JP2002144194A - 切削機の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼材端縁部の切削加工中に生ずる負荷変動に
基づいて異常を検出して、刃具が破損するのを防止す
る。 【解決手段】 クランプ装置１４は、上下の保持部材１
６,２４で鋼材１２を不動化保持可能に構成される。ク
ランプ装置１４で不動化保持された鋼材１２の切断端面
と対向する前方に、鋼材１２の端縁部を切削加工して面
取りする切削機２６が配置される。前記下保持部材１６
は、４基の重力計１８を介して装置本体２０に設置され
る。各重力計１８は、切削機２６による鋼材１２の切削
加工中に、該鋼材１２に加わる負荷の変動を検出する。
これら各重力計１８は制御装置４４に夫々接続され、４
基の重力計１８における各成分を夫々合成した検出値に
基づいて、制御装置４４が異常の有無を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼材の端縁部を切
削加工することでバリを除去する切削機の異常検出装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋼製の棒材や線材等の鋼材の製造工程に
おいて、長尺な鋼材をコールドシャーやホットソー等の
切断装置により所要寸法に切断することが行なわれる。
切断直後の鋼材における切断端面の外周(端縁部)にはバ
リが付着していることが多く、そのままの状態で鋼材が
後工程に送られると、該バリに起因する各種の不都合を
生ずる。そこで、従来から鋼材を切断した後には、バリ
を除去するための面取り処理が実施されている。この面
取り処理には、刃具(チップ)を備えた切削機が好適に用
いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記切削機では、クラ
ンプ装置に位置決め保持された鋼材に対し、予め入力さ
れた鋼材の外形寸法等のデータに基づいて、刃具が装着
されている主軸ヘッドを鋼材の端縁部に沿って移動する
ことで、該端縁部を所要量だけ切削して面取り処理を施
している。しかるに、前記のデータは、各ロット毎に設
定されるため、ロット内において鋼材の切断端面の形状
にバラツキがある場合は、その形状の違いによっては刃
具の鋼材に対する切込み深さが大きくなり、該刃具に大
きな負荷(切削抵抗)が加わって破損するおそれがある。
また、刃具が破損したまま切削作業を継続すると、予定
された切削が行なわれず、バリが残ったままとなること
があるが、この場合であっても装置は面取り処理が実行
されたものとして、後工程に送ってしまう問題を招く。

【０００４】

【発明の目的】この発明は、前述した従来の技術に内在
している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提
案されたものであって、鋼材端縁部の切削加工中に生ず
る負荷変動に基づいて異常を検出して、刃具が破損する
のを防止可能とし得る切削機の異常検出装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決し、
所期の目的を好適に達成するため、本発明に係る切削機
の異常検出装置は、刃具を備えた主軸ヘッドを、クラン
プ装置で保持した鋼材の端縁部に沿って移動すること
で、該端縁部を切削加工する切削機の異常検出装置であ
って、前記切削機により鋼材の端縁部を切削加工する際
に生ずる負荷変動を検出可能な位置に配設された動力計
と、前記動力計で検出された負荷の検出値を、予め設定
されたしきい値と比較することで異常の有無を判定する
判定手段とから構成したことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る切削機の異常
検出装置につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参
照しながら以下説明する。

【０００７】図１および図２は、実施例に係る切削機の
異常検出装置を採用した面取り装置を示す概略構成図で
あって、該面取り装置１０は、前工程で所要寸法に切断
された鋼材１２を不動化保持可能なクランプ装置１４を
備える。このクランプ装置１４では、図示しない材料搬
送装置により搬送される鋼材１２が載置される下保持部
材１６が、後述する動力計１８を介して装置本体２０に
配設されると共に、該装置本体２０に倒立配置した空気
や油圧等の流体圧を用いた保持用シリンダ２２のピスト
ンロッド２２ａに連結した上保持部材２４が、下保持部
材１６の上方に対向するよう配設されている。そして、
下保持部材１６から離間する退避位置に臨む上保持部材
２４を、保持用シリンダ２２の付勢により保持位置まで
下降して下保持部材１６に近接することで、両保持部材
１６,２４間に鋼材１２を挟持して不動化保持するよう
構成される。

【０００８】前記クランプ装置１４で不動化保持された
鋼材１２の切断端面と対向する前方に、該鋼材１２の端
縁部を切削加工して面取りする切削機２６が配置されて
いる。この切削機２６は、図２に示す如く、ベッド２８
の水平上面に、前記鋼材１２の切断端面に沿う左右方向
(Ｘ軸方向)に移動可能なコラム３０を備える。またコラ
ム３０の一側面には、サドル３２が上下方向(Ｙ軸方向)
に移動可能に配設されると共に、該サドル３２に、主軸
ヘッド３４が鋼材１２の長手方向(Ｚ軸方向)に移動可能
に配設してある。すなわち、主軸ヘッド３４は、座標系
における相互に直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸
方向に移動可能に構成される。なお、コラム３０、サド
ル３２および主軸ヘッド３４は、例えばサーボモータに
より正逆回転される送りネジとナットとの組合わせ等か
らなる適宜の送り機構により、各方向に移動されるよう
構成されている。

【０００９】前記主軸ヘッド３４は、図示しない主軸モ
ータにより駆動される回転主軸３８を回転自在に備える
と共に、該主軸３８の一端にカッタ本体４０が着脱交換
自在に装着されており、該カッタ本体４０における鋼材
１２の切断端面と対向する前面には、複数の刃具(図示
せず)が周方向に所要間隔で配設されている。また前記
ベッド２８には、鋼材１２における切断端面の三次元形
状を測定する形状測定装置４２が、前記クランプ装置１
４で保持されている鋼材１２の切断端面を測定可能な測
定位置と、前記切削機２６での切削に支障を来たさない
待機位置との間を移動可能に配設される。この形状測定
装置４２は、前記各送り機構を制御する制御装置４４に
接続されており(図３参照)、該測定装置４２で測定され
た測定データに基づいて主軸ヘッド３４を移動制御する
ことで、前記刃具により鋼材１２の端縁部を切削して面
取りするよう構成してある。

【００１０】前記クランプ装置１４の下保持部材１６
は、４基の重力計１８を介して装置本体２０に設置され
ている。各重力計１８は、前記切削機２６による鋼材１
２の切削加工中に、該鋼材１２に加わる負荷(荷重)の変
動を検出するものであって、実施例では１基の重力計１
８により、前記Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の三
成分の負荷を夫々検出し得るよう構成されている。これ
ら各重力計１８は前記制御装置４４に夫々接続され、４
基の重力計１８における各成分を夫々合成した検出値に
基づいて、制御装置４４が異常の有無を判定するよう設
定されている。すなわち制御装置４４は、予め設定され
た上限しきい値および下限しきい値と、前記検出値とを
比較して異常の有無を判定する判定部(判定手段)４６を
備え、予め設定された上限しきい値より大きな負荷が検
出(負荷異常検出)された場合は、判定部４６では前記刃
具の鋼材１２に対する切込み深さが大きくなることで負
荷が大きくなっている異常が発生しているものと判定す
る。また予め設定された下限しきい値より小さな負荷が
検出(負荷異常検出)された場合は、判定部４６では刃具
の破損等により鋼材１２を適正に切削していないことで
負荷が小さくなっている異常が発生しているものと判定
する。そして制御装置４４では、このような異常を検出
したときには、切削機２６の運転を停止する制御を行な
うようになっている(図４参照)。

【００１１】

【実施例の作用】次に、前述した実施例に係る切削機の
異常検出装置の作用につき、図４のフローチャートを参
照して説明する。材料搬送装置により前記クランプ装置
１４の下保持部材１６上に鋼材１２が搬送載置される
と、前記保持用シリンダ２２が付勢されて上保持部材２
４を退避位置から保持位置に移動することで、鋼材１２
は上下の保持部材１６,２４により不動化保持される。

【００１２】前記クランプ装置１４に保持された鋼材１
２の切断端面と対向する測定位置まで形状測定装置４２
を移動し、該鋼材１２の切断端面の三次元形状を測定
し、この測定データを前記制御装置４４に入力する(Ｓ
１)。形状測定装置４２を測定位置から待機位置まで退
避した後、前記切削機２６の主軸ヘッド３４を鋼材１２
の前方の切削位置まで移動する。そして、前記測定デー
タに基づいて各送り機構を制御装置４４で制御して主軸
ヘッド３４を鋼材１２の端縁部に沿って移動すること
で、刃具により鋼材１２の端縁部が切削されて面取り処
理が施される(Ｓ２)。

【００１３】前記切削機２６での鋼材１２の切削加工中
において、前記４基の重力計１８の夫々では鋼材１２に
加わる３つの方向の負荷が検出され、その各検出値が前
記制御装置４４に入力される。そして、各軸方向におけ
る合成された検出値が、予め設定されている上限または
下限のしきい値の間であれば、制御装置４４の判定部４
６では正常な切削がなされているものと判定し(Ｓ３で
ＮＯ)、切削を続行し、該切削の完了した後に切削機２
６による切削加工を終了する(Ｓ４,Ｓ５)。これに対
し、検出値が上限しきい値を越えているか、または下限
しきい値に達していない場合は、制御装置４４の判定部
４６は異常な切削がなされているものと判定し(Ｓ３で
ＹＥＳ)、切削機２６を停止して、切削加工を終了する
(Ｓ６,Ｓ７)する。すなわち、刃具に過負荷が加わって
破損するのを未然に防止し得ると共に、破損された刃具
により鋼材１２が適正に切削されず、バリが残ったまま
の鋼材１２が後工程に送られるのを防止することができ
る。なお、負荷異常検出時には、ブザーやランプ等の警
報手段を作動させることで、作業者に異常を覚知させる
ようにしてもよい。

【００１４】また、前記形状測定装置４２での測定デー
タに基づいて主軸ヘッド３４を移動制御しているもとで
は、前述したような異常切削が現われた場合は、該測定
装置４２にフィードバックすることで、測定の信頼性を
高めることが可能となる。

【００１５】実施例では、形状測定装置での測定データ
に基づいて鋼材の端縁部を切削加工する場合で説明した
が、従来と同様に予めロット毎に入力されたデータに基
づいて切削加工する場合においても、切削異常を確実に
検出して、刃具が破損したり、バリが除去されないまま
鋼材が後工程に送られる事態を防止することができる。

【００１６】実施例では、重力計をクランプ装置の下保
持部材に配設したが、該重力計は、切削機により鋼材を
切削しているときの負荷変動を検出し得る部位であれ
ば、その設置部位はクランプ装置の装置本体や切削機の
主軸ヘッドあるいはベッド等であってもよい。また重力
計の配設数は、４基に限らず１基,２基,３基あるいは５
基以上であってもよい。更に、実施例では１基の重力計
によりＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の負荷変動を
検出する構成で説明したが、重力計は３つの内の何れか
１つの方向あるいは２つの方向の負荷変動を検出し得る
ものを採用可能である。

【００１７】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る切削機
の異常検出装置によれば、鋼材の切削加工中に変動する
負荷に基づいて異常事態を検出することができる。すな
わち、例えば負荷が大きくなる異常が発生したときに
は、刃具の鋼材に対する切込み深さが大きくなっている
ものと判断でき、切削機の運転を停止したり警報を発し
たりすることで、刃具の破損を未然に防止することがで
きる。また、負荷が小さくなる異常が発生したときに
は、刃具が破損して鋼材を切削していないものと判断で
き、これに適切に対処することでバリが残ったままの鋼
材が後工程に送られるのを防止することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係る面取り装置を示す
概略側面図である。

【図２】実施例に係る面取り装置を示す概略正面図であ
る。

【図３】実施例に係る面取り装置の制御ブロック図であ
る。

【図４】実施例に係る面取り装置により鋼材の面取りを
行なう場合のフローチャート図である。

【符号の説明】

１２ 鋼材 １４ クランプ装置 １８ 重力計 ２６ 切削機 ３４ 主軸ヘッド ４４ 制御装置 ４６ 判定部(判定手段)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森山 稔 三重県桑名市福島969−１ スペリア桑名 三番館206号 Ｆターム(参考） 3C022 AA03 AA08 AA09 AA10 DD07 DD11 DD19 3C029 CC03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 刃具を備えた主軸ヘッド(34)を、クラン
   プ装置(14)で保持した鋼材(12)の端縁部に沿って移動す
   ることで、該端縁部を切削加工する切削機(26)の異常検
   出装置であって、 前記切削機(26)により鋼材(12)の端縁部を切削加工する
   際に生ずる負荷変動を検出可能な位置に配設された動力
   計(18)と、 前記動力計(18)で検出された負荷の検出値を、予め設定
   されたしきい値と比較することで異常の有無を判定する
   判定手段(46)とから構成したことを特徴とする切削機の
   異常検出装置。
2. 【請求項２】 前記動力計(18)は、座標系における相互
   に直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の各負荷
   変動を検出する請求項１記載の切削機の異常検出装置。
3. 【請求項３】 前記動力計(18)は、クランプ装置(14)に
   配設される請求項１または２記載の切削機の異常検出装
   置。