JPH0825086A - 鋼材加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種加工機の搭載および交換が可能であり、
１台でワークに多種の加工が行なえる低コストの鋼材加
工装置を提供する。 【構成】 第１のレール１・１に走行自在かつ着脱自在
に搭載された主台車１７と、主台車１７に上下動自在に
吊支され、前記第１のレール１・１に直交する方向に水
平に配設された第２のレール１８を有するフレーム１９
と、前記第２のレール１８上に走行自在かつ着脱自在に
搭載され、該第２のレール１８の下方に配置されるワー
ク４の加工機２０とを備えてなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボックス柱等の立体形
状をしたワークの切断等を行なう鋼材加工装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボックス柱等の立体形状をしたワ
ークの加工にあっては、例えば、切断加工の場合、自走
式の簡易切断機を目的の切断位置に搬送するとともに、
搬送現場において作業者が手動で位置決めした後、切断
作業を行なっていた。また、前記ワークに対する、切断
以外の溶接やガウジング等の加工も、同様に簡易な加工
機をワークの加工位置に搬送して行なうことが一般的で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記簡易な
加工機は、一般に操作等の作業に熟練を要するため、ワ
ークの加工能率が低下して、製品のコスト上昇の原因に
なるといった問題があった。加工機の移動操作性の向上
に鑑みて、簡易なフレームによって加工機を移動自在に
支持した構成の簡易な加工装置が開発されているが、こ
の加工装置の場合、動きが直線的で、作業能率に不満が
残るほか、異なる種類の加工をワークに施す場合には、
加工機の交換が困難であるので、ワークを他の加工機に
移動する等の必要があり、前記問題の根本的な解決に至
らない。

【０００４】本発明は前記事情を鑑みてなされたもので
あり、各種加工機の搭載および交換が可能であり、１台
でワークに多種の加工が行なえる低コストの鋼材加工装
置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
水平に配設された第１のレールと、該第１のレール上に
走行自在かつ着脱自在に搭載された主台車と、該主台車
に上下動自在に吊支され、前記第１のレールに直交する
方向に水平に配設された第２のレールを有するフレーム
と、前記第２のレール上に走行自在かつ着脱自在に搭載
され、該第２のレールの下方に配置されるワークの加工
機とを備えてなることを特徴とする鋼材加工装置を前記
課題の解決手段としている。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の鋼
材加工装置において、前記主台車またはフレームのいず
れかに、該フレームに搭載される加工機にガスや電力等
を供給するための、ガス配管や電気配線等の端末が接続
されてなる端末ボックスが設けられていることを特徴と
する鋼材加工装置を前記課題の解決手段としている。

【０００７】

【作用】請求項１記載の鋼材加工装置によれば、加工機
が、加工機自身の第２のレールの走行と、フレームの上
下動と、主台車の第１のレールの走行とによって、３次
元方向に自在に移動する。

【０００８】請求項２記載の鋼材加工装置によれば、端
末ボックスから、直接加工機にガスや電力等が供給さ
れ、主台車の移動による加工位置の移動に対して、端末
ボックスも追従移動して加工機へのガスや電力等の供給
が継続してなされる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の鋼材加工装置の一実施例を図
１から図１５を参照して説明する。図において符号１は
第１のレール、２はマーキング加工機、３は鋼材加工ユ
ニット、４はワーク、５はワーク４の支持台である。図
１および図２に示すように、前記鋼材加工装置は、水平
に配設された第１のレール１・１と、該第１のレール１
・１上に走行自在かつ着脱自在に搭載されたマーキング
加工機２および鋼材加工ユニット３とで概略構成されて
いる。

【００１０】前記第１のレール１・１は、加工すべきワ
ーク４を作業床に配置した際にこのワーク４より十分上
方に位置し、かつ、ワーク４と同程度かそれ以上の長さ
を有する長尺なものであって、水平に配設されている。

【００１１】図３および図４に示すように、前記マーキ
ング加工機２は、前記支持レール１・１上にその長さ方
向に沿って走行自在に載置された加工機基台６と、この
加工機基台６を支持レール１・１に対して駆動・走行さ
せるＸ軸モータ７（支持レール１方向をＸ軸方向とす
る）と、前記加工機基台６に前記支持レール１・１の幅
方向に沿って設けられた一対のＹ軸レール８・８（水平
面内において前記Ｘ軸に対して垂直の方向をＹ軸方向と
する）と、このＹ軸レール８・８と嵌合されてその長さ
方向に走行自在の加工機本体９と、この加工機本体９を
Ｙ軸レール８・８に沿って駆動走行させるＹ軸モータ１
０と、前記加工機本体９に昇降自在に設けられた昇降体
１１と、この昇降体１１を加工機本体９に対して駆動・
昇降させるＺ軸モータ１２（垂直方向をＺ軸方向とす
る）と、昇降体１１の下部に取り付けられたマーキング
トーチ１３と、前記昇降体１１に取り付けられワーク４
にレーザ光を照射するレーザ光照射機構１４と、該レー
ザ光照射機構１４によりワーク４に照射されるレーザ光
および該ワーク４を観察してワーク４の位置の検出等の
ためのＴＶカメラ１５と、前記昇降体１１の下部に設け
られ、自身の下方および側方において前記ワーク４を検
知するリミットスイッチ１６とを具備してなっている。

【００１２】前記加工機本体９は、垂直に配された版状
の部材であって、Ｙ軸ブラケット９ａ・９ａを介して前
記Ｙ軸レール８・８と嵌合され、かつ前記Ｙ軸モータ１
０の駆動力によって、Ｙ軸レール８・８の長さ方向に沿
って駆動・走行されるようになっている。前記昇降体１
１は、前記加工機本体９と平行に配設された版状の部材
であって、加工機本体９側の面にＺ軸に沿って設けられ
たＺ軸レール１１ａが前記加工機本体９の昇降体１１側
の面に設けられたＺ軸ブラケット９ｂと嵌合されること
により、Ｚ軸方向に移動自在に支持されている。

【００１３】前記鋼材加工ユニット３は、図５および図
６に示すように、第１のレール１・１に走行自在かつ着
脱自在に搭載された主台車１７と、主台車１７に上下動
自在に吊支され、前記第１のレール１・１に直交する方
向に水平に配設された第２のレール１８を有するフレー
ム１９と、前記第２のレール１８上に走行自在かつ着脱
自在に搭載され、該第２のレール１８の下方に配置され
るワーク４の加工機２０とで概略構成されている。前記
主台車１７には、前記フレーム１９を上下動させるため
の上下動機構２１が設けられている。この上下動機構２
１は、上下動モータ２２と、この上下動モータ２２の軸
と連動して回転駆動可能に接続され、Ｙ軸方向に沿って
延在する駆動軸２３と、前記フレーム１９から上部に突
設された上下動軸２４が貫挿され、前記駆動軸２３の回
転駆動力が伝達されることにより前記上下動軸２４を上
下動するギアボックス２５とで構成されている。また、
主台車１７には、主台車１７を第１のフレーム１・１に
沿って走行駆動するＸ軸モータ１７ａと、主台車１７の
Ｘ軸方向前後において、このＸ軸モータ１７ａの回転駆
動に連動して回転駆動されるスプロケット１７ｂ・１７
ｂとが設けられている。

【００１４】前記フレーム１９は、第１のレール１・１
間の離間距離よりやや小さい寸法でＹ軸方向に沿って構
成された部材であって、前記上下動軸２４の上下動によ
って、上下動駆動されるようになっている。また、フレ
ーム１９には、加工機２０用のガス配管および電気配線
の端末が内蔵された端末ボックス２６が設けられてい
る。

【００１５】前記加工機２０は、一般的な簡易型ガス切
断機であり、図６および図７に示すように、前記第２の
レール１８上に載置した状態に搭載され、該第２のレー
ル１８上を自走して移動自在の加工機台車２７と、ワー
ク４を切断するための切断トーチ２８を加工機台車２７
の幅方向外方に突出させた状態（図６参照）に支持可能
な支持金具２９とで構成されている。また、加工機２０
は、前記端末ボックス２６から延ばされた電気配線Ｅが
接続され、駆動等に必要な電力が供給されている。切断
トーチ２８は、端末ボックス２６から延ばされたガスホ
ースＧが接続されて、切断に必要なガスが供給されてい
る。前記支持金具２９は、加工機台車２７の上部に固定
された固定体３０と、この固定体３０に水平方向に挿入
された支持棒３１と、この支持棒３１の先端部において
前記切断トーチ２８を支持し、かつ支持棒３１にその周
方向に回動可能に設けられた端部固定体３２とで構成さ
れ、前記切断トーチ２８を所望の角度で支持可能になっ
ている。

【００１６】したがって、前記鋼材加工ユニット３は、
主台車１７のＸ軸方向の走行と、フレーム１９の上下動
と、加工機２０のＹ軸方向への走行とによってワーク４
の切断が自在に行なえるようになっている。

【００１７】以下、断面長方形のボックス柱となるワー
ク４に切断加工を施す場合を例にとって、前記鋼材加工
装置の作用を説明する。まず、ワーク４を鋼材加工装置
に搬入して支持台５上に載置し、第１のレール１・１の
間に位置させる。この際、図８に示すように、マーキン
グ加工機２と鋼材加工ユニット３とを互いに鋼材加工装
置の長さ方向（第１のレール１に沿った方向）に離間し
て十分に退避させておく。

【００１８】次に、マーキング加工機２を駆動して図示
しない操作盤で手動で操作することにより、図９や図１
０に示すように、予めワーク４に罫書いた図中＋印に前
記レーザ光照射機構１４のレーザを照射しつつ、前記Ｔ
Ｖカメラ１５で照射したレーザおよびワーク４を観察し
てワーク４の位置や設置状態を把握し、図示しない制御
部に入力する。さらに、図１１や図１２に示すように、
ワーク４の周囲複数箇所に前記リミットスイッチ１６を
当接し、これらの情報を図示しない制御部に入力するこ
とにより、前記ワーク４の設置位置やワーク４の形状等
を把握する。

【００１９】図１１に示すように、ワーク４が平面視長
方形で無い場合には、リミットスイッチ１６による接触
のみならず、図示しない操作盤からの手動による入力も
活用して、制御部にデータを入力する。また、前記制御
部においてマーキングトーチ１３や切断トーチ２８によ
る加工範囲が予め設定されている場合には、図１０に示
すように、前記加工範囲の設定位置を移動してワーク４
の設置位置に対応させるようにしてもよい。

【００２０】次に、前記ワーク４の設置位置と加工範囲
との調整が完了したら、マーキング加工機２を駆動して
マーキングトーチ１３によるマーキングを開始する（図
１３参照）。前記マーキングは、後に切断によって切り
捨てられる部分を有する場所から開始する。マーキング
がある程度進行したら、鋼材加工ユニット３を駆動して
切断トーチ２８によるワーク４の切断を開始する（図１
４参照）。そして、ワーク４の上側の面へのマーキング
と切断が完了したら、マーキング加工機２と鋼材加工ユ
ニット３とを互いに離間する方向に退避させる（図１５
参照）。

【００２１】前記マーキング加工機２と鋼材加工ユニッ
ト３の退避が完了したら、ワーク４を反転して、前記加
工した以外の側面を上面に向ける。前記反転が完了した
ら、再度図９の工程に戻り、ワーク４と加工範囲との調
整を行なう。以降、前述した手順によって、ワーク４の
全面に亘って加工を施す。

【００２２】前記鋼材加工装置によれば、加工機２０
が、主台車１７の第１のレール１の走行と、フレーム１
９の上下動と、加工機２０自身の第２のレール１８の走
行とによって３次元方向に自在に移動するので、ワーク
の加工を自在に行なうことができ、ワーク４の加工能率
が向上するとともに、加工機２０は第２のレール１８上
に走行自在かつ着脱自在に搭載されて、第２のレール１
８からの着脱が容易になっているので、前記切断以外の
溶接やガウジング等の簡易な加工機への交換が簡単であ
る。また、加工機２０が通常の簡易な機器を利用するこ
とができるので、コストを低減できるとともに、加工機
２０は第２のレール１８から離脱すれば、半自動または
手動の機器として通常通り使用することができるので、
ワーク４の形状によって加工しにくい部分の加工等にも
便利であり、その汎用性が向上する。

【００２３】また、前記端末ボックス２６から直接加工
機２０にガスや電力等が供給されるので、主台車１７の
移動による加工位置の移動による加工機２０と端末ボッ
クス２６との距離の変動が少なく、ガスホースＧや電気
配線Ｅ等の布設長を最小限に留めることができ、一層の
コストの低減、および、作業性の向上が可能である。加
えて、端末ボックス２６の各種端末は、第２のレール１
８に搭載する加工機２０のみならず、例えば、この第２
のレール１８近傍にある鋼材加工装置外の加工機用に利
用することも可能であり、その汎用性が一層向上する。

【００２４】なお、本実施例では、鋼材加工装置にマー
キング加工機を併設した例を示したが、必ずしもマーキ
ング加工機は併設の必要は無く、また、マーキング加工
機以外の加工機が併設されていても構わない。前記主台
車、第２のレール、フレーム、加工機は、いずれも、前
記した構成に限られたものではなく、他の構成であって
も構わない。

【００２５】

【発明の効果】本発明の鋼材加工装置によれば、加工機
が、主台車の第１のレールの走行と、フレームの上下動
と、加工機自身の第２のレールの走行とによって３次元
方向に自在に移動するので、ワークの加工を自在に行な
うことができ、ワークの加工能率が向上するとともに、
加工機は第２のレールに対する着脱可能なので、その種
類を容易に交換することができる。また、加工機が通常
の簡易な機器を利用することができるので、コストを低
減できるとともに、加工機は第２のレールから離脱すれ
ば、半自動または手動の機器として通常通り使用するこ
とができ、ワークの形状によって加工しにくい部分等の
加工にも便利であり、その汎用性が向上する。

【００２６】請求項２記載の鋼材加工装置によれば、前
記端末ボックスから直接加工機にガスや電力等が供給さ
れるので、主台車の移動による加工位置の移動による加
工機と端末ボックスとの距離の変動が少なく、ガス配管
や電気配線等の布設長を最小限に留めることができ、一
層のコストの低減、および、作業性の向上が可能であ
る。加えて、端末ボックスの各種端末は、第２のレール
に搭載する加工機のみならず、鋼材加工装置外の加工機
用に利用することも可能であり、その汎用性が一層向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋼材加工装置の一実施例を示す側面図
である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】前記鋼材加工装置のマーキング加工機を示す側
面図である。

【図４】前記図３の正面図である。

【図５】鋼材加工ユニットを示す正面図である。

【図６】鋼材加工ユニットを示す側面図である。

【図７】加工機を示す拡大側面図である。

【図８】本発明の鋼材加工装置の所定位置へのワークの
設置の初期段階を示す全体平面図である。

【図９】鋼材加工装置の所定位置へのワークの位置決め
を示す図である。

【図１０】前記ワークの位置と制御部において予め設定
された加工範囲との調整を示す平面図である。

【図１１】ワークの形状の検出を示す平面図である。

【図１２】ワークの形状の検出を示す平面図である。

【図１３】位置決めの完了したワークへのマーキング作
業の開始を示す平面図である。

【図１４】位置決めの完了したワークへの切断作業の開
始を示す平面図である。

【図１５】マーキング作業および切断作業の完了を示す
平面図である。

【符号の説明】

１ 第１のレール ４ ワーク １７ 主台車 １８ 第２のフレーム １９ フレーム ２０ 加工機 ２６ 端末ボックス

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 37/00 Ａ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平に配設された第１のレールと、該第
   １のレール上に走行自在かつ着脱自在に搭載された主台
   車と、該主台車に上下動自在に吊支され、前記第１のレ
   ールに直交する方向に水平に配設された第２のレールを
   有するフレームと、前記第２のレール上に走行自在かつ
   着脱自在に搭載され、該第２のレールの下方に配置され
   るワークの加工機とを備えてなることを特徴とする鋼材
   加工装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の鋼材加工装置において、
   前記主台車またはフレームのいずれかに、該フレームに
   搭載される加工機にガスや電力等を供給するための、ガ
   ス配管や電気配線等の端末が接続されてなる端末ボック
   スが設けられていることを特徴とする鋼材加工装置。