JP3626766B2

JP3626766B2 - Position control device for edge milling machine

Info

Publication number: JP3626766B2
Application number: JP05006994A
Authority: JP
Inventors: 稔森園; 博村上; 幸生渡成; 一伸木内; 立也宮下
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-03-22
Filing date: 1994-03-22
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2020-03-09
Also published as: JPH07256508A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、帯状の被削材の両側端を連続して切削するエッジミーリングマシンにおいて、帯状の被削材の走行中心位置に対するカッタの位置及び帯状の被削材の両側端に対するカッタの位置をコントロールするポジションコントロール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
帯状の圧延材等の被削材の両側端は、エッジミーリングマシンによって連続して切削されるようになっている。切削に際しては、圧延材の走行中心位置に対するカッタの位置及び圧延材の両側端に対するカッタの位置がコントロールされるようになっている。
【０００３】
カッタの位置をコントロールする従来のポジションコントロール装置を備えたエッジミーリングマシンを図３、図４に基づいて説明する。図３には従来のポジションコントロール装置を備えたエッジミーリングマシン１の正面視、図４には切削部の平面視を示してある。
【０００４】
図３に示すように、床面ＦＬから掘り下げられたピット２にはベッド３が固設され、ベッド３には中間フレーム４が帯状の被削材５の幅方向（図中左右方向）に摺動自在に支持されている。中間フレーム４はピット２に設けられた油圧シリンダ６により被削材５の幅方向に往復移動される。中間フレーム４上には被削材５を挟んで一対の支持フレーム７ａ，７ｂが被削材５の幅方向に摺動自在に支持され、一対の支持フレーム７ａ，７ｂは互いに同時に接近離反摺動するようになっている。中間フレーム４には移動モータ８ａ，８ｂが取り付けられ、移動モータ８ａ，８ｂによって駆動回転されるボールネジ９ａ，９ｂが中間フレーム４に支持されている。支持フレーム７ａ，７ｂにはボールネジ９ａ，９ｂに螺合するボールナット１０ａ，１０ｂがそれぞれ固定され、ボールネジ９ａ，９ｂの回転によりボールナット１０ａ，１０ｂを介して支持フレーム７ａ，７ｂは互いに同時に接近離反動される。中間フレーム４と支持フレーム７ａ，７ｂとの間にはそれぞれ油圧駆動の一対のクランプ１１ａ，１１ｂが設けられ、クランプ１１ａ，１１ｂによって中間フレーム４と支持フレーム７ａ，７ｂとが固定される。
【０００５】
支持フレーム７ａ，７ｂには切削ヘッド１２ａ，１２ｂがそれぞれ摺動自在に支持され、切削ヘッド１２ａ，１２ｂは互いに同時に接近離反摺動するようになっている。支持フレーム７ａ，７ｂには移動シリンダ１３ａ，１３ｂが取り付けられ、移動シリンダ１３ａ，１３ｂの駆動により切削ヘッド１２ａ，１２ｂはリンク１４ａ，１４ｂを介して互いに同時に接近離反動される。支持フレーム７ａ，７ｂと切削ヘッド１２ａ，１２ｂとの間にはそれぞれ油圧駆動の一対のクランプ１５ａ，１５ｂが設けられ、クランプ１５ａ，１５ｂによって支持フレーム７ａ，７ｂと切削ヘッド１２ａ，１２ｂとが固定される。
【０００６】
切削ヘッド１２ａ，１２ｂにはカッタ１６ａ，１６ｂがそれぞれ設けられ、カッタ１６ａ，１６ｂは被削材５に直交する方向（図中上下方向）の軸回りで駆動回転される。切削ヘッド１２ａ，１２ｂには駆動モータ１７ａ，１７ｂがそれぞれ設けられ、カッタ１６ａ，１６ｂは駆動モータ１７ａ，１７ｂにより駆動装置１８ａ，１８ｂを介して回転される。切削ヘッド１２ａ，１２ｂには上サポートロール１９ａ，１９ｂがそれぞれ設けられ、上サポートロール１９ａ，１９ｂは油圧シリンダ２０ａ，２０ｂによって昇降駆動される。また、被削材５の進入位置における被削材５の下方には下サポートロール２１ａ，２１ｂがそれぞれ設置されている。一方、切削ヘッド１２ａ，１２ｂにはリニアセンサの投光部２２ａ，２２ｂがそれぞれ設けられると共に、リニアセンサの受光部２３ａ，２３ｂがそれぞれ設けられている。
【０００７】
上述したエッジミーリングマシン１における被削材５の走行中心に対してカッタ１６ａ，１６ｂの中心位置を一致させるコントロール（ＣＰＣ：ＣｅｎｔｅｒＰｏｓｉｔｉｏｎＣｏｎｔｏｒｏｌ）の状況を、図４に基づいて説明する。
【０００８】
予め定められた切削幅Ｗに切削ヘッド１２ａ，１２ｂのカッタ１６ａ，１６ｂの間隔を調整する。即ち、クランプ１１ａ，１１ｂによる中間フレーム４と支持フレーム７ａ，７ｂとの固定を解除し、移動モータ８ａ，８ｂの駆動によりボールネジ９ａ，９ｂ及びボールナット１０ａ，１０ｂを介して支持フレーム７ａ，７ｂを中間フレーム４上で同時に接近離反動させ、支持フレーム７ａ，７ｂの間隔を調節する。支持フレーム７ａ，７ｂの移動量は移動モータ８ａ，８ｂに取り付けられた図示しないロータリエンコーダ等によって計測される。支持フレーム７ａ，７ｂの移動時は、切削ヘッド１２ａ，１２ｂはクランプ１５ａ，１５ｂによって支持フレーム７ａ，７ｂに固定されている。支持フレーム７ａ，７ｂの間隔を調節した後、クランプ１１ａ，１１ｂによって支持フレーム７ａ，７ｂと中間フレーム４とを固定することにより、中間フレーム４及び支持フレーム７ａ，７ｂと切削ヘッド１２ａ，１２ｂとが一体化する。
【０００９】
中間フレーム４及び支持フレーム７ａ，７ｂと切削ヘッド１２ａ，１２ｂとを一体化した状態で、リニアセンサの投光部２２ａ，２２ｂと受光部２３ａ，２３ｂとによって、被削材５の幅方向の両側端を直投方式にて検出し、常に中間フレーム４及び支持フレーム７ａ，７ｂと一体化された切削ヘッド１２ａ，１２ｂの間隔の中心が被削材５の幅の中心に位置するように、油圧シリンダ６により中間フレーム４を左右方向に移動させる。これにより、帯状の被削材５の長手方向における大きな幅方向のうねり（キャンバー）に追従して左右の切込量が均一になるように切削を行うことができる。
【００１０】
上述したエッジミーリングマシン１における被削材５の幅方向の両側端の位置に対してカッタ１６ａ，１６ｂのそれぞれの位置の関係を一定にするコントロール（ＥＰＣ：ＥｄｇｅＰｏｓｉｔｉｏｎＣｏｎｔｏｒｏｌ）の状況を、図４に基づいて説明する。
【００１１】
切削中に被削材５の幅の変動等により、カッタ１６ａ，１６ｂの切込み異常がリニアセンサの投光部２２ａ，２２ｂと受光部２３ａ，２３ｂとによって検出されると、それぞれのクランプ１５ａ，１５ｂが作動して切削ヘッド１２ａ，１２ｂと支持フレーム７ａ，７ｂとの固定が解かれ、油圧シリンダ１３ａ，１３ｂの駆動によって切削ヘッド１２ａ，１２ｂの間隔が開く（リトラクト）。次いで、カッタ１６ａ，１６ｂの切込み異常が解消されると、切削ヘッド１２ａ，１２ｂの間隔が再設定され、それぞれのクランプ１５ａ，１５ｂが作動して切削ヘッド１２ａ，１２ｂと支持フレーム７ａ，７ｂとが固定される。
【００１２】
カッタ１６ａ，１６ｂの切込み異常は次のようにして検出される。油圧シリンダ６により中間フレーム４を左右方向に移動させＣＰＣされている間、走行している被削材５の幅の変動によりリニアセンサの細長い受光部２３ａ，２３ｂの受光位置が変化する。投光部２２ａ，２２ｂからの光が受光部２３ａ，２３ｂによって受光されなくなると、切削代が許容限界を越えたと判定される。受光部２３ａ，２３ｂの受光位置により被削材５の幅Ｗｐが測定され、図示しない制御装置により予め入力されている切削幅Ｗと比較され、許容された切削代Ｃを越えると切込み異常と判定される。
そして、
Ｃ≧１／２（Ｗｐ−Ｗ）の時、ＣＰＣを行い、
Ｃ＜１／２（Ｗｐ−Ｗ）の時、リトラクトする。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のポジションコントロール装置を備えたエッジミーリングマシン１では、以下に示す問題があった。
（１）ベッド３上に中間フレーム４が設けられ、中間フレーム４上に一対の支持フレーム７ａ，７ｂが設けられ、更に支持フレーム７ａ，７ｂ上に切削ヘッド１２ａ，１２ｂが設けられた４層構造になっており、且つ各部材間に摺動面が設けられているので、摺動面が３箇所になり、エッジミーリングマシン１の全体の高さが高くなり、重量が嵩みコスト高となっていた。
（２）油圧ユニットが大型化している。即ち、油圧系統が、油圧シリンダ６、クランプ１１ａ，１１ｂ用、移動シリンダ１３ａ，１３ｂ、クランプ１５ａ，１５ｂ用及び油圧シリンダ２０ａ，２０ｂと多数存在し、機内配管が多岐にわたる。よって、部品点数が多くなると共に配管工数が増え、コスト高の原因の１つとなっている。また、油圧系統の保守が大掛かりになってしまう。
（３）被削材５の走行経路は床面ＦＬよりあまり高くない位置（目の位置より下）に設けられているが、エッジミーリングマシン１の全体の高さが高くなっているので、ベッド３の下面から被削材５の走行経路までの高さが高くなり、ピット２を深くする必要がある。また、油圧系統が縦横方向に長いスペースを必要とするため、ピット２の平面寸法が大きくなってしまう。
【００１４】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、エッジミーリングマシンの高さを低くすると共に、低コストで被削材の走行中心位置に対するカッタの位置及び被削材の両側端に対するカッタの位置をコントロールすることができるポジションコントロール装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の構成は、帯状の被削材の両側端を連続して切削するエッジミーリングマシンにおいて、ベッド上に摺動自在に支持され被削材の幅方向に移動自在な一対のフレームと、フレームにそれぞれ固定され被削材の側端の切削を行うカッタを備えた切削ヘッドと、各切削ヘッドに備えられ被削材の両側端を検知するセンサと、各フレームとベッドに亘ってそれぞれ設けられセンサの検知状況に応じて連動して作動することにより各フレームを被削材の幅方向で同一方向及び反対方向に選択的に移動させ被削材の走行中心位置に対するカッタの位置及び被削材の両側端に対するカッタの位置を制御する移動機構とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、上記課題を解決するための本発明の構成は、帯状の被削材の両側端を連続して切削するエッジミーリングマシンにおいて、ベッド上に摺動自在に支持され被削材の幅方向に移動自在な一対のフレームと、フレームにそれぞれ固定され被削材の側端の切削を行うカッタを備えた切削ヘッドと、各切削ヘッドに備えられ被削材の両側端を検知するセンサと、各フレームとベッドに亘ってそれぞれ設けられセンサの検知状況に応じて連動して作動することにより各フレームを被削材の幅方向で反対方向に同時に移動させることで被削材の両側端に対するカッタの位置を制御する移動機構と、各移動機構の間に介装されセンサの検知状況に応じて各フレームを被削材の幅方向で同一方向に移動させる際に各移動機構同士を接続し一方の移動機構の作動によって各フレームを被削材の幅方向で同一方向に移動させて被削材の走行中心位置に対するカッタの位置を制御するクラッチとを備えたことを特徴とする。
【００１７】
【作用】
第１の発明によって切削幅の設定を行う場合、移動機構によって各フレームを被削材の幅方向で反対方向に同時に移動させ切削ヘッドの間隔を設定する。また、被削材の走行中心位置に対するカッタの位置をコントロールする場合、センサの検知状況に応じて移動機構によって各フレームを被削材の幅方向で同一方向に同時に移動させる。また、被削材の両側端に対するカッタの位置を制御する場合、センサの検知状況に応じて移動機構によって各フレームを被削材の幅方向で反対方向に移動させる。
【００１８】
第２の発明によって切削幅の設定を行う場合、クラッチによる各移動機構の接続を解放し各移動機構によって各フレームを被削材の幅方向で反対方向に同時に移動させ切削ヘッドの間隔を設定する。また、被削材の走行中心位置に対するカッタの位置をコントロールする場合、クラッチにより各移動機構を接続しセンサの検知状況に応じて一方の移動機構の作動によって各フレームを被削材の幅方向で同一方向に同時に移動させる。また、被削材の両側端に対するカッタの位置を制御する場合、クラッチによる各移動機構の接続を解放しセンサの検知状況に応じて各移動機構によって各フレームを被削材の幅方向で反対方向に移動させる。
【００１９】
【実施例】
図１には本発明の一実施例に係るポジションコントロール装置を備えたエッジミーリングマシン３１の正面視、図２には切削部の平面視を示してある。
【００２０】
図１に示すように、床面ＦＬから掘り下げられたピット３２にはベッド３３が固設され、ベッド３３には被削材３４を挟んで一対のフレームとしての支持フレーム３５ａ，３５ｂが被削材３４の幅方向に摺動自在に支持されている。ベッド３３には正逆回転可能なＡＣサーボモータ（モータ）３６ａ，３６ｂが取り付けられ、モータ３６ａ，３６ｂによって駆動回転されるボールネジ３７ａ，３７ｂがベッド３３に支持されている。ボールネジ３７ａ，３７ｂは同一ピッチ及び同一方向のネジ角を有している。支持フレーム３５ａ，３５ｂにはボールネジ３７ａ，３７ｂに螺合するボールナット３８ａ，３８ｂがそれぞれ固定され、ボールネジ３７ａ，３７ｂの駆動によりボールナット３８ａ，３８ｂを介して支持フレーム３５ａ，３５ｂはベッド３３上を摺動移動する。例えば、モータ３６ａ，３６ｂを同一速度で互いに逆方向に回転させると、支持フレーム３５ａ，３５ｂは互いに同時に接近離反動され、モータ３６ａ，３６ｂを同一速度で同一方向に回転させると、支持フレーム３５ａ，３５ｂは同時に同一方向に移動される。つまり、移動機構はモータ３６ａ，３６ｂ、ボールネジ３７ａ，３７ｂ、ボールナット３８ａ，３８ｂによって構成されている。
【００２１】
尚、図１に破線で示したように、ボールネジ３７ａ，３７ｂをクラッチ３９で接続することも可能で（第２発明）、クラッチ３９で接続した場合、支持フレーム３５ａ，３５ｂを互いに同時に接近離反動させる時にはクラッチ３９を切ってモータ３６ａ，３６ｂを同一速度で互いに逆方向に回転させ、支持フレーム３５ａ，３５ｂを同時に同一方向に移動させる時にはクラッチ３９を接続して一方のモータ３６ａ（３６ｂ）のみを回転させる。このように、クラッチ３９でボールネジ３７ａ，３７ｂを接続することにより、モータ３６ａ，３６ｂの制御が容易になる。
【００２２】
支持フレーム３５ａ，３５ｂには切削ヘッド４０ａ，４０ｂがそれぞれ固定され、切削ヘッド４０ａ，４０ｂにはカッタ４１ａ，４１ｂがそれぞれ設けられ、カッタ４１ａ，４１ｂは被削材３４に直交する方向（図中上下方向）の軸回りで駆動回転される。切削ヘッド４０ａ，４０ｂには駆動モータ４２ａ，４２ｂがそれぞれ設けられ、カッタ４１ａ，４１ｂは駆動モータ４２ａ，４２ｂにより駆動装置４３ａ，４３ｂを介して回転される。切削ヘッド４０ａ，４０ｂには上サポートロール４４ａ，４４ｂがそれぞれ設けられ、上サポートロール４４ａ，４４ｂは油圧シリンダ４５ａ，４５ｂによって昇降駆動される。また、被削材３４の進入位置における被削材３４の下方には下サポートロール４６ａ，４６ｂがそれぞれ設置されている。一方、切削ヘッド４０ａ，４０ｂにはセンサとしてのリニアセンサの投光部４７ａ，４７ｂがそれぞれ設けられると共に、リニアセンサの受光部４８ａ，４８ｂがそれぞれ設けられている。
【００２３】
上述したエッジミーリングマシン３１における被削材３４の走行中心位置に対するカッタ４１ａ，４１ｂの位置のコントロール（ＣＰＣ）の状況を、図２に基づいて説明する。
【００２４】
予め定められた切削幅Ｗ（必要最小限の切削量）に切削ヘッド４０ａ，４０ｂのカッタ４１ａ，４１ｂの間隔を調整する。即ち、モータ３６ａ，３６ｂを同一速度で互いに逆方向に回転させてボールネジ３７ａ，３７ｂ及びボールナット３８ａ，３８ｂを介して支持フレーム３５ａ，３５ｂを互いに同時に接近離反動させ、切削ヘッド４０ａ，４０ｂの間隔を調節する。切削ヘッド４０ａ，４０ｂの移動量はモータ３６ａ，３６ｂに取り付けられた図示しないロータリエンコーダ等によって計測される。切削ヘッド４０ａ，４０ｂの間隔を調節した後、リニアセンサの投光部４７ａ，４７ｂと受光部４８ａ，４８ｂとによって、被削材３４の幅方向の両側端を直投方式にて検出し、常に切削ヘッド４０ａ，４０ｂの間隔の中心が被削材３４の幅の中心に位置するようにする。即ち、モータ３６ａ，３６ｂを同一速度で同一方向に回転させることにより支持フレーム３５ａ，３５ｂを同時に同一方向に移動させ、切削ヘッド４０ａ，４０ｂを同時に同一方向に移動させる。これにより、カッタ４１ａ，４１ｂの位置を被削材３４のキャンパーに追従させ、左右の切込量が均一になるように切削を行うことができる。
【００２５】
図１に破線で示したように、ボールネジ３７ａ，３７ｂをクラッチ３９で接続した場合、クラッチ３９を接続して一方のモータ３６ａ（３６ｂ）のみを回転させることにより、切削ヘッド４０ａ，４０ｂを同時に同一方向に移動させることができる。これにより、モータ３６ａ，３６ｂを同一速度で同一方向に回転させた時と同様に、カッタ４１ａ，４１ｂの位置を被削材３４のキャンパーに追従させて左右の切込量が均一になるように切削を行うことができる。
【００２６】
上述したエッジミーリングマシン３１における被削材３４の幅方向の両側端の位置に対するカッタ４１ａ，４１ｂのそれぞれの位置のコントロール（ＥＰＣ）の状況を、図２に基づいて説明する。
【００２７】
被削材３４同士の接合部５０（溶接部）のように、被削材３４の他の部分よりも幅が広く、ＣＰＣではカッタ４１ａ，４１ｂの切込み量が過大になる状態になった場合、カッタ４１ａ，４１ｂの切込み異常がリニアセンサの投光部４７ａ，４７ｂと受光部４８ａ，４８ｂとによって検出され、モータ３６ａ，３６ｂを同一速度で互いに逆回転させて切削ヘッド４０ａ，４０ｂの間隔を開き、カッタ４１ａ，４１ｂの切込み量を適正に保つ。また、切込み異常が発生した場合、モータ３６ａ，３６ｂを同一速度で互いに逆回転させて切削ヘッド４０ａ，４０ｂの間隔を急速に開き（リトラクト）、カッタ４１ａ，４１ｂを保護する。
【００２８】
カッタ４１ａ，４１ｂの切込み異常は次のようにして検出される。モータ３６ａ，３６ｂを同一速度で同一方向に回転させて切削ヘッド４０ａ，４０ｂを同時に同一方向に移動させＣＰＣされている間、走行している被削材３４の幅の変動によりリニアセンサの細長い受光部４８ａ，４８ｂの受光位置が変化する。投光部４７ａ，４７ｂからの光が受光部４８ａ，４８ｂによって受光されなくなると、切削代が許容限界を越えたと判定される。受光部４８ａ，４８ｂの受光位置により被削材３４の幅Ｗｐが測定され、図示しない制御装置により予め入力されている切削幅Ｗと比較され、許容された切削代Ｃを越えると切込み異常と判定される。
そして、
Ｃ≧１／２（Ｗｐ−Ｗ）の時、ＣＰＣを行い、
Ｃ＜１／２（Ｗｐ−Ｗ）の時、リトラクトする。
切込み異常と判定されてリトラクトすると、この位置｛（Ｗ＋２Ｃ）以上｝でリニアセンサの投光部４７ａ，４７ｂと受光部４８ａ，４８ｂとによって被削材３４の幅方向の両側端の位置を検知し、切削代Ｃが｛１／２（Ｗｐ−Ｗ）｝を越えるようにＥＰＣを行う。ＥＰＣは、被削材３４の幅Ｗｐが（Ｗ＋２Ｃ）以上になった時に、図示しない制御装置の選択によりＣＰＣより切り換えられて行われる。
【００２９】
上述したポジションコントロール装置を備えたエッジミーリングマシン３１では、モータ３６ａ，３６ｂ、ボールネジ３７ａ，３７ｂ、ボールナット３８ａ，３８ｂによって構成される移動機構によりＣＰＣ及びＥＰＣを行い、また、切込み異常の場合のリトラクトを行うことができる。また、ベッド３３上に切削ヘッド４０ａ，４０ｂが固定された一対の支持フレーム３５ａ，３５ｂを移動自在に支持した構造になっているので、摺動面はベッド３３と一対の支持フレーム３５ａ，３５ｂとの間の１箇所となり、従来の摺動面を３箇所有する４層構造のポジションコントロール装置に比べ、高さが著しく低くなり重量も軽減しコストも安くなる。また、被削材３４の走行経路とベッド３３の下面までの高さも低くなるのでピット３２の深さが浅くなり、更に、サポートロール用の油圧シリンダ４５ａ，４５ｂ以外に油圧シリンダを使用しないので、油圧系統が簡単になり設置スペースが減少してピット３２の平面視スペースも狭くてよい。
【００３０】
また、クラッチ３９を備えて第２発明のポジションコントロール装置を備えたエッジミーリングマシン３１とした場合、クラッチ３９によってボールネジ３７ａ，３７ｂの接続を選択することにより、モータ３６ｂは一方向（実施例では逆回転方向）の回転だけでＣＰＣ、ＥＰＣ及び切込み異常の場合のリトラクトを行うことができる。このため、モータの構成及びモータの回転制御がきわめて容易になる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明のエッジミーリングマシンのポジションコントロール装置は、ベッド上に切削ヘッドが固定された一対のフレームを摺動自在に支持し、センサの検知状況に応じて連動して作動することにより各フレームを被削材の幅方向で同一方向及び反対方向に選択的に移動させ被削材の走行中心位置に対するカッタの位置及び被削材の両側端に対するカッタの位置を制御する移動機構を設けたので、移動機構の作動によりＣＰＣ及びＥＰＣを行い、また、切込み異常の場合のリトラクトを行うことができる。このため、摺動面はベッドと一対のフレームとの間の１箇所となり、高さが著しく低くなり重量も軽減しコストも安くなると共に、油圧系統が簡単になり設置スペースが減少してピットを狭くすることができる。この結果、既設のエッジミーリングマシンラインへの適用が容易になる。
【００３２】
また、クラッチを備えた第２発明のエッジミーリングマシンのポジションコントロール装置は、ベッド上に切削ヘッドが固定された一対のフレームを摺動自在に支持し、センサの検知状況に応じて連動して作動することにより各フレームを被削材の幅方向で反対方向に同時に移動させ被削材の両側端に対するカッタの位置を制御する移動機構を設け、センサの検知状況に応じて各フレームを被削材の幅方向で同一方向に移動させる際に各移動機構同士を接続し一方の移動機構の作動によって各フレームを被削材の幅方向で同一方向に移動させて被削材の走行中心位置に対するカッタの位置を制御するクラッチを各移動機構の間に介装したので、移動機構及びクラッチの作動によりＣＰＣ及びＥＰＣを行い、また、切込み異常の場合のリトラクトを行うことができる。このため、上述した効果に加え、移動機構の構成及び作動制御がきわめて容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るポジションコントロール装置を備えたエッジミーリングマシンの正面図。
【図２】切削部の平面図。
【図３】従来のポジションコントロール装置を備えたエッジミーリングマシンの正面図。
【図４】切削部の平面図。
【符号の説明】
３１エッジミーリングマシン
３２ピット
３３ベッド
３４被削材
３５ａ，３５ｂ支持フレーム
３６ａ，３６ｂＡＣサーボモータ（モータ）
３７ａ，３７ｂボールネジ
３８ａ，３８ｂボールナット
３９クラッチ
４０ａ，４０ｂ切削ヘッド
４１ａ，４１ｂカッタ
４２ａ，４２ｂ駆動モータ
４３ａ，４３ｂ駆動装置
４４ａ，４４ｂ上サポートロール
４５ａ，４５ｂ油圧シリンダ
４６ａ，４６ｂ下サポートロール
４７ａ，４７ｂ投光部
４８ａ，４８ｂ受光部[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an edge milling machine that continuously cuts both side edges of a strip-shaped work material, the position of the cutter with respect to the travel center position of the strip-shaped work material, and the position of the cutter with respect to both side edges of the strip-shaped work material. The present invention relates to a position control device for controlling.
[0002]
[Prior art]
Both side ends of a work material such as a strip-shaped rolled material are continuously cut by an edge milling machine. At the time of cutting, the position of the cutter with respect to the travel center position of the rolled material and the position of the cutter with respect to both side ends of the rolled material are controlled.
[0003]
An edge milling machine equipped with a conventional position control device for controlling the position of a cutter will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a front view of an edge milling machine 1 equipped with a conventional position control device, and FIG. 4 shows a plan view of a cutting part.
[0004]
As shown in FIG. 3, a bed 3 is fixed to the pit 2 dug down from the floor surface FL, and an intermediate frame 4 is slid in the bed 3 in the width direction of the strip-shaped work material 5 (left-right direction in the figure). It is supported freely. The intermediate frame 4 is reciprocated in the width direction of the work material 5 by a hydraulic cylinder 6 provided in the pit 2. A pair of support frames 7a and 7b are supported on the intermediate frame 4 so as to be slidable in the width direction of the work material 5 with the work material 5 interposed therebetween, and the pair of support frames 7a and 7b are simultaneously moved toward and away from each other. It is supposed to be. Movement motors 8 a and 8 b are attached to the intermediate frame 4, and ball screws 9 a and 9 b driven and rotated by the movement motors 8 a and 8 b are supported by the intermediate frame 4. Ball nuts 10a and 10b screwed to the ball screws 9a and 9b are fixed to the support frames 7a and 7b, respectively, and the support frames 7a and 7b simultaneously approach and separate from each other via the ball nuts 10a and 10b by the rotation of the ball screws 9a and 9b. Rebounded. A pair of hydraulically driven clamps 11a and 11b are provided between the intermediate frame 4 and the support frames 7a and 7b, respectively, and the intermediate frame 4 and the support frames 7a and 7b are fixed by the clamps 11a and 11b.
[0005]
The cutting heads 12a and 12b are slidably supported by the support frames 7a and 7b, respectively, and the cutting heads 12a and 12b slide toward and away from each other simultaneously. Moving cylinders 13a and 13b are attached to the support frames 7a and 7b, and the cutting heads 12a and 12b are simultaneously moved toward and away from each other via the links 14a and 14b by driving the moving cylinders 13a and 13b. A pair of hydraulically driven clamps 15a and 15b are provided between the support frames 7a and 7b and the cutting heads 12a and 12b, respectively, and the support frames 7a and 7b and the cutting heads 12a and 12b are fixed by the clamps 15a and 15b. The
[0006]
The cutting heads 12a and 12b are respectively provided with cutters 16a and 16b, and the cutters 16a and 16b are driven and rotated about an axis perpendicular to the workpiece 5 (vertical direction in the figure). The cutting heads 12a and 12b are provided with drive motors 17a and 17b, respectively, and the cutters 16a and 16b are rotated by the drive motors 17a and 17b via the drive devices 18a and 18b. The cutting heads 12a and 12b are provided with upper support rolls 19a and 19b, respectively, and the upper support rolls 19a and 19b are driven up and down by hydraulic cylinders 20a and 20b. Further, lower support rolls 21a and 21b are installed below the work material 5 at the entry position of the work material 5, respectively. On the other hand, the cutting heads 12a and 12b are respectively provided with light projecting portions 22a and 22b of linear sensors and light receiving portions 23a and 23b of linear sensors.
[0007]
Cutter 16a and against the running center of the workpiece 5 in the edge milling machine 1 described above, control to match the center position of 16b: the status of (CPC Center Position Contorol), will be described with reference to FIG.
[0008]
The distance between the cutters 16a and 16b of the cutting heads 12a and 12b is adjusted to a predetermined cutting width W. That is, the fixing of the intermediate frame 4 and the support frames 7a and 7b by the clamps 11a and 11b is released, and the support frames 7a and 7b are moved via the ball screws 9a and 9b and the ball nuts 10a and 10b by driving the moving motors 8a and 8b. At the same time, the intermediate frames 4 are moved toward and away from each other to adjust the distance between the support frames 7a and 7b. The movement amounts of the support frames 7a and 7b are measured by a rotary encoder (not shown) attached to the movement motors 8a and 8b. When the support frames 7a and 7b are moved, the cutting heads 12a and 12b are fixed to the support frames 7a and 7b by the clamps 15a and 15b. After the distance between the support frames 7a and 7b is adjusted, the support frames 7a and 7b and the intermediate frame 4 are fixed by the clamps 11a and 11b, so that the intermediate frame 4, the support frames 7a and 7b, and the cutting heads 12a and 12b are connected. Integrate.
[0009]
In a state where the intermediate frame 4 and the support frames 7a and 7b and the cutting heads 12a and 12b are integrated, both sides of the workpiece 5 in the width direction are projected by the light projecting portions 22a and 22b and the light receiving portions 23a and 23b of the linear sensor. The hydraulic pressure is detected so that the end is detected by the direct throw method and the center of the interval between the cutting heads 12a and 12b integrated with the intermediate frame 4 and the support frames 7a and 7b is always located at the center of the width of the work material 5. The intermediate frame 4 is moved in the left-right direction by the cylinder 6. Thereby, it can cut so that the cutting amount of right and left may become uniform following the waviness (camber) of the large width direction in the longitudinal direction of the strip-shaped work material 5.
[0010]
Cutter 16a and against the position of the both side ends in the width direction of the workpiece 5 in the edge milling machine 1 described above, control of the constant relationship between the respective positions of 16b: the status of (EPC Edge Position Contorol), FIG. 4 will be described.
[0011]
When abnormal cutting of the cutters 16a and 16b is detected by the light projecting portions 22a and 22b and the light receiving portions 23a and 23b of the linear sensor due to fluctuations in the width of the work material 5 during cutting, the respective clamps 15a and 15b. , The cutting heads 12a, 12b and the support frames 7a, 7b are unfixed, and the intervals between the cutting heads 12a, 12b are opened (retract) by driving the hydraulic cylinders 13a, 13b. Next, when the cutting abnormality of the cutters 16a and 16b is resolved, the interval between the cutting heads 12a and 12b is reset, and the respective clamps 15a and 15b are operated to connect the cutting heads 12a and 12b and the support frames 7a and 7b. Fixed.
[0012]
The cutting abnormality of the cutters 16a and 16b is detected as follows. While the intermediate frame 4 is moved in the left-right direction by the hydraulic cylinder 6 and CPC is performed, the light receiving positions of the elongated light receiving portions 23a and 23b of the linear sensor change due to the variation in the width of the traveling work material 5. When the light from the light projecting units 22a and 22b is not received by the light receiving units 23a and 23b, it is determined that the cutting allowance has exceeded the allowable limit. The width Wp of the workpiece 5 is measured based on the light receiving positions of the light receiving portions 23a and 23b, compared with the cutting width W inputted in advance by a control device (not shown), and when the allowable cutting allowance C is exceeded, it is determined that the cutting is abnormal. Is done.
And
When C ≧ 1/2 (Wp-W), perform CPC,
Retract when C <1/2 (Wp-W).
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The edge milling machine 1 provided with the conventional position control device has the following problems.
(1) A four-layer structure in which an intermediate frame 4 is provided on the bed 3, a pair of support frames 7a and 7b are provided on the intermediate frame 4, and cutting heads 12a and 12b are provided on the support frames 7a and 7b. In addition, since the sliding surfaces are provided between the members, there are three sliding surfaces, the overall height of the edge milling machine 1 is increased, the weight is increased, and the cost is increased. It was.
(2) The hydraulic unit is upsized. That is, there are many hydraulic systems such as the hydraulic cylinder 6, the clamps 11a and 11b, the moving cylinders 13a and 13b, the clamps 15a and 15b, and the hydraulic cylinders 20a and 20b. Therefore, the number of parts increases and the number of piping steps increases, which is one of the causes of high costs. In addition, maintenance of the hydraulic system becomes large.
(3) Although the travel route of the work material 5 is provided at a position (not below the position of the eyes) that is not so high as the floor surface FL, the overall height of the edge milling machine 1 is increased. The height from the lower surface of 3 to the travel path of the work material 5 is increased, and the pit 2 needs to be deepened. Moreover, since the hydraulic system requires a long space in the vertical and horizontal directions, the planar dimension of the pit 2 is increased.
[0014]
The present invention has been made in view of the above situation, and while reducing the height of the edge milling machine, the position of the cutter with respect to the traveling center position of the work material and the position of the cutter with respect to both side edges of the work material can be reduced at a low cost. An object of the present invention is to provide a position control device that can be controlled.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the present invention for solving the above problems is an edge milling machine that continuously cuts both side ends of a strip-shaped work material, and is slidably supported on a bed and movable in the width direction of the work material. A pair of frames, a cutting head that is fixed to the frame and includes a cutter that cuts a side edge of the work material, a sensor that is provided in each cutting head and detects both side edges of the work material, and each frame Each frame is provided across the bed and operates in conjunction with the detection status of the sensor to selectively move each frame in the same direction and in the opposite direction in the width direction of the work material, with respect to the travel center position of the work material And a moving mechanism for controlling the position of the cutter and the position of the cutter with respect to both side edges of the work material.
[0016]
In addition, the configuration of the present invention for solving the above problems is an edge milling machine that continuously cuts both side ends of a strip-shaped work material, and is slidably supported on a bed in the width direction of the work material. A pair of movable frames, a cutting head that is fixed to the frame and includes a cutter that cuts the side edges of the work material, a sensor that is provided in each cutting head and detects both side edges of the work material, Each frame is provided across the frame and the bed and operates in conjunction with the detection status of the sensor, so that each frame moves simultaneously in the opposite direction in the width direction of the work material. When moving each frame in the same direction in the width direction of the work material according to the detection status of the sensor that is interposed between each movement mechanism and the movement mechanism that controls the position, connect each movement mechanism to each other Movement mechanism Each frame by the operation is moved in the same direction in the width direction of the workpiece, characterized in that a clutch for controlling the position of the cutter with respect to the travel center position of the workpiece with.
[0017]
[Action]
When setting the cutting width according to the first invention, the frames are simultaneously moved in the opposite direction in the width direction of the work material by the moving mechanism to set the interval between the cutting heads. Further, when controlling the position of the cutter with respect to the traveling center position of the work material, the frames are moved simultaneously in the same direction in the width direction of the work material by the moving mechanism according to the detection state of the sensor. Further, when controlling the position of the cutter with respect to both side edges of the work material, each frame is moved in the opposite direction in the width direction of the work material by the moving mechanism according to the detection state of the sensor.
[0018]
When setting the cutting width according to the second invention, the connection of each moving mechanism by the clutch is released and each frame is moved simultaneously in the opposite direction in the width direction of the work material by each moving mechanism to set the interval between the cutting heads. . In addition, when controlling the position of the cutter with respect to the traveling center position of the work material, each moving mechanism is connected by a clutch, and each frame is moved in the width direction of the work material by the operation of one moving mechanism according to the detection status of the sensor. Move simultaneously in the same direction. Also, when controlling the position of the cutter with respect to both ends of the work material, the connection of each moving mechanism by the clutch is released, and each frame is moved in the opposite direction in the width direction of the work material by each moving mechanism according to the detection status of the sensor Move to.
[0019]
【Example】
FIG. 1 shows a front view of an edge milling machine 31 provided with a position control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a plan view of a cutting portion.
[0020]
As shown in FIG. 1, a bed 33 is fixed to a pit 32 dug down from a floor surface FL, and support frames 35a and 35b as a pair of frames are sandwiched between the work material 34 and the work material. 34 is slidably supported in the width direction. AC servomotors (motors) 36a and 36b that can rotate forward and backward are attached to the bed 33, and ball screws 37a and 37b that are driven and rotated by the motors 36a and 36b are supported by the bed 33. The ball screws 37a and 37b have the same pitch and the same screw angle. Ball nuts 38a and 38b screwed to the ball screws 37a and 37b are fixed to the support frames 35a and 35b, respectively. The support frames 35a and 35b are moved on the bed 33 via the ball nuts 38a and 38b by driving the ball screws 37a and 37b. Slide and move. For example, when the motors 36a and 36b are rotated in the opposite directions at the same speed, the support frames 35a and 35b are simultaneously moved toward and away from each other, and when the motors 36a and 36b are rotated in the same direction at the same speed, the support frames 35a and 35b are rotated. 35b is simultaneously moved in the same direction. That is, the moving mechanism is constituted by motors 36a and 36b, ball screws 37a and 37b, and ball nuts 38a and 38b.
[0021]
As indicated by broken lines in FIG. 1, it is possible to connect the ball screws 37a and 37b with the clutch 39 (second invention), and when connected with the clutch 39, the support frames 35a and 35b are moved toward and away from each other simultaneously. When the clutch 39 is disengaged, the motors 36a and 36b are rotated in the opposite directions at the same speed. When the support frames 35a and 35b are simultaneously moved in the same direction, the clutch 39 is connected and only one motor 36a (36b) is connected. Rotate. Thus, by connecting the ball screws 37a and 37b with the clutch 39, the motors 36a and 36b can be easily controlled.
[0022]
Cutting heads 40a and 40b are respectively fixed to the support frames 35a and 35b. The cutting heads 40a and 40b are respectively provided with cutters 41a and 41b. The cutters 41a and 41b are orthogonal to the work material 34 (upper and lower in the figure). Direction). The cutting heads 40a and 40b are provided with drive motors 42a and 42b, respectively, and the cutters 41a and 41b are rotated by the drive motors 42a and 42b via the drive devices 43a and 43b. Upper support rolls 44a and 44b are respectively provided in the cutting heads 40a and 40b, and the upper support rolls 44a and 44b are driven up and down by hydraulic cylinders 45a and 45b. In addition, lower support rolls 46a and 46b are installed below the work material 34 at the entry position of the work material 34, respectively. On the other hand, the cutting heads 40a and 40b are respectively provided with light projecting portions 47a and 47b of linear sensors as sensors and light receiving portions 48a and 48b of linear sensors.
[0023]
The situation of the control (CPC) of the positions of the cutters 41a and 41b with respect to the travel center position of the work material 34 in the edge milling machine 31 will be described with reference to FIG.
[0024]
The interval between the cutters 41a and 41b of the cutting heads 40a and 40b is adjusted to a predetermined cutting width W (required minimum cutting amount). That is, the motors 36a and 36b are rotated in the opposite directions at the same speed, and the support frames 35a and 35b are simultaneously moved closer to and away from each other via the ball screws 37a and 37b and the ball nuts 38a and 38b. Adjust. The amount of movement of the cutting heads 40a and 40b is measured by a rotary encoder (not shown) attached to the motors 36a and 36b. After adjusting the distance between the cutting heads 40a and 40b, the light projecting portions 47a and 47b and the light receiving portions 48a and 48b of the linear sensor detect both ends in the width direction of the work material 34 by the direct throwing method. The center of the interval between the cutting heads 40 a and 40 b is positioned at the center of the width of the work material 34. That is, by rotating the motors 36a and 36b in the same direction at the same speed, the support frames 35a and 35b are simultaneously moved in the same direction, and the cutting heads 40a and 40b are simultaneously moved in the same direction. Thereby, it is possible to perform cutting so that the positions of the cutters 41a and 41b follow the camper of the work material 34 and the left and right cutting amounts are uniform.
[0025]
As shown by broken lines in FIG. 1, when the ball screws 37a and 37b are connected by the clutch 39, the cutting heads 40a and 40b are simultaneously made the same by connecting the clutch 39 and rotating only one motor 36a (36b). Can be moved in the direction. As a result, in the same manner as when the motors 36a and 36b are rotated in the same direction at the same speed, the positions of the cutters 41a and 41b are made to follow the camper of the work material 34 so that the left and right cutting amounts are uniform. Cutting can be performed.
[0026]
The situation of the control (EPC) of the respective positions of the cutters 41a and 41b with respect to the positions of both side ends in the width direction of the work material 34 in the edge milling machine 31 will be described with reference to FIG.
[0027]
Like the joint 50 (welded part) between the work materials 34, the width is wider than the other parts of the work material 34, and in CPC, the cutting amounts of the cutters 41a and 41b become excessive. The abnormal cutting of the cutters 41a and 41b is detected by the light projecting parts 47a and 47b and the light receiving parts 48a and 48b of the linear sensor, and the motors 36a and 36b are rotated in reverse at the same speed to open the gap between the cutting heads 40a and 40b. The cutting amounts of the cutters 41a and 41b are kept appropriate. Further, when a cutting abnormality occurs, the motors 36a and 36b are rotated in reverse at the same speed to rapidly open (retract) the cutting heads 40a and 40b, thereby protecting the cutters 41a and 41b.
[0028]
The cutting abnormality of the cutters 41a and 41b is detected as follows. While the motors 36a and 36b are rotated in the same direction at the same speed and the cutting heads 40a and 40b are simultaneously moved in the same direction and CPC is performed, the linear sensor has a long and narrow light reception due to fluctuations in the width of the workpiece 34 that is traveling. The light receiving positions of the portions 48a and 48b change. When the light from the light projecting parts 47a and 47b is not received by the light receiving parts 48a and 48b, it is determined that the cutting allowance has exceeded the allowable limit. The width Wp of the work material 34 is measured by the light receiving positions of the light receiving portions 48a and 48b, compared with the cutting width W input in advance by a control device (not shown), and if the allowable cutting allowance C is exceeded, it is determined that the cutting is abnormal. Is done.
And
When C ≧ 1/2 (Wp-W), perform CPC,
Retract when C <1/2 (Wp-W).
When it is determined that the cutting is abnormal and the retraction is performed, the positions of both ends in the width direction of the workpiece 34 are detected by the light projecting portions 47a and 47b and the light receiving portions 48a and 48b of the linear sensor at this position {(W + 2C) or more}. Then, EPC is performed so that the cutting allowance C exceeds {1/2 (Wp−W)}. The EPC is performed by switching from the CPC by selection of a control device (not shown) when the width Wp of the work material 34 is equal to or greater than (W + 2C).
[0029]
In the edge milling machine 31 equipped with the above-described position control device, CPC and EPC are performed by a moving mechanism constituted by motors 36a and 36b, ball screws 37a and 37b, and ball nuts 38a and 38b. It can be performed. In addition, since the pair of support frames 35a and 35b in which the cutting heads 40a and 40b are fixed on the bed 33 are movably supported, the sliding surface includes the bed 33 and the pair of support frames 35a and 35b. Compared to a conventional 4-layer position control device having three sliding surfaces, the height is significantly reduced, the weight is reduced, and the cost is reduced. Further, since the travel path of the work material 34 and the height to the lower surface of the bed 33 are also reduced, the depth of the pit 32 is shallow, and furthermore, no hydraulic cylinder is used other than the hydraulic cylinders 45a and 45b for the support roll. The hydraulic system is simplified, the installation space is reduced, and the plane view space of the pit 32 may be narrowed.
[0030]
Further, when the edge milling machine 31 is provided with the clutch 39 and the position control device of the second invention, the motor 36b is moved in one direction (reverse in the embodiment) by selecting the connection of the ball screws 37a and 37b by the clutch 39. Retraction in the case of CPC, EPC, and cutting abnormality can be performed only by rotation in the rotation direction. For this reason, the configuration of the motor and the rotation control of the motor become extremely easy.
[0031]
【The invention's effect】
The position control device of the edge milling machine of the present invention slidably supports a pair of frames having a cutting head fixed on a bed and operates in conjunction with the detection status of the sensor to cover each frame. Since there is a moving mechanism that selectively moves in the same direction and the opposite direction in the width direction of the work material and controls the position of the cutter with respect to the travel center position of the work material and the position of the cutter with respect to both ends of the work material, CPC and EPC can be performed by operating the mechanism, and retraction can be performed in the case of an abnormal cutting. For this reason, the sliding surface becomes one place between the bed and the pair of frames, and the height is remarkably reduced, the weight is reduced, the cost is reduced, the hydraulic system is simplified, the installation space is reduced, and the pit is formed. Can be narrowed. As a result, application to an existing edge milling machine line is facilitated.
[0032]
In addition, the position control device of the edge milling machine of the second invention provided with the clutch slidably supports a pair of frames with the cutting head fixed on the bed, and operates in conjunction with the detection status of the sensor. By moving each frame simultaneously in the opposite direction in the width direction of the work material, a moving mechanism that controls the position of the cutter with respect to both side ends of the work material is provided, and each frame is cut according to the detection status of the sensor. When moving in the same direction in the width direction of each other, each moving mechanism is connected to each other, and each frame is moved in the same direction in the width direction of the work material by the operation of one of the moving mechanisms, and the cutter with respect to the traveling center position of the work material Since a clutch for controlling the position of the actuator is interposed between the moving mechanisms, CPC and EPC are performed by operating the moving mechanism and the clutch. It can be carried out. For this reason, in addition to the above-described effects, the configuration and operation control of the moving mechanism become extremely easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an edge milling machine including a position control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a cutting part.
FIG. 3 is a front view of an edge milling machine equipped with a conventional position control device.
FIG. 4 is a plan view of a cutting part.
[Explanation of symbols]
31 Edge milling machine 32 Pit 33 Bed 34 Work material 35a, 35b Support frame 36a, 36b AC servo motor (motor)
37a, 37b Ball screw 38a, 38b Ball nut 39 Clutch 40a, 40b Cutting head 41a, 41b Cutter 42a, 42b Drive motor 43a, 43b Drive device 44a, 44b Upper support roll 45a, 45b Hydraulic cylinder 46a, 46b Lower support roll 47a, 47b Emitting unit 48a, 48b Receiving unit

Claims

In an edge milling machine that continuously cuts both side edges of a strip-shaped work material, a pair of frames that are slidably supported on a bed and movable in the width direction of the work material, and a work fixed to the frame A cutting head with a cutter that cuts the side edges of the material, a sensor that is provided on each cutting head and that detects both side edges of the work material, and is provided across each frame and bed, depending on the detection status of the sensor By moving each frame simultaneously in the opposite direction in the width direction of the work material by operating in conjunction with each other, and a movement mechanism that controls the position of the cutter with respect to both ends of the work material, and between each movement mechanism When moving each frame in the same direction in the width direction of the work material according to the detection status of the mounted sensor, each moving mechanism is connected to each other, and each frame is moved in the width direction of the work material by the operation of one moving mechanism Same Position control device for edge milling machine, characterized in that a clutch for controlling the position of the cutter is moved relative to the running center position of the workpiece in the direction.