JP2009056469A - 帯状材の送り装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】帯状材1を供給するラインの上流側で帯状材を送る上流側送り機構(レベラフィーダ5)と、この上流側送り機構よりも下流側で帯状材を送る下流側送り機構(ロールフィーダ10)とよりなり、前記二つの送り機構の送り動作の違いを吸収するために、前記二つの送り機構の間にループ1bが形成される帯状材の送り装置において、前記二つの送り機構の送り動作の加速度の差が略重力加速度を越えないように、各送り機構の送り動作を制御する制御手段(制御装置40)を備えた構成とする。
【選択図】図1
Description
なお、図9(a)に示すように、レベラの下流側とロールフィーダの上流側には、前記帯状材のたるみ部分の端の下面に接触するRガイドがそれぞれ設けられている。そして従来、このようなRガイド間の距離は、例えばラインの最大板厚仕様によってきまる固定値とされていた。通常、鋼板の許容曲率半径(塑性変形が起こらない限界の曲率)は、板厚の約500倍程度とされているため、例えば、鋼板の最大板厚が3.2mmの場合、Rガイド間の距離は3200mm(=3.2×500×2)に固定されることになる。
特に、従来中心であったダブルクランク式型抜機、油圧式型抜機に代わるものとして最近開発されたサーボプレスを使用したプレス加工設備では、送り装置に要求される加速度が、従来の1G程度から2G以上に高まっている。なお、サーボプレスは、型抜部の駆動をサーボモータを制御して加圧する方式の型抜機で、型抜のスピード、位置、加圧力を任意に設定出来るものである。
このうち図6(a)は、ロールフィーダの送り動作の加速時におけるループ1bの状態を示す図である。この図に示すように、ロールフィーダの加速時には、ループ1bの下流側が急に下流側に送られるため、点線で示す状態から実線で示す状態にループ1bが変化する。次に図6(b)は、ロールフィーダの送り動作の減速時におけるループ1bの状態を示す図である。この図に示すように、ロールフィーダの減速時には、慣性でループ1bが点線で示す状態から実線で示す状態に浮き上がり、下流側のRガイド(即ち、ロールフィーダ側のRガイド)の付近で帯状材1の座屈が起きて、この付近で帯状材1が局所的に大きく浮き上がる。次に図6(c)は、ロールフィーダの送り動作の停止後におけるループ1bの状態を示す図である。この図に示すように、ロールフィーダの停止後には、減速時に発生した局所的な浮き上がりが上流側に伝播する。特にロールフィーダの加速度が重力加速度の1Gを超えて大きくなる程、跳ね上がりは顕著になる。
なお実際には、以上説明した浮き上がりと横揺れが組み合わさり、ループ1bが大きく動く揺れが発生する。
前記上流側送り機構の送り動作と前記下流側送り機構の送り動作の加速度の差が略重力加速度を越えないように、前記上流側送り機構と前記下流側送り機構の送り動作を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
また、「重力加速度」とは、いわゆる1Gを意味する。
なお、この態様における「上流側送り機構」は、「下流側送り機構」と同様に帯状材の被供給側装置の要求に応じて送り動作を間欠的に行う必要があるため、アンコイラの慣性の大きさから、この態様をアンコイラに適用することは通常は困難である。このため通常、この態様はアンコイラ以外(例えばレベラ又はレベラフィーダとロールフィーダ、或いはロールフィーダとロールフィーダ)に対して適用される。
図1は、本例の送り装置の構成を示す図である。また図2は、後述するレベラフィーダ5とロールフィーダ10の一度の送り動作における送り速度等の変化を示す図であり、上段は送り量の時間的変化を示し、下段は送り速度の時間的変化を示す。また図3は、Rガイド間距離の設定を説明する図であり、図3(a)は板厚が比較的厚い場合、図3(b)は板厚が比較的薄い場合である。また図4は、ロールフィーダの具体例を示す側面図である。また図5は、ロールフィーダ10の制御系の一例を説明する図である。
ここで、案内ロール30及び31は、帯状材1の入口側に回転自在に設けられ、フィードロール11a,11bに向かって帯状材1を案内するものである。このうち、案内ロール30は、Rガイド10aを構成し、例えば図1(b)に符号10bで示すような支持機構によって、左右方向(帯状材1の送り方向)の位置が可変となっている。なお、Rガイド10aの位置変更は、人力によって行う構成でもよいが、なんらかのアクチュエータを設けてRガイド10aを駆動し、この位置変更を人力によらずに行う構成でもよい。
また、支持機構10bは、Rガイド10aを構成する案内ロール30の両端を支持する部材の下方に脚10cを伸ばし、この脚10cの下端に床面上を転がるキャスタ10dを取り付けた構造である。Rガイド10aとロールフィーダ10の本体部分との間には、送り方向に伸縮可能なガイド10eが設けられ、Rガイド10aがロールフィーダ10の本体部分から離れるように動かされた状態(例えば図1(b)に示す状態)では、このガイド10eがRガイド10aとロールフィーダ10の本体部分との間の帯状材1を案内する。
いずれにしろ、上記コントローラ14によれば、モータ12の回転位置の偏差(指令値とフィードバック値の差)が常にゼロに近づくように、モータ12が駆動され、その結果、帯状材1が後流設備の運転に同期した所定タイミングで設定された送り量だけ送り出される。
なお、図1に示した制御装置40は、本例の場合、上述した各コントローラ(アンコイラ2用のコントローラ、レベラフィーダ5用のコントローラ、ロールフィーダ10用のコントローラ14)から構成される制御系全体に相当し、本発明の制御手段に相当する。
制御装置40は、ループ1b又はループ1cの両側にある上流側送り機構の送り動作と下流側送り機構の送り動作の加速度の差が重力加速度を越えないように、上流側送り機構と下流側送り機構の送り動作を制御する。即ち、ループ1cについて見れば、アンコイラ2(上流側送り機構)の送り動作とレベラフィーダ5(下流側送り機構)の送り動作の加速度の差が常に重力加速度(1G)を越えないように、これらアンコイラ2とレベラフィーダ5の送り動作を制御する。この場合具体的には、レベラフィーダ5のコントローラは、後述するように、送り動作の加速度(減速時のマイナスの加速度含む)を1Gに制御するため、結果的に、アンコイラ2とレベラフィーダ5の加速度の差は常に1Gを超えることがない。
また、ループ1bについて見れば、レベラフィーダ5(上流側送り機構)の送り動作とロールフィーダ10(下流側送り機構)の送り動作の加速度の差が常に重力加速度(1G)を越えないように、これらレベラフィーダ5とロールフィーダ10の送り動作が制御される。この場合例えばロールフィーダ10の送り動作が2Gの加速状態であるときには、レベラフィーダ5の送り動作は少なくとも1Gの加速状態とされ、逆にロールフィーダ10の送り動作が2Gの減速状態であるときには、レベラフィーダ5の送り動作は少なくとも1Gの減速状態とされる。このため、ループ1bの相対的な加速度は常に1G以下となり、重力加速度を超えないため、既述したようなループ1bの揺れが格段に低減される。
このため、帯状材1の板厚に応じて上記Rガイド間の距離を最小値に変更し、各板厚の許容曲率半径(塑性変形が起こらない限界の曲率)のギリギリでループ1bを形成することが可能となる。例えば、板厚3.2mmの場合には、許容曲率半径が例えば1600mm(板厚の500倍)となり、図3(a)に示す如くこの許容曲率半径ギリギリ(Rガイド間距離L2)でループ1bを形成できるし、板厚0.6mmの場合には、許容曲率半径が例えば300mmとなり、図3(b)に示す如くこの許容曲率半径ギリギリ(Rガイド間距離L1、L1<L2)でループ1bを形成できる。これにより、次のような利点がある。まず、ループ1bにおいて帯状材1に板厚に応じた張りを持たせることができ、この張りによってループ1bの揺れの自由度(図3に示す揺れの支点を中心とした動きの自由度)を制限し、ループ1bの揺れをより低減できる。また、材料の張りを利用して、レベラフィーダ5(上流側送り機構)から供給する運動エネルギーを伝播させることによって、ロールフィーダ10(下流側送り機構)に引っ張られる加減速(慣性)を吸収又は相殺できる。さらに、材料のRガイド5a、10aへの接触面積が増えて、ホールド性が増し、ループ1bで帯状材1が揺れる自由度を低減でき、この点からもループ1bの揺れを低減できる。なお、Rガイド5a、10aが不必要に離れていると、Rガイド5a、10aへの接触面積が減り、図3に示すような揺れの支点を中心とした材料の自由度が高くなり、揺れ易くなる。
例えば、本発明の速度変化パターンは、図8(a)〜(c)に示した速度変化パターンを、それぞれ図10(a)〜(c)に示すように変形させた速度変化パターンとしてもよい。即ち、台形状又は三角形状の速度変化パターンといっても、図8に示すような完全な直線によって構成されるパターンに限定されない。ループの揺れ対策の一般的な手法として、加減速の傾きを直線ではなくS字状にすることが知られている。図10に示すように、本願発明における台形状又は三角形状の速度変化パターンの加減速部分において、直線ではなくてS字を適用すれば、さらに揺れを抑える効果が上がることになる。
また、前述した形態例において、レベラフィーダ5はロールフィーダ10に半同期して停止と送り作動を繰り返すが、レベラフィーダにおいては、ロールの駆動を完全に停止させてしまうと材料にロールマークが付いてしまうため、前述した停止のタイミングにおいては、微速運転を行い、前述した台形状又は三角形状の速度パターンで送り作動するタイミングにおいては、微速で送った微かな送り長さ分を差し引いた送り長さを送る、といった応用も可能である。
また設備によっては、多少ループが揺れて若干の騒音や材料の傷が発生しても許容される場合がある。そういった設備においてロールフィーダ(ループの下流側)で2.5Gの加速度を実現する場合、本願の方式でループの上流と下流の加速度を1.25Gと2.5Gとすれば、相対的な加速度が1Gを若干(0.25G)越えてしまい、揺れが発生する可能性があるとはいえ、従来の方式で1つのループに2.5Gの加速度が集中した場合に比べれば遥かに揺れは軽減され、許容範囲におさまるケースがありえる。
以上のように本願は、送り機構の間のループを増やしてループを2つ以上とし、ループにかかる相対的な加速度を分散させることによって、1つのループごとにかかる相対的な加速度を低減することが目的であって、その構成は、機器のレイアウトや各送り装置の加速度の設定によって限定されるものではない。
また、前述した形態例において、Rガイド間距離が可変とされている機構においては、下流側のRガイドが可動式になっているが、可動式にするのは上流側のRガイドでもよいし、上流側と下流側の両方のRガイドを可動式としてもよい。
1b,1c ループ
2 アンコイラ(上流側送り機構)
5 レベラフィーダ(上流側送り機構、下流側送り機構)
5a Rガイド
10 ロールフィーダ(下流側送り機構)
10a Rガイド
40 制御装置(制御手段)
55 レベラ(上流側送り機構)
60 ロールフィーダ(上流側送り機構、下流側送り機構)
Claims (4)
- 帯状材を供給するラインの上流側で前記帯状材を送る上流側送り機構と、この上流側送り機構よりも下流側で前記帯状材を送る下流側送り機構とよりなり、前記上流側送り機構と前記下流側送り機構の送り動作の違いを吸収するために、前記上流側送り機構と前記下流側送り機構の間に前記帯状材のたるみ部分が形成される帯状材の送り装置であって、
前記上流側送り機構の送り動作と前記下流側送り機構の送り動作の加速度の差が略重力加速度を越えないように、前記上流側送り機構と前記下流側送り機構の送り動作を制御する制御手段を備えたことを特徴とする帯状材の送り装置。 - 前記制御手段は、帯状材の被供給側装置の要求に応じて前記下流側送り機構を台形状又は三角形状の下流側速度変化パターンで作動させる送り動作を間欠的に実行する一方で、前記上流側送り機構も台形状又は三角形状の上流側速度変化パターンで作動させる送り動作を間欠的に実行し、前記下流側速度変化パターンと上流側速度変化パターンの頂部中心位置が時間軸において一致するように前記下流側送り機構の送り動作に対して前記上流側送り機構の送り動作を同期させる構成であり、前記加速度の差が略重力加速度を越えないように前記下流側速度変化パターンと上流側速度変化パターンの加減速部の傾きを決定するパラメータが設定されているとともに、一度の送り動作による送り量が前記上流側送り機構と前記下流側送り機構とで同じになるよう前記下流側速度変化パターンと上流側速度変化パターンが形成する台形又は三角形の面積が同じに設定されていることを特徴とする請求項1に記載の帯状材の送り装置。
- 前記上流側送り機構の下流側と前記下流側送り機構の上流側には、前記帯状材のたるみ部分の端の下面に接触するRガイドがそれぞれ設けられ、これらRガイド間の距離が可変とされていることを特徴とする請求項2に記載の帯状材の送り装置。
- 帯状材を供給するラインの上流側で前記帯状材を送る上流側送り機構と、この上流側送り機構よりも下流側で前記帯状材を送る下流側送り機構とよりなり、前記上流側送り機構と前記下流側送り機構の送り動作の違いを吸収するために、前記上流側送り機構と前記下流側送り機構の間に前記帯状材のたるみ部分が形成される帯状材の送り装置であって、
前記上流側送り機構の下流側と前記下流側送り機構の上流側には、前記帯状材のたるみ部分の端の下面に接触するRガイドがそれぞれ設けられ、これらRガイド間の距離が可変とされていることを特徴とする帯状材の送り装置。
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