JP2533904Y2 - 形鋼のウエブ、フランジの高さ中心位置計測装置 - Google Patents

形鋼のウエブ、フランジの高さ中心位置計測装置

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JP2533904Y2
JP2533904Y2 JP1989071679U JP7167989U JP2533904Y2 JP 2533904 Y2 JP2533904 Y2 JP 2533904Y2 JP 1989071679 U JP1989071679 U JP 1989071679U JP 7167989 U JP7167989 U JP 7167989U JP 2533904 Y2 JP2533904 Y2 JP 2533904Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この考案は、形鋼穴明機などで穿孔加工されるH形
鋼、溝形鋼、山形鋼などの形鋼のフランジおよびウエブ
の位置を計測する形鋼のウエブ、フランジの高さ中心位
置計測装置に関する。
(従来の技術) H形鋼の接続のためにフランジに穿孔加工を行う場
合、H形鋼のウエブ厚中心を中心としてフランジに中心
振り分け的に穿孔加工する場合と、フランジ高さ中心位
置を中心として中心振り分け的に穿孔加工を行う場合と
がある。
従来、形鋼穴明機において固定バイスと可動バイスと
でクランプされた形鋼としての例えばH形鋼のフランジ
の高さ位置を検出する場合には、計測装置の突当て部材
を上方から下降し押圧して計測していた。
(考案が解決しようとする課題) ところで、上述した従来のように例えばフランジに突
当て部材を上方から押圧して高さ寸法を検出した場合に
は、H形鋼が上向きに反っていて、フランジの下面が通
常バイス装置に取付けられたローラより浮いていると、
その浮いている高さ分をも含めてフランジ高さとなるの
で誤差が生じてしまう。
通常、フランジに穿孔加工する場合にはウエブ厚さの
中心を中心としてセンタ振分けして穿孔加工しているか
ら、例えばH形鋼同志をボルトなどで接続すると、上記
誤差に対応してフランジが段違いとなって不良品扱いと
なり、あるいは段違いを調整するために大変面倒である
という問題があった。
この考案の目的は、上記問題点を改善するために、形
鋼のフランジ下面高さ位置あるいはウエブ下面高さ位置
を自動的に検出してフランジ、ウエブの中心高さ位置を
自動的にかつ正確に計測できるようにした形鋼のウエ
ブ、フランジの高さ中心位置計測装置を提供することに
ある。
(課題を解決するための手段) 前述のごとき従来の問題に鑑みて、本考案は、ワーク
搬送装置によって長手方向へ移送される形鋼の移送路の
下方位置に、前記形鋼におけるフランジおよびウエブの
下方位置へ位置決め可能の検出ボディを設けると共に、
当該検出ボディを、前記フランジおよびウエブの下方位
置へ移動するための移動作動装置を設け、前記検出ボデ
ィに上下動自在に備えた突当て部材が原点位置から上昇
して前記フランジの下面に当接した際の高さ位置及び前
記ウエブの下面に上記突当て部材が当接したときの前記
原点位置からの高さ位置を検出する検出装置を設け、こ
の検出装置によって検出したフランジ下面の高さ位置又
はウエブ下面の高さ位置と予め設定されたフランジ高さ
又はウエブ高さとを基にしてフランジの高さ中心又はウ
エブの高さ中心を演算する演算処理装置を設けてなるも
のである。
(実施例) 以下、この考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
第6図、第7図および第8図を参照するに、形鋼穴明
機1は、例えばH形鋼、溝形鋼、山形鋼などの形鋼Wに
上方向、左右方向の3方向から穿孔加工を行なうもので
ある。形鋼穴明機1における箱形状のベース3上の左右
両側の後部(第7図において上部)には門型形状のコラ
ム5が立設されている。このコラム5はサイドコラム5
R,5Lと、このサイドコラム5R,5Lの上部に左右方向(以
下、Y軸方向という。)へ延伸された上部フレーム5Uと
で構成されている。
この上部フレーム5UにはY軸方向へ延伸された平行な
ガイドレール7が設けられており、このガイドレール7
にはガイドされてY軸方向へ移動するガイド部材9が設
けられている。前記上部フレーム5Uの右側寄り前側には
駆動モータ11を備えたギアボックス13が取付けられてお
り、駆動モータ11に連動連結したボールねじ15がY軸方
向へ延伸して回転自在に支承されている。
このボールねじ15にはナット部材17が螺合されてお
り、このナット部材17の前側には一体的に第3ドリルヘ
ッドとしての上ドリルヘッド19が設けられている。
上記構成により、駆動モータ11を駆動させるとボール
ねじ15が回転しナット部材17を介して上ドリルヘッド19
がY軸方向に移動されることになる。なお、上ドリルヘ
ッド19がY軸方向へ移動される際、ガイドレール7にガ
イドされてガイド部材9が移動されて上ドリルヘッド19
がスムーズに移動される。
前記上ドリルヘッド19の下部には上下方向(以下、Z
軸方向という。)へ移動自在で回転自在なスピンドル21
A,21B,21Cが装着されており、各スピンドル21A,21B,21C
にはドリル23A,23B,23Cが装着されている。上ドリルヘ
ッド19の上部には前記スピンドル21A,21B,21Cを図示省
略の流体シリンダにより上下動させると共に、回転させ
る駆動モータ25が取付けられている。
上記構成により、駆動モータ25を駆動させると、スピ
ンドル21A,21B,21Cが回転されると共に図示省略の流体
シリンダにより上下動される。したがって、スピンドル
21A,21B,21Cに装着されているドリル23A,23B,23Cが上下
動されると共に回転されるから形鋼Wが穿孔加工される
こととなる。
前記上ドリルヘッド19には複数の交換用ドリルを備え
た工具支持装置27が設けられている。この工具支持装置
27はX軸方向、Z軸方向へ移動自在かつ回転自在となっ
ており、前記スピンドル21Cに装着されているドリル23C
と必要に応じて交換されるようになっている。
前記ベース3の右側上における前部および後部には固
定バイス29が固定的に立設されている。また、前記ベー
ス3の右側から左側における前部および後部にはガイド
レール31がY軸方向へ延伸して設けられており、このガ
イドレール31には複数のガイド部材33がガイドされるべ
く設けられている。しかも、このガイド部材33上にはY
軸方向へ移動自在なスライドベース35が取付けられてい
る。
このスライドベース35の右側における前部および後部
には、前記固定バイス29と対応した可動バイス37が一体
的に立設されている。この可動バイス37と前記固定バイ
ス29とでバイス装置を構成し、しかも、固定バイス29と
可動バイス37の同じ高さ位置には回転自在なローラ39が
支承されている。このローラ39上に形鋼Wのフランジ下
面が乗り、さらに前後方向(以下、X軸方向という。)
の前部、後部に設けられた形鋼Wのワーク搬送装置41に
回転自在に支承されたローラ43に載せられて第7図にお
いて上側から下側へ向けて形鋼Wは送材されるのであ
る。また、前後の可動バイス37との間に中間ローラ39M
を備えた中間可動バイス37Mが設けられている。
形鋼Wはワーク搬送装置41のローラ43上に載置される
と共に、形鋼Wの一側端を前記固定バイス29に当接させ
て位置決め固定されると共に、スライドベース35を図示
省略の駆動装置によりガイドレール31にガイド部材33を
介して第7図において左方から右方へ移動せしめること
によって形鋼Wがクランプされることになる。
前記固定バイス29、可動バイス37のうちの前側におけ
る内側には第7図に示すごとく形鋼Wのフランジを上方
から押さえるフランジ押え45が設けられており、このフ
ランジ押え45で形鋼Wのフランジを押さえることによっ
て、形鋼Wが上方へ浮くのを防止している。
前記ベース3上の右側および前記スライドベース35上
にはX軸方向へ延伸した平行な複数のガイドレール47R,
47Lが設けられており、このガイドレール47R,47Lにはガ
イド部材49R,49Lを介してガイドポスト51R,51Lが上下方
向へ延伸して取付けられている。このガイドポスト51R,
51Lの下部にはナット部材53R,53Lが一体的に設けられて
おり、このナット部材53R,53LにはX軸方向へ延伸した
回転自在なボールねじ55R,55Lが支承されている。
上記構成により、図示省略の駆動装置によりボールね
じ55R,55Lを回転させると、ナット部材53R,53Lを介し
て、ガイド部材49R,49Lがガイドレール47R,47Lにガイド
されてX軸方向へ移動されるから、ガイドポスト51R,51
LがX軸方向へ移動されることとなる。
前記ガイドポスト51R,51Lには上下方向へ延伸した複
数のガイドレール57R,57Lが設けられており、このガイ
ドレール57R,57Lにはガイド部材59R,59Lを介してナット
部材61R,61Lが設けられている。このナット部材61R,61L
には回転自在なボールねじ63R,63Lが螺合されており、
このボールねじ63R,63Lの上部には上下動用駆動モータ6
5R,65Lが連動連結されている。
上記構成により、上下動用駆動モータ65R,65Lを駆動
させると、ボールねじ63R,63Lが回転されて、ガイド部
材59R,59Lがガイドレール57R,57Lにガイドされて、ナッ
ト部材61R,61Lが上下動されることになる。
また、ナット部材61R,61Lには第1、第2ドリルヘッ
ドとしての右ドリルヘッド67R,左ドリルヘッド67Lが一
体的に設けられている。したがって、右ドリルヘッド67
RはX軸方向およびZ軸方向に移動され、また、左ドリ
ルヘッド67LはX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向へ移
動されることになる。
前記右ドリルヘッド67R、左ドリルヘッド67Lの先端に
は複数のスピンドル69R,71R;69L,71Lが回転自在に支承
されており、このスピンドル69R,71R;69L,71Lの先端に
はドリル73R,75R;73L,75Lが装着されている。前記右ド
リルヘッド67R,左ドリルヘッド67Lの後部には、スピン
ドル69R,71R;69L,71Lを回転させるための駆動モータ77
R,77Lが取付けられていると共に、スピンドル69R,71R;6
9L,71Lに送りを与えるための流体シリンダ79R,79Lが取
付けられている。
前記右ドリルヘッド76R,左ドリルヘッド67Lの上部に
はドリル73Rと75R,73Lと75Lのピッチを変更するための
ドリルピッチ変更用駆動モータ81R,81Lが設けられてい
る。
したがって、固定バイス29と可動バイス37でクランプ
された形鋼Wは、上ドリルヘッド19のスピンドル21A,21
B,21Cの先端に装着されたドリル23A,23B,23Cで上方から
穿孔加工されると共に、右ドリルヘッド67,左ドリルヘ
ッド67Lのスピンドル69R,71R;69L,71Lの先端に装着され
たドリル73R,75R;73L,75Lで左右両方から穿孔加工され
ることになる。
第7図および第8図に示されているように、門型形状
のコラム5の後側(第7図において上側)におけるワー
ク搬送装置41の一側例えば右側には形鋼Wを送材する送
材装置82が設けられている。すなわち、ベース85上には
複数のフレーム87を介して支持テーブル89が設けられて
おり、この支持テーブル89上には駆動モータ91を備えた
自走式のキャレッジ93がX軸方向へ移動自在に取付けら
れている。
前記キャレッジ93上には上下方向へ延伸したガイドポ
スト95が立設されており、このガイドポスト95の前後に
はガイドレール97が上下方向へ延伸して設けられてい
る。このガイドレール97にはガイド部材99を介して上下
方向へ移動自在なフレーム101が取付けられている。ま
たガイドポスト95の上部にはフレーム101を上下動させ
る駆動モータ103が取付けられている。
前記フレーム101には形鋼WをクランプするX軸方向
へ延伸したワーククランプ105が設けられており、ま
た、フレーム101の後端(第7図において上端)には回
転自在なタテローラ107が支承されている。このタテロ
ーラ107と対応したワーク搬送装置41の他側例えば左側
の位置にはタテローラ109を先端に備えたY軸方向へ移
動可能な流体シリンダ111が設けられている。
上記構成により駆動モータ91を駆動させるとキャレッ
ジ93がX軸方向に移動されると共に、キャレッジ93に立
設されたガイドポスト95の上端に取付けられた駆動モー
タ103を駆動させると、ガイドレール97に案内されて、
ガイド部材99、フレーム101を介してワーククランブ105
が上下動されることになる。
したがって、ワーク搬送装置41のローラ43上に載置さ
れた形鋼Wは大きさに応じてワーククランプ105が上下
動してクランプされ、さらに流体シリンダ111を第7図
において右方へ移動させて形鋼Wをタテローラ107と109
で把持し、第7図において下側へ送材されることとな
る。
前記ベース3の上面にはU字形状の穴113が形成され
ていると共に、ベース3内には穿孔加工によって発生し
た切粉を除去するためのチップコンベア115が備えられ
ている。したがって、形鋼Wに穿孔加工が行なわれて、
その際発生した切粉はU字形状の穴113からベース3内
に落される。ベース3内に落された切粉はチップコンベ
ア115によって外部へ排出されることになる。
前記ガイドレール31にガイドされてY軸方向へ移動さ
れるスライドベース35の内側にはウェブ支持装置117を
備えたY軸方向へ移動自在なベース119が前記ガイドレ
ール31上に設けられている。したがってウェブ支持装置
117によって固定バイス29と可動バイス37とでクランプ
された形鋼Wに上ドリルヘッド19のスピンドル21A,21B,
21Cに装着されたドリル23A,23B,23Cで穿孔加工を行なう
際に、このドリル23A,23B,23Cの対応した形鋼Wのウェ
ブ下面を支持してウェブが撓むの防止している。
固定バイス29と可動バイス37とでクランプされた形鋼
Wのウェブ下面にマーキングを行なう下部マーキング装
置121が例えば前記ベース119上に設けられたウェブ支持
装置117の前側(第7図において下側)に設けられてお
り、形鋼Wを反転させないで、形鋼Wの下面にマーキン
グを行なうことができる。
前記固定バイス29、可動バイス37のバイス装置には形
鋼Wのフランジ下面高さあるいはウェブ下面までの高さ
を検出する検出装置123(第2図,第3図参照)がY軸
方向へ移動自在に設けられている。この検出装置123で
フランジ下面あるいはウェブ下面までの高さを検出する
ことによってフランジの中心までの高さあるいはウェブ
中心までの高さを実際に計測することができる。
より詳細には、第4図および第5図に示されているよ
うに、例えば可動バイス37は供給側可動バイス37I、出
口側可動バイス37Oおよび中間可動バイス37Mとで構成さ
れ、前記検出装置123は供給側可動バイス37I側に設けら
れている。
形鋼Wが供給側可動バイス37Iを通り過ぎて供給側可
動バイス37Iでクランプできないときに中間可動バイス3
7Mは有効である。また、中間可動バイス37Mの高さが低
いのは、ドリル73L、75Lとの干渉を避けるためである。
前記検出装置123の具体的な構造は、第2図および第
3図に示されているように、供給側可動バイス37Iのバ
イスフレーム125には溝127が形成されている。また、バ
イスフレーム125の溝127にY軸方向へ延伸した支持フレ
ーム129が一部入り込んでバイスフレーム125に複数のボ
ルト131で取付けられている。
前記支持フレーム129上にはガイドレール133が設けら
れており、このガイドレール133には検出ボディ135がY
軸方向へ移動自在に支承されている。この検出ボディ13
5にはL字形状のブラケット137の一端が装着されてい
る。
前記バイスフレーム125の下部には、前記検出ボディ1
35を、フランジF又はウエブUに対応した下方位置へ移
動するための移動作動装置としての流体シリンダ139が
例えば複数のボルトなどで取付けられており、この流体
シリンダ139に装着されたピストンロッド141の先端には
前記ブラケット137の他端が複数のナット143で固定され
ている。
上記構成により、流体シリンダ139を作動させると、
ピストンロッド141がY軸方向へ移動されるから、ブラ
ケット137を介して検出ボディ135がガイドレール133に
案内されながらY軸方向へ移動され、フランジF又はウ
エブUの下方位置へ自動的に移動位置決めされることと
なる。
前記検出ボディ135にはZ軸方向へ延伸したラック145
がZ軸方向に移動自在に装着されている。このラック14
5に噛合したピニオン147が前記検出ボディ135に内蔵さ
れており、このピニオン147に連動連結したサーボモー
タのごとき駆動モータ149が前記検出ボディ135に取付け
られている。前記ラック145の上端には突当て部材151が
一体的に設けられている。
前記ピニオン147に連動連結したエンコーダ153が前記
検出ボディ135に取付られている。また、検出ボディ135
の上部には原点位置確認用の接近スイッチ155が設けら
れている。
上記構成により、駆動モータ149を駆動させると、ピ
ニオン147が回転してラック145がZ軸方向へ移動させる
ことになる。なお、ラック145のZ軸方向への移動量は
エンコーダ153で検出されると共に、原点位置確認用近
接スイッチ155で予め定められた原点位置が確認される
ことになる。
而して、流体シリンダ139を作動させると、ピストン
ロッド141がY軸方向へ移動し、ブラケット137および検
出ボディ135を介して突当て部材151の位置が第1図に示
したごとく、形鋼WにおけるフランジFの下方位置ある
いはウエブUの適宜な下方位置に自動的に位置決めする
ことができる。
この形鋼WにおけるフランジFの下方位置あるいはウ
エブUの適宜な下方位置に位置決めされた後、駆動モー
タ149を駆動させると、ピニオン147が回転してラック14
5がZ軸方向の上方へ移動される。ラック145が上方へ移
動して予め設定された原点位置L0に到達すると、原点位
置確認近接スイッチ155が作動し、原点位置L0を確認
し、その原点位置L0からエンコーダ153が駆動され、ラ
ック145の先端に設けられた突当て部材151がフランジF
の下面あるいはウエブUの適宜な下面に当接し駆動モー
タ149が停止し、エンコーダ153で原点位置L0からのフラ
ンジFの下面までの高さ位置L1あるいはウエブUの下面
までの高さ位置L2が検出されることになる。
この検出された高さ位置L1あるいはL2が第1図に示さ
れている演算処理装置157に取込まれる。この演算処理
装置157にはフランジ高さFH、ウエブ高さUHを予め記憶
しておくメモリ159、161が接続されている。このメモリ
159,161に記憶されたフランジ高さFH、ウエブ高さUH
演算処理装置157に取込まれているから、演算処理装置1
57では、(L1+FH/2)、(L2+UH/2)が演算処理され
て、フランジF、ウエブUの中心高さ位置が正確に計測
することができる。
このフランジF、ウエブUの中心高さ位置が演算処理
装置157に接続されたCRT163に表示されることによっ
て、作業者が見てチェックすることができる。
例えば、フランジFの中心高さ位置が計測されると、
このデータを基にしてフランシFの中心高さ位置を基準
にしてセンタ振分けしてフランジFに穿孔加工を行なう
こにより、後で形鋼W同志をボルトなどで取付けた場
合、例えば、形鋼が上向きに反っていたとしても段違い
とならずにフランジ面がきれいにそろって良好なものと
なる。
なお、この考案は前述した実施例に限定されることな
く、適宜な変更を行なうことにより、その他の態様で実
施し得るものである。例えば本実施例では可動バイス37
側に設けた検出装置123について説明したが、検出装置1
23は固定バイス29側にも設けられているが、具体的な構
成はほぼ同じであるので説明を省略する。
[考案の効果] 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要
するに本考案は、ワーク搬送装置によって長手方向へ移
送される形鋼(W)の移送路の下方位置に、前記形鋼
(W)におけるフランジ(F)およびウエブ(U)の下
方側へ位置決め可能の検出ボディ(135)を設けると共
に、当該検出ボディ(135)を、前記フランジ(F)お
よびウエブ(U)の下方位置へ移動するための移動作業
装置(139)を設け、前記検出ボディ(135)に上下動自
在に備えた突当て部材(151)が原点位置(L0)から上
昇して前記フランジ(F)の下面に当接した際の高さ位
置(L1)及び前記ウエブ(U)の下面に上記突当て部材
(151)が当接したときの前記原点位置(L0)からの高
さ位置(L2)を検出する検出装置(153)を設け、この
検出装置(153)によって検出したフランジ下面の高さ
位置(L1)又はウエブ下面の高さ位置(L2)と予め設定
されたフランジ高さ又はウエブ高さとを基にしてフラン
ジの高さ中心又はウエブの高さ中心を演算する演算処理
装置(157)を設けてなるものである。
前記構成より明らかなように、本願考案においては、
形鋼Wの移送路の下方位置に設けた検出ボディ135は移
動作動装置の作動によって上記形鋼Wにおけるフランジ
FおよびウエブUの下方位置へ自動的に位置決め可能で
あり、この検出ボディ135に上下動可能に備えた突当て
部材151を上昇して前記フランジFの下面に当接したと
きの原点位置L0からの高さ位置L1及び前記ウエブUの下
面に当接したときの原点位置L0からの高さ位置L2を検出
する検出装置153が設けてある。
そして、上記検出装置153によって検出したフランジ
下面の高さ位置L1又はウエブ下面の高さ位置L2と予め設
定したフランジ高さ又はウエブ高さとを基にしてフラン
ジ高さ中心又はウエブ高さ中心を演算する演算処理装置
157が設けてある。
したがって、本考案によれば、形鋼が上方向に湾曲し
てフランジが、例えばバイス装置等に備えたローラから
浮いた状態にあっても、基準位置からのフランジの高さ
中心位置及びウエブ高さ中心位置を正確に演算でき、フ
ランジ高さ中心位置又はウエブ高さ中心位置を中心とし
て中心振り分け的にフランジに穴加工し、H形鋼を接続
するとき、フランジの段違いを解消することができる。
また、本考案によれば、移動作動装置の作動によって
検出装置153をフランジFおよびウエブUの下方位置へ
自動的に移動位置決めすることができ、1つの検出装置
153でもってフランジ下面の高さ位置L1及びウエブ下面
の高さ位置L2を自動的に検出して、フランジ高さ中心又
はウエブ高さ中心を求めることができるので、フランジ
高さ中心を中心として中心振り分け的に穴加工を行う場
合、又はウエブ高さ中心を中心として中心振り分け的に
穴加工を行う場合に、その必要とする側の中心位置を自
動的に検出することができ、自動化に対して容易に対応
することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案に係る主要部を示し、計測装置の構成
ブロック図、第2図は第5図におけるII−II線に沿った
拡大断面図、第3図は第2図におけるIII−III線に沿っ
た矢視図、第4図は第5図におけるIV−IV線に沿った断
面図、第5図は第7図におけるV矢視部の拡大図、第6
図はこの考案を実施する一実施例の形鋼穴明機の正面
図、第7図は第6図における平面図、第8図は第6図に
おける側面図。 1……形鋼穴明機、3……ベース、29……固定バイス 37……可動バイス、37M……中間可動バイス、39……ロ
ーラ 123……検出装置、125……バイスフレーム、135……検
出ボディ 139……流体シリンダ、145……ラック、147……ピニオ
ン 149……駆動モータ、151……突当て部材、153……エン
コーダ 157……演算処理装置、159……フランジ高さメモリ 161……ウエブ高さメモリ

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワーク搬送装置によって長手方向へ移送さ
    れる形鋼(W)の移送路の下方位置に、前記形鋼(W)
    におけるフランジ(F)およびウエブ(U)の下方位置
    へ位置決め可能の検出ボディ(135)を設けると共に、
    当該検出ボディ(135)を、前記フランジ(F)および
    ウエブ(U)の下方位置へ移動するための移動作動装置
    (139)を設け、前記検出ボディ(135)に上下動自在に
    備えた突当て部材(151)が原点位置(L0)から上昇し
    て前記フランジ(F)の下面に当接した際の高さ位置
    (L1)及び前記ウエブ(U)の下面に上記突当て部材
    (151)が当接したときの前記原点位置(L0)からの高
    さ位置(L2)を検出する検出装置(153)を設け、この
    検出装置(153)によって検出したフランジ下面の高さ
    位置(L1)又はウエブ下面の高さ位置(L2)と予め設定
    されたフランジ高さ又はウエブ高さとを基にしてフラン
    ジの高さ中心又はウエブの高さ中心を演算する演算処理
    装置(157)を設けてなることを特徴とする形鋼のウエ
    ブ、フランジの高さ中心位置計測装置。
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