JPH0771763B2 - 形鋼の穿孔方法並びにその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、形鋼の予め定めた位置に鋲孔を穿孔するため
の形鋼の穿孔方法並びにその装置に関する。

「従来の技術」 従来のこの種のものとしては、本出願人が特開昭60−39
050号公報において既に提案したものが知られるところ
である。特開昭60−39050号公報記載の形鋼の穿孔方法
並びに装置は、門型フレームにウエーブ、両フランジ穿
孔用の３台のドリルユニットを装着させておき、該門型
フレームを型鋼の長手方向に移動自在に設けたものであ
る。そして、形鋼の端部又はセンターを門型フレームの
移動原点に位置合せして固定した後に形鋼に対して門型
フレームを移動させながら、形鋼の予め定めた位置に穿
孔を施すようにしたものである。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記従来のものでは、かなり重量のある
形鋼を作業員が機体内に搬入して、門型フレームの移動
原点に位置合せし固定しなければならないことから、か
なりの重労働を強いられることになり、又形鋼の搬入と
位置決め固定に多くの作業時間を費やすことになってい
る。更に穿孔機の門型フレームが移動して形鋼の予め定
めた位置に鋲孔を穿孔するものであるから、穿孔機自体
の長さも長くなり設置床面積の占有率も広く、更に小型
化が望まれている。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、形鋼の搬入を人手
に頼ることなく短時間で行い得ると共に、２組の搬送手
段を利用して長尺の形鋼にあっても該形鋼を自動送りさ
せながら所定の位置に鋲孔を穿孔し得て、作業時間の短
縮化と装置全体の小型化を図り得る形鋼の穿孔方法並び
にその装置を提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段」 本発明は、上記目的を達成するためになされたもので、
搬送されてきた形鋼を加工領域に固定する固定バイスお
よび可動バイスとが配置され、この形鋼の所定位置にボ
ルト穴等を穿孔する穿孔ドリルを有するＹ軸ドリルユニ
ットおよびＺ軸ドリルユニットをそれぞれの駆動モータ
とともに門形フレームに近接して配置し、かつ、前記形
鋼を搬送可能なように自由に回転する支承ローラ上に配
設してなる形鋼の穿孔装置において、前記固定バイスと
可動バイスとの間に配置され、加工位置に搬入した形鋼
の一端を把持するグリップを備えた第１および第２の搬
送手段を配設し、これらの各搬送手段に設けたねじ孔
を、駆動源に連結した一本のボールねじに噛合させ、こ
のボールねじの回動により、各搬送手段を相互に接近、
離反する方向に移動させて形鋼の穿孔位置決めする自動
搬送装置を設け、前記固定バイス近辺にまで搬送された
前記形鋼の一端をこの自動搬送装置の前記第１の搬送手
段のグリップで把持し、前記駆動源を駆動し、前記ボー
ルねじの回動により前記形鋼を前記支承ローラ上で搬送
し、前記駆動源の回転制御により前記形鋼を穿孔位置に
停止させ、可動バイスを動作させて固定し、前記各軸ド
リルユニットの動作によって穿孔し、順次穿孔・搬送動
作を継続し、形鋼が前記第１の搬送手段の移動限界位置
までに搬送されたときこの第１の搬送手段のグリップを
解放するとともに前記第２の搬送手段のグリップにより
把持し、前記ボールねじを回動させて各搬送手段を離反
させ、前記第２の搬送手段により形鋼を搬送し、順次穿
孔・搬送を繰り返して位置決めし、形鋼の所定位置に前
記各軸ドリルユニットのドリルで穿孔することを特徴と
するものである。また、前記形鋼の一端をクランプ・ア
ンクランプするグリップを備え、駆動用ねじ孔を貫通し
て設けてなる第１および第２の搬送手段と、これら各搬
送手段の前記駆動用ねじ孔と噛合し、それぞれの各搬送
手段を相反する方向に駆動させる一本のボールねじと、
このボールねじを回転させるロータリエンコーダによっ
て回転制御される一個の駆動源と、前記ボールねじの回
転により移動する第１の搬送手段の移動限界位置を検出
する検出手段とからなり、前記第１の搬送手段のグリッ
プで形鋼の一端を把持して、前記ボールねじの回動によ
る前記第１の搬送手段の移動により前記支承ローラ上で
形鋼を搬送させ、前記駆動源の回転制御により所定位置
に停止させて位置決めし、前記各軸ドリルユニットの動
作によって穿孔するとともに前記ボールねじの回動によ
り形鋼を移動させ、前記第１の搬送手段の移動限界位置
を前記検出手段の検出信号によりこの第１の搬送手段か
ら接近した位置にある前記第２の搬送手段に形鋼を移管
し、この第２の搬送手段のグリップで形鋼を把持し、前
記駆動源による前記ボールねじを回動させて形鋼を順次
搬送させ、位置決めして形鋼の所定位置に前記各軸ドリ
ルユニットで穿孔することを特徴とするものである。

「実施例」 以下に、本発明に係る形鋼の穿孔方法並びにその装置の
一実施例を図面に基づき説明する。第１図において、１
は台フレーム、２は該台フレーム１に固設された門型フ
レームである。門型フレーム２の横架部2aにはガイドレ
ール３を敷設させておく。該ガイドレール３にＹ軸ドリ
ルユニット４を移動自在に装着する。Ｙ軸ドリルユニッ
ト４は、Ｙ軸用サーボモータ５で回転駆動されるスクリ
ューロッド６にボールナット機構で螺合されている。Ｙ
軸ドリルユニット４は、Ｙ軸駆動モータ７で回転駆動さ
れ、内蔵の油圧シリンダでドリルツールが穿孔のために
上下動するようになっている。門型フレーム２の一方の
立脚部2bにも高さ方向にガイドレール８が敷設されてい
て、該ガイドレール８に上下動自在にZ₁軸ドリルユニッ
ト９を装着させてある。Z₁軸ドリルユニット９は、Z₁軸
用サーボモータ10で回転駆動されるスクリューロッド11
にボールナット機構で螺合されている。Z₁軸ドリルユニ
ット９は、Z₁軸駆動モータ12で回転駆動され、かつ内蔵
の油圧シリンダで穿孔方向にドリルツールが移動するよ
うになっている。上記門型フレーム２の一方の立脚部2b
が固設された付近の台フレーム１上には形鋼の送り込み
方向に適宜間隔をおいて固定バイス13を固設させてお
き、固定バイス13の間隙内から上記Z₁軸ドリルユニット
９のドリルツールが形鋼のフランジに対して穿孔のため
に出没移動するようになっている。台フレーム１上には
ガイドレール14を付設させておき、該ガイドレール14に
は固定バイス13側に向って走行自在に架台15を装着す
る。架台15は油圧シリンダによって固定バイス13側に向
って移動するようになっている。架台15上の固定バイス
13と対向する側に可動バイス16を固設させてある。可動
バイス16も形鋼の繰入れ方向に適宜間隔をおいて２個配
設させてある。可動バイス16の下方の台フレーム１に
は、形鋼を受ける複数の支承ロール17を回転自在に軸支
させてある。更に、上記架台15には支持脚18を立設させ
ておき、該支持脚18には上記Z₁軸ドリルユニット９と同
様にガイドレールを介して上下動自在で、Z₂軸駆動モー
タ19で回転駆動されかつ内蔵の油圧シリンダで形鋼のフ
ランジへの穿孔のために移動し得るZ₂軸ドリルユニット
20を装着させてある。Z₂軸ドリルユニット20のドリルツ
ールは上記可動バイス16の相互間の間隙内から形鋼のフ
ランジに向って出没するものである。上記可動バイス16
の相互間の間隙内、及び固定バイス13の相互間の間隙内
に油圧シリンダ21で上下動する上押え具22を配設させて
ある。この上押え具22は、形鋼のフレーム上縁を可動バ
イス16の下側に設けた支承ロール17側に向かって押圧す
る。このとき固定バイス13側の形鋼フレームの下側は第
１の搬送手段の第１のグリップ23および第２の搬送手段
の第２のグリップ24によって把持されているからこれら
グリップと上押え具22によって形鋼は挟持される。これ
によって形鋼の鋲孔の前記各軸ドリルユニット等のドリ
ルによる穿孔時に形鋼を移動不能に固定するためのもの
である。第１のグリップ23および第２のグリップ24は台
フレーム１の一端側を他の部分より上方に突設させ、架
台15の下に設けた駆動源のグリッパー用サーボモータ2
6、すなわち、駆動用のモータのボールねじ棒のスクリ
ューロッド25に噛合させ、前記支承ローラに対峙する位
置に配置してある。上記Ｙ軸ドリルユニット４、Z₁軸ド
リルユニット９、Z₂軸ドリルユニット20の各ドリルツー
ルは、常時一平面内に位置して穿孔動作をするようにな
っている。各ドリルツールが位置する平面内よりやや搬
入側の位置にレーザー発光器Ａと受光器Ｂとを、形鋼を
挾んで対向させて配設させてあり、レーザー発光器Ａか
らのレーザー光を形鋼の先端で遮断することにより形鋼
の繰入れ長さを計測し、上記形鋼に対する各ドリルツー
ルでの穿孔位置を割り出すようになっている。レーザ発
光器Ａ及び受光器Ｂは、可動バイス16及び固定バイス13
に設けた透光内に装着させてある。

第１のグリップ23及び第２のグリップ24は、第２図及び
第３図に示す如くスクリューロッド25に装着されてい
る。つまり、第１のグリップ23は、形鋼の搬入側に、一
方第２のグリップ24は形鋼の搬出側にそれぞれスクリュ
ーロッド25に装着されてある。スクリューロッド25は、
第１のグリップ23が装着される部分のねじ27と第２のグ
リップ24が装着される部分のねじ28とでは逆ねじになっ
ていて、グリッパー用サーボモータ26で回転駆動される
ようになっている。スクリューロッド25は、台フレーム
１に回転自在に支承されてあり、その一端には上記グリ
ッパー用サーボモータ26を連結させてある。スクリュー
ロッド25の回転数及び回転角はグリッパー用サーボモー
タ26に内蔵のロータリーエンコーダで計測されて、第１
のグリップ23及び第２のグリップ24の移動位置を検出す
るようになっている。第１のグリップ23及び第２のグリ
ップ24は同一構成になっている。つまり、第１のグリッ
プ23及び第２のグリップ24は、第４図乃至第８図に示す
如く、Ｘ軸スライダー29を有している。該Ｘ軸スライダ
ー29は、第５図，第６図及び第８図に示す如く側面略Ｔ
字形に形成され、立壁面に上下にリニアウエーベアリン
グ30,31を付設させてある。各リニアウエーベアリング3
0,31は、上記台フレーム１にクランパーベース32を介し
て敷設したガイドレール33,34に走行自在に装着するよ
うになっている。Ｘ軸スライダー29の水平壁下面にＸ軸
ベアリングホルダー35を固設する。Ｘ軸ベアリングホル
ダー35には第４図に示す如く上記スクリューロッド25と
螺合するボールベアリング機構36を装着するようになっ
ている。Ｘ軸スライダー29の水平壁上面は２本のピン37
を架設させてあり、該ピン37に第６図及び第８図に示す
如くリニアブッシュ38を介在させて形鋼の長手方向（形
鋼の繰入れ方向）と直交する方向に移動自在に第１のク
ランプホルダー39の孔39aを嵌合する。第１のクランプ
ホルダー39とＸ軸スライダー29の立壁との間のピン37
に、第１のクランプホルダー39の移動を規制するカラー
40を嵌合させてあり、かつピン37の他側にはカラー40の
方向に向って第１のクランプホルダー39を押圧するプッ
シュスプリング41を嵌合させてある。第１のクランプホ
ルダー39に孔39bを有して、該孔39bにリニアブッシュ42
を介在させて２本のピン43を上下摺動自在に嵌合させ
る。該ピン43の頭部は第２のクランプホルダー44に固設
させてある。第２のクランプホルダー44は上記中央が凹
陥させてあって、この凹陥に一部が突出するように上面
両突縁に押えプレート45をボルト止めし、又凹陥を跨ぐ
ように固定爪46を上記一端側にボルト止めさせてある。
第２のクランプホルダー44の一端面に、シリダープレー
ト47を介して油圧シリンダ48を固設する。油圧シリンダ
48のピストンロッド48aはシリンダプレート47を貫通し
て第２のクランプホルダー44の凹陥内に臨ませて、該凹
陥内に摺動自在に収納させたクランプスライダー49に連
結させてある。クランプスライダー49には上記固定爪46
と共に形鋼のフランジ下端を挾持するための可動爪50を
ボルト止めする。尚、第１図において、51は装置全体の
制御を行う制御装置、第６図において、Ｗは形鋼であ
る。

又、本実施例では本出願人が特開昭61−20804号（特願
昭59−141650号）において既に提案したウエーブハイト
検出装置52、及び特開昭61−20806号（特願昭59−14165
1号）において既に提案したウエーブ幅検出装置を付設
させてある。ウエーブハイト検出装置52は、形鋼フラン
ジへの穿孔ピッチとウエーブ厚みを制御装置51に予め入
力させておき、ウエーブハイト検出装置52が作動する
と、その移動原点からウエーブ平坦下面までの実測距離
が制御装置51に送られ、瞬時に演算を行ってウエーブセ
ンターを基準とするフランジへの穿孔の位置決めが容易
にかつ正確に行われ得るものである。一方ウエーブ幅検
出装置は、形鋼ウエーブへの穿孔ピッチを制御装置51に
予め入力させておき、固定バイス13に対して可動バイス
16を移動させて形鋼を固定させた時の可動バイス16の移
動量から形鋼のウエーブ幅を求め、更にウエーブセンタ
ーを演算して該ウエーブセンターからのウエーブへの孔
開け位置を割り出すようにしたものである。

そして、上記構成において、第２図及び第３図に実線で
示す位置で第１図に示す矢印方向から形鋼が搬入される
と、第１のグリップ23の固定爪46と可動爪50との間に形
鋼のフランジ下面が繰入れられる。この繰入れ長さは、
第１のグリップ23の移動限点で第２のグリップ24が形鋼
のフランジ下面を挾持できる長さ、つまり第２図及び第
３図に二点鎖線で示す状態の時の第１のグリップ23と第
２のグリップ24との間の距離に相当する形鋼の先端から
の長さだけ第１のグリップ23に繰入れて、油圧シリンダ
48の作動により形鋼の該部分を挾持させる。次いでグリ
ッパー用サーボモータ26を駆動させて、第１のグリップ
23を第２のグリップ24側に向けて移動させて形鋼を門型
フレーム２内に繰入れ、この繰入れでレーザー発光器Ａ
からレーザー受光器Ｂに向うレーザー光により、制御装
置51が形鋼の先端からの繰入れ長を計測し、予め制御装
置51内に設定した穿孔位置に達するとグリッパー用サー
ボモータ26の駆動が停止し、上押え具22と第１のグリッ
プ23との挟持し、かつ可動バイス16が可動して、形鋼を
可動バイス16と固定バイス13とで挾圧して固定する。そ
の後、上記軸ドリルユニット４、Z₁軸ドリルユニット
９、及びZ₂軸ドリルユニット20で形鋼のウエーブ及び両
フランジに穿孔する。この穿孔後可動バイス16が開いて
固定バイス13との間での形鋼の固定を解除するとともに
上押え具22を移動させ、再びグリッパー用サーボモータ
26が駆動して第１のグリップ23により形鋼を次の穿孔位
置まで繰入れ、可動バイス16と固定バイス13とで形鋼を
固定した後に次の穿孔を行う。これを順次繰返すが、第
１のグリップ23が移動の限点に達すると、形鋼の先端の
フランジ下面が第２のグリップ24の固定爪46と可動爪50
との間に繰入れられた状態となり、ここで第２のグリッ
プ24の油圧シリンダ48を作動させて第２のグリップ24で
形鋼のフラッジ下面を挾持する一方、第１のグリップ23
での形鋼のフランジ下面の挾持を解除する。第２のグリ
ップ24においても第１のグリップ23の場合と同様にグリ
ッパー用サーボモータ26により移動して形鋼を搬送し、
形鋼の所定位置で第２のグリップ24による搬送を停止し
て、上記と同様に鋲孔を穿孔する。第２のグリップ24に
おいても形鋼を移動させながら形鋼の所定位置に穿孔を
する。第２のグリップ24が移動の限点に達した時には、
第１のグリップ23は、スクリューロッド25のねじ27,28
が互いに逆ねじになっていることから、移動の始点に戻
る。従って、そのまま第１のグリップ23で形鋼のフラン
ジ下面を挾持する一方、第２のグリップ24での形鋼のフ
ランジ下面の挾持を解除し、上記グリッパー用サーボモ
ータ26で第１のグリップ23を送り動作させれば、更に形
鋼を搬送しながら上記の如き鋲孔の穿孔が行い得る。以
後、上記動作を繰返して形鋼の各箇所に所定の鋲孔を穿
孔する。

ところで、第１のグリップ23及び第２のグリップ24は、
油圧シリンダ48により固定爪46と可動爪50とで形鋼のフ
ランジ下面を挾持させた後に、可動バイス16が可動して
固定バイス13との間で形鋼を固定する時に形鋼が固定バ
イス13側に向って位置ずれするが、この時第１のクラン
プホルダー39がピン37に沿って移動する。第１のクラン
プホルダー39は、形鋼に反りが生じていた時も、この反
りに応じて移動が可能である。一方形鋼は上下方向にも
曲がりが生じていることがあり、このような形鋼を第１
のグリップ23又は第２のグリップ24で挾持して送り動作
をさせると、形鋼の曲がり状態に応じて、第１のグリッ
プ23又は第２のグリップ24に上下方向の力が加わる。こ
の時第１のグリップ23又は第２のグリップ24は、第２の
クランプホルダー44が第１のクランプホルダー39に対し
て上下動して上記形鋼の曲がりに対する不用意な力の作
用を吸収する。

尚、形鋼の一方のフランジ下面を第１のグリップ23及び
第２のグリップ24で挾持して送り、この時形鋼の他方の
フランジ下面を支承ロール17で支承するようにしたが、
この他方のフランジもグリップで挾持して搬送すること
も可能であり、又グリップで挾持する箇所もフランジ下
面に限らず上面などの適宜箇所が可能である。

「発明の効果」 以上の如く、本発明に係る形鋼の穿孔方向並びにその装
置によれば、形鋼の搬入を人手に頼ることなく短時間で
行い得ると共に、２組のグリップを利用して長尺の形鋼
にあっても該形鋼を自動送りさせながら所定の位置に鋲
孔を穿孔し得て、作業時間の短縮化と装置全体の小型化
とを図り得て利用上頗る便利である。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る形鋼の穿孔方法並びにその装置の
一実施例を示し、第１図はその形鋼穿孔装置の全体斜視
図、第２図は第１グリップ及び第２のグリップの駆動部
分を示す正面図、第３図は第２図の平面図、第４図は第
１のグリップ及び第２のグリップの正面図、第５図は第
１のグリップ及び第２のグリップの縦断面図、第６図は
第１のグリップ及び第２のグリップの要部を断面にした
側面図、第７図は第１のグリップ及び第２のグリップの
平面図、第８図は第１のグリップ及び第２のグリップの
分解斜視図である。 １……台フレーム、２……門型フレーム ４……Ｙ軸ドリルユニット ９……Z₁軸ドリルユニット 13……固定バイス、16……可動バイス 20……Z₂軸ドリルユニット 23……第１のグリップ、24……第２のグリップ 25……スクリューロッド 26……グリッパー用サーボモータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送されてきた形鋼を加工領域に固定する
   固定バイスおよび可動バイスとが配置され、この形鋼の
   所定位置にボルト穴等を穿孔する穿孔ドリルを有するＹ
   軸ドリルユニットおよびＺ軸ドリルユニットをそれぞれ
   の駆動モータとともに門形フレームに近接して配置し、
   かつ、前記形鋼を搬送可能なように自由に回転する支承
   ローラ上に配設してなる形鋼の穿孔装置において、 前記固定バイスと可動バイスとの間に配置され、加工位
   置に搬入した形鋼の一端を把持するグリップを備えた第
   １および第２の搬送手段を配設し、これらの各搬送手段
   に設けたねじ孔を、駆動源に連結した一本のボールねじ
   に噛合させ、このボールねじの回動により、各搬送手段
   を相互に接近、離反する方向に移動させて形鋼の穿孔位
   置決めする自動搬送装置を設け、前記固定バイス近辺に
   まで搬送された前記形鋼の一端をこの自動搬送装置の前
   記第１の搬送手段のグリップで把持し、前記駆動源を駆
   動し、前記ボールねじの回動により前記形鋼を前記支承
   ローラ上で搬送し、前記駆動源の回転制御により前記形
   鋼を穿孔位置に停止させ、可動バイスを動作させて固定
   し、前記各軸ドリルユニットの動作によって穿孔し、順
   次穿孔・搬送動作を継続し、形鋼が前記第１の搬送手段
   の移動限界位置までに搬送されたときこの第１の搬送手
   段のグリップを解放するとともに前記第２の搬送手段の
   グリップにより把持し、前記ボールねじを回動させて各
   搬送手段を離反させ、前記第２の搬送手段により形鋼を
   搬送し、順次穿孔・搬送を繰り返して位置決めし、形鋼
   の所定位置に前記各軸ドリルユニットのドリルで穿孔す
   ることを特徴とする形鋼の穿孔方法。
2. 【請求項２】搬送されてきた形鋼を加工領域に固定する
   固定バイスおよび可動バイスとが配置され、この形鋼を
   穿孔する穿孔ドリルを有するＹ軸ドリルユニット、Ｚ軸
   ドリルユニットをそれぞれの駆動モータととも門形フレ
   ームに近接して配置し、かつ、この形鋼を搬送可能なよ
   うに自由に回転する支承ローラ上に配設してなる形鋼の
   穿孔装置において、 前記形鋼の一端をクランプ・アンクランプするグリップ
   を備え、駆動用ねじ孔を貫通して設けてなる第１および
   第２の搬送手段と、 これら各搬送手段の前記駆動用ねじ孔と噛合し、それぞ
   れの各搬送手段を相反する方向に駆動させる一本のボー
   ルねじと、 このボールねじを回転させるロータリエンコーダによっ
   て回転制御される一個の駆動源と、 前記ボールねじの回転により移動する第１の搬送手段の
   移動限界位置を検出する検出手段と、 からなり、前記第１の搬送手段のグリップで形鋼の一端
   を把持し、前記ボールねじの回動による前記第１の搬送
   手段の移動により前記支承ローラ上形鋼を搬送し、前記
   駆動源の回転制御により所定位置に停止して位置決め
   し、前記各軸ドリルユニットの動作によって穿孔すると
   ともに前記ボールねじの回動により形鋼を移動させ、前
   記第１の搬送手段の移動限界位置を前記検出手段の検出
   信号によりこの第１の搬送手段から接近した位置にある
   前記第２の搬送手段に形鋼を移管し、この第２の搬送手
   段のグリップで形鋼を把持し、前記駆動源による前記ボ
   ールねじを回動させて形鋼を順次搬送させ、位置決めし
   て形鋼の所定位置に前記各軸ドリルユニットで穿孔する
   ことを特徴とする形鋼の穿孔装置。