JP4473783B2

JP4473783B2 - 丸鋸切断機のワーク供給装置およびそのワーク供給方法

Info

Publication number: JP4473783B2
Application number: JP2005157823A
Authority: JP
Inventors: 啓一坂田; 雅也越崎
Original assignee: タケダ機械株式会社
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2025-05-30
Also published as: JP2006326810A

Description

本発明は、丸鋸を回転させて平鋼を切断する丸鋸切断機のワーク供給装置と、そのワーク供給装置のワーク供給方法に関する。

従来の丸鋸切断機は、図６に示すように、ハイスの丸鋸を使用した丸鋸切断機４０が知られている。この丸鋸切断機４０は、モータ４１で回転駆動される丸鋸４２がワークＷである小径の丸形や角形の鋼材を、ハンドル４３を押し下げることにより切断するものである。この丸鋸切断機４０は、小径のワークＷを切断する場合に、取扱の操作も簡単で、作業能率が良く、しかも構造が簡単で装置のコストも安価であったが、幅広の平鋼のワークＷは切断することができないという問題があった（特許文献１参照）。

そのため、図７に示すように、バンドソー５３を使用した糸鋸切断機５０が使用されている。この糸鋸切断機５０は、回転する２つの円板５１，５２にバンドソー５３を巻回し、テーブル５４上に載置した幅広の平鋼のワークＷを切断することができる。この糸鋸切断機５０は、立形のバンドソーのため、機械１台の大きさはそれほど大きくなく、幅広の平鋼も切断できる利点があった（特許文献１参照）。
特開２０００−１１７５３３号公報（段落番号［０００２］、図９、図１１参照）

しかしながら、前記した糸鋸切断機５０は、バンドソー５３で幅広の平鋼のワークＷを切断することができても、その切断面はバンドソー５３が波打ちするため、正確な切断寸法が出せず、次工程のフライス工程において、再度切断面を加工しなければならないという問題があった。
さらに、能率が悪く切断作業に時間を要するため、一人多台持ちにして４、５台並べて使わなければならず、広いフロアスペースを確保しなければならないという問題があった。また、平鋼のワークを専用とする丸鋸切断機としてはまだないため、平鋼のワークを多段積みにしてワークを供給するワーク供給装置とワーク供給方法もまだ開示されていないことが判った。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するために創案されたものであり、平鋼のワークを正確な切断寸法により、切断箇所のフライス加工が省略できて、さらに、４、５台の糸鋸切断機を１台に置き換えることができる丸鋸切断機のワーク供給装置、および、そのワーク供給方法を提供することを課題とする。

請求項１に係る丸鋸切断機の発明は、丸鋸（３）の回転軸（Ｚ軸）方向と直交する方向（Ｘ軸）へ移動自在の丸鋸（３）に、平鋼のワーク（Ｗ）を供給する丸鋸切断機（１０）のワーク供給装置（３０）であって、
前記ワーク供給装置（３０）は、前記ベッド（１）に隣接してベース（３１）が配置され、そのベース（３１）の上面に設けられたローラコンベア（３２ａ）と、前記ローラコンベア（３２ａ）の後方には、前記ベース（３１）から直立する直立ベース（３１ａ）と、前記直立ベース（３１ａ）の正面（３１ｂ）にガイドレール（３３，３３）がワーク（Ｗ）送り方向と水平に設けられ、さらに、ボールネジ（３３ａ）が水平方向に螺入され、ワーク（Ｗ）送り方向に移動自在なサドル（３４）と、を備え、
ワーク（Ｗ）の上面を把持するクランパ爪（３６ｂ）と、ワーク（Ｗ）の下面を把持する固定爪（３６ｃ）の上下方向の動作は、油圧シリンダ（３７）の駆動よりに行い、前記サドル（３４）の正面（３４ａ）に、垂直方向にガイドレール（３５，３５）が設けられ、そのガイドレール（３５，３５）に載置された上下方向に移動自在なスライドベース（３６）と、前記スライドベース（３６）に前記クランパ（３６ａ）が固定され、このクランパ（３６ａ）に固定された前記固定爪（３６ｃ）と、前記クランパ（３６ａ）の下部に固定された前記油圧シリンダ（３７）と、前記油圧シリンダ（３７）のロッドの先端部に連結され、上下方向に移動自在なクランパ爪（３６ｂ）と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の丸鋸切断機（１０）のワーク供給装置（３０）を使用したワーク供給方法であって、ワーク（Ｗ）の幅（左右）方向を一方に揃えて基準面出しをする第１工程と、油圧シリンダ（３７）の駆動によって、前記クランパ（３６ａ）に配置されたクランパ爪（３６ｂ）が下降しワーク（Ｗ）の上面に当接する第２工程と、
油圧シリンダ（３７）の駆動によって、前記クランパ爪（３６ｂ）を基準にして、上下方向に移動可能なスライドベース（３６）の位置が上昇し、固定爪（３６ｃ）がワーク（Ｗ）の下面に当接し、多段積みにされた前記ワーク（Ｗ）を把持する第３工程と、前記サドル（３４）が移動してワーク固定装置（２０）の切断位置（Ｓ）へワーク（Ｗ）を供給する第４工程と、前記油圧シリンダ（３７）の反対方向への駆動によって、前記クランパ爪（３６ｂ）が開放されて、前記スライドベース（３６）が元の位置にもどり、前記固定爪（３６ｃ）も開放される第５工程と、前記サドル（３４）が元の位置にもどる第６工程と、を含むことを特徴とする丸鋸切断機（１０）のワーク供給方法。

請求項１に係る発明によれば、ワーク供給装置３０のワークＷをサーボ制御するワーク速度制御手段によって供給するため、ワークＷを正確な切断寸法により切断することができる。

請求項２に係る発明によれば、クランパ３６ａに配置されたクランパ爪３６ｂが下降する第２工程と、固定爪３６ｃがワークＷの下面に当接し、上下方向に移動自在なスライドベース３６の位置が上昇する第３工程と、により、ワークＷの固定ができ、前記ワーク固定装置２０の切断位置（Ｓ）へ前記サドル３４が移動してワークＷを供給する第４工程が終わった後、クランパ爪３６ｂが開放されて、クランパ爪３６ｂと、固定爪３６ｃとが元の位置にもどることから、前記サドル３４が元の位置にもどる第５工程では、ワークＷの下面との接触がないため、積み重ねたワークＷは動くことがなく、正確な寸法でワークの供給ができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の丸鋸切断機の全景を示す斜視図であり、図２は図１に示すＡ矢視の正面図である。なお、ワーク供給装置３０は、図２に示す向きを正面として以下、説明する。
図１に示すように、フロアには丸鋸切断機１０が据え付けられている。丸鋸切断機１０は、平面視で、本体１０ａとワーク供給装置３０とにより、Ｌ字状に配置されている。ベッド１の上面にはワークＷを固定するワーク固定装置２０が設けられている。
図２に示すように、ベッド１は右側面視で逆Ｌ字状に形成されており、ベッド１の上面には、後記するワーク固定装置２０のガイドレール１ｂ，１ｂが配置されている。
ヘッド移動手段は、ベッド１の上段面１ｃにガイドレール１ｅが配置され、ベッド１の正面１ｄにガイドレール１ｆが配置されている。また、これらのガイドレール１ｅ，１ｆの間には、油圧シリンダによる油圧駆動装置が設けられており、ワーク供給方向（図２では左右方向）に対して直角（Ｘ軸）方向にヘッド５の水平移動速度が制御され、往復動させる。
また、ヘッド５の下部には主軸２が設けられ、主軸２は、軸方向のＺ軸方向に、回転自在に軸支されている。また、主軸２の先端部にはワークＷを切断する超硬チップを付した丸鋸３が設けられている。さらに、ヘッド５の最上部１ｇには丸鋸３を回転させるモータ４が取り付けられている。

ワーク供給装置３０は、図１に示すように、Ｚ軸に平行に設けられ、ベース３１に設けられたローラコンベア３２ａと、その前方に接続された搬入コンベア３２ｂと、その後方に接続された排出コンベア３２ｃとが、一直線状になって配置されている。
ワーク供給装置３０のローラコンベア３２ａは、図２に示すように、本体１０ａの左側正面に位置し、ベッド１上面に設けられたワーク固定装置２０のワークＷの切断位置Ｓへ多段積みにした平鋼を供給する。この多段積みの平鋼を供給する際、ワーク供給装置３０は、これまでにないワークＷの固定方式によるワーク供給方法によって、ワークＷを固定し、ワークＷを供給する。

図３は、ワーク供給装置のワーク固定箇所を示す平面図、図４は下部を省略した左側面図、図５は正面図である。
図３に示すように、ワーク供給装置３０には、ワークＷを滑らす際の摩擦抵抗を小さくするローラコンベア３２ａがベース３１上に設けられている。ワークＷを把持する２つのクランパ３６ａ，３６ａの間には、ワークＷの有無を検知する光センサ３９が設けられている。

図４に示すように、このローラコンベア３２ａの正面（図中の左側）に、ベース３１から直立ベース３１ａが直立している。
この直立ベース３１ａの正面３１ｂには、ガイドレール３３，３３が水平方向に上下に並んで設けられており、さらに、その間にボールネジ３３ａがナットに螺入され、このナットはサドル３４に固定されている。このボールネジ３３ａの端部には、図示しないサーボモータが設けられており、このボールネジ３３ａと接続されている。
また、このサドル３４の正面３４ａには、垂直方向にガイドレール３５，３５が設けられ、そのガイドレール３５，３５に上下方向に移動可能なスライドベース３６が設けられている。
ワークＷの下面から把持する固定爪３６ｃを保持するクランパ３６ａは、このスライドベース３６に固定されている。この固定爪３６ｃとワークＷの下面との隙間は、アジャストボルト３４ｂによって調整されており、その隙間は約０．５〜１．０ｍｍである。
この隙間を確保することによって、ワークＷの搬入の際や、サドル３４のもどりの際には、ワークＷに非接触となるため、ワークＷの下面に線状の傷が付くのを防止するとともに、ワークＷである多段積みの平鋼の並びをそのまま保持することができる。
さらに、ワークＷの上面から把持するクランパ爪３６ｂは、このクランパ３６ａに支持されて、油圧シリンダ３７によって、クランパ爪３６ｂをワークＷの厚み方向へ下降させて、固定爪３６ｃとクランパ爪３６ｂとによってワークＷを把持する。

丸鋸切断機１０のワーク供給装置３０のワーク供給方法を説明する。
第１工程では、図１に示すように、ワークＷの幅（左右）方向を一方に揃えて基準面出しをする。
第２工程では、図４に示すように、クランパ３６ａに配置されたクランパ爪３６ｂが下降する。クランパ爪３６ｂは油圧シリンダ３７の駆動により、ワークＷを厚み方向に下降してワークＷの上面に当接する。
そして、第３工程では、図４に示すように、上下方向に移動可能なスライドベース３６の位置が上昇し、固定爪３６ｃがワークＷの下面に当接する。
第４工程では、サドル３４が移動してワーク固定装置２０の切断位置（Ｓ）へワークＷを供給する。
第５工程では、クランパ爪３６ｂが開放されて、スライドベース３６が元の位置にもどり、固定爪３６ｃも開放される。
第６工程では、サドル３４が元の位置にもどる。
この動作の繰り返しによって、平鋼の定尺材のワークＷが供給される。

ここで、丸鋸切断機１０の動作について、説明する。
図１、図２に示すように、丸鋸切断機１０の起動ボタン（操作盤は別置型のため、記載せず）が押されると、搬入コンベア３２ｂに載置された平鋼がワーク供給装置３０に搬入される。平鋼の定尺材は６ｍである。たとえば、この平鋼の幅×厚みは、３００ｍｍ×１２ｍｍであり、６枚重ねの多段積みとなっている。したがって、厚みの合計は７２ｍｍとなる。平鋼は最大幅４００ｍｍまで可能であり、枚数は１枚から複数枚までであるが、この枚数は板厚に関係し、多段積みした厚みの最大が７２ｍｍまでとなっている。

最初、図１の左端に示すように、ローラより構成された搬入コンベア３２ｂに多段積みにした平鋼が搬入された後、押ボタン３８を押すと、油圧シリンダが駆動して、プッシャー３８ａが作動し、正面に配置された基準ローラ３８ｂ，３８ｂにワークＷの一方が押し当てられ、ワークＷの基準面出しが行われる。このとき、光センサ３９によってワークの存在（有無）を検知する。
つぎに、図４に示すように、クランパ３６ａに配置されたクランパ爪３６ｂが下降する。クランパ爪３６ｂは油圧シリンダ３７の駆動により、ワークＷを厚み方向に下降してワークＷに当接する。
このとき、スライドベース３６は、ガイドレール３５，３５によって、上下方向にフリーに形成されているので、固定爪３６ｃとワークＷの下面との隙間分の約０．５〜１．０ｍｍ上昇し、アジャストボルト３４ｂの端部より離間する。
つぎに、サドル３４がサーボ制御するワーク速度制御手段によって移動し、ワークＷは、所定寸法＋丸鋸の厚み３．３ｍｍ分が、指定の供給速度で供給され、停止する。
つぎに、クランパ爪３６ｂが開放されて、スライドベース３６が元の位置にもどり、固定爪３６ｃも開放される。そして、サドル３４が元の位置にもどる。

このようにして、ワークＷが丸鋸切断機１０の切断位置Ｓに供給されと、最初の切断は、ちょうど食パンの耳落しのように、ごく少量のたとえば、１０〜１５ｍｍ程度の黒皮を切り落すことになる。ワーク固定装置２０は、ワークＷを挟んで、２つのクランパ２１ａ，２１ｂがワークＷの幅方向に接近して固定する。
つづいて、それぞれのクランパ内の中央に配置されたクランパ爪３６ｂ，３６ｂが、それぞれのシリンダの駆動により、厚み（下降）方向に移動し、ワークＷの下面に当接するそれぞれの固定爪３６ｃ，３６ｃとともに多段積みの平鋼を把持し固定する。
これらの動作が終わると、主軸のモータ４が回転しはじめ、ヘッド５内に構成された減速歯車によって減速され、主軸２の先端部に固定された超硬チップ付の丸鋸３を１５０回転／ｍｉｎで回転させる。周速では１００〜３００ｍ／ｍｉｎであり、従来のハイスの約５倍の速さである。

そして、主軸２に一体に固定された丸鋸３が切削送りによりＸ軸方向に送られ、ワークＷが切断される。ワークＷが切断されると、ヘッド５は元の位置にもどる。
それから、それぞれのクランパ爪３６ｂ，３６ｂが厚み方向に上昇して固定状態から開放され、それぞれのクランパが幅方向に離間して固定状態から開放されると、１０〜１５ｍｍの幅で切断された黒皮の耳が、穴から落下し、図２に示すシュート１ｓに案内されて、ボックス１１に回収される。

つづいて、ワーク供給装置３０により、指定されたワーク長に合わせて、丸鋸３の厚みが合計された長さ分が、サーボ制御により丸鋸切断機１０の切断位置Ｓに搬送される。ワーク固定装置２０は、前記したように、ワークＷを幅方向と厚み方向の２方向を両サイドから固定される。
ヘッド５の丸鋸３が切削送りによりＸ軸方向に送られ、多段積みの平鋼が切断される。
そして、クランパ爪３６ｂ，３６ｂが開放され、クランパも開放されると、前記サドル３４が元の位置にもどる。
そして、これらの動作が繰り返される。
その結果、ワークＷが多段積みした平鋼であっても、正確な寸法で切断が可能であり、ワークＷが多段積みした平鋼であっても、しっかり固定できるので、切断面の仕上がりがよく、次工程で切断箇所のフライス加工が省略できるとともに、丸鋸切断機１０のワーク供給装置３０と、そのワーク供給方法を提供することができる。

なお、本発明はその技術思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。たとえば、ヘッド５の駆動方法は、油圧シリンダの代わりに、サーボモータとボールネジ、または、リニアモータであってもよいし、また、ワーク供給装置のサーボモータは、リニアモータであってもよい。さらに、多段積みした平鋼の代わりに、多段積みした鋼材、角材等であっても構わない。

本発明の丸鋸切断機の全景を示す斜視図である。図１に示すＡ矢視の正面図である。ワーク供給装置のワークの固定箇所を示す平面図である。ワーク供給装置のワークの固定箇所を示す下部を省略した左側面図である。ワーク供給装置のワークの固定箇所を示す正面図である。従来のハイスの丸鋸を使用した丸鋸切断機の全景を示す斜視図である。従来のバンドソーを使用した糸鋸切断機の全景を示す斜視図である。

符号の説明

１ベッド
１ａ，１ｂ，１ｅ，１ｆガイドレール
２主軸
３丸鋸
４モータ
５ヘッド
６カバー
７油圧シリンダ
１０丸鋸切断機
１０ａ本体
１１，１２ボックス
２０ワーク固定装置
３０ワーク供給装置
３０ａ搬入コンベア
３０ｂ排出コンベア
３１ベース
３１ａ直立ベース
３６スライドベース
３１ｂ，３４ａ正面
３２ａローラコンベア
３２ｂ搬入コンベア
３２ｃ排出コンベア
３３，３５ガイドレール
３３ａボールネジ
３４サドル
３４ｂアジャストボルト
３６ａクランパ
３６ｂクランパ爪
３６ｃ固定爪
３７油圧シリンダ
３８押ボタン
３８ａプッシャー
３８ｂ基準ローラ
３９センサ
Ｓ切断位置
Ｗワーク

Claims

丸鋸（３）の回転軸（Ｚ軸）方向と直交する方向（Ｘ軸）へ移動自在の丸鋸（３）に、Ｚ軸方向へ平鋼のワーク（Ｗ）を供給する丸鋸切断機（１０）のワーク供給装置（３０）であって、
前記ワーク供給装置（３０）は、前記ベッド（１）に隣接してベース（３１）が配置され、そのベース（３１）の上面に設けられたローラコンベア（３２ａ）と、
前記ローラコンベア（３２ａ）の後方には、前記ベース（３１）から直立する直立ベース（３１ａ）と、
前記直立ベース（３１ａ）の正面（３１ｂ）にガイドレール（３３，３３）がワーク（Ｗ）送り方向と水平に設けられ、さらに、ボールネジ（３３ａ）が水平方向に螺入され、ワーク（Ｗ）送り方向に移動自在なサドル（３４）と、を備え、
ワーク（Ｗ）の上面を把持するクランパ爪（３６ｂ）と、ワーク（Ｗ）の下面を把持する固定爪（３６ｃ）の上下方向の動作は、油圧シリンダ（３７）の駆動よりに行い、
前記サドル（３４）の正面（３４ａ）に、垂直方向にガイドレール（３５，３５）が設けられ、そのガイドレール（３５，３５）に載置された上下方向に移動自在なスライドベース（３６）と、
前記スライドベース（３６）に前記クランパ（３６ａ）が固定され、このクランパ（３６ａ）に固定された前記固定爪（３６ｃ）と、
前記クランパ（３６ａ）の下部に固定された前記油圧シリンダ（３７）と、
前記油圧シリンダ（３７）のロッドの先端部に連結され、上下方向に移動自在な前記クランパ爪（３６ｂ）と、
を備えたことを特徴とする丸鋸切断機（１０）のワーク供給装置（３０）。
請求項１に記載の丸鋸切断機（１０）のワーク供給装置（３０）を使用したワーク供給方法であって、
ワーク（Ｗ）の幅（左右）方向を一方に揃えて基準面出しをする第１工程と、
油圧シリンダ（３７）の駆動によって、前記クランパ（３６ａ）に配置されたクランパ爪（３６ｂ）が下降しワーク（Ｗ）の上面に当接する第２工程と、
油圧シリンダ（３７）の駆動によって、前記クランパ爪（３６ｂ）を基準にして、上下方向に移動可能なスライドベース（３６）の位置が上昇し、固定爪（３６ｃ）がワーク（Ｗ）の下面に当接し、多段積みにされた前記ワーク（Ｗ）を把持する第３工程と、
前記サドル（３４）が移動してワーク固定装置（２０）の切断位置（Ｓ）へワーク（Ｗ）を供給する第４工程と、
前記油圧シリンダ（３７）の反対方向への駆動によって、前記クランパ爪（３６ｂ）が開放されて、前記スライドベース（３６）が元の位置にもどり、前記固定爪（３６ｃ）も開放される第５工程と、
前記サドル（３４）が元の位置にもどる第６工程と、
を含むことを特徴とする丸鋸切断機（１０）のワーク供給方法。