JP2506296B2 - Steel core manufacturing method and manufacturing apparatus - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、鉄骨構造物の柱（とく
にボックス柱）と梁との接合部に設けられるコア（鉄骨
コア）について、その製造方法とその方法を実施するた
めの装置とに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a core (steel core) provided at a joint between a column of a steel structure (particularly a box column) and a beam, and an apparatus for carrying out the method. It is about.

【０００２】[0002]

【従来の技術】鉄骨構造物において、柱に、梁やブラケ
ット（仕口など）が接続される部分には、コア（鉄骨コ
ア）と呼ばれる構造体が設けられるのが普通である。コ
アは、梁などからの力を柱の全断面に伝えるための剛性
の高いもので、柱がボックス柱である場合の一般的なコ
アは、同じボックス状（筒形状）をしたコアパネルの上
下各端部に、ダイヤフラムという板を溶接して構成され
る。また、端部でなくコアパネルの上下途中の位置にお
いて内側の何箇所かにダイヤフラムを溶接したものもあ
る。なお、コアについては、実開平３−９２６７号公報
や特開昭５８−２１５２９５号公報などに記載がある。2. Description of the Related Art In a steel frame structure, a structure called a core (steel frame core) is usually provided at a portion where a beam or a bracket (a joint or the like) is connected to a column. The core has high rigidity to transmit the force from the beam to the entire cross section of the column, and when the column is a box column, the general core is the top and bottom of the same box-shaped (cylindrical) core panel. A plate called a diaphragm is welded to the end portion. Further, there is also one in which a diaphragm is welded to some places on the inner side at a position midway up and down the core panel rather than at the end. The core is described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-9267 and Japanese Patent Laid-Open No. 58-215295.

【０００３】筒形状のコアパネルを一部材としてコアを
製造する場合、そのコアパネルにダイヤフラムを溶接す
るには、裏当て材（裏当て金）を使用するのが従来の常
であった。コアパネルが筒形状のため内側からの溶接が
不可能であるにも拘わらず、十分な継手強度を得たいこ
とから、a)ダイヤフラム上またはコアパネルの内面上
（いずれも溶接箇所の内側に相当する位置）にあらかじ
め裏当て材を付けるとともに、b)相手側の部材にレ形ま
たはＪ形の開先を形成しておき、c)外側（裏当て材のあ
る側とは反対側であり、開先の開いた側）から、いわゆ
る裏波溶接（片面溶接）をする−のである。このよう
な方法は、たとえば上記前者（実開平３−９２６７号）
の公報にも記載されている。When a core is manufactured by using a tubular core panel as one member, a backing material (backing metal) has conventionally been used to weld a diaphragm to the core panel. Despite the fact that the core panel cannot be welded from the inside because it is tubular, we want to obtain sufficient joint strength.a) On the diaphragm or on the inner surface of the core panel (both at positions corresponding to the inside of the welded part) ) Is attached with a backing material in advance, and b) a groove-shaped or J-shaped groove is formed on the mating member, and c) the outside (the side opposite the side with the backing material The so-called backside welding (single-sided welding) is performed from the open side). Such a method is, for example, the above-mentioned former (Saikaihei 3-9267).
It is also described in the official gazette.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の方法に
よって鉄骨コアを得る場合、熟練した作業員を必要とす
るうえ、能率的な製造が難しい。それは、下記の点に理
由がある。When obtaining a steel core by the above-mentioned conventional method, skilled workers are required and efficient production is difficult. The reasons are as follows.

【０００５】イ) コアパネルのそれぞれの形状・寸法に
合わせて、裏当て材を一個ずつ製作しなければならな
い。筒形状のコアパネルや柱は、円形パイプ（電縫鋼
管）に塑性加工を施して（またはプレス曲げ加工された
鋼板を溶接して）成形されていてその断面の形状や寸法
が一律に仕上がっているとは言いがたいため、各コアパ
ネルに対応させずに裏当て材を量産しても、コアパネル
の内面に正しく沿うものは得られないからである。A) One backing material must be manufactured in accordance with each shape and size of the core panel. Cylindrical core panels and pillars are formed by subjecting a circular pipe (electric resistance welded steel pipe) to plastic working (or welding a steel plate that has been press-bent) to form a uniform cross-sectional shape and dimensions. This is because it is hard to say that even if the backing material is mass-produced without being adapted to each core panel, it is not possible to obtain one that properly follows the inner surface of the core panel.

【０００６】ロ) ダイヤフラム上またはコアパネルの内
面上に、位置ずれや変形を起こさぬように裏当て材を取
り付けることは、いわゆる現物合わせの作業であって相
当に熟練した技能を必要とする。取り付けの際に位置が
ずれたり母材との間に隙間が生じたりすると、上記イ)の
ようにして製作した裏当て材がムダになるほか、良好な
溶接ができない。裏当て材は剛性の高いものではなく、
溶接にて取り付けるとき熱変形を起こしやすいことから
も、その取り付け作業の困難さが増す。(B) Attaching the backing material on the diaphragm or on the inner surface of the core panel so as not to cause displacement or deformation is a so-called physical matching operation and requires considerably skilled skill. If the position is misaligned during mounting or a gap is created between the base material and the base material, the backing material manufactured as described in b) above will be wasteful and good welding will not be possible. The backing material is not highly rigid,
The difficulty of the mounting work increases because the thermal deformation easily occurs when mounting by welding.

【０００７】ハ) 仮組されたのちの溶接自体は自動化が
比較的容易であるものの、裏当て材の製作や取付けの作
業が上記イ)・ロ)のように煩雑であって自動化が難しいた
め、コアの製造について全体的に生産性向上が図れな
い。C) Although the welding itself after the temporary assembly is relatively easy to automate, the work of manufacturing and attaching the backing material is complicated and difficult to automate, as in the above a) and b). , The productivity of the core cannot be improved as a whole.

【０００８】なお従来、裏当て材に類するものを一切使
用しない裏波溶接もまれに見られるが、その方法を実現
するには、溶接しようとする部材すなわちコアパネルや
ダイヤフラムについて、寸法精度・位置ぎめ精度および
溶接条件などを厳しく管理する必要があり、能率やコス
トの点で現実的でない。Conventionally, back seam welding without using any kind of backing material has been rarely seen, but in order to realize the method, dimensional accuracy and positioning of the member to be welded, that is, the core panel or diaphragm It is necessary to strictly control accuracy and welding conditions, which is not practical in terms of efficiency and cost.

【０００９】本発明は、従来の一般的な裏当て材を使用
せず合理的にコアパネルとダイヤフラムとを溶接して鉄
骨コアを製造する方法と、その方法を利用して自動的に
コアを製造する装置とを提供し、コア製造の省力化を図
るとともに能率向上・コストダウンを達成せんとするも
のである。The present invention provides a method for rationally welding a core panel and a diaphragm to manufacture a steel core without using a conventional general backing material, and a method for automatically manufacturing the core. It aims to save labor in core manufacturing, improve efficiency, and reduce costs.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項１に記した本発明
の鉄骨コアの製造方法は、外側の開いたレ形またはＪ形
（それらに類似の形状を含む。以下同じ）の開先を全周
に有する筒形状のコアパネルの端部にダイヤフラムを溶
接するにあたり、コアパネル端部の内周面の形状および
寸法に位置を対応させて−つまり、重ねるとコアパネ
ルの内周面（開先の裏面または先端内側）に接する程度
の位置を定めて−ダイヤフラム上にビードオンプレー
ト溶接によるビードを形成し、コアパネルの上記開先に
対する裏当て材としてこのビードを利用する裏波溶接を
行うものである。According to the method of manufacturing a steel core of the present invention described in claim 1, an outer open R-shaped or J-shaped groove (including similar shapes; hereinafter the same) is used. When welding the diaphragm to the end of the tubular core panel having the entire circumference, the position is made to correspond to the shape and dimensions of the inner peripheral surface of the end of the core panel-that is, when overlapping, the inner peripheral surface of the core panel (the back surface of the groove) Or, the bead-on-plate welding bead is formed on the diaphragm at a position such that the bead is in contact with the inside of the tip), and the backside welding is performed by using this bead as a backing material for the groove of the core panel.

【００１１】請求項２に記したコアの製造装置は、上記
（請求項１）のような溶接をするため、コアパネル端部
の内周面の形状および寸法を検出する手段（検出手段）
と、検出された形状・寸法に位置を対応させてビードオ
ンプレート溶接によるビードをダイヤフラム上に形成す
る手段（ビード形成手段）とを、コアパネルおよびダイ
ヤフラムを保持する手段（保持手段）、位置ぎめする手
段（位置ぎめ手段）、回転する手段（回転手段）、溶接
する手段（溶接手段）、および移動する手段（移動手
段）とともに配備したものである。The core manufacturing apparatus described in claim 2 is a means (detection means) for detecting the shape and size of the inner peripheral surface of the end portion of the core panel in order to perform the welding as described in (claim 1).
And a means for forming a bead on the diaphragm by bead-on-plate welding corresponding to the detected shape and size (bead forming means), a means for holding the core panel and the diaphragm (holding means), and positioning. It is provided with means (positioning means), rotating means (rotating means), welding means (welding means), and moving means (moving means).

【００１２】なお、上記したコアパネル端部の内周面の
形状および寸法を検出する手段としては、請求項３に記
載したように、輪郭像による形状および寸法の分析機能
つきＣＣＤカメラや、あるいはワイヤタッチセンシング
機能つき溶接ロボットを配備するとよい。As a means for detecting the shape and size of the inner peripheral surface of the end portion of the core panel, as described in claim 3, a CCD camera with a function of analyzing the shape and size by a contour image, or a wire. A welding robot with a touch sensing function should be installed.

【００１３】また請求項４のコアの製造方法は、筒形状
のコアパネルの内側開口断面に外形が一致してレ形また
はＪ形の開先を全周的に有するダイヤフラムを、コアパ
ネルの内側に溶接するにあたり、コアパネルの内面にビ
ードオンプレート溶接によるビードを全周的に（ただし
一平面内に収めて）形成し、ダイヤフラムの上記開先に
対する裏当て材としてこのビードを利用する裏波溶接を
実施するものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a core, in which a diaphragm having an outer shape matching the inner opening cross section of a tubular core panel and having a groove of J shape or J shape is welded on the inner side of the core panel. In doing so, a bead-on-plate weld bead is formed on the inner surface of the core panel all around (but within a single plane), and back bead welding is performed using this bead as a backing material for the above groove of the diaphragm. To do.

【００１４】[0014]

【作用】本発明の請求項１の製造方法は、コアパネルの
両端部にダイヤフラムを溶接づけした鉄骨コアを得るた
めのもので、裏波溶接をする際の従来の裏当て材の役目
を、ダイヤフラム上に形成するビードに担わせる。すな
わち、開先を有するコアパネル端部の内周（開先の先
端）を、ダイヤフラム上に全周的に形成した上記のビー
ドに接触させるかまたはそのビードの近傍（外側）に位
置させたうえ、コアパネル・ダイヤフラム間に外側（開
先の開いた側でもある）から裏波溶接を施すのである。
溶接部のすぐ内側（裏側）に上記のビードがあるため、
その位置に裏当て材を取り付けていた場合と同様に、溶
落ちのない、しかも継手強度の十分な良好な溶接ができ
る。これに関し、つぎのような特徴的な作用もともな
う。The manufacturing method according to claim 1 of the present invention is for obtaining a steel frame core in which diaphragms are welded to both ends of a core panel, and the function of the conventional backing material at the time of backside welding is Let the bead formed on top bear. That is, the inner circumference of the end portion of the core panel having the groove (the tip of the groove) is brought into contact with the bead formed on the entire circumference of the diaphragm or positioned near the bead (outer side). Uranami welding is performed between the core panel and the diaphragm from the outside (also the side where the groove is open).
Since there is the above-mentioned bead just inside the weld (back side),
Similar to the case where the backing material is attached at that position, welding with no burn-through and sufficient joint strength can be performed. In this regard, the following characteristic actions are also involved.

【００１５】a) 裏当て材の製作と、それをコアパネル
に取り付ける作業とが不要になる。つまり、コアパネル
端部の内周面の形状・寸法に合わせてダイヤフラム上に
ビードを形成すれば、コアパネルに合わせて裏当て材を
製作する必要も、それを位置ずれ・変形のないようにコ
アパネルに取り付ける必要もないのである。A) The production of the backing material and the work of attaching it to the core panel are unnecessary. In other words, if a bead is formed on the diaphragm according to the shape and dimensions of the inner peripheral surface of the end of the core panel, it is necessary to manufacture a backing material to match the core panel, but to prevent it from being displaced or deformed There is no need to install it.

【００１６】b) 裏当て材を用いた場合に溶け込みの確
保をはかるために大きくとっていたルート間隔（通常６
〜７ｍｍ）を、小さく（０〜２ｍｍに）することができ
るため、所要肉盛量が減り、したがって溶接時間が短縮
されるほか、溶接棒（またはワイヤ）の消費量削減・溶
接歪みの低減といった利点が生じる。B) When the backing material is used, a large route interval (usually 6) is used to ensure the penetration.
(~ 7 mm) can be made smaller (0-2 mm), the required build-up amount is reduced, and therefore the welding time is shortened, and the consumption of the welding rod (or wire) is reduced and the welding distortion is reduced. Benefits arise.

【００１７】請求項２の製造装置によれば、コアパネル
端部の内周面の形状・寸法を前記の検出手段が検出し、
その検出結果に対応するダイヤフラム上の適正な位置
に、ビード形成手段がビードを形成する。そののち、前
記保持手段がコアパネルやダイヤフラムを保持し、位置
ぎめ手段がコアパネル端部の内周をビードに接触させる
かまたはビードの近傍に位置させた状態で、そのコアパ
ネルやダイヤフラムを回転手段が回転させながら、上記
ビードを裏当て材として利用する裏波溶接（その後の肉
盛溶接を含む）を溶接手段が施し、溶接の完了した製品
を移動手段が搬出する。このようにして、本装置では鉄
骨コアが自動的に製造されるのである。上記した検出手
段としては、請求項３に記載したようなＣＣＤカメラや
溶接ロボットを使用するのがよい。According to the manufacturing apparatus of claim 2, the detecting means detects the shape and size of the inner peripheral surface of the end portion of the core panel,
The bead forming means forms a bead at an appropriate position on the diaphragm corresponding to the detection result. After that, the holding means holds the core panel or the diaphragm, and the positioning means rotates the core panel or diaphragm with the inner periphery of the end of the core panel contacting the bead or positioned near the bead. While doing so, the welding means performs the back-wave welding (including the subsequent overlay welding) using the beads as a backing material, and the moving means carries out the welded product. In this way, the apparatus automatically manufactures the steel core. As the above-mentioned detecting means, it is preferable to use a CCD camera or a welding robot as described in claim 3.

【００１８】なお、ここに記したいくつかの手段につい
ては、一つのものに他の手段を兼ねさせる場合があるほ
か、それぞれに上記以外の機能をさせる場合もある。た
とえば、溶接手段にビード形成手段を兼ねさせたり、保
持手段や位置ぎめ手段・移動手段に、ビードの形成前の
ダイヤフラム等を取り扱わせたりできる。また、たとえ
ば溶接手段を仮付け用と本付け用とに分けることも可能
である。いずれの場合も、上述のように自動的にかつ円
滑にコアを製造することができる。Regarding some of the means described here, one may also function as another, and each function may have a function other than the above. For example, the welding means can also serve as the bead forming means, or the holding means, the positioning means, and the moving means can handle the diaphragm or the like before forming the beads. Further, for example, the welding means can be divided into temporary attachment and permanent attachment. In either case, the core can be manufactured automatically and smoothly as described above.

【００１９】請求項４の製造方法は、コアパネルの中間
（端部でない）位置で内側にダイヤフラムを溶接した鉄
骨コアを得るもので、やはり、裏当て材に代えてビード
を形成・利用することによりコアを製造する。請求項１
の方法とはやや異なり、開先を有するダイヤフラムの周
囲を、コアパネルの内面に全周的に形成したビードに接
触させるかまたはビードの近傍（外側つまり端部寄り）
に位置させたうえ、両者間に外側（端部寄りで、開先の
開いた側）から裏波溶接を施すのである。やはり、ビー
ドの位置に裏当て材を取り付けていた場合と同様に良好
な継手部分ができる。裏当て材の製作とコアパネルの内
面にそれを取り付ける作業とが不要になることや、ルー
ト間隔を小さくできて所要肉盛量や溶接時間・溶接棒
（ワイヤ）の消費量・溶接歪みを低減できることは、請
求項１の方法と同様である。ただしこの請求項４の方法
では、ダイヤフラムを、その外形（外周の形状と寸法）
がコアパネルの内面（内側開口断面）の形状・寸法に合
うよう対応づけて製作しておく必要がある。The manufacturing method of claim 4 is to obtain a steel frame core in which a diaphragm is welded inside at an intermediate (not end) position of the core panel. Again, by forming and utilizing a bead instead of the backing material. Manufacture the core. Claim 1
Unlike the method described in (1), the circumference of the diaphragm having a groove is brought into contact with a bead formed all around the inner surface of the core panel, or in the vicinity of the bead (outside, that is, near the end)
In addition, the backside welding is performed from the outside (closer to the end, the side where the groove is open) between them. After all, a good joint portion is formed as in the case where the backing material is attached to the bead position. Eliminating the need to make a backing material and attaching it to the inner surface of the core panel, and reducing the route interval to reduce the required build-up amount, welding time, welding rod (wire) consumption, and welding distortion. Is similar to the method of claim 1. However, according to the method of claim 4, the diaphragm is provided with its outer shape (shape and size of the outer circumference).
Need to be manufactured in correspondence with the shape and size of the inner surface (inner opening cross section) of the core panel.

【００２０】[0020]

【実施例】図１〜図３に本発明の第一実施例を示す。図
１(ａ)〜(ｅ)は鉄骨コア６の製造過程を段階的に示す模
式図、図２は、そのコア６の量産用製造装置のレイアウ
ト図、そして図３は、図２の製造装置内の各機器につい
ての模式図である。1 to 3 show a first embodiment of the present invention. 1 (a) to 1 (e) are schematic diagrams showing the manufacturing process of the steel frame core 6 step by step, FIG. 2 is a layout diagram of a mass-production manufacturing device of the core 6, and FIG. 3 is a manufacturing device of FIG. It is a schematic diagram about each apparatus in.

【００２１】この実施例のコア６は、図１(ａ)に示す角
筒（ボックス）状のコアパネル１の両端部に同(ｂ)のダ
イヤフラム２（いずれも鉄鋼材料）を同(ｅ)のように溶
接してなるものである。その図１に基づいてコアパネル
１の製造方法を概略的に述べると、つぎのとおりであ
る。In the core 6 of this embodiment, the diaphragm 2 (all of which is a steel material) of the same (b) is attached to both ends of the rectangular cylindrical (box) core panel 1 shown in FIG. 1 (a). It is made by welding. The manufacturing method of the core panel 1 will be schematically described based on FIG. 1 as follows.

【００２２】まず、所定長さのコアパネル１の両端に、
図１(ａ)のように外側の開いた（つまり外側を切除し
た）いわゆるレ型の開先１ａをあらかじめ形成してお
く。また二枚のダイヤフラム２のそれぞれには、コアパ
ネル１と溶接すべき一方の面上にビードオンプレート溶
接によって同(ｂ)のようにビード３を形成する。コアパ
ネル１は塑性加工にて筒形状に形成されたもので断面形
状が一定ではないため、ビード３の位置はコアパネル１
の端部内周面（すなわち開先１ａの先端もしくは裏面）
の形状・寸法を実測のうえ、コアパネル１に対し全周に
おいて下記（同(ｃ)）の位置関係がとれるように定め
る。なお、ダイヤフラム２の中央の穴２ａは、後述の各
機器にてダイヤフラム２が保持されやすいように、内部
のガス抜き用を兼ねて設けたものである。その後、コア
パネル１とダイヤフラム２を近づけ、同(ｃ)のように、
開先１ａの先端をビード３の近傍に位置させる。開先１
ａとビード３との図示の間隔δは−１ｍｍ〜＋２ｍｍと
し、開先１ａの先とダイヤフラム２の表面との間隔（ル
ート間隔）ｒは０〜２ｍｍ程度にする。同(ｃ)の位置関
係を保ちながら、コアパネル１（の開先１ａ）の外側か
ら同(ｄ)のような初層溶接４を全周に施す。この溶接４
によって裏波を出し、コアパネル１の内側にもダイヤフ
ラム２（正確にはこれと一体のビード３）上への十分な
溶込みを得るのである。ビード３があるため、溶接姿勢
に拘わらず溶落ち現象は起こりにくい。こうしたうえで
開先１ａに多層盛溶接５を施し、以上を、二枚のダイヤ
フラム２およびコアパネル１の両端に対して行うことに
より、同(ｅ)のコア６ができあがる。First, at both ends of the core panel 1 having a predetermined length,
As shown in FIG. 1 (a), a so-called le-shaped groove 1a that is open on the outside (that is, the outside is cut off) is formed in advance. Further, a bead 3 is formed on each of the two diaphragms 2 by bead-on-plate welding on one surface to be welded to the core panel 1 as shown in FIG. Since the core panel 1 is formed into a tubular shape by plastic working and its cross-sectional shape is not constant, the position of the bead 3 is at the core panel 1.
Inner peripheral surface of end (that is, tip or back surface of groove 1a)
After measuring the shape and dimensions of the above, the following ((c)) positional relationship is determined with respect to the entire circumference of the core panel 1. The central hole 2a of the diaphragm 2 is also provided for degassing the inside so that the diaphragm 2 can be easily held by each device described later. After that, the core panel 1 and the diaphragm 2 are brought close to each other, and as shown in (c),
The tip of the groove 1a is located near the bead 3. Groove 1
The illustrated gap δ between the a and the bead 3 is −1 mm to +2 mm, and the gap (root gap) r between the tip of the groove 1 a and the surface of the diaphragm 2 is about 0 to 2 mm. While maintaining the positional relationship shown in (c), the initial layer welding 4 as shown in (d) is applied to the entire circumference from the outside of (the groove 1a of the core panel 1). This welding 4
By this, the back wave is generated, and sufficient penetration into the inside of the core panel 1 onto the diaphragm 2 (more precisely, the bead 3 integrated with this) is obtained. Since there is the bead 3, the burn-through phenomenon is unlikely to occur regardless of the welding posture. Then, the groove 1a is subjected to the multi-layer welding 5 and the above is performed on both ends of the two diaphragms 2 and the core panel 1, whereby the core 6 of the same (e) is completed.

【００２３】図２の装置は、上記のプロセスを自動的に
行うもので、つぎのとおり構成している。まず大まかに
は、コアパネル１とダイヤフラム２との仮付け設備１
０、仮付けののちの本付け設備２０、製品としてのコア
６の出荷設備３０、および各設備間の移送設備４０−
といった四つの設備より本装置を構成する。仮付け設備
１０は、コアパネル１・ダイヤフラム２間に初層溶接４
を施し終わる図１(ｄ)までのプロセスをなすもので、本
付け設備２０は、その後の多層盛溶接５をなすためのも
のである。仮付け設備１０を二組、本付け設備２０を四
組もうけたのは、並行作業によって多数のコア６を能率
的に製造するためであり、とくに本付け（多層盛）に時
間がかかることを考慮に入れている。The apparatus shown in FIG. 2 automatically performs the above process and is constructed as follows. First, roughly speaking, a temporary attachment facility 1 for the core panel 1 and the diaphragm 2 is provided.
0, permanent attachment equipment 20 after temporary attachment, shipping equipment 30 of core 6 as a product, and transfer equipment 40 between each equipment
This equipment is composed of four facilities. The temporary attachment equipment 10 includes the first layer welding 4 between the core panel 1 and the diaphragm 2.
The process up to FIG. 1D is completed, and the attachment equipment 20 is for forming the multi-layer welding 5 thereafter. The reason why two sets of temporary installation equipment 10 and four sets of permanent installation equipment 20 are provided is to efficiently manufacture a large number of cores 6 by parallel work. Taking into account.

【００２４】各仮付け設備１０には、図２のとおり七つ
の機器を配置した。すなわち、コアパネル１（開先加工
ずみ）の搬入機１１とその形状検出機１２、ダイヤフラ
ム２の搬入機１３とそのポジショナ１４、コアパネル１
のホルダー１５、溶接ロボット１６、および移載機１７
である。形状検出機１２は、搬入機１１上で所定位置に
固定したコアパネル１に対して、図３(Ａ)のように端部
に照明１２ｂをあてたうえ９台（３台×３列）のＣＣＤ
カメラ１２ａを用い、同(Ｂ)のように各カメラ１２ａの
画像を合成してコアパネル１の端部内周面の輪郭像１
ａ’の形状・寸法を自動分析する。ポジショナ１４は、
同(Ｃ)のように爪１４ａによってダイヤフラム２を保持
するが、溶接ロボット１６は、その先端の溶接トーチに
よりダイヤフラム２の表面上にビード３を形成する。ビ
ード３の位置は形状検出機１２からの入力に従わせ、輪
郭像１ａ’のすぐ内側に相当する位置とする。ビード３
を設けたこのダイヤフラム２に対し、同(Ｄ)のように、
所定の位置（ビード３の全周において図１(ｃ)の関係に
なる位置）にホルダー１５がコアパネル１を位置ぎめし
た状態で、そのコアパネル１とダイヤフラム２とを溶接
ロボット１６が仮止め溶接する。その後、ホルダー１５
をコアパネル１から切り離し、コアパネル１をポジショ
ナ１４上で回転可能な状態にしたうえで、溶接ロボット
１６が同(Ｅ)のとおり全周に初層溶接４を施す。その後
さらに、ホルダー１５がコアパネル１をつかんでその上
下を反転させたうえ、コアパネル１の他端ともう一枚の
ダイヤフラム２とに対して各機器が以上の作業をするこ
とにより、同(Ｆ)のように仮付けが終了する。このうえ
で、その半製品を図２の移載機１７が移送設備４０の台
車４１上へ載せ換える。以上のようにここでは、搬入機
１１と同１３・移載機１７はコアパネル１やダイヤフラ
ム２を移動する手段、ポジショナ１４はダイヤフラム２
を保持および回転する手段、ホルダー１５はコアパネル
１またはそれとダイヤフラム２とを保持し位置ぎめし移
動する手段としてそれぞれ機能し、溶接ロボット１６
は、溶接するとともにビード３を形成する手段である。As shown in FIG. 2, seven devices were arranged in each temporary installation equipment 10. That is, the carry-in machine 11 for the core panel 1 (beveled) and its shape detector 12, the carry-in machine 13 for the diaphragm 2 and its positioner 14, the core panel 1
Holder 15, welding robot 16, and transfer machine 17
Is. The shape detector 12 illuminates the core panel 1 fixed at a predetermined position on the carry-in machine 11 with an illumination 12b at its end as shown in FIG. 3 (A), and then 9 units (3 units × 3 rows) of CCDs.
Using the camera 12a, the images of the cameras 12a are combined as shown in FIG.
Automatically analyze the shape and dimensions of a '. Positioner 14
Although the diaphragm 2 is held by the claws 14a as shown in FIG. 6C, the welding robot 16 forms the beads 3 on the surface of the diaphragm 2 by the welding torch at the tip thereof. The position of the bead 3 follows the input from the shape detector 12, and is set to a position just inside the contour image 1a '. Bead 3
For this diaphragm 2 provided with, like (D),
The welding robot 16 temporarily welds the core panel 1 and the diaphragm 2 to each other in a state where the holder 15 positions the core panel 1 at a predetermined position (a position where the relationship shown in FIG. 1C is provided over the entire circumference of the bead 3). . After that, holder 15
Is separated from the core panel 1, the core panel 1 is made rotatable on the positioner 14, and then the welding robot 16 performs the initial layer welding 4 on the entire circumference as shown in (E). After that, further, the holder 15 grabs the core panel 1 and turns it upside down, and each device performs the above work on the other end of the core panel 1 and the other diaphragm 2. The tacking ends as shown in. Then, the semi-finished product is transferred by the transfer machine 17 of FIG. As described above, the loading machine 11 and the transfer machine 17 are the means for moving the core panel 1 and the diaphragm 2, and the positioner 14 is the diaphragm 2 here.
The holder 15 functions as a means for holding and rotating the core panel 1 and a holder 15 for holding, positioning and moving the core panel 1 or the diaphragm 2 and the welding robot 16.
Is a means for welding and forming the bead 3.

【００２５】上述の形状検出機１２としては、照明１２
ｂとＣＣＤカメラ１２ａとによる代わりに、いわゆるワ
イヤタッチセンシング機能にてコアパネル１の端部内周
面の輪郭像１ａ’の形状・寸法を計測できる溶接ロボッ
ト（図示せず）を使用することもできる。すなわち、同
ロボットのアーム先端に取り付けられた溶接トーチ内の
溶接ワイヤに電圧を印加し、そのワイヤの先端がコアパ
ネル１に接触（短絡）したときの電圧変動によってコア
パネル１の位置を検知するというワイヤタッチセンシン
グ機能を使用してコアパネル１の端部内周面を倣わせ、
そのときアームの先端が動いた軌跡を座標値として記憶
させ、その座標値を輪郭像１ａ’に置換させるのであ
る。なお同ロボットは、専用のものを配置せずに、ビー
ド３を形成するための上述の溶接ロボット１６に機能を
兼用させてもよい。As the shape detector 12 described above, the illumination 12 is used.
Instead of using b and the CCD camera 12a, it is also possible to use a welding robot (not shown) capable of measuring the shape and size of the outline image 1a 'of the inner peripheral surface of the end of the core panel 1 by a so-called wire touch sensing function. That is, a voltage is applied to the welding wire in the welding torch attached to the arm tip of the robot, and the position of the core panel 1 is detected by the voltage fluctuation when the tip of the wire contacts (short-circuits) the core panel 1. Use the touch sensing function to copy the inner peripheral surface of the end of the core panel 1,
At this time, the locus of movement of the tip of the arm is stored as coordinate values, and the coordinate values are replaced with the contour image 1a '. It should be noted that this robot may be configured such that the welding robot 16 for forming the bead 3 also has the function without disposing a dedicated one.

【００２６】多層盛溶接５をなす本付け設備２０のそれ
ぞれには、図２のとおり、移載機２１とポジショナ２２
・溶接ロボット２３という３種類の機器を配置してい
る。コアパネル１とダイヤフラム２とが仮付けされた上
記の半製品を、移載機２１が台車４１から受け取り、図
３(Ｇ)のようにポジショナ２２にセットする。もし上記
の半製品が大型（大重量）であれば、仮想線で示したよ
うに別の支持台車２４を用いて両端支持状態にする。ポ
ジショナ２２がコアパネル１を、軸心を水平にして保持
し回転させるのに対し、同(Ｈ)のとおり溶接ロボット２
３が下向き姿勢を保って多層盛溶接５を全周に施す。こ
の溶接５を両端部の二箇所に施工し終わると、コア６が
できあがるので、移載機２１によって再び台車４１に載
せる。この設備２０では、コアパネル１とダイヤフラム
２とを仮付けした半製品およびコア６に対し、移載機２
１はそれを移動する手段として、ポジショナ２２（およ
び支持台車２４）は保持・位置ぎめ（および回転移動）
する手段として、また当然ながら溶接ロボット２３は溶
接する手段として、それぞれ機能している。As shown in FIG. 2, a transfer machine 21 and a positioner 22 are provided in each of the permanent installation equipment 20 for forming the multi-layer welding 5.
-Three types of equipment called the welding robot 23 are arranged. The semi-finished product to which the core panel 1 and the diaphragm 2 are temporarily attached is received by the transfer machine 21 from the carriage 41 and set on the positioner 22 as shown in FIG. If the above semi-finished product is large (heavy weight), another supporting carriage 24 is used to support both ends as shown by the phantom line. While the positioner 22 holds and rotates the core panel 1 with its axis centered horizontally, as shown in (H), the welding robot 2
3 keeps the downward posture, and multi-layer welding 5 is applied to the entire circumference. When the welding 5 is completed at the two locations on both ends, the core 6 is completed, and the transfer machine 21 places the core 5 on the carriage 41 again. In this equipment 20, the transfer machine 2 is used for the semi-finished product in which the core panel 1 and the diaphragm 2 are temporarily attached and the core 6.
The positioner 22 (and the supporting carriage 24) holds and positions (and rotationally moves) 1 as a means for moving it.
The welding robot 23 functions as a welding means, and of course, as a welding means.

【００２７】移送設備４０は、図２の軌道４２上を双方
向（図の左右）へ自走する台車４１を備えており、溶接
が終わって完成したコア６を速やかに出荷設備３０にま
で運ぶ。言うまでもなく、この移送設備４０も半製品お
よび完成したコア６の移動用の手段である。そして図３
(Ｉ)のようにして、出荷設備３０へ上記のコア６を移
す。出荷設備３０上のコア６は、本装置の外へ適宜に搬
出され出荷される。The transfer equipment 40 is provided with a carriage 41 which runs on the track 42 of FIG. 2 bidirectionally (left and right in the drawing), and quickly carries the core 6 completed after welding to the shipping equipment 30. . Needless to say, this transfer facility 40 is also a means for moving the semi-finished product and the finished core 6. And FIG.
As in (I), the core 6 is transferred to the shipping facility 30. The core 6 on the shipping facility 30 is appropriately carried out of the apparatus and shipped.

【００２８】なお、以上に紹介した図２の装置は、従来
のように裏当て材を用いてコアパネル１とダイヤフラム
２とを溶接するプロセスにおいて使用しても、かなり自
動化に寄与することができる。すなわち、ダイヤフラム
２の所定位置に裏当て材を取り付けることまでを作業員
の手で行うものとすれば、本装置のうちビード３の形成
に関連するものを除く各機器・各機能を使用して、その
後の仮付け・本付け・移送といった手順を自動的に行い
得るからである。The apparatus of FIG. 2 introduced above can considerably contribute to automation even if it is used in the process of welding the core panel 1 and the diaphragm 2 by using the backing material as in the conventional case. That is, assuming that the backing material is attached to the diaphragm 2 at a predetermined position by a worker, each device and each function except those related to the formation of the bead 3 of the present device are used. This is because the subsequent procedures such as temporary attachment, book attachment, and transfer can be automatically performed.

【００２９】さて、図４〜図６には、本発明に基づく他
の実施例などを示す。まず図４の例は、上記実施例の鉄
骨コア６においてコアパネル１に形成した開先１ａを、
レ形ではなくＪ形の開先１ｂに変更したものである。こ
の例でも、開先１ｂを外側の開いた形にし、ダイヤフラ
ム２上に設けておいたビード３を裏当て材にして初層溶
接４を行い、そのうえに多層盛溶接５を施すことによっ
てコアパネル１とダイヤフラム２とを接合する。開先１
ｂが違うだけなので、図２の装置を図３の手順でそのま
ま使用してコア６の製造ができることはもちろんであ
る。同様に、レ形もしくはＪ形に類似した他の形状の開
先に関しても、本発明は効果的に実施することができ
る。FIGS. 4 to 6 show another embodiment based on the present invention. First, in the example of FIG. 4, the groove 1a formed in the core panel 1 in the steel core 6 of the above embodiment is
The groove 1b is changed to a J-shaped groove 1b instead of the rectangular shape. Also in this example, the groove 1b is opened to the outside, the bead 3 provided on the diaphragm 2 is used as the backing material for the first layer welding 4, and the multi-layer welding 5 is applied on the bead 3 to form the core panel 1. The diaphragm 2 is joined. Groove 1
Since only b is different, it is needless to say that the core 6 can be manufactured by using the apparatus of FIG. 2 as it is in the procedure of FIG. Similarly, the present invention can be effectively practiced with a groove having a concave shape or another shape similar to the J shape.

【００３０】図５は、できあがったコア６の上下（上・
下のいずれか一方のみでもよい）にボックス柱部材５１
をつなぎ、鉄骨柱５０として製品化した例である。この
例ではコア６と部材５１との接合部にも上述と同様の溶
接を行っている。すなわち、ダイヤフラム２の外側の表
面上にまずビードオンプレート溶接によるビード５３を
形成しておき、それを裏当て材に利用することにより、
開先のある部材５１とダイヤフラム２との間に初層の裏
波溶接５４を施し、さらに多層盛の溶接５５をなしたの
である。このように、本発明の方法は鉄骨コアのみには
限らず、鉄骨柱においてそのコアを接合する場合にも適
用できる。FIG. 5 shows the top and bottom (upper
Box pillar member 51 may be either one of the bottom
In this example, the steel columns 50 are connected to each other and are commercialized. In this example, the same welding as described above is also performed on the joint between the core 6 and the member 51. That is, by first forming a bead 53 by bead-on-plate welding on the outer surface of the diaphragm 2 and using it as a backing material,
Between the grooved member 51 and the diaphragm 2, the back-layer welding 54 of the first layer is applied, and further the multi-layer welding 55 is performed. Thus, the method of the present invention is applicable not only to the steel core but also to joining the cores in the steel columns.

【００３１】図６は、筒形状のコアパネル６１の内側二
箇所にダイヤフラム６２を溶接してなる鉄骨コア６６の
例を示す。この例では、コアパネル６１の内側開口断面
にダイヤフラム６２の外形・寸法を一致させておき、コ
アパネル６１の内側にその軸心と直角にしてダイヤフラ
ム６２を差し入れたうえ、コアパネル６１の外側（両端
寄り）から溶接を行っている。この溶接は、ダイヤフラ
ム６２を付けようとするコアパネル６１の内面位置全周
にあらかじめビード６３を形成しておき、前記の実施例
と同じく、それを裏当て材に利用して行う。つまり、ダ
イヤフラム６２の開先６２ａの周縁先端を、上記のビー
ド６３の近傍（ビード６３のすぐ外側）に位置させたう
え、その部分に、初層（裏波）溶接６４および本（多層
盛）溶接６５を施しているのである。FIG. 6 shows an example of a steel frame core 66 formed by welding a diaphragm 62 to two inner points of a tubular core panel 61. In this example, the outer shape and dimensions of the diaphragm 62 are matched with the inner opening cross section of the core panel 61, the diaphragm 62 is inserted inside the core panel 61 at right angles to its axis, and then outside the core panel 61 (close to both ends). We are doing welding from. This welding is performed by forming a bead 63 on the entire circumference of the inner surface of the core panel 61 to which the diaphragm 62 is to be attached in advance and using it as a backing material as in the above-described embodiment. That is, the tip of the peripheral edge of the groove 62a of the diaphragm 62 is positioned near the bead 63 (just outside the bead 63), and the first layer (backside) welding 64 and the book (multi-layer welding) are provided at that position. Welding 65 is applied.

【００３２】以上、いくつかの実施例を紹介したが、本
発明の溶接方法や溶接装置は、これらを含め種々の態様
によって実施することができる。たとえば、 a) 溶接の種類としては、ビードの形成を含め、ＣＯ
₂(炭酸ガス）アーク溶接や被覆アーク溶接・ＭＩＧ（イ
ナートガスメタルアーク）溶接など、各種が適用でき
る。Although some examples have been introduced above, the welding method and welding apparatus of the present invention can be implemented in various modes including these. For example: a) Welding types, including bead formation, CO
Various types of ₂ (carbon dioxide) arc welding, coated arc welding, MIG (inert gas metal arc) welding, etc. can be applied.

【００３３】b) 初層溶接に加えて多層盛の溶接を施す
場合に限らないことはもちろんである。溶接の種類やコ
アの大きさ（部材の厚み）等によっては一層のみの溶接
で済む場合もあるからである。B) Of course, it is not limited to the case of performing multi-layer welding in addition to the initial layer welding. This is because depending on the type of welding, the size of the core (thickness of the member), etc., welding with only one layer may be sufficient.

【００３４】c) 言うまでもないが、溶接姿勢（図３
(Ｅ)・(Ｆ)・(Ｈ)参照）について実施例に限るものでは
ない。C) Needless to say, the welding position (see FIG. 3)
(See (E), (F), and (H)) is not limited to the embodiment.

【００３５】d) コアパネルは、断面が四角形に近い角
筒には限らず、他の断面形状の角筒や円筒であってもよ
い。D) The core panel is not limited to a rectangular tube whose cross section is close to a quadrangle, but may be a rectangular tube or a cylinder having another cross-sectional shape.

【００３６】[0036]

【発明の効果】本発明の鉄骨コアの製造方法（請求項１
・４）には、つぎの利点がある。すなわち、 1) 裏当て材に労力をかけることなく、コアパネルとダ
イヤフラムとより鉄骨コアを得ることができる。つま
り、裏当て材の製作や、ダイヤフラムまたはコアパネル
へのその取り付けが不要であるとともに、裏当て材の類
似物を全く使用せずに溶接する場合よりも緩い条件下
で、コアの製造が可能である。したがってコアを容易
に、かつ能率的に製造でき、作業員に熟練が求められる
こともない。The method for producing a steel core of the present invention (claim 1)
・ 4) has the following advantages. That is, 1) It is possible to obtain a steel core from the core panel and the diaphragm, without putting effort on the backing material. This means that no backing material has to be manufactured or attached to the diaphragm or core panel, and the core can be manufactured under looser conditions than if welding without any backing material analogue. is there. Therefore, the core can be easily and efficiently manufactured, and the skill of the worker is not required.

【００３７】2) 溶接部のルート間隔が小さくなるの
で、溶接時間の短縮や、溶接棒等の消費量の削減、溶接
歪みの減少といったメリットもある。2) Since the root interval of the welded portion becomes small, there are advantages such as shortening of welding time, reduction of consumption of welding rods and the like, and reduction of welding distortion.

【００３８】3) 当然ながら溶接部に裏当て材が残らな
いため、従来なら裏当て材の周辺に存在していたスリッ
ト等の応力集中部分が存在せず、継手性能が向上する。3) As a matter of course, since the backing material does not remain in the welded portion, there is no stress concentration portion such as slits which existed around the backing material in the past, and the joint performance is improved.

【００３９】本発明の製造装置（請求項２・３）による
と、上記の方法にしたがう（そのため上記の利点をとも
なう）鉄骨コアの製造を自動的に行い、生産性を著しく
向上することができる。According to the manufacturing apparatus of the present invention (claims 2 and 3), it is possible to automatically manufacture a steel core according to the above method (and therefore has the above advantages), and significantly improve the productivity. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】図１(ａ)〜(ｅ)は、本発明の第一実施例として
鉄骨コアの製造過程を段階的に示す模式図である。1 (a) to 1 (e) are schematic views showing stepwise a manufacturing process of a steel frame core as a first embodiment of the present invention.

【図２】図１のコアの製造装置を示すレイアウト図であ
る。FIG. 2 is a layout diagram showing an apparatus for manufacturing the core of FIG.

【図３】図３(Ａ)〜(Ｉ)はそれぞれ、図２の製造装置内
の各機器（Ａ部〜Ｉ部）についての模式図である。3 (A) to 3 (I) are schematic views of respective devices (A to I) in the manufacturing apparatus of FIG.

【図４】本発明の別の実施例として鉄骨コアの溶接部を
示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a welded portion of a steel frame core as another embodiment of the present invention.

【図５】本発明の応用例として示す、鉄骨コアを含む鉄
骨柱の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a steel column including a steel core, as an application example of the present invention.

【図６】本発明のさらに別の実施例である鉄骨コアの断
面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a steel frame core which is still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】 １・６１ コアパネル １ａ・１ｂ 開先 ２・６２ ダイヤフラム ６２ａ 開先 ３・５３・６３ ビード ４・５４・６４ 裏波（初層）溶接 ６・６６ 鉄骨コア １２ 形状検出機（形状および寸法を検出する手段）[Explanation of symbols] 1.61 Core panel 1a ・ 1b Groove 2.62 Diaphragm 62a Groove 3.53 ・ 63 Beads 4.54 ・ 64 Back wave (first layer) welding 6 ・ 66 Steel core 12 Shape detector (shape And means for detecting dimensions)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 将基 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 (72)発明者 切通 隆則 兵庫県神戸市中央区東川崎町３丁目１番 １号 川崎重工業株式会社 神戸工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masaki Tanaka 3-1-1 Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries Ltd. Kobe factory (72) Takanori Kiritsugu Higashikawasaki, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo 3-1, 1-1 Machi Kawasaki Heavy Industries Ltd. Kobe factory

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 外側の開いたレ形またはＪ形の開先を全
周に有する筒形状のコアパネルの端部にダイヤフラムを
溶接することにより鉄骨コアを製造する方法であって、 コアパネル端部の内周面の形状および寸法に位置を対応
させてダイヤフラム上にビードオンプレート溶接による
ビードを形成し、コアパネルの上記開先に対する裏当て
材としてこのビードを利用する裏波溶接により、コアパ
ネルとダイヤフラムとを接合することを特徴とする鉄骨
コアの製造方法。1. A method of manufacturing a steel core by welding a diaphragm to an end of a tubular core panel having an outer open R-shaped or J-shaped groove on the entire circumference thereof. A bead-on-plate welding bead is formed on the diaphragm in correspondence with the shape and dimensions of the inner peripheral surface, and the bead is used as a backing material for the groove of the core panel. A method for manufacturing a steel core, comprising: 【請求項２】 外側の開いたレ形またはＪ形の開先を全
周に有する筒形状のコアパネルの端部にダイヤフラムを
溶接することにより鉄骨コアを製造する装置であって、 コアパネル端部の内周面の形状および寸法を検出する手
段と、検出された形状・寸法に位置を対応させてビード
オンプレート溶接によるビードをダイヤフラム上に形成
する手段とを、コアパネルやダイヤフラムを保持する手
段、位置ぎめする手段、回転する手段、溶接する手段、
および移動する手段とともに配備したことを特徴とする
鉄骨コアの製造装置。2. An apparatus for manufacturing a steel core by welding a diaphragm to the end of a cylindrical core panel having an outer open R-shaped or J-shaped groove on the entire circumference, the device comprising: Means for detecting the shape and dimensions of the inner peripheral surface and means for forming beads on the diaphragm by bead-on-plate welding in correspondence with the detected shapes and dimensions, means for holding the core panel and diaphragm, Means for tightening, means for rotating, means for welding,
And a steel core manufacturing apparatus, which is provided with a moving means. 【請求項３】 コアパネル端部の内周面の形状および寸
法を検出する手段として、輪郭像による形状および寸法
の分析機能つきＣＣＤカメラ、もしくはワイヤタッチセ
ンシング機能つき溶接ロボットを配備した請求項２に記
載の鉄骨コアの製造装置。3. A CCD camera with a function of analyzing the shape and size of a contour image, or a welding robot with a wire touch sensing function is provided as means for detecting the shape and size of the inner peripheral surface of the end of the core panel. The steel core manufacturing apparatus described. 【請求項４】 筒形状のコアパネルの内側開口断面に外
形が一致してレ形またはＪ形の開先を全周的に有するダ
イヤフラムを、コアパネルの内側に溶接することにより
鉄骨コアを製造する方法であって、 コアパネルの内面にビードオンプレート溶接によるビー
ドを全周的に形成し、ダイヤフラムの上記開先に対する
裏当て材としてこのビードを利用する裏波溶接により、
コアパネルとダイヤフラムとを接合することを特徴とす
る鉄骨コアの製造方法。4. A method for manufacturing a steel core by welding a diaphragm, which has an outer shape corresponding to an inner opening cross section of a tubular core panel and has a groove of a R-shape or a J-shape all around, to the inner side of the core panel. That is, by forming a bead by bead-on-plate welding on the inner surface of the core panel all around, and by using backside welding using this bead as a backing material for the groove of the diaphragm,
A method for manufacturing a steel core, comprising joining a core panel and a diaphragm.