JPH02124293A - スリッタナイフの接触圧自動制御方法ならびにスリッタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、少なくとも一方が薄板によって形成された薄
板刃である一対の刃（スリッタナイフ）によってウェッ
ブ等の被スリット材をスリットする際の上記両刃の接触
圧を自動制御する方法および該方法を実施可能なスリッ
タ装置に関する。

（従来の技術） 従来より、ウェッブ等の長尺シート物を長手方向へ複数
条にスリッティングするスリッタ装置であって、該長尺
物をスリットするための一対の刃、即ち上刃と下刃とを
備え、該上刃もしくは下刃の一方が薄板から成る薄板刃
によって形成されたスリッタ装置が知られている。

この種のスリッタ装置においては、取り巾の変更あるい
は刃寿命による刃交換の際に、刃組の最終段階で上刃と
下刃との間の接触圧を精度良く調整する必要がある。こ
の接触圧は被スリット材の材質や厚さによって変更され
るべきものであり、その接触圧の適否は刃寿命及びスリ
ット後の製品形状、特にパリ（カエリ）の大きさ及び切
味（接断面のアラサ）を左右する。従って、上記接触圧
の調整にあたっては、実際の接触圧が被スリット材の材
質や厚さ等に基づいて予め設定された目標接触圧に十分
一致するよう高精度で行なうことが必要である。

かかる接触圧調整作業は、従来作業者の勘によって行な
われていたがその場合接触圧のばらつきが大きいという
問題があり、近年この接触圧を自動的に調整する方法が
提案されている。

例えば実公昭５７−５０２３５号公報には、ナイフをス
プリングによってナイフホルダに偏倚させて保持させ、
該スプリングに抗してナイフがホルダに対して所定量変
位したことをリミットスイッチ等により検出し、この検
出時点で上記スプリングの圧縮量に対応する接触圧を得
ようとする方法が開示されている。

また、実開昭５８−８３３９７号公報には、ナイフホル
ダに歪ゲージを取り付け、該歪ゲージにより検出したナ
イフホルダの歪に基づいて接触圧を検出する方法が開示
されている。

また、実開昭８２−５３９９７号公報には、上刃ユニッ
トと下刃ユニットとを電気的に絶縁し、両刃の接触開始
点を電気的な導通により検出する方法が開示されている
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前２者の方法では接触圧を高精度で調整
することは困難である。つまり、前２者の方法は、スプ
リングの圧縮変位量やナイフホルダの歪量等ナイフとは
別の部材の状態量を介して接触圧を調整するのでどうし
てもその精度は低くなる。また、上記３番目の方法にあ
っては、電気的絶縁のための構造が複雑になるという問
題がある。

本発明の目的は、上記事情に鑑み、構造の複雑化を伴な
うことなく接触圧調整を高精度で行なうことのできるス
リッタナイフの接触圧自動制御方法および該方法を実施
可能なスリッタ装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明に係るスリッタナイフの接触圧自動制御方法は、
上記両刃の接触圧は該両刃の接触によって生じる薄板刃
の弾性変形量と一義的な関係にあることに着目し、その
薄板刃の弾性変形に基づいて接触圧の調整を行なおうと
するものである。

その１つは、請求項１に記載の如く、薄板刃の弾性変形
を検出し、この弾性変形検出時点における上記両刃の位
置を接触開始位置とし、その接触開始位置から予め設定
した量だけ上記両刃の相対移動を行なわせて所定の接触
圧を得ることを特徴とする。

また、他の１つは、請求項２に記載の如く、薄板刃の弾
性変形量を検出し、その弾性変形量と予め設定した目標
弾性変形量との差に応じて上記両刃の相対移動を行なわ
せて所定の接触圧を得ることを特徴とする。

本発明に係るスリッタ装置は、上記接触圧自動制御方法
を実施可能なものであり、 その１つは、上記請求項１に記載の方法を実施し得るも
のであって請求項３に記載の如く、薄板刃の弾性変形を
検出する弾性変形検出手段と上記両刃の目標相対移動量
を設定する相対移動量設定手段とを備え、上記両刃を上
記薄板刃の弾性変形を検出した時点の位置から上記設定
された目標相対移動量だけ相対移動させるように構成し
たことを特徴とする。

また、他の１つは、上記請求項２に記載の方法を実施し
得るものであって請求項４に記載の如く、薄板刃の弾性
変形量を検出する弾性変形量検出手段と、上記薄板刃の
目標弾性変形量を設定する弾性変形量設定手段と、上記
検出された薄板刃の弾性変形量と上記設定された目標弾
性変形量との差に応じて上記両刃を相対移動させるよう
に構成されていることを特徴とする。

上記請求項１における「弾性変形を検出する」とは弾性
変形の開始を検出するという意味であり、ここでいう弾
性変形の開始とは絶対的な開始に限らず実質的に開始と
同一視し得るものも含む。

また、上記請求項１における「予め設定した量」は両刃
の接触圧がより大きくなる方向の移動量（これを（＋）
の移動量という）のみならず、両刃が離れて両刃の間に
クリアランスが生じる方向の移動量（これを（＝）の移
動量という）をも含むものである。従って、同請求項１
における「接触圧」とは上記移動量が（＋）である場合
の（＋）の接触圧と上記移動量が（−）である場合の（
−）の接触圧とを含み、（＋）の接触圧は接触圧そのも
のであるが、（−）の接触圧は両刃のクリアランスに対
応するものである。

上記請求項２における「目標弾性変形量」は（＋）の弾
性変形量と（−）の弾性変形量とを含むものであり、（
＋）の弾性変形量は両刃の接触による薄板の実際の変形
量であり、（−）の弾性変形量は両刃のクリアランスに
相当するものである。

なお、薄板刃の弾性変形量もしくはそれに対応する移動
量は上述の如く接触圧と一義的な関係にあり、上記請求
項１，２においてそれらの語句は可能な範囲内で適宜置
き換え可能である。

（作　　用） 上記請求項１．２に記載のスリッタナイフの接触圧自動
制御方法および上記請求項３．４に記載のスリッタ装置
は、薄板刃の弾性変形に基づいて接触圧を調整するもの
である。上記両刃の接触圧は薄板刃口体の弾性変形に基
づく反力によって得られ、従って薄板刃の弾性変形量は
接触圧と極めて正確な対応関係を有し、よってその様に
接触圧と極めて正確に対応関係を有する薄板刃の弾性変
形に基づいて接触圧を調整する上記各発明はいずれも極
めて高精度で接触圧の調整を行なうことが可能である。

また、薄板刃の弾性変形という機誠的な現象に基づいて
調整を行なうものであるのが、前記した従来の通電を接
触開始点とする技術の様に電気的絶縁のための複雑な構
造を必要としない。

（実　施　例） 以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係るスリッタ装置の一実施例を示す斜
視概略図である。図示のスリッタ装置は、被スリット材
としての原反ウェッブ２を３条にスリットして中央の製
品２ａと両側のトリム２ｂとに分けるものであり、右上
刃４を有する右上刃ユニット６、右下刃８を有する右下
刃ユニットｌＯ１左上刃１２を有する左上刃ユニット１
４、左下刃１６を有する左下刃ユニット１８とを備えて
成る。上記右上刃４と右下刃８とは協働してウェッブの
右切断線２Ｃを切断し、左上刃１２と左下刃１６とは協
働してウェッブの左切断線２ｄを切断する。

上記右下刃８および左下刃１６はウェッブ２の送り方向
をＸ方向とするとそれらと直角なＹ方向に移動可能に構
成されている。両下刃８，１６の移動は両下刃ユニント
１０．１８によって行なわれる。即ち、両下刃ユニット
１０．１８はそれぞれ、Ｙ方向に延びて設けられた雄ネ
ジ棒２０．２２と、該雄ネジ棒２０、２２を回転させる
サーボモータ２４．２６と、同じくＹ方向に延びて設け
られたレール２８．３０と、該レール２８．３０に該レ
ール２８．３０に沿ってスライド可能に係合せしめられ
た刃保持台３２．３４と、図示されていないが両保持台
３２．３４の下面に固設され、上記雄ネジ棒２０．２２
に螺合する酸ネジ部材とを備え、上記両下刃８，１６は
それぞれ上記両保持台３２゜３４に保持され、上記サー
ボモータ２４．２６の回転により両保持台３２．３４が
レール２８．３０上をスライドせしめられ、それによっ
て両下刃８，１６がＹ方向に適宜移動せしめられる。

上記右上刃４および左上刃１２は、上記Ｙ方向の他Ｘ、
Ｙ方向に直角なＸ方向にも移動可能に構成されている。

両上刃４，１２のＹ方向の移動は両上刃ユニット６．１
４（ただし両上刃ユニット６．１４の構造は同様である
ので右上刃ユニット６のみ図示し、左上刃ユニット１４
は雄ネジ棒３６および該雄ネジ棒を回転させるサーボモ
ータ３８のみを示す）によって行なわれ、Ｘ方向の移動
は両上刃ユニッ）６．１４をそれぞれ独立的にＸ方向に
移動させる移動手段（図示せず）により行なわれる。上
記両上刃ユニット６．１４の構造は上記両下刃ユニット
ｉｏ、　ｉｓと同様であり、上記右上刃ユニット６につ
いて説明すると、サーボモータ４０によってＹ方向に延
びて設けられた雄ネジ棒４２が回転せしめられ、すると
、該雄ネジ棒４２には酸ネジ部材４４が螺合せしめられ
、該酸ネジ部材には刃保持台４６が固設され、該保持台
４６は同じくＹ方向に延びて設けられたレール４８に該
レール４８に沿ってスライド可能に係合せしめられてい
るので、その保持台４６はレール４８に沿って移動し、
それにより該保持台４６に保持された右上刃４がＹ方向
に移動する。勿論、左上刃１２も同様にしてＹ方向に移
動する。

上記両上刃４，１２は薄板によって形成された薄板丸刃
であって一定の弾性を有しており、上記両下刃８，１６
は以下に説明する様に皿状刃として構成され、ウェッブ
２のスリット時には右上刃４および左上刃１２をそれぞ
れ右下刃８および左下刃１６と接触し得る位置まで下げ
ると共に右の上下刃４８および左の上下刃１２．１６を
所定のＹ方向位置に位置せしめると共に右上下刃４，８
の接触圧および左上下刃１２．１６の接触圧が予め設定
された目標接触圧になるよう各月を適宜移動させ、しか
る後ウェッブ２を上下刃の間に位置させてＸ方向に送る
ことによってスリットが行なわれる。なお、上記両下刃
ユニット１０．１８にはそれぞれ下刃８，１６を回転さ
せる回転機構が設けられているが第１図ではその図示が
省略されている。また、上記両上刃ユニット６．１４に
はそれぞれ上刃である薄板丸刃４，１２の弾性変形量を
検出する弾性変形量検出センサが設けられているがその
図示も省略されている。

第２図は上記の如く構成されてなるスリッタ装置のうち
左上刃ユニット１４と左下刃ユニット１８の一実施例（
基本的な構造は第１図に示すものと同一であるが形状は
一部異なる）の詳細図である。

上刃ユニット１４においては、図示の如くＹ方向に延び
るレール５０に刃保持台５２が該レール５０に沿ってス
ライド可能に係合支持され、図示しないサーボモータに
よって回転せしめられる同じくＹ方向に延びる雄ネジ棒
３６に上記保持台５２に一体的に形成された酸ネジ部材
５４が螺合され、該保持台５２には挾持板５６をネジ５
８で螺着することにより上刃である薄板丸刃１２が取り
付けられている。

一方、下刃ユニット１８においては、同じくＹ方向に延
びるレール３０に刃保持台３４が該レール３０に沿って
スライド可能に係合支持され、図示しないサーボモータ
によって回転せしめられるＹ方向に延びる雄ネジ棒２２
に一体的に形成された雌ネジ部材６０が螺合され、該刃
保持台３４には図示しないモータによって回転せしめら
れる軸６２が回転可能に保持され、該軸６２の先端に形
成された刃保持部６２ａには下刃１６が軸６２と共に回
転すべく取り付けられている。かかる下刃１６は図示の
如く上刃である薄板丸刃１２の左側に位置し、Ｙ方向右
側に向けて突出して円環状をなす刃先１６ａを有する皿
状刃として構成されている。

上記上刃である薄板丸刃１２と下刃１６とは、図示の如
く直角に向き合い、両刃１２．１６間に所定のクリアラ
ンス（Ｙ方向のクリアランス）を有した状態で、もしく
は両刃１２．１６が接触しＹ方向に所定の接触圧を有す
る状態でウェッブのスリットを行なう。

また、上記上刃ユニット１４には、図示の如く薄板丸刃
１２の刃先、つまり下刃１Ｂと接触している部分のＹ方
向の弾性変形量を検出する弾性変形量検出センサ８４が
設けられ、両刃１２．１６の接触によって生じる薄板丸
刃１６のＹ方向の弾性変形量を検出可能となっている。

該センサ６４は、薄板丸刃１２に接触する接触子８４ａ
と、該接触子６４ａをＹ方向に摺動可能に保持しつつそ
のＹ方向の移動量を検出するセンサ本体６４ｂとを備え
て成る。

第３図は上記各サーボモータ３８．４０．２８．２４の
制御回路を示すブロック図であり、図においては上記左
上刃ユニットのサーボモータ３８の制御回路が代表的に
示されているが、右上刃ユニットのサーボモータ４０の
制御回路は上記サーボモータ３８の制御回路と同一であ
り、雨下刃ユニットｔｏ、　１８のサーボモータ２４．
２８の制御回路は上記サーボモータ３８の制御回路中ア
ンプ６６、比較器Ｂ８を除いたものと同一である。図中
７０はシーケンスコントローラから成る制御手段、７２
はパルス発振器、７４は位置制御器、７６はドライバ、
７８はサーボモータ３８のタコジェネレータ、８０は同
じくサーボモータ３８のパルスジェネレータ、８２は移
動量設定手段もしくは弾性変形量設定手段として機能す
るデジタルスイッチ、キーボード等のデータ入力装置で
ある。

なお、この回路例においては、接触圧の調整は上刃をＹ
方向に移動させることにより行なうように構成されてい
る。

次に、左上刃（薄板丸刃）１２と下刃１Ｂとを例にとっ
て上下刃の接触圧調整の方法について説明する。

まず第１の方法について説明する。この方法においては
、上刃１２を上方に退避させた状態から、制御手段７０
およびサーボコントローラの数値制御によりサーボモー
タ３８．２８を作動させて両刃１２゜１６をＹ方向の所
定位置に位置せしめる。このとき、上刃１２の停止位置
は下刃１Ｂの位置かられずかに離れた位置とする。次に
、図示しない左上刃ユニット用Ｚ方向移動手段により第
２図に示す如く上刃１２を下刃１６への押込点まで下降
させ、続いて同じく第２図に示す如く刃保持台５２に固
定支持された弾性変形量検出センサ６４を測定可能な状
態とする。

図示のセンサは接触型センサであり、接触子８４ａを上
刃１２の刃先部分に当接させ、０点リセットを行なう。

上記センサＢ４としては、例えばリニアスケ−１差動ト
ランス、タッチセンサ、レーザ変位計等を使用すること
も可能である。これらのセンサはいずれも数μの検出精
度を有している。

次に、上刃１２を下刃１６方向（Ｙ方向左）に向けて低
速度で送る。すると両刃１２．１６は接触し、上刃１２
の下刃ｌＢと接触している刃先部分はＹ方向右側に弾性
変形し、それに伴なって上記センサ６４が作動してその
弾性変形が生じたことが検出される。

この弾性変形の開始検出は、本実施例におけるセンサ６
４は弾性変形量検出センサであってその出力は変位比例
出力であるので、一定の変位量をセットした比較器６８
を使用し、出力がその一定の変位量に達したときに接点
出力を出力せしめることにより行なう。

上記接点出力は制御手段７０に入力され、制御手段７０
はこの接点出力の入力によりサーボモータ３８を停止さ
せる。この時点の両刃１２．１６の位置を接触開始位置
とする。この様にして接触開始位置を特定したら、次に
、上記制御装置７０は、予め該制御装置７０にセットさ
れた目標相対移動量（目標接触圧に対応する弾性変形量
）だけ上刃１２をサーボモータ３８により移動させて目
標接触圧の印加を終了する。なお、この目標相対移動量
ひいては目標接触圧は、前述の如＜（＋）であっても（
−）であっても良い。（−）の場合は前述の如く両刃１
２゜１６間に目標クリアランスが設けられることになる
。

上記第１の方法は、上刃である薄板丸刃の弾性変形の開
始を検出し、それを接触開始点とし、そこから目標移動
量即ち目標接触圧に対応する弾性変形量だけ移動させて
目標接触圧を得るものである。この方法を実施するにあ
たっては、弾性変形開始を検出する弾性変形検出センサ
を用いれば良く、上記実施例では該センサとして弾性変
形量検出センサと比較器とで接点出力を出力させて検出
するようにしているが、該弾性変形量検出センサが接触
子の移動に応答して接点出力を出すものであればその接
点出力によって検出しても良いし、さらには変形量は検
出し得なくとも単に変形したことのみを検出し得るセン
サを用いても良い。

次に、第２の方法について説明する。この第２の方法に
おいては、上記第１の方法と同様の手順を経て上刃１２
を下刃１６に向けて低速度で移動させ、両刃１．２．１
８が接触した後上刃１２の弾性変形量を弾性変形量検出
センサ６４によって検出し、一方予め目標接触圧に対応
する目標弾性変形量を上記第４図に示すグラフ等に基づ
いて調べておき、その目標弾性変形量を上記データ入力
手段８２により入力して制御手段７０に記憶させておき
（あるいは制御手段７０に予め接触圧と弾性変形量との
関係を記憶させておき、データ入力手段８２によ、って
目標接触圧を入力し、制御手段７０はその目標接触圧か
ら目標弾性変形量を求めて記憶するようにしても良い）
、上記制御手段はこの予め記憶せしめられた目標弾性変
形量と上記センサ６４から入力された測定弾性変形量と
の差に応じて、例えばその差が零となるようにサーボモ
ータ３８を駆動して上刃１２を移動させ、差が零になっ
たら停止させるものである。

この方法を実施するにあたっては、上記第１の方法と同
様にして一旦上刃１２の弾性変形開始を検出して接触開
始点を特定し、続いてその時のセンサ６４による測定弾
性変形量と上記予めセットされた目標弾性変形量との差
を制御手段７０により計算し、その差に応じてその差を
零にするに相当する移動量を計算し、その移動量だけ上
刃Ｉ２を移動させるようにしても良いし、その様な接触
開始点を特定することなく測定変形量が目標弾性変形量
になるまで移動を続は目標弾性変形量になったら停止さ
せるようにしても良い。ただし、前者の方法では目標弾
性変形量が（＋）であっても（−）であっても実行可能
であるが後者の方法は目標弾性変形量が（＋）の場合の
み可能である。

この第２の方法によれば、第１の方法において生じ得る
接点出力によりサーボモータを停止させた際のオーバラ
ン誤差を取り除くことができ、より高精度な接触圧が得
られる。

上記の如くして接触圧の調整が完了したら、センサ５Ｂ
を安全な場所に退避させ、スリッタ装置は稼動可能とな
る。

第４図は薄板丸刃における荷重と変形量との関係の一例
を示すグラフであり、第５図は第４図に示すデータを得
るために行なった圧縮試験の方法を示す図であり、第５
図中荷重Ｆによる薄板丸刃１２の刃先部分の図中上方へ
のたわみ量が変形量である。なお、この試験に供した薄
板丸刃１２の重量は２．４８Ｋｇであった。

第６図は作業者が勘により接触圧を調整した場合の接触
圧のバラツキを該接触圧と等価である下刃に対する上刃
の位置によって示す図であり、図示の如く上刃の位置決
め精度は１０〜３６０μとバラツキが多い。

第７図は本発明の実施例によって接触圧を調整した場合
の精度を示す図であり、図示の様に、その目標値が（＋
）であっても（−）であっても、目標値に対して±１０
μ程度であり、極めて高精度の調整が実現される。

なお、薄板刃は、第２図に示す構造で保持されたものの
他、第８図に示す様にリングバネ８４を使用して保持さ
れたものや第９図に示す様に皿バネ８６を使用して保持
されたものであって、本発明は適用可能である。

（発明の効果） 本発明に係るスリッタナイフの接触圧自動制御方法およ
びその方法を実施し得るスリッタ装置は、上述の如く薄
板刃の弾性変形に基づいて上下刃を相対移動させること
により行なうものであり、調整の目安となる薄板刃の弾
性変形は接触圧に直接関与するものであることおよび弾
性変形量と接触圧は極めて高い一義的な対応関係がある
ことから、従来の方法や装置に比べ、極めて高精度の接
触圧調整が可能であり、かつ構造も簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスリッタ装置の一実施例の斜視概
略図、 第２図は上刃ユニットと下刃ユニットの一実施例の詳細
図、 第３図は制御系の回路例を示すブロック図、第４図は薄
板刃の荷重と変形量の関係の一例を示す図、 第５図は第４図のデータを得るための試験装置を示す図
、 第６図は作業者により接触圧調整を行なった場合の調整
のバラツキを示す図、 第７図は本発明により接触圧調整を行なった場合の調整
のバラツキを示す図、 第８図および第９図はそれぞれ薄板刃の他の保持構造例
を示す図である。 ４．１２・・・薄板刃 ４、８　；１２．１Ｂ・・・１対の刃 ４０、２４，３８．２Ｅｌ・・・相対移動手段６４・・
・弾性変形検出手段もしくは 弾性変形量検出手段 ７０・・・制御手段 ８２・・・相対移動量設定手段もしくは弾性変形量設定
手段 第 図 女形ｔ　＜ｒｎｍ） 第 図 ヨ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一方が薄板によって形成された薄板刃
   である一対の刃の接触圧を自動制御するスリッタナイフ
   の接触圧自動制御方法であって、 上記薄板刃の弾性変形を検出し、この弾性変形検出時点
   における上記両刃の位置を接触開始位置とし、その接触
   開始位置から予め設定した量だけ上記両刃の相対移動を
   行なわせて所定の接触圧を得ることを特徴とするスリッ
   タナイフの接触圧自動制御方法。
2. （２）少なくとも一方が薄板によって形成された薄板刃
   である一対の刃の接触圧を自動制御するスリッタナイフ
   の接触圧自動制御方法であって、 上記薄板刃の弾性変形量を検出し、その弾性変形量と予
   め設定した目標弾性変形量との差に応じて上記両刃の相
   対移動を行なわせて所定の接触圧自動制御方法。
3. （３）少なくとも一方が薄板によって形成された薄板刃
   である一対の刃と、該両刃を相対移動させる相対移動手
   段と、上記薄板刃の弾性変形を検出する弾性変形検出手
   段と、上記両刃の目標相対移動量を設定する相対移動量
   設定手段と、上記両刃を上記弾性変形検出手段によって
   薄板刃の弾性変形が検出された時点の位置から上記相対
   移動量設定手段によって設定された目標相対移動量だけ
   相対移動させるべく上記相対移動手段を制御する制御手
   段とを備えて成ることを特徴とするスリッタ装置。
4. （４）少なくとも一方が薄板によって形成された薄板刃
   である一対の刃と、該両刃を相対移動させる相対移動手
   段と、上記薄板刃の弾性変形量を検出する弾性変形量検
   出手段と、上記薄板刃の目標弾性変形量を設定する弾性
   変形量設定手段と、上記弾性変形量検出手段によって検
   出された薄板刃の弾性変形量と上記弾性変形量設定手段
   によって設定された目標弾性変形量との差に応じて上記
   両刃を相対移動させるべく上記相対移動手段を制御する
   制御手段とを備えて成ることを特徴とするスリッタ装置
   。