JPH06126456A - ボックスフランジ溶接装置 - Google Patents

ボックスフランジ溶接装置

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JPH06126456A
JPH06126456A JP23392691A JP23392691A JPH06126456A JP H06126456 A JPH06126456 A JP H06126456A JP 23392691 A JP23392691 A JP 23392691A JP 23392691 A JP23392691 A JP 23392691A JP H06126456 A JPH06126456 A JP H06126456A
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welding
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flange
square tube
horizontal
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Sei Yamamoto
聖 山本
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NEJITAKE SEIKO KK
Yamanashi Prefecture
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NEJITAKE SEIKO KK
Yamanashi Prefecture
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K16/00Machines with more than one rotor or stator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】建築鉄骨の角形鋼の接続部に設けられるボック
スフランジを構成する角筒部とフランジ板との溶接を行
なうためのボックスフランジ溶接装置に関する。 【構成】ボックスフランジ溶接装置において、角筒部の
水平部分およびR部分の溶接に際してはスライド体を移
動させ、角筒部のR部分の溶接に際してはフランジ回転
機構を駆動して前記角筒部の周方向に溶接トーチを移動
させ、かつこれらの動作を統合して角筒部の水平部分お
よびR部分を連続して溶接する制御手段とを有するよう
にしたことを特徴とする。 【効果】溶接トーチの水平移動とウイービング動作、お
よび角筒部の回転駆動の制御をCPU等で統合して行な
うようにしたので、チェーン部分がないため機構を簡素
化することができる上、騒音がなくなって、作業環境が
大幅に改善される。またワークの変更等に迅速に対応す
ることが可能であり、近年の多品種少量生産にふさわし
い生産体制を整えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、建築鉄骨の角形鋼の
接続部に設けられるボックスフランジを構成する角筒部
とフランジ板との溶接を行なうためのボックスフランジ
溶接装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、図9に示すような建築鉄骨を構成
する角形鋼1の端部の間にはボックスフランジ2が介在
しており、このボックスフランジ2と前記角形鋼1の端
部とが溶接される。そしてボックスフランジ2は、ほぼ
4角形断面の角筒部3の両端に四角形のフランジ板4を
肉盛溶接して製造される。5は溶接部である。
【0003】近年、この角筒部3とフランジ板4とを連
続して自動的に行なうボックスフランジ溶接装置が開発
されているが、角筒部3のR部分の溶接に際しては角筒
部3を回転させて溶接トーチはほとんど水平移動のみで
溶接するようになっている。そして、溶接トーチのウイ
ービングにムラがでないように溶接トーチの水平移動と
角筒部3の回転とを同期させているが、同期の手段とし
て角筒部3の周囲にチェーンを巻き付けるとともにこの
チェーンを溶接トーチの移動機構と連動させる手段が採
用されている。
【0004】
【解決しようとする問題点】しかしながら、上記ボック
スフランジ溶接装置においては角筒部へチェーンをいち
いち取り付ける必要があって溶接の準備に非常に手間が
かかり、量産性を損なう原因となっていた。
【0005】また、チェーン部分を機械的に制御するた
め機構が複雑になるとともに、溶接の終った前層のビー
ドの断面形状に応じて臨機に次層の溶接トーチのねらい
位置を制御することが困難であった。
【0006】この発明のボックスフランジ溶接装置は従
来例の上記欠点を解消しようとするもので、溶接トーチ
の水平移動とウイービング動作、および角筒部の回転駆
動の制御をCPU等で統合して行なうことにより、機構
を簡素化するとともにワークの変更等に迅速に対応する
ことができるボックスフランジ溶接装置を提供しようと
するものである。
【0007】
【問題点を解決するための手段】すなわちこの発明のボ
ックスフランジ溶接装置は、角筒部と角筒部の端部に当
接されたフランジ板を、角筒部の中心線を水平方向に向
けた状態で回転させるフランジ回転機構と、前記角筒部
の中心線に対して直角方向に移動可能なスライド体と、
このスライド体により角筒部に対して所定の間隔に保持
され、かつ水平方向にウイービング自在とした溶接トー
チとを備えたボックスフランジ溶接装置において、角筒
部の水平部分およびR部分の溶接に際してはスライド体
を移動させ、角筒部のR部分の溶接に際してはフランジ
回転機構を駆動して前記角筒部の周方向に溶接トーチを
移動させ、かつこれらの動作を統合して角筒部の水平部
分およびR部分を連続して溶接する制御手段とを有する
ようにしたことを特徴とするものである。
【0008】
【作用】この発明のボックスフランジ溶接装置は、溶接
トーチの水平移動とウイービング動作、および角筒部の
回転駆動の制御をCPU等で統合して行なうようにした
ので、チェーン部分がないため機構を簡素化することが
できる上チェーンによって発生する騒音がなくなって、
作業環境が大幅に改善される。
【0009】またワークの変更等に迅速に対応すること
が可能であり、近年の多品種少量生産にふさわしい生産
体制を整えることができる。
【0010】さらに、溶接の終った前層のビードの断面
形状に応じて臨機に次層の溶接トーチのねらい位置を制
御することが可能となり、非常に迅速な溶接が可能とな
る。
【0011】
【実施例】以下この発明のボックスフランジ溶接装置
を、図面に基いて詳細に説明する。図1ないし図3にお
いて、11は基台で、水平方向に付設されたこの基台1
1上には2本の支柱12が所定の間隔で立設されてい
る。前記支柱12の間には水平方向にガイドレール13
が取り付けられており、このガイドレール13は支柱1
2に沿って昇降可能で、吊り具14によって支柱12の
上端に取り付けた横桟15に係合できるようになってい
る。このガイドレール13にはスライド体16が水平方
向に移動可能に保持されており、スライド体16には溶
接の終ったビードの断面形状を測定するセンサ17と、
炭酸ガス溶接機等の溶接トーチ18とが保持されてい
る。
【0012】すなわちスライド体16は、ガイドレール
13に吊り下げられた水平移動シリンダ21と、水平移
動シリンダ21によって駆動されガイドレール13と直
角方向に移動する水平アーム22と、溶接トーチ18お
よびセンサ17を付設したブラケット23と、上記水平
移動シリンダ21の下部に回転自在に軸着されたガイド
ローラ24とで構成されている。そしてスライド体16
はガイドレール13に沿って自在に往復動する。
【0013】上記水平方向に伸縮自在とした水平アーム
22を介して取付けられた炭酸ガス溶接機等の溶接トー
チ18と、溶接部位ないし溶接の終わった前層のビード
の断面形状を検出するセンサ17とは、それぞれ別個に
溶接作業、センシング操作を行なうよう制御される。上
記アーム22は、ガイドレール13に昇降機構(図示せ
ず)を介して吊り下げられた水平移動シリンダ21によ
って昇降自在とされており、その伸縮によって溶接トー
チ18をY軸方向に、昇降によってZ軸方向に移動かつ
位置決めするようになっている。なお前記溶接トーチ1
8は、前記アーム22の先端においてボックスフランジ
に対する角度を種々調整できるように保持されている。
【0014】また前記基台11上には支柱12を挟んで
一対のアーチ型支持アーム31が立設されており、一方
は固定で他方はワークに応じて基台11上を進退できる
ようになっている。固定側の支持アーム31にはステッ
ピングモータ等のフランジ回転機構34が設けられ、角
筒部32およびこの角筒部32の両端に当接されたフラ
ンジ板33を角筒部32の中心線を中心として回転させ
るようになっている。上記ガイドローラ24は、この回
転に連れて角筒部32の周囲を移動するとともに、溶接
トーチ18を角筒部32上の所定の間隔に保持してい
る。
【0015】図上、35は支柱12の側方に取り付けた
制御盤で、種々の溶接条件を入力することができる。
【0016】図4にこの発明のボックスフランジ溶接装
置のシステム構成の1例を示す。
【0017】上記システムは、フランジ回転機構34、
溶接トーチ18、制御盤35等からなる溶接ユニット3
6と、上記溶接ユニット36の各部に電力を供給する溶
接電源37と、この溶接電源37に接続配管された炭酸
ガスボンベ38と、溶接トーチ18に接続されたワイヤ
供給装置39とを備えており、望ましくは制御盤35に
リモコン41とモニタ用パソコン42を付設して、遠隔
操作やデータ処理を可能としておけばよい。43はモニ
タ用パソコン42に付設したプリンタである。
【0018】次にこの発明のボックスフランジ溶接装置
の動作について、図4ないし図6に基いて説明する。
【0019】まず、ボックスフランジが角筒部32の両
端にフランジ板33を仮り付けした状態で、図5のよう
に角筒部32の一つの面が水平となるように支持アーム
31に保持しておき、またあらかじめ溶接線の長さその
他の条件をリミットスイッチなどで設定したり、CPU
などからなる制御部に入力しておく。
【0020】そしてガイドローラ24を角筒部32上に
当接するとともに、溶接トーチ18の先端を角筒部32
とフランジ板33との溶接部位に対向させる。次いでセ
ンサ17によって開先断面の形状を測定し、その結果を
判断して水平移動シリンダ21をガイドレール13に沿
って移動させながらアーム12を伸縮させて、ウイービ
ングを繰り返しつつ溶接を行なう。次にこの状態からセ
ンサ17によって水平移動シリンダ21をガイドレール
13に沿って移動させるとともに、溶接トーチ18を上
記移動方向と直角の方向にウイービングさせる。この動
作中ガイドローラ24が角筒部32に対して溶接トーチ
18を所定の間隔に保持している。
【0021】溶接トーチ18が角筒部32のR部位にさ
しかかると、図6のようにフランジ回転機構34が角筒
部32およびこの角筒部32の両端に当接されたフラン
ジ板33を回転させる。このとき溶接トーチ18の移動
の軌跡は、ウイービングの幅等にもよるが停止したり、
逆行するように見えることがある。特にR部位の傾斜に
よる肉盛の低下を考慮してウイービングの幅を狭める必
要がある場合には、この傾向は顕著である。
【0022】なお、フランジ回転機構34の駆動に応じ
て角筒部32のR部位が上昇する際には、ガイドレール
13が支柱12に沿って上昇することにより溶接トーチ
18も上昇する。溶接トーチ18はR部位を通過し終わ
ると下降し始め、今度は逆に進行方向に速度を速めて移
動しつつウイービングし、図7のように角筒部32の次
の面が水平になった時点で最初の移動速度に復帰する。
以上の動作を繰り返すことにより角筒部32の全周を溶
接することができる。このときのウイービングのパター
ンを図8に示す。
【0023】なお、ボックスフランジの肉厚その他の条
件に応じて次々と溶接ビードを重ねてゆくが、常に溶接
の終わった前層のビードの断面形状をセンサ17によっ
て測定し、これによって次層の溶接トーチ18のねらい
位置を決定する。したがって非常に正確に多層の肉盛溶
接を施すことができる。
【0024】以上の角筒部の水平部分およびR部分の溶
接に際してスライド体を移動させながら溶接トーチをウ
イービングさせる動作、角筒部のR部分の溶接に際して
フランジ回転機構を駆動して前記角筒部の周方向に溶接
トーチを移動させる動作、およびこれらの動作を統合し
て角筒部の水平部分およびR部分を連続して溶接するた
めの制御手段としては、溶接トーチ18の移動速度とウ
イービング幅、フランジ回転機構を駆動した場合の前記
角筒部のR部位の軌跡および回転速度を計算すれば、最
適のウイービングパターンを求めることができる。
【0025】また他の制御手段としては、上記の動作を
何回も繰り返して多数のデータを得、これを制御盤35
ないし上記モニタ用パソコン42に内蔵させたCPUで
処理することにより最適のウイービングパターンを求め
ることもできる。この手法ではワークの種類ごとにウイ
ービングパターンを決定する必要があるが、一旦最適の
ウイービングパターンを得ておけばその後の作業は大し
て困難なものではない。
【0026】この動作を繰り返しながら次々と溶接ビー
ドを重ねていく。なお1パスの溶接を終えるたびに開先
断面の形状を測定し、その結果を判断して次層の溶接ト
ーチ13の狙い位置を制御しながら溶接を重ねるのであ
る。
【0027】
【発明の効果】この発明のボックスフランジ溶接装置
は、溶接トーチの水平移動とウイービング動作、および
角筒部の回転駆動の制御をCPU等で統合して行なうよ
うにしたので、チェーン部分がないため機構を簡素化す
ることができる上チェーンによって発生する騒音がなく
なって、作業環境が大幅に改善される。
【0028】またワークの変更等に迅速に対応すること
が可能であり、近年の多品種少量生産にふさわしい生産
体制を整えることができる。
【0029】さらに、溶接の終った前層のビードの断面
形状に応じて臨機に次層の溶接トーチのねらい位置を制
御することが可能となり、非常に迅速な溶接が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のボックスフランジ溶接装置の1実施
例を示す正面図である。
【図2】図1の要部拡大側面図である。
【図3】ガイドローラ24を説明するための断面図であ
る。
【図4】この発明のボックスフランジ溶接装置のシステ
ム構成の1例を示すブロック図である。
【図5】ボックスフランジ溶接装置の動作を説明する概
略図である。
【図6】ボックスフランジ溶接装置の動作を説明する概
略図である。
【図7】ボックスフランジ溶接装置の動作を説明する概
略図である。
【図8】ウイービングパターンの説明図である。
【図9】ボックスフランジの適用部分の斜視図である。
【符号の説明】
11 基台 12 支柱 13 ガイドレール 14 吊り具 15 横桟 16 スライド体 17 センサ 18 溶接トーチ 21 水平移動シリンダ 22 水平アーム 23 ブラケット 24 ガイドローラ 31 支持アーム 32 角筒部 33 フランジ板 34 フランジ回転機構 35 制御盤 36 溶接ユニット 37 溶接電源 38 炭酸ガスボンベ 39 ワイヤ供給装置 41 リモコン 42 モニタ用パソコン 43 プリンタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 角筒部と角筒部の端部に当接されたフラ
    ンジ板を、角筒部の中心線を水平方向に向けた状態で回
    転させるフランジ回転機構と、前記角筒部の中心線に対
    して直角方向に移動可能なスライド体と、このスライド
    体により角筒部に対して所定の間隔に保持され、かつ水
    平方向にウイービング自在とした溶接トーチとを備えた
    ボックスフランジ溶接装置において、角筒部の水平部分
    およびR部分の溶接に際してはスライド体を移動させ、
    角筒部のR部分の溶接に際してはフランジ回転機構を駆
    動して前記角筒部の周方向に溶接トーチを移動させ、か
    つこれらの動作を統合して角筒部の水平部分およびR部
    分を連続して溶接する制御手段とを有するようにしたこ
    とを特徴とするボックスフランジ溶接装置。
JP3233926A 1991-08-20 1991-08-20 ボックスフランジ溶接装置 Expired - Lifetime JPH0783942B2 (ja)

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