JPH09155459A - 船体外板の自動加熱曲げ加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熟練や特殊な技能を要することなく、しか
も、船体外板を動かすことなく、船体外板を目標形状に
自動的に且つ容易に湾曲させることができる。 【解決手段】 粗曲げ加工された被加熱船体外板２の形
状を測定し、この測定形状データと目標形状データとを
比較し、この結果に基づいて、前記両データ間に差がな
くなるように、加熱トーチ１０による被加熱船体外板２
の複数の加熱領域を、被加熱船体外板２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加熱トーチ１０を姿勢制御しなが
ら、前記加熱パターンにしたがって移動させる。加熱ト
ーチ１０は、加熱トーチ１０の近傍に設けられたセンサ
ブロック２５の作用によって、被加熱船体外板２面の湾
曲にかかわらず、常時、一定高さを維持し、且つ、被加
熱船体外板２面の法線方向を向く。更に、ウィービング
装置５８に加熱トーチ１０を取り付けることによって、
装置全体を移動させることなく、被加熱船体外板２をウ
ィービング加熱することができる。

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
加熱曲げ加工方法、特に、熟練や特殊な技能を要するこ
となく、しかも、被加熱船体外板を動かすことなく、被
加熱船体外板を目標形状に自動的に且つ容易に湾曲させ
ることができる、船体外板の自動加熱曲げ加工方法に関
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、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
げ加工方法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なされた、船
体外板の自動加熱曲げ加工装置が特開平６−５４１号公
報に開示されている。以下、この加工装置を従来技術と
いう。従来技術を図面を参照しながら説明する。図１３
は、従来技術を示す正面図である。

【０００５】図１３に示すように、従来技術は、上面を
定盤面とした走行台車５０の少なくとも４か所に、走行
台車５０上に載置する被加熱船体外板５１の端縁部を把
持するためのクランプ５２を、ジャッキ５３を介して上
下変位可能に配置し、走行台車５０の走行方向と直交す
るようにガイドビーム５４を配し、ガイドビーム５４
に、昇降可能なキャリア５５を横行自在に取り付け、キ
ャリア５５に、被加熱船体外板５１を加熱するための加
熱源５６および被加熱船体外板５１までの距離を測定す
るための距離センサ５７を取り付け、更に、被加熱船体
外板５１の曲がり形状と距離センサ５７により検出した
被加熱船体外板５１の補正データとに基づいて、走行台
車５０の走行駆動装置、ジャッキ５３、キャリア５５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
制御器を備えたものである。

【０００６】上述した従来技術によれば、曲げ加工すべ
き被加熱船体外板５１の原形状が距離センサ５７によっ
て測定され、この距離データと被加熱船体外板５１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５１
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５１が所定の姿勢に制
御されながら線状に加熱されて曲げ加工される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術は、次のような問題を有している。即ち、被
加熱船体外板５１の長さは、短いもので３ｍ、長いもの
では２０数ｍにも達する。このような被加熱船体外板５
１の端部を加熱して曲げ加工する場合、被加熱船体外板
５１は、その加熱端部が常時、水平になるように走行台
車５０に載置され、クランプされる。従って、長さが長
い被加熱船体外板５１の場合には、加熱端部とこれと反
対側の端部との高低差が大きくなり、数ｍにも達するこ
とがある。この結果、加熱曲げ加工装置全体が大型化す
る。しかも、目標形状に湾曲させるまでにジャッキ５３
を何回も操作して、被加熱船体外板５１の姿勢を変化さ
せる必要があり、その操作に時間と手間がかかる。

【０００８】従って、この発明の目的は、熟練や特殊な
技能を要することなく、しかも、被加熱船体外板を動か
すことなく、被加熱船体外板を目標形状に自動的に且つ
容易に湾曲させることができ、しかも、被加熱船体外板
の湾曲度合いが大きくなっても装置全体が大型化するこ
とがない、船体外板の自動加熱曲げ加工方法を提供する
ことにある。

【０００９】

【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
姿勢制御しながら、前記加熱パターンにしたがって移動
させ、前記加熱トーチは、前記被加熱船体外板の長手方
向に対応するＸ軸および前記被加熱船体外板の幅方向に
対応する、前記Ｘ軸と直交するＹ軸の２軸方向に前記加
熱トーチを移動させるための２軸移動機構と、前記２軸
移動機構に設けられ、前記加熱トーチを前記被加熱船体
外板の厚さ方向に対応する、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と
直交するＺ軸方向に上下動させるためのＺ軸移動機構
と、前記加熱トーチの進行方向と直交する方向に前記加
熱トーチをウィービングさせるためのウィービング機構
と、α面内において、前記加熱トーチの傾斜角を調整す
るためのα面傾斜角調整機構と、前記α面と直交するβ
面内において、前記加熱トーチの傾斜角を調整するため
のβ面傾斜角調整機構とによって、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され、そして、必要に応じ
て、所定幅でウィービングし、前記加熱トーチの近傍に
前記加熱トーチと一体的に且つ平行に、前記Ｚ軸方向の
前記被加熱船体外板の表面変位を距離として検出するた
めの第１、第２および第３距離計をそれぞれ間隔をあけ
て取り付け、前記第１および第２距離計は、前記β面と
平行な面内にそれぞれ配置され、前記第３距離計は、前
記第１および第２距離計の等分線を含む面内に配置さ
れ、前記第１、第２および第３距離計の検出値の加算平
均値に基づき、前記Ｚ軸移動機構によって前記加熱トー
チを前記Ｚ軸方向に移動させて、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、前
記第１距離計の検出値と前記第２距離計の検出値との間
の差に基づいて、前記β面傾斜角調整機構によって、前
記加熱トーチの前記β面内における傾斜角を一定に維持
し、そして、前記第１および第２距離計の加算平均値と
前記第３距離計の検出値との間の差に基づき、前記α面
傾斜角調整機構によって、前記加熱トーチの前記α面内
における傾斜角を一定に維持することに特徴を有するも
のである。

【００１０】請求項２に記載された発明は、前記α面傾
斜角調整機構および前記β面傾斜角調整機構は、前記Ｚ
軸と平行な直線を中心として一体的に回転可能であるこ
とに特徴を有するものである。

【００１１】請求項３に記載された発明は、前記加熱ト
ーチの近傍に被加熱船体外板冷却用ノズルが取り付けら
れていることに特徴を有するものである。

【００１２】請求項４に記載された発明は、前記加熱パ
ターンは、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であることに特徴を有するもの
である。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、この発明の、船体外板の自
動加熱曲げ加工方法の一実施態様を、図面を参照しなが
ら説明する。

【００１４】図１は、この発明の加工方法によって、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２は、この発明の加工方法による、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
３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４は、被加熱船体外板の加熱パターンを示す平面
図、図５は、鍋状に湾曲した被加熱船体外板を示す斜視
図、図６は、被加熱船体外板の別の加熱パターンを示す
平面図、図７は、円錐状に湾曲した被加熱船体外板を示
す斜視図、図８は、この発明の加工方法を実施するため
の加熱トーチ装置を示す正面図、図９は、同加熱トーチ
装置を示す側面図、図１０は、同加熱トーチ装置におけ
るβ面傾斜角度調整機構の駆動部を示す断面図、図１１
は、同加熱トーチ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１２は、同加熱
トーチ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。

【００１５】先ず、図８から図１２を参照しながら、こ
の発明の加工方法を実施するための加熱トーチ装置につ
いて説明する。図８から図１２において、１は、地面に
設置された定盤、２は、定盤１上に載置された被加熱船
体外板、３は、被加熱船体外板２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、４は、レール３上
を車輪５によって走行するガントリー、６は、車輪５を
駆動するためのＸ軸駆動モーター、７は、ガントリー４
の水平桁４Ａに沿って走行するＹ軸走行台車である。水
平桁４Ａは、被加熱船体外板２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３と直交している。８は、Ｙ軸走行台車７を駆動す
るためのＹ軸駆動モーター、９は、加熱トーチ１０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９は、レール３、ガントリー４、車輪
５、Ｘ軸駆動モーター６、Ｙ軸走行台車７およびＹ軸駆
動モーター８からなっている。

【００１６】１１は、被加熱船体外板２の厚さ方向（レ
ール３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１０を移動させるためのＺ軸移動機構
である。Ｚ軸移動機構１１は、Ｙ軸走行台車７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
１２と、Ｚ軸昇降部材１２を駆動するためのＺ軸駆動モ
ーター１３とからなっている。Ｚ軸昇降部材１２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。

【００１７】１４は、α面内、即ち、レール３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１０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１４は、Ｚ軸昇降部材１２の下
部に固定された取付板１５と、取付板１５の正面に固定
された、弧状ギヤ孔１６Ａを有する弧状案内板１６と、
弧状ギヤ孔１６Ａのギヤに歯合して、弧状案内板１６に
沿って移動可能なα面回動スライダ１７と、α面回動ス
ライダ１７を駆動するためのα面傾斜駆動モーター１８
とからなっている。

【００１８】１９は、α面と直交するβ面内、即ち、レ
ール３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１０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１９は、α面回動
スライダ１７の下部に固定された取付板２０と、取付板
２０の側面に固定された、弧状ギヤ孔２１Ａを有する弧
状案内板２１と、弧状ギヤ孔２１Ａのギヤに歯合して、
弧状案内板２１に沿って移動可能なβ回動スライダ２２
と、β回動スライダ２２を駆動するためのβ面傾斜駆動
モーター２３とからなっている。加熱トーチ１０は、β
回動スライダ２２の下部に吊下げ部材２４を介して吊り
下げられている。２５は、加熱トーチ１０と平行に吊下
げ部材２４に固定されたセンサブロックである。

【００１９】α面傾斜角調整機構１４の弧状案内板１６
とβ面傾斜角調整機構１９の弧状案内板２１とは、その
中心が加熱トーチ１０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１７が弧状案
内板１６に沿って移動し、且つ、β回動スライダ２２が
弧状案内板２１に沿って移動することによって、加熱ト
ーチ１０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。

【００２０】加熱トーチ１０は、吊下げ部材２４に取り
付けられた一軸ウィービング機構５８によって、加熱ト
ーチ１０を所定幅および所定周期でウィービングする。
更に、必要に応じて、加熱トーチ１０の進行方向と直交
する方向にウィービングするように、α面、β面をＺ軸
方向に回転させる。これによって、加熱トーチ１０をウ
ィービングさせる際に、ガントリー４全体を移動させる
必要がなくなる。従って、装置全体に無理がかからず、
装置の延命を図ることができる。しかも、ウィービング
機構５８は、吊下げ部材２４に取り付けられているの
で、ウィービング幅と周期とを設定するだけで倣いが行
える。

【００２１】センサブロック２５は、第１スタイラス２
６、第２スタイラス２７、第３スタイラス２８、第１ス
タイラス２６の移動量を検出するための第１ポテンショ
メーター２９、第２スタイラス２７の移動量を検出する
ための第２ポテンショメーター３０および第３スタイラ
ス２８の移動量を検出するための第３ポテンショメータ
ー３１とからなっている。第３スタイラス２８は、α面
と平行で且つ第１および第２スタイラス２６、２７の等
分線と加熱トーチ１０とを含む面内に配置されている。

【００２２】３２は、２軸移動機構９のＸ軸およびＹ軸
の移動量と、加熱トーチ１０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、３３は、第１、第２および第３ポ
テンショメーター２９、３０および３１の検出値に基づ
いて、加熱トーチ１０の傾斜角を演算するための演算手
段、３４は、Ｘ軸駆動モーター６を駆動制御するための
Ｘ軸駆動モーター制御器、３５は、Ｙ軸駆動モーター８
を駆動制御するためのＹ軸駆動モーター制御器、３６
は、Ｚ軸駆動モーター８を駆動制御するためのＺ軸駆動
モーター制御器、３７は、α面傾斜駆動モーター１８を
駆動制御するためのα面傾斜駆動モーター制御器、３８
は、β面傾斜駆動モーター２３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。

【００２３】３９は、Ｙ軸走行台車７に取り付けられた
レーザ変位計であり、被加熱船体外板２との間の距離を
測定する。レーザ変位計３９によって測定されたデータ
と、レーザ変位計３９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２の形状が測定され
る。

【００２４】４０は、加熱トーチ１０の近傍に取り付け
られた被加熱船体外板冷却用ノズルであり、被加熱船体
外板２の加熱時において、冷却水を被加熱船体外板２に
噴射する。これによって、被加熱船体外板２の加熱曲げ
加工が効率よく行える。被加熱船体外板冷却用ノズル
は、加熱トーチ１０による被加熱船体外板２の加熱効率
を低下させないように、常時、加熱トーチ１０の進行方
向下流側にくるように制御される。

【００２５】以上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方法によれば、次のよ
うにして、被加熱船体外板２の加熱曲げ加工が行われ
る。即ち、図１に示すように、被加熱船体外板２を定盤
１上の所定位置に載置する。被加熱船体外板２は、予
め、ローラによって粗曲げ加工されている。被加熱船体
外板２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９によりレーザ変位計３９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２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３９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２の形状を測定す
る。

【００２６】次に、このようにして測定した被加熱船体
外板２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２に示すように、フレーム
ライン（Ｌ₁ ）、（Ｌ₂ ）、（Ｌ₃ ）に沿った形状デー
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２の測
定形状データと目標形状データとの間に、図３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１０による
被加熱船体外板２の複数の加熱領域を、図２に示すよう
に、被加熱船体外板２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１０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。

【００２７】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２の湾曲形状が
異なる。例えば、図４に示すように、加熱トーチ１０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２を加熱した場合には、図５に示すよう
に、被加熱船体外板２は、鍋状に湾曲し、図６に示すよ
うに、加熱トーチ１０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２を加熱した
場合には、図７に示すように、被加熱船体外板２は、円
錐形状に湾曲する。

【００２８】次に、加熱トーチ１０の動作について説明
する。先ず、被加熱船体外板２の加熱開始点（例えば、
図２中、Ａ点）に加熱トーチ１０がくるように加熱トー
チ移動姿勢設定器３２を操作する。なお、Ａ点は、図２
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３２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
３４、３５は、Ｘ軸およびＹ軸駆動モータ６、８を駆動
して、ガントリー４およびＹ軸走行台車７を走行させ
る。そして、、加熱トーチ１０が被加熱船体外板２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６、８の駆動を止めて、ガントリー４お
よびＹ軸走行台車７の走行を停止させる。

【００２９】このようにして、加熱トーチ１０が被加熱
船体外板２の加熱開始点上にきたら、加熱トーチ１０を
点火し、次いで、加熱トーチ移動姿勢設定器３２のＸ軸
およびＹ軸指令信号に基づいて、ガントリー４およびＹ
軸走行台車７を、加熱トーチ１０が予め決められた加熱
パターンに倣って移動するように、走行させる。なお、
この場合のように、図２中、Ａ点から先広がりウィービ
ングによって被加熱船体外板２を加熱する場合には、加
熱パターンの中心線とＹ軸とが平行であると仮定する
と、Ｘ軸方向にはガントリー４を移動させず、Ｙ軸方向
のみ移動させ、同時にウィービング機構５８によって加
熱トーチ１０を所定周期で先広がりにウィービングさせ
る。

【００３０】加熱トーチ１０が被加熱船体外板２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２６、２７、２８は、Ｚ軸方向に移動し、
第１、第２および第３スタイラス２６、２７、２８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２９、３０、３１から演算手段３３に入
力される。演算手段３３は、第１、第２および第３ポテ
ンショメータ２９、３０、３１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２９の検出値と第
２ポテンショメータ３０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２９、３０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３１の検出値との間の差を演算する。

【００３１】そして、第１、第２および第３ポテンショ
メータ２９、３０、３１の検出値の加算平均値は、Ｚ軸
駆動モータ制御器３５に入力される。Ｚ軸駆動モータ制
御器３５は、前記加算平均値と、被加熱船体外板２に対
して当初、加熱トーチ１０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２９、３０、３１
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１３を駆動する。これによって、加熱トー
チ１０のＺ軸方向の位置は、当初の設定高さ位置に維持
される。

【００３２】更に、第１ポテンショメータ２９の検出値
と第２ポテンショメータ３０の検出値との間の差は、β
面傾斜駆動モーター制御器３８に入力される。β面傾斜
駆動モーター制御器３８は、その差が零になるようにβ
面傾斜駆動モーター２３を駆動する。更に、第１および
第２ポテンショメータ２９、３０の検出値の加算平均値
と第３ポテンショメータ３１の検出値との間の差は、α
面傾斜駆動モーター制御器３７に入力される。α面傾斜
駆動モーター制御器３７は、その差が零になるようにα
面傾斜駆動モーター１８を駆動する。

【００３３】従って、被加熱船体外板２が三次元的に傾
斜している場合であっても、加熱トーチ１０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
２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２を加熱する。

【００３４】加熱トーチ１０によって被加熱船体外板２
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２に向けて噴射して、被加熱船体外板２を冷却
すれば、加熱による被加熱船体外板２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２
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１０の進
行方向下流側にくるように制御する。これは、Ｚ軸昇降
部材１２によってα面傾斜角調整機構１４およびβ面傾
斜角調整機構１９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。

【００３５】また、センサブロック２５は、常時、加熱
トーチ１０の進行方向上流側にくるように制御される
が、被加熱船体外板２の端部を加熱する場合には、セン
サブロック２５が被加熱船体外板２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１２によってα
面傾斜角調整機構１４およびβ面傾斜角調整機構１９
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１０とセンサブロック２５との位置を入
れ換える。加熱トーチ１０を斜めに移動させる場合にお
いても同様である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、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被加熱船体外板の測定形状デー
タと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、加熱トーチによる被加熱船体外板
の複数の加熱領域を、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、前記各加熱領域
において加熱トーチを姿勢制御しながら、前記加熱パタ
ーンにしたがって移動させ、そして、加熱トーチは、こ
の近傍に設けられたセンサブロックの作用によって、被
加熱船体外板面の湾曲にかかわらず、常時、一定高さを
維持し、且つ、被加熱船体外板面の法線方向を向くこと
によって、熟練や特殊な技能を要することなく、しか
も、船体外板を動かすことなく、船体外板を目標形状に
自動的に且つ容易に湾曲させることができ、更に、ウィ
ービング機構に加熱トーチを取り付けることによって、
被加熱船体外板をウィービング加熱する場合において装
置全体を移動させる必要がなくなることから、装置の延
命が図れ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】この発明の加工方法によって、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２】この発明の加工方法による、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３】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４】被加熱船体外板の加熱パターンを示す平面図で
ある。

【図５】鍋状に湾曲した被加熱船体外板を示す斜視図で
ある。

【図６】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７】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８】この発明の加工方法を実施するための加熱トー
チ装置を示す正面図である。

【図９】同加熱トーチ装置を示す側面図である。

【図１０】同加熱トーチ装置におけるβ面傾斜角度調整
機構の駆動部を示す断面図である。

【図１１】同加熱トーチ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１２】同加熱トーチ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１３】従来技術を示す正面図である。

【符号の説明】

１：定盤 ２：被加熱船体外板 ３：レール ４：ガントリー ４Ａ：水平桁 ５：車輪 ６：Ｘ軸駆動モーター ７：Ｙ軸走行台車 ８：Ｙ軸駆動モーター ９：２軸移動機構 １０：加熱トーチ １１：Ｚ軸移動機構 １２：Ｚ軸昇降部材 １３：Ｚ軸駆動モーター １４：α面傾斜角調整機構 １５：取付板 １６：弧状案内板 １６Ａ：弧状ギヤ孔 １７：α面回動スライダー １８：α面傾斜駆動モーター １９：β面傾斜角調整機構 ２０：取付板 ２１：弧状案内板 ２１Ａ：弧状ギヤ孔 ２２：β面回動スライダー ２３：β面傾斜駆動モーター ２４：吊下げ部材 ２５：センサブロック ２６：第１スタイラス ２７：第２スタイラス ２８：第３スタイラス ２９：第１ポテンショメーター ３０：第２ポテンショメーター ３１：第３ポテンショメーター ３２：加熱トーチ移動姿勢設定器 ３３：演算手段 ３４：Ｘ軸駆動モーター制御器 ３５：Ｙ軸駆動モーター制御器 ３６：Ｚ軸駆動モーター制御器 ３７：α面傾斜駆動モーター制御器 ３８：β面傾斜駆動モーター制御器 ３９：レーザ変位計 ４０：冷却用ノズル ５０：走行台車 ５１：被加熱船体外板 ５２：クランプ ５３：ジャッキ ５４：ガイドビーム ５５：キャリア ５６：加熱源 ５７：距離センサ ５８：ウィービング機構

───────────────────────────────────────────────────── 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 (4)

【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
   チを姿勢制御しながら、前記加熱パターンにしたがって
   移動させ、 前記加熱トーチは、前記被加熱船体外板の長手方向に対
   応するＸ軸および前記被加熱船体外板の幅方向に対応す
   る、前記Ｘ軸と直交するＹ軸の２軸方向に前記加熱トー
   チを移動させるための２軸移動機構と、前記２軸移動機
   構に設けられ、前記加熱トーチを前記被加熱船体外板の
   厚さ方向に対応する、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸と直交す
   るＺ軸方向に上下動させるためのＺ軸移動機構と、前記
   加熱トーチの進行方向と直交する方向に前記加熱トーチ
   をウィービングさせるためのウィービング機構と、α面
   内において、前記加熱トーチの傾斜角を調整するための
   α面傾斜角調整機構と、前記α面と直交するβ面内にお
   いて、前記加熱トーチの傾斜角を調整するためのβ面傾
   斜角調整機構とによって、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され、そして、必要に応じて、所定
   幅でウィービングし、 前記加熱トーチの近傍に前記加熱トーチと一体的に且つ
   平行に、前記Ｚ軸方向の前記被加熱船体外板の表面変位
   を距離として検出するための第１、第２および第３距離
   計をそれぞれ間隔をあけて取り付け、前記第１および第
   ２距離計は、前記β面と平行な面内にそれぞれ配置さ
   れ、前記第３距離計は、前記第１および第２距離計の等
   分線と前記加熱トーチとを含む面内に配置され、前記第
   １、第２および第３距離計の検出値の加算平均値に基づ
   き、前記Ｚ軸移動機構によって前記加熱トーチを前記Ｚ
   軸方向に移動させて、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、前記第１距離
   計の検出値と前記第２距離計の検出値との間の差に基づ
   いて、前記β面傾斜角調整機構によって、前記加熱トー
   チの前記β面内における傾斜角を一定に維持し、そし
   て、前記第１および第２距離計の加算平均値と前記第３
   距離計の検出値との間の差に基づき、前記α面傾斜角調
   整機構によって、前記加熱トーチの前記α面内における
   傾斜角を一定に維持することを特徴とする、船体外板の
   自動加熱曲げ加工方法。
2. 【請求項２】 前記α面傾斜角調整機構および前記β面
   傾斜角調整機構は、前記Ｚ軸と平行な直線を中心として
   一体的に回転可能であ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方法。
3. 【請求項３】 前記加熱トーチの近傍に被加熱船体外板
   冷却用ノズルが取り付けられていることを特徴とする、
   請求項１または２記載の、船体外板の自動加熱曲げ加工
   方法。
4. 【請求項４】 前記加熱パターンは、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であ
   ることを特徴とする、請求項１から３の何れか１つに記
   載された、船体外板の自動加熱曲げ加工方法。