JP4862165B2 - パイプ組立装置 - Google Patents
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Description
図3の(a)に示すように、姿勢制御装置を内蔵する再現装置110には、コンピュータの一例である数値制御装置110aが接続されている。数値制御装置110aには、接続管188の製作図から取り出した必要な寸法・角度データを入力するための入力装置110bが接続されている。操作者は、入力装置110bを用いて、接続管188の製作図から取り出した寸法・角度データを数値制御装置110aに入力する。また、数値制御装置110aは、この寸法・角度データを数値制御信号である姿勢制御信号に変換した後、再現装置110の姿勢制御装置にフランジ姿勢制御信号を送出する。
図1に示すように、パイプ組立装置は、設計管の組立から仮溶接までの工程を支援するもので、従来、職人が定盤上で製作していたが、接続管の製作図から接続管の両端に連接されるフランジを載置支持するフランジ面の姿勢、即ち、位置と角度を決定でき、工場でフランジ付きの接続管を容易に製造できるようにした軽量小形のパイプ組立装置であって、操作者は、フランジ面の関係を測定して得られた設計管製作用データを入力することで左右7軸(3軸と4軸)と1つのスライド量の設定値がモニタに表示される。これら各軸および1つのスライド量を手動で目標値に合わせることで位置の設定が完了し工場内で管を製作することができる。
適用パイプの口径は40A〜200A、面間は350mm〜2000mm、固定側ポジショナー6は、フランジ回転軸、旋回軸、仰角軸のP3軸を有し、それぞれの軸にはエンコーダ(発信機)が付いていて、各位置を正確にコントローラへ送信する。
移動側ポジショナー5は、フランジ回転軸、旋回軸、仰角軸、移動軸(面間)の4軸を有し、それぞれの軸にはエンコーダ(発信機)が付いていて、各位置を正確にコントローラへ送信する。
エンコーダは角度0.1度、距離0.1mmでコントローラへ送信する。各軸の駆動は全て手動式のハンドルを備え、設定後に手動にてクランプすることが可能で、かつハンドル軸にはモータを取り付け可能に構成されているため、全て電動式とすることができる。
また、同様に第2のフランジ位置決め機構6は、第2のフランジ4を固定してX方向に沿ってスライドさせるX方向スライド機構10を備えた第2のフランジ載置台8と、第2のフランジ載置台8を平面的に回動させるθ1方向回動機構11と、θ1方向回動機構11を垂直方向に回動させるθ2方向回動機構12と、θ2方向回動機構12を水平方向に回動させるθ3方向回動機構13とを備えている。
図1に示すように、まず、キーボード13cから入力された、L1の長さ、L2の長さ、L3の長さ、曲げ(L1とL2の成す実角度)、ねじれN1(L2とL3の成す角)、ねじれN2(L2とL3の成す角)、穴振りH1(L1側のフランジの穴振り角度)、穴振りH2(L3側のフランジの穴振り角度)などの管の8つの項目の基本寸法によって、第1、第2のフランジ位置決め機構5、6によって、第1、第2のフランジ3、4の位置が決定される。また、固定側の第2のフランジ位置決め機構6、および移動側の第1のフランジ位置決め機構5との間の距離は、移動側の第1のフランジ位置決め機構5を姿勢制御装置を近接又は離反して移動することにより可変で、これもエンコーダで検出できるようになっていてコントローラ13で制御され位置決めされる。
本装置を導入することでのメリットは、1)船舶の完成後の液漏れを激減できる、2)品質の安定、3)現場作業(ガス切断、溶接、重量物可搬)を無くし全て工場で製作が可能、4)海外などで液漏れが発生した場合、1日あれば翌日には適合パイプを製作し発送できる、5)作業工数を大幅に減少できる、6)型取りをするための補助材料が必要なくなる。通常、1隻300本で10隻製作した場合3000本となる。補助材料は一般に良く使用されるアングル(L-50×50×6)とすると、型取りのための補助材は3本、工場でフランジを固定するための材料は6本となり、1本の型取り管を製作するのに必要な補助材は9本となる。そのため10隻分で9本×3000本=27000本が必要になり、平均長さ0.4mとすると、0.4m×27000本=10800m、アングルは5kg/mであるから重量に換算すると5kg×10800m=54000kgで54tの材料が必要であったが、これが要らなくなる。したがって、27000本の廃材を無くし、54tの材料が不要となる。材料費100円/kgとして、材料コストにして約540万円と27000本分の切断や溶接が必要なくなる(間接費としてはガスや溶接棒関係など含んでいないが相当な使用料となると思われる)、7)間接メリットとしては、27000本分の切断用ガスや溶接棒材料が不要で、そのため現場から工場までの車による搬送が無くなり、これによって1回の搬送を20本としても1350回、車で往復が必要であったがこれも不要となる、また、型取り用のフランジは使い回しをするが、これも不要となる。
また、安全、環境、品質、コストにおいて、安全面では、1)作業環境改善、2)空気環境改善、3)設備環境改善がある。作業環境改善としては、現場での高所作業、溶接作業を無くし災害予防の観点から見ても効果的である。空気環境改善としては、現場での溶接作業を無くし、有害物暴露を減少することができるため現場作業の空気環境に貢献する。設備環境改善としては、各種作業や機械設備のリスクアセスメントを実施し、重大災害などの発生の防止に貢献する。
2 接続管
3 第1のフランジ
4 第2のフランジ
5 第1のフランジ位置決め機構、移動側ポジショナー
6 第2のフランジ位置決め機構、固定側ポジショナー
7 第1のフランジ載置台
8 第2のフランジ載置台
9 ベース
10 X方向スライド機構
10a ハンドル
11 θ1方向回動機構
11a ハンドル
11b 小歯車
11c 大歯車
12 θ2方向回動機構
12a ハンドル
12b 小プーリ
12c 大プーリ
12d 大歯車
12e θ2方向回動板
12f 支持軸
13 θ3方向回動機構
13a ハンドル
13b 小歯車
13c 大歯車
13d θ3方向回動板
14 コントローラ
14a 表示部
14b コンピュータ
14c キーボード
Claims (1)
- ガスや水の流体の搬送に用いる直管や曲がり管を接続する接続管(2)のパイプの両端に接続用のフランジ(3、4)を電子データに基づいて再現精度良く溶接固定するパイプ組立装置(1)において、
前記パイプ組立装置(1)は、少なくとも一方が水平面上を互いに離間する方向に近接又は離反して移動可能な左右一対の第1、第2のフランジ位置決め機構(5、6)を備え、
前記フランジが直線的にスライドする方向をX方向と定義した場合、前記フランジ位置決め機構(5、6)は、前記フランジ(3、4)を固定して前記X方向に沿ってスライドさせるX方向スライド機構(10)を備えたフランジ載置台(7、8)と、
前記フランジがフランジ面に垂直なフランジ軸芯を中心軸として前記フランジ面を平面的に回動させる方向をθ1方向と定義した場合、前記フランジ載置台(7、8)を前記θ1方向に回動させるθ1方向回動機構(11)と、
前記フランジの前記フランジ軸芯を前記θ1方向回動機構(11)の支持軸(12f、 12f)回りに回動する方向をθ2方向と定義した場合、前記θ1方向回動機構(11)を前記θ2方向に回動させるθ2方向回動機構(12)と、
前記X方向、前記θ1方向、および前記θ2方向に回動する機構を一体的に前記水平面上に回動する方向をθ3方向と定義した場合、前記θ2方向回動機構(12)を前記θ3方向に回動させるθ3方向回動機構(13)と、
を備えることを特徴とするパイプ組立装置(1)。
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