(57)【要約】【課題】零点位置の決定やギャップ長の調整を作業者毎にバラツキなく行うことができるギャップ長調整装置を提供する。【解決手段】金属テープ１１を管状に加工するための成形工具１２と、金属テープ１１の両側突き合わせ箇所１３を溶接するための電極棒１４とを備え、両側突き合わせ箇所１３と電極棒１４とのギャップ長を調整するためのギャップ長調整装置１０であって、金属テープ１１と電極棒１４とに電圧を印加し、金属テープ１１と電極棒１４との接触に伴う電気的接続を検知すると共にその検知に基づいて検知信号を出力する接触確認コントローラ１５と、検知信号が入力されたときにギャップ長が零であることを表示する表示器１６を有し、電極棒１４の変位を測定する変位センサ１７と、検知信号が入力されたときにギャップ長が零であることを作業者に報知するための報知器１８と、を備えるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属テープを管状に加工するための成形工具と、管状に加工された前記金属テープの両側突き合わせ箇所を溶接するための電極棒と、を備え、造管溶接時に前記金属テープの両側突き合わせ箇所と前記電極棒とのギャップ長を調整するためのギャップ長調整装置であって、
前記金属テープと前記電極棒とに電圧を印加し、前記金属テープと前記電極棒との接触に伴う電気的接続を検知すると共にその検知に基づいて検知信号を出力する接触確認コントローラと、
前記接触確認コントローラに接続され、前記接触確認コントローラから出力された前記検知信号が入力されたときに前記ギャップ長が零であることを表示する表示器を有し、前記電極棒の変位を測定する変位センサと、
前記接触確認コントローラに接続され、前記接触確認コントローラから出力された前記検知信号が入力されたときに前記ギャップ長が零であることを作業者に報知するための報知器と、
を備えることを特徴とするギャップ長調整装置。
【請求項２】
前記表示器がデジタル式である請求項１に記載のギャップ長調整装置。
【請求項３】
前記金属テープ及び前記電極棒と前記接触確認コントローラとの間に切り替え手段を介して溶接コントローラが設けられ、前記溶接コントローラによって溶接条件が制御される請求項１又は２に記載のギャップ長調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造管溶接時に金属テープの両側突き合わせ箇所と電極棒とのギャップ長を調整するためのギャップ長調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、薄物の長尺物である金属テープを管状に加工し、管状に加工された金属テープの両側突き合わせ箇所を溶接する造管方法がある。この造管の際には、図４（ａ），（ｂ）に示すような造管装置４０が用いられる。
【０００３】
造管装置４０は、金属テープ４１を管状に加工するための成形工具４２と、管状に加工された金属テープ４１の両側突き合わせ箇所４３を溶接するための電極棒４４と、を備える。電極棒４４は溶接トーチ４５に設けられ、この溶接トーチ４５はＹステージ４６にて上下にスライド可能となっている。
【０００４】
造管装置４０で造管を行う際には、電極棒４４を手動操作でＹステージ４６にて下げ、管状に加工された金属テープ４１と電極棒４４との接触を目視又はＹステージ４６の手への負荷で確認し、その位置を零点とする。その後、零点から設定位置まで手動操作でＹステージ４６の目盛りを確認しながら上昇させて、電極棒４４の位置調整を行い、隙間ゲージにて金属テープ４１の両側突き合わせ箇所４３と電極棒４４とのギャップ長Ｇを確認、調整する。ギャップ長Ｇを調整したら、溶接トーチ４５を動かさずに溶接電流を変化させながら、金属テープ４１の両側突き合わせ箇所４３を溶加材を使用しないＴＩＧ溶接により接合する。
【０００５】
溶接前に行うギャップ長Ｇの調整は、金属テープ４１の両側突き合わせ箇所４３における溶接品質のバラツキを軽減させる上で非常に重要な作業である。例えば、特許文献１には、母材被接合部の融合不良やビードの凹凸を発生させないようにするために電極−母材間距離、即ちギャップ長の調整が重要であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−１４４５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の造管方法では、零点位置の決定やギャップ長の調整が作業者による手動操作で行われているため、作業者毎、更にはＹステージや溶接トーチ等の機器毎にバラツキが生じ、溶接品質に悪影響を及ぼす虞がある。また、隙間ゲージでのギャップ長の確認作業も作業者の感覚に依存するため、溶接箇所への異物付着や損傷の原因となる場合もある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、零点位置の決定やギャップ長の調整を作業者毎にバラツキなく行うことができるギャップ長調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために創案された本発明は、金属テープを管状に加工するための成形工具と、管状に加工された前記金属テープの両側突き合わせ箇所を溶接するための電極棒と、を備え、造管溶接時に前記金属テープの両側突き合わせ箇所と前記電極棒とのギャップ長を調整するためのギャップ長調整装置であって、前記金属テープと前記電極棒とに電圧を印加し、前記金属テープと前記電極棒との接触に伴う電気的接続を検知すると共にその検知に基づいて検知信号を出力する接触確認コントローラと、前記接触確認コントローラに接続され、前記接触確認コントローラから出力された前記検知信号が入力されたときに前記ギャップ長が零であることを表示する表示器を有し、前記電極棒の変位を測定する変位センサと、前記接触確認コントローラに接続され、前記接触確認コントローラから出力された前記検知信号が入力されたときに前記ギャップ長が零であることを作業者に報知するための報知器と、を備えるギャップ長調整装置である。
【００１０】
前記表示器がデジタル式であると良い。
【００１１】
前記金属テープ及び前記電極棒と前記接触確認コントローラとの間に切り替え手段を介して溶接コントローラが設けられ、前記溶接コントローラによって溶接条件が制御されると良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、零点位置の決定やギャップ長の調整を作業者毎にバラツキなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るギャップ長調整装置を示す概略図である。
【図２】図１のギャップ長調整装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】図１のギャップ長調整装置の動作の各ステップにおける電極棒の位置を示す図である。
【図４】従来の造管装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１５】
図１は、本発明の好適な実施の形態に係るギャップ長調整装置を示す概略図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態に係るギャップ長調整装置１０は、金属テープ１１を管状に加工するための成形工具１２と、管状に加工された金属テープ１１の両側突き合わせ箇所１３を溶接するための電極棒１４と、を備え、造管溶接時に金属テープ１１の両側突き合わせ箇所１３と電極棒１４とのギャップ長を調整するためのものであり、金属テープ１１と電極棒１４とに電圧を印加し、金属テープ１１と電極棒１４との接触に伴う電気的接続を検知すると共にその検知に基づいて検知信号（ワンショット信号）を出力する接触確認コントローラ１５と、接触確認コントローラ１５に接続され、接触確認コントローラ１５から出力された検知信号が入力されたときにギャップ長が零であることを表示する表示器１６を有し、電極棒１４の変位を測定する変位センサ１７と、接触確認コントローラ１５に接続され、接触確認コントローラ１５から出力された検知信号が入力されたときにギャップ長が零であることを作業者に報知するための報知器１８と、を備えることを特徴とする。本装置は、ＴＩＧ溶接を対象としている。
【００１７】
成形工具１２は、その側面が半円弧状に形成されており、この成形工具１２の側面で金属テープ１１を挟み込むようにして金属テープ１１を管状に加工するものである。
【００１８】
電極棒１４は、金属テープ１１との間でアークを発生させるためのものであり、融点の高いタングステンからなる非消耗電極である。この電極棒１４は、Ｙステージ１９にて上下にスライド可能な溶接トーチ２０に設けられる。
【００１９】
また、金属テープ１１及び電極棒１４と接触確認コントローラ１５との間に切り替え手段を介して溶接コントローラ２１が設けられ、溶接コントローラ２１によって溶接条件が制御される。
【００２０】
接触確認コントローラ１５は、ギャップ長調整時に、金属テープ１１と成形工具１２と電極棒１４と溶接コントローラ２１とで構成される溶接回路２２に接続される。溶接回路２２への接続は、切り替え手段としての、接触確認コントローラ１５のコネクタ２３と、溶接コントローラ２１のコネクタ２４とを接続することで行われる。
【００２１】
変位センサ１７は、零点に基づいて電極棒１４の変位を測定し、その変位の測定結果を表示器１６に表示するものである。なお、表示器１６としてはデジタル式のものが好ましい。この変位センサ１７は、溶接トーチ２０と同じ動きをするセンサドグ２５の変位を測定することで、電極棒１４の変位を測定する。
【００２２】
また、報知器１８は、接触確認コントローラ１５に接続されたブザーや表示灯等からなる。
【００２３】
次に、ギャップ長調整装置１０の動作を図２のフローチャートにしたがって説明する。
【００２４】
造管停止時や規定数量溶接後に電極棒１４を交換すると、電極棒１４と溶接トーチ２０にズレが生じ零点がズレるため、零点出しが必要となる。
【００２５】
電極棒１４の交換を完了したら（Ｓ１）、接触確認コントローラ１５のコネクタ２３と溶接コントローラ２１のコネクタ２４とを接続し、導体である成形工具１２と電極棒１４に低電圧を印加する（Ｓ２）。
【００２６】
その後、Ｙステージ１９を手動操作し、電極棒１４を下降させる（Ｓ３）。そして、管状に加工された金属テープ１１と電極棒１４とが接触することで、導体である成形工具１２、金属テープ１１、電極棒１４、接触確認コントローラ１５の電気回路が形成され、そのときの印加電圧の変化により、接触確認コントローラ１５が金属テープ１１と電極棒１４との接触に伴う電気的接続を検知する（Ｓ４）。この検知がなされるまで、Ｓ３，Ｓ４が繰り返される。
【００２７】
接触確認コントローラ１５は、金属テープ１１と電極棒１４との接触に伴う電気的接続を検知すると、その検知に基づいて検知信号を出力し、検知信号が入力された変位センサ１７の表示器１６はギャップ長が零であることを表示し、報知器１８は作業者に報知する（Ｓ５）。
【００２８】
その後、作業者は、表示器１６の零表示又は報知器１８の報知により、零点出しの完了を確認し（Ｓ６）、表示器１６の表示を確認しながら、Ｙステージ１９の手動操作により電極棒１４を設定位置まで上昇させ、任意のギャップ長に調整する（Ｓ７）。なお、作業者は、Ｓ６のときに、更に電極棒１４を下降させ、表示器１６の表示がマイナス表示になることを確認するようにしても良い。また、マイナス表示中は報知器１８で報知すると良い。
【００２９】
最後に、接触確認コントローラ１５のコネクタ２３を溶接コントローラ２１のコネクタ２４から取り外し（Ｓ８）、溶接を開始する（Ｓ９）。
【００３０】
これら各ステップにおける電極棒１４の位置を図３と表１に示す。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
図３（ａ）はＳ１〜Ｓ３における電極棒１４の位置を、図３（ｂ）はＳ４〜Ｓ６における電極棒１４の位置を、図３（ｃ）はＳ６のときにマイナス表示になることを確認する場合における電極棒１４の位置を、図３（ｄ）はＳ７における電極棒１４の位置を示す。なお、図及び表中Ａ〜Ｃは零点からのギャップ長を示す。
【００３３】
このようなギャップ長調整装置１０によれば、金属テープ１１と電極棒１４との接触に伴う電気的接続を検知して零点出しを行うため、ギャップ長を設定値の±２０μｍ以下に抑えることが可能となり、また、作業者の感覚ではなく、デジタルの計測値でギャップ長の設定が可能となり、零点位置の決定やギャップ長の調整を作業者毎にバラツキなく行うことができる。その結果、溶接品質のバラツキを低減することができる。
【００３４】
また、隙間ゲージによるギャップ長の確認作業が不要となり、溶接箇所への異物付着や損傷の原因を排除することができる。
【００３５】
なお、本実施の形態においては、Ｓ３において手動操作にて電極棒１４を下降させたが、モータによって電極棒１４を下降させるようにしても良い。この場合、接触確認コントローラ１５からの検知信号をモータに入力し、これを受けたモータが駆動を停止し、自動的に零点出しが行えるように構成しても良い。また更に零点出しの後、モータを逆回転させてギャップ長の調整まで自動化することもできる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ギャップ長調整装置
１１  金属テープ
１２  成形工具
１３  両側突き合わせ箇所
１４  電極棒
１５  接触確認コントローラ
１６  表示器
１７  変位センサ
１８  報知器
１９  Ｙステージ
２０  溶接トーチ
２１  溶接コントローラ
２２  溶接回路
２３  コネクタ
２４  コネクタ
２５  センサドグ
【図１】
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【図２】
2013013915.tif 000005
【図３】
2013013915.tif 000006
【図４】
2013013915.tif 000007