JP6769629B1 - Work fixing device and metal processing system - Google Patents
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Abstract
【課題】加工領域を狭めることなく板状のワークを固定可能なワーク固定装置及びこれを用いた金属加工システムを提供する。【解決手段】このワーク固定装置80及び金属加工システム100は、加工領域5aに突出しない寸法の保持部32とクランプ体34とによって、ワーク1の外枠として機能する周縁部5bを挟持固定する。このため、加工領域5aを狭めることなくワーク1の固定を行うことができる。また、ワーク1の固定を油圧シリンダ機構等の移動機構36で行うため、錘となる鋼材を溶接及び切断除去していた従来の手法と比較して、極めて容易にワーク1の固定を行うことができる。これにより、作業者の負担軽減と作業効率の向上とを図ることができる。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a work fixing device capable of fixing a plate-shaped work without narrowing a processing area, and a metal processing system using the work fixing device. A work fixing device 80 and a metal processing system 100 sandwich and fix a peripheral edge portion 5b that functions as an outer frame of a work 1 by a holding portion 32 and a clamp body 34 having dimensions that do not protrude into a machining region 5a. Therefore, the work 1 can be fixed without narrowing the processing region 5a. Further, since the work 1 is fixed by the moving mechanism 36 such as the hydraulic cylinder mechanism, the work 1 can be fixed extremely easily as compared with the conventional method in which the steel material to be the weight is welded and cut and removed. it can. As a result, it is possible to reduce the burden on the operator and improve the work efficiency. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、主に可燃性ガスや支燃性ガスを用いてワークを溶断加工する金属加工システム及びそのワーク固定装置に関するものである。 The present invention mainly relates to a metal processing system for fusing a work using a flammable gas or a flammable gas, and a work fixing device thereof.
金属製のワークに対する切断、開先、溶接等の加工手法の一つとしてガス炎を用いる方法がある。このようなガス炎を用いた熱切断機のうち、例えばガス切断機はプロパン等の可燃性ガスと酸素等の支燃性ガスとを混合して燃焼させ高温のガス炎を生成し、このガス炎をワークに噴射して溶断を行う。また、熱によりワークを溶断する他の熱切断機としてはプラズマ切断機やレーザ切断機等がある。 There is a method using a gas flame as one of the processing methods such as cutting, groove, and welding for a metal work. Among the thermal cutting machines using such a gas flame, for example, the gas cutting machine mixes and burns a flammable gas such as propane and a flammable gas such as oxygen to generate a high-temperature gas flame, and this gas is generated. A flame is sprayed onto the work to blow it. Further, as another heat cutting machine that melts the work by heat, there are a plasma cutting machine, a laser cutting machine and the like.
このような熱切断機を用いた板状のワークに対する加工では、加工時の熱による膨張や変形によりワーク自体が台上でズレる場合がある。従って、高い寸法精度で加工を行うためには、ワークを固定して位置ズレが生じないように保持する必要がある。ここで、下記[特許文献1]ではH形鋼、溝形鋼等の長尺のワークを保持して加工するワーク搬送装置に関する考案が開示されている。しかしながら、熱切断機を用いて板状のワークから部材パーツの切り出しを行う場合、余白部分は基本的に廃棄処分となる。よって、材料コスト削減の観点から、切り出す部材パーツに対するネスティングを行って余白部分が最少となるよう最適化するとともに、加工領域を可能な限り広く取ることが望ましい。これに対して[特許文献1]のようにワークを大型のクランプで挟持することは加工領域を狭めることとなり好ましいものではない。このため、従来はワークの一辺に錘となる鋼材を溶接し、この鋼材の重量によってワークのズレを防止する手法が取られていた。 In machining a plate-shaped work using such a heat cutting machine, the work itself may be displaced on the table due to expansion or deformation due to heat during machining. Therefore, in order to perform machining with high dimensional accuracy, it is necessary to fix the work and hold it so that the positional deviation does not occur. Here, the following [Patent Document 1] discloses a device relating to a work transfer device for holding and processing a long work such as H-shaped steel and channel steel. However, when a member part is cut out from a plate-shaped work using a heat cutting machine, the margin portion is basically discarded. Therefore, from the viewpoint of material cost reduction, it is desirable to perform nesting on the member parts to be cut out to optimize the margin portion to the minimum and to make the processing area as wide as possible. On the other hand, sandwiching the work with a large clamp as in [Patent Document 1] is not preferable because it narrows the processing area. For this reason, conventionally, a method has been adopted in which a steel material serving as a weight is welded to one side of the work to prevent the work from shifting due to the weight of the steel material.
しかしながら、鋼材を溶接して保持する手法では、鋼材の溶接に時間を要することに加え溶接技能者が必要となる。また、ワークの加工後に鋼材を切断し除去する必要があり、作業効率が悪いという問題点が有る。 However, the method of welding and holding a steel material requires a welding technician in addition to the time required for welding the steel material. In addition, it is necessary to cut and remove the steel material after processing the work, which causes a problem of poor work efficiency.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、加工領域を狭めることなく板状のワークを固定可能なワーク固定装置及びこれを用いた金属加工システムの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a work fixing device capable of fixing a plate-shaped work without narrowing a processing area, and a metal processing system using the work fixing device.
本発明は、
(1)板状のワーク1を保持するワーク固定装置であって、
前記ワーク1の一辺が面接触して前記ワーク1に対する位置決めを行う基準面30と、
前記基準面30に面接触した前記ワーク1の当接辺3の下面を保持する保持部32と、
前記当接辺3の上面を押圧保持するクランプ体34と、
前記クランプ体34の先端の下面に下方に突出した保持爪38と、
前記クランプ体34を上下動させる移動機構36と、を有し、
前記保持部32と前記クランプ体34とは前記ワーク1の加工領域5aに突出しないとともに、前記基準面30から前記保持爪38の先端までの水平距離L3が前記保持部32の幅L1の略半分であり、前記保持爪38の幅が前記水平距離L3よりも小さいことを特徴とするワーク固定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(2)全てのクランプ体34の下方に位置する第1の板状部材と、前記第1の板状部材を載置するとともに前記第1の板状部材よりも大きな第2の板状部材と、を有し、
前記第1の板状部材の1つの側面が基準面30を構成し、
前記第2の板状部材の前記基準面30から突出した部分の上面が保持部32を構成することを特徴とする上記(1)記載のワーク固定装置80を提供することにより、上記課題を解決する。
(3)上記(1)または上記(2)に記載のワーク固定装置80と、
ガス炎、プラズマもしくはレーザを噴射してワーク1の溶断を行う熱切断機10と、
前記熱切断機10の加工位置に板状のワーク1を位置させるワーク台20と、を有し、
前記ワーク固定装置80は前記熱切断機10及び前記ワーク台20から独立して前記ワーク台20に隣接して配置されるとともに、
前記ワーク固定装置80の保持部32の上面位置と前記ワーク台20におけるワーク1の載置位置とが略面一であることを特徴とする金属加工システム100を提供することにより、上記課題を解決する。
The present invention
(1) A work fixing device for holding a plate-
A
A
A
A
It has a moving
The
(2) A first plate-shaped member located below all the
One side surface of the first plate-shaped member constitutes the
The problem is solved by providing the
(3) With the
A
It has a work table 20 for locating a plate-
The
The above problem is solved by providing the
本発明に係るワーク固定装置及び金属加工システムは、保持部とクランプ体とによってワークの周縁部を挟持固定する。このため、加工領域を狭めることなくワークの固定を行うことができる。また、ワークの固定を移動機構で行うため、容易にワークの固定を行うことができる。これにより、作業者の負担軽減と作業効率の向上とを図ることができる。 In the work fixing device and the metal processing system according to the present invention, the peripheral portion of the work is sandwiched and fixed by the holding portion and the clamp body. Therefore, the work can be fixed without narrowing the machining area. Further, since the work is fixed by the moving mechanism, the work can be easily fixed. As a result, it is possible to reduce the burden on the operator and improve the work efficiency.
本発明に係るワーク固定装置及び金属加工システムについて図面に基づいて説明する。ここで、図1(a)は本発明に係る金属加工システム100及びワーク固定装置80を模式的に示す上面図であり、図1(b)は側面図である。
The work fixing device and the metal processing system according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 1A is a top view schematically showing the
先ず、本発明に係る金属加工システム100は、本発明に係るワーク固定装置80と、ガス炎、プラズマもしくはレーザを噴射してワーク1の溶断を行う熱切断機10と、この熱切断機10の加工位置に板状のワーク1を位置させるワーク台20と、を有している。
First, the
また、熱切断機10は、可燃性ガスもしくは支燃性ガス等の燃焼により生じた高温のガス炎、もしくは、高電圧印加によって生じるプラズマアーク、もしくは、レーザ光等を噴射もしくは照射し板状のワーク1の溶断を行う周知のガス切断機、プラズマ切断機、レーザ切断機等を用いることができる。そして、熱切断機10は、これらガス炎、プラズマ、レーザ等を噴射するノズル12と、このノズル12を熱切断機10の加工位置平面上でX−Y移動させるノズル移動機構14と、予め設定されたプログラムに沿ってノズル移動機構14を移動制御する図示しない加工機制御部と、を有している。また、ワーク台20は、例えば脚部24と、この脚部24上に架設された横フレーム26と、この横フレーム26上に所定の間隔を開けて複数配列したピポット22と、を有している。そして、この配列したピポット22が板状のワーク1を載置するテーブルを構成し、熱切断機10の加工位置に配置される。
Further, the
また、金属加工システム100及びワーク固定装置80で使用するワーク1は所定の厚みを有する金属板であり、熱切断機10による部材パーツの切り出しが行われる加工領域5aと、この加工領域5aの周囲に位置し外枠として機能する周縁部5bと、を有している。尚、周縁部5bは加工の行われない余白部分となり最終的に廃棄処分となるから、加工領域5aを広く取るために周縁部5bは可能な限り狭めることが好ましく、一般的には数cm幅程度で構成される。
Further, the
そして、本発明に係るワーク固定装置80は、ワーク台20に隣接して設置され、図2の拡大図に示すように、ワーク1の一辺(当接辺3)が当接してワーク1に対する位置決めを行う基準面30と、この基準面30に当接した当接辺3の下面を保持する保持部32と、当接辺3の上面を押圧保持するクランプ体34と、このクランプ体34を上下動させる移動機構36と、を有している。尚、ワーク固定装置80は、金属加工システム100においては、熱切断機10のワーク1に対する固定装置として機能するが、ワーク固定装置80の用途はこれに限定されず、例えば物理的な切削工具を用いた他の金属加工機器の固定装置としても使用可能である。また、ワーク固定装置80は横方向に複数台配列して、大型のワーク1を挟持固定するようにしても良い。
The
また、ワーク固定装置80の保持部32はワーク1の当接辺3が基準面30に面接触した際に加工領域5a側に突出しない寸法とする。即ち、基準面30から保持部32の先端までの距離L1が周縁部5bの幅寸法L2を超えない値とする。また、基準面30の高さ寸法に関しては特に限定は無いが、ワーク1の厚みから大きく乖離しない値とすることが好ましい。尚、保持部32の上面位置は、ワーク台20におけるワーク1の載置位置(ピポット22の頂点位置)と略面一(略同一の高さ位置)とする。これにより、ワーク1はワーク台20上と保持部32上とで略水平に維持される。
Further, the holding
また、クランプ体34の形状に関しても特に限定は無いが、先端の下面に下方に突出した保持爪38を有する。この構成では、保持爪38の先に押圧圧力が集中するため、クランプ体34と保持部32とによる挟持をより一層強固に行うことができる。また、クランプ体34には、このクランプ体34を上下動させる移動機構36のロッド36aが固定する。さらに、クランプ体34の先端は挟持固定時にワーク1の加工領域5aに突出しない寸法とする。即ち、基準面30からクランプ体34の先端までの水平距離L3が周縁部5bの幅寸法L2を超えない値とし、特に保持部32の幅L1の半分程度とする。例えば周縁部5bの幅L2が2cmの場合、保持部32の幅L2を2cmとし、クランプ体34の先端の水平距離L3を1cm前後の値とする。尚、クランプ体34は横方向(基準面30に沿った方向)に複数設けることが好ましく、図1(a)に示すように、左右と中央の3箇所に設けることが特に好ましい。
Although not particularly limited with respect to the shape of the clamping
また、移動機構36はある程度の力でクランプ体34を移動押圧可能な周知の機器を用いることができ、中でも油圧シリンダ機構を用いることが特に好ましい。そして、前述のように移動機構36のロッド36aがクランプ体34と固定し、移動機構36が動作することでロッド36aが上下動し、これに伴ってクランプ体34が上下移動する。
Further, as the moving
次に、金属加工システム100及びワーク固定装置80の動作を説明する。先ず、ワーク台20のピポット22上に板状のワーク1を載置して熱切断機10の加工位置に配置する。尚、この際、ワーク固定装置80のクランプ体34は上位置にある。次に、ワーク1をワーク固定装置80の側に移動する。そして、ワーク1の一辺が基準面30と面接触するように当接させる。尚、この基準面30と面接触した辺が当接辺3となる。この当接辺3と基準面30との面接触により、ワーク1はピポット22上で基準面30に対し略垂直な方向に位置決めされる。これにより、ワーク1の縦横方向がノズル12のX−Y移動方向と略同等な方向となる。またこのとき、当接辺3側の周縁部5bは保持部32上に載り支持される。尚、保持部32の上面位置は、前述のようにワーク台20におけるワーク1の載置位置と略面一であるから、ワーク1はワーク台20上と保持部32上とで略水平に維持される。
Next, the operations of the
次に、作業者が移動機構36の操作レバー44を操作して移動機構36に対する下降動作指示を行う。これにより、例えば移動機構36が油圧シリンダ機構の場合には、油圧ポンプ46が動作して移動機構36が下降動作する。これにより、ロッド36aが下方に引き込まれ、これに伴ってクランプ体34が下降する。そして、図3に示すように、クランプ体34の保持爪38がワーク1の周縁部5bの上面に当接してこれを下方に押圧保持する。このときの押圧圧力は例えば1つのクランプ体34につき30kN〜70kN(キロニュートン)、3つのクランプ体34で90kN〜210kN程度とすることが好ましい。これにより、ワーク1の当接辺3の周縁部5bは保持部32とクランプ体34とにより上下方向から挟持固定される。
Next, the operator operates the operating
次に、作業者は熱切断機10を動作させる。これにより、例えば熱切断機10のノズル12から高温の火炎が噴射してワーク1を溶断する。また、加工機制御部はノズル12を予め設定されたプログラムに沿って加工領域5a内でX−Y方向に移動させる。これにより、ワーク1は所定の形状に切断され、プログラムされた形状の部材パーツの切り出しが行われる。この際、ワーク1は当接辺3がワーク固定装置80によって挟持固定されているため、熱による加工時の位置ズレは発生せず、高い寸法精度で部材パーツの切り出しを行うことができる。また、クランプ体34と保持部32とは、外枠として機能する周縁部5bを挟持固定するため、加工領域5aを狭めることも無い。
Next, the operator operates the
熱切断機10による加工が全て終了すると、作業者は熱切断機10を停止する。次に、操作レバー44を操作して移動機構36に対する上昇動作指示を行う。これにより、油圧ポンプ46が動作して移動機構36が上昇動作する。これにより、ロッド36aが上方向に押し出され、これに伴ってクランプ体34が上昇する。これにより、保持部32とクランプ体34とによるワーク1の挟持は解除される。そして、クランプ体34が所定の位置まで上昇すると移動機構36は動作を停止して待機状態となる。次に、作業者は切り出された部材パーツ、周縁部5b及び余白部分をワーク台20から回収し、部材パーツに関しては後工程に送って然るべき処理を行う。また、周縁部5bを含む余白部分に関しては然るべき廃棄処理を行う。
When all the processing by the
以上のように、本発明に係るワーク固定装置80及び金属加工システム100は、加工領域5aに突出しない寸法の保持部32とクランプ体34とによって、ワーク1の外枠として機能する周縁部5bを挟持固定する。このため、加工領域5aを狭めることなくワーク1の固定を行うことができる。また、ワーク1の固定を油圧シリンダ機構等の移動機構36で行うため、錘となる鋼材を溶接及び切断除去していた従来の手法と比較して、極めて容易にワーク1の固定を行うことができる。これにより、作業者の負担軽減と作業効率の向上とを図ることができる。
As described above, in the
尚、本例で示したワーク固定装置80及び金属加工システム100は一例であるから、熱切断機10、ワーク台20、ワーク固定装置80の各部の構成、寸法、配置、動作機構、デザイン、その他は上記の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
Since the
1 ワーク
3 当接辺
5a 加工領域
10 熱切断機
20 ワーク台
30 基準面
32 保持部
34 クランプ体
36 移動機構
38 保持爪
80 ワーク固定装置
100 金属加工システム
1 work
3 Contact side
5a Processing area
10 Heat cutting machine
20 work stand
30 reference plane
32 holding part
34 Clamp body
36 movement mechanism
38 Holding claw
80 Work fixing device
100 metal processing system
Claims (3)
前記ワークの一辺が面接触して前記ワークに対する位置決めを行う基準面と、
前記基準面に面接触した前記ワークの当接辺の下面を保持する保持部と、
前記当接辺の上面を押圧保持するクランプ体と、
前記クランプ体の先端の下面に下方に突出した保持爪と、
前記クランプ体を上下動させる移動機構と、を有し、
前記保持部と前記クランプ体とは前記ワークの加工領域に突出しないとともに、
前記基準面から前記保持爪の先端までの水平距離L3が前記保持部の幅L1の略半分であり、前記保持爪の幅が前記水平距離L3よりも小さいことを特徴とするワーク固定装置。 A work fixing device that holds a plate-shaped work.
A reference surface in which one side of the work is in surface contact to position the work,
A holding portion that holds the lower surface of the contact side of the work that is in surface contact with the reference surface, and
A clamp body that presses and holds the upper surface of the contact side, and
A holding claw protruding downward on the lower surface of the tip of the clamp body,
It has a moving mechanism that moves the clamp body up and down,
The holding portion and the clamp body do not protrude into the machining area of the work , and
A work fixing device characterized in that the horizontal distance L3 from the reference surface to the tip of the holding claw is approximately half the width L1 of the holding portion, and the width of the holding claw is smaller than the horizontal distance L3 .
前記第1の板状部材の1つの側面が基準面を構成し、
前記第2の板状部材の前記基準面から突出した部分の上面が保持部を構成することを特徴とする請求項1記載のワーク固定装置。 It has a first plate-shaped member located below all the clamp bodies, and a second plate-shaped member on which the first plate-shaped member is placed and larger than the first plate-shaped member. ,
One side surface of the first plate-shaped member constitutes a reference surface.
The work fixing device according to claim 1 , wherein the upper surface of a portion of the second plate-shaped member projecting from the reference surface constitutes a holding portion .
ガス炎、プラズマもしくはレーザを噴射してワークの溶断を行う熱切断機と、
前記熱切断機の加工位置に板状のワークを位置させるワーク台と、を有し、
前記ワーク固定装置は前記熱切断機及び前記ワーク台から独立して前記ワーク台に隣接して配置されるとともに、
前記ワーク固定装置の保持部の上面位置と前記ワーク台におけるワークの載置位置とが略面一であることを特徴とする金属加工システム。 The work fixing device according to claim 1 or 2,
A thermal cutting machine that blows a gas flame, plasma or laser to melt the workpiece,
It has a work table for locating a plate-shaped work at the processing position of the heat cutting machine.
The work fixing device is arranged adjacent to the work table independently of the heat cutting machine and the work table, and is also arranged.
A metal processing system characterized in that the upper surface position of the holding portion of the work fixing device and the mounting position of the work on the work table are substantially flush with each other.
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CN114749742A (en) * | 2022-03-22 | 2022-07-15 | 广东韶钢工程技术有限公司 | Electric spark cutting fixing device and method for machining small workpiece through electric spark cutting |
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