(57)【要約】【課題】      安価で簡便に、溶接の底部開先幅を求められる手段を提供する。【解決手段】  上記課題は、溶接しようとする開先内に溶接ワイヤを挿入する機械と、溶接機又は被溶接部材を停止させた状態で、該溶接ワイヤを開先幅方向に揺動させて開先の両側端の位置を検出する機械とからなる、底部開先幅検出システムによって解決される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接しようとする開先内に溶接ワイヤを挿入する機械と、溶接機又は被溶接部材を停止させた状態で、該溶接ワイヤを開先幅方向に揺動させて開先の両側端の位置を検出する機械とからなる、底部開先幅検出システム
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接構造物を溶接する際の開先幅検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
溶接の開先を測定する方法としては、溶接する母材の一方に開先と平行に走行レールを設けて溶接機を走行させ、その溶接トーチの前方に開先中心位置および開先幅を検出する検出器を垂設したものが知られている（特許文献１）。この検出器は、回動アームの両端に接触子を設け、回動アームの回転軸にはポテンショメータを設けて、検出する回転角度から開先中心線のずれ量と開先幅を求めるようにしている
【０００３】
また、走行式溶接機の先端に２つのレーザセンサを設けて開先を横断する方向に揺動させることにより開先両側端を検出して開先幅と開先中心の変位量を求める方法も知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１１６８４６号公報
【特許文献２】特開２００１−１７９４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の開先形状を検出する手段は、レーザセンサや専用装置が必要であり、それらにコストがかかるばかりでなく、溶接装置自体も過大になる。レーザセンサの場合には、開先表面がグラインダ等で研削されていると、その光沢により測定が不可能なこともある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決した底部開先幅検出システムを提供するものであり、開先内で溶接ワイヤ自体を揺動させて底部開先幅を測定することにより、かかる目的を達成したものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、溶接しようとする開先内に溶接ワイヤを挿入する機械と、溶接機又は被溶接部材を停止させた状態で、該溶接ワイヤを開先幅方向に揺動させて開先の両側端の位置を検出する機械とからなる、底部開先幅検出システムに関するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、底部開先幅を安価な手段で容易に検出し、溶接条件を設定することができ、常に良好な溶接品質を確保することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明で溶接トーチを揺動させて底部開先幅を検出する方法を模式的に説明した図である。
【図２】溶接機に溶接トーチの揺動装置を取付けた状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明で使用される溶接機は、市販のものでよく、通常は走行機能を有するものであるが、溶接機が固定式で被溶接部材の方を走行させる形式であってもよい。
溶接トーチを揺動させて底部開先幅を検出する模式図を図１に、溶接トーチの揺動装置を取付けた溶接機を図２に示す。
【００１１】
溶接ワイヤを揺動させる手段は問わないが、溶接トーチに揺動機構を取付けて行うのがよい。この揺動機構は揺動速度と揺動幅を調整できるものを用いる。揺動機構の例としては、左右揺動をさせるものや、前後方向に揺動させるものがある。
【００１２】
図２において、２０は突合されたパイプ１０に装着された円周ガイドレール、２１は円周ガイドレール２０に設置された溶接を自動的に行う溶接機である。溶接機２１はパイプ１０の外周面上を円周ガイドレール２０に案内されて走行する走行装置２２と、走行装置２２上に設けられた開先幅方向にスライド自在なスライドＸ軸２３と、スライドＸ軸２３に連結され、トーチ高さ方向にスライド自在なスライドＹ軸２４と、スライドＹ軸２４にパイプ周方向に揺動自在に取付けられたトーチ支持体２５と、トーチ支持体２５に回転自在に支持された溶接トーチ２６と、走行装置２２上に設けられたワイヤ送給装置２７とから大別構成されている。溶接機２１の走行装置２２は走行台車２２１と、走行台車２２１の下部に設けられ、円周ガイドレール２０の外歯２０２と噛合する走行車輪２２２と走行台車２２１の下部に設けられ、円周ガイドレール２０の両端を把持する把持機構２２３と、走行台車２２１上に設けられ、走行台車２２１と駆動するＺ軸エンコーダ２２５付きＺ軸モータ２２４とから構成されている。２３１はスライドＸ軸２３を開先幅方向に駆動するＸ方向駆動機構で、２４１はスライドＹ軸２４をトーチ高さ方向に駆動するＹ方向駆動機構で、２５１は溶接トーチ２６をβ方向に角度調整するβ方向駆動機構で、２６１は溶接トーチ内部の回転駆動溶接機構でＲ軸エンコーダ２６３付き、回転モータ２６２を有している。ワイヤ送給装置２７はワイヤ送給機構２７１を駆動するワイヤ送給モータ２７２とワイヤリール２７４で構成されている。３０は溶接ワイヤ３１を内蔵したコンジットケーブル、２９は走行台車２２に設けられた走行位置検出器である。
【００１３】
図２に見られるように、開先幅方向に駆動するＸ方向駆動機構２３１によって溶接トーチ２６が左右に揺動するのである。そして、溶接ワイヤ３１は溶接トーチ２６に取付けられている。
【００１４】
図１に見られるように、開先部は、被溶接部材の突合せ面をテーパ加工した部位であり、底部開先幅は、その下端の開先幅、すなわちルートギャップ幅である。
底部開先幅を測定する際には、溶接機を停止させた状態において、溶接しようとする開先内に溶接ワイヤを挿入し、該溶接ワイヤを開先幅方向に揺動させる。
揺動速度としては、５ｍｍ／ｓ〜２５ｍｍ／ｓ程度、好ましくは１０ｍｍ／ｓ〜２０ｍｍ／ｓ程度が適当である。
【００１５】
底部開先幅は、被溶接部の端部に溶接ワイヤを左右に揺動させながら、トーチを左右に動かし、目視で被溶接物間の幅を測定して得られる。しかし、溶接位置によっては目視が不可能な場合もあるため、その場合には溶接監視カメラ（アーク監視カメラ）を利用して測定することができる。
【００１６】
さらに、得られた底部開先幅に基づいて、揺動幅や溶接速度の溶接条件を設定することが可能である。例えば、底部開先幅の基準値が５ｍｍで実際に測定された底部開先幅の値が５．５ｍｍの場合、揺動幅は０．５ｍｍ増加することになる。そして、底部開先幅が基準値を超えた場合、超えた分だけ溶着量を増加させる必要があり、その結果、溶接速度を遅くしなければならない。一方、底部開先幅が基準値未満の場合、不足した分だけ溶着量を減少させる必要があり、その結果、溶接速度を速くしなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明により、溶接の開先幅を容易に測定して溶接条件を設定できるので、溶接に広く利用できるものである。
【符号の説明】
【００１８】
１０  パイプ
２０  円周ガイドレール
２１  溶接機
２２  走行装置
２３  スライドＸ軸
２４  スライドＹ軸
２５  トーチ支持体
２６  溶接トーチ
２７  ワイヤ送給装置
３０  コンジットケーブル
３１  溶接ワイヤ
２２４  Ｚ軸モータ
２３１  Ｘ方向駆動機構
２３２  Ｘ軸モータ
２４１  Ｙ方向駆動機構
２４２  Ｙ軸モータ
２５１  β方向駆動機構
２５２  β軸モータ
２６１  回転駆動機構
２６２  回転モータ
２７２  ワイヤ送給モータ
【図１】
2011005536.tif 000003
【図２】
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