(57)【要約】  溶接装置の溶接ガン（１）とＵリブの角継ぎ目とを位置合わせするためのＵリブ溶接装置の位置合わせ機構であって、溶接ガン（１）と、角継ぎ目追跡機構（３）と、両者を設ける移動台（２）とを含み、溶接ガン（１）が溶接する際の移動方向において、角継ぎ目追跡機構（３）が溶接ガン（１）の前側に位置し、角継ぎ目追跡機構（３）が追跡ヘッド（３３）を有して、移動台（２）が移動する際に、追跡ヘッド（３３）が常に角継ぎ目に沿って移動し、角継ぎ目追跡機構（３）が追跡ヘッド（３３）の軌跡に基づいて溶接ガン（１）の位置を調節するものである。当該位置合わせ機構では、Ｕリブ内部を溶接する際に、溶接ガン（１）が角継ぎ目に位置合わせされていることを保証することによって、内部の溶接線の溶接品質を保証して、Ｕリブとカバープレートとを溶接して堅牢性のより高いＵリブユニットにし、それによって、溶接後のＵリブユニットの耐疲労性を高めることができる。さらに、上記位置合わせ機構を含むＵリブ溶接装置についても開示している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接装置の溶接ガンとＵリブの角継ぎ目とを位置合わせするためのＵリブ溶接装置の位置合わせ機構であって、溶接ガン（１）と、角継ぎ目追跡機構（３）と、両者を設ける移動台（２）とを含み、前記溶接ガン（１）が溶接する際の移動方向において、前記角継ぎ目追跡機構（３）が前記溶接ガン（１）の前側に位置し、前記角継ぎ目追跡機構（３）が追跡ヘッド（３３）を有して、前記移動台（２）が移動する際に、前記追跡ヘッド（３３）が常に角継ぎ目に沿って移動し、前記角継ぎ目追跡機構（３）が前記追跡ヘッド（３３）の軌跡に基づいて前記溶接ガン（１）の位置を調節することを特徴とするＵリブ溶接装置の位置合わせ機構。
【請求項２】
前記角継ぎ目追跡機構（３）が、揺動軸（３１）と、弾性部材（３２）とをさらに含み、前記追跡ヘッド（３３）が前記揺動軸（３１）の端部に位置し、前記揺動軸（３１）の端部の前記追跡ヘッド（３３）が前記角継ぎ目を常に押さえるように、前記弾性部材（３２）の一端が前記揺動軸（３１）に連結されて、もう一端が前記移動台（２）に連結されることを特徴とする、請求項１に記載のＵリブ溶接装置の位置合わせ機構。
【請求項３】
前記角継ぎ目追跡機構（３）が、連結部材（３４）をさらに含み、前記溶接ガン（１）のヘッド部と前記揺動軸（３１）が同期作動するように、前記連結部材（３４）の一端が前記揺動軸（３１）に連結されて、もう一端が前記溶接ガン（１）に連結されることを特徴とする、請求項２に記載のＵリブ溶接装置の位置合わせ機構。
【請求項４】
前記角継ぎ目追跡機構（３）が、センサと、第１のコントローラとをさらに含み、前記センサが前記追跡ヘッド（３３）に設けられて、前記追跡ヘッド（３３）の移動軌跡を取得して前記第１のコントローラに送信し、前記第１のコントローラが前記移動軌跡に基づいて前記溶接ガン（１）のヘッド部の軌跡をタイミング制御することを特徴とする、請求項２に記載のＵリブ溶接装置の位置合わせ機構。
【請求項５】
前記弾性部材（３２）がスプリングであることを特徴とする、請求項２に記載のＵリブ溶接装置の位置合わせ機構。
【請求項６】
前記弾性部材（３２）が伸縮部材であることを特徴とする、請求項２に記載のＵリブ溶接装置の位置合わせ機構。
【請求項７】
前記角継ぎ目追跡機構（３）が、前記追跡ヘッド（３３）の移動軌跡を受信する第２のコントローラと、前記溶接ガン（１）に取り付けられる制御端子とを含み、前記溶接ガン（１）が前記移動軌跡に沿って移動するように前記第２のコントローラが前記制御端子を制御することを特徴とする、請求項１に記載のＵリブ溶接装置の位置合わせ機構。
【請求項８】
前記追跡ヘッド（３３）にキャリッジが設けられて、前記角継ぎ目追跡機構（３）が移動する際に、前記キャリッジが前記角継ぎ目に沿って転がることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のＵリブ溶接装置の位置合わせ機構。
【請求項９】
前記追跡ヘッド（３３）と前記溶接ガン（１）のヘッド部との間に仕切板（４）が設けられることを特徴とする、請求項８に記載のＵリブ溶接装置の位置合わせ機構。
【請求項１０】
Ｕリブ内部から角継ぎ目を溶接するＵリブ溶接装置であって、請求項１から９のいずれか一項に記載の位置合わせ機構を含むことを特徴とするＵリブ溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１４年０５月１１日に中国特許庁に提出された、出願番号を２０１５１０２４０１３５．Ｘ、発明の名称を「Ｕリブ溶接装置及びその位置合わせ機構」とする中国特許出願に基づく優先権を主張するもので、その全部の内容が参照により本願に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、溶接技術分野に関し、具体的に、Ｕリブ溶接装置及びその位置合わせ機構に関する。
【背景技術】
【０００３】
鋼橋桁は、橋梁耐力構造における重要な構成部分で、主に支えを提供し、橋梁が変形しないようにするために用いられる。鋼橋桁は、一般的に頂板、底板などの構造を含み、前記頂板及び底板は、一般的にＵリブと底板を溶接して設けられる。
【０００４】
現在、鋼橋桁のＵリブと底板の間の隅肉溶接線には、いずれも外部片面溶接が用いられている。外部から溶接する際に、設計上求められる溶込み深度に達するため、通常は、Ｕリブ外側で開先加工するか、又は大電流を用いて溶接するが、大電流を用いて溶接すると、溶接中の電流、電圧及び溶接速度の安定度が直接的に溶接品質に影響して、溶接品質を確保することが困難となる。Ｕリブ外側で開先加工しても、加工と組立ての際の開先の大きさ、ルート面、隙間を一致させにくくなり、直接的に溶接品質に影響する。
【０００５】
これらの溶接方法では、Ｕリブ内部に不完全溶込み、融合不良、溶接バリがあったり、溶込み深度が要求に沿わなかったりするなどの様々な欠陥をもたらすこともしばしばで、Ｕリブ内部に割れのような欠陥を容易に生じさせて、溶接線の強度にも著しく影響していた。
【０００６】
Ｕリブの溶接線の品質を向上させるため、Ｕリブの溶接線の内部及び外部での両面溶接がその改良の方式となるが、Ｕリブ内部の構造スペースが小さいので、溶接ガンが角継ぎ目に位置合わせされていることを保証することが困難となる。
【０００７】
このため、溶接中に溶接ガンがＵリブ内部の角継ぎ目に位置合わせされていることを保証することによって溶接品質を保証することができるＵリブ溶接装置の位置合わせ機構を設計することが、当業者にとって現在解決を急ぐべき技術的課題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、溶接中に溶接ガンがＵリブ内部の角継ぎ目に位置合わせされていることを保証することによって溶接品質を保証することができるＵリブ溶接装置の位置合わせ機構を提供することを目的とする。また、本発明は、Ｕリブ溶接装置を提供することをもう一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の技術的目的を実現するため、本発明は、溶接装置の溶接ガンとＵリブの角継ぎ目とを位置合わせするためのＵリブ溶接装置の位置合わせ機構であって、溶接ガンと、角継ぎ目追跡機構と、両者を設ける移動台とを含み、前記溶接ガンが溶接する際の移動方向において、前記角継ぎ目追跡機構が前記溶接ガンの前側に位置し、前記角継ぎ目追跡機構が追跡ヘッドを有して、前記移動台が移動する際に、前記追跡ヘッドが常に角継ぎ目に沿って移動し、前記角継ぎ目追跡機構が前記追跡ヘッドの軌跡に基づいて前記溶接ガンの位置を調節する、位置合わせ機構を提供する。
【００１０】
任意選択的に、前記角継ぎ目追跡機構は、さらに揺動軸と、弾性部材とを含み、前記追跡ヘッドが前記揺動軸の端部に位置し、前記揺動軸の端部の前記追跡ヘッドが前記角継ぎ目を常に押さえるように、前記弾性部材の一端が前記揺動軸に連結されて、もう一端が前記移動台に連結される。
【００１１】
任意選択的に、前記角継ぎ目追跡機構は、さらに連結部材を含み、前記溶接ガンのヘッド部と前記揺動軸が同期作動するように、前記連結部材の一端が前記揺動軸に連結されて、もう一端が前記溶接ガンに連結される。
【００１２】
任意選択的に、前記角継ぎ目追跡機構は、さらにセンサと、第１のコントローラとを含み、前記センサが前記追跡ヘッドに設けられて、前記追跡ヘッドの移動軌跡を取得して前記第１のコントローラに送信し、前記第１のコントローラが前記移動軌跡に基づいて前記溶接ガンのヘッド部の軌跡をタイミング制御する。
【００１３】
任意選択的に、前記弾性部材がスプリングである。
【００１４】
任意選択的に、前記弾性部材が伸縮部材である。
【００１５】
任意選択的に、前記角継ぎ目追跡機構は、前記追跡ヘッドの移動軌跡を受信する第２のコントローラと、前記溶接ガンに取り付けられる制御端子とを含み、前記溶接ガンが前記移動軌跡に沿って移動するように前記第２のコントローラが前記制御端子を制御する。
【００１６】
任意選択的に、前記追跡ヘッドにキャリッジが設けられて、前記角継ぎ目追跡機構が移動する際に、前記キャリッジが前記角継ぎ目に沿って転がる。
【００１７】
任意選択的に、前記追跡ヘッドと前記溶接ガンのヘッド部との間に仕切板が設けられる。
【００１８】
本発明は、さらに、Ｕリブ内部から角継ぎ目を溶接するＵリブ溶接装置であって、上記のいずれか一項に記載の位置合わせ機構を含む、Ｕリブ溶接装置を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明で提供するＵリブ溶接装置の位置合わせ機構は、溶接装置の溶接ガンとＵリブの角継ぎ目とを合わせるために用いられ、溶接ガンと、角継ぎ目追跡機構と、両者を設ける移動台とを含み、溶接ガンが溶接する際の移動方向において、角継ぎ目追跡機構が溶接ガンの前側に位置し、角継ぎ目追跡機構が追跡ヘッドを有して、移動台が移動する際に、追跡ヘッドが常に角継ぎ目に沿って移動し、角継ぎ目追跡機構が追跡ヘッドの軌跡に基づいて溶接ガンの位置を調節する。
【００２０】
Ｕリブ溶接装置が作動する際には、溶接ガンがＵリブ内部に進入してＵリブ内部の角継ぎ目を溶接し、溶接中の移動方向において、角継ぎ目追跡機構の追跡ヘッドが溶接ガンの前側に位置し、追跡ヘッドがまずＵリブと底板との角継ぎ目の箇所に沿って移動してから、溶接ガンが角継ぎ目を溶接する。角継ぎ目追跡機構が、先に角継ぎ目の位置を追跡して、角継ぎ目の位置に応じて溶接ガンの位置を調節するので、溶接ガンが常に角継ぎ目に位置合わせされていることが保証され、それによって、溶接機構の溶接品質が保証される。
【００２１】
当該位置合わせ機構では、Ｕリブ内部を溶接する際に、溶接ガンが角継ぎ目に位置合わせされていることを保証することによって、内部の溶接線の溶接品質を保証して、Ｕリブとカバープレートとを溶接して堅牢性のより高いＵリブユニットにし、それによって、溶接後のＵリブユニットの耐疲労性を高めることができる。
【００２２】
本発明は、さらに、上記位置合わせ機構を含むＵリブ溶接装置も提供するが、位置合わせ機構が上記の技術的効果を有するので、当該Ｕリブ溶接装置もそれ相応の技術的効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
図面は、本発明をさらに一層理解するために提供され、かつ、明細書の一部を構成して、以下の具体的な実施形態とともに本発明を解釈するためのものであるが、本発明に対する限定を意図するものではない。
【００２４】
【図１】本発明で提供するＵリブ溶接装置の位置合わせ機構の一つの具体的な実施形態における構造模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面と関連付けて本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。ここに記載した具体的な実施形態は、本発明を説明し解釈するためのものにすぎず、本発明を限定するためのものではないと理解されるべきである。
【００２６】
図１を参照されたい。図１は、本発明で提供するＵリブ溶接装置の位置合わせ機構の一つの具体的な実施形態における構造模式図である。
【００２７】
本発明は、溶接装置の溶接ガンとＵリブの角継ぎ目とを合わせるためのＵリブ溶接装置の位置合わせ機構であって、溶接ガン１と、角継ぎ目追跡機構３と、両者を設ける移動台２とを含み、溶接ガン１が溶接する際の移動方向において、角継ぎ目追跡機構３が溶接ガン１の前側に位置し、角継ぎ目追跡機構３が追跡ヘッド３３を有して、移動台２が移動する際に、追跡ヘッド３３が常に角継ぎ目に沿って移動し、角継ぎ目追跡機構３が追跡ヘッド３３の軌跡に基づいて溶接ガン１の位置を調節する、位置合わせ機構を提供する。
【００２８】
Ｕリブと底板とを溶接してＵリブユニットにする過程においては、溶接品質を向上させるため、Ｕリブの内外両面で角継ぎ目を溶接することが改良手段となるが、溶接ガン１がＵリブ内部に進入して溶接する際に、当該位置合わせ機構は、溶接ガン１と角継ぎ目を調節する装置によって用いられ、溶接位置が合っていることを保証する。
【００２９】
当該Ｕリブ溶接装置が作動する際には、溶接ガン１がＵリブ内部に進入して、溶接中の移動方向において、角継ぎ目追跡機構３の追跡ヘッド３３が溶接ガン１の前側に位置し、追跡ヘッド３３がまずＵリブと底板との角継ぎ目の箇所に沿って移動してから、溶接ガン１が角継ぎ目を溶接する。角継ぎ目追跡機構３は、先に角継ぎ目の位置を追跡して、角継ぎ目の位置に応じて溶接ガン１の位置を調節するので、溶接ガン１が常に角継ぎ目に位置合わせされていることが保証され、それによって、溶接機構の溶接品質が保証される。
【００３０】
当該位置合わせ機構では、Ｕリブ内部を溶接する際に、溶接ガン１が角継ぎ目に位置合わせされていることを保証することによって、内部の溶接線の溶接品質を保証して、Ｕリブとカバープレートとを溶接して堅牢性のより高いＵリブユニットにし、それによって、溶接後のＵリブユニットの耐疲労性を高めることができる。
【００３１】
一つの好ましい実施形態において、角継ぎ目追跡機構３は、さらに揺動軸３１と、弾性部材３２とを含み、追跡ヘッド３３が揺動軸３１の端部に位置し、揺動軸３１の端部の追跡ヘッド３３が角継ぎ目を常に押さえるように、弾性部材３２の一端が揺動軸３１に連結されて、もう一端が移動台２に連結されるようにする。
【００３２】
弾性部材３２を移動台２及び揺動軸３１に連結させて、揺動軸３１が外に揺動する傾向を有するようにし、追跡ヘッド３３が常にＵリブの縁に当接して、Ｕリブの縁と底板とで角継ぎ目を形成させて、追跡ヘッド３３が常に角継ぎ目を押さえることができるようにする。Ｕリブの縁の形状又は位置が変化すると、角継ぎ目の位置にも変化を生じるが、弾性部材３２によって、揺動軸３１が角継ぎ目の位置の変化に応じてそれ相応に揺動を調節するようにして、追跡ヘッド３３が常にＵリブの縁と接触を保つことができるので、追跡ヘッド３３が常に角継ぎ目に沿って移動可能であることが保証される。
【００３３】
角継ぎ目追跡機構３の追跡ヘッド３３は常に角継ぎ目に沿って移動可能なので、追跡ヘッド３３の移動する軌跡がそのまま角継ぎ目の軌跡となり、角継ぎ目追跡機構３は、角継ぎ目の軌跡に応じて溶接ガン１を調節して、溶接中、溶接ガン１が常に角継ぎ目に位置合わせされていることを保証することができる。
【００３４】
溶接ガン１の位置を調節する態様は複数種あって、機械的構造によって実現してもよく、制御することによって実現してもよく、さらに、機械的構造と制御を組み合わせることによって実現してもよい。
【００３５】
さらなる実施形態において、角継ぎ目追跡機構３は、さらに連結部材３４を含み、溶接ガン１のヘッド部と揺動軸３１が同期作動するように、連結部材３４の一端を揺動軸３１に連結して、もう一端を溶接ガン１に連結する。
【００３６】
当該実施形態で機械的構造によって上記の位置合わせを実現する場合、具体的に、この角継ぎ目追跡機構３は、連結部材３４を設けることによって、溶接ガン１のヘッド部と揺動軸３１が同期作動するようにしている。追跡ヘッド３３が角継ぎ目に沿って移動する際に、角継ぎ目の位置に変化が生じたら、追跡ヘッド３３が角継ぎ目の軌跡に沿って移動し、この過程で、揺動軸３１がそれ相応に揺動するとともに、溶接ガン１のヘッド部もそれ相応に揺動するように動かされるので、溶接ガン１のヘッド部が常に角継ぎ目に沿って溶接するようになり、溶接ガン１のヘッド部が角継ぎ目に位置合わせされていることが保証される。
【００３７】
もう一つのさらに改良した実施形態において、角継ぎ目追跡機構３は、さらにセンサと、第１のコントローラとを含み、センサが追跡ヘッド３３に設けられて、追跡ヘッド３３の移動軌跡を取得して第１のコントローラに送信し、第１のコントローラが移動軌跡に基づいて溶接ガン１のヘッド部の軌跡をタイミング制御する。
【００３８】
当該実施形態で機械的構造と制御を組み合わせることによって位置合わせを実現する場合、具体的に、追跡ヘッド３３と溶接ガン１のヘッド部に一定の距離があるようにして、角継ぎ目の位置が変化すると、変化した位置で追跡ヘッドも追従変化する。このとき、変化した位置に溶接ガン１のヘッド部がまだ到達していなければ、変化した位置に到達して溶接ガン１のヘッド部がまた追従変化することが必要となり、溶接ガンのヘッド部の位置が変化するのに一定のタイムラグが必要である。
【００３９】
追跡ヘッド３３が角継ぎ目の位置の変化に応じてそれ相応に位置を変える際に、センサは、追跡ヘッド３３の位置が変化する状況を第１のコントローラに送信し、第１のコントローラは、移動速度及び追跡ヘッドと溶接ガンのヘッド部との距離に応じて遅延時間を得て、遅延時間が経過した後で溶接ガン１の位置を調節し、溶接ガン１のヘッド部が角継ぎ目に位置合わせされていることを保証する。
【００４０】
具体的に、追跡ヘッド３３のプリセット軌跡に相当する、溶接ガン１の移動する軌跡を第１のコントローラ内でプリセットし、実際の軌跡がプリセット軌跡と異なる場合、追跡ヘッド３３もそれ相応に変化して、センサが、検知した追跡ヘッド３３の位置の変化を第１のコントローラに送信して、第１のコントローラがこの変化に応じて溶接ガン１にそれ相応の調節をし、溶接ガン１に実際の軌跡通りに溶接をさせることができる。
【００４１】
具体的に、弾性部材３２は、スプリングであってもよく、伸縮部材であってもよい。
【００４２】
弾性部材３２は、揺動軸３１に引張力を加え、揺動軸３１の端部の追跡ヘッド３３を常にＵリブの下側の縁に当接させることできるように、揺動軸３１が外に下に揺動する傾向を有するようにするためのものである。この弾性部材３２は、例えば、スプリングのような、弾性を有する部材であってもよく、例えば、テレスコープシリンダのような、弾性を有しないが引張力を提供可能な部材であってもよい。
【００４３】
上記の態様のほかにも、さらに、制御することによって上記の位置合わせを実現してもよく、もう一つの好ましい実施形態においては、角継ぎ目追跡機構３が、追跡ヘッド３３の移動軌跡を受信する第２のコントローラと、溶接ガン１に取り付けられる制御端子とを含み、溶接ガン１が移動軌跡に沿って移動するように第２のコントローラによって制御端子を制御する。
【００４４】
当該実施形態において、追跡ヘッド３３及び溶接ガン１は、別個に作動することができ、先に追跡ヘッドにより移動軌跡を取得して、第２のコントローラが移動軌跡に基づいて溶接ガン１の溶接中の軌跡を制御することによって、溶接位置が合っていることを保証し、高品質の溶接が実現される。
【００４５】
上記の各実施形態において、追跡ヘッド３３にキャリッジを設け、角継ぎ目追跡機構３が移動する際に、キャリッジが角継ぎ目に沿って転がるようにする。
【００４６】
この角継ぎ目追跡機構３が移動する際に、キャリッジが角継ぎ目に沿って転がることで、追跡ヘッド３３の滑り摩擦を転がり摩擦に変えられ、角継ぎ目との接触により生じる摩擦力を減少させて、それによって、磨耗を減少させて、追跡精度を高めることができる。
【００４７】
さらに、追跡ヘッド３３と溶接ガン１のヘッド部との間に仕切板４を設ける。
【００４８】
溶接ガン１と追跡ヘッド３３が同期作動する際には、溶接ガン１のヘッド部と追跡ヘッド３３の距離を近くすることが必要となるが、この仕切板４は、溶接によって生じる火花、煙塵により追跡ヘッド３３が損傷しないようにすることができる。図１に示すように、仕切板４は、連結部材３４上に設けてもよい。
【００４９】
上記位置合わせ機構のほかにも、本発明は、さらに、Ｕリブ内部から角継ぎ目を溶接するＵリブ溶接装置であって、上記のいずれか一項に記載の位置合わせ機構を含む、Ｕリブ溶接装置を提供する。
【００５０】
位置合わせ機構が上記の技術的効果を有するので、当該Ｕリブ溶接装置もそれ相応の技術的効果を有する。当該Ｕリブ溶接装置のその他の構造については、本明細書ではこれ以上の説明を省略するので、先行技術を参照されたい。
【００５１】
以上の実施形態は、本発明の原理を説明するために用いた例示的な実施形態にすぎないが、本発明は、これに限定されるものでないと理解される。当業者にとっては、本発明の趣旨及び実質から逸脱しない事情の下で、様々な変形や改良をすることができ、これらの変形や改良も本発明の保護範囲とみなされるものである。
【符号の説明】
【００５２】
図１中の図面の符号と部材の名称との間の対応関係は、次の通りである。
【００５３】
溶接ガン１、移動台２、角継ぎ目追跡機構３、揺動軸３１、弾性部材３２、追跡ヘッド３３、連結部材３４、仕切板４。
【図１】
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【国際調査報告】
2018518372.tif 000004
2018518372.tif 000005
2018518372.tif 000006
2018518372.tif 000007
2018518372.tif 000008
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