JP3816247B2 - Pipe circumference automatic welding equipment - Google Patents
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Description
【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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pipe circumference automatic welding apparatus for butt welding pipes in gas and oil pipeline construction work and the like. In particular, the present invention relates to a pipe circumference automatic welding apparatus capable of automatically butt-welding small diameter pipes.
[0002]
[Prior art]
Japanese Examined Patent Publication No. 7-12542 discloses a pipe circumference automatic welding apparatus called so-called spin arc welding.
FIG. 6 is a perspective view showing an outline of a pipe circumference automatic welding apparatus of Japanese Patent Publication No. 7-12542. In the figure,
[0003]
The
[0004]
In the configuration of each part, the
[0005]
The
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The pipe circumference automatic welding apparatus of the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 7-12542 is suitable as an apparatus for joining and welding large-diameter pipes having a pipe diameter of several tens to several thousand mm. However, since this pipe circumference automatic welding device is structurally large, it is unsuitable as a device for joining and welding small-diameter pipes having a pipe diameter of about several millimeters. Conventionally, there has been no pipe circumference automatic welding apparatus that can sufficiently satisfy such a demand.
[0007]
The present invention has been made to cope with such a problem, and an object of the present invention is to provide an automatic pipe circumference welding apparatus capable of automatically butt-welding a small-diameter pipe.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an automatic pipe circumference welding apparatus of the present invention is an automatic pipe circumference welding apparatus that includes a welding head equipped with a welding torch and automatically welds the circumference of the pipe; a moving mechanism for moving in a predetermined direction is mounted and a gripping mechanism for gripping a pipe equipped with a moving mechanism, that features. With such a structure, the gripping mechanism grips the pipe, and in this state, the moving mechanism moves the welding head in the circumferential direction of the pipe. Since the structure is simple as described above, the circumference of the pipe can be automatically welded even if the pipe diameter is small.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the pipe circumference automatic welding apparatus of the present invention, the moving mechanism intersects the welding line with a mechanism (X driving mechanism) for moving the welding head along a welding line extending in the circumferential direction (X direction) of the pipe. A mechanism (Z drive mechanism) that moves the X drive mechanism in the Z direction, and a mechanism (Y drive mechanism) that moves the Z drive mechanism in the Y direction, out of two directions (Y direction and Z direction) in the plane that features. Thus, by providing the Z drive mechanism and the Y drive mechanism, the position can be easily adjusted and positioned even if the welding position is slightly deviated.
[0010]
Moreover, in the pipe circumference automatic welding apparatus of the present invention, the X drive mechanism is formed in an arc shape, and a drive unit (X drive unit) that rotates in the X direction with the welding head fixed, and X drive A driving force transmission unit (X driving force transmission unit) that transmits the driving force to the unit;
It is preferable to include a motor (X motor) that generates the driving force. Thus, since the X drive part to which the welding head is fixed is formed in the circular arc shape, the pipe can be taken in and out from the notch, and the welding work efficiency can be improved.
[0011]
Moreover, in the pipe circumference automatic welding apparatus of the present invention, the Z drive mechanism transmits a drive force (Z drive force transmitter) that transmits a drive force for moving the plate on which the X drive mechanism is fixed in the Z direction. And a motor (Z motor) for generating the driving force. By separately providing such a Z driving force transmission unit and a Z motor, independent control becomes possible, so that the positioning accuracy in the Z direction can be improved.
[0012]
Moreover, in the pipe circumference automatic welding apparatus of the present invention, the Y drive mechanism transmits a drive force for moving the plate on which the Z drive mechanism is fixed in the Y direction (Y drive force transmission unit). ) And a motor (Y motor) for generating the driving force. By separately providing such a Y driving force transmission unit and a Y motor, it becomes possible to perform independent control, and thus positioning accuracy in the Y direction can be improved.
[0013]
Moreover, in the pipe circumference automatic welding apparatus of the present invention, the gripping mechanism transmits a driving force to the drive unit (K drive unit) that sandwiches and grips the outer periphery of the pipe from both sides (K direction) and the K drive unit. It is preferable to include a driving force transmission unit (K driving force transmission unit) that performs driving and a motor (K motor) that generates a driving force to the K driving unit. In this way, the K drive unit can support the entire pipe circumference automatic welding apparatus by sandwiching and grasping the outer periphery of the pipe from both sides. It can be done reliably.
[0014]
The pipe circumference automatic welding apparatus of the present invention includes a welding head equipped with a welding torch, a mechanism (X drive mechanism) for moving the welding head along a welding line extending in the circumferential direction (X direction) of the pipe, and welding. A mechanism (Z drive mechanism) that moves the X drive mechanism in the Z direction, and a mechanism (Y drive mechanism) that moves the Z drive mechanism in the Y direction, out of two directions (Y direction and Z direction) in the plane intersecting the line A pipe circumference automatic welding apparatus that automatically welds the circumference of the pipe; and a movement mechanism equipped with the movement mechanism, and a gripping mechanism that grips the pipe by mounting the movement mechanism; The mechanism is formed in an arc shape, and a driving unit (X driving unit) that rotates in the X direction with the welding head fixed,
A driving force transmission unit (X driving force transmission unit) that transmits a driving force to the X driving unit, and a motor (X motor) that generates the driving force, and the Z driving mechanism is fixed to the X driving mechanism. A driving force transmission unit (Z driving force transmission unit) for transmitting a driving force for moving the plate in the Z direction, and a motor (Z motor) for generating the driving force, wherein the Y driving mechanism is a Z driving mechanism. A driving force transmission unit (Y driving force transmission unit) that transmits a driving force that moves the plate to which the plate is fixed in the Y direction, and a motor (Y motor) that generates the driving force, A drive unit (K drive unit) that sandwiches and grips the outer periphery of the pipe from both sides (K direction), a drive force transmission unit (K drive force transmission unit) that transmits drive force to the K drive unit, It has a motor (K motor) that generates driving force And it features.
[0015]
Such a structure simplifies the structure, so that the circumference of the pipe can be automatically welded even if the pipe diameter is small. Moreover, since the X drive part to which the welding head is fixed is formed in the circular arc shape, the pipe can be taken in and out from the cutout part, and the welding work efficiency can be improved. In addition, since the Z driving force transmission unit and the Z motor and the Y driving force transmission unit and the Y motor are individually provided, each can be controlled independently, and even if the welding position is slightly deviated, the position can be easily adjusted to the Z direction. The positioning accuracy and the positioning accuracy in the Y direction can be improved. In addition, since the K drive unit can support the entire pipe circumference automatic welding device by pinching and gripping the outer periphery of the pipe from both sides, even if the pipe has a small diameter, it can cope with the welding reliably. It can be carried out.
[0016]
Hereinafter, a pipe circumference automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial cross-sectional plan view showing the configuration of a pipe circumference automatic welding apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional side view showing the configuration of the pipe circumference automatic welding apparatus according to one embodiment of the present invention.
[0017]
This pipe circumference
[0018]
The welding head 1 is attached to the
[0019]
First, the detailed structure of the X drive mechanism 4 will be described with reference to the side views of FIGS. 1 and 3 and the plan view of FIG. The X drive mechanism 4 is roughly composed of an
The
[0020]
A
Accordingly, the
[0021]
The X driving
[0022]
The shafts 42ba to 42ga of the six
[0023]
The
[0024]
As described above, when the
[0025]
Next, the detailed structure of the x drive mechanism 5 will be described with reference to FIG. The x drive mechanism 5 is roughly composed of an
The
Thereby, the
[0026]
The x driving
As described above, when the
[0027]
Next, the detailed structure of the Z drive mechanism 6 will be described with reference to FIG. The Z drive mechanism 6 is mainly composed of a Z drive
The Z driving
As described above, when the
[0028]
Next, the detailed structure of the
The
[0029]
The Y driving
As described above, when the
[0030]
Next, the detailed structure of the
The
[0031]
Each
Accordingly, each
[0032]
The K driving
[0033]
The
As described above, when the
[0034]
Finally, the detailed structure of the welding head 1 will be described with reference to FIGS. The
[0035]
The
The
[0036]
The
The
[0037]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, since the structure is simplified, the circumference of the pipe can be automatically welded even if the pipe diameter is small. In addition, since the X driving portion to which the welding head is fixed is formed in an arc shape, the pipe can be taken in and out from the cutout portion, and the welding work efficiency can be improved. In addition, since the Z driving force transmission unit and the Z motor and the Y driving force transmission unit and the Y motor are individually provided, each can be controlled independently, and even if the welding position is slightly deviated, the position can be easily adjusted to the Z direction. The positioning accuracy and the positioning accuracy in the Y direction can be improved. In addition, since the K drive unit can support the whole pipe circumference automatic welding device by pinching the outer periphery of the pipe from both sides, the pipe can be supported even if the pipe has a small diameter, and welding is ensured. It can be carried out.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially sectional plan view showing a configuration of a pipe circumference automatic welding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional side view showing a configuration of a pipe circumference automatic welding apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional side view showing a detailed configuration of an X drive mechanism of the pipe circumference automatic welding apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a partial cross-sectional top view showing a detailed configuration of an X drive mechanism of the pipe circumference automatic welding apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a partial cross-sectional side view showing a detailed configuration of a pipe gripping mechanism of a pipe circumference automatic welding apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a conventional pipe circumference automatic welding apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
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。A pipe circumference automatic welding device having a welding head equipped with a welding torch and automatically welding the circumference of the pipe;
A moving mechanism that mounts the welding head and moves it in a predetermined direction;
A gripping mechanism mounted with a moving mechanism and gripping a pipe ,
The moving mechanism moves the welding head along a welding line extending in the circumferential direction (X direction) of the pipe (X driving mechanism), and two directions (Y direction, Z direction) in a plane intersecting the welding line ), A mechanism for moving the X drive mechanism in the Z direction (Z drive mechanism) and a mechanism for moving the Z drive mechanism in the Y direction (Y drive mechanism). Welding equipment.
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。A welding head equipped with a welding torch;
Of the mechanism (X drive mechanism) for moving the welding head along the weld line extending in the circumferential direction (X direction) of the pipe and the two directions (Y direction, Z direction) in the plane intersecting the weld line, Z A movement mechanism comprising: a mechanism for moving the X drive mechanism in the direction (Z drive mechanism); and a mechanism for moving the Z drive mechanism in the Y direction (Y drive mechanism);
A gripping mechanism mounted with a moving mechanism and gripping a pipe,
A pipe circumference automatic welding device for automatically welding the circumference of a pipe;
The X driving mechanism is formed in an arc shape, and a driving unit (X driving unit) that rotates in the X direction with the welding head fixed, and a driving force transmission unit (X driving) that transmits a driving force to the X driving unit. Force transmission unit) and a motor (X motor) that generates the driving force,
The Z drive mechanism transmits a drive force for moving the plate on which the X drive mechanism is fixed in the Z direction (Z drive force transmitter), and a motor (Z motor) for generating the drive force And
The Y driving mechanism transmits a driving force (Y driving force transmitting portion) for transmitting a driving force for moving the plate on which the Z driving mechanism is fixed in the Y direction, and a motor (Y motor) for generating the driving force. And
A drive unit (K drive unit) that grips the pipe by sandwiching the outer periphery of the pipe from both sides (K direction); a drive force transmission unit (K drive force transmission unit) that transmits drive force to the K drive unit; A pipe circumferential automatic welding apparatus comprising a motor (K motor) that generates a driving force to a K driving unit.
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