【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は管と管とを溶接して長尺管を製造する長尺管製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の長尺管製造装置の一部を示す図である。図に示すように、第１、第２の管５ａ、５ｂをクランプするオープンチャック１ａ、１ｂが設けられ、管５ａ、５ｂをその軸方向にすなわち図６紙面左右方向に移動する管送りローラ２ａ、２ｂが設けられ、管５ａ、５ｂを突合せ溶接するためのＴＩＧ溶接装置１１が設けられ、ＴＩＧ溶接装置１１の溶接トーチ３にタングステン電極４が取り付けられている。
【０００３】
この長尺管製造装置においては、管送りローラ２ａ、２ｂにより管５ａ、５ｂを移動して、管５ａ、５ｂの先端を突合せ、オープンチャック１ａ、１ｂにより管５ａ、５ｂをクランプし、オープンチャック１ａ、１ｂを管５ａ、５ｂの中心線を中心に同じ方向に同じ速度で回転しながら、ＴＩＧ溶接装置１１により管５ａ、５ｂの先端部を溶接して、長尺管を製造する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような長尺管製造装置においては、管５ａ、５ｂが曲がっている場合（図６では誇張して描いてある）には、ＴＩＧ溶接装置１１を設置する場合のスペース確保のためのオープンチャック１ａ、１ｂから管５ａ、５ｂの先端部までの距離が１ｍ以上も離れているときもあるので、図７に示すように、管５ａの先端と管５ｂの先端とに大きな外径寸法差（段差）ａが生ずることがある。すなわち管５ａの先端の外周部と管５ｂの先端の外周部（外径）とが一致せずにズレが生ずるが、このズレが溶接条件の調節でカバーできる許容寸法を越えた場合には、管５ａと管５ｂとを健全に溶接することが難しいことになる。
【０００５】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、管と管とを突き合わせたときの外径寸法差が大の場合にもできる限り管を健全に溶接することができる手段を備えた長尺管製造装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明においては、第１の管と第２の管とを溶接装置により溶接して長尺管を製造する長尺管製造装置において、上記第１の管と上記第２の管とを同方向に回転するとともに上記第１の管と上記第２の管とを相対的に回転する回転手段と、上記第１の管の先端と上記第２の管の先端との段差を検出するに段差検出装置とを設ける。
【０００７】
この場合、上記溶接装置のタングステン電極を交換するタングステン電極交換装置を設けてもよい。
【０００８】
また、上記第１の管の後端にバックシールドガスを供給するバックシールドガス供給装置を設けてもよい。
【０００９】
また、上記長尺管の溶接ビードの余盛を研磨する余盛研磨装置を設け、上記溶接ビードの位置に応じて上記余盛研磨装置を上下動する上下方向駆動装置を設けてもよい。
【００１０】
この場合、上記余盛研磨装置としてベルトサンダおよび台形状のベッドを有するものを用いてもよい。
【００１１】
また、上記余盛研磨装置の近傍に上記長尺管の溶接部の健全性を検査する非破壊検査装置を設けてもよい。
【００１２】
この場合、上記第１の管の溶接終了位置に対応した位置にマーキングするマーキング装置を設けてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る長尺管製造装置（長尺管自動製造装置）を示す概略図である。図に示すように、管５ａ、５ｂを突合せ溶接して長尺管とするＴＩＧ溶接装置１１の近傍に長尺管に形成された溶接ビードの余盛部分を研磨する余盛研磨装置１２が設けられ、管５ａの後端すなわち管５ａの管５ｂ側とは反対側の端部にバックシールドガスを供給するバックシールドガス供給装置１５が設けられ、余盛研磨装置１２の近傍に長尺管の溶接部の健全性を検査する非破壊検査装置１３が設けられ、非破壊検査装置１３により検査された長尺管は完成品ストッカ１８にストックされる。また、ＴＩＧ溶接装置１１により溶接する前に管５ａ、５ｂの先端部に溶接開先を加工する開先加工機１４ａ、１４ｂが設けられ、開先加工機１４ａは管ストッカ１７ａにストックされていた管５ａの溶接開先を加工し、また開先加工機１４ｂは管ストッカ１７ｂにストックされていた管５ｂの溶接開先を加工する。そして、ＴＩＧ溶接装置１１、余盛研磨装置１２、非破壊検査装置１３、開先加工機１４ａ、１４ｂ、バックシールドガス供給装置１５は全体制御装置１６によって制御される。
【００１４】
図２は図１に示した長尺管製造装置の一部を示す図である。図に示すように、溶接トーチ３を移動する溶接トーチスライダ２１が設けられ、溶接トーチ３に溶接電源２２が接続され、管５ａの先端と管５ｂの先端との一方の段差（図２紙面下方から管５ａ、５ｂの先端部を見たときの管５ａ、５ｂの中心線と直角方向の両側の２つの段差のうちの一方の段差）ａおよび管５ａの先端と管５ｂの先端との隙間を検出するレーザセンサ等の検出器（段差検出装置）２４が設けられ、検出器２４の出力は全体制御装置１６、溶接制御装置２３に入力され、溶接トーチスライダ２１、溶接電源２２は溶接制御装置２３により検出器２４の検出結果に基づいて制御される。また、タングステン電極４を交換するタングステン電極交換装置（タングステン電極自動交換装置）２５が設けられ、前後方向すなわち図２紙面左右方向に移動する前後スライダ２６が設けられ、前後スライダ２６に回転支持装置２８を上下方向すなわち図２紙面上下方向に移動する上下スライダ２７が設けられ、回転支持装置２８は上下スライダ２７に対してガス供給口２９を管５ａ、５ｂの中心線を回転中心としてすなわち図２紙面左右方向を回転中心として回転可能に支持しており、しかも回転支持装置２８はバックシールドガスを上下スライダ２８からガス供給口２９に供給する。そして、前後スライダ２６、上下スライダ２７、回転支持装置２８、ガス供給口２９によりバックシールドガス供給装置１５が構成されている。また、管５ａの溶接終了位置に対応した位置すなわち管５ａ、５ｂの溶接部の溶接終了位置から管５ａの表面に沿って管５ａの中心線と平行な線を引いたときの上記線上の位置にマーキングするマーキング装置（マーキングノズル）３０が設けられている。そして、全体制御装置１６によりオープンチャック１ａ、１ｂ、管送りローラ２ａ、２ｂ、溶接制御装置２３、タングステン電極交換装置２５、前後スライダ２６、上下スライダ２７、マーキング装置３０が制御される。また、オープンチャック１ａ、１ｂは管５ａ、５ｂの中心線を中心に回転可能であり、オープンチャック１ａ、１ｂは管５ａと管５ｂとを同方向に回転するとともに管５ａと管５ｂとを相対的に回転する回転手段を構成している。
【００１５】
図３は図１に示した長尺管製造装置の余盛研磨装置を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図に示すように、プーリ３２、３３にベルトサンダ３４が掛けられ、プーリ３２はモータ（図示せず）により駆動される。また、ベルトサンダ３４は長尺管５の溶接ビード３１の下に位置しており、ベルトサンダ３４の溶接ビード３１と接触した部分を受けるベッド３５が設けられ、長尺管５の高さを調整する高さ調整ローラ３６が設けられ、長尺管５をその中心線を中心に回転する管回転ローラ３７が設けられている。なお、高さ調整ローラ３６の長尺管５との接触部の高さとベルトサンダ３４の溶接ビード３１近傍部の上面の高さとの差は１０分の数ｍｍであり、この差が研磨後の溶接ビード３１の高さとなる。また、ベルトサンダ３４とベッド３５との間に隙間ｂが設けられている。
【００１６】
つぎに、図１〜図３に示した長尺管製造装置の動作について説明する。まず、全体制御装置１６から溶接開始の信号が出力されると、開先加工機１４ａにより開先加工された管５ａが管送りローラ２ａによって溶接位置まで搬送され、管５ａがオープンチャック１ａによりクランプされる。一方、開先加工機１４ｂにより開先加工された管５ｂが管送りローラ２ｂによって溶接位置まで搬送され、管５ｂがオープンチャック１ｂによりクランプされる。つぎに、検出器２４が管５ａの先端と管５ｂの先端との隙間を検出し、検出器２４はその検出結果を全体制御装置１６、溶接制御装置２３に出力する。つぎに、全体制御装置１６が隙間が所定値以下であるか否かを判断し、隙間が所定値よりも大きいときには、全体制御装置１６がオープンチャック１ｂ、管送りローラ２ｂを制御し、オープンチャック１ｂが管５ｂのクランプを解除し、管送りローラ２ｂが管５ｂを図２紙面左方に搬送し、オープンチャック１ｂが管５ｂを再度クランプする。このような操作を繰り返し、全体制御装置１６が隙間が所定値以下であると判断したときには、全体制御装置１６が検出器２４を制御し、検出器２４が段差ａを検出したのち、検出器全体制御装置１６がオープンチャック１ａ、１ｂを制御し、オープンチャック１ａ、１ｂが同じ方向に９０度回転し、この状態で再度検出器２４が段差ａを検出し、このようにして管５ａ、５ｂを９０度回転する毎に段差ａを検出し、合計４回段差ａを検出する。つぎに、検出した段差ａの全てが所定値以下であるか否かを判断し、検出した段差ａの少なくとも１つが所定値よりも大きいときには、全体制御装置１６がオープンチャック１ｂを制御し、オープンチャック１ｂを回転することにより管５ｂを所定方向に９０度回転する。この状態で、さらに管５ａ、５ｂを９０度回転する毎に検出器２４により段差ａを検出し、合計４回段差ａを検出する。つぎに、検出した段差ａの全てが所定値以下であるか否かを判断し、検出した段差ａの少なくとも１つが所定値よりも大きいときには、再度オープンチャック１ｂを回転することにより管５ｂを上記所定方向に９０度回転する。このようにして、管５ａに対して管５ｂを所定方向に９０度回転し、管５ａ、５ｂを９０度回転する毎に検出器２４により段差ａを検出し、合計４回段差ａを検出し、検出した段差ａの全てが所定値以下であるか否かを判断する。この結果、管５ａに対して管５ｂを所定方向に３回９０度回転したとしても、すなわち管５ａに対して管５ｂを９０度ずつ異なる４つの回転相対位置に位置させたとしても、検出した段差ａの全てが所定値以下とはならないときには、オープンチャック１ｂが管５ｂのクランプを解除し、管送りローラ２ｂが管５ｂを排除し、管送りローラ２ｂが新たな管５ｂを搬送し、オープンチャック１ｂが新たな管５ｂをクランプし、以下上述と同様の操作を行なう。このような操作において、検出器２４により合計４回検出した段差ａの全てが所定値以下となったときには、溶接制御装置２３が溶接トーチスライダ２１を制御し、溶接トーチスライダ２１が溶接トーチ３を自動溶接開始位置に移動させ、全体制御装置１６、溶接制御装置２３があらかじめ記憶された溶接条件で溶接電源２２、オープンチャック１ａ、１ｂを制御して自動溶接を行なう。すなわち、オープンチャック１ａ、１ｂを管５ａ、５ｂの中心線を中心に同じ方向に同じ速度で回転しながら、ＴＩＧ溶接装置１１により管５ａ、５ｂの先端部を溶接して、長尺管５を製造する。なお、あらかじめ作業者が手動操作で溶接トーチスライダ２１を駆動させ、溶接トーチ３を溶接開始位置にセットし、このときの溶接トーチ３の位置を上記自動溶接開始位置としてあらかじめ溶接制御装置２３に記憶しておく。また、管５ａ、５ｂを溶接するときには、前後スライダ２６を前後方向に移動し、上下スライダ２７により回転支持装置２８を上下方向に移動することにより、ガス供給口２９を前後方向および上下方向に移動して、ガス供給口２９を管５ａの後端に挿入し、ガス供給口２９から管５ａの後端にバックシールドガスを供給する。また、管５ａ、５ｂの溶接が完了したとき、全体制御装置１６がマーキング装置３０を制御し、マーキング装置３０により管５ａの溶接終了位置に対応した位置にマーキングを行なう。
【００１７】
このようにして、管５ａ、５ｂの溶接が完了したときには、長尺管５を余盛研磨装置１２まで搬送するのに問題がない自動待避位置に溶接トーチスライダ２１が溶接トーチ３を待避させ、オープンチャック１ａ、１ｂのクランプを解除し、長尺管５を余盛研磨装置１２まで搬送したのち、上述の手順で新たな管５ａ、５ｂの溶接を行なう。なお、あらかじめ作業者が手動操作で溶接トーチスライダ２１を駆動させ、溶接トーチ３を待避位置にセットし、このときの溶接トーチ３の位置を上記自動待避位置としてあらかじめ溶接制御装置２３に記憶しておく。
【００１８】
上述の手順で十数本の長尺管５の溶接を行なうと、タングステン電極４の先端形状が変形し、溶接アークの集中性が悪くなるため、タングステン電極４の交換が必要となる。このため、あらかじめ設定された回数だけ溶接が行なわれたとき、溶接トーチスライダ２１を図２紙面直角方向を中心にして回転することにより、タングステン電極４をタングステン電極交換装置２５の方向に向けたのち、溶接トーチ３を図２紙面左方に移動させることにより、タングステン電極４がタングステン電極交換装置２５の近傍に位置した電極交換位置に溶接トーチ３を位置させ、タングステン電極交換装置２５により溶接トーチ３からタングステン電極４を取り外し、タングステン電極交換装置２５により溶接トーチ３に新たなタングステン電極４を取り付ける。こののち、溶接トーチスライダ２１が溶接トーチ３を元の位置すなわち図２に示された位置に戻す。なお、溶接トーチスライダ２１により溶接トーチ３を溶接位置、待避位置、電極交換位置に移動するときには、移動時間が最短になるようにするのが望ましい。また、溶接が完了した長尺管５を余盛研磨装置１２まで搬送したのち、新たな管５ａ、５ｂをオープンチャック１ａ、１ｂでクランプする間に、タングステン電極交換装置２５によりタングステン電極４を交換するのが望ましい。
【００１９】
そして、溶接が完了した長尺管５が余盛研磨装置１２に搬送されると、管回転ローラ３７により長尺管５が回転されるとともに、モータによりプーリ３２が回転され、ベルトサンダ３４の溶接ビード３１近傍部が図３（ｂ）紙面左方に移動するから、ベルトサンダ３４により溶接ビード３１が研磨され、溶接ビード３１の余盛が研磨される。
【００２０】
そして、余盛研磨装置１２により長尺管５の溶接ビードの余盛研磨を行なったのち、非破壊検査装置１３により長尺管５の溶接部の健全性を検査する。
【００２１】
このような長尺管製造装置においては、管５ａ、５ｂを相対的に回転しながら、管５ａの先端と管５ｂの先端との段差ａを検出するから、管５ａ、５ｂが曲がっている場合にも、管５ａ、５ｂの曲がり方向を一致させることができ、管５ａ、５ｂの曲がり方向が一致したときには段差ａが小さくなるので、管５ａと管５ｂとを適切に溶接することができる。すなわち、管５ａ、５ｂの曲がり方向が反対方向のときには段差ａが大きくなるが、管５ａ、５ｂを相対的に回転することにより、管５ａ、５ｂの曲がり方向が一致すると、段差ａが小さくなるので、この状態で管５ａと管５ｂとを溶接すれば、管５ａと管５ｂとを適切に溶接することができる。また、タングステン電極交換装置２５が設けられているから、あらかじめ設定された回数だけ溶接が行なわれたときに、タングステン電極交換装置２５によりタングステン電極４を交換すれば、溶接アークの集中性を常に良好にすることができるので、管５ａと管５ｂとを適切に溶接することができる。また、管５ａ、５ｂを９０度回転する毎に段差ａを検出し、合計４回段差ａを検出しているから、管５ａ、５ｂの先端部の外周形状が真円でないときにも、管５ａと管５ｂとを適切に溶接することができる。また、管５ａの後端にバックシールドガスを供給するバックシールドガス供給装置１５が設けられているから、バックシールドガス供給装置１５により管５ａ、５ｂ内にバックシールドガスを供給することにより、管５ａ、５ｂの内面が酸化するのを防止することができる。また、ガス供給口２９は回転支持装置２８により上下スライダ２７に対して管５ａ、５ｂの中心線を回転中心として回転可能に支持されているから、ガス供給口２９を管５ａの後端に挿入し、管５ａ、５ｂを回転したときには、ガス供給口２９は管５ａとともに回転するから、ガス供給口２９を管５ａの後端に密着させることができるので、ガス供給口２９と管５ａの後端との間から回りの空気を巻き込むことなく、管５ａ、５ｂ内にバックシールドガスを供給することができる。また、ベルトサンダ３４とベッド３５との間に隙間ｂが設けられているから、ベッド３５とベルトサンダ３４との間の抵抗が小さくなる。また、余盛研磨装置１２の近傍に非破壊検査装置１３が設けられているから、余盛研磨装置１２から非破壊検査装置１３まで長尺管５をクレーンにより運搬する必要がないので、作業能率を向上することができる。また、管５ａの溶接終了位置に対応した位置にマーキングするマーキング装置３０が設けられているから、管５ａ、５ｂの溶接が終了したときに、マーキング装置３０により管５ａの溶接終了位置に対応した位置にマーキングすれば、溶接部の溶接終了位置を知ることができる。このため、非破壊検査装置１３により長尺管５の溶接部の健全性を検査する場合に、欠陥が発生する場合が多い溶接終了位置を中心として検査することができる。
【００２２】
ところで、長尺管５が曲がっているときには、管回転ローラ３７により長尺管５を回転すると、長尺管５の溶接ビード３１部が上下に移動することがある。この場合、溶接ビード３１の余盛の一部だけしか研磨することができない。そこで、図４（ａ）に示すように、溶接ビード３１からベッド３５に作用する力を検出し、その力が一定になるように上下スライダ４１により余盛研磨装置１２を上下方向に移動する。そして、この上下スライダ４１は溶接ビード３１の位置に応じて余盛研磨装置１２を上下動する上下方向駆動装置を構成している。
【００２３】
このように、上下スライダ４１を設けた場合には、図４（ｂ）に示すように、長尺管５の溶接ビード３１部が上方向に移動したときには、上下スライダ４１により余盛研磨装置１２が上方向に移動し、反対に図４（ｃ）に示すように、長尺管５の溶接ビード３１部が下方向に移動したときには、上下スライダ４１により余盛研磨装置１２が下方向に移動するから、長尺管５の溶接ビード３１部の位置とベルトサンダ３４の位置との関係は一定になるので、溶接ビード３１の余盛を均一に研磨することができる。
【００２４】
なお、空気圧シリンダ、油圧シリンダのピストンロッドに余盛研磨装置１２を取り付け、空気圧シリンダ、油圧シリンダの空気圧、油圧が一定になるように調整することによっても、溶接ビード３１の余盛を均一に研磨することができる。
【００２５】
図５は本発明に係る他の長尺管製造装置の余盛研磨装置部を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図に示すように、台形状のベッドすなわちプーリの回転中心線と平行な方向から見たとき上部の形状が台形であるベッド５１を用いて、ベルトサンダ３４とベッド５１との隙間をなくしたときには、図５（ｂ）に示すように、溶接ビード３１によりベルトサンダ３４の中央部が押されたとしても、ベルトサンダ３４が弓なりにそることがないから、ベルトサンダ３４の端が長尺管５の溶接ビード３１以外の部分に接触することがなく、長尺管５の溶接ビード３１以外の部分がベルトサンダ３４により研磨されることがない。
【００２６】
なお、上述実施の形態においては、溶接装置がＴＩＧ溶接装置１１である場合について説明したが、溶接装置が他の溶接装置たとえばプラズマ溶接装置である場合にも本発明を適用することができる。また、上述実施の形態においては、管５ａ、５ｂを９０度回転する毎に段差ａを検出し、合計４回段差ａを検出したが、第１、第２の管を４５度回転する毎に段差を検出し、合計８回段差を検出してもよく、第１、第２の管を３０度回転する毎に段差を検出し、合計１２回段差を検出してもよい。すなわち、第１、第２の管を９０度以下の所定角度だけ回転する毎に段差を検出し、３６０度を上記所定角度で除した回数だけ段差を検出すればよい。また、第１、第２の管の先端部の外周形状が真円であると仮定したとき、または段差検出装置により第１、第２の管の先端部の両側の段差を検出するときには、第１、第２の管を９０度以下の所定角度だけ回転する毎に段差を検出し、１８０度を所定角度で除した回数だけ段差を検出すればよい。また、上述実施の形態においては、４回検出した段差ａの少なくとも１つが所定値よりも大きいときには、再度オープンチャック１ｂを回転することにより管５ｂを所定方向に９０度回転したが、複数回検出した段差の少なくとも１つが所定値よりも大きいときには、再度第２のオープンチャックを回転することにより第２の管を所定方向に４５度、３０度回転してもよい。すなわち、複数回検出した段差ａの少なくとも１つが所定値よりも大きいときには、再度第２のオープンチャックを回転することにより第２の管を所定方向に９０度以下の所定角度だけ回転すればよい。また、上述実施の形態においては、４回検出した段差ａの少なくとも１つが所定値よりも大きいときには、再度オープンチャック１ｂを回転することにより管５ｂを所定方向に９０度回転したが、管５ａ、５ｂを９０度だけ回転して検出した段差ａが所定値よりも大きいときには、４回段差を検出しなくとも、再度オープンチャック１ｂを回転することにより管５ｂを所定方向に９０度回転してもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る長尺管製造装置においては、管が曲がっている場合にも管を適切に溶接することができる。
【００２８】
また、溶接装置のタングステン電極を交換するタングステン電極交換装置を設けたときには、溶接アークの集中性を常に良好にすることができるから、適切な溶接を行なうことができる。
【００２９】
また、第１の管の後端にバックシールドガスを供給するバックシールドガス供給装置を設けたときには、管の内面が酸化するのを防止することができる。
【００３０】
また、長尺管の溶接ビードの余盛を研磨する余盛研磨装置を設け、溶接ビードの位置に応じて余盛研磨装置を上下動する上下方向駆動装置を設けたときには、溶接ビードの余盛を均一に研磨することができる。
【００３１】
また、余盛研磨装置としてベルトサンダおよび台形状のベッドを有するものを用いたときには、長尺管の溶接ビード以外の部分がベルトサンダにより研磨されることがない。
【００３２】
また、余盛研磨装置の近傍に長尺管の溶接部の健全性を検査する非破壊検査装置を設けたときには、余盛研磨装置から非破壊検査装置まで長尺管をクレーンにより運搬する必要がないから、作業能率を向上することができる。
【００３３】
また、第１の管の溶接終了位置に対応した位置にマーキングするマーキング装置を設けたときには、非破壊検査装置により欠陥が発生する場合が多い溶接終了位置を中心として検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る長尺管製造装置を示す概略図である。
【図２】図１に示した長尺管製造装置の一部を示す図である。
【図３】図１に示した長尺管製造装置の余盛研磨装置を示す図である。
【図４】本発明に係る他の長尺管製造装置の余盛研磨装置部を示す図である。
【図５】本発明に係る他の長尺管製造装置の余盛研磨装置部を示す図である。
【図６】従来の長尺管製造装置の一部を示す図である。
【図７】図６に示した長尺管製造装置により溶接される管の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ…オープンチャック
４…タングステン電極
５ａ、５ｂ…管
５…長尺管
１１…ＴＩＧ溶接装置
１２…余盛研磨装置
１３…非破壊検査装置
１５…バックシールドガス供給装置
２４…検出器
２５…タングステン電極交換装置
３０…マーキング装置
３４…ベルトサンダ
３５…ベッド
４１…上下スライダ
５１…ベッド[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a long tube manufacturing apparatus for manufacturing a long tube by welding tubes to each other.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 is a view showing a part of a conventional long tube manufacturing apparatus. As shown in the figure, an open chuck 1a, 1b for clamping the first and second tubes 5a, 5b is provided, and a tube feed roller 2a for moving the tubes 5a, 5b in the axial direction, that is, in the left-right direction of FIG. , 2b are provided, a TIG welding device 11 for butt-welding the tubes 5a, 5b is provided, and a tungsten electrode 4 is attached to the welding torch 3 of the TIG welding device 11.
[0003]
In this long pipe manufacturing apparatus, the pipes 5a, 5b are moved by the pipe feed rollers 2a, 2b, butts of the pipes 5a, 5b are butted, and the pipes 5a, 5b are clamped by the open chucks 1a, 1b. While rotating the tubes 1a and 1b in the same direction and at the same speed about the center lines of the tubes 5a and 5b, the tips of the tubes 5a and 5b are welded by the TIG welding device 11 to produce a long tube.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a long pipe manufacturing apparatus, when the pipes 5a and 5b are bent (the drawing is exaggerated in FIG. 6), a space for securing the TIG welding apparatus 11 is secured. Since the distance from the open chucks 1a and 1b to the distal ends of the tubes 5a and 5b may be more than 1 m, as shown in FIG. 7, a large outer diameter dimension is provided between the distal ends of the tubes 5a and 5b. A difference (step) a may occur. In other words, the outer circumference of the tip of the pipe 5a does not match the outer circumference (outer diameter) of the tip of the pipe 5b, resulting in a deviation. If the deviation exceeds an allowable dimension that can be covered by adjusting the welding conditions, It becomes difficult to weld the pipe 5a and the pipe 5b soundly.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and has a means capable of welding a pipe as soundly as possible even when a difference in outer diameter when the pipe and the pipe are abutted is large. An object of the present invention is to provide a long tube manufacturing apparatus.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, according to the present invention, in a long pipe manufacturing apparatus for manufacturing a long pipe by welding a first pipe and a second pipe with a welding device, the first pipe and the second pipe are provided. Rotating means for rotating the second pipe in the same direction and for relatively rotating the first pipe and the second pipe; and a rotating means for rotating the tip of the first pipe and the tip of the second pipe. A step detecting device is provided for detecting a step.
[0007]
In this case, a tungsten electrode replacement device for replacing the tungsten electrode of the welding device may be provided.
[0008]
Further, a back shield gas supply device for supplying a back shield gas to the rear end of the first pipe may be provided.
[0009]
Further, an extra polishing device for polishing an extra weld bead of the long pipe may be provided, and a vertical drive device for vertically moving the extra polishing device according to the position of the weld bead may be provided.
[0010]
In this case, an apparatus having a belt sander and a trapezoidal bed may be used as the extra polishing apparatus.
[0011]
Further, a non-destructive inspection device for inspecting the soundness of the welded portion of the long pipe may be provided near the extra polishing device.
[0012]
In this case, a marking device for marking at a position corresponding to the welding end position of the first pipe may be provided.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic view showing a long tube manufacturing apparatus (automatic long tube manufacturing apparatus) according to the present invention. As shown in the figure, an extra polishing device 12 for polishing an extra portion of a weld bead formed on a long tube is provided near a TIG welding device 11 that butt-welds the tubes 5a and 5b to form a long tube. A back shield gas supply device 15 for supplying a back shield gas to the rear end of the tube 5a, that is, the end of the tube 5a opposite to the tube 5b side, is provided. A non-destructive inspection device 13 for inspecting the soundness of the welded portion is provided, and the long tubes inspected by the non-destructive inspection device 13 are stocked in a finished product stocker 18. In addition, before the TIG welding device 11 welds, bevel processing machines 14a and 14b for processing welding grooves are provided at the tips of the pipes 5a and 5b, and the groove processing machine 14a is stocked in the pipe stocker 17a. The groove of the pipe 5a is processed, and the groove processing machine 14b processes the groove of the pipe 5b stored in the pipe stocker 17b. The TIG welding device 11, the excess polishing device 12, the non-destructive inspection device 13, the groove processing machines 14a and 14b, and the back shield gas supply device 15 are controlled by the overall control device 16.
[0014]
FIG. 2 is a view showing a part of the long tube manufacturing apparatus shown in FIG. As shown in the figure, a welding torch slider 21 for moving the welding torch 3 is provided, a welding power source 22 is connected to the welding torch 3, and one step between the tip of the pipe 5a and the tip of the pipe 5b (the lower part in FIG. Of the pipes 5a and 5b viewed from the top, one of two steps on both sides in the direction perpendicular to the center lines of the pipes 5a and 5b) and the gap between the tip of the pipe 5a and the tip of the pipe 5b. (A step detecting device) 24 such as a laser sensor for detecting the position difference is provided. The output of the detector 24 is input to the overall control device 16 and the welding control device 23, and the welding torch slider 21 and the welding power source 22 are connected to the welding control device. The control is performed by the detector 23 based on the detection result of the detector 24. Further, a tungsten electrode exchange device (automatic tungsten electrode exchange device) 25 for exchanging the tungsten electrode 4 is provided, and a front / rear slider 26 which moves in the front / rear direction, that is, the left / right direction in FIG. 2 is provided. 2 is provided in the vertical direction, that is, in the vertical direction in FIG. 2, and the rotation support device 28 connects the gas supply port 29 to the vertical slider 27 with the center line of the pipes 5a and 5b as the rotation center. It is rotatably supported about the left-right direction as the center of rotation, and the rotation support device 28 supplies back shield gas from the upper and lower sliders 28 to the gas supply port 29. The front and rear slider 26, the upper and lower slider 27, the rotation support device 28, and the gas supply port 29 constitute the back shield gas supply device 15. Further, a position on the above line when a line parallel to the center line of the pipe 5a is drawn along the surface of the pipe 5a from the position corresponding to the welding end position of the pipe 5a, that is, the welding end position of the welded portion of the pipe 5a, 5b. A marking device (marking nozzle) 30 for marking a mark is provided. The open controller 1 controls the open chucks 1a and 1b, the tube feed rollers 2a and 2b, the welding controller 23, the tungsten electrode replacing device 25, the front and rear slider 26, the upper and lower slider 27, and the marking device 30. The open chucks 1a and 1b are rotatable about the center lines of the tubes 5a and 5b. The open chucks 1a and 1b rotate the tubes 5a and 5b in the same direction and move the tubes 5a and 5b relative to each other. It constitutes a rotating means which rotates in a suitable manner.
[0015]
FIGS. 3A and 3B are views showing an extra polishing apparatus of the long pipe manufacturing apparatus shown in FIG. 1, wherein FIG. 3A is a front view and FIG. 3B is a side view. As shown in the figure, a belt sander 34 is hung on pulleys 32 and 33, and the pulley 32 is driven by a motor (not shown). The belt sander 34 is located below the weld bead 31 of the long tube 5, and a bed 35 is provided for receiving a portion of the belt sander 34 in contact with the weld bead 31, and adjusts the height of the long tube 5. A height adjusting roller 36 is provided, and a tube rotating roller 37 that rotates the long tube 5 about its center line is provided. The difference between the height of the contact portion of the height adjusting roller 36 with the long tube 5 and the height of the upper surface of the belt sander 34 near the weld bead 31 is several tenths of mm, and this difference is the difference after polishing. It becomes the height of the weld bead 31. A gap b is provided between the belt sander 34 and the bed 35.
[0016]
Next, the operation of the long tube manufacturing apparatus shown in FIGS. 1 to 3 will be described. First, when a welding start signal is output from the overall control device 16, the pipe 5a that has been grooved by the groove processing machine 14a is transported to the welding position by the pipe feed roller 2a, and the pipe 5a is clamped by the open chuck 1a. Is done. On the other hand, the pipe 5b grooved by the groove processing machine 14b is transported to a welding position by the pipe feed roller 2b, and the pipe 5b is clamped by the open chuck 1b. Next, the detector 24 detects a gap between the tip of the pipe 5a and the tip of the pipe 5b, and the detector 24 outputs the detection result to the overall control device 16 and the welding control device 23. Next, the overall controller 16 determines whether or not the gap is equal to or smaller than a predetermined value. When the gap is larger than the predetermined value, the overall controller 16 controls the open chuck 1b and the pipe feed roller 2b, and 1b releases the clamp of the tube 5b, the tube feed roller 2b conveys the tube 5b to the left in FIG. 2, and the open chuck 1b clamps the tube 5b again. Such an operation is repeated, and when the overall control device 16 determines that the gap is equal to or smaller than the predetermined value, the overall control device 16 controls the detector 24, and after the detector 24 detects the step a, The control device 16 controls the open chucks 1a and 1b, and the open chucks 1a and 1b rotate 90 degrees in the same direction. In this state, the detector 24 detects the step a again, and thus the tubes 5a and 5b are connected. The step a is detected every time the image is rotated 90 degrees, and the step a is detected four times in total. Next, it is determined whether or not all of the detected steps a are equal to or smaller than a predetermined value. When at least one of the detected steps a is larger than the predetermined value, the overall control device 16 controls the open chuck 1b to open By rotating the chuck 1b, the tube 5b is rotated 90 degrees in a predetermined direction. In this state, the detector 24 detects the step a each time the tubes 5a and 5b are further rotated by 90 degrees, and detects the step a four times in total. Next, it is determined whether or not all the detected steps a are equal to or smaller than a predetermined value. When at least one of the detected steps a is larger than the predetermined value, the pipe 5b is rotated by rotating the open chuck 1b again. Rotate 90 degrees in a predetermined direction. In this way, the tube 5b is rotated 90 degrees in a predetermined direction with respect to the tube 5a, and every time the tubes 5a and 5b are rotated 90 degrees, the step a is detected by the detector 24, and the step a is detected four times in total. It is determined whether or not all the detected steps a are equal to or smaller than a predetermined value. As a result, even if the tube 5b is rotated 90 degrees in the predetermined direction with respect to the tube 5a three times, that is, even if the tube 5b is positioned at four rotational relative positions different by 90 degrees from the tube 5a, the detection is performed. When all of the steps a are not below the predetermined value, the open chuck 1b releases the clamp of the pipe 5b, the pipe feed roller 2b removes the pipe 5b, the pipe feed roller 2b conveys a new pipe 5b, and the open The chuck 1b clamps the new tube 5b, and performs the same operation as described above. In such an operation, when all of the steps a detected four times in total by the detector 24 become equal to or less than a predetermined value, the welding control device 23 controls the welding torch slider 21, and the welding torch slider 21 controls the welding torch 3. The system is moved to the automatic welding start position, and the overall controller 16 and the welding controller 23 control the welding power source 22 and the open chucks 1a and 1b under the welding conditions stored in advance to perform automatic welding. That is, while the open chucks 1a and 1b are rotated at the same speed in the same direction about the center lines of the pipes 5a and 5b, the tips of the pipes 5a and 5b are welded by the TIG welding device 11 to remove the long pipe 5. To manufacture. In addition, the operator drives the welding torch slider 21 manually in advance, sets the welding torch 3 to the welding start position, and stores the position of the welding torch 3 at this time in the welding control device 23 in advance as the automatic welding start position. Keep it. When the pipes 5a and 5b are welded, the gas supply port 29 is moved in the front-rear direction and the up-down direction by moving the front-rear slider 26 in the front-rear direction and moving the rotation support device 28 in the vertical direction by the up-down slider 27. Then, the gas supply port 29 is inserted into the rear end of the pipe 5a, and the back shield gas is supplied from the gas supply port 29 to the rear end of the pipe 5a. When welding of the tubes 5a and 5b is completed, the overall control device 16 controls the marking device 30, and the marking device 30 performs marking at a position corresponding to the welding end position of the tube 5a.
[0017]
In this way, when the welding of the tubes 5a and 5b is completed, the welding torch slider 21 retracts the welding torch 3 to the automatic retreat position where there is no problem in transporting the long tube 5 to the excess polishing device 12, After releasing the clamps of the open chucks 1a and 1b and transporting the long pipe 5 to the extra polishing device 12, welding of new pipes 5a and 5b is performed in the above-described procedure. In addition, the operator drives the welding torch slider 21 manually in advance, sets the welding torch 3 to the retreat position, and stores the position of the welding torch 3 at this time in the welding control device 23 in advance as the automatic retreat position. deep.
[0018]
When the dozen or more long tubes 5 are welded in the above-described procedure, the tip shape of the tungsten electrode 4 is deformed and the concentration of the welding arc is deteriorated, so that the tungsten electrode 4 needs to be replaced. Therefore, when welding is performed a predetermined number of times, the tungsten torch slider 21 is rotated around the direction perpendicular to the plane of FIG. By moving the welding torch 3 to the left in FIG. 2, the welding torch 3 is positioned at the electrode replacement position where the tungsten electrode 4 is located near the tungsten electrode replacement device 25, and the welding torch 3 is moved by the tungsten electrode replacement device 25. The new tungsten electrode 4 is attached to the welding torch 3 by the tungsten electrode exchange device 25. Thereafter, the welding torch slider 21 returns the welding torch 3 to its original position, that is, the position shown in FIG. When the welding torch 3 is moved by the welding torch slider 21 to the welding position, the retreat position, and the electrode replacement position, it is desirable to minimize the moving time. Further, after the long tube 5 having been welded is conveyed to the excess polishing device 12, the tungsten electrode 4 is replaced by the tungsten electrode replacement device 25 while new tubes 5a and 5b are clamped by the open chucks 1a and 1b. It is desirable to do.
[0019]
Then, when the welded long tube 5 is conveyed to the excess polishing device 12, the long tube 5 is rotated by the tube rotating roller 37, and the pulley 32 is rotated by the motor, so that the belt sander 34 is welded. Since the vicinity of the bead 31 moves to the left in FIG. 3B, the weld bead 31 is polished by the belt sander 34, and the excess of the weld bead 31 is polished.
[0020]
Then, after the extra polishing of the weld bead of the long tube 5 is performed by the extra polishing device 12, the integrity of the welded portion of the long tube 5 is inspected by the nondestructive inspection device 13.
[0021]
In such a long tube manufacturing apparatus, since the step a between the tip of the tube 5a and the tip of the tube 5b is detected while relatively rotating the tubes 5a and 5b, the tube 5a and 5b are bent. Also, the bending directions of the pipes 5a and 5b can be matched, and when the bending directions of the pipes 5a and 5b match, the step a becomes small, so that the pipes 5a and 5b can be appropriately welded. That is, when the bending directions of the pipes 5a and 5b are opposite directions, the step a becomes large, but when the bending directions of the pipes 5a and 5b match by rotating the pipes 5a and 5b relatively, the step a becomes small. Therefore, if the pipes 5a and 5b are welded in this state, the pipes 5a and 5b can be appropriately welded. Further, since the tungsten electrode exchange device 25 is provided, if the tungsten electrode 4 is exchanged by the tungsten electrode exchange device 25 when welding is performed a preset number of times, the concentration of the welding arc is always good. Therefore, the pipe 5a and the pipe 5b can be appropriately welded. Further, the step a is detected every time the tubes 5a and 5b are rotated by 90 degrees, and the step a is detected four times in total. 5a and the pipe 5b can be welded appropriately. Further, since the back shield gas supply device 15 for supplying the back shield gas is provided at the rear end of the tube 5a, the back shield gas supply device 15 supplies the back shield gas into the tubes 5a and 5b, so that the tube 5a Oxidation of the inner surfaces of 5a and 5b can be prevented. Further, since the gas supply port 29 is rotatably supported by the rotation supporting device 28 with respect to the vertical slider 27 about the center line of the tubes 5a and 5b, the gas supply port 29 is inserted into the rear end of the tube 5a. When the pipes 5a and 5b are rotated, the gas supply port 29 rotates together with the pipe 5a. Therefore, the gas supply port 29 can be brought into close contact with the rear end of the pipe 5a. The back shield gas can be supplied into the tubes 5a and 5b without entraining surrounding air from between the ends. Further, since the gap b is provided between the belt sander 34 and the bed 35, the resistance between the bed 35 and the belt sander 34 is reduced. Further, since the nondestructive inspection device 13 is provided in the vicinity of the extra polishing device 12, there is no need to transport the long pipe 5 from the extra polishing device 12 to the nondestructive inspection device 13 by a crane. Can be improved. Further, since the marking device 30 for marking at a position corresponding to the welding end position of the tube 5a is provided, when the welding of the tubes 5a and 5b is completed, the marking device 30 corresponds to the welding end position of the tube 5a. If the position is marked, the welding end position of the welded portion can be known. Therefore, when inspecting the soundness of the welded portion of the long pipe 5 by the nondestructive inspection device 13, the inspection can be performed centering on the welding end position where defects often occur.
[0022]
By the way, when the long pipe 5 is rotated by the pipe rotation roller 37 while the long pipe 5 is bent, the weld bead 31 of the long pipe 5 may move up and down. In this case, only a part of the weld bead 31 can be polished. Therefore, as shown in FIG. 4 (a), the force acting on the bed 35 from the welding bead 31 is detected, and the excess polishing device 12 is moved up and down by the vertical slider 41 so that the force becomes constant. The vertical slider 41 constitutes a vertical driving device for vertically moving the extra polishing device 12 in accordance with the position of the welding bead 31.
[0023]
In this way, when the upper and lower sliders 41 are provided, as shown in FIG. 4B, when the weld bead 31 of the long tube 5 moves upward, the upper and lower sliders 41 cause the excess polishing device 12 to move. Moves upward, and when the weld bead 31 of the long tube 5 moves downward as shown in FIG. 4C, the excess polishing device 12 moves downward by the upper and lower sliders 41. Therefore, the relationship between the position of the weld bead 31 of the long tube 5 and the position of the belt sander 34 becomes constant, so that the excess of the weld bead 31 can be uniformly polished.
[0024]
In addition, the excess polishing of the weld bead 31 can be uniformly polished by attaching the extra polishing device 12 to the piston rod of the pneumatic cylinder and the hydraulic cylinder and adjusting the air pressure and the hydraulic pressure of the pneumatic cylinder and the hydraulic cylinder to be constant. can do.
[0025]
FIGS. 5A and 5B are views showing an extra polishing device section of another long pipe manufacturing apparatus according to the present invention, wherein FIG. 5A is a front view and FIG. 5B is a side view. As shown in the figure, when a trapezoidal bed, that is, a bed 51 having a trapezoidal upper shape when viewed from a direction parallel to the rotation center line of the pulley, and eliminating a gap between the belt sander 34 and the bed 51, As shown in FIG. 5B, even if the central part of the belt sander 34 is pressed by the welding bead 31, the belt sander 34 does not bow. No portion other than the weld bead 31 is contacted, and the portion of the long tube 5 other than the weld bead 31 is not polished by the belt sander 34.
[0026]
In the above embodiment, the case where the welding device is the TIG welding device 11 has been described. However, the present invention can be applied to a case where the welding device is another welding device, for example, a plasma welding device. Further, in the above-described embodiment, the step a is detected every time the tubes 5a and 5b are rotated 90 degrees, and the step a is detected a total of four times, but every time the first and second tubes are rotated 45 degrees. The step may be detected to detect the step eight times in total, or the step may be detected every time the first and second pipes are rotated 30 degrees, and the step may be detected a total of 12 times. That is, a step may be detected each time the first and second pipes are rotated by a predetermined angle of 90 degrees or less, and the step may be detected by the number of times obtained by dividing 360 degrees by the predetermined angle. Further, when assuming that the outer peripheral shape of the tip of the first and second pipes is a perfect circle, or when detecting a step on both sides of the tip of the first and second pipes by the step detecting device, 1. The step may be detected every time the second tube is rotated by a predetermined angle of 90 degrees or less, and the step may be detected by the number of times obtained by dividing 180 degrees by the predetermined angle. In the above embodiment, when at least one of the steps a detected four times is larger than the predetermined value, the pipe 5b is rotated 90 degrees in the predetermined direction by rotating the open chuck 1b again. When at least one of the steps is larger than the predetermined value, the second pipe may be rotated 45 degrees and 30 degrees in the predetermined direction by rotating the second open chuck again. That is, when at least one of the steps a detected a plurality of times is larger than a predetermined value, the second pipe may be rotated again by a predetermined angle of 90 degrees or less in a predetermined direction by rotating the second open chuck again. In the above-described embodiment, when at least one of the steps a detected four times is larger than a predetermined value, the pipe 5b is rotated 90 degrees in the predetermined direction by rotating the open chuck 1b again. When the step a detected by rotating 5b by 90 degrees is larger than the predetermined value, the tube 5b can be rotated 90 degrees in the predetermined direction by rotating the open chuck 1b again without detecting the step four times. Good.
[0027]
【The invention's effect】
In the long pipe manufacturing apparatus according to the present invention, the pipe can be appropriately welded even when the pipe is bent.
[0028]
Further, when a tungsten electrode replacement device for replacing the tungsten electrode of the welding device is provided, the concentration of the welding arc can be always improved, so that appropriate welding can be performed.
[0029]
Further, when a back shield gas supply device for supplying a back shield gas to the rear end of the first tube is provided, it is possible to prevent the inner surface of the tube from being oxidized.
[0030]
Also, when an extra polishing device for polishing the extra weld bead of the long pipe is provided, and a vertical drive device for moving the extra polishing device up and down according to the position of the weld bead is provided, the extra weld bead is provided. Can be polished uniformly.
[0031]
In addition, when a belt sander and a trapezoidal bed are used as the extra polishing device, portions other than the weld bead of the long tube are not polished by the belt sander.
[0032]
In addition, when a non-destructive inspection device for inspecting the soundness of the welded portion of a long pipe is provided near the extra polishing device, it is necessary to transport the long pipe from the extra polishing device to the non-destructive inspection device by a crane. Since there is no work efficiency, the work efficiency can be improved.
[0033]
Further, when a marking device for marking at a position corresponding to the welding end position of the first pipe is provided, the non-destructive inspection device can inspect mainly the welding end position where defects often occur.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a long tube manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a part of the long tube manufacturing apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a view showing an extra polishing apparatus of the long pipe manufacturing apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a view showing an extra polishing device section of another long pipe manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a view showing an extra polishing device section of another long pipe manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a view showing a part of a conventional long tube manufacturing apparatus.
7 is a cross-sectional view showing a part of a pipe welded by the long pipe manufacturing apparatus shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1a, 1b ... Open chuck 4 ... Tungsten electrode 5a, 5b ... Tube 5 ... Long tube 11 ... TIG welding device 12 ... Excessive polishing device 13 ... Non-destructive inspection device 15 ... Back shield gas supply device 24 ... Detector 25 ... Tungsten electrode changing device 30 Marking device 34 Belt sander 35 Bed 41 Vertical slider 51 Bed
