JPS6082279A - 自動溶接機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高層ビル等を建築する場合の鉄刊軸組において
、縦軸組や横軸組を連結する継手管を形成するだめの自
動溶接機に関するものである。

最近の高層ビル建築には隅丸角バイブ（いわゆる：Ｊラ
ム）が多く用いられている。ここにいう継手管は主にご
の隅丸角パイプ（以下パイプという）に関するものであ
る。

この種継手管は、′ａ宜寸法に切断されるとともにあら
かじめ開先溶断加工が施されたパイプの両開口端縁に該
パイプより径大のフランジが当接され、該フランジとパ
イプの接触部分が溶接されて形成されている。この継手
管のフランジは、縦軸組を上下方向に連結する場合や床
を構成するための梁材を左右方向に連結する場合等に必
要なもので、鉄骨軸組を組立てるうえで１組立ての要で
ある各軸組の交差部に用いられる関係上十分な強度が要
求される。したがって、パイプとフランジの溶接部分の
溶接は均一かつ強固なものでなりればならず、高度な溶
接技術が要求されることから２従来自動化が困難であっ
た。

本発明はかかる点に鑑み、パイプとフランジの溶接部分
の溶接を自動化することにより１作業性や生産性の向上
を図り、かつ、／８接の正確さおよび強度を高めること
ができる自動溶接機を提供することを目的としている。

以下本発明の構成を、実施例につき図面に沿って説明す
る。

第１図は自動溶接機の全体図を示している。継手管であ
る被加工部材（２）は、あらかじめ開先溶断加工が施さ
れた隅九角パイプ（３）の両開目端縁（３ａ）にフラン
ジ（４）がそれぞれ（反？容接されたものである。自動
溶接機＋１１は、この被加工部材（２）の該パイプ（３
）とフランジ（４）の接Ｍ（ｉ部分である被溶接部（７
）を全周に亘ゲζ本爆接するものである。該溶接機（１
）は、被加工部材（２）を該被加工部材の軸芯を中心と
して回転するバイブ回転手段（５）と、前記被溶接部（
７）に沿って１・−テ（２２）を移走させるトーチ移走
手段（６）とで構成されている。

前記パイプ回転手段（５）は２台座（８）上に立設され
た支持体００）から前方斜め下方にアーム部＜　１１）
が延設され、該アーム部の先端に回転軸（１２）が連結
され、該回転軸の先端にフランジ受部（１５）が固着さ
れている。この回転軸（１２）は支持体００）の後部に
取（＝ＪＬＪられたハンドル（１３）によって傾斜角度
が変えられるように設りられるとともに、第１モータ（
１４）によって回転されるように設りられている。回転
軸（Ｉ２）の傾斜角度は３０度〜４５度程度に選ぶのが
溶接の関係上好適である。被加工部ＪＡ　Ｆ２１は、こ
の回転軸（１２）に取イ１りられたフランジ受部（１５
）に、パイプ（３）に仮溶接された一方のフランジ（４
ａ）を対接させ、かつ回転軸（１２）の回転中心と被加
工部材（２）の軸芯とを一致させて回転軸（１２）に保
合保持されている。すなわち、保合保持された被加工部
材（２）の傾斜角度は回転軸（１２）の傾斜角度と一致
する。このように。

３０度〜４５度の範囲内の傾斜角度とすると、第３図に
示すように、溶接の際パイプ（３）とフランジ（４）に
ほぼ均等に溶接肉盛り（９）が形成され、最も強固な溶
接が行えるからである。ただしこの傾斜角度はゼロすな
わち被加工部材（２）が水平状態であっても溶接は可能
なものである。係合手段としては。

例えば第２図に示すように、フランジ受部（１５）の回
転中心から支持杆（４０）が突設され、一方被加工部材
（２）の両フランジ（４ａ）（４ｂ）の中心に穿設され
た透孔（４１）　（４１）が、前記支持杆（４０）に嵌
入され、該支持杆（４０）が他方のフランジ（４ｂ）か
ら突出した先端（４０ａ）に鍔付す・ノ１−　（４２）
を適用して、被加工部材（２）がフランジ受部（１５）
と鍔付ナツト（４２）との間に挾持されている。このパ
イプ回転手段（５）によってパイプ（３）を一方向に所
定角度順次間欠的に回転させる。ここで、所定角度とは
、第４図に示すように、ツマイブ（３）の回転方向が図
面中（Ａ）方向である場合に。

パイプ（３）の一隅角部（３ｂ）が隣接する次の隅角部
（３ｂ’）まで回転する角度のことで２本例の場合９０
度である。

前記１・−チ移走手段（６）は、前記パイプ回転手段（
５）に係合保持された被加工部材（２）の」ニガに横架
された第１案内板（１６）と、該第１案内板に左右方向
に移動可ｆｉにに装着された第２案内板（１７）と５該
第２案内板に上下移動可能に装着された第３案内板（１
８）と、該第３案内板に装着された自走機構（２０）、
Ｉ・−チ揺動機構（２１）および１・−チ（２２）とか
らなゲζいる。ずなわぢ、自走機構（２０）やトーチ（
２２）は第１案内板（１６）に刻する第２案内板（１７
）と第３案内板（１８）の相互動作によって左右方向へ
移走されると同時に上下方向への移動も可能となるよう
に設りられている。自走機構（２０）や１・−チ（２２
）をこのように上下方向にも移動可能に設けるのは、第
５図に示すように。

パイプ（３）が回転していない場合の溶接位置である基
準高さくＳ）から、パイプ（３）の回転に伴って溶接位
置（Ｓ“）が随時上方に変化するからである。

第１案内板（１６）は、パイプ回転手段（５）の左右両
側に立設された一対の支柱（２３）に横架されている。

この第１案内板（１６）の支柱（２３）への連結部（２
４）は円盤形状に形成されていて、ボルト（２５）を緩
めることにより連結部（２４）に開設された円弧状の長
大（２６）に沿って第１案内板（１６）が該円盤状連結
部（２４）の周方向に回動口Ｊ能に設けられている。そ
して、この第１案内板（１６）は前記パイプ回転手段（
５）のフランジ受部（１５）に係合保持された被加工部
＋Ａ（２）のフランジ（４）と常に平行となるように傾
斜させて横架されている。第２案内板（１７）は、第１
図および第６図に示すように、左右両側の上端部に取（
＝Ｊげられた一対の第１案内ローラ（１７ａ　）　（１
７ａ　）が前記第１案内板（１６）の上縁レール部（１
６ａ）を両側から挾持し。

左右両側の下端部に取付けられた一対の第２案内ローラ
（１７ｂ）　（１７ｂ）が第１案内板（１６）の下縁レ
ール部（１６ｂ）を両側から挟持するとともに。

左右両側の上部と下部にそれぞれ取付けられた第３案内
ローラ（１７ｃ）　（１７ｃ）が第１案内板（１６）の
凹部人面部（１６Ｃ）と四部底面部（１６ｄ）にそれぞ
れ当接している。この各案内ローラ（１７ａ）　（１７
ｂ）　（１７ｃ）によって、第２案内板（１７）はｆｆ
１１案内板（１６）に左右方向に移動可能に取付けられ
ζいる。第３案内板（１８）は、第１図および第７図に
示す、上うに、前記第２案内板（Ｉ７）の背面両側にそ
れぞｔＬ　１ｉｉｔ方向に亘ゲこ対向しζ設りられた案
内溝部（１７ｄ　）　（１７ｄ　）間に上下ｍ動自在に
１１χ挿されている。この第３案内板（１８）の底板部
（１８ａ＞に前記自走機構（２ｏ）とトーチ揺動機構（
２１）とが装着されている。自走機構（２ｏ）は、第３
案内板（１８）の底面部（１８ａ）から下方に突出した
り−ラ受部（２７）に左右方向に転勤可能に自走ローラ
（２８）が軸着され、該自走ローラ（２８）が第１ギー
１−　（２９）および第２ギー１＝　（３０）を介して
第２七−ク（３１）に連係されている。ごの自走ローラ
（２８）は第３案内板（１８）や自走機構（２０）自身
の重さでパイプ（３）の外側面に常に押圧されている。

トーチ揺動機構（２１）は第１図に示すように、第３案
内板（１８）の下端部から横方向に突出して設けられた
腕杆（３２）に連結されているもので、１・−チ（２２
）を支持する支持杆（３４）の一端部（３４ａ）に長孔
（３５）が開設され、該長孔（３５）に第３モーク（３
６）に連結された偏心軸部（３７）が嵌入されている。

すなわち、第３モータ（３６）の駆動により偏心軸部（
３７）が偏心回転して一端部（３４ａ）が左右に揺動さ
れる結果、トーチ（２２）の先端（２２ａ　）が移走方
向に対して左右に揺動くいわゆるライリング＞ｊ−るこ
とになる。

第１図中（Ｐ）がボルト等によって支持された揺動中心
である。このように、トーチ（２２）は自走機構（２０
）による自走ローラ（２８）の走行によって被加工部材
（２）の被溶接部（７）に沿って揺動しつつ該自走ロー
ラ（２８）の走行速度と同じ速度で同一方向に移走され
る。この場合、トーチ（２２）と前記自走機構（２０）
の自走ローラ（２８）がパイプ（３）の外側面に当接す
る部分とを結ぶ線が、トーチ（２２）の移走方向に対し
て常に略直交するようにトーチ（２２）と自走ローラ（
２８）とが配置されている。ただし、／８接流れを考處
して、トーチ（２２）の先端（２２ａ）が自走ローラ（
２８）より若干（数ミリ程度）移走方向に対して前方に
出ているように配置してもよい。このように配置された
トーチ（２２）の先端（２２ａ　）は、自走ローラ（２
８）と一体的に動作し、被加工部材（２）の被溶接部（
７）から一定の距離を保って移走される。なお、（３８
）はト−チ揺動機構（２１）全体を左右方向へ移動させ
る第１ハンドル、（３９）は１・−チ揺動機構（２１）
全体を前後方向へ移動させる第２ハンドルである。

このようになる溶接機（１１において、前記パイプ回転
手段（５）は、前記トーチ移走手段（６）に設のられた
自走機構（２０）がパイプ（３）の−外側平面（３ｃ）
上を走行するときは停止−Ｕられ、自走機構（’２０）
がパイプ（３）の隅角部（３ｂ）に接近すると回転・Ｖ
られ、かつ自走機構（２０）がパイプ（３）の隅角部（
３ｂ）の湾曲側面（３ｃ）上を走行完了すると停止され
るようになされている。しかも、トーチ移走手段（６）
はパイプ（３）の形状に対応して上下左右に移動できる
ように構成されている。すなわち。

バイブ回転手段（５）によりパイプ（３）が所定角度回
転する回転動作および回転時間とトーチ移走手段（６）
によりバイブ隅角部（３ｂ）の湾曲側面（３Ｃ）上を自
走ローラ（２８）が走行する走行動作および走行時間と
がほぼ一致するように設定されている。

例えば、大径のパイプでは隅角部の湾曲半径が大きいか
ら、自走ローラが該湾曲側面上を走行する走行時間は長
くなる。したがって、この場合にはパイプの回転速度を
遅く調整して、自走ローラの自走時間とパイプの回転時
間とをほぼ一致させる。

また、これとは逆に、小径のパイプでは隅角部の湾曲半
径が小さいから、パイプの回転速度を速く調整して、自
走ローラの走行時間とパイプの回転時間とを一致させる
のである。このパイプ（３）の回転動作と自走ローラ（
２８）の走行動作とをほぼ一致させる手段としては９例
えば、タイマー等（図示省略）を用いて自走ローラ（２
８）がパイプ（３）の−外側平面（３ｅ）上を一側縁が
ら他側縁まで走行するのに要する時間を設定しておき、
この設定時間ごとにパイプ（３）が回転動作するように
してもよい。また、自走機構（２０）がパイプ（３）の
−外側平面（３ｅ）の他側縁まで達するのを検知する検
知手段を別に設け、該検知手段の検知によってパイプ（
３）が回転動作するように設けてもよい。このような検
知手段としてはリミントスイノチや光電管スイッチ等が
一般的である。さらに、自走機構（２０）自身にパイプ
（３）の−外側平面（３ｃ）上を他側縁まで達したこと
を検知する検知手段を設けζもよい。

次に、上記構成の自動溶接機の動作を第８図（ａ）〜（
Ｔｌを参照して説明する。自走機構（２ｏ）の自走り−
ラ（２８）が、起点（Ｑ）から終点（１？）に向ってパ
イプ（＝（）の−外側平面（３ｃ）上を基ト（へ高さく
Ｓ）に沿って図面中左方向に一定速度で走行（回転）す
る。この間、パイプ（３）は静止し°ζいる（ａ図参照
）。自走ローラ（２８）が終点（Ｒ）に達すると、パイ
プ回転手段（５）によってパイプ（３）が回転を開始し
、該回転によって自走ローラ（２８）は。

基準高さく　Ｓ、）から上昇しつつ終点（Ｒ）からこん
どは起点（Ｑ）方向へ後退する（ｂ図およびＣ図参照）
。この間、自走ローラ（２８）はパイプ（３）の隅角部
（３ｂ）の湾曲側面（３ｃ）上を一定速度で同一方向に
走行（回転）している。ｄ図はパイプ（３）がさらに回
転して所定回転角度の２分の１（この場合４５度）回転
した状態を示すもので。

自走ローラ（２８）は基準高さくＳ）から最も高い位置
まで上昇するとともに、終点（Ｒ）と起点（Ｑ）の中間
位置まで起点（Ｑ）方向−・後退している。この間も自
走ローラ（２８）はパイプ（３）の湾曲側面（３Ｃ）上
を一定速度で同一方向に走行（回転）している。パイプ
（３）がさらに回転し゛Ｃ所定角度（この場合９０度）
回転すると、パイプ（３）は回転を停止し、自走ローラ
（２８）は再び基準高さくＳ）まで降下するとともに起
点（Ｑ）の位置に復帰する（０図およびｆ！ｙＪ参照）
。この間も自走ローラ（２８）はパイプ（３）の湾曲側
面（３ｃ）上を一定速度で同一方向に走行（回転）して
いる。このようなパイプ（３）の回転に伴う自走り−ラ
（２８）の動作は、パイプ（３１の回転肋間と自走ｌｌ
ｌ−ラ（２８）の走行時間を一致させていること、およ
び自走ローラ（２８）がパイプ（３）の外側面に常に押
圧していることにより、自走ローラ（２８）０崗の回転
とパイプ（３）の回転との相互動作によって確実に行わ
れる。上記動作を４回繰り返すことにより、自走Ｅｌ−
ラ（２８）はパイプ（３）の外側面全周を走行し、該自
走Ｕ−ラ（２８）と並走する１・−チ（２２）が被加工
部材（２）の被溶接部（７）を全周に亘ゲＣ溶接するの
である。

なお、上記説明では四角柱の隅九角パイプを例に上げ゛
（自動溶接機の動作説明をしているが、三角柱や五角柱
、八角柱等多角形の隅九角パイプでもよい。また１円筒
形パイプの場合にも本発明の自動溶接機（１）が適用で
きる。この場合には、パイプ回転手段（５）によりパイ
プを一定速度で連続回転させ、トーチ移走手段（６）は
上下左右に移動することなく、自走ローラ（２８）の走
行速度とパイプの回転速度とを一致させておいて、ｔπ
にパイプの最上位置で自走ローラ（２８）が回転するよ
うに設定すればよい。また、上記動作説明では、自走ロ
ーラ（２８）が起点（Ｑ）すなわち−外側平面（３ｅ）
の−側縁から動作を開始するようにしているが。

自走ローラ（２８）の動作開始位置は起点（Ｑ）に限る
ものではなく９例えば、−外側平面（３ｅ）の中央部か
らでもよい。

以上説明したように２本発明の自動溶接機は。

隅丸角パイプを該パイプの軸芯を中心として一方向に所
定角度順次間欠的に回転させるパイプ回転手段と、前記
パイプ回転手段の回転方向と逆方向にパイプ外側面上を
押圧しつつ一定速度で走行するとともに前記パイプ回転
手段によるパイプの回転および停止に伴って上下左右に
移動することができる自走機構を有し、液加］二部材の
被溶接部から一定の距離を保って配置された１・−チが
前記自走機構により該被溶接部に沿ゲこ一定速度で移走
するトーチ移走手段とからなり、前記パイプ回転手段は
、該トーチ移走手段に設りられた自走機構がパイプの外
側平面上を走行するときは停止せられ、自走機構がパイ
プの隅角部に接近すると回転せられ、かつ自走機構がパ
イプ隅角部の湾曲面上を走行完了すると停止せられるよ
うになされ、しかも、１・−チ移走手段はパイプの形状
に対応して上下左右に移ｌｌ１Ｉｊ・Ｕられるようにな
されているので。

従来自動化が困ｊｌｉｔであった角パイプとフランジの
溶接作業を完全自動化することができ１作業性と生産性
の向上を図ることができる。また、被加工部４Ａの被溶
接部の全周に亘って、１・−チを一定速度かつ被溶接部
から一定の距離を保っ゛Ｃ移走することができるから、
被溶接部の全周に亘って均一な溶接肉盛りを形成するこ
とができ、十分な溶接強度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を例示し、第１図は溶接機の全
体斜視図、第２図はパイプ回転手段に被溶接部祠を保合
保持した状態の中火縦断面図１第３図は被溶接部の溶接
状態を示す部分拡大図、第４図はパイプの縦断面図、第
５図は被溶接部の溶接位置の変化を示す図、第６図は第
１図にお番ノるｎ−ｎ線断面図、第７図は第２案内板お
よび第３案内板の平面図、第８図は自動溶接機の動作状
態を説明する概略図である。 （１）・・・自動溶接機、（２）・・・被加工部月（３
）・・・隅丸角バイブ、（４）・・・フランジ（５）・
・・パイプ回転手段、（６）・・・トーチ移走手段（１
６）・・・第１案内板　（１７）・・・第２案内板。 （１８）・・・第３案内板　（２０）・・・自走機構。 （２１）・・・トーチ揺動機構（２２）・・・トーチ。 （２８）・・・自走ローラ 出願人　晃栄精機株式会社 第３図 ２ 第４図 □Ａ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）隅丸角パイプの両開口端縁にフランジがそれぞれ仮
   溶接された被加工部材の該パイプとフランジの接触部分
   である被溶接部を全周に亘って本溶接する溶接機であっ
   て。 該溶接機は。 隅丸角パイプを該パイプの軸芯を中心として一方向に所
   定角度順次間欠的に回転させるパイプ回転手段と。 前記パイプ回転手段の回転方向と逆方向にパイプ外側面
   上を押圧しつつ一定速度で走行するとともに前記パイプ
   回転手段によるパイプの回転および停止に伴って上下左
   右に移動することができる自走機構を有するとともに。 被加工部材の被溶接部から一定の距離を保って配置され
   たトーチが前記自走機構により該被溶接部に沿って一定
   速度で移走することができるトーチ移走手段とからなり
   。 前記パイプ回転手段は、該トーチ移走手段に設りられた
   自走機構がパイプの外側平面上を走行するときは停止せ
   られ、自走機構がパイプの隅角部に接近すると回転せら
   れ、かつ自走機構がパイプ隅角部の湾曲面上を走行完了
   すると停止せられるようになされ、しかも。 トーチ移走手段はパイプの形状に対応し°ζ上下左右に
   移動せられるようになされたことを特徴とする自動溶接
   機。