JPH10260004A - 大板製造における単板の位置決め方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直角度の優れた大板製造を効率的に製造する
ための単板位置決め方法を提供する。 【解決手段】 長さが同一の単板５１Ａ、５１Ｂ、５１
Ｃおよび５１Ｄを、それぞれの長辺５４同士が接するよ
うに溶接して板継ぎして大板６０とするに際して、前記
複数枚の単板５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃおよび５１Ｄの短
辺の位置を揃えて、大板６０の直角度を保つための板継
ぎにおける単板の位置決め方法であり、単板５１Ａの長
辺５４と平行に罫書き線５８を罫書き、この罫書き線５
８に沿って前記単板の長辺５４方向一端部５２から他端
部５３に向かってレ−ザ−ビ−ム５５を水平に発射し、
発射した方向と直角かつ水平方向に反射させ、反射させ
たレ−ザ−ビ−ム５７を基準線として、隣接する単板５
１Ｂ、５１Ｃおよび５１Ｄの位置決めを順次行う大板製
造における単板の位置決め方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数の単板を板
継ぎして大板とし、船舶構造部材、橋梁構造部材等を製
造する場合の単板の位置決め方法およびその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】構造物の製作、特に船舶や橋梁等の大型
構造物の製作においては、鋼板の板継ぎと呼ばれる作業
が実施される。この板継ぎ作業とは、製鉄所から納入さ
れる幅４ｍ、長さ２０ｍ程度の寸法の鋼板に、トリミン
グや開先加工を施して単板とし、５〜１０枚の単板をそ
れぞれの長辺同士が接するように並べて溶接することに
より、幅２０ｍ×長さ２０〜４０ｍの長方形の大板を製
作する作業工程をいう。

【０００３】この作業工程においては、複数の単板の短
辺を精度良くそろえて板継ぎすることが、大板となった
場合の長方形としての精度を保つ上で重要であり、複数
の単板の短辺をそろえて配置する位置決めが重要とな
る。

【０００４】このために、従来は図８に示すように、板
継ぎする各単板５１の一短辺５１ａから一定距離Ｌ内側
で、かつ各単板５１の両方の長辺５１ｂおよび５１ｃの
それぞれから一定距離Ｗ内側に入った位置に、二個の罫
書きマ−ク５２ａおよび５２ｂを罫書き、第一の単板５
１の罫書きマ−ク５２ｂと第二の単板５１の罫書きマ−
ク５２ａの短辺方向罫書き線が同一線上に位置するよう
に、第二の単板５１の罫書きマ−ク５２ｂと第三の単板
５１の罫書きマ−ク５２ａの短辺方向罫書き線が同一線
上置に位置するようにというように、隣り合う単板５１
の罫書きマ−クの位置合わせをしながら位置決めを行っ
た後、単板の長辺相互を仮付け溶接する、という方法を
採用している。

【０００５】また、大板の基準辺となる最初の単板の端
部長辺から、例えばトランシット等の測量機器を用い
て、直角を求めながら、各単板の位置決めを行い、単板
同士の仮付け溶接を行う方法もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の板継ぎにおける位置決め方法は、次のような問
題点があった。 （１）罫書きマ−クによる方法 隣り合う２枚の単板の間でのみ位置決めの精度を確認す
るだけで、全体としての位置決めが正確であるかの確認
がなされていないので、隣り合う単板での誤差が大板と
なったときに累積し、このため、図９（ａ）に示すよう
に、製作される大板６０の形状が平行四辺形となった
り、図９（ｂ）に示すように、大板６０の一方の長辺６
０ａが凸状に、また他方の長辺６０ｂが凹状に形成され
て長さ方向に湾曲した形状になり、品質管理上、また工
程管理上重大な問題となる。 （２）トランシット等の測量機器を用いる方法 位置決めの精度確保の上では有効であるが、測量機器の
操作が複雑なことや、複数人での作業が必要であり、能
率上問題である。

【０００７】この発明は、従来技術の前述のような問題
点を解消するためになされたものであり、大板になった
ときの形状および寸法精度を効率的に向上させることの
できる大板製造における単板の位置決め方法およびその
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る板継ぎに
おける単板の位置決め方法は、長さが同一の複数枚の単
板を、それぞれの長辺同士が接するように板継ぎして大
板とするに際して、前記複数枚の単板の短辺の位置を揃
えて、大板の直角度を保つための板継ぎにおける単板の
位置決め方法であり、位置決めの基準となる単板の長辺
と平行に罫書き線を罫書き、この罫書き線に沿って前記
単板の長辺方向一端部から他端部に向かってレ−ザ−ビ
−ムを水平に発射し、発射したレ−ザ−ビ−ムを単板の
長辺方向他端部から所定距離内側に入った位置におい
て、発射した方向と直角かつ水平方向に反射させ、反射
させたレ−ザ−ビ−ムを基準線として、隣接する単板の
位置決めを順次行うことを特徴とする大板製造における
単板の位置決め方法である。

【０００９】この板継ぎにおける単板の位置決め方法に
おいては、位置決めの基準となる単板の長辺に平行して
該単板の一端からレーザービームが発射され、発射した
レ−ザ−ビ−が直角で水平に反射されるので、反射した
レ−ザ−ビ−ムを基準線として、単板の短辺の位置を位
置決めしていくと、複数の単板の短辺は、一直線上に位
置させることができる。その結果、完成した大板の直角
度を確保することができるようになる。

【００１０】そして、レーザービームを発射し反射させ
るものであり、複雑な測定機器の操作が不要であるの
で、位置決め作業が能率的に行える。

【００１１】したがって、この位置決め方法によって、
寸法、形状に優れた大板が効率的に完成されることとな
る。

【００１２】また、本発明にかかる大板製造における単
板の位置決め装置は、次の（イ）〜 （ハ）より構成されることを特徴とするものである。 （イ）位置決めの基準となる長方形単板の長辺方向一端
部から他端部に向けて、長辺と平行かつ水平にレ−ザ−
ビ−ムを発射するレ−ザ−ビ−ム発射機構 （ロ）前記位置決めの基準となる長方形単板の長辺方向
他端部において、前記発射したレ−ザ−ビ−ムを入射さ
せるとともに、入射されたレ−ザ−ビ−ムを直角かつ水
平方向に反射させるためのレ−ザ−ビ−ム反射機構 （ハ）前記直角かつ水平に反射されたレ−ザ−ビ−ム
を、前記位置決めの基準となる長方形単板以降の単板上
の所定位置で受光するためのレ−ザ−ビ−ム受光機構

【００１３】本発明にかかる板継ぎ用位置決め装置を使
用することにより、レ−ザ−ビ−ムによる高精度な直角
基準線が板継ぎをする複数の単板上に容易に形成するこ
とができ、かつ基準線の位置を正確に把握することがで
きるので、この基準線を基に各単板の短辺を、基準線と
平行な直線上に配材することができる。その結果、寸
法、形状に優れた大板が効率的に完成されることとな
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態である大板
製造における単板の位置決め装置を、図１により説明す
る。

【００１５】図１は、本発明の実施の形態である板継ぎ
用位置決め装置の構成を示す平面図である。この板継ぎ
用位置決め装置は、大板６０を構成する単板５１Ａ、５
１Ｂ、５１Ｃおよび５１Ｄのうち、各単板の位置決めの
基準となる単板５１Ａ上において、単板５１Ａの短辺５
２側から短辺５３側に向けて基準線となる単板５１Ａの
長辺５４と平行かつ水平にレ−ザ−ビ−ム５５を発射す
るレーザービーム発射機構１と、発射されたレ−ザ−ビ
−ム５５を単板５１Ａの短辺５３から所定距離Ｌだけ内
側に入った位置で受け、かつ、レ−ザ−ビ−ムを発射方
向と直角に単板５１Ｂの方向に向けて反射するレーザー
ビーム反射機構２と、反射されたレ−ザ−ビ−ム５７
を、単板５１Ｂ、５１Ｃまたは５１Ｄのそれぞれの短辺
５６から前記所定距離Ｌだけ内側に入った位置で受光す
るレ−ザ−ビ−ム受光機構３と、から構成されている。

【００１６】この大板製造における単板の位置決め装置
を詳述すると、次のとおりである。すなわち、レ−ザ−
ビ−ム発射機構１は、図２の平面図および図３の側面図
に示すように、Ｈｅ−Ｎｅレ−ザ−発信器等で構成され
たレ−ザ−発信器本体５と、レ−ザ−発信器本体５を単
板５１Ａの表面（上面）の所定位置に位置させるための
マグネット６付きのベ−スプレ−ト７と、ベ−スプレ−
ト７上でレ−ザ−発信器本体５を支持する二つの支持金
物８および９、レ−ザ−発信器本体５の中心軸５ａの仰
角を調整する角度調整器１０、カップリング１１により
レ−ザ−発信器本体５に接続されたコリメ−タ１２とか
ら構成されている。

【００１７】なお、前記ベ−スプレ−ト７の前後には、
位置合わせ用の基準線（図示せず）が罫書かれており、
対象とする単板上に罫書かれた罫書き線上に、前記前後
の基準線が位置するように調整することにより、レ−ザ
−ビ−ムを単板の罫書き線方向に向けて、正確に発射す
ることができるようになっている。

【００１８】また、前記支持金物８および９のうち、支
持金物８はレ−ザ−発信器本体５が上下に移動可能なよ
うに、レ−ザ−発信器本体５を支持しており、支持金物
９はピン１３の回りにレ−ザ−発信器本体５が上下方向
に回動可能なように、レ−ザ−発信器本体５を支持して
いる。

【００１９】したがって、前記角度調整器１０に設けら
れた水準器１４を見ながら、送りねじ１５を操作するこ
とにより、レ−ザ−発信器本体５の中心軸５ａの仰角を
前記ピン１３を支点として調整することが可能であり、
レ−ザ−ビ−ムを正確に水平方向に発射することができ
る。

【００２０】また、レ−ザ−発信器本体５によって発射
されたレ−ザ−ビ−ムは、前記コリメ−タ１２によりビ
−ム径が絞られた状態で発射されるようになっているの
で、発信器から遠く離れた位置においても、レ−ザ−ビ
−ムのビ−ム径が過大になることはなく、レ−ザ−ビ−
ムの指向する方向を正確に把握することができる。

【００２１】レ−ザ−ビ−ム反射機構２は、図４の平面
図および図５の側面図に示すように、入射したレ−ザ−
ビ−ムを入射方向に対して直角の方向に反射させるため
のペンタプリズム本体２１と、このペンタプリズム本体
２１を単板５１Ａ表面の所定位置に位置させるためのマ
グネット２２付きのベ−スプレ−ト２３と、ペンタプリ
ズム本体２１を載せた支持台２４を上下方向に移動可能
に支持している支持金物２５、ペンタプリズム本体２１
を載せた支持台２４を上下方向に移動させるためのつま
み２６とから構成されている。なお、図中符号２７はペ
ンタプリズム本体２１の高さを所定の高さに調整した
後、ペンタプリズム本体２１が動かないように固定する
ためのロック機構である。

【００２２】ベ−スプレ−ト２３の前後には、位置決め
用の基準線２８ａおよび２８ｂが罫書かれており、単板
５１Ａ上の罫書き線上に、基準線２８ａおよび２８ｂが
位置するように位置決めした後、マグネット２２により
単板５１Ａ上に固定する。

【００２３】レ−ザ−ビ−ム受光機構３は、図６の平面
図および図７の側面図に示すように、ライン型ＣＣＤ受
光素子３１と該ライン型ＣＣＤ受光素子３１で受光した
レ−ザ−ビ−ムの中心位置を表示するＬＣＤ３２とから
なるレ−ザ−ビ−ム受光器３３と、レ−ザ−ビ−ムがレ
−ザ−受光器３３の中心と合致したときにランプ３４が
点灯するようになっているレ−ザ−ビ−ム合致確認部３
５と、レ−ザ−ビ−ム受光器３３とレ−ザ−ビ−ム合致
確認部３５とが支持されている支持台３６と、支持台３
６を垂直方向に移動させるための垂直方向スライド軸３
７と、垂直方向スライド軸３７を支持するマグネット３
８付きのベ−スプレ−ト３９と、垂直方向スライド軸３
７とベ−スプレ−ト３９とを、スライド台４０を介して
同時に水平方向に移動させる水平方向スライド軸４１
と、水平方向スライド軸４１が単板の短辺と直角方向を
向き、かつ長辺方向に移動しないようにする位置決めプ
レ−ト４２とから構成されている。なお、図中符号４３
は支持台３６を垂直方向スライド軸３７に沿って上下さ
せるための上下送りツマミ、符号４４はスライド台４０
を水平方向スライド軸４１に沿って左右させるための左
右送りツマミ、符号４５はマグネット３８を作動させる
ためのマグネットスイッチ、符号４６は位置決めプレ−
ト４２からライン型ＣＣＤ受光素子３１までの距離を示
すスケ−ルである。

【００２４】次に、本発明の大板製造における単板の位
置決め方法を図１〜図７により説明する。

【００２５】（１）板継ぎを行う定盤（図示せず）上
に、図１に示すように、隣り合う単板の長辺５４同士が
接し、かつ各単板の短辺５３、５６同士が、概略一直線
上に位置するように、単板５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃおよ
び５１Ｄを並べる。

【００２６】（２）板継ぎの基準となる単板５１Ａの長
辺５４と平行に、罫書き線５８を罫書く。

【００２７】（３）単板５１Ａの上面の短辺５２に近い
位置に、図２および図３に示す、レ−ザ−ビ−ム発射機
構１を配置し、該レ−ザ−ビ−ム発射機構１のベ−スプ
レ−ト７の前後に設けられた位置合わせ用の基準線と、
前記罫書き線５８とが合致するように、レ−ザ−ビ−ム
発射装置１の位置調整を行って、マグネット６によりベ
−スプレ−ト７を単板５１Ａの上面に固定する。次い
で、水準器１４を見ながら、角度調整器１０によりレ−
ザ−発信器本体５の中心軸５ａの仰角を調整し、レ−ザ
−ビ−ムが正確に水平方向に発射されるようにする。

【００２８】（４）単板５１Ａの上面の短辺５３から所
定の距離Ｌ離れた位置に、図４および図５に示す、レ−
ザ−ビ−ム反射機構２を配置し、該レ−ザ−ビ−ム反射
機構２のベ−スプレ−ト２３の前後に設けられた位置合
わせ用の基準線２８ａおよび２８ｂと、前記罫書き線５
８とが合致するように、前記レ−ザ−ビ−ム反射機構２
の位置調整を行って、マグネット２２によりベ−スプレ
−ト２３を単板５１Ａの上面に固定する。次いで、つま
み２６によりペンタプリズム本体２１を載せた支持台２
４を、支持金物２５の沿って上下方向に移動させ、前記
レ−ザ−ビ−ム発射機構１から発射されたレ−ザ−ビ−
ム５５が、ペンタプリズム本体２１のレ−ザ−ビ−ム入
射面に当たると、直角方向にレーザービームが、反射さ
れる。

【００２９】（５）単板５１ＡのＡ点に、図６および図
７に示すレ−ザ−ビ−ム受光機構３をセットし、前記レ
−ザ−ビ−ム反射機構２からのレーザービーム５７に一
致するように、レ−ザ−ビ−ム受光機構３の左右送りつ
まみ４４を回して、スライド台４０を水平方向スライド
軸４１に沿って移動させ、レ−ザ−ビ−ムをＣＣＤ受光
素子３１の中心と一致させる。

【００３０】（６）そのままの状態で前記レ−ザ−ビ−
ム受光機構３を図示の単板５１Ｂの位置にセットする。
もし、単板５１Ｂの短辺５６が、単板５１Ａの短辺５３
と一線上にない場合は、単板５１Ｂの短辺５６側から、
単板５１Ｂを油圧ジャッキ等を用いて押したり引いたり
しながら、前記レ−ザ−ビ−ム受光機構３のＣＣＤ受光
素子３１が、前記反射されたレ−ザ−ビ−ム５７を受光
できる位置（レ−ザ−ビ−ム受光可能範囲）まで、単板
５１Ｂを長辺５４方向に移動させる。このとき、ＣＣＤ
受光素子３１の中心が、反射されたレ−ザ−ビ−ムの反
射方向と完全に一致したときには、レ−ザ−ビ−ムの受
光位置は、ＬＣＤ３２の幅方向中心位置に表示され、レ
−ザ−ビ−ム合致確認装置３５のランプ３４が点灯する
が、反射方向と完全に一致していないときには、レ−ザ
−ビ−ムの受光位置は、ＬＣＤ３２の幅方向中心位置か
らずれた位置に表示され、レ−ザ−ビ−ム合致確認部３
５のランプ３４は点灯しない。そして、ランプ３４が点
灯しないときには、ランプ３４が点灯するまで、再度単
板５１Ｂを油圧ジャッキ等を用いて押したり引いたりし
て、位置合わせを行う。

【００３１】（７）ランプ３４が点灯したら、レ−ザ−
ビ−ム受光機構３を単板５１Ｂから単板５１Ｃに移動さ
せ、上述した単板５１Ｂについて行ったと同じことを単
板５１Ｃに施す。さらに、単板５１Ｄについても、同じ
ことを施す。

【００３２】上述した説明においては、単板が４枚であ
る場合について説明したが、単板がこれ以上増えても、
それぞれの単板について上述したのと同じことを施せば
よく、全ての単板を反射された１本のレ−ザ−ビ−ムを
基準線として位置決めできるので、直角度の高い大板を
製作することができる。

【００３３】

【実施例】ペンタプリズムで反射されたレ−ザ−ビ−ム
の角度精度を、高精度なトランシットで調査・検定した
結果、直角に対する角度誤差は約１０秒であった。この
角度誤差を基に、製作した大板の直角度をチェックする
と、４ｍ幅の単板を１０枚板継ぎした場合、すなわち大
板の長辺の長さが４０ｍとなる場合、位置決めの基準と
なる１枚目の単板の短辺の位置を基準にして考えると、
１０枚目の単板の位置は、１枚目の単板の短辺の延長線
からわずか１．９４ｍｍしかずれておらず、直角度が非
常に高い精度で確保されることが分かる。

【００３４】

【発明の効果】この発明により、船舶や橋梁等の大型構
造物に使用する大板の製作において、大板を構成する単
板の位置決めが、レーザービームの基準線に一致させな
がら行われるので、高精度な大板を効率的に製作するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である大板製造における
単板の位置決め装置の構成と位置決め方法を説明するた
めの平面図である。

【図２】本発明の一実施の形態である大板製造における
単板の位置決め装置のレ−ザ−ビ−ム発射機構の平面図
である。

【図３】本発明の一実施の形態である大板製造における
単板の位置決め装置のレ−ザ−ビ−ム発射機構の側面図
である。

【図４】本発明の一実施の形態である大板製造における
単板の位置決め装置のレ−ザ−ビ−ム反射機構の平面図
である。

【図５】本発明の一実施の形態である大板製造における
単板の位置決め装置のレ−ザ−ビ−ム反射機構の側面図
である。

【図６】本発明の一実施の形態である大板製造における
単板の位置決め装置のレ−ザ−ビ−ム受光機構の平面図
である。

【図７】本発明の一実施の形態である大板製造における
単板の位置決め装置のレ−ザ−ビ−ム受光機構の側面図
である。

【図８】従来技術の単板の板継ぎにおける位置決め方法
の説明図である。

【図９】従来技術の単板の板継ぎにおける位置決め方法
により大板に発生した形状不良を説明する説明図であ
り、（ａ）は平行四辺形型形状不良、（ｂ）は湾曲型形
状不良を示す。

【符号の説明】

１ レ−ザ−ビ−ム発射機構 ２ レ−ザ−ビ−ム反射機構 ３ レ−ザ−ビ−ム受光機構 ５ レ−ザ−発信器本体 ６ マグネット６ ７ ベ−スプレ−ト ８ 支持金物 ９ 支持金物 １０ 角度調整器 １１ カップリング １２ コリメ−タ １３ ピン １４ 水準器 １５ 送りねじ ２１ ペンタプリズム本体 ２２ マグネット ２３ ベ−スプレ−ト ２４ 支持台 ２５ 支持金物 ２６ 上下方向移動用つまみ ２７ ペンタプリズム本体のロック機構 ２８ａ，２８ｂ 位置決め用の基準線 ３１ ライン型ＣＣＤ受光素子 ３２ ＬＣＤ ３３ レ−ザ−ビ−ム受光器 ３４ ランプ ３５ レ−ザ−ビ−ム合致確認部 ３６ 支持台 ３７ 垂直方向スライド軸 ３８ マグネット ３９ ベ−スプレ−ト ４０ スライド台 ４１ 水平方向スライド軸 ４２ 位置決めプレ−ト ４３ 上下送りツマミ ４４ 左右送りツマミ ４５ マグネットスイッチ ４６ スケ−ル ５１Ａ 単板 ５１Ｂ 単板 ５１Ｃ 単板 ５１Ｄ 単板 ５５ レーザービーム ５７ レーザービーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳田 博彦 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長さが同一の複数枚の単板を、それぞれ
   の長辺同士が接するように板継ぎして大板とするに際し
   て、前記複数枚の単板の短辺の位置を揃えて、大板の直
   角度を保つための板継ぎにおける単板の位置決め方法で
   あり、位置決めの基準となる単板の長辺と平行に罫書き
   線を罫書き、この罫書き線に沿って前記単板の長辺方向
   一端部から他端部に向かってレ−ザ−ビ−ムを水平に発
   射し、発射したレ−ザ−ビ−ムを単板の長辺方向他端部
   から所定距離内側に入った位置において、発射した方向
   と直角かつ水平方向に反射させ、反射させたレ−ザ−ビ
   −ムを基準線として、隣接する単板の位置決めを順次行
   うことを特徴とする大板製造における単板の位置決め方
   法。
2. 【請求項２】 次の（イ）〜（ハ）より構成されること
   を特徴とする大板製造における単板の位置決め装置。 （イ）位置決めの基準となる長方形単板の長辺方向一端
   部から他端部に向けて、長辺と平行かつ水平にレ−ザ−
   ビ−ムを発射するレ−ザ−ビ−ム発射機構 （ロ）前記位置決めの基準となる長方形単板の長辺方向
   他端部において、前記発射したレ−ザ−ビ−ムを入射さ
   せるとともに、入射されたレ−ザ−ビ−ムを直角かつ水
   平方向に反射させるためのレ−ザ−ビ−ム反射機構 （ハ）前記直角かつ水平に反射されたレ−ザ−ビ−ム
   を、前記位置決めの基準となる長方形単板以降の単板上
   の所定位置で受光するためのレ−ザ−ビ−ム受光機構