JP3577804B2 - ワークの走間切断装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの走間切断装置及び走間切断方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のワークの走間切断装置としては、特公平7−10457号公報に示されるものが知られている。これは、連続的に繰り出されて一方向に走行するワークを走間切断するもので、固定テーブルと、固定テーブル上にワークの走行方向と同方向に延在して配置されたガイドレールと、ガイドレールに沿って直線移動自在に配置されワークを走間切断する切断機と、ワークの走行方向と同方向へワークの走行速度と同速度で切断機を駆動する切断機駆動装置とを有するものである。また、このものでは、切断機駆動装置により切断機をワークに同期させた状態で、切断機によりワークを走間切断している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このものでは、固定テーブル上で切断機を一次元(直線状)に移動させるものに過ぎないので、直線形状のワークには切断機を追従させることはできるが、曲率をもつワークや曲率が変化するワークに切断機を追従させることは困難である。
【0004】
故に、本発明は、曲率をもつワークや曲率が変化するワークを走間切断することを、その技術的課題とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するために本発明において講じた第1の手段は、連続的に繰り出されて走行するワークを走間切断する切断機と、前記切断機を2次元に移動自在に支持する支持部材とを備え、前記支持部材は、支持体と、前記支持体に第1の方向に移動自在に支持された第1移動部材と、前記第1移動部材に前記第1の方向と直交する第2の方向に移動自在に支持され、前記切断機を支持する第2移動部材とを備えるものであり、前記第1移動部材を駆動する第1駆動部材と、前記第2移動部材を駆動する第2駆動部材と、前記切断機を連続して走行するワークに同期させるように前記第1及び第2駆動部材の速度を制御する制御装置とをさらに備えたことである。
【0006】
第1の手段によれば、支持部材により切断機を2次元に移動自在に支持したので、直線状のワークだけでなく所定の曲率をもつワークや曲率が変化するワークにも切断機を追従させることができる。その結果、どんな形状のワークも走間切断することができる。
【0007】
また、支持部材を、前記支持体と、前記支持体に第1の方向に移動自在に支持された第1移動部材と、前記第1移動部材に前記第1の方向と直交する第2の方向に移動自在に支持され、前記切断機を支持する第2移動部材とから構成しているので、切断機を同一平面上で第1及び第2の方向に確実に移動させることができる。
【0008】
また、前記第1移動部材を駆動する第1駆動部材と、前記第2移動部材を駆動する第2駆動部材と、前記切断機を連続して走行するワークに同期させるように前記第1及び第2駆動部材の速度を制御する制御装置とを更に設けるようにしているので、切断機を走行するワークに同期させるように第1及び第2駆動部材の速度を制御するので、信頼性が向上する。
【0009】
この構成において、前記切断機を、前記第2移動部材に回転可能に支持すると好ましい。この構成によれば、所定の曲率をもつワークを走間切断する際に、切断機を常にワークの走行方向に対して略直交する位置に動かすことができ、所定の曲率をもつワークを正確に走間切断することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【0013】
図1に示すように、ワーク走間切断装置10は、連続的に繰り出されて走行するワークWを走間切断する切断機1と、切断機1を2次元的に移動自在に支持する支持部材2と、切断機1に固定され、ワークWと接触しながらワークWに沿って移動可能な移動部材3とを備えている。
【0014】
ワークWは、所定の曲率をもつ中空状のもので、ロール成形機71にて曲げられた後、一定の速度で図1矢印方向に走行するものである。尚、ワークWは中空状でなくても良い。
【0015】
図3及び図5に示すように、切断機1は、ハウジング11と、下型である固定型12と、上型である可動型13と、油圧シリンダ14とを備えている。
【0016】
ハウジング11は、固定型12及び可動型13を収納するもので、後述する支持部材2にXZ平面内で2次元的に移動可能且つY軸を中心として回転可能に支持されている。固定型12は、ハウジング11に固定され、ワークWを載置し且つ切断時の荷重を受けるためのものである。可動型13は、ハウジング11にZ軸方向に移動自在に支持され、本体131と、カッター132と、ガイド部133とを有している。カッター132は、ワークWを切断するもので、本体131の下部に固定されている。固定型12には、切断時にカッター132を案内するカッター案内溝121が形成されている。ガイド部133は、ワークWの切断時にワークWをガイドするもので、本体131の下端面に固定されている。油圧シリンダ14は、可動型13を駆動するもので、油圧を受けて移動するピストン141と、ピストン141及び本体131に連結するロッド142とを有している。この油圧シリンダ14は、制御ユニット9からの命令により駆動される。
【0017】
図1〜図4を参照して、支持部材2の構成を説明する。
【0018】
図1に示すように、支持部材2は、6本の支柱(手前側3つのみ図示;支持体)20を備え、各支柱20には、上下方向(即ちZ軸方向)へ延在するガイドレール201が一体的に設けられている。各ガイドレール201には、Z軸方向移動部材(第1移動部材)21がそれに沿って移動自在に案内されている。このZ軸方向移動部材21は2つの足部211(図2図示)をもち、この足部211を介してガイドレール201に支持されている。3つのZ軸方向移動部材21には、互いに平行してX軸方向に延在する1対の連結部材(第1移動部材)22が固定され、連結部材22は移動プレート(第1移動部材)23に固定されている。
【0019】
支柱20の上端部には上壁202が固定され、中央の支柱20の下部には下壁203が固定されている。上壁202及び下壁203には、第1ボール螺子40が固定され、中央の支柱20近傍にてそれに平行して延在している。図2に示すように、第1ボール螺子40の周りには、ナット(図示せず)が回転可能且つボール螺子40に沿って移動自在に螺合され、このナットは第1モータ41により回転駆動される。この第1モータ41の回転速度は第1エンコーダ42により検出される。第1モータ41の出力軸の周りにはギヤ431が固定され、このギヤ431は、第1モータ41の出力軸に平行して設けられる回転軸(図示せず)の周りに固定されたギヤ432と係合している。前記回転軸の周りにはギヤ433が固定され、このギヤ433はボール螺子40の周りに固定されたギヤ434と係合している。これらのギヤ431〜434により減速機構が構成され、この減速機構431〜434はギヤボックス435内に収納されている。このギヤボックス435は、第1モータ41を支持し、前述の移動プレート23に固定されている。ギヤボックス435には、スライド筒体44が固定され、このスライド筒体44は、第1ボール螺子40に取り付けられたナットの周りにナットと一体的に第1ボール螺子40に沿って移動可能に配設されている。従って、第1モータ41を一方向に回転させると、減速機構431〜434を介してボール螺子40に取り付けられたナットが回転してスライド筒体44をZ軸方向へ移動させ、それにより移動プレート23がギヤボックス435と共にZ軸方向へ移動する。尚、第1エンコーダ42は移動プレート23の位置も検出する。
【0020】
前述した一対の連結部材22には、夫々ガイドレール221が一体的に設けられ、ガイドレール201の延在方向とは直交する方向(即ちX軸方向)に延在している。ガイドレール221には、X軸方向移動部材(第2移動部材)24がそれらに沿って移動自在に案内されている。このX軸方向移動部材24は、4つの足部241(図3に2つのみ図示)をもち、2つずつの足部241を介して各ガイドレール221に支持されている。
【0021】
両端のZ軸方向移動部材21には、第2ボール螺子45が固定され、第1ボール螺子40とは直交する方向(X軸方向)へ延在している。この第2ボール螺子45の周りには、ナット(図示せず)が回転可能且つ第2ボール螺子45に沿って移動可能に螺合され、このナットは第2モータ46により回転駆動される。第2モータ46の回転速度は第2エンコーダ47により検出される。第2モータ46は、前述した第1モータ41及び第1ボール螺子40間の減速機構と同様な減速機構(図示せず)を介して第2ボール螺子45に螺合したナットに連結されている。減速機構はギヤボックス48内に収納されている。このギヤボックス48は、第2モータ46を支持し、X軸方向移動部材24に固定されている。ギヤボックス48には、スライド筒体49が固定され、このスライド筒体49は、第2ボール螺子45に螺合したナットの周りにナットと一体的に第2ボール螺子45に沿って移動可能に配設されている。従って、第2モータ46を一方向に回転させると、減速機構を介して第2ボール螺子45に螺合したナットが回転してスライド筒体49をX軸方向へ移動させ、それによりX軸方向移動部材24がギヤボックス48と共にX軸方向へ移動する。尚、第2エンコーダ47はX軸方向移動部材24の位置も検出する。
【0022】
図3に示すように、X軸方向移動部材24には、一対のガイドレール242が一体的に設けられ、互いに離間してZ軸方向に延在している。これらのガイドレール242には、第1可動プレート25がそれらに沿って移動自在に案内されている。この第1可動プレート25は、4つの足部251(2つのみ図示)をもち、2つずつの足部251を介して各ガイドレール242に支持されている。この第1可動プレート25は、Z軸方向移動部材21や移動プレート23と同方向に移動可能であり、その移動範囲はZ軸方向移動部材21や移動プレート23の移動範囲に比べて非常に小さくなっている。
【0023】
第1可動プレート25には、一対のガイドレール252(1つのみ図示)が一体的に設けられ、互いに離間してX軸方向に延在している。これらのガイドレール252には、第2可動プレート26がそれらに沿って移動自在に案内されている。この第2可動プレート26は、4つの足部261(2つのみ図示)をもち、2つずつの足部261を介して各ガイドレール252に支持されている。この第2可動プレート25は、X軸方向移動部材24と同方向に移動可能であり、その移動範囲はX軸方向移動部材24の移動範囲に比べて非常に小さくなっている。
【0024】
ここで、第1及び第2可動プレート25,26はフリーになっており、それらを駆動するモータはない。
【0025】
第1及び第2可動プレート25,26には、Y軸方向に延在する枢支棒27が回動可能に支持されている。この枢支棒27は、切断機1のハウジング11に固定され、ハウジング11を一体回動可能に支持している。この枢支棒27は第3モータ50により回動駆動され、第3モータ50の回転速度は第3エンコーダ51により検出される。図4に示すように、第3モータ50の出力軸501は、継手部材52を介して出力軸501と同軸的に設けられた回転軸502に固定され、回転軸502の周りにはウォームギヤ53が固定されている。このウォームギヤ53は枢支棒27の周りに固定されたウォームホイール54に係合している。
【0026】
これらのウォームギヤ53及びウォームホイール54は、キヤボックス55内に収納され、キヤボックス55は枢支棒27の端部を軸支している。
【0027】
図5及び図6に示すように、移動部材3は、ハウジング31と、回転軸32と、駆動ローラ33とを備えている。
【0028】
ハウジング31は、位置決めプレート4を介して切断機1のハウジング11に固定され、その内部に回転軸32,駆動ローラ33,後述する駆動ローラ駆動装置5,後述する第1ワーク押圧部材6の一部,後述するワークW長さ測定用エンコーダ7,及び後述する第2ワーク押圧部材8の一部を収納している。位置決めプレート4は、切断機1のハウジング11の図5のC点にて枢支ピン(図示せず)及び軸受(図示せず)を介して揺動可能に枢支されている。ハウジング11には、移動部材3側に向けて突出するフランジ部111が一体的に設けられ、フランジ部111には、位置決めプレート4の揺動方向に延在する一対の長穴112,112が形成されている。この長穴112,112は、位置決めプレート4に挿入されたボルト4a,4aを夫々案内するものである。ボルト4aは、緩めた状態で駆動ローラ33をワークWに接触させる位置まで移動し、その位置にて位置決めプレート4を切断機1のハウジング11に固定するものである。一方、移動部材3のハウジング31には、位置決めプレート4の揺動方向に延在する一対の長穴311,311が形成されている。この長穴311,311は、位置決めプレート4に挿入されたボルト4b,4bを夫々案内するものである。ボルト4bは、緩めた状態でエンコーダ7をワークWに接触させる位置まで移動し、その位置にて位置決めプレート4を移動部材3のハウジング31に固定するものである。
【0029】
回転軸32は、ハウジング31に固定された一対の支持プレート34,34に回転自在に支持され、図5及び図6のY軸方向に延在している。駆動ローラ33は、回転軸32の周りに一体的に設けられ、ワークWの下面全面に接触している。この駆動ローラ33は、ワークWに接触しながら回転することで、ハウジング31をワークWに沿って走行させるものである。支持プレート34は、駆動ローラ33の図3のY軸方向へのがたつきも防止している。
【0030】
駆動ローラ駆動装置5は、第4モータ5aと、第4エンコーダ5bと、減速機構5cとを備えている。第4モータ5aは、ハウジング31に固定され、その出力軸がY軸方向に延在している。第4エンコーダ5bは、第4モータ5aの回転速度を検出するものである。減速機構5cは、第1〜第4ギヤ5ca,5cb,5cc,5cdから構成されている。第1ギヤ5caは、第4モータ5aの出力軸の周りに固定され、第2ギヤ5cbは、第4モータ5aの出力軸に平行して配置されるサブ回転軸(図示せず)の周りに固定され、第1ギヤ5caと噛み合っている。第3ギヤ5ccはサブ回転軸の周りに固定され、第4ギヤ5cdは、回転軸32の周りに固定され、第3ギヤ5ccと噛み合っている。尚、ここでは、減速比は、1/11.6となっている。
【0031】
第1ワーク押圧部材6は、ワークWの走行時にワークWを駆動ローラ33に向けて押圧して駆動ローラ33及びワークW間に所定の接触圧を与えるもので、移動体61と、回転軸62と、フリーローラ63と、油圧シリンダ64とを備えている。
移動体61は、2つの案内部材65,65により図6のZ軸方向(即ちワークWに接近する方向及びワークWから離れる方向)に移動自在に案内される。案内部材65は、ハウジング31に固定され、図3のZ軸方向に延在している。回転軸62は、その両端が移動体61に回転自在に支持され、Y軸方向に延在している。フリーローラ63は、回転軸62の周りに一体的に設けられ、ワークWの上面全面に接触可能である。このフリーローラ63は、駆動ローラ32に従動する。フリーローラ63の両側には、一対の支持プレート66,66が一体的に設けられ、ワークWのY軸方向へのがたを防止するようになっている。油圧シリンダ64は、移動体61を駆動するもので、油圧を受けて移動するピストン641と、ピストン641及び移動体61に連結するロッド642とを有している。油圧シリンダ64も、制御ユニット9からの命令により駆動される。
【0032】
エンコーダ7は、ワークWの長さ(ワークWの走行距離)を測定するもので、ハウジング31に回転可能に支持されている。このエンコーダ7は、ワークWの下面全面に接触しながらワークWに従動して回転し、ワークWの長さ情報を制御ユニット9に出力する。このように、ワーク長さ測定用のエンコーダ7が切断機1に固定された移動部材3に支持されているので、ワークWの切断位置を正確に見極めることができる。
【0033】
第2ワーク押圧部材8は、ワークWの走行時にエンコーダ7に向けて押圧してエンコーダ7及びワークW間に所定の接触圧を与えるもので、移動体81と、回転軸(図示せず)と、フリーローラ83と、油圧シリンダ84とを備えている。
【0034】
尚、移動体81,回転軸,フリーローラ83及び油圧シリンダ84の具体的構成は、第1ワーク押圧部材6と同一であるので、その説明を省略する。
【0035】
支持部材2の中央の支柱20には、ワーク速度検出用エンコーダ70が取り付けられ、ワークWの走行速度を検出し、その情報を制御ユニット9に出力する。
【0036】
図7に示すように、制御ユニット9には、第1〜第4エンコーダ42,47,51,5bにより夫々検出された第1〜第4モータ41,46,50,5aの回転速度情報、エンコーダ7からのワーク長さ情報、及びエンコーダ70からのワーク速度情報が入力されている。制御ユニット9は、ワークWの切断位置に相当するワーク目標長さを記憶している。
【0037】
制御ユニット9は、ワーク長さ情報を目標長さと比較し、ワーク長さ情報が目標長さ近傍に到達する(ワークWの切断位置が到達する)までは、第1〜第3モータ41,46,50を停止したまま駆動ローラ33をワークWの走行方向と反対方向へワークの走行速度と同速度で回転させるように第4モータ5aを駆動し、これと同時に、フリーローラ63,83をワークWに向けて押し付ける方向に油圧シリンダ64,84を作動させる。
【0038】
また、制御ユニット9は、ワーク長さ情報が目標長さ近傍に到達したときに、切断機1を走行するワークWに同期させる(即ち切断機1の走行速度をエンコーダ70からのワーク走行速度に一致させる)ように第1〜第3モータ41,46,50を駆動すると共に、第4モータ5aを減速させる。
【0039】
また、制御ユニット9は、ワーク長さ情報が目標長さに到達したときに、第4モータ5aを停止させ、その直後にカッター131を下方に移動させるように切断機1の油圧シリンダ14を下方に作動させる。
【0040】
また、制御ユニット9は、切断終了後に、油圧シリンダ14を上方に駆動し、その後、切断機1を初期位置に戻すように第1〜第3モータ41,46,50を駆動すると共に、駆動ローラ33をワークWの走行方向と反対方向へワークの走行速度の2倍の速度で回転させるように第4モータ5aを駆動する。
【0041】
更に、制御ユニット9は、切断機1が初期位置に戻ったときに、第1〜第3モータ41,46,50を停止させると共に、駆動ローラ33をワークWの走行方向と反対方向へワークの走行速度と等速度で回転させるように第4モータ5aを駆動する。
【0042】
以下、上記の如く構成されたワークの走間切断装置10を用いたワークWの走間切断方法について説明する。
【0043】
まず、第1及び第2ワーク押圧部材6,8の油圧シリンダ64,84を下方に作動させ、フリーローラ63,83を夫々ワークWを介して駆動ローラ33,エンコーダ7に向けて押し付け、駆動ローラ33及びワークW間並びにエンコーダ7及びワークW間に接触圧を付与する。この状態で、ロール成形後のワークWを送り装置(図示せず)により図1矢印方向に走行させると共に、第1〜第3モータ41,46,50を停止させたまま、駆動ローラ33をワークWの走行方向と反対方向へワークの走行速度と同速度で回転させるように第4モータ5aを駆動する。この時のワークWの長さをエンコーダ7により検出する。そして、エンコーダ7からのワーク長さ情報が目標長さ近傍に到達するまで、第1〜第3モータ41,46,50を停止させたまま第4モータ5aを同速度で駆動し、切断機1を初期位置にて停止させる。
【0044】
ワーク長さ情報が目標長さ近傍に到達すると、切断機1の走行速度をワーク走行速度に一致させるように第1〜第3モータ41,46,50を駆動し、Z軸方向移動部材21及びX軸方向移動部材24を移動させると共に、枢支棒27を回動させる。これにより、切断機1をワークWに同期させる。また、これと同時に、第4モータ5aを減速させる。
【0045】
ワーク長さ情報が目標長さに到達する(つまり、ワークWの切断位置が到達する)と、第1〜第3モータ41,46,50を駆動したまま第4モータ5aを停止させる。このとき、移動部材3により切断機1はワークWと一体的に移動するので、切断機1は所望のワーク切断位置に維持されることとなる。ところが、Z方向移動部材21にX軸方向に移動自在に支持されたX軸方向移動部材24は、ワークWと一体的に移動していないので、切断機1の位置と若干ずれてしまう。
【0046】
そこで、本実施形態では、X軸方向移動部材24上で切断機1を支持する第1及び第2可動プレート25,26が位置ずれを少なくする方向へ2次元的に移動することにより、X軸方向移動部材24及び切断機1間の位置ずれを吸収できる。
【0047】
その結果、位置ずれによる切断機1への負荷を極力無くすことができる。このように切断機1をワークWと一体的に駆動させた状態で、切断機1の油圧シリンダ14を下方に作動させ、カッター131を下方に移動させてワークWの所望の箇所を切断する。
【0048】
ワークWの切断が終了すると、油圧シリンダ14を上方に駆動させる。その後、切断機1を初期位置に戻すように第1〜第3モータ41,46,50を駆動すると共に、駆動ローラ33をワークWの走行方向と反対方向へワークの走行速度の2倍の速度で回転させるように第4モータ5aを駆動し、切断機1をワークWの走行方向と反対方向へ走行させる。
【0049】
第1及び第2エンコーダ42,47により切断機1が初期位置に戻ったことが検出されると、第1〜第3モータ41,46,50を停止させると共に、駆動ローラ33をワークWの走行方向と反対方向へワークの走行速度と等速度で回転させるように第4モータ5aを駆動し、切断機1を初期位置にて停止させ、再び切断時期が来るまで切断機1をその位置に停滞させる。
【0050】
本実施の形態では、支持部材2により切断機1を支持したので、ワークWに加わる切断機1の荷重を低減できる。従って、切断後のワークWの品質に影響を来すことはない。
【0051】
また、移動部材3により切断時において切断機1をワークWと一体的に駆動するので、所望の切断位置にて走間切断することができる。
【0052】
図8は上記のワーク走間切断装置10を用いて製造された車輌用バンパー100の正面図で、図9は図8のE−E断面図である。図8に示すように、バンパー100は、所定の曲率をもって婉曲しており、中空状を呈している。
【0053】
尚、本実施の形態のワーク走間切断装置10は、様々な形状のワークWの走間切断する際に利用できる。
【0054】
【発明の効果】
本発明によれば、直線状のワークだけでなく所定の曲率をもつワークや曲率が変化するワークにも切断機を追従させることができる。その結果、どんな形状のワークも走間切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態のワーク走間切断装置の正面図である。
【図2】図1におけるA視図である。
【図3】図1のおけるB視図である。
【図4】図1のおけるC視図である。
【図5】図1の切断機及び移動部材の拡大図である。
【図6】図5におけるD視図である。
【図7】4つのモータ及び6つのエンコーダと制御ユニットとの関係を示す説明図である。
【図8】図1のワーク走間切断装置により切断された車輌用バンパーの正面図である。
【図9】図8におけるE−E断面図である。
【符号の説明】
1 切断機
2 支持部材
20 支持体
21 Z軸方向移動部材(第1移動部材)
23 移動プレート(第1移動部材)
24 X軸方向移動部材(第2移動部材)
41 第1モータ(第1駆動部材)
46 第2モータ(第2駆動部材)
9 制御ユニット(制御装置)
10 ワーク走間切断装置
W ワーク
Claims (3)
- 連続的に繰り出されて走行するワークを走間切断する切断機と、
前記切断機を2次元に移動自在に支持する支持部材とを備え、
前記支持部材は、支持体と、
前記支持体に第1の方向に移動自在に支持された第1移動部材と、
前記第1移動部材に前記第1の方向と直交する第2の方向に移動自在に支持され、前記切断機を支持する第2移動部材とを備えるものであり、
前記第1移動部材を駆動する第1駆動部材と、前記第2移動部材を駆動する第2駆動部材と、前記切断機を連続して走行するワークに同期させるように前記第1及び第2駆動部材の速度を制御する制御装置とをさらに備えるワークの切断装置。 - 請求項1において、
前記切断機は、前記第2移動部材に回動可能に支持されているワークの走間切断装置。 - 請求項1又は2において、
前記第1移動部材には、前記第2の方向に沿って延在する第1ガイドレールが設けられ、該第1ガイドレールには前記第2の方向に沿って前記第2移動部材の移動範囲よりも小さい範囲で移動自在に第1可動プレートが案内されており、該第1可動プレートには、前記第1の方向に沿って延在する第2ガイドレールが設けられ、該第2ガイドレールには前記第1の方向に沿って前記第1移動部材の移動範囲よりも小さい範囲で移動自在に第2可動プレートが案内されているワークの走間切断装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25385795A JP3577804B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | ワークの走間切断装置 |
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