(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材上の所定位置に所定姿勢でロンジを位置決めして溶接するロンジ配材取付装置において、
前記ロンジの上方でそのロンジの長手方向に延びる主ビームと、
前記主ビームに装着されたリニアガイド機構によって昇降自在に案内されるとともに、前記ロンジを跨ぐ方向に配される一対のエアシリンダを介して前記主ビームから吊り下げ支持される昇降ブラケットと、
前記昇降ブラケットの下面側に吊り下げられ、前記ロンジを跨ぐように配されて前記板材を吸着する一対の板材吸着具と、
前記昇降ブラケットに前記ロンジの上面に向かって突出可能に装着され、前記ロンジに対して押付力を付与するロンジ押当具とを備え、
前記板材吸着具で前記板材を吸着した状態で前記ロンジ押当具から前記ロンジへと押付力を付与する際に、前記エアシリンダを伸縮自在なフリー状態とすることを特徴とするロンジ配材取付装置。
【請求項２】
前記ロンジ押当具は、上下方向に延設される押当棒と、この押当棒の下端側に球面軸受を介して装着される押当座とにより構成される請求項１に記載のロンジ配材取付装置。
【請求項３】
前記板材吸着具は、球面軸受により傾倒可能な磁石体を備えて構成される請求項１に記載のロンジ配材取付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板材上の所定位置に所定姿勢で鋼材ロンジを位置決めして溶接するロンジ配材取付装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のロンジ配材取付装置として、例えば特許文献１にて知られているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１１４４８０号公報
【０００４】
この特許文献１に係る装置は、天井クレーンに２基の昇降・調整機構等を介して吊り下げられる主ビームを備え、この主ビームに電磁吸着器や側面クランパ、溶接機などが装備されて構成されている。この装置において、ロンジの位置決め・溶接動作は以下の通りである。
【０００５】
すなわち、ロンジ置場に置かれているロンジの短辺側の面を電磁吸着器で吸着し、ホイストの巻き上げにより上昇させてロンジを所定高さで止め、側面クランパでロンジの長辺側の面を挟持してロンジを垂直に立てる。次いで、天井クレーンと昇降機構との協働にてロンジを板材のマーキング位置近傍まで移動させ、ロンジの最下端をマーキング位置の真上で平行になるように調整機構にて主ビームの位置を調整する。このとき、ロンジは、その最下端が板材の上表面からわずかに離れた高さ位置に止められる。
【０００６】
次いで、２基の昇降機構のうちの一方の昇降機構によって主ビームの片側だけを降下させてロンジの下端が板材に触れる程度で停止させ、マーキング位置に正しく位置合せした後、そこを手動で仮付け溶接する。再度、主ビームの位置微調整にてロンジのマーキング位置への正確な位置合せを行った後、他方の昇降機構のみで主ビームを降下させる。これにより、ロンジの全体が板材上に着地したことになる。そして、電磁吸着器への通電を遮断した後、ロンジと板材との隅肉溶接を所要の溶接機で実行し、各溶接機あたり所定長さに亘って仮付け溶接する。
【０００７】
ところで、板材は、例えば２０ｍ×３０ｍの大板であり、ロンジは、２０〜３０ｍの長物の条材であるため、両者共に若干の撓みや反り等を有している。
このため、ロンジを板材上に置いたとき、ロンジの最下端が板材の上表面に完全に接している部分と、ロンジの最下端と板材の上表面との間に隙間がある部分とが生じてしまい、板材へのロンジの溶接を適切に行うことができないという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、板材上の所定位置に所定姿勢でロンジを位置決めして溶接する際に、板材とロンジとの間に隙間が生じるのを確実に防ぐことができ、これによって板材へのロンジの溶接を適切に行うことができるロンジ配材取付装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明によるロンジ配材取付装置は、
前記ロンジの上方でそのロンジの長手方向に延びる主ビームと、
前記主ビームに装着されたリニアガイド機構によって昇降自在に案内されるとともに、前記ロンジを跨ぐ方向に配される一対のエアシリンダを介して前記主ビームから吊り下げ支持される昇降ブラケットと、
前記昇降ブラケットの下面側に吊り下げられ、前記ロンジを跨ぐように配されて前記板材を吸着する一対の板材吸着具と、
前記昇降ブラケットに前記ロンジの上面に向かって突出可能に装着され、前記ロンジに対して押付力を付与するロンジ押当具とを備え、
前記板材吸着具で前記板材を吸着した状態で前記ロンジ押当具から前記ロンジへと押付力を付与する際に、前記エアシリンダを伸縮自在なフリー状態とすることを特徴とするものである（第１発明）。
【００１１】
本発明において、前記ロンジ押当具は、上下方向に延設される押当棒と、この押当棒の下端側に球面軸受を介して装着される押当座とにより構成されるものとすることができる（第２発明）。
【００１２】
本発明において、前記板材吸着具は、球面軸受により傾倒可能な磁石体を備えて構成されるものとすることができる（第３発明）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、板材上の所定位置に所定姿勢でロンジを位置決めして溶接する際に、一対の板材吸着具で板材を吸着した状態でロンジ押当具からロンジへと押付力が付与されるので、板材とロンジとの間に隙間が生じるのを確実に防ぐことができ、板材へのロンジの溶接を適切に行うことができる。
また、ロンジ押当具による押付力と一対の板材吸着具による反力とは互いに相殺する力関係にあり、しかも、上記のようにしてロンジに押付力を付与する際には、一対のエアシリンダが伸縮自在なフリー状態とされるので、主ビームなどに余計な力が作用するようなことはない。
【００１５】
第２発明の構成を採用することにより、たとえロンジに対するセンタ位置が若干ずれたとしても、ロンジに対して確実に押付力を付与することができる。
【００１６】
第３発明の構成を採用することにより、極めて簡易な構成で板材を吸着することができ、しかも板材が若干撓んでいたり、板材が若干変形したりしても、それらを吸収して板材を確実に吸着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るロンジ配材取付装置の正面図
【図２】図１のＡ部拡大図で、ロンジ吸着状態図（ａ）、同図のＢ−Ｂ矢視拡大図で、ロンジクランプ状態図（ｂ）および同図のＣ−Ｃ矢視拡大図で、溶接待機状態図（ｃ）
【図３】図１のＤ−Ｄ矢視拡大図で、加圧ユニットの加圧動作前の待機状態図（ａ）および（ａ）のＥ矢視図（ｂ）
【図４】加圧ユニットの加圧動作説明図（１）
【図５】加圧ユニットの加圧動作説明図（２）
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明によるロンジ配材取付装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
＜ロンジ配材取付装置の概略説明＞
図１に示されるロンジ配材取付装置１は、コンベヤ２上に載置されている板材（鋼板材）３上の所定位置に所定姿勢で横断面がＬまたはＴ形（本例ではＴ形）の条材であるロンジ（鋼材ロンジ）４を位置決めして溶接する装置であって、Ｙ軸駆動機構５，５によってＹ軸方向に走行自在でＸ軸方向に延設されるクレーンガーダ６を備えている。このクレーンガーダ６上には、２台のトロリ７，７が互いに所定間隔を存してＸ軸方向に走行自在に設置されている。
【００２０】
＜主ビームの説明＞
各トロリ７には、昇降機構８が装備され、この昇降機構８の昇降柱８ａの下端側には、関節機構９およびＹ軸調整機構１０を介して、Ｘ軸方向に延設される主ビーム１１が吊り下げられている。
主ビーム１１は、トロリ７，７によってＸ軸方向に移動され、昇降機構８，８によって上下方向（Ｚ軸方向）に移動され、関節機構９，９によってＸ軸廻りの傾斜が可能となり、Ｙ軸調整機構１０，１０によってＹ軸方向に調整移動される。
【００２１】
＜主ビームの装備品の説明＞
主ビーム１１には、８基のロンジ吊上ユニット１２，１２，・・・、４基のセンタリングユニット１３，１３，１３，１３、３基の溶接ユニット１４，１４，１４および１１基の加圧ユニット１５，１５，・・・がそれぞれ所定の配置で装備されている。
【００２２】
＜ロンジ吊上ユニットの概略説明＞
図２（ａ）に示されるように、ロンジ吊上ユニット１２は、電磁力の作用によってロンジ４を吸着する電磁吸着器２１を備えている。この電磁吸着器２１は、主ビーム１１にチェーンホイスト２２を介して昇降自在に支持されている。さらに、この電磁吸着器２１は、チェーンホイスト２２を挟んでＸ軸方向に並設される一対のばねバランサ２３，２３を介して主ビーム１１に吊り下げ支持されており、これらばねバランサ２３，２３による平衡強制力の作用にてＸ軸方向に平行に保たれるようになっている。
【００２３】
＜センタリングユニットの概略説明＞
図２（ｂ）に示されるように、センタリングユニット１３は、主ビーム１１に２段位置決め機構２４を介して設けられる側面クランパ２５を備えて構成されている。
側面クランパ２５は、ロンジ４の長辺側の面を押しローラ２５ａと支えローラ２５ｂとによって挟持してロンジ４を垂直に立てる役目をする。この側面クランパ２５の高さ位置は、２段位置決め機構２４により、ロンジ４の長辺長さに応じて２段階に位置決めされる。
【００２４】
＜溶接ユニットの概略説明＞
図２（ｃ）に示されるように、溶接ユニット１４は、主ビーム１１にＸ軸駆動機構２６を介して吊り下げられる基台２７を備えている。
基台２７には、昇降機構２８を介してトーチベース２９が設けられ、トーチベース２９には、押出機構３０によってロンジ４をＹ軸方向で挟むように押し出される脚部材３１が設けられ、脚部材３１の下端部には、板材３とロンジ４との間の隅（交叉のコーナ）を溶接するための溶接トーチ３２が設けられている。
この溶接ユニット１４においては、板材３とロンジ４との隅肉溶接を所定ピッチで実行し、所定長さに亘って仮付け溶接することができるようになっている。
【００２５】
次に、加圧ユニット１５の構成について、図３を用いて説明する。
【００２６】
＜加圧ユニットの概略説明＞
加圧ユニット１５は、反力付与機構３３と、ロンジ押付機構３４とが組み合わされて構成されている。
【００２７】
＜反力付与機構の説明＞
反力付与機構３３は、昇降ブラケット３５を備えている。この昇降ブラケット３５は、主ビーム１１に装着されたリニアガイド機構３６によって昇降案内されるとともに、Ｙ軸方向に所定間隔を存して配される一対のエアシリンダ３７，３７を介して主ビーム１１に吊り下げ支持されている。そして、一対のエアシリンダ３７，３７の伸長動作にて昇降ブラケット３５がリニアガイド機構３６に案内されて下降される一方、一対のエアシリンダ３７，３７の収縮動作にて昇降ブラケット３５がリニアガイド機構３６に案内されて上昇されるようになっている。
【００２８】
＜板材吸着具の説明＞
昇降ブラケット３５の下面側には、一対の板材吸着具３８，３８が吊り下げられている。これら板材吸着具３８，３８は、板材３上でＸ方向に沿って置かれるロンジ４を間に挟むようにして受け入れるのに十分な距離を存してＹ軸方向に並設されている。
各板材吸着具３８は、上下方向に延設される引上棒３９の下端側に球面軸受４０を介して磁石体４１が装着されて構成されている。この磁石体４１は、Ｘ軸方向に長い直方体形状（図３（ｂ）参照）を呈する強力な電磁石からなるものである。
引上棒３９には、その下端から所定距離上方位置にバネ押えフランジ部３９ａが設けられ、このバネ押えフランジ部３９ａと磁石体４１との間に圧縮コイルばね４２が装着されている。これにより、磁石体４１が引上棒３９に対し球面軸受４０を介して傾倒したとしても、圧縮コイルばね４２からの弾性反発力にて磁石体４１を水平状態に戻すことができる。
この板材吸着具３８によれば、極めて簡易な構成で板材３を吸着することができ、しかも板材３が若干撓んでいたり、板材３が若干変形したりしても、それらを吸収して板材３を確実に吸着することができる。
【００２９】
＜ロンジ押付機構の説明＞
ロンジ押付機構３４は、板材３にロンジ４を押し付ける装置であって、減速機４３を介して昇降ブラケット３５に装着されるロンジ押当具４４を備えている。このロンジ押当具４４は、昇降ブラケット３５の中央部下面に設けられた挿通孔３５ａを通して昇降ブラケット３５の内部からロンジ４の上面に向かって突出可能に配される棒状部材であり、上下方向に延設されてその外周にねじ部が設けられてなる押当棒４４ａと、この押当棒４４ａの下端側に球面軸受４４ｂを介して設けられてロンジ４の上面に押し当てられる押当座４４ｃとにより構成されている。このロンジ押当具４４によれば、たとえロンジ４に対するセンタ位置が若干ずれたとしても、ロンジ４に対して確実に押付力を付与することができる。
減速機４３は、図示による詳細説明は省略するが、電動モータ４５からの回転動力が入力される入力軸に一体的に設けられるウォーム歯車と、このウォーム歯車に噛合するとともに押当棒４４ａのねじ部に螺合するナット部材とを備えて構成されている。
【００３０】
このロンジ押付機構３４においては、電動モータ４５の一方向の回転作動によって、電動モータ４５からの一方向回転動力が減速機４３を介して押当棒４４ａに伝達される。これにより、ロンジ押当具４４はロンジ４の上面に向かって下降される。一方、電動モータ４５の他方向の回転作動によって、電動モータ４５からの他方向回転動力が減速機４３を介して押当棒４４ａに伝達される。これにより、ロンジ押当具４４は昇降ブラケット３５の内部に向かって上昇される。
【００３１】
以上に述べたように構成されるロンジ配材取付装置１によるロンジ４の位置決め・加圧・溶接動作を主に図１、図２（ｃ）、図４および図５を用いて以下に説明する。
【００３２】
＜ロンジ位置決め動作の説明：図１参照＞
まず、Ｙ軸駆動機構５，５にてクレーンガーダ６をＹ軸方向に走らせてロンジ配材取付装置１を図示されないロンジ置場まで移動させ、そのロンジ置場に置かれているロンジ４の短辺側の面を電磁吸着器２１（図２（ａ）参照）で吸着し、ホイスト２２（図２（ａ）参照）の巻き上げにより上昇させてロンジ４を所定高さで止め、側面クランパ２５（図２（ｂ）参照）でロンジ４の長辺側の面を挟持してロンジ４を垂直に立てる。
次いで、Ｙ軸駆動機構５，５によるクレーンガーダ６と昇降機構８，８の協働にてロンジ４を板材３のマーキング位置近傍まで移動させ、ロンジ４の最下端をマーキング位置の真上で平行になるようにＹ軸調整機構１０，１０にて主ビーム１１の位置を調整する。このとき、ロンジ４は、その最下端が板材３の上表面からわずかに離れた高さ位置に止められる。
次いで、２基の昇降機構８，８のうちの一方の昇降機構８によって主ビーム１１の片側だけを降下させてロンジ４の下端が板材３に触れる程度で停止させ、マーキング位置に正しく位置合せした後、そこを手動で仮付け溶接する。再度、主ビーム１１の位置微調整にてロンジ４のマーキング位置への正確な位置合せを行った後、２基の昇降機構８，８のうちの他方の昇降機構８のみで主ビーム１１を降下させる。これにより、ロンジ４の全体が板材３上に着地したことになる。
【００３３】
＜ロンジ加圧動作の説明：図４，５参照＞
次いで、図４に示されるように、一対のエアシリンダ３７，３７を伸長させて昇降ブラケット３５を下降させ、一対の板材吸着具３８，３８のそれぞれの磁石体４１，４１が板材３に接触した所でその昇降ブラケット３５の下降動作を停止させる。
次いで、電動モータ４５を一方向に回転作動させてロンジ押当具４４をロンジ４の上面に向かって下降させ、図５に示されるように、ロンジ押当具４４における押当座４４ｃがロンジ４の上面に接触した所でそのロンジ押当具４４の下降動作を一旦停止させる。
次いで、電動モータ４５を一方向に所定回転作動させることにより、ロンジ４の上面に接触させているロンジ押当具４４を押し下げる。こうして、ロンジ４に押付力が付与されるに伴い、その押付力に対抗する反力が一対の板材吸着具３８，３８を介して板材３に付与される。なお、エアシリンダ３７，３７は、昇降ブラケット３５の上げ下げ用で、この押し引き作業中は伸縮自在なフリー状態とされる。つまり、エアシリンダ３７，３７は、クッションの役目をし、主ビーム１１や昇降機構８、関節機構９、Ｙ軸調整機構１０などに余計な負荷が作用しないようにされている。
こうして、ロンジ押付機構３４によって板材３にロンジ４を押し付け、この押付力に対抗する反力を反力付与機構３３によって板材３に付与することにより、板材３とロンジ４との間に隙間を生じさせることなく、ロンジ４の全体を板材３に密着させる。
【００３４】
＜ロンジ溶接動作の説明：図２（ｃ）参照＞
そして、電磁吸着器２１（図２（ａ）参照）への通電を遮断した後、板材３とロンジ４との隅肉溶接を３基の溶接ユニット１４，１４，１４で実行し、各溶接ユニット１４あたり所定長さに亘って仮付け溶接する。
【００３５】
＜作用効果の説明＞
本実施形態のロンジ配材取付装置１においては、板材３上の所定位置に所定姿勢でロンジ４を位置決めして溶接する際に、ロンジ４の上面がロンジ押当具４４によって押し付けられる一方で、そのロンジ押当具４４の両側にロンジ４を跨ぐようにして配される一対の板材吸着具３８，３８によってロンジ４の両側の板材部分が吸着される。これにより、板材３にロンジ４を押し付けると同時にその押付力に対抗する反力を板材３に確実に付与して板材３とロンジ４との間に隙間が生じるのをより確実に防ぐことができ、板材３へのロンジ４の溶接をより適切に行うことができる。
なお、ロンジ押付機構３４による押付力と反力付与機構３３による反力とは互いに相殺する力関係にあるので、ロンジ配材取付装置１を構成する例えば主ビーム１１や昇降機構８、関節機構９、Ｙ軸調整機構１０などに余計な力が作用するようなことはない。
【００３６】
以上、本発明のロンジ配材取付装置について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００３７】
例えば、磁石体４１に代えて吸盤体を用い、バキューム力にて板材３を吸着する態様もあり得る。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のロンジ配材取付装置は、板材上の所定位置に所定姿勢でロンジを位置決めして溶接する際に、板材とロンジとの間に隙間が生じるのを確実に防ぐことができ、これによって板材へのロンジの溶接を適切に行うことができるという特性を有していることから、例えば船底、デッキ、橋梁等における鋼構造体の組立の用途に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１        ロンジ配材取付装置
３        板材
４        ロンジ
３３      反力付与機構
３４      ロンジ押付機構
３８      板材吸着具
３９      引上棒
４０      球面軸受
４１      磁石体
４４      ロンジ押当具
４４ａ    押当棒
４４ｂ    球面軸受
４４ｃ    押当座
【図１】
0005806602.tif 000002
【図２】
0005806602.tif 000003
【図３】
0005806602.tif 000004
【図４】
0005806602.tif 000005
【図５】
0005806602.tif 000006