JP5886941B2 - 溶接台車 - Google Patents

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Description

本発明は、溶接トーチを搭載して走行する自動溶接を可能とした溶接台車に関わり、特にコーナー部の隅肉溶接に好適な溶接台車に関するものである。
従来、上記したようなコーナー部の隅肉溶接に好適な溶接台車としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。この溶接台車は、本出願人が出願した発明に係るものである。

すなわち、この溶接台車は、前後端に４個の走行車輪を配置した台車本体と、この台車本体の前後端間に配置されたトーチ支持部を備えている。溶接トーチは、トーチ支持部により傾斜した状態で支持され、溶接トーチは、その先端が台車本体の側面がわで且つ斜め下方に向くようにして支持される。このトーチ支持部には、溶接トーチの先端を台車本体の前後方向に振りつつ前後方向に沿う溶接ラインに接近させるトーチ駆動機構が設けられている。
この溶接台車では、例えば、入隅における隅肉溶接を行うに際して、台車本体が壁に行く手を遮られた段階で、トーチ支持部のトーチ駆動機構によって溶接トーチの先端を台車本体の前方に振らせれば、隅の部分までいわゆる焚き残しなく溶接することができる。
この間、トーチ支持部のトーチ駆動機構により溶接トーチが溶接ラインに向けて移動しているので、前方に振られた溶接トーチの先端が溶接ラインに接近することとなり、確実にガスシールドが施されて溶接品質が維持される。
特開2009-248128号公報
ここで、立向き隅肉溶接（立向き姿勢での隅肉溶接）の場合には、溶融金属のたれを防ぐために、溶接トーチにウィービング動作を行わせる必要がある。また、立向き隅肉溶接の場合において、溶接台車は、その台車本体に搭載した強力な磁石で壁面を吸引しつつ上方に向けて走行するので、否応なく重量の制限を受けることになる。
つまり、上記した従来の溶接台車において、例えば、入隅における隅肉溶接を行うに際して、溶接品質を維持しつつ隅の部分まで焚き残しなく溶接を行うことができるものの、立向き隅肉溶接には対応することができないという問題を有しており、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、重量増加を少なく抑えたうえで、例えば、立向き姿勢で入隅における隅肉溶接を行うに際して、溶接品質を維持しつつ隅の部分まで焚き残しなく溶接を行うことができるのは勿論のこと、溶融金属のたれを阻止することが可能である溶接台車を提供することを目的としている。
上記した目的を達成するために、本発明は、溶接トーチを搭載して走行する溶接台車であって、台車本体と、この台車本体の前後端間に配置されて前記溶接トーチの先端を該台車本体の側面がわで且つ斜め下方に向けた状態で該溶接トーチを支持するトーチ支持部が備えられ、前記トーチ支持部は、前記台車本体に上下方向及び左右方向に移動可能に配置されたベースプレートと、トーチ振りユニットと、ウィービングユニットを有し、前記トーチ振りユニットは、前記ベースプレートに支持されたユニットケースと、このユニットケースに取り付けられた振りモータと、一端部が前記ユニットケース内に収容され且つ他端部が前記溶接トーチの装着部として形成されたトーチ装着バーと、前記ユニットケース内に収容されたトーチ振り機構とを具備し、前記トーチ振り機構は、前記振りモータの回転出力により前記トーチ装着バーに装着される前記溶接トーチの先端を前記台車本体の前後方向に振りつつ該台車本体の前後方向に沿う溶接ラインに接近させるべく作動し、前記ウィービングユニットは、前記ベースプレートに固定されたウィービングモータと、ウィービング機構とを具備し、前記ウィービング機構は、前記ウィービングモータの回転出力により前記トーチ振りユニットの前記ユニットケース及び前記トーチ装着バーを前記台車本体の前後方向軸周りに一体で回動させるべく作動して、前記トーチ装着バーに装着される前記溶接トーチの先端にウィービング動作を行わせる構成としている。
好ましくは、前記トーチ振りユニットの前記トーチ振り機構は、前記ユニットケース内において前記振りモータの回転出力により往復円弧運動を行う移動ピンと、前記ユニットケース内に配置された固定ピンと、前記トーチ装着バーの一端部に形成されて前記移動ピンと嵌合する作動孔と、前記トーチ装着バーの一端部における前記作動孔よりも他端部寄りに形成されて前記固定ピンと嵌合する長孔とを有し、前記トーチ振り機構は、前記振りモータの回転出力による前記移動ピン及び作動孔の往復円弧運動に伴う前記長孔内における前記固定ピンの相対移動を許容することで、前記トーチ装着バーに装着される前記溶接トーチの先端を前記固定ピン周りに振り動作させると共に前記溶接ラインに対して接近離間させる構成とする。
好ましくは、前記ウィービングユニットの前記ウィービング機構は、前記トーチ振りユニットにおける前記トーチ振り機構の前記ユニットケース側に設けられた前記台車本体の前後方向に沿うウィービング用長孔と、前記ウィービングモータの出力により前記ウィービング用長孔内で偏心回転する偏心ローラを有し、前記ウィービング機構は、前記ウィービングモータの出力による前記偏心ローラの前記ウィービング用長孔内における偏心回転により、前記ユニットケース及び前記トーチ装着バーを前記台車本体の前後方向軸周りに一体で回動させて前記トーチ装着バーに装着される前記溶接トーチにウィービング動作を行わせる構成とする。
本発明に係る溶接台車では、例えば、立向き姿勢で入隅における隅肉溶接を行うに際して、台車本体の上方向への進行が壁に遮られた段階で、トーチ支持部のトーチ振りユニットにおけるトーチ振り機構によって溶接トーチの先端を台車本体の進行方向に振らせれば、隅の部分までいわゆる焚き残しなく溶接を行い得ることとなる。
この間、トーチ支持部のトーチ振りユニットにおけるトーチ振り機構により溶接トーチが溶接ラインに向けて移動しているので、進行方向に振られた溶接トーチの先端が溶接ラインに接近することとなり、確実にガスシールドが施されて溶接品質が維持されることとなる。
加えて、この隅肉溶接において、ウィービングユニットのウィービング機構により、トーチ振りユニットのユニットケース及びトーチ装着バーが台車本体の前後方向軸周りに一体で回動して、溶接トーチの先端がウィービング動作を行うので、溶融金属のたれが阻止されることとなる。
この際、トーチ支持部のトーチ振りユニットにおけるトーチ振り機構がユニットケース内に収められ、このトーチ振り機構を収めたユニットケースが、ウィービングユニットのウィービング機構により、トーチ装着バーと一体となって台車本体の前後方向軸周りに回動するので、すなわち、焚き残しをなくす機能とウィービング機能とがコンパクトに纏められているので、重量の増加が少なく抑えられることとなる。
本発明に係る溶接台車では、重量増加を少なく抑えつつ、例えば、立向き姿勢で入隅における隅肉溶接を行う場合において、溶接品質を維持しつつ隅の部分まで焚き残しなく溶接を行うことができるのは言うまでもなく、溶融金属のたれを阻止することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
また、本発明に係る溶接台車では、溶接トーチの先端を台車本体の前後方向に振る段階において、構造を複雑化させることなく、溶接トーチの先端を台車本体の前後方向に沿う溶接ラインに接近させることが可能であり、加えて、構造を複雑化させることなく、溶接トーチの先端にウィービング動作を行わせることが可能である。
本発明の一実施形態に係る溶接台車の全体斜視説明図である。 図１に示した溶接台車の側面説明図である。 図１に示した溶接台車におけるトーチ振りユニット部分の平面説明図である。 図１に示した溶接台車のトーチ振りユニット部分を台車本体から外した状態の斜視説明図である。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１〜図４は、本発明の一実施形態による溶接台車を示している。
図１に示すように、この溶接台車１は、４個の走行車輪２を有する台車本体３と、この台車本体３に搭載された減速機付きモータ４と、減速機付きモータ４から供給される駆動力を４個の走行車輪２に伝達する図示しない駆動力伝達機構と、台車本体３の前後端間に配置されて溶接トーチＴの先端Ｔａを台車本体３の一方の側面がわ（図１左側）で且つ斜め下方に向けた状態で溶接トーチＴを支持するトーチ支持部６と、台車本体３の溶接トーチＴの先端Ｔａが突出する一方の側面がわに延出して設けた一対の壁面倣いローラ７（図では片方のみ示す）を備えており、台車本体３内に図示しないマグネットを固定することで、走行面Ａに対して台車本体３を張り付けるようにしている。
この場合、トーチ支持部６は、図２〜図４にも示すように、台車本体３に対して左右方向にスライド可能に配置されたブロック１１と、このブロック１１に上下方向に移動可能に配置されたベースプレート１２と、トーチ振りユニット２０と、ウィービングユニット４０を有している。
トーチ振りユニット２０は、図３及び図４にも示すように、ベースプレート１２に台車本体３の前後方向に沿うねじ２１を介して支持されてこのねじ２１周りに回動可能としたユニットケース２２と、このユニットケース２２に取り付けられた振りモータ２３と、一端部２４ａがユニットケース２２内に収容され且つ他端部２４ｂが溶接トーチＴの装着部として形成されたトーチ装着バー２４と、ユニットケース２２内に収容されたトーチ振り機構３０を具備している。
トーチ振り機構３０は、ユニットケース２２内において振りモータ２３の回転出力によって往復円弧運動を行う移動ピン３２と、ユニットケース２２内に配置された固定ピン３３と、トーチ装着バー２４の一端部２４ａに形成されて移動ピン３２と嵌合する作動孔３４と、トーチ装着バー２４の一端部２４ａにおける作動孔３４よりも他端部２４ｂ寄りに形成されて固定ピン３３と嵌合する長孔３５とを有している。
このトーチ振り機構３０では、振りモータ２３の回転出力による移動ピン３２及び作動孔３４の往復円弧運動に伴う長孔３５内における固定ピン３３の相対移動を許容することで、トーチ装着バー２４とともにこのトーチ装着バー２４に装着される溶接トーチＴを固定ピン３３周りに振り動作させ、これと同時に、溶接トーチＴの先端Ｔａを前後方向に沿う溶接ラインＬに対して接近離間させるようになっている。
なお、移動ピン３２及び作動孔３４の往復円弧運動によるトーチ装着バー２４の振り動作（搖動）は、ユニットケース２２内に配置された一対のリミットスイッチ３１，３１に対してトーチ装着バー２４に形成された切欠き２４ｃ、２４ｃが接触することで切り替わるようになっている。
一方、ウィービングユニット４０は、ベースプレート１２に固定されたウィービングモータ４１と、ウィービング機構５０を具備している。
ウィービング機構５０は、トーチ振りユニット２０におけるトーチ振り機構３０のユニットケース２２側に一体で設けられた伝達片５１と、この伝達片５１に形成された台車本体３の前後方向に沿うウィービング用長孔５２と、ウィービングモータ４１の回転出力によりウィービング用長孔５２内で偏心回転する偏心ローラ５３を有している。
このウィービング機構５０では、ウィービングモータ４１の出力による偏心ローラ５３のウィービング用長孔５２内における偏心回転により、ユニットケース２２及びトーチ装着バー２４を台車本体３の前後方向軸である上記ねじ２１周りに一体で回動させて、トーチ装着バー２４に装着される溶接トーチＴにウィービング幅ｄのウィービング動作を行わせるようになっている。
なお、図１及び図３における符号６１はトーチホルダであり、図１〜図４の各図における符号６２，６３は操作ノブである。
上記したように、本実施形態による溶接台車１では、例えば、図１に示す入隅Ｃにおける隅肉溶接を行うに際して、台車本体３の進行が壁Ｗに遮られた段階で、トーチ支持部６のトーチ振りユニット２０におけるトーチ振り機構３０によって、溶接トーチＴの先端Ｔａを図１に仮想線で示す状態から実線で示す状態となるようにして台車本体３の進行方向に振らせれば、隅の部分までいわゆる焚き残しなく溶接を行い得ることとなる。
具体的には、台車本体３の進行が壁Ｗに遮られた段階で、トーチ振りユニット２０の振りモータ２３の回転出力によって、トーチ振り機構３０の移動ピン３２及び作動孔３４に円弧運動を行わせ、これに伴って長孔３５内において固定ピン３３を相対的に移動させることで、トーチ装着バー２４とともにこのトーチ装着バー２４に装着される溶接トーチＴを固定ピン３３周りに振り動作させれば、隅の部分まで焚き残しなく溶接を行い得ることとなる。
この間、トーチ振り機構３０における移動ピン３２及び作動孔３４の円弧運動に伴う長孔３５及び固定ピン３３の相対移動により、トーチ装着バー２４、すなわち、溶接トーチＴが溶接ラインＬに向けて移動しているので、進行方向に振られた溶接トーチＴの先端Ｔａが溶接ラインＬに接近することとなり、確実にガスシールドが施されて溶接品質が維持されることとなる。
加えて、本実施形態による溶接台車１では、ウィービングユニット４０を備えているので、このウィービングユニット４０のウィービングモータ４１の出力によって、ウィービング機構５０の偏心ローラ５３をウィービング用長孔５２内で偏心回転させれば、トーチ振りユニット２０のユニットケース２２及びトーチ装着バー２４が台車本体３の前後方向軸である上記ねじ２１周りに一体で回動して、溶接トーチＴの先端Ｔａがウィービング動作を行うことになるので、多層肉盛溶接を行い得ることとなる。
そして、本実施形態による溶接台車１により、例えば、立向き姿勢で入隅における隅肉溶接を行う場合には、上記した横向き姿勢で入隅における隅肉溶接を行う場合と同様に、溶接品質を維持しつつ隅の部分まで焚き残しなく溶接を行うことができるうえ、ウィービングユニット４０のウィービング機構５０により、溶接トーチＴの先端Ｔａがウィービング動作を行うので、溶融金属のたれが阻止されることとなる。
この際、トーチ支持部６のトーチ振りユニット２０におけるトーチ振り機構３０がユニットケース２２内に収められていて、さらに、このトーチ振り機構３０を収めたユニットケース２２が、ウィービングユニット４０のウィービング機構５０によって、トーチ装着バー２４と一体となって台車本体３の前後方向軸である上記ねじ２１周りに回動するので、すなわち、焚き残しをなくす機能とウィービング機能とがコンパクトに纏められているので、重量の増加が少なく抑えられることとなる。
また、本実施形態による溶接台車１では、上記したように、焚き残しをなくす機能とウィービング機能とをコンパクトに纏めているので、溶接トーチＴの先端Ｔａを台車本体３の進行方向に振る段階において、構造を複雑化させることなく、溶接トーチＴの先端Ｔａを溶接ラインＬに接近させ得ることとなり、加えて、同じく構造を複雑化させることなく、溶接トーチＴの先端Ｔａにウィービング動作を行わせ得ることとなる。
本発明に係る溶接台車の構成は、上記した実施形態の構成に限定されるものではない。
１ 溶接台車
３ 台車本体
６ トーチ支持部
１２ ベースプレート
２０ トーチ振りユニット
２１ ねじ（台車本体の前後方向軸）
２２ ユニットケース
２３ 振りモータ
２４ トーチ装着バー
２４ａ トーチ装着バーの一端部
２４ｂ トーチ装着バーの他端部
３０ トーチ振り機構
３２ 移動ピン
３３ 固定ピン
３４ 作動孔
３５ 長孔
４０ ウィービングユニット
４１ ウィービングモータ
５０ ウィービング機構
５２ ウィービング用長孔
５３ 偏心ローラ
Ｌ 溶接ライン
Ｔ 溶接トーチ
Ｔａ 溶接トーチの先端

Claims (3)

  1. 溶接トーチを搭載して走行する溶接台車であって、
    台車本体と、
    この台車本体の前後端間に配置されて前記溶接トーチの先端を該台車本体の側面がわで且つ斜め下方に向けた状態で該溶接トーチを支持するトーチ支持部が備えられ、
    前記トーチ支持部は、前記台車本体に上下方向及び左右方向に移動可能に配置されたベースプレートと、トーチ振りユニットと、ウィービングユニットを有し、
    前記トーチ振りユニットは、前記ベースプレートに支持されたユニットケースと、このユニットケースに取り付けられた振りモータと、一端部が前記ユニットケース内に収容され且つ他端部が前記溶接トーチの装着部として形成されたトーチ装着バーと、前記ユニットケース内に収容されたトーチ振り機構とを具備し、
    前記トーチ振り機構は、前記振りモータの回転出力により前記トーチ装着バーに装着される前記溶接トーチの先端を前記台車本体の前後方向に振りつつ該台車本体の前後方向に沿う溶接ラインに接近させるべく作動し、
    前記ウィービングユニットは、前記ベースプレートに固定されたウィービングモータと、ウィービング機構とを具備し、
    前記ウィービング機構は、前記ウィービングモータの回転出力により前記トーチ振りユニットの前記ユニットケース及び前記トーチ装着バーを前記台車本体の前後方向軸周りに一体で回動させるべく作動して、前記トーチ装着バーに装着される前記溶接トーチの先端にウィービング動作を行わせる
    ことを特徴とする。
  2. 請求項１に記載の溶接台車であって、
    前記トーチ振りユニットの前記トーチ振り機構は、前記ユニットケース内において前記振りモータの回転出力により往復円弧運動を行う移動ピンと、前記ユニットケース内に配置された固定ピンと、前記トーチ装着バーの一端部に形成されて前記移動ピンと嵌合する作動孔と、前記トーチ装着バーの一端部における前記作動孔よりも他端部寄りに形成されて前記固定ピンと嵌合する長孔とを有し、
    前記トーチ振り機構は、前記振りモータの回転出力による前記移動ピン及び作動孔の往復円弧運動に伴う前記長孔内における前記固定ピンの相対移動を許容することで、前記トーチ装着バーに装着される前記溶接トーチの先端を前記固定ピン周りに振り動作させると共に前記溶接ラインに対して接近離間させる
    ことを特徴とする。
  3. 請求項１に記載の溶接台車であって、
    前記ウィービングユニットの前記ウィービング機構は、
    前記トーチ振りユニットにおける前記トーチ振り機構の前記ユニットケース側に設けられた前記台車本体の前後方向に沿うウィービング用長孔と、前記ウィービングモータの出力により前記ウィービング用長孔内で偏心回転する偏心ローラを有し、
    前記ウィービング機構は、前記ウィービングモータの出力による前記偏心ローラの前記ウィービング用長孔内における偏心回転により、前記ユニットケース及び前記トーチ装着バーを前記台車本体の前後方向軸周りに一体で回動させて前記トーチ装着バーに装着される前記溶接トーチにウィービング動作を行わせる
    ことを特徴とする。
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