JP2005178172A - 木材プレカット加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】加工材の先端及び後端を精度よく検出する木材プレカット加工機を提供する。
【解決手段】(1-1)必要に応じて搬送路の加工機本体部側の所定位置にセットされる当接板381。(1-2)当接板は、加工材の送り方向に移動可能。(1-3)当接板を加工材の送り方向と反対方向へ付勢する付勢部材385。(1-4)当接板の移動量を検出するセンサー。(1-5)当接板の所定位置からの移動量をセンサーの検出信号から算出し、端部基準位置とする端部位置決定手段。(4-1)当接板を上流側と下流側に設ける。(4-2)上流側搬送路上の加工材の後端を把持し、加工機本体部に向かって移送するキャリー装置。(4-3)当接板の移動開始を検出したら直ちにキャリー装置を停止させる即時停止制御手段。(4-4)搬送路上の加工材の先端を把持し、加工材の移送と位置決めとを実行する移送位置決め装置。(4-5)当接板の移動開始を検出したら、さらに所定量(10mm)移動した後に停止させる移動後停止制御手段。
【選択図】図７

Description

本発明は、木材プレカット加工機に係り、特に、加工機のコンベア上を長手方向に移送されて加工位置にセットされる加工材の先端又は後端位置の検出技術に関する。

従来、木材プレカット加工機として、コンベア上を長手方向に加工材を移送し、加工位置に停止させ、所定の加工を行う様に構成された装置が知られている。この種の加工機では、加工材の長手方向の位置と加工機（加工主軸）の位置とが精度よく位置合わせされなければならない。

多くの場合は、加工材を停止させた時、その先端又は後端の位置を検出し、その位置を基準として機械又は加工材を移動させて各種の加工を行っている（特許文献１）。この加工材の先端位置を検出する方法としては、ローラコンベア上で加工材を長手方向に送りながらストッパーにその先端又は後端を衝突させて停止させ、ストッパーの位置を基準位置とする方法がとられている。すなわちストッパーの当接面の位置を加工材の先端又は後端の位置としている。

しかしながら、この種の加工機において、大きく長い加工材はストッパーへ衝撃的にぶつかり、ストッパーが押されて後退して精度が悪くなったり、衝撃でストッパーを破損したり、加工材が損傷を受けたりする場合がある。

一方、小さく短い加工材は、ストッパーヘの押し付け力が弱く、ストッパーに衝突した反動でストッパーから離れてしまい、位置決め精度が悪くなる場合がある。また送材途中で姿勢が悪くなったり引っ掛かったりして送材すること自体に問題が出る場合がある。

また、従来の加工機として、加工機に送り込まれた加工材の先端を把持し、サーボモータによる位置制御によって正確な位置へと加工材を移送する移送位置決め装置を備えたものが知られている（特許文献２）。

しかしながら、加工材の後端の加工を行う場合にその全長が狂っている場合がある。この様な場合、特許文献２の加工機では、先端を基準にして移送制御を行うので全長の狂い分が後端の加工精度（加工される仕口継ぎ手の長さ）に影響するという問題がある。
実開昭５４−９０７１（特許請求の範囲） 特開２００１−３４７５０３（請求項５）

そこで、本発明は、木材プレカット加工機に投入される加工材の端部の位置を精度よく検出することを第１の目的とする。また、木材プレカット加工機における加工精度の向上をさらなる目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明の木材プレカット加工機は、加工機本体部と、該加工機本体部に向かって加工材を搬送する搬送路とを有し、さらに以下の構成を備えることを特徴とする。
（１−１） 必要に応じて前記搬送路の加工機本体部側の所定位置にセットされる当接板を備えていること。
（１−２） 前記当接板は、加工材の送り方向に移動可能であること。
（１−３） 前記当接板を加工材の送り方向と反対方向へ付勢する付勢部材を備えていること。
（１−４） 前記当接板の移動量を検出するセンサーを備えていること。
（１−５） 前記当接板の前記所定位置からの移動量を前記センサーの検出信号から算出し、加工の際の端部基準位置とする端部位置決定手段を備えていること。

かかる構成を有する本発明の木材プレカット加工機によれば、加工機本体部に向かって移送されてきた加工材の先端が当接板に当接すると、当接板は加工材に押されて移送方向に移動する。このとき、付勢部材による反発力で、当接板は加工材の端部にしっかりと密着した状態で移動する。従って、加工材が長大な場合に当接板が損傷したり、逆に、短小な加工材が反動で当接板から離れて停止するといったことがなく、当接板に加工材を柔軟に受け止めさせ、当接したままで停止させることができる。この間の当接板の移動量はセンサーによって検出される。この結果、加工材の端部の位置は、当接板のセット位置を原点としたとき、原点からセンサーによって検出された移動量だけ移送方向に移動した位置として精度よくこれを決定することができる。本発明の木材プレカット加工機によれば、こうして精度よく端部の位置を決定できるので、加工精度を向上することができる。

ここで、上記本発明の木材プレカット加工機は、さらに以下の構成を有するものとすることができる。
（２−１） 前記搬送路上の加工材を前記加工機本体部に向かって移送する装置であって、移送中に入力される停止指令に基づいて作動するブレーキを有するキャリー装置を備えていること。
（２−２） 前記センサーにより前記当接板の移動開始を検出したら直ちに前記キャリー装置を停止させる即停止制御手段を備えていること。

かかる構成を有する本発明の木材プレカット加工機によれば、正確な位置決め機能を有しないキャリー装置によって加工材を送り込み、その端部の位置を精度よく検出することができる。この結果、精度よく位置決めしたのと同じ効果が得られる。キャリー装置は、例えば、流体シリンダ（エアシリンダ、油圧シリンダ）やモータ駆動式搬送ローラ等、中間位置について正確に制御しないタイプのアクチュエータを駆動源とすることができる。キャリー装置によって送り込まれる加工材は、その先端が当接板に当接した後、即停止制御手段によって停止されるが、実際に停止するまでにオーバーランする。このオーバーランの量は、加工材の有する慣性力によって左右される。しかし、本発明の木材プレカット加工機では、オーバーランによる当接板の移動量をセンサーで検出し、これに基づいて加工材の先端位置を精度よく検出することができる。逆に、ストッパーとして機能する当接板を備えたにも拘わらず、この当接板を加工材のオーバーランと共に移動させ、その移動量から加工材の先端位置を検出する構成とすることにより、簡単な制御で精度よく先端位置を検出することができ、精度の高い加工に寄与することができる。

また、本発明の木材プレカット加工機は、さらに以下の構成を有するものとすることができる。
（３−１） 前記搬送路上の加工材の先端を把持し、該加工材の移送と位置決めとを実行する移送位置決め装置を備えていること。
（３−２） 前記センサーにより前記当接板の移動開始を検出したら、前記移送位置決め装置を、さらに所定量移動した後に停止させる移動後停止制御手段を備えていること。

かかる構成を有する本発明の木材プレカット加工機によれば、加工開始後の位置決めは移送位置決め装置によって実施する。ここでいう移送位置決め装置としては、キャリー装置と違ってサーボモータ等により正確な位置制御が可能なものが対象となる。この構成を有する木材プレカット加工機は、特に、後端部の加工精度を向上させる上で極めて有利である。通常、移送位置決め装置を有する加工機では、移送位置決め装置によって精度よく位置決めできることから加工精度は高いものとなる。

しかしながら、加工材は、前工程での加工により、例えば、全長が若干狂っている場合がある。このため、移送位置決め装置による位置制御は、後端については正確なものとならない場合があり得る。

そこで、上記構成を有する本発明の木材プレカット加工機では、後端への加工の際には、移送位置決め装置によって、加工材を下流側の搬送路へと一旦持ち出す。その後、当接板を所定位置にセットし、移送位置決め装置を前進させて加工材の後端を当接板に当接させる。当接板に加工材の後端が当接すると、当接板が上流側に向かって押圧移動されるので、加工材と当接板の接触をセンサーで検出することができる。加工材と当接板の接触が検知できたら、移送位置決め装置を微少距離（例えば１０ｍｍ程度）だけ、さらに前進させてから停止させる。こうすることで、加工材の後端と当接板とが確実に接触した状態とすることができる。そして、この停止時のセンサー信号から算出される当接板の上流側への移動量と、当接板のセット時の原点位置と、から加工材の後端の正確な位置を知ることができる。

また、本発明の木材プレカット加工機は、以下の構成を有するものとすることができる。
（４−１） 前記当接板を、前記加工機本体部の上流側搬送路の下流端側所定位置と下流側搬送路の上流端側所定位置のそれぞれに対してセットし得る様に上流側と下流側に設けること。
（４−２） 前記搬送路上の加工材の後端を把持し、該加工材を前記加工機本体部に向かって移送するキャリー装置を備えていること。
（４−３） 前記センサーにより前記当接板の移動開始を検出したら直ちに前記キャリー装置を停止させる即停止制御手段を備えていること。
（４−４） 前記搬送路上の加工材の先端を把持し、該加工材の移送と位置決めとを実行する移送位置決め装置を備えていること。
（４−５） 前記センサーにより前記当接板の移動開始を検出したら、前記移送位置決め装置を、さらに所定量移動した後に停止させる移動後停止制御手段を備えていること。

かかる構成を有する加工機によれば、加工材の先端位置は、上流側搬送路の下流端側所定位置にセットした当接板の移動量から精度よく検出でき、加工材の後端位置は、下流側搬送路の上流端側所定位置にセットした当接板の移動量から精度よく検出できる。よって、この加工機では、キャリー装置で加工材を加工機本体部へ送り込む際に上流側搬送路の下流端側所定位置に上流側用の当接板をセットして先端位置を検出した後、その場でクランプして加工機による先端部への加工を精度よく実行することができる。その後、移送位置決め装置で加工材の先端を把持して移送位置決めしながら中間部への加工を精度よく実施することもできる。そして、後端部に対して加工が必要な場合は、下流側搬送路の上流端側所定位置に当接板をセットし、この当接板の移動量から精度よく後端位置を検出し、この後端位置を加工の基準位置にすることで、全長が若干狂っている様な加工材であっても、後端部に形成すべき継ぎ手や仕口を精度よく加工することができる。

なお、本発明の木材プレカット加工機は、さらに以下の様に構成するとよい。
（５−１） 前記当接板は、当該加工機で加工可能な最大材成の加工材の材成とほぼ同じ高さを有すること。

例えば、横架材プレカット加工機であれば、一般的な木造住宅における横架材の最大材成である４５０ｍｍ程度の高さを有する当接板を採用するとよい。これにより、例えば、既に前工程で端面部に対する加工が行われている加工材であっても、その先端及び後端に確実に当接することができ、精度のよい位置決めが実行できるからである。

本発明によれば、加工材の端部の位置を精度よく検出し、加工精度を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。実施の形態は、横架材プレカット加工機１に関するものである。図１に示す様に、この横架材プレカット加工機１は、大きく分けて、投入コンベア部１００と、加工機本体部３００と、取り出しコンベア部５００とから構成されている。そして、この横架材加工機１は、図１において、左側から加工材を投入し、右側に移送位置決めしながら加工し、加工済材を右側から取り出す構成になっている。また、実施形態の横架材プレカット加工機１は、最小材成９０ｍｍから最大材成４５０ｍｍまでの範囲の横架材を加工対象とするものである。

投入コンベア部１００は、素材ストックコンベア１１０と、取り込み装置１３０と、投入コンベア１５０と、投入キャリー装置１７０とから構成されている。

素材ストックコンベア１１０は、前後方向に動くチェーンコンベアによって構成されている。そして、上面に載置した加工材を、取り込み装置１３０に向かって前後方向に移送する。素材ストックコンベア１１０上に載置された加工材の先頭のものは、この移送動作によって取り込み装置１３０のストッパに当接する位置まで移動され、取り込み位置に待機させられる。

取り込み装置１３０は、上下動及び前後動をすることができる様に構成されている。そして、取り込み装置１３０は、そのストッパに当接して待機している素材ストックコンベア１１０上の先頭の加工材を、上昇動作によって素材ストックコンベア１１０から持ち上げ、前進動作によって投入コンベア１５０の上方へと横移送し、下降動作によって投入コンベア１５０の上に加工材を受け渡す動作を実行することができる様に構成されている。この取り込み装置１３０による加工材の取り込み動作により、素材ストックコンベア１１０上の先頭の加工材が持ち上げられると、次の加工材が素材ストックコンベア１１０のチェーンコンベアの前進動作によって取り込み位置に供給され、待機した状態となる。

投入コンベア１５０は、フリーローラコンベアによって構成されている。投入コンベア１５０は、そのローラ上に加工材を載置し、加工機本体部３００へと加工材を移送する役割を担っている。

投入キャリー装置１７０は、２本のエアシリンダと加工材把持装置とを備えている。このエアシリンダの内の１本のエアシリンダは、投入キャリー装置１７０の本体部分を左右動させるものであり、もう１本のエアシリンダは、加工材把持装置を動作させるためのものである。投入コンベア１５０上に取り込まれた加工材Ｗは、この投入キャリー装置１７０の把持装置によってその上面部を把持され、加工機本体部３００に備えられた左側ストッパー装置３８０に当接するまで左右方向に移送される。なお、投入キャリー装置１７０は、この左右方向への移送の際の加工材Ｗの位置制御は行っていない。

加工機本体部３００は、その左右に設置されたテーブルローラ群３１０，３１０と、左側クランプ装置３２０と、右側クランプ装置３５０と、左側ストッパー装置３８０と、右側ストッパー装置３９０と、加工機本体４００と、刃物置き場４５０とを備えている。

テーブルローラ群３１０は、回転自在のローラ群によって構成され、バイステーブル上や加工機本体３００の前部に装備されている。テーブルローラ群３１０は、ローラ上に載置した加工材を、その長手方向（左右方向）に移送する役割を担っている。加工材移送のための駆動は、投入キャリー装置１７０又は後述の加工材移送位置決め装置５１０による。なお、加工機本体３００の前部のローラー群は、加工時に刃物との干渉を避ける為に下方向に退避することができる様に構成されている。

左側クランプ装置３２０は、図２，図３に示す様に、下部に求心バイス３２１を、上部に求心機能を持った上押さえ装置３２３を備えている。左側クランプ装置３２０は、加工材の右端部及び中間部に対して加工をする際に加工材を固定する役割を担っている。この加工材の固定は、求心バイス３２１による前後方向（加工材断面の左右方向。以下、同じ。）からのクランプと、上押さえ装置３２３による上方及び前後方向からの押圧により実行される。

右側クランプ装置３５０も、図２，図３に示す様に、下部に求心バイス３５１を、上部に求心機能を持った上押さえ装置３５３を備えている。右側クランプ装置３５０は、加工材の左端部に対して加工をする際に加工材を固定する役割を担っている。この加工材の固定は、求心バイス３５１による前後方向からのクランプと、上押さえ装置３５３による上方及び前後方向からの押圧により実行される。

左側ストッパー装置３８０は、図２，図３に示す様に、加工機本体部３００に対してその左側から右方向に移送されてきた加工材の端面に当接する当接板３８１を備えている。この当接板３８１は、右方向に動くことができる様に取り付けられている。左側ストッパー装置３８０は、この当接板３８１の左右方向の動き量を検出するセンサー３８７（図８〜図１０参照）を備えている。なお、当接板３８１は、左側から移送されてきた加工材の右端面を当接させて停止させる役割を担っている。そして、この当接・停止の際の当接板３８１の動き量を、センサー３８７によって検出することにより、加工材の先端位置を求めることができる。加工材が停止した位置は、右端面加工及びその後の中間部の加工の基準位置になる。なお、左側ストッパー装置３８０は、加工時や、加工材通過時には、これらの動作を妨げないように、エアーシリンダ３８９で加工機本体部３００の前方に退避する構成となっている。

右側ストッパー装置３９０は、図２，図３に示す様に、加工機本体部３００の右側から左方向に移送されてきた加工材の端面に当接する当接板３９１を備えている。この当接板３９１は、左方向に動くことができる様に取り付けられている。右側ストッパー装置３９０は、この当接板３９１の左右方向の動き量を検出するセンサー３９７（図１０参照）を備えている。なお、当接板３９１は、右側から移送されてきた加工材の左端面を当接させて停止させる役割を担っている。そして、この当接・停止の際の当接板３９１の動き量を、センサー３９７によって検出することにより、加工材の後端位置を求めることができる。加工材が停止した位置は、左端面加工の基準位置になる。右側ストッパー装置３９０も、加工時や、加工材通過時には、これらの動作を妨げないように、エアーシリンダ３９９で加工機本体部３００の前方に退避する構成となっている。

加工機本体４００は、図１，図２に示す様に、６自由度の多関節ロボット４１０と、オートツールチェンジャ（ＡＴＣ）４３０とを備えている。多関節ロボット４１０は、ＡＴＣ４３０により選択された刃物をヘッド４１１の先端の加工主軸４１３に装着し、加工材の両端面及び四側面に対して、仕口継ぎ手の加工を行う。

刃物置き場４５０は、複数種類のカッター，キリ，鋸，ルータビットなどを装備している。ＡＴＣ４３０は、この刃物置き場４５０から加工に必要な刃物を選択して取り出し、多関節ロボット４１０に装着し、加工終了後は、当該刃物を多関節ロボット４１０から取り外して刃物置き場４５０の元あった位置に戻す。

取出しコンベア部５００は、図１に示す様に、加工材移送位置決め装置５１０と、取り出しコンベア５３０と、取り出し装置５５０と、加工済材ストックコンベア５７０とを備えている。

加工材移送位置決め装置５１０は、サーボモータによって位置制御され、加工材を長手方向に移動する。その移動範囲は、左側ストッパー装置３８０の近くから、取り出しコンベア５３０の右端部近くまでになっている。加工材位置決め装置５１０は、２本のエアシリンダを備えており、その内の１本のエアーシリンダにより加工材把持装置を開閉して加工材のクランプ・アンクランプを実行する。また、もう１本のエアーシリンダにより、加工材把持装置を上方に退避させることができる。加工材移送位置決め装置５１０は、加工材の右端（先端）を把持して長手方向（左右方向）に移送及び位置決めをする。これにより、加工位置、加工済材の排出位置などの位置決めを行うことができる。また、投入キャリー装置１７０によって左側ストッパー装置３７０まで移送された加工材のそれ以降の移送位置決め工程を受け持つ。加工材の左端面を検出するために、加工材を右側ストッパー装置３９０の当接面に加工材の左端面が当接するまで送る。

取り出しコンベア５３０は、フリーローラコンベアによって構成され、加工機本体部３００から送り出される加工材を載置する。

取り出し装置５５０は、取り出しコンベア５３０上の加工済材を加工済材ストックコンベア５７０上に取り出す。

加工済材ストックコンベア５７０は、手前に傾斜したホイールコンベアによって構成され、取り出し装置５５０によって取り出された加工済材を載置する。そして、ホイールコンベアの傾斜を利用して、加工済材を前方向に自重で移動させる。

次に、左側クランプ装置３２０及び右側クランプ装置３５０について、図１〜図６に基づいて詳細な構造を説明する。なお、クランプ装置３２０，３５０は、構造的には同一であるから、右側クランプ装置３５０についてのみ説明し、左側クランプ装置３２０の説明は省略する。

右側クランプ装置３５０の備えている求心バイス３５１は、油圧源からの作動油の供給を受けて一対のバイスが作動しワークをクランプさせるバイス装置であって、前記一対のバイスの一方をそれぞれ固定的に支持するとともにバイスの他方をそれぞれ摺動可能に支持する２本のラムを備え、それぞれのラムの中心軸部にはクラッキング圧が油圧源の圧力より低く、かつ油圧源の圧力の１／２より高く設定されたチェック弁を備える油圧通路がラムの全長にわたって形成され、ラムの両端部にはそれぞれ前記油圧通路に連通し、ラムを摺動可能に挿通する油圧室をそれぞれ形成したシリンダを備えるとともに、同シリンダの一方には前記油圧源からの作動油を同シリンダの前記それぞれの油圧室に供給させるためのポートが形成され、かつ他方のシリンダの前記それぞれの油圧室が連通されていることを特徴とするものであって、例えば実公平３−４０５４３と同一の構造を有する。より詳細な構造については、実公平３−４０５４３号公報を参照されたい。

なお、本実施形態では、求心バイス３２１，３５１のバイス高さ（テーブル面からバイス先端までの高さ）を５０ｍｍとしてある。これは、本実施形態の横架材プレカット加工機１で加工する予定の横架材の最小材成９０ｍｍに対し、移送位置決め装置５１０によるクランプ代３０ｍｍを減じた６０ｍｍ以下とすることで、最小材成の横架材を、求心バイス３５１を越えて移送する際の干渉を回避するためである。こうしてバイス高さを低くして求心バイス３５１の干渉を避ける様にしたので、最小材成の横架材についても移送位置決め装置５１０による移送位置決めが可能となる。また、バイス高さを低くしたことは、移送位置決め装置５１０によって移送可能なことから、加工位置に搬送ローラを設けなくてよくなる。これによって多関節ロボット４１０が自由に動作する空間を確保することができている。また、バイス高さを低くしたことは、求心バイス３２１，３５１によるクランプ位置近傍での多関節ロボット４１０による加工を可能ならしめてもいる。

右側クランプ装置３５０の備えている上押さえ装置３５３は、求心バイス３５１の真上に位置する様に立設された門型のコラム３６１に設置されている。門型コラム３６１の上面には、上押さえ装置３５３を動作させるための上押さえシリンダ３６２が立設されている。また、コラム３６１の側面に、上下方向に伸びるガイドレール３６３が取り付けてある。このガイドレール３６３は昇降体３６４をガイドするためのものである。

昇降体３６４は、上押さえシリンダ３６２のロッドに連結され、シリンダの動作によって上下動する。昇降体３６４の両端に各２個ずつリニアベアリング３６５が取り付けられている。昇降体３６４は、このリニアベアリング３６５を介してガイドレール３６３に取り付けられている。この結果、昇降体３６４は、上押さえシリンダ３６２の動作により、リニアベアリング３６５を介してガイドレール３６３に沿って昇降する。昇降体３６４には、求心ガイド板３６６が取り付けてある。なお、図４に点線で示した符号３６４ａの部品は、求心ガイド板３６６を取り付けるために昇降体３６４に設けた座である。

求心ガイド板３６６の両面には、求心ガイドレール３６７が、ハの字状（実施例では４５度）に取り付けられている。そして、この求心ガイドレール３６７に、右ブラケット３６９及び左ブラケット３７０が、それぞれリニアベアリング３６８を介して取り付けられている。右ブラケット３６９には、Ｌ字断面の右押さえ体３７１が、左ブラケット３７０には、同じくＬ字断面の左押さえ体３７４が、それぞれ取り付けられている。なお、これら右押さえ体３７１及び左押さえ体３７４は、いずれも、それらの上面当接部３７３，３７６に加工材が当接していない状態では、求心ガイドレール３６７に沿って自重でガイドレール最下端まで下がって、最大に開いた状態になっている。

この右側クランプ装置３５０で加工材Ｗをクランプする場合、求心バイス３５１を動作させて加工材Ｗの下部を求心状態でクランプすると共に、上押さえシリンダ３６２を動作させる。すると、昇降体３５４は右押さえ体３７１及び左押さえ体３７４と共に一体的下降する。このとき、各々の押さえ体３７１，３７４は、前述の様に、自重で、求心ガイドレール３６７の一番下まで下がっているので、お互いに一番開いた状態になっている。各押さえ体３７１，３７４の上面当接部３７３，３７６が加工材Ｗの上面に当接すると、各押さえ体３７１，３７４は、それ以上下降することができなくなる。しかし、シリンダ３６２のストローク動作により、昇降体３６４はさらに下降する。この昇降体の下降動作によって、各押さえ体３７１，３７４は、求心ガイドレール３６７の傾斜に従って互いに近付く方向へ移動し、加工材Ｗの幅方向に閉じる様に求心動作を実行する。そして、左右の押さえ体３７１，３７４の側面当接部３７２，３７５が加工材Ｗの側面に当接することで、加工材Ｗは、その上面側も求心的にクランプされることとなる。

なお、求心バイス３５１と上押さえ体３５３は、それらの求心動作の中心が一致する様に設置位置が調整されている。この結果、加工材Ｗは、求心バイス３５１と求心機能を有する上押さえ体３５３とにより、上下方向から挟まれると共に、下面側と上面側のそれぞれにおいて、幅方向からも挟まれる様にしてしっかりと求心されてクランプ固定される。

次に、左側ストッパー装置３８０及び右側ストッパー装置３９０について、図３，図７〜図９に基づいて説明する。

左側ストッパー装置３８０は、投入キャリー装置１７０によって右方向に移送される加工材Ｗを位置決めする役割を担っている。投入キャリー装置１７０によって移送される加工材Ｗは、その右端面が当接板３８１に当接した後も、当接板３８１と共に、若干オーバーランして停止する。このとき、センサー３８７によって当接板３８１の変位を検出する事により加工材Ｗの先端位置を求めることができる。加工材Ｗが停止した位置は、右端面加工及びその後の中間部の加工の基準位置になる。加工時や加工材通過時はそれを妨げないように、左側ストッパー装置３８０を支えているアーム３８８がエアーシリンダ３８９によって旋回動作し、左側ストッパー装置３８０を加工機本体部３００の前方に退避させる。

右側ストッパー装置３９０は、加工材位置決め装置５１０によって左方向に移送される加工材Ｗを位置決めする役割を担っている。加工材位置決め装置５１０によって移送される加工材Ｗは、その左端面が当接板３９１に当接した後も、当接板３９１と共に、若干オーバーランして停止する。このとき、センサー３９７によって当接板３９１の変位を検出する事により加工材Ｗの後端位置を求めることができる。加工材Ｗが停止した位置は、左端面加工の基準位置になる。加工時や加工材通過時はそれを妨げないように、右側ストッパー装置３９０を支えているアーム３９８がエアーシリンダ３９９によって旋回動作し、左側ストッパー装置３８０を加工機本体部３００の前方に退避させる。

左側ストッパー装置３８０と右側ストッパー装置３９０は、構造は同じであるが、以下の様に、制御の内容が違う。

左側ストッパー装置３８０に当接される加工材Ｗは、キャリー装置１７０によって移送されるものである。キャリー装置１７０は、エアーシリンダを駆動源とするものなので、それ自身の正確な位置制御をしていない。このため、本実施形態では、左側ストッパー装置３８０の当接板３８１が下流側に押されたことをセンサー３８７で検出したときにキャリー装置１７０に対して停止信号を出力することとしている。このため、左側ストッパー装置３８０の当接板３８１に当接した加工材Ｗは、キャリー装置１７０と共に若干のオーバーランを伴って停止する。このオーバーランによる移動量は、加工材Ｗが長大で慣性が大きいほど大きくなる。従って、オーバーラン量は一定ではなく、例えば、数ｍｍ〜数十ｍｍと幅がある。こうして停止した加工材Ｗの先端位置は、左側ストッパー装置３８０の当接板３８１の原点位置からの移動量によって特定されることになる。

一方、右側ストッパー装置３９０に当接される加工材Ｗは、加工材移送位置決め装置５１０によって移送される。加工材移送位置決め装置５１０は、サーボモータにより制御されているので、それ自体が加工材Ｗを正確に位置決めする機能を有している。しかも、加工材移送位置決め装置５１０は、加工材Ｗの先端を把持しているので、先端位置を基準とした位置決めとなっている。よって、その位置決め精度は正確なものであるといえる。しかしながら、加工材Ｗの全長が狂っている場合は、後端部の位置が長さの長短に応じてずれる。この全長の誤差が後端部の加工精度に影響を与える。右側ストッパー装置３９０は、この全長の誤差による後端位置を検出する役割を担うものである。そして、加工材Ｗの後端が当接板３９１に当接しても、加工材移送位置決め装置５１０による移送動作を即停止させるのではなく、ある量（例えば１０ｍｍ）を更に送って停止させることで、意図的にオーバーランした状況を作る。そして、この意図的なオーバーランによる当接板３９１の変位量を検出し、加工材Ｗの後端位置を検出するのである。

各ストッパー装置３８０，３９０の当接板３８１，３９１は、上下方向に長く、加工材Ｗの最大高さである４５０ｍｍとされている。本実施の形態は、前工程で全長切断及び先端，中間，後端に対しての加工が施された加工材を本加工機１に供給し、前工程で加工できなかった加工を行っている。従って、先端又は後端は切断のみの状態でなく、継ぎ手や仕ロが加工されている。この先端を安定的に当接させるためには、前述の様に当接板が加工材の最大高さ近くまで必要になるのである。

次に、ストッパー装置３８０，３９０の構造を、図７〜図９に基づいて、左側ストッパー装置３８０で説明する。

左側ストッパー装置３８０は、既に説明した様に、加工材Ｗの先端を当接させる当接面３８２を有する当接板３８１を備え、投入コンベア１５０の上部に位置する様に設置され、不要な場合は退避する様に構成されている。

当接板３８１には、ガイドシャフト３８３が取り付けられている。このガイドシャフト３８３は、ガイド３８４により、軸方向（加工材の移送方向）の動作をガイドされている。また、左側ストッパー装置３８０は、エアーシリンダ３８５を備えている。このエアーシリンダ３８５は、ロッド３８６の動きを検出し、制御装置７００に入力するリニアセンサー３８７を備えている。そして、当接板３８１は、このエアーシリンダ３８５のロッド３８６に接続されている。

エアシリンダー３８５は、ロッド３８６を、常に出の状態に制御する様に構成されている。従って、当接板３８１には、左方向への押圧力が作用することになる。よって、当接板３８６は、加工材Ｗが当接していない状態では、一番左に戻った状態となる様に制御されている。

次に、制御装置７００の概略構成を、図１０のブロック図に基づいて説明する。制御装置７００は、プログラムに従って演算処理を実行するコンピュータによって構成されており、入力部７１０には、加工データの他に、ストッパー装置３８０，３９０のセンサー３８７，３９７の検出信号や、サーボモータ等のアクチュエータの動作信号等が入力される。出力部７２０からは、入力されたデータや検出信号に基づいて演算部７３０が実行した演算処理の結果に基づいて、取り込み装置１３０、投入コンベア１５０、キャリー装置１７０、クランプ装置３２０，３５０、ストッパ装置３８０，３９０、多関節ロボット４１０、ＡＴＣ４３０、加工材移送位置決め装置５１０、取り出しコンベア５３０、取り出し装置５５０への制御信号を出力することによって横架材に対する各種の加工を実行する。

加工材を投入するタイミングになると、制御装置７００は、図１１に示す様に、投入キャリー装置１７０のエアシリンダ１７２に制御信号を出力し、投入キャリー装置１７０による加工材の把持を実行させる（Ｓ１０）。制御装置７００は、加工材Ｗの把持が完了したことを、経過時間又はエアシリンダ１７２からの停止信号の入力等によって検知したら（Ｓ２０：ＹＥＳ）、投入キャリー装置１７０のエアシリンダ１７１に対して制御信号を出力し、投入キャリー装置１７０を右方向に移動させる（Ｓ３０）。

この投入キャリー装置１７０の右方向移動に伴って、加工材Ｗが右方向に移送され、その先端が当接面３８２に当接する。加工材Ｗを移送する力は、リニアセンサー付きエアーシリンダ３８５の押し戻し力より強いので、当接板３８１は、加工材Ｗに押されて右方向に動き始める。当接板３８１の動きに伴ってロッド３８６がエアシリンダー３８５に押し込まれる。制御装置７００は、ロッド３８６が動き始めた事（押され始めた事）を、リニアセンサー３８７からの入力信号が変化し始めることによって検知し（Ｓ４０：ＹＥＳ）、投入キャリー装置１７０を停止させるための制御指令を出力する（Ｓ５０）。

この停止制御によって実際に停止するまでの間に加工材Ｗの慣性に応じた量のオーバーランをした後、加工材Ｗは停止し、当接板３８１もロッド３８６も停止する。リニアセンサー３８７からの信号は、停止制御指令後も制御装置７００に入力され続けている。制御装置７００は、停止制御を指令した後、リニアセンサー３８７からの検出信号が変化しなくなったことを検知したら（Ｓ６０：ＹＥＳ）、そのときの信号値に基づいて、当接板３８１の左方向への移動量を演算により算出し（Ｓ７０）、この算出結果に基づいて加工材Ｗの右先端位置を算出し（Ｓ８０）、記憶する（Ｓ９０）。この後、制御装置７００は、エアーシリンダ３８９に駆動信号を出力して、ストッパー装置３８０を退避位置へと移動させる（Ｓ１００）。制御装置７００は、Ｓ９０で記憶した右先端位置データを基準位置として、右端面部及び中間部に対する加工制御や移送位置決め制御を実行する（Ｓ１１０）。

一方、制御装置７００は、図１２に示す様に、加工材Ｗの左端面部に対する加工タイミングになると、移送位置決め装置５１０を、一旦、右方向の機械原点位置へと大きく移動させる（Ｓ２１０）。続いて、右側ストッパー装置３９０のエアシリンダ３９９に対して制御信号を出力し、待避位置から位置検出位置へと移動させる（Ｓ２２０）。そして、移送位置決め装置５１０を左方向に移動させ（Ｓ２３０）、加工材Ｗの左端面が右側ストッパー装置３９０の当接板３９１に当接するのを待つ（Ｓ２４０）。加工材Ｗの左端面が当接板３９１に当接したことは、リニアセンサー３９７から入力される信号が変化したときにこれを知ることができる。制御装置７００は、リニアセンサー３９７からの入力信号が変化したことを検知したら（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、移送位置決め装置５１０をさらに１０ｍｍ移動させてから停止させる（Ｓ２５０）。そして、このときのリニアセンサー３９７からの検出信号の値により、当接板３９１の移動量を算出し（Ｓ２６０）、この算出結果を右側ストッパー原点位置からマイナスした位置を加工材Ｗの後端位置として算出する（Ｓ２７０）。こうして算出した加工材Ｗの後端位置を基準位置として記憶し（Ｓ２８０）、右側ストッパー装置３９０を待避位置へ移動させた後（Ｓ２９０）、左端面部への加工制御を実行する（Ｓ３００）。

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限られることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の態様にて実施することができる。

例えば、加工材の先端位置あるいは後端位置を検出する点で優れている本発明は、横架材材加工機に限らず、柱材や羽柄材など他の種類の構造材のための加工機にも適用することができる。

また、ストッパー装置３８０，３９０の当接板３８１，３９１の変位を検出すると共に当接板を押し戻す機能を有するものとしてリニアセンサー付きエアーシリンダを採用したが、押し戻しのためにバネを使用したり、移動量検出のために独立したリニアセンサーを使用したりすることもできる。

また、加工材の上面部に当接して加工材を搬送するモータ駆動ローラ等を投入コンベア部のキャリー装置に採用してもよい。

実施の形態の横架材プレカット加工機の平面図である。 実施の形態の横架材プレカット加工機の加工機本体部の平面図である。 実施の形態の横架材プレカット加工機のクランプ装置及びストッパ装置の平面図である。 実施の形態の横架材プレカット加工機の上押さえ装置の正面図である。 実施の形態の横架材プレカット加工機の上押さえ装置の平面図である。 実施の形態の横架材プレカット加工機の上押さえ装置の右側面図である。 実施の形態の横架材プレカット加工機の右側ストッパ装置の一部断面で示す右側面図である。 実施の形態の横架材プレカット加工機の右側ストッパ装置の平面図である。 実施の形態の横架材プレカット加工機の右側ストッパ装置の背面図である。 実施の形態の横架材プレカット加工機の制御系統の概略構成を示すブロック図である。 実施の形態の横架材プレカット加工機の制御装置が加工材投入タイミングにおいて実行する制御処理の内容を示すフローチャートである。 実施の形態の横架材プレカット加工機の制御装置が左端面部加工タイミングにおいて実行する制御処理の内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１・・・横架材プレカット加工機
１００・・・投入コンベア部
１１０・・・素材ストックコンベア
１３０・・・取り込み装置
１５０・・・投入コンベア
１７０・・・投入キャリー装置
３００・・・加工機本体部
３１０・・・テーブルローラ群
３２０・・・左側クランプ装置
３２１・・・求心バイス
３２３・・・上押さえ装置
３３１・・・コラム
３３２・・・上押さえシリンダ
３３３・・・ガイドレール
３３４・・・昇降体
３３５・・・リニアベアリング
３３６・・・求心ガイド板
３３７・・・求心ガイドレール
３３８・・・リニアベアリング
３４１・・・右押さえ体
３４４・・・左押さえ体
３５０・・・右側クランプ装置
３５１・・・求心バイス
３５３・・・上押さえ装置
３６１・・・コラム
３６２・・・上押さえシリンダ
３６３・・・ガイドレール
３６４・・・昇降体
３６４ａ・・・座
３６５・・・リニアベアリング
３６６・・・求心ガイド板
３６７・・・求心ガイドレール
３６８・・・リニアベアリング
３６９・・・右ブラケット
３７０・・・左ブラケット
３７１・・・右押さえ体
３７２・・・側面当接部
３７３・・・上面当接部
３７４・・・左押さえ体
３７５・・・側面当接部
３７６・・・上面当接部
３８０・・・左側ストッパー装置
３８１・・・当接板
３８２・・・当接面
３８３・・・ガイドシャフト
３８４・・・ガイド
３８５・・・エアーシリンダ
３８６・・・ロッド
３８７・・・リニアセンサー
３８８・・・アーム
３８９・・・エアーシリンダ
３９０・・・右側ストッパー装置
３９１・・・当接板
３９２・・・当接面
３９７・・・リニアセンサー
３９８・・・アーム
３９９・・・エアーシリンダ
４００・・・加工機本体
４１０・・・多関節ロボット
４１１・・・ヘッド
４１３・・・加工主軸
４３０・・・オートツールチェンジャ（ＡＴＣ）
４５０・・・刃物置き場
５００・・・取り出しコンベア部
５１０・・・加工材移送位置決め装置
５３０・・・取り出しコンベア
５５０・・・取り出し装置
５７０・・・加工済材ストックコンベア
７００・・・制御装置
７１０・・・入力部
７２０・・・出力部
７３０・・・演算部
Ｗ・・・加工材

Claims (5)

1. 加工機本体部と、該加工機本体部に向かって加工材を搬送する搬送路とを有し、さらに以下の構成を備えることを特徴とする木材プレカット加工機。
   （１−１） 必要に応じて前記搬送路の加工機本体部側の所定位置にセットされる当接板を備えていること。
   （１−２） 前記当接板は、加工材の送り方向に移動可能であること。
   （１−３） 前記当接板を加工材の送り方向と反対方向へ付勢する付勢部材を備えていること。
   （１−４） 前記当接板の移動量を検出するセンサーを備えていること。
   （１−５） 前記当接板の前記所定位置からの移動量を前記センサーの検出信号から算出し、加工の際の端部基準位置とする端部位置決定手段を備えていること。
2. さらに以下の構成を有することを特徴とする請求項１記載の木材プレカット加工機。
   （２−１） 前記搬送路上の加工材を前記加工機本体部に向かって移送する装置であって、移送中に入力される停止指令に基づいて作動するブレーキを有するキャリー装置を備えていること。
   （２−２） 前記センサーにより前記当接板の移動開始を検出したら直ちに前記キャリー装置を停止させる即停止制御手段を備えていること。
3. さらに以下の構成を有することを特徴とする請求項１記載の木材プレカット加工機。
   （３−１） 前記搬送路上の加工材の先端を把持し、該加工材の移送と位置決めとを実行する移送位置決め装置を備えていること。
   （３−２） 前記センサーにより前記当接板の移動開始を検出したら、前記移送位置決め装置を、さらに所定量移動した後に停止させる移動後停止制御手段を備えていること。
4. さらに以下の構成を有することを特徴とする請求項１記載の木材プレカット加工機。
   （４−１） 前記当接板を、前記加工機本体部の上流側搬送路の下流端側所定位置と下流側搬送路の上流端側所定位置のそれぞれに対してセットし得る様に上流側と下流側に設けること。
   （４−２） 前記搬送路上の加工材の後端を把持し、該加工材を前記加工機本体部に向かって移送するキャリー装置を備えていること。
   （４−３） 前記センサーにより前記当接板の移動開始を検出したら直ちに前記キャリー装置を停止させる即停止制御手段を備えていること。
   （４−４） 前記搬送路上の加工材の先端を把持し、該加工材の移送と位置決めとを実行する移送位置決め装置を備えていること。
   （４−５） 前記センサーにより前記当接板の移動開始を検出したら、前記移送位置決め装置を、さらに所定量移動した後に停止させる移動後停止制御手段を備えていること。
5. さらに以下の構成を有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか記載の木材プレカット加工機。
   （５−１） 前記当接板は、当該加工機で加工可能な最大材成の加工材の材成とほぼ同じ高さを有すること。