JPH04313466A - 補剛材のすみ肉溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は船舶や橋梁、その他の構
造物等で使用される補剛材付きの平板の製作を、ひずみ
取り工程を不要とする生産ラインにのせて行うための補
剛材のすみ肉溶接装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】平板に複数の補剛材を平行に溶接する技
術に関しては、ガントリー式の多電極自動すみ肉溶接装
置の適用により、著しい能率向上がみられる。すなわち
、複数の補剛材の溶接を多電極自動すみ肉溶接装置で一
気に行うことができ、生産ラインにのせることが容易と
なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、すみ肉溶接に
伴う冷却後の角変形の問題があり、従来の多電極自動す
み肉溶接装置を用いた生産ラインでは、すみ肉溶接終了
後に角変形をプレス加工（冷間加工）で除去するか、あ
るいはガスバーナーによる局部加熱冷却（線状加熱）で
矯正している。そのため、角変形の矯正（ひずみ取り）
に時間がかかり、また矯正作業のための作業スペース、
設備や高度の技量を有する作業者が必要とされていた。

【０００４】一方、平板への補剛材のすみ肉溶接に関し
ては、予め平板に所定の曲率の弾性逆ひずみを与えてお
くことにより、すみ肉溶接終了後の角変形を防止する技
術が知られている。しかし、複数の補剛材を両面から同
時にすみ肉溶接する多電極自動すみ肉溶接においては、
平板に円弧状の逆ひずみを与えると平板幅方向端部の補
剛材について横向き姿勢の要素が増え、溶接ビードの垂
れ下がりの問題等からその適用は困難と考えられていた
。

【０００５】これに対し、フラックス入り溶接ワイヤー
を用いた炭酸ガスアーク溶接等の発展により横向きでも
正常なすみ肉溶接が可能となっため、これを多電極自動
すみ肉溶接装置を用いた生産ラインへ適用することによ
り、弾性逆ひずみの技術を利用した角変形防止が可能と
なる。

【０００６】本発明は上述のような背景の下に開発され
たもので、多電極すみ肉溶接装置を用い、かつひずみ取
り工程を不要としたすみ肉溶接方法に適用するための効
率の良い補剛材のすみ肉溶接装置を提供することを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は船舶や橋梁等に
用いられる補剛材付きの平板を、多電極すみ肉溶接装置
を備えた生産ラインにより製作できるようにしたもので
ある。

【０００８】装置の主な構成は円弧状キャンバー治具を
備えた作業定盤と、平板上に複数の補剛材を平行に仮止
めしてなるワークを前記円弧状キャンバー治具上に圧着
し拘束するためのワーク拘束装置、および多電極すみ肉
溶接装置とからなる。

【０００９】円弧状キャンバーはすみ肉溶接に先立ち、
ワークの幅方向に所定の曲率の逆ひずみを与えるための
ものであり、曲率を可変とすることによりワークの平板
の板厚等、寸法に応じた適性な弾性逆ひずみを与えるこ
とができる。

【００１０】ワーク拘束装置はワークを幅方向両端から
挟み込む複数のワーク保持部と、ワーク保持部を上下方
向に移動させることにより、ワークの幅方向両端に力を
加え、前記円弧状キャンバー治具上に圧着し拘束するた
めの移動機構を有する。また、ワーク保持部を対称に設
け、それぞれワーク幅方向に移動可能とすることにより
、ワークを両側から挟み込む際、ワークを円弧状キャン
バーの中央に移動させるためのセンタリング装置を兼ね
させることができる。

【００１１】多電極すみ肉溶接装置はフラックス入り溶
接ワイヤーを用いた炭酸ガスアーク溶接等により、横向
き姿勢でも正常なすみ肉溶接を可能としたものであり、
円弧状キャンバー治具上に拘束されたワークの補剛材軸
方向に移動しながら、複数の補剛材を同時に溶接するこ
とができる。

【００１２】

【作用】本発明のすみ肉溶接装置ではフラックス入り溶
接ワイヤーを用いるガントリー式の多電極炭酸ガスアー
ク溶接機等により、逆ひずみを与えた状態で平板と複数
の補剛材との溶接を、接合部の両面から同時に自動すみ
肉溶接することができる。

【００１３】すなわち、仮付けしてある平板と補剛材か
らなるワークに、溶接によって生じる角変形を想定して
円弧状の逆向きの弾性ひずみを与えておき、拘束状態の
まま上記多電極すみ肉溶接装置の１回の移動で全ての溶
接を完成させ、かつ従来この種の装置で必須とされてい
たひずみ取りを不要とする。

【００１４】

【実施例】添付図面は本発明の装置の一実施例を示した
もので、以下、本発明を補剛材付き平板の生産ラインに
おける工程順に説明する。

【００１５】（１）　ワーク搬入工程 予めタック溶接（仮付け溶接）した補剛材１ｂを含むパ
ネル状のワーク１を、起倒式搬送ローラー４を持つコン
ベヤーにより作業定盤３位置に搬入する（図２参照）。 あるいはクレーン等で作業定盤３位置に搬入してもよい
。

【００１６】ワーク１を所定位置に搬入した後、油圧シ
リンダー４ａ（図３（ｂ）　参照）を作動させ、搬入時
にキャンバー治具２に触れない高さに保持していたロー
ラー４を倒し、ワーク１をキャンバー治具２上に載せる
。

【００１７】キャンバー治具２は図８に示すようにワー
ク１の平板１ａに所定の曲率で円弧状の逆ひずみを与え
られるよう、各スクリュージャッキ２ａの高さが調整で
きるようになっている。図中、２ｂは減速機付きパルス
モーターであり、モーターの回転数によってスクリュー
ジャッキ２ａを所定の高さにセットできる。なお、適切
な曲率半径に見合う各ジャッキ２ａの高さは予め算定し
ておく。また、ライン方向（図８のＸ軸方向）について
は、各スクリュージャッキ２ａをシャフト２ｃで連結し
、ジャッキ高さが自動的に同一となるようにする。

【００１８】本工程における作業手順は次のようになる
。

【００１９】■　　円弧状キャンバー治具２の高さの調
整（図３（ａ）　参照）により治具段取りをする。

【００２０】■　　搬送ローラー４を起こし、キャンバ
ー治具２とのクリアランスＣを保った状態（図３（ｂ）
　参照）で、ワーク１を搬入する。

【００２１】■　　搬送ローラー４を倒し、ワーク１を
キャンバー治具２上に載せる。

【００２２】（２）　ワークセンタリング工程ライン方
向と直角に櫛状に配された複数のキャンバー治具２間に
、図４に示すようにセンタリング装置を兼ねたワーク拘
束装置５を配置する。

【００２３】拘束装置５はワーク１をキャンバー治具２
のほぼ中央に、かつ流れに平行にリプレースさせるセン
タリングの機能と、ワーク１の平板１ａにキャンバー治
具２の円弧形状に沿った弾性逆ひずみを与え、そのまま
溶接中拘束しておく機能を兼ね備えている。

【００２４】この拘束装置５にはワーク保持部として、
センターラインに対称にワーク１の平板１ａを挟み込む
ための複数の爪６を設け、左右逆ネジを有するスクリュ
ーシャフト７の回転により爪６を水平方向に移動させ、
センタリングを行いながらワーク１を保持できるように
なっている（図５参照）。スクリューシャフト７の回転
はトルクリミッターを有する減速機付きモーター８にリ
ンクされ、爪６がワーク１を締付け、所定のトルクに達
した時点で、自動的にスイッチオフされる。センタリン
グが終わると、搬送ローラー４が倒れ、ワーク１がキャ
ンバー治具２に預けられる。

【００２５】（３）　ワークの逆ひずみ拘束工程図７は
ワーク１と爪６の各工程における位置関係を示したもの
である。（ａ）はワーク１の搬入後、センタリング直前
の状態を示している。（ｂ）　はセンタリング中、（ｃ
）　は爪６に下向きの力が加わり、ワーク１を曲げ、キ
ャンバー治具２に圧着拘束している状態を示している。

【００２６】図６（図５のＡ−Ａ断面）に示すように、
爪６はブロック６ａに設けられ、ブロック６ａがスクリ
ューシャフト７の回転で移動する。また、ブロック６ａ
にはあり溝１０が形成され、ワーク１への下向きの力の
反力を直接梁９に伝えている。

【００２７】一方、梁９を含む拘束装置５本体はその両
端がスプリング１１で支えられており、スプリング１１
は拘束装置５本体の自重で、図７（ａ）　の位置が保た
れるように設計される。

【００２８】また、スプリング１１と対向する位置には
、それぞれ油圧ジャッキ１２を設ける。この油圧ジャッ
キ１２の作動による反力は両端部の支柱１３で受けるが
、油圧ジャッキ１２の力はスプリング１１の圧縮による
抵抗力よりも大きい力であり、かつワーク１を爪６を介
してキャンバー治具２に圧着させるに必要かつ十分な力
を発揮できる能力を有する。

【００２９】（４）　ワークの溶接工程図１は拘束装置
５が動作し、ワーク１をキャンバー治具２に圧着した状
態を示したものである。この拘束状態で、相対位置にあ
るガントリー式多電極すみ肉溶接装置１４がレール１６
上を自走し、平板１ａに対する補剛材１ｂのすみ肉溶接
を一挙に完成させる。図中、１５はフラックス入り溶接
ワイヤーである。

【００３０】拘束状態は溶接による熱が冷却（ほぼ、１
５０°Ｃの温度以下で変形は生じなくなる）するまで続
ける。

【００３１】（５）　ワーク搬出工程 ワーク１が冷却した後、油圧ジャッキ１２を縮めること
により、拘束治具５の梁９を上げ、拘束を解除する。続
いて図４の位置で、ルーズになった爪６（図７（ａ）　
の状態）を側方に移動させ、ワーク１をフリーにする。

【００３２】搬送ローラー４をコンベヤー移動位置の高
さに上げてワーク１をキャンバー治具２の上方で支持し
、Ｃのクリアランスを保ってワーク１を搬出する。

【００３３】以上で１サイクルの作業が終了する。

【００３４】

【発明の効果】■　　本発明の装置を用いることにより
、補剛材付き平板のすみ肉溶接後のひずみ取り工程が不
要となる。

【００３５】■　　従って、生産ラインにおけるネック
が解消され、流れが円滑化される。

【００３６】■　　また、ひずみ取りのための設備、作
業場、技量等を必要としないため、コストが低減し、作
業の安全性が向上する。

【００３７】■　　ワークの搬入、逆ひずみを与えるた
めの拘束、多電極すみ肉溶接装置による溶接、ワークの
搬出等の一連の作業を自動的に行うことができ、生産性
を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置によるすみ肉溶接の様子を示す立
面図である。

【図２】作業定盤へのワーク搬入の様子を示す斜視図で
ある。

【図３】（ａ）　はキャンバー治具の高さ調整の様子を
示す図、（ｂ）　はキャンバー治具と搬入ローラーとの
関係を示す図である。

【図４】キャンバー治具上へワークを搬入した状態を示
す斜視図である。

【図５】ワーク拘束装置の構造を示す立面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ断面図である。

【図７】拘束装置の作動状態を示すワーク保持部の断面
図である。

【図８】キャンバー治具の高さ調整機構を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１…ワーク、１ａ…平板、１ｂ…補剛材、２…キャンバ
ー治具、２ａ…スクリュージャッキ、２ｂ…減速機付き
パルスモーター、２ｃ…シャフト、３…作業定盤、４…
搬送ローラー、４ａ…油圧シリンダー、５…ワーク拘束
装置、６…爪、６ａ…ブロック、７…スクリューシャフ
ト、８…減速機付きモーター、９…梁、１０…あり溝、
１１…スプリング、１２…油圧ジャッキ、１３…支柱、
１４…多電極すみ肉溶接装置、１５…フラックス入り溶
接ワイヤー、１６…レール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　平板上に複数の補剛材を平行に仮止め
   してなるワークの幅方向に所定の曲率の逆ひずみを与え
   るための円弧状キャンバー治具を備えた作業定盤と、前
   記ワークを幅方向両端から挟み込むワーク保持部および
   該ワーク保持部を上下方向に移動させ、前記ワークを前
   記円弧状キャンバー治具上に圧着し拘束するための移動
   機構を備えたワーク拘束装置と、前記円弧状キャンバー
   治具上に拘束された前記ワークの補剛材軸方向に移動可
   能な多電極すみ肉溶接装置とを備えていることを特徴と
   する補剛材のすみ肉溶接装置。
2. 【請求項２】　　前記ワーク保持部を前記ワークの前記
   円弧状キャンバー治具上への設置位置に対して対称に設
   け、かつ前記ワーク幅方向に移動可能とした請求項１記
   載の補剛材のすみ肉溶接装置。