JP3948780B2

JP3948780B2 - 長尺材料切断装置の廃材処理方法及び廃材処理装置

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Publication number: JP3948780B2
Application number: JP07401197A
Authority: JP
Inventors: 宏平有坂; 俊二岡村
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2017-03-26
Also published as: JPH10263921A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼帯などの長尺材料を順次所定の長さに切断して帯板状の素材板を形成する長尺材料切断装置から生じる廃材を処理する廃材処理方法、及び該方法を実施するために用いる廃材処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
帯板状の素材板を積層したり、成形したりして特定の製品を製造する場合には、帯状の長尺材料をコイル状に巻回したものからなる材料ロールを用意して、該材料ロールから巻き戻した長尺材料をシヤーに供給し、該シヤーにより材料を所定の切断長に切断することにより得た素材板を順次加工装置に供給するようにしている。
【０００３】
また幅寸法や材質が異なる複数種類の素材板を用いる必要がある場合には、異なる種類の長尺材料を巻回した複数の材料ロールを用意して、それぞれのロールから巻き戻した長尺材料をシヤーに供給する。
【０００４】
例えば、変圧器用の巻鉄心を製造する場合には、鉄心の断面形状を円形に近づけて鉄心の占積率を高めるために幅寸法が異なる複数種類の鋼帯（長尺材料）を用意して、それぞれの鋼帯を切断して得た鋼板（素材板）を所定の厚みが得られるまで巻回することにより幅寸法が異なる複数種類の積層体を構成し、該複数種類の積層体を積層することにより、断面の輪郭形状が階段状を呈する鉄心を構成している。
【０００５】
このように、素材板を加工装置に順次供給して加工する場合には、素材板を連続的に形成することができる長尺材料切断装置を加工装置に組み込むことが必要になる。通常この種の切断装置は、材料ロールから長尺材料を巻き戻すアンコイラと、該アンコイラにより巻き戻された長尺材料を送給するフィーダと、該フィーダにより送給された長尺材料を切断して帯板状の素材板を形成するシヤーとにより構成される。
【０００６】
アンコイラは回転自在に支持されたアンコイル軸と、該アンコイル軸に取り付けられたロール保持機構と、アンコイル軸を回転させる駆動機構とを備えていて、アンコイル軸にロール保持機構を介して保持させた材料ロールを回転させることにより該材料ロールから長尺材料を巻き戻す。
【０００７】
幅寸法や材質等が異なる複数種類の長尺材料を用いる場合には、材料の種類が異なるごとにいちいち材料ロールを交換するのは面倒であるため、材料送出位置に位置決めすることができるアンコイル軸を複数個備えて、それぞれのアンコイル軸に材料ロールを装着できるようにした多連のアンコイラを用いるのが好ましい。
【０００８】
また材料ロールの交換に要する時間が稼働停止時間になるのを防いで生産能率を向上させるためには、使用する長尺材料の種類が１つだけの場合であっても、多連のアンコイラを用いることが好ましい。本出願人は、先に、特願平６−１１７０８０号（特開平７−３１５６３９号）において、長尺材料を巻き戻すために用いる多連のアンコイラを提案した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、アンコイラから巻き戻した長尺材料を切断して素材板を形成する長尺材料切断装置においては、材料ロールに巻回されている長尺材料のすべてが巻き戻されて、材料ロールを構成していた長尺材料のテールエンド（長尺材料の最終端末部）がアンコイラから離れた後（材料切れが生じた後）、所定の切断長に達しない材料がフィーダに保持された状態で残ることが多い。
【００１０】
このように、切断長に達しない材料がフィーダに残った場合には、該材料を廃材として廃棄することが必要であるが、従来は、廃材が生じたときに切断装置の稼働を停止して、フィーダから廃材を取り除く作業を手作業により行っていたため、その作業に時間がかかるのを避けられず、廃材を取り除く作業を行うために生じる稼働停止時間が長くなって、作業能率が低下するという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、廃材を除去する際に生じる稼働停止時間を短くすることができるようにした長尺材料切断装置の廃材処理方法、及び該方法を実施するために用いる廃材処理装置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、長尺材料をコイル状に巻回してなる材料ロールから長尺材料を巻き戻すアンコイラと、アンコイラにより巻き戻された長尺材料を送給するフィーダと、フィーダにより送給された長尺材料を切断するシヤーとを備えて、フィーダにより送給された長尺材料をシヤーにより所定の切断長に切断する長尺材料切断装置から生じる廃材を処理する廃材処理方法に係わるものである。
【００１３】
本発明においては、材料ロールを構成していた長尺材料のテールエンドがアンコイラから外れた後、フィーダに保持されている切断前の長尺材料の長さが設定された長さ以下になったことが検出されたときにフィーダの送給方向を反転させることにより該フィーダに保持されている材料をシヤーと反対方向に逆送して該フィーダから離脱させ、フィーダから離脱させられた材料を廃材としてフィーダよりも下方に設けられた廃材収集スペースに搬送する。
【００１４】
このような方法により廃材を処理すると、フィーダの逆送動作により、廃材を簡単にフィーダから取り除くことができるため、廃材の除去を人手により行う場合に比べて、廃材の除去に要する時間を短縮することができ、作業能率を向上させることができる。
【００１５】
上記の方法を実施するために用いる廃材処理装置は、材料ロールを構成していた長尺材料のテールエンドがアンコイラから外れた後フィーダの入口付近に設定された判定位置を通過したときに、該長尺材料のテールエンドを検出してテールエンド検出信号を出力するテールエンド検出装置と、長尺材料の前回の切断が行われた時点からテールエンド検出信号が発生した時点までの間にフィーダが送給した長尺材料の長さと必要な切断長との差が判定位置とフィーダの入口との間の距離よりも長い時にフィーダに保持された長尺材料が廃材であると判定する廃材判定手段と、廃材判定手段によりフィーダに保持されている長尺材料が廃材であると判定された時にフィーダに保持されている材料をシヤーとは反対方向に逆送するようにフィーダの送給方向を切り換えるフィーダ制御手段と、フィーダにより逆送されて該フィーダから離脱した材料を廃材としてフィーダよりも下方に設けられた廃材収集スペースに搬送する搬送装置とにより構成することができる。
【００１６】
上記のように、フィーダの入口付近に判定位置を設定して、長尺材料のテールエンドが該判定位置を通過したときにテールエンド検出信号を発生させるようにすると、テールエンド検出信号が発生したときに、または該テールエンド検出信号が発生した後、所定の切断長の材料の送給が完了したときに、フィーダに保持されている材料が廃材とすべき材料であるか否かを判定することができる。
【００１７】
即ち、テールエンド検出信号が発生した時点でのフィーダによる材料の送給長（前回の切断が行われた後にフィーダが送給した材料の長さ）と必要な切断長との差が、判定位置とフィーダの入口との間の距離よりも長い時には、テールエンド検出信号が発生した時点で、現在フィーダに保持されている材料の長さが不足していることになるので、テールエンド検出信号が発生した時点で、その材料が廃材であると判定することができる。
【００１８】
またテールエンド検出信号が発生した時点でのフィーダによる材料の送給長と必要な切断長との差が、判定位置とフィーダの入口との間の距離よりも短い時には、テールエンド検出信号が発生した後、必要な切断長分の材料の送給が終了した時点で、その時フィーダに保持されている材料を廃材であると判定することができる。
【００１９】
上記のように、フィーダの近傍に設定した判定位置で長尺材料のテールエンドを検出するようにすると、フィーダに保持されている材料が廃材であるか否かを判定することができ、該テールエンドが検出された後にフィーダによる送給を反転させることにより廃材を自動的にフィーダから除去することができる。従って、廃材を除去する作業に要する時間を短縮することができ、廃材を除去する際に生じる稼働停止時間を短縮して作業能率を高めることができる。
【００２０】
上記廃材収集スペースには、搬送装置により搬送されてきた廃材を間に挟んでコイル状に変形させる複数のローラを備えた廃材成形装置を設けておくのが好ましい。
【００２１】
このように廃材成形装置を設けておくと、廃材をコンパクトな形に成形できるため、廃材の取り扱いを容易にすることができる。
【００２２】
上記搬送装置は、フィーダとアンコイラとの間に形成されている材料供給通路を斜めに横切ってフィーダから離脱する廃材を受け止め得る状態になる作用位置と、上記材料供給通路から退避した状態になる退避位置との間を変位し得るように設けられたシュート（傾斜した面を有していて、廃材を重力により滑らして搬送する搬送装置）と、シュートを作用位置と退避位置とに変位させるシュート変位機構と、アンコイラからフィーダに長尺材料を供給しているときにはシュートを退避位置に位置させ、テールエンド検出信号が発生したときにはフィーダの送給方向による廃材の逆送が開始されるまでの間にシュートを作用位置に変位させるようにシュート変位機構を制御するシュート制御手段とにより構成できる。
【００２３】
この場合シュートは、伸縮可能に構成して、該シュートを作用位置で伸縮させるためのシュート伸縮機構を搬送装置に設けておくのが好ましい。
【００２４】
上記のように、搬送装置を設けておくと、廃材収集スペースを設ける場所の選定に自由度を持たせることができるため、加工装置の設計を容易にすることができる。
【００２５】
上記アンコイラは、材料ロールを着脱可能に保持するロール保持機構を有する複数のアンコイル軸と、各アンコイル軸にロール保持機構を介して保持された材料ロールを材料送出位置まで移動させて該材料送出位置に位置決めする材料ロール移送機構とにより構成できる。
【００２６】
上記アンコイラは、固定フレームと、垂直方向に伸びる中心軸線の回りを回転し得る状態で前記固定フレームに支持された可動フレームと、可動フレームに対して回転自在に支持された駆動軸と、該駆動軸を回転駆動する回転駆動源と、水平方向に放射状に伸びるように配置されて可動フレームに回転自在に支持された複数のアンコイル軸と、各アンコイル軸の放射方向の外端部に取り付けられて材料ロールを着脱可能な状態で保持するロール保持機構と、駆動軸の回転をクラッチ機構を介して各アンコイル軸に伝達して各アンコイル軸に保持された材料ロールを材料巻き戻し方向に回転させるアンコイル軸駆動機構と、各アンコイル軸に制動をかけるブレーキ機構と、複数のアンコイル軸を可動フレームとともに旋回させるアンコイル軸旋回機構と、各アンコイル軸に保持された材料ロールの巻き戻しが終了した時に他のアンコイル軸に保持された材料ロールを材料送出位置に変位させるようにアンコイル軸旋回機構を制御する制御装置とにより構成するのが好ましい。
【００２７】
上記のように、複数の材料ロールをセットできる多連のアンコイラを用いると、
材料ロールの交換を行う時間が稼働停止時間となることがないため、作業能率を高めることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は本発明に係わる廃材処理装置を備えた長尺材料切断装置の構成例を示したもので、図１及び図２はそれぞれ正面図及び平面図、図３は図１の要部を拡大して示した要部拡大正面図、図４は図３の右側面図である。
【００２９】
図１ないし図４において、１はアンコイラ、２はアンコイラ１により巻き戻された長尺材料３を送給するフィーダ、４はフィーダ２により送給された長尺材料３を切断するシヤー、５は本発明に係わる廃材処理装置である。
【００３０】
先ずアンコイラ１の構成を説明すると、図１において１０は設置面１１上に固定された固定フレームで、固定フレーム１０には、垂直方向に伸びる図示しない旋回軸が支持され、該旋回軸に軸受を介して回転体１２が回転自在に支持されている。したがって回転体１２は、固定フレーム１０上で、垂直方向に伸びる軸線の回りを回転することができるようになっている。
【００３１】
回転体１２の上端には、可動フレーム１３が固定され、可動フレーム１３には、９０度間隔で配置されて水平面に沿って放射状に伸びる４つのアンコイル軸１４Ａないし１４Ｄが回転自在に支持されている。アンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄは、それぞれの中心軸線が可動フレーム１３の中心軸線上の一点で交わるように配置されていて、それぞれのアンコイル軸の外端部にロール保持機構１５Ａ〜１５Ｄが取り付けられている。
【００３２】
各ロール保持機構は、図１に示したロール保持機構１５Ａに見られるように、周方向に等間隔をあけて配置された複数（図示の例では４個）のロール保持部材１６と、操作ハンドル１７の操作によりロール保持部材１６を径方向に沿って変位させる拡縮機構１８とを備えた公知のもので、複数のロール保持部材１６を材料ロール２０の内側に挿入した後、操作ハンドル１７を操作してロール保持部材１６を径方向の外側に変位させて材料ロール２０の内周に密接させることにより、材料ロール２０を保持するようになっている。
【００３３】
可動フレーム１３の上部には、アンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄを回転駆動する電動機２１が取り付けられている。電動機２１の回転軸は、可動フレーム１３に取り付けられた減速機２２の入力軸に連結されている。減速機２２は、可動フレーム１２の中心軸線に沿って下方に伸びる出力軸を有し、該減速機の出力軸は、アンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄの近傍にそれぞれのアンコイル軸と平行に配置された動力伝達軸（図示せず。）に、傘歯車を用いた歯車伝達機構を介して連結されている。アンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄのそれぞれの近傍に配置された動力伝達軸は、アンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄのそれぞれに対して設けられたクラッチ機構を介してアンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄに連結されている。電動機２１の回転は、減速機２２と、傘歯車を用いた歯車伝達機構と、アンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄにそれぞれ対応する動力伝達軸と、クラッチ機構とを介してアンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄに伝達される。クラッチ機構は、電磁石などを駆動源としたもので、アンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄに対してそれぞれ設けられたクラッチ機構を電気的に操作することにより、アンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄへの動力の伝達を入り切りすることができるようになっている。
【００３４】
また図示してないが、アンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄの放射方向の内端部（可動フレーム１３内に位置する端部）側には、それぞれのアンコイル軸に固定されたブレーキ板と、電磁石等を駆動源として駆動されて各ブレーキ板に摩擦接触するブレーキシューとを備えたブレーキ機構が設けられ、これらのブレーキ機構によりアンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄに制動がかけられるようになっている。
【００３５】
固定フレーム１０には、可動フレーム１３を旋回させるための電動機２５が取り付けられ、該電動機２５の出力軸は固定フレーム１０内で、減速機構を介して回転体１２に連結されている。
【００３６】
図示のアンコイラにおいては、電動機２５の回転により、可動フレーム１３が２７０度旋回させられるようになっている。
【００３７】
図１において、２６は電動機２５の回転を回転体１２に伝達するための減速機構を覆うカバー、２７は電気配線を収容するために回転体１２に取り付けられた配線ダクトである。
【００３８】
可動フレーム１３にはまたアンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄにそれぞれ対応する流体圧シリンダ３０Ａ〜３０Ｄが取り付けられている。これらの流体圧シリンダ３０Ａ〜３０Ｄはそれぞれの中心軸線が水平面に沿ってアンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄと直交する方向に伸びるように設けられていて、流体圧シリンダ３０Ａ〜３０Ｄのピストンロッド３１Ａ〜３１Ｄの先端に材料保持フレーム３２Ａ〜３２Ｄが取り付けられている。材料保持フレーム３２Ａ〜３２Ｄは、流体圧シリンダ３００Ａ〜３０Ｄの軸線方向に伸びるガイドロッド３３ａを備えたガイド機構３３により、アンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄにそれぞれ保持された材料ロールに近付く後退方向と、材料ロールから離れていく前進方向とに直線変位し得るように支持されている。
【００３９】
材料保持フレーム３２Ａ〜３２Ｄは、それぞれが対応する材料ロールから材料を巻き戻してフィーダ２に供給する際にフィーダ２に近接した状態になる前進位置に配置され、それぞれが対応する材料ロールが材料の巻き戻しに備えて待機しているときにはアンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄ側に寄った状態になる後退位置に配置される。
【００４０】
材料保持フレーム３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれには、材料ロールから巻き戻された長尺材料に下方から接触して該長尺材料を支えつつ案内する複数（図示の例では３個）のガイドローラ３４と、ガイドローラ３４により案内された長尺材料をクランプするクランプ装置３５とが取り付けられている。
【００４１】
流体圧シリンダ３０Ａ〜３０Ｄ及びガイドロッド３３ａは、アンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄにそれぞれロール保持機構を介して保持された材料ロール２０から巻き戻された長尺材料３と干渉しない位置に配置されていて、アンコイル軸１４Ａ〜１４Ｄにそれぞれ保持された材料ロール２０から引き出された長尺材料３は、弛みを持たせた状態で、それぞれのアンコイル軸に対応する材料保持フレーム３２Ａ〜３２Ｄにそれぞれ取り付けられたガイドローラ３４の上を経てクランプ装置３５の位置まで導かれる。各材料保持フレームに取り付けられた３個のガイドローラ３４は、弛みをもって下方からクランプ装置３５に向けて立ち上がる長尺材料３に自然に沿うように湾曲した曲線に沿って配置されている。
【００４２】
図２に示したように、クランプ装置３５の位置まで導かれた長尺材料３は、その先端３ａを所定の長さだけクランプ装置３５から前方に突出させた状態でクランプ装置３５によりクランプされて、切断に備えて待機させられる。
【００４３】
この例では、流体圧シリンダ３０Ａ〜３０Ｄと材料保持フレーム３２Ａ〜３２Ｄと、ガイドローラ３４と、クランプ装置３５とにより、材料ロール２０から巻き戻した長尺材料をフィーダ２に受け渡す材料受け渡し装置３６Ａ〜３６Ｄが構成されている。
【００４４】
なお図２においては、図が繁雑になるのを避けるために、ロール保持機構１５Ａ〜１５Ｄを概略的に示している。
【００４５】
フィーダ２は、材料送出位置に位置決めされたアンコイル軸に相対する位置に配置されるように位置決めされて、加工機側フレーム４０に取り付けられている。図示のフィーダ２は、図示しない電動機により回転駆動される送給ローラ２ａと、流体圧シリンダ２ｂにより駆動されて送給ローラ２ａ側に付勢される加圧ローラ２ｃとを備えた公知のもので、送給ローラ２ａと加圧ローラ２ｃとの間に長尺材料３を挟んでシヤー４側に送給する。
【００４６】
図１及び図２は、アンコイル軸１４Ａが材料送出位置に位置決めされている状態を示し、アンコイル軸１４Ａ及び１４Ｄにそれぞれロール保持機構１５Ａ及び１５Ｄを介して保持されていた材料ロール２０がすべて巻き戻されて空になった状態を示している。
【００４７】
図２に示したように、通常は流体圧シリンダ３０Ａ〜３０Ｄのピトスンロッドが後退させられていて、それぞれの先端に取り付けられた材料保持フレーム３２Ａ〜３２Ｄが後退位置に待機させられている。図１及び図２に示したように、材料送出位置（フィーダ２に向けて材料を送出する位置）に位置決めされているアンコイル軸１４Ａに保持された材料ロール２０から長尺材料を巻き戻して切断する際には、流体圧シリンダ３０Ａのピストンロッドを伸長させてその先端の材料保持フレーム３２Ａを前進位置（図１に実線で示し、図２に鎖線で示した位置）まで前進させることにより、クランプ装置３５の先端から突出している材料３の先端をフィーダ２の送給ローラ２ａと加圧ローラ２ｃとの間に挿入する。材料３の先端が送給ローラ２ａと加圧ローラ２ｃとの間に挿入されて加圧された後に、クランプ装置３５がアンクランプ状態にされる。
【００４８】
図示の例では、電動機２５と、該電動機の回転を可動フレーム１３に伝達する機構とにより、複数のアンコイル軸を可動フレームとともに旋回させるアンコイル軸旋回機構が構成され、このアンコイル軸旋回機構により、各アンコイル軸にロール保持機構を介して保持された材料ロールを材料送出位置まで移動させて該材料送出位置に位置決めする材料ロール移送機構が構成されている。
【００４９】
シヤー４は固定刃４ａと図示しない駆動機構により駆動される可動刃４ｂとを備えた公知のもので、フィーダ２の前方に該フィーダとの間に所定の間隔を隔てた状態で配置されている。
【００５０】
フィーダ２は、アンコイラから供給される材料３をシヤー４の固定刃４ａと可動刃４ｂとの間を通して送給する。フィーダ２による材料の送給長が所定の切断長に等しくなったときにフィーダ２の送給ローラが停止させられて材料３の送給動作が停止させられる。次いで、シヤーの可動刃４ｂが下降させられて長尺材料３が切断され、所定の長さを有する素材板が形成される。この素材板は、積層装置などの加工装置に供給される。フィーダ２による材料の送給長の計測は、例えば、送給ローラ２ａの回転数を計測することにより行われる。
【００５１】
図３及び図４に示したように、加工機側フレーム４０のアンコイラ１側の面には、フィーダ２よりも上方に位置させた状態で支持フレーム４０ａが設けられ、該支持フレーム４０ａに固定されたブラケット４１にピン４２を介して材料押えレバー４３の一端が支持されている。
【００５２】
材料押えレバー４３の他端には材料押え４４が取り付けられ、レバー４３の回動により、材料押え４４が図に実線で示したようにガイドローラ３４に近接した状態になる押え位置と、図３に鎖線で示したようにガイドローラ３４から離れた状態になる退避位置との間を変位させられるようになっている。
【００５３】
図４に見られるように、材料押え４４は、押えレバー４３に固定された板状部材４４ａに長尺材料３の幅方向に所定の間隔を隔てて並ぶ複数の押え棒４４ｂの一端を固定して全体が櫛歯状を呈するように形成したもので、各押え棒４４ｂは、曲線に沿うように配置された３個のガイドローラ３４に沿って伸びるように湾曲させられている。
【００５４】
支持フレーム４０ａよりも上方に位置させた状態で加工機側フレーム４０に固定された支持フレーム４０ｂにブラケット４５が固定され、該ブラケット４５にピン４６を介して流体圧シリンダ４７の後端部が支持されている。流体圧シリンダ４７のピストンロッド４８は材料押えレバー４３の中間部にピン４９を介して連結され、流体圧シリンダ４７により材料押えレバー４３が回動させられて、材料押え４４が押え位置と退避位置とに変位させられるようになっている。この例では、流体圧シリンダ４７と押えレバー４３とにより、長尺材料をシヤーに向けて送給する際に材料押え４４を押え位置に変位させ、廃材を排出する際に材料押え４４を退避位置に変位させる材料押え駆動機構が構成されている。
【００５５】
図示の例では、加工機側フレーム４０の下部の内側に廃材処理スペース５０が設けられ、廃材を廃材処理スペース５０に向けて搬送するために搬送装置５１が設けられている。図示の搬送装置５１は、断面がコの字形を呈するように形成された樋形の第１のガイド板５２Ａと、該第１のガイド板５２Ａの内側に嵌合されて第１のガイド板５２Ａの長手方向にスライドし得るように設けられた樋形の第２のガイド板５２Ｂとを備えたシュート５２を備えていて、このシュートは第２のガイド板５２Ｂの変位により伸縮し得るように構成されている。第１のガイド板５２Ａの下面には該ガイド板５２Ａの幅方向に伸びる回動軸５５が固定され、この回動軸５５の両端は、加工機側フレーム４０の下部に取り付けられた支持部材５６に軸受５７を介して支持されている。
【００５６】
回動軸５５の一端には、レバー５８の一端が固定され、レバー５８の他端は、加工機側フレーム４０の下部にピン６０を介して支持された流体圧シリンダ６１のピストンロッド６２の先端にピン６３を介して連結されている。図示の例では、流体圧シリンダ６１のピストンロッド６２を伸長させたときにシュート５２が回動軸５５を中心に図３において反時計方向に回動して最終的に図３に鎖線で示した退避位置まで変位し、流体圧シリンダ６１のピストンロッド６２を後退させたときに、シュート５２が回動軸５５を中心に図３において時計方向に回動して最終的に図３に実線で示した作用位置まで変位するようになっている。
【００５７】
また第１のガイド板５２Ａの背面に流体圧シリンダ６５が取り付けられていて、該シリンダ６５のピストンロッド６６の先端が第２のガイド板５２Ｂの先端部に連結され、ピストンロッド６６の前進及び後退に伴って第２のガイド板５２Ｂが前進及び後退してシュート５２が伸縮するようになっている。
【００５８】
図示の例では、流体圧シリンダ６１とレバー５８とにより、シュート５２を作用位置と退避位置とに変位させるシュート変位機構６７が構成され、流体圧シリンダ６５により、シュート５２を伸縮させるシュート伸縮機構６８が構成されている。
【００５９】
上記シュート変位機構６７及びシュート伸縮機構６８はシュート制御装置によりシーケンス制御される。このシーケンス制御を行わせるため、シュート５２が退避位置及び作用位置にあることをそれぞれ検出するリミットスイッチなどの位置検出器と、シュート５２の第２のガイド板５２Ｂが前進位置及び後退位置にあることをそれぞれ検出する位置検出器とが設けられている。これらの位置検出器は、シュートの位置及び該シュートの第２のガイド板の位置を直接検出するように設けてもよく、流体圧シリンダ６１のピストンロッド６２の位置、及び流体圧シリンダ６５のピストンロッド６６の位置をそれぞれ検出することにより、シュート５２の位置及び第２のガイド板５２Ｂの位置を間接的に検出するように設けてもよい。
【００６０】
図示の例では、シュート５２が図３に鎖線で示した退避位置にあるときに、流体圧シリンダ６１のピストンロッド６２が前進位置にあってシュートを垂直に立たせた状態に保持する。またこのとき流体圧シリンダ６５のピストンロッド６６は後退位置にあって第２のガイド板５２Ｂを後退位置に位置させ、シュート５２を短く畳んだ状態に保持している。
【００６１】
シュート変位機構６７及びシュート伸縮機構６８を制御するシュート制御装置は、後記するテールエンド検出装置により、廃材の発生が検出された時に、流体圧シリンダ６１のピストンロッド６２を後退させて、シュート５２を図３に鎖線で示した退避位置から実線で示した作用位置に回動させて傾斜させ、廃材の搬送が終了した後、流体圧シリンダ６５のピストンロッド６６が後退したことが確認されたとき（第２のガイド板５２Ｂが後退位置まで変位したことが確認されたとき）に流体圧シリンダ６１のピストンロッド６２を前進させて、シュート５２を退避位置まで回動させるように、流体圧シリンダ６１を制御する。
【００６２】
上記のシュート制御装置はまた、シュート５２が作用位置に達したことが検出され後に、流体圧シリンダ６５のピストンロッド６６を前進させて第２のガイド板５２Ｂを前進させることにより、シュート５２を伸長させ、廃材の搬送が完了した後に流体圧シリンダ６５のピストンロッド６６を後退させて、第２のガイド板５２Ｂを後退させる（シュートを短く畳む）ように、流体圧シリンダ６５を制御する。
【００６３】
上記シュート５２と、シュート変位機構６７と、シュート伸縮機構６８と、両機構を制御するシュート制御装置とにより、搬送装置５１が構成されている。
【００６４】
廃材収集スペース５０には、搬送装置５により搬送された廃材をコイル状に成形する廃材成形装置７０が配置されている。図示の成形装置７０は、電動機７１と、電動機７１により回転駆動される金属製の駆動ローラ７２と、金属ローラの外周をウレタンゴム層により被覆した構造を有して駆動ローラ７２と平行に配置された加圧ローラ７３と、加圧ローラ７３を駆動ローラ７２に向けて付勢するバネやシリンダ等の付勢手段とを、架台７４の上に支持されたフレーム７５に取り付けたもので、搬送装置５１を構成するシュート５２内を滑落してきた廃材（金属板）が駆動ローラ７２と加圧ローラ７３との間に供給されるように、廃材成形装置７０と搬送装置５１との間の位置関係が設定されている。
【００６５】
上記の廃材成形装置７０においては、加圧ローラ７３の表面層がウレタンゴムからなっていて弾力性を有するため、駆動ローラ７２は、その一部が加圧ローラ７３の表面層に食い込んだ状態で回転する。したがって、駆動ローラ７２と加圧ローラ７３との間に供給された廃材（金属板）は、駆動ローラ７２の外周面にほぼ沿うように湾曲させられて、図３に符号７６で示したようにコンパクトなコイル状の形状に成形される。
【００６６】
廃材成形装置７０の電動機７１は、駆動ローラ７２と加圧ローラ７３との間に廃材を受け入れたことが確認されたときに起動するタイマにより制御されて、設定された一定時間の間駆動される。このタイマの設定時間は、廃材をコイル状に成形するために必要にして十分な長さに設定される。
【００６７】
なお廃材成形装置７０は、必ずしも駆動ローラ７２と表面がゴムで被覆された加圧ローラとの２つのローラからなっている必要はなく、例えば、図５に示すように、駆動ローラ７７と２つの加圧ローラ７８及び７９との３つのローラを備えて、廃材をこれらのローラの間に通すことによりコイル状に成形するようにした成形装置を用いてもよい。
【００６８】
アンコイラ１からフィーダ２に供給される長尺材料３のテールエンドがアンコイラ１から外れたこと（材料ロールの巻き戻しが完了し、材料切れが生じたこと）を検出するため、赤外線を発生する光源８０Ａと該光源が発生する赤外線を検出する光検出器８０Ｂとからなる材料切れ検出装置８０が設けられている。図示の例では光源８０Ａが加工機側フレーム４０のアンコイラ側の面の上部に取り付けられ、光検出器８０Ｂがアンコイラ１の固定フレーム１０に取り付けられている。光源８０Ａ及び光検出器８０Ｂはアンコイラ１から巻き戻されてガイドローラ３４と押え板４４との間に導入されている長尺材料３を間にして、水平方向に対して傾斜した方向に相対するように設けられている。この材料切れ検出装置８０の光検出器８０Ｂは、図１に鎖線で示したように長尺材料３のテールエンドが未だアンコイラ１に拘束されている状態（長尺材料の巻き戻しが完了していない状態）にあって、長尺材料３が光源８０Ａと光検出器８０Ｂとの間に介在しているとき（光源８０Ａが光検出器８０Ｂから遮られているとき）に検出信号の発生を停止しており、長尺材料３のテールエンドがアンコイラ１から外れたときに光源８０Ａが発生する赤外線を検出して、材料切れが生じたこと（アンコイラから長尺材料のテールエンドが外れたこと）を示す材料切れ検出信号を出力する。
【００６９】
この例では、材料切れ検出信号が発生したときに、電動機２１を停止させるかまたはアンコイル軸に動力を伝達するクラッチ機構を「切り」の状態にして、それまで回転していたアンコイル軸を停止させるとともに、フィーダ２による材料の送給速度を低下させるようにしている。
【００７０】
またフィーダ２の近傍には、長尺材料３のテールエンドがアンコイラ１から外れた後、該長尺材料３のテールエンドがフィーダ２の近傍に設定された判定位置を通過した際にテールエンド検出信号を発生するテールエンド検出装置８１が設けられている。このテールエンド検出装置は、赤外線を発生する光源８１Ａと、該光源８１Ａが発生する赤外線を検出した時にテールエンド検出信号を発生する光検出器８１Ｂとからなっていて、図示の例では、フィーダ２よりも上方に位置させた状態で加工機側フレーム４０のアンコイラ側の面に後端部が固定された支持アーム８２の先端に光源８１Ａが取り付けられ、フィーダ２よりも下方に位置させた状態で加工機側フレーム４０に固定された支持具８３に光検出器８１Ｂが固定されている。
【００７１】
図示の例では、フィーダ２寄りに配置された２つのガイドローラ３４，３４の間と、材料押え４４の押え棒４４ｂ，４４ｂの間の隙間内に判定位置（図４のＡ点）が設定され、光源８１Ａと光検出器８１Ｂとを結ぶ直線が判定位置Ａと交わるように、光源８１Ａと光検出器８１Ｂとが配置されている。このテールエンド検出装置８１においては、判定位置Ａに長尺材料が存在して、光源８１Ａと光検出器８１Ｂとの間が遮られているときに光検出器８１Ｂが出力を停止しており、長尺材料３のテールエンドが判定位置Ａを通過して、光検出器８１Ｂが光源８１Ａから発生する赤外線を検出したときにテールエンド検出信号を出力する。
【００７２】
本発明においては、上記テールエンド検出装置８１がテールエンド検出信号を出力した後にフィーダ２に保持されている材料を廃材としてシヤー４と反対方向に逆送するように、フィーダ２の送給方向を切り換えるフィーダ制御手段が設けられる。このフィーダ制御手段は、テールエンド検出信号を入力としてフィーダに保持されている材料が廃材であるか否かを判定する廃材判定手段と、該廃材判定手段により廃材であると判定されたときにフィーダ２の送給ローラ２ａを駆動する電動機の回転方向を反転させる回路とにより実現できる。
【００７３】
上記廃材判定手段は、前回の切断が行われた後、テールエンド検出信号が発生するまでの間にフィーダ２が既に送給した長尺材料３の長さＬx と切断長Ｌc との差ΔＬ（＝Ｌc −Ｌx ）を判定位置Ａとフィーダ２の入口との間の距離（材料に沿った距離）Ｌo と比較して、ΔＬ＞Ｌo であるときに、フィーダに保持されている材料が廃材であると判定する回路により実現できる。以下の説明では、簡単にするため、テールエンド検出信号が発生したときに、フィーダ２に保持されている材料をそのまま廃材として判定するものとする。
【００７４】
また図示の例では、アンコイラ１から巻き戻された長尺材料３が材料受け渡し装置３６Ａによりフィーダ２に受け渡されたことが検出されたときに、材料押え４４を押え位置に変位させ、テールエンド検出信号が発生して、廃材の発生が検出された後搬送装置５１のシュート５２が作用位置に変位して伸長したことが検出され、かつフィーダ２による廃材の逆送が完了したことが検出されたときに材料押え４４を退避位置に変位させるように、材料押え駆動機構の流体圧シリンダ４７を制御する材料押え制御装置が設けられている。
【００７５】
次に上記の長尺材料切断装置の動作を、廃材処理装置の動作とともに説明する。加工機に素材板を供給する際には、先ずアンコイラ１の電動機２５を駆動することにより可動フレーム１３を旋回させて、図１に示すように、所定のアンコイル軸に保持された材料ロール、例えばアンコイル軸１４Ａに保持された材料ロール２０をフィーダ２の入口に相対する材料送出位置に位置決めする。次いで流体圧シリンダ３０Ａを駆動して材料保持フレーム３２Ａを図１に鎖線で示した後退位置から図１に実線で示した前進位置まで移動させ、フィーダ２の入口に近接させた位置で材料保持フレーム３２Ａを停止させると同時に、長尺材料３の先端をフィーダ２の送給ローラ２ａと加圧ローラ２ｃとの間に挿入する。次いでクランプ具３５によるクランプを解除し、巻き戻しを行う材料ロールを保持したアンコイル軸１４Ａを回転させることにより、材料ロール１Ａを巻き戻し方向に回転させながら送給ローラ２ａを駆動して長尺材料３をシヤー４側に送給する。このとき、材料を巻き戻す材料ロール以外のロールが保持されたアンコイル軸３０Ｂ〜３０Ｄに電動機２１の動力が伝達されないように、それぞれのアンコイル軸への動力の伝達を断続するクラッチ機構を切っておく。
【００７６】
送給ローラ２ａの回転数から検出した長尺材料の送給長が所定の切断長に達したときにフィーダ２の送給ローラ２ａを停止させるとともに、アンコイル軸１４Ａを停止させ、シヤー４により長尺材料を切断して所定の長さを有する素材板を得る。シヤー４による切断が完了した後、アンコイル軸１４Ａ及びフィーダ２の送給ローラ２ａを再起動させ、長尺材料の送給を再開させる。これらの動作を繰り返すことにより、所定の長さを有する素材板を加工機に順次供給する。素材板の形成が進み、長尺材料３のテールエンドがアンコイラ１から外れると、材料切れ検出装置８０が材料切れ検出信号を発生する。材料切れ検出信号が発生すると、アンコイル軸１４Ａが停止させられると同時に、フィーダ２の送給速度が低下させられる。
【００７７】
テールエンド検出装置８１が長尺材料３のテールエンドを検出したときに、フィーダ２の送給動作を停止させるとともに、流体圧シリンダ６１を駆動してそのピストンロッド６２を後退させることにより搬送装置５１を構成するシュート５２を図１に鎖線で示した作用位置まで回動させる。次いで流体圧シリンダ５２のピストンロッド６６を前進させることにより、第２のガイド板５２Ｂを前進させてシュート５２を伸長させる。シュート５２が作用位置で伸長したことが確認された後、フィーダ制御手段によりフィーダ２の電動機を逆転させて、該フィーダの送給方向を反転させ、該フィーダ２が保持している材料をアンコイラ側に逆送する。この材料の逆送が完了した時点では、廃材とする材料の一端側の端部がガイドローラ３４と材料押え４４との間に挟まれて保持された状態にあり、該材料の他端側はシュート５２内に垂れ下がった状態にある。材料の逆送が完了したことが確認された後、流体圧シリンダ４７のピストンロッド４８を後退させて材料押え４４を退避位置に移動させ、これにより材料押え４４とガイドローラ３４との間に一端が保持されていた廃材をシュート５２側に落下させる。シュート５２内に落下した廃材は該シュート内を滑落して廃材収集スペース５０に配置された廃材成形装置７０に供給される。廃材成形装置７０に供給された廃材は、コイル状に成形されてコンパクトな形にされ、図示しない廃材容器内に収容される。
【００７８】
廃材の成形が完了した後、流体圧シリンダ６５のピストンロッド６６を後退させてシュート５２の第２のガイド板５２Ｂを後退させ、次いで、流体圧シリンダ６１のピストンロッド６２を前進させて、搬送装置５１を図３に鎖線で示した退避位置に移動させる。その後、アンコイラ１の電動機２５を駆動して可動フレーム１３を旋回させることにより、次に巻き戻しを行う材料ローラを材料送出位置に位置決めする。以降の動作はアンコイル軸１４Ａに保持された材料ロールから材料を巻き戻してシヤーに供給する際の動作と同様である。
【００７９】
上記の例では、廃材収集スペース５０をフィーダ２の真下よりシヤー側の位置に設けているが、廃材収集スペース５０はフィーダ２よりも下方の位置にあればよく、フィーダ２とアンコイラ１との間の下方に廃材収集スペースを設けてもよい。
【００８０】
上記の例では、廃材収集スペースに廃材成形装置を配置して、廃材をコンパクトな形に成形するようにしているが、この成形装置は必ずしも設けなくてもよい。また廃材成形装置は、廃材をコイル状に成形するものに限られるものではなく、例えば、廃材を折り畳むようにしたものでもよい。また廃材成形装置に代えて、廃材を細く裁断する裁断装置を設けるようにしてもよい。
【００８１】
廃材を成形する工程を省略する場合、廃材収集スペースの位置によっては、搬送装置５１を省略することもできる。例えば、図１において設置ベース１１に設けられた溝１１ａ内を廃材収集スペースとして、該廃材収集スペース内に廃材を落下させるようにする場合には、搬送装置５１を省略できる。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、フィーダの近傍に設定した判定位置で長尺材料のテールエンドを検出することにより、廃材が生じたことを検出し、廃材が生じたことが検出されたときに、フィーダによる送給を反転させることにより廃材をフィーダから除去するようにしたので、廃材を除去する作業に要する時間を短縮することができ、廃材を除去する際に生じる稼働停止時間を短縮して作業能率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる廃材処理装置を設ける長尺材料切断装置の構成例を示した正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の要部の拡大図である。
【図４】図３の右側面図である。
【図５】廃材成形装置の変形例を示した説明図である。
【符号の説明】
１アンコイラ
２フィーダ
３長尺材料
４シヤー
５廃材処理装置
３４ガイドローラ
４４材料押え
５１搬送装置
５２シュート
５２Ａ第１のガイド板
５２Ｂ第２のガイド板
７０廃材成形装置
８０材料切れ検出装置
８１テールエンド検出装置

Claims

長尺材料をコイル状に巻回してなる材料ロールから長尺材料を巻き戻すアンコイラと、前記アンコイラにより巻き戻された長尺材料を送給するフィーダと、前記フィーダにより送給された長尺材料を切断するシヤーとを備えて、前記フィーダにより送給された長尺材料を前記シヤーにより所定の切断長に切断する長尺材料切断装置から生じる廃材を処理する廃材処理方法であって、
前記材料ロールを構成していた長尺材料のテールエンドが前記アンコイラから外れた後、前記フィーダに保持されている長尺材料の長さが設定された長さ以下になったことが検出されたときに前記フィーダの送給方向を反転させることにより該フィーダに保持されている材料をシヤーと反対方向に逆送して該フィーダから離脱させ、
前記フィーダから離脱させられた材料を廃材として前記フィーダよりも下方に設けられた廃材収集スペースに搬送することを特徴とする長尺材料切断装置の廃材処理方法。
長尺材料をコイル状に巻回してなる材料ロールから長尺材料を巻き戻すアンコイラと、前記アンコイラにより巻き戻された長尺材料を送給するフィーダと、前記フィーダにより送給された長尺材料を所定の切断長に切断するシヤーとを備えた長尺材料切断装置から生じる廃材を処理する廃材処理装置であって、
前記材料ロールを構成していた長尺材料のテールエンドが前記アンコイラから外れた後前記フィーダの入口付近に設定された判定位置を通過したときに、該長尺材料のテールエンドを検出してテールエンド検出信号を出力するテールエンド検出装置と、
前記長尺材料の前回の切断が行われた時点から前記テールエンド検出信号が発生した時点までの間に前記フィーダが送給した長尺材料の長さと必要な切断長との差が前記判定位置と前記フィーダの入口との間の距離よりも長い時に前記フィーダに保持された長尺材料が廃材であると判定する廃材判定手段と、
前記廃材判定手段により前記フィーダに保持されている長尺材料が廃材であると判定された時に前記フィーダに保持されている材料をシヤーとは反対方向に逆送するように前記フィーダの送給方向を切り換えるフィーダ制御手段と、
前記フィーダにより逆送されて該フィーダから離脱した材料を廃材として前記フィーダよりも下方に設けられた廃材収集スペースに搬送する搬送装置とを具備したことを特徴とする長尺材料切断装置の廃材処理装置。
帯状の長尺材料をコイル状に巻回してなる材料ロールから長尺材料を巻き戻すアンコイラと、前記アンコイラにより巻き戻された長尺材料を送給するフィーダと、前記フィーダにより送給された長尺材料を切断するシヤーとを備えた長尺材料切断装置から生じる廃材を処理する廃材処理装置であって、
前記材料ロールを構成していた長尺材料のテールエンドが前記アンコイラから外れた後前記フィーダの入口付近に設定された判定位置を通過したときに、該長尺材料のテールエンドを検出してテールエンド検出信号を出力するテールエンド検出装置と、
前記テールエンド検出装置がテールエンド検出信号を出力した後に前記フィーダに保持されている材料をシヤーとは反対方向に逆送するように前記フィーダの送給方向を切り換えるフィーダ制御手段と、
前記フィーダにより逆送されて該フィーダから離脱した材料を廃材として前記フィーダよりも下方に設けられた廃材収集スペースに搬送する搬送装置と、
前記廃材収集スペースに配置されていて、前記搬送装置により搬送されてきた廃材を間に挟んでコイル状に変形させる複数のローラを備えた廃材成形装置とを具備したことを特徴とする長尺材料切断装置の廃材処理装置。
前記搬送装置は、前記フィーダとアンコイラとの間に形成されている材料供給通路を斜めに横切って前記フィーダから離脱する廃材を受け止め得る状態になる作用位置と前記材料供給通路から退避した状態になる退避位置との間を変位し得るように設けられたシュートと、前記シュートを作用位置と退避位置とに変位させるシュート変位機構と、前記アンコイラからフィーダに長尺材料を供給しているときには前記シュートを退避位置に位置させ、前記テールエンド検出信号が発生したときには前記フィーダの送給方向による廃材の逆送が開始されるまでの間に前記シュートを作用位置に変位させるように前記シュート変位機構を制御するシュート制御手段とを備えていることを特徴とする請求項２または３に記載の長尺材料切断装置の廃材処理装置。
前記シュートは伸縮可能に構成され、該シュートを作用位置で伸縮させるためのシュート伸縮機構が前記搬送装置に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の長尺材料切断装置の廃材処理装置。
前記アンコイラは、材料ロールを着脱可能に保持するロール保持機構を有する複数のアンコイル軸と、各アンコイル軸にロール保持機構を介して保持された材料ロールを材料送出位置まで移動させて該材料送出位置に位置決めする材料ロール移送機構とを備えている請求項２ないし５のいずれか１つに記載の長尺材料切断装置の廃材処理装置。
前記アンコイラは、固定フレームと、垂直方向に伸びる中心軸線の回りを回転し得る状態で前記固定フレームに支持された可動フレームと、前記可動フレームに対して回転自在に支持された駆動軸と、前記駆動軸を回転駆動する回転駆動源と、水平方向に放射状に伸びるように配置されて前記可動フレームに回転自在に支持された複数のアンコイル軸と、各アンコイル軸の放射方向の外端部に取り付けられて前記材料ロールを着脱可能な状態で保持するロール保持機構と、前記駆動軸の回転をクラッチ機構を介して各アンコイル軸に伝達して各アンコイル軸に保持された材料ロールを材料巻き戻し方向に回転させるアンコイル軸駆動機構と、各アンコイル軸に制動をかけるブレーキ機構と、前記複数のアンコイル軸を可動フレームとともに旋回させるアンコイル軸旋回機構と、各アンコイル軸に保持された材料ロールの巻き戻しが終了した時に他のアンコイル軸に保持された材料ロールを材料送出位置に変位させるように前記アンコイル軸旋回機構を制御する制御装置とを備えている請求項２ないし５のいずれか１つに記載の長尺材料切断装置の廃材処理装置。