JP5086754B2 - 薄板鋼板のシャーリング方法 - Google Patents

Description

本発明は、板（特に鋼板）をプレスシャーにて切断する方法、そのためのプレスシャー装置及びシャーリングマシンに関するものである。また、特に、厚板鋼板用プレスシャー（またはクリアランスが薄板鋼板用シャー用のものよりも大きいプレスシャー）にて、薄板鋼板を切断（シャーリング）する方法及び装置に関するものである。

４．５ｍｍ〜７０．０ｍｍの厚板鋼板をプレスシャーにて切断している装置にて、４．５ｍｍ未満の薄板を切断することは不可能であった。

例えば、プレスシャーの上刃と下刃間のクリアランス（隙間）が２．０ｍｍの厚板鋼板用プレスシャー装置にて４．５ｍｍ未満の薄板を切断しようとしても折れ曲がるだけで切断することはできなかった。

これを解決する方法として、下記特許文献に挙げるようなクリアランスを調節する方法等が考えられたが、クリアランスを調節するための複雑な機構が必要になったり、厚板鋼板用プレスシャー装置の大きい処理能力を十分生かせなかったりした。このため、さまざまな板を処理しなければならない鋼板スクラップのリサイクル現場等では、通常の厚板鋼板用プレスシャー装置を用いて厚板鋼板と薄板鋼板の両方を連続的に切断できる方法がもとめられていた。

特開２０００−１１７５２８号公報 特開平８−２７６３１３号公報 実用新案公開平６−２１８１６号公報

本発明の課題は、厚板鋼板用プレスシャー（例えば４．５ｍｍ〜７０．０ｍｍに対応）の処理能力を生かしながら、クリアランスを調整することなく、薄板鋼板（例えば４．５ｍｍ未満）を連続的に切断する方法を提供することである。特に、上刃と下刃のクリアランス以下の薄板を切断する方法の発明を課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、厚板鋼板用プレスシャーにて薄板を切断するために、上刃と下刃のクリアランスの大きさにより切断することが不可能となっている薄板を他の板と重ねてプレプレス装置にて圧接した後に、連続してプレスシャー（上刃が上下に移動、下刃は固定のまま）にて切断する方法、を提供する。

本発明はまた、厚板鋼板用プレスシャーにて上刃と下刃のクリアランス以下の薄板を切断するために、薄板を数枚重ねてプレプレス装置にて圧接した後に、連続してプレスシャー（上刃が上下に移動、下刃は固定のまま）にて切断する方法、を提供する。

本発明はまた、厚板鋼板用プレスシャーにて上刃と下刃のクリアランス以下の薄板を切断するために、薄板と厚板を重ねてプレプレス手段にて圧接した後に、連続してプレスシャー（上刃が上下に移動、下刃は固定のまま）にて切断する方法、を提供する。

本発明はまた、上刃と下刃のクリアランスの大きさにより切断することが不可能となっている薄板と他の板を重ねて所定の厚さ以上にするための板重ね手段と、板重ね手段により重ねた板を切断前に圧接するためのプレプレス手段を、備えることを特徴とする、プレスシャー装置を提供する。

本発明はまた、上刃と下刃のクリアランスの大きさにより切断することが不可能となっている薄板同士を重ねて所定の厚さ以上にするための板重ね手段と、板重ね手段により重ねた板を切断前に圧接するためのプレプレス手段とを、備えることを特徴とする、プレスシャー装置を提供する。

プレスシャー装置で切断する薄板の厚さは、上刃と下刃のクリアランス以下であることができる。

有利には、前記板重ね手段が、重ねた板の厚みが所定の範囲になるよう（例えばロボットによる）重ね操作を自動制御する。

この重ね手段の自動制御自体は、公知の光学的、機械的、電気的、又は電子的な制御により実現可能であり、本明細書では詳述しないが、例えば、既知の厚みセンサー素子と電子計算機とロボットアーム等の協働により、厚板鋼板用プレスシャーの処理範囲内（例えば４．５ｍｍ〜７０．０ｍｍ）の最大（又はコストパフォーマンス最大）の厚みになるよう重ね操作を制御することが明らかに可能である。これは、シャーリングマシン分野の当業者とロボット分野の当業者と電子計算機分野の当業者の協力により、本明細書を参考に明らかに実施可能である。このうち電子計算機では、ナップザック問題の近似的な解を公知のアルゴリズムで求めたり、全探索による最適解を求めたりするプログラムを内蔵することができる。そのプログラム内のある関数では、現在の現場作業状況ですぐに重ねることが可能な板の集合とセンサー素子で測ったその各板の厚みとを入力することができ、直後の重ね操作で一緒に重ねるべき板集合等を出力することができる。

請求項１から請求項６に記載されている発明は、プレプレス装置（プレプレス手段）をプレスシャーの前段に取り付け、薄板数枚または薄板と厚板を圧接することにより、従来切断出来なかった薄板鋼板を連続的に切断することができるようになった。
請求項７に記載されている発明は、板重ね手段において重ね操作を自動制御することにより、本発明による連続的な切断を、省力化、効率化、長時間運転可能化できるようにした。

上刃と下刃のクリアランス（２．０ｍｍ）を固定した厚板鋼板用プレスシャー装置（４．５ｍｍ〜７０．０ｍｍ用）に、板重ね手段（リフティングマグネットおよびレール）を加えて切断ラインを実現し、厚さ０．６ｍｍ〜７０．０ｍｍのスクラップ鋼板を、リフティングマグネット（構内搬送用）で重ね枚数を調整しながらレールで方向等を整えて切断ラインに送り込むようにした。

図１は、厚板鋼板用プレスシャーを駆使した本発明による実施方法を示すラインの断面図である。
１０ａは、スクラップ等の薄板鋼板をリフティングマグネット（板重ね手段１４）で数枚重ねたものである。
１１は、鋼板送り装置（揺動式コンベアレール、駆動部は省略）であり、図示しない揺動機構による揺れと勾配により制御可能な速度で重った鋼板を刃に送り込んでいる。
１２は、下刃（１５ａ）のマウントとを兼ねた圧接台である。
１３は、プレプレス装置（材料押さえシリンダー）であり、圧接台１２と協働して重なった鋼板を切断直前に圧接する。
１４は、板重ね手段であり、図示しない省略したリフティングマグネットとレールからなる。
１５ａは、鋼板を切断可能な公知の材質・形状の下刃である。ライン正面から見た形状は、図３に関して後述する。
１５ｂは、鋼板を切断可能な公知の材質・形状の上刃である。ライン正面から見た形状は、平行四辺形を２つあわせた形状であり、図３に関して後述する。
１６は、公知の上刃マウントであり、厚板鋼板と同様、切断された薄板鋼板（重なっている）を下に押し込む役割も担う。
１７は、公知の上刃用のアクチュエータ（油圧シリンダ）であり、上刃マウント１６を上下させて切断と新しい切断部分の送り出しを可能にする。
１８は、公知のストッパーである。鋼板送り装置１１の傾斜と揺動による鋼板の送りを連続的に止めて必要なサイズ（ここでは１００ｍｍ）に連続的に切断することを可能にする。
１９ シュート下ランプであり、切断された鋼板をラインから先へ搬送容易にする。

図２は、本発明によるいくつかの実施方法を示した説明図である。
１０ａは、図１の１０ａを拡大したものであり、３．２ｍｍの鋼板を２枚重ねて切断する態様を説明している。
１０ｂは、１．６ｍｍの鋼板を上に３．２ｍｍの鋼板を下に２枚重ねて切断する態様を説明している。
１０ｃは、３．２ｍｍの鋼板を上に１．６ｍｍの鋼板を下に２枚重ねて切断する態様を説明している。
１０ｄは、１．６ｍｍの鋼板を４枚重ねて切断する態様を説明している。

図３は、本発明によるいくつかの実施方法で採用した上刃と下刃の切断前後の形状を示した説明図である。
平行四辺形を２つ合わせた形状の上刃１５ｂ（上刃マウント１６は図示していない）が、１５０ｍｍ／秒で図示しない油圧シリンダ１７と共に下降し、前後のクリアランス２．０ｍｍを有する下刃１５ａと重なる、正面から見た様子を示している。
図からわかるとおり、上刃が平行四辺形を２つ重ねた形状であるため、鋼板は両側から切断されていき、最後に中央部が切断されて、図１のシュート下ランプ１９に落下することになる。

この実施例では、薄板同士をプレプレス手段１３（材料押さえシリンダー）によって圧接させて数枚の薄板を厚板状にして、厚板鋼板用プレスシャー装置（図１）にて切断を試みた。０．６ｍｍ〜３．２ｍｍの薄板鋼板については上刃と下刃のクリアランスである２．０ｍｍの隙間に挟まり折れ曲がるだけで切断はできなかった。しかし、０．６ｍｍの場合は１０枚以上重ねて全体で６．０ｍｍ以上とし、３．２ｍｍの場合は２枚以上重ねて切断することができた。なお、プレプレス手段１３を使わず単に重ねるだけではうまく切断できなかったが、切断前にプレプレスにて圧接して見かけ上は薄板数枚が一枚の板状にすることにより、プレスシャー（１５，１６，１７）にて切断することができた。薄板と厚板の場合（図２の１０ｂ、１０ｃの場合）も同様に、プレプレス装置にて圧接することにより切断が可能となった。
上記したとおり、クリアランス（２．０ｍｍ）より明らかに小さい０．６ｍｍの鋼板を１０枚以上重ねて６．０ｍｍ以上として正常に切断できており、本発明は明らかにクリアランス以下の鋼板の切断も可能にするものである。

なお、また別の実施形態では、カメラ等の光学的な手法で各鋼板の厚みやサイズを認識した、様々な厚みのスクラップ鋼板の在庫から、その中の鋼板の適当な重ね合わせを電子計算機が前記プログラムによりプランニングし、かつ、リフティングマグネット１４を自動制御して実施例１のラインに送り込むようにして、無人化、省力化等を図っている。
また、さらに別の実施形態では、刃の形状・位置関係・向きが上記実施形態とは様々に異なるように構成され、剛力を増すように一時的に圧接した板（特に鋼板）を圧接面の垂直方向に切断することにより、上刃と下刃の隙間が圧接前の板の厚さに比し大きい場合でも、圧接により増した剛力による張力により、折れ曲がることを回避する態様で切断することを可能としている。
また、この実施形態を含めて、本発明では、上刃が上下に移動、下刃は固定のままにて切断する方法について説明してきたが、刃が対向して本発明の効果を奏するものであれば、上刃・下刃の位置関係でなくてもよく、動く刃が上刃でなくてもよく、動く刃が両方の刃でもよい。

本発明は、スクラップ鋼板のリサイクルのための切断に利用可能である。また、広く板状の部材のリサイクル現場等で利用可能である。

厚板鋼板用プレスシャーを駆使した本発明による実施方法を示す断面図である。（実施例１） 本発明によるいくつかの実施方法を示した説明図である。 本発明によるいくつかの実施方法で採用した上刃と下刃の切断前後の形状を示した説明図である。

符号の説明

１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ スクラップ等の薄板鋼板を数枚重ねたもの
１１ 鋼板送り装置（揺動式コンベアレール、駆動部等は省略）
１２ 圧接台兼下刃マウント
１３ プレプレス装置（材料押さえシリンダー）
１４ 板重ね手段（図示しない省略したリフティングマグネットおよびレール）
１５ａ 下刃
１５ｂ 上刃
１６ 上刃マウント
１７ アクチュエータ（油圧シリンダ）
１８ ストッパー
１９ シュート下ランプ

Claims (2)

1. 厚板鋼板用プレスシャーにて、
   薄板鋼板スクラップと厚板鋼板スクラップを含むさまざまな厚さの鋼板スクラップを、
   クリアランスを調整することなく連続的に切断するために、
   上刃と下刃のクリアランスの大きさにより切断することが不可能となっている当該クリ
   アランスの大きさより薄い種々の厚さの薄板について、
   リフティングマグネットにより他の種々の厚さの鋼板スクラップと重ねてプレプレス装
   置にて圧接した後に、
   切断厚さが前記クリアランスの大きさに応じた所定厚さ以上となりかつ当該厚板鋼板用
   プレスシャーの切断能力以下となるようにし、
   クリアランスを調整することなく連続して厚板鋼板用プレスシャーにて切断する方法。
2. 重ねた板の厚みが、当該厚板鋼板用プレスシャーのコストパフォーマンス最大の厚みに
   近似する値となるように、各鋼板の厚みを光学的に認識した上で、
   電子計算機により適当な重ね合わせをプランニングして前記重ねを
   自動制御することを特徴とする、請求項１に記載の方法。

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