JPH09156579A - Automatic heat bending machining method for outer board of hull - Google Patents

Automatic heat bending machining method for outer board of hull

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JPH09156579A
JPH09156579A JP7314547A JP31454795A JPH09156579A JP H09156579 A JPH09156579 A JP H09156579A JP 7314547 A JP7314547 A JP 7314547A JP 31454795 A JP31454795 A JP 31454795A JP H09156579 A JPH09156579 A JP H09156579A
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heated hull
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信男 北村
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禎明 境
Hiroshi Murayama
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Ship & Ocean Zaidan
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To curve an outer board of a hull automatically and easily to reach a target shape and measure a shape of a heated hull outer board easily. SOLUTION: A shape of a heated hull outer board 2 which is bent roughly is measured and the measured shape data and target shape data are compared. A plurality of heating regions by a heating torch 10 are determined on a two-dimensional coordinate, a heating pattern is determined per heating region, and the heating torch 10 is moved in accordance with heating pattern while controlling the posture of the heating torch 10 to eliminate a difference between two data. The heating torch 10 keeps a certain height due to the action of a sensor block 25 provided in its vicinity and faces a direction of normal line. A plurality of reference points are provided on a reference frame line at the center of the heated hull outer board to transform the measured shape data into a coordinate system of target shape.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、船体外板の自動
加熱曲げ加工方法、特に、熟練や特殊な技能を要するこ
となく、しかも、被加熱船体外板を動かすことなく、被
加熱船体外板を目標形状に自動的に且つ容易に湾曲させ
ることができ、また、被加熱船体外板の湾曲度合いが大
きくなっても装置全体が大型化することがなく、更に、
被加熱船体外板の湾曲の度合いが大きくなっても、被加
熱船体外板の形状を容易に測定することができる、船体
外板の自動加熱曲げ加工方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for automatically heating and bending an outer hull of a hull, and more particularly, to a heated outer hull of a hull without requiring skill or special skill, and without moving the outer hull of a heated hull. Can be automatically and easily curved to a target shape, and even if the degree of bending of the heated hull outer plate is increased, the entire device does not increase in size, and further,
The present invention relates to a method for automatically heating and bending an outer hull of a ship that can easily measure the shape of the outer hull of the heated hull even if the degree of bending of the outer hull of the heated hull increases.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、船体外板、特に、三次元的に複雑
に湾曲する船首部分等の船体外板の曲げ加工は、予め鋼
板の加熱位置にマーキングを施し、このマーキングを施
した加熱位置を熟練工がガスバーナーによって線状に加
熱し、この加熱によって船体外板に残留塑性変形を与え
ることにより行っていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, when bending a hull skin, particularly a hull skin such as a bow portion which is curved in a three-dimensionally complicated manner, a marking is made in advance on the heating position of the steel plate, and the heating position where this marking is applied is made. Was performed by a skilled worker in a linear manner by using a gas burner, and by this heating, a residual plastic deformation was applied to the outer skin of the hull.

【0003】しかしながら、このような熟練工による船
体外板の曲げ加工は、手間がかかるばかりか、人材面お
よび加工精度面で問題があった。そこで、複雑に湾曲す
る船体外板を熟練や特殊な技能を要することなく、自動
的に曲げ加工することができる、船体外板の自動加熱曲
げ加工方法の提案が強く望まれていた。
However, the bending work of the hull outer plate by such a skilled worker is not only time-consuming, but has problems in terms of human resources and processing accuracy. Therefore, it has been strongly desired to propose a method for automatically heating and bending a hull skin so that a hull skin that is complicatedly curved can be automatically bent without requiring skill or special skill.

【0004】このような要望に答えるべくなされた、船
体外板の自動加熱曲げ加工装置が特開平6−541号公
報に開示されている。以下、この加工装置を従来技術と
いう。従来技術を図面を参照しながら説明する。図19
は、従来技術を示す正面図である。
Japanese Patent Laid-Open No. 6-541 discloses an automatic heating and bending apparatus for a hull outer plate, which is designed to meet such a demand. Hereinafter, this processing device will be referred to as a conventional technique. A conventional technique will be described with reference to the drawings. FIG.
[Fig. 4] is a front view showing a conventional technique.

【0005】図19に示すように、従来技術は、上面を
定盤面とした走行台車50の少なくとも4か所に、走行
台車50上に載置する被加熱船体外板51の端縁部を把
持するためのクランプ52を、ジャッキ53を介して上
下変位可能に配置し、走行台車50の走行方向と直交す
るようにガイドビーム54を配し、ガイドビーム54
に、昇降可能なキャリア55を横行自在に取り付け、キ
ャリア55に、被加熱船体外板51を加熱するための加
熱源56および被加熱船体外板51までの距離を測定す
るための距離センサ57を取り付け、更に、被加熱船体
外板51の曲がり形状と距離センサ57により検出した
被加熱船体外板51の補正データとに基づいて、走行台
車50の走行駆動装置、ジャッキ53、キャリア55の
横行駆動装置および昇降駆動装置を駆動制御するための
制御器を備えたものである。
As shown in FIG. 19, according to the conventional technique, at least four positions of a traveling carriage 50 having an upper surface as a surface plate are used to grip an end edge portion of a heated hull outer plate 51 mounted on the traveling carriage 50. A clamp 52 for performing the operation is arranged so as to be vertically displaceable via a jack 53, and a guide beam 54 is arranged so as to be orthogonal to the traveling direction of the traveling carriage 50.
A vertically movable carrier 55 is attached to the carrier 55, and a heating source 56 for heating the heated hull outer plate 51 and a distance sensor 57 for measuring the distance to the heated hull outer plate 51 are attached to the carrier 55. The traveling drive device for the traveling carriage 50, the jack 53, and the transverse movement of the carrier 55 are mounted based on the bending shape of the heated hull outer plate 51 and the correction data of the heated hull outer plate 51 detected by the distance sensor 57. It is provided with a controller for driving and controlling the device and the lifting drive device.

【0006】上述した従来技術によれば、曲げ加工すべ
き被加熱船体外板51の原形状が距離センサ57によっ
て測定され、この距離データと被加熱船体外板51の曲
がり形状値とに基づいて演算された被加熱船体外板51
の補正データによって、各駆動装置、ジャッキ等が駆動
され、かくして、被加熱船体外板51が所定の姿勢に制
御されながら線状に加熱されて曲げ加工される。
According to the above-mentioned conventional technique, the original shape of the heated hull outer plate 51 to be bent is measured by the distance sensor 57, and based on this distance data and the bent shape value of the heated hull outer plate 51. Heated outer shell 51 of the ship to be heated
The respective driving devices, jacks and the like are driven by the correction data of 1. Thus, the heated hull outer plate 51 is linearly heated and bent while being controlled to a predetermined posture.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術は、次のような問題を有している。即ち、被
加熱船体外板51の長さは、短いもので3m、長いもの
では10数mにも達する。このような被加熱船体外板5
1の端部を加熱して曲げ加工する場合、被加熱船体外板
51は、その加熱端部が常時、水平になるように走行台
車50に載置され、クランプされる。従って、長さが長
い被加熱船体外板51の場合には、加熱端部とこれと反
対側の端部との高低差が大きくなり、数mにも達するこ
とがある。この結果、加熱曲げ加工装置全体が大型化す
る。しかも、目標形状に湾曲させるまでにジャッキ53
を何回も操作して、被加熱船体外板51の姿勢を変化さ
せる必要があり、その操作に時間と手間がかかる。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. That is, the length of the heated hull outer plate 51 is as short as 3 m, and as long as 10 m or more. Such a heated hull skin 5
When the end portion of No. 1 is heated and bent, the heated hull outer plate 51 is placed on the traveling carriage 50 and clamped so that the heated end portion thereof is always horizontal. Therefore, in the case of the heated hull outer plate 51 having a long length, the height difference between the heating end and the end on the opposite side becomes large, and sometimes reaches several meters. As a result, the entire heating and bending apparatus becomes large. Moreover, the jack 53 is required to bend to the target shape.
Must be operated many times to change the posture of the heated hull outer plate 51, which requires time and effort.

【0008】従って、この発明の目的は、熟練や特殊な
技能を要することなく、しかも、被加熱船体外板を動か
すことなく、被加熱船体外板を目標形状に自動的に且つ
容易に湾曲させることができ、また、被加熱船体外板の
湾曲度合いが大きくなっても装置全体が大型化すること
がなく、更に、被加熱船体外板の湾曲の度合いが大きく
なっても、被加熱船体外板の形状を容易に測定すること
ができる、船体外板の自動加熱曲げ加工方法を提供する
ことにある。
Therefore, an object of the present invention is to automatically and easily bend a heated hull skin to a target shape without requiring skill or special skill and without moving the heated hull skin. In addition, even if the degree of curvature of the heated hull skin increases, the entire device does not increase in size, and even if the degree of curvature of the heated hull skin increases, the outside of the heated hull An object of the present invention is to provide a method for automatically heating and bending an outer plate of a hull capable of easily measuring the shape of the plate.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載された発
明は、粗曲げ加工された被加熱船体外板の上方に、前記
被加熱船体外板までの距離を測定するための距離計を水
平方向に移動自在に設置し、前記被加熱船体外板の長手
方向に対応するX軸方向および前記被加熱船体外板の幅
方向に対応するY軸方向に前記距離計を移動させて、前
記被加熱船体外板の複数箇所における、前記被加熱船体
外板の厚さ方向に対応するZ軸方向の距離を測定し、こ
のようにして測定した前記Z軸方向の距離データと各測
定箇所の前記X軸方向および前記Y軸方向における位置
データとに基づいて前記被加熱船体外板の形状を測定
し、このようにして測定した前記被加熱船体外板の測定
形状データと前記被加熱船体外板の目標形状データとを
比較し、この比較結果に基づいて、前記測定形状データ
と前記目標形状データとの間に差がなくなるように、加
熱トーチによる前記被加熱船体外板の複数の加熱領域
を、前記X軸および前記Y軸によって決められる二次元
座標上で決定し且つ加熱パターンを前記加熱領域毎に決
定し、そして、前記各加熱領域において前記加熱トーチ
を、前記加熱トーチの先端と前記被加熱船体外板との間
の距離を一定に維持し、且つ、前記加熱トーチの軸線が
前記被加熱船体外板の法線方向に向くように姿勢制御し
ながら、前記加熱パターンにしたがって移動し、かくし
て、前記被加熱船体外板を目標形状に加熱曲げ加工す
る、船体外板の自動加熱曲げ加工方法であって、前記測
定形状データと前記目標形状データとを比較するに際
し、前記被加熱船体外板の中央部の基準フレームライン
上に基準点P、Q、Rを設けて、下記(1)式によっ
て、方向ベクトルeX を与え、
According to a first aspect of the present invention, there is provided a range finder for measuring a distance to the heated hull skin above the roughly bent heated hull skin. It is movably installed in the horizontal direction, and the rangefinder is moved in the X-axis direction corresponding to the longitudinal direction of the heated hull skin and in the Y-axis direction corresponding to the width direction of the heated hull skin, The Z-axis direction distance corresponding to the thickness direction of the heated hull skin is measured at a plurality of locations on the heated hull skin, and the Z-axis distance data measured in this manner and the respective measurement points are measured. The shape of the heated hull skin is measured based on the position data in the X-axis direction and the position data in the Y-axis direction, and the measured shape data of the heated hull skin and the outside of the heated hull are measured in this manner. Compare the target shape data of the plate and Based on the above, a plurality of heating regions of the heated hull skin by the heating torch are determined by the X-axis and the Y-axis so that there is no difference between the measured shape data and the target shape data. Determined on the dimensional coordinates and the heating pattern for each of the heating regions, and in each of the heating regions, the heating torch, the distance between the tip of the heating torch and the heated hull skin is constant. While maintaining the posture of the heating torch so that the axis of the heating torch is directed in the normal direction of the heated hull skin, the heating torch moves in accordance with the heating pattern, and thus the heated hull skin has a target shape. An automatic heating and bending method for a hull skin, which comprises heating and bending, wherein when comparing the measured shape data and the target shape data, a reference frame of a central portion of the heated hull skin is used. Murain reference point on the P, Q, provided R, the following equation (1) gives a direction vector e X,

【数3】 更に、前記被加熱船体外板において、目標形状データを
記述した座標系におけるZの値が前記P点と一致する位
置にS点をとって、下記(2)および(3)式によっ
て、方向ベクトルez および方向ベクトルey を与え、
(Equation 3) Further, on the heated hull skin, the S point is set at a position where the Z value in the coordinate system describing the target shape data coincides with the P point, and the direction vector is calculated by the following equations (2) and (3). give e z and the direction vector e y ,

【数4】 そして、前記P点を原点として座標変換を行うことによ
って、前記測定形状データを前記被加熱船体外板の目標
形状の座標系に変換することに特徴を有するものであ
る。
(Equation 4) Then, by performing coordinate conversion with the point P as the origin, the measured shape data is converted into the coordinate system of the target shape of the heated hull skin.

【0010】請求項2に記載された発明は、前記被加熱
船体外板の上方にスリット光源を設け、前記スリット光
源から前記基準フレームラインに向けてスリット光を照
射し、前記スリット光と前記基準フレームラインとが重
なり合うときの前記スリット光源の傾斜角度を求め、前
記傾斜角度から前記方向ベクトルeX を求めることに特
徴を有するものである。
According to a second aspect of the present invention, a slit light source is provided above the outer plate of the hull to be heated, and slit light is emitted from the slit light source toward the reference frame line. It is characterized in that an inclination angle of the slit light source when the frame line overlaps is obtained, and the direction vector e X is obtained from the inclination angle.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】次に、この発明の、船体外板の自
動加熱曲げ加工方法の一実施態様を、図面を参照しなが
ら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, an embodiment of an automatic heating and bending method for a hull outer plate of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0012】図1は、この発明の加工方法によって、被
加熱船体外板の形状を測定する際の計測箇所を示す平面
図、図2は、この発明の加工方法による、被加熱船体外
板の加熱箇所および各種加熱パターンを示す平面図、図
3は、測定形状データと目標形状データとの比較を示す
図、図4は、被加熱船体外板の加熱パターンを示す平面
図、図5は、鍋状に湾曲した被加熱船体外板を示す斜視
図、図6は、被加熱船体外板の別の加熱パターンを示す
平面図、図7は、円錐状に湾曲した被加熱船体外板を示
す斜視図、図8は、この発明による座標変換の説明図、
図9は、図8のA矢視図、図10は、図8のB矢視図、
図11は、この発明の加工方法を実施するための加熱ト
ーチ装置を示す正面図、図12は、同加熱トーチ装置を
示す側面図、図13は、同加熱トーチ装置におけるβ面
傾斜角度調整機構の駆動部を示す断面図、図14は、同
加熱トーチ装置におけるセンサブロックに設けられたス
タイラスの配置を示す説明図、図15は、同加熱トーチ
装置における加熱トーチの姿勢制御方法の制御ブロック
図である。
FIG. 1 is a plan view showing measurement points when the shape of a heated hull skin is measured by the processing method of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a heated hull skin by the processing method of the present invention. Plan views showing heating points and various heating patterns, FIG. 3 is a view showing a comparison between measured shape data and target shape data, FIG. 4 is a plan view showing heating patterns of a heated hull outer plate, and FIG. FIG. 6 is a perspective view showing a heated hull skin plate curved in a pan shape, FIG. 6 is a plan view showing another heating pattern of the heated hull skin plate, and FIG. 7 is a cone-shaped heated hull skin plate. FIG. 8 is a perspective view, and FIG. 8 is an explanatory view of coordinate conversion according to the present invention.
9 is a view on arrow A in FIG. 8, FIG. 10 is a view on arrow B in FIG.
11 is a front view showing a heating torch device for carrying out the processing method of the present invention, FIG. 12 is a side view showing the heating torch device, and FIG. 13 is a β-plane tilt angle adjusting mechanism in the heating torch device. FIG. 14 is a cross-sectional view showing a driving part of the heating torch device, FIG. 14 is an explanatory view showing an arrangement of a stylus provided on a sensor block in the heating torch device, and FIG. 15 is a control block diagram of a posture control method of the heating torch in the heating torch device. Is.

【0013】先ず、図11から図15を参照しながら、
この発明の加工方法を実施するための加熱トーチ装置に
ついて説明する。図11から図15において、1は、地
面に設置された定盤、2は、定盤1上に載置された被加
熱船体外板、3は、被加熱船体外板2の長手方向に対応
するX軸方向に沿って敷設されたレール、4は、レール
3上を車輪5によって走行するガントリー、6は、車輪
5を駆動するためのX軸駆動モーター、7は、ガントリ
ー4の水平桁4Aに沿って走行するY軸走行台車であ
る。水平桁4Aは、被加熱船体外板2の幅方向に対応す
るY軸方向に沿って設けられ、X軸方向に沿って敷設さ
れたレール3と直交している。8は、Y軸走行台車7を
駆動するためのY軸駆動モーター、9は、加熱トーチ1
0をX軸およびY軸方向に移動させるための2軸移動機
構である。2軸移動機構9は、レール3、ガントリー
4、車輪5、X軸駆動モーター6、Y軸走行台車7およ
びY軸駆動モーター8からなっている。
First, referring to FIGS. 11 to 15,
A heating torch device for carrying out the processing method of the present invention will be described. In FIGS. 11 to 15, 1 is a surface plate installed on the ground, 2 is a heated hull outer plate placed on the surface plate 1, and 3 is a longitudinal direction of the heated hull outer plate 2. Rails laid along the X-axis direction, 4 is a gantry that travels on the rails 3 by wheels 5, 6 is an X-axis drive motor for driving the wheels 5, and 7 is a horizontal girder 4A of the gantry 4. It is a Y-axis traveling carriage that travels along. The horizontal girders 4A are provided along the Y-axis direction corresponding to the width direction of the heated hull outer plate 2, and are orthogonal to the rails 3 laid along the X-axis direction. Reference numeral 8 is a Y-axis drive motor for driving the Y-axis traveling carriage 7, and 9 is a heating torch 1.
It is a biaxial movement mechanism for moving 0 in the X-axis and Y-axis directions. The two-axis moving mechanism 9 includes a rail 3, a gantry 4, wheels 5, an X-axis drive motor 6, a Y-axis traveling carriage 7 and a Y-axis drive motor 8.

【0014】11は、被加熱船体外板2の厚さ方向(レ
ール3に対して垂直方向)に対応する方向、即ち、Z軸
方向に加熱トーチ10を移動させるためのZ軸移動機構
である。Z軸移動機構11は、Y軸走行台車7の下部に
取り付けられており、Z軸方向に昇降するZ軸昇降部材
12と、Z軸昇降部材12を駆動するためのZ軸駆動モ
ーター13とからなっている。Z軸昇降部材12は、後
述するα面傾斜角調整機構およびβ面傾斜角調整機構を
Z軸と平行な直線を中心として一体的に回転させる機能
を有している。
Reference numeral 11 denotes a Z-axis moving mechanism for moving the heating torch 10 in a direction corresponding to the thickness direction of the heated hull skin 2 (direction perpendicular to the rail 3), that is, the Z-axis direction. . The Z-axis moving mechanism 11 is attached to a lower portion of the Y-axis traveling carriage 7, and includes a Z-axis elevating member 12 that moves up and down in the Z-axis direction and a Z-axis drive motor 13 that drives the Z-axis elevating member 12. Has become. The Z-axis elevating member 12 has a function of integrally rotating an α-plane inclination angle adjusting mechanism and a β-plane inclination angle adjusting mechanism, which will be described later, about a straight line parallel to the Z axis.

【0015】14は、α面内、即ち、レール3と直交す
る垂直面内であってもよい別の所定面内において、加熱
トーチ10を傾斜させるためのα面傾斜角調整機構であ
る。α面傾斜角調整機構14は、Z軸昇降部材12の下
部に固定された取付板15と、取付板15の正面に固定
された、弧状ギヤ孔16Aを有する弧状案内板16と、
弧状ギヤ孔16Aのギヤに歯合して、弧状案内板16に
沿って移動可能なα面回動スライダ17と、α回動スラ
イダ17を駆動するためのα面傾斜駆動モーター18と
からなっている。
Reference numeral 14 denotes an α-plane inclination angle adjusting mechanism for inclining the heating torch 10 in the α-plane, that is, in another predetermined plane which may be a vertical plane orthogonal to the rail 3. The α-plane inclination angle adjusting mechanism 14 includes a mounting plate 15 fixed to a lower portion of the Z-axis elevating member 12, an arc-shaped guide plate 16 fixed to a front surface of the mounting plate 15 and having an arc-shaped gear hole 16A.
It is composed of an α-plane rotating slider 17 which is meshed with the gear of the arc-shaped gear hole 16A and is movable along the arc-shaped guide plate 16, and an α-plane tilt drive motor 18 for driving the α-rotating slider 17. There is.

【0016】19は、α面と直交するβ面内、即ち、レ
ール3と平行な垂直面内であってもよい別の所定面内に
おいて、加熱トーチ10を傾斜させるためのβ面傾斜角
調整機構である。β面傾斜角調整機構19は、α面回動
スライダ17の下部に固定された取付板20と、取付板
20の側面に固定された、弧状ギヤ孔21Aを有する弧
状案内板21と、弧状ギヤ孔21Aのギヤに歯合して、
弧状案内板21に沿って移動可能なβ回動スライダ22
と、β回動スライダ22を駆動するためのβ面傾斜駆動
モーター23とからなっている。加熱トーチ10は、β
回動スライダ22の下部に吊下げ部材24を介して吊り
下げられている。25は、加熱トーチ10と平行に吊下
げ部材24に固定されたセンサブロックである。
Reference numeral 19 denotes a β-plane tilt angle adjustment for tilting the heating torch 10 in a β-plane orthogonal to the α-plane, that is, in another predetermined plane which may be a vertical plane parallel to the rail 3. It is a mechanism. The β-plane tilt angle adjusting mechanism 19 includes a mounting plate 20 fixed to a lower portion of the α-plane rotating slider 17, an arc-shaped guide plate 21 having arc-shaped gear holes 21A fixed to a side surface of the mounting plate 20, and an arc-shaped gear. Mesh with the gear of hole 21A,
Β rotation slider 22 movable along the arc-shaped guide plate 21
And a β plane tilt drive motor 23 for driving the β rotation slider 22. The heating torch 10 is β
It is hung from the lower part of the rotary slider 22 via a hanging member 24. Reference numeral 25 is a sensor block fixed to the hanging member 24 in parallel with the heating torch 10.

【0017】α面傾斜角調整機構14の弧状案内板16
とβ面傾斜角調整機構19の弧状案内板21とは、その
中心が加熱トーチ10からの炎の先端と一致するように
構成されている。従って、α回動スライダ17が弧状案
内板16に沿って移動し、且つ、β回動スライダ22が
弧状案内板21に沿って移動することによって、加熱ト
ーチ10は、炎の先端を中心としてα面およびβ面内に
おいて自在に傾斜する。
The arc-shaped guide plate 16 of the α-plane tilt angle adjusting mechanism 14
The arc-shaped guide plate 21 of the β-plane tilt angle adjusting mechanism 19 is configured so that its center coincides with the tip of the flame from the heating torch 10. Therefore, the α-rotation slider 17 moves along the arc-shaped guide plate 16 and the β-rotation slider 22 moves along the arc-shaped guide plate 21, so that the heating torch 10 is α-centered around the tip of the flame. It freely tilts in the plane and β plane.

【0018】センサブロック25は、第1スタイラス2
6、第2スタイラス27、第3スタイラス28、第1ス
タイラス26の移動量を検出するための第1ポテンショ
メーター29、第2スタイラス27の移動量を検出する
ための第2ポテンショメーター30および第3スタイラ
ス28の移動量を検出するための第3ポテンショメータ
ー31とからなっている。第3スタイラス28は、α面
と平行で且つ第1および第2スタイラス26、27の等
分線と加熱トーチ10とを含む面内に配置されている。
The sensor block 25 includes the first stylus 2
6, a second stylus 27, a third stylus 28, a first potentiometer 29 for detecting the amount of movement of the first stylus 26, a second potentiometer 30 and a third stylus 28 for detecting the amount of movement of the second stylus 27. And a third potentiometer 31 for detecting the movement amount of the. The third stylus 28 is arranged in parallel with the α plane and in a plane including the dividing lines of the first and second styli 26, 27 and the heating torch 10.

【0019】32は、2軸移動機構9のX軸およびY軸
の移動量と、加熱トーチ10のZ軸方向移動量と、X軸
およびY軸方向の面内の傾斜角を設定するための加熱ト
ーチ移動姿勢設定器、33は、第1、第2および第3ポ
テンショメーター29、30および31の検出値に基づ
いて、加熱トーチ10の傾斜角を演算するための演算手
段、34は、X軸駆動モーター6を駆動制御するための
X軸駆動モーター制御器、35は、Y軸駆動モーター8
を駆動制御するためのY軸駆動モーター制御器、36
は、Z軸駆動モーター8を駆動制御するためのZ軸駆動
モーター制御器、37は、α面傾斜駆動モーター18を
駆動制御するためのα面傾斜駆動モーター制御器、38
は、β面傾斜駆動モーター23を駆動制御するためのβ
面傾斜駆動モーター制御器である。
Reference numeral 32 is for setting the X-axis and Y-axis movement amounts of the biaxial movement mechanism 9, the Z-axis direction movement amount of the heating torch 10, and the in-plane tilt angles in the X-axis and Y-axis directions. The heating torch movement attitude setter 33 is a calculating means for calculating the inclination angle of the heating torch 10 based on the detection values of the first, second and third potentiometers 29, 30 and 31, and 34 is an X-axis. An X-axis drive motor controller for driving and controlling the drive motor 6, 35 is a Y-axis drive motor 8
Y-axis drive motor controller for driving and controlling
Is a Z-axis drive motor controller for driving and controlling the Z-axis drive motor 8, 37 is an α-plane tilt drive motor controller for driving and controlling the α-plane tilt drive motor 18, 38
Is a β for driving and controlling the β-plane tilt drive motor 23.
It is a plane tilt drive motor controller.

【0020】39は、Y軸走行台車7に取り付けられた
レーザ変位計であり、被加熱船体外板2との間の距離を
測定する。レーザ変位計39によって測定されたデータ
と、レーザ変位計39のX軸およびY軸方向の位置デー
タとに基づいて、被加熱船体外板2の形状が測定され
る。
Reference numeral 39 is a laser displacement meter attached to the Y-axis traveling carriage 7 and measures the distance to the heated hull skin 2. The shape of the heated hull skin 2 is measured based on the data measured by the laser displacement meter 39 and the position data of the laser displacement meter 39 in the X-axis and Y-axis directions.

【0021】40は、加熱トーチ10の近傍に取り付け
られた冷却用ノズルであり、被加熱船体外板2の加熱時
において、冷却水を被加熱船体外板2に噴射する。これ
によって、被加熱船体外板2の加熱曲げ加工が効率よく
行える。冷却用ノズルは、加熱トーチ10による被加熱
船体外板2の加熱効率を低下させないように、常時、加
熱トーチ10の進行方向上流側にくるように制御され
る。
Reference numeral 40 is a cooling nozzle mounted near the heating torch 10, and sprays cooling water to the heated hull outer plate 2 when the heated hull outer plate 2 is heated. As a result, the heating bending of the heated hull outer plate 2 can be efficiently performed. The cooling nozzle is always controlled so as to come to the upstream side in the traveling direction of the heating torch 10 so as not to reduce the heating efficiency of the heated hull outer plate 2 by the heating torch 10.

【0022】以上のように構成されている、この発明
の、船体外板の自動加熱曲げ加工方法によれば、次のよ
うにして、被加熱船体外板2の加熱曲げ加工が行われ
る。即ち、図1に示すように、被加熱船体外板2を定盤
1上の所定位置に載置する。被加熱船体外板2は、予
め、ローラによって粗曲げ加工されている。被加熱船体
外板2を粗曲げ加工するのは、平板の状態から曲げ加工
するのに比べて、曲げ効率がよいからである。次いで、
2軸移動機構9によりレーザ変位計39を所定ピッチで
X軸およびY軸方向に、後述するフレームラインに沿っ
て移動させて、被加熱船体外板2のフレームライン上の
複数箇所の距離データを測定する。そして、これらの距
離データとレーザ変位計39のX軸およびY軸方向の位
置データ(フレームライン上の各測定点におけるXY座
標)とに基づいて、被加熱船体外板2の形状を測定す
る。
According to the method for automatically heating and bending the outer hull of the hull of the present invention having the above-described structure, the outer hull 2 of the heated hull is heated and bent as follows. That is, as shown in FIG. 1, the heated hull outer plate 2 is placed at a predetermined position on the surface plate 1. The to-be-heated hull skin 2 is roughly bent in advance by rollers. The reason why the heated hull outer plate 2 is roughly bent is that the bending efficiency is better than that in the flat plate state. Then
The laser displacement meter 39 is moved at a predetermined pitch in the X-axis and Y-axis directions along a frame line to be described later by the biaxial movement mechanism 9 to obtain distance data at a plurality of points on the frame line of the heated hull skin 2. Measure. Then, the shape of the heated hull skin 2 is measured based on these distance data and the position data of the laser displacement meter 39 in the X-axis and Y-axis directions (XY coordinates at each measurement point on the frame line).

【0023】次に、このようにして測定した被加熱船体
外板2の形状データと目標形状データとを比較する。目
標形状データは、例えば、図2に示すように、フレーム
ライン(L1 )、(L2 )、(L3 )上の形状データで
ある。フレームラインとは、船体中心軸線に対して直角
な平面と船体外板との交線であり、正面線図上に描かれ
る。この正面線図から船体外板の形状データを三次元的
に把握することができる。比較の結果、例えば、フレー
ムライン(L1 )に関して、被加熱船体外板2の測定形
状データと目標形状データとの間に、図3に示すような
差がある場合には、測定形状データと目標形状データと
の間に差がなくなるように、加熱トーチ10による被加
熱船体外板2の複数の加熱領域を、図2に示すように、
被加熱船体外板2の長手方向および幅方向によって決め
られる二次元座標上で決定し、且つ、後述する加熱パタ
ーンを加熱領域毎に決定し、そして、各加熱領域におい
て加熱トーチ10を、後述するように姿勢制御しながら
加熱パターンにしたがって移動させる。
Next, the shape data of the heated hull skin 2 thus measured and the target shape data are compared. The target shape data is, for example, as shown in FIG. 2, shape data on the frame lines (L 1 ), (L 2 ), and (L 3 ). The frame line is a line of intersection between a plane orthogonal to the center axis of the hull and the hull skin, and is drawn on the front diagram. From this front view, the shape data of the hull skin can be grasped three-dimensionally. As a result of the comparison, for example, regarding the frame line (L 1 ), when there is a difference between the measured shape data of the heated hull skin 2 and the target shape data as shown in FIG. In order to eliminate the difference between the target shape data and the target shape data, as shown in FIG.
It is determined on the two-dimensional coordinates determined by the longitudinal direction and the width direction of the heated hull skin 2, and the heating pattern described later is determined for each heating region, and the heating torch 10 in each heating region is described later. As described above, the robot is moved according to the heating pattern while controlling the attitude.

【0024】被加熱船体外板2の形状を測定する場合、
目標形状の座標系と測定座標系とを一致させて測定すれ
ば、測定形状データと目標形状データとの比較が容易に
行える。しかしながら、目標形状の座標系と測定座標系
とが一致するように、被加熱船体外板2を定盤1上に置
いた場合には、被加熱船体外板2の寸法によっては、被
加熱船体外板2の湾曲の高低差が数mにも及び現実的で
ない。しかも、このような大型の被加熱船体外板2で
は、基準点を設けても、その基準点を正確に位置決めす
ることは非常に困難である。
When measuring the shape of the heated hull skin 2,
When the coordinate system of the target shape and the measurement coordinate system are made to coincide with each other, the measurement shape data and the target shape data can be easily compared. However, when the heated hull skin 2 is placed on the surface plate 1 so that the coordinate system of the target shape and the measurement coordinate system match, depending on the size of the heated hull skin 2, the heated hull shell The height difference of the curvature of the outer plate 2 is several meters, which is not realistic. Moreover, even if a reference point is provided in such a large-sized heated hull skin 2, it is very difficult to accurately position the reference point.

【0025】この問題を解決するには、定盤1上にフリ
ーに置かれた被加熱船体外板2の測定形状データを被加
熱船体外板2の目標形状の座標系に変換し、この後、測
定形状データと目標形状データとを比較すればよい。以
下、座標系の変換方法について、図8から図10を参照
しながら説明する。
In order to solve this problem, the measured shape data of the heated hull skin 2 placed freely on the surface plate 1 is converted into the coordinate system of the target shape of the heated hull skin 2, and then this is converted. , The measured shape data and the target shape data may be compared. Hereinafter, a method of converting the coordinate system will be described with reference to FIGS. 8 to 10.

【0026】先ず、被加熱船体外板2の中央部の基準フ
レームライン上に基準点P、Q、Rを設けて、下記
(1)式によって、方向ベクトルeX を与えると、方向
ベクトルeX は、ベクトルの外積の定義からP、Q、R
点を含む平面の法線、即ち、目標形状の座標のX軸であ
る。
[0026] First, the reference point P on a reference frame line of the central portion of the heated hull 2, Q, the R provided by the following equation (1), given a direction vector e X, the direction vector e X Is P, Q, R from the definition of the cross product of vectors
It is the normal of the plane containing the points, that is, the X axis of the coordinates of the target shape.

【数5】 (Equation 5)

【0027】更に、被加熱船体外板2において、目標形
状データを記述した座標系におけるZの値が前記P点と
一致する位置にS点をとって、下記(2)および(3)
式によって、方向ベクトルez および方向ベクトルey
を与える。
Further, on the heated hull skin 2, the S point is set at a position where the Z value in the coordinate system describing the target shape data coincides with the P point, and the following (2) and (3) are taken.
By the formula, the direction vector e z and the direction vector e y
give.

【数6】 (Equation 6)

【0028】そして、前記P点を原点として座標変換を
行えば、被加熱船体外板2の測定形状データを被加熱船
体外板2の目標形状の座標系に変換することができる。
従って、目標形状の座標系と測定座標系とを一致させて
測定することなく、測定形状データと目標形状データと
の比較が容易に行える。これによって、被加熱船体外板
2が大型化して、被加熱船体外板2の湾曲の度合いが大
きくなっても、被加熱船体外板2の形状を容易に測定す
ることができる。
If coordinate conversion is performed with the point P as the origin, the measured shape data of the heated hull skin 2 can be converted into the coordinate system of the target shape of the heated hull skin 2.
Therefore, it is possible to easily compare the measured shape data and the target shape data without making the measurement by matching the coordinate system of the target shape with the measurement coordinate system. As a result, the shape of the heated hull skin 2 can be easily measured even if the heated hull skin 2 becomes large and the degree of bending of the heated hull skin 2 increases.

【0029】なお、上述した加熱トーチ装置にスリット
光源を設け、このスリット光源から被加熱船体外板2の
基準フレームライン(図8において、中央部のフレーム
ライン)に向けてスリット光を照射し、このスリット光
と基準フレームラインとが重なり合うときの前記スリッ
ト光源の傾斜角度を、前記スリット光源に取り付けた角
度計によって求めれば、このときの傾斜角度から方向ベ
クトルeX を求めることができる。このようにして、方
向ベクトルeX を求めたら、後は、上述した場合におけ
ると同様にして、方向ベクトルey およびez を求め
る。以下に、スリット光による方向ベクトルeX の求め
方について説明する。
A slit light source is provided in the above-described heating torch device, and slit light is emitted from the slit light source toward the reference frame line (the central frame line in FIG. 8) of the heated hull outer plate 2. If the inclination angle of the slit light source when the slit light and the reference frame line overlap each other is obtained by an angle meter attached to the slit light source, the direction vector e X can be obtained from the inclination angle at this time. After the direction vector e X is obtained in this way, the direction vectors e y and e z are then obtained in the same manner as in the case described above. Hereinafter, a method of obtaining the direction vector e X by the slit light will be described.

【0030】図16に示すように、ガントリー4にレー
ザー光等のスリット光源58を設置し、スリット光源5
8から定盤1上に載置された被加熱船体外板2にスリッ
ト光を照射する。スリット光源58は、図17に示すよ
うに、Z軸を中心として回転可能な架台59上に取り付
けられている。更に、スリット光源58は、Z軸と直交
するφ軸を中心として回転するように架台59上に取り
付けられている。そして、図18に示すように、Z軸の
回転角およびφ軸の回転角が共に0のとき、即ち、θ=
0、φ=0のとき、スリット光の面の法線ベクトルnが
n(ベクトル)=(1,0,0)となるように取り付け
る。図18から明らかなように、スリット光をZ軸およ
びφ軸を中心として、角度θ、φだけ回転させたときの
方向ベクトルnは、(cosθ,sinθ,tanφ)
と平行なベクトルである。従って、方向ベクトルe
X は、
As shown in FIG. 16, a slit light source 58 such as a laser beam is installed on the gantry 4, and the slit light source 5
From 8 the slit light is irradiated to the heated hull outer plate 2 placed on the surface plate 1. As shown in FIG. 17, the slit light source 58 is mounted on a pedestal 59 rotatable about the Z axis. Further, the slit light source 58 is mounted on the mount 59 so as to rotate about a φ axis orthogonal to the Z axis. Then, as shown in FIG. 18, when the rotation angle of the Z axis and the rotation angle of the φ axis are both 0, that is, θ =
When 0 and φ = 0, the normal vector n of the surface of the slit light is attached so that n (vector) = (1,0,0). As is clear from FIG. 18, the direction vector n when the slit light is rotated about the Z axis and the φ axis by the angles θ and φ is (cos θ, sin θ, tan φ).
Is a vector parallel to. Therefore, the direction vector e
X is

【数7】 となる。(Equation 7) Becomes

【0031】加熱パターンには、直線形、渦巻形、平行
ウィービング形または先広がりウィービング形等があ
り、各パターンによって被加熱船体外板2の湾曲形状が
異なる。例えば、図4に示すように、加熱トーチ10を
対角線状に直線移動、または、平行ウィービングさせて
被加熱船体外板2を加熱した場合には、図5に示すよう
に、被加熱船体外板2は、鍋状に湾曲し、図6に示すよ
うに、加熱トーチ10を放射状に直線移動、または、先
広がりウィービングさせて被加熱船体外板2を加熱した
場合には、図7に示すように、被加熱船体外板2は、円
錐形状に湾曲する。
The heating pattern may be a linear shape, a spiral shape, a parallel weaving shape, a divergent weaving shape, or the like, and the curved shape of the heated hull skin 2 is different depending on each pattern. For example, as shown in FIG. 4, when the heating torch 10 is diagonally linearly moved or parallel weaving is used to heat the heated hull skin 2, as shown in FIG. 2 is curved in a pan shape, and as shown in FIG. 6, when the heating torch 10 is moved linearly in a radial direction, or when the heated hull skin 2 is heated by diverging weaving, as shown in FIG. In addition, the heated hull skin 2 is curved in a conical shape.

【0032】次に、加熱トーチ10の動作について説明
する。先ず、被加熱船体外板2の加熱開始点(例えば、
図2中、A点)に加熱トーチ10がくるように加熱トー
チ移動姿勢設定器32を操作する。なお、A点は、図2
に示すX、Y座標における座標(Xa,Ya)である。
即ち、加熱トーチ移動姿勢設定器32のX軸およびY軸
指令信号に基づいて、X軸およびY軸駆動モータ制御器
34、35は、X軸およびY軸駆動モータ6、8を駆動
して、ガントリー4およびY軸走行台車7を走行させ
る。そして、、加熱トーチ10が被加熱船体外板2の加
熱開始点A(Xa,Ya)にきたところで、X軸および
Y軸駆動モータ6、8の駆動を止めて、ガントリー4お
よびY軸走行台車7の走行を停止させる。
Next, the operation of the heating torch 10 will be described. First, the heating start point (for example,
The heating torch movement attitude setting device 32 is operated so that the heating torch 10 is located at point A in FIG. The point A is shown in FIG.
The coordinates (Xa, Ya) in the X and Y coordinates shown in FIG.
That is, the X-axis and Y-axis drive motor controllers 34 and 35 drive the X-axis and Y-axis drive motors 6 and 8 based on the X-axis and Y-axis command signals of the heating torch movement attitude setting unit 32, The gantry 4 and the Y-axis traveling carriage 7 are caused to travel. Then, when the heating torch 10 reaches the heating start point A (Xa, Ya) of the heated hull outer plate 2, the driving of the X-axis and Y-axis drive motors 6 and 8 is stopped, and the gantry 4 and the Y-axis traveling carriage. Stop the running of 7.

【0033】このようにして、加熱トーチ10が被加熱
船体外板2の加熱開始点上にきたら、加熱トーチ10を
点火し、次いで、加熱トーチ移動姿勢設定器32のX軸
およびY軸指令信号に基づいて、ガントリー4およびY
軸走行台車7を、加熱トーチ10が予め決められた加熱
パターン(この場合には、先広がりウィービング)に倣
って移動するように、走行させる。
In this way, when the heating torch 10 reaches the heating start point of the heated hull outer plate 2, the heating torch 10 is ignited, and then the X-axis and Y-axis command signals of the heating torch moving attitude setter 32 are set. Based on Gantry 4 and Y
The axis traveling carriage 7 is caused to travel so that the heating torch 10 moves in accordance with a predetermined heating pattern (in this case, pre-expanding weaving).

【0034】加熱トーチ10が被加熱船体外板2の湾曲
面に至ると、先端が被加熱船体外板2面に接触している
各スタイラス26、27、28は、Z軸方向に移動し、
第1、第2および第3スタイラス26、27、28の位
置に対応する電圧が、それぞれ第1、第2および第3ポ
テンショメータ29、30、31から演算手段33に入
力される。演算手段33は、第1、第2および第3ポテ
ンショメータ29、30、31の検出値の加算平均値を
演算し、更に、第1ポテンショメータ29の検出値と第
2ポテンショメータ30の検出値との差を演算し、更
に、第1および第2ポテンショメータ29、30の検出
値の加算平均値を演算し、その加算平均値と第3ポテン
ショメータ31の検出値との間の差を演算する。
When the heating torch 10 reaches the curved surface of the heated hull skin 2, each stylus 26, 27, 28 whose tip is in contact with the heated hull skin 2 surface moves in the Z-axis direction,
Voltages corresponding to the positions of the first, second and third styli 26, 27, 28 are input to the computing means 33 from the first, second and third potentiometers 29, 30, 31 respectively. The calculation means 33 calculates an arithmetic mean value of the detection values of the first, second and third potentiometers 29, 30, 31 and further calculates the difference between the detection value of the first potentiometer 29 and the detection value of the second potentiometer 30. Then, the arithmetic mean of the detection values of the first and second potentiometers 29 and 30 is calculated, and the difference between the arithmetic mean and the detection value of the third potentiometer 31 is calculated.

【0035】そして、第1、第2および第3ポテンショ
メータ29、30、31の検出値の加算平均値は、Z軸
駆動モータ制御器35に入力される。Z軸駆動モータ制
御器35は、前記加算平均値と、被加熱船体外板2に対
して当初、加熱トーチ10が垂直に設定されたときの第
1、第2および第3ポテンショメータ29、30、31
の検出値の加算平均値との間の差が零になるようにZ軸
駆動モーター13を駆動する。これによって、加熱トー
チ10のZ軸方向の位置は、当初の設定高さ位置に維持
される。
Then, the arithmetic mean value of the detection values of the first, second and third potentiometers 29, 30, 31 is inputted to the Z-axis drive motor controller 35. The Z-axis drive motor controller 35 first and second, and third potentiometers 29, 30, when the heating torch 10 is initially set to be vertical with respect to the added average value and the heated hull skin 2. 31
The Z-axis drive motor 13 is driven so that the difference between the detection value of and the addition average value becomes zero. As a result, the position of the heating torch 10 in the Z-axis direction is maintained at the initially set height position.

【0036】更に、第1ポテンショメータ29の検出値
と第2ポテンショメータ30の検出値との間の差は、β
面傾斜駆動モーター制御器38に入力される。β面傾斜
駆動モーター制御器38は、その差が零になるようにβ
面傾斜駆動モーター23を駆動する。更に、第1および
第2ポテンショメータ29、30の検出値の加算平均値
と第3ポテンショメータ31の検出値との間の差は、α
面傾斜駆動モーター制御器37に入力される。α面傾斜
駆動モーター制御器37は、その差が零になるようにα
面傾斜駆動モーター18を駆動する。
Further, the difference between the detection value of the first potentiometer 29 and the detection value of the second potentiometer 30 is β
It is input to the plane tilt drive motor controller 38. The β plane tilt drive motor controller 38 adjusts β so that the difference becomes zero.
The plane tilt drive motor 23 is driven. Furthermore, the difference between the arithmetic mean value of the detection values of the first and second potentiometers 29 and 30 and the detection value of the third potentiometer 31 is α
It is input to the plane tilt drive motor controller 37. The α plane tilt drive motor controller 37 sets α so that the difference becomes zero.
The plane tilt drive motor 18 is driven.

【0037】従って、被加熱船体外板2が三次元的に傾
斜している場合であっても、加熱トーチ10は、常時、
当初の設定高さ位置を維持し、しかも、被加熱船体外板
2面の法線方向を向くように姿勢制御されて、所定の加
熱パターンにしたがって被加熱船体外板2を加熱する。
Therefore, even when the heated hull skin 2 is three-dimensionally inclined, the heating torch 10 is always
The initially set height position is maintained, and the posture of the heated hull outer plate 2 is controlled so as to face the normal direction to the heated hull outer plate 2 in accordance with a predetermined heating pattern.

【0038】加熱トーチ10によって被加熱船体外板2
を加熱している際に、冷却用ノズルから冷却水を被加熱
船体外板2に向けて噴射して、被加熱船体外板2を冷却
すれば、加熱による被加熱船体外板2の加熱湾曲効率の
向上を図ることができる。このように被加熱船体外板2
に冷却水を噴射する場合には、冷却効率の低下を招かな
いように、冷却用ノズルが、常時、加熱トーチ10の進
行方向上流側にくるように制御する。これは、Z軸昇降
部材12によってα面傾斜角調整機構14およびβ面傾
斜角調整機構19を、Z軸と平行な直線を中心として一
体的に回転させることによって行われる。
The outer shell 2 of the hull to be heated by the heating torch 10.
While heating the shell, if cooling water is jetted from the cooling nozzle toward the heated hull skin 2 to cool the heated hull skin 2, the heating curve of the heated hull skin 2 due to heating It is possible to improve efficiency. In this way, the heated hull skin 2
When the cooling water is injected into the cooling tongue, the cooling nozzle is controlled so as to always come to the upstream side in the traveling direction of the heating torch 10 so as not to reduce the cooling efficiency. This is performed by integrally rotating the α-plane tilt angle adjusting mechanism 14 and the β-plane tilt angle adjusting mechanism 19 by the Z-axis elevating member 12 about a straight line parallel to the Z-axis.

【0039】また、センサブロック25は、常時、加熱
トーチ10の進行方向下流側にくるように制御される
が、被加熱船体外板2の端部を加熱する場合には、セン
サブロック25が被加熱船体外板2から外れてしまうこ
とがある。この場合にも、Z軸昇降部材12によってα
面傾斜角調整機構14およびβ面傾斜角調整機構19
を、Z軸と平行な直線を中心として一体的に回転させ
て、加熱トーチ10とセンサブロック25との位置を入
れ換える。加熱トーチ10を斜めに移動させる場合にお
いても同様である。
The sensor block 25 is always controlled so as to be located on the downstream side in the traveling direction of the heating torch 10. However, when the end of the heated hull outer plate 2 is heated, the sensor block 25 is covered. It may come off from the heating hull skin 2. Also in this case, the Z-axis lifting member 12 causes α
Surface inclination angle adjusting mechanism 14 and β surface inclination angle adjusting mechanism 19
Are integrally rotated around a straight line parallel to the Z axis, and the positions of the heating torch 10 and the sensor block 25 are exchanged. The same applies when the heating torch 10 is moved diagonally.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、熟練や特殊な技能を要することなく、しかも、被加
熱船体外板を動かすことなく、被加熱船体外板を目標形
状に自動的に且つ容易に湾曲させることができ、また、
被加熱船体外板の湾曲度合いが大きくなっても装置全体
が大型化することがなく、更に、被加熱船体外板の湾曲
の度合いが大きくなっても、被加熱船体外板の形状を容
易に測定することができるといった工業上有用な効果が
もたらされる。
As described above, according to the present invention, the heated hull skin is automatically made into a target shape without requiring skill or special skill and without moving the heated hull skin. And can be bent easily, and
Even if the degree of curvature of the heated hull skin increases, the size of the entire device does not increase, and even if the degree of curvature of the heated hull skin increases, the shape of the heated hull skin easily changes. Industrially useful effects such as measurement can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の加工方法によって、被加熱船体外板
の形状を測定する際の計測箇所を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing measurement points when measuring the shape of a heated hull skin by the processing method of the present invention.

【図2】この発明の加工方法による、被加熱船体外板の
加熱箇所および各種加熱パターンを示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing heating points and various heating patterns on a shell to be heated according to the processing method of the present invention.

【図3】測定形状データと目標形状データとの比較を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a comparison between measured shape data and target shape data.

【図4】被加熱船体外板の加熱パターンを示す平面図で
ある。
FIG. 4 is a plan view showing a heating pattern of an outer plate of a hull to be heated.

【図5】鍋状に湾曲した被加熱船体外板を示す斜視図で
ある。
FIG. 5 is a perspective view showing a heated hull outer plate curved in a pan shape.

【図6】被加熱船体外板の別の加熱パターンを示す平面
図である。
FIG. 6 is a plan view showing another heating pattern of the heated hull outer plate.

【図7】円錐状に湾曲した被加熱船体外板を示す斜視図
である。
FIG. 7 is a perspective view showing a heated hull skin which is curved in a conical shape.

【図8】この発明による座標変換の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of coordinate conversion according to the present invention.

【図9】図8のA矢視図である。9 is a view on arrow A in FIG.

【図10】図8のB矢視図である。10 is a view on arrow B of FIG.

【図11】この発明の加工方法を実施するための加熱ト
ーチ装置を示す正面図である。
FIG. 11 is a front view showing a heating torch device for carrying out the processing method of the present invention.

【図12】同加熱トーチ装置を示す側面図である。FIG. 12 is a side view showing the heating torch device.

【図13】同加熱トーチ装置におけるβ面傾斜角度調整
機構の駆動部を示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a drive unit of a β-plane tilt angle adjusting mechanism in the heating torch device.

【図14】同加熱トーチ装置におけるセンサブロックに
設けられたスタイラスの配置を示す説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an arrangement of a stylus provided on a sensor block in the heating torch device.

【図15】同加熱トーチ装置における加熱トーチの姿勢
制御方法の制御ブロック図である。
FIG. 15 is a control block diagram of a posture control method of the heating torch in the heating torch device.

【図16】被加熱船体外板に照射されるスリット光の説
明図である。
FIG. 16 is an explanatory view of slit light with which the outer plate of the hull to be heated is irradiated.

【図17】スリット光の照射装置を示す概略斜視図であ
る。
FIG. 17 is a schematic perspective view showing a slit light irradiation device.

【図18】方向ベクトルeX の求め方を示すベクトル図
である。
FIG. 18 is a vector diagram showing how to obtain a direction vector e X.

【図19】従来技術を示す正面図である。FIG. 19 is a front view showing a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:定盤 2:被加熱船体外板 3:レール 4:ガントリー 4A:水平桁 5:車輪 6:X軸駆動モーター 7:Y軸走行台車 8:Y軸駆動モーター 9:2軸移動機構 10:加熱トーチ 11:Z軸移動機構 12:Z軸昇降部材 13:Z軸駆動モーター 14:α面傾斜角調整機構 15:取付板 16:弧状案内板 16A:弧状ギヤ孔 17:α面回動スライダー 18:α面傾斜駆動モーター 19:β面傾斜角調整機構 20:取付板 21:弧状案内板 21A:弧状ギヤ孔 22:β面回動スライダー 23:β面傾斜駆動モーター 24:吊下げ部材 25:センサブロック 26:第1スタイラス 27:第2スタイラス 28:第3スタイラス 29:第1ポテンショメーター 30:第2ポテンショメーター 31:第3ポテンショメーター 32:加熱トーチ移動姿勢設定器 33:演算手段 34:X軸駆動モーター制御器 35:Y軸駆動モーター制御器 36:Z軸駆動モーター制御器 37:α面傾斜駆動モーター制御器 38:β面傾斜駆動モーター制御器 39:レーザ変位計 40:冷却用ノズル 50:走行台車 51:被加熱船体外板 52:クランプ 53:ジャッキ 54:ガイドビーム 55:キャリア 56:加熱源 57:距離センサ 58:スリット光源 59:架台 1: Surface plate 2: Heated hull outer plate 3: Rail 4: Gantry 4A: Horizontal girder 5: Wheel 6: X-axis drive motor 7: Y-axis traveling carriage 8: Y-axis drive motor 9: 2-axis moving mechanism 10: Heating torch 11: Z-axis moving mechanism 12: Z-axis lifting member 13: Z-axis drive motor 14: α-face tilt angle adjusting mechanism 15: Mounting plate 16: Arc-shaped guide plate 16A: Arc-shaped gear hole 17: α-face rotating slider 18 : Α surface tilt drive motor 19: β surface tilt angle adjusting mechanism 20: Mounting plate 21: Arc guide plate 21A: Arc gear hole 22: β surface rotation slider 23: β surface tilt drive motor 24: Hanging member 25: Sensor Block 26: 1st stylus 27: 2nd stylus 28: 3rd stylus 29: 1st potentiometer 30: 2nd potentiometer 31: 3rd potentiometer 32: Heated March movement attitude setter 33: Computing means 34: X-axis drive motor controller 35: Y-axis drive motor controller 36: Z-axis drive motor controller 37: α-plane tilt drive motor controller 38: β-plane tilt drive motor Controller 39: Laser displacement meter 40: Cooling nozzle 50: Traveling carriage 51: Heated hull outer plate 52: Clamp 53: Jack 54: Guide beam 55: Carrier 56: Heating source 57: Distance sensor 58: Slit light source 59: Stand

───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Murayama 1-2-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 粗曲げ加工された被加熱船体外板の上方
に、前記被加熱船体外板までの距離を測定するための距
離計を水平方向に移動自在に設置し、前記被加熱船体外
板の長手方向に対応するX軸方向および前記被加熱船体
外板の幅方向に対応するY軸方向に前記距離計を移動さ
せて、前記被加熱船体外板の複数箇所における、前記被
加熱船体外板の厚さ方向に対応するZ軸方向の距離を測
定し、このようにして測定した前記Z軸方向の距離デー
タと各測定箇所の前記X軸方向および前記Y軸方向にお
ける位置データとに基づいて前記被加熱船体外板の形状
を測定し、このようにして測定した前記被加熱船体外板
の測定形状データと前記被加熱船体外板の目標形状デー
タとを比較し、この比較結果に基づいて、前記測定形状
データと前記目標形状データとの間に差がなくなるよう
に、加熱トーチによる前記被加熱船体外板の複数の加熱
領域を、前記X軸および前記Y軸によって決められる二
次元座標上で決定し且つ加熱パターンを前記加熱領域毎
に決定し、そして、前記各加熱領域において前記加熱ト
ーチを、前記加熱トーチの先端と前記被加熱船体外板と
の間の距離を一定に維持し、且つ、前記加熱トーチの軸
線が前記被加熱船体外板の法線方向に向くように姿勢制
御しながら、前記加熱パターンにしたがって移動し、か
くして、前記被加熱船体外板を目標形状に加熱曲げ加工
する、船体外板の自動加熱曲げ加工方法であって、 前記測定形状データと前記目標形状データとを比較する
に際し、前記被加熱船体外板の中央部の基準フレームラ
イン上に基準点P、Q、Rを設けて、下記(1)式によ
って、方向ベクトルeX を与え、 【数1】 更に、前記被加熱船体外板において、目標形状データを
記述した座標系におけるZの値が前記P点と一致する位
置にS点をとって、下記(2)および(3)式によっ
て、方向ベクトルez および方向ベクトルey を与え、 【数2】 そして、前記P点を原点として座標変換を行うことによ
って、前記測定形状データを前記被加熱船体外板の目標
形状の座標系に変換することを特徴とする、船体外板の
自動加熱曲げ加工方法。
1. A range finder for measuring a distance to the heated hull outer plate is installed above the roughly bent heated hull outer plate so as to be movable in a horizontal direction. The heated hull at a plurality of locations on the heated hull outer plate by moving the distance meter in an X-axis direction corresponding to the longitudinal direction of the plate and a Y-axis direction corresponding to the width direction of the heated hull outer plate. The distance in the Z-axis direction corresponding to the thickness direction of the outer plate is measured, and the distance data in the Z-axis direction thus measured and the position data in the X-axis direction and the Y-axis direction at each measurement location are obtained. The shape of the heated hull skin is measured based on the above, and the measured shape data of the heated hull skin thus measured is compared with the target shape data of the heated hull skin, and this comparison result is used. Based on the measured shape data and the target shape, A plurality of heating regions of the heated hull skin by the heating torch are determined on the two-dimensional coordinates determined by the X-axis and the Y-axis, and the heating pattern is determined by Determined for each heating region, and in each heating region, the heating torch, the distance between the tip of the heating torch and the outer shell of the heated vessel is kept constant, and the axis of the heating torch is Automatic heating of the hull skin, which moves according to the heating pattern while controlling the attitude so as to face the normal line of the heated hull skin, and thus heat-bends the heated hull skin to a target shape. A bending method, wherein when comparing the measured shape data and the target shape data, reference points P, Q, R are provided on a reference frame line in the center of the heated hull skin, The direction vector e X is given by the equation (1), and Further, on the heated hull skin, the S point is set at a position where the Z value in the coordinate system describing the target shape data coincides with the P point, and the direction vector is calculated by the following equations (2) and (3). Given e z and the direction vector e y , Then, by performing coordinate conversion using the point P as an origin, the measured shape data is converted into a coordinate system of a target shape of the heated hull skin, the method for automatically heating and bending the hull skin. .
【請求項2】 前記被加熱船体外板の上方にスリット光
源を設け、前記スリット光源から前記基準フレームライ
ンに向けてスリット光を照射し、前記スリット光と前記
基準フレームラインとが重なり合うときの前記スリット
光源の傾斜角度を求め、前記傾斜角度から前記方向ベク
トルeX を求めることを特徴とする、請求項1記載の、
船体外板の自動加熱曲げ加工方法。
2. A slit light source is provided above the outer plate of the ship to be heated, slit light is emitted from the slit light source toward the reference frame line, and the slit light and the reference frame line overlap each other. The inclination angle of the slit light source is obtained, and the direction vector e X is obtained from the inclination angle.
Automatic heating and bending method for hull skin.
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