JPH07108501B2 - 加工機におけるワークの搬出入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は加工機における長尺の直線状ワークの鋼材を直
線に搬送し、加工機にワークを搬出入するワークの搬出
入装置に関する。

「従来の技術」 従来の加工機へのワークの搬出入は、人手に頼って並設
のローラコンベア上から加工機内に繰入れた後、所定の
設定位置にバイスにより固定し、この状態で加工を施し
た後にバイスによる固定を解除し、次いで人手により加
工機外に搬出するようにしたものが多く利用されてい
る。この種のものとして、本出願人において、特開昭60
−39050号公報記載のものを既に提案している。この公
報記載のものは、門型フレームにウエーブ及び両フラン
ジ穿孔用の３台のドリルユニットを装着させておき、該
門型フレームを形鋼の長手方向に移動自在に設けたもの
である。そして、形鋼の端部又はセンター等加工の基準
となる位置を門型フレームの移動原点に位置させてバイ
スにより固定した後に、形鋼に対して門型フレームを移
動させながら、形鋼の予め定めた位置に穿孔を施すよう
にしたものである。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記従来のものでは、人手に頼って搬入
し位置決め固定していることから、多くの作業時間を必
要とし、かつ重量のある形鋼を搬入するものであるか
ら、重労働を強いられることになり、又到底１人で作業
し得るものではなく、利便性に欠けるといった問題を有
していた。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、加工のためのワー
クの搬出入が極めて簡単でかつ短時間で行い得て、しか
もワークが長尺であっても第１のグリップと第２のグリ
ップとを交互に利用することで際限なく搬送し得る。こ
のように長尺物の形鋼材の２か所を強固に把持すると、
形鋼等のワークの製造に際して生じた部分的な曲がり、
反り部分が有る場合、これら第１のグリップと第２のグ
リップとからなるクランプ手段による直線的な把持が困
難となり、それぞれのグリップの移動が停止したり、ま
た、円滑な搬送ができないこともあった。

この発明の目的は、長尺物の形鋼材に微小の曲がりや反
り部分があっても、直線状に把持した状態を維持し、加
工位置へ搬送でき、搬出部に前記クランプ手段によって
把持して円滑にワークに搬出入作業が自動的に行うこと
ができる頗る便利な加工機におけるワークの搬出入装置
を提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段」 本発明は、上記目的を達成すべくなされたもので、搬送
されてきたワークを加工領域に固定する固定バイスおよ
び可動バイスとが配置され、このワークの所定位置にボ
ルト穴等を穿孔する穿孔ドリルを有するＹ軸ドリルユニ
ットおよびＺ軸ドリルユニットをそれぞれの駆動モータ
とともに門形フレームに近接して配置され、かつ、前記
ワークを搬送可能なように載置して自由に回転する支承
ローラを配設してなる形鋼の加工機において、前記固定
バイスと可動バイスとの間に配置され、搬入するワーク
の一端を把持する第１のグリップと第２のグリップとを
所定間隔を設けて直接上に配設し、前記第１のグリップ
および第２のグリップの移動搬送方向に直交する方向の
変位を吸収する反り補正部およびこの搬送方向に垂直す
る方向の変位を吸収する曲がり補正部をそれぞれの第１
のグリップおよび第２のグリップに設け、ワークが第１
のグリップによって把持して搬送され、この第１のグリ
ップがその移動原点で第２のグリップへワークを受渡
し、第１のグリップを開放し、この第２のグリップでワ
ークを挟持搬送しながら順次加工設定位置に搬送するこ
とを特徴とし、また、前記加工機へのワークの搬送方向
に沿ってワークを挾持するための前記第１のグリップ及
び第２のグリップを直線上に順次配設し、この第１のグ
リップ及び第２のグリップを一本のボールねじに螺合さ
せ、このボールねじの回動により相互に相反する方向に
移動するように設けられて、搬送されるワークを第１の
グリップおよび第２のグリップで交互に把持し、これら
グリップを移動させて形鋼等を搬送するものである。

「実施例」 以下に、本発明に係る加工機におけるワークの搬出入装
置の一実施例を図面に基づき説明する。この搬出入装置
について説明すれば、第１図において、１は台フレー
ム、２は該台フレーム１に固設された門型フレームであ
る。門型フレーム２の横架部2aにはガイドレール３を敷
設させておく。該ガイドレール３にＹ軸ドリルユニット
４を移動自在に装着する。Ｙ軸ドリルユニット４は、Ｙ
軸用サーボモータ５で回転駆動されるスクリューロッド
６にボールナット機構で螺合されている。Ｙ軸ドリルユ
ニット４は、Ｙ軸駆動モータ７で回転駆動されて、内蔵
の油圧シリンダでドリルツールが穿孔のために上下動す
るようになっている。門型フレーム２の一方の立脚部2b
にも高さ方向にガイドレール８が敷設されていて、該ガ
イドレール８に上下動自在にZ₁軸ドリルユニット９を装
着させてある。Z₁軸ドリルユニット９は、Z₁軸用サーボ
モータ10で回転駆動されるスクリューロッド11にボール
ナット機構で螺合されている。Z₁軸ドリルユニット９
は、Ｚ軸駆動モータ12で回転駆動され、かつ内蔵の油圧
シリンダで穿孔方向にドリルツールが移動するようにな
っている。

上記門型フレーム２の一方の立脚部2bgが固設された付
近の台フレーム１上には形鋼等のワークの送り込み方向
に適宜間隔をおいて固定バイス13を固設させておき、固
定バイス13の間隙内から上記Z₁軸ドリルユニット９のド
リルツールが形鋼等のワークのフランジに対して穿孔の
ために出没移動するようになっている。台フレーム１上
にはガイドレール14を付設させておき、該ガイドレール
14には固定バイス13側に向って走行自在に架台15を装着
する。架台15は油圧シリンダによって固定バイス13側に
向って移動するようになっている。架台15上の固定バイ
ス13と対向する側に可動バイス16を固設させてある。可
動バイス16も形鋼等のワークの繰入れ方向に適宜間隔を
おいて２個配設させてある。可動バイス16の下方の台フ
レーム１には、形鋼を受ける複数の支承ロール17を回転
自在に軸支させてある。更に、上記架台15には支持脚18
を立設させておき、該支持脚18には上記Z₁軸ドリルユニ
ット９と同様にガイドレールを介して上下動自在で、Z₂
軸駆動モータ19で回転駆動され、かつ内蔵の油圧シリン
ダで形鋼のフランジへの穿孔のために移動し得るZ₂軸ド
リルユニット20を装着させてある。Z₂軸ドリルユニット
20のドリルツールは上記可動バイス16の相互間の間隙内
から形鋼のフランジに向って出没するものである。上記
可動バイス16の相互間の間隙内、及び固定バイス13の相
互間の間隙内に油圧シリンダ21で上下動する上押え具22
を配設させてある。上押え具22は、形鋼を支承ロール1
7、第１のグリップ23及び第２のグリップ24の各把持部
（固定爪46と可動爪50）に向って押圧して、鋲孔の穿孔
時に形鋼を移動不能に固定するためのものである。第１
のグリップ23及び第２のグリップ24は、固定バイス13か
固設された台フレーム１の一端部を他の部分より上方に
突設させてあって（第６図参照）、この台フレーム１の
突出部内面に据え付けてある。上記Ｙ軸ドリルユニット
４、Ｚ軸ドリルユニット９、Z₂軸ドリルユニット20の各
ドリルツールは、常時一平面上に位置して穿孔動作する
ようになっている。各ドリルツールが位置する平面内よ
りやや搬入側の位置にレーザ発光器Ａと受光部Ｂとを、
形鋼を挾んで対向させて配設させており、レーザ発光器
Ａからのレーザー光を形鋼の先端で遮断することにより
形鋼の繰入れ長さを計測し、上記形鋼に対する各ドリル
ツールでの穿孔位置を割り出すようになている。レーザ
ー発光器Ａ及び受光部Ｂは、可動バイス16及び固定バイ
ス13に設けた透光内に装着させてある。

第１のグリップ23及び第２のグリップ24は、第２図乃至
第４図に示す如く一本のボールねじであるスクリューロ
ッド25に装着されている。つまり、第１のグリップ23
は、形鋼の搬入端側（第２図左側）に、一方第２のグリ
ップ24は形鋼の搬出端側（第２図右側）においてそれぞ
れスクリューロッド25に装着されてある。スクリューロ
ッド25は、第１のグリップ23および第２のグリップ24が
装着される部分、すなわち、これら第１のグリップ23お
よび第２のグリップ24のＸ軸スライダー29に固着したＸ
軸ベアリングホルダ35のボールベアリング機構36のねじ
27とねじ28に螺合している。ねじ27とねじ28とでは逆ね
じになっていて、グリッパー用サーボモータ26で回転駆
動されるようになっている。スクリューロッド25は、台
フレーム１に回転自在に支承されてあり、その一端には
上記グリッパー用サーボモータ26を連結させてある。ス
クリューロッド25の回転数及び回転角はグリッパー用サ
ーボモータ26に内蔵のロータリーエンコーダで計測され
て、第１のグリップ23及び第２のグリップ24の移動位置
を検出するようになっている。第１のグリップ23及び第
２のグリップ24は同一構成になっている。つまり、第１
のグリップ23及び第２のグリップ24は、第４図乃至第８
図に示す如く、ボールベアリング機構36を備えたＸ軸ベ
アリングホルダ35、Ｘ軸スライダー29を有している。該
Ｘ軸スライダー29は、第５図，第６図及び第８図に示す
如く側面略Ｔ字形に形成され、側面壁に上下にリニアウ
ェイベアリング30,31を付設させ、この各リニアウェイ
ベアリング30,31は、上記台フレーム１にクランパーベ
ース32を介して敷設したガイドレール33,34に走行自在
に装着するようになっている。Ｘ軸スライダー29の水平
壁下面にＸ軸ベアリングホルダ35を固設する。Ｘ軸ベア
リングホルダ35には第４図に示す如く上記スクリューロ
ッド25と螺合するボールベアリング機構36を装着するよ
うになっている。

前記Ｘ軸ベアリングホルダ35を固着したＸ軸スライダー
29の立壁面に二つの貫通孔が穿孔され、２本のピン37を
挿入させてあり、該ピン37に第６図及び第８図に示す如
くリニアブッシュ38を介在させて形鋼の長手方向（形鋼
の繰入れ方向）と直交する方向に移動自在に第１のクラ
ンプホルダ39の孔39aを嵌合する。このようにして前記
第１のグリップおよび第２のグリップの移動方向（形鋼
の搬送方向）に直交する方向の変位を吸収する反り補正
部を形成している。第１のクランプホルダ39とＸ軸スラ
イダー29の立壁との間のピン37に、第１のクランプホル
ダ39の移動を規制するカラー40を嵌合させてあり、かつ
ピン37の他側にはカラー40の方向に向って第１のクラン
プホルダ39を押圧するブッシュスプリング41を嵌合させ
てある。第１のクランプホルダ39に孔39bを有して、該
孔39bにリニアブッシュ42を介在させて２本のピン43を
上下摺動自在に嵌合させる。これによって形鋼の搬送方
向に垂直方向の変位を吸収する曲がり補正部が形成して
ある。該ピン43の頭部は第２のクランプホルダ44に固設
させてある。第２のクランプホルダ44は上面中央が凹陥
させてあって、その凹陥部の両側の突縁に押えプレート
45をボルト止めをし、又、この凹陥部を跨ぐように形鋼
Ｗを挟持する固定爪46を上面一端側にボルト止めしてあ
る。この第２のクランプホルダ44の一側端面に、シリン
ダープレート47を介して油圧シリンダ48を固設する。油
圧シリンダ48のピストンロッド48aはシリンダプレート4
7を貫通して第２のクランプホルダ44の凹陥内に臨ませ
て、該凹陥内に摺動自在に収納させたクランプスライダ
ー49に連結させてある。クランプスライダー49には上記
固定爪46と共に形鋼のフランジ下端を挾持するための可
動爪50をボルト止めする。第１図において、51は装置全
体の制御を行う制御装置、第６図において、Ｗは形鋼で
ある。

又、本実施例では本出願人が特開昭61−20804号公報に
記載された発明において既に提案したウエーブハイト検
出装置52,及び特開昭61−20806号に記載された発明のウ
エーブ幅検出装置を付設させてある。ウエーブハイト検
出装置52は、形鋼フランジへの穿孔ピッチとウエーブ厚
みを制御装置51に予め入力させておき、ウエーブハイト
検出装置52が作動すると、その移動原点からウエーブ平
坦下面までの実測距離が制御装置51に送られ、瞬時に演
算を行って、ウエーブセンターを基準とするフランジへ
の穿孔の位置決めが容易にかつ正確に行われ得るもので
ある。一方ウエーブ幅検出装置は、形鋼Ｗへの穿孔ピッ
チを制御装置51に予め入力させておき、固定バイス13に
対して可動バイス16を移動させて形鋼Ｗを固定させた時
の可動バイス16を移動量から形鋼Ｗのウエーブ幅を求
め、更にウエーブセンターを演算して該ウエーブセンタ
ーからのウエーブへの孔開け位置を割り出すようにした
ものである。

そして、上記構成において、第２図及び第３図に実線で
示す位置で第１図に示す矢印方向から形鋼Ｗが搬入され
ると、第１のグリップ23の固定爪46と可動爪50との間に
形鋼Ｗのフランジ下面が繰入れられる。この繰入れ長さ
は、第１のグリップ23の移動限点で第２のグリップ24が
形鋼Ｗのフランジ下面を挾持できる長さ、つまり第２図
及び第３図に二点鎖線で示す状態の時の第１のグリップ
23と第２のグリップ24との間の距離に相当する形鋼Ｗの
先端からの長さだけ第１のグリップ23に繰入れて、油圧
シリンダ48の作動により形鋼Ｗの該部分を挾持させる。
次いでグリッパー用サーボモータ26を駆動させて、第１
のグリップ23を第２のグリップ24側に向けて移動させて
形鋼Ｗを門型フレーム２内に繰入れ、この繰入れでレー
ザー発光器Ａからレーザー受光器Ｂに向うレーザー光に
より制御装置51が形光Ｗの先端からの繰入れ長を計測
し、予め制御装置51内に設定した穿孔位置に達するとグ
リッパー用サーボモータ26の駆動が停止し、次いで可動
バイス16が可動して、形鋼Ｗを可動バイス16と固定バイ
ス13とで挾圧して固定する。その後、上記Ｙ軸ドリルユ
ニット４、Z₁軸ドリルユニット９、及びZ₂軸ドリルユニ
ット20で形鋼Ｗのウエーブ及び両フランジに穿孔する。
この穿孔後可動バイス16が開いて固定バイス13との間で
の形鋼Ｗの固定を解除し、再びグリッパー用サーボモー
タ26が駆動して第１のグリップ23により形鋼を次の穿孔
位置まで繰入れ、可動バイス16と固定バイス13とで形鋼
Ｗを固定した後に次の穿孔を行う。これを順次繰返す
が、第１のグリップ23が移動の限点に達すると、形鋼Ｗ
の先端のフランジ下面が第２のグリップ24の固定爪46と
可動爪50との間に繰入れられた状態となり、ここで第２
のグリップ24の油圧シリンダ48を作動させて第２のグリ
ップ24で形鋼Ｗのフランジ下面を挾持する一方、第１の
グリップ23での形鋼Ｗのフランジ下面の挾持を解除す
る。第２のグリップ24においても第１のグリップ23の場
合と同様にグリッパー用サーボモータ26により移動して
形鋼Ｗを搬送し、形鋼Ｗの所定位置で第２のグリップ24
による搬送を停止して、上記と同様に鋲孔を穿孔する。
第２のグリップ24においても形鋼Ｗを移動させながら形
鋼Ｗの所定位置に穿孔をする。第２のグリップ24が移動
の限点に達した時には、第１のグリップ23は、スクリュ
ーロッド25のねじ27,28が互いに逆ねじになっているこ
とから、移動の始点に戻る。従って、そのまま第１のグ
リップ23で形鋼Ｗのフランジ下面を挾持する一方、第２
のグリップ24で形鋼Ｗのフランジ下面の挾持を解除し、
上記グリッパー用サーボモータ26で第１のグリップ23を
送り動作させれば、更に形鋼Ｗを搬送しながら上記の如
き鋲孔の穿孔が行い得る。以後、上記動作を繰返して形
鋼Ｗの各箇所に所定の鋲孔を穿孔する。

ところで、この発明のワークの搬出入装置において、第
１のグリップ23及び第２のグリップ24は、前述のように
第１のクランプホルダ39に反り補正部である二本のピン
37が嵌合され、形鋼Ｗに反り部分があって、搬送困難な
状態であってもこの変位は吸収され、確実に形鋼Ｗを把
持することができる。また、第１のクランプホルダ39の
孔39bにピン43が嵌合されているから、形鋼Ｗの上下の
曲がりがあってもこの曲がり補正部によって変位が吸収
され、強固に形鋼Ｗを保持して搬送することができる。

油圧シリンダ48により固定爪46と可動爪50とで形鋼Ｗの
フランジ下面を挾持させた後に、可動バイス16が可動し
て固定バイス13との間で形鋼Ｗを固定する時に形鋼Ｗが
固定バイス13側に向って位置ずれするが、この時第１の
クランプホルダ39がピン37に沿って移動する。第１のク
ランプホルダ39は、形鋼Ｗに反りが生じていた時も、こ
の反りに応じて移動が可能である。一方形鋼Ｗは上下方
向にも曲がりが生じていることがあり、このような形鋼
Ｗを第１のグリップ23又は第２のグリップ24で挾持して
送り動作をさせると、形鋼Ｗの曲がり状態に応じて、第
１のグリップ23又は第２のグリップ24に上下方向の力が
加わる。この時第１のグリップ23又は第２のグリップ24
は、第２のクランプホルダ44が第１のクランプホルダ39
に対して上下動して上記形鋼Ｗの曲がりに対する不用意
な力の作用を曲がり補正部で吸収する。

尚、形鋼Ｗの一方のフランジ下面を第１のグリップ23及
び第２のグリップ24で挾持して送り、この時形鋼Ｗの他
方のフランジ下面を支承ロール17で支承するようにした
が、この他方のフランジもグリップで挾持して搬送する
ことも可能であり、又、グリップで挾持する箇所もフラ
ンジ下面に限らず上面などの適宜箇所が可能である。

「発明の効果」 以上の如く、本発明に係る加工機におけるワークの搬出
入装置によれば、加工のためのワークの搬出入が極めて
簡易でかつ短時間で行い得て、しかもワークが長尺であ
っても、第１のグリップと第２のグリップとを交互に利
用することで際限なく搬送することができ、しかも、こ
の長尺のワークに反りや上下方向の曲がりがあっても、
各グリップに設けた補正部によってクランプ状態が強固
に維持されたまま、支障もなく円滑に搬出入を行うこと
もできる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る加工機におけるワークの搬出入装
置の一実施例を示し、第１図はその形鋼穿孔装置の全体
斜視図、第２図は第１グリップ及び第２のグリップの駆
動部分を示す正面図、第３図は第２図の平面図、第４図
は第１のグリップ及び第２のグリップの正面図、第５図
は第１のグリップ及び第２のグリップの縦断面図、第６
図は第１のグリップ及び第２のグリップの要部を断面に
した側面図、第７図は第１のグリップ及び第２のグリッ
プの平面図、第８図は第１のグリップ及び第２のグリッ
プの分解斜視図である。 １……台フレーム、２……門型フレーム ４……Ｙ軸ドリルユニット ９……Z₁軸ドリルユニット 13……固定バイス、16……可動バイス 20……Z₂軸ドリルユニット 23……第１のグリップ、24……第２のグリップ 25……スクリューロッド 26……グリッパー用サーボモータ 29……Ｘ軸スライダー 30……リニアウェイベアリング 35……Ｘ軸ベアリングホルダ 36……ボールベアリング機構 37……ピン 38……リニアブッシュ 39……第１のクランプホルダ 40……カラー 41……プッシュスプリング 42……リニアブッシュ 43……ピン 44……第２のクランプホルダ 45……押えプレート 46……固定爪 47……シリンダプレート 48……油圧シリンダ 49……クランプスライダー 50……可動爪 51……制御装置 52……ウエーブハイト検出装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送されてきたワークを加工領域に固定す
   る固定バイスおよび可動バイスとが配置され、このワー
   クの所定位置にボルト穴等を穿孔する穿孔ドリルを有す
   るＹ軸ドリルユニットおよびＺ軸ドリルユニットをそれ
   ぞれの駆動モータとともに門形フレームに近接して配置
   し、かつ、前記ワークを搬送可能なように載置して自由
   に回転する支承ローラを配設してなる形鋼の加工機にお
   いて、 前記固定バイスと可動バイスとの間に配置され、搬入す
   るワークの一端を把持する第１のグリップと第２のグリ
   ップとを所定間隔を設けて直線上に配設し、前記第１の
   グリップおよび第２のグリップの移動搬送方向に直交す
   る方向の変位を吸収する反り補正部およびこの搬送方向
   に垂直する方向の変位を吸収する曲がり補正部をそれぞ
   れの第１のグリップおよび第２のグリップに設け、ワー
   クが第１のグリップによって把持して搬送され、この第
   １のグリップがその移動原点で第２のグリップへワーク
   を受渡し、第１のグリップを開放し、この第２のグリッ
   プでワークを挟持搬送しながら順次加工設定位置に搬送
   することを特徴とする加工機におけるワークの搬出入装
   置。
2. 【請求項２】加工機へのワークの搬送方向に沿ってワー
   クを挾持するための第１のグリップ及び第２のグリップ
   を直線上に順次配設し、この第１のグリップ及び第２の
   グリップを一本のボールねじに螺合させ、このボールね
   じの回動により相互に相反する方向に移動するように設
   けられ、第１のグリップおよび第２のグリップの移動搬
   送方向に直交する方向の変位を吸収する反り補正部およ
   びこの搬送方向に垂直する方向の変位を吸収する曲がり
   補正部をそれぞれの第１のグリップおよび第２のグリッ
   プに設け、ワークが第１のグリップによって把持して搬
   送され、この第１のグリップがその移動原点で、第２の
   グリップへワークを受渡し、第１のグリップを開放し、
   この第２のグリップてワークを挟持搬送して加工領域外
   へ排出するように第１のグリップおよび第２のグリップ
   でワークを交互に把持しながらワークを搬出入すること
   を特徴とする加工機におけるワークの搬出入装置。