JPH07314077A - 熱間鍛造機の素材供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】棒材のストッパから切断位置もでの長さと所定
長さとを比較し演算することによって、ストッパの磨耗
やずれの検出を図る。 【構成】加熱棒材をその軸方向に送りローラによって送
る送り工程と、前記棒材の送り量を前記送りローラの回
転数によって測定する送り量測定工程と、前記送り工程
によって送られる前記棒材の継目を検出する検出工程
と、前記検出工程によって検出された継目位置と前記送
り量検出工程によって検出された送り量とから前記棒材
の切断タイミングを演算する演算工程と、前記棒材の送
り速度を測定する送り速度測定工程とから成る熱間鍛造
機の素材供給方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱間鍛造機に素材を供
給する方法に関するものであり、特に、棒材を所定の長
さに切断し、素材として熱間鍛造機に供給する方法に関
するものである。

【０００２】

【従来技術】加熱された棒材を所定の長さに切断して素
材とし、その素材を熱間鍛造機に供給することは特開平
５−１５４６０１号で既に知られている。この種の素材
供給装置は、棒材をその長手方向に送りローラの回転に
よって搬送するとともに、その棒材の先端を予め定めら
れた位置に位置決めする搬送・位置決め装置と、その搬
送・位置決め装置により位置決めされた棒材を切断して
鍛造機により鍛造される素材とする切断装置とを含むよ
うに構成されている。

【０００３】このように棒材を切断して素材を鍛造機に
供給する際、棒材の端を検出する必要がある。例えば、
棒材の先端部が不定型で鍛造用の素材として不向きな場
合には、先端部を切除した後、棒材の切断を開始するこ
とが必要であり、この場合には棒材の先端を検出するこ
とが必要になるのである。また、棒材を切断する場合、
所望の位置で切断できるのは稀であり、所定の長さに満
たない素材が生じるのが普通である。このような素材を
鍛造すれば不良品が生じるため、排出する必要がある
が、その排出のために素材の末端を検出することが必要
になる。

【０００４】そして、特開平５−１５４６０１号公報に
記載の素材供給装置においては、送られてくる棒材の末
端と次に送られる棒材の先端との継目の温度変化を温度
センサによって測定し、温度が高い部分については棒材
の継目と判断して検出されるようになっている。つま
り、棒材の先端はストッパにより位置決めされるように
なっており、そのストッパから温度センサまでの長さか
ら、棒材の末端が検出された後、先端がストッパに当接
するまでに棒材が送られた長さを引いた長さを切断によ
り得られる素材の長さで除して末端検出後に得られる素
材数を求め、切断回数をカウントして端材と推定される
ものを排出されるようにされている。この際の棒材の送
り量は、送りローラの回転数によって推定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記素
材供給装置においては、送られてくる棒材は所定の速度
でストッパに衝突することにより、その位置が位置決め
されるものであるため、棒材の衝突による衝撃でストッ
パの変位が生じることがある。また、送りローラの回転
数によって棒材の送り量を推定しているため、送りロー
ラが棒材上をスリップした場合、実際の送り量と送りロ
ーラの回転数とは異なってしまう。ストッパの変位によ
って位置決め位置がずれていたり、あるいは送りローラ
がスリップしてしまった場合には推定した棒材の長さや
継目位置は実際の棒材の長さや継目位置とは一致せず、
棒材の切断位置や切断回数に誤差を生じ、所定の長さを
満たない素材が発生するといった問題点がある。

【０００６】本発明は上記した問題点を解決するために
なされたものであって、本発明が解決しようとする課題
は、請求項１では、送られてくる棒材のストッパとの当
接を確認することによって棒材の位置決め位置を確認す
ることにあり、請求項２では、送られてくる棒材の送り
速度を測定することによって送りローラのスリップによ
る送り量誤差の検知を図ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の請求項１では、加熱棒材をその軸方向に送
りローラによって送る送り工程と、前記棒材の送り量を
前記送りローラの回転数によって測定する送り量測定工
程と、前記送り工程によって送られる前記棒材の継目を
検出する検出工程と、前記検出工程によって検出された
継目位置と前記送り量検出工程によって検出された送り
量とから前記棒材の切断タイミングを演算する演算工程
と、前記棒材の送りをストッパによって停止させ前記棒
材の位置決めを行う位置決め工程と、前記棒材と前記ス
トッパとの面当たりを確認する当接確認工程とから成る
熱間間鍛造機の素材供給方法であって、請求項２では、
加熱棒材をその軸方向に送りローラによって送る送り工
程と、前記棒材の送り量を前記送りローラの回転数によ
って測定する送り量測定工程と、前記送り工程によって
送られる前記棒材の継目を検出する検出工程と、前記検
出工程によって検出された継目位置と前記送り量検出工
程によって検出された送り量とから前記棒材の切断タイ
ミングを演算する演算工程と、前記棒材の送りをストッ
パによって停止させ前記棒材の位置決めを行う位置決め
工程と、前記棒材の送り速度を測定する送り速度測定工
程とから成る熱間鍛造機の素材供給方法である。

【０００８】

【作用】請求項１に係る発明の作用として、送り量測定
手段により実棒材の送り量を検出し、当接確認手段によ
って、棒材と位置決め部材であるストッパとの当接を検
出する。この当接を確認した時点での送り量が、予め定
められた所定量より大きい場合にはストッパが変位して
いると認識する。また、請求項２に係る発明の作用とし
て、送り速度検出手段によって、実際の棒材の送り速度
を測定し、棒材の送り手段である送りローラの回転速度
と比較することによって、送りローラのスリップを認識
する。

【０００９】

【実施例】本発明に係る素材供給装置の一実施例を図面
に基づいて説明する。本素材供給装置においては、図１
及び図２に示すように、棒材１６を加熱する加熱装置１
０、加熱された棒材１６を搬送する搬送装置１２、棒材
１６を素材として切断する切断装置１４及びストッパ１
５が直列に設けられており、棒材１６を順次加熱、搬
送、位置決め及び切断するようになっている。棒材１６
は円柱状を成し、加熱装置１０からストッパ１５に至る
距離より更に長いものである。加熱装置１０は直列に設
けられた２台のバーヒータ型の誘導加熱器２０、２２を
有し、棒材１６をその長手方向に送りつつ約摂氏１２０
０度に加熱する。また、搬送装置１２は、水平軸線長差
まわりに回転可能に設けられた一対ずつの送りローラ２
６、２８を有し、棒材１６をその長手方向に搬送し、ガ
イドパイプ３０に案内させつつ再加熱用のブースタコイ
ル３２を経てストッパ１５に当接するまで送る。搬送装
置１２とストッパ１５とにより搬送・位置決め装置が構
成されているのである。

【００１０】切断装置１４はフレーム３６を有する。フ
レーム３６は、図２に示すように送りローラ２６、２８
まで延び出させられており、これら送りローラ２６、２
８及びガイドパイプ３０、ブースタコイル３２等を側方
から支持している。また、フレーム３６の内部にはイン
フィードブッシュ３８が設けられ、棒材１６の送りを案
内するようにされている。また、フレーム３６内には、
インフィードブッシュ３８とストッパ１５との間に受け
刃４２及びカッタ４４が設けられ、切断装置１４を構成
している。カッタ４４は水平方向にスライドするように
設けられ、受け刃４２に接近、離間させられる。また、
カッタ４２には、図３に示すように、その受け刃４２側
の端面に棒材１６が嵌合される半円形状の嵌合溝４６が
設けられるとともに、上面に押さえ装置４７が設けられ
ている。押さえ装置４７は軸４８のまわりに回動可能に
設けられた押さえレバー５０を有しており、押さえレバ
ー５０は図示しない駆動装置により、実線で示すように
嵌合溝４６に嵌合された棒材１６を押さえる押さえ位置
と、二点鎖線で示すように棒材１６を押さえない退避位
置とに回動させられる。棒材１６を切断する場合には、
棒材１６がストッパ１５に当接させられてその先端が位
置決めされた後、押さえレバー５０が棒材１６を押さえ
た状態でカッタ４４が水平方向において受け刃４２側へ
移動し、受け刃４２と共同して棒材１６を所定の長さに
切断し、素材とする。

【００１１】切断装置１４に隣接して金型５２が設けら
れており、棒材１６の切断後、カッタ４４は素材を押さ
えレバー５０により素材をクランプしたままの状態で移
動し、金型５２まで素材を搬送する。金型５２は、４個
のパンチが水平に並べられて成るパンチ側金型５４と、
パンチ側金型５４の各パンチと共同して素材を成形する
４個のダイを有するダイ側金型５７と、それらダイ間で
素材を搬送する搬送装置５６とを備えており、カッタ４
４により搬送された素材を受け取って順次成形する。な
お、切断装置１４と金型５２との間には廃却シュート５
８が設けられており、切断された素材が所定の長さに満
たない端材の場合には、カッタ４４が金型５２に移動す
る途中に押さえレバー５０による端材のクランプが解か
れ、廃却シュート５８に廃却される。

【００１２】搬送装置１２により搬送される棒材１６の
温度が、送りローラ２８とガイドパイプ３０との間に設
けられた温度測定装置としての温度センサ６０により測
定される。温度センサ６０は光ファイバ温度センサであ
り、棒材１６からの熱放射線の波長に基づいて温度を測
定する。この温度センサ６０の測定端子は直径が２mmと
されており、その先端が棒材１６から上方に２００mm離
れた位置に設けられている。

【００１３】素材供給装置は、図４に示す制御装置７０
によって制御される。制御装置７０はコンピュータ７２
を主体とするものである。コンピュータ７２にはインタ
フェース７４が接続されており、アンプ７６を介して温
度センサ６０が接続されるとともに、棒材１６の送り速
度を検出する送り量検出手段として、空間フィルタ速度
計７８が接続されていて、送られる棒材１６の速度と送
り量を非接触で検出する。この空間フィルタ速度計７８
は様々な空間周波数成分を含んだ画像の中から、特定の
周期パターンだけを抽出する作用を持つものであり、そ
の構成を図５に示す。ランプ１０１の発光素子より発せ
られた光を非球面レンズ１０２を通し、図６に示すよう
なムラ模様を有する棒材１６に当てる。その反射光を対
物レンズ１０３で収束させてスリット１０４を通した
後、受光素子１０５に当てる。よって、ムラ模様は対物
レンズ１０３とスリット１０４の働きによって常に定倍
率のジャストフォーカス状態で結像される。スリット１
０４の柵状パターンに対して、直角方向に結像が移動す
ると、移動に対応して、受光素子１０５には光の強弱が
生じる。この光の強弱の内、スリット１０４の柵状パタ
ーンの周期間隔に一致した成分が特に強く受光素子１０
５に伝達される。また、検知器１０６は、この光の強弱
変化を電気信号に変換し時間周波数を発生させるもので
ある。スリット１０４のフィルタ作用を受けた光の強弱
変化は棒材１６の速度に比例しているため、この時間周
波数を演算することによって、棒材１６の移動速度と移
動量を計測することが可能である。

【００１４】また、コンピュータ７２には、棒材１６と
ストッパ１５との当接を感知する当接確認手段８０を接
続する。この当接確認手段として、センサ自体が非接触
で遠隔検出可能なエアー圧力差検出センサが考えられ
る。このセンサのエアー回路の一例として図７に示すよ
うに空気圧によるブリッジ回路を構成し、検出ノズルＳ
４に検出ギャップを与え、設定ハンドルＳ２で圧力セン
サに加わる圧力をバランス（Ｐ１＝Ｐ２）させる。検出
ノズルＳ４を開放した時に生じる差圧を圧力センサによ
り検知する。

【００１５】当接確認手段としての上記エアー圧力差検
出センサのノズルＳ４をストッパ１５に設けた例を図８
の図（ａ）と図（ｂ）に示す。図（ａ）では、棒材１６
はストッパ１５と当接していないため、エアー圧力差検
出センサの検出ノズルは開放している。この状態より、
送りローラの回転により棒材１６はストッパ１５方向に
移動し当接する。ストッパ１５と棒材１６との当接によ
り検出ノズルは閉鎖され、検出ノズルに圧力が加わる。
この圧力を圧力センサで検知することによって、棒材１
６がストッパ１５に当接したことを検知する。よって、
棒材１６とストッパ１５との衝突による衝撃の影響を受
ける部位は、検出ノズルのみであり、センサの寿命が維
持されるため、確実に棒材１６とストッパ１５との当接
を確認することが可能である。

【００１６】また、温度センサ６０によって棒材１６の
高温位置を検知すると、棒材１６の末端であると判断
し、コンピュータ７２へ伝達される。このコンピュータ
７２内の比較演算手段では、ストッパ１５から温度セン
サ６０までの長さから、棒材の末端が検出された後、先
端がストッパ１５に当接するまでに移動した距離を引い
た長さを切断により得られる素材の長さで除して末端検
出後に得られる素材数を求め、切断回数をカウントして
端材を推定するよう演算を行う。

【００１７】次に、上記装置の第１の実施例としての制
御手順を図１に第２の実施例としての制御手順を図９の
フローチャートとを用いて詳細に説明する。最初に、第
１の実施例としての制御手順を説明する。

【００１８】まずステップ１では、棒材１６の送りを送
りローラ２６、２８を回転させることによって開始す
る。その際に、空間フィルター速度計７８によって、送
られる棒材１６の送り速度を測定し、それと同時に棒材
１６がストッパ１６へ当接するまでの送り量を測定す
る。ステップ２では、コンピュータ７２内の比較演算手
段によって測定した送り速度と予め設定してある所定値
とを比較するのであるが、それらが一致した場合にはス
テップ４へ、一致しない場合はステップ３を経てステッ
プ４へ進む。このステップ３では、送りローラの回転速
度を制御し、棒材１６の送り速度を前記の所定値に一致
させる工程である。従って、送りローラ２６、２８のス
リップを検出することが可能であり、また、棒材１６の
送り速度は常に一定に保たれ、棒材１６の切断作業のサ
イクルタイムを一定とすることが可能となる。

【００１９】次に、ステップ４ではエア圧力差検出セン
サ８０によって棒材１６がストッパ１５へ当接したこと
を確認した後、ステップ５によって、送られてきた棒材
１６のストッパ当接部位が端材であるか判断する。この
判断の手段としては、温度センサ６０とコンピュータ７
２内の比較演算手段を用いる。従来技術と同様に、まず
温度センサ６０によって検知された棒材１６の高温位置
を棒材１６の末端であると判断し、コンピュータ７２内
の比較演算手段に伝達する。棒材１６の先端はストッパ
１５により位置決めされるようになっているため、その
ストッパ１５から温度センサ６０までの長さから、棒材
１６の末端が検出された後、先端がストッパ１５に当接
するまでに移動した距離を引いた長さを切断により得ら
れる素材の長さで除して末端検出後に得られる素材数を
求め、切断回数をカウントして端材と推定されるものを
排出されるようにされている。端材であると判断した場
合には、ステップ６の工程へ進み、素材は廃却シュート
５８へ送られ、ステップ１へ戻って素材の送りを開始す
る。端材ではないと判断された場合は、ステップ７へ進
む。このステップ７では、棒材１６の送り量と、予め設
定された所定値とを比較する。ここでの所定値とは、得
たい素材の長さ方向の寸法である。比較した結果、棒材
１６の送り量と所定値が一致しない場合には、ステップ
８へ進む。このステップ８では、棒材１６の送り量と所
定値との差が所定誤差範囲内かどうかを判断し、所定誤
差範囲外の場合にはステップ９へ進みアラームをならす
ことによって、作業者にストッパー１５の変形による位
置決めのずれを知らせる。ステップ８で所定誤差範囲内
の場合あるいはステップ７で棒材１６の送り量が所定値
と一致している場合には、ステップ１０へ進み、カッタ
４４を移動させることによって棒材１６を切断し、ステ
ップ１１に進んで切断された素材を金型５２内へ搬出す
る。ステップ１１での素材の搬出が終了後ステップ１へ
戻り、同様の工程を繰り返す。

【００２０】次に第２の実施例としての本発明に係る装
置の制御手順を図１０のフローチャートに基づいて以下
に説明する。まずステップ１では、棒材１６の送りを送
りローラ２６、２８を回転させることによって開始す
る。その際に、空間フィルター速度計７８によって、送
られる棒材１６の送り速度を測定し、それと同時に棒材
１６がストッパ１６へ当接するまでの送り量を測定す
る。ステップ２では、コンピュータ７２内の比較演算手
段によって測定した送り速度と予め設定してある所定値
とを比較するのであるが、それらが一致した場合にはス
テップ４へ、一致しない場合はステップ３を経てステッ
プ４へ進む。このステップ３では、送りローラの回転速
度を制御し、棒材１６の送り速度を前記の所定値に一致
させる工程である。従って、送りローラ２６、２８のス
リップを検出することが可能であり、また、棒材１６の
送り速度は常に一定に保たれ、棒材１６の切断作業のサ
イクルタイムを一定とすることが可能となる。

【００２１】次に、ステップ４ではエア圧力差検出サン
サ８０によって棒材１６がストッパ１５へ当接したこと
を確認した後、ステップ５によって、棒材１６の送り量
と、予め設定された所定値とを比較する。ここでの所定
値とは、得たい素材の長さ方向の寸法である。比較した
結果、棒材１６の送り量と所定値が一致しない場合に
は、ステップ６へ進む。このステップ６では、棒材１６
の送り量と所定値との差が所定誤差範囲内かどうかを判
断し、所定誤差範囲外の場合には、ステップ７へ進みア
ラームをならすことによって、作業者にストッパー１５
の変形による位置決めのずれを知らせる。ステップ６で
所定誤差範囲内である場合あるいはステップ５で棒材１
６の送り量が所定値と一致している場合には、ステップ
８へ進み、カッタ４４を移動させることによって棒材１
６を切断し、ステップ９に進む。ステップ９では、ステ
ップ８にて切断した棒材１６が端材であるか判断する。
この判断の方法は、第１の実施例と同様である。ステッ
プ８にて切断された素材が端材である場合には、ステッ
プ１０へ進み、素材は廃却シュート５８へ送られ、その
後ステップ１へ戻る。また、ステップ８にて切断された
素材が端材でない場合は、ステップ１１へ進み、素材が
金型５２内へ搬出された後、ステップ１へ戻る。

【００２２】以上で第２の実施例としての工程が終了
し、この工程を必要回数繰り返す。尚、当接確認手段
は、画像処理によって棒材１６とストッパ１５との当接
を検知することも可能である。この画像処理による当接
確認を行うことによって、センサやその一部をストッパ
１５内に設ける必要がなく、ストッパ１５と棒材１６と
の衝突による衝撃は、センサの寿命に全く影響しない。
また、送り量検出手段は他に、レーザドップラー計測計
やミリ波ドップラー速度計等が考えられる。上記の如く
所定の長さに切断された棒材１６は素材とされ、金型５
２に供給され、鍛造加工される。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の効果として、棒材の位置決め
位置のずれを認識することができるため、棒材の所望位
置を誤差なく切断することができる。よって、精度の高
い素材の供給が可能となる。また、請求項２の効果とし
て、棒材の実際の送り速度を測定するため、それと送り
ローラの回転数との比較によって送りローラがスリップ
していることを認識することができる。よって、送りロ
ーラのスリップによる棒材の送り量の誤差を防止するこ
とが可能であり、精度の高い素材の供給が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例を行うための装置を示す全
体断面図である。

【図２】本発明に係る実施例を行うための装置を示す全
体側面図である。

【図３】本発明に係る実施例を行うための装置の一部を
示す断面図である。

【図４】本発明に係る実施例を行うための装置のカッタ
に設けられた押さえ装置を示す正面断面図である。

【図５】空間フィルター速度計の基本構成を示す模式図
である。

【図６】棒材のムラ模様を模式的に表す図である。

【図７】本発明に係る実施例を行うための装置のエア圧
力差検出センサの回路を概略的に示す回路図である。

【図８】本発明に係る実施例を行うための装置の棒材と
ストッパとの当接を示す断面概略図であり、（ａ）は当
接前、（ｂ）は当接後を表す。

【図９】本発明に係る第１の実施例の制御方法を示すフ
ローチャートである。

【図１０】本発明に係る第２の実施例の制御方法を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１０…加熱装置 １２…搬送装置 １４…切断装置 １５…ストッパ １６…棒材 ２０、２２…ヒータ ２６、２８…送りローラ ３０…ガイドパイプ ３２…ブースタコイル ３６…フレーム ３８…インフィードブッシュ ４２…受け刃 ４４…カッタ ６０…温度センサ ７８…空間フィルタ速度計 ８０…エア圧力差検出センサ １０１…ランプ １０２…非球面レンズ １０３…対物レンズ １０４…スリット １０５…受光素子 １０６…検知器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱棒材をその軸方向に送りローラによっ
   て送る送り工程と、前記棒材の送り量を前記送りローラ
   の回転数によって測定する送り量測定工程と、前記送り
   工程によって送られる前記棒材の継目を検出する検出工
   程と、前記検出工程によって検出された継目位置と前記
   送り量検出工程によって検出された送り量とから前記棒
   材の切断タイミングを演算する演算工程と、前記棒材の
   送りをストッパによって停止させ前記棒材の位置決めを
   行う位置決め工程と、前記棒材と前記ストッパとの面当
   たりを確認する当接確認工程とから成る熱間鍛造機の素
   材供給方法。
2. 【請求項２】加熱棒材をその軸方向に送りローラによっ
   て送る送り工程と、前記棒材の送り量を前記送りローラ
   の回転数によって測定する送り量測定工程と、前記送り
   工程によって送られる前記棒材の継目を検出する検出工
   程と、前記検出工程によって検出された継目位置と前記
   送り量検出工程によって検出された送り量とから前記棒
   材の切断タイミングを演算する演算工程と、前記棒材の
   送りをストッパによって停止させ前記棒材の位置決めを
   行う位置決め工程と、前記棒材の送り速度を測定する送
   り速度測定工程とから成る熱間鍛造機の素材供給方法。