JP2714909B2

JP2714909B2 - 大組立工法

Info

Publication number: JP2714909B2
Application number: JP4130787A
Authority: JP
Inventors: 保彦鬼木; 剛彦上條; 豊池端; 昭彦中野; 宏村山; 禎明境
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1998-02-16
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JPH05319363A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、船体のブロック製造に
必要な枠組パネルの大組立工法に関し、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工法に関する。

【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８にこの工法の概要を示す。また、図９はこの工法の
工程図である。

【０００４】大板の製作工程（図８（ａ），図９のス
テップＳ１〜Ｓ３参照）まず、数枚の鋼板１を順次自動突合せ溶接して所要寸法
の大板１０を製作する。溶接はガントリー式の自動溶接
機８０にて行う。

【０００５】ロンジ仮付工程（図８（ｂ），図９のス
テップＳ４〜Ｓ５参照）次に、Ｌ形鋼などのロンジ２０を上記大板１０上に所定
間隔で取り付けるため、まず大板１０にロンジライン１
１を罫書き、ロンジ２０を搬入しその罫書線１１に合わ
せて配置し、その後図８（ｂ）に付記するような仮止治
具８１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２０を罫書線にすり合せたり、大板１０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８（ｃ），図９のス
テップＳ６参照）上記工程で仮付けしたロンジ２０の基部をガントリー式
の自動溶接機８２にて両側から同時に自動隅肉溶接して
ロンジ２０を大板１０に固着する。

【０００７】トランス取付工程（図８（ｄ），図９の
ステップＳ７，Ｓ１１〜Ｓ１４参照）次に、大板１０上に取り付けられた数本のロンジ２０に
対し、小組立されたトランス３０を上方から挿入して交
叉状に組み付け、カラープレート３１によりトランス３
０を溶接で各ロンジ２０に取り付ける（ステップＳ
７）。トランス３０にはあらかじめスロット３２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３０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２
０が溶接歪などで多少倒れていてもトランス３０の挿入
を容易にするため、スロット３２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８
（ｄ）に付記するようなカラープレート３１を用いてロ
ンジ２０とトランス３０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３１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３１の溶接は一般に手溶接である。

【０００８】トランス溶接工程（図８（ｅ），図９の
ステップＳ８参照）トランス３０と大板１０及びロンジ２０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、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であって、大
幅な自動化、合理化が可能な大組立工法を提供すること
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
溶接の大組立工法において、（１）トランスのスリットのピッチ及び溝幅を計測する
工程（２）このスリット計測工程で得られたデータを基に、
トランスの全数についてロンジを通すための差込みギャ
ップに見通しをつけ、その差込みギャップ内の最適位置
に各々のロンジを溶接で取り付ける工程（３）ロンジ端部からトランスを順番に差し込み、該ト
ランスを所定位置に溶接で取り付ける工程よりなる大組立工法とすることで、上記課題を解決した
ものである。

【００１６】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、まず横材であるトランス
の全数について全部のスリットのピッチ及び溝幅を計測
し、実測データを収集する。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。そして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ギャップ内の最適位置を求め
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。こ
のようにして求めた最適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。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。しかるの
ち、ロンジ端部から順番にトランスを差し込む。トラン
スは押し込み方式よりも引き込み方式のほうが好まし
い。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。この場合、ロンジ
の基端は上記最適位置に取り付けられているので、ロン
ジの上部を起こしたりして直立になるように修正すれば
よい。そこで本発明では、ロンジを例えば油圧シリンダ
で両側から異なる力で加圧し、ロンジを起こして直立に
修正しながら、トランスを少しずつ引き込むこととした
ものである。トランスは例えば自走式差込み装置の電磁
石により固定し引き込むことができる。そして、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し、パネルの組立が終了する。

【００１７】また、本発明は、上記全工程を高精度に制
御する必要があるため、数値制御方式を採用することと
したものである。

【００１８】

【作用】本発明においては、全てのトランスのスリット
のピッチ及び溝幅の計測データからロンジが通る範囲を
見通し、その範囲内の最適位置にロンジを配材するもの
であるから、大板にロンジを取り付け後でもロンジ端部
からトランスを差し込むことができる。また差込み時、
ロンジを弾性変形させ直立に矯正しながらトランスを引
き込むので、トランスはロンジとセリ合い動作を繰り返
しながら差し込まれていく。したがって、トランスのス
リットを狭くすることができ、従来のようなカラープレ
ートを必要としない。また、ロンジを大板に配材するに
あたって、基準位置だけ決めておけばロンジラインを罫
書く必要もなく、自動的に上記最適位置に配材すること
ができる。

【００１９】

【実施例】図１は本発明の大組立工法の概要を示す図
で、図２はその工程図である。図１において（ｂ）と
（ｄ）の工程が従来の図８（ｂ），（ｄ）とそれぞれ異
なっている。また図２ではステップＳ４，ステップＳ
６，ステップＳ１５が本発明において新たに設けられた
工程である。以下、説明する。

【００２０】大板の製作工程（図１（ａ），図２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。

【００２１】スリット自動計測工程（図１（ｂ）の枠
内図、図２のステップＳ１５参照）トランス３０の歪取りを終わった（ステップＳ１４）
後、トランス３０のスリット３４のピッチ及び溝幅を計
測する（ステップＳ１５）。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３４とロンジ２０のウェブ２１とのギャ
ップは最小になるようにスリット３４の溝幅が加工され
ている。スリット３４は上部にロンジ２０のフランジ２
２を通すための長穴３５と下部にスカラップ３６を有す
る。スリット計測は例えば図１に概略示すようなレーザ
ー自動計測機４０による。この自動計測機４０は計測台
車４１によりレーザービームをトランスと直角方向に発
射しながら走行させるようにしたものである。その計測
方法は、例えば図３に示すように垂直に支持されたトラ
ンス３０に対し、任意高さの計測ラインＡでレーザービ
ームをトランス３０に直角方向に発射しながら長手方向
に走行させると、スリット位置ごとにオン・オフ信号が
得られるので、このオン・オフ信号を距離パルスカウン
ターと同期させ、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３４のピッチＰ1 ，Ｐ2 ，…Ｐ(n)
及び溝幅Ｇ1 ，Ｇ2 ，…Ｇ(n)を±０．１mmの精度で自
動計測することができる。計測データは大組立制御装置
（数値制御装置）５０のデータベースに格納される。

【００２２】ロンジ自動仮付工程（図１（ｂ），図２
のステップＳ４参照）この工程では、まず、上記により得られた全スリットの
実測データを基に、図４に示すようにデータ上からロン
ジ２０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。図４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、トランス及び仮決
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。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。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２０の最適な取付スパンＬ(n) を決め、その取付スパ
ンＬ(n) で数値制御によりロンジ２０を配材し、仮付溶
接する。

【００２３】このため、例えば図１に概略示すような自
走式骨材配材取付装置６０を使用する。該装置６０の仮
付装置６２の概略構成と作用を図５に示す。仮付装置６
２は、門形の本体６３の下部に設けた一対の電磁石６４
と、本体６３の側部に対向して設置された基準油圧シリ
ンダ６５及び位置決め油圧シリンダ６６を備え、各々の
油圧シリンダ６５，６６はそれぞれ基準押圧板６７，位
置決め押圧板６８を有し、また本体６３の上部に押しシ
リンダ６９を設けたものである。このような構成におい
て、まず、自走式骨材配材取付装置６０のガントリー６
１を位置決めし、仮付装置６２を下降し、電磁石６４を
オンして仮付装置６２を大板１０に固定する（図５
（ａ））。次に、基準油圧シリンダ６５により基準押圧
板６７を基準位置にセットし（図５（ｂ）），次いで反
対側から位置決め油圧シリンダ６６により位置決め押圧
板６８を基準油圧シリンダ６５より小さい荷重で押し、
ロンジ２０のウェブ２１を両側から挾みつけ直立させる
（図５（ｃ））。最後に、押しシリンダ６９でロンジ２
０のフランジ２２を押し、ロンジ２０の下端を大板１０
に肌付けする。この状態で仮付装置６２に装着されてい
る溶接トーチ（図示せず）でロンジ２０の基部を両側か
ら仮付溶接する（矢印ｗ）。このような方法で１本のロ
ンジ２０を４００mm程度のピッチで精度良く仮付けして
いく。また、ロンジ２０は、大板１０の一端部に基準位
置を定め、その基準位置から前記スリット計測工程で得
られた最適取付スパンＬ(n) で順番に配材していく。し
たがって、最初の基準位置だけ決めておけばよく、従来
のようにロンジラインを罫書く必要はない。

【００２４】ロンジ自動溶接工程（図１（ｃ），図２
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。

【００２５】トランス自動差込み工程（図１（ｄ），
図２のステップＳ６参照）前記工程で全てのロンジ２０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３０を順番にロ
ンジ２０端部から差し込んでいく。トランスの差込み
は、例えば図６に示すような横材自動差込み装置７０を
用いて行う。該装置７０は、電磁石７１によってトラン
ス３０を固定し引き込むようにしたもので、ロンジ２０
をガイドレールとする台車７２に電磁石７１を連結する
構成としたものである。台車７２の駆動部はそれぞれ駆
動ローラー７３，７４を有するプレスシリンダ７５を両
側に設置し、これらのローラー７３と７４でロンジ２０
のフランジ２２等を挾み付けて台車７２を走行させるよ
うになっている。そして、ロンジ２０の倒れを検出する
ための変位センサー７６を左右上下に配置している。な
お、図６では１個の引込みユニットを示しているが、各
ロンジの間ごとに引込みユニットが設置されている。

【００２６】図７はロンジ２０とトランス３０が相対的
に傾いている場合の変位センサー７６による検出方法と
ロンジ２０の矯正方法を示したものである。すなわち、
左側の変位センサー７６によるロンジウェブ面の測定距
離をＬ1 ，Ｌ2 とし、同様に右側の変位センサー７６に
よるロンジウェブ面の測定距離をＲ1 ，Ｒ2 とすると、（ａ）Ｌ2 ＞Ｌ1 ，Ｒ1 ＞Ｒ2 のときは、左側のプレス
シリンダ７５の油圧を高めてロンジ２０を矯正する。（ｂ）Ｌ1 ＞Ｌ2 ，Ｒ2 ＞Ｒ1 のときは、右側のプレス
シリンダ７５の油圧を高めてロンジ２０を矯正する。（ｃ）そして、Ｌ1 ＝Ｌ2 ，Ｒ2 ＝Ｒ1 となるまで、上
記方法によりロンジ２０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２０を中立状態（直立状態）に保つ。このようにしてロンジ２０の倒れを矯正しながら少しず
つトランス３０を引込む。ロンジ２０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２０
の上部を起こしながらトランス３０を引き込めばよく、
トランス３０はロンジ２０とセリ合い、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３０は順番に
所定位置まで差し込む。なお、差込み装置７０の台車７
２に溶接ロボット（図示せず）を設置し、所定位置でト
ランス３０の小組立部材をロンジ２０と仮付溶接するよ
うにしてもよい。

【００２７】トランス自動溶接工程（図１（ｅ），図
２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３０とロンジ２０及び大板１０とを溶接する。
トランス３０のスリット３４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２２と自動隅肉溶接ができる。した
がって、図１（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。

【００２８】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）。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、トランス
のスリット計測情報からトランス差込み可能な範囲の見
通しをつけ、ロンジを最適位置に配材するものであるか
ら、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。また、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。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４０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】本発明の大組立工法を示す概要図である。

【図２】本発明の大組立工法の工程図である。

【図３】本発明におけるスリット計測方法を示す説明図
である。

【図４】本発明における差込みギャップの見通し方法を
示す説明図である。

【図５】本発明における骨材配材取付方法を示す説明図
である。

【図６】本発明における横材差込み方法を示す説明図で
ある。

【図７】本発明における骨材矯正方法を示す説明図であ
る。

【図８】従来工法の概要図である。

【図９】従来工法の工程図である。

【符号の説明】

１０大板２０ロンジ（縦骨材）３０トランス（横材）３４スリット４０レーザー自動計測機５０大組立制御装置（数値制御装置）６０自走式骨材配材取付装置７０横材自動差込み装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者中野昭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)発明者境禎明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50−125494（ＪＰ，Ａ) 特開平４−328090（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】先に大板に縦骨材を所定間隔で溶接し、
その後前記縦骨材が入るスリットを有する横材を前記大
板及び縦骨材に所定間隔で溶接して枠組パネルを組み立
てる大組立工法において、下記の工程よりなることを特
徴とする大組立工法。（１）前記横材のスリットのピッチ及び溝幅を計測する
工程（２）前記スリット計測工程で得られたデータを基に、
前記横材の全数について前記縦骨材を通すための差込み
ギャップに見通しをつけ、その差込みギャップ内の最適
位置に各々の縦骨材を溶接で取り付ける工程（３）前記縦骨材にその端から前記横材を順番に差し込
み、該横材を所定位置に溶接で取り付ける工程。
【請求項２】前記横材を前記縦骨材に差し込む場合に
おいて、各々の縦骨材を両側から加圧し直立状態に修正
しながら前記横材を引き込む方法としたことを特徴とす
る請求項１記載の大組立工法。
【請求項３】前記の全工程を数値制御方式により制御
することを特徴とする請求項１記載の大組立工法。