JPH05220569A - 板材の溶接方法と溶接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主として橋梁用鈑桁のスチフナープレートの
溶接において、装置のための大きなスペースを必要とせ
ず、又、安価な装置で自動溶接を行なうことの出来る溶
接方法と溶接装置を提供する。 【構成】 Ｘ方向に駆動移動される架台（15）に、Ｙ方
向に駆動移動されるバーチカル溶接機（24）（25）とホ
リゾンタル溶接機（31）を設け、制御手段（33）でそれ
らの駆動を制御しながら、Ｘ方向及びＹ方向のスチフナ
ープレート（５）（６）を溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数の溶接機を駆動
制御しながら各部の溶接を行なう板材の溶接方法と溶接
装置であって、特に橋梁用の箱桁若しくは鈑桁を溶接す
るものに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、橋梁用の鈑桁を示したもの
で、上下の水平板（２）（３）と左右の側板（４）
（４）を断面方形に接合してボックス状に形成されると
ともに、側板（４）の内側面には、図１１で示すよう
に、垂直方向の多数枚の平行なスチフナープレート
（６）（６）…（以下バーチカルプレートと称する）
と、それらバーチカルプレート（６）（６）…の中央部
間を連結するようにして、一列に配置された多数枚の水
平方向のスチフナープレート（５）（５）…（以下ホリ
ゾンタルプレートと称する）とが、両面側で隅肉溶接
（７）（７）…されている。

【０００３】従来、このような側板（４）へのバーチカ
ルプレート（６）とホリゾンタルプレート（５）の溶接
方法としては、おもに次の２種類の方法が行なわれてい
る。

【０００４】ａ．予め仮溶接されたプレートへ作業員が
自走式の溶接機を設置しながら一枚一枚溶接する方法。
この種の自走式溶接機としては、例えば本出願人が先に
出願した実公昭63-31831号公報に記載されたものがあ
る。

【０００５】ｂ．溶接ロボットを用いて行なう方法。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の溶接方法に
おいて、自走式溶接機で行なう方法は、各プレート毎に
作業員が溶接機を設置する必要があり、作業に非常な時
間を要するとともに、一枚のプレートの溶接が済むと、
その溶接機を抱えて次のプレートまで移動して設置しな
ければならず、作業員の疲労も大きくなる欠点がある。

【０００７】他方、溶接ロボットを使用する方法におい
ては、この種の鈑桁を溶接するロボットは非常に大型で
あり、設置のための大きなスペースを必要とするのみな
らず、きわめて高価であることから、１台がせいぜいで
あり、そのため溶接時間もあまり短くならないという欠
点がある。

【０００８】この発明は、このような従来の欠点を解消
して、主として橋梁用鈑桁のスチフナープレートの溶接
において、装置のための大きなスペースを必要とせず、
又、安価な装置で自動溶接を行なうことの出来る溶接方
法と溶接装置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明の溶接方法は、板材の側面にＸ方向とＹ方
向のプレート材を溶接する溶接方法であって、前記Ｘ方
向に移動する架台に、上記Ｘ方向の溶接を行なう１又は
複数台の溶接機と、Ｙ方向の溶接を行なう１又は複数台
の溶接機を、各々の溶接方向に対して移動可能に取付け
て、前記架台のＸ方向の移動と各溶接機の各々の移動方
向への移動を駆動制御しながら各プレート材の溶接を行
なうことを特徴とする。

【００１０】同じくこの出願の第２の発明は、上記第１
の発明において、Ｘ方向の溶接を行なう２台の溶接機を
備え、それら溶接機のトーチを互いに移動方向の逆方向
となる端部側に配置して、まず一方の第１の溶接機がＸ
方向のプレートを溶接し、次いで第２の溶接機が同一の
プレートの残りの部分を溶接することを特徴とする。

【００１１】この出願の第３の発明は、同様に第１の発
明において、Ｘ方向の溶接とＹ方向の溶接を同時に行な
うことを特徴とする。

【００１２】更に、この出願の溶接装置は、Ｘ方向へ駆
動移動される架台と、その架台へ取付けられてＹ方向に
駆動移動される１又は複数台のＹ方向溶接機と、同じく
架台へ取付けられてＸ方向に駆動移動されるＹ方向溶接
機と、それら架台と溶接機の移動を制御する制御手段と
からなることを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、制御手段によって、架台と
Ｘ方向及びＹ方向の溶接機の移動を制御しながら、各プ
レートの溶接を順次行なうので、作業員の手を介するこ
となく自動的に溶接を行なうことが出来る。また、それ
ら各溶接機を同時に駆動させることで溶接時間を短縮す
ることが出来る。

【００１４】

【実施例】図１において、（10）はワークコンベアであ
って、このワークコンベア（10）上には、側板（４）の
側面に、ホリゾンタルプレート（５）とバーチカルプレ
ート（６）とを所定の位置に仮溶接した状態で送られて
きて、それら各プレート（５）（６）が上向きとなるよ
うにして設置される。このワークコンベア（10）の両側
には、そのワークコンベア（10）に沿ってＸ方向に移動
する台車（11）（11）が、地盤上に設置したレール（1
2）上を移動するようにして設置されている。この台車
（11）（11）間に跨がって、方形枠状のフレーム（13）
が取付けられてこれらによってこの発明の架台（15）を
構成している。このフレーム（13）には、図２以下で示
すように、前記Ｘ方向に沿ってレール（14）（14）が設
置されており、このレール（14）には、３本のＹ方向の
ビーム（16）（17）（18）が、その両端においてＸ方向
に移動自在に設置されている。図２で示すように各ビー
ム（16）〜（18）には、ビーム駆動モータ（19）が取付
けられるとともに、この駆動モータ（19）の駆動軸に取
付けたピニオン（20）が、前記フレーム（13）のラック
（21）に噛み合って、これらのピニオン（20）とラック
（21）とを介して、ビーム（16）〜（18）がＸ方向に移
動できるようになっている。

【００１５】上記において、３本のビーム（16）〜（1
8）のうち、図１の左端の、ビーム（16）には、そのビ
ーム（16）上のレール（23）に沿ってＹ方向に移動する
第１のバーチカル溶接機（24）が取付けられ、真ん中の
ビーム（17）には、同じくＹ方向に移動する第２のバー
チカル溶接機（25）が設置されている（図３）。これら
の溶接機（24）（25）は、その溶接機（24）（25）に取
付けたＹ方向駆動モータ（26）により、前記ピニオン
（22）とラック（21）と同様の構造によって、Ｙ方向に
移動できるようになっている。なお、ビーム（16）（1
7）のＸ方向の移動は位置決めのためである。そして、
これらの溶接機（24）（25）には、それぞれ昇降モータ
（28）によって上下に昇降移動させられる一対の溶接ト
ーチ（29）（29）が、その移動方向（Ｙ方向）の一方の
先端側に突出するようにして配置されているが、第１の
溶接機（24）と第２の溶接機（25）の溶接トーチ（29）
は、互いに進行方向の逆方向の先端側に設置されてい
る。これらの溶接機（24）（25）は、それらのトーチ
（29）が上下に昇降する点を除いて、前記実公昭63-318
31号公報に記載されたものと殆ど同一の構成である。

【００１６】次に、図の右端のビーム（18）には、前記
ホリゾンタルプレート（５）の溶接を行なうホリゾンタ
ル溶接機（31）が、同様に、ビーム（18）に対してＹ方
向に移動可能（位置決めのため）として取付けられてい
る。この溶接機（31）においては、前記バーチカル溶接
機（24）（25）とは直角な方向であるＸ方向の両端部
に、夫々一対のトーチ(30a)(30b)が設けられる。これら
トーチ(30a)(30b)の昇降及びＹ方向の移動も、前記と同
様に各モータ（28）（26）を介して駆動される。

【００１７】（32）は、台車（11）の側方に配置された
制御用の操作装置を示している。図５は、上記装置の制
御を行なう制御装置のブロックダイヤグラムであって、
（33）は、マイクロコンピュータからなるコントローラ
であり、このコントローラ（33）からの出力が、アクチ
ュエータとしての前記台車（11）のＸ方向駆動原動機
（34）、各ビームのＸ方向駆動モータ（19）、各溶接機
のＹ方向駆動モータ（26）及びトーチ昇降駆動モータ
（28）へ出力されて、これらのモータ等の駆動を制御す
るようにしている。また、コントローラ（33）には、入
力装置（35）によって、その制御の手順等を入力できる
ようになっている。

【００１８】次に、上記制御装置による具体的な溶接方
法を、図６以下に基づいて、順に説明する。まず、図６
は、第１段階の溶接を示すもので、この段階では、前記
架台（15）が、第１のバーチカル溶接機（24）が図の右
端のバーチカルプレート（６）上に位置するようにして
配置される。この時、第１の溶接機（24）は、そのバー
チカルプレート（６）の上方にあって、その図の上端を
始点として溶接を始めるような位置にある。この状態か
ら、前記コントローラ（33）からその第１の溶接機（2
4）の昇降駆動モータ（28）を駆動させて、バーチカル
プレート（６）下端の隅肉部へ向けて設置させるととも
に、中央方向（矢印方向）に向けて溶接機（24）を移動
させて、そのバーチカルプレート（６）の図の上端から
中央までの半部部分を隅肉溶接する。この移動の際、バ
ーチカル溶接機（24）は、前記実公昭63-31831号に記載
された発明に従って、まず、バーチカルプレート（６）
の始端部分の端面の廻し溶接を行なってから、Ｙ方向部
分の両側の隅肉溶接を行なう。また、その始端は、溶接
機（24）自身に装備された検出手段によって自動的に検
出して位置決めされるようになっている。これらは、他
のバーチカル溶接機（25）及びホリゾンタル溶接機（3
1）でも同様である。そして、中央部までの溶接が終わ
ると第１の溶接機（24）は上端まで復帰して、次のバー
チカルプレート（６）の溶接待機状態となる。

【００１９】このようにして、第１のバーチカルプレー
ト（６）の半部部分の溶接が終わると、図７のように、
架台（15）全体が、バーチカルプレート（６）（６）…
間の１ピッチ分だけ図の左方向に移動し、第１のバーチ
カル溶接機（24）は、図７の矢印方向に、２番目のバー
チカルプレート（６）の上端から中央部にかけて移動し
て溶接を行なう。同時に第２のバーチカル溶接機（25）
が、前記第１のバーチカルプレート（６）の溶接し残し
部である下半部分を図の下端から中央方向に移動して溶
接する。更に、それと同時に、ホリゾンタル溶接機（3
1）が、ビーム（18）のＸ方向の移動により、ホリゾン
タルプレート（５）の図の右端位置から第１のバーチカ
ルプレート（６）側の端部まで移動して、このホリゾン
タルプレート（５）を隅肉溶接する。このときの溶接
は、まず、後端側のトーチ(30a) が隅肉溶接を行い、終
端まで来た段階で、一旦溶接されていない図８の位置ま
で戻りながら、反対側の溶接トーチ(30b) により、その
し残された部分の溶接を行なうようにしている。

【００２０】上記のようにして、第１のバーチカルプレ
ート（６）の残り部分の溶接と、第２番目のバーチカル
プレート（６）の半部部分の溶接が終わると、更に各バ
ーチカルプレート（６）（６）…間の１ピッチ分だけ図
の左方向に図９の位置まで架台（15）を移動させる。こ
の状態で、各溶接機（24）（25）（31）を、図９の矢印
方向に移動させて溶接し、順次これを繰り返しながら終
端まで溶接作業を行なう。

【００２１】上記の溶接工程は一例であり、この例で
は、第１のバーチカル溶接機（24）がバーチカルプレー
ト（６）の半部部分を溶接した後、第２のバーチカル溶
接機（25）が残りの半部部分を溶接するようにしている
が、このように半部でなく、まず第１のバーチカル溶接
機（24）が、その溶接トーチ（29）が移動方向の後端側
となる方向に移動して、一方の端部から他方の端部まで
大部分の溶接を行った後、その溶接し残し部を、第２の
バーチカル溶接機（25）で溶接するようにしても良い。
このように、一枚のバーチカルプレート（６）を２台の
溶接機（24）（25）で行なうのは、トーチ（29）が溶接
機本体よりも移動方向の一方に突出しており、その本体
の長さだけ溶接し残し部が残るからであるが、もし始端
から終端まで一度に溶接できるものであれば、一台のバ
ーチカル溶接機のみでも良い。又は、バーチカル溶接機
をホリゾンタル溶接機と同様に構成することも考えられ
る。また、溶接の開始位置を図の左端側として、まず始
めに、ホリゾンタルプレート（５）の溶接を行なうよう
にしても良い。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、Ｘ方
向の溶接を行なう一又は複数台の溶接機と、Ｙ方向の溶
接を行なう一又は複数台の溶接機を架台に装備して、そ
れらのＸ方向又はＹ方向の移動を制御しながら溶接を行
なうことによって、前記ホリゾンタルプレートやバーチ
カルプレートのような溶接を全て自動的に行なうことが
できるとともに、それぞれＸ方向の溶接機とＹ方向の溶
接機を同時に駆動させることによって、速やかに溶接を
行なうことができるという効果がある。しかも、溶接ロ
ボットのような高価な装置を用いるものではないから、
全体に設備コストが大幅に低くなるとともに、装置自体
もコンパクトとなる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す溶接装置の全体外観図
である。

【図２】フレーム支持部の要部縦断面図である。

【図３】図１の第２のバーチカル溶接機の取付け部分の
拡大斜視図である。

【図４】同じく図１におけるホリゾンタル溶接機部分の
拡大斜視図である。

【図５】同じく実施例の溶接機の制御装置のブロックダ
イヤグラムである。

【図６】上記溶接装置による溶接の第１工程を示す概略
平面図である。

【図７】同じく第２工程を示す概略平面図である。

【図８】同じく第３工程を示す概略平面図である。

【図９】同じく第４工程を示す概略平面図である。

【図１０】橋梁用の箱桁の横断面図である。

【図１１】同じく鈑桁の側板の斜視図である。

【符号の説明】

（１） 箱桁 （４） 側板 （５） ホリゾンタルプレート （６） バーチカルプレート （15） 架台 （24） 第１のバーチカル溶接機 （25） 第２のバーチカル溶接機 （31） ホリゾンタル溶接機 （33） コントローラ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板材の側面にＸ方向とＹ方向のプレート
   材を溶接する溶接方法であって、上記Ｘ方向の溶接を行
   なう１又は複数台の溶接機と、Ｙ方向の溶接を行なう１
   又は複数台の溶接機を、それら各溶接機の各々の移動方
   向への移動を駆動制御しながら各プレート材の溶接を行
   なうことを特徴とする板材の溶接方法。
2. 【請求項２】 Ｘ方向の溶接を行なう２台の溶接機を備
   え、それら溶接機のトーチを互いに移動方向の逆方向と
   なる端部側に配置して、まず一方の第１の溶接機がＸ方
   向のプレートを溶接し、次いで第２の溶接機が同一のプ
   レートの残りの部分を溶接することを特徴とする請求項
   １記載の溶接方法。
3. 【請求項３】 Ｘ方向の溶接とＹ方向の溶接を同時に行
   なうことを特徴とする請求項１又は２記載の板材の溶接
   方法。
4. 【請求項４】 Ｘ方向へ駆動移動される架台と、その架
   台へ取付けられてＹ方向に駆動移動される１又は複数台
   のＹ方向溶接機と、同じく架台へ取付けられてＸ方向に
   駆動移動されるＸ方向溶接機と、それら架台と溶接機の
   移動を制御する制御手段とからなることを特徴とする板
   材の溶接装置。