JPH0825085A - 鋼製セグメントの自動溶接設備ライン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 全て自動化によって、生産性の高い、しかも
精度の良い鋼製セグメントの自動溶接設備ラインを提供
すること。 【構成】 鋼製セグメントの自動溶接設備ラインにおい
て、仮溶接した鋼製セグメントを搬入する搬入コンベア
設備を備え、引続き芯出し位置決め装置及びその位置決
め装置に鋼製セグメントを搬入コンベアから取込み及び
搬出コンベアに払出するためのスタッカークレーンと本
ラインの両側又は片側に複数台の溶接用ロボットを配設
し、該溶接用ロボットにて本溶接した後に鋼製セグメン
トを搬出する搬出コンベア設備及び反転装置を連続的に
配設した鋼製セグメントの自動溶接設備ライン。 【効果】 溶接工程の無人連続運転が可能となり、高速
度溶接による大幅な生産性の向上及び精度向上が図られ
ると共に多品種、少量生産への対応が可能となり、しか
も工程の集約化及び製造コストの低減を図ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼製セグメントの自動
溶接設備ラインに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、上下水道、電力、通信ケーブ
ル及び共同溝などの暗渠形成のために、鋼製セグメント
の組立構造物が幅広く使用されている。この鋼製セグメ
ントは、図３に示すように、主に圧延鋼板を溶接によっ
て組み立てたものであり、セグメントライニングの外面
を覆った鉄板で、土の崩壊を抑える円弧状板のスキンプ
レート１３をセグメントライニングの主メンバーである
スキンプレート１３と縦リブ１５を伝わってくる荷重を
最終的に受け持つ主桁板１４と、各セグメントをボルト
を通して円周方向に継ぐための継手板１６とシールド推
進のためのジャッキの反力を受け、リングとして荷重の
伝達材および座屈防止材として使用する縦リブ１５とセ
グメントリングの背面に裏込めを行うためのグラウト孔
１７と組立時にシールド機械のエレクター装置によって
つり上げるための保持用部材であるつり手金具１８及び
補強金具１９とから構成されている。

【０００３】図４は鋼製セグメントを製造する工程図で
ある。図４に示すように、鋼製セグメント２の素材であ
る鋼板を所定寸法に切断、曲げ、孔あけ、矯正した各種
部材を仮組立治具を使用して仮付溶接を行う。その後、
現状のラインはスキンプレートとリブ間の溶接を行うタ
ップ溶接工程、主桁及び継手板とスキンプレートの溶接
を行うスキンプレート溶接工程並びに主桁とリブ及び主
桁と継手板の溶接を行う枠溶接工程と言う３工程に分割
した処理ラインが一般的である。このような溶接工程を
完了した後は、仕上げ塗装工程を経て製品とするもので
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては、予め切断加工したスキンプレートや主桁板及
び継手板等の各部材の仕上げ寸法はかならずしも正確な
ものではなく、しかも、全て人手によって溶接が行われ
ていることから、製品にもバラツキが生ずる。特に、セ
グメントはトンネル壁面の周方向に施工する際に、隣接
するセグメントの継手板の外周同士を接合しながら、ボ
ルト、ナットにより連結していくものであるが、継手板
はスキンプレートに対して前記したように隅肉溶接によ
り一体に固着するものであるから、隅肉溶接部を直角隅
角部に形成することなど人手によって精度良く直角にす
ることなど容易な作業ではないという、精度上及び作業
上問題があった。更に、工程フローの面から見た場合、
溶接工程分散型処理ラインにおいては、工程のアンバラ
ンス等により半製品の横持ち作業等に無駄な作業を生
じ、能力低下、生産性悪化等の問題を生じていた。

【０００５】一方、近年の鋼製セグメントの需要は地下
大深度や急曲線及び枝線等への適用が増大し、この特殊
仕様の増大による多品種、少量生産への対応が急務とさ
れ、組替時間の短縮や工程集約型ラインの構築、大幅な
生産性の向上並びに溶接工程の無人連続運転化、高速化
等が要望されているにもかかわらず、これらに対する解
決が何らされていないのが実状である。本発明は、この
ような問題を解消し、全て自動化によって、生産性の高
い、しかも精度の良い鋼製セグメントを得ることを目的
とする鋼製セグメントの自動溶接設備ラインを提供する
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の鋼製セグメントの自動溶接設備ラインの要
旨とするところは、 （１）鋼製セグメントの自動溶接設備ラインにおいて、
仮溶接した鋼製セグメントを搬入する搬入コンベア設備
を備え、引続き芯出し位置決め装置及びその位置決め装
置に、鋼製セグメントを搬入コンベアから取込み及び搬
出コンベアに払出すためのスタッカークレーンと本ライ
ンの両側又は片側に複数台の溶接用ロボットを配設し、
該溶接用ロボットにて本溶接した後に鋼製セグメントを
搬出する搬出コンベア設備及び反転装置を連続的に配設
したことを特徴とする鋼製セグメントの自動溶接設備ラ
イン。

【０００７】（２）鋼製セグメントの自動溶接設備ライ
ンにおいて、鋼製セグメントの各種部材を仮組立するた
めの組立・仮付溶接装置と仮溶接した鋼製セグメントを
移送する台車と搬入コンベア設備、引続き芯出し位置決
め装置及びその位置決め装置に鋼製セグメントを搬入コ
ンベアから取込み及び搬出コンベアに払出すためのスタ
ッカークレーンと本ラインの両側又は片側に複数台の溶
接用ロボットを配設し、該溶接用ロボットにて本溶接し
た後に鋼製セグメントを搬出する搬出コンベア設備及び
反転装置を連続的に配設したことを特徴とする鋼製セグ
メントの自動溶接設備ラインにある。

【０００８】以下本発明について図面に従って詳細に説
明する。図１は本発明に係る鋼製セグメントの自動溶接
設備ラインを示す全体概念図である。図１に示すよう
に、鋼製セグメントの部材であるスキンプレート、主
桁、継手板、縦リブ及び吊手を仮組する組立・仮付溶接
装置１と、引続き仮組立した鋼製セグメント２を移送す
る移載台車３にて搬入コンベア設備４に載置し、この仮
組立した鋼製セグメント２をスタッカークレーン５にて
連続的に芯出し位置決め装置７に移送し、位置決め装置
７の両側に設けた溶接用ロボット６によって本溶接を行
う。 本溶接が終了後、位置決め装置から鋼製セグメン
トをスタッカークレーン５による搬入コンベアからの取
込みと搬出コンベアへの払出しを行い、搬出コンベア設
備９により搬送され、反転装置１０にて９０°反転され
鋼製セグメント２はローラコンベア１１によって検査工
程に搬送するように構成されている。なお、符号８は検
出器、１２は駆動モータである。

【０００９】図２は本発明に係る鋼製セグメントの自動
溶接設備ラインを示す全体正面断面図である。図２に示
すように、組立・仮溶接装置１及び搬送コンベア設備
４、引続き位置決め装置７を設け、この位置決め装置７
に鋼製セグメントを搬入コンベアからの取込みと搬出コ
ンベアへの払出しを同一駆動軸で同時に行うためのスタ
ッカークレーン５を配設してある。従って、本溶接した
後はスタッカークレーン５により搬出コンベア設備９に
払出した後、搬出コンベア設備９により搬送され、反転
装置１０にて９０°反転されて、次の工程に搬送され
る。

【００１０】

【作用】上述した連続設備より構成され、その設備の一
連の操作によって鋼製セグメントが搬入コンベア設備か
ら搬入された後、搬出コンベア設備にて搬出されるまで
完全に無人運転による稼働がされるものである。以下、
その操作について図１によって説明する。先ず、組立・
仮付溶接装置１で仮組された鋼製セグメントは移載台車
２によって検出器８であるＡ光電管ＯＮを確認し、搬入
コンベア設備４に送り込まれると共に、Ｂ光電管がＯＮ
の状態で搬入コンベア設備４が稼働し、ＯｆｆでＴ秒後
停止する。次いで位置決め装置７の両側に配設されたロ
ボットの呼出し信号によって、Ｂ光電管がＯｆｆである
ことを確認し、スタッカークレーン５は鋼製セグメント
を位置決め装置７へ移載し、更に、その位置決め装置は
両側のポジショナーへ鋼製セグメントを移載する。位置
決め装置の移動は本ラインに対峙して設けられている２
つのロボットの先行ロボットの呼出し側へ移動するよう
に構成されている。

【００１１】また、位置決め装置は対峙して設けられて
いる他方にあるロボットも先行ロボットと同様の位置で
溶接が可能なように、１８０°旋回させ、その１８０°
回転した状態位置で本溶接が行われる。このように本溶
接が対称位置で２つのロボットによって行われるように
構成されている。その後、溶接が完了した段階で溶接完
了信号が指令されて鋼製セグメントを受取りに行く。こ
の場合にスタッカークレーン５は位置決め装置７からの
鋼製セグメントの取込みと搬出コンベアへの払込みを同
一駆動軸で同時に行う構成になっている。また、Ｃ光電
管の指示Ｏｆｆの場合にはスタッカークレーンは鋼製セ
グメントを吊ったまゝ、上部位置で待機する。一方、Ｃ
光電管がＯＮでＤ光電管がＯｆｆの時は荷卸し後Ｃ光電
管がＯＮまで搬出コンベア駆動が行われる。また、Ｄ光
電管がＯＮの時は搬出コンベアは駆動継続する。その後
反転装置１０のリミットスッチをけると搬出コンベアの
終点にあるストッパーが下降する。

【００１２】反転装置１０及びローラコンベア１１は処
理状況に応じ作動させれば良いことから手動操作で行
う。このような完全無人化運転による操作によって連続
的に鋼製セグメントを溶接して製品を得ることが出来
る。このような一連操作によって鋼製セグメントの搬入
から搬出まで完全に無人運転により、効率良く溶接作業
等が行われて製品化される。

【００１３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による自動溶
接設備ラインによって、溶接工程の無人連続運転が可能
となり、高速度溶接による大幅な生産性の向上及び精度
向上が図られると共に、多品種、少量生産への対応が可
能となり、しかも工程の集約化及び製造コストの低減を
図ることが出来る等極めて優れた効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鋼製セグメントの自動溶接設備ラ
インを示す全体概念図、

【図２】本発明に係る鋼製セグメントの自動溶接設備ラ
インを示す全体正面断面図、

【図３】鋼製セグメントを示す全体図、

【図４】鋼製セグメントを製造する工程図である。

【符号の説明】

１ 組立・仮付溶接装置 ２ 鋼製セグメント ３ 移載台車 ４ 搬入コンベア設備 ５ スタッカークレーン ６ 溶接用ロボット ７ 芯出し位置決め装置 ８ 検出器 ９ 搬出コンベア設備 １０ 反転装置 １１ ローラコンベア １２ 駆動モータ １３ スキンプレート １４ 主桁板 １５ 縦リブ １６ 継手板 １７ グラウト孔 １８ つり手金具 １９ 補強金具

フロントページの続き (72)発明者 田村 修二 千葉県千葉市中央区松ケ丘町635番地 株 式会社ラインワークス内 (72)発明者 岸本 剛 千葉県千葉市中央区松ケ丘町635番地 株 式会社ラインワークス内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼製セグメントの自動溶接設備ラインに
   おいて、仮溶接した鋼製セグメントを搬入する搬入コン
   ベア設備を備え、引続き芯出し位置決め装置及びその位
   置決め装置に、鋼製セグメントを搬入コンベアから取込
   み及び搬出コンベアに払出すためのスタッカークレーン
   と本ラインの両側又は片側に複数台の溶接用ロボットを
   配設し、該溶接用ロボットにて本溶接した後に鋼製セグ
   メントを搬出する搬出コンベア設備及び反転装置を連続
   的に配設したことを特徴とする鋼製セグメントの自動溶
   接設備ライン。
2. 【請求項２】 鋼製セグメントの自動溶接設備ラインに
   おいて、鋼製セグメントの各種部材を仮組立するための
   組立・仮付溶接装置と仮溶接した鋼製セグメントを移送
   する台車と搬入コンベア設備、引続き芯出し位置決め装
   置及びその位置決め装置に、鋼製セグメントを搬入コン
   ベアから取込み及び搬出コンベアに払出すためのスタッ
   カークレーンと本ラインの両側又は片側に複数台の溶接
   用ロボットを配設し、該溶接用ロボットにて本溶接した
   後に鋼製セグメントを搬出する搬出コンベア設備及び反
   転装置を連続的に配設したことを特徴とする鋼製セグメ
   ントの自動溶接設備ライン。