JP6810998B2 - 円柱形鋼片回転保持装置及びそれを用いた円柱形鋼片バリ取りシステム - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造した丸ビレット又は丸ブルーム等の円柱形鋼を所定の長さに切断して円柱形鋼片を生成する際に切断端面に発生する突起物（以下「バリ」という。）を、所定のバリ取り装置によってそのバリを除去する際に、当該円柱形鋼片を保持しつつ、円柱形鋼片の中心軸を中心として回転させるための円柱形鋼片回転保持装置及びそれを用いた円柱形鋼片バリ取りシステムに関する。

連続鋳造された円柱形鋼は、通常、切断効率の良いガス切断機を使用して所定の長さに切断されるが、ガス切断機は通常プロパンガスと酸素の混合ガスを吹管より切断炎として放出し円柱形鋼を切断するので、ガス切断した場合にはバリが切断面の下方に残ることになるが、円柱形鋼片を扱う際にはこのバリを取り除くことが必要となる。
従来は、人による手作業でこのバリを除去していた。円柱形鋼片の場合バリ形状が円弧状であり、ワークそれぞれの形状（太さ）に対応させたバリ取り装置を構成するのが困難であったからである。
特に、円柱形鋼片は搬送中に転がりながら進む為、バリの位置が常に変化する。このため、バリ取り装置はバリの位置がどこにあっても対応できるものでなければならない。

そこで、かかる問題を解決するための一方法として、例えば、下記特許文献１に開示されているような技術が提案されている。これは、バリ取りを行う時のバリの位置が常に丸ビレットの切断端面の上方に位置するように丸ビレットを自動的に回転させる技術である。このようにすることによりバリ取りを容易にするためである。
すなわち、丸ビレットをガス切断すると、常に切断端面の下方にバリが発生することに着目し、切断端面に文字や回転角度検知用マークを所定方向（例えば水平方向）マーキングしておき（特許文献１の図３（ｂ）参照）、搬送ローラにて搬送する前に、マーキング文字や回転角度検知用マークを画像処理装置にて読み取り、読み取ったマーキング文字や回転角度検知用マークを、特許文献１の図５に示すように、制御装置１８に出力する。

そして、制御装置１８では、入力されたマーキング文字や回転角度検知用マークからバリ１ａの位置を認識し、前記したように、バリ１ａの傾きの角度を演算する。そして、その角度と、ビジネスコンピュータ１９から送られてくる操業情報に基づき、プロセスコンピュータ２０が認識している丸ビレット１の直径と、予め判っているターニングローラ２１の直径とから、バリ１ａを上方に位置させるには、丸ビレット１をどの程度回転すれば良いのかを演算する。

上記演算後、制御装置１８は昇降機構２２に指令を出し、昇降機構２２を作動させてターニングローラ２１を上昇させることで搬送ローラ２から丸ビレット１を受け取る。丸ビレット１をターニングローラ２１で受け取った後は、制御装置１８はターニングローラ２１の回転駆動装置２３に指令を出してターニングローラ２１を所定の角度回転させ、バリ１ａを上部に位置させるようにする。これによりバリ１ａは上部位置に移動するので、この状態で丸ビレット１を搬送ローラ２でヤードまたはシームレスミル等の熱間圧延装置に搬送する。
そして、上記のように丸ビレット１を搬送した後、丸ビレット１の切断端面に発生したバリ１ａを、チッピング３ａを備えたバリ取り装置３によって掻き取るというものである（特許文献１の図４参照）。

特開２００３−１３６２０６号公報 西独国特許第３５１５１１１号明細書

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、丸ビレット１のガス切断後に切断端面に文字や回転角度検知用マークをマーキングし、それを搬送ローラで搬送する前に画像処理装置で読み取ってバリの存在する位置を把握し、バリの位置が切断端面の上方に来るように丸ビレット１を回転させてバリの位置を修正した上で搬送ローラに載せて搬送する必要があり、システムが複雑になる。

また、バリの位置を上方に修正して搬送ローラに載せてバリ取り装置３まで搬送する過程で、丸ビレットが軸方向に回転してバリの位置が上方から斜め方向に若干傾かないという保証もない。傾いた場合は、バリの位置がずれてしまうため、後述のようなバリ取り装置３によってバリを除去することはできなくなる。
さらに、特許文献１の図４に示すようなチッピング３ａを備えたバリ取り装置３によってバリを除去する場合、バリ１ａの発生する範囲が広いと取り残しが生ずるおそれがある。

一方、バリを削り取るバリ取り刃物と、その刃物を左右に揺動させるためのアームを備えたバリ取り装置が知られている（上記特許文献２参照）。すでに製品化されており、ドイツ国ＢＷＧ社（Bergwerk und Walzwerk Maschinenbau GmbH）の商品名「ＣＬＥＡＮＥＤＧＥ」（独国登録商標）という製品である。
この製品を含め、一般に、揺動式の場合はバリ取り刃物は形状が平面的であるため、丸ビレット等の円柱形鋼片のバリ取りには適していない。円柱形鋼片の切断端面は円形であり、バリは端面の周に沿って曲面状に形成されるから、円柱形鋼片が静止した状態でバリ取り刃物を揺動させてバリを掻き取っても、取り残しが生ずるからである。このため、いずれの場合も、バリの取り残しは避けられない。

本発明は、上述した従来の問題点に鑑み為されたものであり、円柱形鋼片のバリを揺動掻き取り式バリ取り装置によって掻き取る場合に、取り残しが生じないように、円柱形鋼片を保持しつつ軸方向に回転させることが可能な装置及びそれを用いた円柱形鋼片バリ取りシステムを提供することを目的とする。

本発明は、バリを掻き取るバリ取り刃物と、その先端に前記バリ取り刃物が接続されたアームと、前記アームを左右に揺動させ、上下に昇降させるアーム揺動昇降駆動部を備えた揺動掻き取り式バリ取り装置を用いて搬送ローラ上を搬送される円柱形鋼片のバリを掻き取る際に用いられる円柱形鋼片回転保持装置に関し、本発明の上記目的を達成すべく、前記円柱形鋼片回転保持装置は、
上記円柱形鋼片を上記搬送ローラから浮かせて保持するために上記円柱形鋼片の側面を真下から支える保持ローラと、上記保持ローラに回転力を与える駆動モータと、上記円柱形鋼片を両側から挟み込むように支える一対のガイドローラと、上記保持ローラ及び上記ガイドローラ並びに上記駆動モータを一体として上下方向に昇降させる第一の昇降部とを備えた円柱形鋼片保持ユニットと、上記円柱形鋼片保持ユニットによって、上記円柱形鋼片を上記搬送ローラから浮かせて保持した状態において上記円柱形鋼片を上から押さえつける上部押さえユニットと、を備えるとともに、
上記上部押さえユニットが、上記円柱形鋼片を上から押さえつける一対のピンチローラと、該ピンチローラを上下方向に昇降させる第二の昇降部とを備えていることを特徴とする。

また、本発明は、所定の間隔で横に並べて配置された上記円柱形鋼片回転保持装置を２台と、上記２台の円柱形鋼片回転保持装置によって水平に保持された上記円柱形鋼片のバリを掻き取る上記バリ取り装置とを備えた円柱形鋼片バリ取りシステムであって、
上記円柱形鋼片を上記２台の円柱形鋼片回転保持装置のうちの少なくとも一方の上記駆動モータによって軸方向に回転させながら上記バリ取り刃物によってバリ取りを行うことを特徴とする

本発明に係る円柱形鋼片回転保持装置によれば、第一の昇降部によるリフトアップ機能により円柱形鋼片を搬送ローラから浮かせて保持することができ、さらには、保持ローラ、駆動モータ、ガイドローラ及びピンチローラにより円柱形鋼片を回転させることができるので、バリ取りの際に搬送ローラに負荷を与えず、また、円柱形鋼片が搬送ローラとの摩擦によって傷付くことも避けられる。

本発明に係る円柱形鋼片バリ取りシステムによれば、円柱形鋼片を水平に保持し、かつ、円柱形鋼片を軸方向に自動回転させることができるので、円柱形鋼片に発生した円弧状のバリをスムーズに除去でき、取残しをなくすことができる。

本発明に係る円柱形鋼片バリ取りシステムを示すブロック図である。 本発明に係る円柱形鋼片回転保持装置の実施例を示す図である。 バリ取り装置の一例を示す図である。 本発明に係る円柱形鋼片バリ取りシステムの一例示した図である。 本発明に係る円柱形鋼片回転保持装置の動作を説明するための図である。 本発明に係る円柱形鋼片回転保持装置の動作を説明するための図である。 本発明に係る円柱形鋼片回転保持装置の動作を説明するための図である。 本発明に係る円柱形鋼片バリ取りシステムによるバリ取りの動作を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明に係る円柱形鋼片バリ取りシステム１を示すブロック図である。図１において、円柱形鋼片バリ取りシステム１は、２台の円柱形鋼片回転保持装置１０と、１台のバリ取り装置２０を備えている。なお、２台の円柱形鋼片回転保持装置１０を必要とするのは、円柱形鋼片をほぼ水平に保持してバリ取りを行うためである。
ここで、円柱形鋼片回転保持装置１０は、円柱形鋼片１００を下から保持する円柱形鋼片保持ユニット１１と、円柱形鋼片１００を上から押さえつける上部押さえユニット１２とから構成される。

また、バリ取り装置２０は、円柱形鋼片１００のバリを掻き取るバリ取り刃物２１と、先端にバリ取り刃物２１が接続されたアーム２２と、アーム２２を左右に揺動させ、上下に昇降させるアーム揺動昇降駆動部２３を備えている。

図２は、本発明に係る円柱形鋼片回転保持装置の実施例を示す図である。図において、（Ａ１）は、上部押さえユニット１２の正面図を示し、（Ａ２）は上部押さえユニット１２の右側面図を示している。同様に、（Ｂ１）は、円柱形鋼片保持ユニット１１の正面図を示し、（Ｂ２）は円柱形鋼片保持ユニット１１の右側面図を示している。
図２（Ａ１）及び（Ａ２）において、上部押さえユニット１２は、円柱形鋼片１００を上側から２箇所で支える一対のピンチローラ１２１と、ピンチローラ１２１を上下に昇降させる昇降部１２２を備えている。昇降部１２２は、油圧シリンダ又はエアシリンダ（空気圧シリンダ）等のアクチュエータが利用できる。なお、昇降部１２２の上側は所定の場所（例えば天井など）に固定されている。

また、図２（Ｂ１）及び（Ｂ２）において、円柱形鋼片保持ユニット１１は、円柱形鋼片１００の側面を真下から支える保持ローラ１１１と、円柱形鋼片１００を両側から挟み込むように支える一対のガイドローラ１１２と、保持ローラ１１１及びガイドローラ１１２を一体として上下方向に昇降させる昇降部１１５とを備えている。昇降部１１５は、油圧シリンダ又はエアシリンダ（空気圧シリンダ）等のアクチュエータが利用できる。なお、昇降部１１５の下側は所定の場所（例えば床あるいはキャスター付きの台など）に固定されている。

また、参照符号１１３で示すのは、ガイドローラ１１２を内側（保持ローラ側）に押さえつけるためのバネ（圧縮バネ）である。昇降部１１５が保持ローラ１１１をリフトアップして、保持ローラ１１１が円柱形鋼片１００に当接した時に、円柱形鋼片１００の径に応じて、左側のガイドローラ１１２は左側に、右側のガイドローラ１１２は右側に、それぞれ広がるが（後述の図７参照）、この状態を保持する為に設けられているものである。
また、参照符号１１４で示すのは、保持ローラ１１１に回転力を与えるための駆動モータである。保持ローラ１１１と駆動モータ１１４との接続は、例えばベルトや歯車等適宜選択できる。
なお、後述の図３（Ａ）に示すように、円柱形鋼片回転保持装置１０を２台横に並べて円柱形鋼片回転保持回転システムを構成した場合は、駆動モータ１１４は少なくとも一方の円柱形鋼片回転保持装置１０が備えていればよい。

図３は、バリ取り装置２０の一例を示す図である。本発明に係る円柱形鋼片バリ取りシステムにおけるバリ取り装置として利用可能なものである。
バリ取り装置２０は、例えば、ドイツ国ＢＷＧ社の商品名「ＣＬＥＡＮＥＤＧＥ」という揺動掻き取り式バリ取り装置が利用可能である。
図３（Ａ）はバリ取り装置２０の平面図を示している。バリ取り装置２０は、バリ取り刃物２１が接続されたアーム２２と、アーム２２を左右に揺動させ、上下に昇降させるアーム揺動昇降駆動部２３を備えている。また、（Ｂ）は（Ａ）図においてＡ−Ａ’線で切断した場合のアーム揺動昇降駆動部２３の側から見た断面図（正面図）である。

図４は、本発明に係る円柱形鋼片バリ取りシステムの一例示した図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ平面図及び正面図である。
図４（Ａ）に示すように、円柱形鋼片バリ取りシステムは、搬送ローラ３０の間の４箇所に円柱形鋼片回転保持装置１０が配置されるとともに、所定の位置（図では４箇所並んだ円柱形鋼片回転保持装置１０の２番目と３番目の間）にバリ取り装置２０が設置される。なお、参照符号３１で示すのは、搬送ローラ３０の回転を駆動するモータである。

円柱形鋼片１００にはトップ（図の左側）とボトム（図の右側）との２ヶ所にバリが付いている為、１本の円柱形鋼片につき、バリ取り動作を２回行う。
まず、図の右側から矢印方向に搬送されてきた円柱形鋼片１００は、４台ある円柱形鋼片回転保持装置１０のうちの右側の２台によって保持され、バリ取り装置２０によってトップ側のバリが除去される。

次に、円柱形鋼片１００は保持が解かれて搬送ローラ３０の上に載せられ、図の左側の２台の円柱形鋼片回転保持装置１０の上のところ（図４（Ａ）で中央を挟んで対称な位置）まで運ばれる。そして、同様にしてバリ取り装置２０によってボトム側のバリが除去される。
なお、４台ある円柱形鋼片回転保持装置１０のうちの右側の２台のいずれかには、駆動モータ１１４が備えられており、同様に、左側の２台のいずれかにも駆動モータ１１４が備えられている。

次に、円柱形鋼片回転保持装置１０の動作について図を参照しつつ具体的に説明する。図５乃至図７は、本発明に係る円柱形鋼片回転保持装置１０の動作を説明するための図である。
図５は、円柱形鋼片１００が、バリ取り位置（図４（Ａ）の点線で示した位置）へ搬入されて搬送が停止した時の状態を示したものである。図５（Ａ）は、図２（Ａ１）（Ｂ１）と同様に、円柱形鋼片回転保持装置１０を正面から見た図であり、図５（Ｂ）は、図２（Ａ２）（Ｂ２）と同様に、円柱形鋼片回転保持装置１０を右側面から見た図である。なお、円柱形鋼片１００は実際には２台の円柱形鋼片回転保持装置１０によって同時に保持されるが、同じ動作であるため、片方の円柱形鋼片回転保持装置１０の動作についてのみ説明する。

図５の状態においては、円柱形鋼片１００は搬送ローラ３０に載った状態にあり、円柱形鋼片保持ユニット１１の保持ローラ１１１及びガイドローラ１１２は共に、円柱形鋼片１００が搬送ローラに載っている高さ（以下「搬送レベル」という。）よりも低い位置にある。また、上部押さえユニット１２のピンチローラ１２１は、未だ円柱形鋼片１００には当接していない。当然ながら、バリ取り装置２０のバリ取り刃物２１も円柱形鋼片には当接していない。

次に、円柱形鋼片保持ユニット１１が円柱形鋼片１００を保持して搬送レベルよりも高い位置（以下「作業レベル」という。）まで持ち上げる（５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度）動作について、図６に基づいて説明する。作業レベルは、円柱形鋼片１００の径にかかわらず一定であり、作業レベルまで持ち上げるのは、搬送ローラ３０から浮かせることによって、円柱形鋼片１００の回転をスムーズにするとともに、円柱形鋼片１００の表面に擦り傷をつけないようにするためである。

円柱形鋼片１００が、保持ローラ１１１の上に来た状態になったことをセンサ（不図示）が検知すると、搬送ローラ３０が停止し、図６に示すように、昇降部１１５が作動して、保持ローラ１１１及びガイドローラ１１２を一体として矢印Ａの方向にリフトアップさせ、円柱形鋼片１００を作業レベルまで持ち上げる。
保持ローラ１１１が円柱形鋼片１００に当接する過程で一対のガイドローラ１１２が左右に開き、その結果、円柱形鋼片１００を３点で保持する。ガイドローラ１１２はバネ１１３によって内側に押さえつけられるので、円柱形鋼片は安定する。

次に、図６の状態から、上部押さえユニット１２が上から円柱形鋼片１００をクランプする動作を図７に基づいて説明する。
図７において、円柱形鋼片保持ユニット１１の昇降部１１５が停止後（すなわち、円柱形鋼片１００が作業レベルの高さに到達したことを意味する。）、上部押さえユニット１２の昇降部１２２は、ピンチローラ１２１を矢印Ｂの方向に下降させて、円柱形鋼片１００を上側からクランプする。この結果、円柱形鋼片１００は、保持ローラ１１１（１箇所）、ガイドローラ１１２（２箇所）及びピンチローラ１２１（２箇所）の計５箇所で保持されることになる。

図５から図７までの円柱形鋼片回転保持装置１０の動作により、円柱形鋼片１００を２台の円柱形鋼片回転保持装置１０で保持し、バリ取り装置２０によるバリ取り作業開始の準備が整った。
図８に基づいて、バリ取り装置２０によるバリ取り作業について説明する。ピンチローラ１２１で円柱形鋼片１００をクランプ後、駆動モータ１１４で保持ローラ１１１を回転駆動し、円柱形鋼片１００を軸を中心として回転させる。

円柱形鋼片１００が回転を始めたら、バリ取り装置２０のアーム２２をアーム揺動昇降駆動部２３（図示省略）により上昇させ、バリ取り刃物２１を図のように円柱形鋼片１００に当接させながら、左右に揺動させる。これによりバリを掻き取ることができるとともに、円柱形鋼片を回転させることにより、取り残しを防ぐことができる。
なお、円柱形鋼片の回転速度は適宜調整する。回転は連続でもよいし、所定の角度ずつステップ的に回転させるようにしてもよい。
円柱形鋼片１００のサイズ（径）によってバリ取り時間が異なるので、円柱形鋼片１００の径に応じた適切な回転数を制御プログラムの中に組み込んでおく必要がある。なお、円柱形鋼片１００の径は、例えば、一対のガイドローラ１１２の開き具合を検出して、円柱形鋼片１００の径を算出するようにしてもよい。

円柱形鋼片１００の片方の端面のバリ取りが終了したら、バリ取り装置２０のバリ取り刃物２１を円柱形鋼片１００から離すとともに、駆動モータ１１４を停止する。そして、昇降部１１５により保持ローラ１１１及びガイドローラ１１２を下降させて、円柱形鋼片１００を搬送ローラ３０の上に載置する。同時に、昇降部１２２によりピンチローラ１２１を引き上げる。

以上の作業により、円柱形鋼片１００の片方の端面のバリ取りが終了したら、他方の端面のバリ取りを行うべく、円柱形鋼片１００を搬送ローラ３０により所定の位置へ搬送する。所定の位置とは、例えば、図４（Ａ）において、左側の２台の円柱形鋼片回転保持装置１０の上の辺りであり、点線で示した円柱形鋼片１００の位置と対称な位置である。所定の位置まで搬送したら、同様に、図６乃至図８までの作業を行う。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を損なわない範囲で変更することが可能である。たとえば、バリ取り装置２０は揺動掻き取り式に限らず、例えば、上記特許文献１に示すようなチッピングを備えたバリ取り装置でも可能である。
さらに、以上説明した各実施形態、動作の構成は、相互に矛盾しない限り任意に組み合わせて実施可能であることはもちろんである。

１ 円柱形鋼片バリ取りシステム
１０ 円柱形鋼片回転保持装置
１１ 上部押さえユニット
１２ 円柱形鋼片保持ユニット
２０ バリ取り装置
２１ バリ取り刃物
２２ アーム
２３ アーム揺動昇降駆動部
１００ 円柱形鋼片
１１１ 保持ローラ
１１２ ガイドローラ
１１４ 駆動モータ
１１５ 昇降部
１２１ ピンチローラ
１２２ 昇降部

Claims (2)

1. バリを掻き取るバリ取り刃物と、その先端に前記バリ取り刃物が接続されたアームと、前記アームを左右に揺動させ、上下に昇降させるアーム揺動昇降駆動部を備えた揺動掻き取り式バリ取り装置を用いて搬送ローラ上を搬送される円柱形鋼片のバリを掻き取る際に用いられる円柱形鋼片回転保持装置であって、前記円柱形鋼片回転保持装置は、
   前記円柱形鋼片を前記搬送ローラから浮かせて保持するために前記円柱形鋼片の側面を真下から支える保持ローラと、前記保持ローラに回転力を与える駆動モータと、前記円柱形鋼片を両側から挟み込むように支える一対のガイドローラと、前記保持ローラ及び前記ガイドローラ並びに前記駆動モータを一体として上下方向に昇降させる第一の昇降部とを備えた円柱形鋼片保持ユニットと、
   前記円柱形鋼片保持ユニットによって、前記円柱形鋼片を前記搬送ローラから浮かせて保持した状態において前記円柱形鋼片を上から押さえつける上部押さえユニットと、
   を備えるとともに、
   前記上部押さえユニットが、前記円柱形鋼片を上から押さえつける一対のピンチローラと、該ピンチローラを上下方向に昇降させる第二の昇降部とを備えていることを特徴とする円柱形鋼片回転保持装置。
2. 所定の間隔で横に並べて配置された請求項１の円柱形鋼片回転保持装置を２台と、前記２台の円柱形鋼片回転保持装置によって水平に保持された前記円柱形鋼片のバリを掻き取る請求項１に記載のバリ取り装置とを備えた円柱形鋼片バリ取りシステムであって、
   前記円柱形鋼片を前記２台の円柱形鋼片回転保持装置のうちの少なくとも一方の前記駆動モータによって軸方向に回転させながら前記バリ取り刃物によってバリ取りを行うことを特徴とする円柱形鋼片バリ取りシステム。