JP2008105142A - Cutting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷蔵庫、エアコンに使用されているコンプレッサー等の真円、楕円又はその他の形状の密閉容器などを切断するための切断装置に関する。 The present invention relates to a cutting device for cutting a perfect circle, an ellipse or other shape of a closed container such as a compressor used in a refrigerator or an air conditioner.
従来の密閉容器などの被切断対象物を切断する切断装置としては、特許文献１に記載されたものなど各種のものがある。
As a conventional cutting device for cutting an object to be cut such as a sealed container, there are various devices such as the one described in
かかる従来の切断装置では、回転テーブル上に被切断対象物である密閉容器などを載置して回転テーブルを回転させることにより自転させ、次いで、それぞれ２個のカッターが取り付けられた２個のヘッドにより被切断対象物を挟み込んで、カッターと被切断対象物との接触面を塑性変形させて被切断対象物を輪切り状態に切断する。 In such a conventional cutting device, two heads each mounted with two cutters are mounted by rotating a rotary table by placing a sealed container or the like to be cut on the rotary table. Thus, the object to be cut is sandwiched, the contact surface between the cutter and the object to be cut is plastically deformed, and the object to be cut is cut into a circular shape.
しかしながら、従来の切断装置には、以下に示すような解決すべき課題があった。
（１）被切断対象物の回転軸方向に対してカッターの高さ位置が移動不能な状態で固定され、切断位置は回転テーブルの上面から一定の高さになっているので、切断位置を回転軸方向で異ならせようとした場合には、被切断対象物を載置するための回転テーブル上又は回転テーブルとモーターとの間などにスペーサーを挿入して固定するなどの段取り換え作業が必要となり、段取り時間もかかる。
（２）被切断対象物の切断に際しては塑性変形させるために非常に大きな力を要するが、このためヘッドの駆動源として油圧シリンダーを用いるようにし、被切断対象物にカッターが接触する間での送りや接触後の油圧の増大による挟み込み力の増力などのタイミングの制御を行う必要がある。従来の切断装置では、油圧シリンダーの往復動作区間に磁気センサーを設け、その磁気センサーの位置を変更することにより挟み込み力（押圧力）の増圧タイミングを変更するようにしている。したがって、磁気センサーの位置を変更することにより増圧タイミングを設定する機構では、被切断対象物の形状が変わって、ヘッドと被切断対象物との接触タイミングなどが変わった場合には、磁気センサーの位置を被切断対象物の形状に合わせて移動する設定をし直さなければならず、設定変更作業に手間と時間が必要であった。
（３）切断開始は上述のように磁気センサーの位置によって制御しているが、切断の終了のタイミングは制御されてはおらず、作業者が切断完了のタイミングを目視などにより判断していたので、少しの判断ミスでカッターの磨耗や劣化を早めてしまうことがあった。
（４）回転テーブル上に被切断対象物を載置した後に、ヘッドが取り付けられた可動アームを手動操作により倒してヘッドに取り付けられたカッター間に被切断対象物が配置されるようにし、その後、作業者が可動アームを手動により保持しつつヘッドの駆動を開始するようにしているので、可動アームを保持するという手動操作が必要であり自動化になじみ難かった。
（５）２個のヘッドは２個の可動アームなどに取り付けられたいわゆる門型構造をしており、可動アームの前端部に配置されたシリンダー受けが前端部側を閉塞した状態すなわちシリンダー受けが障害物となった状態で配置されているので、可動アームを倒してヘッドを設置すると可動アームのシリンダー受けなどによって被切断対象物が取り囲まれてしまい、前方からの被切断対象物の供給が容易にはできず、自動供給が困難であり切断作業の自動化が困難であった。
（６）楕円形または異形の被切断対象物の切断は可能であるが、断面が真円形の被切断対象物を切断しようとすると、ヘッドが傾いて被切断対象物を回転テーブルから外側に押し出そうとする荷重が作用して被切断対象物が転倒するおそれがあり切断の安定性が確保できず、実質的に真円形の被切断対象物の切断はできなかった。
(1) The height position of the cutter is fixed so that it cannot move with respect to the rotation axis direction of the object to be cut, and the cutting position is constant from the top surface of the rotary table, so the cutting position is rotated. If it is attempted to make the difference in the axial direction, it is necessary to perform a setup change operation such as inserting and fixing a spacer on the rotary table for placing the object to be cut or between the rotary table and the motor. It takes time for setup.
(2) When cutting an object to be cut, a very large force is required for plastic deformation. For this reason, a hydraulic cylinder is used as a drive source for the head, and the cutter is in contact with the object to be cut. It is necessary to control timing such as increase of the pinching force due to increase of the oil pressure after feeding or contact. In the conventional cutting device, a magnetic sensor is provided in the reciprocating section of the hydraulic cylinder, and the pressure increasing timing of the pinching force (pressing force) is changed by changing the position of the magnetic sensor. Therefore, in the mechanism that sets the pressure increase timing by changing the position of the magnetic sensor, when the shape of the object to be cut changes and the contact timing of the head and the object to be cut changes, the magnetic sensor Therefore, the setting of moving the position in accordance with the shape of the object to be cut had to be reset, and labor and time were required for the setting change work.
(3) Although the start of cutting is controlled by the position of the magnetic sensor as described above, the timing of the end of cutting is not controlled, and the operator has judged the timing of completion of cutting by visual observation or the like. A slight misjudgment could accelerate cutter wear and deterioration.
(4) After placing the object to be cut on the rotary table, the movable arm to which the head is attached is manually pushed down so that the object to be cut is arranged between the cutters attached to the head. Since the operator starts driving the head while manually holding the movable arm, a manual operation of holding the movable arm is necessary and it is difficult to adapt to automation.
(5) The two heads have a so-called portal structure attached to two movable arms, and the cylinder receiver arranged at the front end of the movable arm closes the front end side, that is, the cylinder receiver is Since it is placed in the state of an obstacle, if the head is installed with the movable arm tilted, the object to be cut will be surrounded by the cylinder receiver of the movable arm, etc., making it easy to supply the object to be cut from the front. Therefore, automatic supply is difficult and automation of the cutting operation is difficult.
(6) Although it is possible to cut an object to be cut having an elliptical shape or a deformed shape, if an attempt is made to cut an object to be cut having a true cross section, the head is tilted and the object to be cut is pushed outward from the rotary table. There was a possibility that the object to be cut would fall due to the load to be taken out, so that the stability of cutting could not be secured, and the substantially circular object to be cut could not be cut.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、被切断対象物の回転軸方向の任意の位置で切断することができ、被切断対象物の形状などが変わっても自動で切断開始や終了のタイミングを自動で設定でき、カッターの摩耗や劣化を最小限に抑えることができ、切断作業を容易に自動化でき、真円形の被切断対象物であっても安定して切断できる切断装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can be cut at an arbitrary position in the rotation axis direction of the object to be cut. Even if the shape of the object to be cut changes, the cutting start and end are automatically performed. Providing a cutting device that can automatically set the timing, minimize wear and deterioration of the cutter, easily automate the cutting operation, and stably cut even a round object to be cut. For the purpose.
（１）本発明の請求項１記載の切断装置は、被切断対象物を保持して回転させる回転テーブルと、当該回転テーブルにより回転させられる前記被切断対象物を輪切り状態に切断する切断機構部とを備えた切断装置であって、前記切断機構部が、少なくとも２個のカッターが設けられた少なくとも２個のヘッドを前記被切断対象物の回転中心までの距離をそれぞれ等しく保ちながら移動させる機構と、前記回転テーブルにより回転させられる前記被切断対象物を前記少なくとも４個のカッターにより挟み込んで前記カッターが前記被切断対象物に接触する接触部分を塑性変形させて切断する機構とを備え、前記各カッターが前記被切断対象物に接触した時に前記カッターが受ける反力の変化をセンサーにより検出して、前記カッターの前記被切断対象物への押圧力を増大させるタイミングや切断完了処理を開始するタイミング及び前記カッターの破損、切れ味の低下、その他切断に関する異常状態の少なくとも１つを、前記センサーの検出結果に基づいて自動で判定する機構を設けたことを特徴とする。
（２）本発明の請求項２記載の切断装置は、被切断対象物を保持して回転させる回転テーブルと、当該回転テーブルにより回転させられる前記被切断対象物を輪切り状態に切断する切断機構部とを備えた切断装置であって、前記切断機構部が、少なくとも２個のカッターが設けられた少なくとも２個のヘッドを前記被切断対象物の回転中心までの距離をそれぞれ等しく保ちながら移動させる機構と、前記回転テーブルにより回転させられる前記被切断対象物を前記少なくとも４個のカッターにより挟み込んで前記カッターが前記被切断対象物に接触する接触部分を塑性変形させて切断する機構とを備え、前記切断機構部を、前記回転テーブル上に載置された前記被切断対象物の軸方向に沿って移動可能でかつ所望位置で停止かつ固定可能とする機構が設けられていることを特徴とする。
（３）本発明の請求項３記載の切断装置は、前記切断機構部の位置を位置センサーにより検出可能とし、前記切断機構部の位置を前記位置センサーの出力に基づいて記憶可能とし、記憶された所望位置に向けて前記切断機構部を自動で移動可能とする機構を設けたことを特徴とする。
（４）本発明の請求項４記載の切断装置は、被切断対象物を保持して回転させる回転テーブルと、当該回転テーブルにより回転させられる前記被切断対象物を輪切り状態に切断する切断機構部とを備えた切断装置であって、前記切断機構部が、少なくとも２個のカッターが設けられた少なくとも２個のヘッドを前記被切断対象物の回転中心までの距離をそれぞれ等しく保ちながら移動させる機構と、前記回転テーブルにより回転させられる前記被切断対象物を前記少なくとも４個のカッターにより挟み込んで前記カッターが前記被切断対象物に接触する接触部分を塑性変形させて切断する機構とを備え、前記切断機構部の前記ヘッドの一側面側が装置本体に片持ち状態で連結され、前記ヘッドの他側面側の前面側には障害物が設けられていない開放部が形成されていることを特徴とする。
（５）本発明の請求項５記載の切断装置は、被切断対象物を保持して回転させる回転テーブルと、当該回転テーブルにより回転させられる前記被切断対象物を輪切り状態に切断する切断機構部とを備えた切断装置であって、前記切断機構部が、少なくとも２個のカッターが設けられた少なくとも２個のヘッドを前記被切断対象物の回転中心までの距離をそれぞれ等しく保ちながら移動させる機構と、前記回転テーブルにより回転させられる前記被切断対象物を前記少なくとも４個のカッターにより挟み込んで前記カッターが前記被切断対象物に接触する接触部分を塑性変形させて切断する機構とを備え、前記切断機構部に設けられた前記ヘッドが、前記回転テーブルの回転軸とほぼ直交する平面内で揺動できる自由状態と揺動できないロック状態とに切換可能とする機構を備えた。
（６）本発明の請求項６記載の切断装置は、前記ヘッドの揺動を自由状態とロック状態とに切換可能とする機構が、前記ヘッドの揺動支持部を挟んで配置された少なくとも２個の押圧部材と、当該少なくとも２個の押圧部材を前記ヘッド部材に対して進退自在として前記ヘッドに接触させた状態でロック状態とし前記ヘッドとの間に隙間を形成させた状態で自由状態とする機構とを備えたことを特徴とする。
(1) The cutting device according to
(2) The cutting device according to
(3) In the cutting apparatus according to
(4) The cutting apparatus according to
(5) The cutting apparatus according to
(6) In the cutting device according to the sixth aspect of the present invention, at least two of the mechanisms that can switch the swing of the head between a free state and a locked state are disposed with the swing support portion of the head interposed therebetween. Each of the pressing members and the at least two pressing members can be moved forward and backward with respect to the head member, locked in a state of contacting the head, and in a free state with a gap formed between the head and the head member. And a mechanism for performing the above operation.
本発明の切断装置は、以下のような効果を奏する。
（１）カッターが被切断対象物に接触した際に生ずる反力の変化をセンサーにより検出し、切断力（押圧力）の増大を開始することができる。従来の磁気センサーの位置を変更することなどによって予め切断力（押圧力）を増大するタイミングを設定することが不要になり、あらゆる形状の被切断対象物に対して段取り換え作業を行うこと無しに対応でき、切断効率が良い。また、切断完了を被切断対象物からカッターが受ける反力の変化で検出することができ、切断完了を人的判断に委ねないですみ、切断不良が無くなり、作業者は切断作業開始後に装置から離れることができるため安全であり、作業効率が良い。さらに、カッターの破損、切れ味の低下、その他切断に関しての異常を被切断対象物からカッターへの反力の変化をセンサーで検出することが可能である。
（２）切断機構部を被切断対象物の回転軸方向に自在に移動させ、被切断対象物をその回転軸方向の任意の位置で段取り換え作業を行うこと無しに切断できる。
（３）切断位置を自由に記憶して、自動で移動させることができ、被切断対象物の任意の位置を切断することが段取り換え作業を行うこと無しに行える。
（４）被切断対象物の回転中心からヘッドの位置を一定に保つための協動機構を１セットにすることにより省スペース化できる。切断機構部の形状が上部から見ると被切断対象物に対して一方が完全開放な形状をしているので、被切断対象物を装置の回転テーブルにセットする際、障害物が無く作業効率が良く、自動化しやすい形状である。また、被切断対象物から反力を受ける位置と、切断力が加わる位置を結んだ線上に前記協動機構を設け、かつ対称となるように切断機構部を案内するガイド機構を設けるようにすれば、ガイド機構などに加わる力を単純化することができ、この力の配置により切断機構部などの軽量、省スペース化、ガイド機構の耐久性の向上などを図ることができる。
（５）押圧部材を調整することにより前記可動アームに回転自在に設けてあるヘッドの角度を、被切断対象物の回転中心から４個のカッターまでの距離が等しくなる角度に調整し、固定することができ、固定を緩めた後、再度前記ヘッドを固定した場合も調整した角度は復元され固定できる。
（６）被切断対象物が真円形の場合、被切断対象物の回転中心から４個のカッターまでの距離が等しくなるように押圧部材の位置を調整し固定することにより、４個のカッターが被切断対象物に同時に接触し、カッター自身により被切断対象物の回転中位置を保持した状態で切断できるので、切断が安定する。
The cutting device of the present invention has the following effects.
(1) A change in the reaction force generated when the cutter comes into contact with the object to be cut can be detected by the sensor, and an increase in the cutting force (pressing force) can be started. It is no longer necessary to set the timing to increase the cutting force (pressing force) in advance by changing the position of the conventional magnetic sensor, etc., and there is no need to perform setup change work on workpieces of any shape Corresponding and cutting efficiency is good. In addition, the completion of cutting can be detected by the change in the reaction force received by the cutter from the object to be cut, and it is not necessary to leave the completion of cutting to human judgment. It is safe because it can be separated, and work efficiency is good. Furthermore, it is possible to detect a change in the reaction force from the object to be cut to the cutter with a sensor for breakage of the cutter, deterioration of sharpness, and other abnormalities related to cutting.
(2) The cutting mechanism can be moved freely in the direction of the rotation axis of the object to be cut, and the object to be cut can be cut at any position in the direction of the rotation axis without performing a setup change operation.
(3) The cutting position can be freely stored and automatically moved, and an arbitrary position of the object to be cut can be cut without performing a setup change operation.
(4) Space can be saved by using one set of cooperative mechanisms for keeping the position of the head constant from the center of rotation of the object to be cut. When the cutting mechanism is viewed from above, one side is completely open with respect to the object to be cut, so there is no obstacle when setting the object to be cut on the rotary table of the device. Good shape and easy to automate. Further, the cooperative mechanism is provided on a line connecting the position where the reaction force is received from the object to be cut and the position where the cutting force is applied, and a guide mechanism for guiding the cutting mechanism so as to be symmetrical is provided. For example, the force applied to the guide mechanism or the like can be simplified, and the arrangement of the force can reduce the weight of the cutting mechanism portion, save space, and improve the durability of the guide mechanism.
(5) By adjusting the pressing member, the angle of the head provided rotatably on the movable arm is adjusted and fixed so that the distances from the rotation center of the object to be cut to the four cutters are equal. If the head is fixed again after loosening the fixing, the adjusted angle can be restored and fixed.
(6) When the object to be cut is a true circle, the position of the pressing member is adjusted and fixed so that the distances from the center of rotation of the object to be cut to the four cutters are equal, thereby fixing the four cutters. Since it can cut | disconnect in the state which contacts the to-be-cut | disconnected object simultaneously and the rotation position of the to-be-cut | disconnected target object is hold | maintained with the cutter itself, a cutting | disconnection is stabilized.
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１に示すように、架台３５には、被切断対象物１が載置される回転テーブル１３と、回転駆動されるモーター１６と、このモーター１６と回転テーブル１３とを連結するジョイント部材とを備える回転機構１５と、被切断対象物１をカッター２，３，４，５により塑性変形させて切断する切断機構部２８と、切断機構部２８をガイドレール３２に沿って図中上下方向に移動させる移動機構１２とを備えている。図中１４は、切断作業を開始する起動スイッチであり、作業者の両手に対応して装置の左右に２個設けられている。
As shown in FIG. 1, the
切断機構部２８には、図２に示すように、カッター２，５が回転自在に取り付けられたヘッド６と、カッター３，４が回転自在に取り付けられたヘッド７とが取り付けられており、各ヘッド６，７は、図７に示すように揺動支点部９，１１を介して図中水平面内で揺動可能な状態で連結されている。
As shown in FIG. 2, the
切断機構部２８の図中下方にはシリンダー３１が配置され、シリンダー３１のシリンダーロッド３１ａはシリンダーロッド受け３１ｂを介して切断機構部２８に連結され、油圧バルブ２９，３０を切り換えることにより、シリンダー３１に油を導いてシリンダーロッド３１ａを進退駆動させ、切断機構部２８をガイドレール３２に沿って図中上下方向（白抜き矢印方向）に移動できるようになっている。
A
架台３５には、図中上下方向に亘ってラック３６が配置され、このラック３６には、ロータリーエンコーダー３４の回転シャフトに固定されたピニオン３３が噛み合っている。ロータリーエンコーダー３４は、本発明の位置センサーを構成し、切断機構部２８の図中上部に取付部品３４ａを介して取り付けられており、シリンダー３１による切断機構部２８の図中上下方向の移動に応じてロータリーエンコーダー３４の回転シャフトが回転されて信号が出力され切断機構部２８の移動量や現在の位置などを検知することができる。
A
ガイドレール３２の図中上部を連結した連結部には、ＬＥＤ装置などの表示器３７が取り付けられており、切断機構部２８の上下移動に伴ってロータリーエンコーダー３４から出力される信号に基づいて現在の位置に対応する数値表示がリアルタイムに表示される。
An
図３及び図１０に示すように、２個一組からなる押圧部材８が可動アーム２２に進退自在に取り付けられ、押圧部材８の先端部がヘッド６，７の後端部に接離可能となっている。すなわち、図１０に示すように、押圧部材８の基端部にはネジ部８ａが形成され、ネジ部８ａは可動アーム２２側に設けられたナット部８ｂに螺合されて、各押圧部材８を可動アーム２２に対してそれぞれ独立に進退自在となっている。
As shown in FIGS. 3 and 10, a pair of pressing
図３に示すように、ヘッド６，７は可動アーム２２に揺動支点部９，１１で連結され、各可動アーム２２間にはシリンダー１８が架橋するように連結されている。各可動アーム２２の後端部にはラック１９，２０が固定されており、各ラック１９，２０はラックガイド１９ａ，２０ａにより軸方向に安定して進退できるように案内されている。ラック１９，２０には、ピニオン２１が螺合している。このような構造により、シリンダー１８のピストンロッド１８ｄ，１８ｅの進退に伴ってラック１９，２０がピニオン２１に螺合して進退し、２個の可動アーム２２の移動量が等しくなるように同期させられて駆動可能な機構となっている。
As shown in FIG. 3, the
前記シリンダー１８には、２個のピストンロッド１８ｄ，１８ｅにより仕切られた油室１８ｇと、ピストンロッド１８ｄ，１８ｅにより仕切られた空気室１８ｆとが形成され、油室１８ｇには油圧を導くための油圧配管１８ａ，１８ｂが接続され、空気室１８ｆには空気圧を導くための空圧配管１８ｃが接続されている。
The
油圧配管１８ａ，１８ｂの集合部には管路内の油の圧力を検出する圧力センサー２３が設けられている。油圧配管１８ａ，１８ｂは、シリンダー１８への油圧の供給を制御する油圧バルブ２７を介して、増圧器１７の油室１７ｂに接続され、この油室１７ｂは空油変換器２６の油室に油圧配管を介して連結されている。空油変換器２６には空圧配管２６ａが接続され、空気圧により空油変換器２６の油室内の油に圧力が伝達される。空圧配管２６ａは空圧バルブ２４を介して増圧器１７の空気室に接続され、空気圧により空気室内のピストンロッド１７ａに圧力が付加され油室１７ｂ内の油の圧力が急激に増大させられる。
A
次に、本発明の実施の形態に係る切断装置の使用方法及び作用について説明する。 Next, the usage method and operation of the cutting apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
回転テーブル１３上に形成された保持具に被切断対象物１を載置して、カッター２，３，４，５を押圧することにより被切断対象物１を塑性加工させて輪切り状態に切断する。
The
図７に従って、切断工程を概説すると、図７（ａ）に示すように、左右の起動ボタン１４を押すと、可動アーム２２が互いに近接しヘッド６，７が図中ａ，ｂ方向にそれぞれ進み、カッター２，３，４，５が被切断対象物１に接触させられ、ヘッド６，７は合成反力Ｆ３，Ｆ４を受け、この後、図７（ｂ）に示すように、切断力（シリンダー１８による押圧力）を増大させると、合成反力Ｆ７，Ｆ８を受けながら、被切断対象物１の切断が行われる。図７（ｃ）に示すように、カッター２，３，４，５による被切断対象物１の切断が完了すると合成反力Ｆ９，Ｆ１０を受ける。
Referring to FIG. 7, the cutting process will be outlined. As shown in FIG. 7A, when the left and
図３に基づいて被切断対象物１を切断する切断工程を説明する。
A cutting process for cutting the
図３に示すように、装置左右に設けられた二つの起動スイッチ１４が同時に押されると（図５中Ａ点）、空油変換器２６から油が増圧器１７を通りシリンダー１８に入り、シリンダー１８からの力がラック１９とラック２０とに伝達され、ラック１９，２０が噛み合っているピニオン２１の回転動作を介することにより２個の可動アーム２２の移動ストロークが同期させられる。このようなラック１９，２０とピニオン２１とを備えた機構から２個の可動アーム２２は被切断対象物１の回転中心までの距離を等しく保ちながら移動する。
As shown in FIG. 3, when the two start switches 14 provided on the left and right sides of the apparatus are simultaneously pressed (point A in FIG. 5), oil enters the
被切断対象物１にカッター２，３，４，５が接触すると（図５中Ｂ点）、シリンダー１８の油室１８ｇに接続されている油圧配管１８ａ，１８ｂ内の油の圧力値が増加変化し、その油の圧力値の増加変化を圧力センサー２３により検出することにより、被切断対象物１からの反力の増加変化を検知して切断力の増加をするタイミングが判定される。
When the
圧力センサー２３による検出結果、切断力を増大させるタイミングであると判断した時には、空圧バルブ２４を開き、増圧器１７に空気圧を導かれる。この空気圧により増圧器１７のピストン１７ａにより油室１７ｂの油圧の圧力値が増大させられ油圧配管１８ａ，１８ｂに接続されたシリンダー１８の油室１８ｇ内の油の圧力値が増圧させられ、切断力が増大させられる（図５中Ｃ点）。すなわち、増圧器１７のピストンロッド１７ａが上昇すると空油変換器２６から油を供給する油圧配管の入口が増圧器１７内で遮断され、油室１７ｂの内の油の圧力値が急激に増加させられる。この増圧の少し前にモーター１６の回転を開始し、被切断対象物１を回転させる。
As a result of detection by the
切断の完了タイミング時には油圧バルブ２７を遮断して切り換えて可動アーム２２の前進を止める（図５中Ｄ点）。切断の完了やカッターの異常等の検出もシリンダー１８の内圧変化（油圧配管１８ａ，１８ｂ内の圧力値の変化）を圧力センサー２３により検出して行う。被切断対象物１の回転は切断完了時に停止させられ（図５中Ｅ点）、油圧バルブ２７を切り換えることにより２個の可動アーム２２を後退させ（図５中Ｆ点）、原位置に復帰させる（図５中Ｇ点）。原位置への復帰の際には、空気圧をシリンダー１８の空気室１８ｆに圧縮空気を供給し、シリンダー１８の油室１８ｇから油の排出させる。
When cutting is completed, the
図５のタイムチャートを参照して、切断工程を詳述する。 The cutting process will be described in detail with reference to the time chart of FIG.
左右の起動ボタン１４を同時に押したことが検出されると（図５中Ａ点）、油圧バルブ２７が切り換えられシリンダー１８に油圧が供給されヘッド６，７の前進が開始され切断工程を開始する。カッター２，３，４，５が被切断対象物１に接触したことを圧力センサー２３の検出圧力値により検知する（図５中Ｂ点）。
When it is detected that the left and
被切断対象物１へのカッター２，３，４，５の接触を検知してからタイマーにより時間Ｔ１だけ遅延して回転テーブル１３を回転するモーター１６の回転駆動を開始する。モーター１６の回転が開始された時点からタイマーにより時間Ｔ２だけ遅延して空圧バルブ２４を動作させて増圧器２６の駆動を開始し、カッター２，３，４，５の押圧力を切断に適した値まで増圧させる（図５中Ｃ点）。圧力センサー２３の検出圧力値から被切断対象物１の切断が完了したことが検知され（図５中Ｄ点）、この後、油圧バルブ２７を切り換えて可動アーム２２の駆動を停止する。可動アーム２２にはシリンダー１８の油室１８ｇ内の油圧が作用したままで前進が停止させられた状態とされる。この時点からタイマーにより時間Ｔ３だけ遅延して増圧器２６の駆動が停止される。
After detecting the contact of the
前記被切断対象物１の切断が検知された時点から予め設定された回転数だけモーター１６が回転する時間Ｔ４だけ回転を継続した後モーター１６の回転を停止する（図５中Ｅ点）。モーター１６の回転が停止した後タイマーにより時間Ｔ５だけ遅延させて油圧バルブ２７を切り換えてシリンダー１８の後退を開始する（図５中Ｆ点）。シリンダー１８のピストンロッド１８ｄ，１８ｅが最も後退したときに、油圧バルブ２７を切り換えて切断工程を終了する（図５中Ｇ点）。
The rotation of the
図６は切断工程中におけるヘッド６，７の受ける反力を示すグラフである。図６に基づいて、切断力（押圧力）の増大のタイミング及び切断完了の動作や、カッターの損傷、切れ味の低下、その他切断に関する異常状態などの検出方法を示す。
FIG. 6 is a graph showing reaction forces received by the
左右の起動ボタン１４が押されるとシリンダー１８の駆動が開始される（図６中イ点）。油圧管路や機構部の摩擦があるのでカッター２，３，４，５にはＦ１，Ｆ２の反力が生ずる（図６中イーロ間）。
When the left and
ヘッド６，７が図７中ａ，ｂ方向にそれぞれ進み、被切断対象物１にカッター２，３，４，５が接触する（図６中ロ点）。カッター２，３，４，５は被切断対象物１から反力を受け、ヘッド６，７に合成反力Ｆ３、Ｆ４が発生する。この際、反力に漸増変化が生じ（図６中I矢視部）、の変化後に被切断対象物１の回転が開始される。この反力の漸増変化を圧力センサー２３により検出し、ヘッド６，７がａ，ｂ方向への移動に必要な力から、切断に必要な力へ増大させるタイミングとし、切断力の増大が開始される（図６中ハ点）。
The
このように切断力（押圧力）が増力され被切断対象物１の切断に必要な力がカッター２，３，４，５に伝わり、被切断対象物１を切断している時には切断に必要な力とほぼ同等な反力Ｆ７，Ｆ８が発生している（図６中ハ点以降）。切断が完了する際には、被切断対象物１の円周上で切れた個所と切れてない個所ができ、この時に反力の漸減変化が起き反力Ｆ５、Ｆ６に変化する（図６中II矢視部）。この変化を切断完了のタイミングとして、カッター２，３，４，５の前進を止める。カッター２，３，４，５には切れた個所と切れてない個所が順番に接触しながら反力が周期的に又は不規則に変化しつつ、予め設定した回転数だけ回転した後に完全に切断され、反力の激減変化がおきる（図６中ニ点及び図６中III矢視部）。カッター２，３，４，５の後退は図６中II矢視部の変化後被切断対象物の回転数が設定された回転数に到達した時点で開始する（図６中ホ点）。
In this way, the cutting force (pressing force) is increased, and the force necessary for cutting the
図８に示すように、カッター２，３，４，５が正常な時のカッターの刃先の接触面積を基準とすると、カッターの損傷、劣化等があった場合には刃先の接触面積は正常時の接触面積よりも大きくなる（図８（ａ），（ｂ）参照）。被切断対象物１の塑性変形に必要な面圧を一定とすると、塑性変形を開始させるために必要な切断力は、カッター２，３，４，５の刃先に損傷、劣化等がある場合の方が大きくなる。塑性変形が始まる切断力が大きくなることにより、図６（ｃ）に示すように正常時の反力Ｆ７，Ｆ８より大きな反力Ｆ１１、Ｆ１２をヘッド６、７が受けることになるので、このような反力変化を圧力センサー２３により検出すればカッターの破損、切れ味の低下などを判定することができる。
As shown in FIG. 8, when the contact area of the cutter blade edge when the
図２に基づいて、切断機構部２８を上下動させる動作について説明する。
Based on FIG. 2, the operation | movement which moves the cutting |
油圧バルブ２９と油圧バルブ３０が開かれ、シリンダー３１に油が入ると、切断機構部２８がガイド３２に添って上下に移動する。ここで、切断機構部２８がラック３６に平行に移動する量を、ラック３６に噛み合ったピニオン３３の回転に基づいて、ロータリーエンコーダー３４が検出し、検出された数値は制御系を介して表示器３７に現在位置として表示される。作業者は起動ボタン１４を操作することにより切断機構部２８を自由に移動させることができ、油圧バルブ２９と油圧バルブ３０が閉められることにより、切断機後部２８を任意の所望位置に停止させることができる。この任意の所望位置を制御系において記憶させれば、作業者の操作により設定した任意の所望位置に、記憶されたデータに基づいて自動で移動させることができる。
When the
図９及び図１０に基づいて、押圧部材８の作用について説明する。
Based on FIG.9 and FIG.10, the effect | action of the
従来の切断装置のように被切断対象物１の回転中心軸の位置を拘束しない装置により、真円形の被切断対象物１を切断する場合に、ヘッド６，７が回転自在の状態では切断時の被切断対象物１の微妙な形状変化や装置本体の振動などを原因として、被切断対象物１の回転中心１０がヘッド６，７の揺動支点部９，１１を結ぶ線上から外れると、ヘッド６，７がそれぞれ逆方向に回転して揺動支点部９，１１を結ぶ線に対して対称にならず、切断力が被切断対象物１の回転中心１０を揺動支点部９，１１を結ぶ線から遠ざける方向に作用し、被切断対象物１の転倒につながるおそれがあった。
When cutting a true
これに対して、本発明の実施の形態に係る切断装置では、図１０に示すように、ヘッド６，７の後方側にそれぞれ２個の押圧部材８を設けて上記問題を解決している。
On the other hand, in the cutting device according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 10, two
すなわち、図１０（ａ）に示すように、カッター２，３，４，５が被切断対象物１の回転中心からそれぞれ等しい距離になるように、各押圧部材８の突出量をネジ部８ａとナット部材８ｂとの螺合位置を調整し、ヘッド６，７の角度を調整するとともに角度が変わらないように固定することができる。カッター２，３，４，５からの被切断対象物１に伝わった切断力は揺動支点部９，１１を結ぶ線に対して対称になり、被切断対象物１の微妙な形状変化や装置の振動などがあっても、ヘッド６，７は揺動回転できないので、被切断対象物１が回転中心１０が揺動支点部９，１１を結ぶ線上を外れることはない。
That is, as shown in FIG. 10 (a), the protruding amount of each
楕円形の被切断対象物１を切断する場合には、図１０（ｂ）に示すように、押圧部材８をヘッド６，７から離れるように、ネジ部８ａとナット部材８ｂとの螺合位置を調整して押圧部材８がヘッド６，７に当接しない状態に設定し、ヘッド６，７が自由に揺動回転でき、円滑にかつ確実に切断することができる。すなわち、被切断対象物１の回転中に、ヘッド６，７がそれぞれ逆方向に回転することが無いので、切断力が揺動支点部９，１１を結ぶ線に対して対称となり、被切断対象物１の回転中心１０が揺動支点部９，１１を結ぶ線上から外れることはない。
When the
図４に、本実施の形態に係る切断装置の全体構造を示す。 FIG. 4 shows the overall structure of the cutting device according to the present embodiment.
図４（ｃ）に示すように、切断機構部２８の一部である可動アーム２２を支持する支持部材２８ｂは、架台５３側に設けられた摺動レール２５に摺動自在に片持ち状態で取り付けられている。図４（ｂ）に示すように、摺動レール２５とは反対側には正面が開放された開放部２８ａが形成されている。この開放部２８ａにより、被切断対象物１を前方から挿入して回転テーブル１３上に設置することができ、被切断対象物１の装置への脱着が容易になる。したがって、本切断装置では被切断対象物１を自動で供給する供給装置を付設することが容易になり、切断作業の自動化を図る上で非常に有利な形状・構造となっている。
As shown in FIG. 4C, the
上述のように、片持ち状態で配置する場合には、大きな荷重を被切断対象物１に作用させるものであるので、偏心モーメントなどが作用しやすく設計上問題も多いが、本切断装置では、図４（ｃ）に示すように、被切断対象物１から可動アーム２２が反力を受ける位置３８と、シリンダー１８から可動アーム２２に切断力が加わる位置３９を結ぶ線に対して、対称位置となるように摺動レール２５を配置するとともに、、被切断対象物１に対して可動アーム２２を同期させて移動させる機構である、ラック１９とラック２０とピニオン２１も上記位置３８と位置３９とを結ぶ線に直交する線上に配置されているので、偏心モーメントなどの作用を極力無くすなど摺動レール２５に加わる力を単純化でき、力学上最善の配置となっている。これにより、切断機構部２８の軽量、省スペース化、摺動レール２５の耐久性の向上などが図られている。
As described above, when arranged in a cantilever state, since a large load is applied to the
上記実施の形態に係る切断装置では、圧力センサー２３によりカッター２，３，４，５が受ける反力を検出するようにしているが、カッター２，３，４，５が取り付けられた可動アーム２２などの構造物にロードセルを付設して当該ロードセルの出力値から反力を測定するものであってもよい。
In the cutting device according to the above-described embodiment, the reaction force received by the
本発明は冷蔵庫やエアコンのコンプレッサーを切断することを主要な目的として開発したものであるが、真円形、楕円、異形にかかわらずパイプ状の物であればその切断に応用することが可能である。 The present invention was developed mainly for cutting a compressor of a refrigerator or an air conditioner, but it can be applied to the cutting of a pipe-like object regardless of a perfect circle, an ellipse or an irregular shape. .
１ 被切断対象物
２，３，４，５ カッター
６，７ ヘッド
８ 押圧部材
９，１１ 揺動支点部
１３ 回転テーブル
１６ モーター
１７ 増圧器
１８ シリンダー
１９，２０ ラック
２１ ピニオン
２２ 可動アーム
２３ 圧力センサー
２４ 空圧バルブ
２５ 摺動レール
２６ 空油変換器
２７ 油圧バルブ
２８ 切断機構部
２８ａ 開放部
３２ ガイド
３５ 架台
３８ 可動アームが反力を受ける位置
３９ シリンダーから可動アームに切断力がかかる位置
DESCRIPTION OF
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