JP2000263149A

JP2000263149A - プレス式孔明け用ハンドリング装置

Info

Publication number: JP2000263149A
Application number: JP11068006A
Authority: JP
Inventors: Shiyuuo Shinohara; 終男篠原
Original assignee: Nippon Kokan Light Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Kokan Light Steel Co Ltd
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2000-09-26
Anticipated expiration: 2019-03-15
Also published as: JP4489865B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ワークである平鋼２１にプレス式パンチャー２
４で孔を明ける際に、平鋼をつかんで位置合わせを行う
ハンドリング装置を、安価で簡便な構成のものとなるよ
うに工夫する。【解決手段】平鋼２１を搬入する搬送ローラ２３に平行
に設けられるガイドレール３７上を装置台車３９が、第
一駆動手段により送行し、第二駆動手段によりアーム５
９が前進し、アームの先端に設けられたチャック機構７
９が油圧手段により平鋼をつかみ、前記第一及び第二駆
動手段が制御されて、プレス式パンチャーに対する位置
合わせを行う。第一及び第二駆動手段は、それぞれ、サ
ーボモーター、歯付きプーリー、ベルト、ねじ棒、ナッ
トなどからなり、簡便な構造で安価なものとなる。

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、平鋼などのワー
クをつかんで、プレス式パンチャーに対して位置合わせ
を行い、孔明け作業を行うためのハンドリング装置の構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トンネルや立坑などを施行する際
に用いられるスチールセグメントの一例を図１３に示
す。このスチールセグメント１は、主桁３と継手板５を
枠状に溶接し、更に外側にスキンプレート７を溶接し、
内側に縦リブ９を取付けたものである。主桁３や継手板
５には、スチールセグメント１をボルトによって連結す
るためのボルト孔１１が設けられている。また、図中１
３は補強リブ、図中１５は吊手金具である。

【０００３】この主桁３や継手板５などは、平鋼に孔を
明けて製造する。この孔明け作業は、プレス式パンチャ
ーを用い、作業員がワークである平鋼を１枚ずつ操作
し、ストッパーに押し当て平鋼を位置合わせした後、プ
レス式パンチャーでパンチングを行っていた。複数の孔
を明ける場合には、複数回位置合わせを行いパンチング
を行うか、複数のパンチを有する金型をプレス式パンチ
ャーに装着して作業を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、作業員
が手で重量物のワークを位置合わせすることは、神経を
磨り減らし、重筋労働となるものであった。これを改善
するためには、ワークを搬送する搬送手段に高精度のも
のを使い、搬送位置を正確に制御してプレス式パンチャ
ーに対する位置合わせを行うことも考えられるが、その
ような高精度の搬送手段は極めて高価なものになってし
まう。

【０００５】この発明は、以上の課題を解決するために
なされたもので、人手によらず重量物のワークに孔明け
作業が行え、それほど高価にならないプレス式孔明け用
ハンドリング装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、下記の発明を提供する。第一の発明は、ワークを
搬送手段で搬入し、プレス式パンチャーで孔を明け、搬
送手段で搬出する際に、前記ワークをつかんで前記プレ
ス式パンチャーに対する位置合わせを行うハンドリング
装置であって、

【０００７】前記搬入用の搬送手段に平行に設けられる
ガイドレールと、このガイドレール上を移動可能に設け
られる装置台車と、前記装置台車の前記移動を行う第一
駆動手段と、装置台車から前記搬入用の搬送手段上のワ
ークに向かって前進後退可能なアームと、この前進後退
を行う第二駆動手段と、前記アームの先端に設けられ油
圧手段によって前記ワークをつかむチャック機構と、前
記第一駆動手段、前記第二駆動手段、および前記油圧手
段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするプ
レス式孔明け用ハンドリング装置である。

【０００８】第二発明は、更に、前記ワークは平鋼であ
り、前記搬送手段は搬送ローラであり、搬入用の搬送ロ
ーラの終端付近には搬入されてきた平鋼を位置決めする
位置決め機構が設けられ、この位置決め機構は、平鋼の
先端を受け止める先端ストッパーと、平鋼を搬送ローラ
の幅方向へ押すプッシャーと、押された平鋼を受け止め
る幅方向ストッパーと、を有し、

【０００９】前記第一駆動手段は、前記装置台車に搭載
されたサーボモータと、このサーボモータから歯付きプ
ーリーおよびベルトによって回転力が伝えられ前記装置
台車に回転可能に取り付けられるナットと、このナット
に螺合し前記ガイドレールに沿って取り付けられるねじ
棒と、からなり、

【００１０】前記アームは、前記装置台車に対しスライ
ド可能に支持され前記搬入用の搬送手段上のワークに向
かって前進後退可能な２本の支持ロッドを有して成り、
前記第二駆動手段は、前記装置台車に搭載されたサーボ
モータと、このサーボモータから歯付きプーリーおよび
ベルトによって回転力が伝えられ前記装置台車に回転可
能に取り付けられるナットと、このナットに螺合し先端
が前記アームに固定されるねじ棒と、からなり、

【００１１】前記チャック機構は、上チャックと、この
上チャックと噛み合う下チャックと、これら上下チャッ
クを開く方向に付勢する開きばねと、を有してなり、前
記制御手段は、前記第一駆動手段、または前記第二駆動
手段を往復動させて複数の千鳥に配置された孔の孔明け
動作を行わせることを特徴とするプレス式孔明け用ハン
ドリング装置である。

【００１２】第三発明は、更に、前記チャック機構は、
前記アームに対し衝撃吸収ばねを介して取り付けられる
ことを特徴とするプレス式孔明け用ハンドリング装置で
ある。

【００１３】第四発明は、更に、前記チャック機構のワ
ークに接触する部分には、部分的に歯が形成されている
ことを特徴とするプレス式孔明け用ハンドリング装置で
ある。

【００１４】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を、図１乃
至図１２において説明する。まず、図１乃至図３におい
て、この装置が設けられる孔明け行程の全体が行われる
設備を説明する。

【００１５】ワークは、スチールセグメント１の継手板
５となる平鋼２１（図１）である。搬送手段には、搬送
位置の精度がそれほど高くはない通常の搬送ローラ２
３、２５が、プレス式パンチャー２４を挟んで配置され
て、用いられる。搬送ローラ２３、２５の各ローラ２６
はローラ駆動モータ２６Ａにより駆動される。

【００１６】搬入用の搬送ローラ２３の終端付近には、
搬入されてきた平鋼２１を位置決めするための位置決め
機構が設けられる。この位置決め機構は、平鋼２１の先
端を受け止める先端ストッパー２７（図２）が油圧シリ
ンダ２９により昇降する。

【００１７】さらに、搬送ローラ２３の幅方向の片側に
は、平鋼２１を搬送ローラ２３の幅方向へおろす複数の
プッシャー３１（図１）がエアシリンダーによって構成
される。このプッシャー３１と反対側には、押された平
鋼２１を受け止めるための幅方向ストッパー３３が設け
られる。そして、搬送ローラ２３、２５に平行にハンド
リング装置３５（図４乃至図６）が設けられる。

【００１８】（装置台車と第一駆動手段）まず、２本の
ガイドレール３７が設けられ、これらガイドレール３７
の上を装置台車３９が移動可能に設けられる。すなわ
ち、それぞれのガイドレール３７の上をスライドするス
ライダー４１が２個ずつ合計４個設けられ、これらスラ
イダー４１の上に装置台車３９の台車フレーム４３が取
り付けられる。

【００１９】装置台車３９の移動を行う第一駆動手段
は、装置台車３９に搭載されたサーボモータ４３のモー
タ軸４５に取り付けられた歯付きプーリー４７に、歯付
きベルト４９が噛み合い、更に他の歯付きプーリー５１
に噛み合う。この歯付きプーリー５１には、ナット５３
が固定される。このナット５３は、台車フレーム４３に
対し回転可能に取り付けられる。更に、ナット５３は、
ねじ棒５５に螺合する。ねじ棒５５は、２本のガイドレ
ール３７の間に、平行に固定されている。ナット５３と
ねじ棒５５の間には図示しないボールが介在し、動きが
滑らかなものになっている。

【００２０】（アームと第二駆動手段）装置台車３９に
は、搬送ローラ２３、２５の方に向かって、左右に合計
２本の支持ロッド５９がスライド可能に支持されアーム
を構成する。２本の支持ロッド５９の先端と後端は、そ
れぞれ先端フレーム６１と後端フレーム６３とにより止
められ、全体として四角形の枠を構成する。これら後端
フレーム６１と先端フレーム６３の中央には、それぞれ
ねじ棒６５の先端と後端が固定されている。

【００２１】尚、２本の支持ロッド５９は、装置台車３
９の内部に設けられたリニアブッシュ５９Ａにより抱持
されている。また、各支持ロッド５９の周り、及びねじ
棒６５の周りには、先端フレーム６１と装置台車３９と
の間において、それぞれ蛇腹５９Ｂ、６５Ａが設けら
れ、埃や汚れなどが付着するのが防止される。

【００２２】装置台車３９に搭載され第２駆動手段を構
成するサーボモータ６７のモータ軸６９には、歯付きプ
ーリー７１が取り付けられ、この歯付きプーリー７１に
噛み合う歯付きベルト７３は、他の歯付きプーリー７５
に噛み合っている。そして、この歯付きプーリー７５に
は、ナット７７が固定される。このナット７７は、装置
台車３９に回転可能に取り付けられる。ナット７７には
ねじ棒６５が螺合する。ねじ棒６５とナット７７との間
には、図示しないボールが介在し動きを滑らかにしてい
る。

【００２３】（チャック機構）アームを構成する先端フ
レーム６１にはチャック機構７９が設けられる。すなわ
ち、先端フレーム６１に対し、衝撃吸収バネ８１を介し
て、平面形状がコの字状のチャックフレーム８３が設け
られ、このコの字の左右部分８５が前方へ向かってが突
設され、左右部分８５の間に、上あご部材８７と下あご
部材８９が互いに接離可能に設けられる。

【００２４】上下あご部材８７、８９の間には、両部材
８７、８９を離れる方向に付勢する開きバネ９１が設け
られる。また、両部材８７、８９の間には対のオイルレ
スベアリング９３が設けられ、開閉を滑らかなものにし
ている。そして、両部材８７、８９を閉じる方向に動作
するための油圧シリンダ９５が設けられている。

【００２５】上あご部材８７の先端の下側には、上チャ
ック９７がボルト孔９８を通るボルト９９によって固定
されている。同様に、下あご部材８９の先端の上側に
は、下チャック１０１がボルト孔１０２を通るボルト１
０３により取り付けられている。

【００２６】上チャック９７の下面において、左右と中
央とには歯１０５が形成されている。同様に、下チャッ
ク１０３の左右中央には歯１０５が形成されている。こ
れらの歯１０５は、複数の三角錐形状の突起１０７が並
んだ構成になっている。尚、チャックフレーム８３の左
右部分８５には、上チャックに沿って水平部８５Ａが設
けられ、水平部８５Ａの各端部に近接スイッチ８５Ｂが
設けられ、ワークの確認を行う。

【００２７】（その他）図１２に示すように、プレス式
パンチャー２４の上金型１１１には１個のパンチ１１３
が組み込まれ、下金型１１５には１個のダイ１１７が組
み込まれている。また、装置台車３９に対し、各サーボ
モータ４３、６７の電源や制御信号を伝えるための各電
気ケーブル、さらにはチャック機構７９の油圧を供給す
る油圧ケーブルを通すためのケーブルベア１１９、１２
１が、ガイドレール３７の設けられるベースフレーム１
２３と装置台車３９の間（図５）、及び装置台車３９と
チャック機構７９との間（図６）の間に設けられる。

【００２８】ベースフレーム１２３の下には、油圧、エ
ア圧などを供給するためのポンプ１２５が備えられる
（図５図６）。リミットスイッチや近接スイッチが制御
の必要に応じて各所に設けられる。

【００２９】（動作）図１または図２において、ワーク
である平鋼２１が搬送ローラ２３の上を、右方向から左
方向へ搬入されると、平鋼２１の先端は先端ストッパー
２７に当接し位置決めされる。また、プッシャー３１が
働いて幅方向へ押され、幅方向ストッパー３３に受け止
められる。この位置決め状態は、リミットスイッチによ
り検出される。

【００３０】この検出が行われると、所定位置で待機し
ていた装置台車３９の第二駆動手段であるサーボモータ
６７が働き、歯付きプーリー７１、７５及びベルト７３
を介してナット７７が回転しねじ棒６５が前進するの
で、２本の支持ロッド５９からなるアームが前進する。

【００３１】この時、アームの先端のチャック機構７９
は閉じており、閉じた状態で平鋼２１を押し、平鋼２１
を完全に位置決めする。この状態で油圧シリンダ９５が
戻り、開きバネ９１の付勢力によってチャック機構７９
が開く。すなわち、上チャック９７と下チャック１０１
とが上下方向に離れる。

【００３２】その後、再び第二駆動手段のサーボモータ
６７が働いてアーム及びチャック機構７９が前進する。
そして油圧シリンダ９５が働いて、チャック機構７９が
閉じ、平鋼２１をつかむ。この時、上下チャック９７、
１０１に設けられた歯１０５により、大きな摩擦によっ
て平鋼２１をしっかり固定できる。

【００３３】次に、第一駆動手段のサーボモータ４３が
働いて、歯付きプーリー４７、５１及びベルト４９を介
してナット５３が回転し、装置台車３９はガイドレール
３７の上を移動する。これにより所定の位置まで平鋼２
１は移動される。また同時に、第二駆動手段のサーボモ
ータ６７も働いて、平鋼２１の幅方向の位置合わせも行
われる。

【００３４】このようにして位置合わせが行われた後、
プレス式パンチャー２４が働き孔明けが行われる。この
位置合わせと孔明けは１回でも良く、あるいは複数回行
うことも可能である。そして、第一駆動及び第二駆動手
段のサーボモータ４３、６７の回転量が制御されること
で、千鳥に配置された孔を孔明けすることが可能とな
る。図示しない制御装置により、これらのサーボモータ
４３、６７及びプレス式パンチャー２４などのの制御が
行われる。

【００３５】このようにしてチャック機構７９により平
鋼２１がつかまえられた状態でパンチングが行われ孔明
けが行われるが、このパンチングの際の衝撃力は、衝撃
吸収ばね８１によって吸収されるので、直接にチャック
機構７９に伝わって悪影響を及ぼし、チャック機構７９
のボルトの割れやガタが生じるのを防止できる。

【００３６】所定の孔明けが行われると、再び第一駆動
手段のサーボモータ４３あるいは第二駆動手段のサーボ
モータ６７が働いて、ハンドリング装置が平鋼２１を搬
出用の搬送ローラ２５の上へ位置合わせする。そして、
油圧シリンダ９５が戻り、開きバネ９１の付勢力によっ
て上チャック９７と下チャック１０１とが離れ、平鋼２
１が外れ、搬送ローラ２５によって搬出される。

【００３７】（他の実施形態）以上の実施形態において
は、上チャック９７の歯１０５は、左右端部と中央との
３か所に設けられるが、他の実施形態においては左右の
みに設けることが可能である。このようにすることで、
上下チャック９７、１０１のそれぞれの歯１０５は平鋼
２１を挟んで千鳥状に配置され、平鋼２１の弾性を利用
してしっかりとつかむことが可能となり、しかも上下チ
ャック９７、１０１の歯１０５が同じ場所をつかむこと
によって生じる傷を防止することが可能となる。

【００３８】また、以上の実施形態においては上チャッ
ク９７と下チャック１０１との歯１０５の数は３対１で
あったが、他の実施形態においては２対１、１体２、１
体３、３対２、２体３、３対３、３対４、４体３、４対
４など任意の数と組み合わせにすることが可能である。

【００３９】また、以上の実施形態においては、プレス
式パンチャー２４には一対のパンチ１１３とダイ１１７
のみが設けられるものであったが、他の実施形態におい
ては複数対のパンチ１１３とダイ１１７を設けることも
可能である。板圧が薄いワークであれば、複数対のパン
チ１１３とダイ１１７を設けることで、１度のパンチン
グで複数の孔を明けることが可能である。

【００４０】また、以上の実施形態では、搬送手段は搬
送ローラ２３、２５であったが、他の実施形態ではで、
他の搬送手段、例えば搬送コンベアであっても良い。ま
た、以上の実施形態では、駆動手段においてナット５
３、７５が回転しねじ棒５５、６５は回転しないもので
あったが、他の実施形態では、この関係を逆にし、ナッ
ト７３、７５４を装置台車３９に固定しねじ棒５５、６
５を回転させるものとしても良い。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、第１、２、３、ま
たは４の発明によれば、装置台車が第一駆動手段によっ
てガイドレール上を移動し、第二駆動手段によってアー
ムを前進させ、アームの先端のチャック機構によりワー
クをつかんでプレス式パンチャーに対する位置合わせを
行い、孔明けを行った後、再び搬送手段で搬出を行う。
これにより、搬送手段はワークを正確に搬送する必要は
なく、ハンドリング装置のみが正確なワークの位置合わ
せを行えれば良い。したがって、装置のコストを低くで
きる。

【００４２】また、第２、３、または４の発明によれ
ば、搬送手段は従来の搬送ローラを用いることができ、
したがって設備費を安価なものにすることが可能であ
る。また、搬入されてきたワークである平鋼の位置決
めは、位置決め機構のストッパーによって先端が受け止
められ、プッシャーによって幅方向へ押され幅方向スト
ッパーに受け止められることで幅方向の位置決めが行わ
れる。

【００４３】また、第一駆動手段及び第二駆動手段は共
にサーボモータ、歯付きプーリー、ベルト、ねじ棒、及
びナットなどにより簡単でしかも正確な駆動が行える。
また、アームは二本の支持ロッドにより安定して支持さ
れる。また、チャック機構も、上チヤック、下チャッ
ク、開きバネ、油圧手段などの簡単な構造により、しっ
かりと平鋼をつかむことができる。

【００４４】また、第３、または４の発明によれば、チ
ャック機構は衝撃吸収バネを介してアームに取り付けら
れるので、孔を明けるパンチングの際の衝撃によってチ
ャック機構へ悪影響が及ぶのを防止できる。また、第４
の発明によれば、さらに、チャック機構は部分的に形成
された歯によってワークに接触するので、ワークをしっ
かりつかむことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係るハンドリング装置
が設けられる設備全体を示す平面図である。

【図２】図１のプレス式パンチャーの部分を表す正面図
である。

【図３】図１の側面図である。

【図４】図１のハンドリング装置だけを拡大して示す図
である。

【図５】（Ａ）は図４の正面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部
を示す断面図である。

【図６】図３のハンドリング装置を示す拡大図である。

【図７】図６の要部を示す縦断面拡大図である。

【図８】図７の水平断面図である。

【図９】図８を右方向から見た図である。

【図１０】図７及び図８のチャック機構に用いられる上
チャックを示すもので（Ａ）は底面図（Ｂ）は側面図である。

【図１１】図７及び図８のチャック機構に用いられる下
チャックを示すもので（Ａ）は平面図（Ｂ）は側面図である。

【図１２】（Ａ）は図２のプレス式パンチャーのみを示
す正面図（Ｂ）は（Ａ）のパンチとダイを示す拡大図である。

【図１３】この実施形態に係るハンドリング装置が扱う
ワークである平鋼を部品とする製品であるスチールセグ
メントを示す斜視図である。

【符号の説明】

１スチールセグメント３主桁５継手板７スキンプレート９縦リブ１１ボルト孔２１平鋼２３、２５搬送ローラ２４プレス式パンチャー２６ローラ２６Ａローラ駆動モータ２７先端ストッパー２９油圧シリンダ３１プッシャー３３ストッパー３５ハンドリング装置３７ガイドレール３９装置台車４１スライダー４３台車フレーム４５モータ軸４７歯付きプーリー４９歯付きベルト５１歯付きプーリー５３ナット５５ねじ棒５９支持ロッド５９Ａリニアブッシュ５９Ｂ蛇腹５９Ｂ、６５Ａ６１先端フレーム６３後端フレーム６５ねじ棒６７サーボモータ６９モータ軸７１歯付きプーリー７３歯付きベルト７５歯付きプーリー７７ナット７９チャック機構８１衝撃吸収バネ８３チャックフレーム８５左右部分８７上あご部材８９下あご部材９１開きバネ９３オイルレスベアリング９５油圧シリンダ９７上チャック９８ボルト孔９９ボルト１０１下チャック１０２ボルト孔１０３ボルト１０５歯１０７突起１１１上金型１１３パンチ１１５下金型１１７ダイ１１９、１２１ケーブルベア１２５ポンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークを搬送手段で搬入し、プレス式パ
ンチャーで孔を明け、搬送手段で搬出する際に、前記ワ
ークをつかんで前記プレス式パンチャーに対する位置合
わせを行うハンドリング装置であって、前記搬入用の搬送手段に平行に設けられるガイドレール
と、このガイドレール上を移動可能に設けられる装置台
車と、前記装置台車の前記移動を行う第一駆動手段と、
装置台車から前記搬入用の搬送手段上のワークに向かっ
て前進後退可能なアームと、この前進後退を行う第二駆
動手段と、前記アームの先端に設けられ油圧手段によっ
て前記ワークをつかむチャック機構と、前記第一駆動手
段、前記第二駆動手段、および前記油圧手段を制御する
制御手段と、を備えたことを特徴とするプレス式孔明け
用ハンドリング装置。
【請求項２】前記ワークは平鋼であり、前記搬送手段
は搬送ローラであり、搬入用の搬送ローラの終端付近に
は搬入されてきた平鋼を位置決めする位置決め機構が設
けられ、この位置決め機構は、平鋼の先端を受け止める
先端ストッパーと、平鋼を搬送ローラの幅方向へ押すプ
ッシャーと、押された平鋼を受け止める幅方向ストッパ
ーと、を有し、前記第一駆動手段は、前記装置台車に搭
載されたサーボモータと、このサーボモータから歯付き
プーリーおよびベルトによって回転力が伝えられ前記装
置台車に回転可能に取り付けられるナットと、このナッ
トに螺合し前記ガイドレールに沿って取り付けられるね
じ棒と、からなり、前記アームは、前記装置台車に対し
スライド可能に支持され前記搬入用の搬送手段上のワー
クに向かって前進後退可能な２本の支持ロッドを有して
成り、前記第二駆動手段は、前記装置台車に搭載された
サーボモータと、このサーボモータから歯付きプーリー
およびベルトによって回転力が伝えられ前記装置台車に
回転可能に取り付けられるナットと、このナットに螺合
し先端が前記アームに固定されるねじ棒と、からなり、
前記チャック機構は、上チャックと、この上チャックと
噛み合う下チャックと、これら上下チャックを開く方向
に付勢する開きばねと、を有してなり、前記制御手段
は、前記第一駆動手段、または前記第二駆動手段を往復
動させて複数の千鳥に配置された孔の孔明け動作を行わ
せることを特徴とする請求項１に記載のプレス式孔明け
用ハンドリング装置。
【請求項３】前記チャック機構は、前記アームに対し
衝撃吸収ばねを介して取り付けられることを特徴とする
請求項１、または２に記載のプレス式孔明け用ハンドリ
ング装置。
【請求項４】前記チャック機構のワークに接触する部
分には、部分的に歯が形成されていることを特徴とする
請求項１、２、または３に記載のプレス式孔明け用ハン
ドリング装置。