JP4676590B2

JP4676590B2 - シャーリングマシン

Info

Publication number: JP4676590B2
Application number: JP2000211501A
Authority: JP
Inventors: 博太郎堀口
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2020-07-12
Also published as: JP2002028817A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワークを切断した製品を適正に搬送するシャーリングマシンに係り、さらに詳細には、製品が搬出中に重ならないように算出された搬出速度によりこの製品を搬出する搬出装置を備えてなるシャーリングマシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、シャーリングマシンにてワークを加工する場合、搬入装置によってワークを加工機へ送り込み、切断加工されたワークは搬出装置により後方へ送られ、集積装置に積まれていた。
【０００３】
搬入装置、搬出装置によるワークの送材は、コンベアベルトによるものが一般的であるが、搬入装置と、搬出装置のベルトとは機械的、電気的に関係なく別々に駆動される。
【０００４】
これは、搬入速度は、加工機の加工能力の範囲内でなければならない上、バックゲージにワークが突き当たってから一定時間搬入を止める必要がある。一方、搬出側はパイラーの集積の都合に合わせた速度にする上、集積ワークの大きさや形状によって速度調整するため、作業者が一定範囲内で可変設定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のシャーリングマシンに備えられた、製品を搬出する搬出装置は、例えば、以下のような問題があった。
【０００６】
すなわち、搬入装置によるワーク搬入速度は一定であるため、搬出装置による搬出速度をユーザが設定する際、ワークの集積を着実に行うために搬出ベルトの速度を遅くしすぎると、搬出ベルト上で、ワーク同士の間隔が狭くなったり、時には接触して、結局は、ワークを着実に集積できないという問題が生じることがあった。
【０００７】
そして、最適なワークの搬入速度と、製品の搬出速度をユーザが手動で調整するには調整工数が掛かるし、その調整の範囲にも限界が生じていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明は、ワークを切断する下刃と、上下動自在のラムに備えられた上刃と、前記上下の刃による切断位置へワークを後方向へ自動的に送材する搬入装置と、前記搬入装置により送材されるワークを当接して、位置決めする前後動自在のバックゲージと、
前記上下の刃によって切断された製品を後方へ搬出する搬出装置と、を備えてなるシャーリングマシンにおいて、
前記搬入装置１９による搬入速度と、前記バックゲージの前後方向の位置（剪断幅）と、前記ラムの上下動するサイクルの時間及びラムが上死点に戻って一時停止する待時間とに基づいて前記搬出装置２９の搬出速度を自動的に演算する速度演算部と、この速度演算部の演算結果に基づいて前記搬出装置を制御する搬出装置制御部と、を備えたことを特徴とするシャーリングマシンである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前記搬入装置によるワークの搬入速度はユーザが設定するシャーリングマシンである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、前記速度演算部で算出されたワークを搬入する速度よりユーザが設定したワークを搬入する速度が大きくて、かつ、搬出中の製品に新たな製品が切断され落下しても重ならない場合はユーザが設定した速度によりワークを搬入するシャーリングマシンである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、切断幅あたりの供給時間（切断幅／送材速度）と、切断の１サイクルの時間と、一時停止する待時間との合計時間は製品の搬出時間（切断幅／搬出速度）以上になるように搬出装置の搬出速度を自動で設定するシャーリングマシンである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１に本実施に係るシャーリングマシン１の概略の構成図を示す。
【００１３】
前記シャーリングマシン１は、本体フレーム３をベースにしており、この本体フレーム３の下部にはワークＷを切断のために載せるワークテーブル５が設けてあり、このワークテーブル５の後側（図１において左側）には、下刃７を左右方向（図１において紙面に向かって表裏方向）へ延伸して備えられている。また、本体フレーム３の上部にはラム９がラムシリンダ１１の作動によりワークテーブル５に対して昇降可能に設けてあり、このラム９の下端には下刃７と協働して切断加工を行う上刃１３を左右方向へ延伸して備えている。なお、ラム９が所定の高さ位置（上死点、下死点など）を通過したことを検出するため、ラム９、本体フレーム３の間に適宜ドグ１５及びリミットスイッチ１７が設けてある。
【００１４】
上記ワークテーブル５の前方側にはワークＷを加工機へ搬送する搬入装置１９が設けてあり、この搬入装置１９は、後方向へ走行可能なエンドレス状の搬入ベルト２１と、この搬入ベルト２１を掛回支持するプーリ２３、２５と、一方のプーリ２３に続連結した搬入モータ２７等を備えている。そして、搬入ベルト２１の上側部分と下側部分の間には複数の電磁石２８が適宜に設けてある。
【００１５】
上記ワークテーブル５の後方側には製品ＷＡ（スクラップを含むが、基本的に製品）を後方向へ搬送する搬出装置２９が設けてあり、この搬出装置２９は、搬入装置１９と同様に、後方向へ走行可能なエンドレス状の搬出ベルト３１と、この搬出ベルト３１を掛回支持するプーリ３３、３５と、一方のプーリ３３に連動連結した搬出モータ３７等を備えている。ここで、上記搬出ベルト３１の上側部分は下刃７の上端（ワークパスライン）と同一水準か、若しくはやや低い高さ位置に位置するように構成してあり、搬出ベルト３１の後方適宜位置にはワークガイド３８が設けてある。そして、搬出装置２９の後方側には複数の製品ＷＡを集積する公知の集積装置３９が設けてある。この集積装置３９は複数の車輪４１を有し、切断幅に応じて前後自在であると共に、昇降可能なリフタテーブル４５によって集積高さを一定に保つ機能となっている。
【００１６】
ラム９の後方にあるラムブレス４９の下部には、ワークＷの後端面を突き当てて位置決め可能な突き当て面６１を備えたバックゲージ６３が設けてあり、その突き当て面６１にワークＷの接触を検出する突き当てセンサ６５が設けてある。この突き当てセンサ６５は図２に示すように制御装置６７に接続してある。なお、上述のリミットスイッチ１７、ラムの制御部等も制御装置６７に接続されているものである。
【００１７】
図２を参照してこのシャーリングマシン１を制御する制御部６７の説明をする。前記制御部６７は、例えば演算の処理の制御を行うＣＰＵ７３と、コンピュータの各処理状態を表示するデータ表示部６９と、所定のパラメータデータや所定のユーザ設定データ等を入力するデータ入力部７１と、これらのデータや算出するプログラムを格納するメモリ部７５とを備えている。このメモリ部７５には搬入装置１９を制御するシステムプログラム部７７が実行可能な状態で格納されている。このシステムプログラム部７７は速度演算部７９と、搬入装置制御部８１と、タイマ部８３とを備えている。
【００１８】
前記速度演算部７９は搬出装置２９の速度等を参照し、ワークＷが適正に搬入される搬入速度を算出する。そして、前記速度演算部７９で算出されたワークＷを搬入する速度よりユーザが設定した搬入速度が大きくて、かつ、当該速度でワークＷを搬入した場合、切断された製品ＷＡが搬出中の製品ＷＡに落下しても重ならない場合はユーザが設定した速度によりワークＷを搬入する
前記搬入装置制御部８１は、速度算出部７９で算出した搬入速度に基づき前記搬入装置１９の動作を制御する制御データを生成し制御する処理部である。
【００１９】
前記タイマ部８３は、ワークＷを切断する際一時的にラムの可動を停止させる時間を制御する処理部である。
【００２０】
位置決め部８５は、パルスエンコーダ９３、制御部６７より送信されてきたデータに基づいて前記搬入装置１９により搬入されているワークＷの移動位置等を決定する。そして、例えばサーボアンプ８７を介して搬入モータ２７を制御する。これにより、適正な位置制御をすることができるようになっている。なお、搬入速度を算出する際、搬出装置２９に備えられた搬出モータ３７の速度を、例えばインバータ９１、Ｄ／Ａ変換部８９を介して制御部６７へ送信し、参照するようになっている。
【００２１】
次に、本例に係るワークＷの搬入、製品ＷＡの搬出の動作について図３を参照して説明する。本例では、パラメータとして設定されている搬入装置１９の加減速時間は、それぞれ０．２（秒）に設定されている。そして、搬入装置１９の送り速度は１．０（ｍ／秒）に設定されているものとする。製品搬出速度の最高値は、０．５（ｍ／秒）に設定されているものとする。切断サイクルは０．４（秒）に設定されている。
【００２２】
また、ユーザの設定する値であるユーザ設定データはバックゲージ寸法（製品の長さＬＥＮ）が０．３（ｍ）に設定する。また、製品搬出速度を０．２５（ｍ／秒）に設定する。ここで、ユーザが例えば製品ＷＡの集積状況を考慮してデータ入力又はボリューム等で速度を下げる場合があるが制御部６７が計算した速度以上にユーザが搬出速度を設定した場合、制御部６７の計算値とユーザの設定値のうち大きい値で動かすものである。
【００２３】
まず、図３（ｂ）に示すように搬入装置１９における搬入ベルト２１にワークＷを支持せしめ、図示しない複数の電磁石２８を励磁してワークＷを搬入ベルト２１の上側部分に安定せしめる。そして、搬入モータ２７を駆動させてワークＷを後方向へ搬送すると共に、搬出装置２９における搬出モータ３７を駆動させる。この結果、図３（ａ）に示すように搬入装置１９によりワークＷは一定速度まで加速する。これにより搬出装置２９が製品ＷＡを搬出できるように動き出す。
【００２４】
そして、搬入装置１９により、ワークＷを後方向へ搬送することにより、切断幅（製品ＷＡの前後方向の長さ）に対応して予め前後方向へ位置調節したバックゲージ６３における突き当て面６１に図３（ｂ）に示すようにワークＷの後端面を突き当てて、ワークＷにおける被切断部を下刃７の後側に位置せしめる。
【００２５】
図３（ａ）に示すように搬入装置１９はワークＷが所定範囲内に近づくとワークＷの速度を減速させる。
【００２６】
そして、図３（ａ）に示すように、ワークＷの後端面を突き当て面６１に突き当てることにより突き当てセンサ６５の突き当て信号がＯＮになり、切断指令がそれに伴ってＯＮになる。そして、制御装置６７により搬入モータ２７の駆動を一旦停止せしめると共に、ラムシリンダ１１を作動させてラム９を下降せしめる。なお、このとき、適宜の固定装置（図示省略）によりワークＷをワークテーブル５に固定せしめておく。更に、ラム９が最下降位置まで下降することにより、図３（ｂ）に示すように上刃１３と下刃７を協働させてワークＷの被切断部に対して切断加工を行うことができ、製品ＷＡをワークＷから切断分離せしめて、図３（ｂ）に示すように駆動中の搬出装置２９における搬出ベルト３１に矢印ＡＲ２方向に落下せしめる。その後、図３（ａ）に示すようにラムが１ストロークした後、ユーザが設定した停止時間ワークＷの搬入を停止させる。その後、搬入装置１９は動きだしワークＷを搬送する。
【００２７】
一方、最初に搬入装置１９が動き始めるとき、落下した製品ＷＡが先に切断され搬出中の製品ＷＡに重ならないようにシステムプログラム部７７に備えられた搬入装置制御部８１が搬入装置１９の速度を制御する。すなわち、ワークＷのバックゲージ６３までの移動時間と切断サイクル時間と、搬入装置１９の停止時間とを加算した値が、製品搬出時間より大きくなる必要がある。即ち、（切断幅／搬入速度）＋切断の１サイクル時間＋１時停止時間≧（切断幅／搬出速度）の式を常に満たすことが必要となる。
【００２８】
本例では、例えば上述のように搬入装置１９の加速時間は０．２（秒）である。また、搬入装置１９の減速時間も同様に０．２（秒）になっている。そして、搬入装置１９によるワークＷの搬入速度は、１．０（ｍ／秒）になっている。また、ワークＷを加減速する間に、このワークＷが移動する距離は、それぞれ（１．０（ｍ／秒）＊０．２（秒））／２であるため前のワークＷが切断されてから次のワークＷが切断されるまでの時間は０．２（秒）＋０．２（秒）＋（０．３（ｍ／秒）−０．１（ｍ／秒）＊２）／１．０（ｍ／秒）＝０．４８（秒）を求めることができる。この０．４８（秒）に切断サイクル時間である０．４（秒）を加えれば０．８８（秒）の時間が掛かる。そして、製品ＷＡの長さは０．３（ｍ）であるから、製品ＷＡを搬出する速度は０．３（ｍ）／０．８８（秒）＝０．３４（ｍ／秒）の値以上である必要がある。なお、本例では、停止時間を０（秒）にユーザが設定してある。
【００２９】
この結果、搬出装置２９による製品ＷＡの搬出速度のユーザ設定値は０．２５（ｍ／秒）であるため、このままでは製品が重なってしまう。そこで、システムプログラム部７７が、切断幅あたりの供給時間（切断幅／搬入速度）と、切断サイクルの時間と、一時停止する待時間との合計時間は製品の搬出時間（切断幅／搬出速度）以上になるように搬入装置の搬入速度を減速させるか、搬出速度の下限を上げる設定をする。これにより、搬出装置２９上において製品ＷＡが重ならなくなる。
【００３０】
なお、本発明は、上述した実施の形態の例に限定されることなく、適宜の変更を加えることにより、その他の態様で実施できるものである。
【００３１】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、例えば、ワークの搬入時間と、ワークから切断された製品の搬送時間を関連づけて最適化できるため作業効率が向上するという効果がある。また、製品同士の重なりを防ぐために、また、集積を滞りなく行うために作業者は搬出速度のみを設定だけで搬入速度は自動設定されるという効果がある。
【００３２】
一方、切断後の工程に対して適正に製品を供給することができるため生産性を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】シャーリングマシンの概略の構成を示す概略図である。
【図２】シャーリングマシンの制御を行う制御部の概略の構成を示す概略図である。
【図３】シャーリングマシンの動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
１シャーリングマシン
１９搬入装置
２１搬入ベルト
２７搬入モータ
２９搬出装置
３１搬出ベルト
３７搬出モータ
３８ワークガイド
３９集積装置
６１突き当て面
６３バックゲージ
６５突き当てセンサ
６７制御装置
６９データ表示部
７１データ入力部
７３ＣＰＵ
７５メモリ部
７７システムプログラム
７９速度演算部
８１搬入装置制御部
８３タイマ部
８５位置決め部
８７サーボアンプ
８９Ｄ／Ａ変換部
９１インバータ
９３パルスエンコーダ

Claims

ワークを切断する下刃と、上下動自在のラムに備えられた上刃と、前記上下の刃による切断位置へワークを後方向へ自動的に送材する搬入装置と、
前記搬入装置により搬入されるワークを当接して、位置決めする前後動自在のバックゲージと、
前記上下の刃によって切断された製品を後方へ搬出する搬出装置と、
を備えてなるシャーリングマシンにおいて、
前記搬出装置の搬出速度を可変自在にするとともに、
前記搬出装置による搬出速度と、前記バックゲージの前後方向の位置（切断幅）と、前記ラムの上下動する１サイクルの時間及びラムが上死点に戻って一時停止する待時間とに基づいて前記搬入装置の搬入速度を自動的に演算する速度演算部と、
この速度演算部の演算結果に基づいて前記搬入装置を制御する搬入装置制御部と、
を備えたことを特徴とするシャーリングマシン。
前記搬入装置によるワークの搬入速度はユーザが設定することを特徴とする請求項１記載のシャーリングマシン。
前記速度演算部で算出されたワークを搬入する速度よりユーザが設定した搬入速度が大きくて、かつ、当該速度でワークを搬入した場合、切断された製品が搬出中の製品に落下しても重ならない場合はユーザが設定した速度により製品を搬入することを特徴とする請求項１又は２記載のシャーリングマシン。
切断幅あたりの供給時間（切断幅／搬入速度）と、切断の１サイクルの時間と、一時停止する待時間との合計時間は製品の搬出時間（切断幅／搬出速度）以上になるように搬入装置の搬入速度を制限設定することを特徴とする請求項１、２又は３記載のシャーリングマシン。