JPH1045241A

JPH1045241A - 長尺材の搬送兼反転装置及び当該装置を備えた長尺材加工ヤード

Info

Publication number: JPH1045241A
Application number: JP22302196A
Authority: JP
Inventors: Masato Kurimoto; 正人栗本; Kazuki Iida; 和樹飯田; Akio Tanaka; 昭男田中
Original assignee: SHIKOKU KOMATSU FORKLIFT KK; TAKARA KENTETSU KK; Komatsu Engineering Corp
Current assignee: SHIKOKU KOMATSU FORKLIFT KK; TAKARA KENTETSU KK; Komatsu Engineering Corp
Priority date: 1996-08-05
Filing date: 1996-08-05
Publication date: 1998-02-17

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｈ形鋼、角形鋼管などの長尺材の搬送と反転
のための装置に関し、同一装置に搬送と反転の機能を備
え、長尺材の加工作業の効率化を図る。【解決手段】ワーク４の搬送方向に走行する移動台８
と、走行方向と直交する水平軸９まわりに少なくとも９
０度回動駆動される支持アーム対１とを備えている。支
持アーム対１を形成する２本の支持アーム１１、１２
は、回動中心軸９に基端を枢着されて移動台８の走行方
向の一方の側と他方の側とに延びており、各支持アーム
１１、１２を上方に少なくとも９０度個別に回動させる
駆動手段４３、４４を備えている。支持アーム１１、１
２の回動中心軸９は、支持アームの載荷面２３より下方
に位置している。支持アーム１１、１２を水平にしてワ
ークの下を移動し、夾角９０度にして全体を９０度回動
させることによりワークを反転し、夾角９０度で全体を
４５度に保持した状態でワークを搬送する。

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、Ｈ形鋼、角形鋼
管などの長尺材の搬送と反転のための装置及び当該装置
を備えた長尺材の溶接、孔開け等のための加工ヤードに
関するもので、同一装置に搬送と反転の両方の機能を持
たせることにより、長尺材の加工作業の効率化を図った
ものである。この発明の装置及び加工ヤードは、建築鉄
骨加工業や造船業等において利用することができる。

【０００２】

【従来の技術】建築用Ｈ形鋼の加工工程においては、Ｈ
形鋼に接続プレート、補強リブ、貫通パイプなどを溶接
する作業が行われる。溶接作業は通常図８（ａ）、
（ｂ）に示すような架台５上にワーク４を載せ、必ず下
向き姿勢での溶接になるように一方向の溶接が終わる毎
に、架台５上でワークを９０度ずつ反転させて、図９
（ａ）から（ｄ）で示す四工程で行われている。このよ
うな工程で溶接作業を行うためには、溶接装置はもちろ
んのことであるが、その他に架台５上にワーク４を搬入
搬出する手段と、架台５上でワーク４を反転させる手段
とが必要である。

【０００３】ワークの搬入搬出及び反転を行う第１の従
来手段は、天井クレーンを使用するというものである。
すなわち、溶接ヤードの建屋に天井クレーンを設け、ワ
ークをワイヤで天井クレーンにより吊り上げ、ワークを
架台上に降ろすときの位置決めや反転を人手で行うとい
うものである。

【０００４】第２の従来手段は、架台としてワーク反転
機能を備えたポジショナを用い、ポジショナへのワーク
の搬入搬出をリフタ付きの台車で行うというものであ
る。この種のポジショナは、図１０に示すように、ワー
ク４の両端部に位置して互いに対向するワーク保持部材
５０、５１を備えており、その一方５０は、相手側に向
けて進退する。一方台車４７は、走行車輪４８とワーク
を搭載するリフタ４９とを備えている。

【０００５】作業手順は、まず搬入位置に置かれたワー
クを台車４７がリフトアップして持ち上げ、ポジショナ
の位置まで運ぶ。次に台車の微少走行及びリフタの昇降
により、ワークの台車走行方向及び高さ方向の位置決め
を行う。次にポジショナの移動側のワーク保持板４５が
相手側に向かって進出して、ワーク４を両保持板４５、
４６間に挟持してクランプする。台車はリフタを下降さ
せ、溶接作業の邪魔にならない位置まで退避する。そし
てポジショナがワーク保持板を９０度ずつ回転させるこ
とにより、ワークを反転させて溶接作業を行う。溶接が
終了したら搬入と逆の動作でワークを搬出位置に搬送す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】天井クレーンを用いる
作業は、ワークの吊り上げ、架台上への設置及びワーク
の反転作業毎に作業者の手作業による補助が必要であ
り、著しく作業効率が悪く、作業者に及ぼす肉体的負担
が大きい。また、天井クレーンを使用するためには、溶
接作業に必要な高さ以上に天井高さを確保しなければな
らないため、建屋の容積効率が悪くなる。

【０００７】一方、搬送台車と定置式のポジショナを用
いる方法は、ポジショナ１セットにつき１本のワークし
か溶接できないため、複数のワークに対する溶接作業を
同時並行して行うためには、多数のポジショナを設けな
ければならず、設備コストが非常に高くなる。またポジ
ショナが固定設備となるため、ワークの長さや太さに合
わせて、溶接位置すなわち溶接時の溶接ヤード内でのワ
ークのレイアウトを変更することが困難で、ワークの寸
法にフレキシブルに対応できないという問題があった
（たとえばポジショナを１０台設置する場合、ポジショ
ナの間隔は最大ワークの寸法に合わせた間隔としなけれ
ばならず、太さの細いワークであっても、ワークをつめ
て配置することができないため、スペース効率が低下す
る）。

【０００８】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたもので、一つの装置でワークの搬送と反転の二
つの機能を同時に持たせる構造とすることにより、ワー
クの搬送反転を含んだ長尺材の溶接ないし加工システム
を運用する場合のフレキシビリティを高め、作業効率及
びスペース効率の向上を図ったものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の長尺材の
搬送兼反転装置は、ワーク４の搬送方向に走行する移動
台８と、前記走行方向と直交する水平軸９まわりに少な
くとも９０度回動駆動される支持アーム対１とを備え、
支持アーム対１を形成する一方の支持アーム１１と他方
の支持アーム１２とは、その回動中心軸９より、移動台
８の走行方向の一方の側と他方の側（移動台８がある方
向に走行しているときの前進側と後退側）に水平に延び
ており、各支持アーム１１、１２を前記水平位置から上
方に少なくとも９０度個別に回動させる駆動手段４３、
４４を備え、支持アーム１１、１２の前記回動中心軸９
は、支持アームの載荷面２３より下方に位置しているこ
とを特徴とするものである。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の長
尺材の搬送兼反転装置において、支持アーム１１、１２
はその先端部２４が伸縮ないし折り畳み自在であること
を特徴とするものである。

【００１１】請求項３記載の長尺材の加工ヤードは、請
求項１記載の移動台８の走行方向に延在するガイドレー
ル２、３と、このガイドレールの両外側に当該ガイドレ
ールと平行に位置された架台５と、前記ガイドレール
２、３に沿って走行する請求項１又は２記載の搬送兼反
転装置７とを備え、前記架台５のワーク載置面３２は、
水平方向にした支持アーム１１、１２の載荷面２３より
高く、かつ対となる支持アーム１１、１２を共に４５度
上方に回動させたときの載荷面２３の最下端４２より低
いことを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】建築用形鋼のような大型のワーク
を扱うときは、この発明の搬送兼反転装置の移動台は、
自走式の移動台車によって構成するのが設備コスト上有
利である。図２ないし５は、そのような場合の例を示し
たもので、図２はこの発明の加工ヤードの要部の模式的
な平面図である。ヤードの床面には平行なガイドレール
２、３が床面に埋設した状態で配置されており、その両
側に加工中のワーク４を載置する架台５がガイドレール
２、３と平行に延在するように配置されている。搬送兼
反転装置７は、ガイドレール２、３に沿って自走する台
車８を有しており、この台車８の走行方向の中央部に、
台車走行方向と直交する水平軸（回動中心軸）９が、台
車８から上方に立ち上がったブラケット１０に軸支され
て設けられており、各回動中心軸９には、台車の走行方
向の一方の側と反対の側とに延びる支持アーム１１と１
２とからなる支持アーム対１が固着されている。

【００１３】図の例では、支持アーム１１と１２とがそ
れぞれ２本ずつ計４本設けられており、図２の左側の支
持アーム１１と１２及び右側の支持アーム１１と１２と
がそれぞれ対となって左側支持アーム対１及び右側支持
アーム対１を形成している。支持アーム１１、１２の４
本の回動中心軸９は、同一軸線上に配置されている。

【００１４】図３及び４は、搬送兼反転装置の詳細正面
図及び側面図である。台車８の四隅には、ガイドレール
２、３上を走行する車輪１３、１４が配置されており、
そのうちの２個は駆動車輪１３である。この車輪１３
は、台車の正面（図３）中央部に設けた走行モータ（減
速機付電動モータ）３０により、ギヤボックス１５、カ
ップリング１６、シャフト１７、最終減速機１８を介し
て、正逆両方向に回転駆動され、台車８がガイドレール
２、３上を往復走行する。

【００１５】台車の側面（図４）中央には、上方に延び
るブラケット１０が固着されており、このブラケットの
上端に支持アームの回動中心軸９が軸支されている。回
動中心軸９は、同一軸線上に４本配置され、そのそれぞ
れが２枚のブラケット１０によって両端を軸支されてい
る（図３参照）。支持アーム１１及び１２は、ベアリン
グ１９を介して各回動中心軸に１本ずつ自由回転可能に
軸支されている。各支持アーム１１、１２には、それぞ
れ半月形のギヤ２０が一体に取り付けられている。回動
中心軸９を支持するブラケット１０の両側の位置には、
アーム回動モータ（減速機付電動モータ）２１が装着さ
れており、４個設けられたアーム回動モータ２１の出力
軸に固着したピニオン２２のそれぞれが、各支持アーム
に設けたギヤ２０に各個別に噛合している。４個のアー
ム回動モータのうち、同方向に延びる支持アームを駆動
する２個のモータは、同期駆動される。すなわち、図２
の内側に配置した２本のアーム１１は、同期して回動
し、また外側に配置した２本のアーム１２は、同期して
回動する。そして内側のアーム１１と外側のアーム１２
とは、各個別に回動することができる。各支持アーム１
１、１２の回動方向は、支持アーム１１、１２の載荷面
２３（図４）が水平になる位置と上方に垂直になる位置
との間であり、上記水平位置と垂直位置及びその中間の
アームが４５度斜立した位置で、アーム回動モータ２１
の停止状態が保持できるようになっている。

【００１６】各支持アーム１１、１２の先端部２４は、
支持アームの延在方向と直交する枢着軸を備えた蝶番２
５により、基端部２６に枢着されており、かつこの先端
部２４は、基端部に設けたシリンダ２７の伸縮により、
折り畳み可能となっている。支持アーム１１、１２をこ
のように折り畳み可能としたのは、ワークを架台上に狭
いピッチで配置したときに、支持アーム１１、１２の先
端が隣接するワークと干渉するのを避けるためである。
すなわち、ワークが細く、架台５上へのワークの配置間
隔を狭くしたときは、支持アームの先端部２４を蝶番２
５の位置で折り畳んで、アーム長さを短くする。この作
用から理解されるように、支持アームの先端部２４は、
その基端部２６に沿って進退することにより伸縮する構
造を採用することも可能である。

【００１７】台車８の走行方向前後部には、バネ式のス
トッパ２８が取り付けられており、図示しないリミット
スイッチと協同して、台車に人が接触したときに、走行
モータ３０の非常接点を開き、台車を停止させるように
なっている。

【００１８】架台５の詳細は図５に示されている。架台
５は、アンカーボルト３１で固定された単なる台で、そ
の水平な上面３２が溶接等を行うときのワークの載置面
となっている。図２の例において、ガイドレール２、３
の延在方向に比較的短い長さの架台５を、間隔３３をあ
けて配置しているのは、溶接作業者が間隔３３を通って
架台５の内側へ入ることができるようにするためであ
る。自動溶接機を用いて無人溶接を行うような場合に
は、架台５はガイドレール２、３に沿う細長い一体構造
のものとすることができる。

【００１９】架台５には架台上のワークの存否を検出す
るワーク検出用リミットスイッチ３４、ワークを架台か
ら搬入搬出するとき及び反転するときの搬送兼反転装置
の台車の位置を検出する近接スイッチ３５、溶接作業中
の領域に搬送兼反転装置が進入するのを防止するための
台車の停止位置検出用の近接スイッチ３６、作業者が溶
接作業の終了を制御器に知らせるための押しボタンスイ
ッチ３７などが配置される。

【００２０】次に図１を参照して架台上に置かれたワー
クの９０度反転動作を説明する。この説明においては、
搬送兼反転装置の走行方向の後方に延びる支持アーム１
１を第１アーム、前方に延びる支持アーム１２を第２ア
ームと呼ぶこととする。架台５上にワーク４が載置され
ている状態で、搬送兼反転装置７は、第１及び第２アー
ム１１、１２の載荷面２３を水平にした状態で走行す
る。この状態において、支持アーム１１、１２の載荷面
２３は、架台の載置面３２よりわずかに下方に位置して
おり、かつその回動中心軸９がアームの載荷面２３より
下方に位置しているため、搬送兼反転装置７は、ワーク
４の下をくぐり抜けることができる。

【００２１】搬送兼反転装置７が反転しようとするワー
ク４が載置された架台に接近して、台車停止位置検出セ
ンサ３６で停止する（図１（ａ））。この位置で第１ア
ーム１１を９０度起こし（同図（ｂ））、第１アーム１
１に付設したワーク検出センサでワーク４が検出される
位置まで台車を前進させる（同図（ｃ））。次に第１ア
ーム１１と第２アーム１２とを図で左回りに同期させて
４５度回動させる（同図（ｄ））。

【００２２】この状態でワーク４は、第１アーム１１及
び第２アーム１２の載荷面２３で支持され、架台５の載
置面３２から浮き上がる。この作用は、支持アーム１
１、１２の回動中心軸９がその載荷面２３より下方に位
置することにより達成される。すなわち、載荷面を水平
状態にした支持アームの回動中心軸９から載荷面２３ま
での高さをＨとすると、両支持アームの載荷面が９０度
をなすように、両支持アームを４５度回動させた図１
（ｄ）の状態におけるワーク４の最下端の位置４２は、
支持アームの回動中心軸からＨ×√２の高さになる。す
なわち、支持アーム１１、１２を４５度回動させること
によって、載荷面２３が約０．４Ｈだけ上昇するので、
架台５の載置面３２を水平状態にした支持アームの載荷
面２３より０．４Ｈより少ない量だけわずかに高くして
おけば、図１（ｄ）の状態でワーク４を架台の載置面３
２から持ち上げることができ、この状態でワーク４を架
台と干渉させないで搬送することができる。

【００２３】そこで同図（ｅ）に示すように、台車が台
車位置決め用センサ３５で検出されるまで移動し、第１
及び第２支持アーム１１、１２を同期させて、さらに図
で左まわりに４５度回動させる（同図（ｆ））。この状
態で第１アーム１１の載荷面２３は、架台の載置面３２
より低くなるので、９０度反転したワーク４が架台５上
に載置されることになる。そこで、第２アーム１２の先
端部を折り畳んでアーム長さを短くし、水平状態に戻し
て再び延ばし（同図（ｈ））、次のワーク４を起立させ
るために、台車８を移動する。

【００２４】以上の説明からも理解されるように、架台
上のワークの搬入及び搬出は、ワークをその搬入位置か
ら一番遠い架台上に置き、順次架台上にワークを並べ、
所定数のワークを並べたところで、それらの一群のワー
クに対する溶接等の作業を開始する。そして溶接作業が
終了したら、搬出位置に近い側からワークを順に搬出す
る。搬入搬出時のワークの支持は、図１（ｄ）の状態で
支持アーム１１、１２上にワークを支持して行う。

【００２５】図６は建築鉄骨の加工工場に本発明を適用
した例である。この例ではワークサイズに応じて３種類
の溶接ラインＡ、Ｂ、Ｃを設け、それぞれに大きさの異
なる搬送兼反転装置７を用いている。一次加工ラインで
孔開け、切断、開先加工等が完了した梁用Ｈ形鋼は、ワ
ーク断面寸法に応じてＡ、Ｂ、Ｃの各ラインに振り分け
られる。各ラインのセンターリング装置で長手方向のセ
ンターリングが完了したワークは、トラバーサによって
各ワーク搬入ステーションまで移送される。

【００２６】各溶接ラインのワーク搬入ステーションへ
の設置信号が受信されると、搬送兼反転装置はワークを
取りにいき、４５度起立の姿勢（図１（ｄ））で搬入ス
テーションから一番遠い側の架台より順にワークを載置
していく。すべてのワークがセットされた段階で、作業
者により一番遠い側のワークから第１工程の溶接作業が
行われる。たとえば５本のワークの溶接が終わった段階
で、搬送兼反転装置に反転指令を与えてやれば、装置は
一番遠い側の架台まで戻り、溶接が完了した５本のワー
クを順に９０度ずつ反転させていく。この反転作業の
間、６本目以降のワークの第１工程の溶接作業を続行す
ることができる。

【００２７】以上の繰り返しによる作業者と本発明の装
置との協調作業により、すべてのワークに対して第１か
ら第４工程（図９参照）の溶接作業を行うことが可能で
ある。図示例では、すべてのワークに対する溶接が完了
した後、搬送兼反転装置をワーク搬入ステーションまで
戻し、溶接完了ワークは、ワーク搬入ステーションから
遠い側から１本ずつ、フォークリフトで搬出させるよう
にしているが、搬入側と同じように搬出側にもトラバー
サと横送りコンベアを設ければ、搬入に用いた搬送兼反
転装置を用いてすべてのワークを一箇所に自動搬出する
ことも可能である。

【００２８】また図７に示すように、搬送兼反転装置の
レール２、３と平行にフレームを走らせ、このフレーム
に溶接ロボットを設ければ、溶接も含めたすべての作業
の自動化が可能になる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したこの発明により、１台の装
置にワークの搬送と反転との二つの機能を持たせたこと
により、設備コストの低減と作業効率の向上が得られ
る。またワーク支持アームを折り畳み可能にしたことに
より、小型のワークを架台上に密に配置することがで
き、加工ヤードの平面スペースの利用効率の向上が図れ
る。また、天井クレーンを用いない建屋構造にできるこ
とにより、容積効率の向上が図れ、ワイヤでの吊り作業
の廃止により、ワーク上げ降ろし時のワークの損傷も防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワークの反転手順を示す説明図

【図２】実施例の模式的な平面図

【図３】搬送兼反転装置の詳細正面図

【図４】搬送兼反転装置の詳細側面図

【図５】架台の詳細斜視図

【図６】溶接ヤードの例を示す模式的な平面図

【図７】自動溶接機を備えた実施例の模式的な正面図

【図８】架台上のワークの模式図

【図９】反転しながら溶接する工程を示す説明図

【図１０】ポジショナを用いた従来手段を示す模式的な
正面図

【符号の説明】

１支持アーム対４ワーク５架台８台車９回動中心軸 11 支持アーム 12 支持アーム 23 載荷面 32 上面 42 最下端 43 駆動手段 44 駆動手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者栗本正人石川県小松市今江町９丁目406番地コマツエンジニアリング株式会社産機システム事業部内 (72)発明者飯田和樹愛媛県松山市東垣生町964番地四国小松フォークリフト株式会社内 (72)発明者田中昭男香川県綾歌郡飯山町東坂元3842−８株式会社宝建鐵内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワーク(4) の搬送方向に走行する移動台
(8) と、前記走行方向と直交する水平軸(9) まわりに少
なくとも９０度回動駆動される支持アーム対(1) とを備
え、支持アーム対(1) を形成する一方の支持アーム(11)
と他方の支持アーム(12)とはその回動中心軸(9) より移
動台(8) の走行方向の一方の側と他方の側に水平に延び
ており、各支持アーム(11,12) を前記水平位置から上方
に少なくとも９０度個別に回動させる駆動手段(43,44)
を備え、支持アーム(11,12) の前記回動中心軸(9) は支
持アームの載荷面(23)より下方に位置していることを特
徴とする、長尺材の搬送兼反転装置。
【請求項２】支持アーム(11,12) はその先端部(24)が
伸縮ないし折り畳み自在である、請求項１記載の長尺材
の搬送兼反転装置。
【請求項３】請求項１記載の移動台(8) の走行方向に
延在するガイドレール(2,3) と、このガイドレールの両
外側に当該ガイドレールと平行に位置された架台(5)
と、前記ガイドレール(2,3) に沿って走行する請求項１
又は２記載の搬送兼反転装置(7) とを備え、前記架台
(5) のワーク載置面(32)は、水平方向にした支持アーム
(11,12) の載荷面(23)より高く、かつ対となる支持アー
ム(11,12)を共に４５度上方に回動させたときの載荷面
(23)の最下端(42)より低いことを特徴とする、長尺材の
加工ヤード。