JPS6374562A - 分析試料切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、１４の成分分析に供する鋳込分桁試料を薄切
りする分析試料切断装置に関し、特に、硬度が各種の試
料を繰返し自動薄切り切断する切断装置に関する。

〔従来の技術〕

従来一般の、鋼材試料の切断、厚切りの切断装置として
は、揺動切断による高速切断装置（例えば特公昭５０−
８２３３号公報）、あるいは、切断作業を自動化した自
動切断装置（例えば特公昭５５−３７３８１、）がある
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしこれらでは、次々に硬度の異なる種々の試料が送
られてくると、試料に焼付けを生じたり、切断刃に無理
な力が加わって切断精度（特に切断面の平行度）が極端
に悪化するという問題がある。

これは、試料の硬度により切断低抗が大少にばらつき、
一定の切断刃送り速度（試料を横切る方向に切断刃を駆
動する速度）では、高硬度の試料の切断では試料に焼付
を起こすか、切断刃に無理な力がかかるからである。こ
れを防ぐためには従来切断刃の送り速度を極端に低く　
（即ち硬度の高い試料に合せて送り速度を設定する）す
るしか対処する方法がなかった。しかしこの方法では、
軟かい材料に於いてもゆっくりと切断することになり、
低硬度の試料切断能率が極めて低くなる。

本発明は、高硬度の試料の切断においては焼付けを起こ
さずまた切断精度を格別に低下させず。

しかも低硬度の試料の切断は高速で能率よ（行なう試料
切断装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明においては、試料保持
手段、この試料保持手段を送り駆動する試料送り手段、
この試料送り手段で送り出した試料に対向するトイシ車
、該トイシ車を回転駆動する電気モータ、該トイシ車を
該試料を横切る方向に駆動する切断駆動手段、及び、ト
イシ車で切断した試料を収集する試料取出手段を有する
分析試料切断装置において、 予め定められた切断速度を設定する切断速度設定手段。

前記電気モータの電流値を検出する電流検出手段、およ
び。

前記設定切断速度と前記電気モータの電流検出値に応じ
て、前記切断駆動手段の前記横切る方向の駆動速度を、
設定切断速度が大きいときおよび電流検出値が小さいと
きには高速に、設定切断速度が小さいときおよび電流検
出値が大きいときには低速に設定する切断速度制御手段
、 を備える。

〔作用〕

これによれば、切断速度を低く設定するとトイシ車の、
試料を横切る方向の駆動速度すなわち切断速度が低く、
高く設定すると切断速度が高速となる。この切断速度の
設定は、本発明の実施例では、切断開始から次第に切断
速度を高くし、所定速度で一定速度とする関数発生器で
行なう。すなわち設定切断速度は、１回の切断における
切断開始から切断終了までの切断速度上昇パターンを定
めるものである。

更に、試料の硬度が高くトイシ車を駆動する電気モータ
の負荷が大きいときには、該電気モータの電流が大きく
なり、これに応答して切断速度制御手段が切断速度を低
くする。試料の硬度が低いときには、該電気モータの電
流が小さく、切断速度制御手段が切断速度を高くする。

したがって、試料の硬度に応じて自動的に、高硬度では
切断速度が低くなり、低硬度では切断速度が速くなる。

その結果、高硬度試料の切断で試料が焼付いたり、ある
いは切断精度が低下することがなく、しかも低硬度では
切断能率が高くなる。

〔実施例〕

第１図に本発明の一実施例の主要部を示し、第４図に該
実施例の機械構造の概要を示す。

まず第４図を参照してこの実施例の機械構造を説明する
と、基台３３の上面に試料供給基台５１が固着されてお
り、この基台５１に油圧シリンダ２７が固着されている
。油圧シリンダ２７のピストンロッドはスライド台５２
に固着されている。

スライド台５２にはモータ２４が設置されている。

モータ２４の回転軸は減速機４９の入力軸に結合されて
いる。減速機４９の出力軸にはねじ捧４４が結合されて
いる。試料供給基台５１には試料テーブル２８が載置さ
れており、この試料テーブル２８がねじ捧２４に螺合し
ている。油圧シリンダ２７に高圧油が供給されると、ス
ライド台５２が前方に押されて試料テーブル２８が前方
に移動する。油圧シリンダ２７への高圧油の供給を停止
し該シリンダ２７の圧力をホールドにすると、試料供給
テーブル２８が停止する。この状態で電気モータ２４を
正転付勢すると、ねじ棒４４が時計方向に回転してテー
ブル２８が前方に移動する。逆転付勢すると、ねじ捧４
４が反時計方向に回転してテーブル２８が後方に移動す
る。

試料テーブル２８には、油圧シリンダ２が固着されてお
り、そのピストンロッドに試料保持アーム３６が固着さ
れている。このアーム３Ｇに対向して、もう１つのアー
ム５３がテーブル２８に固着されている。油圧シリンダ
２に高圧油を供給するとアーム３６が前進しアーム５３
に向けて移動する。アーム３６と５３の間に試料棒３４
があると、この試料棒３４がアーム５３と３６の間に挟
まれる。挟圧力は油圧シリンダ２に供給する油の圧力で
定まる。

基台３３の上面には更に、軸台３９が固着されており、
この軸台３９が支持する軸に、トイシ支持アーム２５が
枢着されている。アーム２５にはトイシ駆動台７が固着
され、この駆動台７に電気モータ１２が設置されている
。アーム２５に回転自在に保持されたトイシ車２２は、
プーリ４１およびベルト２３を介してモータ１２で回転
駆動される。トイシ駆動台７には、油圧シリンダ２１の
ピストンロッドが連結されている。油圧シリンダ２１は
中間台３７に連結されている。

中間台３７はアーム５４を介して、基台３３の側面に固
着された軸台４２が支える軸に、枢着されている。アー
ム５４にはリンク４６の一端が連結されている。リンク
４６の他端は偏心カム４７の偏心ピンに結合されている
。支台３８には電気モータ５０がＭ！２１ｉ１されてお
りその回転軸が減速機４８の入力軸に結合されている。

減速機４８の出力軸に偏心カム４７が結合されている。

モータ５０が付勢されると、偏心カム４７が回転し、リ
ンク４６が定周期で上下動する。この上下動の周期は０
．４ｓｅ’ｃであり、振幅は±１ｍｍである。

油圧シリンダ２１に高圧油を供給すると、そのピストン
ロッドがトイシ駆動台７を介してアーム２５の右端を押
し上げ、これによりトイシ車が降下して試料棒３４を切
断する。偏心カム４７によりこの切断においてトイシ車
に上下微振動が与えられる。

トイシ車２２で切断した試料が落下する位置に、シュー
ト３１の開口があり、シュート３１に入った試料はシュ
ート３１下端の試料入箱４５に入る。

ここで、上述の機構による試料切断動作の概要を説明す
る。試料棒３４がテーブル２８に乗せられてから油圧シ
リンダ２に高圧油が供給される。

この動作の前又は後に油圧シリンダ２７から高圧油が抜
かれ、しかも電気モータ２４が逆転付勢されて、試料テ
ーブル２８は後方の待機位置に駆動される。そしてモー
タ１２および５０が回転付勢される。次に高圧油が油圧
シリンダ２７に供給されテーブル２８が前方に移動し、
試料棒３４が第１片を切断する位置になった所で油圧シ
リンダ２７の高圧油供給が停止され、油圧がホールドさ
れる。すなわち試料テーブル２８が停止する（第２図の
Ａ位置）。次に、後述する第１図に示す電気装置により
、ある速度で高圧油が油圧シリンダ２１に供給され、こ
れによりトイシ車２２が降下して試料棒３４を切断する
（第２図のＢ位置）。

切断した試料はシュート３１に落下し試料入箱４５に入
る。次に油圧シリンダ２１の話圧油が排出されてトイシ
車２２が上位置（第４図）に戻され（第２図のＡ）電気
モータ２４が正転付勢されてテーブル２８が前方に送ら
れる。所定量の送りの後、電気モータ２４が停止され（
第２図のＣ）。

後述する第１図に示す電気装置により、ある速度で高圧
油が油圧シリンダ２１に供給され、これによりトイシ車
２２が降下して試料棒３４を切断する（第２図のＤ）。

以下、同一の試料棒を次々に試料片に切断するための試
料棒３４の送りは、モータ２４で行なわれる。第２回の
試料切断で１個の試料棒からの試料採取を終了するとき
には、トイシ車２２を上位置に戻すと共に、モータ２４
が逆転付勢されかつ油圧シリンダ２７の高圧油が排出さ
れて、テーブル２８が待機位置に戻される（第２図のＥ
）。そして油圧シリンダ２の高圧油が排出されてアーム
３６が退避し、試料棒３４が次のものに取替えられる。

以上に説明した機構において、試料テーブル２８、油圧
シリンダ２およびアーム３６．５３が試料保持手段であ
り、ねじ＠４４．減速機４９および電気モータ２４が試
料送り手段であり、モータ１２が、トイシ車２２を回転
駆動する電気モータであり、油圧シリンダ２１が切断駆
動手段であり、シュート３１が試料取出手段である。

ｆ５１図に、上述のＩ構の動作を制御する電気装置の、
本発明の実施に関連がある主要部の構成を示す。第１図
において、１が切断速度設定手段であり、この例では、
試料種別対応のデータおよび試料厚データが入力されこ
のデータに対応して試料種別対応の関数指定データと厚
みデータを出力する試料特性設定器３．関数指定データ
に対応付けられた関数（ＲＯＭデータグループ）を特定
し、その中の、厚みデータに対応するデータを出力する
関数発生器（ＲＯＭ）９．上限リミッタ１ｏおよびＤ／
Ａコンバータ１１で構成されている。試料特性設定器３
は、マイクロプロセッサで構成され、試料種別対応のデ
ータおよび試料厚データをその到来順にメモリし、テー
ブル２８への試料棒の設定毎に、該試料棒に対応付けら
れているこれらのデータを読み出しこのデータに対応す
る関数指定データおよび厚みデータ。を、スタート信号
が到来する毎に、関数発生器９に出力セットする。

この実施例では、関数発生器９が発生する関数データは
、試料種別（硬度対応）および厚みに対応した。油圧シ
リンダ２１への高圧油供給速度であって、試料に焼付け
を生じない速度上限値（それより安全代を減算した値）
であるが、この供給速度を絞り弁２０で設定しかつ絞り
弁２０をサーボモータ１９で駆動するようにしているの
で、該速度上限値をサーボモータ１９の通電電流値対応
の値に変換したものであり、第３図に詳しく示す。この
データは実験に基づいて得たものであり、これに相当す
るデータが関数発生器に、予定試料種別対応で設定され
ている。切断機構に依存して切断速度には上限があるの
で、上限リミッタ１０で上限を定めて、関数データが上
限を越えるときには上限値に抑制する。Ａ／Ｄコンバー
タでアナログ信号に変換したサーボモータ目標電流信号
は、差動増幅器１７を介してサーボモータドライバ１８
に印加される。

トイシ車２２を回転駆動するモータ１２は誘導モータで
あり、実質上定速度で回転するが、負荷が大きくなると
モータ電流が増大し、負荷が低下するとモータ電流が低
減する。切断速度が高いとき、すなわち油圧シリンダ２
１への高圧油の供給速度が高いとき、あるいは試料の硬
度が高いときには、モータ１２の負荷が大きくモータ電
流が大きい。モータ１２の電流は電流検出手段８で検出
される。すなわち、モータ電流は電流検出手段８の変流
器１３で検出され、ダイオード１４で整流され、平滑回
路１５で平滑化されて直流増幅器１６で増幅されて差動
増幅器１７の逆相入力端に印加される。

差動増幅器１７は、指定速度信号（１の出力）よりモー
タ電流検出値（８の出力）を減算した信号をモータドラ
イバ１８に与える。これにより、モータ１２の電流が大
きいとき、すなわち試料の硬度が高いとき、にはモータ
１９の回転速度が低く、絞り弁２０の開口を開く速度が
低く、油圧シリンダ２１に高圧油を供給する速度が低い
。すなわちトイシ車２２による切断速度が低い。試料の
硬度が低いときには、モータ１２の電流が小さく、モー
タ１９の電流が大きくなり、絞り弁２ｏの開口を開く速
度が高く、油圧シリンダ２１に高圧油を供給する速度が
高い。すなわちトイシ車２２による切断速度が高い。し
たがって、高硬度の試料の切断のときには、自動的に切
断速度が低くなり。

試料に焼付けを生じないし、トイシ車２２によって試料
に過度の押下刃が加わることがなくて切断精度の格別の
低下を生じない。低硬度の試料の切断のときには、自動
的に切断速度が高くなり、切断能率が向上する。

次に上述の本発明の実施例を使用した切断例を示す。

鋼の工程管理分析として化学分析によるオンライン分析
システムに以下の運転条件で実施してみた。

■運転条件 ａ試料材質　　　　　５ＷＲＨ８２Ａ、５ＷＲＨ８２Ｂ
ＳＷＲ１１７２８，５ＷＲＣＨ４５Ｋ。

ボロン添加硬鋼線材３種 す切断厚さ　　　　　１）〜２ＩＩＩ１ＭＣ切断回数　
　　　　３回 ｄ試料の硬度（ＩＩＶ）　　　１５５−７７２ｅトイシ
　　　　　　Ａ８０Ｓ ｆ油圧　　　　　　　３０ｋｇ／ａｌ ■実施結果 試料間の硬度差及び試料内の硬度差が大きくとも焼付け
を起こさず短時間で薄切りを可能ならしめた。その切断
精度および切断時間は以下の通りであった。

（１）切断精度 ■中心厚さの標準偏差 １ｍｍ厚さ時０．２ｍｍ、　　２＋ｏｎ＋厚さ時０　、
２ｎＩＩＩＩａ■平行度の標準偏差 １ａ＋ｍ厚さ時０．Ｉｎ＋ｍ、　　２ｍｍ厚さ時０．１
ｍｍ。

（２）切断時間 １１厚さ時最大１１５秒、　　２＋ｎｍ厚さ時最大７２
秒。

〔発明の効果〕

（１）大幅に硬度の異なる鋼の鋳込試料の高速薄切りが
可能となり、工程管理分が可能となり、工程管理分析が
可能となった。

（２）薄切りしても焼付けを起こさないので、鋼の工程
管理用分析のみなにず、硬度の異なる鋼材、その他薄切
り切断装置として広範囲に適用可能である。

（３）処理時間を大幅に短縮し得た。

（４）薄切りが可能となり打抜性が良くなり、その後の
分析（炭素、硫黄、酸素、窒素等）が容易になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電気装置の主要部を示す電
気回路図である。 第２図は該実施例の機構部の、試料送り位置（Ａ、Ｃ，
Ｅ）と切断動作範囲（Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄ）を示す説明図で
ある。 第３図は第１図に示す関数発生器９が発生する関数デー
タの一例を示すグラフである。 第４図は前記実施例の機構構造部を示す斜視図である。 １：切断速度設定手段 ２：油圧シリンダ（試料保持手段） ３：試料特性設定器　　　４：ＮＦＢ ５：接触器　　　　　　　６：切断速度制御手段７：ト
イシ駆動台　　　　８：電流検出手段９：関数発生器　
　　　１０：上限リミッタ１１：ＤＡ変換器 ■２：トイシ駆動用モータ（電気モータ）１３：変流器
　　　　　　　ｔ＜　：　Ｕ流器１５：平滑回路　　　
　　　１６：直流増幅器１７：差動増幅器　　　　　１
８：モータドライバ１９：サーボモータ　　　　２０：
絞り弁２１：油圧シリンダ（切断駆動手段） ２２：トイシ車　　　　　　２３：ベルト２４：モータ
Ｃ２４，４９，４４，２８：試料送り手段）２５：アー
ム　　　　　　　２７：油圧シリンダ２８：試料テーブ
ル　　　　２９：第２中間台３１：シュート　　　　　
　３２：試料片３３：基台　　　　　　　　３４：試料
棒３５：抵抗　　　　　　３６，５３　：アーム３７：
中間台　　　　　　　３８：支台３９．４２：軸台　　
　　　　　４１：プーリ４３：軸台　　　　　　　　４
４：ねじ捧４５：試料人箱　　　　　　４６：リンク４
７：偏心カム　　　　　　４８：減速機４９：減速機　
　　　　　　５０：モータ５１：中間台　　　　　　　
５２ニスライド台５４：アーム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 試料保持手段、この試料保持手段を送り駆動する試料送
   り手段、この試料送り手段で送り出した試料に対向する
   トイシ車、該トイシ車を回転駆動する電気モータ、該ト
   イシ車を該試料を横切る方向に駆動する切断駆動手段、
   及び、トイシ車で切断した試料を収集する試料取出手段
   を有する分析試料切断装置において、 予め定められた切断速度を設定する切断速度設定手段、 前記電気モータの電流値を検出する電流検出手段、およ
   び、 前記設定切断速度と前記電気モータの電流検出値に応じ
   て、前記切断駆動手段の前記横切る方向の駆動速度を、
   設定切断速度が大きいときおよび電流検出値が小さいと
   きには高速に、設定切断速度が小さいときおよび電流検
   出値が大きいときには低速に設定する切断速度制御手段
   、を有することを特徴とする分析試料切断装置