JP3816140B2 - シャーリングマシン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シャーリングマシンに係り、更に詳細には、ラムに備えた可動直線上刃のレーキ角を自動的に検出すると共に検出されたレーキ角に自動設定するシャーリングマシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薄板切断時のボウ、ツイスト、キャンバー等の変形を極少に抑えるために、油圧式シヤーリングマシンにおいては必要最小限のレーキ角（シャー角）にて切断できるようにレーキ角調整装置を備えているのが一般的である。
【０００３】
その調整の手段としては、例えば、特開昭６３−８９２１５号公報に記載されている構造が知られている。
【０００４】
すなわち、モータによるスライダを上下方向に駆動することによりリンク機構を介しチェーンを回転させ、左右シリンダ間の作動油を出し入れさせるための角度変更バルブを開閉させることにより行っていた。
【０００５】
また、実公平４−５１９３０号公報に記載されているごとく、駆動ギヤにて油圧バルブ開閉スイッチの作動位置を調節し、レーキ角を適宜制御する構成が知られている。
【０００６】
更に、実開昭２−４７１８号公報に記載されているごとく、チェン移動量を回転量に変えて所定値に適した時に適宜油圧バルブをＯＮ、ＯＦＦする構成が知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のレーキ角調整装置として、特開昭６３−８９２１５号公報に記載されている構造のものでは、レーキ角を変更するためには、作業者がレーキ角を表示する指針を目視にて確認しながら、押釦を操作する必要があり、目標のレーキ角に到達するまで押釦を押し続けなければならない。従ってその間の作業は中断し作業効率が低下するという問題があった。
【０００８】
また、目視による設定のため精度が良くないという問題もあり、更に、駆動モータを別途必要とし、構造も複雑でコストアップにつながっていた。
【０００９】
また、実公平４−５１９３０号公報に記載されている構造のものも、駆動モータを別途必要とし、構造も複雑でコストアップにつながっていた。
【００１０】
更に、実開平２−４７１８号公報に記載されている構造のものも、装置が大がかりとなり、エンコーダの回転量を大きくするために、チェーンの長さも必要で小型シャーには不向きであり、チェーン（ワイヤ）等の伸び等が発生し十分なメンテナンスを要するという問題があった。
【００１１】
この発明の目的は、レーキ角を自動的に検出すると共に、目標レーキ角に自動的に位置決めができ、位置決め精度の向上を図ると共に簡単な構成部材によりスペースを縮小し小型機に搭載可能とし、チェーン，駆動モータ等を用いず経年変化や機器の故障，不具合の発生が低減するので定期的なメンテナンスを不要としたシャーリングマシンを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述したごとき問題に鑑みてなされたもので、テーブルに設けた固定直線下刃に対して傾斜した可動直線上刃を備えたラムを上下動自在に備えると共に、前記ラムを上下動するために左右の側板に設けられた大径流体圧シリンダ及び小径流体圧シリンダを備えたシャーリングマシンであって、前記大径流体圧シリンダのピストンロッドの上昇端到達を検出するリミットスイッチと、前記小径流体圧シリンダ側で前記ラムの上部に備えたドグと、前記リミットスイッチが検出動作した後に、上記ドグの上下動に追従して上下に回動するレバーの回動角を検出するための回動変位検出器と、前記上刃のレーキ角を入力する入力部の指令値を演算回路へ出力する指令値部と、前記回動変位検出器の検出値と指令値部から入力された指令値とを比較演算して、前記上刃のレーキ角を変更するために前記小径流体圧シリンダの上部油室又は下部油室にかかる圧力を制御するソレノイドバルブのソレノイドの動作を制御するための前記演算回路とを備えていることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態の例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、シャーリングマシンについては既に公知の構成であるため、詳細な図示と説明を省略し概要の説明にとどめる。
【００１７】
図４を参照するに、シャーリングマシン１は、両側に立設したフレームとしての側板３の間を上部前板５とテーブル７とクラウン部９と下部前板１１とで枠組み構成されている。前記上部前板５の一部にはバックゲージの寸法位置を指定したり、レーキ角設定用押釦、起動、非常停止等の押釦等が組み込まれた制御盤１３が設けられており、クラウン部９の上部左右にはラム（図示省略）を駆動するラム昇降用駆動シリンダとしての大径流体圧シリンダ１５と小径流体圧シリンダ１７とが設けられている。
【００１８】
更に、前記上部前板５の下端にはワークＷをテーブル７上に押圧固定する板押え装置１９が設けられている。
【００１９】
次に、実施の形態の例の主要部であるレーキ角調整装置について一例を説明する。
【００２０】
図１および図２を参照するに、前記大径流体圧シリンダ１５，小径流体圧シリンダ１７は前記各側板３に取付けられたシリンダブラケット２１に設けられている。大径流体圧シリンダ１５，小径流体圧シリンダ１７に装着されたピストンロッドの先端（下端）にラム２３が取付けられている。
【００２１】
上記構成により、大径流体圧シリンダ１５，小径流体圧シリンダ１７を作動せしめることによりピストンロッドを介してラム２３が上下動されることになる。
【００２２】
前記シリンダブラケット２１とラム２３とにはレーキ角調整装置２５が設けられている。より詳細には図１および図２に示されているように、前記ラム２３の右端上部には当接部材としてのドグ２７が上下方向へ調整可能に複数のボルト２９で取付けられている。
【００２３】
一方、シリンダブラケット２１の図１において左側には規制部材としてのＬ字形状のベース３１が図２において左右方向へ調整可能に複数のボルト３３で取付けられている。前記ベース３１には回動変位検出器用ブラケットとしてのエンコーダブラケット３５が複数のボルト３７で取付けられている。
【００２４】
このエンコーダブラケット３５のほぼ中心には図２において左右方向へ延伸した回動軸３９が装着されており、この回動軸３９の図２において左側にはカップリング４１を介して回動変位検出器としてのエンコーダ４３の入力軸４５に連結されている。
【００２５】
前記回動軸３９には回動部材としてのレバー４７の一端が装着されていると共にこのレバー４７の他端にはローラブラケット４９を介してローラ５１が回転可能に設けられている。前記回動軸３９には前記ローラ５１を常時前記ドグ２７に付勢せしめておく付勢部材としてのねじりコイルばね５３が設けられている。また、前記エンコーダブラケット３５およびレバー４７にはストレートピン５５，５７が設けられており、このストレートピン５５と５７とに前記ねじりコイルばね５３の両端が当接されている。
【００２６】
上記構成により、ドグ２７はレーキ角変更時動きの大きいラム２３の右端近辺に取付けられているから、レーキ角変化と共にほぼ上下方向の動きをする。このドグ２７が上下動すると、レバー４７が揺動運動をし、エンコーダブラケット３５のほぼ中心にある回動軸３９を回転させる。回動軸３９の回転はカップリング４１を介してエンコーダ４３の入力軸４５を回転させる。すなわち、このレーキ角調整装置２５によればレーキ角とエンコーダ４３（インクルメンタル）のパルス数が対応することになる。したがって、エンコーダ４３でレーキ角を自動的に検出することができる。
【００２７】
次に、前記エンコーダ４３の検出値により制御する制御装置５９と油圧回路６１について説明する。
【００２８】
図３を参照するに、制御装置５９には、入力部６３より例えばレーキ角を小さくする場合は２．５度から１度の如く指令を出す指令値部６５が設けられていると共に、この指令値部６５の指令値を入力する演算回路６７が設けられている。一方、前記エンコーダ４３で検出した検出値を取り込む検出値部６９が設けられている。この検出値部６９の検出値も前記演算回路６７へ入力され、前記指令値部６５の指令値と検出値部６９の検出値とを演算回路６７にて比較演算し後述する油圧回路６１中に設けたソレノイドバルブのソレノイドを作動させ、検出値と指令値とが一致するまでソレノイドを作動させる。
【００２９】
油圧回路６１としては、大径流体圧シリンダ１５の下部油室７１は小径流体圧シリンダ１７の上部油室７３へ連通し、小径流体圧シリンダ１７の上部油室７３の断面積と大径流体圧シリンダ１５の下部油室７１の断面積からそのピストンロッド７５の断面積分を差引いた面積が同一面積となっている。
【００３０】
従って、シャーリングマシン１の稼動中はラム２３が装着された可動直線上刃７７と、この可動直線上刃７７に対向して加工テーブル７に設けた固定直線下刃７９に対するレーキ角θは原則的には不変である。
【００３１】
すなわち、油タンク８１よりポンプ８３にて圧油が主流路８５へ送られ、逆止弁ＬＣ３を通りレーキ角制御用のソレノイドバルブ８７へ供給される。そして、ソレノイドバルブ８７の左右に設けたソレノイド（ＳＯＬ３，ＳＯＬ４）は前記制御装置５９にて制御されて、パイロットチェック弁８９を通って前記小径流体圧シリンダ１７の上部油室７３と大径流体圧シリンダ１５の下部油室７１へと圧油は流路９１を通り送油される。
【００３２】
また、小径流体圧シリンダ１７の下部油室９３より排油は流路９５を通り排出されるが、流路９５の途中にはアキュムレータ９７が設けられて排油を蓄圧吸収する。そして、アキュームレータ９７と主流路８５との間にはノンリーク回路９９が設けられている。このノンリーク回路９９は、流路９５に設けた逆止弁ＬＣ４のパイロット回路にソレノイドバルブ１０１が設けられていて、運転時は常にソレノイドバルブ１０１のＳＯＬ５はＯＮで逆止弁ＬＣ４は開の状態にある。ポンプ停止時にはＳＯＬ５をＯＦＦとしてアキュームレータ９７の油がソレノイドバルブ８７等からリークしてラム２３が自重落下するのを防いでいる。
【００３３】
更に、前記大径流体圧シリンダ１５の上部油室１０３より流路１０５を通り逆止弁ＬＣ２より油タンク８１へ排出される径路があり、逆止弁ＬＣ２はソレノイドバルブ１０７の切換えにより作動すると共に、ソレノイドバルブ１０９の作動により逆止弁ＬＣ１と逆止弁ＬＣ３の作動が行われる。
【００３４】
また、流路１０５より流量調整弁１１１を通りチェック弁１１３を介して前記ソレノイドバルブ１０７およびソレノイドバルブ１０９へ通じている。なお、符号１１５はリリーフバルブであり、符号１１７はラム２３の上昇限を検出するリミットスイッチＬＳ１であり、符号１１９は下限を検出するリミットスイッチＬＳ２である。
【００３５】
上記構成により、その作用としては、ソレノイドバルブ１０９のＳＯＬ１をＯＦＦ（ＬＣ１は閉、ＬＣ３は開）し、ソレノイドバルブ１０７のＳＯＬ２をＯＦＦ（ＬＣ２は開）させ、ポンプ８３の作動によりラム２３を上昇させる。ラム２３の上昇により大径流体圧シリンダ１５のピストンロッド７５の上昇端到達をリミットスイッチ１１７であるＬＳ１にて検出した後に、レーキ角θの変更を行なう。この時、現状のレーキ角θは判明しているから、新たな指令値を指令値部６５へ入力し、検出値部６９の検出値とを演算回路６７にて比較演算し、ソレノイドバルブ８７のＳＯＬ３を作動させるか、ＳＯＬ４を作動させるか決定し、作動開始後は検出値と指令値が一致するまでＳＯＬ３またはＳＯＬ４を適宜作動させる。
【００３６】
次に、レーキ角θを大きくする場合（２°から３°へ）は、制御盤１３上のレーキ角３°用の押釦を押すと、ソレノイドバルブ８７のＳＯＬ３をＯＮとする。この時、パイロットチェック弁８９のパイロット回路に圧がかかり、パイロットチェック弁８９が僅かに開く。この通路を介して小径流体圧シリンダ１７の上部油室７３と油タンク８１が連通し、下部油室９３にかかるアキュムレータ９７の圧力により小径流体圧シリンダ１７は徐々に上昇し、レーキ角が大方向へ変化し始める。なお、パイロットチェック弁８９による通路は狭いため、圧力はほとんど下がらないので、大径流体圧シリンダ１５のピストンが下降することはない。
【００３７】
ラム２３の動きに伴い、ドグ２７も上方へ移動する。レバー４７がドグ２７に追従して上方へ揺動する。回動軸３９が時計方向回りに回動する。レーキ角が３°になりエンコーダ４３のパルス数がレーキ角３°に対応したパルス数に達した時点でレーキ角を大きくする方向のソレノイドＳＯＬ３にオフ指令が出されて設定を完了する。
【００３８】
レーキ角θを小さくする場合（３°から２°へ）は、制御盤１３上のレーキ角２°用の押釦を押すと、ソレノイドバルブ８７のＳＯＬ４をＯＮさせる。ＳＯＬ４がＯＮとなると小径流体圧シリンダ１７の上部油室７３と下部油室９３は、同圧のアキュムレータ９７の圧が作用し、面積の差により小径流体圧シリンダ１７のピストンは下降し、ラム２３の右側のみ下方へ移動し、レーキ角が小方向へ変化し始める。
【００３９】
ラム２３の動きに伴い、ドグ２７も下方へ移動する。レバー４７がドグ２７に追従して下方へ揺動する。回動軸３９が反時計方向回りに回動し、カップリング４１を介してエンコーダ４３が反時計方向回りに回動する。レーキ角が２°になりエンコーダ４３のパルス数がレーキ角２°に対応したパルス数に達した時点でレーキ角を小さくする方向のソレノイドＳＯＬ４にオフ指令が出され設定を完了する。
【００４０】
剪断工程に入ると、エンコーダブラケット３５の下方にあるベース３１によりレバー４７は揺動が規制され、ラム２３に取付けられたドグ２７より離れる。なお、エンコーダ４３の検出信号は、ラム２３が上死点をはずれた時点で制御回路のメモリである検出値部６９にラム２３が上死点に復帰するまで記憶保持されており、常に設定したレーキ角と対応することになる。
【００４１】
上述したごとく、レーキ角θの変更が自在に行われる。また、ラム２３を下降させる場合は、ソレノイドバルブ１０９のＳＯＬ１をＯＮ（ＬＣ１は開、ＬＣ３は閉）し、ソレノイドバルブ１０７のＳＯＬ２をＯＮ（ＬＣ２は閉）させ、大径流体圧シリンダ１５と小径流体圧シリンダ１７を同時に押し下げ加工が行われる。この時、小径流体圧シリンダ１７の下部油室９３から排出された油はアキュムレータ９７内に蓄圧され、次のラム２３の上昇時に活用される。
【００４２】
而して、レーキ角調整装置２５に設けたドグ２７と揺動可能なレバー４７とによりラム２３の上下動を回転運動に変換し、レバー４７に設けた回動軸３９の回動変位量を直接的にエンコーダ４３にて検出することによりレーキ角θを自動的に検出することができる。
【００４３】
また、このエンコーダ４３の検出値と所望するレーキ角の所定値を単純に電気的に演算回路６７で比較し、油圧回路６１に設けたレーキ角制御用のソレイドバルブ８７を制御してレーキ角θの変更を自動的に行うことができる。
【００４４】
このため、数段階のレーキ角θに対応した複数個の押釦を用意し、目標レーキ角θに対応した押釦を一度押すだけでレーキ角θが自動的に目標値まで変更位置決めされるので、押釦を押し続ける必要なく、その間作業者は段取り作業等を中断しなくてよいため、作業能率のアップを図ることができる。
【００４５】
また、エンコーダ４３を用い、このエンコーダ４３の検出信号を利用した位置決めをするため、作業者の感覚にたよる設定に比べ位置決め精度が向上する。更に、レーキ角調整用モータも不要であり、構造も簡単でコンパクト化したことにより、設置スペースが小さくて済み、小型のシヤーリングマシンにも搭載が容易である。なお更に、従来のごとくチェーン，駆動モータ等を用いないため使用していて伸びる部分がなく、定期的なメンテナンスが不要であると共に、従来のごとくメカ的接触点として例えばドクとスイッチ等を有しないため、経年変化に対するメンテナンスも不要である。
【００４６】
また、レバー４７にローラブラケット４９を介してローラ５１がドグ２７に直接連結されておらず、また、エンコーダ４３がラム２３側に設けられていないので、剪断加工中の衝撃を受けにくく故障の低減を図ることができる。さらにラム２３の下降端まで追従する必要もないためコンパクトな構造が可能となる。
【００４７】
なお、この発明は、前述した実施の形態の例に限定されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その他の態様で実施し得るものである。例えば、本実施の形態の例では回動変位検出器としてエンコーダ４３を例にとって説明したが、多極点リミットスイッチとこれに対応するドグでもよい。また、付勢部材としてねじりコイルばね５３を例にとって説明したが、ゴム等を押出し方向または引張り方向に設けてもよく、部材先端に重りを設けてもよい。
【００４８】
レバー４７の先端にローラブラケット４９を介してローラ５１を設けた例で説明したが、ローラブラケット４９，ローラ５１がなくても構わない。ドグ２７をラム２３側に、レバー４７をシリンダブラケット２１（フレーム）側に設けた例で説明したが、レバー４７をラム２３側に、ドグ２７をシリンダブラケット２１側に設けてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上のごとき実施の形態の例より理解されるように、本発明によれば、目標とするレーキ角に簡単な操作で自動的に位置決めができ、位置決め精度の向上を図ると共に、レーキ角を検出するレーキ角調整装置は簡単な構成部材よりなり、モータ等の駆動手段をレーキ角調整用に別途設ける必要もないので、コストダウン上の効果が大きく、占有スペースも小さくて済む。また構造上小型機に搭載にしても同様の効果が得られる。また、レーキ角検出にはメカ的接触点を持たず、チェーン等を採用しないので、経年変化による伸び等がなく、メンテナンスも不要となり、作業能率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の主要部を示し、レーキ角調整装置の正面図である。
【図２】図１における側面図である。
【図３】この発明の主要部である制御装置と油圧回路を表した説明図である。
【図４】この発明を実施する一実施の形態の例のシャーリングマシンを示す正面説明図である。
【符号の説明】
１ シャーリングマシン
３ 側板（フレーム）
１５ 大径流体圧シリンダ
１７ 小径流体圧シリンダ
２１ シリンダブラケット
２３ ラム
２５ レーキ角調整装置
２７ ドグ（当接部材）
３１ ベース（規制部材）
３９ 回動軸
４３ エンコーダ（回動変位検出器）
４７ レバー（回動部材）
５１ ローラ
５３ ねじりコイルばね（付勢部材）
５９ 制御装置
６１ 油圧回路
６７ 演算回路
７７ 可動直線上刃
７９ 固定直線下刃

Claims (1)

1. テーブル（７）に設けた固定直線下刃（７９）に対して傾斜した可動直線上刃（７７）を備えたラム（２３）を上下動自在に備えると共に、前記ラム（２３）を上下動するために左右の側板（３）に設けられた大径流体圧シリンダ（１５）及び小径流体圧シリンダ（１７）を備えたシャーリングマシンであって、前記大径流体圧シリンダ（１５）のピストンロッド（７５）の上昇端到達を検出するリミットスイッチ（１１７）と、前記小径流体圧シリンダ（１７）側で前記ラム（２３）の上部に備えたドグ（２７）と、前記リミットスイッチ（１１７）が検出動作した後に、上記ドグ（２７）の上下動に追従して上下に回動するレバー（４７）の回動角を検出するための回動変位検出器（４３）と、前記上刃（７７）のレーキ角を入力する入力部（６３）の指令値を演算回路（６７）へ出力する指令値部（６５）と、前記回動変位検出器（４３）の検出値と指令値部（６５）から入力された指令値とを比較演算して、前記上刃（７７）のレーキ角を変更するために前記小径流体圧シリンダ（１７）の上部油室（７３）又は下部油室（９３）にかかる圧力を制御するソレノイドバルブ（８７）のソレノイド（ＳＯＬ３，ＳＯＬ４）の動作を制御するための前記演算回路（６７）とを備えていることを特徴とするシャーリングマシン。

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