JPS63278733A - 材料の自動穿孔・切断装置 - 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、例えば平鋼材、いわゆるフラットバーのよう
久長尺材料から、所定長さで、かつ、所定パターンの穿
孔が施された部材を自動的に得ることのできる装置に関
し、特に、Ｈ形鋼等の形鋼の接合用の添板等の加工に適
した装置に関する。

〈従来の技術〉 一般に、鉄骨建築用Ｈ形鋼の接合には、第７図に示すよ
うに、接合すべきＨ形鋼Ｈ，、Ｈ２の端部にそれぞれ所
定のパターンで穿孔を施しておき、これらと同じパター
ンの穿孔が両端に施された添板Ａ、、Ａ２・・・、Ｂ＋
、Ｂｚ・・・を、それぞれ双方のＨ形鋼に亘ってあてが
い、答礼において添板とＨ形鋼とをボルト締めする方法
が多用されている。

従来、このような添板を製作する方法として、次の２つ
の方法がある。

第１の方法は、大寸法の鉄板からガス溶断もしくはシャ
ーリングにより所定寸法の素材取りを行い、その素材に
直立ボール板やＮＣボール盤によって穿孔を施す方法で
ある。

第２の方法は、製作すべき添板と同寸法の幅を有するフ
ラットバーを、帯鋸盤により所定長さに切断し、これに
上述と同様の穿孔を施す方法である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 従来の第１の方法によれば、素材取りに際して縦および
横方向の切断を必要とし、切断コストが高くなるばかり
でなく、切断された素材をボール盤のテーブル上に位置
決めして固着し、あるいは取り外す等の段取り作業に多
大な時間と労力を必要としていた。

また、第２の方法によれば、規格品のフラットバーを使
用して横方向の切断のみによって素材を得るので、切断
コストに関して大幅な改善がなされるものの、穿孔時に
は上述の第１の方法と同様の問題があり、これらいずれ
の方法においても素材の切断から穿孔に至るまでをうま
く自動化することはできなかった。

本発明の目的は、上述のような添板の加工に当って、素
材取りから穿孔までを自動的に、かつ、能率的に行うこ
とのできる装置を提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための構成を、実施例に対応する
第１図乃至第４図を参照しつつ説明すると、本発明は、
基台１上に配設された主バイス２と、その主バイス２に
対して接近離反自在に配設され被加工材Ｗを挟持搬送し
得る定寸バイス３と、主バイス２に挟持された被加工材
Ｗを、その主バイス２の近傍に設定された切断位置Ｐ、
において切断し得る切断機構（例えば帯鋸機構）４と、
切断位置ＰＣに対して被加工材Ｗの搬送方向後方に所定
の位置関係で配設され、定寸バイス３に挟持された被加
工材Ｗに穿孔を施し得る穿孔機構５と、主バイス２、定
寸バイス３、切断機構４および穿孔機構５に対して所定
の順序動作を与えるための制御信号を供給する制御機構
６を備え、穿孔機構５が、少くとも被加工材Ｗの搬送方
向と直交する方向に基台１上を摺動変位し得るよう構成
したことによって、特徴づけられる。

く作用〉 切断機構４による切断位置Ｐ、を基準として、被加工材
Ｗの切断前に、定寸バイス３による搬送過程において、
この定寸バイス３に挟持された被加工材Ｗに穿孔を施す
ことにより、切断後の素材のボール盤テーブル等の上へ
の位置決め固定の作業が省かれ、初期の目的が達成され
る。

〈実施例〉 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

第１図は本発明実施例の側面図で、第２図および第３図
はそれぞれの■−■および■−■断面図である。

基台１上には、主テーブル１）と、この主テーブル１）
の後方にあって切断前の被加工材Ｗ・−・Ｗを支持する
ためのワーク支持フレーム１２、および主テーブル１）
の前方にあって切断片Ｗ・＝ｗを受けるための前テーブ
ル１３が配設されている。

主テーブル１）上には、被加工材ｗ−ｗを挟持固定する
ための主バイス２が配設されている。後部ワーク支持フ
レーム１２上には、後述する機構により、被加工材ｗ−
ｗを挟持して主バイス２に対して所望距離だけ送り込む
ことのできる定寸バイス３が配設されている。また、前
テーブル１３上には、シリンダ等の駆動によりガイド７
１に沿って主バイス２に対して一定ストロークＬ、だけ
接近または離反し、被加工材Ｗ・・・・Ｗを挟持搬送し
得る前定寸バイス７が配設されている。

主バイス２の近傍には、この主バイス２に挟持された被
加工材Ｗ−・−Ｗを、主バイス２に近接してその前方に
設定された切断位置Ｐ、において切断し得る帯鋸機構４
が配設されている。すなわち、基台１および主テーブル
１）上にそれぞれ直立して主コラム４１および副コラム
４２が植設されており、これら両コラムに沿って摺動自
在の鋸フレ−ム４３には、ループ状の帯鋸刃Ｃとその走
行駆動装置が支持されており、フィードシリンダ（図示
せず）の駆動によって切断位置ＰＣにおいて帯鋸刃Ｃに
鉛直下方への切込みが与えられる。

主テーブル１）に植設された２本の支柱８ａ、８ｂと、
基台１の後部に植設された２木の支柱８ｃ、８ｄとを備
え、ワーク支持フレーム１２の上方に位置する門型フレ
ーム８には、主バイス２の後方において被加工材Ｗ・−
ＷにドリルＤによって穿孔を施し得る穿孔機構５が配設
されている。この穿孔機構５は、門型フレーム８上に送
材方向と並行に敷設されたＸレール５１．５１に沿って
摺動自在のＸサドル５２と、このＸサドル５２を駆動す
るためのサーボモータ５２ａおよびＸ方向送りねじ５２
ｂと、Ｘサドル５２上に送材方向と直交する方向に敷設
されたＹレール５３．５３に沿って摺動自在のＹサドル
５４と、このＹサドル５４を駆動するためのサーボモー
タ５４ａおよびＹ方向送りねじ５４ｂと、このＹサドル
５４に支承されたドリルクイル５５およびその切込み機
構５６によって構成されている。この穿孔機構５は、帯
鋸刃Ｃによる切断位置Ｐｃから主バイス２を挟んで所定
距離後方に位置するドリル原位置Ｐ、を原点として、後
述する制御部６からの制御信号に基づいて、定寸バイス
３によって挟持固定された被加工材Ｗ・−・Ｗに対して
所望のパターンで穿孔を施すことができる。

前述した定寸バイス３は、主バイス２と同方向に被加工
材Ｗ・−Ｗを挟着し得るよう構成されているとともに、
その挟着方向に直交する方向に伸びるガイド３１，３１
に摺動自在に支承されており、モータ３２の駆動による
送材ねじ３３の回転により、主バイス２に対して接近ま
たは離反することができる。そして、この定寸バイス３
の移動量は、例えば送材ねじ３３の回転量をロークリエ
ンコーダ等によって検出することによって測定され、後
述する制御部６に採り込まれるよう構成されている。

基台１の前部に制御盤６０が配設されており、この内部
に第４図にそのブロック図を示すような制御部６が配設
されている。制御部６は、マイクロコンピュータを主体
として構成されており、プログラムの実行や各周辺機器
の制御を行うＣＰＵ６１、後述するプログラムが書き込
まれ、たＲＯＭ６２、入力データ等を記憶するエリアが
設定されたＲＡＭ６３、切断長、穿孔パターン等のデー
タを入力するためのキーボード６４および外部機器との
接続のための入出力インターフェイス６５を備えている
。

入出力インターフェイス６５には、前述した主バイス２
、定寸バイス３、帯鋸機構４、穿孔機構５および前定寸
バイス７内に設けられたリミットスイッチやロークリエ
ンコーダ等の各種センサからの、状態や位置検出の信号
が入力されている。また、入出力インターフェイス６５
からは、主バイス２、定寸バイス３、前定寸バイス７へ
の挟着・開放指令信号や、定寸バイス３、前定寸バイス
７への移動・停止指令信号、帯鋸機構４および穿孔機構
５への駆動制御信号等が出力される。

第５図はＲＯＭ６２に書き込まれたプログラムを示すフ
ローチャートで、また、第６図はこのプログラムに基づ
き、第７図における添板Ａ３．Ａ４を製作する場合の動
作説明図である。以下、これらの図を参照しつつ作用を
述べる。

実際の加工に先立って、まず、切断長しと、穿孔パター
ンの座標データをキーボード６４によって入力する（Ｓ
ＴＩ）。次に、被加工材Ｗ・−Ｗを装置に搬入し、手動
運転によって定寸バイス３を閉じて被加工材ｗ−・Ｗを
挟着（Ｓ　Ｔ　２）した後、定寸バイス３を前進・後退
させて被加工材Ｗ−・−Ｗの先端切り、すなわちヘク切
りの位置合わせを行なう（Ｓ　Ｔ　３）、その状態で主
バイス２を閉じ（Ｓ　Ｔ　４）、定寸バイス３を開いて
前進端Ｐｂにまで移動させた後に再び閉じ（ＳＴ５）、
帯鋸機構４を駆動させ鋸フレーム４３を下降させて先端
切りを開始（ＳＴ６）した後、自動運転に切り替える。

自動運転においては、例えば鋸フレーム４３の下降端へ
の到達の検出によりこの先端切りの完了を検知し、帯鋸
刃Ｓを停止させるとともに鋸フレーム４３を上昇させる
（ＳＴ？、５Ｔ８）。この状態においては、第６図（ａ
）に示すように、被加工材Ｗ・・−Ｗの先端面が切断位
置Ｐ、に沿う。

次に、主バイス２を開き（Ｓｒ９）、定寸バイス２をあ
らかじめ設定された一定距離Ｌ０だけ後退させる（ＳＴ
ＩＯ）。この距離り。は、切断位置ＰＣとドリル原位置
Ｐｄとの送材方向になす距離よりも材料先端面から第１
穴目までの距離ｌたけ短い距離に設定され、これにより
、被加工材Ｗ・−Ｗの先端面はドリル原位置Ｐ４よりも
距離ｌだけ前方の位置に位置決めされる。

この状態で穿孔機構５による穿孔を開始する（ＳＴ１）
）が、ここでの穿孔数は、一枚の切断片Ｗに施すべき穿
孔パターンよりも多い数、例えば１．５パタ一ン分とす
る。このときの穿孔完了状態を第６図（ｂ）に示す。こ
の穿孔完了後、ドリルＤを原位置Ｐ４に復帰させる（Ｓ
Ｔ１２．５Ｔ１３）。

次に、定寸バイス３を、被加工材Ｗ−・Ｗを挟持したま
ま前進端Ｐ、にまで移動させる（ＳＴ１４）。

この状態では、第６図（Ｃ１に示すように、被加工材ｗ
−ｗの先端面は再び切断位置Ｐｃに沿うことになる。

次いで主バイス２を閉じ（ＳＴ１５）、定寸バイス３を
開いて切断長しだけ後退させて再び閉じる（ＳＴ１６．
５Ｔ１７，５Ｔ１８）。この状態を第６図（ｄ）に示す
。そして、この状態で穿孔を開始するが（ＳＴ１９）、
この第２回目以降の穿孔における穿孔数は、同図に破線
で示すように、先の穿孔により残された０、５パタ一ン
分と、次の切断片の０．５パタ一ン分である。なお、こ
の状態におけるドリル原位置Ｐ４と上記の残された０、
５パターンの第１大目との位置関係は、ＬｏとＬとの差
によって算出できる。

この穿孔が完了すると、ドリルＤを原位置Ｐ４に復帰さ
せ（ＳＴ２０，５Ｔ２１）、主バイス２を開き、定寸バ
イス３を前進端Ｐ、にまで移動させた後、主バイス２を
閉じる（ＳＴ２２，５Ｔ２３．５Ｔ２４）。

この状態では、第６図（ｅ）に示すように、被加工材ｗ
−ｗの先端面は切断位置ＰＣからしだけ前方に突出する
ことになる。

次いで定寸バイス３を、開いてＬだけ後退させた後、再
び閉じる（ＳＴ２５，５Ｔ２６，５Ｔ２７゜５Ｔ２８）
。この状態で切断と穿孔とを並行して実行しく５Ｔ２９
ａ、５Ｔ２９ｂ）、切断が完了すれば帯鋸刃Ｃの駆動を
停止するとともに鋸フレーム４３を上昇させ　（ＳＴ３
０ａ、Ｓｒ１）ａ）、穿孔が完了すればドリルＤを原位
置Ｐ６に復帰させる（Ｓｒ１０　ｂ、Ｓｒ１　ｌ　ｂ）
。この状態を第６図（ｆ）に示す。そして、再び５Ｔ２
２へと戻り、同様の手順を繰り返す。

この繰り返し動作中に被加工材Ｗ−・−Ｗの後端が、ワ
ーク支持フレーム１２の後部の所定位置に設けられたリ
ミットスイッチあるいは近接スイッチ等（図示せず）の
接点信号により捉えられ、その時点における残存材料長
として制御部６に採り込まれる。さらに繰り返し動作が
進行し、残存材料長が減算されて穿孔が最後の一枚分に
なったと制御部６が判断すると、穿孔は前記の「残され
た０、５パタ一ン分」で終らせられる。

一方、切断が終わるとまたもや主バイス２を開き、定寸
バイス３を前進端Ｐ、に移動し、主バイス２を閉じる（
ＳＴ３２．５Ｔ３３．５Ｔ３４）が、このあと定寸バイ
ス３は、開いて切断長りから前定寸バイス７のストロー
クＬ、を減した距離（Ｌ　　Ｌｓ）だけ後退させた位置
で閉じる（ＳＴ３５．５Ｔ３６゜５Ｔ３７）。次いで主
バイス２を開き（Ｓ　Ｔ　３８）、定寸バイス３を前進
端Ｐｂに移動させる（ＳＴ３９）。

その後、前定寸バイス７をその後退端において閉じ（Ｓ
Ｔ４０）、定寸バイス３を開いた後（ＳＴ４１）、前定
寸バイス７を前進端にまで移動させる（ＳＴ４２）。

これにより被加工材ｗ−ｗは合計りだけ搬送されたこと
になる。この状態を第６図（幻に示す。

次に主バイス２を閉じ（Ｓ　Ｔ　４３）、切断を実行し
た後（ＳＴ４４．５Ｔ４５）、全工程を終了する。

なお、以上の実施例では、穿孔機構５を送材方向および
これに直交する方向に変位し得るよう構成した例を示し
たが、送材方向に直交する方向にのみ変位し得るよう構
成することもできる。この場合は、定寸バイス３の駆動
により穿孔パターンの送材方向ピッチ分づつ被加工材に
送りをかけつつ穿孔すればよい。

また、切断機構としては、帯鋸刃Ｃによるもののほか、
丸鋸および砥石等による切断機構を採用することもでき
る。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、基台上に被加工
材を挟持固定するための主バイスを設け、この主バイス
に近接してその前方所定の切断位置において被加工材を
切断し得る切断機構を設け、主バイスの後方には、この
主バイスに対して被加工材を所望量だけ挟持送入し得る
定寸バイスと、この定寸バイスに挟持固定されている被
加工材に、切断位置に対して所定の位置関係に設定され
た原位置を基準として穿孔を施し得る穿孔機構とを設け
て、これらを所定の順序動作のもとに制御し得るよう構
成したから、被加工材をその切断前に、定寸バイスによ
る送材過程において所望のパターンで穿孔することがで
きる。その結果、例えばＨ形鋼接合用の添板の製作にあ
っては、長尺のフラットバー等から、切断と穿孔とを全
自動的に行なって直ちに所望の添板を得ることができ、
従来のように切断後の素材をボール盤上に位置決め固定
する等の作業が不要となり大幅な自動化省力化が達成で
きる。

また、穿孔と切断とを同時に行なうから、加工能率の向
上をも達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の側面図で、 第２図および第３図はそれぞれその■−■およびｍ−ｍ
断面図、 第４図はその制御部６の構成を示すブロック図、第５図
はそのＲＯＭ６２に書き込まれたプログラムを示すフ、
ローチャート、 第６図はその動作説明図である。 第７図はＨ形鋼の接合方法の説明図である。 １・・・基台 ２・・・主バイス ３・・・定寸バイス ４・・・帯鋸機構 ５・・・穿孔機構 ６・・・制御部 ７・・・前定寸バイス ８・・・門型フレーム １）・・・主テーブル １２・・・ワーク支持フレーム １３・・・前テーブル Ｃ・・・帯鋸刃 Ｄ・・・ドリル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基台上に配設された主バイスと、その主バイスに
   対して接近離反自在に配設され被加工材を挟持搬送し得
   る定寸バイスと、上記主バイスに挟持された被加工材を
   、その主バイス近傍に設定された切断位置において切断
   し得る切断機構と、上記切断位置に対して被加工材搬送
   方向後方に所定の位置関係で配設され、上記定寸バイス
   に挟持された被加工材に穿孔を施し得る穿孔機構と、上
   記主バイス、定寸バイス、切断機構および穿孔機構に対
   して所定の順序動作を与えるための制御信号を供給する
   制御機構を備え、上記穿孔機構が、少くとも上記被加工
   材搬送方向と直交する方向に上記基台上を摺動変位し得
   るよう構成された、材料の自動穿孔・切断装置。
2. （２）上記穿孔機構が、上記被加工材搬送方向とその方
   向に直交する方向とに上記基台上を摺動変位し得るよう
   構成され、あらかじめ入力された２次元パターンの穿孔
   を施し得るよう構成されていることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項記載の材料の自動穿孔・切断装置。