JPH0129645B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、Ｈ形鋼、溝形鋼等のウエーブと相対
向するフランジを有する形鋼に鋲孔を穿孔すると
共に、ウエーブ両端部とフランジ端間の寸法誤差
を補正して高精度の穿孔をするのに好適な寸法補
正装置を有する形鋼穿孔機に関する。

「従来の技術」 一般に、形鋼を穿孔する時のフランジ部の位置
決めにおける絶対的条件は下記の通りである。

(1) 形鋼の左右のフランジ部の位置決めは、ウエ
ーブの中心から穿孔ピツチの振り分けをして行
う事が理想的な位置決め方式である。なぜな
ら、穿孔された形鋼を互いに接合する場合は、
必ずウエーブを基準にして行うからである。

(2) 形鋼では、フランジに対するウエーブの中心
のかたよりがJIS規格により、フランジ長さ300
mm以下では±３mm、300mm以上では±4.5mmと許
容されている。

(3) このような形鋼を、原点（フランジ下面）か
らの位置決めにより穿孔を行うと、形鋼を接合
する場合にウエーブを基準にすることから、互
いのフランジの穿孔穴の芯がずれて継手板の取
付が行えず、修正をしなければならない。

従来、形鋼のウエーブ、フランジに穿孔する穿
孔機の一般的構造としては、ベース台上に門型コ
ラムを設けると共に、ベース台上にドリルユニツ
トを摺動自在に載置し、上記門型コラム間に横架
を跨設し、該横架にドリルユニツトを摺動自在に
懸架せしめるものが採用されている。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、すべての構成部材がベース台に
載置されるように形成されていたために、ベース
台上が極めて複雑のものとなり、切屑の排除やツ
ール交換、調整等がやりにくく、作業効率上問題
があると共に、上記のすべてがベース台上に乗つ
て操作を行う必要があり、極めて危険である。更
にベース台の面積も非常に広くなり、機械が大型
化し、設置場所の選定にも問題が生じていた。
又、従来技術では、形鋼の位置決めは形鋼自体を
移動するものがほとんどで、質量の大きい形鋼の
移動に伴う慣性力等により停止ずれが生ずると共
に、クランプずれ等も発生し、正確な位置決めが
困難となる欠点があつた。特に相対向するフラン
ジ面の穿孔位置に相異がある場合には、形鋼の位
置決めが容易に行なわれない欠点があつた。又、
三方向のドリルユニツトはそれぞれ独立に移動す
るものがほとんどであり、これらの摺動装置がそ
れぞれ必要となるため、機械全体が上記の如く大
型かつ複雑なものとなり、従つてこれらの制御装
置も大型となる欠点があつた。

一方、第６図に示す如く、形鋼（図ではＨ形
鋼）のウエーブ両端部とフランジ端との間の寸法
Ｂ，B′は普通相違しているので、フランジ端が
当接しているベース面からドリルユニツトの穿孔
位置を決めるとウエーブに対し非対称の位置に穿
孔される不具合が生ずる。形鋼を接合する場合に
はウエーブを基準とするため非対称に穿孔される
と円滑に結合し得ない不具合が生ずる。従来技術
では、上記の不具合を承知でベース面（フランジ
端）から位置決めする方式や、メカニカル操作又
はマニアル操作によつてウエーブ両端の寸法誤差
を求め、この値によりドリルユニツトの位置補正
を行う方式が採用されているが、後者の場合でも
補正に時間を要すると共に形鋼が変わる度にこの
動作を行わなければならず、作業効率及び位置決
め精度が低下する欠点があつた。

本発明は、上記の不具合や欠点を解決すべく創
案されたものであり、その目的は、小型軽量で、
操作性に優れ、作業効率を向上し得ると共に、ウ
エーブを中心とする穿孔が自動的に、かつ精度よ
く実施できる寸法補正装置を有する形鋼穿孔機を
提供することにある。

「課題を解決するための手段並びに作用」 本発明は、上記の目的を達成するために、ベー
ス台１上に形鋼を挾持部材６ａ，８によつて固定
させておき、角型フレーム１８に対してレールガ
イド１９，２０を移動させて、各ドリルユニツト
３７，３８，４０を形鋼の長手方向の位置決めを
し、又レールガイド１９，２０に対してユニツト
ベース３１，３４を移動させてドリルユニツト３
７，３８を高さ方向の位置決めをし、更に横架２
６に対してユニツトベースを移動させてドリルユ
ニツト４０を形鋼に対する左右方向の位置決めを
して穿孔するようになつている。しかも、形鋼に
穿孔する前に、ウエーブ両端の高さを計測する。
この計測には、まずシリンダにより当接部材４２
をベース台１上面から移動させてウエーブの下面
に当接させる。当接部材４２と共にラツク４３が
移動し、ラツク４３と噛合するロータリーエンコ
ーダ１５ａ，１５ｂがラツク４３の移動量を計測
し、つまり当接部材４２の移動量を計測する。ロ
ータリーエンコーダ１５ａ，１５ｂで計測したウ
エーブ両端の高さは、演算装置１７によりウエー
ブ両端の高さの寸法差からドリルユニツト３７，
３８の高さ方向の寸法補正量を算出し、この算出
値を制御装置１６が受けてドリルユニツトの位置
を補正する。更に、一方のレールガイド１９に他
方のレールガイド２０が移動できるようになつて
いることから、ドリルユニツト３７，３８，４０
の相互間の形鋼に対する左右方向の位置を調節す
ることができるものである。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図に示す如く、ベース台１上にはＨ形鋼２
がフランジ端を接触せしめて載置される。詳しく
は、Ｈ形鋼２の挿入を容易にするためベース台１
に取り付けられたコロ３上に支持される。又、第
２図に示すガイドロール４，５もＨ形鋼の挿入を
容易にするためのものである。ベース台１上には
その隅部に支柱６，７が立設され、一方の支柱６
の内側面にはＨ形鋼２のフランジが当接する挾持
部材６ａが固定される。又、挾持部材６ａと左右
に相対向する位置には、その両端側をベース台１
上に支承され、ベース台１上を挾持部材６ａと近
遠する左右方向に移動する可動挾持部材８が摺動
自在に係合している。可動挾持部材８の側面には
油圧ジヤツキ９のロツド１０が当接し、油圧ジヤ
ツキ９は、これに螺合するねじ棒１１に連結する
ハンドル１２によりベース台１上を移動する。こ
の移動により可動挾持部材８はベース台１上を摺
動し、挾持部材６ａと共にＨ形鋼２のフランジ面
を挾持する。尚、Ｈ形鋼２の固定は油圧ジヤツキ
９の作動によつて行われる。

Ｈ形鋼２のウエーブ両端部の下方側には１対の
寸法補正装置１３が配設される。寸法補正装置１
３は、第３図ないし第５図にも示す如く、挾持部
材６ａ、可動挾持部材８に取り付けされ、ウエー
ブに当接すべく上下動する移動部１４と、移動部
１４の移動量を検出するロータリーエンコーダ１
５ａ，１５ｂと、ロータリーエンコーダ１５ａ及
び１５ｂの差を演算し制御装置１６に補正量を指
令する演算装置１７等とから形成される。尚、寸
法補正装置１３の詳細は後記する。

支柱６，７の上端には、角型フレーム１８がベ
ース台１のベース面に平行に搭載されている。角
型フレーム１８の左右に相対向する側には、一対
のレールガイド１９，２０が角型フレーム１８に
固定されたレール２１，２２を介し、摺動自在に
懸架されている。又レールガイド１９には、ジヨ
イントプレート２３の一端側が固着され、その他
端にはレール２１と並設するロツド２４の一端が
固定され、ロツド２４の他端は、これを移動する
シリンダ２５に連結している。尚、シリンダ２５
は角型フレーム１８に固定される。レールガイド
１９と２０との間には横架２６が架設される。又
横架２６のレールガイド１９側には、レールガイ
ド１９に摺動自在に支持される摺動部２６ａが形
成され、横架２６は、同じく横架２６の摺動部２
６ａ端に形成された雌ネジ２６ｂに噛合するねじ
棒２７の回転によりレールガイド１９と同じ移動
方向（以下Ｘ方向と称呼する）に摺動し得るよう
に形成される。尚、ねじ棒２７の回転はハンドル
２８により行われる。又、レールガイド１９と摺
動部２６ａ間には横架２６をレールガイド１９に
固設するためのストツプハンドル２９が設けられ
ている。

レールガイド１９には第１のスライドベース３
０が固着され、第１のスライドベース３０にはユ
ニツトベース３１を上下動（以下Ｚ方向と称呼す
る）する摺動部３０ａが形成される。このＺ方向
の摺動はシリンダ３２により行われる。

又、横架２６のレールガイド２０側には、横架
２６に沿つて移動する（以下Ｙ方向と称呼する）
第２のスライドベース３３が摺動自在に係合し、
第２のスライドベース３３にはユニツトベース３
４をＺ方向に摺動自在に支持する摺動部３３ａが
形成される。尚、第２のスライドベース３３はこ
れに螺合するねじ棒３５を介しハンドル３６によ
り移動される。

ユニツトベース３１，３４にはドリルユニツト
３７，３８が摺動可能に支持され、ドリルユニツ
ト３７，３８は相対向し、Ｈ形鋼２のフランジ面
に直交して配設される。又、横架２６には第３の
スライドベース３９が摺動自在に支持され、第３
のスライドベース３９にはドリルユニツト４０が
Ｚ方向に摺動可能に支持され、形鋼２のウエーブ
を穿孔すべく配設される。尚、第３のスライドベ
ース３９はシリンダ４１により横架２６に沿つて
Ｙ方向に移動する。

以上の構成によつて明らかな如く、ドリルユニ
ツト３７，３８，４０はすべて第１、第２、第３
のスライドベース３０，３３，３９を介し角型フ
レーム１８に懸架された状態で配設され、ベース
台１には直接載置されていない。又、ドリルユニ
ツト３７，３８，４０はシリンダ２５により同時
にＸ方向に移動し得ると共に、Ｙ方向、Ｚ方向に
対しては各々独立に移動可能であり、かつドリル
ユニツト３７とドリルユニツト３８とは、Ｘ方向
に相対変位せしめることができる。

次に、寸法補正装置１３を詳しく説明する。

第３図に示す如く、寸法補正装置１３は形鋼の
ウエーブ両端部近傍の下方にそれぞれ配設され、
その移動部１４は、ウエーブに当接する当接部材
４２と、これに接続して下方に延出するラツク４
３と、当接部材４２及びラツク４３を移動せしめ
るシリンダ４４等とから形成される。又、第４図
に示す如く、シリンダ４４はブラケツト４５によ
り、ラツク４３はラツクガイド４６によりそれぞ
れ挾持部材６ａ及び可動挾持部材８の側面に保持
される。第５図にも示す如く、ラツク４３にはピ
ニオン４７が噛合し、ピニオン４７は挾持部材６
ａ及び可動挾持部材８の下方に取り付けられたロ
ータリーエンコーダ１５ａ，１５ｂに連結してい
る。ロータリーエンコーダ１５ａ，１５ｂはピニ
オン４７の回転を検出しラツク４３の移動量を検
出するものである。又、ロータリーエンコーダ１
５ａ，１５ｂには演算装置１７を接続し、ロータ
リーエンコーダ１５ａ，１５ｂの検出信号から補
正量を演算する。

尚、図に明示されていないが、当接部材４２が
ウエーブに接触するまでに移動するラツク４３の
移動量が丁度ベース台１上面からウエーブ下面ま
での距離に相当するように形成される。

次に本実施例の動作について説明する。

第６図に示す如く、寸法補正装置１３により、
ウエーブ両端部のベース上面からの距離Ｂ，
B′がロータリーエンコーダ１５ａ，１５ｂによ
り求められる。今、ウエーブの厚みをＷ、フラン
ジ高をＨ、フランジ端から寸法指定した当初の目
標値をＤとすると、補正後の穿孔すべき目標値
Ａ，A′は下式により求められる。

A′＝Ｄ＋S′＝Ｄ＋〔B′＋Ｗ／２―Ｈ／２〕 Ａ＝Ｄ―Ｓ＝Ｄ―〔Ｈ／２―（Ｂ＋Ｗ／２）〕 そして、もう１つの孔は目標値A′，Ａから孔
ピツチＰだけ離れた位置に穿孔される。

以上の演算結果が演算装置１７から制御装置１
６に入力され、制御装置１６はこの補正値分をユ
ニツトベース３１，３４のシリンダ３２に入力す
る。これにより、ドリルユニツト３７，３８は補
正された位置に位置決めされる。以下、制御装置
１６の指示により所定の穿孔が行われる。

又、ドリルユニツト３７，３８，４０は上記の
如くシリンダ２５によりレール２１，２２に沿つ
てＸ方向に同時に移動される。従つて、各ドリル
ユニツトがＸ方向に等ピツチで穿孔する場合には
シリンダ２５を所定ビツチだけ順次移動すること
により同時に行われる。又、ドリルユニツト３７
と３８との孔が前後即ちＸ方向にずれて穿孔され
る場合には、ハンドル２８を回し、ねじ棒２７と
雌ねじ２６ｂとの噛合により横架２６をＸ方向に
移動して行う。又、ドリルユニツト４０はシリン
ダ４１により横架２６に沿つて独立に移動し、所
定の穿孔を行う。次に、Ｈ形鋼２の幅が変化した
場合には、ハンドル１２により油圧ジヤツキ９を
介し、可動挾持部材８を移動すると共に、ハンド
ル３６により第２のスライドベース３３を移動
し、所定位置にドリルユニツト３８を位置決めし
て行えばよい。

以上の如く、寸法補正装置１３により、自動的
に位置補正ができ寸法補正時間を短縮し作業効率
を向上し得ると共に、高精度の穿孔が実施され、
補正操作に特別の熟練を必要としない効果が上げ
られる。更に、ベース台１から離れた角型フレー
ム１８にドリルユニツト３７等を配設したことに
より、ベース台１まわりが簡素化され小型軽量と
なる共に、ドリルユニツトを任意の位置に移動で
きる深い懐部（フトコロ部）が形成され、切屑除
去、ツール交換、調整が極めて容易に行われる。
更に、上記の如く、各ドリルユニツト等が１つの
シリンダ２５で一方向に同時に移動可能であると
共に、各ドリルユニツト３７，３８，４０が独立
に他方向に移動でき、かつ、対峙するドリルユニ
ツト３７，３８の相互間もシフトし得るように構
成されているため、それぞれ全く独立のドリルユ
ニツトと同等の性能を有すると共に、穿孔すべき
孔位置によつては、同時の穿孔が為し得、かつ極
めて高効率の穿孔を行うことができる。又、全体
が小型軽量に形成されるため、制御装置１６も小
型で簡素化される。更に、形鋼の位置決めも容易
で、慣性力による停止ずれも全く生じない。従つ
て、穿孔精度が向上する。

本実施例において、第１のスライドベース３０
及び挾持部材６ａを固定式としたが、本発明はこ
れに限定するものではない。又、ユニツトベース
３１，３４と第１、第２のスライドベース３０，
３３の摺動方向との相互関係も上記に限定するも
のではない。又、ハンドル１２，２８，３６を自
動化しても構わない。又、シリンダ２５，３２，
４１は油気圧いずれでもよく、油圧ジヤツキ９は
油圧に限定しない。更にストツプハンドル２９も
自動操作をする。尚、実施例はＨ形鋼２について
説明したが、他の形鋼に対して同様に適用され
る。

「発明の効果」 以上の説明によつて明らかな如く、本発明によ
れば、ベース台１上にはその隅部に支柱６，７を
立て、その上端に角型フレーム１８を固定し、こ
れにドリルユニツト３７，３８，４０を取り付け
るので、ベース台１上には可動挾持部材８だけし
かない。従つて、装置全体が軽量で操作性に優
れ、作業効率を向上し得る。

又、ドリル工具による作業時の反力は角型フレ
ーム１８と支柱６，７とを介してベース台１によ
り強力に支持されるので、高精度の作業ができ
る。

その上、形鋼２のウエーブの下方に寸法補正装
置を設けたので、形鋼２をベース台１に固定した
後、左右及び上方から同時に穿孔作業をするので
形鋼２の長手方向に横架２６を移動して必要なピ
ツチで多数個所に穿孔できるので作業効率が良
い。このような作業を自動的に行うことで特に熟
練を要することなく実施し得る効果が上げられ
る。

つまり、形鋼を固定し、ドリルユニツトを穿孔
位置に応じて移動させるものであるから、形鋼の
両端の高さが相違する場合であつても、重量のあ
る形鋼を移動させる複雑な機構を必要とすること
なく、容易に穿孔位置の補正ができるものであ
る。寸法位置の補正はシリンダにより当接部材４
２をベース台１上面から移動させてウエーブの下
面に当接させ、当接部材４２がウエーブの下面に
当接するまでの距離をロータリーエンコーダ１５
ａ，１５ｂが計測し、演算装置１７が上記計測値
に基づき寸法補正量を算出し、更に制御装置１６
がその寸法補正量を受けてドリルユニツトによる
穿孔位置を割り出すものであるから、ウエーブ両
端の高さがどのような状態であつても、自動的に
寸法補正量を算出して、ドリルユニツトによる穿
孔位置を割り出すことができ、何等人手を必要と
せず、これに伴い誤差の発生もない。しかも、寸
法補正量を算出するのに、シリンダ、当接部材、
ラツク、ロータリーエンコーダ及び演算装置のみ
で行えて構成が極めて簡易に取り扱う上で頗る便
利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の正面図、第２図は
その上面図、第３図は寸法補正装置の構成図、第
４図及び第５図はそのロータリーエンコーダまわ
りを示す部分構成図、第６図は寸法補正装置の作
用を説明する説明図である。 １…ベース台、２…Ｈ形鋼、３…コロ、４，５
…ガイドロール、６，７…支柱、６ａ…挾持部
材、８…可動挾持部材、９…油圧ジヤツキ、１０
…ロツド、１１，１３…ねじ棒、１２，２８，３
６…ハンドル、１３…寸法補正装置、１４…移動
部、１５ａ，１５ｂ…ロータリーエンコーダ、１
６…制御装置、１７…演算装置、１８…角型フレ
ーム、１９，２０…レールガイド、２１，２２…
レール、２３…ジヨイントプレート、２４…ロツ
ド、２５，３２，４１，４４…シリンダ、２６…
横架、２６ａ，３０ａ，３３ａ…摺動部、２６ｂ
…雌ねじ、４３…ラツク、２７…ねじ棒、４７…
ピニオン、２９…ストツプハンドル、３０…第１
のスライドベース、３１，３４…ユニツトベー
ス、３３…第２のスライドベース、３７，３８，
４０…ドリルユニツト、３９…第３のスライドベ
ース、４２…当接部、４５…ブラケツト、４６…
ラツクガイド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 形鋼２のウエーブ両端部とフランジ端との間
   の寸法誤差を補正し、上記形鋼を三方向から穿孔
   する寸法補正装置１３を有する形鋼穿孔機におい
   て、ベース台１上の隅部に支柱６，７を立設し、
   この支柱６，７上に角型フレーム１８を上記ベー
   ス面に平行に固定し、該角型フレームの左右に相
   対向する側に、これに摺動自在に懸架される１対
   のレールガイド１９，２０を設け、一方のレール
   ガイド１９に横架２６の一端を該レールガイドの
   移動方向に摺動自在に係合せしめ、他方のレール
   ガイド２０に上記横架２６の一端を固定し、上記
   レールガイドの一つにはユニツトベース３１を上
   下に摺動自在に支持する第１のスライドベース３
   ０を固定し、上記横架２６に、同じくユニツトベ
   ース３４を上下に摺動自在に支持する第２のスラ
   イドベース３３を左右に摺動自在に係合せしめ、
   上記ユニツトベース３１，３４に上記形鋼のフラ
   ンジ部を穿孔するドリルユニツト３７，３８を左
   右に摺動可能に設け、かつ、上記横架２６には、
   上記形鋼のウエーブを穿孔するドリルユニツト４
   ０を上下に摺動可能に支持する第３のスライドベ
   ース３９を左右に摺動自在に係合せしめ、更に、
   上記形鋼のフランジ端を支承するベース台１上
   に、上記フランジの左右に相対向する面を挾持す
   る挾持部材６ａ，８のいずれか一方或いは両方を
   左右に摺動自在に設けると共に、該挾持部材の下
   端に、上記ベース台１上面とウエーブの下面両端
   部との間の寸法誤差を算出する寸法補正装置１３
   を備え、該寸法補正装置１３が、上記ウエーブの
   下面両端部に当接するまでシリンダにより移動す
   る当接部材４２と、該当接部材４２と共に移動す
   るラツク４３に噛合してその移動量を検出するロ
   ータリーエンコーダ１５ａ，１５ｂと、該ロータ
   リーエンコーダ１５ａ，１５ｂに接続し、上記寸
   法誤差を検出して補正すべき寸法値を演算する演
   算装置１７とから成り、該演算装置１７には、そ
   の寸法補正量を受けて形鋼のウエーブの中心を基
   準にして各フランジへの穿孔位置を割り出してド
   リルユニツト３７，３８の位置を制御するための
   制御装置１６を接続したことを特徴とする寸法補
   正装置を有する形鋼穿孔機。