JP2623049B2 - 自動大組立装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、造船用パネルの組立て
を自動的に行う自動大組立装置に関し、さらに詳しく
は、先にロンジと大板を組み立て、その後ロンジにトラ
ンスを差し込むようにした、数値制御による、ロンジ先
行溶接・トランス差込み方式の大組立装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】船舶の建造は、おおまかには鋼材の搬
入、ブラスト、切断、溶接、加工と進み、小組立から大
組立、そしてブロック製造へと進む。従来、一部小組立
までの自動化はかなり進んでいるが、大組立の自動化、
合理化には未だ難点が多くその実現を阻んでいる状況に
ある。ここで、大組立の主要構成部材は大板、縦骨材と
してのロンジ、及び横材としてのトランスまたはフロア
（以下、単にトランスという）の３つの部材からなり、
これら３つの部材を枠組みして船体ブロックのためのパ
ネルを組み立てる工程を大組立という。従来、このよう
な大組立工法として、ロンジ先行溶接工法や枠組工法な
どがあった。

【０００３】（１）ロンジ先行溶接工法 この工法は、ロンジと大板を先に組み立て、その後トラ
ンスを配材する工法で、スロット方式と呼ばれている。
図２０にこの工法の概要を示す。また、図２１はこの工
法の工程図である。

【０００４】大板の製作工程（図２０（ａ），図２１
のステップＳ１〜Ｓ３参照） まず、数枚の鋼板１１０を順次自動突合せ溶接して所要
寸法の大板１０１を製作する。溶接はガントリー式の自
動溶接機１１２にて行う。

【０００５】ロンジ仮付工程（図２０（ｂ），図２１
のステップＳ４〜Ｓ５参照） 次に、Ｌ形鋼などのロンジ１０２を上記大板１０１上に
所定間隔で取り付けるため、まず大板１０１にロンジラ
イン１１１を罫書き、ロンジ１０２を搬入しその罫書線
１１１に合わせて配置し、その後図２０（ｂ）に付記す
るような仮止治具１１３を使用してそのロンジの長手方
向を数個所仮付けする。この工程はすべて人手による重
筋作業であり、ハンマーやジャッキ、バールその他種々
の工具を使用してロンジ１０２を罫書線にすり合せた
り、大板１０１と肌合せしたりしなければならない。

【０００６】ロンジ溶接工程（図２０（ｃ），図２１
のステップＳ６参照） 上記工程で仮付けしたロンジ１０２の基部をガントリー
式の自動溶接機１１４にて両側から同時に自動隅肉溶接
してロンジ１０２を大板１０１に固着する。

【０００７】トランス取付工程（図２０（ｄ），図２
１のステップＳ７，Ｓ１１〜Ｓ１４参照） 次に、大板１０１上に取り付けられた数本のロンジ１０
２に対し、小組立されたトランス１０３を上方から挿入
して交叉状に組み付け、カラープレート１２０によりト
ランス１０３を溶接で各ロンジ１０２に取り付ける（ス
テップＳ７）。トランス１０３にはあらかじめスロット
１１８が所定間隔で加工されており、また図示しない小
骨部材が溶接で取り付けられている。このトランス１０
３の製作工程（ステップＳ１１〜Ｓ１４）は上記大板の
製作からロンジ溶接までの工程と平行して行われる。ま
た、ロンジ１０２が溶接歪などで多少倒れていてもトラ
ンス１０３の挿入を容易にするため、スロット１１８は
幅広く形成されている。しかし、これにより結合強度が
低下するため、図２０（ｄ）に付記するようなカラープ
レート１２０を用いてロンジ１０２とトランス１０３を
連結する必要がある。このため溶接個所がカラープレー
ト１２０の１枚当たり８個所（矢印ｗで示す個所）発生
することになる。カラープレート１２０の溶接は一般に
手溶接である。

【０００８】トランス溶接工程（図２０（ｅ），図２
１のステップＳ８参照） トランス１０３と大板１０１及びロンジ１０２とを手溶
接し、パネル１００の組立が終了する。

【０００９】最後に、図示しない吊りピースや艤装部品
などを取り付け（ステップＳ９），上記のようにして組
み立てられたパネル１００をクレーンで搬出する（ステ
ップＳ１０）。

【００１０】（２）枠組工法 この工法は、トランスとロンジを先に組み立て、その後
大板に配材する工法で、スリット方式と呼ばれている。
つまり、トランスとロンジを先に枠組みしておき、これ
を大板上に取り付ける工法である。このため、ロンジを
通すための狭いスリットをトランスに設けるだけでよ
く、上記のようなカラープレートを必要としない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来工法には下記のよ
うな長所と短所がある。 （１）ロンジ先行溶接工法の場合 パネル溶接長の４５％（これはほとんどロンジ溶接長で
占める）を多電極高能率溶接ができる。反面、カラープ
レートを必要とし、この取付工程で溶接長が３０％増加
するとともに、自動溶接化が困難になる。さらに細部に
ついて述べると、ロンジ仮付工程では全く人手に頼らざ
るを得ず、重労働であるうえに作業が不安定であり、ロ
ンジラインの罫書精度やロンジ取付精度が悪く、±２mm
程度は容易にずれる。この精度不良は後工程に大きく影
響を及ぼし、しばしば手直しが必要となる。また、トラ
ンス取付工程ではカラープレートの取付けのため多大の
人手、時間がかかる。

【００１２】（２）枠組工法の場合 カラープレートを必要としない分、溶接長が短くなり、
パネル溶接長の３５％（これはほとんどトランスとロン
ジ部分の溶接長で占める）は作業性が良く、自動溶接化
が可能である。しかし、この枠組を大板に配材した後の
溶接能率が非常に悪く、自動化がきわめて難しい。

【００１３】枠組工法の場合は枠組の大板配材後の自動
溶接化に難点が多すぎるが、ロンジ先行溶接工法の場合
はロンジ仮付工程、トランス取付工程などに改善の余地
が残されていると考えられる。まず考えられることは、
ロンジ先行溶接工法の長所を活かすべく、カラープレー
トを除去することである。これにより少なくともパネル
溶接長の３０％を削減できることになる。次に、カラー
プレートを除去すると、トランスのスリット幅は枠組工
法と同様に狭くできるが、これに伴いトランスをロンジ
に差し込まざるを得なくなる。このようにトランス差込
み方式とした場合の一番の問題は、ロンジの取付誤差が
非常に大きいことや、ロンジ姿勢が真直ぐではなく傾い
ている場合が多いことなどのため、果してうまくトラン
スを差し込むことができるかという点にある。

【００１４】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、トランスの差込み可能な範囲をス
リットの位置及び幅の計測データから見通しをつけ、そ
の範囲内のギャップを見込んだ最適位置にロンジを配材
することでトランスの差込みに成功したものである。し
たがって、本発明の目的は、このようなカラープレート
を必要としないロンジ先行溶接・トランス差込み方式の
大組立工法を効率的に実施するための自動大組立装置を
提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ロンジと大板
を先に組み立て、その後トランスを配材するロンジ先行
溶接の大組立装置において、大組立工程を集中制御する
ための数値制御装置を設け、この数値制御装置に、横材
のスリットピッチ及びスリット幅を自動計測し、スリッ
ト情報を得るためのスリット自動計測装置と、このスリ
ット情報を基にして計算した所定の取付スパンで骨材を
大板に配置し、かつ、該骨材の仮付溶接を行う骨材自動
配材装置と、大板に全ての骨材を溶接した後、該骨材を
直立に矯正しながらその端部より横材を差し込む（引き
込む）ようにした横材自動差込み装置とを配備すること
で、パネルの大組立を自動的かつ高精度にできるように
したものである。

【００１６】また本発明において、前記スリット情報を
得るためのスリット自動計測装置は、横材の下方にて長
手方向に走行する計測台車と、該計測台車より離隔さ
れ、かつ、前記数値制御装置に接続された計測制御装置
とからなり、前記計測台車に横材のスリット位置ごとに
オン・オフ信号を得るセンサー手段を対向状に設置する
とともに、前記センサー手段の信号と同期して前記計測
台車の走行距離を計測する距離測定手段を設け、さらに
前記計測台車と計測制御装置の間を光通信手段により連
絡する構成としたものである。

【００１７】また前記スリット情報を基に、所定の取付
スパンで骨材を自動配材する骨材自動配材装置は、骨材
の取付スパン方向に走行するガントリー式のＮＣ走行台
車と、該走行台車に設置され、ロンジライン方向に移動
する横行台車と、該横行台車に昇降軸を介して取り付け
られた骨材位置決め手段と、該骨材位置決め手段に取り
付けられた溶接装置とからなるもので、さらに前記骨材
位置決め手段を、骨材を跨ぐように形成された門型の本
体と、骨材の位置決め時、該本体を大板に固着しておく
ための本体下端に取り付けられた一対の電磁石と、ウェ
ブを挾圧して骨材を直立に保持するべく前記本体内に取
り付けられた一方の基準押圧板と、該基準押圧板の押付
力より小さい押付力で押動する他方の位置決め押圧板
と、大板に対する骨材の肌付けを良くするため骨材の上
面を押圧する押圧子とから構成したものである。

【００１８】また全部の骨材の溶接後、横材を骨材の端
部より差し込むための前記横材自動差込み装置は、大板
に取り付けられた骨材をガイドレールとして左右の駆動
ローラーで挾み付けて走行する走行台車と、該走行台車
に牽引され、横材を垂直に保持する複数の横材保持手段
と、骨材の倒れを強制的に矯正するべく骨材の上部を起
こすように前記走行台車の駆動ローラーに荷重を加える
骨材矯正手段と、骨材の直立を判定するための変位セン
サー手段とから構成したものである。

【００１９】

【作用】すなわち、本発明は、縦骨材であるロンジを大
板に配材するにあたって、まずスリット自動計測装置に
より、横材であるトランスの全数について全部のスリッ
トピッチ及びスリット幅を計測し、スリット情報を得
る。次に、これらの実測データから、データ上で、ロン
ジを通すための差込みギャップに見通しをつける。この
見通しは数値制御装置と接続された骨材自動配材装置の
骨材配材サブシステムにて行われる。またこの見通しに
おいては、トランスとロンジの干渉が最も少なくなるよ
うな差込み情報を計算し、最適なロンジ取付スパンを求
める。そのためには、まずトランスとロンジが干渉する
か否かの判定基準となる差込みギャップを設定し、次に
トランスを少しずつ動かして差込みギャップを計算し、
正の値が最も多い（干渉が最も少ない）位置を求め、さ
らにロンジを動かして同様に差込みギャップを計算し、
正の値が最も多い（干渉が最も少ない）位置を求める。

【００２０】このようにして求めた最適な取付スパン情
報すなわち差込み情報を前記骨材自動配材装置に与え、
該骨材自動配材装置によってその取付スパン位置にロン
ジを配材するのである。なお、干渉するスリットがあれ
ばそのスリットのみについて手直しして幅を広げる。ロ
ンジは位置決め手段によって高精度に位置決めされる。
さらに上記最適位置に各ロンジを仮付溶接し、その後ロ
ンジを本溶接する。本溶接は通常のガントリー式自動溶
接機で行う。

【００２１】ロンジ溶接後、前記横材自動差込み装置に
よりロンジ端部から順番にトランスを差し込む（引き込
む）。差込み時、ロンジは直立状態になっているとは限
らないので、ロンジの倒れを修正する必要がある。そこ
で、ロンジの上部を起こすように走行台車の駆動ローラ
ーに骨材矯正手段で荷重を加えるとともに、ロンジの倒
れ具合をセンサー手段で検出する。ロンジが直立になっ
た状態でトランスを少しずつ引き込む。

【００２２】全てのトランスが所定位置まで差し込まれ
た後、トランスのスリット部分及び小組立部材をロンジ
と、トランス下部を大板とそれぞれ溶接すれば、パネル
の組立が終了する。

【００２３】

【実施例】図１は本発明の大組立装置の概要を示す図
で、図２は大組立の各工程の説明図、図３は大組立工程
図である。図２において（ｂ）と（ｄ）の工程が従来の
図２０（ｂ），（ｄ）とそれぞれ異なっている。また図
３ではステップＳ４，ステップＳ６，ステップＳ１５が
本工法において新たに設けられた工程である。

【００２４】図１において、１は大組立工程を集中制御
するための数値制御装置、２はトランスのスリットピッ
チ及びスリット幅を計測するためのスリット自動計測装
置、３はロンジを所定の取付スパンで大板に配材するた
めの骨材自動配材装置、４はロンジ端部よりトランスを
差し込むための横材自動差込み装置である。以下、各装
置の構成及び作用を説明する。

【００２５】（１）数値制御装置 本装置１は、大組立の全工程を数値制御方式により集中
管理するためのもので、図１では本発明において必須の
スリット自動計測装置２，骨材自動配材装置３，及び横
材自動差込み装置４を制御する場合を示している。その
他の装置、例えばガントリー式自動溶接機１１２，１１
４等も本装置１で制御されることはいうまでもない。ま
た本装置１は大組立制御データベース１０を備え、スリ
ット自動計測装置２を支援するためのスリット自動計測
サブシステム２０を備えている。図１において、１２は
本装置１の端末機である。

【００２６】（２）スリット自動計測装置 本装置２は、図３のスリット自動計測工程（ステップＳ
１５）において使用されるもので、図１に示すようにト
ランス１０３を垂直に保持するクランプ装置２１と、ト
ランス１０３の下方において長手方向に走行するスリッ
ト計測台車２２と、計測台車２２より離隔され、光通信
手段（図示せず）により計測台車２２との間を連絡され
た計測制御装置２３と、スリット位置ごとにオン・オフ
信号を得るように計測台車２２に対向状に設置されたレ
ーザーセンサーからなるセンサー手段２４と、このレー
ザーセンサー２４ａ，２４ｂの信号に同期して計測台車
２２の走行距離を測定する距離測定手段（図示せず）と
から主として構成されている。また本装置２により計測
されたスリット情報は計測制御装置２３より前記数値制
御装置１のスリット自動計測サブシステム２０に転送さ
れ、さらに大組立制御データベース１０に格納される。

【００２７】さらに本装置２を図４及び図５により説明
する。図４は本装置２の概要図、図５は本装置２のブロ
ック図である。また図６は測定方法の説明図である。計
測台車２２は、走行用のＸ軸サーボモータ２２１により
ピニオン２２２とラックレール２２３の噛み合わせによ
って走行するようになっている。この走行距離はＸ軸サ
ーボモータ２２１のエンコーダ２２４とユニバーサルカ
ウンター２２５からなる距離測定手段により測定され
る。計測台車２２にはレーザーセンサー２４ａ，２４ｂ
を取り付けたＹ形の支柱２２６を昇降可能に設け、高さ
調整用のＹ軸サーボモータ２２７により任意の高さの計
測ライン１０７に設定できるようになっている。また計
測台車２２にはマイクロコンピュータが搭載されてお
り、そのＣＰＵ２２８によりＸ，Ｙ軸の制御やレーザー
センサー２４ａ，２４ｂの信号処理、走行距離のカウン
ト等を行うようにしている。さらに計測台車２２にはス
リット１０４の状態を監視するためのＩＴＶカメラ２２
９が搭載されており、該カメラ２２９の映像信号はトラ
ンスミッター２３０により計測制御装置２３のテレビア
ンテナ２３１を介してモニターテレビ２３２に送信され
る。

【００２８】計測制御装置２３はマイクロコンピュータ
のＣＰＵ２３３を備え、レール部のホームポジション側
に設置され、計測制御装置２３と計測台車２２の間を光
通信モジュールからなる光通信手段２５ａ，２５ｂで連
絡している。これによって、計測台車２２の大ストロー
ク化と動力線及び信号線のワイヤレス化を図ることがで
き、トランスが長い（２０ｍ程度になることがある）場
合でも、計測台車２２の走行性能の安定性、小型軽量化
を図ることによって、測定精度の確保及び測定の高速化
を可能にしている。計測台車２２への電力（モータの駆
動及び制御、測定系の駆動用）供給は、レール部に併設
されたトロリーから摺動子（いずれも図示せず）を介し
て行い、また測定パラメータ等の測定条件の計測制御装
置２３側から計測台車２２への指令、及び測定結果の計
測制御装置２３側への転送は光通信手段２５ａ，２５ｂ
によって行われる。

【００２９】次に、図４〜図６によりスリット位置の自
動計測方法について説明すると、まずトランス１０３を
クランプ装置２１により垂直に保持し、レーザーセンサ
ー２４ａ，２４ｂの位置（計測ライン１０７の高さ）を
Ｙ軸サーボモータ２２７により設定した後、レーザービ
ーム２４ｃを発射しながら計測台車２２をスタートさせ
る。同時に計測台車２２に搭載されたマイクロコンピュ
ータの距離パルスカウンター２２５によりＸ軸サーボモ
ータ２２１のエンコーダ２２４からのパルス数をカウン
トする。この実施例では１パルス当たり０．１mmに設定
されており、スタート点からのパルス数をカウントする
ことにより、距離に換算することができる。

【００３０】レーザーセンサー２４ａ，２４ｂの出力信
号は、トランス１０３によりレーザービーム２４ｃを遮
断しない点でオンとなり、レーザービーム２４ｃを遮断
する点でオフとなるため、各スリット端及びトランスの
両端でオン・オフ信号が得られる。このオン・オフ信号
を距離パルスカウンター２２５と同期させ、かつそのパ
ルス数を距離に換算することにより、スリット１０４の
ピッチＰ1 ，Ｐ2 ，…Ｐ(n) 及びスリット幅Ｇ1 ，Ｇ2
，…Ｇ(n) を０．１mmの精度で自動計測することがで
きる。測定データは計測台車２２に搭載のマイクコンピ
ュータのメモリーに記憶させるとともに、必要に応じ光
通信手段２５ａ，２５ｂを介して計測制御装置２３へ転
送し、さらにスリット自動計測サブシステム２０を経て
前記数値制御装置１の大組立制御データベース１０に格
納される。この測定データは次工程におけるロンジ配材
のための参照データとなる。またスリット状態をＩＴＶ
カメラ２２９を通してモニターすることにより、測定デ
ータの異常が発生した場合などにおいてその原因を探知
できる。

【００３１】（３）骨材自動配材装置 本装置３は、図３のロンジ自動仮付工程（ステップＳ
４）において使用されるもので、図１に示すようにロン
ジ１０２の取付スパン方向に走行するガントリー式のＮ
Ｃ走行台車３１と、走行台車３１に設置され、ロンジラ
イン方向へ移動する横行台車３２と、横行台車３２に昇
降軸３３を介して取り付けられた骨材位置決め手段３４
と、骨材位置決め手段３４に取り付けられた仮付溶接用
の溶接装置３５とから主として構成されている。また図
１において、３０は骨材自動配材サブシステムであり、
この骨材自動配材サブシステム３０に、ロンジ配材時、
前記数値制御装置１に格納されているスリット測定デー
タを転送することにより、その測定データに基づき、デ
ータ上でトランスとロンジの干渉が最も少なくなるよう
な最適な取付スパン位置を計算し、その位置にロンジを
配材するように本装置３を制御するものである。

【００３２】以下、本装置３の各部の構成及び作用を図
７〜図１３により説明する。ＮＣ走行台車３１は左右対
称であるので図には左側部分のみを示すことにする。図
７はＮＣ走行台車の正面図、図８は平面図、図９は側面
図である。図７〜図９において、３１１は走行サーボモ
ータで、ピニオン３１２を走行レール３１３に併設した
ラック３１４に噛み合わせて走行台車３１の走行距離を
制御するようにしている。すなわち、前記数値制御装置
１からの指令により骨材自動配材サブシステム３０にて
計算された最適な取付スパンの距離に相当するパルス数
を走行サーボモータ３１１に与える。３１５は走行車輪
である。

【００３３】走行台車３１の支柱３１６上には横桁３１
７がその両端を軸３１８で枢着されている。このため、
横桁３１７は水平面内で傾くことができ、大板１０１が
走行台車３１の走行路と多少非平行に置かれた場合でも
該大板１０１と平行に走行させることができる。３１９
は押しネジ３２０を持つ横桁固定用モータである。また
大板１０１には基準点（図示せず）が設けられており、
ロンジ配材前にこの基準点をスイングアーム３２２に取
り付けたカメラ３２１で検出することにより横桁３１７
の傾き角度を調整する。３２３はスイングアーム３２２
の傾動用シリンダ、３２４はロンジ１０２の一端を大板
１０１の一端に合わせるためのシリンダである。

【００３４】次に、図１０は横行台車及び骨材位置決め
手段等の構成例を示す側面図、図１１は図１０のＡ−Ａ
線横断面図、図１２は図１０のＢ−Ｂ線縦断面図であ
る。横行台車３２は横行車輪３２５により横桁３１７の
横行レール３２６上を移動する。また横行台車３２の移
動はロンジライン方向への移動であるから、厳密な制御
は要らない。

【００３５】角パイプからなる昇降軸３３を前記横行台
車３２に貫通支持させ、昇降軸３３の下端に前記骨材位
置決め手段３４を取り付ける。３２７は昇降軸３３の昇
降モータで、ボールネジ３２８に昇降軸３３の取付金具
３２９を螺合させて昇降軸３３を昇降させるようにして
いる。３３０は横桁３１７に設けた昇降軸３３のガイド
用貫通溝孔である。

【００３６】骨材位置決め手段３４は、ロンジ１０２を
跨ぐように門型に形成された本体３３１と、該本体３３
１の下端に取り付けられた一対の電磁石３３２と、ロン
ジ１０２のウェブ１０５を挾圧するように本体３３１の
内部に設けられた基準押圧板３３３及び位置決め押圧板
３３４と、ロンジ１０２のフランジ１０６上面を押圧す
る押圧子３３５とから構成されている。基準押圧板３３
３及び位置決め押圧板３３４にはそれぞれ複数の押圧ロ
ーラー３３６が取り付けられている。また溶接トーチ
（図示せず）等を有する前記溶接装置３５は本体３３１
の側面に取り付けられている。３３７は基準押圧板３３
３の基準油圧シリンダ、３３８は位置決め押圧板３３４
の位置決め油圧シリンダで、その押付力は基準油圧シリ
ンダ３３７の押付力よりも小さい値に設定されている。
３３９は押圧子３３５の油圧シリンダである。

【００３７】次に、本装置３の動作を説明する。まず基
準押圧板３３３と位置決め押圧板３３４によりロンジ１
０２を把持し、大板１０１の基準点より所定の取付スパ
ンの距離まで走行台車３１を走行させる。次にその取付
スパンの位置で昇降軸３３を下降させ、電磁石３３２を
励磁して骨材位置決め手段３４を大板１０１に固着させ
る。その後、該ロンジ１０２の位置決めを行う前に一旦
基準押圧板３３３と位置決め押圧板３３４による把持を
解除する。引き続き、ロンジ１０２の端面を両側から骨
材端位置合わせ用シリンダ３２４で押し、大板１０１の
一方の端面に合わせる。その後、ロンジ１０２の位置決
めを次のようにして行う。この位置決め動作を図１０及
び図１３によって説明する。

【００３８】まず、図１３（ａ）に示すように基準油圧
シリンダ３３７によって基準押圧板３３３を大なる荷重
で押動する。基準押圧板３３３のストローク端である押
圧ローラー３３６の先端位置は前記取付スパンの位置と
同じに設定されている。次に、図１３（ｂ）に示すよう
に反対側から位置決め油圧シリンダ３３８により位置決
め押圧板３３４を小なる荷重で押動し、ロンジ１０２の
ウェブ１０５を挾圧する。これによってロンジ１０２の
ウェブ１０５は両側から押圧ローラー３３６を介して挾
み付けられ、直立に保持されるとともに、位置決め押圧
板３３４の押付力は基準押圧板３３３のそれに比べて小
さいので基準位置（位置決め位置）がずれることはな
い。またこれらの押付力の反力はロンジの両側にある一
対の電磁石３３２で受け持たせる。したがって、ロンジ
１０２の基端における基準側の縁１０８は定められた取
付スパンＬ(n) の位置に一致することになる。なお図１
０において、１０２(n-1)は既に取り付けられた直前の
ロンジを示し、１０２(n) 及び１０２(n+1) はこれから
取り付けられようとするロンジで、１０２(n) は位置決
め中のもの、１０２(n+1) は位置決めされるべきものを
示している。

【００３９】この位置決め後、さらに押圧子３３５でロ
ンジ１０２のフランジ１０６上面を押し、基端を大板１
０１に肌付けする（図１３（ｃ）参照）。

【００４０】以上の位置決めが終わり、ロンジ１０２を
挾圧かつ肌付け状態の保持したまま、溶接装置３５の溶
接トーチによりその位置の近傍にてロンジ１０２の基端
部を両側から仮付溶接する（図１３（ｃ）の矢印ｗ参
照）。さらに、前記位置決め動作、挾圧・肌付け状態の
保持動作、並びに仮付溶接動作を横行台車３２の移動に
よりそのロンジ１０２の長手方向に所定間隔で繰り返し
行うことにより、該ロンジ１０２を所定の取付スパンの
位置に沿って高精度に固着することができる。よって、
以上の全動作を定められた取付スパンごとに繰り返し行
うことにより、大板１０１上に任意数のロンジ１０２を
高精度に配置し、かつ取り付けることができる。

【００４１】（４）横材自動差込み装置 本装置４は、図３のトランス自動差込み工程（ステップ
Ｓ６）において使用されるもので、図１に示すように大
板１０１に取り付けられたロンジ１０２をガイドレール
として左右の駆動ローラー（図示せず）で挾み付けて走
行する走行台車４１と、該走行台車４１に牽引され、ト
ランス１０３を垂直に保持する複数の横材保持手段４２
と、ロンジ１０２の倒れを強制的に矯正するべくロンジ
の上部を起こすように走行台車４１の駆動ローラーに荷
重を加える骨材矯正手段（図示せず）と、ロンジ１０２
の直立を判定するための変位センサー手段（図示せず）
とから構成したものである。また図１において、４０は
トランス自動配材サブシステムであり、前記数値制御装
置１からのマッチング情報（差込み情報）を得て本装置
４を制御するようになっている。

【００４２】さらに本装置４を図１４〜図１６により説
明する。図１４は４台の引込みユニットを備えた本装置
４の平面図で、該ユニットを左側から順に装入時の全体
平面、車輪及びレーザー距離センサーの取付け平面、及
び右側の２つは走行時の全体平面を示したものである。
図１５は図１４のＣ−Ｃ線の拡大図、図１６は図１４の
Ｄ−Ｄ線の拡大正面図である。走行台車４１は、動力台
車４１１と、ロンジ１０２の間ごとに設置された複数の
牽引車４１２とからなり、各牽引車４１２の後端に電磁
石４２ａ〜４２ｄからなる横材保持手段４２を備えてい
る。４１３は動力台車４１１の支持車輪、４１４は牽引
車４１２の支持車輪、４１５，４１６は牽引車４１２を
動力台車４１１に連結するための連結部材と連結軸、４
１７はトランス１０３の下端を大板１０１より少し浮か
した状態で支持する受け金具である。

【００４３】１台の牽引車４１２において、ロンジ１０
２のフランジ１０６を挾み付けるようにした４個の駆動
ローラー４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄがそれぞれス
ライドボックス４１８に装着されている。また中央部の
左右の駆動モータ４１９もスライドボックス４２０に装
着されている。これらのスライドボックス４１８，４２
０はそれぞれフレーム４２１上においてスライドガイド
４２２，４２３により左右方向にスライドできるように
なっている。駆動ローラー４３ａ〜４３ｄは駆動モータ
４１９によりチェーン機構４２４を介して左右２個ずつ
同時に回転せしめられる。また駆動ローラー４３ａ〜４
３ｄのスライドボックス４１８にそれぞれ油圧シリンダ
４４ａ〜４４ｄを連結し、ピン４２５により左右のシリ
ンダ本体の基端を連結するとともに、バネ４２６により
左右方向へ付勢している。前記チェーン機構４２４の従
動スプロケットはこのスライドボックス４１８上に取り
付ける。またロンジ１０２の直立を判定するための変位
センサー手段４５としてのレーザー距離センサー４５ａ
〜４５ｄがフレーム４２１の下部にそれぞれ等距離で左
右上下４個所に配置されている。

【００４４】次に、本装置４の動作について説明する。
まず、各牽引車４１２の駆動ローラー４３ａ〜４３ｄを
油圧シリンダ４４ａ〜４４ｄにより図１４の左側ユニッ
トに示すように後退させておき、クレーンで搬入する。
次にトランス１０３をクレーンで搬入し、そのスリット
１０４の下部を斜め方向から各ロンジ１０２の基端部に
挿入し、受け金具４１７上にほぼ垂直に立て、次いで電
磁石４２ａ〜４２ｄに通電してトランス１０３を垂直に
固定・保持する。この状態で次に、駆動ローラー４３ａ
〜４３ｄを図１４の右側ユニットに示すように左右方向
へ前進させ、各ロンジ１０２のフランジ１０６を左右か
ら挾み付けて駆動する。駆動ローラー４３ａ〜４３ｄの
回転により各牽引車４１２は動力台車４１１により牽引
され、各ロンジ１０２をガイドレールとして走行する
が、ロンジは必ずしも直立になっているとは限らないの
で、このままではトランス１０３とロンジ１０２で軋み
が発生し、トランス１０３を円滑に差し込むことができ
ない。そこで、ロンジ１０２を強制的に直立に矯正しな
がらトランス１０３を差し込む（引き込む）。

【００４５】このロンジの矯正方法を図１７及び図１８
を参照して説明する。図１７は簡略化された１つの差込
みユニットの平面図、図１８はロンジ１０２とトランス
１０３が相対的に傾いている場合のレーザー距離センサ
ー４５ａ〜４５ｄによる検出方法とロンジ１０２の矯正
方法を示す立面図である。図１７に示すように、左側の
レーザー距離センサー４５ａ，４５ｃによるウェブ１０
５面の上部及び基端部の測定距離をそれぞれＬ1 ，Ｌ2
とし、同様に右側のレーザー距離センサー４５ｂ，４５
ｄによるウェブ１０５面の上部及び基端部の測定距離を
それぞれＲ1 ，Ｒ2 とすると、 （ａ）Ｌ2 ＞Ｌ1 ，Ｒ1 ＞Ｒ2 のときは、左側の油圧シ
リンダ４４ａ，４４ｃの油圧を高めてロンジ１０２の上
部を起こし矯正する。 （ｂ）Ｌ1 ＞Ｌ2 ，Ｒ2 ＞Ｒ1 のときは、右側の油圧シ
リンダ４４ｂ，４４ｄの油圧を高めてロンジ１０２の上
部を起こし矯正する。 （ｃ）そして、Ｌ1 ＝Ｌ2 ，Ｒ2 ＝Ｒ1 となるまで、前
記方法によりロンジ１０２を矯正し、しかるのち、前記
状態（Ｌ1 ＝Ｌ2 ，Ｒ2 ＝Ｒ1 ）となるように油圧回路
を制御し、ロンジ１０２を中立状態（直立状態）に保
つ。 このようにしてロンジ１０２の倒れを弾性範囲内で矯正
しながら少しずつトランス１０３を引き込む。ロンジ１
０２の基端は前述のように最適スパンで取り付けられて
いるので、ロンジ１０２の上部を起こしながらトランス
１０３を引き込めばよく、かくしてトランス１０３はロ
ンジ１０２とセリ合いながら、またはギャップを有しな
がら差し込まれていく。トランス１０３を所定位置まで
差し込み、牽引車４１２上に搭載した溶接ロボット（図
示せず）等により仮付溶接し固定する。

【００４６】１つのトランス１０３の取付けが終了した
後、各ユニットの電磁石４２ａ〜４２ｄを消磁するとと
もに、駆動ローラー４３ａ〜４３ｄを油圧シリンダ４４
ａ〜４４ｄにより後退させ、ロンジ１０２のフランジ１
０６から開離させる。その後、クレーンで本装置４を吊
り上げ、最初の位置に戻し、再び前記のようにして次の
トランス１０３をロンジ１０２の端部より差し込んでい
くものである。

【００４７】次に、図２及び図３に戻って本大組立工法
の概要を説明する。

【００４８】大板の製作工程（図２（ａ），図３のス
テップＳ１〜Ｓ３参照） この工程は従来工法のそれと全く同じである。

【００４９】スリット自動計測工程（図２（ｂ）の枠
内図、図３のステップＳ１５参照） トランス１０３の歪取りを終わった（ステップＳ１４）
後、トランス１０３のスリットピッチ及びスリット幅を
計測する（ステップＳ１５）。このスリット計測は前記
自動計測装置２によって行われる。なお、トランスの製
作工程（ステップＳ１１〜Ｓ１４）は従来工法のそれと
同じである。またスリット幅は可能な限り狭く形成され
ている。

【００５０】ロンジ自動仮付工程（図２（ｂ），図３
のステップＳ４参照） この工程では、まず、前記スリット計測工程で得られた
全スリットの実測データを基に、前記骨材自動配材装置
３の骨材自動配材サブシステム３０において、図１９に
示すようにデータ上からロンジ１０２を通すためのギャ
ップ、すなわち差込みギャップＧs1，Ｇs2，…Ｇsnに見
通しをつける。

【００５１】図１９はｎ枚のトランスの（ｎ−１）番目
と（ｎ）番目のスリットについて、見通しをしたときの
差込みギャップＧs(n-1)，Ｇs(n)を示すものである。各
トランスは一端を基準にスリット計測データを揃える
と、各スリット端を結んだ線の最小間隔Ｇs(n-1)，Ｇs
(n)は図示のように計測ギャップＧs(n-1)，Ｇs(n)より
小さい値となり、トランスとウェブとの干渉が考えられ
る。このため、トランス及び仮止めしたロンジの位置を
微調整して最も干渉が少ない位置を計算する。

【００５２】まず、トランスとロンジの干渉判定のため
にあらかじめ設定された基準ギャップに対して余裕ギャ
ップ（実際に差し込む際のギャップ）が０以上となるよ
うに、各トランスを少しずつ動かして干渉の最も少ない
位置を求め、次いでロンジを動かして干渉の最も少ない
位置を求める。もし余裕ギャップと基準ギャップの差が
負の値になれば、そのために全部のロンジを通すことが
できなくなるため、干渉を起こすとみられる当該トラン
スの当該スリットのみを手直しして幅を広げる。

【００５３】このようにして余裕ギャップｇ(n-1) ，ｇ
(n) を見込んでロンジ１０２の最適な取付スパンＬ(n)
を決め、その取付スパンＬ(n) でロンジ１０２を前記骨
材自動配材装置３により正確に位置決めし、配材し、か
つ仮付溶接する。

【００５４】このような方法で１本のロンジ１０２を４
００mm程度のピッチで精度良く仮付けしていく。したが
って、従来のようにロンジラインを罫書く必要はない。

【００５５】ロンジ自動溶接工程（図２（ｃ），図３
のステップＳ５参照） この工程は従来工法のそれと全く同じである。

【００５６】トランス自動差込み工程（図２（ｄ），
図３のステップＳ６参照） 前記工程で全てのロンジ１０２が最適位置に取り付けら
れているので、次にこの工程ではトランス１０３を順番
にロンジ１０２の端部から差し込んでいく。トランス１
０３の差込みは前記横材自動差込み装置４を用いて行
う。差込み後はトランス１０３とロンジ１０２を仮付溶
接する。トランス１０３の小組立部材も同様にロンジ１
０２と仮付溶接する。

【００５７】トランス自動溶接工程（図２（ｅ），図
３のステップＳ７参照） この工程では、溶接ロボット（図示せず）などを用いて
トランス１０３とロンジ１０２及び大板１０１とを溶接
する。トランス１０３のスリット１０４はできるだけ狭
く形成されているため、従来のようにカラープレートを
用いないでも直接ロンジウェブ１０５と自動隅肉溶接が
できる。したがって、図２（ｅ）に付記するようにスリ
ット部分の溶接個所は４個所でよい。以上のようにして
パネル１００の組立が終了する。

【００５８】その後は従来と同様に吊りピースや艤装部
品などを取り付け（ステップＳ８），パネル１００を搬
出する（ステップＳ９）。

【００５９】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、下記のような効果が得られる。 （１）数値制御装置により大組立工程で使用する各装置
を制御することとしているので、大幅な自動化が可能に
なっている。 （２）トランスのスリット計測情報を基に、トランス差
込み可能な範囲の見通しをつけ、ロンジの最適取付けス
パンを決定し、配材することにしているので、スリット
幅が狭くても、横材自動差込み装置によってトランスを
ロンジ端部から良好に差し込むことができる。 （３）また従来のようにロンジラインを罫書く必要は全
くなく、骨材自動配材装置によって高精度にロンジを配
材することができる。 （４）本発明はロンジ先行溶接・トランス差込み方式で
あるから、従来必要としていたトランスのスリット部分
の溶接個所が減り、この部分で少なくともパネル溶接長
の３０％を減少できるため、溶接能率が向上する。 （５）これに伴いトランスとロンジ及び大板との自動溶
接が可能になるため、全体としてパネル溶接長の８０％
の自動溶接化が可能になる。 よって、本発明は、２５０００時間／船、人員にして４
０人の削減が期待でき、大幅な合理化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動大組立装置の概要図である。

【図２】大組立工程の説明図である。

【図３】大組立工程図である。

【図４】本発明におけるスリット自動計測装置の概要図
である。

【図５】前記計測装置のブロック図である。

【図６】スリット計測方法の説明図である。

【図７】本発明における骨材自動配材装置のＮＣ走行台
車部の左側部分を示す正面図である。

【図８】前記走行台車部の平面図である。

【図９】前記走行台車部の側面図である。

【図１０】前記骨材自動配材装置の横行台車部の側面図
である。

【図１１】図１０のＡ−Ａ線の横断面図である。

【図１２】図１０のＢ−Ｂ線の縦断面図である。

【図１３】骨材位置決め動作を示す説明図である。

【図１４】本発明における横材自動差込み装置の平面図
で、左側ユニットは搬入時の全体平面図、２番目のユニ
ットは支持車輪及び変位センサー手段の配置図、右側の
２つのユニットは走行時の全体平面図である。

【図１５】図１４のＣ−Ｃ線の拡大側面図である。

【図１６】図１４のＤ−Ｄ線の拡大正面図である。

【図１７】前記差込み装置のユニットを簡略化して示す
平面図である。

【図１８】骨材矯正方法を示す説明図である。

【図１９】差込みギャップの見通し方法を示す説明図で
ある。

【図２０】従来の大組立工程の説明図である。

【図２１】従来の大組立工程図である。

【符号の説明】

１ 数値制御装置 ２ スリット自動計測装置 ３ 骨材自動配材装置 ４ 横材自動差込み装置 １０ 大組立制御データベース ２０ スリット自動計測サブシステム ２１ トランスクランプ装置 ２２ スリット計測台車 ２３ 計測制御装置 ２４ センサー手段 ２５ａ，２５ｂ 光通信手段 ３０ 骨材自動配材サブシステム ３１ ＮＣ走行台車 ３２ 横行台車 ３３ 昇降軸 ３４ 骨材位置決め手段 ３５ 溶接装置 ４０ 横材自動配材サブシステム ４１ 走行台車 ４２ 横材保持手段 ４３ａ〜４３ｄ 駆動ローラー ４４ 骨材矯正手段 ４５ 変位センサー手段 １０１ 大板 １０２ ロンジ（骨材） １０３ トランス（横材） １０４ スリット １０５ ウェブ １０６ フランジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 宏 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 石井 弘美 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 上條 剛彦 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 池端 豊 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−168461（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−5247（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−138599（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−38897（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−81685（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−150690（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先に大板に骨材を所定間隔で溶接し、そ
   の後骨材が入るスリットを有する横材を前記大板及び骨
   材に所定間隔で溶接してパネルを組み立てる大組立装置
   において、 大組立工程の制御を行う数値制御装置と、 横材のスリットピッチ及びスリット幅を計測するスリッ
   ト自動計測装置と、 前記スリット自動計測装置のデータを基に、所定の取付
   スパンで骨材を大板に配置し、かつ、該骨材の仮付溶接
   を行う骨材自動配材装置と、 大板に全ての骨材を溶接した後、該骨材を直立に矯正し
   ながらその端部より横材を差し込むようにした横材自動
   差込み装置と、を備えてなることを特徴とする自動大組
   立装置。
2. 【請求項２】 前記スリット自動計測装置が、 横材の長手方向に走行する計測台車と、 前記計測台車より離隔され、かつ、前記数値制御装置に
   接続された計測制御装置と、 前記計測台車に対向状に設置され、横材のスリット位置
   ごとにオン・オフ信号を得るようにしたセンサー手段
   と、 前記センサー手段の信号と同期して前記計測台車の走行
   距離を計測する距離測定手段と、 前記計測台車と計測制御装置の間を連絡する光通信手段
   と、からなることを特徴とする請求項１記載の自動大組
   立装置。
3. 【請求項３】 前記骨材自動配材装置が、 骨材の取付スパン方向に走行するガントリー式のＮＣ走
   行台車と、 前記走行台車に設置された横行台車と、 前記横行台車に昇降軸を介して取り付けられた骨材位置
   決め手段と、 前記骨材位置決め手段に取り付けられた溶接装置と、を
   備え、さらに前記骨材位置決め手段が、 骨材を跨ぐように形成された門型の本体と、 前記本体の下端に取り付けられた一対の電磁石と、 前記骨材のウェブを挾圧するように前記本体内に取り付
   けられた一方の基準押圧板及び該基準押圧板の押付力よ
   り小さい押付力で押動する他方の位置決め押圧板と、 前記骨材の上面を押圧する押圧子と、からなることを特
   徴とする請求項１記載の自動大組立装置。
4. 【請求項４】 前記横材自動差し込む装置が、 大板に取り付けられた骨材をガイドレールとするように
   該骨材を左右から挾み付けて駆動する駆動ローラーを有
   する走行台車と、 前記走行台車に牽引され、前記骨材に差し込まれる横材
   を保持する複数の横材保持手段と、 前記骨材の上部を起こすように前記走行台車の駆動ロー
   ラーに荷重を加える骨材矯正手段と、 前記骨材矯正手段による骨材の変位を検出する変位セン
   サー手段と、からなることを特徴とする請求項１記載の
   自動大組立装置。