JP3446900B2 - 鉄骨仕口部の自動溶接装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄骨仕口部の自動溶接方
法及び装置に係り、特に建築物の柱と梁の接合部である
鉄骨仕口部を工場において自動で溶接する方法及び装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、建築物の柱と梁の接合部には柱
に接合される角パイプからなるコラムの側面に梁との接
続部となるＨ型鋼を溶接接合した鉄骨仕口を用いるよう
にしている。このような鉄骨仕口部は予め工場で溶接す
る場合が多く、この場合にはコラムにＨ型鋼を仮溶接し
た状態で、まず片側を本溶接し、その後クレーンで吊り
上げて鉄骨仕口部を反転し、もう片側の本溶接を行って
いる。

【０００３】このようなクレーンで鉄骨仕口部を反転さ
せる作業には危険が伴うばかりでなく、クレーン待ちな
どの時間ロスが生じ、作業効率が悪いものとなる。ま
た、ワークを反転させるための場所が別途に必要であ
り、スペース効率が非常に悪いものとなっている。更
に、この種の装置では、配置される鉄骨仕口部はその場
所において溶接されることから、お互いを所定量離さな
くてはならない上、その間隔やワーク数に応じてロボッ
トの走行台車も長くしなくてはならず、一層スペース効
率上の問題となっている。そのため、鉄骨仕口部をクラ
ンプして反転させるポジショナや、そのポジショナによ
って位置決めされた鉄骨仕口部をロボットによって溶接
するための自動溶接装置が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の自動
溶接装置では鉄骨仕口部をクレーンで吊り上げてポジシ
ョナにセットしなければならない。そのため、常に作業
者が近くにいて、溶接が終了するとポジショナから鉄骨
仕口部を取り外し、次の鉄骨仕口部をセットしなければ
ならないので、複数の鉄骨仕口部を連続で自動溶接する
ことができないという問題があった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点に着目し、連
続的に複数の鉄骨仕口部を自動溶接させることができる
ようにした鉄骨仕口部の自動溶接装置を提供することを
目的とする。また、複数の鉄骨仕口部の全本溶接箇所に
対して、連続的にかつ小スペースで自動溶接させること
ができる鉄骨仕口部の自動溶接方法及び装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１発明は、溶接装置と、ベースに立設されたフレ
ームに設けられ回転部材および該回転部材の直交する２
軸に沿って相互に接離駆動可能とされる複数の把持アー
ムを有し鉄骨仕口部を片持ちで保持し得るポジショナ
と、鉄骨仕口部を前記ポジショナまで搬送しかつ必要に
応じて位置決めおよび姿勢変更を行い、溶接が終了した
鉄骨仕口部をポジショナから搬出する搬送装置と、前記
溶接装置とポジショナおよび搬送装置のそれぞれの運
動、停止を統括制御する制御手段とを備え、前記搬送装
置は、ジャッキの上に設置された置き台と、鉄骨仕口部
を把持する、前記置き台上面に設けられた把持爪とを備
え、床面上を任意移動可能な自動走行車である構成とし
た。

【０００７】第２発明は、溶接装置と、ベースに立設さ
れたフレームに設けられ回転部材および該回転部材の直
交する２軸に沿って相互に接離駆動可能とされる複数の
把持アームを有し鉄骨仕口部を片持ちで保持し得るポジ
ショナと、複数の鉄骨仕口部の中から溶接対象の鉄骨仕
口部を探し、その鉄骨仕口部を前記ポジショナまで搬送
しかつ必要に応じて位置決めおよび姿勢変更を行い、溶
接が終了した鉄骨仕口部をポジショナから搬出する搬送
装置と、前記溶接装置とポジショナおよび搬送装置のそ
れぞれの運動、停止を統括制御する制御手段とを備え、
前記搬送装置は、走行レールに案内される門型フレーム
と、この門型フレームのアームに沿って案内移動する把
持装置を有し、前記把持装置は、上下可動な伸縮機と、
水平回転する回転盤と、鉄骨仕口部を把持するための複
数の把持爪が接離駆動可能に設けた把持部とを備えた構
成とした。

【０００８】第３発明は、溶接装置と、ベースに立設さ
れたフレームに設けられ回転部材および該回転部材の直
交する２軸に沿って相互に接離駆動可能とされる複数の
把持アームを有し鉄骨仕口部を片持ちで保持し得るポジ
ショナと、回転移動体と当該移動体上に取り外し可能に
設けられた鉄骨仕口部を置くための複数のパレットを備
えた、鉄骨仕口部を蓄積するストッカと、該ストッカか
ら鉄骨仕口部をパレットとともに受け取り、前記ポジシ
ョナまで搬送しかつ必要に応じて位置決めおよび姿勢変
更を行い、溶接が終了した鉄骨仕口部をポジショナから
搬出し前記ストッカに戻す働きを有する搬送装置と、前
記溶接装置、ポジショナ、ストッカおよび搬送装置のそ
れぞれの運動、停止を統括制御する制御手段とを備えた
構成とした。

【０００９】第４発明は、溶接装置と、ベースに立設さ
れたフレームに設けられ回転部材および該回転部材の直
交する２軸に沿って相互に接離駆動可能とされる複数の
把持アームを有し鉄骨仕口部を片持ちで保持し得るポジ
ショナと、回転するテーブル状回転移動体と当該移動体
上に取り外し可能に設けられた鉄骨仕口部を置くための
複数のパレットを備えた、鉄骨仕口部を蓄積するストッ
カと、該ストッカから鉄骨仕口部をパレットともに受け
取り、前記ポジショナまで搬送しかつ必要に応じて位置
決めおよび姿勢変更を行い、溶接が終了した鉄骨仕口部
をポジショナから搬出し前記ストッカに戻す働きを有す
る搬送装置と、前記溶接装置、ポジショナ、ストッカお
よび搬送装置のそれぞれの運動、停止を統括制御する制
御手段とを備えた構成とした。

【００１０】第５発明は、溶接装置と、ベースに立設さ
れたフレームに設けられ回転部材および該回転部材の直
交する２軸に沿って相互に接離駆動可能とされる複数の
把持アームを有し鉄骨仕口部を片持ちで保持し得るポジ
ショナと、回転するテーブル状回転円盤および当該回転
盤上に設けられ、鉄骨仕口部におけるＨ型鋼の端部を支
持することにより該鉄骨仕口部を片持ちで保持する治具
を備えたストッカと、アーム状の形状を有し、片端を中
心に旋回することによって他の片端で把持し得る鉄骨仕
口部を搬送する搬送装置と、前記溶接装置、ポジショ
ナ、ストッカおよび搬送装置のそれぞれの運動、停止を
統括制御する制御手段とを備え、鉄骨仕口部は前記スト
ッカ上に複数個蓄積されておりストッカの回転により、
前記搬送装置によって受け取られる位置に移動されて搬
送装置に受け渡されて前記ポジショナに把持できる程度
に位置決めおよび姿勢変更させた状態で当該ポジショナ
まで搬送可能とし、溶接終了後の鉄骨仕口部を再び搬送
装置によりストッカに戻して次の鉄骨仕口部がストッカ
の回転により搬送装置によって受け取られる位置に移動
可能としてなる構成とした。

【００１１】第６発明は、溶接装置と、ベースに立設さ
れたフレームに設けられ回転部材および該回転部材の直
交する２軸に沿って相互に接離駆動可能とされる複数の
把持アームを有し鉄骨仕口部を片持ちで保持し得るポジ
ショナと、敷設されたレールにより案内移動され、少な
くとも１台につき１つの鉄骨仕口部を鉛直に保持し得る
台車およびこの台車と前記ポジショナとの間で鉄骨仕口
部の授受をなす搬送機構を有する搬送装置と、前記溶接
装置とポジショナおよび搬送装置のそれぞれの運動、停
止を統括制御する制御手段とを備え、鉄骨仕口部を前記
台車上に蓄積させ当該台車が前記レール上を移動するこ
とにより、前記搬送機構によって受け取られる位置に移
動して鉄骨仕口部を搬送機構に受け渡し前記ポジショナ
に把持できる程度に位置決め、および姿勢変更された後
当該ポジショナまで搬送するとともに、溶接終了後の鉄
骨仕口部を再び搬送機構により台車に戻し台車の移動に
より本溶接終了した鉄骨仕口部を送り出して次の溶接対
象の鉄骨仕口部を搬送機構によって受け取られる位置に
移動可能としてなる構成とした。

【００１２】第７発明は、溶接装置と、ベースに立設さ
れたフレームに設けられ回転部材および該回転部材の直
交する２軸に沿って相互に接離駆動可能とされる複数の
把持アームを有し鉄骨仕口部を片持ちで保持し得るポジ
ショナと、敷設された案内レールにより案内移動され、
鉄骨仕口部を梁部のウェブ端部で吊るして保持する複数
の吊り装置および当該吊り装置と前記ポジショナとの間
で鉄骨仕口の授受をなす搬送機構を有する搬送装置と、
前記溶接装置とポジショナおよび搬送装置のそれぞれの
運動、停止を統括制御する制御手段とを備え、鉄骨仕口
部を前記吊り装置に１つずつ蓄積させつつ当該吊り装置
が前記案内レール上を移動することにより前記搬送機構
への授受位置に移動して前記搬送機構に受け渡し、前記
ポジショナに把持できる程度に位置決め、および姿勢変
更された後当該ポジショナまで搬送されるとともに、溶
接終了後の鉄骨仕口部を再び搬送機構により吊り装置に
戻し移動して吊り装置の移動により本溶接終了した鉄骨
仕口部を送り出し、次の溶接対象の鉄骨仕口部を搬送機
構によって受け取られる位置に移動可能としてなる構成
とした。

【００１３】第８発明は、第１乃至第７発明のいずれか
において、前記溶接装置は移動手段を有する多関節溶接
ロボットとし、前記制御手段は当該移動手段および前記
ロボット、前記ポジショナ、および前記搬送装置のそれ
ぞれの運動、停止を制御させる構成とした。

【００１４】

【００１５】

【作用】上記構成によれば、搬送装置により自動的にポ
ジショナに鉄骨仕口部が供給されるので、予め複数の鉄
骨仕口部を並べておけば、作業者が鉄骨仕口部をクレー
ンで吊り上げてポジショナにセットしたり、作業者が近
くにいて、溶接が終了するとポジショナから鉄骨仕口部
を取り外し、次の鉄骨仕口部をセットしたりする必要が
ない。そのため作業者がいなくても複数の鉄骨仕口部を
連続で自動溶接することができる。

【００１６】また、溶接ロボットはオフラインまたはＣ
ＡＤリンクで入力したデータおよびワイヤタッチセンサ
等で得られたデータに基づき、ポジショナの姿勢に対応
した溶接位置、姿勢、およびトーチの姿勢を決定できる
ので、ティーチング作業が非常に簡略化されるものとな
っており、現場でティーチングする作業者は不要であ
る。

【００１７】更に、複数の鉄骨仕口部を積載する回転円
盤等からなるストッカとこれらから鉄骨仕口を授受する
搬送機構を含む搬送装置を用いることによって自動的に
ポジショナに鉄骨仕口部が供給されると共に、供給され
た鉄骨仕口部はポジショナによって自在な角度に回転さ
せられ得る。よって、予め複数の鉄骨仕口部をストッカ
に蓄積しておけば、作業者がクレーンを作動させること
なく複数の鉄骨仕口部の全溶接箇所を連続で自動溶接す
ることが可能になる。加えて、反転スペースが省略でき
る上、ロボットの走行台車は１ワークを溶接するのに必
要な長さだけで複数のワークを対象とすることができ、
また、ストッカに蓄積される鉄骨仕口部は直接溶接され
ない分お互いを密着させることができるので、従来の連
続自動溶接装置よりも小スペースで稼働させることが可
能である。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明に係る鉄骨仕口部の自動溶接
装置の具体的実施例を図面を参照して詳細に説明する。

【００１９】図１は第１実施例に係る鉄骨仕口部の自動
溶接装置の構成図である。当該自動溶接装置は図２に示
す鉄骨仕口部１０を溶接対象とするものであり、これは
柱に接合される角パイプ１２の両端面にダイアフラム１
４を接合一体化したコラム１６に対し、その四方側面の
各々に梁との接続部となるＨ型鋼１８を十字形状に溶接
することによって構成される。このような鉄骨仕口部１
０における溶接線は、上面ダイアフラム１４ＵとＨ型鋼
フランジ１８FUとの接合部Ｙ1 〜Ｙ4 、下面ダイアフラ
ム１４ＬとＨ型鋼フランジ１８FLとの接合部Ｙ5 〜Ｙ8
、並びに前部Ｈ型鋼ウェブ１８WF、右方Ｈ型鋼ウェブ
１８WR、および後部Ｈ型鋼ウェブ１８WBと、角パイプ１
２の側面との接合部Ｙ9 〜Ｙ12、かつこれと反対側の前
部Ｈ型鋼ウェブ１８WF、左方Ｈ型鋼ウェブ１８WL、およ
び後部Ｈ型鋼ウェブ１８WBと、角パイプ１２の側面との
接合部Ｙ13〜Ｙ16となっている。このような鉄骨仕口部
１０は、要所を仮溶接され仮組みされた状態で実施例の
自動溶接装置に搬入される。

【００２０】自動溶接装置は、図１に示すように、多関
節溶接ロボット２０を具備し、これを走行台車２２に搭
載して任意の位置に移動可能としている。溶接ロボット
２０はオフラインまたはＣＡＤリンクで基本移動デー
タ、溶接姿勢、トーチ２４の姿勢データが決定されて動
作プログラムが生成され、これによって溶接作業をなす
ものとなっている。

【００２１】上記のような溶接ロボット２０に対向して
ポジショナ３０が設置されている。このポジショナ３０
は鉄骨仕口部１０を片持ち保持可能としたもので、起立
フレームに垂直面で回転される回転部材３２を有してい
る。回転部材３２はフレーム内部に設けた回転駆動源に
より回転かつ任意の角度で固定が自在とされ、また該回
転部材３２の直交２軸に沿って相互に油圧駆動により接
離駆動可能とされる複数の把持アーム３４を有してい
る。把持アーム３４は後述する搬送装置によって搬入さ
れた鉄骨仕口部１０におけるＨ型鋼１８の端部を挟着し
て保持するが、これは図示のようにウェブ部分を一対の
アームによって挟持しつつフランジ外面を一つのアーム
で押え付けるように構成され、Ｈ型鋼１８のＴ形断面部
を挟着するものとしている。したがって、このポジショ
ナ３０によって、溶接する鉄骨仕口部１０のロボットに
対する位置決めを行って保持するのである。尚、溶接対
象の鉄骨仕口部の形状によっては、仕口部を把持するポ
ジッショナはフレームに設けられ回転部材及び該回転部
材の直交しない交差する２軸に沿って接離駆動される場
合もある。

【００２２】前記溶接ロボット２０とポジショナ３０の
側方部分には、ポジショナ３０に溶接すべき鉄骨仕口部
１０を供給する搬送装置４０が設置されている。この搬
送装置４０は仮溶接を終えて並べられた鉄骨仕口部１０
の向きをポジショナ３０で把持できる程度に正し、搬入
する。そして溶接が終了するとその鉄骨仕口部１０を搬
出し、次の鉄骨仕口部１０を搬入する。すなわち、搬送
装置４０は１ライン上に並べて設置された搬入コンベア
４１と搬出コンベア４２とを有し、これらの間に横行駆
動可能な移動コンベア４３を備えている。移動コンベア
４３は搬出入コンベア４１、４２のラインと、ポジショ
ナ３０の正面部分との間を往復するもので、床面に敷設
された横行レール４４によって案内移動される。移動コ
ンベア４３は搬入コンベア４１から溶接対象の鉄骨仕口
部１０を受取ってポジショナ３０まで搬送するが、受取
りに際して鉄骨仕口部１０の位置決めをなすことができ
るものとなっており、このため、搬送面上に出入り可能
な複数（実施例では４個）の把持爪４５が設けられてい
る。把持爪４５は鉄骨仕口部１０におけるコラム１６の
側縁を把持するものとされ、図３（１）に示すように、
搬出コンベア４２側の一対の爪４５によってコラム１６
の前縁を、搬入コンベア４１側の一対の爪４５によって
コラム１６の両側縁を挟み込み可能としている。これに
よって移動コンベア４３上に移載された鉄骨仕口部１０
の姿勢が正され、位置決めが行われるのである。把持爪
４５の配置パターンはコラム１６の周縁に対して、図３
（２）あるいは（３）に示すように配置してもよく、い
ずれの場合にも位置決めを行うことができ、また３個の
把持爪によって位置決めを行わせてもよい。更に、把持
爪４５はポジショナ３０に対する鉄骨仕口部１０の送り
出しと受取り、および搬出コンベア４２への送り出しの
ために、前後方向に移動可能とされている。このため移
動コンベア４３の搬送面の側部に爪４５の移動スペース
を形成しており、図示しない駆動機構によって搬送方向
に沿った方向に独立して移動できるものとなっている。
この搬送装置のコンベアのラインは図１ではポジショナ
の回転軸と平行に設置されているが、直角方向に設置さ
れてもよい。また、搬送装置は、自走式搬送台車でもク
レーンであってもよい。

【００２３】更に、連続溶接のために溶接ロボットの動
作範囲にノズルクリーナ５０が設けられている。ロボッ
トはノズルにスパッタが一定量以上付着すると、ノズル
クリーナ５０によって自動的にこれを取除く。

【００２４】また、前述した溶接ロボット２０、ポジシ
ョナ３０、並びに搬送装置４０を作動制御する制御盤２
６が設けられている。この制御盤２６には把持する鉄骨
仕口部１０のＨ型鋼１８（梁）を指定し、ポジショナ３
０の姿勢に応じた溶接箇所が入力されるようになってい
る。これは把持するＨ型鋼１８の端部を原点として設定
した（ｘ、ｙ、ｚ）座標等に基づいて入力すればよい。
この入力により、制御盤２６では溶接ロボット２０およ
びトーチ２４の位置姿勢を決め、ロボット２０、ポジシ
ョナ３０、搬送装置４０、および走行台車２２などを統
括制御するプログラムを生成する。

【００２５】また、ポジショナ３０に鉄骨仕口部１０の
梁部分を把持させるが、この把持位置は前述したように
回転部材３２の回転中心から偏位している。このため溶
接位置の補正手段６０が設けられている。制御盤２６に
は回転部材の回転中心からの偏位量と仕口寸法メモリ６
２からのデータを入力する偏位量算出器６４が設けら
れ、その算出量は回転部材３２の回転位置によって異な
るトーチ高さを補正する演算部６６に出力するようにし
ている。この補正演算部６６による補正信号は制御盤２
６に出力され、制御盤２６では鉄骨仕口部１０の保持状
態をポジショナ３０によって変更した場合の溶接ロボッ
ト２０のプログラム補正処理をなすようにしている。

【００２６】制御盤２６は上記プログラムにしたがって
ロボット２０を移動させ、溶接開始点および終点の正確
な位置をワイヤタッチセンサなどで検索し、ロボット２
０の溶接姿勢、およびトーチ２４の姿勢を補正する。仕
口部１０の組立誤差やクランプ時に生じる誤差などはこ
れにより補正される。そして、ロボット２０は補正され
たデータに基づき溶接を開始するのである。

【００２７】鉄骨仕口部１０の形状により、仕口部１０
が水平な位置から任意の角度に回転固定させることで全
ての溶接箇所をカバーできる。溶接の段取は図２に示し
ているように、まず、上面ダイアフラム１４Ｕの周縁に
沿った溶接線Ｙ1 〜Ｙ4 を溶接した後、ロボット２０を
待避させ、仕口部１０を１８０度回転させる。ロボット
２０を所定の位置に移動させた後、下面ダイアフラム１
４Ｌの周縁に沿った溶接線Ｙ5 〜Ｙ8 を溶接する。この
ときトーチ２４の高さ位置は仕口部１０の反転によって
変更するが、補正手段６０による補正信号が制御盤２６
に入力されているので、自動的に姿勢および高さが補正
されて適正な位置に設定される。

【００２８】再度ロボット２０を待避させた後、鉄骨仕
口部１０を溶接線が水平になるよう回転させて固定し、
ロボット２０を所定位置に移動させ、コラム１６の側面
とウェブ１８との接合部分の溶接線Ｙ9 〜Ｙ12を溶接さ
せる。他の半部における溶接線Ｙ13〜Ｙ16も同様に仕口
部１０を回転固定させて行う。このような作業手順にお
いてポジショナ３０の回転時には仕口部１０の高さが変
化するが、その偏位量は補正手段６０によって制御盤２
６に入力されロボット２０に対する補正指令がなされる
ので、鉄骨仕口部１０の回転操作の度にロボット２０へ
の制御データを作成させる必要がなくなる。

【００２９】図４に溶接開始までの処理フローチャート
を示す。まず、鉄骨仕口部１０の形状を選択する（ステ
ップ１００）。これはコラム１６に対して梁部分が全面
に設けられている場合（十字型）、３面に設けられてい
る場合（Ｔ字型）、あるいは２面に設けられている場合
（Ｌ字型）などに対応させるためである。次に、梁部と
溶接箇所に名札を付け（ステップ１０１）、作業対象の
要素を決定しておく。また、鉄骨仕口部１０の各梁がコ
ラムセンターから左右方向にオフセットされている場合
や上下方向に段差が付けられている場合があるのでこれ
らのオフセット量、段差量を入力しておく（ステップ１
０２）。そして予め設定された条件により把持する梁を
決定し（ステップ１０３）、それぞれの溶接線や鉄骨仕
口部１０の姿勢に対して溶接開始位置や終了位置の座標
点を算出する（ステップ１０４）。このとき、ポジショ
ナ３０による把持位置が偏心されており、仕口部１０の
サイズに応じて偏心量が変化するので、これを加味して
算出する。そして、各座標点でのロボット２０の位置、
姿勢、およびトーチ２４の姿勢を、予め入力しておいた
溶接条件との関係データすなわちある座標点間を良好に
溶接するためのトーチ２４の位置、姿勢などのデータと
照合し、選択する（ステップ１０５）。続いて作業手順
を予め設定された条件により決定し（ステップ１０
６）、これに基づいて周辺装置を含む統括制御データを
生成してフロッピディスク等の記憶装置に保存する（ス
テップ１０７）。以上は、オフラインプログラマを使用
した場合であり、ＣＡＤシステムとリンクすることによ
って鉄骨仕口部１０のデータを自動的に入力することも
可能である。

【００３０】このような準備作業の後、搬送装置によっ
て鉄骨仕口部１０がポジショナ３０にセットされるが
（ステップ１０８）、このセット作業は次のように行わ
れる。溶接ロボット２０から搬送許可の信号が出力さ
れ、これが受信されると（ステップ２００）、搬送装置
４０の搬入コンベア４１によって次の鉄骨仕口部１０を
搬送させる（ステップ２０１）。このとき移動コンベア
４３は搬送ライン上に移動している。鉄骨仕口部１０が
移動コンベア４３に移載された後、これが移動しないよ
うに把持爪４５を搬送面上に突出させてその固着を図る
（ステップ２０２）。次いで、把持爪４５を操作してラ
ンダムな姿勢となっているコラム１６を水平回転させ、
姿勢変更および位置決めを行う（ステップ２０３）。こ
れによってコラム１６に仮溶接されているＨ型鋼１８が
ポジショナ３０の把持中心線と平行に設定される。この
後、移動コンベア４３を横行レール４４に沿って移動
し、ポジショナクランプ位置まで搬送する（ステップ２
０４）。そして、把持爪４５の全体を前進させ、鉄骨仕
口部１０におけるＨ型鋼１８の先端を把持アーム３４側
に差込んでクランプさせ（ステップ２０５）、ワークセ
ットを完了するのである（ステップ２０６）。

【００３１】ワークのセットが完了すると、回転部材３
２の回転中心に対する実際の偏位量よりトーチ位置の補
正量を算出する。この算出値と準備作業によって求めた
トーチ位置データとの比較によって偏差がある場合には
ステップ１０４に戻って溶接開始値座標点の補正をな
し、制御データを補正する（ステップ１０９）。そして
ロボット２０の運転を開始し（ステップ１１０）、ロボ
ット２０およびポジショナ３０の原点を確認の上、走行
台車２２を所定量だけ移動させ（ステップ１１１）、次
いで、ワイヤタッチセンシング等で実溶接位置を検知す
る（ステップ１１２）。このとき補正手段６０によって
鉄骨仕口部１０の把持偏位が正確に補正されているた
め、実溶接位置の誤差は極めて微量となっている。この
ようなセンシングにより入力データを補正し（ステップ
１１３）、溶接時のロボット２０、トーチ２４の姿勢、
および動作手順を決定し、溶接作業を行うのである（ス
テップ１１４）。一つのワークの全溶接が終了するまで
繰り返し作業を行い終了する（ステップ１１５）。そし
て、搬送装置上にワークがあるかを判断し、残りがある
場合には引続き全ワークが終了するまでこの作業を行う
（ステップ１１６）。尚、一定形状のコラムを自動溶接
する場合には、多関節溶接ロボットを使用しなくても、
専用溶接装置でも可能である。

【００３２】図５〜６には第２実施例に係る自動溶接装
置を示す。この実施例はポジショナを移動可能とさせた
ものである。まず、自動溶接装置は図５に示すように、
多間接溶接ロボット２０を具備し、これを走行台車２２
に搭載して任意の位置に移動可能としている。溶接ロボ
ット２０はオフラインまたはＣＡＤリンクで基本デー
タ、溶接姿勢、トーチ２４の姿勢データが決定されて動
作プログラムが生成され、これによって溶接作業をなす
ものとなっている。

【００３３】上記のような溶接ロボット２０に対向して
移動可能のポジショナ１５０が待機している。このポジ
ショナ１５０は鉄骨仕口部１０を片持ち保持可能とした
もので、上下動可能な起立フレーム１５１と該起立フレ
ーム１５１に垂直面で回転される円盤体１５２を有して
いる。円盤体１５２はフレーム内部に設けた回転駆動源
により回転かつ任意の角度で固定が自在とされ、また該
円盤体１５２の交差する２軸に沿って相互に油圧駆動に
より接離駆動可能とされる複数の把持アーム１５４を有
している。把持アーム１５４は鉄骨仕口部１０における
Ｈ型鋼１８の端部を挟着して保持するが、これは図示の
ようにフランジ外面を一つのアームで支承しつつウェブ
部分を一対のアームによって挟持するように構成され、
Ｈ型鋼１８のＴ形断面部を挟着するものとしている。し
たがって、このポジショナ１５０によって、溶接する鉄
骨仕口部１０のロボットに対する位置決めを行って保持
するのである。

【００３４】また、ポジショナ１５０は床面を自在に走
行することができ、仮溶接を終えた鉄骨仕口部１０を受
け取るために所定の位置まで移動し、ワークを受け取っ
た後、その向きや高さを正しつつ鉄骨仕口部１０を溶接
位置まで搬入できるよう搬送機構１５５を備えている。
そして溶接が終了するとその鉄骨仕口部１０を所定の場
所まで搬出し、次の鉄骨仕口部１０をストッカから搬入
する。このとき、ワークの向きの矯正はポジショナ１５
０の自走機構により行い、高さの調節は起立フレーム１
５１を作動させることによって行うものとする。

【００３５】制御盤２６は、溶接ロボット２０ととも
に、移動可能のポジショナ１５０を作動制御するものと
なっている。この制御盤２６には把持する鉄骨仕口部１
０のＨ形鋼１８（梁）を指定し、ポジショナ１５０の姿
勢に応じた溶接箇所が入力されるようになっている。こ
れは把持するＨ型鋼１８の端部を原点として設定した
（ｘ，ｙ，ｚ）座標等に基づいて入力すればよい。この
入力により、制御盤２６では溶接ロボット２０およびト
ーチ２４の位置姿勢を決め、ロボット２０、ポジショナ
１５０、および走行台車２２などを統括制御するプログ
ラムを生成するのである。

【００３６】このような移動可能のポジショナ１５０を
用いたワークセットの作業の詳細を図６に示す。まず、
第１実施例の場合と同様に、仕口形状の選択するステッ
プ１００から開始され、統括制御データの生成・保存作
業ステップ１０７までの準備作業の後、溶接ロボット２
０から搬送許可の信号が出力され（ステップ１１０
０）、これを受信したポジショナ１５０は装備している
移動可能機構１５５により移動を開始し、溶接対象の鉄
骨仕口部１０に接近する（ステップ１１０１）。鉄骨仕
口部１０に正対したことを確認した後、起立フレーム１
５１を作動させ、把持アーム１５４をワークのクランプ
に適した高さにする。ポジショナ１５０をさらに前進さ
せ、鉄骨仕口部１０におけるＨ型鋼１８の先端を把持ア
ーム１５４に差し込んだ後、最も奥まで差し込めたこと
を確認して把持アーム１５４をクランプさせる（ステッ
プ１１０２）。起立フレーム１５１を作動させ、ワーク
を所定量浮上させた後、溶接ロボット２０に向かって移
動を開始し、鉄骨仕口部１０の姿勢を正しつつ溶接位置
に接近する（ステップ１１０３）。そして、ポジショナ
１５０が所定の位置（ワーク溶接時におけるポジショナ
の位置）に到達したことを確認した後、起立フレーム１
５１を作動させて、ワークを溶接ロボット２０使用時に
適した高さにする。以上でワークセットを完了する（ス
テップ１１０４）。

【００３７】ワークセットの完了後はメインルーチンに
戻り、一つのワークの全容接が終了するまで繰り返し作
業を行い終了する（ステップ１０９〜１１５）が、その
後は回転円盤３２を初期位置まで回転させ、ポジショナ
１５０側は鉄骨仕口部１０をクランプしたまま所定の位
置（本溶接終了ワークをストックしておく場所）に向か
って移動を開始する。ワークの向きを調節しつつ移動
し、所定の位置に到達したことを確認した後、起立フレ
ーム１５１を作動し、ワークを床またはパレット等の上
に置き、把持アーム１５４のクランプを解放する。ポジ
ショナ１５０を後退させ、ワークが把持アーム１５４か
ら完全に離脱した後、起立フレーム１５１を作動させ、
把持アーム１５４を所定の高さ（ポジショナ移動時に適
した把持アームの高さ）にする（ステップ１１６）。そ
して、仮溶接のワークがあるかを判断し、残りがある場
合には引き続き一連の作業を行うのである（ステップ１
１７）。

【００３８】上記実施例では、搬送装置としてローラコ
ンベアを用いた例について説明したが、図７に自走式ク
レーンによる搬送装置を用いた第３実施例の構成例を示
す。搬送装置７０はクレーン７１と把持装置７２を有
し、かつ、該クレーン７１はその作業範囲内にポジショ
ナ３０を含むものである（図７は門型クレーンの形状を
しているが、ジブクレーン等の形状でも良い）。この搬
送装置７０は仮溶接を終えた鉄骨仕口部１０の向きをポ
ジショナ３０で把持できる程度に正し、搬入する。そし
て溶接が終了するとその鉄骨仕口部１０を搬出し、次の
鉄骨仕口部１０を搬入する。このとき、溶接対象の鉄骨
仕口部はクレーン７１の作業範囲内に置かれているもの
とする。同様に、溶接が終了した鉄骨仕口部１０も上記
作業範囲内に置かれることになる。把持装置７２はクレ
ーン７１のアーム７３に沿って設置されたレール等によ
って案内移動される。そして該把持装置７２は、その伸
縮方向を常にＺ軸と平行に保つ伸縮機７４、その下端に
おいて水平回転する回転盤７５、そして回転盤７５の下
面で接離駆動する複数の把持爪７６、のそれぞれを有す
る。つまり、把持された鉄骨仕口部１０はクレーン７１
の移動と把持装置７２の移動によってＸ、Ｙ方向で位置
決めされ、把持装置７２の伸縮によってＺ方向で位置決
めされる。そして、回転盤７５によってその姿勢が変更
される。このとき、把持爪７６は鉄骨仕口部１０におけ
る上面ダイアフラムの各コーナを把持するものとし、ま
た、その開閉方向は回転盤７５と共に回転するものとす
る。以上説明した搬送装置７０は、視覚センサ等を用い
ることによって溶接対象の鉄骨仕口部１０を判別すると
共に、該ワークをその位置と方向に合わせて把持するこ
とを可能にしている。よって、仮溶接のワークをストッ
クする際、作業者は位置や向きをあまり気にせずワーク
を置くことができる。ただし、ワークが置かれる位置は
搬送装置７０の作業範囲内とする。

【００３９】このようなクレーン式搬送装置７０を用い
て行われる溶接開始までの作業手順は第１実施例で示し
た図４のフローチャートとほぼ同様であるが、ワークセ
ット作業において異なり、これを図８を参照して説明す
る。

【００４０】仕口形状の選択するステップ１００から開
始され、統括制御データの生成・保存作業ステップ１０
７までの準備作業の後、搬送装置によって鉄骨仕口部１
０がポジショナ３０にセットされるが（ステップ１０
８）、このセット作業は次のように行われる。溶接ロボ
ット２０から搬送許可の信号が出力され、これが受信さ
れると（ステップ３００）、クレーン７１と把持装置７
２が所定量移動する（ステップ３０１）。把持装置７２
の下に溶接対象の鉄骨仕口部１０があるかを判別（ステ
ップ３０２）し、ある場合には把持装置７２が対象ワー
クにおけるダイアフラムの真上にくるようにクレーンお
よび把持装置を微動させ、その後、伸縮機７４を作動さ
せて把持爪７６を鉄骨仕口部１０の所定量手前まで下げ
る。回転盤７５を作動することによって把持爪７６とダ
イアフラムのコーナとを合わせた後、把持爪７６をさら
に降下させ、そして該把持爪７６が所定の位置まで下げ
たことを確認した後、把持爪７６を作動して鉄骨仕口部
１０を把持部に固着する（ステップ３０３）。再び伸縮
機７４を作動させ、鉄骨仕口部１０を浮上させると共
に、Ｚ方向の位置決めを行った後、回転盤７５によりそ
の姿勢を変更する（ステップ３０４）。そして把持装置
７２とクレーン７１を移動させ、鉄骨仕口部１０をポジ
ショナ３０へ搬送しつつ、そのＸ、Ｙ方向の位置決めを
行う（ステップ３０５）。鉄骨仕口部１０をポジショナ
３０に対してさらに前進させ、鉄骨仕口部１０における
Ｈ型鋼１８の先端を把持アーム３４側に差し込んだ後、
最も奥まで差し込んだことを確認して把持爪７６を開
き、把持アーム３４をクランプさせる（ステップ３０
６）。そして、把持装置７２を所定量縮め、かつ必要に
応じてクレーン７１をポジショナ３０から待避させ、溶
接作業の際にワークと搬送装置が接触しないようにして
おく。以上でワークセットを完了する（ステップ３０
７）。

【００４１】ワークセットが完了すると、メインルーチ
ンに戻り、回転部材３２の回転中心に対する実際の偏位
量よりトーチ位置の補正量を算出する。この算出値と準
備作業によって求めたトーチ位置データとの比較によっ
て偏差がある場合にはステップ１０４に戻って溶接開始
値座標点の補正をなし、制御データを補正する（ステッ
プ１０９）。そしてロボット２０の運転を開始し（ステ
ップ１１０）、ロボット２０およびポジショナ３０の原
点を確認の上、走行台車２２を所定量だけ移動させ（ス
テップ１１１）、次いで、ワイヤタッチセンシング等で
実溶接位置を検知する（ステップ１１２）。このとき補
正手段６０によって鉄骨仕口部１０の把持偏位が正確に
補正されているため、実溶接位置の誤差は極めて微量と
なっている。このようなセンシングにより入力データを
補正し（ステップ１１３）、溶接時のロボット２０、ト
ーチ２４の姿勢、および動作手順を決定し、溶接作業を
行うのである（ステップ１１４）。一つのワークの全溶
接が終了するまで繰り返し作業を行い終了する（ステッ
プ１１５）。

【００４２】回転部材３２を初期位置まで回転させた
後、クレーン７１をポジショナ３０側に移動させる。ク
レーン７１が所定の位置（すなわち、前述のワーク挿入
時の位置）に接近したことを確認した後、把持爪７６を
所定の位置（すなわち、前述のワーク挿入時の高さ）ま
で降下させる。そして、把持アーム３４のクランプを解
放した後、把持爪７６を作動して鉄骨仕口部１０におけ
るダイアフラム上面の各コーナを挟持させる。鉄骨仕口
部１０が把持装置７２に固着された後、クレーン７１を
所定の方向に所定量だけ移動させる。移動の途中で、必
要に応じて把持装置７２の移動や、回転盤７５の作動を
行う。そして、所定の位置に接近したことを確認した
後、伸縮機７４を作動させて把持爪７６を降下させ、鉄
骨仕口部１０を所定の場所に置く。そして、把持爪７６
を開いた後、把持装置７２を所定量縮め、次にクレーン
７１が移動する際に把持装置７２と他の鉄骨仕口部とが
接触しないようにしておく。そして、作業範囲内に仮溶
接のワークがあるかを判断し、残りがある場合には引き
続き一連の作業を行う（ステップ１１６）。

【００４３】図９は搬送装置として自動走行車を用いた
第４実施例の構成例を示している。図示のように、ポジ
ショナの周辺には、ポジショナ３０に溶接すべき鉄骨仕
口部１０を供給する搬送装置８０が待機している。すな
わち、搬送装置８０は床面を自在に走行できる複数の自
動走行車８１からなる。また自動走行車８１は、鉄骨仕
口部１０を把持するための複数の把持爪８２と、鉄骨仕
口部重量を支えるための置き台８３と、鉄骨仕口部をＺ
方向に位置決めするためのジャッキ８４を有する。この
とき、把持爪８２は置き台８３の面上を接離駆動し、鉄
骨仕口部１０における下面ダイアフラム各コーナを挟持
するものとする。また、置き台８３はジャッキ８４の上
に設置され、ジャッキ８４は台車８５の上に設置され
る。この搬送装置８０によれば、それぞれ自動走行車８
１に載せられた鉄骨仕口部は自動走行車８１の走行およ
びジャッキ８４の作動によってその向きやＹ、Ｚ方向に
おける位置をポジショナ３０で把持できる程度に正さ
れ、搬入される。そして溶接が終了すると、その鉄骨仕
口部１は挿入持と同じ自動走行車８１によって搬出さ
れ、次の鉄骨仕口部１０が別の自動走行車８１によって
搬入される。

【００４４】このような自動走行車８１を用いた作業手
順は、特にワークセット作業において特有であり、次の
ように行われる。仕口形状の選択するステップ１００か
ら開始され、統括制御データの生成・保存作業ステップ
１０７までの準備作業の後、搬送装置によって鉄骨仕口
部１０がポジショナ３０にセットされるが（ステップ１
０８）、このセット作業は図１０に示すごとく次のよう
に行われる。溶接ロボット２０から搬送許可の信号が出
力され、これが受信されると（ステップ４００）、溶接
対象の鉄骨仕口部を載せた自動走行車８１がポジショナ
３０に向かって搬送を開始する（ステップ４０１）。搬
送の途中においてジャッキ８４を作動させ、鉄骨仕口部
をＺ方向に置いて位置決めする（ステップ４０２）。鉄
骨仕口部１０の姿勢を正しつつポジショナクランプ位置
に接近し（ステップ４０３）、鉄骨仕口部１０の位置決
めが正しいことを確認した後、自動走行車８１をポジシ
ョナ３０に対してさらに前進させ、鉄骨仕口部１０にお
けるＨ型鋼１８の先端を把持アーム３４側に差し込んだ
後、最も奥まで差し込んだことを確認して把持爪８２を
開き、把持アーム３４をクランプさせる（ステップ４０
４）。そして、ジャッキ８４を下げて置き台８３を鉄骨
仕口部１０から離した後、該自動走行車８１を所定の場
所に待避させ、溶接作業の際にワークと自動走行車８１
が接触しないようにしておく。以上でワークセットを完
了する（ステップ４０５）。

【００４５】ワークセットが完了すると、回転部材３２
の回転中心に対する実際の偏位量よりトーチ位置の補正
量を算出する。この算出値と準備作業によって求めたト
ーチ位置データとの比較によって偏差がある場合にはス
テップ１０４に戻って溶接開始値座標点の補正をなし、
制御データを補正する（ステップ１０９）。そしてロボ
ット２０の運転を開始し（ステップ１１０）、ロボット
２０およびポジショナ３０の原点を確認の上、走行台車
２２を所定量だけ移動させ（ステップ１１１）、次い
で、ワイヤタッチセンシング等で実溶接位置を検知する
（ステップ１１２）。このとき補正手段６０によって鉄
骨仕口部１０の把持偏位が正確に補正されているため、
実溶接位置の誤差は極めて微量となっている。このよう
なセンシングにより入力データを補正し（ステップ１１
３）、溶接時のロボット２０、トーチ２４の姿勢、およ
び動作手順を決定し、溶接作業を行うのである。（ステ
ップ１１４）。一つのワークの全溶接が終了するまで繰
り返し作業を行い終了する（ステップ１１５）。

【００４６】回転部材３２を初期位置まで回転させた
後、待避していた自動走行車８１をポジショナ３０側に
移動させる。自動走行車８１が所定の位置、すなわち前
述のワーク挿入持の位置に接近したことを確認した後、
置き台８３を所定の高さまで、すなわち前述のワーク挿
入時の高さまでジャッキ８４によりジャッキアップす
る。そして、把持アーム３４のクランプを解放した後、
把持爪８２を作動して鉄骨仕口部１０における下面ダイ
アフラムの各コーナを挟持させる。鉄骨仕口部１０が自
動走行車８１に移載された後、自動走行車８１は所定の
位置、すなわち次以降の搬送の邪魔にならない位置まで
移動し、ジャッキ８４を最下位までさげておく。そし
て、仮溶接のワークを載せた自動走行車８１があるかを
判断し、残りがある場合には引き続き一連の作業を行う
（ステップ１１６）。

【００４７】図１１は搬送装置として自走フォークリフ
トを用いた第５実施例の構成例を示している。ポジショ
ナの周辺には、ポジショナ３０に溶接すべき鉄骨仕口部
１０を供給する搬送装置９０が待機している。すなわ
ち、搬送装置は床面を自在に走行できる自走フォークリ
フト車９０（図１１参照）であり、鉄骨仕口部１０をパ
レット９１ごと持ち上げてポジショナ３０まで搬送した
り、溶接が終了した鉄骨仕口部をポジショナ３０から受
け取って別の場所へ運送したりするものである。よって
作業者は、フォークリフト車９０の作業範囲内であれ
ば、自由にワークを置くことができる。ただし、ワーク
はパレット９１に載せるものとする。フォークリフト９
０はパレット９１を上げ降ろしする際、その姿勢を水平
に維持するものである。このためパレット９１の上面に
は複数の治具９２が設けられており、フォークの昇降や
搬送装置の移動による振動でワークが水平面内で移動し
てしまうことを防いでいる。ところで、鉄骨仕口部を複
数用意して置くことも可能であり、その場合、フォーク
リフト車９０は予め指定されてある順番にしたがって搬
送を行うことになる。このとき、フォークリフト車９０
は次に溶接すべきワークを載せたパレット９１を自動で
探し出すものとする。

【００４８】このような自走フォークリフト車９０を用
いた作業は、ワークセット作業において特有であり、次
のように行われる。仕口形状の選択するステップ１００
から開始され、統括制御データの生成・保存作業ステッ
プ１０７までの準備作業の後、図１２に示すごとく次の
ように行われる。溶接ロボット２０から搬送許可の信号
が出力され、これが受信されると（ステップ５００）、
搬送装置が動きだし、溶接対象の鉄骨仕口部を載せたパ
レット９１に接近する（ステップ５０１）。パレット９
１に正対したことを確認した後、フォークをパレット９
１に挿入するのに適した位置まで降ろし、さらに前進し
てフォークをパレット９１に充分潜り込ませる。ワーク
をパレット９１ごと持ち上げ、ポジショナ３０に把持さ
せるのに適切な高さに到達したことを確認した（ステッ
プ５０２）後、フォークを停止し、ポジショナ３０に向
けて搬送を開始する。鉄骨仕口部１０の姿勢を正しつつ
ポジショナクランプ位置に接近し、鉄骨仕口部１０の位
置決めが正しいことを確認した（ステップ５０３）後、
フォークリフト車９１をポジショナ３０に対してさらに
前進させ、鉄骨仕口部１０におけるＨ型鋼１８の先端を
把持アーム３４側に差し込んだ後、最も奥まで差し込ん
だことを確認し、把持アーム３４をクランプさせる（ス
テップ５０４）。そして、フォークを下げてパレット９
１を鉄骨仕口部１０から離した後、搬送装置を所定の場
所に待避させ、溶接作業の際にワークと搬送装置が接触
しないようにしておく。以上でワークセットを完了する
（ステップ５０５）。

【００４９】ワークセットが完了した後は、先の実施例
と同様にメインルーチンに戻って補正処理を行い（ステ
ップ１０９）、そしてロボット２０の運転を開始し（ス
テップ１１０）、ロボット２０およびポジショナ３０の
原点を確認の上、走行台車２２を所定量だけ移動させ
（ステップ１１１）、次いで、ワイヤタッチセンシング
等で実溶接位置を検知する（ステップ１１２）。そし
て、センシングにより入力データを補正し（ステップ１
１３）、溶接時のロボット２０、トーチ２４の姿勢、お
よび動作手順を決定し、溶接作業を行うのである（ステ
ップ１１４）。一つのワークの全溶接が終了するまで繰
り返し作業を行い終了する（ステップ１１５）。回転円
盤３２を初期位置まで回転させた後、待避していたフォ
ークリフト車９０をポジショナ３０側に移動させる。フ
ォークリフト車９０が所定の位置、すなわち前述のワー
ク挿入持の位置に接近したことを確認した後、パレット
９１を所定の高さまで、すなわち前述のワーク挿入時の
高さまでリフトアップする。そして、把持アーム３４の
クランプを解放した後、鉄骨仕口部１０がパレット９１
に移載されたことを確認して、搬送装置は該ワークを所
定の場所へ搬送する。ワークをパレット９１ごと降ろし
た後、搬送装置は所定の場所に戻り、待機する。そし
て、仮溶接のワークを載せたパレット９１があるかを判
断し、残りがある場合には引き続き一連の作業を行う
（ステップ１１６）。

【００５０】図１３はコンベア手段を有する搬送装置を
用いた第６実施例の構成例を示している。この実施例で
は、前記溶接ロボット２０と前記ポジショナ３０の側方
部分には、ポジショナ３０に溶接すべき鉄骨仕口部１０
を供給する搬送装置１００が設置されている。この搬送
装置１００は仮溶接を終えて並べられた鉄骨仕口部１０
の向きをポジショナ３０で把持できる程度に正し、搬入
する。そして溶接が終了するとその鉄骨仕口部１０を搬
出し、次の鉄骨仕口部１０を搬入する。すなわち、搬送
装置１００は鉄骨仕口部を搬入および搬出するコンベア
１０１と、当該コンベア１０１により送られてきた鉄骨
仕口部をポジショナクランプ位置に搬送するハンドリン
グロボット１０２を有する。ハンドリングロボット１０
２はポジショナクランプ位置とコンベア１０１の一部を
その作業範囲内に持ち、４つ以上の自由度を有すると共
に、先端で接離駆動する複数の把持爪１０３を有する。
この把持爪１０３は該ハンドリングロボット１０２を駆
動することにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向において自在に
位置決めされ、また、その開閉方向も水平面上であれば
自在に変化させられ得る。このため、該把持爪１０３は
ランダムな向きでコンベア１０１上に置かれたワークの
上面ダイアフラムのコーナを確実に把持することが可能
であると共に、把持したワークをポジショナ３０に合わ
せて位置決め、姿勢変更を行うことが可能である。

【００５１】このような搬送装置１００を用いたワーク
セットの作業の詳細を図１４に示す。仕口形状の選択す
るステップ１００から開始され、統括制御データの生成
・保存作業ステップ１０７までの準備作業の後、搬送装
置１００によって鉄骨仕口部１０がポジショナ３０にセ
ットされるが（ステップ１０８）、このセット作業は次
のように行われる。溶接ロボット２０から搬送許可の信
号が出力され、これが受信されると（ステップ６０
０）、搬送装置１００のコンベア１０１を作動させ、溶
接対象の鉄骨仕口部をハンドリングロボット１０２の作
業範囲内に搬入する（ステップ６０１）。鉄骨仕口部が
所定の位置に到達したことを確認した後、コンベア１０
１を停止し、ハンドリングロボット１０２を作動させて
把持爪１０３を鉄骨仕口部に接近させる。把持爪１０３
の開閉方向を調整し、ワークの上面ダイアフラムのコー
ナを把持できるようにした後、把持爪１０３をワークに
さらに接近させ、所定の位置まで接近したことを確認し
てワークを把持する（ステップ６０２）。把持された鉄
骨仕口部をその支持梁の端部をポジショナ３０に向けつ
つポジショナ３０のクランプ位置まで搬送し、その向き
と位置を正した（ステップ６０３）後、ハンドリングロ
ボット１０２をポジショナ３０に対してさらに前進さ
せ、鉄骨仕口部１０におけるＨ型鋼１８の先端を把持ア
ーム３４側に差し込んだ後、最も奥まで差し込んだこと
を確認して把持爪１０３を開き、把持アーム３４をクラ
ンプさせる（ステップ６０４）。そして、把持爪１０３
を開いた後、ハンドリングロボット１０２を溶接作業の
際にワークと接触しない姿勢にしておく。以上でワーク
セットを完了する（ステップ６０５）。

【００５２】ワークセットの完了後は先の実施例と同様
に一つのワークの全溶接が終了するまで繰り返し作業を
行い終了する（ステップ１０９〜１１５）が、回転円盤
３２を初期位置まで回転させた後、ハンドリングロボッ
ト１０２を作動させ、把持爪１０３を前述のワーク挿入
持の位置および角度に設定する。把持アーム３４のクラ
ンプを解放した後、把持爪１０３を作動して鉄骨仕口部
１０における上面ダイアフラムのコーナを挟持する。そ
して、挟持した鉄骨仕口部をコンベア１０１側に搬送
し、溶接前に置かれていたときと同じ位置に所定の向き
で接面させた後、把持爪の挟持を解放する（ステップ１
１６）。その後、ハンドリングロボット１０２を待機の
姿勢にし、コンベア１０１の作動の際にハンドリングロ
ボット１０２とワークの接触が起こらないようにする。
そして、コンベア１０１上に仮溶接のワークがあるかを
判断し、残りがある場合には引き続き一連の作業を行う
（ステップ１１７）。

【００５３】図１５〜図１８には第７実施例を示す。こ
の第７実施例は搬送装置として複数の鉄骨仕口部１０を
小スペースでストックさせておいた状態でポジショナと
の間で往復搬送させるようにしたものである。前記ポジ
ショナの前方には、ポジショナ３０に溶接すべき鉄骨仕
口部１０を供給する搬送装置１１０が設置されている。
この搬送装置１１０は仮溶接を終えて並べられた鉄骨仕
口部１０の向きをポジショナ３０で把持できる程度に正
し、搬入する。そして溶接が終了するとその鉄骨仕口部
１０を搬出し、次の鉄骨仕口部１０を搬入する。すなわ
ち、搬送装置１１０はストッカ１１１と搬送台車１１２
を有する。ストッカ１１１はある１点を中心として回転
するテーブル１１３を有すると共に、その上面には複数
のパレット１１４を配置している。各パレット１１４は
テーブル１１３の回転中心を中心とした同一円周上に配
置されており、その上面にはストックすべきワークを載
せることができる。このときテーブル１１３は、パレッ
ト１１４同士の間隔を制御できるものでも、制御できな
いものでも良い。制御できないテーブルの場合、各パレ
ット１１４はある決められた間隔で配置されることにな
る。また、図１６で示すように、各パレット１１４の中
心線は必ずしも回転中心を通らなくても良い。すなわ
ち、パレットはテーブル中心より完全に放射状になって
いなくても良い。

【００５４】搬送台車１１２は、床面に敷設されたレー
ル１１５に案内移動されることによって、ストッカ１１
１とポジショナ３０の正面部分との間をＸ方向に往復す
ることが可能であり、テーブル１１３から溶接対象の鉄
骨仕口１０をパレット１１４に載せたまま受け取ってポ
ジショナ３０まで搬送したり、ポジショナ３０から鉄骨
仕口１０をパレットに載せる形で受け取ってストッカ１
１１に搬送したりする。図１７に搬送台車の詳細を示
す。搬送台車１１２は、その上面にパレット１１４を載
せるための１本以上のフォーク１１６とＹ方向に開閉可
能な複数の把持爪１１７を有しており、フォーク１１６
が鉄骨仕口部１０とパレット１１４の重量を支えつつ、
把持爪１１７がＨ型鋼１８における下面フランジの両側
縁を挟持することによって、搬送時における鉄骨仕口部
１０やパレット１１４の落下を防ぐと共に、鉄骨仕口部
１０の姿勢を矯正することを可能としている。つまり、
ワークの重心近傍でその重量を支える部分と、重心から
離れた位置でワークの姿勢を矯正する部分とは別々にな
っているわけだが、その方が、重心から離れた位置だけ
でワークを支え、かつ矯正する装置に比べて大幅に簡単
化し得る。また、搬送台車１１２はＹ方向にスライドす
るトランスレーションステージ１１８を有すると共に、
その上にジャッキ１１９を設置しており、鉄骨仕口部１
０をパレットごとＹ方向とＺ方向に位置決めすることを
可能としている。このとき、ジャッキ１１９の上にトラ
ンスレーションステージ１１８を設置する方法を採用し
ても良い。

【００５５】このような搬送装置１１０を用いたワーク
セットの作業の詳細を図１８に示す。まず、仕口形状の
選択するステップ１００から開始され、統括制御データ
の生成・保存作業ステップ１０７までの準備作業の後、
搬送装置１１０によって鉄骨仕口部１０がポジショナ３
０にセットされるが（ステップ１０８）、このセット作
業は次のように行われる。溶接ロボット２０から搬送許
可の信号が出力され、これが受信されると（ステップ７
００）、ストッカ１１１が１パレット間分回転する（ス
テップ７０１）。ストッカ１１１の回転が停止した後、
搬送台車１１２はストッカ１１１に向かって移動を開始
する。移動の途中においてトランスレーションステージ
１１８とジャッキ１１９を作動させ、フォーク１１６が
パレット１１４の下にもぐり込み、かつＨ型鋼１８が把
持爪１１７によって把持できる位置にくるようにする
（ステップ７０２）。フォーク１１６がパレット１１４
に充分潜り込んだことを確認した後、ジャッキ１１９を
作動してフォーク１１６をリフトアップさせ、鉄骨仕口
部１０をパレット１１４ごとテーブル１１３から浮上さ
せる。把持爪１１７を操作してランダムな姿勢となって
いるコラム１６を水平回転させ、姿勢変更を行った（ス
テップ７０３）後、搬送台車１１２をレール１１５に沿
って移動させて、パレット１１４に載せたままの鉄骨仕
口部１０をポジショナクランプ位置まで搬送する。この
とき、搬送の途中においてトランスレーションステージ
１１８とジャッキ１１９を作動させ、鉄骨仕口部１０の
位置決めを行っておく（ステップ７０４）。搬送台車１
１２をポジショナ３０に対してさらに前進させ、鉄骨仕
口部１０におけるＨ型鋼１８の先端を把持アーム３４側
に差し込んだ後、最も奥まで差し込んだことを確認して
把持爪１１７を開き、把持アーム３４をクランプさせる
（ステップ７０５）。そして、ジャッキ１１９を下げて
パレット１１４を鉄骨仕口部１０から離した後、パレッ
ト１１４を載せたままの搬送台車１１２をレール１１５
に沿ってストッカ１１１側に待避させ、溶接作業の際に
ワークと搬送台車１１２が接触しないようにしておく。
以上でワークセットを完了する（ステップ７０６）。

【００５６】ワークセットの完了後は先の実施例と同様
にメインルーチンに戻り、一つのワークの全溶接が終了
するまで繰り返し作業を行い終了する（ステップ１０９
〜１１５）が、回転円盤３２を初期位置まで回転させた
後、パレット１１４を載せた搬送台車をレール１１５に
沿ってポジショナ３０側に所定量だけ移動させる。搬送
台車１１２が所定の位置に接近したことを確認した後、
パレット１１４を所定の位置まで、すなわち前述のワー
ク挿入時の高さまでジャッキアップする。そして、把持
アーム３４のクランプを解放した後、把持爪１１７を作
動して鉄骨仕口部１０におけるＨ型鋼１８の下面フラン
ジの両側縁を挟持させる。鉄骨仕口部１０が搬送台車１
１２のパレット１１４上に移載された後、搬送台車１１
２をレール１１５に沿ってストッカ１１１側に所定量だ
け移動させる。移動の途中で、トランスレーションステ
ージ１１８を作動させ、テーブル１１３のパレット待機
位置中心線上にパレット１１４の中心線がくるようにす
る。そして、搬送台車１１２が所定の位置に接近したこ
とを確認した後、ジャッキ１１９を作動させてフォーク
１１６を降下させ、鉄骨仕口部１０の乗ったパレット１
１４をテーブル１１３の上に置く（ステップ１１６）。
そして、搬送台車１１２をレール１１５に沿ってポジシ
ョナ３０側に待避させ、ストッカ１１１の回転の際にワ
ークまたはテーブル１１３が搬送台車１１２に接触しな
いようにした後、ストッカ１１１に仮溶接のワークがあ
るかを判断し、残りがある場合には引き続き一連の作業
を行うのである（ステップ１１７）。

【００５７】ここで、図１９、図２０はそれぞれ、スト
ッカを想定して５つのワークを円形に配置した様子を上
部より観察したものである。図１９においては各ワーク
の中心線がある１点（ストッカの回転中心に相当）を通
るようにワークが配置されており、図２０においては各
ワークの中心線がある１点（ストッカの回転中心に相
当）から一様にオフセットするようにワークを配置して
いる。また、それぞれ、搬送機構による引き抜き（図１
９、図２０における矢印方向）を可能にしつつ、外円の
直径（図１９、図２０参照）が最小になるように配置し
ている。このとき、各ワークのサイズは図２１に示した
もので統一されている。図２１における想像線は梁のオ
フセットを表すものだが、これは図１９、図２０につい
ても同様である。

【００５８】図１９と図２０とを比較すると図２０の方
が小スペースでワークをストックしている。これより、
ワークを円形に配置してストックする場合、各ワークの
中心線をストッカの回転中心から所定量オフセットさせ
ることによって、小スペース化をさらに促進できること
が分かる。

【００５９】次に、図２２、図２３には第８実施例を示
す。この第８実施例は搬送装置として、複数の鉄骨仕口
部１０をストックしておき、これを順次ポジショナ３０
との間で搬送授受させるようにしたものである。前記ポ
ジショナの前方には、ポジショナ３０に溶接すべき鉄骨
仕口部１０を供給する搬送装置１２０が設置されてい
る。この搬送装置１２０は仮溶接を終えて並べられた鉄
骨仕口部１０の向きをポジショナ３０で把持できる程度
に正し、搬入する。そして溶接が終了するとその鉄骨仕
口部１０を搬出し、次の鉄骨仕口部１０を搬入する。す
なわち、搬送装置１２０はストッカ１２１とローダ１２
２を有する。ストッカ１２１はある１点を中心として回
転するテーブル１２３を有すると共に、その上面には複
数の治具１２４を配置している。このとき、各治具１２
４はテーブル１２３の回転中心を中心とした同一円周上
に配置されている。また、各治具１２４はＨ型項１８の
端部を２点支持することにより、ストックすべきワーク
を片持ちで保持することができる。このとき、治具１２
４により支持される梁は、本溶接の際、ポジショナ３０
によって挟持される側の梁である。また、テーブル１２
３は、治具１２４同士の間隔を制御できるものでも、制
御できないものでも良い。制御できないテーブルの場
合、各治具１２４はある決められた間隔で配置されるこ
とになる。また、各治具１２４の中心線は必ずしも回転
中心を通らなくても良い（すなわち、治具１２４はテー
ブル中心より完全に放射状になっていなくても良い）。
ローダ１２２は、アームの形状を有すると共に、その片
端には、ワークの梁を掴むべく開閉駆動する複数の把持
爪１２５と、該把持爪１２５をアームに沿って所定量移
動させるためのスライダ１２６を有する。このとき、把
持爪１２５はスライダ１２６の側面もしくは上面に設置
され、スライダ１２６はローダの上面に設置されるもの
とする。そして、もう一方の端部を支点として水平回転
（完全に水平でなくても良い）できるようになってお
り、それにより、把持爪１２５をストッカ１２１とポジ
ショナ３０の間を往復させることが可能である。そし
て、テーブル１２３から溶接対象の鉄骨仕口部１０を治
具１２４から抜き取ってポジショナ３０まで搬送し、そ
れを治具１２４に差し込んだりする。このとき把持爪１
２５は、ポジショナ３０によって挟持される側の梁にお
ける下面フランジを把持するものであり、搬送時におけ
る鉄骨仕口部１０の落下を防ぐと共に、必要に応じて鉄
骨仕口部１０の姿勢を矯正する働きを有する。また、ス
ライダ１２６および開いている把持爪１２５は、ストッ
カ１２１で保持されているワークまたはポジショナ３０
で挟持しているワークの下面より若干低い程度の高さに
設定されている。

【００６０】このような搬送装置１２０を用いたワーク
セットの作業の詳細を図２３に示す。まず、第１実施例
の場合と同様に、仕口形状の選択するステップ１００か
ら開始され、統括制御データの生成・保存作業ステップ
１０７までの準備作業の後、搬送装置によって鉄骨仕口
部１０がポジショナ３０にセットされるが（ステップ１
０８）、このセット作業は次のように行われる。溶接ロ
ボット２０から搬送許可の信号が出力され、これが受信
されると（ステップ８００）、ストッカ１２１が１治具
間分回転する（ステップ８０１）。ストッカ１２１の回
転が停止した後、把持爪１２５を作動させ、ワークをロ
ーダに固着した後、スライダ１２６を作動させてワーク
をストッカ１２１から引き抜き（ステップ８０２）、そ
の後ローダを１８０度旋回させ、鉄骨仕口部１０をポジ
ショナクランプ位置まで搬送する。このとき、ローダが
旋回することによって自動的にワークの位置決めおよび
姿勢変更が行われるものとする（ステップ８０３）。ロ
ーダ１２２の旋回が停止した後、ワークをポジショナ３
０に対してさらに前進させ、鉄骨仕口部１０におけるＨ
型鋼１８の先端を把持アーム３４側に差し込んだ後、最
も奥まで差し込んだことを確認して把持爪１２５を開
き、把持アーム３４をクランプさせる（ステップ８０
４）。そして、ローダ１２２を１８０度旋回させてスト
ッカ１２１側に待避させ、溶接作業の際にワークとロー
ダ１２２が接触しないようにしておく。以上でワークセ
ットを完了する（ステップ８０５）。

【００６１】ワークセットの完了後は先の実施例と同様
にメインルーチンに戻り、一つのワークの全溶接が終了
するまで繰り返し作業を行い終了する（ステップ１０９
〜１１５）が、回転円盤３２を初期位置まで回転させた
後、ローダを１８０度旋回させる。把持爪１２５が所定
の位置、すなわち前述のワーク挿入持の位置に接近した
ことを確認した後、把持アーム３４のクランプを解放す
る。そして、把持爪１２５を作動して鉄骨仕口部１０に
おけるＨ型鋼１８の下面フランジの両側縁を挟持させる
と共に、ワーク姿勢を前述のワーク挿入持と同様にす
る。鉄骨仕口部１０がローダ１２２に固着された後、ロ
ーダ１２２を１８０度旋回させてストッカ１２１側にワ
ークを搬送させる。このとき、ローダの旋回によって自
動的にワークの位置決めおよび姿勢変更が行われる。そ
して、ローダ１２２が所定の位置に接近したことを確認
した後、スライダ１２６を作動させてワークを治具１２
４に挿入する（ステップ１１６）。把持爪１２５を開い
た後、ストッカ１２１に仮溶接のワークがあるかを判断
し、残りがある場合には引き続き一連の作業を行う（ス
テップ１１７）。

【００６２】次に、図２４〜図２６には第９実施例を示
す。この第９実施例は搬送装置として、複数の鉄骨仕口
部１０をストックしておき、これを順次ポジショナ３０
との間で搬送授受させるようにしたものである。前記ポ
ジショナ３０の前方には、ポジショナ３０に溶接すべき
鉄骨仕口部１０を供給する搬送装置１３０が設置されて
いる。この搬送装置１３０は仮溶接を終えて並べられた
鉄骨仕口部１０の向きをポジショナ３０で把持できる程
度に正し、搬入する。そして溶接が終了するとその鉄骨
仕口部１０を搬出し、次の鉄骨仕口部１０を搬入する。
すなわち、搬送装置１３０はストッカ１３１とローダ１
３２を有する。ストッカ１３１は、複数台の台車１３３
を有し、それらはＹ軸と平行等に敷設されたレール１３
４等によって案内移動される。ここで、レール１３４は
直線と曲線のどちらでも良いが、ローダ１３２のレール
１３５（後に記載）と交差する位置、すなわち搬送位置
においては完全にＹ軸と平行であるものとする。各台車
１３３はＨ型鋼１８のＴ型断面部を支持することによ
り、鉄骨仕口部１０を鉛直保持する。このとき、支持梁
のＨ断面が鉄骨仕口部１０の全自重を支える状態にな
り、また、支持梁の両隣にある梁は、その中心線がレー
ル１３４と垂直になるように維持される。これによりス
トックに必要なスペースは、ワークを寝かせる場合に比
べてかなり小さくなる。なお、この場合において支持さ
れるＴ型断面部は、後にポジショナ３０によって把持さ
れる部分である。台車１３３がレール１３４上を移動す
ることにより、鉄骨仕口部１０はポジショナ３０に対し
てＹ方向に位置決めされる。そして、位置決めされた鉄
骨仕口部１０はローダ１３２に移載される。尚、台車上
には鉄骨仕口部とバランス良く複数個おくことは勿論の
ことである。

【００６３】図２５にローダ１３２の詳細を示す。ロー
ダ１３２は、床面に敷設されたレール１３５に案内移動
されることによって、ストッカとポジショナ３０の正面
部分との間をＸ軸と平行に移動することが可能であり、
台車１３３から溶接対象の鉄骨仕口部１０を受け取って
ポジショナ３０に搬送したり、ポジショナ３０から溶接
完了した鉄骨仕口部１０を受け取って台車１３３に搬送
したりする。それ故、ローダ１３２には、台車１３３に
保持されたワークを引き抜き、かつローダ１３２に固着
させるための複数の把持爪１３６、ワークの姿勢を変更
させるために起立フレーム面上で垂直回転する回転盤１
３７、そしてＺ方向に位置決めするためのジャッキ１３
８、のそれぞれを有する。このとき、上記把持爪１３６
は上記回転盤１３７上で接離駆動でき、Ｈ型鋼１８にお
けるフランジの両側縁等を挟持し、それによってワーク
の重量を支えると共にその姿勢を決定することができる
（すなわち、把持爪１３６の開閉方向は回転盤１３７と
共に回転する）。なお、この場合において挟持されるフ
ランジは、把持梁が有する二つのフランジの内、ポジシ
ョナ３０によって把持されない側である。

【００６４】このような搬送装置１３０を用いたワーク
セットの作業の詳細を図２６に示す。まず、第１実施例
の場合と同様に、仕口形状の選択するステップ１００か
ら開始され、統括制御データの生成・保存作業ステップ
１０７までの準備作業の後、搬送装置によって鉄骨仕口
部１０がポジショナ３０にセットされるが（ステップ１
０８）、このセット作業は次のように行われる。溶接ロ
ボット２０から搬送許可の信号が出力され、これが受信
されると（ステップ９００）、ローダ１３２はストッカ
１３１に向かって移動を開始する（ステップ９０１）。
ローダ１３２が搬送位置に来たことを確認した後、溶接
対象の鉄骨仕口部１０を載せた台車１３３がＹ方向に移
動し、搬送位置で停止する。このとき、鉄骨仕口部１０
のＹ方向の位置決めは終了したものとする（ステップ９
０２）。把持爪１３６を作動して台車１３３上の鉄骨仕
口部１０を挟持する。ジャッキ１３８を作動して、鉄骨
仕口部１０を台車１３３の支持部から完全に浮上させ、
所定量のジャッキ１３８アップすなわちＺ方向の位置決
めを行った（ステップ９０３）後、ローダは鉄骨仕口部
１０を把持したままポジショナクランプ位置まで移動す
る。移動の途中で、回転盤１３７を９０度回転させ、鉄
骨仕口部１０の支持梁の端部をポジショナ３０側に向け
ておく（ステップ９０４）。ローダ１３２をポジショナ
３０に対してさらに前進させ、鉄骨仕口部１０における
Ｈ型鋼１８の先端を把持アーム３４側に差し込んだ後、
最も奥まで差し込んだことを確認して把持爪１３６を開
き、把持アーム３４をクランプさせる（ステップ９０
５）。そして、ローダ１３２をレール１３５に沿ってス
トッカ１３１側に待避させると共に、ジャッキ１３８を
最下位まで下げ、溶接作業の際にワークとローダ１３２
が接触しないようにしておく。以上でワークセットを完
了する（ステップ９０６）。

【００６５】ワークセットの完了後は先の実施例と同様
にメインルーチンに戻り、一つのワークの全溶接が終了
するまで繰り返し作業を行い終了する（ステップ１０９
〜１１５）が、回転円盤３２を初期位置まで回転させた
後、ローダ１３２をレール１３５に沿ってポジショナ３
０側に所定量だけ移動させる。ローダ１３２が所定の位
置に接近したことを確認した後、把持爪１３６を所定の
位置まで、すなわち前述のワーク挿入時の高さまでジャ
ッキ１３８アップする。そして、把持アーム３４のクラ
ンプを解放した後、把持爪１３６を作動して鉄骨仕口部
１０におけるＨ型鋼１８のフランジを挟持させる。ロー
ダ１３２をレール１３５に沿ってストッカ１３１側に所
定量だけ移動させる。移動の途中で、回転盤１３７を前
回とは反対方向に９０度回転させ、支持梁の端部を落下
方向に向ける。そして、ローダ１３２が所定の位置に接
近したことを確認した後、ジャッキ１３８を作動させて
鉄骨仕口部１０を降下させ、台車１３３上の支持部にセ
ットする（ステップ１１６）。ここで、ジャッキ１３８
は最下位まで下げるものとする。そして、台車１３３を
ローダ１３２から所定量後退させて、ローダの移動の際
に把持爪１３６とワークの接触が起こらないようにした
後、ローダをレール１３５に沿ってポジショナ３０側に
待避させ、台車１３３の移動の際、台車１３３または台
車１３３上のワークがローダに接触しないようにする。
そして、本溶接終了ワークを載せた台車１３３をＹ方向
に一定量送り出し、その後、全台車１３３をＹ方向に台
車１台分移動させる。最後にストッカ１３１に仮溶接の
ワークがあるかを判断し、残りがある場合には引き続き
一連の作業を行う（ステップ１１７）。

【００６６】次に、図２７〜図２９には第１０実施例を
示す。この第１０実施例は搬送装置として、鉄骨仕口部
１０を吊り搬送させつつ、これを順次ポジショナ３０と
の間で搬送授受させるようにしたものである。前記ポジ
ショナ３０の前方には、ポジショナ３０に溶接すべき鉄
骨仕口部１０を供給する搬送装置１４０が設置されてい
る。この搬送装置１４０は仮溶接を終えて並べられた鉄
骨仕口部１０の向きをポジショナ３０で把持できる程度
に正し、搬入する。そして溶接が終了するとその鉄骨仕
口部１０を搬出し、次の鉄骨仕口部１０を搬入する。す
なわち、搬送装置１４０はストッカ１４１とローダ１４
２を有する。ストッカ１４１は、複数台の吊り具１４３
を有し、それらはＹ軸と平行等に設置された空中レール
１４４によって案内移動される。このとき、空中レール
１４４は直線と曲線のどちらでも良いが、ローダ１４２
のレール１４５（後に記載）と交差する位置、すなわち
搬送位置においてはＹ軸と平行であるものとする。各吊
り具１４３はフック１４６を１つ以上有し、Ｈ型鋼１８
のウェブの端部に予め開けておいた穴に該フック１４６
を通すことにより、鉄骨仕口部１０を鉛直に吊るし、か
つ保持する。このとき、支持梁の両隣にある梁は、その
中心線が空中レール１４４と垂直になるように維持され
る。これによりストックに必要なスペースは、ワークを
寝かせる場合に比べてかなり小さくなる。なお、この場
合においてフック１４６を通す梁は、後にポジショナ３
０によって把持される梁である。吊り具１４３が空中レ
ール１４４上を移動することにより、鉄骨仕口部１０は
ポジショナ３０に対してＹ方向に位置決めされる。そし
て、位置決めされた鉄骨仕口部１０はローダ１４２に移
載される。

【００６７】図２８にローダ１４２の詳細を示す。ロー
ダ１４２は、床面に敷設されたレール１４５に案内移動
されることによって、ストッカとポジショナ３０の正面
部分との間をＸ軸と平行に移動することが可能であり、
吊り具１４３から溶接対象の鉄骨仕口部１０を受け取っ
てポジショナ３０に搬送したり、ポジショナ３０から溶
接完了した鉄骨仕口部１０を受け取って吊り具１４３に
搬送したりする。それ故、ローダ１４２には、吊り具１
４３に保持されたワークをローダ１４２に固着させるた
めの複数の把持爪１４７、ワークの姿勢を変更させるた
めに起立フレームの垂直面上でＸ軸に平行な軸を中心に
回転する回転盤１４８、そしてＺ方向に位置決めするた
めのジャッキ１４９、を有する。このとき、上記把持爪
１４７は上記回転盤１４８上で接離開閉駆動して、Ｈ型
鋼１８におけるフランジの両側縁等を挟持し、それによ
ってワークの重量を支えると共にその姿勢を決定するこ
とができる（すなわち、把持爪１４７の開閉方向は回転
盤１４８と共に回転する）。なお、この場合において挟
持されるフランジは、把持梁が有する二つのフランジの
内、ポジショナ３０によって把持されない側である。

【００６８】このような搬送装置１４０を用いたワーク
セットの作業の詳細を図２９に示す。まず、第１実施例
の場合と同様に、仕口形状の選択するステップ１００か
ら開始され、統括制御データの生成・保存作業ステップ
１０７までの準備作業の後、搬送装置によって鉄骨仕口
部１０がポジショナ３０にセットされるが（ステップ１
０８）、このセット作業は次のように行われる。溶接ロ
ボット２０から搬送許可の信号が出力され、これが受信
されると（ステップ１０００）、ローダ１４２はストッ
カ１４１に向かって移動を開始する。また、移動の途中
でジャッキ１４９を作動させ、把持爪１４７を所定の高
さ、すなわちワーク受取に必要な高さにする（ステップ
１００１）。ローダ１４２が搬送位置に来たことを確認
した後、溶接対象の鉄骨仕口部１０を吊るした吊り具１
４３がＹ方向に移動し、搬送位置で停止する。このと
き、鉄骨仕口部１０のＹ方向の位置決めは終了したもの
とする（ステップ１００２）。把持爪１４７を作動して
鉄骨仕口部１０におけるＨ型鋼１８を挟持し、挟持した
ことを確認した後、吊り具１４３はフック１４６を鉄骨
仕口部から外す（ステップ１００３）。そして、ローダ
１４２は鉄骨仕口部１０をポジショナクランプ位置まで
搬送する。搬送の途中で、回転盤１４８を９０度回転さ
せ、鉄骨仕口部１０の支持梁の端部をポジショナ３０側
に向けておくと共に、ジャッキ１４９を作動させてＺ方
向の位置決めも行う（ステップ１００４）。ローダ１４
２をポジショナ３０に対してさらに前進させ、鉄骨仕口
部１０におけるＨ型鋼１８の先端を把持アーム３４側に
差し込んだ後、最も奥まで差し込んだことを確認して把
持爪１４７を開き、把持アーム３４をクランプさせる
（ステップ１００５）。そして、ローダ１４２をレール
１４５に沿ってストッカ１４１側に待避させると共に、
ジャッキ１４９を最下位まで下げ、溶接作業の際にワー
クとローダ１４２が接触しないようにしておく。以上で
ワークセットを完了する（ステップ１００６）。

【００６９】ワークセットの完了後はメインルーチンに
戻り、一つのワークの全溶接が終了するまで繰り返し作
業を行い終了する（ステップ１０９〜１１５）が、回転
円盤３２を初期位置まで回転させた後、ローダ１４２を
レール１４５に沿ってポジショナ３０側に所定量だけ移
動させる。ローダ１４２が所定の位置に接近したことを
確認した後、把持爪１４７を所定の位置まで、すなわち
前述のワーク挿入時の高さまでジャッキ１４９アップす
る。そして、把持アーム３４のクランプを解放した後、
把持爪１４７を作動して鉄骨仕口部１０におけるＨ型鋼
１８のフランジを挟持させ、そのままローダ１４２をレ
ール１４５に沿ってストッカ１４１側に所定量だけ移動
させる。移動の途中で、回転盤１４８を前回とは反対方
向に９０度回転させ、支持梁の端部を真上（Ｚ方向）に
向ける。同時に、ジャッキ１４９を作動させ、回転の際
にワークと床が接触しないようにすると共に、ワークを
ストッカに受け渡すのに必要な高さにまで移動させる。
そして、ローダ１４２が所定の位置に接近したことを確
認した後、フック１４６を作動させて鉄骨仕口部１０を
吊り具１４３にセットし、把持爪１４７を開く。（ステ
ップ１１６）。そして、吊り具１４３をローダ１４２か
ら所定量後退させて、ローダの移動の際に把持爪１４７
とワークの接触が起こらないようにした後、ローダをレ
ール１４５に沿ってポジショナ３０側に待避させ、吊り
具１４３の移動の際、吊るされているワークがローダに
接触しないようにする。そして、本溶接終了ワークを吊
るした吊り具１４３を送り出し方向に一定量移動させ、
その後、全吊り具１４３を上記方向と同方向に吊り具１
台分移動させる。最後にストッカ１４１に仮溶接のワー
クがあるかを判断し、残りがある場合には引き続き一連
の作業を行う（ステップ１１７）。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
搬送装置により自動的にポジショナに鉄骨仕口部が供給
されるので、予め複数の鉄骨仕口部を並べておけば、作
業者が鉄骨仕口部をクレーンで吊り上げてポジショナに
セットしたり、作業者が近くにいて溶接が終るとポジシ
ョナから鉄骨仕口部を取り外し、次の鉄骨仕口部をセッ
トしたりする必要がない。それ故、作業者がいなくても
複数の鉄骨仕口部を連続で自動溶接できる。また、溶接
ロボットはオフラインまたはＣＡＤリンクで入力したデ
ータおよびワイヤタッチセンサ等で得られたデータに基
づき、ポジショナの姿勢に対応した溶接位置、姿勢およ
びトーチの姿勢を決定できるので、ティーチング作業が
非常に簡略化されるものとなっており、現場でティーチ
ングする作業者は不必要となる。よって、本発明では自
動連続溶接作業を効果的に行わせることができ、無人化
率が向上するという優れた効果が得られる。

【００７１】また、本発明によれば、搬送装置により自
動的にポジショナに鉄骨仕口部が供給されると共に、供
給された鉄骨仕口はポジショナによって自在な角度に回
転させられ得る。よって、予め複数の鉄骨仕口部をスト
ッカに並べておけば、作業者をクレーンを作動させるこ
となく複数の鉄骨仕口部の全溶接箇所を連続で自動溶接
することが可能になる。加えて、反転スペースが省略で
きる上、ロボットの走行台車は、１ワークを溶接するの
に必要な長さだけで複数のワークを対象とすることがで
き、また、ストッカに蓄積される鉄骨仕口部は、直接溶
接されない分お互いを密着させることができるので、従
来の連続自動溶接装置よりも小スペースで稼働させるこ
とが可能である。よって、本発明では自動連続溶接作業
を小スペースで効率良く行わせることができ、無人化率
も向上するという優れた効果も得られる。また、移動可
能なポジッショナを使用することによって、搬送装置分
のスペースがいらなくなり、さらに小スペースで稼働さ
せることが可能であり、システムとしてコストが下がる
という効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る鉄骨仕口部の自動溶接装置の
構成を示す斜視図である。

【図２】鉄骨仕口部の構造を示す斜視図である。

【図３】把持爪の配置パターンの説明図である。

【図４】溶接作業のフローチャートである。

【図５】第２実施例に係る鉄骨仕口部の自動溶接装置の
構成を示す斜視図である。

【図６】第２実施例の装置による溶接作業のフローチャ
ートである。

【図７】第３実施例に係る鉄骨仕口部の自動溶接装置の
構成を示す斜視図である。

【図８】第３実施例の装置による溶接作業のフローチャ
ートである。

【図９】第４実施例に係る鉄骨仕口部の自動溶接装置の
構成を示す斜視図である。

【図１０】第４実施例の装置による溶接作業のフローチ
ャートである。

【図１１】第５実施例に係る鉄骨仕口部の自動溶接装置
の構成を示す斜視図である。

【図１２】第５実施例の装置による溶接作業のフローチ
ャートである。

【図１３】第６実施例に係る鉄骨仕口部の自動溶接装置
の構成を示す斜視図である。

【図１４】第６実施例の装置による溶接作業のフローチ
ャートである。

【図１５】第７実施例に係る鉄骨仕口部の自動溶接装置
の構成を示す斜視図である。

【図１６】同装置の搬送装置平面構成図である。

【図１７】同装置に用いる搬送台車の斜視図である。

【図１８】第７実施例の装置による溶接作業のフローチ
ャートである。

【図１９】同装置のストッカへの鉄骨仕口部搭載形態図
である。

【図２０】同じく他の搭載形態図である。

【図２１】搭載される鉄骨仕口部の寸法構成の説明図で
ある。

【図２２】第８実施例に係る鉄骨仕口部の自動溶接装置
の構成を示す斜視図である。

【図２３】第８実施例の装置による溶接作業のフローチ
ャートである。

【図２４】第９実施例に係る鉄骨仕口部の自動溶接装置
の構成を示す斜視図である。

【図２５】同実施例に用いるローダの斜視図である。

【図２６】第９実施例の装置による溶接作業のフローチ
ャートである。

【図２７】第１０実施例に係る鉄骨仕口部の自動溶接装
置の構成を示す斜視図である。

【図２８】同実施例に用いるローダの斜視図である。

【図２９】第１０実施例の装置による溶接作業のフロー
チャートである。

【符号の説明】

１０ 鉄骨仕口部 ４５
把持爪 １２ 角パイプ ６０
補正手段 １４ ダイアフラム ６２
仕口部寸法メモリ １６ コラム ６４
偏位量算出器 １８ Ｈ型鋼 ６６
補正演算部 ２０ 多関節溶接ロボット ２２ 走行台車 ２４ 溶接トーチ ２６ 制御盤 ３０ ポジショナ ３２ 回転部材 ３４ 把持アーム ４０ 搬送装置 ４１ 搬入コンベア ４２ 搬出コンベア ４３ 移動コンベア ４４ 横行レール

フロントページの続き (72)発明者 岡部 達 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松 製作所 研究所内 (72)発明者 浅田 寿士 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松 製作所 研究所内 (72)発明者 高橋 生和 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松 製作所 研究所内 (56)参考文献 特開 平４−274873（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−132298（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−146979（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−251373（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−10987（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−70779（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−190291（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−4290（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭57−29983（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 37/00 B23K 37/04 - 37/047

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接装置と、ベースに立設されたフレー
   ムに設けられ回転部材および該回転部材の直交する２軸
   に沿って相互に接離駆動可能とされる複数の把持アーム
   を有し鉄骨仕口部を片持ちで保持し得るポジショナと、
   鉄骨仕口部を前記ポジショナまで搬送しかつ必要に応じ
   て位置決めおよび姿勢変更を行い、溶接が終了した鉄骨
   仕口部をポジショナから搬出する搬送装置と、前記溶接
   装置とポジショナおよび搬送装置のそれぞれの運動、停
   止を統括制御する制御手段とを備え、前記搬送装置は、
   ジャッキの上に設置された置き台と、鉄骨仕口部を把持
   する、前記置き台上面に設けられた把持爪とを備え、床
   面上を任意移動可能な自動走行車であることを特徴とす
   る鉄骨仕口部の自動溶接装置。
2. 【請求項２】 溶接装置と、ベースに立設されたフレー
   ムに設けられ回転部材および該回転部材の直交する２軸
   に沿って相互に接離駆動可能とされる複数の把持アーム
   を有し鉄骨仕口部を片持ちで保持し得るポジショナと、
   複数の鉄骨仕口部の中から溶接対象の鉄骨仕口部を探
   し、その鉄骨仕口部を前記ポジショナまで搬送しかつ必
   要に応じて位置決めおよび姿勢変更を行い、溶接が終了
   した鉄骨仕口部をポジショナから搬出する搬送装置と、
   前記溶接装置とポジショナおよび搬送装置のそれぞれの
   運動、停止を統括制御する制御手段とを備え、前記搬送
   装置は、走行レールに案内される門型フレームと、この
   門型フレームのアームに沿って案内移動する把持装置を
   有し、前記把持装置は、上下可動な伸縮機と、水平回転
   する回転盤と、鉄骨仕口部を把持するための複数の把持
   爪が接離駆動可能に設けた把持部とを備えたことを特徴
   とする鉄骨仕口部の自動溶接装置。
3. 【請求項３】 溶接装置と、ベースに立設されたフレー
   ムに設けられ回転部材および該回転部材の直交する２軸
   に沿って相互に接離駆動可能とされる複数の把持アーム
   を有し鉄骨仕口部を片持ちで保持し得るポジショナと、
   回転移動体と当該移動体上に取り外し可能に設けられた
   鉄骨仕口部を置くための複数のパレットを備えた、鉄骨
   仕口部を蓄積するストッカと、該ストッカから鉄骨仕口
   部をパレットとともに受け取り、前記ポジショナまで搬
   送しかつ必要に応じて位置決めおよび姿勢変更を行い、
   溶接が終了した鉄骨仕口部をポジショナから搬出し前記
   ストッカに戻す働きを有する搬送装置と、前記溶接装
   置、ポジショナ、ストッカ および搬送装置のそれぞれの
   運動、停止を統括制御する制御手段とを備えたことを特
   徴とする鉄骨仕口部の自動溶接装置。
4. 【請求項４】 溶接装置と、ベースに立設されたフレー
   ムに設けられ回転部材および該回転部材の直交する２軸
   に沿って相互に接離駆動可能とされる複数の把持アーム
   を有し鉄骨仕口部を片持ちで保持し得るポジショナと、
   回転するテーブル状回転移動体と当該移動体上に取り外
   し可能に設けられた鉄骨仕口部を置くための複数のパレ
   ットを備えた、鉄骨仕口部を蓄積するストッカと、該ス
   トッカから鉄骨仕口部をパレットともに受け取り、前記
   ポジショナまで搬送しかつ必要に応じて位置決めおよび
   姿勢変更を行い、溶接が終了した鉄骨仕口部をポジショ
   ナから搬出し前記ストッカに戻す働きを有する搬送装置
   と、前記溶接装置、ポジショナ、ストッカおよび搬送装
   置のそれぞれの運動、停止を統括制御する制御手段とを
   備えたことを特徴とする鉄骨仕口部の自動溶接装置。
5. 【請求項５】 溶接装置と、ベースに立設されたフレー
   ムに設けられ回転部材および該回転部材の直交する２軸
   に沿って相互に接離駆動可能とされる複数の把持アーム
   を有し鉄骨仕口部を片持ちで保持し得るポジショナと、
   回転するテーブル状回転円盤および当該回転盤上に設け
   られ、鉄骨仕口部におけるＨ型鋼の端部を支持すること
   により該鉄骨仕口部を片持ちで保持する治具を備えたス
   トッカと、アーム状の形状を有し、片端を中心に旋回す
   ることによって他の片端で把持し得る鉄骨仕口部を搬送
   する搬送装置と、前記溶接装置、ポジショナ、ストッカ
   および搬送装置のそれぞれの運動、停止を統括制御する
   制御手段とを備え、鉄骨仕口部は前記ストッカ上に複数
   個蓄積されておりストッカの回転により、前記搬送装置
   によって受け取られる位置に移動されて搬送装置に受け
   渡されて前記ポジショナに把持できる程度に位置決めお
   よび姿勢変更させた状態で当該ポジショナまで搬送可能
   とし、溶接終了後の鉄骨仕口部を再び搬送装置によりス
   トッカに戻して次の鉄骨仕口部がストッカの回転により
   搬送装置によって受け取られる位置に移動可能としてな
   ることを特徴とする鉄骨仕口部の自動溶接装置。
6. 【請求項６】 溶接装置と、ベースに立設されたフレー
   ムに設けられ回転部材および該回転部材の直交する２軸
   に沿って相互に接離駆動可能とされる複数の把持アーム
   を有し鉄骨仕口部を片持ちで保持し得るポジショナと、
   敷設されたレールにより案内移動され、少なくとも１台
   につき１つの鉄骨仕口部を鉛直に保持し得る台車および
   この台車と前記ポジショナとの間で鉄骨仕口部の授受を
   なす搬送機構を有する搬送装置と、前記溶接装置とポジ
   ショナおよび搬送装置のそれぞれの運動、停止を統括制
   御する制御手段とを備え、鉄骨仕口部を前記台車上に蓄
   積させ当該台車が前記レール上を移動することにより、
   前記搬送機構によって受け取られる位置に移動して鉄骨
   仕口部を搬送機構に受け渡し前記ポジショナに把持でき
   る程度に位置決め、および姿勢変更された後当該ポジシ
   ョナまで搬送するとともに、溶接終了後の鉄骨仕口部を
   再び搬送機構により台車に戻し台車の移動により本溶接
   終了した鉄骨仕口部を送り出して次の溶接対象の鉄骨仕
   口部を搬送機構によって受け取られる位置に移動可能と
   してなることを特徴とする鉄骨仕口部の自動溶接装置。
7. 【請求項７】 溶接装置と、ベースに立設されたフレー
   ムに設けられ回転部材および該回転部材の直交する２軸
   に沿って相互に接離駆動可能とされる複数の把持アーム
   を有し鉄骨仕口部を片持ちで保持し得るポジショナと、
   敷設された案内レールにより案内移動され、鉄骨仕口部
   を梁部のウェブ端部で吊るして保持する複数の吊り装置
   および当該吊り装置と前記ポジショナとの間で鉄骨仕口
   の授受をなす搬送機構を有する搬送装置と、前記溶接装
   置とポジショナおよび搬送装置のそれぞれの運動、停止
   を統括制御する制御手段とを備え、鉄骨仕口部を前記吊
   り装置に１つずつ蓄積させつつ当該吊り装置が前記案内
   レール上を移動することにより前記搬送機構への授受位
   置に移動して前記搬送機構に受け渡し、前記ポジショナ
   に把持できる程度に位置決め、および姿勢変更された後
   当該ポジショナまで搬送されるとともに、溶接終了後の
   鉄骨仕口部を再び搬送機構により吊り装置に戻し移動し
   て吊り装置の移動により本溶接終了した鉄骨仕口部を送
   り出し、次の溶接対象の鉄骨仕口部を搬送機構によって
   受け取られる位置に移動可能としてなることを特徴とす
   る鉄骨仕口部の自動溶接装置。
8. 【請求項８】 前記溶接装置は移動手段を有する多関節
   溶接ロボットとし、前記制御手段は当該移動手段および
   前記ロボット、前記ポジショナ、および前記搬送装置の
   それぞれの運動、停止を制御させることを特徴とする請
   求項１乃至７のいずれかに記載の鉄骨仕口部の自動溶接
   装置。