JP5401217B2 - 粒状物噴射ユニットとマーキング工具とを含む、加工用門形上を移動可能な工具ステーション - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の、粒状物噴射ユニットと少なくとも１つのマーキング工具とを含む、加工用門形（processing portal）上を移動可能な工具ステーションに関する。

一般に、特に造船用の鋼板は、粒状物噴射システムによる処理により、後に鋼板領域を補強するフレーム要素が溶接される位置にあるプライマーが除去される。粒状物噴射ヘッドを有するこうした粒状物噴射システムは、「Ｖａｃｕｂｌａｓｔ」という名称で知られている。

鋼板加工の個々の作業においては、噴射工程または複数の噴射工程のそれぞれの終了後にマーキングが行われる。このために、特にプラズママーカであるマーカが開始点上に位置決めされた後、マーカが起動され、所望の補助線および調整情報が鋼板上にマーキングされる（非特許文献１参照）。

従来技術では、サンド噴射およびマーキングが施された鋼板の生産における工程にかかる時間を短縮するために、複合工程として、鋼板に縦および横方向に粒状物噴射を施すことと鋼板にマーキングを施すこととを同時に行うことが提供されている。この複合工程を実施するために、従来技術では、粒状物噴射ユニットの粒状物噴射ヘッドの周りに４つのマーカを配置することが提供されている。この粒状物噴射ユニットには、粒状物噴射口を移動させるために、工具ステーションの可動性に加えて、駆動ユニットが備えられている。縦方向または横方向である粒状物噴射ヘッドの進行方向に応じて、４つのマーカのうちの１つが、マーキング工程用の制御器によって選択される。１つの粒状物噴射ヘッドと４つのマーキング工具とを有するこの従来技術の工具ステーションは、一度に１つしか使用されない４つのマーカのために技術的に非常に複雑なものとなっている。しかも、このマーカ群によって行われる加工手順には、複合工程では縦または横方向のいずれかにしか進めないという制限がある。直角以外の形状の場合は、粒状物噴射とマーキングとを個別の工程として行うしかない。さらに、板位置の角度を補償することができない。

ＨＡＮＳＡ、１３２周年、１９９５年、Ｎｏ．９、５６，５７頁

したがって、本発明の目的は、あらゆる角度の粒状物噴射およびマーキング加工を複合工程として行うことができるという点で、非常に高度な技術的手段の必要なしに板加工の生産性を高めることが可能になるように、冒頭で述べた種類の、粒状物噴射ユニットとマーキング工具とを有する工具ステーションをさらに発展させることである。

本目的の達成手段は、請求項１に概要を記載した特徴を有する工具ステーションである。

本発明による達成手段は、高さ調整装置が共有の主高さ調整装置として粒状物噴射ユニットとマーキング工具とに連結され、この主高さ調整装置がモータによって位置決め可能な鉛直回転軸を含むという原則に基づいている。粒状物噴射ユニットを鉛直回転軸によって有限な角度だけ回転させる、すなわち回動させることができるように、粒状物噴射ユニットが回動ユニットによって鉛直回転軸に離間連結されることが本発明の本質である。他方で、単一のマーキング工具が鉛直回転軸を中心として配置される。このようにして、単一のマーキング工具が粒状物噴射ヘッドの加工軌跡をあらゆる加工軌跡角度にわたって常に追従することが可能になる。

したがって、板表面のあらゆる方向において粒状物噴射とマーキングとを複合するのに適した本発明による加工用門形では、粒状物噴射ユニットに単一の粒状物噴射ヘッドがあれば十分である。板表面に粒状物噴射が施されマーキングが施されるいかなる方向においても、すなわち粒状物噴射ユニットおよびマーカのいかなる進行方向においても、個別の工程が必要ないため、加工時間が短縮される。

本発明において、粒状物噴射ユニットは、主高さ調整装置の鉛直回転軸に平行に鉛直回転軸から離間されて粒状物噴射ユニット上に配置された第２の回転軸の周りを回転するように支持されるのが特に有利である。このことにより、粒状物を供給するための一端が粒状物噴射ヘッドに連結されるとともにこの一端において粒状物噴射ユニットと一緒に移動する粒状物ホースが粒状物噴射ユニットの回動時に捩り応力を受けないことが確実になる。

また、本発明においては、回動ユニットが、回動ユニットの実質的な部分として粒状物噴射ユニットを主高さ調整装置の鉛直回転軸に連結する回動アームを備えることが有用である。

また、本発明においては、主高さ調整装置の粒状物噴射高さ制御器の入力に接続された垂直距離センサが粒状物噴射ユニットの底部に設けられる。これらのセンサは、主高さ調整装置によって、粒状物噴射ヘッドの回動位置と加工対象である板表面に対する傾斜とに関係なく、粒状物噴射ヘッドが板表面までの正しい距離にあるよう制御する。

また、本発明においては、マーキング工具は、主高さ制御器よりも実質的に高速の調整速度で動作する制御可能な補助高さ調整装置を介して、鉛直回転軸の中心において主高さ調整装置に連結されるのが好適である。制御可能な補助高さ調整装置を用いて、主高さ調整装置の高さ変化と工程に関連した高さ変化とをこのようにしてそろえる、つまり調整することが可能である。

粒状物噴射ユニットによって加工された板表面の軌跡において各加工方向つまり進行方向に関係なく中心にマーキングするためには、マーキング工具を鉛直回転軸の中心へと調整しなければならない。

本発明においては、補助高さ調整装置とマーキング工具との間に配置されるのが好ましい横送り台がこの目的のために用いられる。

また、本発明においては、マーキング工具に、垂直距離センサ、特に４つの垂直距離センサが設けられる。これらの距離センサを用いて、マーキング工具としてのプラズママーカの点火高さがその点火前に設定される。さらに、これらの距離センサによってその後のマーキング工程において溶接継目認識が実現される。これにより、加工用門形の軌道制御器において、板表面からプラズママーカまでの距離を制御しながら溶接継目の上の段差に影響されずにマーキング工具が移動するようにマーキング工具の進行速度が低減される。好ましくは４つの距離センサを用いて行われる溶接継目認識は、加工対象となる各板のための部分プログラムに溶接継目の上方におけるこの速度低減を組み込む必要がないという利点を有する。

また、本発明においては、マーキング工具が回動ユニットの鉛直回転軸と一緒に回転するため、進行方向に関係なく板表面に均一なマーキングが施される。

本発明の実施形態に係る、加工用門形の正面の断面を概略的に示す図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、本発明のさらなる詳細が分かる１つの図が描かれた図面に基づいて説明する。

図１は、概略的に示された加工用門形の断面の正面図である。

図１において、符号１は加工用門形のキャリヤを示し、その下に、板表面２を有する加工対象の鋼板が配置される。加工用門形は、キャリヤ１の左右の端に、加工用門形を縦方向に搬送することを可能にする図示しない２つの縦方向キャリッジを備える。同じく電動機によって駆動される横方向キャリッジ３が縦方向を横切るように移動し得る。横方向キャリッジ３は、図示しない主高さ調整装置と、中心線４が一点鎖線で示された、モータによって位置決めされる鉛直回転軸とを含む工具ステーションを運搬する。

鉛直回転軸と同心状に、回動ユニットの筒５が、安定して回転する状態で鉛直回転軸に連結される。筒５は、回動ユニットの回動アーム６と中心線１０が一点鎖線で示された第２の回転軸とを介して粒状物噴射ユニット７に連結される。このようにして、粒状物噴射ユニット７は、主高さ調整装置によって高さ調整可能になっており、鉛直回転軸によってその中心線４の周りを回動するようになっている。

粒状物噴射ユニット７において、粒状物噴射ヘッド９が粒状物ホース８に連結される。回動ユニットおよび粒状物噴射ユニット７が回動する際の粒状物ホース８のねじれを回避するために、粒状物噴射ユニットは、中心線１０を有する第２の回転軸の周りを回転自在となっている。

粒状物噴射ユニット７の底部には、粒状物噴射ユニットの外周に沿って等間隔で垂直距離センサ１１、１２が配置され、主高さ調整装置と接続したこれらのセンサによって、板表面２の上方での粒状物噴射ヘッド９の高さ調整が行われる。

主高さ調整装置における鉛直回転軸の中心線４に中心を合わせて、補助調整装置１３がこの鉛直回転軸上に設けられ、簡略にマーカと呼ぶマーキング工具１４が下方で補助調整装置１３に連結される。中心すなわち鉛直回転軸の中心線４においてマーキング工具１４の位置を調整するために、補助高さ調整装置１３とマーキング工具１４との間に配置された横送り台１５が用いられる。したがって、工具ステーションの動作時に、マーキング工具１４は、鉛直回転軸と一緒に中心線４の周りを回転可能である。

補助高さ調整装置１３は主高さ調整装置の高さ変化と工程に関連した高さ変化とをそろえなければならないため、補助高さ調整装置１３を実質的に主高さ調整装置よりも迅速に調整することができる。例えば、補助高さ調整装置１３は、それに関連付けられた分速約１０ｍの調整用の制御器を有する設計であり、制御器を備えた主高さ調整装置は、例えば分速約４ｍの調整速度しか必要としない。

マーキング工具１４には、下方に外周に沿って等間隔で４つのセンサが設けられ、そのうちのセンサ１６、１７を図１に示す。これらのセンサの目的は、マーキング工程開始前に点火高さを設定することと、軌道制御器と接続してマーキング工具１４の進行速度を制御しかつマーキング工程中に加工対象である板２の位置が基準位置からずれたとしても板２に対するマーキング工具の位置を正確に調整するため、すなわち板位置の角度を補償するために、溶接継目認識を行うことである。

粒状物噴射ユニットとマーキング工具とを含む工具ステーションの制御には、鉛直回転軸についての全ての計算を行うことが可能な標準のスケルトンプログラミングを用い得る。したがって、顧客のプログラムを変更する必要がない。回動ユニットの垂直軸は法線軸のようにスケルトンからプログラムされるので、工具ステーション用のＮＣソフトウェアの変更も必要ない。

１ キャリヤ
２ 板表面
３ 横方向キャリッジ
４ 鉛直回転軸の中心線
５ 回動ユニットの筒
６ 回動アーム
７ 粒状物噴射ユニット
８ 粒状物ホース
９ 粒状物噴射ヘッド
１０ 第２の回転軸の中心線
１１ 垂直距離センサ
１２ 垂直距離センサ
１３ 補助高さ調整装置
１４ マーキング工具（マーカ）
１５ 横送り台
１６ 高さセンサ
１７ 高さセンサ

Claims (7)

1. 粒状物噴射ヘッド（９）を含む粒状物噴射ユニット（７）を有し、少なくとも１つのマーキング工具（１４）と、前記粒状物噴射ユニットと前記マーキング工具とをそれぞれ高さ調整し得る少なくとも１つの高さ調整装置とを備えた、加工用門形上を移動可能な工具ステーションであって、
   共有の主高さ調整装置としての前記高さ調整装置が、前記粒状物噴射ユニット（７）と前記マーキング工具（１４）とに連結され、
   前記主高さ調整装置が、モータによって位置決め可能な鉛直回転軸（４）を含み、
   前記鉛直回転軸（４）から離間された前記粒状物噴射ユニット（７）が、前記粒状物噴射ユニット（７）を前記鉛直回転軸（４）によって回動させることができるように、回動ユニット（５、６）によって前記鉛直回転軸（４）に連結され、
   前記マーキング工具（１４）は、前記鉛直回転軸（４）の中心に配置され、
   前記粒状物噴射ユニット（７）は、前記主高さ調整装置の鉛直回転軸（４）と平行に前記鉛直回転軸（４）から離間されて前記粒状物噴射ユニット（７）上に配置された第２の回転軸（１０）の周りを回転するように支持されたことを特徴とする工具ステーション。
2. 請求項１に記載の工具ステーションにおいて、
   前記回動ユニット（５、６）が、前記鉛直回転軸（４）に連結された第１の端部と前記粒状物噴射ユニット（７）に連結された第２の端部とを有する回動アーム（６）を含むことを特徴とする工具ステーション。
3. 請求項１または２に記載の工具ステーションにおいて、
   前記粒状物噴射ユニット（７）の底部に、前記主高さ調整装置の粒状物噴射高さ制御器の入力に接続された垂直距離センサ（１１、１２）が設けられたことを特徴とする工具ステーション。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の工具ステーションにおいて、
   前記マーキング工具（１４）が、制御可能な補助高さ調整装置（１３）を介して、前記鉛直回転軸（４）の中心において前記主高さ調整装置に連結されたことを特徴とする工具ステーション。
5. 請求項４に記載の工具ステーションにおいて、
   前記マーキング工具（１４）を、横送り台（１５）によって前記鉛直回転軸（４）の中心へと調整することができることを特徴とする工具ステーション。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の工具ステーションにおいて、
   前記マーキング工具（１４）に、点火高さ調整器に接続された垂直距離センサ（１６、１７）が設けられたことを特徴とする工具ステーション。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の工具ステーションにおいて、
   前記マーキング工具を前記鉛直回転軸（４）と一緒に回転させることができることを特徴とする工具ステーション。

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