JPH0431814B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、住宅用アルミ建材等を建物の取り
付け寸法に合せて予め切断、穴明等の加工をする
建材用自動加工機に関する。

〔従来の技術〕

アルミ建具、手すり、窓格子等のアルミ建材を
製作する場合、建材メーカから支給される種々の
形材を取付寸法に従つて建具の種類別に加工寸法
を計算し、ビス穴加工、組子加工を施す。このよ
うなアルミ建材の加工をするため、従来は上記
種々の形材を水平に載置する台と、その台の長手
方向一端に取り付けた穴明け用のボール盤と、上
記台の両端にそれぞれ隣接して設けられた、形材
を所定長さに切断する切断機及び組子加工機とか
らなる建材加工機が利用されていた。

この建材加工機では、種々の形材の切断、穴
明、組子加工の各加工工程はそれぞれ別々に行な
われており、所定の長さに切断するため切断機に
形材を台から人手により移動させ、手動にて鋸刃
のレバーを引いて切断し、切断された形材をさら
に人手で移動させてボール盤にて穴明けし、さら
に組子加工のため組子加工機へ形材を人手で移動
させて同じく手動にて鋸刃のレバーを引いて組子
加工を行なつていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かゝる全て人手による運搬、寸法位置等の判断
では、加工すべき建材の種類が多種であること、
それに伴なつて加工寸法が異なり加工数が多くな
るために、使用形材の決定、加工寸法の計算に多
くの時間を要するという欠点があつた。

そこで従来も、このような問題点を解決するた
め、作業指図書を作成することによつて作業の整
理、作業ミスの防止が図られていた。しかしなが
ら、作業指図書を作成するのも人手で各形材の種
類、加工寸法等に応じて計算しなければならず、
その製作に多大な労力と時間を要し、誤りも多か
つた。しかも、作業指図書を作成しても直接加工
作業の能率向上には役立たず、多種少量生産のた
め依然として相当な加工時間を要していた。

この発明は、かゝる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的はマイクロコンピユータを使
用して取付寸法、建具の種類を入力することによ
りこのコンピユータ内で従来煩雑であつた形材の
種類の判別、形材ごとの加工寸法の計算を迅速、
正確に行いその出力により作業指図書を自動的に
作成するとともに加工台上に設けた自動位置決め
装置を連動して作動させ、形材の切断寸法、穴明
け位置、組子加工位置の寸法に合せてそれぞれの
位置に形材を移動せしめるアルミ建材の自動加工
機を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記問題点を解決するための手段として、この
発明では、加工組立てされる戸の取付寸法、組子
の間隔等の加工に必要なデータから所定の計算式
に従つて使用形材、切断寸法等の加工データを計
算するマイクロコンピユータと、このコンピユー
タの出力により作業指図書を作成プリントするプ
ロツタと、加工台上で形材を長手方向に搬送する
ための搬送部と、マイクロコンピユータの出力を
入力される制御回路を介して制御される駆動部に
より搬送部に沿つて移動される自動位置決め送行
機と、搬送部の端に取り付けられた穴明機、切断
機及び組子加工機のそれぞれの加工機とを備え、
搬送部長さを加工される形材の予め設定される最
大長さの約２倍とし、各加工機は搬送部の搬送経
路外にかつ少なくとも穴明機と組子加工機が互い
に反対側となるように設け、搬送部長さの中央の
原点を中心に送行機を左右交互にあるいはいずれ
か片側で繰り返し移動自在に設けて各加工機を選
択的に作動自在とし、送行機は左右側方に形材の
端を当接させる当接板を設けると共に回転ねじの
回転を直線移動量に変換する手段を有する駆動部
により移動位置決めされるように設けられて成る
建材用自動加工機の構成としたのである。

この場合、前記駆動部をパルスモータ及びボー
ルねじ装置から形成するようにしてもよい。

又、前記切断機を高速丸鋸切断機とするとよ
い。

さらに、前記穴明機をボール盤とするのが好ま
しい。

そして、前記制御回路を制御盤と制御操作盤と
から構成すると合理的な配置となる。

〔作用〕

加工組立される戸の取付寸法、組子の間隔等の
加工に必要なデータからマイクロコンピユータ内
で使用形材、切断寸法等形材の加工データを計算
し、その出力に基づいてプロツタにより作業指図
書を作成し、加工される形材の選択等の便に供す
ると共に、前記出力を制御回路に送る。制御回路
では制御操作盤からの指令信号により形材に対す
る切断、穴明、組子加工の加工作業を指令するた
め、必要に応じて駆動信号を駆動部へ送り、その
駆動力により自動位置決め送行機を移動せしめ、
これによりこの送行機に対して当接させて加工台
上に載置された形材を正確に加工すべき所定位置
へ移送し、その位置で切断、穴明、組子加工の各
加工作業を行う。

搬送部は形材長さの約２倍とされているから、
その中央原点を中心として左右に送行機を移動可
能とし、左右いずれの側でも形材の加工を可能と
している。

加工機は搬送経路中に設けることなく、経路外
に設けかつ少なくとも穴明機と組子加工機とを互
いに反対側に対向した位置で搬送路端に隣接して
設けられている。これは１つの形材に対して穴明
と組子加工のいずれもその形材の全長のいずれの
位置でも行なえるようにするためである。穴明機
と組子加工機が同じ側となるようにするといずれ
かの加工が形材の端において実施できない部分が
生じ、従つて反対側に位置することによつてこの
ような不都合を避けることができる。

さらに、送行機を左右交互に又はいずれか片側
で移動自在とすることによつて各加工機は選択的
に任意のものを選んで作動させることができる。
即ち、切断、穴明け、組子加工の加工動作はどの
順序で行なつてもよく、順番に対する制約を受け
ない。このことは、建材加工においては極めて重
要であり、少量多品種の形材の加工をする上で、
切断と組子加工の数があるときは多く生じ、又あ
る時は切断、穴明けが多いという場合でも極めて
柔軟に対応できることを意味する。

又、送行機は当接板に形材の端を当接させてこ
れを押しながら移動させかつねじ回転を直線移動
量に変換することによつて極めて高精度で移動・
位置決めが行なわれる。

〔実施例〕

以下この発明の実施例について添付図を参照し
て説明する。

第１図はこの実施例の自動加工機の全体概略図
である。１０は市販のマイクロコンピユータ、２
０はプロツタ、３０は自動位置決め送行機、４０
はボール盤、５０は高速丸鋸切断機、６０は組子
加工機、７０は制御盤、８０は制御操作盤であ
る。

後述するように、加工組立される戸の取付寸
法、組立の間隔等の加工に必要なデータをマイク
ロコンピユータ１０に入力し、これらデータに基
づいてこのコンピユータ内で所定の計算式に従つ
て使用形材、切断寸法等の加工データを計算し、
その計算結果の出力をプロツタ２０及び自動加工
機の制御盤７０へ送り、プロツタ２０により作業
指図書を作成し、また制御盤７０からの指令によ
り使用形材の切断、穴明け、組子加工をそれぞれ
行なうためこの形材を加工台上で自動位置決め送
行機３０を介して所定位置に移動せしめて、上記
３種の加工作業を能率よく行なうものである。

第２図は、自動加工機本体の全体斜視図であ
る。この加工機本体は、自動位置決め送行機３０
と、この送行機により加工すべき形材を移動せし
めるための加工台３１と、前記送行機のパルスモ
ータを含む送り機構と、前記加工台３１の端に取
り付けたボール盤４０と、加工台の両端に隣接し
て設けた高速丸鋸切断機５０及び組子加工機６０
と、自動位置決め送行機３０等の電気機器制御用
の制御盤７０と、この制御盤へ操作用の外部指示
信号を入力するための制御操作盤８０とを備えて
いる。

図示のように、加工台３１は適当な型鋼等を組
み合せて、加工作業の容易な高さの台として形成
する。加工台３１上には後で説明するローラ３６
の複数本から成る搬送部が設けられ、その上にこ
の搬送部に沿つて移動する自動位置決め送行機３
０が設けられている。搬送部長さは、図示の中央
原点にある送行機の左右いずれかの移動により片
側で形材に対して予め設定される最大長さの全長
に亘つて加工できるように、その最大長さの約２
倍とされている。

搬送部に搬送経路外には、一方の側に切断機５
０と穴明機４０とが、反対側には組子加工機６０
が設けられている。そして送行機３０を中央原点
から左右交互にあるいはいずれかの側に移動自在
に設けることによつて切断機５０、穴明機４０、
組子加工機６０のいずれかによる加工を選択自在
としている。

さらに、送行機３０はその左右側方に形材の端
を当接させる当接板３５を備えると共に、ボール
ねじ３３に係合してねじの回転を直線移動量に変
換することにより移動、位置決め自在に設けられ
ている。加工台３１その他加工台３１上に取り付
けられた装置等の詳細を第３図及び第４図に示
す。

第３図は加工台３１及びその上に設けられた諸
設備の配置を示す図である。

加工台３１の左端上に上部支持部３１ａを介し
てパルスモータ３２の取り付けられ、さらに２つ
の軸受３３ａを介して水平に保持されたボールね
じ３３にパルスモータ３２の出力軸が接続されて
いる。このボールねじ３３に嵌合する自動位置決
め送行機３０の詳細な断面を第４図に示す。自動
位置決め送行機３０は、三角形状のフレーム３８
と、その垂直フレームに固定した半円形板３８ａ
と、フレーム３８に水平に固定された接続部３
９、この接続部３９を水平方向に摺動案内する案
内部３９ａとから成り、案内部３９ａは案内レー
ル３９ｂに摺動嵌合している。さらに、前記フレ
ーム３８にはその前後端に、加工すべき形材の端
が当接する当接板３５が設けられている。また、
加工台３１の上面には前記形材を台の長手方向に
移動させるに便利のように適宜間隔でローラ３６
が複数本設けられており、ローラ３６の上面レベ
ルが隣接する切断機５０及び組子加工機６０の各
台の上面レベルとほゞ合致する高さとしてある。
第４図に示すように、ローラ３６を水平に保持す
るための水平フレームの外側（図の右側）部材上
にはこの部材に沿つてガイドフレーム３７が設け
てあり、加工すべき形材Ｘをこのガイドフレーム
３７に沿つてローラ３６上に載置されている。

第５図は、この実施例による加工機の制御回路
を含む電気回路のブロツクダイアグラム図であ
る。加工組立される戸の取付寸法・組子の間隔等
の加工に必要なデータをマイクロコンピユータ１
０に入力すると、後述するフローチヤトにより所
定の計算式に従つて使用形材、切断寸法等の加工
データを計算し、その出力を制御盤７０の分岐ユ
ニツト７１を介してプロツタ２０及び制御盤７０
内の制御回路へ送る。前記制御盤７０はマイクロ
コンピユータ１０から入力をプロツタ２０と後続
の読込ボード７２へ分岐する分岐ユニツト７１、
読込ボード７２、この読込ボード７２からの出力
を受けて、他の外部指令信号等との比較・演算を
するCPU（中央処理装置、以下CPUと略称する）
７３、前記CPU７３からの指示により後述する
制御操作盤８０の表示ランプ点灯のための表示信
号を出力するランプ表示ボード７４、同様に
CPU７３と制御操作盤８０のスイツチ類との間
のスイツチ信号を入・出力するスイツチ入力設定
値ボード７５、CPU７３に入力されるマイクロ
コンピユータ１０からの送行機３０の目標位置を
表わす信号と後述のロータリエンコーダ３４から
の回転数による送行機３０の現在位置を表わす信
号との比較のための入・出力信号を送る現在値読
込ボード７６、さらにCPU７３からの指令によ
つてパルスモータ３２へ駆動信号を送るパルスモ
ータ制御部７７とを備えている。前記パルスモー
タ３２は前述したようにボールねじ３３の一端に
連結されており、このボールねじ３３により送行
機３０は軸の前後方向に送られ、そのもう一端に
はロータリエンコーダ３４が連結されていて、ボ
ールねじ３３の回転数をカウントし、その出力信
号を前記現在値読込ボード７６へ送り、CPU７
３内で送行機３０の目標位置を表わす信号と比較
演算するように構成している。前記自動位置決め
送行機３０の移動経路内にはこの送行機３０の原
点を検出する原点検出スイツチ３５が設けられて
おり、この原点の信号はスイツチ入力設定値ボー
ドへ送られる。また送行機３０をボール盤４０、
切断機５０、組子加工機６０による各加工作業と
関連して移動させるため加工開始の信号を発する
スイツチ５５，６３を加工台３１の両端足元付近
に設けてあり、その出力信号を同じくスイツチ入
力設定値ボード７５へ入力する。

さらに、上記制御盤７０に対して、前記各加工
作業用の機器を制御盤７０を介して制御するため
の指令信号を外部から入力する制御操作盤８０を
設けている。この操作盤８０は主として各加工作
業の指令をするスイツチ類と種々の表示部もしく
は表示ランプから成る。前記スイツチ類として、
切断、穴明、組子加工の加工作業及び原点復帰動
作指示のための作業モードキー８４、及び自動／
手動の切換えスイツチ８６ａ、データモードの選
択キー８６ｂ，８６ｃ、送行機３０の移動開始信
号を送る起動スイツチ８６ｄ、送行機３０の停止
中に外部CPUからのデータを制御盤７０が受信
可能とする信号を与えるデータキー８６ｃを設け
て成る。これらスイツチ類のスイツチ信号は全て
制御盤７０のスイツチ入力設定値ボード７５へ入
力される。表示部等として作業指示書番号及び形
材番号の表示をする作業・形材表示部８１、マイ
クロコンピユータ１０により計算された送行機３
０の移動距離の目標値を表示する目標値表示部８
２、送行機３０の現在位置を表示する現在値表示
部８３を設け、表示部８１，８２に対してはスイ
ツチ入力設定値ボード７５から、表示部８３に対
しては現在値読込ボード７６からそれぞれ表示信
号が送られる。そして作業モードキー８４、スイ
ツチ８６ａ、スイツチ８６ｄ、データキー８６ｅ
についてはスイツチとしてONになると同時にそ
れぞれランプが点灯され、この点灯信号はランプ
表示ボード７４から送られる。なお、手動操作時
に送行機３０の移動目標値を入力するテンキー８
５が設けられており、スイツチ入力設定値ボード
７５を介して入力される。

上記制御回路とは別に、切断機５０、ボール盤
４０の駆動スイツチ５４及び組子加工機６０用の
駆動スイツチ６４がそれぞれの加工機器に対して
設けられている。

以上のように構成したこの実施例の作動につい
て以下説明する。

アルミ建具、手すり、窓格子等のアルミ建材製
の戸を製作するため、まずＡ）戸の取付寸法、
Ｂ）戸の枚数（TN＝１〜４枚）、戸の種類（記
号YK等）、Ｃ）縦・横の組子の等間隔・不等間
隔の別、組子の本数等の加工仕上げ寸法をマイク
ロコンピユータ１０に入力する。マイクロコンピ
ユータ１０内では第６図に示すフローチヤートに
従つて所定の計算式により必要データを計算す
る。上記入力データの対象である戸の形状、寸
法、所要加工位置等を図示すると第７〜９図の通
りである。

第７図は戸の枚数TN＝４の場合で、そのうち
の１枚の詳細図が第８図である。

第８図にはガラス入り障子戸１００の組立状態
を示している。この障子戸１００は、上桟１０
１、中桟１０２、下桟１０３、框１０４、組子枠
縦材１０５ａ、組子枠横材１０５ｂ、額縁縦材１
０６ａ、額縁横材１０６ｂ、ガラス１０７から成
る。上述の障子戸１００を加工・組立するため
に、上記各戸の部材を組立前に穴明、組子加工し
た状態を第９図に示す。これら各部材の加工機に
よる加工作業方法は後で説明する。

こうして、上記入力データをマイクロコンピユ
ータ１０に入力されると、）のステツプでＡ），
Ｂ）の入力の戸の寸法、枚数より框、上桟、中
桟、下桟の使用形材名、形材切断寸法、使用本
数、中桟取付位置を決定する。次に、）のステ
ツプで上桟、中桟の位置から決まる組子取付位置
より所定の計算式に従つて、縦横の組子枠、組子
の使用形材名、形材切断寸法、使用本数を決定す
る。さらに）のステツプでＣ）において入力し
た縦横組子の種類、本数から所定の計算式に従つ
て組子枠に組子を取り付ける穴明位置、縦横の組
子を組合わせる加工位置を決定する。そして、
）のステツプで中桟、下桟の位置より決まるガ
ラス取付位置より所定の計算式に従つて、ガラス
戸回りの額縁の使用形材名、寸法、本数、ガラス
の寸法、枚数を決定する。

以上の計算をした後、その出力を制御盤７０の
分岐ユニツト７１に送り、プロツタ２０において
作業指図書の形式に変換の上プリントするととも
に、分岐ユニツト７１のもう１つの出力を、前述
のように制御回路への指令信号として送る。前記
作業指図書のプリントされた表を第１０図に示
す。

以上の計算、準備を行つた後、自動加工機の制
御盤７０及び制御操作盤８０の電源（図示省略）
をONにすると、操作盤８０の各表示部は次のよ
うに表示される。

作業モードキー８４ ……切 断 作業・形材表示部８１……oo oo （データ無しの場合） 目標値表示部８２ ……oooo.o 現在値表示部８３ ……oooo.o 自動／手動切換スイツチ８６ａ……手動モード （自動ランプ消灯） データモード選択キー８６ｂ，８６ｃ……作業
モード この状態で作業モードキー８４の原点キーを押
すと、原点ランプ点灯と同時に送行機３０が移動
し、ボールねじ３３の長さ方向中央の原点にセツ
トされ、原点位置にセツト終了原点ランプは消灯
される。こゝでデータキー８６ｅを押すとマイク
ロコンピユータ１０からのデータは読込ボード７
２に受信され、CPU７３のメモリー部に記憶さ
れる。すると、目標値表示部８２にはマイクロコ
ンピユータ１０による計算目標値が表示される。
作業モードキー８４にはさらに切断、ボール盤、
組子の３つのキーがあり、各加工作業に対応して
いずれかのモードキーを選択する。

自動／手動モードキー８６ａを押すと、自動モ
ードと手動モードのいずれかに交互に切り換えら
れる。初期状態では手動モードになつている。

上記自動／手動モードキー８６ａにより自動モ
ードを選択した後は次の操作をする。データモー
ド選択キー８６ｂ，８６ｃを押すと、作業・形材
表示部８１に作業指示書番号及び形材番号が表示
される。

手動モードの時はテンキー８５から目標値が入
力され、スイツチ入力設定値ボード７５及び
CPU７３を介して目標値表示部８２に表示され
る。

送行機３０の駆動部の運転は起動キー８６ｄを
押すことにより開始される。運転が開始されると
起動ランプが点灯し、送行機３０が目標値に向つ
て移動する。目標値に達すると（現在値＝目標
値）送行機３０は停止し、起動ランプが消える。
この時、形材番号は更新され、新しい目標値が表
示される。

以上の操作において、起動キー８６ｄを押して
パルスモータ３２を駆動する前に、作業指図書に
示された形材を第２図に示すように原点にセツト
された送行機３０の当接板３５に対して、切断・
穴明加工作業をする場合は加工台３１の左側ロー
ラ３６上に載置して当接せしめる。起動キー８６
ｄを押すと、所要距離送行機３０はパルスモータ
３２の駆動により移動して停止する。次に手動ス
イツチ５４を押すと切断機５０のスイツチが入
る。手動レバー５２を手前に引くと丸鋸５３が、
ガイドレール３７に沿つて置かれた形材に向つて
接近し、そこで所要長さに形材は切断される。さ
らに形材の長さ方向所定位置に穴明けするため、
操作盤８０の作業モードキー８４の穴明キーを押
す。すると、さらに送行機３０はパルスモータ３
２の駆動によりさらに左側に移行する。所定位置
に形材が送られると、その位置においてボール盤
４０のスイツチ４１を押して穴明けをする。切
断、穴明作業が終了すると、加工された形材を加
工台３１から取り除き、第２図右側の組子加工機
６０に対して所定位置に置くため加工台３１のロ
ーラ３６の右側上に乗せる。その前に作業モード
キー８４の原点キーを押して送行機３０を再度原
点位置に復帰させておく。原点にセツトされた送
行機３０の当接板３５（第２図の右側）に形材を
当接させ、さらに組子加工キーを押して形材を所
定位置まで移送する。所定位置において、手動ス
イツチ６４を押し、手動ハンドル６１を手前に引
いて組子加工用の長鋸６２を動かして形材に対し
て組子加工をする。

以上の操作を各形材に対して行い、各形材に必
要な切断、穴明、組子加工のそれぞれを必要に応
じて行う。加工後の形材は加工台３１から外さ
れ、組立作業場に運搬された後組立される。

〔効果〕

以上説明した通り、加工しようとする戸の形
状、寸法等のデータから予めマイクロコンピユー
タ内で必要な加工データとして計算し、その出力
に基づいて作業指図書を作成して作業の便を図る
と共に、自動位置決め送行機３０を用いて、形材
を切断、穴明、組子加工位置に正確に移送し、各
所定位置において切断、穴明、組子加工を施すこ
とによつて、従来手動計算、人手による位置決め
等の手作業で行なわれていた加工作業を自動化す
ることができるから、極めて正確・迅速な作業が
可能となり、加工作業の合理化により作業時間・
能率が大幅に向上、改善される。また、３台の加
工機を１台の自動位置決め装置で使用できるので
コストが安くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の建材用自動加工機の実施例
の全体概略図、第２図は前記自動加工機の本体の
斜視図、第３図は加工台上にパルスモータ、ボー
ルねじ、自動位置決め送行機等を載置した状態の
側面図、第４図は第３図の線−から見た断面
図、第５図は制御盤、制御操作盤を含む制御回路
図、第６図はマイクロコンピユータ内で行う計算
のフローチヤート、第７図は製作する戸の略図
（枚数３枚）、第８図は第７図の戸の１枚の詳細
図、第９図は組子加工状態を示す図、第１０図は
作業指図書の一例を示す図である。 １０……マイクロコンピユータ、２０……プロ
ツタ、３０……自動位置決め送行機、４０……ボ
ール盤、５０……高速丸鋸切断機、６０……組子
加工機、７０……制御盤、８０……制御操作盤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加工組立てされる戸の取付寸法、組子の間隔
   等の加工に必要なデータから所定の計算式に従つ
   て使用形材、切断寸法等の加工データを計算する
   マイクロコンピユータと、このコンピユータの出
   力により作業指図書を作成プリントするプロツタ
   と、加工台上で形材を長手方向に搬送するための
   搬送部と、マイクロコンピユータの出力を入力さ
   れる制御回路を介して制御される駆動部により搬
   送部に沿つて移動される自動位置決め送行機と、
   搬送部の端に取り付けられた穴明機、切断機及び
   組子加工機のそれぞれの加工機とを備え、搬送部
   長さを加工される形材の予め設定される最大長さ
   の約２倍とし、各加工機は搬送部の搬送経路外に
   かつ少なくとも穴明機と組子加工機が互いに反対
   側となるように設け、搬送部長さの中央の原点を
   中心に送行機を左右交互にあるいはいずれか片側
   で繰り返し移動自在に設けて各加工機を選択的に
   作動自在とし、送行機は左右側方に形材の端を当
   接させる当接板を設けると共に回転ねじの回転を
   直線移動量に変換する手段を有する駆動部により
   移動位置決めされるように設けられて成る建材用
   自動加工機。 ２ 前記駆動部をパルスモータ及びボールねじ装
   置から形成したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の建材用自動加工機。 ３ 前記切断機を高速丸鋸切断機としたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の建材用自
   動加工機。 ４ 前記穴明機をボール盤としたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の建材用自動加工
   機。 ５ 前記制御回路を制御盤と制御操作盤とから構
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の建材用自動加工機。