JPS6010834B2 - 溶接装置の開先倣い装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な溶接装置の関先倣い装置に係り、特にト
ーチを起立維持させながら、開先構内の中央部にその長
手方向に沿って形成された溶接線に沿って溶接用ワイヤ
導出口を倣い移動させることができ、適正な自動倣い溶
接を実施し得るようにした溶接装置の関先倣い装置に関
する。

自動溶接装置として、サプマージアーク溶接装置が知ら
れている。この溶接装置は、第１図に示す如く軌道１上
に沿って自走するキャリッジ２を有し、キャリツジ２に
は母村３間に形成された関先溝４に臨んで支持されるト
ーチ５が設けられている。このトーチ５には同じくキャ
リッジ２上に設けられたワイヤリール６から溶接用ワイ
ヤ７が供Ｖ給され、このワイヤ７はトーチ５の先端部に
形成された導出口８から関先溝４内に順次導出されてア
ークにより溶融されるようになっている。９はアークを
覆う砂状フラックスを収容したホッバ、１０は制御装置
である。

従って、軌道１を関先溝４内の長手方向に沿って形成さ
れた溶接線１１上に沿って倣い移動させることができる
ことになる。しかし乍ら、従来の溶接装置にあっては、
ト−チ５の位置調節はできるものの、その取付けがキャ
リツジ２に対して固定的であったので、軌道１の配置誤
差等によってトーチ５が溶接線１ １から外れたり、関
先溝の中央線に対して懐き、的確な溶接がし難いという
欠点があった。

そこで、本発明者等は従来の溶接装置における問題則こ
鑑み、これを有効に解決すべく本発明を創案するに至っ
たものである。

従って、本発明の目的とするところは、トーチが煩斜す
るのを防止して走行を円滑化ならしめ、トーチを熔接線
に沿って正確に倣い移動させることができ、適正な自動
倣い溶接を実施し得る溶接装置の開先倣い装置を提供す
るにある。

本発明は上記目的を蓬成すべくなされたものであり、ト
ーチの上部に設けられトーチを走行方向に対し交叉する
方向に揺動自在に支持させ、トーチの煩きを検知しこの
検知により傾きを是正するトーチ姿勢制御手段を設け、
常にトーチを開先溝の中央線とほぼ平行に起立させるよ
うになす一方、トーチを上下移動させ開先溝内における
トーチ部材の放電距離を可変するトーチ昇降手段を設け
、トーチの先端に偏平で開先導よりも幅広なトーチ部材
を設け、かつトーチにトーチ部材とともにその軸心を中
心に回転し得るようにうず巻ばねなどを装着して偶力を
与え、トーチ部材の両側部が母材間に形成される関先溝
内の両側壁に接触するように、トーチをひねり付勢して
挿入させ、もってトーチ部材の先端中央部に形成した溶
接用ワイヤ導出口を開先構内中央部の溶接線上に常に臨
ませるように構成したものである。

以下、本発明に係る溶接装置の関先倣い装置の好適一実
施例を添付図面に従って説明する。

一実施例を示す第２図において、１２は軌道１３上を走
行するキヤリツジであり、このキヤリツジ１２の上には
取付部１４がテーブル１５を介して取付けられている。
このテーブル１５はキヤリッジ１２の走行方向に対し交
叉する方向（図面で左右方向）に摺動可能に設けられ、
その摺動はモーター６駆動によりなされるようになって
いる。上記取付部１４にはスクリューロッド１７が華架
され、このスクリューロッド１７に支持板１８を介して
支持アーム１９に連結されたナット部材２０が螺着され
ている。スクリューロッド１７は操作箱２８のスイッチ
によりモータ２１が駆動されナット部材２０をスクリュ
−ロッド１７に沿って上下移動自在となしている。上記
支持アーム１９には軸受部２２がキャリッジ１２走行方
向に対し交叉する方向に揺動自在に松支され、この軸受
部２２からは先端にトーチ部村２３を設けたト−チ２４
が垂設されている。ここで、本発明の要部となるのはト
ーチ姿勢制御手段Ａ、トーチ昇降手段Ｂ及び上記トーチ
部材２３である。トーチ姿勢制御手段Ａは支持アーム１
９に軸受部２２を揺動自在に枢支しトーチ２４を揺動自
在に支持する揺動機構と、トーチ２４の揺動による関先
導の中央線に対する額きを検出する検出装置、例えば支
持板１８の上下二箇所に設けられ、軸受部２２が時計方
向に揺動したとき軸受部２２の当俊により下方が○Ｎし
、反時計方向に軸受部２２が揺動したとき藤受部２２の
当綾により上方がＯＮするりミットスイッチ２５，２６
と、この各リミットスイッチ２５，２６の○即こ応じて
モータを正逆回転させる信号を出す制御回路２７と、さ
らにこの制御回路２７により駆動される上記テーブル１
５とから成る。

そして、トーチ２４が時計方向に揺れたとき鞠受部２２
により下方のリミットスイッチ２６をＯＮさせ、制御回
路２７より信号を出力しモータ１６を駆動させてテーフ
ル１５を左方向に摺動し、この摺動によりテーフル１５
に連結されている軸受部２２を左方向に引き〜また逆に
トーチ２４が反時計方向に揺れたときには上方のＩＪミ
ットスイッチ２５をＯＮごせてテーブル１５を右方向に
摺動せしめ、軸受部２２を右方向に押し出すように構成
されている。なお、トーチ２４が垂下しているときはモ
ータ１６はＯＦＦとなる。トーチ昇降手段Ｂは、溶接ァ
ーク電流を検出しこの電流と、予め設定されアンダーカ
ットがなく溶込み等が最良となる参照電流とを比較しそ
の両者の大小によりモータを正逆回転させる信号を出す
操作箱２８と、この操作箱２８の出力によりスクリュー
ロッド１７を回転し、この回転に伴なし、スクリューロ
ッド１７に沿ってナット部材２０に取付けられたトーチ
２４を上下移動する上下移動機構とから成る。

そして、溶接アーク電流が参照電流よりも小さいときは
操作箱２８より信号を出力しモータ２１を駆動させてス
クリューロッド１７を回転し、この回転によりナット部
村２０を下降してトーチ２４を降ろし、逆に溶接アーク
電流が参照電流よりも大きいときはスクリューロッド１
７を逆回転せしめ、ナット部材２０を上昇してトーチ２
４を引き上げるように構成されている。なお、電流が一
致しているときはモータ２１はＯＦＦとなる。トーチ部
村２３は、第３図及び第４図により詳しく示すごとく互
に突き合わされた母材２９，２９間に形成された関先溝
３０内に入り、この開先溝３０の長手方向に沿って移動
可能な形状、例えば偏平であって開先導３０よりも幅広
な形状になっている。

特にトーチ部材２３は、先端中央部に形成された溶接用
ワイヤ導出口３１と、この導出口３１より上記関先溝３
０の長手方向に沿って走行方向及び後進方向に延出され
た案内部３２，３３とを有している。溶接用ワイヤ導出
口３１はトーチ２４軸万向に貫通する案内孔から順次供
聯合される溶接用ワイヤ３４を関先溝３０内の中央部に
おけるその長手方向に沿って形成された溶接線３５上に
順次導出し得るようになっている。一方、トーチ部村２
３の走行方向案内部３２を第３図に示すごとく関先溝３
０の一柳壁面３６に接触させると共に、後進方向案内部
３３をその反対側の側壁面３７に接触させるべく付勢す
る手段として、軸受部２２にはトーチ付勢手段Ｃが設け
られている。

このトーチ付勢手段Ｃは例えばうず巻ばね３８からなり
、第５図に示すごとくその一端を鞠受部２２に固定し、
池端をトーチ２４の上端部２４ａに固定してあり、弾発
復元力によってトーチ２４に回転力を与え、上述したよ
うにトーチ部材２３を付勢するように構成されている。
従って、トーチ部材２３は常に第３図に示すごとき状態
、即ち走行方向案内部３２を関先溝３０の一側壁面３６
に、且つ後進方向案内部３３を他側壁面にそれぞれ接触
させた状態で開先溝３川こ沿って移動することになり、
溶接用ワイヤ導出口３１はトーチ部材２３の中央部に形
成されていることから、常に開先溝３０の中央部、即ち
溶接線３５上を正確に倣い移動することになる。また、
上記各案内部３２，３３には関先溝側壁面３６，３７上
の移動を円滑にするために滑動部材３９，４０が設けら
れており、この滑動部材３９，４０は本実施例では電気
絶縁材料による算盤玉状の車輪によって構成されている
。

以上の構成よりなる本溶接装置の関先倣い装置の作用に
ついて述べる。

先ず、トーチ部材２３を関先溝３０内に位直させ、トー
チ２４が垂下するようにキヤリツジ１２の軌道を溶接線
に沿ってほぼ平行に配設する。

そして、アークのための電源を入れてキヤリッジＩ２を
走行させると、トーチ部材２３はうず巻ばね３８により
回転すべ〈付勢されているため、走行方向案内部３２を
開先溝３０の一側壁面３６に、且つ後進方向案内部３３
を同じく関先溝の池側壁面３７に各々当接させた状態で
関先溝３川こ沿って移動することになる。この場合、関
先溝３０の両側壁面３６．３７はほぼ平行であるため、
トーチ部材２３の中央部に形成された溶接ワイヤ導出口
３１は開先溝３０の中央部に常に位置していることにな
る。ここで、軌道１３が溶接線３５に沿って平行に配設
されていなかったり、関先溝３０がうねっていたり、或
いはカーブしていたとすると、軸受部２２の揺動作用に
よりトーチ２４が傾き、トーチ部材２３の溶接用ワイヤ
導出口３１が閥先溝３０の中央部に位置するもののその
導出口３１の向きは溶接線３５から外れてしまうことに
なる。しかし、このトーチ２４の煩きは、リミットスイ
ッチ２５，２６により直ちにその懐き方向をも含めて検
出され、制御回路２７を介してその情報に基づく方向に
テーブル１５を摺動させ、軸受部２２を開先導３０のラ
インから引き込み又は押し出すことになるから、軸受部
２２に連結されているトーチ２４は開先溝３０内に拘束
されているトーチ部材２３を基点として関先溝の中央線
と平行に起立せしめられ、もって傾きの是正が行なわれ
る。従って、トーチ部材２３により溶接用ワイヤ導出口
３１が開先導３０の中央部にある溶接線３５に臨みつつ
、トーチ２４及びトーチ部村２３の円滑な走行を保証す
ることができる。特に狭開先導にあってはトーチ２４な
らびにトーチ部材２３の額動は、滑動部材３９．４０以
外の箇所が開先導側壁面に接触することとなるので、走
行不良および溶接アーク点以外でスパークするため、か
かるトーチ２４の起立制御のもたらす効果は甚大である
。次に溶接ァーク電流についてみるに、この電流値は適
正溶接条件の範囲内で溶接姿勢、関先形状、母材２９，
２９の種類などにより予め調整する。

これが比較回路又は操作箱２８の参照電流となる。そし
て、溶接アーク電流はこの参照電流と比較回路又は操作
箱２８により常時比較され、この比較出力が上下移動機
構を作動し開先溝３０内のトーチ部材２３を上下に動か
して放電距離を調節し、この調節により常に溶接アーク
電流を参照電流と一致させながらトーチ２４が移動する
ことになる。この場合、開先導３０１こもともと凹凸が
あったり、又は２回目以降のバスで伴なうビード段差が
あっても、走行しながら上述のトーチ昇降手段が作用す
る。従って、電流が大きすぎることによるアンダーカッ
トや気孔の発生を減じ、又電流が小さすぎることによる
溶込みの悪さやスラグ巻込みの発生を防止し得、常に最
適溶接アーク電流を維持できる。しかも、かかる電流維
持は前述のトーチ姿勢制御及びトーチ部材の溶接線倣い
と同時的に行なわれるので、適正な自動倣い溶接をなし
得る。

なお、上記実施例ではトーチ昇降手段については溶接ア
ーク電流により制御する場合について説明したが、、こ
れに替えてトーチと母材間の距離を一定に保つようにト
ーチを昇降させること、あるいはアーク長を検知してア
ーク長を一定に保つようにトーチを昇降させるなど、そ
の他トーチの動的制御手段又は２電極トーチに対しても
本発明の要旨内で変形実施し得ることはいうまでもない
。以上、要するに本発明によれば次のような優れた効果
を発揮する。

ｍ 溶接用ワイヤを導出するトーチを姿勢制御しつつ適
正溶接条件を維持させるために溶接線に沿って正確に倣
い移動をさせることができ、むらのない正確な自動倣い
溶接を実施することができる。

■ この実施により、いまだ未解決である狭関先溶接の
無人化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はサブマージアーク溶接装置の概要を示す正面図
、第２図は本発明に係る溶接装置の関先倣い装置の好適
一実施例を示す概略正面図、第３図は第２図の要部拡大
横断面図、第４図は同じく要部拡大図、第５図は同じく
要部拡大一部断面図である。 図中、２３はトーチ部材、２４はトーチ、２９は母村、
３０は関先溝、３１は溶接用ワイヤ導出口、３２は走行
方向に延出された案内部、３３は後進方向に延出された
案内部、３５は溶接線、３６は一側壁面、３７は反対側
の側壁面、Ａはト−チ姿勢制御手段、Ｂはトーチ昇降手
段、Ｃはトーチ付勢手段である。 籍１図 第５図 第２図 鎌３図 毅ム図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 母材間に形成される開先溝に沿って並行に走行移動
   するキヤリツジと、該キヤリツジに設けられ、上記開先
   溝内の溶接線上に沿って走行すべく支持されたトーチと
   、該トーチを上記走行方向に対し交叉する方向に揺動自
   在に支持させ、その傾きを検知することにより開先溝の
   中央線とほぼ平行に起立させるトーチ姿勢制御手段と、
   上記トーチを上記キヤリツジから上下移動させて上記溶
   接線上に所定の高さ位置に設定するためのトーチ昇降手
   段と、上記開先溝内に挿入される上記トーチの先端に形
   成され、その先端中央部に溶接用ワイヤ導出口を有する
   と共に該導出口より上記開先溝の長手方向につて走行方
   向及び後進方向に延出された案内部を有するトーチ部材
   と、上記走行方向の案内部を上記開先溝の一側壁面に、
   後進方向の案内部をその反対側の側壁面にそれぞれ接触
   させるべく付勢し、上記溶接用ワイヤ導出口を開先溝内
   の中央部の溶接線上に臨ませるトーチ付勢手段とを備え
   たことを特徴とする溶接装置の開先倣い装置。