JPH08174221A - 立向自動溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶接装置の設置を容易にし、溶接能率を大幅
に向上する。 【構成】 ホイスト１２によって吊下げられた架台７
と、架台７に設けられた２つのホイスト２と、被溶接材
８、９の隅肉溶接線の近傍に沿ってホイスト２の各々か
ら吊下げられたチェーン１１と、チェーン１１の下端に
取り付けられた溶接機本体１とからなる。溶接機本体１
は、走行台車と、走行台車に搭載された、被溶接材８、
９を隅肉溶接するための溶接トーチ２８等の溶接機構と
からなる。走行台車は、一方の前記被溶接材８の面上を
ガイドしながら転動するガイド車輪と、他方の前記被溶
接材９の面上を転動する走行車輪と、溶接機本体１を被
溶接材９側に吸引させるための磁石とを備える。ホイス
ト１２により吊り下げられた架台７を水平に回動するこ
とにより、被溶接材８、９の十字継手結合部の４箇所の
隅肉溶接部を作業者１人で溶接できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被溶接材への取付け
が容易で、溶接作業効率を大幅に向上することができる
立向自動溶接装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】船舶等の大型鋼構造物、例えば、二重底
ブロックの大組立仕上溶接ステージのロボット後ステー
ジにおけるフロアとガーダーとの立向隅肉溶接部等で
は、垂直な被溶接材の隅肉溶接長さは膨大な長さになる
ことから、このような箇所の溶接に際しては、立向自動
溶接装置が使用されている。

【０００３】従来の立向自動溶接装置は、垂直な被溶接
材面に、その溶接線と平行に磁石等によりレールを固定
し、溶接機を搭載して走行する溶接台車をワイヤー等に
よってレールに沿って引き上げながら溶接を行うもので
あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
立向自動隅肉溶接装置によれば、被溶接材への溶接台車
用レールの取付けが面倒であるばかりか、溶接線と平行
にレールを取り付けないと、溶接台車が溶接線に沿って
正確に上昇せず、隅肉溶接が良好に行えないといった問
題があった。また、このようなことから、１人で２台以
上の溶接装置の使用は困難であった。

【０００５】従って、この発明の目的は、被溶接材への
溶接台車用レールの取付けを不要とし、溶接装置の設置
を容易にし、溶接能率を大幅に向上することができる立
向自動隅肉溶接装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、互いに結合
している垂直な鋼製被溶接材に沿って上昇しながら前記
被溶接材の結合部を自動隅肉溶接する立向自動溶接装置
において、起重機によって前記被溶接材の上方から吊下
げられた架台と、前記架台に設けられた１または２以上
の巻回機構と、前記被溶接材の隅肉溶接線の近傍に沿っ
て前記巻回機構の各々から巻回可能に吊下げられたチェ
ーンまたはワイヤー等の紐状体と、前記紐状体の各々の
下端に取り付けられた溶接機本体とからなり、前記溶接
機本体は、走行台車と、前記走行台車に設けられた、前
記被溶接材を隅肉溶接するための溶接機構とからなり、
前記走行台車は、一方の被溶接材の面上をガイドしなが
ら転動するガイド車輪と、前記被溶接材と結合している
他方の被溶接材の面上を転動する走行車輪と、前記溶接
機本体を前記他方の被溶接材側に吸引させるための磁石
とを備えることに特徴を有するものである。

【０００７】

【作用】クレーン等の起重機により架台を吊り下ろし、
互いに結合している被溶接材の上端に載置して固定す
る。ホイスト等の巻回機構によって、チェーン等の紐状
体の先端に取り付けられた溶接機本体を、架台から被溶
接材の溶接線の近傍に吊り下げる。巻回機構によって溶
接機本体を上昇させながら隅肉溶接を行う。上昇する溶
接機本体は走行台車を備え、互いに結合している一方の
被溶接材の面上をガイドするガイド車輪および他方の被
溶接材の面上を転動する走行車輪により被溶接材面上を
走行しながら上昇する。溶接倣いについては、磁石の磁
力により溶接機本体が他方の被溶接材側に吸引されるの
で、溶接機構が溶接線からずれることはない。

【０００８】巻回機構、紐状体、溶接機本体等の一式を
２式取り付け、溶接機本体を被溶接材の両側に配置すれ
ば、被溶接材の両面側において隅肉溶接が同時に可能で
ある。また、ガーダーがフロアに貫通しているような十
字継手部材形状のワークにおいては、架台を水平方向に
順次回動していくことにより、巻回機構等が１式でも、
十字継手部の４箇所をオペレーター（作業者）１人で作
業可能である、また、巻回機構を４式設ければ、架台を
回動せずに十字継手部の４箇所を一時に隅肉溶接可能で
あり作業効率が大幅に向上する。

【０００９】

【実施例】次に、この発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。本実施例は、二重底ブロックの大組立仕上
溶接ステージ（ロボット後ステージ）において、ガーダ
ーがフロアに貫通している十字継手部材形状を有する被
溶接材（ワーク）に適用する例を示している。ワーク寸
法は、ガーダー厚み：１２〜２０ｍｍ、フロア厚み：１
２〜３０ｍｍ、ワーク高さ：二重底タンクトップ３５か
ら３５００ｍｍ程度である。また、ガーダー、フロア
は、軟鋼、高張力鋼等からなっている。

【００１０】図１はこの発明の立向自動溶接装置の１実
施態様を示す概略正面図、図２は概略斜視図、図３はこ
の発明の立向自動溶接装置の架台の部分を示す正面図、
図４は側面図、図５は平面図、図８はこの発明の立向自
動溶接装置を備える溶接ステージの全体を示す正面図で
ある。

【００１１】図面に示すように、この発明の立向自動溶
接装置Ａは、ガントリークレーン３３のサドル３３ａに
複数配設された架台巻上げ用ホイスト１２によってペン
ダント１３を介して吊り下げ／上げ可能に設けられてい
る。立向自動溶接装置Ａの両側には、ＣＯ₂ 半自動送給
装置３０が同様にホイスト１２、ペンダント１３によっ
て吊り下げ／上げ可能に配設されている。ホイスト１２
の操作はリモコン操作盤１４によって行なわれる。

【００１２】立向自動溶接装置Ａは、直方体形状に形成
された枠からなる架台７と、架台７内に梁１８によって
取り付けられた２機のホイスト２と、ホイスト２の各々
に巻き上げ／下げ自在に巻回されたチェーン１１と、チ
ェーン１１の下端に取り付けられた溶接機本体１とを備
えている。架台７にはロープ３７が取り付けられ、オペ
レーター３８がロープ３７を持って手前に引っ張れば、
架台７は水平に回動可能である。また、架台７の下部に
は、鋼製のダミー板１５が取り付けられている。

【００１３】１７はホイスト２を構成するチェーンブロ
ック、１６はチェーンブロック１７のＡＣサーボであ
る。このような機構を備えるホイスト２によってチェー
ン１１を巻出し／巻取ることにより、溶接機本体１は上
下方向に昇降自在である。

【００１４】架台７には溶接機本体１の動作を制御する
制御盤４が設けられており、制御盤４と溶接機本体１と
は、両者を接続する制御ケーブル５によって接続されて
いる。６は、架台７に設けられたケーブルリールであ
り、溶接機本体１の昇降動作に応じて制御ケーブル５を
巻出し／巻取る機能を有している。また、３は制御盤４
のリモコン操作盤でありヒモ１９が取り付けられてい
る。リモコン操作盤３はトルクリール２０を介したケー
ブル２１によって上方に吊り下げられており、使用時に
オペレーター３８がヒモ１９を引っ張れば降下してく
る。更に、制御盤４は制御電源ケーブル２２を介してト
ランス２３に接続されている。２４はホイスト１６の近
傍に設けられた制御電源ケーブル用ケーブルリールであ
り、架台７の昇降動作に応じて制御電源ケーブル２２の
長さを円滑に制御する。

【００１５】図６は溶接機本体を示す側面図、図７は平
面図である。溶接機本体１は、走行台車１０に搭載され
ている。走行台車１０は、被溶接材８または９（図面で
はガーダー８）の面上をガイドしながら転動する２つの
ガイド車輪２６と、走行台車１０を被溶接材側（図面で
はフロア９）に吸引させるための永磁マグネット４１
と、被溶接材（フロア９）の面上を転動する複数の走行
車輪２７とを備えている。走行車輪２７は、フロア９の
面上を滑りなく転動するような、例えば、ゴムによって
作られており、図６に示すように走行台車１０のフロア
９側の面の四隅に、中央を回動可能に枢着された車軸３
９の両端に、左右１個づつ、合計８個設けられており、
これにより、倣い確保のためステアリングの調整が可能
な機構となっている。図６において、４３は光電スイッ
チ、２５は光電スイッチブラケットである。

【００１６】永磁マグネット４１は走行台車１０によっ
て全部で４個取付けられている。永磁マグネット４１の
数は４個に限定されない。各マグネット４１は被溶接材
の面と接触しないように取り付けられている。マグネッ
ト４１の作用により、溶接機本体１は垂直な被溶接材
（フロア９）側に吸引されるので、走行車輪２７を介し
て被溶接材（フロア９）に密着し、被溶接材９から離れ
ることはない。また、マグネット４１は、溶接機本体１
を架台７の位置まで上昇させたときにおいては、溶接機
本体１をダミー板１５に吸着固定する作用をも有してい
る。

【００１７】溶接機構の溶接トーチ２８は溶接トーチ把
持機構４０によって走行台車１０に着脱自在である。溶
接トーチ２８には、トーチスイッチケーブル２９を介し
て送給装置３０を接続可能である。送給装置３０は、図
１、図８に示すようにチェーン３１によりガントリーク
レーン３３のホイスト１２によって吊下げられており、
送給装置３０には、ケーブル３２を介してＣＯ₂ 半自動
電源３４が接続されている。

【００１８】溶接機本体１の溶接機構は、溶接トーチ２
８を隅肉溶接部幅方向に所定周期で揺動させるためのウ
ィービング機構（図示せず）と、ウィービング機構に取
り付けられた上下調整機構（図示せず）と、上下調整機
構に取り付けられた左右調整機構（図示せず）を備えて
いる。

【００１９】本発明装置の被溶接材〔ワーク（スティフ
ナ）〕との干渉処理については、狭隘で溶接トーチがセ
ンター倣い位置で通らないような箇所では、センサー検
知後、遅延制御により溶接トーチを移動させると共に、
一部溶接残しを作る機能を有している。この部分につい
ては、オペレーター３８が半自動で溶接残し部分を溶接
する。３６は近接スイッチであり、溶接倣いが外れた場
合には、溶接機本体１を停止させる機能を有する。溶接
倣いが外れた場合には、近接スイッチ３６にて溶接停止
（溶接機本体走行およびアーク停止）し、表示灯４２を
点灯させる保護機能を備えている。

【００２０】次に、上述したこの発明の立向自動溶接装
置による隅肉溶接作業手順を説明する。

【００２１】以下の（１）〜（７）に示す諸元を有する
立向自動溶接装置を使用した。 （１）溶接機本体（２式） ウィーバー／近接センサー／リミットスイッチ装備。

【００２２】（２）ホイスト（２式） １．ＡＣサーボモータを装備したチェーンブロック ２．定格荷重および揚程：１２０ｋｇ／６Ｍ ３．速度：溶接速度；５０〜５００ｍｍ／ｍｉｎ 空走行 ；３０００ｍｍ／ｍｉｎ

【００２３】（３）リモコン操作盤（１式） １．溶接の開始／停止 ２．溶接速度の増減 ３．下進／上進切換え ４．ウィービング速度／幅／両端・センター停止時間 ５．溶接機本体（Ａ手前側／Ｂ裏側）切換え ６．低速（溶接）と高速（空走行）の切換え ７．下進溶接時の溶接距離のセット（一定距離溶接後に
溶接開始点にバックする）

【００２４】（４）制御盤（１式） （５）制御ケーブル（制御盤〜溶接機本体）（２式）

【００２５】（６）ケーブルリール（２式） （７）架台（１式）

【００２６】上記の諸元を有する立向自動溶接装置によ
る隅肉溶接作業手順は以下の通りであった。

【００２７】(1) ガントリークレーン３３の操作盤（図
示せず）にて遠隔操作し、架台７と半自動用ワイヤ送給
装置３０を、被溶接材のガーダー８とフロア９との十字
継手結合部付近の上方に狙いを定めて降ろし、その１ｍ
位の上方で止める。

【００２８】(2) 架台吊上げ／下げ用ホイスト１２のペ
ンダント操作により、上下／左右／前後に架台７を移動
して被溶接材のフロア８とガーダー９との十字結合部の
上端に載置し固定する。

【００２９】(3) ヒモ１９を引っ張ってリモコン操作盤
３をオペレーター３８の手元にもって来る。リモコンケ
ーブル２１はトルクリール２０を介しており、これによ
りリモコン操作盤３は自由に上げ／下げ可能である。

【００３０】(4) リモコン操作盤３を操作して２機の溶
接機本体１を速やかに下降（高速・空走行）させる。

【００３１】(5) 半自動用６ｍトーチ２８を溶接機本体
１に取付け、送給装置３０からのトーチスイッチケーブ
ル２９を、トーチ２８に接続する（全自動となる）。

【００３２】(6) ガイド車輪２６をガーダー８に当接
し、マグネット４１の磁力により走行台車１０をフロア
９側に吸引して走行車輪２７をフロア９に押し当てて溶
接機本体１を隅肉溶接線の溶接部に配置する。

【００３３】(7) 半自動用送給装置３０のリモコン操作
盤（図示せず）で溶接電流、溶接電圧を合わせる。

【００３４】(8) リモコン操作盤３によって、溶接速
度、ウィービング速度、ウィービング幅、ウィービング
センター、両端停止時間、センター停止時間等の溶接条
件を指示する。

【００３５】(9) 溶接条件がすべて指示されたら溶接ス
タートする。溶接機本体１は上昇（低速）しながら隅肉
溶接を行う。良好な溶接ビードであることを確認し、必
要があれば電流／電圧の調整を行う。溶接機本体の動作
シーケンス（走行およびウイービング）は、ペンダント
操作により入力されたデータに基づいて自動溶接され、
溶接倣いは溶接機本体に設けられた磁石による吸着によ
り行なわれる。これにより、ガーダー８とフロア９との
十字継手結合部の４つの隅肉部のうちの１箇所が溶接さ
れる。

【００３６】(10)前記箇所（手前側＝表側）溶接中に反
対側（＝裏側）の溶接をスタートさせるためにペンダン
ト（リモコン操作盤３）をワーク上部まで上げて、ヒモ
１９をガーター８を超えた向こう側へ投げる。そして、
オペレーター３８は反対側（裏側）に回って上記(4) 〜
(8) までの作業を同様に行う。これにより、ガーダー８
とフロア９との十字継手結合部の４つの隅肉部のうちの
２箇所の溶接が終了する。

【００３７】(11)２機の溶接機本体１は、リミットスイ
ッチ３６により溶接終了後、上部ダミー板１５の位置で
自動停止する。

【００３８】(12)溶接終了後、溶接機本体１を速やかに
下降（高速・空走行）させ、溶接トーチ２８を取り外
し、トーチスイッチケーブル２９を半自動用に復帰させ
る。

【００３９】(13)次いで、再び溶接機本体１を上部ダミ
ー板１５の位置まで速やかに（高速・空走行）上昇さ
せ、走行台車１０のマグネット４１により上部ダミー板
１５に固定する。

【００４０】(14)ホイスト１２のリモコン操作盤１４の
ペンダント操作により、架台７を巻き上げ、そして、ワ
ークから所定距離離した状態で架台７を水平に１８０°
の角度回動する。この作業は、架台７の枠に取り付けて
あるロープ３７によりハンドリングする。

【００４１】(15)次いで、上記の(2) 〜(4) および(6)
〜(12)の作業を同様に行う。

【００４２】(16)ガーダー８とフロア９との十字継手結
合部の４つの隅肉部のうちの４箇所全部の溶接が終了
後、自動用ワイヤ送給装置３０の二次側ケーブルを外
し、半自動用ワイヤ送給装置３０に接続して半自動に復
帰した後、架台７をガントリークレーン３３上部のサド
ル３３ａの位置まで巻き上げて格納する。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、溶接線にレールを設けることなく隅肉溶接が可能と
なり、ガーダーとフロアとの十字継手結合部のように隅
肉溶接部が４箇所あるようなワークなどであっても、架
台を回動させることにより１人のオペレーターによって
全箇所溶接が可能であり、また、溶接機本体、巻回機構
等を複数式設ければ、同時に複数箇所の溶接が可能であ
り、省人、省時間が達成され作業能率が大幅に向上し、
かくして、工業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の立向自動溶接装置の１実施態様を示
す機構構成図である。

【図２】この発明の立向自動溶接装置の１実施態様を示
す概略斜視図である。

【図３】この発明の立向自動溶接装置の架台の部分を示
す正面図である。

【図４】この発明の立向自動溶接装置の架台の部分を示
す側面図である。

【図５】この発明の立向自動溶接装置の架台の部分を示
す平面図である。

【図６】この発明の立向自動溶接装置の溶接機本体を示
す側面図である。

【図７】この発明の立向自動溶接装置の溶接機本体を示
す平面図である。

【図８】この発明の立向自動溶接装置を備える溶接ステ
ージの全体を示す正面図である。

【符号の説明】

Ａ：立向自動溶接装置 １：溶接機本体 ２：溶接機本体用ホイスト ３：リモコン操作盤 ４：制御盤 ５：制御ケーブル ６：ケーブルリール ７：架台 ８：ガーダー ９：フロア １０：走行台車 １１：チェーン １２：架台用ホイスト １３：ペンダント １４：ホイストのリモコン操作盤 １５：ダミー板 １６：ＡＣサーボ １７：チェーンブロック １８：梁 １９：ヒモ ２０：トルクリール ２１：リモコン操作盤のケーブル ２２：制御電源ケーブル ２３：トランス ２４：制御電源ケーブル用ケーブルリール ２５：光電スイッチブラケット ２６：ガイド車輪 ２７：走行車輪 ２８：溶接トーチ ２９：トーチスイッチケーブル ３０：送給装置 ３１：送給装置用チェーン ３２：ＣＯ₂ 半自動溶接電源用ケーブル ３３：ガントリークレーン ３３ａ：サドル ３４：ＣＯ₂ 半自動溶接電源 ３５：二重底タンクトップ ３６：近接スイッチ ３７：ロープ ３８：オペレーター ３９：車軸 ４０：溶接トーチ把持機構 ４１：永磁マグネット ４２：表示灯 ４３：光電スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに結合している垂直な鋼製被溶接材
   に沿って上昇しながら前記被溶接材の結合部を自動隅肉
   溶接する立向自動溶接装置において、起重機によって前
   記被溶接材の上方から吊下げられた架台と、前記架台に
   設けられた１または２以上の巻回機構と、前記被溶接材
   の隅肉溶接線の近傍に沿って前記巻回機構の各々から巻
   回可能に吊下げられたチェーンまたはワイヤー等の紐状
   体と、前記紐状体の各々の下端に取り付けられた溶接機
   本体とからなり、前記溶接機本体は、走行台車と、前記
   走行台車に設けられた、前記被溶接材を隅肉溶接するた
   めの溶接機構とからなり、前記走行台車は、一方の被溶
   接材の面上をガイドしながら転動するガイド車輪と、前
   記被溶接材と結合している他方の被溶接材の面上を転動
   する走行車輪と、前記溶接機本体を前記他方の被溶接材
   側に吸引させるための磁石とを備えることを特徴とする
   立向自動溶接装置。