JPH08267240A

JPH08267240A - 自動溶接装置

Info

Publication number: JPH08267240A
Application number: JP9586695A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Fukami; 俊介深見; Iwao Shimizu; 巖清水; Norimitsu Baba; 則光馬場
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-15

Abstract

(57)【要約】【目的】被溶接物の横向き継手に対して、溶接トーチ
を水平面内で常に所定角度に向けて健全な溶接を行うこ
とができる自動溶接装置を提供する。【構成】溶接機本体が走行レールに沿って移動し、溶
接前及び溶接中に、継手検出手段が上記横向き継手の開
先形状を検出し、制御装置がその検出結果に基づいて、
溶接トーチ狙い位置、溶接ワイヤ送給速度及び溶接条件
の１種又は２種以上を制御する自動溶接装置であり、溶
接機本体に前後移動手段、上下移動手段、水平回動手段
及び鉛直回動手段が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高炉鉄皮等の厚板を溶
接する自動溶接装置に係り、特に横向き姿勢のレ型開先
又はＫ型開先等の溶接を自動でおこなう自動溶接装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉の炉体強度は鉄皮強度に依存してい
るため、高炉改修工事において、鉄皮溶接を高品質に行
うことが要望される。しかし、近年、熟練溶接工の確保
は難しく、且つ高炉鉄皮は厚板であるので、溶接品質を
均一し、溶接能率を向上させるため、鉄皮溶接の自動化
が図られている。

【０００３】従来、この種の自動溶接装置としては、特
公平６−８１６６６号公報（以下、「引用例」とい
う。）に開示されている「高炉の周方向継手溶接装置」
に関する発明がある。

【０００４】この引用例は、「多層盛溶接を行う高炉の
周方向の継手溶接線と略平行に取付けられたガイドレー
ルと、該ガイドレールに懸垂設置されてガイドレールに
沿い移動可能で、かつ少なくとも初層の溶接を手動倣い
によって行った後の最終溶接時の溶接トーチ軌跡に対し
て、それ以降の溶接トーチを前記トーチ軌跡に対して接
離・昇降及び所要角度調整可能に構成した溶接ヘッド機
械部と、該溶接ヘッド機械部と一体的にガイドレールに
案内されて移動し、かつ前記溶接トーチに溶接ワイヤを
供給するワイヤ供給装置と、これら溶接ヘッド機械部及
びワイヤ供給装置と制御ケーブルで接続された制御ユニ
ット及び溶接電源装置並びにリモコンボックスと、前記
手動倣いの最終溶接時の溶接トーチ軌跡を記憶するＲＡ
Ｍを具備して成る」ことを発明の要旨としている。

【０００５】即ち、引用例の溶接装置は、手動倣いの最
終溶接時の溶接トーチ軌跡をＲＡＭに記憶し、次層以降
は前層データを用いて全自動溶接施工を行うものであ
り、前層データとして、板厚（前後）方向，上下方向
（溶接線に対して直角方向）及びトーチ上下角（傾き
角）の位置条件がＲＡＭに記憶されるように成ってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、引用例の自
動溶接装置にあっては、手動倣い最終溶接時の溶接トー
チ軌跡に基づいて、次層以降の溶接トーチを接離・昇降
及び角度調整している。このように、溶接トーチの角度
調整は上下角、即ち、鉛直面内でのみ行われているの
で、高炉鉄皮とガイドレールとの曲率に誤差があると、
溶接トーチが水平面内で傾いてしまい、健全な溶接がで
きないという問題があった。

【０００７】従って、改修対象となる高炉の鉄皮径が異
なる場合には、それに対応させて数種類の曲率の異なる
ガイドレールを準備しなければならず、又、ガイドレー
ルの仮付けに精度を要するので、改修工事費が増大する
ことになる。

【０００８】本発明の目的は、上記課題に鑑み、溶接ト
ーチを鉛直面内のみならず水平面内でも角度調整するこ
とができ、被溶接物の横向き継手に対して、溶接トーチ
を水平面内で常に所定角度に向けて健全な溶接を行うこ
とができる自動溶接装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明に係る自動溶接装置は、被溶接物の横向き継手に
沿って設置される走行レールと、溶接トーチを支持しな
がら上記走行レールに沿って移動する溶接機本体と、溶
接前及び溶接中に、上記横向き継手の開先形状を検出す
る継手検出手段と、溶接トーチ狙い位置、溶接ワイヤ送
給速度及び溶接条件の１種又は２種以上を制御する制御
装置とを備えている自動溶接装置であって、上記溶接機
本体には、上記被溶接物の板厚方向に溶接トーチを移動
させる前後移動手段と、上下方向に溶接トーチを移動さ
せる上下移動手段と、水平面内で溶接トーチを回動させ
る水平回動手段と、鉛直面内で溶接トーチを回動させる
鉛直回動手段とが設けられているものである。

【００１０】上記構成において、好ましくは、上記継手
検出手段が、継手開先に向けてレーザ光を照射するレー
ザ光発信機と、開先のレーザ切断像を撮像するＣＣＤカ
メラと、撮像した切断像を画像処理して開先形状を求め
る画像処理装置とから成るものである。

【００１１】また、好ましくは、上記制御装置が、溶接
前に継手検出手段により検出した開先形状を記憶する記
憶手段と、この該記憶手段により記憶した開先形状と、
溶接中に上記継手検出手段により検出した開先形状とを
比較し、その比較値に基づいて溶接トーチ狙い位置、溶
接ワイヤ送給速度及び溶接条件の１種又は２種以上の制
御量を演算する演算手段とを有しているものである。

【００１２】さらに、好ましくは、上記走行レールが、
走行レール架台に上下移動自在に支持されているもので
ある。

【００１３】そして、好ましくは、上記走行レール架台
が、これに支持する走行レールを被溶接物に対して接離
させるレール前後移動手段と、上下方向に移動させるレ
ール上下移動手段と、その長手方向に移動させるレール
進退手段とを有するものである。

【００１４】

【作用】上記構成によれば、溶接機本体が走行レールに
沿って移動し、溶接前及び溶接中に、継手検出手段が上
記横向き継手の開先形状を検出し、制御装置はその検出
結果に基づいて、トーチ狙い位置、溶接ワイヤ送給速度
及び溶接条件の１種又は２種以上を制御することにな
る。

【００１５】このトーチ狙い位置は、開先奥方向の溶接
トーチ位置を前後移動手段により調整し、上下方向の溶
接トーチ位置を上下移動手段により調整し、水平面内で
の溶接トーチの傾きを水平回動手段により調整し、鉛直
面内での溶接トーチの傾きを鉛直回動手段により調整す
ることによって制御される。そして、溶接条件には溶接
電流、溶接電圧及び溶接速度（溶接機本体の走行速度）
等があり、これらの値が増減すると溶接ワイヤ送給速度
が増減する関係にある。

【００１６】従って、上記制御装置が、継手検出手段の
検出結果に基づいて、溶接トーチ狙い位置、溶接ワイヤ
送給速度及び溶接条件の１種又は２種以上を制御するこ
とにより、これらが適正に維持され健全な溶接が自動的
に行われるものである。

【００１７】特に、上記継手検出手段をレーザ光発信
機、ＣＣＤカメラ及び画像処理装置により構成すれば、
レーザ光発信機から継手開先に向けてレーザ光を照射
し、開先のレーザ切断像をＣＣＤカメラにより撮像し、
撮像した切断像を画像処理装置により画像処理して開先
形状を求めることにより、開先形状を正確に把握し得る
ものである。

【００１８】また、上記制御装置は、記憶手段及び演算
手段を有している。まず、継手検出手段により溶接前の
開先形状を検出し、その開先形状を記憶手段に記憶させ
る。次に、演算手段は、記憶した溶接前の開先形状と、
継手検出手段により検出した溶接中の開先形状とを比較
し、その比較値に基づいて溶接トーチ狙い位置、溶接ワ
イヤ送給速度及び溶接条件の１種又は２種以上の制御量
を演算する。従って、上記制御装置は、この演算制御量
に基づいて溶接トーチ狙い位置、溶接ワイヤ送給速度及
び溶接条件を適正に制御するので、溶接変形に影響され
ることなく、健全な溶接が自動的に行われるものであ
る。

【００１９】さらに、上記走行レールは走行レール架台
に支持されており、この走行レール架台は、これに支持
する走行レールを被溶接物に対して接離させるレール前
後移動手段と、上下方向に移動させるレール上下移動手
段と、その長手方向に移動させるレール進退手段とを有
している。従って、走行レールを被溶接物に仮付けする
ことなく、被溶接物の横向き継手に沿って走行レールを
設置することができるので、仮付けに伴う欠陥の発生を
防止することがきる。また、被溶接物に走行レールを仮
付けする場合にも、横向き継手に対して、走行レールの
位置設定を容易に行うことができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に係る自動溶接装置の好適一実
施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本
発明に係る自動溶接装置の一実施例における全体構成を
示す概略図である。この自動溶接装置１の溶接機本体２
は、溶接トーチ３を支持しながら走行レール４に沿って
走行移動するように成っている。

【００２１】上記走行レール４は、２条のレール４ａ，
４ｂを結合したものであり、被溶接物（図示せず）の横
向き継手と略平行に設置される。従って、溶接機本体２
は、走行レール４の長手方向に沿って略水平に走行移動
することになる。この走行レール４には直状走行レール
と円弧状走行レールとを使用することができ、曲面を有
する被溶接物をも溶接対象にすることができる。従っ
て、円弧状走行レールを使用すれば、本実施例の自動溶
接装置１を高炉鉄皮の周方向継手の溶接に適用すること
ができる。

【００２２】この走行レール４は、具体的には、走行レ
ール架台５によって上下移動自在に支持されている。即
ち、走行レール架台５は、地上に設置される門形状の架
台基部５ａと、この架台基部５ａから被溶接物に向けて
カギ状に延出されると共に先端側が二股に分岐された架
台アーム５ｂとから構成されている。

【００２３】この架台アーム５ｂの先端部には、図２
（ａ）に示すように、レール進退手段６を介して走行レ
ール４が支持されている。このレール進退手段６は上部
支持ローラ６ａ及び下部支持ローラ６ｂによって構成さ
れており、これら支持ローラ６ａ，６ｂの間にそれぞれ
２条のレール４ａ，４ｂが挟持されている。従って、駆
動装置（図示せず）により支持ローラ６ａ，６ｂを回転
することで走行レール４をその長手方向に進退移動させ
ることができる。

【００２４】一方、架台基部５ａには、図２（ｂ）に示
すように、架台アーム５ｂを被溶接物に対して接離させ
るレール前後移動手段７と、上下方向に移動させるレー
ル上下移動手段８とが備えられている。レール前後移動
手段７は、例えばラック・アンド・ピニオンにより構成
されており、これにより架台アーム５ｂに支持された走
行レール４は前後方向（被溶接物に対向して接離する方
向）に移動する。また、レール上下移動手段８は、例え
ばボールネジ・アンド・ナットにより構成されており、
これにより架台アーム５ｂに支持された走行レール４は
上下方向に移動する。

【００２５】従って、レール前後移動手段７、レール上
下移動手段８及び上記レール進退手段６によって、架台
アーム５ｂに支持された走行レール４を３次元的に移動
させることができ、走行レール４を被溶接物の最適位置
に設置することができる。

【００２６】尚、本実施例にあっては、レール前後移動
手段７をラック・アンド・ピニオンにより、レール上下
移動手段８をボールネジ・アンド・ナットにより構成し
たが、これに限らず、シリンダ装置等の他の移動手段に
より構成しても良い。

【００２７】また、図３（ａ）に示すように、上記溶接
機本体２は、その背面部に設けられた上部走行ローラ９
ａ，９ｂ及び下部走行ローラ９ｃで走行レール４を挟持
することにより、走行レール４に走行移動自在に保持さ
れている。具体的には、走行レール４の縦断面は長六角
形状を呈しており、その下部の面取り部分に両側から下
部走行ローラ９ｃ，９ｄを噛ませて支承すると共に、そ
の上部の面取り部分に両側から上部走行ローラ９ａ，９
ｂを噛ませることにより、溶接機本体２が保持されてい
る。

【００２８】この溶接機本体２の走行移動は、走行レー
ル４に沿って平行にラックギア４ｃを取付け、該本体側
にモータ駆動されるピニオンギア４ｄを取付けて、モー
タの回転速度・位置等を制御することにより行う。

【００２９】尚、本実施例にあっては、ラック・アンド
・ピニオンにより溶接機本体２を走行移動させるように
構成したが、これに限らず、溶接機本体２の位置制御さ
え可能であれば、例えば上部走行ローラ９ａ，９ｂ又は
下部走行ローラ９ｃ，ｄを回転駆動するなどの他の手段
により走行移動させても良い。

【００３０】さらに、図３（ａ）（ｂ）に示すように、
溶接機本体２の下方には、溶接アーム１０に支持され
て、溶接トーチ３が配置されている。この溶接アーム１
０は、溶接機本体２に配置されている前後移動手段１
２、上下移動手段１３及び水平回動手段１４を介して溶
接機本体２と接続されている。

【００３１】前後移動手段１２は溶接トーチ３を被溶接
物の板厚方向に移動させ、上下移動手段１３は溶接トー
チ３を上下方向に移動させ、水平回動手段１４は溶接ト
ーチ３を水平面内で回動させる手段であり、それぞれ後
述する制御装置１１で演算した回転速度・位置に従って
モータ駆動される歯車機構（図示せず）により作動され
るように成っている。特に、水平回動手段１４は、被溶
接物の曲率軸と溶接トーチ３の軸とが常に平行になるよ
うにモータの回転速度・位置の制御が行われる。

【００３２】即ち、前後移動手段１２により溶接トーチ
３を前後に、上下移動手段１３により溶接トーチ３を上
下に動作することができ、さらに、これらを制御装置１
１によって制御することにより、溶接トーチ３の狙いを
上下左右自由に決定することができる。

【００３３】また、水平回動手段１４により、溶接トー
チ３を水平面内で回動することができる。従って、走行
レール４と被溶接物との曲率が違う場合には、水平回動
手段１４を動作させることで、溶接トーチ３の向きを被
溶接物に対して常に一定方向に保つことができる。これ
によって、被溶接物の曲率に合わせて数種類の走行レー
ル４を準備する必要がなく、１種類の走行レール４で異
なった曲率を有する被溶接物の溶接が可能である。

【００３４】そして、溶接アーム１０のトーチ取付部に
は、円弧状を呈する鉛直回動手段１５が設けられてい
る。この鉛直回動手段１５は溶接トーチ３を鉛直面内で
回動させる手段であり、制御装置１１で演算した回転速
度・位置に従ってモータ駆動される歯車機構（図示せ
ず）により作動されるように成っている。この鉛直回動
手段１５により、溶接トーチ３が、溶接ワイヤ先端（溶
接アーク点）を中心に円弧を描いて回動するので、溶接
アークが振れることなく、鉛直面内で溶接トーチ３の傾
き角度を変化させることができる。

【００３５】また、図３（ｂ）に示すように、溶接機本
体２には、上記横向き継手の開先形状を検出する継手検
出手段１６が隣接されている。具体的には、継手検出手
段１６は、溶接機本体２と連結されているカメラ台車１
７と、継手開先に向けて赤外線レーザ光を照射するレー
ザ光発信機１８と、開先のレーザ切断像を撮像する２台
のＣＣＤカメラ１９ａ，１９ｂと、撮像した切断像を画
像処理して開先形状を求める画像処理装置（図示せず）
とから成っている。

【００３６】カメラ台車１７の走行機構は、溶接機本体
２と同様に構成されており、溶接機本体２と共に走行レ
ール４に沿って走行移動するように成っている。画像処
理装置は、後述する制御装置１１内に内蔵されている。

【００３７】この継手検出手段１６は、溶接前及び溶接
中に、ＣＣＤカメラ１９ａ，１９ｂを用いて開先のレー
ザ切断像を撮像して画像処理により溶接位置の開先断面
形状を検出する。また、レーザ変位計（図示せず）を溶
接トーチ３に搭載しており、開先を上下に走査して変位
を計測する。溶接方向に対しては、一定ピッチ（１０〜
１００ｍｍ）で計測を行う。ピッチの最小を１０ｍｍと
したのは、被溶接物の継手方向における変形が大きい場
合に、計測精度を向上させるためである。一方、ピッチ
の最大を１００ｍｍとしたのは、本検出手段１６で計測
を行う場合の精度限界だからである。

【００３８】即ち、レーザ発信機１８により赤外線スリ
ット光を被溶接物の継手上に発信し、この映像をＣＣＤ
カメラ１９ａにより撮像する。この撮像画面を制御装置
１１内に組み込んだ画像処理ボードにより開先を認識し
て、その結果得られた目標継手位置に溶接トーチ３を位
置調整するように制御する。これにより、溶接線倣いを
自動的に行い、被溶接物の組立精度に影響されることな
く、健全な溶接をすることができる。

【００３９】さらに、もう１台のＣＣＤカメラ１９ａを
用いて溶接アークを撮像し、この撮像画面の画像処理を
行って、開先奥のアーク点を認識する。その結果得られ
た目標継手位置に溶接トーチ３を位置調整するように制
御する。これにより、開先奥の溶接線倣いを自動的に行
い、被溶接物の組立精度および溶接ワイヤの曲がり癖に
影響されることなく、健全な溶接をすることができる。

【００４０】また、図１に示すように、地上には溶接電
源２０が据え置かれており、この溶接電源２０は溶接ト
ーチ３と接続されている。また、溶接電源２０は地上に
据え置かれた制御装置１１と接続されており、さらに、
制御装置１１は操作ペンダント２２と接続されている。

【００４１】上記溶接機本体２の溶接トーチ３には冷却
水循環装置２１が備えられており、溶接により発生する
熱の冷却を行い、溶接トーチ３の寿命を長くし、交換を
なくすことができる。

【００４２】そして、上記溶接機本体２には、溶接トー
チ３に溶接ワイヤを送給する溶接ワイヤ送給手段（図示
せず）が搭載されている。この溶接ワイヤ送給手段に
は、例えば、市販されている「半自動アーク溶接機」用
のものを採用する。溶接ワイヤの送給速度は、制御装置
１１で演算した結果を溶接電源２０に送り制御すること
になる。

【００４３】尚、本実施例にあっては、溶接ワイヤ送給
手段は溶接機本体２に搭載されているが、これに限ら
ず、地上に据え置くか、又はその下部に車輪を取り付け
て溶接機本体２に追従移動可能に形成しても良い。

【００４４】また、上記制御装置１１は、トーチ狙い位
置、ワイヤ送給速度及び溶接条件の１種又は２種以上を
制御する。即ち、制御装置１１により上記前後移動手段
１２、上下移動手段１３、水平回動手段１４及び鉛直回
動手段１５を制御することで、溶接トーチ３の狙い位置
や傾斜角度等を変化させて溶接することができる。上記
トーチ３狙い位置とは溶接トーチ３の軌跡を意味し、溶
接トーチ３の前後位置、上下位置、水平回動角度及び鉛
直回動角度を調整することにより制御される。上記溶接
条件には、溶接電流・電圧及び溶接速度（溶接機本体２
の走行速度）等が含まれる。

【００４５】この制御装置１１内に搭載したＲＡＭに
は、トーチ狙い位置や傾斜角度等が記憶される。また、
上記継手検出手段１６により溶接前及び溶接中に求めた
開先形状の差に基づいて、溶接機本体２の走行速度、ワ
イヤ送給速度、溶接電流・電圧等の制御量を演算する。

【００４６】本実施例の自動溶接装置１では開先奥深さ
が約２０ｍｍ以上の開先の下部分（以下、「下層」とい
う。）を図４に示すような板厚方向のウィービング軌跡
により溶接し、開先奥深さが約２０ｍｍ未満となる開先
上部分（以下、「仕上げ層」という。）を通常の長手方
向のストレート軌跡により溶接を行い、制御装置１１に
より次のような２種類の演算方法で演算する。

【００４７】まず、第１の演算方法は、仕上げ層での各
パスにおけるトーチ狙い位置，ワイヤ送給速度，溶接条
件は一定で、下層で溶接前に記憶した開先形状と溶接中
の開先形状との相似比較をして溶接条件等を演算する。

【００４８】即ち、下層では、以下のように演算する。
まず、計測した開先形状からウィービング軌跡で溶接可
能な積層高さＡを求め、理想的な１パスの積層高さ（４
ｍｍ）と溶接可能高さＡから積層数が整数になるように
計算する。次に、継手長手方向の移動距離（通常３ｍ
ｍ）を積層データベースを基に増減する。そして、再
度、各パスでの積層高さを求める。

【００４９】次に、各パスでの開先奥深さを計算すると
共に、各パスでの開先奥深さのトーチの移動距離を計算
する。さらに、記憶している移動速度・方向データベー
スより、溶接中のトーチの移動速度・方向を呼び出し
て、溶接軌跡を計算する。これと同時に溶接条件データ
ベースより、ワイヤ送給速度・溶接条件を呼び出して溶
接軌跡に追加する。

【００５０】一方、仕上げ層では、演算を行わず、予め
記憶している溶接データベース（各パスにおけるトーチ
狙い位置、走行速度、ウィービング速度・幅等）をその
まま使用する。

【００５１】第２の演算方法は、下層・仕上げ層ともに
各パス溶接条件（溶接トーチ３の狙い位置、ワイヤ送給
速度、溶接条件）を、溶接前の開先形状と溶接中の開先
形状との相似比較をして演算する。

【００５２】また、上記制御装置１１にはリモコンボッ
クスとしての操作ペンダント２２が接続されているの
で、ボタン操作で以下の項目を行うことができる。第１
に、溶接機本体２の走行、溶接トーチ３の前後・上下・
傾斜角度（水平回動・鉛直回動）を操作できる。第２
に、ワイヤ送給装置のモータのみ駆動してワイヤを出入
を調整するインチングを行うことができる。第３に、溶
接前の開先計測の開始又は中止を操作できる。第４に、
溶接の開始、一次停止又は中止を操作できる。第５に、
溶接又は空運転（溶接せずに動かして、例えばトーチ軌
跡の確認に使用する。）の選択を行うことができる。第
６に、被溶接物の板厚（開先奥深さ）、開先形状（レ型
・Ｋ型）、開先角度、ルートギャップ（上板と下板の隙
間）、シールビード・裏当て板の有無及び目違い（継手
上板と下板のくい違い）量を設定できる。

【００５３】次に、上記実施例における作用を説明す
る。高炉鉄皮の開先を溶接する際に、１パス・１レア・
トーチ角度変化の横向き溶接法を用いて溶接を行う。こ
の際、トーチ狙い位置が継手の長手方向に働くときに
は、溶接機本体２の走行位置、前後移動手段１２及び水
平回動手段１４を制御して、常に横向き継手に水平にか
つ溶接トーチ３が一定角度になるように動作させる。

【００５４】また、トーチ狙い位置が開先奥方向へと動
くときと、開先手前方向へと動くときは、前後移動手段
１２、水平回動手段１４及び鉛直回動手段１５を制御し
て、溶接トーチ３の傾斜角度を被溶接物の垂直断面に対
して常に平行に、かつ一定速度で角度変化するように動
作させる。

【００５５】さらに、多層盛りを行うときは、トーチ狙
い位置が上方向に移動する際に、上記前後移動手段１
２、水平回動手段１４及び鉛直回動手段１５を制御する
と同時に上下移動手段１３を制御することで、各層の狙
い高さを決定する。

【００５６】一方、横向き継手と走行レール４とが平行
になっていないときは、これら各手段１２，１３，１
４，１５を同時に制御することで、常に設定したトーチ
狙い位置を保持することができる。

【００５７】上記溶接の際には、レーザ発信機１８及び
ＣＣＤカメラ１９ａ，１９ｂ等から構成される継手検出
手段１６により、開先形状と溶接アーク点とを撮像して
画像処理を行い、さらにトーチ狙い位置、ワイヤ送給速
度及び溶接条件を算出して被溶接物の組立精度に影響さ
れることなく、健全な溶接を行うことができるものであ
る。

【００５８】尚、本実施例の自動溶接装置１に適用可能
な溶接法は、消耗電極式溶接法でかつシールドアーク溶
接法である。また、適用可能な溶接姿勢は、横向き姿勢
であるが、図４に示したウィービング軌跡は微視的には
下向き姿勢と成っている。さらに、適用可能な開先形状
は、主に横向きレ形開先、横向きＫ形開先であるが、横
向きＸ形開先にも適用することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る自動溶
接装置によれば、溶接トーチを鉛直面内のみならず水平
面内でも角度調整することができ、被溶接物の横向き継
手に対して、溶接トーチを水平面内で常に一定角度に向
けて健全な溶接を行うことができるという優れた効果を
発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動溶接装置の一実施例における
全体構成を示す概略図である。

【図２】本実施例の自動溶接装置における走行レール架
台であり、（ａ）はそのレール進退手段を示す要部側面
図、（ｂ）はそのレール前後移動手段及びレール上下移
動手段を示す要部側面図である。

【図３】本実施例の自動溶接装置の要部であり、（ａ）
は溶接機本体及び溶接トーチを示す側面図、（ｂ）は溶
接機本体及び継手検出手段を示す正面図である。

【図４】本実施例の自動溶接装置による溶接状況を示す
概略図である。

【符号の説明】

１自動溶接装置２溶接機本体３溶接トーチ４走行レール４ａ，４ｂ２条のレール４ｃラックギア４ｄピニオンギア５走行レール架台５ａ架台基部５ｂ架台アーム６レール進退手段６ａ上部支持ローラ６ｂ下部支持ローラ７レール前後移動手段８レール上下移動手段９ａ，９ｂ上部走行ローラ９ｃ，９ｄ下部走行ローラ１０溶接アーム１１制御装置１２前後移動手段１３上下移動手段１４水平回動手段１５鉛直回動手段１６継手検出手段１７カメラ台車１８レーザ光発信機１９ａ，１９ｂＣＣＤカメラ２０溶接電源２１冷却水循環装置２２操作ペンダント

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被溶接物の横向き継手に沿って設置され
る走行レールと、溶接トーチを支持しながら上記走行レールに沿って移動
する溶接機本体と、溶接前及び溶接中に、上記横向き継手の開先形状を検出
する継手検出手段と、トーチ狙い位置、ワイヤ送給速度及び溶接条件の１種又
は２種以上を制御する制御装置とを備えている自動溶接
装置であって、上記溶接機本体には、上記被溶接物の板厚方向に溶接トーチを移動させる前後
移動手段と、上下方向に溶接トーチを移動させる上下移動手段と、水平面内で溶接トーチを回動させる水平回動手段と、鉛直面内で溶接トーチを回動させる鉛直回動手段とが設
けられていることを特徴とする自動溶接装置。
【請求項２】前記継手検出手段が、継手開先に向けてレーザ光を照射するレーザ光発信機
と、開先のレーザ切断像を撮像するＣＣＤカメラと、撮像した切断像を画像処理して開先形状を求める画像処
理装置とから成る請求項１に記載の自動溶接装置。
【請求項３】前記制御装置が、溶接前に継手検出手段により検出した開先形状を記憶す
る記憶手段と、該記憶手段により記憶した開先形状と、溶接中に上記継手検出手段により検出した開先形状とを
比較し、その比較値に基づいてトーチ狙い位置、ワイヤ
送給速度及び溶接条件の１種又は２種以上の制御量を演
算する演算手段とを有している請求項１または請求項２
に記載の自動溶接装置。
【請求項４】前記走行レールが、走行レール架台に支
持されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
自動溶接装置。
【請求項５】前記走行レール架台が、これに支持する走行レールを被溶接物に対して接離させ
るレール前後移動手段と、上下方向に移動させるレール上下移動手段と、その長手方向に移動させるレール進退手段とを有する請
求項４に記載の自動溶接装置。