JP4268670B1 - Traveling pre-notch device - Google Patents
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Abstract
【課題】所定の速度で搬送されている被加工材料にプレノッチ加工を施すことができる走行プレノッチ装置を提供すること
【解決手段】所定の搬送速度で搬送される被加工材料Mにプレノッチ加工を施すための走行プレノッチ装置1であって、前記被加工材料Mに対して前記プレノッチ加工を施す金型30と、前記金型30を被加工材料Mの搬送速度に同期して移動させる移動機構50と、前記金型30を上方から押圧するプレス機構70とを備えていること。
【選択図】図1A traveling pre-notch device capable of pre-notching a work material being conveyed at a predetermined speed is provided. Pre-notch processing is performed on a work material M conveyed at a predetermined conveyance speed. A traveling pre-notch device 1 for performing the pre-notching process on the workpiece M, and a moving mechanism 50 for moving the mold 30 in synchronization with the conveying speed of the workpiece M. And a press mechanism 70 for pressing the mold 30 from above.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、走行プレノッチ装置に係り、特に、被加工材料が走行している(搬送されている)状態でプレノッチ加工、すなわち切り欠きや穴などを形成することが可能な走行プレノッチ装置に関する。 The present invention relates to a traveling pre-notch device, and more particularly to a traveling pre-notch device capable of pre-notching, that is, forming a notch or a hole, while a work material is traveling (conveyed).
従来から、たとえばロール成形機などを用いて、様々な断面形状の被加工材料(たとえば、金属板)を成形していた。この場合に、被加工材料に切り欠きを形成したり、穴を形成する必要が生じる場合があり、このために、成形の前にプレノッチ装置を用いて穴や切り欠きなどを形成していた。 Conventionally, work materials (for example, metal plates) having various cross-sectional shapes have been formed using, for example, a roll forming machine. In this case, it may be necessary to form notches or holes in the material to be processed. For this reason, holes or notches have been formed using a pre-notch device before molding.
従来のプレノッチ装置の一例としては、図9に示すように、アンコイラ103とロール成形機109の間に配置されている。そして、プレノッチ装置101の上流側と下流側の両方に、ルーピング部111が形成されている。ルーピング部111を設ける理由は以下の通りである。すなわち、従来のプレノッチ装置101は被加工材料Mが停止した状態でプレノッチ加工を行うため、プレノッチ装置101において被加工材料Mを一旦停止する必要がある。一方、アンコイラ103は被加工材料Mを一定速度で送り出し、またロール成形機109は被加工材料Mを一定速度で搬送しながら成形作業を行う。このため、プレノッチ装置101において、被加工材料Mが一端停止した場合でも、アンコイラ103やロール成形機109を停止させることなく作業を継続するために、ルーピング部111で速度差を吸収しているのである。
As an example of a conventional pre-notch device, as shown in FIG. 9, it is arranged between an
しかしながら、従来のプレノッチ装置には以下のような問題があった。
(1)プレノッチ装置の上流側と下流側にルーピング部を設ける必要があるため、工事費を含め費用が非常に掛かってしまい、また、ルーピング部の設置スペースも必要となる。
However, the conventional pre-notch device has the following problems.
(1) Since it is necessary to provide looping portions on the upstream side and downstream side of the pre-notch device, the cost including the construction cost is very high, and the installation space for the looping portion is also required.
(2)被加工材料自体がルーピング部で大きく変形してしまう場合もある。
(3)フィーダー時に傷が入る可能性もある。
(4)フラットバーのように撓まない被加工材料を冷間ロール成形機で加工する場合、ルーピング部を設けることができないため、仮に事前の切り欠き加工等が必要な場合でも不可能である。
(2) The work material itself may be greatly deformed at the looping portion.
(3) There is a possibility of scratches at the time of feeder.
(4) When a work material that does not bend like a flat bar is processed with a cold roll forming machine, it is impossible to provide a looping part, so even if prior cut-out processing is necessary. .
(5)全ての必要な切り欠き等を形成した後にロール成形機で被加工材料を成形する場合、切り欠きを形成したことが原因で、成形時に不要な変形が発生してしまう場合がある。これを防止するためには、成形の途中や成形後に穴や切り欠きの形成をする必要があるが、成形の途中や成形後に加工を施したい場合でも、成形の途中や成形後の製品では剛性があるためルーピング部を形成することができない。 (5) When forming a work material with a roll forming machine after forming all necessary notches and the like, unnecessary deformation may occur during molding due to the formation of the notches. In order to prevent this, it is necessary to form holes and notches in the middle of molding or after molding. Therefore, the looping part cannot be formed.
上記課題を解決するために、本発明は、所定の搬送速度で搬送される被加工材料にノッチ加工を施すための走行プレノッチ装置であって、前記被加工材料に対して前記ノッチ加工を施す金型と、前記金型を被加工材料の搬送速度に同期して移動させる移動機構と、前記金型を上方から押圧するプレス機構とを備えている、という構成を採っている。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a traveling pre-notch device for notching a work material conveyed at a predetermined conveyance speed, wherein the notch machining is performed on the work material. A structure is provided that includes a mold, a moving mechanism that moves the mold in synchronization with the conveyance speed of the workpiece, and a press mechanism that presses the mold from above.
また、前記移動機構は、前記被加工材料の搬送方向に沿って設置されているガイドレールと、前記ガイドレールに係合されると共に前記金型が載置される移動ステージと、前記ガイドレールと平行に設置されるボールネジと、前記移動ステージに取り付けられると共に前記ボールネジに螺合する雌ネジブロックと、前記ボールネジを回転駆動するサーボモータとを備えている、という構成を採っている。 Further, the moving mechanism includes a guide rail installed along a conveyance direction of the work material, a moving stage that is engaged with the guide rail and on which the mold is placed, and the guide rail. The configuration includes a ball screw installed in parallel, a female screw block that is attached to the moving stage and screwed into the ball screw, and a servo motor that rotationally drives the ball screw.
また、前記金型は、前記被加工材料を上下方向から保持する少なくとも1つの下型と、この下型に対して上下方向に相対移動可能な上型とを備えている、という構成を採っている。 Further, the mold has a configuration in which at least one lower mold that holds the workpiece material from above and below and an upper mold that can move relative to the lower mold in the vertical direction are adopted. Yes.
また、前記移動機構には、前記プレス機構との間の相対移動を許容する上方レール係合手段が設けられている、という構成を採っている。
更に、前記上方レール係合手段は、前記プレス機構に設けられたプレス板を抱えるように設けられた断面逆L字状の部材である、という構成を採っている。
Further, the moving mechanism is provided with an upper rail engaging means that allows relative movement with the pressing mechanism.
Further, the upper rail engaging means is a member having an inverted L-shaped cross section provided so as to hold a press plate provided in the press mechanism.
本発明によれば、被加工材料に切り欠きや穴を形成する場合でも、被加工材料を移動させながら走行プレノッチ装置で加工できるので、走行プレノッチ装置の前後にルーピング部を設ける必要がない。このため、設置スペースを抑制することができる。また、走行プレノッチ装置を使用した場合、ロール成形の途中で切り欠き加工などをすることも可能となり、成形加工の自由度が飛躍的に向上することとなる。 According to the present invention, even when a cutout or a hole is formed in the work material, it can be processed by the traveling pre-notch device while moving the work material, so that it is not necessary to provide a looping portion before and after the traveling pre-notch device. For this reason, an installation space can be suppressed. In addition, when the traveling pre-notch device is used, notch processing or the like can be performed in the middle of roll forming, and the degree of freedom in forming processing is dramatically improved.
以下に、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る走行プレノッチ装置について説明する。
[全体概要]
図1に示すように、本実施形態の走行プレノッチ装置1は、被加工材料Mに切り欠きの形成等のプレノッチ加工を施す金型30と、金型30を被加工材料Mの移動速度に同期させて移動させる移動機構50と、金型30を押圧するプレス機構70と、を備えている。
A travel pre-notch device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Overview]
As shown in FIG. 1, the traveling pre-notch device 1 according to this embodiment includes a
[金型]
図2(A)、(B)は、それぞれ金型30の上面図及び正面図を示している。この金型30は、被加工材料Mの搬送方向に沿って並んだ2組の金型30(上流側金型30aと下流側金型30b)からなる。この金型30は、被加工材料Mを保持する下型30a1,30a2および30b1,30b2と、加工用刃物を担持する上型30a3,30b3とからなる。上型30a3,30b3と下型30a1,30a2および30b1,30b2とは、鉛直方向に向かって設けられたガイドポール31によって係合されている。上型30a3,30b3は、ガイドポール31に沿って下型30a1,30a2および30b1,30b2に対して上下移動可能となっている。また、ガイドポール31の表面には、上型30a3,30b3と下型30a1,30a2および30b1,30b2との間に所定のコイルバネ33が介挿されている。これにより、外力が加わっていない状態では、上型30a3,30b3が下型30a1,30a2および30b1,30b2に対して所定の距離だけ離間するようになっている。尚、本実施形態の下型は、上下に離間したそれぞれ2つの下型30a1,30a2および30b1,30b2から構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、1つの下型で被加工材料を保持しても良いし、3つ、4つ或いは5つ以上の下型を用いるようにしてもよい。
[Mold]
2A and 2B show a top view and a front view of the
下型30a1,30a2および30b1,30b2は、上下方向に離間している第1下型30a1.30b1と第2下型30a2,30b2とからなる。そして、この第1下型30a1.30b1と第2下型30a2,30b2との間を被加工材料Mが搬送されるようになっている。これら第1下型30a1.30b1と第2下型30a2,30b2との間の隙間は、加工する材料の厚みに応じて調整できるようになっていることが望ましい。 The lower molds 30a1, 30a2 and 30b1, 30b2 are composed of a first lower mold 30a1.30b1 and a second lower mold 30a2, 30b2 that are spaced apart in the vertical direction. The workpiece material M is transported between the first lower mold 30a1.30b1 and the second lower molds 30a2 and 30b2. It is desirable that the gap between the first lower mold 30a1.30b1 and the second lower mold 30a2, 30b2 can be adjusted according to the thickness of the material to be processed.
また、上型30a3,30b3には形成する穴や切り欠きの形状に対応した刃物が担持されており、一方、下型30a1,30a2および30b1,30b2にも穴や切り欠きの形状に対応した開口が形成されている。そして、上型30a3,30b3が下型30a1,30a2および30b1,30b2に近接することで上型30a3,30b3の刃物で被加工材料Mがプレノッチ加工されるようになっている。 The upper dies 30a3 and 30b3 carry a blade corresponding to the shape of the hole or notch to be formed, while the lower dies 30a1, 30a2 and 30b1 and 30b2 also have openings corresponding to the shape of the hole or notch. Is formed. The upper molds 30a3 and 30b3 are close to the lower molds 30a1, 30a2 and 30b1, 30b2, so that the workpiece M is pre-notched with the blades of the upper molds 30a3 and 30b3.
[移動機構]
次に、金型30を移動させるための移動機構50について説明する。図1に示すように、移動機構50は、金型30を担持する移動ステージ51と、移動ステージ51が係合されるガイドレール53と、このガイドレール53と平行に設けられているボールネジ55と、このボールネジ55を回転駆動するためのサーボモータ57を備えている。
[Movement mechanism]
Next, the
移動ステージ51は、図3に示すように、金型30を上面に直接担持するステージ板51aと、このステージ板51aの4隅から鉛直上方に向かって立設されているステージポール51bと、このステージポール51bに係合され、金型30を上方から押圧できるようになっている天面板51cとを備えている。また、ステージ板51aの端部には、図1に示すように、雌ネジブロック51dが一体的に取り付けられており、この雌ネジブロック51dは後述するボールネジ55と螺合している。
As shown in FIG. 3, the moving
ステージポール51bは円柱状の部材であり、天面板51cの四隅に形成された貫通穴に挿通されている。すなわち、後述するプレス機構70によって天面板51cが鉛直下方に押圧されると、その力は天面板51cに加わる。このため、天面板51cはステージポール51bに案内されて、略水平状態を維持したままステージ板51aの方向に向かって下降する。そして、この天面板51cの下降移動が金型30の上型30a3(30b3)に伝達され、上型30a3(30b3)が下型に向かって下降することとなる。図3は、本実施形態の金型30の側面図を示しており、図3(A)が上型30a3(30b3)が下降していない状態を示し、図3(B)が上型30a3(30b3)が下降した状態を示している。
The
また、天面板51cの上面には、断面が逆L字状の上方レール係合手段51eが取り付けられている。この上方レール係合手段51eは、プレス機構70側に取り付けられたプレス板71と係合し、このプレス板71と移動機構50との、被加工材料Mの搬送方向に沿った相対移動を許容するようになっている。これは、プレス機構70から移動ステージ51が押圧力を受けている場合でも、移動機構50がガイドレール53に沿って移動できるようにするためである。
Further, an upper rail engagement means 51e having an inverted L-shaped cross section is attached to the upper surface of the
一方、ステージ板51aの下方に2本のガイドレール53が設けられており、ステージ板51aの下面には、各ガイドレール53に係合される下方レール係合手段51a1が取り付けられている。この下方レール係合手段51a1は、くびれた断面形状を有するガイドレール53に対応した断面形状を有しており、ガイドレール53の長手方向に沿った移動のみが許容されるようになっている。尚、下方レール係合手段51a1及びガイドレール53の数は2本に限定されるものではなく、3本や4本或いはそれ以上設けるようにしてもよい。
On the other hand, two
ボールネジ55は、ガイドレール53と平行に設置されており、その長さは走行プレノッチ装置1の略全長にわたっている。そして、ボールネジ55はその一端部において、カップリング機構55aを介してサーボモータ57と連結されている。サーボモータ57は、図示しない制御部からの制御信号を受信し、正転及び逆転するようになっている。また、回転速度も制御信号に基づいて制御される。そして、ボールネジ55は、上記したようにステージ板51aに取り付けられた雌ネジブロック51dと螺合している。このため、ボールネジ55が回転すると、これに伴って雌ネジブロック51dが移動し、この移動がステージ板51aの移動として伝達される。
The ball screw 55 is installed in parallel with the
[プレス機構]
次に、プレス機構70について説明する。図1に示すように、プレス機構70は、一般的なクランク式である。すなわち、クランクシャフト73が所定の軸受け75に回転自在に支持されている。そして、クランクシャフト73には、その一端部にフライホール77とクラッチ79が取り付けられている。フライホイール77には図示しない電動モータが連結されており、電動モータの回転駆動力が伝達されるようになっている。また、クラッチ79は、フライホイール77とクランクシャフト73との係合及び離脱を切り換えるためのものである。
[Pressing mechanism]
Next, the
クランクシャフト73には、偏心カム81が取り付けられており、その偏心カム81の外側にクランクアーム83が嵌合されている。このため、クランクシャフト73が回転すると、これと同時に偏心カム81が回転する。この回転に伴い偏心カム81が偏心するため、クランクアーム83が上下方向に移動することとなる。このクランクアーム83の上下方向移動が押圧部材85に伝達され、最終的にプレス板71への押圧力として作用する。尚、上記したプレス機構70の構造は一例であり、油圧式などのその他の原理を用いたプレス機構であってもよい。
An
[作用]
次に、本実施形態に係るプレノッチ機構1の作用について説明する。
図4は、本実施形態に係る走行プレノッチ装置1を備えた成形システムを示す概略図である。まず、被加工材料(たとえば金属板)がアンコイラ3から送り出される。アンコイラ3から送り出された被加工材料Mは、レベラ5によって曲がりが矯正される。レベラ5は、以上の機能の他、コイルにテンションを掛けている。仮に、走行プレノッチ装置でプレスを行う際に、被加工材料が撓でしまうと、穴あけの精度が低下したり、測長装置で正確な測長ができないからである。
[Action]
Next, the operation of the pre-notch mechanism 1 according to this embodiment will be described.
FIG. 4 is a schematic view showing a molding system including the traveling pre-notch device 1 according to the present embodiment. First, a material to be processed (for example, a metal plate) is sent out from the
レベラ5から出た被加工材料Mはシャーウェルダ7を通過する。シャーウェルダ7は被加工材料Mが無くなった時に、次の被加工材料Mと突き合わせ溶接をして、被加工材料Mの連続性を保つための溶接機である。 The material M to be processed coming out of the leveler 5 passes through the shear welder 7. The shear welder 7 is a welding machine for maintaining continuity of the workpiece material M by performing butt welding with the next workpiece material M when the workpiece material M runs out.
シャーウェルダ7を出た被加工材料Mは走行プレノッチ装置1に取り込まれる。走行プレノッチ装置1に取り込まれた被加工材料Mは、移動ステージ51の上流側及び下流側に配置されている材料ガイド機構61によってガイドされている。この材料ガイド機構61は、被加工材料Mを上下方向から挟むと共に、被加工材料Mの幅方向の両側から被加工材料Mを挟むように配置されているため、被加工材料Mは常に搬送経路に沿って移動することとなる。
The work material M exiting the shear welder 7 is taken into the traveling pre-notch device 1. The workpiece material M taken into the traveling pre-notch device 1 is guided by a
また、被加工材料Mは下型の第1下型30a1,30b1と第2下型30a2,30b2との間に挿通されており、穴や切り欠きを形成する際にも、不要な動きが発生しないようになっている。ここで、図1(A)は移動ステージ51が搬送方向の上流側に位置している状態を示している。この状態で、移動機構50が作動する。すなわち、被加工材料Mにおける加工を施す部位と、これに対応する金型30の位置とが一致した場合に、サーボモータ57が回転を始める。サーボモータ57の回転速度は、ボールネジ55によって移動ステージ51が被加工材料Mの移動速度と同じになる値である。このため、被加工材料Mと移動ステージ51との相対速度がゼロになる。
Further, the work material M is inserted between the lower first molds 30a1 and 30b1 and the second lower molds 30a2 and 30b2, and unnecessary movement occurs when forming holes and notches. It is supposed not to. Here, FIG. 1A shows a state in which the moving
次に、プレス機構70が作動する。すなわち、クラッチ79が係合されてフライホイール77の回転力がクランクシャフト73に伝達される。これにより、クランクアーム83が下方に移動して押圧部材85を下方に移動させる。押圧部材85の下方移動はそのままプレス板71に伝達され、移動ステージ51の天面板51cを下方へ押し下げる力となる。このとき、プレス板71と天面板51cとは上方レール係合手段51e(図3参照)によって係合されているため、被加工材料Mの移動方向に沿ってプレス板71と天面版51cとの間の相対移動が許容される。
Next, the
図5は、移動ステージ51が搬送方向の下流側に移動した状態を示している。これは、走行しながら切り欠きや穴の加工が完了した場合である。この状態から、プレス機構70のプレス板71が上昇して、天面板51cも上昇する。そして、サーボモータ57が逆回転して、移動ステージ51が図1(A)に示すように上流側に戻る。これにより、次の加工工程の準備が完了し、上記した工程が繰り返されることとなる。
FIG. 5 shows a state in which the moving
尚、図4における成形装置9に装備されている測長装置11は、被加工材料の長さを測長して、その測長データを走行プレノッチ装置1にフィードバックし、移動機構の制御を行う。測長にはメジャーリングロールあるいはレーザ測長等により行われる。本願の場合にはメジャーリングロールを採用している。 4 measures the length of the material to be processed, feeds back the measured data to the traveling pre-notch device 1, and controls the moving mechanism. . The length measurement is performed by a measuring roll or laser length measurement. In the case of the present application, a measuring roll is adopted.
図6は、本実施形態に係る走行プレノッチ装置1で形成される切り欠きNの一例である。この図は、被加工材料Mが平板状の状態でプレノッチ加工したものである。この後、ロール成形機9(図4参照)によって所定の断面形状に成形される。これにより、所定の切り欠きが形成された長尺部材を製造することができる。また、図7は、断面をCチャンネル材状に成形した後に、切り欠きN1を形成した場合の被加工材料M1を示す斜視図である。加工によっては、平板状の段階で切り欠き加工を施すと、成形の際に不要な変形が生じてしまい、寸法精度の高い加工品が得られない場合がある。このため、ある程度成形加工を施した後に、走行プレノッチ装置1でプレノッチ加工を行い、その後更にロール成形機で成形加工を行う。これにより、寸法精度の高い切り欠き付き成形材を得ることができる。 FIG. 6 is an example of the notch N formed by the traveling pre-notch device 1 according to the present embodiment. In this figure, the work material M is pre-notched in a flat plate state. Thereafter, it is formed into a predetermined cross-sectional shape by a roll forming machine 9 (see FIG. 4). Thereby, the elongate member in which the predetermined notch was formed can be manufactured. FIG. 7 is a perspective view showing the material M1 to be processed when the notch N1 is formed after the cross section is formed into a C channel material. Depending on the processing, if the notch processing is performed at the flat plate stage, unnecessary deformation occurs at the time of molding, and a processed product with high dimensional accuracy may not be obtained. For this reason, after carrying out a shaping | molding process to some extent, a pre-notch process is performed with the traveling prenotch apparatus 1, and a shaping | molding process is further performed with a roll molding machine after that. Thereby, the molding material with a notch with high dimensional accuracy can be obtained.
また、図8に示すように、2台の成形装置9の間に更に走行プレノッチ装置1を配置するようにしてもよい。こうすることで、一次成形に後にプレノッチ加工を施し、更に二次成形を行うことが可能となる。 Further, as shown in FIG. 8, the traveling pre-notch device 1 may be further arranged between the two molding devices 9. By doing so, it is possible to perform pre-notching after the primary molding and further perform secondary molding.
本発明は、被加工材料に切り欠きや穴を形成するプレノッチ装置に利用することが可能である。特に、被加工材料が常時移動している装置に好適に適用できる。 The present invention can be used in a pre-notch device that forms a notch or a hole in a work material. In particular, it can be suitably applied to an apparatus in which a work material is constantly moving.
Claims (5)
前記被加工材料に対して前記プレノッチ加工を施す金型と、前記金型を被加工材料の搬送速度に同期して移動させる移動機構と、前記金型を上方から押圧するプレス機構とを備えており、前記移動機構は前記プレス機構の動力源とは別個のサーボモータを備えていることを特徴とする走行プレノッチ装置。 A traveling pre-notch device for pre-notching a work material conveyed at a predetermined conveyance speed,
A mold for performing the pre-notch processing on the workpiece material, a moving mechanism for moving the mold in synchronization with a conveyance speed of the workpiece material, and a press mechanism for pressing the mold from above. cage, the moving mechanism driving Purenotchi apparatus characterized in that it comprises a separate servo motor as a power source of the press mechanism.
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