(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電装置から電流が供給される電極を有する複数の電極用トーチと、
前記複数の電極用トーチの間に配置され、フィラーワイヤを支持するフィラーワイヤ用トーチと、
前記複数の電極用トーチ、前記フィラーワイヤ用トーチをそれぞれ支持するそれぞれのトーチクランプと、
前記各トーチクランプが支持されるベースと、を備えたガスシールドアーク溶接装置であって、
前記各トーチクランプをそれぞれ所定角度回動させて前記複数の電極用トーチ及び前記フィラーワイヤ用トーチの設置角度をそれぞれ調整するそれぞれの角度調整機構と、
前記角度調整機構を全方向へ移動させて前記複数の電極用トーチ、前記フィラーワイヤ用トーチの位置をそれぞれ位置調整するそれぞれの位置調整機構と、を備え、
前記位置調整機構は、前記各トーチクランプのうちの前記複数の電極用トーチをそれぞれ支持する電極用トーチクランプをそれぞれ垂直方向へ移動させて位置調整することができる垂直位置決め機構と、
前記複数の電極用トーチクランプをそれぞれ突合せ方向へ移動させて位置調整することができる水平位置決め機構と、を備え、
前記垂直位置決め機構は、前記複数の電極用トーチを垂直方向へそれぞれ移動させるための回転操作用の垂直ノブと、
前記垂直ノブにそれぞれ固定された送りねじ部材と、
前記送りねじ部材が回転自在に挿入されて支持される支持板部をそれぞれ有し前記ベースに載置される固定台と、
前記送りねじ部材に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部をそれぞれ有し、前記送りねじ部材の回転に伴って前記固定台に対してスライド移動すると共に、前記複数の電極用トーチクランプがそれぞれ連結された垂直スライダと、を備え、
前記複数の電極用トーチクランプは、前記垂直ノブを回動させることによって前記垂直スライダと共に垂直方向に移動し、
前記水平位置決め機構は、前記複数の電極用トーチを突合わせ方向へそれぞれ移動させるための回転操作用の水平ノブと、
前記水平ノブに固定された送りねじ部材と、
前記送りねじ部材が回転自在に挿入されて支持される支持板部を有するガイド部材と、
前記送りねじ部材に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部をそれぞれ有し、前記送りねじ部材の回転に伴って前記ガイド部材に対してスライド移動すると共に、前記複数の電極用トーチクランプがそれぞれ連結された水平スライダと、を備え、
前記複数の電極用トーチクランプは、前記水平ノブを回動させることによって前記水平スライダと共に突合せ方向に移動し、
前記垂直位置決め機構と前記水平位置決め機構とは、前記垂直スライダと、前記水平スライダ部を支持する前記ガイド部材と、を締結部材によって連結して、前記ベース上にそれぞれ配置されていることを特徴とするガスシールドアーク溶接装置。
【請求項２】
前記垂直位置決め機構は、前記各トーチクランプのうちの前記フィラーワイヤ用トーチを支持するフィラーワイヤ用トーチクランプを垂直方向へ移動させて位置調整することができると共に、
前記フィラーワイヤ用トーチを垂直方向へ移動させるための回転操作用の垂直ノブと、
前記垂直ノブに固定された送りねじ部材と、
前記送りねじ部材が回転自在に挿入されて支持される支持板部を有し前記ベースに載置される固定台と、
前記送りねじ部材に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し、前記送りねじ部材の回転に伴って前記固定台に対してスライド移動すると共に、前記フィラーワイヤ用トーチクランプが連結された垂直スライダと、を備え、
前記フィラーワイヤ用トーチクランプは、前記垂直ノブを回動させることによって前記垂直スライダと共に垂直方向に移動し、
前記水平位置決め機構は、前記フィラーワイヤ用トーチクランプを突合せ方向へ移動させて位置調整することができると共に、
前記フィラーワイヤ用トーチを突合わせ方向へ移動させるための回転操作用の水平ノブと、
前記水平ノブに固定された送りねじ部材と、
前記送りねじ部材が回転自在に挿入されて支持される支持板部を有するガイド部材と、
前記送りねじ部材に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し、前記送りねじ部材の回転に伴って前記ガイド部材に対してスライド移動すると共に、前記フィラーワイヤ用トーチクランプが連結された水平スライダと、を備え、
前記フィラーワイヤ用トーチクランプは、前記水平ノブを回動させることによって前記水平スライダと共に突合せ方向に移動し、
前記垂直位置決め機構と前記水平位置決め機構とは、前記垂直スライダと、前記水平スライダ部を支持する前記ガイド部材とを、締結部材によって連結して、前記ベース上に載設されていることを特徴とする請求項１に記載のガスシールドアーク溶接装置。
【請求項３】
前記角度調整機構は、前記各トーチクランプの溶接線方向の外側にそれぞれ隣設されたトーチクランプ取付ステイと、
前記各トーチクランプ取付ステイに形成された支軸部材挿入孔に挿入される支軸部材と、
前記各トーチクランプ取付ステイに形成された円弧状長孔を挿通して前記トーチクランプに締結されるトーチクランプ支持具と、を備え、
前記各トーチクランプ支持具は、前記トーチクランプに締結される締付具合を緩めることによって、前記角度調整機構の垂直方向の角度を調整できるように設けられ、
前記各トーチクランプ取付ステイの溶接線方向の外側に、前記水平スライダが締結部材によってそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項２に記載のガスシールドアーク溶接装置。
【請求項４】
前記ベースには、前記複数の電極用トーチと前記フィラーワイヤ用トーチとを当該ベースに前記固定台をそれぞれ固定する締結具を当該ベースの板面に沿って溶接方向へ移動が可能となるように挿入させる長孔がそれぞれ形成され、
前記フィラーワイヤ用トーチのトーチクランプは、前記複数の電極用トーチの各トーチクランプよりも、平面視して突合せ方向の後側に配置されると共に、
前記複数の電極用トーチの各トーチクランプよりも、正面視して下側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載のガスシールドアーク溶接装置。
【請求項５】
前記位置調整機構に取り付けられる前記電極用トーチは、前記各トーチクランプによって支持される支持部から当該電極用トーチの先端に向けてカーブして形成されたカーブドトーチからなり、前記各トーチクランプをそれぞれ緩めて軸回りに回動調整することで、被溶接箇所に対する前進角及び後退角が調整可能であることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接装置。
【請求項６】
前記各トーチクランプは、前記電極用トーチ、前記フィラーワイヤ用トーチをそれぞれ周方向に回動可能に挿入する保持孔と、
前記保持孔に切欠形成された切欠溝と、
前記切欠溝に直交して形成されたねじ孔と、
前記ねじ孔に螺合され前記切欠溝の内壁の間隔を調整する締結部材と、を備え、
前記締結部材は、前記ねじ孔の締付力を緩めることによって、前記電極用トーチ、前記フィラーワイヤ用トーチをそれぞれ周方向に回動可能にし、前記ねじ孔の締付力を強めることによって、前記電極用トーチ、前記フィラーワイヤ用トーチをそれぞれ保持することを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接装置。
【請求項７】
前記ベースは、当該ベースを昇降させる昇降装置と、
当該ベースを突合せ方向に移動させる突合せ方向移動装置と、
当該ベースから突合せ方向に突出して配置され、前記電極用トーチ及び前記フィラーワイヤ用トーチの突合せ位置及び垂直位置を倣い決めする位置決めドグ部と、を備えていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のガスシールドアーク溶接装置。
【請求項８】
前記ベースを、移動装置によって前記電極用トーチ、前記フィラーワイヤ用トーチと共に移動させながら溶接をすることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接装置。
【請求項９】
前記ベースに対して被溶接部材を、移動装置によって移動させながら溶接をすることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のガスシールドアーク溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極用トーチとフィラーワイヤ用トーチとを備えたガスシールドアーク溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
造船や橋梁等で使用する長尺な鋼材を水平すみ肉溶接する際には、立板の両側にそれぞれ二つの電極を配置し、これらの電極で一つの溶融プールを形成して溶接する二電極式のガスシールドアーク溶接が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この二電極式のガスシールドアーク溶接は、溶接電流を大きくし、溶接速度を高速にすることにより、立板の両側にそれぞれ一つの電極を配置した溶接法と比較して二倍以上の高速溶接が可能となる。
しかしながら、電極の電流値を所定値以上に高くすると、先行極及び後行極の溶接電流による磁界の影響によって、二極間でのアーク干渉が激しくなる。
このため、二電極式のガスシールドアーク溶接では、溶接中の溶融プール形状の変動が大きくなり、溶接不良が発生するという問題があった。
【０００４】
このような問題に対し、先行電極と後行電極との間に、その電極間の磁場を打ち消すためのフィラーワイヤを配置して溶接を行なうガスシールドアーク溶接方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような方法を用いることで、溶融プール形状の変動を抑え、溶接不良を大幅に低減することにより、手直しの必要がない溶接を実現することができる。
【０００５】
上記特許文献２のようなガスシールドアーク溶接方法を用いてより良好に被溶接部材を溶接する際には、特許文献３に記載されているような溶接条件に設定することが好ましい。この溶接条件に設定するためには、特許文献２に記載されている電極間距離、例えば、１５〜５０ｍｍという極めて狭い距離において、全てのトーチから送給されるそれぞれのワイヤ（以下ワイヤ先端）の間隔や角度を、可能な限り短時間において最適な条件に調整することを要求される。このような調整は、二電極の場合と比して極めて複雑な調整を要求される。
【０００６】
造船や橋梁メーカ等の生産ラインにおいて、実際にこのような要求を満足する溶接作業をする場合には、対象となる被溶接部材ごとに寸法が少しずつ異なること、送り位置が少しずれることなどにより、被溶接箇所が相違し、この相違により作業の都度ワイヤ先端の狙い位置が変わるため、溶接作業開始の度に全てのワイヤ先端の位置を毎回ミリメートル以下の単位で微調整することが必要であること、また、風による外乱等によって溶接条件が変化したり、作業の都度ワイヤ先端の狙い位置が変化するため、遮光ガラスを通してアーク状態を観察しながら電極の微調整を行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−２５６４５５号公報
【特許文献２】特開２００４−２６１８３９号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５５２８１号公報
【特許文献４】特開平３−２３４３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献４に記載されているような自動溶接装置であって、前記特許文献３に記載されている溶接条件に設定する場合には、近接したトーチの中間にフィラーワイヤを挿入しただけの機構で被溶接部材ごとに前述のような最適な条件に設定しなければならず、適切に微調整を行うには作業者に相当な負担がかかる。また、失敗した場合には、手直しをしなければならず、生産性が大幅に低下する。このため、トーチの位置調整を可能な限り容易にできるようにしなければならないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明では、前記した問題点に鑑みてなされたものであって、複数電極にフィラーワイヤを備えた複雑な溶接条件、かつ、狭い電極間距離である機構であっても容易に最適な溶接条件にトーチの位置を調整することができるガスシールドアーク溶接装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明に係るガスシールドアーク溶接装置は、給電装置から電流が供給される電極を有する複数の電極用トーチと、前記複数の電極用トーチの間に配置され、フィラーワイヤを支持するフィラーワイヤ用トーチと、前記複数の電極用トーチ、前記フィラーワイヤ用トーチをそれぞれ支持するそれぞれのトーチクランプと、前記各トーチクランプが支持されるベースと、を備えたガスシールドアーク溶接装置であって、前記各トーチクランプをそれぞれ所定角度回動させて前記複数の電極用トーチ及び前記フィラーワイヤ用トーチの設置角度をそれぞれ調整するそれぞれの角度調整機構と、前記角度調整機構を全方向へ移動させて前記複数の電極用トーチ、前記フィラーワイヤ用トーチの位置をそれぞれ位置調整するそれぞれの位置調整機構と、を備え、前記位置調整機構は、前記各トーチクランプのうちの前記複数の電極用トーチをそれぞれ支持する電極用トーチクランプをそれぞれ垂直方向へ移動させて位置調整することができる垂直位置決め機構と、前記複数の電極用トーチクランプをそれぞれ突合せ方向へ移動させて位置調整することができる水平位置決め機構と、を備え、前記垂直位置決め機構は、前記複数の電極用トーチを垂直方向へそれぞれ移動させるための回転操作用の垂直ノブと、前記垂直ノブにそれぞれ固定された送りねじ部材と、前記送りねじ部材が回転自在に挿入されて支持される支持板部をそれぞれ有し前記ベースに載置される固定台と、前記送りねじ部材に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部をそれぞれ有し、前記送りねじ部材の回転に伴って前記固定台に対してスライド移動すると共に、前記複数の電極用トーチクランプがそれぞれ連結された垂直スライダと、を備え、前記複数の電極用トーチクランプは、前記垂直ノブを回動させることによって前記垂直スライダと共に垂直方向に移動し、前記水平位置決め機構は、前記複数の電極用トーチを突合わせ方向へそれぞれ移動させるための回転操作用の水平ノブと、前記水平ノブに固定された送りねじ部材と、前記送りねじ部材が回転自在に挿入されて支持される支持板部を有するガイド部材と、前記送りねじ部材に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部をそれぞれ有し、前記送りねじ部材の回転に伴って前記ガイド部材に対してスライド移動すると共に、前記複数の電極用トーチクランプがそれぞれ連結された水平スライダと、を備え、前記複数の電極用トーチクランプは、前記水平ノブを回動させることによって前記水平スライダと共に突合せ方向に移動し、前記垂直位置決め機構と前記水平位置決め機構とは、前記垂直スライダと、前記水平スライダ部を支持する前記ガイド部材とを、締結部材によって連結して、前記ベース上にそれぞれ配置されていることを特徴とする。
ここで、全方向とは、溶接進行方向に直交する水平方向（以下「突合せ方向」または「Ｘ方向」という）と、鉛直な上下方向である垂直方向（以下適宜に「Ｙ方向」という）と、溶接進行方向（以下「溶接方向」または「Ｚ方向」という）と、を含む方向をいう。
【００１１】
かかる構成によれば、ガスシールドアーク溶接装置は、角度調整機構を有することによって、電極用トーチ及びフィラーワイヤ用トーチをそれぞれ所定角度回動させて電極用トーチ及びフィラーワイヤ用トーチのトーチ角度をそれぞれ適切な角度に微調整することができる。また、ガスシールドアーク溶接装置は、全方向へ移動させて位置調整することができる位置調整機構を有するトーチ支持機構によって支持されているので、被溶接部材の被溶接箇所に合わせてトーチの脚長を変更するときなどに、三電極以上の複数電極を有する複雑、かつ、狭い電極間距離の機構であっても、それぞれのトーチの位置を上下左右前後方向の全方向に自由に調整して、その先端の電極及びフィラーワイヤの位置を所定の狙い位置に容易に位置調整することができる。
【００１２】
また、かかる構成によれば、ガスシールドアーク溶接装置の位置調整機構は、垂直位置決め機構によってトーチ支持機構を垂直方向へ移動させて、電極の垂直方向の位置を調整することができると共に、水平位置決め機構によりトーチ支持機構を突合せ方向へ移動させて、電極の突合せ方向の位置を被溶接部材の被溶接箇所に合わせて調整することができる。このため、垂直位置決め機構と水平位置決め機構とによってそれぞれ容易に垂直方向及び突合せ方向の位置を調整することができるので、対象となる被溶接部材の被溶接箇所が変化しても直ぐに対処することができる。
【００１３】
また、かかる構成によれば、垂直位置決め機構は、ノブを回動させて送りねじ部材を連動回転させることによって、その回転に合わせて固定台及びベースに対してスライダ及びトーチ支持機構を連続的に移動させることができる。このため、電極の位置を垂直方向に微調整する必要がある場合には、ノブを回転操作すれば、電極の位置を被溶接部材の被溶接箇所に合わせて垂直方向に移動させて調整することができる。
【００１４】
また、かかる構成によれば、水平位置決め機構は、ノブを回動させて送りねじ部材を連動回転させることによって、その回転に合わせてベースに対してスライダ及びトーチ支持機構を連続的に移動させることができる。このため、電極の位置を突合せ方向に微調整する必要がある場合には、ノブを回転操作すれば、電極の位置を被溶接部材の被溶接箇所に合わせて突合せ方向に移動させて調整することができる。
【００１６】
また、前記垂直位置決め機構は、前記各トーチクランプのうちの前記フィラーワイヤ用トーチを支持するフィラーワイヤ用トーチクランプを垂直方向へ移動させて位置調整することができると共に、前記フィラーワイヤ用トーチを垂直方向へ移動させるための回転操作用の垂直ノブと、前記垂直ノブに固定された送りねじ部材と、前記送りねじ部材が回転自在に挿入されて支持される支持板部を有し前記ベースに載置される固定台と、前記送りねじ部材に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し、前記送りねじ部材の回転に伴って前記固定台に対してスライド移動すると共に、前記フィラーワイヤ用トーチクランプが連結された垂直スライダと、を備え、前記フィラーワイヤ用トーチクランプは、前記垂直ノブを回動させることによって前記垂直スライダと共に垂直方向に移動し、前記水平位置決め機構は、前記フィラーワイヤ用トーチクランプを突合せ方向へ移動させて位置調整することができると共に、前記フィラーワイヤ用トーチを突合わせ方向へ移動させるための回転操作用の水平ノブと、前記水平ノブに固定された送りねじ部材と、前記送りねじ部材が回転自在に挿入されて支持される支持板部を有するガイド部材と、前記送りねじ部材に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し、前記送りねじ部材の回転に伴って前記ガイド部材に対してスライド移動すると共に、前記フィラーワイヤ用トーチクランプが連結された水平スライダと、を備え、前記フィラーワイヤ用トーチクランプは、前記水平ノブを回動させることによって前記水平スライダと共に突合せ方向に移動し、前記垂直位置決め機構と前記水平位置決め機構とは、前記垂直スライダと、前記水平スライダ部を支持する前記ガイド部材と、を締結部材によって連結して、前記ベース上に載設されていることが好ましい。
【００１７】
かかる構成によれば、垂直位置決め機構は、ノブを回動させて送りねじ部材を連動回転させることによって、その回転に合わせて固定台及びベースに対してスライダ及びトーチ支持機構を連続的に移動させることができる。このため、フィラーワイヤの位置を垂直方向に微調整する必要がある場合には、ノブを回転操作すれば、フィラーワイヤの位置を被溶接部材の被溶接箇所に合わせて垂直方向に移動させて調整することができる。
また、水平位置決め機構は、ノブを回動させて送りねじ部材を連動回転させることによって、その回転に合わせてベースに対してスライダ及びトーチ支持機構を連続的に移動させることができる。このため、フィラーワイヤの位置を突合せ方向に微調整する必要がある場合には、ノブを回転操作すれば、フィラーワイヤの位置を被溶接部材の被溶接箇所に合わせて突合せ方向に移動させて調整することができる。
【００１８】
また、前記角度調整機構は、前記各トーチクランプの溶接線方向の外側にそれぞれ隣設されたトーチクランプ取付ステイと、前記各トーチクランプ取付ステイに形成された支軸部材挿入孔に挿入される支軸部材と、前記各トーチクランプ取付ステイに形成された円弧状長孔を挿通して前記トーチクランプに締結されるトーチクランプ支持具と、を備え、前記各トーチクランプ支持具は、前記トーチクランプに締結される締付具合を緩めることによって、前記角度調整機構の垂直方向の角度を調整できるように設けられ、前記各トーチクランプ取付ステイの溶接線方向の外側に、前記水平スライダが締結部材によってそれぞれ連結されていることが好ましい。
【００１９】
かかる構成によれば、ガスシールドアーク溶接装置の角度調整機構は、電極用トーチ及びフィラーワイヤ用トーチをそれぞれ保持するトーチクランプに締結されるトーチクランプ支持具の締付具合を緩めることによって、トーチ支持機構の垂直方向の角度を円弧状長孔に沿って調整することができる。これにより、ガスシールドアーク溶接装置は、電極用トーチ及びフィラーワイヤ用トーチの垂直方向の角度を自由に調整してその向きを適切な向きに微調整することができる。
【００２０】
また、前記ベースには、前記複数の電極用トーチと前記フィラーワイヤ用トーチとを当該ベースに前記固定台をそれぞれ固定する締結具を当該ベースの板面に沿って溶接方向へ移動が可能となるように挿入させる長孔がそれぞれ形成され、前記フィラーワイヤ用トーチのトーチクランプは、前記複数の電極用トーチの各トーチクランプよりも、平面視して突合せ方向の後側に配置されると共に、前記複数の電極用トーチの各トーチクランプよりも、正面視して下側に配置されていることが好ましい。
【００２１】
かかる構成によれば、ベースは、このベースの板面の長孔に挿入された固定具の位置を移動させて調整することによって、固定台と共に移動する各トーチクランプ、電極及びフィラーワイヤの位置を溶接方向に微調整することができる。
【００２２】
また、前記位置調整機構に取り付けられる前記電極用トーチは、前記各トーチクランプによって支持される支持部から当該電極用トーチの先端に向けてカーブして形成されたカーブドトーチからなり、前記各トーチクランプをそれぞれ緩めて軸回りに回動調整することで、被溶接箇所に対する前進角及び後退角が調整可能であることが好ましい。
【００２３】
かかる構成によれば、電極用トーチは、支持部から先端に向けてカーブして形成されたカーブドトーチからなることにより、各トーチクランプをそれぞれ緩めて軸回りに回動させれば、電極用トーチがトーチクランプに保持される支持部の中心線を中心として回動するため、被溶接箇所に対する電極用トーチの前進角及び後退角を適切な角度に自由に調整することが容易となる。
【００２４】
また、ガスシールドアーク溶接装置の各トーチクランプは、前記電極用カーブドトーチ、前記フィラーワイヤ用トーチをそれぞれ周方向に回動可能に挿入する保持孔と、前記保持孔に切欠形成された切欠溝と、前記切欠溝に直交して形成されたねじ孔と、前記ねじ孔に螺合され前記切欠溝の内壁の間隔を調整する締結部材と、を備え、前記締結部材は、前記ねじ孔の締付力を緩めることによって、前記電極用カーブドトーチ、前記フィラーワイヤ用トーチをそれぞれ周方向に回動可能にし、前記ねじ孔の締付力を強めることによって、前記電極用トーチ、前記フィラーワイヤ用トーチをそれぞれ保持することが好ましい。
【００２５】
かかる構成によれば、締結部材は、螺合されたねじ孔の締付力を緩めると、切欠溝の内壁の間隔が広がることに伴って、それぞれのトーチを保持する保持孔の内径が拡径するため、電極用トーチ、フィラーワイヤ用トーチをそれぞれ周方向に回動可能にすることができる。各トーチは、保持孔の中心線を中心として回動することにより、トーチの先端にある電極の向きを調整することができる。
また、締結部材は、ねじ孔の締付力を強めることによって、切欠溝の間隔が狭くなるのに伴って保持孔の内径が縮径するため、それぞれのトーチを強くしっかりと保持することができる。
【００２６】
また、前記ベースは、当該ベースを昇降させる昇降装置と、当該ベースを突合せ方向に移動させる突合せ方向移動装置と、当該ベースから突合せ方向に突出して配置され、前記電極用トーチ及び前記フィラーワイヤ用トーチの突合せ位置及び垂直位置を倣い決めする位置決めドグ部と、を備えていることが好ましい。
【００２７】
かかる構成によれば、ガスシールドアーク溶接装置は、位置決めドグ部が、昇降装置及び突合せ方向移動装置によってベースの位置を調整することにより、電極用トーチ及びフィラーワイヤ用トーチの突合せ位置及び垂直位置を被溶接箇所の位置に合せて倣い決めすることができる。このため、対象となる被溶接部材の被溶接箇所が変化しても容易に対処することができる。
【００２８】
また、ガスシールドアーク溶接装置は、前記ベースを、移動装置によって前記電極用トーチ、前記フィラーワイヤ用トーチと共に移動させながら溶接をすることが好ましい。
【００２９】
かかる構成によれば、ガスシールドアーク溶接装置は、ベースを移動装置によって溶接線に沿って移動させながら溶接をすることができる。
【００３０】
また、ガスシールドアーク溶接装置は、前記ベースに対して被溶接部材を、移動装置によって移動させながら溶接をすることが好ましい。
【００３１】
かかる構成によれば、ガスシールドアーク溶接装置は、被溶接部材を、移動装置によって移動させながら溶接をすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のガスシールドアーク溶接装置によれば、電極用トーチ及びフィラーワイヤ用トーチを溶接方向、垂直方向、突合せ方向を含む全方向、かつ、所望の向きに回動させて、各トーチの電極間の極間距離や、トーチ角度を適切に調整することにより、複数電極にフィラーワイヤを備えた溶接装置であっても、容易に最適な溶接条件に調整することができる機構である。
この機構により、溶接作業開始時及び溶接作業中に容易に微調整して最適な溶接条件に設定することにより、良好な溶接ビードを形成することができると共に、発生するアークの安定性を向上させてスパッタの発生を抑制することができる。
また、トーチの位置等の微調整を行うための作業者の負担を極めて軽減することができる。
さらに、溶接不良に対する手直しという作業負担から解放され、生産性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る溶接装置の実施形態１を示す概略斜視図である。
【図２】本発明に係る溶接装置の実施形態１のヘッドユニット装置を示す概略斜視図である。
【図３】本発明に係る溶接装置の実施形態１の溶接ヘッド部の概略平面図である。
【図４】本発明に係る溶接装置の実施形態１の溶接ヘッド部の概略右側面図である。
【図５】本発明に係る溶接装置の実施形態１の溶接ヘッド部の概略斜視図である。
【図６】本発明に係る溶接装置の実施形態１の垂直位置決め機構を示す概略正面図である。
【図７】本発明に係る溶接装置の実施形態１の水平位置決め機構を示す概略正面図である。
【図８】本発明に係る溶接装置の実施形態１の角度調整機構を示す図であり、（ａ）は概略斜視図、（ｂ）はトーチクランプの縦断面図である。
【図９】本発明に係る溶接装置の実施形態１のフィラーワイヤトーチ用クランプ機構及びフィラーワイヤトーチ位置調整機構を示す図であり、（ａ）正面方向から見た概略斜視図、（ｂ）は背面方向から見た概略斜視図である。
【図１０】本発明に係る溶接装置の実施形態１のフィラーワイヤ用トーチ支持機構を示す概略側面図である。
【図１１】本発明に係る溶接装置の実施形態１の位置決めドグ部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は概略縦断面図である。
【図１２】本発明に係る溶接装置の実施形態２を示す図であり、被溶接部材を移動装置で移動させながら溶接するときの状態を示す概略要部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
［実施形態１］
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態では、まず、溶接装置Ｓの一例として水平に設置された下板２と、下板２の上面に垂直に配置された立板３と、からなる被溶接部材１の隅部を被溶接箇所１ａに沿って移動装置１００で溶接ヘッド部４（溶接機、図２参照）を移動させながらすみ肉溶接するいわゆるラインウェルダーの場合を例に挙げて説明する。
ここで、Ｘ方向は溶接方向に直交する水平方向である突合せ方向、Ｙ方向は鉛直な上下方向である垂直方向、Ｚ方向は溶接方向であり、以下、適宜に使用して説明する。
【００３５】
≪溶接装置の構成≫
図１及び図２に示すように、溶接装置Ｓは、被溶接部材１である下板２と立板３とを被溶接箇所１ａ（溶接線）に沿って溶接ヘッド部４を移動させながら溶接するガスシールドアーク溶接装置である。溶接装置Ｓは、移動装置１００と、制御盤４００と、操作盤４１０と、集塵機５００と、ワイヤ収容器６００と、溶接用電源と冷却水供給装置とシールドガス供給装置（図示省略）と、溶接ヘッド部４（溶接機）と、を備えている。
【００３６】
≪被溶接部材の構成≫
図１に示すように、被溶接部材１は、例えば、船舶や橋梁等に用いられる大型の構造物等であり、例えば、下板２と立板３とからなる。この被溶接部材１は、下板２と立板３とを直交するように突合された部位を溶接して接合される。その溶接される被溶接箇所１ａ（溶接線）の上には、後記する溶接ヘッド部４（図２参照）が配置され、溶接ヘッド部４が溶接方向移動装置１１０によって被溶接箇所１ａに沿って走行する。
【００３７】
≪移動装置の構成≫
図２に示すように、移動装置１００は、溶接ヘッド部４（溶接機）を溶接方向（Ｚ方向）、突合せ方向（溶接方向に直交するＸ方向）、垂直方向（Ｙ方向）へ移動させる走行装置である。移動装置１００は、例えば、溶接方向移動装置１１０（図１参照）と、ヘッドユニット装置２００と、上下動用シリンダ２７０と、溶接ヘッド部移動装置８０と、を備えて構成されている。
【００３８】
＜溶接方向移動装置の構成＞
図１に示す溶接方向移動装置１１０は、その背面側に配置された溶接装置Ｓの多数の溶接ヘッド部４（図２参照）を溶接方向へ移動させる搬送装置である。溶接方向移動装置１１０は、一対のレール１５０と、走行ローラ１２０と、走行モータ１３０と、架台フレーム１４０と、を備えている。溶接方向移動装置１１０は、走行モータ１３０を回転駆動させることによって、各溶接ヘッド部４がベース５０と共に溶接方向に移動して溶接が行われる。
【００３９】
レール１５０は、例えば、Ｉ型鋼からなる左右一対の走行ガイドレールであり、溶接施設の床面に敷設された複数の被溶接部材１に沿って設置されている。
走行ローラ１２０は、各レール１５０上を転動することにより、架台フレーム１４０を溶接方向へ移動させる車輪であり、架台フレーム１４０の下端部に複数配置されている。
走行モータ１３０は、各走行ローラ１２０を回転駆動させる駆動源であり、制御盤４００を介して電源（図示省略）から電流が供給されることで駆動し、不図示の減速伝達機構を介在して走行ローラ１２０を回転駆動させる。
架台フレーム１４０は、例えば、被溶接部材１を跨ぐように配置された門型フレームからなり、左右一対の垂直な脚部１４１と、左右の脚部１４１上に載設されたデッキ１４２と、を備えている。架台フレーム１４０には、走行ローラ１２０、走行モータ１３０、ヘッドユニット装置２００、制御盤４００、集塵機５００、ワイヤ収容器６００等が搭載されている。
【００４０】
＜ヘッドユニット装置の構成＞
図２に示すように、ヘッドユニット装置２００は、溶接ヘッド部４を突合せ方向へ移動させるためのアーチ形状の装置であり、例えば、架台フレーム１４０（図１参照）に沿って設けられている。ヘッドユニット装置２００には、スタンション２１０（図１参照）と、横方向ガイド２２０と、摺動板２３０と、固定フレーム２４０と、上下動フレーム２５０と、ヘッドユニット横動モータ２６０と、上下動用シリンダ２７０と、右溶接ヘッド部上下動用シリンダ８１と、左溶接ヘッド部上下動用シリンダ８２と、操作盤４１０と、が備えられている。
【００４１】
図１に示すように、スタンション２１０は、先行電極１１（図２参照）及び後行電極２１となる溶接ワイヤを収納するワイヤ収容器６００を移動自在に吊設するアーチ状の支柱フレームである。スタンション２１０は、柱フレーム２１１と、架設フレーム２１２と、吊具２１３と、を備えている。
柱フレーム２１１は、架台フレーム１４０に立設されて共に移動する左右一対の柱部材である。
架設フレーム２１２は、多数の吊具２１３が適宜な間隔で吊支される部材であり、二つの柱フレーム２１１間の上端部に架設されている。
吊具２１３は、ワイヤ収容器６００を吊支するための部材であり、架設フレーム２１２に吊支されている。
【００４２】
図２に示すように、横方向ガイド２２０は、デッキ１４２に架設されて左右方向に延設されたフレーム部材であり、突合せ方向に延設された一対の走行ガイド部２２０ａを有している。この横方向ガイド２２０は、スタンション２１０に突合せ方向に向けて架設されている。
摺動板２３０は、走行ガイド部２２０ａに案内されて突合せ方向にスライド移動する部材であり、走行ガイド部２２０ａに係合する不図示の係合部を有している。この摺動板２３０は、横方向ガイド２２０に横方向に摺動自在に設けられている。
固定フレーム２４０は、垂直方向に延設された枠状フレームであり、摺動板２３０に固定されると共に、上下動用シリンダ２７０によって上下動するように設けられている。
【００４３】
図２に示すように、上下動フレーム２５０は、溶接ヘッド部４及び操作盤４１０を保持するためのフレームであり、上下動用シリンダ２７０によって固定フレーム２４０に対して上下動するように設けられている。この上下動フレーム２５０は、固定フレーム２４０と同様に垂直方向に延設された四角形の枠状フレームからなり、固定フレーム２４０に対向配置されている。上下動フレーム２５０と溶接ヘッド部４との間には、ベース５０をＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動させるための溶接ヘッド部移動装置８０が設けられている。
なお、各上下動フレーム２５０には、溶接ヘッド部４が左右対称な状態に二台配置されているため、以下、右側の溶接ヘッド部４を説明し、左側のものの説明は適宜省略する。
【００４４】
ヘッドユニット横動モータ２６０は、固定フレーム２４０を走行させて、左右の溶接ヘッド部４を横方向に移動させるためのモータ駆動装置であり、固定フレーム２４０に設けられている。
上下動用シリンダ２７０は、固定フレーム２４０に鉛直方向ガイド２８０を介して上下動フレーム２５０を横方向ガイド２２０及び摺動板２３０に対して上下動させる装置であり、例えば、エアシリンダ装置からなる。上下動用シリンダ２７０は、枠状の上下動フレーム２５０の上端部下側中央部に連結されたシリンダ２７１と、上端部がシリンダ２７１内に上下動自在に設けられ、下端部が摺動板２３０に固定されたピストンロッド２７２と、を備えている。
【００４５】
＜溶接ヘッド部移動装置の構成＞
図２に示すように、前記溶接ヘッド部移動装置８０は、前記溶接方向移動装置１１０（図１参照）、ヘッドユニット装置２００（図１参照）及び上下動用シリンダ２７０よりも、溶接ヘッド部４をＸ，Ｙ，Ｚ方向に短い距離を移動させて溶接ヘッド部４の位置を調整するための装置である。この溶接ヘッド部移動装置８０は、右溶接ヘッド部上下動用シリンダ８１と、左溶接ヘッド部上下動用シリンダ８２と、突合せ用エアシリンダ８３と、を備えている。
【００４６】
図２に示すように、右溶接ヘッド部上下動用シリンダ８１は、上下動フレーム２５０の右側に配置された右側の溶接ヘッド部４を垂直方向（Ｙ方向）に移動させるための装置であり、四角形の枠状の上下動フレーム２５０の右側フレームに固定されている。
左溶接ヘッド部上下動用シリンダ８２は、上下動フレーム２５０の左側に配置された左側の溶接ヘッド部４を垂直方向（Ｙ方向）に移動させるためのシリンダ装置であり、四角形の枠状の上下動フレーム２５０の左側フレームに固定されている。
【００４７】
突合せ用エアシリンダ８３（突合せ方向移動装置）は、ベース５０と共に溶接ヘッド部４全体を突合せ方向（Ｘ方向）に移動させる装置である。この突合せ用エアシリンダ８３は、ベース５０に固定され、内部に供給された圧縮空気によって進退するシリンダ８３ａと、一端部がシリンダ８３ａ内に配置され、他端部が連結フレーム８３ｃに固定されたピストンロッド８３ｂと、上下動フレーム２５０に連結された前記連結フレーム８３ｃと、シリンダ８３ａの溶接方向側の側面に突合せ方向に向けて延設された上下一対のスライダ８３ｄと、このスライダ８３ｄが摺動自在に係合してシリンダ８３ａの突合せ方向の移動をガイドするガイドレール８３ｅと、ガイドレール８３ｅを右溶接ヘッド部上下動用シリンダ８１の側面に固定するための保持プレート８３ｆと、を備えている。
【００４８】
操作盤４１０は、ヘッドユニット横動モータ２６０、上下動用シリンダ２７０、溶接ヘッド部移動装置８０及び溶接用電源と冷却水供給装置とシールドガス供給装置（図示省略）を操作して左右の溶接ヘッド部４の位置及び駆動を制御するためのコントローラであり、上下動フレーム２５０に取り付けられている。
【００４９】
不図示の電源は、図２に示す溶接装置Ｓの先行電極１１及び後行電極２１の各電極部に電力を供給するそれぞれの溶接用電源（給電装置）と、走行モータ１３０（図１参照）及びヘッドユニット横動モータ２６０の駆動源に電力を供給する電源と、からならなり、例えば、溶接方向移動装置１１０の床下内等の所定位置に設置されている。
また、不図示の冷却水供給装置とシールドガス供給装置も同様である。
【００５０】
≪溶接ヘッド部の構成≫
図２に示すように、溶接ヘッド部４（溶接機）は、先行電極用トーチ１０、後行電極用トーチ２０及びフィラーワイヤ用トーチ３０と、それらのトーチ（１０，２０，３０）をそれぞれ支持するトーチクランプ機構４０と、それらのトーチ（１０，２０，３０）に電流を供給する溶接用電源（図示省略）と、それらのトーチ（１０，２０，３０）が支持されるベース５０と、ベース５０等の溶接ヘッド部４を移動させる溶接ヘッド部移動装置８０と、を備えている。
溶接ヘッド部４全体は、溶接方向移動装置１１０（図１参照）とヘッドユニット装置２００と上下動用シリンダ２７０によってＸ，Ｙ，Ｚ方向に大きく移動でき、さらに、溶接ヘッド部移動装置８０によりＸ，Ｙ方向に小移動できると共に、位置調整機構６０でベース５０上の先行電極用トーチ１０、後行電極用トーチ２０及びフィラーワイヤ用トーチ３０をＸ，Ｙ，Ｚ方向へ小さく移動させることができるようになっている。
この溶接ヘッド部４は、溶接方向移動装置１１０で走行させながらガスシールドアーク溶接を行うものであり、前記トーチ（１０，２０，３０）に電流を供給する構成や、不活性のガスを噴射する構成などは、公知のガスシールドアーク溶接装置の構成を用いているため、その詳細な説明は省略する。
【００５１】
図３及び図４に示すように、各トーチ（１０，２０，３０）が配置される各溶接ヘッド部４は、先行電極１１、後行電極２１及びフィラーワイヤ３１が送り込まれるように構成されると共に、角度調整機構４４及び位置調整機構６０を有するトーチクランプ機構４０を介在してベース５０上にＸ，Ｙ，Ｚ方向の位置及び角度を微調整できるように設けられている。
図５に示すように、電極用トーチ（１０，２０）は、各トーチクランプ４５によって支持される支持部から電極用トーチ（１０，２０）の先端に向けて曲げ部１０ａ，２０ａがカーブして形成されたカーブドトーチからなり、各トーチクランプ４５をそれぞれ緩めて軸回りに回動調整することで、被溶接箇所１ａ（図４参照）に対する前進角及び後退角を容易に調整することが可能である。
【００５２】
≪トーチクランプ機構の構成≫
トーチクランプ機構４０は、先行電極用トーチ１０、後行電極用トーチ２０、フィラーワイヤ用トーチ３０をそれぞれ支持する支持機構であって、先行電極用トーチクランプ機構４０Ａと、後行電極用トーチ２０を支持する後行電極用トーチクランプ機構４０Ｂと、フィラーワイヤ用トーチ３０を支持するフィラーワイヤトーチ用クランプ機構４０Ｃとからなる。先行電極用トーチクランプ機構４０Ａと後行電極用トーチクランプ機構４０Ｂとは、対称形状の機構であるため、先行電極用トーチクランプ機構４０Ａを主に説明して後行電極用トーチクランプ機構４０Ｂの説明は適宜省略する。
【００５３】
図５に示すように、先行電極用トーチクランプ機構４０Ａは、先行電極用トーチ１０を着脱自在に支持する支持機構であり、それぞれ後記するトーチクランプ４５と、トーチクランプ取付ステイ４６と、支軸部材４７と、トーチクランプ支持具４８と、添金４９と、締結部材Ｔ１と、角度調整機構４４と、を備えている。
【００５４】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、各トーチクランプ４５は、先行電極用トーチ１０、後行電極用トーチ２０をそれぞれ支持する部材である。各トーチクランプ４５には、保持孔４５ａと、切欠溝４５ｂと、ねじ孔４５ｃと、突片４５ｄと、固定雌ねじ部４５ｅと、が形成されている。
【００５５】
保持孔４５ａは、各トーチ（１０，２０）がそれぞれ絶縁ブッシュ９を介して周方向に回動可能に挿入される孔であり、切欠溝４５ｂが外周に形成されていることによって平面視して略Ｃ字状に形成されている。
切欠溝４５ｂは、トーチクランプ４５の外周部から保持孔４５ａに亘って切欠形成された部位であり、一対の突片４５ｄが所定の隙間間隔で配置されたことによって形成されている。
ねじ孔４５ｃは、切欠溝４５ｂに直交して形成された締付具合調整用の締結部材Ｔ１が螺入される孔である。ねじ孔４５ｃは、締結部材Ｔ１がねじ込まれることによって、保持孔４５ａの径と、一対の突片４５ｄ間の切欠溝４５ｂの間隔とが調整されて、先行電極用トーチ１０を保持する保持孔４５ａの締付力が調整されるように突片４５ｄに形成されている。
突片４５ｄは、切欠溝４５ｂ及びねじ孔４５ｃが形成された一対の厚板状のものからなる。突片４５ｄは、締結部材Ｔ１を強くねじ孔４５ｃに螺合させれば、突片４５ｄ，４５ｄ間の間隔が狭くなり、トーチクランプ４５が先行電極用トーチ１０を締め付ける締付力が強くなって、トーチクランプ４５がしっかりとクランプされる。締結部材Ｔ１を緩めれば、保持孔４５ａの内径が先行電極用トーチ１０を締め付ける締付力が弱くなり、その先行電極用トーチ１０を保持孔４５ａの中心線を中心として周方向（矢印ｂ方向）に回動させたり、前記中心線の方向（矢印ａ方向）に進退させてトーチクランプ４５からの先行電極用トーチ１０の突き出し長さを調整したり、引き抜いたりすることが可能となる。
固定雌ねじ部４５ｅは、トーチクランプ取付ステイ４６がトーチクランプ４５に固定するトーチクランプ支持具４８の先端部の雄ねじ部が螺合する部位である。
【００５６】
トーチクランプ取付ステイ４６は、トーチクランプ４５を支軸部材挿入孔４６ａを中心とする円弧状長孔４６ｂの円周方向の長さ分だけ回動可能に支持するための支持板部材であり、トーチクランプ４５に隣設されている。トーチクランプ取付ステイ４６は、下端部が締結部材Ｔ２によってスライダ６７に連結されて共にＸ，Ｙ方向に移動可能になっている。
【００５７】
支軸部材４７は、トーチクランプ支持具４８を添金４９の垂直方向に長い調整孔４９ａを挿通してトーチクランプ４５の固定雌ねじ部４５ｅに螺合されて、トーチクランプ４５がトーチクランプ取付ステイ４６に対して回動可能な状態のときに、この支軸部材４７を中心としてトーチクランプ４５を回動可能にさせるねじ部材である。支軸部材４７は、トーチクランプ取付ステイ４６に形成された支軸部材挿入孔４６ａに挿入される。
【００５８】
トーチクランプ支持具４８は、先端が、調整孔４９ａ、円弧状長孔４６ｂを介して固定雌ねじ部４５ｅにねじ止めされるねじ部材であり、トーチクランプ４５の回動を規制するための左右一対の部材である。一対のトーチクランプ支持具４８は、トーチクランプ取付ステイ４６に形成された円弧状長孔４６ｂに挿入される。
【００５９】
添金４９は、二つのトーチクランプ支持具４８がそれぞれ挿入される垂直方向に長い左右一対の調整孔４９ａを有する金属製厚板材であり、円弧状長孔４６ｂを覆うようにして配置される。
締結部材Ｔ１は、切欠溝４５ｂの隙間間隔を調整して保持孔４５ａによるトーチクランプ４５の締付力を調整する調整用ねじ部材であり、例えば、二本のねじ部材からなる。
【００６０】
＜角度調整機構の構成＞
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、角度調整機構４４は、先行電極用トーチ１０を所定角度回動させて先行電極用トーチ１０の設置角度を調整する機構である。角度調整機構４４は、先行電極用トーチ１０を支軸部材４７を中心として垂直方向（Ｙ方向）へ回動可能に軸支して先行電極１１の垂直方向の向きを調整できる。
角度調整機構４４は、トーチクランプ４５に隣設接続されトーチクランプ取付ステイ４６と、トーチクランプ取付ステイ４６に形成された支軸部材挿入孔４６ａに挿入される支軸部材４７と、トーチクランプ取付ステイ４６に形成された円弧状長孔４６ｂを挿通してトーチクランプ４５に締結されるトーチクランプ支持具４８と、を備えてなる。
このため、支軸部材４７及びトーチクランプ支持具４８は、トーチクランプ４５に締結される締付具合を緩めることによって、先行電極１１の垂直方向の角度を調整する角度調整機構４４を構成する。
なお、角度調整機構４４は、図９（ｂ）、図１０に示すように、フィラーワイヤ用トーチ３０のフィラーワイヤトーチ用クランプ機構４０Ｃにも、円弧状長孔を利用した同様な角度調整機構４４が設けられている。このため、その説明は省略する。
【００６１】
≪位置調整機構の構成≫
図３及び図４に示すように、位置調整機構６０は、先行電極用トーチ１０、後行電極用トーチ２０、フィラーワイヤ用トーチ３０（図９参照）をそれぞれ突合せ方向及び垂直方向へ移動させて、それらのトーチ（１０，２０，３０）の位置をそれぞれ位置調整する機構である。位置調整機構６０は、先行電極用トーチ１０を位置を調整する先行電極トーチ位置調整機構６０Ａと、後行電極用トーチ２０の位置を調整する後行電極トーチ位置調整機構６０Ｂと、フィラーワイヤ用トーチ３０の位置を調整するフィラーワイヤトーチ位置調整機構６０Ｃとを有している。先行電極トーチ位置調整機構６０Ａ、後行電極トーチ位置調整機構６０Ｂ及びフィラーワイヤトーチ位置調整機構６０Ｃは、各トーチクランプ４５，４５Ｃをそれぞれ垂直方向（Ｙ方向）へ移動させて位置調整することができる図６に示す垂直位置決め機構６１と、各トーチクランプ４５をそれぞれ突合せ方向（Ｘ方向）へ移動させて位置調整することができる図７に示す水平位置決め機構６２，６１Ｃ（図９参照）と、を備えている。
【００６２】
＜垂直位置決め機構の構成＞
図３及び図６に示すように、先行電極トーチ位置調整機構６０Ａ（位置調整機構６０）の垂直位置決め機構６１は、それぞれ後記するノブ６４と、送りねじ部材６５と、固定台６６と、スライダ６７（垂直スライダ部６７Ｙ）と、締結部材Ｔ５と、を備えている。垂直位置決め機構６１により各トーチ（１０，２０，３０）は、ノブ６４を回動させることによって送りねじ部材６５を介在して垂直スライダ部６７Ｙを垂直方向（Ｙ方向）へ移動させることにより、この垂直スライダ部６７Ｙに連結された水平位置決め機構６２の左右ガイド部６９ａと共に水平スライダ部６７Ｘ、トーチクランプ取付ステイ４６、トーチクランプ４５及び各トーチ（１０，２０，３０）を垂直方向に対して一体に移動させ、垂直方向へ移動調整することができるようになっている。
【００６３】
図６に示すように、ノブ６４は、先行電極用トーチ１０をベース５０に対して垂直方向へ微動させるための回転操作用つまみである。
送りねじ部材６５は、ノブ６４を回転操作することによって一体に回転するねじ棒状の部材であり、中央部に垂直スライダ部６７Ｙが進退自在に螺合され、基端部側が固定台６６の上下ガイド部６６ａに回動自在に片持ち支持されている。
固定台６６は、上下ガイド部６６ａ（支持板部）を有する正面視して略溝形鋼状の形状をした部材であり、ベース５０の長孔５０ａに挿入した締結具Ｔ３を上下ガイド部６６ａの下板部に形成された雌ねじ部６６ｄにねじ込むことによってベース５０上に固定されている。固定台６６は、垂直スライダ部６７Ｙに挿通してその垂直スライダ部６７Ｙを摺動自在に支持する左右一対のガイドシャフト６６ｃを架設している。
スライダ６７は、送りねじ部材６５に形成された雄ねじ部６５ａに螺合する雌ねじ部６７Ｙｂを有し、送りねじ部材６５の回転に伴って上下ガイド部６６ａ，６６ａ間をスライド移動する部材である。スライダ６７は、垂直方向へ移動可能な垂直スライダ部６７Ｙと、突合せ方向へ移動可能な水平スライダ部６７Ｘ（図７参照）を支持するガイド部材６９とを締結部材Ｔ５で連結して一体化させ、固定台６６に対して一緒に垂直方向へ動くようになっている。
締結具Ｔ３は、後記する溶接方向位置調整機構６０Ｄの位置調整用のボルトである。
前記したように締結部材Ｔ５は、水平位置決め機構６２のガイド部材６９を垂直位置決め機構６１の垂直スライダ部６７Ｙに固定するためのボルトである。
【００６４】
＜水平位置決め機構の構成＞
図７に示すように、先行電極トーチ位置調整機構６０Ａ（位置調整機構６０）の水平位置決め機構６２は、後記するノブ６３と、送りねじ部材６８と、スライダ６７の水平スライダ部６７Ｘと、ガイド部材６９と、締結部材Ｔ２と、を備えてなる。水平位置決め機構６２により各トーチ（１０，２０，３０）は、ノブ６３を回動させることによって送りねじ部材６８を介在して水平スライダ部６７Ｘを突合せ方向（Ｘ方向）へ移動させることにより、この水平スライダ部６７Ｘに連結されたトーチクランプ取付ステイ４６と共にトーチクランプ４５及び各トーチ（１０，２０，３０）を突合せ方向に対して一体に移動させ、突合せ方向へ移動調整することができるようになっている。
【００６５】
ノブ６３は、先行電極用トーチ１０をベース５０に対して突合せ方向へ微動させるための回転操作用つまみである。
送りねじ部材６８は、ノブ６３を回転操作することによって一体に回転するねじ棒状の部材であり、中央部に水平スライダ部６７Ｘが進退自在に螺合され、基端部側がガイド部材６９の左右ガイド部６９ａに回動自在に片持ち支持されている。
スライダ６７の水平スライダ部６７Ｘは、送りねじ部材６８を回転自在に軸支する左右ガイド部６９ａと、送りねじ部材６８に形成された雄ねじ部６８ａに螺合する雌ねじ部６７Ｘｂと、を有し、送りねじ部材６８の回転に伴って突合せ方向（Ｘ方向）へ水平にスライド移動する。
ガイド部材６９は、平面視して略溝形鋼状の形状をした部材であり、水平スライダ部６７Ｘに挿通してその水平スライダ部６７Ｘを摺動自在に支持する上下一対のガイドシャフト６９ｃを架設している。図８に示すように、ガイド部材６９の外側側面は、このガイド部材６９の内側内壁面から垂直スライダ部６７Ｙ側に向けて形成された４つの座ぐり孔に、それぞれ締結部材Ｔ５がねじ込められて垂直スライダ部６７Ｙの側面に当接した状態にボルト締めされている。
前記締結部材Ｔ２は、トーチクランプ取付ステイ４６の側面からスライダ６７にねじ込められて、トーチクランプ取付ステイ４６とスライダ６７とを連結するためのボルトである。
【００６６】
≪フィラーワイヤトーチ用クランプ機構の構成≫
図９〜図１０に示すフィラーワイヤ用トーチ３０には、前記したように先行電極用トーチ１０に設けられた先行電極用トーチクランプ機構４０Ａと略同一のフィラーワイヤトーチ用クランプ機構４０Ｃ、及び、角度調整機構４４が設けられている。
【００６７】
＜フィラーワイヤトーチ位置調整機構の構成＞
図９〜図１０に示すように、フィラーワイヤトーチ位置調整機構６０Ｃは、前記先行電極用トーチ１０の先行電極トーチ位置調整機構６０Ａと同様に、フィラーワイヤ用トーチ３０を水平な突合せ方向（矢印ｃ方向）へ移動させ、そのトーチ（３０）の位置を調整する水平位置決め機構６１Ｃを有しているものの、垂直位置決め機構６１に相当する機構を備えていない点で相違している。つまり、フィラーワイヤトーチ位置調整機構６０Ｃは、ノブ６３Ｃの回転操作でスライダ６７Ｃを溶接方向（Ｚ方向）に摺動させることによって、トーチクランプ４５Ｃを突合せ方向（矢印ｃ方向）へ移動させて位置調整することができる構造になっている。
フィラーワイヤトーチ位置調整機構６０Ｃは、前記先行電極トーチ位置調整機構６０Ａと同様に、ノブ６３Ｃと、送りねじ部材６５Ｃと、固定台６６Ｃと、スライダ６７Ｃと、を備え、ベース５０に配置される。なお、フィラーワイヤトーチ位置調整機構６０Ｃは、ベース５０と固定台６６Ｃとの間に、適宜な厚さのスペーサ（図示省略）を介在することによって、垂直方向の高さを調整することも可能である。
【００６８】
フィラーワイヤ用トーチ３０を移動させるノブ６３Ｃは、１つである。
送りねじ部材６５Ｃは、固定台６６Ｃに設けられた支持板部６６Ｃａに支持されてベース５０に対して水平に配置されている。
固定台６６Ｃは、突合せ方向（Ｘ方向）に向けて延設されたガイドシャフト６６ｃの両端部を保持する支持板部６６Ｃａと、スライダ６７Ｃが摺動する摺動面６６Ｃｅと、を有する側面視して略溝形鋼状の形状をした部材であり、ベース５０上の所定位置にボルト締めされる。
スライダ６７Ｃは、ノブ６３Ｃの回動操作による送りねじ部材６５Ｃの回転に伴って水平な摺動面６６Ｃｅ上を水平方向（矢印ｃ方向）に摺動させて、トーチクランプ４５Ｃを突合せ方向（Ｘ方向）へ移動させる。
【００６９】
≪ベースの構成≫
図４に示すように、ベース５０は、先行電極トーチ位置調整機構６０Ａ、後行電極トーチ位置調整機構６０Ｂ及びフィラーワイヤトーチ位置調整機構６０Ｃの固定台６６，６６Ｃをそれぞれ所定位置に載置するための載置用のテーブルであり、厚板金属からなる。ベース５０には、固定台６６，６６Ｃを溶接方向の所定位置に固定する溶接方向位置調整機構６０Ｄの締結具Ｔ３をこのベース５０の板面に沿って移動可能に挿入させる長孔５０ａ（図２参照）が複数形成されている。また、ベース５０には、このベース５０を昇降させる前記右溶接ヘッド部上下動用シリンダ８１（昇降装置）（図２参照）と、ベース５０を突合せ方向に移動させる突合せ用エアシリンダ８３（突合せ方向移動装置）及び不図示の溶接方向エアシリンダ（移動装置）と、このベース５０から被溶接部材１の突合せ方向に突出して配置された位置決めドグ部７０と、がボルト締めされている。
【００７０】
≪溶接方向位置調整機構の構成≫
図１１に示すように、溶接方向位置調整機構６０Ｄは、ベース５０に載置された固定台６６，６６Ｃを溶接方向に水平移動させて、先行電極用トーチ１０、後行電極用トーチ２０、フィラーワイヤ用トーチ３０の位置をそれぞれの溶接方向の所定位置に調整して固定するものである。溶接方向位置調整機構６０Ｄは、固定台６６，６６Ｃに形成された雌ねじ部６６ｄと、ベース５０に溶接方向に長く形成された長孔５０ａと、この長孔５０ａに溶接方向に微調整できるように移動可能に挿入して固定台６６，６６Ｃの雌ねじ部６６ｄ，６６Ｃｄ（図１０参照）に螺合して固定台６６，６６Ｃを所定位置に固定する位置調整用の締結具Ｔ３と、を備えて構成されている。
【００７１】
≪位置決めドグ部の構成≫
図３及び図４に示すように、位置決めドグ部７０は、ベース５０上に載設された電極用トーチ（１０，２０）及びフィラーワイヤ用トーチ３０の被溶接部材１に対する水平位置及び垂直位置を正確に倣い決めするための装置である。位置決めドグ部７０は、右溶接ヘッド部上下動用シリンダ８１（図２参照）（昇降装置）と、ベース５０を突合せ方向に移動させる突合せ用エアシリンダ８３（突合せ方向移動装置）等によってベース５０と共にその位置を調整できるようになっている。このため、位置決めドグ部７０は、被溶接部材１に対する各トーチ（１０，２０，３０）の位置を初期調整する際に、突合せ方向の距離を判断できるため、突合せ方向の位置を決定し易くすることができる。
【００７２】
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、位置決めドグ部７０は、ベース５０の下面に締結部材Ｔ４で固定された略四角の厚板形状のものからなる。位置決めドグ部７０は、ベース５０に水平な状態に固定された長尺部材７１である。なお、被溶接部材１の近接距離を検出するセンサを備えてもよい。
【００７３】
≪溶接装置の動作≫
次に、図１〜図１２を参照して溶接装置Ｓの動作について説明する。
図１に示すように、溶接装置Ｓで溶接する際には、まず、被溶接部材１の下板２を架台フレーム１４０の脚部１４１，１４１間にレール１５０に沿って配置し、下板２上の所定位置に立板３を載置して固定する。
次に、図２に示す溶接ヘッド部４をヘッドユニット装置２００で被溶接箇所１ａの上方近傍まで送る。そして、溶接ヘッド部４を上下動用シリンダ２７０で被溶接箇所１ａの高さ近傍まで送る。
【００７４】
図８（ａ）、（ｂ）に示すトーチクランプ４５の締結部材Ｔ１を一旦緩めて、被溶接部材１の被溶接箇所１ａに対する先行電極用トーチ１０（後行電極用トーチ２０）の軸方向（矢印ａ方向）及び軸回り方向（矢印ｂ方向）の位置を調整する。
なお、この場合、先行電極用トーチ１０は、曲げ部１０ａが屈曲または湾曲状に曲がって形成されたカーブドトーチからなるので、そのトーチを回動させれば、先行電極１１が保持孔４５ａの中心線を中心として軸回り方向（矢印ｂ方向）に回動し、先行電極１１の被溶接箇所１ａに対する前進角及び後退角を調整することが可能である。
【００７５】
次に、トーチクランプ４５の支軸部材４７及びトーチクランプ支持具４８を一旦緩めて、被溶接部材１の被溶接箇所１ａに対する先行電極用トーチ１０（後行電極用トーチ２０）の垂直方向（Ｙ方向）の角度を適切な角度に調整する。
同じようにして、フィラーワイヤ用トーチ３０の軸方向及び軸回り方向の位置を調整と、被溶接部材１の被溶接箇所１ａに対する先行電極用トーチ１０の垂直方向（Ｙ方向）の角度を適切な角度に調整と、を行なう。
【００７６】
次に、図３及び図７に示すように、水平位置決め機構６２のノブ６３を回転操作して送りねじ部材６８を回転させることによって、トーチクランプ４５と一体的に移動する水平スライダ部６７Ｘを突合せ方向に移動させて、先行電極用トーチ１０の突合せ方向（Ｘ方向）の位置を微調整する。
【００７７】
さらに、図４〜図６に示すように、垂直位置決め機構６１のノブ６４を回転操作して送りねじ部材６５を回転させることによって、トーチクランプ４５と一体的に移動する垂直スライダ部６７Ｙを垂直方向（Ｙ方向）に移動させて、先行電極用トーチ１０の垂直方向の位置を微調整する。
これと同様にして後行電極用トーチ２０に垂直方向及び突合せ方向の位置を微調整する。
【００７８】
図９及び図１０に示すように、フィラーワイヤ用トーチ３０は、ノブ６３Ｃを回動操作させることによって送りねじ部材６５Ｃを回転させることにより、トーチクランプ４５Ｃと一体的に移動するスライダ６７Ｃを突合せ方向（矢印ｃ方向）に移動させて、フィラーワイヤ用トーチ３０の水平方向の位置を微調整する。
【００７９】
また、各トーチ（１０，２０，３０）の溶接方向の位置を調整する場合は、図１１に示すように、溶接方向位置調整機構６０Ｄの締結具Ｔ３の締結力を緩めて固定台６６，６６Ｃを溶接方向へ移動させて微調整する。
【００８０】
以上のように、溶接装置Ｓは、垂直位置決め機構６１及び水平位置決め機構６２のノブ６３，６４、フィラーワイヤトーチ位置調整機構６０Ｃのノブ６３、溶接方向位置調整機構６０Ｄの締結具Ｔ３、角度調整機構４４の支軸部材４７及びトーチクランプ支持具４８を回転することによって、各トーチ（１０，２０，３０）を上下左右前後の溶接方向、垂直方向、突合せ方向を含む全方向に移動させたり、所望の向きに回動させたりして、各トーチ（１０，２０，３０）の電極間の極間距離や、トーチ角度を適切に調整することにより、複数電極にフィラーワイヤ３１を備えた装置であっても、容易に最適な溶接条件に調整することができる。この場合、ノブ６３，６４，６３Ｃは、回転操作し易いため、溶接作業開始時及び溶接作業中であっても各トーチ（１０，２０，３０）の位置を容易に最適な溶接条件に調整することができる。その結果、被溶接部材１を溶接する際には、良好なビードが形成することができると共に、発生するアークの安定性を向上させてスパッタの発生を抑制することができる。
【００８１】
なお、このように各トーチ（１０，２０，３０）は、適切な位置、角度及び向きに位置決めされた状態で、溶接方向移動装置１１０で溶接ヘッド部４を被溶接部材１の被溶接箇所１ａに沿って移動させることにより、安定した状態で走行させて、溶接欠陥が発生することなく溶接することができる。
このとから、各トーチ（１０，２０，３０）の位置等の微調整を行うための作業者の負担を極めて軽減することができる。
また、溶接不良に対する手直しという作業負担から解放され、生産性を大幅に向上させることができる。
【００８２】
［実施形態２］
次に実施形態２について説明する。なお、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。図１２は、本発明に係る溶接装置の実施形態２を示す図であり、被溶接部材を移動装置で移動させながら溶接するときの状態を示す概略要部斜視図である。
【００８３】
前記実施形態１では、図２に示すように、移動装置１００で溶接ヘッド部４（溶接機）を移動させながら被溶接部材１を溶接する溶接装置Ｓを説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、溶接装置Ｓ１は、溶接ヘッド部４のベース５０に対して被溶接部材１を、移動装置１００Ａによって移動させながら溶接をするようにしたビルトアップタイプのものであっても構わない。このとき、トーチ支持機構６０Ａ，６０Ｂ及び６０Ｃは、ベース５０の上でなくてもよく、移動装置１００Ａの任意の部位に直接取り付けてもよい。
【００８４】
［変形例］
以上、本発明に係る実施形態１，２について説明したが、本発明は、前記した実施形態１，２に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更は可能である。なお、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
また、前記実施形態１では、Ｔ字状に配置した被溶接部材１を溶接する場合を例に挙げて溶接装置Ｓを説明したが、溶接ヘッド部４を移動させながら溶接するものであればよく、被溶接部材１の形状、材質等は特に限定されない。
【００８５】
前記実施形態１・２では、先行電極用トーチクランプ機構４０Ａ及び後行電極用トーチクランプ機構４０Ｂと、フィラーワイヤトーチ用クランプ機構４０Ｃとを相違する形状の部材で構成したが同一のもので構成しても構わない。
また、先行電極トーチ位置調整機構６０Ａ及び後行電極トーチ位置調整機構６０Ｂと、フィラーワイヤトーチ位置調整機構６０Ｃとは、相違する形状の部材で構成したが、同一のものであっても構わない。先行電極用トーチ１０と後行電極用トーチ２０とは、先行電極１１、後行電極２１をそれぞれ付け足して複数にしてもよい。また、フィラーワイヤ用トーチ３０は、フィラーワイヤ３１の数を複数にしてもよい。
また、フィラーワイヤ用トーチには通電しても、しなくても構わない。
さらにまた、微調整が可能であれば、フィラーワイヤ用トーチの形状は前記電極トーチと同仕様のストレートトーチであっても構わない。
【００８６】
トーチクランプ４５，４５Ｃのトーチ（１０，２０，３０）を支持する部位には、ばね座金、回り止め針金、ノックピン、割りピン等の緩み防止部材を設けて、長期にわたってしっかりと保持できるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１      被溶接部材
１ａ    被溶接箇所
２      下板（被溶接部材）
３      立板（被溶接部材）
４      溶接ヘッド部
１０    先行電極用トーチ
１１    先行電極（電極）
２０    後行電極用トーチ
２１    後行電極（電極）
３０    フィラーワイヤ用トーチ
３１    フィラーワイヤ
４０    トーチクランプ機構
４０Ａ  先行電極用トーチクランプ機構（トーチ支持機構）
４０Ｂ  後行電極用トーチクランプ機構（トーチ支持機構）
４０Ｃ  フィラーワイヤトーチ用クランプ機構（トーチ支持機構）
４４    角度調整機構
４５，４５Ｃ  トーチクランプ
４５ａ  保持孔
４５ｂ  切欠溝
４５ｃ  ねじ孔
４６    トーチクランプ取付ステイ
４６ａ  支軸部材挿入孔
４６ｂ  円弧状長孔
４７    支軸部材
４８    トーチクランプ支持具
５０    ベース
５０ａ  長孔
６０    位置調整機構
６０Ａ  先行電極トーチ位置調整機構（位置調整機構）
６０Ｂ  後行電極トーチ位置調整機構（位置調整機構）
６０Ｃ  フィラーワイヤトーチ位置調整機構（位置調整機構）
６１    垂直位置決め機構
６２    水平位置決め機構
６３，６３Ｃ，６４  ノブ
６５，６５Ｃ，６８  送りねじ部材
６５ａ  雄ねじ部
６６，６６Ｃ  固定台
６６ａ，６６Ｃａ  支持板部
６６ｄ  雌ねじ部
６７，６７Ｃ  スライダ
６９    ガイド部材
７０    位置決めドグ部
８０    溶接ヘッド部移動装置
８１    右溶接ヘッド部上下動用シリンダ（昇降装置）
８２    左溶接ヘッド部上下動用シリンダ（昇降装置）
８３    突合せ用エアシリンダ（突合せ方向移動装置）
１００，１００Ａ  移動装置
１１０  溶接方向移動装置
１２０  走行ローラ
１３０  走行モータ
１４０  架台フレーム
１５０  レール
２００  ヘッドユニット装置
２１０  スタンション
２２０  横方向ガイド
２３０  摺動板
２４０  固定フレーム
２５０  上下動フレーム
２６０  ヘッドユニット横動モータ
２７０  上下動用シリンダ
Ｓ，Ｓ１  溶接装置（ガスシールドアーク溶接装置）
Ｔ１  締結部材
Ｔ３  締結具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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