JPH08150511A - 剪断加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ストッパの当接面の擦れにより発生する不具合
や切断初期の棒材の塑性変形による誤検出がなく、また
棒材の継ぎ目付近を切断する際にも確実に切断品の良否
を判断することのできる剪断加工装置を提供する。 【構成】ストッパ３は、棒材Ｗを支持する支持部材２か
ら切断品の長さ寸法分の間隔を隔てて配置され、支持部
材２から突出した棒材Ｗの先端面を拘束する。ストッパ
３の貫通孔３ａには、切断初期時に棒材Ｗの先端部Ｗ’
からストッパ３の当接面３１に加わる荷重を検知する検
知機構としての歪みゲージ５が配設されている。切断初
期時、棒材Ｗの突出部分は塑性変形してカッター４の可
動方向に回転しながら平行移動するため、棒材Ｗの先端
部Ｗ’からストッパ３の当接面３１に加わる荷重を歪み
ゲージ５で検知し、該荷重が所定値以下と検出された場
合は、切断品に不良が発生したと判断することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は棒材を所定長さに切断す
る剪断加工装置に関し、詳しくは切断品の良否、主に切
断品の長さ不良を判断することのできる剪断加工装置に
関する。本発明の剪断加工装置は、例えば棒材から鍛造
用のビレットを剪断加工する際に好適に用いることがで
きる。

【０００２】

【従来の技術】従来、棒状粗材から鍛造用のビレットを
加工する際に、材料歩留り及び加工能率の面から、剪断
加工装置が利用されている。例えば、特開平５−２５３
７３６号公報には、棒材を軸方向に搬送する搬送部材
と、棒材を支持する支持部材と、該支持部材に所定間隔
を隔てて配置され支持部材から突出した棒材の先端面を
拘束するストッパと、該棒材の突出部分を切断するカッ
ターとを備え、棒材の先端面をストッパの当接面に当接
させた状態でカッターにて棒材を所定長さに切断する剪
断加工装置が開示されている。

【０００３】ところで、鍛造用のビレットを剪断加工す
る場合、ビレットの重量バラツキが製品精度に与える影
響が大きい。このため、剪断加工時、棒材の先端面をス
トッパに確実に当接させて切断し、ビレットの長さを均
一にする必要がある。しかし、棒材を軸方向に搬送する
搬送部の不調等により、棒材の先端部がストッパに確実
に当たらないことがしばしばあり、寸法足らずのビレッ
トが排出されるという不都合があった。

【０００４】そこで、従来、ストッパの当接面に接触セ
ンサやエアセンサ等を備え、棒材の先端部がストッパの
当接面に確実に当接したことをこれらのセンサで検知
し、この検知信号に基づいてビレット長さの良否を判断
していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、ストッパの当
接面と棒材の先端部との接触圧力は、棒材を軸方向に搬
送する力だけではなく、切断初期に棒材からストッパの
当接面に大きな力が作用する。すなわち、切断の初期に
カッターが棒材に当たり棒材の上記突出部分に塑性変形
を生じたとき、棒材の突出部分がカッターの可動方向に
回転しながら平行移動するため、棒材の先端部からスト
ッパの当接面に大きな力が作用する。このため、ストッ
パの当接面に接触センサやエアセンサを備えていた従来
装置においては、ストッパの当接面は棒材の先端部との
当接や摺接により擦られるため、接触センサにおける接
触不良やエアセンサにおけるエア穴のつまりなどの不具
合が発生するという問題点があった。

【０００６】また、上記従来装置では、切断初期の棒材
の塑性変形による誤検出の問題があった。すなわち、ス
トッパの当接面に棒材の先端部がストッパの当接面に実
際に当接していない状態でカッターが駆動した際におい
ても、上記したように切断初期に棒材の突出部分がカッ
ターの可動方向に回転しながら平行移動するため、棒材
の先端部がストッパの当接面に当接して上記センサが正
常に検知してしまい、寸法足らずのビレットが排出され
るという問題があった。

【０００７】さらに、棒材は軸方向に並んで連続的に搬
送されるが、先の棒材と後の棒材との継ぎ目が上記棒材
支持部材とストッパとの間に位置した場合でも、上記従
来装置においては、正常に作動し、寸法足らずのビレッ
トを排出するという問題があった。すなわち、先の棒材
の後端面と後の棒材の先端面とは搬送中に接合された状
態になっており、この継ぎ目が棒材支持部材とストッパ
との間に位置した場合でも、先の棒材の先端面は後の棒
材に押されてストッパの当接面に確実に当接し、上記セ
ンサが正常に検知してしてしまう。そして、通常、切断
中に上記継ぎ目の接合は分離されるため、２個の寸法足
らずのビレットが排出される。

【０００８】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、ストッパの当接面の擦れにより発生する不具合や
切断初期の棒材の塑性変形による誤検出がなく、また棒
材の継ぎ目付近を切断する際にも確実に切断品の良否を
判断することのできる剪断加工装置を提供することを解
決すべき技術課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の剪断加工装置は、棒材を軸方向に搬送する搬送部材
と、該棒材を支持する支持部材と、該支持部材に所定間
隔を隔てて配置され該支持部材から突出した棒材の先端
面を拘束するストッパと、該棒材の突出部分を切断する
カッターとを備え、該棒材の先端面を該ストッパの当接
面に当接させた状態で該カッターにて該棒材を所定長さ
に切断する剪断加工装置において、切断初期時に上記棒
材の先端部から上記ストッパの当接面に加わる荷重を検
知する検知機構を備えていることを特徴とするものであ
る。

【００１０】

【作用】本発明の剪断加工装置では、搬送部材により搬
送された棒材は、棒材の軸方向先端部が支持部材及びカ
ッターを通過し、ストッパの当接面に当接する。この状
態でカッターを駆動させて、支持部材から突出した棒材
の突出部分を切断する。この切断の初期時、棒材の突出
部分は塑性変形してカッターの可動方向に回転しながら
平行移動するため、棒材の先端部からストッパの当接面
に荷重が加わる。本発明装置は、この切断初期時に棒材
の突出部分の変形に伴って棒材の先端部からストッパの
当接面に加わる荷重を検知する検知機構を備えており、
この検知機構の検知信号に基づいて、切断品の良否を判
断することができる。

【００１１】すなわち、棒材の先端部がストッパの当接
面に実際に当接していない状態でカッターが駆動した場
合、切断初期時の棒材の塑性変形に伴って棒材の先端部
からストッパの当接面に加わる荷重は正常の場合と比較
して小さくなる。また、連続的に搬送される先の棒材と
後の棒材との継ぎ目が上記支持部材とストッパとの間に
位置した場合も、切断初期時に継ぎ目の接合が分離され
るため、棒材の先端部からストッパの当接面に加わる荷
重は正常の場合と比較して小さくなる。このため、切断
初期時に棒材の先端部からストッパの当接面に加わる荷
重を検知機構により検知し、この検知信号により、切断
初期時に棒材の先端部からストッパの当接面に加わる荷
重が所定値以下と検出された場合は、切断品に不良が発
生したと判断することができる。

【００１２】また、本発明の剪断加工装置は、ストッパ
の当接面に接触センサやエアセンサを備える構成ではな
いため、棒材の先端部との摺接等によりストッパの当接
面が擦られたとしても接触センサにおける接触不良やエ
アセンサにおけるエア穴のつまりなどの不具合が発生す
ることがない。

【００１３】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 （実施例１）本実施例の剪断加工装置は、鍛造用のビレ
ットを剪断加工するもので、棒材Ｗを軸方向に搬送する
搬送部材としてのローラコンベア１と、棒材Ｗを支持す
る支持部材としてのクイル２と、クイル２に所定間隔を
隔てて配置されクイル２から突出した棒材Ｗの先端面を
拘束するストッパ３と、棒材Ｗの突出部分を切断するカ
ッター４とを図示しない基台に備えている。

【００１４】クイル２はローラコンベア１により搬送さ
れる棒材Ｗを支持するためのものであり、棒材Ｗの外形
状に対応した挿通孔２ａが穿設されている。カッター４
は、クイル２の前端面（ストッパ３側の端面）２１と所
定の微小隙間ｓ（図３参照）を介して上下駆動可能に配
設されている。さらに、カッター４には剪断加工時の棒
材Ｗの部分的な変形を防ぐために、棒材Ｗの外形状に対
応した溝４ａ（Ｕ、Ｖ溝等）が設けられている。また、
クイル２の前端面２１とストッパ３の当接面３１との間
の距離は、ビレットの長さ寸法に設定されている。

【００１５】ストッパ３は、図２の正面図に示すように
円柱形状を有し、ストッパ３の当接面３１の近傍で中心
よりやや上方の位置に軸直角の水平方向に貫通する断面
縦長穴状の貫通孔３ａが穿設されている。そして、この
貫通孔３ａの当接面３１側の内壁面には、クイル２に支
持された棒材Ｗの先端面の上部と対向する位置に歪みゲ
ージ５が貼付されている。なお、歪みゲージ５は図示し
ない制御部に接続され、歪みゲージ５の検知信号はこの
制御部に送られる。

【００１６】本発明の剪断加工装置では、ローラコンベ
ア１により搬送された棒材Ｗは、棒材Ｗの軸方向先端部
がクイル２及びカッター４を通過し、ストッパ３の当接
面３１に当接する。この状態でカッター４を駆動させ
て、クイル２から突出した棒材Ｗの突出部分を切断す
る。この切断の初期時、図３に示すように、棒材Ｗの突
出部分は塑性変形してカッター４の可動方向に回転しな
がら平行移動するため、棒材Ｗの先端部Ｗ’からストッ
パ３の当接面３１に荷重が加わる。

【００１７】ここで、切断初期時に棒材Ｗの突出部分が
塑性変形してカッター４の可動方向に回転しながら平行
移動する様子について詳述する。クイル２の前端面２１
とカッター４との間には上記したように所定の微小隙間
ｓが存在している。このため、図４に示すように、カッ
ター４の棒材Ｗへの切り込み位置６と、クイル２の前端
面２１による棒材Ｗの拘束位置７とが同一面内になく、
この拘束位置７部分で上記隙間ｓに相当する材料不足が
発生する（図４の斜線で示す部分）。したがって、棒材
Ｗの先端部分は拘束位置７付近の剪断変形（下への平行
移動）が制限され、拘束位置７付近を中心に棒材Ｗの先
端部Ｗ’が回転移動する。なお、クイル２の前端面２１
とカッター４との間に隙間ｓが無い場合は、図４に示す
ように棒材Ｗの拘束位置が７’になりカッター４の食い
込み位置６と同一面内になるので、拘束位置７’での材
料不足が発生せず、棒材Ｗの突出部分は剪断変形（下へ
の平行移動）する。しかし、カッター４はクイル２の前
端面２１と相対移動をしているので、カッター４とクイ
ル２の前端面２１との隙間ｓをなくして上記材料不足に
よる棒材Ｗの先端部の回転移動をなくすことは不可能で
ある。また、冷間での剪断加工では、破断面を安定させ
るためにカッター４とクイル２の前端面２１との間に一
定の微小隙間ｓを確保している。

【００１８】このように、剪断初期時、棒材Ｗの突出部
分が塑性変形してカッター４の可動方向に回転しながら
平行移動することにより、棒材Ｗの先端部Ｗ’からスト
ッパ３の当接面３１に荷重が加わる。このとき、ストッ
パ３には当接面３１の近傍に貫通孔３ａが穿設されてい
るので、ストッパ３の当接面３１は図３の点線で示すよ
うに貫通孔３ａ内へ食い込むように弾性変形する。この
ストッパ３の当接面３１の弾性変形を貫通孔３ａの内壁
面に貼付された歪みゲージ５が検知し、検知信号として
図示しない制御部に送る。そして、制御部では、歪みゲ
ージ５からの検知信号に基づいて棒材Ｗの先端部Ｗ’か
らストッパ３の当接面３１に加わった荷重を検出し、こ
の検出値と予め設定された設定値と比較し、検出値が設
定値よりも小さい場合、すなわち正常の荷重が棒材Ｗか
らストッパ３に加わらなかった場合にビレット不良と判
断する。

【００１９】したがって、棒材Ｗの先端部Ｗ’がストッ
パ３の当接面３１に実際に当接していない状態でカッタ
ー４が駆動した場合や、連続的に搬送される先の棒材Ｗ
と後の棒材Ｗとの継ぎ目がクイル２とストッパ３との間
に位置した場合など、切断初期時に棒材Ｗの先端部Ｗ’
からストッパ３の当接面３１に加わる荷重が正常の場合
と比較して小さくなる場合は、全てビレット不良と判断
することができ、長さ不足のビレットを正常と判断する
誤検出を確実に防ぐことが可能となる。

【００２０】また、本実施例の剪断加工装置は、ストッ
パ３の当接面３１に接触センサやエアセンサを備える構
成ではないため、棒材Ｗの先端部との摺接等によりスト
ッパ３の当接面３１が擦られたとしても接触センサにお
ける接触不良やエアセンサにおけるエア穴のつまりなど
の不具合が発生することがない。なお、切断初期時に棒
材Ｗの先端部Ｗ’からストッパ３の当接面３１に加わる
荷重を検知する検知機構としては、上記実施例で示した
ものに限定されず、他の態様を適宜採用することが可能
である。例えば、図５及び図６に示すように、ストッパ
３の当接面３１の近傍に、棒材Ｗの先端下端部と対向す
る位置よりも若干深い位置に底部がくるような切り込み
３ｂを形成し、この切り込み３ｂの底部に歪みゲージ５
を貼付する構成することもできる。また、図７に示すよ
うに、ストッパ３を、ストッパ３の当接面３１と反対側
の上端部を中心に揺動可能に支持し、ストッパ３の当接
面と反対側の端面の下端側にロードセル８を配設する構
成とすることもできる。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の剪断加工装
置は、切断初期時に棒材の突出部分の塑性変形により棒
材の先端部からストッパの当接面に加わる荷重を検知
し、この荷重が所定値以下の場合に切断品の不良を判断
するようにしたものであるから、ストッパの当接面の擦
れにより発生する不具合や切断初期の棒材の塑性変形に
よる誤検出がなく、また棒材の継ぎ目付近を切断する際
にも確実に切断品の良否を判断することか可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施例の剪断加工装置の全体構成を示す部
分断面図である。

【図２】 上記実施例の剪断加工装置の要部を示す正面
図である。

【図３】 上記実施例の剪断加工装置の切断初期時の状
態を説明する部分断面図である。

【図４】 上記実施例の剪断加工装置の切断初期時に棒
材の先端部分が回転する理由を説明する模式図である。

【図５】 本実施例の剪断加工装置に係り、検知機構の
他の態様を示す部分断面図である。

【図６】 本実施例の剪断加工装置に係り、検知機構の
他の態様を示すストッパの正面図である。

【図７】 本実施例の剪断加工装置に係り、検知機構の
さらに他の態様を示す側面図である。

【符号の説明】

１は搬送部材としてのローラコンベア、２は支持部材と
してのクイル、３はストッパ、３１は当接面、３ａは貫
通孔、４はカッター、５は検知機構を構成する歪みゲー
ジ、８は他の態様の検知機構を構成するロードセルであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒材を軸方向に搬送する搬送部材と、該
   棒材を支持する支持部材と、該支持部材に所定間隔を隔
   てて配置され該支持部材から突出した棒材の先端面を拘
   束するストッパと、該棒材の突出部分を切断するカッタ
   ーとを備え、該棒材の先端面を該ストッパの当接面に当
   接させた状態で該カッターにて該棒材を所定長さに切断
   する剪断加工装置において、 切断初期時に上記棒材の先端部から上記ストッパの当接
   面に加わる荷重を検知する検知機構を備えていることを
   特徴とする剪断加工装置。