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発明の名称 板材切断機
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−105224(P2001−105224A)
公開日 平成13年4月17日(2001.4.17)
出願番号 特願平11−285148
出願日 平成11年10月6日(1999.10.6)
代理人 【識別番号】100086793
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅士
【テーマコード(参考)】
3C039
3C051
【Fターム(参考)】
3C039 AA12 AA25 AA44 AB02 
3C051 BB04
発明者 深見 靖彦
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 上刃と下刃により板材を切断する板材切断機であって、切断する板材の板厚を検知する板厚検知手段を設け、検知した板厚と設定値とを比較し、許容範囲を超える場合にエラー処理を行うエラー処理手段を設けた板材切断機。
【請求項2】 板材を切断する前に、上刃に先行して板材を固定部に対して押える板押え部材を昇降可能に設け、前記板厚検知手段は、前記板押え部材の昇降量に基づき、板厚を計測するものとした請求項1記載の板材切断機。
【請求項3】 加工プログラムに基づき、切断前に板材の板厚に応じて機械運転条件を設定する機械運転条件設定手段を設け、前記エラー処理手段は、前記機械運転条件設定手段に設定された運転条件に対応する板厚か否かを確認するものとした請求項1または請求項2記載の板材切断機。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、上刃と下刃により板材を切断する板材切断機、例えばシャーリング機等の板材切断機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、シャーリング機において、各種の板厚の板材を切断する場合、板厚に応じて上刃と下刃とのクリアランスを適正値に調整し、切断を行っている。上下刃に対する板材の送りは、素材板材の端部を把持するワークホルダの移動で行われる。切断加工により素材板材から切り離された製品またはスラグとなる板材切断片は、通常は、コンベヤ上に落下して機外に搬出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、切断加工で生じた板材切断片は、単に落下させるだけであり、ワークホルダによる把持からも離れているため、ひっかかり等が生じたときに、下刃上に残ることがある。このように板材切断片が下刃上に残った状態で次の切断動作を行った場合、次の切断を行う際には2枚重ねで切断することになる。そのため、上下刃のクリアランスが、板厚に応じた適正値に対して極度に狭い状態で切断されることになり、上下の刃や機械本体に損傷を与える恐れがある。特に、切断材が厚板である場合、このような損傷の恐れが大きい。
【0004】この発明の目的は、切断前に板材切断片の重なり異常を検知して、機械が損傷を受けることがないようにすることである。この発明の他の目的は、切断前の異常の判定が簡易な構成で行え、かつ板厚検知によって時間増加を伴うことがないようにすることである。この発明のさらに他の目的は、様々な板厚の板材を加工する板材切断機においても、板材切断片の重なり異常の検知およびその検知にもとずくエラー処理を可能とすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の構成を、実施形態に対応する図10と共に説明する。この板材切断機は、上刃(12)と下刃(13)により板材(W)を切断する板材切断機であって、切断する板材(W)の板厚を検知する板厚検知手段(34)を設けると共に、検知した板厚と設定値とを比較し、許容範囲を超える場合にエラー処理を行うエラー処理手段(47)を設けたものである。この構成によると、切断前に、板材(W)の板厚が板厚検知手段(47)で検知される。この検知された板厚は、エラー処理手段(47)で設定値と比較され、許容範囲を超える場合にエラー処理が行われる。エラー処理は、例えば上刃(12)の下降動作を停止させる指令の出力等である。
【0006】この発明において、板材(W)を切断する前に、上刃(12)に先行して板材(W)を固定部(13)に対して押える板押え部材(31)を昇降可能に設け、前記板厚検知手段(34)は、板押え部材(31)の昇降量に基づき、板厚を計測するものとしても良い。このように、板押え部材(31)を設けた場合、板厚検知手段(34)は、その昇降量の検出により板厚を計測するもので良く、簡単な構成で板厚検知が行える。また、板厚検知のための余分な動作時間を必要とせず、切断前の板材押え過程で板厚検知が行えて、サイクルタイムの低減が回避できる。また、異常がなければ、直に切断動作に移行できる。板厚検知手段(34)には直線位置検出器等が用いられる。
【0007】また、この発明において、加工プログラム(42)に基づき、切断前に板材(W)の板厚に応じて機械運転条件を設定する機械運転条件設定手段(46)を設け、前記エラー処理手段(47)を、前記機械運転条件設定手段(46)に設定された運転条件に対応する板厚か否かを確認するものとしても良い。このように、エラー処理手段(47)を、機械運転条件設定手段(46)に設定された運転条件に対応する板厚か否かを確認するものとすることで、様々な板厚の板材(W)を加工する板材切断機においても、適切な異常検知が行える。
【0008】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図1ないし図10と共に説明する。図1は、この実施形態に係る板材切断機を装備した板材加工装置の斜視図および平面図を示す。板材加工装置1は、板材切断機2に隣接してタレット式のパンチプレス機3を設置し、ワークテーブル5およびワーク送り装置6を両装置2,3に兼用させた複合機からなる。板材切断機2はシャーリング機からなる。ワーク送り装置6は、ワークテーブル5上の板材Wをワークホルダ6aで把持し、左右方向(X軸方向)および前後方向(Y軸方向)に移動させるものであり、板材切断機2の切断加工部とパンチプレス機3のパンチ加工部の両方にわたり、板材Wを把持したままで送り込み可能な各軸ストロークを有するものとしてある。パンチプレス機3はC形のパンチフレーム7を有し、このフレーム7に、複数のパンチ工具を配列した上タレット(図示せず)と、所定のパンチ位置で前記パンチ工具を昇降駆動するパンチ駆動機構(図示せず)が設けられている。
【0009】板材切断機2は、パンチプレス機3で孔明け加工されてワーク送り装置6によって送られて来る板材Wを切断加工するものであり、図2〜図5に示すように、本体となるフレーム11に互いに上下に配置した上刃12と下刃13とを有する。フレーム11は、縦姿勢の角筒状のものであり、その前面から両側面の中間付近にわたって切欠状開口部11aが設けられ、これによりフレーム11の側面形状はC字状となっている。下刃13は、左右方向(X軸方向)から前後方向(Y軸方向)に沿ってL字形に屈曲する平面形状を有し、フレーム11の切欠状開口部11aの下縁内側に沿って配置されている。上刃12は、下刃13の内側に沿うL字形の平面形状とされていて、刃先には、その一端から中間の屈曲部を経て他端へと向かう一様な傾斜(レーキ角)が設けられている。
【0010】上刃12は、フレーム11の後部に旋回支軸14(図4,図5)を介して上下に回動自在に支持されたラム15の先端下部に取付けられている。フレーム11の前部上面には、ラム15を上下動させる駆動装置16が設置され、この駆動装置16と、前記ラム15、旋回支軸14などによって、上刃12を上下回動させる上刃昇降駆動手段17が構成される。上刃12が上刃昇降駆動手段17の駆動で上下動することによって、下刃13と噛み合い、板材Wの剪断による切断加工が行われる。なお、旋回支軸14の軸心は、下刃13の上端よりの上方に位置するように設定されている。
【0011】また、フレーム11の内側には、上刃12と下刃13によって板材Wから切り取られる製品である板材切断片をX軸方向と平行な搬送方向Aに向けて機外に排出するコンベヤ18が設置されており、このコンベヤ18の次段には、これによって搬出されてきた板材切断片をさらに移送する2次コンベヤ19が配置されている。
【0012】旋回支軸14は、図1および図4に平面図で示すように、その軸方向をL字形の下刃13のいずれの辺に対しても斜めとなる方向、例えばX軸方向およびY軸方向のいずれに対しても45°偏った方向に設定してある。この旋回支軸14に対して、前記ラム15は両側部で軸受26を介して回転自在に支持されている。軸受26には球面軸受が使用されている。また、旋回支軸14は、図6に縦断面図で示すように、フレーム11に座27を介して支持した回転軸21に、偏心して一体に設けられている。詳しくは、回転軸21が基準の回動位置にあるときに、回転軸21の軸心O1に対して、旋回支軸14の軸心O2が微小量Δdだけ上方に偏るように偏心させてある。また、回転軸21が基準の回動位置にあるときに、下刃13に対する上刃12の水平方向のクリアランスは、所定の板厚の板材Wの切断に好適となるように設定されている。
【0013】回転軸21にはクリアランス調整手段22が連結されている。クリアランス調整手段22は、回転軸21を回動させることによって、旋回支軸14の軸心を前後に微小変位させて下刃13に対する上刃12の水平方向の位置を調整する手段である。このクリアランス調整手段22は、回転軸21の端部に固定したセクタギヤ23(図7参照)と、このセクタギヤ23に噛み合うピニオン24を出力軸に固定したサーボモータ25とからなり、サーボモータ25はフレーム11に設置されている。サーボモータ25を駆動すると、その出力軸の回動量に見合った量だけ回転軸21がサーボモータ25の出力軸と逆方向に回動する。旋回支軸14は下刃13の両辺に対して共に45°偏った角度に配置されているので、上述した一度の調整により、上刃12のX軸方向に沿う辺と、Y軸方向に沿う辺の両方の調整を同時に行うことができる。なお、クリアランス調整手段22による調整量は、フレーム11に設けられセクタギヤ23に当接可能な一対のストッパ28によって制限される。
【0014】図3および図8に示すように、フレーム11には、上刃12の下降に先行して板材Wを固定部(例えば下刃13)に対して押える板押え部材31が昇降可能に設けられている。板押え部材31は、上刃12の各辺に沿って複数個並べて設けられている。個々の板押え部材31は、フレーム11に取付けられた取付部材32に、各々複数の昇降手段33を介して支持されている。昇降手段33は、板押え部材31を昇降自在に支持して昇降駆動し、板押え部材31に押え力を与える手段であり、シリンダ装置が用いられている。板押え部材31は、昇降手段33の下端に取付けられている。この実施形態では、昇降手段33は、単動式のシリンダ装置が用いられ、復帰ばね(図示せず)を備えている。昇降手段33は、複動式のシリンダ装置であっても良い。
【0015】各板押え部材31には、板厚検知手段34が対応して設けられている。この板厚検知手段34は、板押え部材31の昇降量に基づき板厚を計測するものであり、取付部材32にセンサ台35を介して設置されている。板厚検知手段34には、直線位置検出器等が用いられる。
【0016】図10は、この板材切断機の制御系のブロック図である。制御装置41は、板材加工装置1の全体を制御する装置であって、加工プログラム42に従って制御するプログラム制御式のものであり、数値制御機能部(NC部)とプログラマブルコントローラ機能部とで構成される。制御装置41は、一般制御部43、上刃昇降制御手段44、クリアランス制御手段45、運転条件設定手段46、およびエラー処理手段47を有する。
【0017】一般制御部43は、加工プログラム42を解読して、上記各制御手段44〜47に指令を与える手段と、この制御装置41において、上記各制御手段44〜47で行う制御の他の各種の制御を行う手段とを総称したものである。上刃昇降制御手段44は、加工プログラム42の指令に従い、上刃昇降駆動手段17を制御して上刃12の昇降動作を制御する手段である。機械運転条件設定手段46は、板厚等に応じて機械運転条件を設定する手段であり、この実施形態では、各種の板厚に対して、運転条件として上下刃12,13間のクリアランスaが設定されている。機械運転条件設定手段46は、加工プログラム42に記述されている板厚データから、その板厚に対応して設定されたクリアランスaのデータを出力する。クリアランス制御手段45は、クリアランス調整手段22に指令を与えて上刃12と下刃13とのクリアランスaを調整する手段であり、機械運転条件設定手段46に設定された板厚対応のクリアランスaになるように、クリアランス調整手段22に指令を与える。
【0018】エラー処理手段47は、板厚検知手段34で検知した板厚値と、設定されている板厚値とを比較し、許容範囲を超える場合にエラー処理を行う手段である。この板厚設定値は、例えば機械運転条件設定手段46に設定された板厚値が用いられる。エラー処理手段47は、判定部47aを有していて、この判定部47で、板厚検出値と板厚設定値とを比較する。エラー処理手段47は、判定部47による判定の結果、許容範囲を超える場合に、エラー処理として、エラー信号sを出力する。このエラー信号sは、上刃昇降制御手段44に入力され、上刃昇降制御手段44は、このエラー信号sにより上刃昇降動作の停止指令を出力する。エラー信号sは、報知手段48にも入力され、報知手段48は、音や光等によるオペレータへの報知を行う。判定部47による判定の結果、許容範囲内の場合は、上刃昇降許可信号を出力するか、あるいは何も出力しないものとし、上刃昇降制御手段44は、この上刃昇降許可信号を受けるか、あるいは所定期間にエラー信号sがないことを確認して、上刃昇降動作を続行する。
【0019】上記構成の板材切断機2の動作を説明する。切断加工に先立ち、加工プログラム42の板厚データにより、機械運転条件設定手段46により、板厚に対応したクリアランスaが設定され、その設定クリアランスaに上下刃12,13間のクリアランスが、クリアランス調整手段45の制御によりクリアランス調整手段22で調整される。上刃12の加工による各回の切断過程では、上刃12の下降の前に、フレーム11に設置されている板押え部材31が、板材Wを下刃13の上に押し付け、板材Wが切断時に移動しないようにする(図8)。この板押え時の板押え部材31の昇降量が板厚検知手段34で検知される。このときの板厚検知手段34の昇降量は、板押え部材31で押えている物の厚さに対応し、適正に1枚の板材Wを押えているときは、その板厚に、板材切断片等が板材Wと重なっているときは、その重なり厚さに対応する。
【0020】板厚検知手段34の昇降量検出値、つまり板厚検出値は、エラー処理手段47に入力され、エラー処理手段47は、機械運転条件設定手段46に設定されている板厚設定値と前記の板厚検出値とを比較する。複数の板厚検知手段34の検出値は、個々に比較しても良く、また平均値、最大値、あるいはその他の処理を行った値で比較しても良い。比較の結果、板厚検出値が、板厚設定値に対して許容範囲内であるときは、エラー処理手段47は、上刃昇降許可信号を出力する。上刃昇降制御手段44は、この上刃昇降許可信号を確認して、上刃12の下降を開始させる。エラー処理手段47による判定の結果、板厚検出値が板厚設定値に対して許容範囲を超える場合は、エラー信号sを出力する。上刃昇降制御手段44は、このエラー信号sの入力により、上12の下降動作を停止する。また、報知手段48によるアラーム音や警報ランプ等による報知が行われる。
【0021】この板材切断機2は、このように、板材Wに板材切断片等が重なっていることが、上刃12の下降による切断前に検出され、板材切断片の重なり部を切断することによる機械の損傷が未然に防止される。また、種々設定される板厚設定値で比較するため、種々の板厚の加工を行う場合にも、適切な2枚重なりの判定が行える。さらに、加工プログラム42のプログラムミスの場合にも効果が得られる。
【0022】
【発明の効果】この発明の板材切断機は、上刃と下刃により板材を切断する板材切断機であって、切断する板材の板厚を検知する板厚検知手段を設け、検知した板厚と設定値とを比較し、許容範囲を超える場合にエラー処理を行うエラー処理手段を設けたため、切断前に板材切断片の重なり異常を検知して、機械が損傷を受けることがないようにすることができる。板材を切断する前に、上刃に先行して板材を固定部に対して押える板押え部材を昇降可能に設け、前記板厚検知手段は、板押え部材の昇降量に基づき、板厚を計測するものとした場合は、切断前の異常の判定が簡易な構成で行え、かつ板厚検知によって時間増加を伴うことが回避できる。加工プログラムに基づき、切断前に板材の板厚に応じて機械運転条件を設定する機械運転条件設定手段を設け、前記エラー処理手段は、前記機械運転条件設定手段に設定された運転条件に対応する板厚か否かを確認するものとした場合は、様々な板厚の板材を加工する板材切断機においても、板材切断片の重なり異常検知、およびその検知にもとづくエラー処理が行える。




 

 


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