JPH0380583B2 - - Google Patents

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JPH0380583B2
JPH0380583B2 JP61061019A JP6101986A JPH0380583B2 JP H0380583 B2 JPH0380583 B2 JP H0380583B2 JP 61061019 A JP61061019 A JP 61061019A JP 6101986 A JP6101986 A JP 6101986A JP H0380583 B2 JPH0380583 B2 JP H0380583B2
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JP
Japan
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roller
cutting
measuring
workpiece
cutting torch
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JP61061019A
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Beemu Augusuto
Rentsu Geruharuto
Uirukensu Gyuntaa
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OKUSHITEHINIKU G FUYUURU JISUTEMUTEHINIKU MBH
Original Assignee
OKUSHITEHINIKU G FUYUURU JISUTEMUTEHINIKU MBH
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Publication date
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Publication of JPS61219469A publication Critical patent/JPS61219469A/ja
Publication of JPH0380583B2 publication Critical patent/JPH0380583B2/ja
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
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    • B23K7/10Auxiliary devices, e.g. for guiding or supporting the torch
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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は工作物を加工するための方法、特に、
制御装置によつて工作物の輪郭形状に追従せしめ
られる切断トーチで成形材を熱切断するための方
法及びこの方法を実施するための装置に関する。
従来の技術 U字形、I字形、2重T字形、T字形、アング
ル形及び半円形の成形材を熱分離する際には、成
形材縁部に切断工具をもたらし、次いで成形材の
形状に応じてこの切断工具をガイドする必要があ
る。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2641851号明
細書によれば、切断トーチに2つのセンサを配置
することが知られている。これら2つのセンサ
の、工作物輪郭に応じた信号は標準信号として、
一様な切断位置を維持するための切断トーチ調整
モータが供給される。
発明の課題 本発明の課題は準備時間及びそれに付随する時
間、特に切断トーチ位置決め時間を短縮し、ひい
ては溶接又は切断作業過程速度、特に輪郭切断過
程速度を高め、作業サイクル時間を短縮すること
である。
課題を解決するための手段 この課題を解決した本発明の方法の手段によれ
ば、制御装置に工作物の輪郭形状を記憶させ、成
形材を測定する測定装置によつて、加工しようと
する成形材の絶対値を検出し、この絶対値を、実
際の工作物輪郭形状を規定するための及び切断ト
ーチ用の制御信号を検出するための制御装置に供
給するようになつている。
また前記課題を解決した本発明の装置の手段に
よれば、溶接又は切断装置がガイド装置を有して
いて、このガイド装置に切断トーチが固定されて
おり、成形材が位置決め装置内に配置されてい
て、該位置決め装置が、切断トーチのための制御
装置に接続された測定装置を有している。
作 用 種々異なる輪郭形状を有する工作物を切断又は
溶接する際に使用される方法において、溶接又は
切断トーチを簡単な形式で及び特別なセンサ若し
くは測定装置を使用することなしに自動的に目標
切断位置に位置決めするためには、成形材が装置
内で位置決めされ切断トーチは切断するために有
利には装置の零位置にプログラミングされる。も
ちろん、作業過程によつて制限された必要性、例
えば溶接又は切断方向、溶接位置、又は装置によ
つて制限された構造部がそれを必要とすれば、工
作物の任意の点で切断できるように切断トーチを
プログラミングすることも可能である。有利には
すべての輪郭における零位置は装置内で常に同じ
である。
本発明によつて得られた利点は特に、位置決め
装置において成形材を長手方向で位置決めしてい
る間、工作物の実際の輪郭形状を迅速に検出する
ことができることである。
位置決め装置内で、溶接又は切断装置とは無関
係に、成形材の実際の輪郭形状を検出することに
よつて、有利には切断トーチ付近における故障し
やすいセンサは省かれ、工作物は製作許容誤差を
考慮しながら切断又は溶接される。また、あらか
じめ与えられた定置の切断点によつて、切断トー
チは所定の停止位置から切断点へ走行せしめら
れ、これと同時に成形材は長手方向で位置決めさ
れ、この時に成形材の実際の輪郭形状が検出され
る。この位置決め作業過程を同時に行なうことに
よつて実際に大きな時間の節約が得られた。縁部
を探す作業サイクルは省かれる。
変化させやすい仕上げシステムによつて個別部
分の仕上げが可能である。これによつて同一の部
分又は鏡像対称的な部分の装入時の大きさをまと
める必要はない。本発明の装置によれば、シーム
溶接準備、文字入れ、マーキングを含むすべての
切断形状の製造が可能である。
各成形材形状(変化可能な大きさ)毎に1つの
工作物輪郭形状若しくは基本切断形状だけを記憶
させることによつて簡単なプログラミングが得ら
れる。それというのは位置決め装置の測定システ
ムによつて同一の成形材形状が迅速に検出され、
これが切断トーチガイドに役立つからである。
位置決め装置の、有利には定置の所定の零位置
によつて切断範囲は常に1箇所である。またこれ
によつて屑材は導出部を介して自動的に導出さ
れ、吸い取り装置を容易に配置することができ
る。
プログラミングされた切断形状の変化が成形材
輪郭の測定された多くの値によつて規定されるコ
ンピユータを使用することによつて、大型コンピ
ユータ若しくはCADシステムにデータ回路を接
続することができる。与えられた成形材部分の自
動的な箱詰め作業、及びひいては切り損ないを最
少に維持される。
実施例 次に図面に示した実施例についてい本発明の方
法及び装置の構成を具体的に説明する。
第1図及び第2図では本発明による方法を実施
するための装置の全体が符号10で示されてい
る。成形材切断装置を用いて本発明による方法を
述べる。この成形材切断装置は、切断トーチ12
の固定されたロボツト11(ガイド装置)、有利
にはヒンジアーム式ロボツトと成形材14を供給
及び位置決めするための供給兼位置決め装置13
とから主に成つている。
ロボツトはレール固定された懸架式軌道車15
として構成されている。このためロボツト11は
図示していない電動機式のリニア駆動装置を有し
ており、このリニア駆動装置の運動はスピンドル
ナツト/スピンドルを介して伝達される。ロボツ
トは前記供給兼位置決め装置13上に配置された
レール16を通つて直線的に案内される。ロボツ
ト11はライン17を介してコンピユータ18
(制御装置)に接続されている。このコンピユー
タ18は制御ライン19,20,21を介して、
詳しくは図示されていない行程測定装置に接続さ
れている。
もちろんロボツトはデカルト式座標構造で構成
するか及び/又は定置に配置することもできる。
前記供給兼位置決め装置13は主に緩衝テーブ
ル22より成つている。この緩衝テーブル22は
組み込まれた横方向コンベヤ23、有利にはチエ
ーンコンベヤを介してローラテーブル24に接続
されている。ローラテーブル24は基本的な構造
では、長手方向基礎部25に取り付けられた、定
置の軸線を有する支持及び供給部材としての支持
ローラ26より成つている。支持ローラ26の間
隔は、成形材が少なくとも2つの支持ローラ上の
載設されるように設計されている。
定置のストツパローラ29がローラテーブル2
4の前記成形材供給側28を制限している。この
定置のストツパローラ29はローラテーブル24
の、横方向コンベヤ23とは反対側の長手方向側
をも規定している。ストツパローラ29は有利に
は定置に配置された軸受けバー30に固定されて
いる。定置に配置されたストツパローラ29とロ
ーラテーブル24の支持ローラ26とは互いに直
角31を形成している。また、ストツパローラ2
9の直径32が支持ローラ26によつて形成され
た長手方向搬送路33内に達している。
成形材供給側28にはさらに測定台車34が配
属されており、この測定台車34は、ローラテー
ブル24の、横方向コンベヤ23とは反対側に配
置されている。詳しくは図示していない測定台車
34は別個の駆動装置を有しており、この別個の
駆動装置によつて測定台車34は長手方向搬送路
33(以下ではX方向と呼ぶ)に応じて直線的に
走行可能である。測定台車34には、長手方向搬
送路33内に突入する搬送ストツパ35が支持台
36によつて固定されている。搬送ストツパ35
の長さ9は、小さい成形材区分若しくは成形材の
余りも位置決め装置39に押しずらされるように
設計されている。搬送ストツパ35の長さ9は2
つの測定及び緊締ローラ44(第2図参照)間の
間隔にほぼ相当する。測定台車34は有利には、
ストツパローラ29のX接線37に対して平行な
ガイド38に沿つて走行せしめられる。
もちろんX方向におけるその他の測定及び搬送
システムを設けることも可能である。例えば、成
形材14を引張りローラに又は駆動されるローラ
を有するローラテーブルで送り、長手方向測定装
置を設けることも可能である。
成形材供給側28のローラテーブル24には位
置決め装置39が接続されており、この位置決め
装置39内で成形材14は、規定部材として作用
する支持ローラ26及びストツパローラ29で緊
締される。緊締部材としては有利には水平(矢印
方向40)及び鉛直(矢印方向41)に走行可能
な緊締ローラ42,43,44が用いられてい
る。第1図では、緊締ローラ42,43は、成形
材表面45のローラ外周部に載つて成形材14が
支持ローラ26に対して緊締されるまで、Z方向
41で走行せしめられる。可動な緊締ローラ44
は、成形材側面46に当接して成形材14がスト
ツパローラ29に対して緊締されるまでY方向4
0で走行せしめられる。
緊締ローラ42,43,44は、第1図に概略
的に示されているように、軸受けブロツク47に
配置されており、この場合Z方向41で走行可能
な緊締ローラ42,43はこの軸受けブロツク4
7で走行可能に配置されている。これに対して緊
締ローラ44は軸受けブロツク47が走行するこ
とによつてY方向40で移動する。
もちろん、緊締ローラ42,43を水平及び鉛
直方向に走行可能な軸受けブロツクによつて位置
決めすることも可能である。別の実施例によれば
緊締ローラ42,43,44は油圧シリンダによ
つて成形材表面45,46に対して緊締される。
特に第2図で解るように、多数の測定及び緊締ロ
ーラ42,43,44を相前後して配置すること
もできる。
前述のように、緊締ローラは詳しく図示してい
ない行程測定システムを介在させて制御ライン1
9,20,21を介してコンピユータ18に接続
されている。行程測定システムとしては、例えば
誘電システム又はパルス測定棒機構等の磁石シス
テムが使用される。しかしながら有利には、緊締
ローラ42,43,44若しくは軸受けブロツク
の直線運動の絶対的な行程測定を行なうための角
度信号発振器が設けられている。
長手方向搬送行程33の方向で、測定装置の組
み込まれた位置決め装置39の後ろには所定の定
置の測定線A−Aが存在し、この測定線A−Aで
成形材は切断される。測定線A−Aはロータ11
の作業範囲に位置しており、このローラ11は前
記のように、供給兼位置決め装置13、特に位置
決め装置39上に配置されている。測定線A−A
の後ろには成形材引き出し側49が位置してい
る。この成形材引き出し側49は駆動されるロー
ラを有するローラテーブル24から成つており、
このローラテーブル24は同様に詳しく図示して
いない横方向コンベヤ23′を介して緩衝テーブ
ル22′に作用接続している。切断された成形材
14′はローラテーブル24′及び横方向コンベヤ
23′を介して緩衝テーブル22′に搬送される。
次いで横方向コンベヤ23′はローラテーブル2
4′の前方範囲で成形材14′を持ち上げて詳しく
図示していないチエーンを介して緩衝テーブル2
2′(矢印方向50)に送る。
前記装置10は次にように作業する。
一般に10mから15mまでの長さの切断しようと
する成形材14は、詳しく図示されていない手車
又はクレーンによつて、緩衝テーブル22及び横
方向コンベヤ23上に載せられる。次いで、第1
図によればU字状成形材として形成された、切断
しようとする成形材14は横方向コンベヤ23の
チエーンシステムを介してローラテーブル24に
送られる。この時にU字形の成形材14はその開
放側がローラテーブルの支持ローラ26上に載せ
られる。この送り行程では横方向コンベヤ23の
チエーンは、成形材14が、鉛直に位置する定置
のストツパローラ29に突き当たるまで駆動され
る。次いで横方向コンベヤ23は前方範囲が下降
し、成形材14はローラテーブル24の支持ロー
ラ26に当てられる。この時に成形材14は支持
ローラ26及びストツパローラ29によつて位置
規定される。
切断しようとする成形材14が、例えば扁平、
U字形、2重T字形または半円形の成形材等の左
右対称な成形材であれば、直ちに測定台車34は
成形材14の始端部51をX方向33で測定線A
−Aを越えた第1の切断位置に押しずらす。
測定台車34の駆動装置には成形材14を第1
の切断位置に位置決めするために絶対的な成形材
長さ52があらかじめ与えられている。これは有
利には、使用された成形材14が例えば10.5mの
長さを有していて、一枚の成形材からそれぞれ2
mの長さの成形材区分が切断されることによつて
可能である。
例えば10mの長さの成形材を与えると測定台車
34は所定の定置の停止位置から出発して成形材
を、その長さが測定線A−Aと成形材の終端部5
3との間で10mになるようにX方向33で移動さ
せる。
成形材の始端部51が位置決め及び測定装置3
9,48を通過すると、第1の測定及び緊締ロー
ラ44は緊締圧を生ぜしめるY方向40に移動す
る。次いでこれと同時に測定及び緊締ローラ42
は定置のストツパ側へ、また測定及び緊締ローラ
43は可動な緊締側で緊締圧を生ぜしめるZ方向
41へ移動する。
有利にはローラ43は緊締ローラとしてのみ構
成されているが、前述のように、各ローラ42,
43,44及び/又は各軸受けブロツク47には
直線運動を絶対的に測定するための行程信号発信
器が配属されている。この行程信号発信器は機械
の零位置54(第1図参照)に対する定置の間隔
を保つて、測定及び緊締ローラ42,43,44
及び/または軸受けブロツク47が常に定置の所
定の零基準点から出発するように調整される。
第1図では、ロボツト11に固定された切断ト
ーチ12の、機械零位置54における切断位置が
概略的に示されている。この場合、見やすくする
ために切断トーチ12は零位置54から大きい間
隔を保つて図示されている。
もちろん切断トーチ12を工作物輪郭形におけ
る任意の切断点にプログラミングすることも可能
である。
このようにして検出された測定値は上部に配置
されたコンピユータ18に伝達される。このコン
ピユータ18はあらかじめプログラミングされた
切断形状の変数、若しくは第1図でシンボル60
によつて示される工作物輪郭形状を測定された多
数の値によつて規定し、ロボツト11に伝達す
る。こうして測定過程後にロボツト11は切断し
ようとする部分の正確に幾何学的な形状を得る。
緊締及び測定過程後にロボツト11は、測定線
A−Aの範囲内でロボツトに与えられた切断作業
を行なう。この際、切断トーチ12は測定された
工作物輪郭形状及び、マクロ又はサブプログラム
としてコンピユータ18にインプツトされた切断
像に沿つてガイドされる。
この場合の切断像は、例えばシーム溶接準備切
断、斜め切断、切り抜き、円形切断等の、直線分
離切断とは異なる、仕上げプログラムにおいて見
られる切断作業用の切断像である。
次いで成形材14は測定台車34を介してX方
向33で位置決めされる。この場合、前記実施例
に応じて成形材14はさらに2m移動せしめられ
る。測定及び緊締ローラ42,43,44はこの
長手方向位置決め作業中に戻り運動させる必要は
ない。これによつてコンピユータ18は長手方向
駆動装置が停止すると直ちに再び次の切断のため
の工作物輪郭若しくは成形材14の切断形状を得
る。
有利には工作物輪郭形状はそれぞれ測定するこ
とによつて、工作物の製作許容誤差が大きい場合
でも切断トーチ12の迅速かつ正確な位置決めが
可能である。この際±0.5mmより小さい位置決め
精度が得られる。これによつて、特に自動式切断
トーチ及びこの時に必要な加熱作業によつて切断
する際に間違いのないきれいな切断が得られる。
2回目の切断作業後に、完全に切断された成形
材14′はローラテーブル24′を介して引き出し
側の横方向コンベヤ23′にもたらされる。完成
された成形材は次いでこの横方向コンベヤ23′
によつて、前述のように緩衝テーブル22′に送
られる。
第3図では、位置決め及び測定装置39,48
の断面図が概略的に示されている。この位置決め
及び測定装置39,48によつて左右非対称の成
形材14、例えばT字状成形材が緊締及び測定さ
れる。同じ構造部には前記図面と同一の符号が使
用されている。成形材切断作業過程は前記と同様
に行なわれる。前記のような左右対称の成形材の
ための位置決め及び測定装置39,48の実施例
とは異なり、アングル状又はT字形の成形材を加
工する際にはまず付加的な支えローラ56を装入
側55で所定程度58までZ方向に移動させる。
この支えローラ56によつて自由な成形材脚59
が水平位置で移動せしめられる。
この場合支えローラ56は有利にはローラテー
ブル24の支持ローラ26間に配置されているの
で、成形材脚59は成形材長さ5にの全長にわた
つて水平位置で支持される。支えローラ56は有
利にはローラテーブル24の支持ローラ26間で
旋回可能に配置されているので、第1図に示され
た左右対称の成形材、例えばU字状成形材も同じ
ローラテーブル24で加工される。
前記実施例においては工作物、例えばU字形、
I字形、2重T字形、T字形、アングル状又は半
円形の成形材14である。
本発明による方法及び装置を溶接のために使用
する場合は、工作物はもちろん、位置決め装置で
保持及び緊締される任意に成形された個別部分か
ら組み立てられる。次いで可動な緊締部材に行程
信号発信器が配属される。この行程信号発信器
は、任意に成形された個別部から組み立てられた
工作物の実際寸法を装置内で製作許容誤差なしに
検出し、その寸法を溶接バーナに与える。
次いで工作物は記憶された溶接像に応じて溶接
される。この場合の溶接像とは、仕上げプログラ
ム内に存在する、装置の測定システムによつて検
出されないように例えば溶接バーナの往復運動等
のすべてのバーナ運動を意味する。
工作物を測定する他に有利には、溶接作業過程
中に、工作物の変化、例えばそり、収縮などを検
出し、溶接軌道を修正するための制御装置に伝達
することもできる。
本発明の方法によればさらに管成形材を自動的
に供給及び位置決めし、完成品を自動的に搬出す
ることもできる。
効 果 以上のように本発明の方法及び装置によれば、
切断トーチで成形材を熱切断するための作業準備
時間及びそれに付随する時間、特に切断トーチを
位置決めするための時間が短縮され、ひいては溶
接又は切断作業過程速度、特に輪郭切断過程速度
が高められ、作業サイクル時間が短縮された。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による方法を実施するための装
置の概略図、第2図は成形材切断装置の1部破断
した概略的な平面図、第3図は第2図の測定及び
緊締ステーシヨンの、T字形成形材の装入された
側面図である。 10……装置、11……ロボツト、12……切
断トーチ、13……供給兼位置決め装置、14…
…成形材、15……懸架軌道、16……レール、
17……導線、18……コンピユータ、19,2
0,21……制御ライン、22……緩衝テーブ
ル、23……横方向コンベヤ、24……ローラ装
置、25……長手方向基礎部、26……支持ロー
ラ、27……軸線、28……成形材供給側、29
……ストツパローラ、30……軸受けバー、31
……直角、32……直径、33……長手方向搬送
路、34……測定台車、35……搬送ストツパ、
36……コンソール、37……X接線、38……
ガイド、39……位置決め装置、40……Y方
向、41……Z方向、42,43,44……緊締
ローラ、45……成形材表面、46……成形材側
面、47……軸受けブロツク、48……測定装
置、49……軸受けブロツク、50……矢印方
向、51……始端部、52……成形材長さ、53
……終端部、54……零位置、55……解放側、
56……支えローラ、57……Z方向、58……
所定程度、59……成形材脚、60……シンボ
ル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 制御装置によつて工作物の輪郭形状に追従せ
    しめられる切断トーチで工作物を加工するための
    方法において、制御装置18に工作物の輪郭形状
    45,46を記憶させ、成形材14を測定する測
    定装置48によつて、加工しようとする成形材1
    4の絶対値を検出し、この絶対値を、実際の工作
    物輪郭形状を規定するための及び切断トーチ12
    用の制御信号を検出するための制御装置に供給す
    ることを特徴とする、工作物を加工するための方
    法。 2 制御装置18に、仕上げプログラムにおける
    切断像を記憶させる、特許請求の範囲第1項記載
    の方法。 3 制御装置18に、仕上げプログラムにおける
    溶接像を記憶させる、特許請求の範囲第1項記載
    の方法。 4 成形材14を装置39内で位置決めし、切断
    トーチ12を工作物輪郭形状の1点にあたるよう
    にプログラミングする、特許請求の範囲第1項か
    ら第3項までのいずれか1項記載の方法。 5 制御装置によつて工作物の輪郭形状に追従せ
    しめられる切断トーチで工作物を加工するための
    方法を実施するための装置であつて、溶接又は切
    断装置を有している形式のものにおいて、該溶接
    又は切断装置がガイド装置11を有していて、こ
    のガイド装置11に切断トーチ12が固定されて
    おり、成形材14が位置決め装置39内に配置さ
    れていて、該位置決め装置39が、切断トーチ1
    2のための制御装置18に接続された測定装置4
    8を有していることを特徴とする、工作物を加工
    するための装置。 6 位置決め装置が、ローラテーブルの支持ロー
    ラ26に対して直角に配置されたストツパローラ
    29を有するローラテーブル24から成つてい
    る、特許請求の範囲第5項記載の装置。 7 位置決め装置39に可動な緊締ローラ42,
    43,44が設けられており、該緊締ローラ4
    2,43,44が成形体14をストツパローラ2
    9及び/又は支持ローラ26に対して緊締する、
    特許請求の範囲第5項又は第6項記載の装置。 8 緊締ローラ42,43,44が行程測定装置
    に連結されており、該行程測定装置の零基準点が
    零位置54に関連している、特許請求の範囲第5
    項から第7項までのいずれか1項記載の装置。 9 定置に配置されたストツパローラ29と位置
    決め装置39とを有するローラテーブル24が設
    けられており、前記位置決め装置39に測定装置
    48が組み込まれていて、該測定装置にY方向及
    びX方向40,41で走行可能な緊締ローラ及び
    測定ローラ42,43,44が設けられており、
    該緊締ローラ及び測定ローラ42,43,44に
    行程測定装置が配属されていて、この行程測定装
    置は制御導管19,20,21を介してコンピユ
    ータ18に接続されており、該コンピユータ18
    がロボツト11を介して切断トーチ12を制御す
    る、特許請求の範囲第5項から第8項までのいず
    れか1項記載の装置。 10 成形材14をローラテーブル24上でX方
    向33に移動せしめる測定台車34がローラテー
    ブル24に設けられている、特許請求の範囲第5
    項から第9項までのいずれか1項記載の装置。 11 左右非対称の成形材14を切断する際に、
    位置決め装置39及び測定装置48の装入側55
    に少なくとも1つの可動な支えローラ56がZ方
    向57で走行可能に配置されている、特許請求の
    範囲第5項から第10項までのいずれか1項記載
    の装置。
JP61061019A 1985-03-22 1986-03-20 工作物を加工するための方法及びこの方法を実施するための装置 Granted JPS61219469A (ja)

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NO860976L (no) 1986-09-23
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