JP2006289424A - 鉄骨柱の仕口コアに係る溶接装置及び溶接用治具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所要の間隔を置いて配置され、柱状の部材を長手方向の2箇所で保持してその柱状の部材の軸心を基準にして回転させる一対の回転ポジショナー20、20と、一対の回転ポジショナー20、20よって保持されたワークの被溶接部を溶接する溶接ロボット25と、一対の回転ポジショナー20、20の両方を貫通する状態に保持される柱状本体部31、及びその柱状本体部31の両端にそれぞれ設けられて仮溶接された仕口コアのワーク11を片持ちに保持する保持端部32、32から構成される溶接用治具30とを具備する。
【選択図】 図1
Description
長柱材は、所要の長さに切断された角パイプ、丸パイプ、H型鋼などの鋼材の端部に開先や裏当金を設けたものである。また、仕口は、一般的には長柱材と同断面の短柱材(コラム)の両端に小口板(ダイヤフラム)を周溶接して芯材(仕口コア)を製作し、その仕口コアに羽根(ブラケット)を溶接したものである。
例えば、仕口コア10と長柱材15を接続するためには、図10に示すような「柱大組溶接システム」が用いられている。このシステムは、一対の回転ポジショナー20、20と、溶接ロボット25とから構成されている。一対の回転ポジショナー20、20は、ワーク100を長手方向の2箇所で水平に保持して軸心を中心に適宜回転させることができる。また、溶接ロボット25は、一対の回転ポジショナー20、20によって好適に位置されて所要の方向へ向けられたワーク100の被溶接部を適切に溶接することができる。これによれば、仮溶接した仕口コア10と長柱材15を一対の回転ポジショナー20、20にセットして、好適に溶接できる。これが、この柱大組溶接システムの通常の使用方法となる。なお、回転ポジショナー20や溶接ロボット25の構成は周知であるので、詳細な説明は省略する。
この溶接装置によれば、ワーク101の両端を保持する一対の回転ポジショナー20、20が、ワーク101の長手方向へ進退可能に設けられている。また、回転ポジショナー20の進退方向に平行な方向へ移動する台車26と、この台車26の上に搭載されてワーク101の溶接を行う溶接ロボット25を備える。そして、被拘束物を2方向から拘束する各回転ポジショナー20における拘束部材(図示せず)と、ワーク101との間に、拘束アダプタ40が設けられている。このため、ワーク101は、一対の拘束アダプタ40、40によって両側から挟まれて保持される。すなわち、ワーク101は、一対の回転ポジショナー20、20の間にセットされる。なお、各拘束アダプタ40は、各回転ポジショナー20に容易に着脱できる。また、ワーク101は、例として3つの仕口コアのワーク11を治具42で連結したものである。
図11のように仕口コアのワーク11を、一対の拘束アダプタ40、40を介して一対の回転ポジショナー20、20の間にセットすれば、安定的に保持できる。しかしながら、仕口コアのワーク11の両端部(ダイヤフラム13、13)を把持等によって拘束(固定)するため、作業が煩雑である。また、仕口コアのワーク11と一対の拘束アダプタ40、40の軸心を揃え、且つそれらの軸心と一対の回転ポジショナー20、20の回転軸心を揃える必要があり、セッティング作業が煩雑となって時間がかかる。
そこで、本発明の目的は、一対の回転ポジショナー20、20に仕口コアのワーク11を好適にセットすることができると共に、そのセッティングの作業効率を向上できる鉄骨柱の仕口コアに係る溶接装置及び溶接用治具を提供することにある。
本発明にかかる鉄骨柱の仕口コアに係る溶接装置の一形態によれば、短柱状のコラムの両端に板状のダイヤフラムが溶接されて設けられ鉄骨建築物の柱と梁の接続部となる仕口コアを製作するための溶接装置であって、所要の間隔を置いて配置され、柱状の部材を長手方向の2箇所で保持して該柱状の部材の軸心を基準にして回転させる一対の回転ポジショナーと、該一対の回転ポジショナーよって保持されたワークの被溶接部を溶接する溶接ロボットと、前記一対の回転ポジショナーの両方を貫通する状態に保持される柱状本体部、及び該柱状本体部の両端にそれぞれ設けられて仮溶接された仕口コアのワークを片持ちに保持する保持端部から構成される溶接用治具とを具備することを特徴とする。
この溶接装置は、短柱状のコラム12の両端に板状のダイヤフラム13が溶接されて設けられ鉄骨建築物の柱と梁の接続部となる仕口コア10を製作するための溶接システムである。
各回転ポジショナー20は、リング状の回転部材21の内側にワークなどの柱状の部材を保持できるように、少なくとも二方向から挟持する保持手段を備えている。この保持手段は、例えば図2に示すように放射方向へ締付けられる二対の挟持部材を配することで構成できる。放射方向に配された一対の挟持部材22a、22aに対して直交する放射方向に他の一対の挟持部材22b、22bが配されている。これらの各挟持部材は、例えばネジ締めによって柱状の部材に加圧状態に当接され、その柱状の部材を保持するように機能する。なお、回転部材21には、開閉可能な開閉部21aが設けられている。その開閉部21aを開くことで、柱状の部材を回転部材21の内側へ好適に位置させることができる。
なお、この回転ポジショナー20は柱大組溶接システムを構成する装置として周知であるから、詳細な機構等については説明を省略する。
また、この溶接ロボット25は、前述した一対の回転ポジショナー20、20の移動方向と平行に移動できるようにレール27上を、台車26を介してスライド可能に設けられている。これにより、溶接位置を適宜変更することができる。
なお、この溶接ロボット25は柱大組溶接システムを構成する装置として周知であるから、詳細な機構等については説明を省略する。
このように柱状本体部31が貫通した状態に保持されているため、その両端部が、一対の回転ポジショナー20、20の間ではなく、その外側へ突出した状態となっている。このため、保持端部32によって仕口コアのワーク11を片持ち状態に好適に保持できる。また、このように仕口コアのワーク11が保持されることで、溶接ロボット25のトーチは被溶接部へ好適に達することができる。
この溶接用治具30は、例えば図3に示すように、断面が正方形の枠状に形成された筒状の柱状本体部31と、その両端に固定された一対の板状の保持端部32、32とから構成できる。
また、図1及び図4に示すように、仕口コアのワーク11が片持ち状態で保持端部32に保持される。このため、セッティングが簡単であり、作業効率を向上できる。
この保持端部32は、平面状の保持面33aを有する保持板33と、ダイヤフラム13を少なくとも二方向から締め付けることで仕口コアのワーク11を保持すべく、保持板33の保持面33a上で放射方向に移動可能且つ所要の位置で固定可能に少なくとも二対が配された締付部材(35a〜d)とを具備する。本形態例では、四対の締付部材(35a〜d)が配置されている。
そのうちの一対の締付部材35a、35aが同期して放射方向へ拡縮する移動をすべく、一方側が他方側に対して逆ネジに設けられたボルト36の各側にそれぞれ螺合されている。つまり、ボルト36は中央部を境にして逆のネジが設けられた棒状の雄ネジであり、一方へ回すと一対の締付部材35a、35aが保持面33aの中心から相互に離反し、反対へ回すと相互に近接するように設けられている。
この一対の締付部材35a、35aは、正方形の保持板33の対角方向に配されている。そして、この一対の締付部材35a、35aによれば、同期して拡縮移動できるため、ダイヤフラム13を好適にチャックして仕口コアのワーク11の芯出しをすることができる。これにより、仕口コアのワーク11の軸心と、回転ポジショナー20の回転軸心及び溶接用治具30の軸心とを揃え、溶接ロボット25で好適に溶接することができる。
この一対の締付部材35a、35aの対角方向に直交する方向に、他の一対の締付部材35b、35bが配されている。この二対の締付部材35a、35a、35b、35bによって、図7に示すような正方形のダイヤフラム(普通ダイヤフラム)13を二方向から締付けて仕口コアのワーク11を保持する。つまり、普通ダイヤフラム13の四つの角を固定することで、仕口コアのワーク11を保持面33a上に装着する構成となっている。なお、図7(a)は仕口コアのワーク11の平面図、図7(b)は側面図である。12は角筒状のコラムである。
この二対の締付部材35c、35c、35d、35dによれば、種々の形態の仕口コアのワークに対応して保持することができ、汎用性が向上する。
この溶接用治具300によれば、柱状本体部310が、二つの筒状部材311、312によって構成され、一方の筒状部材311が他方の筒状部材312に対して入れ子状に嵌り合っている。これにより、溶接用治具300が長手方向へ伸縮できる。また、313は締結手段であって、例えばボルトによって構成され、一方の筒状部材311とこれに嵌り合った他方の筒状部材312とを締結している。
なお、保持端部320については、前述した形態のもの(保持端部32)を好適に用いることができる。
先ず、溶接用治具30を、柱大組溶接の場合と同じ要領で、一対の回転ポジショナー20、20に保持させる。そして、溶接用治具30の両端に、裏当金を介して仮溶接された仕口コアのワーク11をそれぞれ保持させる。本形態例では、前述した保持端部32によって、仕口コアのワーク11を片持ちに保持する。
次に、その溶接用治具30を、柱大組溶接の場合と同じ要領で、一対の回転ポジショナー20、20によって適宜回転させる。これによって好適に位置されて所要の方向へ向けられる被溶接部を、溶接ロボット25で周溶接する。溶接ロボット25は、レール27に沿って適宜移動して、二つの仕口コアのワーク11について溶接作業を行う。
また、本発明にかかる溶接用治具30を二つ用いれば、一方の溶接用治具30が一対の回転ポジショナー20、20にセットされて溶接作業がなされている間に、他方の溶接用治具30へ仕口コアのワーク11を保持させる作業をすることができる。これによれば、作業効率をさらに大幅に向上できる。
11 仕口コアのワーク
12 コラム
13 ダイヤフラム
20 回転ポジショナー
25 溶接ロボット
30 溶接用治具
31 柱状本体部
32 保持端部
33 保持板
33a 保持面
35a、35b、35c、35d 締付部材
36 ボルト
Claims (5)
- 短柱状のコラムの両端に板状のダイヤフラムが溶接されて設けられ鉄骨建築物の柱と梁の接続部となる仕口コアを製作するための溶接装置であって、
所要の間隔を置いて配置され、柱状の部材を長手方向の2箇所で保持して該柱状の部材の軸心を基準にして回転させる一対の回転ポジショナーと、
該一対の回転ポジショナーよって保持されたワークの被溶接部を溶接する溶接ロボットと、
前記一対の回転ポジショナーの両方を貫通する状態に保持される柱状本体部、及び該柱状本体部の両端にそれぞれ設けられて仮溶接された仕口コアのワークを片持ちに保持する保持端部から構成される溶接用治具とを具備することを特徴とする鉄骨柱の仕口コアに係る溶接装置。 - 前記保持端部は、平面状の保持面を有する保持板と、前記ダイヤフラムを少なくとも二方向から締め付けることで仕口コアのワークを保持すべく、前記保持板の保持面上で放射方向に移動可能且つ所要の位置で固定可能に少なくとも二対が配された締付部材とを具備することを特徴とする請求項1記載の鉄骨柱の仕口コアに係る溶接装置。
- 前記締付部材は、前記保持板に放射方向に設けられた溝に沿ってスライド可能に配され、少なくとも一対が同期して放射方向へ拡縮移動可能に、一方側が他方側に対して逆ネジに設けられたボルトの各側にそれぞれ螺合されていることを特徴とする請求項2記載の鉄骨柱の仕口コアに係る溶接装置。
- 前記柱状本体部が、二つの筒状部材によって構成され、一方の筒状部材が他方の筒状部材に対して入れ子状に嵌り合うことで、前記溶接用治具が長手方向へ伸縮可能に設けられていることを特徴とする請求項1、2又は3記載の鉄骨柱の仕口コアに係る溶接装置。
- 前記請求項1、2、3又は4記載の鉄骨柱の仕口コアに係る溶接装置に用いられるべく設けられたことを特徴とする鉄骨柱の仕口コアに係る溶接用治具。
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