JP7397250B2 - 線材切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧造加工を実施する圧造機に設けられる線材切断装置に関する。

パンチとダイスを用いてワークに圧造加工を実施する圧造機は、線材を所定寸法に切断してワークを製造する線材切断装置を備える場合が多い。線材切断装置は、金属線などの線材を所定寸法ずつ送る線材送り部と、線材の先端からワークを切断する可動刃と、を備える。一般的な線材切断装置において、可動刃を駆動する駆動源は、パンチを駆動する主駆動源によって兼用される。このため、ワーク形状の複雑化など対応するためにパンチの動作速度を遅く設定すると、可動刃の切断時の動作速度も遅くなる。これにより、ワークの形状精度が低下して、切断品質が犠牲となる。この問題点への対策例として、特許文献１の技術が開示されている。

特許文献１の圧造成形機は、棒状素材を供給するクイル部と、棒状素材を切断するナイフを有するカッターロッド（可動刃）と、主駆動源による駆動動作に同期してカッターロッドを往復動させる駆動部と、主駆動源に基づく駆動に優先してカッターロッドを高速で往動させ棒状素材の切断を行う高速切断用の副駆動源と、を備える。これによれば、主駆動源により成形機側を低速で駆動する時であっても、良好な形状の切断ブランク(ワーク)を得ることができる、とされている。

特許第３８４５７１２号公報

ところで、特許文献１の実施形態において、切断終了後のカッターロッドは、主駆動源から駆動されるカム板駆動体やカムによって素材移送用チャックの位置に移動され、切断ブランク（ワーク）がプッシャーに押し出される。つまり、カッターロッドが線材を切断するまでの動作は、副駆動源により駆動されるが、その後の動作は、プッシャーに同調させる必要から主駆動源により駆動される。このように、副駆動源および主駆動源を併用してカッターロッドを駆動するため、線材切断装置の構造が複雑化している。

また、特許文献１の実施形態において、カッターロッドを往動させるカムは、付勢ばねによって往動開始姿勢に戻される。同様に、カムによって往動されたカッターロッドは、別の付勢ばねによって往動開始位置に戻される。このように、往動開始姿勢や往動開始位置への戻り動作が付勢ばねにより駆動される構成では、カッターロッドが遊動する（ふらつく）おそれが生じて、切断時の動作信頼性が低下するという問題点がある。この問題点は、切断動作の高速化に伴って顕著になりやすい。

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、主駆動源を併用せずに副駆動源のみにより可動刃を駆動して、構造を簡素化した線材切断装置を提供することを解決すべき課題とする。

本発明の線材切断装置は、 設定された動作速度で動作する主駆動源に駆動されるパンチと、ワークがセットされたダイスとにより前記ワークに圧造加工を実施する圧造機に設けられ、前記ワークを製造する線材切断装置であって、長尺の線材を所定寸法ずつ送る線材送り部と、前記線材の送り方向と直交する方向に往復動作して、前記線材の先端から前記所定寸法の前記ワークを切断する可動刃と、動作速度が可変の副駆動源と、前記主駆動源から駆動されずに前記副駆動源から駆動され、前記可動刃の前記往復動作を駆動する切断駆動機構と、前記可動刃の切断時速度を規定速度以上としつつ、前記ワークの切断が前記圧造加工の実施と同調するように前記副駆動源の前記動作速度を制御する切断制御部と、を備える。

さらに、前記切断駆動機構は、相違する複数のカム面が設けられて前記副駆動源に駆動されるカム部材と、複数の前記カム面にそれぞれ接する複数のカムフォロアおよび前記可動刃を駆動する駆動点が設けられたレバー部材と、をもつ確動カム機構を有する、ことが好ましい。

本発明の線材切断装置において、可動刃は、主駆動源から駆動されずに副駆動源から駆動されて、線材からワークを切断する。また、切断制御部は、可動刃の切断時速度を規定速度以上としつつ、ワークの切断が圧造加工の実施と同調するように副駆動源の動作速度を制御する。したがって、ワークは、規定速度以上の高速で切断されて高い切断品質が確保され、圧造加工に提供される。そして、主駆動源から可動刃へ駆動力を伝達する機構が不要であるので、線材切断装置の構造が簡素化される。

さらに、切断駆動機構が確動カム機構を有する態様において、可動刃の往復動作は、確動カム機構によって安定化される。したがって、切断動作が高速化されても、高い動作信頼性が維持される。

圧造機の構成例を示す平面図である。 圧造機の構成例を示す側面図である。 副駆動源および切断駆動機構の一部の構成を示す平面図である。 図３に示された構成を圧造機の後側からみた背面図である。 線材送り部、可動刃、切断駆動機構の一部、およびプッシャピンを示す平面図である。 図５に示された構成を圧造機の後側からみた背面図である。 線材切断装置の制御に関するブロック図である。 カム部材の実形状を示す正面図である。 主駆動源が通常の動作速度の場合の線材切断装置の動作を表すタイムチャートの図である。 主駆動源が小さな動作速度の場合の線材切断装置の動作を表すタイムチャートの図である。

本発明を実施するための形態を、図１～図１０を参考にして説明する。まず、一般的な圧造機１０の構成例について説明する。図１は、圧造機１０の構成例を示す平面図であり、図２は、圧造機１０の構成例を示す側面図である。図１の右上の矢印に示されるように、便宜的に圧造機１０の前後左右を定める。圧造機１０は、フレーム２１、ラム２３、７組のパンチ２４およびダイス２２、一般的な線材切断装置２５、トランスファ装置２７、ならびに駆動部９などで構成される。圧造機１０は、７組のパンチ２４およびダイス２２により構成された第１～第７圧造工程で、ワークに順次圧造加工を実施する。圧造機１０は、パンチ２４が水平方向に動作する横型圧造機である。圧造機１０の右側から左側に向かう方向（図１の下から上に向かう方向）がワークの搬送方向となる。

フレーム２１は、各部を配設するための筐体であり、鉄製で堅牢に形成される。７個のダイス２２は、フレーム２１の前側寄りに左右方向に並んで取り付けられ、交換可能とされている。各ダイス２２の後側には、所定の加工型が形成されている。ラム２３は、平面視で概ね矩形であり、フレーム２１の中央付近に配置される。ラム２３は、前後方向に往復動作する。７個のパンチ２４は、ラム２３の前側に左右方向に並んで取り付けられ、交換可能とされている。各パンチ２４の前側には、所定の加工型が形成されている。各パンチ２４は、ラム２３とともに往復動作する。各圧造工程において、パンチ２４およびダイス２２は、対向して配置される。

線材切断装置２５は、第１圧造工程の上流側に配設される。線材切断装置２５は、線材送り部（図略）、可動刃２６、およびプッシャピン（図略）を有する。線材送り部は、線材Ｌを所定寸法ずつ送り出す。可動刃２６は、線材Ｌの送り出し方向と直交する方向に往復動作し、環状の刃部により線材Ｌからワークを切断する。プッシャピンは、環状の刃部の内側に保持されたワークを押し出して、トランスファ装置２７に受け渡す。線材Ｌおよびワークの材質として、アルミや鉄、各種の合金などを例示できる。

トランスファ装置２７は、ダイス２２の上方に配設される。トランスファ装置２７は、ワークを把持する７組の把持カセット２８（図６参照）、およびトランスファ駆動部を有する。把持カセット２８は、ワークを把持する一対のフィンガ、およびフィンガの開閉動作を駆動するフィンガ駆動部などで構成される。トランスファ駆動部は、７組の把持カセット２８を左右方向に往復駆動する。最上流の第１の把持カセット２８は、線材切断装置２５から受け取ったワークを把持して、第１圧造工程のダイス２２まで搬送する。第２～第７の把持カセット２８は、それぞれ上流側の圧造工程でワークを把持して、下流側の圧造工程まで搬送する。

ラム２３を往復駆動するために駆動部９が設けられる。駆動部９は、主駆動源９１および、ギヤやシャフトやカムなどを組み合わせた伝達機構により構成される。主駆動源９１は、設定された動作速度で動作する。主駆動源９１は、例えば、三相交流電源で動作する誘導モータまたは同期モータとすることができる。主駆動源９１の回転駆動力は、駆動ベルト９２、フライホイール９３、および減速機構９４を介して、ラム２３を往復駆動するクランク軸９５に伝達される。さらに、クランク軸９５の回転は、第１カム９６および側面視でＶ字形状の第１レバー９７からなる確駆カム機構により、シャフト９８の前後方向の往復動作に変換される。これにより、主駆動源９１の駆動力は、分岐されて伝達される。

シャフト９８の前後方向の往復動作は、平面視でＶ字形状の第２レバー９９により可動刃２６の左右方向の往復動作に変換される。これにより、可動刃２６は、線材Ｌの切断を行うことができる。また、線材切断装置２５の線材送り部およびプッシャピン、ならびにトランスファ装置２７のトランスファ駆動部は、伝達機構の図略部分を介して主駆動源９１から駆動される。さらに、各圧造工程においてダイス２２からワークを突き出す動作を行うキックアウトピンも、主駆動源９１から駆動される。

上述した一般的な圧造機１０において、ワークの形状が複雑な場合や線材Ｌの材質によっては、パンチ２４の動作速度を遅く設定する場合がある。この場合、主駆動源９１の動作速度を遅く設定することになり、必然的に可動刃２６の切断時の動作速度も遅くなる。これにより、ワークの切断面の直角度が低下したり、バリが発生したり、切断面が荒れたりして形状精度が低下し、切断品質が犠牲となる。この対策として、一般的な線材切断装置２５に代え、実施形態の線材切断装置１を圧造機１０に設ける。

実施形態の線材切断装置１は、線材Ｌを所定寸法ずつ切断して、ワークを製造する。線材切断装置１は、線材送り部４、可動刃５、副駆動源５８、切断駆動機構６、プッシャピン６９、および切断制御部７５などで構成される。図３は、副駆動源５８および切断駆動機構６の一部の構成を示す平面図であり、図４は、図３に示された構成を圧造機１０の後側からみた背面図である。また、図５は、線材送り部４、可動刃５、切断駆動機構６の一部、およびプッシャピン６９を示す平面図である。図６は、図５に示された構成を圧造機１０の後側からみた背面図である。

図３に示されるように、副駆動源５８は、フレーム２１に固定して設けられる。副駆動源５８として、出力軸５９の回転速度が可変のサーボモータが用いられる。切断駆動機構６は、主駆動源９１から駆動されずに副駆動源５８から駆動され、可動刃５の往復動作を駆動する。切断駆動機構６は、カム部材６１、レバー部材６２、およびハンマ部材６４などで構成される。

カム部材６１は、出力軸５９に設けられ、副駆動源５８により回転駆動される。カム部材６１の副駆動源５８に近い側の外周に、非円形の第１カム面６１１が設けられる。カム部材６１の副駆動源５８から離れた側の外周に、非円形の第２カム面６１２が設けられる。図４において、第１カム面６１１および第２カム面６１２は、ベース高さおよびリフト高さを表す二重の同心円（破線）で表されており、実形状は示されていない。

レバー部材６２は、図４に示されるように、正面からみて第１アーム６２１および第２アーム６２２が鋭角を成すＶ字形状に形成されている。第１アーム６２１は、第２アーム６２２よりも図４の紙面奥側に位置する。第１アーム６２１および第２アーム６２２が合一する部分は、被支持部６２３となっており、フレーム２１に支持される。これにより、レバー部材６２は、被支持部６２３を支点として揺動する。

第１アーム６２１の先端に、第１カムフォロア６２４が設けられている。第１カムフォロア６２４は、第１アーム６２１に回転自在に支持されるローラコンタクトの形状をもち、第１カム面６１１に常に接する。一方、第２アーム６２２の先端の第１アーム６２１に近い側に、第２カムフォロア６２５が設けられている。第２カムフォロア６２５は、第２アーム６２２に回転自在に支持されるローラコンタクトの形状をもち、第２カム面６１２に常に接する。第１カムフォロア６２４と第１カム面６１１との接触、および第２カムフォロア６２５と第２カム面６１２との接触により、レバー部材６２の揺動角度は一つに確定する。つまり、カム部材６１およびレバー部材６２により、確動カム機構が構成されている。

さらに、第２アーム６２２の先端の第１アーム６２１から離れた側に、駆動点６２６が設けられている。駆動点６２６は、第１連結ピン６３１を用いて、連結部材６３の一端に結合される。連結部材６３の他端は、第２連結ピン６３２を用いて、ハンマ部材６４に結合される。副駆動源５８は、出力軸５９を回転させて、カム部材６１を回転駆動する。カム部材６１は、回転することによりレバー部材６２を揺動駆動する。レバー部材６２は、揺動することにより、ハンマ部材６４を往動方向および復動方向（図３～図６の矢印Ｍ１方向）に往復駆動する。ハンマ部材６４は、フレーム２１の筒状部分に保持されており、往復方向以外には動作しない。

線材送り部４は、機外から挿入される長尺の線材Ｌを所定寸法ずつ送る。図５に示されるように、線材送り部４は、線材挿入体４１、固定把持部４２、可動把持部４３、およびストッパ４４などで構成される。線材挿入体４１は、前側から線材Ｌが挿入される貫通孔４１１を有する。線材挿入体４１は、可動刃５が切断を行う際に、線材Ｌを安定的に支持する。換言すると、線材挿入体４１は、可動刃５と組み合わせて使用される固定刃の役割を果たす。

固定把持部４２は、線材挿入体４１の前側に配置される。可動把持部４３は、固定把持部４２の前側に配置される。固定把持部４２および可動把持部４３は、図略の油圧操作機構によって駆動され、線材Ｌを把持および開放する。また、可動把持部４３は、主駆動源９１からの駆動により、線材Ｌの送り方向（矢印Ｍ２方向）に往復移動する。ストッパ４４は、線材挿入体４１の貫通孔４１１の真後ろに、所定の離隔距離Ｄ１だけ離隔して配置される。離隔距離Ｄ１は、ワークを切断する所定寸法Ｄ１に相当し、ストッパ４４の位置を前後に移動して変更できるようになっている。

線材送り部４は、次の１）～４）の動作を繰り返して線材Ｌを所定寸法Ｄ１ずつ送る。
１）可動把持部４３は線材Ｌを把持し、固定把持部４２は線材Ｌを開放する。
２）可動把持部４３は、送り方向に移動して、線材Ｌをストッパ４４に当接させる。
３）固定把持部４２は線材Ｌを把持し、可動刃５は切断を行う。
４）切断の間に、可動把持部４３は、線材Ｌを開放して逆方向に移動する。

なお、線材送り部４は、線材Ｌがストッパ４４に当接したことを確認するセンサや、線材Ｌの直線性を矯正する矯正部などを備えてもよい。また、線材送り部４は、線材Ｌを挟みつつ間欠回転する一対のローラにより線材Ｌを送る構成であってもよい。

ハンマ部材６４は、図５および図６に示されるように、底部６４１および円筒部６４２からなる有底円筒形状に形成されている。底部６４１の外面は、前記した連結部材６３に結合されている。円筒部６４２の内側に、複数のばね収容部６４３が周方向に並んで設けられる。円筒部６４２のばね収容部６４３よりも内側の中心空間は、可動刃５が配置される空間となっている。

ばね収容部６４３は、ハンマ部材６４の往復方向（矢印Ｍ１方向）に延在している。ばね収容部６４３の内部に、復帰ばね６４４が収容されている。復帰ばね６４４の一端は、ばね収容部６４３の底部６４１から離れた側の内面に固定される。ばね収容部６４３の底部６４１に近い側の端面を貫いて、復帰ピン６４５が設けられる。復帰ピン６４５は、復帰ばね６４４の他端に固定される。復帰ばね６４４は、復帰ピン６４５をばね収容部６４３の内部に引き込む方向の付勢力を有する。

可動刃５は、大径部５１、小径部５２、取り付け座５３、および刃部５４が往復方向（矢印Ｍ１方向）に順番に並ぶように一体化されて構成される。大径部５１は、ハンマ部材６４の底部６４１とばね収容部６４３の間に配置され、復帰ピン６４５に結合される。小径部５２は、複数のばね収容部６４３の内側の中心空間に配置され、その一端が大径部５１に連なる。取り付け座５３は、小径部５２の他端に連なって配置され、ハンマ部材６４よりも往動方向に突出している。

刃部５４は、取り付け座５３に取り付けられ、往動方向に延在する。刃部５４は、線材挿入体４１の後面に摺動するように配置される。刃部５４は、取り付け座５３から離れた先端付近に、環状のリングカッター５５を有する（図６参照）。リングカッター５５は、内側に挿入された線材Ｌの送り方向と直交する方向（せん断方向）に動作し、線材Ｌの先端からワークを切断して保持する。刃部５４は、線材Ｌの太さや材質の違いなどに対応して交換可能とされている。したがって、リングカッター５５の研磨などのメンテナンスが容易である。

プッシャピン６９は、図５および図６に示されるように、線材挿入体４１の貫通孔４１１と同じ高さの位置であって、貫通孔４１１から距離Ｄ２の位置に配置される。プッシャピン６９は、線材挿入体４１の内部の初期位置（図５参照）から、線材挿入体４１よりも後側に突出した動作位置まで往復動作する。プッシャピン６９は、主駆動源９１から駆動され、リングカッター５５に保持されたワークを後方に押し出す。

図３～図６において、切断動作を開始する前の状態、すなわち、ハンマ部材６４の復動位置、および可動刃５の線材挿入位置が示されている。この状態で、ハンマ部材６４の底部６４１と可動刃５の大径部５１の間は、離隔距離Ｇ（Ｇ＜Ｄ２）だけ離れている。また、可動刃５が線材挿入位置に位置するとき、リングカッター５５は、貫通孔４１１の真後ろに位置する。この位置関係のときに、線材Ｌは、リングカッター５５の内側を通り、ストッパ４４に当接するまで送られる。

ハンマ部材６４は、レバー部材６２に駆動されて、距離Ｄ２に相当する分だけ復動位置から往動方向に往動する。ハンマ部材６４が始めに離隔距離Ｇだけ往動する間、可動刃５は、慣性により線材挿入位置に静止し、復帰ばね６４４が伸長する。したがって、実際の離隔距離は、減少してゼロに至る。この直後、ハンマ部材６４は、離隔距離Ｇを越えて移動することにより可動刃５をハンマリングして、衝撃を加える。可動刃５は、衝撃によって往動し、リングカッター５５は線材Ｌの先端からワークを切断する。離隔距離Ｇを設けたことにより、ハンマ部材６４から可動刃５に衝撃を加えて切断を行わせることができるので、ワークの切断品質が高められる。

この後、ハンマ部材６４および可動刃５は、一緒に往動する。ハンマ部材６４は、距離Ｄ２に相当する分だけ往動すると、往動位置に到達して停止する。すると、復帰ばね６４４が縮み、可動刃５は、当初の離隔距離Ｇが復帰されるまで往動して押し出し位置に到達する。可動刃５が押し出し位置に位置するとき、リングカッター５５は、プッシャピン６９の動作前方に位置する。この位置関係のときに、プッシャピン６９は、初期位置から動作位置まで進んで、リングカッター５５に保持されたワークを押し出す。押し出されたワークは、トランスファ装置２７の把持カセット２８（図６参照）に把持され、第１圧造工程のダイス２２まで搬送される。

この後、プッシャピン６９は、動作位置から初期位置に戻る。次いで、ハンマ部材６４は、レバー部材６２に駆動されて、往動位置から復動位置まで復動する。このとき、離隔距離Ｇは維持される。そして、可動刃５は、押し出し位置から線材挿入位置まで復動する。

次に、実施形態の線材切断装置１の制御の構成について説明する。図７は、線材切断装置１の制御に関するブロック図である。図示されるように、圧造機１０は、主制御部７１、操作表示部７２、およびクランク角度センサ７３が設けられている。主制御部７１は、ワークの圧造加工の全般を制御し、加工開始前の調整作業等も併せて制御する。操作表示部７２は、作業者からの設定操作などを受け付けるとともに、圧造加工の進捗状況などを表示する。例えば、操作表示部７２は、主駆動源９１の動作速度に相当する１分当たりの生産数（生産速度）の設定操作を受け付ける。主制御部７１は、設定操作に基づいて、主駆動源９１の動作速度を設定し、あるいは適宜変更設定する。また、操作表示部７２は、現状の生産速度やワークの実績生産数などを逐次表示する。

クランク角度センサ７３は、クランク軸９５の近傍に設けられ、クランク軸９５の回転角度Ｂを検出する。クランク角度センサ７３は、主駆動源９１の動作状態を検出するセンサの一実施形態である。クランク角度センサ７３の検出信号は、主制御部７１に伝送され、各種の制御に利用される。

さらに、線材切断装置１の構成要素として、切断制御部７５が設けられている。切断制御部７５は、主制御部７１に通信接続されており、情報の伝送が可能となっている。主駆動源９１の動作速度に相当するクランク軸９５の回転速度Ｖの情報、およびクランク軸９５の回転角度Ｂの情報は、主制御部７１から切断制御部７５に伝送される。切断制御部７５は、クランク軸９５の回転角度Ｂに基づいて、可動刃５の切断時速度を規定速度以上としつつ、ワークの切断が圧造加工の実施と同調するように、副駆動源５８の回転速度Ｒを制御する。

切断制御部７５は、主駆動源９１の動作速度が変更設定された場合に、可動刃５の切断時以外の非切断時速度を変更する。また、切断制御部７５は、副駆動源５８の回転速度Ｒを一時的にゼロに制御する。さらに、切断制御部７５は、主駆動源９１の動作速度が小さく変更設定された場合に、副駆動源５８の回転速度Ｒを一時的にゼロに制御する一時停止時間を長く変更する。さらに、切断制御部７５は、主駆動源９１の動作速度の大小にかかわらず、プッシャピン６９がワークの押し出しを開始してから終了するまでの間、可動刃５のリングカッター５５をプッシャピン６９の動作前方に停止させるように制御する。切断制御部７５の制御機能については、後で述べる総合的な動作の中で、詳細に説明する。

次に、図８は、カム部材６１の実形状を示す正面図である。図８は、カム部材６１の回転角度０°における第１カムフォロア６２４および第２カムフォロア６２５の接触状態をも表している。図８において、紙面奥側の第１カム面６１１は中太の実線および点線で表示され、紙面手前側の第２カム面６１２は太線で表示されている。カム部材６１は、副駆動源５８に駆動されて、図８の時計回りに回転する。

カム部材６１の回転角度０°において、第１カムフォロア６２４は、第１カム面６１１のベース高さの位置Ｐ０に接している。また、第２カムフォロア６２５は、第２カム面６１２のリフト高さの位置Ｑ０に接している。カム部材６１が回転角度Ａ１、回転角度Ａ２、および回転角度Ａ３だけ回転したとき、第１カムフォロア６２４は、リフト高さの位置Ｐ１、リフト高さの位置Ｐ２、およびベース高さの位置Ｐ３にそれぞれ接する。同時に、第２カムフォロア６２５は、ベース高さの位置Ｑ１、ベース高さの位置Ｑ２、およびリフト高さの位置Ｑ３にそれぞれ接する。

したがって、カム部材６１の回転角度０°および回転角度Ａ３において、レバー部材６２は、ハンマ部材６４を往動位置に駆動する。また、カム部材６１の回転角度Ａ１および回転角度Ａ２において、レバー部材６２は、ハンマ部材６４を復動位置（図５および図６に示される位置）に駆動する。

次に、線材切断装置１の総合的な動作について、主駆動源９１の動作速度が通常の場合、および小さく変更設定された場合について説明する。主駆動源９１が通常の動作速度の場合、例えば、１分間に９０個のワークへの圧造加工が実施される。主駆動源９１の小さな動作速度は、例えば、通常時の０．７倍程度に変更設定される。図９は、主駆動源９１が通常の動作速度の場合の線材切断装置１の動作を表すタイムチャートの図である。また、図１０は、主駆動源９１が小さな動作速度の場合の線材切断装置１の動作を表すタイムチャートの図である。図９および図１０の横軸は、時間軸に相当し、クランク軸９５の１回転の時間が示されている。

図９および図１０において、上から順番にクランク軸９５の回転角度Ｂ、プッシャピン６９の動作、副駆動源５８の回転速度Ｒ、カム部材６１の回転角度Ａ、およびハンマ部材６４の動作が示されている。クランク軸９５の回転角度Ｂ＝０°のとき、プッシャピン６９は初期位置にあり、副駆動源５８の回転速度Ｒは０であり、カム部材６１の回転角度Ａ＝０°であり、ハンマ部材６４は往動位置にある。また、可動刃５は、押し出し位置にある。

クランク軸９５の回転角度Ｂ＝０°で、ラム２３は後死点に位置する。回転角度Ｂ＝０～１８０°の間、ラム２３およびパンチ２４は前側に前進し、パンチ２４はダイス２２との間で圧造加工を進める。回転角度Ｂ＝１８０°で、ラム２３は前死点に到達し、パンチ２４は圧造加工を終了する。回転角度Ｂ＝１８０°以降、ラム２３およびパンチ２４は後側に後退する。回転角度Ｂ＝３６０°（＝０°）で、ラム２３は後死点に戻る。これで、圧造加工の１サイクルが終了する。

図９および図１０に示されるクランク軸９５の回転角度Ｂ１（以降、角度Ｂ１等と略記）、角度Ｂ２、角度Ｂ３、および角度Ｂ５は、予め設定された固定角度である。角度Ｂ１～角度Ｂ３は、０～１８０°の間に設定され、角度Ｂ５は、１８０°よりも大きく設定される。これに対して、角度Ｂ４、角度Ｂ６、角度Ｂ７、および角度Ｂ８は、時間で管理されるものであり、主駆動源９１の動作速度に応じて変化する可変角度である。なお、角度Ｂ７は、角度Ｂ８に追従して自動的に定まる。

切断制御部７５は、図９に示される時間ｔ１、時間ｔ２、および時間ｔ３の情報を予め記憶している。時間ｔ１、時間ｔ２、および時間ｔ３は、それぞれ固定時間であり、時系列的に連続する。時間ｔ１は、副駆動源５８の回転速度Ｒを０から大きな回転速度ＲＭまで加速する時間である。時間ｔ２は、副駆動源５８の回転速度ＲＭを維持する時間である。時間ｔ３は、副駆動源５８を回転速度ＲＭから０まで減速する時間である。なお、時間ｔ２＜時間ｔ１＜時間ｔ３の大小関係がある。切断制御部７５は、既知のクランク軸９５の回転速度Ｖに基づいて、角度Ｂ５よりも時間ｔ１だけ先行する角度Ｂ４を演算することができる。この演算は、主駆動源９１の動作速度（換言するとクランク軸９５の回転速度Ｖ）が変更設定されるたびに実行される。

次に、切断制御部７５の制御に基づく切断動作について時系列的に説明する。切断制御部７５は、クランク軸９５の回転角度Ｂが０°から角度Ｂ１までの間、副駆動源５８の回転速度Ｒを０として、一時的に停止させる。切断制御部７５は、角度Ｂ１のときに副駆動源５８を始動し、角度Ｂ２まで副駆動源５８を加速して回転速度Ｒ１（Ｒ１＜ＲＭ）とし、角度Ｂ３まで副駆動源５８を減速して回転速度Ｒを０とする。この制御により、カム部材６１は、回転角度０°から回転角度Ａ１まで回転する。すると、第１カムフォロア６２４の接触位置は、ベース高さの位置Ｐ０からリフト高さの位置Ｐ１に上昇し、第２カムフォロア６２５の接触位置は、リフト高さの位置Ｑ０からベース高さの位置Ｑ１に下降する。これにより、レバー部材６２は揺動し、ハンマ部材６４は往動位置から復動位置に復動する。このとき、可動刃５は押し出し位置から線材挿入位置に復動する。その後、リングカッター５５に線材Ｌが挿入される。

続いて、切断制御部７５は、角度Ｂ４のときに再び副駆動源５８を始動し、角度Ｂ５まで副駆動源５８を加速して大きな回転速度ＲＭとする。この制御により、カム部材６１は、回転速度が加速されつつ回転角度Ａ２まで回転する。カム部材６１が加速される間、第１カムフォロア６２４の接触位置は、位置Ｐ１から位置Ｐ２までリフト高さを維持し、第２カムフォロア６２５の接触位置は、位置Ｑ１から位置Ｑ２までベース高さを維持する。したがって、レバー部材６２およびハンマ部材６４は動作しない。

続いて、切断制御部７５は、角度Ｂ５のときから時間ｔ２が経過する（角度Ｂ６のとき）まで、副駆動源５８の回転速度ＲＭを維持するする。この制御により、カム部材６１は、大きな回転速度で回転角度Ａ２からさらに回転する。すると、第１カムフォロア６２４の接触位置は、リフト高さの位置Ｐ２からベース高さの位置Ｐ３に向かって急峻に下降し、第２カムフォロア６２５の接触位置は、ベース高さの位置Ｑ２からリフト高さの位置Ｑ３に向かって急峻に上昇する。これにより、レバー部材６２は高速で揺動し、ハンマ部材６４は復動位置から往動位置に向かって高速で往動する。

ハンマ部材６４の往動の初期に離隔距離Ｇが解消され、時間ｔ２が経過する以前に、可動刃５が往動を開始して線材Ｌを切断する。このとき、カム部材６１が大きな回転速度で回転し、かつ第１カム面６１１および第２カム面６１２の傾斜が急峻であるので、可動刃５は、大きな切断時速度で切断動作を行うことができる。なお、図９のタイムチャートで、ハンマ部材６４の時間ｔ２の間の動作線の傾きが、規定速度の切断時速度を表している。したがって、ハンマ部材６４によるハンマリングの効果と、可動刃５の高速の切断時速度との総合的な作用により、ワークの形状精度がさらに一層高められる。

時間ｔ２が経過した後、切断制御部７５は、副駆動源５８の回転速度ＲＭを減速して、時間ｔ３が経過したときに（角度Ｂ８のときに）回転速度Ｒが０となるように制御する。角度Ｂ６と角度Ｂ８の間の角度Ｂ７において、カム部材６１が回転角度Ａ３まで回転する。このとき、第１カムフォロア６２４の接触位置は、ベース高さの位置Ｐ３に到達し、第２カムフォロア６２５の接触位置は、リフト高さの位置Ｑ３に到達する。したがって、レバー部材６２は停止し、ハンマ部材６４は往動位置に停止する。

この後、可動刃５は、押し出し位置まで往動し、次回の角度Ｂ１までの間、押し出し位置に停止する。したがって、リングカッター５５は、プッシャピン６９の動作前方に停止する。プッシャピン６９は、動作位置に進んでリングカッター５５に保持されたワークを押し出し、初期位置に戻る。これで、切断動作の１サイクルが終了する。切断動作の１サイクルは、圧造加工の１サイクルと同調している。

主駆動源９１が小さな動作速度の場合、図１０に示されるように、クランク軸９５の１回転に相当するタイムチャートは、横軸（時間軸）の方向に長くなる。切断制御部７５は、可動刃５の切断時速度を規定速度に保ちつつ、副駆動源５８の回転速度Ｒを一時的にゼロに制御する一時停止時間を長く変更する。具体的に、切断制御部７５は、図９と同じく角度Ｂ１から角度Ｂ３までの間、副駆動源５８を回転させる。さりながら、切断制御部７５は、角度Ｂ２における副駆動源５８の回転速度Ｒ２を図９の回転速度Ｒ１よりも小さく制御して（Ｒ２＜Ｒ１）、角度Ｂ３におけるカム部材６１の回転角度Ａ１を維持する。

また、切断制御部７５は、切断の瞬間を含む時間ｔ１、時間ｔ２、および時間ｔ３の時間帯（角度Ｂ４から角度Ｂ８まで）では、図９と同じ制御を行う。これにより、主駆動源９１の動作速度の大小に関係なく、規定速度の切断時速度を変更せずに切断動作を行うことができる。この制御によれば、副駆動源５８の一時停止時間である角度Ｂ３から角度Ｂ４までの時間、および角度Ｂ８から角度Ｂ１までの時間が長く変更される。

実施形態の線材切断装置１において、可動刃５は、主駆動源９１から駆動されずに副駆動源５８から駆動されて、線材Ｌからワークを切断する。また、切断制御部７５は、可動刃５の切断時速度を規定速度以上としつつ、ワークの切断が圧造加工の実施と同調するように副駆動源５８の回転速度Ｒを制御する。したがって、ワークは、規定速度以上の高速で切断されて高い切断品質が確保され、圧造加工に提供される。そして、主駆動源９１から可動刃５へ駆動力を伝達する機構が不要であるので、線材切断装置１の構造が簡素化される。

さらに、切断駆動機構６が確動カム機構を有するので、可動刃５の往復動作は、確動カム機構によって安定化される。したがって、切断動作が高速化されても、高い動作信頼性が維持される。

なお、実施形態において、可動刃５の切断時速度は、任意に設定できるので、従来技術の圧造機で実現できなかった規定速度を超える高速にすることができる。これによれば、ワークの形状精度の更なる向上につながる。また、切断制御部７５は、主駆動源９１の動作速度が変更設定されるたびに角度Ｂ４を演算するとしたが、別法もある。例えば、角度Ｂ４の値を変更した制御プログラムを入れ替えるようにしてもよい。また、主駆動源９１の動作速度と角度Ｂ４との対応関係を表す一覧表を予め記憶させておき、切断制御部７５が一覧表を検索するようにしてもよい。さらに、ハンマ部材６４を省略して、レバー部材６２が可動刃５を直接的に駆動する構成としてもよい。本発明は、実施形態の構成に限定されるものではなく、上述した以外にも様々な応用や変形が可能である。

１：線材切断装置
２１：フレーム ２２：ダイス ２３：ラム ２４：パンチ
２５：一般的な線材切断装置 ２７：トランスファ装置
４：線材送り部 ５：可動刃 ５１：大径部 ５２：小径部
５３：取り付け座 ５４：刃部 ５５：リングカッター ５８：副駆動源
６：切断駆動機構 ６１：カム部材 ６１１：第１カム面 ６１２：第２カム面
６２：レバー部材 ６２４：第１カムフォロア ６２５：第２カムフォロア
６２６：駆動点 ６４：ハンマ部材 ６９：プッシャピン
７１：主制御部 ７３：クランク角度センサ ７５：切断制御部
１０：圧造機
Ｄ１：所定寸法（離隔距離） Ｄ２：距離 Ｇ：離隔距離 Ｌ：線材

Claims (9)

1. 設定された動作速度で動作する主駆動源に駆動されるパンチと、ワークがセットされたダイスとにより前記ワークに圧造加工を実施する圧造機に設けられ、前記ワークを製造する線材切断装置であって、
   長尺の線材を所定寸法ずつ送る線材送り部と、
   前記線材の送り方向と直交する方向に往復動作して、前記線材の先端から前記所定寸法の前記ワークを切断する可動刃と、
   動作速度が可変の副駆動源と、
   前記主駆動源から駆動されずに前記副駆動源から駆動され、前記可動刃の前記往復動作を駆動する切断駆動機構と、
   前記可動刃の切断時速度を規定速度以上としつつ、前記ワークの切断が前記圧造加工の実施と同調するように前記副駆動源の前記動作速度を制御する切断制御部と、
   を備える線材切断装置。
2. 前記切断駆動機構は、相違する複数のカム面が設けられて前記副駆動源に駆動されるカム部材と、複数の前記カム面にそれぞれ接する複数のカムフォロアおよび前記可動刃を駆動する駆動点が設けられたレバー部材と、をもつ確動カム機構を有する、請求項１に記載の線材切断装置。
3. 前記副駆動源は、回転速度が可変のサーボモータであって、前記カム部材を回転駆動し、
   前記カム部材は、回転することにより前記レバー部材を揺動駆動し、
   前記レバー部材は、揺動することにより前記可動刃の前記往復動作を駆動する、
   請求項２に記載の線材切断装置。
4. 前記切断駆動機構は、切断を開始する前の前記可動刃に対して離隔するとともに、前記副駆動源に駆動されて前記可動刃をハンマリングし切断を行わせるハンマ部材を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の線材切断装置。
5. 前記切断制御部は、前記主駆動源の前記動作速度が変更設定された場合に、前記可動刃の切断時以外の非切断時速度を変更する、請求項１～４のいずれか一項に記載の線材切断装置。
6. 前記切断制御部は、前記副駆動源の前記動作速度を一時的にゼロに制御する、請求項１～５のいずれか一項に記載の線材切断装置。
7. 前記切断制御部は、前記主駆動源の前記動作速度が小さく変更設定された場合に、前記可動刃の前記切断時速度を前記規定速度に保ちつつ、前記副駆動源の前記動作速度を一時的にゼロに制御する一時停止時間を長く変更する、請求項６に記載の線材切断装置。
8. 前記可動刃は、環状に形成されて切断した前記ワークを内側に保持するものであり、
   前記線材切断装置は、前記主駆動源に駆動されて前記可動刃に保持された前記ワークを押し出すプッシャピンをさらに備え、
   前記切断制御部は、前記主駆動源の前記動作速度の大小にかかわらず、前記プッシャピンが前記ワークの押し出しを開始してから終了するまでの間、前記可動刃を前記プッシャピンの動作前方に停止させるように制御する、請求項１～７のいずれか一項に記載の線材切断装置。
9. 前記圧造機は、前記主駆動源の動作状態を検出するセンサを備え、
   前記切断制御部は、前記センサの検出信号に基づいて前記副駆動源の前記動作速度を制御する、
   請求項１～８のいずれか一項に記載の線材切断装置。

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