(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送装置で鋼材を穿孔機の穿孔位置まで搬送し、この穿孔位置で固定し、予め設定されている加工データに基づき穿孔ポンチにより連続穿孔する鋼材の自動穿孔装置であって、
前記鋼材を穿孔位置にて搬送を停止する搬送制御手段と、
穿孔位置に停止した鋼材を搬送台側に圧接して固定する固定手段と、
摺動自在の穿孔ポンチを備えた着脱自在の穿孔ブロックと、
前記穿孔ポンチの先端位置に対峙して雌金型を配置し、装置本体に摺動可能である枠体からなる穿孔手段と、
前記固定手段により固定された前記鋼材を予め設定入力された加工データに基づき、前記穿孔手段を鋼材の穿孔面に沿って摺動せしめ、鋼材の穿孔位置に移動制御する位置決め手段と、
この位置決め手段で鋼材の穿孔位置に停止した前記穿孔手段の穿孔ポンチを押圧する押圧手段とを有し、
前記位置決め手段は、前記穿孔手段を磁気式の位置センサ内蔵油圧シリンダのロッドに連結し、この磁気式の位置センサ内蔵油圧シリンダのロッドの往復運動によって作動し、
前記位置センサ内蔵油圧シリンダは、サーボバルブ駆動部によって動作し、
このサーボバルブ駆動部は、前記油圧シリンダに内蔵された前記位置センサからの位置信号と予め設定入力されている加工データとの比較演算制御を行うサーボコントローラにより駆動され、制御されることにより、穿孔手段の位置決めを行うことを特徴とする鋼材の自動穿孔装置。
【請求項２】
前記固定手段がＬ型または板状等の鋼材に圧接し、この鋼材を穿孔位置に固定する形鋼用固定機構部と長尺の板材を穿孔位置に固定する板材用固定機構部とからなる請求項１に記載の鋼材の自動穿孔装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、長尺の形鋼，板等の鋼材を加工処理する際の加工位置決めする加工処理位置決め機構を備えた鋼材の自動穿孔装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
所定位置に取付け孔・ボルト孔等を有する適宜の長さの鋼製品は長尺の鋼材を連続搬送しながら所定位置に穿孔したり、切断して加工材を製造する場合が多い。この場合、所定位置に鋼材を固定して、予め設定されている取付け孔やボルト孔の位置をＮＣ制御装置に記憶されている設定位置に正確に穿孔していた。従来の穿孔位置決めは、例えば、実公平２ー１４８０７号公報に記載されているように穿孔ポンチと雌金型とからなる穿孔ユニットを油圧シリンダの先端に固着してあり、この油圧シリンダの伸縮により穿孔ユニットを鋼材面上で摺動させて位置決めが行われている。
また、搬送方向の位置決めは搬送装置の初期点を設定し演算により穿孔位置は決定することができる。一方、鋼材の搬送方向に垂直な穿孔位置は鋼材が固定されるため、穿孔機の穿孔ポンチの移動が必要であり、この穿孔ポンチの移動は正確性を必要としていた。
更に、適宜の長さに切断される鋼製品は必ずしも同一のものに限らず長さおよび取付け孔位置等が相異する多種類の鋼製品であることがある。このような鋼製品を効率的に製造するには長尺の鋼材を穿孔位置で固定し、その固定した状態で、予め入力設定されている加工デ−タに基づき前記取付け孔などを穿孔して連続加工が施され製造されている。
前記自動加工処理装置としては各種のものが知られているが、搬送機構や穿孔機が相違するため、鋼材専用とか板材専用の穿孔装置が一般的であり、それぞれの搬送装置や穿孔位置決め装置が異なり、形鋼の専用の穿孔装置では板材の穿孔は加工処理することができなかった。また、板材専用のものでは形鋼の穿孔に際して鋼材用の固定手段に取り替えて装着する必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の自動加工処理装置における位置決め機構では、穿孔ポンチの動作に際してその振動により、パルス信号の誤作動の原因となったり、この振動により油圧シリンダの制御機構に故障を来していた。
この発明は、以上の問題点を解決するもので、同一穿孔装置においてＬ形鋼や形鋼および板材の穿孔を可能とし、形鋼材の穿孔加工装置における穿孔速度および効率等を考慮して形鋼材の穿孔ポンチの穿孔動作が自動制御され、鋼材のみならず板材においても同一穿孔機で穿孔加工処理が可能な鋼材の加工処理位置決め機構を備えた鋼材の自動穿孔装置を提供するものである。
この発明の目的は、加工処理における加工位置の位置決めを、加工等の際に発生する衝撃による誤作動の無い、正確な位置決めを行える加工処理位置決め機構を備えた鋼材の自動施工装置を提供するものである。
この発明の他の目的は穿孔位置等を制御装置側に記憶する加工データ等より求め、鋼材を穿孔位置に固定して加工処理手段である穿孔装置を位置決めして所定の穿孔を行い、穿孔ポンチを動作する押圧シリンダの効率のよい往復運動により加工効率を向上し得る鋼材の自動穿孔装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、搬送装置で鋼材を穿孔機の穿孔位置まで搬送し、この穿孔位置で固定し、予め設定されている加工データに基づき穿孔ポンチにより連続穿孔する鋼材の自動穿孔装置であって、前記鋼材を穿孔位置にて搬送を停止する搬送制御手段と、穿孔位置に停止した鋼材を搬送台側に圧接して固定する固定手段と、摺動自在の穿孔ポンチを備えた着脱自在の穿孔ブロックと、前記穿孔ポンチの先端位置に対峙して雌金型を配置し、装置本体に摺動可能である枠体からなる穿孔手段と、前記固定手段により固定された前記鋼材を予め設定入力された加工データに基づき、前記穿孔手段を鋼材の穿孔面に沿って摺動せしめ、鋼材の穿孔位置に移動制御する位置決め手段と、この位置決め手段で鋼材の穿孔位置に停止した前記穿孔手段の穿孔ポンチを押圧する押圧手段とを有し、前記位置決め手段は、前記穿孔手段を磁気式の位置センサ内蔵油圧シリンダのロッドに連結し、この磁気式の位置センサ内蔵油圧シリンダのロッドの往復運動によって作動し、前記位置センサ内蔵油圧シリンダは、サーボバルブ駆動部によって動作し、このサーボバルブ駆動部は、前記油圧シリンダに内蔵された前記位置センサからの位置信号と予め設定入力されている加工データとの比較演算制御を行うサーボコントローラにより駆動され、制御されることにより、穿孔手段の位置決めを行う構成とした。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、前記固定手段がＬ型または板状等の鋼材に圧接し、この鋼材を穿孔位置に固定する形鋼用固定機構部と長尺の板材を穿孔位置に固定する板材用固定機構部とからなる構成とした。
【０００７】
【作用】
本発明に係る鋼材の自動穿孔装置は、加工処理手段を固着した位置決め手段が磁気式の位置センサ内蔵油圧シリンダによって操作されるから加工等の際に発生する衝撃により制御回路等に誤信号等の雑信号に影響されることなく、いつも正確なサーボバルブの開閉が行われ、油圧シリンダが正常に動作する。更に、Ｌ字形の形鋼や板鋼材を同一の穿孔機および穿孔位置においてそれぞれの固定機構部で各鋼材を確実に固定し、鋼材の搬送方向に対して垂直方向の穿孔位置は加工処理の穿孔手段の前記位置決め手段によって正確に位置決めすることができる。この位置決めには穿孔手段の枠体を摺動させる磁気式の位置センサ内蔵油圧シリンダのロッドによって位置決めし、一方、穿孔手段の穿孔ポンチは穿孔機の押圧シリンダにより押圧され、ロッドを短時間に往復運動させて穿孔する。穿孔開始位置ではシリンダ内の上部からスタ−トし、鋼材の穿孔が行われ、連続穿孔動作中は下側に配置したロッドの移動検知センサによるロッドの移動距離は短く往復して、制御部の演算手段により予め設定された加工プログラムによって穿孔作業が継続する。従って、この自動穿孔装置は作業時間が短縮され、作業効率がよい。
【０００８】
本発明に係る鋼材の自動穿孔装置の穿孔機構の加工部における鋼材の固定機構部は予め穿孔機の近傍に付設され鋼製品の種類，内容に応じて対応する固定機構部が選定される。穿孔済の鋼材はクランプ機構部に把握されたまま切断装置側に送られて切断される。切断装置には鋼材の形状に対応した切断刃ユニットが装着されるため、効率的な切断作業が行われる。切断された鋼製品や端材は次の長尺の鋼材により送り出され次工程側に搬送される。
【０００９】
加工処理装置の加工データは予め設定入力され、ＮＣ制御装置の制御部の指令により鋼材が所定の加工処理位置まで搬送されると、これに同期して形鋼用固定機構部のセンタ圧接具が作動し、鋼材の搬送方向の位置決めが行われ、次に、搬送方向に垂直方向の高さ位置が加工デ−タに基づき、加工処理手段が所定位置に停止しながら、加工処理が行われ、取付け孔およびボルト孔の位置決めを行って数カ所の位置に穿孔手段が移動し、鋼材は穿孔ポンチによって穿孔される。複数台の穿孔機が配設されている場合は、搬送，位置決め，固定、穿孔手段の穿孔ポンチに穿孔位置が決定され、穿孔機の押圧手段によって穿孔ポンチが動作して順次穿孔を行うことができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。図１はこの発明の自動穿孔装置に係る穿孔手段および位置決め手段等の概略を示す側断面図、図２はこの発明の自動穿孔装置に係る加工処理手段の自動位置決め制御手段の概要構成図、図３はこの発明に係る自動穿孔装置のフローチャート図、図４はこの発明の鋼材固定部の概略図、図５はこの発明に係る自動穿孔装置を利用した自動穿孔切断装置の平面図である。
【００１１】
本発明の加工処理位置決め装置の概要構造を説明する。
１は加工処理手段である穿孔ポンチ２と雌金型３を備えた穿孔ユニット枠体である。この穿孔ユニット枠体１は装置本体の固定台５の支持板６上で摺動する摺動板７ａにピン１ａによって固着してある。この摺動板７ａにセンサ内蔵油圧シリンダ８のロッド８ａの先端が固着してある。位置決め装置である位置決め部材７はセンサ内蔵油圧シリンダ（磁気式の位置センサ内蔵油圧シリンダ）８と摺動板７ａとから構成されている。このセンサ内蔵油圧シリンダ８は位置決めセンサを内蔵し、サーボバルブ駆動部１９に連結してある。
【００１２】
センサ内蔵油圧シリンダ８によって穿孔ユニット枠体１を鋼材の穿孔面に沿って穿孔ポンチ２と雌金型３とが所定位置に移動する。９は前記穿孔ポンチ２の上端の押圧面を強打する押圧ロッド１０を内蔵するシリンダ１２を有する穿孔機で、支持板６ａに固定してあり、シリンダ１２の押圧ロッド１０の移動開始位置および押圧ロッド１０の往復動中の上端位置を設定する検知センサ１１ａおよび１１ｂが配設されている。１３は形鋼用固定機構で、この鋼材に圧接するセンタ圧接部１４が配置してある。１５は板材用固定機構である。１６ａ，１６ｂはＬ型鋼材の支持台で、一方には鋼材の搬送機構の鋼材の端縁を把持するクリップの逃げ溝を穿設してある。
【００１３】
前記位置決め部材７のセンサ内蔵油圧シリンダ８はサーボバルブ駆動部１９によって駆動する。加工処理装置のＮＣ制御装置に予め設定入力されている加工データ等に基づく制御部１７、この制御部１７の信号に基づき演算して駆動制御信号を発信するサーボコントローラ１８に連結されたサ−ボバルブ駆動部１９の信号によって制御され、サーボバルブ２０の開閉制御が行われ、油圧ポンプ２１、アブソコーダ変換器２２およびセンサ内蔵油圧シリンダ８に内蔵する位置、速度センサ等からなり、サーボコントローラ１８はセンタ圧接部１４や枠体１（穿孔ユニット）の移動を制御する。
この発明に係る自動穿孔装置を利用した自動穿孔切断装置を図５に示してあるが、鋼材の把持装置３０を備えた搬送装置３１は搬送レール３２上を移動しながら鋼材を後端から押しながら移動する。３３は自由に回転する搬送ローラである。３４は鋼材の先端位置の検出センサ、３５は切断済鋼材の排出コンベアである。
【００１４】
この発明に係る自動穿孔装置の加工処理位置決め機構を図面に基づいて説明する。
搬送装置によって搬送された鋼材が加工位置に到達すると、制御部１７の信号に基づき形鋼用固定機構１３または板材用固定機構１５のセンタ圧接部１４または板材固定具１５ａが作動して鋼材４を支持台１６ａに押圧固定する。次に制御部１７，サーボコントローラ１８およびサーボバルブ駆動部１９からの指令によりサーボバルブ２０を開閉してセンサ内蔵油圧シリンダ８を駆動し、ロッド８ａを伸縮し、位置決め部材７を動作して穿孔ユニット枠体１を停止し、鋼材４の穿孔位置の位置決めを行い、穿孔機９のシリンダ１２の押圧ロッド１０が下降して穿孔ポンチ２と雌金型３により鋼材４にボルト孔等を穿孔する。このように位置決め加工処理が連続的に行われる。
【００１５】
次に、図３のフローチャートにより、本発明の実施例に係る自動穿孔装置の動作について説明する。
ＮＣ制御装置に穿孔する鋼材の形状種類，穿孔位置，寸法および切断位置などを入力設定する。この加工データに基づいてサーボコントローラ１８によって演算処理され、穿孔切断位置が決定される（ステップ１）。鋼材４が搬送ローラ３３上で搬送され、鋼材４の先端が検出センサ３４に到達してから鋼材が徐行前進し（ステップ２）、加工位置において支持台１６ａで停止し、形鋼用固定機構１３のセンタ圧接部１４で鋼材４を固定する（ステップ３）。次に、穿孔ユニット枠体１の位置決めが、サーボコントローラ１８からの信号に基づきサーボバルブ駆動部１９の制御によってサーボバルブ２０の開閉してセンサ内蔵油圧シリンダ８が動作して位置決め部材７の移動によって決定される（ステップ５）。その後は前述の穿孔作用と同様で、穿孔機９のシリンダ１２の押圧ロッド１０を作動させて穿孔ポンチ２により所定位置に穿孔する（ステップ６）。次いで、同位置での鋼材４の穿孔の有無が判断され（ステップ７）、穿孔が必要なときは再度穿孔ユニット枠体１を摺動させて穿孔位置で穿孔が行われる（ステップ６）。穿孔の必要がないときは形鋼用固定機構が解除され、鋼材４が搬送される（ステップ８）。排出装置において排出コンベア３５へと排出される。
【００１６】
位置決め部材７の位置決めはセンサ内蔵油圧シリンダ８の位置信号はアブソコーダ変換器２２によって変換してデータとしてサーボコントローラ１８にフィードバックされる。このデータ信号と制御部１７からのデータとの比較によってサーボコントローラ１８の出力に基づきサーボバルブ２０が制御されてセンサ内蔵油圧シリンダ８の位置決め部材７の位置が設定される。
前記センタ圧接部１４に隣接して設けた穿孔機９はＬ型鋼材の両面を穿孔するように複数設置されている。
【００１７】
ベース台上に固定される支持板６，６ａにはそれぞれ穿孔機９，９ａが搭載されている。（図５参照）
支持板６上に摺動自在に設けた穿孔ユニット枠体１にセンサ内蔵油圧シリンダ８が固着されている。鋼材４が穿孔位置に停止し、板材用固定機構１５を下降させて圧接部１５ａを鋼材４の側面に圧接させ、鋼材を固定する。
図１に示されるように図略の鋼材は２点鎖線で示す形鋼の支持台１６ａ，１６ｂに支持される。穿孔ユニット枠体１の穿孔部材に着脱自在に固着する穿孔ブロックに摺動自在に穿孔ポンチ２が配置されている。この穿孔ポンチ２はセンサ内蔵油圧シリンダ８によって位置決めされ、鋼材４の穿孔位置に停止する。次に穿孔機９のシリンダ１２の動作によって作動コントロール部等からなり、図略の駆動手段およびサーボコントローラ１８により形鋼の支持台１６ｂ側に移動又は後退すべく形成される。なお、シリンダ１２の押圧ロッド１０の押圧によって穿孔ポンチ２が動作して穿孔が行われる。このシリンダ１２に付設するリミットスイッチ１１ａ，１１ｂ等からなり、押圧ロッド１０のストロークをコントロールする。
【００１８】
前記センサ内蔵油圧シリンダ８内には、図に明示されていないが、アブソリュート磁気センサが内蔵される。この磁気センサはパンチ時における衝撃による誤動作を防止するセンサであり公知技術が適用される。
板材用固定機構部１５は、鋼材としてのＬ字形鋼の代わりに図略の板材が使用された場合に当該板材の穿孔時における位置決め固定用のものであり鋼材を加工するときは干渉しない位置に待機するものである。概略構造を説明すると、板材に係合して板材を形鋼の支持台１６ａ側に押圧する圧接部１５ａが配置されている。
【００１９】
形鋼用固定機構部１３の制御部１７は搬送装置３１の搬送駆動部と同期して作動し、鋼材の中心位置決めや固定を行うもので前記鋼材の制御部１７およびサーボコントローラ１８等がこれに相当する。制御部１７は予め決められた穿孔位置まで鋼材を移動させ、これに同期してセンタ圧接部１４やセンサ内蔵油圧シリンダ８の同期制御を行う。穿孔機９の駆動の制御部１７により自動制御され、穿孔位置に鋼材が位置決め固定された後、穿孔ユニット枠体１の位置決めが行われ、穿孔機９が自動駆動され所定の穿孔が行うものである。本実施例では２台の穿孔機９，９が設けられているため、それぞれの穿孔機９，９による自動穿孔が行われる。なお、穿孔機９，９を複数台配置したのは穿孔時間を短縮し、作業効率の向上を図るためである。
【００２０】
以上の説明において、各検出センサを図示のものとしたが、それ以外の公知の検出センサを用いてもよい。また、各構成要素の駆動機構に関しても図示のものに限らず公知の機構的，油圧的な公知技術が適用されてもよい。また、図面において穿孔機９は２台搭載してあるが、台数を限定するものではない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような顕著な効果を奏する。
１）穿孔機には穿孔部等のシリンダ内に加工等の際に発生する衝撃による誤動作を防止する磁気式の位置センサが内蔵されているため、鋼材に対する正確な穿孔が行われる。
２）各構成要素が搬送方向に沿って配置され省スペース化が図れる。また、１つの鋼製品の穿孔中に他の鋼製品の穿孔を同時に行うことが出来、作業効率の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動穿孔装置に係る穿孔手段および位置決め手段等の概略を示す側断面図である。
【図２】本発明の自動穿孔装置に係る加工処理枠体の自動位置決めの制御部の概要構成図である。
【図３】本発明の自動穿孔装置のフロ−チャ−ト図である。
【図４】本発明の鋼材固定部の概略図である。
【図５】本発明の自動穿孔装置を利用した自動穿孔切断装置の平面図である。
【符号の説明】
１      穿孔ユニット枠体
２      穿孔ポンチ
３      雌金形
４      鋼材
５      固定台
６，６ａ支持板
７      位置決め部材
８      センサ内蔵油圧シリンダ
９      穿孔機
１０    押圧ロッド
１１ａ，１１ｂ    位置センサ
１２    シリンダ
１３    形鋼用固定機構部
１４    センタ圧接部
１５    板材用固定機構部
１６    支持台
１７    制御部
１８    サーボコントローラ
１９    サーボバルブ駆動部
２０    サーボバルブ
２１    油圧ポンプ
２２    アブソコ−ダ変換器
３０    把持装置
３１    搬送装置
３２    搬送レール
３３    搬送ローラ
３４    検出センサ
３５    排出コンベア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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