CN1163584A - 长工件的顺序送料自动加工方法及其装置 - Google Patents

Abstract

反复进行下述一系列动作，即以输送机向推进机构输送工件并使其相接触，用第1输送线侧虎钳夹持工件，切断工件顶端侧成规定尺寸。由推进机构克服输送机输送力使工件前进，用第1输送线侧虎钳夹持工件而加工。最后，使工件前进到第2输送线侧，用第2输送线侧虎钳夹持，使推进机构后退，进行最终加工。也可以不切去工件顶端侧成规定尺寸而使工件顶端与止动器相接，以工件顶端作基准进行送料。

Description

长工件的顺序送料自动加工 方法及其装置

                        技术领域

本发明涉及长工件的顺序送料自动加工方法及其装置，特别涉及一种一边使长工件沿长度方向前进，一边对预先设定的部位按顺序自动进行切断、孔加工、端部开口加工、焊接和其它加工的方法及装置。

                        背景技术

在结构用材料中，经常使用型钢等钢材。通常，从钢材制造厂商那里进货时这类钢材多数是原长的。在用气割炬等把长的钢材切断成需要的长度后，再对各钢材的端部进行开口加工以及在需要的部位上进行钻孔等加工。

但是，由于过去的加工方法全部依赖手工作业，操作性差，需较长的操作时间，导致成本上升。

考虑到这些问题，本发明的目的在于提供一种长工件的顺序送料自动加工方法，这种方法不依赖手工作业，一边自动地顺序输送型钢等长工件，一边顺序进行定尺寸切断、孔加工、端部处理等加工。

                        发明的公开

在本发明有关的长工件的顺序送料自动加工方法中，其特征在于，在加工区两侧设置有在加工区附近具有虎钳的第1、第2输送线，边由推进机构使长工件在输送线上前进，边顺序自动加工预先设定的部位。包括顶端加工工序、中间加工工序和最终加工工序：在顶端加工工序中，将推进机构移动到第一输送线上的预先设定的初始位置后，由第1或第2输送线朝着第1输送线上的推进机构输送工件并使之相接触，在此状态下用第1输送线一侧的虎钳夹持工件，切断工件始端侧而成为规定尺寸；在中间加工工序中，松开虎钳，并通过推进机构克服第1输送线的输送力使工件前进预先设定的距离，从而把工件已加工部分送出到第2输送线一侧，并把工件预定加工部位设定在加工区内，用第1输送线一侧虎钳夹持工件未加工部分而对工件预定加工部位进行预先设定的加工，上述一系列动作反复进行预先设定的次数；在最终加工工序中，由推进机构克服第2输送线的输送力把工件后端送入加工区内之后，用第2输送线一侧虎钳夹持工件，使推进机构后退，进行预先设定的最终加工。

通常，使用长工件时，多使用比规定尺寸大一些的工件，然而由于是以工件后端作为基准而使工件前进的，故如因某种原因而混有比规定尺寸短的工件时，就达不到所要求的前进精度，因而也达不到所要求的工件各预定加工部位的定位精度。因此，如以工件顶端作为基准而使工件前进，即使在工件比规定尺寸短的情况下，除后端部分的加工以外仍可以得到高精度的加工位置。

即，与本发明有关的长工件的顺序送料自动加工方法的特征是：具有初始位置设定工序以代替上述始端加工工序，由输送线向第1输送线上的推进机构输送工件并使其相接触之后，使止动器突出到加工区内，由推进机构克服第1输送线的输送力使工件前进而与止动器相接触，然后使止动器退回，将此时推进机构的位置作为初始位置。

只要是长尺寸材料，对工件的形状并无特别限定，例如能适用于型钢的加工。任何加工种类都可以进行，如切断、钻孔、开口、焊接等各种加工都能适用。

另外，本发明提供一种长工件的顺序送料自动加工装置，这是一种使长工件沿其长度方向前进、停止，顺序自动加工预先设定的部位的装置。具有：第1、第2辊式输送线，设置在加工区两侧，能沿前进方向和相反方向输送待加工工件；推进机构，设置在工件送入侧的第1辊式输送线上，能与工件终端相接触，具有克服辊式输送线的输送力而使工件向加工区前进的推进力；能夹持工件的第1、第2虎钳，设置在第1、第2辊式输送线的加工区附近；对工件能进行多种不同加工的加工机，设置在加工区附近；控制装置，能至少设定与工件的多个预定加工部位相对应的前进距离及由加工机对工件各预定加工部位进行的加工种类，用于驱动控制第1、第2辊式输送线、推进机构、第1、第2虎钳及加工机。

之所以用辊式输送机制成输送线，为的是使工件能克服输送线的输送力顺利地前进。既可以驱动输送线的所有辊，也可以只驱动一部分辊而使其余辊为自由辊。

通常，在输送线上加工工件时，不仅在长度方向上要定位，还要进行宽度方向的定位。长度方向上的定位，只要从正确的初始位置开始输送工件，并高精度地控制输送距离即可。宽度方向上的定位，可使用由一对夹持片和例如气缸、油缸、马达和进给丝杠机构等的驱动机构所组合而成的宽度方向靠移机构，使载放的工件靠位。而最好是使辊式输送线在宽度方向上倾斜，此时，所载放的工件因自重倾斜地向下方移动，能自然地靠移而定位，因而使构造简化。

推进机构虽然可采用齿条·小齿轮组或滚珠丝杠等推进的方式，但会使构造复杂且成本上升。因此，最好用驱动马达和链条来推进。推进机构最好内装可吸收与工件相接触时产生的冲击的机构。

加工机只要可以有选择地进行多种不同的加工即可。例如具有诸如气割炬、钻头及焊炬等多种加工工具而能选择其中一种的加工机就可以，但使用具有等离子炬，使之能在XYZ3个方向上移动的加工机器人可使工作效率和空间利用最佳。

控制装置用微机或顺序控制装置等构成，但必须能根据工件适宜地设定加工条件。

为能以工件顶端为基准进行顺序送料加工，设置了能出入于加工区内的止动器，并使控制装置具有控制止动器的功能。

由于长工件载放在输送线上后，第1、第2输送线将向后方，即向推进机构方向输送工件，使工件后端与预先设定好初始位置的推进机构相接触而定位，故当用第1输送线侧的虎钳夹持住工件，由加工机切断工件顶端一侧时，工件即成为规定尺寸。

切成规定尺寸后，松开虎钳，由推进机构使工件克服第1输送线的输送力而前进。这时，由于工件借助于输送线的输送力而总是与推进机构相接触，因而通过准确控制推进机构的送进就能使工件高精度地前进并定位。在工件仅前进预先所设定的距离，工件的已加工部分被送出到第2输送线一侧并且工件的预定加工部位被设定在加工区内后，将停止推进，用第1输送线一侧的虎钳夹持长工件，由加工机进行预先设定的加工。

随后，以同样方式反复进行虎钳打开、前进、停止、虎钳夹持及加工等动作，到最终加工工序时，由推进机构把工件送到第2输送线一侧并把工件后端送进加工区内，然后停住推进机构，接着用第2输送线一侧的虎钳夹持工件，使推进机构后退后，进行最终加工。

另外，在以工件顶端为基准进行加工时，不进行推进机构的初始位置的设定，当工件和推进机构相接触后，使止动器突出到加工区内，令推进机构前进而使工件与止动器相接触，以此时的工件顶端位置作为初始位置，以后，与上面一样进行中间加工及终端加工。当工件比规定尺寸短时，只有最终加工不良而中间加工可按设定进行。

                        附图的简要说明

图1是表示本发明一实施例的长工件顺序送料自动加工装置的概略侧视图。

图2是表示上述装置中中央附近的构造和推进机构的侧视结构图。

图3是表示上述装置中第1输送线终端侧附近的结构和推进机构的侧视结构图。

图4是第1输送线始端侧正面结构的构成图。

图5是表示第1输送线和推进机构关系的正面图。

图6是表示上述装置中止动器的构成图。

图7是表示上述装置中控制装置的处理流程图。

图8是表示本发明第2实施例的主要部分的侧视图。

                        实施发明的最佳形式

下面，根据附图中所示的具体例子详细说明本发明。图1～图6表示了根据本发明一实施例的长工件顺序送料自动加工装置。图中，第1、第2输送线10、11配置在加工区A两侧，它们配置在一条直线上，在两输送线10、11之间设有中间辅助辊12、13，中间辅助辊12、13能进行退避。

第1、第2输送线10、11是这样构成的，在所定长度上例如工件送进侧的第1输送线10为15米，送出侧的第2输送线11为12米的输送线框架100、110上支承有多个输送辊101、111，该输送辊101、111在长度方向上隔开既定的间隔装设并能自由回转。多个输送辊101、111中，在后端和顶端及中间的一部分，例如每一既定数目的输送辊101、111的两端装有链轮102、112，并有驱动链条103、113绕挂在它们上面。

第1输送线10的加工区A侧的始端一侧和第2输送线11的加工区A侧的终端一侧的各1个输送辊101、111上装有驱动链轮104、114，驱动链轮104、114通过链条106、116与输送用马达105、115的链轮相连结，以便输送所载放的工件W。

如图4及图5所示，第1、第2输送线10、11的输送辊101、111相对于垂直方向在宽度方向上倾斜如15°角的规定角度，因而，所载放的工件W将由于自重的作用滑到倾斜的下方而靠位。

第1、第2虎钳14、15设置在第1输送线10的终端一侧及第2输送线11的始端一侧上靠近加工区A的地方。没有详细图示的该第1、第2虎钳14、15是由倾斜的下方一侧被固定、另一侧在宽度方向上能滑动的一对爪体和可使另一侧的爪体滑动的油缸或气缸构成，可将工件W夹持固定。

中间辅助辊12、13这样构成：将具有端头辊的连杆的中央部分用轴支承在输送线框架100、110上，连杆的另一端与输送线框架100、110上安装的油缸的活塞杆相连结。中间辅助辊12、13在加工区A和输送线10、11下方之间可以进退。

加工区A内设置有止动器16。如图6所示，该止动器16的前后一对安装架160、161安装在输送线框架100、110下面，前安装架160上设置有导向件162，导向件162上形成有水平延伸的导向槽，一滑销163、164可自由滑动地安放在里面，两个滑销163、164安装于臂杆165的根部。导向槽的后半部分上侧被打通，滑销164因而能脱出。安装架160的后端边缘形成大致呈圆弧状的导向缘166，用于向上引导从导向槽脱出的滑销164。臂杆165能够进行前后方向的进退和上下方向的摆动的复合动作(参见图6中箭头A、B)。

另外，油缸167可摆动地安装在后安装架161上，该油缸167的活塞杆连结在臂杆165下端；用以驱动臂杆165。通过臂杆165从加工区A内比输送线100、110向上突出的与工件相接触的位置朝向输送线100、110下方的退避位置而暂时后退的后下方的摆动，能不挪动相接触的工件W而实现退让。该臂杆165的顶端设置有定位片168，该定位片168上设置有使限位开关169通·断的杆。

第1输送线10终端侧装载有推进机构17。如图2至图5所示，该推进机构17具有推进用链轮170，该链轮170安装在第1输送线框架10的始端输送辊101左右两端和输送线框架100始端侧的左右。各推进用链条171分别绕挂在前后推进用链轮170之间，舟形件172的两端边缘固定在左右两条推进用链条171、171之间，舟形件172载置在输送辊101上。

输送线框架100终端下方安装有驱动马达173，驱动链轮174安装在该驱动马达173的回转轴上，通过链条175，该链轮174与始端侧推进用链轮170相连结。驱动马达173上装有回转式编码器176，它能从马达转速运算出推进距离。

工作缸177通过支架安装在舟形件172上，工件缸177具有把带制动器的马达的旋转通过齿轮减速后传到滚珠丝杠而使缸杆运动的构造，并且内装有由被预压的弹簧常数不同的两种碟形弹簧和限位开关组合而成的推力检测弹簧装置，以吸收缸杆所受的冲击而且使缸杆保持于既定的行程位置上。

推进杆178装载在舟形件172上，并固定于工作缸177的缸杆顶端，通过在推进杆178和舟形件172之间装设自动润滑衬瓦而使推进杆178可自如滑动。

滑接槽18设置在输送线框架100的斜上方侧的上边缘处、沿长度方向的全长上，通过滑接能向工作缸173供电。辅助辊19竖立地设置在输送线框架100的斜下方侧的上边缘上，用于支承因自重而移靠过来的大型工件W的上部。

加工机器人20设在加工区A附近，加工机器人20是通过在可在XYZ三方向移动的臂的顶端安装等离子炬而构成的。控制装置21由微机构成，用于驱动控制第1、第2输送线10、11、中间辅助辊12、13，第1、第2虎钳14、15，止动器16，推进机构17及加工机器人20。

下面，用图7来说明加工方法。图7示出了控制装置的运算处理流程。在对型钢等长工件W进行顺序送料加工时，首先接通控制装置21，向控制装置21中设定与工件W相对应的条件(步骤S1)。条件包括加工基准是工件后端还是始端，推进机构17的初始位置、工件的加工位置及加工种类。

接着，将工件W载放到第2输送线11上并起动系统，当加工基准是工件后端时，推进机构17移动到所输入进出的初始位置上，第1、第2输送线10、11被驱动(步骤S2、S3)。工件W被朝向第1输送线10终端侧运送，由于当和推进机构17的推进杆178相接触时工件W的后端就能定位于初始位置，于是就由第1虎钳14来夹持工件W，使加工机器人20动作而切断工件W的顶端侧，工件W成为规定的尺寸(步骤S4～S8)。

把工件W加工成规定尺寸后，打开第1虎钳14，推进机构17使工件W前进(步骤S10)，然而由于第1输送线10的输送力的作用，推进杆178总是与工件W相接触，所以可使工件W高精度地前进。而工件W的顶端侧被送出到第2输送线11一侧。当工件W仅前进预先设定的距离后，推进机构17停止前进(步骤S11、S12)，由于工件W上作用有第1、第2输送线10、11的输送力，所以工件W不会因惯性而继续前进，因而准确地停止在希望的位置上。

工件W停止后，用第1虎钳14夹持住工件，加工机器人20进行输入到控制装置21中的种类的加工，如切断、钻孔、开口、焊接等加工(步骤S13～S15)。同样地，对应于输入到控制装置21中的条件反复进行第1虎钳14的打开、前进、停止、第1虎钳14的夹持及加工等动作，加工工件W的中间部分(步骤S10～S17)。

工件W中间部分的加工完毕，预定加工部位转为工件W后端时，推进机构17会妨碍第1虎钳14的夹持动作。因此，这时使推进机构17前进到使工件W后端侧的大部分被送进第2输送线11一侧而将工件W后端设定在加工区内，然后使推进机构17停止(步骤S18～S20)。推进机构17停止后，用第2输送线11一侧的第2虎钳15夹持工件W，使推进机构17后退(步骤S21、S22)。在以相同条件重复加工时，推进机构17以后退至初始位置为宜。最后，对工件W后端进行控制装置21中已输入的加工类型的加工，然后，打开第2虎钳15并使第2输送线11反转，把加工好的工件W送出(步骤S23～S26)。

另一方面，在将工件W顶端作为基准进行加工时，不进行推进机构17的初始位置的设定，驱动第1、第2输送线10、11而使工件W首先与推进机构17相接触后，使第2输送线11一侧的止动器16突出到加工区A内(S27～S29)。

接着，当推进机构17前进而使工件W顶端与止动器16相接触后，令止动器16退回。因为预先已判明止动器16的准确位置，所以工件W的顶端就能定位，并以该位置为初始位置，修正已输入到控制装置21中的预定加工位置。然后，用所求出的初始位置为基准进行中间加工及最终加工(步骤S10～S26)。这种情况下，不用说比规定尺寸长的工件W，就是比规定尺寸短的工件W也适用于顺序送料自动加工。但是，在加工比规定尺寸短的工件W的情况下，最终加工不良，但仅此而已，其余部分的加工均可按设定进行。

图8示出了本发明的第2实施例，该实施例改进了推进机构17。也就是，在上一实施例中，推进机构17上装载了工作缸177以吸收与工件W相接触所产生的冲击并进行工件W的定位，引起成本升高，而且，需要设置向工作缸177供电的滑接槽18及安装它的コ字形槽钢，构造复杂。因此，使推进杆178通过比较硬的橡胶179支承在支架180上，再把它装在舟形件172上，不仅能吸收与工件W相接触所产生的冲击，并且能使硬质橡胶179恢复到原状态而高精度地定位工件W。

                        产业上利用的可能性

因而，根据本发明，能将从钢材制造厂购入的长工件直接一边切断，一边进行所希望的加工。不需要像过去那样的另行切断后，再对各工件进行必要的加工的烦琐操作。能大幅度提高工作效率而缩短工作时间，实现作业低成本化。

Claims (5)

1.一种长工件的顺序送料自动加工方法，其特征在于：在加工区两侧设置有在加工区附近具有虎钳的第1、第2输送线，一边通过推进机构使长工件在输送线上前进，一边对预先设定的部位进行顺序自动加工，包括：

顶端加工工序，在将推进机构移动到第1输送线上预先设定的初始位置后，由第1或第2输送线将工件朝向第1输送线上的推进机构输送并使其相接触，在此状态下，用第1输送线侧虎钳夹持工件，切断工件顶端侧而成为规定尺寸，

中间加工工序，松开虎钳的夹持，并通过由推进机构使工件克服第1输送线的输送力而前进预先设定的距离从而把工件已加工部分送出到第2输送线一侧，并把工件预定加工部位设定在加工区内，用第1输送线侧虎钳夹持工件未加工部分而对工件预定加工部位进行预先设定的加工，按预先设定的次数反复进行上述一系列动作，

最终加工工序，由推进机构克服第2输送线的输送力把工件后端送入加工区内之后，用第2输送线侧虎钳夹持工件并使推进机构后退，进行预先设定的最终加工。

2.一种长工件的顺序送料自动加工方法，其特征在于：在加工区两侧设置有在加工区附近具有虎钳的第1、第2输送线，一边通过推进机构使长工件在输送线上前进，一边对预先设定的部位进行顺序自动加工，包括：

初始位置设定工序，由输送线朝向第1输送线上的推进机构输送工件并使其相接触之后，使止动器突出到加工区内，由推进机构使工件克服第1输送线的输送力而前进并与止动器相接触，使止动器退回，将此时工件顶端位置作为初始位置，

中间加工工序，通过由推进机构使工件克服第1输送线的输送力以初始位置为基准前进预先设定的距离，从而把已通过加工区的工件部分送出到第2输送线上，并把工件预定加工部位设定在加工区内，用第1输送线侧虎钳夹持工件未加工部分而对工件预定加工部位进行预先设定的加工，按预先设定的次数反复进行上述一系列动作，

最终加工工序，由推进机构克服第2输送线的输送力把工件后端送入加工区之后，用第2输送线侧虎钳夹持工件并使推进机构后退，进行预先设定的最终加工。

3.一种长工件的顺序送料自动加工装置，是一种使长工件沿其长度方向前进、停止而顺序自动加工预先设定的部位的装置，其特征在于包括：

第1、第2输送线，设置在加工区两侧，由能向前进方向和相反方向输送加工工件的辊式输送机制成，

推进机构，设置在工件送入侧的第1输送线上，设置成与工件后端能够相接触，具有克服输送线的输送力而使工件前进的推动力，

能够夹持工件的第1、第2虎钳，设置在第1、第2输送线的加工区附近，

加工机，设置在加工区附近，对工件能进行多种不同加工，

控制装置，能至少设定对应于工件的多个预定加工部位的前进距离和由加工机对工件各预定加工部位进行的加工种类，用于驱动控制经1、第2输送线、推进机构、第1、第2虎钳及加工机。

4.如权利要求3所述的长工件的顺序送料自动加工装置，其特征在于：所设有的止动器能出入于加工区内，控制装置具有控制止动器出入的功能。

5.如权利要求3所述的长工件的顺序送料自动加工装置，其特征在于：第1、第2输送线的输送面在宽度方向上倾斜，使所载放的工件因自重而靠移，从而实现在宽度方向上的定位。

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