JPH0618704Y2 - コラム熔接用ウェルディングマシン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、コラム鋼材とダイアフラム鋼板とを倣い機構
を巧みに利用することによって殆ど技巧を要することな
く能率的に、しかも確実安全に熔接することができるコ
ラム熔接用ウェルディングマシンに関するものであり、
鉄骨建築産業の分野に役立つものである。

〔従来の技術、および解決すべき技術的課題〕

周知のとおり、鉄骨ビルや鉄骨コンクリートビルの建設
が多くなった今日、それに伴って支柱や梁となるべきコ
ラム鋼材の仕口部にダイアフラム鋼板を熔接によって固
着する熔接加工が非常に増えてきている。しかして、こ
のような熔接加工は、予じめ設計された仕様書に準拠し
て鉄工所の工場で処理されるのが一般的である。

ところが、熔接加工の分野における技術進歩は、著しく
跛行的であって、例えば単一規格品を多数に連続加工す
る量産品の分野や自動車産業の分野では人工知能を備え
た所謂「熔接ロボット」などが開発されて無人で頗る能
率的に熔接加工することが可能になっているのである
が、加工の対象物が設計仕様に応じて多様に変化する建
築構造用鋼材の熔接加工に対しては「熔接ロボット」技
術を、そのまゝ転用することは不可能であり、コラムや
ダイアフラムの形状サイズの変化に適宜対応できるよう
な小回りの効く小ロット加工に適した能率的熔接機が要
求されている。しかるに、そのような要望を満足させ得
るような熔接機は、従来実用化されておらず、そのため
コラム鋼材とダイアフラム鋼板の熔接は止むなく熟練熔
接工が手間隙掛けて熔接加工しているのが実情であり、
作業能率の面でも、また労賃コストの面でも合理的とは
言えなかった次第である。

本考案は、これまでにおける建築構造用鋼材の熔接技術
が前述のように未熟であったことに鑑みて為されたもの
で、多種多様に形状サイズが変化する構築構造用のコラ
ム鋼材とダイアフラム鋼板とを臨機応変に能率的に熔接
加工するすることができる小回りの効く小ロット熔接加
工に適したウェルディングマシンを提供することを技術
的課題とするものである。

また、本考案の他の技術的課題は、機構的に簡素で、し
かも均質な熔接加工が施せるコラム熔接用ウェルディン
グマシンを安価に提供するにある。

さらに本考案の他の技術的課題は、操作が簡単で、誰に
でも安全に熔接加工が行える実用的なコラム熔接用ウェ
ルディングマシンを提供するにある。

〔課題解決のために採用した技術的手段〕

本考案者が上記技術的課題を解決するために採用した手
段を、添附図面を参照して説明すれば、次のとおりであ
る。

即ち、本考案は、所要のスペースを有する機台１と；コ
ラム鋼材Ｃの仕口に被加工材となるダイアフラム鋼板Ｄ
を当接せしめた状態で軸回方向に回転可能に機台１上に
支持された一対のポジショナー２と；前記機台上に立設
された複数のガイドポール３と；このガイドポール３に
上下方向へ昇降可能なる如く連繋されたトーチ保持フレ
ーム４と；このトーチ保持フレーム４における持出ビー
ム41の先端にウイビングモーター51を介してウィビング
動作可能に保持されて熔接トーチ５と；前記コラム鋼材
Ｃとダイアフラム鋼板Ｄとが接合されるべき開先ライン
と同一外形を有するプロフィルプレートＦが回転可能に
装着されるモデルホルダー６と；前記トーチ保持フレー
ム４に回転可能に支承されると共に、前記モデルホルダ
ー６に装着されたプロフィルプレートＦの外形をトレー
スして回転され、プロフィルプレートＦとの接触部位が
上下に変動したときには当該トーチ保持フレーム４を昇
降運動せしめるトレーサー７と；前記ポジショナー２と
同軸に装着されたギア81、前記プロフィルプレートＦが
装着されるモデルホルダー回転軸と同軸に装着されるギ
ア82、およびこれらギア81・82を連繋するエンドレス連
繋部材83と前記プロフィルプレートＦが装着されるモデ
ルホルダー６の回転軸に回転を与えるモータ84とから成
り、プロフィルプレートＦとコラム鋼材Ｃおよびダイア
フラム鋼板Ｄを同期的に回転せしめる倣い機構部（81・8
2・83・84）とをいった技術手段を連関統合することによ
って前述の課題を満足することができるコラム熔接用ウ
ェルディングマシンを実現した点に要旨が存する。

〔実施例〕

以下、本考案を添付図面に示す実施例に基いて、更に詳
しく説明する。

図面上、符号１で指示するものは機台であり、本実施例
の構造部材が配設され、かつ、加工対象となるコラム鋼
材およびダイアフラム鋼板がセットされることになる。

符号２で指示するものはコラム鋼材Ｃの両端にダイアフ
ラム鋼板Ｄを当てがった状態でコラムの軸回方向に回転
可能に挟着保持したポジショナーであり、挟着されるダ
イアフラム鋼板Ｄとコラム鋼材Ｃの境界部には開先Ｇが
形成してある。このポジショナー２は、第２図および第
３図に示すように、本実施例では各々軸承21・22によっ
て回転可能に支承されており、後述のエンドレス連繋部
材によって所定の回転運動が与えられるようになってい
る。

符号３で指示するものは、機台１上に立設されたガイド
ポールである。このガイドポール３・３…の上端にはビ
ーム31が横架してあり、同ビーム31の下面には次に述べ
るトーチ保持フレームの上限位置を検出する上限リミッ
トスイッチ32が設けられてある。

符号４で指示するものは、トーチ保持フレームである。
このトーチ保持フレームは上記ガイドポール３・３…に
上下方向にスライド自在に嵌合せる昇降ロッド4aと、こ
の昇降ロッド4a間に横方向に位置調節可能に横架された
持出ビーム41と、前記昇降ロッド4aの下部に横架された
アンダービーム4bとによって構成されている。

符号５で指示するものは、上記ポジショナー２・２に対
向して配設された熔接トーチである。この熔接トーチ５
は、上記トーチ保持フレーム５の持出ビーム41の先端に
搭載したウィビングモーター（weaving motor）51の回
転軸51aに揺動クランク52を介し、開先ラインに沿って
ジグザグ揺動可能に支持されている。なお、熔接トーチ
５が移動する位置およびウィビング幅は前記ウィビング
モータ51の位置および振り幅を調節することによって変
更調整することが出来る。

符号６で指示するものはモデルホルダーであり、図示し
ない支軸には加工対象とするコラム鋼材Ｃとダイアフラ
ム鋼板Ｄとの開先ラインと同一の外形を有するプロフィ
ルプレートＦが回転可能に挿着されている。なお、図中
の符号61は、プロフィルプレートＦの開先ラインに沿っ
て配設されたラックベルトであり、その外面には等間隔
にラック歯が形成されてある。また、図中の符号62は回
転角センサーであり、図示例の方形プロフィルプレート
Ｆが90°回転したとき、これを検知して後述の倣い機構
部の回転を停止させる指令信号を発するものである。

符号７で指示するものは、上記ラックベルト61のラック
歯に噛合するギア形式のトレーサーであり、上記プロフ
ィルプレートＦが回転されると、それに従動して回転す
る。しかして、このトレーサー７は、上記トーチ保持フ
レーム４の持出ビーム41に支持されている一方、同持出
ビーム41に支持せる前方向移動モータ71を回転せしめる
ことによってアンダービーム4bをガイドとして、持出ビ
ーム41および熔接トーチ５と一緒に当該トレーサー７を
セッティング位置まで前進せしめる。

次に、本実施例における倣い機構部は、前記ポジショナ
ー２と同軸に装着されたギア81、前記プロフィルプレー
トＦが装着されるモデルホルダー回転軸と同軸に装着さ
れるギア82、およびこれらギア81・82を連繋するエンド
レスのチェン（連繋部材）83と前記プロフィルプレート
Ｆが装着されるモデルホルダー６の回転軸に回転を与え
る駆動モータ84とから構成されている。この倣い機構部
における駆動モータ84は、上記回転角センサー62によっ
てプロフィルプレートＦが保持せるモデルホルダー６が
90°回転されたことを検知したとき、停止されるように
なっている。

なお、第２図中、符号９で指示するものは減速モータで
あり、上記ガイドポール３上端のビーム31に設置した上
限リミットスイッチ32にトーチ保持フレーム４上部に設
けた接触子42が接触することにより駆動し、同接触子42
が前記リミットスイッチから離れることにより停止され
る。そして、減速モータ９が停止されると、上記倣い機
構部の駆動モータ84が回転駆動されることになる。

かくして、本実施例ウェルディングマシンにあっては、
上記コラム鋼材ＣおよびダイアフラムＤをポジショナー
２・２に保持させると共に、プロフィルプレートＦをモ
デルホルダー６にセットして、上記前方向移動モータ71
を回転せしめることによってアンダービーム4bをガイド
として、熔接トーチ５およびトレーサー７をセッティン
グ位置に配置する。そして、熔接トーチ５の位置が適正
であるか否かを目視確認したうえで、図示しない熔接ト
ーチスイッチを投入する。なお、この場合、熔接スター
ト時からウィビング動作が必要なときはウィビングモー
タ51を同時に投入するものとする。

熔接加工が進行して、やがて、トレーサー７がプロフィ
ルプレートＦの角部に近づいてくると、回転角センサー
62が90°回転されたことを検知して上記倣い機構部の駆
動モータ84を停止せしめると同時に、トーチ保持フレー
ム４の上部に設けた接触子42が上限リミットスイッチ32
に接触して、減速モータ21を回転せしめる。この減速モ
ータ21が回転すると、コラム鋼材ＣとダイアフラムＤと
の開先角度は徐行的に回転され、トーチ５による熔接タ
イムが直線部分に比して長くなり、角部の表面積に適し
た熔接が施されることになる。そして、角部を過ぎて、
トーチ保持フレームの接触子42が上限リミットスイッチ
32から離れると、減速モータ21は停止して、ポジショナ
ー２の回転軸はフリーとなり、その状態で倣い機構部の
駆動モータ84が駆動する。

このようにポジショナー２・２に挟着されたコラム鋼材
Ｃおよびダイアフラム鋼板Ｄが回転されながら開先部に
対してウィビングしながら熔接トーチ５が熔接してゆく
ことになり、数回転するうちに熔接加工が完了する。し
かして、このプロセスにおいて、ウィビングモータ51の
位置および振り幅を調節することによって熔接トーチ５
の熔接位置およびウィビング幅は適宜変更される。

本実施例ウェルディングマシンは概ね上記のように構成
されるが、本考案は前述の実施例に限定されるものでは
決してなく、「実用新案登録請求の範囲」の記載内にお
いて種々の設計変更が可能であることは云うまでもな
く、例えば、本実施例においてはコラム鋼材Ｃおよびダ
イアフラム鋼板Ｄの形状は四角形のものを挙げて説明し
たけれども、三角形でも五角形でも六角形でも加工可能
であり、また倣い機構部の回転伝達機構も従来慣用の回
転伝達機構を適宜選択可能であることは云うまでもな
い。

〔本考案の効果〕

以上実施例をもって説明したとおり、本考案ウェルディ
ングマシンによれば、サイズ形状が多種多様に変化する
建築構造用のコラム鋼材およびダイアフラム鋼板を単に
プロフィルプレートを交換するだけの簡単な操作で、コ
ラム鋼材とダイアフラム鋼板の開先ラインに沿って忠実
にウィビングさせながら能率的に熔接してゆくことが可
能であり、しかも従来の熔接機のように熟練者に頼らな
くても、確実かつ均質な熔接加工を施すことが可能であ
って、そのうえ「熔接ロボット」のように製作コストが
高価でなくて安価に提供できるのであって、鉄骨建築産
業の分野に貢献するところは頗る大であると云えよう。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案の実施例を示すものであって、第１図は
本実施例ウェルディングマシンにおける要部を表わす機
構説明図、第２図は同ウェルディングマシンにおけるコ
ラム鋼材およびダイアフラム鋼板の一方の支承機構部分
を表わす部分拡大説明図、第３図は同ウェルディングマ
シンにおけるコラム鋼材およびダイアフラム鋼板の一方
の支承機構部分を表わす部分拡大説明図である。 １……機台、 ２……ポジショナー、21・22……（ポジショナー）軸
承、 ３……ガイドポール、 32……上限リミットスイッチ、 ４……トーチ保持フレーム、41……持出ビーム、 ５……熔接トーチ、51……ウィビングモータ、 ６……モデルホルダー、７……トレーサー、 （81・82・83・84）……倣い機構部。 Ｃ……コラム鋼材、Ｄ……ダイアフラム鋼板、 Ｆ……プロフィルプレート。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】所要のスペースを有する機台１と；コラム
   鋼材Ｃの仕口に被加工材となるダイアフラム鋼板Ｄを当
   接せしめた状態で軸回方向に回転可能に機台１上に支持
   された一対のポジショナー２と；前記機台上に立設され
   た複数のガイドポール３と；このガイドポール３に上下
   方向へ昇降可能なるごとく連繋されたトーチ保持フレー
   ム４と； このトーチ保持フレーム４における持出ビーム41の先端
   にウイビングモーター51を介してウィビング動作可能に
   保持された熔接トーチ５と； 前記コラム鋼材Ｃとダイアフラム鋼板Ｄとが接合される
   べき開先ラインと同一外形を有するプロフィルプレート
   Ｆが回転可能に装着されるモデルホルダー６と；前記ト
   ーチ保持フレーム４に回転可能に支承されると共に、前
   記モデルホルダー６に装着されたプロフィルプレートＦ
   の外形をトレースして回転され、プロフィルプレートＦ
   との接触部位が上下に変動したしたときには当該トーチ
   保持フレーム４を昇降運動せしめるトレーサー７と；前
   記ポジショナー２と同軸に装着されたギア81、前記プロ
   フィルプレートＦが装着されるモデルホルダー回転軸と
   同軸に装着されるギア82、およびこれらギア81・82を連
   繋するエンドレス連繋部材83と前記プロフィルプレート
   Ｆが装着されるモデルホルダー６の回転軸に回転を与え
   るモータ84とから成り、プロフィルプレートＦとコラム
   鋼材Ｃおよびダイアフラム鋼板Ｄを同期的に回転せしめ
   る倣い機構部（81・82・83・84）とを包含することを特徴
   としたコラム熔接用ウェルディングマシン。