(57)【要約】【課題】作業員の目視管理によることなく、確実且つ迅速に錐の折損や脱落を検知して、加工不良や未加工の加工材の発生を効果的に管理することのできる錐折れ検知システムを提供する。【解決手段】建築物に使用される木製部材を予め加工形成するために用いられ、被加工木材３１に対して進退可能に支持された穴開け加工用の錐１１を複数備えるプレカットマシーンに設けられる錐折れ検知システムであって、被加工木材３１から離れた各錐１１の後退位置において各錐１１の先端部分１２の存在の有無を検知する検知センサー１７が設けられている。検知センサー１７としては、各錐１１の先端部分１２を挟んで設けられる発光部１５と受光部１６とを備える透過型ファイバーセンサー１７、又は各錐１１の先端部分１２に近接して設けられる反射型レーザーセンサー１８を用いることが好ましい。【選択図】        図１
2004160704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物に使用される木製部材を予め加工形成するために用いられ、被加工木材に対して進退可能に支持された穴開け加工用の錐を複数備えるプレカットマシーンに設けられる錐折れ検知システムであって、
前記被加工木材から離れた前記各錐の後退位置において前記各錐の先端部分の存在の有無を検知する検知センサーが設けられていることを特徴とする錐折れ検知システム。
【請求項２】
前記検知センサーが、前記各錐の後退位置において前記各錐の先端部分を挟んで設けられる発光部と受光部とを備える透過型ファイバーセンサー、又は前記各錐の後退位置において前記各錐の先端部分に近接して設けられる反射型レーザーセンサーである請求項１記載の錐折れ検知システム。
【請求項３】
前記検知センサーは、警報ランプ、警報ブザー等の警報機構と接続しており、前記検知センサーによって前記後退位置における前記各錐の先端部分の不存在が検知された際に、前記警報機構が警報を発する請求項１又は２に記載の錐折れ検知システム。
【請求項４】
前記検知センサーよりも前記被加工木材側に近づいて配置され、前記各錐の後退位置における前記各錐の先端部分から外れた位置の前記各錐の存在の有無を検知する補助検知センサーが設けられている請求項１〜３のいずれかに記載の錐折れ検知システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、錐折れ検知システムに関し、特に穴開け加工用の錐を複数備えるプレカットマシーンにおいて錐の折損又は脱落を検知する錐折れ検知システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば住宅建築物に用いる建築材料として、構造材や羽柄材等の各種の木製部材が加工形成されて使用されることになり、またこれらの木製部材には、連結金具やその他の連結部材を取り付けるためのボルト孔等の貫通穴や開口穴が穴開け加工される場合がある。このような木材への穴開け加工は、金属製の錐を用いて行われるのが一般的であり、また予め工場等において自動的且つ精度良く穴開け加工を施すことができるように、各種の穴開け装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。さらに、このような穴開け装置と共に、切断装置や切削装置、搬送装置等を組み込んで、構造材や羽柄材等の木製部材を一連の流れで略自動的に加工製作できるようにした、いわゆるプレカットマシーンも開発されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０６−２４６７０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、プレカットマシーンにおいて穴開け加工に用いられる錐は、クランプ等の支持部材に把持されて被加工木材に対して進退可能に設けられ、前進及び後退を繰り返しつつ被加工木材を順次穴開け加工してゆくものであり、このような穴開け加工を多数回繰り返すことによって錐が疲労したり、穴開け時に錐に過度の負荷がかかると、特にロウ付け溶接された先端刃先部が折れること等によって、錐の先端部分が折損する場合がある。またクランプ等による錐の締め付け不足等によって、繰り返し穴開け加工を行っているうちに錐が緩んで支持部材から脱落する場合がある。
【０００５】
このような錐の折損や脱落は、例えば目視による作業員の定期的な点検によって発見されることになるが、折損や脱落が生じてからこれらが発見されるまでの間に相当の時間が経過している場合が多く、この間、加工不良や未加工の加工木材が発生していることになる。また、プレカットマシーンにおいては、複数の錐が設けられており、トラブルの発生を未然に防ぐために全ての錐を常時点検管理することが困難であると共に、点検の際には安全上プレカットマシーンの稼働を停止する必要があることから、ロスタイムを生じて操業時間の延長を招くことになる。さらに、加工不良や未加工の加工木材を拾い出して再度穴開け作業を行うには多くの手間がかかると共に、加工不良や未加工のまま加工木材が建築施工現場等に搬入された場合には、加工不良や未加工部分が発見された段階で当該施工現場等で穴開け作業を行うことになるため、さらに多くの手間を要し、また施工の遅延を招くことになる。
【０００６】
一方、作業員の目視点検によらずに錐の折損や脱落を管理する方法として、例えば錐を回転駆動させる回転モーターの電流負荷を監視する方法が提案されているが、この電流負荷を監視する方法によれば、高価な装置を用いる必要があり、また被加工木材は、その性質上、切削負荷の軽い材料や重い材料があるため、これらの材質の相違による負荷の変動の影響を受けることになって、錐の折損や脱落を正確に把握することは困難である。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、安価且つ簡易な構成によって、作業員の目視管理によることなく、確実且つ迅速にプレカットマシーンにおける錐の折損や脱落を検知して、加工不良や未加工の加工木材の発生を効果的に管理することのできる錐折れ検知システム及び錐折れ検知方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、建築物に使用される木製部材を予め加工形成するために用いられ、被加工木材に対して進退可能に支持された穴開け加工用の錐を複数備えるプレカットマシーンに設けられる錐折れ検知システムであって、前記被加工木材から離れた前記各錐の後退位置において前記各錐の先端部分の存在の有無を検知する検知センサーが設けられていることを特徴とする錐折れ検知システムを提供することにより、上記目的を達成したものである（請求項１記載の発明）。
【０００９】
また、本発明の錐折れ検知システムは、前記検知センサーが、前記各錐の後退位置において前記各錐の先端部分を挟んで設けられる発光部と受光部とを備える透過型ファイバーセンサー、又は前記各錐の後退位置において前記各錐の先端部分に近接して設けられる反射型レーザーセンサーであることが好ましい（請求項２記載の発明）。
【００１０】
さらに、本発明の錐折れ検知システムは、前記検知センサーが、警報ランプ、警報ブザー等の警報機構と接続しており、前記検知センサーによって前記後退位置における前記各錐の先端部分の不存在が検知された際に、前記警報機構が警報を発するようになっていることが好ましい（請求項３記載の発明）。
【００１１】
さらにまた、本発明の錐折れ検知システムは、前記検知センサーよりも前記被加工木材側に近づいて配置され、前記各錐の後退位置における前記各錐の先端部分から外れた位置の前記各錐の存在の有無を検知する補助検知センサーが設けられていることが好ましい（請求項４記載の発明）。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態に係る錐折れ検知システムは、例えば工場等に設けられて建築物に使用される木製部材を予め加工形成するプレカットマシーンにおいて用いられ、穴開け加工用に設けられた複数の錐に折損や脱落が生じるのを検知して、加工不良や未加工の木製加工部材の発生を確実且つ効果的に管理できるようにすることを目的として採用されたものである。
【００１３】
本実施形態によれば、プレカットマシーンは、木製部材として例えば柱材や梁材等の構造材を、制御装置からの指令により被加工木材に対して切断加工、切削加工、穴開け加工等を施すことによって、所望の大きさ、形状に自動加工するものである。またプレカットマシーンは、例えば図３に示すように、当該プレカットマシーンに投入され、コンベア装置等の搬送手段３０によって適宜停止しつつ搬送移動される被加工木材３１に対して、搬送手段３０に隣接して所定の順序で並べて配置された切断装置３２、切削装置３３，３４、穴開け装置１０ａ〜１０ｏ等によって各種の加工を施して行くものであり、プレカットマシーンの１階部分における加工が終了した被加工木材３１は、搬入エレベータを介してプレカットマシーンの２階部分に搬送され、さらに加工が施された後に、次の工程に送り出されることになる。
【００１４】
ここで、切断装置３２は、例えばクロスカットソー等からなり、被加工木材３１を所定の長さに切断加工するものである。切削装置３３，３４は、例えば座彫加工機等からなり、被加工木材３１の側面を所定の形状に削り取るルーター加工部３５や、切り欠き部を形成する欠き込み加工部３６を構成している。さらに、穴開け装置１０ａ〜１０ｏは、例えば電動ドリル等からなり、これらの電動ドリルは、被加工木材３１に形成すべき貫通穴や開口穴の穴径に応じた錐径を有する錐１１（図１（ａ），（ｂ）参照）と、錐１１を締め付けるようにして把持するクランプ装置（図示せず。）とを各々有している。各クランプ装置は、被加工木材３１に対して錐１１を、上下、左右、又はその他の方向に進退させるように支持するものであり、かつ回転モータからの駆動力によって回転駆動し、把持した錐１１を前進させつつ回転させることにより、被加工木材３１の所定の位置に各々穴開け加工を施すことができるようになっている。
【００１５】
そして、本実施形態の錐折れ検知システムは、プレカットマシーンに１５箇所に配置された各穴開け装置１０ａ〜１０ｏの錐１１が折損したり脱落することによって、当該穴開け装置１０ａ〜１０ｏによる所望の穴開け作業ができなくなったことを確実且つ迅速に検知するためのシステムであって、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように  被加工木材３１から離れた各錐１１の後退位置において各錐１１の先端部分１２の存在の有無を検知する検知センサー１３を設けることによって構成されている。
【００１６】
ここで、錐１１の折損は、錐１１の先端部分１２が折れて欠損することであり、特に錐１１の先端刃先部１４が溶接によって錐１１に接合一体化されている場合には、当該溶接箇所において折損が生じやすくなる。一方、錐１１の脱落は、把持されたクランプ装置から錐１１が抜け落ちたり、進退方向に滑ってずれることであり、クランプ装置による錐１１の締め付けが不足して緩んだ場合に生じやすくなる。
【００１７】
また、本実施形態によれば、検知センサー１３として、各錐１１の後退位置において各錐１１の先端部分１２を挟んで設けられる発光部１５と受光部１６とを備える透過型ファイバーセンサー１７（図１（ａ）参照）、又は各錐１１の後退位置において各錐１１の先端部分１２に近接して設けられる反射型レーザーセンサー１８（図１（ｂ））が用いられている。
【００１８】
透過型ファイバーセンサー１７は、発光側ファイバー１９と、受光側ファイバー２０とからなり、各ファイバー１９，２０は、錐１１の後退位置における先端部分１２を挟んだ両側に配置されたＬ字形ブラケット２１にこれらの先端部を支持させて、Ｌ字ブラケット２１の中央開口穴２２に各先端面を臨ませることにより、これらの先端面を、発光部１５及び受光部１６として錐１１の先端部分１２を挟んだ両側に対向配置させることによって構成されている。また本実施形態によれば、クランプ装置及び錐１１の予め定められた所定の後退位置において、発光部１５と受光部１６とを結んだ直線が、錐１１の先端部分１２に溶接固定された先端刃先部１４の略中央を通過するように、発光部１５及び受光部１６が配置されている。
【００１９】
従って、後述するシーケンサーからの制御によって、例えば被加工木材３１に対して進退動作を繰り返しつつ穴開けを行っている錐１１が予め定められた所定の後退位置に後退したタイミングで、発光部１５から光を発光すれば、発光された光は、錐１１の先端刃先部１４が残っている場合には当該先端刃先部１４に遮られて受光部１５に受光されず、錐１１の先端刃先部１４が残っていない場合には受光部１５に受光されるので、受光部１５によって発光部１５からの光が検知されることにより、錐１１の折損や脱落による先端刃先部１４の不存在を迅速且つ確実に把握することが可能になる。なお、発光側ファイバー１９と受光側ファイバー２０とからなる透過型ファイバーセンサー１７としては、より具体的には、例えば商品名ＦＳ−Ｖ２２＋ＦＳＶ２１（キーエンス社製）等を用いることができる。
【００２０】
反射型レーザーセンサー１８は、後退位置における錐１１の先端部分１２と間隔をおいて隣接配置された支持基盤２３に取付け固定されて当該先端部分１２に近接して設けられたセンサーであって、被照射体としての錐１１の先端部分１２にレーザー光を照射して、反射する光を受光部によって検知する機能を備えるものである。また本実施形態によれば、クランプ装置及び錐１１の予め定められた所定の後退位置において、レーザー光が、錐１１の先端部分１２に溶接固定された先端刃先部１４の略中央を照射するように配置されている。
【００２１】
従って、後述するシーケンサーからの制御によって、例えば被加工木材３１に対して進退動作を繰り返しつつ穴開けを行っている錐１１が予め定められた所定の後退位置に後退したタイミングでレーザー光を照射すれば、照射されたレーザー光は、錐１１の先端刃先部１４が残っている場合には当該先端刃先部１４で反射してその反射光が受光部に検知され、錐１１の先端刃先部１４が残っていない場合には反射することなく通過するので、受光部によって反射光が検知されないことにより、錐１１の折損や脱落による先端刃先部１４の不存在を、迅速且つ確実に把握することが可能になる。なお、反射型レーザーセンサー１８としては、より具体的には、例えば商品名ＬＶ−Ｈ３２（キーエンス社製）等を用いることができる。
【００２２】
なお、本実施形態によれば、透過型ファイバーセンサー１７と反射型レーザーセンサー１８は、各穴開け装置１０ａ〜１０ｏの周囲における錐１１の先端部分１２の近傍への取り付け易さ等を鑑みて、適宜選択されて各穴開け装置１０ａ〜１０ｏに取り付けられることになる。また、透過型ファイバーセンサー１７と反射型レーザーセンサー１８は、アンプ等の増幅装置と接続しており、光の発光機能や受光機能を適宜増幅させることができるようになっている。
【００２３】
そして、本実施形態によれば、各穴開け装置１０ａ〜１０ｏに設けられた検知センサー１３としての透過型ファイバーセンサー１７と反射型レーザーセンサー１８は、配線網を介して例えば図２に示すような操作制御盤２４に接続されている。操作制御盤２４は、内部に制御装置としてのシーケンサーを備えており、シーケンサーは、各錐１１の進退速度や進退サイクル等の種々の条件を鑑みて、上述の予め定められたタイミングで錐１１の先端部分１２の存在の有無を効果的に感知できるように設定されたプログラムに従って、透過型ファイバーセンサー１７と反射型レーザーセンサー１８を制御し、１５箇所の各穴開け装置１０ａ〜１０ｏを同時に監視できるようになっている。また操作制御盤２４のシーケンサーに、各穴開け装置１０ａ〜１０ｏによる被加工木材３１の加工履歴を記録、保存させることもできるようになっている。
【００２４】
また、本実施形態によれば、操作制御盤２４には、警報機構として警報ランプ２５や警報ブザーが設けられており、各検知センサー１３によって後退位置における錐１１の先端部分１２の不存在が検知された際に、これらが警報を発することによって、穴開け装置１０ａ〜１０ｏに生じた異常を早期に認知させることができるようになっている。また例えば工場内の見易い場所に警報ランプを設置すると共に、これを操作制御盤２４に接続して、穴開け装置１０ａ〜１０ｏの異常をさらに早期に認知させることも可能である。なお、操作制御盤２４には、これらの他に、電源スイッチ２６、ブザーリセット釦２７、アラームリセット釦２８、シーケンサ監視窓２９等が設けられている。
【００２５】
本実施形態によれば、操作制御盤２４の電源スイッチ２６をオンにし、錐折れ検知システムによって穴開け装置１０ａ〜１０ｏの監視を行いつつ、プレカットマシーンによる通常の操業を行っている状態で、錐折れによる不具合が発見されると、警報ランプ２５や警報ブザーが即座に警報を発することになる。警報を認知したら、作業員は操作制御盤２４のブザーリセット釦２７やアラームリセット釦２８を押して警報を止め、例えばシーケンサ監視窓２９から点灯しているシーケンサーの入力表示灯を確認して、錐１１の折損や脱落が生じている穴開け装置１０ａ〜１０ｏを断定する。錐１１の折損や脱落が生じている穴開け装置１０ａ〜１０ｏを特定したら、当該折損等が生じた錐１１を交換等して補修し、しかる後にリセット釦２７，２８を押し直して再び監視状態とする。
【００２６】
そして、本実施形態によれば、安価且つ簡易な構成によって、作業員の目視管理によることなく、確実且つ迅速にプレカットマシーンにおける錐１１の折損や脱落を検知して、加工不良や未加工の木製部材（加工木材）の発生を効果的に管理することが可能になる。すなわち、本実施形態によれば、錐折れ検知システムは、穴開け装置１０ａ〜１０ｏの各錐１１の近傍に透過型ファイバーセンサー１７か或いは反射型レーザーセンサー１８を設けると共に、これらを操作制御盤２４と接続するだけの構成によって、安価且つ簡易に設けることが可能である。また、被加工木材３１から離れた錐１１の特定の後退位置において、錐１１の先端部分１２（先端刃先部１４）の存在の有無を検知センサー１７，１８によって検知することにより、錐１１の折損又は脱落を検知するので、作業員の目視管理によることなく常時管理して、確実且つ迅速に錐１１の折損や脱落を検知することが可能になる。
【００２７】
従って、本実施形態によれば、錐１１の折損又は脱落を速やかに検知し、且つ錐１１の補修を速やかに行うことができるので、加工不良や未加工の木製部材の発生を即座に把握すると共に、加工不良や未加工の木製部材の発生を極力回避することが可能になり、また加工不良や未加工の木製部材がそのまま建築施工現場等に搬入されるのを効果的に防止することが可能になる。
【００２８】
また、本実施形態によれば、図４（ａ）に示すように、被加工木材３１から離れた錐１１の特定の後退位置において、錐１１の先端部分１２（先端刃先部１４）の存在の有無を検知する検知センサー１３に加えて、この検知センサー１３よりも被加工木材３１側に近づいて配置され、各錐１１の後退位置における各錐の先端部分１２から外れた位置の各錐１１の存在の有無を検知す補助検知センサー４０を設けることもできる。
【００２９】
補助検知センサー４０を検知センサー１３よりも被加工木材３１側に近づけて配置するこことにより、クランプ装置に把持された錐１１が緩み、例えば図４（ｂ）に示すように錐１１が進退方向に滑って被加工木材３１側にずれたり、図４（ｃ）に示すように被加工木材３１に突き刺さったままクランプ装置から外れるといった不具合を効果的に検知することが可能になる。すなわち、このような異常が生じた場合でも、検知センサー１３のみでは錐１１の存在を検知して異常を発見することが困難であるが、図４（ａ）に示す正常な錐１１の後退位置においては錐１１の存在を検知しない補助検知センサー４０が、上述のような異常が生じた場合には錐１１の存在を検知することになって（図４（ｂ），（ｃ）参照）、錐１１の脱落によるこれらの異常を速やかに発見することが可能になる。
【００３０】
ここで、補助検知センサー４０としては、検知センサー１３と同様に、透過型ファイバーセンサー１７や反射型レーザーセンサー１８を用いることができ、また補助検知センサー４０を警報機構と接続して、異常が検知された際に警報を発するようにすることもできる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明の錐折れ検知システムは、各錐の先端部分の存在の有無を検知する検知センサーとして、透過型ファイバーセンサー又は反射型レーザーセンサーに限定されることなく、その他の各種の検知センサーを用いることもできる。また、柱材や梁材等の構造材以外のその他の木製部材を加工するプレカットマシーンに設けて使用することもできる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の錐折れ検知システム及び錐折れ検知方法によれば、安価且つ簡易な構成によって、作業員の目視管理によることなく、確実且つ迅速に錐の折損や脱落を検知して、加工不良や未加工の加工材の発生を効果的に管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る錐折れ検知システムに用いられる透過型ファイバーセンサーの構成を説明する斜視図、（ｂ）は反射型レーザーセンサーの構成を説明する側面図である。
【図２】操作制御盤の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る錐折れ検知システムを採用したプレカットマシーンの構成を説明する略示平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、検知センサーよりも被加工木材側に補助検知センサーを設けて錐の異常を検知する状況の説明図である。
【符号の説明】
１０ａ〜１０ｏ  穴開け装置
１１  錐
１２  錐の先端部分
１３  検知センサー
１４  先端刃先部
１５  発光部
１６  受光部
１７  透過型ファイバーセンサー
１８  反射型レーザーセンサー
１９  発光側ファイバー
２０  受光側ファイバー
２４  操作制御盤
２５  警報ランプ
３０  搬送手段
３１  被加工木材
３２  切断装置
３３，３４  切削装置
【図１】
2004160704.tif 000003
【図２】
2004160704.tif 000004
【図３】
2004160704.tif 000005
【図４】
2004160704.tif 000006