JPS60118455A - 走行倣い加工装置 - 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】 発明の技術分野 本発明は、倣い加工用の装置に関し、特に長い被加工物
に長手方向の加工を施す際に用いられる走行倣い加工装
置に関する。

発明の背景 鋼材等の長尺の被加工物に長手方向に切断、溶断、溶接
等の加工を施す場合、２本のレール上を走行する台車上
に加工装置を搭載し、その台車を被加工物の長平方向に
沿って走行させながら、レール間に置いた被加工物を加
工するようにした加工装置が用いられる。この場合、上
記のような長尺の被加工物には、大きな歪や曲がりが生
じやすく、また切断等の加工に伴って加工中に歪を生じ
ることも多い。したがって加工工具を前記加工装置に固
定して、台車をレール上に走行させて、加工を行うと、
被加工物の長手方向に沿った正確な加工ができなくなる
ことから、被加工物に倣って加工工具を移動させつつ加
工するいわゆる倣い装置がａ、要となる。

従来技術 従来、この種の倣い加工ユニフトの基本的構成は、台車
の左右両側にコラムを立設し、このコラム前面の摺動面
に横梁を昇降自在に案内し、この横梁を上下に位置決め
するサーボモータを設け、この横梁に支持、案内されて
左右に移動し得るサドルを左右位置決めサーボモータで
移動させるようにし、サドルに倣い用のセンサーおよび
加工用工具を取付けるようになっている。

しかしながら、このような装置の構成においては、被加
工物が大型で、したがって台車装置も大きくなるため、
大型のサーボモータが必要とされ、これにともない駆動
装置や駆動用のボールねし等も大型のものとなり、しか
も加工装置の全体位置決めと倣い動作とを個別の駆動機
構で作動させるものであるから、機械装置全体を大型で
、しかも精度の高いものとしなければならない。このた
め機械が高価なものとなってしまう。さらに、加工手順
や制御操作の面においては、加工装置の全体位置を事前
に設定する際には高速で移動させることが要求され、ま
た倣い動作の際には加工精度の点から所要の低速で移動
させることが要請され、しかも操作手順として誤った動
作をしないよう充分に安全なインターロックを施さねば
ならず、制御装置が複雑なものとなり、この面からも機
械価格の高騰を招く。

上記のような理由から、大型機の場合には、加工装置の
全体の位置決めを行うサドル移動機構と、倣い操作を行
う倣い動作機構とを別個のものとし、サドル移動機構は
、単に大略の位置決めを行うに止めて高精度のものとせ
ず、この部分の機械ならびに制御装置の原価をできるだ
け引き下げるようにし、倣い操作機構を高精度かつ小型
にまとめて、全体として装置の原価を一定限度に抑え得
るような工夫がなされてきた。ところが、このような設
計を行う場合は、前記のサドル上に左右倣い制御により
移動する左右倣いサドルと、上下倣い制御により移動す
る上下倣いサドルとの２種の倣いサドルを設置する構造
としなければならない。このため、サドル構造が屋＝Ｌ
屋を重ねたような複雑な構造となるばかりでなく、工具
の取付は位置が高くなり、オーバーハング量が大きく現
われ、横梁に掛かる加工装置の重量が過大となって、橋
梁に捩れや歪を生じる原因となり、新たに別の不都合が
発生する。この欠点を避けようとすれば、橋梁ならびに
コラムを大きなものとしなければならず、機械全体がさ
らに大型化することとなる。

発明の目的 したがって本発明の目的は、上記のような従来の問題点
を解消し、簡単な機構によって、合理的な加工操作を行
うことができる倣い加工装置を提供することである。

発明の概要 そこで本発明は、全く新規な発想の雌ねじブロックをサ
ドルに組み込むことによって、前記２種の倣い装置のう
ちの左右（横）倣いをサドルに兼備せしめ、左右倣いサ
ドルおよびそのための案内機構を省略し、前記問題点を
解決すると同時に、機械原価の引き下げを図っている。

すなわち本発明は、前記のように、２本のレール上を走
行する台車上に加工装置を搭載し、その台車を走行させ
ながら、レール間に置いた被加工物に上下、横の２方向
の倣いを似て加工を施す走行倣い加工装置において、前
記台車上に昇降可能に支持された横梁に支持、案内され
、横方向に移動可能な親サドルと、この親サドル前面に
支持、案内されて上下方向に移動可能に設置され倣いセ
ンサーおよび加工用工具を有する子サドルと、前記親サ
ドルに取付けられた上下倣いサーボモータにより歯車減
速機を介して駆動される上下方向ボールねじならびに前
記子サドルに設けられ、そのボールねじに螺合するボー
ル雌ねじにより構成された上下倣い駆動機構と、前記親
サドルに水平摺動可能に支持され、前記橋梁に取付けら
れた横駆動装置で回転せしめられる横方向ボールねしに
螺合するボール雌ねじが設けられているとともに、親サ
ドルに取付けられた横倣いサーボモータにより歯車減速
機を介して駆動される横倣いボールねしに螺合するボー
ル雌ねじを設けた雌ねじブロックとを有することを要旨
とする。

実施例の構成 以下、図面に示す一実施例に基づき、本発明の構成の詳
細を説明する。

第１図および第２図は、本発明による走行倣い加工装置
１の全体的構成を示している。この走行倣い加工装置１
は、台車２上に搭載されており、この台車２は、走行駆
動装置を内蔵し、左右一対のレール３１上を所定の加工
速度で走行する。この台車２上に左右のコラム３が立設
されており、この左右両側のコラム３は、枠４によって
連結され、全体として門型（ガントリー型）に一体化さ
れている。またこの左右のコラム３は、それぞれ前面に
摺動案内面３ａを有し、水平方向の横梁５を昇降自在に
案内する。この横梁５は、モータ減速機、伝動軸、傘歯
車機構、ねじ棒等よりなる通常の上下駆動装置６により
、上下任意の位置に停止できる。そしてこの横梁５は、
左右つまり横方向に案内を有し、横方向に摺動し得る親
サドル７を摺動自在に支持している。横梁５の一端に設
けられた横駆動装置８は、親サドル７を左右方向任意の
位置に移動せしめ、被加工物９に対応する粗位置決めを
行う。長尺の被加工物９はレール３１の間に所要の加工
を行うに適するように、レール３１にほぼ平行となるよ
うに置かれるが、必ずしも正確に平行を保つ必要はな（
、また適度の曲がり、歪を有していて差し支えない。親
サドル７の前面には、子サドル１０が配設され、親サド
ル７に対して、上下方向に移動可能に案内されている。

この子サドル１０には上下倣いセンサー１１、加工用工
具１２および光学的な横倣いセンサ１９が取付けられて
おり、上下倣いサーボモータ１３により駆動される上下
倣い駆動機構２３により上下倣い作動を行う。そして横
倣いサーボモータ１４は、親サドル７の側面に取付けら
れ、後述の雌ねじブロック２５の作用により親サドル７
を左右に倣い作動させる。そして親サドル７に、子サド
ル１０の上下倣い移動を検出する上下移動検出装置１５
および親サドル７の横倣い移動を検出する水平移動検出
装置１６がそれぞれ取付けられ、また子サドル１０の正
面側に上下移動表示器１５ａおよび水平移動表示器１６
ａが設けられている。

つぎに第３図ないし第５図は、親サドル７、子サドル１
０および雌ねじブロック２５の相互の連動部分を示して
いる。前記の横梁５の上面および前面には、あり状の横
方向案内１７が平行な状態で設けられている。そして側
面から見て断面はぼ逆り字形の親サドル７は、その内面
部であり溝１７ａにより上記横方向案内１７に対し滑り
対偶のもとにはまり合い、横方向に移動し得る。親サド
ル７の前面には左右一対のあり溝１８ａが上下方向に形
成されており、これに対して子サドル１０の上下方向案
内１８が滑り対偶のもとにはまり合い、子サドル１０を
上下方向に移動可能に支持、案内する。子サドル１０は
、側面からみて、断面はぼＬ字形に形成されており、そ
の下方水平部分には、ローラ型式の上下倣いセンサー１
および光挙式の横倣いセンサ１９が下向きに取付けられ
、またその前面下部には、前記加工用工具１２が上記上
下倣いセンサ１１、横倣いセンサ１９とともに、被加工
物９にそって一直線上に、傾斜角度調整可能な状態で取
付けられている。親すドル７上部に取付けられた上下倣
いサーボモータ１３により歯車減速機２０を介して駆動
される上下方向精密ボールねじ２１が子サドル１０に設
けられた精密ボール雌ねし２２に螺合しており、これら
により上下倣い駆動機構２３が構成されている。前記上
下倣いサーボモータ１３の回転駆動により、子サドル１
０が上下倣い作動を行う。

また、親サドル７の内面の横梁５に対向する上面および
背面に、あり状の横方向案内２４が設けられ、雌ねじブ
ロック２５がそのあり溝２４ａの部分で横方向案内２４
に滑り対偶のもとに案内され、親サドル７に対して水平
方向に移動可能に配設されている。この雌ねじブロック
２５には、前記横駆動装置８によって回転される横方向
ボールねじ２６に螺合する横方向ボール雌ねじ２７、な
０ らびに横倣いサーボモータ１４により歯車減速機２８を
介して駆動される横倣い精密ボールねじ２９に螺合する
横倣いポール雌ねじ３０が、それぞれ水平方向（横方向
）に貫通して設けられている。この雌ねじブロック２５
の設置は、従来具られなかった全く新規な着想に基づく
もので、後記の説明から明らかとなるように、本発明の
特徴をなすものである。なお、ありおよびあり溝の案内
部分は、リニヤボールガイドその他の精密案内手段で構
成することもできる。

実施例の作用 つぎに本発明の走行倣い加工装置ｌの作用およびその運
転態様について説明する。走行倣い加工装置１の加工用
工具１２は、横駆動装置８の駆動により２本のレール３
１間に置かれた被加工物９に対して、その横方向概略位
置を設定される。この粗位置決めは、上記横駆動装置８
により、横方向ボールねじ２６の回転によって行われる
。このとき前記横倣いボールねじ２９が回転しないから
、雌ねじブロック２５は、横倣い精密ボール雌ねじ１ ３０、横倣い精密ボールねじ２９および横倣いサーボモ
ータ１４および歯車減速［２８を介して、親サドル７と
一体となって、横梁５に対して、横方向ボールねじ２６
の回転方向に応じて、いずれかの横方向への移動をする
。さらに親サドル７の上下方向の粗位置決めは、前記上
下駆動装置６を駆動して、横梁５を左右一対のコラム３
に対して、上下に移動させることにより行われる。上記
横方向粗位置決めと上下方向粗位置決めとは、いずれを
先行させても差支えなく、また同時であってもよい。こ
の粗位置決めによって、子サドル１０に取付けられた加
工用工具１２は、被加工物９の加工端例えば中央位置に
セントされる。

上記のようにして、走行倣い加工装置１の粗位置決めが
終われば、台車２は、内蔵の走行駆動装置によってレー
ル３１上を加工送り速度のもとに走行し、加工用工具１
２を被加工物９の長手方向に沿って移動させ、切断等の
所要の加工を行う。

この加工中において、子サドル１０の下面に設けられた
前記上下倣いセンサ１１が被加工物９の上２ 下方向の歪、凹凸を検出して上下倣いサーボモータ１３
に倣い制御用の信号を送る。このようにして、前記上下
倣い駆動機構２３が作動して、子サドル１０が親サドル
７の上下方向案内１８に沿って上下動し、加工用工具１
２の上下倣い作動が行われる。また、横倣いセンサ１９
は、被加工物９の表面にあらかじめ設けられたけかき線
を光学的に検知しながら追従し、被加工物９の横方向の
曲がり、歪等を検出して、前記横倣いサーボモータ１４
に倣い制御用の信号を発信する。横倣いサーボモータ１
４は、この信号を受けて、雌ねじブロック２５の横倣い
精密ボールねじ２９に所要の回転を与える。この精密倣
い制御のときには、前記横方向粗位置決めの場合と逆に
、横倣い精密ボールねじ２９が回転し、横方向ボールね
じ２６が回転しないから、雌ねじブロック２５は、横方
向ポール雌ねじ２７、横方向ボールねじ２６および横駆
動装置８を介して、横梁５に固定されている。

したがって横倣いサーボモータ１４の駆動により横倣い
精密ボールねじ２９が回転すると、親すド３ ルアは、横方向案内２４にそりで雌ねじブロック２５、
したがって横梁５に対して横方向に移動し、加工用工具
１２に横方向の精密な倣い動作をさせる。

上記のように、本発明の構成に用いられた雌ねじブロッ
ク２５は、２種の別個の横方向のボール雌ねじ２７およ
び横倣い精密ボール雌ねじ３０を備えており、必要に応
じてそのいずれか一方の横方向ボールねじ２６または横
倣いボールねじ２９を作動させることにより横方向の倣
い制御をする。

すなわち横方向粗位置決めは、親サドル７、子サドル１
０と一体となって横梁５に対して横方向移動を行い、ま
た横方向の精密な倣い制御は、横梁５と一体となって、
親サドル７、子サドルＩＯに横方向の精密倣い作動を与
える。このような雌ねじブロック２５の二重の機能によ
り、従来必要とされた横倣いサドルを別に設けることな
く、簡単な構造で、横方向粗位置決めと横方向精密倣い
とが同時に作動させ得る。

発明の効果 ４ 以上のように、本発明の走行倣い加工装置は、従来にな
い新規な技術的思想に基づいて、雌ねじブロックを採用
したことを特徴とするものであり、この雌ねじブロック
は、親サドル部でねし機構により精密に案内され得る状
態で左右移動自在に配設されている。そして雌ねじブロ
ックに設けられた雌ねじ２種のうち、一方のものは、横
梁の横送りねじに螺合して加工ユニット全体の横方向粗
位置決めの機能を果たし、他方のものは、横倣いサーボ
モータの送りねじに螺合し、横倣いセンサの信号に対応
してサドル取付けられた加工用工具の横方向倣い作動を
司る。このような雌ねじブロソクニ重の効用によって、
従来、この種の加工装置において、必要と考えられてい
た横倣いサドルやこれに伴う案内機構等を設けることが
不要となり、ユニット全体を簡潔な構造として、所要の
加工作業を充分な精度を似て完全に遂行することができ
、しかも機械原価の引き下げをも達成することができる
。

なお、本発明の雌ねじブロックは、前記説明よ５ り明らかなように、橋梁に対向する親サドルに配設され
るものであるから、横倣いサドルをサドル前面に設ける
場合のように、横梁にオーバーハング荷重を掛けるよう
なことがなく、ユニットの設計を力学的にきわめて合理
的なものとすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による走行倣い加工装置の全体正面図、
第２図は同装置の側面図、第３図は走行倣い加工装置の
要部の拡大垂直断面図、第４図は子サドルの案内部分の
平面図、第５図は同装置の要部の水平断面図である。 １・・走行倣い加工装置、２・・台車、３・・コラム、
３ａ・・案内面、４・・枠、５・・横梁、６・・上下駆
動装置、７・・親サドル、８・・横駆動装置、９・・被
加工物、１０・・子サドル、１１・・上下倣いセンサ、
１２・・加工用工具、１３・・上下倣いサーボモータ、
１４・・・横倣いサーボモータ、１５・・・上下移動検
出装置、１５ａ・・上下移動表示器、１６・・水平移動
検６ 小装置、１６ａ・・水平移動表示器、１７・・・横方向
案内、１Ｂ・・上下方向案内、１７ａ・・あり溝、１８
ａ・・あり溝、１９・・横倣いセンサ、２０・・・歯車
減速機、２１・・上下方向精密ボールねし、２２・・上
下方向ボール雌ねじ、２３・・上下倣い駆動機構、２４
・・・横方向案内、２４ａ・・あり溝、２５・・雌ねじ
ブロック、２６・・横方向ボールねし、２７・・横方向
ボール雌ねじ、２８・・歯車減速機、２９・・横倣い精
密ボールねじ、３０・・横倣いボール雌ねし、３１・・
レール。 特許出願人　株式会社トヤマ平塚研究所７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２本のレール上を走行する台車上に加工ユニットを搭載
   して上記台車を走行させながらレール間に置いた被加工
   物に上下横の２方向の倣いを似て加工を施す走行倣い加
   工装置において、前記台車上に昇降可能に支持された横
   梁に支持案内され横方向に移動可能な親サドルと、この
   親サドル前面に支持案内されて上下方向に移動可能に配
   設され倣いセンサおよび加工用工具を有する子サドルと
   、前記親サドルに取付けられた上下倣いサーボモータに
   より歯車減速機などを介して駆動される上下方向精密ボ
   ールねしおよび前記子サドルに設けられそのボールねし
   に螺合するポール雌ねじにより構成された上下倣い駆動
   機構と、前記親サドルに水平摺動可能に支持され前記横
   梁に取付けられた横駆動装置で駆動される横方向ボール
   ねしに螺合するポール雌ねじが設けられているとともに
   、親サドルに取付けられた横倣いサーボモータにより歯
   車減速機などを介して駆動される横倣いボールねしに螺
   合するポール雌ねじを設けた雌ねじブロックとを有する
   ことを特徴とする走行倣い加工装置。