(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＮＣ装置により溶接トーチの位置、移動速度等を制御され、溶接トーチの先端から突出した溶接ワイヤーと被溶接体との間にアークを発生させて溶接ワイヤーを溶融させることにより被溶接体の溶接を行う自動溶接機であって、溶接トーチを駆動する溶接ヘッドを、被溶接体に取り付けて溶接を行うものにおいて、溶接トーチの位置決めを行う駆動モータが、その筐体と内部の電気回路とが絶縁された方式のものであることを特徴とする自動溶接機。
【請求項２】
前記駆動モータがパルスモータであることを特徴とする請求項１に記載の自動溶接機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動溶接機に関するものであり、特に、パイプの円周方向のシーム部を裏当金なしで溶接する溶接機のように、ＮＣ装置により溶接トーチの位置、移動速度等を制御され、溶接トーチの先端から突出した溶接ワイヤーと被溶接体との間にアークを発生させて溶接ワイヤーを溶融させることにより被溶接体の溶接を行う方式の自動溶接機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パイプの円周方向のシームを自動で溶接する溶接機の構成の例を図２に示す。図２において、パーソナルコンピュータ２１は、自動溶接のためのＣＡＤデータを作成するためのものであり、作成されたデータはフレキシブルディスク２１ａに記録される。制御装置（ＮＣ装置）２２は、自動溶接の実質的な制御（電源及び溶接トーチ位置等の制御）を行うためのものであり、フレキシブルディスク２１ａからＣＡＤデータを読み込む。そして、制御装置２２は、この読み込んだデータを用いて実際の溶接条件を設定し、設定された条件に対応して、ロジックテーブルに予め記録されたデータにより各種溶接パラメータを設定する。
【０００３】
さらに、この制御装置２２では、設定された溶接パラメータを実際の溶接の制御に用いるＮＣ言語に変換し、変換した言語を制御データとして制御テーブルの形で内部のメモリに記録する。そのメモリに記録された制御データを用いて、電源装置２３、及び溶接ヘッド２４を駆動制御すると共に、パルス電圧波形及びパルス電流波形の計測・解析値を用いてアーク倣い関連補正を行う構成となっている。なお、制御装置２２の主な制御項目は、溶接ヘッド２４の溶接の電圧、電流、及び溶接ヘッド２４に搭載された溶接トーチ２７の、パイプ開先３０に対するウィービング、溶接ヘッド２４の移動速度等である。
【０００４】
溶接ヘッド２４は、電源装置２３と送電ケーブル２８で接続され、パイプ外周に巻き付けられたガイドレール２９上に、円周方向に移動可能に装着される。溶接ヘッド２４には、溶接トーチ２７に対して溶接ワイヤを供給するワイヤ供給部２６が搭載されている。
【０００５】
図３に、制御装置２２、電源装置２３、溶接ヘッド２４、パイプ２５間の電気的な接続関係を示す。図から分かるように、電源装置２３からは、送電ケーブル２８を介して、溶接ヘッド２４のワイヤ３１とパイプ２５との間にパルス溶接電圧が印加されるようになっている。これにより、ワイヤ３１とパイプ２５表面との間にアークが発生する。ワイヤ３１は一定速度で送られ、アークにより溶かされて溶着金属となり、パイプ開先３０内で固まり、母材を構成する。
【０００６】
図４に、溶接ヘッド２４の詳細図を示す。溶接ヘッド２４は、パイプ外周上の位置（時分で示す）Ｘ軸、溶接トーチ２７のウィービングの開先部幅方向（パイプ軸方向）Ｙ軸、及び溶接高さ方向（パイプ半径方向）Ｚ軸、及び溶接トーチ旋回軸の各軸についてサーボ機構を備え、これら４軸は制御装置２２により制御されている。ウィービングは２次元ウィービングである。即ち、溶接溶接トーチ２７を溶接進行方向（Ｘ軸）に対して直交するＹ軸方向及びＺ軸方向に、開先部に沿って移動させている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような、自動溶接機においては、溶接ヘッド２４は、図５に示すように、溶接トーチのＸ軸方向位置、Ｙ軸方向位置、Ｚ軸方向位置、及び旋回軸位置を決定するために、各々についてサーボモータ３３とパルスジェネレータ３４を有しており、制御装置２２に内蔵されたサーボアンプ３２によって位置決めがなされている。そして、これらのサーボモータ３３の筐体は、ガイドレール２９と被溶接体である鋼管等の導電物を通して接地電位に落とされている。そして、これらのサーボモータ３３においては、駆動中に発生するリーク電流を全て制御装置２２側に返さず、一部をこの接地回路を通して大地に放電させるようになっている。
【０００８】
ところが、被溶接物の中には、プラスチックライニングパイプのように、表面が絶縁物で覆われたものがある。このような被溶接物にガイドレール２９を設置して溶接ヘッドを取り付けた場合、被溶接物表面の絶縁物のためにサーボモータ３３筐体の接地がとれなくなる。よって、サーボモータ３３内で発生したリーク電流は、全てサーボアンプ３２側に流れ、この電流によりサーボアンプ３２を破損させることがある。
【０００９】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、溶接ヘッドを絶縁物の上に取り付けた場合でも、電気回路に悪影響を及ぼさない自動溶接機を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、ＮＣ装置により溶接トーチの位置、移動速度等を制御され、溶接トーチの先端から突出した溶接ワイヤーと被溶接体との間にアークを発生させて溶接ワイヤーを溶融させることにより被溶接体の溶接を行う自動溶接機であって、溶接トーチを駆動する溶接ヘッドを、被溶接体に取り付けて溶接を行うものにおいて、溶接トーチの位置決めを行う駆動モータが、その筐体と内部の電気回路とが絶縁された方式のものであることを特徴とする自動溶接機（請求項１）である。
【００１１】
本手段における駆動モータは、筐体が内部の電気回路から絶縁されており、内部回路のリーク電流を筐体を通してアースに流すような設計となっていない。よって、溶接ヘッドを絶縁物を介して被溶接物に取り付けるような場合でも、駆動モータの筐体の接地がとれなくなることによるトラブルが発生しない。
【００１２】
前記課題を解決する第２の手段は、前記第１の手段であって、駆動モータがパルスモータであることを特徴とするもの（請求項２）である。パルスモータでは、外部の筐体と電気回路を完全に絶縁することが容易であると共に、フィードバック系を必要としないので、パルスジェネレータやタコジェネレータが不要となるという利点がある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図１を用いて説明する。図１において、１はＮＣ装置(制御装置)、２はパルスモータ駆動回路、３は溶接ヘッド、４は溶接トーチ位置を決定するパルスモータである。ＮＣ装置１内のパルスモータ駆動回路２は、ＮＣ装置が決定した溶接トーチ位置に溶接トーチがくるように、溶接ヘッド３に設けられたパルスモータ４に指令パルスを出して駆動する。図５と図１を比べると分かるように、パルスモータ４の筐体はアースから絶縁され、電気回路全体の接地は、ＮＣ装置１のパルスモータ駆動回路２側でのみとられている。よって、プラスチックライニング鋼管を溶接するときのように、溶接ヘッド３を絶縁物を介して被溶接物に取り付けることによって、パルスモータ４の筐体の接地がとれなくなっても、もともと、筐体を非接地で使用することを前提とした回路設計がなされているので、電気回路に悪影響を及ぼすことがない。
【００１４】
また、本実施の形態においては、溶接トーチの位置決めを行う駆動モータにパルスモータを使用しているので、パルスジェネレータやタコジェネレータ等のフィードバック装置が不要となる。なお、駆動モータは、パルスモータに限られるものではなく、筐体が内部の電気回路から絶縁されている形式のものであれば、サーボモータでもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１に係るものにおいては、溶接トーチの位置決めを行う駆動モータとして、その筐体と内部の電気回路とが絶縁された方式のものを使用しているので、溶接ヘッドを絶縁物を介して被溶接物に取り付けるような場合でも、駆動モータの筐体の接地がとれなくなることによるトラブルが発生しない。
【００１６】
請求項２に係る発明においては、駆動モータとしてパルスモータを使用しているので、外部の筐体と電気回路を完全に絶縁することが容易であると共に、パルスジェネレータやタコジェネレータが不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の例を示すブロック図である。
【図２】パイプの円周方向のシームを自動で溶接する溶接機の構成の例を示す図である。
【図３】自動溶接機を構成する各装置の電気的な接続関係を示す図である。
【図４】自動溶接機の溶接ヘッドの詳細を示す図である。
【図５】従来の自動溶接機における溶接ヘッド駆動モータの制御回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…ＮＣ装置(制御装置)
２…パルスモータ駆動回路
３…溶接ヘッド
４…パルスモータ
【図１】
0003817076.tif 000002
【図２】
0003817076.tif 000003
【図３】
0003817076.tif 000004
【図４】
0003817076.tif 000005
【図５】
0003817076.tif 000006