JPH07110445B2 - スリッタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスリッタに関し、より詳しくはコンパクトでス
リット巾調節および／または丸刃間クリアランスもしく
はオーバーラップ調節の容易なスリッタに関する。

〔従来技術および問題点〕

従来、スリッタは１対の長軸アーバに組込まれた１対以
上の丸刃を要部とし、広巾ストリップをスリット（縦割
り）して狭巾ストリップを得るための装置であつた。

しかし、各長軸アーバに丸刃を精密に組込み、少なくと
も上下１対の丸刃間のクリアランスもしくはオーバーラ
ップを適正に保つ作業は、大変に高度の技術を要し、熟
練者と云えども容易にこれをなし得る者は、特に多条取
りスリッタ用アーバの組込作業に関しては極めて少ない
のが実情である。

実際には長軸アーバに複数組みスペーサと丸刃を交互に
組合せて丸刃を固定するか、もしくは油圧等で拡縮する
長軸アーバの方を拡大して刃を軸に固定する。

そして丸刃間クリアランスを最終的に調節するには、作
業者がスキミゲージを用いたり、透過光の状態観察によ
り判断して行なつていた。

つまり、スリッタの調節で最も重要なクリアランスの調
節等については、従来は定量的、自動的な調節法がな
く、専ら高度の経験に支えられた熟練者の勘に頼る他に
手段はなかつたのである。

従つて最近のユーザの要望になる多品種少量生産を強い
られる金属帯板製造工場においては、ユーザの要求巾に
合せるためには多数対の組込み長軸アーバを用意してお
かねばならず、しかも生産計画上の都合や、突然のユー
ザの仕様変更には対応出来ないという問題点があつた。

しかも、丸刃の１つが刃欠けや異常摩耗を起しても長軸
アーバ全体を組込みし直さねばならないという厄介な問
題点があつた。

また一旦組込み終了した１対の長軸アーバにおいて、ス
リット巾の微調整は不可能に近く、極めて不便であつ
た。

〔発明が解決すべき課題〕

本発明の目的はスリット巾、丸刃間クリアランス、丸刃
間オーバーラップの調節が容易なスリッタを提供するに
ある。

本発明の他の目的は定量的かつ自動的にスリット巾、丸
刃間クリアランス、丸刃間オーバーラップを調節可能と
する丸刃ユニット自動調節機構を備えたスリッタを提供
するにある。

すなわち、特殊な技能者によらず誰でも容易に調節可能
なスリッタを提供する事が、本発明の解決すべき課題で
ある。

〔発明の構成〕

本発明により、 ストリップ走行方向に対し直角方向の長軸に平行な各別
の短軸で片持もしくは両持支持される少なくとも１対の
丸刃ユニットでなり、各１対の丸刃ユニットの少なくと
も一方が前記長軸方向（Ｘ軸方向）に摺動可能であり、
かつ少なくとも各１対の丸刃ユニットの短軸間距離が接
近・離間調節可能であり、かついづれか一方の丸刃ユニ
ットが短軸方向のスラスト荷重を測定するためのロード
セルLTを備え、かついずれか一方の丸刃ユニットがラジ
アル荷重を測定するためのロードセルLRを備えるカッタ
ー装置を備えるスリッタにおいて、スラスト荷重とラジ
アル荷重を表示する表示装置を介して各出力が入力され
るマイクロコンピュータであって、スラスト荷重および
／もしくはラジアル荷重が立ち上がる点をゼロ点として
補捉し、予め記憶されている位置迄長軸方向（Ｘ軸方
向）、または短軸間方向に丸刃位置を調節するための信
号を発するようにした丸刃ユニット自動調節機構を含ん
でなる事を特徴とするスリッタ が提供される。

以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明する。

〔実施例〕

第８図は本発明実施例を示す一部断面正面図である。

第８図において、１は断面ボックス状の強固なハウジン
グであり、４組のカッター装置を内蔵している。各カッ
ター装置は各１対の丸刃ユニット3,3及び取付台2,2で構
成されている。

第８図においてスリットされるべきストリップは紙面に
垂直に（手前側に）走行するから長軸100,100はストリ
ップ走行方向に対して直角方向をなす。

各丸刃ユニット3,3を支える取付台2,2の内のいづれか１
つに長軸（Ｘ軸）方向に摺動可能な横行シリンダ装置
（もしくはスクリュー装置）が内蔵されている。

また各丸刃ユニットは長軸100に平行な（第８図では一
致している。）短軸200,200を有し、その先端には夫々
丸刃6,6が固着されており、短軸200,200はベアリング4,
5を介して丸刃ユニット3,3に枢着されている。なおベア
リング4,5の内少なくとも一方はスラストに耐えるテー
パローラベアリングもしくは複列ボールベアリング等で
ある必要がある。ここに丸刃6,6は丸刃ユニット3,3に片
持支持されている。なお丸刃支持はコンパクトに設計さ
れた両持支持でもよいが、片持支持の方がスリット巾を
狭くとれる利点がある。

更に取付台2,2の内いづれか一方に短軸200,200間距離を
接近、離間（Ｙ軸方向に）してその距離を調節する昇降
スクリュー装置（もしくはシリンダ装置）が内蔵されて
いる。

なお、横行スクリュー装置と昇降スクリュー装置は１箇
の取付台に内蔵させる事も出来る。

第９図，第10図は夫々本発明の他の実施例を示す正面図
および側面図である。

丸刃の駆動は、１箇のモータ50でスプライン入りシャフ
ト51とプーリ52及び歯付ベルト53を用いて同期駆動させ
る等の手段によつて行なうことが出来る。

なお、取付台２はフレーム１の上下の梁に固着されてい
るが、夫々別個に左右方向に摺動させる事が出来る。従
つて上下１対の丸刃ユニットでなるカッター装置を丸刃
クリアランス、オーバーラップ一定のままで移動し、ス
リット巾を変更する事が出来る。

但しこの場合は上下１対の取付台をフレームに枢着され
た精密なスクリューネジ54（サーボモータ55で駆動され
る。）で同期駆動する構造とする必要がある。

第１図は本発明実施例要部（スラスト荷重測定調節装
置）の概念図である。

取付台２の下に吊るされ、短軸200方向にのみ摺動し得
る摺動台７を介して、丸刃ユニット３が取付台に取り付
けられている。なお摺動台７はバックラッシュの影響を
避けるため弾性体12により左側に与圧付勢されている。

下側の丸刃は左右方向に固定されている。ストリップを
介挿しない状態で、上下丸刃間にオーバーラップ11があ
るように上下丸刃を接近させ、（後述するＹ軸方向シリ
ンダ装置による。）また上側丸刃をモータ13及び可動ウ
エッジ９により右方に移動させると上下丸刃が接触し、
軸方向スラスト荷重が発生する。スラスト荷重はロード
セルLTによつて検出され、表示装置８を介してマイクロ
コンピュータ10に入力されるようになつている。なお、
この場合表示装置８を介さずに直接マイクロコンピュー
タ10に入力してもよい。

マイクロコンピュータ10は上下の丸刃間が予め設定され
ているクリアランスになるよう例えばサーボモータなど
のモータ13を駆動して摺動台７を微小移動させる。

その移動の出発点は上下丸刃6,6がＸ軸方向で接触した
瞬間を検出したゼロ点である。

このゼロ点の検出の仕方を更に詳しく述べる。

第１図の本発明装置において、上下丸刃間に被切断材料
がなく、オーバーラップしかつクリアランスがある（ク
リアランス＋の）状態から丸刃同士が十分接触するまで
モータ13を駆動してクリアランスを少しづつ狭めてい
く。この時スケール14の指示値をＸ座標にロードセルの
荷重指示装置８の指示値をＴ座標に記録すると第２図の
点で示す様な値が得られる。Ｘ軸に平行なグループの点
は丸刃が互いに接触する前の弾性体予圧を示している。
この点のグループから得られる直線をａとする。Ｘ軸に
一定の勾配を持つ点のグループは予圧に丸刃同士が接触
した時の反力を加えた値を示している。従つてこの点の
グループから得られる直線をｂとすればｂの傾きはカッ
ター装置の軸方向の剛性を示す。また直線a,bの交点ｃ
のＸ座標は丸刃が互いに接し始めた時の位置すなわちク
リアランスゼロの位置を示す。従つて一度ゼロ点を知れ
ば、クリアランス調整値はこのクリアランスゼロの位置
からの隔たりをスケール18で読み取れば良い。この様に
してカッター装置の剛性を知り、刃のクリアランスゼロ
点、クリアランス量を定量的に調整出来る。

次に被切断材料がなく丸刃がオーバーラップした状態に
し、クリアランスをモータ13とウエッジ９で第２図のｄ
点付近に調整し丸刃を一定の力で接触した状態にする。
この状態で丸刃を回転させ回転角をＸ座標に、その時の
ロードセルの荷重指示装置８の指示値をＴ座標に記録す
ると第３図の点で示す様な曲線値が得られる。この曲線
をθとする。この曲線ｅの変化は触れ合っている丸刃の
軸方向の振れによつて生じるものであり振れの量は既に
求めたカッター装置の軸方向の剛性から求められる。そ
の結果から丸刃の取り付け後の最終的な振れを定量的に
求める事が出来、刃の状態を定量的に判断する事ができ
る。

なお、このゼロ点検出のためのＸ軸方向調節はネジによ
り手動ですることも勿論出来る。

次にマイクロコンピュータ10を用いてクリアランス20を
自動制御する方法について述べる。

第１図の本発明装置において、被切断材料がなく、オー
バーラップしかつクリアランスのある状態から刃が互い
に接触するＣ点の近傍まで丸刃ユニットを移動させる為
のウエッジ９をサーボモータ13で自動的に動かす。この
時スケール18の指示値とロードセルLTの荷重指示装置８
の指示値をマイクロコンピュータに適当な頻度で入力
し、第２図の点で示すＸ軸に平行なグループの点をマイ
クロコンピュータに認識させる。ここに第２図はＸ軸方
向の丸刃の位置とスラスト荷重の関係を示すグラフであ
る。この点の情報から最小自乗法等で直線ａの式を得
る。更に丸刃が互いに接触した後のＣ点のＸ座標の近傍
まで自動的にウエッジ９を動かし、その後ロードセルLT
が適当な値になるまでウエッジ９を動かす。この時スケ
ール18の指示値とロードセルLTの指示値をマイクロコン
ピュータに適当な頻度で入力し、Ｘ軸に一定の勾配を持
つ点をマイクロコンピュータに認識させる事が出来る。
この点の情報から最小自乗法等で直線ｂの式がマイクロ
コンピュータ上に得られる。直線ｂの式が得られれば直
線ｂの傾きからカッター装置のＸ軸方向の剛性をマイク
ロコンピュータに認識させる事が出来る。また直線a,b
の交点ｃをマイクロコンピュータ上で計算することによ
つてＣ点のＸ座標の値を正確にマイクロコンピュータに
認識させる事が出来る。

Ｃ点のＸ座標がマイクロコンピュータに認識出来れば、
マイクロコンピュータに指示されたクリアランス量はｃ
点からクリアランスの開く方向にマイクロコンピュータ
10、サーボモータ13、ウエッジ９を介して自動的に調整
する事ができる。

更にマイクロコンピュータに予め被切断材料の硬度、板
厚等と最適クリアランスの関係の関数或いは数表を入力
する、すなわち被切断材料の特性を入力すると最適クリ
アランスをマイクロコンピュータで算出し、そのクリア
ランスに自動的に調整する事ができる。

第第４図は本発明実施例たるＹ軸方向（丸刃ユニットの
短軸間方向）の丸刃オーバーラップ調節機構であるスク
リュー装置（シリンダ装置であつてもよい）及びラジア
ル荷重を検出するロードセルLRを示す一部断面正面図で
ある。第５図は第７図のVIII-VIII′断面図である。

第４図及び第５図において、ロードセルLRで検出された
丸刃のラジアル荷重は表示装置８を介してマイクロコン
ピュータ10に入力されるようになつている。

なおこの場合ロードセルLRのラジアル荷重出力は表示装
置８を介さずに直接マイクロコンピュータ10に入力して
もよい。マイクロコンピュータ10は上下の丸刃同志が予
め設定されているオーバーラップになるよう、サーボモ
ータ32によりスクリュー装置31を駆動して下側の丸刃取
付台２の昇降台33を上昇移動させる。なお、昇降台33は
取付台２の上部においてピン34で枢着されており、スト
リップを縦割りする時に短軸に働らく水平方向の力に抗
し得るようにした揺動腕を形成している。スクリュー装
置31のバックラッシュを殺すため弾性体（バネ）と自重
により下方に与圧してある（与圧装置）。

この上昇移動の出発点は、ストリップがない状態で、上
下丸刃6,6がＹ軸方向で接触した瞬間のレベルを検出し
たゼロ点である。

このゼロ点の検出の仕方を以下に詳述する。

第４図及び第５図…本発明装置において、被切断材料が
なく、クリアランスがマイナスの状態から丸刃同士が十
分接触するまで手動調整でオーバーラップを少しづつ狭
めていく。この時スケール18の指示値をＹ座標にロード
セルの荷重指示装置８の指示値をＲ座標に記録すると第
６図の点で示す様な値が得られる。Ｙ軸に平行なグルー
プの点は刃が互いに接触する前の予圧装置12の圧力を示
している。この点のグループから得られる直線をａとす
る。Ｙ軸に対し一定の勾配を持つ点のグループは予圧に
よつて丸刃同士が接触しその反力を加えたラジアル荷重
を示している。従つてこの点のグループから得られる直
線をｂとすればｂの傾きはカッター装置の丸刃ラジアル
方向の剛性を示す。また直線a,bの交点ｃのＹ座標は刃
が互いに接し始めた時の位置すなわちオーバーラップゼ
ロの位置を示す。従つて一度ゼロ点を知れば、調整時オ
ーバーラップはこのオーバーラップゼロの位置からの隔
たりをスケール18で読み取れば良い。この様にして丸刃
の剛性、丸刃のオーバーラップゼロ点、オーバーラップ
量を定量的に調整出来る。

次に被切断材料がなく丸刃がクリアランスマイナスの状
態でオーバーラップ調整装置31で第６図のｄ点付近に調
整し上下丸刃を一定の力で接触した状態にする。第６図
は上下丸刃がその周面で接した時の丸刃の位置とラジア
ル荷重との関係を示すグラフである。この状態で丸刃を
回転させ回転角をＹ座標およびその時ロードセルの荷重
指示装置８の指示値をＲ座標に記録すると第７図の点で
示す様な曲線値が得られる。この曲線をθとする。この
曲線θの変化は触れ合つている丸刃のラジアル方向の振
れによつて生じるものであり振れの量は既に求めたラジ
アル方向の剛性から求められる。その結果から丸刃の取
り付け後の最終的な振れを定量的に求める事が出来、丸
刃の状態を定量的に判断する事ができる。

次に第５図において、オーバーラップ調整装置31をサー
ボモータ32で駆動し、その制御をマイクロコンピュータ
10で行ない、スケール18の量を変換した電気信号及びロ
ードセルの検出信号をマイクロコンピュータ10に入力す
る。予め点ＣのおよそのＹ座標の位置を計算機に入力し
ておき、第５図に示す装置において、被切断材料がな
く、オーバーラップがマイナスのある状態から丸刃が互
いに接触する手前のＣ点のＹ座標の近傍まで調整装置31
をサーボモータ32で自動的に動かす。この時スケール18
の指示値とロードセルLRの荷重指示装置８の指示値をマ
イクロコンピュータ10に適当な頻度で入力し、第６図の
点で示すＹ軸に平行なグループの点をマイクロコンピュ
ータに認識させる。この点の情報を最小自乗法等で直線
ａの式を得る。更に丸刃が互いに接触した後のＣ点のＹ
座標の近傍まで自動的に調整装置31を動かし、その後ロ
ードセルLRが適当な値になるまで調整装置31を動かす。
この時スケール18の指示値とロードセルLRの指示値を計
算機に適当な頻度で入力し、Ｙ軸に一定の勾配を持つ点
を計算機に認識させる。この点の情報から最小自乗法等
で直線ｂの式がマイクロコンピュータ上に得られる。直
線ｂの式が得られれば直線ｂの傾きからカッターユニッ
トの上下方向の剛性をマイクロコンピュータに認識させ
る。また直線a,bの交点ｃをマイクロコンピュータ上で
計算することによつてｃ点のＹ座標の値を正確にマイク
ロコンピュータに認識させる事が出来る。

Ｃ点のＹ座標がマイクロコンピュータに認識出来れば、
マイクロコンピュータに指示されたオーバーラップ量ｃ
点からクリアランスの開く方向、すなわち丸刃の短軸方
向（Ｘ軸方向）に一方の丸刃をずらし、ついでマイクロ
コンピュータ出力によつて適正なオーバーラップ位置迄
Ｙ軸方向に移動接近させる。従つて自動的にマイクロコ
ンピュータの指示通りのオーバーラップにカッターユニ
ットを調整する事ができる。

更にマイクロコンピュータに予め被切断材料の硬度、板
厚等と最適オーバーラップの関係の関数或いは数表を入
力しておけば被切断材料の特性に応じて最適オーバーラ
ップをコンピュータで算出し、そのオーバーラップ量
に、自動的に調整する事ができる。

〔発明の効果〕

本発明により丸刃間クリアランス及びオーバーラップを
定量的に調整出来、また同時にＸ軸、Ｙ軸方向の刃の振
れも定量的に知ることができる。これにより従来クリア
ランス、オーバーラップの調整には特殊な技能を必要と
していたが、これを必要とせず誰にでも容易に高い信頼
性で調整が可能となつた。クリアランス、オーバーラッ
プの調整が容易で高い信頼性で出来る事から、調整時間
を短縮、切断品質の向上、丸刃の異常摩耗の低減、設備
の稼動率向上が可能となつた。

更に、定量化出来ることから、その量をコンピュータ上
に取り込むことが可能となり、コンピュータ上で種々の
情報から最適クリアランス及びオーバーラップを計算
し、その値に全て自動で調整する完全に自動化されたク
リアランス及びオーバーラップ調整システムが可能とな
つた。

【図面の簡単な説明】

第８図は本発明実施例を示す一部断面正面図、第９図、
第10図は夫々他の実施例を示す正面図及び側面図、第１
図は本発明実施例であるスラスト荷重測定調節装置の概
念図、第２図はＸ軸方向の丸刃の位置とスラスト荷重の
関係を示すグラフ、第３図は側面で接した上下丸刃の回
転角と振れの関係を示すグラフ、第４図は本発明実施例
のラジアル荷重検出用ロードセルLRを示す一部断面正面
図、第５図は第４図のVIII-VIII′断面図、第６図は上
下丸刃が周面で接触静止している時の丸刃のＹ軸方向位
置とラジアル荷重との関係を示すグラフ、第７図は上下
丸刃が周面で接触し回転しているときの回転角とＹ軸方
向の振れの関係を示すグラフである。 １……ハウジング、２……取付台、３……丸刃ユニッ
ト、4.5……ベアリング、６……丸刃、８……表示装
置、９……ウエッジ（調整装置）、10……マイクロコン
ピュータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ストリップ走行方向に対し直角方向の長軸
   に平行な各別の短軸で片持もしくは両持支持される少な
   くとも１対の丸刃ユニットでなり、各１対の丸刃ユニッ
   トの少なくとも一方が前記長軸方向（Ｘ軸方向）に摺動
   可能であり、かつ少なくとも各１対の丸刃ユニットの短
   軸間距離が接近・離間調節可能であり、かついづれか一
   方の丸刃ユニットが短軸方向のスラスト荷重を測定する
   ためのロードセルLTを備え、かついずれか一方の丸刃ユ
   ニットがラジアル荷重を測定するためのロードセルLRを
   備えるカッター装置を備えるスリッタにおいて、 スラスト荷重とラジアル荷重を表示する表示装置を介し
   て各出力が入力されるマイクロコンピュータであって、
   スラスト荷重および／もしくはラジアル荷重が立ち上が
   る点をゼロ点として補捉し、予め記憶されている位置迄
   長軸方向（Ｘ軸方向）、または短軸間方向に丸刃位置を
   調節するための信号を発するようにした丸刃ユニット自
   動調節機構を含んでなる事を特徴とするスリッタ。