JP2011051008A - End holding device and positioner for h-shape steel - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、H形鋼の端部を把持する把持装置及びそのような把持装置を備えたポジショナに関するものである。 The present invention relates to a gripping device that grips an end portion of an H-shaped steel and a positioner including such a gripping device.
ポジショナは、仮溶接されたワークの本溶接を行ったり、ワーク本体に部品を取り付ける際にワークを保持して溶接や部品の取り付けが適切に行われるようにワークの姿勢を変換する装置である。ポジショナは、ワークをポジショナのテーブルなどに固定するための把持装置を備えており、H形鋼の両端を保持するポジショナやH形鋼を片持ちで保持するポジショナは、H形鋼の端部を把持する端部把持装置を備えている。 The positioner is a device that converts the posture of the workpiece so that the workpiece is held and the workpiece is properly welded and attached when the workpiece is temporarily welded or when the component is attached to the workpiece body. The positioner is equipped with a gripping device for fixing the work to the table of the positioner, etc. The positioner that holds both ends of the H-section steel and the positioner that holds the H-section steel in a cantilever form the end of the H-section steel. An end gripping device for gripping is provided.
H形鋼は、互いに直交する方向のウェブとフランジを備えており、ウェブ63とフランジ62とをその面直角方向に把持することにより、H形鋼を確実にかつその断面中心を所定の位置にして支持することができる。特許文献1には、ウェブとフランジとを備えたH形断面のワーク6の端部をウェブ63の中間位置(H形の断面中心に近い位置)を厚さ方向に把持する把持具71と、ウェブの両側に位置するフランジ62の外側面に押接される一対の把持爪72、72とを備えた端部把持装置が示されている(図7参照)。この端部把持装置の一対の把持爪72、72は、互いに逆方向に移動して近接離隔するようになっている。
The H-section steel is provided with a web and a flange in directions orthogonal to each other, and by gripping the
一方、特許文献2には、H形鋼6のウェブ63と一方のフランジ62とが繋がる部分の内側において、ウェブ63の一方の面とフランジ62の内側面との両方に当接する固定爪73と、この固定爪に対してウェブ63の板厚方向に開閉動作して固定爪との間でウェブ63を板厚方向に挟持するウェブ把持爪74と、フランジ62の外面側で固定爪73に対してフランジ62の板厚方向に開閉動作することにより、固定爪73との間でフランジ62を板厚方向に挟持するフランジ把持爪75とを備えたH形鋼用の端部把持装置が提案されている(図8参照)。
On the other hand, Patent Document 2 discloses a
特許文献1記載の把持装置は、寸法の異なるワーク6をそのH形の断面中心を常に一定の位置(ウェブの板厚により若干の誤差が生ずる。)にして把持することが可能である。しかし、この把持装置は、断面寸法の大きなワーク6を把持したときに、把持姿勢に誤差が生じやすい問題がある。すなわちこの把持装置では、ウェブ63の中間部を挟持する把持具71でワーク6を軽く把持した状態で両フランジ62の外側面を対向する把持爪72で把持し、その後、把持具71でウェブ中央部を強固に把持するという順序でワークの把持を行わなければならない。最初に把持具71でウェブ63を強固に挟持した後に把持爪72でフランジ62を挟持すると、ウェブ63の把持部分が滑らないために中心出しができなくなるか、あるいはウェブ63の把持部分が無理に滑らされるためにワークを傷つける問題が生ずる。
The gripping device described in Patent Document 1 can grip a
ところが、把持具71がウェブ63の中間位置を把持する構造であるため、ワークの断面寸法が大きいと、ワークのウェブ63を把持具71上に載置したとき、あるいは把持具71でウェブ63を軽く挟持したときに、ワーク6の断面中心回りのアンバランスによってワークに傾きが生じることがあり、その状態で一対の把持爪72でフランジ62を挟持すると、ワークが傾いた状態で把持されてしまう。この問題を避けるためには、把持具71を広い間隔で設けてやればよいが、そうすると断面寸法の小さいワークを把持することができなくなる。
However, since the
一方、特許文献2記載の端部把持具では、フランジ62の内側面を固定爪73で支持した状態でウェブ把持爪74を閉じてウェブ63を挟持し、次にフランジ把持爪75を閉じてフランジ62を挟持するという動作でワークを固定すれば、ワークが傾いた状態で固定されるということは起らない。しかし、特許文献2の構造では、一方のフランジの内側面を基準にして、H形鋼の把持位置が決定されるため、断面寸法の異なるH形鋼を把持したとき、把持されたH形鋼の断面中心の位置がずれるということが起る。そのため、例えば、ポジショナの回転中心をH形鋼の断面中心と一致させてH形鋼を保持したいという要求がある場合には、断面寸法に応じた位置に固定爪73を移動させねばならず、しかもその移動位置は、H形鋼の断面寸法に合せてオペレータがいちいち確認しながら行わなければならない。
On the other hand, in the end gripping tool described in Patent Document 2, the
更に特許文献1や特許文献2に記載の構造では、フランジ把持爪72、75がフランジ62より外側に配置されるため、この把持爪72、75及びその開閉機構が把持されるH形鋼のフランジ62より外側に突出することとなり、H形鋼を回転させるときに、一般的にはワークの断面中心回りにこの突出部分が回転することとなるので、ポジショナの動作領域が大きくなり、その動作領域を妨げないための大きな設置スペースが必要になる。
Further, in the structures described in Patent Document 1 and Patent Document 2, since the
この発明は、コンパクトで断面寸法の異なるH形鋼の端部を正しい姿勢で保持することができ、かつ断面寸法の異なるH形鋼の断面中心をほぼ定位置にして把持する自動センタ出し機能を備えたH形鋼用の端部把持装置を提供すること、及び当該端部把持装置を備えることにより、コンパクトで設置面積を小さくできるH形鋼用のポジショナを提供することを課題としている。 This invention has an automatic centering function that can hold the ends of H-section steels having different cross-sectional dimensions in a correct posture and that holds the H-section steels having different cross-section dimensions in a substantially fixed position. It is an object of the present invention to provide an end gripping device for H-shaped steel provided, and to provide a positioner for H-section steel that is compact and can have a small installation area by including the end gripping device.
この発明のH形鋼のH形鋼用の端部把持装置は、H形鋼6のウェブ63を板厚方向に把持及び開放する把持具31(31l、31r)の一対と、この一対の把持具の間隔をその間隔中心24に対する対称位置関係を保持して拡縮する拡縮装置26(26l、26r)、29とを備えている。把持具31l、31rのそれぞれは、拡縮装置26、29により定姿勢で移動する固定側爪32と、この固定側爪に対向して開閉される開閉側爪34とを備えている。固定側爪32のそれぞれは、それぞれに対向する開閉側爪34より前記拡縮方向の外側に位置するフランジ押接部38を備えている。
The end gripping device for H-section steel of the H-section steel of the present invention includes a pair of grippers 31 (31l, 31r) for gripping and releasing the
上記のように構成されたこの発明の端部把持装置は、拡縮装置26、29で両把持具31l、31rを間隔を拡げる方向に移動して、各把持具のフランジ押接部38で把持しようとするH形鋼6の対向するフランジ62の内側面を押接し、その状態で開閉側爪34を閉じてウェブ63を把持することにより、H形鋼の端部を把持する。
In the end gripping device of the present invention configured as described above, both the
この発明のポジショナ2(2a、2b)は、架台4と、この架台に支持されて水平方向の旋回軸23回りに回動する旋回体21と、この旋回体に設けた前記旋回軸23と直交する方向の直線ガイド25と、この直線ガイドに案内された一対の把持具31l、31rと、この一対の把持具を前記旋回軸23を中心とする対称関係を保持して移動させる拡縮装置26、29とを備えている。
The positioner 2 (2a, 2b) of the present invention includes a
一対の把持具31l、31rは、旋回中心24を中心として対称に配置され、旋回中心24と直交する直線に沿う方向に近接離隔移動する。各把持具31l、31rは、固定側爪32と開閉側爪34とを備えている。固定側爪32は、H形鋼のウェブに当接するウェブ把持部37と、H形鋼のフランジの内側面に当接するフランジ押接部38とを備えている。フランジ押接部38は、開閉側爪34の外側面より外側に突出した位置にあり、フランジ押接部38がH形鋼のフランジ62の内側面に当接した位置で開閉側爪34を開閉することができる。
The pair of
固定側爪32は、基端側を移動体3l、3rに支持されて反架台側に片持ちで延びている。開閉側爪34は、基端を枢着して揺動動作によって開閉される構造とするのが好ましく、その開き時に開閉側爪34が固定側爪32のウェブ把持部37より架台4側へと退避する構造とする。
The fixed
この発明のポジショナでH形鋼6を把持するときは、固定側爪32が開閉側爪34の下方に位置し、直線ガイド31が水平となる角度に、旋回体21を回動する。開閉側爪34を開き、一対の固定側爪32が把持しようとするH形鋼6の両フランジ62の内側に挿入されるように、一対の移動把持具31l、31rの間隔を設定する。この状態でH形鋼6をクレーン等で吊り降ろして、そのウェブ63の端部を2個の把持具の固定側爪32上に載置する(図1(a))。次に開閉側爪34を開いたまま一対の移動把持具31l、31rを拡開方向に移動して、両固定側爪のフランジ押接部38をH形鋼の両側のフランジ62の内側面に押接する。この状態で把持しようとするH形鋼6のウェブの板厚方向及びフランジの板厚方向の位置がその断面中心が両把持具31l、31rの中間位置となるように設定されるから、開閉側爪34を閉じてウェブ63を挟持し、同時に把持具31l、31rに拡開方向の大きな力を作用させてH形鋼の端部を強固に固定する(図1(b))。
When the H-
すなわち、この発明の端部把持装置は、H形鋼6のウェブ63の端部を板厚方向に挟持することと、フランジ62の内側面を拡げる方向に突っ張って保持することにより、H形鋼6の端部を旋回体21に強固に保持するのである。
In other words, the end gripping device of the present invention is configured such that the end of the
固定側爪32のウェブ把持部37を、旋回中心24を含む面から把持しようとするH形鋼6のウェブ厚さの1/2離れた位置に設定することにより、ウェブ63の厚さ中心を旋回体21の旋回中心24に一致させてH形鋼6を把持することができる。また、長いH形鋼の両端を把持するときは、前記構造のポジショナの一対をそれらの旋回体21を対向させて近接離隔可能に設置する。この場合、対向する一対のポジショナの一方には、その旋回体21の旋回駆動装置22を設け、他方はその旋回体21を自由回転可能に支持すると共にその回転をロックするロック装置41を設ける。
By setting the
この発明の端部把持装置では、断面寸法の異なるH形鋼を一対の把持具の近接離隔動作により、ウェブを両側のフランジに近い部分で支えるので、把持具上に載置したH形鋼が傾くことがない。そして、この載置状態で一対の把持具を離隔方向に移動させることによって把持されるH形鋼のセンタ出し(断面中心を所定位置に合わせること)が行われ、その後ウェブとフランジとが強固に固定されるので、断面寸法の異なるH形鋼を正確な姿勢で、かつ自動的にセンタ出しを行って、ワークを傷つけることなく確実に把持することができる。 In the end portion gripping device of the present invention, the H-section steel having different cross-sectional dimensions is supported by the portions that are close to the flanges on both sides by the approaching / separating operation of the pair of gripping tools. It does not tilt. Then, the centering of the H-shaped steel gripped by moving the pair of gripping tools in the separated state in this placement state (the cross-sectional center is adjusted to a predetermined position) is performed, and then the web and the flange are firmly fixed. Since it is fixed, the H-section steels having different cross-sectional dimensions can be accurately centered and automatically centered so that the workpiece can be securely gripped without being damaged.
そして、把持具31l、31rが把持されるワークのフランジの内側に位置しており、フランジの外側で動作する部材が存在しないので、ポジショナの旋回等による把持装置の動作半径が小さく、従って把持装置がコンパクトとなり、当該把持装置を備えたポジショナを小型にできると共に、当該ポジショナの設置面積も小さくできるという効果がある。
Since the
図2は、この発明の端部把持装置を備えたポジショナ対の一例を示す側面図である。図のポジショナ対は、対向配置された2個の端部把持装置2でH形鋼6の両端を支持して、その長手中心軸61回りに回転することにより、H形鋼6の姿勢変換を行うポジショナ対である。
FIG. 2 is a side view showing an example of a positioner pair provided with the end gripping device of the present invention. The positioner pair shown in the figure supports both ends of the H-
対向するポジショナの一方2aは、その架台4を定位置にして設置されている。他方2bは、レール5上を転動する車輪42及び走行用電動機43を備えており、架台4をレール5に沿って移動させることにより、固定側のポジショナ2aとの間隔を把持するH形鋼6の長さに応じて設定できるようになっている。すなわち、固定側ポジショナ2aと移動側ポジショナ2bは、その架台4が定位置に設置されているか移動自在に設置されているかの点が異なる。また、固定側ポジショナ2aには、旋回体21を旋回させる旋回駆動装置22が設けられているのに対し、移動側のポジショナの旋回体21は、自由回転可能かつロック装置41で当該回転を固定できるようにして架台4に装着されている点で異なる。以下、移動側ポジショナ2bについて、図3〜6を参照して、この発明の端部把持装置とポジショナの構造を説明する。
One of the opposing
架台4の上部には、旋回軸23が水平方向に軸支されている。固定側ポジショナ2aと移動側ポジショナ2bとは、この旋回軸23の中心軸24を同一軸線上にして設置される。旋回軸23の一端には、この旋回軸と直交する方向に細長い旋回体21が固定されている。旋回体21の断面は、コ字形である。
A
旋回体21の内部には、旋回中心24と直交する方向、すなわち旋回体21の長手方向の直線ガイド25と、この直線ガイドと平行なねじ杆26l、26rとが配置されている。直線ガイド25は、旋回体21の内壁面に対向して2本設けられている。ねじ杆26l、26rは、旋回体21の長手方向の両側(図4、5の左右)に同軸上にして軸支されている。左右のねじ杆26l、26rの対向端(内側端)には、それぞれ傘歯車27l、27rが固定され、この両傘歯車27l、27rに同時に噛合する駆動傘歯車28が旋回体21に搭載された減速機付き電動機29の出力軸30に固定されている。
Inside the
旋回体21には、2個の直線移動体3l、3rが、スライダ40を介して、直線ガイド25に沿って移動自在に装着されている。左右の直線移動体3l、3rは、それぞれ左右のねじ杆26l、26rのねじにに螺合している。左右のねじ杆26l、26rのねじは、共に右ねじで、駆動傘歯車28で傘歯車27l、27rが互いに反対方向に等しい回転数で駆動されることにより、移動体3l、3rは、旋回中心24を中心とする対称位置を保持して移動する。
Two revolving
移動体3l、3rには、固定側爪32と開閉側爪34とが装着されている。固定側爪32は、移動体3l、3rに基端側を固定された状態で反架台側に延びている。開閉側爪34は、その基端側を、直線ガイド25と平行な支持軸33回りに揺動自在にして、移動体3l、3rに装着されている。開閉側爪34には、連結ピン35aで開閉シリンダ36のロッド先端が連結されている。開閉シリンダ36は、中間トラニオン構造で、すなわちシリンダ中間部を支持軸33と平行なピン35bで揺動可能な構造で、移動体3l、3rに装着されている。
A fixed
開閉シリンダ36が爪開き方向に動作すると、図6に破線で示すように、開閉側爪34が固定側爪32の上方から架台4側へと退避する角度まで開く。すなわち、固定側爪32を下側にした状態で開閉側爪34を開くと、H形鋼のウェブの端部を固定側爪32の上に上方から吊り降ろすことができる状態となる。図6には、H形鋼が存在しないときの開閉側爪34の閉状態が実線で示されている。ワーク把持時の開閉側爪34の角度は、ウェブの板厚により異なる角度となるので、開閉側爪34のウェブ把持部44は、支持軸33と平行な方向を中心軸とする円筒面としている。
When the open /
固定側爪32の外側側面には、フランジ押接部38が外側に突出させた状態で設けられている。このフランジ押接部38は、移動体3l、3r及びそれらに装着された部材の最も外側に位置しており、従って対となる移動体3l、3rを離隔方向に移動させたとき、フランジ押接部38が最初にH形鋼のフランジ62の内面に当接し、これを当接させた状態で開閉側爪34の開閉を行うことができる。
A
固定側爪32には、フランジ押接部38に近接して、接触端がフランジ押接部38より僅かに外側に突出しているフランジ検出片39が、内側に退避可能に装着されており、このフランジ検出片39の内側への退避を図示しないセンサで検出することにより、フランジ押接部38とH形鋼のフランジ内面との当接が検出され、減速機付き電動機29を停止させる。
A
固定側爪32のウェブ把持部37は、旋回中心24を含む平面に対し、把持しようとする平均的なH形鋼のウェブの板厚の1/2だけ離れた位置に設定されている。H形鋼の寸法によってウェブの厚さも異なるが、H形鋼の断面寸法の変化に比較すれば、ウェブの厚さの相違は小さいので、ポジショナの把持装置として用いるときは、ウェブの厚さに応じて固定把持爪のウェブ把持部の位置を調整する必要はない。
The
次に図1、2を参照して、一対のポジショナ2a、2bでH形鋼6の両端を支持する動作を説明する。まず、対向する2台のポジショナ2a、2bの間隔を把持しようとするH形鋼の長さ寸法より若干広い間隔に設定し、旋回体21を固定側爪32を下方にした水平位置とする。通常の使用状態においては、前回のワークを取外したときに固定側及び移動側ポジショナ2a、2bの上記位置が設定される。すなわち、固定側ポジショナ2aでは、前回のワークを取外すときに旋回駆動電動機22を回動して旋回体21の上記位置が設定される。また、移動側ポジショナ2bにおいては、前回のワークを取外す直前に当該ワークを介して伝達された旋回体の上記位置が、ロック装置41で保持されている。
Next, with reference to FIGS. 1 and 2, the operation of supporting both ends of the H-
この状態で把持しようとするH形鋼6の両フランジ62の内法間隔内に左右の固定側爪32が収まる間隔に、両移動体3l、3rの間隔を減速機付き電動機29により設定する。両移動体3l、3rの間隔は、厳密に設定する必要はないが、左右の固定側爪32、32がH形鋼のウェブ63の両端近くを支持する間隔に設定する。そして、開閉側爪34を開いた状態で両ポジショナ2a、2bの間にH形鋼6を吊り降ろし、そのウェブ63の長手両端部を固定側と移動側ポジショナの固定側爪32、32上に載せてH形鋼6を支持する。
In this state, the distance between the moving
次に、走行用電動機43をトルク制限をかけた状態で駆動して、移動側ポジショナ2bを固定側ポジショナ2aに向けて移動させる。H形鋼6の長手両端が両ポジショナ2a、2bの固定側爪32の基端に当接すると、走行用電動機43が停止する。次に、両ポジショナ2a、2bの減速機付き電動機29を回動して、移動体3l、3rを間隔を拡げる方向に移動させ、そのフランジ押接部38がフランジ62の内側面に当接したことが検出されたら、減速機付き電動機29を停止し、開閉シリンダ36を閉方向に動作させて、開閉側爪34と固定側爪32でH形鋼のウェブ63の両端を把持する。この状態でH形鋼6は、2つのポジショナ2a、2bの間で支持されるので、旋回駆動電動機22の回転により、H形鋼6を所望の姿勢に変更して必要な部品の溶接等を行う。
Next, the traveling
作業が終了したら、旋回駆動電動機22の回転により、旋回体21を固定側爪32を下方にした水平位置とし、移動側ポジショナ2bの旋回体の旋回をロック装置41で固定する。そして、開閉側爪34を開いた後、移動体3l、3rを間隔を狭める方向に移動し、ワーク6を吊上げて取外す。
When the work is completed, the turning
2(2a、2b) ポジショナ
3l、3r 移動体
4 架台
6 H形鋼
21 旋回体
22 旋回駆動装置
23 旋回軸
24 旋回中心(間隔中心)
25 直線ガイド
26(26l、26r) ネジ杆
31(31l、31r) 把持具
32 固定側爪
34 開閉側爪
37 ウェブ把持部
38 フランジ押接部
41 ロック装置
62 フランジ
63 ウェブ
2 (2a, 2b)
25 Linear guide 26 (26l, 26r) Screw rod 31 (31l, 31r) Gripping
Claims (4)
この架台に支持されて水平方向の旋回軸回りに回動する旋回体と、
この旋回体に設けた前記旋回軸と直交する方向の直線ガイドと、
この直線ガイドに案内された一対の把持具と、
この一対の把持具を前記旋回軸を中心とする対称関係を保持して移動させる拡縮装置とを備え、
前記把持具は、基端側を片持で支持されて前記旋回体から反架台側に延びる固定側爪とこの固定爪に対して開閉動作する開閉側爪を備え、
前記固定側爪は、前記開閉側爪に対向するウェブ把持部と拡縮方向外側に配置されたフランジ押接部とを備えている、H形鋼用のポジショナ。 A frame,
A revolving body that is supported by the frame and rotates about a horizontal revolving axis;
A linear guide in a direction perpendicular to the turning axis provided on the turning body;
A pair of gripping tools guided by the linear guide;
An expansion / contraction device that moves the pair of gripping tools while maintaining a symmetrical relationship about the pivot axis;
The gripping tool includes a fixed-side claw that is supported in a cantilevered manner on the base end side and extends from the revolving body to the counter frame side, and an open / close-side claw that opens and closes the fixed claw,
The fixed side pawl is a positioner for H-section steel, comprising a web gripping portion facing the open / close side pawl and a flange pressing portion disposed on the outer side in the expansion / contraction direction.
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