JP2645207B2 - 横穴あけ方法および横穴あけ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、木工業界等において材
料への横孔あけ作業に用いる横穴あけ方法および横穴あ
け装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、木工業界等において角材へ穴あけ
加工を行なう場合は、その穴あけ位置へあらかじめ墨等
によりけがきを施した後、この角材を加工機のバイスへ
取り付け、該加工機に設けたドリル位置と一致するレー
ザマーカによって、角材への照射位置を作業者が視覚に
より見ながら前記墨のけがき位置と合致させるように加
工機のドリル位置を移動して位置合わせをしていた。

【０００３】しかし、この作業は人手の視覚による位置
合わせのため、レーザマーカと墨のけがきとが合致しな
いことがあり、作業者によってはバラツキを生じてその
精度が著しく低下する。

【０００４】また、前記した位置合わせには加工機の近
傍に、常に作業者が待機しなければならず、不測の加工
機の動作により、作業者が危険にさらされることもある
と共に、加工工程の無人化が達成されないもので工場の
省人化とならない。等の様々な問題点を有するものであ
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した問
題点を解決するためになされたもので、材料の移送路に
基準位置設定手段と材料高さ検知手段とを配設し、制御
手段により制御されて、横および縦方向へ任意に移動可
能な回転刃物を、設定済の材料加工位置および回転刃物
原点位置のデータと、計測データとの演算により適宜移
動させることにより、材料への穴あけが無人により、正
確かつ迅速に行なうことができる横穴あけ方法および横
穴あけ装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ための本発明の手段は、材料の横幅方向の両側部を材料
保持手段により把持して、あらかじめ制御手段へ入力し
た定められたプログラムに沿って回転刃物の縦横駆動手
段および送出手段を制御し、前記材料の横幅方向側部
へ、材料の長さ方向に対して略直交させた貫通穴をあけ
る横穴加工装置にあって、移送路へ材料をその長さ方向
を平行させて供給し、その移動限に設けた基準位置設定
手段へ材料移動端を当接させて、その長さ方向において
材料移動端からの穴あけ横寸法の位置決めをした後、材
料保持手段により該材料を固定し、移送路上方におい
て、前記固定された材料上面に対応させて設けた高さ検
出手段により、加工すべき材料の高さ寸法を測定して制
御手段へ送信し、得られたこのデータの材料上面を基準
として、該材料上面からの穴あけ縦寸法の位置設定をさ
せ、得られたこの穴あけ縦寸法と前記穴あけ横寸法との
交差部に対して穴あけする横穴あけ方法にある。

【０００７】また、材料の横幅方向の両側部を材料保持
手段により把持して、あらかじめ制御手段へ入力した定
められたプログラムに沿って回転刃物の縦横駆動手段お
よび送出手段を制御し、前記材料の横幅方向側部へ、材
料の長さ方向に対して略直交させた貫通穴をあける横穴
加工装置にあって、移送路へ材料をその長さ方向を平行
させて供給し、その移動限に設けた基準位置設定手段へ
材料移動端を当接させて、その長さ方向において材料移
動端からの穴あけ横寸法の位置決めをした後、材料保持
手段により該材料を固定し、移送路上方において、前記
固定された材料上面に対応させて設けた高さ検出手段に
より、加工すべき材料の高さ寸法を測定して制御手段へ
送信し、得られたこのデータの材料上面を基準として、
該材料上面からの穴あけ縦寸法の位置設定をさせ、得ら
れたこの穴あけ縦寸法と前記穴あけ横寸法との交差部に
対して穴あけすることにあり、移送路において、回転刃
物の横移動における原点を中心としてその両側に、二組
の基準位置設定手段を設けて、これら基準位置設定手段
の内の一方のみを移送路上に突出させたとき、移送路に
供給させた材料の一側端を当接させる工程と、前記基準
位置設定手段の内の他方のみを移送路上に突出させたと
き、移送路に供給させた材料の他側端を当接させる工程
と、を選択的に行なう横穴あけ方法にある。

【０００８】そして、略水平の機台と、該機台の一側に
設けて一方から他方へ材料が流動する移送路と、この移
送路において該移送路に対して平行するように回転刃物
の原点中心に対してその前後に配設した材料を把持する
一対の材料保持手段と、前記機台における他側に設けて
前記移送路と平行する横ガイドと、横ガイドへ横駆動手
段により横移動自在に係合させた移動体と、該移動体に
取り付けた縦ガイドと、該縦ガイドへ縦駆動手段により
縦移動自在に係合させた支持体と、この支持体に設けて
前記移送路に対して直交する水平ガイドへ送出手段によ
り進退自在に係合させた回転手段と、該回転手段の回転
軸へ取り付けて材料の横幅方向側部へ貫通穴をあける回
転刃物と、前記移送路において前記前後一対の材料保持
手段の内方へ昇降手段により出没自在に設けて、材料の
移動端部が当接する基準位置設定手段と、該基準位置設
定手段の上方に対設して移送路に把持された材料の高さ
を検出する高さ検知手段と、前記横および縦駆動手段と
高さ検知手段に連係させた制御手段と、を備えさせた穴
加工装置の構成にある。

【０００９】

【作用】前記のように構成される本発明は以下に述べる
作用を奏する。

【００１０】回転手段の回転軸に取り付けられた回転刃
物の縦および横方向の原点位置をあらかじめ制御手段へ
設定しておく。

【００１１】そして、移送路に供給された材料の端部を
前記基準位置設定手段へ当接すると材料の把持位置が決
められるもので、該材料は保持手段により固定される。

【００１２】更に、材料が把持された状態で該材料の高
さを、その上方に対設させた高さ検知手段により計測し
て制御手段へ送信する。

【００１３】これら制御手段へあらかじめ入力された加
工位置のデータと、前記計測データと、設定された原点
位置のデータとは制御手段により演算されて起動信号と
して前記横および縦駆動手段へ伝達され、これにより、
移動体および支持体が穴あけすべき設定位置に移動され
停止する。

【００１４】この状態で、回転刃物を材料に対して繰り
出せば該材料に所定の穴あけが施される。

【００１５】

【実施例】次に本発明に関する横穴あけ方法および横穴
あけ装置の一実施例を図面に基づいて説明する。

【００１６】図１〜図３においてＡは、横穴あけ方法に
採用される横穴加工装置で、木材加工、例えば、木造建
築用構造材等の材料ｂに、連結金具や連結部材（図示せ
ず）を取り付けるボルト穴を加工する際に用いられるも
ので、機台１に設けられた移送路ｃと、前後一対の材料
保持手段２，３と、横ガイド４へ係合させた移動体５
と、縦ガイド６へ係合させた支持体７と、回転手段８
と、該回転手段８に取り付けた回転刃物９と、基準位置
設定手段10と、高さ検知手段11と、制御手段12とにより
基本的に構成される。

【００１７】そして、前記した移送路ｃは、略水平に形
成された機台１上へ載置された横長の取付台13上に形成
されるもので、その上面を一致させたローラコンベア等
の移送部材14を設けてある。

【００１８】前記した前後一対の材料保持手段２，３
は、前記移送路ｃに設けて該移送路ｃに対して平行して
材料ｂを把持するもので、移送路ｃを挟んでその一側に
固定の受部材15を前記取付台13上に固着し、この受部材
15に対応させて流体シリンダ等の押圧部材16により進退
自在となる押え部材17を設けてあって、回転刃物９によ
る切削抵抗を受けても容易に妄動しないように強固に材
料把持を行なう。

【００１９】前記した移動体５は、前記機台１における
他側に設けて、前記移送路ｃと平行する横ガイド４，４
へ横駆動手段18により横移動自在に係合させてあるもの
で、横駆動手段18は、前記横ガイド４，４に平行させて
該移動体５の下部に支承させた螺軸19へ、移動体５の下
側に取り付けためねじ駒20を螺合させてあって、この螺
軸19を数値制御可能な電磁ブレーキ付きのサーボモータ
21（エンコーダを連係させたモータでも可）により正逆
に回転させることで、横ガイド４，４上へ移動体５を任
意位置に移動，固定することができる。

【００２０】前記した支持体７は、前記移動体５に取り
付けた縦ガイド６，６へ縦駆動手段22により縦移動自在
に係合させてあるもので、縦駆動手段22は、前記縦ガイ
ド６，６に平行させて該移動体５の側部に支承させた螺
軸23へ、支持体７に取り付けためねじ駒24を螺合させて
あって、この螺軸23を数値制御可能な電磁ブレーキ付き
のサーボモータ25（エンコーダを連係させたモータでも
可）により正逆に回転させることで、縦ガイド６，６に
おいて支持体７を任意位置に移動，固定することができ
る。

【００２１】前記した回転手段８は、回転刃物９を駆動
するモータを用いるもので、前記支持体７に設けて前記
移送路ｃに対して直交するように配設した水平ガイド2
6, 26へ送出手段27により進退自在に係合させてあっ
て、この送出手段27は空圧等の流体シリンダを用いて、
支持体７に一端を固定したシリンダにおけるロッド28の
先端部をモータ台29に取り付けたステー30に固着してあ
る。

【００２２】前記した回転刃物９は、慣用の木工用ドリ
ルを用いるもので、穿孔される穴径に応じて適宜選択し
得るもので、前記回転手段８の回転軸31へ着脱自在に取
り付けてある。

【００２３】前記した基準位置設定手段10は、前記移送
路ｃにおいて前後一対の材料保持手段２，３の内方へ、
昇降手段32により出没自在に設けて材料ｂの端部に当接
することにより、移送路ｃにおいて材料ｂの位置決めが
簡単かつ瞬時に行なえるものであって、材料ｂの移送時
は、取付台13においてその移送面より下側に埋没してい
るもので、材料ｂの一端部だけを位置決めの基準とする
場合は１組設ければよいものであるが、本実施例におい
ては、材料ｂの両端部が位置決め基準となるように２組
設けられている。

【００２４】そして、その構成は、移送路ｃの途中にお
いて取付台13に取り付けた流体シリンダ等の昇降手段32
のロッド33へガイド筒34により案内されて昇降する受体
35を連結してあって、この受体35の外面へ移送部材14に
より移送する材料ｂの一側端面が当接してその移動が停
止される。

【００２５】この基準位置設定手段10は、移送路ｃへ２
組を設けるときは、図５に示すように、回転刃物９の横
移動における原点ｐを中心として、同距離ｘ，ｘとなる
ように、材料ｂ端面が当接する受体35面を対応させて配
設してあるもので、前記原点ｐはあらかじめ後述する制
御手段12に入力されている。

【００２６】前記した材料ｂの高さ検知手段11は、前記
基準位置設定手段10の上方に対設して移送路ｃに把持さ
れた材料ｂの高さを検出するもので、図４に示すよう
に、取付台13の一側に立設した腕体36に伸縮可能な流体
シリンダ等の繰出部材37を取り付け、このロッド38へ先
端部に近接スイッチ39を設けた移動部材40を固着してあ
って、例えば、保持手段２，３に把持されている材料ｂ
上面へ向かって、前記繰出部材37が繰り出されていると
きにパルス信号が発し、移動部材40の近接スイッチ39が
材料ｂ上面に当接してこれにより、繰出部材37が停止し
たときまでのパルス量を計測することで、移動部材40の
下面から材料ｂ上面までの距離ｎが算出される。

【００２７】なお、縦方向における回転刃物９位置の原
点ｏは、あらかじめ、材料ｂの送材面から下がった距離
ｍが、後述する制御手段12に入力されているもので、前
記計測された距離ｎと回転刃物９位置の原点ｏである距
離ｍとの制御手段12による演算により材料ｂ高さｈが求
められる。

【００２８】前記した制御手段12は、前述した手段・部
材８，10，11, 18, 22, 27等を任意に操作されるように
制御するもので、慣用されるプログラム・データ記憶装
置，データ演算装置，駆動手段等制御装置，シーケン
サ，制御盤等の必要機器からなり、これらの作動により
横穴加工装置Ａの自動運転が可能となるものであって、
また、そのフローを図６に示してあり、更に、この自動
制御以外に手動運転させることができることはもちろん
である。

【００２９】なお、図１において41は腕体36に取り付け
たレーザマーカで、前記基準位置設定手段10によらない
穴あけに際して、その穴あけ位置に墨付けした箇所とビ
ームの照射位置との目視による合致でその位置合わせを
行なうものである。

【００３０】次に本発明実施例装置Ａによる横穴あけ方
法の作用を説明する。

【００３１】まず、図４および図５に示すように、材料
ｂにおいて横向きの穴ｅを穿設するときは、あらかじ
め、制御手段12へ材料ｂ端面からと上面からの穴位置寸
法値をそれぞれ設定する。

【００３２】また、回転手段８の回転軸31に取り付けら
れた回転刃物９の縦および横方向の原点位置ｏ，ｐをあ
らかじめ前記制御手段12へ設定しておく。

【００３３】そして、前記入力データにより基準位置設
定手段10が移送路ｃ上に突出しているもので、この状態
で移送路ｃへ材料ｂを供給すると、該材料ｂは、移送部
材14上を摺動または転動により移動して、その端部が前
記基準位置設定手段10へ当接する。

【００３４】これにより、材料ｂの移動は制止されて把
持位置が決められると共に、押え部材17が押圧部材16の
操作により移送路ｃ内へ繰り出され、材料ｂの幅方向を
受部材15に向かって押し出して挾持するから、該材料ｂ
は保持手段２により固定される。

【００３５】次に、材料ｂが把持された状態で高さ検知
手段11における移動部材40を該材料ｂの上面へ向かって
繰り出してその近接スイッチ39を当接させると、図４に
おける距離ｎが計測されるもので、このデータを制御手
段12へ送る。

【００３６】これにより、先に入力された加工位置のデ
ータと、前記計測データと、設定された回転刃物９の原
点位置ｏ，ｐのデータとが、前記制御手段12により演算
されて、その起動信号として前記横および縦駆動手段1
8, 22へ伝達され、移動体５および支持体７が穴あけす
べき設定位置ｅに移動され停止する。

【００３７】この状態で、回転手段８を駆動しつつ該回
転手段８のモータ台29を送出手段27により材料ｂに対し
て繰り出せば、該材料ｂへ回転刃物９による所定の穴あ
けが施される。

【００３８】このとき、材料ｂに対して複数箇所に穴あ
けを施したいときは、その穴あけ順序と穴位置寸法値を
制御手段12に入力しておけば、そのプログラム通りの加
工作業が自動かつ無人により行なわれる。

【００３９】

【発明の効果】前述のように構成される本発明は、材料
の基準位置設定手段と材料の高さ検知手段により、移送
路に供給された材料に対して、あらかじめ設定した制御
手段のプログラム通りの穴あけ加工が自動的に行なわれ
るもので、人手による作業と比べてその加工精度が大幅
に向上する。

【００４０】しかも、穴あけの位置合わせには人手が不
要なため、危険となりやすい加工機の近傍に作業者が待
機する必要がなく、労働災害も可及的に減少させること
ができると共に、加工工程の無人化が達成されて省人化
となる。等の格別な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する横穴あけ方法を採用した横穴加
工装置の一実施例を示す側面図である。

【図２】図１における平面図である。

【図３】図１における要部を示す一部を破断した正面図
である。

【図４】図１における装置の加工操作を示す要部の側面
図である。

【図５】図４に示す装置の基準位置設定手段の操作を示
す説明図である。

【図６】図１に示す装置における制御手段のフローを示
す説明図である。

【符号の説明】

ｂ 物品 ｃ 移送路 １ 機台 ２，３ 材料保持手段 ４ 横ガイド ５ 移動体 ６ 縦ガイド ７ 支持体 ８ 回転手段 ９ 回転刃物 10 基準位置設定手段 11 高さ検知手段 12 制御手段 18 横駆動手段 22 縦駆動手段 26 水平ガイド 27 送出手段 31 回転軸 32 昇降手段 Ａ 横穴加工装置

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 材料の横幅方向の両側部を材料保持手段
   により把持して、あらかじめ制御手段へ入力した定めら
   れたプログラムに沿って回転刃物の縦横駆動手段および
   送出手段を制御し、前記材料の横幅方向側部へ、材料の
   長さ方向に対して略直交させた貫通穴をあける横穴加工
   装置にあって、 移送路へ材料をその長さ方向を平行させて供給し、その
   移動限に設けた基準位置設定手段へ材料移動端を当接さ
   せて、その長さ方向において材料移動端からの穴あけ横
   寸法の位置決めをした後、材料保持手段により該材料を
   固定し、移送路上方において、前記固定された材料上面
   に対応させて設けた高さ検出手段により、加工すべき材
   料の高さ寸法を測定して制御手段へ送信し、得られたこ
   のデータの材料上面を基準として、該材料上面からの穴
   あけ縦寸法の位置設定をさせ、得られたこの穴あけ縦寸
   法と前記穴あけ横寸法との交差部に対して穴あけするこ
   とを特徴とする横穴あけ方法。
2. 【請求項２】 材料の横幅方向の両側部を材料保持手段
   により把持して、あらかじめ制御手段へ入力した定めら
   れたプログラムに沿って回転刃物の縦横駆動手段および
   送出手段を制御し、前記材料の横幅方向側部へ、材料の
   長さ方向に対して略直交させた貫通穴をあける横穴加工
   装置にあって、 移送路へ材料をその長さ方向を平行させて供給し、その
   移動限に設けた基準位置設定手段へ材料移動端を当接さ
   せて、その長さ方向において材料移動端からの穴あけ横
   寸法の位置決めをした後、材料保持手段により該材料を
   固定し、移送路上方において、前記固定された材料上面
   に対応させて設けた高さ検出手段により、加工すべき材
   料の高さ寸法を測定して制御手段へ送信し、得られたこ
   のデータの材料上面を基準として、該材料上面からの穴
   あけ縦寸法の位置設定をさせ、得られたこの穴あけ縦寸
   法と前記穴あけ横寸法との交差部に対して穴あけするこ
   とにあり、 移送路において、回転刃物の横移動における原点を中心
   としてその両側に、二組の基準位置設定手段を設けて、
   これら基準位置設定手段の内の一方のみを移送路上に突
   出させたとき、移送路に供給させた材料の一側端を当接
   させる工程と、前記基準位置設定手段の内の他方のみを
   移送路上に突出させたとき、移送路に供給させた材料の
   他側端を当接させる工程とを選択的に行なうことを特徴
   とする横穴あけ方法。
3. 【請求項３】 略水平の機台と、該機台の一側に設けて
   一方から他方へ材料が流動する移送路と、この移送路に
   おいて該移送路に対して平行するように回転刃物の原点
   中心に対してその前後に配設した材料を把持する一対の
   材料保持手段と、前記機台における他側に設けて前記移
   送路と平行する横ガイドと、横ガイドへ横駆動手段によ
   り横移動自在に係合させた移動体と、該移動体に取り付
   けた縦ガイドと、該縦ガイドへ縦駆動手段により縦移動
   自在に係合させた支持体と、この支持体に設けて前記移
   送路に対して直交する水平ガイドへ送出手段により進退
   自在に係合させた回転手段と、該回転手段の回転軸へ取
   り付けて材料の横幅方向側部へ貫通穴をあける回転刃物
   と、前記移送路において前記前後一対の材料保持手段の
   内方へ昇降手段により出没自在に設けて、材料の移動端
   部が当接する基準位置設定手段と、該基準位置設定手段
   の上方に対設して移送路に把持された材料の高さを検出
   する高さ検知手段と、前記横および縦駆動手段と高さ検
   知手段に連係させた制御手段とを備えさせたことを特徴
   とする穴加工装置。