JP2006326809A - 丸鋸切断機およびそのワーク固定装置ならびにそのワーク固定方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ワークを積み重ね、正確な寸法で切断することにより、切断面のフライス加工を省き、4、5台の糸鋸切断機を1台に置き換えることができる丸鋸切断機を提供する。
【解決手段】 ベッド1と、前記ベッド1にガイドレール1e,1fが設けられ、ワーク供給方向に対して直角のX軸方向に往復動させるヘッド移動手段と、前記ガイドレール1e,1fに載置され、ワークWを切断する丸鋸3が設けられた主軸2の軸方向と同じワーク供給方向のZ軸方向に、主軸3が回転自在に軸支されるとともに、丸鋸3を回転させるモータ4が取り付けられたヘッド5と、ヘッド5の下方左側に位置し、ワークWを切断位置へ供給するワーク供給装置30と、ヘッド5の移動速度を制御するヘッド速度制御手段と、ワーク供給装置30のワークWをサーボ制御するワーク速度制御手段と、ワーク供給装置30から供給されたワークWを切断位置で固定するワーク固定装置20とを備えた。
【選択図】 図1

Description

本発明は、回転する丸鋸で平鋼を切断する丸鋸切断機と、丸鋸切断機のワーク固定装置と、丸鋸切断機のワーク固定装置のワーク固定方法に関する。
従来の丸鋸切断機は、図7に示すように、ハイスの丸鋸を使用した丸鋸切断機40が知られている。この丸鋸切断機40は、モータ41で回転駆動される丸鋸42がワークWである小径の丸形や角形の鋼材を、ハンドル43を押し下げることにより切断するものである。この丸鋸切断機40は、小径のワークWを切断する場合に、取扱の操作も簡単で、作業能率が良く、しかも構造が簡単で装置のコストも安価であったが、幅広の平鋼のワークWは切断することができないという問題があった(特許文献1参照)。
そのため、図8に示すように、バンドソー53を使用した糸鋸切断機50が使用されている。この糸鋸切断機50は、回転する2つの円板51,52にバンドソー53を巻回し、テーブル54上に載置した幅広の平鋼のワークWを切断することができる。この糸鋸切断機50は、立形のバンドソーのため、機械1台の大きさはそれほど大きくなく、幅広の平鋼も切断できる利点があった(特許文献1参照)。
特開2000−117533号公報(段落番号[0002]、図9、図11参照)
しかしながら、前記した糸鋸切断機50は、バンドソー53で幅広の平鋼のワークWを切断することができても、その切断面はバンドソー53が波打ちするため、正確な切断寸法が出せず、次工程のフライス工程において、再度切断面を加工しなければならないという問題があった。
さらに、能率が悪く切断作業に時間を要するため、一人多台持ちにして4、5台並べて使わなければならず、広いフロアスペースを確保しなければならないという問題があった。また、平鋼を専用ワークとする丸鋸切断機はまだ存在しないため、平鋼のワークを多段積みにして固定する丸鋸切断機のワーク固定装置、および、ワーク固定方法についてはまだ開示されていないことが判った。
そこで、本発明は、これらの問題点を解決するために創案されたものであり、ワークを積み重ね、しっかり固定し、ワークを正確な寸法に切断することができることにより、次工程での切断箇所のフライス加工が省略できて、さらに、4、5台の糸鋸切断機を1台に置き換えることができる丸鋸切断機とそのワーク固定装置、そして、そのワーク固定方法を提供することを課題とする。
請求項1に係る丸鋸切断機の発明は、ベッド1と、前記ベッド1にガイドレール1e,1fが設けられ、ワーク供給方向に対して直角のX軸方向にヘッド5を往復動させるヘッド移動手段と、前記ガイドレール1e,1fに載置され、ワークWを切断する丸鋸2が設けられた主軸2の軸方向のZ軸方向に、主軸2が回転自在に軸支されるとともに、前記丸鋸3を回転させるモータ4が最上部1gに載置されたヘッド5と、前記ヘッド5の下方左側に位置し、Z軸方向の切断位置SへワークWを供給するワーク供給装置30と、前記ヘッド5の水平移動速度を制御するヘッド速度制御手段と、前記ワーク供給装置30のワークWをサーボ制御するワーク速度制御手段と、前記ワーク供給装置30から供給されたワークWを切断位置Sで固定するワーク固定装置20と、を備えたことを特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の丸鋸切断機10であって、前記ワークWは多段積みの平鋼であることを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の丸鋸切断機10のワーク固定装置20であって、前記ワーク固定装置20は、ワークWの幅(左右)方向に対向して第1クランパ21aと、第2クランパ21bが移動自在に設けられ、前記第1クランパ21aと、第2クランパ21bとが接近または離間してワークWを固定または開放し、かつ、厚み(上下)方向には前記第1クランパ21aに第1クランパ爪22aが移動自在に設けられ、前記第2クランパ21bに第2クランパ爪22bが移動自在に設けられてワークWの上面を把持するとともに、ワークWの下面を把持するそれぞれの第1固定爪23aと、第2固定爪23bとによってワークWを固定または開放することを特徴とする。
請求項4に係る発明は、ワークWの幅(左右)方向に対向して第1クランパ21aと、第2クランパ21bが移動自在に設けられ、前記第1クランパ21aと、第2クランパ21bとが接近または離間してワークWを固定または開放し、かつ、厚み(上下)方向には前記第1クランパ21aに第1クランパ爪22aが移動自在に設けられ、前記第2クランパ21bに第2クランパ爪22bが移動自在に設けられてワークWの上面を把持するとともに、ワークWの下面を把持するそれぞれの第1固定爪23aと、第2固定爪23bとによってワークWを固定または開放する丸鋸切断機10のワーク固定装置20により前記ワークWを固定するワーク固定方法であって、
多段積みの平鋼であるワークWを挟み対向して、第1クランパ21aと、第2クランパ21bとがワークWの幅方向を挟持して固定する第1工程と、前記第1クランパ21a内に配置された第1クランパ爪22aと,前記第2クランパ21b内に配置された第2クランパ爪22bとが厚み(上下)方向に移動してワークWの上面を把持するとともに、ワークWの下面を把持するそれぞれの第1固定爪23aと、第2固定爪23bとによってワークWを固定する第2工程と、を含むことを特徴とする丸鋸切断機10のワーク固定方法である。
請求項1に係る発明によれば、サーボ制御によるワーク供給装置と、両サイドからしっかり固定するワーク固定装置により、正確な寸法できれいな仕上げ面の切断ができるため、次工程でワーク切断箇所のフライス加工が省略できる。また、ワークを6枚重ねにして一緒に切断できるので、6台の糸鋸切断機を1台に置き換えができる。
請求項2に係る発明によれば、ワークWは多段積みの平鋼に限定することにより、平鋼の幅の違い、厚みの違い等多くの種類に対応できるため、多段積みにより、生産性を上げることができる。
請求項3に係る発明によれば、ワークWの幅(左右)方向の両側に第1クランパ21aと、第2クランパ21bとが移動自在に設けられ、厚み(上下)方向には第1クランパ21aに第1クランパ爪22a、第2クランパ21bに第2第2クランパ爪22bが移動自在に設けられたことにより、第1クランパ爪22a,22bが開放され、クランパ21a,21bが開放されると、これらの2つの動作によって、ワークWの最初の切断によって切り落された耳を、つまり、小片であっても平行状態を保つことができることから、下部のシュートへ確実に落すことができる。
請求項4に係る発明によれば、ワークWの幅(左右)方向を両サイドから固定し、厚み(上下)方向を両サイドから固定するという、いままでにない平鋼の多段積みにしたワークの固定方法により、多種類の平鋼の固定ができるため、きれいな仕上がり面が得られ、次工程での切断箇所のフライス加工が省略できて、さらに、しっかり固定できるため、生産性を6倍に引き上げることができる丸鋸切断機のワーク固定方法を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の丸鋸切断機の全景を示す斜視図であり、図2は図1に示すA矢視の右側面図である。図1に示すように、フロアには丸鋸切断機10が据え付けられている。丸鋸切断機10は、平面視で、本体10aとワーク供給装置30とにより、L字状に配置されている。ベッド1の上面にはワークWを固定するワーク固定装置20が設けられている。
図2に示すように、ベッド1は右側面視で逆L字状に形成されており、ベッド1の左側上面には、後記するワーク固定装置20のガイドレール1b,1a(図4参照)が配置され、ベッド1の上段部1cにはガイドレール1eが配置され、ベッド1の正面部1d(図2では右側面)には、ガイドレール1fが設けられている。
図1、図2に示すように、ヘッド5の水平移動速度を制御するヘッド速度制御手段は、油圧シリンダ7を含む油圧駆動装置によって行い、X軸方向にヘッド5の水平移動速度が制御され、ヘッド5が往復動するようになっている。
また、図1に示すように、ヘッド5の下部には主軸2が設けられ、主軸2は、軸方向のZ軸方向に、回転自在に軸支されている。また、主軸2の先端部にはワークWを切断する超硬チップを付した丸鋸3が設けられている。さらに、ヘッド5の最上部1gには丸鋸3を回転させるモータ4が取り付けられている。
ワーク供給装置30は、図2に示すように、本体10とはL型に配置されており、ベッド1上面とヘッド5の下面の間に設けられたワーク固定装置20のワーク切断位置Sへ多段積みの平鋼のワークWを所定の寸法分ずつ供給する装置である。
丸鋸切断機10のワーク固定装置20を説明する。
図3は、ワーク固定装置の平面図、図4はワーク固定装置の正面図、図5は図4に示すワーク固定装置のB−B線の矢視図である。
図3に示すように、ワーク固定装置20は、左側に第1クランパ21a、右側に第2クランパ21bがワークWを挟み対向して略左右対象に構成されている。この左側の第1クランパ21aは、ガイドレール1a,1aに配置されており、油圧の第1シリンダ25aの駆動によって、ワークWの幅方向である左から右へ移動する。
もう一方の第2クランパ21bは、ガイドレール1b,1bに配置されており、油圧の第2のシリンダ25b、25bの駆動によって、ワークWの幅方向である右から左へ移動する。そして、図4に示すように、第1パッド21cと、第2パッド21dとがワークWに当接し、ワークWを両側から挟持して固定する。
また、第1、第2のシリンダ25a、25bの駆動方向を反転にすることにより、第1、第2のクランパ21a,21bを後退させて、第1、第2のパッド21c,21dによるワークWの固定状態から、ワークWの開放状態にすることができる。
さらに、ワークWの厚み(上下)方向に第1、第2のクランパ爪22a、22bが移動自在に設けられている。左側の第1クランパ爪22aは第1シリンダ24aの駆動によって、ワークの厚み(上下)方向に移動してワークWを把持する。同様に右側の第2クランパ爪22bも第2シリンダ24bの駆動によって、ワークの厚み(上下)方向に移動してワークWを把持し、上下方向からワークWを固定する。
また、第1,第2シリンダ24a,24bの駆動方向を、反対にすることにより、第1,第2クランパ爪22a,22bをワークWの固定から、ワークWの開放にすることができる。このように、ワークWである平鋼を多段積みにして両サイドから幅方向と厚み方向を固定する方式のワーク固定装置となっている。
丸鋸切断機10のワーク固定装置20のワーク固定方法について説明する。
前工程となるワーク供給装置30の駆動により、多段積みの平鋼のワークWが、丸鋸切断機10の切削位置S(図3参照)に供給されると、ワーク固定装置20の出番となる。
ワーク固定装置20の第1工程は、多段積みの平鋼(以下、ワークWという)を挟んで、第1クランパ21aと第2クランパ21bがワークWの幅方向の待機位置から接近してワークWの幅方向を挟持して固定する。
続いて、第2工程は、第1クランパ21a内の中央に配置された第1クランパ爪22aと、第2クランパ21b内の中央に配置された第2クランパ爪22bが厚み(上下)方向に下降して、それぞれの第1固定爪23aと、第2固定爪23bとによって多段積みの平鋼を把持し固定する。
これが、丸鋸切断機10のワーク固定装置20のワーク固定方法であるが、その後、超硬チップ付の丸鋸3が回転し、油圧シリンダ7によって切削送りで送られ、多段積みの平鋼が切断される。
その後、第1、第2のクランパ爪22a,22bが開放されると、定尺材の最初に切り落された耳が、幅方向と厚み方向がフリーとなり、2回目のワーク供給装置30の駆動により、ワークWが供給されると、切り落された耳は、斜めに姿勢を変えることがなく、平行な姿勢を維持して移動することができるので、細長い穴Hから下部のシュート1s(図2参照)へ確実に落ちる。
なお、この耳落しは、2方向を固定状態を開放することによって可能になる。
ここで、丸鋸切断機10の動作について、説明する。
図1、図2に示すように、丸鋸切断機10の起動ボタン(操作盤は別置型のため、記載せず)が押されると、搬入コンベア32bに載置された平鋼がワーク供給装置30によって供給される。平鋼の定尺材は6m、10mである。たとえば、この平鋼の幅×厚みは、300mm×12mmであり、6枚重ねの多段積みとなると、厚みの合計は72mmにもなる。この多段積みの平鋼が丸鋸切断機10の切断位置に搬送される。最初の切り落しは、ちょうど食パンの耳落しのように、少量の、たとえば、10〜15mm程度の黒皮の耳を落す動作からはじまる。ワーク固定装置20は、ワークWを挟んで、第1、第2のクランパ21a,21bがワークWの幅方向に接近して固定する。
つづいて、第1クランパ21a内の中央に配置された第1クランパ爪22aと,第2クランパ21b内の中央に配置された第2クランパ爪22bが第1,第2シリンダ24a,24bの駆動により、厚み方向に下降し、それぞれの第1、第2固定爪23a,23bとによって多段積みの平鋼を固定する。
これらの動作が終わると、主軸モータ4が回転しはじめ、ヘッド5内に構成された減速歯車によって減速され、主軸2の先端部に固定された超硬チップ付の丸鋸3を150回転/minで回転させる。周速では100〜300m/minであり、従来のハイスの約5倍の速さである。なお、超硬チップ付の丸鋸3の直径×厚みは、φ600×3.3mm、刃数は80刃である。
そして、ヘッド5が切削送りによりX軸方向に送られ、ワークWが切断される。
つづいて、第1,第2クランパ爪22a,22bが厚み方向に開放され、第1,第2クランパ21a,21bが幅方向に開放されると、10〜15mmの幅で切断された黒皮の耳が、図3に示す穴Hから落下し、図2に示すシュート1sに導かれてボックス11に回収される。
図6は、丸鋸の振れ止め装置を示し、(a)は正面図、(b)はC―C線の断面図である。図6の(a)に示すように、丸鋸3の振れ止め装置28は、主軸2を中心にして左右対称に配置されている。また、図6の(b)に示すように、丸鋸3を挟んでヘッド5側にはベース28bの上に、セラミック製の振れ止め28aが固定されている。この振れ止め28aと丸鋸3との隙間は、0.001〜0.01mmである。
丸鋸3のもう一方の面には、カバー6の裏側に、同様に、セラミック製の振れ止め28cが固定されており、この振れ止め28cと丸鋸3との隙間は、前記同様に0.001〜0.01mmである。ちょうど2つの振れ止め28a,28cの隙間に丸鋸3が挟持されているような嵌合で配置されている。また、振れ止め28a,28cと丸鋸3との移動面には強制潤滑が施されている。
このように、丸鋸3に振れ止め装置28が設けられたことにより、丸鋸3の振れや振動を防止するため、剛性の高い工具を提供することができる。
図2、図3、図4に示すように、黒皮の耳落しが終わると、ワーク供給装置30により、指定されたワーク長と、丸鋸3の厚み分の合計長さ分が、丸鋸切断機10の切断位置Sに供給される。
ワーク固定装置20は、多段積みの平鋼のワークWを挟んで、第1,第2のクランパ21a,21bがワークWの幅方向に移動して固定する。
そして、前記同様に、第1クランパ21aの第1クランパ爪22aと、第2クランパ21bの第2クランパ爪22bがそれぞれの第1,第2のシリンダ24a,24bの駆動により、厚み方向に移動してワークWを固定する。
ヘッド5が切削送りによりX軸方向に送られ、ワークWが切断される。
そして、第2クランパ爪22bが厚み方向に開放され、第2クランパ21bが幅方向に開放されると、指定されたワーク長の平鋼が、排出コンベア32c(図2の右端参照)によって送り出され、排出される。
そして、これらの動作が繰り返される。
その結果、平鋼のワークWは、正確な切断寸法で切断され、きれいな削り面で仕上げられるため、切断箇所のフライス加工が省略できるとともに、4、5台の糸鋸切断機を1台に置き換えることができる丸鋸切断機とそのワーク固定装置、そして、丸鋸切断機のワーク固定方法を提供することができる。
なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。たとえば、ヘッド5の駆動方法は、油圧シリンダの代わりに、サーボモータとボールネジ、または、リニアモータであってもよい。また、平材しても構わない。
本発明の丸鋸切断機の全景を示す斜視図である。 図1に示すA矢視の右側面図である。 ワーク固定装置の平面図である。 ワーク固定装置の正面図である。 図4に示すワーク固定装置のB−B線の矢視図である。 丸鋸の振れ止め装置を示し、(a)は正面図、(b)はC―C線の断面図である。 従来のハイスの丸鋸を使用した丸鋸切断機の全景を示す斜視図である。 従来のバンドソーを使用した糸鋸切断機の全景を示す斜視図である。
符号の説明
1 ベッド
1a 上面
1a,1b,1e,1f ガイドレール
1c 上段部
1d 正面部
1g 最上部
1s シュート
2 主軸
3 丸鋸
4 モータ
5 ヘッド
6 カバー
7 油圧シリンダ
10 丸鋸切断機
11,12 ボックス
20 ワーク固定装置
21a 第1クランパ
21b 第2クランパ
21c 第1パッド
21d 第2パッド
22a 第1クランパ爪
22b 第2クランパ爪
22a ローラ
23a 第1固定爪
23b 第2固定爪
24a,25a 第1シリンダ
24b,25b 第2シリンダ
30 ワーク供給装置
S 切断位置
W ワーク

Claims (4)

  1. ベッド(1)と、
    前記ベッド(1)にガイドレール(1e,1f)が設けられ、ワーク供給方向に対して直角のX軸方向にヘッド(5)を往復動させるヘッド移動手段と、
    前記ガイドレール(1e,1f)に載置され、ワーク(W)を切断する丸鋸(2)が設けられた主軸(2)の軸方向のZ軸方向に、主軸(2)が回転自在に軸支されるとともに、前記丸鋸(3)を回転させるモータ(4)が最上部(1g)に載置されたヘッド(5)と、
    前記ヘッド(5)の下方左側に位置し、Z軸方向切断位置(S)へワーク(W)を供給するワーク供給装置(30)と、
    前記ヘッド(5)の水平移動速度を制御するヘッド速度制御手段と、
    前記ワーク供給装置(30)のワークWをサーボ制御するワーク速度制御手段と、
    前記ワーク供給装置(30)から供給されたワーク(W)を切断位置(S)で固定するワーク固定装置(20)と、を備えたことを特徴とする丸鋸切断機(10)。
  2. ワーク(W)は多段積みの平鋼であることを特徴とする請求項1に記載の丸鋸切断機。
  3. 前記ワーク固定装置(20)は、ワーク(W)の幅(左右)方向に対向して第1クランパ(21a)と、第2クランパ(21b)が移動自在に設けられ、前記第1クランパ(21a)と、第2クランパ(21b)とが接近または離間してワーク(W)を固定または開放し、かつ、厚み(上下)方向には前記第1クランパ(21a)に第1クランパ爪(22a)が移動自在に設けられ、前記第2クランパ(21b)に第2クランパ爪(22b)が移動自在に設けられてワーク(W)の上面を把持するとともに、ワーク(W)の下面を把持するそれぞれの第1固定爪(23a)と、第2固定爪(23b)とによってワーク(W)を固定または開放することを特徴とする請求項1に記載の丸鋸切断機(10)のワーク固定装置(20)。
  4. ワーク(W)の幅(左右)方向に対向して第1クランパ(21a)と、第2クランパ(21b)が移動自在に設けられ、前記第1クランパ(21a)と、第2クランパ(21b)とが接近または離間してワーク(W)を固定または開放し、かつ、厚み(上下)方向には前記第1クランパ(21a)に第1クランパ爪(22a)が移動自在に設けられ、前記第2クランパ(21b)に第2クランパ爪(22b)が移動自在に設けられてワーク(W)の上面を把持するとともに、ワーク(W)の下面を把持するそれぞれの第1固定爪(23a)と、第2固定爪(23b)とによってワーク(W)を固定または開放する丸鋸切断機(10)のワーク固定装置(20)により前記ワーク(W)を固定するワーク固定方法であって、
    多段積みの平鋼であるワーク(W)を挟み対向して、第1クランパ(21a)と、第2クランパ(21b)とがワーク(W)の幅方向を挟持して固定する第1工程と、
    前記第1クランパ(21a)内に配置された第1クランパ爪(22a)と,前記第2クランパ(21b)内に配置された第2クランパ爪(22b)とが厚み(上下)方向に移動してワーク(W)の上面を把持するとともに、ワーク(W)の下面を把持するそれぞれの第1固定爪(23a)と、第2固定爪(23b)とによってワーク(W)を固定する第2工程と、
    を含むことを特徴とする丸鋸切断機(10)のワーク固定方法。

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