隅肉自動溶接装置及び隅肉自動溶接方法
【課題】特定の環境に限らず隅肉溶接範囲の始端や終端を確実に検出することができるようにすること。
【解決手段】板材Ａ上を走行する台車３を有する溶接装置１に、板材Ａと隅肉溶接する板材Ｂ上を転動するガイドローラ３ｈ，３ｉの近傍に近接センサ３ｊ、３ｋを設ける。また、台車３が走行する板材Ａを検出する近接センサ３ｐ，３ｑを台車３の側面３ｌ，３ｍにそれぞれ設ける。各近接センサ３ｊ，３ｋ，３ｐ，３ｑに、磁性体製の板材を検出する渦電流式センサを用いる。近接センサ３ｐ，３ｑのどちらかが板材Ａを検出しなくなるか、あるいは、近接センサ３ｊ，３ｋのどちらかが板材Ｂを検出しなくなると、溶接トーチ５による溶接を停止する。但し、近接センサ３ｐ，３ｑが共に板材Ａを検出している間は、台車３の走行を継続させる。
【解決手段】板材Ａ上を走行する台車３を有する溶接装置１に、板材Ａと隅肉溶接する板材Ｂ上を転動するガイドローラ３ｈ，３ｉの近傍に近接センサ３ｊ、３ｋを設ける。また、台車３が走行する板材Ａを検出する近接センサ３ｐ，３ｑを台車３の側面３ｌ，３ｍにそれぞれ設ける。各近接センサ３ｊ，３ｋ，３ｐ，３ｑに、磁性体製の板材を検出する渦電流式センサを用いる。近接センサ３ｐ，３ｑのどちらかが板材Ａを検出しなくなるか、あるいは、近接センサ３ｊ，３ｋのどちらかが板材Ｂを検出しなくなると、溶接トーチ５による溶接を停止する。但し、近接センサ３ｐ，３ｑが共に板材Ａを検出している間は、台車３の走行を継続させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走台車上に溶接トーチを搭載して隅肉の自動溶接を行う隅肉自動溶接装置及び隅肉自動溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自走台車に搭載した溶接トーチにより自動溶接を行う自動溶接装置として、従来から、溶接範囲の始端や終端を検出するものが知られている。具体的には、台車の進路上に存在する立板を検出して溶接範囲の終端と判断し溶接動作を停止するものや（例えば、特許文献１）、溶接する立板の開口部の始端及び終端を検出して溶接不要時に溶接動作を中断させるものがある（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１６５６６号公報
【特許文献２】特開２００７−１９０５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来技術のうち、台車の進路上に存在する立板を検出する技術では、そのような立板が存在しない場合に、溶接範囲の終端を検出することができない。また、溶接する立板の開口部の始端及び終端を検出する技術では、開口部の始端を検出した場合に、その開口部の終端を検出するまでの間は、検出したのが開口部の始端であるのか立板の終端であるのかを特定することができない。したがって、上述した従来技術は限定された環境においてしか所期の効果を発揮することができない。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、特定の環境に限らず隅肉溶接範囲の始端や終端を確実に検出することができる隅肉自動溶接装置と、この隅肉自動溶接装置を用いて行うのに好適な隅肉自動溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の隅肉自動溶接装置は、
２つの継手形成板材のうち一方の板材上を自走する台車に搭載された溶接トーチにより前記２つの継手形成板材の溶接線部を隅肉溶接する隅肉自動溶接装置であって、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に該一方の板材と対向する箇所に配置され、該箇所に対向する板材を非接触で検出する第１近接センサと、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に前記２つの継手形成板材のうち他方の板材に対向する箇所に配置され、該対向する箇所の板材を非接触で検出する第２近接センサと、
前記第１近接センサによる板材の検出状態から非検出状態への変化に連動して前記台車の走行を停止させると共に、前記第１及び第２近接センサのうち少なくとも一方のセンサによる板材の非検出領域において、前記２つの継手形成板材の溶接線部の溶接を停止させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載した本発明の隅肉自動溶接装置によれば、台車が走行する一方の板材の有無を検出する第１近接センサの検出結果に応じて台車の走行が制御され、隅肉溶接の対象である２つの継手形成板材の有無をそれぞれ検出する第１及び第２近接センサの検出結果に応じて、両継手形成板材の溶接線部の溶接が制御される。したがって、台車の走行と溶接の開始及び停止とが個別に制御されることになる。このため、特定の環境に限らず隅肉溶接範囲の始端や終端を確実に検出することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載した本発明の隅肉自動溶接装置は、請求項１に記載した本発明の隅肉自動溶接装置において、前記台車が、磁性体で構成された前記一方の板材に磁力により吸着するための磁石を有しており、前記第１近接センサが自身と対向する板材を電磁誘導により検出する渦電流式センサであることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載した本発明の隅肉自動溶接装置によれば、請求項１に記載した本発明の隅肉自動溶接装置において、台車が一方の板材に永久磁石の磁力により吸着した状態で走行することから、立向溶接を行う環境においても、隅肉溶接範囲の始端や終端を確実に検出することができる。
【００１０】
さらに、請求項３に記載した本発明の隅肉自動溶接装置は、請求項１又は２に記載した本発明の隅肉自動溶接装置において、前記第２近接センサが、自身と対向する磁性体で構成された板材を電磁誘導により検出する渦電流式センサであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載した本発明の隅肉自動溶接装置によれば、請求項１又は２に記載した本発明の隅肉自動溶接装置において、２つの継手形成板材のうち台車が走行する一方の板材ではない他方の板材が磁性体で構成されている場合に、磁性体の板材の有無を第２近接センサで検出することにより、溶接の開始及び停止を好適に制御することができる。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、請求項４に記載した本発明の隅肉自動溶接方法は、
２つの継手形成板材のうち一方の板材上を自走して前記２つの継手形成板材の溶接線部を隅肉溶接する隅肉自動溶接装置を用いた隅肉自動溶接方法であって、
前記隅肉自動溶接装置として請求項３記載の隅肉自動溶接装置を用い、
前記隅肉自動溶接装置の台車の走行方向における前記２つの継手形成板材の終端に、前記走行方向における前記隅肉自動溶接装置の台車の前端と溶接トーチとの間隔以上の寸法を有すると共に、溶接後の前記２つの継手形成板材の溶接継手形成部分に対応する断面形状を有する走行補助板材を、前記２つの継手形成板材の前記溶接継手形成部分の端面に前記走行方向において連続するように当接させ、
前記走行補助板材の、少なくとも、前記２つの継手形成板材のうち磁性体で構成された他方の板材に連続する部分を、非磁性体で構成し、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に該一方の板材と対向する箇所に配置され、該箇所に対向する板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の第１近接センサの状態が、対向する箇所の板材の検出状態から非検出状態に変化するのに連動して、前記台車の走行を停止させ、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に前記２つの継手形成板材のうち磁性体で構成された他方の板材に対向する箇所に配置され、該箇所に対向する磁性体で構成された板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の渦電流式センサで構成された第２近接センサが、対向する箇所の磁性体で構成された板材を検出しない領域において、前記２つの継手形成板材の溶接線部の溶接を停止させるようにした、
ことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載した本発明の隅肉自動溶接方法によれば、台車が走行する一方の板材の有無を検出する第１近接センサの検出結果に応じて台車の走行が制御され、隅肉溶接の対象である２つの継手形成板材の有無をそれぞれ検出する第１及び第２近接センサの検出結果に応じて、両継手形成板材の溶接線部の溶接が制御される。したがって、台車の走行と溶接の開始及び停止とが個別に制御されることになる。
【００１４】
また、両継手形成板材のうち一方の板材の終端まで台車が走行しても、走行補助板材が第１近接センサで検出される間は、台車が走行方向に引き続き走行できることになる。このため、台車が一方の板材の終端まで走行しても、両継手形成板材の溶接線部の溶接が両継手形成板材の終端まで行えない位置関係に溶接トーチが配置されている場合であっても、両継手形成板材の終端まで溶接線部の溶接が行われるようになる。よって、両継手形成板材の溶接線部の全体に亘って溶接トーチを移動させて、溶接線部の全体を確実に溶接することができる。
【００１５】
さらに、上記目的を達成するため、請求項５に記載した本発明の隅肉自動溶接方法は、
２つの継手形成板材のうち一方の板材上を隅肉自動溶接装置により自走させ、該隅肉自動溶接装置の走行方向に間隔をおいて一直線状に複数配置された、前記２つの継手形成板材のうち磁性体で構成された他方の板材と、前記一方の板材との溶接線部を、隅肉溶接する隅肉自動溶接方法であって、
前記隅肉自動溶接装置として請求項３記載の隅肉自動溶接装置を用い、
前記走行方向において隣り合う２つの前記他方の板材の隙間を、非磁性体で構成された着脱自在な補助板材により埋めた状態で、前記一方の板材上を前記隅肉自動溶接装置の台車に自走させ、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に該一方の板材と対向する箇所に配置され、該箇所に対向する板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の第１近接センサの状態が、対向する箇所の板材の検出状態から非検出状態に変化するのに連動して、前記台車の走行を停止させ、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に前記他方の板材に対向する箇所に配置され、該箇所に対向する磁性体で構成された板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の渦電流式センサで構成された第２近接センサが、対向する箇所の磁性体で構成された板材を検出しない領域において、前記２つの継手形成板材の溶接線部の溶接を停止させるようにした、
ことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載した本発明の隅肉自動溶接方法によれば、台車が走行する一方の板材の有無を検出する第１近接センサの検出結果に応じて台車の走行が制御され、隅肉溶接の対象である２つの継手形成板材の有無をそれぞれ検出する第１及び第２近接センサの検出結果に応じて、両継手形成板材の溶接線部の溶接が制御される。したがって、台車の走行と溶接の開始及び停止とが個別に制御されることになる。
【００１７】
そのため、２つの継手形成板材のうち一方の板材上を走行する隅肉自動溶接装置の走行方向において、複数の他方の板材が間隔をおいて一直線状に配置されている場合であっても、渦電流式センサによる第２近接センサが磁性体で構成された他方の板材を検出している間は、溶接トーチによる両継手形成板材の溶接線部の溶接が行われることになる。これに対して、他方の板材が存在せずその代わりに非磁性体で構成された補助板材が存在する部分では、第２近接センサが他方の板材を検出せず、溶接トーチによる両継手形成板材の溶接線部の溶接が停止されることになる。
【００１８】
これにより、他方の板材が間隔をおいて複数配置されている場合であっても、一連の台車の移動中に両継手形成板材の溶接線部を漏れなく好適に溶接することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の隅肉自動溶接装置及び隅肉自動溶接方法によれば、特定の環境に限らず隅肉溶接範囲の始端や終端を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る隅肉自動溶接装置の概略構成を示す側面図、（ｂ）は同平面図である。
【図２】図１の制御ユニットの電気的な概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２の制御ユニットのＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムにしたがって行う制御を示すフローチャートである。
【図４】図１の隅肉自動溶接装置を用いて溶接を行う対象の一例を示す船体の要部拡大断面図である。
【図５】図４のトランス部材と縦通隔壁との交差部を拡大して示す斜視図である。
【図６】図５の縦通隔壁とフラットバーとの交差部を隅肉溶接した場合の仕上がり例を示す説明図である。
【図７】図１の隅肉自動溶接装置を用いた隅肉溶接に走行補助板材を利用した場合を示す説明図である。
【図８】図５の縦通隔壁にフラットバーが間隔をおいて複数溶接される場合の例を示す説明図である。
【図９】図１の隅肉自動溶接装置を用いて図８の縦通隔壁に対するフラットバーの溶接を行う際に補助板材を利用した場合を拡大して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は本発明の一実施形態に係る隅肉自動溶接装置の概略構成を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、本実施形態の隅肉自動溶接装置（以下、「溶接装置」と略記する。）１は、台車３と溶接トーチ５とを有している。台車３は前後２つずつの走行輪３ａ，３ｂを有しており、台車３内に設けられた各走行輪３ａ，３ｂ用のモータ３ｃ（図２参照）からの動力により、図１（ｂ）に示す走行方向Ｘに往復移動可能に構成されている。なお、４つの走行輪３ａ，３ｂをそれぞれ個別のモータで独立駆動するようにしてもよい。
【００２４】
図１（ａ）に示すように、台車３の底面には永久磁石３ｅが配設されており、この永久磁石３ｅは、台車３の走行面となる板材Ａ（請求項中の継手形成板材及び一方の板材に相当）が磁性体である場合に（本実施形態では鋼板製）、走行輪３ａ，３ｂが板材Ａから離れないように、磁力により台車３を板材Ａに吸着させる。したがって、板材Ａが立板である場合は、台車３は板材Ａに吸着したままの状態で走行輪３ａ，３ｂにより板材Ａ上を走行することになる。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、台車３の前面には一対のアーム３ｆ，３ｇが突設されており、各アーム３ｆ，３ｇの先端には、ガイドローラ３ｈ，３ｉと近接センサ３ｊ，３ｋ（請求項中の第２近接センサに相当）とがそれぞれ取り付けられている。
【００２６】
ガイドローラ３ｈ，３ｉは、立板としての板材Ｂ（請求項中の継手形成板材及び他方の板材に相当）と板材Ａとを隅肉溶接する際に、板材Ｂに当接させるフリーローラである。板材Ａ上を台車３が走行する際にガイドローラ３ｈ，３ｉを板材Ｂ上で転動させることで、台車３が板材Ｂに沿って走行するように案内される。
【００２７】
近接センサ３ｊ，３ｋは、本実施形態では渦電流式センサを用いており、ガイドローラ３ｈ，３ｉに当接する板材Ｂが磁性体である場合に（本実施形態では鋼板製）、板材Ｂに渦電流を流れさせることで板材Ｂの存在を非接触で検出する。
【００２８】
また、台車３の走行方向Ｘにおける両側面３ｌ，３ｍには、リミットスイッチ３ｎ，３ｏと近接センサ３ｐ，３ｑとがそれぞれ取り付けられている。リミットスイッチ３ｎ，３ｏは、台車３の側面３ｌ，３ｍに接触する障害物を検出する。近接センサ３ｐ，３ｑは、本実施形態では渦電流式センサを用いており、台車３の走行面となる板材Ａが磁性体である場合に（本実施形態では鋼板製）、近接センサ３ｊ，３ｋと同様にして板材Ａを非接触で検出する。
【００２９】
図１（ａ）に示すように、溶接トーチ５は、先端が２つの板材Ａ，Ｂの溶接部分Ｃを指向するように、台車３の前方に斜めに延設されている。なお、溶接トーチ５の指向方向は、台車３の上部に設けた位置調整機構５ａ，５ｂの調整操作によって微調整することができる。
【００３０】
また、台車３上には、台車３の走行及び溶接トーチ５の溶接動作を制御する制御ユニット７が設けられている。制御ユニット７は、図２に示すように、ＲＡＭ７ｂの作業エリアを用いてＲＯＭ７ｃに記憶されたプログラムにしたがい処理を実行するＣＰＵ７ａを有している。そして、ＣＰＵ７ａには、上述したモータ３ｃのドライバ７ｄ、溶接トーチ５のドライバ７ｆ、近接センサ３ｊ，３ｋ，３ｐ，３ｑ、及び、リミットスイッチ３ｎ，３ｏが接続されている。また、ＣＰＵ７ａには、台車３の走行方向Ｘに沿った走行方向別に、台車３の走行及び溶接トーチ５による溶接の開始を指示する走行方向別の走行開始スイッチ７ｇ，７ｈが接続されている。なお、運用上支障がなければ、走行開始スイッチ７ｇ，７ｈは一つのスイッチで構成してもよい。
【００３１】
次に、制御ユニット７のＣＰＵ７ａがＲＯＭ７ｃに格納されたプログラムにしたがって行う制御を、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００３２】
制御ユニット７の電源が投入されると、ＣＰＵ７ａは、走行開始スイッチ７ｇ，７ｈが操作されたか否かを確認する（ステップＳ１）。操作されていない場合は（ステップＳ１でＮＯ）、ＣＰＵ７ａは、ＲＡＭ７ｂに設けられたフラグエリアの走行中フラグＦ１と溶接中フラグＦ３とを共に「０」に設定した後（ステップＳ３）、ステップＳ１にリターンする。操作された場合は（ステップＳ１でＹＥＳ）、ＣＰＵ７ａは、近接センサ３ｐ，３ｑのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ａを検出しているか否かを確認する（ステップＳ５）。
【００３３】
近接センサ３ｐ，３ｑのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ａを検出していない場合は（ステップＳ５でＮＯ）、走行中フラグＦ１が「１」であるか否かを確認する（ステップＳ６）。溶接中フラグＦ３が「１」である場合は（ステップＳ６でＹＥＳ）、ＣＰＵ７ａは、一定時間遅延させた後に（ステップＳ８）、後述するステップＳ９に移行し、溶接中フラグＦ３が「１」でない場合は（ステップＳ１９でＮＯ）、ＣＰＵ７ａは、一定時間の遅延を置かずにステップＳ９に移行する。
【００３４】
一方、近接センサ３ｐ，３ｑのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ａを検出している場合（ステップＳ５でＹＥＳ）は、リミットスイッチ３ｎ，３ｏのどちらかが台車３の側面３ｌ，３ｍに接触する障害物を検出しているか否かを確認する（ステップＳ７）。リミットスイッチ３ｎ，３ｏが両方とも障害物を検出していない場合は（ステップＳ７でＮＯ）、後述するステップＳ１９に移行し、どちらかが障害物を検出している場合は（ステップＳ７でＹＥＳ）、ステップＳ９に移行する。
【００３５】
ステップＳ９では、台車３が板材Ａの終端に達したものとして、走行輪３ａ，３ｂの走行停止信号をモータ３ｃ，３ｄのドライバ７ｄ，７ｅに出力すると共に、溶接トーチ５の溶接停止信号をドライバ７ｆに出力する。続いて、ＣＰＵ７ａは、走行中フラグＦ１と溶接中フラグＦ３とを共に「０」に設定した後（ステップＳ１１）、一連の処理を終了する。
【００３６】
一方、ステップＳ７において、リミットスイッチ３ｎ，３ｏが両方とも障害物を検出していない場合（ＮＯ）は、ステップＳ１で操作されたことを確認した走行開始スイッチ７ｇ，７ｈに対応する走行方向に台車３が走行するように、走行輪３ａ，３ｂを走行方向に対応する方向に回転させる走行駆動信号を、モータ３ｃ，３ｄのドライバ７ｄ，７ｅに出力する（ステップＳ１３）。そして、走行駆動信号の出力後、走行中フラグＦ１を「１」に設定する（ステップＳ１５）。
【００３７】
次に、ＣＰＵ７ａは、近接センサ３ｊ，３ｋのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ｂを検出しているか否かを確認する（ステップＳ１７）。近接センサ３ｊ，３ｋが両方とも板材Ｂを検出していない場合は（ステップＳ１７でＮＯ）、後述するステップＳ２７に移行する。近接センサ３ｊ，３ｋのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ｂを検出している場合は（ステップＳ１７でＹＥＳ）、溶接中フラグＦ３が「１」であるか否かを確認する（ステップＳ１９）。
【００３８】
溶接中フラグＦ３が「１」である場合は（ステップＳ１９でＹＥＳ）、ＣＰＵ７ａは、一定時間遅延させた後に（ステップＳ２１）、溶接トーチ５を駆動させるための溶接駆動信号をドライバ７ｆに出力する（ステップＳ２３）。溶接中フラグＦ３が「１」でない場合は（ステップＳ１９でＮＯ）、ＣＰＵ７ａは、一定時間の遅延を置かずに溶接駆動信号をドライバ７ｆに出力する（ステップＳ２３）。溶接駆動信号の出力後に、ＣＰＵ７ａは、溶接中フラグＦ３を「１」に設定した後（ステップＳ２５）、ステップＳ７にリターンする。
【００３９】
また、ステップＳ１７において近接センサ３ｊ，３ｋのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ｂを検出していない場合（ＮＯ）に移行するステップＳ２７では、溶接中フラグＦ３が「１」であるか否かを確認する。溶接中フラグＦ３が「１」である場合は（ステップＳ２７でＹＥＳ）、ＣＰＵ７ａは、一定時間遅延させた後に（ステップＳ２９）、溶接停止信号をドライバ７ｆに出力する（ステップＳ３１）。溶接中フラグＦ３が「１」でない場合は（ステップＳ２７でＮＯ）、ＣＰＵ７ａは、一定時間の遅延を置かずに溶接停止信号をドライバ７ｆに出力する（ステップＳ３１）。溶接停止信号の出力後に、ＣＰＵ７ａは、溶接中フラグＦ３を「０」に設定した後（ステップＳ３３）、ステップＳ７にリターンする。
【００４０】
次に、上述したように構成された本実施形態の溶接装置１を用いた隅肉自動溶接方法について説明する。図４は本実施形態の溶接装置１を用いて隅肉自動溶接を行うことができる船体の断面図である。
【００４１】
図４に示す船体は、二重殻構造を有するタンカーの船そう部１０である。この船そう部１０は、鋼板で形成された複数の二重船側ブロック１１と複数の二重底ブロック１３とを連結して構成されている。そして、連結した複数の二重船側ブロック１１及び二重底ブロック１３によって、上甲板１５、船側外板１７、船底外板１９、及び、インナーハル２３を構成している。また、船そう部１０には、船長方向に縦通隔壁２１が設けられ、船幅方向にトランス材２５が設けられている。上甲板１５、船側外板１７、船底外板１９、及び、インナーハル２３には、補強用の鋼板製のロンジ２９がリブ状に溶接されている。
【００４２】
そして、例えば、図５に示す縦通隔壁２１とトランス材２５との交差部における隅肉溶接や、縦通隔壁２１とこれに溶着される補強用のフラットバー２７との交差部における隅肉溶接等に、図１の溶接装置１を用いることができる。
【００４３】
例えば、縦通隔壁２１とトランス材２５との交差部の隅肉溶接の際には、溶接トーチ５（図１参照）の先端が隅肉部分を向くように、トランス材２５の一番船底外板１９寄りの箇所に溶接装置１の台車３を磁着させる。
【００４４】
これにより、台車３の側面３ｌ，３ｍの近接センサ３ｐ，３ｑは、図１（ａ）の板材Ａ（請求項中の継手形成板材及び一方の板材に相当）としてトランス材２５の存在を検出することになり、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋは、図１（ａ）の板材Ｂ（請求項中の継手形成板材及び他方の板材に相当）として縦通隔壁２１の存在を検出することになる。
【００４５】
この状態で、走行開始スイッチ７ｇ，７ｈ（図２参照）のうち台車３の走行方向に応じた方のスイッチを操作すると、台車３がトランス材２５に磁着したまま上方に向けて走行する。その際、ガイドローラ３ｈ，３ｉ（図１参照）が縦通隔壁２１上を転動して、台車３が縦通隔壁２１に沿ってトランス材２５を上動するようにガイドする。この場合の台車３の走行方向を、図５中に符号Ｘ１で示す。
【００４６】
台車３がトランス材２５の上端に達して、近接センサ３ｐ，３ｑのうち走行方向Ｘ１の前方に位置するセンサがトランス材２５を検出しなくなると、台車３の走行が停止する。このようにして台車３がトランス材２５上を上方に走行する間、溶接トーチ５による縦通隔壁２１とトランス材２５との隅肉溶接が行われる。
【００４７】
また、台車３がトランス材２５上を走行しているときに、それまで検出していなかった縦通隔壁２１を近接センサ３ｊ，３ｋが検出するようになると、溶接トーチ５による溶接が開始され、以後、縦通隔壁２１とトランス材２５との隅肉溶接が行われる。
【００４８】
なお、トランス材２５の上端に達して溶接トーチ５による溶接と共に走行を停止した台車３は、制御ユニット７のＣＰＵ７ａの制御によって、トランス材２５の下端まで下動させるようにしてもよい。
【００４９】
これに対し、縦通隔壁２１とフラットバー２７との交差部の隅肉溶接は、縦通隔壁２１やトランス材２５を船底外板１９に組み付ける前の段階で、図６に示すように縦通隔壁２１を水平においた状態で行う。そして、フラットバー２７を縦通隔壁２１に溶接する際には、溶接トーチ５（図１参照）の先端が隅肉部分を向くように、縦通隔壁２１のフラットバー２７の始端を溶接する箇所に溶接装置１の台車３を載置する。
【００５０】
これにより、台車３の側面３ｌ，３ｍの近接センサ３ｐ，３ｑは、図１（ａ）の板材Ａ（請求項中の継手形成板材及び一方の板材に相当）として縦通隔壁２１の存在を検出することになり、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋは、図１（ａ）の板材Ｂ（請求項中の継手形成板材及び他方の板材に相当）としてフラットバー２７の存在を検出することになる。
【００５１】
この状態で、走行開始スイッチ７ｇ，７ｈ（図２参照）のうち台車３の走行方向に応じた方のスイッチを操作すると、図６に示すように、台車３が縦通隔壁２１上をフラットバー２７に沿ってその終端に向けて走行する。その際、ガイドローラ３ｈ，３ｉ（図１参照）がフラットバー２７上を転動して、台車３がフラットバー２７に沿って縦通隔壁２１上を走行するようにガイドする。この場合の台車３の走行方向を、図６中に符号Ｘ２で示す。
【００５２】
台車３が縦通隔壁２１の終端に達して、リミットスイッチ３ｎ，３ｏのうち走行方向Ｘ２の前方に位置するスイッチが、図６中では図示を省略した障害物に接触すると、台車３の走行が停止する。このようにして台車３が縦通隔壁２１上をフラットバー２７に沿って走行する際、ガイドローラ３ｈ，３ｉ（図１参照）がフラットバー２７上を転動して近接センサ３ｊ，３ｋがフラットバー２７の存在を検出している間、溶接トーチ５による縦通隔壁２１とフラットバー２７との隅肉溶接が行われる。
【００５３】
この縦通隔壁２１とフラットバー２７との隅肉溶接の際、縦通隔壁２１上を走行する台車３が、縦通隔壁２１からガイドローラ３ｈ，３ｉ（図１参照）が離れるように本来の走行方向からずれた方向に走行すると、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋの一方又は両方が、フラットバー２７を検出しなくなる。すると、溶接トーチ５による溶接が停止される。
【００５４】
また、台車３が縦通隔壁２１上を走行しているときに、それまで検出していなかったフラットバー２７を近接センサ３ｊ，３ｋが検出するようになると、溶接トーチ５による溶接が開始され、以後、縦通隔壁２１とフラットバー２７との隅肉溶接が行われる。
【００５５】
したがって、図６に想像線で示すような、縦通隔壁２１とフラットバー２７との交差部からそれた箇所に、溶接トーチ５による溶接で溶接線部３１が形成されてしまうことがない。よって、不要な溶接線部３１を補修する作業を行う必要をなくすことができる。
【００５６】
以上に説明した本実施形態の溶接装置１によれば、台車３の走行及びその停止を、図１（ａ）に示す板材Ａを非接触で検出する近接センサ３ｐ，３ｑの検出結果を用いて制御するようにした。また、溶接トーチ５による溶接の開始及び停止を、図１（ａ）に示す板材Ｂを非接触で検出する近接センサ３ｊ，３ｋの検出結果や、近接センサ３ｐ，３ｑによる板材Ａの検出結果を用いて制御するようにした。
【００５７】
このように、台車３の走行及びその停止と、溶接トーチ５による溶接の開始及び停止とを、溶接対象である板材Ａ，Ｂの互いに異なるパターンによる検出結果に基づいて制御するようにしたので、台車３の走行と溶接トーチ５による溶接とを個別に制御できるようになる。このため、隅肉溶接の終端が検出されても台車３の走行面を構成する板材Ａが検出されている間は、台車３の走行を継続させることができる。このため、隅肉溶接の終端の先に次の始端が存在するような場合であっても、隅肉溶接範囲の始端や終端を確実に検出することができる。
【００５８】
また、本実施形態の溶接装置１によれば、縦通隔壁２１とトランス材２５との交差部の隅肉溶接時のように、縦通隔壁２１やトランス材２５の上端に終端検出用の部材（治具）を設置しその有無をリミットスイッチ３ｎ，３ｏで検出しなくても、近接センサ３ｊ，３ｋ，３ｐ，３ｑの検出結果のみによって、台車３の走行や溶接トーチ５の溶接を縦通隔壁２１及びトランス材２５の上端付近で停止させることができる。したがって、縦通隔壁２１やトランス材２５の上端のような、終端検出用の部材（治具）を設置しづらい高所に隅肉溶接の終端がある場合であっても、容易に溶接作業を行うことができる。
【００５９】
そして、台車３の走行や溶接トーチ５の溶接の制御に、リミットスイッチ３ｎ，３ｏによる終端検出用部材の検出が必ずしも必要ではないことから、リミットスイッチ３ｎ，３ｏやその検出結果に基づいて台車３の走行及び停止を制御するための構成は、省略してもよい。
【００６０】
なお、上述した実施形態では、図１（ａ）に示す板材Ａ，Ｂを非接触でそれぞれ検出する近接センサ３ｐ，３ｑ、３ｊ，３ｋを、電磁誘導により磁性体を検出する渦電流式センサとした。しかし、板材Ａを検出する近接センサ３ｐ，３ｑ又は板材Ｂを検出する近接センサ３ｊ，３ｋ、あるいは、それらの全てを、例えば、超音波や光の反射信号により対象物を検出するセンサとしてもよい。
【００６１】
また、上述した実施形態の溶接装置１では、近接センサ３ｐ又は近接センサ３ｑが走行面である板材Ａ（図５の例の場合のトランス材２５又は縦通隔壁２１）の終端を検出して、溶接トーチ５による溶接が停止されると、板材Ａ，Ｂの隅肉溶接は、板材Ａの終端よりも手前で終了してしまう。同様に、近接センサ３ｊ又は近接センサ３ｋが板材Ｂ（図５の例の場合の縦通隔壁２１又はフラットバー２７）の終端を検出して、溶接トーチ５による溶接が終了されても、板材Ａ，Ｂの隅肉溶接は、板材Ａの終端よりも手前で終了してしまう。
【００６２】
さらに、上述した実施形態の溶接装置１では、板材Ａ（図５の例の場合のトランス材２５又は縦通隔壁２１）上を台車３が走行しているときに、板材Ｂ（図５の例の場合の縦通隔壁２１又はフラットバー２７）の始端を近接センサ３ｊ，３ｋが検出して、溶接トーチ５による溶接が開始されると、板材Ａ，Ｂの隅肉溶接は、板材Ｂが存在しない、板材Ｂの始端よりも台車３の走行方向Ｘ（図５の例の場合の走行方向Ｘ１、図６の例の場合の走行方向Ｘ２）における上流側の箇所から開始されてしまう。
【００６３】
これは、図１（ｂ）に示すように、板材Ａの終端を検出する近接センサ３ｐ，３ｑも、板材Ｂの始終端を検出する近接センサ３ｊ，３ｋも、台車３の走行方向Ｘ（図５の例の場合の走行方向Ｘ１、図６の例の場合の走行方向Ｘ２）において溶接トーチ５よりも上流側に配置されているからである。
【００６４】
そこで、近接センサ３ｐ，３ｑが板材Ａの終端を検出したり、近接センサ３ｊ，３ｋが板材Ｂの終端を検出したら、その位置から、終端を検出したセンサと溶接トーチ５とのＸ（図５の例の場合の走行方向Ｘ１、図６の例の場合の走行方向Ｘ２）における間隔分だけさらに台車３を走行させて、台車３の走行と溶接トーチ５による溶接とを停止させるようにすることが望ましい。
【００６５】
また、近接センサ３ｊ，３ｋが板材Ｂの始端を検出したら、その位置から、始端を検出したセンサと溶接トーチ５との走行方向Ｘ（図５の例の場合の走行方向Ｘ１、図６の例の場合の走行方向Ｘ２）における間隔分だけさらに台車３を走行させて、溶接トーチ５による溶接を開始させるようにすることが望ましい。
【００６６】
その場合には、図３のフローチャートにおけるステップＳ９の走行停止信号の出力タイミングを、ステップＳ５で近接センサ３ｐ，３ｑのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ａを検出していないことを検出したタイミングから、台車３を上述した間隔分だけ走行するのに要する時間だけ遅らせた（ステップＳ８）タイミングとすることになる。
【００６７】
同様に、ステップＳ２９の溶接停止信号の出力タイミングも、ステップＳ２７で近接センサ３ｊ，３ｋのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ｂを検出していないことを検出したタイミングから、台車３を上述した間隔分だけ走行するのに要する時間だけ遅らせた（ステップＳ２１）タイミングとすることになる。
【００６８】
さらに、ステップＳ２３の溶接駆動信号の出力タイミングも、ステップＳ１７で近接センサ３ｊ，３ｋのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ｂを検出していることを検出したタイミングから、台車３を上述した間隔分だけ走行するのに要する時間だけ遅らせたタイミングとすることになる。
【００６９】
なお、板材Ａの終端を検出したら、溶接トーチ５の溶接を終了させる前に台車３をもうしばらく走行させる場合には、板材Ａの終端を過ぎても台車３がさらに走行できる走行面が必要となる。
【００７０】
そこで、図７の説明図に示す、船底外板１９とロンジ２９との隅肉溶接を行う場合の例のように、船底外板１９とロンジ２９の溶接継手形成部分Ｙ（図７では隅肉溶接によるＴ継手形成部分）の端面に、その溶接継手形成部分Ｙに対応する断面形状を有する非磁性体製の走行補助板材４０を当接させて、溶接装置１（図７中図示せず）による隅肉溶接を行うようにしてもよい。この走行補助板材４０は、ベース板４１と立板４３とを有している。溶接継手形成部分Ｙの端面に走行補助板材４０を当接させた状態で、ベース板４１は船底外板１９と連なり、立板４３はロンジ２９の一部と連なる。
【００７１】
なお、この場合の溶接装置１は、船底外板１９を検出する近接センサ３ｐ，３ｑとして、渦電流式センサではなく、超音波センサや光センサを用いているものとする。したがって、近接センサ３ｐ，３ｑは、磁性体の板材だけでなく非磁性体の板材も検出することができる。
【００７２】
この場合は、船底外板１９に本実施形態の溶接装置１を設置し、ガイドローラ３ｈ，３ｉをロンジ２９上で転動させながら台車３を船底外板１９上で、走行方向Ｘ３に走行させる。これにより、台車３の側面３ｌ，３ｍの近接センサ３ｐ，３ｑは、図１（ａ）の板材Ａ（請求項中の継手形成板材及び一方の板材に相当）として船底外板１９の存在を検出することになり、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋは、図１（ａ）の板材Ｂ（請求項中の継手形成板材及び他方の板材に相当）としてロンジ２９の存在を検出することになる。そして、台車３が船底外板１９の終端に達すると、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋのうち台車３の走行方向Ｘ３における上流側のセンサが、船底外板１９の終端と同じ位置にあるロンジ２９の終端に達する。
【００７３】
ここで、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋが渦電流式センサであることから、近接センサ３ｊ，３ｋのうち台車３の走行方向Ｘ３における上流側のセンサは、磁性体製のロンジ２９から非磁性体製の立板４３に対向する板材が変わると、板材を検出しなくなる。
【００７４】
一方、台車３の側面３ｌ，３ｍの近接センサ３ｐ，３ｑは超音波センサや光センサであることから、近接センサ３ｐ，３ｑのうち台車３の走行方向Ｘ３における上流側のセンサは、磁性体製の船底外板１９から非磁性体製のベース板４１に対向する板材が変わっても、板材を検出し続ける。
【００７５】
したがって、台車３が船底外板１９及びロンジ２９の終端に達すると、その位置から溶接トーチ５と台車３の側面３ｌ，３ｍの近接センサ３ｐ，３ｑとの間隔分だけ、ベース板４１上を台車３がさらに走行する。そして、溶接トーチ５の溶接が停止される。台車３はさらに走行を継続し、側面３ｌ，３ｍの近接センサ３ｐ，３ｑのうち台車３の走行方向Ｘ３における上流側のセンサがベース板４１の終端を検出すると、走行を停止する。
【００７６】
このように、走行補助板材４０を用いて船底外板１９とロンジ２９との隅肉溶接を行うことで、溶接トーチ５により船底外板１９とロンジ２９の終端まで隅肉溶接が行われるように、台車３を船底外板１９の終端に達した後も必要な距離だけ安定して移動させることができる。
【００７７】
なお、走行補助板材４０の立板４３のみを非磁性体製とし、ベース板４１を磁性体製とする場合には、船底外板１９を検出する近接センサ３ｐ，３ｑとして渦電流式センサを用いても、上述したのと同様の隅肉溶接を行うことができる。
【００７８】
また、例えば図８に示すように、縦通隔壁２１に複数のフラットバー２７を一定間隔で溶接する場合に、上述した溶接装置１を使用し台車３を縦通隔壁２１上で走行方向Ｘ２に走行させると、台車３の側面３ｌ，３ｍの近接センサ３ｐ，３ｑが縦通隔壁２１を検出している間、台車３がフラットバー２７に沿って走行することになる。そして、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋがフラットバー２７を検出している領域では溶接トーチ５による溶接が行われ、フラットバー２７を検出していない領域では溶接トーチ５による溶接が停止されることになる。
【００７９】
なお、図９に示すように、隣り合う２つのフラットバー２７，２７の隙間を非磁性体製の補助板材５０で埋めて、縦通隔壁２１と各フラットバー２７との隅肉溶接を行うようにしてもよい。その場合は、補助板材５０の２つの挟持部５３を両隣のフラットバー２７，２７にそれぞれ嵌め込んで、補助板材５０のベース板５１を両隣のフラットバー２７，２７と同一平面上に配置した状態で、台車３をフラットバー２７に沿って縦通隔壁２１上を走行方向Ｘ２に走行させる。
【００８０】
この補助板材５０を用いることで、溶接装置１のガイドローラ３ｈ，３ｉが隣り合う２つのフラットバー２７，２７の間でもベース板５１上を転動するようにして、台車３をフラットバー２７に沿って安定してガイドすることができる。また、補助板材５０が非磁性体製であることから、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋが補助板材５０（のベース板５１）をフラットバー２７と混同して検出することがない。そのため、フラットバー２７の存在する領域においてのみ、溶接トーチ５による縦通隔壁２１とフラットバー２７との隅肉溶接を行わせることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１ 溶接装置
３ 台車
３ａ 走行輪
３ｂ 走行輪
３ｃ モータ
３ｅ 永久磁石
３ｆ アーム
３ｇ アーム
３ｈ ガイドローラ
３ｉ ガイドローラ
３ｊ 近接センサ
３ｋ 近接センサ
３ｌ 側面
３ｍ 側面
３ｎ リミットスイッチ
３ｏ リミットスイッチ
３ｐ 近接センサ
３ｑ 近接センサ
５ 溶接トーチ
５ａ 位置調整機構
５ｂ 位置調整機構
７ 制御ユニット
７ａ ＣＰＵ
７ｂ ＲＡＭ
７ｃ ＲＯＭ
７ｄ ドライバ
７ｆ ドライバ
７ｇ 走行開始スイッチ
７ｈ 走行開始スイッチ
１０ 船そう部
１１ 二重船側ブロック
１３ 二重底ブロック
１５ 上甲板
１７ 船側外板
１９ 船底外板
２１ 縦通隔壁
２３ インナーハル
２５ トランス材
２７ フラットバー
２９ ロンジ
３１ 溶接線部
４０ 走行補助板材
４１ ベース板
４３ 立板
５０ 補助板材
５１ ベース板
５３ 挟持部
Ａ 板材
Ｂ 板材
Ｃ 溶接部分
Ｘ 走行方向
Ｘ１ 走行方向
Ｘ２ 走行方向
Ｘ３ 走行方向
Ｙ 溶接継手形成部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自走台車上に溶接トーチを搭載して隅肉の自動溶接を行う隅肉自動溶接装置及び隅肉自動溶接方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自走台車に搭載した溶接トーチにより自動溶接を行う自動溶接装置として、従来から、溶接範囲の始端や終端を検出するものが知られている。具体的には、台車の進路上に存在する立板を検出して溶接範囲の終端と判断し溶接動作を停止するものや（例えば、特許文献１）、溶接する立板の開口部の始端及び終端を検出して溶接不要時に溶接動作を中断させるものがある（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１６５６６号公報
【特許文献２】特開２００７−１９０５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来技術のうち、台車の進路上に存在する立板を検出する技術では、そのような立板が存在しない場合に、溶接範囲の終端を検出することができない。また、溶接する立板の開口部の始端及び終端を検出する技術では、開口部の始端を検出した場合に、その開口部の終端を検出するまでの間は、検出したのが開口部の始端であるのか立板の終端であるのかを特定することができない。したがって、上述した従来技術は限定された環境においてしか所期の効果を発揮することができない。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、特定の環境に限らず隅肉溶接範囲の始端や終端を確実に検出することができる隅肉自動溶接装置と、この隅肉自動溶接装置を用いて行うのに好適な隅肉自動溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の隅肉自動溶接装置は、
２つの継手形成板材のうち一方の板材上を自走する台車に搭載された溶接トーチにより前記２つの継手形成板材の溶接線部を隅肉溶接する隅肉自動溶接装置であって、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に該一方の板材と対向する箇所に配置され、該箇所に対向する板材を非接触で検出する第１近接センサと、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に前記２つの継手形成板材のうち他方の板材に対向する箇所に配置され、該対向する箇所の板材を非接触で検出する第２近接センサと、
前記第１近接センサによる板材の検出状態から非検出状態への変化に連動して前記台車の走行を停止させると共に、前記第１及び第２近接センサのうち少なくとも一方のセンサによる板材の非検出領域において、前記２つの継手形成板材の溶接線部の溶接を停止させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載した本発明の隅肉自動溶接装置によれば、台車が走行する一方の板材の有無を検出する第１近接センサの検出結果に応じて台車の走行が制御され、隅肉溶接の対象である２つの継手形成板材の有無をそれぞれ検出する第１及び第２近接センサの検出結果に応じて、両継手形成板材の溶接線部の溶接が制御される。したがって、台車の走行と溶接の開始及び停止とが個別に制御されることになる。このため、特定の環境に限らず隅肉溶接範囲の始端や終端を確実に検出することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載した本発明の隅肉自動溶接装置は、請求項１に記載した本発明の隅肉自動溶接装置において、前記台車が、磁性体で構成された前記一方の板材に磁力により吸着するための磁石を有しており、前記第１近接センサが自身と対向する板材を電磁誘導により検出する渦電流式センサであることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載した本発明の隅肉自動溶接装置によれば、請求項１に記載した本発明の隅肉自動溶接装置において、台車が一方の板材に永久磁石の磁力により吸着した状態で走行することから、立向溶接を行う環境においても、隅肉溶接範囲の始端や終端を確実に検出することができる。
【００１０】
さらに、請求項３に記載した本発明の隅肉自動溶接装置は、請求項１又は２に記載した本発明の隅肉自動溶接装置において、前記第２近接センサが、自身と対向する磁性体で構成された板材を電磁誘導により検出する渦電流式センサであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載した本発明の隅肉自動溶接装置によれば、請求項１又は２に記載した本発明の隅肉自動溶接装置において、２つの継手形成板材のうち台車が走行する一方の板材ではない他方の板材が磁性体で構成されている場合に、磁性体の板材の有無を第２近接センサで検出することにより、溶接の開始及び停止を好適に制御することができる。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、請求項４に記載した本発明の隅肉自動溶接方法は、
２つの継手形成板材のうち一方の板材上を自走して前記２つの継手形成板材の溶接線部を隅肉溶接する隅肉自動溶接装置を用いた隅肉自動溶接方法であって、
前記隅肉自動溶接装置として請求項３記載の隅肉自動溶接装置を用い、
前記隅肉自動溶接装置の台車の走行方向における前記２つの継手形成板材の終端に、前記走行方向における前記隅肉自動溶接装置の台車の前端と溶接トーチとの間隔以上の寸法を有すると共に、溶接後の前記２つの継手形成板材の溶接継手形成部分に対応する断面形状を有する走行補助板材を、前記２つの継手形成板材の前記溶接継手形成部分の端面に前記走行方向において連続するように当接させ、
前記走行補助板材の、少なくとも、前記２つの継手形成板材のうち磁性体で構成された他方の板材に連続する部分を、非磁性体で構成し、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に該一方の板材と対向する箇所に配置され、該箇所に対向する板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の第１近接センサの状態が、対向する箇所の板材の検出状態から非検出状態に変化するのに連動して、前記台車の走行を停止させ、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に前記２つの継手形成板材のうち磁性体で構成された他方の板材に対向する箇所に配置され、該箇所に対向する磁性体で構成された板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の渦電流式センサで構成された第２近接センサが、対向する箇所の磁性体で構成された板材を検出しない領域において、前記２つの継手形成板材の溶接線部の溶接を停止させるようにした、
ことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載した本発明の隅肉自動溶接方法によれば、台車が走行する一方の板材の有無を検出する第１近接センサの検出結果に応じて台車の走行が制御され、隅肉溶接の対象である２つの継手形成板材の有無をそれぞれ検出する第１及び第２近接センサの検出結果に応じて、両継手形成板材の溶接線部の溶接が制御される。したがって、台車の走行と溶接の開始及び停止とが個別に制御されることになる。
【００１４】
また、両継手形成板材のうち一方の板材の終端まで台車が走行しても、走行補助板材が第１近接センサで検出される間は、台車が走行方向に引き続き走行できることになる。このため、台車が一方の板材の終端まで走行しても、両継手形成板材の溶接線部の溶接が両継手形成板材の終端まで行えない位置関係に溶接トーチが配置されている場合であっても、両継手形成板材の終端まで溶接線部の溶接が行われるようになる。よって、両継手形成板材の溶接線部の全体に亘って溶接トーチを移動させて、溶接線部の全体を確実に溶接することができる。
【００１５】
さらに、上記目的を達成するため、請求項５に記載した本発明の隅肉自動溶接方法は、
２つの継手形成板材のうち一方の板材上を隅肉自動溶接装置により自走させ、該隅肉自動溶接装置の走行方向に間隔をおいて一直線状に複数配置された、前記２つの継手形成板材のうち磁性体で構成された他方の板材と、前記一方の板材との溶接線部を、隅肉溶接する隅肉自動溶接方法であって、
前記隅肉自動溶接装置として請求項３記載の隅肉自動溶接装置を用い、
前記走行方向において隣り合う２つの前記他方の板材の隙間を、非磁性体で構成された着脱自在な補助板材により埋めた状態で、前記一方の板材上を前記隅肉自動溶接装置の台車に自走させ、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に該一方の板材と対向する箇所に配置され、該箇所に対向する板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の第１近接センサの状態が、対向する箇所の板材の検出状態から非検出状態に変化するのに連動して、前記台車の走行を停止させ、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に前記他方の板材に対向する箇所に配置され、該箇所に対向する磁性体で構成された板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の渦電流式センサで構成された第２近接センサが、対向する箇所の磁性体で構成された板材を検出しない領域において、前記２つの継手形成板材の溶接線部の溶接を停止させるようにした、
ことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載した本発明の隅肉自動溶接方法によれば、台車が走行する一方の板材の有無を検出する第１近接センサの検出結果に応じて台車の走行が制御され、隅肉溶接の対象である２つの継手形成板材の有無をそれぞれ検出する第１及び第２近接センサの検出結果に応じて、両継手形成板材の溶接線部の溶接が制御される。したがって、台車の走行と溶接の開始及び停止とが個別に制御されることになる。
【００１７】
そのため、２つの継手形成板材のうち一方の板材上を走行する隅肉自動溶接装置の走行方向において、複数の他方の板材が間隔をおいて一直線状に配置されている場合であっても、渦電流式センサによる第２近接センサが磁性体で構成された他方の板材を検出している間は、溶接トーチによる両継手形成板材の溶接線部の溶接が行われることになる。これに対して、他方の板材が存在せずその代わりに非磁性体で構成された補助板材が存在する部分では、第２近接センサが他方の板材を検出せず、溶接トーチによる両継手形成板材の溶接線部の溶接が停止されることになる。
【００１８】
これにより、他方の板材が間隔をおいて複数配置されている場合であっても、一連の台車の移動中に両継手形成板材の溶接線部を漏れなく好適に溶接することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の隅肉自動溶接装置及び隅肉自動溶接方法によれば、特定の環境に限らず隅肉溶接範囲の始端や終端を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る隅肉自動溶接装置の概略構成を示す側面図、（ｂ）は同平面図である。
【図２】図１の制御ユニットの電気的な概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２の制御ユニットのＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムにしたがって行う制御を示すフローチャートである。
【図４】図１の隅肉自動溶接装置を用いて溶接を行う対象の一例を示す船体の要部拡大断面図である。
【図５】図４のトランス部材と縦通隔壁との交差部を拡大して示す斜視図である。
【図６】図５の縦通隔壁とフラットバーとの交差部を隅肉溶接した場合の仕上がり例を示す説明図である。
【図７】図１の隅肉自動溶接装置を用いた隅肉溶接に走行補助板材を利用した場合を示す説明図である。
【図８】図５の縦通隔壁にフラットバーが間隔をおいて複数溶接される場合の例を示す説明図である。
【図９】図１の隅肉自動溶接装置を用いて図８の縦通隔壁に対するフラットバーの溶接を行う際に補助板材を利用した場合を拡大して示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は本発明の一実施形態に係る隅肉自動溶接装置の概略構成を示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、本実施形態の隅肉自動溶接装置（以下、「溶接装置」と略記する。）１は、台車３と溶接トーチ５とを有している。台車３は前後２つずつの走行輪３ａ，３ｂを有しており、台車３内に設けられた各走行輪３ａ，３ｂ用のモータ３ｃ（図２参照）からの動力により、図１（ｂ）に示す走行方向Ｘに往復移動可能に構成されている。なお、４つの走行輪３ａ，３ｂをそれぞれ個別のモータで独立駆動するようにしてもよい。
【００２４】
図１（ａ）に示すように、台車３の底面には永久磁石３ｅが配設されており、この永久磁石３ｅは、台車３の走行面となる板材Ａ（請求項中の継手形成板材及び一方の板材に相当）が磁性体である場合に（本実施形態では鋼板製）、走行輪３ａ，３ｂが板材Ａから離れないように、磁力により台車３を板材Ａに吸着させる。したがって、板材Ａが立板である場合は、台車３は板材Ａに吸着したままの状態で走行輪３ａ，３ｂにより板材Ａ上を走行することになる。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、台車３の前面には一対のアーム３ｆ，３ｇが突設されており、各アーム３ｆ，３ｇの先端には、ガイドローラ３ｈ，３ｉと近接センサ３ｊ，３ｋ（請求項中の第２近接センサに相当）とがそれぞれ取り付けられている。
【００２６】
ガイドローラ３ｈ，３ｉは、立板としての板材Ｂ（請求項中の継手形成板材及び他方の板材に相当）と板材Ａとを隅肉溶接する際に、板材Ｂに当接させるフリーローラである。板材Ａ上を台車３が走行する際にガイドローラ３ｈ，３ｉを板材Ｂ上で転動させることで、台車３が板材Ｂに沿って走行するように案内される。
【００２７】
近接センサ３ｊ，３ｋは、本実施形態では渦電流式センサを用いており、ガイドローラ３ｈ，３ｉに当接する板材Ｂが磁性体である場合に（本実施形態では鋼板製）、板材Ｂに渦電流を流れさせることで板材Ｂの存在を非接触で検出する。
【００２８】
また、台車３の走行方向Ｘにおける両側面３ｌ，３ｍには、リミットスイッチ３ｎ，３ｏと近接センサ３ｐ，３ｑとがそれぞれ取り付けられている。リミットスイッチ３ｎ，３ｏは、台車３の側面３ｌ，３ｍに接触する障害物を検出する。近接センサ３ｐ，３ｑは、本実施形態では渦電流式センサを用いており、台車３の走行面となる板材Ａが磁性体である場合に（本実施形態では鋼板製）、近接センサ３ｊ，３ｋと同様にして板材Ａを非接触で検出する。
【００２９】
図１（ａ）に示すように、溶接トーチ５は、先端が２つの板材Ａ，Ｂの溶接部分Ｃを指向するように、台車３の前方に斜めに延設されている。なお、溶接トーチ５の指向方向は、台車３の上部に設けた位置調整機構５ａ，５ｂの調整操作によって微調整することができる。
【００３０】
また、台車３上には、台車３の走行及び溶接トーチ５の溶接動作を制御する制御ユニット７が設けられている。制御ユニット７は、図２に示すように、ＲＡＭ７ｂの作業エリアを用いてＲＯＭ７ｃに記憶されたプログラムにしたがい処理を実行するＣＰＵ７ａを有している。そして、ＣＰＵ７ａには、上述したモータ３ｃのドライバ７ｄ、溶接トーチ５のドライバ７ｆ、近接センサ３ｊ，３ｋ，３ｐ，３ｑ、及び、リミットスイッチ３ｎ，３ｏが接続されている。また、ＣＰＵ７ａには、台車３の走行方向Ｘに沿った走行方向別に、台車３の走行及び溶接トーチ５による溶接の開始を指示する走行方向別の走行開始スイッチ７ｇ，７ｈが接続されている。なお、運用上支障がなければ、走行開始スイッチ７ｇ，７ｈは一つのスイッチで構成してもよい。
【００３１】
次に、制御ユニット７のＣＰＵ７ａがＲＯＭ７ｃに格納されたプログラムにしたがって行う制御を、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００３２】
制御ユニット７の電源が投入されると、ＣＰＵ７ａは、走行開始スイッチ７ｇ，７ｈが操作されたか否かを確認する（ステップＳ１）。操作されていない場合は（ステップＳ１でＮＯ）、ＣＰＵ７ａは、ＲＡＭ７ｂに設けられたフラグエリアの走行中フラグＦ１と溶接中フラグＦ３とを共に「０」に設定した後（ステップＳ３）、ステップＳ１にリターンする。操作された場合は（ステップＳ１でＹＥＳ）、ＣＰＵ７ａは、近接センサ３ｐ，３ｑのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ａを検出しているか否かを確認する（ステップＳ５）。
【００３３】
近接センサ３ｐ，３ｑのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ａを検出していない場合は（ステップＳ５でＮＯ）、走行中フラグＦ１が「１」であるか否かを確認する（ステップＳ６）。溶接中フラグＦ３が「１」である場合は（ステップＳ６でＹＥＳ）、ＣＰＵ７ａは、一定時間遅延させた後に（ステップＳ８）、後述するステップＳ９に移行し、溶接中フラグＦ３が「１」でない場合は（ステップＳ１９でＮＯ）、ＣＰＵ７ａは、一定時間の遅延を置かずにステップＳ９に移行する。
【００３４】
一方、近接センサ３ｐ，３ｑのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ａを検出している場合（ステップＳ５でＹＥＳ）は、リミットスイッチ３ｎ，３ｏのどちらかが台車３の側面３ｌ，３ｍに接触する障害物を検出しているか否かを確認する（ステップＳ７）。リミットスイッチ３ｎ，３ｏが両方とも障害物を検出していない場合は（ステップＳ７でＮＯ）、後述するステップＳ１９に移行し、どちらかが障害物を検出している場合は（ステップＳ７でＹＥＳ）、ステップＳ９に移行する。
【００３５】
ステップＳ９では、台車３が板材Ａの終端に達したものとして、走行輪３ａ，３ｂの走行停止信号をモータ３ｃ，３ｄのドライバ７ｄ，７ｅに出力すると共に、溶接トーチ５の溶接停止信号をドライバ７ｆに出力する。続いて、ＣＰＵ７ａは、走行中フラグＦ１と溶接中フラグＦ３とを共に「０」に設定した後（ステップＳ１１）、一連の処理を終了する。
【００３６】
一方、ステップＳ７において、リミットスイッチ３ｎ，３ｏが両方とも障害物を検出していない場合（ＮＯ）は、ステップＳ１で操作されたことを確認した走行開始スイッチ７ｇ，７ｈに対応する走行方向に台車３が走行するように、走行輪３ａ，３ｂを走行方向に対応する方向に回転させる走行駆動信号を、モータ３ｃ，３ｄのドライバ７ｄ，７ｅに出力する（ステップＳ１３）。そして、走行駆動信号の出力後、走行中フラグＦ１を「１」に設定する（ステップＳ１５）。
【００３７】
次に、ＣＰＵ７ａは、近接センサ３ｊ，３ｋのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ｂを検出しているか否かを確認する（ステップＳ１７）。近接センサ３ｊ，３ｋが両方とも板材Ｂを検出していない場合は（ステップＳ１７でＮＯ）、後述するステップＳ２７に移行する。近接センサ３ｊ，３ｋのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ｂを検出している場合は（ステップＳ１７でＹＥＳ）、溶接中フラグＦ３が「１」であるか否かを確認する（ステップＳ１９）。
【００３８】
溶接中フラグＦ３が「１」である場合は（ステップＳ１９でＹＥＳ）、ＣＰＵ７ａは、一定時間遅延させた後に（ステップＳ２１）、溶接トーチ５を駆動させるための溶接駆動信号をドライバ７ｆに出力する（ステップＳ２３）。溶接中フラグＦ３が「１」でない場合は（ステップＳ１９でＮＯ）、ＣＰＵ７ａは、一定時間の遅延を置かずに溶接駆動信号をドライバ７ｆに出力する（ステップＳ２３）。溶接駆動信号の出力後に、ＣＰＵ７ａは、溶接中フラグＦ３を「１」に設定した後（ステップＳ２５）、ステップＳ７にリターンする。
【００３９】
また、ステップＳ１７において近接センサ３ｊ，３ｋのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ｂを検出していない場合（ＮＯ）に移行するステップＳ２７では、溶接中フラグＦ３が「１」であるか否かを確認する。溶接中フラグＦ３が「１」である場合は（ステップＳ２７でＹＥＳ）、ＣＰＵ７ａは、一定時間遅延させた後に（ステップＳ２９）、溶接停止信号をドライバ７ｆに出力する（ステップＳ３１）。溶接中フラグＦ３が「１」でない場合は（ステップＳ２７でＮＯ）、ＣＰＵ７ａは、一定時間の遅延を置かずに溶接停止信号をドライバ７ｆに出力する（ステップＳ３１）。溶接停止信号の出力後に、ＣＰＵ７ａは、溶接中フラグＦ３を「０」に設定した後（ステップＳ３３）、ステップＳ７にリターンする。
【００４０】
次に、上述したように構成された本実施形態の溶接装置１を用いた隅肉自動溶接方法について説明する。図４は本実施形態の溶接装置１を用いて隅肉自動溶接を行うことができる船体の断面図である。
【００４１】
図４に示す船体は、二重殻構造を有するタンカーの船そう部１０である。この船そう部１０は、鋼板で形成された複数の二重船側ブロック１１と複数の二重底ブロック１３とを連結して構成されている。そして、連結した複数の二重船側ブロック１１及び二重底ブロック１３によって、上甲板１５、船側外板１７、船底外板１９、及び、インナーハル２３を構成している。また、船そう部１０には、船長方向に縦通隔壁２１が設けられ、船幅方向にトランス材２５が設けられている。上甲板１５、船側外板１７、船底外板１９、及び、インナーハル２３には、補強用の鋼板製のロンジ２９がリブ状に溶接されている。
【００４２】
そして、例えば、図５に示す縦通隔壁２１とトランス材２５との交差部における隅肉溶接や、縦通隔壁２１とこれに溶着される補強用のフラットバー２７との交差部における隅肉溶接等に、図１の溶接装置１を用いることができる。
【００４３】
例えば、縦通隔壁２１とトランス材２５との交差部の隅肉溶接の際には、溶接トーチ５（図１参照）の先端が隅肉部分を向くように、トランス材２５の一番船底外板１９寄りの箇所に溶接装置１の台車３を磁着させる。
【００４４】
これにより、台車３の側面３ｌ，３ｍの近接センサ３ｐ，３ｑは、図１（ａ）の板材Ａ（請求項中の継手形成板材及び一方の板材に相当）としてトランス材２５の存在を検出することになり、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋは、図１（ａ）の板材Ｂ（請求項中の継手形成板材及び他方の板材に相当）として縦通隔壁２１の存在を検出することになる。
【００４５】
この状態で、走行開始スイッチ７ｇ，７ｈ（図２参照）のうち台車３の走行方向に応じた方のスイッチを操作すると、台車３がトランス材２５に磁着したまま上方に向けて走行する。その際、ガイドローラ３ｈ，３ｉ（図１参照）が縦通隔壁２１上を転動して、台車３が縦通隔壁２１に沿ってトランス材２５を上動するようにガイドする。この場合の台車３の走行方向を、図５中に符号Ｘ１で示す。
【００４６】
台車３がトランス材２５の上端に達して、近接センサ３ｐ，３ｑのうち走行方向Ｘ１の前方に位置するセンサがトランス材２５を検出しなくなると、台車３の走行が停止する。このようにして台車３がトランス材２５上を上方に走行する間、溶接トーチ５による縦通隔壁２１とトランス材２５との隅肉溶接が行われる。
【００４７】
また、台車３がトランス材２５上を走行しているときに、それまで検出していなかった縦通隔壁２１を近接センサ３ｊ，３ｋが検出するようになると、溶接トーチ５による溶接が開始され、以後、縦通隔壁２１とトランス材２５との隅肉溶接が行われる。
【００４８】
なお、トランス材２５の上端に達して溶接トーチ５による溶接と共に走行を停止した台車３は、制御ユニット７のＣＰＵ７ａの制御によって、トランス材２５の下端まで下動させるようにしてもよい。
【００４９】
これに対し、縦通隔壁２１とフラットバー２７との交差部の隅肉溶接は、縦通隔壁２１やトランス材２５を船底外板１９に組み付ける前の段階で、図６に示すように縦通隔壁２１を水平においた状態で行う。そして、フラットバー２７を縦通隔壁２１に溶接する際には、溶接トーチ５（図１参照）の先端が隅肉部分を向くように、縦通隔壁２１のフラットバー２７の始端を溶接する箇所に溶接装置１の台車３を載置する。
【００５０】
これにより、台車３の側面３ｌ，３ｍの近接センサ３ｐ，３ｑは、図１（ａ）の板材Ａ（請求項中の継手形成板材及び一方の板材に相当）として縦通隔壁２１の存在を検出することになり、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋは、図１（ａ）の板材Ｂ（請求項中の継手形成板材及び他方の板材に相当）としてフラットバー２７の存在を検出することになる。
【００５１】
この状態で、走行開始スイッチ７ｇ，７ｈ（図２参照）のうち台車３の走行方向に応じた方のスイッチを操作すると、図６に示すように、台車３が縦通隔壁２１上をフラットバー２７に沿ってその終端に向けて走行する。その際、ガイドローラ３ｈ，３ｉ（図１参照）がフラットバー２７上を転動して、台車３がフラットバー２７に沿って縦通隔壁２１上を走行するようにガイドする。この場合の台車３の走行方向を、図６中に符号Ｘ２で示す。
【００５２】
台車３が縦通隔壁２１の終端に達して、リミットスイッチ３ｎ，３ｏのうち走行方向Ｘ２の前方に位置するスイッチが、図６中では図示を省略した障害物に接触すると、台車３の走行が停止する。このようにして台車３が縦通隔壁２１上をフラットバー２７に沿って走行する際、ガイドローラ３ｈ，３ｉ（図１参照）がフラットバー２７上を転動して近接センサ３ｊ，３ｋがフラットバー２７の存在を検出している間、溶接トーチ５による縦通隔壁２１とフラットバー２７との隅肉溶接が行われる。
【００５３】
この縦通隔壁２１とフラットバー２７との隅肉溶接の際、縦通隔壁２１上を走行する台車３が、縦通隔壁２１からガイドローラ３ｈ，３ｉ（図１参照）が離れるように本来の走行方向からずれた方向に走行すると、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋの一方又は両方が、フラットバー２７を検出しなくなる。すると、溶接トーチ５による溶接が停止される。
【００５４】
また、台車３が縦通隔壁２１上を走行しているときに、それまで検出していなかったフラットバー２７を近接センサ３ｊ，３ｋが検出するようになると、溶接トーチ５による溶接が開始され、以後、縦通隔壁２１とフラットバー２７との隅肉溶接が行われる。
【００５５】
したがって、図６に想像線で示すような、縦通隔壁２１とフラットバー２７との交差部からそれた箇所に、溶接トーチ５による溶接で溶接線部３１が形成されてしまうことがない。よって、不要な溶接線部３１を補修する作業を行う必要をなくすことができる。
【００５６】
以上に説明した本実施形態の溶接装置１によれば、台車３の走行及びその停止を、図１（ａ）に示す板材Ａを非接触で検出する近接センサ３ｐ，３ｑの検出結果を用いて制御するようにした。また、溶接トーチ５による溶接の開始及び停止を、図１（ａ）に示す板材Ｂを非接触で検出する近接センサ３ｊ，３ｋの検出結果や、近接センサ３ｐ，３ｑによる板材Ａの検出結果を用いて制御するようにした。
【００５７】
このように、台車３の走行及びその停止と、溶接トーチ５による溶接の開始及び停止とを、溶接対象である板材Ａ，Ｂの互いに異なるパターンによる検出結果に基づいて制御するようにしたので、台車３の走行と溶接トーチ５による溶接とを個別に制御できるようになる。このため、隅肉溶接の終端が検出されても台車３の走行面を構成する板材Ａが検出されている間は、台車３の走行を継続させることができる。このため、隅肉溶接の終端の先に次の始端が存在するような場合であっても、隅肉溶接範囲の始端や終端を確実に検出することができる。
【００５８】
また、本実施形態の溶接装置１によれば、縦通隔壁２１とトランス材２５との交差部の隅肉溶接時のように、縦通隔壁２１やトランス材２５の上端に終端検出用の部材（治具）を設置しその有無をリミットスイッチ３ｎ，３ｏで検出しなくても、近接センサ３ｊ，３ｋ，３ｐ，３ｑの検出結果のみによって、台車３の走行や溶接トーチ５の溶接を縦通隔壁２１及びトランス材２５の上端付近で停止させることができる。したがって、縦通隔壁２１やトランス材２５の上端のような、終端検出用の部材（治具）を設置しづらい高所に隅肉溶接の終端がある場合であっても、容易に溶接作業を行うことができる。
【００５９】
そして、台車３の走行や溶接トーチ５の溶接の制御に、リミットスイッチ３ｎ，３ｏによる終端検出用部材の検出が必ずしも必要ではないことから、リミットスイッチ３ｎ，３ｏやその検出結果に基づいて台車３の走行及び停止を制御するための構成は、省略してもよい。
【００６０】
なお、上述した実施形態では、図１（ａ）に示す板材Ａ，Ｂを非接触でそれぞれ検出する近接センサ３ｐ，３ｑ、３ｊ，３ｋを、電磁誘導により磁性体を検出する渦電流式センサとした。しかし、板材Ａを検出する近接センサ３ｐ，３ｑ又は板材Ｂを検出する近接センサ３ｊ，３ｋ、あるいは、それらの全てを、例えば、超音波や光の反射信号により対象物を検出するセンサとしてもよい。
【００６１】
また、上述した実施形態の溶接装置１では、近接センサ３ｐ又は近接センサ３ｑが走行面である板材Ａ（図５の例の場合のトランス材２５又は縦通隔壁２１）の終端を検出して、溶接トーチ５による溶接が停止されると、板材Ａ，Ｂの隅肉溶接は、板材Ａの終端よりも手前で終了してしまう。同様に、近接センサ３ｊ又は近接センサ３ｋが板材Ｂ（図５の例の場合の縦通隔壁２１又はフラットバー２７）の終端を検出して、溶接トーチ５による溶接が終了されても、板材Ａ，Ｂの隅肉溶接は、板材Ａの終端よりも手前で終了してしまう。
【００６２】
さらに、上述した実施形態の溶接装置１では、板材Ａ（図５の例の場合のトランス材２５又は縦通隔壁２１）上を台車３が走行しているときに、板材Ｂ（図５の例の場合の縦通隔壁２１又はフラットバー２７）の始端を近接センサ３ｊ，３ｋが検出して、溶接トーチ５による溶接が開始されると、板材Ａ，Ｂの隅肉溶接は、板材Ｂが存在しない、板材Ｂの始端よりも台車３の走行方向Ｘ（図５の例の場合の走行方向Ｘ１、図６の例の場合の走行方向Ｘ２）における上流側の箇所から開始されてしまう。
【００６３】
これは、図１（ｂ）に示すように、板材Ａの終端を検出する近接センサ３ｐ，３ｑも、板材Ｂの始終端を検出する近接センサ３ｊ，３ｋも、台車３の走行方向Ｘ（図５の例の場合の走行方向Ｘ１、図６の例の場合の走行方向Ｘ２）において溶接トーチ５よりも上流側に配置されているからである。
【００６４】
そこで、近接センサ３ｐ，３ｑが板材Ａの終端を検出したり、近接センサ３ｊ，３ｋが板材Ｂの終端を検出したら、その位置から、終端を検出したセンサと溶接トーチ５とのＸ（図５の例の場合の走行方向Ｘ１、図６の例の場合の走行方向Ｘ２）における間隔分だけさらに台車３を走行させて、台車３の走行と溶接トーチ５による溶接とを停止させるようにすることが望ましい。
【００６５】
また、近接センサ３ｊ，３ｋが板材Ｂの始端を検出したら、その位置から、始端を検出したセンサと溶接トーチ５との走行方向Ｘ（図５の例の場合の走行方向Ｘ１、図６の例の場合の走行方向Ｘ２）における間隔分だけさらに台車３を走行させて、溶接トーチ５による溶接を開始させるようにすることが望ましい。
【００６６】
その場合には、図３のフローチャートにおけるステップＳ９の走行停止信号の出力タイミングを、ステップＳ５で近接センサ３ｐ，３ｑのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ａを検出していないことを検出したタイミングから、台車３を上述した間隔分だけ走行するのに要する時間だけ遅らせた（ステップＳ８）タイミングとすることになる。
【００６７】
同様に、ステップＳ２９の溶接停止信号の出力タイミングも、ステップＳ２７で近接センサ３ｊ，３ｋのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ｂを検出していないことを検出したタイミングから、台車３を上述した間隔分だけ走行するのに要する時間だけ遅らせた（ステップＳ２１）タイミングとすることになる。
【００６８】
さらに、ステップＳ２３の溶接駆動信号の出力タイミングも、ステップＳ１７で近接センサ３ｊ，３ｋのうち台車３の走行方向Ｘにおける前方に位置する方が板材Ｂを検出していることを検出したタイミングから、台車３を上述した間隔分だけ走行するのに要する時間だけ遅らせたタイミングとすることになる。
【００６９】
なお、板材Ａの終端を検出したら、溶接トーチ５の溶接を終了させる前に台車３をもうしばらく走行させる場合には、板材Ａの終端を過ぎても台車３がさらに走行できる走行面が必要となる。
【００７０】
そこで、図７の説明図に示す、船底外板１９とロンジ２９との隅肉溶接を行う場合の例のように、船底外板１９とロンジ２９の溶接継手形成部分Ｙ（図７では隅肉溶接によるＴ継手形成部分）の端面に、その溶接継手形成部分Ｙに対応する断面形状を有する非磁性体製の走行補助板材４０を当接させて、溶接装置１（図７中図示せず）による隅肉溶接を行うようにしてもよい。この走行補助板材４０は、ベース板４１と立板４３とを有している。溶接継手形成部分Ｙの端面に走行補助板材４０を当接させた状態で、ベース板４１は船底外板１９と連なり、立板４３はロンジ２９の一部と連なる。
【００７１】
なお、この場合の溶接装置１は、船底外板１９を検出する近接センサ３ｐ，３ｑとして、渦電流式センサではなく、超音波センサや光センサを用いているものとする。したがって、近接センサ３ｐ，３ｑは、磁性体の板材だけでなく非磁性体の板材も検出することができる。
【００７２】
この場合は、船底外板１９に本実施形態の溶接装置１を設置し、ガイドローラ３ｈ，３ｉをロンジ２９上で転動させながら台車３を船底外板１９上で、走行方向Ｘ３に走行させる。これにより、台車３の側面３ｌ，３ｍの近接センサ３ｐ，３ｑは、図１（ａ）の板材Ａ（請求項中の継手形成板材及び一方の板材に相当）として船底外板１９の存在を検出することになり、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋは、図１（ａ）の板材Ｂ（請求項中の継手形成板材及び他方の板材に相当）としてロンジ２９の存在を検出することになる。そして、台車３が船底外板１９の終端に達すると、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋのうち台車３の走行方向Ｘ３における上流側のセンサが、船底外板１９の終端と同じ位置にあるロンジ２９の終端に達する。
【００７３】
ここで、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋが渦電流式センサであることから、近接センサ３ｊ，３ｋのうち台車３の走行方向Ｘ３における上流側のセンサは、磁性体製のロンジ２９から非磁性体製の立板４３に対向する板材が変わると、板材を検出しなくなる。
【００７４】
一方、台車３の側面３ｌ，３ｍの近接センサ３ｐ，３ｑは超音波センサや光センサであることから、近接センサ３ｐ，３ｑのうち台車３の走行方向Ｘ３における上流側のセンサは、磁性体製の船底外板１９から非磁性体製のベース板４１に対向する板材が変わっても、板材を検出し続ける。
【００７５】
したがって、台車３が船底外板１９及びロンジ２９の終端に達すると、その位置から溶接トーチ５と台車３の側面３ｌ，３ｍの近接センサ３ｐ，３ｑとの間隔分だけ、ベース板４１上を台車３がさらに走行する。そして、溶接トーチ５の溶接が停止される。台車３はさらに走行を継続し、側面３ｌ，３ｍの近接センサ３ｐ，３ｑのうち台車３の走行方向Ｘ３における上流側のセンサがベース板４１の終端を検出すると、走行を停止する。
【００７６】
このように、走行補助板材４０を用いて船底外板１９とロンジ２９との隅肉溶接を行うことで、溶接トーチ５により船底外板１９とロンジ２９の終端まで隅肉溶接が行われるように、台車３を船底外板１９の終端に達した後も必要な距離だけ安定して移動させることができる。
【００７７】
なお、走行補助板材４０の立板４３のみを非磁性体製とし、ベース板４１を磁性体製とする場合には、船底外板１９を検出する近接センサ３ｐ，３ｑとして渦電流式センサを用いても、上述したのと同様の隅肉溶接を行うことができる。
【００７８】
また、例えば図８に示すように、縦通隔壁２１に複数のフラットバー２７を一定間隔で溶接する場合に、上述した溶接装置１を使用し台車３を縦通隔壁２１上で走行方向Ｘ２に走行させると、台車３の側面３ｌ，３ｍの近接センサ３ｐ，３ｑが縦通隔壁２１を検出している間、台車３がフラットバー２７に沿って走行することになる。そして、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋがフラットバー２７を検出している領域では溶接トーチ５による溶接が行われ、フラットバー２７を検出していない領域では溶接トーチ５による溶接が停止されることになる。
【００７９】
なお、図９に示すように、隣り合う２つのフラットバー２７，２７の隙間を非磁性体製の補助板材５０で埋めて、縦通隔壁２１と各フラットバー２７との隅肉溶接を行うようにしてもよい。その場合は、補助板材５０の２つの挟持部５３を両隣のフラットバー２７，２７にそれぞれ嵌め込んで、補助板材５０のベース板５１を両隣のフラットバー２７，２７と同一平面上に配置した状態で、台車３をフラットバー２７に沿って縦通隔壁２１上を走行方向Ｘ２に走行させる。
【００８０】
この補助板材５０を用いることで、溶接装置１のガイドローラ３ｈ，３ｉが隣り合う２つのフラットバー２７，２７の間でもベース板５１上を転動するようにして、台車３をフラットバー２７に沿って安定してガイドすることができる。また、補助板材５０が非磁性体製であることから、アーム３ｆ，３ｇの近接センサ３ｊ，３ｋが補助板材５０（のベース板５１）をフラットバー２７と混同して検出することがない。そのため、フラットバー２７の存在する領域においてのみ、溶接トーチ５による縦通隔壁２１とフラットバー２７との隅肉溶接を行わせることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１ 溶接装置
３ 台車
３ａ 走行輪
３ｂ 走行輪
３ｃ モータ
３ｅ 永久磁石
３ｆ アーム
３ｇ アーム
３ｈ ガイドローラ
３ｉ ガイドローラ
３ｊ 近接センサ
３ｋ 近接センサ
３ｌ 側面
３ｍ 側面
３ｎ リミットスイッチ
３ｏ リミットスイッチ
３ｐ 近接センサ
３ｑ 近接センサ
５ 溶接トーチ
５ａ 位置調整機構
５ｂ 位置調整機構
７ 制御ユニット
７ａ ＣＰＵ
７ｂ ＲＡＭ
７ｃ ＲＯＭ
７ｄ ドライバ
７ｆ ドライバ
７ｇ 走行開始スイッチ
７ｈ 走行開始スイッチ
１０ 船そう部
１１ 二重船側ブロック
１３ 二重底ブロック
１５ 上甲板
１７ 船側外板
１９ 船底外板
２１ 縦通隔壁
２３ インナーハル
２５ トランス材
２７ フラットバー
２９ ロンジ
３１ 溶接線部
４０ 走行補助板材
４１ ベース板
４３ 立板
５０ 補助板材
５１ ベース板
５３ 挟持部
Ａ 板材
Ｂ 板材
Ｃ 溶接部分
Ｘ 走行方向
Ｘ１ 走行方向
Ｘ２ 走行方向
Ｘ３ 走行方向
Ｙ 溶接継手形成部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの継手形成板材のうち一方の板材上を自走する台車に搭載された溶接トーチにより前記２つの継手形成板材の溶接線部を隅肉溶接する隅肉自動溶接装置であって、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に該一方の板材と対向する箇所に配置され、該箇所に対向する板材を非接触で検出する第１近接センサと、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に前記２つの継手形成板材のうち他方の板材に対向する箇所に配置され、該対向する箇所の板材を非接触で検出する第２近接センサと、
前記第１近接センサによる板材の検出状態から非検出状態への変化に連動して前記台車の走行を停止させると共に、前記第１及び第２近接センサのうち少なくとも一方のセンサによる板材の非検出領域において、前記２つの継手形成板材の溶接線部の溶接を停止させる制御手段と、
を備えることを特徴とする隅肉自動溶接装置。
【請求項２】
前記台車は、磁性体で構成された前記一方の板材に吸着するための磁石を有しており、前記第１近接センサは自身と対向する板材を電磁誘導により検出する渦電流式センサであることを特徴とする請求項１記載の隅肉自動溶接装置。
【請求項３】
前記第２近接センサは、自身と対向する磁性体で構成された板材を電磁誘導により検出する渦電流式センサであることを特徴とする請求項１又は２記載の隅肉自動溶接装置。
【請求項４】
２つの継手形成板材のうち一方の板材上を自走して前記２つの継手形成板材の溶接線部を隅肉溶接する隅肉自動溶接装置を用いた隅肉自動溶接方法であって、
前記隅肉自動溶接装置として請求項３記載の隅肉自動溶接装置を用い、
前記隅肉自動溶接装置の台車の走行方向における前記２つの継手形成板材の終端に、前記走行方向における前記隅肉自動溶接装置の台車の前端と溶接トーチとの間隔以上の寸法を有すると共に、溶接後の前記２つの継手形成板材の溶接継手形成部分に対応する断面形状を有する走行補助板材を、前記２つの継手形成板材の前記溶接継手形成部分の端面に前記走行方向において連続するように当接させ、
前記走行補助板材の、少なくとも、前記２つの継手形成板材のうち磁性体で構成された他方の板材に連続する部分を、非磁性体で構成し、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に該一方の板材と対向する箇所に配置され、該箇所に対向する板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の第１近接センサの状態が、対向する箇所の板材の検出状態から非検出状態に変化するのに連動して、前記台車の走行を停止させ、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に前記他方の板材に対向する箇所に配置され、該箇所に対向する磁性体で構成された板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の渦電流式センサで構成された第２近接センサが、対向する箇所の磁性体で構成された板材を検出しない領域において、前記２つの継手形成板材の溶接線部の溶接を停止させるようにした、
ことを特徴とする隅肉自動溶接方法。
【請求項５】
２つの継手形成板材のうち一方の板材上を隅肉自動溶接装置により自走させ、該隅肉自動溶接装置の走行方向に間隔をおいて一直線状に複数配置された、前記２つの継手形成板材のうち磁性体で構成された他方の板材と、前記一方の板材との溶接線部を、隅肉溶接する隅肉自動溶接方法であって、
前記隅肉自動溶接装置として請求項３記載の隅肉自動溶接装置を用い、
前記走行方向において隣り合う２つの前記他方の板材の隙間を、非磁性体で構成された着脱自在な補助板材により埋めた状態で、前記一方の板材上を前記隅肉自動溶接装置の台車に自走させ、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に該一方の板材と対向する箇所に配置され、該箇所に対向する板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の第１近接センサの状態が、対向する箇所の板材の検出状態から非検出状態に変化するのに連動して、前記台車の走行を停止させ、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に前記他方の板材に対向する箇所に配置され、該箇所に対向する磁性体で構成された板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の渦電流式センサで構成された第２近接センサが、対向する箇所の磁性体で構成された板材を検出しない領域において、前記２つの継手形成板材の溶接線部の溶接を停止させるようにした、
ことを特徴とする隅肉自動溶接方法。
【請求項１】
２つの継手形成板材のうち一方の板材上を自走する台車に搭載された溶接トーチにより前記２つの継手形成板材の溶接線部を隅肉溶接する隅肉自動溶接装置であって、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に該一方の板材と対向する箇所に配置され、該箇所に対向する板材を非接触で検出する第１近接センサと、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に前記２つの継手形成板材のうち他方の板材に対向する箇所に配置され、該対向する箇所の板材を非接触で検出する第２近接センサと、
前記第１近接センサによる板材の検出状態から非検出状態への変化に連動して前記台車の走行を停止させると共に、前記第１及び第２近接センサのうち少なくとも一方のセンサによる板材の非検出領域において、前記２つの継手形成板材の溶接線部の溶接を停止させる制御手段と、
を備えることを特徴とする隅肉自動溶接装置。
【請求項２】
前記台車は、磁性体で構成された前記一方の板材に吸着するための磁石を有しており、前記第１近接センサは自身と対向する板材を電磁誘導により検出する渦電流式センサであることを特徴とする請求項１記載の隅肉自動溶接装置。
【請求項３】
前記第２近接センサは、自身と対向する磁性体で構成された板材を電磁誘導により検出する渦電流式センサであることを特徴とする請求項１又は２記載の隅肉自動溶接装置。
【請求項４】
２つの継手形成板材のうち一方の板材上を自走して前記２つの継手形成板材の溶接線部を隅肉溶接する隅肉自動溶接装置を用いた隅肉自動溶接方法であって、
前記隅肉自動溶接装置として請求項３記載の隅肉自動溶接装置を用い、
前記隅肉自動溶接装置の台車の走行方向における前記２つの継手形成板材の終端に、前記走行方向における前記隅肉自動溶接装置の台車の前端と溶接トーチとの間隔以上の寸法を有すると共に、溶接後の前記２つの継手形成板材の溶接継手形成部分に対応する断面形状を有する走行補助板材を、前記２つの継手形成板材の前記溶接継手形成部分の端面に前記走行方向において連続するように当接させ、
前記走行補助板材の、少なくとも、前記２つの継手形成板材のうち磁性体で構成された他方の板材に連続する部分を、非磁性体で構成し、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に該一方の板材と対向する箇所に配置され、該箇所に対向する板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の第１近接センサの状態が、対向する箇所の板材の検出状態から非検出状態に変化するのに連動して、前記台車の走行を停止させ、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に前記他方の板材に対向する箇所に配置され、該箇所に対向する磁性体で構成された板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の渦電流式センサで構成された第２近接センサが、対向する箇所の磁性体で構成された板材を検出しない領域において、前記２つの継手形成板材の溶接線部の溶接を停止させるようにした、
ことを特徴とする隅肉自動溶接方法。
【請求項５】
２つの継手形成板材のうち一方の板材上を隅肉自動溶接装置により自走させ、該隅肉自動溶接装置の走行方向に間隔をおいて一直線状に複数配置された、前記２つの継手形成板材のうち磁性体で構成された他方の板材と、前記一方の板材との溶接線部を、隅肉溶接する隅肉自動溶接方法であって、
前記隅肉自動溶接装置として請求項３記載の隅肉自動溶接装置を用い、
前記走行方向において隣り合う２つの前記他方の板材の隙間を、非磁性体で構成された着脱自在な補助板材により埋めた状態で、前記一方の板材上を前記隅肉自動溶接装置の台車に自走させ、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に該一方の板材と対向する箇所に配置され、該箇所に対向する板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の第１近接センサの状態が、対向する箇所の板材の検出状態から非検出状態に変化するのに連動して、前記台車の走行を停止させ、
前記台車の前記一方の板材上における走行時に前記他方の板材に対向する箇所に配置され、該箇所に対向する磁性体で構成された板材を非接触で検出する、前記隅肉自動溶接装置の渦電流式センサで構成された第２近接センサが、対向する箇所の磁性体で構成された板材を検出しない領域において、前記２つの継手形成板材の溶接線部の溶接を停止させるようにした、
ことを特徴とする隅肉自動溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１３９７１２（Ｐ２０１２−１３９７１２Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９３９０６（Ｐ２０１０−２９３９０６）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（５０２４２２３５１）株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド (159)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（５０２４２２３５１）株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド (159)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]