JP2020025971A - Long object processing method and processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、寸法の長い鋼板などの長尺物の被加工物に穴開等の所定の加工を行う加工方法及び加工装置に関する。 The present invention relates to a processing method and a processing apparatus for performing predetermined processing such as drilling holes on a long workpiece such as a steel plate having a long dimension.
従来から、長尺物の加工物(例えば、寸法の大きな鋼板)を加工する場合に、加工物の端面を基準にしてプレス等で穴開け加工することがある。このような場合に、加工物の寸法が長いため、その端面は、図6のようにその加工物wの長さ10m当り5mm程度のウネリ(以下、ウネリには反り形状も含めるものとする)を有するものがある。そのような状態の加工物wに穴開加工を行うと以下のような問題が発生する。図6に従ってその問題について説明する。図6は、従来の方法で穴開加工を行った後に曲げ加工を行った状態を模式的に示したものである。図6に示したとおり加工物wにはウネリがあり、そのウネリが大きいと基準ブロック910(基準位置)で加工物を位置決めして加工装置で穴hを加工した際に、端面から穴hまでの距離はd2からD2までの間でバラツキが生じる。このため穴開加工時及び加工物wを破線Cで曲げ加工等すると穴hと端面までの距離もd2からD2でバラツキが生じる。破線Cから端面Tまでの距離D3も変わってしまう。このバラツキの幅(d2からD2)が製品の規定値の範囲外になっていると製品は不良品となってしまう。加工に使用した材料は、長尺の鋼板であり高価である。従ってその損失は大きい。
以上の事情から加工物wにウネリが有っても規定値を満足する製品が得られるような加工を行う加工方法及び加工装置が求められていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, when processing a long workpiece (for example, a steel plate having a large size), a hole is formed by a press or the like based on an end surface of the workpiece. In such a case, since the size of the workpiece is long, the end face has an undulation of about 5 mm per 10 m of the length of the workpiece w as shown in FIG. 6 (hereinafter, the undulation includes a warped shape). Some have. When a hole is formed in the workpiece w in such a state, the following problem occurs. The problem will be described with reference to FIG. FIG. 6 schematically shows a state in which a bending process is performed after a hole is formed by a conventional method. As shown in FIG. 6, the workpiece w has undulation. If the undulation is large, when the workpiece is positioned at the reference block 910 (reference position) and the hole h is processed by the processing device, from the end face to the hole h. Varies from d2 to D2. For this reason, the distance between the hole h and the end face also varies from d2 to D2 when drilling or bending the workpiece w along the broken line C. The distance D3 from the broken line C to the end face T also changes. If the width of this variation (from d2 to D2) is outside the range of the specified value of the product, the product will be defective. The material used for processing is a long steel plate and is expensive. Therefore, the loss is large.
In view of the above circumstances, there has been a demand for a processing method and a processing apparatus for performing processing such that a product that satisfies a specified value is obtained even if the workpiece w has undulation.
本発明は、上記のような長尺物の被加工物の端面にウネリ等の寸法的な問題があっても、被加工物の端面からの寸法を規定値におさめるための長尺物の加工方法及び加工装置を提供することを課題とする。 The present invention is directed to processing of a long object for keeping the dimension from the end surface of the long object to a specified value even if there is a dimensional problem such as undulation on the end surface of the long object as described above. It is an object to provide a method and a processing device.
上記の課題を解決するための第1発明の加工方法は、以下の特徴を有する。
長尺物の被加工物の加工方法であって、
前記被加工物の端面を2個以上設けた基準ブロックに突き当てる工程(1)と、
前記工程(1)の後に、前記被加工物の端面位置を測定する工程(2)と、
前記工程(2)により得られた前記被加工物の複数個所の端面位置データを演算手段にて演算処理する工程(3)と、
前記端面測定位置データを前記演算手段にて演算処理する工程(4)と、
前記工程(4)で演算処理された補正データに基づき所定の加工を行う工程(5)と
を含む。
The processing method of the first invention for solving the above-mentioned problems has the following features.
A method for processing a long workpiece,
(1) abutting the end face of the workpiece against a reference block provided with two or more pieces;
A step (2) of measuring an end face position of the workpiece after the step (1);
A step (3) of calculating the end face position data at a plurality of positions of the workpiece obtained in the step (2) by a calculating means;
A step (4) of calculating the end face measurement position data by the calculating means;
And (5) performing predetermined processing based on the correction data calculated and processed in the step (4).
第1発明の加工方法は、以下の効果が発現する。
加工する長尺物の被加工物の端面を2個以上の基準ブロックに突き当てし、位置決めする。その後に加工装置に設けられた端面位置を測定する測定装置により被加工物の端面位置を測定する。これにより被加工物の端面の形状を測定することができる。この複数個の端面位置の測定データを演算手段で演算処理し、その測定結果に基づきその加工位置を補正し穴開加工等を行う。被加工物の端面にウネリがあっても穴開加工した被加工物及びその後の加工が施された製品を規定値におさめることができる。
The processing method of the first invention has the following effects.
The end face of the long workpiece to be processed is abutted against two or more reference blocks and positioned. After that, the end face position of the workpiece is measured by a measuring device provided in the processing apparatus for measuring the end face position. Thereby, the shape of the end surface of the workpiece can be measured. The measurement data at the plurality of end face positions is subjected to arithmetic processing by the arithmetic means, and the processing position is corrected based on the measurement result to perform drilling and the like. Even if there is undulation on the end face of the workpiece, the workpiece that has been drilled and the product that has been subjected to subsequent processing can be kept at a specified value.
上記課題を解決するための第2発明の加工装置は以下の特徴を有している。
第1発明の加工方法を使用した長尺物の被加工物の加工装置であって、
前記被加工物の長尺側の端面に突き当てる2個以上の基準ブロックと、
前記基準ブロックに突き当てした前記被加工物の端面位置を測定する測定装置と、
前記測定装置にて測定し得られた複数個所の前記被加工物の端面位置測定データに基づき加工位置の補正データを演算処理する演算手段と
を備え演算手段で演算処理された加工位置の補正データに基づき所定の加工を行う。
A processing apparatus according to a second invention for solving the above-mentioned problems has the following features.
An apparatus for processing a long workpiece using the processing method of the first invention,
Two or more reference blocks that abut against the long side end surface of the workpiece;
A measuring device for measuring an end face position of the workpiece abutted on the reference block,
Calculating means for calculating correction data of the processing position based on the measurement data of the end face position of the workpiece at a plurality of locations obtained by the measuring device; and correction data of the processing position calculated by the calculating means. Predetermined processing is performed based on.
第2発明の加工装置によれば、第1発明と同様の効果が発現する。更にその加工方法を長尺物のH鋼や角パイプにも適用可能である。 According to the processing apparatus of the second invention, the same effects as those of the first invention are exhibited. Further, the processing method can be applied to a long H steel or a square pipe.
第3発明の加工装置は、第2発明において以下の特徴を有する。
前記測定装置は、1個とし前記被加工物の長尺側に沿って移動させ被加工物の複数個所の端面位置データを測定する。
The processing apparatus of the third invention has the following features in the second invention.
The measuring device is one and moves along the long side of the workpiece to measure end face position data at a plurality of locations on the workpiece.
第3発明の加工装置においては、被加工物の長尺側の端面の位置は1個の測定装置を移動させながら複数箇所測定し、端面の形状を測定する。被加工物の性状やロットにより測定箇所を適宜増減させることができる。従って端面の形状をより正確に測定することが可能となる。このような測定方法により測定された端面位置測定データに基づき加工位置を補正して加工するので、製品の加工精度は更に向上する。 In the processing device of the third invention, the position of the end face on the long side of the workpiece is measured at a plurality of locations while moving one measuring device, and the shape of the end face is measured. The number of measurement points can be appropriately increased or decreased depending on the properties of the workpiece and the lot. Therefore, the shape of the end face can be measured more accurately. Since the machining position is corrected based on the end face position measurement data measured by such a measuring method and the machining is performed, the machining accuracy of the product is further improved.
第4発明の加工装置は、第2発明において以下の特徴を有する。
前記測定装置は、2個以上複数個設け前記被加工物の端面位置を同時に測定する。
The processing apparatus of the fourth invention has the following features in the second invention.
The measuring device is provided with two or more measuring devices and measures the end face position of the workpiece at the same time.
第4発明の加工装置は、端面位置の測定装置を複数個設けているので同時に測定することが可能であり製品の加工時間を短縮することができ、生産性が向上する。 Since the processing device of the fourth invention is provided with a plurality of measuring devices for the end face position, it is possible to measure at the same time, the processing time of the product can be shortened, and the productivity is improved.
第5発明の加工装置は、第2発明から第4発明のいずれかにおいて以下の特徴を有する。
前記測定装置で測定された前記端面位置データの最大値と最小値の差をウネリ量とし、そのウネリ量に閾値を設け、ウネリ量が閾値よりも大きい場合には、当該被加工物は加工前に不合格品と判断する機能を有している。
The processing apparatus of the fifth invention has the following features in any one of the second invention to the fourth invention.
The difference between the maximum value and the minimum value of the end face position data measured by the measuring device is defined as the amount of undulation, and a threshold is provided for the amount of undulation.If the amount of undulation is larger than the threshold, the workpiece is not processed. Has a function to judge it as a rejected product.
第5発明の加工装置は、演算手段で演算処理された端面位置の測定データに基づきその端面位置の基準ブロックに対する相対位置からその最大値と最小値の差をウネリ量とし、そのウネリ量がある所定の閾値内にあるか否か判定することができる。そのウネリ量が閾値を超えた場合は、加工する位置データを補正して加工することが不可能であることから加工をせず、被加工物を加工装置から払い出しをする。このような被加工物は、加工していないので、ウネリ量が適正になるように修正しリサイクルすることが可能であり歩留まりが向上する。 The processing device according to the fifth aspect of the present invention uses the difference between the maximum value and the minimum value from the relative position of the end face position with respect to the reference block based on the measurement data of the end face position calculated by the calculating means, as the undulation amount. It can be determined whether it is within a predetermined threshold. When the undulation amount exceeds the threshold value, since the position data to be processed cannot be corrected and processed, processing is not performed and the workpiece is paid out from the processing apparatus. Since such a workpiece is not processed, it can be modified and recycled so that the amount of undulation is appropriate, and the yield is improved.
次に、本発明の実施の形態例を図により説明する。
図1は本発明の加工方法及び加工装置にて加工する製品の一例の説明図、図2は本発明の加工装置の概略図、図3は本発明の加工装置に使用される端面位置測定装置の説明図、図4は本発明の加工装置にセットした被加工物の端面の測定方法の説明図、図5は被加工物への加工位置の補正データの作成方法及び加工方法の説明図、図6は従来の加工方法の説明図である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view of an example of a product processed by the processing method and the processing apparatus of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of the processing apparatus of the present invention, and FIG. 3 is an end face position measuring apparatus used in the processing apparatus of the present invention. FIG. 4 is an explanatory view of a method of measuring an end face of a workpiece set in the processing apparatus of the present invention, FIG. 5 is an explanatory view of a method of creating correction data of a processing position on the workpiece and a processing method, FIG. 6 is an explanatory view of a conventional processing method.
<1>被加工物W
本発明の加工方法及び加工装置にて加工する被加工物Wは図1(a)に示した長尺物の鋼板を例に説明する。被加工物Wには反り等のウネリが有るが、図1(a)ではウネリが無い状態で被加工物Wの形状を描いている。長尺側の長さは約10mから15m程度であり、幅は1m程度である。この長尺物の被加工物Wは、長尺側の端面Tから所定寸法L1の位置に穴Hが複数個所加工されたものである。製品は、例えば、この穴開けを行った被加工物Wを端面位置からL2の位置(図1(a)の破線Cの位置)で曲げ加工を行い図1(b)のように断面がコの字状を呈する部材である。但し被加工物Wの端面にはウネリ量Uが有るので、穴Hの端面Tからの位置もl2からL2の幅でバラバラとなってしまう。この被加工物Wの端面のウネリ量Uは、被加工物Wの長尺側の寸法10mから15m程度に対して数mm程度であるが、5mmを超えると穴開加工そのもの及び後工程(曲げ加工等)に悪影響を与え、L1寸法やL2寸法が規定値外となり製品は不良品となる。図1(b)では、被加工物の端面のウネリが存在するので、加工後の形状を誇張して山形になるように描いている。以降の本発明の加工方法及び加工装置の説明は、図1(a)の状態の被加工物を対象にして行う。尚本発明の加工方法及び加工装置は、図1(a)に示した板状の長尺物の被加工物に限定されるのもではなく、長尺物のH鋼や角パイプ等にも適用可能である。
<1> Workpiece W
The workpiece W to be processed by the processing method and the processing apparatus of the present invention will be described by taking the long steel plate shown in FIG. 1A as an example. The workpiece W has undulation such as warpage, but FIG. 1A illustrates the shape of the workpiece W without undulation. The length on the long side is about 10 to 15 m, and the width is about 1 m. The long workpiece W is formed by processing a plurality of holes H at a position of a predetermined dimension L1 from the end face T on the long side. For example, the product is bent at the position of L2 from the end face position (the position of the broken line C in FIG. 1A) from the end face position, and the product has a cross section as shown in FIG. 1B. Is a member having the shape of However, since the end surface of the workpiece W undulation quantity U is present, it becomes apart by the width of the position from the end face T of the hole H from l 2 L2. The amount of undulation U on the end face of the workpiece W is about several millimeters with respect to the long side of the workpiece W of about 10 m to about 15 m. Processing, etc.), the L1 dimension and L2 dimension are out of the specified values, and the product is defective. In FIG. 1B, since there is undulation on the end surface of the workpiece, the shape after processing is exaggerated and drawn in a mountain shape. The following description of the processing method and the processing apparatus of the present invention will be made for the workpiece in the state of FIG. It should be noted that the processing method and the processing apparatus of the present invention are not limited to the long plate-shaped workpiece shown in FIG. Applicable.
<2>加工装置の構成
本発明の加工方法を使用した加工装置の構成を図2により説明する。図2において、10は本発明の加工装置である。加工装置10は、加工部(穴開部)100、投入部200、払出部300及び演算手段400から構成されている。加工部100は、被加工物Wに穴H等の加工を行う部位であり、プレス装置でもある。投入部200には、被加工物Wの位置決め、端面位置の測定、及び被加工物Wのクランプ及び位置決め移動を行う部位である。払出部300は、加工部100にて加工完了した被加工物Wを後工程に払出す機能を有している。
<2> Configuration of Processing Apparatus The configuration of a processing apparatus using the processing method of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2,
投入部200は、被加工物Wの長尺側の端面位置決め用の基準ブロック210、端面位置測定装置220、クランプ装置250、及び図示されていない被加工物Wの支持部が設けられている。基準ブロック210は、本図では2個設けられているが、2個以上複数個設けても良い。端面位置測定装置220は、本図では8個個設けられているがこれに限定されるものではなく、被加工物Wの長尺側の寸法に応じて適宜増減させれば良い。端面位置測定装置の構成は別途詳述する。クランプ装置250は、本図では3個設けているが、被加工物Wの長尺側の寸法に応じて適宜増減させれば良い。クランプ装置250は、キャリッジ240に設けられている。キャリッジ240は、図中のX方向とY方向に移動可能なレールを投入部200と払出部300のベース上に設け、クランプした後の被加工物WをX方向とY方向に移動させて所定の位置に穴開け加工する。尚本図では、X方向に走行させるレール230のみを描いている。
The
払出部300には、ベース上に搬出用のローラコンベア310が設けられている。
The
<3>端面位置測定装置
図3により、本発明の加工装置に使われる被加工物Wの端面位置測定装置について説明する。図3は、端面位置測定装置が上昇し被加工物Wの端面Tと接触した状態を示している。本装置220は、投入部200のベース上に8個設けている。上昇下降するアクチュエーター221をベース上に固定する。アクチュエーター221の上部に前進後退するアクチュエーター222とリニアスケール等の位置検出器223が配置されている。アクチュエーター222には、同時に前進後退するピン224が設けられている。アクチュエーター221が上昇した状態で、アクチュエーター222が前進するとピン224が被加工物Wの端面Tに接触する。その時に位置検出器223からパルス等が出力され端面位置データとして出力される。複数個(本図では8個)設けた端面位置測定装置から複数個の端面位置データが表示装置等に出力され、それらを演算手段にて演算処理する。
<3> End Face Position Measuring Apparatus With reference to FIG. 3, an end face position measuring apparatus for the workpiece W used in the processing apparatus of the present invention will be described. FIG. 3 shows a state in which the end face position measuring device has risen and has come into contact with the end face T of the workpiece W. Eight of the
端面位置測定装置は、図2に示すように複数個を固定して設けても良いし、1個の端面測定装置220を走行レール上を移動させて被加工物Wの長尺側の端面位置を複数箇所測定する形態でも良い。
As shown in FIG. 2, a plurality of end surface position measuring devices may be fixedly provided, or one end
<4>被加工物の端面位置の測定方法
被加工物の端面位置は、以下の様に測定する。図4に示すように、投入部200に被加工物Wが投入されると、図示しないプッシャー装置により被加工物Wの長尺側の端面は基準ブロック210に押し付けられる。この状態の被加工物Wの端面を端面位置測定装置220が作動し測定する。ピン224が端面Tに接触し被加工物Wの端面位置が測定される。測定値は、基準ブロック210に対する被加工物Wの出入量として測定される。図5に示すようにe1からe8として測定され表示装置等に出力される。その測定値は、演算手段400にて演算処理される。演算手段400では、例えばピン224が基準ブロックを通過して被加工物Wの端面に接触した場合に正の値、基準ブロックに対して手前位置で接触した場合は負の値として演算処理される。被加工物Wの端面位置の測定値e1からe8の中で最大値と最小値の差をウネリ量Uと定義する。
<4> Method of measuring end face position of work The end face position of the work is measured as follows. As shown in FIG. 4, when the workpiece W is loaded into the
<5>加工位置の補正方法及び被加工物Wの加工方法
図5に示すように被加工物Wの端面位置を測定した値からウネリ量Uを求める。演算手段400等に、そのウネリ量Uの閾値Kを設定する。被加工物Wの端面形状を測定しウネリ量Uが閾値Kを超えた場合には、その被加工物Wは不良品と判定し加工部100で加工せず払出部300から装置外に搬出する。閾値Kは、最終製品の要求精度にもよるが目安として被加工物Wの長尺側の長さ10mに対して約5mmであるが、これに限定されるものではない。本発明の加工装置は、このように加工前に被加工物Wの良否を判定する機能も有している。
<5> Method of Correcting Processing Position and Processing Method of Workpiece W The undulation amount U is obtained from the value obtained by measuring the end face position of the workpiece W as shown in FIG. The threshold value K of the undulation amount U is set in the
被加工物Wの端面位置を測定し、ウネリ量Uが閾値K内にあれば、加工部100で被加工物Wに所定の加工を行う。加工部100で行った加工位置の精度や二次加工後の最終製品の精度を確保するために、演算手段400内でウネリ量Uにより以下の様に加工部100にて加工する加工の補正データを作成する。その補正方法の一例を説明する。
The end surface position of the workpiece W is measured, and if the amount of undulation U is within the threshold value K, the
図5において被加工物Wの端面位置の測定値e1からe8によりウネリ量Uは求められている。そのウネリ量に対して加工部での穴開加工にて要求される被加工物Wの規定値を満足させるために補正量Δを演算手段400内で演算する。補正量Δは、ウネリ量Uを整数Nで除した値を用いることができる。この整数Nは、ウネリ量と製品の規定値等により設定される。このような補正量Δを加味して加工部100で穴明加工等を行うと被加工物Wの精度は規定値以内に確保される。従って後工程で加工された最終製品の精度も規定値以内に確保されることになる。
In FIG. 5, the undulation amount U is obtained from the measured values e1 to e8 of the end face position of the workpiece W. The correction amount Δ is calculated in the calculation means 400 in order to satisfy the specified value of the workpiece W required for the hole drilling in the processing portion with respect to the undulation amount. As the correction amount Δ, a value obtained by dividing the undulation amount U by an integer N can be used. The integer N is set based on the amount of undulation and the specified value of the product. When drilling or the like is performed in the
また本発明の加工装置によれば、図5に示すように被加工物Wにウネリが有っても、そのウネリの形状を本発明の加工装置の端面位置測定装置で測定することができる。その測定したウネリ形状に沿って平行(端面Tから一定の距離Dで)に穴明け加工することもできる。 According to the processing apparatus of the present invention, even if the workpiece W has undulation as shown in FIG. 5, the shape of the undulation can be measured by the end face position measuring device of the processing apparatus of the present invention. Drilling can be performed in parallel (at a certain distance D from the end face T) along the measured undulation shape.
以上のとおり本発明の加工方法及び加工装置によれば、被加工物Wにウネリが有っても、そのウネリ量が一定の範囲内にあれば、加工された被加工物Wと最終製品は合格品となり、歩留まりと生産性が格段に向上する。 As described above, according to the processing method and the processing apparatus of the present invention, even if the workpiece W has undulation, if the amount of undulation is within a certain range, the processed workpiece W and the final product are The product will be accepted, and the yield and productivity will be significantly improved.
10 加工装置
100 加工部
200 投入部
210 基準ブロック
220 端面位置測定装置
230 走行レール
240 キャリッジ
250 クランプ装置
300 払出部
310 ローラコンベア
400 演算手段
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記被加工物の端面を2個以上設けた基準ブロックに突き当てる工程(1)と、
前記工程(1)の後に、前記被加工物の端面位置を測定する工程(2)と、
前記工程(2)により得られた前記被加工物の複数個所の端面位置データを演算手段で演算処理する工程(3)と、
前記端面測定位置データを前記演算手段で演算処理する工程(4)と、
前記工程(4)で演算処理された補正データに基づき所定の加工を行う工程(5)と
を含むことを特徴とする被加工物の加工方法。 A method for processing a long workpiece,
(1) abutting the end face of the workpiece against a reference block provided with two or more pieces;
A step (2) of measuring an end face position of the workpiece after the step (1);
A step (3) of performing arithmetic processing on end face position data at a plurality of locations of the workpiece obtained in the step (2) by an arithmetic means;
A step (4) of computing the end face measurement position data by the computing means;
A step (5) of performing predetermined processing based on the correction data calculated in the step (4).
前記被加工物の長尺側の端面に突き当てる2個以上の基準ブロックと、
前記基準ブロックに突き当てした前記被加工物の端面位置を測定する測定装置と、
前記測定装置にて測定し得られた複数個所の前記被加工物の端面位置測定データに基づき加工位置の補正データを演算処理する演算手段と
を備え演算手段で演算処理された加工位置の補正データに基づき所定の加工を行うことを特徴とする加工装置。 An apparatus for processing a long workpiece using the processing method according to claim 1,
Two or more reference blocks that abut against the long side end surface of the workpiece;
A measuring device for measuring an end face position of the workpiece abutted on the reference block,
Calculating means for calculating correction data of the processing position based on the measurement data of the end face position of the workpiece at a plurality of locations obtained by the measuring device; and correction data of the processing position calculated by the calculating means. A processing apparatus for performing a predetermined processing based on the following.
The difference between the maximum value and the minimum value of the end face position data measured by the measuring device is defined as the amount of undulation, and a threshold is provided for the amount of undulation.If the amount of undulation is larger than the threshold, the workpiece is not processed. The processing apparatus according to any one of claims 2 to 4, further comprising a function of determining a rejected product.
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