JPH07223110A - 板材剪断方法およびその剪断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切断時に発生するブレークスルーを低減し、
振動、騒音を少なくし作業環境の改善を図る。 【構成】 上刃５を備えたラム７を上下に移動する左右
一対の流体圧シリンダ９Ｒ，９Ｌと、前記上刃５と協働
してワークＷに剪断加工を行なう下部テーブル１７に設
けられた下刃１５を備えてなるシャーリングマシン１に
おいて、前記左右一対の流体圧シリンダ９Ｒ，９Ｌの上
下動を独立して制御するため、左右独立したシリンダ駆
動用の流体圧回路１９Ｒ，１９Ｌを備えてなることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は板材剪断方法および剪
断装置に係り、更に詳細には、ブレークスルー現象によ
る振動、騒音の低減を図った板材剪断方法およびその剪
断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の油圧駆動式のシャーリングマシン
は、例えば、図７および図８に示されているごときシャ
ーリングマシンが多く採用されている。

【０００３】すなわち、図７および図８において、シャ
ーリングマシン１０１は、左右に設けた側板１０３を備
えており、この側板１０３の内部に上刃１０５を備えた
ラム１０７が上下動自在に設けられている。このラム１
０７は前記側板１０３に取り付けられた左右の流体圧シ
リンダ１０９Ｒ，１０９Ｌに連結されている。前記上刃
１０５と相対して下刃１１１が下部テーブル１１３上に
固着されていて、この下部テーブル１１３の前面（図７
において左側）にはワークＷを載置するテーブル１１５
が設けられている。また、前記側板１０３の前面側には
前板１１７が設けられ、この前板１１７の下部にワーク
Ｗを押圧する板押え部材１１９が設けられている。

【０００４】更に、図８に示されているごとく、前記シ
リンダ１０９Ｒ、１０９Ｌを作動せしめる流体圧回路１
２１が設けられている。この流体圧回路１２１は、ポン
プ１２３より切換弁１２５を介して左シリンダ１０９Ｌ
の上部油室１２７へ圧力流体は供給され、左シリンダ１
０９Ｌの下部油室１２９と右シリンダ１０９Ｒの上部油
室１３１は連通されている。また、右シリンダ１０９Ｒ
の下部油室１３３にはアキュームレータ１３５が連結さ
れて流体圧回路１２１は構成されている。なお、前記上
刃１０５は一定のレーキ角を有している。

【０００５】上記構成により、テーブル１１５上に載置
され、所望位置にセットされたワークＷは板押え部材１
１９により固定される。この状態より左シリンダ１０９
Ｌの上部油室１２７へ圧力流体を供給すると、ロッド側
より排出された圧力流体は右側のシリンダ１０９Ｒの上
部油室１３１内へ供給されるため、左右のシリンダ１０
９Ｒ，１０９Ｌは平行に移動し、図８に２点鎖線で示さ
れているごとく、ワークＷは左端より剪断される。な
お、上刃１０５の戻りは、アキュームレータ１３５内へ
蓄圧された圧力流体が、切換弁１２５の切換えによりロ
ッドを押し上げ、右シリンダ１０９Ｒの上部油室１３１
内の圧力流体を左シリンダ１０９Ｌの下部油室１２９内
へ供給し、左シリンダ１０９Ｌのロッドを押し上げるこ
とにより、上刃１０５は上昇する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のシャーリングマシン１０１では、ワークＷに剪断す
る上，下刃１０５，１１１が接すると、上，下刃１０
５，１１１は急に加圧され、この加圧力に比例して側板
１０３を含むフレーム全体が変形し、フレーム全体に弾
性エネルギが蓄えられる。この蓄えられた弾性エネルギ
は剪断完了と共に一度に放出されてブレークスルー現象
が起こる。

【０００７】このため、振動、騒音が発生すると共に、
金型の寿命低下、加工精度の低下、軸受部のガタを生じ
させる等の問題があった。

【０００８】なお、上記不都合の対策として、フレーム
剛性、プレス精度の向上や、總合隙間の縮少等が考えら
れるが、フレームの大型化や、構成部材の精度アップに
よるコストアップを招かざるを得なかった。

【０００９】この発明の目的は、切断時に発生するブレ
ークスルーを低減し、振動、騒音を少なくし作業環境の
改善を図った板材剪断方法およびその剪断装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明の板材剪断方法は、左右一対の流体圧シリン
ダにより上下動自在なラムに設けられた上刃と、下部テ
ーブルに設けられた下刃との協働によりワークに剪断加
工を行なう際、前記左右一対の流体圧シリンダの作動に
より、前記上刃と下刃とでワークに剪断加工する加工中
に上刃のレーキ角を変化させることを特徴とするもので
ある。

【００１１】また、この発明の板材剪断加工方法は、左
右一対の流体圧シリンダにより上下移動自在にラムに設
けられた上刃と、下部テーブルに設けられた下刃との協
働によりワークに剪断加工を行なう際、一定のレーキ角
を有した上刃を下降せしめ、切断加工終了側の流体圧シ
リンダの垂直中心線付近にてワークに喰い込みを入れた
状態で切断を停止し、前記切断加工終了側の流体圧シリ
ンダとラムとの揺動連結部を回動支点としてラムを回動
すべく反切断加工終了側の左シリンダのみ上昇せしめて
ワークの未切断部を剪断することを特徴とするものであ
る。

【００１２】更に、この発明の板材剪断装置は、上刃を
備えたラムを上下に移動する左右一対の流体圧シリンダ
と、前記上刃と協働してワークに剪断加工を行なう下部
テーブルに設けられた下刃を備えてなるシャーリングマ
シンにおいて、前記左右一対の流体圧シリンダの上下動
を独立して制御するため、左右独立した流体圧シリンダ
駆動用の流体圧回路を備えてなることを特徴とするもの
である。

【００１３】前記板材剪断装置において、前記流体圧回
路に左右の流体圧シリンダを切換える切換弁を設けると
共に、この各切換弁を制御する制御装置を設けることが
望ましいものである。

【００１４】

【作用】この発明を板材剪断方法およびその剪断装置と
することにより、ラムは上死点に停止した状態でワーク
が右端面基準で下刃上に載置される。この状態より左右
に設けた流体圧シリンダを駆動しラムを下降して上刃と
下刃とで協働してワークを切断し始める。

【００１５】ワークの切断が更に進み、右の流体圧シリ
ンダすなわち切断加工終了側の流体圧シリンダの中心に
おいて、ワークの板厚に若干量喰い込みを入れるまで下
降し、停止する。そして、右の流体圧シリンダを停止の
まま、左の流体圧シリンダのみ上昇させ、切り残し部
（右側部分）を切断して剪断を終了し、左右の流体圧シ
リンダを上昇せしめてラムを上死点へ戻して次の切断作
業のために待機する。

【００１６】上述のごとく、右の流体圧シリンダを停止
して左の流体圧シリンダのみで切り残し部を切断するの
で、ラムのブレークスルーは低減する。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、板材剪断装置については、既に公
知の構成のものであるため詳細な図示と説明を省略す
る。

【００１８】図１を参照するに、板材剪断装置としての
シャーリングマシン１は、左右に設けた側板３を備えて
おり、この側板３の内部に上刃５を備えたラム７が上下
移動自在に設けられている。上刃５には固定した右上り
のレーキ角αが付いている。前記ラム７は側板３に取り
付けられた左右の流体圧シリンダ９Ｒ、９Ｌのピストン
ロッド１１Ｒ，１１Ｌの先端に設けた回動自在な連結部
材１３Ｒ，１３Ｌを介して接続されている。

【００１９】前記上刃５と相対して下刃１５が下部テー
ブル１７上に固着されていて、下部テーブル１７は前記
側板３に固着されている。そして、下刃１５上には、サ
イドゲージ（図示省略）の突当面Ｇ−Ｇ線を基準として
ワークＷが挿入され、ワークＷが載置される。なお、前
記右の流体圧シリンダ９Ｒの垂直中心線（Ｓ−Ｓ線）
は、前記サイドゲージの突当面Ｇ−Ｇ線より若干量内側
（図１において左側）にある。

【００２０】前記左右の流体圧シリンダ９Ｒ，９Ｌを作
動せしめる流体圧回路１９Ｒ，１９Ｌが、それぞれ独立
して設けられている。より詳細には、流体圧発生源であ
るポンプ２１より流路２３を経て電磁切換弁２５Ｒ，２
５ＬのＰポートへ連結され、電磁切換弁２５Ｒ，２５Ｌ
の出側であるＡポートより流路２７Ｒ，２７Ｌを経て左
右のシリンダ９Ｒ，９Ｌの上部油室２９Ｒ，２９Ｌへ連
通している。また、左右の流体圧シリンダ９Ｒ，９Ｌの
下部油室３１Ｒ，３１Ｌより流路３３Ｒ，３３Ｌを経て
前記電磁切換弁２５Ｒ，２５ＬのＢポートに連通し、電
磁切換弁２５Ｒ，２５ＬのＲポートを経てタンク３５へ
圧力流体は戻される。

【００２１】上記構成により、電磁切換弁２５Ｒ，２５
Ｌを図１に示した状態としたとき、ポンプ２１を駆動し
圧力流体を流路２３により各電磁切換弁２５Ｒ，２５Ｌ
のＰポートへ送油すると、Ａポートを経て流路２７Ｒ，
２７Ｌを通って各左右の流体圧シリンダ９Ｒ，９Ｌの上
部油室２９Ｒ，２９Ｌへ圧力流体は供給される。左右の
流体圧シリンダ９Ｒ，９Ｌの下部油室３１Ｒ，３１Ｌ内
の流体は流路３３Ｒ，３３Ｌを経て電磁切換弁２５Ｒ，
２５ＬのＢポートよりＲポートを通りタンク３５側へ排
出される。

【００２２】このため、左右の流体圧シリンダ９Ｒ，９
Ｌのピストンロッド１１Ｒ，１１Ｌは下降しラム７が下
降して、上刃５と下刃１５とで協働してワークＷに切断
加工が施される。

【００２３】上刃５すなわちラム７を上昇させるには、
電磁切換弁２５Ｒ，２５Ｌのポートを切換えることによ
り、上述した圧力流体の流れが反対となり、圧力流体は
左右の流体圧シリンダ９Ｒ，９Ｌの下部油室３１Ｒ，３
１Ｌへ供給されるのでラム７は上昇し待機位置へ復帰す
る。

【００２４】前記各電磁切換弁２５Ｒ，２５Ｌの切換制
御をするため、板厚情報３７を入力した制御装置３９と
して例えばＮＣ装置が設けられ、このＮＣ装置の出力信
号により電磁切換弁２５Ｒ，２５Ｌのポート切換が行わ
れる。制御装置３９にはラム７の位置を検出するリニア
スケールなどの位置検出器４１が接続されている。

【００２５】上述したごとき構成により、その作用とし
ては、図２乃至図６を参照するに、図２にはラム７が待
機位置にある状態を示している。すなわち、左右の流体
圧シリンダ９Ｒ，９Ｌのピストンロッド１１Ｒ，１１Ｌ
は上昇限にあり、上刃５を備えたラム７は上死点にて停
止し、下刃１５上にはワークＷが端面基準線（Ｇ−Ｇ
線）沿って位置決めされている。

【００２６】この状態より図３に示されているごとく、
左右の流体圧シリンダ９Ｒ，９Ｌの上部油室２９Ｒ，２
９Ｌへ圧力流体を供給することにより、左右の流体圧シ
リンダ９Ｒ，９Ｌに内装されたピストンロッド１１Ｒ，
１１Ｌは同時に下降してワークＷを切断し始める。

【００２７】そして、図４に示されているごとく、ワー
クＷの切断が更に進み、右の流体圧シリンダ９Ｒの垂直
中心線（Ｓ−Ｓ線）まで切り進んだ所で板厚の１／２〜
１／３程度喰い込みを入れるまで、左右の流体圧シリン
ダ９Ｒ，９Ｌを下降して停止する。なお、右の流体圧シ
リンダ９Ｒの垂直中心線（Ｓ−Ｓ線）は、サイドゲージ
の端面基準線（Ｇ−Ｇ線）よりやや内側（図４において
左側）にあるので、ワークＷは完全に切断されず未切断
部が残っている。板厚は自動検出、手入力等で制御装置
３９であるＮＣ装置へ入力されていると共に、流体圧シ
リンダ９Ｒ，９Ｌやラム７にリニアスケール等の位置検
出装置４１が設けられていることにより、それぞれのワ
ークＷの板厚に合せた食い込み量を制御できる。

【００２８】つぎに、図５に示されているごとく、電磁
切換弁２５Ｒ，２５Ｌを切換えて、右の流体圧シリンダ
９Ｒを停止したまま、左の流体圧シリンダ９Ｌのみ上昇
させる。ラム７は右の流体圧シリンダ９Ｒのピストンロ
ッド１１Ｒの先端に設けた連結部材１３Ｒを回動中心と
して時計廻りに回動する。すなわち、ラム７の右の流体
圧シリンダ９Ｒの垂直中心線（Ｓ−Ｓ線）より左側は上
昇し、右側は下降するので、下降した部分の上刃５で未
切断部のワークＷを切断し、剪断が完了となる。

【００２９】公知のリニアスケール等の位置検出装置や
油圧回路内の圧力センサ（図示省略）等の信号により、
ワークＷの剪断が完了を確認すると、電磁切換弁２５
Ｒ，２５Ｌを切換えて図６に示されているごとく、左右
の流体圧シリンダ９Ｒ，９Ｌを上昇せしめ、ラム７を上
死点に戻して切断工程を終了する。

【００３０】上述したごとき動作により、ワークＷの剪
断作業の途中で切り残し部を作り、ついで、この切り残
し部を切断するが、この切り残し部を切断する際は、右
の流体圧シリンダ９Ｒは停止しているので、フレームに
蓄えられた弾性エネルギを吸収する。更にラム７の慣性
力は右の流体圧シリンダ９Ｒの垂直中心線Ｓ−Ｓ線付近
でゼロである。また、左の流体圧シリンダ９Ｌは上昇す
るので、ラム７の自重のかかる方向と逆向きで、更に、
ブレークスルーの働く下方向に抗して引っ張るので、ラ
ム７自体が引き起こすブレークスルーを右の流体圧シリ
ンダ９Ｒ付近はゼロに、左の流体圧シリンダ９Ｌ付近は
低減させることができる。

【００３１】また、剪断速度が遅くなる。つまり、右の
流体圧シリンダ９Ｒが停止し、左の流体圧シリンダ９Ｌ
の上昇時は、右の流体圧シリンダ９Ｒはテコの支点とな
り、通常のラム７の上昇スピードで左の流体圧シリンダ
９Ｌを駆動しても、未剪断部分の剪断速度は極端に遅く
なる。剪断スピードの低下はブレークスルーを低減させ
ることとなる。

【００３２】更に、左の流体圧シリンダ９Ｌにかかる剪
断力は、右の流体圧シリンダ９Ｒが停止し、左の流体圧
シリンダ９Ｌの上昇時、ワークに与える剪断力を発生さ
せるのは、すべて左の流体圧シリンダ９Ｌとなる。しか
し、右の流体圧シリンダ９Ｒのラム７と接続部である連
結部材１３Ｒを回動支点とした場合、例えば、右の流体
圧シリンダ９Ｒの垂直中心線（Ｓ−Ｓ線）よりワークＷ
の端面までは通常２００〜４００ｍｍ程度であり、ラム
７の全幅は２０００〜６０００ｍｍ程度であるから、左
の流体圧シリンダ９Ｌは、支点からの距離が支点の右側
長さの１０〜１５倍となり距離が遠い。このため、実際
に左の流体圧シリンダ９Ｌが必要とされる上昇索引力は
１／１０〜１／１５になり、ラム７の上方向に働こうと
するブレークスルーも小さくなる。而して、フレームの
弾性変形や、ラム７の慣性力が引き起こすブレークスル
ーによる振動、騒音が少なくなり作業環境の改善を図る
ことができる。

【００３３】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他
の態様で実施し得るものである。

【００３４】

【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、この発明によれば、左右一対の流体圧シリン
ダを独立した流体圧回路にて駆動制御し、剪断加工の途
中で流体シリンダの下降を停止し、未剪断側のラムのみ
下降させてワークを剪断する。

【００３５】而して、切断時に発生するブレークスルー
を低減することができ、振動、騒音を少なくし作業環境
の改善を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の主要部であるシャーリングマシンの
主要部材と流体圧回路と制御器を表した正面説明図であ
る。

【図２】この発明に係る作用説明図である。

【図３】この発明に係る作用説明図である。

【図４】この発明に係る作用説明図である。

【図５】この発明に係る作用説明図である。

【図６】この発明に係る作用説明図である。

【図７】従来例を示し、シャーリングマシンの側面説明
図である。

【図８】図７における主要部材の正面図と流体圧回路を
示した説明図である。

【符号の説明】

１ シャーリングマシン（板材剪断装置） ５ 上刃 ７ ラム ９Ｒ 右の流体圧シリンダ ９Ｌ 左の流体圧シリンダ １３Ｒ，１３Ｌ 連結部材（揺動連結部） １５ 下刃 １７ 下部テーブル １９Ｒ，１９Ｌ 流体圧回路 Ｗ ワーク α レーキ角 Ｓ−Ｓ線 垂直中心線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右一対の流体圧シリンダにより上下動
   自在なラムに設けられた上刃と、下部テーブルに設けら
   れた下刃との協働によりワークに剪断加工を行なう際、
   前記左右一対の流体圧シリンダの作動により前記上刃と
   下刃とでワークに剪断加工する加工中に上刃のレーキ角
   を変化させることを特徴とする板材剪断方法。
2. 【請求項２】 左右一対の流体圧シリンダにより上下移
   動自在なラムに設けられた上刃と、下部テーブルに設け
   られた下刃との協働によりワークに剪断加工を行なう
   際、一定のレーキ角を有した上刃を下降せしめ、切断加
   工終了側の流体圧シリンダの垂直中心線付近にてワーク
   に喰い込みを入れた状態で切断を停止し、前記切断加工
   終了側の流体圧シリンダとラムとの揺動連結部を回動支
   点としてラムを回動すべく反切断加工終了側の流体圧シ
   リンダのみ上昇せしめてワークの未切断部を剪断するこ
   とを特徴とする板材剪断方法。
3. 【請求項３】 上刃を備えたラムを上下に移動する左右
   一対の流体圧シリンダと、前記上刃と協働してワークに
   剪断加工を行なう下部テーブルに設けられた下刃を備え
   てなるシャーリングマシンにおいて、前記左右一対の流
   体圧シリンダの上下動を独立して制御するため、左右独
   立した流体圧シリンダ駆動用の流体圧回路を備えてなる
   ことを特徴とする板材剪断装置。
4. 【請求項４】 前記流体圧回路に左右の流体圧シリンダ
   を切換える切換弁を設けると共に、この各切換弁を制御
   する制御装置を設けてなることを特徴とする請求項３記
   載の板材剪断装置。