專利名稱：單面焊接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單面焊接裝置，其利用在焊接機梁上自動行進的焊接機， 沿對接被焊接構(gòu)件而形成的坡口線從單面對被焊接構(gòu)件進行焊接。
背景技術(shù)：
通常，當制造大型船舶等時，在對多塊寬度超過30m的鋼板、即被焊 接構(gòu)件進行對接焊接之際，大多采用具備墊板裝置的單面焊接裝置。該墊 板裝置使用只用內(nèi)焊劑形成內(nèi)焊縫的方式、或用銅板和內(nèi)焊劑形成內(nèi)焊縫 的方式。作為這種單面焊接裝置，例如有日本特開2006—297460號公報所記 載的電弧焊接裝置。在相關(guān)電弧焊接裝置中，沿該裝置的長度方向并排設(shè)有三個以上的墊 板裝置，利用內(nèi)裝在其中的驅(qū)動機構(gòu)，能夠分別沿與電弧焊接裝置的長度 方向正交的方向移動。該電弧焊接裝置以配置在兩端部的墊板裝置中的某一方為基準，以離 開該墊板裝置的距離的比和另一端墊板裝置的驅(qū)動速度的積的速度，使電 動機同時驅(qū)動，以使由上述三個以上的墊板支承裝置的墊板部的寬度方向 的中心位置與沿電弧焊接裝置的長度方向延伸的假想的坡口基準線的中 心位置相吻合的方式進行控制，由此，容易進行相關(guān)位置的調(diào)節(jié)。但是，包括日本特開2006—297460號公報所記載的電弧焊接裝置， 現(xiàn)有的單面焊接裝置是通過基于操作員目視而進行的手動操作，將設(shè)置于 墊板裝置上的墊板部安放在坡口線的正下方。由于單面焊接裝置是大型裝置，因此，當將墊板裝置所具有的墊板部 安放在坡口線的正下方時，不僅需要操作員在作業(yè)現(xiàn)場來回地走，而且還 是費力又費時的作業(yè)。另外，由于是利用操作員目視而進行的手動操作來 決定墊板部的位置，因此，難以高精度地定位，需要加寬內(nèi)焊劑的散布寬度。這樣的定位在不同板厚彼此對接、對厚板側(cè)的背面進行錐形加工的嵌 接的情況下，更要求高精度的定位，因此，需要熟練的操作員的手動操作。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問題點而開發(fā)的，其目的在于提供一種能夠?qū)|板 裝置所具有的墊板部自動地且高精度地定位在坡口線的正下方的單面焊 接裝置。解決上述課題的本發(fā)明的單面焊接裝置，其使用襯墊在對接被焊接構(gòu) 件而成的坡口線的下方的墊板部，沿所述坡口線從所述被焊接構(gòu)件的單面 進行焊接，其中，具有檢測所述坡口線的位置、并控制檢測出的所述坡口 線和所述墊板部的位置的控制部，通過所述墊板部的驅(qū)動機構(gòu)使該墊板部 移動到所述控制部控制的位置處。本發(fā)明的單面焊接裝置，如上所述檢測出坡口線的位置，并由控制部 控制墊板部的位置，使墊板部的位置與檢測出的坡口線吻合，使墊板部移 動到由該控制部定位的位置處，由此，自動且高精度地將墊板部定位在坡 口線的正下方。本發(fā)明的單面焊接裝置利用沿焊接機梁行進的焊接機，沿著對接被焊 接構(gòu)件而成的坡口線從單面進行焊接，所述單面焊接裝置包括墊板裝置，其具有從下方墊起所述被焊接構(gòu)件的坡口線的墊板部、及 使該墊板部移動的驅(qū)動機構(gòu)，并具有多個檢測所述墊板部的基準位置并獲得其位置信息的墊板部位置檢測器；坡口線位置檢測裝置，其設(shè)于所述墊板部上方有所間隔的位置處，沿 與所述坡口線正交的方向進行掃描，檢測至少兩處的所述坡口線的位置并獲得其位置信息；及控制部，其根據(jù)由所述坡口線位置檢測裝置得到的至少兩處的所述坡 口線的位置信息計算各個所述坡口線的基準位置，同時根據(jù)由所述墊板部 位置檢測器得到的所述墊板部的位置信息計算所述墊板部的基準位置，并 計算為使所述坡口線的基準位置和所述墊板部的基準位置相一致而移動 所述墊板部的移動量。由于本發(fā)明的單面焊接裝置具備所述墊板部位置檢測器、坡口線位置檢測裝置、控制部及驅(qū)動機構(gòu)，因此，能夠在該控制部基于由墊板部位置 檢測器得到的墊板部的位置信息和由坡口線位置檢測裝置得到的坡口線 的位置信息，計算為使墊板部的基準位置與坡口線的基準位置相吻合而需 要的墊板部的移動量，基于該移動量，使驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動而對墊板部的位置 進行微調(diào)。因此，本發(fā)明的單面焊接裝置可以將墊板部自動且高精度地定 位在坡口線的正下方。在本發(fā)明中，所述坡口線位置檢測裝置優(yōu)選包括坡口線位置檢測傳 感器，其對所述被焊接構(gòu)件照射光，利用該光的反射光檢測所述坡口線； 移動裝置，其使所述坡口線位置檢測傳感器沿著與所述坡口線正交的方向 移動；及傳感器位置檢測器，其根據(jù)利用所述移動裝置而移動的移動量， 獲得該坡口線位置檢測傳感器的位置信息。據(jù)此，能夠由坡口線位置檢測傳感器可靠地檢測坡口線，利用傳感器 位置檢測器，能夠獲得檢測坡口線的坡口線位置檢測傳感器的準確的位置f曰息。在本發(fā)明中，優(yōu)選所述坡口線位置檢測裝置被設(shè)于所述焊接機梁的長 度方向上的至少兩處不同的位置。據(jù)此，因為能夠在焊接機梁的長度方向上的至少兩處不同的位置檢測 坡口線的位置，所以，可以得到更為準確的坡口線的位置信息。因此，可 以更為準確地對墊板部的位置進行微調(diào)，從而能夠?qū)|板部自動且高精度 地定位在坡口線的正下方。在本發(fā)明中，也可以是，所述焊接機梁具備兩根以上的從該焊接機梁 的任意部位向與長度方向正交的方向延伸的延伸梁，至少兩根所述延伸梁 分別具備所述坡口線位置檢測裝置。另外，所述延伸梁也可以通過在水平 面旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部而設(shè)置在與所述焊接機梁連接的基端部。據(jù)此，利用設(shè)置于延伸梁上的兩個以上的坡口線位置檢測傳感器，可 以在兩處以上檢測坡口線的位置。另外，由于在兩處以上檢測坡口線的位 置，因此，可以得到更為準確的坡口線的位置信息。因此，可以更為準確 地對墊板部的位置進行微調(diào)，從而能夠?qū)|板部自動且高精度地定位在坡 口線的正下方。在本發(fā)明中，也可以在所述焊接機上設(shè)有所述坡口線位置檢測裝置。據(jù)此，通過使焊接機沿著與坡口線正交的方向移動，能夠利用設(shè)置在 焊接機上的坡口線位置檢測傳感器檢測坡口線的位置。根據(jù)本發(fā)明的單面焊接裝置，不需要熟練的操作員的手動操作，就可 以將設(shè)置在墊板裝置上的墊板部自動且高精度地定位在坡口線的正下方。


圖1是示出本發(fā)明第一實施方式的單面焊接裝置的局部圖； 圖2是將本發(fā)明第一實施方式的單面焊接裝置的要部放大后的要部放 大圖；圖3是用于說明墊板部的基準位置和坡口線的基準位置的說明圖， (a)是對彼此板厚相同的被焊接構(gòu)件對接而成坡口線進行焊接時的墊板 部的基準位置和坡口線的基準位置的說明圖，(b)是對彼此板厚不同的被 焊接構(gòu)件對接而成的坡口線進行焊接時的墊板部的基準位置和坡口線的 基準位置的說明圖；圖4是對本發(fā)明第一實施方式的單面焊接裝置的動作方式進行說明的 說明圖，(a)是其俯視圖；(b)是其側(cè)視圖；圖5是示出用于使本發(fā)明第一實施方式的單面焊接裝置的墊板部移動 的結(jié)構(gòu)的框圖；圖6是示出本發(fā)明第一實施方式的單面焊接裝置的動作流程的流程圖；圖7是將本發(fā)明第二實施方式的單面焊接裝置的局部進行放大示出的 局部放大圖；圖8是對本發(fā)明第二實施方式的單面焊接裝置的動作方式進行說明的 說明圖，(a)是其俯視圖；(b)是其側(cè)視圖；圖9是示出用于使本發(fā)明第二實施方式的單面焊接裝置的墊板部移動 的結(jié)構(gòu)的框圖；圖10是示出本發(fā)明第二實施方式的單面焊接裝置的動作流程的流程圖。
具體實施方式
下面，參照適當附圖，對用于實施本發(fā)明的單面焊接裝置的優(yōu)選方式 進行詳細說明。
首先，參照圖1 圖6對本發(fā)明的單面焊接裝置的第一實施方式進行
說明。在所參照的附圖中，圖1是示出本發(fā)明第一實施方式的單面焊接裝
置的局部圖；圖2是將本發(fā)明第一實施方式的單面焊接裝置的要部放大后 的要部放大圖；圖3是用于說明墊板部的基準位置和坡口線的基準位置的 說明圖，(a)是對彼此板厚相同的被焊接構(gòu)件對接而成的坡口線進行焊接 時的墊板部的基準位置和坡口線的基準位置的說明圖；(b)是對彼此板厚 不同的被焊接構(gòu)件對接而成坡口線進行焊接時的墊板部的基準位置和坡 口線的基準位置的說明圖。圖4是對本發(fā)明第一實施方式的單面焊接裝置 的動作方式進行說明的說明圖，(a)是其俯視圖；(b)是其側(cè)視圖；圖5 是示出用于使本發(fā)明第一實施方式的單面焊接裝置的墊板部移動的結(jié)構(gòu) 的框圖；圖6是示出本發(fā)明第一實施方式的單面焊接裝置的動作流程的流 程圖。
另外，在本說明書中，如圖1所示，將與利用單面焊接裝置F進行焊 接的方向平行的方向設(shè)定為長度方向，將在水平的面上與利用單面焊接裝 置F進行焊接的方向垂直的方向設(shè)定為寬度方向。
如圖1所示，本發(fā)明第一實施方式的單面焊接裝置F，使用從對接被 焊接構(gòu)件E、 E而成的坡口線M的下方墊起被焊接構(gòu)件E、 E的墊板部10， 沿坡口線M從被焊接構(gòu)件E、 E的單面進行焊接，其中，該單面焊接裝置 F具有檢測坡口線M的位置、并控制檢測出的坡口線M和墊板部10的位 置的控制部50 (參照圖5)，通過墊板部10的驅(qū)動機構(gòu)100，使該墊板部 10移動到控制部50控制的位置處。
具體地說，如圖1及圖2所示，本發(fā)明第一實施方式的單面焊接裝置 F是使用沿焊接機梁B行進的焊接機J，沿對接被焊接構(gòu)件E、 E而成的坡 口線M從單面對被焊接構(gòu)件E、 E進行焊接的焊接裝置，其包括具有驅(qū) 動機構(gòu)100的墊板裝置1、坡口線位置檢測裝置30、控制部50(參照圖5)。
對該單面焊接裝置F進行詳述，如圖1所示，其具有沿該單面焊接 裝置F的寬度方向并排設(shè)置的多條軌道G;配置于軌道G上方的基礎(chǔ)框架 H;裝設(shè)在軌道G和基礎(chǔ)框架H之間、并形成為可在軌道G上沿寬度方向移動的旋轉(zhuǎn)臺車部I;以及設(shè)置于基礎(chǔ)框架H內(nèi)部的墊板裝置1。單面
焊接裝置F還具有設(shè)置于基礎(chǔ)框架H上端的板移動輥K、輔助輥L及
磁鐵裝置N;在墊板裝置I的上方沿墊板裝置1的長度方向可移動的焊接
機J。焊接機J形成為可在沿著墊板裝置1的長度方向延伸設(shè)置的導(dǎo)軌上 移動，并具備焊條、焊條進給機、電流，電壓，速度控制裝置等。另外，單
面焊接裝置F具有形成為可在墊板裝置1的長度方向上行進的焊劑料斗 Fl。
而且，如圖l所示，在該單面焊接裝置F中，由板移動輥K及輔助輥 L等引導(dǎo)被焊接構(gòu)件E、 E (參照圖2)，使其沿單面焊接裝置F的寬度方 向在墊板裝置1的上方對接后，由墊板裝置1將墊板焊劑(未圖示)壓入 被焊接構(gòu)件E、 E的坡口線M (參照圖2)的里側(cè)，由焊接機J從被焊接 構(gòu)件E、 E的上面進行單面埋弧焊接。
旋轉(zhuǎn)臺車部I具備隔開規(guī)定間隔配置的兩個旋轉(zhuǎn)體i，被軸支承在離 間配置的兩塊板材上。旋轉(zhuǎn)體i被形成為在由型鋼構(gòu)成的軌道H上滾動， 且可沿寬度方向移動。在旋轉(zhuǎn)臺車部I的上部抵接支承有基礎(chǔ)框架H。
如圖2所示，基礎(chǔ)框架H通過將鋼制的角材制造成框架而形成，且上 方開放，在該基礎(chǔ)框架H的內(nèi)部配置有上述的墊板裝置l。
如圖1及圖2所示，墊板裝置1是將墊板焊劑高精度地壓入對接被焊 接構(gòu)件E、 E而形成的坡口線M的里側(cè)的裝置。該墊板裝置l具有隔開 規(guī)定的間隔并排設(shè)置在基礎(chǔ)框架H的上部的多個升降裝置2;橫跨單面焊 接裝置F的長度方向而延伸設(shè)置、并對于基礎(chǔ)框架H相對升降的架臺框架 3;隔開規(guī)定間隔并排設(shè)置在架臺框架3的上部的墊部輥部4;具備被支承
在墊板輥部4的上方的底板11的墊板部10;使墊板部10在寬度方向上微
調(diào)移動的驅(qū)動機構(gòu)100。該驅(qū)動機構(gòu)100設(shè)置于墊板部10的兩端。
如圖2所示，升降裝置2是使架臺框架3對于基礎(chǔ)框架H進行相對升
降的裝置，例如，使用公知的氣缸，沿墊板裝置l的長度方向隔開規(guī)定間
隔地配置于墊板輥部4的正下方。
如圖2所示，架臺框架3是沿鉛直方向升降的框架，由升降裝置2支
承，并在上部設(shè)置有上述的墊板輥部4。架臺框架3通過將角材及板材接
合構(gòu)筑成大致箱子狀而形成，其具有沿墊板裝置1的寬度方向延伸設(shè)置的下邊框架3a;在下邊框架3a的兩端形成為梯子狀的側(cè)部框架3b、 3b; 安裝在側(cè)部框架3b、 3b之間的一對夾持板3c、 3c。這一對夾持版3c、 3c 在墊板裝置1的長度方向上以規(guī)定間隔分開，且在下端抵接支承升降裝置 2的上端。另外，在上述的下邊框架3a上形成有貫通孔Q、 Q，以插通升 降裝置2。
如圖1及圖2所示，上述的墊板輥部4是支承具備底板11的墊板部 10可沿寬度方向移動的構(gòu)件。墊板輥部4由多個墊板輥5、 5…、軸支承 墊板輥5的中心的旋轉(zhuǎn)軸6、 6…形成。墊板輥5是由相同形狀構(gòu)成的圓柱 體，并形成為可以貫通圓心的旋轉(zhuǎn)軸6為軸進行旋轉(zhuǎn)。另外，墊板輥5隔 開規(guī)定間隔，在整個寬度方向上以直線狀并排設(shè)置，墊板輥5的各圓筒面 的上表面形成在一個面上。另外，該墊板輥5的寬度(圓柱的母線長度) 形成為比夾持板3c、 3c之間的寬度小。就是說，墊板輥5以在墊板輥5 和夾持板3c之間留有間隙地被軸支承。
如圖1所示，所述墊板輥部4在墊板裝置1的長度方向上隔開規(guī)定間 隔地形成有多個，能夠使墊板部IO沿寬度方向流暢地移動。
另外，墊板輥5的形狀不限定于圓柱形，例如也可以是球體。進而， 墊板輥5的數(shù)量、大小、相鄰的墊板輥5彼此的間隔、墊板輥部4的設(shè)置 個數(shù)等可以根據(jù)墊板裝置1的大小等進行適當?shù)卦O(shè)定。
如圖2所示，墊板部10是被墊板輥部4支承、且將墊板焊劑壓入坡 口線M的里側(cè)的部分。墊板部10主要具有被上述的墊板輥部4抵接支 承的底板11;形成于底板11的上部的基礎(chǔ)框架12;設(shè)置于基礎(chǔ)框架12 內(nèi)的通氣軟管13;形成于通氣軟管13的上部的銅板14。
底板11是長板狀構(gòu)件，橫跨單面焊接裝置F的長度方向而延伸設(shè)置， 下表面與墊板輥部4抵接。底板11的寬度形成地比墊板輥部4的寬度小。 基礎(chǔ)框架12形成于底板11的上部，和底板11同樣地橫跨單面焊接裝置F 的長度方向而形成，內(nèi)設(shè)有通氣軟管13。而且，銅板14是在墊板部10 的上部跨長度方向而形成的板狀構(gòu)件，在其上面供給有未圖示的墊板焊 劑。
如圖2所示，驅(qū)動機構(gòu)100是使墊板部10沿寬度方向微調(diào)移動的機 構(gòu)，如圖5所示，接受來自控制部50的規(guī)定信號進行驅(qū)動等規(guī)定動作。另外，驅(qū)動機構(gòu)100具有例如內(nèi)裝有圖2中未圖示的電動機(墊板 微調(diào)用電動機131、 141 (參照圖5))及旋轉(zhuǎn)編碼器等用于檢測墊板部10
的位置的位置檢測器(墊板部位置檢測器132、 142 (參照圖5))的驅(qū)動 部100a;與驅(qū)動部100a直接結(jié)合的絲杠軸100b;在與絲杠軸100b卡合 的同時與墊板部10的底板11接合的卡合部100c。由此，通過驅(qū)動電動機， 能夠使墊板部10在墊板輥部4上沿寬度方向移動。如上所述，該驅(qū)動機 構(gòu)IOO在第一實施方式中，設(shè)置在墊板裝置1的兩端的每一端(即， 一臺 墊板裝置1至少具備兩個該墊板部位置檢測器)。另外，該驅(qū)動機構(gòu)100 當然也可以設(shè)于比墊板裝置1的端部更靠內(nèi)側(cè)的位置。
而且，在第一實施方式的單面焊接裝置F中，墊板部位置檢測器131、 141 (參照圖5)對電動機的轉(zhuǎn)速等進行編碼化，檢測與其連接的墊板部 10位于何處位置而得到墊板部10的位置信息。所得到的墊板部10的位置 信息被輸入控制部50。詳細情況在下文中敘述。
另一方面，焊接機梁B橫設(shè)于墊板裝置1的上方并離開該墊板裝置1， 如上所述，設(shè)置于該焊接機梁B上的焊接機J沿焊接機梁B自動行進地對 被焊接構(gòu)件E、 E進行焊接。
當在焊接機梁B上對被焊接構(gòu)件E、 E進行焊接時，在第一實施方式 的單面焊接裝置F中，利用下文詳述的坡口線位置檢測裝置30、 40檢測 被焊接構(gòu)件E、 E的坡口線M的位置以得到其位置信息，以使通過下文中 敘述的方法求出的墊板部10的基準位置與坡口線M的基準位置相吻合的 方式進行微調(diào)。
在此，所謂墊板部10的基準位置是指，當進行單面埋弧焊接時，對 于墊板部IO預(yù)先設(shè)定的位置，例如，如圖3 (a)所示，在對將彼此板厚 相同的被焊接構(gòu)件E、 E對接而成的坡口線M進行焊接時，可以將墊板部 IO(銅板14)的寬度方向的中心位置Pc設(shè)定為墊板部10的基準位置。另外， 如圖3 (b)所示，在將彼此板厚不同的被焊接構(gòu)件E1、 E2對接、并對厚 板側(cè)的被焊接構(gòu)件E1的里面進行錐形加工后而成為嵌接的情況等下，可 以將偏離墊板部10 (銅板14)的寬度方向的中心位置Pc規(guī)定量的位置 Po設(shè)定為墊板部10的基準位置。
就是說，由墊板部位置檢測器132、 142得到的墊板部10的位置信息意味著圖3的PC位置。所謂墊板部的基準位置意味著圖3的PO位置(在
圖3 (a)中，Pc和Po—致)。為了根據(jù)Pc的位置求出Po的位置，需要 有偏移量(或者，偏移量為0的信息)。該偏移量通過將與對接狀態(tài)對應(yīng) 的偏移量預(yù)先輸入控制裝置，由控制裝置設(shè)定并使用。
如圖1所示，為了得到相關(guān)的位置信息，第一實施方式的單面焊接裝 置F例如將坡口線位置檢測裝置30、 40設(shè)置在墊板部10的上方、即被焊 接構(gòu)件E、 E上方有所間隔的位置，使用這樣的坡口線位置檢測裝置30、 40，在焊接機梁B的長度方向的至少兩處不同的位置檢測坡口線M的位 置，得到坡口線M的準確的位置信息。
如圖l及圖4所示，這些坡口線位置檢測裝置30、 40，例如具有兩根 以上從焊接機梁B的任意部位向與單面焊接裝置F的水平面內(nèi)的長度方向 正交的方向延伸的延伸梁C，在其中的至少兩根延伸梁C、 C的每一根上 具備上述的坡口線位置檢測裝置30、 40。另外，這樣的延伸梁C、 C還可 以通過在水平面內(nèi)使延伸梁C、 C旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部Ba、 Ba而設(shè)置在與焊接 機梁B連接的基端部C1、 Cl。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，如圖4 (a)所示，可以 使延伸梁C、 C向例如a方向或(3方向旋轉(zhuǎn)。因而，焊接時能夠由焊接機 梁B將其收納等，從而能夠防止其妨礙焊接。
如圖4 (a)、 (b)及圖5所示，這樣的坡口線位置檢測裝置30、 40的 結(jié)構(gòu)可以例示為包括對被焊接構(gòu)件E、 E照射光，利用該光的反射光檢 測上述坡口線M的坡口線位置檢測傳感器31、 41;使坡口線位置檢測傳 感器31、 41沿著與坡口線M正交的方向移動的諸如電動機等移動電動機 33、 43等的移動裝置；以及根據(jù)利用移動裝置而移動的移動量而獲得該坡 口線位置檢測傳感器31、 41的位置信息的傳感器位置檢測器32、 42。
這樣的坡口線位置檢測傳感器31、 41設(shè)置在與被焊接構(gòu)件E、 E或坡 口線M相間隔的位置處，因此，可適于采用使用了不與它們接觸就能夠 檢測坡口線M的紅外線或超聲波等的公知的非接觸式檢測傳感器。另外， 傳感器位置檢測器32、 42和上述的墊板部位置檢測器132、 142 (參照圖 5)同樣，例如使用旋轉(zhuǎn)編碼器，通過將電動機33、 43的轉(zhuǎn)速編碼化就可 以得到其位置信息。另外，也可以使旋轉(zhuǎn)編碼器等與延伸梁C、 C相抵接 地轉(zhuǎn)動，將其轉(zhuǎn)速編碼化，從而得到其位置信息。根據(jù)被傳感器檢測出的坡口線M的位置，設(shè)定成為墊板部的定位對 象(移動目的地的目標)的坡口線M的基準位置?；旧?，只要將被傳
感器檢測出的坡口線M的位置直接作為坡口線M的基準位置即可。也可 以根據(jù)需要，對被傳感器檢測出的坡口線M的位置加入規(guī)定的偏移量， 并將其作為坡口線M的基準位置。這種偏移量通過預(yù)先輸入控制裝置而 由控制裝置設(shè)定并使用。
控制部50根據(jù)由坡口線位置檢測裝置30、 40得到的坡口線M的位 置信息算出坡口線M的位置，根據(jù)由墊板部位置檢測器132、 142得到的 墊板部10的位置信息算出墊板部10的位置，以使坡口線M的基準位置 和墊板部10的基準位置相吻合的方式計算使墊板部10移動的移動量。
如圖5所示，該控制部50具有坡口線位置檢測裝置移動動作處理 部52;坡口線位置計算部53;伺服驅(qū)動器533、 543;墊板部移動信號生 成部54;墊板部微調(diào)用電動機動作處理部55;伺服驅(qū)動器5131、 5141。
這里，坡口線位置檢測裝置移動動作處理部52基于從輸入終端裝置 等操作裝置51發(fā)送的坡口線位置檢測觸發(fā)，生成用于使坡口線位置檢測 裝置30、 40的移動動作、即坡口線M的位置檢測開始或停止的處理信號， 并將所述處理信號發(fā)送給坡口線位置計算部53。
另外，當坡口線M為嵌接時，在開始檢測坡口線M的位置之前，預(yù) 先用該操作裝置51輸入切口的類另U、即R切口 、 L切口或無切口等信息， 在將坡口線位置檢測觸發(fā)發(fā)送到坡口線位置計算部53之際，可以將與該 切口類別相關(guān)的信息發(fā)送給墊板部移動信號生成部54。
坡口線位置計算部53根據(jù)從坡口線位置檢測裝置移動動作處理部52 發(fā)送的處理信號，向電動機33、 43發(fā)送使坡口線位置檢測裝置30、 40移 動的移動信號。由于使坡口線位置檢測裝置30、 40移動的移動信號經(jīng)由 伺服驅(qū)動器533、 543，因此能夠使電動機33、 43適當?shù)仳?qū)動。
坡口線位置計算部53從坡口線位置檢測傳感器31 、 41接收檢測出坡 口線M的信號，同時從傳感器位置檢測器32、 42得到坡口線位置檢測傳 感器31、 41的位置信息，據(jù)此來計算出坡口線M的位置。計算使墊板部 IO的基準位置(例如銅板的寬度方向中心位置)與算出的坡口線M的基 準位置(例如由坡口線位置檢測裝置檢測出的坡口線M的位置)吻合的墊板部10的移動目標位置，并與定位開始信號(定位開始觸發(fā)) 一起發(fā) 送給墊板部移動信號生成部54。
墊板部移動信號生成部54基于從坡口線位置計算部53接收的定位開 始觸發(fā)及墊板部10的移動目標位置，生成用于使墊板部10移動的信號， 并發(fā)送給墊板部微調(diào)用電動機動作處理部55。
這里，當發(fā)送來與切口類別相關(guān)的信息時，由上述的操作裝置51基 于該信息，將執(zhí)行使墊板部10的定位偏移規(guī)定量等處理的信號發(fā)送給墊 板部微調(diào)用電動機動作處理部55。
墊板部微調(diào)用電動機動作處理部55基于在墊板部移動信號生成部54 生成的信號、及執(zhí)行使墊板部10的定位偏移規(guī)定量等處理的信號，進行 用于使墊板部微調(diào)用電動機131、 141工作(驅(qū)動)的處理，使對墊板部 10的位置進行微調(diào)的驅(qū)動機構(gòu)100的墊板部微調(diào)用電動機131、 141驅(qū)動， 并經(jīng)由伺服驅(qū)動器5131、 5141發(fā)送使墊板部IO移動的移動信號，由此， 能夠使其適當?shù)仳?qū)動。
另外，墊板部位置檢測器132、 142檢測該墊板部位置檢測器132、 142 的位置，并將其位置信息經(jīng)由伺服驅(qū)動器5131、 5141隨時反饋給墊板部 微調(diào)用電動機動作處理部55及墊板部移動信號生成部54，由此，將墊板 部10控制在更加適當?shù)奈恢?、即使坡口線M的基準位置和墊板部10的 基準位置吻合。
具有這樣的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明第一實施方式的單面焊接裝置F如下進行工作。
艮P，如圖6的流程所示，當為了檢測坡口線M的位置，操作員通過 操作裝置51輸入需要的信號時，上述的控制部50的坡口線位置檢測裝置 移動動作處理部52、坡口線位置計算部53等基于從操作裝置51發(fā)送來的 信號執(zhí)行上述的處理，使坡口線位置檢測裝置30、 40移動，并檢測坡口 線M的位置(步驟SO。然后，墊板部移動信號生成部54、墊板部微調(diào) 用電動機動作處理部55等基于該坡口線M的位置的檢測結(jié)果執(zhí)行上述的 各處理，使墊板部微調(diào)用電動機131、 141工作，從而對墊板部10的位置 進行微調(diào)(步驟S2)。
例如參照圖4 (a) (b)進行說明，墊板部10的位置的微調(diào)可以如下進行。
假定點P1、 P2在墊板部IO的中心位置，當假定的點P1和坡口線M
的中心位置吻合時，在點P2在圖4 (a)的紙面上位于偏左側(cè)的位置的情 況下，不使點P1側(cè)的驅(qū)動機構(gòu)100驅(qū)動，以該點P1為支點，僅使對置的 點P2側(cè)的驅(qū)動機構(gòu)100驅(qū)動，使在墊板部10上假定的點P2向圖4 (a) 的紙面的右方向移動，以使墊板部10的基準位置和坡口線M的基準位置 相吻合的方式對墊板部10的位置進行微調(diào)。
另一方面，假定點Pl、 P2在墊板部10的中心位置，當假定的點Pl 和坡口線M的中心位置吻合時，在點P2在圖4 (a)的紙面上位于偏右側(cè) 的位置的情況下，只要點P2向和上述相反的方向移動即可。即，不使點 Pl側(cè)的驅(qū)動機構(gòu)100驅(qū)動，以該點Pl為支點，僅使對置的點P2側(cè)的驅(qū) 動機構(gòu)100驅(qū)動，使墊板部10的點P2向圖4 (a)的紙面的左方向移動， 這樣即可使墊板部10的基準位置和坡口線M的基準位置相吻合地對墊板 部IO的位置進行微調(diào)。
下面，參照圖7 圖IO對本發(fā)明的單面焊接裝置的第二實施方式進行 說明。
在參照的附圖中，圖7是將本發(fā)明第二實施方式的單面焊接裝置的局 部進行放大示出的局部放大圖；圖8是對本發(fā)明第二實施方式的單面焊接 裝置的動作方式迸行說明的說明圖，(a)是其俯視圖；(b)是其側(cè)視圖； 圖9是示出用于使本發(fā)明第二實施方式的單面焊接裝置的墊板部移動的結(jié) 構(gòu)框圖；圖10是示出本發(fā)明第二實施方式的單面焊接裝置的動作流程的 流程圖。
本發(fā)明第二實施方式的單面焊接裝置F的整體結(jié)構(gòu)和第一實施方式的 單面焊接裝置F大致相同，因此，對于它們結(jié)構(gòu)中重復(fù)的、相同的結(jié)構(gòu)省 略其說明，下面對其不同的結(jié)構(gòu)進行說明。
如圖7所示，第二實施方式的單面焊接裝置F的結(jié)構(gòu)為，將用于檢測 坡口線M的位置的坡口線位置檢測裝置30設(shè)置于焊接機J上。
艮卩，如圖8 (a)所示，使焊接機J沿焊接機梁B移動(即沿長度方向 移動)，在該單面焊接裝置F的長度方向(參照圖1)的、至少兩處不同的 位置，利用設(shè)置于該焊接機J上的滑塊S使焊接機J沿單面焊接裝置F的寬度方向(參照圖7、圖8 (a) (b))滑動而檢測坡口線M的位置，并得 到其位置信息。
此時，坡口線M的檢測可以例示以下結(jié)構(gòu)，其包括設(shè)置于焊接機J 上的檢測坡口線M的坡口線檢測傳感器31、獲得該坡口線檢測傳感器31 的位置信息的傳感器位置檢測器32。據(jù)此，通過使用設(shè)置于焊接機J上的 旋轉(zhuǎn)編碼器等焊接機位置檢測器JPD測定焊接機梁B上的移動量，能夠得 到單面焊接裝置F的長度方向的位置信息；通過使用設(shè)置于焊接機J的滑 塊S上的旋轉(zhuǎn)編碼器等傳感器位置檢測器32測定滑動量，能夠得到單面 焊接裝置F的寬度方向的位置信息。
這樣，在焊接機J上具有坡口線位置檢測裝置30的第二實施方式的 單面焊接裝置F，為了基于由坡口線位置檢測裝置30得到的坡口線M的 位置信息，對墊板部10的位置進行微調(diào)，以使該墊板部10的基準位置與 坡口線M的基準位置吻合，而具有如圖9所示的控制部150。如圖7所示， 這樣的控制部150可以設(shè)置于焊接機J上的情況為例(另外，已在第一實 施方式中說明的控制部50也可以與之同樣，以設(shè)置于焊接機J上的情況 為例)。
就是說，控制部150具有坡口線位置檢測裝置移動動作處理部52、坡 口線位置計算部53、伺服驅(qū)動器5JM、墊板部移動信號生成部54、墊板 部微調(diào)用電動機動作處理部55、以及伺服驅(qū)動器5131、 5141。其中，除 伺服驅(qū)動器5JM以外，和己在第一實施方式中說明的控制部50大致一樣， 因此，對與在第一實施方式中說明的內(nèi)容不同的點進行說明。
在第二實施方式中，如前所述，由于在焊接機J上具有坡口線位置檢 測裝置30，因此，為了檢測坡口線M的位置，需要使焊接機J適當?shù)貏?作。為此，首先，當坡口線位置檢測裝置移動動作處理部52接收從操作 裝置51發(fā)送的坡口線位置檢測裝置觸發(fā)時，生成用于使焊接機J的移動 動作或開始或停止的處理信號，并將這樣的處理信號發(fā)送給坡口線位置計 算部53。
坡口線位置計算部53根據(jù)從坡口線位置檢測裝置移動動作處理部52 發(fā)送的處理信號，將使焊接機J移動的移動信號經(jīng)由伺服驅(qū)動器5JM發(fā)送 給焊接機行進電動機JM。使焊接機J移動的移動信號經(jīng)由伺服驅(qū)動器5JM發(fā)送，因此，能夠使焊接機行進電動機JM適當?shù)仳?qū)動。
而且，通過設(shè)置于焊接機J上的坡口線檢測裝置30而獲得檢測出坡
口線M的信號及焊接機J的位置信息，并將它們發(fā)送給坡口線位置計算部 53。
得到了檢測出坡口線M的信號及焊接機J的位置信息的坡口線位置計 算部53，和已在第一實施方式中說明的情況相同，計算坡口線M的位置， 并計算使墊板部10的基準位置(例如銅板的寬度方向中心位置)與算出 的坡口線M的基準位置(例如由坡口線位置檢測裝置檢測出的坡口線M 的位置)相吻合的墊板部10的移動目標位置，與定位開始的信號(定位 開始觸發(fā)) 一起發(fā)送給墊板部移動信號生成部54。
第二實施方式的單面焊接裝置F通過在控制部150執(zhí)行這樣的處理來 進行控制，以使墊板部10的基準位置與坡口線M的基準位置相吻合。
具體地說，具有這種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明第二實施方式的單面焊接裝置F如 下進行工作。
艮卩，如圖10的流程所示，當為了檢測坡口線M的位置而由操作員通 過操作裝置51輸入需要的信號時，上述的控制部150的坡口線位置檢測 裝置移動動作處理部52、坡口線位置計算部53等，基于自操作裝置51 發(fā)送來的信號執(zhí)行上述的各處理，使焊接機J移動到焊接終端部側(cè)(例如， 移動到圖8 (a)的紙面中的墊板部10的下端部分)(步驟Sll)。 一旦使 焊接機J移動到焊接終端部側(cè)，則在該位置使焊接機J向單面焊接裝置F 的寬度方向移動(滑動)，同時檢測坡口線M (步驟S12)。
焊接終端部側(cè)的坡口線M的檢測結(jié)束之后，使焊接機J移動到焊接開 始側(cè)(例如，移動到圖8 (a)的紙面中的墊板部10的上端部分)(步驟 S13)，在移動到的位置處使焊接機梁B向單面焊接裝置F的寬度方向移動 (滑動)，同時檢測坡口線M (步驟S14)。墊板部移動信號生成部54、墊 板部微調(diào)用電動機動作處理部55等基于這樣檢測出的坡口線M的位置信 息執(zhí)行上述的各處理，使墊板部微調(diào)用電動機131、 141工作而對墊板部 IO的位置進行微調(diào)(步驟S15)。
另外，墊板部10的位置的微調(diào)和已在第一實施方式中所說明的一樣， 因此省略其說明。在第一實施方式及第二實施方式中說明的單面焊接裝置F，都具有能 夠通過進行上述的規(guī)定的處理及動作，將設(shè)置于墊板裝置上的墊板部自動 且高精度地定位在坡口線的正下方這一效果。
艮口，本發(fā)明的單面焊接裝置F，具有能夠自動地進行目前需要耗費勞 力和時間且通過熟練的操作員的手動操作而進行的墊板部的定位作業(yè)的 效果。
另外，本發(fā)明的單面焊接裝置F由于能夠高精度地進行定位，因此， 具有可以使墊板焊劑的散布寬度變窄，且可以使墊板焊劑的使用量減少的 效果。
進而，本發(fā)明的單面焊接裝置F由于能夠高精度地進行定位，因此，
尤其具有能夠在焊接嵌接的焊接部件之際使墊板部的定位省力的效果。
以上，通過用于實施發(fā)明的優(yōu)選方式對本發(fā)明的單面焊接裝置具體地 進行了說明，但發(fā)明的宗旨不限定于這些記載，必須基于權(quán)利要求的記載 進行廣義的解釋。另外，基于這些記載進行的各種變更、改變等也自然都 包含在本發(fā)明的宗旨內(nèi)。
例如，可以不使坡口線位置檢測裝置30 (及坡口線位置檢測裝置40) 及坡口線位置傳感器31 (及坡口線位置傳感器41)移動，而是使被焊接 構(gòu)件E、 E沿單面焊接裝置F的寬度方向移動來檢測坡口線M。此時，將 由傳感器位置檢測器32 (及傳感器位置檢測器42)檢測出的位置信息作 為固定值輸入控制部50，并通過未圖示的旋轉(zhuǎn)編碼器等測定被焊接構(gòu)件 E、 E的移動量，由此，可以使坡口線M的基準位置和墊板部10的基準 位置吻合。
另外，例如，如上述的第二實施方式，當將坡口線位置檢測裝置30 設(shè)于焊接機J上時，也可以在這樣的坡口線位置檢測裝置30上設(shè)置用于 使該坡口線位置檢測裝置30移動的移動電動機(電動機)，使坡口線位置 檢測裝置30沿和焊接機J的滑動方向平行的方向移動，另外，也可以將 傳感器位置檢測器設(shè)于該移動電動機上。
據(jù)此，如上所述，通過測定相對于焊接機梁B的移動量，可以得到單 面焊接裝置F的長度方向的位置信息；通過由坡口線位置檢測裝置30測定 滑動焊接機J的移動量，可以得到單面焊接裝置F的寬度方向的位置信息。
權(quán)利要求
1、一種單面焊接裝置，其使用襯墊在對接被焊接構(gòu)件而成的坡口線的下方的墊板部，沿所述坡口線從所述被焊接構(gòu)件的單面進行焊接，其中，具有檢測所述坡口線的位置、并控制檢測出的所述坡口線和所述墊板部的位置的控制部，通過所述墊板部的驅(qū)動機構(gòu)使該墊板部移動到所述控制部控制的位置處。
2、 一種單面焊接裝置，其利用沿焊接機梁行進的焊接機，沿著對接 被焊接構(gòu)件而成的坡口線從單面進行焊接，所述單面焊接裝置包括墊板裝置，其具有從下方墊起所述被焊接構(gòu)件的坡口線的墊板部、及 使該墊板部移動的驅(qū)動機構(gòu)，并具有多個檢測所述墊板部的基準位置并獲 得其位置信息的墊板部位置檢測器；坡口線位置檢測裝置，其設(shè)于所述墊板部上方并離開所述墊板部的位 置處，沿與所述坡口線正交的方向進行掃描，檢測至少兩處的所述坡口線的位置并獲得其位置信息；及控制部，其根據(jù)由所述坡口線位置檢測裝置得到的至少兩處的所述坡 口線的位置信息計算各個所述坡口線的基準位置，同時根據(jù)由所述墊板部 位置檢測器得到的所述墊板部的位置信息計算所述墊板部的基準位置，并 計算為使所述坡口線的基準位置和所述墊板部的基準位置相一致而移動 所述墊板部的移動量。
3、 如權(quán)利要求2所述的單面焊接裝置，其中， 所述坡口線位置檢測裝置包括坡口線位置檢測傳感器，其對所述被焊接構(gòu)件照射光，利用該光的反 射光檢測所述坡口線；移動裝置，其使所述坡口線位置檢測傳感器沿著與所述坡口線正交的 方向移動；及傳感器位置檢測器，其根據(jù)利用所述移動裝置而移動的移動量，獲得 該坡口線位置檢測傳感器的位置信息。
4、 如權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的單面焊接裝置，其中， 所述坡口線位置檢測裝置被設(shè)于所述焊接機梁的長度方向上的至少兩處不同的位置。
5、 如權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的單面焊接裝置，其中， 所述焊接機梁具備兩根以上的從該焊接機梁的任意部位向與長度方向正交的方向延伸的延伸梁，至少兩根所述延伸梁分別具備所述坡口線位置檢測裝置。
6、 如權(quán)利要求5所述的單面焊接裝置，其中，所述延伸梁通過在水平面旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)部而設(shè)置在與所述焊接機梁連接的基端部。
7、 如權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的單面焊接裝置，其中，在所述 焊接機上設(shè)有所述坡口線位置檢測裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單面焊接裝置，其利用在焊接機梁上自動行進的焊接機，沿對接被焊接構(gòu)件而成的坡口線從單面進行焊接，該單面焊接裝置具備具有從下方墊起上述被焊接構(gòu)件的坡口線的墊板部及使該墊板部移動的驅(qū)動機構(gòu)的墊板裝置；坡口線位置檢測裝置；以及控制部。利用這種單面焊接裝置，可以將設(shè)置于墊板裝置上的墊板部自動且高精度地定位在坡口線的正下方。
文檔編號B23Q17/24GK101293314SQ20081009234
公開日2008年10月29日 申請日期2008年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者中尾哲也, 曾賀光郎, 木幡茂 申請人:株式會社神戶制鋼所