JP3902287B2 - Method and apparatus for preventing noise generation in bar cutting machine - Google Patents
Method and apparatus for preventing noise generation in bar cutting machine Download PDFInfo
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、棒材切断機の騒音発生防止方法及びその装置に関する。更に詳しくは、丸棒材などの先端部分を切断する固定側切断刃とこの切断刃から前方に出ている先端部分を切り落とすための可動側切断刃とにより切断する時にその棒材の後方部分が振れて搬送用ローラに激しく当たる際の衝撃音の発生を防止するための棒材切断機の騒音発生防止方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
各種工業分野で、材料要素として多くの円柱体が用いられている。このような円柱体であり抗張力が高い金属品(ビレットといわれる)には、高い寸法精度が要求されることが多く、更に、量産品であるため極端な低廉化も要求されている。このような円柱体状のビレットは、棒材例えば長尺の丸棒材の高速寸断により“だるま落とし”式に量産されている。量産機として知られる切断機は、棒材の先頭部の一部の全周例えば円筒面を囲む穴を有する固定刃とこの固定刃よりも前方に出ている最先端部分の全部又は一部を囲む面を有する可動刃とを有している。精度が高い円柱体の量産のためには、固定刃が有する前記穴の円筒内周面と棒材の円筒外周面との間の隙間の精度が高く要求され、この精度は数学的にも高度の研究がなされてきた。
【0003】
このような切断機による棒材の高速切断時に、長尺の棒材に破断衝撃波が発生して伝達される。また、切断時に撓む棒材にこの破断衝撃波が伝播する。このような撓みと衝撃波が合体して棒材を強く挟持しているピンチローラを通過し、ピンチローラよりも後方の棒材部分に伝播する。このような伝播を受けた棒材の後方部分は、ピンチローラを支点として後方部分がムチ打ち状に揺れる現象を起こして衝撃的揺れが発生し、棒材を支持している搬送ローラを衝撃的に打撃する。
【0004】
このような打撃は、搬送ローラなどを含む機械系の損傷を惹起するだけでなく、大きい衝撃音を発生させる。このような切断機を設置している工場では、防音壁を有する防音室に切断機を設置してその衝撃音が工場外に漏れないような配慮がなされているが、完全無人化することが困難なこの種の工場では、その防音室内の作業員に健康及び精神の面から悪影響を及ぼすという点で、社会問題になっている。
【0005】
この種の棒材切断工場で他にもあった様々な騒音問題は基準値をクリアーする程度にそれぞれに解決されているが、前記した切断原理に基づく問題は未解決状態に放置されている。従来は、搬送ローラにナイロン層を被覆したり、搬送ローラ全体をナイロンで製作したり、搬送ローラをレジンモールド、ゴムタイヤにしたりして衝撃緩和による騒音対策を行ってきたが、このような対策は、そのナイロン被覆層、搬送ローラそのものがすぐに損傷するのでコスト上昇を招き、この分野では好ましくない対策である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような技術的背景に基づいてなされたものであり、下記のような目的を達成する。
【0007】
本発明の目的は、撓みと衝撃波の合体による棒材と搬送ローラ群との間のむち打ち衝撃音の発生を防止するための棒材切断機の騒音発生防止方法及びその装置を提供することにある。
【0008】
本発明の目的は、従来の搬送ローラの高さ調整手段の機能を喪失させないで、撓みと衝撃波の合体による棒材と搬送ローラ群との間のむち打ち衝撃音の発生を防止するための棒材切断機の騒音発生防止方法及びその装置を提供することにある。
【0009】
本発明の更に他の目的は、撓みと衝撃波の合体による棒材と搬送ローラ群との間のむち打ち衝撃音の発生を低廉に防止するための棒材切断機の騒音発生防止方法及びその装置を提供することにある。
【0010】
本発明の更に他の目的は、搬送ローラ群の搬送機能を活用しながら、撓みと衝撃波の合体による棒材と搬送ローラ群との間のむち打ち衝撃音の発生を防止するための棒材切断機の騒音発生防止方法及びその装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、棒材の周面を囲み固定された切断刃を備える切断機とこの切断刃に通される棒材を挟み込んで強制的に送る強制ローラとを備えている機械系における騒音防止手段である。棒材は、切断時には強制ローラに挟圧されて固定された状態にあり、棒材の先頭部分は固定刃に通されており、揺動することはない。
【0012】
切断時には強力な切断力が一瞬のうちに棒材に作用する。切断時には破砕衝撃波が発生して棒材に伝播し、この波は強制ローラよりも後方部分に伝播する。棒材と固定刃との間にも、棒材と強制ローラとの間にも、理論上要求される僅かの隙間(数式により表現されている摺動用の隙間程度)が設けられている。このため、棒材のうち強制ローラよりも後方の部分は、棒の軸心線を中心とするある円錐面まで届く振幅を持って、更には、振幅が場所ごとに変化して波状に振動する。棒材のこのような振動現象は、いわゆるむち打ち現象と呼ばれる。
【0013】
このような現象は、本発明では棒材と搬送ローラとの間の衝撃としては現れない。即ち、搬送ローラ群が形成する搬送面は、棒材が揺れて振れる振れ領域よりも外側に待避し、即ち、前記円錐面の外側に待避している。この待避の待避動作は、搬送面の待避により行われている。この待避ステップは、強制ローラによる棒材の挟圧のステップの後にとられる。このような待避ステップの状態であっても、棒材の搬送は強制ローラにより可能である。この送り時の棒材の撓みは、製品の精度には影響しない。
【0014】
待避ステップは、ローラ群の同体の昇降又は傾斜即ち回転運動による。なお、ローラ群は、その要素が単体である場合を含む。ローラ群は、複数の群であってもよい。ローラ群の要素が複数である場合は、ローラ群の全体が同体に昇降運動又は回転運動する。傾斜運動の場合は、搬送面の後方側がその前方側よりもより大幅に待避してもよく、搬送面の前方側がその後方側よりもより大幅に待避してもよい。
【0015】
待避手段は、スクリュータイプ(特公昭61−49046号)、シリンダタイプ、斜面スライドタイプ、その他の公知慣用手段のいずれのものも用いることができる。傾斜運動する場合には、ローラ群は待避手段に回転自在に支持される。待避手段は、本発明に基づく動作以外に、棒材のサイズ特に棒材の直径サイズに応じてローラ群の平行昇降運動をも可能にしている。
【0016】
待避手段は、ローラ群を形成する複数のローラを回転自在に同体に支持する本体とこの本体を待避自在に支持する支持手段とからなる。待避手段は単数でよいが、前後方向に離散した複数の支持手段を備えることもできる。この支持手段は、その本体の前方部分を支持する第1待避手段と本体の後方部分を支持する第2待避手段とを備え、第2待避手段は可動部分を有し、可動部分の運動により搬送面が領域外まで待避する。可動部分は、前方のものでもよい。
【0017】
第1待避手段及び第2待避手段は、シリンダの他には前記した公知慣用の手段である。第1待避手段と第2待避手段はともに搬送面上で棒材が進行する進行方向に傾斜する傾斜面同士で相対的に摺動しあう関係により支持しあう2体の摺動体から形成することもできる。
【0018】
各待避手段には、第1可動部分と第2可動部分を備えさせることができる。この場合、第1可動部分は連続変位(任意の連続位置に移動)し、第2可動部分は不連続に2位置に選択的に待避する。連続変位は棒材のサイズに対応し、後者の待避は待避運動に対応する。第2可動部分は、第1可動部分に支持されていることが好ましい。
【0019】
【発明の効果】
本発明による棒材切断機の騒音発生防止方法及びその装置は、その原因そのものを取り除いたから騒音発生がなく、従来通り搬送面の高さ調整手段をそのまま用いることができる。更に、切断の精度を落とすことなく、低廉に提供できる。
【0020】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。図1〜4は、本発明の棒材切断機の騒音発生防止方法の基本の実施形態の変形例を示している。図1は、運動開始以前又は運動終了後を示し時系列表現される方法の初期又は終期を示している。図2〜4は、図1の初期状態後の運動の中間状態を示す3形態を示している。
【0021】
図1は、切断方法も示している。棒材Wの切断のためには、固定刃1と可動刃2とが用いられている。固定刃1と可動刃2の前方に、ストッパ3が設けられている。ストッパ3の後面は、鉛直面に形成されている。この鉛直面と固定刃1の前面である鉛直面との間の長さが調整され、その長さが棒材の切断長さである。以下、棒材はその断面が円である丸棒であるとする。
【0022】
固定刃1は、中に穴が開けられている。その穴の内周面は、円筒面である。その円筒面の直径と棒材の直径とは、数学上厳密に理論化された関係にある。その関数関係は、鋼材の物性、棒材の直径、切断速度などをパラメータとし、穴の直径が棒材の直径より大きいとは限らない。
【0023】
可動刃2としては、固定刃1と同様に棒材の周面を完全に一周して囲むような円筒面の穴を持ったものもある。図に示されている可動刃2は、その下端面が半円筒面に形成されている。可動刃2は、特殊なパワープレスの可動部に対して取りつけられている。そのプレスは、瞬間的に切断エネルギーを棒材に伝達できるように構成されている。
【0024】
固定刃1の後方に、強制ローラ群4が設けられている。強制ローラ群4は、地面などの基準系に対して強固に固定された台上に固定されている。強制ローラ群4は、ピンチローラともいわれ、2体が1対をなし棒材を強く挟圧することができる組ローラの複数組であり、固定機能と搬送機能を有している。
【0025】
固定機能とは、両ローラの両軸心線に直交する方向には棒材を固定することができる機能である。強制ローラ群4は、このようなピンチローラの組の複数組から形成されることが好ましい。即ち、組ローラの組数は2又は2以上であることが好ましい。強制ローラ群4の後方に、搬送ローラ群5が配置されている。
【0026】
図は搬送ローラ群5を1組示しているが、複数組からなるローラ群を用いることができる。ここで、群とは同体に運動することができる複数の要素ローラ7を含むことをいい、要素数は単一であってもよい。1群の要素ローラ7が単一の場合には、部分群は複数が設けられている。従って、搬送ローラ群5は本体6を備えている。同体とは、本体6と複数の要素ローラ7が単一の運動系に相対的に一体に属していることをいう。
【0027】
図1では、強制ローラ群4により棒材Wが既に強制送りされて強制ローラ群4と固定刃1と可動刃2を通過してその先頭の端面がストッパ3の強制停止用面に接して停止している。この強制送りの間は、強制ローラ群4により規定されている搬送面と搬送ローラ群5により形成されている搬送面とは完全に又は実質的に同一面になるように調整されている。その調整のための手段は後述される。このような2つの搬送面が完全に一致する必要はない。即ち、搬送ローラ群5により送られる棒材Wの先頭端が円滑に強制ローラ群4に引き込まれるように調整されていさえすればよい。
【0028】
図2〜4は、図1に示す状態即ち強制ローラ群4による挟圧状態が成立した後の状態即ち待避状態を示している。図2に示される待避状態は、本体6の任意の部分がそれぞれに等距離平行に下降した状態を示している。即ち、搬送ローラ群5に含まれる全てのローラ要素7は、等距離下降してその搬送面が図1の状態の搬送面に対して下方に平行移動している。ここで、搬送面とは搬送ローラ群5の複数の要素ローラ7に棒材7が接する共通接線を含む平面をいう。この場合、この平面は、水平面に形成されている。
【0029】
図3は、本体6の後方部分がより前方の部分よりもより大幅に下方に待避して、本体6が傾斜した状態を示している。即ち、より後方の要素ローラ7はそれより前方の要素ローラ7よりも大幅に下降している。搬送面である平面は、水平面に対して傾斜している。
【0030】
図4は、本体6の前方部分がより後方の部分よりも大幅に下方に待避して、本体6が傾斜した状態を示している。即ち、より前方の要素ローラ7はそれより後方の要素ローラ7よりも大幅に下降している。この場合も、搬送面である平面は、水平面に対して傾斜している。
【0031】
図2〜4の状態で、急激に可動刃2が下降し、だるま落とし式に、棒材Wの定寸の先頭端部が、切断される。いわゆるだるま落としと異なり、切断時には、抗張力が高い棒材は強制ローラ群4の中心領域に含まれる点を支点とする天秤のように撓み運動し、特に、強制ローラ群4より後方部分は大きい撓み力を受ける。
【0032】
この撓み力を受けると、図5に示すように(その撓みは強調されて表現されている)、抗張力が高い棒材Wの中心軸心線は、切断前の軸心線を中心とする概ね円錐面に一致するまで曲がって変位する。この変位は振動的変位である。この場合、その円錐面の内部が棒材Wが振れる振れ領域である。この振れ領域の形態は、棒材の長さ、太さ、抗張力の程度など多くのパラメータを持つ関数で表され、円錐面でなく波状に形成されるの普通である。
【0033】
切断時には、更に、破断衝撃波が切断箇所で発生する。この波は、棒材W中を伝播するから、強制ローラ群4の内部を通過し棒材Wの後端面に達しその後端面で反射して前方に向かう衝撃波である。この衝撃波の衝撃力が撓み力に非線形に加えられる。このため、棒材Wの振れ形態は、図5に示すような単純な形態では表すことはできない。振れ領域は山と谷の膨らみが複数箇所で現れるが、全体としては疑似円錐面の内部に形成される。
【0034】
図5の本体6としては、図3の本体6が示されている。本体6は全体に下降しているが、その後方部分の下降距離が前方部分の下降距離よりも大きい。このような下降の形態は任意に調整しうるが、少なくとも搬送ローラ群5が形成する搬送面は、振れ領域の外に位置している。
【0035】
棒材が短くなるにしたがって振れ領域は変動するから、全ての振れ領域を含む集合領域の外側に搬送ローラ群5の搬送面又は要素ローラ7が待避している。次に、本体6を昇降させ搬送ローラ群5及びその搬送面を待避させる待避手段を説明する。図6は、待避手段の実施形態1を示している。要素ローラ7としては、Vローラが用いられている。
【0036】
Vローラとは、断面がV字状に形成され中心域が谷状に窪んだローラである。V字状ローラが用いられる場合には、前記共通接平面は断面V字状の面と棒材Wが接する複数の接点を含む平面として定義される。待避手段は、前方に位置する第1待避手段11とより後方に位置する第2待避手段12とから構成されている。 第1待避手段11は、基礎に支持された第1シリンダ13と第1シリンダ13に支持され本体6を支持するための第1支持手段14とから構成されている。第1支持手段14は本体6側に固定された部材であり、第1シリンダ13の伸縮部材であるピストンロッドの上端部分に回転自在に結合し、第1シリンダ13に対して昇降自在に支持されている。
【0037】
その回転自在の回転位置は固定される。第1シリンダ13は油圧駆動であり、その動作量は本体6の前方側定点Pの位置を検出する位置センサー(図示せず)により制御されている。
【0038】
第2待避手段12は、基礎に支持された第2シリンダ15と本体6を第2シリンダ15が支持するための第2支持手段16とから構成されている。第2支持手段16は本体6側に固定された部材であり、第2シリンダ15の伸縮部材であるピストンロッドの上端部分に回転自在に結合し、第2シリンダ15に対して昇降自在に支持されている。その回転自在な回転位置は、固定可能である。第2シリンダ15は油圧駆動であり、その動作量は本体6の後方側定点Qの位置を検出する位置センサー(図示せず)により制御されている。第1待避手段11と第2待避手段12からなる待避手段は、図2〜図4のどの昇降方法にも適用することができる。
【0039】
図7は、待避手段の実施形態2を示している。この待避手段は、楔形第1待避手段17と楔形第2待避手段18とから構成されている。楔形第1待避手段17は、第1下方側楔19と第1上方側楔21とから構成されている。第1下方側楔19は、基礎面24上に可動に支持されている。その可動方向は前後方向である。
【0040】
第1上方側楔21は、本体6の下端面に固定されている。第1下方側楔19の上端面及び第1上方側楔21の下端面は、摺動しあう斜面22,23をそれぞれに有している。斜面22,23は、前後方向線を含み基礎面24に平行な面に対して傾斜している。基礎面24は、水平面であるのが好ましい。
【0041】
楔形第2待避手段18は、第2下方側楔25と第2上方側楔26とから構成されている。第2下方側楔25は、基礎面24上に可動に支持されている。可動方向は前後方向である。第2上方側楔26は、本体6の下端面に固定されている。第2下方側楔25の上端面及び第2上方側楔26の下端面は、摺動しあう斜面27,28をそれぞれに有している。
【0042】
斜面27,28は、前後方向線を含み基礎面24に平行な面に対して傾斜している。斜面27と斜面28は、基準面例えば基礎面24に対して逆方向に傾斜している。第1下方側楔19と第2下方側楔25は、それぞれに共通案内手段29により案内されて前後方向に運動する。第1下方側楔19と第2下方側楔25との間に、駆動手段31が介設されている。
【0043】
駆動手段31としては、その実施形態1として油圧シリンダが用いられている。この油圧シリンダは、両側の2体のピストンロッド32,33を有している。ピストンロッド32,33は、互いに逆方向に同時に運動し、同じ長さだけ伸縮する。即ち、第1下方側楔19と第1下方側楔25は、同じ距離だけ同時に互いに逆方向に運動する。
【0044】
この実施形態2は、図1の方法を実現する。即ち、本体6は平行移動により昇降する。駆動手段31の動作により第1下方側楔19と第2下方側楔25が等距離分だけ逆方向に移動し第1上方側楔21と第2上方側楔26が前後方向には固定位置にとどまって昇降する。楔効果と幾何学的配置により、本体6の両位置即ち高さ位置及び前後位置の精度が高い。
【0045】
図8は、駆動手段31の実施形態2を示している。この実施形態2は、実施形態1と駆動手段31の具体化の点でのみ相違している。駆動手段31としては、サーボモータが用いられている。このサーボモータは、両側で出力するスクリュー軸34,35を有している。
【0046】
スクリュー軸34,35は、単一軸でよいが互いに逆方向にねじが切られている。第1下方側楔19と第2下方側楔25の中には、スクリュー軸34,35に噛み合う雌ねじが切られた雌ねじ体(ナット)36,37が埋め込まれている。雌ねじ体36,37は、第1下方側楔19及び第2下方側楔25に対してそれぞれに不動である。
【0047】
この実施形態では、サーボモータ31が、第1下方側楔19と第2下方側楔25の瞬時の送りの位置精度を高くしている。この実施形態では、1回の切断ごとに本体6の高速昇降を可能にする。
【0048】
図9〜図13は、図1〜図2に示した本発明方法の実施形態を実施するための好ましい実施装置の実施形態4を示している。図9,10に示されるように、本体6は、前方(図9中に矢aで示す)の第1昇降支持手段41(図6の第1待避手段13に対応する手段を含む)と後方の第2昇降支持手段42(図6の第2待避手段15に対応する手段を含む)により昇降自在に支持されている。
【0049】
本体6は、前後方向に長く延びる1体のフレーム43から形成されている。フレーム43には、長手方向に直交する方向に対向する2体の要素軸受44からなる軸受群45が固定され設けられている。1組の要素軸受44には回転自在に回転軸要素46が支持されている。回転軸要素46に、要素ローラ7が固着されている。
【0050】
回転軸要素46の延長端部に、2体のスプロケット47が同軸に固着されている。隣り合う組のスプロケット47の間に、チェーン48がかけられている。複数のチェーン48により、全てのスプロケット47が同期して回転する。フレーム43の下端面に吊るされた駆動装置ケーシング49には、1体のスプロケット47を駆動するための駆動モータ51が設けられている。
【0051】
棒材Wを準備して待機させておくストックフィールド52は、本体6の横に併設されている。移送手段の説明は省略するが、その移送手段によりストックフィールド52上の棒材は1本1本が要素ローラ7からなるローラ群5に移送される。要素ローラはVローラであるから、1本の棒材Wは搬送ローラ群上で位置決めされ安定している。
【0052】
第1昇降支持手段41と第2昇降支持手段42は、駆動部分を除いて、同一である。第1昇降支持手段41にサーボモータ53が設けられている。サーボモータ53の出力軸には、駆動力伝達ロッド54が一体連結している。駆動力伝達ロッド54の一端部は、第2昇降支持手段42に接続されている。
【0053】
図11〜図13は、第1昇降支持手段41を詳細に示している。基礎台54上に昇降手段55が設けられている。サーボモータ53の出力軸にウオームギア56(図12)が固着されている。ウオームギア56に噛み合って軸直角方向の回転軸心線を有して回転する駆動歯車57が後述するように回転自在に支持されている。
【0054】
駆動歯車57は、適切な手段により鉛直方向には移動しないように支持されている。駆動歯車57の中心孔に、図13に示すように、同軸に動力伝達歯車58が嵌め込まれている。動力伝達歯車58は、キー60(図12)により、駆動歯車57に一体に強固に固定されている。動力伝達歯車58の中心孔には、同軸にねじが切られ雌ねじが形成されている。
【0055】
動力伝達歯車58に噛み合って同軸に制御スクリュー59が螺合している。動力伝達歯車58は、複数の支持用玉ベアリング61を介して支持台62に支持されている。支持台62は、基礎台54に固定されている。制御スクリュー59は、軸方向即ち鉛直方向には推進可能であるが回転しないように回転止めが施されている。
【0056】
図13に示すように、駆動歯車57には同軸に、制御用ギア63が固定されている。制御用ギア63には、図12に示すように、回転数取出用ギア64が噛み合っている。回転数取出用ギア64には、一体に回転円板65が同軸に固定されている。回転円板65の回転分数を検出手段66により検出する方法は、電気的手段、光学的手段等として周知慣用技術であり詳記しない。
【0057】
サーボモータ53、歯車群、検出手段66等からなるこのような昇降手段55により制御量だけ昇降する制御スクリュー59に、第1待避手段(図6の第1待避手段11に相当する手段)71が設けられている。第1待避手段71は、昇降用シリンダ72を含む。
【0058】
昇降用シリンダ72の本体シリンダケーシング73が、制御スクリュー59の上端に固定されている。本体シリンダケーシング73が形成するシリンダ室74に断面積が大きい動作用ピストン75が嵌め込まれている。動作用ピストン75の最低下降位置はシリンダ室74の下側内面により、動作用ピストン75の最高上昇位置はシリンダ室74の上側内面により、それぞれに位置決めされている。
【0059】
即ち、動作用ピストン75の昇降幅はシリンダ室74の上下の内面間の距離Lである。動作用ピストン75は、2位置選択式ピストンである。動作用ピストン75には、一体に昇降体76が形成されている。昇降体76は、いわゆるピストンロッドである。昇降体76には、複数のボルト77によりジョイントピン支持台78が強固に結合されている。
【0060】
ジョイントピン支持台78には、横方向に挿入用穴が開けられている。この挿入穴に、ジョイントピン79が挿入されている。ジョイントピン79に、両側フレーム43R,43Lが強固にボルト81により固着されている。両側フレーム43R,43Lは、図9,10に示したフレーム43である。両側フレーム43R,43Lに、複数の要素ローラ7が回転自在に支持されている。
【0061】
ボルト81を緩めると、両側フレーム43R,43Lの傾斜角度を調整することができる。図10に示されるフレーム43の傾斜角度は調整されており、搬送ローラ群5が形成する搬送面は、水平に調整されている。このような水平調整を人為的に行った時点で、制御スクリュー59の回転数座標のプログラム原点が零点調整される。
【0062】
棒材Wの直径にあわせて、サーボモータ53による制御スクリュー59の制御回転数が決定される。その回転数は第1昇降支持手段41と第2昇降支持手段42とで同じである。即ち、フレーム43は、水平を維持したまま鉛直方向に平行移動することができる。図1に示す本体6の位置と図2に示す本体6の位置は、第1昇降支持手段41の昇降用シリンダ72と第2昇降支持手段42の昇降用シリンダ72の2位置間同時動作によって得られる。この2位置待避動作は、瞬間的に可能である。
【0063】
図14は、本発明方法を実施しその装置を動作させるためのブロック回路を示している。この図に示すブロック回路は、図1〜2に示す方法を図11〜図13に示す待避手段71を用いて実施する場合のものである。運転制御パネル(図示せず)に入力手段81が設けられている。入力手段81からコントローラ82に、駆動手段であるサーボモータ53の回転数N、棒材WのサイズDが入力される。
【0064】
コントローラ82とサーボモータ53とは双方向に接続されている。コントローラ82が出力する昇降信号83とサーボモータ53の実回転数信号84との交信が行われる。コントローラ82は、プレスに動作信号85を送る。プレスの動作と可動刃2の動作は同じである。
【0065】
図15は、装置系の動作ステップを示している。制御パネルのスタートボタンを押して(ステップ1)、装置系の動作の初期条件として各機器の電源をONにする。入力手段81から前記パラメータをコントローラ82に入力する(ステップ2)。強制ローラ群4が始動し(ステップ3)、プレスの可動部は初期位置に上昇し可動刃2が上昇し、搬送ローラ群5が始動する(ステップ4)。
【0066】
本体6は定位置に上昇する(ステップ5)。この定位置である機械原点からの高さ座標は、入力されているパラメータであるサーボモータ53の回転数によって定まる。棒材Wは、搬送ローラ群5及び強制ローラ群4の推進力により前進し、強制ローラ群4の送り力により固定刃1を貫通してストッパ3により停止させられる。この停止は、図示しないセンサーにより検出される。
【0067】
棒材Wがストッパ3に当たり(ステップ6)、ピストン75が上昇位置にあるか下降位置にあるかが判断される(ステップ7)。ピストン75が下降していなければ、昇降用シリンダ72が動作してそのピストン75が下降する(ステップ8)。本体6は一定高さ幅分だけ下降する(ステップ9)。プレス・可動刃2が動作して切断が行われる(ステップ10)。棒材Wの送りが強制ローラ群4により行われる(ステップ11)。棒材Wの後端が定点(図示せず)を通過したかどうかが、定点通過センサー(図示せず)により検出される(ステップ12)。
【0068】
定点を通過していない場合には、ステップS6に戻る。定点を通過している場合には、図15のプログラムではエンドにしたが、実際には、次の棒材が搬送ローラ群5に導入され、前記ステップが繰り返される。
【0069】
図16及び図17は、切断動作ごとに搬送ローラ群5が昇降する点で、図15に示した既述の動作プログラムと異なる。図16及び図17のステップ1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12は、対応する図15のそれらに同じである。図16及び図17では、ステップ10とステップ11との間に、ステップ10Aとステップ10Bが、挿入されている。
【0070】
ステップ10Aとステップ10Bは、プレスの動作後に、ピストン75が上昇して本体6が定位置である上昇位置へ上昇する動作である。この2つのステップの追加により、1回の切断動作ごとに搬送ローラ群5が昇降する。
【0071】
これまでの説明では、棒材の強制ローラ群4より後方の後方部分は自由に振れているが、その振れを拘束することができる。即ち、振れ領域は拘束可能である。例えば、搬送ローラ群5の下降に対応して、ゴムクッションの上端が下降前の搬送ローラ群5の搬送面まで上昇する。
【0072】
あるいは、隣り合う要素ローラ7の間にゴムクッションを不動に配置しておく。この不動に配置された複数のゴムクッションの上端を含む平面は、下降前の搬送ローラ群5の搬送面よりも低い位置に設定されている。
【0073】
いずれにせよ、このようなゴムクッションにより棒材の振れは拘束され振れの振幅は減少する。このようなゴムクッションは、位置決めされる必要がなく、産業廃棄物をリサイクルして用いることができるので、そのためのコスト上昇は些少である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の棒材切断機の騒音発生防止方法による実施形態1の初期動作位置を示す断面図である。
【図2】図2は、実施形態1の次の動作位置を示す断面図である。
【図3】図3は、実施形態2の次の動作位置を示す断面図である。
【図4】図4は、実施形態3の次の動作位置を示す断面図である。
【図5】図5は、実施形態3の棒材の振れを示す断面図である。
【図6】図6は、本発明の棒材切断機の騒音発生防止装置による実施形態1を示す正面図である。
【図7】図7は、本発明の棒材切断機の騒音発生防止装置による実施形態2を示す正面図である。
【図8】図8は、本発明の棒材切断機の騒音発生防止装置による実施形態3を示す正面図である。
【図9】図9は、本発明の棒材切断機の騒音発生防止装置による実施形態4を示す平面図である。
【図10】図10は、図9の正面図である。
【図11】図11は、実施形態4の昇降支持手段及び第1待避手段を示す正面図である。
【図12】図12は、図11の平面図である。
【図13】図13は、図11の側面図である。
【図14】図14は、本発明の棒材切断機の騒音発生防止装置に用いるブロック回路図である。
【図15】図15は、動作の形態を示すフローチャートである。
【図16】図16は、動作の他の形態を示すフローチャートである。
【図17】図17は、図16の続きを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…固定刃
2…可動刃
3…ストッパ
4…強制ローラ群
5…搬送ローラ群
6…本体
7…要素ローラ
11,71…第1待避手段
12,72…第2待避手段
13…第1シリンダ
14…第1支持手段
15…第2シリンダ
16…第2支持手段
17…楔形第1待避手段
18…楔形第2待避手段
19…第1下方側楔
21…第1上方側楔
22,23…斜面
25…第2下方側楔
26…第2上方側楔
31…駆動手段
32,33…ピストンロッド
34,35…スクリュー軸
72…動作シリンダ(第1待避手段)
75…ピストン(第1待避手段)
81…入力手段
82…コントローラ[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a method and apparatus for preventing noise generation in a bar cutting machine. More specifically, when cutting with a fixed side cutting blade that cuts the tip portion of a round bar or the like and a movable side cutting blade that cuts off the tip portion protruding forward from the cutting blade, the rear portion of the bar is The present invention relates to a method and apparatus for preventing noise generation of a bar cutting machine for preventing the generation of impact sound when shaken and violently hits a conveying roller.
[0002]
[Prior art]
Many cylinders are used as material elements in various industrial fields. A metal product (called billet) having such a cylindrical body and high tensile strength is often required to have high dimensional accuracy, and further, since it is a mass-produced product, extreme cost reduction is also required. Such a cylindrical billet is mass-produced in a “dharma drop” type by high-speed cutting of a bar material, for example, a long round bar. A cutting machine known as a mass production machine has a fixed blade having a hole surrounding a cylindrical surface, for example, the entire circumference of a part of the top of a bar, and all or a part of the most advanced portion that protrudes forward from the fixed blade. And a movable blade having a surrounding surface. For mass production of highly accurate cylinders, high accuracy is required for the clearance between the cylindrical inner peripheral surface of the hole and the cylindrical outer peripheral surface of the rod that the fixed blade has, and this accuracy is mathematically high. Has been studied.
[0003]
When a bar is cut at high speed by such a cutting machine, a breaking shock wave is generated and transmitted to a long bar. Moreover, this breaking shock wave propagates to the bar material which bends at the time of cutting. Such bending and shock waves are combined and pass through a pinch roller that strongly holds the bar, and propagates to the bar part behind the pinch roller. The rear part of the bar material subjected to such propagation causes a phenomenon that the rear part swings in a whip-like manner with the pinch roller as a fulcrum, and shock shock occurs, and the conveying roller supporting the bar material is shocked. To hit.
[0004]
Such an impact not only causes damage to the mechanical system including the conveyance roller, but also generates a large impact sound. In factories where such cutting machines are installed, consideration is given to installing the cutting machine in a soundproof room with a soundproof wall to prevent the impact sound from leaking outside the factory. This difficult factory has become a social problem in that it has a negative health and mental impact on the workers in the soundproof room.
[0005]
Various other noise problems that existed in this kind of bar cutting factory have been solved to the extent that they clear the reference value, but the problems based on the cutting principle described above are left unsolved. Conventionally, the conveyance roller has been coated with a nylon layer, the entire conveyance roller is made of nylon, or the conveyance roller is made of resin molds and rubber tires. The nylon coating layer and the conveying roller itself are immediately damaged, resulting in an increase in cost, which is an undesirable measure in this field.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made based on such a technical background, and achieves the following objects.
[0007]
An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for preventing noise generation of a bar cutting machine for preventing the generation of a whip impact sound between a bar and a transport roller group due to the combination of bending and shock waves. .
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to prevent the generation of a whip impact sound between a bar and a transport roller group due to the combination of bending and shock waves without losing the function of a conventional conveying roller height adjusting means. It is an object of the present invention to provide a noise generation prevention method and apparatus for a cutting machine.
[0009]
Still another object of the present invention is to provide a method and apparatus for preventing noise generation of a bar cutting machine and a device for preventing the generation of a whip impact sound between a bar and a conveying roller group due to the combination of bending and shock waves. It is to provide.
[0010]
Still another object of the present invention is to provide a bar cutting machine for preventing the generation of a whiplash impact sound between a bar and a transport roller group due to the combination of bending and shock waves while utilizing the transport function of the transport roller group. It is an object to provide a noise generation prevention method and apparatus therefor.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a noise preventing means in a mechanical system comprising a cutting machine having a cutting blade that surrounds and is fixed to a peripheral surface of a bar, and a forcible roller that sandwiches and feeds the bar passed through the cutting blade. It is. The bar is in a state of being clamped and fixed by a forcible roller at the time of cutting, and the leading portion of the bar is passed through a fixed blade and does not swing.
[0012]
At the time of cutting, a powerful cutting force acts on the bar material in an instant. At the time of cutting, a crushing shock wave is generated and propagates to the bar, and this wave propagates to the rear part of the forcing roller. A small gap (approximately the gap for sliding expressed by mathematical formulas) theoretically required is provided between the bar and the fixed blade as well as between the bar and the forced roller. For this reason, the portion of the bar material behind the forcing roller has an amplitude that reaches a certain conical surface centered on the axial center line of the rod, and further, the amplitude changes from place to place and vibrates in a wave shape. . Such a vibration phenomenon of the bar is called a so-called whiplash phenomenon.
[0013]
Such a phenomenon does not appear as an impact between the bar and the conveying roller in the present invention. That is, the transport surface formed by the transport roller group is retracted outside the swing region where the bar is shaken and swings, that is, retracts outside the conical surface. This evacuation operation is performed by evacuating the conveyance surface. This evacuation step is taken after the step of pinching the bar by the forced roller. Even in such a state of the evacuation step, the bar can be conveyed by the forcible roller. The deflection of the bar during feeding does not affect the accuracy of the product.
[0014]
The evacuation step is by raising or lowering or tilting or rotating the same group of rollers. The roller group includes a case where the element is a single element. The roller group may be a plurality of groups. When there are a plurality of elements in the roller group, the entire roller group moves up and down or rotates in the same body. In the case of the tilting motion, the rear side of the transport surface may be retracted more significantly than the front side thereof, and the front side of the transport surface may be retracted more significantly than the rear side thereof.
[0015]
As the evacuation means, any of screw type (Japanese Patent Publication No. 61-49046), cylinder type, slope slide type, and other known and commonly used means can be used. When tilting, the roller group is rotatably supported by the retracting means. In addition to the operation based on the present invention, the retracting means also enables the parallel movement of the roller group according to the size of the bar, particularly the diameter of the bar.
[0016]
The retracting means includes a main body that rotatably supports a plurality of rollers forming the roller group and a support means that supports the main body so as to be retractable. The evacuation means may be singular, but a plurality of support means dispersed in the front-rear direction can also be provided. The support means includes a first evacuation means for supporting the front portion of the main body and a second evacuation means for supporting the rear portion of the main body. The second evacuation means has a movable portion and is conveyed by the movement of the movable portion. The surface is saved outside the area. The movable part may be the front part.
[0017]
The first evacuation means and the second evacuation means are the well-known and conventional means other than the cylinder. Both the first and second retracting means are formed from two sliding bodies that support each other by a relative sliding relationship between the inclined surfaces inclined in the advancing direction in which the bar advances on the transport surface. You can also.
[0018]
Each retracting means can be provided with a first movable part and a second movable part. In this case, the first movable part is continuously displaced (moved to an arbitrary continuous position), and the second movable part is selectively retracted to two positions discontinuously. The continuous displacement corresponds to the size of the bar, and the latter retreat corresponds to the retreat movement. The second movable part is preferably supported by the first movable part.
[0019]
【The invention's effect】
In the method and apparatus for preventing noise generation of the bar cutting machine according to the present invention, noise is not generated because the cause itself is removed, and the height adjusting means of the conveying surface can be used as it is as before. Furthermore, it can be provided at low cost without reducing the accuracy of cutting.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described. 1 to 4 show a modification of the basic embodiment of the method for preventing noise generation of the bar cutting machine of the present invention. FIG. 1 shows the initial or final stage of a method expressed in time series before the start of exercise or after the end of exercise. 2 to 4 show three forms showing an intermediate state of motion after the initial state of FIG.
[0021]
FIG. 1 also shows the cutting method. For cutting the bar W, the fixed
[0022]
The fixed
[0023]
As the
[0024]
A forced
[0025]
The fixing function is a function that can fix the bar material in a direction perpendicular to both axial centers of both rollers. The
[0026]
Although the figure shows one set of the
[0027]
In FIG. 1, the bar W is already forcibly fed by the
[0028]
2 to 4 show the state shown in FIG. 1, that is, the state after the pinching state by the forced
[0029]
FIG. 3 shows a state in which the
[0030]
FIG. 4 shows a state in which the
[0031]
In the state of FIGS. 2 to 4, the
[0032]
When receiving this bending force, as shown in FIG. 5 (the bending is emphasized), the center axis of the bar W having a high tensile strength is generally centered on the axis before the cutting. Bends and displaces until it matches the conical surface This displacement is a vibrational displacement. In this case, the inside of the conical surface is a deflection region where the bar W swings. The form of the runout region is represented by a function having many parameters such as the length, thickness, and tensile strength of the bar, and is usually formed in a wave shape instead of a conical surface.
[0033]
At the time of cutting, further, a breaking shock wave is generated at the cutting point. Since this wave propagates through the bar W, it is a shock wave that passes through the inside of the forced
[0034]
The
[0035]
Since the deflection area changes as the bar becomes shorter, the conveyance surface of the
[0036]
A V-roller is a roller whose cross section is formed in a V shape and whose central region is recessed in a valley shape. When a V-shaped roller is used, the common tangential plane is defined as a plane including a plurality of contact points where the V-shaped cross section and the bar W are in contact with each other. The saving means is composed of a first saving means 11 located at the front and a second saving means 12 located at the rear. The first retracting means 11 includes a
[0037]
The rotatable rotational position is fixed. The
[0038]
The second retracting means 12 includes a
[0039]
FIG. 7 shows a second embodiment of the save means. This retracting means comprises a wedge-shaped first retracting means 17 and a wedge-shaped second retracting means 18. The wedge-shaped first retracting means 17 is composed of a first
[0040]
The first upper wedge 21 is fixed to the lower end surface of the
[0041]
The wedge-shaped second retracting means 18 includes a second
[0042]
The inclined surfaces 27 and 28 are inclined with respect to a plane including the front-rear direction line and parallel to the
[0043]
As the driving means 31, a hydraulic cylinder is used as the first embodiment. This hydraulic cylinder has two
[0044]
This
[0045]
FIG. 8 shows a second embodiment of the driving means 31. The second embodiment is different from the first embodiment only in the embodiment of the
[0046]
The
[0047]
In this embodiment, the
[0048]
9 to 13 show a
[0049]
The
[0050]
Two
[0051]
A
[0052]
The 1st raising / lowering support means 41 and the 2nd raising / lowering support means 42 are the same except a drive part. A
[0053]
FIGS. 11-13 has shown the 1st raising / lowering support means 41 in detail. Lifting means 55 is provided on the
[0054]
The
[0055]
A
[0056]
As shown in FIG. 13, a control gear 63 is fixed coaxially to the
[0057]
A first retracting means (means corresponding to the first retracting means 11 in FIG. 6) 71 is provided on a
[0058]
A main body cylinder casing 73 of the lifting
[0059]
That is, the elevation width of the
[0060]
The joint
[0061]
When the bolt 81 is loosened, the inclination angles of the both
[0062]
The control rotation speed of the
[0063]
FIG. 14 shows a block circuit for carrying out the method of the invention and operating the device. The block circuit shown in this figure is for the case where the method shown in FIGS. 1-2 is implemented by using the save means 71 shown in FIGS. Input means 81 is provided on an operation control panel (not shown). The rotation speed N of the
[0064]
The controller 82 and the
[0065]
FIG. 15 shows operation steps of the apparatus system. The start button on the control panel is pressed (step 1), and the power of each device is turned on as an initial condition for the operation of the apparatus system. The parameters are input from the input means 81 to the controller 82 (step 2). The forced
[0066]
The
[0067]
The bar W hits the stopper 3 (step 6), and it is determined whether the
[0068]
If it has not passed the fixed point, the process returns to step S6. In the case of passing through the fixed point, the end of the program of FIG. 15 is ended, but actually the next bar is introduced into the
[0069]
16 and 17 differ from the above-described operation program shown in FIG. 15 in that the
[0070]
Steps 10A and 10B are operations in which, after the press operation, the
[0071]
In the description so far, the rear part behind the
[0072]
Alternatively, a rubber cushion is immovably disposed between
[0073]
In any case, such a rubber cushion restrains the deflection of the bar and reduces the amplitude of the deflection. Such a rubber cushion does not need to be positioned, and industrial waste can be recycled and used, so that the cost increase for that is insignificant.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an initial operation position of a first embodiment according to a noise cutting prevention method for a bar cutting machine according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a next operation position of the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a next operation position of the second embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a next operation position of the third embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the deflection of the bar according to the third embodiment.
[Fig. 6] Fig. 6 is a front
[Fig. 7] Fig. 7 is a front view showing a second embodiment of the noise generating prevention apparatus for the bar cutting machine of the present invention.
[Fig. 8] Fig. 8 is a front view showing a third embodiment of the apparatus for preventing noise generation of the bar cutting machine of the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing a fourth embodiment of the apparatus for preventing noise generation of a bar cutting machine according to the present invention.
FIG. 10 is a front view of FIG. 9;
FIG. 11 is a front view showing an elevating support means and a first retracting means according to a fourth embodiment.
FIG. 12 is a plan view of FIG. 11;
FIG. 13 is a side view of FIG. 11;
FIG. 14 is a block circuit diagram used for a noise generating prevention apparatus for a bar cutting machine according to the present invention.
FIG. 15 is a flowchart showing a mode of operation;
FIG. 16 is a flowchart showing another mode of operation;
FIG. 17 is a flowchart showing a continuation of FIG. 16;
[Explanation of symbols]
1 ... fixed blade
2 ... Movable blade
3 ... Stopper
4 ... Forced roller group
5 ... Conveying roller group
6 ... Body
7 ... Element roller
11, 71... First retreat means
12, 72 ... second evacuation means
13 ... 1st cylinder
14 ... 1st support means
15 ... Second cylinder
16 ... second support means
17 ... Wedge shaped first evacuation means
18 ... wedge-shaped second retreat means
19 ... First lower wedge
21 ... 1st upper wedge
22,23 ... Slope
25 ... second lower wedge
26 ... second upper wedge
31 ... Driving means
32, 33 ... piston rod
34, 35 ... Screw shaft
72. Working cylinder (first retracting means)
75 ... Piston (first escape means)
81 ... Input means
82 ... Controller
Claims (6)
前記切断刃に通される前記棒材を挟み込んで強制的に送る強制ローラと、
前記強制ローラへ前記棒材を送るローラ群とからなる棒材切断機により前記棒材を切断する際の破断衝撃波による騒音の発生を防止するための棒材切断機の騒音発生防止方法であり、
前記破断衝撃波により前記棒材の前記強制ローラより後方部分が振れる振れ領域外まで前記ローラ群が形成する搬送面を待避させる待避ステップと、
前記待避ステップは、前記ローラ群の全体が傾斜運動して前記搬送面の後方側がその前方側よりもより大幅に待避する
ことを特徴とする棒材切断機の騒音発生防止方法。A cutting machine comprising a cutting blade for cutting a bar;
A forcible roller forcibly feeding the bar material passed through the cutting blade;
It is a noise generation prevention method of a bar cutting machine for preventing the generation of noise due to a breaking shock wave when cutting the bar by a bar cutting machine comprising a group of rollers for feeding the bar to the forced roller,
A retracting step for retracting a conveying surface formed by the roller group to the outside of a swing region where a rear portion of the bar is swung from the forced roller by the breaking shock wave ;
The method of preventing noise generation of a bar cutting machine, wherein the step of retracting retracts the roller group as a whole so that the rear side of the conveying surface is retracted more significantly than the front side thereof.
前記切断刃に通される前記棒材を挟み込んで強制的に送る強制ローラと、
前記強制ローラへ前記棒材を送るローラ群とからなる棒材切断機により前記棒材を切断する際の破断衝撃波による騒音の発生を防止するための棒材切断機の騒音発生防止装置であり、
前記破断衝撃波により前記棒材の自由端部が振れる振れ領域の外まで前記ローラ群の搬送面を待避させるための待避手段と、
前記待避手段は、
前記ローラ群を形成する複数のローラを回転自在に同体に支持する本体と、
前記本体を待避自在に支持する支持手段とからなり、
前記支持手段は、前記本体の前方部分を支持する第1支持手段と前記本体の後方部分を支持する第2支持手段とを備え、
前記支持手段は可動部分を有し、前記可動部分の運動により前記搬送面が前記領域外まで待避する
ことを特徴とする棒材切断機の騒音発生防止装置。A cutting machine comprising a cutting blade for cutting a bar;
A forcible roller forcibly feeding the bar material passed through the cutting blade;
It is a noise generation prevention device of a bar cutting machine for preventing generation of noise due to a breaking shock wave when cutting the bar by a bar cutting machine composed of a group of rollers for feeding the bar to the forced roller,
A retracting means for retracting the conveying surface of the roller group to the outside of a swing area where the free end of the bar swings due to the breaking shock wave ;
The evacuation means is
A main body rotatably supporting a plurality of rollers forming the roller group;
Comprising support means for supporting the main body in a retractable manner,
The support means includes first support means for supporting a front portion of the main body and second support means for supporting a rear portion of the main body,
The apparatus for preventing noise generation of a bar cutting machine, wherein the support means has a movable part, and the conveying surface is retracted to the outside of the region by the movement of the movable part.
前記可動部分はシリンダであることを特徴とする棒材切断機の騒音発生防止装置。In claim 2 ,
The apparatus for preventing noise generation of a bar cutting machine, wherein the movable part is a cylinder.
前記第1支持手段も前記第2支持手段もともに前記可動部分を備え、前記両可動部分はともに2位置動作シリンダであることを特徴とする棒材切断機の騒音発生防止装置。In claim 2 ,
Both the first support means and the second support means include the movable part, and both the movable parts are two-position operation cylinders.
前記可動部分は第1可動部分と第2可動部分を備え、前記第1可動部分は連続移動し、前記第2可動部分は不連続移動することを特徴とする棒材切断機の騒音発生防止装置。In claim 2 ,
The apparatus for preventing noise generation of a bar cutting machine, wherein the movable part includes a first movable part and a second movable part, the first movable part continuously moves, and the second movable part discontinuously moves. .
前記第1支持手段と前記第2支持手段は、ともに前記搬送面上で前記棒材が進行する進行方向に傾斜する傾斜面同士で相対的に摺動しあう関係により支持しあう2体の摺動体から形成されていることを特徴とする棒材切断機の騒音発生防止装置。In claim 2 ,
Wherein the first support means second support means, both sliding of the two bodies mutually supported by relationships mutually slide relatively with inclined faces which are inclined to the traveling direction of the bar on the conveying surface progresses An apparatus for preventing noise generation of a bar cutting machine, characterized by being formed of a moving body.
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