JPS649125B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は長尺な被切断材を設定寸法で自動的
に切断する切断装置、特に切断後の重量誤差を除
去すると共に材料の歩留まりを向上させる切断装
置に関するものである。

例えば鍛造業界では、製品の製作時、製鋼所に
おいて長尺な定尺に形成された棒材を必要な設定
寸法に切断装置にて切断し、その後切断された材
料を鍛造加工している。

ところで近年長尺切断材を切断装置にて所定の
設定長さに切断した場合、切断された切断材の
個々の寸法誤差よりもむしろ寸法誤差に伴なう重
量誤差が重視され、重量誤差の僅少化が要求され
ている。このような重量誤差を生じる寸法誤差
は、被切断材が製鋼所において定寸、例えば5.5
ｍに製作された場合、通常数10mmの誤差を生じて
いる為に、切断装置にて個々に切断すると、後述
の如く端末材の重量誤差を生じていた。即ち、第
１図に示す様に、寸法Ｌの長尺な被切断材１を、
円筒下刃２と平上刃３とを有する切断装置にて定
寸ストツパ４で設定された寸法ｌに拘束切断して
ゆく場合、b₁，b₂………bnと順次切断したとする
と、製品としての重量誤差が一番多く発生するの
は端末材ｅの隣接材bnである。これは例えば端
末材ｅの長さＥが第２図に示す様に適当長さ（通
常材料直径以上の長さ）が残つていれば隣接材
bnの切断刃面が正常となり、重量誤差を生じな
いのであるが、第３図及び第４図に示す様に、端
末材ｅの寸法Ｅが材料直径より短い場合には円筒
下刃２における被切断材１の拘束が不十分とな
り、平上刃３に扁荷重が作用して隣接材bnと端
末材ｅとの切断破面が悪化する結果、隣接材bn
は重量誤差を生じる。これと同時に円筒下刃２内
で端末材ｅが変形して詰ることがあり、この場合
第５図に示す様に後続の被切断材５にて端末材ｅ
が押し出されて排出されるが、円筒下刃２が擦過
損傷される恐れがある。さらに端末材ｅの長さＥ
が短ければ極端な場合には第６図に示す様に端末
材ｅが完全に変形し、隣接材bnと端末材ｅとの
切断破面が著しく悪化し、隣接材bnは重量誤差
を生じ、円筒下刃２の角部を損傷すると共に端末
材ｅが円筒下刃２内で詰まり、後続の被切断材５
が送られないといつた不具合を生じる。

また第７図に示す様に、端末材ｅの寸法Ｅが設
定寸法ｌよりも僅かに短い場合には、隣接材bn
と端末材ｅとの切断破面は正常となり、隣接材
bnは重量誤差を生じないが、後続の被切断材５
により押出された当該端末材ｅが後工程の端末材
選別装置のミスにより正常材側に排出された場
合、結果的に重量誤差を生じることになる。また
端末材ｅが設定寸法ｌより僅かに短い場合、その
排出時に第８図に示す様に、端末材ｅが傾斜して
円筒下刃２と定寸ストツパ４との間で滞留するこ
とがある。この状態で端末材ｅの切断を行うと、
円筒下刃２と平上刃３とが損傷を受けるといつた
不具合を生じる。更に第９図に示す様に、端末材
ｅが定寸ストツパ４と後続の被切断材５との間で
滞留し、この状態で切断をすると、後続の被切断
材５の先端面を削り取ることになり、上平刃３が
損傷を受けると共に後続の破切断材５の先端面が
悪化し、次に重量誤差を生じることになる。

この様に端末材ｅの長さＥの寸法によつて隣接
材bnや端末材ｅの重量誤差だけでなく、二次的
に円筒下刃２及び平上刃３等の損傷をも生じると
いつた問題点があつた。

従来、このような問題点を回避する為に、隣接
材bnを切断せずに隣接材bnと端末材ｅとを一緒
に排出させていた。この排出は定寸ストツパ４を
後退させることによつて行つている。この方法に
よれば本来使用可能な隣接材bnをも廃材として
しまうために歩留まりが悪かつた。

また他の回避方法として、b_o+1を切断した後、
定寸ストツパ４を設定寸法ｌの約1/2の寸法に相
当する量を試行的に後退させ、その間に切断され
ていない隣接材bnと端末材ｅとが落下するとそ
のまま廃材とし、落下しない場合には、定寸スト
ツパ４を戻して隣接材bnの切断を行うという方
法がある。この場合には前記方法よりも材料の無
駄を省くことができるが、定寸ストツパ４が後退
した時点で隣接材bnと端末材ｅとの長さが一致
すると、当該材料が定寸ストツパ４と円筒下刃２
との間で滞留し、前述の如き不具合を生じること
になると共に定寸ストツパ４が戻らなくなるとい
つた問題があり、更に定寸ストツパ４は一本の被
切断材の切断毎に移動し、その移動に時間がかか
り、作業能率が低下するといつた問題もあつた。

この発明は従来の切断装置の上記問題点に鑑
み、これを改良除去したもので、切断材の重量誤
差を生じることなく切断し、しかも切断刃等を損
傷させることもなく、材料の歩留まりをも向上さ
せる切断装置を提供する。

即ち、この発明は円筒下刃と平上刃とより成る
切断部と、前記円筒下刃の前方に配置され被切断
材の切断長さを設定する定寸ストツパと、前記被
切断材の先端面を定寸ストツパに当てた状態で前
記被切断材を連続して切断する端末材処理装置に
おいて、前記円筒下刃の切断刃面より後方の設定
位置でかつ前記被切断材の後端位置に多数の投受
光器を前記被切断材の最大切断長さより若干長い
寸法間に前記被切断材の軸線方向の等間隔位置に
前記被切断材を挾んで対向配置して前記被切断材
の後端面を光線で検知する複数の検知手段と、前
記端末材と隣接材との切断に関してあらかじめ複
数個からなる基準値を設定し、前記検知手段の検
出信号で前記被切断材の残りの全長を計測し前記
被切断材の全長を前記被切断材の切断長さで除算
して前記端末材の寸法を算出し、前記端末材が前
記基準値の内最大値より大きい場合及び最小値よ
り小さい場合は切断を行わず最大値と最小値の間
の範囲内であれば切断指令をする演算制御部とを
有することを特徴とする切断装置である。

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。

第１０図に於いて、１０は円筒下刃、１１は平
上刃で両者により被切断材１を拘束切断する。１
２は円筒下刃１０の前方に設けた定寸ストツパ
で、前後動可能に支持された調整軸１３の先端に
装着されている。調整軸１３は外周面にネジを刻
設してあり、回転歯車機構１４を介してパルスモ
ータ１５にて回転させられ、その回転角によつて
所定量前後動するようになしてある。尚、回転歯
車機構１４は調整軸１３に対して軸方向には相対
的に移動可能で且つ回転方向には一体に回転する
ようになしてある。また調整軸１３には周辺に多
数のスリツトを形成した円盤１６ａを設けてあ
り、前記スリツトの数をパルスコーダー１６等で
計数し、これにより調整軸１３の回転角を検知す
るようになしてある。１７は円筒下刃１０の先端
面より適当寸法離れた後方に設けられた検知手段
で、例えば切断される被切断材１の上下に取付基
板１８，１９を配置し、一方の取付基板１８の下
面に長手方向に沿つて複数の受光器G₁，G₂……
…Gnを僅少な間隔αを持たせて等間隔に配置し、
他方の取付基板１９の上面に前記受光器G₁，G₂
………Gnに個々に対応させて光電管K₁，K₂……
…Knを設けてある。また、この検知手段１７の
最後部の光電管K₁と最先部の光電管Knとの間の
寸法Ｗを当該切断装置において設定される最大切
断長さより若干長い寸法に設定しておく。そして
被切断材１が光電管K₁，K₂………Knと受光器
G₁，G₂………Gnとの間を通過し、その後端が、
検知手段１７内で停止して光電管K₁，K₂………
Knの何れかの光がこれと対応する受光器G₁，G₂
………Gnにて受光されると、その最先の光電管
と受光器とにより被切断材１の後端面位置が検知
され、これに基づいて被切断材１の残りの全長が
計測される。即ち、円筒下刃１０の先端面から検
知手段１７の最後端の光電管K₁と受光器G₁まで
の寸法Ｔはある値に設定されており、光が透過さ
れた最先の光電管及び受光管が例えばK₄及びG₄
であると、Ｔ−3αを演算することにより円筒下
刃１０の先端面から被切断材１の後端面までの寸
法L′が求められ、当該寸法L′に予め設定された切
断長さｌを加算することにより被切断材１のその
時点での全長Ｌが求められる。

２０は検知手段１７からの計測信号に基づいて
所定の演算処理を行い、後述の如くパルスモータ
１５を回転制御する演算制御部である。この演算
制御部２０は計測された被切断材１の全長Ｌを設
定された切断寸法ｌで除算して端末材ｅの寸法Ｅ
を算出し、この寸法Ｅがある特定の範囲内にあれ
ば隣接材bnと端末材ｅとの間を切断させ、範囲
外にあれば隣接材bnと端末材ｅとの切断を行わ
ず、パルスモータ１５を動作させて定寸ストツパ
１２を所定量後退させて隣接材bnと端末材ｅと
を一緒に排出させる。例えば算出された端末材ｅ
の寸法Ｅが第１１図に示す様に、E₁〜E₇（E₇＝
ｌ）の何れかに当該した場合、今仮にE₁の近傍
になつたとすると、隣接材bnと端末材ｅとの切
断を行うと隣接材bnに重量誤差を生じ、端末材
ｅも変形して円筒下刃１０等を損傷する恐れがあ
る為に隣接材bnの切断を行わず、定寸ストツパ
１２を適当量P₁（P₁＝E₁＋β）後退させて隣接材
bnと端末材ｅを一緒に排出させる。E₁より短い
場合も同様である。また端末材ｅの算出寸法が
E₆の近傍になつたとすると、隣接材bnの切断は
可能であるが、端末材ｅの排出時円筒下刃１０や
平上刃１１が損傷させられる恐れがある為にこの
場合も隣接材bnの切断を行わず、定寸ストツパ
１２を適当量P₂（P₂＝E₆＋β）後退させて隣接材
bnと端末材ｅとを一緒に排出させる。E₆よりも
長い場合も同様である。尚、前記E₁及びE₆は例
えば被切断材１の材料直径寸法を基準として設定
し、βはαよりも大きい値で、かつ端末材ｅが滞
留しない程度の値に設定する。また、端末材ｅの
算出寸法がE₂〜E₅の範囲内であれば定寸ストツ
パ１２を移動させず、隣接材bnを切断し、後続
の被切断材にて端末材ｅを排出させる。

前記した切断寸法ｌ、及び非切断時の端末材ｅ
の算出寸法E₁，E₆等は予め演算制御部２０に入
力しておく。また切断装置は被切断材１を連続供
給せず、１本１本間欠送りし、検知手段１７の最
終部の受光器G₁が受光した時点で一端円筒下刃
１０と平上刃１１による切断動作を停止させ、そ
の後後続の被切断材（図示せず）が先の被切断材
１の後端面に当接して検知手段１７の受光が不可
能になると再び切断動作を行う様に制御してお
く。

上記構成の切断装置において、その動作を説明
すると、先ず定寸ストツパ１２の位置を切断長さ
がｌとなるように位置決めし、その後、長尺な被
切断材１を後方から円筒下刃１０へ供給し、その
先端を定寸ストツパ１２へ当接させた状態で円筒
下刃１０と平上刃１１とにより順次拘束切断す
る。そして切断が進み、被切断材１の先端面が定
寸ストツパ１２に当接し、かつ、後端面が検知手
段１７内に入り最後部から何番目かの光電管K₁，
K₂………Knの光が対応する受光器G₁，G₂………
Gnにて受光されると、これを基に切断動作を停
止すると共に被切断材１の残りの全長Ｌを判定
し、当該全長寸法Ｌを演算制御部２０へ伝達す
る。演算制御部２０では伝達された寸法Ｌを予め
与えられた切断寸法ｌにて除算し、端末材ｅの寸
法Ｅが予め与えられた値E₄，E₆と比較し、その
範囲外であれば隣接材bnの非切断信号を発し、
範囲内であれば切断信号を発する。この後、後続
の被切断材が供給され、先の被切断材１の後端面
に当接すると再び切断動作を開始する。そして切
断材b_o-1の切断が完了すると、演算制御部２０か
らの信号に基づいて動作を行う。即ち、演算制御
部２０からの信号が非切断で、定寸法ストツパ１
２をP₁或いはP₂後退させる場合では、平上刃１
１を停止させ、且つパルスモータ１５を動作さ
せ、回転歯車機構１４を介して調整軸１３を所定
量移動させて隣接材bnと端末材ｅとを一緒に排
出する。排出が完了すると定寸ストツパ１２を原
位置へ復帰させる。また演算制御部２０からの信
号が切断であれば、そのまま隣接材bnを切断し、
その後端末材ｅを排出させる。端末材ｅの排出
後、後続の被切断材１の切断を新たに開始する。

上記動作を順次繰り返して被切断材１を連続し
て設定寸法ｌ毎に切断する。また不良となつた端
末材は端末材選別装置にて選別され、廃材とされ
る。

以上説明した様に、この発明によれば、切断途
中で、被切断材の後端位置を検知手段で検出して
被切断材の残りの全長を測定し、その測定結果か
ら演算制御部にて最後に発生する端末材の寸法を
算出して、端末材とその隣接材との間の切断の可
否を自動的に判定し、切断不可のときは定寸スト
ツパを後退させて隣接材と端末材とを一緒に排出
し、切断可能なときはそのまま切断を継続させ
て、隣接材の切断を行つた後、残りの端末材を排
出させており、被切断材を重量誤差を生じること
なく設定寸法毎に切断排出し、しかも重量誤差を
生じる恐れのある端末材は隣接材と共に確実に回
避排出することができ、材料の歩留まりを向上さ
せ、且つ、切断材の品質も向上させることがで
き、更に切断治具の損傷を生じる恐れもない。

また検知手段は投受光器間で伝達される可視光
線の有無で被切断材の端末を検出しているので、
検出誤差を生じることがなく、しかも投受光器を
多数設けているので、被切断材の長さや切断長さ
が変わつても何ら問題なく検出可能で切断を行う
ことができる。さらに上記切断装置では定寸スト
ツパを後退させて端末材を排出する場合は特定の
場合に限られており、しかもその移動量も少ない
ので端末材の排出に時間を要せず、作業能率が大
幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の切断装置の動作原理を説明する
図、第２図は被切断材の端末部の良好な切断を示
す断面図、第３図乃至第９図は被切断材の端末部
の不良となる切断を示す断面図、第１０図は本発
明に係る切断装置の一実施例を示す図面、第１１
図は被切断材の端末部の寸法誤差を示す図面であ
る。 １０……円筒下刃、１１……平上刃、１２……
定寸ストツパ、１５……パルスモータ、１７……
検知手段、２０……演算制御部、１……被切断
材、bn……隣接材、ｅ……端末材、K₁，K₂……
…Kn……光電管、G₁，G₂………Gn……受光器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円筒下刃と平上刃とより成る切断部と、前記
   円筒下刃の前方に配置され被切断材の切断長さを
   設定する定寸ストツパと、前記被切断材の先端面
   を定寸ストツパに当てた状態で前記被切断材を連
   続して切断する端末材処理装置において、前記円
   筒下刃の切断刃面より後方の設定位置でかつ前記
   被切断材の後端位置に多数の投受光器を前記被切
   断材の最大切断長さより若干長い寸法間に前記被
   切断材の軸線方向の等間隔位置に前記被切断材を
   挾んで対向配置して前記被切断材の後端面を光線
   で検知する複数の検知手段と、前記端末材と隣接
   材との切断に関してあらかじめ複数個からなる基
   準値を設定し、前記検知手段の検出信号で前記被
   切断材の残りの全長を計測し前記被切断材の全長
   を前記被切断材の切断長さで除算して前記端末材
   の寸法を算出し、前記端末材が前記基準値の内最
   大値より大きい場合及び最小値より小さい場合は
   切断を行わず最大値と最小値の間の範囲内であれ
   ば切断指令をする演算制御部とを有することを特
   徴とする切断装置。