JP2559002B2 - 溶接又は溶断加工方法とその装置 - Google Patents
溶接又は溶断加工方法とその装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は鋼構造に用いられる中空
閉四角断面で四隅は４分の１円弧で構成される通称「角
コラム」と呼ばれる角形鋼管の横断方向の溶接、溶断等
の加工方法と装置に関するものである。
閉四角断面で四隅は４分の１円弧で構成される通称「角
コラム」と呼ばれる角形鋼管の横断方向の溶接、溶断等
の加工方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】角コラムは鉄骨建築の柱材として広く用
いられており、その溶接、溶断加工の自動化は、断面の
幾何学的形状特性からロボットの適用の対象に考えられ
て来た。
いられており、その溶接、溶断加工の自動化は、断面の
幾何学的形状特性からロボットの適用の対象に考えられ
て来た。
【０００３】溶接、溶断は下向きで行うことが必要であ
るから、角コラムの平面部の加工に当っては、コラムの
加工すべき平面部を水平に保持して停止し、切断、溶接
を行うトーチ（以下、加工具と称す）を加工方向に案内
し、隅部の４分の１円弧部の加工に当っては、角コラム
の回転と加工具の移動とを連動させる。ロボットなどを
用いた従来の方法では、角コラムの回転と加工具の運動
を合成して加工を行うが、その為には、幾何学的な処理
過程を数学論理化するために、角コラムの幾何学的中心
と、角コラムの回転中心とを一致せしめる必要があり、
機器構成が複雑になり、準備作業が面倒になる難点があ
った。更に、角コラムのコーナー部の製品精度は劣悪
で、ロボットの再生経路の補正を必要とする。この準備
作業がロボットの稼動率を阻害している。本来ロボット
は加工線の学習と再生で使用するように計画されている
が、作業の度毎に学習と再生を繰り返していたのでは、
繰返し性による利点が失われ、ロボットを採用した価値
を無に帰せしめる。
るから、角コラムの平面部の加工に当っては、コラムの
加工すべき平面部を水平に保持して停止し、切断、溶接
を行うトーチ（以下、加工具と称す）を加工方向に案内
し、隅部の４分の１円弧部の加工に当っては、角コラム
の回転と加工具の移動とを連動させる。ロボットなどを
用いた従来の方法では、角コラムの回転と加工具の運動
を合成して加工を行うが、その為には、幾何学的な処理
過程を数学論理化するために、角コラムの幾何学的中心
と、角コラムの回転中心とを一致せしめる必要があり、
機器構成が複雑になり、準備作業が面倒になる難点があ
った。更に、角コラムのコーナー部の製品精度は劣悪
で、ロボットの再生経路の補正を必要とする。この準備
作業がロボットの稼動率を阻害している。本来ロボット
は加工線の学習と再生で使用するように計画されている
が、作業の度毎に学習と再生を繰り返していたのでは、
繰返し性による利点が失われ、ロボットを採用した価値
を無に帰せしめる。
【０００４】更に、鉄骨のコラム柱では、柱部と柱と梁
をつなぐ通常仕口と呼ばれる構造の接合が、平均的に３
〜４節（３〜４階に対応）のコラム柱では仕口の数は３
〜４個、角コラムの外周に沿う仕口と柱の接合は６〜８
個所あり、柱の回転と６〜８台の溶接ロボットを対応せ
しめるために独立した多数台の加工具を一元化して統合
制御することは非常に困難で未だ実現されたものを見な
い。
をつなぐ通常仕口と呼ばれる構造の接合が、平均的に３
〜４節（３〜４階に対応）のコラム柱では仕口の数は３
〜４個、角コラムの外周に沿う仕口と柱の接合は６〜８
個所あり、柱の回転と６〜８台の溶接ロボットを対応せ
しめるために独立した多数台の加工具を一元化して統合
制御することは非常に困難で未だ実現されたものを見な
い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の角コ
ラムの溶接、溶断加工の上記の問題点にかんがみ、角コ
ラムの溶接、溶断加工は下向きで行い、溶接、溶断加工
面が上を向くように、角コラムの回転と工具の移動とを
連動させる角コラムの横断方向の溶接溶断加工を行うに
当り、角コラムの回転に伴う加工具の上下方向移動機構
が簡単であり、角コラムの変形、回転中心のずれの影響
を受けることがなく加工を行なうことが可能な加工方法
及びそのための装置を提供することを課題とする。
ラムの溶接、溶断加工の上記の問題点にかんがみ、角コ
ラムの溶接、溶断加工は下向きで行い、溶接、溶断加工
面が上を向くように、角コラムの回転と工具の移動とを
連動させる角コラムの横断方向の溶接溶断加工を行うに
当り、角コラムの回転に伴う加工具の上下方向移動機構
が簡単であり、角コラムの変形、回転中心のずれの影響
を受けることがなく加工を行なうことが可能な加工方法
及びそのための装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の加工方法は、加工具としての溶接トーチ又
は溶断トーチを、下向き加工に適する一定の姿勢に保持
し、その加工点を被加工物外周に沿わせて加工方向に所
定の加工速度で移動させ、被加工物の平坦面の加工時に
は、被加工物の当該被加工面を水平に保持し、被加工物
の四隅の円弧部の加工時には、前記所定の加工速度ｖ
と、被加工物の四隅の円弧部の半径ｒより式ω≒ｖ・ｒ
-1ラジアンで与えられる角速度ωで被加工物をその幾何
学的軸線に平行な任意の直線の回りに回転させて加工を
行なうことを特徴とする。
めの本発明の加工方法は、加工具としての溶接トーチ又
は溶断トーチを、下向き加工に適する一定の姿勢に保持
し、その加工点を被加工物外周に沿わせて加工方向に所
定の加工速度で移動させ、被加工物の平坦面の加工時に
は、被加工物の当該被加工面を水平に保持し、被加工物
の四隅の円弧部の加工時には、前記所定の加工速度ｖ
と、被加工物の四隅の円弧部の半径ｒより式ω≒ｖ・ｒ
-1ラジアンで与えられる角速度ωで被加工物をその幾何
学的軸線に平行な任意の直線の回りに回転させて加工を
行なうことを特徴とする。
【０００７】又、この方法を実施するための、本発明の
加工装置は、被加工物をその幾何学的軸線に平行な任意
の直線の回りに回転自在に支持する手段、該手段に支持
された被加工物を支持軸の回りに回転させる手段、被加
工物の表面に転接し、加工方向に所定の加工速度で転動
する一軸の駆動車輪を有し、一定の姿勢を保持する加工
台車、該加工台車に、一定の姿勢で、かつ加工点が被加
工物に沿うように保持された加工具としての溶接トーチ
又は溶断トーチ、上記加工台車を水平に加工方向に案内
し、基部を支点として鉛直面内で回動可能な水平案内レ
ールを有し、加工時には加工台車を所定の加工速度で加
工方向に移動させ、被加工物の平坦面の加工時には、被
加工物の当該加工面を水平に保持し、被加工物の四隅の
円弧部の加工時には、前記所定の加工速度ｖと、被加工
物の四隅の円弧部の半径ｒより式ω≒ｖ・ｒ-1ラジアン
で与えられる角速度ωで被加工物を支持軸の回りに回転
させる如く制御する制御手段を有することを特徴とす
る。
加工装置は、被加工物をその幾何学的軸線に平行な任意
の直線の回りに回転自在に支持する手段、該手段に支持
された被加工物を支持軸の回りに回転させる手段、被加
工物の表面に転接し、加工方向に所定の加工速度で転動
する一軸の駆動車輪を有し、一定の姿勢を保持する加工
台車、該加工台車に、一定の姿勢で、かつ加工点が被加
工物に沿うように保持された加工具としての溶接トーチ
又は溶断トーチ、上記加工台車を水平に加工方向に案内
し、基部を支点として鉛直面内で回動可能な水平案内レ
ールを有し、加工時には加工台車を所定の加工速度で加
工方向に移動させ、被加工物の平坦面の加工時には、被
加工物の当該加工面を水平に保持し、被加工物の四隅の
円弧部の加工時には、前記所定の加工速度ｖと、被加工
物の四隅の円弧部の半径ｒより式ω≒ｖ・ｒ-1ラジアン
で与えられる角速度ωで被加工物を支持軸の回りに回転
させる如く制御する制御手段を有することを特徴とす
る。
【０００８】
【作用】上記構成の本発明の作用を、図１を用いて説明
する。図において、１、２は角コラムの断面を示し、１
はコラムの側面が水平及び垂直方向の場合で断面中心を
Ｏで示す。２は断面中心Ｏからずれた軸Ｏ’を回転中心
としてαだけ回転した時の角コラムの断面を示す。
Ｐ1、Ｐ2はそれぞれ１及び２の状態のコラムの隅部の４
分の１円弧の中心、Ｑ1は角コラムの状態１における隅
部の円弧の始点、３はその時の加工具の位置を示し、４
は角コラムの状態２に対する加工具の位置、Ｑ2はその
時の角コラム上の加工点を示す。Ｑ’は角コラム２にお
ける１のＱ1点の移動点を示す。
する。図において、１、２は角コラムの断面を示し、１
はコラムの側面が水平及び垂直方向の場合で断面中心を
Ｏで示す。２は断面中心Ｏからずれた軸Ｏ’を回転中心
としてαだけ回転した時の角コラムの断面を示す。
Ｐ1、Ｐ2はそれぞれ１及び２の状態のコラムの隅部の４
分の１円弧の中心、Ｑ1は角コラムの状態１における隅
部の円弧の始点、３はその時の加工具の位置を示し、４
は角コラムの状態２に対する加工具の位置、Ｑ2はその
時の角コラム上の加工点を示す。Ｑ’は角コラム２にお
ける１のＱ1点の移動点を示す。
【０００９】図１の幾何学的な原則は、隅部の曲率半径
をｒとすれば ∠Ｐ1 Ｏ’Ｐ2 ＝ α ＝ ∠Ｑ’Ｐ2 Ｑ2 Ｑ2 Ｑ’ ＝ ｒ・α Ｑ1 Ｐ1 ‖ Ｑ2 Ｐ2 角コラム表面に対する加工具の加工方向の移動速度（加
工速度）をｖとし、角コラムの回転角速度をωとすれ
ば、 ω ＝ ｖ・ｒ-1 になる。
をｒとすれば ∠Ｐ1 Ｏ’Ｐ2 ＝ α ＝ ∠Ｑ’Ｐ2 Ｑ2 Ｑ2 Ｑ’ ＝ ｒ・α Ｑ1 Ｐ1 ‖ Ｑ2 Ｐ2 角コラム表面に対する加工具の加工方向の移動速度（加
工速度）をｖとし、角コラムの回転角速度をωとすれ
ば、 ω ＝ ｖ・ｒ-1 になる。
【００１０】角コラムの加工において、加工具の被加工
物に対する移動については単に加工具を所定の移動速度
ｖで加工方向に動かせばよい。以上が本発明の基本原則
であり、角コラムの平坦部の加工に際しては１の状態の
ように加工面を水平に保持し、四隅の円弧部の加工時に
は上式で表される角速度ωで角コラムを任意の軸の回り
に回転させればよい。角コラムの回転に対して断面の幾
何学的中心と回転中心とを一致させる必要はない。
物に対する移動については単に加工具を所定の移動速度
ｖで加工方向に動かせばよい。以上が本発明の基本原則
であり、角コラムの平坦部の加工に際しては１の状態の
ように加工面を水平に保持し、四隅の円弧部の加工時に
は上式で表される角速度ωで角コラムを任意の軸の回り
に回転させればよい。角コラムの回転に対して断面の幾
何学的中心と回転中心とを一致させる必要はない。
【００１１】上記の加工方法を実施するための本発明の
加工装置では、所定の加工速度で角コラムの表面に沿っ
て転動する一軸の車輪を有し、一定の姿勢を保持する加
工台車に加工具が一定の姿勢でかつその加工点が角コラ
ム表面に沿うように保持されているので、加工具は常に
その加工点を被加工角コラムの表面に沿わせて一定の速
度ｖで駆動される。角コラム四隅の円弧状部の加工に当
っては、前述の如く、角コラムをω＝ｖ・r~1の角速度
で幾何学的軸芯に平行な任意の軸の回りに回転させるよ
うに制御される。
加工装置では、所定の加工速度で角コラムの表面に沿っ
て転動する一軸の車輪を有し、一定の姿勢を保持する加
工台車に加工具が一定の姿勢でかつその加工点が角コラ
ム表面に沿うように保持されているので、加工具は常に
その加工点を被加工角コラムの表面に沿わせて一定の速
度ｖで駆動される。角コラム四隅の円弧状部の加工に当
っては、前述の如く、角コラムをω＝ｖ・r~1の角速度
で幾何学的軸芯に平行な任意の軸の回りに回転させるよ
うに制御される。
【００１２】本発明の上記以外の課題及びそれを解決す
るための手段は、以下に図面を参照して詳細に述べられ
る実施例の説明により明らかにされよう。
るための手段は、以下に図面を参照して詳細に述べられ
る実施例の説明により明らかにされよう。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明の実施例を、図面に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１４】図２は、本発明の実施例を示す図である。
図において、符号５は、角コラム１の円弧状隅角部を加
工中の角コラムの状態で、Ｏはその幾何学的断面中心、
Ｏ’は回転中心を示す。加工装置の駆動を行なう加工台
車６は、該台車上の１軸の回りに回転し、角コラム１の
周面に沿って転動する駆動車輪７と、図の投影面で駆動
車輪と角コラム５の周面との接点が加工点とほぼ一致す
るように加工台車６に固定された加工具８とを備えてい
る。
図において、符号５は、角コラム１の円弧状隅角部を加
工中の角コラムの状態で、Ｏはその幾何学的断面中心、
Ｏ’は回転中心を示す。加工装置の駆動を行なう加工台
車６は、該台車上の１軸の回りに回転し、角コラム１の
周面に沿って転動する駆動車輪７と、図の投影面で駆動
車輪と角コラム５の周面との接点が加工点とほぼ一致す
るように加工台車６に固定された加工具８とを備えてい
る。
【００１５】駆動車輪７は角コラム１の周面との間に滑
りを生じることなく転動するように、接触面にローレッ
ト加工を施したり、磁化されている。
りを生じることなく転動するように、接触面にローレッ
ト加工を施したり、磁化されている。
【００１６】加工台車６は、加工装置の案内レール１０
に沿って滑動しうる滑動台座１１と竪向連結桿９により
一体的に剛結合されている。従って、レール１０の傾き
は、台座１１、連結桿９を介して加工具８の平坦な加工
面に対する傾きを形成する。従って、レール１０の傾き
を積極的に操作することにより、加工具８の傾角を一定
に保持したり、変えたりすることもできる。
に沿って滑動しうる滑動台座１１と竪向連結桿９により
一体的に剛結合されている。従って、レール１０の傾き
は、台座１１、連結桿９を介して加工具８の平坦な加工
面に対する傾きを形成する。従って、レール１０の傾き
を積極的に操作することにより、加工具８の傾角を一定
に保持したり、変えたりすることもできる。
【００１７】加工装置の案内レール１０を上下方向に移
動させたり、角コラム１の長手方向に移動させたりする
ことができるように、案内レール１０の基部金具１８
は、角コラム１の長手方向に地面に敷設されたレール１
３上を電動機１４により駆動される台車１２上に立設さ
れた垂直支柱１５に設けられた垂直案内レールに沿っ
て、電動機１６により回転駆動されるねじ棒１７に螺合
されて昇降可能となっている。
動させたり、角コラム１の長手方向に移動させたりする
ことができるように、案内レール１０の基部金具１８
は、角コラム１の長手方向に地面に敷設されたレール１
３上を電動機１４により駆動される台車１２上に立設さ
れた垂直支柱１５に設けられた垂直案内レールに沿っ
て、電動機１６により回転駆動されるねじ棒１７に螺合
されて昇降可能となっている。
【００１８】案内レール１０とその基部金物１８とは、
水平面内での回転を許容する水平回転接手１９及び鉛直
面内での回転を許容する垂直回転接手２０を介して接続
されている。水平回転接手１９は、例えば、すみ肉溶
接、レ形溶接によるＴ継手の場合の横方向の案内や、倣
いに対応させたものである。垂直回転接手２０は、加工
台車の駆動車輪７を加工中の角コラムに密着せしめるも
のである。
水平面内での回転を許容する水平回転接手１９及び鉛直
面内での回転を許容する垂直回転接手２０を介して接続
されている。水平回転接手１９は、例えば、すみ肉溶
接、レ形溶接によるＴ継手の場合の横方向の案内や、倣
いに対応させたものである。垂直回転接手２０は、加工
台車の駆動車輪７を加工中の角コラムに密着せしめるも
のである。
【００１９】２１は支柱１５の頂部に設けた水平旋回ジ
ブクレーンで、案内レール１０の先端とジブクレーン２
１との間に吊具２２を設け、角コラム１の回転に伴い加
工台車６が上下方向に移動しても常に加工台車６の車輪
７の輪圧を適切に保持することができるようになってい
る。
ブクレーンで、案内レール１０の先端とジブクレーン２
１との間に吊具２２を設け、角コラム１の回転に伴い加
工台車６が上下方向に移動しても常に加工台車６の車輪
７の輪圧を適切に保持することができるようになってい
る。
【００２０】案内レール１０の水平度は、切断に於ては
おおむね下向き切断になればよく、それに伴う加工具８
の加工線方向への傾きは余り問題にはならない。溶接に
おいては、加工具８は溶接方向に対して若干傾き、溶け
た金属の先行を防止する必要があるが、意識的にレール
上下装置を高めに固定しておけばよいので、必ずしも上
下装置を厳密に制御し、案内レール１０を厳密に水平に
保たせる必要はない。
おおむね下向き切断になればよく、それに伴う加工具８
の加工線方向への傾きは余り問題にはならない。溶接に
おいては、加工具８は溶接方向に対して若干傾き、溶け
た金属の先行を防止する必要があるが、意識的にレール
上下装置を高めに固定しておけばよいので、必ずしも上
下装置を厳密に制御し、案内レール１０を厳密に水平に
保たせる必要はない。
【００２１】図３は他の実施例を示し、図２の実施例と
同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、異る点
を中心に説明する。この実施例では、加工具の下向き姿
勢の保持にパンタグラフの原理を利用している以外は図
２と同じである。パンタグラフ機構２３はリンクＣＤを
共有した２つの平行四辺形リンクＡＢＤＣ及びＣＤＦＥ
より成り、リンクＡＢは前記の水平回転接手１９に所定
の傾角（図の例では概ね鉛直）に固定され、リンクＥＦ
は竪向連結桿９に固定されている。又、竪向連結桿９の
下端は加工台車６に固定されているが、上端は台座１１
に１本の回転ピン４により水平軸の回りに回動自在に軸
支されている。
同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、異る点
を中心に説明する。この実施例では、加工具の下向き姿
勢の保持にパンタグラフの原理を利用している以外は図
２と同じである。パンタグラフ機構２３はリンクＣＤを
共有した２つの平行四辺形リンクＡＢＤＣ及びＣＤＦＥ
より成り、リンクＡＢは前記の水平回転接手１９に所定
の傾角（図の例では概ね鉛直）に固定され、リンクＥＦ
は竪向連結桿９に固定されている。又、竪向連結桿９の
下端は加工台車６に固定されているが、上端は台座１１
に１本の回転ピン４により水平軸の回りに回動自在に軸
支されている。
【００２２】平行四辺形リンクの性質より、常に、 ＡＢ ‖ ＤＣ ‖ ＦＥ となるから、案内レール１０の角度が変っても、加工具
９の姿勢は常にＡＢに平行の所定の姿勢を保持すること
ができる。
９の姿勢は常にＡＢに平行の所定の姿勢を保持すること
ができる。
【００２３】角コラムの溶接においては、例えば仕口の
核となる仕口コアや柱大組における仕口と柱部材の取合
となるレ形Ｔ継手の多層盛り、角コラムの外周に対する
補剛リングの多層隅肉溶接やウィービング溶接を必要と
する。これらの溶接法について個別には既に公知のもの
であり、本発明への適用については、加工台車と加工具
の間にこれらの機能要素を挿入すればよい。
核となる仕口コアや柱大組における仕口と柱部材の取合
となるレ形Ｔ継手の多層盛り、角コラムの外周に対する
補剛リングの多層隅肉溶接やウィービング溶接を必要と
する。これらの溶接法について個別には既に公知のもの
であり、本発明への適用については、加工台車と加工具
の間にこれらの機能要素を挿入すればよい。
【００２４】図４に以上の点を考慮した溶接用加工装置
の例を示す。図において、６は角コラム上に駆動車輪７
を預け、定速で溶接トーチ２５を動かす加工台車で２６
は駆動電動機、２７は加工装置をレール１０に沿って移
動可能に支える図２、図３に示す台座１１に接合する竪
向連結桿９に相当するものである。
の例を示す。図において、６は角コラム上に駆動車輪７
を預け、定速で溶接トーチ２５を動かす加工台車で２６
は駆動電動機、２７は加工装置をレール１０に沿って移
動可能に支える図２、図３に示す台座１１に接合する竪
向連結桿９に相当するものである。
【００２５】２８〜３１は補助機能装置で、２８は多層
溶接の場合溶接線に対して左右に溶接トーチ２５を移動
する装置で、２９はその駆動装置、３０は加工点を上下
に移動させる機構で、駆動部３１により溶接トーチ２５
を上下方向に位置決めを行う。
溶接の場合溶接線に対して左右に溶接トーチ２５を移動
する装置で、２９はその駆動装置、３０は加工点を上下
に移動させる機構で、駆動部３１により溶接トーチ２５
を上下方向に位置決めを行う。
【００２６】３２は溶接トーチ２５の把持桿で、溶接ト
ーチ取付金具３３を介して溶接トーチ２５を固定し溶接
材料３４を連続的に供給しうるようにしたものである。
駆動部２９、３１などにエンコーダ付のサーボモータを
用い、加工具の位置決めを予めプログラムとして記憶さ
せて再現せしめれば多層盛りを自動的に行わしめること
ができる。図中の矢線Ｘは溶接点ｘの進行方向を示す。
ーチ取付金具３３を介して溶接トーチ２５を固定し溶接
材料３４を連続的に供給しうるようにしたものである。
駆動部２９、３１などにエンコーダ付のサーボモータを
用い、加工具の位置決めを予めプログラムとして記憶さ
せて再現せしめれば多層盛りを自動的に行わしめること
ができる。図中の矢線Ｘは溶接点ｘの進行方向を示す。
【００２７】なお、本発明の方法を溶接に適用する場合
には、平坦部と曲り部では溶着量が異なるので、加工条
件により、必要があれば隅部と平坦部の溶接速度を変え
ることもできる。切断の場合も同様である。
には、平坦部と曲り部では溶着量が異なるので、加工条
件により、必要があれば隅部と平坦部の溶接速度を変え
ることもできる。切断の場合も同様である。
【００２８】図５は本発明の装置の多数台運用の例を示
す。図において符号３５は角コラムの仕口コアの中心の
孔をタイボルトにより串ざしとして複数の仕口コアを一
本にまとめて多点同時溶接を行うようにしたので、被溶
接物３５は回転駆動力をもったコラム回転装置３６と、
回転駆動力をもたぬ軸うけ装置３７とより成る回転装置
により回転自在に支持される。回転装置３６と軸受装置
３７とは、レール３８に沿い被溶接物の長さに合わせて
移動可能とされている。３９は先に図２、図３により６
〜３４で示した溶接トーチの案内装置を簡略化して示し
たもので、被溶接物、即ち角コラム形状材の回転治具３
６、３７の回転軸に平行に設けたレール４０に沿い多数
台配置可能としたものである。
す。図において符号３５は角コラムの仕口コアの中心の
孔をタイボルトにより串ざしとして複数の仕口コアを一
本にまとめて多点同時溶接を行うようにしたので、被溶
接物３５は回転駆動力をもったコラム回転装置３６と、
回転駆動力をもたぬ軸うけ装置３７とより成る回転装置
により回転自在に支持される。回転装置３６と軸受装置
３７とは、レール３８に沿い被溶接物の長さに合わせて
移動可能とされている。３９は先に図２、図３により６
〜３４で示した溶接トーチの案内装置を簡略化して示し
たもので、被溶接物、即ち角コラム形状材の回転治具３
６、３７の回転軸に平行に設けたレール４０に沿い多数
台配置可能としたものである。
【００２９】本発明の装置の多点同時加工上唯一の同期
化の焦点は、独立した加工装置の速度を揃えることであ
るが、その方法としては、基準となる１台の装置の加工
台車の駆動車輪回転速度や回転角度を電圧にかえ、他の
装置の車輪の回転を制御する方式、回転速度をパルスで
与えて行う数値制御によく用いられる駆動方式など多く
の公知技術が採用できる。
化の焦点は、独立した加工装置の速度を揃えることであ
るが、その方法としては、基準となる１台の装置の加工
台車の駆動車輪回転速度や回転角度を電圧にかえ、他の
装置の車輪の回転を制御する方式、回転速度をパルスで
与えて行う数値制御によく用いられる駆動方式など多く
の公知技術が採用できる。
【００３０】上記の各実施例では、加工装置の案内レー
ル１０及び水平旋回ジブクレーン２１は、地面に敷設さ
れたレール１３上を走行電動機１４により走行する走行
台車１２に立設された垂直案内支柱１５に設けた例につ
いて説明したが、案内レール１０及び水平旋回ジブクレ
ーン２１は、図６に示す如く、工場建屋の天井梁又は柱
に支持された桁５０の上面に敷設されたレール５１上を
走行電動機５２により走行する吊下げ式の垂直案内支柱
５３に取付けて支持することも可能である。この場合も
加工される角コラムのサイズに応じて、案内レール１０
の取付け高さを調整することができるように、案内レー
ルの基部金具１８は昇降用電動機１６により回転する送
りねじ軸１７等により任意の位置に変位させ保持するこ
とができるようにすることが必要である。
ル１０及び水平旋回ジブクレーン２１は、地面に敷設さ
れたレール１３上を走行電動機１４により走行する走行
台車１２に立設された垂直案内支柱１５に設けた例につ
いて説明したが、案内レール１０及び水平旋回ジブクレ
ーン２１は、図６に示す如く、工場建屋の天井梁又は柱
に支持された桁５０の上面に敷設されたレール５１上を
走行電動機５２により走行する吊下げ式の垂直案内支柱
５３に取付けて支持することも可能である。この場合も
加工される角コラムのサイズに応じて、案内レール１０
の取付け高さを調整することができるように、案内レー
ルの基部金具１８は昇降用電動機１６により回転する送
りねじ軸１７等により任意の位置に変位させ保持するこ
とができるようにすることが必要である。
【００３１】垂直案内支柱５３を吊下げ式としたことに
より、被加工物５の搬送、作業者の通行の障害等を少く
することができる。
より、被加工物５の搬送、作業者の通行の障害等を少く
することができる。
【００３２】図７は吊下げ式の垂直案内支柱に保持され
た本発明の加工装置を複数台、１列に配設して構成され
た角コラム多点同時溶接装置の一例を示す図である。図
には、図５の場合と同様、水平旋回ジブクレーンや吊具
等の図示は省略されている。
た本発明の加工装置を複数台、１列に配設して構成され
た角コラム多点同時溶接装置の一例を示す図である。図
には、図５の場合と同様、水平旋回ジブクレーンや吊具
等の図示は省略されている。
【００３３】この例では、角コラム柱５５を回転可能に
支持する装置としては、公知のケージ付きターニングロ
ール５６が使用されているが、勿論、図５で説明した一
方に回転駆動機構を備えた一対の軸受けで支持すること
も可能である。ターニングロール５６は、地面に敷設さ
れた横行レール５７上を移動可能とされており、非使用
時収納位置に収納し、案内レール１０を垂直姿勢に跳ね
上げて収納するようにすれば、被加工物、機材等の搬
送、作業者の通行の邪魔にならない。
支持する装置としては、公知のケージ付きターニングロ
ール５６が使用されているが、勿論、図５で説明した一
方に回転駆動機構を備えた一対の軸受けで支持すること
も可能である。ターニングロール５６は、地面に敷設さ
れた横行レール５７上を移動可能とされており、非使用
時収納位置に収納し、案内レール１０を垂直姿勢に跳ね
上げて収納するようにすれば、被加工物、機材等の搬
送、作業者の通行の邪魔にならない。
【００３４】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、加工具の
加工方向の移動については平坦部及び偶部の加工時とも
定速運動となり、隅部に対する加工時は角コラムの回転
に伴う上下運動が加工方向の前後運動に合成されること
になるが、その運動は単なる現物倣いとなるので、運動
方程式による複雑な連続位置決め制御は不要であり、角
コラムの変形、形状誤差を含めて回転中心と断面中心の
ずれなど、幾何学的な条件の厳密な整合性は不必要にな
る。したがって、機構及び制御が簡単になり、経済的に
勝れたものとなる。
加工方向の移動については平坦部及び偶部の加工時とも
定速運動となり、隅部に対する加工時は角コラムの回転
に伴う上下運動が加工方向の前後運動に合成されること
になるが、その運動は単なる現物倣いとなるので、運動
方程式による複雑な連続位置決め制御は不要であり、角
コラムの変形、形状誤差を含めて回転中心と断面中心の
ずれなど、幾何学的な条件の厳密な整合性は不必要にな
る。したがって、機構及び制御が簡単になり、経済的に
勝れたものとなる。
【００３５】更に多点同時加工についても、複数台の加
工装置を設置して単に各加工装置の駆動速度を揃えるだ
けでよい。角コラムに対する多点同時切断や溶接を行う
ことにより、例えば角コラムを用いた鉄骨建築の柱で
は、柱と仕口の接合部の６〜８ケ所の溶接を同時に行う
ことにより、従来の６〜８分の１への溶接時間の短縮、
省人化、設備台数および床面積の大幅な節約が可能とな
り、その利益は莫大である。
工装置を設置して単に各加工装置の駆動速度を揃えるだ
けでよい。角コラムに対する多点同時切断や溶接を行う
ことにより、例えば角コラムを用いた鉄骨建築の柱で
は、柱と仕口の接合部の６〜８ケ所の溶接を同時に行う
ことにより、従来の６〜８分の１への溶接時間の短縮、
省人化、設備台数および床面積の大幅な節約が可能とな
り、その利益は莫大である。
【００３６】また、前記の仕口における仕口コアに対し
ては、１コア当たり２ケ所の溶接があるが、これを複数
個連結して多点同時溶接を行うことにより、前記と同様
莫大な利益が得られる。
ては、１コア当たり２ケ所の溶接があるが、これを複数
個連結して多点同時溶接を行うことにより、前記と同様
莫大な利益が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の作用を説明する説明図である。
【図２】本発明の装置の実施例を示す正面図である。
【図３】本発明の装置の他の実施例を示す正面図であ
る。
る。
【図４】本発明による溶接加工装置の構成の一例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図５】図２又は図３の装置を多数台用いた多点同時溶
接装置の一実施例の一部の構成を簡略化して示す斜視図
である。
接装置の一実施例の一部の構成を簡略化して示す斜視図
である。
【図６】本発明の装置の更に他の実施例を示す正面図で
ある。
ある。
【図７】図６の装置を多数台用いた多点同時溶接装置の
一実施例の一部の構成を簡略化して示す斜視図である。
一実施例の一部の構成を簡略化して示す斜視図である。
１ 角コラム（角形鋼管、被加工物） ２、５ 回転中の角コラム Ｐ1、Ｐ2 角コラム隅部の円弧中心 Ｑ1、Ｑ2、Ｑ 角コラムの表面の加工点 Ｏ 角コラムの断面中心 Ｏ’ 角コラムの回転中心 ３ 加工具 ４ 加工具 ６ 加工台車 ７ 加工台車の駆動車輪 ８ 加工具 ９ 竪向連結桿 １０ 加工装置の水平案内レール １１ 台座 １２ 走行台車 １３ レール １４ 走行電動機 １５ 垂直案内支柱 １６ 上下装置用電動機 １７ 直線運動軸 １８ 案内レール基部金具 １９ レールの水平回転接手 ２０ レールの垂直回転接手 ２１ 水平旋回ジブクレーン ２２ 水平旋回ジブクレーン吊具 ２３ パンタグラフ機構 ２４ 竪向連結桿の回転ピン ２５ 溶接トーチ ２８ 溶接トーチ横移動装置 ２９ 溶接トーチ横移動装置の駆動部 ３０ 溶接トーチ上下装置 ３１ 溶接トーチ上下装置の駆動部 ３２ 溶接トーチの把持桿 ３３ 溶接トーチ取付金具 ３４ 溶接材料 ３５ 角コラム仕口コア（被加工物） ３６ コラム回転装置（回転させる手段） ３７ 回転軸受装置（回転自在に支持する手
段） ３８ 回転軸受装置の移動レール ３９ 角コラム溶接装置群 ４０ 角コラム溶接装置の移動レール ５０ 桁 ５１ レール ５２ 走行電動機 ５３ 吊下げ式垂直案内支柱 ５５ 角コラム柱 ５６ ターニングロール ５７ 横行レール
段） ３８ 回転軸受装置の移動レール ３９ 角コラム溶接装置群 ４０ 角コラム溶接装置の移動レール ５０ 桁 ５１ レール ５２ 走行電動機 ５３ 吊下げ式垂直案内支柱 ５５ 角コラム柱 ５６ ターニングロール ５７ 横行レール
Claims (2)
- 【請求項１】 中空閉断面で、四隅が４分の１円弧で構
成された角形鋼管の横断方向の溶接又は溶断加工方法に
おいて、加工具としての溶接トーチ又は溶断トーチを 、下向き加
工に適する一定の姿勢に保持し、その加工点を被加工物
外周に沿わせて加工方向に所定の加工速度で移動させ、 被加工物の平坦面の加工時には、被加工物の当該被加工
面を水平に保持し、 被加工物の四隅の円弧部の加工時には、前記所定の加工
速度ｖと、被加工物の四隅の円弧部の半径ｒより式ω≒
ｖ・ｒ-1ラジアンで与えられる角速度ωで被加工物をそ
の幾何学的軸線に平行な任意の直線の回りに回転させて
加工を行なうことを特徴とする加工方法。 - 【請求項２】 中空閉断面で、四隅が４分の１円弧で構
成された角形鋼管の横断方向の溶接又は溶断加工装置に
おいて、 被加工物をその幾何学的軸線に平行な任意の直線の回り
に回転自在に支持する手段、 該手段に支持された被加工物を支持軸の回りに回転させ
る手段、 被加工物の表面に転接し、加工方向に所定の加工速度で
転動する一軸の駆動車輪を有し、一定の姿勢を保持する
加工台車、 該加工台車に、一定の姿勢で、かつ加工点が被加工物に
沿うように保持された加工具としての溶接トーチ又は溶
断トーチ、 上記加工台車を水平に加工方向に案内し、基部を支点と
して鉛直面内で回動可能な水平案内レールを有し、 加工時には加工台車を所定の加工速度で加工方向に移動
させ、被加工物の平坦面の加工時には、被加工物の当該
加工面を水平に保持し、 被加工物の四隅の円弧部の加工時には、前記所定の加工
速度ｖと、被加工物の四隅の円弧部の半径ｒより式ω≒
ｖ・ｒ-1ラジアンで与えられる角速度ωで被加工物を支
持軸の回りに回転させる如く制御する制御手段を有する
ことを特徴とする加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4263682A JP2559002B2 (ja) | 1991-12-27 | 1992-10-01 | 溶接又は溶断加工方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36151591 | 1991-12-27 | ||
| JP3-361515 | 1991-12-27 | ||
| JP4263682A JP2559002B2 (ja) | 1991-12-27 | 1992-10-01 | 溶接又は溶断加工方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07323370A JPH07323370A (ja) | 1995-12-12 |
| JP2559002B2 true JP2559002B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=26546140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4263682A Expired - Lifetime JP2559002B2 (ja) | 1991-12-27 | 1992-10-01 | 溶接又は溶断加工方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2559002B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100555291B1 (ko) * | 1999-10-25 | 2006-03-03 | 이태수 | 라운드형 사각용기의 용접방법 및 장치 |
| JP6731992B2 (ja) * | 2018-11-14 | 2020-07-29 | 株式会社ソディック | 工作機械 |
| CN113993658A (zh) * | 2019-06-11 | 2022-01-28 | 株式会社前川制作所 | 板层叠体的焊接装置及板结构体的制造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6453768A (en) * | 1987-08-21 | 1989-03-01 | Koike Sanso Kogyo Kk | Square column cutting and welding equipment |
-
1992
- 1992-10-01 JP JP4263682A patent/JP2559002B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07323370A (ja) | 1995-12-12 |
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