JP4741117B2 - 条材滞留装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺かつ帯状の物品(条材)の蛇行長さを調整するための条材滞留装置に関し、特に、条材のずれを防止するための改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、金属などの条材を連続加工する場合には、前工程と後工程の処理速度の差を吸収するために、前工程と後工程との間に条材滞留装置が設けられている。この種の条材滞留装置は、複数の固定ロールと、これら固定ロールに対して接近離間可能に配置された複数の可動ロールと、可動ロールを固定ロールに対して接近離間させるための滞留距離調整機構とを有し、可動ロールと固定ロールとの間で条材を蛇行させつつ、条材を走行させる。前工程からの条材の供給が遅くなったり、止まったりした場合には、可動ロールを固定ロールに接近させて蛇行距離を短くし、装置内の条材を放出して後工程への供給速度に変化が生じないようにする。また、後工程での条材処理が滞った場合には、可動ロールを固定ロールから離間させ、蛇行距離を増して装置内に条材を吸収し、前工程からの供給速度に変化が生じないようにする。
【0003】
ところで、可動ロールと固定ロールの間で条材を蛇行させていると、条材が徐々に幅方向へずれてくることがあり、装置から排出される条材の位置がずれて後工程への導入に支障が生じることがある。そこで、条材滞留装置内で条材のずれを防止する条材ずれ防止機構も案出されている。この条材ずれ防止機構は、蛇行する条材の一部を支持する旋回ロールを有し、この旋回ロールをわずかに旋回させることにより、条材のずれを強制的に修正する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記条材ずれ防止機構は、可動ロールと固定ロールとの離間量が大きい場合には問題がないが、可動ロールが固定ロールに近づいた場合、すなわち蛇行距離が小さくなった場合に、条材に無理なひねり力を与えるおそれがあった。最近では、この種の条材から得られる製品の形状に要求される加工精度が極めて高くなっているため、条材ずれ防止機構によって過剰なひねりが加えられた条材では要求精度が満たせないおそれが生じている。同様の問題は、金属以外の条材にもいえることである。
【0005】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、可動ロールが固定ロールに近づいた場合、すなわち蛇行距離が小さくなった場合にも、条材に無理なひねり力を与えるおそれが少ない条材滞留装置を提供することを課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る条材滞留装置は、固定ロールと、前記固定ロールに対して接近離間可能に配置された可動ロールと、前記可動ロールを前記固定ロールに対して接近離間させるための滞留距離調整機構と、旋回ロールと、前記旋回ロールを旋回させるための幅方向位置調整機構とを具備し、前記固定ロール、可動ロール、および旋回ロールにより条材を蛇行させ、前記滞留距離調整機構によって条材の蛇行距離を調整するとともに、前記幅方向位置調整機構によって条材の幅方向の位置を調整する条材滞留装置であって、前記幅方向位置調整機構は、前記可動ロールと前記固定ロールとの離間量に基づいて旋回角度を算出し、得られた旋回角度に基づいて旋回ロールを旋回させる。
【0007】
なお、前記条材滞留装置はさらに、条材の幅方向における条材の位置を検出する条材位置検出機構と、前記可動ロールと前記固定ロールとの離間量を検出する離間量検出機構と、前記条材位置検出機構によって検出された変位量に対応した理想旋回角度を算出し、この理想旋回角度に前記離間量検出機構が検出した離間量に対応する係数を乗じて旋回角度を算出する旋回角度計算機構とを具備していてもよい。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図1および図2は、本発明の実施形態に係る条材滞留装置の側面図および平面図である。始めに概略を述べると、この条材滞留装置は、複数の固定ロール6と、固定ロール6に対して接近離間可能に配置された複数の可動ロール18と、可動ロール18を固定ロール6に対して接近離間させるための滞留距離調整機構26と、旋回ロール8と、旋回ロール8を旋回させるための幅方向位置調整機構14、16とを具備する。図示しない前工程から装置に導入された条材は、固定ロール6、可動ロール18、および旋回ロール8により蛇行させられ、滞留距離調整機構26が条材Tの蛇行距離を調整するとともに、幅方向位置調整機構14、16が旋回ロール8を回動させて条材Tの幅方向のずれを調整する。その際、幅方向位置調整機構14、16は、可動ロール18と固定ロール6との離間量に基づいて旋回角度を算出し、得られた旋回角度に基づいて旋回ロール8を旋回させる。
【0009】
この装置ではさらに、条材Tの幅方向における条材Tの位置を検出する条材位置検出機構30と、可動ロール18と固定ロール6との離間量を検出する離間量検出機構2と、条材位置検出機構30によって検出された変位量Dに対応した理想旋回角度を算出し、この理想旋回角度に離間量検出機構2が検出した離間量に対応する係数を乗じて旋回角度を算出する旋回角度計算機構(16に含まれる)とが設けられている。
【0010】
以下、具体的に条材滞留装置の構成を説明する。
フレーム1は装置全体の外殻をなし、水平なフレーム下部1A、垂直なフレーム柱部1B、および水平なフレーム上部1Cとから構成されている。フレーム1には図示しない支持部材を介して複数の固定ロール6が互いに平行かつ水平に取り付けられ、個々の固定ロール6は軸線回りに回転自在とされている。固定ロール6列の中間には、2本の旋回ロール8が固定ロール6と平行に配置され、固定ロール6および旋回ロール8は、図2に示すようにほぼ等間隔で配置されている。旋回ロール8の本数は2本に限定されず、1本でも3本以上でもよいが、ずれ矯正効果の点からは2本が適している。
【0011】
2本の旋回ロール8は、水平に配置された旋回フレーム10に対して固定されており、この旋回フレーム10は旋回器14の旋回軸12に垂直に固定されている。旋回器14が旋回軸12を回動させると、旋回ロール8が旋回軸12を中心として回動する。旋回軸12の位置は、この実施形態では、条材Tの走行方向上流側の旋回ロール8のさらに上流側に配置されているが、この配置に限定されることはなく、旋回ロール8同士の間であってもよいし、下流側の旋回ロール8より下流側に配置されていてもよい。旋回器14は通常のモーターとギヤを組み合わせたものであってもよいし、他の形式の回転アクチュエーターであってもよいが、回転角度を正確に制御できることが必要である。旋回器14はコントローラ16に接続され、コントローラ16によって旋回ロール8の角度が調整できるようになっている。
【0012】
各フレーム柱部1Bには、スライド式のガイド2が固定されており、これらガイド2間に昇降フレーム4が昇降可能に取り付けられている。これらガイド2には、昇降フレーム4の高さを検出するためのセンサ(図示略)が設けられており、センサの出力信号はコントローラ16に伝達される。
【0013】
昇降フレーム4には、隣接する固定ロール6同士の間、および隣接する固定ロール6と旋回ロール8との間の直上において、可動ロール18が固定ロール6と平行にそれぞれ固定され、いずれも回転自在にされている。前工程から導入された条材Tは、まず固定ロール6の下を通され、可動ロール18との間で往復して蛇行され、さらに可動ロール18から一対の旋回ロール8の下を通って再び可動ロール18と固定ロール6との間で蛇行され、最後に固定ロール6の下を通って次工程へと運ばれる。
【0014】
フレーム上部1Cには、フレーム昇降モータ26が固定され、このフレーム昇降モータ26によって回転される水平なシャフト24が設けられ、シャフト24の両端にはスプロケット22が固定されている。スプロケット22にはそれぞれチェーン20が巻回され、各チェーン20の下端は昇降フレーム4に固定されている。これにより、フレーム昇降モータ26を回転させると、スプロケット22がチェーン20を動かし、昇降フレーム4が上昇または下降する。フレーム昇降モータ26はコントローラ16に接続され、コントローラ16からの信号に応じて回転量が制御される。
【0015】
下流側の旋回ロール8とその次の可動ロール18との間を走行する条材Tを挟むように、投光器28および受光器30が配置されている。投光器28は条材Tの片面に光を照射し、ラインセンサやCCD等を具備する受光器30は条材Tの影を検出する。これにより条材Tの幅方向における位置を検出することができる。受光器30の出力信号はコントローラ16に伝達される。
【0016】
コントローラ16の機能を説明する。前述したように、コントローラ16は受光器30から、旋回ロール8から可動ロール18へ移動する時点での条材Tの位置に関する信号を受けるとともに、ガイド2から可動ロール18と固定ロール6との離間量に関する信号を受け、旋回器14およびフレーム昇降モータ26の回転を制御する。
【0017】
具体的には、フレーム昇降モータ26は、シャフト24にかかるトルクを監視するトルクセンサを具備し、このトルクセンサの出力がコントローラ16に伝達され、トルクセンサが検出したトルクが所定の下限値未満に低下すると、コントローラ16はフレーム昇降モータ26を駆動してチェーン20を巻き上げ、シャフト24にかかる応力が前記下限値以上となった時点でチェーン20の巻き上げを停止する。一方、トルクセンサの検出したシャフト24にかかるトルクが所定の上限値より大きくなった場合には、コントローラ16は、フレーム昇降モータ26を駆動してスプロケット22からチェーン20を降下させ、シャフト24にかかる応力が前記上限値より大きくなった時点でチェーンの繰り出しを停止する。これにより、コントローラ16は、後工程への条材Tの供給速度が、前工程からの条材Tの供給速度よりも小さくなった場合には、条材Tにかかる張力の低下につれてフレーム昇降モータ26により昇降フレーム4を上昇させ、条材Tの蛇行長を増大させて装置内に条材Tを吸収し、前工程と後工程との速度差を緩和する。
【0018】
一方、前工程からの条材Tの供給速度が、後工程への条材Tの供給速度よりも小さくなった場合には、条材Tにかかる張力の上昇につれてフレーム昇降モータ26により昇降フレーム4を下降させ、条材Tの蛇行長を短縮させて装置から条材Tを排出し、前工程と後工程との速度差を緩和する。
【0019】
本発明の主特徴は、条材Tのずれ量だけでなく、昇降フレーム4の昇降量に対応して、旋回ロール8の旋回角度をコントローラ16が制御することにある。すなわち、昇降フレーム4が下方に位置する時(旋回ロール8と可動ロール18との垂直方向離間量(ロール離間量という)が小さい時)は相対的に旋回角度を小さくし、昇降フレーム4が上方に位置する時(ロール離間量が大きい時)は相対的に旋回角度を大きくする。具体的には、図3〜図5に例示するように、ロール離間量Dとロール旋回係数P(0<Pmin≦P≦1)との関数を定めておき、条材Tのずれ量Xに対応して算出される理想旋回角度Acに対し、このロール旋回係数Pを乗じて、実際の旋回角度Arを算出する。すなわち、以下の関係で示される。
Ac ∝ X
Ar = Ac・P
【0020】
図3はロール離間量Dが最小値Dminから最大値Dmaxに変化するにつれ、旋回係数Pが最小値Pminから最大値1へ一次関数的に増加する例である。
図4は、ロール離間量Dが最小値Dminから中間値Dtまで増加するにつれ、旋回係数Pが最小値Pminから最大値1へ一次関数的に増加し、中間値Dtから最大値Dmaxに変化する間は、旋回係数Pが最大値1のまま変化しない例である。
図5は、ロール離間量Dが最小値Dminから最大値Dmaxに変化するにつれ、旋回係数Pが最小値Pminから最大値1へ曲線的(例えば二次関数的)に増加する例である。
旋回係数Pは、ロール離間量Dが最小値Dminから最大値Dmaxに変化するにつれ、最小値Pminから最大値1へ階段状に増加するものとしてもよいし、さらに他の関数にしたがって増加するようにしてもよい。
【0021】
一方、受光器30の出力信号から検出される条材Tのずれ量Xに対して、理想旋回角度Acは例えば以下のように決定される。Qは実験により適宜決定される定数である。
Ac = X・Q
図4に示すグラフのように、一定以上のずれ量Xに対しては、理想旋回角度Acが一定値になってもよい。
【0022】
上記構成からなる条材滞留装置によれば、ロール離間量Dが小さいときには旋回係数Pが小さくなるため、その分、理想旋回角度Acよりも実際の旋回角度Arが小さく設定される。これにより、旋回ロール8と可動ロール18との距離が短い場合には、旋回ロール8の旋回角度が相対的に小さく抑えられるため、条材Tに大きい捻り力が加わりにくく、捻れに起因する条材Tの形状精度の悪化を防止することが可能である。
【0023】
なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではなく、装置の細部は適宜変更してよい。また、本技術分野の当業者が周知の構成を装置に付加することも可能である。また、条材は金属条材に限定されない。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明に係る条材滞留装置によれば、ロール離間量が小さいときには旋回係数が小さくなり、その分、理想旋回角度よりも実際の旋回角度が小さく設定される。これにより、旋回ロールと可動ロールとの距離が短い場合には、旋回ロールの旋回角度が相対的に小さく抑えられるため、条材に大きい捻り力が加わりにくく、捻れに起因する条材の形状精度の悪化を防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る条材滞留装置の一実施形態を示す側面図である。
【図2】 同実施形態の平面図である。
【図3】 同実施形態におけるロール離間量と旋回係数との関数の一例を示すグラフである。
【図4】 同実施形態におけるロール離間量と旋回係数との関数の他の例を示すグラフである。
【図5】 同実施形態におけるロール離間量と旋回係数との関数の他の例を示すグラフである。
【符号の説明】
1 フレーム
2 ガイド
4 昇降フレーム
6 固定ロール
8 旋回ロール
10 旋回フレーム
12 旋回軸
14 旋回器(幅方向位置調整機構)
16 コントローラ(幅方向位置調整機構)
18 可動ロール
20 チェーン
22 スプロケット
24 シャフト
26 フレーム昇降モータ(滞留量調整機構)
28 投光器
30 受光器(条材位置検出機構)
Claims (2)
- 固定ロール(6)と、前記固定ロール(6)に対して接近離間可能に配置された可動ロール(18)と、前記可動ロール(18)を前記固定ロール(6)に対して接近離間させるための滞留距離調整機構(26)と、旋回ロール(8)と、前記旋回ロール(8)を旋回させるための幅方向位置調整機構(14)とを具備し、
前記固定ロール(6)、可動ロール(18)、および旋回ロール(8)により条材(T)を蛇行させ、前記滞留距離調整機構(26)によって条材(T)の蛇行距離を調整するとともに、前記幅方向位置調整機構(14、16)によって条材(T)の幅方向の位置を調整する条材滞留装置であって、
前記幅方向位置調整機構(14、16)は、前記可動ロール(18)と前記固定ロール(6)との離間量に基づいて旋回角度を算出し、得られた旋回角度に基づいて旋回ロール(8)を旋回させることを特徴とする条材滞留装置。 - 条材(T)の幅方向における条材の位置を検出する条材位置検出機構(30)と、前記可動ロール(18)と前記固定ロール(6)との離間量を検出する離間量検出機構(2)と、前記条材位置検出機構(30)によって検出された変位量(X)に対応した理想旋回角度(Ac)を算出し、この理想旋回角度に前記離間量検出機構(2)が検出した離間量(D)に対応する係数(P)を乗じて旋回角度(Ar)を算出する旋回角度計算機構(16)とを具備することを特徴とする請求項1記載の条材滞留装置。
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