JP3205812B2 - 継手保持用治具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は継手と管とを溶接する
際、継手クランプにより継手の開口と管の先端とを位置
合わせするために使用される継手保持用治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から配管設計図に基づいて配管の各
部毎に、所望の長さの管の先端部にエルボ継手等を予め
溶接した多数の配管ユニット（配管スプールともいう）
を用意し、配管敷設現場において各ユニットどうしを互
いに接合する配管敷設方法が多く採用されている。この
ような場合、配管ユニットは溶接工程、刻印工程および
切断工程を経て製造される。そして管と継手は通常ティ
グ溶接等により結合されるが、溶接工程の際に管の先端
部と継手の一つの開口部とを相互に位置合わせして嵌着
する必要がある。この位置合わせを自動的に行なうため
に考えられる方法は、管を適宜の支持手段により支持し
ておき、継手を継手クランプで保持しながら管の先端部
に継手を接近させて位置合わせをするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な位置合わせ方法では、エルボ継手等の寸法にバラツキ
があるため、継手クランプの継手把持用の爪部に継手を
正確な位置関係で把持させることが難しく、所定の位置
および角度にずれを生じることが避けられない。そこで
本発明は、このような従来の管と継手の位置合わせ方法
における問題点に鑑み、継手クランプの継手把持用の爪
部に対し、正確な位置関係で継手を把持させるために好
適に使用できる継手保持用治具を提供することを課題と
するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
の本発明の継手保持用治具は、側部と底部を有する本体
と、その底部に設けられた半径方向にバネ性を有する継
手嵌着部と、側部外面に突出して設けられた一対の突片
とを備えている。そして継手の一つの開口部内に継手嵌
着部が着脱自在に嵌着された状態で、前記一対の突片を
継手クランプの把持用の爪部により把持できるようにし
たことを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】本発明の継手保持用治具を使用して継手を管先
端部に対して位置合わせするには、先ず、その継手嵌着
部に継手の一つの開口部を押し込み、その半径方向のバ
ネ作用によりに嵌着させる。それによって継手は継手保
持用治具の予め定められた所定位置に保持される。次
に、継手保持用治具の一対の突片を継手クランプの継手
把持用の爪部に把持させることにより、継手は継手クラ
ンプの所定位置に正確に位置決めされる。そしてその状
態で、例えば制御装置等に記憶された管先端部の位置に
継手クランプを移動させることにより、継手の他の開口
部の軸線と管の先端部の軸線とを正確に位置合わせする
ことができる。

【０００６】

【実施例】次に、図面に基づいて本発明の実施例につき
説明する。この実施例は配管ユニットの溶接を自動化す
る搬送ラインを有し、そのラインに継手クランプを有す
る継手供給装置が配置されているものである。図１は搬
送ラインに沿って各工程に使用される自動装置を配置し
た平面的略図であり、図２はその正面図である。図１お
よび図２に示す如く、自動化装置本体２の上面の長手方
向に搬送ライン１が設けられ、該搬送ライン１上に一対
のガイドレール22および後述するラックが互いに平行に
配置されている。そしてこのガイドレール22に案内され
てクランプ装置４が自動化装置本体２の長手方向に前後
動自在に案内されている。

【０００７】更に、搬送ライン１上には複数の管受け台
12が互いに分離して設けられていると共に、搬送ライン
１の中央部には研削装置７とその下流側にレーザマーカ
15がそれぞれ配置されている。研削装置７は搬送ライン
１に対して図１の矢印方向に出入自在に配置されてい
る。即ち、搬送ライン１の幅方向に移動し、搬送されて
くる管３の軸線上に出入りするものである。また、レー
ザマーカ15はその先端部に突出された可動部が僅かに昇
降移動し、その下方に配置される管３に識別用マーキン
グを行うものである。

【０００８】この搬送ライン１の下流端にはカッタ11が
配置されている。そしてこのカッタ11とレーザマーカ15
との間には溶接機10および継手供給装置９が設けられて
いる。溶接機10は溶接ロボット19の先端部に一例として
ティグ溶接機を設けたものであり、継手供給装置９は継
手ロボット20の端部にクランプ手段を設けたものであ
る。また、この継手供給装置９に隣接した位置に継手収
納棚18が設けられ、ここに各種大きさの継手が配置され
る。そしてこれらを制御する制御装置14が搬送ライン１
に隣接して配置されている。

【０００９】図３は搬送ライン１の上流側に存在する管
受け台12およびクランプ装置４部分を示す正面図であ
り、図４および図５はその平面図および側面図である。
この自動化装置本体２の上面には一対のガイドレール22
が平行に設けられ、それに図５の如くクランプ装置４の
下端が案内される。一対のガイドレール22の内側には一
対のラック23が互いに平行に配置され、そのラック23に
クランプ装置４のピニオン24が歯合している。このピニ
オン24は図示しないエンコーダを介し前後動駆動モータ
25により回転され、搬送ライン１の長手方向にクランプ
装置４を前後動させる。

【００１０】一方、クランプ装置４の下部にはクランプ
回転用モータ26が設けられ、それが制御装置14を介して
クランプを回転し、そこに把持される管をその軸線の回
りに回転させるようになっている。更にクランプ装置４
の上部には貫通孔56が設けられ、そこに管が貫通されて
管の外周が着脱自在にクランプされるように構成されて
いる。そしてクランプ装置４の側部には管ストッパ16が
配置され、該管ストッパ16は図５の実線の位置から矢印
方向に回転し貫通孔56の軸線位置まで回動するようにな
っている。なおこの管ストッパ16は、クランプ装置４に
供給される管の最初の把持位置を正確に位置決めするた
めに設けられている。

【００１１】クランプ装置４の上流側には複数の管受け
台12が設けられ、その最上流端の管受け台12は固定され
ており、他の管受け台12はそれぞれクランプ装置４の前
進に伴って前進し、管の中間部を略等間隔で支持するも
のである。これらの管受け台12の上面には鼓形のローラ
13が回転自在に軸支され、そのローラ13が支持軸と共に
上下方向に僅かに移動し、供給される管３の直径に拘わ
らず常に管の軸線をクランプ装置４の貫通孔の軸線に整
合させるように構成されている。なおこのローラ13の昇
降動作は、エアーシリンダを使用して制御装置14により
自動的に行うことができる。

【００１２】クランプ装置４の下流側の側面には研削装
置７が配置されている。この研削装置７は自動化装置本
体の搬送ラインの幅方向に出入り自在に設けられてい
る。そしてこの研削装置７を搬送ライン上に移動させ、
クランプ装置４によりクランプされ移動してきた管３の
先端縁部の縁取り、溶接部外周およびアース部外周のそ
れぞれの外皮の研削をすることができ、それらにより管
の先端部を継手に容易に嵌着させることができると共
に、溶接部外周およびアース部外周の電気抵抗を低下さ
せることができる。

【００１３】次に、研削装置７の下流側に設けられるレ
ーザマーカ15は公知のものであって、管３の直径に合わ
せてレーザマーカ15の先端部が上下動し、管３外周面に
識別記号をマーキングする。また、レーザマーカ15の下
流側に配置される溶接機10も、公知の溶接ロボット19の
先端部に公知のティグ溶接機を設け、それを制御装置14
により制御するものである。更に、継手供給装置９も公
知の継手ロボット20の先端部に継手クランプが設けられ
たものを使用することができる。図６において継手クラ
ンプ43には一対の爪部44が互いに平行に離間して配置さ
れており、継手クランプ43に設けられている図示しない
シリンダ手段等により互いの間隔が拡縮自在に構成され
ている。図６は継手クランプ43の爪部44に本発明の継手
保持用治具45を把持し、その継手保持用治具45に継手８
を嵌着した状態を示している。

【００１４】図６において、継手８の一つの開口部内に
継手保持用治具45の継手嵌着部46が嵌着され、その嵌着
部46により継手８は継手保持用治具45の所定位置に正確
に保持される。そしてその状態の継手保持用治具45は、
その自重によりその一対の突片63の下面が継手クランプ
43の爪部44の下部に設けられた突起44ａの上面に掛合さ
れ、それにより継手保持用治具45は継手クランプ43に対
して所定位置関係で把持される。この状態で一対の爪部
44が継手保持用治具45の両側を軽く挟持する。なお、予
めエルボやティー型のような各種形状および大きさの継
手８が各継手保持用治具45に保持され、それらが図１に
示すような平面的に多数区画された継手収納棚18内に収
納される。各継手収納棚18の各番地毎に収納された各継
手８の種類および大きさは制御装置14に登録される。そ
して制御装置14の指令により継手収納棚18を選択して、
所望の継手を継手クランプ43で把持するようにする。

【００１５】本発明の継手保持用治具45は、図７に示す
ように側部61と底部62を有する溝状の本体60と、その底
部62の中央部に同軸に設けられた半径方向にバネ性を有
する筒状の継手嵌着部46と、側部61の上端縁にフランジ
状に突出して設けられた一対の突片63とを備えている。
継手嵌着部46は筒状の周壁を有し、それを例えば二つ割
りにして半径方向のバネ性を付与している。しかしこの
周壁は二つ割りに限らず三つ割り以上に分割してもよ
い。この継手嵌着部46の底と本体60の底とは、ボルトを
介して両者間がわずかに水平方向に微調整可能に締結固
定されている。

【００１６】次に、上記した装置の作用を説明すると、
先ず制御装置14の記憶手段であるフロッピーディスクに
予め継手付配管ユニット（スプール）のスプール番号
や、系統、用途データー一式、継手の材料、管の長さ、
溶接番号、その他を入力しておく。更に、図１における
継手収納棚18の夫々の番地に収納された継手の種類およ
び大きさが制御装置14に入力される。そこでこれらのデ
ーターに基づき管の種類が指示され、本装置の上流側に
配置された図示しない管供給装置を通じて所望の管３が
図１の如く供給される。このとき管受け台12のローラ13
は管３の管径に応じて制御装置14の指示により上下方向
に微調整移動され、それよって管３がローラ13上に搬送
されたとき、管３の軸線とクランプ装置４の貫通孔の軸
線とを整合させる。そして管３をクランプ装置４に貫通
させその先端を管ストッパ16に当接して停止させた後、
クランプ装置４により管３の外周を把持する。

【００１７】このようにクランプ装置４で管３外周を把
持した後、研削装置７により管３の先端縁の縁取りと、
管３の溶接部外周およびそれに隣接したアース部外周と
なるべき部分の外皮の削り取りを行う。管３の先端縁の
縁取りにより管３と継手の嵌着を容易にし、溶接部外周
およびそれに隣接したアース部外周となるべき部分の外
皮の削り取りにより、ティグ溶接のための電気抵抗を低
下させることができる。そして研削工程を完了した管３
は次にレーザマーカ15でその外周に識別記号等がマーキ
ングされる。

【００１８】次に、本発明の継手保持用治具を使用した
継手の位置決めをするためには、管３を把持したままク
ランプ装置４を更に下流側に移動させる。それと共に、
継手供給装置９が制御装置14により指示された継手収納
棚18上の所望の継手を、その継手保持用治具45と共に把
持し、管３の軸線上にその継手８の開口を整合して待機
させる。その際、先ず継手クランプ43の一対の爪部44を
開いた状態で継手保持用治具45の一対の突片63の外側に
降ろす（図６参照）。次いで爪部44を途中まで閉じてそ
の先端の突起44ａに突片63を掛合させる。そして継手ク
ランプ43を上昇させると、継手保持用治具45の自重で各
突片63の下面が爪部44の上面に掛合され、それによって
継手保持用治具45と継手クランプ43は所定の位置関係に
なる。次いで、継手保持用治具45の一対の突片63の縁部
を一対の爪部44の内面が軽く挟持する。

【００１９】このようにして継手保持用治具45をクラン
プした継手クランプ43は、移動してくる管３の軸線が、
保持された継手の開口部の軸線と一致する位置に待機さ
れる。そして移動してきた管３に対してその先端部開口
の端縁研削部47をガイドとして嵌着する。このように本
発明の継手保持用治具45を用いて、管３の先端部開口と
継手８の嵌着が確実に且つ精度良く完了される。

【００２０】次に、念の為その後工程について説明する
と上記工程完了後、図８に示すように搬送ライン１の下
方に配置された溶接アース17が上昇して前工程で研削さ
れた管３部分、すなわちアース部研削部49の下面に接触
する。この溶接アース17の上面はＶ字溝状に形成され、
各種大きさの管３をそのＶ字溝に接触できるように構成
されている。

【００２１】このように継手８の一つの開口部が継手保
持用治具45の継手嵌着部46に嵌着され、他の一つの開口
部が管３の先端部に嵌着されているが、研削装置７によ
り継手８と管３との嵌着部外周の研削された部分、すな
わち溶接部外皮研削部48において互いに離間した２点を
先ず点溶接で仮止め溶接する。次に仮止めが完了する
と、継手供給装置９の継手クランプ43を開放して搬送ラ
イン１上から後退させる。次いで、クランプ装置４によ
り管３を回転させつつ、管３先端部と継手８との接続部
を本溶接して溶接部51を形成する。このとき継手保持用
治具45は継手嵌着部46を介し、継手８に嵌着されたまま
の状態にある。次に、クランプ装置４を更に下流側に移
動し、管３の先端部の適宜の位置をカッタ11で切断した
後、継手８から継手保持用治具45を離反する。なおこの
ような一連の工程は制御装置14の指示により自動的に行
うことができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の継手保持用治具45を使用するこ
とにより、継手クランプと継手の位置関係が正確に決め
られるので、管に対して継手を正確且つ確実に位置合わ
せすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】配管ユニット製造のための自動化装置の平面的
略図。

【図２】図１の正面図。

【図３】図１のクランプ装置４の正面図。

【図４】図３の平面図。

【図５】図３の側面図。

【図６】図１の継手供給装置９に設けられた継手クラン
プ43部分を示す側面図。

【図７】本発明の継手保持用治具の一例を示す斜視図。

【図８】継手８と管３の溶接状態を示す説明図。

【符号の説明】 １ 搬送ライン ２ 装置本体 ３ 管 ４ クランプ装置 ７ 研削装置 ８ 継手 ９ 継手供給装置 10 溶接機 11 カッタ 12 管受け台 13 ローラ 14 制御装置 15 レーザマーカ 16 管ストッパ 17 溶接アース 18 継手収納棚 19 溶接ロボット 20 継手ロボット 21 カッタ用管クランプ 22 ガイドレール 23 ラック 24 ピニオン 25 前後動駆動モータ 26 クランプ回転用モータ 27 Ｖベルト 43 継手クランプ 44 爪部 44a 突起 45 継手保持用治具 46 継手嵌着部 47 端縁研削部 48 溶接部外皮研削部 49 アース部研削部 51 溶接部 56 貫通孔 60 本体 61 側部 62 底部 63 突片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 37/053

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 継手８を継手クランプ43により位置決め
   する際に使用される継手保持用治具であって、側部61と
   底部62を有する本体60と、前記底部62に設けられた半径
   方向にバネ性を有する継手嵌着部46と、前記側部61から
   外面に突出して設けられた一対の突片63とを備え、継手
   ８の一つの開口部内に前記継手嵌着部46が着脱自在に嵌
   着された状態で、前記一対の突片63を継手クランプ43の
   把持用の爪部44により把持できるようにしたことを特徴
   とする継手保持用治具。