(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工材と該被加工材を溶接又は切断するトーチを相対的に且つ直線的に移動させるための加工装置であって、
目的の動作に対応させて予め設定された複数の指標設定点を有する一つの可変抵抗器と、
前記可変抵抗器に設定された複数の指標設定点の何れかが選択されたとき押圧されて目的の動作を設定する一つの押ボタンスイッチと、
目的の動作に対応して点滅する少なくとも二つの表示灯と、
前記押ボタンスイッチの作動と前記可変抵抗器からの電流値に対応させて設定された目的の動作と、前記動作に対応させて設定された前記少なくとも二つの表示灯の点滅状態と、を記憶し、加工装置が停止しているときに前記可変抵抗器に設定された第１の指標設定点から電流値からなる信号を受けたとき被加工材とトーチとの相対的な移動方向を切り替えると共に移動方向に対応させた前記少なくとも二つの表示灯を点灯又は点滅させ、且つ被加工材とトーチが相対的に移動しているとき前記可変抵抗器からの電流値からなる信号に応じて前記被加工材とトーチとの相対的な移動速度を変更するように制御する制御装置と、を有し、
電源を投入して前記可変抵抗器に設定された複数の指標設定点から目的の動作に対応させた指標設定点を選択して電流値を設定すると共に前記押ボタンスイッチを作動させることによって、目的の動作を選択すると共に、前記少なくとも二つの表示灯を前記選択された動作に対応させた点滅状態で表示させることを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記一つの可変抵抗器は、被加工材とトーチとの相対的な移動方向を設定するため第１の指標設定点に加えてトーチの点火動作態様を設定するための第２の指標設定点を有し、
前記制御装置は、加工装置が停止しているときに前記可変抵抗の第１の指標設定点から電流値からなる信号を受けたとき被加工材とトーチとの相対的な移動方向を切り替えると共に移動方向に対応させた前記少なくとも二つの表示灯を点灯又は点滅させ、且つ第２の指標設定点から電流値からなる信号を受けたときにトーチの点火動作態様を設定すると共に移動方向に対応させた前記少なくとも二つの表示灯を点灯又は点滅させ、更に、被加工材とトーチとが相対的に移動しているとき前記可変抵抗器からの電流値からなる信号に応じて前記相対的な移動速度を変更するように制御し、
加工装置が停止しているときに前記可変抵抗器を操作して第１の指標設定点からの電流値からなる信号及び第２の指標設定点からの電流値からなる信号を前記制御装置に伝えて被加工材とトーチとの相対的な移動方向及びトーチの点火動作態様を設定すると共に移動方向に対応させた前記少なくとも二つの表示灯を点灯又は点滅させ、且つ、前記押ボタンスイッチを操作してトーチを設定された点火動作態様で作動させると共に被加工材とトーチとを相対的に移動させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載した加工装置。
【請求項３】
被加工材を回転させる回転テーブルを有し、該被加工材と溶接するトーチを相対的に移動させて溶接するための加工装置であって、
目的の動作に対応させて予め設定された複数の指標設定点を有する一つの可変抵抗器と、
前記可変抵抗器に設定された複数の指標設定点の何れかが選択されたとき押圧されて目的の動作を設定する一つの押ボタンスイッチと、
目的の動作に対応して点滅する少なくとも二つの表示灯と、
前記押ボタンスイッチの作動と前記可変抵抗器からの電流値に対応させて設定された目的の動作と、前記動作に対応させて設定された前記少なくとも二つの表示灯の点滅状態と、を記憶した制御装置と、を有し、
電源を投入して前記可変抵抗器に設定された複数の指標設定点から目的の動作に対応させた指標設定点を選択して電流値を設定すると共に前記押ボタンスイッチを所定時間以上作動させることによって選択する目的の動作が、回転テーブルが１回転した後の回転時間であるオーバーラップ時間、又は回転テーブルが停止した後のトーチの稼動時間であるクレーター時間、又は溶接開始時に於けるアーク安定時間の何れかであり、選択された前記動作に応じて前記少なくとも二つの表示灯を前記選択された動作に対応させた点灯又は点滅状態で表示させることを特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工材に対して溶接或いは切断する際に、溶接トーチや切断トーチを搭載して被加工材に対して相対的に移動させ、或いは被加工材を搭載して溶接トーチや切断トーチに対して相対的に移動させる小型の加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼板やステンレス鋼板等の被加工材を、溶接トーチ或いはプラズマ切断トーチやガス切断トーチ等のトーチを用い、トーチと被加工材を相対的に移動させると共に、移動の過程でトーチの動作を制御して溶接或いは切断する加工が行われている。被加工材に対する溶接や切断を行う際には、多くの動作をコンピュータによって制御する大型の加工装置を用いる場合と、多くの動作を作業員によって操作する小型の加工装置を用いる場合とがあり、夫々広く採用されている。
【０００３】
特に、小型の加工装置の場合、トーチと被加工材を相対的に移動させるには、被加工材を移動不能に設置してトーチを搭載した台車の走行方向と走行速度を設定して駆動している。また、トーチを移動不能に設置して被加工材を固定したターンテーブルの回転方向と回転速度を設定して駆動することもある。このような加工装置では、台車の走行方向或いはターンテーブルの回転方向を設定するには、スナップスイッチのような比較的簡単な構造の切り替えスイッチを用いるのが一般的である。また、走行速度或いは回転速度を設定するには、ボリューム（可変抵抗器）を用いるのが一般的である。
【０００４】
被加工材に対する溶接を行う際には、溶接トーチに対する通電（点火）、及びガスの供給が行われる。特に、溶接を開始する際にはアークが安定するまでの待機時間が必要とされ、溶接が終了する際には、溶接開始部位のビードとの連結をはかるためのオーバーラップ溶接、クレーターに肉盛するためのクレーター溶接等の時間が必要とされる。このため、これらの時間を設定するためのタイマーを用いるのが一般的である。
【０００５】
また、被加工材に対する切断を行う際には、プラズマ切断の場合には、切断トーチに対するプラズマガスの供給及び通電（点火）が行われ、ガス切断の場合には、切断トーチに対する酸素ガス、燃料ガスの供給及び供給されたガスの点火が行われる。小型の加工装置の場合、このような通電（点火）動作やガスの供給動作を行うのに押ボタンスイッチを用いるのが一般的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した従来より利用されている小型の加工装置では、スナップスイッチやボリューム、押ボタンスイッチ、或いはタイマーを含む多くのスイッチ類が用いられるため、操作パネルでの配置が煩雑となり、またコストを削減する上での障害となる。
【０００７】
本発明の目的は、被加工材を溶接或いは切断するための小型の加工装置であって、個々のスイッチ類に幾つかの複合した機能を持たせることによって、部品を削減することができる加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に係る加工装置は、被加工材と該被加工材を溶接又は切断するトーチを相対的に且つ直線的に移動させるための加工装置であって、目的の動作に対応させて予め設定された複数の指標設定点を有する一つの可変抵抗器と、前記可変抵抗器に設定された複数の指標設定点の何れかが選択されたとき押圧されて目的の動作を設定する一つの押ボタンスイッチと、目的の動作に対応して点滅する少なくとも二つの表示灯と、前記押ボタンスイッチの作動と前記可変抵抗器からの電流値に対応させて設定された目的の動作と、前記動作に対応させて設定された前記少なくとも二つの表示灯の点滅状態と、を記憶し、加工装置が停止しているときに前記可変抵抗器に設定された第１の指標設定点から電流値からなる信号を受けたとき被加工材とトーチとの相対的な移動方向を切り替えると共に移動方向に対応させた前記少なくとも二つの表示灯を点灯又は点滅させ、且つ被加工材とトーチが相対的に移動しているとき前記可変抵抗器からの電流値からなる信号に応じて前記被加工材とトーチとの相対的な移動速度を変更するように制御する制御装置と、を有して構成されている。、
【０００９】
そして、電源を投入して前記可変抵抗器に設定された複数の指標設定点から目的の動作に対応させた指標設定点を選択して電流値を設定すると共に前記押ボタンスイッチを作動させることによって、目的の動作を選択すると共に、前記少なくとも二つの表示灯を前記選択された動作に対応させた点滅状態で表示させるように構成されている。
【００１０】
上記加工装置に於いて、前記一つの可変抵抗器は、被加工材とトーチとの相対的な移動方向を設定するため第１の指標設定点に加えてトーチの点火動作態様を設定するための第２の指標設定点を有し、前記制御装置は、加工装置が停止しているときに前記可変抵抗の第１の指標設定点から電流値からなる信号を受けたとき被加工材とトーチとの相対的な移動方向を切り替えると共に移動方向に対応させた前記少なくとも二つの表示灯を点灯又は点滅させ、且つ第２の指標設定点から電流値からなる信号を受けたときにトーチの点火動作態様を設定すると共に移動方向に対応させた前記少なくとも二つの表示灯を点灯又は点滅させ、更に、被加工材とトーチとが相対的に移動しているとき前記可変抵抗器からの電流値からなる信号に応じて前記相対的な移動速度を変更するように制御し、加工装置が停止しているときに前記可変抵抗器を操作して第１の指標設定点からの電流値からなる信号及び第２の指標設定点からの電流値からなる信号を前記制御装置に伝えて被加工材とトーチとの相対的な移動方向及びトーチの点火動作態様を設定すると共に移動方向に対応させた前記少なくとも二つの表示灯を点灯又は点滅させ、且つ、前記押ボタンスイッチを操作してトーチを設定された点火動作態様で作動させると共に被加工材とトーチとを相対的に移動させるように構成されていることが好ましい。
【００１１】
また、他の加工装置は、被加工材を回転させる回転テーブルを有し、該被加工材と溶接するトーチを相対的に移動させて溶接するための加工装置であって、目的の動作に対応させて予め設定された複数の指標設定点を有する一つの可変抵抗器と、前記可変抵抗器に設定された複数の指標設定点の何れかが選択されたとき押圧されて目的の動作を設定する一つの押ボタンスイッチと、目的の動作に対応して点滅する少なくとも二つの表示灯と、前記押ボタンスイッチの作動と前記可変抵抗器からの電流値に対応させて設定された目的の動作と、前記動作に対応させて設定された前記少なくとも二つの表示灯の点滅状態と、を記憶した制御装置と、を有し、 電源を投入して前記可変抵抗器に設定された複数の指標設定点から目的の動作に対応させた指標設定点を選択して電流値を設定すると共に前記押ボタンスイッチを所定時間以上作動させることによって選択する目的の動作が、回転テーブルが１回転した後の回転時間であるオーバーラップ時間、又は回転テーブルが停止した後のトーチの稼動時間であるクレーター時間、又は溶接開始時に於けるアーク安定時間の何れかであり、選択された前記動作に応じて前記少なくとも二つの表示灯を前記選択された動作に対応させた点灯又は点滅状態で表示させるように構成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る加工装置は、動作を設定するための一つの押ボタンスイッチと、一つの可変抵抗器と、少なくとも二つの表示灯と、押ボタンスイッチの作動時間の長さと前記可変抵抗器からの電流値に対応させて設定された動作、及び動作に対応させて設定された二つの表示灯の点滅状態を記憶した制御装置と、を有している。このため、電源を投入して可変抵抗器の指標を選択すると共に、押ボタンスイッチを作動させることによって、目的の動作を選択することができ、且つ二つの表示灯を選択された動作に対応させた点滅状態とすることができる。
【００１３】
このように、加工装置の動作を押ボタンスイッチ、可変抵抗器、二つの表示灯、制御装置によって制御することが可能となり、操作パネルに配置されるスイッチ類の数を減らすことが可能となり、見やすい操作パネルを実現することができる。また、スイッチ類を減らすことによってコストの削減をはかることもできる。
【００１４】
本発明に係る加工装置を被加工材を直線的に切断又は溶接する装置としたとき、制御装置によって、加工装置が停止しているときに前記可変抵抗器の第１の指標設定点から電流値からなる信号（以下「電流値信号」という）を受けたとき、被加工材とトーチとの相対的な移動方向を切り替えると共に移動方向に対応させた前記少なくとも二つの表示灯を点灯又は点滅させる。このため、一つの可変抵抗器に設定された第１の指標設定点からの電流信号を認識することで、移動方向を設定し、且つ設定された移動方向を二つの表示灯の点灯或いは点滅によって表示することができる。
【００１５】
また、被加工材とトーチが相対的に移動しているとき可変抵抗器からの電流値信号に応じて被加工材とトーチとの相対的な移動速度を変更することができる。従って、被加工材とトーチとの相対的な移動の有無に対応させて、移動方向の設定或いは移動速度の設定を行うことができる。
【００１６】
更に、一つの可変抵抗器が第１の指標設定点に加えてトーチの点火動作態様を設定するための第２の指標設定点を有し、制御装置は、加工装置が停止しているときに第２の指標設定点から電流値信号を受けたとき、トーチの点火動作態様を設定するように制御し得るように構成されている。そして、加工装置が停止しているときに可変抵抗器を操作して第１及び第２の指標設定点からの電流値信号を制御装置に伝えて、被加工材とトーチとの相対的な移動方向及びトーチの点火動作態様を設定すると共に移動方向に対応させた二つの表示灯を点灯又は点滅させ、押ボタンスイッチを操作してトーチを設定された点火動作態様で作動させると共に被加工材とトーチとを相対的に移動させることで、予め設定された点火動作態様に従ってトーチを作動させると共に、被加工材に対する切断又は溶接を行うことができる。
【００１７】
また、本発明に係る加工装置を被加工材を回転させる回転テーブルを有する溶接装置としたとき、電源を投入して可変抵抗器の指標を選択して電流値を設定すると共に押ボタンスイッチを作動させることによって、回転テーブルが１回転した後の回転時間であるオーバーラップ時間、又は回転テーブルが停止した後のトーチの稼動時間であるクレーター時間、又は溶接開始時に於けるアーク安定時間の何れかを選択すると共に、選択された動作に応じて二つの表示灯を点灯又は点滅させることができる。このため、各動作毎に設けたスイッチ類を減らすことができ、見やすく且つ操作が容易な操作パネルを実現できる。
【００１８】
特に、目的の動作の選択、選択した動作に対応した時間の設定、をプログラムを介して行うことによって、各動作毎の最前の設定時間を記憶して保持することができる。従って、同じ作業を繰り返すような場合には、一度時間を設定しておくことで同一仕様での作業を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施例に係る溶接装置の全体構成を説明する三面図である。
【図２】第１実施例に係る溶接装置の操作パネルを説明する図である。
【図３】第１実施例に係る溶接装置の制御系を説明するブロック図である。
【図４】第１実施例に係る溶接装置の操作手順を説明するフローチャートである。
【図５】第２実施例に係る溶接装置の全体構成を説明する斜視図である。
【図６】第２実施例に係る溶接装置のタイムチャートである。
【図７】第２実施例に係る溶接装置の動作を設定する際のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る加工装置について説明する。本発明に係る加工装置は、鋼板やステンレス鋼板等の鋼板に代表される被加工材と、溶接トーチ又は切断トーチ等のトーチを相対的に移動させる過程で、溶接又は切断等の加工を行う加工装置である。特に、本発明に係る加工装置は、被加工材とトーチを相対的に移動させる操作、及び溶接時に必要な動作毎の時間の設定を作業員が行うように構成されており、一般に自動加工装置或いは半自動加工装置と呼ばれるものである。
【００２１】
被加工材とトーチとを相対的に移動させる構造は特に限定するものではない。例えば、被加工材が船殻材や橋梁材のように大型であるような場合、被加工材は移動不能に設置されてトーチが走行台車に搭載されて移動する。加工装置が走行台車として構成されている場合、走行台車は直線上に往復走行可能に構成されており、この走行過程で搭載したトーチを作動させて溶接或いは切断することが可能である。
【００２２】
また、被加工材が比較的小型で円周に沿って加工されるような場合、トーチは移動不能に設置され、被加工材がターンテーブルに固定されて移動する。加工装置がターンテーブルを有する構成の場合、該ターンテーブルは時計方向回転及び反時計方向回転可能に構成されており、ターンテーブルが回転する過程で、該ターンテーブルの近傍に設置したトーチを作動させて溶接或いは切断することが可能である。
【００２３】
本発明では、走行台車又はターンテーブルを有する装置等の何れであっても加工装置として採用することが可能である。特に、ターンテーブルを有する装置としては、溶接治具の一種であるポジショナーと呼ばれる構造のものがあり、好ましく適用することが可能である。
【００２４】
溶接するためのトーチとしては、炭酸ガスアーク溶接を行うためのトーチ、プラズマ溶接を行うためのトーチ等を含む各種の溶接トーチを選択的に採用することが可能である。また切断するためのトーチとしては、ガス切断を行うためのトーチ、プラズマ切断を行うためのトーチ等を選択的に採用することが可能である。
【００２５】
トーチが溶接トーチである場合、トーチの点火動作態様としては、溶接のオートモードとして、トーチに対するガスの供給、通電、ワイヤの供給、溶接がスタートした後の走行台車又はターンテーブルの移動開始、を含む一連の動作がある。また、溶接のテストモードとして、トーチに通電することなく走行台車又はターンテーブルを移動させる動作、或いは走行台車又はターンテーブルを移動させることなく通電させる動作等の動作がある。
【００２６】
トーチがプラズマ切断トーチである場合、トーチの点火動作態様としては、トーチに対するプラズマガスの供給、通電、切断が開始された後の走行台車又はターンテーブルの移動開始、を含む一連の動作がある。また、トーチがガス切断トーチである場合、トーチに対する予熱酸素及び燃料ガスの供給及び点火、一定時間経過後の切断酸素の供給、走行台車又はターンテーブルの移動開始、を含む一連の動作がある。
【００２７】
また、溶接作業の場合、トーチと被加工材との間にアークを形成して溶接を開始する際にアークが安定するまでに多少の時間（アーク安定時間）が必要であり、この間、被加工材とトーチとを停止させておく必要がある。更に、溶接作業では、溶接開始時のビードと溶接終了時のビードの連続性を確保するオーバーラップ溶接や、溶接終了時のビードに生じるクレーターを処理するクレーター処理溶接が必要となる。
【００２８】
そして、アーク安定時間を含む、オーバーラップ溶接のための時間、及びクレーター処理のための時間は、被加工材の板厚を含む溶接条件に応じて異り、溶接条件が変化する都度、作業の開始に先立って設定するのが一般的である。
【００２９】
以下、第１実施例に係る加工装置について図１〜図４を用いて説明する。本実施例に係る加工装置は、トーチＢとして炭酸ガス溶接トーチを搭載して、直線的な溶接線に対応する走行台車Ａを有する溶接装置として構成されている。
【００３０】
走行台車Ａは、図１に示すように、ケーシング１の内部には、後述するモーター２６ａ及びモーターの回転を車輪２に伝える図示しない伝動機器、後述する制御装置２５が設けられている。また、ケーシング１の下部には複数の車輪２が配置されている。
【００３１】
ケーシング１の上面には図２に示す操作パネル３が設けられており、この操作パネル３には、図示しない電源コードが接続されるコネクタ４、押ボタンスイッチ５、可変抵抗器を構成するボリューム６、溶接装置としての作動状態を表示するＬＥＤ７、８が配置されている。
【００３２】
押ボタンスイッチ５は、走行台車Ａの走行開始／停止を制御する機能を有するものである。即ち、走行台車Ａが停止状態にあるとき、押ボタンスイッチ５を押操作することによって走行を開始させ、走行台車Ａが走行状態にあるとき、押ボタンスイッチ５を押操作することによって停止させるように構成されている。
【００３３】
ボリューム６は、速度調整器としての機能と、電流値からなる信号（電流値信号）を発生するためのスイッチとしての機能と、からなる複合した機能を有している。即ち、ボリューム６は、走行台車Ａが走行状態にあるか、或いは停止状態にあるか、に対応して、速度調整機能、又は動作条件変更手段としての機能を発揮する。
【００３４】
走行台車Ａが走行状態にあるとき、ボリューム６は速度調整機能を発揮し、ダイヤルの指示部６ａを指標６ｂの０〜１０の範囲に於ける何れかに指定することで、走行速度を指定された値に調整することが可能である。
【００３５】
また、走行台車Ａが停止状態にあるとき、ボリューム６は、指標６ｂに於ける二つの位置に対応させて予め設定された指標設定点（第１指標設定点６Ａ、第２指標設定点６Ｂ、図３参照）を有する動作条件変更手段としての機能を発揮する。即ち、走行台車Ａが停止しているとき、ボリューム６は速度調整機能を発揮することなく、ボリューム６の指示部６ａを指標６ｂの予め第１指標設定点６Ａ、第２指標設定点６Ｂとして設定されている位置に合わせることで、第１の信号、或いは第２の信号を発生し得るように構成されている。本実施例では、第１指標設定点６Ａを指標６ｂの０の位置とし、第２指標設定点６Ｂを指標６ｂの１０の位置として設定している。
【００３６】
本実施例に於いて、速度調整器として可変抵抗器であるボリューム６を採用している。このため無段階で速度を調整することが可能であり、且つ予め設定された位置を指標設定点として利用することが可能である。しかし、この構成に限定するものではなく、複数の接点を有するスイッチを採用して段階的に速度を調整し得るように構成し、且つ個々の独立した接点を選択して第１指標設定点或いは第２指標設定点を設定しても良い。
【００３７】
二つの表示灯の一つであるＬＥＤ７は溶接モードを表示する機能を有しており、消灯しているときはテストモードを、点灯しているときはオートモードを、点滅しているときは溶接中を表示している。しかし、ＬＥＤ７の点灯状況と各溶接モードとの関係については前記状態に限定するものではなく、適宜設定し得ることは当然である。
【００３８】
二つの表示灯の一つであるＬＥＤ８は走行方向を表示する機能を有しており、消灯しているときは走行方向が矢印ａ方向であることを表示し、点灯しているときは走行方向が矢印ｂ方向であることを表示し、点滅中は走行中であることを表示している。しかし、ＬＥＤ８の点灯状況と走行方向との関係については前記状態に限定するものではなく、適宜設定し得ることは当然である。
【００３９】
ケーシング１の走行方向の両端面（矢印ａ、ｂ方向の両端面）には夫々接触センサー９、１０が突出した状態で配置されており、目的の溶接線の末端部分に対応させて図示しないドッグを設けておき、このドッグに衝突させることで走行台車Ａを停止させるように構成されている。
【００４０】
ケーシング１の上部にはスタンド１５が設けられており、該スタンド１５によって上下方向、及び矢印ｃ、ｄ方向への位置を調整可能に構成されたトーチホルダー１６が保持されている。そして、トーチホルダー１６に溶接トーチＢが保持されている。従って、溶接トーチＢは、スタンド１５を操作することによって、ケーシング１の側面に於ける上下方向及び出入り方向（矢印ｃ、ｄ方向）の所望の位置に設定されるように構成されている。
【００４１】
ケーシング１の溶接トーチＢを配置した面には、該溶接トーチＢを挟んで一対のガイドローラ１８が配置されている。ガイドローラ１８は、ケーシング１に対し出入り寸法が調整し得るように構成された支持アーム１９に回転可能に支持されており、目的の溶接線に沿って設けた図示しないガイドに当接して走行台車Ａの走行方向を案内し得るように構成されている。
【００４２】
次に、走行台車Ａの制御系について図３のブロック図を用いて説明する。
【００４３】
図に於いて、２５は制御装置であり、演算処理部２５ａと、判別部２５ｂと、動作プログラムを記憶すると共に現在設定されている走行方向及びトーチの点火動作態様を一時的に記憶する記憶部２５ｃと、を有して構成されている。また、２６ａはドライバ２６ｂによって駆動されるモーターである。
【００４４】
制御装置２５の記憶部２５ｃには、加工装置が有する目的の加工を行うための動作プログラムが記憶されている。即ち、加工装置の目的が溶接加工であるか切断加工であるか、に対応させると共に使用するトーチの条件に応じて最適な動作プログラムが設定されている。本実施例では、目的の加工が溶接であり、使用するトーチＢが炭酸ガス溶接トーチであるため、炭酸ガス溶接を良好な状態で開始すると共に継続し得るような動作プログラムが設定されて予め記憶されている。
【００４５】
記憶部２５ｃには、走行台車Ａが停止しているときに、ボリューム６の第１指標設定点６Ａに対応する指標６ｂの０の位置からの第１信号を受けたとき、走行台車Ａに現在設定されている走行方向とは反対方向に走行するように走行方向を切り替え、且つ第２指標設定点６Ｂに対応する指標６ｂの１０の位置からの信号を受けたとき、トーチＢの点火動作態様である、テストモード、或いはトーチＢに対するガスの供給、通電、ワイヤの供給等の一連の動作からなるオートモード、を切り替え、更に、走行台車Ａが現在走行しているときにはボリューム６からの信号に応じて走行速度を変更する動作プログラムが記憶されている。
【００４６】
２７はトーチＢの駆動部であり、トーチＢに対するガスの供給及び遮断を行う弁機構、トーチＢに通電する電源装置、ワイヤの供給装置、トーチＢに対する通電開始後の時間を計測し予め設定された時間が経過したときモータードライバ２６ｂに信号を伝えてモーター２６ａを回転させるタイマー機構等を含んで構成されている。しかし、トーチの駆動部２７の構成は前記構成に限定されるものではなく、例えば、トーチＢが、炭酸ガス溶接トーチであるか、プラズマ切断トーチ或いはガス切断トーチであるか、等の条件に応じて適宜設定されるものである。
【００４７】
２８はインターフェースである。
【００４８】
次に、上記の如く構成された加工装置の操作手順について図４のフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
先ず、走行台車Ａの電源をＯＮすると、ステップＳ１では、前回の作業の際に設定され既に制御部２５の記憶部２５ｃに記憶されている走行台車Ａの走行方向及びトーチの点火動作態様が読み出され、読み出された走行方向及びトーチの点火動作態様に対応してＬＥＤ７、８が作動する。
【００５０】
ステップＳ２では、走行台車Ａが走行中であるか否かを確認する。電源をＯＮした状態では走行台車Ａは停止中であるため、この状態で、ＬＥＤ８の点灯状態から現在の走行台車Ａの走行方向を確認する。例えば、前回の走行方向が矢印ａ方向であった場合ＬＥＤ８は消灯しており、矢印ｂ方向であった場合ＬＥＤ８は点灯している。従って、作業員は走行台車Ａの走行方向を設定するのに先立って、現在設定されている走行台車Ａの走行方向を認識することが可能である。
【００５１】
上記の如くステップＳ２に於いて、走行台車Ａが停止した状態にあるとき、ボリューム６は動作条件設定手段としての機能を発揮し、予め設定されている位置（本実施例では、指標６ｂの０、１０の位置）に指示部６ａを合わせることによって、第１指標設定点６Ａに対応した第１信号、第２指標設定点６Ｂに対応した第２信号を発生することが可能である。尚、図４では第１指標設定点６Ａを第１接点、第２指標設定点６Ｂを第２接点として表示してある。
【００５２】
目的の溶接を行う際に必要な走行台車Ａの走行方向がステップＳ１で確認した前回の走行方向と同じである場合、ボリューム６の指示部６ａを目的の走行速度と対応する指標６ｂ（０と１０を除く位置）に合わせる。この場合、指示部６ａは、ステップＳ３に於ける第１指標設定点６Ａ、ステップＳ４に於ける第２指標設定点６Ｂと合うことがないため、ステップＳ５に移行して押ボタンスイッチ５を押操作するまで、走行台車Ａは停止した状態を保持する。
【００５３】
そして、ステップＳ５で押ボタンスイッチ５を押操作すると、ステップＳ１０に進行してドライバ２５ｂ、モーター２６ａを駆動し、走行台車Ａは前回の走行方向と同一方向に、指示部６ａによって指示された指標６ｂに対応する速度で、走行を開始する。このとき、ＬＥＤ８は点滅を繰り返す。この状態では、ボリューム６は速度調整機能を発揮しており、指示部６ａを指標６ｂの所望の位置に合わせることで、目的の走行速度に調整することが可能である。
【００５４】
目的の溶接を行う際に必要な走行台車Ａの走行方向がステップＳ１で確認した前回の走行方向と異なる場合、ステップＳ２に於ける走行台車Ａの停止状態を保持してステップＳ３に移行し、ボリューム６の指示部６ａを第１指標設定点６Ａを構成する指標６ｂの０の位置に合わせる。これにより、ステップＳ８に移行し、ボリューム６からは第１信号が発生して制御部２５に伝達され、記憶部２５ｃに記憶された動作プログラムに従って走行台車Ａの走行方向が切り替わる。
【００５５】
例えば、前回の作業で設定されていた走行方向が矢印ａ方向である場合、第１信号が生じたことによって走行方向は矢印ｂ方向に切り替わる。走行台車Ａの走行方向が切り替わるのに伴ってＬＥＤ８の点灯状態も変化する。即ち、ＬＥＤ８は、走行台車Ａに設定されている走行方向が矢印ａ方向である場合消灯しているが、矢印ｂ方向に切り替わるのに伴って点灯する。
【００５６】
ステップＳ８で走行台車Ａの走行方向を切り替えた後、ステップＳ５に移行して押ボタンスイッチ５を押操作することでステップＳ１０に移行し、走行台車Ａを切り替えた方向に走行させる。走行台車Ａが走行を開始するのに伴ってＬＥＤ８は、点灯状態から点滅状態に移行する。
【００５７】
ステップＳ４では溶接モードの切り替えを行う。即ち、走行台車Ａが停止している状態でステップＳ４に移行し、ボリューム６の指示部６ａを第２指標設定点６Ｂを構成する指標６ｂの１０の位置に合わせる。これにより、ステップＳ９に移行し、ボリューム６からは第２信号が発生して制御部２５に伝達され、記憶部２５ｃに記憶された動作プログラムに従ってトーチＢの点火動作態様が交互に切り替わる。
【００５８】
即ち、指示部６ａを指標６ｂの１０の位置に合わせたときに発生する第２信号に応じて、トーチＢの点火動作態様が、テストモード又はオートモードに切り替わる。そして、テストモードが設定されたとき、トーチＢに対する炭酸ガスの供給や通電を行うことなく、手動で走行台車Ａを操作することが可能である。このとき、ＬＥＤ７は消灯状態となる。
【００５９】
また、オートモードが設定されたとき、ＬＥＤ７は点灯状態となる。そして、ステップＳ５からステップＳ１０に移行して押ボタンスイッチ５を押操作すると、トーチの駆動部２７が作動して、弁機構によるトーチＢに対する炭酸ガスの供給、電源装置による通電の開始、ワイヤの供給装置によるワイヤの供給、タイマー機構によるトーチＢに対する通電開始後モーター２６ａを回転させるまでの計時が順に行われ、溶接作業が安定した後、走行台車Ａが設定された走行方向に走行し、この走行過程で溶接が行われる。
【００６０】
加工装置による目的の加工を終了させる場合、ステップＳ２に於いて、走行台車Ａの走行が継続していることを確認してステップＳ６に移行し、押ボタンスイッチ５を押操作すると、ステップＳ７に進行してドライバ２６ｂ、モーター２６ａを停止させて走行台車Ａを停止させる。
【００６１】
上記の如くして走行台車Ａの走行方向を所望の方向に切り替えることが可能であり、また、トーチＢの点火動作態様を所望のモードに切り替えることが可能である。
【００６２】
このため、従来の走行台車に設けられていた走行方向を設定するためのスイッチ、トーチの点火動作態様を設定するためのスイッチをなくすことが可能となり、部品点数を削減すると共に操作パネル３を有効に活用することが可能となる。
【００６３】
次に、第２実施例に係る加工装置の構成について図を用いて説明する。本実施例に係る加工装置は、被加工材を取り付けるターンテーブルと、このターンテーブルを回転させる駆動部とからなるポジショナーを有する溶接装置として構成されている。また、ポジショナーを駆動する駆動系及び制御系の構成は、原理的に前述した第１実施例と略同じ構成である。
【００６４】
即ち、第１実施例の加工装置が走行台車Ａに搭載したトーチＢによって被加工材に対し略直線的な切断加工或いは溶接加工を行うのに対し、本実施例ではポジショナーによって被加工材に対し円周に沿った溶接加工を行う点で異なる。従って、これらの違いにより、細部で多少の相違が生じるものの原理的には同一であるため、操作パネルを説明する図２及び制御系を説明する図３、及び図５〜図７を用いて説明する。
【００６５】
先ず、図５により本実施例に係る加工装置を構成するポジショナーＣについて簡単に説明する。ポジショナーＣは、図示しない被加工材を取り付けるターンテーブル３１と、ターンテーブル３１を駆動するモーター２６ａを内蔵したケーシング３２と、ケーシング３２を回動可能に支持するフレーム３３と、溶接作業を開始させるスイッチであるフットスイッチ３４と、を有して構成されている。また、ケーシング３２の前面に図２に示す操作パネル３が設けられている。
【００６６】
フレーム３３には、ターンテーブル３１の原点を検出するための接触式又は非接触式のセンサー９が配置されている。そして、このセンサー９から発生する信号によって、ターンテーブル３１が原点にあるか否か、溶接を開始した後、１回転したか否かを検出することが可能である。また、センサー９から発生する信号によってターンテーブル３１が１回転したことを検出したときは、この信号を起点としてオーバーラップ溶接を開始させることが可能である。
【００６７】
ポジショナーＣの近傍に図示しない溶接トーチが配置されると共に、被加工材に於ける溶接すべき部位に対向している。そして、溶接トーチから溶接ワイヤを供給して被加工材との間にアークを形成し、このアークを保持しつつターンテーブル３１を回転させることで目的の溶接加工を行うことが可能である。
【００６８】
図６はポジショナーＣのターンテーブル３１に被加工材を取り付けて溶接を行う際の１サイクルのタイムチャートである。被加工材に対する溶接は、フットスイッチ３４からの信号によってスタートする。スタート信号と同時に又は僅かな時間をおいて、連続する溶接信号と、パルス状の溶接信号が生じ、これらの信号と同時に溶接アークが形成される。パルス状の溶接信号は溶接開始時のアークを安定させる機能を有するものであり、アーク安定時間Ｔ１だけ発生する。
【００６９】
アーク安定時間Ｔ１が経過した後、ターンテーブル３１が回転を開始し、被加工材に対する溶接が進行する。ターンテーブル３１が１回転したことをセンサー９が検出して信号が発生すると、この信号を起点としてオーバーラップ時間Ｔ２だけ溶接が継続し、溶接開始時のビードに対しオーバーラップ溶接が行われる。
【００７０】
オーバーラップ溶接が終了した後、ビードに生じたクレーターを肉盛する溶接を行う。この溶接は、被加工材を停止させた状態でトーチを稼働させることで、クレーターに集中的な肉盛を行うものである。このため、オーバーラップ時間Ｔ２が経過した後、ターンテーブル３１が停止すると共に、連続した溶接信号が停止し同時にパルス状の溶接信号が発生してクレーター時間Ｔ３だけ溶接が継続し、クレーターに対する溶接が行われる。
【００７１】
クレーター時間Ｔ３が経過したとき、パルス状の溶接信号が停止してアークが停止すると共に、ターンテーブル３１が溶接時の回転方向とは逆方向に回転し、センサー９によって原点を検出したときにターンテーブル３１の回転が停止して初期位置に戻る。ターンテーブル３１が初期位置に戻ったところで１サイクルの溶接作業が終了する。そして、被溶接材を交換するか、被溶接材の別の部位に対する溶接を行う場合にはトーチの位置を変更して新たなサイクルを実行する。
【００７２】
上記の如き１サイクルの溶接作業に於いて、アーク安定時間Ｔ１、オーバーラップ時間Ｔ２、クレーター時間Ｔ３は、被溶接材に対する溶接条件に応じて設定される。このため、前記各時間Ｔ１〜Ｔ３は適宜設定し得るように構成され、且つ現在設定されている各時間Ｔ１〜Ｔ３を適宜変更し得るように構成されている。
【００７３】
本実施例では、ボリューム６の可変領域となる指標６ｂの範囲０〜１０を、アーク安定モード、オーバーラップモード、クレーターモードに対応させて定義付けている。そして、これらの定義付けされた指標に対応した電流値信号と、押ボタンスイッチ５からの信号の継続時間が設定時間以上であることを認識することで、動作モードを選択し得るように構成されている。更に、引き続く指示部６ａによる指標６ｂの選択によって、選択された動作モードに於けるアーク安定時間Ｔ１、オーバーラップ時間Ｔ２、クレーター時間Ｔ３の何れかを変更し得るように構成されている。
【００７４】
また、押ボタンスイッチ５と、ボリューム６の指標６ｂの位置とによって動作モードを選択したとき、選択された動作モードに対応して二つのＬＥＤ７、８が互いに独立して点灯、消灯又は点滅し得るように構成されている。特に、二つのＬＥＤ７、８が同色であると判別が困難になる虞があるため、本実施例では、ＬＥＤ７は黄色、ＬＥＤ８は緑色に発光するものを用いている。
【００７５】
ボリューム６の指標６ｂの０〜１０の範囲をどのようにして動作モードに分配するかは限定するものではなく、設定及び変更することが必要な動作モードの数に対応させて分割し、且つ設定及び変更する頻度の高さに対応させて広さや位置を調整することが好ましい。
【００７６】
本実施例では、比較的頻繁に設定又は変更するオーバーラップモードをボリューム６の指標６ｂの０〜５の範囲に設定してあり、オーバーラップ時間Ｔ２の設定時間を０〜１０秒とし、一つの指標毎に１秒を割り当てている。また、クレーターモードをボリューム６の指標６ｂの６〜７の範囲に設定してあり、クレーター時間Ｔ３の設定時間を０〜１０秒とし、一つの指標毎に１秒を割り当てている。更に、アーク安定モードをボリューム６の指標６ｂの８の位置に設定してあり、アーク安定時間Ｔ１を０〜１秒とし、一つの指標毎に０．１秒を割り当てている。
【００７７】
動作モードの設定又は変更は、ボリューム６からの電流値信号と、押ボタンスイッチ５から生じた信号の継続時間と、を認識することで行われる。押ボタンスイッチ５の作動継続時間は特に限定するものではない。しかし、押ボタンスイッチ５は単に動作モードの設定、変更にのみ利用されるものではなく、溶接加工を再び開始する際にも利用される。このため、他の作業のための信号とは明確に判別し得るような時間を持って設定されることが好ましい。本実施例では、動作モードを設定又は変更する際の押ボタンスイッチ５の作動継続時間を５秒以上としている。
【００７８】
次に、図７のフローチャートを用いて、各動作モード毎に現在設定されているアーク安定時間Ｔ１、オーバーラップ時間Ｔ２、クレーター時間Ｔ３を変更する手順（パラメータ変更手順）について説明する。説明の煩雑を防ぐために、各動作モードを代表してオーバーラップモードに於けるオーバーラップ時間Ｔ２を変更する手順について説明する。尚、ターンテーブル３１の回転速度と回転方向は既に設定されているものとする。
【００７９】
パラメータ変更を開始してステップＳ２１では、変更すべき動作モード（本説明ではオーバーラップモード）に対応するボリューム６の指標６ｂを選択する。即ち、指示部６ａをボリューム６の指標６ｂの０〜５の範囲に於ける何れかの指標に対応させる（アーク安定モードを選択する場合には指標６ｂの８の位置に、クレーターモードを選択する場合には指標６ｂの６〜７の範囲に対応させる）。
【００８０】
ステップＳ２２に進行して押ボタンスイッチ５を５秒以上継続させて作動させることで、ステップＳ２１、Ｓ２２を経ることによって、選択された動作モードがオーバーラップモードであることが認識され、次にボリューム６から伝えられる電流値信号がオーバーラップ時間に対応するものであることを認識する。
【００８１】
次に、ステップＳ２３に進行し、ボリューム６の指示部６ａを操作して所望のオーバーラップ時間を設定する。例えば、オーバーラップ時間を５秒としたいときには、指示部６ａを指標６ｂの５の位置に合わせることで、オーバーラップ時間Ｔ２を設定する。
【００８２】
ステップＳ２４では、オーバーラップ時間Ｔ２を設定する際の指示部６ａの回動に応じて、前回の作業で設定されていたオーバーラップ時間Ｔ２との比較を行い、比較した結果に応じてＬＥＤ７、８が点灯、消灯或いは点滅する。例えば、前回の作業時にオーバーラップ時間が６秒に設定されていた場合、ステップＳ２３で指示部６ａが指標６ｂの６の位置と一致したとき、ステップＳ２５でＬＥＤ７、８が同時に点灯する。また、指示部６ａが指標６ｂの６の位置から僅かに離隔（指標一つ〜一つ半程度、指標６ｂの４．５〜７．５程度の範囲）したとき、ステップ２６でＬＥＤ７が高速で点滅し、ＬＥＤ８が消灯する。更に、指示部６ａが指標６ｂの６の位置から充分に離隔（指標６ｂの０〜４．５の範囲又は指標６ｂの７．５〜１０の範囲）したとき、ステップＳ２７でＬＥＤ７が低速で点滅し、ＬＥＤ８が消灯する。
【００８３】
ステップＳ２４に於けるＬＥＤ７、８の点灯、消灯、点滅の状態を確認することで、前回の作業時に設定されたオーバーラップ時間Ｔ２と、今回設定するオーバーラップ時間Ｔ２との差を感覚的に認識することが可能である。
【００８４】
ステップＳ２３でオーバーラップ時間Ｔ２を設定した後、ステップ２８で押ボタンスイッチ５を押操作して信号を発生させることで、ステップＳ２９では、前回の作業時に設定されていたオーバーラップ時間Ｔ２（６秒）を今回のオーバーラップ時間Ｔ２（５秒）に変更する。
【００８５】
次いで、ステップＳ３０でボリューム６の指示部６ａを回動させると、ステップＳ３１では前回の作業時に設定されていた速度と、現在の指示部６ａが指示している指標に設定されている速度とを比較し、両者が一致している場合には、ステップＳ３２でＬＥＤ７、８が同時に点灯する。
【００８６】
また、指示部６ａが指示している指標に設定されている速度が前回の作業時に設定されていた速度から僅かに異なるような場合、ステップ３３でＬＥＤ７が高速で点滅し、ＬＥＤ８が消灯する。この場合、ステップＳ３０に戻り、指示部６ａを何れかの方向にＬＥＤ７、８が同時に点灯するまで回動させてステップＳ３２に進行させる。
【００８７】
更に、指示部６ａが指示している指標に設定されている速度が前回の作業時に設定されていた速度から十分に離隔しているような場合、ステップＳ３４でＬＥＤ７が低速で点滅し、ＬＥＤ８が消灯する。この場合、ステップＳ３０に戻り、指示部６ａを何れかの方向にＬＥＤ７、８が同時に点灯するまで回動させてステップＳ３２に進行させる。
【００８８】
前述の操作を設定又は変更すべき動作モード毎に行うことで、被加工材に対し最適な条件で溶接加工を行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明に係る加工装置は、溶接装置や切断装置に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００９０】
Ａ 走行台車
Ｂ トーチ
Ｃ ポジショナー
１ ケーシング
２ 車輪
３ 操作パネル
４ コネクタ
５ 押ボタンスイッチ
６ ボリューム
７、８ ＬＥＤ
６ａ 指示部
６ｂ 指標
６Ａ 第１指標設定点
６Ｂ 第２指標設定点
９、１０ 接触センサー
１５ スタンド
１６ トーチホルダー
１８ ガイドローラ
１９ 支持アーム
２５ 制御装置
２５ａ 演算処理部
２５ｂ 判別部
２５ｃ 記憶部
２６ａ モーター
２６ｂ ドライバ
２７ トーチＢの駆動部
２８ インターフェース
３１ ターンテーブル
３２ ケーシング
３３ フレーム
３４ フットスイッチ
【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６】
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【図７】
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【図５】
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