JP2539113Y2 - 仕口溶接用反転位置決め装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、鉄骨構造物の柱と梁
の連結部分に使用される仕口ブロックを溶接するときに
使用するワークの反転位置決め装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】仕口ブロックは、図５に示すように、柱
の先端に溶接されるコア５１に２本ないし４本の繋ぎ部
材５２を放射状に溶接したもので、この明細書でいう仕
口ブロックの溶接とは、主として治具上で仮溶接した仕
口ブロックの本溶接のことを言っている。

【０００３】仕口ブロックのように上面と下面に溶接箇
所のあるワークは、上向き溶接を避けるために、溶接作
業の途中でワークを反転する必要があるが、仕口ブロッ
クは、長い繋ぎ部材５２が放射状に突出している関係
上、ワークの反転作業が面倒であるという難点がある。
また、仕口ブロックは、溶接ロボットを用いてティーチ
ングによる自動溶接を行っているのが普通である。その
ため、一連の溶接動作を開始する前に、溶接ヘッドの移
動原点とワークとの位置関係を正確に出しておく必要が
あり、ワークの正確な位置決めが必要である。

【０００４】仕口ブロックを溶接する際の第１の従来技
術は、ワーク（仕口ブロック）を溶接台に位置決めして
固定し、溶接ロボットでワークの一方の面を溶接し、ワ
ークをクレーン等で吊り上げて反転し、反転したワーク
を溶接台に再度位置決めして固定し、溶接ロボットで他
方の面を溶接するというものである。

【０００５】第２の従来技術は、仕口ブロックの繋ぎ部
材５２の一端を上下方向に移動する爪を有するバイスで
クランプしてワークを片持ち状態で保持し、ワークの一
方の面を溶接し、バイスを水平軸まわりに１８０度回転
させることによってワークを反転し、ワークの他方の面
を溶接するというものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかし上記第１の従来
技術では、ワークの反転作業に時間がかかると共に危険
を伴い、溶接台上へのワークの位置決め作業を反転前と
反転後とで２回行う必要があり、作業に人員と時間とを
多く必要とする問題があった。

【０００７】一方第２の従来技術によれば、ワークをバ
イスに正確に位置決めしてクランプすることができれ
ば、溶接作業を能率良く行うことができる。しかし実際
の作業としては、ワークをクレーン等で吊り下げた状態
で保持してバイスにクランプさせる必要があり、このよ
うな状態でワークの正確な位置決めを行うことはほとん
ど不可能で、そのためバイスへのワークの取付けに非常
に時間がかかったり、ワークをバイスに取り付けた後
で、ワークの取付状態に合わせてバイスやロボットの位
置を補正しなければならない等の面倒が生じる問題があ
った。

【０００８】この考案の課題は、以上のような問題を解
決することであり、仕口ブロックの溶接時における反転
作業を半自動化して危険作業を排除すると共に、ワーク
の加工原点への位置決め作業を容易に行うことができ、
従って溶接時の段取作業を容易かつ短時間で行うことが
できる装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この考案の装置は、位置
決め機Ｂと反転機Ｃとで構成される。位置決め機Ｂは、
水平かつ互いに直交する２方向（以下Ｘ方向およびＹ方
向という。）に移動自在にガイドされたテーブル８と、
このテーブルのＸ方向駆動装置９およびＹ方向駆動装置
６とを備えており、さらにテーブル８に固定されたワー
クとなる仕口ブロック５０のＸ方向とＹ方向の位置を検
出するセンサ１４、１５を備えている。

【００１０】反転機Ｃは、ワークとなる仕口ブロック５
０の繋ぎ部材５２の一端を上下方向で挟持する水平軸ま
わりに旋回可能なバイス３４を備えており、このバイス
の爪３１、３３を位置決め機Ｂに向けて設置されてい
る。反転機Ｃは、位置決め機Ｂに向けて前後動する進退
フレーム２３およびその駆動装置２４と、進退フレーム
２３の進退方向と直交する方向の水平軸２５まわりに傾
動する揺動フレーム２６およびその揺動駆動装置２７
と、バイス３４の旋回駆動装置３５と、前記バイスの爪
３３の開閉駆動装置３２とを備えており、バイス３４お
よびその旋回駆動装置３５は揺動フレーム２６に、揺動
フレーム２６およびその揺動駆動装置２７は進退フレー
ム２３に搭載されている。

【００１１】さらにこの考案の装置では、位置決め機Ｂ
または反転機Ｃのいずれかに、テーブル８またはバイス
３４を上下方向に移動位置決めする昇降駆動装置１３が
設けられている。

【００１２】

【作用】この考案の装置を用いた仕口ブロックの溶接作
業は、次のように行われる。位置決め機のテーブル８に
クレーン等で吊り上げた仕口ブロック５０をそのＸ方向
またはＹ方向のみを合わせて載せて固定する。次にセン
サ１４、１５でテーブル８上の仕口ブロック５０を検出
しながら、Ｘ方向駆動装置９およびＹ方向駆動装置６で
テーブル８を水平面内で移動させ、仕口ブロック５０を
溶接ロボットＡの加工原点に位置決めする。

【００１３】次に溶接ロボットＡの動きにより、仕口ブ
ロック５０の上面を自動溶接する。このときの溶接動作
は、ティーチングにより予め溶接ロボットＡに教えられ
ており、溶接ロボットＡは、その加工原点から教えられ
た動作を開始する。

【００１４】上面の溶接が終わったら、反転機Ｃの進退
フレーム２３を前進させ、バイスの爪３３の開閉動作と
テーブル８（またはバイス３４）の昇降動作との共同動
作により、仕口ブロック５０の反転機Ｃ側の繋ぎ部材５
２の上下面とバイス３４の上下の爪３１、３３の挟持面
とを合わせて繋ぎ部材５２の先端をバイス３４でクラン
プし、テーブル８上での仕口ブロック５０のクランプを
解き、テーブル８を下降（またはバイス３４を上昇）さ
せた後、進退フレーム２３を後退させる。

【００１５】次に揺動フレーム２６を傾動させてバイス
３４で挟持された仕口ブロック５０を上向きにした状態
で、バイス３４を１８０度回転させて仕口ブロック５０
を反転する。この反転時に仕口ブロック５０を上方に向
けているのは、反転時に横方向に突出している繋ぎ部材
と位置決め装置のテーブル８等との干渉を防止するため
である。

【００１６】反転動作が終わったら、揺動フレーム２６
を正立位置に戻し、進退フレーム２３を前進させ、テー
ブル８の上昇（またはバイス３４の下降）動作により仕
口ブロック５０の下面にテーブル８を当接させ、仕口ブ
ロック５０をテーブル８上に設置し、バイス３４の爪３
３を開いてテーブル８を初期高さに復帰させるととも
に、反転機の進退フレーム２３を後退位置に復帰させ
る。

【００１７】そして再度センサ１４、１５とＸ方向およ
びＹ方向駆動装置９、６とにより、反転した仕口ブロッ
ク５０を溶接ロボットＡの加工原点に位置決めし、溶接
ロボットＡで仕口ブロック５０の裏面の溶接を行う。

【００１８】

【実施例】次に図面に示す実施例について説明する。総
体的に示すＡは溶接ロボット、Ｂは位置決め機、Ｃは反
転機である。位置決め機Ｂは、基台１上にパンタグラフ
機構２によって昇降自在に支持された昇降台３を備えて
おり、この昇降台にＹ方向（後記反転機の進退フレーム
２３の進退方向と直交する水平方向）のレール４が設け
られている。このレール４には、移動台５が往復移動自
在に設けられ、かつこの移動台５をＹ方向に駆動するＹ
方向シリンダ６が設けられる。移動台５には、Ｘ方向
（Ｙ方向と直交する方向）のレール７が設けられ、この
レールに往復移動自在にテーブル８が搭載され、テーブ
ル８をＸ方向に駆動するＸ方向シリンダ９が設けられ
る。テーブル８の上面には、テーブル上に搭載したワー
クの傾きの修正を容易にするためにボールベアリングが
埋め込んである。

【００１９】昇降台３は、ボールネジ１１とこれを回転
駆動するモータ１２とで構成される昇降駆動装置１３に
よって昇降し、かつ所望の高さで位置決めされる。この
ときの昇降台３の水平は、パンタグラフ機構２によって
保証されている。

【００２０】テーブル８の斜め上方高い位置にＹ方向と
Ｘ方向のレーザーマーカー１４、１５が配置されてお
り、このレーザーマーカー１４、１５から放射される線
状のレーザー光Ｌｙ、Ｌｘをテーブル８に搭載した仕口
ブロック５０に投影することによって仕口ブロック５０
の加工原点への位置決めを行っている。

【００２１】反転機Ｃの基台２１には、Ｘ方向のレール
２２が設けられ、このレールに沿って移動自在に進退フ
レーム２３が設けられるとともに、これを駆動する進退
シリンダ２４が設けられている。進退シリンダ２４の前
縁には、Ｙ方向の枢支ピン２５で揺動フレーム２６が枢
支されており、この揺動フレームの中間部と進退フレー
ム２３の後端とにロッドの先端とシリンダの後端を枢着
した揺動シリンダ２７が設けられ、このシリンダを進退
させることにより、揺動フレーム２６が図１に実線で示
す正立位置と想像線で示す傾斜位置との間で揺動する。

【００２２】揺動フレーム２６には、図示されない旋回
軸受で片持ち状に軸支された旋回台２８が設けられてお
り、この旋回台２８には、固定爪３１と旋回台２８に内
蔵されたシリンダ３２で旋回台２８の直径方向に移動し
て開閉する移動爪３３とからなるバイス３４が装着され
ている。揺動フレーム２６には、また、減速機付モータ
３５が装着され、その出力軸に固定された図示されない
ピニオンと旋回台２８側に装着した図示されない内歯ホ
イールとが噛合して、旋回台２８を揺動フレーム２６の
面直角方向の軸３６まわりに旋回させる。旋回台２８の
旋回量は、揺動フレーム２６の前面に装着したセンサ３
７が旋回台２８の背面の上下１８０度の位置に設けたピ
ン３８、３９を検出することによって制御される。

【００２３】以上説明したこの実施例の反転位置決め装
置の動作は、前記作用の項に記載した通りであり、図２
はテーブル８に搭載した仕口ブロック５０を加工原点に
位置決めしたときの状態を、図３は反転機の進退テーブ
ルを前進させてバイス３４でテーブル８上の仕口ブロッ
ク５０の繋ぎ部材５２の一端を挟持したときの状態を、
図４は反転機の進退フレーム２３を後退させかつ揺動フ
レーム２６を傾斜させて、旋回台２８の回転により仕口
ブロック５０を反転するときの状態をそれぞれ示したも
のである。反転した仕口ブロックは、図３の状態で再度
位置決め装置のテーブル８に受け渡され、さらに図２の
状態で裏面側での加工原点への位置決めが行われる。な
お図２の一点鎖線ＬｙおよびＬｘは、レーザーマーカー
１４、１５から投射されるレーザー光の位置を示したも
のである。

【００２４】

【考案の効果】以上説明したこの考案の装置によれば、
クレーンで吊り上げた仕口ブロックのテーブル上への固
定、テーブル上に固定された仕口ブロックの加工原点へ
の位置決め、片面の溶接加工が終了した仕口ブロックの
反転および反転後の仕口ブロックのテーブル上での再度
の加工原点への位置決めのそれぞれを危険なくかつ能率
良く行うことが可能で、仕口ブロックの溶接作業におけ
る生産性の向上と省人化を図ることができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を溶接ロボットとともに示す
側面図

【図２】仕口ブロックの位置決め状態を示す平面図

【図３】仕口ブロックの受け渡し状態を示す平面図

【図４】仕口ブロックの反転状態を示す平面図

【図５】仕口ブロックの一例を示す斜視図

【符号の説明】

６ Ｙ方向シリンダ ８ テーブル ９ Ｘ方向シリンダ 13 昇降駆動装置 14 レーザマーカ（Ｙ方向） 15 レーザマーカ（Ｘ方向） 23 進退フレーム 24 進退シリンダ 25 枢支ピン 26 揺動フレーム 27 揺動シリンダ 28 旋回台 34 バイス 35 減速機付きモータ 50 仕口ブロック 52 繋ぎ部材

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平かつ互いに直交する２方向に移動自
   在なテーブル(8) およびその上記２方向への移動駆動装
   置(6) 、(9) と、上記２方向でワーク(50)の位置を検出
   するセンサ(14)、(15)とを備えた位置決め機(B) 、 ワークとなる仕口ブロック(50)の繋ぎ部材(52)の一端を
   上下方向で挟持するバイス(34)と、このバイスを保持す
   る旋回台(28)およびその旋回駆動装置(35)と、この旋回
   台を旋回可能に軸支する揺動フレーム(26)およびその揺
   動駆動装置(27)と、この揺動フレームを水平軸(25)まわ
   りに揺動自在に支持する進退フレーム(23)と、この進退
   フレームを位置決め機(B) に向けて前後動させる進退駆
   動装置(24)とを備えた反転機(C)並びに上記テーブル(8)
   とバイス(34)の上下方向の相対位置を変更しかつ位置
   決めする昇降駆動装置(13)を備えている、仕口溶接用反
   転位置決め装置。