JP2618168B2 - 鉄骨柱溶接用ロボットのレール装置 - Google Patents

鉄骨柱溶接用ロボットのレール装置

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JP2618168B2
JP2618168B2 JP33991492A JP33991492A JP2618168B2 JP 2618168 B2 JP2618168 B2 JP 2618168B2 JP 33991492 A JP33991492 A JP 33991492A JP 33991492 A JP33991492 A JP 33991492A JP 2618168 B2 JP2618168 B2 JP 2618168B2
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rail
welding
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Obayashi Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、構造物や建物の建設現
場において、溶接用ロボットを使用して鉄骨柱の継手を
自動溶接する際に使用する鉄骨柱溶接用ロボットのレー
ル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、建設現場では鉄骨構造物の溶接は
作業員による半自動溶接が実施されている。この半自動
溶接を完全に自動化する場合には、溶接面に被溶接部に
沿って溶接用ロボットの移動用レールを装着し、この移
動用レールに溶接用ロボットを装着し、溶接用ロボット
を移動用レールに沿って移動させつつ溶接作業を行って
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法では
溶接面が変わる毎に、移動用レールの着脱と溶接用ロボ
ットの移載を行う必要がある。たとえば四角筒状の鉄骨
柱同士を接続する場合、両鉄骨柱を突き合わせ、鉄骨柱
の端部で対称位置外面に設けられたエレクションピース
同士を連結部材で連結する。そして、エレクションピー
スの取付け面に隣接する2つの対称位置の接合辺(エレ
クションピースのない辺)に、溶接方向に沿って移動用
レールをそれぞれ取付け、これら移動用レールにそれぞ
れ溶接用ロボットを取付けて対辺の被溶接部を同時に溶
接する。対辺の同時溶接は鉄骨柱の歪みを無くし、建方
精度を向上させるためである。この溶接作業が済むと、
溶接用ロボットと移動用レールを外し、連結部材および
エレクションピースを鉄骨柱から外す。そして再度、エ
レクションピースが取り付けてあった面に移動用レール
を取り付けて溶接用ロボットをこの移動用レールに装着
し、溶接作業を行う。このように、極めて溶接作業時間
がかかり、能率が悪いという問題があった。
【0004】本発明は、上記問題点を解決して、溶接用
ロボットによる鉄骨角柱の溶接作業を能率良く行える鉄
骨柱溶接用ロボットのレール装置を提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の鉄骨柱溶接用ロボットのレール装置の第1
の構成は、鉄骨柱の各コーナー部に係合されて緊縛具に
より鉄骨柱に固定されるコーナー部材間に、被溶接部に
沿うガイドレールを設け、前記コーナー部材に、鉄骨柱
の軸心と平行な支軸を中心として回動自在な回動体を設
け、この回動体に、両回動限で隣接する前記ガイドレー
ルの端部にそれぞれ連続する回動用レールを設けるとと
もに、前記回動体を回動限で固定する固定具を設けたも
のである。
【0006】また鉄骨柱溶接用ロボットのレール装置の
第2の構成は、鉄骨柱の各コーナー部に係合されて緊縛
具により鉄骨柱に固定されるコーナー部材間に、被溶接
部に沿うガイドレールを設け、前記コーナー部材に、隣
接するガイドレールの端部間を接続する湾曲接続レール
を設けたものである。
【0007】
【作用】上記第1の構成において、緊縛具を使用して鉄
骨柱の各コーナー部にコーナー部材を固定し、これらコ
ーナー部材間にガイドレールを連結して固定する。そし
て、鉄骨柱同士を仮連結するエレクションピースが突設
されていない辺に対向するガイドレールに、溶接用ロボ
ットを装着し、溶接用ロボットを操作して被溶接部の溶
接を行った後、エレクションピースを鉄骨柱から外し、
そして前記ガイドレールに連続させた回動用レールに溶
接用ロボットを乗り移らせた後、回動体を回動して回動
用レールを隣接するガイドレールに連続させ、回動体を
固定する。そして、溶接用ロボットを回動用レールから
ガイドレールに乗り移らせて溶接を再開する。これによ
り、ガイドレールの着脱や溶接用ロボットの着脱なし
に、溶接用ロボットをつぎの被溶接部に移動させて鉄骨
柱の被溶接部の溶接作業を連続して行うことができ、鉄
骨柱の溶接作業の能率を大幅に向上することができる。
【0008】また、第2の構成によれば、鉄骨柱の周囲
にガイドレールと湾曲接続レールにより無端状の溶接用
ロボット移動経路を形成することができ、1台の溶接用
ロボットにより、鉄骨柱を全周にわたって連続して溶接
することができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明に係る鉄骨柱溶接用ロボットと
そのレール装置の第1実施例を図面に基づいて説明す
る。
【0010】まず、レール装置は、図1〜図3に示すよ
うに、四角筒状の上部鉄骨柱P1に着脱自在に取り付け
られるもので、係合凹部1aが鉄骨柱Pの四隅コーナー
部PCにそれぞれ係合されるコーナー部材1と、隣接す
るコーナー部材1を連結材およびターンバックルにより
互いに緊縛して4個のコーナー部材1を鉄骨柱P1に固
定する4組の緊縛具2と、外面に溶接用ロボットR(図
4)のガイドレール3を有して隣接するコーナー部材1
間にボルトを介して取付けられるレール支持材4と、回
動限で隣接するガイドレール3の端部にそれぞれ連続す
る直線状の回動用レール5を有しコーナー部材1に鉄骨
柱Pの軸心と平行な支軸6を中心として90°の範囲で
矢印A,B方向に回動自在に設けられた回動体7と、こ
の回動体7を回動限でレール支持材4に固定する固定ボ
ルト8とで構成されている。
【0011】前記ガイドレール3および回動用レール5
は、図3に示すように、平板状で外面中央に長さ方向に
沿って受動用ラック3a,5aが設けられており、両端
部の内面および外面ならびに端面がそれぞれガイド面3
b,3c,3d,5b,5c,5dに構成されている。
【0012】また、鉄骨柱Pの端部に仮止めのために設
けられるエレクションピースEは左右に対向する対辺P
R,PLの両側に2個ずつ取り付けられており、図4に
示すように、上下の鉄骨柱P1,P2を突き合わせた状
態で上位の鉄骨柱P1の開先部により被溶接部Wが形成
され、鉄骨柱P1,P2のエレクションピースE間に連
結部材Fをボルト止めして鉄骨柱P1,P2が仮接続さ
れる。
【0013】鉄骨柱溶接用ロボットRは、図4〜図7に
示すように、ガイドレール3および回動用レール5に案
内されて移動する走行部11と、溶接トーチ12を所定
方向に保持するトーチ操作部13とで構成されている。
【0014】前記走行部11は、走行部本体14内にガ
イドレール3に直交する方向の垂直軸15A,15Bを
介して回動自在なローラー支持体16A,16Bがガイ
ドレール3の前後方向に所定間隔をあけて配設されて、
各ローラー支持体16A,16Bにガイド面3b,3
c,3dにそれぞれ当接するガイドローラー17A,1
7B,17Cが設けられ、曲線状のガイドレールにも対
応して走行することができる。そして、一方のローラー
支持体16Aには走行駆動用に構成されており、ガイド
ローラー17Bを支持する駆動軸18に受動用ラック3
aに噛合するピニオン19が取り付けられるとともに、
駆動軸18の一端に走行用モーター20の出力軸が連結
されている。
【0015】トーチ操作部13は、昇降用モーター21
によりねじ軸等を介して昇降体22を矢印V方向に昇降
する昇降機構23と、昇降体22に設けられて横行用モ
ーター24によりねじ軸等を介して横行体25を鉄骨柱
Pに矢印H方向に接近離間する横行機構26と、横行体
23に設けられて回動用モーター27によりトーチ保持
部28をガイドレール3と平行な軸心回りに矢印R,S
方向に回動する回動機構29とを具備している。また、
このトーチ保持部28には、先端側が所定角度で折り曲
げられた溶接トーチ12を軸心回りに矢印T,U方向に
回転させて溶接角度を調整する調整機構(図示せず)が
設けられている。
【0016】次に上記鉄骨柱P1,P2の溶接作業を説
明する。まず、上下の鉄骨柱P1,P2を突き合わせた
状態で鉄骨柱P1,P2のエレクションピースE間に連
結部材Fをボルト止めして鉄骨柱P1,P2が仮接続す
る。そして、上部鉄骨柱P1の所定高さ位置のコーナー
部PCにそれぞれコーナー部材1を配置して係合凹部1
aをコーナー部PCに係合し、緊縛具2により隣接する
コーナー部材1を互いに連結して締め付け、4つのコー
ナー部材1を上部鉄骨柱P1に固定する。そして ガイ
ドレール3付のレール支持部材4をコーナー部材1間に
ボルト止めして取付け、エレクションピースEが取り付
けられていない前後対辺PF,PBに対向する前後のガ
イドレール3にそれぞれ溶接用ロボットRを装着する。
そして、両方のコーナー部材1の回動体7を前後のレー
ル支持材4に固定し、前後のガイドレール3の両端部に
回動用レール5を連続させる。
【0017】溶接用ロボットRのトーチ操作部13を操
作して溶接トーチ12を位置決めし、2台の溶接用ロボ
ットRを対称位置に配置し、相対方向に移動してガイド
レール3および回動用レール5上を往復移動させ、前後
対辺PF,PBの被溶接部Wの溶接を行う。
【0018】前後対辺PF,PBの溶接が終了すると、
対称位置の回動用レール5上に溶接用ロボットRを停止
し、固定ボルト8を外して回動体7を溶接用ロボットR
と共に90°回動させ、固定ボルト8により回動体7を
隣接するレール支持材4に固定し、溶接用ロボットを左
右の対辺PR,PLに対向する左右のガイドレール4に
乗り移らせる。さらに、他のコーナー部材1の回動体7
も90°回動させて隣接するレール支持体4に固定し、
両回動用レール5を左右のガイドレール4に連続させ
る。そして、溶接用ロボットRを起動して左右の対辺P
R,PLの被溶接部Wの溶接を行う。
【0019】上記実施例によれば、ガイドレール3をコ
ーナー部材1を介して一括して取り付けられ、さらに回
動体7を回転して回動用レール5を回動することによ
り、ガイドレール3から着脱することなしに隣接する対
辺のガイドレール3に移動させることができ、極めて能
率良く鉄骨柱P1,P2の溶接を行うことができる。
【0020】つぎに第2実施例を図8,図9に基づいて
説明する。なお、第1実施例と同一部材には同一符号を
付し、説明は省略する。このレール装置は、エレクショ
ンピースEが内部に取り付けられた鉄骨柱P3(P4)
に着脱自在に取り付けられるもので、係合凹部31aが
鉄骨柱Pの四隅コーナー部PCにそれぞれ係合されるコ
ーナー部材31と、隣接するコーナー部材31を連結材
およびターンバックルにより互いに緊縛して4個のコー
ナー部材31を鉄骨柱Pに固定する4組の緊縛具32
と、外面に溶接用ロボットRのガイドレール33を有し
て隣接するコーナー部材1間にボルトを介して取付けら
れるレール支持材34と、コーナー部材31に取り付け
られて隣接するガイドレールの端部同士を互いに接続す
る90°にわたる円弧状の湾曲接続レール35とで構成
されている。
【0021】したがって、ガイドレール33が湾曲接続
レール35により無端状に接続されることから、1台の
溶接用ロボットRをガイドレール33および湾曲接続レ
ール35に沿って鉄骨柱P3の周囲を旋回移動させつつ
被溶接部Wを連続して溶接することができる。この時に
は湾曲接続レール35移動中にトーチ操作部13の操作
によりコーナー部PCの溶接を行う。なお、2台の溶接
用ロボットRを使用して対称部位を同時に対面溶接する
ことにより、鉄骨柱の歪みおよび建方精度をより向上す
ることができる。
【0022】
【発明の効果】以上に述べたごとく本発明の第1の構成
によれば、緊縛具により鉄骨柱の各コーナー部にコーナ
ー部材を固定し、これらコーナー部材間にガイドレール
を連結するとともに、隣接するガイドレールの端部間を
回動体の回動によりそれぞれ連続可能な回動用レールを
設けたので、エレクションピースのない辺のガイドレー
ル溶接用ロボットを装着して被溶接部の溶接を行った
後、エレクションピースを外し、回動用レールを介して
ロボットを隣接するガイドレール乗り移らせた後、隣接
する辺の溶接を再開することができる。したがって、ガ
イドレールの着脱や溶接用ロボットの着脱なしに、鉄骨
柱の被溶接部の溶接作業を連続して行うことができ、鉄
骨柱の溶接作業の能率を大幅に向上することができる。
【0023】また、第2の構成によれば、鉄骨柱の周囲
にガイドレールと湾曲接続レールにより無端状の溶接用
ロボット移動経路を形成することができ、1台の溶接用
ロボットにより、鉄骨柱を全周にわたって連続して溶接
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る鉄骨柱溶接用ロボットのレール装
置の第1実施例を示す全体平面である。
【図2】同レール装置のコーナー部材を示す拡大平面図
である。
【図3】同レール装置のガイドレールを示す断面図であ
る。
【図4】同レール装置を使用する溶接用ロボットの側面
部分断面図である。
【図5】同レール装置の溶接用ロボットを示す部分背面
図である。
【図6】同レール装置の溶接用ロボットのトーチ操作部
を示す平面断面図である。
【図7】同レール装置の溶接用ロボットの走行部を示す
概略平面図である。
【図8】本発明に係る鉄骨柱溶接用ロボットのレール装
置の第2実施例を示す全体平面である。
【図9】同レール装置のコーナー部材を示す拡大平面図
である。
【符号の説明】
1 コーナー部材 1a 係合凹部 2 緊縛具 3 ガイドレール 3a 受動用ラック 4 レール支持材 5 回動用レール 5a 受動用ラック 6 支軸 7 回動体 8 固定ボルト 11 走行部 12 溶接トーチ 13 トーチ操作部 31 コーナー部材 31a 係合凹部 32 緊縛具 33 ガイドレールー 34 レール支持材 35 回動用レール P1,P2,P3 鉄骨柱 PR,PL 左右対辺 PF,PB 前後対辺 PC コーナー部 E エレクションピース W 被溶接部 F 連結部材 R 溶接用ロボット

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄骨柱の各コーナー部に係合されて緊縛
    具により鉄骨柱に固定されるコーナー部材間に、被溶接
    部に沿うガイドレールを設け、前記コーナー部材に、鉄
    骨柱の軸心と平行な支軸を中心として回動自在な回動体
    を設け、この回動体に、両回動限で隣接する前記ガイド
    レールの端部にそれぞれ連続する回動用レールを設ける
    とともに、前記回動体を回動限で固定する固定具を設け
    たことを特徴とする鉄骨柱溶接用ロボットのレール装
    置。
  2. 【請求項2】鉄骨柱の各コーナー部に係合されて緊縛具
    により鉄骨柱に固定されるコーナー部材間に、被溶接部
    に沿うガイドレールを設け、前記コーナー部材に、隣接
    するガイドレールの端部間を接続する湾曲接続レールを
    設けたことを特徴とする鉄骨柱溶接用ロボットのレール
    装置。
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