JP2014008526A

JP2014008526A - 回転構造物の組立装置および組立方法

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Publication number: JP2014008526A
Application number: JP2012147586A
Authority: JP
Inventors: Eiju Sasaki; 英寿佐々木; Takahiro Iwashige; 重孝弘岩
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-01-20
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: JP5981247B2

Abstract

【課題】回転体を割り出しながらリブ板を溶接していく回転構造物の組立作業を高い組立精度で、効率良く行えるようにする。
【解決手段】実施形態による回転構造物の組立装置は、回転体２の一端部を一組のローラで支持し前記回転体を任意の角度回転させるターニングローラ２４ａ、２４ｂを有する第１のターニングローラ台１１と、回転体２の他端部を前記第１ターニングローラ台１１のローラと同じ大きさの一組のローラで支持するターニングローラ２８ａ、２８ｂを有し、回転体２を水平な姿勢で回転可能に支持する第２のターニングローラ台１２と、水平な姿勢で支持したリブ板４を回転体２に対する所定の溶接位置に位置決め可能であり、回転体２を間に対峙するように配置される一対のリブ板支持台１４と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、回転構造物の組立装置および組立方法に関する。

風力発電機や自家用発電機などの発電機や、電気自動車やハイブリッドカー等の車両用の電動機において、主要な構成要素であるロータの組立工程には、ロータ本体を構成する回転体にリブ板を溶接によって接合する工程がある。この回転体には複数枚のリブ板が回転体の軸方向と平行な姿勢で接合される。

このような回転体は、ＳＳ４００、ＳＣＭ４４０、ＣｒＭｏＶ鋼などの高強度合金鋼を材料としており、電動機や発電機の出力に応じて適宜材料が選定される。高強度合金鋼を材料とする回転体の溶接では、溶接割れを未然に防止するために、溶接する前に、１５０℃〜３００℃に回転体とリブ板を予熱しておく。

回転体にリブ板を溶接する場合、リブ板を１枚ずつ点付け溶接にて円周方向に等ピッチで仮付けするため、１枚のリブ板を溶接する毎に、回転体を一定角度回転させて割り出す必要がある。ところが、回転体は、予熱によって軸方向に０．３〜１mm程度熱膨張するため、回転体の割り出しに従来から用いられている面盤のチャックでは、回転体を固定することができず、回転体を割り出すことができない。

そこで、従来は、回転体をターニングローラの上に載せて回転体を位置決めしてから、クレーンやチェーンブロックでリブ板を吊った状態で、作業者が直尺を用いて寸法測定を行いながらリブ板の位置を調整し、1枚ずつリブ板を回転体に溶接している。そして、リブ板を１枚溶接するごとに、回転体をターニングローラで所定角度回転させて次の取り付け位置を割り出し、リブ板を吊った状態で位置を調整しながら溶接する作業を繰り返し行っている。

しかしながら、従来のように、クレーンやチェーンブロックを用いてリブ板を吊った状態で位置調整を行いながらの溶接組立作業は、時間がかかるだけでなく熟練を要する作業であった。しかも、溶接位置の微調整の作業が難しく、組立精度も±２mmの誤差が生じるため、次工程の本溶接やバランス調整等の後工程での調整作業が増加するという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みなされたものであって、回転体を割り出しながらリブ板を溶接していく回転構造物の組立作業を高い組立精度で、効率良く行えるようにした回転構造物の組立装置および組立方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、回転体と、前記回転体の軸方向と平行な姿勢で前記回転体の円周方向に等ピッチで当該回転体に溶接される複数枚のリブ板とからなる回転構造物の組立装置であって、前記回転体の一端部を一組のローラで支持し前記回転体を任意の角度回転させるターニングローラを有する第１のターニングローラ台と、前記回転体の他端部を前記第１ターニングローラ台のローラと同じ大きさの一組のローラで支持するターニングローラを有し、前記回転体を水平な姿勢で回転可能に支持する第２のターニングローラ台と、水平な姿勢で支持した前記リブ板を前記回転体に対する所定の溶接位置に位置決め可能であり、前記回転体を間に対峙するように配置される一対のリブ板支持台と、を備えたことを特徴とするものである。

また、本発明は、回転体と、前記回転体の軸方向と平行な姿勢で前記回転体の円周方向に等ピッチで当該回転体に溶接される複数枚のリブ板とからなる回転構造物の組立方法であって、前記回転体を任意の角度回転させる第１のターニングローラで前記回転体の一端部を支持し、前記回転体の他端部を前記第１ターニングローラのローラと同じ大きさの一組のローラで支持する第２のターニングローラで支持し、前記回転体を水平な姿勢で支持する工程と、前記リブ板を水平な姿勢で支持し前記リブ板の高さを調整可能な一対のリブ板支持台を、前記回転体を間において対峙するように配置し、前記回転体の回転中心軸を通る水平面上で２枚の前記リブ板を所定の溶接位置に位置決めする工程と、前記２枚のリブ板をそれぞれ前記回転体に溶接する工程と、前記回転体を前記リブ板のピッチ間隔に対応する角度だけ回転させ、リブ板を次に溶接する位置を割り出す工程と、次に溶接する２枚のリブ板を前記リブ板支持台により前記回転体に対する所定の溶接位置に位置決めし、前記リブ板を前記回転体に溶接する工程と、からなり、すべてのリブ板を溶接するまで、前記回転体の割り出し工程、前記リブ板の溶接工程を繰り返すようにしたことを特徴とするものである。

本発明の第１実施形態による回転構造物の組立装置の正面図である。第１実施形態による回転構造物の組立装置の平面図である。第１実施形態による回転構造物の組立装置の備える第１ターニングローラ台を示す側面図である。第１実施形態による回転構造物の組立装置の備える第２ターニングローラ台を示す側面図である。第１実施形態による回転構造物の組立装置において、回転体の回転中心の高さとリブ板の高さの関係を示す図で、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は側面図である。本発明の第２実施形態による回転構造物の組立装置の正面図である。第２実施形態による回転構造物の組立装置の平面図である。第２実施形態による回転構造物の組立装置の備える第２ターニングローラ台を示す側面図である。第３実施形態による回転構造物の組立装置の備える第２ターニングローラ台を示す側面図である。第３実施形態による回転構造物の組立装置の正面図である。第３実施形態による回転構造物の組立装置のシーケンサの動作を示すフローチャートである。

以下、本発明による回転構造物の組立装置および組立方法の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。

第１実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態による回転構造物の組立装置を示す正面図である。図２は、回転構造物の組立装置の平面図である。図１、２において、参照番号２は、回転体を示す。参照番号４は、リブ板を示す。回転体２は、高強度の合金鋼、例えば、ＳＳ４００、ＳＣＭ４４０、ＣｒＭｏＶ鋼などを材料としている円柱状の回転体である。この回転体２には、６枚のリブ板４が回転体２の軸方向と平行な姿勢で円周方向に等ピッチで溶接される。これら回転体２とリブ板４とからなる回転構造物からは、最終的に発電機や電動機のロータが製作される。

回転構造物の組立装置は、ベースプレート１０と、このベースプレート１０上で回転体２の一端側に設置された第１のターニングローラ台１１と、回転体２の他端側でベースプレート１０上を移動可能に設置されている第２のターニングローラ台１２と、回転体２を間に置いてベースプレート１０上を回転体２の軸方向と直交する方向に移動可能に設置されている１組のリブ板支持台１４、１４と、から構成されている。回転体２は、第１ターニングローラ台１１と第２のターニングローラ台１２によって両端を支持されている。リブ板４は、リブ板支持台１４、１４によって水平な姿勢で支持されており、この状態で回転体２の外周面に溶接によって仮付けされる。２枚のリブ板４が一度に溶接された後、回転体２は、第１ターニングローラ台１１と第２のターニングローラ台１２によって所定角度回転させられ、リブ板４の次の取り付け位置が割り出される。

そこで、まず、第１ターニングローラ台１１と、第２ターニングローラ台１２について説明する。

ベースプレート１０は、測量用のトランシットで±０．５mm以下の水平度を保つように、床面にアンカーボルト１５を用いて固定されている。この実施形態では、第１ターニングローラ台１１を構成している固定台１６は、ベースプレート１０の長手方向の一端部に固定されている。ベースプレート１０の上には、その長手方向と平行に２本のガイドレール１７、１７が敷設されている。第２ターニングローラ台１２を構成している移動台１８の底部には、スライドブロック１９が取り付けられている。このスライドブロック１９は、ガイドレール１７に摺動自在に係合しており、したがって、第２ターニングローラ台１４は、ガイドレール１７、１７を案内にして、長手方向に移動可能に構成されている。

図４に示されるように、第２ターニングローラ台１２の移動台１８の下部には、走行モータ２０が取り付けられている。この走行モータ２０の回転軸にはピニオンギア２１が軸着され、このピニオンギア２１は、ガイドレール１７と平行に延びるラック２２に噛み合うようになっている。したがって、走行モータ２０に、任意の走行距離に応じた指令パルスを与えることにより、第２ターニングローラ台１２を長手方向に移動させて任意の位置に位置決めすることができるようになっている。

次に、図３に示すように、第１ターニングローラ台１１の固定台１６の上には、回転体２を所定角度だけ回転させるための２つ一組のローラからなるターニングローラ２４ａ、２４ｂが回転自在に支持されている。このターニングローラ２４ａ、２４ｂは、お互いの回転軸が水平でかつ平行になっており、各回転軸には、歯車２５ａ、２５ｂが軸着されている。ターニングローラ２４ａ、２４ｂを駆動するモータ２６によって、歯車２７が駆動され、この歯車２７は、歯車２５ａ、２５ｂに常時噛み合い、モータ２６の回転トルクをターニングローラ２４ａ、２４ｂに伝動するようになっている。

同様に、図４に示すように、第２ターニングローラ台１２の移動台１８の上には、ターニングローラ２４ａ、２４ｂと対向し、かつ同一高さに位置するように、２つ一組のローラからなるターニングローラ２８ａ、２８ｂが回転自在に設置されている。このターニングローラ２８ａ、２８ｂも、お互いの回転軸が水平でかつターニングローラ２４ａ、２４ｂの回転軸と平行になっており、各回転軸には、歯車２９ａ、２９ｂが軸着されている。ターニングローラ２８ａ、２８ｂを駆動するモータ３０によって、歯車３１が駆動され、この歯車３１は、歯車２９ａ、２９ｂに常時噛み合うようになっている。モータ３０は、モータ２６とは逆方向に回転されて回転トルクをターニングローラ２８ａ、２８ｂに伝動し、これによって、ターニングローラ２４ａ、２４ｂと同時に同方向に回転させるようになっている。

図１並びに図２に示されるように、このような第１ターニングローラ台１１のターニングローラ２４ａ、２４ｂと、第２ターニングローラ台１２のターニングローラ２８ａ、２８ｂに回転体２を設置すると、回転体２の軸中心線は、ガイドレール１７、１７と平行になった状態でかつ水平な姿勢で支持される。

次に、図１、図２において、ベースプレート１０の中央部には、可動レール台３５が設置されている。この可動レール台３５の長手方向は、ベースプレート１０の長手方向と直交している。この可動レール台３５の下面の４箇所には、ガイドレール１７に摺動自在に嵌合するスライドブロック３７が取り付けられており、可動レール台３５は、走行モータ２９を備え、ガイドレール１７に案内されてベースプレート１０の長手方向に移動することが可能である。そして、可動レール台３５の上面には、ベースプレート１０上のガイドレール１７、１７と水平面上を直交する方向に延びるようにガイドレール３６、３６が敷設されている。

このような可動レール台３５には、回転体２を中間に置くようにして、２台で一組のリブ板支持台１４、１４が対峙するように設置されている。このリブ板支持台１４、１４はともに同一の構成である。

図１に示されるように、リブ板支持台１４の本体を構成している移動台３８の底部には、ガイドレール３６と摺動自在に係合するスライドブロック３９が取り付けられており、リブ板支持台１４は、ガイドレール３６に案内されてガイドレール３６と平行に移動することが可能である。この実施形態では、ガイドレール３６と平行に図示しないラックが延びており、ラックに噛み合うピニオン歯車を移動台３８に取り付けられた走行モータ４１によって駆動することで、リブ板支持台１４を走行させてリブ板４の幅方向に任意の位置に位置決めすることができるようになっている。

リブ板支持台１４の移動台３８上には、両側に１組のガイドポスト４３、４３が鉛直に設置されており、ガイドポスト４３、４３は、ガイドブッシュ４４、４４に摺動自在に嵌合している。ガイドポスト４３、４３の間には、これらと平行に電動ジャッキ４５が設置されている。ガイドポスト４３、４３と電動ジャッキ４５の先端には、リブ板４を載せるリブ板載置台４６が連結されており、リブ板載置台４６の高さは、電動ジャッキ４５によって任意の高さに調整することが可能になっている。

本実施形態による回転構造物の組立装置は、以上のように構成されるものであり、次に、回転構造物を組み立てる工程との関連において、作用並びに効果について説明する。
回転体２の長さは、製品によって異なってくるため、図１において、回転体２の長さに合わせて、可動側の第２ターニングローラ台１２の位置を調整する。その後、第１ターニングローラ台１１のターニングローラ２４ａ、２４ｂと、第２ターニングローラ台１２のターニングローラ２８ａ、２８ｂの上に回転体２を設置する。回転体２は、高強度鋼材を材料としており、溶接割れを未然に防止するために、あらかじめ１５０〜３００℃の範囲に予熱しておく。回転体２は、第１ターニング台１１と第２ターニング台１２によって水平な姿勢で支持され、このとき、回転体２の回転中心線は水平になっている。

次に、図５は、回転体２の直径と、リブ板４の取り付け位置との関係を示す。第１ターニングローラ台１１のターニングローラ２４ａ、２４ｂと、第２ターニングローラ台１２のターニングローラ２８ａ、２８ｂは、高さが固定されているため、載せられる回転体２の直径によって回転中心軸の高さは変わってくる。回転体２の直径が大きくなるほど、回転体２の回転中心線は高くなる。リブ板４は、回転体２の回転中心軸を通る水平面上に溶接されるため、回転体２の直径に対応させてリブ板４の高さを調整する必要がある。

第１ターニング台１１と第２ターニング台１２の高さは、既知であることから、回転体２の直径をＤとすると、これらの値から、回転体２の回転中心軸の高さＨは決まってくる。そして、リブ板４の高さｈは、リブ板４の厚さをｔとすると、
ｈ＝Ｈ−ｔ／２ …（１）
の関係がある。

回転体２の両側に待機しているリブ板支持台１４、１４では、それぞれリブ板載置台４６の上にリブ板４がセットされている。この状態で電動ジャッキ４５を作動させて、リブ板４の高さｈが（１）を満たすように、リブ板載置台４６の高さを調整する。

その後、さらにリブ板支持台１４、１４を載せている可動レール台３５の位置を調整するとともに、リブ板支持台１４、１４をガイドレール３６にそって移動させ、リブ板４の端面が回転体２の外周面に当接する位置で停止する。

こうして、リブ板支持台１４、１４によって、リブ板４を溶接位置に対して長手方向および幅方向の位置決めを行うことができるので、リブ板４の長手方向にそって複数箇所で点溶接し、２枚のリブ板４を一度に精度良く回転体２に仮付けすることができる。しかも、２枚のリブ板４は、回転体２の回転中心線に関して１８０°対称に溶接されるために偏荷重によって回転体２が回転してしまうことがなく、安定した状態で溶接できるので、組立作業の安全を確保することができる。

この実施形態では、回転体２の円周方向に６枚のリブ板４を等ピッチで溶接するため、次の溶接位置を割り出すには、回転体２を６０°回転させる必要がある。

そこで、リブ板支持台１４、１４を回転体２から離間する方向に移動させて、リブ板支持台１４、１４がすでに溶接されたリブ板４に干渉しない退避位置に移動させる。

その後、第１ターニングローラ台１１のターニングローラ２４ａ、２４ｂと、第２ターニングローラ台１２のターニングローラ２８ａ、２８ｂを同方向に回転させて、回転体２を６０°回転させると、次の溶接位置を割り出すことができる。

回転体２は、溶接割れ防止のための予熱によって、軸方向に伸びることがある。しかし、本実施形態のように、第１ターニングローラ台１１のターニングローラ２４ａ、２４ｂと、第２ターニングローラ台１２のターニングローラ２８ａ、２８ｂで回転体２を支持して回転させる構成を採用することにより、回転体２の伸びとは無関係に溶接位置の割り出しを円滑に行うことができる。

再度、リブ板支持台１４、１４のリブ載置台４６の上にリブ板４をセットし、リブ板支持台１４、１４を回転体２に近づける方向に移動させ、リブ板４の端面が回転体２に接触する位置に位置決めする。このとき、リブ板４の高さはすでに調整されているので、リブ板４の高さ調整は行う必要はない。

その後、リブ板４の長手方向にそって複数箇所で点溶接し、２枚のリブ板４を一度に精度良く回転体２に仮付けすることができる。

残りの２枚のリブ板４の溶接についても、リブ板支持台１４、１４の退避、回転体２の割り出し、リブ板支持台１４、１４の移動を順次繰り返せばよい。

第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態による回転構造物の組立装置について、図６乃至図８を参照しながら説明する。なお、図１乃至図５の第１実施形態と同一の構成要素には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。
この第２実施形態は、回転体２の端部の直径が異なる場合の回転構造物の組立にも対応できるようにした実施形態を扱っている。
図６は、本実施形態による回転構造物の組立装置の正面を示す図で、図７は、その平面図である。

大径部２ａと、その先端部の小径部２ｂとからなる回転体２の場合、第１ターニングローラ台１１のターニングローラ２４ａ、２４ｂと、第２ターニングローラ台１２のターニングローラ２８ａ、２８ｂの高さが同一であると、小径部２ｂの方が低くなって回転体２の回転中心軸が斜めに傾くことになる。他方、リブ板４は、リブ板支持台１４によって水平に支持されているため、回転体２が傾いている状態では、リブ板４を回転中心軸と平行に溶接することができなくなる。

そこで、この第２実施形態では、可動側の第２ターニングローラ台１２に、大径部２ａと小径部２ｂの差分に対応して、回転体２を水平に保つレベリング機構を次のように設けている。

図６において、第２ターニングローラ台１２の移動台１８とターニングローラ２８ａ、２８ｂの載置台５０の間には、２つ一組のくさび機構を利用したレベリング機構５２を介在させている。この実施形態では、レベリング機構５２は、下部勾配板５３と、上部勾配板５４と、下部勾配板５３と下部勾配板５４を重ね合わせた状態に保持するホルダ５５と、下部勾配板５３をボールねじ駆動により進退させるブレーキ付きモータ５６と、から構成されている。

以上のようなレベリング機構５２によれば、ブレーキ付きモータ５６によって下部勾配板５３を押し出すと、くさび効果によって、上部勾配板５４とともにターニングローラ２８ａ、２８ｂが上昇するので、大径部２ａを基準にして、大径部２ａと小径部２ｂの差分をレベリング機構５２によって吸収して、第２ターニングローラ台１２のターニングローラ２８ａ、２８ｂの高さを調整し、回転体２を水平に支持することができる。

なお、リブ板支持台１４において、リブ板４の高さを調整する場合には、大径部２ａの直径を基準にして、リブ板４の高さｈが上述した（１）式を満たすように、電動ジャッキ４５を作動させて、リブ板支持台１４の高さを調整すればよい。

ところで、本実施形態のように、大径部２ａと小径部２ｂというように回転体２が異なる直径の部分をもっている場合、大径部２ａを支持している第１ターニングローラ台１１のターニングローラ２４ａ、２４ｂと、小径部２ｂを支持している第２ターニングローラ台１２のターニングローラ２８ａ、２８ｂとは同径のローラであるため、同じ回転速度で回転させると、小径部２ｂの周速とターニングローラ２８ａ、２８ｂの周速が異なってしまうため、滑りが生じてしまう。

そこで、滑りを防止するためには、第１ターニングローラ台１１のターニングローラ２４ａ、２４ｂの方のみをモータ２６で駆動し、第２ターニングローラ台１２のターニングローラ２４ａ、２４ｂはモータで駆動することなく回転体２の回転に従動させればよい。

なお、回転体２にリブ板４を溶接していく手順は、第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。

第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態による回転構造物の組立装置について、図９乃至図１１を参照しながら説明する。なお、図６乃至図８の第２実施形態と同一の構成要素には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。
この第３実施形態は、第２実施形態の回転構造物の組立装置に、回転体２の円周方向に一定のピッチでリブ板４を溶接するにあたって、回転体２の割り出しを行うために回転角度検知手段を設けるともに、第２ターニングローラ台１２の位置決め、リブ板支持台１４の位置決め、回転体２の割り出し等の一連の工程をＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）によって自動化するようにした実施の形態である。

図９は、回転体２の回転角度検知手段を示す図である。回転体２の端面には、磁石６０を介して円板状の基準プレート６１が着脱可能に取り付けられている。この基準プレート６１の外周部には、６０°間隔でスリット状の溝６２が形成されている。この実施形態の場合、６枚のリブ板４は、６０°のピッチ間隔で溶接されるようになっており、スリット状の溝６２の間隔は、リブ板４の円周方向のピッチ間隔に対応するようになっている。第２ターニングローラ台１２の上には、基準プレート６１の外周部までの距離を計測する非接触センサ６４が配置されている。

回転体２が回転している場合、非接触センサ６４が基準プレート６１の外周部までの距離を計測しているときの計測値は一定であるが、回転体２が回転するにつれて、非接触センサ６４がスリット状の溝６２に対向すると、計測距離はステップ的に変化する。この変化を検知したときに回転体２を停止させることで、回転体２にリブ板４を溶接する位置を割り出すことができる。

この実施形態では、図１０に示すように、回転構造物の組立を自動化するために、制御装置としてＰＬＣ６６が設けられている。非接触センサ６４の出力は、センサアンプを介してＰＬＣ６６に入力され、このＰＬＣ６６は、上記のように、計測距離の変化を検知して、回転体２を停止させる。

また、ＰＬＣ６６には、入力装置としてタッチパネル６７が接続されている。このタッチパネル６７を利用して、回転体２の大径部２ａの直径、小径部２ｂの直径、長さ、リブ板４の長さ、幅、厚さ、回転体２の軸方向の取付位置等の寸法データが入力される。ＰＬＣ６６は、図１１に示すような予め決められた順序で第２ターニングローラ台１２、リブ板支持台１４、１４を算出した位置に移動させるとともに、リブ板支持台でのリブ板の高さを調整する。

以下、図１１に示すフローチャートにしたがって、ＰＬＣ６６の動作について説明する。

まず、入力された寸法データから、第２ターニングローラ台１２、リブ板支持台１４、１４を設置すべきセッティング位置が演算される（ステップＳ１０）。次に、ＰＬＣ６６は、第２ターニングローラ台１２をセッティング位置に移動させるために必要な移動量に対応するパルス指令を第２ターニングローラ台１２を駆動する走行モータ２０に送出し、第２ターニングローラ台１２をセッティング位置に移動させる（ステップＳ１１）。これによって、回転体２の長さに合わせて、可動側の第２ターニングローラ台１２の位置が調整される。

次いで、ＰＬＣ６６は、回転体２を水平な姿勢で支持できるように、大径部２ａと小径部２ｂの差分に対応するパルス指令を第２ターニングローラ台１２に設けたレベリング機構５２のブレーキ付きモータ５６に送り、大径部２ａと小径部２ｂの差分を補正する（ステップＳ１２）。これによって、第１ターニングローラ台１１のターニングローラ２４ａ、２４ｂと、第２ターニングローラ台１２のターニングローラ２８ａ、２８ｂの上に回転体２を設置すると、回転体を水平な姿勢に支持することができる。

続く、ステップＳ１３では、ＰＬＣ６６は、リブ板支持台１４、１４を載せている可動レール台３５を駆動する走行モータ２９に、回転体２の軸方向のセッティング位置にリブ支持台１４を移動させるのに必要な移動量に対応するパルス指令を送る。また、各リブ板支持台１４、１４を駆動する走行モータ４１にパルス指令を送り、可動レール台３５上でリブ板支持台１４、１４を移動させ、リブ板４の端面が回転体２の外周面に当接する位置で停止させる。

さらに、ＰＬＣ６６は、電動ジャッキ４５にパルス指令を送り、第１実施形態で説明した（１）式を満たすように、リブ板４の高さが、回転体２の回転中心軸を通る水平面上に位置するように調整する（ステップＳ１４）。

こうして、リブ板４の位置決めが完了した後、リブ板４の長手方向にそって複数箇所を点溶接し、２枚のリブ板４を一度に精度良く回転体２に仮付けすることができる。

次に、回転体２の円周方向に６枚のリブ板４を等ピッチで溶接するには、回転体２を６０°だけ回転させ、次の溶接位置を割り出す必要がある。

この実施形態では、タッチパネル６７には、回転体２の割り出し操作のために、回転開始ボタンが設けられている。この回転開始ボタンをタッチすると、ステップＳ１５以下の割り出し操作が次のように開始される。

まず、すでに溶接したリブ板４とリブ板支持台１４との干渉を回避するために、リブ板支持台１４、１４を回転体２から離間する方向に移動させて、リブ板支持台１４、１４をすでに溶接されたリブ板４に干渉しない退避位置に移動させる（ステップＳ１５）。

次いで、第１ターニングローラ台１１のターニングローラ２４ａ、２４ｂを駆動するモータ２６を起動し、回転体２の回転を開始する（ステップＳ１６）。回転体２が回転している間、非接触センサ６４による計測データは、ＰＬＣ６６に入力される。非接触センサ６４が基準プレート６１のスリット状の溝６２に対向すると、計測距離はステップ的に変化して予め設定した許容値を越えることになる。この変化を検知したときには（ステップＳ１７のｙｅｓ）、ＰＬＣ６６は回転体２を停止させる（ステップＳ１８）。これによって、回転体２は正確に６０°回転し、次の溶接位置が割り出される。

その後、リブ板支持台１４、１４を退避位置から溶接位置に移動させ、リブ板４の端面が回転体２の外周面に当接する位置で停止させる（ステップＳ１９）。こうして割り出した位置に、リブ板４の長手方向にそって複数箇所を点溶接し、２枚のリブ板４を一度に精度良く回転体２に仮付けすることができる。

残り２枚のリブ板４についても、同様に、溶接することができる。この場合、タッチパネル６７の回転開始ボタンをタッチすると、停止信号がリセットされ、再度の割り出しが可能となる。以上のようにして、６枚のリブ板４を等ピッチで回転体２に溶接する工程を自動化することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例示として挙げたもので、発明の範囲の制限を意図するものではない。もちろん、明細書に記載された新規な装置、方法およびシステムは、様々な形態で実施され得るものであり、さらに、本発明の主旨から逸脱しない範囲において、種々の省略、置換、変更が可能である。請求項およびそれらの均等物の範囲は、発明の主旨の範囲内で実施形態あるいはその改良物をカバーすることを意図している。

２…回転体、４…リブ板、１０…ベースプレート、１１…第１ターニングローラ台、１２…第２ターニングローラ台、１４…リブ板支持台、１７…ガイドレール、２０…走行モータ、２４ａ、２４ｂ…ターニングローラ、２８ａ、２８ｂ…ターニングローラ、３５…可動レール台、４３…ガイドポスト、４５…電動ジャッキ、４６…リブ板載置板、５２…レベリング機構、５３…下部勾配板、５４…上部勾配板、５６…ブレーキ付きモータ、６１…基準プレート、６２…スリット状の溝、６４…非接触センサ、６６…ＰＬＣ、６７…タッチパネル

Claims

回転体と、前記回転体の軸方向と平行な姿勢で前記回転体の円周方向に等ピッチで当該回転体に溶接される複数枚のリブ板とからなる回転構造物の組立装置であって、
前記回転体の一端部を一組のローラで支持し前記回転体を任意の角度回転させるターニングローラを有する第１のターニングローラ台と、
前記回転体の他端部を前記第１ターニングローラ台のローラと同じ大きさの一組のローラで支持するターニングローラを有し、前記回転体を水平な姿勢で回転可能に支持する第２のターニングローラ台と、
水平な姿勢で支持した前記リブ板を前記回転体に対する所定の溶接位置に位置決め可能であり、前記回転体を間に対峙するように配置される一対のリブ板支持台と、
を備えたことを特徴とする回転構造物の組立装置。
前記第２ターニングローラ台は、前記回転体の軸方向にベース上を移動可能な移動台を有し、前記ターニングローラが前記移動台の上に搭載されたことを特徴とする請求項１に記載の回転構造物の組立装置。
前記第２ターニングローラ台で受ける部分での前記回転体の直径と、前記第２ターニングローラ台で受ける部分での前記回転体の直径とが異なる場合に、前記回転体の直径の差分を吸収し、前記回転体を水平な姿勢に修正する高さ修正手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の回転構造物の組立装置。
前記リブ板支持台は、前記リブ板の高さを前記回転体の回転中心軸を通る水平面の高さと同一高さに位置決めする昇降手段と、前記水平面上で前記回転軸の軸方向と直角な方向の前記リブ板の位置を調整し、前記昇降手段が搭載される移動台と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の回転構造物の組立装置。
前記回転体が前記リブ板のピッチ間隔に相当する回転角度を回転したことを検知する回転角度検知手段と、前記第１ターニングローラ台および第２ターニングローラ台のターニングローラの回転を制御し、前記回転体が前記回転角度を回転したときに前記回転体の回転を停止させ、前記回転体に前記リブ板を溶接する位置を割り出す制御装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの項に記載の回転構造物の組立装置。
回転体と、前記回転体の軸方向と平行な姿勢で前記回転体の円周方向に等ピッチで当該回転体に溶接される複数枚のリブ板とからなる回転構造物の組立方法であって、
前記回転体を任意の角度回転させる第１のターニングローラで前記回転体の一端部を支持し、前記回転体の他端部を前記第１ターニングローラのローラと同じ大きさの一組のローラで支持する第２のターニングローラで支持し、前記回転体を水平な姿勢で支持する工程と、
前記リブ板を水平な姿勢で支持し前記リブ板の高さを調整可能な一対のリブ板支持台を、前記回転体を間において対峙するように配置し、前記回転体の回転中心軸を通る水平面上で２枚の前記リブ板を所定の溶接位置に位置決めする工程と、
前記２枚のリブ板をそれぞれ前記回転体に溶接する工程と、
前記回転体を前記リブ板のピッチ間隔に対応する角度だけ回転させ、リブ板を次に溶接する位置を割り出す工程と、
次に溶接する２枚のリブ板を前記リブ板支持台により前記回転体に対する所定の溶接位置に位置決めし、前記リブ板を前記回転体に溶接する工程と、からなり、
すべてのリブ板を溶接するまで、前記回転体の割り出し工程、前記リブ板の溶接工程を繰り返すようにしたことを特徴とする回転構造物の組立方法。