JP2001121292A - 鉄骨ボックス柱の自動ダボ除去方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄骨ボックス柱の自動ダボ除去方法および装
置において、ダボ除去作業の作業性を向上し、作業者に
対する作業負担と軽減するとともに作業環境の一層の改
善を図る。 【解決手段】 鉄骨ボックス柱１２の製作時にエレクト
ロスラグ溶接により形成されるダボ（余盛部）Ｄを除去
するとき、搬送手段のコンベア上に載置しセットされた
鉄骨ボックス柱の両側面に形成されたダボから切削対象
ダボを選定し、その選定された切削対象ダボと、鉄骨ボ
ックス柱の両側に設置した一対のフライス切削装置１１
に進退可能に設けるダボカッタ１９の切削ヘッド２０と
を位置合わせし、その切削ヘッドと鉄骨ボックス柱のス
キンプレート面Ａ間距離をダボセンサ２１で検知し、そ
の検知結果に基づき、ダボカッタを作動して切削対象ダ
ボを左右両側同時又はいずれか片側ずつ切削し、切削面
がスキンプレート面と面一になるまで平滑に仕上げて自
動的にダボを除去する構成にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、鉄骨ボックス柱
のの製作時にエレクトロスラグ溶接により形成されるダ
ボ（余盛部）を除去する鉄骨ボックス柱の自動ダボ除去
方法および装置に係る技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】 従来、このように鉄骨ボックス柱の各
面に形成されたダボを除去する場合は、たとえば鉄骨ボ
ックス柱を仕上げステージに搬入し、人手により、まず
手動式アークエアガウジングで、鉄骨ボックス柱の両側
面に形成されたダボを溶融除去し、さらに、人手によ
り、手動式グラインダーを用いてスキンプレート面（母
材面）まで切削して平滑に仕上げる。そして、両側面の
ダボ全てを同様に除去・仕上げてから、鉄骨ボックス柱
を反転し、上記手順を同様に繰り返して４面のダボをす
べて除去していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 ところが、従来で
は、手動式のアークエアガウジングによりダボを溶融除
去する工程後に、さらに手動式のグラインダーによって
研削して仕上げ工程を行い、いずれも人手による２工程
作業であるため、それだけダボ除去作業の作業性が悪
く、しかも、いずれも辛い３Ｋ作業であり作業者に大き
な負担となり、さらに作業時に騒音・ヒューム・粉塵な
どを生じて作業環境の悪化を招いているという課題があ
った。

【０００４】そこで、本発明の目的は、そのような課題
を解決し、ダボ除去作業の作業性を向上し、作業者に対
する作業負担と軽減し、しかも、作業環境の一層の改善
を図ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 上記目的は、鉄骨ボッ
クス柱の製作時にエレクトロスラグ溶接により形成され
るダボ（余盛部）を除去するとき、搬送手段上に載置し
セットされた鉄骨ボックス柱の両側面に形成されたダボ
から切削対象ダボを選定し、その選定された切削対象ダ
ボと、鉄骨ボックス柱の両側に設置した一対のフライス
切削手段に進退可能に設けるダボカッタの切削ヘッドと
を位置合わせし、その切削ヘッドと鉄骨ボックス柱のス
キンプレート面間距離をダボセンサで検知し、その検知
結果に基づき、ダボカッタを作動して切削対象ダボを左
右両側同時又はいずれか片側ずつ切削し、切削面がスキ
ンプレート面と面一になるまで平滑に仕上げることによ
り達成される。

【０００６】上記目的は、鉄骨ボックス柱の製作時にエ
レクトロスラグ溶接により形成されるダボ（余盛部）を
除去する鉄骨ボックス柱の自動ダボ除去装置において、
鉄骨ボックス柱を載置してその両側面に形成されたダボ
位置に応じて搬送する搬送手段と、その搬送手段の両側
に架台上で鉄骨ボックス柱の長さ方向に移動調整可能に
搭載した２頭型切削手段であって、各々に鉄骨ボックス
柱の両側面に対し直交する左右方向に切削ヘッドを進退
自在に設けるフライス切削式ダボカッタを、上下方向に
昇降可能に付設してなるフライス切削手段と、それらフ
ライス切削手段に付設し、ダボカッタの切削ヘッドと鉄
骨ボックス柱のスキンプレート面間距離を検知するダボ
センサと、鉄骨ボックス柱の両側面に形成されたダボか
ら切削対象ダボを選定し、このダボセンサによる検知結
果に基づき、ダボカッタを作動して切削対象ダボを左右
両側同時又はいずれか片側ずつ切削してダボ切削面がス
キンプレート面と面一になるまで平滑に仕上げられるよ
うにコントロールする電気制御手段とを備えて構成した
ことにより達成される。

【０００７】上記目的は、請求項２において、前記ダボ
センサとしてセンシングロッドを進退自在に設けるタッ
チセンサを用いて構成したことにより達成される。

【０００８】上記目的は、請求項２または３において、
前記搬送手段をコンベアで構成し、そのコンベアの駆動
を前記電気制御手段で制御して鉄骨ボックス柱の長さ方
向に形成されたダボ位置ごとに鉄骨ボックス柱を前記フ
ライス切削手段に対し位置決めしてなることにより達成
される。

【０００９】

【発明の実施の形態】 以下、図面を参照しつつ、本発
明の実施の形態について説明する。

【００１０】図１に、本発明による鉄骨ボックス柱の自
動ダボ除去装置の概要を示す。本装置は、全体に、たと
えば鉄骨ボックス柱の搬送手段であるコンベア１０と、
フライス切削装置１１とを備えて構成する。

【００１１】コンベア１０は、仕上げステージにおい
て、エレクトロスラグ溶接により形成されたダボＤを除
去すべく搬入された鉄骨ボックス柱１２を載置する。こ
の自動ダボ除去装置では、コンベア１０上の鉄骨ボック
ス柱１２を不図示のクランプで固定セットできるように
してある。

【００１２】フライス切削装置１１は、架台１３上に、
間に適宜間隔をあけて左右に対向する一対の装置本体１
４，１４を乗載して構成した２頭型切削装置である。

【００１３】そして、図２に示すように、装置本体１
４，１４間を、その上側で長手の橋架材１５で連結して
形成する一方、それら装置本体１４，１４を、架台１３
上で鉄骨ボックス柱１２の長さ方向（Ｘ軸方向）に設け
るガイドレール１６上に、同方向に移動調整可能に搭載
する。橋架材１５には、本発明における電気制御手段を
内蔵した操作盤１７をＬ型アーム１７ａを介して支持し
てなる。

【００１４】装置本体１４，１４は、ともに図２中手前
にあって、鉄骨ボックス柱１２に対し上下に直交する向
き（Ｙ軸方向）に、ネジ棒構造の送り軸１８を回動可能
に立設し、各々の送り軸１８にダボ切削用のダボカッタ
１９を付設している。

【００１５】ダボカッタ１９には、各々対向する側に、
切削ヘッド２０を鉄骨ボックス柱１２に対し左右に直交
する向き（Ｚ軸方向）に進退自在に備える。さらに、図
示自動ダボ除去装置には、たとえばダボカッタ１９の底
部にダボセンサ２１を付設する。この例では、ダボセン
サ２１として、たとえば後述するセンシングロッド２１
ａを、同様に鉄骨ボックス柱１２に対し左右に直交する
向きに進退自在に設けるタッチセンサを用いて構成す
る。

【００１６】そして、図示自動ダボ除去装置では、操作
盤１７を操作して前記電気制御手段にて全体をコントロ
ールし、たとえばコンベア１０を駆動制御して鉄骨ボッ
クス柱１２の長さ方向に形成されたダボ位置ごとに同ボ
ックス柱１２をフライス切削装置１１に対し位置決めで
きるようにする。また、フライス切削装置１１を、その
モータ駆動を制御して鉄骨ボックス柱１２の長さ方向に
適宜移動調整できるようにする。さらに、ダボカッタ１
９を、そのモータ駆動を左右個別に選択的に制御して送
り軸１８を介し上下方向に適宜昇降できるようにする。
そして、切削ヘッド２０の作動を左右個別に選択的に制
御して左右方向に適宜進退させるとともに、ダボセンサ
２１の作動を左右個別に選択的に制御して左右方向に適
宜進退させるように構成する。

【００１７】さて次に、上述した構成の図示自動ダボ除
去装置を用いて、鉄骨ボックス柱１２の各面に形成され
たダボＤを除去する方法を説明する。その場合、たとえ
ば図３のフローチャートに示すように、ステップＳ１に
て、鉄骨ボックス柱１２を仕上げステージに搬入し、そ
こでコンベア１０上に載置し、コンベア１０を作動させ
て所定位置に搬送し、ステップＳ２にて、鉄骨ボックス
柱１２を上記クランプで固定セットする。

【００１８】そして、ステップＳ３にて、操作盤１７上
のタッチパネルを操作し、データ（ダボの上下距離，ボ
ックス柱１２の幅・高さ寸法など）を入力する。次い
で、ステップＳ４にて、図示省略したが、ダボ切削時に
発生する切粉を回収する、切粉回収機の作動をオンす
る。

【００１９】しかして、ステップＳ５にて、操作盤１７
上の手動ボタンを操作して手動モードを選択する。その
場合は、図４のフローチャートに示すように、左右のフ
ライス切削装置１１の送り軸１８等の動作が自動的に同
期モードになる。また、レバースイッチ入力操作によっ
て左側モードまたは右側モードのみを選択し、左右単独
で手動操作可能にすることもできる。そして、手動操作
後、自動モード待ちとなる。

【００２０】なお、図５に原点復帰のフローチャートを
示すように、電源投入後は、原点復帰ボタン待ちとな
り、操作盤１７のタッチパネルに「原点復帰を行いま
す。原点復帰ボタンを押して下さい。」と表示される。
そして、原点復帰ボタンを押すと、自動原点復帰とな
り、「原点復帰完了しました。手動モード選択して下さ
い。」と表示される。しかして、原点復帰完了後、上記
手動モード待ち（手動ボタン待ち）となる。

【００２１】また、この手動モードを選択後は、図３に
示すように、ステップＳ６にて、鉄骨ボックス柱１２の
フランジ側のダボ除去か又はＢＣ側のダボ除去かを選択
する。その際、ダボの切削残し量を選択し、その残し量
データをタッチパネルにより入力する。次いで、ステッ
プＳ７にて、ダボ位置、つまり切削対象ダボを選定す
る。その場合、通常は左右両側ダボを選択する。もちろ
ん左右を個別に切削対象ダボを選定可能である。

【００２２】しかる後、ステップＳ８において、手動操
作して装置本体１４，１４およびダボカッタ１９を手動
送りし、切削ヘッド２０を切削対象ダボＤの中心に位置
合わせをする。そして、たとえばダボ両側選択の場合を
示す図６の（イ）に示すように、切削ヘッド２０を鉄骨
ボックス柱１２のスキンプレート面Ａより１００ｍｍ程
度手前で、上ダボＤ１にセットする。

【００２３】また、図３に示すように、ステップＳ９に
て、操作盤１７上のタッチパネルを操作して自動モード
を選択し、スッテプＳ１０にて、運転開始ボタンを押し
て自動切削を開始する。

【００２４】自動切削の場合は、ステップＳ１１にて、
ダボセンサ２１でセンシングを行う。つまり、図６
（ロ）に示すように、センシングロッド２１ａを押し出
し、切削ヘッド２０を前進させてタッチセンシングし、
切削ヘッド２０とスキンプレート面Ａ間距離を左右両側
同時に測定する。そして、このダボセンサ２１の検知結
果に基づき、図６（ハ）に示すように、切削ヘッド２０
で左右両側同時に上ダボＤ１の切削を開始する一方、セ
ンシングロッド２１ａを引き戻す。こうして、切削ヘッ
ド２０で上ダボＤ１を自動的に切削して切削面がスキン
プレート面Ａと面一になるまで平滑に仕上げる。

【００２５】さらに、図６（ニ）に示すように、上下ダ
ボＤ１，Ｄ２間の距離データに基づき、前記ダボカッタ
１９を前記送り軸１８を介して下降し、切削ヘッド２０
を下ダボＤ２に自動的に位置合わせする。そして、同様
に、ダボセンサ２１でタッチセンシングして切削ヘッド
２０とスキンプレート面Ａ間距離を左右両側同時に測定
し、その検知結果に基づき、同図（ホ）に示すように、
切削ヘッド２０で左右両側同時に下ダボＤ２を自動的に
切削して切削面がスキンプレート面Ａと面一になるまで
平滑に仕上げる。一方、センシングロッド２１ａは引き
込んで元に戻す。仕上げ後は、同図（ヘ）に示すよう
に、切削ヘッド２０をスキンプレート面Ａから１００ｍ
ｍ手前に後退させて元の待機位置に戻す。

【００２６】なお、自動モードの場合、図７のフローチ
ャートに示すように、自動モードを選択してから、運転
開始ボタンを押して自動切削を開始するが、その後、停
止ボタンを押すと、自動運転を強制終了させることがで
き、送り停止ボタンを押すと、切削ヘッド２０の送りを
一時停止させることができる一方、運転開始ボタンで再
スタートさせることもできる。そして、自動運転終了
（自動切削終了）後は、手動モード選択待ちになる。

【００２７】しかして、図３に示すように、スッテプＳ
１２にて、上下一対のダボＤ１，Ｄ２の自動切削終了後
は、ステップＳ１３にて、再びコンベア１０を作動して
隣接する次の上下一対のダボ除去のため、鉄骨ボックス
柱１２を所定位置へ搬送し、前記した手動モード選択ま
ちにする。このようにして、上記切削作業手順を繰り返
し、鉄骨ボックス柱１２の両側面にそれぞれ上下に形成
されたダボを両側同時に除去していく。そして、鉄骨ボ
ックス柱１２を、たとえば反転機を用いて９０度反転さ
せて、上述したと同様な作業手順で別の両側面に形成さ
れたダボを切削して４面すべてを除去する。

【００２８】ところで、上述した例では、切削対象のダ
ボ位置選択において、上下両側ダボを選択して上下ダボ
ごとに切削除去したが、鉄骨ボックス柱１２の両側面に
おける上側ダボＤ１のみ選択してそれらを順次除去し、
又は下側ダボＤ２のみ選択してそれらを順次除去するよ
うにすることもできる。

【００２９】たとえば上側のみを選択した場合は、図８
（イ）に示すように、手動により切削ヘッド２０を上ダ
ボＤ１に位置合わせしてセットする。そして、同図
（ロ）に示すように、ダボセンサ２１でタッチセンシン
グして切削ヘッド２０とスキンプレート面Ａ間距離を左
右両側同時に測定し、その検知結果に基づき、同図
（ハ）に示すように、切削ヘッド２０で左右両側同時に
上ダボＤ１を自動的に切削して切削面がスキンプレート
面Ａと面一になるまで平滑に仕上げる。一方、センシン
グロッド２１ａは、手前に引き込んで元に戻す。仕上げ
後は、同図（ニ）に示すように、切削ヘッド２０をスキ
ンプレート面Ａから１００ｍｍ手前に後退させて元の待
機位置に戻す。

【００３０】一方、下側のみを選択した場合は、図９
（イ）に示すように、手動により切削ヘッド２０を下ダ
ボＤ２に位置合わせしてセットする。そして、同図
（ロ）に示すように、ダボセンサ２１でタッチセンシン
グして切削ヘッド２０とスキンプレート面Ａ間距離を左
右両側同時に測定し、その検知結果に基づき、同図
（ハ）に示すように、切削ヘッド２０で左右両側同時に
下ダボＤ２を自動的に切削して切削面がスキンプレート
面Ａと面一になるまで平滑に仕上げる。一方、センシン
グロッド２１ａは、手前に引き込んで元に戻す。仕上げ
後は、同図（ニ）に示すように、切削ヘッド２０をスキ
ンプレート面Ａから１００ｍｍ手前に後退させて元の待
機位置に戻す。

【００３１】また、図示自動ダボ除去装置では、切削対
象ダボは、前述したように左右両側で個別に選定可能で
あり、図１０に示すように、左ダボ／右ダボ選択によ
り、たとえば左側面において上ダボＤ１を選択してそれ
を順次除去し、右側面において下ダボＤ２を選択してそ
れを順次除去するようにすることもできる。

【００３２】さらに、以上の例では、いずれも鉄骨ボッ
クス柱１２の両側面に形成されるダボを左右両側同時に
切削する場合を示したが、いずれか片側ずつダボを切削
して平滑に仕上げるようにすることもできる。

【００３３】なお、上述した例では、ダボセンサ２１と
してタッチセンサを用いたが、フォトセンサなど他のセ
ンサを用いることができるのは勿論である。

【００３４】

【発明の効果】 上述したように構成した本発明によれ
ば、次のような効果が得られる。

【００３５】請求項１および２によれば、鉄骨ボックス
柱の製作時にエレクトロスラグ溶接により形成されるダ
ボを除去するときは、選定された切削対象ダボと、鉄骨
ボックス柱の両側に設置した一対のフライス切削手段に
進退可能に設けるダボカッタの切削ヘッドとを位置合わ
せし、切削ヘッドと鉄骨ボックス柱のスキンプレート面
間距離をダボセンサで検知し、その検知結果に基づきダ
ボカッタを作動して切削対象ダボを左右両側同時又はい
ずれか片側ずつ切削して切削面がスキンプレート面と面
一になるまで平滑に仕上げる構成とすることにより、従
来のような手動によるダボの溶融除去工程と、同じく手
動による研削仕上げ工程の２工程作業を、自動切削の１
工程に省力化してダボ除去作業の作業性を向上し、しか
も、辛い３Ｋ作業を排除して作業者に対する負担を軽減
し、さらに作業時における騒音・ヒューム・粉塵などの
発生を防止して作業環境の一層の改善を図ることができ
る。

【００３６】請求項３によれば、ダボセンサとして、セ
ンシングロッドを進退自在に設けるタッチセンサを用い
る構成とするため、鉄骨ボックス柱の色などに関係な
く、切削ヘッドと鉄骨ボックス柱のスキンプレート面間
距離を確実に検知することができる。

【００３７】請求項４によれば、搬送手段をコンベアで
構成し、そのコンベアの駆動を前記電気制御手段で制御
して鉄骨ボックス柱の長さ方向に形成されたダボ位置ご
とに鉄骨ボックス柱をフライス切削手段に対し位置決め
する構成とすることにより、鉄骨ボックス柱の搬送を自
動化し、フライス切削手段の位置決め作業を著しく容易
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による鉄骨ボックス柱の自動ダボ除去
装置の概要を示す斜視図である。

【図２】 コンベアを省略して示す自動ダボ除去装置の
外観斜視図である。

【図３】 切削作業操作手順を示すフローチャートであ
る。

【図４】 手動モード運転の制御プログラムを説明する
フローチャートである。

【図５】 原点復帰の制御プログラムを説明するフロー
チャートである。

【図６】 上下両側ダボを選択した場合の切削動作を説
明するフローチャートである。

【図７】 自動モード運転の制御プログラムを説明する
フローチャートである。

【図８】 上側ダボを選択した場合の切削動作を説明す
るフローチャートである。

【図９】 下側ダボを選択した場合の切削動作を説明す
るフローチャートである。

【図１０】 鉄骨ボックス柱の左側で上ダボを右側で下
ダボを選択して切削する場合を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ コンベア（搬送手段） １１ フライス切削装置 １２ 鉄骨ボックス柱 １３ 架台 １４ 装置本体 １７ 操作盤 １８ 送り軸 １９ ダボカッタ ２０ 切削ヘッド ２１ ダボセンサ Ａ スキンプレート面 Ｄ ダボ Ｄ１ 上ダボ Ｄ２ 下ダボ

フロントページの続き (72)発明者 山口 正治 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 (72)発明者 西田 英人 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 Ｆターム(参考） 3C022 DD01 DD11 DD12 DD19 4E081 YB03 YX07 YX20

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄骨ボックス柱の製作時にエレクトロス
   ラグ溶接により形成されるダボ（余盛部）を除去すると
   き、 搬送手段上に載置しセットされた鉄骨ボックス柱の両側
   面に形成されたダボから切削対象ダボを選定し、 その選定された切削対象ダボと、鉄骨ボックス柱の両側
   に設置した一対のフライス切削手段に進退可能に設ける
   ダボカッタの切削ヘッドとを位置合わせし、 その切削ヘッドと鉄骨ボックス柱のスキンプレート面間
   距離をダボセンサで検知し、 その検知結果に基づき、ダボカッタを作動して切削対象
   ダボを左右両側同時又はいずれか片側ずつ切削し、切削
   面がスキンプレート面と面一になるまで平滑に仕上げる
   ことを特徴とする鉄骨ボックス柱の自動ダボ除去方法。
2. 【請求項２】 鉄骨ボックス柱の製作時にエレクトロス
   ラグ溶接により形成されるダボ（余盛部）を除去する鉄
   骨ボックス柱の自動ダボ除去装置において、 鉄骨ボックス柱を載置してその両側面に形成されたダボ
   位置に応じて搬送する搬送手段と、 その搬送手段の両側に架台上で鉄骨ボックス柱の長さ方
   向に移動調整可能に搭載した２頭型切削手段であって、
   各々に鉄骨ボックス柱の両側面に対し直交する左右方向
   に切削ヘッドを進退自在に設けるフライス切削式ダボカ
   ッタを、上下方向に昇降可能に付設してなるフライス切
   削手段と、 それらフライス切削手段に付設し、ダボカッタの切削ヘ
   ッドと鉄骨ボックス柱のスキンプレート面間距離を検知
   するダボセンサと、 鉄骨ボックス柱の両側面に形成されたダボから切削対象
   ダボを選定し、このダボセンサによる検知結果に基づ
   き、ダボカッタを作動して切削対象ダボを左右両側同時
   又はいずれか片側ずつ切削してダボ切削面がスキンプレ
   ート面と面一になるまで平滑に仕上げられるようにコン
   トロールする電気制御手段と、 を備えて構成したことを特徴とする鉄骨ボックス柱の自
   動ダボ除去装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記ダボセンサとし
   てセンシングロッドを進退自在に設けるタッチセンサを
   用いて構成したことを特徴とする鉄骨ボックス柱の自動
   ダボ除去装置。
4. 【請求項４】 請求項２または３において、前記搬送手
   段をコンベアで構成し、そのコンベアの駆動を前記電気
   制御手段で制御して鉄骨ボックス柱の長さ方向に形成さ
   れたダボ位置ごとに鉄骨ボックス柱を前記フライス切削
   手段に対し位置決めしてなる鉄骨ボックス柱の自動ダボ
   除去装置。