JP2823866B2 - スクラップ切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スクラップを圧縮して切断するための切
断装置に関するものである。

〔従来の技術〕

スクラップは、圧縮した後、適当な長さに切断されて
処理される。このようなスクラップ切断装置の構造を、
第１図及び第２図を用いて説明すると、フレーム１に昇
降自在の切断用上刃２と、固定の切断用下刃３を対向し
て設け、そのフレーム１に、スクラップ材料を投入する
フィーディングボックス４と、そのボックス４内のスク
ラップ材料を上刃２と下刃３の間に押し出す材料プッシ
ャー５を連結し、また上記フレーム１に、上刃２の押し
出し方向後方でスクラップ材料を下方に押圧する押えス
ライド６を設けて成っている。

上記のスクラップ切断装置では、スクラップ材料をフ
ィーディングボックス４で幅方向に圧縮し、その圧縮し
た材料を、材料プッシャー５で前方に押し出し、そのス
クラップ材料を押えスライド６で上下に圧縮した後、上
刃２と下刃３の間で切断する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、スクラップの切断作業にあっては、作業の
処理量は、切断したスクラップの重量を基準としてなさ
れる。

この場合、切断装置や圧縮装置等を多く備えるスクラ
ップ処理工場全体の処理量は、工場に設置したトラック
スケール等によりほぼ正確に計算することができる。こ
れに対して、各切断装置ごとの処理量は、計量する有効
な手だてがなく、従来は、作業者の経験的な勘や、切断
したスクラップ塊の個数により重量を推定する方法にた
よっている。

しかしながら、作業者の勘による判断は、ばらつきが
大きく信頼性に欠ける問題がある。

一方、切断塊等の個数による方法では、スクラップを
圧縮した圧縮塊の大きさがスクラップ内部の密度の違い
により変化するために、正確な数値が得られない。すな
わち、圧縮工程において、切断幅や、１サイクルごとの
送り出し量が同一であっても、スクラップ内部の密度の
違いにより、押えスライドで上下に押圧したときの高さ
が変化し、切断されるスクラップ塊の大きさが変化す
る。また、スクラップ内の含有物の種類によって圧縮後
のスクラップ塊の比重も変化することがある。このた
め、切断されたスクラップ塊の大きさは、切断のサイク
ルごとにばらつき、このスクラップ塊の個数をもとに出
来高量を算出した場合、処理重量が正確に得られない問
題がある。

このように、各切断装置の処理量を正確に把握できな
いと、各装置ごとの作業量にばらつきが生じ、稼動率の
低下をもたらす要因になる。

そこで、この発明は、切断するスクラップ塊の大きさ
を切断と同時に計測し、処理量を迅速につかめるように
した切断装置を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記課題を解決する手段として、スクラ
ップ材料を投入するスクラップ供給部からスクラップ材
料を材料プッシャーにより押し出してそのスクラップ材
料を押えスライドで押圧した後、さらに昇降自在の切断
用上刃と固定の切断用下刃を対向して備える切断部へ押
し出して切断するスクラップ切断装置に、上記材料プッ
シャーの押出操作の１サイクルごとの押出量を検出する
検出手段と、押えスライドの移動量を検出する検出手段
と、上記材料プッシャーと押えスライドと切断部の駆動
を制御する制御回路とを備え、上記両検出手段により検
出された押出量と移動量の信号と、予め設定されたスク
ラップの切断幅の設定値と、予めそのスクラップ材料に
対応して記憶された比重値とから上記制御回路において
演算により圧縮切断されたスクラップ塊の重量を得るよ
うにして成るスクラップ切断装置としたのである。

〔作用〕

切断されるスクラップ塊の重量は、第４図に示すごと
く、スクラップの切断幅をｗ、圧縮したスクラップ材料
の高さをｈ、スクラップの切断長さをｓ、スクラップの
比重をρとした場合、ｗ×ｈ×ｓ×ρで得られる。

この場合、スクラップ高さｈとスクラップ切断長さｓ
は変化する量であり、高さｈは、押えスライドの移動量
が解れば、上刃と下刃のストロークより差し引くことに
より得られ、切断長さｓは、材料押し出し手段の１サイ
クルごとの押し出し量に等しい。また、切断幅ｗは装置
の仕様により一定であり、比重ρはスクラップの内部の
含有率により決定するので、予め設定することができ
る。

したがって、検出手段より得られる材料の押し出し量
と押えスライドの移動量からスクラップ材料の高さｈと
切断長さｓを出し、これにｗとρを掛け合せることによ
り、１サイクルごとに切断したスクラップ塊の重量を算
出することができる。

また、押えスライドの移動量は、圧縮したスクラップ
材料と上刃の接触位置を示すものであるから、それを上
刃の駆動部にフィードバックし、上刃の移動をその接触
位置寸前まで早送りとし、その後切断送りになるように
すると、切断の１サイクルの時間が短縮でき、作業能率
を向上させることができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図乃至第３図に示すように、実施例のスクラップ
切断装置は、シャー本体を構成する門形フレーム１と、
そのフレーム１の後方に連結したフィーディングボック
ス４と、その後部に連結した材料プッシャー５とから成
っている。

上記フレーム１の開口７には、下端に切断用上刃２を
固定した切断スライド８と、材料押えスライド６が昇降
自在に取付けられている。切断スライド８は、フレーム
１の上部枠1aに取付けた１本又は２本以上の油圧シリン
ダ９により駆動されるようになっており、開口７の両側
辺には、その切断スライド８の動きを案内するギブ10が
取付けられている。

一方、押えスライド６は、上部枠1aの切断スライド駆
動用シリンダ９の後方に取付けられた油圧シリンダ11に
より駆動される。また、第５図及び第６図に示すよう
に、押えスライド６には、位置決め用ストッパを備えた
ローラチェーン12が取付けられ、そのローラチェーン12
は、上部枠1a上の支持枠13に設けられたチェーンホイー
ル14に巻回されており、そのチェーンホイール14の回転
軸15に、カップリング16を介してロータリエンコーダ17
が取付けられている。

このロータリエンコーダ17は、第２図に示すごとく、
切断装置の各切断機能を制御する制御器18に接続してお
り、押えスライド６が上下動すると、ローラチェーン12
とチェーンホイール14により回転して押えスライド６の
移動量を検出し、それを電気信号として制御器18に送
る。

フレーム１の開口７の下部には、押えスライド６の下
方に位置して受け台19が設けられており、その受け台19
の上部前側に剪断用下刃３が取付けられている。この下
刃３は、幅方向に直線状に形成され、切断スライド８が
下降した際、上刃２の端面に摺接するようになってい
る。

上刃２は、第１図に示すように、刃先形状が幅方向に
上下に傾斜をもたせて形成されており、この傾斜によ
り、下刃３との間で所要の剪断角、所謂シャー角を得て
いる。

上記フィーディングボックス４は、第３図に示すよう
に、一側に側壁20を備えた材料送りスライド板21の片側
に、スライド板21の幅方向に移動する押圧板22を設けた
もので、上部がスクラップ材料を投入する開口となり、
側壁20の上部に、その開口を塞ぐ押蓋23が回動可能に取
付けられている。

上記押圧板22は、スライド板21の側部に回動可能に取
付けられた支持アーム24に取付けられ、フィーディング
ボックス４の側方には、押圧板22を駆動する複数の駆動
シリンダ25が設けられている。上記押圧板22の移動スト
ロークは、第３図に鎖線で示すように、最大に移動した
とき、スライド板21上に切断幅ｗ、すなわち、下刃３の
幅と同じ長さ分だけ残るように設定されており、フィー
ディングボックス４内に投入されたスクラップ材料は、
押圧板22により側壁20の間で圧縮され、切断幅まで圧縮
される。

上記フィーディングボックス４の後方に連結する材料
プッシャー５は、第７図に示すように、切断幅と同じ幅
の押し出し板26と、その押し出し板26を材料スライド板
21の長さ方向に移動させる駆動シリンダ27とから成って
いる。この材料プッシャー５は、フィーディングボック
ス４で圧縮したスクラップ材料を、切断の１サイクルご
とに所定量ずつ前側へ押し出し、スクラップ材料が全て
上刃２と下刃３の間から押し出された後、所定の後端位
置に復帰するように制御されている。

上記駆動シリンダ27の下部には、そのシリンダ27に沿
ってレール35が設けられており、そのレール35上に、ス
ライドカバー34が移動可能に取付けられている。このス
ライドカバー34と押し出し板26との間にはチェーン28が
張り渡されており、押し出し板26が動くと、スライドカ
バー34が一体で移動する。

このチェーン28の途中には、チェーンホイール29が取
付けられ、第８図に示すように、そのチェーンホイール
29の回転軸30にカップリングを介してロータリエンコー
ダ31が取付けられている。このロータリエンコーダ31
は、押えスライド６に連結したロータリエンコーダ17と
同様、制御器18に接続しており、押し出し板26が移動す
ると、その直線運動がチェーン28とチェーンホイール29
により回転運動に変えられ、ロータリエンコーダ31が回
転して、上記移動量が検出され、電気信号として制御器
18に送られる。

上記制御器18には、比重設定器32とプリンタ33が接続
しており、比重設定器32は比重をデジタル量で入力でき
るようになっている。この比重の値は、スクラップ材料
内の含有物の種類や形状により決定する。

また、上記制御器18は、メモリ部と乗除加減を来なう
演算回路を備えており、切断の１サイクルごとに両ロー
タリエンコーダ17、31と比重設定器32から電気信号で入
力される数値を、一旦メモリ部で記憶し、その数値と、
メモリ部内部に予め設定されている切断幅ｗ（下刃３の
長さにより決定される機械仕様）を掛け合わせ、その積
算した数値を、制御器18のボード表面に設けた表示器や
プリンタ33で出力するようになっている。また、上記算
出した数値を加算して順に記憶し、１日のトータルした
出来高量として出力できるようになっている。

この実施例の切断装置は、上記のような構造で成って
おり、次にその作用を説明する。

先ず、作業開始前に、予め比重設定器32により比重を
設定しておく。

第９図乃至第14図は、切断装置による切断工程を表わ
しており、第９図は、切断初期の状態を示している。こ
の状態では、スクラップ材料Ａは、フィーディングボッ
クス４内部において押圧板22により切断幅に圧縮され、
スクラップ材料Ａの前端部は、押えスライド６による押
圧により上下に圧縮された状態にある。

次に、第10図のように、材料プッシャー５の押し出し
板26が前進し、スクラップ材料Ａを所要量だけ下刃３か
ら前方に押し出し、ついで、第11図のように、押し出し
板26は若干量後退する。この際、材料プッシャー５の前
進と後退した距離をロータリエンコーダ31で検出し、そ
の検出信号が制御器18に送られ、制御器18では、前進と
後退量を演算して材料プッシャー５の実際の押し出し量
（これが切断長さｓ）を算出し、その数値をメモリ部に
記憶する。なお、材料プッシャー５の後退量は、制御器
18に設けたデジタルスイッチ等で適宜設定する。

次に、第12図に示すごとく、押えスライド６が下降
し、受け台19との間でスクラップ材料Ａを加圧して圧縮
する。押えスライド６の加圧は次の切断工程の間中続け
られ、スクラップ材料の動きを固定する。

上記の場合、押えスライド６の移動した距離をロータ
リエンコーダ17で検出し、その量が電気信号として制御
器18に送られる。制御器18では、入力した移動量と上刃
２の切断ストロークとを差引いてスクラップ材料Ａの圧
縮後の高さｈを算出し、記憶する。

ついで、第13図のように、上刃２が下降し、下刃３と
の間でスクラップ材料を切断する。切断が終了した後、
上刃２と押えスライド６が上昇し、第14図の初期の状態
に戻り、上記と同じ動作を繰り返す。

上記切断サイクルの間、制御器18では、記憶した高さ
ｈと切断長さｓと、予め設定された比重ρと切断幅ｗと
を掛け合せて、切断したスクラップ塊の重量を算出す
る。

この算出した数値は、記憶されると共に、制御器18へ
の指令により、１サイクルごとに数値が加算され、フィ
ーディグボックス４内へのスクラップ材料の１チャージ
分が終了すると、そのチャージ分の数値が、表示器やプ
リンタ33に表示される。また、この１チャージ分の重量
値をさらに加算していき、１日分の作業が終了した時点
で、その１日で処理したスクラップ塊の重量をプリンタ
33に表示することもできる。

なお、上記の実施例は、フィーディングボックス内
に、スクラップ材料を切断幅に圧縮する押圧板を設けた
構造の切断装置を示しているが、フィーディングボック
ス内に投入したスクラップ材料を直接材料プッシャーで
押し出し、押えスライドで押さえて切断するギロチンシ
ャー等にも、上記と同様に、本発明を適用することがで
きる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、切断サイクルと同
時にスクラップ材料の切断高さと切断長さを検出し、切
断されるスクラップ塊の重量を算出できるようにしたも
のであるから、スクラップ処理量を正確に知ることがで
きると共に、装置を運転しながら、作業の出来高を把握
することができる。

したがって、この切断装置を用いると、生産計画に合
わせて各切断装置間の処理量のばらつきを調節して稼動
率を上げることができ、また、正確な処理量を把握する
ことにより消耗部品の取り替え時期を適切に決定できる
ようになるので、装置の安定した保守と安全な運転維持
をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るスクラップ切断装置の正面図、
第２図は同上の一部縦断側面図、第３図は第２図のＩ−
Ｉ線の横断面図、第４図（ａ）（ｂ）は同上の切断構造
を示す図、第５図は押えスライドの検出部を示す側面
図、第６図は検出部の要部を示す横断面図、第７図は材
料プッシャーの移動量検出部を示す側面図、第８図は第
７図の要部の断面図、第９図乃至第14図は切断工程を示
す図である。 １……フレーム、２……切断用上刃、 ３……切断用下刃、 ４……フィーディングボックス、 ５……材料プッシャー、６……押えスライド、 17……ロータリエンコーダ、 18……制御器、22……押圧板、 25……駆動シリンダ、26……押し出し板、 27……駆動シリンダ、 31……ロータリエンコーダ、 Ａ……スクラップ材料。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭54−161684（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭61−37465（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23D 25/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スクラップ材料を投入するスクラップ供給
   部からスクラップ材料を材料プッシャーにより押し出し
   てそのスクラップ材料を押えスライドで押圧した後、さ
   らに昇降自在の切断用上刃と固定の切断用下刃を対向し
   て備える切断部へ押し出して切断するスクラップ切断装
   置に、上記材料プッシャーの押出操作の１サイクルごと
   の押出量を検出する検出手段と、押えスライドの移動量
   を検出する検出手段と、上記材料プッシャーと押えスラ
   イドと切断部の駆動を制御する制御回路とを備え、上記
   両検出手段により検出された押出量と移動量の信号と、
   予め設定されたスクラップの切断幅の設定値と、予めそ
   のスクラップ材料に対応して記憶された比重値とから上
   記制御回路において演算により圧縮切断されたスクラッ
   プ塊の重量を得るようにして成るスクラップ切断装置。