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JP2011005536A - 底部開先幅検出システム - Google Patents

底部開先幅検出システム Download PDF

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JP2011005536A
JP2011005536A JP2009153401A JP2009153401A JP2011005536A JP 2011005536 A JP2011005536 A JP 2011005536A JP 2009153401 A JP2009153401 A JP 2009153401A JP 2009153401 A JP2009153401 A JP 2009153401A JP 2011005536 A JP2011005536 A JP 2011005536A
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JP
Japan
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welding
groove width
groove
width
welded
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009153401A
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English (en)
Inventor
Toshikatsu Nogi
俊克 野木
Bunketsu Mo
文傑 毛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
JFE Engineering Corp
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Publication date
Application filed by JFE Engineering Corp filed Critical JFE Engineering Corp
Priority to JP2009153401A priority Critical patent/JP2011005536A/ja
Publication of JP2011005536A publication Critical patent/JP2011005536A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

【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

Description

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。
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
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)。
特開平7−116846号公報 特開2001−179446号公報
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。
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。
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。
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。
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。 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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

Claims (1)

  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
JP2009153401A 2009-06-29 2009-06-29 底部開先幅検出システム Pending JP2011005536A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59145914A (ja) * 1983-02-09 1984-08-21 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 開先の検知方法
JPH04200866A (ja) * 1990-11-30 1992-07-21 Nkk Corp パイプの片面溶接装置
JPH10193126A (ja) * 1996-12-29 1998-07-28 Tokyo Gas Co Ltd 狭開先溶接ヘッド及び狭開先溶接方法

Patent Citations (3)

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