JP4718056B2 - 鋼材搬送装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、加工機へ鋼材を搬入あるいは加工機から鋼材を搬出する鋼材搬送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、切断で発生する先端と尾端の端材の搬出は自動化が難しく、また通常作業者が長さ位置決めして切断しているため、製品や残材の搬出は、作業者が直接又はクレーンで搬出するか、図19(A)、(B)に示されているように、搬送用チェーン装置201等を用いて作業者が行なっている。この搬送用チェーン装置201では、チェーン203が所定の間隔で走行自在に設けられており、チェーン203の上に製品P等を載せてチェーン203を走行させることにより製品P等を搬出するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、製品や残材の搬出や端材の処理を作業者が行っているため、省人化、合理化を図ることができないという問題がある。特に、搬送用チェーン装置201により短い製品を搬出する場合、図19(A)に示されているように、チェーン203のピッチを短くする必要があり、コストアップの原因となる。また、平面上で搬出するため、一度に搬出できるストック量が少なく、作業効率が悪いという問題がある。
【0004】
この発明の目的は、以上のような従来の技術の問題点に着目してなされたものであり、簡易な装置により鋼材をクランプして搬入出できるようにした鋼材搬送装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、材料置き場(17)に積載されている加工待ちのH形鋼(W)を、鋼材加工機に対して搬送する鋼材搬送装置であって、前記鋼材加工機のX軸方向の一側にX軸方向に長く設けられたローディングテーブル(15)のY軸方向の側方に、H形鋼(W)をX軸方向に長く配置した前記材料置き場(17)を設け、前記材料置き場(17)のX軸方向の両側に備えたガイドレール(33,35)をY軸方向に長く設け、前記ガイドレール(33,35)に沿ってY軸方向へ移動自在な支持フレーム(37)をX軸方向に長く設けると共に、当該支持フレーム(37)を、前記材料置き場(17)及び前記ローディングテーブル(15)の上方へ移動自在に設け、前記支持フレーム(37)にX軸方向へそれぞれ移動自在に設けられた第1、第2のリフター(81,83)に、前記H形鋼(W)のウエブ(171)を下側からクランプする固定ツメ(151)を備えたクランプ(99)をそれぞれ上下動自在に備えると共に、前記各クランプ(99)を対向して備えていることを特徴とするものである。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1〜図3には、この発明にかかる鋼材搬送装置1の全体が示されている。この鋼材搬送装置1では、安全柵3に囲まれた作業領域の中央に鋼材としての例えばH形鋼Wを切断する鋼材加工機としての例えば横型帯鋸盤の切断機5およびH形鋼Wに穴明け加工する穴明け機7が設けられており、切断機5と穴明け機7の間には切粉除去装置9およびマーキング装置11が設けられている。なお、切断機5、穴明け機7、切粉除去装置9、マーキング装置11等については既によく知られているものなので、詳細な説明は省略することとする。
【0026】
前記切断機5および穴明け機7等を中心として図1中右側には、H形鋼Wを穴明け機7に搬入する鋼材搬入装置13が設けられている。この鋼材搬入装置13では、穴明け機7の図1中右側にX軸方向にローディングテーブル15が設けられており、このローディングテーブル15の上方には、図1において上下に設けられている材料置き場17に積載されている加工待ちのH形鋼Wをローディングテーブル15にローディングするローディング装置19が設けられている。
【0027】
なお、ローディングテーブル15の側面にはキャレッジレール21が取付けられており、このキャレッジレール21には、H形鋼Wを把持して所定の長さだけ搬入するためのキャレッジ23がX軸方向に移動・位置決め自在に設けられている。
【0028】
また、前記切断機5および穴明け機7等を中心として図1中左側には、切断機5により切断された製品Pを搬出する鋼材搬出装置25が設けられている。この鋼材搬出装置25では、切断機5から図1中X軸方向左側にアンローディングテーブル27が設けられており、このアンローディングテーブル27により搬出された製品Pを、図1において上下に設けられている製品置き場29に積載するためのアンローディング装置31がアンローディングテーブル27および製品置き場29の上方に設けられている。
【0029】
前述のローディング装置19とアンローディング装置31とは、全く同じ機構(構造)のものであり、切断機5および穴明け機7を中心として点対称の位置に配置されている。従って、以下においてはローディング装置19を説明することとし、特に区別する場合を除き、ローディング装置19とアンローディング装置31において共通する部位には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
【0030】
図4を併せて参照するに、鋼材搬入装置13におけるローディング装置19では、図4中左右両端にガイドレール33、35がY軸方向へ延伸して設けられており、このガイドレール33、35に沿ってY軸方向へ移動自在の支持フレーム37が設けられている。中央側(すなわち切断機5等の加工機に近い側、図4において左側)のガイドレール35は、土台39に立設されている支柱41、43の上に架設されている梁45の上面に設けられており、前述の切断機5や穴明け機7の上方まで持ち上げられている。一方、外側(加工機から遠い側、図4において右側)のガイドレール33は、ベース47を介して土台39に直接敷設されている。
【0031】
支持フレーム37の中央側端部は、中央側移動機構49により直接ガイドレール35の上をY軸方向へ移動自在に支持されている。一方、支持フレーム37の外側端部を支持する外側移動機構51は、下端部にガイドレール33に沿って移動自在の車輪53Aを有し、この車輪53Aが取付けられている台車55の上に支柱57、59が鉛直上方へ延伸して設けられていて、この支柱57、59の上に支持フレーム37が取付けられている。
【0032】
支持フレーム37は、一対の平行なビーム部材61、63と、このビーム部材61、63に直角の繋ぎ部材65、67により矩形の枠状に構成されており、中央には空間69を有している。一方のビーム部材61の側面にはドライブシャフト71が回転自在にX軸方向に延設されており、このドライブシャフト71の中央側端部に設けられているスプロケット73Aによりチェーン74を回転走行させて車輪53Aに取り付けられたスプロケット73Bを回転せしめることにより、中央側移動機構49が駆動される。また、ドライブシャフト71の外側端部に取付けられているスプロケット75Aによりチェーン77を車輪53Aに取り付けられたスプロケット75Bを回転せしめることにより外側移動機構51が駆動される。また、ドライブシャフト71を回転駆動するフレーム走行用モータ79がビーム部材61の中央部に取付けられている。
【0033】
従って、フレーム走行用モータ79がドライブシャフト71を介して中央側移動機構49を駆動させると、支持フレーム37は高い位置にあるガイドレール35に沿って移動する。また、同時にフレーム走行用モータ79がドライブシャフト71を駆動させて外側移動機構51を駆動させるので、土台39の上にあるガイドレール33に沿って移動し、支持フレーム37はY軸方向へ移動・位置決めされる。
【0034】
支持フレーム37の空間69には、中央側にH形鋼Wの一端をクランプする第1のリフター81がX軸方向へ移動自在に設けられており、外側にはH形鋼Wの一端をクランプする第2のリフター83が各々X軸方向へ移動自在に設けられている。ここで、第1のリフター81と第2のリフター83は、同じもの使用しているので、以下では第1のリフター81を例として説明する。
【0035】
図5および図6を参照するに、第1のリフター81は、ビーム部材61、63に吊り下げられた状態でX軸方向へ移動するために、上端部にリフター移動機構85を有している。このリフター移動機構85では、一対のビーム部材61、63に跨る台車フレーム87を有しており、台車フレーム87の両端部には移動用のローラ89が設けられている。
【0036】
また、リフター移動機構85の一例として、図7を併せて参照するに、台車フレーム87の下側におけるビーム部材61にはリフター移動用モータ91が設けられており、その回転軸にはスプロケット93が取付けられている。一方、ビーム部材61を構成している一方のH形鋼の上フランジ95の他端にはアイドラスプロケット96が取付けられており、このアイドラスプロケット96とスプロケット93とにはチェーン97が巻回されている。しかも、チェーン97の一部には前記台車フレーム87に設けられている連結部材98が取付けられている。
【0037】
従って、リフター移動用モータ91の駆動によりスプロケット93が回転されると、チェーン97が動かされ第1のリフター81はビーム部材61、63に沿ってX軸方向に移動・位置決めされる。
【0038】
台車フレーム87の中央には、H形鋼Wを把持するクランプ99を上下移動させるクランプ上下機構101が設けられている。このクランプ上下機構101は、一対のビーム部材61、63の間においてボールネジ103が上下方向に垂設されており、このボールネジ103の上端部は円錐コロを有する軸受け105により回転自在に支持されている。なお、ボールネジ103の上端部には従動スプロケット107が取付けられている。
【0039】
また、台車フレーム87にはブレーキ付きのクランプ上下用のギヤードモータ109が取付けられており、このギヤードモータ109の回転軸111には駆動スプロケット113が取付けられている。この駆動スプロケット113と前述のボールネジ103の従動スプロケット107とにはチェーン115が巻回されている。
【0040】
前記ボールネジ103にはボールナット117が螺合しており、このボールナット117の外側に設けられているボールネジホルダ119にはボールネジ103を覆うチューブ121が取付けられている。なお、ボールネジ103の下端部には軸受け123が取付けられており、チューブ121に対してボールネジ103が回転自在となっている。また、ボールネジホルダ119には溝形鋼から成るチャンネルガイド125が下方に取付けられており、このチャンネルガイド125は前述のボールネジホルダ119およびチューブ121と共に上下移動する。
【0041】
一方、台車フレーム87から下方に角パイプから成るガイドパイプ127が垂設されており、このガイドパイプ127の内部には、ガイドパイプ127より小さめのサイズの角パイプから成る移動用パイプ129が図8、図9および図10に示されているように上下動自在に設けられている。
【0042】
図8を参照するに、移動用パイプ129は、その上端部に回転自在に設けられている4個のカムフロアー131によりガイドパイプ127の内部をスムーズに移動するようになっている。また、図9に図10を併せて参照するに、ガイドパイプ127の下側には、移動用パイプ129を鉛直状態に保持してスムーズに上下移動させるために複数のガイドローラ133が回転自在に設けられている。
【0043】
また、移動用パイプ129には高さ計測用のラック135(図5参照が取付けられており、ガイドパイプ127の下端部内側には前述のラック135に噛合するピニオン137が回転自在に設けられている。このピニオン137にはロータリーエンコーダ139が取付けられており、ラック135の上下移動に伴うピニオン137の回転数から移動用パイプ129の高さ、すなわちクランプ99の高さを検出するようにしている。
【0044】
また、ガイドパイプ127の下端部外側には、フレーム141を介してガイドローラ143が取付けられており、前述のチャンネルガイド125を上下移動自在にガイドしている。
【0045】
図10を参照するに、移動用パイプ129の下端部にはクランプ99を支持するベースプレート145が水平に取付けられており、このベースプレート145は、前述のボールネジ103を覆っているチューブ121およびチャンネルガイド125の下端部も取付けられていて、ベースプレート145の水平を保持した状態で一体で上下移動するようになっている。なお、ベースプレート145の上面には、チューブ121の下端部を検出するための近接スイッチ147が設けられている。
【0046】
図10を参照するに、ベースプレート145の下面には、ブラケット149がX軸方向に取付けられており、このブラケット149の下側にはH形鋼Wを受ける固定ツメ151が、段差部153とボルト155の協働により交換自在に取付けられている。この固定ツメ151は十分に長いものであり、且つ図11に示されているように、奥部が高くなるように段部157を設けて前端部に逃がしを設けている。これにより、H形鋼Wを固定ツメ151の奥まで入れた際に確実にクランプできるようにしている。
【0047】
また、ブラケット149には、前述の固定ツメ151との間にH形鋼Wをクランプするグリッパー159が回転軸161を中心として上下に回動自在に設けられており、グリッパー159の先端(図10において右側端)は前述のチャンネルガイド125の外面に取付けられているクランプ用シリンダ163のピストンロッド165の先端に回転自在に取付けられている。
【0048】
また、ベースプレート145に取付けられているブラケット149には、固定ツメ151に支持されるH形鋼Wを検出するために、固定ツメ151の前端部に対応して第1のセンサ167が設けられ、固定ツメ151の奥の段部157に対応して第2のセンサ169が設けられていて、確実にH形鋼Wをクランプすることができるようにしている。
【0049】
次に、鋼材搬送方法について説明する。まず、図1〜図4を参照するに、ローディング装置19のフレーム走行用モータ79を駆動してドライブシャフト71を介して中央側移動機構49および外側移動機構51を駆動し、支持フレーム37を材料置き場17にある搬入するためのH形鋼Wのウェブ171(図10参照)の上方に移動させる。
【0050】
続いて、図6および図12を参照するに、リフター移動用モータ91、91を駆動して第1のリフター81および第2のリフター83を、各々H形鋼Wに干渉しないようにH形鋼Wの両端位置の若干外側に移動・位置決めする。
【0051】
図5を参照するに、クランプ上下用のギヤードモータ109によりボールネジ103を回転させ、ボールナット117との協働によりクランプ99を下降させる。このとき、クランプ99のベースプレート145は、ガイドパイプ127の内部を移動用パイプ129が移動することにより常に水平に保たれている。
【0052】
また、クランプ99の上下位置は、移動用パイプ129に取付けられているラック135が上下移動してガイドパイプ127に取付けられているピニオン137を回転させ、この回転量からロータリーエンコーダ139により検出されるので、クランプ99の固定ツメ151がH形鋼Wの上方所定位置に達するまでは急速下降し、その後低速下降して固定ツメ151をH形鋼Wのウェブ171の下側の高さ位置に位置決めする(図12参照)。
【0053】
なお、材料置き場17に載置されているH形鋼Wのウェブ171下面の高さは、材料置き場17の高さ、H形鋼Wのサイズ、支持フレーム37の高さ等がすべて既知であるので、移動用パイプ129の下降量から正確に算出される。また、H形鋼Wの両端位置も既知である。
【0054】
そして、再びリフター移動用モータ91、91を駆動して第1のリフター81および第2のリフター83を接近する方向へ移動させ、各々の固定ツメ151をH形鋼Wのウェブ171の下方位置に位置決めする。このとき、H形鋼Wの長さおよび位置は既知であるため、固定ツメ151がH形鋼Wに近づくまでは高速移動し、近づいてからは低速移動する。
【0055】
第1のリフター81および第2のリフター83の停止位置は、図13に示されているように、固定ツメ151の上方に設けられている第1のセンサ167および第2のセンサ169によりH形鋼Wのウェブ171が検出されるので、第2のセンサ169がウェブ171を検出してから所定量ΔLだけ移動して停止させる。その後、クランプ用シリンダ163を作動させてグリッパー159を回動させ、H形鋼Wのウェブ171をグリッパー159と固定ツメ151により確実にクランプする。なお、固定ツメ151はH形鋼Wのサイズに合わせてセットされている。
【0056】
クランプ上下用のギヤードモータ109によりボールネジ103を回転させて持ち上げる。このとき、第1のリフター81と第2のリフター83を同調させて上昇させる。そして、フレーム走行用モータ79を駆動して支持フレーム37をローディングテーブル15の上方に位置決めする。クランプ上下用のギヤードモータ109によりボールネジ103を回転させてH形鋼Wをローディングテーブル15に載せる。
【0057】
このとき、第1のリフター81および第2のリフター83のクランプ99は、ロータリーエンコーダ139によりH形鋼Wの高さを検出しながら同調して下降させ、ローディングテーブル15の上方所定位置に達するまでは急速下降し、その後低速下降してH形鋼Wをローディングテーブル15の基準位置(基準ローラ173(図1参照)に当接する位置)に載せる。
【0058】
このとき、H形鋼Wはローディングテーブル15に当接して下降が停止するが、チューブ121はさらに下降するため、近接スイッチ147がチューブ121を検出したら、クランプ上下用のギヤードモータ109を停止させて固定ツメ151の下降を停止させる。その後、クランプ用シリンダ163によりH形鋼Wをアンクランプする。第1のリフター81および第2のリフター83をH形鋼Wから離反させてから上昇させて、ローディング動作を完了する。
【0059】
このようにしてローディングテーブル15に搬入されたH形鋼Wは、キャレッジ23に備えられた図示省略のクランプに把持されて、キャレッジレール21に沿って穴明け機7に所定量だけ送り込まれる。穴明け加工が終了したら、切断機5により所定長さに切断されて、製品Pがアンローディングテーブル27に搬出される。
【0060】
今度は、アンローディング装置31により、前述のローディングの場合と逆工程で、アンローディングテーブル27の上の製品Pをクランプして持ち上げ、製品置き場29の所定の位置に搬出する。このとき、製品Pは、図13に示されているように、同一サイズのH形鋼Wはフランジ175が邪魔にならないようにオフセットして重ねる。
【0061】
次に、製品Pが短く(例えば長さ900mm以下)1個のリフター81(83)で持ち上げる場合について説明する。すなわち、自動運転中は、H形鋼Wの長さに応じてリフター81(83)を1個使用するか2個使用するかを使い分けるが、手動で誤って長いH形鋼Wを1個のリフター81(83)でリフト使用とすると、H形鋼Wを落としたり装置を破損したりするおそれがある。
【0062】
このため、図15に示されているように、所定の長さよりも長いH形鋼Wをリフトしようとした場合には、クランプ用シリンダー163だけでは水平に支えることができないため、H形鋼Wは傾く。これによりクランプ用シリンダー163が縮むので、これを感知してH形鋼Wが長いことを検出して、両方のリフター81、83を用いるようにする。
【0063】
一方、図16を参照するに、先端切りや残材等の短いH形鋼Wの場合には、切断機5のバイス装置177で搬出後、アンローディングテーブル27上へ放置すると、倒れたりしてリフター81(83)で確実にクランプすることができない場合がある。このため、バイス装置177でH形鋼Wをクランプしたままリフター81(83)でH形鋼Wをクランプする必要があるが、通常H形鋼Wをクランプするバイスジョー179の他にバイスフレーム181があるため、リフター81(83)の固定ツメ151が十分に入ることができない。
【0064】
このため、固定ツメ151の先端でH形鋼Wをクランプするようにする。このようにしても、H形鋼Wは短くて軽量であるため、問題はない。従って、固定ツメ151の上方に設けられている第1のセンサ167のみがH形鋼Wを検出したら固定ツメ151の進入を停止して、クランプを行なうようにする。その後、バイス装置177を開放してリフトし、例えば図17に示したスクラップボックス183へ搬出する。
【0065】
なお、図17に示されているように、H形鋼Wが固定ツメ151に引っかかっているような場合には、H形鋼Wをスクラップボックス183に当ててリフター81(83)を移動させて、H形鋼Wを取外す必要がある。
【0066】
以上の結果から、鋼材搬送装置1を構成するローディング装置19とアンローディング装置31は全く同じものを使用しているので、装備を簡略化してコストの低減化を図ることができると共に、維持管理も容易になる。
【0067】
また、H形鋼Wをクランプする固定ツメ151には、先端部に設けられた第1のセンサ167と奥に第2のセンサ169が設けられているので、確実にH形鋼Wが固定ツメ151の奥まで入っているのを検出することができ、作業の安全性を確保することができる。
【0068】
また、短いH形鋼Wの搬出には1個のリフター81(83)を使用するので、省エネを図ることができる。この場合に、誤って長いH形鋼Wを1個のリフター81(83)でリフトしようとすると、クランプ用シリンダー163の縮みによって検出できるので、安全作業を行うことができる。
【0069】
なお、この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。すなわち、前述の発明の実施の形態においては、リフター81(83)の上下機構としてクランプ上下用のギヤードモータ109、ボールネジ103およびボールナット117等を用いたが、シリンダーや、ギヤ機構、チェーン、ワイヤー等で上下移動を行なうようにしても良い。
【0070】
また、図18に示されているように、固定ツメ151の上方に係止突起185を有する固定部材187を設けることにより、グリップしないでH形鋼Wをリフトすることも可能である。
【0071】
さらに、H形鋼Wのみならず、固定ツメ151の形状を変えることにより角パイプ等のその他の形鋼の搬送にも同様に適用することができる。
【0072】
前記固定ツメ151に設けた第1のセンサ167、第2のセンサ169でH形鋼Wのクランプ有無を検出する説明を行っているが、第1のセンサ167、第2のセンサ169を設けずに、設置した材料の入力情報や切断した長さ、アンローディングテーブルの搬出位置情報を基にしてH形鋼Wをクランプして搬送することも可能である。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、鋼材をクランプして持ち上げて移動自在の第1のリフターと第2のリフターを備えているので、H形鋼におけるウエブの両端を上下からクランプして安定して搬送することができ、作業の安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る鋼材搬送装置を示す平面図である。
【図2】図1中II方向から見た正面図である。
【図3】図2中III方向から見た側面図である。
【図4】この発明に係る鋼材搬送装置を構成する鋼材搬入装置の全体を示す斜視図である。
【図5】リフターを示す断面図である。
【図6】図5中VI方向から見た側面図である。
【図7】リフターを前後方向へ移動せしめる作用の説明図である。
【図8】図5中VIII方向から見た端面図の一部である。
【図9】図5中IX−IX方向から見た断面図である。
【図10】リフター下部の拡大図である。
【図11】固定ツメの断面図である。
【図12】リフターのクランプによりH形鋼をクランプしに行く状態を示す説明図である。
【図13】固定ツメのセンサがH形鋼を検出して停止する位置を示す説明図である。
【図14】製品を積載した状態を示す説明図である。
【図15】一方のリフターでH形鋼をクランプ下状態を示す説明図である。
【図16】ごく短い端材等をバイス装置で挟持した状態を示す説明図である。
【図17】端材をスクラップボックスに収納する状態を示す説明図である。
【図18】クランプの別の形状を示す側面図である。
【図19】(A),(B)は、従来の搬出装置を示す平面図および正面図である。
【符号の説明】
1 鋼材搬送装置
5 切断機(鋼材加工機)
7 穴明け機(鋼材加工機)
13 鋼材搬入装置
25 鋼材搬出装置
81 第1のリフター
83 第2のリフター
99 クランプ
151 固定ツメ
163 シリンダ
167 第1のセンサ(センサ)
169 第2のセンサ(センサ)
171 ウェブ
W H形鋼
Claims (1)
- 材料置き場(17)に積載されている加工待ちのH形鋼(W)を、鋼材加工機に対して搬送する鋼材搬送装置であって、前記鋼材加工機のX軸方向の一側にX軸方向に長く設けられたローディングテーブル(15)のY軸方向の側方に、H形鋼(W)をX軸方向に長く配置した前記材料置き場(17)を設け、前記材料置き場(17)のX軸方向の両側に備えたガイドレール(33,35)をY軸方向に長く設け、前記ガイドレール(33,35)に沿ってY軸方向へ移動自在な支持フレーム(37)をX軸方向に長く設けると共に、当該支持フレーム(37)を、前記材料置き場(17)及び前記ローディングテーブル(15)の上方へ移動自在に設け、前記支持フレーム(37)にX軸方向へそれぞれ移動自在に設けられた第1、第2のリフター(81,83)に、前記H形鋼(W)のウエブ(171)を下側からクランプする固定ツメ(151)を備えたクランプ(99)をそれぞれ上下動自在に備えると共に、前記各クランプ(99)を対向して備えていることを特徴とする鋼材搬送装置。
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