JP3009047B2 - 切断機用送材装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、型鋼その他の長尺の被加工材の切断を行な
う切断装置に被加工材を送材する送材装置に係るもので
ある。より詳細には、被加工材に予め所定位置に丸穴若
しくは円錐型凹部が加工されている場合に、これらの位
置を検知して、上記丸穴等を基準として自動的に被加工
材の位置決めを行なう装置に関するものである。

（従来の技術） 予め取付孔などのドリル加工を施してあるＨ鋼などの
長尺材料を鋸盤や其の他の切断加工機によって所要の長
さに切断する場合には、切断すべき位置は罫書き又は他
のマーキングを施すことが多い。

（発明が解決しようとする課題） 前記のマーキングは目視による位置決めを行なうため
に施されたものであることは明白である。しかし、すで
に丸穴加工のなされている材料に関しては、これらのマ
ーキング位置は丸穴の位置との関連において決定されて
いると考えられるものが大部分である。したがって、丸
穴の正確な位置が検知装置によって検出可能であり、さ
らに丸穴位置と切断位置との距離を正確に切断加工機の
送り機構に入力制御出来る場合はこれ等のマーキング作
業は不必要である。しかもマーキング作業は加工すべき
すべての材料に対して個別に行なう必要があり、人手を
要するばかりでなく、その間において過誤を発生させる
危険があった。

そこで、本発明は丸穴若しくは類似の加工されたマー
クを基準として自動的に切断のための位置決めを行なう
装置を提供するものである。

［発明の構成］ （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、本発明は、長尺の
材料を切断する切断位置に近接して設けられ、かつ前記
材料に予め適宜形状に加工された加工部位を検知する検
知装置と、前記材料を保持して材料の送材方向に移動自
在の運搬装置と、基準位置からの上記運搬装置の移動位
置を検出する位置検出装置と、前記検知装置によって前
記加工部位を検出したときにおける前記位置検出装置の
検出値に基いて前記加工部位と運搬装置との位置関係を
求める演算装置と、この演算装置の演算結果により材料
の所望の切断すべき位置を前記切断位置に送材して停止
すべく制御する制御装置と、を備えてなるものである。

（実施例） 以上、本発明に係る切断機における実施例について、
図面に基づき説明する。

第２図、第３図及び第４図に示すものは切断機の１例
としての帯鋸盤１を備えた送材装置の全体を示すもの
で、送材されて切断される材料ＷはＨ鋼であり、予め所
定の個所に丸穴Ｍが加工されてあるものとする。

説明のため第２図、第３図において左方向を前方と
し、右方向を後方とする。

帯鋸盤１の前方には材料Ｗの前端部を載置するための
支持台３があり、帯鋸盤１の切断位置Ｃ−Ｃの後方に隣
接して本体バイス５が設けられ、さらに本体バイス５の
後方に隣接して検知装置７が帯鋸盤１の基部９上に取付
けられている。基部９には送材方向に送材装置11が延設
されている。

帯鋸盤１は帯鋸刃13、鋸刃ハウジング15を有し、鋸刃
ハウジング15内には帯鋸盤13を回転駆動自在に懸架する
一対のホイール17,17が内装されていて鋸刃ハウジング
を昇降させて切断加工する公知のものである。また支持
台３は材料Ｗを載置するためローラー19,19,…と、この
ローラー19,19,…を支架するためのフレーム21とテーブ
ル23を有している。本体バイス５は本体固定バイスジョ
ー25とこの固定バイスジョー25に対して接近離反する方
向に往復動自在の本体可動バイスジョー27とより構成さ
れ、帯鋸刃13の行なう切断に先行して材料Ｗを把持固定
するものである。

検知装置７は触針29を有する差動変圧器を利用した変
位センサー31とこの変位センサー31を上下動自在に支持
するためのガイドロッド33と送りねじ35と及びこの送り
ねじを駆動するためのパルスモーター37より構成されて
いる。

送材装置11は基盤39と支柱41,41,…及び帯鋸盤１の基
部９に支持された送材フレーム43と材料Ｗを把持して帯
鋸盤１に向って送材する送材バイス45より構成され、送
材バイス45は本体バイス５と同様に送材固定バイスジョ
ー47と送材可動バイスジョー49を有し、基盤39に設けら
れた送材ガイドロッド51,51にガイドされ且つ送材フレ
ーム43の下部に設けられた流体圧シリンダー装置53によ
って、送材フレーム43上を往復走行自在に支持されてい
る。さらに送材バイス45の走行位置を検出する目的で送
材フレーム43の１側にラック55が設けられ、送材バイス
45に取付けられた後述する回転検出機57を構成するエン
コーダ59の軸心45のピニオン61と噛み合っている。前記
の送材フレーム43上にはローラー63,63,…が材料Ｗの送
材方向の往復移動を容易にするため設けられている。

上記構成の送材装置の動作を次に説明する。

所定の位置の丸穴Ｍが加工されているＨ鋼である材料
Ｗが送材フレーム43上のローラー63,63,…上に載置さ
れ、最後方の基準位置に位置する送材バイス45の送材固
定バイスジョー47と送材可動バイスジョー49に挟持固定
される。この際に材料Ｗの丸穴Ｍが加工されている面が
前記の送材固定バイスジョー47に接触し、しかも丸穴Ｍ
は固定バイスジョー47の位置より前方向に十分突出して
いるものとする。つぎにパルスモーター37を適宜駆動し
て変位センサー31の高さを丸穴Ｍの中心高さに一致させ
て置く。この状態で流体圧シリンダー53を作用させて材
料Ｗを帯鋸盤１に向けて前進させる。

この状態における回転検出機57について、第５図及び
第６図によって説明する。

送材装置11においては、材料Ｗを送材するための送材
距離計測装置が必要である。送材フレーム43上のラック
55にピニオン61を噛み合わすべく回転検出機57はホルダ
ー65によって支持され、このホルダー65はシャフト67を
介して送材バイス45の下部フレーム69に取付けられたブ
ラケット71に揺動自在に保持されている。

回転検出機57はさらにスプリング73によってラック55
とピニオン61のバックラッシュがない方向に付勢され、
また前記シャフト67上にスプリング75が設けられ、ブラ
ケット71に対してホルダー76ががたつきなく支持される
ようになっている。

上記の回転検出機57の作用を説明すると、ガイドロッ
ド51,51に沿って送材バイス45が送材方向に移動する
時、その動きに伴ってピニオン61も送材方向に移動す
る。一方送材フレーム43は固定されているため、その送
材フレーム43に固定されたラック55も不動である。した
がってこのラック55に噛み合うピニオン61は自分の動き
に伴って回転し、その回転数が回転検出機57によって計
測され、送材距離が計測される。

材料Ｗが上記のごとくその送材距離を計測されながら
前進して、前端部が変位センサー31の触針29と接触する
位置に達して、第１図に示すごとくなる。

ここで、第６図に基づいて検知装置７を構成する変位
センサー31の作用を説明する。図示の変位センサー31は
電気マイクロメーターと呼ばれる公知の差動変圧器を設
けた測定機であり、一定の交流電圧が給電されている状
態において触針29が回転すると、その旋回角度に応じて
出力電圧を変化させるものである。

第６図（ａ）（ｂ）（ｃ）において触針29は図示され
ないスプリングによって時計廻りに付勢されているもの
とする。

材料Ｗが前記のごとく送材されて、その前端が触針29
に接触すると、触針29は反時計廻りに旋回して第６図
（ａ）に示す状態になる。その結果、変位センサー31は
それまでの出力電圧V₀を変じて、電圧V₁を出力すること
になり、材料Ｗが進行しても触針29の旋回角度が変らぬ
限りその出力電圧V₁は変化しない。ついで、材料Ｗがさ
らに前進して丸穴Ｍの端部H₁の位置に触針29が触れると
触針29は時計廻りに旋回して第６図（ｂ）に示す状態と
なり、その出力電圧V₁は変化し、再び当初の出力電圧V₀
を出力するようになるが、さらに材料Ｗが前進すれば触
針29は丸穴Ｍの端部H₂に触れて、旋回角度が第６図
（ａ）に示す状態となり再び出力電圧V₁を出力する。

以上の変位センサー31における出力電圧の変化と、前
記回転検出機57で検出した送材距離（位置）とを別に設
けた演算装置（図示しない）によって解析することによ
り、送材バイス45の位置と丸穴Ｍの中心点の位置との関
係を求めることができる。その結果、材料Ｗの所望切断
位置を帯鋸盤１の切断位置Ｃ−Ｃまで自動的に送材して
停止させることができる。材料Ｗの送材が停止すると、
先づ本体バイス５の可動バイスジョー27が閉じられて材
料Ｗが本体バイス５に固定され、帯鋸盤１が駆動されて
切断が開始される。一方送材バイス45は開放されて材料
Ｗを開放し、引続き後進して規定された位置に復帰す
る。この復帰位置は回転検出機57からの信号により制御
されるものである。

以上の工程において、材料Ｗの所定の切断位置が帯鋸
盤１の切断位置Ｃ−Ｃに到着する以前において、送材バ
イス45が前進限度に達すると、回転検出機57の作用によ
って送材バイス45は停止し、ついで、本体バイス５が閉
じられて材料Ｗを把持固定してから、送材バイス45が開
いて材料Ｗを解放してから演算により計算された送材距
離だけ後退して再び材料Ｗを把持し、つづいて本体バイ
ス５が開いてから再び送材が開始されるものである。

なお、材料Ｗの丸穴Ｍに並んで他に加工された丸穴Ｎ
が存在する場合でも、例えば最初に検知された丸穴Ｍを
基準とするか、あるいは２番目に検知された丸穴Ｎを基
準とするか、何れの場合も予め制御装置（図示せず）に
おいてプログラミングして置くことで選別は可能である
し、又、要すれば、丸穴の直径を判断することによって
選別して正確を期することも可能である。さらに、例え
ば罫書きによる切断位置指定の代わりに、材料の適当箇
所を基準として例えばドリル先端で円錐型の凹部77を形
成し、その凹部中心を第６図（Ｃ）のごとくに検知計測
して凹部77の最深部を規準点と判断させるか、あるいは
凹部77への深さの変曲点を基準点と判断させることも可
能である。さらにはこの加工に使用するドリル先端の角
度を制御装置に記憶させて置き、他のキズやヘコミと区
別させることも可能である。

以上、述べた方法によってドリル加工された材料につ
いては切断位置を罫書きする必要のない場合が多くな
り、例えばドリルマスターなどで自動操作によって穴明
け加工された材料は、そのまま送材装置11に運んで自動
的に切断加工ができるものである。

本発明による送材装置11において、変位センサー31を
固定せずに変位センサー31の移動量を測定する計測器と
組合せて、固定されている材料に沿って変位センサー31
を移動せしめても同様な効果を得られる。

この実施例においては変位センサーとして差動変圧器
を用いた接触型のものを示しているが、他の種々な検知
装置、例えばうず電流を利用したギャップディテクタ、
光線を利用するフォトレフレクタ等の非接触センサーあ
るいはCCDカメラにより撮像し画像処理して穴の中心を
求めるなど、種々のセンサーを使用することも可能であ
る。

又、送材バイスの移動量をエンコーダーを利用した回
転検出機によって計測しているが、他の直線スケール、
例えばマグネスケールなども使用可能であるし、送材方
法を実施例のごとく流体圧シリンダーを使用せずに送り
ねじ、例えばボールスクリューなどを利用することによ
りスクリュー軸の回転数を計測することで送材バイスの
移動量を計測するようにしても良い。

この発明は、適宜変更を行なうことにより、前記実施
例以外のその他の態様で実施可能である。

［発明の効果］ 以上のごとき実施例の説明より理解されるように、本
発明においては、材料に予め適宜に加工された加工部位
を検出する検知装置が設けてあると共に材料を保持して
移動自在な運搬装置の移動位置を検出する位置検出装置
が設けてあり、そして、上記検知装置によって材料の加
工部位を検知したときにおきえる位置検出装置の検出値
に基いて材料の加工部位と運搬装置との位置関係を求め
る演算装置及びこの演算装置の演算結果により材料の所
望の切断すべき位置を切断位置に送材し停止すべく制御
する制御装置が設けられているから、材料に改めて切断
箇所等のマーキングを行う必要がないものである。

すなわち本発明においては、材料に対する前加工の加
工部位と運搬装置との位置的関係を求め、この求めた結
果に基いて材料の切断箇所を切断位置に停止すべく制御
するものであるから、マーキング等を行うことなしに切
断位置への切断箇所の位置決めの自動化を図ることが容
易なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要部を示す立体図である。第２図は本
発明の全体を示す側面図、第３図は第２図のIII−IIIに
沿った平面図である。第４図は第２図のIV−IV線に沿っ
た側面図である。第５図（ａ），（ｂ）は本発明の要部
を示す図面である。第６図（ａ），（ｂ），（ｃ）は本
発明の作用を説明する図面である。 １……帯鋸盤、７……検知装置 11……送材装置、43……送材フレーム 45……送材バイス、57……回転検出機 Ｍ……丸穴、Ｗ……材料

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長尺の材料を切断する切断位置に近接して
   設けられ、かつ前記材料に予め適宜形状に加工された加
   工部位を検知する検知装置と、前記材料を保持して材料
   の送材方向に移動自在の運搬装置と、基準位置からの上
   記運搬装置の移動位置を検出する位置検出装置と、前記
   検知装置によって前記加工部位を検出したときにおける
   前記位置検出装置の検出値に基いて前記加工部位と運搬
   装置との位置関係を求める演算装置と、この演算装置の
   演算結果により材料の所望の切断すべき位置を前記切断
   位置に送材して停止すべく制御する制御装置と、を備え
   たことを特徴とする切断機用送材装置。