JP3142594B2 - シート状材料の切断方法およびその切断装置 - Google Patents
シート状材料の切断方法およびその切断装置Info
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Description
に埋設したゴムシート材料を切断する方法および装置に
関する。
ゴムシート材料を切断する際に、埋設されたスチールコ
ードのバイヤス方向に切断するものとして、ナイフをバ
イヤス方向に走行させるとともに、走行方向と直角な方
向にも移動自在とし、スチールコードを切断しないよう
にした例がある。
測定し、走行量と前記横方向変位量から材料中のワイヤ
ーのアングル(バイヤス角度)を算出し、同アングルが
許容値を越える場合は自動運転を一時的に中止するよう
に制御するスチールコード切断方法(特開平1−141729
号公報)が提案されている。
イフの走行方向を変えることが可能な構造とはなってい
るが、予め走行方向は設定され、一定の走行方向の下
で、切断された材料の前端と後端の切断角度を算出し、
その差が許容値以内にあるか否かを監視している。した
がってあるシート状材料について予め走行方向が設定さ
れると、同走行方向の下で切断が順次なされていく。
いては、その中に埋設されるコードのバイヤス角度は始
めから終りまで必ずしも一定ではなく設定値に対して多
少オフセットしていたり、また切断に供される前の台車
等の巻取り軸に巻取られた状態において巻取初めの巻芯
近傍、巻取中間部および巻取終了部では寸法が変化して
コードのバイヤス角度も多少変化を受けている。
のバイヤス角度が異なるものを前記先行例のように固定
された走行方向にナイフを走行させて切断すると、たと
えナイフが走行方向と直角な方向に移動自在であっても
ナイフの刃の向きは常に走行方向を向いていることから
ナイフがコードに乗り上げるおそれが多分にある。特に
コードのバイヤス角度がナイフの走行角度と大きく異な
ってくるとかかる不具合が生じ易い。
で、その目的とする処は、切断角度の最新データに基づ
いて逐次ナイフの走行角度を追従させることで、ナイフ
のコードへの乗り上げを防止したシート状材料の切断方
法および切断装置を供する点にある。
は、多数のコードを所定のバイヤス角度で埋設した長い
シート状材料をコンベア上でナイフにより次々に切断す
るシート状材料の切断方法において、前記ナイフを走行
予定線に沿わせて走行させてシート状材料を切断するこ
とにより得られた切断線の形状を測定することと、該切
断線の近似直線および該近似直線の前記シート状材料の
長手方向に対する角度であるバイヤス角度を演算するこ
とと、前記走行予定線のバイヤス角度を一回または複数
回の最新の演算により得られた前記近似直線のバイヤス
角度の平均値とほぼ一致するように修正するシート状材
料の切断方法である。
ほぼ一致するように走行予定線のバイヤス角度が修正さ
れるので、長いシート状材料におけるコードのバイヤス
角度の変化に追従して切断が適切に行なわれ、ナイフの
コードへの乗り上げを防止できる。
を走行部材が横切る走行機構と、同走行機構を旋回しシ
ート状材料に対する走行部材の走行角度を変える旋回機
構と、前記走行機構の走行部材に吊設されその走行方向
に対して直角な方向に移動自在なナイフと、前記走行機
構の走行方向における前記ナイフの走行位置を検出する
第1検出手段と、前記走行方向と直角な方向における前
記ナイフの変位位置を検出する第2検出手段と、前記第
1、第2検出手段からの信号をもとに前記ナイフによる
切断角度を演算する演算手段と、同演算手段による1回
または複数回の最新の演算結果に基づいて前記旋回機構
を駆動制御する制御手段とを備えたシート状材料の切断
装置である。
方向と直角な方向に移動し、このナイフの位置は第1、
第2の検出手段によって検出され、演算手段により切断
角度が算出される。この切断角度の1回または複数回の
最新のデータに基づき制御手段が旋回手段を駆動制御し
て走行機構における走行部材の走行角度を変え、ナイフ
の走行角度を最新の切断角度に追従させることができ
る。
ードのバイヤス角度が徐々に変化する場合でもナイフの
走行角度をコードのバイヤス角度の変化傾向に合わせる
ことで、両角度間の差異を常に小さくしてナイフの刃を
できるだけコードに沿わせ、ナイフがコード上に乗り上
げる不具合を防止することができる。
施例について説明する。
使用されるシール状材料であるスチールブレーカ部材2
をベルトコンベア4上で斜めに切断するものである。ス
チールブレーカ部材2は、内部に長手方向と一定のバイ
ヤス角度をもって多数のスチールコード3が埋設されて
おり、同スチールコード3に沿ってバイヤス方向に切断
される。
コンベア4の上面図および側面図である。ベルトコンベ
ア4は左右のフレーム5によって支持され、同フレーム
5の前後両端部に設けられたローラ6にコンベアベルト
7が架渡され、上側のコンベアベルト7上に帯状のスチ
ールブレーカ部材2が載せられ前方(図1において左
方)に搬送される。
て、両支柱8に水平支持フレーム9が架設されている。
同水平支持フレーム9の中央より下方に突設された支軸
10が軸受11により回動自在に支持され、同支軸10の下端
に水平支持板12がそのほぼ中央部において固着されてい
る。したがって水平支持板12は、鉛直方向に指向した支
軸10を中心軸に旋回することができる。
けられた減速機構32を介して旋回用モータ33によって回
動させられるので、同モータ33により水平支持板12は旋
回する。
られており、水平支持板12の長手方向はコンベアベルト
7の進行方向と角度をなすことができ、コンベアベルト
7上を搬送されるスチールブレーカ部材2のスチールコ
ード3のバイヤス角度の基準値に概ね合わせている。
イドガイドレール13が長手方向に敷設されており、同リ
ニアボールスライドガイドレール13にリニアボールスラ
イドガイド14が摺動自在に嵌合され同リニアボールスラ
イドガイド14の下面に走行支持部材15が固着されてい
る。
支基板16、17が鉛直下方に向けて垂設されていて、その
下端部にそれぞれ回転軸18、19が枢着され、一方の回転
軸18には従動プーリ20が一体に嵌着され他方の回転軸19
には駆動プーリ21が嵌着されて、両プーリ20、21間に歯
付ベルト22が架渡されるとともに、同歯付ベルト22の上
側のベルトの所定箇所が前記走行支持部材15にねじ23に
よって固着されている。
には支持板24に支持されてモータ25が設けられており、
前方に突出した駆動軸にはプーリ26が嵌着され、前記駆
動プーリ21と一体の回転軸19に駆動プーリ21と並んで嵌
着されたプーリ27と前記プーリ26との間に歯付ベルト28
が架渡されている。
ベルト28を介して駆動プーリ21を回転駆動し、同駆動プ
ーリ21の回転は歯付ベルト22を回動させ、同歯付ベルト
22に固着された走行支持部材15をその上端の吊設部材14
を介してレール13に沿って走行させることができる。
板12の前側面に基端部を固着されてセンサブラケット29
が下方へ垂設され、その下端部に装着された反射型光セ
ンサ30が前記従動プーリ20の前側面に対向している。そ
して従動プーリ20の前側面には図5に図示するように円
を8等分し一つおきに無反射部分を設けた反射テープ31
が貼付されており、従動プーリ20の回動位置によって反
射型光センサ30の反射光の強度が変化するようになって
いる。
歯付ベルト22の回動によって従動プーリ20が回転すると
反射型光センサ30が従動プーリ20の回転状態を検知し、
検出値の変化の回数をカウントすることで走行支持部材
15の走行位置を割り出すことができる。
検出機構であり、前記走行機構の走行する走行支持部材
15にナイフが吊設されている。走行支持部材15の下面に
は走行方向と直角な方向に指向してボールスライドテー
ブル42のレール40が敷設されており、同レール40と摺動
自在に嵌合されたボールスライドテーブル42の下面には
シリンダ41が固定されていて、同シリンダ41は走行支持
部材15の下方に懸吊されるとともにレール40に沿って走
行支持部材15の走行方向とは直角な方向に摺動可能であ
る。
ド41aの下端に断面コ字状のナイフブラケット43が固着
されており、同ナイフブラケット43の左右側片をボルト
44が水平方向に貫通して左右からワッシャ45を介してナ
ット46が螺合されボルト44を固定支持している。そして
ナイフブラケット43の左右側片間に架設されたボルト44
には左右をスペーサ47によって位置決めされて、中央に
円板状のナイフ48が回転自在に支承されている。
に回転自在に支持されて、シリンダロッド41aの出没で
昇降するとともに、走行支持部材15の走行方向に移動す
ると同時に、走行方向と直角な方向にも移動可能であ
る。
ケット49が後方に突出し後端部を上方に折曲して走行支
持部材15の後側面に対向させ、その走行支持部材15に対
向するセンサブラケット49の側体に光により距離を検出
する距離センサ50が取付けられている。したがって該距
離センサ50は、シリンダ41と一体に走行支持部材15の走
行方向と直角な方向に移動し走行支持部材15との間の距
離を随時検出することができる。
におけるナイフ48の位置を検出し、距離センサ50は走行
方向と直角な方向におけるナイフ48の位置を検出するこ
とができる。
の検出信号は図6に図示するように信号変換器60に入力
されて数値化され、さらに数値演算装置61に入力されて
座標値を演算されて、その結果はCRT62、プリンタ63
によって座標表示され、またその他の制御装置64に供さ
れ利用される。
の検出機構である。一方スチールブレーカ部材2を搬送
するベルトコンベア4側には、水平支持板12と平行にそ
の下方において刃受け板55が左右フレーム5間に架設さ
れている(図3参照)。刃受け板55は上側のコンベアベ
ルト7の上を近接して横切る形で架設され、コンベアベ
ルト7によって搬送されてきたスチールブレーカ部材2
は刃受け板55でこれを乗り越えて搬送される。
受け板55に対応する位置に永久磁石ブロック56が左右の
フレーム5に支持されて架設されている。永久磁石ブロ
ック56もコンベアベルト7の下面に近接している。
レーカ部材2は、その内部に埋設されたスチールコード
3が永久磁石ブロック56の磁力により下方に引きつけら
れ刃受け板55に張りつくようにして形状が保持される。
は、まずベルトコンベア4により搬送されてきたスチー
ルブレーカ部材2が刃受け板55を乗り越えて所定距離進
行したところで停止され、切断部を刃受け板55上に位置
させる。このときスチールブレーカ部材2の切断部は刃
受け板55上において永久磁石ブロック56により保持され
ている。
部材15がナイフ48とともにスチールブレーカ部材2の片
側側縁部に移動されて位置決めがなされる。そしてシリ
ンダ41の駆動でナイフブラケット43を下降させると刃受
け板55上に保持されたスチールブレーカ部材2の側縁部
上にナイフ48が下降し図4に図示するようにV字形状を
した刃先がスチールブレーカ部材2に食い込んで刃受け
板55に至ると刃先部分のスチールブレーカ部材2は切断
状態となる。
った場合はスチールコード3の近傍のゴム部の反力が大
きいので走行方向と直角な方向に移動可能なナイフ48は
同方向に逃げ、結局相隣るスチールコード3の間に食い
込んでスチールコード3を切断することはない。
ールブレーカ部材2の外表皮を引きずり込むようにして
食い込み、スチールコード3は常にゴム材に覆われた状
態にあり、刃受け板55に達したところで切断するので切
断面にスチールコード3が露出することもない。
予定線上にあり下降して上記の如きずれを生じると、こ
の走行方向と直角な方向の若干の移動距離は距離センサ
50によって検出される。
2の側縁に食い込んだのち、モータ25を駆動して走行支
持部材15を走行させると、ナイフ48は相隣るスチールコ
ード3の間をスチールコード3に沿って切断していき、
スチールブレーカ部材2の他方の側縁に至って切断を完
了する。
を行うので、スチールコード3が弯曲していれば切口も
同形状に弯曲していることになり、前記予定走行線から
のずれは随時距離センサ50によって検出される。
状を再現するためのナイフ48の位置検出方法およびその
分析方法について説明する。
直角な方向をX方向とする。ナイフ48のY方向の位置
は、反射型光センサ30によってデジタル的にカウント値
として検出できるが、そのうち周期的なカウント値を選
び、同カウント値を検出したときに、ナイフ48のX方向
の位置を距離センサ50より信号変換器60に入力して数値
化する。
期的なカウント値と各カウント値におけるX方向の数値
情報とをそれぞれ対で記憶するとともに適当に縮倍して
グラフ上に表わしたものが図7である。
方向の振れを示しており、横軸に平行な一点鎖線fが走
行予定線であり、弯曲した曲線aが演算結果の一例を示
す曲線である。横軸がナイフ48の走行位置に対応し縦軸
が走行方向と直角な方向のずれ位置に対応しているので
曲線aは切断により形成された切口の形状を示している
ことになる。
を符したとき、2の走行位置と11の走行位置におけるそ
れぞれの曲線aと交わる点どうしを結ぶ直線をbとし、
直線bをもって近似直線とする。数値演算装置61は近似
直線bと走行予定線fとのなす角θを演算する。
このスチールブレーカ部材2の切口はナイフ48の走行角
度よりθ度傾斜しており、上限値は走行終端近傍にあ
り、下限値は走行始端近傍または中央位置にあり中央部
でわずかにS字状にうねりがあることが分かる。
分の切断が終わると、数値演算装置61に指示を出して既
に逐次記憶しておいた検知情報をもとに数値のグラフ
化、上下限値の判定、切口の近似直線、傾斜角度θの演
算等がなされ、その結果はCRT62に表示したり、プリ
ンタ63でプリントアウトしたり、または他の制御装置64
へ切口の情報を受け渡すことができる。ここにナイフ48
の走行角度に傾斜角度θを加えた角度が切断角度ψであ
り、同切断角度ψが制御装置64に入力される。
る前5回の切断角度ψの平均値を算出し、その算出結果
である平均値ψaに基づいて旋回用モータ33を駆動して
水平支持板12を旋回しナイフ48の走行角度を切断角度の
平均値ψaにほぼ(±0.5 度以内)一致させる。
均値ψaに合わせて切断を開始するので、ナイフ48の刃
の向きはほぼ埋設されたスチールコード3に沿ってい
る。すなわち今切断しようとする部分の近傍におけるス
チールコード3のバイヤス角度の傾向は、その前5回の
切断角の平均値ψaに現われており、この傾向は以後数
回程は続くとみるのは、スチールブレーカ部材2のコー
ドが徐々に変化する性質上当然予想されることで、よっ
てナイフ48の刃の向きはスチールコード3のバイヤス角
度にほぼ一致していると考えられる。
ると、ほぼスチールコード3に沿って走行することにな
り、ナイフ48がスチールコード3上に乗り上げるような
不具合は生じない。
回の切断角度の平均値に走行角度を修正しているので、
1スチールブレーカ部材2の埋設コード3の場所ごとに
一定でないバイヤス角度に追従して切断が適切に行なわ
れる。
端部は、永久磁石ブロック56が下方へ退避の後、別途設
けられた吸着装置により上方から吸着されて切断形状を
維持したまま持ち上げられ、スチールブレーカ部材2の
搬送と同時に所定位置まで移動させられ、成形ドラムへ
の巻付けに供される。
度の平均をとったが、5回に限らず他の適当な回数の切
断角度の平均を用いてもよく、場合によれば1回でもよ
い。
その前1回または複数回の最新の切断角度に基づいてナ
イフの走行角度が設定されるので、常にナイフの刃の向
きはほぼ埋設コードに沿っており、ナイフがコードに乗
り上げる不具合を防止し適切な切断ができる。
である。
である。
る。
ルコード、4…ベルトコンベア、5…フレーム、6…ロ
ーラ、7…コンベアベルト、8…支柱、9…水平支持フ
レーム、10…支軸、11…軸受、12…水平支持板、13…リ
ニアボールスライドガイドレール、14…リニアボールス
ライドガイド、15…走行支持部材、16,17…枢支基板、
18,19…回転軸、20…従動プーリ、21…駆動プーリ、22
…歯付ベルト、23…ねじ、24…支持板、25…モータ、2
6,27…プーリ、28…歯付ベルト、29…センサブラケッ
ト、30…反射型光センサ、31…反射テープ、32…減速機
構、33…旋回用モータ、40…レール、41…シリンダ、41
a …シリンダロッド、42…ボールスライドテーブル、43
…ナイフブラケット、44…ボルト、45…ワッシャ、46…
ナット、47…スペーサ、48…ナイフ、49…センサブラケ
ット、50…距離センサ、55…刃受け板、56…永久磁石ブ
ロック、60…信号変換器、61…数値演算装置、62…CR
T、63…プリンタ、64…制御装置。
Claims (2)
- 【請求項1】 多数のコードを所定のバイヤス角度で埋
設した長いシート状材料をコンベア上でナイフにより次
々に切断するシート状材料の切断方法において、前記ナ
イフを走行予定線に沿わせて走行させてシート状材料を
切断することにより得られた切断線の形状を測定するこ
とと、該切断線の近似直線および該近似直線の前記シー
ト状材料の長手方向に対する角度であるバイヤス角度を
演算することと、前記走行予定線のバイヤス角度を一回
または複数回の最新の演算により得られた前記近似直線
のバイヤス角度の平均値とほぼ一致するように修正する
ことを特徴とするシート状材料の切断方法。 - 【請求項2】 多数のコードを所定のバイヤス角度で埋
設した長いシート状材料の上方を走行部材が横切る走行
機構と、同走行機構を旋回し前記シート状材料に対する
走行部材の走行角度を変える旋回機構と、前記走行機構
の走行部材に吊設されその走行方向に対して直角な方向
に移動自在なナイフと、前記走行機構の走行方向におけ
る前記ナイフの走行位置を検出する第1検出手段と、前
記走行方向と直角な方向における前記ナイフの変位位置
を検出する第2検出手段と、前記第1、第2検出手段か
らの信号をもとに前記ナイフによる切断角度を演算する
演算手段と、同演算手段による1回または複数回の最新
の演算結果に基づいて前記旋回機構を駆動制御する制御
手段とを備えたことを特徴とするシート状材料の切断装
置。
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