JPH01180305A - 自動木枠仕組装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動木枠仕組装置に係り、特に、物品の木箱
包装に用いる木材を、素材の切断から木枠に結合するま
での一連の作業を自動化するのに好適な自動木枠仕組装
置に関するものである。

［従来の技術］ 受注生産の生産現場では、顧客の要求に応じた製品を取
扱う場合が多く、多品種少量化の傾向にある。生産上の
ファクトリオートメーシ蕊ン（ＦＡ）化の進む中麺、木
箱包装も生産サイドに合わせていかなければならない。

一方、物流分野における包装仕様は１段ボール化、新素
材の開発等進めていかなければならない面が多々あるが
、木箱包装は強度面１価格面で捨て難い特性がある。し
かし、木箱包装については。

従来人力による手作業に頼っているのが現実であった・ ［発明が解決しようとする課題］ 木箱包装のための木枠製作に関する従来技術は、素材を
所要寸法に切断するための位置決め作業、切断作業、切
断材を木枠に結合するための釘打ち作業等が、それぞれ
人力による単独の手作業であり、各作業の連係に時間を
要していた。

また、素材板の節９割れなどの欠陥を見付けることも人
の視覚に頼っており、見逃す恐れがあり。

判断が不正確であった。

さらに、従来、木枠を仕組む作業においても、釘打ち機
を手に持ち、木枠用木材の板寸法に応じて、経験と勘に
頼って釘を打つ位置、釘打ち角度を決めて打つものであ
った。また、板寸法に適した釘の種類に応じて釘を取り
換える作業も手作業によるものであった。このため、木
箱に安定した精度２強度が得られないばかりか、作業す
る上でも多大な工数を必要とするという問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、素材切断のための位置決め作業、切断作業
、木枠結合のための釘打ち作業を連続して行い作業時間
の短縮を図るとともに、素材の欠陥を的確に検出して排
除し、さらに仕組作業、釘打ち作業について安定した精
度９強度を確保しうる自動木枠仕組装置を提供すること
を、その目的とする・ものである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係る自動木枠装置
の構成は、素材の木材を所要寸法に切断し、その切断材
を木枠に結合する一連の作業を。

制御装置の指令に従って行う自動木枠仕組装置であって
、素材収納部と、この素材収納部から素材を取り出すハ
ンドリング手段とからなる素材供給部と、素材の搬送路
と、素材の欠陥を検出する手段と、欠陥材あるいは所要
寸法に切断すべき素材を切断作業位置に停止せしめる位
置決め手段と、位置決めされた素材を切断する切断機と
、切断材を送り出す手段とからなる素材切断部と、−断
材を井桁状の木枠に組み付けるハンドリング手段と、木
枠の仕様に応じて釘の種類と釘打ち位置を、予め制御装
置に記憶したデータに基いて選定して釘打ちを行う自動
釘打ち装置とからなる木枠仕組部とを備えたものである
。

［作用〕 上記の技術的手段による自動木枠仕組みの作用は次のと
おりである。

まず、素材となる幅、厚さの異なる木材を収納した素材
収納部から、必要な種類の木材を取りだし、搬送路上を
搬送させる。

搬送とともに所要切断長の計測を行い、欠陥を検知する
。そこで欠陥を避けながら木材を切断位置に位置決めし
所要長さに切断する。このとき。

所要長さに切断した残りの木材が次段階で使用するもの
でなければ再刊用材保管部へ搬送して保管し、欠陥材は
゛不要材として排除される。

所要寸法に切断された切断材は、搬送されたのち木枠組
み付けのハンドリング手段によって台車上に井桁状に組
み付けられ釘打ち装置により複数箇所の釘打ちを同時に
行う、ここでの釘の種類。

釘打ち位置、釘本数は、木枠の板幅と厚さに対応して設
定される。

釘打ちの終った完成木枠は払い出されて一連の作業が終
了する。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１ＩＩないし第８図を参照
して説明する。

まず、全体の主要構成を第１図および第２図を参照して
説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る自動木枠仕組装置を
上方から見た略伝平面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ矢
視図である。

第１，２図において、１は、幅、厚さの異なる素材すな
わち木材３を収納する素材収納部に係る木材カートリッ
ジ、２は、この木材カートリッジ１から木材３を取り出
すハンドリング手段に係る木材取出しハンドで、これら
木材カートリッジ１、木材取出しハンドによって素材供
給部Ｏを構成している。

４は、素材の搬送路に係る搬送コンベア、５は、素材の
欠陥を検出する手段に係る撮像カメラ、６は、欠陥材あ
るいは所要寸法に切断すべき木材３を切断作業位置に停
止せしめる位置決め手段に係る定寸ストッパー、７は、
再利用材を回収するための再利用材落しシリンダ、８は
、欠陥材すなわち不要材を廃却するための不要落しシリ
ンダ、９は、再利用材を回収するための逆搬送コンベア
、１０は、前記定寸ストッパー６によって位置決めされ
た木材３を切断する切断機で、これらで素材切断部１１
を構成している。

１２は、再利用材を収納する再利用材カートリッジであ
る。

１３は、切断材を保管部へ収納するための切断材押出し
シリンダ、１４は、切断材すなわち木枠用の仕組材を保
管する仕組材ストッカー、１５は、仕込材ストッカー１
４から切断材を取り出し、井桁状の木枠に組み付けるハ
ンドリング手段に係る移載ハンド、１６は、木枠を載せ
て釘を打つための作業台となる台車、１７は、木枠を結
合する釘打機で、これらで木枠仕組部１８を構成してい
る。

１９は、完成した木枠を払出す木枠搬送コンベアである
。

以上のほか１図示しないが、この自動木枠仕組装置を自
動運転させる制御装置として、コンピュータを備えた中
央制御装置と、素材供給制御盤、素材切断部制御盤、木
枠仕組部制御盤の各機器と制御回路が装備されている。

次に１本実施例の装置のより詳細な構成を説明する。

第３図は、第１！！ｌの木材取出しハンド２の構成を示
す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図で−ある。

第３図において、２０は、素材供給部１の構造物に架設
したレール、２１は、このレール２０に懸垂して走行す
るハンガーブロック、２２は、平行なレール２０のスパ
ン間を跨ぐガータ、２３は、木材３を把持するハンド、
２４は、ハンド２３を昇降させるハンド昇降シリンダ、
２５は、ハンド２３の昇降を案内するガイド、２６は、
ハンガーブロック２１およびガーダ２２を走行させるた
めの走行用モータである。

第３図に示すように、木材取出しハンド２は。

木材カートリッジ１に収納されている木材３を取り出し
て走行し１次工程の搬送路へ供給するものであり、中央
制御装置の指令にもとづき素材供給制御盤によって自動
運転される木材掴みクレーンとして機能している。

次に、第４図は、第１図の切断機まわりの略伝構成図で
、（ａ）は正面図、（ｂ）は、切断機の側面図、（ｃ）
は、定寸ストッパーの側面図である。

第４図において、２７は、素材搬送コンベア４上を搬送
中の木材３の移動距離を測定する回転長さ測定器、２８
は、木材３の搬送を円滑にするための搬送ローラ、５は
、画像処理により欠陥部を明暗のレベルで判定する撮像
カメラである。

３０は、定寸ストッパー６で位置決めした木材３を、そ
の位置に押える木材押え機構、３０ａは木材押えアーム
、３１は木材押え作動シリンダ、３２は電動九のこぎり
装置、３３は、丸のこぎりの刃３２ａを木材３の切断位
置へ出入せしめるのこぎり刃作動シリンダで、これらで
、位置決めされた木材３を押えて切断する作業を行う切
断機１０を構成している。

次に、第５図は、切断材、不要材の搬送手段を示す略伝
構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は。

（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、（ｃ）は、（ａ）のＣ−Ｃ
矢視断面図である。

第５図において、４は素材である木材３の搬送路である
搬送コンベア、４′は所要寸法に切断した木枠仕組用の
切断材３′の搬送コンベア、４′は、木枠仕組以外に利
用される切断材３１の搬送コンベア、９は、再利用材を
再利用材カートリッジ１２に４回収するための逆搬送コ
ンベア、７は。

再利用材を回収するための再利用材落しシリンダ、７ａ
はそのブツシャ部、８は、不要材落しシリンダ、８ａは
、そのブツシャ部である。

第５図（ｂ）に示すように、再利用材落しシリンダ７は
、切断機１０で切断した残材の再利用可能なものを逆搬
送コンベア９に押し出す機能をもつ、また、不要材落し
シリンダ８は、切断機１０で切断した欠陥のある不要材
を第５図（Ｑ）に示すように不要材廃却側へ落す機能と
、木枠用以外の切断材３′を搬送コンベア４′に送り出
す機能または再利用可能な切断材を逆搬送コンベア９側
へ送り出す機能とを合わせもつものである。このため、
不要材落しシリンダ８は、第５図（ｃ）に矢印で示すよ
うに、ブツシャ部８ａを水平方向および上下方向に移動
可能な構造となっている。

第４図に示した定寸ストッパー６、切断機１０、第５図
に示した切断材、不要材の搬送手段の各作動は、中央制
御装置の指令にもとづき素材供給部制御盤、素材切断部
制御盤によって自動運転されるものである。

次に、第６Ｔａは、第１図の移載ハンド１のハンド部の
作用を示す略伝作動図である。

第６図において、４０は、ハンド昇降シリンダ、４１は
、ハンド回転シリンダ、４２はＸＹハンドであり、これ
らの機構は移載ハンド１５の走行桁部に装備されている
。

すなわち、移載ハンド１５は、中央制御装置の指令に従
い、木枠化組部制御盤によって自動運転される走行うレ
ンないし移載ロボットとして機能するもので１台車１６
上に切断材３′を井桁状に組み付ける作業を行う。

次に、第７図は、第１図の釘打機１７の詳細を示す正面
図である。

第７図に示すように、切断材３′を井桁状に組み付けた
木枠３Ａは台車１６に載せられて釘打機１７の下部に位
置決めされる。

釘打機１７は、前記木枠３Ａ上の高い位置のフレーム１
７ａに設置された釘供給装置５０．木枠３Ａ上の低い位
置のフレーム１７ｂに移動可能に設置された釘打ち装置
６０．およびこれら釘供給装置５０．釘打ち装置６０の
両者間を結ぶ釘落しホース５４．ホースジ１インド５５
．釘落しホース５６からなる装置が、木枠３Ａの中心Ｘ
に対して左右対称に一対設けられて、左右同時に釘打ち
ができるものである。

第７図において、５１は、釘収納箱で、第７図の例では
一例の釘供給装置にそれぞれ２種類の釘を選別できる２
個の釘収納箱が設けられている。

５２は、この釘収納箱５０に配列された釘６１を、木枠
３Ａの釘打ち位置のパターンに応じて複数の釘落しホー
ス５４．５６に案内する針受渡し部材、５３は、針受け
渡し部材を作動させる釘落しシリンダで、これらで釘供
給装置５０を構成している。

一方、５７は、木枠３Ａの釘打ち位置のパターンに応じ
て作動する釘打ちヘッド、５８は、複数の釘６１を同時
に打ち込む複数のハンマー、５９は、そのハンマーを打
ち込む釘打ちシリンダであり、これらで釘打ち装置６０
を構成している。

第７図の装置では片側の釘打ちヘッド５７で最大６本ま
で同時に釘が打てるよう、釘収納箱５０内の釘の配列は
６列となり、釘落しホース５６は、６本のホースが６個
の釘打ちヘッドに接続するように構成されている。第７
図では細部の図示を省略しているが、釘打ちヘッド５７
は６個の釘打ちヘッドを釘打ち位置パターンに対応する
ようにユニット化したものである。

このような釘打機１７は、木枠の仕様、すなわち切断材
３′の板厚、板幅等に応じて釘種類、釘打ち位置、釘本
数を中央制御装置によって選択設定できるもので、木枠
仕組部制御盤を介して自動運転されるものである。

次に、上記のような構成の自動木枠仕組装置の動作を上
記の各回および第８図の作業ステップに従って説明する
。

第８図は、本実施例に係る自動木枠仕組装置の作業手順
を示すフローチャート図である。

第８図の各ステップは予め中央制御装置に入力されてい
る。

素材供給部の木材カートリッジ１には、素材となる幅、
厚さの異なる木材が収納されている。

木箱包装のための特定の木枠製作が指示される（ステッ
プの）と、第８図に示すように、中央制御装置の指令に
もとすき素材供給部制御盤によって木材取出しハンド２
が作動し木材カートリッジ１から必要な素材に係る木材
３を取り出す（ステップ■）２．取り出された木材３は
、搬送コンベア４によって素材切断部１１に搬送される
（ステップ■）。

木材３は、搬送コンベア４上を流れ、電動丸のこぎり装
置３２の丸のこぎりの刃３２ａから所要寸法の位置に移
動した定寸ストッパー６に接触して位置決めされる（ス
テップ■）。同時に、木材３の節２割れ等の欠陥は撮像
カメラにより検出され（ステップ■）、欠陥がある場合
はその部分を切断除去し、欠陥がない場合は所要寸法長
さに切断が行われる（ステップ■）。このとき、位置決
めされた木材３は、その位置に木材押えアーム３２ａで
押えられ、このぎり刃作動シリンダ３３により作動する
電動丸のこぎり装置３２．すなわち切断機１０によって
切断される。

素材切断部１１における欠陥検出、位置決め。

切断の作業は、第８図に示すように、中央制御装置の指
令にもとすき、素材切断部制御盤により撮像カメラ５、
定寸ストッパー６、切断機１０の作動によって行われる
。

素材切断作業にともない、素材振分け、不要材の排出、
再利用材の搬送、収納、切断材の搬出など一連の操作が
行われるが、この操作は第８図に示すように素材供給部
制御盤によって制御される。

欠陥のある不要材は不要付落しシリンダ８によって廃却
される。再利用可能な残材は再利用付落しシリンダ７に
、よって逆搬送コンペ、ア９に移され。

再刊′用材カートリッジ１２に収納さ□れる。切断材□
のうち所要寸法外の切断材３１は、′不要付落しシリン
ダ８によって搬嫌コンベア４′、′に些され別部署へ搬
送されるか、または逆搬堺コ゛ンベア９に移され再利用
材カートリッジ１２へ送ら熟る。

所要寸法に切断された木枠用の切断材（仕組材）３′は
搬送コンベア４′により木枠仕組部１８側へ送られ（ス
テップ■）、切断材押出しシリンダ１３によって仕組材
ストッカー１４に一時保管される。

木枠五組み作業は、中央制御装置の指令にともすき木枠
仕組部制御盤により移載ハンド１５、釘打機１７を作動
させて行動れる。

木枠を組み付けるべき切断材（仕組材）３′は、移載ハ
ンド１５のＸＹハンド４２に′よって台車１６上に移載
される。このとき、ハンド昇降シリンダ４０．ハンド回
転シリンダ４１の作動により井桁状に組み付けられる（
ステップ■）。

台車１６上にセットされた木枠３Ａ上に釘打ち機の釘打
ちヘッド５７が第７図に示すように木枠中心Ｘに対し左
右対称に位置付けられる。

、木枠３Ａの板幅、厚みに応じて中央制御装置により選
択設定される釘打ち位置パターンに応じて、針供給装置
５０の釘収納箱５１から複数の釘６１が釘落しホース５
４．５６を経て釘打ちヘッド５７に供給され、複数のハ
ンマー５８、釘打ちシリンダ５９により複数の釘６１が
同時に打ち込まれる（ステップ■）。

釘打ちが終って完成された木枠３Ａは、台車１６から木
枠搬送コンベア１９に移され、木箱梱包現場へ払い出さ
れる（ステップ０）。

なお、台車１６の移動は、第８図に示すように木枠仕組
部制御盤により制御される台車送すモータ（図示せず）
によって駆動される。

本実施例によれば、素材切断のための位置決め作業、切
断作業、木枠結合のための釘打ち作業を連続して行うこ
とができ、作業時間の短縮を図ることが可能である。

また、木枠の節９割れ等の欠陥の検出が目視に頼らず的
確に行りれるとともに、欠陥材の廃却、残材の再利用、
木枠用の仕組材の搬送等の操作が自動的に短時間に行わ
れる。

さらに、木枠の仕組、釘打ち作業は、仕組材の板厚、板
幅等に応じて釘種類、釘打ち位置、釘本数を自動的に選
択設定でき、常に安定した釘打ち強度、釘打ち精度が得
られ、かつ同時に複数の釘を打つことができて、従来の
人力による手作業にくらべ作業効率の向上は顕著である
。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明によれば、素材切断のための
位置決め作業、切断作業、木枠結合のための釘打ち作業
を連続して行い作業時間の短縮を図るとともに、素材の
欠陥を的確に検出して排除し、さらに仕組作業、釘打ち
作業について安定した精度２強度を確保しうる自動木枠
仕組装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る自動木枠仕組装置の
略伝平面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ矢視図、第３図
は、第１図の木材取出しハンドの構成を示す図で、（ａ
）は正面図、（ｂ）は側面図、第４図は、第１図の切断
機まわりの略伝構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は切
断機の側面図、（Ｑ）は定寸ストッパーの側面図、第５
図は、切断材、不要材の搬送手段を示す略伝構成図で（
ａ）は平面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、
（ｃ）は、（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図、第６図は、第１
図の移載ハンドのハンド部の作用を示す略伝作動図、第
７図は、第１図の釘打機の詳細を示す正面図、第８図は
１本実施例に係る自動木枠仕組装置の作業手順を示すフ
ローチャート図である。 １・・・木材カートリッジ、２・・・木材取出しハンド
、３・・・木材、４．４　’、４’・・・搬送コンベア
、５・・・撮像カメラ、６・・・定寸ストッパー、７・
・・再利用付落しシリンダ、８・・・不要付落しシリン
ダ、９・・・逆搬送コンベア、１０・・・切断機、１１
・・・素材切断部、１２・・・再利用材カートリッジ、
１３・・・切断材押出しシリンダ、１４・・・仕組材ス
トッカー、１５・・・移載ハンド、１６・・・台車、１
７・・・釘打機、１８・・・木枠仕組部、４０．・・・
ハンド昇降シリンダ、４１・・・ハンド回転シリンダ、
４２・・・ＸＹハンド、５０・・・針供給装置、５１・
・・釘収納箱、５２・・・針受渡し部材、５３・・・釘
落しシリンダ、５４．５６・・・釘落しホース、５７・
・・釘打ちヘッド、５８・・・ハンマー、５９・・・釘
打ちシリンダ、６０・・・釘打ち装置、６１・・・釘。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、素材の木材を所要寸法に切断し、その切断材を木材
   に結合する一連の作業を、制御装置の指令に従って行う
   自動木材仕組装置であって、素材収納部と、この素材収
   納部から素材を取出すハンドリング手段とからなる素材
   供給部と、素材の搬送路と、素材の欠陥を検出する手段
   と、欠陥材あるいは所要寸法に切断すべき素材を切断作
   業位置に停止せしめる位置決め手段と、位置決めされた
   素材を切断する切断機と、切断材を送り出す手段とから
   なる素材切断部と、切断材を井桁状の木枠に組み付ける
   ハンドリング手段と、木枠の仕様に応じて釘の種類と釘
   打ち位置を、予め制御装置に記憶したデータに基いて選
   定して釘打ちを行う自動釘打ち装置とからなる木枠仕組
   部とを備えたことを特徴とする自動木枠仕組装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、欠陥材
   を検出し排除する手段は、画像処理により欠陥部を明暗
   のレベルで判定する撮像カメラと、欠陥部を切断した不
   要材と再利用可能材とを仕分けて送り出す手段とを備え
   たことを特徴とする自動木枠仕組装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、井桁状
   に木枠を組み付けるハンドリング手段は、釘打ち作業台
   となるべき台車上を移動し、切断材を把持するハンドに
   、このハンドを回動せしめるハンド回転シリンダと、こ
   のハンドを昇降せしめるハンド昇降シリンダとを備えた
   ことを特徴とする自動木枠仕組装置。 ４、特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、自動釘
   打ち装置は、複数の釘収納箱と、この釘収納箱に配列さ
   れた釘を釘打ち位置のパターンに応じて複数の釘落しホ
   ースに受け渡す手段と、前記釘落しホースに接続し、釘
   打ち位置のパターンに応じてハンマーにより釘打ちを行
   う複数の釘打ちヘッドとを備えたことを特徴とする自動
   木枠仕組装置。