JPH10146671A - 金属板の耳屑切断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶断の際の加熱によって反ってしまう耳屑片
の熱変形した部位によって、切断手段のノズル等の切断
中の移動経路が妨げられて作業に支障が生じたり、場合
によっては該熱変形部位への接触によって該切断手段等
の設備に損傷を生じてしまうことを防止する。 【解決手段】 耳屑片３を点Ｄから点Ｃへ長手方向に切
断した後に、点Ｂから点Ｃへと短辺方向に切断すると、
寸法ＬＤで示される部分が熱変形で反ってしまう。長手
方向の切断は点Ｄから点Ａまでのみ行った後に、短辺方
向の切断を点Ｂから点Ｃへ行い、次の耳屑片の切断で点
Ａから点Ｃを通過し継続するような長手方向の切断を行
う。点Ｂから点Ｃへ切断する際に、耳屑片３は金属板母
材１に点Ａから点Ｃで接続されているため、熱変形の反
りが抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耳屑を長手方向に
沿って切断する際に、適宜、短辺方向に沿って切断する
ことにより、短冊状の複数の耳屑片に耳屑を切り離す金
属板の耳屑切断方法に係り、特に、溶断の際の加熱によ
って反ってしまう耳屑片の熱変形した部位によって、切
断手段のノズル等の切断中の移動経路が妨げられて作業
に支障が生じたり、場合によっては該熱変形部位への接
触によって該切断手段等の設備に損傷を生じてしまった
りすることがない金属板の耳屑切断方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼板等、圧延された金属板は、所定の製
品サイズに調整するために、又端部の形状不良部分を除
去するために、一般に、周囲の余り部の切断除去、即ち
耳屑処理がなされる。この耳屑は、多くが幅狭形状であ
る。ここで架台の形状や、耳屑を除去する際のハンドリ
ング、該耳屑のスクラップ収容容器の寸法制限等の面か
ら、金属板から切り離す際に耳屑は短冊状の複数の耳屑
片に切り離され、例えば長さが１．６〜６．０ｍ程度に
制限される。具体的には耳屑を長手方向に沿って切断す
る際、適宜短辺方向に沿って切断することにより、耳屑
は短冊状の複数の耳屑片に切断されていく。又このよう
な耳屑の切断には、例えばレーザ切断やガス切断等の各
種エネルギ源を用いた溶断が採用されている。

【０００３】例えば図１において、破線部分で耳屑切断
することで、図中左側において金属板母材１から金属板
製品２Ａを得ることができ、即ち図中右側に示した金属
板製品２Ｂを得ることができる。ここで金属板製品２Ａ
の周囲辺に沿った耳屑の長手方向の切断の際には、この
図１にも示される如く適宜、短辺方向にも切断がなさ
れ、これによって耳屑は複数の耳屑片に切断され、該耳
屑片の長手方向寸法が規定範囲に短く抑えられて耳屑処
理等の便宜が図られる。例えば図１では８つの耳屑片が
切り離されている。

【０００４】ここで本願の発明者を含む者でなされた、
本願発明出願時には未公開の特願平７−１５０２２５で
は、このような耳屑切断溶断の際の加熱によって反って
しまう耳屑片の熱変形した部位によって、切断手段のノ
ズル等の切断中の移動経路が妨げられて作業に支障が生
じたり、場合によっては該熱変形部位への接触によって
該切断手段等の設備に損傷を生じてしまうという問題が
指摘されている。即ち、耳屑を短冊状の複数の耳屑片と
するために適宜なされる、短辺方向に沿った溶断の加熱
によって生じてしまう、該短辺方向切断部分の反りによ
って、続く長手方向の切断中の移動経路が妨げられてし
まうという問題である。

【０００５】例えば図１に示される金属板母材１から金
属板製品２Ａを得るためにまず耳屑片３を切断する場合
は、図２に示すような耳屑の切断が行われる。この図に
示す通り金属板母材１から耳屑片３を切り離す際、点Ｄ
から切断を開始し、耳屑片３が長手方向で耳屑予定長さ
寸法ＬＡとなる点Ｃまで切断を行う。この後点Ｂから点
Ｃへと短辺方向に沿って切断を行う。このような長手方
向及び短辺方向の切断の後にも架台５によって支えられ
て存在する耳屑片３の、寸法ＬＤで示される範囲は、短
辺方向の溶断の際の加熱によって反ってしまっている。

【０００６】従ってこのような耳屑片の熱変形した部位
によって、次の耳屑片を切断すべく点Ｃから図中右方向
へ再び長手方向切断を開始する際に、あるいはこの後
に、切断ノズルの移動経路が妨げられてしまう。このよ
うに切断が妨げられると、切断面が荒れてしまったり、
切断が中断してしまったり、場合によってはこのような
熱変形した部位への接触によって切断ノズル等の設備に
損傷を生じてしまうことがある。

【０００７】このためこの特願平７−１５０２２５で
は、点Ｂから点Ｃへ切断する前に、図２において点Ｄか
ら点Ｃへと長手方向に切断する際に、点Ｃよりも更に長
めに、即ちこの図２では点Ｃより更に右側に切断するよ
うにしている。従って次の耳屑片の長手方向の切断の際
には切断ノズルは耳屑片３の熱変形部分に干渉すること
はない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この特
願平７−１５０２２５においては、図２の寸法ＬＤで示
される範囲の、耳屑片３の反りは依然存在する。金属板
から耳屑片を切り離す際に支障が生じないとしても、こ
のような反りは解消ないしは低減することが望ましい。

【０００９】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、溶断の際の加熱によって反ってしま
う耳屑片の熱変形した部位によって、切断手段のノズル
等の切断中の移動経路が妨げられて作業に支障が生じた
り、場合によっては該熱変形部位への接触によって該切
断手段等の設備に損傷を生じてしまったりすることがな
い金属板の耳屑切断方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、耳屑を長手方
向に沿って切断する際に、適宜、短辺方向に沿って切断
することにより、短冊状の複数の耳屑片に耳屑を切り離
す金属板の耳屑切断方法において、切断しようとする金
属板の、切断部からの熱変形範囲に応じて予め、変形防
止切残し寸法を定めておき、実際に耳屑片を短冊状に切
断する際には、まず、短冊状耳屑の耳屑予定長さ寸法よ
りも前記変形防止切残し寸法だけ短くなる、長手方向切
断終端位置まで耳屑の長手方向を切断し、次いで、短冊
状耳屑片の長手方向の長さが前記耳屑予定長さ寸法とな
る短辺切断開始位置で、短辺方向を切断し、又、再び次
の短冊状の耳屑片を切断する際には、前回の長手方向切
断終端位置から、今回の短冊状耳屑片が前記耳屑予定長
さ寸法よりも前記変形防止切残し寸法だけ短くなる、今
回の長手方向切断終端位置まで耳屑の長手方向を切断す
ることで、前回の耳屑片の切り離しと、今回の耳屑片の
長手方向切断とを行い、上記の長手方向切断及び短辺方
向切断を、所望の辺の耳屑切断が完了するまで繰り返す
ようにして、前記課題を解決したものである。

【００１１】以下、本発明の作用について簡単に説明す
る。

【００１２】例えば図２においては本発明では、金属板
母材１から耳屑片３を切り離す際、まず始めには点Ｄか
ら点Ｃまで一度に切断することはせず、点Ｄから点Ａま
でのみ切断する。即ち点Ｃから寸法ＬＤ程度だけ手前の
点Ａまでのみ、点Ｄから切断するようにしている。ここ
で本発明において、点Ａと点Ｃとの間隔を、変形防止切
残し寸法と称している。この変形防止切残し寸法は、切
断部からの熱変形範囲を示す寸法ＬＤに応じて予め求め
ておくものであるが、必ずしもこの寸法ＬＤと同一であ
る必要はなく、例えば種々の余裕長を考慮に入れて決定
してもよい。あるいは後述する実施形態の如く、寸法Ｌ
Ｄより長い、利用する装置に好適な寸法としてもよい。

【００１３】この後に短辺方向に点Ｂから点Ｃへと切断
を行うが、この時点Ａから点Ｃまでの部分で耳屑片３は
金属板母材１に一体となっているため、この図２の耳屑
片３に示されるような反りは生じない。次の切断経路に
なる、少なくとも点Ａから点Ｃの金属板母材１への接続
部、及びその近傍では、耳屑片３の反りは極めて小さ
い。

【００１４】この点Ｂから点Ｃへの切断の後に、次の耳
屑片を切断すべく、点Ａから図中右方向へ長手方向の切
断を開始する。該長手方向切断の際、点Ａから点Ｃまで
切断されると耳屑片３が完全に切り離される。この時若
干耳屑片３の反りは発生するが、図２の耳屑片３に示さ
れるような従来の場合に比べかなり小さくなっている。
又、この切り離しの後に反りが生じても、既にほぼ完了
している点Ｃ近傍の長手方向切断の経路の妨げとはなり
ににくく、この悪影響は少ない。

【００１５】従って本発明によれば溶断の際の加熱によ
って反ってしまう耳屑片の熱変形した部位によって、切
断手段のノズル等の切断中の移動経路が妨げられて作業
に支障が生じたり、場合によっては該熱変形部位への接
触によって該切断手段等の設備に損傷を生じてしまった
りすることがない金属板の耳屑切断方法を提供すること
ができるという優れた効果を得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の金属板
の耳屑切断方法の実施形態について詳細に説明する。

【００１７】図３は本実施形態の金属板の耳屑切断方法
について、ステップＳ１からステップＳ７まで順に、そ
の切断手順を示したものである。又符号Ａ〜Ｃは、いず
れも図２の同符号のものに対応し、それぞれ長手方向切
断終端位置、短辺切断開始位置及び短辺切断終端位置と
称するものとする。又図３において、○印は材料検知セ
ンサであり、□印は切断トーチである。この切断トーチ
は具体的に限定されるものではなく、エネルギ源として
ガスを用いるのの他、プラズマやレーザを用いるもので
もよい。

【００１８】この材料検知センサは直下の金属板の有無
を検知するものであり、金属板の端面検出等に用いられ
る。又切断トーチは直下の金属板を高温に加熱すること
で溶断する。

【００１９】この図３においてまずステップＳ１では、
短辺切断終端位置Ｃに材料検知センサがあり、金属板を
加熱溶断しながら図中下方から上方へと移動する切断ト
ーチが、長手方向切断終端位置Ａに到達している。切断
トーチが長手方向切断終端位置Ａに到達すると金属板の
溶断が中断される。ここで本実施形態において、点Ｃか
ら長手方向切断終端位置Ａまでの変形防止切残し寸法
は、５００ｍｍとされている。本実施形態では装置利用
の便宜上この変形防止切残し寸法を、前述の寸法ＬＤよ
りも長い、金属板上での切断トーチの切断点と材料検知
センサの検出点との間隔と等しい寸法としている。この
ような寸法とすれば、一連の耳屑切断における切断トー
チや材料検知センサの移動距離を短縮することができ、
切断に要する時間を短縮することができる。

【００２０】続いてステップＳ２では、材料検知センサ
によって短辺切断開始位置Ｂの端面検出を行っている。
これは直下の金属板の有無を検知しながら材料検知セン
サが点Ｃから短辺切断開始位置Ｂへと移動することで、
金属板母材１が検知されなくなる端面の短辺切断開始位
置Ｂを検知するというものである。なお材料検知センサ
と切断トーチとの、金属板母材１に平行な２次元平面上
での相対位置関係は一定であるため、材料検知センサが
点Ｃから短辺切断開始位置Ｂへと移動すると、切断トー
チは長手方向切断終端位置Ａから点Ａ’へと移動する。

【００２１】次にステップＳ３では切断トーチが短辺切
断開始位置Ｂへ移動し、短辺切断開始位置Ｂから短辺切
断終端位置Ｃへの、短辺方向の金属板母材１の溶断が開
始される。なお切断トーチが短辺切断開始位置Ｂにある
際、金属板母材１に平行な２次平面上で切断トーチに対
して一定の相対位置関係にある材料検知センサは点Ｂ’
にある。

【００２２】ステップＳ４では、長手方向切断終端位置
Ａより長手方向で先行する位置にある短辺切断終端位置
Ｃへと、切断中にあった切断トーチが到達している。短
辺方向の切断は、このステップＳ４の図中にある矢印の
ようになされる。又切断トーチが短辺切断終端位置Ｃに
到達して短辺方向の溶断が完了すると、当該切断トーチ
はステップＳ５の破線矢印に示される如く、短辺切断終
端位置Ｃから長手方向切断終端位置Ａへと、溶断を中断
したままで移動する。

【００２３】切断トーチが長手方向切断終端位置Ａに到
達すると、切断トーチは再び長手方向の溶断を開始し、
このステップＳ６の図中の矢印方向に、金属板母材１を
長手方向に切断していく。

【００２４】なお、プラズマ切断の場合には、切断トー
チが長手方向切断終端位置Ａに到達するよりも更に戻っ
た位置、例えば更に数百ｍｍ戻った位置から切断を開始
している。仮に長手方向切断終端位置Ａから切断を開始
すると、切断面が荒れて段付きになってしまう。又レー
ザ切断の場合も長手方向切断終端位置Ａより戻った位置
から切断を開始した方が好ましい。しかしながらガス切
断については、エネルギ密度が小さいので、長手方向切
断終端位置Ａから切断を開始せざるをえない。

【００２５】ステップＳ７ではこのような長手方向の溶
断が、点Ｃをも通過した状態を示している。該長手方向
溶断が点Ｃを通過すると、耳屑片３は完全に金属板母材
１から切り離され、この後は次の耳屑片３の切断とな
る。

【００２６】このように本実施形態においては、切断ト
ーチに加えて材料検知センサを用いながら、本発明が適
用された金属板の耳屑切断方法を効果的に行うことがで
きる。前述のステップＳ４の段階で短辺切断開始位置Ｂ
から短辺切断終端位置Ｃへの金属板の短辺切断が完了し
た状態においても、長手方向切断終端位置Ａと短辺切断
終端位置Ｃとの部分で耳屑片３は金属板母材１につなが
っている。このため図２を用いて前述したような、耳屑
片３の点Ｂから点Ｃの切断部からの反りは生じにくい。
このためステップＳ５の如く切断トーチ及び材料検知セ
ンサを移動したり、ステップＳ６で長手方向切断を開始
してステップＳ７の如く切断トーチ及び材料検知センサ
が図中で上方へ移動する際にも、熱変形部位による移動
経路の妨げは生じにくくなっている。従って本実施形態
によれば、溶断の際の加熱によって反ってしまう耳屑片
の熱変形した部位によって、切断手段のノズル等の切断
中の移動経路が妨げられて作業に支障が生じたり、場合
によっては該熱変形部位への接触によって該切断手段等
の設備に損傷を生じてしまったりすることがない。

【００２７】なお前述の図１の金属板母材１の破線に示
されるような耳屑切断は、例えば本実施形態では図４に
示すように行うことができる。この図４においても破線
が切断経路であり、各部での切断は近傍に図示した矢印
方向になされる。ここで符号Ｃ１〜Ｃ８は図２及び図３
の短辺切断終端位置Ｃに相当するものであり、これらＣ
１〜Ｃ７と同じ添数字のＢ１〜Ｂ７は、それぞれに対応
する図２及び図３に示した短辺切断開始位置Ｂに相当す
るものである。ここで図示が省略されているものの、図
中矢印の移動方向で、短辺切断終端位置Ｃ１〜Ｃ７のそ
れぞれの手前には、図２及び図３に符号Ａで示した長手
方向切断終端位置がある。

【００２８】この図４においては、まず点Ｄ１から耳屑
切断が開始される。なお、この点Ｄ１を含め、図中の点
Ｄ１〜Ｄ４は端部からの切断開始位置となる。

【００２９】なお短辺切断開始位置Ｂ２から短辺切断終
端位置Ｃ２への短辺方向切断の後には、点Ｃ２の手前に
ある長手方向切断終端位置から図中上方へ長手方向切断
を開始するが、該長手方向切断は点Ｃ２へ到達すると、
直角に右へ、即ち点Ｃ３の方向へ方向転換される。なお
点Ｃ４やＣ６においても同様であり、その手前の長手方
向切断終端位置から再開された長手方向切断が点Ｃ４や
Ｃ６に到達すると、右方向、即ちそれぞれ点Ｃ５あるい
はＣ７の方向へ、直角に方向転換される。

【００３０】なお、点Ｃ７側から点Ｃ８への長手方向切
断の際には、長手方向切断終端位置で切断を一時中断す
ることなく、点Ｃ８へ至り、ここで停止する。このよう
にしても耳屑片３Ｈの長手方向寸法が、耳屑片の廃棄処
理で要求される最大寸法よりも短いため問題ない。なお
この図４に示されるような耳屑切断においては、耳屑片
３Ａ〜３Ｈの長手方向の寸法は不揃いである。しかしな
がらいずれの長手方向寸法も、耳屑片廃棄上問題となる
最大寸法よりも短いため問題とはならない。

【００３１】又、図５の如く金属板母材１の破線に示さ
れるような２枚の金属板製品２Ｃ及び２Ｄを切り出す耳
屑切断は、例えば次のように行うことができる。この図
５においても破線が切断経路であり、各部での切断は近
傍に図示した矢印方向になされる。ここで符号Ｃ１〜Ｃ
９は図２及び図３の短辺切断終端位置Ｃに相当するもの
であり、これらＣ１〜Ｃ８と同じ添数字のＢ１〜Ｂ８
は、それぞれに対応する図２及び図３に示した短辺切断
開始位置Ｂに相当するものである。ここで図示が省略さ
れているものの、図中矢印の移動方向で、短辺切断終端
位置Ｃ１〜Ｃ８のそれぞれの手前には、図２及び図３に
符号Ａで示した長手方向切断終端位置がある。

【００３２】この図５においては、まず点Ｄ１から耳屑
切断が開始される。なお、この点Ｄ１を含め、図中の点
Ｄ１〜Ｄ５は端部からの切断開始位置となる。

【００３３】短辺切断開始位置Ｂ２から短辺切断終端位
置Ｃ２への短辺方向切断の後には、点Ｃ２の手前にある
長手方向切断終端位置から図中上方へ長手方向切断を開
始するが、該長手方向切断は点Ｃ２へ到達すると、直角
に右へ、即ち点Ｃ３の方向へ方向転換される。なお点Ｃ
５やＣ７においても同様であり、その手前の長手方向切
断終端位置から再開された長手方向切断が点Ｃ５やＣ７
に到達すると、右方向、即ちそれぞれ点Ｃ６あるいはＣ
８の方向へ、直角に方向転換される。

【００３４】なお、点Ｐ１では切断方向が直角に右へ転
換される。点Ｐ２では切断方向が直角に左へ転換され
る。

【００３５】なお、点Ｃ８側から点Ｃ９への長手方向切
断の際には、長手方向切断終端位置で切断を一時中断す
ることなく、点Ｃ９へ至り、ここで停止する。このよう
にしても耳屑片３Ｉの長手方向寸法が、耳屑片の廃棄処
理で要求される最大寸法よりも短いため問題ない。又点
Ｃ９へ至った後、点Ｄ５から点Ｐ２への切断は、長手方
向切断終端位置で切断を一時中断することなく行われ、
点Ｐ２へ至り、ここで停止する。

【００３６】なおこの図５においては、耳屑片３Ａ〜３
Ｉの長手方向の寸法は不揃いである。しかしながらいず
れの長手方向寸法も、耳屑片廃棄上問題となる最大寸法
よりも短いため問題とはならない。

【００３７】以上説明した通り本実施形態は、様々の状
況で本発明を適用することができる。従って本実施形態
によれば、溶断の際の加熱によって反ってしまう耳屑片
の熱変形した部位によって、切断手段のノズル等の切断
中の移動経路が妨げられて作業に支障が生じたり、場合
によっては該熱変形部位への接触によって該切断手段等
の設備に損傷を生じてしまったりすることがない。

【００３８】また本発明はこれに限定されるものではな
いが、本実施形態では前述の如く端面センサとして材料
検知センサを用いている。従って、材料検知センサで端
面の実際の位置を検知して、金属板母材のずれや大きさ
のばらつきがあっても、切断の際の端面への位置決めを
精度よく行うことができる。このため未だ切り取るべき
耳屑があるのに、耳屑切断を終了してしまうことがな
い。又、既に金属板母材１が存在しないにもかかわら
ず、不必要に耳屑切断を続行してしまうことがない。プ
ラズマ切断の場合には、金属板母材１が存在しないにも
かかわらず耳屑切断を続行して、電極を消耗してしまう
ことがない。

【００３９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、溶
断の際の加熱によって反ってしまう耳屑片の熱変形した
部位によって、切断手段のノズル等の切断中の移動経路
が妨げられて作業に支障が生じたり、場合によっては該
熱変形部位への接触によって該切断手段等の設備に損傷
を生じてしまったりすることがない金属板の耳屑切断方
法を提供することができるという優れた効果を得ること
ができる。

【００４０】ここで前述の実施形態では切断手段として
切断トーチが用いられているが本発明はこのようなもの
に限定されるものではなく、例えばプラズマ切断やレー
ザ切断を行うものも用いることができる。又本発明は特
に耳屑片の耳幅が狭いときにも、能率的な耳屑切断を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属板の耳屑切断を示す平面図

【図２】耳屑切断の際に生じる耳屑片の反りに対処する
本発明の金属板の耳屑切断方法の要旨を示す斜視図

【図３】本発明が適用された金属板の耳屑切断方法の実
施形態の切断手順を示す一連の平面図

【図４】前記実施形態によってある金属板のすべての耳
屑切断を行う手順の第１例を示す平面図

【図５】前記実施形態によってある金属板のすべての耳
屑切断を行う手順の第２例を示す平面図

【符号の説明】

１…金属板母材 ２Ａ、２Ｂ…金属板製品 ３、３Ａ〜３Ｇ…耳屑片 ５…架台 Ａ…長手方向切断終端位置 Ｂ、Ｂ１〜Ｂ８…短辺切断開始位置 Ｃ、Ｃ１〜Ｃ９…短辺切断終端位置 Ｓ１〜Ｓ７…ステップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬在丸 充留 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 岩上 敏之 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 吾郷 努 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所構内ア クシオン有限会社内 (72)発明者 池田 健二 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所構内ア クシオン有限会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】耳屑を長手方向に沿って切断する際に、適
   宜、短辺方向に沿って切断することにより、短冊状の複
   数の耳屑片に耳屑を切り離す金属板の耳屑切断方法にお
   いて、 切断しようとする金属板の、切断部からの熱変形範囲に
   応じて予め、変形防止切残し寸法を定めておき、 実際に耳屑片を短冊状に切断する際には、まず、短冊状
   耳屑の耳屑予定長さ寸法よりも前記変形防止切残し寸法
   だけ短くなる、長手方向切断終端位置まで耳屑の長手方
   向を切断し、 次いで、短冊状耳屑片の長手方向の長さが前記耳屑予定
   長さ寸法となる短辺切断開始位置で、短辺方向を切断
   し、 又、再び次の短冊状の耳屑片を切断する際には、前回の
   長手方向切断終端位置から、今回の短冊状耳屑片が前記
   耳屑予定長さ寸法よりも前記変形防止切残し寸法だけ短
   くなる、今回の長手方向切断終端位置まで耳屑の長手方
   向を切断することで、前回の耳屑片の切り離しと、今回
   の耳屑片の長手方向切断とを行い、 上記の長手方向切断及び短辺方向切断を、所望の辺の耳
   屑切断が完了するまで繰り返すようにしたことを特徴と
   する金属板の耳屑切断方法。