JPH09155457A - 船体外板の自動加熱曲げ加工装置用冷却水噴射ノズル付き定盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動加熱曲げ加工装置によって船体外板を目
標形状に加熱曲げ加工する際に、加熱曲げ加工が効率よ
く且つ短時間で行える。 【解決手段】 粗曲げ加工された被加熱船体外板３を目
標形状に加熱曲げ加工するための、船体外板の自動加熱
曲げ加工装置に使用される、被加熱船体外板３を載置す
るための冷却水噴射ノズル付き定盤であって、水平基台
１と、水平基台１上に垂直に固定される、被加熱船体外
板３の下面を支持するための伸縮自在な複数本の支柱２
と、支柱２間の水平基台１上に設けられた、被加熱船体
外板３の下面に冷却水を噴射するための複数本の下面冷
却用ノズル４と、複数本の下面冷却用ノズル４の開閉を
制御するするためのノズル用制御器５とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、船体外板の自動
加熱曲げ加工装置用冷却水噴射ノズル付き定盤、特に、
自動加熱曲げ加工装置によって船体外板を目標形状に加
熱曲げ加工する際に、加熱曲げ加工が効率よく且つ短時
間で行え、更に、形状が時々刻々変化する、被加熱船体
外板の加熱途中においても、被加熱船体外板の下面を確
実に支持することができる、船体外板の自動加熱曲げ加
工装置用冷却水噴射ノズル付き定盤に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、船体外板、特に、三次元的に複雑
に湾曲する船首部分等の船体外板の曲げ加工は、予め鋼
板の加熱位置にマーキングを施し、このマーキングを施
した加熱位置を熟練工がガスバーナーによって線状に加
熱し、この加熱によって船体外板に残留塑性変形を与え
ることにより行っていた。

【０００３】しかしながら、このような熟練工による船
体外板の曲げ加工は、手間がかかるばかりか、人材面お
よび加工精度面で問題があった。そこで、複雑に湾曲す
る船体外板を熟練や特殊な技能を要することなく、目標
形状に自動的に曲げ加工することができる、船体外板の
自動加熱曲げ加工装置の提案が強く望まれていた。

【０００４】このような要望に答えるべく、本願出願人
は、以下に説明するような、船体外板の自動加熱曲げ加
工装置を先に提案した。即ち、この自動加熱曲げ加工装
置は、粗曲げ加工された被加熱船体外板の形状を測定
し、このようにして測定した前記被加熱船体外板の測定
形状データと前記被加熱船体外板の目標形状データとを
比較し、この比較結果に基づいて、前記測定形状データ
と前記目標形状データとの間に差がなくなるように、加
熱トーチによる前記被加熱船体外板の複数の加熱領域
を、前記被加熱船体外板の長手方向および幅方向によっ
て決められる二次元座標上で決定し且つ加熱パターンを
前記加熱領域毎に決定し、そして、前記各加熱領域にお
いて前記加熱トーチを、前記加熱トーチの先端と前記被
加熱船体外板との間の距離を一定に維持し、且つ、前記
加熱トーチの軸線が前記被加熱船体外板の法線方向に向
くように姿勢制御しながら、前記加熱パターンにしたが
って移動し、かくして、前記被加熱船体外板を目標形状
に加熱曲げ加工するものである。なお、この自動加工装
置については、後述する発明の実施の形態の項において
詳細に説明する。

【０００５】この自動加熱曲げ加工装置によって被加熱
船体外板を目標形状に加熱曲げ加工するに際して、重要
なことの一つは、被加熱船体外板の加熱曲げ加工が加熱
後の冷却による熱変形によるものであることから、いか
に効率よく且つ短時間で被加熱船体外板を冷却できるか
である。特開平６−５４１号公報に、船体外板の自動加
熱曲げ加工装置の定盤が開示されている。以下、この従
来定盤について図面を参照しながら説明する。

【０００６】図１６は、従来定盤を備えた、船体外板の
自動加熱曲げ加工装置を示す正面図である。図１６にお
いて、５０は、定盤である。定盤５０は、走行可能な基
台５１と、被加熱船体外板５２の端縁部を把持するため
の複数個のクランプ５３と、クランプ５３を上下変位可
能にするためのジャッキ５４とからなっている。５５
は、定盤５０の走行方向と直交する方向に配された門形
ガイドビーム、５６は、ガイドビーム５５に昇降可能に
取り付けられたキャリア、５７は、キャリア５６に取り
付けられた、被加熱船体外板５２を加熱するための加熱
源、５８は、加熱源５７に取り付けられた、被加熱船体
外板５２までの距離を測定するための距離センサであ
る。更に、被加熱船体外板５２の曲がり形状と距離セン
サ５８により検出した被加熱船体外板５２の補正データ
とに基づいて、定盤５０の走行駆動装置、ジャッキ５
４、キャリア５６の横行駆動装置および昇降駆動装置を
駆動制御するための制御器を備えている。

【０００７】上述した加工装置によれば、基台５１上の
被加熱船体外板５２の原形状が距離センサ５８によって
測定され、この距離データと被加熱船体外板５２の曲が
り形状値とに基づいて演算された被加熱船体外板５２の
補正データによって、各駆動装置、ジャッキ等が駆動さ
れ、かくして、被加熱船体外板５２が所定の姿勢に制御
されながら線状に加熱されて、目標形状に曲げ加工され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、被加熱船体外板５２の加熱曲げ加工は、加熱
後の冷却による熱変形によるものであるところ、上述し
た従来定盤５０は、被加熱船体外板５２の冷却手段を有
していないことから、被加熱船体外板５２を効率よく且
つ短時間で冷却することができない。

【０００９】従って、この発明の目的は、自動加熱曲げ
加工装置によって船体外板を目標形状に加熱曲げ加工す
る際に、加熱曲げ加工が効率よく且つ短時間で行え、更
に、形状が時々刻々変化する、被加熱船体外板の加熱途
中においても、被加熱船体外板の下面を確実に支持する
ことができる、船体外板の自動加熱曲げ加工装置用冷却
水噴射ノズル付き定盤を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、粗曲げ加工された被加熱船体外板の形状を測定
し、このようにして測定した前記被加熱船体外板の測定
形状データと前記被加熱船体外板の目標形状データとを
比較し、この比較結果に基づいて、前記測定形状データ
と前記目標形状データとの間に差がなくなるように、上
面冷却用ノズルが取り付けられた加熱トーチによる前記
被加熱船体外板の複数の加熱領域を、前記被加熱船体外
板の長手方向および幅方向によって決められる二次元座
標上で決定し且つ加熱パターンを前記加熱領域毎に決定
し、そして、前記各加熱領域において前記加熱トーチ
を、前記加熱トーチの先端と前記被加熱船体外板との間
の距離を一定に維持し、且つ、前記加熱トーチの軸線が
前記被加熱船体外板の法線方向に向くように姿勢制御し
ながら、前記加熱パターンにしたがって、前記上面冷却
用ノズルから前記被加熱船体外板に向けて冷却水を噴射
しながら移動し、かくして、前記被加熱船体外板を目標
形状に加熱曲げ加工するための、船体外板の自動加熱曲
げ加工装置に使用される、前記被加熱船体外板を載置す
るための冷却水噴射ノズル付き定盤であって、水平基台
と、前記水平基台上に垂直に固定される、前記被加熱船
体外板の下面を支持するための伸縮自在な複数本の支柱
と、前記支柱間の前記水平基台上に設けられた、前記被
加熱船体外板の下面に冷却水を噴射するための複数本の
下面冷却用ノズルと、前記複数本の下面冷却用ノズルの
開閉を制御するするためのノズル用制御器とからなるこ
とに特徴を有するものである。

【００１１】請求項２に記載された発明は、前記複数本
の支柱の各々は、前記水平基台上に垂直に固定される外
筒と、前記外筒に対して昇降可能な、前記被加熱船体外
板の下面に当接される押上げ部材と、前記押上げ部材に
取り付けられた、前記押上げ部材が前記被加熱船体外板
の下面に当接したことを検知するためのセンサと、前記
押上げ部材を前記外筒に対して昇降させるための昇降手
段とからなり、前記複数本の支柱の各々の伸縮は、支柱
用制御器によって制御されることに特徴を有するもので
ある。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、この発明の、船体外板の自
動加熱曲げ加工装置用冷却水噴射ノズル付き定盤の一実
施態様を、図面を参照しながら説明する。

【００１３】図１は、この発明の、船体外板の自動加熱
曲げ加工装置用冷却水噴射ノズル付き定盤を示す正面図
である。図１において、１は、水平基台、２は、水平基
台１上に垂直に固定される、被加熱船体外板３の下面を
支持するための伸縮自在な複数本の支柱、４は、支柱２
間の水平基台１上に設けられた、被加熱船体外板３の下
面に冷却水を噴射するための複数本の下面冷却用ノズ
ル、５は、複数本の下面冷却用ノズル４の開閉を制御す
るするためのノズル用制御器である。ノズル用制御器５
は、上述した自動加熱曲げ加工装置における複数本の下
面冷却用ノズル４の内、冷却水の噴射が必要なノズルを
選択し、選択したノズルのみに冷却水を供給する。６
は、複数本の支柱２の伸縮を、被加熱船体外板３の曲が
り具合に応じて制御するための支柱用制御器である。

【００１４】図２に示すように、支柱２は、水平基台１
上に垂直に固定される外筒７と 外筒７に対して昇降可
能な、被加熱船体外板３の下面に当接される押上げ部材
８と、押上げ部材８に取り付けられた、押上げ部材８が
被加熱船体外板３の下面に当接したことを検知するため
の歪みゲージからなるセンサ９Ａと、押上げ部材８を外
筒７に対して昇降させるための、油圧シリンダーからな
る昇降手段１０とからなっている。昇降手段１０は、油
圧方式以外に電動方式であってもよい。

【００１５】図３に示すように、押上げ部材８は、昇降
手段１０のロッド１０Ａの先端に固定された、後述する
槍形当接部材を支持するための支持部材１１Ａと、支持
部材１１Ａ内に挿入され、支持部材１１Ａの上端から突
出する槍形当接部材１１Ｂと、支持部材１１Ａ内からの
突出力を槍形当接部材１１Ｂに付与するためのスプリン
グ１１Ｃとからなるものであってもよい。なお、この場
合、センサ９Ｂは、荷重計からなり、槍形当接部材１１
Ｂの下面と支持部材１１Ａとの間に挟み込まれている。

【００１６】このように構成されている、この発明の、
船体外板の自動加熱曲げ加工装置用冷却水噴射ノズル付
き定盤によれば、以下のようにして、加熱曲げ加工が効
率よく且つ短時間で行え、更に、形状が時々刻々変化す
る、被加熱船体外板３の加熱曲げ加工途中においても、
被加熱船体外板３の下面を確実に支持することができ
る。

【００１７】複数本の支柱２上に載置された被加熱船体
外板３は、上述した加熱トーチによって加熱されるが、
加熱された被加熱船体外板３は、加熱トーチに取り付け
られた上面冷却用ノズルから被加熱船体外板３の上面に
噴射される冷却水、および、下面冷却用ノズル４から被
加熱船体外板３の下面に向けて噴射される冷却水によっ
て冷却される。この場合、被加熱船体外板３の上面に噴
射した冷却水は、被加熱船体外板３が例えば、鍋状に曲
げ加工された場合、被加熱船体外板３上に長時間止ま
る。このように、冷却水が被加熱船体外板３上に長時間
止まると、加熱トーチによる被加熱船体外板３の加熱効
率が低下する。従って、被加熱船体外板３の上面に噴射
された冷却水が速やかに被加熱船体外板３から流れ落ち
るように、エアーによって被加熱船体外板３上に溜まっ
た冷却水を吹き飛ばすか、吸引するか、あるいは、短時
間に蒸発する程度の水量に制御することが好ましい。な
お、冷却水をミスト状にして被加熱船体外板３の上下面
に噴霧してもよい。

【００１８】上述したように、被加熱船体外板３が冷却
されると共に、被加熱船体外板３を支持している支柱２
の高さ制御が次のようにして行われる。図２の場合を例
にとって説明する。目標形状の船体外板の湾曲形状に合
致する支柱２の高さを支柱２毎に予め支柱用制御手段６
に入力しておく。加熱トーチによる被加熱船体外板３の
加熱途中において、被加熱船体外板３と支柱２との間に
隙間が生じた場合には、支柱用制御手段６からの指令に
よって昇降手段１０が自動的に作動して、押上げ部材８
が上昇する。なお、被加熱船体外板３と支柱２との間に
隙間が生じたか否かの検出は、センサ９Ａによって検出
される歪量によって支柱用制御手段６が行う。そして、
押上げ部材８が被加熱船体外板３の下面に当接して、所
定のしきい値を超えた歪量がセンサ９Ａによって検出さ
れた時点で、昇降手段１０の作動を停止する。このよう
な操作が、被加熱船体外板３の形状が目標形状になるま
で、各支柱２毎に繰り返し行われる。これによって、形
状が時々刻々変化する、被加熱船体外板３の加熱曲げ加
工途中においても、支柱２によって被加熱船体外板３の
下面を確実に支持することができる。

【００１９】次に、上述した、この発明の定盤を使用し
て被加熱船体外板を加熱曲げ加工するための自動加熱曲
げ加工装置について、図面を参照しながら説明する。

【００２０】図４は、自動加熱曲げ加工装置によって、
被加熱船体外板の形状を測定する際の計測箇所を示す平
面図、図５は、被加熱船体外板の加熱箇所および各種加
熱パターンを示す平面図、図６は、測定形状データと目
標形状データとの比較を示す図、図７は、被加熱船体外
板の加熱パターンを示す平面図、図８は、鍋状に湾曲し
た被加熱船体外板を示す斜視図、図９は、被加熱船体外
板の別の加熱パターンを示す平面図、図１０は、円錐状
に湾曲した被加熱船体外板を示す斜視図、図１１は、自
動加熱曲げ加工装置を示す正面図、図１２は、自動加熱
曲げ加工装置を示す側面図、図１３は、自動加熱曲げ加
工装置におけるβ面傾斜角度調整機構の駆動部を示す断
面図、図１４は、自動加熱曲げ加工装置におけるセンサ
ブロックに設けられたスタイラスの配置を示す説明図、
図１５は、自動加熱曲げ加工装置における加熱トーチの
姿勢制御方法の制御ブロック図である。

【００２１】図１１から図１５において、１、２、３お
よび４は、上述した水平基台、支柱、被加熱船体外板お
よび下面冷却用ノズルである。１２は、被加熱船体外板
３の長手方向に対応するＸ軸方向に沿って敷設されたレ
ール、１３は、レール１２上を車輪１４によって走行す
るガントリー、１５は、車輪１４を駆動するためのＸ軸
駆動モーター、１６は、ガントリー１３の水平桁１３Ａ
に沿って走行するＹ軸走行台車である。水平桁１３Ａ
は、被加熱船体外板３の幅方向に対応するＹ軸方向に沿
って設けられ、Ｘ軸方向に沿って敷設されたレール１２
と直交している。１７は、Ｙ軸走行台車７を駆動するた
めのＹ軸駆動モーター、１８は、加熱トーチ１９をＸ軸
およびＹ軸方向に移動させるための２軸移動機構であ
る。２軸移動機構１８は、レール１２、ガントリー１
３、車輪１４、Ｘ軸駆動モーター１５、Ｙ軸走行台車１
６およびＹ軸駆動モーター１７からなっている。

【００２２】２０は、被加熱船体外板３の厚さ方向（レ
ール１２に対して垂直方向）に対応する方向、即ち、Ｚ
軸方向に加熱トーチ１９を移動させるためのＺ軸移動機
構である。Ｚ軸移動機構２０は、Ｙ軸走行台車１７の下
部に取り付けられており、Ｚ軸方向に昇降するＺ軸昇降
部材２１と、Ｚ軸昇降部材２１を駆動するためのＺ軸駆
動モーター２２とからなっている。Ｚ軸昇降部材２１
は、後述するα面傾斜角調整機構およびβ面傾斜角調整
機構をＺ軸と平行な直線を中心として一体的に回転させ
る機能を有している。

【００２３】２３は、α面内、即ち、レール１２と直交
する垂直面内であってもよい別の所定面内において、加
熱トーチ１９を傾斜させるためのα面傾斜角調整機構で
ある。α面傾斜角調整機構２３は、Ｚ軸昇降部材２１の
下部に固定された取付板２４と、取付板２４の正面に固
定された、弧状ギヤ孔２５Ａを有する弧状案内板２５
と、弧状ギヤ孔２５Ａのギヤに歯合して、弧状案内板２
５に沿って移動可能なα面回動スライダ２６と、α面回
動スライダ２６を駆動するためのα面傾斜駆動モーター
２７とからなっている。

【００２４】２８は、α面と直交するβ面内、即ち、レ
ール１２と平行な垂直面内であってもよい別の所定面内
において、加熱トーチ１９を傾斜させるためのβ面傾斜
角調整機構である。β面傾斜角調整機構２８は、α面回
動スライダ２６の下部に固定された取付板２９と、取付
板２９の側面に固定された、弧状ギヤ孔３０Ａを有する
弧状案内板３０と、弧状ギヤ孔３０Ａのギヤに歯合し
て、弧状案内板３０に沿って移動可能なβ回動スライダ
３１と、β回動スライダ３１を駆動するためのβ面傾斜
駆動モーター３２とからなっている。加熱トーチ１９
は、β回動スライダ３１の下部に吊下げ部材３３を介し
て吊り下げられている。３４は、加熱トーチ１９と平行
に吊下げ部材３３に固定されたセンサブロックである。

【００２５】α面傾斜角調整機構２３の弧状案内板２５
とβ面傾斜角調整機構２８の弧状案内板３０とは、その
中心が加熱トーチ１９からの炎の先端と一致するように
構成されている。従って、α回動スライダ２６が弧状案
内板２５に沿って移動し、且つ、β回動スライダ３１が
弧状案内板３０に沿って移動することによって、加熱ト
ーチ１９は、炎の先端を中心としてα面およびβ面内に
おいて自在に傾斜する。

【００２６】センサブロック３４は、第１スタイラス３
５、第２スタイラス３６、第３スタイラス３７、第１ス
タイラス３５の移動量を検出するための第１ポテンショ
メーター３８、第２スタイラス３６の移動量を検出する
ための第２ポテンショメーター３９および第３スタイラ
ス３７の移動量を検出するための第３ポテンショメータ
ー４０とからなっている。第３スタイラス３７は、α面
と平行で且つ第１および第２スタイラス３５、３６の等
分線と加熱トーチ１９とを含む面内に配置されている。

【００２７】４１は、２軸移動機構１８のＸ軸およびＹ
軸の移動量と、加熱トーチ１９のＺ軸方向移動量と、Ｘ
軸およびＹ軸方向の面内の傾斜角を設定するための加熱
トーチ移動姿勢設定器、４２は、第１、第２および第３
ポテンショメーター３８、３９および４０の検出値に基
づいて、加熱トーチ１９の傾斜角を演算するための演算
手段、４３は、Ｘ軸駆動モーター１５を駆動制御するた
めのＸ軸駆動モーター制御器、４４は、Ｙ軸駆動モータ
ー１７を駆動制御するためのＹ軸駆動モーター制御器、
４５は、Ｚ軸駆動モーター１７を駆動制御するためのＺ
軸駆動モーター制御器、４６は、α面傾斜駆動モーター
２７を駆動制御するためのα面傾斜駆動モーター制御
器、４７は、β面傾斜駆動モーター３２を駆動制御する
ためのβ面傾斜駆動モーター制御器である。

【００２８】４８は、Ｙ軸走行台車１６に取り付けられ
たレーザ変位計であり、被加熱船体外板３との間の距離
を測定する。レーザ変位計４８によって測定されたデー
タと、レーザ変位計４８のＸ軸およびＹ軸方向の位置デ
ータとに基づいて、被加熱船体外板３の形状が測定され
る。

【００２９】４９は、加熱トーチ１９の近傍に取り付け
られた上面冷却用ノズルであり、上述したように、被加
熱船体外板３の加熱時において、冷却水を被加熱船体外
板３に噴射する。上面冷却用ノズル４９は、加熱トーチ
１９による被加熱船体外板３の加熱効率を低下させない
ように、常時、加熱トーチ１９の進行方向上流側にくる
ように制御される。

【００３０】以上のように構成されている、船体外板の
自動加熱曲げ加工装置によれば、次のようにして、この
発明の定盤上において、被加熱船体外板３の加熱曲げ加
工が行われる。即ち、図４に示すように、被加熱船体外
板３を支柱２上に載置する。被加熱船体外板３は、予
め、ローラによって一方向に粗曲げ加工されている。被
加熱船体外板３を粗曲げ加工するのは、平板の状態から
曲げ加工するのに比べて、曲げ効率がよいからである。
次いで、２軸移動機構１８によりレーザ変位計４８を所
定ピッチでＸ軸およびＹ軸方向に、後述するフレームラ
インに沿って移動させて、被加熱船体外板３のフレーム
ライン上の複数箇所の距離データを測定する。そして、
これらの距離データとレーザ変位計４８のＸ軸およびＹ
軸方向の位置データ（フレームライン上の各測定点にお
けるＸＹ座標）とに基づいて、被加熱船体外板３の形状
を測定する。

【００３１】次に、このようにして測定した被加熱船体
外板３の形状データと目標形状データとを比較する。目
標形状データは、例えば、図５に示すように、フレーム
ライン（Ｌ₁ ）、（Ｌ₂ ）、（Ｌ₃ ）上の形状データで
ある。フレームラインとは、船体中心軸線に対して直角
な平面と船体外板との交線であり、正面線図上に描かれ
る。この正面線図から船体外板の形状データを三次元的
に把握することができる。比較の結果、例えば、フレー
ムライン（Ｌ₁ ）に関して、被加熱船体外板３の測定形
状データと目標形状データとの間に、図６に示すような
差がある場合には、測定形状データと目標形状データと
の間に差がなくなるように、加熱トーチ１９による被加
熱船体外板３の複数の加熱領域を、図５に示すように、
被加熱船体外板３の長手方向および幅方向によって決め
られる二次元座標上で決定し、且つ、後述する加熱パタ
ーンを加熱領域毎に決定し、そして、各加熱領域におい
て加熱トーチ１９を、後述するように姿勢制御しながら
加熱パターンにしたがって移動させる。

【００３２】加熱パターンには、直線形、渦巻形、平行
ウィービング形または先広がりウィービング形等があ
り、各パターンによって被加熱船体外板３の湾曲形状が
異なる。例えば、図７に示すように、加熱トーチ１９を
対角線状に直線移動、または、平行ウィービングさせて
被加熱船体外板３を加熱した場合には、図８に示すよう
に、被加熱船体外板３は、鍋状に湾曲し、図９に示すよ
うに、加熱トーチ１９を放射状に直線移動、または、先
広がりウィービングさせて被加熱船体外板３を加熱した
場合には、図１０に示すように、被加熱船体外板３は、
円錐形状に湾曲する。

【００３３】次に、加熱トーチ１９の動作について説明
する。先ず、被加熱船体外板３の加熱開始点（例えば、
図５中、Ａ点）に加熱トーチ１９がくるように加熱トー
チ移動姿勢設定器４１を操作する。なお、Ａ点は、図５
に示すＸ、Ｙ座標における座標（Ｘａ，Ｙａ）である。
即ち、加熱トーチ移動姿勢設定器４１のＸ軸およびＹ軸
指令信号に基づいて、Ｘ軸およびＹ軸駆動モータ制御器
４３、４４は、Ｘ軸およびＹ軸駆動モータ１５、１７を
駆動して、ガントリー１３およびＹ軸走行台車１６を走
行させる。そして、、加熱トーチ１９が被加熱船体外板
３の加熱開始点Ａ（Ｘａ，Ｙａ）にきたところで、Ｘ軸
およびＹ軸駆動モータ１５、１７駆動を止めて、ガント
リー１３およびＹ軸走行台車１６の走行を停止させる。

【００３４】このようにして、加熱トーチ１９が被加熱
船体外板３の加熱開始点上にきたら、加熱トーチ１９を
点火し、次いで、加熱トーチ移動姿勢設定器４１のＸ軸
およびＹ軸指令信号に基づいて、ガントリー１３および
Ｙ軸走行台車１６を、加熱トーチ１９が予め決められた
加熱パターン（この場合には、先広がりウィービング）
に倣って移動するように、走行させる。

【００３５】加熱トーチ１９が被加熱船体外板３の湾曲
面に至ると、先端が被加熱船体外板２面に接触している
各スタイラス３５、３６、３７は、Ｚ軸方向に移動し、
第１、第２および第３スタイラス３５、３６、３７の位
置に対応する電圧が、それぞれ第１、第２および第３ポ
テンショメータ３８、３９、４０から演算手段４２に入
力される。演算手段４２は、第１、第２および第３ポテ
ンショメータ３８、３９、４０の検出値の加算平均値を
演算し、更に、第１ポテンショメータ３８の検出値と第
２ポテンショメータ３９の検出値との差を演算し、更
に、第１および第２ポテンショメータ３８、３９の検出
値の加算平均値を演算し、その加算平均値と第３ポテン
ショメータ４０の検出値との間の差を演算する。

【００３６】そして、第１、第２および第３ポテンショ
メータ３８、３９、４０の検出値の加算平均値は、Ｚ軸
駆動モータ制御器４４に入力される。Ｚ軸駆動モータ制
御器４４は、前記加算平均値と、被加熱船体外板３に対
して当初、加熱トーチ１９が垂直に設定されたときの第
１、第２および第３ポテンショメータ３８、３９、４０
の検出値の加算平均値との間の差が零になるようにＺ軸
駆動モーター２２を駆動する。これによって、加熱トー
チ１９のＺ軸方向の位置は、当初の設定高さ位置に維持
される。

【００３７】更に、第１ポテンショメータ３８の検出値
と第２ポテンショメータ３９の検出値との間の差は、β
面傾斜駆動モーター制御器４７に入力される。β面傾斜
駆動モーター制御器４７は、その差が零になるようにβ
面傾斜駆動モーター３２を駆動する。更に、第１および
第２ポテンショメータ３８、３９の検出値の加算平均値
と第３ポテンショメータ４０の検出値との間の差は、α
面傾斜駆動モーター制御器４６に入力される。α面傾斜
駆動モーター制御器４６は、その差が零になるようにα
面傾斜駆動モーター２７を駆動する。

【００３８】従って、被加熱船体外板３が三次元的に傾
斜している場合であっても、加熱トーチ１９は、常時、
当初の設定高さ位置を維持し、しかも、被加熱船体外板
３面の法線方向を向くように姿勢制御されて、所定の加
熱パターンにしたがって被加熱船体外板３を加熱する。

【００３９】加熱トーチ１９によって被加熱船体外板３
を加熱している際に、冷却用ノズルから冷却水を被加熱
船体外板３に向けて噴射して、被加熱船体外板３を冷却
すれば、加熱による被加熱船体外板３の加熱湾曲効率の
向上を図ることができる。このように被加熱船体外板３
に冷却水を噴射する場合には、冷却効率の低下を招かな
いように、冷却用ノズルが、常時、加熱トーチ１９の進
行方向上流側にくるように制御する。これは、Ｚ軸昇降
部材２１によってα面傾斜角調整機構２３およびβ面傾
斜角調整機構２８を、Ｚ軸と平行な直線を中心として一
体的に回転させることによって行われる。

【００４０】また、センサブロック３４は、常時、加熱
トーチ１９の進行方向下流側にくるように制御される
が、被加熱船体外板３の端部を加熱する場合には、セン
サブロック３４が被加熱船体外板３から外れてしまうこ
とがある。この場合にも、Ｚ軸昇降部材２１によってα
面傾斜角調整機構２３およびβ面傾斜角調整機構２８
を、Ｚ軸と平行な直線を中心として一体的に回転させ
て、加熱トーチ１９とセンサブロック３４との位置を入
れ換える。加熱トーチ１９を斜めに移動させる場合にお
いても同様である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、自動加熱曲げ加工装置によって船体外板を目標形状
に加熱曲げ加工する際に、加熱曲げ加工が効率よく且つ
短時間で行え、更に、形状が時々刻々変化する、被加熱
船体外板の加熱途中においても、被加熱船体外板の下面
を確実に支持することができるといった工業上有用な効
果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の、船体外板の自動加熱曲げ加工装置
用冷却水噴射ノズル付き定盤を示す正面図である。

【図２】この発明の、船体外板の自動加熱曲げ加工装置
用冷却水噴射ノズル付き定盤における支柱を示す断面図
である。

【図３】この発明の、船体外板の自動加熱曲げ加工装置
用冷却水噴射ノズル付き定盤における別の支柱を示す断
面図である。

【図４】自動加熱曲げ加工装置によって、被加熱船体外
板の形状を測定する際の計測箇所を示す平面図である。

【図５】被加熱船体外板の加熱箇所および各種加熱パタ
ーンを示す平面図である。

【図６】測定形状データと目標形状データとの比較を示
す図である。

【図７】被加熱船体外板の加熱パターンを示す平面図で
ある。

【図８】鍋状に湾曲した被加熱船体外板を示す斜視図で
ある。

【図９】被加熱船体外板の別の加熱パターンを示す平面
図である。

【図１０】円錐状に湾曲した被加熱船体外板を示す斜視
図である。

【図１１】自動加熱曲げ加工装置を示す正面図である。

【図１２】自動加熱曲げ加工装置を示す側面図である。

【図１３】自動加熱曲げ加工装置におけるβ面傾斜角度
調整機構の駆動部を示す断面図である。

【図１４】自動加熱曲げ加工装置におけるセンサブロッ
クに設けられたスタイラスの配置を示す説明図である。

【図１５】自動加熱曲げ加工装置における加熱トーチの
姿勢制御方法の制御ブロック図である。

【図１６】従来技術を示す正面図である。

【符号の説明】

１：水平基台 ２：支柱 ３：被加熱船体外板 ４：下面冷却用ノズル ５：ノズル用制御器 ６：支柱用制御器 ７：外筒 ８：押上げ部材 ９Ａ：歪みゲージからなるセンサ ９Ｂ：荷重計からなるセンサ １０：昇降手段 １０Ａ：ロッド １１Ａ：支持部材 １１Ｂ：当接部材 １１Ｃ：スプリング １２：レール １３：ガントリー １３Ａ：水平桁 １４：車輪 １５：Ｘ軸駆動モーター １６：Ｙ軸走行台車 １７：Ｙ軸駆動モーター １８：２軸移動機構 １９：加熱トーチ ２０：Ｚ軸移動機構 ２１：Ｚ軸昇降部材 ２２：Ｚ軸駆動モーター ２３：α面傾斜角調整機構 ２４：取付板 ２５：弧状案内板 ２５Ａ：弧状ギヤ孔 ２６：α面回動スライダー ２７：α面傾斜駆動モーター ２８：β面傾斜角調整機構 ２９：取付板 ３０：弧状案内板 ３０Ａ：弧状ギヤ孔 ３１：β面回動スライダー ３２：β面傾斜駆動モーター ３３：吊下げ部材 ３４：センサブロック ３５：第１スタイラス ３６：第２スタイラス ３７：第３スタイラス ３８：第１ポテンショメーター ３９：第２ポテンショメーター ４０：第３ポテンショメーター ４１：加熱トーチ移動姿勢設定器 ４２：演算手段 ４３：Ｘ軸駆動モーター制御器 ４４：Ｙ軸駆動モーター制御器 ４５：Ｚ軸駆動モーター制御器 ４６：α面傾斜駆動モーター制御器 ４７：β面傾斜駆動モーター制御器 ４８：レーザ変位計 ４９：上面冷却用ノズル ５０：定盤 ５１：基台 ５２：被加熱船体外板 ５３：クランプ ５４：ジャッキ ５５：ガイドビーム ５６：キャリア ５７：加熱源 ５８：距離センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 宏 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粗曲げ加工された被加熱船体外板の形状
   を測定し、このようにして測定した前記被加熱船体外板
   の測定形状データと前記被加熱船体外板の目標形状デー
   タとを比較し、この比較結果に基づいて、前記測定形状
   データと前記目標形状データとの間に差がなくなるよう
   に、上面冷却用ノズルが取り付けられた加熱トーチによ
   る前記被加熱船体外板の複数の加熱領域を、前記被加熱
   船体外板の長手方向および幅方向によって決められる二
   次元座標上で決定し且つ加熱パターンを前記加熱領域毎
   に決定し、そして、前記各加熱領域において前記加熱ト
   ーチを、前記加熱トーチの先端と前記被加熱船体外板と
   の間の距離を一定に維持し、且つ、前記加熱トーチの軸
   線が前記被加熱船体外板の法線方向に向くように姿勢制
   御しながら、前記加熱パターンにしたがって、前記上面
   冷却用ノズルから前記被加熱船体外板に向けて冷却水を
   噴射しながら移動し、かくして、前記被加熱船体外板を
   目標形状に加熱曲げ加工するための、船体外板の自動加
   熱曲げ加工装置に使用される、前記被加熱船体外板を載
   置するための冷却水噴射ノズル付き定盤であって、水平
   基台と、前記水平基台上に垂直に固定される、前記被加
   熱船体外板の下面を支持するための伸縮自在な複数本の
   支柱と、前記支柱間の前記水平基台上に設けられた、前
   記被加熱船体外板の下面に冷却水を噴射するための複数
   本の下面冷却用ノズルと、前記複数本の下面冷却用ノズ
   ルの開閉を制御するするためのノズル用制御器とからな
   ることを特徴とする、船体外板の自動加熱曲げ加工装置
   用冷却水噴射ノズル付き定盤。
2. 【請求項２】 前記複数本の支柱の各々は、前記水平基
   台上に垂直に固定される外筒と、前記外筒に対して昇降
   可能な、前記被加熱船体外板の下面に当接される押上げ
   部材と、前記押上げ部材に取り付けられた、前記押上げ
   部材が前記被加熱船体外板の下面に当接したことを検知
   するためのセンサと、前記押上げ部材を前記外筒に対し
   て昇降させるための昇降手段とからなり、前記複数本の
   支柱の各々の伸縮は、支柱用制御器によって制御される
   ことを特徴とする、請求項１記載の、船体外板の自動加
   熱曲げ加工装置用冷却水噴射ノズル付き定盤。