ロボットを用いたセグメントの溶接技術

テクノロジーの概要

都市の道路網拡充の一環として､地下トンネルがシールド工法で構築される際に、大きな断面力が作用する箇所において鋼製の大型セグメントが用いられる。本技術は、そのセグメントを工場で製作する際に用いる溶接ロボットに適用するものである。自動溶接により溶接ひずみの小さい高品質の溶接・短期間での大量生産を可能とする。

セグメントの例

■■■　角　型　■■■	■■■　リング型　■■■
	（仮組立状況）

溶接時の部材形状

個々のセグメントは、下図の様な箱型形状であり、1面が開放されたものとなっている。 重量は、最大で８ｔ程度のものがある。

■■■　2主桁　■■■	■■■　3主桁　■■■

ロボット溶接状況

溶接は多関節型ロボットを用いて、水平隅肉・立向隅肉・下向ＦＰを行っている。部材の反転は、ポジショナの場合と、クレーンを用いる場合がある。2台のロボットが協調して一つのセグメントの溶接を行なうことが特徴の一つである。

表面	裏面
	立向

ＣＡＤ／ＣＡＭシステム

ロボット運転データ生成は、専用のＣＡＤ／ＣＡＭシステムを用い、溶接条件をデータベース化し効率的に実施している。

シミュレーションシステム

セグメント型式やサイズごとに、ロボット溶接時の最適部材配置原点や動作パターンをコンピュータシミュレーションにて検討を行い、ロボット溶接適用範囲の最大化を計っている。 同時に部材とワークの干渉ﾁｪｯｸも行うとともに、溶接所要時間の算出も行い、生産管理情報として使用している。

　　

溶接ビードの外観

多関節ロボットにて施工した実継手の一例を下に示す。種々な継手に対しても良好な品質が得られている。

《円周角継手》	《立向継手》
《回し溶接》
《レ型開先継手》	《水平隅肉溶接》