(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接トーチを搭載した溶接ヘッドを備え、パイプの円周を自動的に溶接するパイプ円周自動溶接装置であって；
溶接ヘッドを搭載して所定方向へ移動させる移動機構と、
移動機構を搭載してパイプを把持する把持機構と、を備え、
上記移動機構が、パイプの円周方向（Ｘ方向）に延びる溶接線に沿って溶接ヘッドを移動させる機構（Ｘ駆動機構）と、  溶接線に交差する面内の２方向（Ｙ方向、Ｚ方向）のうち、Ｚ方向にＸ駆動機構を移動させる機構（Ｚ駆動機構）と、Ｙ方向にＺ駆動機構を移動させる機構（Ｙ駆動機構）とを備えていることを特徴とするパイプ円周自動溶接装置。
【請求項２】
上記Ｘ駆動機構が、円弧状に形成されており、溶接ヘッドが固定されてＸ方向に回転する駆動部（Ｘ駆動部）と、  Ｘ駆動部へ駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｘ駆動力伝達部）と、  その駆動力を発生するモータ（Ｘモータ）とを備えていることを特徴とする請求項１記載のパイプ円周自動溶接装置。
【請求項３】
上記Ｚ駆動機構が、Ｘ駆動機構が固定されているプレートをＺ方向に移動させる駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｚ駆動力伝達部）と、  その駆動力を発生するモータ（Ｚモータ）とを備えていることを特徴とする請求項１記載のパイプ円周自動溶接装置。
【請求項４】
上記Ｙ駆動機構が、Ｚ駆動機構が固定されているプレートをＹ方向に移動させる駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｙ駆動力伝達部）と、  その駆動力を発生するモータ（Ｙモータ）とを備えていることを特徴とする請求項１記載のパイプ円周自動溶接装置。
【請求項５】
上記把持機構が、パイプの外周を両側方向（Ｋ方向）から挟み込んで掴む駆動部（Ｋ駆動部）と、  Ｋ駆動部へ駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｋ駆動力伝達部）と、  Ｋ駆動部への駆動力を発生するモータ（Ｋモータ）とを備えていることを特徴とする請求項１記載のパイプ円周自動溶接装置。
【請求項６】
溶接トーチを搭載した溶接ヘッドと、
パイプの円周方向（Ｘ方向）に延びる溶接線に沿って溶接ヘッドを移動させる機構（Ｘ駆動機構）と、  溶接線に交差する面内の２方向（Ｙ方向、Ｚ方向）のうち、Ｚ方向にＸ駆動機構を移動させる機構（Ｚ駆動機構）と、  Ｙ方向にＺ駆動機構を移動させる機構（Ｙ駆動機構）と、を具備した移動機構と、
移動機構を搭載してパイプを把持する把持機構と、を備え、
パイプの円周を自動的に溶接するパイプ円周自動溶接装置であって；
上記Ｘ駆動機構が、円弧状に形成されており、溶接ヘッドが固定されてＸ方向に回転する駆動部（Ｘ駆動部）と、  Ｘ駆動部へ駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｘ駆動力伝達部）と、  その駆動力を発生するモータ（Ｘモータ）とを備え、
上記Ｚ駆動機構が、Ｘ駆動機構が固定されているプレートをＺ方向に移動させる駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｚ駆動力伝達部）と、  その駆動力を発生するモータ（Ｚモータ）とを備え、
上記Ｙ駆動機構が、Ｚ駆動機構が固定されているプレートをＹ方向に移動させる駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｙ駆動力伝達部）と、  その駆動力を発生するモータ（Ｙモータ）とを備え、
上記把持機構が、パイプの外周を両側方向（Ｋ方向）から挟み込んで掴む駆動部（Ｋ駆動部）と、  Ｋ駆動部へ駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｋ駆動力伝達部）と、  Ｋ駆動部への駆動力を発生するモータ（Ｋモータ）とを備えていることを特徴とするパイプ円周自動溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスや石油のパイプライン敷設工事等においてパイプを付き合わせ溶接するためのパイプ円周自動溶接装置に関する。特には、小径のパイプを自動的に付き合わせ溶接することができるパイプ円周自動溶接装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特公平７−１２５４２号公報には、いわゆるスピンアーク溶接と呼ばれるパイプ円周自動溶接装置が開示されている。
図６は、特公平７−１２５４２号のパイプ円周自動溶接装置の概略を示す斜視図である。図において、１２０は突き合わされたパイプ１１０に装着された円周ガイドレール、１２１は円周ガイドレール１２０に設置された自動溶接機で、この実施例では２台の自動溶接機１２１が設置されている。
【０００３】
自動溶接機１２１はパイプ１１０の外周面上を円周ガイドレール１２０に案内されて走行する走行装置１２２と、走行装置１２２上に設けられた開先幅方向にスライド自在なスライドＹ軸１２３と、スライドＹ軸１２３に連結され、トーチ高さ方向にスライド自在なスライドＺ軸１２４と、スライドＺ軸１２４にパイプ周方向に揺動自在に取り付けられたトーチ支持体１２５と、トーチ支持体１２５に回転自在に支持された溶接トーチ１２６と、走行装置１２２上に設けられたワイヤー送給装置１２７とから大別構成されている。
【０００４】
各部の構成において、円周ガイドレール１２０は内面に間隔保持部材２０１を有し、外面に外歯２０２を有して形成されている。また、自動溶接機１２１の走行装置１２２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１２０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１２０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Ｘ軸エンコーダ２２５付きＸ軸モータ２２４とから構成されている。
【０００５】
２３１はスライドＹ軸１２３を開先幅方向に駆動するＹ方向駆動機構で、２４１はスライドＺ軸１２４をトーチ高さ方向に駆動するＺ方向駆動機構で、２５１は溶接トーチ１２６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。
ワイヤー送給装置１２７はワイヤー送給機構２７１を駆動するワイヤー送給モータ２７２とワイヤーリール２７４で構成されている。１３０は溶接ワイヤー１３１を内蔵したコンジットケーブル、１２９は走行台車１２２に設けられた走行位置検出器である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特公平７−１２５４２号のパイプ円周自動溶接装置は、パイプ径が数十mm〜数千mmという大径のパイプ同士を付き合わせ溶接する装置としては適している。ところが、このパイプ円周自動溶接装置は、構造上大掛かりなものとなるため、パイプ径が数mm程度という小径のパイプ同士を付き合わせ溶接する装置としては不向きである。従来は、このような要請に十分に応えられるパイプ円周自動溶接装置は存在していなかった。
【０００７】
本発明は、このような課題に対応するためになされたもので、小径のパイプを自動的に付き合わせ溶接することができるパイプ円周自動溶接装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のパイプ円周自動溶接装置は、溶接トーチを搭載した溶接ヘッドを備え、パイプの円周を自動的に溶接するパイプ円周自動溶接装置であって；溶接ヘッドを搭載して所定方向へ移動させる移動機構と、移動機構を搭載してパイプを把持する把持機構と、を備えている。このような構造により、把持機構がパイプを把持し、その状態で移動機構が溶接ヘッドをパイプの円周方向へ移動させる。このように構造が簡易であるので、例えパイプ径が小さくても、そのパイプの円周を自動的に溶接することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のパイプ円周自動溶接装置においては、上記移動機構が、パイプの円周方向（Ｘ方向）に延びる溶接線に沿って溶接ヘッドを移動させる機構（Ｘ駆動機構）と、溶接線に交差する面内の２方向（Ｙ方向、Ｚ方向）のうち、Ｚ方向にＸ駆動機構を移動させる機構（Ｚ駆動機構）と、Ｙ方向にＺ駆動機構を移動させる機構（Ｙ駆動機構）とを備えている。このように、Ｚ駆動機構とＹ駆動機構を具備することによって、溶接位置が多少ずれていても、容易に位置調整して位置決めすることができる。
【００１０】
また、本発明のパイプ円周自動溶接装置においては、上記Ｘ駆動機構が、円弧状に形成されており、溶接ヘッドが固定されてＸ方向に回転する駆動部（Ｘ駆動部）と、  Ｘ駆動部へ駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｘ駆動力伝達部）と、
その駆動力を発生するモータ（Ｘモータ）とを備えていることが好ましい。このように、溶接ヘッドが固定されているＸ駆動部が、円弧状に形成されているので、その切り欠き部分からパイプを出し入れすることができ、溶接作業効率を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明のパイプ円周自動溶接装置においては、上記Ｚ駆動機構が、Ｘ駆動機構が固定されているプレートをＺ方向に移動させる駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｚ駆動力伝達部）と、  その駆動力を発生するモータ（Ｚモータ）とを備えていることが好ましい。このようなＺ駆動力伝達部とＺモータを個別に備えることにより、単独制御可能となるので、Ｚ方向の位置決め精度を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明のパイプ円周自動溶接装置においては、上記Ｙ駆動機構が、Ｚ駆動機構が固定されているプレートをＹ方向に移動させる駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｙ駆動力伝達部）と、  その駆動力を発生するモータ（Ｙモータ）とを備えていることが好ましい。このようなＹ駆動力伝達部とＹモータを個別に備えることにより、単独制御可能となるので、Ｙ方向の位置決め精度を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明のパイプ円周自動溶接装置においては、上記把持機構が、パイプの外周を両側方向（Ｋ方向）から挟み込んで掴む駆動部（Ｋ駆動部）と、  Ｋ駆動部へ駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｋ駆動力伝達部）と、  Ｋ駆動部への駆動力を発生するモータ（Ｋモータ）とを備えていることが好ましい。このように、Ｋ駆動部が、パイプの外周を両側から挟み込んで掴むことにより、パイプ円周自動溶接装置全体を支えることができるので、パイプが小径であっても対応することができ、溶接を確実に行うことができる。
【００１４】
本発明のパイプ円周自動溶接装置は、  溶接トーチを搭載した溶接ヘッドと、パイプの円周方向（Ｘ方向）に延びる溶接線に沿って溶接ヘッドを移動させる機構（Ｘ駆動機構）と、  溶接線に交差する面内の２方向（Ｙ方向、Ｚ方向）のうち、Ｚ方向にＸ駆動機構を移動させる機構（Ｚ駆動機構）と、  Ｙ方向にＺ駆動機構を移動させる機構（Ｙ駆動機構）と、を具備した移動機構と、  移動機構を搭載してパイプを把持する把持機構と、を備え、  パイプの円周を自動的に溶接するパイプ円周自動溶接装置であって；  上記Ｘ駆動機構が、円弧状に形成されており、溶接ヘッドが固定されてＸ方向に回転する駆動部（Ｘ駆動部）と、
Ｘ駆動部へ駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｘ駆動力伝達部）と、  その駆動力を発生するモータ（Ｘモータ）とを備え、  上記Ｚ駆動機構が、Ｘ駆動機構が固定されているプレートをＺ方向に移動させる駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｚ駆動力伝達部）と、  その駆動力を発生するモータ（Ｚモータ）とを備え、  上記Ｙ駆動機構が、Ｚ駆動機構が固定されているプレートをＹ方向に移動させる駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｙ駆動力伝達部）と、  その駆動力を発生するモータ（Ｙモータ）とを備え、  上記把持機構が、パイプの外周を両側方向（Ｋ方向）から挟み込んで掴む駆動部（Ｋ駆動部）と、  Ｋ駆動部へ駆動力を伝達する駆動力伝達部（Ｋ駆動力伝達部）と、  Ｋ駆動部への駆動力を発生するモータ（Ｋモータ）とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
このような構成により構造が簡易となるので、例えパイプ径が小さくても、そのパイプの円周を自動的に溶接することができる。また、溶接ヘッドが固定されているＸ駆動部が、円弧状に形成されているので、その切り欠き部分からパイプを出し入れすることができ、溶接作業効率を向上させることができる。また、Ｚ駆動力伝達部とＺモータ及びＹ駆動力伝達部とＹモータを個別に備えているので、それぞれ単独制御可能となり、溶接位置が多少ずれていても、容易に位置調整してＺ方向の位置決め精度及びＹ方向の位置決め精度を向上させることができる。また、Ｋ駆動部が、パイプの外周を両側から挟み込んで掴むことにより、パイプ円周自動溶接装置全体を支えることができるので、パイプが小径であっても対応することができ、溶接を確実に行うことができる。
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明の１実施例に係るパイプ円周自動溶接装置を説明する。
図１は、本発明の１実施例に係るパイプ円周自動溶接装置の構成を示す一部断面平面図である。
図２は、本発明の１実施例に係るパイプ円周自動溶接装置の構成を示す一部断面側面図である。
【００１７】
このパイプ円周自動溶接装置１Ａは、溶接ヘッド１が溶接開先Ｗにおいて付き合わせられた２本の小径のパイプＰ１、Ｐ２を円周付き合わせ溶接する装置である。パイプＰ１は既にパイプラインの末端に敷設されている既設パイプであり、パイプＰ２はその先につなぐ継ぎパイプである。このパイプ円周自動溶接装置１Ａは、パイプ把持機構２が既設パイプＰ１の外周を両側方向（Ｋ方向ともいう）から挟み込んで掴み、溶接ヘッド１がパイプ円周方向（Ｘ方向ともいう）に走行しながら、溶接トーチ１１から溶接ワイヤ１３を繰り出して溶接開先Ｗを全周溶接する。
【００１８】
溶接ヘッド１は、移動機構３を介してパイプ把持機構２に取り付けられている。移動機構３は、パイプ円周方向（Ｘ方向）に移動自在なＸ駆動機構４と、パイプ円周接線方向（ここではｘ方向という）に移動自在なｘ駆動機構５と、パイプ径方向（Ｚ方向ともいう）に移動自在なＺ駆動機構６と、パイプ長手方向（Ｙ方向ともいう）に移動自在なＹ駆動機構７で構成されている。
【００１９】
先ず、Ｘ駆動機構４の詳細構造を図１及び図３の側面図、図４の平面図を参照して説明する。このＸ駆動機構４は、Ｘ駆動部４１、Ｘ駆動力伝達部４２及びＸギアモーター４３で大略構成されている。
Ｘ駆動部４１は、円周方向に１／３程度欠けたＸスライダーリング４１ａ、ガイドリング４１ｂ及び支持リング４１ｃを備えている。Ｘスライダーリング４１ａの外周面には、歯が形成されている。Ｘスライダーリング４１ａの一端面には、溶接ヘッド１を支持するヘッドフレーム１２が固定され、他端面の凹部には、ガイドリング４１ｂの凸部が嵌め込まれている。
【００２０】
Ｘスライダーリング４１ａとガイドリング４１ｂの内周面には、支持リング４１ｃが嵌め込まれている。そして、ガイドリング４１ｂと支持リング４１ｃは、本体フレーム４４にネジ固定されている。このＸ駆動部４１の中心軸方向にパイプＰ１、Ｐ２が配置される。
これにより、Ｘスライダーリング４１ａは、ガイドリング４１ｂの凸部にガイドされながら、支持リング４１ｃの外周面に沿って回転可能となる。
【００２１】
Ｘ駆動力伝達部４２は、１つのギア４２ａと６つのローラ４２ｂ〜４２ｇ及びタイミングベルト４２ｈと、ヘリカルギア４２ｉを備えている。ギア４２ａの軸４２ａａは、Ｘスライダーリング４１ａの回転軸と平行であって、所定距離離して本体フレーム４４にベアリング４２ａｂを介して貫通固定されている。そして、軸４２ａａの一方の側、即ちＸスライダーリング４１ａ側には、フラットギア４２ａｃが固定され、他方の側には、ヘリカルギア４２ａｄが固定されている。このフラットギア４２ａｃの歯及びＸスライダーリング４１ａの外周面に形成された歯は、タイミングベルト４２ｈにかみ合うように形成されている。
【００２２】
６つのローラ４２ｂ〜４２ｇの各軸４２ｂａ〜４２ｇａは、フラットギア４２ａｃの軸４２ａａと平行であって、Ｘスライダーリング４１ａの回転中心とフラットギア４２ａｃの回転中心を結ぶ線で線対称形となるように本体フレーム４４に固定されている。即ち、２つのローラ４２ｂ、４２ｃは、Ｘスライダーリング４１ａの径方向の両外周面にタイミングベルト４２ｈを介して接するように配置されている。２つのローラ４２ｄ、４２ｅは、ローラ４２ｂ、４２ｃより下方にＸスライダーリング４１ａから所定距離あけて配置されている。２つのローラ４２ｆ、４２ｇは、ローラ４２ｄ、４２ｅより下方にフラットギア４２ａｃから所定距離あけて配置されている。
【００２３】
そして、タイミングベルト４２ｈは、ループ状に形成されており、フラットギア４２ａｃからローラ４２ｄ、４２ｅを介してローラ４２ｂ、４２ｃとＸスライダーリング４１ａの間を通り、ローラ４２ｆ、４２ｇに掛かるように架けわたされている。尚、ローラ４２ｅは、若干移動可能に構成されており、タイミングベルト４２ｈの緩みを防止できるようになっている。Ｘギアモーター４３は、フレーム４６にネジ固定されている。このフレーム４６は、Ｘギアモーター４３の回転軸４３ａに嵌め込まれているヘリカルギア４２ｉがヘリカルギア４２ａｄと噛み合うように、アタッチノブ付ネジ４５により本体フレーム４４に着脱可能に固定されている。
【００２４】
以上により、Ｘギアモーター４３を駆動すると、その回転力はヘリカルギア４２ｉからヘリカルギア４２ａｄを介してフラットギア４２ａｃへ伝達され、タイミングベルト４２ｈが繰り出される。そして、Ｘスライダーリング４１ａは、ローラ４２ｂ、４２ｃに押しつけられているタイミングベルト４２ｈの繰り出しにより回転するので、Ｘスライダーリング４１ａに固定されたヘッドフレーム１２を介して溶接ヘッド１をＸ方向へ移動させることが可能となる。
【００２５】
次に、ｘ駆動機構５の詳細構造を図１を参照して説明する。このｘ駆動機構５は、ｘ駆動部５１、ｘ駆動力伝達部５２及びｘギアモーター５３で大略構成されている。
ｘ駆動部５１は、ｘスライダ５１ａ及びガイド５１ｂを備えている。ｘスライダ５１ａは、リニアベアリングであり、長手方向がｘ方向となるようにフレーム４６に固定されている。ガイド５１ｂは、棒状に形成され、ｘスライダ５１ａに形成されている溝５１ａａ内に嵌め込まれている。
これにより、ｘスライダ５１ａは、ガイド５１ｂに沿ってｘ方向に移動させることが可能となる。
【００２６】
ｘ駆動力伝達部５２は、ラック５２ａ及びピニオンギア５２ｂを備えている。ラック５２ａは、長手方向がｘ方向となるようにフレーム４６に固定されている。ｘギアモーター５３は、フレーム４７にネジ固定されている。このフレーム４７は、ｘギアモーター５３の回転軸５３ａに嵌め込まれているピニオンギア５２ｂがラック５２ａと噛み合うように、フレーム４８にネジ固定されている。尚、フレーム４７には、ガイド５１ｂが固定されている。
以上により、ｘギアモーター５３を駆動すると、その回転力はピニオンギア５２ｂを介してラック５２ａへ伝達される。そして、ｘスライダ５１ａが、ガイド５１ｂに沿って移動するので、Ｘ駆動機構４とともに溶接ヘッド１をｘ方向へ移動させることが可能となる。
【００２７】
次に、Ｚ駆動機構６の詳細構造を図１を参照して説明する。このＺ駆動機構６は、Ｚ駆動力伝達部６１及びＺギアモーター６２で大略構成されている。
Ｚ駆動力伝達部６１は、ボールネジ６１ａ及びボールスクリュー６１ｂを備えている。ボールネジ６１ａは、軸がＺ方向となるようにフレーム４８に固定されている。Ｚギアモーター６２は、フレーム４９にネジ固定されている。このフレーム４９は、Ｚギアモーター６２の回転軸６２ａに嵌め込まれているボールスクリュー６１ｂがボールネジ６１ａと噛み合うようにフレーム５０にネジ固定されている。
以上により、Ｚギアモーター６２を駆動すると、その回転力はボールスクリュー６１ｂを介してボールネジ６１ａへ伝達される。そして、フレーム４８が移動するので、溶接ヘッド１をＺ方向へ移動させることが可能となる。
【００２８】
次に、Ｙ駆動機構７の詳細構造を図１及び図５の側面図を参照して説明する。このＹ駆動機構７は、Ｙ駆動部７１、Ｙ駆動力伝達部７２及びＹギアモーター７３で大略構成されている。
Ｙ駆動部７１は、Ｙスライダ７１ａ及びガイド７１ｂを備えている。Ｙスライダ７１ａは、リニアベアリングであり、長手方向がＹ方向となるようにパイプ把持機構２に固定されている。ガイド７１ｂは、棒状に形成され、Ｙスライダ７１ａに形成されている溝７１ａａ内に嵌め込まれている。これにより、Ｙスライダ７１ａは、ガイド７１ｂに沿ってＹ方向に移動させることが可能となる。
【００２９】
Ｙ駆動力伝達部７２は、ラック７２ａ及びピニオンギア７２ｂを備えている。ラック７２ａは、長手方向がＹ方向となるようにフレーム２０に固定されている。Ｙギアモーター７３は、フレーム５０にネジ固定されている。このフレーム５０は、Ｙギアモーター７３の回転軸７３ａに嵌め込まれているピニオンギア７２ｂがラック７２ａと噛み合うように、フレーム４９にネジ固定されている。
以上により、Ｙギアモーター７３を駆動すると、その回転力はピニオンギア７２ｂを介してラック７２ａへ伝達される。そして、フレーム５０が移動するので、溶接ヘッド１をＹ方向へ移動させることが可能となる。
【００３０】
次に、パイプ把持機構２の詳細構造を図１及び図５の側面図を参照して説明する。このパイプ把持機構２は、Ｋ駆動部２１、Ｋ駆動力伝達部２２及びＫギアモーター２３で大略構成されている。
Ｋ駆動部２１は、２つのガイド２１ａ、２つのＫスライダ２１ｂ及び略Ｌ字状に形成された２つの把持部２１ｃを備えている。各ガイド２１ａは、棒状に形成され、長手方向がＫ方向で相互に平行となるようにフレーム２０に固定されている。各Ｋスライダ２１ｂは、リニアベアリングであり、各溝２１ｂａが各ガイド２１ａに嵌め込まれている。
【００３１】
各把持部２１ｃは、一端内側にＶ溝２１ｃａが設けられているゴム等の弾性部材２１ｃｂが固定されている。そして、各弾性部材２１ｃｂが対向するように、各把持部２１ｃの他端が各Ｋスライダ２１ｂに固定されている。
これにより、各Ｋスライダ２１ｂは、各ガイド２１ａに沿ってＫ方向に移動可能となるので、各把持部２１ｃをＹ方向へ移動させることが可能となる。
【００３２】
Ｋ駆動力伝達部２２は、２つのラック２２ａとピニオンギア２２ｂ、フラットギア２２ｃとウォームギア２２ｄ及び２つのフラットギア２２ｅ、２２ｆとタイミングベルト２２ｇを備えている。各ラック２２ａは、長手方向がＫ方向となるように各Ｋスライダ２１ｂに固定されている。ピニオンギア２２ｂは、各ラック２２ａに噛み合うようにＫ駆動部２１の略中央部に配置されている。そして、ピニオンギア２２ｂの軸２２ｂａは、ベアリング２２ｂｂを介してフレーム２０に固定されている。フラットギア２２ｃは、ピニオンギア２２ｂの軸２２ｂａの一端に固定されている。ウォームギア２２ｄは、フラットギア２２ｃに噛み合うように配置されている。そして、ウォームギア２２ｄの軸２２ｄａは、図示しないベアリングを介してフレーム２０に固定されている。
【００３３】
フラットギア２２ｅはウォームギア２２ｄの軸２２ｄａの一端に固定されている。フラットギア２２ｆは、、Ｋギアモーター２３の回転軸２３ａに嵌め込まれている。タイミングベルト２２ｇは、フラットギア２２ｅとフラットギア２２ｆの間に架けわたされている。Ｋギアモーター２３は、フレーム２０にネジ固定されている。
以上により、Ｋギアモーター２３を駆動すると、その回転力はフラットギア２２ｆからタイミングベルト２２ｇを介してフラットギア２２ｅへ伝達される。さらに、ウォームギア２２ｄからフラットギア２２ｃ及びピニオンギア２２ｂを介して各ラック２２ａへ伝達される。そして、各Ｋスライダ２１ｂが移動するので、各把持部２１ｃ相互に逆移動させて、弾性部材２１ａｂの間隔を広げてパイプＰ１を離し、弾性部材２１ａｂの間隔を狭めてパイプＰ１を把持することが可能となる。
【００３４】
最後に、溶接ヘッド１の詳細構造を図１及び図２を参照して説明する。溶接トーチ１１は、供給される溶接ワイヤ１３を屈曲させて溶接ノズル１４の軸芯に沿う方向に曲げるワイヤ屈曲部１５と、このワイヤ屈曲部１５を出た溶接ワイヤ１３を真直に矯正するストレートナー１６と、このストレートナー１６を出た溶接ワイヤ１３を引っ張って溶接ノズル１４に送るプルローラ１７を具備する。尚、溶接ワイヤ１３は、ワイヤ送りモータ１８によりパイプ把持機構２の後部に取り付けられているワイヤリール１９から供給される。
【００３５】
ワイヤ屈曲部１５は、多数のガイドローラにより構成されている。各ガイドローラは、図示されてはいないが、絶縁材であるベークライト製のフレームに回転自在に支持されている。
ストレートナー１６は、最も出側のガイドローラの直上で、プルローラ１７の直下に設けられている。このストレートナー１６の右側外周面は、溶接ワイヤ１３を右側に押すようにやや突出しており、ワイヤ屈曲部１５で付けられた溶接ワイヤ１３の曲りグセを反対方向に曲げて矯正する。尚、ストレートナー１６の突出量は、図示せぬ調整機構によって調整可能である。
【００３６】
プルローラ１７は、ストレートナー１６の直上に置かれている。図示しない押えローラは溶接ワイヤ１３をプルローラ１７に押し付け、プルローラ１７は回転駆動されて、溶接ワイヤ１３をワイヤ屈曲部１５から引き出すとともに、後述する溶接ノズル１４に押し込む役割を果す。なお、このプルローラ１７の材質はＳＫ３（表面焼入れ）である。尚、押えローラの押し付け圧力は、図示せぬ調整機構によって調整可能である。
溶接トーチ１１は、ワイヤ屈曲部１５をローラ列で構成し、溶接ワイヤ１３の曲げアールが小さくても摩擦抵抗が小さい。また、ワイヤ屈曲部１５の出側でプルローラ１７で溶接ワイヤ１３を引張り駆動するのでワイヤ送りがスムーズで、溶接池への溶接ワイヤ１３の送給が安定する。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、構造が簡易となるので、例えパイプ径が小さくても、そのパイプの円周を自動的に溶接することができる。また、溶接ヘッドが固定されているＸ駆動部が、円弧状に形成されているので、その切り欠き部分からパイプを出し入れすることができ、溶接作業効率を向上させることができる。また、Ｚ駆動力伝達部とＺモータ及びＹ駆動力伝達部とＹモータを個別に備えているので、それぞれ単独制御可能となり、溶接位置が多少ずれていても、容易に位置調整してＺ方向の位置決め精度及びＹ方向の位置決め精度を向上させることができる。また、Ｋ駆動部が、パイプの外周を両側から挟み込んで掴むことにより、パイプ円周自動溶接装置全体を支えることができるので、パイプが小径であっても対応することができ、溶接を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例に係るパイプ円周自動溶接装置の構成を示す一部断面平面図である。
【図２】本発明の１実施例に係るパイプ円周自動溶接装置の構成を示す一部断面側面図である。
【図３】本発明の１実施例に係るパイプ円周自動溶接装置のＸ駆動機構の詳細構成を示す一部断面側面図である。
【図４】本発明の１実施例に係るパイプ円周自動溶接装置のＸ駆動機構の詳細構成を示す一部断面上面図である。
【図５】本発明の１実施例に係るパイプ円周自動溶接装置のパイプ把持機構の詳細構成を示す一部断面側面図である。
【図６】従来のパイプ円周自動溶接装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  溶接ヘッド                    ２  パイプ把持機構
３  移動機構                      ４  Ｘ駆動機構
５  ｘ駆動機構                    ６  Ｚ駆動機構
７  Ｙ駆動機構                  １１  溶接トーチ
１２  ヘッドフレーム              １３  溶接ワイヤ
１４  溶接ノズル                  １５  ワイヤ屈曲部
１６  ストレートナー              １７  プルローラ
１８  ワイヤ送りモータ            １９  ワイヤリール
２０  フレームピニオン            ２１  Ｋ駆動部
２１ａ  ガイド                    ２１ｂ  Ｋスライダ
２１ｃ  把持部                    ２２  Ｋ駆動力伝達部
２２ａ  ラック                    ２２ｂ  ピニオンギア
２２ｃ  フラットギア              ２２ｄ  ウォームギア
２２ｅ  フラットギア              ２２ｆ  フラットギア
２２ｇ  タイミングベルト          ２３  Ｋギアモーター
４１  Ｘ駆動部                    ４１ａ  Ｘスライダーリング
４１ｂ  ガイドリング              ４１ｃ  支持リング
４２  Ｘ駆動力伝達部              ４２ａ  ギア
４２ｂ〜４２ｇ  ローラ            ４２ｈ  タイミングベルト
４２ｉ  ヘリカルギア              ４３  Ｘギアモーター
４４  本体フレーム                ４５  アタッチノブ付ネジ
４６〜５０  フレーム              ５１  ｘ駆動部
５１ａ  ｘスライダ                ５１ｂ  ガイド
５２  ｘ駆動力伝達部              ５２ａ  ラック
５２ｂ  ピニオンギア              ５３  ｘギアモーター
６１  Ｚ駆動力伝達部              ６１ａ  ボールネジ
６１ｂ  ボールスクリュー          ６２  Ｚギアモーター
７１  Ｙ駆動部                    ７１ａ  Ｙスライダ
７１ｂ  ガイド                    ７２  Ｙ駆動力伝達部
７２ａ  ラック                    ７２ｂ  ピニオンギア
７３  Ｙギアモーター
【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５】
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【図６】
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