JP3262712B2 - 溶接h形鋼の製造方法および装置列 - Google Patents

溶接h形鋼の製造方法および装置列

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶接H形鋼の製造
方法および装置列に関し、詳しくは許容差以内の形状・
寸法が精度よく得られる溶接H形鋼の製造方法および装
置列に関する。
【0002】
【従来の技術】溶接H形鋼は建築用、構造用等に広く使
われ、平鋼からなる上下2枚のフランジと平鋼からなる
ウエブとを高周波抵抗溶接法により溶接結合して製造さ
れるが、溶接点に至る途上で、フランジのセンタリング
ずれに起因する中心の偏り不良、また、ウエブの垂直
度、フランジの水平度、溶接機の溶接電流、或いは予熱
温度等のばらつきに起因する直角度不良或いは傘曲がり
不良といった形状・寸法不良が発生しがちである。
【0003】図6はこれらの形状・寸法不良の形態を示
す断面図であり、(a)は直角度、(b)は傘曲がり、
(c)は中心の偏りである。なお、図6において、Tは
直角度、Sは中心の偏りであり、JIS G 3353に規
定される夫々の許容差を図中に記入している。なお、傘
曲がりはJISの規定にないが、図示のように傘の頂部
からフランジ端部までの高さをT/2とすれば直角度に
準じて評価できる。
【0004】これらの形状・寸法不良があると、建築・
構造用として不適格になるほか、形状・寸法不良の程度
が大きい場合にはシヤー等下流工程における通材にも困
難をきたすので、溶接後速やかに発見して是正する必要
がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、中心
の偏り、直角度等の形状不良を速やかに発見でき且つ即
座に是正でき、寸法精度が格段に向上する溶接H形鋼の
製造方法および装置列を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の本発明は、溶接装
置の下流で連続的に溶接H形鋼の中心の偏りを測定し、
該測定結果に基づいて溶接装置の上流でフランジのパス
位置を制御することを特徴とする溶接H形鋼の製造方法
である。第2の本発明は、溶接装置の下流で連続的に溶
接H形鋼の直角度を測定し、該測定結果に基づいてその
上流で溶接H形鋼の直角度を矯正することを特徴とする
溶接H形鋼の製造方法である。
【0007】第3の本発明は、溶接装置の下流で連続的
に溶接H形鋼の中心の偏り及び直角度を測定し、中心の
偏り測定結果に基づいて溶接装置の上流でフランジのパ
ス位置を制御し、直角度測定結果に基づいて直角度測定
位置の上流で溶接H形鋼の直角度を矯正することを特徴
とする溶接H形鋼の製造方法である。第4の本発明は、
溶接装置の上流に位置制御指令に従ってフランジのパス
位置を制御するフランジパス位置制御装置、下流に溶接
H形鋼の中心の偏りを連続的に測定し該測定値に基づい
て位置制御指令を出す中心の偏り測定装置を配設してな
ることを特徴とする溶接H形鋼の製造装置列である。
【0008】第5の本発明は、溶接装置の下流に矯正指
令に従って溶接H形鋼の直角度を矯正する直角度矯正装
置、さらにその下流に溶接H形鋼の直角度を連続的に測
定し該測定値に基づいて矯正指令を出す直角度測定装置
を配設してなることを特徴とする溶接H形鋼の製造装置
列である。第6の本発明は、溶接装置の上流に位置制御
指令に従ってフランジのパス位置を制御するフランジパ
ス位置制御装置、下流に矯正指令に従って溶接H形鋼の
直角度を矯正する直角度矯正装置と溶接H形鋼の中心の
偏りを連続的に測定し該測定値に基づいて位置制御指令
を出す中心の偏り測定装置、さらに前記直角度矯正装置
の下流に直角度を連続的に測定し該測定値に基づいて矯
正指令を出す直角度測定装置を配設してなることを特徴
とする溶接H形鋼の製造装置列である。
【0009】
【発明の実施の形態】第1の本発明によれば、溶接H形
鋼の中心の偏りを下流側で連続的に測定し、該測定値を
上流側にフィードバックして中心の偏りを是正できるの
で、中心の偏りに係る形状・寸法不良を大幅に低減で
き、溶接H形鋼の寸法精度が向上する。第2の本発明に
よれば、溶接H形鋼の直角度を連続的に下流側で測定
し、該測定値を上流側にフィードバックして直角度を矯
正できるので、直角度に係る形状・寸法不良を大幅に低
減でき、溶接H形鋼の寸法精度が向上する。
【0010】第3の本発明によれば、第1及び第2の本
発明が同時に実施できるので、中心の偏り及び直角度に
係る形状・寸法不良を大幅に低減でき、溶接H形鋼の寸
法精度が飛躍的に向上する。第4〜第6の本発明は、第
1〜第3の本発明を円滑に実施できる装置列であり、以
下に実施形態を説明する。
【0011】図1は本発明装置列の構成を示す側面図で
ある。図1において、1は溶接装置、2はピンチロー
ラ、3はフランジ、4はウエブ、5は溶接H形鋼、6は
通材の向き、7はフランジパス位置制御装置、8は直角
度矯正装置、9は中心の偏り測定装置、10は直角度測定
装置、11はVシェープ、S1は位置制御指令、S2は矯
正指令であり、添符号のA は上、B は下を意味する。
【0012】溶接装置1は、送り込まれてくる上下のフ
ランジ3A 、3B の幅中央部とウエブ4の上、下の端面
とを上下のピンチローラ2A ,2B により連続的に圧接
してVシェープ11先端に溶接点を形成し、図示省略の高
周波電源を用いてこの溶接点において両者を溶接結合
し、通材の向き6に沿って送り出すことにより溶接H形
鋼5を製造する。
【0013】第4の本発明によれば、溶接装置1の上流
にフランジパス位置制御装置7、下流に中心の偏り測定
装置9が配設され、中心の偏り測定装置9は、通材中の
溶接H形鋼1の中心の偏りを連続的に測定し該測定値に
基づいて位置制御指令S1を出し、フランジパス位置制
御装置7は、この位置制御指令S1に従ってフランジ3
のパス位置を制御するように構成される。したがって、
第1の本発明が円滑に実施できる。
【0014】第5の本発明によれば、溶接装置1の下流
に直角度矯正装置8、そのさらに下流に直角度測定装置
10が配設され、直角度測定装置10は、通材中の溶接H形
鋼5の直角度を連続的に測定し該測定値に基づいて矯正
指令S2を出し、直角度矯正装置8は、この矯正指令S
2に従って溶接H形鋼5の直角度を矯正するように構成
される。したがって、第2の本発明が円滑に実施でき
る。
【0015】第6の本発明によれば、第4及び第5の本
発明を同じ製造ラインに設備列として保有するので、第
1及び第2の本発明が同時に、すなわち第3の本発明が
円滑に実施できる。なお、図1では、直角度測定装置10
が中心の偏り測定装置9の下流に配設されているが、こ
れらの順序は逆であってもよい。また、溶接H形鋼5の
中心の偏りを正確に測定するためには、直角度矯正装置
8の下流側に中心の偏り測定装置9を配置するのが好ま
しい。
【0016】さらに、第1〜第3の本発明は溶接H形鋼
に限らず、2枚の平鋼を溶接結合して製造される溶接T
形鋼又は溶接L形鋼にも適用できる。この場合の装置列
としては、第4〜第6の本発明の装置列を、片方のフラ
ンジがない形態の形鋼に対応するように設計変更するだ
けでよい。以下、実施例の項で本発明装置列をなすフラ
ンジパス位置制御装置7、直角度矯正装置8、中心の偏
り測定装置9、直角度測定装置10の具体例を開示する。
【0017】
【実施例】第4の本発明の具体例を図2、図3に示す。
図2は、フランジパス位置制御装置の一例を示す正面図
である。図2において、通材の向きは紙面の裏から表に
向かう向きとし、12はローラ、13はモータ、14は搬送ロ
ーラ、15はアームであり、図1と同一部材には同一符号
を付し説明を省略する。なお、図2では上部のみ示して
いるが下部も同様である。
【0018】上フランジパス位置制御装置7A は、前述
のように溶接装置1の上流に配設され、図2に示すよう
に搬送ローラ14上を通材中の上フランジ3A の幅端面に
転動自在に当接するローラ12と、ローラ12を支持するア
ーム15と、位置制御指令S1が指定する距離だけアーム
15を前記幅端面に対し進退させるモータ13とを有する装
置要素を、上フランジ3A の左右に一要素づつ配設して
なる。
【0019】位置制御指令S1は、溶接装置の下流に配
設された中心の偏り測定装置9から送られる。図3は、
中心の偏り測定装置の一例を示す正面図である。図3に
おいて、通材の向きは紙面の裏から表に向かう向きと
し、16はシリンダ、17はレーザ距離計、18は演算器、
b,xは距離であり、添符号1,2 は距離測定対象領域を
意味し、図1、図2と同一部材には同一符号を付し説明
を省略する。なお、図3では上部のみ示しているが下部
も同様である。
【0020】図3に示すように、上中心の偏り測定装置
A は、ローラ12を、アーム15とシリンダ16とでウエブ
面、フランジ幅端面に夫々転動自在且つ進退可能に当接
させて支持し(便宜上フランジ幅端面に当接するローラ
12を「フランジローラ」、ウエブ面に当接するローラ12
を「ウエブローラ」、これら夫々を支持するアーム15を
「フランジアーム」、「ウエブアーム」と呼ぶ)、フラ
ンジローラを支持するシリンダ16をウエブアームに固定
してなり、さらにフランジアーム上の定点とウエブアー
ム上の定点との距離を測定するレーザ距離計17を備えた
装置要素を、ウエブ4の左右に一要素づつ、左右のレー
ザ距離計17の測定値x1 ,x2 が左右のウエブ面とフラ
ンジ幅端面との距離b1 ,b2 と一定の関係を有するよ
うに配設し、これに、前記測定値x1 ,x2 を取り込み
それに基づいて中心の偏りS=(b1 −b2 )/2を演
算し、該演算結果を位置制御指令S1として出力する演
算器18を加えて構成される。
【0021】そして、図2におけるモータ13の動作を、
S1の正、負に応じてアーム15を右、左の向きに距離S
1(=S)だけシフトするように設定する。この構成に
より、中心の偏り測定装置9は溶接H形鋼5の中心の偏
りSを連続的に測定でき、その測定結果を位置制御指令
S1としてフランジパス位置制御装置7に送ることがで
き、フランジパス位置制御装置7はこれを受けてフラン
ジ3のパス位置を適正位置に維持する動作を実行でき
る。
【0022】第5の本発明の具体例を図4、図5に示
す。図4は、直角度矯正装置の一例を示す斜視図であ
る。図4において、19はリフトユニット、20はリフトロ
ーラ、21は横拘束ローラ、22は縦拘束ローラであり、添
符号L,R は左,右を意味し、図1、図2と同一部材には
同一符号を付し説明を省略する。なお、図4では上部の
み示しているが下部も同様である。
【0023】直角度矯正装置8は図1に示したように溶
接装置1の下流に配設される。その中身は例えば図4に
示すように、上フランジ3A の幅端部に内面から当接す
るリフトローラ20とリフトローラ20の前後にあって上フ
ランジ3A の幅端面に当接して溶接H形鋼5の左右への
逃げを拘束する横拘束ローラ21とを一体化したリフトユ
ニット19、及び矯正指令S2が指定するリフト量だけリ
フトユニット19をリフトするモータ13を含む装置要素を
左右に一要素づつ備え、さらにリフトユニット19の前後
の上フランジ3A の上方への逃げを拘束する縦拘束ロー
ラ22を備えている。
【0024】矯正指令S2(S2L ,S2R )は、直角
度矯正装置8のさらに下流に配設された直角度測定装置
10から左右個別に送られる。図5は、直角度測定装置の
一例を示す正面図である。図5において、通材の向きは
紙面の裏から表に向かう向きとし、23は基準レベル、h
は高さであり、添符号 Cは中央を意味し、図3、図4と
同一部材には同一符号を付し説明を省略する。なお、図
5では上部のみ示しているが下部も同様である。
【0025】図5に示すように、直角度測定装置10は、
上フランジ3A の上方に基準レベル23を設け、同一断面
内の基準レベル23上のフランジ左端、中央、右端の各部
位の直上の位置に夫々当該各部位までの距離(高さh)
を測定するレーザ距離計17を配置して左高さhL 、中央
高さhC 、右高さhR を測定するよう構成され、さら
に、左高さhL 、右高さhR を中央高さhC を基準とす
る値に変換して左右の矯正指令(S2L ,S2R )とし
て出力する演算器18を備える。
【0026】そしてこの矯正指令(S2L ,S2R )を
図4の左右のモータ13に個別に送るようにする。この構
成により、直角度測定装置10は、溶接H形鋼5の直角度
Tを連続的に測定でき、その測定結果を矯正指令S2と
して直角度矯正装置8に送ることができ、直角度矯正装
置8はこれを受けて上下のフランジ3の直角度Tを許容
差内に維持する矯正動作を実行できる。
【0027】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
中心の偏り、直角度等の形状・寸法不良を速やかに発見
でき且つ即座に是正できることとなり、溶接H形鋼の寸
法精度が飛躍的に向上するという格段の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置列の構成を示す側面図である。
【図2】フランジパス位置制御装置の一例を示す正面図
である。
【図3】中心の偏り測定装置の一例を示す正面図であ
る。
【図4】直角度矯正装置の一例を示す斜視図である。
【図5】直角度測定装置の一例を示す正面図である。
【図6】形状・寸法不良の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 溶接装置 2 ピンチローラ 3 フランジ 4 ウエブ 5 溶接H形鋼 6 通材の向き 7 フランジパス位置制御装置 8 直角度矯正装置 9 中心の偏り測定装置 10 直角度測定装置 11 Vシェープ 12 ローラ 13 モータ 14 搬送ローラ 15 アーム 16 シリンダ 17 レーザ距離計 18 演算器 19 リフトユニット 20 リフトローラ 21 横拘束ローラ 22 縦拘束ローラ 23 基準レベル S 中心の偏り S1 位置制御指令 S2 矯正指令 T 直角度 b,x 距離 h 高さ1 ,2 距離測定対象領域ABC 中央LR
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01B 5/24 G01B 5/24 (56)参考文献 特開 昭62−84829(JP,A) 実開 昭55−134094(JP,U) 実開 平4−12393(JP,U) 実開 昭60−34383(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 13/04 B21D 3/05 B23K 31/00 G01B 5/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶接装置の下流で連続的に溶接H形鋼の
    中心の偏りを測定し、該測定結果に基づいて溶接装置の
    上流でフランジのパス位置を制御することを特徴とする
    溶接H形鋼の製造方法。
  2. 【請求項2】 溶接装置の下流で連続的に溶接H形鋼の
    直角度を測定し、該測定結果に基づいてその上流で溶接
    H形鋼の直角度を矯正することを特徴とする溶接H形鋼
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 溶接装置の下流で連続的に溶接H形鋼の
    中心の偏り及び直角度を測定し、中心の偏り測定結果に
    基づいて溶接装置の上流でフランジのパス位置を制御
    し、直角度測定結果に基づいて直角度測定位置の上流で
    溶接H形鋼の直角度を矯正することを特徴とする溶接H
    形鋼の製造方法。
  4. 【請求項4】 溶接装置の上流に位置制御指令に従って
    フランジのパス位置を制御するフランジパス位置制御装
    置、下流に溶接H形鋼の中心の偏りを連続的に測定し該
    測定値に基づいて位置制御指令を出す中心の偏り測定装
    置を配設してなることを特徴とする溶接H形鋼の製造装
    置列。
  5. 【請求項5】 溶接装置の下流に矯正指令に従って溶接
    H形鋼の直角度を矯正する直角度矯正装置、さらにその
    下流に溶接H形鋼の直角度を連続的に測定し該測定値に
    基づいて矯正指令を出す直角度測定装置を配設してなる
    ことを特徴とする溶接H形鋼の製造装置列。
  6. 【請求項6】 溶接装置の上流に位置制御指令に従って
    フランジのパス位置を制御するフランジパス位置制御装
    置、下流に矯正指令に従って溶接H形鋼の直角度を矯正
    する直角度矯正装置と溶接H形鋼の中心の偏りを連続的
    に測定し該測定値に基づいて位置制御指令を出す中心の
    偏り測定装置、さらに前記直角度矯正装置の下流に直角
    度を連続的に測定し該測定値に基づいて矯正指令を出す
    直角度測定装置を配設してなることを特徴とする溶接H
    形鋼の製造装置列。
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