっておらず，その
ため入念な開先合せ，特にビーム軸と断面開先線との一
致及び溶接形鋼管表面での開先幅方向のビーム位置中心
と開先幅方向中心との一致が少なくとも必要である。
度が，電子ビーム溶接のようにビード幅の狭い溶接の場
合の必要開先精度に見合ったものとなっておらず，その
ため入念な開先合せ，特にビーム軸と断面開先線との一
致及び溶接形鋼管表面での開先幅方向のビーム位置中心
と開先幅方向中心との一致が少なくとも必要である。
開先幅方向中心とビーム軸中心が一致するようなセンシ
ング技術は，ＣＮＣ制御によるＸ線センシング等の活用
により，高精度位置決めが可能となっているが，開先断
面深さ方向（溶接形鋼管の場合，半径方向）の開先線と
ビーム軸のセンシング位置決め技術は，現状目視設定で
きるのみであり，精度上不十分で，ややもすれば目外れ
を生じやすい。
ング技術は，ＣＮＣ制御によるＸ線センシング等の活用
により，高精度位置決めが可能となっているが，開先断
面深さ方向（溶接形鋼管の場合，半径方向）の開先線と
ビーム軸のセンシング位置決め技術は，現状目視設定で
きるのみであり，精度上不十分で，ややもすれば目外れ
を生じやすい。
加えて，現状の上記セッティングは，真空解除した状態
で行う必要があり，生産効率の点から不十分である。
で行う必要があり，生産効率の点から不十分である。
本発明は上記問題点を解決するためにビーム照射用穴を
有したタブ板を被加工物両端面に取付け，目標地点に弱
ビームを照射してタブ板面内のビーム照射点の三次元座
標系の２地点を設定し，ビーム軸姿勢を開先断面溶接線
に合せる開先倣いセンシング位置決め方法である。すな
わち，電子ビーム及びレーザビーム等の高エネルギービ
ームで直線上の溶接を行う溶接方法において，被加工物
の溶接開先線延長上端部に仮固定された開先センシング
用タブ板の面の延長線上に２個のビーム照射用穴を設
け、その２個のビーム照射用穴と電子ビームガンとを結
ぶ三次元座標系によるビーム照射点を位置決めしてビー
ム軸姿勢、開先中心を倣い制御することを特徴とする三
次元開先倣いセンシング方法を提供するものである。
有したタブ板を被加工物両端面に取付け，目標地点に弱
ビームを照射してタブ板面内のビーム照射点の三次元座
標系の２地点を設定し，ビーム軸姿勢を開先断面溶接線
に合せる開先倣いセンシング位置決め方法である。すな
わち，電子ビーム及びレーザビーム等の高エネルギービ
ームで直線上の溶接を行う溶接方法において，被加工物
の溶接開先線延長上端部に仮固定された開先センシング
用タブ板の面の延長線上に２個のビーム照射用穴を設
け、その２個のビーム照射用穴と電子ビームガンとを結
ぶ三次元座標系によるビーム照射点を位置決めしてビー
ム軸姿勢、開先中心を倣い制御することを特徴とする三
次元開先倣いセンシング方法を提供するものである。
本発明の三次元開先倣いセンシング方法は上記のような
センシング方法となるので，ビーム軸姿勢を制御するた
めのタブ板により三次元座標系の２点センシングを可能
とし，その制御信号により母材ワーク，又は電子ビーム
ガン姿勢を制御できるものであり、真空中においても棒
母材ワーク姿勢を制御するターンテーブル又はターニン
グローラの使用及び移動型電子ビームガンの採用等から
ステッピングモータ制御により電子ビームガン姿勢制御
を高精度かつ遠隔操作で短時間に位置決めできる三次元
開先倣いセンシング方法である。
センシング方法となるので，ビーム軸姿勢を制御するた
めのタブ板により三次元座標系の２点センシングを可能
とし，その制御信号により母材ワーク，又は電子ビーム
ガン姿勢を制御できるものであり、真空中においても棒
母材ワーク姿勢を制御するターンテーブル又はターニン
グローラの使用及び移動型電子ビームガンの採用等から
ステッピングモータ制御により電子ビームガン姿勢制御
を高精度かつ遠隔操作で短時間に位置決めできる三次元
開先倣いセンシング方法である。
以下，本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。第１図は本発明の第１実施例に係る三次元開先
倣いセンシング方法を適用した溶接形鋼管の電子ビーム
溶接の場合のセンシング目合せ要領を示す斜視図。第２
図は本第１実施例に係る第１図II−II矢視の側面図。第
３図は本第１実施例に係る三角錐タブ板を用いた三次元
センシング位置決め要領を示す斜視図。第４図は本発明
の第２実施例に係る第１図の三角錐タブ板に替わる２枚
のタブ板を用いた側面図。第５図は本第２実施例に係る
２枚のタブ板を用いた三次元センシング位置決めの要領
を示す斜視図である。以下にその説明をする。第１図は
三角錐タブ板１を溶接形鋼管２の両端面４箇所に取付け
て移動台車９上のターニングローラ８により支持回転で
きるようにした三次元開先センシング｛溶接線方向（Ｘ
方向），溶接線垂直方向（Ｙ方向），溶接形鋼管の板厚
方向（Ｚ方向）｝するもので，三角錐タブ板１の長手方
向で開先線３の延長方向にケガキ線４を引き，その途中
にセンシング用微小ポンチ穴５ａ，５ｂを２個設けてお
り，その点を一定加工距離離れた電子ビームガン６より
弱ビーム７を照射し，電子ビームガン６の照射位置を合
せることにより溶接開先倣い，電子ビームガン姿勢制御
を行うものである。第２，３図は第１図の詳細図面であ
り，溶接形鋼管２の開先線３の延長上で溶接形鋼管端面
に三角錐タブ板１を取付け，開先線延長としてケガキ線
４を引き，三角錐タブ板１の平行部にセンシング用微小
ポンチ穴5a(B)を設け，斜面部先端に同様微小ポンチ穴5
b(A)を設けてある。センシング要領は前期ポンチ穴Ａ
（xo,yo,zo）を所定加工距離ｌ離れた位置Ａ′（xo,yo,
zo+l）で電子ビームガン６より弱ビーム７を照射し、ポ
ンチ穴５ｂの中心に電子ビーム点が一致するように電子
ビームガン姿勢，電子ビームガン位置を調整する。次に
ポンチ穴Ａより距離ｄだけ離れたポンチ穴Ｂ（xo+d,yo,
zo+h）に弱ビーム７を照射し，ポンチ穴５ａの中心に電
子ビーム中心が一致するように電子ビームガン姿勢，電
子ビームガン中心位置を調整すると，Ｂ′位置の座標は
（xo+d,yo,zo+l）となる調整である。このようにして各
々電子ビームガン位置をＡ′（xo,yo,zo+l）及びＢ′
（xo+d,yo,zo+l）となるように調整する。こうして溶接
形成鋼管２の板厚方向（Ｚ方向）に電子ビーム軸が一致
し，かつ開先線３の中心に電子ビーム軸が一致するよう
にすることにより溶接形鋼管中心Ｏ１９と合致して目外
れのない溶接ができるようにしたものである。又，第２
実施例の第４，５図においては開先線１１延長上の溶接
形鋼管１２の両端にタブ板１３を外表面及び内表面に２
枚取付け，開先線１１の延長線上にケガキ線１４を引
き，タブ板１３上のケガキ線中心１４に微小貫通穴１５
及び１６を明け，所定の距離離れた位置の電子ビームガ
ン１７より弱ビーム１８を照射し，２枚のタブ板１３の
貫通穴１５，１６を同時に電子ビーム１８が通るように
電子ビームガン１７の位置及び電子ビームガン姿勢を調
整することにより，開先中心合せ及び電子ビーム軸合せ
を行う。この結果，電子ビームガン位置は下位置に設定
でき，溶接形鋼管中心Ｏ１９と合致して目外れのない良
好な電子ビーム溶接が可能となる三次元開先倣いセンシ
ング方法である。
明する。第１図は本発明の第１実施例に係る三次元開先
倣いセンシング方法を適用した溶接形鋼管の電子ビーム
溶接の場合のセンシング目合せ要領を示す斜視図。第２
図は本第１実施例に係る第１図II−II矢視の側面図。第
３図は本第１実施例に係る三角錐タブ板を用いた三次元
センシング位置決め要領を示す斜視図。第４図は本発明
の第２実施例に係る第１図の三角錐タブ板に替わる２枚
のタブ板を用いた側面図。第５図は本第２実施例に係る
２枚のタブ板を用いた三次元センシング位置決めの要領
を示す斜視図である。以下にその説明をする。第１図は
三角錐タブ板１を溶接形鋼管２の両端面４箇所に取付け
て移動台車９上のターニングローラ８により支持回転で
きるようにした三次元開先センシング｛溶接線方向（Ｘ
方向），溶接線垂直方向（Ｙ方向），溶接形鋼管の板厚
方向（Ｚ方向）｝するもので，三角錐タブ板１の長手方
向で開先線３の延長方向にケガキ線４を引き，その途中
にセンシング用微小ポンチ穴５ａ，５ｂを２個設けてお
り，その点を一定加工距離離れた電子ビームガン６より
弱ビーム７を照射し，電子ビームガン６の照射位置を合
せることにより溶接開先倣い，電子ビームガン姿勢制御
を行うものである。第２，３図は第１図の詳細図面であ
り，溶接形鋼管２の開先線３の延長上で溶接形鋼管端面
に三角錐タブ板１を取付け，開先線延長としてケガキ線
４を引き，三角錐タブ板１の平行部にセンシング用微小
ポンチ穴5a(B)を設け，斜面部先端に同様微小ポンチ穴5
b(A)を設けてある。センシング要領は前期ポンチ穴Ａ
（xo,yo,zo）を所定加工距離ｌ離れた位置Ａ′（xo,yo,
zo+l）で電子ビームガン６より弱ビーム７を照射し、ポ
ンチ穴５ｂの中心に電子ビーム点が一致するように電子
ビームガン姿勢，電子ビームガン位置を調整する。次に
ポンチ穴Ａより距離ｄだけ離れたポンチ穴Ｂ（xo+d,yo,
zo+h）に弱ビーム７を照射し，ポンチ穴５ａの中心に電
子ビーム中心が一致するように電子ビームガン姿勢，電
子ビームガン中心位置を調整すると，Ｂ′位置の座標は
（xo+d,yo,zo+l）となる調整である。このようにして各
々電子ビームガン位置をＡ′（xo,yo,zo+l）及びＢ′
（xo+d,yo,zo+l）となるように調整する。こうして溶接
形成鋼管２の板厚方向（Ｚ方向）に電子ビーム軸が一致
し，かつ開先線３の中心に電子ビーム軸が一致するよう
にすることにより溶接形鋼管中心Ｏ１９と合致して目外
れのない溶接ができるようにしたものである。又，第２
実施例の第４，５図においては開先線１１延長上の溶接
形鋼管１２の両端にタブ板１３を外表面及び内表面に２
枚取付け，開先線１１の延長線上にケガキ線１４を引
き，タブ板１３上のケガキ線中心１４に微小貫通穴１５
及び１６を明け，所定の距離離れた位置の電子ビームガ
ン１７より弱ビーム１８を照射し，２枚のタブ板１３の
貫通穴１５，１６を同時に電子ビーム１８が通るように
電子ビームガン１７の位置及び電子ビームガン姿勢を調
整することにより，開先中心合せ及び電子ビーム軸合せ
を行う。この結果，電子ビームガン位置は下位置に設定
でき，溶接形鋼管中心Ｏ１９と合致して目外れのない良
好な電子ビーム溶接が可能となる三次元開先倣いセンシ
ング方法である。
以上，具体的に説明したように本発明においては従来セ
ンシング技術で問題であった三次元センシング（特に深
さ方向であるＺ方向）が可能となり，高精度かつ効率的
な位置決めが可能で，電子ビーム軸の適正制御が可能で
ある。これにより，大型構造物で厚板溶接の深さ方向の
目外れのない高品質溶接が可能である。
ンシング技術で問題であった三次元センシング（特に深
さ方向であるＺ方向）が可能となり，高精度かつ効率的
な位置決めが可能で，電子ビーム軸の適正制御が可能で
ある。これにより，大型構造物で厚板溶接の深さ方向の
目外れのない高品質溶接が可能である。
第１図は本発明の第１実施例に係る三次元倣いセンシン
グ方法を適用した溶接形鋼管の電子ビーム溶接の場合の
センシング目合せ要領を示す斜視図，第２図は本第１実
施例に係る第１図II−II矢視の側面図，第３図は本第１
実施例に係る三角錐タブ板を用いた三次元センシング位
置決め要領を示す斜視図，第４図は本発明の第２実施例
に係る２枚のタブ板を用いた三次元センシング位置決め
要領を示す側面図，第５図は本第２実施例に係る２枚の
タブ板を用いた三次元センシング位置決め要領を示す斜
視図，第６図は従来の溶接形鋼管開先倣い合せ要領の斜
視図，第７図は従来の第６図に係る溶接形鋼管開先倣い
合せ要領で電子ビーム溶接を行った場合の電子ビーム溶
接の目外れ状況を示す説明図である。 １…三角錐タブ板，２…溶接形鋼管，３…開先線，４…
ケガキ線，５ａ，５ｂ…微小ポンチ穴，６…電子ビーム
ガン，７…弱ビーム，８…ターニングローラ，９…移動
台車，１１…開先線，１２…溶接形鋼管，１３…タブ
板，１４…ケガキ線，１５，１６…微小貫通穴，１７…
電子ビームガン，１８…弱ビーム，１９…鋼管中心，０
１…溶接形鋼管，０２…開先，０３…ダイヤルゲージ，
０４…鋼管置きブロック，０５…電子ビームガン，０６
…電子ビーム，０７…溶接形鋼管中心，０８…電子ビー
ムの目外れ。
グ方法を適用した溶接形鋼管の電子ビーム溶接の場合の
センシング目合せ要領を示す斜視図，第２図は本第１実
施例に係る第１図II−II矢視の側面図，第３図は本第１
実施例に係る三角錐タブ板を用いた三次元センシング位
置決め要領を示す斜視図，第４図は本発明の第２実施例
に係る２枚のタブ板を用いた三次元センシング位置決め
要領を示す側面図，第５図は本第２実施例に係る２枚の
タブ板を用いた三次元センシング位置決め要領を示す斜
視図，第６図は従来の溶接形鋼管開先倣い合せ要領の斜
視図，第７図は従来の第６図に係る溶接形鋼管開先倣い
合せ要領で電子ビーム溶接を行った場合の電子ビーム溶
接の目外れ状況を示す説明図である。 １…三角錐タブ板，２…溶接形鋼管，３…開先線，４…
ケガキ線，５ａ，５ｂ…微小ポンチ穴，６…電子ビーム
ガン，７…弱ビーム，８…ターニングローラ，９…移動
台車，１１…開先線，１２…溶接形鋼管，１３…タブ
板，１４…ケガキ線，１５，１６…微小貫通穴，１７…
電子ビームガン，１８…弱ビーム，１９…鋼管中心，０
１…溶接形鋼管，０２…開先，０３…ダイヤルゲージ，
０４…鋼管置きブロック，０５…電子ビームガン，０６
…電子ビーム，０７…溶接形鋼管中心，０８…電子ビー
ムの目外れ。
Claims (1)
- 【請求項１】電子ビーム及びレーザビーム等の高エネル
ギービームで直線上の溶接を行う溶接方法において、被
加工物の溶接開先線延長上端部に仮固定された開先セン
シング用タブ板の面の延長線上に２個のビーム照射用穴
を設け、その２個のビーム照射用穴と電子ビームガンと
を結ぶ三次元座標系によるビーム照射点を位置決めして
ビーム軸姿勢、開先中心を倣い制御することを特徴とす
る三次元開先倣いセンシング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61160129A JPH067995B2 (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | 三次元開先倣いセンシング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61160129A JPH067995B2 (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | 三次元開先倣いセンシング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6316883A JPS6316883A (ja) | 1988-01-23 |
| JPH067995B2 true JPH067995B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=15708495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61160129A Expired - Lifetime JPH067995B2 (ja) | 1986-07-08 | 1986-07-08 | 三次元開先倣いセンシング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067995B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100482921B1 (ko) * | 2000-09-04 | 2005-04-14 | 주식회사 포스코 | 전자빔 용접에 의한 니켈기 후판재 전극롤의 제조방법 |
| JP4932680B2 (ja) * | 2007-11-14 | 2012-05-16 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 鋼管内面付着液体の除去方法 |
-
1986
- 1986-07-08 JP JP61160129A patent/JPH067995B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6316883A (ja) | 1988-01-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |