JP2016097479A - 切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パイプ等の長尺部材を搬送しつつその長尺部材を所望の箇所で切断する切断装置に関し、加工精度の向上及び加工コストの低減等をより高いレベルで実現する。【解決手段】切断装置は、加工対象の長尺部材を保持する保持ユニットと、前記長尺部材を加工ラインに沿って送り出すフィーダーと、前記長尺部材を切断箇所において切断する切断ヘッドと、を備える。切断装置は、さらに、前記加工ラインに対する、前記保持ユニットから供給される前記長尺部材の軸のラインのずれを検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に応じて、前記保持ユニットから供給される前記長尺部材の軸のラインが前記加工ラインに一致するように、前記保持ユニットからの前記長尺部材の供給状態を制御する制御手段と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、パイプ等の長尺部材を切断する切断装置に関する。

パイプ等の長尺部材を搬送しつつその長尺部材を所望の箇所で切断する切断装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の切断装置は、コイル材を支持するアンコイラ１と、長尺部材を移送する移送装置４と、定尺検知装置５と、切断装置６とを備える。定尺検知装置５は、非接触式速度計を備えており、この速度計によって計測される送り速度（長尺部材の送り速度）から演算される、その長尺部材の送り量に基づき、所望の送り量毎に切断命令の信号を出力する。そして、その切断命令の信号が定尺検知装置５から出力されたタイミングで、切断装置６によって長尺部材が切断される。

特開平１０−５８２２５号公報

この種の切断装置に関し、性能等の向上、例えば、加工精度の向上及びコストの低減等は常に求められている。上記のような従来の切断装置によれば、長尺部材を所望の長さに切断する加工を連続して行うことができるが、加工精度の向上及び加工コストの低減等の課題の点ではさらなる改善の余地があった。

パイプ等の長尺部材を搬送しつつその長尺部材を所望の箇所で切断する切断装置に関し、加工精度の向上及びコストの低減等をより高いレベルで実現することが望まれる。

本発明の一側面の切断装置は、加工対象の長尺部材を保持する保持ユニットと、前記保持ユニットから供給される前記長尺部材を加工ラインに沿って送り出すフィーダーと、前記加工ラインに沿って送り出される前記長尺部材を切断箇所において切断する切断ヘッドと、を備える。

該切断装置はさらに、前記加工ラインに対する、前記保持ユニットから供給される前記長尺部材の軸のラインのずれを検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に応じて、前記保持ユニットから供給される前記長尺部材の軸のラインが前記加工ラインに一致するように、前記保持ユニットからの前記長尺部材の供給状態を制御する制御手段と、を備える。

このような切断装置によれば、保持ユニットから供給される長尺部材の軸のラインが加工ラインに一致するため、保持ユニットから供給される長尺部材が加工ラインに対して曲がらずに真っ直ぐになる。また、加工ラインの全域にわたり長尺部材がその加工ラインに対して高い精度で真っ直ぐに配置され得る。このため、長尺部材に不要な力（曲げの力）が加わったりすることを回避することができる。これにより、長尺部材が変形することなどを抑制し得る。したがって、加工（切断）精度の悪化、又は完成品の寸法制度の悪化を抑制することができる。換言すれば、加工精度又は完成品の精度をより高めることができる。

また、加工ラインの全域にわたり長尺部材がその加工ラインに対して高い精度で真っ直ぐに配置されることで、長尺部材の、連続的かつより滑らかな送り出しを実現できる。このことは、タクトタイム（加工時間）の短縮に資する。ひいては、加工コストの低減を図ることができる。

本発明の切断装置では、前記保持ユニットは、前記加工ラインに対して接近又は離間可能に構成され、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に応じて、前記保持ユニットを前記加工ラインに対して接近又は離間させるように構成されてもよい。

このような切断装置によれば、保持ユニットを加工ラインに対して移動させるだけで、加工ラインの全域にわたり長尺部材を真っ直ぐに配置することができる。このため、容易に、加工精度を高いレベルに維持することができる。

本発明の切断装置では、前記保持ユニットは、当該切断装置の設置面に配置されるレールであって、前記加工ラインに対して垂直方向に延伸して配置された１対のレールと、前記1対のレール上を移動可能な可動台と、前記可動台を前記1対のレールに沿って移動させる駆動源と、を有してもよい。

このような構成によれば、保持ユニットを、１対のレールに沿って容易に移動させることができるため、容易に加工精度を維持できるようになる。しかも、1対のレールを加工ラインに対して垂直に配置しておいたならば、保持ユニットを加工ラインに対して垂直に移動させることが容易となる。

本発明の切断装置は、前記保持ユニットと前記フィーダーとの間において前記長尺部材のたわみ量が一定となるように、前記保持ユニットと前記フィーダーとの間にて前記長尺部材を支持するテンション調整ユニットを備えてもよい。

このような構成によれば、保持ユニットとフィーダーとの間において、長尺部材にかかるテンション（引張力）を所定の値に保持することができる。このため、長尺部材に不要なテンションがかかってしまいその長尺部材にひずみが生じたり長尺部材が変形してしまったりすることなどを回避することができる。よって、長尺部材の品質（形状、寸法等）が損なわれることを回避することができる。また、保持ユニットとフィーダーとの間において長尺部材にかかるテンション（引張力）を所定の値に保持することで、フィーダーによる、長尺部材の送り出しをより滑らかにし得る。これにより、フィーダーによる、長尺部材の送り出しの精度を高い精度に維持することができる。具体的には、予め設定された送り出し量で送り出すことが高いレベルで保証され得る。従って、切断箇所のずれを高い精度で抑制することができる。換言すれば、長尺部材の加工（切断）精度を高い精度に維持することが可能となる。

本発明の切断装置では、前記テンション調整ユニットは、前記長尺部材を下方から支持しつつ案内するガイドと、前記長尺部材によって前記ガイドに付加される下向きの力を検出する圧力センサと、前記ガイドを昇降させるシリンダと、を有し、前記制御手段が、前記圧力センサの検出値が一定となるように、前記シリンダを介して前記ガイドの高さ方向の位置を制御するように構成されてもよい。

保持ユニットとフィーダーとの間において、長尺部材にかかるテンションは、保持ユニットとフィーダーとの間における長尺部材の長さ、及びたわみ量など、種々の要因によって変動し得る。長尺部材を支持するガイドにかかる圧力を検出することで、上記の種々の要因を個々に検出することなく、長尺部材にかかるテンションを精度良く一定の値に保持することができる。具体的には、圧力センサの圧力が一定の値となるようにガイドの高さを制御することで、長尺部材にかかるテンションが一定の値となり得る。このような構成によれば、長尺部材の品質が損なわれることを容易かつ確実に回避することができる。また、長尺部材の送り出しをより滑らかにし、かつ送り出し量の精度を高めることができる。

本発明の切断装置では、前記フィーダーは、ベルトが回転駆動するように構成されたベルトユニットを少なくとも１対備え、前記少なくとも１対のベルトユニットが前記長尺部材を挟持した状態で回転駆動することで、前記長尺部材を送り出すように構成されてもよい。

このような構成によれば、長尺部材をベルトによって送り出すことができ、長尺部材を送り出すために例えば長尺部材をチャックしたり、つかみ直したりする必要がない。頻繁に長尺部材をチャックしたりつかみ直したりすると、場合によっては、長尺部材の表面が傷ついたりする可能性が懸念されるが、ベルトによって挟持して送り出すようにすれば、そのような傷がつく可能性を低減（又は排除）することができる。よって、完成品の品質が損なわれることがない。

また、ベルトの回転駆動により長尺部材を送り出す構成によれば、ベルトを一定の回転速度で駆動させることで、長尺部材を一定の速度で送り出すことができる。このため、加工（切断）のタクトタイムを短縮することが容易となる。

本発明の切断装置では、前記フィーダーは、前記保持ユニットと前記切断ヘッドとの間において複数設けられ、前記複数のフィーダーの間に、前記長尺部材の形状を矯正する矯正ユニットが設けられてもよい。

これによれば、長尺部材の形状の精度を確保することができる。よって、完成品の形状の精度も高い精度に維持することができる。
本発明の切断装置では、前記フィーダーは２つ設けられ、前記２つのフィーダーのうち、前記加工ラインにおいてより下流側のフィーダーにおける送り量の設定値が、他方の上流側のフィーダーにおける送り量の設定値よりも大きくなるように構成されてもよい。

下流側とは、切断ヘッドにより近い側（換言すれば、保持ユニットからより遠い側）であり、上流側とは、保持ユニットにより近い側（換言すれば、切断ヘッドからより遠い側）である。

この場合、長尺部材が、より上流側のフィーダーによってそのフィーダー側に引っ張られることとなる。これにより、長尺部材にはテンション（引張力）がかかる。そして、長尺部材は、テンションがかかった状態で矯正ユニットにより形状が矯正されることとなる。つまり、長尺部材の矯正が、引っ張りながら行われる。

長尺部材にテンション（引張力）をかけた状態でその長尺部材を矯正することにより、矯正の効果を向上させることができる。よって、矯正後の長尺部材の形状の精度を向上させることができる。このため、完成品の精度も向上させることができる。

本発明の切断装置では、前記長尺部材は、コイル状に巻かれた状態で前記保持ユニットに保持され、前記保持ユニットは、回転駆動源からの回転駆動力によって回転し、コイル状に巻かれた前記長尺部材を巻き戻しつつその長尺部材を前記加工ラインに供給するように構成されており、さらに、前記回転駆動源とは別に、当該保持ユニットが回転を開始するのに必要な初動トルクを発生して前記保持ユニットに伝達する補助駆動源を備えてもよい。

加工（切断）対象の長尺部材としては、パイプ等が想定される。そして、この種のパイプ等は、コイル状に巻かれた状態で例えば素材メーカより供給されることが一般的である。本発明によれば、保持ユニットが回転し得るように構成されることで、コイル状に巻かれた長尺部材（パイプ等）に対応することができる。具体的には、保持ユニットが回転することでコイル状に巻かれた長尺部材を巻き戻すことができる。そして、巻き戻された長尺部材を加工ラインに送り出すようにすれば、長尺部材を連続的に加工することができる。

本実施形態の切断装置の全体図である。 本実施形態の切断装置の平面図である。 入口フィーダーの説明図である。 切断ヘッドの詳細図である。

以下、本発明の実施形態の一例について図面とともに説明する。
図面には、本発明の切断装置１の一例が示されている。切断装置１は、加工対象である、長尺部材としてのパイプＰを所望の長さに切断する装置である。

図１，２に示されるように、切断装置１は、アンコイラ１０と、クランプユニット２０と、テンション調整ユニット３０と、入口側検査ユニット４０と、入口フィーダー５０と、第１矯正ユニット６０と、第２矯正ユニット７０と、真円矯正ユニット８０と、出口側検査ユニット９０と、出口フィーダー１００と、切断ヘッド１１０と、操作盤１２０と、を備える。

なお、以下、入口フィーダー５０、第１矯正ユニット６０、第２矯正ユニット７０、真円矯正ユニット８０、出口側検査ユニット９０、出口フィーダー１００、及び切断ヘッド１１０を搭載する部分を本機１ａとも言う（図１参照）。図２においては、本機１ａは図示を省略している。

［アンコイラ１０］
アンコイラ１０は、コイル状に巻かれたパイプＰを保持するとともに、そのパイプＰを巻き戻すためのユニットである。

アンコイラ１０は、ベース１１と、ドラム１２と、補助機構１３と、レーザ変位計１４と、レーザセンサ１５と、を備える。
ベース１１は、ドラム１２等を支持するための基台である。ベース１１は、１対のレール１１ａと、可動台１１ｂと、駆動モータ１１ｃと、を備える。１対のレール１１ａは、その１対のレール１１ａ上を可動台１１ｂが移動可能なように互いに平行に配置される。

また、１対のレール１１ａは、切断装置１の設置面において、パイプＰの加工ラインに対して垂直な方向に延伸するように配置されている。
可動台１１ｂは、１対のレール１１ａ上に配置され、その１対のレール１１ａ上を移動可能なように構成されている。これにより、可動台１１ｂは、加工ラインに対して垂直な方向（図２に示された左右方向）に移動可能である。可動台１１ｂにはドラム１２が設置される。

駆動モータ１１ｃは、可動台１１ｂを１対のレール１１ａに沿って移動させるための駆動力を生ずる駆動源である。駆動モータ１１ｃとしては、例えばＡＣサーボモータであってもよい。

ドラム１２は、支柱１２ａと、胴体１２ｂと、支軸１２ｃと、回転駆動モータ１２ｄと、ボビン１２ｅと、開閉ハンドル１２ｆとを備える。
支柱１２ａは、胴体１２ｂ等を支持するための部材であり、可動台１１ｂに連結されている。

胴体１２ｂは、パイプＰを巻きつけて保持するための部材の１つであり、円盤状に形成されている。胴体１２ｂは、支軸１２ｃによって支持されている。また、胴体１２ｂにはボビン１２ｅが取り付けられている。

支軸１２ｃは、胴体１２ｂを支持する部材であり、支柱１２ａに連結されている。支軸１２ｃは、回転駆動モータ１２ｄからの駆動力によって胴体１２ｂとともに回転可能に構成されている。

回転駆動モータ１２ｄは、支軸１２ｃを回転させるための駆動力を発生する駆動源である。回転駆動モータ１２ｄは、直接又は間接的に支軸１２ｃと連結されることができる。回転駆動モータ１２ｄとしては、例えばＡＣサーボモータであってもよい。

ボビン１２ｅは、コイル状に巻かれたパイプＰを保持する部材である。ボビン１２ｅは円筒状に形成されている。ボビン１２ｅの外径（直径）は、胴体１２ｂの外径（直径）よりも十分に小さくなっている。また、図２に示されるように、ボビン１２ｅは左右方向に所定の長さを有している。

パイプＰは、一般的には、コイル状に巻かれた状態で素材メーカより供給される。ボビン１２ｅがコイル状に巻かれたパイプＰの中心部分（コイル形状における中心の孔）を挿通するようにパイプＰがボビン１２ｅに保持される。ボビン１２ｅは、複数の部材に分割された構成を有しており、各部材が半径方向に移動する（開く）ことで、外径（直径）を調整できるように構成されている。ボビン１２ｅは、例えば、コイル形状における中心の孔の大きさに応じて開閉させることができる。

開閉ハンドル１２ｆは、ボビン１２ｅを開閉するための（ボビン１２ｅの外径（直径）を調整するための）ハンドルである。開閉ハンドル１２ｆは、切断装置１のオペレータによって操作されることが意図されている。

補助機構１３は、モータ（図示は省略）を備えており、パイプＰを巻き戻す（ボビン１２ｅから引き出す）際の補助トルクを発生するユニットである。補助機構１３は、その補助機構１３が発生する回転トルクがドラム１２に伝達されるようにそのドラム１２に接続されている。そして、ドラム１２の回転の初動時に必要な回転トルクを補助的に発生させ、ドラム１２の回転の初動を補助する。

レーザ変位計１４は、ボビン１２ｅにおけるパイプＰの残量を検出するためのセンサである。具体的には、何重かに巻かれているパイプＰによって形成される凹凸の数を検出する。この凹凸はパイプＰを巻いたときにパイプＰの外径によって形成される凹凸である。その凹凸の数に基づきパイプＰの巻き数を算出することができるため、その凹凸の数を検出することでパイプＰの残量を算出することが可能である。

なお、一般的には、パイプＰは複数層を形成するようにコイル状に巻かれる。この場合、パイプＰの残量を算出するためには、最終層（換言すれば、巻き始めの層）を検出する必要がある。最終層であるか否かについては、例えば、レーザ変位計１４によって、パイプＰによる凹凸とともにボビン１２ｅの表面が検出された場合、最終層であると判断するように構成することができる。

レーザセンサ１５は、下方からパイプＰに向けてレーザを照射し、パイプＰの位置（ライン）を検出する。そして、本来の加工ラインに対する、パイプＰの軸方向のずれ（パイプＰの供給ラインのずれ）を検出する。

レーザセンサ１５の検出結果は操作盤１２０内の制御装置に送られる。制御装置は、レーザセンサ１５の検出結果に基き、駆動モータ１１ｃを駆動させて可動台１１ｂを移動させ、アンコイラ１０から巻き戻されるパイプＰの軸のラインを加工ラインに一致させる、という制御を実行する。

［クランプユニット２０］
クランプユニット２０は、第１クランプ２１と、第２クランプ２２と、を有する。第１クランプ２１と第２クランプ２２とは、何れも、アンコイラ１０から巻き戻される（引き出される）パイプＰを把持しつつ次のユニットに中継する機能を有する。具体的には、第１クランプ２１及び第２クランプ２２は、アンコイラ１０とテンション調整ユニット３０との間に設けられ、パイプＰをアンコイラ１０からテンション調整ユニット３０に中継する。

第１クランプ２１と第２クランプ２２とは、パイプＰの加工ラインに沿って、異なる位置に設けられ得る。図１においては、第１クランプ２１は、第２クランプ２２よりもアンコイラ１０に近い側、かつより下方側に配置される。第２クランプ２２は、第１クランプ２１に隣接して配置され、第１クランプ２１よりもアンコイラ１０から離れた位置、かつ上方側に配置される。第１クランプ２１及び第２クランプ２２は、図示が省略される支持部材により所望の位置に配置される。

クランプユニット２０は、特に、ボビン１２ｅから全て巻き戻された（引き出された）後のパイプＰの終端と、次の加工対象の新たなパイプＰの先端とを接続する際に活用され得る。換言すれば、両パイプＰを接続するための機能を有する。

具体的には、第１クランプ２１は、切断機構２１ａと、絞り機構２１ｂとを有する。パイプＰの終端、又は所定の切断点が第１クランプ２１内（切断機構２１ａ内）に到達すると、パイプＰの送りが停止される。そして、その停止のタイミングに同期して、第２クランプ２２のクランプ機能によりパイプＰがクランプされる。

パイプＰを切断する場合（所定の切断点が設定されている場合）には、切断機構２１ａにて、その切断点においてパイプＰが切断される。さらに、クランプされているパイプＰの終端が、絞り機構２１ｂにより絞られる。具体的には、パイプＰの終端において、外径（直径）が小さくなるように均一につぶされる。このような切断及び絞りはクランプユニット２０において自動で行われ得る。

そのような加工の後、またはそのような加工と並行して、次の加工対象の新たなパイプＰが用意される。一例では、新たなパイプＰを収容する別のアンコイラ１０が、元のアンコイラ１０に代えて設置される。例えば、アンコイラ１０は複数台並べられていてもよく、パイプＰの巻き戻し（引き出し）が終了したアンコイラ１０は、１対のレール１１ａにおいて一端側に退避させておき、他のアンコイラ１０（別の新たなパイプＰを保持するアンコイラ１０）を、パイプＰの供給箇所まで移動させても良い。そして、新たなパイプＰの先端（始点）をクランプユニット２０に導入する。新たなパイプＰを用意する作業は基本的には人手で行われることが想定される。

そして、新たなパイプＰの先端に、元のパイプＰの終端（前述のように、終端部分は外径（直径）が絞られている）が挿入され、両パイプが連結される。この際、接続部分は、絞り機構２１ｂによってかしめられ、外径（直径）が均一にされ得る。

［テンション調整ユニット３０］
テンション調整ユニット３０は、アンコイラ１０と本機１ａとの間のパイプＰのテンションを調整する（換言すれば、パイプＰのたるみ量を調整する）ためのユニットである。

テンション調整ユニット３０は、支柱３１と、ガイド３２と、シリンダ３３と、圧力センサ３４とを備える。
支柱３１は、ガイド３２、シリンダ３３、及び圧力センサ３４等を支持するための部材である。

ガイド３２は、パイプＰの直径に応じた径の溝を有しており、その溝に沿ってパイプＰを中継することができるように構成されている。ガイド３２は、シリンダ３３の駆動によって上下に移動可能なように構成されている。

シリンダ３３は、ガイド３２に連結しており、ガイド３２を上下させるように駆動する。
圧力センサ３４は、パイプＰのテンションに応じてガイド３２に作用する下向きの力を検出するセンサである。本実施形態では、圧力センサ３４にて、圧力（ガイド３２に作用する下向きの力）を検出し、その検出される圧力が一定となるように、シリンダ３３を介してガイド３２を昇降させる。圧力センサ３４にて検出される圧力が一定となるようにガイド３２を昇降させることでアンコイラ１０と本機１ａとの間のパイプＰのテンションが一定となり得る。換言すれば、アンコイラ１０と本機１ａとの間のパイプＰのたるみが一定となり得る。

圧力センサ３４による検出結果は、操作盤１２０内に制御装置に送られる。制御装置は、圧力センサ３４の検出結果に応じて、シリンダ３３を駆動させる。
なお、テンション調整ユニット３０は、本機１ａにおいて検出されるパイプＰの搬送速度と、ドラム１２の少なくとも回転速度とに同期して、ガイド３２の昇降を制御しても良い。具体的には、本機１ａにおけるパイプＰの送り量と、アンコイラ１０によるパイプＰの巻き戻し量とに基づき、アンコイラ１０と本機１ａとの間のパイプＰの長さ（又はたるみ量）を算出し、その算出したデータに応じてガイド３２の昇降を制御しても良い。

より具体的には、本機１ａにおけるパイプＰの搬送速度に基づきその本機１ａにおけるパイプＰの送り量が演算される。また、ドラム１２の少なくとも回転速度に基づきアンコイラ１０によるパイプＰの巻き戻し量（ドラム１２からのパイプＰの引き出し量）が演算される。それらの演算結果から、アンコイラ１０と本機１ａとの間に存在するパイプＰの量（パイプＰの長さ）が演算され、所望のテンション（又はたるみ）が生じるように、ガイド３２の昇降が制御されても良い。

［入口側検査ユニット４０］
入口側検査ユニット４０は、パイプＰの表面の傷及び／又は汚れ等の不具合を検出するためのユニットである。入口側検査ユニット４０は、ベース４１と、ガイドローラ４２ａ，４２ｂと、センサユニット４３とを備える。

ベース４１は本機１ａと同様の設置面に設置され、ガイドローラ４２ａ，４２ｂ、及びセンサユニット４３を支持する。
ガイドローラ４２ａ，４２ｂは、パイプＰをセンサユニット４３に導入するための部材である。ガイドローラ４２ａ，４２ｂは、パイプＰの外径（直径）に応じた半円状の溝を有しており、その溝に沿ってパイプＰがガイドされる。

また、ガイドローラ４２ａ，４２ｂの両方又は一方に対応して、エンコーダ（図示省略）が設けられており、ガイドローラ４２ａ，４２ｂの回転数に応じて、パイプＰの送り量が検出される。また、パイプＰの送りの際の滑り（スリップ）等も検出され得るように構成されている。

センサユニット４３は、一例ではＣＣＤカメラを備える。ＣＣＤカメラによってパイプＰの表面を撮像し、撮像画像を分析することにより（画像処理により）、傷及び／又は汚れ等が検出される。

［入口フィーダー５０］
入口フィーダー５０は、本機１ａにおいてパイプＰを送り出すためのユニットである。入口フィーダー５０は、ベルトユニット５１ａ，５１ｂを備える。ベルトユニット５１ａ，５１ｂは互いに向かい合っており、パイプＰを挟持しつつ駆動することでパイプＰを送り出すことができるように構成されている。

ベルトユニット５１ａは、駆動ローラ５２ａと、ベルト５３ａと、従動ローラ５４ａと、を備える。ベルトユニット５１ｂは、駆動ローラ５２ｂと、ベルト５３ｂと、従動ローラ５４ｂと、を備える。

以下、ベルトユニット５１ａを対象にして具体的に説明する。ベルトユニット５１ｂについては、ベルトユニット５１ａと同様であるためここでは説明を省略する。
ベルトユニット５１ａの駆動ローラ５２ａは、図示しない駆動源からの駆動力によって回転し、ベルト５３ａを駆動させる。

ベルト５３ａは、駆動ローラ５２ａと従動ローラ５４ａとに架け渡されており、駆動ローラ５２ａの回転に伴って駆動する。ベルト５３ａとしては、樹脂等から形成される周知のベルトを用いることができる。

従動ローラ５４ａは、複数のローラを備えている。従動ローラ５４ａ（換言すれば、従動ローラ５４ａの複数のローラ）は、ベルト５３ａがパイプＰに十分かつ均一に接触するように、パイプＰの加工ラインに沿ってその加工ラインに平行に配置されている。従動ローラ５４ａの存在により、ベルト５３ａは、パイプＰに対し平行に延在することができ、また、パイプＰに対し所定の押圧力を伴って当接することができる。

図３を用いてさらに説明する。
図３は、ベルトユニット５１ａ，５１ｂをパイプＰの軸方向から見た模式図である。本実施形態では、ベルトユニット５１ａ，５１ｂは、複数種類のパイプを送り出すことができるように構成されている。図３には、３種類のパイプＰ１〜Ｐ３が示されている。３種類のパイプＰ１〜Ｐ３はそれぞれ直径が異なる。

ベルトユニット５１ａのベルト５３ａには、３種類のパイプＰ１〜Ｐ３に対応して、溝５５ａ，５６ａ，５７ａが形成されている。同様に、ベルトユニット５１ｂのベルト５３ｂには、３種類のパイプＰ１〜Ｐ３に対応して、溝５５ｂ，５６ｂ，５７ｂが形成されている。

そして、入口フィーダー５０は、パイプＰの加工ラインに対して左右方向に移動可能に構成されている。具体的には、エアシリンダ５８ａを有しており、エアシリンダ５８ａの駆動により、ベルトユニット５１ａ，５１ｂの全体が左右方向に移動可能である。これにより、パイプＰの種類に応じて（換言すれば、溝５５ａ，５６ａ，５７ａ，５５ｂ，５６ｂ，５７ｂの何れを用いるかに応じて）、ベルトユニット５１ａ，５１ｂを左右に移動させ、使用する溝の中心とパイプＰの加工ラインとを一致させる。

これにより、パイプＰの種類（パイプＰの直径）に応じて、適切な溝を使用してパイプＰを搬送することができる。
また、入口フィーダー５０は、ベルトユニット５１ａを上下させるエアシリンダ５９ａ，５９ｂを備える。パイプＰを挟持する際には、いったんベルトユニット５１ａを上方に移動させ、パイプＰをベルトユニット５１ａとベルトユニット５１ｂとの間に挿通させた後、ベルトユニット５１ａを下方に移動させて、ベルトユニット５１ａとベルトユニット５１ｂとでパイプＰを挟持する。

［第１矯正ユニット６０］
第１矯正ユニット６０は、パイプＰの上下方向の曲がりを矯正するためのユニットである。この上下方向の曲がりは、換言すれば、パイプＰがコイル状に巻かれることに起因した曲がり癖である。

第１矯正ユニット６０は、パイプＰの加工ラインに対して上側に位置する上側ローラ６１ａと、加工ラインに対して下側に位置する下側ローラ６１ｂと、を有する。上側ローラ６１ａ及び下側ローラ６１ｂは、それぞれ複数設けられる。本実施形態では、それぞれ３つずつ設けられる。換言すれば、３対設けられている。ローラの数は、パイプＰの径及び／又は曲がりの度合い等に応じて適宜決定されることができる。

また、対向する１対の上側ローラ６１ａと下側ローラ６１ｂとの間のギャップは、パイプＰの径及び／又は曲がりの度合い等に応じて適宜調整される。パイプＰは、そのパイプＰに所定の押圧力が加わるように上側ローラ６１ａと下側ローラ６１ｂとで挟持されつつ、その上側ローラ６１ａと下側ローラ６１ｂとで搬送される。

この際の押圧力、及び／又は搬送によりパイプＰに加わる引張力により、パイプＰの曲がりが矯正され得る。対応する１対の上側ローラ６１ａと下側ローラ６１ｂとは、垂直方向に真っ直ぐに並ぶように配置されても良いし、搬送方向に沿ったずれを有するように配置されても良い（図１参照）。

［第２矯正ユニット７０］
第２矯正ユニット７０は、パイプＰの左右方向の曲がりを矯正するためのユニットである。

第２矯正ユニット７０は、パイプＰの加工ラインに対して左側に位置する左側ローラ７１ａと、加工ラインに対して右側に位置する右側ローラ７１ｂと、を有する。左側ローラ７１ａ及び右側ローラ７１ｂは、それぞれ複数設けられる。本実施形態では、それぞれ３つずつ設けられる。換言すれば、３対設けられている。ローラの数は、パイプＰの径及び／又は曲がりの度合い等に応じて適宜決定されることができる。

対応する１対の左側ローラ７１ａと右側ローラ７１ｂとの間のギャップは、パイプＰの径及び／又は曲がりの度合い等に応じて適宜調整される。パイプＰは、そのパイプＰに所定の押圧力が加わるように左側ローラ７１ａと右側ローラ７１ｂとで挟持されつつ、その左側ローラ７１ａと右側ローラ７１ｂとで搬送される。

この際の押圧力、及び／又は搬送によりパイプＰに加わる引張力により、パイプＰの曲がりが矯正され得る。対応する１対の左側ローラ７１ａと右側ローラ７１ｂとは、左右方向に真っ直ぐに並ぶように配置されても良いし、搬送方向に沿ったずれを有するように配置されても良い（図２参照）。

［真円矯正ユニット８０］
真円矯正ユニット８０は、パイプＰの真円矯正のためのユニットであり、本実施形態では、２種類の矯正機を備えている。

具体的には、真円矯正ユニット８０は、多ロール式矯正機８１と、ダイス式矯正機８２と、を有する。また、真円矯正ユニット８０は、測長エンコーダ８３を有する。
多ロール式矯正機８１は、複数のロールでパイプＰをはさみパイプＰに外圧を加えることでパイプＰを矯正する（真円度を向上させる）機構である。本実施形態では、２つの多ロール式矯正機８１が配置される。

ダイス式矯正機８２は、型（ダイス）にパイプＰを通過させることでパイプＰを矯正する（真円度を向上させる）機構である。
測長エンコーダ８３は、パイプＰの長さ（送り量）を検出するためのセンサである。

［出口側検査ユニット９０］
出口側検査ユニット９０は、パイプＰの表面の傷及び／又は汚れ等の不具合を検出するためのユニットである。出口側検査ユニット９０は、センサユニット９１を備える。

センサユニット９１は、一例ではＣＣＤカメラを備える。ＣＣＤカメラによってパイプＰの表面を撮像し、撮像画像を分析することにより（画像処理により）、傷及び／又は汚れ等が検出される。

［出口フィーダー１００］
出口フィーダー１００は、本機１ａにおいてパイプＰを搬送するためのユニットである。出口フィーダー１００は、ベルトユニット１０１ａ，１０１ｂを備える。ベルトユニット１０１ａ，１０１ｂは互いに向かい合っており、パイプＰを挟持しつつ駆動することでパイプＰを送り出すことができるように構成されている。

ベルトユニット１０１ａは、駆動ローラ１０２ａと、ベルト１０３ａと、従動ローラ１０４ａと、を備える。ベルトユニット１０１ｂは、駆動ローラ１０２ｂと、ベルト１０３ｂと、従動ローラ１０４ｂと、を備える。これらについては、入口フィーダー５０と同様であるためここでは説明を省略する。

本実施形態では、制御上の設定に関するかぎり、出口フィーダー１００による送り量（換言すれば、制御上の、送り量の設定値）が、入口フィーダー５０による送り量（換言すれば、制御上の、送り量の設定値）よりも大きくなるように設定されている。これにより、入口フィーダー５０と出口フィーダー１００との間で、パイプＰは出口フィーダー１００側に引っ張られることとなる。このため、パイプＰには、出口フィーダー１００側への引っ張りに応じたテンション（引張力）が作用する。

パイプＰは、出口フィーダー１００側への引張力が加わった状態で、前述の第１矯正ユニット６０、第２矯正ユニット７０、及び真円矯正ユニット８０を通過する。これにより、矯正の効果の向上が図られるようになっている。

［切断ヘッド１１０］
切断ヘッド１１０は、パイプＰを切断するためのユニットである。図１，２，４を参照して、切断ヘッド１１０について説明する。

切断ヘッド１１０は、回転ヘッド１１２と、回転モータ１１３と、ベルト１１４と、カッタ部１１５と、バリ取り部１１６と、フロントクランプ１１７と、リアクランプ１１８と、を備える。また、図４（Ａ）に示すように、切断ヘッド１１０は、モータ１１９ａと、移動ガイド１１９ｂとを備える。

回転ヘッド１１２は、円盤状の部材であり、中心（円の中心）の領域には、パイプＰが挿通される挿通孔（図示省略）が形成されている。この回転ヘッド１１２は、パイプＰの加工ライン（換言すれば、搬送されるパイプＰの中心軸）と同心上に配置される。そして、回転ヘッド１１２は、自身の円盤状の部材の中心軸（搬送されるパイプＰの中心軸と一致する軸）を中心に回転自在に構成されている。

回転ヘッド１１２は、ベルト１１４を介して回転モータ１１３の回転軸と接続されている。具体的には、回転モータ１１３の回転駆動力がベルト１１４を介して回転ヘッド１１２に伝達され得るように構成されている。ベルト１１４は、回転モータ１１３の回転軸１１３ａと回転ヘッド１１２とにわたって架け渡されている。

回転ヘッド１１２には、カッタ部１１５及びバリ取り部１１６が取り付けられている。カッタ部１１５及びバリ取り部１１６は、回転ヘッド１１２とともに回転し得る。
回転モータ１１３は、前述のとおり回転駆動力を発生するユニットである。ベルト１１４は、前述のとおり回転モータ１１３の回転駆動力を回転ヘッド１１２に伝達するためのベルトである。

カッタ部１１５は、ディスクカッタ１１５ａと、移動ブラケット１１５ｂと、カッタメンテナンス機構１１５ｃと、支持機構１１５ｄと、を有する。
ディスクカッタ１１５ａは、ディスク状のカッタ刃である。中心から外側（先端）に向けて、外側（先端）が刃を形成するように次第に先細りとなる円板形状を有している。ディスクカッタ１１５ａは、支持機構１１５ｄを介して移動ブラケット１１５ｂに固定されている。

移動ブラケット１１５ｂは、移動ガイド１１９ｂに沿って直線移動可能に構成されている。具体的には、移動ブラケット１１５ｂは、モータ１１９ａの駆動力によって移動ガイド１１９ｂに沿って移動することが可能である。移動ガイド１１９ｂとしては、ボールネジ、ラックギア等であっても良い。

ディスクカッタ１１５ａは、移動ブラケット１１５ｂが移動ガイド１１９ｂに沿って移動することで、パイプＰに対して接触又は離間し得るように移動することができる。具体的には、移動ブラケット１１５ｂが図４（Ａ）において上方に移動すると、ディスクカッタ１１５ａはパイプＰから離間する方向に移動し、移動ブラケット１１５ｂが図４（Ａ）において下方に移動すると、ディスクカッタ１１５ａはパイプＰに対し接近する方向に移動する。

回転ヘッド１１２が回転しながら、ディスクカッタ１１５ａがパイプＰに対し接近し、さらにパイプＰに対し当接ないし入り込むことで、ディスクカッタ１１５ａによってパイプＰが切断される。

ここで、支持機構１１５ｄは、図示しない駆動源からの駆動力によって回転可能に構成されている。具体的には、ディスクカッタ１１５ａ自体を回転させることができるように構成されている。本実施形態の切断装置１では、回転ヘッド１１２の回転力を利用してパイプＰを切断するモードに加えて、ディスクカッタ１１５ａ自体を回転させることでパイプＰを切断するモードも用意されている。両モードは、切り替え自在であり、例えば、パイプＰの径、肉厚、材質等に応じて適宜設定される。

ディスクカッタ１１５ａは、パイプＰから離間した位置において、カッタメンテナンス機構１１５ｃに近接又は当接するように構成されている。
カッタメンテナンス機構１１５ｃは、ディスクカッタ１１５ａと近接又は当接することで、ディスクカッタ１１５ａに付着した削りカスを除去し得るように構成されている。また、ディスクカッタ１１５ａに注油し得るように構成されている。

バリ取り部１１６は、先端ツール１１６ａと、移動ブラケット１１６ｂと、ツールメンテナンス機構１１６ｃと、支持機構１１６ｄと、を有する。
先端ツール１１６ａは、ディスクカッタ１１５ａによる切断によってパイプＰにて生じるバリを除去するためのツールである。先端ツール１１６ａは、円板形状を有しており、外側（先端）がやや先細りに形成されている。

図４（Ｂ）に先端ツール１１６ａの拡大図を示す。
先端ツール１１６ａには、ディスクカッタ１１５ａによる切断箇所における切断幅ｄに対応した径を有する先端部１１６ｄが形成されている。先端部１１６ｄの径ｒは、先端ツール１１６ａの本体部１１６ｆの径Ｒよりも小さい。つまり、ｒ＜Ｒとなっている。

そして、先端部１１６ｄと、先端ツール１１６ａの本体部１１６ｆとの間には、滑らかな曲面の有する裾部１１６ｅが形成されている。換言すれば、先端部１１６ｄと先端ツール１１６ａの本体部１１６ｆとは滑らかな曲面により接続されている。

先端ツール１１６ａがパイプＰに入り込むと（切断箇所に入り込むと）、裾部１１６ｅがパイプＰにおける切断箇所に接触し、切断箇所に生じたバリが除去され得る。
先端ツール１１６ａは、支持機構１１６ｄを介して移動ブラケット１１６ｂに固定されている。

移動ブラケット１１６ｂは、移動ガイド１１９ｂに沿って移動可能に構成されている。具体的には、移動ブラケット１１６ｂは、モータ１１９ａの駆動力によって移動ガイド１１９ｂに沿って移動することが可能である。

先端ツール１１６ａは、移動ブラケット１１６ｂが移動ガイド１１９ｂに沿って移動することで、パイプＰに対して接触又は離間し得るように移動することができる。具体的には、移動ブラケット１１６ｂが図４（Ａ）において上方に移動すると、先端ツール１１６ａはパイプＰに対し接近する方向に移動し、移動ブラケット１１５ｂが図４（Ａ）において下方に移動すると、先端ツール１１６ａはパイプＰから離間する方向に移動する。

回転ヘッド１１２が回転しながら、先端ツール１１６ａがパイプＰに対し接近し、さらにパイプＰに対し当接することで（具体的には、パイプＰにおける切断面に当接することで）、先端ツール１１６ａによってバリが除去される。

ここで、支持機構１１６ｄは、図示しない駆動源からの駆動力によって回転可能に構成されている。具体的には、先端ツール１１６ａ自体を回転させることができるように構成されている。本実施形態の切断装置１では、回転ヘッド１１２の回転力を利用してバリを除去するモードに加えて、先端ツール１１６ａ自体を回転させることでバリを除去するモードも用意されている。両モードは、切り替え自在であり、例えば、パイプＰの径、肉厚、材質等に応じて（ひいては、バリの発生状況に応じて）適宜設定される。

フロントクランプ１１７及びリアクランプ１１８は、協働して、切断箇所の前後においてパイプＰをクランプするための機構である。
フロントクランプ１１７は、クランプ１１７ａと、エアシリンダ１１７ｂと、を有する。エアシリンダ１１７ｂは、クランプ１１７ａをパイプＰに対し当接又は離間させるための駆動力を発生するシリンダである。クランプ１１７ａは、エアシリンダ１１７ｂによって駆動し、パイプＰを挟持し、又は挟持を解除できるように構成されている。

リアクランプ１１８は、クランプ１１８ａと、エアシリンダ１１８ｂと、を有する。機能についてはフロントクランプ１１７と同様である。
フロントクランプ１１７とリアクランプ１１８とは、パイプＰの加工ラインに平行に（パイプＰの加工ラインに沿って）互いに離間する方向に移動可能に構成されている。

例えば、フロントクランプ１１７とリアクランプ１１８とでパイプＰを挟持しつつ、フロントクランプ１１７とリアクランプ１１８とは、互いに離間する方向に向けて付勢されてもよい。これにより、パイプＰのうち、フロントクランプ１１７とリアクランプ１１８との間の領域には、テンション（引張力）が加わる。パイプＰの材質等によっては、テンション（引張力）が加わった状態で切断した場合のほうが、テンション（引張力）が加わらない場合よりも良好に切断し得る。
［操作盤１２０］
操作盤１２０は、ユーザインタフェースとしての操作パネル１２１を有している。また、操作盤１２０の内部には、切断装置１を制御するための制御装置（図示省略）が収容されている。制御装置は、切断装置１の動作全体を制御する。

以上、本実施形態の切断装置１によれば、アンコイラ１０を加工ラインに対して移動させて、アンコイラ１０から巻き戻されるパイプＰの軸のラインが加工ラインに一致するように制御されるため、パイプＰが加工ラインに対して曲がらずに真っ直ぐに配置される。このため、パイプＰに不要な力（曲げの力）が加わったりすることを回避することができ、パイプＰの変形等を抑制し得る。また、パイプＰの、連続的かつより滑らかな送り出しを実現でき、タクトタイム（加工時間）の短縮を図りやすくなる。

また、切断装置１では、テンション調整ユニット３０により、アンコイラ１０と本機１ａとの間において、パイプＰにかかるテンション（引張力）が一定の値に維持される。これにより、パイプＰに不要なテンションがかかってしまいそのパイプＰにひずみが生じたりパイプＰが変形してしまったりすることなどを回避することができる。また、入口フィーダー５０及び／又は出口フィーダー１００による、パイプＰの送り出しをより滑らかにし得る。

また、切断装置１では、パイプＰをベルトユニット５１ａ，５１ｂ，１０１ａ，１０１ｂによって送り出すように構成されており、パイプＰに傷等が付いてしまうことを高いレベルで抑制しつつ、パイプＰを確実に連続的に送り出すことができる。

また、切断装置１では、入口フィーダー５０と出口フィーダー１００とが設けられ、出口フィーダー１００における送り量の設定値が、入口フィーダー５０における送り量の設定値よりも大きくなるように構成されている。これにより、出口フィーダー１００でパイプＰを引っ張りながら、パイプＰを矯正することが実現される。このような矯正によれば、矯正の効果がより高まり、完成品の品質（寸法精度等）を向上させることができる。

以上、本実施形態の切断装置１について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術範囲内において種々の形態をとることができる。

１…切断装置、１ａ…本機、１０…アンコイラ、１１…ベース、１１ａ…レール、１１ｂ…可動台、１１ｃ…駆動モータ、１２…ドラム、１２ａ…支柱、１２ｂ…胴体、１２ｃ…支軸、１２ｄ…回転駆動モータ、１２ｅ…ボビン、１２ｆ…開閉ハンドル、１３…補助機構、１４…レーザ変位計、２０…クランプユニット、２１…第１クランプ、２１ａ…切断機構、２１ｂ…絞り機構、２２…第１クランプ２１及び第２クランプ、２２…第２クランプ、３０…テンション調整ユニット、３１…支柱、３２…ガイド、３３…シリンダ、
３４…圧力センサ、４０…入口側検査ユニット、４１…ベース、４２ａ，４２ｂ…ガイドローラ、４３…センサユニット、５０…入口フィーダー、５１ａ，５１ｂ…ベルトユニット、５２ａ，５２ｂ…駆動ローラ、５３ａ，５３ｂ…ベルト、５４ａ，５４ｂ…従動ローラ、６０…第１矯正ユニット、６１ａ…上側ローラ６１ｂ…下側ローラ、７０…第２矯正ユニット、７１ａ…左側ローラ、７１ｂ…右側ローラ、８０…真円矯正ユニット、８１…多ロール式矯正機、８２…ダイス式矯正機、８３…測長エンコーダ、９０…出口側検査ユニット、９１…センサユニット、１００…出口フィーダー、１０１ａ，１０１ｂ…ベルトユニット、１０２ａ，１０２ｂ…駆動ローラ、１０３ａ，１０３ｂ…ベルト、１０４ａ，１０４ｂ…従動ローラ、１１０…切断ヘッド、１１２…回転ヘッド、１１３…回転モータ、１１４…ベルト、１１５…カッタ部、１１５ａ…ディスクカッタ、１１５ｂ…移動ブラケット、１１５ｃ…カッタメンテナンス機構、１１５ｄ…支持機構、１１６…バリ取り部、１１６ａ…先端ツール、１１６ｂ…移動ブラケット、１１６ｃ…ツールメンテナンス機構、１１６ｄ…支持機構、１１７…フロントクランプ、１１７ａ…クランプ、１１７ｂ…エアシリンダ、１１８…リアクランプ、１１８ａ…クランプ、１１８ｂ…エアシリンダ、１１９ａ…モータ、１１９ｂ…移動ガイド、１２０…操作盤、１２１…操作パネル、Ｐ…パイプ

Claims (9)

1. 加工対象の長尺部材を保持する保持ユニットと、前記保持ユニットから供給される前記長尺部材を加工ラインに沿って送り出すフィーダーと、前記加工ラインに沿って送り出される前記長尺部材を切断箇所において切断する切断ヘッドと、を備えた切断装置であって、
   前記加工ラインに対する、前記保持ユニットから供給される前記長尺部材の軸のラインのずれを検知する検知手段と、
   前記検知手段の検知結果に応じて、前記保持ユニットから供給される前記長尺部材の軸のラインが前記加工ラインに一致するように、前記保持ユニットからの前記長尺部材の供給状態を制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする切断装置。
2. 前記保持ユニットは、前記加工ラインに対して接近又は離間可能に構成され、
   前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に応じて、前記保持ユニットを前記加工ラインに対して接近又は離間させることを特徴とする請求項１に記載の切断装置。
3. 前記保持ユニットは、
   当該切断装置の設置面に配置されるレールであって、前記加工ラインに対して垂直方向に延伸して配置された１対のレールと、
   前記1対のレール上を移動可能な可動台と、
   前記可動台を前記1対のレールに沿って移動させる駆動力を発生する駆動源と、
   を有することを特徴とする請求項２に記載の切断装置。
4. 前記保持ユニットと前記フィーダーとの間において前記長尺部材のたわみ量が一定となるように、前記保持ユニットと前記フィーダーとの間にて前記長尺部材を支持するテンション調整ユニットを備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の切断装置。
5. 前記テンション調整ユニットは、
   前記長尺部材を下方から支持しつつ案内するガイドと、
   前記長尺部材によって前記ガイドに付加される下向きの力を検出する圧力センサと、
   前記ガイドを昇降させるシリンダと、を有し、
   前記制御手段は、前記圧力センサの検出値が一定となるように、前記シリンダを介して前記ガイドの高さ方向の位置を制御することを特徴とする請求項４に記載の切断装置。
6. 前記フィーダーは、
   ベルトが回転駆動するように構成されたベルトユニットを少なくとも１対備え、
   前記少なくとも１対のベルトユニットが前記長尺部材を挟持した状態で回転駆動することで、前記長尺部材を送り出すように構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の切断装置。
7. 前記フィーダーは、前記保持ユニットと前記切断ヘッドとの間において複数設けられ、
   前記複数のフィーダーの間に、前記長尺部材の形状を矯正する矯正ユニットが設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の切断装置。
8. 前記フィーダーは２つ設けられ、
   前記２つのフィーダーのうち、前記加工ラインにおいてより下流側のフィーダーにおける送り量の設定値が、他方の上流側のフィーダーにおける送り量の設定値よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の切断装置。
9. 前記長尺部材は、コイル状に巻かれた状態で前記保持ユニットに保持され、
   前記保持ユニットは、
   回転駆動源からの回転駆動力によって回転し、コイル状に巻かれた前記長尺部材を巻き戻しつつその長尺部材を前記加工ラインに供給するように構成されており、
   さらに、前記回転駆動源とは別に、当該保持ユニットが回転を開始するのに必要な初動トルクを発生して前記保持ユニットに伝達する補助駆動源を備える
   ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の切断装置。

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