JP3420336B2 - 切断機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯鋸盤をはじめとする
切断機に関し、更に詳しくは、切断面に対して被切断材
料を送り込む送材機構のほかに、切断面を挟んでそれと
は反対側に、材料を挟持搬送し得る送りバイス機構を備
えた切断機に関する。

【０００２】

【従来の技術】帯鋸盤をはじめとする切断機において
は、一般に、図９に模式的平面図で示すように、所要の
切断長を得るべく、切断工具による切断面Ｓに対して被
切断材料Ｗを定寸送りするための定寸機構Ｇと、定寸さ
れた材料Ｗを挟持固定するための主バイス機構Ｂを備え
るとともに、切断面Ｓを挟んでその定寸機構Ｇおよび主
バイス機構Ｂと反対側、つまり定寸機構Ｇによる送材方
向前方に、材料を挟持搬送し得る定寸機能を備えた送り
バイス機構ＴＢを設けることが多い。送りバイス機構Ｔ
Ｂは、定寸機構Ｇによる材料Ｗの定寸送りが不可能にな
った場合に、補完的に定寸送りを行ううえで、あるいは
残材を排出するうえでも必要である。

【０００３】すなわち、定寸機構Ｇは、例えば駆動ロー
ラＲ１とこれに接近・離隔自在の従動ローラＲ２の間で
材料Ｗを挟持した状態で、駆動ローラＲ１を回転させる
ことによって、材料Ｗを長手方向に搬送するピンチロー
ラ式送材装置Ｔと、材料Ｗに当接してその送材距離を測
定する測長ディスクＤによって構成され、測長ディスク
Ｄにより送材距離を測定しつつ、所要の切断長が得られ
るように切断面Ｓに対して材料Ｗを送り込むようになっ
ている。このような定寸機構Ｇによれば、図１０に示す
ように、材料Ｗの後端付近での切断が必要となったと
き、測長ディスクＤで送材距離を測定できなくなった
り、送材装置Ｔによる送材が不可能となったりする。そ
のときには、定寸機能を有する送りバイス機構ＴＢによ
り前方より材料Ｗを引き出すことにより対処できる。ま
た、切断の後に切断面Ｓよりも送材方向後方に残る切断
片、いわゆる残材も、送りバイス機構ＴＢにより排出す
ることができる。

【０００４】ところで、帯鋸盤をはじめとする切断機に
おいては、近年、制御のコンピュータ化に伴って、長尺
の形鋼等を自動的に連続切断することが可能となってお
り、長時間にわたる無人運転もできるようになってきて
いる。そして、Ｈ形鋼等の切断においては、最初にその
先端部の端面を揃えるために、材料の先端部をごく短く
切断する端切りと称される切断処理が必要であるが、無
人運転に際しては、端切りによって生じる切断片である
端材の処理が不可欠となる。この端切りによって生じる
端材は、一般に７ｍｍ程度と薄く、切断時に倒れる可能
性が高いばかりでなく、Ｈ形鋼においては送りバイス機
構で挟持したときにウエブ部が変形してしまい、うまく
挟持搬送することができない。

【０００５】そこで、従来、図１１に平面図（Ａ）およ
び部分拡大斜視図（Ｂ）を示すように、切断面Ｓよりも
送材方向前方側に送りバイス機構ＴＢとは別に、例えば
Ｈ形鋼のウエブ部を上下に把持して、材料の搬出路に沿
って移動自在のキャリッジＣを設け、薄い端材でも搬出
路上の適宜箇所にまで把持搬送して、別途設けたマグネ
ット等を用いた排出装置によってその端材を吸着し、搬
出路外に排出して専用の受け箱等の中に投棄する方式が
提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のようなキャリッ
ジＣは、材料の搬出側から搬出路に沿って進入してくる
必要があるため、把持部を長大なアームの先端に配設す
る等、装置構成が大掛かりなものとなるばかりでなく、
各種の形状・寸法の材料に対処するためには、材料の搬
送方向への駆動機構のほか、上下・左右に位置決めする
ための駆動機構を必要とし、高価なものとなるという欠
点があった。

【０００７】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、より簡単でコンパクトな構成のもとに、薄い端
材でも確実に搬送することができ、ひいては端材を確実
にライン外に排出して、長時間にわたる無人運転を可能
とした切断機の提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の切断機は、実施例図面である図１，図２に
示すように、切断工具による切断面Ｓに対して形鋼Ｗを
長手方向に送り込む定寸機構１４と、切断面Ｓを挟んで
定寸機構Ｇと反対側に配設され、固定側バイスジョー２
１とこれに接近・離隔自在の移動側バイスジョー２２と
からなり、その各バイスジョー２１，２２間で形鋼Ｗを
長手方向と直交する方向に挟持した状態で、全体が定寸
機構１４による送材方向に移動して形鋼Ｗを搬出路（搬
出用ローラ台１６）に沿って搬送し得る送りバイス機構
２を備えた切断機において、送りバイス機構２の移動側
バイスジョー２２に、切断面Ｓ側に向いた状態で形鋼Ｗ
の一部を上下に把持するグリッパ３と、そのグリッパ３
の上下動機構４を設けたことによって特徴づけられる。

【０００９】また、送りバイス機構２の移動側バイスジ
ョー２２に、上記に加えてグリッパ３を送材方向に移動
させる前後動機構５を設けることが好ましい。更に、グ
リッパ３および送りバイス機構２をあらかじめ設定され
た手順で制御する制御手段を設け、形鋼の端切り時に、
その端切りによって端材となる部分をグリッパで把持
し、端切りの完了時には、端材を把持したまま、送りバ
イス機構２を送材方向への移動によって搬送路に沿って
搬送するように構成することができる。

【００１０】また、このような制御手段を設ける場合、
形鋼の形状・寸法を入力する入力手段と、その入力内容
を記憶する記憶手段を追加して、グリッパ３による形鋼
の把持に際しては、その記憶手段の内容に従って、送り
バイス機構２の移動側バイスジョー２２の左右方向への
位置と、グリッパ３の上下方向への位置を制御すること
により、形鋼の把持位置を定めるように構成することが
望ましい。

【００１１】そして、以上のようなグリッパ３に加え
て、切断面Ｓから形鋼の送材方向に所定の距離だけ隔た
った搬出路上の位置に、搬出路上の形鋼を吸着して搬出
路外に取り出すマグネット式の材料排出装置を配設する
ことが、より好ましい。

【００１２】

【作用】グリッパ３は形鋼を上下から把持するから、例
えばＨ型鋼のような薄い端材であっても、そのウエブ部
を把持することによって、変形することなく、確実に把
持搬送可能である。そして、グリッパ３は送りバイス機
構２の移動側バイスジョー２２に設けられていることか
ら、グリッパ３自体には少なくとも上下方向への移動機
構４を備えるだけで、形鋼の搬送のための送材方向への
移動機構と、これと直交する左右方向への移動機構が不
要であり、また、長いアームなどが不要となって、簡単
でコンパクトな構成のもとに各種の形状・寸法の形鋼に
対処できる。

【００１３】なお、グリッパ３自体の移動機構として、
上下動機構４に加えて前後動機構５を設けた場合には、
切断によって切断面Ｓよりも送材方向後方側に残った形
鋼、つまり残材を搬出するに際して、グリッパ３を切断
面Ｓを超えて後方に伸ばしてその残材の一部を把持した
状態で、送りバイス機構２を送材方向前方に移動させれ
ばよく、特に短い残材の搬出に際しての送りバイス機構
２の動作を簡素化できるという利点がある。

【００１４】制御手段により、送りバイス機構２とグリ
ッパ３を所定の手順で制御して、端切りに際して、端切
りによって端材となる部分をグリッパ３で把持し、端切
り完了時には端材を把持したまま、送りバイス機構２を
送材方向に移動させて端材を搬出すると、端材が倒れる
恐れもなく、確実に端材の搬出が可能となる。

【００１５】制御手段で各部を自動制御することによ
り、グリッパ３で形鋼を把持・搬送するように構成する
場合、入力手段によりあらかじめ入力された形鋼の形状
・寸法を記憶手段に記憶しておき、その記憶内容に従っ
て、形鋼の把持位置を定めるように構成しておくと、各
種の形状・寸法の形鋼を連続的に切断するような運転の
仕方においても、形鋼を変更するごとにグリッパ３によ
る把持位置の位置調整を人手によって行うことなく、逐
次に把持位置を自動的に変更しつつ端材の搬出が可能と
なって、長時間にわたる無人運転にも対応できる。

【００１６】また、以上のようにしてグリッパ３により
搬出路に沿って搬送された端材を、搬送路に近接して設
けられたマグネット式の材料排出装置１００によって搬
送路外に排出するようにすると、Ｈ型鋼等のような薄い
端材でも倒れることなく確実に排出可能である。

【００１７】

【実施例】図１は本発明を帯鋸盤に適用した実施例を、
材料Ｗの送材方向と直交する方向から見て示す全体構成
図で、図２はその要部の位置関係を示す模式的平面図、
図３は搬出路側の要部構成を示す斜視図である。

【００１８】基台１上には、主コラム１１と副コラム
（図示せず）に沿って鋸フレーム１２が上下動自在に支
承されており、この鋸フレーム１２内には、ループ状の
帯鋸刃が一対の鋸フレーム（図示せず）に掛け回された
状態で走行駆動される。鋸フレーム１２はフィードシリ
ンダ（図示せず）によって昇降し、これによって帯鋸刃
は鉛直の切断面Ｓに沿って移動して、形鋼等の材料Ｗを
切断するようになっている。

【００１９】基台１上には、切断時の材料Ｗを挟持固定
するための主バイス機構１３が配設されている。また、
その主バイス機構１３を挟んで切断面Ｓと反対側に、前
記した従来のものと同様のピンチローラ式送材装置１４
ａと測長ディスク１４ｂとからなる定寸機構１４が配設
されており、これらによって、搬入用ローラ台１５上に
供給された材料Ｗを、切断長に応じた量だけ材料Ｗの長
手方向（Ｘ方向）に送材することができる。

【００２０】切断面Ｓを挟んで主バイス機構１３と反対
側には、Ｘ方向に伸びる搬出用ローラ台１６と、その搬
出用ローラ台１６上の材料（切断片）をＸ方向に挟持搬
送する送りバイス機構２が配設されている。送りバイス
機構２は、搬出用ローラ台１６を下から抱き込むように
基台１上に摺動自在に支承され、かつ、送りシリンダ
（図示せず）の駆動によってＸ方向に前後動する基体２
０と、その基体２０上に対向配置された固定側バイスジ
ョー２１と移動側バイスジョー２２によって構成され、
移動側バイスジョー２２は、シリンダ２２ａの駆動によ
って固定側バイスジョー２１に対して接近・離隔する方
向（Ｙ方向）に移動する。そして、移動側バイスジョー
２２と固定側バイスジョー２１との間で材料Ｗを長手方
向と直交する方向に挟持した状態で、基体２０を前進さ
せることにより、その材料を搬出用ローラ台１６に沿っ
てＸ方向に搬送することができる。

【００２１】また、切断面Ｓから搬出用ローラ台１６に
沿って送材方向に所定距離だけ隔たった位置には、マグ
ネット式の材料排出装置１００が配設されている。この
材料排出装置１００は、搬出用ローラ台１６の側方の床
面に固定された鉛直のコラム１０１と、その頂部のアー
ム部に固着されて先端部が搬出用ローラ台１６の上方に
まで至る水平のビーム１０２と、走行モータ１０３ａの
駆動によりビーム１０２に沿って走行する台車１０３
と、その台車１０３に懸吊された電磁石１０４等によっ
て構成され、電磁石１０４はリフト用モータ１０４ａの
駆動によるリフト用スクリュー１０４ｂの伸縮によって
昇降するようになっている。以上の構成により、材料排
出装置１００は、搬出用ローラ台１６上の所定位置にま
で搬送された端材や残材等を、電磁石１０４で吸着した
状態で持ち上げ、台車１０３の走行によって搬出用ロー
ラ台１６の側方の規定の位置にまで運んだ後、受け箱等
の中に投棄し、あるいは床面上に載置することができ
る。

【００２２】さて、送りバイス機構２の移動側バイスジ
ョー２２には、切断面Ｓ側に突出して材料Ｗを上下に把
持し得るグリッパ３と、その上下動機構４および前後動
機構５が配設されており、以下にその詳細を述べる。

【００２３】図４は、移動側バイスジョー２２を図２の
Ａ矢視で示す図であり、図５はその図４の要部左側面
図、図６は同じく図４の要部右側面図である。また、図
７は図５のＡ−Ａ断面図である。

【００２４】グリッパ３は、ベース３１と、そのベース
３１に固定された固定ジョー３２と、ベース３１に対し
て上下方向に摺動自在に支承され、把持用シリンダ３３
ａの駆動によって固定ジョー３２に対して接近・離隔す
る移動ジョー３３によって構成されている。このグリッ
パ３は、上下動機構４によってその全体が上下方向に移
動するとともに、前後動機構５によって同じく全体がＸ
方向（送りバイス機構２による送材方向）に移動する。

【００２５】すなわち、グリッパ３のベース３１は、鉛
直方向（Ｚ方向）に伸びるリニアガイド４１に摺動自在
に支承されており、シリンダ４２の駆動によって上下方
向に移動する。また、その鉛直のリニアガイド４１は、
送りバイス機構２の移動側バイスジョー２２内でＸ方向
に伸びるアーム５１の先端部５１ａに固着されており、
そのアーム５１は、移動側バイスジョー２２内にＸ方向
に敷設された上下２組のリニアガイド５２に対して摺動
自在で、シリンダ５３の駆動によってＸ方向に前後動す
る。

【００２６】以上の構成により、グリッパ３は、シリン
ダ４２および５３の駆動によって、送りバイス機構２の
移動側バイスジョー２２上を上下（Ｚ方向）および前後
（Ｘ方向）に移動し、また、送りバイス機構２の挟持用
シリンダ２２ａの駆動によって移動側バイスジョー２２
ごと左右（Ｙ方向）に移動することになる。そして、こ
れらのシリンダ４２、５３、２２ａ、および前記した送
材バイス機構２の送りバイスは、それぞれのピストンの
進退量に応じたパルス信号を発生するエンコーダを備え
ている。

【００２７】図８は本発明実施例の制御用電気系統図の
うち、材料の搬送に関係する部分をピックアップして示
すブロック図である。マイクロコンピュータを主体とす
る制御部６０には、切断すべき材料Ｗの形状および寸法
に関する情報や、切断長に関する情報を入力するための
キーボード６１と、このキーボード６１による入力内容
を記憶するメモリ６２が接続されている。また、制御部
６０には、前記した各シリンダ２２ａ、４２、５３およ
び送材バイス機構２の送りシリンダに付設の各エンコー
ダや、測長ディスク１４ｂからの出力信号が入力されて
いるとともに、制御部６０からは、各シリンダ２２ａ、
４２、５３および送りバイス機構２の送りシリンダ、グ
リッパ３の把持用シリンダ３３ａ、送材装置１４ａの駆
動用モータ、あるいは材料排出装置１００の走行モータ
１０３ａやリフト用モータ１０４ａ等の、各種アクチュ
エータに対して制御信号が供給される。

【００２８】以上の本発明実施例を使用するとき、実際
の運転に先立ち、キーボード６１から材料Ｗの形状・寸
法および切断長等を入力してメモリ６２に記憶させてお
く。この状態で自動運転の開始指令を与えると、まず、
搬入用ローラ台１３上に供給された材料Ｗの先端面の端
切り工程に入るが、このとき、定寸機構１４によって材
料Ｗの先端面が切断面Ｓよりも僅かに前方に位置するよ
うに送材した後、主バイス機構１３で挟持固定すると同
時に、メモリ６２に記憶された材料Ｗの形状・寸法デー
タに従ってシリンダ２２ａおよび４２を駆動し、グリッ
パ３をＹ−Ｚ平面上で材料Ｗの把持位置、例えばＨ形鋼
の場合にはウエブ部の中央位置に位置決めした後、シリ
ンダ５３を駆動してグリッパ３を材料Ｗの先端面に近づ
く向き、すなわちにＸ方向に移動させ、把持用シリンダ
３３ａを駆動して材料Ｗの先端部を把持する。この状態
で切断工具を下降させ、端切りを行う。

【００２９】端切りが完了した状態では、端切りによっ
て生じた端材がグリッパ３によって把持された状態とな
っており、次に、その端材のライン外への排除動作に移
行する。すなわち、送りバイス機構２をＸ方向に前進さ
せることにより、グリッパ３に把持されている端材を搬
出用ローラ台１６上の所定位置にまで搬送した後、材料
排出装置１００の電磁石１０４によって端材を吸着し、
その状態でグリッパ３を開放する。次いでグリッパ３を
Ｘ方向に引き込めて端材との干渉を避けた状態で、電磁
石１０４を上昇させ、台車１０３を走行させて規定の投
棄位置の上方にまで端材を運んだ後、電磁石１０４によ
る吸着を解除し、端材を投棄する。

【００３０】以上の動作によると、端材は切断前からグ
リッパ３によって上下から把持されており、薄くても倒
れたり変形することなく、電磁石１０４によって確実に
ライン外に排除される。

【００３１】次に、メモリ６２に記憶されている切断長
に従って定寸機構１４を駆動して、通常の切断動作を行
うが、一つの材料について最後の切断を完了した状態で
切断面Ｓよりも送材方向後方に残った切断片、いわゆる
残材の処理についても、グリッパ３を用いて端材の処理
に準じた手順で行われる。すなわち、端材の処理時と同
様に、メモリ６２に記憶されている材料Ｗの形状・寸法
データに従ってグリッパ３をＹ−Ｚ平面上で位置決めし
た後、切断面Ｓを越えてグリッパ３を残材側に移動さ
せ、残材を把持する。その後、送りバイス機構２を前進
させ、残材を搬出用ローラ台１６の規定位置にまで搬送
した状態で、電磁石１０４により吸着した後、グリッパ
３による把持を解除し、残材を持ち上げて搬出用ローラ
台１６外に運んで規定位置に載置する。

【００３２】なお、以上の実施例では、送りバイス機構
２の移動側バイスジョー２２に、グリッパ３とその上下
動機構４並びに前後動機構５を設けたが、前後動機構５
については必ずしも必要ではなく、送材バイス機構２の
送りシリンダ２２ａの駆動によってのみグリッパ３をＸ
方向に移動させるようにしてもよい。ただし、上記した
例のように比較的短い前後動機構５を設けておくことに
より、グリッパ３による端材や残材の把持時あるいは把
持の解除動作時に、送りバイス機構２全体を微動させる
必要がなくなり、より合理的である。

【００３３】また、材料排出装置１００は特にマグネッ
ト式のものに限定されることなく、材料の送材方向に直
交する方向に端材または残材を押すようなプッシャ等の
他の排出装置を採用することができる。

【００３４】更に、本発明は、帯鋸盤に限定されること
なく、丸鋸盤や砥石を用いた切断機等にも全く同様に適
用し得ることは言うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
切断工具による切断面よりも送材方向前方に位置する送
りバイス機構の移動側バイスジョーに、形鋼の一部を上
下に把持するグリッパと、少なくともその上下動機構を
設けた構成を採用して、グリッパの左右動を送りバイス
機構の移動側バイスジョーの左右動機構（挟持機構）に
よって行うとともに、グリッパで把持した端材または残
材の搬出路に沿った搬送動作を送りバイス機構の送り機
構によって行うことを可能としたから、従来の搬出路に
沿ったキャリッジを用いる構成に比して、専用の移動機
構が少なくなって装置が簡素化されるとともに、長大な
アームや送り機構が不要となり、装置のコンパクト化を
達成することができる。しかも、Ｈ型鋼の端切り時にお
いて、端切り前にその先端面近傍のウエブ部をグリッパ
で把持し、端切り完了後にそのまま送りバイス機構に送
りを与えて端材を規定位置にまで搬送することにより、
薄い端材でも倒れたり変形する恐れがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例を材料Ｗの送材方向と直交する方
向から見て示す全体構成図

【図２】図１の要部の位置関係を示す模式的平面図

【図３】本発明実施例の搬出路側の要部構成を示す斜視
図

【図４】本発明実施例の送りバイス機構２の移動側バイ
スジョー２２を図２のＡ矢視で示す図

【図５】図４の要部左側面図

【図６】図４の要部右側面図

【図７】図５のＡ−Ａ断面図

【図８】本発明実施例の制御用電気的構成のうち、材料
の搬送に関係する部分をピックアップして示すブロック
図

【図９】従来の一般的な帯鋸盤等の切断機における送材
機構の配置例を示す模式的平面図

【図１０】図９の構成の作用説明図

【図１１】従来のキャリッジを用いた端材等の処理装置
の説明図

【符号の説明】

１ 基台 １１ 主コラム １２ 鋸フレーム １３ 主バイス １４ 定寸機構 １４ａ ピンチローラ式送材装置 １４ｂ 測長ディスク １５ 搬入用ローラ台 １６ 搬出用ローラ台 ２ 送りバイス機構 ２０ 基体 ２１ 固定側バイスジョー ２２ 移動側バイスジョー ２２ａ 挟持用シリンダ ３ グリッパ ３１ ベース ３２ 固定ジョー ３３ 移動ジョー ３３ａ 把持用シリンダ ４ 上下動機構 ４１ リニアガイド ４２ シリンダ ５ 前後動機構 ５１ ビーム ５２ リニアガイド ５３ シリンダ ６０ 制御部 ６１ キーボード ６２ メモリ １００ 材料排出装置 １０３ 台車 １０３ａ 走行モータ １０４ 電磁石 １０４ａ リフト用モータ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−155119（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−100680（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−237033（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−93024（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−78523（ＪＰ，Ｕ) 実開 平７−11225（ＪＰ，Ｕ) 実開 平７−40031（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23D 55/04 B23D 47/04

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切断工具による切断面に対して形鋼を長
   手方向に送り込む定寸機構と、上記切断面を挟んで上記
   定寸機構と反対側に配設され、固定側バイスジョーとこ
   れに接近・離隔自在の移動側バイスジョーとからなり、
   その各バイスジョー間で形鋼を長手方向と直交する方向
   に挟持した状態で、全体が上記定寸機構による送材方向
   に移動して形鋼を搬出路に沿って搬送し得る送りバイス
   機構を備えた切断機において、上記送りバイス機構の移
   動側バイスジョーに、上記切断面側に向いた状態で形鋼
   の一部を上下に把持し得るグリッパと、そのグリッパの
   上下動機構が配設されていることを特徴とする切断機。
2. 【請求項２】 上記送りバイス機構の移動側バイスジョ
   ーに、上記グリッパを送材方向に移動させる前後動機構
   が配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の
   切断機。
3. 【請求項３】 上記送りバイス機構およびグリッパをあ
   らかじめ設定された手順で制御する制御手段を有し、そ
   の制御手段は、形鋼の先端部の端切り時に、端切りによ
   って端材となる部分を上記グリッパによって上下から把
   持するとともに、端切り完了後にその端材を把持したま
   ま、上記送りバイス機構の送材方向への移動によってそ
   の端材を搬送路に沿って搬送するように各部を制御する
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の切断機。
4. 【請求項４】 切断すべき形鋼の形状・寸法を入力する
   入力手段と、その入力内容を記憶する記憶手段を有し、
   上記制御手段は、上記グリッパによる形鋼の把持時に、
   上記記憶手段の記憶内容に従って、上記送りバイス機構
   の移動側バイスジョーの左右方向への位置と上記グリッ
   パの上下方向への位置を制御するよう構成されているこ
   とを特徴とする、請求項３に記載の切断機。
5. 【請求項５】 上記切断面から形鋼の送材方向に所定の
   距離だけ隔たった上記搬出路上の位置に、当該搬出路上
   の形鋼を吸着して搬出路外に取り出すマグネット式の材
   料排出装置が配設されていることを特徴とする、請求項
   １、２、３または４に記載の切断機。