JP3568403B2 - ワークの送り装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば定尺切断機において、アルミニウム製パイプ材等のワークを長さ方向に定尺で移送する送り装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び解決しようとする課題】
従来、上記のようなワークの送り装置には、ラックピニオン方式やボールねじ方式が採用されていた。
【0003】
前者のラックピニオン方式は、ピニオンの回転運動をラックの直線運動に変換し、そのラックの直線運動に伴ってワークを所定方向に定尺で移送する方式である。
【0004】
しかしながら、このラックピニオン方式では、ある程度の重量を有するワークを送るべく大きな移送力を得るためには、ラックとピニオンの歯幅やピッチ幅を大きくする必要がある。このため、ワークを細かい精度で移送することができず、ワーク切断時の寸法精度がいささか悪くなるという欠点があった。
【0005】
また、後者のボールねじ方式は、送りねじ方式の一種で、ねじ軸をナットに複数のボールを介して縲着させることによって、ねじ軸の回転運動をナットの直線運動に変換し、そのナットの直線運動に伴ってワークを長さ方向に定尺で移送する方式である。これによれば、上述のラックピニオン方式と違い、ワークを細かい精度で移送することができる。
【0006】
しかしながら、このボールねじ方式では、ワークが長くなるほど、ねじ軸をも長尺にする必要があるため、その長尺のねじ軸がたわんだり、あるいは回転時に振動を起こしたりして、ワークを確実に移送することができないという欠点があった。
【0007】
この発明は、上述のような技術的背景に鑑みてなされたものであって、長尺のワークを細かい精度でかつ確実に移送することができる定尺送り装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る送り装置は、クランプ部材と送りねじを組み合わせたものをレールに移動可能に設け、送りねじとクランプ部材が所定の動作を行うように制御手段により制御することによって、ワークをレールの長さ方向に移送しようとする装置である。
【0009】
すなわち、この発明に係るワークの送り装置は、レールと、該レール上に前後に設けられるとともに、それぞれが前記レールに沿って前後に移動可能で、かつ前記レールに対して固定及び開放可能であり、しかも少なくとも一方が長尺のワークをその長さ方向が前記レールの長さ方向を向く配置で保持可能な2個のクランプ部材と、前記両クランプ部材にまたがって設けられ、一方のクランプ部材が前記レールに対して固定された状態で回転することにより、他方のクランプ部材をレールに沿って移動させる送りねじと、前記各クランプ部材の固定または開放動作と、送りねじの回転動作を制御する制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【0010】
このワークの送り装置によれば、例えば、両クランプ部材が互いに接近し、かつ後方の後クランプ部材のみがレールに対して固定された状態で、送りねじを所定方向に自軸回転させると、前方の前クランプ部材がレールに沿ってワーク移送方向に移動する。一方、前クランプ部材のみがレールに対して固定された状態で、送りねじを所定方向に自軸回転させると、後クランプ部材のみがレールに沿って移送方向に移動し、その結果、両クランプ部材が再度互いに接近した態様となると共に、クランプ部材と送りねじ全体が所定距離だけ前方に移動することになる。
【0011】
従って、このクランプ部材と送りねじの一連の動作を繰り返して行うと、クランプ部材は、相互の接離を繰り返しながらレールに沿って移動していくので、クランプ部材の少なくとも一方にワークを固定しておけば、ワークもレールに沿って移送される。
【0012】
このように、ワークの移送は送りねじの動作によって調整されるので、ワークを細かい精度で移送することができると共に、送りねじも短尺で済み、長尺の送りねじのようにねじ軸がたわんだり、振動したりすることがなくなるので、ワークを確実に移送することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1〜図4は、この発明に係る送り装置をワークであるパイプ材の定尺切断機に適用した状態を示すものである。
【0014】
この定尺切断機(1)は、パイプ材(A)を定尺で移送かつ切断するパイプ材切断部(2)と、パイプ材(A)を前記パイプ材切断部(2)に載置する前に一旦保持しておくパイプ材保持部(3)とから構成される。
【0015】
そして、前記パイプ材切断部(2)は、横断面H型のスタンド(4)と、該スタンド(4)に設けられた支持フレーム(5)と、同じく前記スタンド(4)に設けられたパイプ材(A)を定尺で移送する定尺送り装置(6)と、パイプ材(A)の前端を固定するパイプ材固定装置(7)と、パイプ材(A)を切断する切断装置(8)とからなる。
【0016】
前記スタンド(4)は、図3に示すように、側部には支持フレーム(5)が、上部には定尺送り装置(6)がそれぞれ設けらている。また、下端部にはアジャスター(4a)が設けられており、該アジャスター(4a)の調節によって、前記支持フレーム(5)と定尺送り装置(6)を床面から一定の高さで水平に設置することができるものとなされている。
【0017】
前記支持フレーム(5)は、上述のように前記スタンド(4)の側部に設けられており、前記スタンド(4)に垂直、かつ床面に対して水平な支持棒(9)を3本有する。この支持棒(9)は、上面にパイプ材(A)の外径に対応した凹部(9a)が複数形成されており、前記パイプ材保持部(3)から移送されてきた複数のパイプ材(A)は、それぞれ前記支持棒(9)の凹部(9a)に嵌まり込み、前記支持棒(9)上に互いに平行に載置されるものとなされている。
【0018】
前記定尺送り装置(6)は、前記スタンド(4)の上面に沿って設けられた2本のレール(10)と、該レール(10)に移動可能に設けられたクランプ部材(11)(12)及びボールねじ(13)と、該クランプ部材(11)(12)とボールねじ(13)が所定の動作を行うように制御する図示略の制御部(14)とからなる。
【0019】
前記クランプ部材(11)(12)のうち、パイプ材の移送方向において前方にある前クランプ部材(11)は、図2に示すように、一部が支持フレーム(5)側に張り出した前クランプ部材本体(11a)を主要構成部材として有している。そして、その前クランプ部材本体(11a)の下面には、レール(10)上を摺動可能な4個のスライド部材(11b)が設けられており、該スライド部材(11b)はレール(10)に対してロック機構を備えている。このため、ロック機構によってスライド部材(11b)がレール(10)にロックされた場合は、前クランプ部材(11)がレール(10)に固定され、逆にスライド部材(11b)のロックが解除された場合は、前クランプ部材(11)がレール(10)から開放され、レール(10)に沿って移動可能となる。
【0020】
また、前クランプ部材本体(11a)には、前後に貫通するボールねじ孔(11c)が穿設され、該ボールねじ孔(11c)内部にボールねじ(13)のボールナット(13b)が内装されると共に、該ボールナット(13b)にボールねじ(13)のねじ軸(13a)が着されている。このため、前記ボールねじ(13)のねじ軸(13a)が回転すると、前クランプ部材本体(11a)がレール(10)に固定されてる場合は、ねじ軸(13a)が回転しながら前方に移動し、前クランプ部材本体(11a)がレール(10)から開放されている場合は、前クランプ部材(11)がレール(10)に沿って前方に移動することができる。なお、前記ボールねじ(13)は、上述のようにねじ軸(13a)とボールナットとから構成される送りねじの一種で、ねじ軸(13a)方向に対して高い移動精度を有する。
【0021】
また、前クランプ部材本体(11)の支持フレーム(5)側に張り出した部分の上面には、複数のパイプ材(A)を挟着固定できるクランプ装置(11d)が設けられている。このため、該クランプ装置(11d)によりパイプ材(A)の後端を挟着固定した状態で、前クランプ部材本体(11a)がレール(10)に沿って前方に移動すると、それに伴ってパイプ材(A)もレール(10)に前方に移送されることになる。
【0022】
さらに、クランプ部材本体(11a)のレール(10)側の上面には、前クランプ部材本体(11a)を後退させる後退用モータ(11e)が設けられており、該後退用モータ(11e)の回転が、伝導ベルト(11f)及び伝達棒(11g)を介して、クランプ部材本体(11a)の下面に設けられたピニオン(15)に伝わるものとなさている。また、前記レール(10)の横側には、レール(10)に沿うようにラック(16)が設けられており、前記ピニオン(15)の回転運動がクランプ部材本体(11c)の後退直線運動に変換されるようになっている。このため、前記後退用モータ(11e)を作動すると、その回転運動が伝動ベルト(11f)及び伝達棒(11g)を介してピニオン(15)及びラック(16)に伝わり、前クランプ部材(11)が後方に素早く後退することができる。なお、このピニオン(15)及びラック(16)付近にはクラッチ(17)が設けられており、該クラッチ(17)を開放することによって、後退用モータ(11e)とピニオン(15)及びラック(16)が互いにフリーな状態となる。
前記クランプ部材(11)(12)のうち、移送方向において後方にある後クランプ部材(12)は、後クランプ部材本体(12a)を主要構成部材として有している。そして、該後クランプ部材本体(12a)の下面には、前クランプ部材本体(11a)と同じようにロック機構を有するスライド部材(12b)が設けられており、レール(10)に対して固定または開放可能となされている。
【0023】
また、後クランプ部材本体(12a)には、前後に貫通するボールねじ挿通孔(12c)が穿設され、該ボールねじ挿通孔(12c)にはボールねじ(13)のねじ軸(13a)が挿通されると共に、該ねじ軸(13a)を自軸回転させるボールねじ用モータ(12d)が設けられている。このため、ボールねじ用モータ(12d)が作動すると、後クランプ部材本体(12a)がレール(10)に固定されてる場合は、ねじ軸(13a)がその位置で自軸回転し、後クランプ部材本体(12a)がレール(10)から開放されている場合は、ねじ軸(13a)の自軸回転によって後クランプ部材本体(12a)が前方に押し出されるように移動する。
【0024】
前記パイプ材固定装置(7)は、図1に示すように、パイプ材(A)の内径よりやや小さい外径を有する複数の突出部材(7a)が水平一直線上に設けられており、該突出部材(7a)にはパイプ材(A)の移送距離に対応して伸縮可能なシリンダー(7b)が接続されている。従って、支持フレーム(5)上の複数のパイプ材(A)の前端に前記突出部(7a)が挿入され、パイプ材(A)の前端は固定されると、前記定尺送り装置(6)の後クランプ部材(12)によってパイプ材(A)の後端が固定されることと相俟って、パイプ材(A)を左右及び前後にぶれることなく前方に移送することができる。
【0025】
また、パイプ材(A)の前端が前記突出部材(7a)に挿入され固定された状態において、前記定尺送り装置(6)によりパイプ材(A)が前方に移送されると、その移送動作に合わせてシリンダー(7b)が収縮し、突出部(7a)が後退する一方、パイプ材(A)が後述のように切断装置(8)により切断され、パイプ材(A)が突出部(7a)から外れると、シリンダー(7b)が伸張し、突出部(7a)が切断後のパイプ材(A)の前端に再び挿入される。
【0026】
前記切断装置(8)は、上下に移動可能かつパイプ材(A)の長手方向と垂直な方向に延びるカッター(8a)が設けられており、定尺送り装置(6)により移送されてきたパイプ材(A)を定尺で切断していく。すなわち、定尺送り装置(6)によってパイプ材(A)が移送方向に所定距離tだけ移送され一旦停止すると、パイプ材(A)の一部は切断位置より所定長さtだけ前方にはみ出した状態となる。そして、その状態で複数のパイプ材(A)を同時に切断すると、所定長さのパイプ材(A)が複数出来上がるので、このような切断を繰り返していくことにより、パイプ材(A)を定尺で切断していくことができる。
【0027】
前記制御部(14)は、前クランプ部材(11)のスライド部材(11b)のロック機構、クランプ装置(11d)及び後退用モータ(11e)や、後クランプ部材(12)のスライド部材(12b)のロック機構及びボールねじ用モータ(12d)や、パイプ材固定装置(7)及び切断装置(8)、さらにはパイプ材保持部(3)を有機的に制御して、後述するように定尺切断機(1)を統括制御するものである。
【0028】
一方、前記パイプ材保持部(3)は、移送テーブル(18)、保持装置(19)及び移送装置(20)とからなる。
【0029】
前記移送テーブル(18)は、この定尺切断機(1)とは別の箇所に設けられているパイプ材(A)を定尺切断機(1)に一本ずつ移送してくるもので、移送されてきたパイプ材(A)は、移送テーブル(18)に設けられた案内部材(18a)により保持装置(19)に順次移される。
【0030】
前記保持装置(19)は、前記移送テーブル(18)から移されてきたパイプ材(A)を複数本保持するもので、4本の保持棒(21)を有する。この保持棒(21)は、パイプ材(A)の外径に対応した複数の凹部(22a)を有し、かつ無端状に移動する環状スプロケット(22)が設けられており、前記移送テーブル(18)から移されてきたパイプ材(A)は、環状スプロケット(22)の凹部(22a)に嵌まり込んで保持されるものとなされている。そして、次のパイプ材(A)が移されてくると同時に、環状スプロケット(22)が移送テーブル(18)とは逆方向にピッチ移動し、次のパイプ材(A)が上述と同様に環状スプロケット(22)の凹部(22a)に嵌まり込み、この動作をパイプ材(A)が所定の本数に達するまで繰り返す。
【0031】
前記移送装置(20)は、前記保持装置(19)に保持されている複数のパイプ材(A)を前記パイプ材切断部(2)に移送するもので、上面にパイプ材(A)用の凹部(23a)が形成された4本の移送棒(23)を有する。そして、この移送棒(23)は、水平状態を維持しながら昇降及び水平運動が可能で、その上昇運動の過程において、前記保持装置(19)に保持されたパイプ材(A)をすくい上げて、その上面の凹部(23a)にパイプ材(A)を嵌め込んだ後、そのままパイプ材切断部(2)がある所まで水平に移動して、そこから下降運動の過程において、移送棒(23)上に保持されたパイプ材(A)を、パイプ材切断部(2)の支持棒(9)の凹部(9a)に嵌め込みながら移行させる。
【0032】
而して、上記実施形態にかかる定尺送り装置(6)を用いた定尺切断機(1)の動作について説明する。
【0033】
まず、前記パイプ材保持部(3)の移送テーブル(18)に移送されてきたパイプ材(A)を、移送テーブル(18)に設けられた案内部材(18a)を介して、環状スプロケット(22)の凹部(22a)に嵌め込んで保持する。そして、次のパイプ材(A)が移送テーブル(18)に移送されてくると同時に、前記環状スプロケット(22)を移送テーブル(18)とは逆方向にピッチ移動させ、次のパイプ材(A)を上述と同様に環状スプロケット(22)の空いた凹部(22a)に嵌め込んで保持し、パイプ材(A)が保持棒(21)上において所定の本数に達するまでこの動作を繰り返す。
【0034】
そして、パイプ材(A)が前記保持棒(21)上において所定の本数に達した時点で、移送装置(20)の移送棒(23)を上昇させ、その上昇運動の過程において移送棒(23)上に保持されたパイプ材(A)をすくい上げて、移送棒(23)の凹部(23a)にパイプ材(A)を嵌め込んだ後、そのままパイプ材切断部(2)がある方向に水平に移動させる。その後、移送棒(23)がパイプ切断部(2)上方の所定位置に到達したら移送棒(23)を下降させ、その下降運動の過程において、移送棒(23)上に保持されたパイプ材(A)を、パイプ材切断部(2)の支持棒(9)の凹部(9a)に嵌め込みながら移行させる。
【0035】
こうして、前記支持棒(9)上にパイプ材(A)が平行に載置された状態において、パイプ材(A)の後端を前記前クランプ部材(11)のクランプ装置(11d)に挟着固定した後、パイプ材固定装置(7)のシリンダ(7b)を伸張させ、各突出部(7a)をパイプ材(A)の前端に挿着する。なお、このとき、定尺送り装置(6)の両クランプ部材(11)(12)は、図4(a)に示すように、互いに接近した態様でレール(10)の始点位置に存在する。
【0036】
そして、後クランプ部材(12)のスライド部材(12b)におけるロック機構をロックすることによって、後スランプ部材(12)をレール(10)に固定する一方、前クランプ部材(11)のスライド部材(11b)のおけるロック機構のロックを解除することによって、前クランプ部材(11)をレール(10)から開放し、レール(10)に沿って移動可能な状態とする。
【0037】
この状態で、ボールねじ用モータ(12d)を作動し、ボールねじ(13)のねじ軸(13a)を自軸回転させると、後クランプ部材(12)はレール(10)に固定されているために、前記ねじ軸(13a)はその位置を変えずに自軸回転のみを行う。そして、図4(b)に示すように、該ねじ軸(13a)の所定量の自軸回転によって、前クランプ部材(12)のみが前方に所定距離tだけ移動し、それに伴ってパイプ材(A)も所定距離tだけ前方に移送される。また、このようにパイプ材(A)が所定距離tだけ前方に移送されると、その移送距離tに合わせてパイプ材固定装置(7)のシリンダー(7b)が収縮し、各突出部(7a)が後退する
このとき、パイプ材(A)の一部は切断位置より前方に所定長さtだけはみ出した状態となっているので、切断装置(8)のカッター(8a)によって複数のパイプ材(A)を同時に切断すると、所定長さtのパイプ材(A)が複数出来上がる。また、パイプ材(A)の切断後は、パイプ材(A)が突出部(7a)から外れるので、シリンダー(7b)が再び伸張し、各突出部(7a)が切断後のパイプ材(A)の前端に再び挿入固定される。
【0038】
そして、今度は、前クランプ部材(11)のスライド部材(11b)におけるロック機構をロックすることによって、前クランプ部材(11)をレール(10)に固定する一方、後クランプ部材(12)のスライド部材(12b)におけるロック機構のロックを解除することによって、後クランプ部材(12)をレール(10)から開放し、レール(10)に沿って移動可能な状態とする。
【0039】
この状態で、ボールねじ用モータ(12d)を作動し、ボールねじ(13)のねじ軸(13a)を自軸回転させると、前クランプ部材(11)はレール(10)に固定されているために、図4(c)に示すように、ねじ軸(13a)は前クランプ部材(11)のナット(13b)内を回転しながら前方に所定距離tだけ移動し、後クランプ部材(12)もねじ軸(13a)に押し出されるように所定距離tだけ前方に移動する。後は、制御部(14)により繰上述の動作をり返すことによって、パイプ材(A)を定尺で移送し、かつ切断していく。
【0040】
なお、クランプ部材(11)(12)及び送りねじ(13)を移送開始位置まで後退させたい場合は、前クランプ部材(11)に設けられたクラッチ(17)を接続し、前記後退用モータ(11e)を作動させると、その回転運動が伝動ベルト(11f)及び伝達棒(11g)を介してピニオン(15)及びラック(16)に伝わり、クランプ部材を後方に素早く後退させることができる。また、クランプ部材(11)(12)及び送りねじ(13)を予めある程度前進させておきたい場合も、この後退用モータ(11e)を上述と逆方向に回転させれば、クランプ部材(11)及び送りねじ(12)を素早く前進させることができる。
【0041】
こうして、クランプ部材(11)(12)が互いに接近し、かつ後クランプ部材(12)のみがレール(10)に固定された状態で送りねじ(13)を自軸回転させると、前クランプ部材(11)のみがレール(10)に沿って移送方向に移動する。そして、次に、前クランプ部材(11)のみがレール(10)に固定された状態で送りねじ(13)を自軸回転させると、後クランプ部材(12)のみがレール(10)に沿って移送方向に移動し、その結果、移動前の状態と同じように両クランプ部材(11)(12)が互いに接近した態様となると共に、クランプ部材(11)(12)と送りねじ(13)全体が所定距離tだけ前方に移動することになる。
【0042】
そして、クランプ部材(11)(12)と送りねじ(13)の上述の一連の動作を繰り返して行わせると、クランプ部材(11)(12)は、ボールねじ(13)を介してレール(10)に沿ってシャクトリ虫のように接近・離間を繰り返しながら定尺で前方に移動していくので、前クランプ部材(11)に挟着固定されたパイプ材(A)もレール(10)に沿って移送方向に定尺で移送することができ、パイプ材(A)を定尺で切断していくことが可能となる。
【0043】
このように、パイプ材(A)の移送はボールねじ(13)の動作によって調整されるので、パイプ材(A)を細かい精度で移送することができると共に、ボールねじ(13)も短尺で済み、長尺のボールねじのようにねじ軸がたわんだり、振動したりすることがなくなるので、パイプ材(A)を確実に移送することができる。
【0044】
なお、この実施形態では、前クランプ部材(11)にパイプ材(A)を固定するものとしたが、後クランプ部材(12)にパイプ材(A)を固定するものとしてもよい。
【0045】
また、クランプ部材(11)(12)を動作させるものとしてボールねじ(13)を用いたが、これに限られず、その他の送りねじであってもよい。
【0046】
【発明の効果】
この発明に係る定尺送り装置は、クランプ部材と送りねじを組み合わせたものをレールに移動可能に設け、送りねじとクランプ部材が所定の動作を行うように制御手段により制御するものなので、ワークの移送はボールねじの動作によって調整され、ワークを細かい精度で移送することができると共に、ボールねじも短尺で済み、長尺のボールねじのようにねじ軸がたわんだり、振動したりすることがなくなり、ワークを確実に移送することができ、ひいては定尺切断機等におけるワークの寸法精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る定尺送り装置を用いた定尺切断機の全体構成図である。
【図2】この発明に係る定尺送り装置の平面図である。
【図3】図2の定尺送り装置の側面図である。
【図4】図2の定尺送り装置の動作の移行を示す図である。
【符号の説明】
1・・・定尺切断機
2・・・パイプ材切断部
3・・・パイプ材保持部
6・・・定尺送り装置
7・・・パイプ材固定装置
8・・・切断装置
9・・・支持棒
10・・・レール
11・・・前クランプ部材
12・・・後クランプ部材
13・・・ボールねじ
18・・・移送テーブル
19・・・保持装置
20・・・移送装置
21・・・保持棒
23・・・移送棒

Claims (1)

  1. レールと、
    該レール上に前後に設けられるとともに、それぞれが前記レールに沿って前後に移動可能で、かつ前記レールに対して固定及び開放可能であり、しかも少なくとも一方が長尺のワークをその長さ方向が前記レールの長さ方向を向く配置で保持可能な2個のクランプ部材と、
    前記両クランプ部材にまたがって設けられ、一方のクランプ部材に設けられた送りねじ孔にねじ軸が螺着されるとともに、他方のクランプ部材に設けられた送りねじ挿通孔に前記ねじ軸が挿通された送りねじと、
    前記他方のクランプ部材に設けられ、前記送りねじのねじ軸を自軸回転させる送りねじ用モータと、
    前記各クランプ部材の固定または開放動作と送りねじの回転動作を制御する制御手段と、
    を備え
    前記両クランプ部材のうちいずれか一方のクランプ部材が前記レールに対して固定された状態で前記送りねじのねじ軸が前記送りねじ用モータによって自軸回転されることにより、他方のクランプ部材が前記レールに沿って移動されるものとなされていることを特徴とするワークの送り装置。
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