JP3204997B2 - エンドプレートの溶接方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、四角筒状の柱基材の両
端面に仮付けされたエンドプレートの全周をそれぞれ溶
接するエンドプレートの溶接方法に関する。住宅ユニッ
トの骨組みを構成する柱の製造に利用できる。

【０００２】

【背景技術】ユニット住宅を構成する住宅ユニットの骨
組みは、四角筒状の柱の両端部に梁を溶接して構成され
る。通常、柱の両端面には、住宅ユニットを基礎などに
固定するために、あるいは、上下の住宅ユニットを相互
に連結するために、予め、柱の端面形状と同形状のエン
ドプレートを溶接することが行われている。

【０００３】一般に、柱の両端面にエンドプレートを溶
接する場合、予め、柱の両端面とエンドプレートとの溶
接部分に開先加工を施しておく。その後、柱の両端面に
エンドプレートをセットし、この状態において、柱の各
端部の４外側面のうち少なくとも３外側面からエンドプ
レートを柱に仮付け溶接した後、エンドプレートの全周
を溶接ロボットなどで溶接する作業手順が採られる。

【０００４】ところで、エンドプレートの全周を溶接ロ
ボットで溶接するに際して、溶接条件から溶接ロボット
の溶接ヘッドを常に下向きにした状態で溶接作業を行う
ことが好ましい。しかし、柱を水平な姿勢（柱の１外側
面が水平な姿勢）に位置決め固定した状態では、エンド
プレートが垂直な姿勢にセットされるため、柱の外側面
とエンドプレートとの４つの接合面全てについて溶接ヘ
ッドを常に下向きにした状態で溶接することはできな
い。

【０００５】そこで、従来では、柱の外側面とエンドプ
レートとの４つの接合面のうち、まず、上向きの接合面
を溶接した後、柱をその軸線を中心として９０度回転さ
せて次に上向きとなった接合面を溶接し、順次９０度ず
つ回転させながら、上向きとなった接合面を溶接して４
つの接合面を全て溶接するようにしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のような
溶接方法では、柱をその軸線を中心として９０度ずつ回
転させながら上向きの接合面を順番に溶接するものであ
るから、溶接部位が柱の軸線を中心とする回転方向へ進
み、一時的に溶接時の熱量が柱の軸線に対して偏り、そ
の熱量の偏りによってエンドプレートがよじれた状態で
柱に溶接される場合があった。

【０００７】ここに、本発明の目的は、このような従来
の欠点を解消し、簡易かつ安価な構成により、エンドプ
レートのよじれなどの問題を生じることなく、四角筒状
の柱基材の両端面に仮付けされたエンドプレートの全周
を正確かつ確実に溶接することができるエンドプレート
の溶接方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明のエン
ドプレートの溶接方法は、予め四角筒状に形成された柱
基材の両端面に仮付けされ２つの連結孔を有するエンド
プレートの全周を柱基材にそれぞれ溶接するエンドプレ
ートの溶接方法であって、前記柱基材の１外側面を水平
に支持し、この状態において柱基材の両端面に仮付けさ
れたエンドプレートの連結孔にガイドピンを嵌合させ、
このガイドピンによって柱基材の両端側を支持するとと
もに、上向きの柱基材の外側面とエンドプレートとの接
合面を溶接し、ついで、柱基材の両端面に仮付けされた
エンドプレートの連結孔に嵌合するガイドピンの片側を
回転させながら、柱基材をその柱基材の軸線を中心とし
て１８０度回転させた後、上向きの柱基材の外側面とエ
ンドプレートとの接合面を溶接し、ついで、柱基材の両
端面に仮付けされたエンドプレートの連結孔に嵌合する
ガイドピンの片側を回転させながら、柱基材をその柱基
材の軸線を中心として９０度回転させた後、上向きの柱
基材の外側面とエンドプレートとの接合面を溶接した
後、最後に、柱基材の両端面に仮付けされたエンドプレ
ートの連結孔に嵌合するガイドピンの片側を回転させな
がら、柱基材をその柱基材の軸線を中心として１８０度
回転させた後、上向きの柱基材の外側面とエンドプレー
トとの接合面を溶接する、ことを特徴とする。

【０００９】

【作用】予め、柱基材の両端面にエンドプレートを仮付
けしておく。この状態の柱基材を、まず、１外側面を水
平に支持し、この状態において上向きの柱基材の外側面
とエンドプレートとの接合面を溶接する。ついで、柱基
材をその柱基材の軸線を中心として１８０度回転させた
後、上向きの柱基材の外側面とエンドプレートとの接合
面を溶接する。従って、この時点では、柱基材の軸線を
中心とする両側の接合面が溶接されるから、溶接時の熱
によるエンドプレートのよじれを少なくできる。

【００１０】ついで、柱基材をその柱基材の軸線を中心
として９０度回転させた後、上向きの柱基材の外側面と
エンドプレートとの接合面を溶接した後、最後に、柱基
材をその柱基材の軸線を中心として１８０度回転させた
後、上向きの柱基材の外側面とエンドプレートとの接合
面を溶接する。このときも、柱基材の軸線を中心とする
両側の接合面が溶接されるから、溶接時の熱によるエン
ドプレートのよじれを少なくできる。しかも、柱基材を
回転させるにあたっては、柱基材の両端面に仮付けされ
エンドプレートに２つの連結孔を形成しておき、このエ
ンドプレートの連結孔にガイドピンを嵌合させ、このガ
イドピンによって柱基材の両端側を支持した状態で、ガ
イドピンの片側を回転させながら、柱基材を回転させる
ようにしたから、つまり、柱基材の両端側を支持した状
態で柱基材を回転させるようにしたから、柱基材の下方
への変形が少ない状態で柱基材を回転させることができ
るとともに、比較的簡易な構成の装置で柱基材を回転さ
せることができる。よって、簡易かつ安価な構成でエン
ドプレートの溶接を高精度に行うことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は住宅ユニット５（図２および図３参照）
の生産工程を示すブロック図、図２は同住宅ユニット５
の分解斜視図、図３は同住宅ユニット５の組立分解斜視
図である。住宅ユニット５は、天井パネル１、床パネル
２および２個の妻パネル３によってボックス状に組み立
てられる。

【００１２】天井パネル１は、長辺梁生産ライン２１で
生産された長辺梁１１を天井パネル生産ライン２２に搬
入し、この生産ライン２２において、２本の長辺梁１１
を平行に配置し、その間に野縁１２を連結し、かつ、天
井用面材１３を取り付けることにより作られる。

【００１３】床パネル２は、長辺梁生産ライン２１で生
産された長辺梁１１を床パネル生産ライン２３に搬入
し、この生産ライン２３において、２本の長辺梁１１を
平行に配置し、その間に根太（図示省略）を連結し、か
つ、床用面材１４を取り付けることにより作られる。

【００１４】妻パネル３は、柱生産ライン２４で生産さ
れた柱１５および短辺梁生産ライン２５で生産された短
辺梁１６をそれぞれ妻パネル生産ライン２６に搬入し、
この生産ライン２６において、２本の柱１５を平行に配
置し、その各端部間に短辺梁１６を連結することにより
作られる。なお、各柱１５の両端部には、短辺梁１６と
直角方向に仕口１７が取り付けられる。

【００１５】これらの天井パネル１、床パネル２および
妻パネル３，４は、それぞれ総組みライン２７ヘ搬入さ
れ、この総組みライン２７において、上下に平行に配置
された天井パネル１および床パネル２の両側に妻パネル
３，４が配置され、それぞれの仕口１７が天井パネル１
および床パネル２の各長辺梁１１の両端部に嵌合した状
態で溶接されることにより住宅ユニット５（図３参照）
が組み立られる。

【００１６】住宅ユニット５は、外壁パネル取付ライン
２８へ送られ、そこで、外面の所定位置に外壁パネルが
取り付けられた後、続いて、造作・設備取付ライン２９
へ送られ、そこで、内部の所定位置に階段ユニット、キ
ッチンユニット、バスユニットなどが取り付けられて完
成される。なお、完成した複数の住宅ユニット５をトラ
ックなどで建築現場に輸送し、そこで、これらを組み合
わせればユニット住宅を建てることができる。

【００１７】図４は前記柱生産ライン２４の詳細工程を
示すブロック図、図５はそれによって生産される柱１５
の詳細斜視図である。ストック工程４１にストックされ
た四角筒状の複数本の柱基材３１は、１本ずつ第１の搬
送コンベア４２に搬入される。そこで、まず、切断工程
４３で住宅ユニット５の各モジュールに対応した長さ寸
法に切断され、続いて、穿孔工程４４で柱基材３１の両
端部側に３つのダイヤフラム仮付孔３２が穿孔される。
なお、この穿孔工程４４において、柱基材３１の上端部
側には軒先ユニット取付用の２つの破風孔３３が穿孔さ
れる。

【００１８】次に、第２の搬送コンベア４５に搬入され
る。そこで、まず、ダイヤフラム仮付工程４６で柱基材
３１の両端部内仮付位置にダイヤフラム３４がそれぞれ
仮付けされ、続いて、板厚検出工程４７で柱基材３１の
板厚が検出される。その後、ダイヤフラム本付工程４８
で柱基材３１の両端部内仮付位置に仮付けされたダイヤ
フラム３４の全周がそれぞれ溶接される。

【００１９】次に、第３の搬送コンベア４９によってエ
ンドプレート仮付工程５０に搬入され、柱基材３１の両
端面にエンドプレート３５が仮付けされた後、第４の搬
送コンベア５１に搬入される。そこで、まず、エンドプ
レート本付工程５２でエンドプレート３５の全周が溶接
され、続いて、サンディング工程５３でエンドプレート
３５の４つの溶接面のうち２面（仕口１７および短辺梁
１６が取り付けられる２面）のサンディングが行われ
る。

【００２０】ここで、エンドプレート３５は、図５に示
す如く、柱基材３１の端面輪郭形状と略同形状の端板３
５Ａと、この端板３５Ａの内端面に一体的に形成され柱
基材３１の端部内に嵌合する嵌合枠３５Ｂと、前記端板
３５Ａに穿孔された連結用の２つの孔３５Ｃとを備え
る。

【００２１】次に、柱基材２１は第５の搬送コンベア５
４に搬入される。そこで、まず、仕口仮付工程５５で柱
基材３１の両端部に仕口１７が仮付けされ、続いて、仕
口本付工程５６で仕口１７の全周が溶接される。このよ
うにして生産された柱１５は、次工程の妻パネル生産ラ
イン２６へ送られる。

【００２２】図６は前記エンドプレート本付工程５２の
詳細構造を示している。同エンドプレート本付工程５２
には、エンドプレート仮付工程５０から水平な姿勢で軸
線に対して直角に搬入された柱基材３１の両端部側を支
持する支持機構１７１Ａ，１７１Ｂと、この支持機構１
７１Ａ，１７１Ｂによって支持された柱基材３１の一方
のエンドプレート３５に係合し柱基材３１をその軸線を
中心として回転させる回転駆動装置１８１と、柱基材３
１の他方のエンドプレート３５に係合する回転支持装置
１９１と、柱基材３１の両端側に位置する溶接ロボット
２０１Ａ，２０１Ｂとがそれぞれ設けられている。

【００２３】前記回転駆動装置１８１は、図７に示す如
く、基台１８２と、この基台１８２にガイドレール１８
３を介して前記柱基材３１の軸線方向へ移動可能に設け
られた可動台１８４と、この可動台１８４に支持台１８
５を介して回転自在に支持された回転軸１８６と、この
回転軸１８６の後端部にカップリングを介して連結され
たモータ１８７と、前記回転軸１８６の前端部に取り付
けられたピン取付プレート１８８とから構成されてい
る。ここで、ピン取付プレート１８８には、前記エンド
プレート３５の２つの孔３５Ｃに嵌合する２つのガイド
ピン１８９が突設されている。

【００２４】前記回転支持装置１９１は、図８に示す如
く、基台１９２と、この基台１９２にガイドレール１９
３を介して前記柱基材３１の軸線方向へ移動可能に設け
られた可動台１９４と、この可動台１９４に支持台１９
５を介して回転自在に支持された回転軸１９６と、この
回転軸１９６の前端部に取り付けられたピン取付プレー
ト１９８とから構成されている。ここで、ピン取付プレ
ート１９８には、前記エンドプレート３５の孔３５Ｃに
嵌合するガイドピン１９９が突設されている。

【００２５】次に、上記エンドプレート本付工程５２に
おける作用を説明する。エンドプレート仮付工程５０で
両端にエンドプレート３５が仮付け溶接された柱基材３
１は、その軸線に対して直角に搬入されエンドプレート
本付工程５２の支持機構１７１Ａ，１７１Ｂに支持され
れる。このとき、柱基材３１は、１外側面が水平面に対
して平行な姿勢に自動的に位置決めされる。

【００２６】その後、回転駆動装置１８１および回転支
持装置１９１の可動台１８４，１９４を柱基材３１のエ
ンドプーレート３５へ向かって進出させると、各ピン取
付プレート１８８，１９８のガイドピン１８９，１９９
がエンドプレート３５の孔３５Ｃに嵌合した状態とな
る。

【００２７】この状態において、柱基材３１の両端側に
おいて、柱基材３１の外側面とエンドプレート３５との
４つの接合面のうち、上向きの接合面を溶接ロボット２
０１Ａ，２０１Ｂによってそれぞれ溶接する。このと
き、図９に示す如く、溶接ロボット２０１Ａ，２０１Ｂ
の溶接ヘッドを下向きにした状態で溶接を行う。その
後、モータ１８７を１８０度回転させると、例えば図１
０において、最初に接合面を溶接したとすると、接合
面が上向きになるため、その上向きの接合面を溶接
ロボット２０１Ａ，２０１Ｂによって溶接する。

【００２８】続いて、モータ１８７を９０度回転させる
と、残りの接合面のうち、接合面が上向きになる
ため、その上向きの接合面を溶接ロボット２０１Ａ，
２０１Ｂによって溶接する。最後に、モータ１８７を１
８０度回転させると、最後の接合面が上向きになるた
め、その接合面を溶接ロボット２０１Ａ，２０１Ｂに
よって溶接する。

【００２９】従って、本実施例によれば、柱基材３１の
外側面とエンドプレート３５との４つの接合面のうち、
まず、上向きの接合面を溶接した後、柱基材３１を１
８０度回転させて次に上向きとなる接合面を溶接し、
続いて、柱基材３１を９０度回転させて次に上向きとな
る接合面を溶接し、最後に、柱基材３１を１８０度回
転させて次に上向きとなる接合面を溶接するようにし
たので、溶接時の熱量が柱基材３１の軸線に対して偏る
ことが少ないので、エンドプレート３５のよじれなどを
防止することができる。よって、柱基材３１の両端面に
対してエンドプレート３５の全周を正確かつ確実に溶接
することができる。

【００３０】また、柱基材３１の外側面とエンドプレー
ト３５との４つの接合面の溶接に当たって、溶接ロボッ
ト２０１Ａ，２０１Ｂの溶接ヘッドを全て下向きにした
状態で行えるので、品質的にも安定させることができ
る。

【００３１】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、次の変形例も含む。例えば、各回転
駆動装置１８１および回転支持装置１９１の可動台１８
４，１９４を手動で柱基材３１の軸方向へ移動させるよ
うにしたが、これらの可動台１８４，１９４をシリンダ
などの駆動手段によって自動的に移動させるようにして
もよい。

【００３２】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、エンドプ
レートのよじれなどの問題を生じることなく、四角筒状
の柱基材の両端面に仮付けされたエンドプレートの全周
を正確かつ確実に溶接することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される住宅ユニットの生産工程を
示すブロック図である。

【図２】図１の生産工程によって製造される住宅ユニッ
トの分解斜視図である。

【図３】図１の生産工程によって製造される住宅ユニッ
トの組立斜視図である。

【図４】図１に示す柱生産ライン２４の詳細工程を示す
ブロック図である。

【図５】図４の工程によって生産される柱を示す斜視図
である。

【図６】図４に示すエンドプレート本付工程５２の詳細
構造を示す図である。

【図７】図６に示す回転駆動装置１８１を示す図であ
る。

【図８】図６に示す回転支持装置１９１を示す図であ
る。

【図９】図６に示す溶接ロボット２０１Ａと柱基材３１
との関係を示す図である。

【図１０】図９の溶接ロボットによる溶接面の溶接順序
を説明するための図である。

【符号の説明】

３１ 柱基材 ３５ エンドプレート １８１ 回転駆動装置 １９１ 回転支持装置 ２０１Ａ，２０１Ｂ 溶接ロボット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−252683（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−307675（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−121073（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−293978（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−113980（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−55667（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−4306（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 9/00 E04C 3/32

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め四角筒状に形成された柱基材の両端
   面に仮付けされ２つの連結孔を有するエンドプレートの
   全周を柱基材にそれぞれ溶接するエンドプレートの溶接
   方法であって、 前記柱基材の１外側面を水平に支持し、この状態におい
   て柱基材の両端面に仮付けされたエンドプレートの連結
   孔にガイドピンを嵌合させ、このガイドピンによって柱
   基材の両端側を支持するとともに、上向きの柱基材の外
   側面とエンドプレートとの接合面を溶接し、 ついで、柱基材の両端面に仮付けされたエンドプレート
   の連結孔に嵌合するガイドピンの片側を回転させなが
   ら、柱基材をその柱基材の軸線を中心として１８０度回
   転させた後、上向きの柱基材の外側面とエンドプレート
   との接合面を溶接し、 ついで、柱基材の両端面に仮付けされたエンドプレート
   の連結孔に嵌合するガイドピンの片側を回転させなが
   ら、柱基材をその柱基材の軸線を中心として９０度回転
   させた後、上向きの柱基材の外側面とエンドプレートと
   の接合面を溶接した後、 最後に、柱基材の両端面に仮付けされたエンドプレート
   の連結孔に嵌合するガイドピンの片側を回転させなが
   ら、柱基材をその柱基材の軸線を中心として１８０度回
   転させた後、上向きの柱基材の外側面とエンドプレート
   との接合面を溶接する、 ことを特徴とするエンドプレートの溶接方法。