(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-06
(45)【発行日】2022-10-17
(54)【発明の名称】組立ＢＯＸ柱の溶接方法
(51)【国際特許分類】
B23K 9/00 20060101AFI20221007BHJP
B23K 9/12 20060101ALI20221007BHJP
B23K 37/06 20060101ALI20221007BHJP
【ＦＩ】
B23K9/00 501B
B23K9/12 331F
B23K37/06 R
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2019061667
(22)【出願日】2019-03-27
(65)【公開番号】P2020157361
(43)【公開日】2020-10-01
【審査請求日】2021-09-28
(73)【特許権者】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100162396
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 泰之
(74)【代理人】
【識別番号】100122954
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷部 善太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100194803
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 理弘
(72)【発明者】
【氏名】梅津 匡一
(72)【発明者】
【氏名】上野 純
【審査官】後藤 泰輔
(56)【参考文献】
【文献】特開平０６－２９７１４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－２７０２２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０５８０７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０５３６２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－２２９６７６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ９／００
Ｂ２３Ｋ ９／１２
Ｂ２３Ｋ ３７／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
平面部にエレクションピースが設置されている組立ＢＯＸ柱を用い、該エレクションピースを建て入れ治具で連結して仮固定された上下の組立ＢＯＸ柱であり、各４つの角部と仮固定された箇所との間に存在する８つの角辺部を有している上下の組立ＢＯＸ柱を、溶接ロボットを用いて溶接する方法であって、角部の開先に溶接仕切板を挿入し、
少なくとも、対角となる一組の角辺部あるいは対向する一組の角辺部を溶接ロボットで溶接し、
各角部に隣接する一方の角辺部の溶接が終了した後に、挿入されている溶接仕切板を取り外し、他方の角辺部を溶接ロボットで溶接する、
ことを特徴とする組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
【請求項2】
対角をなす一組の角辺部の溶接順は、９０度おきに行われることを特徴とする請求項１記載の組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
【請求項3】
平面部にエレクションピースが設置されている組立ＢＯＸ柱を用い、該エレクションピースを建て入れ治具で連結して仮固定された上下の組立ＢＯＸ柱であり、各４つの角部と仮固定された箇所との間に存在する８つの角辺部を有している上下の組立ＢＯＸ柱を、溶接ロボットを用いて溶接する方法であって、角部の開先に溶接仕切板を挿入し、
一組の対向する辺を、対角にある一組の角辺部ごとに溶接ロボットで溶接し、
挿入されている溶接仕切板を取り外し、
他の一組の対向する辺を溶接ロボットで溶接する、
ことを特徴とする組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
【請求項4】
一つの平面部に複数のエレクションピースが設置されている組立ＢＯＸ柱を用い、該エレクションピースを建て入れ治具で連結して仮固定された上下の組立ＢＯＸ柱であり、各４つの角部と仮固定された箇所との間に存在する８つの角辺部と隣接する仮固定された箇所との間に存在する辺央部を有している上下の組立ＢＯＸ柱を、溶接ロボットを用いて溶接する方法であって、溶接ロボットを用いて対向する辺央部を溶接し、
角辺部を溶接する前に４隅の角部の開先に溶接仕切板を挿入し、
対角する角辺部を溶接し、
溶接が済んだ角辺部の角部から溶接仕切板を取り外して、該角部に接する他の角辺部を溶接する、
ことを特徴とする組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
【請求項5】
部分的に済んだ溶接によって、上下の組立ＢＯＸ柱の仮固定の維持にとって不要となった建て入れ治具をエレクションピースから取り外して、溶接ロボットで引き続き溶接を行うことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
【請求項6】
溶接仕切板は、セラミック製であることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
【請求項7】
溶接ロボットは、溶接トーチの後端側を溶接ロボットの基体に接続することにより、基体からトーチ先端までの長さを長くして、溶接ロボットの首を振って建て入れ治具で覆われた組立ＢＯＸ柱の接合部、あるいは上下のエレクションピースの間の組立ＢＯＸ柱の接合部を溶接することを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、建築の柱を構築する組立ＢＯＸ柱の溶接方法に関する。
【背景技術】
【0002】
建設現場における角形鋼管柱の継手溶接は溶接技能者により手作業で行われることが多い。
高層ビルなどの大型の建築物では、ボックス柱の一辺の寸法が例えば８００ｍｍ程度、板厚が８０ｍｍ程度と大きくなるために、多層溶接が必要となり、熟練した技能と施工確認管理が行われている。
その一方で、特許文献１や特許文献２に見られるような溶接ロボットの活用も提案されている。
しかし、建設現場では、短い角形鋼管を積み重ね、通直性を維持するように姿勢を保持しながら、上下の鋼管に設けたエレクションピースを仮支持した状態で溶接を行う必要があって、エレクションピースや仮支持用の建て入れ治具が邪魔になって、ロボットによる溶接作業ができない部分が生じる。
このような事情により、部分的にロボット溶接ができたとしても、手作業部分が残ることになる。
また、エレクションピースなどで区切られた区間を一方から溶接した場合、先行溶接部によって歪みが発生し、通直性に偏りが生ずるので、溶接は対向箇所を同時に進めなくてはならず、２人の溶接工あるいは２台の溶接ロボットが必要となる。
すなわち、１つの柱の対向面の直線部を溶接し、コーナ部ではグラインダ処理を交えながら積層溶接することとなるので、高度の溶接技術が必要であって、溶接作業は手溶接に頼るところが多く、作業能率が低下する。人手不足の状況もあって、溶接技術の改良が求められている。
高層ビルなどの大型の建築物では、ボックス柱の一辺の寸法が例えば８００ｍｍ程度、板厚が８０ｍｍ程度と大きくなるために、多層溶接が必要となり、熟練した技能と施工確認管理が行われている。
その一方で、特許文献１や特許文献２に見られるような溶接ロボットの活用も提案されている。
しかし、建設現場では、短い角形鋼管を積み重ね、通直性を維持するように姿勢を保持しながら、上下の鋼管に設けたエレクションピースを仮支持した状態で溶接を行う必要があって、エレクションピースや仮支持用の建て入れ治具が邪魔になって、ロボットによる溶接作業ができない部分が生じる。
このような事情により、部分的にロボット溶接ができたとしても、手作業部分が残ることになる。
また、エレクションピースなどで区切られた区間を一方から溶接した場合、先行溶接部によって歪みが発生し、通直性に偏りが生ずるので、溶接は対向箇所を同時に進めなくてはならず、２人の溶接工あるいは２台の溶接ロボットが必要となる。
すなわち、１つの柱の対向面の直線部を溶接し、コーナ部ではグラインダ処理を交えながら積層溶接することとなるので、高度の溶接技術が必要であって、溶接作業は手溶接に頼るところが多く、作業能率が低下する。人手不足の状況もあって、溶接技術の改良が求められている。
【0003】
高層ビルの建築に使用される管タイプの鉄骨柱には、冷間成形角形鋼管（一般に「鋼管柱」という）や溶接四面BOX柱（「組立ＢＯＸ柱」、「ＢＯＸ柱」、「箱型柱」などの呼び名がある。以下「組立BOX柱」という。）。組立BOX柱は、鋼管柱よりも大径に作成することができ、より超高層建築等の柱部材に適しており、４枚の厚板を溶接して正方形または長方形の断面の鋼製の柱が作成されている。
鋼管柱は、板状に圧延された鋼板を折り曲げるように成形して角柱に形成するので、角部にＲが形成される。一方、組立ＢＯＸ柱は4枚の鋼板を溶接して組み立てるので、角部は直角に形成されている。
建設現場で用いられる四角の角形鋼管柱を溶接する自動溶接の例として、たとえば次の２つのような提案がある。
特許文献１（特開平４－３５１２７２号公報）、特許文献２（特開２０００－１３５５９４号公報）には、上下の鋼管の接合部付近に周回レールを設け、外レール上に溶接ロボットを走行させて溶接を行う自動溶接装置が提案されている。
しかし、実際の現場では、上下の角形鋼管を通直に制御し維持するために、接合部を上下に跨ぐエレクションピースや建て入れ治具が存在し、周回走行ができない場合があり、このようなケースではこれらの提案技術を適用することはできない。
特許文献３（特開平８－２２９６７６号公報）には、組立ＢＯＸ柱を溶接する方法であって、柱の角部にエレクションピースを取り付けて建て入れ治具で仮固定した状態で、溶接ロボット用いて溶接する方法が提案されている。角部の仮固定装置を溶接ロボットに取り付けられている溶接トーチが離間して回避して次の辺部へ回り込むことにより溶接することが開示されている。この発明は、明細書にも記載されているように、通常用いられている平面部にエレクションピースを設けている組立ＢＯＸ柱には適用できない溶接方法である。
鋼管柱は、板状に圧延された鋼板を折り曲げるように成形して角柱に形成するので、角部にＲが形成される。一方、組立ＢＯＸ柱は4枚の鋼板を溶接して組み立てるので、角部は直角に形成されている。
建設現場で用いられる四角の角形鋼管柱を溶接する自動溶接の例として、たとえば次の２つのような提案がある。
特許文献１（特開平４－３５１２７２号公報）、特許文献２（特開２０００－１３５５９４号公報）には、上下の鋼管の接合部付近に周回レールを設け、外レール上に溶接ロボットを走行させて溶接を行う自動溶接装置が提案されている。
しかし、実際の現場では、上下の角形鋼管を通直に制御し維持するために、接合部を上下に跨ぐエレクションピースや建て入れ治具が存在し、周回走行ができない場合があり、このようなケースではこれらの提案技術を適用することはできない。
特許文献３（特開平８－２２９６７６号公報）には、組立ＢＯＸ柱を溶接する方法であって、柱の角部にエレクションピースを取り付けて建て入れ治具で仮固定した状態で、溶接ロボット用いて溶接する方法が提案されている。角部の仮固定装置を溶接ロボットに取り付けられている溶接トーチが離間して回避して次の辺部へ回り込むことにより溶接することが開示されている。この発明は、明細書にも記載されているように、通常用いられている平面部にエレクションピースを設けている組立ＢＯＸ柱には適用できない溶接方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平０４－３５１２７２号公報
【文献】特開２０００－１３５５９４号公報
【文献】特開平０８－２２９６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、組立ＢＯＸ柱の現場溶接において、溶接ロボットによる溶接法を開発することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
１．平面部にエレクションピースが設置されている組立ＢＯＸ柱を用い、該エレクションピースを建て入れ治具で連結して仮固定された上下の組立ＢＯＸ柱であり、各４つの角部と仮固定された箇所との間に存在する８つの角辺部を有している上下の組立ＢＯＸ柱を、溶接ロボットを用いて溶接する方法であって、
角部の開先に溶接仕切板を挿入し、
少なくとも、対角となる一組の角辺部あるいは対向する一組の角辺部を溶接ロボットで溶接し、
各角部に隣接する一方の角辺部の溶接が終了した後に、挿入されている溶接仕切板を取り外し、他方の角辺部を溶接ロボットで溶接する、
ことを特徴とする組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
２．対角をなす一組の角辺部の溶接順は、９０度おきに行われることを特徴とする１．記載の組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
３．平面部にエレクションピースが設置されている組立ＢＯＸ柱を用い、該エレクションピースを建て入れ治具で連結して仮固定された上下の組立ＢＯＸ柱であり、各４つの角部と仮固定された箇所との間に存在する８つの角辺部を有している上下の組立ＢＯＸ柱を、溶接ロボットを用いて溶接する方法であって、
角部の開先に溶接仕切板を挿入し、
一組の対向する辺を、対角にある一組の角辺部ごとに溶接ロボットで溶接し、
挿入されている溶接仕切板を取り外し、
他の一組の対向する辺を溶接ロボットで溶接する、
ことを特徴とする組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
４．一つの平面部に複数のエレクションピースが設置されている組立ＢＯＸ柱を用い、該エレクションピースを建て入れ治具で連結して仮固定された上下の組立ＢＯＸ柱であり、各４つの角部と仮固定された箇所との間に存在する８つの角辺部と隣接する仮固定された箇所との間に存在する辺央部を有している上下の組立ＢＯＸ柱を、溶接ロボットを用いて溶接する方法であって、
溶接ロボットを用いて対向する辺央部を溶接し、
角辺部を溶接する前に４隅の角部の開先に溶接仕切板を挿入し、
対角する角辺部を溶接し、
溶接が済んだ角辺部の角部から溶接仕切板を取り外して、該角部に接する他の角辺部を溶接する、
ことを特徴とする組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
５．部分的に済んだ溶接によって、上下の組立ＢＯＸ柱の仮固定の維持にとって不要となった建て入れ治具をエレクションピースから取り外して、溶接ロボットで引き続き溶接を行うことを特徴とする１．～４．のいずれかに記載の組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
６．溶接仕切板は、セラミック製であることを特徴とする１．～５．のいずれかに記載の組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
７．溶接ロボットは、溶接トーチの後端側を溶接ロボットの基体に接続することにより、基体からトーチ先端までの長さを長くして、溶接ロボットの首を振って建て入れ治具で覆われた組立ＢＯＸ柱の接合部、あるいは上下のエレクションピースの間の組立ＢＯＸ柱の接合部を溶接することを特徴とする１．～６．のいずれかに記載の組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
角部の開先に溶接仕切板を挿入し、
少なくとも、対角となる一組の角辺部あるいは対向する一組の角辺部を溶接ロボットで溶接し、
各角部に隣接する一方の角辺部の溶接が終了した後に、挿入されている溶接仕切板を取り外し、他方の角辺部を溶接ロボットで溶接する、
ことを特徴とする組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
２．対角をなす一組の角辺部の溶接順は、９０度おきに行われることを特徴とする１．記載の組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
３．平面部にエレクションピースが設置されている組立ＢＯＸ柱を用い、該エレクションピースを建て入れ治具で連結して仮固定された上下の組立ＢＯＸ柱であり、各４つの角部と仮固定された箇所との間に存在する８つの角辺部を有している上下の組立ＢＯＸ柱を、溶接ロボットを用いて溶接する方法であって、
角部の開先に溶接仕切板を挿入し、
一組の対向する辺を、対角にある一組の角辺部ごとに溶接ロボットで溶接し、
挿入されている溶接仕切板を取り外し、
他の一組の対向する辺を溶接ロボットで溶接する、
ことを特徴とする組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
４．一つの平面部に複数のエレクションピースが設置されている組立ＢＯＸ柱を用い、該エレクションピースを建て入れ治具で連結して仮固定された上下の組立ＢＯＸ柱であり、各４つの角部と仮固定された箇所との間に存在する８つの角辺部と隣接する仮固定された箇所との間に存在する辺央部を有している上下の組立ＢＯＸ柱を、溶接ロボットを用いて溶接する方法であって、
溶接ロボットを用いて対向する辺央部を溶接し、
角辺部を溶接する前に４隅の角部の開先に溶接仕切板を挿入し、
対角する角辺部を溶接し、
溶接が済んだ角辺部の角部から溶接仕切板を取り外して、該角部に接する他の角辺部を溶接する、
ことを特徴とする組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
５．部分的に済んだ溶接によって、上下の組立ＢＯＸ柱の仮固定の維持にとって不要となった建て入れ治具をエレクションピースから取り外して、溶接ロボットで引き続き溶接を行うことを特徴とする１．～４．のいずれかに記載の組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
６．溶接仕切板は、セラミック製であることを特徴とする１．～５．のいずれかに記載の組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
７．溶接ロボットは、溶接トーチの後端側を溶接ロボットの基体に接続することにより、基体からトーチ先端までの長さを長くして、溶接ロボットの首を振って建て入れ治具で覆われた組立ＢＯＸ柱の接合部、あるいは上下のエレクションピースの間の組立ＢＯＸ柱の接合部を溶接することを特徴とする１．～６．のいずれかに記載の組立ＢＯＸ柱を溶接ロボットで溶接する方法。
【発明の効果】
【0007】
１．組立ＢＯＸ柱の溶接は、直角な角部に開先があり、溶接ロボットは角部を溶接しながらスムーズに回動することができない。本発明では、角部の開先に溶接仕切板を挿入し、先行溶接する辺の側の開先を溶接し、溶接仕切板で止まったビード端部は平らに形成され、のちに他方の辺の開先を溶接ロボットでそのまま溶接ができる。溶接仕切板は、角部に隣接する一辺側が溶接されたのちに取り外す。
また、平面部にエレクションピースを有する組立ＢＯＸ柱であって、上下の組立ＢＯＸ柱を仮固定している建て入れ治具は、部分的に進められる溶接と一部の建て入れ治具よって仮固定が維持された段階で撤去できる建て入れ治具を取り外す、ことができ、その後、上下のエレクションピースの間隔も連続して溶接ロボットで溶接ができるようになる。
これによって、角部に先行して形成される溶接ビードの接続表面は凹凸がない平らな面に形成され、後行する溶接をスムーズに行うことができ、溶接接続面も瑕疵が発生せずしっかりした溶接を構築することができる。
本発明では、最初に行われる部分的な溶接は対角的に対向する箇所あるいは対向する箇所から始めることを原則とする。溶接部分を拡張していく段階で、溶接による仮固定が発揮された段階で、建て入れ治具を取り外し、連続して溶接できる区間を延ばして、溶接ロボットによる溶接効率を向上させる方法を提案している。
２．また、本発明は、角部に溶接仕切板を挿入し、平面部にエレクションピースを備えた組立ＢＯＸ柱を2台の溶接ロボットを用いて溶接する具体的な方法を開発した。
一つは、２台の溶接ロボットで対角に存在する角辺部を順に溶接することにより、非常に安定した溶接を行う方法である。角辺部の溶接は、９０度おきに４回行われることとなる。なお、組立ＢＯＸ柱の溶接部であって、仮固定部と角の間の溶接部分を角辺部としている。したがって、角辺部は８つある。各平面に１個のエレクションピースを有する組立ＢＯＸ柱の場合は、８つの角辺部を溶接することで、組立ＢＯＸ柱の溶接全体が終了する。
３．二つ目は、対向する一組の溶接辺の左右の角辺部を、溶接ロボットを用いて溶接し、他の対向する溶接辺の溶接は、組み立て治具を取り外して、一気に溶接ロボットで溶接する方法である。少なくとも一組の対向する辺が溶接されれば、十分に溶接だけで仮固定が維持でき、さらに条件よっては、一組の対向する角辺部の溶接が終了した時点で、建て入れ治具をとり外すことができる場合がある。
４．３つめは、組み立てＢＯＸ柱の一つの平面に２つなど複数のエレクションピースがある場合、一つの平面に建て入れ治具による仮固定部が２か所以上できる。この仮固定箇所の間にある溶接辺部を辺央部とし、対向する辺央部を先行して２台の溶接ロボットで溶接する方法である。辺央部の溶接によって建て入れ治具を外すことができる場合は、取り外して、残りの角辺部及び辺央部の溶接を行うことができる。
５．本発明では、組立ＢＯＸ柱にコーナーを湾曲させて周回するレールを設置し、レールに溶接ロボットを取り付けて移動させることにより、溶接ロボットを付け替えずに全体を溶接することができる。また、溶接が先行する辺に溶接仕切板を設けて、角部にできる溶接端部の接続面がきれいに形成されることと、長い溶接トーチを工夫し、建て入れ治具の際では首振り溶接でき、上下のエレクションピースの間では差し込んで溶接できるので、溶接ロボットを溶接個所へ移動させることで、溶接ロボットで溶接することができることとなり、溶接職人による手動溶接を不要にすることができる。
また、平面部にエレクションピースを有する組立ＢＯＸ柱であって、上下の組立ＢＯＸ柱を仮固定している建て入れ治具は、部分的に進められる溶接と一部の建て入れ治具よって仮固定が維持された段階で撤去できる建て入れ治具を取り外す、ことができ、その後、上下のエレクションピースの間隔も連続して溶接ロボットで溶接ができるようになる。
これによって、角部に先行して形成される溶接ビードの接続表面は凹凸がない平らな面に形成され、後行する溶接をスムーズに行うことができ、溶接接続面も瑕疵が発生せずしっかりした溶接を構築することができる。
本発明では、最初に行われる部分的な溶接は対角的に対向する箇所あるいは対向する箇所から始めることを原則とする。溶接部分を拡張していく段階で、溶接による仮固定が発揮された段階で、建て入れ治具を取り外し、連続して溶接できる区間を延ばして、溶接ロボットによる溶接効率を向上させる方法を提案している。
２．また、本発明は、角部に溶接仕切板を挿入し、平面部にエレクションピースを備えた組立ＢＯＸ柱を2台の溶接ロボットを用いて溶接する具体的な方法を開発した。
一つは、２台の溶接ロボットで対角に存在する角辺部を順に溶接することにより、非常に安定した溶接を行う方法である。角辺部の溶接は、９０度おきに４回行われることとなる。なお、組立ＢＯＸ柱の溶接部であって、仮固定部と角の間の溶接部分を角辺部としている。したがって、角辺部は８つある。各平面に１個のエレクションピースを有する組立ＢＯＸ柱の場合は、８つの角辺部を溶接することで、組立ＢＯＸ柱の溶接全体が終了する。
３．二つ目は、対向する一組の溶接辺の左右の角辺部を、溶接ロボットを用いて溶接し、他の対向する溶接辺の溶接は、組み立て治具を取り外して、一気に溶接ロボットで溶接する方法である。少なくとも一組の対向する辺が溶接されれば、十分に溶接だけで仮固定が維持でき、さらに条件よっては、一組の対向する角辺部の溶接が終了した時点で、建て入れ治具をとり外すことができる場合がある。
４．３つめは、組み立てＢＯＸ柱の一つの平面に２つなど複数のエレクションピースがある場合、一つの平面に建て入れ治具による仮固定部が２か所以上できる。この仮固定箇所の間にある溶接辺部を辺央部とし、対向する辺央部を先行して２台の溶接ロボットで溶接する方法である。辺央部の溶接によって建て入れ治具を外すことができる場合は、取り外して、残りの角辺部及び辺央部の溶接を行うことができる。
５．本発明では、組立ＢＯＸ柱にコーナーを湾曲させて周回するレールを設置し、レールに溶接ロボットを取り付けて移動させることにより、溶接ロボットを付け替えずに全体を溶接することができる。また、溶接が先行する辺に溶接仕切板を設けて、角部にできる溶接端部の接続面がきれいに形成されることと、長い溶接トーチを工夫し、建て入れ治具の際では首振り溶接でき、上下のエレクションピースの間では差し込んで溶接できるので、溶接ロボットを溶接個所へ移動させることで、溶接ロボットで溶接することができることとなり、溶接職人による手動溶接を不要にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】組立ＢＯＸ柱の基本構成を示す図である。
【図2】上下に重ねた組立ＢＯＸ柱の溶接部分の拡大図を示す図である。
【図3】組立ＢＯＸ柱の溶接部の構成断面を示す図である。
【図4】実施態様１の概略を示す図である。図中に示す「〇」印は溶接トーチの首を振って溶接する箇所を示している。これは他の図でも同様である。また、丸付き数字は、溶接の順番を示している。これも他の図でも同様である。そして、組立ＢＯＸ柱の外側に示す「⇔」は溶接個所を示し、ハンチングは溶接が終了した箇所を、白抜きはその工程で溶接する箇所を示している。これも他の図で同様である。「▽」印は溶接仕切板を挿入する角部の開先を示す。これも他の図も同様である。
【図5】実施態様２の概略を示す図である。
【図6】実施態様３の概略を示す図である。
【図7】実施態様４の概略を示す図である。
【図8】実施態様５の概略を示す図である。
【図9】実施態様６の概略を示す図である。
【図10】溶接仕切板の例を示す図である。
【図11】本溶接ロボットの概略を示す図である。
【図12】バー状レールを用いた溶接ロボットの移動例を示す図である。
【図13】周回レールを用いた溶接ロボットの移動の例を示す。
【図14】溶接仕切板の使用状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明は、溶接ロボットを用いて建設現場で上下に仮固定された組立ＢＯＸ柱を溶接する方法であって、連続溶接ができない直角の角部の開先に溶接仕切板を挿入して、角部の一方の溶接辺側を溶接し、溶接仕切板を取り外して他方の溶接辺側を溶接する方法である。これによって、溶接ロボットが一方の溶接辺の溶接を終了して、一端溶接を中断して、他方の溶接辺の溶接を開始できる。溶接トーチから出るビードが角部の開先に設けられた溶接仕切板に当接して、接続用の角部溶接端面がきれいに形成される。したがって、該角部溶接端面に他方側から溶接ロボットで連続して溶接することができる。
建築現場では、先行して設置された既設の組立ＢＯＸ柱の上に新たな組立ＢＯＸ柱を積み重ねて、上下の柱に設けてあるエレクションピースを建て入れ治具で仮固定して、溶接する。仮固定器具のところで溶接が一旦停止するが、本発明は、この停止回数を少なくする方法を提案する。ロングタイプの溶接トーチを開発して、溶接トーチを斜めにして建て入れ治具の付近から上下のエレクションピースの間まで伸ばして溶接できるようにし、また、建て入れ治具を取り外した上下のエレクションピースの間から開先にトーチ先端を臨ませて溶接パスを通過して、連続溶接できるようにした。組立ＢＯＸ柱の対向部を2台の溶接ロボットで溶接を順次進める過程で、部分的な溶接でもって仮固定が維持できる状態になった段階で建て入れ治具の一部を取り外し、上下のエレクションピース間隙を開放し、前記したように溶接トーチが通過して連続溶接ができるようにした。
これらの工夫により、溶接ロボットが連続して駆動できる範囲を拡大する。エレクションピースは全周の溶接終了後にガス溶断にて撤去する。
建築現場では、先行して設置された既設の組立ＢＯＸ柱の上に新たな組立ＢＯＸ柱を積み重ねて、上下の柱に設けてあるエレクションピースを建て入れ治具で仮固定して、溶接する。仮固定器具のところで溶接が一旦停止するが、本発明は、この停止回数を少なくする方法を提案する。ロングタイプの溶接トーチを開発して、溶接トーチを斜めにして建て入れ治具の付近から上下のエレクションピースの間まで伸ばして溶接できるようにし、また、建て入れ治具を取り外した上下のエレクションピースの間から開先にトーチ先端を臨ませて溶接パスを通過して、連続溶接できるようにした。組立ＢＯＸ柱の対向部を2台の溶接ロボットで溶接を順次進める過程で、部分的な溶接でもって仮固定が維持できる状態になった段階で建て入れ治具の一部を取り外し、上下のエレクションピース間隙を開放し、前記したように溶接トーチが通過して連続溶接ができるようにした。
これらの工夫により、溶接ロボットが連続して駆動できる範囲を拡大する。エレクションピースは全周の溶接終了後にガス溶断にて撤去する。
【0010】
組立ＢＯＸ柱を溶接する主な方法は次のとおりである。一つの方法は、組み立てＢＯＸ柱には、４か所ある角の両側に溶接辺が８か所あり、この８か所の溶接辺を対角に位置する２辺を一組として２台の溶接ロボットで溶接する方法である。二つ目の方法は、対向する辺を仮固定で区分される半分ずつ溶接ロボットで溶接し、途中あるいは対抗する辺の溶接が終了した段階で建て入れ治具で撤去する。他の対向する辺は溶接を始める前に建て入れ治具を撤去して、溶接する。三つ目の方法は、一つの辺に二つの仮固定がある場合、二つの仮固定間を先行して溶接し、建て入れ治具を撤去して、左右の角辺部を溶接する方法である。四つ目の方法は、同様に一つの辺に二つの仮固定がある場合、対向する角部の両側の角辺部を溶接したのち、建て入れ治具を撤去し、残りの部分の溶接を進める方法である。五つ目の方法は、同様に一つの辺に二つの仮固定がある場合、対向する一組の辺について、対向角の角辺部から溶接を始めて、当該辺の建て入れ治具を撤去して残りの当該辺全体の溶接を行い、他の対向する辺については、最初に建て入れ治具を撤去して、辺全体を一気に溶接する方法である。
【0011】
エレクションピースは溶接終了後にガス溶断にて撤去する。仮に、溶接の途中にガス溶断作業が入ると溶断作業時間の他、溶断によって上昇する鋼管の品温を冷まさないと、溶接ができないので、放冷時間も必要となり、溶接時間が間延びすることとなる。本発明は、エレクションピースの溶断を溶接の後工程とすることができるので、溶接の制限条件からエレクションピースの溶断を切り離すことができた。
【0012】
（実施態様１）
以下図面を参照して説明する。
まず最初に、組立ＢＯＸ柱を上下に重ねた状態に関する基本事項を図１～図３に説明する。
図１は組立ＢＯＸ柱の基本構成を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。図２は上下に重ねた組立ＢＯＸ柱の溶接部分の拡大図を示し、（ａ）は全体概略図、（ｂ）は溶接仕切板を角部開先に挿入した図、（ｃ）は溶接が終了した図、（ｄ）は角部開先に溶接仕切板を挿入した角部の開先の拡大図、（ｅ）は（ｄ）の開先部を溶接した状態を示す拡大図、（ｆ）は溶接後に溶接仕切板を取り外したビード端面を示す図である。図３は溶接部における基本構成断面を示している。
組立ＢＯＸ柱は、各面をなす４枚の鋼板を四角に合わせて、合わせ部を溶接して組み立てられている。そのため、角部４は直角になっている。建築現場ではすでに組付けられた既存の下側の組立ＢＯＸ柱１ｂの上端に上側の組立ＢＯＸ柱１ａ下端を載せて、上下の組立ＢＯＸ柱を仮固定し、突合せ部を溶接して、仮固定を解除する。一般に下側の組立ＢＯＸ柱１ｂの鋼板の上端面は平坦に形成され、上側の組立ＢＯＸ柱１ａの鋼板の下端面は傾斜している。この状態は図２（ａ）、（ｂ）（ｄ）などに示されている。したがって、開先を構成する溶接辺５は下側が平坦で上側が外開きに傾斜している。このように形成されている角部の開先に溶接仕切板３が挿入される。
以下図面を参照して説明する。
まず最初に、組立ＢＯＸ柱を上下に重ねた状態に関する基本事項を図１～図３に説明する。
図１は組立ＢＯＸ柱の基本構成を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。図２は上下に重ねた組立ＢＯＸ柱の溶接部分の拡大図を示し、（ａ）は全体概略図、（ｂ）は溶接仕切板を角部開先に挿入した図、（ｃ）は溶接が終了した図、（ｄ）は角部開先に溶接仕切板を挿入した角部の開先の拡大図、（ｅ）は（ｄ）の開先部を溶接した状態を示す拡大図、（ｆ）は溶接後に溶接仕切板を取り外したビード端面を示す図である。図３は溶接部における基本構成断面を示している。
組立ＢＯＸ柱は、各面をなす４枚の鋼板を四角に合わせて、合わせ部を溶接して組み立てられている。そのため、角部４は直角になっている。建築現場ではすでに組付けられた既存の下側の組立ＢＯＸ柱１ｂの上端に上側の組立ＢＯＸ柱１ａ下端を載せて、上下の組立ＢＯＸ柱を仮固定し、突合せ部を溶接して、仮固定を解除する。一般に下側の組立ＢＯＸ柱１ｂの鋼板の上端面は平坦に形成され、上側の組立ＢＯＸ柱１ａの鋼板の下端面は傾斜している。この状態は図２（ａ）、（ｂ）（ｄ）などに示されている。したがって、開先を構成する溶接辺５は下側が平坦で上側が外開きに傾斜している。このように形成されている角部の開先に溶接仕切板３が挿入される。
【0013】
仮固定状態が図１に示されている。短い平板が上下の組立ＢＯＸ柱に溶接されてエレクションピース１２が形成され、上側の組立ＢＯＸ柱１ａには、４面にエレクションピース１２ａ１、１２ｂ１、１２ｃ１、１２ｄ１が設けられている。下側の組立ＢＯＸ柱１ｂには、４面にエレクションピース１２ａ２、１２ｂ２、１２ｃ２、１２ｄ２が設けられている。それぞれ上下のエレクションピースにはボルト用の穴が設けられている。上下のエレクションピースを両側から挟むようにボルト穴が形成されている平板上の建て入れ治具１３をあてがい、各ボルト穴にボルト１４を挿入し、ナットで締めて上下の組立ＢＯＸ柱が仮固定される。四面に建て入れ治具１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄがあって、仮固定は４面で行われている。建て入れ治具１３と開先５との間に隙間があって、後述するようにロングタイプの溶接トーチの首を振って、隙間が溶接できることとなる。
【0014】
図３は、溶接部の断面の基本構成を示しており、溶接対象の４つの溶接辺５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄがあり、溶接辺５は仮固定治具によって、２分されており、各角部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと仮固定治具間を、８つの角辺部５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｆ、５１ｇ、５１ｈに区分されている。
図２にしたがって、溶接仕切板を使用した組立ＢＯＸ柱の溶接方法の概略を説明する。
下側組立ＢＯＸ柱１ｂの上面は平らに形成されており、その平面上に外開きにテーパが形成されている上側組立ＢＯＸ柱１ａの下面を重ねて、上下面を当接させた状態が図２（ａ）に示されている。溶接辺５は、テーパによって形成された断面３角形の空間に溶接ビードが充填される開先が形成されている。角部の開先に挿入する溶接仕切板３が準備されている。その溶接仕切板３、３を両端にある角部の開先に挿入した状態が図２（ｂ）であり、拡大状態を図２（ｄ）に示されている。溶接仕切板３は、図示の状態では角部の開先にある稜線の右側のテーパ面に当接させる状態に挿入される。これによって、図示される正面側の開先に充填される溶接ビード５３の角部端面を形成することができる。
この充填した状態を図２（ｅ）に示している。図２（ｆ）は、（ｅ）とは角度を変えてあらわした溶接仕切板を取り外した角部の溶接ビード５３の溶接角部端面５４が形成された状態を示している。図２（ｆ）に示すように、溶接仕切板の側面に当接して形成された溶接角部端面５４は、平面に形成されており、正面に見える未充填の溶接辺５の開先側から溶接する場合にきれいな溶接接合面ができる。このようにして形成された上下の溶接された組立ＢＯＸ柱の状態を図２（ｃ）に示している。
図２にしたがって、溶接仕切板を使用した組立ＢＯＸ柱の溶接方法の概略を説明する。
下側組立ＢＯＸ柱１ｂの上面は平らに形成されており、その平面上に外開きにテーパが形成されている上側組立ＢＯＸ柱１ａの下面を重ねて、上下面を当接させた状態が図２（ａ）に示されている。溶接辺５は、テーパによって形成された断面３角形の空間に溶接ビードが充填される開先が形成されている。角部の開先に挿入する溶接仕切板３が準備されている。その溶接仕切板３、３を両端にある角部の開先に挿入した状態が図２（ｂ）であり、拡大状態を図２（ｄ）に示されている。溶接仕切板３は、図示の状態では角部の開先にある稜線の右側のテーパ面に当接させる状態に挿入される。これによって、図示される正面側の開先に充填される溶接ビード５３の角部端面を形成することができる。
この充填した状態を図２（ｅ）に示している。図２（ｆ）は、（ｅ）とは角度を変えてあらわした溶接仕切板を取り外した角部の溶接ビード５３の溶接角部端面５４が形成された状態を示している。図２（ｆ）に示すように、溶接仕切板の側面に当接して形成された溶接角部端面５４は、平面に形成されており、正面に見える未充填の溶接辺５の開先側から溶接する場合にきれいな溶接接合面ができる。このようにして形成された上下の溶接された組立ＢＯＸ柱の状態を図２（ｃ）に示している。
【0015】
図４は、実施態様１の溶接工程の概略構成を示している。本実施態様１では、次の工程で溶接が進められる。
なお、図４から図１０に記入されている記号、「〇」印は溶接トーチの首を振って溶接する箇所を示し、「丸付き数字」は、溶接の順番を示し、組立ＢＯＸ柱の外側に示す「⇔」は溶接個所を示し、ハンチングは溶接が終了した箇所を示し、白抜きはその工程で溶接する箇所を示し、「▽」印は、溶接仕切板を挿入する角部の開先を示している。
なお、図４から図１０に記入されている記号、「〇」印は溶接トーチの首を振って溶接する箇所を示し、「丸付き数字」は、溶接の順番を示し、組立ＢＯＸ柱の外側に示す「⇔」は溶接個所を示し、ハンチングは溶接が終了した箇所を示し、白抜きはその工程で溶接する箇所を示し、「▽」印は、溶接仕切板を挿入する角部の開先を示している。
【0016】
第１工程：角部４ａと角部４ｃの開先に溶接仕切板３ａ、３ｃを挿入する。
第２工程：対角に位置する角辺部５１ｂ、５１ｆを２台の溶接ロボットで溶接する。建て入れ治具１３ａ、１３ｃにある上下のエレクションピース１２ａ、１２ｃの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。角部４ａ、４ｃでは溶接仕切板３ａ、３ｃに溶接のビードが当接してきれいな面に仕上がる。但し、建て入れ治具が撤去されている第７工程ではエレクションピースの間から溶接トーチを差し入れて溶接することができるので、必ずしも第２工程で首振り溶接を行う必要はない。溶接仕切板３ａ、３ｃは、第２工程終了後から第５工程の間に取り外す。
第３工程：角部４ｂと角部４ｄの開先に溶接仕切板３ｂ、３ｄを挿入する。
第４工程：対角に位置する角辺部５１ｄ、５１ｈを２台の溶接ロボットで溶接する。建て入れ治具１３ｂ、１３ｄにある上下のエレクションピース１２ｂ、１２ｄの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。但し、建て入れ治具が撤去されている第６工程ではエレクションピースの間から溶接トーチを差し入れて溶接することができるので、必ずしも第２工程で首振り溶接を行う必要はない。角部４ｂ、４ｄでは溶接仕切板３ｂ、３ｄに溶接のビードが当接してきれいな面に仕上がる。
第２工程：対角に位置する角辺部５１ｂ、５１ｆを２台の溶接ロボットで溶接する。建て入れ治具１３ａ、１３ｃにある上下のエレクションピース１２ａ、１２ｃの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。角部４ａ、４ｃでは溶接仕切板３ａ、３ｃに溶接のビードが当接してきれいな面に仕上がる。但し、建て入れ治具が撤去されている第７工程ではエレクションピースの間から溶接トーチを差し入れて溶接することができるので、必ずしも第２工程で首振り溶接を行う必要はない。溶接仕切板３ａ、３ｃは、第２工程終了後から第５工程の間に取り外す。
第３工程：角部４ｂと角部４ｄの開先に溶接仕切板３ｂ、３ｄを挿入する。
第４工程：対角に位置する角辺部５１ｄ、５１ｈを２台の溶接ロボットで溶接する。建て入れ治具１３ｂ、１３ｄにある上下のエレクションピース１２ｂ、１２ｄの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。但し、建て入れ治具が撤去されている第６工程ではエレクションピースの間から溶接トーチを差し入れて溶接することができるので、必ずしも第２工程で首振り溶接を行う必要はない。角部４ｂ、４ｄでは溶接仕切板３ｂ、３ｄに溶接のビードが当接してきれいな面に仕上がる。
【0017】
第５工程：建て入れ治具１３をすべて取り外し、残っている溶接仕切板３があれば取り外す。各溶接辺の半分が溶接された状態となっており、建て入れ治具を取り外しても、仮固定が維持できる状態となっている。
第６工程：対角に位置する角辺部５１ｃ、５１ｇを２台の溶接ロボットで溶接する。溶接仕切板が撤去された４ａ、４ｃはきれいな溶接端面になっているので、そのまま溶接ロボットで溶接することができる。また、建て入れ治具１３ｂ、１３ｄが撤去されているので、上下のエレクションピースの間は露出しており、溶接トーチを差し込んで連続溶接することができる。首振り溶接よりも容易であるので、前記４工程の首振り溶接は省略することもできる。
第７工程：対角に位置する角辺部５１ｅ、５１ａを２台の溶接ロボットで溶接する。溶接仕切板が撤去された４ｂ、４ｄはきれいな溶接端面になっているので、そのまま溶接ロボットで溶接することができる。また、建て入れ治具１３ａ、１３ｃが撤去されているので、上下のエレクションピースの間は露出しており、溶接トーチを差し込んで連続溶接することができる。首振り溶接よりも容易であるので、前記２工程の首振り溶接は省略することもできる。
第６工程：対角に位置する角辺部５１ｃ、５１ｇを２台の溶接ロボットで溶接する。溶接仕切板が撤去された４ａ、４ｃはきれいな溶接端面になっているので、そのまま溶接ロボットで溶接することができる。また、建て入れ治具１３ｂ、１３ｄが撤去されているので、上下のエレクションピースの間は露出しており、溶接トーチを差し込んで連続溶接することができる。首振り溶接よりも容易であるので、前記４工程の首振り溶接は省略することもできる。
第７工程：対角に位置する角辺部５１ｅ、５１ａを２台の溶接ロボットで溶接する。溶接仕切板が撤去された４ｂ、４ｄはきれいな溶接端面になっているので、そのまま溶接ロボットで溶接することができる。また、建て入れ治具１３ａ、１３ｃが撤去されているので、上下のエレクションピースの間は露出しており、溶接トーチを差し込んで連続溶接することができる。首振り溶接よりも容易であるので、前記２工程の首振り溶接は省略することもできる。
【0018】
溶接ロボットに対してティーチングは、各溶接の前に行われる。
また、溶接ロボットは組立ＢＯＸ柱の周囲に取り付けた走行レールを利用して移動する。
エレクションピースは、溶接終了後に溶断する。
また、溶接ロボットは組立ＢＯＸ柱の周囲に取り付けた走行レールを利用して移動する。
エレクションピースは、溶接終了後に溶断する。
【0019】
（実施態様２）
実施態様２を図５に従って説明する。
対向する辺に着目して溶接を進める方法である。対向する一組の辺の溶接が済んだ段階で建て入れ治具を取り外して、他の対向する辺は連続して溶接する方法である。建て入れ治具があるので先行して溶接する辺は、一つの角辺部から始め、隣の角辺部の溶接をするときは、既に溶接されている角辺部と他の辺にある建て入れ治具によって仮固定が維持できるので、当該辺の建て入れ治具を取り外すこともできる。
具体的には次の工程で溶接が進められる。
第１工程：角部４ｂと角部４ｄの開先に溶接仕切板３ｂ、３ｄを挿入する。
第２工程：一組の対向する辺５ｂ、５ｄの内の対角に位置する角辺部５１ｄ、５１ｈを２台の溶接ロボットで溶接する。建て入れ治具１３ｂ、１３ｄにある上下のエレクションピース１２ｂ、１２ｄの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。角部４ｂ、４ｄでは溶接仕切板３ｂ、３ｄに溶接のビードが当接してきれいな面に仕上がる。溶接仕切板３ｂ、３ｄは、第２工程終了後から第５工程の間に取り外す。
第３工程：角部４ａと角部４ｃの開先に溶接仕切板３ａ、３ｃを挿入する。
第４工程：一組の対向する辺５ｂ、５ｄの内の他の対角に位置する角辺部５１ｃ、５１ｇを２台の溶接ロボットで初層からｎ層まで溶接する。建て入れ治具１３ｂ、１３ｄにある上下のエレクションピース１２ｂ、１２ｄの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。このｎ層は、建て入れ治具１３ｂ、１３ｄを取り外ししても仮固定が維持できる溶接層である。角部４ａ、４ｃでは溶接仕切板３ａ、３ｃに溶接のビードが当接してきれいな面に仕上がる。
実施態様２を図５に従って説明する。
対向する辺に着目して溶接を進める方法である。対向する一組の辺の溶接が済んだ段階で建て入れ治具を取り外して、他の対向する辺は連続して溶接する方法である。建て入れ治具があるので先行して溶接する辺は、一つの角辺部から始め、隣の角辺部の溶接をするときは、既に溶接されている角辺部と他の辺にある建て入れ治具によって仮固定が維持できるので、当該辺の建て入れ治具を取り外すこともできる。
具体的には次の工程で溶接が進められる。
第１工程：角部４ｂと角部４ｄの開先に溶接仕切板３ｂ、３ｄを挿入する。
第２工程：一組の対向する辺５ｂ、５ｄの内の対角に位置する角辺部５１ｄ、５１ｈを２台の溶接ロボットで溶接する。建て入れ治具１３ｂ、１３ｄにある上下のエレクションピース１２ｂ、１２ｄの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。角部４ｂ、４ｄでは溶接仕切板３ｂ、３ｄに溶接のビードが当接してきれいな面に仕上がる。溶接仕切板３ｂ、３ｄは、第２工程終了後から第５工程の間に取り外す。
第３工程：角部４ａと角部４ｃの開先に溶接仕切板３ａ、３ｃを挿入する。
第４工程：一組の対向する辺５ｂ、５ｄの内の他の対角に位置する角辺部５１ｃ、５１ｇを２台の溶接ロボットで初層からｎ層まで溶接する。建て入れ治具１３ｂ、１３ｄにある上下のエレクションピース１２ｂ、１２ｄの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。このｎ層は、建て入れ治具１３ｂ、１３ｄを取り外ししても仮固定が維持できる溶接層である。角部４ａ、４ｃでは溶接仕切板３ａ、３ｃに溶接のビードが当接してきれいな面に仕上がる。
【0020】
第５工程：建て入れ治具１３ｂ、１３ｄを取り外し、角辺部５１ｃ、５１ｇを仕上げ層まで溶接する。この場合、エレクションピース１２ｂ、１２ｄの間の開先へ溶接トーチを差し込んで溶接する。既存の溶接部角辺部５１ｄ、５１ｈと初期の層が溶接された角辺部５１ｃ、５１ｇとさらに建て入れ治具１３ａ、１３ｃが取り付けられている上下の組立ＢＯＸ柱は仮固定が十分に維持されるので、この工程の最初に建て入れ治具１３ｂ、１３ｄを取り外すことができる。そうするとエレクションピース１２ｂ、１２ｄの間の開先へ溶接トーチを差し込んで溶接することができるようになり、溶接作業が容易で効率的になる。
第６工程：溶接仕切板３ａ、３ｃを取り外し、建て入れ治具１３ａ、１３ｃを取り外す。対向する辺５ｂ、５ｄが溶接されているので、建て入れ治具１３ａ、１３ｃを取り外しても上下の組立ＢＯＸ柱は仮固定を維持することができる。
第７工程：エレクションピース１２ａの両側の角辺部５１ａ、５１ｂで構成される辺５ａと対向する角辺部５１ｅ、５１ｆで構成される辺５ｃを溶接ロボットで通して溶接する。辺の全長を一気に溶接できるので効率的である。
第６工程：溶接仕切板３ａ、３ｃを取り外し、建て入れ治具１３ａ、１３ｃを取り外す。対向する辺５ｂ、５ｄが溶接されているので、建て入れ治具１３ａ、１３ｃを取り外しても上下の組立ＢＯＸ柱は仮固定を維持することができる。
第７工程：エレクションピース１２ａの両側の角辺部５１ａ、５１ｂで構成される辺５ａと対向する角辺部５１ｅ、５１ｆで構成される辺５ｃを溶接ロボットで通して溶接する。辺の全長を一気に溶接できるので効率的である。
【0021】
なお、この実施態様２では、第２工程における角辺部５１ｄ、５１ｈの溶接と建て入れ治具１３ａ、１３ｃによって、上下の組立ＢＯＸ柱の仮固定が維持できるようであれば、建て入れ治具１３ｂ、１３ｄを取り外すことができ、角辺部５１ｃ、５１ｇを初層から仕上げ層まで溶接することができる。この場合第４、第５工程は一つになる。
なお、溶接ロボットに対するティーチングは、各溶接の前に行われる。
また、溶接ロボットは組立ＢＯＸ柱の周囲に取り付けた走行レールを利用して移動する。
エレクションピースは、溶接終了後に溶断する。
なお、溶接ロボットに対するティーチングは、各溶接の前に行われる。
また、溶接ロボットは組立ＢＯＸ柱の周囲に取り付けた走行レールを利用して移動する。
エレクションピースは、溶接終了後に溶断する。
【0022】
（実施態様３）
実施態様３を図６に従って説明する。
対向する一組の平面部に一つのエレクションピース１６ａ、１６ｄがあり、他の対向する平面部に二つのエレクションピース１６ｂ、１６ｃ、１６ｅ、１６ｆが設けられた組立ＢＯＸ柱を対象とする溶接方法である。上下の組立ＢＯＸ柱は、上下のエレクションピースを建て入れ治具で６か所が仮固定されている。
上下に重ねられた組立ＢＯＸ柱１ａ、１ｂには、４つの角部４と８つの角辺部５１と二つのエレクションピース間に存在する辺央部５２ｂ、５２ｄを有している。この角辺部と辺央部が、溶接個所となる。
概略的には、一つのエレクションピースを有する辺５ａ、５ｂを先行して溶接し、二つのエレクションピースがある辺５ｂ、５ｃを後から溶接する方法である。
具体的には次の工程で溶接が進められる。
第１工程：角部４ｂと角部４ｄの開先に溶接仕切板３ｂ、３ｄを挿入する。
第２工程：一組の対向する辺５ａ、５ｃの内の対角に位置する角辺部５１ａ、５１ｅを２台の溶接ロボットで溶接する。建て入れ治具１７ａ、１７ｄにある上下のエレクションピース１６ａ、１６ｄの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。角部４ｂ、４ｄでは溶接仕切板３ｂ、３ｄに溶接のビードが当接してきれいな面に仕上がる。溶接仕切板３ｂ、３ｄは、第２工程終了後から第５工程の間に取り外す。
第３工程：角部４ａと角部４ｃの開先に溶接仕切板３ａ、３ｃを挿入する。
第４工程：一組の対向する辺５ａ、５ｃの内の他の対角に位置する角辺部５１ｂ、５１ｆを２台の溶接ロボットで初層からｎ層まで溶接する。建て入れ治具１７ａ、１７ｄにある上下のエレクションピース１６ａ、１６ｄの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。このｎ層は、建て入れ治具１７ａ、１７ｄを取り外しても仮固定が維持できる溶接層である。
実施態様３を図６に従って説明する。
対向する一組の平面部に一つのエレクションピース１６ａ、１６ｄがあり、他の対向する平面部に二つのエレクションピース１６ｂ、１６ｃ、１６ｅ、１６ｆが設けられた組立ＢＯＸ柱を対象とする溶接方法である。上下の組立ＢＯＸ柱は、上下のエレクションピースを建て入れ治具で６か所が仮固定されている。
上下に重ねられた組立ＢＯＸ柱１ａ、１ｂには、４つの角部４と８つの角辺部５１と二つのエレクションピース間に存在する辺央部５２ｂ、５２ｄを有している。この角辺部と辺央部が、溶接個所となる。
概略的には、一つのエレクションピースを有する辺５ａ、５ｂを先行して溶接し、二つのエレクションピースがある辺５ｂ、５ｃを後から溶接する方法である。
具体的には次の工程で溶接が進められる。
第１工程：角部４ｂと角部４ｄの開先に溶接仕切板３ｂ、３ｄを挿入する。
第２工程：一組の対向する辺５ａ、５ｃの内の対角に位置する角辺部５１ａ、５１ｅを２台の溶接ロボットで溶接する。建て入れ治具１７ａ、１７ｄにある上下のエレクションピース１６ａ、１６ｄの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。角部４ｂ、４ｄでは溶接仕切板３ｂ、３ｄに溶接のビードが当接してきれいな面に仕上がる。溶接仕切板３ｂ、３ｄは、第２工程終了後から第５工程の間に取り外す。
第３工程：角部４ａと角部４ｃの開先に溶接仕切板３ａ、３ｃを挿入する。
第４工程：一組の対向する辺５ａ、５ｃの内の他の対角に位置する角辺部５１ｂ、５１ｆを２台の溶接ロボットで初層からｎ層まで溶接する。建て入れ治具１７ａ、１７ｄにある上下のエレクションピース１６ａ、１６ｄの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。このｎ層は、建て入れ治具１７ａ、１７ｄを取り外しても仮固定が維持できる溶接層である。
【0023】
第５工程：建て入れ治具１７ａ、１７ｄが取り外されている状態で、角辺部５１ｂ、５１ｆを仕上げ層まで溶接する。この場合、エレクションピース１７ａ、１７ｄの間の開先は溶接トーチ差し込んで溶接する。エレクションピース１７ａ、１７ｄの間の開先へ溶接トーチを差し込んで溶接することができるようになり、溶接作業が容易で効率的になる。角部４ａ、４ｃでは溶接仕切板３ａ、３ｃに溶接のビードが当接してきれいな面に仕上がる。
第６工程：溶接仕切板３ａ、３ｃを取り外し、建て入れ治具１７ｂ、１７ｃ、１７ｅ、１７ｆを取り外す。対向する辺５ａ、５ｃが溶接されているので、建て入れ治具１７ｂ、１７ｃ、１７ｅ、１７ｆを取り外しても上下の組立ＢＯＸ柱は仮固定を維持することができる。
第７工程：エレクションピース１６ｂ、１６ｃがある辺５ｂとエレクションピース１６ｅ、１６ｆがある辺５ｄを一気に溶接ロボットで溶接する。辺５ｂはエレクションピース１６ｂ、１６ｃによって、角辺部５１ｃ、辺央部５２ｂ、角辺部５１ｄとなっているが、建て入れ治具が撤去されているので、上下のエレクションピースの間に溶接トーチを差し込んで溶接することができるので、連続して溶接できる。辺５ｄも同様に溶接できるので、溶接効率が向上する。
第６工程：溶接仕切板３ａ、３ｃを取り外し、建て入れ治具１７ｂ、１７ｃ、１７ｅ、１７ｆを取り外す。対向する辺５ａ、５ｃが溶接されているので、建て入れ治具１７ｂ、１７ｃ、１７ｅ、１７ｆを取り外しても上下の組立ＢＯＸ柱は仮固定を維持することができる。
第７工程：エレクションピース１６ｂ、１６ｃがある辺５ｂとエレクションピース１６ｅ、１６ｆがある辺５ｄを一気に溶接ロボットで溶接する。辺５ｂはエレクションピース１６ｂ、１６ｃによって、角辺部５１ｃ、辺央部５２ｂ、角辺部５１ｄとなっているが、建て入れ治具が撤去されているので、上下のエレクションピースの間に溶接トーチを差し込んで溶接することができるので、連続して溶接できる。辺５ｄも同様に溶接できるので、溶接効率が向上する。
【0024】
なお、溶接ロボットに対するティーチングは、各溶接の前に行われる。
また、溶接ロボットは組立ＢＯＸ柱の周囲に取り付けた走行レールを利用して移動する。
エレクションピースは、溶接終了後に溶断する。
また、溶接ロボットは組立ＢＯＸ柱の周囲に取り付けた走行レールを利用して移動する。
エレクションピースは、溶接終了後に溶断する。
【0025】
（実施態様４）
実施態様４を図７に示す。
この実施態様では、各面にエレクションピース１８が２つ設けられており、仮固定用の建て入れ治具１９が上下柱のエレクションピース間に設けられている組立ＢＯＸ柱を溶接対象とする。したがって、この組立ＢＯＸ柱には、８つのエレクションピース１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ 、１８ｇ、１８ｈと８つの建て入れ治具１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ 、１９ｇ、１９ｈがあり、溶接対象となる溶接辺５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、それぞれ、２つの角辺部と１つの辺央部に分かれる。
本実施態様では、辺央部を先行して溶接し、建て入れ治具を撤去したのちに、溶接仕切板を各角の開先に挿入して角辺部を溶接する方法である。
具体的には次の工程で溶接が進められる。
第１工程：建て入れ治具１９ａ、１９ｂ間の辺央部５２ａと建て入れ治具１９ｅ、１９ｆ間の辺央部５２ｃを２台の溶接ロボットで溶接する。各建て入れ治具１９ａ、１９ｂ、１９ｅ、１９ｆにある上下のエレクションピース１８ａ、１８ｂ、１８ｅ、１８ｆの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。なお、首振り溶接を行わずに後工程の角辺部の溶接時にエレクションピース間を溶接することもできる。
実施態様４を図７に示す。
この実施態様では、各面にエレクションピース１８が２つ設けられており、仮固定用の建て入れ治具１９が上下柱のエレクションピース間に設けられている組立ＢＯＸ柱を溶接対象とする。したがって、この組立ＢＯＸ柱には、８つのエレクションピース１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ 、１８ｇ、１８ｈと８つの建て入れ治具１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ 、１９ｇ、１９ｈがあり、溶接対象となる溶接辺５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、それぞれ、２つの角辺部と１つの辺央部に分かれる。
本実施態様では、辺央部を先行して溶接し、建て入れ治具を撤去したのちに、溶接仕切板を各角の開先に挿入して角辺部を溶接する方法である。
具体的には次の工程で溶接が進められる。
第１工程：建て入れ治具１９ａ、１９ｂ間の辺央部５２ａと建て入れ治具１９ｅ、１９ｆ間の辺央部５２ｃを２台の溶接ロボットで溶接する。各建て入れ治具１９ａ、１９ｂ、１９ｅ、１９ｆにある上下のエレクションピース１８ａ、１８ｂ、１８ｅ、１８ｆの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。なお、首振り溶接を行わずに後工程の角辺部の溶接時にエレクションピース間を溶接することもできる。
【0026】
第２工程：辺央部５２ｂと辺央部５２ｄを第１工程と同様に溶接する。すなわち、建て入れ治具１９ｃ、１９ｄ間の辺央部５２ｂと建て入れ治具１９ｇ、１９ｈ間の辺央部５２ｄを２台の溶接ロボットで溶接する。各建て入れ治具１９ｃ、１９ｄ、１９ｇ、１９ｈにある上下のエレクションピース１８ｃ、１８ｄ、１８ｇ、１８ｈの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。なお、首振り溶接を行わずに後工程の角辺部の溶接時にエレクションピース間を溶接することもできる。
第３工程：４か所の角部４ａ、４ｂ、４ｃ，４ｄの開先に溶接仕切板３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを挿入する。
第４工程：８つ全ての建て入れ治具を撤去する。対面する４か所の辺央部が溶接されているので、上下の組立ＢＯＸ柱の仮固定は維持される。なお、建築現場の事情ですべての建て入れ治具を撤去した場合に仮固定が維持できない場合は、第５工程に影響しない建て入れ治具１９ｄ、１９ｈをのこして、他を取り外す。建て入れ治具１９ｄ、１９ｈは、第５工程終了後に撤去する。
第３工程：４か所の角部４ａ、４ｂ、４ｃ，４ｄの開先に溶接仕切板３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを挿入する。
第４工程：８つ全ての建て入れ治具を撤去する。対面する４か所の辺央部が溶接されているので、上下の組立ＢＯＸ柱の仮固定は維持される。なお、建築現場の事情ですべての建て入れ治具を撤去した場合に仮固定が維持できない場合は、第５工程に影響しない建て入れ治具１９ｄ、１９ｈをのこして、他を取り外す。建て入れ治具１９ｄ、１９ｈは、第５工程終了後に撤去する。
【0027】
第５工程：一組の対向する辺５ｂ、５ｄの内の対角に位置する角辺部５１ｃ、５１ｇを２台の溶接ロボットで溶接する。角部４ａ、４ｃでは溶接仕切板３ａ、３ｃにビードが当接してきれいな面に仕上がる。
第６工程：一組の対向する辺５ｂ、５ｄの内の他の対角に位置する角辺部５１ｄ、５１ｈを２台の溶接ロボットで溶接する。角部４ｂ、４ｄでは溶接仕切板３ｂ、３ｄにビードが当接してきれいな面に仕上がる。
なお、第５工程と第６工程で行う角辺部はどちらでもよい。また、第５、第６工程では、上下のエレクションピース間には溶接トーチを差し入れて溶接することができるので、首振り溶接をする必要はない。さらに、前述するように、第２工程でエレクションピース間を溶接せずに、この第５、第６工程でまとめて溶接することが可能である。
第７工程：一組の対向する辺５ａ、５ｃの内の対角に位置する角辺部５１ａ、５１ｅを２台の溶接ロボットで溶接する。
第８工程：一組の対向する辺５ａ、５ｃの内の他の対角に位置する角辺部５１ｂ、５１ｆを２台の溶接ロボットで溶接する。
第６工程：一組の対向する辺５ｂ、５ｄの内の他の対角に位置する角辺部５１ｄ、５１ｈを２台の溶接ロボットで溶接する。角部４ｂ、４ｄでは溶接仕切板３ｂ、３ｄにビードが当接してきれいな面に仕上がる。
なお、第５工程と第６工程で行う角辺部はどちらでもよい。また、第５、第６工程では、上下のエレクションピース間には溶接トーチを差し入れて溶接することができるので、首振り溶接をする必要はない。さらに、前述するように、第２工程でエレクションピース間を溶接せずに、この第５、第６工程でまとめて溶接することが可能である。
第７工程：一組の対向する辺５ａ、５ｃの内の対角に位置する角辺部５１ａ、５１ｅを２台の溶接ロボットで溶接する。
第８工程：一組の対向する辺５ａ、５ｃの内の他の対角に位置する角辺部５１ｂ、５１ｆを２台の溶接ロボットで溶接する。
【0028】
なお、溶接ロボットに対するティーチングは、各溶接の前に行われる。
また、溶接ロボットは組立ＢＯＸ柱の周囲に取り付けた走行レールを利用して移動する。
エレクションピースは、溶接終了後に溶断する。
また、溶接ロボットは組立ＢＯＸ柱の周囲に取り付けた走行レールを利用して移動する。
エレクションピースは、溶接終了後に溶断する。
【0029】
（実施態様５）
実施態様５を図８に示す。
この実施態様では、図７に示す組立ＢＯＸ柱と同様に各面にエレクションピース１８が２つ設けられており、仮固定用の建て入れ治具１９が上下柱のエレクションピース間に設けられている組立ＢＯＸ柱を溶接対象とする。図８に記入される符号は図７と同様である。この組立ＢＯＸ柱は、図７に示す組立ＢＯＸ柱よりもエレクションピース間の間隔が狭くなっている。この組立ＢＯＸ柱では、角辺部が長くなるので一つの対角にある角辺部を先行して溶接し、溶接による仮固定を利用して、組立治具を順次取り外して、溶接辺の残りである辺央部と角辺部を通して溶接して、溶接の効率化をはかるものである。
実施態様５を図８に示す。
この実施態様では、図７に示す組立ＢＯＸ柱と同様に各面にエレクションピース１８が２つ設けられており、仮固定用の建て入れ治具１９が上下柱のエレクションピース間に設けられている組立ＢＯＸ柱を溶接対象とする。図８に記入される符号は図７と同様である。この組立ＢＯＸ柱は、図７に示す組立ＢＯＸ柱よりもエレクションピース間の間隔が狭くなっている。この組立ＢＯＸ柱では、角辺部が長くなるので一つの対角にある角辺部を先行して溶接し、溶接による仮固定を利用して、組立治具を順次取り外して、溶接辺の残りである辺央部と角辺部を通して溶接して、溶接の効率化をはかるものである。
【0030】
具体的には次の工程で溶接が進められる。
第１工程：溶接仕切板３ａ、３ｃを角部４ａと４ｃの開先に挿入する。
第２工程：対角に位置する角辺部５１ｂ、５１ｆを２台の溶接ロボットで溶接する。建て入れ治具１９ｂ、１９ｆにある上下のエレクションピース１８ｂ、１８ｆの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。角部４ａ、４ｃでは溶接仕切板３ａ、３ｃに溶接のビードが当接してきれいな面に仕上がる。
第３工程：溶接仕切板３ａ、３ｃを取り外して、角辺部５１ｃと角辺部５１ｇを溶接する。溶接仕切板３ａ、３ｃに当接した溶接のビードによって、端面がきれいになっているので、溶接ロボットで角辺部をスムーズに溶接することができる。
第１工程：溶接仕切板３ａ、３ｃを角部４ａと４ｃの開先に挿入する。
第２工程：対角に位置する角辺部５１ｂ、５１ｆを２台の溶接ロボットで溶接する。建て入れ治具１９ｂ、１９ｆにある上下のエレクションピース１８ｂ、１８ｆの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。角部４ａ、４ｃでは溶接仕切板３ａ、３ｃに溶接のビードが当接してきれいな面に仕上がる。
第３工程：溶接仕切板３ａ、３ｃを取り外して、角辺部５１ｃと角辺部５１ｇを溶接する。溶接仕切板３ａ、３ｃに当接した溶接のビードによって、端面がきれいになっているので、溶接ロボットで角辺部をスムーズに溶接することができる。
【0031】
第４工程：溶接仕切板３ｂ、３ｄを角部４ｂと４ｄの開先に挿入し、建て入れ治具１９ｃ、１９ｄ、１９ｇ、１９ｈを取り外す。
第５工程：建て入れ治具１９ｃ、１９ｄがなくなった、溶接辺５ｂの溶接されていない部分である辺央部５２ｂと角辺部５１ｄを溶接ロボットで一気に溶接する。上下の柱のエレクションピース１８ｃ、１８ｄの隙間から溶接トーチを差し込んで溶接できるので、連続溶接ができる。同様に建て入れ治具１９ｇ、１９ｈがなくなった、溶接辺５ｄの辺央部５２ｄと角辺部５１ｈを他の溶接ロボットで一気に溶接する。
第６工程：溶接仕切板３ｂ、３ｄを取り外すとともに、建て入れ治具１９ａ、１９ｂ、１９ｅ、１９ｆを取り外す。
第７工程：建て入れ治具１９ａ、１９ｂがなくなった、溶接辺５ａの溶接されていない部分である辺央部５２ａと角辺部５１ａを溶接ロボットで一気に溶接する。上下の柱のエレクションピース１８ａ、１８ｂの隙間から溶接トーチを差し込んで溶接できるので、連続溶接ができる。同様に建て入れ治具１９ｅ、１９ｆがなくなった、溶接辺５ｃの辺央部５２ｃと角辺部５１ｅを他の溶接ロボットで一気に溶接する。
第５工程：建て入れ治具１９ｃ、１９ｄがなくなった、溶接辺５ｂの溶接されていない部分である辺央部５２ｂと角辺部５１ｄを溶接ロボットで一気に溶接する。上下の柱のエレクションピース１８ｃ、１８ｄの隙間から溶接トーチを差し込んで溶接できるので、連続溶接ができる。同様に建て入れ治具１９ｇ、１９ｈがなくなった、溶接辺５ｄの辺央部５２ｄと角辺部５１ｈを他の溶接ロボットで一気に溶接する。
第６工程：溶接仕切板３ｂ、３ｄを取り外すとともに、建て入れ治具１９ａ、１９ｂ、１９ｅ、１９ｆを取り外す。
第７工程：建て入れ治具１９ａ、１９ｂがなくなった、溶接辺５ａの溶接されていない部分である辺央部５２ａと角辺部５１ａを溶接ロボットで一気に溶接する。上下の柱のエレクションピース１８ａ、１８ｂの隙間から溶接トーチを差し込んで溶接できるので、連続溶接ができる。同様に建て入れ治具１９ｅ、１９ｆがなくなった、溶接辺５ｃの辺央部５２ｃと角辺部５１ｅを他の溶接ロボットで一気に溶接する。
【0032】
角部の開先では溶接仕切板に溶接ビードが当接して、きれいに仕上がるので、ロボットによる次の溶接を容易に行うことができる。そして、この例では、角部４ａと対角の角部４ｃに隣接する角辺部を先に溶接することにより、対向する溶接辺５ｂ、５ｄでは建て入れ治具を取り外して、残り部分を連続して溶接することが可能となり、ロボット溶接が効率的になる。例えば、ティーチングを辺央部５２ｂと角辺部５１ｄを分けることなく１回で行うことができる。
なお、溶接ロボットに対するティーチングは、各溶接の前に行われる。
また、溶接ロボットは組立ＢＯＸ柱の周囲に取り付けた走行レールを利用して移動する。
エレクションピースは、溶接終了後に溶断する。
なお、溶接ロボットに対するティーチングは、各溶接の前に行われる。
また、溶接ロボットは組立ＢＯＸ柱の周囲に取り付けた走行レールを利用して移動する。
エレクションピースは、溶接終了後に溶断する。
【0033】
（実施態様６）
実施態様６を図９に示す。
この実施態様では、図８に示す組立ＢＯＸ柱と同様に各面にエレクションピース１８が２つ設けられており、仮固定用の建て入れ治具１９が上下柱のエレクションピース間に設けられている組立ＢＯＸ柱を溶接対象とする。図９に記入される符号は図７、８と同様である。この例では、対面する溶接辺の対角にある角辺部を溶接し、その溶接辺の建て入れ治具を取り外して、対面する溶接辺の残りの未溶接部分を溶接し、その後残りの建て入れ治具を取り外して、他の対面する溶接辺を通して一気に溶接する方法である。
この溶接方法では、溶接トーチの首振り溶接は一度でよくまた、溶接ロボットは３度に分けて溶接できるので作業効率が向上する。
実施態様６を図９に示す。
この実施態様では、図８に示す組立ＢＯＸ柱と同様に各面にエレクションピース１８が２つ設けられており、仮固定用の建て入れ治具１９が上下柱のエレクションピース間に設けられている組立ＢＯＸ柱を溶接対象とする。図９に記入される符号は図７、８と同様である。この例では、対面する溶接辺の対角にある角辺部を溶接し、その溶接辺の建て入れ治具を取り外して、対面する溶接辺の残りの未溶接部分を溶接し、その後残りの建て入れ治具を取り外して、他の対面する溶接辺を通して一気に溶接する方法である。
この溶接方法では、溶接トーチの首振り溶接は一度でよくまた、溶接ロボットは３度に分けて溶接できるので作業効率が向上する。
【0034】
具体的には次の工程で溶接が進められる。
第１工程：溶接仕切板３ａ、３ｃを角部４ａと４ｃの開先に挿入する。
第２工程：対角に位置する角辺部５１ｂ、５１ｆを２台の溶接ロボットで溶接する。建て入れ治具１９ｂ、１９ｆにある上下のエレクションピース１８ｂ、１８ｆの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。角部４ａ、４ｃでは溶接仕切板３ａ、３ｃに溶接のビードが当接してきれいな面に仕上がる。溶接仕切板３ａ、３ｃは、この後取り外す。
第３工程：溶接仕切板３ｂ、３ｄを角部４ｂ、４ｄの開先に挿入するとともに、建て入れ治具１９ａ、１９ｂ、１９ｅ、１９ｆを取り外す。
第４工程：建て入れ治具１９ａ、１９ｂがなくなった、溶接されていない溶接辺５ａの部分である辺央部５２ａと角辺部５１ａを溶接ロボットで一気に溶接する。上下の柱のエレクションピース１８ａ、１８ｂの隙間から溶接トーチを差し込んで溶接できるので、連続溶接ができる。同様に建て入れ治具１９ｅ、１９ｆが取り外された、溶接辺５ｃの辺央部５２ｃと角辺部５１ｅを他の溶接ロボットで一気に溶接する。
第１工程：溶接仕切板３ａ、３ｃを角部４ａと４ｃの開先に挿入する。
第２工程：対角に位置する角辺部５１ｂ、５１ｆを２台の溶接ロボットで溶接する。建て入れ治具１９ｂ、１９ｆにある上下のエレクションピース１８ｂ、１８ｆの間の開先は溶接トーチを振って溶接する。角部４ａ、４ｃでは溶接仕切板３ａ、３ｃに溶接のビードが当接してきれいな面に仕上がる。溶接仕切板３ａ、３ｃは、この後取り外す。
第３工程：溶接仕切板３ｂ、３ｄを角部４ｂ、４ｄの開先に挿入するとともに、建て入れ治具１９ａ、１９ｂ、１９ｅ、１９ｆを取り外す。
第４工程：建て入れ治具１９ａ、１９ｂがなくなった、溶接されていない溶接辺５ａの部分である辺央部５２ａと角辺部５１ａを溶接ロボットで一気に溶接する。上下の柱のエレクションピース１８ａ、１８ｂの隙間から溶接トーチを差し込んで溶接できるので、連続溶接ができる。同様に建て入れ治具１９ｅ、１９ｆが取り外された、溶接辺５ｃの辺央部５２ｃと角辺部５１ｅを他の溶接ロボットで一気に溶接する。
【0035】
第５工程：溶接仕切板３ｂ、３ｄを取り外すとともに、建て入れ治具１９ｃ、１９ｄ、１９ｇ、１９ｈを取り外す。建て入れ治具１９ｃ、１９ｄがなくなり、角部４ａと角部４ｂには先行して形成された溶接端部がきれいに成形されているので、溶接辺５ｂは、溶接ロボットで一気に全体を通して溶接することができる。そして、同時に対面する溶接辺５ｄも他の溶接ロボットで一気に溶接することができる。
【0036】
なお、溶接ロボットに対するティーチングは、各溶接の前に行われる。
また、溶接ロボットは組立ＢＯＸ柱の周囲に取り付けた走行レールを利用して移動する。
エレクションピースは、溶接終了後に溶断する。
また、溶接ロボットは組立ＢＯＸ柱の周囲に取り付けた走行レールを利用して移動する。
エレクションピースは、溶接終了後に溶断する。
【0037】
＜溶接仕切板の例＞
図１０は、溶接仕切板３の例である。斜視図（ａ）、平面図（ｂ）、右側面図（ｃ）、背面図（ｄ）である。
溶接仕切板３は、側面視でほぼ直角三角形状をしており、上面には中心に稜線があって、左右に上右当接面３１Ｒと上左当接面３１Ｌが形成されている。
左右に設けられている当接面は、挿入する角部に向かって、左側の溶接辺を先行して溶接する場合と、右側の溶接辺を先行して溶接する場合に合わせて、上右当接面３１Ｒと上左当接面３１Ｌを選択して使用することができる。
材質は高温耐性とビードとの剥離性の点でセラミックが適している。
使用状態の写真を図１４に示す。図１４の例では、正面に見える開先の溶接辺５が溶接予定部分であって、セラミック製の溶接仕切板５を奥側に数ミリずらして設置してある。これは、溶接終了後に溶接仕切板５を取り外して、角部にできたビード端を研磨するためである。溶接仕切板をこのようにずらして設置する場合は、溶接仕切板は、その位置に適した形状に成形される。なお、先行して角部に形成される溶接ビードを研磨成形するか、そのままにするかによって、溶接仕切板を成形することになる。
図１０は、溶接仕切板３の例である。斜視図（ａ）、平面図（ｂ）、右側面図（ｃ）、背面図（ｄ）である。
溶接仕切板３は、側面視でほぼ直角三角形状をしており、上面には中心に稜線があって、左右に上右当接面３１Ｒと上左当接面３１Ｌが形成されている。
左右に設けられている当接面は、挿入する角部に向かって、左側の溶接辺を先行して溶接する場合と、右側の溶接辺を先行して溶接する場合に合わせて、上右当接面３１Ｒと上左当接面３１Ｌを選択して使用することができる。
材質は高温耐性とビードとの剥離性の点でセラミックが適している。
使用状態の写真を図１４に示す。図１４の例では、正面に見える開先の溶接辺５が溶接予定部分であって、セラミック製の溶接仕切板５を奥側に数ミリずらして設置してある。これは、溶接終了後に溶接仕切板５を取り外して、角部にできたビード端を研磨するためである。溶接仕切板をこのようにずらして設置する場合は、溶接仕切板は、その位置に適した形状に成形される。なお、先行して角部に形成される溶接ビードを研磨成形するか、そのままにするかによって、溶接仕切板を成形することになる。
【0038】
＜溶接ロボットの例＞
図１１は、本溶接ロボットの概略図である。（ａ）は、基本構成図であり、（ｂ）は、モニタリング装置を装着した図である。なお、符号は図１と同様である。
上下の組立ＢＯＸ柱１、１が、重ねられて、それぞれに設けられているエレクションピース１２、１２を建て入れ治具１３で連結して、上下の角形鋼管の姿勢が仮固定されている。上下の角形鋼管の接合部には溶接部となる開先１５が形成される。
上側の角形鋼管１にレール6を取り付け、このレール6に走行台車２５を接続し、走行台車２５と溶接トーチ２４とを基体２６で連結して、溶接ロボット２が構成されている。この溶接ロボットには、電源ケーブル、溶接金属線材などが付帯されるが省略して示す。この開先１５に臨むようにトーチの先端を位置させて溶接を行うこととなる。図１１（ａ）に示すように、上下のエレクションピースがあるとトーチを差し込む隙間が限定されるので、トーチが短いと開先に届かず、溶接ロボットを使用できないため、手作業で行うこととなる。
なお、電源ケーブルなどがついているので、溶接ロボットは柱を周回して溶接することはできず、対面あるいは対角に配置した２台の溶接ロボットを往復させて、溶接パスを重ねることとなる。建設の鉄骨用に、用いられる鋼板は厚いので溶接パスが数十回とおこなわれ、数層に重なってできる。
図１１は、本溶接ロボットの概略図である。（ａ）は、基本構成図であり、（ｂ）は、モニタリング装置を装着した図である。なお、符号は図１と同様である。
上下の組立ＢＯＸ柱１、１が、重ねられて、それぞれに設けられているエレクションピース１２、１２を建て入れ治具１３で連結して、上下の角形鋼管の姿勢が仮固定されている。上下の角形鋼管の接合部には溶接部となる開先１５が形成される。
上側の角形鋼管１にレール6を取り付け、このレール6に走行台車２５を接続し、走行台車２５と溶接トーチ２４とを基体２６で連結して、溶接ロボット２が構成されている。この溶接ロボットには、電源ケーブル、溶接金属線材などが付帯されるが省略して示す。この開先１５に臨むようにトーチの先端を位置させて溶接を行うこととなる。図１１（ａ）に示すように、上下のエレクションピースがあるとトーチを差し込む隙間が限定されるので、トーチが短いと開先に届かず、溶接ロボットを使用できないため、手作業で行うこととなる。
なお、電源ケーブルなどがついているので、溶接ロボットは柱を周回して溶接することはできず、対面あるいは対角に配置した２台の溶接ロボットを往復させて、溶接パスを重ねることとなる。建設の鉄骨用に、用いられる鋼板は厚いので溶接パスが数十回とおこなわれ、数層に重なってできる。
【0039】
本発明では、ロングトーチを開発することにより、エレクションピースの隙間から開先に、溶接トーチが届くようにした。
従来例では、把持バランスを考えて、溶接トーチの長さの中間部を把持するように基体に連結しているので、トーチ先端までの長さが限定されており、エレクションピースの隙間から開先に届くのは困難である。
これに対して、図１１の改良例は、トーチの後端部を基体に接続することにより、トーチの突き出し長を長くすることができている。
図１１（ａ）に示される上下の鋼管によって設けられた開先１５は例えば２５度程度の狭開先であることがある。このように開き角度が小さく、また、上下のエレクションピース１２、１２の隙間がある場合、本発明ではトーチ２４の突き出し長が長いので、エレクションピースの隙間から開先に精度良くアクセスすることができる。なお、溶接の初層は１回のパスで溶接ができるが、２層目以降は、開先が広がるので数回に分けて層全体を仕上げる必要がある。例えば、２層は２パス、３層は３パスなどとパスの回数が増加することとなる。トーチ先端の通過箇所も調整する必要が生ずる。
トーチを長くする場合、トーチ先端部の姿勢を安定させるために、トーチ基部側を炭素繊維で形成するなど軽量化素材を用いて軽量化をおこなう。さらに、トーチの後方寄りを基体に接続し先端側を長くし、トーチの後端にバランサとなる調整錘を付けることにより、トーチの制御操作性を向上させる。
さらに図１１（ｂ）では、トーチに、溶接状態をリアルに観察できるモニタリングカメラ２７を取り付けてあるので、溶接の品質を溶接中に確認することができる。
なお、溶接の品質管理上母材温度（パス間温度）を管理することが重要とされている。本発明では、モニタリングカメラ２７として赤外線サーモグラフィーを採用すると、直接的にパス（ビード）の温度管理ができる。一般的には、母材の温度が２５０℃ないし３５０℃以下に下がるまで、次のパスの溶接をしないようにコントロールする。
従来例では、把持バランスを考えて、溶接トーチの長さの中間部を把持するように基体に連結しているので、トーチ先端までの長さが限定されており、エレクションピースの隙間から開先に届くのは困難である。
これに対して、図１１の改良例は、トーチの後端部を基体に接続することにより、トーチの突き出し長を長くすることができている。
図１１（ａ）に示される上下の鋼管によって設けられた開先１５は例えば２５度程度の狭開先であることがある。このように開き角度が小さく、また、上下のエレクションピース１２、１２の隙間がある場合、本発明ではトーチ２４の突き出し長が長いので、エレクションピースの隙間から開先に精度良くアクセスすることができる。なお、溶接の初層は１回のパスで溶接ができるが、２層目以降は、開先が広がるので数回に分けて層全体を仕上げる必要がある。例えば、２層は２パス、３層は３パスなどとパスの回数が増加することとなる。トーチ先端の通過箇所も調整する必要が生ずる。
トーチを長くする場合、トーチ先端部の姿勢を安定させるために、トーチ基部側を炭素繊維で形成するなど軽量化素材を用いて軽量化をおこなう。さらに、トーチの後方寄りを基体に接続し先端側を長くし、トーチの後端にバランサとなる調整錘を付けることにより、トーチの制御操作性を向上させる。
さらに図１１（ｂ）では、トーチに、溶接状態をリアルに観察できるモニタリングカメラ２７を取り付けてあるので、溶接の品質を溶接中に確認することができる。
なお、溶接の品質管理上母材温度（パス間温度）を管理することが重要とされている。本発明では、モニタリングカメラ２７として赤外線サーモグラフィーを採用すると、直接的にパス（ビード）の温度管理ができる。一般的には、母材の温度が２５０℃ないし３５０℃以下に下がるまで、次のパスの溶接をしないようにコントロールする。
【0040】
図１２に溶接ロボットを組立ＢＯＸ柱に取り付けた作業状態を示す。
図１２は下組立ＢＯＸ柱１ｂと上組立ＢＯＸ柱１ａを重ねた溶接部分を示している。上下の組立ＢＯＸ柱のエレクションピース１２、１２に建て入れ治具１９で仮固定してある。開先となる溶接辺５、５の角部に溶接仕切片３が挿入されている。溶接ロボットは、バー状のレール６１に取り付けられる。バー状のレール６１は磁石６２で上組立ＢＯＸ柱の側面に装着されている。
溶接ロボット２は、レール６１に組み付けられる走行台車２５と走行台車２５の下方に機体２６が取り付けられている。走行台車２５にはハンドル２３なども取り付けられている。機体２６には溶接トーチ２４が取り付けられている。溶接トーチ２４には溶接材供給チューブ２８から溶接材が連続して供給される。走行台車２５には、コントロールワイヤ２９が接続している。コントロールワイヤは電源ケーブルを併設することができる。
組立ＢＯＸ柱の他の面に溶接ロボットを移動するときは、磁石62を他の面に取り付けてバー状のレール６１を付け替えることができるので、溶接ロボットの移動は容易である。なお、磁石を多数用意することで、磁石の移動も不要であり、レール６１も同様である。
図１２は下組立ＢＯＸ柱１ｂと上組立ＢＯＸ柱１ａを重ねた溶接部分を示している。上下の組立ＢＯＸ柱のエレクションピース１２、１２に建て入れ治具１９で仮固定してある。開先となる溶接辺５、５の角部に溶接仕切片３が挿入されている。溶接ロボットは、バー状のレール６１に取り付けられる。バー状のレール６１は磁石６２で上組立ＢＯＸ柱の側面に装着されている。
溶接ロボット２は、レール６１に組み付けられる走行台車２５と走行台車２５の下方に機体２６が取り付けられている。走行台車２５にはハンドル２３なども取り付けられている。機体２６には溶接トーチ２４が取り付けられている。溶接トーチ２４には溶接材供給チューブ２８から溶接材が連続して供給される。走行台車２５には、コントロールワイヤ２９が接続している。コントロールワイヤは電源ケーブルを併設することができる。
組立ＢＯＸ柱の他の面に溶接ロボットを移動するときは、磁石62を他の面に取り付けてバー状のレール６１を付け替えることができるので、溶接ロボットの移動は容易である。なお、磁石を多数用意することで、磁石の移動も不要であり、レール６１も同様である。
【0041】
図１３に溶接ロボットを組立ＢＯＸ柱に取り付けた一例を示す。なお、符号は図１と同様である。
図１３（ａ）は、上下の組立ＢＯＸ柱のエレクションピース１２、１２を建て入れ治具１３で仮固定した組立ＢＯＸ柱１に周回レール63を周回するように取り付け、さらに溶接ロボット２をレールに取り付けている状態を示している。
レールは組立ＢＯＸ柱の平面部に多面する範囲は直線とし、コーナー部はカーブとして、組立ＢＯＸ柱の角部を回り込むときに溶接ロボットを着脱する必要はなく、レールを走行させることによって、溶接個所へ移動させることができる。
角形鋼管から建て入れ治具１３を取り外した状態を図１３（ｂ）に示している。各実施態様で示したように、一部あるいは全部の建て入れ治具を除去しても、既存の部分的な溶接と残りの建て入れ治具によって仮固定が維持できる場合は、このような状態で溶接ロボットで溶接される。
溶接終了後エレクションピースをガス溶断して除去した状態を図１３（ｃ）に示している。溶断除去したエレクションピース痕が組立ＢＯＸ柱１に残る。周回レール63と溶接ロボット２は、エレクションピースの溶断作業の前に取り外すことができる。
ガス溶断すると角形鋼管の温度が上昇するので、放冷期間をおく必要があるが、本発明では、ガス溶断を溶接工程の後にすることができるので、溶接時間を間延びさせることはない。
図１３（ａ）は、上下の組立ＢＯＸ柱のエレクションピース１２、１２を建て入れ治具１３で仮固定した組立ＢＯＸ柱１に周回レール63を周回するように取り付け、さらに溶接ロボット２をレールに取り付けている状態を示している。
レールは組立ＢＯＸ柱の平面部に多面する範囲は直線とし、コーナー部はカーブとして、組立ＢＯＸ柱の角部を回り込むときに溶接ロボットを着脱する必要はなく、レールを走行させることによって、溶接個所へ移動させることができる。
角形鋼管から建て入れ治具１３を取り外した状態を図１３（ｂ）に示している。各実施態様で示したように、一部あるいは全部の建て入れ治具を除去しても、既存の部分的な溶接と残りの建て入れ治具によって仮固定が維持できる場合は、このような状態で溶接ロボットで溶接される。
溶接終了後エレクションピースをガス溶断して除去した状態を図１３（ｃ）に示している。溶断除去したエレクションピース痕が組立ＢＯＸ柱１に残る。周回レール63と溶接ロボット２は、エレクションピースの溶断作業の前に取り外すことができる。
ガス溶断すると角形鋼管の温度が上昇するので、放冷期間をおく必要があるが、本発明では、ガス溶断を溶接工程の後にすることができるので、溶接時間を間延びさせることはない。
【符号の説明】
【0042】
１ 組立ＢＯＸ柱
１ａ 上側組立ＢＯＸ柱
１ｂ 下側組立ＢＯＸ柱
１１ 平面部
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ エレクションピース
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 建て入れ治具
１４ ボルト
１５ 開先
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ エレクションピース
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ 建て入れ治具
１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ 、１８ｇ、１８ｈ エレクションピース
１９、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ 、１９ｇ、１９ｈ 建て入れ治具
２、２１、２２ 溶接ロボット
２３ ハンドル
２４ 溶接トーチ
２５ 走行台車
２６ 機体
２７ モニタリングカメラ
２８ 溶接材供給チューブ
２９ コントロールワイヤ
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 溶接仕切板
３１ 上側当接面
３１Ｒ 上右当接面
３１Ｌ 上左当接面
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 角部
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 溶接辺
５１、５１ａ、５１ｂ，５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｆ、５１ｇ、５１ｈ 角辺部
５２、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ 辺央部
５３ ビード
５４ 溶接角部端面
６ レール
６１ バー状のレール
６２ 磁石
６３ 周回レール
１ａ 上側組立ＢＯＸ柱
１ｂ 下側組立ＢＯＸ柱
１１ 平面部
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ エレクションピース
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 建て入れ治具
１４ ボルト
１５ 開先
１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ エレクションピース
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ 建て入れ治具
１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ 、１８ｇ、１８ｈ エレクションピース
１９、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ 、１９ｇ、１９ｈ 建て入れ治具
２、２１、２２ 溶接ロボット
２３ ハンドル
２４ 溶接トーチ
２５ 走行台車
２６ 機体
２７ モニタリングカメラ
２８ 溶接材供給チューブ
２９ コントロールワイヤ
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 溶接仕切板
３１ 上側当接面
３１Ｒ 上右当接面
３１Ｌ 上左当接面
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 角部
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 溶接辺
５１、５１ａ、５１ｂ，５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｆ、５１ｇ、５１ｈ 角辺部
５２、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ 辺央部
５３ ビード
５４ 溶接角部端面
６ レール
６１ バー状のレール
６２ 磁石
６３ 周回レール
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
