JP4230275B2 - Quantification of cutting elements in shear cut slitters using two rotating round blades - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シートの巾方向のカットを行うスリッター装置においてカットの基本的な４要素、すなわち、ラップ量、接圧、トーイン角およびオフセットを数値化し、スリッター装置の高精度化を達成し、取り扱い容易性を高めることに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、これらの４要素は、次に述べるように、専ら作業者の目視と勘によって調整されていた。
（１）ラップ量
２枚の丸刃のラップ量については、横方向から眺め目視による勘に頼る調節が行われていた。実際問題として、ラップ量をノギスまたはマイクロメーター等で計測することは極めて困難なことである。
（２）接圧
接圧の調整は、一般的にはナイフを直接手で廻して、指先に感じる回転抵抗を勘によって判断していた。
【０００３】
また、例えば、実公昭５７−５５０３５号公報（実用新案登録第１５０４４５３号）に開示されたようなスリッタナイフの接触圧自動制御装置においては、歪計を利用した数値化の方法も最近取り入れられてはいるものの、過大な増幅率を要するために外乱的要素の障害があり、頻繁にゼロ補正を必要とし、結局はその煩わしさから勘に頼らざるを得ない状況であった。
（３）トーイン角
トーイン角については、全く勘に頼る以外になく、従来はテストシートをシートの進入方向から挿入して切った切り口と逆方向から挿入して切った切り口を目視によって比較し適正なトーイン角を経験的に決定する以外になく、数値化とは程遠いものであった。
（４）オフセット
上下刃それぞれのシート面に垂直な中心線の差を目視によって計るか、或は実際に切断しながら切り口の状態を見ながら調節する方法がとられていた。
【０００４】
【特許文献１】
実公昭５７−５５０３５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、上下回転丸刃を使用するシヤーカットスリッターの切断を支配する前述したような４要素の調整は専ら経験と勘に頼っていたために個人差が甚だしく、且つスリットする素材毎に微妙な調整を要し、その再現性に乏しかったために、前述の４要素をそれぞれ数値化して個人差を排し、微妙な調整の再現性を確立することが要望されている。
【０００６】
特に、近年様々な新素材の出現によって、この数値化の要請は一段と強くなり、本発明の目的は、このような要請に応えうるような装置および方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、２枚の回転丸刃を使用したスリッター装置において、丸刃間のラップ量、接圧、トーイン角およびオフセット量のうちの少なくとも１つを数値化表示できるようにしたことを特徴とするスリッター装置が提供される。
【０００８】
本発明の一つの実施の形態によれば、前記スリッター装置は、ナイフホルダーの本体取付部の所定位置からナイフの取り付くヘッダー部の所定位置までの距離を計測する直線型絶対位置検出器と、該直線型絶対位置検出器からの計測距離指示信号を、その距離において最適ラップ量が選られるナイフ直径に換算して数値化表示するナイフ直径表示器とを備える。
【０００９】
本発明の別の実施の形態によれば、前記スリッター装置は、ナイフを支えるロッド或はプレートに取り付けられたストレンゲージからなる接圧センサーと、該接圧センサーからの信号を、ナイフ刃先に掛かる接圧に換算して数値化表示する接圧表示器とを備える。
【００１０】
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記スリッター装置は、ナイフ着脱の信号に応答して前記接圧センサーの零点補正を自動的に行う零点自動補正手段を備える。
【００１１】
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記接圧表示器は、上下ナイフを着状態とし、一定厚のシックネスゲージをシートの進入方向と反進入方向からそれぞれ一定量差し込んだ時の接圧の差をグラム単位で表示することにより、トーイン角の指示とする。
【００１２】
本発明のさらに別の実施の形態によれば、前記スリッター装置は、ナイフホルダーを取り付けるブラケットに設けられ上下刃のシートに垂直な中心線を基準としたずらし量をオフセット量として数値化表示するスケールを備える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態および実施例について、本発明をより詳細に説明する。
【００１４】
前述した４要素の数値化を達成するために、各要素毎にその解決手段およびその実施例について、以下説明していく。
（１）ラップ量の数値化
回転丸刃のシヤーカットスリッター装置の刃の形状には、椀型刃と皿型刃がある。椀型刃は研磨によって外径が変わらないが、皿型刃は変化する。従って、皿型刃を交換するに当たっては、シート面に対して刃先の食込み量即ちラップ量を一定に保つようにナイフヘッドの位置をナイフ径に応じて調節しなければならない。その方法として、ナイフホルダーの特定位置からナイフヘッドの特定位置までの距離を、直線型絶対位置検出装置で計測し、その距離をナイフ径として置換表示させるようにすれば、ナイフ交換に際し、予め交換するナイフの外径を計測し、表示がその径になるようにヘッドの位置を移動しておけば、交換後のラップ量は自動的に一定に保つことができる。これにより、交換後の複雑な調整は不要となり、交換を迅速且つ正確に行うことができる。
【００１５】
次に、このようなラップ量の数値化の概念を組み込んだスリッター装置の上刃ホルダーの一実施例について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例としてのスリッター装置の上刃ホルダーを示す概略立面図である。この図１に示されるように、この上刃ホルダーは、主軸１０と、この主軸１０を昇降させる昇降ピストン部１１と、主軸１０の下端部に取り付けられた横動ピストン部１２と、この横動ピストン部１２によって横方向に駆動され且つ上刃駆動モータ（図示していない）によって回転駆動される上刃駆動軸に装着される上刃カートリッジ１３と、直線型絶対位置検出装置としての上刃用センサー１４と、ナイフ直径表示器１５とを、主として備えている。上刃カートリッジ１３には、上刃ナイフ１が保持される。上刃用センサー１４は、ナイフ直径表示器用センサーであって、例えば、磁気応用センサーにて構成されうる。また、主軸１０の中間部には、後述するように丸刃同士の接圧を検出するための接圧センサー１６が取り付けられている。この接圧センサー１６自体の構成は、公知のものであるので、ここでは詳述しない。さらにまた、昇降ピストン部１１より上方において、主軸１０には、ナイフ昇降量調整ナット（ストッパー）１７とこれを固定するためのロックナット１８とが設けられている。
【００１７】
次に、このような構成を有する上刃ホルダーの使用方法について説明する。先ず、上刃を交換しようとする作業者は、先ず、これから使用する上刃ナイフ１の直径を計測する。この上刃ナイフの直径の計測は、例えば、図２の（Ａ）の立面図および図２の（Ｂ）の平面図に例示するように、スケール２の基準点である端部のストッパー２Ｂをナイフ１の刃先に引きかけ、副尺２Ａとストッパー２Ｂでナイフ１を挟んで計測する副尺付のスケール２を使用することにより簡単に測定できる。図２の場合、副尺２Ａの目盛の読みから、上刃ナイフ１の直径は、１６７．３ｍｍと読み取れる。このような計測後、作業者は、このナイフ直径表示器１５の表示が、計測した上刃ナイフ１のナイフ直径と同じになるように主軸１０を昇降させながらナイフ昇降量調整ナット１７を回し、同じになったとき、ロックナット１８で固定する。このような設定が終わった後、作業者は、昇降ピストン部１１を駆動して主軸１０を上昇させ、上刃カートリッジ１３に計測した上刃ナイフ１を装着し、上刃駆動軸（横軸）にその上刃カートリッジ１３を装着し、昇降ピストン部１１を再度駆動して、上刃ナイフ１を下降させる。これにより、上刃ナイフ１は、下刃ナイフ（図示していない）に対して所定の最適ラップ量にて係合させられるようになる。
【００１８】
このように直径表示器用センサーである上刃センサー１４は、上刃ホルダーの本体取付部の所定位置、例えば、主軸１０の最下降位置と、上刃ナイフ１の取り付くヘッダー部の所定位置、例えば、上刃駆動軸（横軸）の位置までの距離を検出して、この距離を指示する距離指示信号を、ナイフ直径表示器１５へと送る。ナイフ直径表示器１５は、受け取った距離指示信号を、その距離指示信号によって指示される距離において所定の最適ラップ量が得られる上刃ナイフの直径値に換算して、置換表示するようなものとされている。
（２）接圧の数値化
接圧の数値化については、前述した実公昭５７−５５０３５号公報（実用新案登録第１５０４４５３号）の「スリッタナイフの接触圧自動制御装置」において、一応数値化はなされたものの、ホルダー自体の剛性を重視する必要性から、一般的に使用されるストレンゲージの歪量１０^-3程度に対して１０^-6前後の歪量で使用することを強いられ、そのために増幅率を極端に高くする必要性があり、温度等環境による影響を非常に受け易く、且つ短時間の経時的変化も無視できず、そのために頻繁な零点補正が必要となり、使用現場ではその煩雑さから信頼性が失われ、実際には再び勘による調整に戻るケースが度々あり、信頼性を向上させることが数値化の大前提であった。
【００１９】
その対策として、作業上比較的煩雑に行われるナイフの脱着毎に自動的に零点補正を行う方式を取り入れることにする。次に、このような自動的な零点補正を取り入れた本発明のスリッター装置の実施例について説明する。
【００２０】
この実施例においては、図１に示したようなスリッター装置の上刃ホルダーは、上刃操作箱１９で操作される。この上刃操作箱１９内には、ナイフ着脱スイッチ、電磁弁、増幅器（図４の参照符号２０）、接圧メーター（図４の参照符号２１）が組み込まれている。また、この上刃ホルダーは、前述したように、昇降ピストン部１１、横動ピストン部１２、カートリッジ１３および接圧センサー１６を備えている。このような上刃ホルダーにおいては、上刃操作箱１９のナイフ着脱スイッチ（図示していない）をオンにすると、上刃ホルダーは電磁弁を介してエアーが昇降ピストン部１１および横動ピストン部１２に供給され、主軸１０の下降、上刃駆動軸（横軸）の横動により、カートリッジ１３に保持された上刃ナイフ１が下刃（図示していない）に接触させられるようになる。このようにして、上刃ナイフ１が下刃に接触すると、上刃ホルダーの主軸１０の中間部に取り付けられたストレンゲージにて構成される接圧センサー１６が、主軸１０の歪みを検知することにより、上下刃間の接圧を測定し、上刃操作箱１９内に設けられた増幅器２０（図４参照）で増幅し、上刃操作箱１９に設けた接圧メーター２１（図４参照）を振らせ、その接圧値を指示する。
【００２１】
上刃ホルダーに取り付けられた接圧センサー１６は、通常、歪みゲージにて構成されるが、接圧センサー１６からの出力値は非常に小さい。前述したように、機械を構成する上において、主軸１０は、十分な強度がないと、使用に耐えない。接圧センサー１６の出力を大としようとして歪み易くすると、現場の荒い使い方で主軸１０が永久歪みを起こす程変形してしまい、接圧センサー１６が破壊されてしまう。よって、高増幅率の増幅器を使用して本システムを構成する。
【００２２】
しかし、高増幅率にするということは、接圧センサー１６のわずかな出力変動、例えば、温度変化によるブリッジ回路のバランスの狂い等によっても零点変動が生じてしまう。そこで、増幅器に零調用可変抵抗器を組み込み、上下ナイフが接していない時に接圧メーターを見ながら接圧メーターの振れを零に合せ込むようにすることが考えられる。しかしながら、このような零点調整を作業者が定期的に行う必要があるのでは、零点調整をし忘れたり、そのような零点調整の必要があることを理解していない等のことから、このような零点調整は、必ずしも確実に実行されうるとは言えない。
【００２３】
そこで、本実施例では、このような接圧センサーの零点調整を自動的に行えるような回路構成を、接圧センサー１６と接圧メーター２１との間に組み込んでいる。図４は、そのような回路構成の一例を示すブロック図である。この図４に示されるように、接圧センサー１６は、４つの歪みゲージＲからなるブリッジ回路にて構成されており、このブリッジ回路の出力は、増幅器２０に加えられる。増幅器２０の出力は、Ａ／Ｄコンバータ２２を通してＣＰＵ２３に入力する。上刃操作箱１９のナイフ着脱スイッチの操作によって発せられるナイフ着脱信号は、Ｉ／Ｏデバイス２４を通してＣＰＵ２３へ入力される。また、ＣＰＵ２３には、メモリ２５が関連付けられており、ＣＰＵ２３からの出力は、Ｄ／Ａコンバータ２６を通して接圧メーター２１を振らすように構成されている。
【００２４】
次に、このような回路構成による接圧センサー１６の自動的な零点調整の動作について説明する。先ず、作業者は、上刃ナイフの駆動時に上刃操作箱１９のナイフ着脱スイッチを操作する。このナイフ着脱スイッチが動作したタイミングでは、まだ上下ナイフは接触していない。この時、ＣＰＵ２３は、Ｉ／Ｏデバイス２４を通して受け取るナイフ着脱信号の立上り時に、Ａ／Ｄコンバータ２２を介して接圧信号を受け取り、その時の出力レベルをメモリ２５に記録する。その後は、通常の動作となり、ＣＰＵ２３は、接圧信号をＡ／Ｄコンバータ２２より受取り、その値からメモリ２５に記憶している値を加減した結果をＤ／Ａコンバータ２６を介して接圧メーター２１へ出力すればよい。
【００２５】
又は、そのデジタルデータをＩ／Ｏデバイス２４を介して他のＣＰＵ等である制御機器に送り、自動制御に利用してもよい。
【００２６】
また、ナイフの着脱は、他のアクチュエータでもよい。さらにまた、ナイフ着脱信号は、作業者等の人手でなく、他の制御系の指令で動いてもよい。また、図４に例示した回路構成は、ＣＰＵを使わず、Ａ／Ｄコンバータ、メモリ、論理回路の組合せでも実現可能である。
（３）トーイン角の数値化
一般にトーイン角は、１／１０００〜５／１０００程度の極めて微少角度である。そのためにスリッターナイフホルダーの機械的精度の限界もあり、角度表示の信頼性に乏しく角度を直接計ることは不可能であった。本発明によれば、上下ナイフのラップ部にシートランの上流側と下流側から一定厚のシックネスゲージを差し込み、そのときの接圧の差をストレンゲージを利用した接圧センサー１６で読み取りトーイン角をグラム単位で表す数値化を行うことができる。
【００２７】
このような本発明によるトーイン角の数値化の方式について、図５および図６を参照して以下より詳細に説明する。
【００２８】
図５は、スリッター装置において重要な上下ナイフ間のトーイン角について説明するための図であって、図５の（Ａ）は、上下刃の係合状態を示す平面図であり、図５の（Ｂ）は、上下刃の係合状態を示す立面図である。図５の（Ａ）によく示されるように、トーイン角とは、車両の前輪に付ける角度と同様、矢印Ｓにて示すシートの進行方向に対し、下刃３に対し上刃１がなす角度θを言う。この角度は、精密なシート切断を行おうとすると、０．１°以下の微妙な角度調整を要求されるものである。０．１°単位を調整しようとすると、上下ナイフホルダーの取付け精度の管理も難しくなり、ナイフホルダーに零点の目盛等を付けても機械的精度の限界から、取付け金具の直角度の不具合が生じ用をなさない。
【００２９】
本発明によれば、図６に略示するように、上刃ホルダーに設けられた接圧計１６を利用し、シックネスゲージ４を使用することにより、次のようにしてトーイン角を数値化して調整することができる。すなわち、上刃ナイフ１と下刃ナイフ３とが極軽く接触し始めた所で、横動ピストン部１２等の移動機構を固定し、例えば、０．２ｔ程度のシックネスゲージ４を、シートの進行方向において前後方向から交互に、上刃ナイフ１と下刃ナイフ３との係合部の間に差し込み、その時の接圧メーター２１の指示値の差からトーイン角度に変換して数値化することができる。こうすることにより、上下ナイフの取付け金具の熱変形等の影響もなく、実際の上下ナイフ間でトーイン角を精密に計ることができる。
【００３０】
更に、この調整をナイフを回転させ円周方向数カ所で行い、その平均値をトーイン角の数値として採用すれば、ナイフ自体の歪みによる誤差を吸収することもできる。
【００３１】
なお、前述したような本発明によるトーイン角の調整方法は、多少熟練を必要とすることから、このようなトーイン角の調整を自動的に行える本発明の実施例について以下に説明しておく。
【００３２】
図７は、そのようなトーイン角自動化装置の構成を概略的に示す部分立面図である。この図７に示されるように、このトーイン角自動化装置は、図１に示したような上刃ホルダーにおいて、接圧センサー１６の付いている主軸１０と、横動ピストン部１２との間に旋回機構３０を組込んでいる。この旋回機構３０は、旋回駆動モータ３１と、減速機３２と、歯車３３とを含んでおり、旋回駆動モータ３１により減速機３２を介して歯車３３を回動させることにより、横動ピストン部１２を主軸１０の周りに旋回させることができるように構成されている。そのために、横動ピストン部１２の上部には、主軸１０側に設けられた歯車３３と噛み合わせ係合しうる歯車加工が施されている。なお、図７において、参照符号５は、下刃３を回転駆動するための下刃モータを示している。
【００３３】
このような装置構成において、上下ナイフ１および３を接圧メーター２１の接圧値を見ながら、若干接圧が掛かった状態で移動機構を固定する。次に、接圧メーター２１に表示される接圧値を見ながら、接圧値が最大となるように旋回駆動モータ３１を右または左に回転駆動させる。接圧値が最低となった点がトーイン角の零点である。
【００３４】
トーイン角調整用モータである旋回駆動モータ３１の回転に対する角度の割合は、予め決めておけば、トーイン角零度の点から一定量動かせばモータの回転量からトーイン角を任意に設定可能である。
【００３５】
次に、下刃モータ５の回転角度を変えて、各ナイフの円周方向において一連の動作を繰り返すことにより、平均値を取ることにより、前述したのと同様に更に精密にトーイン角を調整できる。
【００３６】
なお、横動ピストン部の旋回には、モータを使用しなくとも、回転量を把握できる構造となっていれば良い。また、ナイフの円周方向回転は手で動かしてもよい。さらにまた、ナイフの昇降、ナイフの回転、上下ナイフの接圧調整等はＮＣ装置の組合せで全自動化してもよい。また、横動ピストン部の旋回部には、ウオーム減速機を使用しても良い。
（４）オフセット量の数値化
スリッター装置のスリッターナイフホルダーを取り付けるブラケットにスケール目盛を付し、ナイフホルダーをスクリューで移動させ、その目盛を読むことで、オフセット量を数値化することができる。
【００３７】
一般的には、椀型刃と皿型刃の組み合わせについては、図８に略示するように、シートの入口側の切点即ち上下刃が初めて接する点にシートを導入するようにし、皿型と皿型の組み合わせについては、図９に示すように、オフセットを零とする。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、シート材の切断に重大な影響を及ぼすカットの基本的な４要素、すなわち、ラップ量、接圧、トーイン角およびオフセットを数値化して極めて容易に調整できるようにしたので、スリッター装置の高精度化を容易に達成することができ、且つその取り扱い容易性も高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としてのスリッター装置の上刃ホルダーを示す概略立面図である。
【図２】上刃ナイフの直径の計測の仕方を説明するための図である。
【図３】図１の上刃ホルダーのナイフ直径表示器における表示例を示す図である。
【図４】本発明の一実施例としての接圧センサーの零点調整を自動的に行えるようにするための回路構成を例示するブロック図である。
【図５】スリッター装置において重要な上下ナイフ間のトーイン角について説明するための図である。
【図６】スリッター装置においてトーイン角を数値化するための方法を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施例としてのトーイン角自動化装置の構成を概略的に示す部分立面図である。
【図８】スリッター装置における椀型刃と皿型刃の組み合わせの場合のオフセットを例示する概略図である。
【図９】スリッター装置における皿型と皿型の組み合わせの場合のオフセットを例示する概略図である。
【符号の説明】
１ 上刃ナイフ
２ スケール
３ 下刃ナイフ
４ シックネスゲージ
５ 下刃モータ
１０ 主軸
１１ 昇降ピストン部
１２ 横動ピストン部
１３ 上刃カートリッジ
１４ 上刃用センサー
１５ ナイフ直径表示器
１６ 接圧センサー
１７ ナイフ昇降量調整ナット
１８ ロックナット
１９ 上刃操作箱
２０ 増幅器
２１ 接圧メーター
２２ Ａ／Ｄコンバータ
２３ ＣＰＵ
２４ Ｉ／Ｏデバイス
２５ メモリ
２６ Ｄ／Ａコンバータ
３０ 旋回機構
３１ 旋回駆動モータ
３２ 減速機
３２ 歯車[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the slitter apparatus for cutting the sheet in the width direction, the four basic elements of the cut, that is, the wrap amount, contact pressure, toe-in angle, and offset are digitized to achieve high accuracy of the slitter apparatus and handling. It relates to increasing ease.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, these four elements have been adjusted exclusively by the operator's visual inspection and intuition as described below.
(1) Lapping amount The wrapping amount of the two round blades has been adjusted depending on the intuition obtained by viewing from the lateral direction. As a practical matter, it is extremely difficult to measure the lap amount with a caliper or a micrometer.
(2) Contact pressure In general, the contact pressure is adjusted by turning the knife directly by hand and determining the rotational resistance felt by the fingertip.
[0003]
Further, for example, in a slitter knife contact pressure automatic control device as disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 57-55035 (utility model registration No. 1504453), a numerical method using a strain gauge has recently been adopted. However, there was a disturbance of disturbance factors because an excessive amplification factor was required, frequent zero correction was required, and eventually it was necessary to rely on intuition because of its annoyance.
(3) Toe-in angle The toe-in angle is not only dependent on intuition, but conventionally it is appropriate to visually compare the cut sheet that was cut by inserting the test sheet from the sheet entry direction and the cut line that was cut by inserting it from the opposite direction. In addition to empirically determining the correct toe-in angle, it was far from numerical.
(4) A method of measuring the difference between the center lines perpendicular to the sheet surfaces of the offset upper and lower blades by visual observation or adjusting while looking at the state of the cut edge while actually cutting.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 57-55035
[Problems to be solved by the invention]
As mentioned above, the adjustment of the four elements that govern the cutting of shear-cut slitters using up and down rotating round blades relies exclusively on experience and intuition, so individual differences are significant, and each slitting material is delicate. Therefore, the above four elements have been converted into numerical values to eliminate individual differences and to establish subtle adjustment reproducibility.
[0006]
In particular, with the advent of various new materials in recent years, the demand for quantification has become stronger, and an object of the present invention is to provide an apparatus and a method that can meet such a demand.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in a slitter device using two rotating round blades, at least one of a lap amount, a contact pressure, a toe-in angle, and an offset amount between the round blades can be numerically displayed. A featured slitter device is provided.
[0008]
According to an embodiment of the present invention, the slitter device includes a linear absolute position detector that measures a distance from a predetermined position of the main body attachment portion of the knife holder to a predetermined position of the header portion to which the knife is attached, And a knife diameter indicator for converting and displaying the measurement distance instruction signal from the linear absolute position detector into a knife diameter for which an optimum lap amount is selected at the distance.
[0009]
According to another embodiment of the present invention, the slitter device applies a contact pressure sensor comprising a strain gauge attached to a rod or plate supporting the knife, and a signal from the contact pressure sensor to the knife blade edge. A contact pressure indicator that converts the contact pressure into a numerical value and displays it.
[0010]
According to still another embodiment of the present invention, the slitter device includes zero-point automatic correction means for automatically correcting the zero point of the contact pressure sensor in response to a knife attachment / detachment signal.
[0011]
According to still another embodiment of the present invention, the contact pressure indicator is in a state where the upper and lower knives are worn and a thickness gauge having a constant thickness is inserted by a certain amount from the entrance direction and the counter-entry direction of the seat. The toe-in angle is indicated by displaying the pressure difference in grams.
[0012]
According to still another embodiment of the present invention, the slitter device is a scale provided on a bracket to which a knife holder is attached and quantifies and displays a shift amount based on a center line perpendicular to the upper and lower blade sheets as an offset amount. Is provided.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, based on an accompanying drawing, the present invention is explained in detail about an embodiment and an example of the present invention.
[0014]
In order to achieve the above-described quantification of the four elements, the solution means and the embodiment thereof will be described below for each element.
(1) Digitization of wrap amount The shape of the blade of the rotary round blade shear-cut slitter device includes a vertical blade and a countersunk blade. Although the outer diameter of the scissors-type blade does not change by polishing, the dish-shaped blade changes. Therefore, when exchanging the plate-shaped blade, the position of the knife head must be adjusted according to the knife diameter so as to keep the amount of biting of the blade edge, that is, the amount of lap with respect to the sheet surface constant. As a method, if the distance from the specific position of the knife holder to the specific position of the knife head is measured with a linear absolute position detection device and the distance is replaced and displayed as the knife diameter, it will be replaced in advance when replacing the knife. If the outer diameter of the knife to be measured is measured and the position of the head is moved so that the display becomes the diameter, the lap amount after replacement can be automatically kept constant. This eliminates the need for complicated adjustment after replacement, and enables replacement to be performed quickly and accurately.
[0015]
Next, an example of the upper blade holder of the slitter apparatus incorporating the concept of quantifying the lap amount will be described.
[0016]
FIG. 1 is a schematic elevation view showing an upper blade holder of a slitter device as one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the upper blade holder includes a main shaft 10, an elevating piston portion 11 that raises and lowers the main shaft 10, a lateral piston portion 12 attached to the lower end portion of the main shaft 10, and the lateral motion. An upper blade cartridge 13 mounted on an upper blade drive shaft that is driven laterally by a piston portion 12 and rotated by an upper blade drive motor (not shown), and for an upper blade as a linear absolute position detection device A sensor 14 and a knife diameter indicator 15 are mainly provided. The upper blade cartridge 13 holds the upper blade knife 1. The upper blade sensor 14 is a knife diameter indicator sensor, and may be constituted by a magnetic application sensor, for example. Further, a contact pressure sensor 16 for detecting the contact pressure between the round blades is attached to an intermediate portion of the main shaft 10 as will be described later. The configuration of the contact pressure sensor 16 itself is a known one and will not be described in detail here. Furthermore, above the elevating piston portion 11, the main shaft 10 is provided with a knife elevating amount adjusting nut (stopper) 17 and a lock nut 18 for fixing it.
[0017]
Next, the usage method of the upper blade holder which has such a structure is demonstrated. First, an operator who wants to replace the upper blade first measures the diameter of the upper blade knife 1 to be used. The diameter of the upper knife is measured by, for example, an end stopper 2B as a reference point of the scale 2 as illustrated in an elevation view of FIG. 2A and a plan view of FIG. Can be easily measured by using a scale 2 with a vernier that measures the knives 1 with a vernier 2A and a stopper 2B. In the case of FIG. 2, the diameter of the upper knife 1 can be read as 167.3 mm from the reading of the scale of the vernier 2A. After such measurement, the operator turns the knife lifting / lowering adjustment nut 17 while raising and lowering the spindle 10 so that the display on the knife diameter indicator 15 is the same as the measured knife diameter of the upper knife 1. When they become the same, they are fixed with a lock nut 18. After such setting is completed, the operator drives the elevating piston portion 11 to raise the main shaft 10, attaches the measured upper blade knife 1 to the upper blade cartridge 13, and moves the upper blade drive shaft (horizontal axis). The upper blade cartridge 13 is attached to the upper blade knife 13 and the elevating piston portion 11 is driven again to lower the upper blade knife 1. As a result, the upper knife 1 is engaged with the lower knife (not shown) with a predetermined optimum lap amount.
[0018]
Thus, the upper blade sensor 14 which is a diameter indicator sensor has a predetermined position of the main body mounting portion of the upper blade holder, for example, the lowest position of the spindle 10 and a predetermined position of the header portion to which the upper blade knife 1 is attached, for example, A distance to the position of the upper blade drive shaft (horizontal axis) is detected, and a distance instruction signal indicating this distance is sent to the knife diameter indicator 15. The knife diameter indicator 15 converts the received distance instruction signal into a diameter value of the upper blade knife that obtains a predetermined optimum lap amount at the distance indicated by the distance instruction signal, and displays the replacement indication. Has been.
(2) Quantification of contact pressure As for the quantification of contact pressure, in the above-mentioned “Slitter knife contact pressure automatic control device” disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 57-55035 (utility model registration No. 1504453), However, due to the necessity of placing importance on the rigidity of the holder itself, it is compelled to use a strain amount of about 10 ^-6 against a strain amount of about 10 ^{-3 of} a generally used strain gauge. There is a need to make the amplification factor extremely high, it is extremely susceptible to environmental effects such as temperature, and changes over time in a short time cannot be ignored. Therefore, frequent zero point correction is required, which is complicated at the site of use. As a result, reliability has been lost, and in many cases, the adjustment has returned to intuition. In many cases, improving reliability is a major premise for quantification.
[0019]
As a countermeasure, a method of automatically performing zero point correction every time the knife is detached and attached, which is relatively complicated in work, is adopted. Next, an embodiment of the slitter apparatus of the present invention incorporating such automatic zero point correction will be described.
[0020]
In this embodiment, the upper blade holder of the slitter device as shown in FIG. In the upper blade operation box 19, a knife attaching / detaching switch, a solenoid valve, an amplifier (reference numeral 20 in FIG. 4), and a contact pressure meter (reference numeral 21 in FIG. 4) are incorporated. In addition, as described above, the upper blade holder includes the elevating / lowering piston portion 11, the lateral movement piston portion 12, the cartridge 13, and the contact pressure sensor 16. In such an upper blade holder, when a knife attaching / detaching switch (not shown) of the upper blade operation box 19 is turned on, air is moved up and down the piston portion 11 and the laterally moving piston portion 12 through the electromagnetic valve. The upper blade knife 1 held in the cartridge 13 is brought into contact with the lower blade (not shown) by the lowering of the main shaft 10 and the lateral movement of the upper blade drive shaft (horizontal axis). In this way, when the upper blade knife 1 comes into contact with the lower blade, the contact pressure sensor 16 constituted by a strain gauge attached to the intermediate portion of the main shaft 10 of the upper blade holder detects the distortion of the main shaft 10. Thus, the contact pressure between the upper and lower blades is measured, amplified by an amplifier 20 (see FIG. 4) provided in the upper blade operation box 19, and contact pressure meter 21 (see FIG. 4) provided in the upper blade operation box 19. And indicate the contact pressure value.
[0021]
The contact pressure sensor 16 attached to the upper blade holder is usually composed of a strain gauge, but the output value from the contact pressure sensor 16 is very small. As described above, in configuring the machine, the main shaft 10 cannot withstand use unless it has sufficient strength. If the output of the contact pressure sensor 16 is increased so as to be easily distorted, the main shaft 10 is deformed to cause permanent distortion due to rough usage in the field, and the contact pressure sensor 16 is destroyed. Therefore, this system is configured using an amplifier with a high amplification factor.
[0022]
However, when the gain is increased, the zero point fluctuation is also caused by a slight output fluctuation of the contact pressure sensor 16, for example, an imbalance of the bridge circuit due to a temperature change. Therefore, it is conceivable to incorporate a zero-tuning variable resistor in the amplifier so that the deflection of the contact pressure meter is adjusted to zero while looking at the contact pressure meter when the upper and lower knives are not in contact. However, if the operator needs to perform such zero point adjustment periodically, he / she forgets to adjust the zero point or does not understand that such zero point adjustment is necessary. Such zero adjustment cannot always be performed reliably.
[0023]
Therefore, in this embodiment, a circuit configuration that can automatically adjust the zero point of such a contact pressure sensor is incorporated between the contact pressure sensor 16 and the contact pressure meter 21. FIG. 4 is a block diagram showing an example of such a circuit configuration. As shown in FIG. 4, the contact pressure sensor 16 is configured by a bridge circuit including four strain gauges R, and the output of the bridge circuit is applied to the amplifier 20. The output of the amplifier 20 is input to the CPU 23 through the A / D converter 22. A knife attaching / detaching signal generated by operating the knife attaching / detaching switch of the upper blade operation box 19 is input to the CPU 23 through the I / O device 24. A memory 25 is associated with the CPU 23, and an output from the CPU 23 is configured to shake the contact pressure meter 21 through the D / A converter 26.
[0024]
Next, the automatic zero adjustment operation of the contact pressure sensor 16 having such a circuit configuration will be described. First, the operator operates the knife attachment / detachment switch of the upper blade operation box 19 when the upper blade knife is driven. At the timing when this knife attachment / detachment switch is operated, the upper and lower knives are not in contact yet. At this time, the CPU 23 receives the contact pressure signal via the A / D converter 22 at the rising edge of the knife attachment / detachment signal received through the I / O device 24 and records the output level at that time in the memory 25. Thereafter, the normal operation is performed, and the CPU 23 receives the contact pressure signal from the A / D converter 22 and adjusts the value stored in the memory 25 from the value to the contact pressure meter via the D / A converter 26. What is necessary is just to output to 21.
[0025]
Alternatively, the digital data may be sent to a control device such as another CPU via the I / O device 24 and used for automatic control.
[0026]
Moreover, other actuators may be used for attaching and detaching the knife. Furthermore, the knife attachment / detachment signal may be moved by a command from another control system, not by a manual operation such as an operator. The circuit configuration illustrated in FIG. 4 can also be realized by a combination of an A / D converter, a memory, and a logic circuit without using a CPU.
(3) Quantification of toe-in angle Generally, the toe-in angle is an extremely small angle of about 1/1000 to 5/1000. Therefore, there is a limit of the mechanical accuracy of the slitter knife holder, and the angle display is not reliable and it is impossible to measure the angle directly. According to the present invention, a thickness gauge having a constant thickness is inserted into the lap portion of the upper and lower knives from the upstream side and the downstream side of the seat run, and the difference in contact pressure at that time is read by the contact pressure sensor 16 using a strain gauge. Can be expressed numerically in grams.
[0027]
The method for digitizing the toe-in angle according to the present invention will be described in more detail below with reference to FIGS.
[0028]
FIG. 5 is a view for explaining the toe-in angle between the upper and lower knives important in the slitter device. FIG. 5A is a plan view showing the engaged state of the upper and lower blades. B) is an elevation view showing the engaged state of the upper and lower blades. As well shown in FIG. 5A, the toe-in angle is an angle formed by the upper blade 1 with respect to the lower blade 3 with respect to the traveling direction of the seat indicated by the arrow S, similarly to the angle attached to the front wheel of the vehicle. Say θ. This angle requires a delicate angle adjustment of 0.1 ° or less in order to perform precise sheet cutting. If it is attempted to adjust the unit by 0.1 °, it becomes difficult to manage the mounting accuracy of the upper and lower knife holders, and even if a zero-point scale is attached to the knife holder, there will be a problem with the perpendicularity of the mounting bracket due to mechanical accuracy limitations. Don't use it.
[0029]
According to the present invention, as schematically shown in FIG. 6, by using the contact pressure gauge 16 provided on the upper blade holder and using the thickness gauge 4, the toe-in angle is digitized and adjusted as follows. can do. That is, when the upper blade knife 1 and the lower blade knife 3 begin to come into contact with each other very lightly, the moving mechanism such as the lateral piston portion 12 is fixed, for example, the thickness gauge 4 of about 0.2 ton Alternately from the front-rear direction in the direction, it is inserted between the engaging portions of the upper knife 1 and the lower knife 3, and converted into a toe-in angle from the difference in the indicated value of the contact pressure meter 21 at that time and digitized. it can. By doing so, the toe-in angle can be accurately measured between the actual upper and lower knives without being affected by thermal deformation of the upper and lower knife mounting brackets.
[0030]
Furthermore, if this adjustment is performed at several points in the circumferential direction by rotating the knife and the average value is adopted as the numerical value of the toe-in angle, errors due to distortion of the knife itself can be absorbed.
[0031]
Since the above-described method for adjusting the toe-in angle according to the present invention requires a little skill, an embodiment of the present invention that can automatically adjust the toe-in angle will be described below.
[0032]
FIG. 7 is a partial elevation view schematically showing the configuration of such a toe-in angle automation device. As shown in FIG. 7, the toe-in angle automation device is configured to rotate between the main shaft 10 with the contact pressure sensor 16 and the lateral piston portion 12 in the upper blade holder as shown in FIG. 1. The mechanism 30 is incorporated. The turning mechanism 30 includes a turning drive motor 31, a speed reducer 32, and a gear 33. By rotating the gear 33 through the speed reducer 32 by the turning drive motor 31, the lateral movement piston unit 12. Can be swung around the main shaft 10. For this purpose, gear processing is performed on the upper part of the lateral piston portion 12 so as to mesh with and engage with the gear 33 provided on the main shaft 10 side. In FIG. 7, reference numeral 5 indicates a lower blade motor for rotationally driving the lower blade 3.
[0033]
In such an apparatus configuration, the moving mechanism is fixed in a state where a slight contact pressure is applied to the upper and lower knives 1 and 3 while watching the contact pressure value of the contact pressure meter 21. Next, while observing the contact pressure value displayed on the contact pressure meter 21, the turning drive motor 31 is driven to rotate right or left so that the contact pressure value becomes maximum. The point at which the contact pressure value is the lowest is the zero point of the toe-in angle.
[0034]
If the ratio of the angle to the rotation of the turning drive motor 31 which is a toe-in angle adjusting motor is determined in advance, the toe-in angle can be arbitrarily set from the rotation amount of the motor by moving a certain amount from the point of zero toe-in angle.
[0035]
Next, by changing the rotation angle of the lower blade motor 5 and repeating a series of operations in the circumferential direction of each knife to obtain an average value, the toe-in angle can be adjusted more precisely as described above. .
[0036]
It should be noted that for the turning of the laterally moving piston portion, it is sufficient if the rotation amount can be grasped without using a motor. Further, the circumferential rotation of the knife may be moved manually. Furthermore, the raising / lowering of the knife, the rotation of the knife, the contact pressure adjustment of the upper and lower knives, etc. may be fully automated by a combination of NC devices. Moreover, you may use a worm reduction gear for the turning part of a lateral movement piston part.
(4) Digitizing the offset amount By attaching a scale scale to the bracket to which the slitter knife holder of the slitter apparatus is attached, moving the knife holder with a screw, and reading the scale, the offset amount can be digitized.
[0037]
In general, as shown in FIG. 8, the combination of a saddle type blade and a plate type blade is such that the sheet is introduced at the cut point on the inlet side of the sheet, that is, the point where the upper and lower blades contact for the first time. As shown in FIG. 9, the offset is set to zero for the combination of the pan and the dish.
[0038]
【The invention's effect】
According to the present invention, the basic four elements of the cut that have a significant influence on the cutting of the sheet material, that is, the wrap amount, contact pressure, toe-in angle and offset can be converted into numerical values and can be adjusted very easily. Higher accuracy of the slitter device can be easily achieved, and the ease of handling thereof can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic elevation view showing an upper blade holder of a slitter device as one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining how to measure the diameter of the upper knife.
3 is a view showing a display example on a knife diameter display of the upper blade holder of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a circuit configuration for automatically performing zero point adjustment of a contact pressure sensor as one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view for explaining a toe-in angle between upper and lower knives important in a slitter device.
FIG. 6 is a diagram for explaining a method for digitizing a toe-in angle in a slitter device.
FIG. 7 is a partial elevation view schematically showing a configuration of a toe-in angle automation device as one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic view illustrating an offset in the case of a combination of a saddle type blade and a dish type blade in a slitter device.
FIG. 9 is a schematic view illustrating an offset in the case of a combination of a dish mold and a dish mold in the slitter device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper blade knife 2 Scale 3 Lower blade knife 4 Thickness gauge 5 Lower blade motor 10 Main shaft 11 Lifting piston part 12 Lateral piston part 13 Upper blade cartridge 14 Upper blade sensor 15 Knife diameter display 16 Contact pressure sensor 17 Knife lifting amount Adjustment nut 18 Lock nut 19 Upper blade operation box 20 Amplifier 21 Contact pressure meter 22 A / D converter 23 CPU
24 I / O device 25 Memory 26 D / A converter 30 Rotating mechanism 31 Rotating drive motor 32 Reducer 32 Gear

Claims (5)

昇降可能な主軸と該主軸に連動して昇降するヘッダー部とを有するナイフホルダーと、前記ナイフホルダーを取り付ける本体取付部と前記ヘッダー部との距離を計測する、磁気応用型の直線型絶対位置検出器とを備え、前記ヘッダー部に着脱自在に取り付けられる上刃と、該上刃と組み合わされる下刃とからなる２枚の回転丸刃を使用し、前記２枚の回転丸刃間のラップ量、接圧、トーイン角またはオフセット量を調整してシートをカットするように構成されたスリッター装置において、
前記上刃と下刃間のラップ量、接圧、トーイン角またはオフセット量を数値化表示し、数値に基づいて前記ラップ量、接圧、トーイン角またはオフセット量を調整するようになっていることを特徴とするスリッター装置。 A linear absolute position detection of magnetic application type that measures the distance between a knife holder having a spindle that can be raised and lowered and a header part that moves up and down in conjunction with the spindle, and a main body mounting part to which the knife holder is attached, and the header part. Using two rotating round blades comprising an upper blade that is detachably attached to the header portion and a lower blade combined with the upper blade, and the amount of lap between the two rotating round blades In the slitter device configured to cut the sheet by adjusting the contact pressure, the toe-in angle or the offset amount ,
The lap amount, contact pressure, toe-in angle or offset amount between the upper blade and lower blade is displayed numerically, and the lap amount, contact pressure, toe-in angle or offset amount is adjusted based on the numerical value. Slitter device characterized by 前記直線型絶対位置検出器からの計測距離指示信号を所望のラップ量に対応する数値として表示する表示器とを備える請求項１に記載のスリッター装置。The slitter apparatus of Claim 1 provided with the indicator which displays the measurement distance instruction | indication signal from the said linear type absolute position detector as a numerical value corresponding to desired lap amount . 前記ナイフホルダーの主軸に取り付けられたストレンゲージからなる接圧センサーと、該接圧センサーからの信号を、前記上刃の刃先に掛かる接圧に対応する数値として数値化表示する接圧表示器とを備える請求項１または２のいずれかに記載のスリッター装置。 A contact pressure sensor comprising a strain gauge attached to the spindle of the knife holder, and a contact pressure indicator for numerically displaying a signal from the contact pressure sensor as a numerical value corresponding to the contact pressure applied to the blade edge of the upper blade ; The slitter apparatus in any one of Claim 1 or 2 provided with these . 前記接圧表示器は、前記上刃着脱の際の前記ストレインゲージからの信号を前記接圧センサーの出力として受け取り、記憶している接圧センサーの出力値を加減することにより、前記接圧表示器の零点補正を行った上で接圧表示器に数値化表示する零点自動補正手段を備える請求項３に記載のスリッター装置。 The contact pressure indicator receives a signal from the strain gauge at the time of attaching / detaching the upper blade as an output of the contact pressure sensor, and adds or subtracts a stored output value of the contact pressure sensor to thereby display the contact pressure display. 4. A slitter device according to claim 3, further comprising zero point automatic correction means for performing numerical correction on the contact pressure display after performing zero correction of the device. 上下刃をスリッター装置に取り付けて着状態とし、所定厚さのシックネスゲージをシートの進入方向と反進入方向からそれぞれ一定量差し込んだ場合において、前記接圧表示器にグラム単位として表示される、それぞれの数値表示の差を、トーイン角に対応する数値表示とし、トーイン角の調整を該数値表示に基づいて行うようにしたことを特徴とする請求項４に記載のスリッター装置。 The upper and lower blade attached to slitter apparatus and wearing state, in each case plugged a certain amount of thickness gauge having a predetermined thickness from the approach direction and anti approach direction of the sheet, it is displayed as g in the contact pressure indicator, respectively 5. The slitter device according to claim 4, wherein the difference between the numerical displays is a numerical display corresponding to the toe-in angle, and the toe-in angle is adjusted based on the numerical display .

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