JPH0852570A - 溶接トーチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 開先の幅方向に対するトーチ角度を自動調整
し得るようにする。 【構成】 角度調整用モータ５３を駆動すると、歯車機
構５８を介して絶縁スリーブ１３が回転され、絶縁スリ
ーブ１３に取付けられたトーチ支持部材１７を介してト
ーチ本体２７のトーチ角度が自動的に変更されるように
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶接トーチに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】以下、従来の溶接トーチを図５・図６を
用いて説明する。

【０００３】作業ステージ１に敷設されたガイドレール
２に沿って走行可能に走行台車３を取付け、走行台車３
の上部に支柱４を取付け、該支柱４に垂直取付板５を固
定し、該垂直取付板５に走行台車３の幅方向６へ伸縮動
可能な二重筒構造の幅方向位置調整部７を取付け、該幅
方向位置調整部７にスクリュー８とナット部９からなる
上下方向位置調節部１０を取付け、上下方向位置調節部
１０にワイヤ送給モータ１１を取付ける。

【０００４】そして、ワイヤ送給モータ１１先端の小径
部１２外周に絶縁スリーブ１３を回転自在に取付け、絶
縁スリーブ１３の外周にボルト１４とナット１５によっ
て締付可能なトーチ支持バンド１６を取付け、トーチ支
持バンド１６に矩形枠状のトーチ支持部材１７を固定す
る。

【０００５】該トーチ支持部材１７の上部に一対の矯正
ロール１８により溶接ワイヤ１９の巻ぐせを矯正するワ
イヤストレーナ２０を取付け、トーチ支持部材１７の内
部に溶接ワイヤ１９に送給力を付与するフィードロール
２１及びこれと対をなすワイヤガイドロール２２を取付
け、ワイヤ送給モータ１１の出力軸２３に取付けた歯車
２４及びフィードロール２１と同軸上に設けられた歯車
２５を介して駆動力を伝達し得るようにし、トーチ支持
部材１７の下部に開先２６へ向けて溶接ワイヤ１９を送
給するトーチ本体２７を取付ける。

【０００６】尚、図中、２８は走行台車３に取付けられ
たワイヤリール、２９は走行台車３に取付けられたフラ
ックスホッパー、３０は走行台車３に取付けられた溶接
制御装置、３１は幅方向位置調整部７の調整ネジ、３２
はワイヤガイドロール２２の押付力調整機構、３３はト
ーチ本体２７に取付けられた給電ターミナル、３４は給
電ターミナル３３に接続された給電ケーブル、３５，３
６は開先２６を構成する溶接材、３７は開先２６の裏側
に当てられた当板である。

【０００７】図６中、３８，３９は小径部１２と絶縁ス
リーブ１３及び絶縁スリーブ１３とトーチ支持バンド１
６との間にそれぞれ形成された抜止用の係止部であり、
小径部１２と絶縁スリーブ１３とは図示しない止め具に
より固着されている。

【０００８】又、特に図示しないが、トーチ本体２７は
溶接ワイヤ１９を２本同時に開先２６へ送給し得る構造
となっているため、ワイヤリール２８を２セット備えて
いる。

【０００９】そして、溶接の開始に先立って、作業ステ
ージ１の側部に溶接材３５，３６を配置して、開先２６
がガイドレール２と平行となるようにする。

【００１０】そして、幅方向位置調整部７の調整ネジ３
１を操作してトーチ本体２７の幅方向６の位置を調整
し、且つ、上下方向位置調節部１０のスクリュー８を操
作してトーチ本体２７の高さを調整することにより、ト
ーチ本体２７が開先２６内へ挿入されるようにする。

【００１１】この状態で、ガイドレール２に沿って走行
台車３を走行させつつ、ワイヤ送給モータ１１を駆動し
て、歯車２４，２５を介しフィードロール２１を駆動し
て、ワイヤリール２８に巻取られている溶接ワイヤ１９
をトーチ本体２７から開先２６へ送り、図示しない溶接
電源から給電ターミナル３３を介しトーチ本体２７と溶
接材３５，３６との間に電圧を印加して開先２６にアー
クを発生させると、アークの熱により、開先２６周囲の
溶接材３５，３６と溶接ワイヤ１９が溶融され、開先２
６に沿って溶接ビードが形成されて行く。

【００１２】上記構造の溶接トーチを用いて、例えば、
図７に示すような、ビル鉄骨のボックス柱４０を製造す
る場合、ボックス柱４０は端部４１の数メートルの部分
は、図８に示すような、深い開先２６、中央部４２の１
０数メートルの部分は、図９に示すような、浅い開先２
６となっており、開先２６の深さに応じて幅方向６に対
する最適なトーチ角度４３，４４が互いに異なることと
なる。

【００１３】尚、４５は深い開先２６から浅い開先２６
への過渡部である。

【００１４】このような場合、従来の溶接トーチでは、
先ず、ボルト１４とナット１５を緩めてトーチ支持バン
ド１６と絶縁スリーブ１３との位相を変え、再び、ボル
ト１４とナット１５を締込むことにより、手動操作でト
ーチ本体２７を前述のトーチ角度４３に調整して、ボッ
クス柱４０の端部４１における開先２６の奥部４６を溶
接し、次に、ボックス柱４０の端部４１における開先２
６の入口部４７を溶接してから、一旦溶接を停止し、上
記と同様の手動操作で、トーチ本体２７を前述のトーチ
角度４３に調整して、ボックス柱４０の中央部４２にお
ける開先２６の全体４８を溶接するようにしていた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の溶接トーチには、以下のような問題があった。

【００１６】即ち、開先２６の幅方向６に対するトーチ
角度４３，４４は手動操作によってしか変更できない構
造となっていたため、上記したようなビル鉄骨のボック
ス柱４０や隅肉溶接などを行う場合に、いちいち溶接を
停止して、手動操作でトーチ角度４３，４４を調整しな
ければならず、トーチ角度調整や溶接に時間や労力を要
するという問題があった。

【００１７】本発明は、上述の実情に鑑み、開先の幅方
向に対するトーチ角度を自動調整し得るようにした溶接
トーチを提供することを目的とするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、トーチ本体
を、幅方向角度調整機構を介して、開先の幅方向に対す
るトーチ角度を調整可能に支持したことを特徴とする溶
接トーチにかかるものである。

【００１９】この場合において、幅方向角度調整機構
が、ワイヤ送給モータの外周に回転自在に設けられた絶
縁スリーブと、絶縁スリーブに取付けられたトーチ支持
部材と、角度調整用モータと、該角度調整用モータと絶
縁スリーブとの間を接続する歯車機構とにより構成され
るようにしても良い。

【００２０】

【作用】本発明の作用は以下の通りである。

【００２１】幅方向角度調整機構により、トーチ本体の
開先幅方向に対するトーチ角度が調整される。

【００２２】即ち、角度調整用モータを駆動すると、歯
車機構を介して絶縁スリーブが回転され、絶縁スリーブ
に取付けられたトーチ支持部材を介してトーチ本体のト
ーチ角度が自動的に変更される。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００２４】図１〜図４は、本発明の一実施例である。

【００２５】作業ステージ１に敷設されたガイドレール
２に沿って走行可能に走行台車３を取付け、走行台車３
の上部に支柱４を取付け、該支柱４に垂直取付板５を固
定し、該垂直取付板５に走行台車３の幅方向６へ伸縮動
可能な二重筒構造の幅方向位置調整部７を取付け、該幅
方向位置調整部７にスクリュー８とナット部９からなる
上下方向位置調節部１０を取付け、上下方向位置調節部
１０にワイヤ送給モータ１１を取付ける。

【００２６】そして、ワイヤ送給モータ１１先端の小径
部１２外周に軸受４９を介して絶縁スリーブ１３を回転
自在に取付け、絶縁スリーブ１３の外周にボルト１４と
ナット１５によって締付可能なトーチ支持バンド１６を
取付け、トーチ支持バンド１６に矩形枠状のトーチ支持
部材１７を固定する。

【００２７】該トーチ支持部材１７の上部に一対の矯正
ロール１８により溶接ワイヤ１９の巻ぐせを矯正するワ
イヤストレーナ２０を取付け、トーチ支持部材１７の内
部に溶接ワイヤ１９に送給力を付与するフィードロール
２１及びこれと対をなすワイヤガイドロール２２を取付
け、ワイヤ送給モータ１１の出力軸２３に取付けた歯車
２４及びフィードロール２１と同軸上に設けられた歯車
２５を介して駆動力を伝達し得るようにし、トーチ支持
部材１７の下部に開先２６へ向けて溶接ワイヤ１９を送
給するトーチ本体２７を取付ける。

【００２８】尚、図中、２８は走行台車３に取付けられ
たワイヤリール、２９は走行台車３に取付けられたフラ
ックスホッパー、３０は走行台車３に取付けられた溶接
制御装置、３１は幅方向位置調整部７の調整ネジ、３２
はワイヤガイドロール２２の押付力調整機構、３３はト
ーチ本体２７に取付けられた給電ターミナル、３４は給
電ターミナル３３に接続された給電ケーブル、３５，３
６は開先２６を構成する溶接材、３７は開先２６の裏側
に当てられた当板である。

【００２９】図３中、３８，３９は小径部１２と絶縁ス
リーブ１３及び絶縁スリーブ１３とトーチ支持バンド１
６との間にそれぞれ形成された抜止用の係止部であり、
小径部１２とスリーブ１３とは間隙を有し後述する幅方
向角度調整機構を駆動することにより相対的に回転す
る。

【００３０】又、特に図示しないが、トーチ本体２７は
溶接ワイヤ１９を２本同時に開先２６へ送給し得る構造
となっているため、ワイヤリール２８を２セット備えて
いる。

【００３１】本発明では更に、絶縁スリーブ１３に歯車
５０を取付け、ワイヤ送給モータ１１の胴部外周にモー
タ取付座５１とモータ取付板５２を固定し、モータ取付
板５２にワイヤ送給モータ１１の出力軸２３と出力軸５
４を平行にして角度調整用モータ５３を取付け、該出力
軸５４に取付けた歯車５５と絶縁スリーブ１３に取付け
た歯車５０との間を歯車５６、歯車５７からなる歯車機
構５８により接続して幅方向角度調整機構５９を構成す
る。

【００３２】そして、走行台車３にトーチ角度制御装置
６０を取付ける。

【００３３】該トーチ角度制御装置６０は、単に、正転
スイッチと、逆転スイッチと、停止スイッチを備えたも
のとしても良いが、図４に示すように、走行台車３の図
示しない走行用モータに取付けた位置検出器６１からの
溶接位置検出信号６２と、入力装置６３から入力したト
ーチ角度設定値６４に基づき、角度調整用モータ５３へ
制御指令６５を送る演算制御装置６６を備えた構成とし
ても良い。

【００３４】又、幅方向位置調整部７と上下方向位置調
節部１０を手動式ではなく駆動式とした場合には、これ
らの駆動モータなどに取付けた位置検出器６７，６８か
らの溶接位置検出信号６９，７０を入力して、トーチ角
度以外にトーチ幅方向位置及びトーチ上下方向位置も同
時に制御させるようにすることもできる。

【００３５】次に、作動について説明する。

【００３６】溶接の開始に先立って、作業ステージ１の
側部に溶接材３５，３６を配置して、開先２６がガイド
レール２と平行となるようにする。

【００３７】そして、幅方向位置調整部７の調整ネジ３
１を操作してトーチ本体２７の幅方向６の位置を調整
し、且つ、上下方向位置調節部１０のスクリュー８を操
作してトーチ本体２７の高さを調整することにより、ト
ーチ本体２７が開先２６内へ挿入されるようにする。

【００３８】この状態で、ガイドレール２に沿って走行
台車３を走行させつつ、ワイヤ送給モータ１１を駆動し
て、歯車２４，２５を介しフィードロール２１を駆動し
て、ワイヤリール２８に巻取られている溶接ワイヤ１９
をトーチ本体２７から開先２６へ送り、図示しない溶接
電源から給電ターミナル３３を介しトーチ本体２７と溶
接材３５，３６との間に電圧を印加して開先２６にアー
クを発生させると、アークの熱により、開先２６周囲の
溶接材３５，３６と溶接ワイヤ１９が溶融され、開先２
６に沿って溶接ビードが形成されて行く。

【００３９】本発明では、予め、入力装置６３から演算
制御装置６６へ、距離がいくらのときはトーチ角度は何
度ということを指示するトーチ角度設定値６４を入力し
ておく。

【００４０】すると、溶接の進行に従い、走行台車３の
図示しない走行用モータに取付けた位置検出器６１から
の溶接位置検出信号６２を受けて、演算制御装置６６が
角度調整用モータ５３へ制御指令６５を送り、角度調整
用モータ５３が駆動されて、歯車５５〜５７，５０、絶
縁スリーブ１３、トーチ支持バンド１６、トーチ支持部
材１７を介してトーチ本体２７の幅方向６のトーチ角度
が最適値に変更される。

【００４１】このようにすることにより、例えば、図７
に示すようなビル鉄骨のボックス柱４０を製造する場合
には、先ず、ボックス柱４０の端部４１における開先２
６の奥部４６を溶接し、次に、ボックス柱４０の端部４
１における開先２６の入口部４７と、中央部４２におけ
る開先２６の全体４８をトーチ角度を自動的に変更しつ
つ連続して溶接することができるようになる。

【００４２】又、幅方向位置調整部７と上下方向位置調
節部１０を手動式ではなく駆動式とした場合には、これ
らの駆動モータなどに取付けた位置検出器６７，６８か
らの溶接位置検出信号６９，７０を演算制御装置６６へ
入力させて、トーチ角度以外にトーチ幅方向位置及びト
ーチ上下方向位置も同時に制御させるようにすることが
できる。

【００４３】次に具体例を示す。

【００４４】角度調整用モータ５３を、自起動パルス数
が２０００ｐｐｓで、基本ステップ角が０．７２度で、
内蔵ハーモニックドライブギヤ減速比が１／１００のス
テッピングモータとする。

【００４５】そして、標準歯車を組合せて、角度調整範
囲に応じ、歯車機構５８の減速比を任意に設定する。

【００４６】例えば、角度調整範囲が狭い場合（狭開先
溶接時）には、歯車５５を外径２５歯数２０とし、歯車
５６を外径５０歯数４０とし、歯車５７を外径２５歯数
２０とし、歯車５０を外径１２０歯数９６とすることに
より、減速比を１／９．６とすれば、２０００×０．７
２÷１００×（１／９．６）＝１．５（度／ｓｅｃ）と
低速の調整速度を得ることができる。

【００４７】角度調整範囲が広い場合（通常開先溶接
時、及び、隅肉溶接時）には、歯車５５を外径５０歯数
４０とし、歯車５６を外径２５歯数２０とし、歯車５７
を外径２５歯数２０とし、歯車５０を外径１２０歯数９
６とすることにより、減速比を１／２．４とすれば、２
０００×０．７２÷１００×（１／２．４）＝６（度／
ｓｅｃ）と中速の調整速度を得ることができる。

【００４８】角度調整範囲が更に広い場合には、歯車５
５を外径５６歯数５６とし、歯車５６を外径１９歯数１
９とし、歯車５７を外径２５歯数２０とし、歯車５０を
外径１２０歯数９６とすることにより、減速比を１／
１．６とすれば、２０００×０．７２÷１００×（１／
１．６）≒９（度／ｓｅｃ）と高速の調整速度を得るこ
とができる。

【００４９】尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１及び２記
載の発明によれば、開先の幅方向に対するトーチ角度を
自動調整することができるという優れた効果を奏し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体概略正面図である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】図１の制御系統図である。

【図５】従来例の全体概略正面図である。

【図６】図５のワイヤ送給モータ部分の概略側面図であ
る。

【図７】ビル鉄骨のボックス柱の概略斜視図である。

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。

【図９】図７のＩＸ−ＩＸ矢視図である。

【符号の説明】

６ 幅方向 １１ ワイヤ送給モータ １３ 絶縁スリーブ １７ トーチ支持部材 ２６ 開先 ２７ トーチ本体 ４３，４４ トーチ角度 ５９ 幅方向角度調整機構 ５３ 角度調整用モータ ５８ 歯車機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トーチ本体を、幅方向角度調整機構を介
   して、開先の幅方向に対するトーチ角度を調整可能に支
   持したことを特徴とする溶接トーチ。
2. 【請求項２】 幅方向角度調整機構が、ワイヤ送給モー
   タの外周に回転自在に設けられた絶縁スリーブと、絶縁
   スリーブに取付けられたトーチ支持部材と、角度調整用
   モータと、該角度調整用モータと絶縁スリーブとの間を
   接続する歯車機構とにより構成される請求項１記載の溶
   接トーチ。