JP4786578B2 - 切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、切断装置に係り、特に、長尺のワーク（被切断材）を間欠的な送材動作によって定寸送りしながら切断する切断装置に関する。

従来、丸鋸切断機を用いて定寸切断をする装置として、図９に示す様に、キャリッジで後端部を挟持して丸鋸盤へ向かってワークを送り込み、丸鋸盤とローラコンベアの間に設けた搬送バイス装置で一定長さずつ切断位置へとワークを間欠的に送材する様にしたものが知られている（特許文献１）。

この特許文献１の装置は、キャリッジによって丸鋸盤に送り込まれたワークの先端を搬送バイス装置に設けた光電センサが検出したら搬送バイス装置によるクランプ動作を実行し、その後は、搬送バイス装置によってワークを搬送し、丸鋸刃直後の本体バイス装置に設けた光電センサがワーク先端を検出した後所定量を送ることでワークの定寸切断のための位置決めを実行する様に構成されている。
特開平１０−２９１１４２号公報（図１〜図５、００１９〜００２７）

特許文献１の装置では、ローラコンベアに沿って移動するキャリッジによって丸鋸盤の搬送バイス装置にワークを受け渡す構成としてあるため、ワークが曲がっている様な場合に搬送バイス装置に対してスムーズにワークを受け渡すことができないという問題がある。

また、特許文献１の装置では、光電センサ、エンコーダ等の検出信号に基づく演算処理で定寸送りを制御しているため、搬送バイスの送り速度が速い場合には、先端の検出精度が悪くなり、最初の製品が正確な長さにならないという問題がある。

そこで、本発明は、ワークが曲がっていても搬送バイス装置に対してワークをスムーズに受け渡すことができ、ワーク送り込み装置を極低速にして先端合わせをしたり、ストッパを備えたりしなくても、最初の製品から正確な長さに切断することができる切断装置を提供することを目的とする。

上記目的を達するためになされた本発明の切断装置は、ワークを搬送方向に支持するローラコンベアを丸鋸盤の上流側に設置すると共に、該丸鋸盤の丸鋸刃と前記ローラコンベアとの間に間欠定寸送り動作を実行可能な搬送バイス装置を備え、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする。
（１−１）前記丸鋸盤には、前記搬送バイス装置と前記ローラコンベアとの間の位置に、ワークをクランプして前記搬送バイス装置によりクランプ可能な位置まで搬送し得る様に構成されたピンチローラを備えていること。
（１−２）前記搬送バイス装置には、ワークの先端を検出する光電センサが備えられていること。
（１−３）ワークの先端を端切りしてから定寸切断を行う第１のモードと、端切りせずに定寸切断を行う第２のモードを切り替えて設定するモード設定手段を備えていること。
（１−４）定寸送り量をＡ、前記搬送バイス装置の前進端位置と前記丸鋸刃との距離をＢとするとき、前記モード設定手段で設定されたモードに応じて、前記光電センサがワーク先端を検出して前記ピンチローラによる搬送動作を停止した後に、前記搬送バイス装置に対して以下の動作を実行させる制御装置を備えていること。
（１−４−１）前記第１のモードが設定されている場合は、Ｂ＋α（αは端切り基準量）だけ後退させてからクランプ動作を実行させ、その後前進端まで前進させて停止し、前記丸鋸刃による端切り動作が完了した後に、前進端と前進端から距離Ａだけ後退した位置との間の往復動作とクランプ・アンクランプ動作とによる前記定寸送り量Ａに対応した間欠送り動作を実行させること。
（１−４−２）前記第２のモードが設定されている場合は、前記光電センサによってワーク先端を再度検出するまで低速前進させ、続いてＡ＋Ｂだけ後退させてからクランプ動作を実行させ、その後は前進端と前進端から距離Ａだけ後退した位置との間の往復動作とクランプ・アンクランプ動作とによる前記定寸送り量Ａに対応した間欠送り動作を実行させること。

本発明の切断装置によれば、丸鋸盤側に設けたピンチローラでワークを丸鋸盤内に取り込みつつ搬送バイス装置でクランプする構成を採用したので、ワークが曲がっていても搬送バイス装置へとスムーズにワークを受け渡すことができる。また、搬送バイス装置に設けた光電センサの検出信号に基づいて、（１−４−１），（１−４−２）の制御をモードに応じて切り替えて実行する制御装置を備えたので、端切りありの定寸切断動作と端切りなしの定寸切断動作の両方を任意に選択することができると共に、端切りなしの場合にも最初のブランクの長さを精度良く実現することができる。

ここで、本発明の切断装置は、さらに、以下の構成をも備えるとよい。
（２−１）前記ピンチローラにはストローク量を検出するリニアセンサが備えられていること。
（２−２）前記ピンチローラによるクランプ動作の際に、前記リニアセンサの検出信号に基づいてワークの直径を計測する直径計測手段を備えていること。
（２−３）前記直径計測手段の計測結果と、設定されているブランクの質量条件とに基づいて前記定寸送り量Ａを算出する定寸送り量算出手段を備えていること。

（２−１）〜（２−３）の構成をも備えることで、ワークの直径を自動的に計測して定寸送り量を算出することができるので、ワークが予定していた素材と若干異なる直径であったとしても、予定する質量条件を満足するブランクを得ることができる。

また、本発明の切断装置は、さらに、以下の構成をも備えるとよい。
（３−１）前記直径計測手段の計測結果と、設定されているワークの直径との差が所定の判定条件を越えているか否かを判定し、該判定条件を越えている場合は警報を行う警報手段を備えていること。

（３−１）の構成をも備えることで、ワークが予定していた素材と大幅に異なる様な場合は、警報を出力することでワークの間違いを作業者に知らせることができる。

本発明によれば、ワークが曲がっていても搬送バイス装置に対してワークをスムーズに受け渡すことができ、ワーク送り込み装置を極低速にして先端合わせをしたり、ストッパを備えたりしなくても、最初の製品から正確な長さに切断することができるので、精度の良い加工用ブランクを効率良く製造することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら、具体的に説明する。図１に、実施形態としての切断装置の要部の構成を示す。

実施形態の切断装置１は、自動丸鋸盤３と、この自動丸鋸盤３に対してワークＷを送り込むためローラコンベア５と、ワークＷのストックヤード７とを備えている。また、自動丸鋸盤３は、丸鋸刃９を装着する丸鋸モータ１１と、丸鋸刃９による切断位置の近傍でワークＷをクランプ固定するための固定バイス１３と、この固定バイス１３の近くの前進端とローラコンベア５側の後退端の間を移動可能な搬送バイス装置１５と、ローラコンベア５から自動丸鋸盤３へのワーク送り込み口の近傍に設置されたピンチローラ１７とを備えている。

搬送バイス装置１５は、間欠定寸送り動作を実行するためのもので、固定側ジョウ２１と移動側ジョウ２３とを備え、両ジョウ２１，２３の前端近くの所定位置にワークＷの先端が達していることを検出するための光電センサ２５を備えている。移動側ジョウ２３はクランプ用シリンダ２７によってクランプ動作を実行する様に構成されている。また、図示省略したが、搬送バイス装置１５は移動範囲においてガイドバーに摺動自在に支持されると共に、サーボモータによって駆動されるネジ送り機構による動力で前進端と後退端の間を直線移動する構造となっている。

ピンチローラ１７は、固定側ローラ３１と移動側ローラ３３とを備えている。固定側ローラ３１は図示省略したサーボモータ（又は、減速機モータ＋エンコーダ＋インバータ）によってワークＷの送り込み動作を実行する駆動ローラとして構成されている。また、移動側ローラ３３はフリーローラで構成され、クランプ用シリンダ３５によってクランプ動作を実行する。このクランプ用シリンダ３５には、そのストローク量を検出するリニアセンサ３７が備えられている。

実施形態の切断装置１は、制御系統として図２に示す様な構成を備えている。制御装置４０には、光電センサ２５、リニアセンサ３７及び操作盤５０からの信号が入力される構成となっている。また、制御装置４０は、ピンチローラ１７のクランプ用シリンダ３５及び駆動ローラ用サーボモータ６１、搬送バイス装置１５のクランプ用シリンダ２７、リフト用シリンダ６２及び前後動用サーボモータ６３、固定バイス１３のクランプ用シリンダ６５、丸鋸モータ１１及び丸鋸モータをガイドに沿って移動させる丸鋸移動用のサーボモータ６７へと制御信号を出力する構成となっている。そして、各サーボモータ６１，６３，６７からは、エンコーダ信号が入力される様になっている。

操作盤５０は、各種設定条件等を入力するためのもので、本実施形態では、特に、ワークＷの先端を端切りしてから定寸切断を行う第１のモードと、端切りせずに定寸切断を行う第２のモードを切り替え設定するモード設定スイッチ５１が備えられていることが一つの特徴となっている。この他、各種情報を入力するための入力キーボード５３も備えられている。

制御装置４０は、制御回路４１と、記憶装置４３とを備えている。制御回路４１はコンピュータにより構成され、記憶装置４３はハードディスク等によって構成されている。制御回路４１を構成するコンピュータは、自動丸鋸盤３の定寸切断動作を制御するための制御プログラムや、入力キーボード５３から入力された情報に基づいて定寸送り量を算出する演算処理プログラムなどに基づく処理を実行する。定寸送り量を算出するプログラムは、ワークＷの種類、直径等のワーク情報と、ブランクとして必要な素材の質量等のブランク情報とから定寸送り量Ａを算出して記憶装置４３に記憶する演算処理を実行する。

記憶装置４３には、上述の各種コンピュータプログラムや定寸送り量Ａの他、自動丸鋸盤１における搬送バイス装置１５の前進端位置と丸鋸刃９との距離Ｂ、「端切りあり」の場合の端切り基準量α、直径不一致警報を出力するための直径差許容量△Ｄなどの制御処理に必要な数値情報等も記憶されている。

次に、実施形態の切断装置１を使用して丸棒鋼材のワークＷから鍛造用の一定質量のブランクを製造する場合について説明する。まず、作業者の実行する作業の手順を図３のフローチャートで説明する。加工を開始するに先立って、ストックヤード７に投入するワークＷの鋼種と直径とを入力する（Ｓ１）。次に、製造するべきブランクの質量条件を入力する（Ｓ２）。そして、モード設定スイッチ５１を操作して「端切りあり」か「端切りなし」かの設定を行う（Ｓ３）。こうして加工条件を入力したら、ストックヤード７にストックされているワークＷをローラコンベア５へと投入し、ピンチローラ１７によってクランプ可能な位置へとセットする（Ｓ４）。そして、加工スタートを指令する（Ｓ５）。

作業者が加工スタートを指令すると（Ｓ５）、コンピュータは切断プログラムを起動し、図４〜図６に示す様な制御処理を開始する。まず、ピンチローラ１７のクランプ用シリンダ３５にクランプ動作を指令する（Ｓ２１）。そして、リニアセンサ３７から入力されるストローク量の検出信号に基づいて、ワークの直径計算を実行する（Ｓ２２）。こうして計算された直径と作業者が入力した直径の差が直径差許容量△Ｄ以内に収まっているか否かを判定する（Ｓ２３）。直径差許容量△Ｄを越えているときは（Ｓ２３：ＮＯ）、警報を発生させる（Ｓ２４）。

実測した直径と入力した直径との差が直径差許容量△Ｄを満足する場合は（Ｓ２３：ＹＥＳ）、実測した直径とブランクの質量条件とに基づいて定寸送り量Ａを算出し（Ｓ２５）、記憶装置４３に記憶する（Ｓ２６）。これにより、定寸送り量Ａが実測値に基づいて設定される。

次に、ピンチローラ１７の駆動用サーボモータ６１に送り動作を指令する（Ｓ３１）。そして、光電センサ２５からのワーク検出信号が入力されるのを待つ（Ｓ３２）。ワーク検出信号が入力されたら（Ｓ３２：ＹＥＳ）、ピンチローラ１７の駆動用サーボモータ６１に停止を指令する（Ｓ３３）。

続いて、端切り有無のどちらのモードが設定されているか否かを判定する（Ｓ４１）。この判定の結果が「端切りあり」の場合は、搬送バイス装置１５のサーボモータ６３に対して、Ｂ（前進端位置と丸鋸刃９との距離）＋α（端切り基準量）だけ後退させる指令（リトラクト指令）を出力する（Ｓ５１）。そして、Ｂ＋αの後退完了が検出されたら（Ｓ５２：ＹＥＳ）、搬送バイス装置１５のクラプ用シリンダ２７に対してクランプ動作を指令する（Ｓ５３）。そして、クランプ完了信号が入力されたら（Ｓ５４：ＹＥＳ）、搬送バイス装置１５のリフト用シリンダ６２に対してリフトを指令すると共に（Ｓ５５）、サーボモータ６３に対して前進端への移動を指令する（Ｓ５６）。そして、前進端移動完了が検出されたら（Ｓ５７：ＹＥＳ）、搬送バイス装置１５のリフト用シリンダ６２に対して復帰を指令すると共に（Ｓ５７）、固定バイス１３のクランプ用シリンダ６５に対してクランプ指令を出力する（Ｓ５８）。そして、搬送バイス装置１５にアンクランプ・リトラクトを指令し（Ｓ５９）、定位置復帰したところでクランプを指令する（Ｓ６０）。ここまでの一連の指令によって搬送バイス装置１５、固定バイス１３により端切り分の長さだけ切断位置からはみ出した状態にワークがセットされた状態となる。また、端切り終了後に直ちに定寸切断が開始できる状態となる。即ち、ここでの「定位置」とは、前進端から定寸送り量Ａだけ後退した位置となるのである。また、リフト状態で搬送することにより、切断位置のテーブルに衝突することなくワークがセットされる。

続いて、丸鋸モータ１１に駆動指令を出力すると共に丸鋸移動用のサーボモータ６７に対して端切り動作を指令する（Ｓ６１）。そして、丸鋸移動用のサーボモータ６７から切断完了信号が入力されたら（Ｓ６２：ＹＥＳ）、固定バイス１３にアンクランプを指令し（Ｓ６３）、搬送バイス装置１５に少しだけワークリトラクトを実行する様に指令した後（Ｓ６４）、丸鋸移動用のサーボモータ６７に対して待機位置への復帰指令を出力する（Ｓ６５）。これによって、丸鋸刃９をワークに接触させることなくスムーズに復帰させることができる。以下、「（１）ワークリフト動作」→「（２）搬送バイス装置前進動作」→「（３）ワーク下降動作」→「（４）固定バイスクランプ動作」→「（５）搬送バイス装置アンクランプ・リトラクト動作」→「（６）搬送バイス装置クランプ動作」→「（７）丸鋸モータ切断動作」→「（８）固定バイスアンクランプ動作」→「（９）ワークリトラクト動作」→「（１０）丸鋸モータ復帰動作」→「（１）ワークリフト動作」→・・・と、定寸送り量Ａに対応する間欠送りと切断動作とを繰り返し実行する「定寸切断動作」が行われる（Ｓ８０）。

一方、設定モードが「端切りなし」の場合は、Ｓ５１〜Ｓ６５の制御処理に変えて、搬送バイス装置１５のサーボモータ６３に対して、低速前進を指令し（Ｓ７１）、光電センサ２５がワーク先端を検出したときに停止を指令し（Ｓ７２，Ｓ７３）、Ａ＋Ｂの後退動作を指令し（Ｓ７４）、後退位置での搬送バイス装置１５によるクランプ動作を指令し（Ｓ７５，Ｓ７６）、その後は定寸切断動作（Ｓ８０）を実行する。

以上の様な制御処理を実行する結果、搬送バイス装置１５は、「端切りあり」のモードでは、図７に示した様に、「距離Ｂ＋αの後退」→「クランプ」→「前進端移動」→「アンクランプ」→「距離Ａの後退」の後に「定寸送り動作」を開始し、「端切りなし」のモードでは、図８に示す様に、「低速前進」→「先端検出停止」→「距離Ａ＋Ｂの後退」の後に「定寸送り動作」を開始することとなる。

以上説明した様に、本実施形態の切断装置１によれば、ワークＷが曲がっていても搬送バイス装置１５に対してワークＷをスムーズに受け渡すことができる。また、「端切りあり」と「端切りなし」のモード選択をスイッチ操作によって簡単に設定することができる。そして、いずれのモードにおいても精度よくブランクを製造することができる。また、直径の実測による定寸送り量の自動設定機能を有するのことにより、ワークＷ自体が基準寸法との関係で若干異なる直径であったとしても、予定する質量条件を満足するブランクを得ることができる。さらに、こうしたワークＷの製造上の誤差ではなく、そもそもワークを間違えてしまった様な場合は、警報を発して作業者の注意を喚起することができる。

そして、ワーク送り込み装置を極低速にして先端合わせをしたり、ストッパを備えたりしなくても、最初の製品から正確な長さに切断することができるので、精度の良い加工用ブランクを効率良く製造することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内での種々なる変形実施が可能であることはいうまでもない。

実施形態の切断装置を示し、（Ａ）は全体の構成図、（Ｂ）は要部の構成図である。 実施形態の切断装置の制御系統の構成図である。 実施形態の切断装置を使用する際の作業手順のフローチャートである。 実施形態の切断装置の実行する制御処理の内容を示すフローチャートである。 実施形態の切断装置の実行する制御処理の内容を示すフローチャートである。 実施形態の切断装置の実行する制御処理の内容を示すフローチャートである。 実施形態の切断装置における「端切りあり」の場合の搬送バイス装置の動作を示す模式図である。 実施形態の切断装置における「端切りなし」の場合の搬送バイス装置の動作を示す模式図である。 従来技術の説明図である。

符号の説明

１・・・切断装置
３・・・自動丸鋸盤
５・・・ローラコンベア
７・・・ストックヤード
９・・・丸鋸刃
１１・・・丸鋸モータ
１３・・・固定バイス
１５・・・搬送バイス装置
１７・・・ピンチローラ
２１・・・固定側ジョウ
２３・・・移動側ジョウ
２５・・・光電センサ
２７・・・搬送バイス装置のクランプ用シリンダ
３１・・・固定側ローラ
３３・・・移動側ローラ
３５・・・ピンチローラのクランプ用シリンダ
３７・・・リニアセンサ
４０・・・制御装置
５０・・・操作盤
６１・・・駆動ローラ用サーボモータ
６３・・・前後動用サーボモータ
６５・・・固定バイスのクランプ用シリンダ
６７・・・丸鋸移動用のサーボモータ
Ｗ・・・ワーク

Claims (3)

1. ワークを搬送方向に支持するローラコンベアを丸鋸盤の上流側に設置すると共に、該丸鋸盤の丸鋸刃と前記ローラコンベアとの間に間欠定寸送り動作を実行可能な搬送バイス装置を備え、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする切断装置。
   （１−１）前記丸鋸盤には、前記搬送バイス装置と前記ローラコンベアとの間の位置に、ワークをクランプして前記搬送バイス装置によりクランプ可能な位置まで搬送し得る様に構成されたピンチローラを備えていること。
   （１−２）前記搬送バイス装置には、ワークの先端を検出する光電センサが備えられていること。
   （１−３）ワークの先端を端切りしてから定寸切断を行う第１のモードと、端切りせずに定寸切断を行う第２のモードを切り替えて設定するモード設定手段を備えていること。
   （１−４）定寸送り量をＡ、前記搬送バイス装置の前進端位置と前記丸鋸刃との距離をＢとするとき、前記モード設定手段で設定されたモードに応じて、前記光電センサがワーク先端を検出して前記ピンチローラによる搬送動作を停止した後に、前記搬送バイス装置に対して以下の動作を実行させる制御装置を備えていること。
   （１−４−１）前記第１のモードが設定されている場合は、Ｂ＋α（αは端切り基準量）だけ後退させてからクランプ動作を実行させ、その後前進端まで前進させて停止し、前記丸鋸刃による端切り動作が完了した後に、前進端と前進端から距離Ａだけ後退した位置との間の往復動作とクランプ・アンクランプ動作とによる前記定寸送り量Ａに対応した間欠送り動作を実行させること。
   （１−４−２）前記第２のモードが設定されている場合は、前記光電センサによってワーク先端を再度検出するまで低速前進させ、続いてＡ＋Ｂだけ後退させてからクランプ動作を実行させ、その後は前進端と前進端から距離Ａだけ後退した位置との間の往復動作とクランプ・アンクランプ動作とによる前記定寸送り量Ａに対応した間欠送り動作を実行させること。
2. さらに、以下の構成をも備えたことを特徴とする請求項１記載の切断装置。
   （２−１）前記ピンチローラにはストローク量を検出するリニアセンサが備えられていること。
   （２−２）前記ピンチローラによるクランプ動作の際に、前記リニアセンサの検出信号に基づいてワークの直径を計測する直径計測手段を備えていること。
   （２−３）前記直径計測手段の計測結果と、設定されているブランクの質量条件とに基づいて前記定寸送り量Ａを算出する定寸送り量算出手段を備えていること。
3. さらに、以下の構成をも備えたことを特徴とする請求項２記載の切断装置。
   （３−１）前記直径計測手段の計測結果と、設定されているワークの直径との差が所定の判定条件を越えているか否かを判定し、該判定条件を越えている場合は警報を行う警報手段を備えていること。