JP2000263313A

JP2000263313A - 板材切断装置

Info

Publication number: JP2000263313A
Application number: JP11065982A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Yonekura; 敏浩米倉
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2000-09-26
Also published as: EP1034869A1; US20010003254A1; US6393954B2

Abstract

(57)【要約】【課題】上刃上昇時の板材切断面との擦りを緩和し、
上刃の摩耗を防止して長寿命化を図る。【解決手段】固定の下刃１３に対して、可動の上刃１
２を昇降させて板材を切断する装置において、切断終了
後に、上刃１２と板材切断面との間隔を広げる上刃押付
け回避手段４１を設ける。この手段４１は、上下の刃１
２，１３のクリアランスを調整するクリアランス調整機
構２２と、その制御手段３５とで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、固定の下刃と可
動の上刃で板金等の板材を切断するライトアングルシャ
ー等の板材切断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、板材切断装置として、図１２に示
すようにＬ字形の固定の下刃４２とその内側に沿って設
けられた可動の上刃４１とで、板材ＷをＬ字状に切断
し、矩形に切り取るライトアングルシャーが用いられて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような板材切断装
置において、上刃４１は、図１４に示すように切断によ
る反力Ｆを、板材Ｗから切断圧とは逆方向に受ける。こ
の反力Ｆの水平成分である横方向荷重Ｆａは、上刃４１
やこの上刃４１の支持系統に撓みを生じさせて上刃４１
を横方向に逃がすことになり、上下の刃４１，４２のク
リアランスが広がる。すなわち、上刃４１は、下降の際
に、図１３に鎖線で示す本来の上刃軌跡ａに対して横方
向にずれた上刃軌跡ｂを取る。この軌跡ａ，ｂのずれ量
Ａは、切断圧が最も高くなる下降途中で最大となる。板
材Ｗの切断面は、このずれた軌跡ｂに応じた位置とな
る。その後、切断が終了すると、横方向荷重Ｆａが無く
なるため、上刃４１の変位は復元し、本来の上刃軌跡ａ
で上昇する。このとき、板材Ｗの切断面は、上刃４１の
下降時の実際の軌跡ｂに沿ってずれているため、上刃４
１は板材Ｗの切断面を強く擦りながら上昇することにな
る。この擦りは、上刃４１の摩耗の原因となり、上刃４
１の寿命が短くなる。なお、板材切断中に上下の刃のク
リアランス調整を行うものは、先に本出願人が提案した
が（例えば、特願平９−１７２２６０号）、上刃上昇時
の擦り防止についての配慮はなされていない。

【０００４】この発明の目的は、上刃上昇時の板材切断
面との擦りを緩和し、上刃の摩耗を防止して長寿命化を
図ると共に、板材のめくれ上がりを回避して加工品質を
保持することのできる板材切断装置を提供することであ
る。この発明の他の目的は、簡単な制御で上刃上昇時の
擦り防止を可能とすることである。この発明のさらに他
の目的は、上下の刃がＬ字形のものである場合にも、上
記の摩耗防止を簡単な構成で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８を参照して説明する。この板材切断装
置は、固定の下刃（１３）に対して、可動の上刃（１
２）を昇降させて板材（Ｗ）を切断する板材切断装置で
あって、板材切断終了後に、上刃（１２）と板材切断面
との間隔を広げる上刃押付け回避手段（１０）を設けた
ものである。この構成によると、板材切断終了後に、上
刃押付け回避手段（１０）によって上刃（１２）と板材
切断面との間隔が広げられ、この広げ状態で上刃（１
２）が上昇する。そのため、切断面が切断時の上刃（１
２）の逃げによって下刃（１３）から離れる方向にずれ
ていても、上刃（１２）の上昇時に上刃（１２）が板材
切断面に強く押し付けられることが回避される。そのた
め、上刃（１２）の摩耗が防止され、長寿命になる。ま
た、板材（Ｗ）のめくれ上がりを回避して加工品質を保
持することができる。板材切断終了後に、上刃（１２）
と板材切断面との間隔を広げるには、上刃（１２）と下
刃（１３）とのクリアランスが広がるように上刃を移動
させても良く、またクリアランスの調整を行わずに、板
材位置を調整しても良い。

【０００６】この発明において、前記上刃押付け回避手
段（１０）は、上刃（１２）と下刃（１３）のクリアラ
ンスを調整するクリアランス調整機構（２２）と、この
クリアランス調整機構（２２）を駆動する調整駆動源
（２５）と、板材切断終了後の上刃（１２）の上昇前に
前記クリアランス調整機構（２２）に上刃（１２）と下
刃（１３）とのクリアランスを広げさせるクリアランス
制御手段（３５）とを備えたものであっても良い。クリ
アランス調整機構（２２）は、例えば偏心カム機構で構
成される。この構成の場合、切断途中等のクリアランス
調整に用いられるクリアランス調整機構（２２）および
その調整駆動源（２５）を利用し、クリアランス制御手
段（３５）の制御内容を設定するだけで、板材切断終了
後の上刃上昇前にクリアランスを広げることができ、簡
単な制御で上刃上昇時の擦り防止が行える。

【０００７】この発明において、前記下刃（１３）は平
面形状が略Ｌ字状であり、前記上刃（１２）は下刃（１
３）に沿う略Ｌ字状の平面形状であり、前記クリアラン
ス調整機構（２２）は、これら下刃（１３）および上刃
（１２）のＬ字状を成す２辺に対する斜め方向にクリア
ランスを調整するものであっても良い。このような上下
の刃（１２），（１３）を略Ｌ字状とした板材切断装置
は、ライトアングルシャーと呼ばれ、板材（Ｗ）を角部
から矩形に切り取って行く切断に一般に用いられてい
る。このような板材切断装置において、クリアランス調
整機構（２２）が、上記のように斜め方向にクリアラン
ス調整するものであると、互いにＬ字形を成す上刃（１
２）の２辺のクリアランス調整が同時に行え、簡単な構
成で上刃上昇時の擦りに伴う摩耗の防止が図れる。

【０００８】この発明において、前記クリアランス制御
手段（３５）は、板材切断時の上刃下降途中で板材
（Ｗ）の厚みに応じたクリアランスに調整すると共に、
上刃上昇時には下降時よりもクリアランスを大きくする
ように制御するものであっても良い。また、この発明に
おいて、前記クリアランス調整機構（２２）は、上刃
（１２）の位置を水平方向に移動させる手段（２１）
と、この手段（２１）を駆動する調整駆動源（２５）と
よりなるものとしても良い。

【０００９】

【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１１と共に説明する。図５および図６は、この実施
形態に係るシャーリング機からなる板材切断装置を装備
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、板材切断装置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。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
材切断装置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。ベッ
ド４の後部に、パンチプレス機３のＣ形のパンチフレー
ム７が設置され、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。

【００１０】板材切断装置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１〜図４に平面
図，正面図，右側面図および左側面図で示すように、板
材切断装置本体となるフレーム１１に互いに上下に配置
した移動刃である上刃１２と固定刃である下刃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）に向けて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１
１ａ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。

【００１１】上刃１２は、フレーム１１の後部に旋回支
軸１４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、および旋回支
軸１４によって、上刃１２を上下回動させる上刃駆動機
構１７が構成される。上刃１２が駆動機構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配置されてい
る。

【００１２】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Ｗｂで
ある切断片をＸ軸方向と平行な搬送方向Ａに沿って機外
に排出するコンベヤ１８が設置されている。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。

【００１３】旋回支軸１４は、図１および図７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８に縦断面図で示すように、フレーム１１
に、座２７によって外周面で回転自在に支持された回転
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。

【００１４】回転軸２１にはクリアランス調整機構２２
が連結されている。クリアランス調整機構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、この軸心と直交する水平方向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機構２２は、回転軸２１
の端部に固定したセクタギヤ２３（図９参照）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は、
クリアランス調整機構２２の調整駆動源となるものであ
り、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、クリアランス調整機構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。

【００１５】ＮＣ装置２９は、板材加工装置１の全体の
動きを制御する制御装置であり、コンピュータ式の数値
制御機能、およびプログラマブルコントローラとしての
機能を有する。ＮＣ装置２９は、加工プログラム３０を
解析して実行する演算制御部３１を有し、演算制御部３
１の指令により、各軸のサーボコントローラ３８〜４０
等を介して、前記サーボモータ２５や、ラム１５の駆動
装置１６の駆動源や、板材加工装置１のその他の駆動源
が駆動される。このＮＣ装置２９に、各軸の板材送りを
行うワーク送り制御手段３３、およびラム駆動装置１６
の駆動源を制御する上刃昇降制御手段３４と共に、クリ
アランス制御手段３５が設けられ、かつ板材情報記憶手
段３２が設けられている。板材情報記憶手段３２には素
材となる板材の板厚，材質等が設定されている。

【００１６】クリアランス制御手段３５は、クリアラン
ス調整機構２２を制御する手段であり、その調整駆動源
であるサーボモータ２５に前記サーボコントローラ４０
を介して指令を与える。クリアランス制御手段３５に
は、上刃１２が下降動作するときの上下刃１２，１３間
のクリアランスの変更曲線を設定した変更曲線設定部３
６と、上刃１２が下降したときの上下刃１２，１３間の
クリアランス広げ量を設定した押付け回避設定部３７と
が設けられている。

【００１７】上記のクリアランス調整機構２２、調整駆
動源であるサーボモータ２５、およびクリアランス制御
手段３５により、板材切断終了後に、上刃と板材切断面
との間隔を広げる上刃押付け回避手段４１が構成され
る。また、ＮＣ装置２９およびクリアランス調整機構２
２は、板材Ｗの切断中に、上刃１２と下刃１３とのクリ
アランスの方向に板材Ｗと上刃１２との相対位置を調整
する調整手段２０を構成する。

【００１８】上記構成の動作を説明する。板材切断装置
２においては、上刃１２の下降により、上刃１２が下刃
１３に噛み合って板材Ｗを切断する。上刃１２の下降
は、基本的には、図１１に示すように旋回支軸１４を揺
動中心として下降回動することで行われる。この上刃１
２の下降時に、図１４と共に従来例で説明したように、
横方向荷重を受けるため、図１０に示すように、本来の
上刃軌跡ａに対して横方向にずれた上刃軌跡ｂを取る。
この間のずれ量Ａは、下降途中で最大となる。切断が終
了したときは、切断抵抗による横荷重がなくなるため、
上刃１２の変位がなくなってずれ量Ａが零となる。この
ように上刃１２が下降して切断が完了した時に、上刃１
２の下刃１３に対するクリアランスが、図１０に上刃軌
跡ｄで示すように、広げられる。この広げ動作は、クリ
アランス調整制御手段３５によるクリアランス調整機構
２２の調整動作により行われ、押付け回避設定部３７に
設定された量だけ広げられる。このように、クリアラン
スを広げた後、上刃昇降制御手段３４は、上刃１２を上
昇させる。そのため、上刃１２の軌跡は、図１０に上刃
軌跡ｃで示すようになる。このように、クリアランスの
広げ状態で上刃１２が上昇する。そのため、板材Ｗの切
断面が切断時の上刃１２の逃げによって下刃１３から離
れる方向にずれていても、上刃１２の上昇時に上刃１２
が板材切断面に強く押し付けられることが回避される。
そのため、上刃１２の摩耗が防止され、長寿命になる。
上刃１２が上昇端まで上昇すると、下降時に広げた量だ
け、クリアランスが狭められ、元の上昇待機状態に戻
る。すなわち、図１０の上刃軌跡ｅ分だけ戻り移動す
る。

【００１９】この実施形態では、上刃１２が下降して切
断するときに、クリアランス制御手段３５の制御による
クリアランス調整機構２２の駆動により、上刃１２と下
刃１３とのクリアランスが調整される。すなわち、上刃
１２の下降に伴ってクリアランスが小さくなるように調
整される。これにより、切断荷重による上刃１２の逃げ
によるクリアランスの広がりが抑制され、板材Ｗの切断
線の直線性が保たれる。上刃１２の逃げは、板材Ｗの板
厚や材質によって異なるため、クリアランス制御手段３
５は、板材情報記憶手段３２に記憶された板厚および材
質の情報に従ってクリアランスを制御し、より切断線の
直線性を高める。上記の切断完了後の上刃１２のクリア
ランス広げ動作は、下降途中のクリアランス調整を行っ
た場合にも行われ、その切断完了後のクリアランス広げ
量は、切断動作時のクリアランス調整量に応じて行われ
る。

【００２０】クリアランス調整機構２２は、その主な目
的は、上刃１２の下降による切断途中でクリアランス調
整して板材切断線の直線性を確保し、加工精度を向上さ
せるものであるが、このようなクリアランス調整機構２
２の機能を利用し、切断完了後に上刃１２のクリアラン
ス広げ動作を行うように制御することで、簡単な制御機
能の付加だけで、上刃１２の摩耗抑制が行える。

【００２１】なお、前記実施形態は、上下の刃１２，１
３がＬ形のものである場合につき説明したが、この発明
は上下の刃が一直線状のものである場合にも適用するこ
とができる。また、上記実施形態では、上刃１２を旋回
支軸１４回りに上下回動させて切断するものである場合
につき説明したが、この発明は、上刃１２を直線的に昇
降させる形式の場合にも適用することができる。

【００２２】

【発明の効果】この発明の板材切断装置は、板材切断終
了後に、上刃と板材切断面との間隔を広げる上刃押付け
回避手段を設けたため、上刃上昇時の板材切断面との擦
りを緩和し、上刃の摩耗を防止して長寿命化を図ること
ができる。また、板材のめくれ上がりを回避して加工品
質を保持することができる。上刃押付け回避手段が、上
刃と下刃のクリアランスを調整するクリアランス調整機
構と、このクリアランス調整機構を駆動する調整駆動源
と、板材切断終了後の上刃の上昇前に前記クリアランス
調整機構に上刃と板材切断面との間隔を広げさせるクリ
アランス制御手段とを備えたものである場合は、簡単な
制御で上刃上昇時の擦り防止が行える。上下の刃が略Ｌ
字状であり、クリアランス調整機構が、これら下刃およ
び上刃のＬ字状を成す２辺に対する斜め方向にクリアラ
ンスを調整するものである場合は、２辺のクリアランス
調整が同時に行え、簡単な構成，制御で、切断完了後，
上昇前のクリアランス広げ動作が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る板材切断装置の部
分省略平面図である。

【図２】同板材切断装置の正面図である。

【図３】同板材切断装置の右側面図である。

【図４】同板材切断装置の左側面図である。

【図５】同板材切断装置を装備した板材加工装置の外観
斜視図である。

【図６】同板材加工装置の平面図である。

【図７】前記板材切断装置における旋回支軸の設置部を
示す拡大水平断面図である。

【図８】同板材切断装置における上下刃の縮小平面図
と、クリアランス調整機構の断面図と、その制御系のブ
ロック図とを組み合わせて示す説明図である。

【図９】同クリアランス調整機構の一部を示す側面図で
ある。

【図１０】同クリアランス調整機構により調整する上刃
軌跡の説明図である。

【図１１】同板材切断装置の切断動作を断面図で示す説
明図である。

【図１２】従来の板材切断装置による切断過程を示す平
面図である。

【図１３】従来の上刃軌跡の説明図である。

【図１４】上刃に作用する横荷重の説明図である。

【符号の説明】

２…板材切断装置６…ワーク送り装置１０…上刃押付け回避手段１１…フレーム１２…上刃１３…下刃１４…旋回支軸１５…ラム１７…上刃駆動機構２２…クリアランス調整機構２５…サーボモータ（調整駆動源）２９…ＮＣ装置３０…加工プログラム３１…演算制御部３２…板材情報記憶手段３３…ワーク送り制御手段３５…クリアランス制御手段３７…押付け回避設定部ａ〜ａ…上刃軌跡Ｗ…板材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定の下刃に対して、可動の上刃を昇降
させて板材を切断する板材切断装置であって、板材切断
終了後に、上刃と板材切断面との間隔を広げる上刃押付
け回避手段を設けた板材切断装置。
【請求項２】前記上刃押付け回避手段が、上刃と下刃
のクリアランスを調整するクリアランス調整機構と、こ
のクリアランス調整機構を駆動する調整駆動源と、板材
切断終了後の上刃の上昇前に前記クリアランス調整機構
に上刃と固定刃とのクリアランスを広げさせるクリアラ
ンス制御手段とを備えたものである板材切断装置。
【請求項３】前記下刃は平面形状が略Ｌ字状であり、
前記上刃は下刃に沿う略Ｌ字状の平面形状であり、前記
クリアランス調整機構は、これら下刃および上刃のＬ字
状を成す２辺に対する斜め方向にクリアランスを調整す
るものである請求項２記載の板材切断装置。