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技術 鋼矢板端面のバリ取り装置

出願人 大同マシナリー株式会社
発明者 岩崎尚木全泰造榊原幸宏
出願日 1994年9月30日 (27年4ヶ月経過) 出願番号 1994-261650
公開日 1996年4月16日 (25年10ヶ月経過) 公開番号 1996-099258
状態 拒絶査定
技術分野 3次曲面及び複雑な形状面の研削,研磨等
主要キーワード 端面寸法 ストロークシリンダ 鋼線束 幅広サイズ 端面傾斜角度 位置関係図 研磨範囲 進退装置
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年4月16日)のものです。
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図面 (10)

目的

鋼矢板端面のバリ取り装置係り、特に端面直角度に若干の狂いが生じている鋼矢板端面であっても素早く、しかも効率良く面取りを行うのに用いるに好適な鋼矢板端面のバリ取り装置に関する。

構成

本発明は、鋼矢板端面の継手部に生じたバリ研削するバリ取り装置において、1つまたは複数の研磨ブラシを離隔配列されたブラシヘッドと、それらを回転駆動するブラシ回転駆動装置からなる複数の研削本体部と、被処理材と研磨ブラシとの距離を検知するギャップ検出装置と、得られた測定値により被処理材の端面傾斜角度を算出する制御装置と、被処理材と研磨ブラシとの距離を所定の長さに調整する倣い装置と、研磨ブラシを被処理材の端面に各研削本体部が単独または協動して押圧するように進退する進退装置からなり、ギャップ検出装置は、被処理材の端面傾斜角度を実測するストロークシリンダとすることである。

概要

背景

鋼矢板とは、ビル建設河川などの建築土木工事用として使用される特殊形状を有する形鋼であって、主に土留締切り及び構造物基礎などに使用されている。この鋼矢板の断面形状は、JIS規格に示されるようなU形、Z形、H形、直線形の他、使用方法によりさまざまな形状が製造され活用されている。また鋼矢板の端面には、継手部という状を成しているため、鋼矢板同士を相互に継手部にて挿嵌し、複数連結することができるものである。このように使用される鋼矢板の連結をスムーズに行うためには、挿嵌する継手部の寸法やその精度も重要であるが、成形加工において生じたバリが継手部に残っていないようにすることが必要である。

従来の鋼矢板のバリ取り装置は図9に示すように、複数の鋼線束からなる研磨ブラシ50aが離隔配列されたブラシヘッド40aと、該ブラシヘッド40aを回転駆動させるブラシ回転駆動装置30aと、該ブラシヘッド40aを被処理材Wに押しつけ可能に進退する進退装置として使用される研削シリンダー10aと、それらを載置する基台2aから構成されている。そして、被処理材Wの一方の端面が研磨ブラシ50aと対面する方向でクランプ装置(図示せず)により固定され、その状態で研削シリンダー10aが進出して研磨ブラシ50aと被処理材Wが所定の押圧で当接し、その結果、被処理材Wの端面が研削されバリ取りするものである。なお被処理材Wには、このバリ取り工程に至る過程で、その端面に傾斜角度を若干有している場合がある。そのため、被処理材Wに複数ある継手部を均一にバリ取り研削するには、研磨ブラシが被処理材Wの端面の傾斜角度に倣う必要がある。したがって、倣い角度検出装置21aが、被処理材Wの端面がなしている傾斜角度に追随して当接するよう倣い装置201a、202aが進退自在に設けられている。この倣い角度検出装置21aにより得られた被処理材Wの端面傾斜角度に研磨ブラシ50aが平行に対面するように基台2a上に載置された部分が回転移動する構造をとっている。

しかし、被処理材である鋼矢板は、その端面全体をバリ取りしていては研削時間がかかり、かつ研磨ブラシの寿命を短くするだけでなく、端面寸法大に大形化してしまい、効率が悪い。そのため、ブラシヘッドを複数設けて継手部のみを研削するなどして、バリ取り時間の短縮、研磨ブラシの寿命延長を図っているのが現状である。しかも、この倣い方法では、倣い角度検出装置が、被処理材端面の傾斜角度に追随して当接してから倣うまでに時間を要してしまい、高速化に限界がある。

概要

鋼矢板端面のバリ取り装置に係り、特に端面直角度に若干の狂いが生じている鋼矢板端面であっても素早く、しかも効率良く面取りを行うのに用いるに好適な鋼矢板端面のバリ取り装置に関する。

本発明は、鋼矢板端面の継手部に生じたバリを研削するバリ取り装置において、1つまたは複数の研磨ブラシを離隔配列されたブラシヘッドと、それらを回転駆動するブラシ回転駆動装置からなる複数の研削本体部と、被処理材と研磨ブラシとの距離を検知するギャップ検出装置と、得られた測定値により被処理材の端面傾斜角度を算出する制御装置と、被処理材と研磨ブラシとの距離を所定の長さに調整する倣い装置と、研磨ブラシを被処理材の端面に各研削本体部が単独または協動して押圧するように進退する進退装置からなり、ギャップ検出装置は、被処理材の端面傾斜角度を実測するストロークシリンダとすることである。

目的

本発明は、係る問題点を鑑みてなされたものであって、被処理材の鋼矢板の端面、特に継手部をバリ取りするにあたって、たとえ鋼矢板の端面の直角度に狂いが生じている場合であっても、効率良くバリ取りする鋼矢板の端面のバリ取り装置を提供するものである。

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

鋼矢板端面の継手部に生じたバリ研削するバリ取り装置において、複数の鋼線束からなる1つまたは複数の研磨ブラシと、該研磨ブラシが離隔配列されたブラシヘッドと、該ブラシヘッドまたは、ブラシヘッドおよび研磨ブラシを回転駆動させるブラシ回転駆動装置からなる複数の研削本体部と、被処理材と前記研磨ブラシとの距離を検知するギャップ検出装置と、該ギャップ検出装置により得られた測定値により、被処理材の端面傾斜角度を算出する制御装置と、該制御装置により得られた信号により被処理材と研磨ブラシとの距離を所定の長さに調整する倣い装置と、該倣い装置による倣い調整後、研削本体部の研磨ブラシを被処理材の端面に各研削本体部が単独または協動して押圧するように進退する進退装置からなり、前記ギャップ検出装置は、被処理材の端面傾斜角度を実測するストロークシリンダとすることを特徴とする鋼矢板端面のバリ取り装置。

請求項2

請求項1において、前記ギャップ検出装置は、被処理材の端面継手部の位置を検出することを特徴とする鋼矢板端面のバリ取り装置。

請求項3

請求項1または2において、前記研磨ブラシは被処理材の継手部に当接するように位置することを特徴とする鋼矢板端面のバリ取り装置。

請求項4

請求項1、2または3において、前記研磨ブラシの摩耗量分の研削量不足を補うための研磨ブラシ摩耗補正装置を設けていることを特徴とする鋼矢板端面のバリ取り装置。

技術分野

0001

本発明は、鋼矢板端面のバリ取り装置係り、特に端面直角度に若干の狂いが生じている鋼矢板端面であっても素早く、しかも効率良く面取りを行うのに用いるに好適な鋼矢板端面のバリ取り装置に関するものである。

背景技術

0002

鋼矢板とは、ビル建設河川などの建築土木工事用として使用される特殊形状を有する形鋼であって、主に土留締切り及び構造物基礎などに使用されている。この鋼矢板の断面形状は、JIS規格に示されるようなU形、Z形、H形、直線形の他、使用方法によりさまざまな形状が製造され活用されている。また鋼矢板の端面には、継手部という状を成しているため、鋼矢板同士を相互に継手部にて挿嵌し、複数連結することができるものである。このように使用される鋼矢板の連結をスムーズに行うためには、挿嵌する継手部の寸法やその精度も重要であるが、成形加工において生じたバリが継手部に残っていないようにすることが必要である。

0003

従来の鋼矢板のバリ取り装置は図9に示すように、複数の鋼線束からなる研磨ブラシ50aが離隔配列されたブラシヘッド40aと、該ブラシヘッド40aを回転駆動させるブラシ回転駆動装置30aと、該ブラシヘッド40aを被処理材Wに押しつけ可能に進退する進退装置として使用される研削シリンダー10aと、それらを載置する基台2aから構成されている。そして、被処理材Wの一方の端面が研磨ブラシ50aと対面する方向でクランプ装置(図示せず)により固定され、その状態で研削シリンダー10aが進出して研磨ブラシ50aと被処理材Wが所定の押圧で当接し、その結果、被処理材Wの端面が研削されバリ取りするものである。なお被処理材Wには、このバリ取り工程に至る過程で、その端面に傾斜角度を若干有している場合がある。そのため、被処理材Wに複数ある継手部を均一にバリ取り研削するには、研磨ブラシが被処理材Wの端面の傾斜角度に倣う必要がある。したがって、倣い角度検出装置21aが、被処理材Wの端面がなしている傾斜角度に追随して当接するよう倣い装置201a、202aが進退自在に設けられている。この倣い角度検出装置21aにより得られた被処理材Wの端面傾斜角度に研磨ブラシ50aが平行に対面するように基台2a上に載置された部分が回転移動する構造をとっている。

0004

しかし、被処理材である鋼矢板は、その端面全体をバリ取りしていては研削時間がかかり、かつ研磨ブラシの寿命を短くするだけでなく、端面寸法大に大形化してしまい、効率が悪い。そのため、ブラシヘッドを複数設けて継手部のみを研削するなどして、バリ取り時間の短縮、研磨ブラシの寿命延長を図っているのが現状である。しかも、この倣い方法では、倣い角度検出装置が、被処理材端面の傾斜角度に追随して当接してから倣うまでに時間を要してしまい、高速化に限界がある。

発明が解決しようとする課題

0005

したがって、上記の従来のバリ取り研削の方法には、次のような問題点がある。すなわち被処理材の鋼矢板の端面が、直角状の最適な切断あるいは成形工程等の前工程を経て搬送されてきたとしても、搬送後、バリ取り装置の研磨ブラシに平行に固定されていないと、研磨ブラシと鋼矢板の継手部の距離(ギャップ)がまちまちになり、その結果、継手部におけるバリ取り量バラツキが生じることになること、また被処理材の鋼矢板の端面が、先の切断あるいは成形工程において、直角度に狂いが生じている場合には、その傾斜により、前述同様に継手部のバリ取り量にバラツキを生じることにもなることである。

0006

本発明は、係る問題点を鑑みてなされたものであって、被処理材の鋼矢板の端面、特に継手部をバリ取りするにあたって、たとえ鋼矢板の端面の直角度に狂いが生じている場合であっても、効率良くバリ取りする鋼矢板の端面のバリ取り装置を提供するものである。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、鋼矢板端面の継手部に生じたバリを研削するバリ取り装置において、複数の鋼線束からなる1つまたは複数の研磨ブラシと、該研磨ブラシが離隔配列されたブラシヘッドと、該ブラシヘッドまたは、ブラシヘッドおよび研磨ブラシを回転駆動させるブラシ回転駆動装置からなる複数の研削本体部と、該研削本体部に設けられ、被処理材と前記研磨ブラシとの距離を検知するギャップ検出装置と、該ギャップ検出装置により得られた測定値により、被処理材の端面傾斜角度を算出する制御装置と、該制御装置により得られた信号により被処理材と研磨ブラシとの距離を所定の長さに調整する倣い装置と、該倣い装置による倣い調整後、研削本体部の研磨ブラシを被処理材の端面に各研削本体部が単独または協動して押圧するように進退する進退装置からなり、前記ギャップ検出装置は、被処理材の端面傾斜角度を実測するストロークシリンダとすることである。

0008

また、前記研磨ブラシは被処理材の継手部に当接するように位置することである。これは、継手部だけに当接しバリ取りするほど研削に無駄がなく、必要最小限に研磨ブラシの摩耗量で済ませることができる。さらに、前記ギャップ検出装置は、被処理材の端面継手部の位置を検出することである。端面継手部の位置を検出することにより、被処理材の端面の傾斜角度を正確に把握し、検出することが可能となる。しかしながら、ギャップ検出装置の設置位置等の環境条件により、内部側であってもよいが、継手部に近いほうが検出精度を高めることができる。

0009

さらに前記バリ取り装置には、前記研磨ブラシが研削することによって、研磨ブラシ先端部分が摩耗し、ブラシ長さが短くなってもその摩耗量分の研削量不足を補うための研磨ブラシ摩耗補正装置を設けてあることが望ましい。またこれが非接触センサによるブラシ長の自動検出を行うことで、さらに効率良くしかも精度良くバリ取り研削できる。前記ギャップ検出装置は、研削本体部と一体であっても別体であっても構わない。一体の場合は、ギャップ検出装置の設置位置に制約があり、継手部への当接位置が制限されるが最小限の小型化が可能である。

0010

本発明によれば、まず被処理材が所定の供給位置に搬送され保持されると、バリ取り装置に設けられたギャップ検出装置により、被処理材の端面と研磨ブラシとの距離が検知され、この測定値を制御装置により、被処理材の端面傾斜角度が算出する。このように算出された被処理材の端面傾斜角度の信号を受けて、倣い装置により、被処理材と研磨ブラシとの距離を所定の長さに調整する。そして、その状態から進退装置が研磨ブラシを被処理材の端面継手部に押しつけるように進退する。なおこの時の進退する量(距離)は、研磨する量に比例してバリ取りされる。また前記バリ取り装置には、前記研磨ブラシが研削することによって、研磨ブラシ先端部分が摩耗し、ブラシ長さが短くなってもその摩耗量分の研削量不足を補うための研磨ブラシ摩耗補正装置を設けてあるので、バラツキを少なく研削することが容易である。しかも、これにより精度良くバリ取り研削されるとともにブラシ寿命監視も容易となる。

0011

このバリ取りにあたっては、研磨ブラシが被処理材の継手部をバリ取りするように配設されていることが好ましい。これは、被処理材の継手部に残留したバリをバリ取りすることを目的としているため、継手部以外の研磨範囲が少なければ少ないほど、、研磨ブラシの摩耗量も少なくてすみ、効率良いバリ取りを行うこととなる。さらにギャップ検出装置が、被処理材の端面継手部の位置を実測することが好ましい。これは、端面継手部の実測値を検出することにより、被処理材の端面傾斜角度を正確に把握できる。すなわち、ギャップ測定を行う検出位置が端面継手部に近いほど精度良く研削することができることになる。

0012

本発明によれば、このようなギャップ検出をストロークシリンダで行うことにより、接触式の実測値を検出できることになり、レーザセンサのように大掛かりな装置や制御装置が必要ないとともに、非接触方法ではないため、正確なギャップ測定ができることになる。しかも、瞬時に測定可能であるために、バリ取りのサイクルタイムを短縮することが容易である。

0013

本発明の一実施例を図1図8により説明する。まず図1に示すように、本実施例では被処理材Wである鋼矢板の長手方向に対し、研磨ブラシが対面するように配設されている。本発明のバリ取り装置100は、基台2が台座1上にレールを介して載置しており、かつ被処理材Wの鋼矢板の長手方向に移動可能に案内されている。またこの基台2の移動にあたり、進退装置として研削シリンダ10が基台2に連結して配設されている。

0014

また図2に示すように、前記基台2上には、テーブルAとテーブルBがそれぞれレールを介して載置しており、前記基台2同様、被処理材Wの鋼矢板の長手方向に移動可能に案内されている。またこのテーブルAの移動にあたり、倣い装置としての倣い用サーボ20と、テーブルBの移動にあたり、倣い装置としての倣い用サーボ21とが、それぞれテーブルAとテーブルBにそれぞれ連結して配設されている。

0015

テーブルA上には、固定台A1が載置されており、この固定台A1に保持された状態で、ブラシヘッド40と、該ブラシヘッド40を回転駆動させる回転駆動装置としてのモータ30が載置されている。また前記ブラシヘッド40には研磨ブラシ50、51、52、53の4つが設けてあり、それぞれの研磨ブラシが各々回転可能になっている。特に本実施例においては、研磨ブラシが隣合う研磨ブラシと回転方向を逆にすることにより、遊星バリ取りが可能になっている。またテーブルB上にも、固定台B1が載置されており、この固定台B1に保持された状態で、ブラシヘッド41と、該ブラシヘッド41を回転駆動させる回転駆動装置としてのモータ31が配設されている。そして、前記ブラシヘッド41にも研磨ブラシ54、55、56、57の4つが設けてあり、それぞれの研磨ブラシが上記と同様の回転方向で各々回転可能になっている。

0016

前記ブラシヘッド40と41間の内側側面には、ギャップ検出装置としてストロークシリンダ60、61が保持されている。そして、ストロークシリンダのそれぞれが有するストローク棒62、63が、伸縮して、その先端に設けられた検知ストライカ64、65が被処理材Wの端面に当接するように対面して設けられている。そして、前記ストロークシリンダ60、61のストローク棒62、63の伸縮長の実測値を測定するセンサにより得られたストローク長の信号は、制御装置としてのCPU70に入力される。前記CPU70では、被処理材Wの端面までの距離(ギャップ)と、被処理材Wのなす端面傾斜角度を算出して、その結果から、倣い装置としての倣い用サーボ20、21に倣い量を決定し、その信号を送信する。

0017

次に本実施例の動作を図8のサイクルタイムを基づいて説明する。まず鋼矢板の被処理材Wが、図示しない搬送装置により搬送され、バリ取り装置100に対面するように固定される。この時、被処理材Wは図示しないクランプ装置により位置ズレを起こさないように強制保持される。バリ取り装置100に対面して固定された被処理材Wは、その継手部に各ブラシヘッドの研磨ブラシが対面する位置に搬送されており、この状態で各ストロークシリンダ60、61のストローク棒62、63が被処理材Wの端面に向かって前進する。そして、該ストローク棒の先端部の検知ストライカ64、65が、被処理材Wの端面の継手部に当接して前進が停止する。(図3図8におけるストロークシリンダの右上がりの傾斜時間約0.5secが、動作してから停止するまでの前進時間である。この前進が終了し、それぞれのストロークシリンダ60、61のストローク長をCPU70に入力して、端面の傾斜角度を算出する。さらに倣い量を演算する。(約0.1sec)
この結果に基づき、被処理材Wの端面傾斜角度に応じて倣いサーボ20、21が作動して、研磨ブラシと被処理材Wの端面とが所定の距離Hだけ保つように両倣いサーボがY方向に前進する(図4)。そして同時に、ストロークシリンダ60、61が後退して、倣い用サーボの前進によりストロークシリンダ60、61が被処理材Wに接触しないように退避する。この間僅か約1.5secである。そして、倣い装置としての倣いサーボ20、21が作動して、テーブルAおよびテーブルBがY方向に前進し、所定の位置(バリ取り量により停止位置は任意に変更できる)にて停止する。この時、ブラシヘッド40、41の間には、被処理材Wの端面傾斜角度分の距離差Y1が保たれるように制御されている。

0018

上記の倣いの後、研削シリンダ10が作動して基台2をY方向に前進させバリ取りを実行する(図5)。なお、このとき研削シリンダ10は一定ストローク長の前進を行うように設定されている。なぜならば、研削シリンダ10の圧力を調整してストローク長を任意に設定しても、圧力制御では微細な制御がしにくく、その結果、バリ取り量に大きなバラツキを生じやすいからである。

0019

本実施例のバリ取り装置においては、図6に示すようなコ字状の大小サイズ(W1、W2)の鋼矢板や平状(W3)の鋼矢板等をバリ取り可能である。さらに鋼矢板の幅広サイズ(W4、W5)に対しては、図7に示すような幅方向Xへ移動可能に駆動モータ案内レールを有する調整機構を設けている。

0020

このように、本実施例に係るバリ取り装置をよれば、ギャップ検出装置としてストロークシリンダを用いることにより、被処理材Wと研磨ブラシとの距離を接触することによる実測値として検出可能である。そのため、レーザ等の被接触方法が高精度に検出可能な要件を有している反面、環境温度環境状態(煙や蒸気などによる遮断、被処理材Wのサイズ変更振動による芯ズレ等)に左右されやすいこと、制御機構などが複雑で高価になりやすいことと比較すると、正確性を有することができるものである。

0021

さらに本来ならば、研磨ブラシと研磨面と被処理材Wの端面傾斜角度が平行となるように、バリ取り装置自体を倣う構造を有したり、被処理材Wをバリ取り装置に倣わせたりすることが望まれるが、サイクルタイムが長くなってしまったり、機械的構造が複雑になってしまう。しかしながら、ストロークシリンダをバリ取り装置のギャップ検出に用いることによって、機械装置自体や被処理材Wを倣うような大掛かりな構造を有する必要がない。

図面の簡単な説明

0022

図1実施例のバリ取り装置の構成上面図
図2実施例のバリ取り装置の側面図
図3実施例のバリ取り装置のストロークシリンダによる検出状態
図4実施例のバリ取り装置の倣い状態図
図5実施例のバリ取り装置のバリ取り状態図
図6実施例のバリ取り装置の研磨ブラシと被処理材Wの位置関係図
図7実施例のバリ取り装置の被処理材Wの幅広サイズへの対応正面構成図
図8実施例のバリ取り装置のサイクルタイムチャート
図9従来のバリ取り装置の倣い機構付き被処理材Wの位置関係図
図10 従来のバリ取り装置のサイクルタイムチャート図

--

0023

W被処理材(鋼矢板)
1台座
2基台
A、B テーブル
10研削シリンダ
20、21 倣い用サーボ
30、31モータ
40、41ブラシヘッド
50、51、52、53、54、55、56、57研磨ブラシ
60、61ストロークシリンダ
62、63ストローク棒
64、65 検出ストライカ
70 CPU

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