JP6098925B2 - 大型枠組構造物の溶接装置 - Google Patents

Description

本発明は、アルミ製ＬＮＧタンク、船体構造、橋梁構造などの大型枠組構造物の溶接装置に関する。

アルミ製ＬＮＧタンク、船体構造、橋梁構造などでは、大型の枠組構造物が製造工程の途中（例えば、造船における組立工程）において、多数製造される。

このような大型枠組構造物（例えば、船殻平板ブロック）は、パネル、ロンジ、トランス等の構成材を配材して仮溶接した後、これを水平な定盤上に搬送して１対のロンジと１対のトランスで囲まれた升目形状の枠内の交差部を隅肉溶接により本溶接する。

かかる本溶接の手段として、人による手溶接の場合、時間とコストがかかるという問題点がある。特に対象とする大型枠組構造物（以下、ワークと呼ぶ）がアルミニウムなどの溶接欠陥が生じやすい材質の場合、溶接施工が安定しないため手直しを含めた総工数が多くなる問題点があった。
このため、工数削減と品質安定化のために、溶接ロボットを用いた手段が既に提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１０−２５３５１８号公報

特許文献１の装置は、以下の長所を有している。
（１）大型門型設備に対して複数のワークをそれぞれ高精度で位置決めする必要がなく、全体のスケジューリング、複数のロボットの制御、全体の統合制御などを行うシステムが不要である。
（２）ワークが非鉄金属の場合でも位置決めができる。
（３）寸法が異なる多種のワークへの対応が可能である。

しかし、特許文献１の装置の場合、ロボットをワークに対し位置決めするために予め位置決め治具の設置が必要となる。この治具は、１対のロンジと１対のトランスで囲まれた升目形状の溶接対象領域毎に設置する必要があるため、溶接対象領域が変わる毎に、治具の移動と再設置が必要であり、溶接対象領域間に位置するロンジやトランスが高い（例えば２ｍ）ことから、作業員による治具設置作業の省略又は軽減が求められていた。

本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、１対のロンジと１対のトランスで囲まれた升目形状の枠内を本溶接することができ、大型、高精度の門型設備や移動設備が不要であり、１回の架台設置で施工可能な溶接範囲が大きく、寸法が異なるワークへの対応が容易であり、事前の治具設置が不要であり、ワークに対して容易かつ正確に位置決めすることができる大型枠組構造物の溶接装置を提供することにある。

本発明によれば、水平に位置するパネルと、該パネルの上面に固定され互いに間隔を隔てて長手方向に延びる複数のロンジと、パネルの上面に固定され互いに間隔を隔ててロンジと直交する幅方向に延びる複数のトランスとからなる大型枠組構造物の溶接装置であって、
１対のロンジと１対のトランスで囲まれた升目形状の枠内を溶接対象領域とし、
溶接対象領域を幅方向に跨いでその外側に立脚する門型フレームと、門型フレームによりロンジより上方に支持されトランス間で長手方向に水平に延びる水平レールと、門型フレームの上端に固定された吊金具と、を有する枠組構造のロボット架台と、
前記水平レールに吊り下げられ、これに沿って移動する１軸直動機構を有し、その下方において溶接対象領域を溶接可能な天吊り溶接ロボットと、
門型フレームに取り付けられ、溶接対象領域の外側に位置するロンジ及びトランスに対し門型フレームから張り出してロンジ及びトランスに接触しロンジ及びトランスに対して門型フレームを位置決めし、かつその張り出し位置を調整可能なスイング式位置決め装置と、を備える、ことを特徴とする大型枠組構造物の溶接装置が提供される。

また、本発明によれば、前記門型フレームは、溶接対象領域を幅方向に跨いでその外側に立脚する４本の鉛直脚と、幅方向に延び１対の鉛直脚の上部をそれぞれ連結する１対の幅方向水平梁と、長手方向に延び１対の鉛直脚の下部をそれぞれ連結する１対の長手方向水平梁とを有し、
前記スイング式位置決め装置は、前記鉛直脚の幅方向内側にそれぞれ固定され、鉛直脚近傍から溶接対象領域の外側に位置するトランスに接する位置まで鉛直面内で長手方向に搖動駆動される少なくとも３組の長手方向スイングアームと、
１対の長手方向水平梁の長手方向内側にそれぞれ固定され、長手方向水平梁近傍から溶接対象領域の外側に位置するロンジに接する位置まで水平面内で幅方向に搖動駆動される少なくとも３組の幅方向スイングアームと、を有する。

また、前記長手方向スイングアームは、末端が鉛直脚近傍に水平軸を中心に回転可能に固定され下方又は斜め下方に延びる第１アーム部材と、前記水平軸を中心に第１アーム部材を搖動駆動する第１アクチュエータとを有し、
前記幅方向スイングアームは、末端が長手方向水平梁に鉛直軸を中心に回転可能に固定され水平に延びる第２アーム部材と、前記鉛直軸を中心に第２アーム部材を搖動駆動する第２アクチュエータとを有する。

また、第１アーム部材の先端部にトランス内面に接触して転動する第１ローラ部材を備え、
第２アーム部材の先端部にロンジ内面に接触して転動する第２ローラ部材を備える、ことが好ましい。

また、第１アクチュエータは、トランス間隔に合わせて第１アーム部材の張り出し位置を調整可能な第１エンドストッパーを備え、
第２アクチュエータは、ロンジ間隔に合わせて第２アーム部材の張り出し位置を調整可能な第２エンドストッパーを備える、ことが好ましい。

上記本発明の構成によれば、天吊り溶接ロボットがロボット架台の水平レールに吊り下げられ、これに沿って移動し、その下方において溶接対象領域を本溶接することができる。

また、天吊り溶接ロボットを搭載したロボット架台は、門型フレームの上端に固定された吊金具により、工場内に常設されたクレーンのような揚重機で吊上げ、搬送を行うことができるため、大型かつ高精度の門型設備や移動設備の設置は不要である。

また、ロンジより上方に支持されトランス間で長手方向に水平に延びる水平レールに天吊り溶接ロボットが吊り下げられ、水平レールに沿って移動する１軸直動機構を有し、その下方において溶接対象領域を溶接するので、１軸直動機構と天吊り溶接ロボットとの連動により、溶接対象領域の長手方向をカバーすることができ、１回の架台設置で施工可能な溶接範囲が大きい。

また、溶接対象領域の外側に位置するロンジ及びトランスに対し門型フレームから張り出してロンジ及びトランスに接触しロンジ及びトランスに対して門型フレームを位置決めするスイング式位置決め装置を備えるため、直動機構の場合に比べて小さな収納スペースで大きな可動範囲をとることができるため、各種の寸法が異なるワークへの対応が容易となる。

また、ロンジ及びトランスに対する門型フレームの固定は、スイング式位置決め装置に依るため、ワーク材質が非鉄金属の場合にも適用でき、かつ治具の移動と再設置が不要である。

さらに、スイング式位置決め装置は、その張り出し位置を調整可能であり、ロボット架台を吊り下げた状態で片側のスイング式位置決め装置の停止位置を張り出して基準側として、その後に反対側のスイング式位置決め装置を張り出すことで、ワークに対して容易かつ正確に位置決めすることができる。

本発明が溶接対象とする大型枠組構造物の説明図である。 本発明による溶接装置を幅方向から見た側面図である。 本発明による溶接装置を長手方向から見た正面図である。 本発明による溶接装置の平面図である。 本発明による長手方向スイングアームの全体構成図である。 本発明による幅方向スイングアームの全体構成図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明が溶接対象とする大型枠組構造物Ｂの説明図である。
この図において、大型枠組構造物Ｂは、平板状のパネル１の表面に複数列のロンジ２を配置する一方、これらロンジ２と直交する方向にトランス３を一定間隔で配置し、パネル１とロンジ２とトランス３とで形成され四方が囲まれた枠組部分（溶接対象領域４）の内側交差部５を溶接することで構成される。
すなわち、本発明が溶接対象とする大型枠組構造物Ｂは、水平に位置するパネル１と、パネル１の上面に固定され互いに間隔を隔てて長手方向に延びる複数のロンジ２と、パネル１の上面に固定され互いに間隔を隔ててロンジ２と直交する幅方向に延びる複数のトランス３とからなる。

パネル１の大きさは、例えば７ｍ×７ｍから２０ｍ×２０ｍである。また、ロンジ２は、例えば高さ３００〜８００ｍｍ、ロンジ２の幅方向の間隔は、８５０〜１０００ｍｍである。さらにトランス３は、例えば高さ１８００〜３０００ｍｍ、トランス３の長さ方向の間隔は、４０００〜５０００ｍｍである。
またこの例において、ロンジ２及びトランス３は、それぞれの上端部に水平に延びる水平部材２ａ、３ａを有している。
なお、本発明において、大型枠組構造物Ｂは、この構成に限定されず、その他の構造であってもよい。

図１において、本発明が対象とする溶接対象領域４は、１対のロンジ２と１対のトランス３で囲まれた升目形状の枠内である。
また、溶接対象領域４の具体的な溶接箇所は、図中に５で示す内側交差部である。なお、本発明の溶接箇所は、この例に限定されず、溶接対象領域４の内側であればよい。

図２は本発明による溶接装置を幅方向から見た側面図、図３はこれを長手方向から見た正面図、図４はその平面図である。

図２〜図４において、本発明による大型枠組構造物Ｂの溶接装置（以下、単に「溶接装置」という）は、ロボット架台１０、天吊り溶接ロボット２０、及びスイング式位置決め装置３０を備える。

ロボット架台１０は、溶接対象領域４を幅方向に跨いでその外側に立脚する門型フレーム１２と、門型フレーム１２によりロンジ２より上方に支持され溶接対象領域４内のトランス間で長手方向に水平に延びる水平レール１４と、門型フレーム１２の上端に固定された吊金具１６とを有する。

ロボット架台１０は、全体として長手方向長さは、１対のトランス３の間隔より短く、幅方向長さは１対のロンジ２の間隔より長くその３倍より短く設定されている。
すなわち、トランス３の長手方向の間隔が、４０００〜５０００ｍｍである場合、ロボット架台１０の最大長さは、トランス３の水平部材３ａと干渉しない長さ（例えば３２００ｍｍ）に設定されている。
同様に、ロンジ２の幅方向の間隔が、８５０〜１０００ｍｍである場合、ロボット架台１０の最大幅は、ロンジ２の水平部材２ａと干渉しない長さ（例えば２２００ｍｍ）に設定されている。

従って、ロボット架台１０の最大長さと１対のトランス３との間には、前後にそれぞれ４００〜９００ｍｍの隙間があり、ロボット架台１０の最大幅とロンジ間隔の３倍のロンジ２との間には、左右にそれぞれ１７５〜４００ｍｍの隙間がある。
この隙間の存在により、工場内に設置されたクレーンのような揚重機でロボット架台１０を吊上げ、大型枠組構造物Ｂ（ワーク）の溶接対象領域４にロボット架台１０を設置する場合に、ワークの寸法が上記の範囲で異なる場合でも、ワークへの対応が容易である。

門型フレーム１２は、溶接対象領域４を幅方向に跨いでその外側に立脚する４本の鉛直脚１３ａと、幅方向に延び１対の鉛直脚１３ａの上部をそれぞれ連結する１対の幅方向水平梁１３ｂと、長手方向に延び１対の鉛直脚１３ａの下部をそれぞれ連結する１対の長手方向水平梁１３ｃとを有する。

４本の鉛直脚１３ａは、ロボット架台１０の最大長さと最大幅の内側となる平面視矩形領域の４隅に位置し、その内側に天吊り溶接ロボット２０の作動範囲を確保している。
４本のうち３本の鉛直脚１３ａの下端は、同一平面上に位置し、パネル１の上面に静置した際に、水平レール１４がパネル１の上面に対し平行に位置しかつロンジ２の長手方向に対してねじれが生じないようになっている。
また４本のうち残る１本の鉛直脚１３ａの下端は、バネ、エアシリンダ等による伸縮機能を有し、ロボット架台１０がワークのゆがみとひずみに倣うようになっている。
この構成により、４本の鉛直脚１３ａで囲まれる平面視矩形領域の内側と、鉛直脚１３ａの上部を連結する１対の幅方向水平梁１３ｂの下側とで構成される直方体空間を、天吊り溶接ロボット２０が自由に作動できる完全な空間とすることができる。

また、４本の鉛直脚１３ａの下端部は樹脂製であり、対象ワークがアルミなどの場合にもワークを傷つけないようになっている。

吊金具１６は、門型フレーム１２の４本の鉛直脚１３ａの上端にそれぞれ固定されており、吊金具１６を用いて工場内に設置されたクレーンのような揚重機でロボット架台１０を吊上げ、大型枠組構造物Ｂ（ワーク）の所望の溶接対象領域４に搬送し設置するようになっている。

門型フレーム１２の幅方向水平梁１３ｂと水平レール１４より上方には、天吊り溶接ロボット２０を制御するロボットコントローラ２６、溶接電源２８及びその他の補機２９が設置されており、移動設置時の段取り性を向上するようになっている。

天吊り溶接ロボット２０は、水平レール１４に吊り下げられ、これに沿って移動する１軸直動機構２２と、その下方において溶接対象領域４を溶接可能に構成された逆吊多関節溶接ロボット２４とからなる。

逆吊多関節溶接ロボット２４は、ロボットアームの先端に溶接ヘッドを有する多関節ロボットであり、１軸直動機構２２（後述する水平移動台２３）に逆さに取付けられ、溶接対象領域４の全域にわたり溶接ヘッドを３次元的に数値制御して溶接する。
この場合、逆吊多関節溶接ロボット２４のワーキングエリアは、図３、図４に示す破線円弧内であり、水平レール１４の長さ方向両端部において、パネル１とトランス３の接合部を含み、溶接対象領域４の全域を完全にカバーしている。

なお、逆吊多関節溶接ロボット２４は、この例に限定されず、升目形状枠（溶接対象領域４）の全域にわたり溶接ヘッドを３次元的に数値制御して溶接できる限りで、その他の溶接ロボットであってもよい。

１軸直動機構２２は、水平レール１４の下面に長手方向に沿って水平移動可能に取付けられた水平移動台２３を有し、水平移動台２３を数値制御可能に駆動する。
この例において、１軸直動機構２２は、ラックピニオンとサーボモータからなる。この構成により、ロボットの外部軸として使用可能な精度を有し、かつワーク寸法内に配置可能にすることができる。

ロボットコントローラ２６は、１軸直動機構２２の水平移動台２３の数値制御（１軸）を含めた７軸（１軸＋ロボットの直交３軸と直交３軸まわりの回転軸）の制御を行う。

図２〜図５において、スイング式位置決め装置３０は、門型フレーム１２に取り付けられ、溶接対象領域４の外側に位置するロンジ２及びトランス３に対し門型フレーム１２から張り出してロンジ２及びトランス３に接触しロンジ２及びトランス３に対して門型フレーム１２を位置決めし、かつその張り出し位置を調整可能になっている。

スイング式位置決め装置３０は、少なくとも３組の長手方向スイングアーム３２と少なくとも３組の幅方向スイングアーム３４とを有する。
少なくとも３組の長手方向スイングアーム３２は、鉛直脚１３ａの幅方向内側にそれぞれ固定され、鉛直脚１３ａの近傍から溶接対象領域４の外側に位置するトランス３に接する位置まで鉛直面内で長手方向に搖動駆動される。
この例において、長手方向スイングアーム３２は４組であるが、５組以上であってもよい。
少なくとも３組の幅方向スイングアーム３４は、１対の長手方向水平梁１３ｃの長手方向内側にそれぞれ固定され、長手方向水平梁１３ｃの近傍から溶接対象領域４の外側に位置するロンジ２に接する位置まで水平面内で幅方向に搖動駆動される。
この例において、幅方向スイングアーム３４は４組であるが、５組以上であってもよい。

これらのスイングアーム３２、３４は水平面内での位置決めを目的としているので、幾何学上は３カ所での位置が決まればワーク（トランス３とロンジ２）との位置関係は一義的に決定できる。このことから、スイングアーム３２、３４は３組以上であればよい。本実施形態では、ワーク寸法や形状の誤差に起因する位置決め誤差の平均化を図るために４組での位置決めとしているが、前述のように３組以上であれば、何組での位置決めでもよい。

図５は、本発明による長手方向スイングアーム３２の全体構成図である。
この図において、（Ａ）は図２の右側の部分拡大図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）はその平面図である。

長手方向スイングアーム３２は、末端（この図で上端）が鉛直脚１３ａの近傍に水平軸３５ａを中心に回転可能に固定され下方又は斜め下方に延びる第１アーム部材３５と、水平軸３５ａを中心に第１アーム部材３５を搖動駆動する第１アクチュエータ３６とを有する。
また、第１アーム部材３５の先端部にトランス３の内面に接触して転動する第１ローラ部材３７を備える。
さらに、第１アクチュエータ３６は、ワーク寸法（トランス間隔）に合わせて第１アーム部材３５の張り出し位置を調整可能な第１エンドストッパー３８を備える。

水平軸３５ａから第１ローラ部材３７の外方端までの長さは、第１アーム部材３５が鉛直から水平まで搖動する範囲で、第１ローラ部材３７が鉛直脚１３ａの外側に位置するトランス３に接するように設定する。この長さは例えば、９００〜１２００ｍｍである。

図６は、本発明による幅方向スイングアーム３４の全体構成図である。
この図において、（Ａ）は図４の右上部分拡大図（平面図）、（Ｂ）はその右側面図、（Ｃ）はその下からの側面図である。

幅方向スイングアーム３４は、末端が長手方向水平梁１３ｃに鉛直軸３９ａを中心に回転可能に固定され水平に延びる第２アーム部材３９と、鉛直軸３９ａを中心に第２アーム部材３９を搖動駆動する第２アクチュエータ４０とを有する。
また第２アーム部材３９の先端部にロンジ２の内面に接触して転動する第２ローラ部材４１を備える。
さらに第２アクチュエータ４０は、ワーク寸法（ロンジ間隔）に合わせて第２アーム部材３９の張り出し位置を調整可能な第２エンドストッパー４２を備える。

鉛直軸３９ａから第２ローラ部材４１の外方端までの長さは、第２アーム部材３９が長手方向から幅方向まで搖動する範囲で、第２ローラ部材４１が鉛直脚１３ａの外側に位置するロンジ２に接するように設定する。この長さは長手方向水平梁１３ｃの全長の半分以下であり、例えば、５００〜７００ｍｍである。

図５、図６において、第１アクチュエータ３６と第２アクチュエータ４０は、好ましくはエアシリンダである。
また、第１エンドストッパー３８と第２エンドストッパー４２は、ワーク寸法に合わせて第１ローラ部材３７と第２ローラ部材４１を任意の位置で停止できるように、長手方向、幅方向とも片側を基準とする基準側のエアシリンダに設けるのがよい。
この例で、第１エンドストッパー３８と第２エンドストッパー４２は、第１アーム部材３５と第２アーム部材３９の搖動を止めるストッパー部材であり、手動により位置を変更できるようになっている。
なお、第１エンドストッパー３８と第２エンドストッパー４２は、この構成に限定されず、第１ローラ部材３７と第２ローラ部材４１の停止位置を設定できる限りで、その他の構成であってもよい。

また、第１ローラ部材３７と第２ローラ部材４１は、ワーク（トランス３とロンジ２）と接触したまま昇降動作が可能なように、水平軸を中心に回転可能なボール又はローラである。これらのボール又はローラは、樹脂製であり、対象ワークがアルミなどの場合にもワークを傷つけないようになっている。

上述した天吊り溶接ロボット２０及びスイング式位置決め装置３０は、ロボット架台１０の外側に位置する操作盤（図示せず）により、作業者が有線又は無線により遠隔操作できるようになっている。
また、特に天吊り溶接ロボット２０は、作業者が対象ワークに応じたロボット溶接プログラムを選択し実行することにより、ロボットコントローラ２６により１軸直動機構２２の水平移動台２３の数値制御（１軸）を含めた７軸（１軸＋ロボットの直交３軸と直交３軸まわりの回転軸）を制御して対象箇所を溶接するようになっている。

上述した本発明の溶接装置の使用方法を以下に説明する。
（１）作業者は吊金具１６を用いて、工場内に設置されたクレーン操作により、ロボット架台１０を吊上げ、大型枠組構造物Ｂ（ワーク）の所望の溶接対象箇所にロボット架台１０を吊下ろす。
（２）ワーク底面（パネル１の上面）からある程度の距離（例えば１００ｍｍ程度）までロボット架台１０を吊下ろした時点で、スイング式位置決め装置３０を遠隔操作して長手方向スイングアーム３２と幅方向スイングアーム３４を張り出す。
（３）長手方向スイングアーム３２と幅方向スイングアーム３４は基準面側が先に動作し、第１エンドストッパー３８と第２エンドストッパー４２にそれぞれ当たり予め設定した位置で停止する。一定時間後（例えば１０秒後）に他方の第１エンドストッパー３８と第２エンドストッパー４２がワーク（トランス３とロンジ２）と接触するまで張り出し、ワークに対しロボット架台１０が水平面内で位置決めされる。
（４）水平面内の位置決めができた状態で、再びクレーン操作によりロボット架台１０をワークのパネル１に接地させる。第１アーム部材３５と第２アーム部材３９の先端部（ワーク接触部）には、第１ローラ部材３７と第２ローラ部材４１がそれぞれ設置されているため、ロボット架台１０は長手方向スイングアーム３２と幅方向スイングアーム３４で位置決めされた状態のままで吊下ろすことができる。
（５）ワーク設置時にワークに歪みなどがあっても、４本のうち１本の鉛直脚１３ａは伸縮機能を備えているため、安定してワークに接地できる。
（６）作業者は、対象ワークに応じたロボット溶接プログラムを選択し、実行することで溶接対象領域４の対象箇所を溶接する。
（７）溶接が終了したら長手方向スイングアーム３２と幅方向スイングアーム３４を縮め、クレーン操作により装置を次の溶接個所に運搬する。

上述した本発明の構成により、以下のような効果が得られる。
（１）天吊り溶接ロボット２０がロボット架台１０の水平レール１４に吊り下げられ、これに沿って移動し、その下方において溶接対象領域４を溶接するので、溶接対象領域４を天吊り溶接ロボット２０により本溶接することができる。
（２）天吊り溶接ロボット２０を搭載したロボット架台１０は、門型フレーム１２の上端に固定された吊金具１６により、工場内に常設されたクレーンのような揚重機で吊上げ、搬送を行うことができるため、大型かつ高精度の門型設備や移動設備の設置は不要であり、低コストな設備が可能となる。
（３）水平レール１４に天吊り溶接ロボット２０が吊り下げられ、水平レール１４に沿って移動する１軸直動機構２２を有し、その下方において溶接対象領域４を溶接するので、１軸直動機構２２と天吊り溶接ロボット２０との連動により、溶接対象領域４の長手方向全体をカバーすることができ、１回の架台設置で施工可能な溶接範囲が大きく取れ、自動化率が高くなる。
（４）溶接対象領域４の外側に位置するロンジ２及びトランス３に対し門型フレーム１２から張り出してロンジ２及びトランス３に接触しロンジ２及びトランス３に対して門型フレーム１２を位置決めするスイング式位置決め装置３０を備えるため、直動機構の場合に比べて小さな収納スペースで大きな可動範囲をとることができるため、各種の寸法が異なるワークへの対応が容易となる。
（５）ロンジ２及びトランス３に対する門型フレーム１２の固定は、スイング式位置決め装置３０に依るため、ワーク材質が非鉄金属の場合にも適用でき、かつ治具の移動と再設置が不要である。
（６）スイング式位置決め装置３０は、その張り出し位置を調整可能であり、ロボット架台１０を吊り下げた状態で片側の長手方向スイングアーム３２と幅方向スイングアーム３４の停止位置を張り出して基準側として、その後に反対側の長手方向スイングアーム３２と幅方向スイングアーム３４を張り出すことで、ワークに対して容易かつ正確に位置決めすることができる。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば上述した１軸直動機構２２は、所望の駆動精度を満たし、ワーク寸法内に配置できる限りで、ボールねじ駆動、タイミングベルト駆動など、他の駆動方法でもよい。
また上述した例では鉛直脚１３ａは４脚としているが、安定接地のためには３脚でもよい。またその場合には上述した伸縮機構は不要となり、より安価な装置構成が可能となる。
また対応するワーク形状に応じて、天吊り溶接ロボット２０を移動させる駆動軸は直動１軸ではなく、直動２軸、直動２軸＋旋回軸、移動軸無し、などさまざまなバリエーションであってもよい。
またワークへの搬入時に干渉物（例えば上述した水平部材２ａ、３ａ）がない場合には、位置決め基準側はスイングアーム構造ではなく、固定式のストッパーを予め設置してもよい。
また装置の移動範囲が限定される場合には、ロボットコントローラ２６、溶接電源２８、及び補機２９をロボット架台１０上に設置する必要はない。
スイング式位置決め装置３０のアクチュエータ（第１アクチュエータ３６と第２アクチュエータ４０）は、エアシリンダが最適だが電動シリンダ、油圧シリンダなど、他方式の直動アクチュエータでもよい。
ワークとの接触部は、樹脂製であるのが好ましいが、対象ワークが鋼であったり、多少の傷が許容される場合には、これらは不要である。

１ パネル、２ ロンジ、３ トランス、２ａ、３ａ 水平部材、
４ 溶接対象領域（枠組部分）、５ 内側交差部、
１０ ロボット架台、１２ 門型フレーム、
１３ａ 鉛直脚、１３ｂ 幅方向水平梁、
１３ｃ 長手方向水平梁、１４ 水平レール、１６ 吊金具、
２０ 天吊り溶接ロボット、２２ １軸直動機構、
２３ 水平移動台、２４ 逆吊多関節溶接ロボット、
２６ ロボットコントローラ、２８ 溶接電源、２９ 補機、
３０ スイング式位置決め装置、
３２ 長手方向スイングアーム、３４ 幅方向スイングアーム、
３５ 第１アーム部材、３５ａ 水平軸、３６ 第１アクチュエータ、
３７ 第１ローラ部材、３８ 第１エンドストッパー、
３９ 第２アーム部材、３９ａ 鉛直軸、４０ 第２アクチュエータ、
４１ 第２ローラ部材、４２ 第２エンドストッパー

Claims (5)

1. 水平に位置するパネルと、該パネルの上面に固定され互いに間隔を隔てて長手方向に延びる複数のロンジと、前記パネルの上面に固定され互いに間隔を隔てて前記ロンジと直交する幅方向に延びる複数のトランスとからなる大型枠組構造物の溶接装置であって、
   １対の前記ロンジと１対の前記トランスで囲まれた升目形状の枠内を溶接対象領域とし、
   前記溶接対象領域を前記幅方向に跨いでその外側に立脚する門型フレームと、前記門型フレームにより前記ロンジより上方に支持されトランス間で前記長手方向に水平に延びる水平レールと、を有する枠組構造のロボット架台と、
   前記水平レールに吊り下げられ、これに沿って移動する１軸直動機構を有し、その下方において前記溶接対象領域を溶接可能な天吊り溶接ロボットと、
   前記門型フレームに取り付けられ、前記溶接対象領域の外側に位置する前記ロンジ及び前記トランスに対し前記門型フレームから張り出して前記ロンジ及び前記トランスに接触し前記ロンジ及び前記トランスに対して前記門型フレームを位置決めし、かつその張り出し位置を調整可能なスイング式位置決め装置と、を備え、
   前記ロボット架台は、該ロボット架台を前記溶接対象領域に吊下ろすための吊金具を備え、
   前記スイング式位置決め装置は、
   前記門型フレームから前記１対のトランスへそれぞれ張り出し可能な複数の長手方向スイングアームと、
   前記複数の長手方向スイングアームにそれぞれ設けられ、前記複数の長手方向スイングアームが前記１対のトランスへそれぞれ張り出した時に前記１対のトランスにそれぞれ接触して下方へ転動可能な複数の第１ローラ部材と、
   前記門型フレームから前記１対のロンジへそれぞれ張り出し可能な複数の幅方向スイングアームと、
   前記複数の幅方向スイングアームにそれぞれ設けられ、前記複数の幅方向スイングアームが前記１対のロンジへそれぞれ張り出した時に前記１対のロンジにそれぞれ接触して下方へ転動可能な複数の第２ローラ部材と、を備える大型枠組構造物の溶接装置。
2. 前記門型フレームは、前記溶接対象領域を前記幅方向に跨いでその外側に立脚する４本の鉛直脚と、前記幅方向に延び１対の前記鉛直脚の上部をそれぞれ連結する１対の幅方向水平梁と、前記長手方向に延び１対の前記鉛直脚の下部をそれぞれ連結する１対の長手方向水平梁とを有し、
   前記複数の長手方向スイングアームは、前記鉛直脚の幅方向内側にそれぞれ固定され、前記鉛直脚近傍から前記溶接対象領域の外側に位置する前記トランスに接する位置まで鉛直面内で前記長手方向に搖動駆動される少なくとも３組の長手方向スイングアームを含み、
   前記複数の幅方向スイングアームは、前記１対の長手方向水平梁の長手方向内側にそれぞれ固定され、前記長手方向水平梁近傍から前記溶接対象領域の外側に位置する前記ロンジに接する位置まで水平面内で前記幅方向に搖動駆動される少なくとも３組の幅方向スイングアームを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の大型枠組構造物の溶接装置。
3. 前記長手方向スイングアームは、末端が前記鉛直脚近傍に水平軸を中心に回転可能に固定され下方又は斜め下方に延びる第１アーム部材と、前記水平軸を中心に前記第１アーム部材を搖動駆動する第１アクチュエータとを有し、
   前記幅方向スイングアームは、末端が前記長手方向水平梁に鉛直軸を中心に回転可能に固定され水平に延びる第２アーム部材と、前記鉛直軸を中心に前記第２アーム部材を搖動駆動する第２アクチュエータとを有する、ことを特徴とする請求項２に記載の大型枠組構造物の溶接装置。
4. 前記第１アーム部材の先端部にトランス内面に接触して転動する前記第１ローラ部材を備え、
   前記第２アーム部材の先端部にロンジ内面に接触して転動する前記第２ローラ部材を備える、ことを特徴とする請求項３に記載の大型枠組構造物の溶接装置。
5. 前記第１アクチュエータは、トランス間隔に合わせて前記第１アーム部材の張り出し位置を調整可能な第１エンドストッパーを備え、
   前記第２アクチュエータは、ロンジ間隔に合わせて前記第２アーム部材の張り出し位置を調整可能な第２エンドストッパーを備える、ことを特徴とする請求項３に記載の大型枠組構造物の溶接装置。

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