JPH0683254U - 溶接余盛の自動研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 砥石の消耗や母材表面に変形があっても、常
に研削除去量を自動的に一定に保持し、負荷が限界値に
達したときには、電子グラインダの回転停止、上昇退避
並びに走行停止を行って装置全体の損傷を防止する。 【構成】 母材表面５０の溶接線に沿って一定速度で移
動する走行台車４、走行台車上に取付けられた横方向移
動枠５及び昇降機構８、昇降機構のスライダ１３に固定
された電子グラインダ１５、砥石１７から構成される。
電子グラインダ１５の負荷電流を検出する電流検出手段
と、設定値と比較して負荷電流が一定値となるように研
削量を加減すべく昇降機構８を制御する制御回路と、負
荷電流が限界値に達したとき、電子グラインダの回転停
止、上昇退避並びに走行停止の動作信号を出力する過負
荷防止回路とを有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は母材表面にならって溶接余盛を自動的に研削する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

溶接継手の疲労強度を向上したり、溶接部の非破壊試験を容易にしたり、ある いは単に表面の凹凸を無くす目的などのために、溶接の余盛を研削除去すること が行われている。また、ガス切断した溶接開先面を研削仕上げしたり、鋳造品や 鍛造品の表面を研削仕上げすることも一般に行われている。図９のように、幅Ｗ 、高さｂでほぼ半円状に突出する溶接の余盛５１は、母材表面５０より余分に盛 られた溶接ビードをいい、これをほぼ母材表面と平坦になるまで研削除去するに はポータブル式のグラインダを操作して手作業で行われていたが、従来の手作業 を機械化するために図７に示すような装置を使用することが試みられた。

【０００３】 この装置は、母材表面５０の溶接線方向に沿って移動する走行台車６０、該走 行台車６０上に取付けられた昇降機構６１、該昇降機構６１に固定具６２を介し て固定された高速グラインダ６３及び該グラインダ６３に装着された砥石６４か ら構成され、走行台車６０は走行用モータ６５で駆動されるが、昇降機構６１は 手動で調整する。図８は前記昇降機構の概略を示したもので、ねじ機構６６で上 下に移動するブロック６７に前記固定具６２が取付けられているから、ノブ６８ を手で左右にまわすとブロック６７、固定具６２を介してグラインダ６３が上下 に移動し、その結果、砥石６４によって余盛５１が研削される量を調整すること ができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記のような溶接余盛の研削に使用される砥石６４としては、図１０、１１に 示すようにアルミニウム合金製などの円形基板６４ａ上に多数の研磨布片６４ｂ を放射状に積層したものが盛んに用いられている。この種の砥石６４は、研磨に 伴う研磨布６４ｂの消耗によって研削面が更新されるので、従来のレジノイド砥 石などにくらべて単位時間当りの研削除去量が格段に大きく、作業能率が良い。 しかし、必然的に砥石の消耗が速いので図７の装置では常に作業者が砥石の消耗 に合せて、グラインダを母材表面５０へ下降させてやらなければならない。

【０００５】 また、図１２のように母材表面５０が溶接熱により溶接線を含む垂直面にゆる やかに湾曲し、変形しているときは、走行台車６０の移動に伴って母材表面５０ の変形と砥石の消耗とに同時に追従しながらグラインダ６３を上下させるという 複雑な手動調整が必要である。

【０００６】 このような手間を省くために、ばねや空圧、液圧装置を用いて砥石を常に一定 圧力で余盛に押し付けて研削する方法が考えられるが、ばねでは振動が発生しや すいし、空圧や液圧装置は大形になるので実用的ではない。また、溶接ビードの 継ぎ目等で局所的に突起を有することがあるが、研削中の砥石が、この突起に衝 突するとグラインダモータに過大な電流が流れて焼損させたり、砥石の破損によ り破片が飛散して危険を招いたりすることがある。

【０００７】 本考案は、砥石が消耗したり、母材表面が変形していても、常に研削除去量を 自動的に一定に保持しうる溶接余盛の自動研削装置を提供することを目的とする 。また、電子グラインダの負荷電流が限界値に達したときには、電子グラインダ の回転停止、上昇退避並びに走行停止を行って、装置全体の損傷を防止しうる自 動研削装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案は、単位時間当りの研削量の大小に応じて負 荷電流が増減する電子グラインダを用いることによって溶接余盛を研削除去する 装置を構成したものである。すなわち、溶接線に沿って一定の速度で移動しうる 走行台車上に横方向移動枠及び昇降機構を介して３次元的に可動に支持された電 子グラインダと；電子グラインダの負荷電流を検出する電流検出手段と；前記電 子グラインダの電流設定値と負荷電流検出値とを比較して、負荷電流が一定値と なるように、電子グラインダと溶接余盛の被研削面との間の距離を調整して単位 時間当りの研削量を加減すべく前記昇降機構を制御する制御回路と；前記電子グ ラインダの負荷電流が限界値に達したとき、前記電子グラインダの回転停止、上 昇退避並びに走行停止の動作信号を出力する過負荷防止回路とを有することを特 徴とする。

【０００９】 従来、一般に使用されている高速グラインダは単位時間当り研削除去量を増大 しようとすると回転数が低下するので、研削力も失われるが、電子グラインダは 回転数が低下しようとすると負荷電流を増大して回転数を一定に保持しようとす る。したがって、台車の走行速度が一定ならば、単位時間当り研削除去量と負荷 電流との間には第４図のような関係がある。

【００１０】 本考案は、このような電子グラインダの特性を利用したもので、図８のごとき ノブ６８を操作してグラインダを昇降させる代りに、電子グラインダと溶接余盛 との間の距離を制御する機構として昇降用モータを内蔵した昇降機構を用いる。 昇降用モータとしては各種のものが利用可能であるが、交流リバーシブルモータ を用いるのが最も簡便である。

【００１１】

【作 用】

電子グラインダの負荷電流を検出し、比較器によって設定電流値と比較して、 実際の負荷電流が設定電流値より小さいときは電子グラインダを下降させ、逆に 実際の負荷電流が設定電流値より大きいときは電子グラインダを上昇させるよう に昇降機構を制御する。電子グラインダの負荷電流は一定に保持されるから、走 行機構（走行台車）の移動速度が一定である限り、常に一定量の余盛を研削除去 する。さらに、電子グラインダの負荷電流が限界値に達したときには過負荷防止 回路からの信号によって、電子グラインダの回転停止、上昇退避並びに走行停止 を行って、装置全体の損傷を防止する。

【００１２】

【実施例】

図１〜３は、本考案装置の正面図、平面図及び側面図である。 図において、１は溶接線に沿って走行台車４を移動させるため配置したガイド レール、２はガイドレール１の所定間隔ごとに設けたマグネット付き（母材が非 磁性金属であるときは真空吸着パッド付き）の支持板、３はガイドレール１の上 面に固着したラック、５は走行台車４の上に設けた横方向移動枠、６は走行台車 ４のほぼ中央に設けた走行機構（図２）、７は横方向移動枠５の操作用ハンドル 、８は横方向移動枠５に取付けた昇降機構、１０は走行台車４の上部に設けた操 作パネル、１５は走行台車４上の横方向移動枠５及び昇降機構８を介して３次元 的に可動に支持された電子グラインダ、１７は電子グラインダ本体の端部に取付 けた砥石である。

【００１３】 走行台車４は下部に複数個のホイール１１を有し、これをガイドレール１の両 側壁長手方向に沿って設けた案内用の溝１２に係合させている。また、走行台車 ４の下部にピニオン２０を突出させ、これをガイドレール上に設けたラック３に 噛合わせる。走行台車４には走行機構６を構成する走行用モータ９が内蔵され、 減速機構（図示省略）を介してピニオン２０を回動して走行台車４をガイドレー ル１の長手方向に一定速度で走行させるようにしている。溶接余盛の研削作業時 には上記のように走行用モータ駆動により比較的低速で走行させるが、研削終了 後には本体上部に取付けたハンドル２１（図２）を操作してピニオン２０をラッ ク３から離し、手押しで走行台車４を早戻りできるようにしてある。走行台車４ の操作パネル１０には砥石の回転、昇降機構駆動および台車走行用の各種スイッ チのほか、速度表示窓４０、電流値設定器３５および負荷電流表示付き電流目盛 ３６等を有している。

【００１４】 昇降機構８の昇降用スライダ１３にホルダ１６を設け、これに前後傾斜角度調 節用のハンドル１８及び砥石１７の回転軸傾斜角度調節用ハンドル１９を取り付 けて傾動自在に電子グラインダ１５を支持する。この昇降機構８は、電子グライ ンダ１５と溶接余盛の被研削面との間の高さ方向の距離を制御するためのもので 、図５に概略を示すように昇降機構８の上部に昇降用モータ２５を載置し、モー タ出力軸にスクリューロッド２６を直結してスライダ１３の支持ブロック２７に 螺合させる。支持ブロック２７は左右のガイド２８に沿って上下方向に摺動自在 に支持されているので、後記制御回路４０（図６）を介して昇降用モータ２５を 正転または逆転させることにより、スライダ１３に取付けられたホルダ１６およ び電子グラインダ１５を昇降させることができる。

【００１５】 図６は昇降用モータ２５として交流リバーシブルモータを使用した場合の制御 回路等の配置関係を示すブロック図である。 制御回路４０は、電子グラインダ１５の電流設定値と負荷電流検出値とを比較 して、負荷電流が一定値となるように、電子グラインダと溶接余盛の被研削面と の間の距離を調整する、すなわち電子グラインダ１５の単位時間当りの研削量を 一定に保ち、あるいは加減すべく昇降機構８を制御するためのものであって、グ ラインダモータ１５ａの負荷電流を整流する整流回路３１と、整流された出力の ノイズを除く平滑化回路３２と、前記負荷電流と設定値電流とを比較する比較器 ３７の出力により昇降用モータの正逆転を決定する正逆切換え器３８とから構成 されている。

【００１６】 電子グラインダ１５のモータ１５ａ、走行用モータ９および昇降用モータ２５ はすべて電源３０（例えば交流１００Ｖ）により過負荷防止回路３３を経て駆動 される。走行用モータ９は別の制御回路４１により任意の一定速度で回転する。 電子グラインダ１５のモータ１５ａは前述したように電子制御回路４２により、 単位時間当り研削除去量の多少にかかわらず、回転数が一定に保持される。

【００１７】 その際、図４のように変動するグラインダのモータ１５ａの負荷電流は電流検 出部（電流検出手段）３４で検出され、整流回路３１、平滑化回路３２を経て負 荷電流表示目盛３６に表示されるとともに、比較器３７へ送られる。比較器３７ はあらかじめ電流値設定器３５に設定された電流値と前記負荷電流とを比較し、 その差の絶対値があらかじめ感度調整回路３９で定められた値を超えたときは、 正逆切換え器３８から上昇または下降の信号を出力させる。

【００１８】 電子グラインダのモータ１５ａの負荷電流が、図４の許容限界値を超えたとき は、過負荷防止回路３３が作動してグラインダ１５のモータ１５ａ、走行用モー タ９の回転を停止すると共に、昇降用モータ２５を逆転して電子グラインダを上 昇退避させることによりグライダンの焼損と砥石の破損を未然に防止する。

【００１９】 次に上記装置の作用を説明する。図１〜３のように母材表面の溶接線と所定の 間隔をおき、かつ溶接線と平行してガイドレール１を配設し、ハンドル７により 走行台車上の横方向移動枠５に支持された昇降機構８を進退させ、ハンドル１８ 、１９を操作して砥石１７を溶接余盛５１の直上部に正しく位置させて芯合わせ する。このようにしたのち、電子グラインダ１５を駆動しながら昇降用モータ２ ５を回転することにより溶接余盛５１が除去される高さまで電子グラインダを下 降させて研削を開始する。研削が開始されたのち、走行用モータ９を駆動し、ラ ック３と噛合うピニオン２０を回転させることにより台車４を一方向に走行させ て全長の溶接余盛５１を除去する。除去したのちは、レバー２１を操作してピニ オンとラックの噛合いを解き、手押しにて走行台車４を元の位置に早戻しする。

【００２０】 走行台車４を一定速度で走行させながら、溶接余盛５１を研削する際に、母材 表面５０が狂いのない平面であれば、電子グラインダ１５の負荷電流値が一定に なるよう昇降機構８は常に砥石の消耗量だけ下降し、その結果研削除去量を一定 に保持する。図１２のように母材表面５０が溶接線を含む垂直面内に緩やかに湾 曲するなど変形しているときには、常に砥石の消耗量と母材表面５０の変形に追 従して研削除去量ｅが一定になるように昇降機構８を自動的に昇降させる。その 結果、余盛５１の量ｂがほぼ一定であるならば、残量ｓが一定になるよう研削仕 上げすることができる。また、図９の余盛ビード幅Ｗが大きいときは、横方向移 動枠５によって電子グラインダ１５を横方向へ移動しながら往復研削することに よって余盛ビード５１の全面を研削仕上げすることができる。

【００２１】 また、図１０のごとき砥石を使用した場合には、研磨布片６４ｂの消耗が円形 基板６４ａに達して研削不能になった状態では、必然的に研削抵抗が増大してグ ラインダ負荷電流が許容限界値を超えるから、図６における過負荷防止回路３３ が作動して装置の動作が自動的に停止し、砥石の交換を待つ状態になる。すなわ ち、自動停止、フェイルセーフ機能を有している。実験結果によれば、交流リバ ーシブルモータを使用した図６の回路でも実用上十分な平滑さの仕上り面が得ら れているが、サーボモータを使用すれば、さらに制御精度が向上して、より平滑 な仕上り面が得られる。

【００２２】

【考案の効果】

上記のように、本考案は、単位時間当たり研削量の大小に応じて負荷電流が増 減する電子グラインダを、溶接線に沿って一定速度で移動しうる走行台車上に横 方向移動枠及び昇降機構を介して３次元的に可動に支持したものであるから、走 行台車並びに昇降機構をモータによって駆動することにより母材表面の溶接余盛 の研削を自動的に行うことができる。

【００２３】 また、電子グラインダと溶接余盛の被研削面との間の距離を調整して単位時間 当たりの研削量を加減すべく昇降機構を制御する制御回路を有しているため、電 子グラインダの負荷電流が設定電流値より小さいときはグラインダを下降させ、 逆に実際の負荷電流が設定電流値より大きいときはグラインダを上昇させるよう に昇降機構を駆動して一定量の余盛を研削除去することができる。また、横方向 へ電子グラインダを移動しながら往復研削することによって幅の広い溶接余盛の 研削仕上げが効率よく施工できる。したがって、自動溶接したビードのように溶 接線全長にわたって余盛の高さや幅が均一であるならば、たとえ母材表面が変形 していても母材表面にならって正確に溶接余盛を研削することが可能である。さ らに、電子グラインダの負荷電流が限界値に達したときには、過負荷防止回路か らの信号により電子グラインダの回転停止、上昇退避並びに走行停止を行って、 装置全体の損傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案溶接余盛研削装置の正面図。

【図２】図１の平面図。

【図３】図１の側面図。

【図４】電子グラインダの特性線図。

【図５】昇降機構の概略側面図。

【図６】本考案研削装置の制御回路等の配置関係を示す
ブロック図。

【図７】従来形の溶接余盛研削装置の側面図。

【図８】従来形の溶接余盛研削装置における昇降機構の
概略側面図。

【図９】溶接余盛の拡大断面図。

【図１０】砥石の平面図。

【図１１】図１０の断面図。

【図１２】母材表面が変形している模様を誇張して示し
た溶接余盛の縦断面図。

【符号の説明】

４ 走行台車 ５ 横方向移動枠 ６ 走行機構 ７ ハンドル ８ 昇降機構 ９ 走行用モータ １３ 昇降スライダ １５ 電子グラインダ １５ａ グラインダモータ １６ ホルダ １７ 砥石 ２０ ピニオン ２５ 昇降用モータ ３３ 過負荷防止回路 ３４ 電流検出部 ３５ 電流値設定器 ４０ 制御回路 ５０ 母材表面 ５１ 溶接余盛。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 単位時間当りの研削量の大小に応じて負
   荷電流が増減する電子グラインダを用いて溶接余盛を研
   削除去する装置であって、 溶接線に沿って一定の速度で移動しうる走行台車上に横
   方向移動枠及び昇降機構を介して３次元的に可動に支持
   された電子グラインダと、 電子グラインダの負荷電流を検出する電流検出手段と、 前記電子グラインダの電流設定値と負荷電流検出値とを
   比較して、負荷電流が一定値となるように、電子グライ
   ンダと溶接余盛の被研削面との間の距離を調整して単位
   時間当りの研削量を加減すべく前記昇降機構を制御する
   制御回路と、 前記電子グラインダの負荷電流が限界値に達したとき、
   前記電子グラインダの回転停止、上昇退避並びに走行停
   止の動作信号を出力する過負荷防止回路と、 を有することを特徴とする溶接余盛の自動研削装置。