JP2019118976A - 長尺部材切断システム - Google Patents

Abstract

【課題】長尺部材を所定長さに切断するシステムにおいて、所定長さに満たない部材を検知する。【解決手段】長尺部材供給コンベヤ１２から長尺部材Ｍを切断装置１８に供給する。切断装置１８の下流側に切断しようとする長尺部材Ｍの先端を保持し、搬送方向前後に往復動可能なチャック３０Ｃを備える保持／移動装置３０を設ける。切断装置１８の回転刃２０を挟んでチャック３０Ｃと対峙して長尺部材Ｍを把持してチャック３０Ｃに押し込む搬送方向に往復動可能なクランプ１６Ｃを設ける。クランプ１６Ｃにより長尺部材Ｍをチャック３０Ｃに押し込んだ後、チャック３０Ｃに保持される長尺部材Ｍを所定距離前方に移動させ、回転刃２０により長尺部材Ｍを切断する。計測センサ１４Ｓにより長尺部材Ｍの長さを判定可能とし、同判定に基づき、切断装置１８および保持／移動装置３０の動作を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、長尺部材を所定長さに切断する長尺部材の切断システムに関する。

アルミニウム等の金属製の管材を所定長さに連続切断する定尺切断装置が知られている（特許文献１）。同装置では、長尺状の管材を定尺送りした後切断し、これを繰り返すことで所望の長さに管材を切り揃えている。管材の切断は、切断刃の前後に配置された一対のクランパーにより管材を押さえた状態で行われ、管材の定尺送りは、管材の後端部を保持するチャックを移動することで行われる。また、定尺送りでは、管材の姿勢を前後方向に維持する必要があるため、特許文献１では、管材の先端部内に挿入された支承ピンで管材の先端位置をガイドしている。また、所定長さに切断された管材は、取出し装置により次の作業工程に搬送される。

特公平０８−０１８１７６号公報

しかし、供給された管材や切断後の残材に規定長さよりも短い管材が含まれる場合、従来の定尺切断装置では、規定長さに満たない規格外の部材を手動で取り除く必要があった。

本発明は、長尺部材を所定長さに切断するシステムにおいて、所定長さに満たない部材を検知することを課題としている。

本発明の第１の発明である長尺部材切断システムは、長尺部材を搬送する搬送手段と、前記長尺部材を切断する切断手段と、前記切断手段の下流側に設けられるとともに、前記搬送手段の搬送方向前後に移動自在に配置され、切断しようとする長尺部材の先端を保持するチャックを備える保持手段と、前記切断手段を挟んで前記保持手段と対峙して前後方向に移動自在に配置され、前記長尺部材を保持して前記チャックに押し込む押し込み手段と、前記長尺部材の長さを検知するための検知手段と、前記切断装置および前記保持手段の作動を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記押し込み手段により前記長尺部材を前記保持手段に押し込んだ後、前記保持手段により前記長尺部材を所定距離前方に移動させ、前記切断手段により前記長尺部材を切断するとともに、前記検知手段が検知した前記長尺部材の長さと、切断予定長さとに基づき切断の可否を判定し、前記切断手段および保持手段の動作を制御することを特徴としている。

本発明の第２の発明である長尺部材切断システムは、第１の発明において、前記長尺部材が所定長さ未満と判定される場合に、当該長尺部材をラインから排除するための排出手段を備えることを特徴としている。

本発明によれば、長尺部材を所定長さに切断するシステムにおいて、所定長さに満たない部材を検知することができる。

本発明の一実施形態である長尺部材切断システムの構成を示す側面図である。 長尺部材の切断処理の前後の一連の動作を時系列で示す模式図である。 位置合わせコンベヤの上流端の拡大図である。 保持／移動装置のチャックの構成を示す拡大図である。 規格外部材排出コンベヤを搬送方向から見た正面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である長尺部材切断システムの構成を示す側面図である。

本実施形態の長尺部材切断システム１０は、例えばアルミサッシ等の長尺部材Ｍを所定の長さに切断するシステムである。長尺部材切断システム１０では、例えば複数の長尺部材Ｍが、各々長手方向を搬送方向に向けて多列（例えば４列）で長尺部材供給コンベヤ（搬送手段）１２の搬送ローラ１２Ｒ上を搬送され、位置合わせコンベヤ１４へと移載される。

位置合わせコンベヤ１４は、搬送ローラ１４Ｒを回転させることで長尺部材Ｍを下流側へと移動する。位置合わせコンベヤ１４の下流端には、搬送面下から搬送路上に昇降可能な先頭ストッパ２４Ｓが設けられる。先頭ストッパ２４Ｓは、搬送路の幅方向に沿って延在する板部材であり、持ち上げられた状態では、搬送路を垂直に横切るように長尺部材Ｍの進路遮断する。すなわち、先頭ストッパ２４Ｓが持ち上げられた状態では、搬送ローラ１４Ｒにより前進される長尺部材Ｍは、その先端が先頭ストッパ２４Ｓに当接し、先端位置が横一線に揃った状態で停止する。

位置合わせコンベヤ１４の上流側には、長尺部材Ｍまでの計測を行う計測センサ（検知手段）１４Ｓが配置される。計測センサ１４Ｓは、例えば長尺部材Ｍの後端までの距離を計測可能である。例えば、計測センサ１４Ｓは、先頭ストッパ２４Ｓにより停止された長尺部材Ｍや、後述する切断位置にある長尺部材Ｍの後端までの距離を搬送方向下流側に向け照射されるレーザ等により計測する。すなわち、計測センサ１４Ｓは、後述するように、供給する長尺部材Ｍが所定長さ未満であるか否かを判定するのに用いられる。

位置合わせコンベヤ１４の上方には、押し込み装置（押し込み手段）１６が配置される。押し込み装置１６は、搬送方向に延在するリニアガイド１６Ｇに沿って往復動可能なクランプ１６Ｃを備える。クランプ１６Ｃは、搬送ローラ１４Ｒ上に載せられた長尺部材Ｍを把持し、位置合わせコンベヤ１４の下流側に配置される切断装置（切断手段）１８へと、長尺部材Ｍをリニアガイド１６Ｇに沿って移動する。

切断装置１８は、テーブル状の作業台１８Ｔと、作業台１８Ｔに形成されたスリットから突出し、搬送路を垂直に横切り各長尺部材Ｍを切断する回転刃２０と、長尺部材Ｍ切断時に回転刃２０の両側において長尺部材Ｍを押さえてその姿勢を維持する押さえ装置２２とを備える。押さえ装置２２は、長尺部材Ｍを上方から押さえる上押さえ２２Ｕと、側方から押さえる横押さえ２２Ｓを備える。

また、位置合わせコンベヤ１４の下流端と先頭ストッパ２４Ｓにの間には、両者に密接して搬送路上に昇降可能な持ち上げローラ２４Ｒが配置される。持ち上げローラ２４Ｒは、クランプ１６Ｃにより長尺部材Ｍを切断装置１８上へと牽引する際、長尺部材Ｍが作業台１８Ｔの上で擦れてキズが付かないように長尺部材Ｍを僅かに持ち上げることができる。

切断装置１８の下流側には、所定長さ未満の長尺部材Ｍ（規格外部材）をラインから廃棄するための規格外部材排出コンベヤ（排出手段）２６が配置され、更にその下流側には所定長さに切断された長尺部材Ｍを次の工程へと送るための切断部材排出コンベヤ２８が配置される。規格外部材排出コンベヤ２６から切断部材排出コンベヤ２８の上流側に掛けた区間には、長尺部材Ｍの先端を保持して長尺部材Ｍを、規格外部材排出コンベヤ２６上あるいは切断部材排出コンベヤ２８上へと移動する保持／移動装置（保持手段）３０が配置される。

保持／移動装置３０は、各長尺部材Ｍの先端を把持するためのチャック３０Ｃを備える。各チャック３０Ｃは、押し込み装置１６の各クランプ１６Ｃと回転刃２０を挟んで対峙する位置に配置され、各長尺部材Ｍの先端は、押し込み装置１６によりチャック３０Ｃに各々押し込まれる。チャック３０Ｃは搬送方向に延在するリニアガイド３０Ｇに沿って往復動可能であり、保持する長尺部材Ｍを搬送路に沿って下流側へ、切断部材排出コンベヤ２８上まで移動可能である。

保持／移動装置３０は、供給された長尺部材Ｍが所定長さ未満であるか否かの判定に応じて、保持する長尺部材Ｍを移動する先を規格外部材排出コンベヤ２６と切断部材排出コンベヤ２８との間で切り替え可能である。すなわち、長尺部材Ｍが所定長さ以上であると判定された場合、チャック３０Ｃは、長尺部材Ｍを切断部材排出コンベヤ２８上まで搬送し、所定長さ未満であると判定された場合には、規格外部材排出コンベヤ２６上にまでしか搬送しない。

規格外部材排出コンベヤ２６は、複数の搬送ローラ２６Ｒを備え、一部の搬送ローラ２６Ｒの間には、搬送面下から搬送面上に昇降可能な規格外部材排出ガイド２６Ｇが設けられる。規格外部材排出コンベヤ２６の側方には、規格外部材排出コンベヤ２６上の規格外部材を搬送路から側方へ押出し廃棄するためのプッシャ２６Ｐが配置される。

規格外部材排出ガイド２６Ｇは、保持／移動装置３０が規格に適合した長尺部材Ｍ（所定長さ以上の部材）を切断部材排出コンベヤ２８まで搬送する際には、搬送面下に退避される。すなわち、チャック３０Ｃによって保持される長尺部材Ｍは、保持／移動位装置３０により切断部材排出コンベヤ２８上へと搬送される。

一方、計測センサ１４Ｓの判定に基づき、チャック３０Ｃが保持する長尺部材Ｍが規格外部材（所定長さ未満の部材）と判定され、プッシャ２６Ｐで規格外長尺部材Ｍを廃棄する際には、規格外部材排出ガイド２６Ｇが搬送面下に退避された状態で、長尺部材Ｍが保持／移動装置３０により規格外部材排出コンベヤ２６の搬送ローラ２６Ｒ上へと搬送される。次に、規格外部材排出ガイド２６Ｇが上昇され、搬送ローラ２６Ｒ上の規格外部材が規格外部材排出ガイド２６Ｇにより搬送ローラ２６Ｒから僅かに持ち上げられる。規格外部材排出ガイド２６Ｇ上の規格外長尺部材Ｍは、プッシャ２６Ｐにより搬送路側方へと押し出され、プッシャ２６Ｐにより押し出された規格外長尺部材Ｍは、搬送路を挟んでプッシャ２６Ｐの反対側に設けられたスロープ２６Ｓ（図５参照）を介してダストボックス２６Ｂに廃棄される。

保持／移動装置３０により切断部材排出コンベヤ２８へ移載された切断後の長尺部材Ｍは、切断部材排出コンベヤ２８に設けられた搬送ローラ２８Ｒにより下流側へと搬出され、後続の処理工程へと送られる。なお、ここまでに説明した計測センサ１４Ｓ、押し込み装置１６、切断装置１８、持ち上げローラ２４Ｒ、先頭ストッパ２４Ｓ、規格外部材排出コンベヤ２６、保持／移動装置３０による一連の動作は、制御装置（制御手段）３２において制御される。

図２（ａ）〜（ｃ）は、供給された長尺部材Ｍが制御装置３２において規格外部材でないと判定されたときに、押し込み装置１６、先頭ストッパ２４Ｓ、持ち上げローラ２４Ｒ、切断装置１８、保持／移動装置３０を用いて実行される長尺部材Ｍの切断処理の前後の一連の動作を時系列で示す模式図である。

図２（ａ）には、先頭ストッパ２４Ｓが上昇され、搬送ローラ１４Ｒにより搬送されてきた長尺部材Ｍの先端が先頭ストッパ２４Ｓにより係止されて位置合わせが行われる。同状態において、押し込み装置１６のクランプ１６Ｃは、各長尺部材Ｍの先端部近くの側面を把持し、この状態おいて、計測センサ１４Ｓを用いて供給された長尺部材Ｍの後端までの距離が計測される。すなわち、位置合わせコンベヤ１４に供給された長尺部材Ｍの長さが所定値以上であるか否かが判定される。

図２（ｂ）では、先頭ストッパ２４Ｓが下降されて搬送路下に退避され、持ち上げローラ２４Ｒが僅かに搬送面上に持ち上げられる。そして、押し込み装置１６が長尺部材Ｍを搬送方向へと移動してその先端をチャック３０Ｃに押し込み、長尺部材Ｍの先端はチャック３０Ｃにより保持される。なお、このとき回転刃２０は搬送路脇に退避されており、チャック３０Ｃは、最上流側、すなわち回転刃２０による切断位置よりも僅かに上流側に位置する。

図２（ｃ）では、クランプ１６Ｃによる長尺部材Ｍの把持が解除され、長尺部材Ｍの先端を保持するチャック３０Ｃが、リニアガイド３０Ｇに沿って長尺部材Ｍの切断長さＬに対応する所定距離前方（下流側）へと移動される。そして、持ち上げローラ２４Ｒが搬送面下に下降される。その後、切断位置前後において、長尺部材Ｍが押さえ装置２２により拘束され、その位置が作業台１８Ｔに対して固定される。そして、この状態において回転刃２０により長尺部材Ｍの切断が行われる。

図２（ｄ）では、長尺部材Ｍの切断が完了し、回転刃２０は元の退避位置にまで戻される。図２（ｄ）において、切断された長尺部材Ｍは規格に適合した部材であり、保持／移動装置３０により切断部材排出コンベヤ２８上にまで移動される。長尺部材Ｍの切断部材排出コンベヤ２８上への移載が完了すると、長尺部材Ｍの先端を保持していたチャック３０Ｃは開放される。この後、チャック３０Ｃは、長尺部材Ｍとの干渉を避けるため僅かに上昇され、図２（ａ）の位置に向けて上流側へと移動される。なお同様に、保持／移動装置３０が、規格外部材排出コンベヤ２６上に長尺部材Ｍを移載する際にも、チャック３０Ｃは、長尺部材Ｍを開放した後、僅かに上昇され、図２（ａ）の位置に向けて上流側へと移動される。

回転刃２０よりも上流側にある長尺部材Ｍの先端が切断位置に位置する状態において、制御装置３２は、計測センサ１４Ｓを用いて残りの長尺部材Ｍの後端までの距離を計測し、残材の長さが所定値以上であるか否かが判定される。また、チャック３０Ｃが図２（ａ）の位置に戻ると、クランプ１６Ｃは長尺部材Ｍを再度把持して下流側へと移動し、図２（ｂ）のように、長尺部材Ｍの先端をチャック３０Ｃに押し込み、以下同様の処理を繰り返す。

図３は、位置合わせコンベヤ１４の上流端の拡大図であり、本実施形態の検知処理に用いられるセンサの構成の詳細に説明する。

長尺部材Ｍの後端までの距離を計測する計測センサ１４Ｓは、例えば昇降機構１４１を備える。昇降機構１４１は、長尺部材Ｍの後端までの距離を計測する際には計測センサ１４Ｓを搬送面下から上昇させて搬送面近くに配置する。一方、長尺部材Ｍが、長尺部材供給コンベヤ１２から位置合わせコンベヤ１４へと供給されるときは、その進路を妨害しないように計測センサ１４Ｓは下降され、搬送面の下方へ退避される。

また、位置合わせコンベヤ１４の上流端には、長尺部材Ｍが位置合わせコンベヤ１４の上流端上に存在するかを検知するためのセンサ１４２が設けられる。センサ１４２は、例えば、長尺部材Ｍを長尺部材供給コンベヤ１２から移載している最中や、長尺部材Ｍが長く、その後端がコンベヤ１４の上流端に達して延在する場合に、その状態を検知する。センサ１４２で、長尺部材Ｍが検知されている間は、計測センサ１４Ｓは、搬送面下方に退避された状態に維持される。

図４は、保持／移動装置３０のチャック３０Ｃの構成を示す拡大図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は側面図である。図４を参照して、本実施形態のチャック３０Ｃの構成について説明する。

チャック３０Ｃは、その間に挿入された長尺部材Ｍを両側から挟む一対の把持片から構成され、その中央には、ストッパ３００とストッパ３００の先頭に設けられる先頭検知スイッチ３０２と、先頭検知スイッチ３０２に接続されるタッチセンサ３０４を備える。

先頭検知スイッチ３０２は、ストッパ３００に対して搬送方向に往復動可能であり、図示しない付勢部材により上流側に付勢されている。長尺部材Ｍが押込み装置１６によりチャック３０Ｃの各々に挿入され、その先端が先頭検知スイッチ３０２に押圧すると、先頭検知スイッチ３０２は、ストッパ３００に当接する所定位置まで押し込まれる。このとき、タッチセンサ３０４は、長尺部材Ｍの先端がチャック３０Ｃの規定位置にまで押し込まれたことを検知する。同検知信号に基づき、制御装置３２は、チャック３０Ｃを閉じ、長尺部材Ｍの先端をチャック３０Ｃにより両側から把持し、長尺部材Ｍを保持する。

図５は、本実施形態の規格外部材排出コンベヤ２６を搬送方向から見た正面図である。図５を参照して、本実施形態における規格外部材の廃棄処理についてより詳細に説明する。

計測センサ１４Ｓにより、長尺部材Ｍの後端までの距離が測定されると、先頭ストッパ２４Ｓや回転刃２０が設けられた切断位置までの距離は既知なので、長尺部材Ｍの長さが計算できる。制御装置３２は、算出された長尺部材Ｍの長さが所定値（規定値）よりも短いか否かを判定し、短ければ、当該長尺部材Ｍを規定値に満たない部材あるいは残材（規格外部材）と判断する。

制御装置３２は、チャック３０Ｃにより規格外部材と判定された長尺部材Ｍが搬送ローラ２６Ｒ上に移載されると、搬送ローラ２６Ｒの間から規格外部材排出ガイド２６Ｇを上昇させ、長尺部材Ｍを搬送ローラ２６Ｒから離接する。そして、プッシャ２６Ｐを搬送方向に直交する幅方向に移動し、規格外部材排出ガイド２６Ｇ上に載せられた長尺部材Ｍをスロープ２６Ｓが設けられた側方へと押し出す。これにより、規格外部材と判定された長尺部材Ｍは、スロープ２６Ｓを滑り落ち、その先に配置されるダストボックス２６Ｂ内へと投入される。

以上のように、本実施形態によれば、長尺部材を所定長さに切断するシステムにおいて、所定長さに満たない部材を規格外部材を検知することができる。また、本実施形態によれば検知情報に基づき、規格外部材を自動的にラインから排出し、廃棄することができる。

１０ 長尺部材切断システム
１２ 長尺部材供給コンベヤ（搬送手段）
１４ 位置合わせコンベヤ
１４Ｓ 計測センサ
１６ 押し込み装置（押し込み手段）
１６Ｃ クランプ
１８ 切断装置
１８Ｔ 作業台
２０ 回転刃
２２ 押さえ装置
２４Ｓ 先頭ストッパ
２６ 規格外部材排出コンベヤ（排出手段）
２６Ｂ ダストボックス
２６Ｇ 規格外部材排出ガイド
２６Ｓ スロープ
２８ 切断部材排出コンベヤ
３０ 保持／移動装置（保持手段）
３０Ｃ チャック
３２ 制御装置（制御手段）
Ｍ 長尺部材

Claims (2)

1. 長尺部材を搬送する搬送手段と、
   前記長尺部材を切断する切断手段と、
   前記切断手段の下流側に設けられるとともに、前記搬送手段の搬送方向前後に移動自在に配置され、切断しようとする長尺部材の先端を保持するチャックを備える保持手段と、
   前記切断手段を挟んで前記保持手段と対峙して前後方向に移動自在に配置され、前記長尺部材を保持して前記チャックに押し込む押し込み手段と、
   前記長尺部材の長さを検知するための検知手段と、
   前記切断装置および前記保持手段の作動を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記押し込み手段により前記長尺部材を前記保持手段に押し込んだ後、前記保持手段により前記長尺部材を所定距離前方に移動させ、前記切断手段により前記長尺部材を切断するとともに、
   前記検知手段が検知した前記長尺部材の長さと、切断予定長さとに基づき切断の可否を判定し、前記切断手段および保持手段の動作を制御することを特徴とする長尺部材切断システム。
2. 前記長尺部材が所定長さ未満と判定される場合に、当該長尺部材をラインから排除するための排出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の長尺部材切断システム。

Images