JP3641757B2 - 自動面取りシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、自動面取りシステムに関し、更に詳細には、搬入用パレットに所要のパターンで載置されている各種の被加工材を選択的に面取り装置に供給し、該面取り装置により被加工材の表面側の端縁部に面取り加工を施し、次いで該被加工材を１８０度反転して再び面取り装置により被加工材の裏面側の端縁部に面取り加工を施した後、この被加工材を搬出用パレットに所要のパターンで移載するようにした自動面取りシステムに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
例えば、橋梁等の長大な構築物に使用される箱桁や板桁等の大型の構造材は、当該構造材の強度や剛性を向上させる目的で、板状のスティフナー材やスプライス材等の小物部材(被加工材)を多数配設することが一般に行なわれている。この小物部材では、その端縁部が直角になっていると、取扱い時に危険を生ずると共に、角が欠けたりして強度の点で問題があり、その端縁部に面取り加工が必要となっている。また、湾岸で使用される構造材は、塩害から防止するために特殊塗装やビニール塗装を施すことが行なわれるが、この場合には、塗料の剥離を防止するために小物部材の端縁部には所要の丸みを付す丸み加工を施すことが要求されている。なお「丸み加工」は、一般に「Ｒ面取り加工」とも称されるので、本明細書で「面取り加工」とは、「丸み加工」を含む意味で使用するものとする。
【０００３】
前記小物部材の面取り加工の作業は、一般に作業者がグラインダー等を使用して行なう手作業に頼っていた。このため、生産能率の向上が図られず、しかもグラインダーを扱うために金属粉が飛散して危険を伴う問題があった。また構造材に使用される小物部材の数は極めて多く、全ての小物部材に面取り加工を行なうことは、作業者に重労働を強いる欠点となっていた。更に、小物部材は各種サイズ、形状のものが存在すると共に、その使用部位に応じて面取り加工を必要とする部位が異なっており、このように種類毎に条件の異なる小物部材に対応的に面取り加工を行なうことは極めて煩雑であった。
【０００４】
そこで、前記問題に対処する一つの手段として、小物部材の移送ラインに対してベルトサンダーを傾斜配置し、該ベルトサンダーに小物部材の端縁部を当接させつつ移送することにより、該小物部材の端縁部に自動的に面取りを施すことが提案されている。この装置によれば、重労働で危険を伴う作業から作業者を解放して、生産能率を向上することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述したベルトサンダーを使用する装置では、該ベルトサンダーの使用寿命が短かく、ランニングコストが嵩む欠点が指摘される。また、小物部材を高速で移送しつつベルトサンダーで面取り加工するのは困難であり、生産能率は手作業に比べて向上するものの、充分満足するものではなかった。更に、小物部材に波うちや曲り等があったり、その角部が斜めに形成されていたりする場合は、その部位での確実な面取りがなされず、後工程で作業者の手作業による面取り作業が必要となる問題があった。
【０００６】
また構造材に使用される小物部材は、そのサイズや形状が異なるものを組合わせたロット単位で使用されるものであるため、種類毎において条件が異なる小物部材を、前記ベルトサンダーにより面取り加工するのは極めて困難であった。しかも、ロット単位でベルトサンダーに小物部材を供給したり、面取り加工の施された小物部材をロット単位で仕分けすることは人手作業に頼っているのが現状であり、小物部材の搬入から仕分けまでの全工程の生産能率は、依然として低いものであった。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、前述した諸種の課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、被加工材の搬入、種類に応じた面取り加工および仕分けまでの作業を自動化して生産能率を飛躍的に向上させ得るシステムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明は、
被加工材の端縁部に面取り加工を施す自動面取りシステムであって、
前記被加工材の取出し位置に臨む搬入用パレットおよび材料移送用のコンベヤの上方の間を移動自在に配設され、搬入用パレットに所要のパターンで載置されている各種サイズ,形状の被加工材を選択して磁力吸着可能な複数の電磁石を備え、該電磁石で磁力吸着した被加工材をコンベヤに移載する搬入装置と、
前記コンベヤにおける被加工材の移載位置より下流の面取り工程部に配設され、コンベヤにより面取り工程部に移送された被加工材を、その幅方向および長さ方向の位置決めを行なう位置決め装置と、
前記面取り工程部に配設され、コンベヤ上で位置決めされた被加工材を、該コンベヤから持上げた状態で不動化保持する保持装置と、
前記面取り工程部の上方において被加工材の幅方向および長さ方向に移動自在に配設され、前記保持装置により不動化保持された被加工材における表面側の端縁部に当接可能な切削工具を、該切削工具における本体の軸心に沿って穿設した通孔内に自由回転自在に挿通支持した支持軸の本体から下方に突出する端部に一体回転自在に配設した倣いローラを被加工材の側面に当接した状態で、該端縁部に倣うように移動させることによって被加工材全周の面取り加工を行なう面取り装置と、
前記面取り工程部の下流側に配設され、被加工材の移送方向に沿う軸線を中心として回転可能で移送方向の上流側または下流側に向けて選択的に走行駆動される一対の反転コンベヤを対向的に備え、前記面取り工程部から移送された被加工材を両反転コンベヤ間に受入れた状態で該コンベヤを１８０度回転させることにより、被加工材の表裏を反転させる反転装置と、
前記反転装置の下流側に配設され、該反転装置から被加工材を下流側に移送するコンベヤおよび被加工材の積込み位置に臨む搬出用パレットの上方の間を移動自在に配設され、コンベヤ上の被加工材を磁力吸着可能な複数の電磁石を備え、該電磁石で磁力吸着した被加工材を搬出用パレットに所要パターンで移載する搬出装置とからなり、
前記面取り装置により表面側の端縁部に面取り加工が施された被加工材を反転装置により反転させた後、該被加工材を再び面取り工程部に移送することにより、前記面取り装置により被加工材における裏面側の端縁部を面取り加工し得るよう構成したことを特徴とする。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明に係る自動面取りシステムにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。
【００１１】
【第１実施例について】
図１は、本発明の好適な第１実施例に係る自動面取りシステムの全体を示す平面図、図２は、第１実施例に係る自動面取りシステムの全体を示す側面図である。
【００１２】
(自動面取りシステムの全体構成について)
図示の自動面取りシステム１０は、第１コンベヤ１３Ａ,第２コンベヤ１３Ｂ,第３コンベヤ１３Ｃおよび第４コンベヤ１３Ｄを直列に配置して構成されるコンベヤ１３により、小物部材１２の加工ラインが形成されると共に、該ラインに面取り工程部が設けられている。システム１０は、搬入用パレット１１に所要パターンで載置されている小物部材１２を選択して第１コンベヤ１３Ａに移載する搬入装置１４と、第１コンベヤ１３Ａにより移送された小物部材１２のバリを除去するバリ取り装置１５と、バリ取り装置１５を経て第２コンベヤ１３Ｂで移送される小物部材１２の形状を確認する材料検出装置１７と、この材料検出装置１７の下流側に設けられた面取り工程部(第３コンベヤ１３Ｃの配置領域)に配設された面取り装置１９と、面取り装置１９から送り出された小物部材１２を１８０度反転させる反転装置２０と、反転装置２０を経て第４コンベヤ１３Ｄにより下流側に移送された小物部材１２を、搬出用パレット２２に所要パターンで移載する搬出装置２３とから基本的に構成されている。なお、コンベヤ１３はローラコンベヤであって、第１〜第４コンベヤ１３Ａ,１３Ｂ,１３Ｃ,１３Ｄは、夫々独立して走行駆動されるようになっている。
【００１３】
(搬入装置について)
前記コンベヤ１３における第１コンベヤ１３Ａに隣接する小物部材１２の取出し位置に、３基の搬入用パレット１１が並列に配置される。各パレット１１には、各種サイズや形状の小物部材１２が所要パターンで載置され(図６参照)、これらの小物部材１２が搬入装置１４によって適宜選択されて第１コンベヤ１３Ａに移載されるよう構成されている。すなわち、前記第１コンベヤ１３Ａと３基の搬入用パレット１１を囲んで複数の支柱２４が立設され、コンベヤ１３の材料移送方向と交差する方向に整列する前側および後側の支柱２４,２４の上端間に横桁２５が夫々架設されている(図４参照)。両横桁２５,２５にガイドレール２６が夫々配設され、図３に示す如く、両ガイドレール２６,２６間に台車２７が走行自在に載架されている。この台車２７には、ガイドレール２６,２６の離間方向に延在する回転軸２８が回転自在に枢支され、該回転軸２８の両軸端に配設したピニオン２９が、対応する横桁２５に配設したラック３０と噛合するよう構成されている。また台車２７に駆動モータ３１が配設され、該モータ３１により回転軸２８を正逆方向に回転させることにより、図４に示す如く、台車２７は各搬入用パレット１１の上方と第１コンベヤ１３Ａの上方との間を移動するようになっている。
【００１４】
前記台車２７には、複数のガイドロッド３２を介して水平に支持された保持体３３が昇降自在に垂設されており、該保持体３３は、台車２７に倒立状態で配設したシリンダ３４の正逆付勢により昇降移動するよう構成されている。保持体３３の下面には、幅方向(台車２７の移動方向)に２列で、長さ方向(ガイドレール２６,２６の離間方向)に６列の合計１２個の電磁石３５が垂設されている。各電磁石３５は、搬入用パレット１１に載置されている小物部材１２のサイズや形状等に応じて個別にＯＮ−ＯＦＦ制御され、選択した小物部材１２のみを磁力吸着するよう設定される。
【００１５】
前記保持体３３には、幅方向に整列する２個の電磁石３５,３５に隣接してセンサホルダ３６が幅方向に延在するよう配設され、該ホルダ３６に材料センサ３７が配設されている。この材料センサ３７は、前記シリンダ３４を付勢して保持体３３を下降した際に、センサホルダ３６に配設した検知片３７ａが小物部材１２に接触したときに、対応する電磁石３５をＯＮ作動させるよう設定してある。なお、保持体３３の基準端(図３において右端)に位置する電磁石３５,３５と対応するセンサホルダ３６には、図５に示す如く、５個の材料センサ３７が幅方向に所要間隔離間して配設されている。すなわち、搬入用パレット１１に載置されている小物部材１２の幅寸法を５個の材料センサ３７により検出し、長さ方向に整列する１列の電磁石群を使用して小物部材１２を磁力吸着するか、２列の電磁石群を使用して小物部材１２を磁力吸着するかを選択させるべく機能する。
【００１６】
前記搬入用パレット１１には、例えば図６(ａ)に示すように一枚の小物部材１２が載置される第１のパターン、図６(ｂ)に示すように幅方向に２列で小物部材１２が載置される第２のパターン、図６(ｃ)に示すように幅方向および長さ方向に夫々２列で小物部材１２が載置される第３のパターンがある。そして、何れの場合であっても、選択された小物部材１２に対応する電磁石３５のみがＯＮ作動されて、他の小物部材１２が磁力吸着されることはない。なお、搬入用パレット１１から取出される小物部材１２の順序は、予め制御装置(図示せず)に入力することにより設定される。
【００１７】
(バリ取り装置について)
前記第１コンベヤ１３Ａと第２コンベヤ１３Ｂとの間に、小物部材１２に孔を穿設したり切断加工した際に生じたバリを除去するバリ取り装置１５が配設される。バリ取り装置１５は、従来公知のベルトサンダー３８を、図２に示す如く、材料移送方向に２基直列に配置して構成されており、上流側のベルトサンダー３８により小物部材１２の下面側のバリを除去すると共に、下流側のベルトサンダ３８ーにより小物部材１２の上面側のバリを除去するよう構成される。なお、各ベルトサンダー３８により小物部材１２のバリを除去する際には、該部材１２をベルトサンダー３８側に向けて空気圧により押圧するようになっている。
【００１８】
(材料検出装置について)
前記第２コンベヤ１３Ｂの下流側に、バリが除去された小物部材１２の形状を確認する材料検出装置１７が配設される。この材料検出装置１７は、第２コンベヤ１３Ｂにより移送される小物部材１２にレザー光を照射した状態をＣＣＤカメラで読取り、これを制御装置に入力するよう設定される。そして、制御装置により小物部材１２を３次元で画像処理することにより、該部材１２の形状を正確に確認し、この検出結果に基づいて、面取り工程部に配設した面取り装置１９を作動制御するよう構成されている。
【００１９】
前記材料検出装置１７の上流側には、インクジェットプリンター３９が配設され、前記バリ取り装置１５でバリを除去する際に消されたインデックスを新たに印刷し得るようになっている。なお、インクジェットプリンター３９は必須の要件ではなく、該プリンター３９は省略することができる。
【００２０】
(位置決め装置について)
前記加工ラインに設けられた面取り工程部には、第２コンベヤ１３Ｂから第３コンベヤ１３Ｃに受け渡され、該コンベヤ１３Ｃにより所定位置まで移送された小物部材１２を定位置に位置決めする第１位置決め装置４０と第２位置決め装置４１とが配設されている。
【００２１】
前記第１位置決め装置４０は、図７に示す如く、第３コンベヤ１３Ｃの一方の側部フレーム１６に配設した規制板４２と、第３コンベヤ１３Ｃを挟んで規制板４２と対向するプッシャー４３とから構成される。プッシャー４３は、第３コンベヤ１３Ｃの他方の側部フレーム１６の外側に配置した基台４４に、材料移送方向に離間して第３コンベヤ１３Ｃの上方を規制板４２に向けて進退移動自在な一対のガイドロッド４５,４５を備え、両ガイドロッド４５,４５の規制板４２を指向する先端に、押え板４６が配設されている。また基台４４における両ガイドロッド４５,４５の間に、該ロッド４５と平行にシリンダ４７が配設されており、そのピストンロッドを押え板４６に接続している。そして、シリンダ４７を付勢することにより、第３コンベヤ１３Ｃの上方から側方に退避している押え板４６を規制板４２に対して近接し、該コンベヤ１３Ｃ上に位置する小物部材１２の側面を規制板４２に当接させることにより幅方向の位置決めを行なうようになっている。なおシリンダ４７は、小物部材１２が規制板４２に当接したことを適宜の検知手段(図示せず)が検出した際に逆付勢されて、押え板４６を第３コンベヤ１３Ｃの上方から退避するよう設定されている。
【００２２】
前記第２位置決め装置４１は、図８に示す如く、第３コンベヤ１３Ｃの下流側に配設されたストッパ４８と、第３コンベヤ１３Ｃの上方に配設した押送装置４９とから構成される。ストッパ４８は、第３コンベヤ１３Ｃの下方に垂直に配設したシリンダ５０の上方を指向するピストンロッドに連結され、該シリンダ５０の正逆付勢によりコンベヤ１３Ｃにおける隣接するローラ間から出没可能に構成されている。
【００２３】
前記第３コンベヤ１３Ｃを挟む幅方向の両側に、材料移送方向に離間して複数の支柱５１が夫々立設されており、移送方向に整列する複数の支柱５１の内側に、第３コンベヤ１３Ｃと平行な第１ガイドレール５２が材料移送方向に所要長さ延在して配設される。そして、第３コンベヤ１３Ｃを挟んで対向する一対の第１ガイドレール５２,５２間に、台車５３が走行自在に載架されている。この台車５３は、図７に示す如く、該台車５３に配設した正逆可能な駆動モータ５４により回転されるピニオン５５を、一方の第１ガイドレール５２に配設したラック５６に噛合させている。従って、駆動モータ５４を正逆駆動することにより、台車５３は第１ガイドレール５２,５２に沿って往復移動する。
【００２４】
前記台車５３の下部には、図７に示す如く、前記規制板４２の配設側に偏った位置に、一対のブラケット５７,５７を介して支持部材５８が配設され、該支持部材５８の上側に、材料移送方向と平行なシリンダ５９が配設されている。また支持部材５８に回動自在に枢支した軸６０に爪部材６１が一体回転可能に配設されると共に、該軸６０にレバー６２が配設される。レバー６２の突出端部にシリンダ５９のピストンロッド５９ａが接続され、該シリンダ５９を正逆付勢することによって爪部材６１を、作動位置と退避位置との間を回動させるようになっている。なお爪部材６１は、作動位置に臨ませることにより第３コンベヤ１３Ｃ上に臨む小物部材１２の後端に当接可能となり、また退避位置に臨ませることにより第３コンベヤ１３Ｃ上に臨む小物部材１２と干渉しないよう設定される。すなわち、前記ストッパ４８を第３コンベヤ１３Ｃの上方に突出させ、前記爪部材６１を作動位置に臨ませた状態で台車５３を材料移送方向下流側に向けて移動させることにより、第３コンベヤ１３Ｃ上の小物部材１２の前端をストッパ４８に当接させて、長さ方向の位置決めを行ない得る。なお押送装置４９は、小物部材１２がストッパ４８に当接したことを適宜の検知手段(図示せず)が検出した際に、爪部材６１を退避位置に移動させると共に、台車５３を面取り装置１９と干渉しない位置まで上流側に移動するよう設定されている。
【００２５】
(保持装置について)
前記第３コンベヤ１３Ｃの下方には、前記第１位置決め装置４０および第２位置決め装置４１により定位置に位置決めされた小物部材１２を、面取り装置１９による面取り加工が可能な状態に不動化保持する保持装置１２１が配設されている。すなわち、第３コンベヤ１３Ｃと、該コンベヤ１３Ｃの下方に配置した固定テーブル６３との間に、図８に示す如く、該テーブル６３の材料移送方向に離間して配設した一対のリンク機構６４,６４を介して可動テーブル６５が水平姿勢を保持したまま昇降移動自在に支持されている。一対のリンク機構６４,６４は、固定テーブル６３に配設したシリンダ６６に連結されて、該シリンダ６６を正逆付勢することにより同期的に作動するよう構成されている。従って、シリンダ６６を付勢してリンク機構６４,６４を作動させることによって、可動テーブル６５は水平姿勢を保持したまま昇降移動する。可動テーブル６５の上面には、第３コンベヤ１３Ｃの各ローラ間に対応する位置に電磁石６７が夫々立設されており、可動テーブル６５を昇降移動させることにより、電磁石６７はコンベヤ１３Ｃの下方に臨む退避位置とコンベヤ１３Ｃの上方に突出する固定位置とに位置決めされるようになっている。そして、電磁石６７を固定位置に位置決めすることによって、第３コンベヤ１３Ｃ上から小物部材１２を上方に持上げた状態で磁力吸着して不動化保持するよう構成される。
【００２６】
(面取り装置について)
前記第１ガイドレール５２が配設される複数の支柱５１の上端間に桁材６８が架設され、この桁材６８の上面に第２ガイドレール６９が材料移送方向と平行に配設されている。第３コンベヤ１３Ｃを挟んで対向する第２ガイドレール６９,６９間にガーダ７０が走行自在に載架されると共に、このガーダ７０に配設したモータ７１により回転されるピニオン７２が、一方の桁材６８に配設したラック７３に噛合している。従って、モータ７１を正逆駆動することにより、ガーダ７０は第２ガイドレール６９,６９に沿って往復移動する。
【００２７】
前記ガーダ７０の材料移送方向上流側を指向する後面には、図７に示す如く、上下に所定間隔離間して一対のガイドレール７３,７３がガーダ７０の長手方向に沿って平行に配設され、該ガイドレール７３,７３にサドル７４が移動自在に配設されている。またガーダ７０の後面には、両ガイドレール７３,７３の間に平行にねじ軸７５が回転自在に配設され、該ねじ軸７５は、ガーダ７０に配設した正逆回転可能なモータ７６により回転駆動されるようになっている。ねじ軸７５は、サドル７４に配設固定したナット７７に螺挿されており、従ってモータ７６によりねじ軸７５を正逆方向に回転させることにより、サドル７４はガイドレール７３,７３に沿って往復移動する。
【００２８】
前記サドル７４には、図８に示す如く、垂直に延在する回動軸７８が回転自在に枢支されている。この回動軸７８のサドル７４から垂下する下部には、図９に示すように上下方向に延在する案内面７９が形成され、該案内面７９に主軸ヘッド８０が摺動自在に配設されている。また主軸ヘッド８０は、垂直方向に延在する主軸８１を回転自在に備え、この主軸８１の主軸ヘッド８０から下方に突出する端部に切削工具８２が着脱交換自在に装着される。更に、回動軸７８における主軸ヘッド８０の上部に臨む位置に支持板８３が配設され、該支持板８３に、前記主軸８１と連結するモータ８４が配置されている。また支持板８３に油圧シリンダ８５が倒立配置され、そのピストンロッド８５ａを主軸ヘッド８０に接続している。従って、油圧シリンダ８５を正逆方向に付勢することにより、主軸ヘッド８０は案内面７９に沿って垂直方向に往復移動する。前記主軸ヘッド８０にブラケット８６を介して倣いコロ８７が配設され、該倣いコロ８７は、前記油圧シリンダ８５により主軸ヘッド８０を下方付勢した際に小物部材１２の上面(表面または裏面)に当接するようになっている。なお油圧シリンダ８５は、前記切削工具８２による小物部材１２の面取り加工に際し、該倣いコロ８７を常に小物部材１２の上面に所要圧力で当接するよう油圧制御される。また、倣いコロ８７の下端部は、主軸８１に装着した切削工具８２の切削部と略一致するよう位置決めされている。
【００２９】
前記主軸８１に配設した切削工具８２の本体８２ａにおける下部外周には、図９に示す如く、複数の切削チップ８８が周方向に所要間隔で配設固定され、該切削チップ８８により小物部材１２の上側の端縁部を面取り加工するようになっている。なお、切削チップ８８の形状を変更することにより、小物部材１２の端縁部に面取り加工やＲ面取り加工を選択的に施すことができる。また工具本体８２ａには、その軸心に沿って穿設した通孔８２ｂに支持軸８９が自由回転自在に挿通支持されている。この支持軸８９における工具本体８２ａから下方に突出する端部に倣いローラ９０が一体回転自在に配設され、該倣いローラ９０の外周端は、切削チップ８８の切削部と略一致するよう設定されている。そして、この倣いローラ９０は、前記主軸ヘッド８０を小物部材１２に近接する方向に付勢した際に、小物部材１２の側面に当接するよう設定される。
【００３０】
前記回動軸７８のサドル７４から上方に突出する上部に、支持プレート９１が回動軸７８に対して回動自在に配設されると共に、該支持プレート９１にシリンダ９２が水平揺動可能に配設されている。このシリンダ９２のピストンロッド９２ａは、回動軸７８の軸端に一体的に回動可能に配設固定されて径方向に延出するレバー９３の端部に連結されている。また支持プレート９１は、前記サドル７４に配設した位置決めピン９４により、該サドル７４に対して水平に９０度づつ回動変位した位置で移動不能に位置決めされるようになっている。従って、支持プレート９１を位置決めした状態でシリンダ９２を正逆付勢すれば、支持プレート９１に対して回動軸７８が回動する。ここで、前記主軸ヘッド８０は回動軸７８の軸心から径方向に偏位しているので、回動軸７８の回動に伴って主軸ヘッド８０は回動軸７８の軸心を中心として揺動し、これにより前記切削工具８２が小物部材１２の端縁部に当接されるようになっている。なお切削工具８２は、シリンダ９２のピストンロッド９２ａを延出する方向に付勢することにより、小物部材１２の端縁部に常に所要圧力で当接するよう設定される。またシリンダ９２は、前記切削工具８２による小物部材１２の面取り加工に際し、倣いローラ９０を常に小物部材１２の側面に所要圧力で当接するよう付勢制御される。
【００３１】
前記シリンダ９２による切削工具８２の付勢方向は一方向であるので、同一の姿勢では小物部材１２における４辺の内の一つの辺の端縁部しか面取り加工することができない。そこで実施例の面取り装置１９では、主軸ヘッド８０およびシリンダ９２の位置を９０度単位で回動変位させることにより、小物部材１２の全周の面取り加工を行ない得るよう構成している(図１０参照)。すなわち、前記サドル７４にモータ９５が配設され、該モータ９５により回転駆動される平歯車９６が、前記回動軸７８に一体的に回転するよう配設固定した平歯車９７に噛合している。そしてモータ９５は、回動軸７８を９０度単位で回動させるよう回転制御され、図１０に示す如く、小物部材１２の各辺の端縁部に応じた位置にシリンダ９２と主軸ヘッド８０とを臨ませるようになっている。なお、サドル７４に配設した前記位置決めピン９４は、シリンダ９８の付勢により固定位置と解除位置との間を移動するよう構成され、モータ９５により回動軸７８を回動する際には前記支持プレート９１の位置決めを解除して、該支持プレート９１が回動軸７８と一体的に回動するのを許容するよう設定されている。
【００３２】
(反転装置について)
図１に示す如く、前記第３コンベヤ１３Ｃと第４コンベヤ１３Ｄとの間に、前記面取り装置１９により表面側の端縁部に面取り加工が施された小物部材１２の上下を反転させて、裏面を上側に向ける反転装置２０が配置される。この反転装置２０は、図１１および図１２に示すように、材料移送方向に離間して一対の回転リング９９,９９を回転自在に備え、両リング９９,９９の間に、第１反転コンベヤ１００と第２反転コンベヤ１０１とが上下に所要間隔離間して水平に対向するよう配設されている。各反転コンベヤ１００,１０１は、付属の正逆可能なモータ１０２,１０３により材料移送方向の上流側または下流側に向けて夫々単独で走行駆動される。なお、第１反転コンベヤ１００および第２反転コンベヤ１０１は、回転リング９９,９９を小物部材１２の移送方向に沿う軸線を中心として１８０度回転した際に、下側に臨むコンベヤ１００,１０１の移送面が、第３コンベヤ１３Ｃおよび第４コンベヤ１３Ｄの材料移送レベルと同一レベルに臨むよう設定されている。
【００３３】
前記回転リング９９は、その軸方向両端に半径方向外方に延出するフランジ９９ａ,９９ａを備え、両フランジ９９ａ,９９ａの間に臨む外周面が、該リング９９を挟んで材料移送方向と交差する両側に回転自在に配設した案内ローラ１０４,１０４に摺動自在に支持されている。また、両回転リング９９,９９の一側部に配設された案内ローラ１０４,１０４は共通の駆動軸１０５に一体回転自在に配設されており、該駆動軸１０５は正逆可能なモータ１０６に連結されている。各回転リング９９における一方のフランジ９９ａの外周にチェン１０７が巻装されると共に、前記駆動軸１０５の各チェン１０７と対応する位置に該チェン１０７と係合するスプロケット１０８が一体回転可能に配設される。従って、モータ１０６により駆動軸１０５を正逆回転することにより、スプロケット１０８とチェン１０７との係合作用下に、両回転リング９９,９９が回転する。なおモータ１０６は、図１３に示すように第１反転コンベヤ１００が下側で第２反転コンベヤ１０１が上側に臨む状態から、回転リング９９,９９を反時計方向に１８０度回転させて第２反転コンベヤ１０１を下側に移動させると共に、この状態から回転リング９９,９９を時計方向に１８０度回転させることにより再び第１反転コンベヤ１００を下側に臨ませるよう設定される。
【００３４】
前記第１反転コンベヤ１００は、図１３に示す如く、両回転リング９９,９９の内部に配設した枠部材１０９に対して摺動自在に配設され、リング９９,９９に配設したシリンダ１１０の付勢によって対向する第２反転コンベヤ１０１に対して近接離間移動するよう構成されている。そして、両反転コンベヤ１００,１０１の間に小物部材１２が進入した際に、第２反転コンベヤ１０１に対して第１反転コンベヤ１００を近接することにより両コンベヤ１００,１０１の間に小物部材１２を挟持し、この状態で回転リング９９,９９を回転して小物部材１２を反転させるようになっている。
【００３５】
図１３に示す如く、前記各回転リング９９を囲む枠体１１１の上部にシリンダ１１２が倒立配置されると共に、該シリンダ１１２のピストンロッド１１２ａが、枠体１１１にガイドロッド１１３,１１３を介して昇降自在に配設されたブレーキシュー１１４に連結されている(図１４参照)。すなわち、シリンダ１１２を付勢してピストンロッド１１２ａを延出することにより、ブレーキシュー１１４が回転リング９９の外周面に当接して該リング９９に制動を付与するよう構成される。なお、図１３において符号１１５は、回転リング９９を軸方向両側から挟持して回転を案内する従動ローラを示す。
【００３６】
(搬出装置について)
前記加工ラインにおける第４コンベヤ１３Ｄに隣接する小物部材１２の積込み位置に、３基の搬出用パレット２２が並列に配置され、第４コンベヤ１３Ｄまで移送された小物部材１２を、搬出装置２３により各搬出用パレット２２に所要のパターンで移載するよう構成されている。なお、搬出装置２３の構成は、前述した搬入装置１４の構成と同一であるので、同一の部材には同じ符号を付してその詳細説明は省略する。
【００３７】
【第１実施例の作用】
次に、このように構成した第１実施例に係る自動面取りシステムの作用につき説明する。
【００３８】
前記小物部材１２の面取り加工に先立ち、３基の搬入用パレット１１に、各種サイズ、形状の小物部材１２を例えば図６に示すように載置する。なお小物部材１２は、同一サイズ、形状のものが複数積層される。また操作者は、制御装置に接続される操作パネル(図示せず)により、例えば以下の▲１▼〜▲４▼の情報を入力する。▲１▼小物部材１２としては、表裏両側の端縁部の面取り加工を必要とするスプライス材や、表面側の端縁部のみを面取り加工するスティフナー材があるので、該材料の種類を指定する。▲２▼また、搬入用パレット１１に載置されている小物部材１２の載置パターンと各パレット１１の位置を指定する。▲３▼また、面取り加工の完了した小物部材１２の搬出用パレット２２への積込みパターンを指定する。▲４▼更に、加工順序データを指定する。
【００３９】
前記システム１０をスタートすると、制御装置に入力された情報に基づいて、前記搬入装置１４の駆動モータ３１が駆動され、台車２７を指定された搬入用パレット１１の上方に移動させる。次いで、台車２７に配設されたシリンダ３４が付勢され、保持体３３と共に電磁石３５を下降し、各横列(幅方向に整列するもの)の電磁石３５,３５と対応する位置に配設した検知片３７ａが小物部材１２に当接した位置の電磁石３５のみがＯＮ作動される。これにより、対象となる小物部材１２のみが電磁石３５に磁力吸着される。前記シリンダ３４を逆付勢して小物部材１２を持上げた状態で、駆動モータ３１が駆動されて台車２７を第１コンベヤ１３Ａの上方に移動させる。そして、再びシリンダ３４を付勢して小物部材１２を第１コンベヤ１３Ａに載置した後に電磁石３５をＯＦＦ作動することにより、該小物部材１２は第１コンベヤ１３Ａに移載される。
【００４０】
前記第１コンベヤ１３Ａにより下流側に移送される小物部材１２は、前記バリ取り装置１５における２基のベルトサンダー３８を通過することにより、表面(上面)および裏面(下面)のバリが除去される。またバリ取り装置１５を通過して第２コンベヤ１３Ｂにより下流側に移送される小物部材１２は、前記インクジェットプリンター３９で必要に応じて印刷が施されると共に、前記材料検出装置１７により形状の確認が行なわれる。そして、材料検出装置１７により確認された小物部材１２の形状に基づいて、下流側の面取り装置１９が作動制御されることとなる。
【００４１】
前記第２コンベヤ１３Ｂから第３コンベヤ１３Ｃに受け渡された小物部材１２が、前記第１位置め装置４０における規制板４２とプッシャー４３の間に到来すると、該第３コンベヤ１３Ｃが停止制御される。次いで、プッシャー４３のシリンダ４７がそのピストンロッドを延出する方向に付勢され、押え板４６を規制板４２に近接することにより、第３コンベヤ１３Ｃ上の小物部材１２は押え板４６で押送されて規制板５９に押付けられる。これにより、小物部材１２の幅方向の位置決めがなされる。また、プッシャー４３のシリンダ４７を逆付勢して押え板４６を第３コンベヤ１３Ｃの上方から外方に退避させると、図８に示す第２位置決め装置４１のストッパ４８が、シリンダ５０の付勢により第３コンベヤ１３Ｃの上方に突出される。次に、押送装置４９のシリンダ５９が付勢され、退避位置に臨んでいる前記爪部材６１を作動位置に臨ませて小物部材１２の後端に当接可能な状態とする。また前記台車５３に配設した駆動モータ５４が駆動され、該台車５３を材料移送方向下流側に向けて移動させることにより、第３コンベヤ１３Ｃ上の小物部材１２は爪部材６１により押送されてその前端がストッパ４８に当接される。これにより、小物部材１２の長さ方向の位置決めがなされる。なお押送装置４９は、小物部材１２の位置決めが完了すると、爪部材６１を退避位置に移動させた後、面取り装置１９と干渉しない位置まで上流側に移動する。
【００４２】
前記第３コンベヤ１３３Ｃ上で小物部材１２の位置決めがなされると、前記保持装置１２１のシリンダ６６が付勢されて、一対のリンク機構６４,６４を介して可動テーブル６５が上昇移動する。可動テーブル６５の上昇に伴い、該テーブル６５の上面に突設した複数の電磁石６７が、コンベヤ１３Ｃの下方に臨む退避位置からコンベヤ１３Ｃの上方に突出する固定位置に移動し、第３コンベヤ１３Ｃ上から小物部材１２を上方に持上げる(図８参照)。また電磁石６７が励磁され、小物部材１２は複数の電磁石６７で磁力吸着された不動化状態で保持される。
【００４３】
前記面取り装置１９は、保持装置１２１により不動化保持されている図１０に示す小物部材１２における下流側の一方の角部Ａの上方に位置している。この装置１９において、前記モータ８４により主軸８１に配設した切削工具８２を回転駆動した状態で、前記油圧シリンダ８５を付勢して主軸ヘッド８０を回動軸７８の案内面７９に沿って下降させると、図９に示すように前記倣いコロ８７が小物部材１２の表面に当接する。また前記支持プレート９１に配設したシリンダ９２を付勢することにより、回動軸７８に配設される主軸ヘッド８０は、小物部材１２の幅方向一方の辺１２ａに当接する方向に揺動される。これにより、切削工具８２に配設した倣いローラ９０が辺１２ａに当接されると共に、切削工具８２の切削チップ８８が表面側の端縁部に当接する。
【００４４】
この状態で前記ガーダ７０に配設されたモータ７１が駆動され、該ガーダ７０が第２ガイドレール６９,６９に沿って上流側に移動することにより、小物部材１２における辺１２ａの表面側の端縁部は切削工具８２により切削されて面取り加工が施される。なお、倣いコロ８７および倣いローラ９０が小物部材１２の表面および側面に常に当接するように、前記油圧シリンダ８５やシリンダ９２が制御されるので、該小物部材１２に波うちや曲り等の変形個所があっても、切削工具８２は変形個所の変位に応じて移動して確実な面取り加工を行なうことができる。
【００４５】
前記切削工具８２が小物部材１２における上流側の一方の角部Ｂまで到来すると、前記ガーダ７０が停止されると共にシリンダ９２の付勢が解徐される。また、前記サドル７４に配設した位置決めピン９４がシリンダ９８により作動されて、前記支持プレート９１の位置決めを解除する。次いで、サドル７４に配設したモータ９５が駆動され、前記回動軸７８を９０度回動させることにより、前記シリンダ９２の付勢により切削工具８２を小物部材１２における上流側の辺１２ｂの端縁部に当接可能な姿勢にする。そして、前記位置決めピン９４により支持プレート９１を不動化状態に位置決めした後、該支持プレート９１に配設したシリンダ９２を付勢することにより、切削工具８２に配設した倣いローラ９０が辺１２ｂに当接されると共に、切削工具８２の切削チップ８８が表面側の端縁部に当接する。この状態で、前記ガーダ７０に配設したモータ７６が駆動され、前記サドル７４をガーダ７０のガイドレール７３,７３に沿って小物部材１２の角部Ｃに向けて移動することにより、小物部材１２における辺１２ｂの表面側の端縁部は切削工具８２により切削されて面取り加工が施される。
【００４６】
前記サドル７４の移動により切削工具８２が小物部材１２の角部Ｃまで到来すると、該サドル７４が停止された後、前述したと同様に回動軸７８が９０度回動されて、前記主軸ヘッド８０を小物部材１２の辺１２ｃを面取り可能な姿勢に変位させる。そして、前記ガーダ７０を下流側に移動することにより切削工具８２により小物部材１２における辺１２ｃの端縁部の面取り加工を行ない、該切削工具８２が角部Ｄに到来した後に再び回動軸７８を９０度回動して主軸ヘッド８０を小物部材１２の辺１２ｄを面取り可能な姿勢に変位させる。この状態で、ガーダ７０に沿ってサドル７４を角部Ａに向けて移動させることにより、小物部材１２の辺１２ｄにおける表面側の端縁部の面取り加工がなされる。
【００４７】
このように、小物部材１２の各辺１２ａ,１２ｂ,１２ｃ,１２ｄの面取り加工を行なう毎に、回動軸７８を９０度回動させるだけで、１基の面取り装１９により小物部材１２の全周の面取り加工を行なうことができる。なお、面取り装置１９は、前記材料検出装置１７により確認される小物部材１２の形状のデータにより作動制御されるので、４辺の正確な面取り加工を行なうことができる。また、小物部材１２の種類に応じて、面取り加工を施す必要のない辺を飛ばして加工することも可能である。
【００４８】
前記面取り装置１９により小物部材１２の表面側の面取り加工が完了すると、前記保持装置１２１の可動テーブル６５が下降して小物部材１２を第３コンベヤ１３Ｃ上に載置する。なお、第２位置決め装置４１のストッパ４８は小物部材１２が保持装置１２１により不動化保持された際に第３コンベヤ１３Ｃの下方に下降している。従って、第３コンベヤ１３Ｃを走行駆動することにより、小物部材１２は下流側に移送されて、前記反転装置２０における両反転コンベヤ１００,１０１の間に供給される。なお、反転装置２０では、図１３に示すように、第１反転コンベヤ１００が下側に位置して、その移送面を第３コンベヤ１３Ｃおよび第４コンベヤ１３Ｄの材料移送レベルと同一レベルに臨んでいるものとする。
【００４９】
前記小物部材１２が両反転コンベヤ１００,１０１の間に供給されたことを、適宜の検知手段(図示せず)が検出すると、下側に位置する第１反転コンベヤ１００がシリンダ１１０により第２反転コンベヤ１０１に向けて近接し、両コンベヤ１００,１０１により小物部材１２を挟持する。次に、前記モータ１０６が駆動され、スプロケット１０８,１０８とチェン１０７,１０７との係合作用下に、回転リング９９,９９が複数の案内ローラ１０４および従動ローラ１１５に案内された状態で回転する。そして、第２反転コンベヤ１０１が下側に到来した際に回転リング９９,９９の回転が停止し、これにより小物部材１２はその裏面が上側を指向する状態に反転されたこととなる。また回転リング９９,９９が１８０度回転すると、枠体１１１に配設したシリンダ１１２によりブレーキシュー１１４が各リング９９に当接されて制動が付与される。
【００５０】
前記シリンダ１１０が逆付勢されて第２反転コンベヤ１０１から第１反転コンベヤ１００を離間した後、第２反転コンベヤ１０１が材料移送方向と逆方向に走行駆動されて、該コンベヤ１０１に載置されている小物部材１２を再び面取り工程部に移送する。そして、面取り工程部では、前述したと同様の順序で、小物部材１２の位置決め、不動化保持および小物部材１２の裏面側の端縁部の面取り加工が行なわれる。表裏両側の面取り加工が完了した小物部材１２が面取り工程部から下流側に送り出されると、前記反転装置２０の第２反転コンベヤ１０１が材料移送方向に走行駆動され、該小物部材１２を前記第４コンベヤ１３Ｄに受け渡す。
【００５１】
前記第４コンベヤ１３Ｄで移送される小物部材１２が所要の取出し位置に到来したことを適宜の検知手段(図示せず)が検出すると、該コンベヤ１３Ｄが停止制御される。次に、前記搬出装置２３が第４コンベヤ１３Ｄの上方に移動され、該装置２３により第４コンベヤ１３Ｄ上の小物部材１２を磁力吸着し、これを積込み位置に臨んでいる予め設定された搬出用パレット２２に移載する。
【００５２】
なお、小物部材１２の表面側の端縁部のみの面取り加工を行なう場合は、面取り工程部から小物部材１２が反転装置２０に送り出された際に、該装置２０の下側に位置する第１反転コンベヤ１００が材料移送方向に走行駆動されて、該小物部材１２を面取り工程部に送り返すことなく第４コンベヤ１３Ｄに受け渡す。そしてこの小物部材１２は、搬出装置２３を介して搬出用パレット２２に所要のパターンで移載される。
【００５３】
【第２実施例について】
図１５および図１６は、本発明に係る自動面取りシステムの第２実施例を示すものであって、第１コンベヤ１３Ａ,第２コンベヤ１３Ｂ,第３コンベヤ１３Ｃ,第４コンベヤ１３Ｄおよび第５コンベヤ１３Ｅからコンベヤ１３を構成すると共に、第３コンベヤ１３Ｃの配置領域に第１の面取り工程部を設け、第４コンベヤ１３Ｄの配置領域に第２の面取り工程部を設けたものである。なお、基本的な構成は前記第１実施例と同一であるので、異なる部分のみ説明すると共に、同一および同効の部材には同じ符号を付して示すものとする。
【００５４】
すなわち、前記第１コンベヤ１３Ａに隣接して、２本の搬出入路１１６,１１６が並列に設けられている。各搬出入路１１６は、加工ラインの材料移送方向と交差する方向に離間する一対のレール１１７,１１７から構成され、該レール１１７,１１７に載架された搬入用パレット１１に、各種サイズや形状の小物部材１２が所要パターンで載置されるようになっている。また搬入用パレット１１は、図示しない移動手段によりレール１１７,１１７に沿って積込み位置と取出し位置との間を移動され、取出し位置に移動された搬入用パレット１１から、前記搬入装置１４を介して小物部材１２が第１コンベヤ１３Ａに移載されるよう構成される。なお、搬出用パレット２２は、第５コンベヤ１３Ｅに隣接して設けた搬出入路１１８,１１８に沿って積込み位置と積出し位置との間を移動し、積込み位置に臨む搬出用パレット２２に、前記搬出装置２３を介して第５コンベヤ１３Ｅから小物部材１２が移載されるようになっている。
【００５５】
前記搬入装置１４において、前記ガイドレール２６,２６に沿って移動する台車２７に、別の台車１２０が交差する方向(搬入用パレット１１の長手方向)に移動自在に載架されると共に、該台車１２０に保持体３３が昇降自在に配設される。この保持体３３に配設される電磁石３５は、第１実施例よりも少なく設定され、台車１２０が搬入用パレット１１の長手方向に移動することにより、該パレット１１に図６(ｃ)に示されるように載置されている小物部材１２を選択して吸着保持し得るよう構成されている。この構成によれば、搬入用パレット１１に積載されている小物部材群の高さが異なっている場合であっても、電磁石３５や保持体３３が高い小物部材群と干渉することなく低い小物部材群の最上部の小物部材１２のみを磁力吸着することができる。なお、搬出装置２３も同様の構成となっている。
【００５６】
前記第３コンベヤ１３Ｃと第４コンベヤ１３Ｄとの間に配設された反転装置２０を挟んで上流側の第１の面取り工程部に、第１実施例と同一の構成の第１の位置決め装置４０,４１、第１の保持装置１２１および第１の面取り装置１９が配設されると共に、下流側の第２の面取り工程部に、第２の位置決め装置４０,４１、第２の保持装置１２１および第２の面取り装置１９が配設されている。
【００５７】
すなわち、第２実施例に係るシステム１０においては、上流側の第１の面取り工程部で表面側の面取り加工を施した小物部材１２を、反転装置２０により１８０度反転して裏面を上側に向けた状態で、下流側の第２の面取り工程部に供給する。次いで、第２の面取り工程部において小物部材１２の裏面側の面取り加工を施した後、第５コンベヤ１３Ｅにより所定の取出し位置に小物部材１２を移送する。そして、この小物部材１２を搬出装置２３により所定の搬出用パレット２２に移載するよう構成されている。なお、第２実施例において表面側にのみ面取り加工を施す小物部材１２の場合は、反転装置２０および第２の面取り工程部を素通りさせる。
【００５８】
(変形例について)
なお、実施例の反転装置２０では、第１反転コンベヤ１００を第２反転コンベヤ１０１に近接離間移動自在に構成して、両コンベヤ１００,１０１で小物部材１２を挟持するよう構成したが、本願はこれに限定されるものでない。例えば、両反転コンベヤ１００,１０１を小物部材１２の進入を許容する間隔だけ離間した位置で固定し、第１反転コンベヤ１００または第２反転コンベヤ１０１の何れか一方の回転リング９９,９９を回転させる際に下側を向く一側部に規制部材１１９を配設する。そして、回転リング９９,９９が回転する際に、両コンベヤ１００,１０１の間に臨む小物部材１２の一側部が規制部材１１９に当接することで、該小物部材１２の落下を防止するようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る自動面取りシステムによれば、搬入用パレットに載置されている各種の被加工材を選択してコンベヤに移載し、該被加工材の表面側および裏面側における端縁部の全周に面取り加工を施し、この面取り加工が施された被加工材を搬出用パレットに所要のパターンで移載することができる。すなわち、被加工材の搬入−面取り加工−仕分けを全自動で行なうことができ、生産効率を飛躍的に向上させることができる。また、被加工材の面取りは、切削工具により行なうので、高速かつ生産効率を極めて向上させることができる。更に、切削工具の寿命は、ベルトサンダーよりも長いので、ランニングコストを低廉に抑えることが可能である。更にまた、切削工具を被加工材の全周に亘って倣わせることができるので、被加工材の位置や姿勢を変更することなく短時間で面取り加工を行ない得る利点を有する。
【００６０】
また、面取り工程部の上流側に配設した材料検出装置により確認した被加工材の形状に基づいて面取り装置を作動制御するので、被加工材の正確の面取り加工が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る自動面取りシステムの概略平面図である。
【図２】第１実施例に係る自動面取りシステムの概略側面図である。
【図３】搬入装置の側面図である。
【図４】搬入装置の正面図である。
【図５】搬入装置における材料センサの配設部を示す要部断面図である。
【図６】搬入用パレットに載置される小物部材のパターンを示す説明図である。
【図７】面取り工程部に配設される位置決め装置、保持装置および面取り装置を示す背面図である。
【図８】面取り工程部に配設される位置決め装置、保持装置および面取り装置を示す一部切欠き側面図である。
【図９】面取り装置における主軸ヘッドの配設部を一部断面で示す要部側面図である。
【図１０】面取り装置により小物部材の４辺を面取り加工する際の動作説明図である。
【図１１】反転装置の平面図である。
【図１２】反転装置の側面図である。
【図１３】反転装置を一部切欠いて示す背面図である。
【図１４】反転装置を一部切欠いて示す要部側面図である。
【図１５】第２実施例に係る自動面取りシステムの概略平面図である。
【図１６】第２実施例に係る自動面取りシステムの概略側面図である。
【符号の説明】
１１ 搬入用パレット
１２ 小物部材
１３ コンベヤ
１４ 搬入装置
１７ 材料検出装置
１９ 面取り装置
２０ 反転装置
２２ 搬出用パレット
２３ 搬出装置
３５ 電磁石
４０ 第１位置決め装置
４１ 第２位置決め装置
８２ 切削工具
１００ 第１反転コンベヤ
１０１ 第２反転コンベヤ
１２１ 保持装置
【産業上の利用分野】
この発明は、自動面取りシステムに関し、更に詳細には、搬入用パレットに所要のパターンで載置されている各種の被加工材を選択的に面取り装置に供給し、該面取り装置により被加工材の表面側の端縁部に面取り加工を施し、次いで該被加工材を１８０度反転して再び面取り装置により被加工材の裏面側の端縁部に面取り加工を施した後、この被加工材を搬出用パレットに所要のパターンで移載するようにした自動面取りシステムに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
例えば、橋梁等の長大な構築物に使用される箱桁や板桁等の大型の構造材は、当該構造材の強度や剛性を向上させる目的で、板状のスティフナー材やスプライス材等の小物部材(被加工材)を多数配設することが一般に行なわれている。この小物部材では、その端縁部が直角になっていると、取扱い時に危険を生ずると共に、角が欠けたりして強度の点で問題があり、その端縁部に面取り加工が必要となっている。また、湾岸で使用される構造材は、塩害から防止するために特殊塗装やビニール塗装を施すことが行なわれるが、この場合には、塗料の剥離を防止するために小物部材の端縁部には所要の丸みを付す丸み加工を施すことが要求されている。なお「丸み加工」は、一般に「Ｒ面取り加工」とも称されるので、本明細書で「面取り加工」とは、「丸み加工」を含む意味で使用するものとする。
【０００３】
前記小物部材の面取り加工の作業は、一般に作業者がグラインダー等を使用して行なう手作業に頼っていた。このため、生産能率の向上が図られず、しかもグラインダーを扱うために金属粉が飛散して危険を伴う問題があった。また構造材に使用される小物部材の数は極めて多く、全ての小物部材に面取り加工を行なうことは、作業者に重労働を強いる欠点となっていた。更に、小物部材は各種サイズ、形状のものが存在すると共に、その使用部位に応じて面取り加工を必要とする部位が異なっており、このように種類毎に条件の異なる小物部材に対応的に面取り加工を行なうことは極めて煩雑であった。
【０００４】
そこで、前記問題に対処する一つの手段として、小物部材の移送ラインに対してベルトサンダーを傾斜配置し、該ベルトサンダーに小物部材の端縁部を当接させつつ移送することにより、該小物部材の端縁部に自動的に面取りを施すことが提案されている。この装置によれば、重労働で危険を伴う作業から作業者を解放して、生産能率を向上することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述したベルトサンダーを使用する装置では、該ベルトサンダーの使用寿命が短かく、ランニングコストが嵩む欠点が指摘される。また、小物部材を高速で移送しつつベルトサンダーで面取り加工するのは困難であり、生産能率は手作業に比べて向上するものの、充分満足するものではなかった。更に、小物部材に波うちや曲り等があったり、その角部が斜めに形成されていたりする場合は、その部位での確実な面取りがなされず、後工程で作業者の手作業による面取り作業が必要となる問題があった。
【０００６】
また構造材に使用される小物部材は、そのサイズや形状が異なるものを組合わせたロット単位で使用されるものであるため、種類毎において条件が異なる小物部材を、前記ベルトサンダーにより面取り加工するのは極めて困難であった。しかも、ロット単位でベルトサンダーに小物部材を供給したり、面取り加工の施された小物部材をロット単位で仕分けすることは人手作業に頼っているのが現状であり、小物部材の搬入から仕分けまでの全工程の生産能率は、依然として低いものであった。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、前述した諸種の課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、被加工材の搬入、種類に応じた面取り加工および仕分けまでの作業を自動化して生産能率を飛躍的に向上させ得るシステムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明は、
被加工材の端縁部に面取り加工を施す自動面取りシステムであって、
前記被加工材の取出し位置に臨む搬入用パレットおよび材料移送用のコンベヤの上方の間を移動自在に配設され、搬入用パレットに所要のパターンで載置されている各種サイズ,形状の被加工材を選択して磁力吸着可能な複数の電磁石を備え、該電磁石で磁力吸着した被加工材をコンベヤに移載する搬入装置と、
前記コンベヤにおける被加工材の移載位置より下流の面取り工程部に配設され、コンベヤにより面取り工程部に移送された被加工材を、その幅方向および長さ方向の位置決めを行なう位置決め装置と、
前記面取り工程部に配設され、コンベヤ上で位置決めされた被加工材を、該コンベヤから持上げた状態で不動化保持する保持装置と、
前記面取り工程部の上方において被加工材の幅方向および長さ方向に移動自在に配設され、前記保持装置により不動化保持された被加工材における表面側の端縁部に当接可能な切削工具を、該切削工具における本体の軸心に沿って穿設した通孔内に自由回転自在に挿通支持した支持軸の本体から下方に突出する端部に一体回転自在に配設した倣いローラを被加工材の側面に当接した状態で、該端縁部に倣うように移動させることによって被加工材全周の面取り加工を行なう面取り装置と、
前記面取り工程部の下流側に配設され、被加工材の移送方向に沿う軸線を中心として回転可能で移送方向の上流側または下流側に向けて選択的に走行駆動される一対の反転コンベヤを対向的に備え、前記面取り工程部から移送された被加工材を両反転コンベヤ間に受入れた状態で該コンベヤを１８０度回転させることにより、被加工材の表裏を反転させる反転装置と、
前記反転装置の下流側に配設され、該反転装置から被加工材を下流側に移送するコンベヤおよび被加工材の積込み位置に臨む搬出用パレットの上方の間を移動自在に配設され、コンベヤ上の被加工材を磁力吸着可能な複数の電磁石を備え、該電磁石で磁力吸着した被加工材を搬出用パレットに所要パターンで移載する搬出装置とからなり、
前記面取り装置により表面側の端縁部に面取り加工が施された被加工材を反転装置により反転させた後、該被加工材を再び面取り工程部に移送することにより、前記面取り装置により被加工材における裏面側の端縁部を面取り加工し得るよう構成したことを特徴とする。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明に係る自動面取りシステムにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。
【００１１】
【第１実施例について】
図１は、本発明の好適な第１実施例に係る自動面取りシステムの全体を示す平面図、図２は、第１実施例に係る自動面取りシステムの全体を示す側面図である。
【００１２】
(自動面取りシステムの全体構成について)
図示の自動面取りシステム１０は、第１コンベヤ１３Ａ,第２コンベヤ１３Ｂ,第３コンベヤ１３Ｃおよび第４コンベヤ１３Ｄを直列に配置して構成されるコンベヤ１３により、小物部材１２の加工ラインが形成されると共に、該ラインに面取り工程部が設けられている。システム１０は、搬入用パレット１１に所要パターンで載置されている小物部材１２を選択して第１コンベヤ１３Ａに移載する搬入装置１４と、第１コンベヤ１３Ａにより移送された小物部材１２のバリを除去するバリ取り装置１５と、バリ取り装置１５を経て第２コンベヤ１３Ｂで移送される小物部材１２の形状を確認する材料検出装置１７と、この材料検出装置１７の下流側に設けられた面取り工程部(第３コンベヤ１３Ｃの配置領域)に配設された面取り装置１９と、面取り装置１９から送り出された小物部材１２を１８０度反転させる反転装置２０と、反転装置２０を経て第４コンベヤ１３Ｄにより下流側に移送された小物部材１２を、搬出用パレット２２に所要パターンで移載する搬出装置２３とから基本的に構成されている。なお、コンベヤ１３はローラコンベヤであって、第１〜第４コンベヤ１３Ａ,１３Ｂ,１３Ｃ,１３Ｄは、夫々独立して走行駆動されるようになっている。
【００１３】
(搬入装置について)
前記コンベヤ１３における第１コンベヤ１３Ａに隣接する小物部材１２の取出し位置に、３基の搬入用パレット１１が並列に配置される。各パレット１１には、各種サイズや形状の小物部材１２が所要パターンで載置され(図６参照)、これらの小物部材１２が搬入装置１４によって適宜選択されて第１コンベヤ１３Ａに移載されるよう構成されている。すなわち、前記第１コンベヤ１３Ａと３基の搬入用パレット１１を囲んで複数の支柱２４が立設され、コンベヤ１３の材料移送方向と交差する方向に整列する前側および後側の支柱２４,２４の上端間に横桁２５が夫々架設されている(図４参照)。両横桁２５,２５にガイドレール２６が夫々配設され、図３に示す如く、両ガイドレール２６,２６間に台車２７が走行自在に載架されている。この台車２７には、ガイドレール２６,２６の離間方向に延在する回転軸２８が回転自在に枢支され、該回転軸２８の両軸端に配設したピニオン２９が、対応する横桁２５に配設したラック３０と噛合するよう構成されている。また台車２７に駆動モータ３１が配設され、該モータ３１により回転軸２８を正逆方向に回転させることにより、図４に示す如く、台車２７は各搬入用パレット１１の上方と第１コンベヤ１３Ａの上方との間を移動するようになっている。
【００１４】
前記台車２７には、複数のガイドロッド３２を介して水平に支持された保持体３３が昇降自在に垂設されており、該保持体３３は、台車２７に倒立状態で配設したシリンダ３４の正逆付勢により昇降移動するよう構成されている。保持体３３の下面には、幅方向(台車２７の移動方向)に２列で、長さ方向(ガイドレール２６,２６の離間方向)に６列の合計１２個の電磁石３５が垂設されている。各電磁石３５は、搬入用パレット１１に載置されている小物部材１２のサイズや形状等に応じて個別にＯＮ−ＯＦＦ制御され、選択した小物部材１２のみを磁力吸着するよう設定される。
【００１５】
前記保持体３３には、幅方向に整列する２個の電磁石３５,３５に隣接してセンサホルダ３６が幅方向に延在するよう配設され、該ホルダ３６に材料センサ３７が配設されている。この材料センサ３７は、前記シリンダ３４を付勢して保持体３３を下降した際に、センサホルダ３６に配設した検知片３７ａが小物部材１２に接触したときに、対応する電磁石３５をＯＮ作動させるよう設定してある。なお、保持体３３の基準端(図３において右端)に位置する電磁石３５,３５と対応するセンサホルダ３６には、図５に示す如く、５個の材料センサ３７が幅方向に所要間隔離間して配設されている。すなわち、搬入用パレット１１に載置されている小物部材１２の幅寸法を５個の材料センサ３７により検出し、長さ方向に整列する１列の電磁石群を使用して小物部材１２を磁力吸着するか、２列の電磁石群を使用して小物部材１２を磁力吸着するかを選択させるべく機能する。
【００１６】
前記搬入用パレット１１には、例えば図６(ａ)に示すように一枚の小物部材１２が載置される第１のパターン、図６(ｂ)に示すように幅方向に２列で小物部材１２が載置される第２のパターン、図６(ｃ)に示すように幅方向および長さ方向に夫々２列で小物部材１２が載置される第３のパターンがある。そして、何れの場合であっても、選択された小物部材１２に対応する電磁石３５のみがＯＮ作動されて、他の小物部材１２が磁力吸着されることはない。なお、搬入用パレット１１から取出される小物部材１２の順序は、予め制御装置(図示せず)に入力することにより設定される。
【００１７】
(バリ取り装置について)
前記第１コンベヤ１３Ａと第２コンベヤ１３Ｂとの間に、小物部材１２に孔を穿設したり切断加工した際に生じたバリを除去するバリ取り装置１５が配設される。バリ取り装置１５は、従来公知のベルトサンダー３８を、図２に示す如く、材料移送方向に２基直列に配置して構成されており、上流側のベルトサンダー３８により小物部材１２の下面側のバリを除去すると共に、下流側のベルトサンダ３８ーにより小物部材１２の上面側のバリを除去するよう構成される。なお、各ベルトサンダー３８により小物部材１２のバリを除去する際には、該部材１２をベルトサンダー３８側に向けて空気圧により押圧するようになっている。
【００１８】
(材料検出装置について)
前記第２コンベヤ１３Ｂの下流側に、バリが除去された小物部材１２の形状を確認する材料検出装置１７が配設される。この材料検出装置１７は、第２コンベヤ１３Ｂにより移送される小物部材１２にレザー光を照射した状態をＣＣＤカメラで読取り、これを制御装置に入力するよう設定される。そして、制御装置により小物部材１２を３次元で画像処理することにより、該部材１２の形状を正確に確認し、この検出結果に基づいて、面取り工程部に配設した面取り装置１９を作動制御するよう構成されている。
【００１９】
前記材料検出装置１７の上流側には、インクジェットプリンター３９が配設され、前記バリ取り装置１５でバリを除去する際に消されたインデックスを新たに印刷し得るようになっている。なお、インクジェットプリンター３９は必須の要件ではなく、該プリンター３９は省略することができる。
【００２０】
(位置決め装置について)
前記加工ラインに設けられた面取り工程部には、第２コンベヤ１３Ｂから第３コンベヤ１３Ｃに受け渡され、該コンベヤ１３Ｃにより所定位置まで移送された小物部材１２を定位置に位置決めする第１位置決め装置４０と第２位置決め装置４１とが配設されている。
【００２１】
前記第１位置決め装置４０は、図７に示す如く、第３コンベヤ１３Ｃの一方の側部フレーム１６に配設した規制板４２と、第３コンベヤ１３Ｃを挟んで規制板４２と対向するプッシャー４３とから構成される。プッシャー４３は、第３コンベヤ１３Ｃの他方の側部フレーム１６の外側に配置した基台４４に、材料移送方向に離間して第３コンベヤ１３Ｃの上方を規制板４２に向けて進退移動自在な一対のガイドロッド４５,４５を備え、両ガイドロッド４５,４５の規制板４２を指向する先端に、押え板４６が配設されている。また基台４４における両ガイドロッド４５,４５の間に、該ロッド４５と平行にシリンダ４７が配設されており、そのピストンロッドを押え板４６に接続している。そして、シリンダ４７を付勢することにより、第３コンベヤ１３Ｃの上方から側方に退避している押え板４６を規制板４２に対して近接し、該コンベヤ１３Ｃ上に位置する小物部材１２の側面を規制板４２に当接させることにより幅方向の位置決めを行なうようになっている。なおシリンダ４７は、小物部材１２が規制板４２に当接したことを適宜の検知手段(図示せず)が検出した際に逆付勢されて、押え板４６を第３コンベヤ１３Ｃの上方から退避するよう設定されている。
【００２２】
前記第２位置決め装置４１は、図８に示す如く、第３コンベヤ１３Ｃの下流側に配設されたストッパ４８と、第３コンベヤ１３Ｃの上方に配設した押送装置４９とから構成される。ストッパ４８は、第３コンベヤ１３Ｃの下方に垂直に配設したシリンダ５０の上方を指向するピストンロッドに連結され、該シリンダ５０の正逆付勢によりコンベヤ１３Ｃにおける隣接するローラ間から出没可能に構成されている。
【００２３】
前記第３コンベヤ１３Ｃを挟む幅方向の両側に、材料移送方向に離間して複数の支柱５１が夫々立設されており、移送方向に整列する複数の支柱５１の内側に、第３コンベヤ１３Ｃと平行な第１ガイドレール５２が材料移送方向に所要長さ延在して配設される。そして、第３コンベヤ１３Ｃを挟んで対向する一対の第１ガイドレール５２,５２間に、台車５３が走行自在に載架されている。この台車５３は、図７に示す如く、該台車５３に配設した正逆可能な駆動モータ５４により回転されるピニオン５５を、一方の第１ガイドレール５２に配設したラック５６に噛合させている。従って、駆動モータ５４を正逆駆動することにより、台車５３は第１ガイドレール５２,５２に沿って往復移動する。
【００２４】
前記台車５３の下部には、図７に示す如く、前記規制板４２の配設側に偏った位置に、一対のブラケット５７,５７を介して支持部材５８が配設され、該支持部材５８の上側に、材料移送方向と平行なシリンダ５９が配設されている。また支持部材５８に回動自在に枢支した軸６０に爪部材６１が一体回転可能に配設されると共に、該軸６０にレバー６２が配設される。レバー６２の突出端部にシリンダ５９のピストンロッド５９ａが接続され、該シリンダ５９を正逆付勢することによって爪部材６１を、作動位置と退避位置との間を回動させるようになっている。なお爪部材６１は、作動位置に臨ませることにより第３コンベヤ１３Ｃ上に臨む小物部材１２の後端に当接可能となり、また退避位置に臨ませることにより第３コンベヤ１３Ｃ上に臨む小物部材１２と干渉しないよう設定される。すなわち、前記ストッパ４８を第３コンベヤ１３Ｃの上方に突出させ、前記爪部材６１を作動位置に臨ませた状態で台車５３を材料移送方向下流側に向けて移動させることにより、第３コンベヤ１３Ｃ上の小物部材１２の前端をストッパ４８に当接させて、長さ方向の位置決めを行ない得る。なお押送装置４９は、小物部材１２がストッパ４８に当接したことを適宜の検知手段(図示せず)が検出した際に、爪部材６１を退避位置に移動させると共に、台車５３を面取り装置１９と干渉しない位置まで上流側に移動するよう設定されている。
【００２５】
(保持装置について)
前記第３コンベヤ１３Ｃの下方には、前記第１位置決め装置４０および第２位置決め装置４１により定位置に位置決めされた小物部材１２を、面取り装置１９による面取り加工が可能な状態に不動化保持する保持装置１２１が配設されている。すなわち、第３コンベヤ１３Ｃと、該コンベヤ１３Ｃの下方に配置した固定テーブル６３との間に、図８に示す如く、該テーブル６３の材料移送方向に離間して配設した一対のリンク機構６４,６４を介して可動テーブル６５が水平姿勢を保持したまま昇降移動自在に支持されている。一対のリンク機構６４,６４は、固定テーブル６３に配設したシリンダ６６に連結されて、該シリンダ６６を正逆付勢することにより同期的に作動するよう構成されている。従って、シリンダ６６を付勢してリンク機構６４,６４を作動させることによって、可動テーブル６５は水平姿勢を保持したまま昇降移動する。可動テーブル６５の上面には、第３コンベヤ１３Ｃの各ローラ間に対応する位置に電磁石６７が夫々立設されており、可動テーブル６５を昇降移動させることにより、電磁石６７はコンベヤ１３Ｃの下方に臨む退避位置とコンベヤ１３Ｃの上方に突出する固定位置とに位置決めされるようになっている。そして、電磁石６７を固定位置に位置決めすることによって、第３コンベヤ１３Ｃ上から小物部材１２を上方に持上げた状態で磁力吸着して不動化保持するよう構成される。
【００２６】
(面取り装置について)
前記第１ガイドレール５２が配設される複数の支柱５１の上端間に桁材６８が架設され、この桁材６８の上面に第２ガイドレール６９が材料移送方向と平行に配設されている。第３コンベヤ１３Ｃを挟んで対向する第２ガイドレール６９,６９間にガーダ７０が走行自在に載架されると共に、このガーダ７０に配設したモータ７１により回転されるピニオン７２が、一方の桁材６８に配設したラック７３に噛合している。従って、モータ７１を正逆駆動することにより、ガーダ７０は第２ガイドレール６９,６９に沿って往復移動する。
【００２７】
前記ガーダ７０の材料移送方向上流側を指向する後面には、図７に示す如く、上下に所定間隔離間して一対のガイドレール７３,７３がガーダ７０の長手方向に沿って平行に配設され、該ガイドレール７３,７３にサドル７４が移動自在に配設されている。またガーダ７０の後面には、両ガイドレール７３,７３の間に平行にねじ軸７５が回転自在に配設され、該ねじ軸７５は、ガーダ７０に配設した正逆回転可能なモータ７６により回転駆動されるようになっている。ねじ軸７５は、サドル７４に配設固定したナット７７に螺挿されており、従ってモータ７６によりねじ軸７５を正逆方向に回転させることにより、サドル７４はガイドレール７３,７３に沿って往復移動する。
【００２８】
前記サドル７４には、図８に示す如く、垂直に延在する回動軸７８が回転自在に枢支されている。この回動軸７８のサドル７４から垂下する下部には、図９に示すように上下方向に延在する案内面７９が形成され、該案内面７９に主軸ヘッド８０が摺動自在に配設されている。また主軸ヘッド８０は、垂直方向に延在する主軸８１を回転自在に備え、この主軸８１の主軸ヘッド８０から下方に突出する端部に切削工具８２が着脱交換自在に装着される。更に、回動軸７８における主軸ヘッド８０の上部に臨む位置に支持板８３が配設され、該支持板８３に、前記主軸８１と連結するモータ８４が配置されている。また支持板８３に油圧シリンダ８５が倒立配置され、そのピストンロッド８５ａを主軸ヘッド８０に接続している。従って、油圧シリンダ８５を正逆方向に付勢することにより、主軸ヘッド８０は案内面７９に沿って垂直方向に往復移動する。前記主軸ヘッド８０にブラケット８６を介して倣いコロ８７が配設され、該倣いコロ８７は、前記油圧シリンダ８５により主軸ヘッド８０を下方付勢した際に小物部材１２の上面(表面または裏面)に当接するようになっている。なお油圧シリンダ８５は、前記切削工具８２による小物部材１２の面取り加工に際し、該倣いコロ８７を常に小物部材１２の上面に所要圧力で当接するよう油圧制御される。また、倣いコロ８７の下端部は、主軸８１に装着した切削工具８２の切削部と略一致するよう位置決めされている。
【００２９】
前記主軸８１に配設した切削工具８２の本体８２ａにおける下部外周には、図９に示す如く、複数の切削チップ８８が周方向に所要間隔で配設固定され、該切削チップ８８により小物部材１２の上側の端縁部を面取り加工するようになっている。なお、切削チップ８８の形状を変更することにより、小物部材１２の端縁部に面取り加工やＲ面取り加工を選択的に施すことができる。また工具本体８２ａには、その軸心に沿って穿設した通孔８２ｂに支持軸８９が自由回転自在に挿通支持されている。この支持軸８９における工具本体８２ａから下方に突出する端部に倣いローラ９０が一体回転自在に配設され、該倣いローラ９０の外周端は、切削チップ８８の切削部と略一致するよう設定されている。そして、この倣いローラ９０は、前記主軸ヘッド８０を小物部材１２に近接する方向に付勢した際に、小物部材１２の側面に当接するよう設定される。
【００３０】
前記回動軸７８のサドル７４から上方に突出する上部に、支持プレート９１が回動軸７８に対して回動自在に配設されると共に、該支持プレート９１にシリンダ９２が水平揺動可能に配設されている。このシリンダ９２のピストンロッド９２ａは、回動軸７８の軸端に一体的に回動可能に配設固定されて径方向に延出するレバー９３の端部に連結されている。また支持プレート９１は、前記サドル７４に配設した位置決めピン９４により、該サドル７４に対して水平に９０度づつ回動変位した位置で移動不能に位置決めされるようになっている。従って、支持プレート９１を位置決めした状態でシリンダ９２を正逆付勢すれば、支持プレート９１に対して回動軸７８が回動する。ここで、前記主軸ヘッド８０は回動軸７８の軸心から径方向に偏位しているので、回動軸７８の回動に伴って主軸ヘッド８０は回動軸７８の軸心を中心として揺動し、これにより前記切削工具８２が小物部材１２の端縁部に当接されるようになっている。なお切削工具８２は、シリンダ９２のピストンロッド９２ａを延出する方向に付勢することにより、小物部材１２の端縁部に常に所要圧力で当接するよう設定される。またシリンダ９２は、前記切削工具８２による小物部材１２の面取り加工に際し、倣いローラ９０を常に小物部材１２の側面に所要圧力で当接するよう付勢制御される。
【００３１】
前記シリンダ９２による切削工具８２の付勢方向は一方向であるので、同一の姿勢では小物部材１２における４辺の内の一つの辺の端縁部しか面取り加工することができない。そこで実施例の面取り装置１９では、主軸ヘッド８０およびシリンダ９２の位置を９０度単位で回動変位させることにより、小物部材１２の全周の面取り加工を行ない得るよう構成している(図１０参照)。すなわち、前記サドル７４にモータ９５が配設され、該モータ９５により回転駆動される平歯車９６が、前記回動軸７８に一体的に回転するよう配設固定した平歯車９７に噛合している。そしてモータ９５は、回動軸７８を９０度単位で回動させるよう回転制御され、図１０に示す如く、小物部材１２の各辺の端縁部に応じた位置にシリンダ９２と主軸ヘッド８０とを臨ませるようになっている。なお、サドル７４に配設した前記位置決めピン９４は、シリンダ９８の付勢により固定位置と解除位置との間を移動するよう構成され、モータ９５により回動軸７８を回動する際には前記支持プレート９１の位置決めを解除して、該支持プレート９１が回動軸７８と一体的に回動するのを許容するよう設定されている。
【００３２】
(反転装置について)
図１に示す如く、前記第３コンベヤ１３Ｃと第４コンベヤ１３Ｄとの間に、前記面取り装置１９により表面側の端縁部に面取り加工が施された小物部材１２の上下を反転させて、裏面を上側に向ける反転装置２０が配置される。この反転装置２０は、図１１および図１２に示すように、材料移送方向に離間して一対の回転リング９９,９９を回転自在に備え、両リング９９,９９の間に、第１反転コンベヤ１００と第２反転コンベヤ１０１とが上下に所要間隔離間して水平に対向するよう配設されている。各反転コンベヤ１００,１０１は、付属の正逆可能なモータ１０２,１０３により材料移送方向の上流側または下流側に向けて夫々単独で走行駆動される。なお、第１反転コンベヤ１００および第２反転コンベヤ１０１は、回転リング９９,９９を小物部材１２の移送方向に沿う軸線を中心として１８０度回転した際に、下側に臨むコンベヤ１００,１０１の移送面が、第３コンベヤ１３Ｃおよび第４コンベヤ１３Ｄの材料移送レベルと同一レベルに臨むよう設定されている。
【００３３】
前記回転リング９９は、その軸方向両端に半径方向外方に延出するフランジ９９ａ,９９ａを備え、両フランジ９９ａ,９９ａの間に臨む外周面が、該リング９９を挟んで材料移送方向と交差する両側に回転自在に配設した案内ローラ１０４,１０４に摺動自在に支持されている。また、両回転リング９９,９９の一側部に配設された案内ローラ１０４,１０４は共通の駆動軸１０５に一体回転自在に配設されており、該駆動軸１０５は正逆可能なモータ１０６に連結されている。各回転リング９９における一方のフランジ９９ａの外周にチェン１０７が巻装されると共に、前記駆動軸１０５の各チェン１０７と対応する位置に該チェン１０７と係合するスプロケット１０８が一体回転可能に配設される。従って、モータ１０６により駆動軸１０５を正逆回転することにより、スプロケット１０８とチェン１０７との係合作用下に、両回転リング９９,９９が回転する。なおモータ１０６は、図１３に示すように第１反転コンベヤ１００が下側で第２反転コンベヤ１０１が上側に臨む状態から、回転リング９９,９９を反時計方向に１８０度回転させて第２反転コンベヤ１０１を下側に移動させると共に、この状態から回転リング９９,９９を時計方向に１８０度回転させることにより再び第１反転コンベヤ１００を下側に臨ませるよう設定される。
【００３４】
前記第１反転コンベヤ１００は、図１３に示す如く、両回転リング９９,９９の内部に配設した枠部材１０９に対して摺動自在に配設され、リング９９,９９に配設したシリンダ１１０の付勢によって対向する第２反転コンベヤ１０１に対して近接離間移動するよう構成されている。そして、両反転コンベヤ１００,１０１の間に小物部材１２が進入した際に、第２反転コンベヤ１０１に対して第１反転コンベヤ１００を近接することにより両コンベヤ１００,１０１の間に小物部材１２を挟持し、この状態で回転リング９９,９９を回転して小物部材１２を反転させるようになっている。
【００３５】
図１３に示す如く、前記各回転リング９９を囲む枠体１１１の上部にシリンダ１１２が倒立配置されると共に、該シリンダ１１２のピストンロッド１１２ａが、枠体１１１にガイドロッド１１３,１１３を介して昇降自在に配設されたブレーキシュー１１４に連結されている(図１４参照)。すなわち、シリンダ１１２を付勢してピストンロッド１１２ａを延出することにより、ブレーキシュー１１４が回転リング９９の外周面に当接して該リング９９に制動を付与するよう構成される。なお、図１３において符号１１５は、回転リング９９を軸方向両側から挟持して回転を案内する従動ローラを示す。
【００３６】
(搬出装置について)
前記加工ラインにおける第４コンベヤ１３Ｄに隣接する小物部材１２の積込み位置に、３基の搬出用パレット２２が並列に配置され、第４コンベヤ１３Ｄまで移送された小物部材１２を、搬出装置２３により各搬出用パレット２２に所要のパターンで移載するよう構成されている。なお、搬出装置２３の構成は、前述した搬入装置１４の構成と同一であるので、同一の部材には同じ符号を付してその詳細説明は省略する。
【００３７】
【第１実施例の作用】
次に、このように構成した第１実施例に係る自動面取りシステムの作用につき説明する。
【００３８】
前記小物部材１２の面取り加工に先立ち、３基の搬入用パレット１１に、各種サイズ、形状の小物部材１２を例えば図６に示すように載置する。なお小物部材１２は、同一サイズ、形状のものが複数積層される。また操作者は、制御装置に接続される操作パネル(図示せず)により、例えば以下の▲１▼〜▲４▼の情報を入力する。▲１▼小物部材１２としては、表裏両側の端縁部の面取り加工を必要とするスプライス材や、表面側の端縁部のみを面取り加工するスティフナー材があるので、該材料の種類を指定する。▲２▼また、搬入用パレット１１に載置されている小物部材１２の載置パターンと各パレット１１の位置を指定する。▲３▼また、面取り加工の完了した小物部材１２の搬出用パレット２２への積込みパターンを指定する。▲４▼更に、加工順序データを指定する。
【００３９】
前記システム１０をスタートすると、制御装置に入力された情報に基づいて、前記搬入装置１４の駆動モータ３１が駆動され、台車２７を指定された搬入用パレット１１の上方に移動させる。次いで、台車２７に配設されたシリンダ３４が付勢され、保持体３３と共に電磁石３５を下降し、各横列(幅方向に整列するもの)の電磁石３５,３５と対応する位置に配設した検知片３７ａが小物部材１２に当接した位置の電磁石３５のみがＯＮ作動される。これにより、対象となる小物部材１２のみが電磁石３５に磁力吸着される。前記シリンダ３４を逆付勢して小物部材１２を持上げた状態で、駆動モータ３１が駆動されて台車２７を第１コンベヤ１３Ａの上方に移動させる。そして、再びシリンダ３４を付勢して小物部材１２を第１コンベヤ１３Ａに載置した後に電磁石３５をＯＦＦ作動することにより、該小物部材１２は第１コンベヤ１３Ａに移載される。
【００４０】
前記第１コンベヤ１３Ａにより下流側に移送される小物部材１２は、前記バリ取り装置１５における２基のベルトサンダー３８を通過することにより、表面(上面)および裏面(下面)のバリが除去される。またバリ取り装置１５を通過して第２コンベヤ１３Ｂにより下流側に移送される小物部材１２は、前記インクジェットプリンター３９で必要に応じて印刷が施されると共に、前記材料検出装置１７により形状の確認が行なわれる。そして、材料検出装置１７により確認された小物部材１２の形状に基づいて、下流側の面取り装置１９が作動制御されることとなる。
【００４１】
前記第２コンベヤ１３Ｂから第３コンベヤ１３Ｃに受け渡された小物部材１２が、前記第１位置め装置４０における規制板４２とプッシャー４３の間に到来すると、該第３コンベヤ１３Ｃが停止制御される。次いで、プッシャー４３のシリンダ４７がそのピストンロッドを延出する方向に付勢され、押え板４６を規制板４２に近接することにより、第３コンベヤ１３Ｃ上の小物部材１２は押え板４６で押送されて規制板５９に押付けられる。これにより、小物部材１２の幅方向の位置決めがなされる。また、プッシャー４３のシリンダ４７を逆付勢して押え板４６を第３コンベヤ１３Ｃの上方から外方に退避させると、図８に示す第２位置決め装置４１のストッパ４８が、シリンダ５０の付勢により第３コンベヤ１３Ｃの上方に突出される。次に、押送装置４９のシリンダ５９が付勢され、退避位置に臨んでいる前記爪部材６１を作動位置に臨ませて小物部材１２の後端に当接可能な状態とする。また前記台車５３に配設した駆動モータ５４が駆動され、該台車５３を材料移送方向下流側に向けて移動させることにより、第３コンベヤ１３Ｃ上の小物部材１２は爪部材６１により押送されてその前端がストッパ４８に当接される。これにより、小物部材１２の長さ方向の位置決めがなされる。なお押送装置４９は、小物部材１２の位置決めが完了すると、爪部材６１を退避位置に移動させた後、面取り装置１９と干渉しない位置まで上流側に移動する。
【００４２】
前記第３コンベヤ１３３Ｃ上で小物部材１２の位置決めがなされると、前記保持装置１２１のシリンダ６６が付勢されて、一対のリンク機構６４,６４を介して可動テーブル６５が上昇移動する。可動テーブル６５の上昇に伴い、該テーブル６５の上面に突設した複数の電磁石６７が、コンベヤ１３Ｃの下方に臨む退避位置からコンベヤ１３Ｃの上方に突出する固定位置に移動し、第３コンベヤ１３Ｃ上から小物部材１２を上方に持上げる(図８参照)。また電磁石６７が励磁され、小物部材１２は複数の電磁石６７で磁力吸着された不動化状態で保持される。
【００４３】
前記面取り装置１９は、保持装置１２１により不動化保持されている図１０に示す小物部材１２における下流側の一方の角部Ａの上方に位置している。この装置１９において、前記モータ８４により主軸８１に配設した切削工具８２を回転駆動した状態で、前記油圧シリンダ８５を付勢して主軸ヘッド８０を回動軸７８の案内面７９に沿って下降させると、図９に示すように前記倣いコロ８７が小物部材１２の表面に当接する。また前記支持プレート９１に配設したシリンダ９２を付勢することにより、回動軸７８に配設される主軸ヘッド８０は、小物部材１２の幅方向一方の辺１２ａに当接する方向に揺動される。これにより、切削工具８２に配設した倣いローラ９０が辺１２ａに当接されると共に、切削工具８２の切削チップ８８が表面側の端縁部に当接する。
【００４４】
この状態で前記ガーダ７０に配設されたモータ７１が駆動され、該ガーダ７０が第２ガイドレール６９,６９に沿って上流側に移動することにより、小物部材１２における辺１２ａの表面側の端縁部は切削工具８２により切削されて面取り加工が施される。なお、倣いコロ８７および倣いローラ９０が小物部材１２の表面および側面に常に当接するように、前記油圧シリンダ８５やシリンダ９２が制御されるので、該小物部材１２に波うちや曲り等の変形個所があっても、切削工具８２は変形個所の変位に応じて移動して確実な面取り加工を行なうことができる。
【００４５】
前記切削工具８２が小物部材１２における上流側の一方の角部Ｂまで到来すると、前記ガーダ７０が停止されると共にシリンダ９２の付勢が解徐される。また、前記サドル７４に配設した位置決めピン９４がシリンダ９８により作動されて、前記支持プレート９１の位置決めを解除する。次いで、サドル７４に配設したモータ９５が駆動され、前記回動軸７８を９０度回動させることにより、前記シリンダ９２の付勢により切削工具８２を小物部材１２における上流側の辺１２ｂの端縁部に当接可能な姿勢にする。そして、前記位置決めピン９４により支持プレート９１を不動化状態に位置決めした後、該支持プレート９１に配設したシリンダ９２を付勢することにより、切削工具８２に配設した倣いローラ９０が辺１２ｂに当接されると共に、切削工具８２の切削チップ８８が表面側の端縁部に当接する。この状態で、前記ガーダ７０に配設したモータ７６が駆動され、前記サドル７４をガーダ７０のガイドレール７３,７３に沿って小物部材１２の角部Ｃに向けて移動することにより、小物部材１２における辺１２ｂの表面側の端縁部は切削工具８２により切削されて面取り加工が施される。
【００４６】
前記サドル７４の移動により切削工具８２が小物部材１２の角部Ｃまで到来すると、該サドル７４が停止された後、前述したと同様に回動軸７８が９０度回動されて、前記主軸ヘッド８０を小物部材１２の辺１２ｃを面取り可能な姿勢に変位させる。そして、前記ガーダ７０を下流側に移動することにより切削工具８２により小物部材１２における辺１２ｃの端縁部の面取り加工を行ない、該切削工具８２が角部Ｄに到来した後に再び回動軸７８を９０度回動して主軸ヘッド８０を小物部材１２の辺１２ｄを面取り可能な姿勢に変位させる。この状態で、ガーダ７０に沿ってサドル７４を角部Ａに向けて移動させることにより、小物部材１２の辺１２ｄにおける表面側の端縁部の面取り加工がなされる。
【００４７】
このように、小物部材１２の各辺１２ａ,１２ｂ,１２ｃ,１２ｄの面取り加工を行なう毎に、回動軸７８を９０度回動させるだけで、１基の面取り装１９により小物部材１２の全周の面取り加工を行なうことができる。なお、面取り装置１９は、前記材料検出装置１７により確認される小物部材１２の形状のデータにより作動制御されるので、４辺の正確な面取り加工を行なうことができる。また、小物部材１２の種類に応じて、面取り加工を施す必要のない辺を飛ばして加工することも可能である。
【００４８】
前記面取り装置１９により小物部材１２の表面側の面取り加工が完了すると、前記保持装置１２１の可動テーブル６５が下降して小物部材１２を第３コンベヤ１３Ｃ上に載置する。なお、第２位置決め装置４１のストッパ４８は小物部材１２が保持装置１２１により不動化保持された際に第３コンベヤ１３Ｃの下方に下降している。従って、第３コンベヤ１３Ｃを走行駆動することにより、小物部材１２は下流側に移送されて、前記反転装置２０における両反転コンベヤ１００,１０１の間に供給される。なお、反転装置２０では、図１３に示すように、第１反転コンベヤ１００が下側に位置して、その移送面を第３コンベヤ１３Ｃおよび第４コンベヤ１３Ｄの材料移送レベルと同一レベルに臨んでいるものとする。
【００４９】
前記小物部材１２が両反転コンベヤ１００,１０１の間に供給されたことを、適宜の検知手段(図示せず)が検出すると、下側に位置する第１反転コンベヤ１００がシリンダ１１０により第２反転コンベヤ１０１に向けて近接し、両コンベヤ１００,１０１により小物部材１２を挟持する。次に、前記モータ１０６が駆動され、スプロケット１０８,１０８とチェン１０７,１０７との係合作用下に、回転リング９９,９９が複数の案内ローラ１０４および従動ローラ１１５に案内された状態で回転する。そして、第２反転コンベヤ１０１が下側に到来した際に回転リング９９,９９の回転が停止し、これにより小物部材１２はその裏面が上側を指向する状態に反転されたこととなる。また回転リング９９,９９が１８０度回転すると、枠体１１１に配設したシリンダ１１２によりブレーキシュー１１４が各リング９９に当接されて制動が付与される。
【００５０】
前記シリンダ１１０が逆付勢されて第２反転コンベヤ１０１から第１反転コンベヤ１００を離間した後、第２反転コンベヤ１０１が材料移送方向と逆方向に走行駆動されて、該コンベヤ１０１に載置されている小物部材１２を再び面取り工程部に移送する。そして、面取り工程部では、前述したと同様の順序で、小物部材１２の位置決め、不動化保持および小物部材１２の裏面側の端縁部の面取り加工が行なわれる。表裏両側の面取り加工が完了した小物部材１２が面取り工程部から下流側に送り出されると、前記反転装置２０の第２反転コンベヤ１０１が材料移送方向に走行駆動され、該小物部材１２を前記第４コンベヤ１３Ｄに受け渡す。
【００５１】
前記第４コンベヤ１３Ｄで移送される小物部材１２が所要の取出し位置に到来したことを適宜の検知手段(図示せず)が検出すると、該コンベヤ１３Ｄが停止制御される。次に、前記搬出装置２３が第４コンベヤ１３Ｄの上方に移動され、該装置２３により第４コンベヤ１３Ｄ上の小物部材１２を磁力吸着し、これを積込み位置に臨んでいる予め設定された搬出用パレット２２に移載する。
【００５２】
なお、小物部材１２の表面側の端縁部のみの面取り加工を行なう場合は、面取り工程部から小物部材１２が反転装置２０に送り出された際に、該装置２０の下側に位置する第１反転コンベヤ１００が材料移送方向に走行駆動されて、該小物部材１２を面取り工程部に送り返すことなく第４コンベヤ１３Ｄに受け渡す。そしてこの小物部材１２は、搬出装置２３を介して搬出用パレット２２に所要のパターンで移載される。
【００５３】
【第２実施例について】
図１５および図１６は、本発明に係る自動面取りシステムの第２実施例を示すものであって、第１コンベヤ１３Ａ,第２コンベヤ１３Ｂ,第３コンベヤ１３Ｃ,第４コンベヤ１３Ｄおよび第５コンベヤ１３Ｅからコンベヤ１３を構成すると共に、第３コンベヤ１３Ｃの配置領域に第１の面取り工程部を設け、第４コンベヤ１３Ｄの配置領域に第２の面取り工程部を設けたものである。なお、基本的な構成は前記第１実施例と同一であるので、異なる部分のみ説明すると共に、同一および同効の部材には同じ符号を付して示すものとする。
【００５４】
すなわち、前記第１コンベヤ１３Ａに隣接して、２本の搬出入路１１６,１１６が並列に設けられている。各搬出入路１１６は、加工ラインの材料移送方向と交差する方向に離間する一対のレール１１７,１１７から構成され、該レール１１７,１１７に載架された搬入用パレット１１に、各種サイズや形状の小物部材１２が所要パターンで載置されるようになっている。また搬入用パレット１１は、図示しない移動手段によりレール１１７,１１７に沿って積込み位置と取出し位置との間を移動され、取出し位置に移動された搬入用パレット１１から、前記搬入装置１４を介して小物部材１２が第１コンベヤ１３Ａに移載されるよう構成される。なお、搬出用パレット２２は、第５コンベヤ１３Ｅに隣接して設けた搬出入路１１８,１１８に沿って積込み位置と積出し位置との間を移動し、積込み位置に臨む搬出用パレット２２に、前記搬出装置２３を介して第５コンベヤ１３Ｅから小物部材１２が移載されるようになっている。
【００５５】
前記搬入装置１４において、前記ガイドレール２６,２６に沿って移動する台車２７に、別の台車１２０が交差する方向(搬入用パレット１１の長手方向)に移動自在に載架されると共に、該台車１２０に保持体３３が昇降自在に配設される。この保持体３３に配設される電磁石３５は、第１実施例よりも少なく設定され、台車１２０が搬入用パレット１１の長手方向に移動することにより、該パレット１１に図６(ｃ)に示されるように載置されている小物部材１２を選択して吸着保持し得るよう構成されている。この構成によれば、搬入用パレット１１に積載されている小物部材群の高さが異なっている場合であっても、電磁石３５や保持体３３が高い小物部材群と干渉することなく低い小物部材群の最上部の小物部材１２のみを磁力吸着することができる。なお、搬出装置２３も同様の構成となっている。
【００５６】
前記第３コンベヤ１３Ｃと第４コンベヤ１３Ｄとの間に配設された反転装置２０を挟んで上流側の第１の面取り工程部に、第１実施例と同一の構成の第１の位置決め装置４０,４１、第１の保持装置１２１および第１の面取り装置１９が配設されると共に、下流側の第２の面取り工程部に、第２の位置決め装置４０,４１、第２の保持装置１２１および第２の面取り装置１９が配設されている。
【００５７】
すなわち、第２実施例に係るシステム１０においては、上流側の第１の面取り工程部で表面側の面取り加工を施した小物部材１２を、反転装置２０により１８０度反転して裏面を上側に向けた状態で、下流側の第２の面取り工程部に供給する。次いで、第２の面取り工程部において小物部材１２の裏面側の面取り加工を施した後、第５コンベヤ１３Ｅにより所定の取出し位置に小物部材１２を移送する。そして、この小物部材１２を搬出装置２３により所定の搬出用パレット２２に移載するよう構成されている。なお、第２実施例において表面側にのみ面取り加工を施す小物部材１２の場合は、反転装置２０および第２の面取り工程部を素通りさせる。
【００５８】
(変形例について)
なお、実施例の反転装置２０では、第１反転コンベヤ１００を第２反転コンベヤ１０１に近接離間移動自在に構成して、両コンベヤ１００,１０１で小物部材１２を挟持するよう構成したが、本願はこれに限定されるものでない。例えば、両反転コンベヤ１００,１０１を小物部材１２の進入を許容する間隔だけ離間した位置で固定し、第１反転コンベヤ１００または第２反転コンベヤ１０１の何れか一方の回転リング９９,９９を回転させる際に下側を向く一側部に規制部材１１９を配設する。そして、回転リング９９,９９が回転する際に、両コンベヤ１００,１０１の間に臨む小物部材１２の一側部が規制部材１１９に当接することで、該小物部材１２の落下を防止するようにしてもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る自動面取りシステムによれば、搬入用パレットに載置されている各種の被加工材を選択してコンベヤに移載し、該被加工材の表面側および裏面側における端縁部の全周に面取り加工を施し、この面取り加工が施された被加工材を搬出用パレットに所要のパターンで移載することができる。すなわち、被加工材の搬入−面取り加工−仕分けを全自動で行なうことができ、生産効率を飛躍的に向上させることができる。また、被加工材の面取りは、切削工具により行なうので、高速かつ生産効率を極めて向上させることができる。更に、切削工具の寿命は、ベルトサンダーよりも長いので、ランニングコストを低廉に抑えることが可能である。更にまた、切削工具を被加工材の全周に亘って倣わせることができるので、被加工材の位置や姿勢を変更することなく短時間で面取り加工を行ない得る利点を有する。
【００６０】
また、面取り工程部の上流側に配設した材料検出装置により確認した被加工材の形状に基づいて面取り装置を作動制御するので、被加工材の正確の面取り加工が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係る自動面取りシステムの概略平面図である。
【図２】第１実施例に係る自動面取りシステムの概略側面図である。
【図３】搬入装置の側面図である。
【図４】搬入装置の正面図である。
【図５】搬入装置における材料センサの配設部を示す要部断面図である。
【図６】搬入用パレットに載置される小物部材のパターンを示す説明図である。
【図７】面取り工程部に配設される位置決め装置、保持装置および面取り装置を示す背面図である。
【図８】面取り工程部に配設される位置決め装置、保持装置および面取り装置を示す一部切欠き側面図である。
【図９】面取り装置における主軸ヘッドの配設部を一部断面で示す要部側面図である。
【図１０】面取り装置により小物部材の４辺を面取り加工する際の動作説明図である。
【図１１】反転装置の平面図である。
【図１２】反転装置の側面図である。
【図１３】反転装置を一部切欠いて示す背面図である。
【図１４】反転装置を一部切欠いて示す要部側面図である。
【図１５】第２実施例に係る自動面取りシステムの概略平面図である。
【図１６】第２実施例に係る自動面取りシステムの概略側面図である。
【符号の説明】
１１ 搬入用パレット
１２ 小物部材
１３ コンベヤ
１４ 搬入装置
１７ 材料検出装置
１９ 面取り装置
２０ 反転装置
２２ 搬出用パレット
２３ 搬出装置
３５ 電磁石
４０ 第１位置決め装置
４１ 第２位置決め装置
８２ 切削工具
１００ 第１反転コンベヤ
１０１ 第２反転コンベヤ
１２１ 保持装置
Claims (2)
- 被加工材(12)の端縁部に面取り加工を施す自動面取りシステムであって、
前記被加工材(12)の取出し位置に臨む搬入用パレット(11)および材料移送用のコンベヤ(13)の上方の間を移動自在に配設され、搬入用パレット(11)に所要のパターンで載置されている各種サイズ,形状の被加工材(12)を選択して磁力吸着可能な複数の電磁石(35)を備え、該電磁石(35)で磁力吸着した被加工材(12)をコンベヤ(13)に移載する搬入装置(14)と、
前記コンベヤ(13)における被加工材(12)の移載位置より下流の面取り工程部に配設され、コンベヤ(13)により面取り工程部に移送された被加工材(12)を、その幅方向および長さ方向の位置決めを行なう位置決め装置(40,41)と、
前記面取り工程部に配設され、コンベヤ(13)上で位置決めされた被加工材(12)を、該コンベヤ(13)から持上げた状態で不動化保持する保持装置(121)と、
前記面取り工程部の上方において被加工材(12)の幅方向および長さ方向に移動自在に配設され、前記保持装置(121)により不動化保持された被加工材(12)における表面側の端縁部に当接可能な切削工具(82)を、該切削工具 (82) における本体 (82a) の軸心に沿って穿設した通孔 (82b) 内に自由回転自在に挿通支持した支持軸 (89) の本体 (82a) から下方に突出する端部に一体回転自在に配設した倣いローラ (90) を被加工材 (12) の側面に当接した状態で、該端縁部に倣うように移動させることによって被加工材全周の面取り加工を行なう面取り装置(19)と、
前記面取り工程部の下流側に配設され、被加工材(12)の移送方向に沿う軸線を中心として回転可能で移送方向の上流側または下流側に向けて選択的に走行駆動される一対の反転コンベヤ(100,101)を対向的に備え、前記面取り工程部から移送された被加工材(12)を両反転コンベヤ(100,101)間に受入れた状態で該コンベヤ(100,101)を１８０度回転させることにより、被加工材(12)の表裏を反転させる反転装置(20)と、
前記反転装置(20)の下流側に配設され、該反転装置(20)から被加工材(12)を下流側に移送するコンベヤ(13)および被加工材(12)の積込み位置に臨む搬出用パレット(22)の上方の間を移動自在に配設され、コンベヤ(13)上の被加工材(12)を磁力吸着可能な複数の電磁石(35)を備え、該電磁石(35)で磁力吸着した被加工材(12)を搬出用パレット(22)に所要パターンで移載する搬出装置(23)とからなり、
前記面取り装置(19)により表面側の端縁部に面取り加工が施された被加工材(12)を反転装置(20)により反転させた後、該被加工材(12)を再び面取り工程部に移送することにより、前記面取り装置(19)により被加工材(12)における裏面側の端縁部を面取り加工し得るよう構成した
ことを特徴とする自動面取りシステム。 - 前記面取り工程部の上流側に材料検出装置(17)を配設し、該検出装置(17)により被加工材(12)の形状を確認し、その検出信号に基づいて前記面取り装置(19)を作動制御するようにした請求項１記載の自動面取りシステム。
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