JPH09104005A - プレカット加工用ロボット - Google Patents

プレカット加工用ロボット

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JPH09104005A
JPH09104005A JP26290595A JP26290595A JPH09104005A JP H09104005 A JPH09104005 A JP H09104005A JP 26290595 A JP26290595 A JP 26290595A JP 26290595 A JP26290595 A JP 26290595A JP H09104005 A JPH09104005 A JP H09104005A
Authority
JP
Japan
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axis
spindle
wood
processing
axis direction
Prior art date
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Pending
Application number
JP26290595A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Matsuzaki
寛 松崎
Minoru Murata
稔 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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  • Dovetailed Work, And Nailing Machines And Stapling Machines For Wood (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 3次元的曲線などのプレカット加工が可能な
プレカット加工用ロボットを提供する。 【解決手段】 ベッド1a上に加工すべき木材2の長手
方向に平行するY軸方向に移動自在にコラム3を設け、
このコラム3に上下方向(Z軸方向)に移動自在にアー
ム8を設け、このアーム8に上記Y軸と直交する水平方
向(X軸方向)へ移動自在に加工ヘッド13を設け、こ
の加工ヘッド13に垂直軸17を中心にα軸方向に旋回
自在にスピンドル20を設け、かつこのスピンドル20
を水平軸19を中心にγ軸方向へ旋回自在となすと共
に、上記スピンドル20のスピンドル軸20aに、木材
2をプレカット加工する工具22を着脱自在に取付けた
もので、X軸、Y軸、Z軸の3軸に加えて、スピンドル
20をα軸及びγ軸方向へ旋回自在とすることにより、
3次元的な曲線を有する継手加工も可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は在来工法(軸組工
法)で木造住宅を建設する際に使用する柱や梁などの木
材に継手などを予めプレカット加工するプレカット加工
用ロボットに関する。
【0002】
【従来の技術】従来木造住宅に使用する木材に継手など
を予めプレカット加工するプレカット加工機としては、
例えば特開平6−91606号公報や、特開平6−28
5808号公報に記載されたものが公知である。前者公
報のプレカット加工機は、木材を搬送する木材搬送台を
挟んで対向するように複数の主軸や丸のこなどが設置さ
れていて、木材搬送台により搬入された木材をまず所定
の寸法に切断し、その後主軸に取付けられた工具により
木材の木口部やこば部、上下面の溝などをプレカット加
工するように構成されており、木材搬送台により搬入さ
れた木材を人手を必要とせずに順次加工することができ
るため、省力化が図れる効果を有している。
【0003】また後者のプレカット加工機は、木材供給
台と木材貯留台の間にコンピュータにより動作される多
関節ロボットが設置されていて、木材供給台より供給さ
れた木材を、上記ロボットのアームに取付けられた工具
により1本づつプレカット加工した後、木材を組立て順
序と逆の順序で木材貯留台上に堆積するようにしたもの
で、種々のサイズ及び仕口形状の木材をロボットにより
自動的に加工できる効果を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし前者公報のプレ
カット加工機では、工具の取付けられた主軸が、木材の
長手方向とこれと直交する左右及び上下方向の3次元方
向へ移動できる構成であっても、例えば図1に示すよう
な住宅の屋根に使用する桁材aに隅木や谷木などを取付
けるための3次元的な曲線を有する切欠きbなどは加工
することができず、このような特殊な形状の加工は別工
程で行わなければならないため、工程が多くなって生産
性を低下させるなどの不具合がある。
【0005】一方後者公報の多関節ロボットを使用した
ものでは、ロボットのアームに取付けた工具を3次元空
間内の任意な軌跡に沿って移動させることが可能なた
め、上記と同様な隅木欠きや谷木欠き加工は可能である
が、アームが多関節のため、加工時の反力に関節部が対
抗できず、その結果加工精度が悪いと共に、加工反力の
大きな加工が困難なため、加工に時間がかかって生産性
が悪いなどの不具合があった。この発明はかかる従来の
不具合を改善するためになされたもので、直交型ロボッ
トにより3次元的な曲線加工も可能にしたプレカット加
工用ロボットを提供して、生産性の向上を図ることを目
的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段及び効果】この発明は上記
目的を達成するために、ベッド上に加工すべき木材の長
手方向に平行するY軸方向に移動自在にコラムを設け、
このコラムに上下方向(Z軸方向)に移動自在にアーム
を設け、このアームに上記Y軸と直交する水平方向(X
軸方向)へ移動自在に加工ヘッドを設け、この加工ヘッ
ドに垂直軸を中心にα軸方向に旋回自在にスピンドルを
設け、かつこのスピンドルを水平軸を中心にγ軸方向へ
旋回自在となすと共に、上記スピンドルのスピンドル軸
に、木材をプレカット加工する工具を着脱自在に取付け
たものである。また各軸の駆動モータを制御手段により
制御されるサーボモータにより構成したものである。
【0007】
【効 果】上記構成により、隅木や谷木などを取付ける
ための複雑な3次元的曲線を有する継手であっても、X
軸、Y軸及びZ軸方向の移動に加えて、スピンドルをα
軸及びγ軸方向へ旋回制御することにより、これら複雑
な形状の継手を精度よく加工することができる。また同
一のプレカット加工ライン内で複雑な形状の継手が加工
可能なことから、複雑な形状の継手を加工ラインより外
して別工程で加工する必要がないため、工程数の減縮と
これに伴う生産性の向上が図れるようになる。また直交
型ロボットのため、多関節ロボットに比べて大きな加工
反力に耐えることができるため、精度の高いプレカット
加工が可能となると共に、重切削が可能なため、加工時
間の短縮とこれに伴う生産性の向上も図れるようにな
る。
【0008】
【発明の実施の形態】この発明の一実施例を図2以下に
示す図面を参照して詳述する。図2はプレカット加工用
ロボットの平面図、図3は同正面図、図4は同側面図、
図5は加工ヘッド部分の斜視図である。
【0009】これら図において1はロボット本体で、ベ
ッド1a上に加工すべき木材2の長手方向(Y軸方向)
へ移動自在にコラム3が載置されている。上記コラム3
はベッド1a上にY軸方向に布設された一対のガイドレ
ール4上に支承されていて、下部に設けられたナット部
材5aが上記ガイドレール4と平行するように設けられ
たボールねじよりなるY軸送りねじ軸5に螺合されてい
る。上記Y軸送りねじ軸5の一端はベッド1の端部に取
付けられたサーボモータよりなるY軸モータ6に接続さ
れていて、このY軸モータ6によりY軸送りねじ軸5を
正逆回転させることにより、上記コラム3をY軸方向へ
移動できるようになっている。
【0010】また上記コラム3の前面には上下方向(Z
軸方向)に一対のガイドレール7が布設されていて、こ
れらガイドレール7にアーム8の一端が支承されてい
る。上記アーム8はY軸と直交するX軸方向に水平に設
けられていて、支承部側に設けられたナット部材9a
に、ガイドレール7と平行するように設けられたボール
ねじよりなるZ軸送りねじ軸9が螺合されている。Z軸
送りねじ軸9の上端はコラム3の上部に設けられたサー
ボモータよりなるZ軸モータ10に接続されていて、こ
のZ軸モータ10によりZ軸送りねじ軸9を正逆回転さ
せることにより、上記アーム8をZ軸方向へ上下動でき
るようになっている。
【0011】一方上記アーム8の側面には、X軸方向に
一対のガイドレール12が布設されていて、これらガイ
ドレール12に加工ヘッド13が支承されている。上記
加工ヘッド13はスライド部材13aと、このスライド
部材13aの下部に垂直軸方向(α軸方向)に旋回自在
に取付けられたほぼ逆L字形をなすスピンドル取付け部
材13bよりなる。上記スライド部材13aの底部に設
けられたナット部材14aには、ガイドレール12と平
行するように設けられたボールねじよりなるX軸送りね
じ軸14が螺合されている。上記X軸送りねじ14の一
端は、アーム8の側面に取付けられたサーボモータより
なるX軸モータ15に無端ベルト16を介して接続され
ていて、このX軸モータ15によりX軸送りねじ軸14
を正逆回転させることにより、上記加工ヘッド13をX
軸方向へ移動できるようになっている。
【0012】また上記スライド部材13aには垂直軸1
7が支承されていて、この垂直軸17の下端に上記スピ
ンドル取付け部材13bの上部が接続されていると共
に、上記垂直軸17の上端はスライド部材13a上に設
置されたサーボモータよりなるα軸モータ18が接続さ
れていて、このα軸モータ18により垂直軸17を正逆
回転させることにより、スピンドル取付け部材13bを
α軸方向へ旋回させることができるようになっている。
そして上記スピンドル取付け部材13bに支承された水
平軸19の一端にスピンドル20が取付けられていると
共に、水平軸19の他端はスピンドル取付け部材13b
に設けられたサーボモータよりなるγ軸モータ21が接
続されていて、このγ軸モータ21により水平軸19を
正逆回転させることにより、スピンドル20をγ軸方向
へ旋回できるようになっている。
【0013】上記スピンドル20は上部に設けられたス
ピンドルモータ24により回転されるスピンドル軸20
aを有していて、このスピンドル軸20aの先端にチャ
ック20bを介して工具22が工具自動交換装置23に
より着脱自在に取付けられるようになっている。上記自
動工具交換装置23はベッド1aより立設された逆L字
形の支持アーム25上端に支持され、かつ複数の工具2
2を収容した工具マガジン23aと、工具マガジン23
aの近傍に回転自在に設けらたチェンジアーム23bよ
りなる。上記工具22は木材2の木口や木端などに継手
などをプレカット加工するもので、例えば図6の(イ)
ないし(ニ)に示すような工具22が予め工具マガジン
23a内に格納されている。
【0013】なお図6の(イ)はホゾ穴などを加工する
角のみ、図6の(ロ)はホゾ穴や長穴などを加工するチ
ェーンのみ、図6の(ハ)はアリ溝を加工する総型工
具、そして図6の(ニ)は各種の溝などを加工するルー
タを示す。またチェンジアーム23bは、次に加工する
継手に応じて図示しない制御手段からの指令に基づいて
工具マガジン23a内より工具22を取出して、スピン
ドル軸22aへ取付け、また用済となってスピンドル軸
22aより取外した工具22を工具マガジン23aの所
定の場所へ格納するように構成されている。
【0014】次に上記構成されたプレカット加工用ロボ
ットの作用を説明する。上記プレカット加工用ロボット
は、木材2を連続的にプレカット加工するプレカット加
工ラインなどに設置して使用するものであるが、勿論単
独で使用してもよい。いま図示しない搬送手段により木
材2が搬入されて位置決め固定されると、制御手段から
の指令により各軸モータ6,10,15,18,21が
回転されて、スピンドル20に取付けられた工具22が
木材2のはじめに加工する部分に位置決めされる。
【0015】例えば木材2の上端(うわば)に図7に示
すようにほぞ穴2aを加工する場合、自動工具交換装置
23によりスピンドル20に、ほぞ穴2aを加工する角
のみ(図6のイ)やチェーンのみ(図6のロ)などの工
具22を取付け、次にY軸モータ6によりコラム3を木
材2の長手方向に沿って加工位置まで移動させ、同時に
X軸モータ15により加工ヘッド13を加工部の上方ま
でX軸方向へ移動させる。スピンドル20が加工部の上
方へ達したら、スピンドルモータ24によりスピンドル
軸20aを回転させて、スピンドル軸20aに取付けた
工具22で図7に示すように木材2の上端にほぞ穴2a
をプレカット加工するもので、木材2の木端(こば)に
ほぞ穴2aや溝2bをプレカット加工する場合は、γ軸
モータ21によりスピンドル取付け部材13bをγ軸方
向へ90°旋回させることにより、木端のプレカット加
工も行えるようになる。
【0016】以上のように制御手段により各軸モータ
6,10,15,18,21を制御することにより、ス
ピンドル20に取付けられた工具22により木材20の
木口や木端、上端に継手をプレカット加工することがで
きると共に、木材2の下端(したば)にプレカット加工
する場合は、図示しない反転手段により木材2を反転さ
せることにより、上記と同様にプレカット加工が行える
ようになる。またプレカット加工中スピンドル20に作
用する加工反力はアーム8及びコラム3を介してベッド
1aで支持するため、大きな加工反力に対してスピンド
ル20の位置がずれたりすることがなく、これによって
精度の高い加工が可能になると共に、重切削が可能とな
ることから、加工時間の短縮とこれに伴う生産性の向上
が図れる。
【0017】一方図1に示すような桁材aに隅木や谷木
などを取付ける切欠きbのような3次元的曲線加工を行
う場合は、スピンドル20をX軸、Y軸及びZ軸方向へ
移動制御すると同時に、α軸モータ18及びγ軸モータ
21によりα軸及びγ軸方向へも旋回させる。これによ
って予めスピンドル20にルータのような工具22を取
付けて加工を行うことにより、従来の直交型ロボットで
は困難であった3次元的曲線の加工も可能になるため、
プレカットできる継手の範囲が広がると共に、従来では
特殊な形状の継手は別工程で行っていたが、プレカット
加工ライン上で特殊な継手の加工が可能となるため、工
程数の減縮が図れるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】隅木や谷木にプレカット加工された隅木欠き、
谷木欠きを示す説明図である。
【図2】この発明の一実施例になるプレカット加工用ロ
ボットの平面図である。
【図3】この発明の一実施例になるプレカット加工用ロ
ボットの正面図である。
【図4】この発明の一実施例になるプレカット加工用ロ
ボットの側面図である。
【図5】この発明の一実施例になるプレカット加工用ロ
ボットに設けられた加工ヘッドの斜視図である。
【図6】(イ)ないし(ニ)はこの発明の一実施例にな
るプレカット加工用ロボットに使用する工具の説明図で
ある。
【図7】この発明の一実施例になるプレカット加工用ロ
ボットによる加工例を示す説明図である。
【符号の説明】
1a…ベッド 3…コラム 6…Y軸モータ 8…アーム 10…Z軸モータ 13…加工ヘッド 15…X軸モータ 17…垂直軸 18…α軸モータ 19…水平軸 20…スピンドル 20a…スピンドル軸 21…γ軸モータ 22…工具。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベッド1a上に加工すべき木材2の長手
    方向に平行するY軸方向に移動自在にコラム3を設け、
    このコラム3に上下方向(Z軸方向)に移動自在にアー
    ム8を設け、このアーム8に上記Y軸と直交する水平方
    向(X軸方向)へ移動自在に加工ヘッド13を設け、こ
    の加工ヘッド13に垂直軸17を中心にα軸方向に旋回
    自在にスピンドル20を設け、かつこのスピンドル20
    を水平軸19を中心にγ軸方向へ旋回自在となすと共
    に、上記スピンドル20のスピンドル軸20aに、木材
    2をプレカット加工する工具22を着脱自在に取付けた
    ことを特徴とするプレカット加工用ロボット。
  2. 【請求項2】 各軸の駆動モータ6,10,15,1
    8,21を制御手段により制御されるサーボモータによ
    り構成してなる請求項1記載のプレカット加工用ロボッ
    ト。
JP26290595A 1995-10-11 1995-10-11 プレカット加工用ロボット Pending JPH09104005A (ja)

Priority Applications (1)

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JP26290595A JPH09104005A (ja) 1995-10-11 1995-10-11 プレカット加工用ロボット

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JP26290595A JPH09104005A (ja) 1995-10-11 1995-10-11 プレカット加工用ロボット

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JPH09104005A true JPH09104005A (ja) 1997-04-22

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JP26290595A Pending JPH09104005A (ja) 1995-10-11 1995-10-11 プレカット加工用ロボット

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JP (1) JPH09104005A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104044189A (zh) * 2014-05-30 2014-09-17 滨州市虎森数控机械研究所 一种木屋成型机
JP2019503900A (ja) * 2015-12-24 2019-02-14 ヒョン−ジン イ、 木工作業テーブル及び多目的木工装置

Cited By (3)

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CN104044189A (zh) * 2014-05-30 2014-09-17 滨州市虎森数控机械研究所 一种木屋成型机
CN104044189B (zh) * 2014-05-30 2016-10-26 滨州市虎森数控机械研究所 一种木屋成型机
JP2019503900A (ja) * 2015-12-24 2019-02-14 ヒョン−ジン イ、 木工作業テーブル及び多目的木工装置

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