JPS6342551B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、平坦部と円弧状の膨出部とを有する
薄板を高能率及び高品質にて自動溶接し得る方法
及びこれに使用する安価で小形の装置に関する。

液化天然ガス用地下タンク等のように、平坦部
と半円状の膨出部とを有する板材を高能率及び高
品質にて溶接するためには自動化が必要であり、
この場合の自動溶接で問題となるのは膨出部の溶
接である。円弧状の膨出部を溶接トーチが横断す
る際、溶接トーチの高さを刻々と変化させる制御
と、溶接トーチの周速度を一定に維持する制御
と、溶接部に対する溶接トーチ（の電極）の傾斜
角を一定に維持する制御とをそれぞれ確実に行な
わなければならない。しかし、溶接トーチの傾斜
角を一定に維持する機構は複雑となり易く、装置
を小形化することが難しい。

本発明はかかる知見に基づき、平坦部と円弧状
の膨出部とを有する薄板を高能率及び高品質にて
自動溶接し得る方法及びこれに使用する安価で小
形の装置を提供することを目的とする。

この目的を達成する本発明の自動溶接方法にか
かる構成は、平坦部と円弧状の膨出部とを有する
薄板を溶接するに際し、前記膨出部の横断に伴う
溶接トーチの上昇及び下降をアーク電圧制御で行
う一方、前記溶接トーチを前記平坦部に対して一
定角度傾斜させた状態で前記膨出部の頂上まで移
動し、この頂上で溶接進行方向に対して直角且つ
当該頂上を含むと共に前記平坦部に対して垂直な
面を対称面として前記溶接トーチを迅速に一定角
度旋回し、この状態にて前記溶接トーチを前記平
坦部との移行点まで下降し、ここで再び前記溶接
トーチを迅速に元の傾斜状態に旋回して平坦部を
溶接するようにしたことを特徴とし、又、本発明
の自動溶接装置にかかる構成は、平坦部と円弧状
の膨出部とを有する薄板の溶接部に沿い且つ前記
平坦部と平行に位置決めされる走行レールと、前
記平坦部に対して垂直な案内レールを有し且つ前
記走行レールに沿つて移動する走行台車と、前記
案内レールと平行な旋回軸が回動自在に取り付け
られ且つアーク電圧制御により前記案内レールに
沿つて昇降する溶接ヘツドと、前記旋回軸に傾斜
状態で支持され且つ前記溶接部を溶接する溶接ト
ーチとからなるものである。

以下、本発明による自動溶接装置の一実施例に
ついてその正面外観を表す第１図及びその平面形
状を表す第２図を参照しながら詳細に説明する。
重ね溶接される一対の被溶接物１１，１２の平坦
部１３上に載置される安定板１４が下端に設けら
れた一対の支柱１５の上端には、ラツク１６を装
着した走行レール１７の両端部が支持されてお
り、この走行レール１７には当該走行レール１７
に沿つてラツク１６と平行に往復動自在の走行台
車１８が取り付けられている。前記ラツク１６に
は走行台車１８に設置した走行用モータ１９によ
り駆動回転する図示しない歯車が噛み合つてお
り、従つて走行用モータ１９の作動によつて走行
台車１８が走行レール１７に沿つて移動する。
又、走行台車１８の走行方向に対して直角な水平
方向に往復動自在に当該走行台車１８に支持され
たスライダ２０には、ハンドル２１の操作により
回転するねじ軸２２が螺合しており、走行台車１
８に回転自在に支持されたハンドル２１を回転す
ることによつてスライダ２０が前後方向（第２図
中、上下方向）に移動する。このスライダ２０に
はラツク１６及びねじ軸２２に対して直角な垂直
上下方向に延びる案内レール２３が設けられてお
り、この案内レール２３には当該案内レール２３
に沿つて上下動自在となる溶接ヘツド２４が支持
されている。この溶接ヘツド２４はスライダ２０
に装着されたサーボモータ２５により駆動回転す
るねじ軸２６に螺合しており、アーク電圧に連動
するサーボモータ２５の作動によつて溶接ヘツド
２４が案内レール２３に沿つて昇降する。又、ス
ライダ２０には溶接ヘツド２４に当接する触針２
７を具えてこの溶接ヘツドの昇降量を検知し、こ
れによつて走行用モータ１９の作動を制御する位
置検出器２８が組み込まれている。前記溶接ヘツ
ド２４にはこの溶接ヘツド２４に対してスライダ
２０の移動方向と平行な方向にオシレート移動す
るオシレート板２９が取り付けられており、この
オシレート板２９と溶接ヘツド２４に固設された
オシレート用モータ３０との間には周知のオシレ
ート装置３１が介装されている。更にオシレート
板２９には案内レール２３と平行な垂直の旋回軸
３２を回転自在に嵌合した支持筒３３が下向きに
突設されており、この旋回軸３２の下端部には旋
回軸３２に対して一定角度傾斜した溶接トーチ３
４が取り付けられている。支持筒３３を貫通する
旋回軸３２の上端には水平なアーム３５が一体的
に突設されており、ブラケツト３６を介してオシ
レート板２９に取り付けられたエアシリンダ３７
とこのアーム３５とがリンク３８を介して連結さ
れている。従つて、エアシリンダ３７の作動によ
り溶接トーチ３４は旋回軸３２を中心として一定
量回動する。なお、本実施例では示していないが
溶接ワイヤの添加供給機構を組み込むことも可能
である。

次に、本実施例の装置を用いた本発明の自動溶
接方法の一実施例についてその作業原理を表す第
３図及びその平面を表す第４図を参照しながら詳
細に説明する。まず、走行レール１７が溶接部３
９に沿つて溶接進行方向と平行となるように装置
全体を被溶接物１１，１２上に位置決めし、更に
ハンドル２１を操作して溶接トーチ３４の電極４
０の先端が溶接部３９と対向するようにスライダ
２０を移動させる。しかるのち、走行用モータ１
９を作動して走行台車１８を一定速度で移動し、
オシレートしながら平坦部１３の溶接部３９を溶
接するが、溶接トーチ３４は旋回軸３２に対して
あらかじめθだけ傾斜状態となつている。溶接ト
ーチ３４の高さと溶接速度又はアーク電圧との関
係をあらかじめプリセツトしておけば、溶接トー
チ３４が膨出部４１に達してここの溶接部３９を
溶接し始めたらアーク電圧が変化してサーボモー
タ２５が作動し、溶接ヘツド２４が上昇し始め
る。これにより、位置検出器２８が走行用モータ
１９を減速させ、溶接速度を一定に維持する。な
お、溶接ヘツド２４の上昇につれて走行台車１８
の移動速度が増加し、頂上で平坦部１３の速度と
等しくなるが、下降に伴つて再び減速して行くよ
うな制御となることは当然である。溶接トーチ３
４が膨出部４１の頂上に達すると同時にエアシリ
ンダ３７が作動し、溶接進行方向に対して直角且
つ当該頂上を含むと共に平坦部１３に対して垂直
な面を対称面４２として溶接トーチ３４が旋回軸
３２回りに回動する。この状態で溶接トーチ３４
は下降を続け、走行台車１８の移動速度が最低と
なる平坦部１３との移行点４３に溶接トーチ３４
が達すると、瞬時にエアシリンダ３７が作動して
溶接トーチ３４を元の傾斜状態へと回動させ平坦
部１３の溶接部３９の溶接が継続して行われる。

このように本発明によると、溶接トーチが膨出
部に対して下降する際に溶接トーチを垂直軸回り
に反転動作させて被溶接物に対する溶接トーチの
傾斜角がほぼ一定となるようにしたので、溶接ト
ーチの前進角を調整する機構と制御とが不要であ
り、装置全体を小形化できると共に低コストで得
られる。又、これによつて平坦部と膨出部とを有
する薄板の自動溶接が可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動溶接装置の一実施例
の外観を表す正面図、第２図はその平面図、第３
図は本発明による自動溶接方法の一実施例におけ
る作業原理を表す正面図、第４図はその平面図で
あり、図中の符号で １１，１２は被溶接物、１３は平坦部、１６は
ラツク、１７は走行レール、１８は走行台車、１
９は走行用モータ、２３は案内レール、２４は溶
接ヘツド、２５はサーボモータ、２６はねじ軸、
３２は旋回軸、３３は支持筒、３４は溶接トー
チ、３５はアーム、３７はエアシリンダ、３８は
リンク、３９は溶接部、４１は膨出部、４２は対
称面、４３は移行点である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平坦部と円弧状の膨出部とを有する薄板を溶
   接するに際し、前記膨出部の横断に伴う溶接トー
   チの上昇及び下降をアーク電圧制御で行う一方、
   前記溶接トーチを前記平坦部に対して一定角度傾
   斜させた状態で前記膨出部の頂上まで移動し、こ
   の頂上で溶接進行方向に対して直角且つ当該頂上
   を含むと共に前記平坦部に対して垂直な面を対称
   面として前記溶接トーチを迅速に一定角度旋回
   し、この状態にて前記溶接トーチを前記平坦部と
   の移行点まで下降し、ここで再び前記溶接トーチ
   を迅速に元の傾斜状態に旋回して平坦部を溶接す
   るようにしたことを特徴とする自動溶接方法。 ２ 平坦部と円弧状の膨出部とを有する薄板の溶
   接部に沿い且つ前記平坦部と平行に位置決めされ
   る走行レールと、前記平坦部に対して垂直な案内
   レールを有し且つ前記走行レールに沿つて移動す
   る走行台車と、前記案内レールと平行な旋回軸が
   回動自在に取り付けられ且つアーク電圧制御によ
   り前記案内レールに沿つて昇降する溶接ヘツド
   と、前記旋回軸に傾斜状態で支持され且つ前記溶
   接部を溶接する溶接トーチとからなる自動溶接装
   置。