JPS63130278A - コラム柱仕口部のダイヤフラム取付け溶接方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の目的〉 産業上の利用分野 本発明はコラム柱仕口部のダイヤフラム取付は溶接方法
に係り、詳しくは、建築鉄骨に多用されているコラム柱
の仕口部の製造に係るものであって、とくに、この仕口
部のコラムに板付けされた一対のダイヤフラムを溶接に
より取付ける際に、溶接ロボットに連動するポジショナ
の回転板の中心に対し仕口部の中心とを簡単に一致させ
、しかも、この一致した状態で連続的に溶接でき、健全
な溶接部が常時得られ、溶接能率が格段に効率化した溶
接方法に係る。

従　　来　　の　　技　　術 建築鉄骨に多用されているコラム柱は予め、第７図（ａ
）ならびに（ｂ）に示す如き仕口部３が量産品として製
造され、この仕口部３と、素管コラムとを組立て溶接す
ることにより、建築鉄骨柱が製造されている。この仕口
部３は通常冷間曲げ加工によって製造されたコラム１の
両端面に補強材として一対のダイヤフラム２．２′を溶
接によって取付けたものである。この構造の仕口部３を
製造するのに多大の手数がかかるため、予め量産品とし
て製造しておくと、コラム柱が手数を要せずに製造でき
、建築費の大巾軽減を達成できることから、仕口部３は
予め製造され、この製造時のダイヤフラム取付は溶接の
自動化も進められ、この自動化に適合する溶接ロボット
も開発されている。すなわち、第８図ならびに第９図に
示す如く、溶接ロボット４とこのロボット４に連動する
ポジショナ５とが用いられている。

コラム１と一対のダイヤフラム２．２′　との間の取付
溶接部６．６′は、］コラムが冷間曲げ加工品である故
に、第９図に示す如く、平坦部１とコーナ曲面部１０と
から成って、平坦部７は溶接ロボット４に取付けた溶接
１・−チ８の矢印９で示す前後方向動作で溶接されるが
、４つのコーナ曲面部１０はポジショナ５ならびにその
回転板１３の矢印１１で示す回転動作に対して溶接トー
チ８の矢印って示す前後方向動作ならびに矢印１２で示
す上下方向動作を連動させて溶接され、このようにして
取付溶接部６．６′の全周にわたって連続的に多台盛り
溶接されている。しかしながら、この溶接では、仕口部
３はポジショナ５の回転板１３に仮付けされた一方のダ
イヤフラム２のみを複数の取付金具１４で保持して２つ
の取付溶接部６．６′が溶接されて製造され、この製造
時の保持状態は片持ち状態であることから、次の通りの
欠点がある。

（１）仕口部３の取付時に、回転板１３の中芯に仕口部
３、つまり、コア１とダイヤフラム２の芯を合せて取付
けるのがきわめて難かしく、取付は時間がかかること、 （２）取付金具１４が一方の取付溶接部６の近傍に存在
し、溶接トーチ８の移動軌道に介在するため、上記の溶
接トーチ８の動作が取付金具１４によって制約されるこ
と、 （３）また、第８図ならびに第９図で示す溶接ロボット
では、溶接トーチ８の前後ならびに上下方向の動作やポ
ジショナ５の回転動作は、予めインプットされたコラム
の公称寸法、形状等の制御因子を考慮して行なわれる。

しかし、コラム１は冷間曲げ加工によって製造され、コ
ーナ曲面部の寸法誤差がまちまちであり、更に、ダイヤ
フラム２．２′の仮付は時に寸法誤差が生じ、正確な（
・−チ狙いがむずかしいこと、 （４）仕口部３は仮付けされた一方のダイヤフラム２に
よって回転板１３に片持ち状態でセットされているため
、他方のダイヤフラム２′側の取付溶接部６′を溶接す
るときに、回転時に仕口部３の取付けの芯すれや水平度
の誤差のために仕口部３が上下左右に振れて、トーチ狙
いがきわめてむずかしくなること、（５）また、両数付
溶接部６．６′を同時に溶接することができない口と、 （６１他方の溶接部６′を溶接するときにも、仕口部３
を回転板１３に取付けた状態に保っておかなければなら
ないこと、 発明が解決しようとする問題点 本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、コラ
ム柱の製造に供せられる仕口部に仮付けされたダイヤフ
ラムを、溶接ロボットに連動するポジショナに対して両
者の芯が正確に一致するよう取付けることがきわめてむ
づかしいこと、コラムの両端に一対のダイヤフラムを仮
付けした仕口部を一方のダイヤフラムのみによる片持状
態で保持してコラムと一対のダイヤフラムとの間の取付
は溶接部を溶接するために生じる上記の欠点等を解決す
ることを目的とする。

〈発明の構成〉 問題点を解決するための 手段ならびにその作用 すなわち、本発明方法は、コラムの両端面に一対のダイ
ヤフラムを仮付けされたコラム柱仕口部を溶接ロボット
に連動するポジショナの回転板に取付け、これらダイヤ
フラムと前記コラムとの間に形成される一対の取付は溶
接部を連続的に溶接する際に、前記各ダイヤフラムに前
記コラムの中心軸と一致する中心孔を形成してから、こ
れら中心孔にボルト等の中心シャフトを通し、この中心
シャフトの一端を前記回転板の回転中心に所望に応じて
固定治具を介して固定する一方、前記中心シャフトの他
端を支承治具で回転自在に支承、または、ポジショナに
取付けられた固定治具の回転軸芯孔と一方のダイヤフラ
ム中心孔とにボルトを通し、ダイヤフラム中心の内面に
溶接接合されたナツトを用いて締付け、他方のダイヤフ
ラム中心孔に支承治具に設けた位置決め用ピンを嵌合さ
せて固定し、回転自在に支承、または、ダイヤフラム中
心孔に嵌合する位置決め用ピンを、ポジショナおよび支
承治具の取付板の中心に取付け、仕口部を支え、さらに
支承治具より仕口部に対し、押バネ等を用いて圧縮力を
与え、そのＦＪ擦力によって仕口部を回転自在に支承し
、その後、前記回転板の回転、前記溶接ロボットに連動
する溶接１・−チの前後ならびに上下の移動等を行ない
つつ、前記一対の取付は溶接部のうち一方または両方を
同時、連続的に溶接することを特徴とする。

更に、上記の如く、溶接ロボッ＋へに連動する溶接ｉ・
−チを前後ならびに上下方向に移動させつつ、一対の取
付は溶接部のうち一方または両方を同時、連続的に溶接
するときに、ダイヤフラム外側面にならいこまを押付け
ることにより、取付は溶接部の変形に応じても溶接トー
チを移動させることを特徴とする。

そこで、これら手段たる構成ならびにその作用について
図面によって更に具体的に説明すると、次の通りである
。

なお、第１図（ａ）、（ｂ）ならびに（Ｃ）は本発明方
法の一つの実施例によってコラムの一端に一方のダイヤ
フラムを取付は溶接する際の溶接法の各側面図であり、
第２図はコラムの両端にダイヤフラムが仮付けされた仕
口部の一例の斜視図であり、第３図は仕口部を回転板に
取付けるための固定治具等の一例の一部を断面で示す側
面図であり、第４図ならびに第５図は本発明方法の他の
一例の実施例によってコラムの両端に一対のｙイヤフラ
ムを同時に取付は溶接する際の溶ｉＤ　’ｔｋの側面図
と第４図の矢視Ａ−Ａ方向からの一部を断面で示す説明
図であり、第６図は仕口部にＪ５けるコラムとダイヤフ
ラムの間に形成される取付は溶接部のコーナ曲面部を溶
接する際のコラムの回転態様の説明図である。

まず、第１図、第２図ならひに第３図において、仕口部
３はとくに第２図に示す如〈従来例と同様にコラム１の
両端に一対のダイヤフラム２．２′を仮付けし、この仕
口部３両端の２枚のダイヤフラム２．２′には仕口部３
の中心軸と一致するよう中心孔１５．１５′　を形成す
る。

また、第３図に示す如く、溶接ロボッ］・に連１ＦＪｌ
Ｔるポジショナ５０回転板１３には固定治具１６を取付
ける。この固定治具１Ｇの前面には取付板１７が取付け
られ、取付板１７には回転板１３の回転中心１８と一致
する位置に取付孔１９を形成する。

この際、固定治具１６の外径２０は取付ける仕口部３の
コラム１の外径より小さくして、後で述べるダイヤフラ
ム２外面に取付ける溶接線ならいごまの取付は空間を確
保しておくのが好ましい。

このようにして第１図に示す如く仕口部３のダイヤフラ
ム２．２′の各中心孔１５．１５′　と固定治具１６の
取付板１７の取付孔１９にボルト２１等の中心シャツ［
・を通し、ナツト２２で締付けて、第１図ｆａｌに示す
如く、ポジショナ５に取付けた固定治具１６の取付板孔
１９へ取付はボルト３８を通し、ダイヤフラム中心孔１
５の内側へ溶接接合した捨てナツト３７とボルト３８と
を組合せて締付け、他方のダイヤフラム中心孔１５′　
に位置決め用ピン３９′　を嵌合、または、第１図（Ｃ
）に示す如く、仕口部３両側の取付板１７．１７′　に
位置決め用ピン３９．３９′を取付け、ダイヤフラム中
心孔１５．１５′　へ嵌合させ、支承治具２５から押し
バネ４２により圧縮力を与えて、仕口部をその摩擦力に
より固定して、仕口部３をポジショナ５へ取付ける。こ
の場合、仕口部３のダイヤフラム２と取付板１７との間
に複数個のスペーサ２３を中心ｌｌｌｌｌ１１８から離
して取付けておけば、ポジショナ５の回転力２４をボル
ト・２１とナツト２２間の締付は力で効果的に仕口部３
に伝えることができる。

また、ポル［・２１の他端は固定治具１６の反対側に突
出させて支承し、仕口部３の回転時における他方のダイ
ヤフラム２′側の上下、左右方向のブレを防止する。

以上の通りにセットすると、仕口部３のポジショナ５へ
の取付けは両者の回転中心が確実に一致でき、しかも、
この一致が容易に行なうことができ、仕口部の回転時に
一対のダイヤフラム２．２′の取付は溶接部６．６′は
ブレのない回転が得られ、溶接トーチ８によって連続的
に一方のダイヤフラムが溶接できる。

また、一対のダイヤフラム２．２′を同時に溶接すると
きには、第４図ならびに第５図に示す如く溶接できる。

この溶接装置２Ｇはスタンド２７、前後方向ビーム２８
、−上下方向ビーム２９、左右方向ビーム３０ならびに
一対の１・−チ保持装置３３．３３′　から成っている
。すなわち、スタンド２７にビーム２８が矢印９で示す
前後方向に移動自在に設けられ、このビーム３０が矢印
３４で示す如く左右方向に移動自在に支持され、ビーム
３０の両端に一対のトーチ保持装置３３．３３′　が設
けられている。また、各保持装置３３．３３′の下部に
は溶接］・−チ３１．３１′　が設けられると共に、各
トーチ３１．３１′　に対応して例えばならいローラの
如きならいごま３２．３２′　が設けられている。換言
すると、各ならいごま３２．３２′　は各ダイヤフラム
２．２′をはさんで各トーチ３１．３１′　に対応して
配置されている。従って、各ならいごま３２．３２′　
は、各ダイヤフラム２．２′　とコラム１０間の取付は
溶接部６．６′に経時的変化が存在してもその変化に瞬
間的に追従してならい、これにより各トーチ３１．３１
′　の狙いは確実なものになって良好な溶接を行なうこ
とができる。この場合、各ならいごま３２．３２′のな
らいを確実なものにするため、例えば、バネ等を利用し
て矢印３５．３５′　で示す方向に各ならいごま３２．
３２′　に対して押圧力が働くよう構成するのが好まし
い。

また、上下方向ビーム２つの下端には例えばならいロー
ラの如き上下のならいごま３Ｇを取付けて、このならい
ごま３６をコラム１の表面上で転動させ、ならいごま３
６によってコラム１の表面と水平レベルとの角度を検出
し、己れを例えばコンピュータ等に入力できるよう構成
することもできる。

そこで、以上の構成の溶接装置２Ｇによって両取付は溶
接部６．６′を溶接するときに、平坦部７の溶接ではビ
ーム２８の矢印９で示す如き前後方向の移動により各溶
接トーチ３１．３１′　を走行させて溶接される。コー
ナ曲面部１０に入ると、ならいごま３Ｇによって検出さ
れる角度が急激に変化し、この角度検知によって、ポジ
ショナ５で仕口部３を制御しながら回転させる。これに
併せて、溶接！・−チ３１．３１′　が所定の溶接装置
（溶接トーチ３１．３１′　の速度とコラム曲面部１０
の接線との成す角度）を保つよう、ビーム２８の前後方
向動作ならびにビーム２９の上下方向動作を制御する。

また、溶接トーチ３１．３１′　がコラム曲面部１０を
通過すると、仕口部３の回転を１トめで、そのままそれ
に連続する平１０部７に移り、これらの動作を繰り返す
。従って、各取付は溶接部６．６′においてコラム平坦
部７ならびにコラム曲面部１０はともに下向きの溶接姿
勢を保ちつつ、平坦部→曲面部→平坦部の如く、全周に
わたって連続して溶接でき、とくに、第４図ならびに第
５図に示す例では、一対のタイヤフラム２．２′の取付
は溶接部６．６′は同時に溶接できる。

なお、上記のところで第４図ならびに第５図においては
、両側のダイヤフラムの取付は溶接部６．６′を同時に
溶接しているが、第１図に示す如く、個別的にダイＮ７
フラムの取付は溶接部を溶接するときでも、−ｈ記のと
ころと同等である。

〈発明の効果〉 以上詳しく説明した通り、本発明方法は、コラムの両端
面に一対のダイヤフラムを仮付けされたコラム柱仕口部
を溶接ロボットに連動するポジショナの回転板に取付け
、これらダイヤフラムとコラムとの間に形成される一対
の取付は溶接部を連続的に溶接する方法であって、その
特徴とするところは、各ダイヤフラムにコラムの中心軸
と一致する中心孔を形成し、これら中心孔にボルト等の
中心シャフトを通し、この中心シャフト・の一端を回転
板の回転中心に所望に応じて固定治具を介して固定する
一方、中心シャフトの他端を支承治具で回転自在に支承
し、その後、回転板の回転、溶接ロボットに連動する溶
接トーチの前後ならびに上下の移動等を行ないつつ、一
対の取付は溶接部のうち一方または両方を同時、連続的
に溶接することにある。

従って、このようにしてダイヤフラムの取付は溶接を行
なうと、以下の効果が得られる。

（１）　仕口部のポジショナへの取付けは一対のダイヤ
フラムに形成した各中心孔にボルト等の中心シャフトを
通して結合するため、作業が容易で、しかも、回転中心
を確実に一致することができる。

（２１中心シヤフトの他端も回転自在に支持するだめに
、ブレのない仕口部の回転が得られ。

一対のダイヤフラムの取付は溶接を２ケ所で同時に行な
うことができ、しがも、溶接部全周下向きでＲＨ層まで
連続して溶接するため、作業能率は極めて高い。

（３）溶接トーチの上下方向動作は、昇降自在のならい
ごまによって規制され、溶接トーチの左右方向動作は溶
接トーチに対してダイヤフラムをはさんで対応するなら
いごまによって規制されるため、コラムの断面形状や良
さに製作誤差が生じても、溶接部を確実かつ正確に狙う
ことができ、溶接欠陥のない健全など−ドが常時群られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆａ）、（ｂ）ならびに（ｃ）は本発明方法の一
つの実施例によってコラムの一端に一方のダイヤフラム
を取付は溶接する際の溶接法の各側面図、第２図はコラ
ムの両端にダイヤフラムが仮付けされた仕口部の一例の
斜視図、第３図は仕口部を回転板に取付けるための固定
；治具等の−例の一部を断面で示す側面図、第４図なら
びに第５図は本発明方法の他の一例の実施例によってコ
ラムの両端に一対のダイヤフラムを同時に取付は溶接す
る際の溶接法の側面図と第４図の矢視Ａ−Ａ方向からの
一部を断面で示す説明図、第６図は仕口部におけるコラ
ムとダイヤフラムの間に形成される取付は溶接部のコー
ナ曲面部を溶接する際のコラムの回転態様の説明図、第
７図（ａｌｆ、’ｔらびに（ＩＮはコラム柱仕口部の一
例の側面図とＢ−８線上の横断面図、第８図ならびに第
９図は従来例に係る溶接装置の側面図と正面図である。 符号１・・・・・・コラム ２．２′・・・・・・ダイヤフラム ３・・・・・・仕口部 ５・・・・・・ポジショナ ６．６′・・・・・・取付は溶接部 １５．１５′中心孔 １Ｇ・・・・・・固定治具 １つ・・・・・・取付孔 ２１・・・・・・中心シャフト ２５・・・・・・支承冶員 ３２．３２′・・・・・・例えばならいローラの如きダ
イヤフラムの外側面に押 付けるならいごま

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）コラムの両端面に一対のダイヤフラムを仮付けされ
   たコラム柱仕口部を溶接ロボットに連動するポジシヨナ
   の回転板に取付け、これらダイヤフラムと前記コラムと
   の間に形成される一対の取付溶接部を連続的に溶接する
   際に、 前記各ダイヤフラムに前記コラムの中心軸と一致する中
   心孔を形成してから、これら中心孔にボルト等の中心シ
   ャフトを通し、この中心シヤフトの一端を前記回転板の
   回転中心に所望に応じて固定治具を介して固定する一方
   、前記中心シャフトの他端を支承治具で回転自在に支承
   または、ポジシヨナに取付けられた固定治具の回転軸芯
   孔と、片方のダイヤフラム中心孔とをボルト、ナットを
   用いて締付け、支承治具に設けた位置決め用ピンを他方
   のダイヤフラム中心孔に嵌合させて固定するとともに、
   回転自在に支承、または、これらのダイヤフラム中心孔
   に嵌合する位置決め用ピンをポジシヨナと支承治具両方
   の取付板に取付け、支承治具よりコラムに圧縮力を加え
   、得られる摩擦力によって固定するとともに、回転自在
   に支承し、その後、前記回転板の回転、前記溶接ロボッ
   トに運動する溶接トーチの前後ならびに上下の移動等を
   行ないつつ、前記一対の取付溶接部のうち一方または両
   方を同時、連続的に溶接することを特徴とするコラム柱
   仕口部のダイヤフラム取付け溶接方法。 ２）コラムの両端面に一対のダイヤフラムを仮付けされ
   たコラム柱仕口部を溶接ロボットに連動するポジシヨナ
   の回転板に取付け、これらダイヤフラムと前記コラムと
   の間に形成される一対の取付溶接部を連続的に溶接する
   際に、 前記各ダイヤフラムに前記コラムの中心軸と一致する中
   心孔を形成してから、これら中心孔にボルト等の中心シ
   ャフトを通し、この中心シャフトの一端を前記回転板の
   回転中心に所望に応じて固定治具を介して固定する一方
   、前記中心シャフトの他端を支承治具で回転自在に支承
   または、ポジショナに取付けられた固定治具の回転軸芯
   孔と、片方のダイヤフラム中心孔とをボルト、ナットを
   用いて締付け、支承治具に設けた位置決め用ピンを他方
   のダイヤフラム中心孔に嵌合させて固定するとともに、
   回転自在に支承、または、これらのダイヤフラム中心孔
   に嵌合する位置決め用ピンをポジシヨナと支承治具両方
   の取付板に取付け、支承治具よりコラムに圧縮力を加え
   、得られる摩擦力によつて固定するとともに、回転自在
   に支承し、その後、前記回転板の回転、前記溶接ロボッ
   トに連動する溶接トーチの前後ならびに上下の移動等を
   行ない、しかも、ダイヤフラム外側面にならいこまを押
   付けることにより、取付け溶接部の変形に応じて溶接ト
   ーチを移動させつつ、前記一対の取付溶接部のうち一方
   または両方を同時、連続的に溶接することを特徴とする
   コラム柱仕口部のダイヤフラム取付け溶接方法。