JP3181177B2 - フラットバーの加工方法及びその装置 - Google Patents

フラットバーの加工方法及びその装置

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JP3181177B2 JP20954094A JP20954094A JP3181177B2 JP 3181177 B2 JP3181177 B2 JP 3181177B2 JP 20954094 A JP20954094 A JP 20954094A JP 20954094 A JP20954094 A JP 20954094A JP 3181177 B2 JP3181177 B2 JP 3181177B2
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晟 基 朴
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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、鋼板構造物に用いるフ
ラットバーの加工方法とこれを実施する装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】船舶や鉄構造物等の各種鋼板構造物は、
板材等からなる多数の構造部材が互いに溶接によって接
続されて構成される。これらの構造部材は、曲り強度や
剪断強度等の全体的な構造強度を提供する強度部材と、
これらの強度部材を局部的に補強する補強部材に代表さ
れる。
【０００３】補強部材においても、接点強度を増加させ
たり構造部材の変形を防止するブラケットや局部的変形
となる座屈や捻り等を防止するスチフナー、その他ダイ
アフラム，ストラット等の多様な種類がある。
【０００４】図１に示すように、船舶のデッキＤ等の主
要部材の補強には該デッキＤに設置されたガーダーＧ等
のアングル材が使用されるが、更にガーダーＧ等の板材
の座屈防止等の軽い補強を目的としてフラットバーＢが
使用されているのが一般である。図に示すように、フラ
ットバーＢは隣接部材との溶接線を含む互いに平行する
二つの辺と傾斜する二辺とによって略扇形形状に形成さ
れガーダーＧにかかる応力を分散するものである。
【０００５】フラットバーＢの製造方法としては、鋼材
をストリップと称する複数の帯状の平行部材に切断した
後、該ストリップを所定の図形に切断して製造するのが
一般である。従来のフラットバーＢは図２に示すような
ストリップ切断装置によってストリップが切り出された
後、図３に示すような図形切断を行うといった過程で製
造されている。
【０００６】図２のストリップ切断装置は、定盤30の長
手方向両側に一対のガイドレール40が敷設され、このガ
イドレール40上を走行するキャリッジ50には、複数の切
断トーチ51が平行に配列されて構成されている。そして
定盤30上に鋼板Ｐを載置した後、各切断トーチ51を作動
した状態でキャリッジ50がガイドレール40に沿って走行
して、鋼板Ｐを所定幅のストリップＳに切断する。
【０００７】切断されたストリップＳは、冷却が完了さ
れた後、別の作業位置に搬出され、切断線をマーキング
した後、手動切断等によって図３に示したような図形で
切断され、フラットバーＢが形成される。この時、スト
リップＳを所定の図形に切断する作業は、ロボット等に
よって自動化することが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たフラットバーＢは船舶の場合、１隻当たり数千個以上
が使用される部材であるため、ストリップＳの図形切断
を手動によって行う場合には、ストリップＳに所要部材
をネスティング（レアウト）した後、切断線をマーキン
グすると共に部材番号をラベリングして、手動トーチで
切断するといった煩雑な過程を経るためクレーン等によ
って遠方への搬送作業が必要となり、適切な工程進行に
大きな問題があった。また、広い作業面積が必要である
上、ストリップＳの移動に専用の装置が必要であった。
【０００９】また、ストリップＳの図形切断をロボット
を使用して行う場合にも、根本的な問題点が内在されて
いる。即ち、鋼板Ｐをストリップ切断する過程で各スト
リップＳは、切断線に対して外側に広がろうとする熱変
形をおこす。この時、各ストリップＳには外面上に変形
が生じ、切断が完了した状態では、相当にねじれた状態
である。この様なねじれたストリップＳを、自動的にネ
スティングして、自動切断しても正確な寸法数値を有す
るフラットバーＢの製造は期待できなくなる。
【００１０】本発明は、上述した従来の問題点を勘案し
て、正確な寸法数値のフラットバーを高い生産性で製造
できるフラットバーの加工方法を提供することを目的と
する。またこのような方法を実施できるフラットバーの
加工装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明のフラットバー加工方法は、鋼板を複数のストリ
ップに切断した後、前記ストリップを所定の図形に切断
してフラットバーを製造するフラットバーの加工方法に
おいて、先行する第１の切断機による前記鋼板のストリ
ップ切断の進行に後続して、切断された前記ストリップ
を後続する第２の切断機により所定の図形で切断する過
程を同一作業ポジション上で連続的に行うことを特徴と
するものである。
【００１２】また、前記鋼板を前記作業ポジション上に
搬入すると前記ストリップの幅と前記ストリップ上に形
成されるフラットバーの図形が前もって貯蔵および演算
された情報に従って前記鋼板上に自動的にネスティング
され、且つ前記第１、第２の切断機の位置関係を確認し
て前記切断を実施するように構成すれば好ましい。
【００１３】また前記加工方法を実施する本発明のフラ
ットバーの加工装置は、加工される鋼板を載置して支持
する定盤と、前記定盤の長手方向に平行に敷設された一
対のガイドレールと、前記ガイドレール上を走行すると
共に前記鋼板を所定幅のストリップに切断する複数のス
トリップ切断トーチを搭載したストリップ切断キャリッ
ジを有する第１の切断機と、前記第１の切断機に後続し
て前記ガイドレール上を走行すると共に前記ストリップ
をフラットバーの所定形状に切断する少なくとも一つの
図形切断トーチを搭載した図形切断キャリッジを有する
第２の切断機とを有し、先行する前記第１の切断機によ
る前記鋼板のストリップ切断の進行に後続して、切断さ
れた前記ストリップを後続する前記第２の切断機により
所定の図形で切断する過程を同一作業ポジション上で連
続的に行うことを特徴とするものである。
【００１４】また、前記鋼板を前記作業ポジション上に
搬入すると前記ストリップの幅と前記ストリップ上に形
成されるフラットバーの図形を前もって貯蔵および演算
された情報に従って前記鋼板上に自動的にネスティング
し、且つ前記第１、第２の切断機の位置関係を確認して
前記切断を実施する制御部を有することを特徴とする。
【００１５】また、前記ストリップ切断トーチがガス切
断トーチで構成されることを特徴とする。また、前記図
形切断トーチがプラズマ切断トーチまたはレーザ切断ト
ーチを具備することを特徴とする。また、前記図形切断
トーチの切断開始点及び切断終了点を切断されるストリ
ップの内側に位置するように構成すれば好ましい。ま
た、前記図形切断トーチに前記鋼板の一端を感知するセ
ンサーが具備されることを特徴とする。また、前記図形
切断トーチに前記鋼板上のフラットバーに切断される所
定位置に部材番号をラベリングするラベリングトーチが
具備されることを特徴とする。
【００１６】また、前記定盤上に鋼板が搬入されるとセ
ンサーによって前記鋼板の一端を感知して原点をセット
し、前記複数のストリップ切断トーチを所定間隔でスペ
ーシングし、前記ストリップ切断トーチによって前記鋼
板を複数のストリップに切断し、これに従って前記図形
切断トーチが前記切断されたストリップを夫々のフラッ
トバーの図形に切断することを特徴とする。
【００１７】
【作用】前記加工方法によれば、ストリップ切断による
ストリップの変形とねじれが固定される前に、所要図形
を切断する過程が継続される。また、図形切断時にスト
リップの移送を行わないので移送に伴う追加的な変形も
生じない。従って、正確な寸法数値のフラットバーを優
秀な生産性で加工できる。
【００１８】また、前記加工装置によれば、鋼板が搬入
され、各ストリップの幅と各ストリップ上に製造される
フラットバーの図形が前もって貯蔵及び演算された情報
に従って自動的にネスティングされ切断ができる。ま
た、図形切断トーチの切断開始点及び、終了点を切断さ
れるストリップの内側に位置するように構成することで
隣接するストリップに影響を及ぼすことがない。
【００１９】
【実施例】本発明に係るフラットバーの加工方法及びそ
の装置の一実施例を図を用いて説明する。図４は本発明
のフラットバー加工装置の構成を示す平面説明図、図５
は図４の装置の制御過程を示すフローチャート図、図６
は図形切断過程を示す部分拡大平面図である。
【００２０】図４で、フラットバー加工装置は、鋼板Ｐ
が載置される定盤30の長手方向両側に敷設されたガイド
レール40上を走行するストリップ切断キャリッジ10と図
形切断キャリッジ20を具備する。ストリップ切断キャリ
ッジ10には、相互間隔の調節（スペーシング）が可能な
複数のストリップ切断トーチ11が搭載され、このストリ
ップ切断キャリッジ10に継続して走行する図形切断キャ
リッジ20には、所定の図形切断が可能な少なくとも一つ
の図形切断トーチ21が搭載される。
【００２１】ストリップ切断トーチ11と図形切断トーチ
21は、夫々鋼板Ｐを切断し得る切断トーチであり、スト
リップ切断トーチ11は直線切断を行い、図形切断トーチ
21は直線または曲線切断を行う。ストリップ切断トーチ
11はガス切断トーチで構成することで良いが、図形切断
トーチ21は斜線又は曲線切断を行うため、曲線切断の特
性が良好なプラズマ切断トーチまたはレーザ切断トーチ
で構成されるのが望ましい。
【００２２】図形切断キャリッジ20は、ストリップ切断
キャリッジ10から１〜３ｍの間隔をおいて追従するよう
に構成される。この間隔は、鋼板Ｐの厚さとストリップ
Ｓの幅等に対応して調節される。ここで二つのキャリッ
ジ10，20は、相互に一定の間隔で固定して構成されるこ
ともあり、一つのキャリッジ上の前後で夫々のトーチ1
1，21を搭載する方式で構成されることも可能である。
しかし、トーチ11，21の切断特性が異なる場合には、前
述したようにキャリッジ10，20の間隔の調節が可能な構
成が望ましいため、二つのキャリッジ10，20は分離さ
れ、別々に構成されるのが望ましい。
【００２３】このようなフラットバー加工装置は、少な
くとも入出力と演算及び記憶が可能なハードウェアと図
形処理が可能なＣＡＤ／ＣＡＭプログラムなどのソフト
ウェアを具備したコンピュータを制御部に用いて制御さ
れるのが望ましい。
【００２４】フラットバー加工装置を制御する制御部の
最適な実施例の形態としては、図５に示したように部材
入力，ネスティングそして切断の三つの過程で制御する
ことが望ましい。図の部材入力過程では、まず該当（相
当）図形、すなわちマクロ命令を番号によってアドレス
を呼出し、部材規格と数量等の部材情報を入力した後、
各部材番号を指定する。
【００２５】次のネスティング過程では、鋼板の管理番
号を入力すると該当情報、例えば、長さ，幅，厚さなど
を呼出し、これに対してＣＡＭプログラムなどのソフト
ウェアが前記部材入力過程で入力された各部材図形に対
応して、各部材を自動的にネスティングするように構成
される。これらのネスティング過程では、ソフトウェア
に設定された所定の優先順位に従って、最適のネスティ
ングができる。ネスティングが完了すると、該当鋼板の
管理番号に対して、ネスティングされた図形情報がファ
イルに貯蔵される。
【００２６】次の切断過程では、先ず定盤30上に鋼板Ｐ
を載置して鋼板Ｐの管理番号を入力し、該当ファイルを
呼出す。次に図形切断トーチ21等に具備された図示しな
いセンサーで、鋼板Ｐの外端を感知して鋼板Ｐ上に設定
された原点に制御部コンピュータの原点をセットする。
次に必要に応じて鋼板Ｐ上の該当位置に部材番号をラベ
リングする。これを遂行するラベリングトーチは、任意
の図形でトレーシングが可能な図形切断トーチ21に付加
的に設置されるのが望ましい。
【００２７】ラベリングが完了したら、ストリップ切断
キャリッジ10の各ストリップ切断トーチ11間の間隔をフ
ァイルから呼出し、所定間隔で自動スペイシングする
が、これを実行するための手段として各ストリップ切断
トーチ11にサーボモーター等の所定の変位手段を具備す
ることが望ましい。
【００２８】次に、ストリップ切断キャリッジ10の走行
を開始し、各ストリップ切断トーチ11を点火し、鋼板Ｐ
の切断を開始して複数のストリップＳを切断する。そし
て、図形切断キャリッジ20もストリップ切断キャリッジ
10から所定間隔だけ離隔した状態で追従しながら図形切
断トーチ21によってストリップＳをネスティングされた
所定の図形、すなわちフラットバーＢの最終形状に切断
してフラットバーＢを完成することが出来る。
【００２９】前記各トーチ11，21は、切断の開始点と終
了点で鋼板Ｐをピアシングするものである。鋼板Ｐをス
トリップＳに切断するストリップ切断トーチ11の開始点
と終了点は鋼板Ｐの長手方向両端だけに形成されるので
特に問題はないが、図形切断トーチ21の切断線は不連続
になるため、その開始点と終了点を適切に設定しない
と、隣接するストリップＳを熱損傷させる問題が発生す
る。
【００３０】したがって、この問題を解決するために本
実施例の図形切断トーチ21の切断開始点と終了点は、図
６に示したように切断されるストリップＳの内側若しく
は切断カーフＫ上に位置するように構成される。
【００３１】例えば、図６に示された三つのストリップ
S1，S2，S3の中のストリップS2に対して図形切断トーチ
21が所定図形の切断を実施するような場合、図形切断ト
ーチ21は、この切断線Ｌの開始点P1で鋼板Ｐをピアシン
グした後、切断線Ｌにしたがって切断を実施し、終了点
P2で切断を終了する。ここで開始点P1と終了点P2でその
中心から所定半径の円で構成される溶落部Ｗが形成され
るのが望ましい。
【００３２】即ち、この溶落部Ｗは、隣接ストリップS
1，S3を侵犯しないようにするためのものであり、溶落
部Ｗの外端がストリップ切断トーチ11による切断カーフ
Ｋ内に存在するように構成される。このために、図形切
断トーチ21の図形切断の開始点P1と終了点P2の中心は、
ストリップ切断トーチ11の切断カーフＫの外端から所定
間隔だけ内側に位置するように設定される。これによっ
て、ストリップS2内の図形切断時に隣接ストリップS1，
S3が、熱損傷される問題が解決できる。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明に係るフラットバ
ーの加工方法及びその装置は上述の構成と作用を有する
ので、一つの作業ポジション上で鋼板を自動的にフラッ
トバーに加工できるため、従来と比較すると狭い作業面
積で数倍以上の顕著な生産性の増加が期待できる。ま
た、ストリップが変形されていない状態でのフラットバ
ーの製造が可能であり、フラットバーの寸法精度を向上
させることが出来る。
【００３４】また最適のネスティング状態でフラットバ
ーが製造できるため、鋼板のスクラップ発生量が最小に
なり、経済的である。また必要に応じて各鋼板及びフラ
ットバーに管理番号をラベリングして制御部でその加工
及び管理を中央統制すれば、生産管理の合理化にも大き
く寄与できる等種々の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋼板構造においてフラットバーの機能を示す断
面説明図である。
【図２】従来の鋼板のストリップ切断装置を示す平面図
である。
【図３】従来のフラットバー加工過程において、ストリ
ップ切断された平行部材の図形切断過程を示す平面図で
ある。
【図４】本発明のフラットバー加工装置の構成を示す平
面説明図である。
【図５】本発明のフラットバー加工装置の制御過程を示
すフローチャート図である。
【図６】図形切断過程を示す部分拡大平面図である。
【符号の説明】
10…ストリップ切断キャリッジ、11…ストリップ切断ト
ーチ、20…図形切断キャリッジ、21…図形切断トーチ、
30…定盤、40…ガイドレール、Ｓ…ストリップ、Ｂ…フ
ラットバー、Ｐ…鋼板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 晟 基 大韓民国 慶南 鎭海市 慈恩洞 三星 アパート101−201 (72)発明者 金 昊 求 大韓民国 慶南 巨齊郡 新縣邑 長坪 里 337 (56)参考文献 特開 昭63−10073（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−52153（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−231175（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−134181（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 7/00 - 7/10 501 B23K 26/00 320

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 鋼板を複数のストリップに切断した後、
    前記ストリップを所定の図形に切断してフラットバーを
    製造するフラットバーの加工方法において、先行する第１の切断機による 前記鋼板のストリップ切断
    の進行に後続して、切断された前記ストリップを後続す
    る第２の切断機により所定の図形で切断する過程を同一
    作業ポジション上で連続的に行うことを特徴とするフラ
    ットバーの加工方法。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記鋼板を前記作業
    ポジション上に搬入すると前記ストリップの幅と前記ス
    トリップ上に形成されるフラットバーの図形が前もって
    貯蔵および演算された情報に従って前記鋼板上に自動的
    にネスティングされ、且つ前記第１、第２の切断機の位
    置関係を確認して前記切断を実施することを特徴とする
    フラットバーの加工方法。
  3. 【請求項３】 加工される鋼板を載置して支持する定盤
    と、 前記定盤の長手方向に平行に敷設された一対のガイドレ
    ールと、 前記ガイドレール上を走行すると共に前記鋼板を所定幅
    のストリップに切断する複数のストリップ切断トーチを
    搭載したストリップ切断キャリッジを有する第１の切断
    機と、 前記第１の切断機に後続して前記ガイドレール上を走行
    すると共に前記ストリップをフラットバーの所定形状に
    切断する少なくとも一つの図形切断トーチを搭載した図
    形切断キャリッジを有する第２の切断機と、 を有し、先行する前記第１の切断機による前記鋼板のストリップ
    切断の進行に後続して、切断された前記ストリップを後
    続する前記第２の切断機により所定の図形で切断する過
    程を同一作業ポジション上で連続的に行う ことを特徴と
    するフラットバーの加工装置。
  4. 【請求項４】 前記鋼板を前記作業ポジション上に搬入
    すると前記ストリップの幅と前記ストリップ上に形成さ
    れるフラットバーの図形を前もって貯蔵およ び演算され
    た情報に従って前記鋼板上に自動的にネスティングし、
    且つ前記第１、第２の切断機の位置関係を確認して前記
    切断を実施する制御部を有することを特徴とする請求項
    ３に記載のフラットバーの加工装置。
  5. 【請求項５】 請求項３または請求項４において、前記
    ストリップ切断トーチがガス切断トーチで構成されるこ
    とを特徴とするフラットバーの加工装置。
  6. 【請求項６】 請求項３または請求項４において、前記
    図形切断トーチがプラズマ切断トーチまたはレーザ切断
    トーチを具備することを特徴とするフラットバーの加工
    装置。
  7. 【請求項７】 請求項３または請求項４において、前記
    図形切断トーチの切断開始点及び切断終了点が切断され
    るストリップの内側に位置するように構成したことを特
    徴とするフラットバーの加工装置。
  8. 【請求項８】 請求項３または請求項４において、前記
    図形切断トーチに前記鋼板の一端を感知するセンサーが
    具備されることを特徴とするフラットバーの加工装置。
  9. 【請求項９】 請求項３または請求項４において、前記
    図形切断トーチに前記鋼板上のフラットバーに切断され
    る所定位置に部材番号をラベリングするラベリングトー
    チが具備されることを特徴とするフラットバーの加工装
    置。
  10. 【請求項１０】 請求項３または請求項４または請求項
    ９において、前記定盤上に鋼板が搬入されるとセンサー
    によって前記鋼板の一端を感知して原点をセットし、前
    記複数のストリップ切断トーチを所定間隔でスペーシン
    グし、前記ストリップ切断トーチによって前記鋼板を複
    数のストリップに切断し、これに従って前記図形切断ト
    ーチが前記切断されたストリップを夫々のフラットバー
    の図形に切断することを特徴とするフラットバーの加工
    装置。
JP20954094A 1994-01-12 1994-09-02 フラットバーの加工方法及びその装置 Expired - Fee Related JP3181177B2 (ja)

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