JP2875745B2 - 数値制御研掃装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は研掃ユニットを台車に搭
載し、これ等の作動を数値制御装置によって制御するこ
とで鋼板表面を研掃する数値制御研掃装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】船舶における船殻部材や橋梁における構
造部材に用いられる鋼板は、表面に付着した酸化鉄（黒
皮）を除去して露出させた母材表面に防錆塗装を施し、
この防錆塗装の表面に切断作業或いは溶接作業のための
罫書がなされるのが一般である。

【０００３】しかし、防錆塗装の表面に罫書された溶接
線に沿って他の部材を溶接する場合、塗料の組成によっ
ては溶接部にブローホール等の欠陥が生じることがあ
る。このため、溶接線に他の部材を溶接するに先立っ
て、この溶接線に沿って所定の幅で研削して塗装を剥離
し、露出した母材表面に改めて溶接線を罫書いて溶接す
ることが行われている。

【０００４】上記の如き、鋼板の表面に塗布された防錆
塗装を剥離する作業は、研削ベルトやドラムサンダーを
駆動するモーターを取り付けた手押し台車を用い、この
台車をオペレーターが移動させつつ走行する研削ベルト
やドラムサンダーを鋼板の表面に押圧して溶接線に沿っ
て操縦することで行っているのが一般である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、鋼板の表
面に塗布された防錆塗装を剥離する作業において手押し
台車をオペレーターが移動させる従来の技術では防錆塗
装の剥離作業を人力によって行うため多くの労力と時間
とが必要となり作業コストが増大する上、粉塵による作
業環境の悪化等の問題がある。特に、船底材に多数のス
チフナーを溶接することが必要な場合等には、防錆塗装
を剥離する作業に費やされる工数は多大なものとなって
いる。

【０００６】このような問題を解決するために、本出願
人は特願平 3-97928号に開示したようにレールに沿って
走行する台車に前記レールと直交する方向に移動可能に
構成した研削キャリッジを設け、前記研削キャリッジに
旋回可能に構成した研削ベルトを有する研削ユニットを
搭載し、台車の走行，研削キャリッジの移動および研削
ユニットの作動を数値制御し得る装置を開発し、これに
よって鋼板表面に対する研削作業を行うことで防錆塗装
を容易に且つ効率よく自動的に剥離することが出来、作
業能率を大幅に向上さることが可能になった。

【０００７】しかしながら、上記技術においても全く問
題がない訳ではない。即ち、前記ベルト研削やドラムサ
ンダー研削では鋼板表面との研削接触部位においてベル
トの幅方向或いはドラムの幅方向に直線的な方向性が現
れ、研削を実施している状態で連続的に研削方向を旋回
させる場合にはその旋回方向に比較的大きな力が必要で
あり、このために剛性の高い支持部材で構成する必要が
あるため重量が増大するといった問題がある。

【０００８】また研削ベルト等の研削ユニットを所望の
研削方向に旋回させるための旋回機構が必要となり、装
置の構成が複雑になるといった問題がある。また数値制
御系に前記旋回機構の軸制御が加入するため数値制御系
が複雑になるといった問題がある。またこれ等のメンテ
ナンスが複雑であるといった二次的な問題もある。

【０００９】また研削キャリッジに搭載する研削ベルト
等の研削ユニットが機械式の加工装置で構成されるため
比較的大面積の鋼板に対応させて研削ユニットの装置を
大型化した場合には重量が大きくなり研削キャリッジに
かかる重量負担が増大すると共に、移動における慣性が
増大し数値制御による速度制御が困難になるといった問
題がある。

【００１０】本発明の目的は、上記課題を根本的に解決
するものであり、エアーブラスト方式を採用することに
よってコンパクトで安価な装置で鋼板表面に対する研掃
作業を自動的且つ効率的に行い、防錆塗装を剥離するこ
とが出来る数値制御研掃装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る数値制御研掃装置は、レールに搭載され
該レールに沿って走行可能に構成された台車と、前記台
車に搭載されレールと直交方向に移動可能に構成された
研掃キャリッジと、前記研掃キャリッジに搭載され鋼板
の表面を研掃するためのブラスターノズルと、前記台車
に搭載され且つ前記ブラスターノズルにホースによって
接続されたエアーブラスト装置と、前記研掃キャリッジ
に搭載され鋼板の表面に溶接線の情報を形成するマーキ
ングトーチ又は印字装置装置と、前記台車の走行及び研
掃キャリッジの移動を制御すると共に前記エアーブラス
ト装置又はマーキングトーチ或いは印字装置を選択的に
駆動制御するための数値制御装置とを有して構成される
ものである。

【００１２】

【作用】上記数値制御研掃装置（以下『ＮＣ研掃装置』
という）によれば、レールに沿って走行可能に構成され
た台車に該レールと直交方向に移動可能に構成された研
掃キャリッジを設けると共に、前記研掃キャリッジにブ
ラスターノズル及びマーキングトーチ又は印字装置を搭
載し、前記台車の走行方向、走行速度及び研掃キャリッ
ジの移動方向、移動速度並びに前記ブラスターノズルに
接続されるエアーブラスト装置、マーキングトーチ又は
印字装置の駆動を制御する数値制御装置（以下『ＮＣ装
置』という）を設けたので、台車、研掃キャリッジを所
定の方向に走行或いは移動させつつ、エアーブラスト装
置、マーキングトーチ、印字装置を選択的に駆動するこ
とで、鋼板の表面を研掃し、或いは鋼板の表面に溶接線
の情報をマーキング又は印字することが出来る。

【００１３】従って、研掃目的に応じて、鋼板の表面に
塗布された防錆塗装を剥離することが出来る。

【００１４】またブラスターノズルが鋼板の表面に進行
方向自在に接触し得るので、鋼板の防錆塗装を剥離する
にための研掃作業を実施するに際し、研掃すべき溶接線
が曲線であってもこの溶接線に沿って即時に方向転換し
て所望の方向に進行させて研掃し、防錆塗装を剥離する
ことが出来る。

【００１５】

【実施例】以下上記手段を適用したＮＣ研掃装置の一実
施例について図を用いて説明する。図１はＮＣ研掃装置
の正面図、図２はＮＣ研掃装置の側面図、図３（ａ）は
エアーブラスト装置の平面図、図３（ｂ）はエアーブラ
スト装置およびブラスターノズルの正面図である。

【００１６】本発明に係るＮＣ研掃装置は、レール１に
沿って走行可能に構成された台車２に該レール１に直交
する方向に移動可能に構成された研掃キャリッジ３を設
けると共に、該研掃キャリッジ３にブラスターノズル４
を搭載し、該ブラスターノズル４にホースによって接続
されたエアーブラスト装置５を前記台車２上に搭載して
あり、前記台車２の走行方向および方向速度、研掃キャ
リッジ３の移動方向および移動速度、並びにエアーブラ
スト装置５の作動を制御するＮＣ装置６を有して構成さ
れたものである。このＮＣ研掃装置を用いることで、鋼
板表面に塗布された防錆塗装を剥離することが可能であ
る。

【００１７】図に示すＮＣ研掃装置は、ブラスターノズ
ル４を搭載した研掃キャリッジ３にマーキングトーチ７
および印字装置８を同時に搭載して構成されており、鋼
板に対し防錆塗装を剥離する研掃作業及び罫書，印字
（以下『マーキング』という）を形成するマーキング作
業を選択的に実施することが可能なように構成されてい
る。

【００１８】ブラスターノズル４はＮＣ装置６からの指
令によりエアーブラスト装置５から圧縮空気によって噴
射される多数の粒子状の研削材がブラストホース11によ
って送られてブラスターノズル４から強力に噴射され、
研削材が鋼板の表面に衝突する。そして噴射された研削
材と発生した粉塵、塗料等の小破片物は即バキューム回
収されバキュームホース12を経てエアーブラスト装置５
内に収容される。またマーキングトーチ７および印字装
置８はＮＣ装置６からの指令によって作動して鋼板表面
に溶接線，切断線或いは印字等のマーキングを形成し得
るように構成されている。

【００１９】上記ＮＣ研掃装置を用いて防錆塗装を施さ
れた鋼板に溶接線或いは印字をマーキングする場合、先
ずブラスターノズル４およびエアーブラスト装置５を用
いて防錆塗装を剥離し、次いでマーキングトーチ７を用
いて溶接線を罫書き或いは印字装置８を用いて印字する
ことで、作業を効率的に行うことが可能である。

【００２０】図に於いて、ＮＣ研掃装置は、平行に敷設
された一対のレール１に沿って走行可能に構成された台
車２、台車２に設けたクロスレール９に沿って横行可能
に構成された研掃キャリッジ３、研掃キャリッジ３に搭
載されたブラスターノズル４，マーキングトーチ７およ
び印字装置８、台車２および研掃キャリッジ３の走行方
向および走行速度を制御すると共にエアーブラスト装置
５，マーキングトーチ７，印字装置８の作動を制御する
ＮＣ装置６によって構成されている。

【００２１】上記台車２は公知の数値制御式ガス切断装
置或いはマーキング装置に用いられている台車と略同一
の構造を有している。

【００２２】また研掃キャリッジ３には横行モーター３
ａが設けられ、この横行モーター３ａを駆動することに
よって研掃キャリッジ３をクロスレール９に沿って横行
し得るように構成している。

【００２３】エアーブラスト装置５は台車２の走行及び
研掃キャリッジ３の横行と同期して作動することで、ブ
ラスターノズル４から噴射される研削材の衝突によって
鋼板表面に形成された防錆塗装を剥離するものである。
ブラスターノズル４は上下装置10を介して研掃キャリッ
ジ３に搭載されており、上下装置10の昇降ブラケット10
ａに係合されている。

【００２４】図２に示すように、昇降ブラケット10ａに
はブラスターノズル４および該ブラスターノズル４に接
続されるブラストホース11，バキュームホース12を支持
し得る支持部材13が固着されており、該支持部材13には
両ホース11，12を案内するガイド部材14およびブラスタ
ーノズル４を支持部材13に対して昇降可能に支持するノ
ズル支持部材15が設けられている。

【００２５】前記ノズル支持部材15は支持部材13および
ブラスターノズル４の両者に対して夫々回動自在に係合
されており、更に該ノズル支持部材15の中間部が支持部
材13に固着されたエアシリンダー16に係合されている。
そしてエアシリンダー16に所定の空気圧を作用させてブ
ラスターノズル４を鋼板表面に所定の押圧力で押圧し得
るように構成されると共に、ブラスターノズル４を昇降
することが出来るものである。

【００２６】そしてエアシリンダー16を作動させてブラ
スターノズル４の先端に設けたリングブラシ17が鋼板と
当接したとき、エアシリンダー16にブラスターノズル４
の重量とバランスする空気圧よりも僅かに低い空気圧を
作用させることで、鋼板表面の凹凸に従ってブラスター
ノズル４を鋼板表面に沿って移動させることが出来るよ
うになっている。

【００２７】前記上下装置10の昇降ブラケット10ａの昇
降はエアシリンダー等によって昇降するように構成され
るものである。上記のように構成することによって従来
のように研削ベルトを用いた研削装置では、重量が必然
的に大きくなり、上下装置のエアシリンダーに高い空気
圧を作用させて昇降する必要があったが、本実施例のよ
うに比較的軽量なブラスターノズル４を昇降させる場合
にはエアシリンダー16に比較的低い空気圧を作用させて
昇降することが可能である。

【００２８】ブラスターノズル４および該ブラスターノ
ズル４に接続されると共に台車２に搭載されるエアーブ
ラスト装置５は公知のもので構成することが出来る。エ
アーブラスト装置５は図３に示すように研削材を圧縮空
気に混入して噴射させる自動噴射装置18と、研削材の衝
突によって発生した粉塵，微小破片物および研削材を吸
引して回収するためのブロワ集塵装置19と、塵埃と清浄
空気とを分離するバッグフィルター20等を有して構成さ
れる。

【００２９】自動噴射装置18の一部を構成するブラスト
タンク21内には粒子状の研削材が貯留されており、パイ
プ22を介して外部から圧縮空気が導かれるようになって
いる。従って、ＮＣ操作盤６ａを操作してエアーブラス
ト装置５を起動させると、ブラストタンク21内に導かれ
た圧縮空気は研削材を適量に混入してブラストホース11
からブラスターノズル４へと送られ、ブラスターノズル
４から研削材が強力に噴射される。この噴射によって多
数の研削材が鋼板表面に衝突し、その衝突によって鋼板
表面が研掃され鋼板表面に形成された防錆塗装を剥離す
ることが出来るものである。

【００３０】噴射された研削材と発生した粉塵，微小破
片物はブラスターノズル４に接続されたバキュームホー
ス12によって即バキューム回収され、同時にブラスター
ノズル４の先端に取り付けられたリングブラシ17が粉塵
などの外部飛散を防止する。

【００３１】ブラスターノズル４は内筒と外筒を有する
二重構造になっており、ブラストホース11に接続された
内筒内を通って研削材および圧縮空気が噴射される。ま
た、バキュームホース12は内筒と外筒の間に形成された
通路に接続されており、研削材の衝突によって発生した
粉塵，微小破片物および研削材を吸引して回収する。リ
ングブラシ17は外筒の外側に設けられ研削材や粉塵など
の外部飛散を防止する。

【００３２】バキュームホース12はストレージホッパー
23，バッグフィルター20を介してブロワ集塵装置19に接
続されている。前記ストレージホッパー23は研削材と粉
塵，微小破片物とを分離して研削材だけを貯留タンク24
に貯留した後、ブラストタンク21に戻して研削材を再利
用することが出来るようになっている。またバッグフィ
ルター20は粉塵と清浄空気とを分離するためのものであ
り、バッグフィルター20の底部には塵を収容するダスト
ボックスが配置されている。

【００３３】尚、エアーブラスト装置５とブラスターノ
ズル４とを接続するブラストホース11，バキュームホー
ス12は台車２上に設けられた案内部材25に架設されてお
り、ブラスターノズル４の移動に伴って両ホース11，12
をスムーズに配給できるようになっている。

【００３４】次に上記の如く構成されたＮＣ研掃装置に
よって鋼板に塗布された防錆塗装を剥離すると共に溶接
線をマーキングする手順について説明する。防錆塗装を
施された鋼板表面に溶接線をマーキングする場合には、
溶接線のマーキングに先立って溶接線の近傍に塗着して
いる防錆塗装を剥離することが必要となる。

【００３５】先ず、ＮＣ操作盤６ａによってＮＣ装置６
にマーキングすべき溶接線のデータおよび研掃すべき溶
接線のデータを入力して動作を開始させる。ＮＣ装置６
からの指令によって、研掃キャリッジ３が移動してブラ
スターノズル４を制御中心と一致させる。次いで上下装
置10，エアシリンダー16を駆動し、ブラスターノズル４
のリングブラシ17が鋼板に当接される。

【００３６】その後、エアーブラスト装置５を作動させ
て台車２及び研掃キャリッジ３を溶接線に沿って走行或
いは移動させることで、ブラスターノズル４から噴射し
て鋼板表面に衝突する研削材によって溶接線の周囲を所
定範囲にわたる鋼板表面の防錆塗装を剥離することが可
能である。

【００３７】船底材にスチフナーを溶接する溶接部や橋
梁のプレートガーダーを構成するウエブにおけるフラン
ジ溶接部のように、溶接線が緩曲線によって構成される
場合には、研削方向を溶接線に沿って変化させることが
必要となる。この場合でも、ＮＣ装置６からの指令によ
ってブラスターノズル４を所望の方向に自在に進行させ
ることが出来る。上記操作を継続することで、全ての溶
接線に対応する塗装を剥離することが可能である。

【００３８】上記操作によって全ての溶接線の周囲の塗
装を剥離した後、ＮＣ装置６からの指令によって研掃キ
ャリッジ４を移動させてマーキングトーチ７を制御中心
に一致させ、ＮＣ装置６が既に記憶している溶接線のデ
ータに従って台車２，研掃キャリッジ４を所定の方向に
走行或いは移動させつつ、マーキングトーチ７を作動さ
せることで、鋼板上に溶接線のマーキングを形成するこ
とが可能である。

【００３９】また鋼板の所定の位置に数字や記号を印字
する場合には前記マーキングトーチ７の代わりに印字装
置８を同様に操作させて印字することが可能である。

【００４０】前記実施例ではマーキングトーチ７，印字
装置８をブラスターノズル４を搭載した研掃キャリッジ
３に一同に搭載したが、これらを夫々独立した別々のキ
ャリジに搭載して研掃キャリッジ３と同様に台車２上を
横行させることでもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
ＮＣ研掃装置によれば、鋼板に対する溶接線のマーキン
グや印字に先立って溶接線の周囲所定範囲を研掃するこ
とが出来る。

【００４２】防錆塗装の剥離作業を自動化できるため労
力と時間が低減し、作業コストを低減できる。また粉塵
を自動的に且つ確実に集塵できるので好ましくない作業
環境から保護することが出来る。

【００４３】また従来のようにベルト研削やドラムサン
ダー研削では鋼板表面との研削接触部位においてベルト
の幅方向或いはドラムの幅方向に直線的な方向性が現
れ、研削を実施している状態で連続的に研削方向を回転
させて変化させる場合にはその回転方向に比較的大きな
力が必要であり、このために剛性の高い支持部材で構成
する必要があるため重量が増大したが、本発明のように
ブラスターノズルは軽量且つ方向転換が自在であるので
小型軽量の支持部材で構成することが可能となり重量が
低減できる。

【００４４】また従来のように研削ベルト等の研削ユニ
ットを所望の研削方向に旋回させるための旋回機構が不
要となり、装置の構成が簡単になる。これに伴い前記旋
回機構の軸制御が不要であるため数値制御系が簡単にな
る。またこれ等のメンテナンスが簡単になる。

【００４５】またブラスターノズルは極めて軽量で且つ
簡単な構成であるので比較的大きな鋼板に対応させて装
置を大型化した場合にも重量が比較的軽量で済み研掃キ
ャリッジにかかる重量負担を軽減すると共に、移動にお
ける慣性が少なく数値制御による速度制御が容易である
といった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＮＣ研掃装置の正面図である。

【図２】ＮＣ研掃装置の側面図である。

【図３】（ａ）はエアーブラスト装置の平面図、（ｂ）
はエアーブラスト装置およびブラスターノズルの正面図
である。

【符号の説明】

１…レール、２…台車、３…研掃キャリッジ、３ａ…横
行モーター、４…ブラスターノズル、５…エアーブラス
ト装置、６…ＮＣ装置、６ａ…ＮＣ操作盤、７…マーキ
ングトーチ、８…印字装置、９…クロスレール、10…上
下装置、10ａ…昇降ブラケット、11…ブラストホース、
12…バキュームホース、13…支持部材、14…ガイド部
材、15…ノズル支持部材、16…エアシリンダー、17…リ
ングブラシ、18…自動噴射装置、19…ブロワ集塵装置、
20…バッグフィルター、21…ブラストタンク、22…パイ
プ、23…ストレージホッパー、24…貯留タンク、25…案
内部材

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レールに搭載され該レールに沿って走行
   可能に構成された台車と、前記台車に搭載されレールと
   直交方向に移動可能に構成された研掃キャリッジと、前
   記研掃キャリッジに搭載され鋼板の表面を研掃するため
   のブラスターノズルと、前記台車に搭載され且つ前記ブ
   ラスターノズルにホースによって接続されたエアーブラ
   スト装置と、前記研掃キャリッジに搭載され鋼板の表面
   に溶接線の情報を形成するマーキングトーチ又は印字装
   置装置と、前記台車の走行及び研掃キャリッジの移動を
   制御すると共に前記エアーブラスト装置又はマーキング
   トーチ或いは印字装置を選択的に駆動制御するための数
   値制御装置とを有することを特徴とした数値制御研掃装
   置。