JPS63199082A - 桁材組立溶接装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は桁材組立溶接装置に関する。更に詳しくはウェ
ブ材とフランジ材を■型に組立てたあと、仮付、及び本
溶接して１桁を製造する装置に関する。

〔従来技術〕

例えば、橋桁などに使用される横断面Ｉ型の桁材、即ち
、１桁を製造する場合、従来は、二枚のフランジ材に、
それぞれ、ウェブ材組立位置をマーキングし、次いで、
その一方のフランジ材のマーキングの個所にウェブ材を
立設してから両者を溶接し、次いで、ウェブ材とフラン
ジ材の結合した部材を反転させるとともに、当該結合部
材を、別の場所に載置されている他の一方のフランジ材
のマーキング上にｉｔし、次いで、この両者を溶接させ
ていたので、多大の工数と作業時間を必要とした。

また、組立及び溶接場所が少な（とも二個所は必要とな
るので、全体的に広い作業場が必要になる。更に、これ
らの作業には熟練を必要とする。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる欠点を解消すべくなされたものであり
、工数、作業時間、及び作業スペースの軽減を図ると共
に、マーキングおよび熟練を必要としないようにするこ
とを°目的とするものである。

〔発明の構成〕

上記目的を達成できる本発明の桁材組立溶接装置は、ウ
ェブ材を水平に配置した状態で、つニブ材とフランジ材
を■型に組立てる組立手段、前記組立手段に沿って移動
する走行体に取付られ、かつウェブ材とフランジ材を溶
接する溶接手段、とから構成されている。

すなわち、本発明の組立手段は、組立手段と、溶接手段
を備え、前者はウェブ材を水平平面状に支えるウェブ支
持手段と、このウェブ材の両側にフランジ材を立て掛け
た状態で押しつけるフランジ材支持手段を包含する。ま
た、後者は、仮付兼本溶接用の炭酸ガス半自動アーク溶
接用トーチ、綺麗なビード外観の得られる本溶接用のサ
ブマージアーク溶接用トーチ、及び炭酸ガス半自動溶接
電源から構成されている。

更に、溶接手段に含まれる溶接トーチは、ウェブ材とフ
ランジ材のすみ自溶接部に対応すべく制御手段によって
自動的に位置決めが行われる。

ウェブ材は短冊状のもの、或いはキャンバ−付与のため
扇面状のものも含まれる。また、フランジ材は短冊状も
の、或いは幅及び厚みが一様でないものも含まれる。

上記のように、本発明によれば、一つの装置で、組立、
仮付、及び本溶接ができるので、従来に比べて工数、作
業時間、及び作業スペースが大幅に軽減される。また、
マーキング、及び熟練も不要になる。

〔実施例〕

以下、図面によって本発明の実施例について説明する。

第１図は、本発明に係る桁材組立溶接装置の正面図であ
り、当該桁材組立溶接装置１によれば、例えば、第１５
図に示すようなキャンバ−Ｃを有する１桁１００も簡単
に製造することができる。

前記桁材組立溶接装置１は一枚のウェブ材Ｗと、二枚の
フランジ材ｆ、ｆを！型に組立てる組立手段２と、当該
組立手段２に沿って移動する走行体としてのガーダ−４
に取付られ、かつウェブ材Ｗとフランジ材ｆを溶接する
溶接手段３と、から構成されている。係る組立手段２、
及び溶接手段３について、順次、説明する。

（ａ）　　ｉＪＬ立王段拉２公工 第１図に示すように、組立手段２は、ウェブ材Ｗを平面
状に支えるウェブ材支持手段５と、このウェブ材Ｗの両
側に、それぞれ、フランジ材ｆを立て掛けた状態で押し
つけるフランジ材支持手段６と、から構成されている。

第２図に示すように、ウェブ材支持手段５は、組立手段
２の長手方向に沿って二側に並設された多数のローラー
１５及び１５ａから構成されている。そして、第１図に
示すように、一方のローラー１５は固定フレーム１１に
回転自在に取付られ、他の一方のローラー１５ａは移動
フレームｌｌａに回転自在に取付られている。そして、
ウェブ材Ｗは、これらのローラー１５゜１５ａによって
平面状に支持される。

また、第１図に示すように、ウェブ材支持手段５の両側
に、ぞれぞれ、フランジ材支持手段６が配設されている
。その一方のフランジ材支持手段６はフランジ立て１６
を有している。このフランジ立て１６は固定フレーム１
１に取付られた多数の油圧シリンダ１７によって起伏さ
れる。

また、第１図に示すように、フランジ立て１６には、そ
の反力を支える多数のストッパー１８が取付られている
。また、固定フレーム１１゛には、ストッパー受け２０
が、それぞれ、固定されている。また、ストッパー受け
２０には連続ストッパー２１が配設されている。第６図
乃至第８図に示すように、連続ストッパー２１は横断面
横形の保合部２３と、それに隣接する横断面長方形の解
除部２２を備えており、保合部２３がストッパー受け２
０に位置するときは、ストッパー１８がストッパー受け
２０によって支持され、解除部２２がストッパー受け２
０に位置するときは、ストッパー１８とストッパー受け
２０の保合が解除される。

他の一方のフランジ材支持手段６はフランジ立て１６ａ
を有している。このフランジ立て１６ａは移動フレーム
ｌｌａに取付られた多数の油圧シリンダ１７ａによって
起伏される。

また、第１図に示すように、フランジ立て１６ａには、
その反力を支える多数のストッパー１８ａが取付られて
いる。また、移動フレーム１１ａには、ストッパー受け
２０ａが、それぞれ、固定されている。また、ストッパ
ー受け２０ａには連続ストッパー２１が配設されている
。

第６図乃至第８図に示すように、連続ス）７パー２１は
横断面楔形の保合部２３と、それに隣接する横断面長方
形の解除部２２を備えており、保合部２３がストッパー
受け２０ａに位置するときは、ストッパーｔｅａがスト
ッパー受け２０ａによって支持され、解除部２２がスト
ッパー受け２０ａに位置するときは、ストッパー１８ａ
とストッパー受け２０ａの保合が解除される。

更に、第２図に示すように、フランジ立て１６．１６ａ
には、それぞれ、一定間隔でフランジ幅寄装置２５が取
付られている。各フランジ幅寄装置２５は一対のローラ
ー２６．２６を有しており、これら一対のローラー２６
．２６によってフランジ材ｆがフランジ立て１６，１６
ａの中心に、それぞれ、幅寄せされる。即ち、第９図に
示すように、左右一対の溝付きレール２７．２７間に一
対のブロック２８．２８が摺動自在に取付られており、
更に、各ブロック２８には、第１１図に示すように、軸
２９が固定され、この軸２９にローラー２６が回転自在
に取付られている。この軸２９は十分な長さを有し、フ
ランジ材ｆがキャンバ−の変化に応じてローラー２６と
ともに、その軸線方向に移動できるように構成されてい
る。この軸２９の先端にはローラー２６の脱落を防止す
るストッパープレート３０が固定されている。また、第
９図に示すように、一対の溝付きレール２７．２７を固
定するベース３１の中心部にピニオンギヤ３２が配設さ
れている。このピニオンギヤ３２は、一対の丸ラック３
３．３３間に配設されており、その一方の丸ラック３３
は一方のブロック２８に固定され、他の一方の丸ラック
３３は他の一方のブロック２８に固定されている。また
、各ブロック２８には、対向するブロック２８に取付ら
れた丸うフク３３が進入できる孔３４が穿設されている
。また、ピニオンギヤ３゛２はベース３１に取付けられ
た油圧モーター３５によって駆動される。

また、第２図に示すように、フランジ立て１６．１６ａ
には、それぞれ、フランジ押圧用の多数のエアシリンダ
ー３７が配設されており、その頭部に設けられたフラン
ジ押し３８　（第１図参照）によってフランジ材ｆを押
圧すると、フランジ材ｆが、その全長にわたってウェブ
材Ｗにメタルタッチする。

また、第１図に示すように、ローラー１５とフランジ立
て１６の間にレベル出しレール３９が配設されている。

このレベル出しレール３９と固定フレーム１１の間には
、それぞれ、模型をしたレベル出し４０及び４１が設け
られており、その一方はレベル出しレール３９に固定さ
れ、他の一方は固定フレーム１１に固定されている。そ
して、上記レベル出しレール３９を、その長手方向（紙
面を貫通する方向）に移動させることにより当該ウェブ
材Ｗをフランジ材ｆの中心に位置させることができる。

同様に、ローラー１５ａとフランジ立て１６ａの間にレ
ベル出しレール３９が配設されている。このレベル出し
レール３９と移動フレーム１ｌａＯ間には、それぞれ、
模型をしたレベル出し４０及び４１が設けられており、
その一方はレベル出しレール３９に固定され、他の一方
は移動フレームｌｌａに固定されている。そして、上記
レベル出しレール３９ａを、その長手方向（紙面を貫通
する方向）に移動させることにより当該ウェブ材Ｗをフ
ランジ材ｆの中心に位置させることができる。

しかして、第１図において、フランジ立て１６．１６ａ
を二点破線で示すように左右に開き、その上に、それぞ
れ、フランジ材ｆを載置したあと、油圧モーター３５を
回転させると、ローラー２６．２６が接近し、フランジ
材ｒが、それぞれ、フランジ立て１６．１６ａの中心に
支持される。

次いで、油圧シリンダー１７．１７ａを作動させると、
フランジ立て１６．１６ａが実線で示すように起き上が
るが、このとき、フランジ立て１６．１６ａを、若干、
内側に倒し、各゛連続ストッパー２１の係合部２３をス
トッパー受け２０．２０ａに位置させてから、若干、元
に戻すと、ストッパー１８．１８ａの下端部がストッパ
ー受け２０，２０ａに係合し、フランジ立て１６．１６
ａの反力を支えることができる。

次いで、ローラー１５．１５ａの上にウェブ材Ｗを載置
し、しかる後に、レベル出しレール３９．３９を、その
長手方向に移動させると、当該レベル出しレール３９．
３９が昇降し、ウェブＷの両端がフランジ材ｆの中心に
合わせられる。

次いで、移動フレームｌｌａを固定フレーム１１側に移
動させると、移動フレームｌｌａ側のフランジ材ｆによ
ってウェブ材Ｗが固定フレーム１１側のフランジ材ｆに
押しつけられる。

次いで、フランジ押圧用のエアシリンダー３７．３７を
作動させると、両側のフランジ材ｆはウェブ材Ｗに強く
押しつけられ、仮に、ウェブ材Ｗがキャンバ−付のウェ
ブ材であってもフランジ材ｆとウェブ材Ｗが全長にわた
って密着する。

第１図に示すように、移動フレームｌｌａは、床面７上
に敷設されたレール４７上に横行自在に配設れている。

また、移動車４２を備えた移動フレームｌｌａの脚部４
６には大型ナツト４３が取付けられており、このナツト
４３に螺合するネジ軸４４がレール４１に平行に設けら
れている。そして、各ネジ軸４４はフレーム移動用モー
ター４５によって回転され、このモーター４５が正逆回
転することにより移動フレーム１１ａが固定フレー”ム
１１に接近したり、離反したりする。

伽）　蚕薪ｍ虹１輩て 第１図に示すように、溶接手段３は走行体としてのガー
ダ−４に取付られ、当該ガーダ−４によって紙面を貫通
する方向、即ち、組立手段２の長手方向に所定の溶接速
度で移動する。

ガーダ−４は門型をなし、左右一対のレール５１．５１
上に乗っている。ガーダ−４は、その左右に、そ、れぞ
れ、サドル５２．５２を備えており、各サドル５２は、
第３図に示すように、従動輪５３と駆動輪５４を備えて
いる。第５図に示すように、両者は両側に鍔５５．５５
を有しているが、駆動輪５４は、その片方の鍔５５を歯
車状５６とし、これと噛み合う駆動歯車５７によって回
転される。当該駆動歯車５７は、第１図に示すサーボモ
ーター５８によって回転される。このサーボモーター５
８はエンコーダー（図示せず）を備えており、このエン
コーダーからのパルス信号によってガーダ−４、換言す
れば、倣いセンサー８１．８１ａの走った距離が、刻々
、コンピューターなどのコントローラー９０に入力され
る。また、各サドル５２は、第５図に示すように、その
前後に備えた一対のローラー５９．５９によって各レー
ル５１を挟持している。

第１図に示すように、ガーダ−４は移動フレームｌｌａ
の上方に、ガーダ−４の横手方向、即ち、組立手段２の
横手方向に移動できるガーダ−ステージ６１を備えてい
る。このガーダ−ステージ６１は、第３図に示すように
、ガーダ−４の横手方向に敷設した一対のガイドレール
６２．６２に摺動自在に取付られている。そして、その
一方のレール６２に平行にラック６３が敷設されており
、このラック６３と噛み合うビニオン６４がガーダ−ス
テージ６１に設置されたモーター６５によって駆動され
る。

第１３図に示すように、このガーダ−ステージ６１に固
定された第１アーム６６ａにエアシリンダー６７ａによ
って昇降されるローラー６８ａが取りつけてあり、この
ローラー６８ａによってウェブ材Ｗがフランジレベル出
しレール３９に押しつけられる。また、第１３図に示す
ように、ガーダ−ステージ６１番こ固定された第２アー
ム６９には昇降スライダー７０によって昇降される昇降
アーム７１が備えられている。

この昇降アーム７１には、それぞれ、独自に駆動される
二台の横行スライダー７２ａ、７３ａが備わっている。

第１の横行スライダー７２ａには仮付は時と本溶接時に
使用する炭酸ガス半自動アーク溶接用のトーチ７４ａが
取付けられており、第２の横行スライダー７３ａには、
本溶接時に使用されるフラックス投下用のダクト７５ａ
、サブマージアーク溶接用のトーチ７６ａ、及びフラッ
クス回収用のダクト７７ａが取付られている。また、昇
降アーム７１に固定された第３アーム７８ａにはフラン
ジ材ｆの位置を検出する倣いセンサー８１ａが取付られ
ている。この倣いセンサー８１ａは、第１４図に示すよ
うに構成され、倣い子８２がＬ字型のブラケット８３を
介してシリンダー８４のロッド８５に取付られている。

また、当該ブラケット８３には倣いセンサー８１ａのロ
ッド８６が固定され、シリンダ８４０ロツド８５と同調
するようになっている。また、この倣いセンサー８１ａ
はエンコーダー８７を備えており、このエンコーダー８
７からのパルス信号によって倣い子８２、つまりフラン
ジ材ｆの位置が、刻々、コントローラー９０に入力され
る。

ところで、第１３図に示すように、倣いセンサー８１ａ
は先行トーチ７４ａより１！、たけ先行しているので、
倣いセンサー８１ａがｌ、たけ走った時点からコントロ
ーラー９０よって、当該コントローラー９０の記憶した
フランジｆの位置を復元するように先行トーチ７４ａの
位置が制御される。また、倣いセンサー８１ａは後行ト
ーチ７６ａより１２だけ先行しているので、倣いセンサ
ー８１ａが１２だけ走った時点からコントローラー９０
よって、当該コントローラー９０の記憶したフランジｆ
の位置を復元するように後行トーチ７６ａの位置が制御
される。

上記倣いセンサー８１ａ、炭酸ガス半自動アーク溶接用
のトーチ７４ａ、フラックス投下ダクト７５ａ、サブマ
ージアーク溶接用のトーチ７６ａ、及びフラックス回収
用ダクト７７ａの高さは昇降スライダー７０によって調
整される。

他方、ガーダ−ステージ６１上には、第４図に示すよう
に、フラックスホッパー９１ａ、二台のワイヤ供給装置
９２ａ、９３ａ、フラックス回収装置９４ａ、及び二台
の溶接電源９５ａ。

９６ａが配設れされている。溶接電源は炭酸ガス半自動
アーク溶接機用の溶接電源を使用し、ワイヤ（芯線）も
共に炭酸ガス半自動アーク溶接機用の芯線を使用する。

また、第１図に示すように、固定フレーム１１側のフラ
ンジレベル出しレール３９に対峙させてウェブ押え用の
ローラ６８が設置されている。また、固定フレーム１１
の上方のガーダ−４の部分には、ガーダ−ステージ６１
と同様に（第１３図参照）、倣いセンサー８１、仮付は
時と本溶接時に使用する炭酸ガス半自動アーク溶接用の
トーチ７４、本溶接時に使用されるフラックス投下用の
ダクト７５、サブマージアーク溶接用のトーチ７６、及
びフラックス回収用のダクト７７などが取付られている
。

そして、前記コントローラー９０によって先行トーチ７
４、及び後行トーチ７６が倣いセンサー７４の位置を復
元するようにコントロールされることも同様に行われる
。また、ガーダ−４上に設置した架台９７上には、第４
図に示すように、フラックスポツパー９１、二台のワイ
ヤ供給装置９２．９３、フラックス回収装置９４、及び
二台の溶接電源９５．９６が配設れされている。溶接電
源は炭酸ガス半自動アーク溶接機用の溶接電源を使用し
、ワイヤ（芯線）も共に炭酸ガス半自動アーク溶接機用
の芯線を使用する。

組立手段２によって１字状に組立てられたウェブ材Ｗと
フランジ材ｆの溶接は仮付け、と本溶接の二回に分けて
行われる。

第２図に示すように、ガーダ−４は、通常、組立手段２
の系外に位置しており、組立手段２によりウェブ材とフ
ランジ材で１時状に組立てられた後、ガーダ−４を矢印
Ａの方向に前進させ組立てられた材料始端部で、炭酸ガ
ス半自動アーク溶接用のトーチ？４．７４ａをウェブ材
Ｗとフランジ材ｆのすみ部にセットすると、倣いセンサ
ー８１．８１ａが記憶したフランジ材ｆの位置を、それ
ぞれのトーチ？４．７４ａが、後から復元しながら前進
し、ウェブ材Ｗとフランジ材ｆのすみ部が左右同時に仮
付けされる。

次いで、ガーダ−４を、一旦、材料始端部に戻し、次い
で先行する炭酸ガス半自動アーク溶接用トーチ？’４．
７４ａと、後行するサブマージアーク溶接用トーチ？６
，７６ａをウェブ材Ｗとフランジ材ｆのすみ部にセット
し、ガーダ−４を矢印Ａの方向に前進させると、倣いセ
ンサー８１．８１ａが記憶したフランジ材ｆの位置を後
から復元しなからウェブ材Ｗとフランジ材ｆのすみ部が
左右同時に本溶接される。

しかる後に、フランジ押圧用シリンダ３７を明状態にし
、フランジ幅寄せ装置２５のローラ２６を後退させると
、第１５図に示すような１桁１００が得られる。

（発明の効果〕 上記のように、本発明によれば、一つの装置で、組立、
仮付、及び本溶接ができるので、従来に比べて工数、作
業時間、及び作業スペースが大幅に軽減される。また、
マーキング、及び熟練も不要になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る桁材組立溶接装置の正面図、第２
図は、その平面図、第３図は、その側面図、第４図はガ
ーダ−の平面図、第５図はサドルの平面図、第６図は連
続ストッパーの平面図、第７図は第６図の■−■断面図
、第８図は第６図の■−■断面図、第９図はフランジ幅
寄せ装置の正面図、第１０図はフランジ幅寄せ装置の一
部断面を含む側面図、第１１図は第９図のＸ　Ｉ　−Ｘ
　Ｉ断面図、第１２図はフランジレベル出しレールの側
面図、第１３図は第３図の矢印Ｅで示す個所の拡大詳細
図、第１４図はトーチ回りの拡大説明図、第１５図は１
桁の正面図である。 １・・・桁材組立溶接装置、２・・・組立手段、３・・
・溶接手段、４・・・走行体、Ｗ・・・ウェブ材、ｆ・
・・フランジ材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ウェブ材を水平に配置した状態で、ウェブ材とフラン
   ジ材をＩ型に組立てる組立手段、前記組立手段に沿って
   移動する走行体に取付られ、かつウェブ材とフランジ材
   を溶接する溶接手段、とから成る桁材組立溶接装置。