JP3083912U

JP3083912U - 被加工棒鋼の切断装置

Info

Publication number: JP3083912U
Application number: JP2001005166U
Authority: JP
Inventors: 博一吉川
Original assignee: 菱栄エンジニアリング株式会社
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2002-02-22
Anticipated expiration: 2007-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】被加工棒鋼の送り込み量を正確に測定するこ
とができる被加工棒鋼の切断装置を目的とするものであ
る。【解決手段】熱間鍛造機により熱間鍛造加工するため
連続的に送り出され多数の被加工棒鋼を送出機構１によ
り間歇的に所定長ずつ切断機構３に送り込んで切断する
際、利用できない被加工棒鋼の両端末を規定長さで確実
に切り捨てることができるよう、被加工棒鋼の移動量を
別設された計測機構５により正確に測定し、測定された
移動量に基づいて被加工棒鋼の切断位置を精度よく演算
算出するものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は被加工棒鋼を所定長に切断する被加工棒鋼の切断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、熱間鍛造加工するために送り出されてくる被加工棒鋼は送出機構により一定量ずつ間歇的に送り出され、ストッパに当接した状態で切断機構により切断されて加工製品のサイズに合わせた長さに加工される。ところが、被加工棒鋼の端末は製造工程で変形していたり、加熱の不均一により金属組織が不均一となるため利用することはできなかった。このため被加工棒鋼の端末は規定長さ切り落として廃棄しなければならなかった。ところが、被加工棒鋼の長さにはばらつきがあるうえに１本当たりの取り数が明確ではないため、切落としを行うには、被加工棒鋼の長さや移動量を検出したり演算算出しなければならなかった。このため複数の検出センサをライン上に配置させて始端の対をなす検出センサが被加工棒鋼の後端を検知してから終端の対をなす検出センサを通過するまでの送り停止パルスのカウントと、対をなす始端の検出センサを通過してから停止パルスがでるまでのパルス発振器のパルス数と停止パルスが出てから対をなす終端の検出センサを通過するまでのパルス数の和を１カット送りパルス数で除した値から実切断長を算出したり、対をなす終端の検出センサから切断機構のカッタまでの距離を実切断長の平均値で除してカッタまでのカウント数より切落としカウント数を算出したり、フィードロールのフリーローラ側に取り付けたパルス発信器のパルス数から１カット毎に被加工棒鋼が移動した距離および対をなす終端の検出センサを通過した後、停止パルスが出るまでのパルス数から被加工棒鋼の後端位置を得て実切断長で除した値の余りから端末位置を算出するなどしていた。しかし、フィードロールと被加工棒鋼にスリップが生じるため、パルス発振器からのパルス数と被加工棒鋼の送り量とは正確に一致しなかった。このため、端末を規定長さ切り落としていない可能性がある場合には、端末不良により不良品が発生することを防止するため、安全をみて１カット分を余分に切断廃棄していた。このため材料の多くが無駄になるうえに、歩留まりも悪く、また、プレスの有効稼働率も低いという問題があった。前記したフィードロールと被加工棒鋼との間にスリップが発生する理由は、上下のフィードロールにより被加工棒鋼を圧着挟持して送り出すため、フィードロールを硬く、滑り止め溝を形成したものとしてスリップしないようにすると、被加工棒鋼にフィードロールの滑り止め溝が刻設されてその跡が加工製品にも残る恐れがあるからである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は被加工棒鋼の移動量を正確に検知することができる被加工棒鋼の切断装置を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

前述の目的を達成するため本考案は、連続的に送り出されれる多数の被加工棒鋼を送出機構により所定長さずつ間歇的に切断機構に送り出して所定長に切断する被加工棒鋼の切断装置において、被加工棒鋼の移動量検出用の計測機構を別設した被加工棒鋼の切断装置を請求項１の考案とし、請求項１の考案において、計測機構が送出機構と切断機構間に配置される被加工棒鋼の切断装置を請求項２の考案とし、請求項１または２の考案において、計測機構がメジャーロールとエンコーダよりなる被加工棒鋼の切断装置を請求項３の考案とし、請求項３の考案において、メジャーロールの表面に滑り止めが形成されている被加工棒鋼の切断装置を請求項４の考案とし、請求項３または４の考案において、メジャーロールの縦軸が冷却水を流す２重管よりなる被加工棒鋼の切断装置を請求項５の考案とし、請求項３または４の考案において、メジャーロールとエンコーダが直結されている被加工棒鋼の切断装置を請求項６の考案とし、請求項１から６の考案において、送出機構による被加工棒鋼の送り量を設定値の１０５〜１１０％とした被加工棒鋼の切断装置を請求項７の考案とし、請求項１から７の考案において、３回以上連続して被加工棒鋼の送り異常が発生すると作動するプレス停止機構が組み込まれる被加工棒鋼の切断装置を請求項８の考案とし、請求項１から８の考案において、計測機構が最適な圧力で被加工棒鋼に当接されるよう支持機構に取り付けられる被加工棒鋼の切断装置を請求項９の考案とするものである。

【０００５】

【考案の実施の形態】

次に、本考案の好ましい実施の形態を図１〜７に基づいて詳細に説明する。１は熱間鍛造加工工程に連続的に送り出される多数の被加工棒鋼（バー材）を搬送する送出機構であり、該送出機構１は図１に示されるように、被加工棒鋼を間歇的に送り出すフィードロール１ａよりなるものである。１ｂは被加工棒鋼（バー材）の受ける下ロール群である。前記フィードロール１ａは図２、３に示されるように、上下一対のロールを並設させた４個のロールからなり、上側は上下動自在なフリーロールとなっており、被加工棒鋼（バー材）をフィードロール１ａに送り込む直前に上昇して挟み込みを確実に行うものとしている。また、フィードロール１ａの間歇回動動作は、主軸１ｃの１回転中、伝動装置１ｄによりある角度だけ伝達駆動されて被加工棒鋼（バー材）を一定量送るものとしている。この送り量は製造する製品のサイズによって変更されるものである。

【０００６】２はフィードロール１ａにより間歇的に送り出される被加工棒鋼（バー材）を位置決め停止させる停止機構であり、該停止機構２は図２に示されるように、被加工棒鋼（バー材）の先端を当接させるストッパ板２ａよりなるものであり、該ストッパ板２ａの位置はスライド調整自在として製品サイズに応じて被加工棒鋼（バー材）の停止位置を変更できるようになっている。すなわち被加工棒鋼（バー材）の切断長さは適宜変更できるものとしている。また、フィードロール１ａによる送出量は製品サイズ長に設定されているが、フィードロール１ｂと被加工棒鋼（バー材）との間に生じるスリップにより規定寸法に送出できないので、被加工棒鋼（バー材）がストッパ板３ａに当たるまで送り出せるよう設定値（製品サイズ）の１０５〜１１０％としている。これにより、被加工棒鋼はストッパ板２ａに確実に当接して物理的に規制された状態で切断が行われ高い寸法精度が得られるようになっている。

【０００７】３は被加工棒鋼（バー材）を切断する切断機構であり、該切断機構３は図１に示されるように、主軸１ｃの１回転につき一回図示しないプレス装置により駆動される上下のカッタ３ａよりなるものである。このカッタ３ａの動作は後記するシーケンサ８からのプレス信号およびプレス停止信号により制御される主軸１ｃにより行われるものである。また、前記図示しないプレス装置にはプレス停止機構が組み込まれており、該プレス停止機構は３回以上連続して被加工棒鋼の送り異常が発生するとプレス装置を停止させるものである。このプレス停止機構により発生する不良品を減少させることができる。

【０００８】４は通過する被加工棒鋼（バー材）の後端を検知する検出センサであり、該検出センサ４は図１に示されるように、レーザとレーザセンサとの対よりなるものである。また、該検出センサ４は始端部（入側）のＰＨ１Ａ、ＰＨ１Ｂ、中間のＰＨ２Ａ、ＰＨ２Ｂ、後端部（出側）のＰＨ３Ａ、ＰＨ３Ｂの計６個が一定間隔をおいて配設されている。検出センサ４のＰＨ１Ａ、ＰＨ２Ａ、ＰＨ３ＡはＰＨ１Ｂ、ＰＨ２Ｂ、ＰＨ３Ｂと対をなして近接して配設されたものとしている。これはＰＨ１Ａ、ＰＨ１ＢまたはＰＨ２Ａ、ＰＨ２ＢおよびＰＨ３Ａ、ＰＨ３Ｂのどちらかが検知ミスをした時のバックアップのために設けられるものである。

【０００９】５は被加工棒鋼（バー材）の移動量を検出する計測機構であり、該計測機構５は図１に示されるように、フィードロール１ｂと切断機構３との間に配設されている。また、計測機構５は被加工棒鋼（バー材）の側面に当接されるメジャーロール５ａと該メジャーロール５ａの回転量を検出するエンコーダ５ｂとよりなるものである。メジャーロール５ａは焼入れされた耐熱鋼よりなりその表面には図５に示されるように、滑り止め１０が形成されていて、被加工棒鋼がスリップすることがないようにして確実に被加工棒鋼（バー材）の移動量を検出できるようになっている。６はメジャーロール５ａを軸支する２重管によりなる縦軸であり、該縦軸６は図４に示されるように、一端にエンコーダ５ｂが取り付けられ、他端には冷却水の供給管６ａが接続されている。このように縦軸６の中心には冷却水が流れるようにしてメジャーロール５ａの冷却を行いメジャーロール５ａの径が熱変動して計測誤差が生じることがないようにするとともに、エンコーダ５ｂや縦軸６が熱で損傷されることがないようにしている。７は計測機構５の支持機構であり、該支持機構７は図４に示されるように、計測機構５のメジャーロール５ａを最適な圧力で被加工棒鋼（バー材）に当接させてスリップを確実に防止するとともに、被加工棒鋼（バー材）に滑り止め跡が付かないようにするためである。

【００１０】８はシーケンサであり、該シーケンサ８は図１に示されるように、送出機構１、切断機構３、検出センサ４、計測機構５等と電気的に接続されて検出センサ４その他のセンサからの信号に基づいて各機構の制御を行うもので、被加工棒鋼の通過にともなうキャッチアップ信号に基づいてフィードロール１ａのフリーロールの昇降を行う図示しない昇降機構の制御、プレスセンサに基づくプレス停止信号やプレス信号により図示しないプレス装置を制御して行う切断機構３の駆動制御、メジャーロール５ａによるエンコーダ５ａのパルス信号等の演算処理等を行っている。９は被加工棒鋼（バー材）の上下方部に設けられる高周波加熱コイルである。該高周波加熱コイル９は図１に示されるように、被加工棒鋼（バー材）を上下から加熱して温度低下を防止するものである。

【００１１】このように構成されたものは、最初の被加工棒鋼（バー材）を下ロール群１ｂ上に送り出せば、被加工棒鋼（バー材）は高周波加熱コイル９により加熱されながら搬送されてゆく。この搬送にともないシーケンサ８は被加工棒鋼（バー材）の通過信号を検知してキャッチアップ信号をフィードロール１ａの図示しない昇降機構に出力するので、送出機構１のフィードロール１ａのフリーロールは上昇される。そのタイミングに合わせて被加工棒鋼（バー材）はフィードロール１ａに送り込まれる。このタイミングに合わせてシーケンサ８は昇降機構を逆作動させる信号を出力して、フリーロールを下降させて被加工棒鋼（バー材）を送出機構１のフィードロール１ａに挟持させる。フィードロール１ａに挟み込まれることにより被加工棒鋼（バー材）は、主軸１ｃの１回転中、伝動装置１ｄによりある角度だけ駆動されるフィードロール１ａにより規定値より１０５〜１１０％多めに送り出されることとなる。これにより被加工棒鋼（バー材）は停止機構２のストッパ板２ａに当接される。

【００１２】フィードロール１ａにより被加工棒鋼（バー材）が一定長さ送り出されると、切断機構３と送出機構１のフィードロール１ａ間に配置される計測機構５のメジャーロール５ａと被加工棒鋼（バー材）は当接する。この当接は支持機構７により計測機構５のメジャーロール５ａは被加工棒鋼（バー材）に最適な接触圧となり、メジャーロール５ａは被加工棒鋼（バー材）の移動にともない確実に回転することとなる。しかも、メジャーロール５ａの表面には滑り止め１０が形成されているのでメジャーロール５ａと被加工棒鋼間でスリップを生じることなく、被加工棒鋼（バー材）の移動は計測機構５のメジャーロール５ａに確実に伝達されることとなる。そして、メジャーロール５ａの回転はエンコーダ５ｂに伝えられ、パルス発振器により移動量に見合ったパルス信号をシーケンサ８に出力することとなる。このパルス信号は被加工棒鋼がＰＨ１Ａ〜ＰＨ３Ａ間を通過する間カウントされる。

【００１３】また、切断機構３のカッタ３ａは主軸１ｃの１回転にともない１回作動するプレス装置により駆動されるもので、フィードロール１ａにより被加工棒鋼（バー材）が一定量送り出されてカッタ３ａ位置を越えると、被加工棒鋼（バー材）の先端部はカッタ３ａによりカットされることとなる。このようにして最初に切り落とされた被加工棒鋼（バー材）の先端部は廃棄処理される。このとき、切断された先端部の長さは計測機構５により計測されてカウント数に基づいて演算算出されて規定範囲の長さの切断が行われたか否かが判定される。そして、カッタ３ａの動作完了にともないプレス装置が停止すると、その停止信号によりフィードロール１ａは再び間歇動作を行って被加工棒鋼（バー材）は前記と同様一定量送り出されることとなる。このときの被加工棒鋼（バー材）は停止機構２のストッパ板２ａに当接するまで送り出される。

【００１４】これにより被加工棒鋼（バー材）の切断寸法は物理的に規制された精度の高いものとなる。このようにして被加工棒鋼（バー材）が停止されると、その停止パルス信号に基づいてシーケンサ８は切断機構３のプレス装置を駆動することとなり、切断機構３のカッタ３ａは作動して被加工棒鋼（バー材）を切断することとなる。切断後シーケンサ８はプレス装置の停止信号を出力するので、切断装置３は被加工棒鋼（バー材）が新たに送り込まれるまでの間停止されることとなる。

【００１５】そして、被加工棒鋼（バー材）が再びストッパ板２ａまで送り込まれると前記と同様シーケンサ８により切断機構３が作動され、被加工棒鋼（バー材）は切断されることとなる。このとき切断された被加工棒鋼（バー材）が廃棄されるか否かは、最初に切り落とされた被加工棒鋼（バー材）の先端部の長さにより決定されるもので、算出値が規定範囲内（例えば、約４５〜４６．７ｍｍ）に収まっていれば良品とされる。しかし、規定範囲より短ければその切断片には金属組織の不均一部分が含まれている可能性が高いため廃棄されることとなる。

【００１６】このようにして被加工棒鋼（バー材）はフィードロール１ａにより一定量送り出されるとともに主軸の１回転に応じて１回動作する切断機構３のカッタ３ａにより一定長で間歇的に切断されてゆくこととなる。この切断工程における端末廃棄手順を図７のフロー・チャートに基づいて詳しく説明する。検出センサ４のＰＨ１Ａ〜ＰＨ３Ａ間のメジャーロール（パルス発信器ＰＧ）によるカウントＣを行うとともに、被加工棒鋼（バー材）の後端をＰＨ３Ａにより検出する。被加工棒鋼（バー材）の後端が検出されたら、ＰＨ１Ａ〜ＰＨ３Ａの距離Ｌ１とその間のパルス数Ｃから１パルスあたりの移動量をＰｉ＝Ｌ１／Ｃ（ｍｍ／ｐ）を演算算出する。続いて、ＰＨ３からカッタ３ａまでの距離Ｌ２間のパルス数Ｐｃを１パルス当たりの移動量Ｐｉで除して演算算出する。Ｐｃ＝Ｌ２／Ｐｉ。そして、減算カウンタにカッタ３ａまでのパルス数Ｃｕ＝Ｐｃをセットする。次いで、切り落とし長さＬ０に要するパルス数Ｐｐをセットする。Ｐｐ＝Ｌｏ／Ｐｉ。そして、１回送り分のカウントが残っているかを判定する。Ｃｕ＞＝Ｐｐ。すなわち、プレスセンサから信号が来る度にカウンタから１回分のパルスを減ずる。Ｃｕ＝Ｃｕ−Ｐｐ。そして、２個分以下のカウントになっていないかを判定する。Ｃｕ＜＝Ｐｐ×２。

【００１７】続いて、被加工棒鋼（バー材）の端末位置を演算算出する。この演算算出に基づいて１個落しか２個落しかが判定される。これは端末までの長さが２個以下となったら、切り落とし条件に従って廃棄の個数を計算するものである。すなわち、図６に示されるまたはiiiが規定の範囲（例えば、４５〜４６．７ｍｍ）にあれば、ii、iiiまたは、の１個落しとし、規定より短い場合、後＋１落し、すなわち図６における、、の３個が廃棄され、規定より長い場合、前＋１落し、すなわち図６におけるi、ii、iiiの３個を廃棄する。

【００１８】また、送り異常の場合、図７のフロー・チャートに示されるように、主軸１ｃが停止位置に来たかプレスセンサで確認し、メジャーロール５ａのエンコーダ５ｂによるパルスをカウントする。１回送り分Ｐとする。次いで、１回送りパルスをカウントし積算する。そして、１０回送ったかを判定し、１０回有る場合、１０回の平均値を算出しＰａｖとする。続いて、送り異常値演算を行う。送りのばらつきを考慮して下限を８０％とし、Ｐ０８＝０．８×Ｐａｖ（１回送り×０．８）の演算を行う。そして、算出された送り量が多いか少ないかに基づいて送り異常判定を行う。これはＰ＜＝Ｐ０．８の演算に基づいて行い、送りが少なければ廃棄する。このとき、廃棄数をカウントし、連続３回送り異常が発生した場合は、送り異常と判断してプレス停止機構が作動されてプレス装置を停止させる。

【００１９】このようにして連続して搬送されてくる被加工棒鋼は計測機構５により移動量を正確に測定されるので、被加工棒鋼の端末が規定範囲内切り落とされたか否かを確実に演算算出することができ、不要な切り落としを行う必要がなく歩留まりを向上させることができる。

【００２０】なお、前記好ましい実施の形態においては、計測機構５のメジャーロール５ａとエンコーダ５ｂとを縦軸６により連結したものとしているが、メジャーロール５ａとエンコーダ５ｂとを直結することにより、縦軸６の撓みによる精度低下をなくして、より高精度な測定を行うようにしても良いことは勿論である。

【００２１】

【考案の効果】

本考案は前記説明により明らかなように、被加工棒鋼の移動量検出用の計測機構を別設したものとしたから、フィードロールにより被加工棒鋼の移動量を検出する場合のようにスリップが発生しないものとすることができるので、被加工棒鋼の端末切断位置を正確に演算算出できることとなり、安全のために１カット分を余分に廃棄するという無駄を確実になくすることができ、歩留まりを大幅に向上させることができるものとなる。また、このことは切断機構のプレス装置の有効稼働率を向上させることができる。請求項４のように、メジャーロールの表面に滑り止めを形成することにより、被加工棒鋼がスリップすることがなく正確に移動量を計測することができる。請求項５のように、メジャーロールの縦軸が冷却水を流す２重管よりなるものとすることにより、熱によるメジャーロールの熱膨張がなく高精度で被加工棒鋼の移動量を計測できるうえに、エンコーダの熱損傷を防止できる。請求項６のように、メジャーロールとエンコーダを直結したものとすることにより、より高精度に移動量を検出することができる。請求項７のように、送出機構による被加工棒鋼の送り量を設定値の１０５〜１１０％とすることにより、フィードロールがスリップしても確実に停止機構のストッパ板まで被加工棒鋼を送り込むことができ、被加工棒鋼を規定寸法に切断することができる。請求項８のように、３回以上連続して被加工棒鋼の送り異常が発生すると作動するプレス停止機構を組み込むことにより、送り異常が発生した場合、プレスを止めて不良品を多発させることを防止できる。請求項９のように、計測機構が最適な圧力で被加工棒鋼に当接されるよう支持機構に取り付けられるものとすることにより、被加工棒鋼に滑り止めの跡を残したり変形させたりすることがなくなる等種々の利点を有するものである。従って、本考案は従来の問題点を解消した被加工棒鋼の切断装置として実用的価値極めて大なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の好ましい実施の形態を示す概略説明図
である。

【図２】本考案の好ましい実施の形態の計測機構を示す
正面図である。

【図３】本考案の好ましい実施の形態の計測機構を示す
平面図である。

【図４】本考案の好ましい実施の形態の計測機構を示す
側面図である。

【図５】本考案の好ましい実施の形態のメジャーロール
を示す平面図である。

【図６】本考案の好ましい実施の形態における端末廃棄
の手順を示すフロー・チャート図である。

【図７】本考案の好ましい実施の形態における送り異常
時の手順を示すフロー・チャート図である。

【符号の説明】

１送出機構３切断機構５計測機構 5a メジャーロール 5b エンコーダ７支持機構６縦軸 10 滑り止め

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】連続的に送り出される多数の被加工棒鋼
を送出機構により所定長さずつ間歇的に切断機構に送り
出して所定長に切断する被加工棒鋼の切断装置におい
て、被加工棒鋼の移動量検出用の計測機構を別設したこ
とを特徴とする被加工棒鋼の切断装置。
【請求項２】計測機構が送出機構と切断機構間に配置
される請求項１に記載の被加工棒鋼の切断装置。
【請求項３】計測機構がメジャーロールとエンコーダ
よりなるものである請求項１または２に記載の被加工棒
鋼の切断装置。
【請求項４】メジャーロールの表面に滑り止めが形成
されている請求項３に記載の被加工棒鋼の切断装置。
【請求項５】メジャーロールの縦軸が冷却水を流す２
重管よりなる請求項３または４に記載の被加工棒鋼の切
断装置。
【請求項６】メジャーロールとエンコーダが直結され
ている請求項３または４に記載の被加工棒鋼の切断装
置。
【請求項７】送出機構による被加工棒鋼の送り量を設
定値の１０５〜１１０％とした請求項１から６のいずれ
かに記載の被加工棒鋼の切断装置。
【請求項８】３回以上連続して被加工棒鋼の送り異常
が発生すると作動するプレス停止機構が組み込まれる請
求項１から７のいずれかに記載の被加工棒鋼の切断装
置。
【請求項９】計測機構が最適な圧力で被加工棒鋼に当
接されるよう支持機構に取り付けられる請求項１から８
のいずれかに記載の被加工棒鋼の切断装置。