JPH10267633A - 大板製造における単板の位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直角度の高い大板を効率的に製造するための
単板位置決め装置を提供する。 【解決手段】 次の構成要件からなる大板製造における
単板の位置決め装置。 （イ）マグネット付のベースプレートと、該ベースプレ
ート上に設けられた支持金物と、該支持金物にピンで軸
支されたレーザー発信器本体保持金物と、該レーザー発
信器本体保持金物に保持されたレーザー発信器本体、前
記レーザー発信器本体保持金物を前記ピンを軸芯として
上下方向に回動させる角度調整つまみとからなるレ−ザ
−ビ−ム発射機構１ （ロ）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２ （ハ）前記直角かつ水平に反射されたレ−ザ−ビ−ム
を、ターゲット板で受光するためのレ−ザ−ビ−ム受光
機構３。

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
作する作業をいう。

【０００３】この作業においては、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
の精度を保つ上で重要であり、複数の単板の短辺の端部
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は、次のような問題点
があった。

【０００７】（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。

【０００８】（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。

【０００９】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装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述の課題は、次の
（イ）〜（ハ）より構成される大板製造における単板の
位置決め装置により解決される。

【００１１】（イ）位置決めの基準となる単板の長辺方
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−ム発射装置であっ
て、マグネット付のベースプレートと、該ベースプレー
ト上に設けられた支持金物と、該支持金物にピンで軸支
されたレーザー発信器本体保持金物と、該レーザー発信
器本体保持金物に保持されたレーザー発信器本体と、前
記レーザー発信器本体保持金物を前記ピンを軸芯として
上下方向に回動させる角度調整つまみとからなるレ−ザ
−ビ−ム発射機構。

【００１２】（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。

【００１３】（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単板から隣接
する単板上の所定位置で順次ターゲット板で受光するた
めのレ−ザ−ビ−ム受光機構。

【００１４】本発明にかかる大板製造における単板の位
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位置づけることができ
る。その結果、寸法および形状に優れた大板が効率的に
完成されることとなる。

【００１５】

【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、図面により説明す
る。

【００１６】図１は、本発明の大板製造における単板の
位置決め装置の構成を示す平面図である。

【００１７】この板継ぎ用位置決め装置は、大板６０を
構成する単板５１Ａ、５１Ｂ、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５２側から短辺５３側に向け、基
準線となる単板５１Ａの長辺５５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１と、発
射されたレ−ザ−ビ−ムを単板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−ザ−ビ−ム反射機構２と、反射されたレ−ザ−
ビ−ムを単板５１Ｂ、５１Ｃまたは５１Ｄのそれぞれの
短辺５４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。

【００１８】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、小型の半導体レ−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
保持する保持金物６と、レ−ザ−発信器本体５を単板５
１Ａの表面（上面）の所定位置に位置させるためのマグ
ネット７付きのベ−スプレ−ト８と、ベ−スプレ−ト８
上でレ−ザ−発信器本体５を保持する保持金物６を、ピ
ン９の回りに上下方向に回動自在に支持する支持金物１
０、レバー１１ａを進退をさせて、保持金物６のレバー
６ａを移動させて、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つまみ１１とから構成されて
いる。

【００１９】なお、前記ベ−スプレ−ト８の前後には、
位置決め用の基準線１２ａおよび１２ｂが罫書かれてお
り、位置決めの基準となる単板５１Ａ上に罫書かれた罫
書き線上に、前記前後の基準線１２ａおよび１２ｂが位
置するように調整することにより、レ−ザ−ビ−ムを単
板５１Ａ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。

【００２０】図中符号１３は水準器であり、この水準器
を見ながら前記角度調整つまみ１１を回すことにより、
レ−ザ−ビ−ムを正確に水平に発射することができる。

【００２１】また、符号１４は角度調整後に保持金物６
がピン９の回りに回動しないように固定するロックネジ
である。

【００２２】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、ペンタプリズム本体２１に入射されるレ−ザ−
ビ−ムを絞るためのピンホ−ル板２７とから構成されて
いる。なお、図中符号２８はペンタプリズム本体２１の
高さを所定の高さ、すなわちレ−ザ−ビ−ムが入射でき
る高さに調整した後、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。

【００２３】ベ−スプレ−ト２３は、支持部材２９ａ、
２９ｂ、２９ｃおよび２９ｄから構成される支持枠によ
って支持されている。そして、レ−ザ−ビ−ムの入射方
向と直交する支持部材２９ａおよび２９ｃには、レ−ザ
−ビ−ムがペンタプリズム本体２１の中心に入射される
ように、位置決め用の基準線３０ａおよび３０ｃが罫書
かれており、単板５１Ａ上の罫書き線上に、基準線３０
ａおよび３０ｃ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。

【００２４】なお、レ−ザ−ビ−ムの反射方向と直交す
る支持部材２９ｂおよび２９ｄには、レ−ザ−ビ−ムの
反射方向を示す基準線３１ｂおよび３０ｄが罫書かれて
おり、位置決めの基準となる単板５１Ａの短辺５４から
所定の距離Ｌ離れた位置に短辺５４と平行に罫書かれた
罫書き線と、レ−ザ−ビ−ムの反射方向を一致させると
きに、これらの基準線が使用される。

【００２５】また、ペンタプリズムは、光学プリズムの
一種で、光のプリズム面への入射角がどのように変化し
ても、プリズム面より入射した光を高い精度で、必ず入
射方向と直角方向に反射する特徴をもつもので公知であ
る。

【００２６】レ−ザ−ビ−ム受光機構３は、図６の正面
図および図７の側面図に示すように、レ−ザ−ビ−ムを
投射するためのタ−ゲット板３１、タ−ゲット板３１を
支持する支持金物３２、支持金物３２を単板上に固定す
るためのマグネット３３とから構成されている。

【００２７】タ−ゲット板３１は、レ−ザ−ビ−ムの投
射位置が鮮明に見えるような材質、色および表面粗度を
揃えたものであり、その中心部分には位置決め用の基準
線３４が罫書かれている。そして、この基準線３４をあ
らかじめ単板５１Ｂ以降の単板上に罫書かれた罫書き線
と一致させた後、マグネット３３によりタ−ゲット板３
１を単板上に固定する。

【００２８】次に、前述の大板製造における単板の位置
決め装置の使用方法を、図１〜図７により説明する。

【００２９】（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５５同士が
接し、かつ各単板の短辺５３、５４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。

【００３０】（２）板継ぎの基準となる単板５１Ａの長
辺５５と平行に、罫書き線５６を罫書く。

【００３１】（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−ム発射装
置１を配置し、レ−ザ−ビ−ム発射機構１のベ−スプレ
−ト８の前後に設けられた位置決め用の基準線１２ａお
よび１２ｂと、前記罫書き線５６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７によりベ−スプレ−ト８を単板５１Ａの上面に固
定する。次いで、水準器１３を見ながら、角度調整つま
み１１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
るようにした後、ロックネジ１４でレ−ザ−発信器本体
５の保持金物６を固定する。

【００３２】（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、レ−ザ−ビ−ム反射装
置２のベ−スプレ−ト２３を支持する支持部材２９ａお
よび２９ｃに設けられた位置決め用基準線３０ａおよび
３０ｃと、前記罫書き線５６とが合致するように、レ−
ザ−ビ−ム反射装置２の位置調整を行って、ペンタプリ
ズム本体２１のレ−ザ−ビ−ム入射面が罫書き線５６と
直交するようにする。そして、レ−ザ−ビ−ム反射装置
２を罫書き線５６方向に移動させて、ベ−スプレ−ト２
３を支持する支持部材２９ｂおよび２９ｄに設けられた
位置決め用基準線３０ｂおよび３０ｄと、単板５１Ａの
短辺５４から距離Ｌ離れた位置に、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２４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−ムが、ペンタプリズム本体２１のレ−ザ−
ビ−ム入射面に当たれば、反射面から直角にレーザービ
ームが反射される。

【００３３】（５）単板５１Ｂの長辺５５に近い位置
に、図６および図７に示すレ−ザ−ビ−ム受光機構３を
配置する。そして、単板５１Ｂの短辺５４から距離Ｌ離
れた位置に短辺５４と平行に罫書かれた罫書き線５７
と、レ−ザ−ビ−ム受光機構３のタ−ゲット板３１に罫
書かれた位置決め用の基準線３４とを一致させ、マグネ
ット３３によりタ−ゲット板３１を単板５１Ｂ上に固定
する。

【００３４】（６）単板５１Ｂの短辺５４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
て、前記レ−ザ−ビ−ム受光機構３のタ−ゲット板３１
の基準線３４の位置で、レ−ザ−ビ−ムが受光できるよ
うにする。

【００３５】（７）タ−ゲット板３１の基準線３４の位
置で、レ−ザ−ビ−ムが受光できたら、レ−ザ−ビ−ム
受光装置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５１
Ｃに施す。さらに、単板５１Ｄについても、同じことを
施す。

【００３６】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。

【００３７】ペンタプリズムで反射されたレ−ザ−ビ−
ムの角度の精度を、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しかずれていないことにな
り、直角度が非常に高い精度で確保されることが分か
る。

【００３８】

【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、大板になったときの直角度を確認しつ
つ行うことができるので、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】本発明の大板製造における単板の位置決め装置
の構成を説明するための平面図である。

【図２】本発明の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】本発明の大板製造における単板の位置決め装置
のレ−ザ−ビ−ム受光装置の正面図である。

【図７】本発明の大板製造における単板の位置決め装置
のレ−ザ−ビ−ム受光装置の側面図である。

【図８】従来の板継ぎにおける位置決め方法の説明図で
ある。る。

【図９】従来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表
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 保持金物 ７ マグネット ８ ベ−スプレ−ト ９ ピン １０ 支持金物 １１ 角度調整つまみ １２ａ、１２ｂ 基準線 １３ 水準器 １４ ロックネジ 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 ピンホ−ル板 ２８ ペンタプリズム本体のロック機構 ２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ 支持部材 ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 位置決め用基準線 ３１ タ−ゲット板 ３２ 支持金物 ３３ マグネット ３４ 位置決め用基準線

───────────────────────────────────────────────────── 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 次の（イ）〜（ハ）より構成される大板
   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−ム発射装置であって、マグネッ
   ト付のベースプレートと、該ベースプレート上に設けら
   れた支持金物と、該支持金物にピンで軸支されたレーザ
   ー発信器本体保持金物と、該レーザー発信器本体保持金
   物に保持されたレーザー発信器本体と、前記レーザー発
   信器本体保持金物を前記ピンを軸芯として上下方向に回
   動させる角度調整つまみとからなるレ−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単板から隣接する単板上
   の所定位置で順次ターゲット板で受光するためのレ−ザ
   −ビ−ム受光機構。