JPH0259172A - 試験片切断装置 - 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〉 本発明は圧延或いは他の手段により製造された製品から
試験片を採取するための試験片切断装置に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 従来より金属製造業にあっては、圧延或いは他の手段に
より製造された製品がＪＩＳ又はその他の規格を満足し
ているか否かについて各種の試験を行っている。

上記試験には、引張試験、曲げ試験、衝撃試験、硬度試
験、Ｍｉ織試験及び成分分析等があり、夫々の試験に応
した形状の試験片が必要とされている。

このため採取すべき試験片はその形状１敗廿共に多岐に
わたり、これ等を自動的に採取するための切断装置も種
々のものが開発されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 然し、現在まで開発されている切断装置であっても、切
断すべき材料の搬入から切断された試験片の搬出、及び
スクラップの搬出までを完全に自動的に処理し得るもの
は無く、人手を介在する部分が多く残されている。

このため作業効率が悪く、試験片の採取ミスが発生した
り、単位時間内に採取し得る試験片の量が少ない等の問
題があった。

そこで本発明の目的は、材料の搬入から試験片の採取及
びスクラップの搬出までを一貫して自動的行うことによ
り作業効率の良い試験片切断装置を提供せんとするもの
である。

〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するために本発明の試験片切断装置は、
複数の被切断材を受け入れるために複数の作業面を有す
る割出台と、前記割出台に設けられ被切断材を把持する
ための把持手段と、前記割出台を所定角度毎に回転させ
るための回転手段と、前記割出台の停止位置に於いて前
記作業面と対向して設けられた穴明手段と、前記割出台
の停止位置に於いて前記作業面と対向して設けられた切
断手段と、ｒｒｌ前記回転手段、穴明手段及び切断手段
を制御するための制御手段とにより構成するものである
。

また他の試験片切断装置は、前記試験片切断装置に於い
て、切断手段によって切断された試験片を受け取るため
の受取手段と、前記受取手段によって受け取られた試験
片を搬出するための搬出手段とによって構成するもので
ある。

く作用〉 上記手段によれば、複数の作業面を存する割出台に被切
断材の把持手段を設けると共に該割出台を回転手段によ
り所定角度回転し得るように構成し、且つ割出台の停止
位置に対向して穴明手段及び切断手段を設けたので、外
部より供給される被切断材を把持手段によって把持し得
ると共に、被切断材を把持した状態で回転させ、穴明作
業及び試験片の切断作業を行うことが出来る。

また切断手段によって切断された試験片を受取手段によ
り受け取ることで、切断されて被切断材から落下する試
験片を反転することなく受け取ることが出来、この試験
片を搬出手段により所定の搬出を行うことが出来る。

〈実施例〉 以下上記手段を適用した試験片切断装置の一実施例につ
いて図を参照して説明する。

第１図は本実施例の平面説明図である。

先ず試験片切断装置の概略について説明すると、υ１出
台工には複数（本実施例にあっては４而）の作業面１ａ
〜１ｄが、該割出台１の回転中心である軸２を原点とす
る対称位置に形成されており、作業面１ａ、ｌｃ及び作
業面１ｂ、ｌｄが夫々対となって構成されている。そし
て前記割出台１は軸２に回転可能に支承され、回転手段
となる回転機構３によって１８０度毎の回転を与えられ
るものである。また割出台１には各作業面１ａ〜１ｄに
臨む位置に把持手段となる複数のクランプ機構４が設け
られている。

前記割出台１の停止位置に於ける作業面１ａ１ｂに対向
して、穴明手段となる穿孔機５が穿孔工具６を図に於け
るｘ−ｙ方向に移動可能に構成して配置され、また作業
面１ｃ、ｌｄに対向して切断手段となる切断６７が切断
工具８を図に於けるｘ−ｙ方向に移動可能に構成して配
置されている。そして前記穿孔ａ５による穿孔作業を実
施する位置を第１作業位置とし、切断ｍ７による切断作
業を実施する位置を第２作業位置とするものである。

前記第１作業位置に対応する位置には被切断材９を搬送
するための搬送コンベアＩＯが設けられている。また前
記第２作業位置に対応する位置には切断が終了したスク
ラップを排出するための排出コンヘア１１が設けられて
いる。

更に、１２は本試験片切断機を制御するための制御部を
組み込んだ制御盤である。

次に上記各部について詳説する。

先ず割出台１は、この割出台１に設けたクランプ機構４
によって被切断材９をクランプし、この被切断材９を第
１作業位置から第２作業位置まで搬送するためのもので
ある。

前記割出台１は試験片の採取を効率良く行うために、複
数の被切断材９に対する複数の作業を同時に行うことが
出来るように構成されている。即し、この割出台１には
４簡の作業面１　ａ　−１ｄが回転中心を原点として対
称形に設けられることによって、同時に４枚の被切断材
９に対し穿孔作業と切断作業とを実施することが可能で
ある。

また被切断材９をクランプするに際し、安定した状態を
維持するために前記被切断材９を２方向からクランプし
得るように構成されている。このため各作業面１ａは直
交する２辺１ｅ、ｉｆによって構成されている。そして
前記各辺１ｅ、１ｆに夫々所定数のクランプ機構４が設
けられている。

次に回転機構３は、軸２に回転可能に支承された割出台
１を所定の角度で回転させるためのものである。本実施
例に於いて前記角度は１８０度として設定されている。

前記回転機構としては公知の回転機構を用いることが可
能である。また割出台１の１８０度毎の回転を検出する
ためには、例えば図示しないリミットスイッチと割出台
ｌとの当接によって検出することが可能であり、或いは
割出台ｌの回転をロータリーエンコーダ等のパルス発振
器を介して検出することも可能である。

次にクランプ機構４は、前記割出台ｌに設けた各作業面
１　ａ　−１ｄを構成する辺１ｅ、Ｉｆに固着され、被
切断材９をクランプするためのものである。

前記作業面１ａ〜１ｄに供給された被切断材９は、前記
クランプ機構４によってクランプされ、第１作業位置に
於いて穿孔作業を施され、第２作業位置に於いて切断作
業を施されるものである。

従って、このクランプ機構４は、被切断材９の重量及び
各作業位置に於いて加えられる外力に耐え得る剛性と保
持力とを有するよう設定されている。

クランプ機構４は第２図に示すように、割出台ｌの辺１
ｅ、ｉｆの所定位置に直立して設けたブラケット４ａに
固着したエアシリンダー４ｂと、このエアシリンダー４
ｂのロンド４Ｃの先端に取り付けたクランプ爪４ｄと、
ブラケット４ａに固着した固定爪４ｅとにより構成され
ている。

上記したクランプ機構４は図示しない供給源によりエア
を供給されて駆動されるよう構成されている。

次に穿孔機５は第１作業位置に設けられ、クランプ機構
４によってクランプされた被切断材９の所定位置に穿孔
作業を施すためのものである。即ち、前記被切断材９か
ら採取すべき試験片の形状及び数量に基づいて被切断材
９をレイアウトし、このレイアウトに応じた切断開始点
を予め設定すると共に、該切断開始点に孔９ａを穿孔す
るものである。

前記穿孔機５は第１作業位置にある割出台ｌの作業面１
ａ、ｌｂの数に応じて設けられており、本実施例にあっ
ては２台の穿孔［５が夫々設けられている。前記２台の
穿孔［５は、後述する制御部２２によって同時に且つ夫
々独立して作動するように制御されるものであり、従っ
て第１作業位置の作業面１ａ、ｌｂにある被切断材９に
は夫々異なった位置に穿孔作業を施すことが可能である
。

前記穿孔ａ５は第２図及び第３図に示すように、図に於
けるＸ方向に設けたレール上に移動可能に載置されたフ
レーム５ａと、このフレーム５ａ上に設けられＸ方向に
移動可能なキャリッジ５ｂとから構成されている。前記
フレーム５ａはモーター５ｃによって駆動され、またキ
ャリッジ５ｂはモーター５ｄによって駆動されている。

また前記フレーム５ａには２木のエアシリンダー５ｅが
設けられており、これ等のエアシリンダ５ｅの夫々のロ
ンドを連結するブラケット５「が設けられている。前記
ブラケット５ｒの所定位置にはクランプ装置５　ｇが固
着され、このクランプ装置５ｇと前記クランプ機構４と
が協働して被切断材９を三方向から保持し得るように構
成されている。

面記キャリンジ５ｂには穿孔工具６が上下方向（図に於
ける２方向）に移動可能に設けられている。本実施例に
於いては穿孔工具６としてドリル装置６を用いている。

次に切断機７は第２作業位置に設けられ、クランプ機構
４によってクランプされた被切断材９に所定の切断作業
を施すことによって、試験片を採取するためのものであ
る。即ち、前記被切断材９から採取すべき試験片の形状
及び数量に基づいて被切断材９をレイアウトし、このレ
イアウトに応じて切断工具８をｘ−Ｘ方向に移動して被
切断材９を切断し、試験片を採取するものである。

前記切断機７は第２作業位百にあるδり出合ｌの作業面
１ｃ、ｌｄの数に応じて設けられており、本実施例にあ
っては２台の切断［７が夫々設けられている。前記２台
の切断ａ７は、後述する制御部２２によって同時に且つ
夫々独立して作動するように制御されるものであり、従
って第２作業位置の作業面１ｃ、１ｄにある被切断材９
には夫々異なった切断作業を施すことが可能である。

切断Ｎ７は第１図及び第４図（＾）に示すように、Ｘ方
向に設けたレール上に移動可能に載置されたフレーム７
ａと、このフレーム７ａ上に設けられＸ方向に移動可能
なキャリッジ７ｂとによって構成されている。前記フレ
ーム７ａはモーター７Ｃによって駆動されており、且つ
キャリッジ７ｂはモーター７ｄによって駆動されている
。

前記キャリッジ７ｂには切断工具８が設けられている。

本実施例に於いては切断工具８としてガス切断トーチ８
を用いており、９木の切断トーチ８３〜８１を第４図（
Ｂ）に示すように配置している。即ち、前記キャリッジ
７ｂに固着したトーチブロック７ｅには３本の切断トー
チ８ａ〜８Ｃが取り付けられ、またモーター７ｈによっ
て駆動されるトーチブロック７ｆには切断トーチ８ｄ〜
８ｆが取り付けられ、更にモーター７１によって駆動さ
れるトーチブロック７ｇには切断トーチ８ｇ〜８１が取
り付けられている。

前記各トーチブロック７ｅ〜７ｇに取り付けられた切断
トーチ８ａ〜８１は、被切断材９の板厚に応じて選択的
に使用されるものであり、切断トーチ８ａ、８ｄ、８ｇ
には夫々同一仕様の切断火口が取り付けられている。同
様に切断トーチＢｂ。

８ｅ、８ｈ、また切断トーチ８ｃ、８ｆ、８ｉには夫々
同一仕様の切断火口が取り付けられている。

また前記トーチブロック７ｆ、７ｇはモーター７ｈ、７
ｉによって駆動されることにより、夫々トーチブロック
７ｅとの間隔を自動設定可能に構成されている。これに
より第４図（Ｃ）に示すレイアウトを持った被切断材９
のＸ方向に対する切断を一度に行うことが可能である。

また被切断材９の下部には、切断された試験片を受け取
るための受取手段となる受皿１３が設けられている。

前記被切断材９には切断される試験片の予定位置に対応
して、この試験片の仕様がマーキングされるものであり
、切断された試験片を本試験片切断装置から外部に排出
する際に、前記マーキングを直接読み取ることが出来る
ように排出することが好ましい。このため、前記受皿１
３は被切断材９から切断された試験片が落下する際に反
転することの無いように設けられるものである。

前記受皿１３は第２作業位置ある割出台１の作業面１ｃ
、ｌｄの数に応して設けられており、本実施例にあって
は２台の受皿１３が夫々設けられている。

前記受皿１３は第４図（Ａ）に示すように、被切断材９
の下部に設けたエアシリンダー１３３のロンドに取り付
けられたブラケット１３ｂに設けられると共に、水平方
向に設けたエアシリンダー１３ｃのロンドに固着されて
いる。

従って、前記受皿１３はエアシリンダー１３８によって
上下方向（図に於ける２方向）に出没可能に、且つエア
ンリ・ンダー１３ｃによって排出コンヘア１１と直角方
向く図に対して垂直方向）に移動可能に設けられている
。またこの受皿１３は被切断材９の板Ｊ７に応じて、こ
の被切断材９の下面と受皿１３の表面との間隔を調整可
能に構成されている。

前記したように、受皿１３の表面と被切断材９の下面と
の間隔を調整することにより、切断された試験片が被切
断材９から分離して落下する際に反転すること無く受皿
１３上に受け取られることが可能である。

前記受皿１３の近傍には、排出手段となる排出装Ｕ１４
が設けられている。この排出装置１４は受皿１３上に載
置された試験片を把持し、切断された試験片を反転させ
ること無く図示しない排出コンヘアｌｌ上に搬送するだ
めのものであり、本実施例に於いては、把手１４ａを有
する排出装置１４を用いてい前記排出装置１４は第４図
（Ａ）に示すように、フレーム１４ｂと、このフレーム
１４ｂに設けられ水平方向及び垂直方向に旋回可能に構
成されたヘッド１４ｃと、前記把手１４ａを前後方向に
移動させるためのアーム１４ｄとによって構成されてい
る。また前記ヘッド１４ｃには受皿１３上に載置された
試験片を検出するためのセンサー１４ｅが設けられてい
る。

次に搬送コンヘア１０は、予め本試験片切断装置に於い
て処理し得る大きさに切断された被切断材９を搬送する
と共に、第１作業位置に停止した割出台１の作業面１ａ
、ｌｂに被切断材９を供給するためのものである。

このため前記搬送コンヘアＩＯには、停止位置に於ける
割出台ｌの作業面１ａ、１ｂに対応して、被切断材９を
検出するための検出器１０ａ及びプノンヤ］Ｏｂが設け
られている。

次に排出コンヘア１１は、切断された試験片を本装置の
外部に排出するためのものであり、切断機７に対応して
設けられている。

尚、図に於いて１５ａ、１５ｂは切断トーチ８に対応し
て設けられた失火検出センサーである。

前述したように本試験片切断装置は、４面の作業面１ａ
−１ｄを有しており、作業面１ａ、ｌｃ及び作業面１．
ｂ、ｌｄを夫々対とし、作業面１ａｌｃの対をＡライン
、また作業面ｌｂ、ｌｄの対をＢラインとして構成して
いる。従って、夫々のラインが同時に且つ互いに独立し
て作業を実施するものである。

このため本試験片切断装置は夫々のラインに対応する２
組の制御部を有して構成されている。従って本試験片切
断装置を操作する場合には、夫々のラインを選択的に或
いは同時に動作させることが可能である。

第５図は上記の如く構成した試験片切断装置を制御する
だめの制御ブロック図であり、図にはＡラインの制御ブ
ロック図が示しである。

図に於いて、ホストＣＰ　Ｕ２１は図に示すＡライン及
び図示しないＢラインを制御するためのものであり、予
め記憶された切断情報を前記Ａライン及びＢラインの制
御部に転送すると共に、本試験片切断装置全体を制御す
るものである。

制御部２２はＣＰＵ２２ａと、被切断材９に対する切断
レイアウト或いは切断速度等を記憶するためのＲＡＭ２
２ｂと、予め作業手順を書き込まれたＲＯＭ２２Ｃとか
ら構成されている。またキーボード２３はラインに対す
る指示情報等をインプットするためのものであり、この
情報をインターフェース２４を介して切断部２２に伝達
するものである。また表示部２５は本ラインを構成する
各部に於いて発生したトラブルの内容、或いは現在進行
中の工程の表示等を行うためのものである。またドライ
バは本ラインを構成する各部に駆動信号を伝達するため
のものである。

次に上記の如く構成した本試験片切断装置の動作につい
て第６図（Ａ）〜（Ｄ）に示すフローチャートを参照し
て説明する。

第６図（Ａ）は割出台１の動作を示す説明である。

運転が開始されると割出台１の動作が開始し、割出台１
が回転する。この回転は前述した如く図示しないセンサ
ーによって検出することが可能である。また回転機構３
の駆動源としてパルスモータ−を使用すれば、このパル
スをカウントすることによっ“（も検出することが可能
である。そして所定の回転、１！＋１ち１８０度の回転
が終了したか否かを確認し、終了していれば次のステッ
プに進行する（３１−５３）。

また第１作業位置に於ける穿孔作業の終了信号（ロ）、
第２作業位置に於ける切断作業の終了信号（ハ）、及び
排出作業の終了信号（ニ）の夫々の信号を受けると共に
、割出台１Ｆの被切断材９の有無を確認し、該被切断材
９が有る場合にはステップ３１に戻って割出台ｌを回転
し、無ければエンドとなり、運転を完了する（Ｓ４）。

第６図（Ｂ）は第１作業位置に於ける穿孔機５の動作を
示す説明である。ブツシャ１０ｂは搬送コンヘアＩＯ上
に存る被切断材９を第１作業位置に押し出し、割出台１
に設けたクランプ機構４に当接させる。また穿孔機５に
設けたエアシリンダー５ｅが下降すると共に、クランプ
装置５ｇによって前記被切断材９をクランプする。被切
断材９のクランプが終了するとブフノヤ１０ｂは後退し
て原点に復帰する（３５〜Ｓ９）。。

穿孔機５には制御部２２より、クランプした被切断材９
に対する穿孔データが転送され、該データに基づいて穿
孔作業が実施され、穿孔作業が終了したか否かを確認し
て終了していれば穿孔機５は原点に復帰する（８１０〜
５１５）。

前記穿孔作業は制御部２２より転送された穿孔データに
従って穿孔工具６を被切断材９上の指定位置にまで移動
させ、該位置に穿孔するものである。

第６図（Ｃ）は第２作業位置に於ける切断ａ６の動作を
示す説明である。切断機５に制御部２２から切断データ
が転送され、切断動作を開始する。被切断材９の板厚に
応じて適切な切断トーチを選択すると共に該切断トーチ
に予熱炎を点火し、被切断材９に穿孔された孔９ａの位
置までフレーム５ａをＸ方向に、またキャリッジ５ｂを
Ｘ方向に駆動して移動させる（８１６〜５２０）。

次にトーチブロック７ｆ、７ｇをモーター７ｈ。

７１により駆動して試験片の巾と等しい寸法に設定する
（５２１）。

続いて被切断材９を切断する。この切断中に失火センサ
ー１５ａ、１５ｂにより失火検出を行い、失火が発生し
な″ければ切断を続行し、切断が終了したか否かを確認
して終了していれば予熱炎のガスを停止して、切断機７
は原点に復帰する。また切断中に失火が発生すると、失
火が発生したことを表示部２５に表示すると共に、切断
作業を一時停止する（８２２〜５２８）。

第６図（Ｄ）は試験片を排出する動作の説明である。切
断作業が開始されると受皿１３が上昇し、被切断材９の
板厚に応じた高さを設定されて待機する（３２９〜５３
０）。

切断終了前信号が発生ずると受皿１３は排出コンベアｌ
ｌ上に移動され、切断されて被切断材９から落下する試
験片を反転させること無く受け取る。

受皿１３は切断終了信号を確認するまでその状態を維持
し、切断終了信号を確認すると排出コンベア１１上から
退避し、排出装置１４により切断された試験片を排出す
る。前記排出が終了したか否かを確認し終了していれば
受皿１３は原点に復帰する（Ｓ３１〜５３７）。

前述の本実施例に於いて、穿孔工具６はドリル装置或い
はプラズマジェノ装置等を使用することが出来、また切
断工具８もガス切断トーチの外にプラズマジェット装置
を使用することが出来る。

〈発明の効果〉 以上詳細に説明したように本発明の試験片切断装置は、
複数の作業面を有する割出台に被切断＋４の把持手段を
設けると共に該割出台を回転手段により所定角度回転し
得るように構成し、且つ割出台の停止位置に穴明手段及
び切断手段を設けたので、外部より供給される被切断材
を把持手段によって把持した状態で回転させ、穴明作業
及び試験片の切断作業を自動的に行うことが出来、試験
片の採取作業を合理化することが出来る。

また切断手段によって切断された試験片を受取手段によ
り受け取ることで、切断されて被切断材から落下する試
験片を反転することなく受け取ることが出来、この試験
片を搬出手段により排出することが出来、これにより排
出された試験片のマーキングを容易に確認することが出
来る等の特徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は試験片切断装置の平面説明図、第２図及び第３
図は穿孔機とクランプ機構の説明図、第４図（八）は切
断機の正面説明図、第４図（Ｂ）は切断工具の配置説明
図、第４図（Ｃ）は被切断材のレイアウト説明図、第５
図は制御ブロック図、第６図（Ａ）〜（Ｄ）はフローチ
ャートである。 ｌは割出台、１ａ−１ｄは作業面、２は軸、３は回転機
構、４はクランプ機構、４ｂはエアシリンダー、５は穿
孔機、５ａはフレーム、５ｂはキャリッジ、５ｇはクラ
ンプ装置、６は穿孔工具、７は切断機、７ａはフレーム
、７ｂはキャリッジ、７ｅ〜７ｇはトーチブロック、７
ｈ、５ｉはモーター、８は切断工具、８３〜８１は切断
トーチ、９は被切断材、１０は搬送コンヘア、１０ａは
検出器、１０ｂはブツシャ、１１は排出コンヘア、１２
は制御盤、１３は受皿、１３ａ、１３ｃはエアシリンダ
ー、１４は排出装置、１４ａは把手、１４Ｃはヘッド、
１４ｄはアーム、１５ａ、Ｉ５ｂは失火センサー、２１
はホストＣＰＵ、２２は制御部、２２ａはＣＰＵ、２２
ｂはＲＡＭ、２２ＣはＲＯＭ、２３はキーボード、２４
はインターフェース、２５は表示部、２６はドライバで
ある。 特許出願人　　株式会社日立製作所 特許出願人　　小池酸素工業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の被切断材を受け入れるために複数の作業面
   を有する割出台と、前記割出台に設けられた被切断材を
   把持するための把持手段と、前記割出台を所定角度で回
   転させるための回転手段と、前記割出台の停止位置に於
   いて前記作業面と対向して設けられた穴明手段と、前記
   割出台の停止位置に於いて前記作業面と対向して設けら
   れた切断手段と、前記回転手段、穴明手段及び切断手段
   を制御するための制御手段とを有することを特徴とする
   試験片切断装置。
2. （２）切断手段によって切断された試験片を受け取るた
   めの受取手段と、前記受取手段によって受け取られた試
   験片を搬出するための搬出手段を有することを特徴とす
   る請求項１記載の試験片切断装置。