JP2023068324A - 溶接装置及び溶接方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(溶接システムの概略構成)
本発明の第1の実施形態に係る溶接システムの概略構成について、図1を参照しながら説明する。
溶接装置2の詳細構成について、図2及び図3を参照しながら説明する。
図2は、溶接装置2の構成を説明するための模式図である。図3は、溶接装置2の構成を説明するためのブロック図である。
第1支持部32は、溶接トーチ20を回転可能に支持している。第1支持部32は、軸部材33と、軸支え34とを有する。軸部材33は、溶接トーチ20に連結している。また、軸部材33は、回転モータ50aの動力を受けて、回転軸A周りに回転する。軸支え34は、軸部材33を回転可能に支える。軸部材33が回転することで、溶接トーチ20が回転軸A周りに回転する。
Y軸モータ43は、支持部10の車台12(図2)をY軸方向に沿って移動させるモータである。具体的には、Y軸モータ43は、車台12をガイドレール4に沿って移動させる。Y軸モータ43は、例えば、車台12内に設けられている。
Z軸モータ44は、支持部10の水平梁16をZ軸方向に沿って移動させるモータである。具体的には、Z軸モータ44は、水平梁16を支柱14に対して上下動させる。Z軸モータ44は、例えば、車台12内に設けられている。
記憶部72は、例えばROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を含む。記憶部72は、制御部74が実行するためのプログラムや、溶接に関する各種データを記憶する。
例えば、制御部74は、溶接トーチ20が母材100の被溶接部110を溶接するために、並進駆動部40、第1回転駆動部50、第2回転駆動部52、第3回転駆動部54を動作させて、溶接トーチ20を被溶接線に沿って走行させる。また、制御部74は、溶接トーチ20に供給するワイヤの供給量、電流・電圧の大きさを制御する。
まず、制御部74は、図6(a)に示す姿勢の溶接トーチ20に隅部111aを溶接させる。その後、制御部74は、他端側の隅部111bへ向かって走行しながら、溶接トーチ20を被溶接部110の溶接を継続する。
ところで、隅部111aを溶接した溶接トーチ20の姿勢のまま隅部111bへ向かって走行すると、走行途中に母材100に接触するおそれがある。そこで、制御部74は、走行の途中で、溶接トーチ20を図6(b)に示す姿勢に変化させる。これにより、溶接トーチ20が母材100に接触することなく、被溶接部110の溶接を継続できる。
溶接装置2が母材100の被溶接部110を溶接する流れについて、図9を参照しながら説明する。
図9は、被溶接部110の溶接の流れの一例を説明するためのフローチャートである。溶接装置2は、例えば被溶接部110の隅肉溶接や突き合わせ溶接を行う際に、図9に示す一連の処理を実行する。
第1の実施形態の溶接装置2は、溶接トーチ20を回転軸A周りに回転させる第1回転駆動部50と、溶接トーチ20を、回転軸Aと直交する回転軸B周りに回転させる第2回転駆動部52とを有する。そして、溶接装置2は、第1回転駆動部50及び第2回転駆動部52を駆動させて溶接トーチ20の姿勢を変化させながら、溶接トーチ20に被溶接部110の溶接を行わせる。
これにより、溶接中に溶接トーチ20の姿勢を適宜変化させて、被溶接部110の溶接を行うことが可能となる。溶接トーチ20が姿勢を適宜変化させることによって、母材100に溶接トーチ20が干渉することなく溶接できる。この結果、手作業溶接部位なしで被溶接部110を自動で溶接することができ、作業性が向上し、かつ溶接品質を高められる。
さらに、第1の実施形態の溶接装置2によれば、角鋼管の曲率部が完全な円弧でなくてもよく、曲率部に製造誤差のある角鋼管の溶接が可能となる。
(溶接装置の構成)
第2の実施形態に係る溶接装置の構成について、図10及び図11を参照しながら説明する。
また、第2の実施形態の溶接装置202は、隅部112と共に、第1金属板102及び第2金属板104に直交する一対の第3金属板106と第1金属板102の隅部113(隅部113が第3隅部に該当する)を溶接する。すなわち、溶接装置202は、連続する3辺の隅部112、113を溶接する。この場合、溶接装置202は、隅部113の反対側の隅部(当該隅部が、第4隅部に該当する)の溶接を、隅部114を溶接する際に共に行う。なお、第3金属板106が第1金属板102の両側に設けられていない場合には、第1金属板102と第2金属板104の隅部112、114のみに溶接が行われる。
図12及び図13は、隅部112、114の溶接を行う際の溶接トーチ220の態様を説明するための模式図である。
なお、上記では、隅部114を溶接可能な位置に溶接トーチ220を移動させることとしたが、これに限定されない。例えば、制御部274は、隅部113の反対側の隅部を溶接可能な位置に溶接トーチ220を移動させてもよい。
図14及び図15を参照しながら、変形例について説明する。
図14は、変形例に係る溶接装置202を説明するための模式図である。
図15は、変形例における溶接トーチ220の移動の態様を説明するための模式図である。なお、図15は、上方から溶接装置202及び母材100を見た図であり、説明の便宜上、溶接装置202の構成要素を簡略化すると共に、母材100の一対の金属板106の間隔を小さくしている。
第2の実施形態に係る溶接装置202は、母材100の第1金属板102と第2金属板104の2つの隅部112、114に溶接を行う。この際、溶接装置202は、支持体214を回転及び並進移動させ、かつ溶接トーチ220を回転させることで、溶接トーチ220が隅部112とは反対側の隅部114を溶接可能な位置に溶接トーチ220を移動させる。
上記のように支持体214及び溶接トーチ220の回転等を行うことで、第2金属板104と干渉することなく溶接トーチ220を所望の位置に移動できるので、第2金属板104から見て両側にある2つの隅部112、114を連続して自動で溶接することが可能となる。
102 第1金属板
104 第2金属板
106 第3金属板
112 隅部
113 隅部
114 隅部
202 溶接装置
212 車台
214 支持体
215 支柱
216 水平梁
220 溶接トーチ
240 支持体駆動部
250 回転駆動部
272 記憶部
274 制御部
Claims (8)
- 母材の被溶接部の溶接を行う溶接トーチと、
前記溶接トーチを支持する支持体と、
前記支持体を所定方向に移動させる車台と、
前記支持体を回転させると共に、前記支持体を並進移動させる支持体駆動部と、
前記溶接トーチを所定軸周りに回転させる回転駆動部と、
少なくとも前記回転駆動部を駆動させて前記溶接トーチの姿勢を変化させながら、前記溶接トーチに前記被溶接部の溶接を行わせる制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記被溶接部として、少なくとも直交する第1金属板と第2金属板の第1隅部に、前記溶接トーチに溶接を行わせ、
前記車台が停止した状態で、前記支持体駆動部によって前記支持体を回転及び並進移動させ、かつ前記回転駆動部で前記溶接トーチを回転させることで、前記溶接トーチが前記第1隅部とは反対側の第2隅部を溶接可能な位置に前記溶接トーチを移動させ、
移動後の前記溶接トーチに、前記第2隅部に溶接を行わせる、
溶接装置。 - 前記制御部は、前記支持体を回転及び並進移動させ、かつ前記溶接トーチを前記支持体の回転軸と平行な前記所定軸周りに回転させることで、前記第2隅部を溶接可能な位置に前記溶接トーチを移動させる、
請求項1に記載の溶接装置。 - 前記回転駆動部は、互いに直交する3つの軸周りに前記溶接トーチを回転させる第1回転駆動部、第2回転駆動部及び第3回転駆動部を有し、
前記第3回転駆動部は、前記溶接トーチを前記支持体の回転軸と平行な前記所定軸周りに回転させる、
請求項2に記載の溶接装置。 - 前記支持体は、鉛直方向に沿った支柱と、前記支柱に対して水平方向に移動可能な水平梁とを有し、
前記支持体駆動部は、前記支柱を回転させると共に、前記水平梁を並進移動させる、
請求項1から3のいずれか1項に記載の溶接装置。 - 前記第2金属板は、前記第1金属板に対して立設しており、
前記制御部は、
前記水平梁を前記鉛直方向及び前記水平方向に移動させて、前記溶接トーチを前記第2金属板を越えさせ、
前記支柱を回転させ、かつ前記溶接トーチを回転させることで、前記第2隅部を溶接可能な位置に前記溶接トーチを位置させる、
請求項4に記載の溶接装置。 - 前記母材の形状に関する母材情報を記憶している記憶部を更に備え、
前記制御部は、前記車台が停止した状態で、前記記憶部に記憶された前記母材情報に基づいて、前記支持体を回転及び並進移動させ、かつ前記溶接トーチを回転させることで、前記第2隅部を溶接可能な位置に前記溶接トーチを移動させる、
請求項1から5のいずれか1項に記載の溶接装置。 - 前記制御部は、
前記被溶接部として、前記第1隅部と共に、前記第1金属板及び前記第2金属板に直交する第3金属板と前記第1金属板の第3隅部に、前記溶接トーチに溶接を行わせ、
前記支持体を回転及び並進移動させ、かつ前記溶接トーチを回転させることで、前記第2隅部を溶接可能な位置又は、前記第3隅部とは反対側の第4隅部を溶接可能な位置に前記溶接トーチを移動させ、
移動後の前記溶接トーチに、前記第2隅部及び前記第4隅部の溶接を行わせる、
請求項1から6のいずれか1項に記載の溶接装置。 - 母材の被溶接部の溶接を行う溶接方法であって、
前記被溶接部として、直交する第1金属板と第2金属板の第1隅部に、溶接トーチに溶接を行わせる第1溶接ステップと、
前記溶接トーチを支持する支持体を所定方向に移動可能な車台が停止した状態で、支持体駆動部によって前記支持体を回転及び並進移動させ、かつ回転駆動部で前記溶接トーチを回転させることで、前記溶接トーチが前記第1隅部とは反対側の第2隅部を溶接可能な位置に前記溶接トーチを移動させる移動ステップと、
移動後の前記溶接トーチに、前記第2隅部に溶接を行わせる第2溶接ステップと、
を有する、溶接方法。
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