円周状自動溶接装置及び円周状自動溶接方法
【課題】車両甲板の溶接部材の溶接を簡易に行い、溶接品質を向上させると共に、溶接工数の低減を図る円周状自動溶接装置及び円周状自動溶接方法を提供する。
【解決手段】本実施例に係る円周状自動溶接装置１０は、鋼板１１に形成された円周状開口部１２を閉塞する閉塞部材１３を溶接する円周状自動溶接装置であって、鋼板１１上を走行可能な走行手段１４を備えた装置本体１５と、該装置本体１５に設けられ、円周状開口部１２に対し、溶接位置の位置決めを行う位置決め手段１６Ａと、該位置決め手段１６Ａによって装置本体１５の位置決めを行った後、装置本体１５を固定する固定手段１７と、装置本体１５に設けられ、鋼板１１と閉塞部材１３との間を周溶接する溶接手段１８とを有する。従来のように半自動溶接トーチを用いて手動で溶接施工する場合よりも溶接時間を短縮すると共に、良好な外観の溶接ビードが得られ、溶接品質を向上させる。
【解決手段】本実施例に係る円周状自動溶接装置１０は、鋼板１１に形成された円周状開口部１２を閉塞する閉塞部材１３を溶接する円周状自動溶接装置であって、鋼板１１上を走行可能な走行手段１４を備えた装置本体１５と、該装置本体１５に設けられ、円周状開口部１２に対し、溶接位置の位置決めを行う位置決め手段１６Ａと、該位置決め手段１６Ａによって装置本体１５の位置決めを行った後、装置本体１５を固定する固定手段１７と、装置本体１５に設けられ、鋼板１１と閉塞部材１３との間を周溶接する溶接手段１８とを有する。従来のように半自動溶接トーチを用いて手動で溶接施工する場合よりも溶接時間を短縮すると共に、良好な外観の溶接ビードが得られ、溶接品質を向上させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板に形成された例えばラッシングポッド金物を簡易に溶接し、施工コストを低減し、溶接品質を向上させる円周状自動溶接装置及び円周状自動溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、自動車等の車両積載甲板を有する自動車運搬船における自動車積載甲板上には、自動車運搬船の車両甲板に取り付ける車両を固縛するためのラッシングポッド金物が備えられ、自動車運搬船では、図１７に示すように、運搬中の車両１０１を例えばフックの付いたベルト１０２の片方のフックを車両１０１の四隅の一端に掛着し、他端を車両甲板１０３のラッシングポッド金物１０４に掛着し、車両１０１を固定している（特許文献１）。
【０００３】
ラッシングポッド金物１０４とは、車両を固縛するために両端にフックの付いたベルトがあり、片方のフックを車両の四隅の一端に掛着し、他端をラッシングポッド金物に掛着し、ベルトまたはチェーンに装備している滑車装置またはターンバックルにより、固縛しようとする船体の車両甲板のラッシングホールにある車両を固定するための金物である。
【０００４】
図１８は、ラッシングポッド金物の車両甲板への取り付けの様子を示す図である。図１８の上段、中段図に示すように、ラッシングポッド金物１０４は、まず車両甲板１０３の裏側に取り付けられ、車両甲板１０３の裏面１０３ａ側に取り付けられたラッシングポッド金物１０４と車両甲板１０３の裏面１０３ａとの間を溶接し、溶接部１０５を形成する。そして、図１８の下段図に示すように、ラッシングポッド金物１０４を溶接した車両甲板１０３をひっくり返して車両甲板１０３の裏面１０３ａ側が下側になるようにして自動車運搬船に取り付けられる。そして、車両甲板１０３の表面１０３ｂ側からラッシングポッド金物１０４と車両甲板１０３の表面１０３ｂとの間を溶接し、溶接部１０６を形成する。具体的には、図１９に示すように、コンジットケーブル１０７の先端に設けた半自動溶接トーチ１０８を用いて車両甲板１０３の円周状開口部１０９を溶接し、溶接部１０６を形成する。そして、図１７に示すように、例えばフックの付いたベルト１０２の片方のフックをラッシングポッド金物１０４に掛着し、車両１０１を固定している。
【０００５】
ラッシングポッド金物１０４は、自動車運搬船で自動車を運搬中に固定するため一台の車に少なくとも４個は必要であり、自動車運搬船では車両甲板１０３全体で例えば１６０００個程度のラッシングポッド金物１０４が五目盤状に車両甲板に設けられている。
【０００６】
また、自動車運搬船の車両甲板に被溶接材として用いられる固縛用のラッシングポッド金物の自動溶接を行う装置について提案されているが、車両甲板の表面からラッシングポッド金物を溶接する前提となる車両甲板の裏面側にラッシングポッド金物を溶接する装置に関するものであり、自動車運搬船の車両甲板の表面からラッシングポッド金物を自動溶接することについては検討されていない（特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第３０６８１８２号公報
【特許文献２】特公平１−５０５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ラッシングポッド金物１０４で自動車を固定する際に行う溶接は、溶接自動化が一部で行われているが、多くは手溶接で施工しており、多くの工数を要している、という問題がある。
【０００９】
また、船上へ持ち運びが楽で、短時間で設置を可能とする低コストな溶接機はないため、溶接の自動化が進んでいない状況にある、という問題がある。
【００１０】
また、より施工コストの低減を図るために一人で２台以上の機械の操作を可能とし、小型で軽量かつ簡易に自動溶接ができ、溶接工数の低減を図る必要がある。
【００１１】
本発明は、前記問題に鑑み、車両甲板の溶接部材の溶接を簡易に行い、溶接品質を向上させると共に、溶接工数の低減を図る円周状自動溶接装置及び円周状自動溶接方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、鋼板に形成された円周状開口部を閉塞する閉塞部材を溶接する円周状自動溶接装置であって、前記鋼板上を走行可能な走行手段を備えた装置本体と、該装置本体に設けられ、前記円周状開口部に対し、溶接位置の位置決めを行う位置決め手段と、該位置決め手段によって前記装置本体の位置決めを行った後、前記装置本体を固定する固定手段と、前記装置本体に設けられ、前記円周状開口部と前記閉塞部材との間を周溶接する溶接手段とを有することを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、前記位置決め手段が、昇降可能であると共に、降下時に前記円周状開口部と少なくとも位置決め部の一部が当接し、溶接位置の位置決めを行うことを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００１４】
第３の発明は、第２の発明において、溶接時に位置決め手段を上昇させつつ、周溶接を行うことを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００１５】
第４の発明は、第１乃至３の発明の何れか一つにおいて、前記装置本体内に昇降可能な筒体を設け、前記筒体に前記溶接手段が設けられていることを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００１６】
第５の発明は、第４の発明において、前記筒体を周回転させる回転手段を設け、溶接時に前記筒体の前記装置本体内の周方向への回転に伴って、前記溶接手段を回転させることを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００１７】
第６の発明は、第１乃至５の発明の何れか一つにおいて、前記溶接手段が前記装置本体内を周方向に一回転して周溶接を行った後、反転して前記溶接手段を原点回復する溶接回転手段を有することを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００１８】
第７の発明は、第２乃至６の発明の何れか一つにおいて、前記位置決め手段が、略馬蹄型であることを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００１９】
第８の発明は、第７の発明において、前記位置決め手段が、外周に少なくとも二つ以上の切り欠き部を有することを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００２０】
第９の発明は、第１乃至８の発明の何れか一つにおいて、前記溶接手段に溶接ワイヤ及びシールドガスを供給する溶接ワイヤ送給装置を有することを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００２１】
第１０の発明は、第９の発明において、前記溶接ワイヤ送給装置が、少なくとも二つ以上の溶接ワイヤを備え、少なくとも二つ以上の前記装置本体を同時に走行させることを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００２２】
第１１の発明は、第１乃至１０の発明の何れか一つにおいて、前記閉塞部材が、車両固縛用のラッシングポッドであることを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００２３】
第１２の発明は、第１乃至１１の発明の何れか一つの円周状自動溶接装置を用いて、前記鋼板と前記閉塞部材との間を溶接することを特徴とする円周状自動溶接方法にある。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、位置決め手段により鋼板に形成された円周状開口部に対し、溶接位置の位置決めを行い、固定手段によって装置本体を固定し、前記装置本体に設けられた溶接手段により円周状開口部と該円周状開口部を閉塞する閉塞部材との間を周溶接することで、溶接位置を容易に特定することができる。この結果、従来のように手で溶接施工する場合よりも溶接時間を短縮することができると共に、外観をきれいに溶接することができるため、溶接品質を向上させることができる。これにより、小型で軽量な装置を用いて簡易に自動溶接を行うことができ、溶接自動化における手動操作の高効率化及びコストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００２６】
本発明による実施例に係る円周状自動溶接装置について、図面を参照して説明する。
図１〜図３は、本発明の実施例に係る円周状自動溶接装置の概略図であり、図１は、筒体及び位置決めリングを車両甲板から離した状態の図であり、図２は、筒体及び位置決めリングを車両甲板に設置した状態の図であり、図３は、溶接ワイヤ送給装置を備えた装置全体の構成の概略図である。
【００２７】
図１〜図３に示すように、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０は、鋼板１１に形成された円周状開口部１２を閉塞する閉塞部材１３を溶接する円周状自動溶接装置であって、鋼板１１上を走行可能な走行手段１４を備えた装置本体１５と、該装置本体１５に設けられ、円周状開口部１２に対し、溶接位置の位置決めを行う位置決め手段１６Ａと、該位置決め手段１６Ａによって装置本体１５の位置決めを行った後、装置本体１５を固定する固定手段１７と、装置本体１５に設けられ、鋼板１１と閉塞部材１３との間を周溶接する溶接手段１８とを有するものである。
また、本実施例では、装置本体１５は、胴部１５ａと基部１５ｂとからなり、胴部１５ａ内に位置決め手段１６Ａと溶接手段１８とを設け、基部１５ｂに走行手段１４を設け、筒体２３に固定手段１７を設けるようにしている。
また、位置決め手段１６Ａを上昇させる場合には、本体昇降レバー１９を下げ（図１参照）、位置決め手段１６Ａを降下して鋼板１１に位置決めする場合には、本体昇降レバー１９を上げるようにしている（図２参照）。
【００２８】
位置決め手段１６Ａは、昇降可能であると共に、降下時に円周状開口部１２と少なくとも位置決め部１６ａの一部が当接し、溶接位置の位置決めを行うようにしている。位置決め手段１６Ａの位置決め部１６ａが降下時に円周状開口部１２の少なくとも一部と当接し、円周状開口部１２に嵌め込むことで、装置本体１５の位置決めを容易に行うことができる。これにより、溶接を行う際の溶接時間を短縮することができる。
【００２９】
本実施例では、位置決め手段１６Ａを昇降可能な部材としているが本発明はこれに限定されるこのではなく、位置決めできるものであれば、いずれでも良く、例えばレーザー手段、画像認識手段などにより溶接位置を特定するようにしてもよい。
【００３０】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、装置本体１５に鋼板１１と閉塞部材１３との間を周溶接する溶接手段１８が設けられている。これにより、溶接手段１８が装置本体１５の周方向に回転し、鋼板１１と閉塞部材１３との間を自動で周溶接を行うことができる。
【００３１】
また、溶接を開始する時には、走行台車２０に設置した溶接ワイヤ送給装置２１から溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン２２を介して溶接ワイヤ及びシールドガスを溶接手段１８に供給し、トーチ１８ａからシールドガスが噴出し溶接ワイヤ先端１８ｂで溶接するようにしている。
【００３２】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、装置本体１５内に昇降可能な筒体２３を設け、筒体２３に溶接手段１８を設けている。溶接手段１８を筒体２３に設けることで、筒体２３の昇降に伴って、溶接手段１８も昇降させることができる。また、本実施例では、筒体２３に溶接手段１８を設けるようにしているが、筒体２３を設けず装置本体１５に溶接手段１８を設けるようにしてもよい。
【００３３】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、筒体２３をその中心を軸として周回転させる図示しない回転手段を設け、溶接時に筒体２３の装置本体１５内の中心を軸とした周方向への周回転に伴って、溶接手段１８を回転させるようにしてもよい。筒体２３の装置本体１５内の中心を軸とした周方向への回転に伴って溶接手段１８を回転させることで、溶接手段１８も周回転させることができるため、鋼板１１と閉塞部材１３との間を自動で周溶接することができる。
【００３４】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、筒体２３の回転する軸の中心部分に溶接手段１８を設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、筒体２３の回転する軸の中心から離れた部分に溶接手段１８を設け、溶接手段１８を回転させるようにしてもよい。
【００３５】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、筒体２３と略面一にする固定手段１７を設けている。そして、位置決め手段１６Ａにより位置決めが行われた後、装置本体１５を固定するようにして、周溶接の際に軸ズレがなく、溶接を確実なものとしている。
【００３６】
よって、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０によれば、位置決め手段１６Ａにより本体１５の位置決めを容易に行い、固定手段１７により本体１５を固定した後、溶接手段１８により、溶接手段１８が装置本体１５の周方向に回転し、鋼板１１と閉塞部材１３との間を自動で周溶接を行うことができるため、図１９に示すような従来のように半自動溶接トーチ１０８を用いて手動で溶接を行う場合に比べて溶接時間を短縮することができる。
【００３７】
次に、図１〜図３に示す本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いて閉塞部材１３の溶接を行う工程を図４〜図９を用いて具体的に説明する。
【００３８】
まず、図４は、移動時・移動完了時の状態を示す図である。
図４に示すように、走行手段１４を備えた装置本体１５を円周状開口部１２の位置に移動させる。また、例えば装置の移動時のような溶接しない時には、筒体２３、位置決め手段１６Ａ及び溶接手段１８を鋼板１１から例えば１００ｍｍ程度上昇させた位置で保持するようにしている。これにより、装置の移動時においてケーブル等に溶接手段１８が接触し、破損するのを抑えることができる。
【００３９】
図５は、位置決め時・固定の状態を示す図である。
その後、図５に示すように、本体昇降レバー１９を上げて、位置決め手段１６Ａ、溶接手段１８及び筒体２３を一体として鋼板１１上に降下させ、位置決め手段１６Ａを円周状開口部１２に嵌め込み、溶接位置を決める。そして、固定手段１７の電源を入れて装置本体１５を溶接位置に固定する。固定手段１７としては、例えば、電磁石等が用いられる。
【００４０】
次に、図６は、円周状自動溶接を行っている状態を示す図である。
図６に示すように、溶接を開始する前には位置決め手段１６Ａを上昇させておく。本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、位置決め手段１６Ａを鋼板１１から例えば２０ｍｍ程度上昇させる。これは、位置決め手段１６Ａを円周状開口部１２に挿入した後、そのままの状態で溶接手段１８又は筒体２３を回転させて溶接を開始すると、円周状開口部１２と位置決め手段１６Ａとが接触してしまうからである。そのため、溶接時に位置決め手段１６Ａを上方に引き上げ、溶接手段１８を回転させ、鋼板１１と閉塞部材１３との間を自動で周溶接を行うことで、溶接手段１８と位置決め手段１６Ａとの接触を防ぐことができるため、安定して溶接を行うことができる。
【００４１】
また、位置決め手段１６Ａを昇降させる際、図７に示すような位置決め手段昇降装置３０を装置本体１５に取り付けて行うようにしてもよい。図７に示すように、位置決め手段昇降装置３０のレバー３１を押し下げると中心の軸を基点に位置決め手段１６Ａが上方に引きあげられる。
【００４２】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、位置決め手段１６Ａを設置した後、溶接手段１８の位置に応じて溶接手段１８の先端部の位置を所定位置に移動するようにしてもよい。具体的には、装置本体１５の進行方向を微調整する調整ねじと、装置本体１５の垂直軸方向を調整する調整ねじとを装置本体１５に設け、溶接手段１８の先端部の位置を調整するようにする。
【００４３】
そして、図６に示すように位置決め手段１６Ａを鋼板１１から例えば２０ｍｍ程度上昇させた後、溶接手段１８を用いて周溶接を開始する。具体的には、溶接ワイヤ送給装置２１から溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン２２を介して溶接ワイヤ及びシールドガスを溶接手段１８に供給し、図示しない電源装置を入れて鋼板１１と閉塞部材１３との間の溶接を開始する。このとき、図示しない溶接回転手段により、溶接手段１８を溶接方向に沿って一回転させる。これにより、溶接手段１８は回転しながら円周状開口部１２の溶接を自動で行うことができる。
尚、溶接時は周溶接して原点位置を行き過ぎて一部重なり部を形成するようにさせて、溶接を確実としている。
【００４４】
そして、図８は、円周状自動溶接の終了後の状態を示す図である。
図８に示すように、溶接手段１８が装置本体１５内を周方向に一回転して周溶接を行い、溶接部２４を形成し、周溶接が終了した後、溶接時の回転方向とは逆方向に回転して溶接手段１８を元の位置に戻す。具体的には、溶接手段１８が装置本体１５内を周方向に一回転して周溶接を行った後、反転して溶接手段１８を原点回復する図示しない溶接回転手段を設けている。溶接手段１８が一回転して閉塞部材１３の溶接を終了した後、溶接時の回転方向とは逆方向に回転して溶接手段１８を原点回復することで、溶接手段１８を回転しても溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン２２が捩れるのを防ぐことができるため、次に移動しても直ちに溶接を開始することができる。
【００４５】
また、図９−１は、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いて自動溶接されたラッシングポッドの図であり、図９−２は、従来の手動で溶接されたラッシングポッドの図である。図９−１、図９−２に示すように、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いて自動溶接されたラッシングポッドの方が、手動で溶接されたラッシングポッドよりもビード外観がきれいに溶接されている。
【００４６】
よって、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いて閉塞部材１３を自動溶接することで、手動で閉塞部材１３を溶接する場合より閉塞部材１３のビード外観をきれいに溶接することができる。
【００４７】
そして、図１０は、筒体、位置決め手段及び溶接手段の上昇後の状態を示す図である。
図１０に示すように、溶接手段１８が元の位置に戻った後、固定手段１７の電源を切る。その後、本体昇降レバー１９を下げて筒体２３、位置決め手段１６Ａ及び溶接手段１８を上昇させる。そして、図４に示すように、次の円周状開口部１２の円周状開口部１２の位置に装置本体１５を移動させ、上述の操作を繰り返す。
【００４８】
ここで、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いて例えば直径１５０ｍｍの一つのラッシングポッドを自動溶接する際に要する時間は、位置決め手段１６Ａによる溶接位置の位置決めに例えば３０秒程度要し、溶接手段１８による自動円周溶接に例えば６５秒程度要し、全体で約９５秒程度で溶接を終えることができる。一方、従来の手でラッシングポッドを溶接する際には、３〜４分程度、遅くとも、５分程度の時間を要する。よって、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いれば、ラッシングポッドの溶接速度を早くすることができる。
【００４９】
従って、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いれば、ラッシングポッドのような鋼板１１に形成された円周状開口部１２を閉塞する閉塞部材１３の溶接速度を早くすることができる。
【００５０】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、走行手段１４として例えばタイヤを装置本体１５に四つ取り付けているので、円周状開口部１２に車輪の一つがはまっても装置が倒れ難いため、装置の走行の安定性を向上させることができる。
【００５１】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、溶接を行う際、溶接手段１８が一回転しながら円周溶接を行う後、原点位置に自動復帰する自動運転モードとしているが、本発明は、これに限定されるものではなく、溶接手段１８を手動で回転させ、円周溶接を行い、原点位置に復帰するように手動運転モードで操作するようにしてもよい。
【００５２】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、位置決め手段１６Ａは、ステンレス鋼からなるのが好ましい。これは、溶接によりスパッタが付着しにくいためである。
【００５３】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、位置決め手段１６Ａは、筒体２３に三本、または四本用い、少なくとも三本以上のねじで取り付けられるのが好ましい。位置決め手段１６Ａを例えば四本で取り付けるようにすることで、位置決め手段１６Ａの位置決め部１６ａが破損した場合の取替えを容易に行うことができる。
【００５４】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、位置決め手段１６Ａは、図１１に示すように、溶接前の状態の溶接手段１８の先端部側に対応する位置に一部開口した馬蹄型としている。位置決め手段１６Ａを馬蹄型とすることで、溶接手段１８の先端が位置決め手段１６Ａと接触しないようにすることができる。また、円周状開口部１２は例えばＮＣ切断器等で加工しているため、切断誤差により真円とはならない場合がある。そのため、位置決め手段１６Ａの位置決め部１６ａのリング径を変えることにより、位置決め手段１６Ａの位置決め部１６ａと円周状開口部１２とのクリアランスを調整することができる。
【００５５】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、位置決め手段１６Ａは、図１１に示すようなものに特に限定されるものではなく、例えば、図１２に示すように、外周に少なくとも二つ以上の切り欠き部４１を有するようにしてもよい。位置決め手段１６Ｂに三つの切り欠き部４１−１〜４１−３を設けて、位置決め部１６ｂを形成し、円周状開口部１２の断面との接触面積を減らすことができる。これにより、円周状開口部１２が真円でなくても装置の位置決めをすることができる。また、図１３、図１４に示すように鋼板１１の裏面側と円周状開口部１２との溶接部の飛び出し部４２があっても設置することができる。
【００５６】
従って、本実施例によれば、溶接時に装置本体１５に設けられた位置決め手段１６Ａを降下させ、円周状開口部１２に嵌め込むことで、溶接位置を容易に特定することができ、溶接時に溶接手段１８を装置本体１５内の周方向に回転させることで、閉塞部材１３の周溶接を行うことができる。よって、図１９に示すような従来のように半自動溶接トーチ１０８を用いて手動で溶接施工する場合よりも溶接時間を短縮することができると共に、外観をきれいに溶接し、溶接品質を向上させることができるため、小型で軽量な装置を用いて簡易に自動溶接を行うことができ、溶接自動化における手動操作の高効率化及びコストの低減を図ることができる。
【００５７】
また、例えば自動車運搬船の車両甲板のように車両甲板全体で例えば１６０００個以上のラッシングポッドがあるような場合、図１９に示すような従来のように半自動溶接トーチ１０８を用いて手動で溶接施工すると、溶接する数が増加するにつれて施工者に疲労が蓄積され継続的に溶接を行うことは困難であるが、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いれば、従来よりも短時間できれいに多数のラッシングポッドを継続して自動溶接することができるため、自動車運搬船のラッシングポッド金物のような多数の溶接を手動操作で自動で行うことができる。
【００５８】
また、本実施例においては、一つの溶接ワイヤ送給装置２１に溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン２２を介して一つの円周状自動溶接装置１０を接続するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、溶接ワイヤ送給装置２１に複数の溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン２２を備え、複数の円周状自動溶接装置１０を同時に走行させるようにしてもよい。
【００５９】
図１５は、走行台車２０に三台の溶接ワイヤ送給装置２１−１〜２１−３を設置し、円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３を同時に走行させる状態を示す図である。
図１５に示すように、走行台車２０に三台の溶接ワイヤ送給装置２１−１〜２１−３を設置し、走行台車２０上の溶接ワイヤ送給装置２１−１〜２１−３は各々溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン２２−１〜２２−３を介して三台の円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３と連結している。そして、走行台車２０の走行に併せて三台の円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３を同時に走行させるようにする。これにより、三台の円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３のうち、何れか一台が溶接している間に他の二台が移動又は溶接を行うようにすることができるため、三台の円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３で各々円周状開口部１２を効率良く溶接することができる。具体的には、図１６に示すように、円周状自動溶接装置１０−１を円周状開口部１２−１に設置している間に円周状自動溶接装置１０−２が円周状開口部１２−２から次の円周状開口部１２−５に移動して、円周状自動溶接装置１０−３が円周状開口部１２−３の溶接を行うようにする。よって、上述の操作を繰り返すことで一人又は二人の作業員で三台の円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３の操作を同時に操作し、円周状開口部１２−１〜１２−９を溶接することができる。
【００６０】
本実施例に係る円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３の何れか一台を用いて例えば直径１５０ｍｍの一つの円周状開口部１２−１〜１２−３を自動溶接する際に要する時間は、上述のように、位置決め手段１６Ａによる溶接位置の位置決めに例えば３０秒程度要し、溶接手段１８による自動円周溶接に例えば６５秒程度要し、全体で約９５秒程度で溶接を終えることができる。一方、図１９に示すような従来のように半自動溶接トーチ１０８を用いて手動でラッシングポッドを溶接する際には、３〜４分程度、遅くとも、５分程度時間がかかる。
従って、三台の円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３を同時に操作すれば、従来の１／３に溶接工数を低減することができる。
【００６１】
よって、走行台車２０に設置した三台の溶接ワイヤ送給装置２１−１〜２１−３に各々溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン２２−１〜２２−３を介して三台の円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３と連結し、走行台車２０を移動させながら円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３を同時に走行させて溶接の操作を行うことで、溶接工数を低減し、従来よりも更に溶接時間を短縮することができる。
【００６２】
本実施例においては、閉塞部材１３が、車両固縛用のラッシングポッドである場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の鋼板に形成された円周状開口部を閉塞する閉塞部材を溶接するのに用いるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明に係る円周状自動溶接装置及び円周状自動溶接方法は、溶接位置を容易に特定し、溶接時に溶接トーチを回転させながら、自動円周溶接を行うことで、従来のように手動で溶接施工する場合よりも溶接時間を短縮することができると共に、外観をきれいに溶接することができるため、自動車運搬船のラッシングポット金物溶接のような鋼板に形成された複数の円周状開口部を閉塞する閉塞部材の溶接の自動化における手動操作の高効率化とコスト低減を図った円周状自動溶接装置及び円周状自動溶接方法に適している。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施例に係る円周状自動溶接装置の概略図であり、筒体及び位置決めリングを車両甲板から離した状態の図である。
【図２】本発明の実施例に係る円周状自動溶接装置の概略図であり、筒体及び位置決めリングを車両甲板に設置した状態の図である。
【図３】溶接ワイヤ送給装置を備えた装置全体の構成の概略図である。
【図４】移動時・移動完了時の状態を示す図である。
【図５】位置決め時・固定の状態を示す図である。
【図６】円周状自動溶接を行っている状態を示す図である。
【図７】位置決め手段を昇降させる装置の一例を示す図である。
【図８】円周状自動溶接の終了後の状態を示す図である。
【図９−１】本実施例に係る円周状自動溶接装置を用いて自動溶接されたラッシングポッドの図である。
【図９−２】従来の手で溶接されたラッシングポッドの図である。
【図１０】筒体、位置決め手段及び溶接手段の上昇後の状態を示す図である。
【図１１】位置決め手段の構成を示す図である。
【図１２】位置決め手段の他の構成を示す図である。
【図１３】円周状開口部に溶接部の飛び出し部が形成されている状態を示す図である。
【図１４】円周状開口部に溶接部の飛び出し部が形成されている状態を示す図である。
【図１５】走行台車に三台の溶接ワイヤ送給装置を設置し、円周状自動溶接装置を同時に走行させる状態を示す図である。
【図１６】三台の装置で複数ラッシングポッドを溶接する状態を示す図である。
【図１７】ラッシングポッド金物で車両を固定している状態を示す図である。
【図１８】ラッシングポッド金物の車両甲板への取り付けの様子を示す図である。
【図１９】半自動溶接トーチを用いて手動で溶接を行う様子を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０、１０−１〜１０−３ 円周状自動溶接装置
１１ 鋼板
１２、１２−１〜１２−９ 円周状開口部
１３、１３−１〜１３−９ 閉塞部材
１４ 走行手段
１５ 装置本体
１５ａ 胴部
１５ｂ 基部
１６Ａ、１６Ｂ 位置決め手段
１６ａ、１６ｂ 位置決め部
１７ 固定手段
１８ 溶接手段
１８ａ トーチ
１８ｂ 溶接ワイヤ先端
１９ 本体昇降レバー
２０ 走行台車
２１ 溶接ワイヤ送給装置
２２ 溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン
２３ 筒体
２４ 溶接部
３０ 位置決め手段昇降装置
３１ レバー
４１、４１−１〜４１−３ 切り欠き部
４２ 飛び出し部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板に形成された例えばラッシングポッド金物を簡易に溶接し、施工コストを低減し、溶接品質を向上させる円周状自動溶接装置及び円周状自動溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、自動車等の車両積載甲板を有する自動車運搬船における自動車積載甲板上には、自動車運搬船の車両甲板に取り付ける車両を固縛するためのラッシングポッド金物が備えられ、自動車運搬船では、図１７に示すように、運搬中の車両１０１を例えばフックの付いたベルト１０２の片方のフックを車両１０１の四隅の一端に掛着し、他端を車両甲板１０３のラッシングポッド金物１０４に掛着し、車両１０１を固定している（特許文献１）。
【０００３】
ラッシングポッド金物１０４とは、車両を固縛するために両端にフックの付いたベルトがあり、片方のフックを車両の四隅の一端に掛着し、他端をラッシングポッド金物に掛着し、ベルトまたはチェーンに装備している滑車装置またはターンバックルにより、固縛しようとする船体の車両甲板のラッシングホールにある車両を固定するための金物である。
【０００４】
図１８は、ラッシングポッド金物の車両甲板への取り付けの様子を示す図である。図１８の上段、中段図に示すように、ラッシングポッド金物１０４は、まず車両甲板１０３の裏側に取り付けられ、車両甲板１０３の裏面１０３ａ側に取り付けられたラッシングポッド金物１０４と車両甲板１０３の裏面１０３ａとの間を溶接し、溶接部１０５を形成する。そして、図１８の下段図に示すように、ラッシングポッド金物１０４を溶接した車両甲板１０３をひっくり返して車両甲板１０３の裏面１０３ａ側が下側になるようにして自動車運搬船に取り付けられる。そして、車両甲板１０３の表面１０３ｂ側からラッシングポッド金物１０４と車両甲板１０３の表面１０３ｂとの間を溶接し、溶接部１０６を形成する。具体的には、図１９に示すように、コンジットケーブル１０７の先端に設けた半自動溶接トーチ１０８を用いて車両甲板１０３の円周状開口部１０９を溶接し、溶接部１０６を形成する。そして、図１７に示すように、例えばフックの付いたベルト１０２の片方のフックをラッシングポッド金物１０４に掛着し、車両１０１を固定している。
【０００５】
ラッシングポッド金物１０４は、自動車運搬船で自動車を運搬中に固定するため一台の車に少なくとも４個は必要であり、自動車運搬船では車両甲板１０３全体で例えば１６０００個程度のラッシングポッド金物１０４が五目盤状に車両甲板に設けられている。
【０００６】
また、自動車運搬船の車両甲板に被溶接材として用いられる固縛用のラッシングポッド金物の自動溶接を行う装置について提案されているが、車両甲板の表面からラッシングポッド金物を溶接する前提となる車両甲板の裏面側にラッシングポッド金物を溶接する装置に関するものであり、自動車運搬船の車両甲板の表面からラッシングポッド金物を自動溶接することについては検討されていない（特許文献２）。
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第３０６８１８２号公報
【特許文献２】特公平１−５０５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ラッシングポッド金物１０４で自動車を固定する際に行う溶接は、溶接自動化が一部で行われているが、多くは手溶接で施工しており、多くの工数を要している、という問題がある。
【０００９】
また、船上へ持ち運びが楽で、短時間で設置を可能とする低コストな溶接機はないため、溶接の自動化が進んでいない状況にある、という問題がある。
【００１０】
また、より施工コストの低減を図るために一人で２台以上の機械の操作を可能とし、小型で軽量かつ簡易に自動溶接ができ、溶接工数の低減を図る必要がある。
【００１１】
本発明は、前記問題に鑑み、車両甲板の溶接部材の溶接を簡易に行い、溶接品質を向上させると共に、溶接工数の低減を図る円周状自動溶接装置及び円周状自動溶接方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、鋼板に形成された円周状開口部を閉塞する閉塞部材を溶接する円周状自動溶接装置であって、前記鋼板上を走行可能な走行手段を備えた装置本体と、該装置本体に設けられ、前記円周状開口部に対し、溶接位置の位置決めを行う位置決め手段と、該位置決め手段によって前記装置本体の位置決めを行った後、前記装置本体を固定する固定手段と、前記装置本体に設けられ、前記円周状開口部と前記閉塞部材との間を周溶接する溶接手段とを有することを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、前記位置決め手段が、昇降可能であると共に、降下時に前記円周状開口部と少なくとも位置決め部の一部が当接し、溶接位置の位置決めを行うことを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００１４】
第３の発明は、第２の発明において、溶接時に位置決め手段を上昇させつつ、周溶接を行うことを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００１５】
第４の発明は、第１乃至３の発明の何れか一つにおいて、前記装置本体内に昇降可能な筒体を設け、前記筒体に前記溶接手段が設けられていることを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００１６】
第５の発明は、第４の発明において、前記筒体を周回転させる回転手段を設け、溶接時に前記筒体の前記装置本体内の周方向への回転に伴って、前記溶接手段を回転させることを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００１７】
第６の発明は、第１乃至５の発明の何れか一つにおいて、前記溶接手段が前記装置本体内を周方向に一回転して周溶接を行った後、反転して前記溶接手段を原点回復する溶接回転手段を有することを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００１８】
第７の発明は、第２乃至６の発明の何れか一つにおいて、前記位置決め手段が、略馬蹄型であることを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００１９】
第８の発明は、第７の発明において、前記位置決め手段が、外周に少なくとも二つ以上の切り欠き部を有することを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００２０】
第９の発明は、第１乃至８の発明の何れか一つにおいて、前記溶接手段に溶接ワイヤ及びシールドガスを供給する溶接ワイヤ送給装置を有することを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００２１】
第１０の発明は、第９の発明において、前記溶接ワイヤ送給装置が、少なくとも二つ以上の溶接ワイヤを備え、少なくとも二つ以上の前記装置本体を同時に走行させることを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００２２】
第１１の発明は、第１乃至１０の発明の何れか一つにおいて、前記閉塞部材が、車両固縛用のラッシングポッドであることを特徴とする円周状自動溶接装置にある。
【００２３】
第１２の発明は、第１乃至１１の発明の何れか一つの円周状自動溶接装置を用いて、前記鋼板と前記閉塞部材との間を溶接することを特徴とする円周状自動溶接方法にある。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、位置決め手段により鋼板に形成された円周状開口部に対し、溶接位置の位置決めを行い、固定手段によって装置本体を固定し、前記装置本体に設けられた溶接手段により円周状開口部と該円周状開口部を閉塞する閉塞部材との間を周溶接することで、溶接位置を容易に特定することができる。この結果、従来のように手で溶接施工する場合よりも溶接時間を短縮することができると共に、外観をきれいに溶接することができるため、溶接品質を向上させることができる。これにより、小型で軽量な装置を用いて簡易に自動溶接を行うことができ、溶接自動化における手動操作の高効率化及びコストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００２６】
本発明による実施例に係る円周状自動溶接装置について、図面を参照して説明する。
図１〜図３は、本発明の実施例に係る円周状自動溶接装置の概略図であり、図１は、筒体及び位置決めリングを車両甲板から離した状態の図であり、図２は、筒体及び位置決めリングを車両甲板に設置した状態の図であり、図３は、溶接ワイヤ送給装置を備えた装置全体の構成の概略図である。
【００２７】
図１〜図３に示すように、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０は、鋼板１１に形成された円周状開口部１２を閉塞する閉塞部材１３を溶接する円周状自動溶接装置であって、鋼板１１上を走行可能な走行手段１４を備えた装置本体１５と、該装置本体１５に設けられ、円周状開口部１２に対し、溶接位置の位置決めを行う位置決め手段１６Ａと、該位置決め手段１６Ａによって装置本体１５の位置決めを行った後、装置本体１５を固定する固定手段１７と、装置本体１５に設けられ、鋼板１１と閉塞部材１３との間を周溶接する溶接手段１８とを有するものである。
また、本実施例では、装置本体１５は、胴部１５ａと基部１５ｂとからなり、胴部１５ａ内に位置決め手段１６Ａと溶接手段１８とを設け、基部１５ｂに走行手段１４を設け、筒体２３に固定手段１７を設けるようにしている。
また、位置決め手段１６Ａを上昇させる場合には、本体昇降レバー１９を下げ（図１参照）、位置決め手段１６Ａを降下して鋼板１１に位置決めする場合には、本体昇降レバー１９を上げるようにしている（図２参照）。
【００２８】
位置決め手段１６Ａは、昇降可能であると共に、降下時に円周状開口部１２と少なくとも位置決め部１６ａの一部が当接し、溶接位置の位置決めを行うようにしている。位置決め手段１６Ａの位置決め部１６ａが降下時に円周状開口部１２の少なくとも一部と当接し、円周状開口部１２に嵌め込むことで、装置本体１５の位置決めを容易に行うことができる。これにより、溶接を行う際の溶接時間を短縮することができる。
【００２９】
本実施例では、位置決め手段１６Ａを昇降可能な部材としているが本発明はこれに限定されるこのではなく、位置決めできるものであれば、いずれでも良く、例えばレーザー手段、画像認識手段などにより溶接位置を特定するようにしてもよい。
【００３０】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、装置本体１５に鋼板１１と閉塞部材１３との間を周溶接する溶接手段１８が設けられている。これにより、溶接手段１８が装置本体１５の周方向に回転し、鋼板１１と閉塞部材１３との間を自動で周溶接を行うことができる。
【００３１】
また、溶接を開始する時には、走行台車２０に設置した溶接ワイヤ送給装置２１から溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン２２を介して溶接ワイヤ及びシールドガスを溶接手段１８に供給し、トーチ１８ａからシールドガスが噴出し溶接ワイヤ先端１８ｂで溶接するようにしている。
【００３２】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、装置本体１５内に昇降可能な筒体２３を設け、筒体２３に溶接手段１８を設けている。溶接手段１８を筒体２３に設けることで、筒体２３の昇降に伴って、溶接手段１８も昇降させることができる。また、本実施例では、筒体２３に溶接手段１８を設けるようにしているが、筒体２３を設けず装置本体１５に溶接手段１８を設けるようにしてもよい。
【００３３】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、筒体２３をその中心を軸として周回転させる図示しない回転手段を設け、溶接時に筒体２３の装置本体１５内の中心を軸とした周方向への周回転に伴って、溶接手段１８を回転させるようにしてもよい。筒体２３の装置本体１５内の中心を軸とした周方向への回転に伴って溶接手段１８を回転させることで、溶接手段１８も周回転させることができるため、鋼板１１と閉塞部材１３との間を自動で周溶接することができる。
【００３４】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、筒体２３の回転する軸の中心部分に溶接手段１８を設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、筒体２３の回転する軸の中心から離れた部分に溶接手段１８を設け、溶接手段１８を回転させるようにしてもよい。
【００３５】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、筒体２３と略面一にする固定手段１７を設けている。そして、位置決め手段１６Ａにより位置決めが行われた後、装置本体１５を固定するようにして、周溶接の際に軸ズレがなく、溶接を確実なものとしている。
【００３６】
よって、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０によれば、位置決め手段１６Ａにより本体１５の位置決めを容易に行い、固定手段１７により本体１５を固定した後、溶接手段１８により、溶接手段１８が装置本体１５の周方向に回転し、鋼板１１と閉塞部材１３との間を自動で周溶接を行うことができるため、図１９に示すような従来のように半自動溶接トーチ１０８を用いて手動で溶接を行う場合に比べて溶接時間を短縮することができる。
【００３７】
次に、図１〜図３に示す本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いて閉塞部材１３の溶接を行う工程を図４〜図９を用いて具体的に説明する。
【００３８】
まず、図４は、移動時・移動完了時の状態を示す図である。
図４に示すように、走行手段１４を備えた装置本体１５を円周状開口部１２の位置に移動させる。また、例えば装置の移動時のような溶接しない時には、筒体２３、位置決め手段１６Ａ及び溶接手段１８を鋼板１１から例えば１００ｍｍ程度上昇させた位置で保持するようにしている。これにより、装置の移動時においてケーブル等に溶接手段１８が接触し、破損するのを抑えることができる。
【００３９】
図５は、位置決め時・固定の状態を示す図である。
その後、図５に示すように、本体昇降レバー１９を上げて、位置決め手段１６Ａ、溶接手段１８及び筒体２３を一体として鋼板１１上に降下させ、位置決め手段１６Ａを円周状開口部１２に嵌め込み、溶接位置を決める。そして、固定手段１７の電源を入れて装置本体１５を溶接位置に固定する。固定手段１７としては、例えば、電磁石等が用いられる。
【００４０】
次に、図６は、円周状自動溶接を行っている状態を示す図である。
図６に示すように、溶接を開始する前には位置決め手段１６Ａを上昇させておく。本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、位置決め手段１６Ａを鋼板１１から例えば２０ｍｍ程度上昇させる。これは、位置決め手段１６Ａを円周状開口部１２に挿入した後、そのままの状態で溶接手段１８又は筒体２３を回転させて溶接を開始すると、円周状開口部１２と位置決め手段１６Ａとが接触してしまうからである。そのため、溶接時に位置決め手段１６Ａを上方に引き上げ、溶接手段１８を回転させ、鋼板１１と閉塞部材１３との間を自動で周溶接を行うことで、溶接手段１８と位置決め手段１６Ａとの接触を防ぐことができるため、安定して溶接を行うことができる。
【００４１】
また、位置決め手段１６Ａを昇降させる際、図７に示すような位置決め手段昇降装置３０を装置本体１５に取り付けて行うようにしてもよい。図７に示すように、位置決め手段昇降装置３０のレバー３１を押し下げると中心の軸を基点に位置決め手段１６Ａが上方に引きあげられる。
【００４２】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、位置決め手段１６Ａを設置した後、溶接手段１８の位置に応じて溶接手段１８の先端部の位置を所定位置に移動するようにしてもよい。具体的には、装置本体１５の進行方向を微調整する調整ねじと、装置本体１５の垂直軸方向を調整する調整ねじとを装置本体１５に設け、溶接手段１８の先端部の位置を調整するようにする。
【００４３】
そして、図６に示すように位置決め手段１６Ａを鋼板１１から例えば２０ｍｍ程度上昇させた後、溶接手段１８を用いて周溶接を開始する。具体的には、溶接ワイヤ送給装置２１から溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン２２を介して溶接ワイヤ及びシールドガスを溶接手段１８に供給し、図示しない電源装置を入れて鋼板１１と閉塞部材１３との間の溶接を開始する。このとき、図示しない溶接回転手段により、溶接手段１８を溶接方向に沿って一回転させる。これにより、溶接手段１８は回転しながら円周状開口部１２の溶接を自動で行うことができる。
尚、溶接時は周溶接して原点位置を行き過ぎて一部重なり部を形成するようにさせて、溶接を確実としている。
【００４４】
そして、図８は、円周状自動溶接の終了後の状態を示す図である。
図８に示すように、溶接手段１８が装置本体１５内を周方向に一回転して周溶接を行い、溶接部２４を形成し、周溶接が終了した後、溶接時の回転方向とは逆方向に回転して溶接手段１８を元の位置に戻す。具体的には、溶接手段１８が装置本体１５内を周方向に一回転して周溶接を行った後、反転して溶接手段１８を原点回復する図示しない溶接回転手段を設けている。溶接手段１８が一回転して閉塞部材１３の溶接を終了した後、溶接時の回転方向とは逆方向に回転して溶接手段１８を原点回復することで、溶接手段１８を回転しても溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン２２が捩れるのを防ぐことができるため、次に移動しても直ちに溶接を開始することができる。
【００４５】
また、図９−１は、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いて自動溶接されたラッシングポッドの図であり、図９−２は、従来の手動で溶接されたラッシングポッドの図である。図９−１、図９−２に示すように、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いて自動溶接されたラッシングポッドの方が、手動で溶接されたラッシングポッドよりもビード外観がきれいに溶接されている。
【００４６】
よって、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いて閉塞部材１３を自動溶接することで、手動で閉塞部材１３を溶接する場合より閉塞部材１３のビード外観をきれいに溶接することができる。
【００４７】
そして、図１０は、筒体、位置決め手段及び溶接手段の上昇後の状態を示す図である。
図１０に示すように、溶接手段１８が元の位置に戻った後、固定手段１７の電源を切る。その後、本体昇降レバー１９を下げて筒体２３、位置決め手段１６Ａ及び溶接手段１８を上昇させる。そして、図４に示すように、次の円周状開口部１２の円周状開口部１２の位置に装置本体１５を移動させ、上述の操作を繰り返す。
【００４８】
ここで、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いて例えば直径１５０ｍｍの一つのラッシングポッドを自動溶接する際に要する時間は、位置決め手段１６Ａによる溶接位置の位置決めに例えば３０秒程度要し、溶接手段１８による自動円周溶接に例えば６５秒程度要し、全体で約９５秒程度で溶接を終えることができる。一方、従来の手でラッシングポッドを溶接する際には、３〜４分程度、遅くとも、５分程度の時間を要する。よって、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いれば、ラッシングポッドの溶接速度を早くすることができる。
【００４９】
従って、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いれば、ラッシングポッドのような鋼板１１に形成された円周状開口部１２を閉塞する閉塞部材１３の溶接速度を早くすることができる。
【００５０】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、走行手段１４として例えばタイヤを装置本体１５に四つ取り付けているので、円周状開口部１２に車輪の一つがはまっても装置が倒れ難いため、装置の走行の安定性を向上させることができる。
【００５１】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、溶接を行う際、溶接手段１８が一回転しながら円周溶接を行う後、原点位置に自動復帰する自動運転モードとしているが、本発明は、これに限定されるものではなく、溶接手段１８を手動で回転させ、円周溶接を行い、原点位置に復帰するように手動運転モードで操作するようにしてもよい。
【００５２】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、位置決め手段１６Ａは、ステンレス鋼からなるのが好ましい。これは、溶接によりスパッタが付着しにくいためである。
【００５３】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、位置決め手段１６Ａは、筒体２３に三本、または四本用い、少なくとも三本以上のねじで取り付けられるのが好ましい。位置決め手段１６Ａを例えば四本で取り付けるようにすることで、位置決め手段１６Ａの位置決め部１６ａが破損した場合の取替えを容易に行うことができる。
【００５４】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、位置決め手段１６Ａは、図１１に示すように、溶接前の状態の溶接手段１８の先端部側に対応する位置に一部開口した馬蹄型としている。位置決め手段１６Ａを馬蹄型とすることで、溶接手段１８の先端が位置決め手段１６Ａと接触しないようにすることができる。また、円周状開口部１２は例えばＮＣ切断器等で加工しているため、切断誤差により真円とはならない場合がある。そのため、位置決め手段１６Ａの位置決め部１６ａのリング径を変えることにより、位置決め手段１６Ａの位置決め部１６ａと円周状開口部１２とのクリアランスを調整することができる。
【００５５】
また、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０においては、位置決め手段１６Ａは、図１１に示すようなものに特に限定されるものではなく、例えば、図１２に示すように、外周に少なくとも二つ以上の切り欠き部４１を有するようにしてもよい。位置決め手段１６Ｂに三つの切り欠き部４１−１〜４１−３を設けて、位置決め部１６ｂを形成し、円周状開口部１２の断面との接触面積を減らすことができる。これにより、円周状開口部１２が真円でなくても装置の位置決めをすることができる。また、図１３、図１４に示すように鋼板１１の裏面側と円周状開口部１２との溶接部の飛び出し部４２があっても設置することができる。
【００５６】
従って、本実施例によれば、溶接時に装置本体１５に設けられた位置決め手段１６Ａを降下させ、円周状開口部１２に嵌め込むことで、溶接位置を容易に特定することができ、溶接時に溶接手段１８を装置本体１５内の周方向に回転させることで、閉塞部材１３の周溶接を行うことができる。よって、図１９に示すような従来のように半自動溶接トーチ１０８を用いて手動で溶接施工する場合よりも溶接時間を短縮することができると共に、外観をきれいに溶接し、溶接品質を向上させることができるため、小型で軽量な装置を用いて簡易に自動溶接を行うことができ、溶接自動化における手動操作の高効率化及びコストの低減を図ることができる。
【００５７】
また、例えば自動車運搬船の車両甲板のように車両甲板全体で例えば１６０００個以上のラッシングポッドがあるような場合、図１９に示すような従来のように半自動溶接トーチ１０８を用いて手動で溶接施工すると、溶接する数が増加するにつれて施工者に疲労が蓄積され継続的に溶接を行うことは困難であるが、本実施例に係る円周状自動溶接装置１０を用いれば、従来よりも短時間できれいに多数のラッシングポッドを継続して自動溶接することができるため、自動車運搬船のラッシングポッド金物のような多数の溶接を手動操作で自動で行うことができる。
【００５８】
また、本実施例においては、一つの溶接ワイヤ送給装置２１に溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン２２を介して一つの円周状自動溶接装置１０を接続するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、溶接ワイヤ送給装置２１に複数の溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン２２を備え、複数の円周状自動溶接装置１０を同時に走行させるようにしてもよい。
【００５９】
図１５は、走行台車２０に三台の溶接ワイヤ送給装置２１−１〜２１−３を設置し、円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３を同時に走行させる状態を示す図である。
図１５に示すように、走行台車２０に三台の溶接ワイヤ送給装置２１−１〜２１−３を設置し、走行台車２０上の溶接ワイヤ送給装置２１−１〜２１−３は各々溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン２２−１〜２２−３を介して三台の円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３と連結している。そして、走行台車２０の走行に併せて三台の円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３を同時に走行させるようにする。これにより、三台の円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３のうち、何れか一台が溶接している間に他の二台が移動又は溶接を行うようにすることができるため、三台の円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３で各々円周状開口部１２を効率良く溶接することができる。具体的には、図１６に示すように、円周状自動溶接装置１０−１を円周状開口部１２−１に設置している間に円周状自動溶接装置１０−２が円周状開口部１２−２から次の円周状開口部１２−５に移動して、円周状自動溶接装置１０−３が円周状開口部１２−３の溶接を行うようにする。よって、上述の操作を繰り返すことで一人又は二人の作業員で三台の円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３の操作を同時に操作し、円周状開口部１２−１〜１２−９を溶接することができる。
【００６０】
本実施例に係る円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３の何れか一台を用いて例えば直径１５０ｍｍの一つの円周状開口部１２−１〜１２−３を自動溶接する際に要する時間は、上述のように、位置決め手段１６Ａによる溶接位置の位置決めに例えば３０秒程度要し、溶接手段１８による自動円周溶接に例えば６５秒程度要し、全体で約９５秒程度で溶接を終えることができる。一方、図１９に示すような従来のように半自動溶接トーチ１０８を用いて手動でラッシングポッドを溶接する際には、３〜４分程度、遅くとも、５分程度時間がかかる。
従って、三台の円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３を同時に操作すれば、従来の１／３に溶接工数を低減することができる。
【００６１】
よって、走行台車２０に設置した三台の溶接ワイヤ送給装置２１−１〜２１−３に各々溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン２２−１〜２２−３を介して三台の円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３と連結し、走行台車２０を移動させながら円周状自動溶接装置１０−１〜１０−３を同時に走行させて溶接の操作を行うことで、溶接工数を低減し、従来よりも更に溶接時間を短縮することができる。
【００６２】
本実施例においては、閉塞部材１３が、車両固縛用のラッシングポッドである場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の鋼板に形成された円周状開口部を閉塞する閉塞部材を溶接するのに用いるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上のように、本発明に係る円周状自動溶接装置及び円周状自動溶接方法は、溶接位置を容易に特定し、溶接時に溶接トーチを回転させながら、自動円周溶接を行うことで、従来のように手動で溶接施工する場合よりも溶接時間を短縮することができると共に、外観をきれいに溶接することができるため、自動車運搬船のラッシングポット金物溶接のような鋼板に形成された複数の円周状開口部を閉塞する閉塞部材の溶接の自動化における手動操作の高効率化とコスト低減を図った円周状自動溶接装置及び円周状自動溶接方法に適している。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施例に係る円周状自動溶接装置の概略図であり、筒体及び位置決めリングを車両甲板から離した状態の図である。
【図２】本発明の実施例に係る円周状自動溶接装置の概略図であり、筒体及び位置決めリングを車両甲板に設置した状態の図である。
【図３】溶接ワイヤ送給装置を備えた装置全体の構成の概略図である。
【図４】移動時・移動完了時の状態を示す図である。
【図５】位置決め時・固定の状態を示す図である。
【図６】円周状自動溶接を行っている状態を示す図である。
【図７】位置決め手段を昇降させる装置の一例を示す図である。
【図８】円周状自動溶接の終了後の状態を示す図である。
【図９−１】本実施例に係る円周状自動溶接装置を用いて自動溶接されたラッシングポッドの図である。
【図９−２】従来の手で溶接されたラッシングポッドの図である。
【図１０】筒体、位置決め手段及び溶接手段の上昇後の状態を示す図である。
【図１１】位置決め手段の構成を示す図である。
【図１２】位置決め手段の他の構成を示す図である。
【図１３】円周状開口部に溶接部の飛び出し部が形成されている状態を示す図である。
【図１４】円周状開口部に溶接部の飛び出し部が形成されている状態を示す図である。
【図１５】走行台車に三台の溶接ワイヤ送給装置を設置し、円周状自動溶接装置を同時に走行させる状態を示す図である。
【図１６】三台の装置で複数ラッシングポッドを溶接する状態を示す図である。
【図１７】ラッシングポッド金物で車両を固定している状態を示す図である。
【図１８】ラッシングポッド金物の車両甲板への取り付けの様子を示す図である。
【図１９】半自動溶接トーチを用いて手動で溶接を行う様子を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０、１０−１〜１０−３ 円周状自動溶接装置
１１ 鋼板
１２、１２−１〜１２−９ 円周状開口部
１３、１３−１〜１３−９ 閉塞部材
１４ 走行手段
１５ 装置本体
１５ａ 胴部
１５ｂ 基部
１６Ａ、１６Ｂ 位置決め手段
１６ａ、１６ｂ 位置決め部
１７ 固定手段
１８ 溶接手段
１８ａ トーチ
１８ｂ 溶接ワイヤ先端
１９ 本体昇降レバー
２０ 走行台車
２１ 溶接ワイヤ送給装置
２２ 溶接ワイヤ・シールドガス供給ライン
２３ 筒体
２４ 溶接部
３０ 位置決め手段昇降装置
３１ レバー
４１、４１−１〜４１−３ 切り欠き部
４２ 飛び出し部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板に形成された円周状開口部を閉塞する閉塞部材を溶接する円周状自動溶接装置であって、
前記鋼板上を走行可能な走行手段を備えた装置本体と、
該装置本体に設けられ、前記円周状開口部に対し、溶接位置の位置決めを行う位置決め手段と、
該位置決め手段によって前記装置本体の位置決めを行った後、前記装置本体を固定する固定手段と、
前記装置本体に設けられ、前記円周状開口部と前記閉塞部材との間を周溶接する溶接手段とを有することを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記位置決め手段が、昇降可能であると共に、降下時に前記円周状開口部と少なくとも位置決め部の一部が当接し、溶接位置の位置決めを行うことを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項３】
請求項２において、
溶接時に位置決め手段を上昇させつつ、周溶接を行うことを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一つにおいて、
前記装置本体内に昇降可能な筒体を設け、
前記筒体に前記溶接手段が設けられていることを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記筒体を周回転させる回転手段を設け、
溶接時に前記筒体の前記装置本体内の周方向への回転に伴って、前記溶接手段を回転させることを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一つにおいて、
前記溶接手段が前記装置本体内を周方向に一回転して周溶接を行った後、反転して前記溶接手段を原点回復する溶接回転手段を有することを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項７】
請求項２乃至６の何れか一つにおいて、
前記位置決め手段が、略馬蹄型であることを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記位置決め手段が、外周に少なくとも二つ以上の切り欠き部を有することを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一つにおいて、
前記溶接手段に溶接ワイヤ及びシールドガスを供給する溶接ワイヤ送給装置を有することを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記溶接ワイヤ送給装置が、少なくとも二つ以上の溶接ワイヤを備え、少なくとも二つ以上の前記装置本体を同時に走行させることを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一つにおいて、
前記閉塞部材が、車両固縛用のラッシングポッドであることを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一つの円周状自動溶接装置を用いて、前記鋼板と前記閉塞部材との間を溶接することを特徴とする円周状自動溶接方法。
【請求項１】
鋼板に形成された円周状開口部を閉塞する閉塞部材を溶接する円周状自動溶接装置であって、
前記鋼板上を走行可能な走行手段を備えた装置本体と、
該装置本体に設けられ、前記円周状開口部に対し、溶接位置の位置決めを行う位置決め手段と、
該位置決め手段によって前記装置本体の位置決めを行った後、前記装置本体を固定する固定手段と、
前記装置本体に設けられ、前記円周状開口部と前記閉塞部材との間を周溶接する溶接手段とを有することを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記位置決め手段が、昇降可能であると共に、降下時に前記円周状開口部と少なくとも位置決め部の一部が当接し、溶接位置の位置決めを行うことを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項３】
請求項２において、
溶接時に位置決め手段を上昇させつつ、周溶接を行うことを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一つにおいて、
前記装置本体内に昇降可能な筒体を設け、
前記筒体に前記溶接手段が設けられていることを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記筒体を周回転させる回転手段を設け、
溶接時に前記筒体の前記装置本体内の周方向への回転に伴って、前記溶接手段を回転させることを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一つにおいて、
前記溶接手段が前記装置本体内を周方向に一回転して周溶接を行った後、反転して前記溶接手段を原点回復する溶接回転手段を有することを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項７】
請求項２乃至６の何れか一つにおいて、
前記位置決め手段が、略馬蹄型であることを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記位置決め手段が、外周に少なくとも二つ以上の切り欠き部を有することを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか一つにおいて、
前記溶接手段に溶接ワイヤ及びシールドガスを供給する溶接ワイヤ送給装置を有することを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項１０】
請求項９において、
前記溶接ワイヤ送給装置が、少なくとも二つ以上の溶接ワイヤを備え、少なくとも二つ以上の前記装置本体を同時に走行させることを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一つにおいて、
前記閉塞部材が、車両固縛用のラッシングポッドであることを特徴とする円周状自動溶接装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一つの円周状自動溶接装置を用いて、前記鋼板と前記閉塞部材との間を溶接することを特徴とする円周状自動溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９−２】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図８】
【図９−１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９−２】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図８】
【図９−１】
【公開番号】特開２００９−９５８８０（Ｐ２００９−９５８８０Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７２５９３（Ｐ２００７−２７２５９３）
【出願日】平成１９年１０月１９日（２００７．１０．１９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１９日（２００７．１０．１９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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