JPH10100018A - 形材の切断方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】切断後に切断刃が後退するとき、切断された形
材の切断面が切断刃と干渉しないようにすることによ
り、前記切断面に損傷を与えることのない切断方法及び
装置を提供する。 【解決手段】長尺の形材(1) を予め決められた切断位置
にて固定し、位置決めし、切断刃(2) を前記形材(1) の
横断方向に前進させて同形材(1) を横断方向に切断する
とほぼ同時に切断刃(2) の後退動作が開始する。この後
退動作の開始時に、切断面離間手段(11 〜13) により前
記形材(1) の切断面を切断刃(2) から離間させる。従っ
て、切断刃(2) の後退時に製品形材(1a)の切断面に切断
刃(2) が接触することがなく、製品形材(1a)に損傷を与
えることがなく高品質の製品形材(1a)が効率的に製造さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばアルミ建材
などの金属製形材を所定の長さに切断する切断方法及び
装置に関し、詳しくは切断後に切断刃を切断開始位置に
戻る際に発生する形材の変形、再切断による損傷などの
不具合を解消した形材の切断方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミ建材などの形材は様々な肉厚を有
しており、またその太さや断面形態についても極めて種
類が多く、しかも長尺の原材を多様な長さと所定の角度
とをもって切断する必要がある。

【０００３】従来も、肉厚が大きく太い形材については
所望の長さに１本ごと切断しているが、肉厚の小さな薄
く比較的細い形材については複数本を水平に並べて一緒
に切断する場合がある。いずれの場合も、切断にあたっ
ては形材の切断位置を固定する必要があるため、切断位
置に位置決めすると共に、形材を強固にクランプする。

【０００４】また、形材を所定の長さに切断するにあた
っては、長尺の形材を一の切断刃をもって一端から順次
必要な長さに切断することも行われるが、作業効率から
長尺の形材を切断長さに相当する所定の間隔をおいて設
置された一対の剪断刃をもって同時に切断することが多
い。更に、その切断態様としては長尺な形材の長手方向
に直角に切断する場合と、所要の傾斜角度、例えば４５
°の角度をもって切断する場合とがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかして、一本の長尺
な形材を一端から順次切断する場合には、格別に不都合
が発生することはないが、例えば前記形材の両端を同時
に切断する場合や、或いは複数本の形材を並べて一緒に
切断する場合には、次の理由などによってその切断精度
にバラツキが発生しやすく、製品価値が失われることも
多い。

【０００６】例えば、形材の両端を同時に切断する場合
であって、特に角度をもたせて切断するときは、切断時
に形材の両切断端には交差方向に極めて大きな荷重がか
かるため、切断中に形材の位置が変化したり、或いは形
材が薄肉であればあるほど切断中に大きな変形をもたら
すことになる。かかる場合に、切断後に切断刃が切断時
と同じ走行路を通って後退するとき形材が位置変化や弾
性復帰を起こし、同形材の切断面に切断刃が食い込んで
再び切削がなされる場合があり、切断面に損傷を与えか
ねない。

【０００７】また、例えば複数本の形材を並べて一緒に
切断する場合には、通常のクランプによると互いに密接
して水平に並べられた各形材を単一のクランパーにより
上下からクランプしており、各形材には加工誤差がある
ため、そのクランプ時にあって全ての形材に対して均等
にクランプ力を作用させることは難しく、そのため切断
中に全ての形材が同一の挙動をするとは限らない。この
ことは切断後における切断刃の後退時についても同様で
あるばかりでなく、切断荷重から解放された形材だけが
単独で自由動する可能性が大きくなり、切断刃の後退動
作によって切断刃が前記切断面と干渉して切断面を再び
研削して損傷させることになる。

【０００８】本発明は上述の課題を解決すべく開発され
たものであって、具体的には切断後に切断刃が後退する
とき、切断された形材の切断面が切断刃と干渉しないよ
うにすることにより、前記切断面に損傷を与えることの
ない切断方法及び装置を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的は、本発明の
切断方法である長尺の形材を予め決められた切断位置に
て固定し、位置決めする工程と、切断刃を前記形材の横
断方向に前進させ、切断刃により同形材を横断方向に切
断する工程と、切断終了後であって切断刃の後退動作の
始動時に、前記形材の切断面を切断刃から離間手段によ
り離間させる工程と、前記切断刃が前記走行路を通って
待機位置に後退する工程とを含んでなることを特徴とす
る形材の切断方法により達成される。前記切断面の離間
方向は垂直方向、或いは水平方向であることが好まし
い。

【００１０】また、このような切断方法は、本発明装置
である位置決めされた形材を固定するクランプ手段と、
前記形材の切断方向に往復動可能な切断刃を有する切断
手段と、切断された形材の切断面を前記走行路より離間
させる切断面離間手段とを備えてなることを特徴とする
形材の切断装置により好適に実施される。

【００１１】そして、好ましくは前記切断刃は形材の切
断面を形材の長手方向と直交する面に対し傾斜する傾斜
面とするように所望の角度に変更可能に備えられてな
り、必要な場合には前記切断刃が形材の切断面を形材の
長手方向と直角にするようにもできる。また、前記切断
手段が左右一対の円盤状切断刃を有し、各切断刃がその
回転中心と刃先とを結ぶ直線の延長線上で交差するよう
に、或いは各切断刃がその回転中心と刃先とを結ぶ直線
が垂直線上となるよう備えられることもある。

【００１２】更に、好適には前記切断面離間手段が、前
記クランプ手段の移動機構からなり、同移動機構が、前
記クランプ手段を垂直方向に移動させる機構であるか、
或いは前記クランプ手段を水平方向に移動させる機構で
あることが望ましい。

【００１３】ところで、従来から複数の形材を同一のバ
イスにより把持して同時に切断する場合には、例えば各
形材には成形時に交縒の範囲内で誤差が生じるため、全
ての形材を均等な把持力をもって把持することが不可能
に近い。一方、切断時に形材に作用する荷重は極めて大
きく、そのため均等で且つ必要な把持力が作用していな
い形材は切断中に元の位置から変位しやすくなると共
に、例えば薄肉の形材である場合には、切断中の切断位
置の変化は同形材に好ましくない変形をもたらす。切断
が終了して前記切断荷重から解放されると同時に弾性的
に原形に復帰するが、そのとき切断刃が後退動作に入る
と同後退動作により切断済みの製品形材が再切削されか
ねず、再切削された形材は全く製品価値を失う。

【００１４】これに対して、本発明の上記構成を備えた
本発明の好ましい態様によれば、例えば長尺の形材から
所定の長さの製品形材を、先ず上下バイスの間を通し
て、予め決められた切断位置に長尺の形材を移送して位
置決めするが、このとき切断刃の設定角度は前記角度に
セットされており、当然に切断刃は非切断位置である待
機位置で待機している。形材の位置決めが終わると、ク
ランパーが操作され上下バイス間で同形材を強固に把持
し、次いで駆動回転している切断刃を形材の切断線に沿
って走行させ、同形材を所定の長さをもつ製品形材に切
断する。この切断操作が終了すると同時に、切断面離間
手段が作動して製品形材の両端切断面が各切断刃から離
間させる。

【００１５】このとき、ほぼ同時に切断刃は後退を開始
するが、その後退時には既に製品形材の両端切断面は前
記切断刃の後退路と干渉しない位置まで離れているた
め、切断刃の後退動作によって製品形材の切断面に再切
削がなされることはない。従って、切断刃が回転してい
る状態で後退動作をしても製品形材の切断面と切断刃と
が干渉することがなく、製品形材の切断面を損傷させる
こともない。切断刃が待機位置に戻ると、切断面離間手
段が前述とは反対の動作をしてバイスを当初の形材セッ
ト位置に戻る。以上の操作が繰り返されて、長尺の形材
から順次所定の長さをもつ高品質の製品形材が連続的に
且つ高速に製造される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図示例に基づいて具体的に説明する。本発明に係る形
材の切断方法にあっては、少なくとも長尺の形材を予め
決められた切断位置にてクランパにより固定して位置決
めする工程と、切断刃を前記形材に向けて前進させ、切
断刃が同形材を横断して切断する工程と、前記形材の切
断面を、同形材を切断すべく横断した切断刃の走行路か
ら離間させる工程と、切断刃が前記走行路を通って元の
位置に後退する工程とを備えている。

【００１７】図１及び図２は、本発明の代表的な１実施
例を示しており、図１は形材切断後の切断刃が後退する
ときの状態を概略的に示した正面図、図２は同切断後の
クランパーの挙動を概略的に示す横断面図である。

【００１８】図示装置にあっては、円盤状の一対の回転
切断刃２が製品形材１ａの切断長に等しい間隔をおいて
配設されており、前記一対の切断刃２が同時に作動して
長尺の形材１を切断し、所定の長さの製品形材１ａを得
る。しかも、その切断後の両切断面の延長線を直交させ
るように、それぞれの切断刃２が垂直面に対して45°の
傾斜角をもって設置される。従って、前記一対の切断刃
２は４５°の交差角をもって所定の間隔をおいて配設さ
れており、各切断刃２の駆動源である一対のモータ３は
シリンダー等の作動によって図１の紙面と直交する方向
に往復動自在に支持される。

【００１９】また、本実施例によれば前記切断刃２の設
定角度はモータ３と共に任意に変更できると共に、一対
の切断刃２の設置間隔をシリンダー５により調整変更し
得る。図３は各切断刃２の設定角度と設置間隔を変更す
る機構の一例を概略的に示している。同図によれば、切
断刃２は紙面の上下方向に２本のレール部材４に沿って
往復動自在に構成されている。即ち、前記レール部材４
には図示せぬ制御部からの指令により制御動作する自走
式の第１シリンダー５が設けられており、その第１シリ
ンダー５には前記レール部材４に直交させて第２シリン
ダー６が固設されている。第２シリンダー６のシリンダ
ーロッド６ａにはアーム７の一端が固設されており、同
アーム７の他端にサーボモータ８が固設されている。こ
のサーボモータ８の出力軸８ａは前記アーム７の貫通孔
に遊挿されて、その端部が切断刃２の駆動モータ３の出
力軸３ａと直交させて同駆動モータ３の本体３ｂに固設
されている。

【００２０】更に、本実施例によれば基台９の上方にあ
って、長尺の形材１の長手方向に配された上記一対の切
断刃２の中間位置に本発明の特徴部をなす同形材１を長
手方向に２箇所で把持固定する一対のクランパー１０が
設置されている。各クランパー１０の代表的な構成例を
図１及び図２に示している。これらの図に示すように、
各クランパー１０は基台９に直接設置された切断面離間
用サーボモータ１１と、同サーボモータ１１により所望
の回転数で制御回転するネジ棒１２と、同ネジ棒１２の
回転により所望の行程を互いが接近・離反する一対のバ
イス支持部材１３と、一対の前記支持部材１３の接離動
作に応じて上下動するバイス１４とを備えている。

【００２１】一対の前記バイス支持部材１３を互いに接
近・離反させるため、前記ネジ棒１２は右ネジと左ネジ
とにより長手方向に２分されている。前記バイス支持部
材１３は、その各下端部が基台９の上面に前記ネジ棒１
２と平行に形成された摺動溝１５に嵌め込まれ、前記ネ
ジ棒１２の回転によって同摺動溝１５に沿って摺動自在
とされている。また、一対の同バイス支持部材１３の各
上端は相対する側に下傾斜する傾斜端とされ、同傾斜端
が前記バイス１４の下面に形成された案内溝１６に嵌め
込まれる。

【００２２】前記バイス１４は断面が略コ字状をなした
枠材１７と、同枠材１７の上枠部１７ａの上面に固設さ
れたクランプ用シリンダー１８と、前記上枠部１７ａに
挿通された前記クランプ用シリンダー１８のロッド端１
８ａに固着されてなる上部バイス１４ａとからなり、前
記枠材１７の下枠部１７ｂが下部バイスを構成する。こ
の下部バイスである下枠部１７ｂの下面中央を残して左
右が外側に向けて上向き傾斜面をなしており、その左右
の上向き傾斜面に沿って上記案内溝１６が形成されてお
り、既述したとおりこの案内溝１６に沿って上記バイス
支持部材１３の各上端が摺動する。そのため、同バイス
支持部材１３の上端傾斜面と前記下枠部１７ｂの上向き
傾斜面とがなす傾斜角は一致している。

【００２３】さて、以上のように構成された本実施例装
置により長尺の形材１から所定の長さの製品形材１ａ
を、両端部を４５°の角度をもって同時に切断する際の
操作手順を説明すると、先ず上部バイス１４ａと下部バ
イス１７ｂとの間を通して、予め決められた切断位置に
長尺の形材１を移送して位置決めする。このときの長尺
形材１の移送及び位置決めは、人手によって、或いは公
知の自動的な移送機構によってなされる。また、このと
き切断刃２の角度設定用サーボモータ８の回転により、
形材１に対する切断刃２の切断角度が４５°にセットさ
れている。また、当然に切断刃２は駆動モータ３と共に
非切断位置である待機位置に戻っている。

【００２４】形材１の位置決めが終わると、クランプ用
シリンダー１８が作動して上部バイス１４ａを押し下
げ、下部バイス１７ｂとの間で同形材１を強固に把持す
る。次いで、第２シリンダー６が作動を開始して駆動モ
ータ３によって駆動回転している切断刃２を形材１の切
断線に沿って移動させ、同形材１を切断して所定の長さ
をもつ製品形材１ａに加工する。この切断操作が終了す
ると同時に、切断面離間用サーボモータ１１が始動し
て、ネジ棒１２を回転させ、同ネジ棒１２に螺合する一
対のバイス支持部材１３を接近方向に移動させる。この
一対のバイス支持部材１３の接近移動により、バイス１
４は瞬間的に所定の距離を上方に移動して、製品形材１
ａの両端切断面が各切断刃２から離間する。

【００２５】このとき、ほぼ同時に第２シリンダー６が
後退方向に作動を開始するが、その後退動作時には既に
製品形材１ａの両端切断面は前記切断刃２の走行路と干
渉しない位置まで離れているため、切断刃２の後退動作
によって製品形材１ａの切断面に再切削などがなされる
ことはない。従って、切断刃２が回転している状態で後
退動作をしても製品形材１ａの切断面と切断刃２とが干
渉することがなく、製品形材１ａの切断面を損傷させる
こともない。

【００２６】切断刃２が待機位置に戻ると、切断面離間
用サーボモータ１１は逆回転して一対のバイス支持部材
１３を当初の離間距離に戻し、同時にバイス１４も図示
せぬ引っ張りスプリングの付勢により当初の形材セット
位置に戻る。以上の操作が繰り返されて、長尺の形材１
から順次所定の長さをもつ製品形材１ａが作られる。

【００２７】図４は、本発明の他の実施例を示してお
り、同実施例によれば切断刃２は水平にセットされた長
尺形材１を直角に横断して、順次所定の長さの製品形材
１ａを切断するものであり、同図において１個の切断刃
２が紙面の手前から垂直方向に走行する。従って、この
例では切断刃２の走行路から切断後の製品形材１ａを離
間させるには、同製品形材１ａの切断面を切断刃２の円
盤面と直交する方向に移動させる必要がある。

【００２８】そこで、本実施例ではクランパー１００の
バイス１４０を長尺形材１の長手方向に沿って移動させ
るようにしている。そのため、前記バイス１４０は上記
実施例と同様に、断面が略コ字状をなした枠材１７０
と、同枠材１７０の上枠部１７０ａの上面に固設された
クランプ用シリンダー１８０と、前記上枠部１７０ａに
挿通された前記クランプ用シリンダー１８０のロッド端
１８０ａに固着されてなる上部バイス１４０ａとからな
り、前記枠材１７０の下枠部１７０ｂが下部バイスを構
成する。

【００２９】しかして、前記下枠部１７０ｂはブロック
状をなしており、直接基台９０の上面に形成された図示
を省略した摺動溝に嵌合して、同摺動溝に沿って摺動自
在とされている。そして、前記下枠部１７０ｂには全体
に同一方向のネジが切られたネジ棒１２０が螺合してお
り、同ネジ棒１２０の一端は切断面離間用のサーボモー
タ１１の出力軸と結合されている。

【００３０】いま、複数本の長尺形材１を側面同士が密
着するようにして並列させ、前記切断刃２により同時に
切断する場合について、同切断装置の操作手順を説明す
ると、先ず長尺の形材１を切断位置にセットしたのち、
前記クランプ用シリンダー１８０を作動させて同形材１
を上下バイス１４０ａ，１７０ｂにより強固に把持固定
する。次いで、切断刃２を前記形材１と直交するように
水平に走行させて、複数の形材１を同時に切断して製品
形材１ａを得る。この切断が終了すると同時に、前記切
断面離間用のサーボモータ１１が始動して、製品形材１
ａと共にバイス１４０を切断刃２から離間する方向（図
４の右方向）に移動させる。この移動の開始とほぼ同時
に切断刃２は元の待機位置に戻る。

【００３１】ところで、本実施例のように複数の形材１
を同一のバイス１４０により把持して同時に切断する場
合には、既述したように、例えば各形材１には成形時に
生じる回避できない誤差があるため、全ての形材１を均
等な把持力をもって把持することが不可能である場合が
多い。一方、切断時に形材１に作用する荷重は極めて大
きく、そのため均等で且つ必要な把持力が作用していな
い形材１は切断中に僅かではあっても元の位置から変位
しやすい。この変位した状態で切断がなされると、製品
価値を失いかねない。また、例えば薄肉の形材１である
場合には、切断中の切断位置の変化は同形材１に好まし
くない変形をもたらす。そして、切断が終了して前記切
断荷重から解放されると同時に弾性的に原形に復帰する
が、そのとき切断刃２が後退動作に入ると同後退動作に
より切断済みの製品形材１ａが再切削されかねず、再切
削された形材は全く製品価値を失う。

【００３２】これに対して、本発明の上記実施例による
複数本の形材１を同一バイスにて把持して同時に切断加
工を行う場合にあっては、全形材１の切断終了までは切
断刃２は一方向に走行するだけであるため、形材１の中
には僅かに変位するものがあっても許容範囲にあること
から、そのまま切断を進行させるが、全形材１の切断が
終了すると、バイス１４０と共に切断刃２が全製品形材
１ａの切断面から離間するため、切断刃２の後退時には
切断刃２が各形材に接触することがなく、再切削などに
よる切断面に対する損傷の発生がない。

【００３３】本発明は、要するに原材である形材１の切
断後に製品形材１を切断刃２から離間手段により離すこ
とが肝心であって、上記実施例は単なる代表例を示した
に過ぎず、当業者であれば多様な変形が可能であること
はいうまでもない。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明からも明らかな如く、本発明
による形材の切断方法及び切断装置によれば、切断中に
作用する切断荷重の影響により形材が多少の変位或いは
弾性変形を生じても、切断終了直後に切断後の製品形材
の切断面を離間手段により切断刃から離間させた後に、
切断刃を後退させるため、後退動作中の同切断刃が製品
形材の切断面と干渉することがなくなり、前記切断面が
切断刃により再び切削されることがなく、切断面を損傷
させることなく製品価値が失われるようなこともない。

【００３５】また、本発明の上記構成により従来のよう
な専用の治具が不要となるため、作業が簡素化でき、生
産性が著しく向上し、更には切断終了後の切断刃の後退
動作を高速化できるため、生産性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施例装置を示す切断刃に対
する製品形材の離間状態にあるときの正面図である。

【図２】切断後のクランパーの挙動を概略的に示す横断
面図である。

【図３】切断刃の角度設定機構例及び切断位置変更機構
例を示す側面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す正面図である

【符号の説明】

１ （長尺な）形材 １ａ 製品形材 ２ 切断刃 ３ 駆動モータ ３ａ 出力軸 ３ｂ 駆動モータ本体 ４ レール部材 ５ 第１シリンダー ６ 第２シリンダー ６ａ シリンダーロッド ７ アーム ８ サーボモータ ９ 基台 １０ クランパー １１ 切断面離間用サーボモータ １２ ネジ棒 １３ バイス支持部材 １４ バイス １４ａ 上部バイス １５ 摺動溝 １６ 案内溝 １７ 枠材 １７ａ 上枠部 １７ｂ 下枠部（下部バイス） １８ クランプ用シリンダー １８ａ ロッド端

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺の形材(1) を予め決められた切断位
   置にて固定し、位置決めする工程と、 切断刃(2) を前記形材(1) の横断方向に前進させ、切断
   刃(2) により同形材(1) を横断方向に切断する工程と、 切断終了後であって切断刃(2) の後退動作の始動時に、
   前記形材(1) の切断面を切断刃(2) から離間手段(11 〜
   13) により離間させる工程と、 前記切断刃(2) が前記走行路を通って待機位置に後退す
   る工程と、を含んでなることを特徴とする形材の切断方
   法。
2. 【請求項２】 前記切断面の離間方向が垂直方向である
   請求項１記載の切断方法。
3. 【請求項３】 前記切断面の離間方向が水平方向である
   請求項１記載の切断方法。
4. 【請求項４】 位置決めされた形材(1) を固定するクラ
   ンプ手段(14)と、 前記形材(1) の切断方向に往復動可能な切断刃(2) を有
   する切断手段と、 切断された形材(1a)の切断面を前記走行路より離間させ
   る切断面離間手段(11〜13) と、を備えてなることを特
   徴とする形材の切断装置。
5. 【請求項５】 前記切断刃(2) は、形材(1) の切断面を
   形材の長手方向と直交する面に対し傾斜する傾斜面とす
   るように所望の角度に変更可能に備えられてなる請求項
   ４記載の切断装置。
6. 【請求項６】 前記切断刃(2) は、形材(1) の切断面が
   形材(1) の長手方向と直角になるよう備えられてなる請
   求項４記載の切断装置。
7. 【請求項７】 前記切断手段は左右一対の円盤状切断刃
   (2) を有し、各切断刃(2) がその回転中心と刃先とを結
   ぶ直線の延長線上で交差するよう備えられ、形材(1) が
   所定の長さをもって同時に切断される請求項４記載の切
   断装置。
8. 【請求項８】 前記切断手段は左右一対の円盤状切断刃
   (2) を有し、各切断刃(2) がその回転中心と刃先とを結
   ぶ直線が垂直線上となるよう備えられ、形材が所定の長
   さをもって同時に切断される請求項４記載の切断装置。
9. 【請求項９】 前記切断面離間手段(11 〜13) が、前記
   クランプ手段(14)の移動機構からなる請求項４〜８のい
   ずれかに記載の切断装置。
10. 【請求項１０】前記移動機構が前記クランプ手段(14)を
    垂直方向に移動させる機構である請求項９記載の切断装
    置。
11. 【請求項１１】前記移動機構が前記クランプ手段(14)を
    水平方向に移動させる機構である請求項９記載の切断装
    置。