JPH07132410A - 長尺形材の端部切断加工ユニット - Google Patents

長尺形材の端部切断加工ユニット

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JPH07132410A
JPH07132410A JP27414293A JP27414293A JPH07132410A JP H07132410 A JPH07132410 A JP H07132410A JP 27414293 A JP27414293 A JP 27414293A JP 27414293 A JP27414293 A JP 27414293A JP H07132410 A JPH07132410 A JP H07132410A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】単一のユニットで2箇所の切断加工を可能にす
ると共に、省力化の実現と安全性が確保されるばかりで
なく、単独機としても実効性に富む簡単な構造をもつ長
尺形材の端部切断加工ユニットを提供する。 【構成】水平基板(1a)上に同基板(1a)と平行して回転駆
動部と共に同一平面内を直線的に往復動する水平主軸(7
a)と、同主軸(7a)の一端に固設され、前記回転駆動部
(7) により前記主軸(7a)を介して鉛直面内を駆動回転さ
れる回転切断工具(8) とが設けられると共に、前記回転
切断工具(8) の回転軸線に直交し、同切断工具(8) の前
方の同一鉛直面内にあって、同切断工具(8) の作動領域
の左右境界部内で且つその中心に関して点対称の位置に
2組の形材把持手段(9,10)が設置されており、更には形
材(W) の加工先端面の位置決め手段(12)が設けられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば所定の長さに切
断されたアルミサッシ用の押出形材の端部に部分的な切
断加工を施すための切断加工ユニットに関し、好適には
前記押出形材の端部にプレス、穿孔などの多様な機械加
工を連続的に施す全自動加工機に適用される端部切断加
工ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】上記アルミ形材に限らず一般に所定の長
さに切断された長尺物品の端部には、最終組立てに必要
な多種多様の加工がなされる。前記アルミ形材の端部加
工をみても、その端部の周面には切欠き、打ち抜き、穿
孔等の各種の加工がなされるばかりでなく、その加工形
状も多岐にわたり、例えば図 に示すごとく形材端部の
一部を「く」の字状に切欠き加工をすることも多い。こ
れらの加工は主に切断加工によることが多く、一般的に
は人手によって加工がなされており、しかも一つの加工
が終わるのを待って残る一連の加工が順次なされること
が多い。そのため、多くの人手を要し作業能率を低下さ
せ、自動化等による生産性の向上を阻害する原因となっ
ている。
【0003】従来も、例えば特開平3−198930号
公報には完全自動化を図ったアルミ形材のプレス加工方
法と同加工機が開示されている。該公報に開示されたプ
レス加工機によると、それぞれに固有のコードが付され
た異なるプレス金型を装備する多数のプレス加工ユニッ
トが平面座標系のX軸,Y軸上に並列状態で且つ多段に
立設され、アルミ形材の端部加工にあたっては、前記加
工装置の側部に配設された供給装置から横並びで順次供
給される形材の一本を把持装置が水平に把持し、予め設
定されているプレス加工ユニットまでX軸,Y軸に沿っ
て移送し、次いで同形材の被加工端を前記プレス加工ユ
ニットの金型内に押し込む方向(Z軸方向)に移動し
て、同金型内に被加工端を押し込み所望のプレス加工を
なすようにしている。この加工が終了すると、前記動作
が繰り返されて次回以降の形材端部に順次プレス加工が
なされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかして、上記公報に
開示された加工機をも含めて従来の自動加工機は、過去
の一般的な手法であるプレス加工が主体で設計されてお
り、機構及び制御の複雑な切断加工ユニットを開発する
ことまでは想定せず、必要な切断加工を別途行うことが
多い。ところで、形材は一般に複雑な断面形状を有する
中空の押出材からなるため、相対する部分に同一形状の
切欠きを形成しようとする場合、切断加工であれば一回
の切断加工で済むところが、プレス加工によれば形材の
表裏を反転させてそれぞれの面で同一形状の打ち抜きを
するか、或いは特殊なダイプレートを用意する必要があ
る。特に形材の一部を所望の角度で斜めに切り欠こうと
する場合は、切断加工を採用することが効率的である。
【0005】そして、上述のごとく切断加工を終えて先
端に鋭いエッジ部を有する形材は、保管場所に一時的に
移動させるか、或いは次のプレス加工機まで直接移動さ
せることになる。この移動時に、その加工エッジ部が作
業者に触れて皮膚を傷つけ、或いは身体に突き刺さる危
険性があり、可能ならば作業の能率及び安全性の面から
切断加工とプレス加工とを同一加工機において行われる
ようにすることが最も望ましいことである。
【0006】本発明はかかる要求に応えるものであり、
その目的は単一のユニットで2箇所の切断加工を可能に
すると共に、省力化の実現と安全性が確保されるばかり
でなく、単独機としても実効性に富む簡単な構造をもつ
長尺形材の端部切断加工ユニットを提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、水平基板上
に設けられ、同基板と平行して回転駆動部と共に同一平
面内を直線的に往復動する水平主軸と、同主軸の一端に
固設され、前記回転駆動部により前記主軸を介して鉛直
面内を駆動回転される回転切断工具、前記回転切断工具
の回転軸線に直交し、同切断工具の前方の同一鉛直面内
にあって、同切断工具の作動領域の左右境界部内で且つ
その中心に関して点対称の位置に設置される2組の形材
把持手段と、形材の加工先端面の位置決め手段とを備え
てなることを特徴とする長尺形材の端部切断加工ユニッ
トにより達成される。
【0008】そして、前記形材把持手段は形材を上下及
び左右で位置決め把持すると共に、その加工部先端面の
位置決め手段を有しており、2組の形材把持手段が配設
される位置は前記切断工具の回転軸線の移動軌跡である
水平線上の左右略対称の位置に配設される場合と、回転
切断工具の上下切断領域内の斜め対称位置に配設される
と共に、各形材把持手段が上下把持位置の調節手段を有
してなる場合とがある。
【0009】
【作用】いま、上記公報に開示された自動加工機に本発
明の端部切断加工ユニットを組み込んだ場合についてそ
の作用例を説明すると、形材移送装置が形材供給装置か
ら一本の形材を受け取り、水平に把持した状態でX軸及
びY軸方向に移動して、前記形材Wを前記端部切断加工
ユニットの前面まで移送する。ここで、前記形材移送装
置が作動し始めて形材の加工端部を例えばクランク機構
等の回動手段により所定の姿勢に回転させ、次いで前記
端部切断加工ユニット内の左右一側部に設置された第1
把持手段に向けてZ軸方向に前進させる。このとき、同
時に第1把持手段の側面位置決め手段が形材の側面位置
を決めながら案内する。形材の加工端部の先端位置は、
形材の加工端部の位置を固定する端面位置決め手段によ
りなされる。次いで、形材は同位置に上下及び左右から
把持され不動の状態とされる。形材が把持されると、駆
動部が回転工具を回転駆動し始めると共に、前記形材に
向けて移動し、形材の端部を所望の切断幅で切断する。
【0010】この切断加工が終了すると、形材の把持手
段による把持が解かれ、形材移送装置が加工部の前面の
所定位置まで後退する。次いで、形材を前記端部切断ユ
ニット内の他側に設置された第2把持手段の前面位置ま
で移動させる。続いて、前記形材移送装置が作動を開始
して、形材をその軸線を中心に180°回転させると共
に、形材の加工端部を第2把持手段に向けてZ軸方向に
前進させる。このとき、形材は第2把持手段の側面位置
決め部により側面位置が決められる。また、形材の加工
端部の先端位置は、形材の加工端面に対向して設けられ
た加工先端位置決め手段により決定される。
【0011】こうして形材が第2クランパーにより位置
決めされる同時に把持されると、駆動部が回転工具を回
転駆動すると共に、切断開始位置まで水平移動させなが
ら形材Wの端部を所望の切断幅に切断して、形材の2回
にわたる切断加工を終了する。
【0012】上述のごとく、本発明の端部切断加工ユニ
ットによれば、同一ユニット内において同一の回転切断
工具を使用して異なる切断加工がなされる。そして、上
述の切断加工操作は制御装置に予め設定されている加工
手順に従って自動的になされるものであり、上記形材移
送装置の制御動作と連動させることにより、上記自動加
工機においてプレス加工と共に切断加工が自動的に行わ
れる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図1は本発明の代表的な実施例であるア
ルミサッシ用形材の端部切断加工ユニットの概略構成を
示す斜視図、図2は同ユニットの内部構造を示す平面
図、図3は同正面図である。
【0014】図示例による本発明の切断加工ユニット
は、天井部及び前面が開放され、左右の側壁は部分的に
切欠部を有しているハウジング1の底部に相当する水平
基板1aの上面に全ての部材をコンパクトに装備させて
構成される。
【0015】即ち、前記水平基板1aの後壁側の端部に
は、後壁部1bに平行させて2本のレール2が敷設さ
れ、同レール2には第1摺動体3が摺動自在に載架され
ている。第1摺動体3の上面には、第2摺動体4が第1
摺動体3の摺動方向と同一の方向に摺動可能に嵌着さ
れ、下段の第1摺動体3は基板1aの左側に設置された
第1流体圧シリンダー5のロッド端に連結され、上段の
第2摺動体4は前記第1摺動体3の上面右端部に固設さ
れている第2流体圧シリンダー6のロッド端に連結され
ている。
【0016】そして、第2摺動体4の上面中央部には出
力軸7aを前記レール2に直交させるようにして工具駆
動モータ7が載置固定され、前記出力軸7aの先端には
回転ノコ刃8が固着されている。従って、第1流体圧シ
リンダー5の作動により第1摺動体3が前記工具駆動モ
ータ7を載置固定している第2摺動体4と共にレール2
に沿って左右に往復動し、同時に第2流体圧シリンダー
6を作動させると、第2摺動体4が前記工具駆動モータ
7と共に第1摺動体3の上面を同じくレール方向に往復
動することになる。このようにハウジング1の狭少な内
部空間を有効に利用するため、短寸の第1及び第2流体
圧シリンダー5,6を上下2段に設置して、第1及び第
2摺動体3,4の各動作を複合させることにより、短寸
の流体圧シリンダーを使用して、工具駆動モータ7の左
右往復動に対する最大距離を確保するようにしている。
【0017】また、水平基板1aの前記回転ノコ刃8の
前方に位置し、同回転ノコ刃8の回転軸線と直交する同
一鉛直面内であって、同回転ノコ刃8が往復同する領域
の左右境界内には、その中心に関して点対称の位置に形
材Wの把持手段である第1及び第2のクランパー9,1
0が設置されている。そして、第1及び第2クランパー
9,10は、それぞれが形材Wを上下及び左右から位置
決めすると共に把持する位置決め把持手段を有してい
る。図1〜図3に示す実施例によれば、第1クランパー
9が基板1aの左側端部に配設され、第2クランパー1
0は基板1aの右側端部に配設されている。
【0018】第1クランパー9の位置決め把持手段は、
形材Wを載置して支持する形材載置台9a及び同形材載
置台9aの上方に対向して設置される流体圧シリンダー
9b−1のロッド端に固着された可動顎部9bと、形材
Wの一側面を位置決め案内する側面位置決め部材9c及
び同側面位置決め部材9cに対向して配設され同位置決
め部材9cに向けて左右に進退する流体圧シリンダー9
d−1のロッド端に固着された可動顎部9dとからな
る。従って、前記形材載置台9aは上下把持手段の固定
顎部を兼用し、前記側面位置決め部材9cは左右把持手
段の固定顎部を兼用する。そして、図示例によれば前記
側面位置決め部材9cは形材Wの一表面の長手方向に形
成されたスリットW-1に摺嵌される略T字状断面を有し
ている。
【0019】第2クランパー10の位置決め把持手段
は、形材Wの上面を下面で案内する形材案内部材10a
及び同形材案内部材10aの下方に対向して基板1a上
に設置された流体圧シリンダー10b−1のロッド端に
固着された可動顎部10bと、形材Wの一側面を位置決
め固定する側面位置決め部材10c及び同側面位置決め
部材10cに対向して配設され同位置決め部材10cに
向けて左右に進退する流体圧シリンダー10d−1のロ
ッド端に固着された可動顎部10dとからなる。従っ
て、前記形材案内部材10aは左右把持手段の固定顎部
を兼用し、前記側面位置決め部材10cは上下把持手段
の固定顎部を兼用する。そして、図示例によれば前記側
面位置決め部材10cは形材Wの一表面の長手方向に形
成された上記スリットW-1に摺嵌される略T字状断面を
有している。
【0020】また、本実施例によれば前記第1クランパ
ー9の形材載置台9aに載せられる形材Wの加工端面に
形成されたスリット状切欠部W-2が嵌着する位置には、
同形材Wの先端加工位置を決めるためのストッパ11が
設けられ、前記第2クランパー10の形材案内部材10
aに案内される形材Wの加工端面に対向する部位には、
同形材Wの先端加工位置を決めるための形材の加工先端
面の位置決め手段12が設けられている。この先端面位
置決め手段12は、図1及び図2に明示するごとくサー
ボモータ12aにより進退長さが制御される位置決めロ
ッド12bを備えている。
【0021】さて、以上の構成を備えた図示実施例の端
部切断加工ユニットの作用を図4及び図5をも参照しな
がら具体的に説明する。図4は切断加工の対象となる形
材Wの端部構造例を示している。同形材Wは本切断加工
ユニットにより図4に破線で示す部分が2段回にわたっ
て切断される。図5は、その切断手順を示している。図
6は、上述のごとく構成された本発明の切断加工ユニッ
トを、他の多段に並設されたプレス加工ユニットと共に
組み込んだ自動加工機の概略構成を示す全体斜視図であ
る。なお、本発明は図示した自動加工機に限らず、例え
ば上述の特開平3−198930号公報に開示された自
動加工機にも適用することができる。
【0022】ここで同自動加工機の構成を簡単に説明す
ると、本発明の切断加工ユニットCUと共にプレス加工
ユニットPUが多段に且つ多数並設された加工部13の
前面には、形材WをX軸、Y軸及びZ軸の3軸方向に位
置決め移送する形材移送装置14が設置されている。本
実施例によれば、同形材移送装置14は、形材を左右
(X軸方向)に移送案内するために上下に平行に配設さ
れた水平摺動レール14aと、同水平摺動レール14a
に摺嵌されて形材をX軸方向に移送案内すると共に垂直
方向(Y方向)に移送案内するための垂直摺動レール1
4bと、前記水平摺動レール14a及び垂直摺動レール
14bに案内されてX軸及びY軸方向に位置決め移送さ
れた形材Wを把持すると共に前後方向(Z軸方向)に移
送して所定の加工位置に位置決めするキャリアアーム1
4cからなる。
【0023】前記水平摺動レール14aに沿って垂直摺
動レール14bを位置決め移動するための作動手段、及
び前記キャリアアーム14cを垂直摺動レール14bに
沿って位置決め移動するための作動手段としては、それ
ぞれサーボモータ15,16と図示せぬボールネジが採
用されている。勿論、他の作動機構を採用してもよい。
また、前記キャリアアーム14cの作動手段には公知の
ハンドロボット機構とサーボモータが採用されている。
【0024】一方、前記形材移送装置14の一側部に
は、多数の形材Wを並列状態で順次供給し、それぞれの
形材Wを待機姿勢に整える形材供給待機装置17が設置
されている。形材Wの供給は通常と同様に図示せぬベル
トコンベアによりなされ、待機位置に供給された形材W
の姿勢決め装置は、形材Wの隣合う2側面に当接して支
持するV字状載置面を有する形材載置部17aと、同形
材載置部17aに載置された形材Wの先端位置を割り出
すマイクロスイッチ等からなる図示せぬ先端割出し部と
を備えている。
【0025】いま、キャリアアーム14cが前記形材供
給待機装置17から一本の形材Wを受け取り、水平に把
持した状態で水平摺動レール14a及び垂直摺動レール
14bに案内されてX軸及びY軸方向に移動して、前記
形材Wを上記端部切断ユニットCUの前面まで移送す
る。ここで、前記キャリアアーム14cが作動を開始し
て形材Wの加工端部を例えばクランク機構等の図示せぬ
回動手段により図1に示す姿勢とし、次いで前記端部切
断ユニットCUの左側に設置された第1クランパー9の
形材載置台9aに向けてZ軸方向に前進させる。このと
き、第1クランパー9の略T字状断面をもつ側面位置決
め部材9cが形材Wの一表面の長手方向に形成されたス
リットW-1に摺嵌して形材Wの側面位置を決めながら案
内する。
【0026】形材Wの加工端部の先端位置は、図5
(a)に示すごとく形材Wの加工端部に形成されたスリ
ット状切欠部W-2にストッパ11が嵌着することにより
なされる。このストッパ11が嵌着した時点で、形材載
置台9aの上方に対向して設置される流体圧シリンダー
9b−1と側面位置決め部材9cに対向して配設された
流体圧シリンダー9d−1とが作動して、形材Wを上下
及び左右から把持固定する。
【0027】形材Wが把持固定されると、電動モータ7
が回転ノコ刃8を回転駆動し始めると共に、第2流体圧
シリンダー6が縮長方向に作動して図5(b)に示すご
とく形材Wの端部を所望の切断幅で切断する。次いで、
同シリンダー6が縮長方向に作動して下の位置に戻る。
【0028】この切断加工が終了すると、形材Wは第1
クランパー9による把持が解かれ、キャリアアーム14
cが加工部13の前面の所定位置まで後退する。次い
で、加工部13の左側のサーボモータ15が作動して、
形材Wを前記端部切断ユニットCUの右側に設置された
第2クランパー10の形材案内部材10aの前面位置ま
で移動させる。続いて、前記キャリアアーム14cが作
動を開始して、形材Wを図5(c)に示すごとく軸線を
中心に180°回転させると共に、形材Wの加工端部を
前記形材案内部材10aに向けてZ軸方向に前進させ
る。このとき、第2クランパー10の略T字状断面をも
つ側面位置決め部材10cが形材Wの一表面の長手方向
に形成されたスリットW-1に摺嵌して形材Wの側面位置
を決めながら案内する。また、形材Wの加工端部の先端
位置は、図1に明示するごとく形材案内部材10aに案
内される形材Wの加工端面に対向する部位に設けられ、
サーボモータ12aにより自動的に進退長さが設定され
た加工先端位置決め手段12のロッド12bの端部に形
材Wが当接することにより決定される。
【0029】こうして形材Wが第2クランパー10の形
材案内部材10aの下面に位置決めされると、流体圧シ
リンダー10b−1及び10d−1がそれぞれ作動して
形材Wを上下左右から把持固定する。この把持固定が終
了すると、電動モータ7が回転ノコ刃8を回転駆動する
と共に、第1流体圧シリンダー5が伸長方向に作動して
第1摺動体3をレール2に沿って摺動させ、前記回転ノ
コ刃8を切断開始位置まで移動させて、図5(d)に示
すごとく形材Wの端部を所望の切断幅で切断して、形材
Wの2回にわたる切断加工が終了する。この切断が終了
すると、第1流体圧シリンダー5を縮長方向に作動させ
元の位置に戻す。
【0030】上述のごとく、本発明の端部加工ユニット
によれば、同一ユニット内において同一の回転切断工具
を使用して異なる切断加工がなされる。そして、上述の
切断加工操作は図示せぬ制御装置に予め設定されている
加工手順に従って自動的になされるものであり、上記形
材移送装置17の制御動作と連動させることにより、上
記自動加工機においてプレス加工と共に切断加工が自動
的に行えるようになる。
【0031】なお、図示例では第1及び第2クランパー
9,10が回転ノコ刃8の回転中心を通る水平線上の左
右対称位置に設置しているが、図7に示すごとく第1ク
ランパー9を回転ノコ刃8の左右移動領域内で且つその
回転中心より下方に設置すると共に、第2クランパー1
0を回転ノコ刃8の左右移動領域内で且つその回転中心
より上方に対称的に設置することもできる。この場合に
は、形材Wの上下把持位置を変更し得る位置決め手段が
必要になるが、同手段としては上記実施例における第1
クランパー9の形材載置台9a及び第2クランパー10
の形材案内部材10aを、例えばサーボモータ及びボー
ルネジを採用して、切込み幅の位置決めをする。第1及
び第2クランパー9,10を、このように配置すると形
材Wに対する切断を直線的に行うことができる。
【0032】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなごとく本発明
の端部切断加工ユニットによれば、切断加工に必要な形
材把持手段、回転工具、上下左右及び先端の位置決め手
段などがコンパクトに装備されると共に、各部材が連係
しながら作動され、しかも同一ユニット内で同一の回転
切断工具により異なる切断加工が可能となるため、例え
ば効率的な空間利用がなされる多数の加工ユニットを多
段に配した全自動加工機に組み込むことが可能となり、
省スペース化の実現と加工能率の向上が図れるばかりで
なく、同一機内における連続加工が可能であるため作業
の安全性も確保される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の端部切断加工ユニットの代表的な実施
例を示す全体斜視図である。
【図2】同ユニットの内部構造を示す平面図である。
【図3】同ユニットの正面図である。
【図4】同ユニットにより切断加工される形材の端部構
造例を示す斜視図である。
【図5】同形材の端部切断加工の手順説明図である。
【図6】前記端部切断加工ユニットが組み込まれた自動
加工機の全体斜視図である。
【図7】本発明の端部切断加工ユニットの他の代表的な
実施例を示す全体斜視図である。
【符号の説明】
1 ハウジング 1a 水平基板 2 レール 3 第1摺動体 4 第2摺動体 5 第1流体圧シリンダー 6 第2流体圧シリンダー 7 工具駆動モータ 7a 出力軸 8 回転ノコ刃(回転工具) 9 第1クランパー 9a 形材載置台 9b 可動顎部 9b−1 流体圧シリンダー 9c 側面位置決め部材 9d 可動顎部 9d−1 流体圧シリンダー 10 第2クランパー 10a 形材案内部材 10b 可動顎部 10b−1 流体圧シリンダー 10c 側面位置決め部材 10d 可動顎部 10d−1 流体圧シリンダー 11 ストッパ 12 先端面位置決め手段 12a サーボモータ 12b 位置決めロッド 13 加工部 14 形材移送装置 14a 水平摺動レール 14b 垂直摺動レール 14c キャリアアーム 15,16 サーボモータ 17 形材供給待機装置 17a 形材載置部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水平基板(1a)上に設けられ、同基板(1a)
    に平行して回転駆動部(7) と共に同一平面内を直線的に
    往復動する水平主軸(7a)と、同主軸(7a)の一端に固設さ
    れ、前記回転駆動部(7) により前記主軸(7a)を介して鉛
    直面内を駆動回転される回転切断工具(8) と、前記回転
    切断工具(8) の回転軸線に直交し、同切断工具(8) の前
    方の同一鉛直面内にあって、同切断工具(8) の作動領域
    の左右境界部内で且つその中心に関して点対称の位置に
    設置される2組の形材把持手段(9,10)と、形材の加工先
    端面の位置決め手段(12)とを備えてなることを特徴とす
    る長尺形材の端部切断加工ユニット。
  2. 【請求項2】 前記形材把持手段(9,10)が、形材を上下
    及び左右から位置決めすると共に把持する位置決め把持
    手段を有してなる請求項1記載の端部切断加工ユニッ
    ト。
  3. 【請求項3】 2組の前記形材把持手段(9,10)が、前記
    回転切断工具(8) の回転軸線の移動軌跡である水平線上
    の左右略対称の位置に配設されてなる請求項1記載の端
    部切断加工ユニット。
  4. 【請求項4】 2組の前記形材把持手段(9,10)が、回転
    切断工具の上下切断領域内の斜め対称位置に配設される
    と共に、各形材把持手段が上下把持位置の調節手段を有
    してなる請求項1記載の端部切断加工ユニット。
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