JPH05319364A

JPH05319364A - 骨材自動配材装置

Info

Publication number: JPH05319364A
Application number: JP4130789A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Oniki; 保彦鬼木; Akihiko Nakano; 昭彦中野; Hiroshi Murayama; 宏村山; Kazushige Mori; 一茂森; Hiromi Ishii; 弘美石井; Toshihiko Honda; 敏彦本多
Original assignee: Ship & Ocean Zaidan; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: Ship & Ocean Zaidan; JFE Engineering Corp
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1993-12-03
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JP2623047B2

Abstract

(57)【要約】【目的】大板に骨材を所定の取付スパンで自動的かつ
高精度に配置し取り付ける。【構成】数値制御により骨材１０１の取付スパン方向
に移動するＮＣ走行台車１と、骨材のロンジライン方向
に移動する横行台車２を設け、横行台車に昇降軸３を介
して骨材位置決め手段４を取り付け、骨材位置決め手段
を、溶接装置５を有する門型の本体４１と、本体下端に
取り付けられた一対の電磁石６と、骨材のウェブ１０４
を挾圧するように押動する基準押圧板４２，位置決め押
圧板４３とで構成し、基準押圧板の押付力より位置決め
押圧板の押付力を小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、造船用の大組立パネル
の製作にあたって、骨材を大板上に自動的かつ高精度に
配置し取り付けることができる骨材自動配材装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】船体ブロックは、一般に大板、骨材（ロ
ンジ）、横材（トランスまたはフロア）の３種類の部材
から構成され、ロンジ先付工法においては、まず大板に
骨材を所定間隔で取り付け、その後に横材を骨材に対し
交叉状に所定間隔で組み立てることにより大組立パネル
を製作するのが通例である。

【０００３】この場合において、大板上に骨材を配材す
るにあたって、まず大板に所定の取付スパンでロンジラ
インを罫書き、その後骨材をクレーンで搬入し、仮付器
具などで骨材をロンジラインに合わせて固定するととも
に、仮付溶接して大板に固定していた。なお、仮付後は
自動溶接機で骨材の基端部を両側から同時に隅肉溶接す
る。

【０００４】したがって、従来の骨材配材方法において
は大部分が手作業で占められることになる。そのうえに
ロンジラインの罫書き精度を上げることは実際上困難で
あり、仮付固定の際にもしばしばロンジラインとずれが
生じ、骨材の取付誤差が非常に大きいものであった。こ
のように骨材の取付誤差が累積的に大きくなるため、横
材を組み立てる際にも幅広いスロットを横材に設けなけ
ればならず、骨材に対し横材を上方から挿入する必要が
あった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、本発明者らが開
発したロンジ先行溶接・トランス差込み方式の大組立工
法によると、大板上に組み立てられた骨材に対しその端
部から横材を差し込んでいくものであるから、横材のス
リット幅は狭く形成されている。したがって、骨材の配
材方法においても高精度の取付が要求されることにな
る。従来の骨材配材方法ではこの要求を満たすことがで
きないだけでなく、大組立工法の自動化を推進するうえ
でも大きな障害となっている。

【０００６】本発明は、前記ロンジ先行溶接・トランス
差込み方式の大組立工法の一貫として開発されたもので
あり、その目的とするところは、大板上における骨材の
配材の完全自動化と高精度の取付を実現することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る骨材自動配
材装置は、数値制御により骨材の取付スパン方向の移動
を制御する門型のＮＣ走行台車と、ロンジライン方向に
移動する横行台車と、該横行台車に昇降可能に取り付け
られた昇降軸と、該昇降軸の下端に取り付けられた骨材
位置決め手段を備えたものであり、前記骨材位置決め手
段を、次のような構成とすることで前記目的を達成する
こととしたものである。すなわち、骨材を跨ぐように形
成された門型の本体に仮付溶接トーチ等を備えた溶接装
置を取り付けるとともに、該本体の下端に一対の電磁石
を取り付け、さらに骨材のウェブを挾圧するように一方
に基準押圧板を、他方に基準押圧板の押付力より小さい
押付力で押動する位置決め押圧板を前記本体の内部に設
けたものである。

【０００８】また、位置決めの際、骨材の上方から力を
加えて大板に対する骨材の肌付けを良くするため、骨材
の上面を押圧する押圧子を前記本体に付設する。このよ
うな骨材位置決め手段を備えた横行台車を複数台設置す
ることができる。

【０００９】大板は必ずしも正確に前記走行台車の走行
路と平行に置かれるものとは限らないことを考慮し、前
記走行台車の横桁を水平面内で傾くように支柱に軸支す
るとともに、大板に設けた基準点を検出するカメラを設
ける。

【００１０】さらに骨材の搬入を容易にするため、骨材
を平行に立てておくストック部を前記走行台車の走行路
内に設ける。

【００１１】

【作用】前記のような構成とすることにより、ＮＣ走行
台車は大組立数値制御装置により指令された所定の取付
スパンでもって高精度に移動することになる。また横行
台車によって前記骨材位置決め手段の両方の押圧板で骨
材を把持しながら前記走行台車によりその骨材を大板上
に搬入することができ、昇降軸で大板上に下ろすことが
できる。

【００１２】骨材を下ろしたあとの位置決めは、まず一
対の電磁石で前記骨材位置決め手段を強固に大板に固定
する。次に前記押圧板による把持を一旦解除し、再度基
準押圧板を押動すれば該基準押圧板の先端位置が前記取
付スパンの位置に一致するようになっている。次いで反
対側から位置決め押圧板を弱い力で押動し、該骨材を直
立に把持することにより骨材の位置決めができる。位置
決め押圧板の押付力は基準押圧板の押付力に比べて小さ
いので、基準押圧板の先端位置がずれることはない。ま
た前記一対の電磁石による固定で両押圧板の押付力に対
する反力を受け持たせる。

【００１３】位置決め後は、溶接トーチによりその位置
の近傍にて骨材を仮付溶接する。骨材の肌付けを行う場
合は位置決め後、さらに押圧子で骨材の上面を押し付け
たまま仮付溶接を行う。このような骨材の位置決めと仮
付溶接をその骨材の長手方向に所定間隔で繰り返し行う
ことにより、その骨材を定められた取付スパンの位置に
精度良く固定することができる。以上の動作を定められ
た取付スパンごとに繰り返し行う。したがって、大板に
従来のようなロンジラインを罫書く必要は全くない。

【００１４】また、大板が前記走行台車の走行路に対し
多少斜めに置かれていても、大板の基準点に対する横桁
の位置合わせをカメラを通して最初に行っておくだけで
該横桁は斜めに平行移動することになり、仮想上のロン
ジラインを大板に平行に保つことができる。

【００１５】

【実施例】図１は本発明の一実施例による自動配材装置
の概要を示す斜視図である。本自動配材装置は、図１に
概略示すように、骨材１０１の取付スパン方向に走行す
るガントリー式のＮＣ走行台車１と、ロンジライン方向
に横行する複数台の横行台車２と、該横行台車２に取り
付けられた昇降軸３と、該昇降軸３の下端に取り付けら
れた骨材位置決め手段４とから主として構成されてい
る。位置決め手段４は図示しない溶接トーチ等を有する
溶接装置５を備えている。溶接装置５は骨材１０１の両
側に設置されている。なお図中、６は位置決め手段４の
下部に設けられた電磁石であり、詳細は後述する。１０
０は大板、１０２は配材すべき骨材１０１のストック部
である。以下、各部の構成及び作用について詳述する。

【００１６】（１）ＮＣ走行台車この走行台車１は左右対称に構成されているので、図に
は左側部分のみを示すことにする。図２は走行台車１の
正面図、図３は平面図、図４は側面図である。走行台車
１は、大組立数値制御装置（図示せず）からの指令によ
って所定の取付スパンの距離だけ走行レール１１上を走
行するようになっている。走行レール１１の側面にラッ
ク１２を取り付け、このラック１２に走行サーボモータ
１３のピニオン１４を噛み合わせて走行距離を制御する
ようにしている。すなわち、前記大組立数値制御装置か
らサーボモータ１３に取付スパンの距離に相当するパル
ス数を与える。１５は走行車輪である。

【００１７】走行台車１の支柱１６上には横桁１７がそ
の両端を軸１８で枢着されている。このため、横桁１７
は水平面内で傾くことができる。傾き角度を制御し、か
つその角度で横桁１７を固定するため、軸１８の両側に
２台ずつ横桁固定用モータ１９を取り付け、そのネジ軸
２０の先端で横桁１７の端面を押すようになっている。
そして、大板１００に設けた例えば十字マークの基準点
（図示せず）の位置を検出するためのカメラ７をスイン
グアーム７１に取り付け、サドル２１の位置を変化さ
せ、横桁１７の傾き角度を調整して基準点の位置合わせ
を行う。すなわち、２台のＮＣ台車走行部相互の変位量
と、カメラ７の距離から傾き角度を計算することができ
る。なお、スイングアーム７１は位置合わせ時は図示の
ようにシリンダ７２により水平に倒れているが、位置合
わせ後は図示の破線で示すように垂直に立て走行の邪魔
にならないようにしている。また走行台車１のサドル２
１上には横行台車２，骨材位置決め手段４等の制御装置
や油圧パワーユニット、溶接装置５のパワーユニット等
が設置される。なお、図中、２２は骨材１０１の一端を
大板１００の一端に合わせるためのシリンダである。

【００１８】（２）横行台車及び骨材位置決め手段等図５は横行台車及び骨材位置決め手段等の構成例を示す
側面図、図６は図５のＡ−Ａ線の横断面図、図７は図５
のＢ−Ｂ線の縦断面図である。横行台車横行台車２は横行車輪２４により横桁１７上の横行レー
ル２５に沿って移動する。横行台車２の駆動装置は図示
されていない。また横行台車２の移動はロンジライン方
向への移動であるから、厳密な制御は要らない。

【００１９】昇降軸この横行台車２に垂直に前記昇降軸３を貫通支持させ
る。昇降軸３は回り止めのため角パイプ等で角形に形成
されている。前記横桁１７にはこの角形昇降軸３のガイ
ドを行わせるための貫通溝孔３１を設けている。図中、
３２は昇降軸３のスライドシューである。昇降軸３は横
行台車２に設置された昇降モータ３３によりボールネジ
３４を回転することにより、該ボールネジ３４に螺合さ
れた昇降軸３の取付金具３５を介して昇降させるように
なっている。

【００２０】骨材位置決め手段次に、前記骨材位置決め手段４は、前記昇降軸３の下端
に取り付けられた門型の本体４１と、該本体４１の下端
に取り付けられた一対の電磁石６と、骨材１０１のウェ
ブ１０４を挾圧するように本体４１の内部に設けられた
基準押圧板４２及び位置決め押圧板４３と、骨材１０１
の上面を押圧する押圧子４４とから構成されている。

【００２１】本体４１は骨材１０１を跨ぐように門型に
形成される。この本体４１のロンジライン方向の側面に
図示しない溶接トーチ等を有する溶接装置５を取り付け
ている。溶接トーチは単電極または多電極とされる。前
記一対の電磁石６を本体４１の下端に取り付け、位置決
め時、骨材位置決め手段４を大板１００に強固に固定さ
せる。電磁石の代わりに真空吸引手段なども考えられる
が、装置が大掛かりになるうえに、固定時、押圧板４
２，４３の力で本体４１が傾くおそれがあり、電磁石６
による固定方法に比べてあまり好ましい方法とはいえな
い。

【００２２】前記基準押圧板４２を押動する基準油圧シ
リンダ４５を本体４１内に装置し、かつ、基準側の押付
力は大とする。反対側の位置決め押圧板４３を押圧する
位置決め油圧シリンダ４６を対向状に設置するととも
に、その押付力を基準側の押付力に比べて小に設定す
る。また両押圧板４２，４３にはそれぞれ複数の押圧ロ
ーラー４７を設け、これらの押圧ローラー４７でウェブ
１０４を挾圧するようにするとよい。理由は、異物が挾
まる機会を少なくするためである。また両押圧板４２，
４３によって骨材１０１を把持することにより、骨材１
０１の運搬ができる。骨材１０１が長い場合には骨材位
置決め手段４を複数設ければよい。

【００２３】次に、前記押圧子４４は同様に油圧シリン
ダ４８により押動され、骨材１０１のフランジ１０５上
面を押圧するようになっている。骨材１０１の位置決め
後、押圧子４４で骨材１０１の上面を押圧し、骨材１０
１の基端を大板１００と肌付けするためのものである。
バネ等による押圧部材を設けることもできるが、位置決
め時にこのバネ圧がかかっているので、その分押圧板４
２，４３に対する負荷が大きくなる。肌付け用油圧シリ
ンダ４８は１つで図示されているが、複数でも構わない
ものである。

【００２４】次に、以上のように構成された本実施例の
動作を説明する。走行台車１の走行路内に設けられた骨
材ストック部１０２まで走行台車１を移動し、その１本
の骨材１０２を位置決め手段４の基準押圧板４２と位置
決め押圧板４３で把持し、ストック部１０２のロンジ立
て置き部材１０７から抜き去る。ロンジ立て置き部材１
０７は骨材１０２を多数平行に立てておくことができる
ようになっているもので、作業開始前にクレーンで骨材
１０１を立てておく。また把持された骨材１０１を大板
１００に配材する前に、カメラ７を通して大板１００の
基準点に対する位置合わせを行い、横桁１７の傾き角度
を横桁固定用モータ１９及びネジ軸２０で調整してお
く。

【００２５】骨材１０１を配材するときは、まず大板１
００の基準点から、指令された取付スパンの距離だけ走
行台車１を走行させる。この走行距離は大組立数値制御
装置（図示せず）からの指令パルス信号を走行サーボモ
ータ１３に送ることによって高精度に制御することがで
きる。次いで、その位置で昇降軸３を降下し、電磁石６
を励磁し、大板１００に骨材位置決め手段４を固着させ
る。その後、該骨材１０１の位置決めを行う前に一旦基
準押圧板４２と位置決め押圧板４３による把持を解除す
る。引き続き、骨材１０１の端面を両側から骨材端位置
合わせ用シリンダ２２で押し、大板１００の一方の端面
に合わせる。その後、骨材１０１の位置決めを次のよう
にして行う。この位置決め動作を図５及び図８によって
説明する。

【００２６】まず、図８（ａ）に示すように基準油圧シ
リンダ４５によって基準押圧板４２を大なる荷重で押動
する。基準押圧板４２のストローク端である押圧ローラ
ー４７の先端位置は前記取付スパンの位置と同じに設定
されている。次に、図８（ｂ）に示すように反対側から
位置決め油圧シリンダ４６により位置決め押圧板４３を
小なる荷重で押動し、骨材１０１のウェブ１０４を挾圧
する。これによって骨材１０１のウェブ１０４は両側か
ら押圧ローラー４７を介して挾み付けられ、直立に保持
されるとともに、位置決め押圧板４３の押付力は基準押
圧板４２のそれに比べて小さいので基準位置（位置決め
位置）がずれることはない。またこれらの押付力の反力
は骨材の両側にある一対の電磁石６で受け持たせる。し
たがって、骨材１０１の基端における基準側の縁１０６
は定められた取付スパンＬ(n) の位置に一致することに
なる。なお、図５において、１０１(n-1) は既に取り付
けられた直前の骨材を示し、１０１(n) 及び１０１(n+
1) はこれから取り付けられようとする骨材で、１０１
(n) は位置決め中のもの、１０１(n+1)は位置決めされ
るべきものを示している。

【００２７】この位置決め後、さらに押圧子４４で骨材
１０１のフランジ１０５面を押し、基端を大板１００に
肌付けする（図８（ｃ）参照）。

【００２８】以上の位置決めが終わり、骨材１０１を挾
圧かつ肌付け状態に保持したまま、溶接装置５の溶接ト
ーチによりその位置の近傍にて骨材１０１の基端部を両
側から仮付溶接する（図８（ｃ）の矢印ｗ参照）。さら
に、前記位置決め動作、挾圧・肌付け状態の保持動作、
並びに仮付溶接動作を横行台車２の移動によりその骨材
１０１の長手方向に所定間隔で繰り返し行うことによ
り、該骨材１０１を所定の取付スパンの位置に沿って高
精度に固着することができる。よって、以上の全動作を
定められた取付スパンごとに繰り返し行えば、大板１０
０上に任意数の骨材１０１を全自動で高精度に配置し、
かつ取り付けることができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、下記のような効果が得られる。（１）走行台車の走行距離を数値制御装置により制御す
るようにしたので、骨材のロンジラインを罫書く必要が
全くなくなるばかりか、骨材の取付スパンを高精度に確
保することができる。（２）横行台車に昇降軸を介して取り付けられた骨材位
置決め手段によって、定められた取付スパンの位置精度
を保持しつつ骨材を正確に位置決めすることができ、か
つ、溶接装置により長手方向に所定間隔で取り付けるこ
とができる。（３）骨材の位置決め時、骨材位置決め手段は一対の電
磁石により大板に強固に固着され、基準押圧板と位置決
め押圧板の力関係に大小を持たせているため、位置ずれ
を起こすことがない。（４）さらに押圧子により骨材上面を押圧するようにし
ているので、骨材の肌付けを良好に行うことができる。
したがって、骨材の基端が大板より浮き上がった部分が
生じない。（５）カメラを通して大板の基準点を検出するようにす
るとともに、走行台車の横桁を支柱と水平面内で傾くこ
とができるように軸支したので、大板が走行路と非平行
に置かれた場合でも取付スパンの位置精度を確保するこ
とができる。（６）以上の結果、大板に対する骨材の配置及び取付け
を全自動でかつ高精度に行うことができる。よって、横
材のスッリト幅が狭くても大板に組み立てられた骨材に
対しその端部から横材を差し込むことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による自動配材装置の概要を
示す斜視図である。

【図２】実施例における走行台車の左側部分の正面図で
ある。

【図３】前記走行台車の平面図である。

【図４】前記走行台車の側面図である。

【図５】実施例における横行台車及び骨材位置決め手段
等の側面図である。

【図６】図５のＡ−Ａ線の横断面図である。

【図７】図５のＢ−Ｂ線の縦断面図である。

【図８】実施例における骨材位置決め動作の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ＮＣ走行台車２横行台車３昇降軸４骨材位置決め手段５溶接装置６電磁石７カメラ１１走行レール１２ラック１３走行サーボモータ１４ピニオン１５走行車輪１６支柱１７横桁１８軸１９横桁固定用モータ２４横行車輪２５横行レール３１貫通溝孔３３昇降モータ３４ボールネジ３５取付金具４１本体４２基準押圧板４３位置決め押圧板４４押圧子４５基準油圧シリンダ４６位置決め油圧シリンダ４７押圧ローラー４８肌付け用油圧シリンダ１００大板１０１骨材１０２骨材ストック部１０４ウェブ１０５フランジ１０７ロンジ立て置き部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村山宏東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者森一茂東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者石井弘美東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者本多敏彦東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】門型のＮＣ走行台車と、前記走行台車に設置された横行台車と、前記横行台車に昇降可能に取り付けられた昇降軸と、前記昇降軸の下端に取り付けられた骨材位置決め手段
と、を備え、前記骨材位置決め手段が、溶接装置を備えるとともに骨
材を跨ぐように形成された門型の本体と、前記本体の下端に取り付けられた一対の電磁石と、骨材のウェブを挾圧するように前記本体内に取り付けら
れた一方の基準押圧板及び該基準押圧板の押付力より小
さい押付力で押動される他方の位置決め押圧板とからな
ることを特徴とする骨材自動配材装置。
【請求項２】前記骨材位置決め手段が、さらに骨材の
上面を押圧する押圧子を備えたことを特徴とする請求項
１記載の骨材自動配材装置。
【請求項３】前記骨材位置決め手段を有する前記横行
台車を複数設置したことを特徴とする請求項１または請
求項２記載の骨材自動配材装置。
【請求項４】前記走行台車の横桁が水平面内で傾くよ
うに支柱に軸支され、かつ、大板の基準点を検出するカ
メラを該走行台車に設置したことを特徴とする請求項１
記載の骨材自動配材装置。
【請求項５】前記走行台車の走行路内に配材すべき骨
材のストック部が設けられていることを特徴とする請求
項１記載の骨材自動配材装置。