JP2794097B2 - 大型鋼構造物製作装置および同装置における板状部品位置合わせ装置 - Google Patents

大型鋼構造物製作装置および同装置における板状部品位置合わせ装置

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JP2794097B2 JP11365991A JP11365991A JP2794097B2 JP 2794097 B2 JP2794097 B2 JP 2794097B2 JP 11365991 A JP11365991 A JP 11365991A JP 11365991 A JP11365991 A JP 11365991A JP 2794097 B2 JP2794097 B2 JP 2794097B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は船舶、橋梁、ボイラーな
どの大型鋼構造物の製作装置および同装置における補強
用の骨材などの板状部品の位置合わせ装置にかかるもの
で、とくに製作の生産性を向上可能な大型鋼構造物製作
装置および同装置における板状部品位置合わせ装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から船舶、橋梁、ボイラーなどの大
型鋼構造物においては、それらの鋼製の板材を機械的に
補強するために、この板材の表面に鋼板や型材などの板
状部品を骨材として溶接などによりたとえば直角に固定
することが行われている。
【0003】こうした製作工程においては、図6に示す
ように、たとえば船舶の船体を構成する鋼製の板材1の
表面に骨材としての板状部品2を溶接するために、板状
部品2をひとまとめに積み重ねた状態で組立て溶接工程
に運搬していた。
【0004】この組立て溶接工程において、作業者が板
状部品2をひとつずつ起立させ、クレーンあるいは人力
により鋼製の板材1上の必要箇所まで運搬している。さ
らに実際の溶接作業では、作業者が板状部品2を鋼製の
板材1の表面に直立状態に支えて溶接3を行っている。
なお必要であれば仮溶接を行ったのちに、溶接3を行っ
ている。
【0005】あるいは図7に示すように、必要に応じて
治具4を板状部品2にまたがせた上でこれを溶接固定す
るとともにジャッキ5を介在させ、板状部品2を鋼製の
板材1の表面に押し付けてこれを行う場合もある。
【0006】さらに、治具4およびジャッキ5を用いる
場合としては、図8に示すように鋼製の板材1または板
状部品2が完全に平坦ではないために、板材1と板状部
品2との間に隙間6が生じているときの作業がある。
【0007】すなわち、ジャッキ5の押し付け力によ
り、あるいはハンマー等を用いて板材1をたたくことに
より鋼製の板材1を変形させて平坦とすることによって
この隙間6をなくし、鋼製の板材1と板状部品2とを密
着(肌付け)させるようにしている。あるいは、図示を
省略してあるが、板材1にワイヤーを溶接しこのワイヤ
ーを上方に引くことにより板材1のゆがみを修正する場
合もある。
【0008】しかしながら、こうしたハンマー、治具4
およびジャッキ5を用いた作業は非常な重労働であると
ともに、作業環境としては好ましいものではないという
問題がある。
【0009】上述のように、従来の製作工程において
は、きわめて生産性が低く、しかも板材1と板状部品2
との間に隙間6がある時には、生産性がさらに悪化する
という問題がある。
【0010】また、こうした生産性を向上させるため
に、磁石等を用いて板状部品2を吊り上げるなど板状部
品2の配材装置の機械化を図ろうとする改良案も提案さ
れたが、この板状部品2を重ねているために、配材装置
が大型化、複雑化するとともに、磁石では板状部品2の
板材1への十分な押し付け力を得ることができないとい
う問題もあった。
【0011】なおまた、板状部品を板材1の所定位置に
位置合わせする作業についても、従来はすべて手作業で
あり、その労働性および生産性に問題がある。この位置
合わせ作業を機械操作により行うことも試みられたが、
機械操作によっては最終的な微妙な位置調整が困難であ
るという問題がある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、板状部品の配材を効
率よく行うことができるとともに、板状部品をつかんで
取り出した上で、鋼製の板材の表面上に押し付けること
ができるようにして生産ラインの能率を向上可能な大型
鋼構造物製作装置を提供することを課題とする。
【0013】また本発明は、鋼製の板材の表面が正確に
平坦な面をなしていない場合であっても、板状部品との
間に隙間をなくしてこれを肌付けすることができるよう
にして、作業の省力化、能率向上を可能とした大型鋼構
造物製作装置を提供することを課題とする。
【0014】さらに本発明は、板状部品を鋼製の板材の
表面に押し付けるにあたり、所定の位置に正確にかつ簡
単に板状部品を位置合わせすることができるようにし
て、操作性を向上可能な大型鋼構造物製作装置における
板状部品位置合わせ装置を提供することを課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】すなわち第一の発明は、
板材に取り付ける板状部品を事前にパレットに取付け順
に順次準備するとともに、これを順次取り出し、押し付
けるようにすることに着目したもので、所定の大きさを
有する鋼製の板材の表面に板状部品を固定する大型鋼構
造物製作装置であって、上記板状部品を順次搬送する第
1の搬送機構と、この第1の搬送機構の端部において該
板状部品を直立させる板状部品直立機構と、この直立さ
せた板状部品を直立させた状態で保持するパレットと、
このパレットを搬送する第2の搬送機構と、このパレッ
トから直立状態の板状部品を取り出すとともに、定盤上
に載置された上記鋼製の板材の上に該板状部品を押し付
ける板状部品取出し押付け機構とを有することを特徴と
する大型鋼構造物製作装置である。
【0016】また第二の発明は、板材の上方からのみの
作業によりこれを平坦にするのではなく、その下部の所
定位置を支持することにより板材の自重により弾性変形
を起こさせることによって平坦にすることに着目したの
で、所定の大きさを有する鋼製の板材の表面に板状部品
を固定する大型鋼構造物製作装置であって、上記鋼製の
板材を載置する定盤と、この定盤表面に突出して該鋼製
の板材を下方から支持可能な複数の支持用ピストンを有
する圧力機構と、パレット上に直立状態で保持した上記
板状部品を取り出すとともに、上記定盤上に載置された
上記鋼製の板材の上に該板状部品を押し付ける板状部品
取出し押付け機構とを有することを特徴とする大型鋼構
造物製作装置である。
【0017】さらに第三の発明は、概略的な位置合わせ
はこれを機械操作とするとともに、最終的な位置合わせ
調整作業はこれを手動により行うようにすることに着目
したもので、所定の大きさを有する鋼製の板材の表面に
板状部品を固定する大型鋼構造物製作装置における板状
部品位置合わせ装置であって、定盤上に載置した上記鋼
製の板材の上方に配置したガーダーと、このガーダーに
吊り下げるとともに該ガーダーに沿って移動可能とした
位置合わせ用移動フレームと、この位置合わせ用移動フ
レームに回転自在に取り付けた回転軸と、X軸方向移動
テーブルと、Y軸方向移動テーブルと、上記板状部品を
つかみ、これを上記鋼製の板材に押し付け可能なクラン
プ機構とを有するとともに、上記回転軸、上記X軸方向
移動テーブル、および上記Y軸方向移動テーブルは、こ
れらをそれぞれの原点位置に復帰可能とするとともに、
手動により位置合わせ調節可能としたことを特徴とする
大型鋼構造物製作装置における板状部品位置合わせ装置
である。
【0018】
【作用】第一の発明による大型鋼構造物製作装置におい
ては、鋼製の板材に取り付ける板状部品を事前にパレッ
トに直立状態で順次保持することにより、板状部品を順
次取り出すとともに、これを必要箇所に押し付ける作業
を行うことができ、生産ラインの能率を向上可能であ
る。しかも、板状部品の配材、取り付け作業において板
状部品のパレットからの取り出し、および鋼製の板材の
表面への押し付けの機械化が可能であり、省力化を行う
ことができ、製作システム全体の生産性を向上させるこ
とができる。
【0019】第二の発明による大型鋼構造物製作装置に
おいては、鋼製の板材の表面に板状部品を垂直に立てて
溶接等によりこれを固定する作業において、圧力機構を
用いて鋼製の板材の下面からこれを支持することにより
板材の所定部位をその自重により弾性変形させ、これを
平坦な面とすることができるので、板状部品の板材への
肌付けが容易となり、省力化および能率向上を図ること
が可能である。
【0020】第三の発明による大型鋼構造物製作装置に
おける板状部品位置合わせ装置においては、鋼製の板材
の表面上の所定位置に板状部品を位置合わせする際に、
機械操作だけでは微妙な位置合わせは困難であるが、回
転可能、ならびにX軸方向およびY軸方向に移動可能な
構成とすることにより、まず概略的な位置合わせを機械
的に行ったのちに、ついで手動により最終の位置合わせ
を行うことができるものである。
【0021】さらに、ある板状部品について所定の位置
合わせを行ったのちは、回転軸、X軸方向移動テーブル
およびY軸方向移動テーブルともにそれぞれの原点位置
に復帰可能としたので、位置合わせ用移動フレームが原
位置に復帰してつぎの板状部品を取り出す際の自動操作
を円滑に行うことができる。
【0022】
【実施例】つぎに本発明の一実施例による大型鋼構造物
製作装置10および同装置10における板状部品位置合
わせ装置11を図1ないし図5にもとづき説明する。た
だし、図6ないし図8と同様の部分には同一符号を付
し、その詳述はこれを省略する。
【0023】図1は大型鋼構造物製作装置10および板
状部品位置合わせ装置11の全体構成を概略的に示す斜
視図であって、この大型鋼構造物製作装置10は、板状
部品2を順次搬送する第1の搬送機構12と、この板状
部品2を直立させる板状部品直立機構13と、この板状
部品直立機構13から板状部品2を水平移動させる板状
部品移動差込み機構14と、板状部品2を直立状態で保
持するパレット15と、このパレット15を搬送する第
2の搬送機構16と、パレット15から板状部品2を取
り出し鋼製の板材1の表面上に押し付ける板状部品取出
し押付け機構17と、この板状部品取出し押付け機構1
7と協動する板状部品位置合わせ装置11と、これらの
各機構を制御駆動する制御機構18とをを有する。
【0024】第1の搬送機構12は、搬入コンベアなど
からこれを構成するもので、その上に板状部品2を作業
工程順に順次水平においた状態で板状部品直立機構13
に向かって搬送するものである。
【0025】板状部品直立機構13は、第1の搬送機構
12の端部において落下する板状部品2を受け部19が
受け取り、ついで直立用回動軸20が90度回動するこ
とにより板状部品2を鉛直方向に直立させる。
【0026】板状部品移動差込み機構14は、直立した
状態の板状部品2を受け部19からつかみ取り、移動差
込み用フレーム21に沿って水平移動してパレット15
上に板状部品2を移動させる。
【0027】パレット15には保持用ピン22を垂直に
所定間隔で植設してあり、したがって板状部品移動差込
み機構14の水平移動により、この保持用ピン22の間
に板状部品2を差し込むとともに、これを直立状態で保
持するものである。
【0028】なおパレット15は、搬送コンベアなどか
ら構成した供給側の第2の搬送機構16(図1中上流
側)から順次供給されてパレット用台車23上にこれを
乗り移し、さらにこの上を移動可能としてある。
【0029】したがってパレット15は、板状部品移動
差込み機構14から板状部品2を受け取り、さらにこの
パレット用台車23を所定ピッチずつ移動させることに
より、複数枚の板状部品2をパレット15上に直立状態
で保持することができるようになっている。なお板状部
品2の種別についてはこれをセンサ(図示せず)により
検出し、それぞれの種別に応じて上記移動ピッチを選択
するものである。
【0030】所定枚数の板状部品2を保持したパレット
15は、受取り側の第2の搬送機構16(図1中下流
側)に乗り換えられ、板状部品取出し押付け機構17お
よび板状部品位置合わせ装置11の部分まで搬送され
る。なお、第2の搬送機構16を途中で分離してある場
合には、パレット15をフォークリフト等(図示せず)
により搬送することとする。
【0031】この第2の搬送機構16の部分でパレット
15をパレット用台車24に移乗させ、そのパレット用
台車24を板状部品取出し押付け機構17のガーダー2
5に連結ピン(図示せず)を用いて固定することによ
り、板状部品取出し押付け機構17部分に停止させる。
【0032】パレット15は、パレット用台車24上を
所定ピッチでこれを移動可能であり、アームセンサ26
により板状部品取出し押付け機構17の原点位置にこれ
を位置決めする。
【0033】板状部品取出し押付け機構17は無線操作
によりガーダー25に沿って水平方向に往復動可能とし
てあり、その先端部にクランプ機構27を有し、このク
ランプ機構27によりパレット15上の板状部品2をつ
かみ取り、鋼製の板材1の表面に押し付けるものであ
る。
【0034】鋼製の板材1は定盤28上にこれを載置し
てある。定盤28は第2の搬送機構16に沿って、また
ガーダー25がこれをまたぐように配置してある。
【0035】図2に示すように、定盤28には碁盤目状
に開口部29を形成し、図3に示すように、圧力機構た
とえばエアバック圧力機構30を装備してある。
【0036】エアバック圧力機構30は、開口部29に
臨んだ支持用ピストン31と、この支持用ピストン31
に圧力を供給する圧力供給部32と、それぞれの支持用
ピストン31に設けたそれぞれ独立操作可能なバルブ3
3とを有しているとともに、これを無線操作可能として
いる。
【0037】この支持用ピストン31は圧力供給部32
から所定圧力を受けて、鋼製の板材1のゆがみ状態ない
し曲面状態に応じて下方から支持可能としてある。
【0038】すなわち、図4に示すように、所定圧力で
下方から支持することにより、鋼製の板材1は必要部分
が弾性変形し、平坦な状態となり、板状部品2との肌付
けが可能となる。
【0039】造船用の鋼製の板材1の場合、1.5mピ
ッチで支持用ピストン31を配置した場合、一本あたり
の圧力供給部32の能力は約1トンあれば肌付けに必要
な0〜20mmの変形を生じさせることができる。
【0040】図5は、板状部品位置合わせ装置11を説
明する側面図であって、この板状部品位置合わせ装置1
1は、位置合わせ用移動フレーム34と、回転軸35
と、X軸方向移動テーブル36と、Y軸方向移動テーブ
ル37と、クランプ機構27とを有する。
【0041】位置合わせ用移動フレーム34は、ガーダ
ー25に沿って水平方向にこれを移動可能とするととも
に、所定停止位置で上下動可能としてある。
【0042】回転軸35は、位置合わせ用移動フレーム
34にこれを取り付けてあるとともに、クラッチ付き回
転用モータ38およびギア機構39により、水平面内に
おいて任意の角度だけ回転可能である。なお、リミット
スイッチ(図示せず)によりその原点位置を検出可能と
してある。
【0043】X軸方向移動テーブル36は、回転軸35
の下部にこれを取り付けてあり、X軸方向移動用ハンド
ル40あるいは一対のX軸方向原点復帰用シリンダ41
によりX軸方向に移動可能としてある。
【0044】Y軸方向移動用テーブル37は、X軸方向
移動テーブル36の下部にこれを取り付けてあり、Y軸
方向移動用ハンドル42あるいは一対のY軸方向原点復
帰用シリンダ43によりY軸方向に移動可能としてあ
る。
【0045】ただし、Y軸方向移動用ハンドル42をX
軸方向移動用ハンドル40と同様の面に位置させるため
中間にウォームギア44を介してある。
【0046】また、X軸方向移動テーブル36とX軸方
向移動用ハンドル40との間、およびY軸方向移動用テ
ーブル37とY軸方向移動用ハンドル42との間につい
てはボールネジ構造を採用することにより、操作性を良
好としている。
【0047】クランプ機構27は、クランプ用シリンダ
45により板状部品2をクランプ可能としてある。
【0048】なお、回転軸35とX軸方向移動テーブル
36との間には緩衝用スプリング46を介することによ
り、板状部品2を板材1に押し付けたときの板材1から
の反力を受けるようにしてある。
【0049】こうした構成の大型鋼構造物製作装置1
0、および板状部品位置合わせ装置11を用いて鋼製の
板材1に板状部品2を溶接固定する工程について説明す
る。図1に示すように、第1の搬送機構12上を各板状
部品2を工程順に順次搬送し、板状部品直立機構13に
より直立させ、板状部品移動差込み機構14によりこれ
をつかんで移動差込み用フレーム21を図中右方向に移
動し、パレット15の保持用ピン22の間に板状部品2
を直立状態で保持するとともに、所定ピッチずつパレッ
ト15をパレット用台車23上を移動してつぎの板状部
品2を直立保持する。
【0050】かくして複数の板状部品2を直立保持した
パレット15は、パレット用台車23から第2の搬送機
構16上を搬送され、板状部品取出し押付け機構17の
ガーダー25部分に至る。
【0051】ここでパレット15はパレット用台車24
に乗り換えられ、このパレット用台車24を連結ピン
(図示せず)によりガーダー25に固定する。このパレ
ット用台車24上をパレット15を移動し、アームセン
サ26により所定原点位置で待機する。
【0052】作業員による無線操作により以下の作業が
自動的に行われる。すなわち、この原点位置に板状部品
取出し押付け機構17のクランプ機構27を復帰させ、
パレット15上の板状部品2をつかんでこれを取り出
し、ガーダー25に沿って定盤28上の鋼製の板材1の
上部まで移動する。
【0053】ここで、鋼製の板材1の所定位置に板状部
品2を位置決めするために、板状部品位置合わせ装置1
1を作動させる。すなわち、クランプ機構27につかま
れた板状部品2が鋼製の板材1の所定位置のほぼ上方に
きたときに、回転用モータ38のクラッチ、X軸方向原
点復帰用シリンダ41およびY軸方向原点復帰用シリン
ダ43をそれぞれ解除する。
【0054】この解除により、回転軸35、X軸方向移
動テーブル36およびY軸方向移動用テーブル37は手
動でこれを位置合わせすることができるようになるの
で、鋼製の板材1の表面上に板状部品2を正確に位置合
わせを容易に行うことができる。
【0055】この位置合わせを行ったのち、位置合わせ
用移動フレーム34を下降させることにより、クランプ
機構27が板状部品2をつかんだままで、所定の押し付
け力を持って板状部品2を板材1に押し付けることがで
き、この状態で溶接作業を行うものである。
【0056】この溶接作業終了後、回転用モータ38、
X軸方向原点復帰用シリンダ41およびY軸方向原点復
帰用シリンダ43を駆動すると、回転軸35、X軸方向
移動テーブル36およびY軸方向移動用テーブル37は
それぞれ原点位置に復帰するので、ガーダー25に沿っ
て位置合わせ移動用フレーム34が待機中のパレット1
5の位置まで復帰すると、つぎの板状部品2をクランプ
機構27がつかむことができるものである。
【0057】なお、板状部品2を鋼製の板材1に正確に
位置合わせした上で、これを溶接するときに、鋼製の板
材1との間に隙間6がある場合には、エアバック圧力機
構30を作動させる。
【0058】すなわち、板材1のゆがんでいる部分に相
当する開口部29において支持用ピストン31を定盤2
8から突出させると、鋼製の板材1が自重により変形
し、図4に示すような水平状態に変形させることができ
るので、板状部品2と鋼製の板材1との密着(肌付け)
を的確に行うことができる。
【0059】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、骨材とし
ての板状部品を順次供給してこれを直立させ、板状部品
取出し押付け機構により順次取り出し、鋼製の板材に押
し付けることによって、作業の機械化、省力化を可能と
し、しかも鋼製の板材のゆがみにも的確に対応するとと
もに、板状部品位置合わせ装置により正確かつ簡単に位
置合わせを行うことができるので、大型鋼構造物の製作
ラインの生産性を向上可能である。
【0060】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による大型鋼構造物製作装置
10および板状部品位置合わせ装置11の全体構成を概
略的に示す斜視図である。
【図2】同、定盤28部分の斜視図である。
【図3】同、定盤28部分の断面図である。
【図4】同、エアバック圧力機構30により鋼製の板材
1が水平状態となった状態の断面図である。
【図5】同、板状部品位置合わせ装置11の側面図であ
る。
【図6】従来の肌付け作業時の配材作業の概略斜視図で
ある。
【図7】同、鋼製の板材1を平坦にするための作業の概
略斜視図である。
【図8】同、鋼製の板材1にゆがみがあるため、鋼製の
板材1と板状部品2との間に隙間6がある場合の側面図
である。
【符号の説明】
1 鋼製の板材 2 板状部品(骨材) 3 溶接 4 治具 5 ジャッキ 6 鋼製の板材1と板状部品2との間の隙間 10 大型鋼構造物製作装置 11 大型鋼構造物製作装置10における板状部品位置
合わせ装置 12 第1の搬送機構 13 板状部品直立機構 14 板状部品移動差込み機構 15 パレット 16 第2の搬送機構 17 板状部品取出し押付け機構 18 制御機構 19 板状部品直立機構13の受け部 20 板状部品直立機構13の直立用回動軸 21 移動差込み用フレーム 22 パレット15上の保持用ピン 23 第1の搬送機構12におけるパレット用台車 24 第2の搬送機構16におけるパレット用台車 25 板状部品取出し押付け機構17のガーダー 26 アームセンサ 27 クランプ機構 28 定盤 29 開口部 30 エアバック圧力機構 31 支持用ピストン 32 圧力供給部 33 バルブ 34 位置合わせ用移動フレーム 35 回転軸 36 X軸方向移動テーブル 37 Y軸方向移動用テーブル 38 クラッチ付き回転用モータ 39 ギア機構 40 X軸方向移動用ハンドル 41 一対のX軸方向原点復帰用シリンダ 42 Y軸方向移動用ハンドル 43 一対のY軸方向原点復帰用シリンダ 44 ウォームギア 45 クランプ用シリンダ 46 緩衝用スプリング
フロントページの続き (72)発明者 鳥海 憲彦 神奈川県横須賀市夏島町19番地 住友重 機械工業株式会社 追浜造船所内 (72)発明者 斎藤 政男 神奈川県横須賀市夏島町19番地 住友重 機械工業株式会社 追浜造船所内 (56)参考文献 特開 昭61−14085(JP,A) 特開 昭60−148695(JP,A) 実開 平3−106291(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23K 37/04 B23K 9/00 501

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の大きさを有する鋼製の板材の表
    面に板状部品を固定する大型鋼構造物製作装置であっ
    て、前記板状部品を順次搬送する第1の搬送機構と、こ
    の第1の搬送機構の端部において該板状部品を直立させ
    る板状部品直立機構と、この直立させた板状部品を直立
    させた状態で保持するパレットと、このパレットを搬送
    する第2の搬送機構と、このパレットから直立状態の板
    状部品を取り出すとともに、定盤上に載置された前記鋼
    製の板材の上に該板状部品を押し付ける板状部品取出し
    押付け機構とを有することを特徴とする大型鋼構造物製
    作装置。
  2. 【請求項2】 所定の大きさを有する鋼製の板材の表
    面に板状部品を固定する大型鋼構造物製作装置であっ
    て、前記鋼製の板材を載置する定盤と、この定盤表面に
    突出して該鋼製の板材を下方から支持可能な複数の支持
    用ピストンを有する圧力機構と、パレット上に直立状態
    で保持した前記板状部品を取り出すとともに、前記定盤
    上に載置された前記鋼製の板材の上に該板状部品を押し
    付ける板状部品取出し押付け機構とを有することを特徴
    とする大型鋼構造物製作装置。
  3. 【請求項3】 所定の大きさを有する鋼製の板材の表
    面に板状部品を固定する大型鋼構造物製作装置における
    板状部品位置合わせ装置であって、定盤上に載置した前
    記鋼製の板材の上方に配置したガーダーと、このガーダ
    ーに吊り下げるとともに該ガーダーに沿って移動可能と
    した位置合わせ用移動フレームと、この位置合わせ用移
    動フレームに回転自在に取り付けた回転軸と、X軸方向
    移動テーブルと、Y軸方向移動テーブルと、前記板状部
    品をつかみ、これを前記鋼製の板材に押し付け可能なク
    ランプ機構とを有するとともに、前記回転軸、前記X軸
    方向移動テーブル、および前記Y軸方向移動テーブル
    は、これらをそれぞれの原点位置に復帰可能とするとと
    もに、手動により位置合わせ調節可能としたことを特徴
    とする大型鋼構造物製作装置における板状部品位置合わ
    せ装置。
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