JP2021030272A - Automatic cutting system of edge and edge debris of steel plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼板の自動ガス切断システムに関し、特にその鋼板(被切断鋼板)の耳及び耳屑の自動切断システム The present invention relates to an automatic gas cutting system for a steel sheet, particularly an automatic cutting system for ears and ear scraps of the steel sheet (steel to be cut).
鋼板の自動ガス切断システムとして、3本のトーチを備えるものが特許文献1に開示されている。特許文献1では、3本のトーチのうち2本のトーチを用いて、被切断鋼板の長手方向の両端(被切断鋼板の両耳)を同時に切断する。ところが、この耳切断中、耳屑の反りにより被切断鋼板に位置ずれが生じることから、耳切断後は、所定の間隔(例えば約4.5m)で耳屑切断を行う必要がある。現状この耳屑切断は、作業者が別途手作業で行っている。
本発明が解決しようとする課題は、鋼板の耳及び耳屑を自動で切断できる、鋼板の耳及び耳屑の自動切断システムを提供することにある。 An object to be solved by the present invention is to provide an automatic cutting system for steel sheet ears and eardust, which can automatically cut steel sheet ears and eardust.
本発明によれば、次の1から4の鋼板の耳及び耳屑の自動切断システムが提供される。
1.
被切断鋼板の幅方向に沿うように被切断鋼板の上方に配置され、被切断鋼板の長手方向に沿う方向(以下「走行方向」という。)に移動可能な走行フレームと、
前記走行フレームの長手方向に沿う方向(以下「横行方向」という。)に移動可能な横行ブロックと、
前記横行ブロックに取り付けられたトーチユニットとを備え、
前記トーチユニットは、被切断鋼板の耳をガス切断するための耳切断用トーチと、被切断鋼板の耳屑をガス切断するための耳屑切断用トーチと、前記耳屑切断用トーチを走行方向に移動させる走行方向移動機構と、前記耳屑切断用トーチを横行方向に移動させる横行方向移動機構とを含み、
前記耳切断用トーチ及び前記耳屑切断用トーチは昇降可能である、鋼板の耳及び耳屑の自動切断システム。
2.
前記トーチユニットは昇降軸を介して前記横行ブロックに取り付けられており、前記昇降軸を昇降させることにより、前記耳切断用トーチ及び前記耳屑切断用トーチが同調して昇降する、前記1に記載の鋼板の耳及び耳屑の自動切断システム。
3.
前記横行ブロックに対して走行方向に移動可能に取り付けられた移動ブロックを更に備え、前記昇降軸は前記移動ブロックを介して前記横行ブロックに取り付けられている、前記2に記載の鋼板の耳及び耳屑の自動切断システム。
4.
前記横行方向移動機構は、前記耳屑切断用トーチの横行方向への移動速度を変化させることができる、前記1から3のいずれか一項に記載の鋼板の耳及び耳屑の自動切断システム。
According to the present invention, there is provided an automatic cutting system for ears and eardust of the following 1 to 4 steel plates.
1. 1.
A traveling frame that is placed above the steel plate to be cut so as to be along the width direction of the steel plate to be cut and can be moved in a direction along the longitudinal direction of the steel plate to be cut (hereinafter referred to as "traveling direction").
A traverse block that can move in a direction along the longitudinal direction of the traveling frame (hereinafter referred to as "traverse direction"), and
It is equipped with a torch unit attached to the traversing block.
The torch unit runs through an ear cutting torch for gas cutting the ear of the steel plate to be cut, an ear waste cutting torch for gas cutting the ear waste of the steel plate to be cut, and the ear waste cutting torch. Includes a traveling direction moving mechanism for moving the ear waste cutting torch and a traversing direction moving mechanism for moving the eardust cutting torch in the transverse direction.
The ear cutting torch and the ear debris cutting torch are an automatic cutting system for steel plate ears and ear debris that can be raised and lowered.
2.
The torch unit is attached to the traversing block via an elevating shaft, and by raising and lowering the elevating shaft, the ear cutting torch and the ear debris cutting torch move up and down in synchronization with the above 1. Automatic cutting system for steel plate ears and torches.
3. 3.
2. The ears and ears of a steel plate according to 2, wherein a moving block is further provided so as to be movable in the traveling direction with respect to the traversing block, and the elevating shaft is attached to the traversing block via the moving block. Automatic scrap cutting system.
4.
The automatic cutting system for ear and ear dust of a steel plate according to any one of 1 to 3 above, wherein the traversing direction moving mechanism can change the moving speed of the ear dust cutting torch in the traversing direction.
本発明によれば、耳切断用トーチ及び耳屑切断用トーチにより、鋼板の耳及び耳屑を自動で切断できる。 According to the present invention, the ear and ear debris of the steel plate can be automatically cut by the ear cutting torch and the ear debris cutting torch.
図1に、本発明の一実施形態である、鋼板の耳及び耳屑の自動切断システム(以下、単に「自動切断システム」という。)100を示している。
この自動切断システム100は、被切断鋼板Sの幅方向に沿うように被切断鋼板Sの上方に配置され、被切断鋼板Sの長手方向に沿う方向、すなわち走行方向に移動可能な走行フレームとして、門型フレーム10を備えている。具体的にはこの門型フレーム10は、被切断鋼板Sの幅方向を跨ぐ(架設する)ように配置され、レールR,R上を走行方向に移動可能である。なお、門型フレーム10を走行させるための駆動機構(モータ等)は図示を省略している。
FIG. 1 shows an automatic cutting system (hereinafter, simply referred to as “automatic cutting system”) 100 for ears and ear scraps of a steel plate, which is an embodiment of the present invention.
The
門型フレーム10には2つの横行ブロック20が取り付けられている。具体的には、2つの横行ブロック20はそれぞれ、門型フレーム10の長手方向に沿う方向、すなわち横行方向に移動可能に取り付けられている。なお、この横行方向とは被切断鋼板Sの幅方向に沿う方向でもある。
Two traversing
2つの横行ブロック20にはそれぞれ、移動ブロック30及び昇降軸40を介してトーチユニット50が取り付けられている。トーチユニット50は、被切断鋼板Sの耳をガス切断するための耳切断用トーチ51と、被切断鋼板の耳屑をガス切断するための耳屑切断用トーチ52とを含む。これら耳切断用トーチ51及び耳屑切断用トーチ52は昇降可能であり、更に耳屑切断用トーチ52は走行方向及び横行方向の両方向に移動可能である。
A
図2に、自動切断システム100の要部(トーチユニット50部分)を示している。
トーチユニット50は、耳切断用トーチ51及び耳屑切断用トーチ52に加え、耳屑切断用トーチ52を走行方向に移動させる走行方向移動機構53と、耳屑切断用トーチ52を横行方向に移動させる横行方向移動機構54とを含む。
FIG. 2 shows a main part (
In the
走行方向移動機構53は、耳屑切断用トーチ52を保持する保持部材53aと、この保持部材53aを走行方向に移動可能に保持する保持プレート53bとを含み、図示しない駆動機構によって保持部材53aを保持プレート53bに沿って走行方向に移動させることで、耳屑切断用トーチ52を走行方向に移動させる。このように、耳屑切断用トーチ52を走行方向に移動させることで、耳切断用トーチ51と耳屑切断用トーチ52との間の走行方向の間隔(距離)(以下「走行方向トーチ間距離」という。)を調整可能である。
The traveling
横行方向移動機構54は、保持プレート53bに連結された移動部材54aと、この移動部材54aを横行方向に移動可能に保持する保持プレート54bとを含み、図示しない駆動機構によって移動部材54aを保持プレート54bに沿って横行方向に移動させることで、耳屑切断用トーチ52を横行方向に移動させる。このように耳屑切断用トーチ52を横行方向に移動させることで、耳屑を切断することができると共に、耳切断用トーチ51と耳屑切断用トーチ52との間の横行方向の間隔(距離)(以下「横行方向トーチ間距離」という。)を調整可能である。
The transverse
なお、耳屑切断用トーチ52を走行方向及び横行方向に移動させるための駆動機構は、ステッピングモータ、ACサーボモータ等の各種モータとすることができるが、特に、耳屑切断用トーチ52を横行方向に移動させるための駆動機構は、耳屑切断速度をスムーズに変化させることができるように、ACサーボモータとすることが好ましい。
The drive mechanism for moving the eardust cutting
本実施形態においてトーチユニット50は、耳屑のエッジを検出するためのエッジセンサ55を更に含む。
In this embodiment, the
このトーチユニット50は上述のとおり、移動ブロック30及び昇降軸40を介して横行ブロック20に取り付けられている。具体的には、トーチユニット50は昇降軸40に固定的に取り付けられ、この昇降軸40が移動ブロック30に固定的に取り付けられ、この移動ブロック30が横行ブロック20に走行方向に移動可能に取り付けられている。
As described above, the
このようにトーチユニット50は昇降軸40に固定的に取り付けられているから、トーチユニット50に含まれる耳切断用トーチ51及び耳屑切断用トーチ52は、昇降軸40の昇降動作に伴い同調して昇降する。
また、トーチユニット50は移動ブロック30を介して横行ブロック20に取り付けられているから、移動ブロック30を走行方向に移動させることにより、トーチユニット50に含まれる耳切断用トーチ51及び耳屑切断用トーチ52の走行方向の位置を調整可能である。
Since the
Further, since the
次に、本実施形態の自動切断システム100による被切断鋼板Sの耳及び耳屑の切断方法について説明する。図3に、その切断概要を示している。
Next, a method of cutting the ears and ear scraps of the steel sheet S to be cut by the
切断に先立ち、走行方向トーチ間距離D1を設定する。この走行方向トーチ間距離D1が短すぎると耳屑切断用トーチ52による耳屑切断の際にえぐれ等により、被切断鋼板Sの製品側に疵が生じるからである。すなわち、走行方向トーチ間距離D1は製品側への疵抑制の点から、被切断鋼板Sの板厚等に応じて設定する。なお、走行方向トーチ間距離D1は被切断鋼板Sの板厚が厚いほど長く設定するが、被切断鋼板Sの板厚等に応じた走行方向トーチ間距離D1の具体的な設定値は実験により予め決定しておく。
Prior to cutting, the distance D1 between the torches in the traveling direction is set. This is because if the distance D1 between the torches in the traveling direction is too short, a defect occurs on the product side of the steel plate S to be cut due to gouging or the like when cutting the ear dust with the ear
耳切断を開始するにあたり、耳切断用トーチ51を耳切断開始位置S1に移動させる。この耳切断用トーチ51の耳切断開始位置S1への移動(位置合わせ)は、門型フレーム10の走行及び横行ブロック20の横行によって行うことができる。なお、被切断鋼板Sの端部は直線でないことが多く、両側の耳切断開始位置S1,S1には走行方向に位置ずれがある。このように両側の耳切断開始位置S1,S1に走行方向の位置ずれがある場合は、門型フレーム10の走行及び横行ブロック20の横行によって耳切断用トーチ51の耳切断開始位置S1への大まかな位置合わせを行ったうえで、移動ブロック30を走行方向に移動させることにより、トーチユニット50に含まれる耳切断用トーチ51を耳切断開始位置S1に正確に位置合わせすることができる。
なお、耳切断を開始するにあたり、両側の耳切断用トーチ51は必ずしも耳切断開始位置S1に正確に位置合わせする必要はなく、走行方向の多少の位置ずれは許容される。走行方向に多少の位置ずれがあったとしても、両側の耳切断用トーチ51の火入れのタイミングを調整する(ずらす)ことで、耳切断を開始することができる。したがって、本実施形態の自動切断システム100において、移動ブロック30は省略可能である。
To start ear cutting, the
In starting the ear cutting, the ear cutting torches 51 on both sides do not necessarily have to be accurately aligned with the ear cutting start position S1, and some misalignment in the traveling direction is allowed. Even if there is a slight misalignment in the traveling direction, ear cutting can be started by adjusting (shifting) the firing timing of the ear cutting torches 51 on both sides. Therefore, in the
耳切断開始位置S1にて火入れを行った後、門型フレーム10を走行させることで耳を切断する。その耳切断速度(門型フレーム10の走行速度)は被切断鋼板Sの板厚に応じて設定する。なお、被切断鋼板Sの板厚は走行方向で変動することがあるが、耳切断速度に影響を及ぼすほどのものではない。
一方、被切断鋼板Sの板厚が走行方向で変動すると、耳切断用トーチ51の先端(火口)と被切断鋼板Sの表面との間の距離が変動することになり、この距離の変動は耳切断の安定性に影響を及ぼすことがある。そこで、本実施形態では、被切断鋼板Sの表面高さを検出する高さセンサを別途設け、この高さセンサの検出値に応じて、昇降軸40の昇降動作により耳切断用トーチ51の高さ位置を自動で調整することもできる。
After burning at the ear cutting start position S1, the ear is cut by running the
On the other hand, if the thickness of the steel plate S to be cut fluctuates in the traveling direction, the distance between the tip (crater) of the
なお、耳切断中、耳屑切断用トーチ52は例えば耳側に退避させておく。この退避動作は、横行方向移動機構54により耳屑切断用トーチ52を横行方向に移動させることで行う。
During ear cutting, the
耳切断により生じた耳屑が所定の長さ(例えば約4.5m)になったら、耳屑切断を行う。耳屑切断を行うあたり、耳屑切断開始時(耳屑切断用トーチ52の火入れ時)の横行方向トーチ間距離D2を設定する。この横行方向トーチ間距離D2が短すぎると耳屑切断用トーチ52の火入れが困難になると共に、被切断鋼板Sの製品側にえぐれ等の疵が生じるからである。すなわち、耳屑切断開始時の横行方向トーチ間距離D2は火入れの容易性及び製品側への疵抑制の点から、被切断鋼板Sの板厚等に応じて設定する。なお、耳屑切断開始時の横行方向トーチ間距離D2は被切断鋼板Sの板厚が厚いほど長く設定するが、被切断鋼板Sの板厚等に応じた横行方向トーチ間距離D2の具体的な設定値は実験により予め決定しておく。また、耳屑の巾が狭い場合に熱応力の影響により反りが大きくなり、耳屑が外側へ反った場合は、火入れが困難になることから、横行方向トーチ間距離D2を長く設定するが、被切断鋼板Sの板厚等に応じた横行方向トーチ間距離D2の具体的な設定値は実験により予め決定しておく。
一方、本実施形態ではエッジセンサ55を有することから、このエッジセンサ55で検出した耳屑のエッジ位置に応じて、耳屑切断開始時の横行方向トーチ間距離D2を設定し、その設定値となるように、耳屑切断用トーチ52を横行方向移動機構54により横行方向に移動させることもできる。
When the ear dust generated by the ear cutting reaches a predetermined length (for example, about 4.5 m), the ear dust cutting is performed. When cutting the ear dust, the distance D2 between the torches in the transverse direction at the start of cutting the ear dust (when the
On the other hand, since the
耳屑切断用トーチ52の火入れ後、耳屑切断用トーチ52を横行方向移動機構54により横行方向に移動させることで耳屑を切断する。その実質的な耳切断速度は、図4に示すように耳切断速度(門型フレーム10の走行速度)aと耳屑切断速度(横行方向移動機構54による横行速度)bとの複合速度cとなるが、この耳屑切断複合速度cは、耳屑切断開始から徐々に加速する。また、耳屑切断終了の際には徐々に減速する。
このように、耳屑切断複合速度c(耳屑切断速度b)をスムーズに変化させることができるようにするため、横行方向移動機構54の駆動機構はACサーボモータとすることが好ましい。すなわち、例えばステッピングモータでは耳屑切断速度をスムーズに変化させることが困難であり、また、停止時に振動が生じ、この振動により被切断鋼板Sの製品側に疵が生じることがある。
After burning the
In this way, in order to enable the combined eardust cutting speed c (eardust cutting speed b) to be smoothly changed, it is preferable that the drive mechanism of the
なお、図4に示す耳屑切断複合速度cには自ずと上限があるところ、耳切断速度aは耳切断の作業効率を確保するためにできるだけ高いことが望まれる。したがって実作業上は、耳屑切断複合速度cの上限を勘案して耳屑切断速度bの上限を設定することになる。 Although the combined eardust cutting speed c shown in FIG. 4 naturally has an upper limit, it is desired that the ear cutting speed a be as high as possible in order to secure the work efficiency of ear cutting. Therefore, in actual work, the upper limit of the ear dust cutting speed b is set in consideration of the upper limit of the ear dust cutting combined speed c.
以上のとおり、本実施形態の自動切断システム100によれば、耳切断用トーチ51で耳を切断しながら、耳屑切断用トーチ52により耳屑を自動で切断できる。耳及び耳屑切断後は、例えば耳切断用トーチ51を用いて、被切断鋼板Sの幅方向の切断を行い、所定サイズの製品を得ることができる。
As described above, according to the
なお、本実施形態では、トーチユニット50は昇降軸40に固定的に取り付けることにより、耳切断用トーチ51及び耳屑切断用トーチ52を同調して昇降させるようにしたが、耳切断用トーチ51と耳屑切断用トーチ52とをそれぞれ独立して昇降させることもできる。例えば、図2において耳切断用トーチ51以外の部分を、別途の昇降軸に取り付けることで、耳切断用トーチ51と耳屑切断用トーチ52とをそれぞれ独立して昇降させることができる。ただし、切断用トーチ51及び耳屑切断用トーチ52の昇降の制御系統を単純化する点から、本実施形態のように耳切断用トーチ51及び耳屑切断用トーチ52を同調して昇降させるようにすることが好ましい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、門型フレーム10に2つの横行ブロック20(トーチユニット50)を設けたが、横行ブロック20(トーチユニット50)の数は1つであってもよい。ただし、両側の耳及び耳屑を同時に切断して切断効率を向上させる点から、横行ブロック20(トーチユニット50)は1枚の被切断鋼板あたり2つ設けることが好ましい。すなわち、本実施形態のように被切断鋼板が1枚の場合は、横行ブロック20(トーチユニット50)は2つ設けておけばよいが、被切断鋼板が2枚の場合は4つ、被切断鋼板が3枚の場合は6つ設けることが好ましい。
Further, in the present embodiment, the
100 自動切断システム
10 門型フレーム(走行フレーム)
20 横行ブロック
30 移動ブロック
40 昇降軸
50 トーチユニット
51 耳切断用トーチ
52 耳屑切断用トーチ
53 走行方向移動機構
53a 保持部材
53b 保持プレート
54 横行方向移動機構
54a 移動部材
54b 保持プレート
55 エッジセンサ
S 被切断鋼板
S1 耳切断開始位置
R レール
D1 走行方向トーチ間距離
D2 横行方向トーチ間距離
100
20
Claims (4)
前記走行フレームの長手方向に沿う方向(以下「横行方向」という。)に移動可能な横行ブロックと、
前記横行ブロックに取り付けられたトーチユニットとを備え、
前記トーチユニットは、被切断鋼板の耳をガス切断するための耳切断用トーチと、被切断鋼板の耳屑をガス切断するための耳屑切断用トーチと、前記耳屑切断用トーチを走行方向に移動させる走行方向移動機構と、前記耳屑切断用トーチを横行方向に移動させる横行方向移動機構とを含み、
前記耳切断用トーチ及び前記耳屑切断用トーチは昇降可能である、鋼板の耳及び耳屑の自動切断システム。 A traveling frame that is placed above the steel plate to be cut so as to be along the width direction of the steel plate to be cut and can be moved in a direction along the longitudinal direction of the steel plate to be cut (hereinafter referred to as "traveling direction").
A traverse block that can move in a direction along the longitudinal direction of the traveling frame (hereinafter referred to as "traverse direction"), and
It is equipped with a torch unit attached to the traversing block.
The torch unit runs through an ear cutting torch for gas cutting the ear of the steel plate to be cut, an ear waste cutting torch for gas cutting the ear waste of the steel plate to be cut, and the ear waste cutting torch. Includes a traveling direction moving mechanism for moving the ear waste cutting torch and a traversing direction moving mechanism for moving the eardust cutting torch in the transverse direction.
The ear cutting torch and the ear debris cutting torch are an automatic cutting system for steel plate ears and ear debris that can be raised and lowered.
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