JP3417691B2 - 鉄骨柱−ｈ形鋼梁仕口の溶接方法 - Google Patents
鉄骨柱−ｈ形鋼梁仕口の溶接方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄骨柱−Ｈ形鋼梁仕口
の自動溶接ロボット用として好適なティーチングプレイ
バック方式のデータコンピュータを利用した多層盛り自
動アーク溶接法に関するものである。
の自動溶接ロボット用として好適なティーチングプレイ
バック方式のデータコンピュータを利用した多層盛り自
動アーク溶接法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄骨工事において、工程の大部分を占め
るのは溶接であり、柱や梁などの長さ方向の隅肉溶接は
自動化が進んでいるが、溶接部の多い仕口部は溶接線が
短いためにいまだに手作業で行われることが多く、熟練
技術者の確保が将来的にあやぶまれている。このため、
自動溶接ロボットを仕口部の溶接に使用する試みが種々
なされている。すなわち、鉄骨仕口部の溶接は多層盛り
溶接で行われるが、この多層盛溶接ロボット装置の一例
が図７，図８に示される。
るのは溶接であり、柱や梁などの長さ方向の隅肉溶接は
自動化が進んでいるが、溶接部の多い仕口部は溶接線が
短いためにいまだに手作業で行われることが多く、熟練
技術者の確保が将来的にあやぶまれている。このため、
自動溶接ロボットを仕口部の溶接に使用する試みが種々
なされている。すなわち、鉄骨仕口部の溶接は多層盛り
溶接で行われるが、この多層盛溶接ロボット装置の一例
が図７，図８に示される。
【０００３】図中１はアーム部に溶接用トーチ２を有す
るロボット本体であって、当該ロボット本体１はガイド
レール３の上をガイドレール３に沿って（Ｔ軸方向）往
復摺動するとともに、アーム部は、上記ガイドレール３
方向（Ｔ軸方向）とは直交する水平方向（Ｘ軸方向）お
よび垂直方向（Ｚ軸方向）に往復摺動し、さらに、上記
トーチ２はアーム部に対し水平軸（Ｓ軸）回りに回動
し、以上によって、上記トーチ２は互いに直交するＸ、
Ｚ、Ｔ軸の位置および垂直軸との傾き角αが調節可能に
なされている。
るロボット本体であって、当該ロボット本体１はガイド
レール３の上をガイドレール３に沿って（Ｔ軸方向）往
復摺動するとともに、アーム部は、上記ガイドレール３
方向（Ｔ軸方向）とは直交する水平方向（Ｘ軸方向）お
よび垂直方向（Ｚ軸方向）に往復摺動し、さらに、上記
トーチ２はアーム部に対し水平軸（Ｓ軸）回りに回動
し、以上によって、上記トーチ２は互いに直交するＸ、
Ｚ、Ｔ軸の位置および垂直軸との傾き角αが調節可能に
なされている。
【０００４】また、５は装置全体の制御盤、６はガスボ
ンベ、冷却水源、電力電源等に接続されたトーチ２の出
力電源装置、７は上記出力電源装置６にガスホース
Ｃ1 、冷却水ホースＣ2 、パワーケーブルＣ3 、送給制
御ケーブルＣ4 等の配線、配管類を介して接続されると
ともに、それらの長さを調節し、さらに、それらを集約
してなる一本のコンジットケーブルＣ0 を介して上記ト
ーチ２と接続されるワイヤ送給装置である。また、Ｃ5
は上記制御盤５とロボット本体１とを信号の授受可能に
接続するメイン制御ケーブル、Ｃ6 は制御盤５と出力電
源装置６とを信号の授受可能に接続する信号線である。
ンベ、冷却水源、電力電源等に接続されたトーチ２の出
力電源装置、７は上記出力電源装置６にガスホース
Ｃ1 、冷却水ホースＣ2 、パワーケーブルＣ3 、送給制
御ケーブルＣ4 等の配線、配管類を介して接続されると
ともに、それらの長さを調節し、さらに、それらを集約
してなる一本のコンジットケーブルＣ0 を介して上記ト
ーチ２と接続されるワイヤ送給装置である。また、Ｃ5
は上記制御盤５とロボット本体１とを信号の授受可能に
接続するメイン制御ケーブル、Ｃ6 は制御盤５と出力電
源装置６とを信号の授受可能に接続する信号線である。
【０００５】そして、上記制御盤５には装置全体の制御
を行う制御装置８が内蔵され、制御盤５のケーシング上
部の前面にはブラウン管よりなる表示装置９が設けられ
ており、さらに、制御盤５には遠隔操作により制御盤５
内部の制御装置８に指令信号を出力するとともに、多層
盛溶接を行うに必要な積層パス数の単複選択、溶接電源
値の選択、被溶接体の開先形状および裏当の有無もしく
は種類等の基本条件を入力するための教示ボックス１０
が信号線を介して接続されている。
を行う制御装置８が内蔵され、制御盤５のケーシング上
部の前面にはブラウン管よりなる表示装置９が設けられ
ており、さらに、制御盤５には遠隔操作により制御盤５
内部の制御装置８に指令信号を出力するとともに、多層
盛溶接を行うに必要な積層パス数の単複選択、溶接電源
値の選択、被溶接体の開先形状および裏当の有無もしく
は種類等の基本条件を入力するための教示ボックス１０
が信号線を介して接続されている。
【０００６】かかるロボットを用いての従来の鉄骨柱−
Ｈ形鋼梁仕口の溶接方法は、図９に示す如く、ガイドレ
ール３を、Ｈ形鋼梁１１の上，下フランジ１１ａ，１１
ｂの直交方向について延長する態様に配して、ロボット
本体１をガイドレール３に沿って往復動させる方法、ま
たは図１０に示す如く該ガイドレール３をフランジ両側
に配し、夫々にロボット１、１とを組み付けておいてフ
ランジ両側から交互若しくは同時に行なう方法である。
Ｈ形鋼梁仕口の溶接方法は、図９に示す如く、ガイドレ
ール３を、Ｈ形鋼梁１１の上，下フランジ１１ａ，１１
ｂの直交方向について延長する態様に配して、ロボット
本体１をガイドレール３に沿って往復動させる方法、ま
たは図１０に示す如く該ガイドレール３をフランジ両側
に配し、夫々にロボット１、１とを組み付けておいてフ
ランジ両側から交互若しくは同時に行なう方法である。
【０００７】さらには、実開平４−７０２８６号公報に
は、図１１に示す如く仕口部上側の柱対向２辺に一対の
ガイドレール３，３を組み付け、夫々に取り付きの２台
のロボット１，１で分担して４つのＨ形鋼梁１１，…の
上フランジは全長溶接で、下フランジはウエブの存在を
上フランジを飛び越す２ステップ方式でとり行なうこと
で解決した方法が提示されている。
は、図１１に示す如く仕口部上側の柱対向２辺に一対の
ガイドレール３，３を組み付け、夫々に取り付きの２台
のロボット１，１で分担して４つのＨ形鋼梁１１，…の
上フランジは全長溶接で、下フランジはウエブの存在を
上フランジを飛び越す２ステップ方式でとり行なうこと
で解決した方法が提示されている。
【０００８】なを、叙上各種溶接はいずれも溶接継ぎ目
を避けるスカラップで行なわれるのが通常である。
を避けるスカラップで行なわれるのが通常である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】叙上の図９の方法で
は、図示の如く、上フランジ１１ａと下フランジ１１ｂ
でレール３の盛り替えが必要となり手間がかかる、下フ
ランジ１１ｂ溶接ではウエブ１１ｃを通過してトーチ２
を走らせる必要からウエブ１１ｃに穿けるスカラップ１
２を大きく設けねばならず、構造的に不利となる、ウエ
ブ１１ｃ部分の溶接はとても到達範囲ではなく不可能で
ある、等の問題点がある。
は、図示の如く、上フランジ１１ａと下フランジ１１ｂ
でレール３の盛り替えが必要となり手間がかかる、下フ
ランジ１１ｂ溶接ではウエブ１１ｃを通過してトーチ２
を走らせる必要からウエブ１１ｃに穿けるスカラップ１
２を大きく設けねばならず、構造的に不利となる、ウエ
ブ１１ｃ部分の溶接はとても到達範囲ではなく不可能で
ある、等の問題点がある。
【００１０】また、図１０の方法では、２台のロボット
を用いているため煩わしい盛り替え作業を要することや
狭隘な空間で２台分のセットを強いられることから効率
が悪く、さらには、不可避の溶接部の継ぎ目で欠陥が非
常にでやすいという欠点がある。さらに、図１１の方法
では、障害のウエブを２ステップ方式で解決するとして
いるが、そのためにはロボットには大なる到達範囲能力
が要求されると共に動作制御が極めて複雑化し、また、
端柱の取り合い梁が３つの場合には、プログラムの変更
が必要となるという取り合い梁数の変更に簡単に順応で
きない煩わしい問題点がある。また、ウエブ部分につい
ては図９と同様不可能である。
を用いているため煩わしい盛り替え作業を要することや
狭隘な空間で２台分のセットを強いられることから効率
が悪く、さらには、不可避の溶接部の継ぎ目で欠陥が非
常にでやすいという欠点がある。さらに、図１１の方法
では、障害のウエブを２ステップ方式で解決するとして
いるが、そのためにはロボットには大なる到達範囲能力
が要求されると共に動作制御が極めて複雑化し、また、
端柱の取り合い梁が３つの場合には、プログラムの変更
が必要となるという取り合い梁数の変更に簡単に順応で
きない煩わしい問題点がある。また、ウエブ部分につい
ては図９と同様不可能である。
【００１１】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、ロボットの構造，プログラムに過大な要求を強
いることなくして溶接の高効率化を期し得ると共にウエ
ブ部の溶接もなし得て仕口溶接の高品質化を達成し、さ
らには、現場にて構造的に有利な溶接を実現できる鉄骨
柱−Ｈ形鋼梁仕口の溶接方法を提供しようとするもので
ある。
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、ロボットの構造，プログラムに過大な要求を強
いることなくして溶接の高効率化を期し得ると共にウエ
ブ部の溶接もなし得て仕口溶接の高品質化を達成し、さ
らには、現場にて構造的に有利な溶接を実現できる鉄骨
柱−Ｈ形鋼梁仕口の溶接方法を提供しようとするもので
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における鉄骨柱−Ｈ形鋼梁仕口の溶接方法
は、Ｈ形鋼梁の上，下フランジを所定間隔をもって挟さ
み付ける態様のコの字型レールを取付金具を介して仕口
部のＨ形鋼梁に一体的に組み付け、当該コの字型レール
に装着のコアードワイヤー使用混合ガス吹き付けの溶接
ロボットを走行させながら、上フランジの下向き溶接，
下フランジの上向き溶接，ウエブの立ち上がり溶接を順
次とり行うとしたものである。
に、本発明における鉄骨柱−Ｈ形鋼梁仕口の溶接方法
は、Ｈ形鋼梁の上，下フランジを所定間隔をもって挟さ
み付ける態様のコの字型レールを取付金具を介して仕口
部のＨ形鋼梁に一体的に組み付け、当該コの字型レール
に装着のコアードワイヤー使用混合ガス吹き付けの溶接
ロボットを走行させながら、上フランジの下向き溶接，
下フランジの上向き溶接，ウエブの立ち上がり溶接を順
次とり行うとしたものである。
【００１３】また、叙上溶接をノンスカラップのもとで
仕口部の溶接をとり行なうとしたものである。
仕口部の溶接をとり行なうとしたものである。
【００１４】
【作用】コの字型レールは、溶接ロボットをＨ形鋼梁の
上下フランジ，ウエブのいずれにも接近させ得て、無理
のない到達範囲にて溶接を施こすことができると共に下
フランジについてはコアードワイヤー使用混合ガス吹き
付けでもって上向き溶接とすることができる。この結
果、レール盛り替えなしにて同一姿勢での連続溶接で処
理し得る。さらに、下フランジの上向き溶接によるフル
ペネトレーションの利点を活用してノンスカラップ工法
でもっての溶接をすることで構造的に有利なものとする
ことができる。
上下フランジ，ウエブのいずれにも接近させ得て、無理
のない到達範囲にて溶接を施こすことができると共に下
フランジについてはコアードワイヤー使用混合ガス吹き
付けでもって上向き溶接とすることができる。この結
果、レール盛り替えなしにて同一姿勢での連続溶接で処
理し得る。さらに、下フランジの上向き溶接によるフル
ペネトレーションの利点を活用してノンスカラップ工法
でもっての溶接をすることで構造的に有利なものとする
ことができる。
【００１５】
【実施例】実施例を図にもとづいて説明する。図１〜図
３において、１３はＨ形鋼梁１１の上，下フランジ１１
ａ，１１ｂ、ウエブ１１ｃに対して所定の近接した間隔
をもって、あたかも上，下フランジ１１ａ，１１ｂを挟
さみ付ける形態のコの字型レールで、これは、図１に示
す如く、格納時に便なるよう部位１３ａ，１３ａにて分
割するものとしてもよい。
３において、１３はＨ形鋼梁１１の上，下フランジ１１
ａ，１１ｂ、ウエブ１１ｃに対して所定の近接した間隔
をもって、あたかも上，下フランジ１１ａ，１１ｂを挟
さみ付ける形態のコの字型レールで、これは、図１に示
す如く、格納時に便なるよう部位１３ａ，１３ａにて分
割するものとしてもよい。
【００１６】当該レール１３は例えば強力マグネット１
４，…に補助のメカニカルフック１５，…を結合させた
取付金具を介してＨ形鋼梁１１に組み付けられる。しか
して、レール１３を走行する溶接ロボット１は通常の機
能をもって上，下フランジ１１ａ，１１ｂ並びにウエブ
１１ｃに到達するリーチを有しているので、同一姿勢の
ままレール１３を伝わりつつ、上，下フランジ１１ａ，
１１ｂとウエブ１１ｃに対し連続的に溶接することがで
きる。図３はその溶接要領を示し、先ず上フランジ１１
ａの溶接を行ない、次いでバランスを考えて下フランジ
１１ｂの溶接を行ない、ウエブ１１ｃを最後にとり行な
っている。この際、裏当て金の取付要領は図４に示され
る。上フランジ裏当て金１６，ウエブ裏当て金１７は何
んら変らないが、下フランジ裏当て金１８は上向き溶接
となるため上側に配される。すなわち、本発明にあって
は、垂れが少なく溶着率の良好な溶接はコアードワイヤ
ー（フラックス入りワイヤー）を使用すると共にこれを
混合ガス吹き付けのもとで行なってスパッタの出を少な
く押さえトーチのスパッタ詰まりを解消し、スパッタが
トーチ内に入ってガスの出を防たげる欠陥を心配する必
要がなく、上向き溶接が可能である。
４，…に補助のメカニカルフック１５，…を結合させた
取付金具を介してＨ形鋼梁１１に組み付けられる。しか
して、レール１３を走行する溶接ロボット１は通常の機
能をもって上，下フランジ１１ａ，１１ｂ並びにウエブ
１１ｃに到達するリーチを有しているので、同一姿勢の
ままレール１３を伝わりつつ、上，下フランジ１１ａ，
１１ｂとウエブ１１ｃに対し連続的に溶接することがで
きる。図３はその溶接要領を示し、先ず上フランジ１１
ａの溶接を行ない、次いでバランスを考えて下フランジ
１１ｂの溶接を行ない、ウエブ１１ｃを最後にとり行な
っている。この際、裏当て金の取付要領は図４に示され
る。上フランジ裏当て金１６，ウエブ裏当て金１７は何
んら変らないが、下フランジ裏当て金１８は上向き溶接
となるため上側に配される。すなわち、本発明にあって
は、垂れが少なく溶着率の良好な溶接はコアードワイヤ
ー（フラックス入りワイヤー）を使用すると共にこれを
混合ガス吹き付けのもとで行なってスパッタの出を少な
く押さえトーチのスパッタ詰まりを解消し、スパッタが
トーチ内に入ってガスの出を防たげる欠陥を心配する必
要がなく、上向き溶接が可能である。
【００１７】かかる裏当て金配設のもとでなされた溶接
は図５に示される。下フランジ１１ｂのものを含めてス
カラップ１９，１９はウエブ１１ｃをトーチ２が通過す
る必要がないので、小さくて良い。各溶接肉盛り２０，
…は継ぎ目発生を避けるべく該スカラップ１９，１９を
介配しているが、最近ノンスカラップが構造的に高い強
度が奏されるとの発見がなされているので、下フランジ
１１ｂの上向き溶接、つまりノンスカラップが可能な本
発明にあっては、図６に示す如く構造的にメリットの大
きいノンスカラップでの溶接をもなし得る。
は図５に示される。下フランジ１１ｂのものを含めてス
カラップ１９，１９はウエブ１１ｃをトーチ２が通過す
る必要がないので、小さくて良い。各溶接肉盛り２０，
…は継ぎ目発生を避けるべく該スカラップ１９，１９を
介配しているが、最近ノンスカラップが構造的に高い強
度が奏されるとの発見がなされているので、下フランジ
１１ｂの上向き溶接、つまりノンスカラップが可能な本
発明にあっては、図６に示す如く構造的にメリットの大
きいノンスカラップでの溶接をもなし得る。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。 （１）コの字型レールを用いることでレールの盛り代え
作業をなくせる。 （２）構造的に不利となる切り欠き等を設ける必要がな
い。 （３）さらに構造的に有利となるノンスカラップ工法が
現場溶接で実現できる。 （４）従来では不可能であったウエブの溶接が可能とな
る。 （５）下フランジでの上向き溶接はフラックス入りワイ
ヤーおよび混合ガスを用いる溶接法でもって、良好な品
質が得られる。
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。 （１）コの字型レールを用いることでレールの盛り代え
作業をなくせる。 （２）構造的に不利となる切り欠き等を設ける必要がな
い。 （３）さらに構造的に有利となるノンスカラップ工法が
現場溶接で実現できる。 （４）従来では不可能であったウエブの溶接が可能とな
る。 （５）下フランジでの上向き溶接はフラックス入りワイ
ヤーおよび混合ガスを用いる溶接法でもって、良好な品
質が得られる。
【図１】本発明の要部の説明図である。
【図２】ａ，ｂは本発明の溶接要領を示す正，側面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の溶接手順説明図である。
【図４】ａ，ｂ，ｃは本発明溶接をスカラップでとり行
なう際の裏当て金配設を示す正，平，ａ図中Ｃ−Ｃ平断
面図である。
なう際の裏当て金配設を示す正，平，ａ図中Ｃ−Ｃ平断
面図である。
【図５】図４の本発明溶接結果を示す正面図である。
【図６】本発明のノンスカラップ溶接を示す正面図であ
る。
る。
【図７】多層盛り自動アーク溶接ロボットについての説
明図である。
明図である。
【図８】多層盛り自動アーク溶接ロボットについての説
明図である。
明図である。
【図９】ａ，ｂは従来の溶接法を示す正，側面図であ
る。
る。
【図１０】従来の溶接説明図である。
【図１１】従来の溶接説明図である。
１ ロボット本体
２ 溶接用トーチ
３ ガイドレール
５ 制御盤
６ 出力電源装置
７ ワイヤ送給装置
８ 制御装置
９ 表示装置
１０ 教示ボックス
１１ Ｈ形鋼梁
１１ａ 上フランジ
１１ｂ 下フランジ
１１ｃ ウエブ
１２ スカラップ
１３ レール
１４ 強力マグネット
１５ メカニカルフック
１６ 上フランジ裏当て金
１７ ウエブ裏当て金
１８ 下フランジ裏当て金
１９ スカラップ
２０ 溶接肉盛り
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松永 勇雄
千葉県印旛郡印西大塚１丁目５番 株式
会社 竹中工務店 技術研究所内
(72)発明者 中村 雅敏
兵庫県尼崎市扶桑町１番17号 住金溶接
工業株式会社内
(72)発明者 大西 勇
東京都新宿区本塩町８番地２ 住金溶接
工業株式会社 東京支店内
(56)参考文献 特開 平６−198442（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−180370（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 37/02
B23K 9/00
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｈ形鋼梁の上，下フランジを所定間隔を
もって挟さみ付ける態様のコの字型レールを取付金具を
介して仕口部のＨ形鋼梁に一体的に組み付け、当該コの
字型レールに装着のコアードワイヤー使用混合ガス吹き
付けの溶接ロボットを走行させながら上フランジの下向
き溶接，下フランジの上向き溶接，ウエブの立ち上がり
溶接を順次とり行うとしたことを特徴とする鉄骨柱−Ｈ
形鋼梁仕口の溶接方法。 - 【請求項２】 ノンスカラップのもとで仕口部の溶接を
とり行なうとした請求項１記載の鉄骨柱−Ｈ形鋼梁仕口
の溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25791894A JP3417691B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 鉄骨柱−ｈ形鋼梁仕口の溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25791894A JP3417691B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 鉄骨柱−ｈ形鋼梁仕口の溶接方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08118075A JPH08118075A (ja) | 1996-05-14 |
| JP3417691B2 true JP3417691B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=17313007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25791894A Expired - Fee Related JP3417691B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 鉄骨柱−ｈ形鋼梁仕口の溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3417691B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102974927A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-03-20 | 南车二七车辆有限公司 | 一种铁路货运平车底架用h型钢接长的焊接方法 |
| CN102974810B (zh) * | 2012-12-05 | 2015-07-08 | 云南铜业股份有限公司 | 一种圆盘浇铸机的支撑导轨结构及其制造方法 |
| CN103071983B (zh) * | 2013-01-04 | 2015-04-15 | 云南铜业股份有限公司 | 一种圆盘浇铸机的驱动齿板结构制造方法 |
| CN107052683A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-08-18 | 青岛建集团有限公司 | 一种纵横向钢梁临时固定装置及其固定方法 |
| CN109083007B (zh) * | 2018-04-30 | 2023-09-26 | 安徽省公路桥梁工程有限公司 | 钢桁架桥拼装支架体系及施工方法 |
| CN116713656B (zh) * | 2023-08-09 | 2023-10-03 | 河北天昕建设集团有限公司 | 一种h型钢梁侧翼缘板焊接装置 |
-
1994
- 1994-10-24 JP JP25791894A patent/JP3417691B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08118075A (ja) | 1996-05-14 |
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