JPH034306B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜発明の目的＞ 産業上の利用分野 本発明はコラム柱仕口部のダイヤフラム取付け
溶接方法に係り、詳しくは、建築鉄骨に多用され
ているコラム柱の仕口部の製造に係るものであつ
て、とくに、この仕口部のコラムに板付けされた
一対のダイヤフラムを溶接により取付ける際に、
溶接ロボツトに連動するポジシヨナの回転板の中
心に対し仕口部の中心とを簡単に一致させ、しか
も、この一致した状態で連続的に溶接でき、健全
な溶接部が常時得られ、溶接能率が格段に効率化
した溶接方法に係る。

従来の技術 建築鉄骨に多用されているコラム柱は予め、第
７図ａならびにｂに示す如き仕口部３が量産品と
して製造され、この仕口部３と、素管コラムとを
組立て溶接することにより、建築鉄骨柱が製造さ
れている。この仕口部３は通常冷間曲げ加工によ
つて製造されたコラム１の両端面に補強材として
一対のダイヤフラム２，２′を溶接によつて取付
けたものである。この構造の仕口部３を製造する
のに多大の手数がかかるため、予め量産品として
製造しておくと、コラム柱が手数を要せずに製造
でき、建築費の大巾軽減を達成できることから、
仕口部３は予め製造され、この製造時のダイヤフ
ラム取付け溶接の自動化も進められ、この自動化
に適合する溶接ロボツトも開発されている。すな
わち、第８図ならびに第９図に示す如く、溶接ロ
ボツト４とこのロボツト４に連動するポジシヨナ
５とが用いられている。

コラム１と一対のダイヤフラム２，２′との間
の取付溶接部６，６′は、コラム１が冷間曲げ加
工品である故に、第９図に示す如く、平坦部７と
コーナ曲面部１０とから成つて、平坦部７は溶接
ロボツト４に取付けた溶接トーチ８の矢印９で示
す前後方向動作で溶接されるが、４つのコーナ曲
面部１０はポジシヨナ５ならびにその回転板１３
の矢印１１で示す回転動作に対して溶接トーチ８
の矢印９で示す前後方向動作ならびに矢印１２で
示す上下方向動作を連動させて溶接され、このよ
うにして取付溶接部６，６′の全周にわたつて連
続的に多層盛り溶接されている。しかしながら、
この溶接では、仕口部３はポジシヨナ５の回転板
１３に仮付けされた一方のダイヤフラム２のみを
複数の取付金具１４で保持して２つの取付溶接部
６，６′が溶接されて製造され、この製造時の保
持状態は片持ち状態であることから、次の通りの
欠点がある。

(1) 仕口部３の取付時に、回転板１３の中芯に仕
口部３、つまり、コア１とダイヤフラム２の芯
を合せて取付けるのがきわめて難かしく、取付
け時間がかかること、 (2) 取付金具１４が一方の取付溶接部６の近傍に
存在し、溶接トーチ８の移動軌道に介在するた
め、上記の溶接トーチ８の動作が取付金具１４
によつて制約されること、 (3) また、第８図ならびに第９図で示す溶接ロボ
ツトでは、溶接トーチ８の前後ならびに上下方
向の動作やポジシヨナ５の回転動作は、予めイ
ンプツトされたコラムの公称寸法、形状等の制
御因子を考慮して行なわれる。しかし、コラム
１は冷間曲げ加工によつて製造され、コーナ曲
面部の寸法誤差がまちまちであり、更に、ダイ
ヤフラム２，２′の仮付け時に寸法誤差が生じ、
正確なトーチ狙いがむずかしいこと、 (4) 仕口部３は仮付けされた一方のダイヤフラム
２によつて回転板１３に片持ち状態でセツトさ
れているため、他方のダイヤフラム２′側の取
付溶接部６′を溶接するときに、回転時に仕口
部３の取付けの芯ずれや水平度の誤差のために
仕口部３が上下左右に振れて、トーチ狙いがき
わめてむずかしくなること、 (5) また、両取付溶接部６，６′を同時に溶接す
ることができないこと、 (6) 他方の溶接部６′を溶接するときにも、仕口
部３を回転板１３に取付けた状態に保つておか
なければならないこと、 発明が解決しようとする問題点 本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的に
は、コラム柱の製造に供せられる仕口部に仮付け
されたダイヤフラムを、溶接ロボツトに連動する
ポジシヨナに対して両者の芯が正確に一致するよ
う取付けることがきわめてむづかしいこと、コラ
ムの両端に一対のダイヤフラムを仮付けした仕口
部を一方のダイヤフラムのみによる片持状態で保
持してコラムと一対のダイヤフラムとの間の取付
け溶接部を溶接するために生じる上記の欠点等を
解決することを目的とする。

＜発明の構成＞ 問題点を解決するための手段ならびにその作用 すなわち、本発明方法は、コラムの両端面に一
対のダイヤフラムを仮付けされたコラム柱仕口部
を溶接ロボツトに連動するポジシヨナの回転板に
取付け、これらダイヤフラムと前記コラムとの間
に形成される一対の取付け溶接部を連続的に溶接
する際に、前記各ダイヤフラムに前記コラムの中
心軸と一致する中心孔を形成してから、これら中
心孔にボルト等の中心シヤフトを通し、この中心
シヤフトの一端を前記回転板の回転中心に所望に
応じて固定治具を介して固定する一方、前記中心
シヤフトの他端を支承治具で回転自在に支承、ま
たは、ポジシヨナに取付けられた固定治具の回転
軸芯孔と一方のダイヤフラム中心孔とにボルトを
通し、ダイヤフラム中心の内面に溶接接合された
ナツトを用いて締付け、他方のダイヤフラム中心
孔に支承治具に設けた位置決め用ピンを嵌合させ
て固定し、回転自在に支承、または、ダイヤフラ
ム中心孔に嵌合する位置決め用ピンを、ポジシヨ
ナおよび支承治具の取付板の中心に取付け、仕口
部を支え、さらに支承治具より仕口部に対し、押
バネ等を用いて圧縮力を与え、その摩擦力によつ
て仕口部を回転自在に支承し、その後、前記回転
板の回転、前記溶接ロボツトに連動する溶接トー
チの前後ならびに上下の移動等を行ないつつ、前
記一対の取付溶接部のうち一方または両方を同
時、連続的に溶接することを特徴とする。

更に、上記の如く、溶接ロボツトに連動する溶
接トーチを前後ならびに上下方向に移動させつ
つ、一対の取付け溶接部のうち一方または両方を
同時、連続的に溶接するときに、ダイヤフラム外
側面にならいごまを押付けることにより、取付け
溶接部の変形に応じても溶接トーチを移動させる
ことを特徴とする。

そこで、これら手段たる構成ならびにその作用
について図面によつて更に具体的に説明すると、
次の通りである。

なお、第１図ａ，ｂならびにｃは本発明方法の
一つの実施例によつてコラムの一端に一方のダイ
ヤフラムを取付け溶接する際の溶接法の各側面図
であり、第２図はコラムの両端にダイヤフラムが
仮付けされた仕口部の一例の斜視図であり、第３
図は仕口部を回転板に取付けるための固定治具等
の一例の一部を断面で示す側面図であり、第４図
ならびに第５図は本発明方法の他の一例の実施例
によつてコラムの両端に一対のダイヤコラムを同
時に取付け溶接する際の溶接法の側面図と第４図
の矢視Ａ−Ａ方向からの一部を断面で示す説明図
であり、第６図は仕口部におけるコラムとダイヤ
フラムの間に形成される取付け溶接部のコーナ曲
面部を溶接する際のコラムの回転態様の説明図で
ある。

まず、第１図、第２図ならびに第３図におい
て、仕口部３はとくに第２図に示す如く従来例と
同様にコラム１の両端に一対のダイヤフラム２，
２′を仮付けし、この仕口部３両端の２枚のダイ
ヤフラム２，２′には仕口部３の中心軸と一致す
るよう中心孔１５，１５′を形成する。

また、第３図に示す如く、溶接ロボツトに連動
するポジシヨナ５の回転板１３には固定治具１６
を取付ける。この固定治具１６の前面には取付板
１７が取付けられ、取付板１７は回転板１３の回
転中心１８と一致する位置に取付孔１９を形成す
る。この際、固定治具１６の外径２０は取付ける
仕口部３のコラム１の外径より小さくして、後で
述べるダイヤフラム２外面に取付ける溶接線なら
いごまの取付け空間を確保しておくのが好まし
い。

このようにして第１図に示す如く仕口部３のダ
イヤフラム２，２′の各中心孔１５，１５′と固定
治具１６の取付板１７の取付孔１９にボルト２１
等の中心シヤフトを通し、ナツト２２で締付け
て、第１図ａに示す如く、ポジシヨナ５に取付け
た固定治具１６の取付孔１９へ取付けボルト３８
を通し、ダイヤフラム中心孔１５の内側へ溶接接
合した捨てナツト３７とボルト３８とを組合せて
締付け、他方のダイヤフラム中心孔１５′に位置
決め用ピン３９′を嵌合、または、第１図ｃに示
す如く、仕口部３両側の取付板１７，１７′に位
置決め用ピン３９，３９′を取付け、ダイヤフラ
ム中心孔１５，１５′へ嵌合させ、支承治具２５
から押しバネ４２により圧縮力を与えて、仕口部
をその摩擦力により固定して、仕口部３をポジシ
ヨナ５へ取付ける。この場合、仕口部３のダイヤ
フラム２と取付板１７との間に複数個のスペーサ
２３を中心軸１８から離して取付けておけば、ポ
ジシヨナ５の回転力２４をボルト２１とナツト２
２間の締付け力で効果的に仕口部３に伝えること
ができる。

また、ボルト２１の他端は固定治具１６の反対
側に突出させて支承し、仕口部３の回転時におけ
る他方のダイヤフラム２′側の上下、左右方向の
ブレを防止する。

以上の通りにセツトすると、仕口部３のポジシ
ヨナ５への取付けは両者の回転中心が確実に一致
でき、しかも、この一致が容易に行なうことがで
き、仕口部の回転時に一対のダイヤフラム２，
２′の取付け溶接部６，６′はブレのない回転が得
られ、溶接トーチ８によつて連続的に一方のダイ
ヤフラムが溶接できる。

また、一対のダイヤフラム２，２′を同時に溶
接するときには、第４図ならびに第５図に示す如
く溶接できる。

この溶接装置２６はスタンド２７、前後方向ビ
ーム２８、上下方向ビーム２９、左右方向ビーム
３０ならびに一対のトーチ保持装置３３，３３′
から成つている。すななわち、スタンド２７にビ
ーム２８が矢印９で示す前後方向に移動自在に設
けられ、このビーム３０が矢印３４で示す如く左
右方向に移動自在に支持され、ビーム３０の両端
に一対のトーチ保持装置３３，３３′が設けられ
ている。また、各保持装置３３，３３′の下部に
は溶接トーチ３１，３１′が設けられると共に、
各トーチ３１，３１′に対応して例えばならいロ
ーラの如きならいごま３２，３３′が設けられて
いる。換言すると、各ならいごま３２，３２′は
各ダイヤフラム２，２′をはさんで各トーチ３１，
３１′に対応して配置されている。従つて、各な
らいごま３２，３２′は、各ダイヤフラム２，
２′とコラム１の間の取付け溶接部６，６′に経時
的変化が存在してもその変化に瞬間的に追従して
ならい、これにより各トーチ３１，３１′の狙い
は確実なものになつて良好な溶接を行なうことが
できる。この場合、各ならいごま３２，３２′の
ならいを確実なものにするため、例えば、バネ等
を利用して矢印３５，３５′で示す方向に各なら
いごま３２，３２′に対して押圧力が働くよう構
成するのが好ましい。

また、上下方向ビーム２９の下端には例えばな
らいローラの如き上下のならいごま３６を取付け
て、このならいごま３６をコラム１の表面上で転
動させ、ならいごま３６によつてコラム１の表面
と水平レベルとの角度を検出し、これを例えばコ
ンピユータ等に入力できるよう構成することもで
きる。

そこで、以上の構成の溶接装置２６によつて両
取付け溶接部６，６′を溶接するときに、平坦部
７の溶接ではビーム２８の矢印９で示す如き前後
方向の移動により各溶接トーチ３１，３１′を走
行させて溶接される。コーナ曲面部１０に入る
と、ならいごま３６によつて検出される角度が急
激に変化し、この角度検知によつて、ポジシヨナ
５で仕口部３を制御しながら回転させる。これに
併せて、溶接トーチ３１，３１′が所定の溶接装
置（溶接トーチ３１，３１′の速度とコラム曲面
部１０の接線との成す角度）を保つよう、ビーム
２８の前後方向動作ならびにビーム２９の上下方
向動作を制御する。また、溶接トーチ３１，３
１′がコラム曲面部１０を通過すると、仕口部３
の回転を止めて、そのままそれに連続する平坦部
７に移り、これらの動作を繰り返す。従つて、各
取付け溶接部６，６′においてコラム平坦部７な
らびにコラム曲面部１０はともに下向きの溶接姿
勢を保ちつつ、平坦部→曲面部→平坦部の如く、
全周にわたつて連続して溶接でき、とくに、第４
図ならびに第５図に示す例では、一対のダイヤフ
ラム２，２′の取付け溶接部６，６′は同時に溶接
できる。

なお、上記のところで第４図ならびに第５図に
おいては、両側のダイヤフラムの取付け溶接部
６，６′を同時に溶接しているが、第１図に示す
如く、個別的にダイヤフラムの取付け溶接部を溶
接するときでも、上記のところと同等である。

＜発明の効果＞ 以上詳しく説明した通り、本発明方法は、コラ
ムの両端部に一対のダイヤフラムを仮付けされた
コラム柱仕口部を溶接ロボツトに連動するポジシ
ヨナの回転板に取付け、これらダイヤフラムとコ
ラムとの間に形成される一対の取付け溶接部を連
続的に溶接する方法であつて、その特徴とすると
ころは、各ダイヤフラムにコラムの中心軸と一致
する中心孔を形成し、これら中心孔にボルト等の
中心シヤフトを通し、この中心シヤフトの一端を
回転板の回転中心に所望に応じて固定治具を介し
て固定する一方、中心シヤフトの他端を支承治具
で回転自在に支承し、その後、回転板の回転、溶
接ロボツトに連動する溶接トーチの前後ならびに
上下の移動等を行ないつつ、一対の取付け溶接部
のうち一方または両方を同時、連続的に溶接する
ことにある。

従つて、このようにしてダイヤフラムの取付け
溶接を行なうと、以下の効果が得られる。

(1) 仕口部のポジシヨナへの取付けは一対のダイ
ヤフラムに形成した各中心孔にボルト等の中心
シヤフトを通して結合するため、作業が容易
で、しかも、回転中心を確実に一致することが
できる。

(2) 中心シヤフトの他端も回転自在に支持するた
めに、ブレのない仕口部の回転が得られ、一対
のダイヤフラムの取付け溶接を２ケ所で同時に
行なうことができ、しかも、溶接部全周下向き
で最終層まで連続して溶接するため、作業能率
は極めて高い。

(3) 溶接トーチの上下方向動作は、昇降自在のな
らいごまによつて規制され、溶接トーチの左右
方向動作は溶接トーチに対してダイヤフラムを
はさんで対応するならいごまによつて規制され
るため、コラムの断面形状や長さに製作誤差が
生じても、溶接部を確実かつ正確に狙うことが
でき、溶接欠陥のない健全なビードが常時得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂならびにｃは本発明方法の一つの
実施例によつてコラムの一端に一方のダイヤフラ
ムを取付け溶接する際の溶接法の各側面図、第２
図はコラムの両端にダイヤフラムが仮付けされた
仕口部の一例の斜視図、第３図は仕口部を回転板
に取付けるための固定治具等の一例の一部を断面
で示す側面図、第４図ならびに第５図は本発明方
法の他の一例の実施例によつてコラムの両端に一
対のダイヤフラムを同時に取付け溶接する際の溶
接法の側面図と第４図の矢視Ａ−Ａ方向からの一
部を断面で示す説明図、第６図は仕口部における
コラムとダイヤフラムの間に形成される取付け溶
接部のコーナ曲面部を溶接する際のコラムの回転
態様の説明図、第７図ａならびにｂはコラム柱仕
口部の一例の側面図とＢ−Ｂ線上の横断面図、第
８図ならびに第９図は従来例に係る溶接装置の側
面図と正面図である。 符号１……コラム、２，２′……ダイヤフラム、
３……仕口部、５……ポジシヨナ、６，６′……
取付け溶接部、１５，１５′……中心孔、１６…
…固定治具、１９……取付孔、２１……中心シヤ
フト、２５……支承治具、３２，３２′……例え
ばならいローラの如きダイヤフラムの外側面に押
付けるならいごま。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コラムの両端面に一対のダイヤフラムを仮付
   けされたコラム柱仕口部を溶接ロボツトに連動す
   るポジシヨナの回転板に取付け、これらダイヤフ
   ラムと前記コラムとの間に形成される一対の取付
   溶接部を連続的に溶接する際に、 前記各ダイヤフラムに前記コラムの中心軸と一
   致する中心孔を形成してから、これら中心孔にボ
   ルト等の中心シヤフトを通し、この中心シヤフト
   の一端を前記回転板の回転中心に所望に応じて固
   定治具を介して固定する一方、前記中心シヤフト
   の他端を支承治具で回転自在に支承または、ボジ
   シヨナに取付けられた固定治具の回転軸芯孔と、
   片方のダイヤフラム中心孔とをボルト、ナツトを
   用いて締付け、支承治具に設けた位置決め用ピン
   を他方のダイヤフラム中心孔に嵌合させて固定す
   るとともに、回転自在に支承、または、これらの
   ダイヤフラム中心孔に嵌合する位置決め用ピンを
   ポジシヨナと支承治具両方の取付板に取付け、支
   承治具よりコラムに圧縮力を加え、得られる摩擦
   力によつて固定するとともに、回転自在に支承
   し、その後、前記回転板の回転、前記溶接ロボツ
   トに連動する溶接トーチの前後ならびに上下の移
   動等を行ないつつ、前記一対の取付溶接部のうち
   一方または両方を同時、連続的に溶接することを
   特徴とするコラム柱仕口部のダイヤフラム取付け
   溶接方法。 ２ コラムの両端面に一対のダイヤフラムを仮付
   けされたコラム柱仕口部を溶接ロボツトに連動す
   るポジシヨナの回転板に取付け、これらダイヤフ
   ラムと前記コラムとの間に形成される一対の取付
   溶接部を連続的に溶接する際に、 前記各ダイヤフラムに前記コラムの中心軸と一
   致する中心孔を形成してから、これら中心孔にボ
   ルト等の中心シヤフトを通し、この中心シヤフト
   の一端を前記回転板の回転中心に所望に応じて固
   定治具を介して固定する一方、前記中心シヤフト
   の他端を支承治具で回転自在に支承または、ボジ
   シヨナに取付けられた固定治具の回転軸芯孔と、
   片方のダイヤフラム中心孔とをボルト、ナツトを
   用いて締付け、支承治具に設けた位置決め用ピン
   を他方のダイヤフラム中心孔に嵌合させて固定す
   るとともに、回転自在に支承、または、これらの
   ダイヤフラム中心孔に嵌合する位置決め用ピンを
   ポジシヨナと支承治具両方の取付板に取付け、支
   承治具よりコラムに圧縮力を加え、得られる摩擦
   力によつて固定するとともに、回転自在に支承
   し、その後、前記回転板の回転、前記溶接ロボツ
   トに連動する溶接トーチの前後ならびに上下の移
   動等を行ない、しかも、ダイヤフラム外側面にな
   らいごまを押付けることにより、取付け溶接部の
   変形に応じて溶接トーチを移動させつつ、前記一
   材の取付溶接部のうち一方または両方を同時、連
   続的に溶接することを特徴とするコラム柱仕口部
   のダイヤフラム取付け溶接方法。