JP2802187B2 - 鋼材切断部のバリ除去方法および除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼矢板等の鋼材の切
断時に、切断部端面に発生するバリを除去する鋼材切断
部のバリ除去方法および除去装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼材，特に鋼矢板等の複雑な断面を有す
る形鋼のホットソー断面には、高さ約１mmで、厚さ約0.
5mm 程度のバリが残る。このバリを除去しなければ、鋼
矢板等としての商品価値を満足しないため、用途に応じ
て除去する必要がある。そして従来この種の鋼材のバリ
除去手段としては、次に述べるものが一般に知られてい
る。

【０００３】 図13に示すように、鋼材20の切断面に
対して、サンダー21を用いてバリの除去を人手で行なう
ようにした除去作業。

【０００４】 まず鋼矢板等の形鋼の切断面に、大径
のグラインダを押し付けて荒バリを除去し、その後、鋼
矢板の爪部だけさらにダイスで仕上げるようにした形鋼
のバリ除去装置（特公昭54-24549号公報参照）。

【０００５】 図14に示すように、鋼材20の断面を局
部的に急速加熱し、赤熱半溶融化したバリ部22をエアブ
ロー装置23からの高速気流で吹き飛ばすことで、バリの
除去を行なうようにした鋼矢板切断面バリ除去方法（特
開昭58-50174号公報参照）。

【０００６】 図15〜図17に示すように、搬送テーブ
ル内に設けた移動アーム24,25,26に、ツール27（図16参
照）と距離測定計28（図17参照）とを取付けて、鋼矢板
端部をならいながらバリ取りを行なう。またツール駆動
モータ（図示せず）の電流値を検出してツール移動速度
を変え、大きなバリでも確実に取れるようにした形鋼端
部のバリ取り装置（特開平２-185360 号公報参照）。

【０００７】

【この発明が解決しようとする課題】しかし前述した従
来のバリ除去手段には、次に述べる問題点がある。即ち
の除去作業は、多大な労力の解消および作業員の安全
確保や、バリ取り品質の向上（人手によるバリ取りムラ
や切込みの発生が大きいことから）に問題がある。

【０００８】またの除去装置は、除去対象鋼材を保持
する大掛かりな装置が必要であり、既設搬送ラインへの
適用は無理がある。しかもこの大掛かりな装置等から設
備費が多大となる。さらにのバリ除去方法は、吹き飛
ばし方式であるのでカエリ（図18参照）が発生すること
となり、完全なバリ取りができないこととなる。しかも
誘導加熱を必要とし、電力コストや設備費が膨大になる
等のことから、未だ実用可には至ってない。

【０００９】そしてのバリ取り装置は、バリ取り対象
材の受入れ，払い出しに対する考慮がなされていない。
即ち通常オンラインでは、形鋼の搬送サイクルタイムは
15〜20sec 前後であるが、図15に示したような装置構成
では対象材の受入れ前に、まずアーム24，25，26を全開
としておく必要があり、材料進入後に所定の位置までア
ームを移動させるためには長時間を要する。また異なる
重量の材料を精度良く停止させる必要があり、搬送速度
も下げざるを得ずサイクルタイム延長の要因となる等の
ことから、未だ実用可に至ってない。

【００１０】このように、現在、バリ取装置が種々創案
されてはいるが、次に述べる要件を満たす装置は未だ実
用化されていない。

【００１１】(1) 鋼材がある一定の間隔をもって移送さ
れる途中、その移送ピッチ以内（移送時間を含めて１本
当たり15〜20sec ）でバリ取り可能であること。

【００１２】(2) 鋼材の停止位置のバラツキに対応でき
ると共に、鋼材の寸法公差（断面寸法の公差の他、曲が
り，反りの公差，切断面の直角度公差）に対応できるこ
と。

【００１３】(3) 鋼材は６〜30ｍ程度のものが主として
対象となるが、その鋼材の重量に関係なく使用できると
共に、安価で既設ラインへの設置が容易であること。

【００１４】(4) 対象材料をクランプすることなく、バ
リ取り可能であること。これは、前記(1) および(3) と
も関連する。

【００１５】この発明は前述した事情に鑑みて創案され
たもので、その目的はバリ除去対象鋼材をクランプする
ような特別な装置を必要とせず、既設搬送ライン上にお
ける任意位置の鋼材の切断面位置を確実に検出して、そ
の鋼材の切断面部のバリを確実に除去することのできる
鋼材切断部のバリ除去方法および除去装置を提供するこ
とにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は前述したよう
な条件をすべて十分満足するものであり、次に述べる三
点を主な特徴とする鋼材切断面のバリ除去方法および除
去装置である。

【００１７】即ち、切断後に鋼材搬送ラインの搬送テー
ブル上を所定のピッチで搬送され搬送テーブル上に停止
される鋼材に対してロボットアームを接近させ、ロボッ
トアームの先端に設けた切削部を鋼材の切断面形状に沿
って移動させることにより、鋼材切断部のバリを除去す
るに際し、(1) 先端に切削部を有する汎用ロボットアー
ムの作動制御部に、予めバリ除去すべき鋼材の基本形状
を記憶させる。また(2) 鋼材搬送ラインの途中に設けた
バリ取りエリアに、ロボットアーム先端にバリ除去用の
切削部と互いに直交する３方向の位置を検出可能な３つ
の接触式センサーを備えたバリ取りロボットと、搬送テ
ーブル上の鋼材の端面の鋼材長さ方向および鋼材幅方向
の位置を検出可能な２台の非接触式センサーを設け、搬
送テーブル上を搬送されてくる鋼材を、その端部が前記
バリ取りエリアに位置するように停止させる（前記非接
触センサーを利用して、あるいは他に設置した光電スイ
ッチ等のセンサーを用いて、鋼材端部を検出して搬送テ
ーブルを停止させる）、(3) 既設搬送ライン上における
任意の停止位置の鋼材の正確な位置の２段階検出（２台
の非接触センサーによる大まかな検出と、３つの接触式
センサーによる詳細な検出）による、鋼材切断端面の速
く正確な位置検出。なお、第１段階で大まかな検出をす
るため、鋼材の搬送ライン上での停止精度はラフで可
能。さらに、ロボットアームのアーム先端に設けたドリ
ルカッターの切削部と、この切削部をアーム先端に、鋼
材切断端面への押付け力が常に一定となるようにして取
り付けることのできるフローティング式保持器とを用い
る。

【００１８】そして互いに接続するための爪噛み合わせ
面にバリが侵入すると、引き抜き，打ち込みが抵抗の増
大で困難になる鋼矢板の爪部のバリ除去に、特に威力を
発揮できるようにしたものである。

【００１９】

【作用】そしてこの発明のバリ除去方法によるバリ除去
に際しては、次に述べるようにして行う（図１参照）。

【００２０】 バリ取り対象である鋼材３の断面の基
本形状，寸法および座標基準点をロボットアーム５の作
動制御部４に記憶させる。なお図８に鋼矢板の場合の座
標基準点Ｐを示す。

【００２１】 バリ取りしようとする鋼材断面のＸ方
向（幅方向）、Ｙ方向（長さ方向）の大まかな位置を非
接触式センサー７で測定する。この測定だけでは、切断
面が斜めの場合、曲がり，反りがある場合、製品寸法公
差が大きい場合等は座標基準点Ｐを特定することができ
ない。

【００２２】 前記の情報により座標基準点Ｐの存
在する範囲を認識し、次にＹ，Ｘ，Ｚ（高さ）方向の順
に直接接触式センサー８を接触させて正確な基準点Ｐを
検出し、認識する。この時、鋼矢板の場合のように、バ
リ取りする必要ある部分が爪の部分だけであれば（図７
参照）、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向共、各一点測定すれば良い。ま
た全周バリ取りする必要ある場合は各二〜三点の測定が
必要となる。

【００２３】 前記およびで検出した基準点と、
の予め記憶している基準点Ｐとを合致させるべく、作
動制御部４でズレ量を演算して（図９参照）、ロボット
アーム５、ドリルカッターの切削部２を動作させる。

【００２４】なおオフライン等で、サイクルタイムに余
裕がある場合は、接触式センサー８のみとし、非接触式
センサー７を省略して、ガイドおよびストッパー等によ
り大まかな鋼材位置を規制する方式としても良い。

【００２５】

【実施例】以下、この発明の鋼材切断部のバリ除去方法
および除去装置を、図示する実施例によって説明する。

【００２６】まずこの発明のバリ除去方法を実施するバ
リ除去装置について説明すると、バリ除去装置１（図１
参照）は、アーム先端にバリ除去用の切削部２が設けら
れており、切断部バリを除去すべき鋼材３の形状，寸法
値を予め記憶している作動制御部４の指令で作動するロ
ボットアーム５と、鋼材３を搬送する搬送ライン６の周
囲に設置されており、搬送ライン上任意位置の鋼材３の
大まかな位置検出値を作動制御部４へ送る非接触式セン
サー７と、ロボットアーム５の先端部に設けられてお
り、鋼材３に接触して正確な鋼材位置検出値を作動制御
部４へ送る接触式センサー８とを備えてなっている。

【００２７】そして接触式センサー８は、非接触式セン
サー７の検出値に基づく作動制御部４の指令で作動する
ロボットアーム５によって、鋼材３へ接触すべく移動す
る。

【００２８】またバリ除去用の切削部２は、接触式セン
サー８からの検出値および記憶済の形状，寸法値に基づ
く作動制御部４の指令で作動するロボットアーム５によ
って、鋼材切断部の断面形状（断面部の輪郭）に沿って
正確に移動するように構成されている。

【００２９】なおこの実施例での切削部２（図３〜図５
参照）は、エアモータ10で回転するドリルカッターで構
成されていると共に、鋼材切断端面への押付け力が常に
一定となるように、フローティング式保持器９（図10参
照）を介して取り付けられている。

【００３０】このフローティング式保持器９は、バリ取
りを行うべく、切削部２が予め作動制御部４に記憶した
軌跡の通り移動して、鋼材３の切断面の縁（図11参照）
を切削して行く時に、鋼材３への切削部２の押付け力の
加減で切削代に変化が発生し、切削量にムラが生じるこ
とがあるが、このムラを解消するものである。

【００３１】ここでのフローティング式保持器９（図10
参照）は、設定以上の力が切削部２であるドリルカッタ
ーに加わわると、エアモータ10を保持しているエアシリ
ンダ11が負けて引っ込むため、切削部２であるドリルカ
ッターの押付け力は設定値を超えない。このことで均一
なバリ取りが行える。そして検出誤差や切断面の局部的
な凹凸があっても、５mm以内であればほぼ均等な力でバ
リ取りすることが可能である。

【００３２】なおこのフローティング式保持器９の他に
均一なバリ取りを行うためとしては、図12に示すよう
に、エアモータ10に内蔵させた圧力センサー12の値が常
に一定になるよう、ロボットアーム５の動作に補正をか
けることでも行える。

【００３３】非接触式センサー７（図１および図２参
照）は、鋼材３の左右方向位置，即ち搬送ライン６の両
側部位置に設置されており、鋼材長さ方向を検出する長
さセンサー7aと、鋼材３の上下方向位置，即ち搬送ライ
ン６の上下位置に設置されており、鋼材幅方向を検出す
る幅センサー7bとからなり、発光部および受光部が測定
物（鋼材）を挟んで相対向してなる透過式検出器で構成
されている。

【００３４】接触式センサー８（図１および図３，図４
参照）は、高さ方向（Ｚ方向）を検出する高さセンサー
8aと、幅方向（Ｘ方向）を検出する幅センサー8bと、長
さ方向（Ｙ方向）を検出する長さセンサー8cとからなっ
ている。

【００３５】このような構成からなるバリ除去装置１を
使用して、鋼材３へ本発明方法によるバリ除去を施すに
は、次に述べるようにして行う。なおここでの鋼材３は
鋼矢板である。

【００３６】 鋼材断面の基本形状，寸法を作動制御
部４に記憶させる。

【００３７】 非接触式センサー７で鋼材３の端面の
長さ，幅方向の位置を検出して、作動制御部４へ信号を
送る。

【００３８】 作動制御部４は予め記憶している鋼材
形状とで送られてきた信号を比較演算し、鋼材３の断
面基準点Ｐの大まかな位置を認識した後、接触式センサ
ー８における各位置検出部を作動させ、鋼材３の長さ，
幅，高さ方向の詳細な位置を検出する。

【００３９】 で検出した値を基にロボットアーム
５を動作させて、鋼材基本断面の基準位置に切削部２を
移動させる。

【００４０】 作動制御部４は、切削部２を回転させ
ると同時に、予め記憶している鋼材形状を基に、ロボッ
トアーム５を動作させ、鋼材２における切断面の輪郭に
沿って切削部２を押し当ててバリの切削除去を行う。

【００４１】 切削を終えた後、ロボットアーム５は
後退しつつ、予め記憶している次の鋼材３の位置の手前
まで動き、待機する。

【００４２】 バリ取り完了の鋼材３が払い出され、
次の鋼材３が送り込まれる。

【００４３】 〜を繰り返す。

【００４４】このようにして、図６に示すように、非接
触式センサー７および接触式センサー８で、搬送ライン
６上において種々の位置となった鋼材３の正確な位置を
認識することにより、鋼材３の切断面におけるバリを、
ロボットアーム５の切削部２で確実に除去することがで
きる。

【００４５】なお図１および図２に示したように、切削
部２が装着されているロボットアーム５を鋼材３の両側
面位置に設置し、両ロボットアーム5, 5で前述したよう
な切削部２の動作を実施すれば、例えば鋼矢板爪部のバ
リ除去を素早く行うことができる。

【００４６】

【発明の効果】この発明の除去方法および除去装置の除
去対象は、鋼材製品切断面の縁の部分にあるバリであ
る。除去すべく行う加工そのものは切削部で行なうが、
正確で均一なバリ取りを行なうためには、いかに適確に
切削部を縁の部分に押し付けるかが最も重要なポイント
であり、本発明はこれを解決したものである。

【００４７】またこの発明では鋼材位置検出の情報に基
づき切削部が追従する方式であるために、対象鋼材を固
定しない状態で多少のバラツキがあってもバリ取り可能
であり、既設の搬送設備に何ら改善を加える必要がな
く、設備費コスト面，サイクルタイム面でのメリットが
大きい。

【００４８】さらに装置構成がシンプルで、既設の設備
改造を殆ど必要とせずにオンライン用としての設置可能
で安価であると共に、材料端面の位置検出が正確である
ため、切削部が確実に材料端面の縁をなぞることができ
て、バリ取り品質の高い鋼材とすることができる。しか
も、バリ取り作業に対する無人化や省力化を実現させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のバリ除去装置を示す図２のＡ−Ａ線
拡大断面図である。

【図２】この発明のバリ除去装置の搬送ライン上への設
置状態を示す平面図である。

【図３】図１のＢ部拡大図である。

【図４】図３のＣ−Ｃ線矢視図である。

【図５】図４のＤ−Ｄ線矢視図である。

【図６】搬送ライン上における種々の鋼材位置の認識状
況を示す概略図である。

【図７】鋼矢板における座標基準点を示す概略斜視図で
ある。

【図８】鋼矢板におけるバリ取り部分を示す概略図であ
る。

【図９】この発明方法における鋼材の設定位置と実際位
置と誤差補正状況を示す概略斜視図である。

【図１０】この発明のバリ除去装置における切削部を支
持するフローティング式保持器を概略図である。

【図１１】この発明のバリ除去装置における切削部と鋼
材との接触状態を示す概略図である。

【図１２】この発明のバリ除去装置における切削部の支
持手段の別態様を示す概略図である。

【図１３】従来のバリ除去手段を示す概略図である。

【図１４】従来のバリ除去手段を示す概略図である。

【図１５】従来のバリ除去手段を示す概略図である。

【図１６】従来のバリ除去手段を示す概略図である。

【図１７】従来のバリ除去手段を示す概略図である。

【図１８】従来のバリ除去手段を示す概略図である。

【符号の説明】

１…バリ除去装置、２…切削部、３…鋼材、４…作動制
御部、５…ロボットアーム、６…搬送ライン、７…非接
触式センサー、7a…長さセンサー、7b…幅センサー、８
…接触式センサー、8a…高さセンサー、8b…幅センサ
ー、8c…長さセンサー、９…フローティング式保持器、
10…エアモータ、11…エアシリンダ、12…圧力センサ
ー、Ｐ…座標上基準点。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名和田 隆 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友 金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者 阿部 敏弘 茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地 住友 金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者 竹内 義典 兵庫県神戸市西区高塚台６−２−２ エ ービービー・ガデリウス・インダストリ ー株式会社西神事業所内 (56)参考文献 特開 平２−256480（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−116608（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−303753（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23Q 17/22 B23C 3/12 B25J 13/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切断後に鋼材搬送ラインの搬送テーブル
   上を所定のピッチで搬送され搬送テーブル上に停止され
   る鋼材に対してロボットアームを接近させ、ロボットア
   ームの作動制御部に予め記憶させた鋼材の形状，寸法値
   に基づいて、前記アーム先端に設けた切削部を鋼材の切
   断面形状に沿って移動させることにより、鋼材切断部の
   バリを除去するバリ除去方法であり、 鋼材搬送ラインの途中に設けたバリ取りエリアに、ロボ
   ットアーム先端にバリ除去用の切削部と互いに直交する
   ３方向の位置を検出可能な３つの接触式センサーを備え
   たバリ取りロボットと、搬送テーブル上の鋼材の端面の
   鋼材長さ方向および鋼材幅方向の位置を検出可能な２台
   の非接触式センサーを設け、搬送テーブル上を搬送され
   てくる鋼材を、その端部が前記バリ取りエリアに位置す
   るように停止させると共に、停止した鋼材の端面の鋼材
   長さ方向および鋼材幅方向の位置を前記非接触式センサ
   ーにより検出し、 この非接触式センサーによる鋼材の大まかな位置情報を
   前記作動制御部に送って前記ロボットアームを作動さ
   せ、アーム先端に設けた３つの接触式センサーを移動さ
   せて鋼材へ接触させることにより任意の停止位置にある
   鋼材の端部の鋼材長さ方向、鋼材幅方向および鋼材高さ
   方向の正確な位置、即ち鋼材の形状，寸法に対する正確
   な座標基準点を検出し、 この鋼材の正確な座標基準点に、前記作動制御部に記憶
   している鋼材の形状，寸法値を合わせることにより、前
   記ロボットアームの切削部を鋼材切断部の断面形状（切
   断部の輪郭）に沿って正確に移動させることで、鋼材切
   断部のバリを確実に除去することを特徴とする鋼材切断
   部のバリ除去方法。
2. 【請求項２】 切断後に鋼材搬送ラインの搬送テーブル
   上を所定のピッチで搬送され搬送テーブル上に停止され
   る鋼材に対してロボットアームを接近させ、ロボットア
   ームの作動制御部に予め記憶させた鋼材の形状，寸法値
   に基づいて、前記アーム先端に設けた切削部を鋼材の切
   断面形状に沿って移動させることにより、鋼材切断部の
   バリを除去するバリ除去装置であり、 鋼材搬送ラインの途中に設けたバリ取りエリアに、バリ
   取りロボットと、鋼材の端面の鋼材長さ方向および鋼材
   幅方向の位置を検出する２台の非接触式センサーを設
   け、 前記バリ取りロボットのロボットアーム先端に、鋼材の
   端部の鋼材長さ方向、鋼材幅方向および鋼材高さ方向の
   位置を検出する３つの接触式センサーと、バリ除去用切
   削部とを設け、 前記非接触式センサーの検出値に基づいた大まかな鋼材
   位置情報を、前記ロボットアームに与えて、アーム先端
   の接触式センサーを鋼材に接触させる指令を与え、次い
   で、接触式センサーの検出値と予め与えられた鋼材形
   状，寸法値とに基づき、鋼材切断面形状に沿ってバリ除
   去用切削部を移動する指令を与える作動制御部を設けた
   ことを特徴とする鋼材切断部のバリ除去装置。