JP4226718B2

JP4226718B2 - 平鋼の自動開先加工機

Info

Publication number: JP4226718B2
Application number: JP06800799A
Authority: JP
Inventors: 終男篠原
Original assignee: JFE Metal Products and Engineering Inc
Current assignee: JFE Metal Products and Engineering Inc
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2019-03-15
Also published as: JP2000263312A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、平鋼の縁部を斜めに切削する、いわゆる開先加工を行う加工機の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数枚の平鋼を溶接して製品や構造物を生産することは、種々の産業分野で行われる。この溶接の際には、予め、溶接ビードが形成される部分をあらかじめ切削する開先加工を行う。従来の開先加工作業は、ワークである平鋼を１枚ずつ作業員が手作業でロータリカッターへ装入して、行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、作業員が平鋼を１枚ずつ装入するために、この開先加工の作業は重筋労働となっていた。また、ロータリカッターによる単独加工であるため、例えば製品全体を生産する生産ラインとの連続性がなく、生産ラインの中に開先加工ラインとして組み込む事ができなかった。このため単独加工したワークをラインへ持ち込むためなどのハンドリングに手間がかかり、効率が悪かった。
【０００４】
この発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、平鋼を溶接して製品を生産する生産ラインへ、容易に組み込むことができる連続性があり、自動的に加工が行える平鋼の自動開先加工機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、第一の発明は、ワークである平鋼の縁部を斜めに切削する開先加工を行う加工機であって、生産ラインを構成するワーク搬送装置に接続されたワークを搬送しクランプするワーク搬送クランプ装置と、このクランプされたワークの縁部を切削する開先加工機と、から成り、前記開先加工機は、前記ワーク搬送クランプ装置に平行に設けられたガイドの上を往復動する往復動台と、往復動台の上に設けられて前記クランプされたワークに向かって前進後退する進退台と、この進退台の上に前記往復動方向に２台設けられ前記ワークに対する垂直面内での角度を変更できる回動部と、各回動部に設けられたバイトと、この二つのバイトをワークに対し交互に微小量前進後退させるバイト前進後退装置と、を有することを特徴とする平鋼の自動開先加工機である。
【０００６】
第二の発明は、さらに、前記バイト前進後退装置は、前記バイトを先端に設け略水平面内で首振り可能に設けられたバイトアームと、このバイトアームの後端と前記回動部の間に設けられた油圧シリンダと、を有してなることを特徴とする平鋼の自動開先加工機である。
【０００７】
第三の発明は、さらに、前記ワーク搬送クランプ装置は、幅方向に傾斜した傾斜ローラコンベアと、この傾斜により傾斜ローラコンベアの上を幅方向に移動するワークを受ける受けローラと、この受けローラを出没させる出没駆動装置と、前記受けローラに受けられたワークを傾斜ローラコンベアとの間でクランプするクランパーと、を有することを特徴とする平鋼の自動開先加工機である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を、図１乃至図１３において説明する。
この実施形態において、ワーク１である平鋼は、製品であるスチールセグメント（図示せず）を構成する継手板となるものである。このワーク１の縁部を斜めに切削する開先加工を行うことで、溶接の準備ができ、スチールセグメントを構成するスキンプレートなどに対する溶接が容易に行われる。
【０００９】
この自動開先加工機３は全体（図１乃至図３）としては、互いに対峙して（図１、図２参照）配置されるワーク搬送クランプ装置５と、開先加工機７とによって構成される。
【００１０】
［ワーク搬送クランプ装置］
（傾斜ローラコンベア）
ワーク搬送クランプ装置５は、スチールセグメントを生産する生産ラインを構成するワーク搬送装置であるローラコンベア９（図２、図３参照）に接続される。この接続部において、接続用ローラコンベア１１が設けられる。この接続用ローラコンベア１１は、幅方向の傾斜角度を変更でき、通常の水平なローラコンベア９からワーク１を受け取った後に、立ち上がって傾斜角度を、ワーク搬送クランプ装置５を構成する傾斜ローラコンベア１３の傾斜角度に合わせて、ワーク１の受け渡しを行う。傾斜ローラコンベア１３を構成する各ローラ１５はそれぞれが共通のチェーンによって駆動し自転する。
【００１１】
（受けローラと出没駆動装置）
図１、図３、または図１３に示すように、傾斜ローラコンベア１３の幅方向には、受けローラ１７が設けられる。この受けローラ１７は、前記傾斜によって移動してきたワーク１を受けるものであり、ワーク１の縁部に接触して回転するように、回転軸が前記傾斜ローラコンベア１３のローラ１５の回転軸と直交する。
【００１２】
この受けローラ１７は、回動アーム１９の先端に回動自在に取り付けられる。回動アーム１９は図１３に示すように、搬送方向から見た形状が略Ｌ字状をしており、Ｌ字の一方の先端に受けローラ１７が設けられ、他方の先端は傾斜ローラコンベア１３の下側で回動軸２１に取り付けられる。Ｌ字状の中央付近には油圧シリンダ２３のピストンロッド２５の先端がピン２７結合される。この油圧シリンダ２３は回動ピン２９回りに回動自在に備えられる。これら回動アーム１９および油圧シリンダ２３によって、受けローラ１７を出没させる出没駆動装置３１が構成される。
【００１３】
すなわち、油圧シリンダ２３がピストンロッド２５を縮めると、回動アーム１９は図中時計回り方向に回動し、よって受けローラ１７は下方に退避し没入した状態となる。この退避により、開先加工機７による加工作業が可能となる。
【００１４】
（クランパー）
図１乃至図３、または図１３に示すように、傾斜ローラコンベア１３の上方にクランパー３３が設けられる。このクランパー３３は、ワーク１を傾斜ローラコンベア１３の間でクランプするクランプヘッド３５が、揺動ベース３７の先端下側に設けられる。揺動ベース３７は中央部分に設けられた回動軸３９回りに回動可能に配置される。揺動ベース３７の後端側には油圧シリンダ４１が設けられ、この油圧シリンダ４１のピストン４３の先端にピン結合されたリンク部材４５により、揺動ベース３７の後端がピン結合される。
【００１５】
［開先加工機］
（往復動台）
開先加工機７は、ワーク搬送クランプ装置５に対し平行に設けられたスライドガイド４９（図１）の上を、スライド装置５１に支えられて往復動する往復動台５３を有する。この往復動を行う往復駆動装置５５（図４、図５）には、ボールネジ５７が用いられる。すなわち、開先加工機７の装置ベース５９に設けられた駆動モータのモータ軸６１にはピニオンギア６３が設けられ、このピニオンギア６３と噛み合う第二のピニオンギア６５が、ジョイント６７を介して、ネジ棒６９の一端に固定される。ネジ棒６９は、両端が軸受７１、７３により回転自在に支持される。このネジ棒６９に対して螺合するナット７５は、往復動台５３に固定される。
【００１６】
往復動台５３の往復動方向（ネジ棒６９の軸方向）、すなわち二方向にスライド可能なスライドカバー７７（図１乃至図３、または図５）が取り付けられ、ボールネジ６９が露出して切削屑などにより支障をきたすのを防止している。
開先加工機７の往復動台５３には、装置ベース５９との間にケーブルユニット７８（図３）が接続され、電源や油圧が供給される。
【００１７】
（進退台）
図１または図６に示すように、往復動台５３の上には進退台７９が設けられる。この進退台７９は、ワーク搬送クランプ装置５の上にクランプされたワーク１に向かって前進後退するものであり、往復動台５３に対しスライド面８１で接触し、スライドして前進後退を行う。前進後退駆動装置８３には、ボールネジ８５が用いられる。すなわち、駆動モータ８７のモータ軸８９にジョイント９１を介して接続されるネジ棒９３は軸受け９５によって回転自在に支持される。このネジ棒９３に螺合するナット９７は進退台７９に固定される。図１に示すように進退台７９は、往復動台５３との間に設けられた引っ張りスプリング９８によって、後退方向に付勢されている。
【００１８】
（回動部）
図１、または図７乃至図１１に示すように、進退台７９は中央に略立方体状のベース９９が設けられ、このベース９９の両側面に合計２台の回動部１０１が設けられる。この回動部１０１は、回動してワーク１に対する角度を変更できるように、円弧状のスライド機構１０３により支持されている。
【００１９】
すなわち、ベース９９の両側面には、ワーク１を中心にして円弧状に複数条のスライド溝１０５が形成される。このスライド溝１０５の断面は、図８または図１１に示すように奥側が深くなったＴ字状の断面形状を有する。このスライド溝１０５に、同様の断面形状のスライダー１０７が嵌合している。このスライダー１０７に対し回動部１０１が支持されている。
【００２０】
そして、図１０に示すようにベース９９の背面には、回動部１０１の角度を変更するためのハンドル１０８が設けられ、ハンドルシャフト１０８Ａはベース９９の内部で、両端が軸受け１０８Ｂに回動自在に支持され、先端側にラックギア１０８Ｃが取り付けられている。このラックギア１０８Ｃに噛み合うピニオンギア９９Ａは、更に回動部１０１側の円弧状のギア１０１Ａと噛み合っている。
これにより、ハンドル１０８を作業員が回動すると、その回動力がラックギア１０８Ｃ、ピニオンギア９９Ａ、および円弧状のギア１０１Ａへ伝えられ、回動部１０１が回動する。
【００２１】
（バイトの出没駆動装置）
図８または図１１に示すように、それぞれの回動部１０１の外側面には、バイトアーム１０９が首振り可能に設けられている。この首振りは、略水平面内で行われるように、首振り軸１１１が回動部１０１に設けられる。バイトアーム１０９の先端にはバイト１１３が設けられる。バイトアーム１０９の後端と回動部１０１との間には、油圧シリンダ１１５が設けられ、この油圧シリンダ１１５は一端がバイトアーム１０９にピン１１７結合され、後端が回動部にピン１１９結合されている。
【００２２】
各バイトアーム１０９の内側面１０９Ａは、油圧シリンダ１１５が縮むと回動部１０１の外側面１０１Ａに接し、油圧シリンダ１１５が伸びると回動部１０１の外側面１０１Ａから外側へ離れる。この接した状態で、バイトアーム１０９はワーク１に対し微小量近づき前進位置になり、離れた状態で、バイトアーム１０９はワーク１から微小量離れ後退位置になる。このようにしてバイト前進後退装置１２１が構成される。
【００２３】
図１１に示すように、各バイトアーム１０９の内側面１０９Ａは、回動部１０１の外側面１０１Ａにぴったりと接触し、切削の際にバイトアーム１０９に加わる大きな力に耐えられる構成となっている。
【００２４】
（作用）
生産ラインのローラコンベア９によって、図２または図３の右方向から搬送されてきたワーク１である平鋼は、接続用ローラコンベア１１に受けられ、この接続用ローラコンベア１１が立上がり斜めになることで、ワーク搬送クランプ装置５の傾斜ローラコンベア１３へ渡される。この傾斜ローラコンベア１３の上で、ワーク１である平鋼は、幅方向に移動し受けローラ１７に受けられ、更に搬送が行われ、やがて図示しないストッパーによりワーク１の先端部が接触し位置決めが行われる。
【００２５】
この位置決めされた状態でクランパー３３（図１または図１３参照）が働き、クランプヘッド３５と傾斜ローラコンベア１３との間でワーク１がクランプされる。クランプが完了すると、出没駆動装置３１の油圧シリンダ２３が働いて、回動アーム１９が回動し受けローラ１７は没入して退避する。
【００２６】
次ぎに、開先加工機７の進退台７９が前進し、あらかじめ所定の回動角度に調整された回動部１０１に設けられたバイトアーム１０９の先端のバイト１１３が、ワーク１である平鋼の縁部に接触する位置まで前進が行われる。そして、往復動台５３が往復動を開始し、同時に、２つのバイトアーム１０９は交互に首振り運動し、バイト１１３は微小量前進後退する。
【００２７】
すなわち、図８において、ワーク１である平鋼に向かって往復動台５３が右方向へ移動する場合には、右側のバイトアーム１０９の先端のバイト１１３が図中実線の位置にあり、平鋼の縁部を研削する。左側のバイトアーム１０９はバイト前進後退装置１２１（図１１）により外側、すなわち左方向へ回動して図中鎖線の位置になり、これにらより平鋼から微小量後退する。
【００２８】
逆に、往復動台５３が左方向へ移動するときは、左側のバイトアーム１０９のバイト１１３が切削を行い、右側のバイトアーム１１３は微小量後退する。
このようにして往復動の２方向でそれぞれ切削が行われ、加工作業の作業効率が向上する。切削加工が進むにつれて、進退台７９は更に微少量だけ前進し、更に深く切削を行う。そのようにして所定の寸法にまで切削が行われ、開先加工が終了すると、進退台７９は完全に後退する。そして、受けローラ１７が再び出現し、開先加工が終わった平鋼の縁部を受け、傾斜ローラコンベア１３が働いて搬出方向へ平鋼を搬出する。
【００２９】
そして、図１２に示すようにワーク１である平鋼の縁部の開先面１Ａが深い角度を有する場合（同図（Ｂ）（Ｃ））には、回動部１０１の角度も深く変更される（同図（Ａ））。この変更はハンドル１０８によって人手によって行われる。切削量が少ない開先の場合（同図（Ｃ））には、開先加工機の進退台７９の前進量を小さくする。また、開先面１Ａの角度が浅い場合には、回動部１０１の角度も浅く変更され、開先面１Ａの角度がもっとも浅い場合（同図（Ｅ））には、回動部１０１の角度はマイナスとなる（同図（Ｄ））。
【００３０】
（実施形態の効果）
以上の実施形態によれば、ワーク搬送クランプ装置７の傾斜ローラコンベア１３を、生産ラインのローラコンベア１１に接続することで、生産ラインとの連続性を容易に確保でき、生産ライン中に簡単に組み込める。
さらに、往復動台５３の２方向の動きの各々でバイト１１３が切削を行うので、効率良く開先加工が行われる。
また、バイト１１３の微小量の前進後退は、油圧シリンダ２３によってバイトアーム１０９を首振りさせるバイト前進後退装置１２１により、簡単な構造で容易に実現できる。
【００３１】
さらに、傾斜ローラコンベア１３によりワーク１は、傾斜ローラコンベア１３の幅方向へ移動し、受けローラ１７により受けられることで、容易に幅方向の位置決めが行われ、幅方向の位置決めのためのプッシャーなどを別途に備える必要がなく、装置全体の構造を簡単なものにできる。
【００３２】
また、傾斜ローラコンベア１３上のワーク１をクランパー３３でクランプするだけで、ワーク１は斜めに保持されるので、このワーク１に対して前進後退を行う進退台７９の前進後退方向を水平方向に近い角度にすることができ、この前進後退を無理なく行え、開先加工機７の構造を簡単なものにできる。
【００３３】
すなわち、仮にワーク１を平坦なローラコンベアの上にクランプするものとすれば、本来、バイト１１３は、ワーク１の開先面１Ａに対し概略直角方向に前進後退することが望ましいので、この前進後退方向を深い角度に設定せねばならず、したがって傾斜面で進退台７９を前進後退させなければならず、そのための構造が特殊な複雑なものになってしまう。この実施形態は、これを避け、構造を簡単にできる。
【００３４】
（その他の実施形態）
以上の実施形態においては、通常の搬送装置たとえば平坦なローラコンベア１１と傾斜ローラコンベア１３との間の受け渡しを、立ち上がって傾斜角度を変えることができる特別の接続用ローラコンベア９を設けるものとして説明したが、他の実施形態においては、傾斜ローラコンベア１３自体が傾斜角度を変更して平坦な状態になり、ワーク１を受けとるものとすることが可能である。
【００３５】
また、以上の実施形態においては、バイト１１３のワーク１に対する微小量前進後退は、バイトアーム１０９の首振り運動で行うものとして説明しましたが、他の実施形態においては、バイトアーム１０９が直線的に長手方向に前進後退を行うものとすることも可能である。この場合には、前進した状態で、切削の際に加わる力によって後退させられないようにするためのロック機構を設けることが望ましい。
【００３６】
また、以上の実施形態においては、ワーク搬送クランプ装置５は、ワーク１を傾斜した状態でクランプするために傾斜ローラコンベア１３を備えるものであったが、他の実施形態においては、ワーク１を斜めではなく水平な状態でクランプすることも可能である。この場合には、開先加工機７の回動部１０１はより深い角度に回動することができる構造とする必要がある。また、進退台７９の前進後退方向が水平ではなく、水平面に対して角度を有する斜め方向となるので、斜めになった状態で進退台７９を支えるための構造が必要となる。
【００３７】
また、以上の実施形態においては、受けローラ１７の出没は、回動アーム１９が回動することで行われていたが、他の実施形態においては、回動ではなく直線的な出没を行わせることも可能である。すなわち、受けローラを支持する支持部材を上下方向に直線的にスライド移動させることが可能である。
【００３８】
また、以上の実施形態においては、バイト１１３を後退させるためにバイトアーム１０９は外側に首振りを行うものとしたが、他の実施形態においては内側に首振りを行うものとしても良い。この場合には、バイトアームは進退台のベース９９の内側に形成された凹部内に設けられ、バイトアームの外側の面と、この凹部の内側の面とが接触することで、切削の際の大きな力に耐える構造とすることが望ましい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、第１、２、または３の発明によれば、ワーク搬送クランプ装置により搬送されクランプされたワークに対し、開先加工機の進退台が前進し、さらに往復動台が往復動し、同時に、２つのバイトアームがワークに対し交互に前進後退することで、自動的に開先加工が行われる。ワーク搬送クランプ装置を生産ラインのワーク搬送装置に接続することで、生産ラインとの連続性を容易に確保でき、生産ライン中に簡単に組み込める。
さらに、往復動の２方向の動き各々でバイトが切削を行うので、効率良く開先加工が行われる。
【００４０】
また、第２の発明によれば、バイトの微小量の前進後退は、油圧シリンダによってバイトアームを首振りさせるバイト前進後退装置により、簡単な構造で容易に実現できる。
【００４１】
第３の発明によれば、さらに、ワーク搬送クランブ装置が有する傾斜ローラコンベアによりワークは傾斜ローラコンベアの幅方向へ移動し、受けローラにより受けられることで、容易に幅方向の位置決めが行われ、幅方向の位置決めのためのプッシャーなどを備える必要がなく、装置全体の構造を簡単なものにできる。
また、傾斜ローラコンベア上のワークをクランパーでクランプするだけで、ワークは斜めにクランプされるので、このワークに対して前進後退を行う進退台の前進後退方向を水平方向に近い角度にすることができ、この前進後退を無理なく行え、開先加工機の構造を簡単なものにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る自動開先加工機の側面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の正面図である。
【図４】図３の一部を構成する開先加工機の往復動台の駆動構造を示す断面図である。
【図５】図４の要部を拡大する図である。
【図６】（Ａ）は図１の開先加工機を構成する進退台の駆動装置を示す縦断面図
（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。
【図７】図１の開先加工機の進退台の上に設けられた装置を示す拡大図である。
【図８】図７の水平断面平面図である。
【図９】図７の右方向から見た図である。
【図１０】図７の内部を示す縦断面図である。
【図１１】図８の要部を示す水平断面拡大図である。
【図１２】図７の動作を説明するものであり
（Ａ）は回動部の回動角度を深くした状態を示す図
（Ｂ）は（Ａ）の進退台の前進量を多くした状態を示す部分拡大図
（Ｃ）は（Ａ）の進退台の前進量を小さくした状態を示す部分拡大図
（Ｄ）は回動部の回動角度をマイナスにした図
（Ｅ）は（Ｄ）の要部拡大図である。
【図１３】図１のワーク搬送クランプ装置を一部を断面にして示す拡大図である。
【符号の説明】
１ワーク３自動開先加工機
５ワーク搬送クランプ装置７開先加工機
９ローラコンベア１１接続用ローラコンベア
１３傾斜ローラコンベア１５ローラ
１７受けローラ１９回動アーム
２１回動軸２３油圧シリンダ
２５ピストンロッド２７ピン
２９回動ピン３１出没駆動装置
３３クランパー３５クランプヘッド
３７揺動ベース３９回動軸
４１油圧シリンダ４３ピストン
４５リンク部材４９スライドガイド
５１スライド装置５３往復動台
５５往復駆動装置５７ボールネジ
５９装置ベース６１モータ軸
６３ピニオンギア６５第二のピニオンギア
６７ジョイント６９ネジ棒
７１、７３軸受７５ナット
７７スライドカバー７８ケーブルユニット
７９進退台８１スライド面
８３前進後退駆動装置８５ボールネジ
８７駆動モータ８９モータ軸
９１ジョイント９３ネジ棒
９５軸受け９７ナット
９８引っ張りスプリング９９ベース
１０１回動部１０３スライド機構
１０５スライド溝１０７スライダー
１０８ハンドル１０８Ａハンドルシャフト
１０８Ｂ軸受け１０８Ｃラックギア
１０９バイトアーム１１１首振り軸
１１３バイト１１５油圧シリンダ
１１７ピン１１９ピン
１２１バイト前進後退装置

Claims

ワークである平鋼の縁部を斜めに切削する開先加工を行う加工機であって、生産ラインを構成するワーク搬送装置に接続されたワークを搬送しクランプするワーク搬送クランプ装置と、このクランプされたワークの縁部を切削する開先加工機と、を備え、
前記開先加工機は、前記ワーク搬送クランプ装置に平行に設けられたガイドの上を往復動する往復動台と、往復動台の上に設けられて前記クランプされたワークに向かって前進後退する進退台と、この進退台の上に前記往復動方向に２台設けられ前記ワークに対する垂直面内での角度を変更できる回動部と、各回動部に設けられたバイトと、この二つのバイトをワークに対し交互に微小量前進後退させるバイト前進後退装置と、を備えたことを特徴とする平鋼の自動開先加工機。
前記バイト前進後退装置は、前記バイトを先端に設け略水平面内で首振り可能に設けられたバイトアームと、このバイトアームの後端と前記回動部の間に設けられた油圧シリンダと、を有してなることを特徴とする請求項１に記載の平鋼の自動開先加工機。
前記ワーク搬送クランプ装置は、幅方向に傾斜した傾斜ローラコンベアと、この傾斜により傾斜ローラコンベアの上を幅方向に移動するワークを受ける受けローラと、この受けローラを出没させる出没駆動装置と、前記受けローラに受けられたワークを傾斜ローラコンベアとの間でクランプするクランパーと、を備えたことを特徴とする請求項１、または２に記載の平鋼の自動開先加工機。