JPS6228331Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、所定ラインに沿い一定速度で走行す
るパイプ、棒材、線材、帯材等の連続的な材料を
該ラインに沿い往復動させられるカツターにより
該材料を停止させずに自動的に所定長さに切断す
る走行材料切断装置に関する。

材料が走行する所定ライン上の基準位置からカ
ツターを加速移動させ、材料と同じ速度になつた
後にカツターをそれの支持体に設けたチヤツク等
により材料に固定して切断動作を行ない、切断動
作完了後にカツターを基準位置に復帰させ、以下
同様の動作を繰返して走行する材料を停止させず
に自動的に所定長さに切断する装置は、広く知ら
れている。

しかしながら、従来のそのような装置は、カツ
ターの移動を制御したり或いはカツター速度が材
料速度に一致したことを検知したりする部分の構
成が極めて複雑であり、また、切断長の精度もそ
れ程高くはないという欠点を有していた。

本考案の目的は、カツターの移動の制御を極め
て満足に行なうことができ、切断長の精度を高く
することができ、しかも構成の比較的に簡単な走
行材料自動切断装置を提供することである。

以下図面を参照しながら本考案を説明する。

第１図は本考案による走行材料自動切断装置の
基本原理を示す図で、同図中、Ｐはパイプ、棒材
等の連続的な材料、１は材料Ｐが一定速度で走行
させられるライン、Ｒはカツターの基準位置、２
はカツター支持体、３はカツター支持体２に回転
自在に取り付けられかつ材料Ｐと非すべり接触し
てカツターに対する材料の相対速度に比例する速
度で回転させられるメジヤリングロール、Ｔおよ
びＩはカツターが移動を開始してからそれぞれｔ
秒後およびti秒後にとる位置を示す。

カツターの速度（瞬時速度）をVcメートル／
秒、材料Ｐの速度をVpメートル／秒、切断長を
Ｌメートル、前回の切断後からのカツターに相対
的な材料の送り長さをＡメートルとする。この材
料の送り長さは時間の関数となるので、これをＡ
（ｔ）で表わすことにする。

カツターが移動を開始してからti秒後にカツタ
ーの速度Vcが材料の速度Vpに等しくなりかつ材
料の送り長さＡ（ti）が切断長Ｌに等しくなつた
とし、カツターの加速度をαメートル／秒／秒と
すると、カツターの移動開始後ｔ秒後の関係は次
のようになる。

Vc＝αｔ ＝Vp−αti＋αｔ （Vp＝αtiなので） ＝Vp−α（ti−ｔ） カツターの移動開始後ｔ秒の時点でのカツター
と材料との相対関係を考えると、 相対速度＝Vp−αｔ＝α（ti−ｔ）
（Vp＝αtiなので） 相対距離＝Ｌ−Ａ（ｔ） となる。

従つて、Ｌ−Ａ（ｔ）＝1/2α（ti−ｔ）^２，ti
−ｔ＝Ｖｐ−Ｖｃ／α より Vc＝Vp−√２（−（）） …(1) 切断点ではＡ（ti）＝ＬなのでVc＝Vpとなる。

本考案は上記(1)式の関係を利用し、Ａ（ｔ）＝
Ｌとなる点の検出によりVc＝Vpとなつたことを
検出し、これが検出されたときにはカツターを材
料に固定して切断動作を行なうようにしたもので
ある。また、本発明では、カツターに相対的な材
料の送り長さＡ（ｔ）の測定は前記したメジヤリ
ングロール３により後に詳細に説明するようにし
て極めて簡単に行なうことができる。

第２図は本考案の一実施例を示し、第３図はそ
の動作波形説明図である。第２図において、参照
番号１，２および３は第１図で示したのと同じも
のを示し、４は切断長Ｌをデイジタル値にて設定
する切断長設定器、５はゲート、６はメジヤリン
グロール３に取り付けられメジヤリングロール３
の回転数に比例した数のパルスを発するパルス発
信器、７はパルス整形器、８は切断長設定器４か
らゲート５を介入して導入された切断長のデイジ
タル値からパルス整形器より送られてきたパルス
の数を減算し、その差をデイジタル信号の形で出
力する減算カウンタ、９はデイジタル−アナログ
変換器、１０は(1)式における√２（−）の
関数値発生する関数発生器、１１は材料Ｐと非す
べり接触して材料の速度に比例する速度で回転さ
せられるロール、１２はロール１１の回転数に比
例する大きさをもつ出力信号、すなわち材料速度
表示信号を発生するタコゼネレータ、１３はタコ
ゼネレータ１２からの材料速度信号から関数発生
器１０からの出力信号を減算するしてカツタ速度
指令Vcsを求める減算器、１４は減算器１３の出
力信号Vcsが正になつたときだけ、このVcsを後
記するカツター支持体移動装置に対して速度指令
として与える速度指令発生器、１５はカツター支
持体２に設けた歯１６と噛合う歯車、１７は速度
指令発生器１４からの速度指令に応じて歯車１５
を回転させる電動機、１８はカツター支持体２に
取り付けられたチヤツク、１９は切断位置に設け
た物体有無判別用リミツトスイツチ、２０は制御
装置を示す。制御装置２０は、切断指令の送出、
Ａ（ｔ）＝Ｌとなつたことの検出、その検出後に
おける電動機１７の定速駆動指令の送出、チヤツ
ク指令の送出、チヤツク完了信号の受信、切断指
令の送出、切断完了信号の受信、切断完了後の電
動機２０の逆転、カツターの基準位置への復帰完
了の検出等の動作のタイミング信号の発生および
制御を行なう。上述した歯１６、歯車１５および
電動機１７は例示的なカツター支持体移動装置を
構成する。具体的な装置では、図示されたもの以
下に、切断装置の動作に必要な種々の機能、例え
ば、装置の誤動作や異常に対する安全装置、カツ
ターの前方および後方への寸動を行なう検出器、
減算カウンタ８の計数値の視覚表示装置、等も設
けられるが、それらは本考案の本質に無関係なの
で省略してある。

次に第３図も参照しながら第２図の装置の動作
を説明する。

まず、切断長Ｌを設定器４にて設定する。第３
図にt₁₁で示した時点で与えられる切断指令によ
つてゲート５を通し切断長のデイジタル値が減算
カウンタ８に読み込まれる。第３図にt₁₂で示し
た時点で切断は完了し、この時点からカツターは
第３図のイに示すように減速し始め、次いで移動
方向を逆転し、時点t₁₃で基準位置に復帰する。

メジヤリングロール３は第２図に示されるよう
にカツター支持体２に回転自在に取り付けられか
つ材料と非すべり接触する構成のもので、材料の
送り方向への移動によつては一方向に回転させら
れ、またカツターの材料の送り方向と同じ方向へ
の移動によつては、それと逆の方向に回転させら
れるので、結局、メジヤリングロール３の前記一
方向への単位時間あたりの回転数はカツターに対
する材料の相対速度を表わし、それの送り長さは
カツターに相対的な材料の送り長さを表わす。こ
のようなメジヤリングロール３の使用は、材料と
カツターとの速度の差を表わす信号を演算を必要
とすることなしに得るのを可能ならしめるという
点で、装置全体の構成を簡単ならしめる。

時点t₁₂から時点t₁₃までの間は、カツタが切断
位置から基準位置に復帰する期間である。このと
きは、図示しない復帰用の速度指令回路からカツ
タ２を駆動する電動機１７に規定パターンの速度
指令が与えられる。この間のメジヤリングロール
３の回転速度は第３図のハに示す通りであり、従
つて、カツターに相対的な材料の送り長さを表わ
すパルス発信器６からのパルス数は第３図ニに実
数で示したカーブＡ（ｔ）のようになり（これは
明らかなように第３図ハのカーブを時間について
積分したものになる）、減算カウンタ８の出力値
は第３図ニに破線のカーブ（Ｌ−Ａ（ｔ））に示
したようになる。

時点t₁₃でカツタ２が基準位置に到達し、カツ
タは停止する。そしてこれが検出された信号によ
り電動機１７に速度指令を与える回路が復帰速度
指令回路から指令回路１４に切換えられる。しか
し時点t₁₄まではVcsが負の値をとるのでカツター
は基準位置で静止しており、この間に材料は速度
Vpで移動し続け、パルス発信器６から単位時間
あたりに発せられるパルスの数もそれに応じた比
較的に少ない数になり、減算カウンタ８の出力値
の減少の割合も第３図ニの破線カーブ（Ｌ−Ａ
（ｔ））に見られるように減少する。

時点t₁₄において減算カウンタ８の内容Ｌ−Ａ
が所定値になりカツタ速度指令Vcsが正になる
と、この時点からカツター移動開始指令が発せら
れてカツターは移動を開始し、そのためパルス発
信器６から単位時間あたり発せられるパルスの数
は更に減少していき、時点tiで減算カウンタ８の
出力値は零になる。この時点tiはカツターの速度
Vcが材料の速度Vpに等しくなつた点である。こ
の時点tiでカツターを材料に固定するためのチヤ
ツキングが開始され、同時に電動機１７は定速駆
動運転に切換えられる。チヤツキング完了後に時
点t₂₁で次の切断指令が与えられ、材料の切断が
完了すると、カツターは速度指令に応じて基準位
置へと復帰させられる。また、時点t₂₁で与えら
れる切断指令によつて切断長のデイジタル値が減
算カウンタ８に読み込まれ、以下同様の動作が繰
返される。以上述べた動作のタイミング制御は制
御装置２０によつて行なわれる。

カツターが第３図イに示すような速度カーブに
従つて移動するようにする速度指令を発生するの
は速度指令発生器１４であり、関数発生器１０の
役割は、減算器１３においてタコゼネレータ１２
からの材料速度信号との差をとつたときに(1)式で
示されるVcの値となる速度指令を発生するよう
な出力信号をデイジタル−アナログ変換器９の出
力信号の値に応じて発生することである。すなわ
ち、関数発生器１０の入出力特性としての関数
は、入力信号として第３図ニのカーブ（Ｌ−Ａ
（ｔ））の瞬時値を受けたときに、その出力信号は
それと材料速度表示信号との差が第３図イのカー
ブVcのその時点における瞬時値に比例するよう
なものとなるように選ばれる。

以上の説明から知られる通り、本考案はカツタ
ーの移動の制御を比較的に簡単な構成によつて極
めて満足に行なうことができ、その移動制御機構
の構成が複雑ではないが故に装置の誤動作や異常
が生じることが殆んどなく、切断長の精度も高く
することのできる走行材料切断装置を提供するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案により走行材料自動切断装置の
基本原理を示す図、第２図は本考案の一実施例を
示す図、第３図は第２図の装置の動作説明波形図
である。 １……ライン、Ｐ……材料、２……カツター支
持体、３……メジヤリングロール、４……切断長
設定器、６……パルス発信器、７……パルス整形
器、８……減算カウンタ、９……デイジタル−ア
ナログ変換器、１０……関数発生器、１１……材
料速度検出用ロール、１２……タコゼネレータ、
１３……減算器、１４……速度指令発生器、１７
……電動機、１８……チヤツク、２０……制御装
置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 所定ラインに沿い一定速度で走行する連続的な
   材料を、該ラインに沿う基準位置から材料と同じ
   速度になるまで加速移動させられて切断動作を行
   なつた後に該基準位置まで復帰させられる往復動
   カツターにより、該材料を停止させずに自動的に
   所定長さに切断する走行材料切断装置において、
   切断長を設定する切断長設定器と、カツターを支
   えるカツター支持体上に回転自在に取り付けられ
   かつ前記材料と非すべり接触してカツターに対す
   る材料の相対速度に比例する速度で回転させられ
   るメジヤリングロールと、メジヤリングロールの
   回転数に比例した数のパルスを発するパルス発信
   器と、前記材料の相対速度が零である期間中に前
   記設定された切断長を読み込み、その後に前記パ
   ルス発信器から発せられるパルスを入力されてそ
   の読み込んだ切断長のデイジタル値からその入力
   されたパルスの数を減算する減算カウンタと、予
   め定めた関数に従う入出力特性を有しこの減算カ
   ウンタの出力値に応じた出力信号を発生する関数
   発生器と、材料の速度を検出する材料速度検出器
   と、この材料速度検出器の出力信号と関数発生器
   の出力信号との差信号に応じてカツター支持体の
   移動装置に対する速度指令を発生する速度指令発
   生器とを有し、前記減算カウンタの出力値が零に
   なる時点でカツターと材料の相対速度が零になる
   ようにし、この時点で切断動作を行なうようにし
   たことを特徴とする走行材料自動切断装置。