JPS63137597A

JPS63137597A - 鉄骨部材溶接用ポジシヨナ

Info

Publication number: JPS63137597A
Application number: JP28295186A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Yasuda; 博和安田; Noboru Fukuhara; 昇福原; Hitoshi Ura; 浦　等; Tomoya Fujimoto; 智也藤本; Yasusuke Norinaga; 則長　保甫
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1986-11-27
Publication date: 1988-06-09
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPH0749160B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は建築鉄骨部材の溶接加工に用いる溶接用ポジシ
ョナに関する。

〔従来の技術〕

建築鉄骨部材の柱・梁仕口部やビルドアップ部材などの
溶接を行う場合、適当な溶接姿勢をとるために溶接中の
部材を反転させる作業が発生する。

これを自動化し、ボジショニングを効率化するため各種
のポジショナが開発されている。例えば鉄骨仕口部の溶
接用ポジショナは第１４図に示すように、仕口部（被溶
接部材ｌ）の一端を把持して矢印で示すように上下動、
揺動、回転（旋回）する片持型が一般的である。（溶接
技術１９８６年５月号、特開昭５８−２１５２９５）従
来開発されているポジショナの問題点を第１０図〜第１
４図によって説明すると、次のようである。

■　第１０図に示すよ゛うに、被溶接部材ｌがチャック
テーブル２に取りつけられているので被溶接部材１の溶
接部がポジショナのチャックテーブル２に干渉されて、
溶接作業ができない部分が生ずる。

■　被溶接部材のチャッキングに手間がかかり、信頼性
にも疑問がある。これは第１１図に示すように、ポルト
３によっては被溶接部材１のフランジプレートを金具で
チャックテーブルに締付ける方式のため、所定位置へ被
溶接部材を精度良く据置き、しっかりとボルト締めする
必要があることが理由である。

■　第１２図に示すように被溶接部材ｌをチャックテー
ブル２にチャッキングする間、長時間に亘ってクレーン
４が拘束される。

■　ポジショナの自由度が複数で、複雑化、高額化を招
いている。

■　第１３図に示すように、被溶接部材１を反転して１
ａの位置にすると被溶接部材の位置が大きく変化し、被
溶接部材の溶接加工すべき部分１ｂがロボット５などの
作動域６から外れてしまうものがある。

■　仕口部用ポジショナの多くは、第１５図に示すよう
に被溶接部材１が仕口部である部材の溶接に適するが第
１６図に示すような被溶接部材ｌがビルドアップ部材を
製造する場合のウェブの反転には使用できない。

■　第１４図に示すような片持型のポジショナでは、鉄
骨仕口部（被溶接部材ｌ）の大型化に伴い、被溶接部材
ｌのたわみが大きくなり、特に鉄骨仕口部先端の位置決
め精度が悪くなる。そのため９、ロボット等による自動
溶接システムに支障をきたすという問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記■〜■の問題点を解消し、以下の目的を達
成しようとするものである。

（ａ）　　溶接部をポジショナが干渉しないこと。

（ｂ）　　簡単なチャック方法で被溶接部材を確実に支
持、反転できること。

（Ｃ）　　チャック部を別ユニット化し、あらかじめ被
溶接部材に取りつけすることでクレーンの拘束時間をで
きるだけ短縮すること。

（ｄ）　１軸回転のみの単純な機構で、下向、水平の溶
接姿勢をとれること。

（ｅ）　　反転による被溶接部材の位置移動を少なくす
ること。

（ｆ）　　仕口部のみならず、ビルドアップ部材の溶接
にも使用できること。

（ｇ）　　両端支持のポジショナとすることで、たわみ
を軽減し、位置決め精度を向上すること。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の技術手段を第１図を
参照して説明すると次の通りである。

１）　被溶接部材１の長手方向両端部に着脱自在に固着
される固着部１１および該部材の長手方向対称軸と同心
の支持ピン１２からなるチャッキングユニットｌＯを構
成要素とすること。

２）　前記被溶接部材ｌの両端に固着したチャッキング
ユニット１０の支持ピン１２を回動自在に水平に支持す
る２本の支柱２０を設けたこと。

３）　支持されたチャッキングユニットｌＯを回動させ
る動力手段３０を備えていること。

次に、第２図によって本発明の好ましい実施態様を説明
すると、一端を支点４１として他端を上下動可能に傾動
自在に構成したベース４０上に前記支柱２０を立設する
と共に、前記チャッキングユニットの支持ピン１２の先
端部を角錐台状の角柱１４に形成し、この角柱１４が嵌
入し軸方向にシフト自在な軸継手３３を動力軸に設け、
この軸継手３３を前記角柱１４の方向に押しつける手段
３４を備えたことを特徴とする上記鉄骨部材溶接用ポジ
ショナがある。

〔作用〕

本発明のポジショナは上記のように構成されているので
、被溶接部材をその両端で支えて回転させることができ
、鉄骨柱・梁仕口部およびビルドアップＨ形部材の溶接
を、水平および下向姿勢にて行い、仕口部の大梁との接
合部またはビルドアップＨ形部材のウェブ両端を支点と
し、ウェブ貫通方向を回転軸とする１軸回転運動を被溶
接部材に与える。第１５図および第１６図は被溶接部材
ｌが本発明のポジショナによって両端の支持点（軸受２
１）で支持され軸２２まわりに矢印２３のように回転す
ることを示した説明図である。この回転運動によって、
仕口部およびビルドアップＨ形部材の全ての溶接部を、
単純な回転のみで水平または下向姿勢にて溶接すること
ができ、また反転によって被溶接部材の位置が大きく変
動することがない。

またボジシゴナへのチャッキングに際し、第１図（Ｃ）
に示すように柱・梁仕口部の大梁接合部またはビルドア
ップＨ形部材のウェブ端に共通に存在するハイテンショ
ンボルト現場継手用のボルト孔を利用したチャ７キング
ユニツ）１０をポルト１４によって事前に被溶接部材に
取付けておく。そして同部品から突き出した支持ピン１
２を、上部に軸受２１を設けた柱２０にのせ、被溶接部
材を両端支持し、ｌ’ｉｄｉ＠転目由度を被溶接部材に
与える。

チャ７キングユニツ）１０は、溶接部を干渉することが
ない、また、軽量ボッのユニー／　トをスプライス形式
でボルト締めするために、チャッキングは簡単、確実と
なる。

一方、ポジショナへ被溶接部材を搭載する場合、支柱上
端の軸受２１へ支持ピンを落とし込むだけなため、天井
クレーンの拘束時間およびチャ７キングのためのポジシ
ョナ稼動停止時間はごく短くて済む。ボルト孔は柱・梁
仕口部、ビルドアップＨ形部材共通にあるため、本件は
共に適用可能である。

被溶接部材１の寸法によって、被駆動側の支柱２０を移
動させ、支点間距離を調整する。従って、被溶接部材の
大きさや長さに対応することができる。

回転運動は、支柱２０に設けられた電動機等の駆動力を
チャッキングユニット１０の支持ピンの噛合い部１３を
、軸継手３２と結合して動力を伝達することによって行
う。

また第２図に示すようにベッド４０をピン４１を中心と
してシリンダ４２で傾動させることかで・きる、このよ
うな両端支持方式のポジショナにおいては、第３図に示
すように、被溶接部材１の組立精度およびチャッキング
ユニット１２の取り付は精度のばらつきによって、第４
図に示すようにチャッキングユニット２の軸芯が振れ、
通常の軸継手では対応できない場合がある。この問題を
解決するため、チャッキングユニット１０のピン１２の
先端部を、テーパ付角柱１４としく第２図（ｂ）、（ｃ
）参照）、また大径の角穴を持つスリーブ状の軸継手（
カップリング）３３を常時シリンダ３４等で角柱１４側
に押し付けている（第２図（ｂ）参照）。この軸継手３
３は芯振れに追随できる。溶接部材重心が回転中心の垂
線を越えた時（第５図）、カップリング３３と角柱１４
の隙間だけ、被溶接部材が落下する（第５図）とい７う
問題があるが、モータを正逆揺動運転すればスリーブ状
の軸継手３３を押しつける手段（シリンダ３４等を用い
る）の作用と相俟って隙間なく連結することができる。

その後通常運転に入る。

〔実施例〕

本発明の装置をＳＲＣ建築建築鉄骨十字梁仕口部（第７
図）の溶接作業に適用した例を第１４図の従来型ポジシ
ョナと比較して説明する。第７図〜第９図は被溶接部材
１の仕上り図の斜視図である。

（１）ポジショナへの部材の取付従来、被溶接部材をポジショナ取付位置に運搬した後、
ポジショナに固定するのに作業員２名で約２０分を要し
ており、かつこの作業は従来はポジショナ稼動中はでき
なかった。

実施例ではポジショナの稼動とは別にチャッキングユニ
ットを被溶接部材に取付けることができ、作業員１名で
３分程度でチャッキングユニットの取付を完了した。ま
た、ポジショナを取付けた部材はクレーンにより支柱２
０上に簡単に載置することができる。なお２木の支柱２
０は支柱間の間隔を自由に調節することができる。

（２）部材取付部と溶接部の干渉従来の装置では第１Ｏ図、第１１図に示すようにチャッ
クテーブルを取りつけていたので、一方のフランジと他
方のフランジの突合わせ部の溶接ができない。従って被
溶接部材のチャックテーブルへの取付替えが必要であっ
たが、実施例ではこのような障害（干渉）がないので−
回の取付ですべての溶接加工が可能である。

（３）ポジショナの自由度従来のポジショナは軸回り回動と軸傾動など２軸以上の
自由度を有していたので構造が複雑で設備費が高価であ
ったが、本実施例では回動運動のみの１軸自由度しかな
いので、構造が簡単安価である。本考案の装置の回転位
置制御は図示しないポテンションメータあるいはエンコ
ーダを用いて行う。また傾動位置制御は第２図に示すよ
うにサーボ機構を有するシリンダ４２を作動して行う。

シリンダ４２の伸縮に伴い、ベース４０は一端側のピン
４１を多端が上下動する。ことにより中心に傾動し、被
溶接部材１が傾斜する。

（４）対象被溶接部材従来のものは柱と梁の仕口部専用であったが実施例はそ
の他にビルドアップＨ鋼の溶接ができる。

（５）以上の結果、全工程に占める溶接時間比（アーク
タイム率）は従来２０％程度であったものが実施例では
約４０％に向上し、施工能率の向上、生産性の向上、コ
ストダウンに太きく寄与した。

第１７図は本発明の実施例のポジショナを装着した鉄骨
仕口自動溶接システムの全体斜視図を示すものである。

被溶接部材１はチャッキングユニット１０を両端に取り
つけて支柱２０上に支持し、動力手段３０で回動させる
。溶接ロボット５はコンピュータ７からの指令によって
自動装置６を操作し被溶接部材ｌを溶接する。この装置
では従来のポジショナに比較し、被溶接部材の位置決め
精度が向上したので溶接部材１個、１個のティーチング
を必要とせず、ラインコンピュータ７によるロボット動
作命令で、溶接施工ができるようになった。よって多大
の省力効果が得られた。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されているので次の優れた効
果を奏する。

イ）　簡易安価な装置で建築用鉄骨仕口部を確実に把持
回動でき溶接施工が容易にできる。

口）　ビルトアップＨ型鋼の溶接もできる。

ハ）　ポジショナ使用中に他の部材のチャッキングユニ
ットの取付を別途に行うことができ、またクレーンを拘
束する時間が短い。

二）　施工能率の向上、コストダウンに寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ
）は側面図、（Ｃ）はＡ部拡大詳細斜視図、第２図は他
の実施例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はそのＢ部拡
大図、（Ｃ）は（ｂ）図のＣ−Ｃ矢視図、第３図は組立
精度の悪い被溶接部材の正面図、第４図はその端部の拡
大説明図、第５図は被溶接部材の中心線とチャッキング
ユニットの支持ピン中心線とが食い違っている場合の説
明図、第６図は第５図の場合のカップリングと角柱との
関係を示す説明図、第７図、第８図、第９図は被溶接部
材を例示した斜視図、第１０図〜第１４図は従来技術の
説明図、第１５図、第１６図は本発明のポジショナの動
作原理の説明図、第１７図は本発明装置を装着した鉄骨
仕口自動溶接システムの全体斜視図である。ｌ・・・被溶接部材２・・・チャックテーブル３・・・ボルト４・・・クレーン５・・・ロボット６・・・ロボット作動範囲７・・・コンピュータ８・・・自動制御装置１０・・・チャッキングユニット１１・・・固着部１２・・・支持ピン１３・・・噛合い部１４・・・角柱１５・・・ボルト２０・・・支柱２１・・・軸受２２・・・中心軸２３・・・回転方向矢印３０・・・動力手段３２．３３・・・軸継手３４・・・シリンダ（押付手段）４０・・・ベース４１・・・支点４２・・・シリンダ

Claims

【特許請求の範囲】１　被溶接部材の長手方向両端部に着脱自在に固着され
る支持ピンを突設したチャッキングユニットと、該被溶
接部材両端に固着した前記チャッキングユニットの支持
ピンを回動自在に支持する支柱と、該支持されたチャッ
キングユニットを回動させる動力手段とから成ることを
特徴とする鉄骨部材溶接用ポジショナ。２　一端を支点として他端を上下動可能にしたベース上
に前記支柱を立設すると共に、前記チャッキングユニッ
トの支持ピン先端部を角錐台状の角柱に形成し、該角柱
に外嵌し軸方向にシフト自在な軸継手を動力軸端に取り
つけ、該軸継手を前記角柱方向に押しつける手段を備え
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の鉄骨
部材溶接用ポジショナ。