JPH10109215A - 板材の剪断方法および剪断機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バリの発生を抑制し、しかも、ボウ、ツイス
トも完全に抑制すると共に多種の板材に対応できるよう
にする。 【解決手段】 板材Ｗを支承するテーブル９に下刃６７
を設け、この下刃６７に隣接して第１ラム３７により移
動自在に設けた逆押え刃３５と、この逆押え刃３５に対
向し第２ラム３３により移動自在な上刃２３と、この上
刃２３に隣接し下刃６７に対向し板材Ｗを押圧、解放自
在な板押え刃１９を設けた。そして、最適な切込量を設
定するラム駆動制御装置７５に設けたラム駆動制御部８
１により、逆押え刃３５の位置を可変設定するストッパ
６１を備えたストッパ装置５１を第１ラム３７に連接し
て設けた。而して、バリの発生、ボウ、ツイストの発生
を完全に抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、板材の剪断方法
および剪断機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属板材の直線刃による切断は、
シャー角のある上刃を上下に駆動し、テーブルに設けら
れた下刃との間で板材を剪断するのが一般的である。

【０００３】すなわち、図１２および図１３に示されて
いるごとく、剪断機１０１は、テーブル１０３上にワー
クＷが載置され板押え１０５にて押圧固定される。前記
テーブル１０３には下刃１０７が装着されていて、一
方、上刃１０９は上下動自在な上部テーブル１１１に設
けられている。

【０００４】上記構成により、図１３に示されているご
とく、上刃１０９にはシャー角θが付けられているの
で、ワークＷを切断する際は図１３の図中に矢印Ｓの方
向に少しずつ剪断分離されていく。

【０００５】また、特開平６−３２０３２５号公報ある
いは特開昭５７−８９５１５号公報に記載の剪断機が知
られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の上刃１０９にシャー角θの付いた剪断機１０１で
は、上刃１０９にシャー角θがあり一方向から少しずつ
剪断分離されてゆき、剪断の過程でワークＷが板押え１
０５のみで固定されている。このため、切り落とされた
側のワークＷはフリーで上刃１０９により曲げ変形を受
けた状態で剪断、分離するため図１４，図１５に示され
ているごとくバリが発生する。さらに、図１６に示され
ているごときボウ（曲がり）が発生したり、図１７に示
されているごときツイスト（ねじれ）が発生したりす
る。

【０００７】ボウ、ツイストの発生を避けるためにはシ
ャー角θをゼロにすればある程度抑えられるが、バリの
発生は破断が伴う加工原理上不可避である。これらの対
策として、特開平６−３２０３２５号公報や特開昭５７
−８９５１５号公報にて知られている剪断機等の技術は
ある程度有効である。しかし厳密にはバリの発生は、板
厚と材質によって異なってくる。板厚が異なれば適した
切込量も変るし、例えば同じ板厚でも材質が異なれば、
剪断面と破断面の分布も異なるので、板厚及び材質に応
じた剪断終了付近まで上刃１０９を喰い込ませるのが望
ましい。しかし前記従来技術は、下刃１０７に対して上
刃１０９を喰い込ませる位置を調整できるようになって
いないため、板厚及び材質に応じたきめ細やかなバリの
抑制ができないものである。

【０００８】この発明の目的は、多種の板材に対応した
バリ発生と、ボウ、ツイストの抑制効果の大きい板材の
剪断方法および剪断機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明の板材の剪断方法は、板材の
剪断方法にして、次の工程よりなることを特徴とするも
のである。

【００１０】（Ａ） 固定した下刃を備えたテーブル上
に板材を位置決め載置すると共に、板押え刃にて板材を
前記テーブル上に押圧固定する第１工程。

【００１１】（Ｂ） 前記下刃にクリアランスをほぼゼ
ロにて隣接し上下自在に設けたレーキ角がほぼゼロの逆
押え刃と、この逆押え刃に対向し上下自在に設けたレー
キ角がほぼゼロの上刃にて板材を挾圧した状態のまま板
材の板厚，材質などに応じて所定量上刃にて板材を剪断
する第２工程。

【００１２】（Ｃ） 前記逆押え刃と板押え刃とによる
押圧固定状態のまま逆板押え刃と下刃のパスラインが同
一になる位置まで上昇せしめて板材を剪断する第３工
程。

【００１３】（Ｄ）前記上刃を後退せしめると共に、前
記板押え刃を後退せしめる第４工程。

【００１４】また、請求項２によるこの発明の剪断機
は、上刃と下刃の協働により板材を剪断加工する剪断機
にして、板材を支承するテーブルに設けた固定の下刃
と、この下刃にクリアランスがほぼゼロにて隣接して第
１ラムにより板材接触端がパスライン位置まで移動自在
の逆押え刃と、この逆押え刃に対向し第２ラムにより上
下自在の上刃と、前記下刃方向に板材を押圧、解放自在
で前記逆押え刃にクリアランスがほぼゼロに隣接する板
押え刃とを設け、前記第１ラム、第２ラムの少なくとも
一方のラム位置を検出するラム位置検出装置を設けると
共に、板材の板厚、材質などの材料条件を入力せしめる
材料条件入力部と、この材料条件入力部に入力された材
料条件に対応した上刃切込量を決定する切込量決定部と
を有するラム駆動制御装置を設けてなることを特徴とす
るものである。

【００１５】更に、請求項３によるこの発明の剪断機
は、請求項２の剪断機において、前記ラム制御駆動装置
は、モータと、このモータに連結されたウオーム軸と、
このウオーム軸に噛合したウオームホイールと、このウ
オームホイールの軸芯に螺合したストッパと、より構成
される切込量制御用のストッパ装置を有することを特徴
とするものである。

【００１６】上述した請求項１乃至３による板材の剪断
方法および剪断機とすることにより、板材を剪断するの
に第１乃至第４工程にて剪断し、各刃はシャー角をゼロ
として板材の板厚に応じ上下両方向から２工程で剪断加
工を行うので、バリの発生を抑制すると共にボウ、ツイ
ストを完全に抑制し、多種の板材に対応できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１８】図１，図２および図３を参照するに、剪断
機１を構成するフレーム３は、前部フレーム５と後部フ
レーム７より構成され、前記前部フレーム５には板材Ｗ
を載置するテーブル９が設けられ、前板１１を介して板
押え装置１３が取り付けられている。

【００１９】この板押え装置１３の詳細構成は、図２，
図３および図５に示されているごとく、前記前板１１の
下面に板押え用流体圧作動のシリンダ１５が設けられ、
このシリンダ１５に内蔵されたピストンロッド１７の下
部には図２において紙面に対して直交する方向に延伸し
た板押え刃１９が一体的に設けられている。この板押え
刃１９は板材Ｗの搬入に支障のない位置で板押え刃ガイ
ド２１にガイドされつつ図３に示されている詳細を後述
する上刃２３に向って上下動自在に挾持されている。ま
た、前記板押え刃ガイド２１は板押えガイドホルダ２５
とガイド固定ブロック２７により構成され前記板押え刃
１９を位置調整自在に保持し、板材Ｗの剪断加工時に板
押え刃１９が加工反力により図２左方向へ移動してブレ
ードクリアランスが広がらないように規制している。

【００２０】更に、前記板押え刃１９の下面両側に板押
え刃復帰用スプリング２９により常時上方向に付勢され
たリターンピン３１が前記テーブル９の板材Ｗの搬入に
支障のない位置に内蔵されている。

【００２１】上記構成により、シリンダ１５を作動せし
めピストンロッド１７を下降せしめ板押え刃１９にてテ
ーブル９上に載置した板材Ｗを挾持保持する。また、シ
リンダ１５への圧力流体を排出すると、板押え刃復帰用
スプリング２９の弾撥力によりリターンピン３１が突出
し板押え刃１９を上昇せしめて元の位置へ復元する。

【００２２】前記後部フレーム７には、図３に詳細が示
されているごとく、上刃２３を支持した第２ラム３３と
逆押え刃３５を支持した第１ラム３７が設けられ、後部
フレーム７に設けられたスライド案内部３９Ｂ，３９Ａ
にそれぞれ摺動自在に保持されている。前記第１ラム３
７と第２ラム３３の駆動源として流体シリンダ４１，４
３が前記後部フレーム７の下方および上方に各々設けら
れている。このシリンダ４１，４３にはピストンロッド
４５，４７がそれぞれ装着されている。

【００２３】更に、前記シリンダ４１の下方には加工位
置制御用のストッパ装置５１が設けられている。より詳
細には、図４を併せて参照するに、ストッパ装置５１
は、図示省略の駆動モータに連結されたウオーム軸５３
と、このウオーム軸５３と噛合したウオームホイール５
７が各々ケーシング５５に回転自在に支承され、このウ
オームホイール５７は軸芯部が中空であり、その内側壁
にネジ部５９が形成され、この中にストッパ６１が螺合
している。ストッパ６１の下部は、キー溝６３が形成し
てあり、ケーシング５５側に設けたキー６５が係合し
て、ストッパ６１の回り止めとなっている。また、スト
ッパ６１の上面は前記シリンダ４１内のピストンロッド
４５に当接するようになっている。

【００２４】上記構成により、モータ（図示省略）の駆
動により、ウオーム軸５３が回転しウオームホイール５
７は回転すると、ウオームホイール５７の軸芯に螺合し
たストッパ６１は上下方向へ移動し、即ちストッパ６１
の上面位置を制御することにより、第１ラム３７、即ち
逆押え刃３５の下降端位置を所望の値に決めることがで
きる。

【００２５】前記テーブル９には固定の下刃６７が設け
られ、第１ラム３７の上死点で逆押え刃３５の上面と下
刃６７の上面およびテーブル９の上面と一致するように
設けられている。そして、この下刃６７と前記板押え刃
１９，上刃２３，逆押え刃３５は、いずれもシャー角は
ゼロであり、下刃６７と逆押え刃３５，上刃２３と板押
え刃１９の各々クリアランスはほぼゼロに設定されてい
る。

【００２６】前記後部フレーム７には既に公知の構成で
あるバックゲージ装置６９が設けられていて、流体圧作
動のシリンダ７１の作動により前後進自在なバックゲー
ジ７３により所望の位置に板材Ｗを位置決めすることが
できる。

【００２７】上述したごとき構成により、その作用とし
ては、初めに４つの工程について説明する。

【００２８】図１および図６乃至図９を参照するに、図
６には第１工程が示されていて、テーブル９上に載置さ
れた板材Ｗはバックゲージ装置６９のバックゲージ７３
に突当て位置決めされ、板押え装置１３に設けた板押え
刃１９をシリンダ１５の作動により下降せしめて、テー
ブル９と協働して板材Ｗを挾圧固定する工程である。

【００２９】図７には第２工程が示されていて、シリン
ダ４３の作動により第２ラム３３を下降せしめ、上刃２
３を下降せしめ板材Ｗを第１剪断加工工程が施される。
なお、この際、逆押え刃３５は一定の背圧で板材Ｗを拘
束しながら同時に下降させられる。

【００３０】図８には第３工程が示されていて、逆押え
刃３５がシリンダ４１の作動により第１ラム３７の上昇
と共に上昇し第２剪断加工工程が施される。なお、この
際、上刃２３は一定の背圧で板材Ｗを拘束しながら同時
に上昇すると共に逆押え刃３５の上面は下刃６７の上面
の面一まで上昇する。このことにより、バリが成長する
のを押えると共に、バリを内側へ引き戻すことによりカ
エリがなくなる。

【００３１】図９には第４工程が示されていて、板押え
装置１３に設けた板押え刃１９を上昇せしめると共に、
上刃２３を上昇せしめて切断終了した製品を排出する。

【００３２】上記第１工程により第４工程までが板材Ｗ
の剪断加工工程の概要である。

【００３３】次に、図１１に示されているラム駆動制御
装置７５を併せて参照しつつ加工工程である第１工程に
より第４工程について更に詳細に説明する。

【００３４】まず、図１１に示されたラム駆動制御装置
７５の構成は、メモリー（データテーブル）７６，切込
量決定部７７，切込量駆動制御部７９，ラム駆動制御部
８１および材料条件入力部８３からなっており、切込量
決定部７７では材料条件入力部８３から板厚，材質を、
メモリー７６からデータを入力せしめて切込量を決定
し、この切込量決定部７７で決定した切込量が切込量駆
動制御部７９，ラム駆動制御部８１にそれぞれ入力され
る。そして、ラム駆動制御装置７５へはバックゲージ装
置６９の突当検出が入力されると共に、第１，第２ラム
３７，３３の動きを検知するラム位置検出器８５Ａ，８
５Ｂの検知信号は前記ラム駆動制御部８１に入力され
る。

【００３５】また、ラム駆動制御部８１は前記第１，第
２ラム３７，３３を電磁切換弁８７Ａ，８７Ｂを制御し
たり、ストッパ６１を備えたストッパ装置５１に設けた
モータ８９（例えばエンコーダ付き電動モータ）を制御
する。

【００３６】上述したラム駆動制御装置７５を用いて加
工工程である第１工程より第４工程について更に詳細に
説明する。

【００３７】図１および図１１を参照するに、第１工程
は、板材Ｗをテーブル９上に載置し、バックゲージ装置
６９にて板材Ｗを所望位置に位置決めし、板押え刃１９
を下降し板材Ｗをクランプする。板押え動作の終了はプ
レッシャスイッチ（図示省略）などで検知し第２工程に
移行する。

【００３８】第２工程は、まず、剪断する板材Ｗの板厚
および材質により第２工程の剪断加工終了位置を設定す
る。一般的には板厚の７０％程度の喰い込み加工し、次
に逆方向に戻すことが考えられるが、板厚や材質によっ
て最適喰い込み量は変ってくる。こうしたデータを実験
等に基づきメモリー７６にメモリしておく。そして加工
する板材Ｗの板厚，材質を材料条件入力部８３より入力
（自動検出してもよい）すると、切込量決定部７７はメ
モリー７６のデータテーブルを参照して、切込量を決定
し、この値を切込量駆動制御部７９やラム駆動制御部８
１に送信する。

【００３９】ストッパ装置５１のモータ８９は切込量駆
動制御部７９の指令に従って制御され、板厚によって違
ってくる第１工程の剪断加工終了位置を調整、設定でき
るようになっている。より詳細には、図４と図１１を参
照するに、ストッパ６１の位置調整はモータ８９（エン
コーダ付き電動モータ）が設定量まで回転し、ウオーム
軸５３を回転させてウオームホイール５７を廻し、この
ウオームホイール５７に螺合したストッパ６１を上下動
して位置設定を行なう。

【００４０】そして、シリンダ４３を駆動せしめて第２
ラム３３を下降方向へ移行させて板材Ｗに当接し剪断加
工を開始する。この剪断加工の間は第１ラム３７を備え
たシリンダ４１はシリンダ４３の駆動圧より低い一定の
背圧を保持した状態で第２ラム３３の下降につれて下降
する。したがって、板材Ｗはこの間完全に拘束され加工
力による各種の変形を生じない状態でストッパ６１に当
接するまで第２工程の剪断工程が行なわれる。なお、ス
トッパ６１への当接検出はシリンダ４３に設けた圧力検
出器や、ラム位置検出器の信号変化で検出することも可
能だし、別途にドグとリミットスイッチ等を設け、メカ
的に検出してもよい。

【００４１】第３工程は、シリンダ４１を作動せしめ第
１ラム３７を上昇せしめて板材Ｗを前記第２工程終了位
置から元の位置であるパスラインまで復帰させて第３工
程の剪断加工を終了する。この第３工程の剪断加工中は
第２ラム３３を作動せしめるシリンダ４３はシリンダ４
１の駆動圧より低い一定の背圧を保持した状態なので第
１ラム３７の上昇につれ同量だけ上昇する。したがっ
て、第２工程と同様に板材Ｗはこの間上刃２３と逆押え
刃３５とで完全に拘束された状態で第３工程の剪断加工
が行なわれることになる。なお、第２工程，第３工程で
は、シリンダ４１，４３が駆動時、従動時に圧を変える
必要があるが、特に特殊な回路ではないので詳細な説明
は省略する。

【００４２】次に第４工程は、タイマー設定あるいはシ
リンダ４１が上昇端に達したことをプレッシャスイッチ
（図示省略）等で検出するなどの手段で加工完了を検知
し、板押え装置１３を解除、上刃２３を上昇させて加工
を完了する。

【００４３】上述したごとき動作により、図１０に示さ
れているごとく、上下方向から二工程で剪断加工が行な
われ、かつ板厚，材質に応じ初めの喰い込み量を最適に
調整可能なためバリの発生を極力抑えることができる。
また、剪断加工中の板材Ｗは常に完全に拘束されている
ため、加工力や切り落とされた側の板材Ｗの重量による
変形を受けず、すべての刃１９，２３，３５，６７はシ
ャー角ゼロであるため、ボウ、ツイストが生じることも
ない。

【００４４】なお、この発明は前述した発明の実施の形
態の例に限定されることなく、適宜な変更を行なうこと
により、その他の態様で実施し得るものである。例え
ば、本実施の形態の例では喰い込み量の設定をストッパ
位置の設定によりメカ的に決定したが、図１１に見るラ
ム位置検出器８５Ａ，８５Ｂの信号によるフィードバッ
クを厳密に見てシリンダをサーボ制御することのみで設
定も可能である。また、流体圧作動のシリンダ４１，４
３による剪断機１としたがメカニズム方式の剪断機とし
ても良く、剪断加工の方向性と板材に背圧を与える方式
は限定するものでない。

【００４５】

【発明の効果】以上のごとき実施の形態の例から理解さ
れるように、請求項１乃至４によるこの発明によれば、
板材の板厚，材質に応じ喰い込み量を可変して最適に制
御せしめると共に、シャー角をゼロとし板材を完全拘束
することにより、ボウ、ツイストを完全に抑制可能と
し、両方向から２つの工程で剪断加工を行うことによ
り、バリの発生を防止することができると共に多種の板
材に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の主要部を示し、剪断機の断面説明図
である。

【図２】図１におけるII矢視部の拡大断面説明図であ
る。

【図３】図１におけるIII 矢視部の拡大断面図である。

【図４】図１におけるIV矢視部の拡大断面説明図であ
る。

【図５】図１における左側より見た正面説明図である。

【図６】第１工程を示す作用説明図である。

【図７】第２工程を示す作用説明図である。

【図８】第３工程を示す作用説明図である。

【図９】第４工程を示す作用説明図である。

【図１０】板材剪断状態を示す作用説明図である。

【図１１】この発明の制御装置を示す説明図である。

【図１２】従来例を示し、剪断機の側面断面説明図であ
る。

【図１３】図１２における左側より見た正面説明図であ
る。

【図１４】従来例を示し、剪断時のバリを示す作用説明
図である。

【図１５】従来例を示し、カエリを示す説明図である。

【図１６】従来例を示し、ボウを示す説明図である。

【図１７】従来例を示し、ツイストを示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 剪断機 ９ テーブル １３ 板押え装置 １９ 板押え刃 ２３ 上刃 ３３ 第２ラム ３５ 逆押え刃 ３７ 第１ラム ５１ ストッパ装置 ５３ ウオーム軸 ５７ ウオームホイール ６１ ストッパ ６７ 下刃 ７５ ラム駆動制御装置 ７６ メモリー ７７ 切込量決定部 ７９ 切込量駆動制御部 ８１ ラム駆動制御部 ８３ 材料条件入力部 ８５Ａ，８５Ｂ ラム位置検出器 ８９ モータ Ｗ 板材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板材の剪断方法にして、次の工程よりな
   ることを特徴とする剪断方法。 （Ａ） 固定した下刃を備えたテーブル上に板材を位置
   決め載置すると共に、板押え刃にて板材を前記テーブル
   上に押圧固定する第１工程。 （Ｂ） 前記下刃にクリアランスをほぼゼロにて隣接し
   上下自在に設けたレーキ角がほぼゼロの逆押え刃と、こ
   の逆押え刃に対向し上下自在に設けたレーキ角がほぼゼ
   ロの上刃にて板材を挾圧した状態のまま板材の板厚，材
   質などに応じて所定量上刃にて板材を剪断する第２工
   程。 （Ｃ） 前記逆押え刃と板押え刃とによる押圧固定状態
   のまま逆板押え刃と下刃のパスラインが同一になる位置
   まで上昇せしめて板材を剪断する第３工程。 （Ｄ）前記上刃を後退せしめると共に、前記板押え刃を
   後退せしめる第４工程。
2. 【請求項２】 上刃と下刃の協働により板材を剪断加工
   する剪断機にして、板材を支承するテーブルに設けた固
   定の下刃と、この下刃にクリアランスがほぼゼロにて隣
   接して第１ラムにより板材接触端がパスライン位置まで
   移動自在の逆押え刃と、この逆押え刃に対向し第２ラム
   により上下自在の上刃と、前記下刃方向に板材を押圧、
   解放自在で前記逆押え刃にクリアランスがほぼゼロに隣
   接する板押え刃とを設け、前記第１ラム、第２ラムの少
   なくとも一方のラム位置を検出するラム位置検出装置を
   設けると共に、板材の板厚、材質などの材料条件を入力
   せしめる材料条件入力部と、この材料条件入力部に入力
   された材料条件に対応した上刃切込量を決定する切込量
   決定部とを有するラム駆動制御装置を設けてなることを
   特徴とする剪断機。
3. 【請求項３】 前記ラム制御駆動装置は、モータと、こ
   のモータに連結されたウオーム軸と、このウオーム軸に
   噛合したウオームホイールと、このウオームホイールの
   軸芯に螺合したストッパと、より構成される切込量制御
   用のストッパ装置を有することを特徴とする請求項２記
   載の剪断機。