JP5218033B2 - スニップシャーのクランク軸の零調方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気めっきラインや連続焼鈍ライン等に設けられてストリップを走行させながら剪断すると同時にパス切替えを行うスニップシャーにおいて、そのクランク軸の回転位置を所定の原点位置（零点位置）に調整するための零調方法に関するものである。

電気めっきラインや連続焼鈍ライン等には、ストリップを走行させながら剪断すると同時にパス切替えを行うスニップシャーが設けられている。

スニップシャーは、その概要を図３に示すように、ストリップ５０がパスする本体フレーム１の内部に、固定剪断刃２を配置すると共に刃物台３を有し、この刃物台３には上剪断刃３ａと下剪断刃３ｂを備えている。本体フレーム１はその下端をコネクティングロッド４ａによって第１クランク軸４に連接し、刃物台３も同様にその下端をコネクティングロッド５ａによって第２クランク軸５に連接する。これらの第１、第２クランク軸４、５が電動機により減速機を介して回転することによって、本体フレーム１及び刃物台３はそれぞれ独立して、上、下方向に揺動し、そのタイミングを適切にすることで、固定剪断刃２と上剪断刃３ａ、下剪断刃３ｂによるストリップ５０の剪断が行われる。

このようなスニップシャーでは、クランク軸の回転位置の制御には、通常、電動機軸にパルスジェネレータ等を設置して、剪断開始に適合した所定の停止位置（待機位置）を原点（零点）にして、その原点位置（零点位置）からのクランク軸の回転角度（回転位置）を検出する方法が用いられるが、減速器などを介するために、実際にクランク軸が回転を停止する位置に変動があり、クランク軸の回転角度位置制御の精度を維持するためには、適宜、零調（クランク軸の回転停止位置を零点位置に一致するように調整）を行うことが必要である。

また、設備停止やオペレータ作業のためにスニップシャーの電源を一度落とした後、再度電源を復帰する際（電源復帰の際）にも、クランク軸の回転位置の零調が必要である。

これに対して、クランク軸の回転位置を検出して、原点位置に正確に停止させる技術として、クランク軸に回転位置発信器および回転位置検出器を設置する方法が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開平０６−３１２３１２号公報 特開平１０−２６３９１９号公報

しかし、特許文献１、２に記載のようなクランク軸の回転位置制御方法の場合、クランク軸に回転位置発信機および回転位置検出器を設置する必要があるので、クランク軸に回転位置発信機および回転位置検出器を設置することができない場合は、適用することができない。

そこで、もっと一般的に適用可能なクランク軸の零調方法として、回転速度が低下する原点位置の手前（原点位置から逆回転方向）に近接センサを設置しておき、通常操業時には、ストリップの剪断を行うたびに、近接センサのＯＮ検出（ＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化）に基づいて零調を行う方法が考えられる。

ただし、その方法の場合、設備停止やオペレータ作業のためにスニップシャーの電源を一度落とした後、再度電源を復帰した際（電源復帰の際）の零調が課題となる。すなわち、スニップシャーの電源を落とした時点では、クランク軸の回転位置は原点位置近傍になっているので、近接センサはＯＮ状態になっており、電源復帰後、クランク軸を逆回転させ、近接センサのＯＦＦ検出（ＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化）に基づいて零調を行おうとしても、通常、スニップシャーでは、図４に示すように、原点位置からのクランク軸の逆回転を防止するために、スプリング機構２１とカム２２からなる逆転防止機構（ラチェット機構）２０が設けられているために、原点位置からの逆回転を行うことができず、上記のような零調を行うことは不可能である。また、電源復帰後、そのままクランク軸を正回転させて、ＯＮ検出に基づいて零調を行おうとすると、通板されているストリップを切断してしまう可能性がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、ストリップを走行させながら剪断すると同時にパス切替えを行うスニップシャーにおいて、クランク軸に回転位置発信機や回転位置検出器を設置することができなくとも、通常操業時および電源復帰時のいずれの場合にも、的確にクランク軸の零調を行うことができるスニップシャーのクランク軸の零調方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討を行った結果、スニップシャーのクランク軸には逆転防止機構（ラチェット機構）が設置されているので、スニップシャーのクランク軸を原点位置から逆回転させることはできないが、一旦原点位置から正回転させた後、その正回転させた角度範囲内であれば逆回転させることは可能であることに着目した。すなわち、スニップシャーの電源復帰時の零調を行う際には、原点位置近傍に位置して近接センサがＯＮ状態になっているクランク軸を正回転させて、近接センサにＯＦＦ検出（ＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化）させた後、そのＯＦＦ検出に基づいて、クランク軸を原点位置まで逆回転させればよいとの考えに至った。

上記の考え方に基づいて、本発明は以下のような特徴を有している。

［１］ストリップを走行させながら剪断すると同時にパス切替えを行うスニップシャーにおいて、そのクランク軸の回転停止位置を所定の原点位置に一致するように調整するスニップシャーのクランク軸の零調方法であって、
前記原点位置から逆回転方向にａ度の位置に、検出範囲が±ｂ度の近接センサ（ここで、ａ＞ｂ）を設置するとともに、その近接センサにクランク軸の回転位置を検知させるための扇形のセンサ用ブラケットとして、扇形の中心角ｃ度がｃ＞ａ−ｂでかつ前記原点位置からストリップの剪断開始位置までの回転角度ｄ度に対して（ｃ−（ａ−ｂ））＜ｄである扇形のセンサ用ブラケットを、クランク軸が原点位置に位置したときに、扇形の正回転側の辺が前記原点位置に位置するようにクランク軸に取り付けておき、
スニップシャーの通常操業時には、前記近接センサがＯＮ検出したら、その位置から（ａ＋ｂ）度だけクランク軸を正回転させて停止することで零調を行い、
スニップシャーの電源復帰時には、クランク軸を正回転させて、前記近接センサがＯＦＦ検出したら、その位置から（ｃ−（ａ−ｂ））度だけクランク軸を逆回転させて停止することで零調を行う
ことを特徴とするスニップシャーのクランク軸の零調方法。

本発明においては、スニップシャーのクランク軸に回転位置発信機や回転位置検出器を設置することができなくとも、スニップシャーの通常操業時および電源復帰時のいずれの場合にも、的確にクランク軸の零調を行うことができる。その結果、クランク軸の回転角度位置制御を精度良く行うことができ、ストリップの良好な剪断が可能となる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

この実施形態において用いるスニップシャーは、前述の図３に示したものと同様である。すなわち、この実施形態において用いるスニップシャーは、ストリップ５０がパスする本体フレーム１の内部に、固定剪断刃２を配置すると共に刃物台３を有し、この刃物台３には上剪断刃３ａと下剪断刃３ｂを備えている。本体フレーム１はその下端をコネクティングロッド４ａによって第１クランク軸４に連接し、刃物台３も同様にその下端をコネクティングロッド５ａによって第２クランク軸５に連接する。これらの第１、第２クランク軸４、５が電動機により減速機を介して回転することによって、本体フレーム１及び刃物台３はそれぞれ独立して、上、下方向に揺動し、そのタイミングを適切にすることで、固定剪断刃２と上剪断刃３ａ、下剪断刃３ｂによるストリップ５０の剪断が行われる。

そして、図２は、この実施形態において用いるスニップシャーの駆動系の概略を示す図である。第１クランク軸４には減速器３１を介して、駆動源としての駆動電動機３２が連接されている。この駆動電動機３２はＣＰＵ装置３４からの指令によって、ストリップ５０の通板速度に対応した剪断速度になるようにする制御機能を持っている。また、ＣＰＵ装置３４では、駆動電動機３２の軸に連接されたパルスジェネレータ３３からの信号と、減速器３１の減速比より、第１クランク軸４の回転位置を演算する機能を持ち、それを用いて第１クランク軸４を所定の原点位置に静止させるプログラムが設定されている。

その上で、この実施形態においては、図１に示すように、第１クランク軸４の回転停止位置（待機位置）を所定の原点位置（第１原点位置１１、第２原点位置１２）に一致するように調整するために、原点位置（第１原点位置１１、第２原点位置１２）から逆回転方向にａ度の位置に、検出範囲が±ｂ度の近接センサ（第１近接センサ１３、第２近接センサ１４）（ここで、ａ＞ｂの関係となっている。）が設置されているとともに、その近接センサ（第１近接センサ１３、第２近接センサ１４）に第１クランク軸４の回転位置を検知させるための扇形のセンサ用ブラケット１７が第１クランク軸４に取り付けられている。

そして、扇形のセンサ用ブラケット１７は、その扇形の中心角ｃ度がｃ＞ａ−ｂでかつ原点位置（第１原点位置１１、第２原点位置１２）からストリップ５０の剪断開始位置（第１剪断開始位置１８、第２剪断開始位置１９）までの回転角度ｄ度に対して（ｃ−（ａ−ｂ））＜ｄとなっているとともに、第１クランク軸４が原点位置（第１原点位置１１、第２原点位置１２）に位置したときに、扇形の正回転側の辺１５が原点位置（第１原点位置１１、第２原点位置１２）に位置するように取り付けられている。

そして、上記のような構成のもとに、スニップシャーの通常操業時および電源復帰時のそれぞれの場合に、第１クランク軸４の零調を行う動作を述べる。なお、ここでは、第１クランク軸４の回転停止位置（待機位置）を第１原点位置１１に一致するように零調を行う場合を例にして説明するが、第１クランク軸４の回転停止位置（待機位置）を第２原点位置１２に一致するように零調を行う場合も同様である。

まず、スニップシャーの通常操業時には、第１クランク軸４の正回転によって、ストリップ５０の剪断を行った後、扇形のセンサ用ブラケット１７の正回転側の辺（Ａ端）１５が第１原点位置１１から逆回転方向に（ａ＋ｂ）度の位置になったときに、第１近接センサ１３がＯＮ検出（ＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化）する。そして、そのＯＮ検出した位置から（ａ＋ｂ）度だけ第１クランク軸４を正回転させて停止すれば、センサ用ブラケット１７のＡ端１５が第１原点位置１１に位置して、第１クランク軸４の回転停止位置（待機位置）を第１原点位置１１に一致させることができる。

なお、その際、前述したように、ＣＰＵ装置３４は、駆動電動機３２の軸に連接されたパルスジェネレータ３３からの信号と、減速器３１の減速比より、第１クランク軸４の回転位置を演算する機能を持ち、それを用いて第１クランク軸４を第１原点位置１１に静止させるプログラムが設定されているので、そのＣＰＵ装置３４による演算・制御によって、第１クランク軸４を第１原点位置１１に正確に停止させることができる。

次に、スニップシャーの電源復帰時には、ＣＰＵ装置３４によって、第１原点位置１１近傍に位置している第１クランク軸４を正回転させて、扇形のセンサ用ブラケット１７の逆回転側の辺（Ｂ端）１６が第１原点位置１１から逆回転方向に（ａ−ｂ）度の位置になったときに、第１近接センサ１３がＯＦＦ検出（ＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化）する。そして、そのＯＦＦ検出した位置では、センサ用ブラケット１７のＡ端１５の角度位置が第１原点位置１１から（ｃ−（ａ−ｂ））度になっているので、第１クランク軸４を（ｃ−（ａ−ｂ））度だけ逆回転させて停止すれば、センサ用ブラケット１７のＡ端１５が第１原点位置１１に位置して、第１クランク軸４の回転停止位置（待機位置）を第１原点位置１１に一致させることができる。

なお、その際、通常操業時と同様に、ＣＰＵ装置３４による演算・制御によって、第１クランク軸４を正確に停止させることができる。

ちなみに、上記の電源復帰時の零調において、第１近接センサ１３がＯＦＦ検出をするためには、その前提条件として、零調を開始する時点（第１原点位置１１近傍に位置している第１クランク軸４の正回転を開始する時点）では、第１近接センサ１３がＯＮ状態になっていることが必要であるので、センサ用ブラケット１７のＢ端１６が第１近接センサ１３の検出範囲内に位置するように、センサ用ブラケット１７の扇形の中心角ｃ度をｃ＞ａ−ｂとなるようにしている。

なお、電源復帰時の零調を開始する際には、念のために、第１近接センサ１３（または第２近接センサ１４）がＯＮ状態になっていることを確認して、ＯＮ状態になっていない場合は、アラーム等を出すようにすることが好ましい。

また、第１近接センサ１３がＯＦＦ検出した際に、センサ用ブラケット１７のＡ端１５の角度位置（ｃ−（ａ−ｂ））が大きくなり過ぎて、ストリップ５０を剪断してしまわないように、第１原点位置１１から第１剪断開始位置１８までの回転角度ｄ度に対して、（ｃ−（ａ−ｂ））＜ｄとなるようにしている。

通常、第１原点位置１１から第１剪断開始位置１８までの回転角度ｄは９０度〜１１０度程度であるので、（ｃ−（ａ−ｂ））が１０度程度以下になるように設定しておくのが好ましい。

このようにして、この実施形態においては、スニップシャーのクランク軸に回転位置発信機や回転位置検出器を設置することができなくとも、スニップシャーの通常操業時および電源復帰時のいずれの場合にも、作業員やその作業時間を必要としたり、誤ってストリップを剪断してしてしまったりすることなく、自動的にかつ的確にクランク軸の零調を行うことができる。その結果、クランク軸の回転角度位置制御を精度良く行うことができ、ストリップの良好な剪断が可能となる。

本発明の一実施形態における近接センサとセンサ用ブラケットの説明図である。 本発明の一実施形態における駆動系の概略を示す図である。 スニップシャーの概略の構造を示す図である。 スニップシャーの逆転防止機構を示す図である。

符号の説明

１ 本体フレーム
２ 固定せん断刃
３ 刃物台
３ａ 上せん断刃
３ｂ 下せん断刃
４ 第１クランク軸
４ａ コネクティングロッド
５ 第２クランク軸
５ａ コネクティングロッド
１１ 第１原点
１２ 第２原点
１３ 第１近接センサ
１４ 第２近接センサ
１５ Ａ端
１６ Ｂ端
１７ ブラケット
１８ 第１剪断開始位置
１９ 第２剪断開始位置
２０ 逆転防止機構（ラチェット機構）
２１ スプリング機構
２２ カム
３１ 減速器
３２ 駆動電動機
３３ パルスジェネレータ
３４ ＣＰＵ装置
５０ ストリップ

Claims (1)

1. ストリップを走行させながら剪断すると同時にパス切替えを行うスニップシャーにおいて、そのクランク軸の回転停止位置を所定の原点位置に一致するように調整するスニップシャーのクランク軸の零調方法であって、
   前記原点位置から逆回転方向にａ度の位置に、検出範囲が±ｂ度の近接センサ（ここで、ａ＞ｂ）を設置するとともに、その近接センサにクランク軸の回転位置を検知させるための扇形のセンサ用ブラケットとして、扇形の中心角ｃ度がｃ＞ａ−ｂでかつ前記原点位置からストリップの剪断開始位置までの回転角度ｄ度に対して（ｃ−（ａ−ｂ））＜ｄである扇形のセンサ用ブラケットを、クランク軸が原点位置に位置したときに、扇形の正回転側の辺が前記原点位置に位置するようにクランク軸に取り付けておき、
   スニップシャーの通常操業時には、前記近接センサがＯＮ検出したら、その位置から（ａ＋ｂ）度だけクランク軸を正回転させて停止することで零調を行い、
   スニップシャーの電源復帰時には、クランク軸を正回転させて、前記近接センサがＯＦＦ検出したら、その位置から（ｃ−（ａ−ｂ））度だけクランク軸を逆回転させて停止することで零調を行う
   ことを特徴とするスニップシャーのクランク軸の零調方法。

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