JP6579065B2 - 鋼板剪断装置および鋼板剪断方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼板剪断装置および鋼板剪断方法に関する。

鋼板をシャーにより剪断する際には、以下の３つの工程により行われる。
（１）シャー前段にて鋼板をアライニング（位置調整）
（２）鋼板をシャーまで搬送ロールにより搬送し、剪断位置決定
（３）鋼板をシャーで剪断

鋼板をシャーにより剪断するに際し、シャーに対して平行に配置されたシャーゲージを設け、シャーゲージに鋼板の端面を当てて鋼板の位置決めする技術が提案されている（例えば特許文献１）。

特開平７−２９９６４５号公報

ところで、鋼板剪断装置においては、シャーの前段でサイドガイドにより鋼板をアライニングした後、シャーゲージに搬送する際に、搬送ロールのスラスト力等によるずれにより鋼板が斜行することがあり、鋼板が斜行すると、剪断時の直角度精度が低下してしまう。このような場合、特許文献１の技術により鋼板の端部をシャーゲージに当接させた際に、シャーゲージに鋼板を倣わせることにより鋼板の斜行を矯正することが求められる。

しかし、特許文献１の技術では、搬送ロールの摩耗、鋼板の曲り等により、鋼板と搬送ロールの接触面積が小さくなると、鋼板の搬送能力が小さいため、鋼板の端部をシャーゲージに当接させても、シャーゲージに鋼板を倣わせることができずに、鋼板の斜行を矯正することが困難となる場合がある。

したがって、本発明は、鋼板に斜行が生じた場合に、斜行を確実に矯正して直角度精度の高い剪断を行うことができる鋼板剪断装置および鋼板剪断方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、以下の（１）〜（８）を提供する。

（１）鋼板を剪断する鋼板剪断装置であって、
鋼板を剪断するシャーと、
前記鋼板を前記シャーによる剪断位置まで搬送する、複数の搬送ロールからなる搬送ラインと、
前記搬送ラインの前記シャーの前段で、前記鋼板の位置調整を行うサイドガイドと、
前記搬送ラインにより搬送される前記鋼板の端面を当接させて前記鋼板の剪断位置を前記シャーの位置に合わせるシャーゲージと、
前記複数の搬送ロールの少なくとも一つとして設けられた、励磁されて鋼板を吸着することが可能なマグネットロールと
を具備することを特徴とする鋼板剪断装置。

（２）前記鋼板が前記サイドガイドで位置調整された後、前記鋼板に斜行が生じた場合に、前記鋼板が前記シャーゲージに当接された際に、斜行が矯正されることを特徴とする（１）に記載の鋼板剪断装置。

（３）前記マグネットロールは、励磁コイルを内蔵しており、励磁コイルによる励磁力のオン・オフおよび励磁コイルによる励磁力の大きさの調整が可能であることを特徴とする（１）または（２）に記載の鋼板剪断装置。

（４）前記マグネットロールは、前記シャーと前記シャーゲージとの間に設けられていることを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の鋼板剪断装置。

（５） 鋼板をシャーにより剪断する鋼板剪断方法であって、
前記鋼板を複数の搬送ロールからなる搬送ラインにより搬送して、前記シャーの前段においてサイドガイドにより鋼板の位置調整を行い、その後、さらに前記鋼板を搬送して前記鋼板の端面をシャーゲージに当接させ、前記鋼板の剪断位置を前記シャーの位置に合わせ、
前記複数の搬送ロールの少なくとも一つを、励磁されて鋼板を吸着することが可能なマグネットロールとし、前記鋼板を前記シャーゲージに搬送する際に、前記マグネットロールにより前記鋼板を吸着することを特徴とする鋼板剪断方法。

（６）前記鋼板を前記サイドガイドにより位置調整した後、前記鋼板に斜行が生じた場合に、前記鋼板を前記シャーゲージに当接した際に、斜行を矯正することを特徴とする（５）に記載の鋼板剪断方法。

（７）前記鋼板を搬送する際に、前記マグネットロールの励磁力のオン・オフまたは励磁力の大きさの調整を行うことを特徴とする（５）または（６）に記載の鋼板剪断方法。

（８）前記マグネットロールを、前記シャーと前記シャーゲージとの間に設けることを特徴とする（５）から（７）のいずれかに記載の鋼板剪断方法。

本発明によれば、シャーゲージに加えてマグネットロールを設けることにより、鋼板搬送能力を高めることができ、搬送ロールと鋼板の接触が悪い場合でも、鋼板を従来より強い力でシャーゲージに当接させることができるようになる。このため、鋼板の斜行を確実に矯正して直角度精度の高い剪断を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る鋼板剪断装置を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る鋼板剪断装置を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る鋼板剪断装置において、鋼板が斜行した状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る鋼板剪断装置において、鋼板が斜行した際の、斜行矯正力と斜行抵抗力を説明するための図である。 鋼板の厚さとマグネットロールの吸着力との関係を示す図である。 シャーゲージのみを設けた場合と、シャーゲージの他にマグネットロールを設けた場合における直角度不良発生率を比較して示す図である。 マグネットロールのみを設けた場合と、シャーゲージおよびマグネットロールを設けた場合における生産時間を比較して示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る鋼板剪断装置を示す平面図、図２はその側面図である。

鋼板剪断装置１００は、鋼板１を搬送する複数の搬送ロール１１からなる搬送ライン１０と、搬送ライン１０上で鋼板１を剪断するシャー１３と、搬送ライン１０を搬送される鋼板１をシャー１３に対して直角に位置合わせするサイドガイド１４と、搬送ライン１０上を搬送する鋼板１を当接させて鋼板の剪断位置をシャー１３の位置に合わせるシャーゲージ１５と、シャー１３の鋼板搬送方向下流側に搬送ロール１１の一つとして設けられたマグネットロール１２とを有する。

鋼板を剪断するためのシャー１３は、鋼板１のパスライン１６の上方に設けられた上刃１３ａと、パスライン１６の下方に設けられた下刃１３ｂとを有し、これら上刃１３ａと下刃１３ｂにより鋼板１が剪断される。

シャーゲージ１５は、鋼板１の剪断位置に応じて鋼板長さ方向の位置が調整可能となっている。

マグネットロール１２は、励磁コイルを内蔵しており、励磁コイルに通電された際の励磁力により鋼板１を吸着することが可能となっている。マグネットロール１２は、励磁コイルへの通電のオン・オフおよび電流の増減による励磁力の大きさの調整が可能となっている。

次に、このように構成された鋼板剪断装置１００の動作について説明する。
搬送ライン１０の搬送ロール１１により鋼板１をシャー１３前段まで搬送する。このとき、サイドガイド１４により、鋼板１がシャー１３と垂直になるようにアライニング（位置調整）を行う。

そして、鋼板１をさらに搬送して鋼板１の端部をシャーゲージ１５に当接させ、鋼板１の剪断位置をシャー１３の配置位置に合わせる。このとき、鋼板１の剪断位置に応じて、シャーゲージ１５の鋼板長さ方向の位置を予め調整しておく。

搬送ライン１０の搬送ロール１１上を搬送されてきた鋼板１は、図３に示すように、搬送ロール１１のスラスト力等により斜行することがある。鋼板１が斜行した場合、鋼板１の端部が接触点Ｃでシャーゲージ１５に接触する。このとき、図４に示すように、鋼板搬送能力で決まる斜行矯正力が斜行抵抗力よりも大きくなると、鋼板１がシャーゲージ１５に倣うようにすべり、鋼板１の斜行を矯正することができる。しかし、搬送ロール１１の摩耗や鋼板曲り等により、鋼板と搬送ロールの接触面積が小さくなると、鋼板搬送能力が低下し、シャーゲージ１５のみでは、斜行矯正力＜斜行抵抗力となって鋼板１の斜行を矯正できない場合が生じる。

具体的には、シャーゲージ１５により鋼板１の斜行を矯正しようとする場合、Ｗ：鋼板重量、ｌ：鋼板長さ、ｂ：鋼板幅、μ：摩擦係数とすると、斜行矯正力は、鋼板搬送能力×（ｂ／２）で表され、鋼板搬送能力はμ×Ｗとなるから、斜行矯正力＝μ×Ｗ×（ｂ／２）となる。一方、斜行抵抗力は、μ×Ｗ×（ｌ／２）で表される。このとき、斜行矯正力＜斜行抵抗力となれば、シャーゲージ１５のみでは鋼板１の斜行を矯正することができない。

これに対して、本実施形態では、シャーゲージ１５の他にマグネットロール１２を用いるので、マグネットロール１２の吸着力により鋼板搬送能力を高めることができ、斜行矯正力＞斜行抵抗力とすることができる。具体的には、Ｂ：単位厚さあたりのマグネットロールの吸着能力、ｔ：鋼板厚さとすると、Ｂ×ｔがマグネットロールの吸着能力となり、鋼板搬送能力は、μ×Ｗ＋Ｂ×ｔとなる。このため、斜行矯正力＝（μ×Ｗ＋Ｂ×ｔ）×（２／ｂ）となって、従来よりも高い斜行矯正力を得ることができる。このため、従来、鋼板の斜行を矯正できなかった場合でも、シャーゲージ１５に鋼板１を倣わせて鋼板１の斜行を確実に矯正することができる。このため、鋼板１をシャー１３に対して直角に近くすることができ、剪断時の直角度精度が向上する。

実際に、鋼板重量Ｗ＝１００ｋｇ、鋼板長さｌ＝１０００ｍｍ、鋼板幅ｂ＝３０００ｍｍ、鋼板厚さｔ＝４．５ｍｍ、摩擦係数μ＝０．５、マグネットロールの単位厚さあたりの吸着能力Ｂ＝１００ｋｇ／ｍｍとした場合に、従来は、鋼板の搬送能力＝５０ｋｇ、斜行矯正力＝２５０００ｋｇ・ｍｍ、斜行抵抗力＝７５０００ｋｇ・ｍｍであり、斜行矯正力＜斜行抵抗力であったものが、本発明では、鋼板の搬送能力＝５００ｋｇ、斜行矯正力＝２７５０００ｋｇ・ｍｍ、斜行抵抗力＝７５０００ｋｇ・ｍｍとなり、斜行矯正力＞斜行抵抗力とすることができ、斜行を矯正することができる。なお、マグネットロールの吸着能力（吸着力）は、鋼板の厚さｔに対し図５のような関係にあり、ギャップ０の場合、鋼板厚さｔが５０ｍｍのとき吸着力が５０００ｋｇであり、鋼板の厚さと吸着力はほぼ比例関係にある。このため、単位厚さあたりの吸着能力＝（５０００ｋｇ／５０ｍｍ）＝１００ｋｇ／ｍｍとなり、吸着能力＝１００×ｔ（ｋｇ）となる。

斜行を矯正する際には、マグネットロール１２の励磁力の調整および励磁力のオン・オフを適宜行うことが好ましい。励磁力の調整により、適切な斜行矯正力を与えることができる。また、吸着力が大きすぎる場合には、シャーゲージ１５に当接することにより鋼板１がすべるタイミングで励磁を切ることにより対応可能である。

また、マグネットロール１２の吸着力によって、シャー１３で鋼板１を剪断する際に発生するスラスト力による鋼板１の斜行をも防止することができ、その点からも鋼板剪断時の直角度精度を高めることができる。

なお、マグネットロール１２のみでシャーゲージ１５を設けない場合、シャー１３のスラスト力による鋼板１の斜行を防止することはできるが、鋼板位置調整後からマグネットロール１２まで鋼板１を搬送する際に鋼板１が斜行した場合に斜行を矯正する手段が存在せず、鋼板１をシャー前段まで戻してアライニングをやりなおす必要があり、生産効率が低下してしまう。

以上のように、本実施形態は、シャーゲージ１５を用いる点は、従来の鋼板剪断設備と同様であるが、シャーゲージ１５に加えてマグネットロール１２を設けることにより、鋼板搬送能力を高めることができる。搬送能力が高くなると、搬送ロール１１と鋼板１の接触が悪い場合でも、鋼板１を従来より強い力でシャーゲージ１５に当接させることができるようになり、従来は斜行を矯正することができなかった場合でも、シャーゲージ１５に鋼板１を倣わせて斜行を矯正することが可能となる。これにより、シャー１３に対する鋼板１の角度を直角に近づけることができ、剪断時の直角度精度を向上させることができる。

マグネットロール１２の効果を得るためには、シャーゲージ１５の前段にマグネットロールがある必要がある。シャーゲージ１５の後段に配置しても斜行矯正の際に鋼板１にマグネットロールがかからないからである。

また、シャーゲージ１５の前段であれば、どの搬送ロールをマグネットロール１２としてもよいが、シャー１３とシャーゲージ１５の間で鋼板１の斜行を確実に矯正する観点から、図示するように、マグネットロール１２はシャー１３の後段に配置することが好ましい。つまり、パスライン上流側からシャー１３、マグネットロール１２、シャーゲージ１５の順になることが好ましい。図１，２では、マグネットロール１２をシャー１３に隣接して設けた例を示しているが、マグネットロール１２自体の破損を抑制する観点から、シャー１３の後段の２本目以降であってもよい。さらにまた、マグネットロール１２は１本に限るものでなく、２本以上であってもよい。

次に本発明の実施例について説明する。
最初に、シャーゲージのみを用いた従来例の鋼板剪断装置と、シャーゲージに加えマグネットロールを設けた本発明例の鋼板剪断装置について、実際の鋼板の剪断を行い、その際の直角度不良発生率を求めた。その結果を図６に示す。

図６に示すように、シャーゲージのみを用いた従来例の鋼板剪断装置では、剪断の際の直角度不良発生率が０．０１％であったのに対し、シャーゲージに加えマグネットロールを設けた本発明例の鋼板剪断装置では、直角度不良発生率がほぼ０％であり、直角度不良発生率が０．０１％も低下し、歩留りが向上することが確認された。

次に、マグネットロールを用い、シャーゲージを用いない参考例の鋼板剪断装置と、シャーゲージおよびマグネットロールの両方を用いた本発明例の鋼板剪断装置について、生産時間を把握した。その結果を図７に示す。

図７に示すように、鋼板の斜行がない場合の鋼板の剪断に要する時間は、装置に関わらず４５ｓｅｃであった。一方、サイドガイドによる鋼板のアライニング（位置調整）後から鋼板をマグネットロールまで搬送する際に斜行した場合、マグネットロールのみを用いた鋼板剪断装置では、シャー前段まで鋼板を戻し、アライニングをやり直す必要があり斜行矯正に４０ｓｅｃ（鋼板戻し１０ｓｅｃ、アライニング２０ｓｅｃ、鋼板送り１０ｓｅｃ）必要であったが、シャーゲージおよびマグネットロールの両方を用いた本発明例の鋼板剪断装置では、斜行矯正は鋼板をシャーゲージに押し当てるのみでよく、斜行矯正時間は５ｓｅｃであった。このことから、シャーゲージおよびマグネットロールの両方を用いることにより、マグネットロールのみの場合よりも、斜行矯正時間が３５ｓｅｃ短縮され、生産効率が上昇することが確認された。

１ 鋼板
１０ 搬送ライン
１１ 搬送ロール
１２ マグネットロール
１３ シャー
１３ａ 上刃
１３ｂ 下刃
１４ サイドガイド
１５ シャーゲージ
１６ パスライン
１００ 鋼板剪断装置

Claims (6)

1. 鋼板を剪断する鋼板剪断装置であって、
   鋼板を剪断するシャーと、
   前記鋼板を前記シャーによる剪断位置まで搬送する、複数の搬送ロールからなる搬送ラインと、
   前記搬送ラインの前記シャーの前段で、前記鋼板のサイド部が当接されることにより前記鋼板を前記シャーに対して直角に位置調整を行うサイドガイドと、
   前記シャーの後段に設けられ、前記鋼板が前記サイドガイドで位置調整された後、前記鋼板に斜行が生じた場合に、前記搬送ラインにより搬送される前記鋼板の端面が当接されて前記鋼板の斜行を矯正し、前記鋼板の剪断位置をシャーの位置に合わせるシャーゲージと、
   前記複数の搬送ロールの少なくとも一つとして励磁可能に設けられ、励磁された際の励磁力により、前記シャーゲージによる鋼板の斜行の矯正を補助する吸着力を前記鋼板に与えるマグネットロールと
   を具備することを特徴とする鋼板剪断装置。
2. 前記マグネットロールは、励磁コイルを内蔵しており、励磁コイルによる励磁力のオン・オフおよび励磁コイルによる励磁力の大きさの調整が可能であることを特徴とする請求項１に記載の鋼板剪断装置。
3. 前記マグネットロールは、前記シャーと前記シャーゲージとの間に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼板剪断装置。
4. 鋼板をシャーにより剪断する鋼板剪断方法であって、
   前記鋼板を複数の搬送ロールからなる搬送ラインにより搬送して、前記シャーの前段においてサイドガイドに前記鋼板のサイド部を当接させて前記鋼板を前記シャーに対して直角に位置調整を行い、その後、前記鋼板に斜行が生じた場合に、さらに前記鋼板を搬送して前記鋼板の端面を前記シャーの後段に設けられたシャーゲージに当接させて前記鋼板の斜行を矯正し、前記鋼板の剪断位置を前記シャーの位置に合わせ、
   前記複数の搬送ロールの少なくとも一つを励磁可能に設けられたマグネットロールとし、前記鋼板を前記シャーゲージに搬送する際に、前記マグネットロールが励磁された際の励磁力により、前記シャーゲージによる鋼板の斜行の矯正を補助する吸着力を前記鋼板に与えることを特徴とする鋼板剪断方法。
5. 前記鋼板を搬送する際に、前記マグネットロールの励磁力のオン・オフまたは励磁力の大きさの調整を行うことを特徴とする請求項４に記載の鋼板剪断方法。
6. 前記マグネットロールを、前記シャーと前記シャーゲージとの間に設けることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の鋼板剪断方法。
   

Images