(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
丸刃せん断機のアーバーに装着される丸刃および／またはスペーサを交換するための丸刃せん断機の刃替え方法であって、
その端面がアーバーの軸と直交する基準平面として機能し前記丸刃および／またはスペーサの姿勢を保持する案内スリーブをあらかじめアーバー上に摺動自在に装着し、前記案内スリーブ端面に前記丸刃および／またはスペーサを当接させ、アーバーに丸刃および／またはスペーサをアーバーに装着または取外しを行なう丸刃せん断機の刃替え方法。
【請求項２】
丸刃せん断機のアーバーに装着される丸刃および／またはスペーサを交換するための丸刃せん断機の刃替え装置であって、その端面がアーバーの軸と直交する基準平面として機能し前記丸刃および／またはスペーサの姿勢を保持する案内スリーブをあらかじめアーバー上に摺動自在に備えた丸刃せん断機の刃替え装置。 
【請求項３】
丸刃せん断機のアーバーに装着される丸刃および／またはスペーサを交換するための丸刃せん断機の刃替え方法であって、
その端面がアーバーの軸と直交する基準平面として機能し前記丸刃および／またはスペーサの姿勢を保持する案内スリーブを摺動自在に装着されたアーバーと、旧刃受取り用の刃替え軸または新刃仮置き用の刃替え軸とを連結する場合において、両軸の突合せ部の形状を、前記案内スリーブに規制された丸刃および／またはスペーサの姿勢に影響を与えない寸法形状にすることにより、丸刃および／またはスペーサの２軸間の移動を可能ならしめる丸刃せん断機の刃替え方法。
【請求項４】
丸刃せん断機のアーバーに装着される丸刃および／またはスペーサを交換するための丸刃せん断機の刃替え装置であって、
その端面がアーバーの軸と直交する基準平面として機能し前記丸刃および／またはスペーサの姿勢を保持する案内スリーブを摺動自在に装着されたアーバーと、旧刃受取り用の刃替え軸または新刃仮置き用の刃替え軸とを連結する場合において、両軸の突合せ部の形状を、前記案内スリーブに規制された丸刃および／またはスペーサの姿勢に影響を与えない寸法形状にすることにより、丸刃および／またはスペーサの２軸間の移動を可能ならしめる丸刃せん断機の刃替え装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は丸刃せん断機の刃替え方法および装置に関する。さらに詳しくは、スリッタなど、丸刃せん断機の丸刃、および丸刃の間隔を定めるスペーサ（以下、この２つをまとめて丸刃等と呼ぶ）をアーバーへ挿入し抽出する自動刃替えに関し、とくに丸刃等の内径面とアーバー外周面とのあいだに生じるセルフロック現象を防止し、ロボットによる丸刃等のアーバーへの挿入および抽出を容易ならしめる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来から多くのスリッタなど、丸刃せん断機の刃替え作業は作業者の人力によって行なわれている。スリッタのアーバーと丸刃等との隙間は非常に小さく、丸刃等の装着や抽出のとき、アーバーと内径面にセルフロックが生じやすい。したがって、この作業は熟練を要す。しかも丸刃等は重く重筋作業である。
【０００３】
そこで、従来より、ロボットなどを用いた自動刃替え方法が種々提案されている。
【０００４】
たとえば、特開昭５７−２７６１４号公報に記載されているスリッタ設備におけるカッターなど組込装置は、刃替えの機械化を目的としたものである。丸刃等の収納ラックとスリッタとのあいだに丸刃等の運搬装置や組込み装置を配置している。丸刃等のアーバーへの挿入および抽出は、機械または人力により、組込み装置上に丸刃等を乗せ、これをアーバー軸心と平行に移動させる。しかし、丸刃等が傾斜した状態でアーバーに挿入されると丸刃がアーバーの途中でひっかかる、いわばセルフロック現象が生じるという問題がある。
【０００５】
また、特開昭６２−６３０９８号公報に記載されるスリッタ自動刃替装置は、自動刃替えを目的としたものである。丸刃等の格納機とスリッタとのあいだに丸刃運搬機を配置している。丸刃運搬機は先端に自動着脱装置を搭載しており、格納機、およびアーバーから丸刃等の受渡しを行なうとともに格納機とアーバーとのあいだの運搬を行なう。しかし、この装置も丸刃等がアーバー上を移動するときのセルフロックが生じるという問題がある。
【０００６】
特開平２−１３９１１３公報に記載されているスリッタの自動刃組装置も、自動刃替えを目的としたものである。丸刃等のストレージボックスとスリッタとのあいだにピックアップアームやコンベアーなどのハンドリングと運搬を行なう装置を配置している。丸刃等はまずピックアップアームに挿入され、このアームをスリッタのアーバーに連結したのち、アーバー軸と平行に移動するプッシャーが、アーム上の丸刃等を一括してアーバー上へ移動させる。しかし、この装置も丸刃等がアーバー上を移動するときのセルフロックが生じるという問題がある。
【０００７】
さらに、「日本鉄鋼協会    講演大会    平成２年９月    スリッタ丸刃自動交換装置の開発」に記載されているスリッタ丸刃自動交換装置は、自動刃替えを目的としたものであり、位置決め精度が±１０μｍという汎用ロボットの３０倍も高精度なロボットに丸刃等を把持するハンドに力覚センサを装備して挿入抵抗を検出し、その抵抗を軽減する方向にハンドを微動させることにより、セルフロック現象を回避している。しかし、特殊で高精度なロボットとハンドを必要とするため、装置が非常に高価になるという問題がある。また、丸刃等を交換する際に保管棚におけるハンドリングおよび運搬をする装置構成になっていない。
【０００８】
本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、セルフロック現象を防止することができ、しかも、高精度の装置を必要としない丸刃せん断機の刃替え方法および装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の丸刃せん断機の刃替え方法は、丸刃せん断機のアーバーに装着される丸刃および／またはスペーサを交換するための丸刃せん断機の刃替え方法であって、
その端面がアーバーの軸と直交する基準平面として機能し前記丸刃および／またはスペーサの姿勢を保持する案内スリーブをあらかじめアーバー上に摺動自在に装着し、前記案内スリーブ端面に前記丸刃および／またはスペーサを当接させ、アーバーに丸刃および／またはスペーサをアーバーに装着または取外しを行なうことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２記載の丸刃せん断機の刃替え装置は、丸刃せん断機のアーバーに装着される丸刃および／またはスペーサを交換するための丸刃せん断機のための刃替え装置であって、その端面がアーバーの軸と直交する基準平面として機能し前記丸刃および／またはスペーサの姿勢を保持する案内スリーブをあらかじめアーバー上に摺動自在に備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３記載の丸刃せん断機の刃替え方法は、丸刃せん断機のアーバーに装着される丸刃および／またはスペーサを交換するための丸刃せん断機の刃替え方法であって、
その端面がアーバーの軸と直交する基準平面として機能し前記丸刃および／またはスペーサの姿勢を保持する案内スリーブを摺動自在に装着されたアーバーと、旧刃受取り用の刃替え軸または新刃仮置き用の刃替え軸とを連結する場合において、両軸の突合せ部の形状を、前記案内スリーブに規制された丸刃および／またはスペーサの姿勢に影響を与えない寸法形状にすることにより、丸刃および／またはスペーサの２軸間の移動を可能ならしめることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４記載の丸刃せん断機のための刃替え装置は、丸刃せん断機のアーバーに装着される丸刃および／またはスペーサを交換するための丸刃せん断機の刃替え装置であって、
その端面がアーバーの軸と直交する基準平面として機能し前記丸刃および／またはスペーサの姿勢を保持する案内スリーブを摺動自在に装着されたアーバーと、旧刃受取り用の刃替え軸または新刃仮置き用の刃替え軸とを連結する場合において、両軸の突合せ部の形状を、前記案内スリーブに規制された丸刃および／またはスペーサの姿勢に影響を与えない寸法形状にすることにより、丸刃および／またはスペーサの２軸間の移動を可能ならしめることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明によれば、アーバーの開放側端部などに丸刃等の受渡し部を設けるとともに、丸刃等がアーバー上を移動するあいだ、その姿勢を保持する“案内スリーブ”を装置の一部としてあらかじめアーバーに装着する。
【００１９】
受渡し部はロボットとの受渡しを可能にするため、外径をアーバーより数ミリ小さくし、また必要に応じロボットハンドとの干渉を避ける構造にする。受渡し部とアーバーとのあいだは丸刃やスペーサーの移動を可能にするため、上端を同一にするかまたは緩やかな傾斜でつなぐ。既設スリッターの場合には、刃替え時のみこの構造をした冶具（ガイドキャップ）をアーバーの開放側端部に装着する。
【００２０】
なお、本発明では、受渡し部として、アーバー先端に設けられたものに限定するものではなく、ロボットによる刃組みを直接アーバーに行なわず、仮置き軸に行なう場合には、受渡し部は、前記アーバーではなく、仮置き軸の先端に設けられる（図８の受渡し部４３参照）。
【００２１】
案内スリーブの外観形状は丸刃やスペーサーとほぼ同じであるが、軸方向寸法はセルフロックを生じない大きい寸法にし、アーバーとのすきまは基準平面として必要な精度を保ち得る小さい値とする。このような案内スリーブの端面は軸と直交する基準平面として機能する。
【００２２】
丸刃等を挿入する場合は、まずこの案内スリーブをアーバーの開放側端部まで移動させ、アーバーの外にあるプッシャーでこの丸刃を案内スリーブの端面に密着させるとともにアーバー上を移動させる。丸刃は案内スリーブによりアーバーとの直角度を保持されているので、セルフロックを生じることなくアーバー上を移動する。
【００２３】
丸刃を移動させる駆動力はアーバーの近傍に設置したアーバーと平行に作動する直動装置から、プッシャーと案内スリーブを経由して与える。この駆動力を圧入が可能な大きさまで大きくすれば、丸刃とアーバーとのはめあいをとまりばめ、またはしまりばめにすることも可能である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明の丸刃せん断機の刃替え方法および装置をさらに詳細に説明する。図１は丸刃せん断機のアーバーに丸刃が挿入されたときに生じるセルフロック現象を示す説明図、図２はアーバー先端に他の軸を連結させた状態を示す説明図、図３は本発明の丸刃せん断機の刃替え方法および装置の一実施の形態、すなわち既設のスリッターに案内スリーブを設けた構成を示す平面図、図４は図３のスリッターの正面図、図５は図３のロボットのハンドの説明図、図６は図５のロボットのハンドに挿入され得る受渡し部であるガイドキャップの説明図、図７は本発明の丸刃せん断機の刃替え方法および装置の他の実施の形態である、仮置き軸を有する新設のスリッターの構成を示す正面図、図８は図７の新設のスリッターの平面図、図９は本発明の丸刃せん断機の刃替え方法および装置のさらに他の実施の形態であるサイドトリマーのための刃替え装置を示す平面図、図１０は図９の刃替え装置の正面図および図１１は図９のサイドトリマーの正面図である。
【００２５】
まず、本発明の解決すべき課題であるセルフロック現象の力学的解析について説明する。
【００２６】
丸刃等が傾斜した状態でアーバー上を移動するときの力を図１に示す。そして基本方程式を式（１）〜（３）に示す。
実すきまゼロの角度          γ≒Ｇ／Ｔ            （１）
軸方向の力のつり合い        Ｆ＝Ｒ＋２μＰ        （２）
回転モーメントのつり合い    ＦＤ＝ＰＴ＋μＰＤ    （３）
γ：境界傾斜角
Ｒ：移動反力（隣接丸刃等からの反力）
μ：丸刃等の内径面とアーバー円筒面と間の摩擦係数
Ｐ：セルフロック反力
ｄ：アーバーの外径
Ｄ：丸刃等の外径（回転モーメントの最大作用点）
Ｈ：Ｆ、Ｒの作用点間距離（簡単のためＨ＝Ｄとする）
Ｇ：すきま
Ｆ：軸方向移動推力
Ｔ：丸刃等の軸方向寸法（厚さ）
【００２７】
式（１）はセルフロック現象が生じる得る境界の角度を示す。傾斜角γがこの値を超え、しかも推力Ｆの増大に伴って傾斜も増大する場合にセルフロックを生じ、丸刃等８のアーバー３上の移動ができなくなる。傾斜角γがこの値より小さければセルフロックは生じない。また大きい場合でも、すなわちセルフロック反力Ｐの作用点が弾性変形している場合でも、推力Ｆの増大に対して傾斜角γが変化しないならセルフロックは生じない。推力Ｆを大きくすればアーバー上の移動が可能である。
【００２８】
式（２）、（３）は丸刃等が角度γの傾きを生じた場合の力のつり合いを示す。式が示す数値の精度より、式が示す物理的意味をより理解しやすくするため、丸刃等の自重の影響を無視した式とした。また推力Ｆと移動反力Ｒの作用点は状況により変化する可能性があるので、最悪のケースを想定し丸刃等の最外径に作用するもの（Ｈ＝Ｄ）とした。
【００２９】
この式（１）〜（３）の意味をより明確なものにするため、まずセルフロック反力Ｐを消去する。つぎに丸刃等の縦横の寸法比ａ（＝Ｔ／Ｄ）と、推力の伝達比ｇ（＝Ｒ／Ｆ）を用いてこの式を表現すると以下の式（４）、（５）が得られる。なお、（４）、（５）式は、表現した形は異なるが、全く同じ式である。
ｇ＝（ａ−μ）／（ａ＋μ）            （４）
ａ＝μ（１＋ｇ）／（１−ｇ）          （５）
【００３０】
式（４）のｇがプラスであれば、丸刃等がセルフロックを生じ得る傾斜をしているにも関わらず、すなわちセルフロック反力Ｐが存在して推力Ｆに逆らう摩擦力２μＰが発生するにも関わらず、セルフロックはせず、丸刃等はアーバー上を移動する。
【００３１】
なお、この式はＨ＝Ｄとした簡便式である。推力Ｆを設計で意図した点、例えば軸心に与えることは可能であり、この場合のセルフロック限界を示す式は（４）、（５）式とは若干異なる。
【００３２】
つぎに、本発明の刃替え方法に用いられる案内スリーブについて説明する。
【００３３】
本発明は式（１）、および式（４）、（５）に基づいてそれ自身がセルフロックしないよう設計製作した案内スリーブをアーバーに装置の一部として装着し、これに丸刃等を密着させることで丸刃等の傾斜角に対する推力Ｆの影響を遮断して丸刃等のセルフロックを防止し、アーバー上の移動を可能にするものである。丸刃等がいずれもすきまばめの場合、この移動はいわゆるすべりであり、丸刃等が示す移動に対する反力は丸刃等の重力に摩擦係数を乗じた値である。一方、丸刃等の中にしまりばめが存在する場合、その丸刃の移動は圧入であり非常に大きな推力Ｆが必要である。しかし、案内スリーブが傾斜角を規制しセルフロック現象は起きないので軸上の移動が可能である。
【００３４】
案内スリーブの設計条件を以下にまとめて示す。ただし、公知の条件は省略する。
１）  寸法比ａを必要な推力伝達比ｇを与えて式（５）から得られる値以上とする（ただし、式（５）は理解を優先させた簡易な式である。より厳密な式を求めてその値以上としてもよい）。
２）  境界傾斜角を丸刃等の境界傾斜角（圧入の場合は許容傾斜角）の最小値以下にする。
【００３５】
なお、案内スリーブをアーバーに装着することには特別の意味がある。アーバーの一端はローラーベアリングで支えられているが、アーバーはその自重およびベアリングなどの弾性変形により若干垂下がる。そして丸刃等の挿入に伴う重量の変化でこの垂下がり量が変化する。もし、丸刃等の姿勢を保持する基準面がアーバーの外に存在すると、アーバーの垂下がりが丸刃等の姿勢を変化させ、傾斜角を大きくする。
【００３６】
垂下がりが小さかったり、または丸刃等の境界傾斜角が大きいなど、垂下がり量の変化が許容できる場合には丸刃等の姿勢を規制する基準面をアーバーの外に置いてもよい。この場合には仮の案内スリーブをアーバーに挿入し、これに基準面を密着させて基準面の位置決めをすればよい。
【００３７】
つぎに、軸連結部の移動について説明する。
【００３８】
スリッター本体のアーバー開放側端部には、軸受けを装着する部分や組込んだ丸刃等を軸に締め付けるためのねじなどがあり、一般にロボットとの受渡しが行なうことができる構成ではない。そのため、ロボットとの受渡しが可能な軸をスリッター本体のアーバーに連結する必要がある。しかし、連結部には丸刃等の移動の障害となる問題が存在する。まず２つの軸は平行であるべきだが、実際にはいくらかの角度を避け得ない。つぎに２軸の上端は同じ高さであるべきであるが、実際にはいくらかの段差を避けることができない。これらを図２に示す。
【００３９】
この２つの問題の解決方法と条件を以下に示す。ただし、公知の方法条件は省略する。
１）  アーバー先端に丸刃等が軸方向の推力で移動可能な傾斜角のテーパを設ける。
２）  軸連結部の突合わせ部を、案内スリーブが規制している丸刃等の姿勢に影響を与えず、また移動に障害のない寸法形状にする。この条件を以下の式（６）〜（９）に示す。なお、図２中の記号は、以下のとおりである。
ｄ：スリッター本体のアーバー径
θ：アーバー先端のテーパ傾斜角度
Ｘ：テーパ長さ
Ｙ：テーパ高さ
Ｕ：受渡し軸の上寸法
Ｌ：受渡し軸の下寸法
ｅ：両軸の突合わせ誤差（予想最大値）
β：くの字角（予想最大値）
ＢＭＡＸ：丸刃等の最大幅
ＢＭＩＮ：丸刃等の最小幅
γ：案内スリーブの境界傾斜角（図１参照）
Ｃｉ：移動条件チェック値。
【００４０】
この図から幾何学的に、４つの移動可能条件式が得られる。
▲１▼  軸端に衝突しないための条件
Ｙ＞Ｃ１＝ｄ／２−Ｕ＋ｅ    （６）
▲２▼  くぼみに落込まないための条件
ＢＭＩＮ＞Ｃ２＝Ｘ−（ｄ／２−Ｕ＋ｅ）／ｔａｎθ    （７）
▲３▼  姿勢を変化させないための条件
０＜Ｃ３＝ｄ／２−Ｕ−ｅ−（ＢＭＡＸ−Ｘ）ｔａｎ（β＋γ）    （８）
▲４▼  姿勢を変化させないための条件
０＜Ｃ４＝ｄ／２−Ｌ−ｅ−（ＢＭＡＸ−Ｘ）ｔａｎ（β＋γ）    （９）
【００４１】
つぎに、本発明の請求項１〜２にかかわる丸刃せん断機の刃替え方法および装置を既設スリッターに適用した実施例について説明する。
【００４２】
実施例１
図３〜４は手動刃替えを行なっていたスリッターに本発明を適用した例である。スリッター本体１は刃替えのためオフラインに引き出され、反駆動側の軸受け２がアーバー３から外された状態を示す。アーバーの駆動側には丸刃等８とほぼ同一の内径を有する案内スリーブ４を装着し、アーバーの反駆動側先端には軸受け２と連結するためのテーパ１ａと丸刃等を軸方向に締め付けるねじ１ｂが加工されている。ロボット６との受渡し部をもつ連結軸であるガイドキャップ３１は図６に示し、図３〜４には図示を省略した。プッシャー、および案内スリーブ駆動装置も図示を省略しているが、図７〜８に図示されているのものと同様である。スリッターの周囲には丸刃等８の保管棚５、および６軸汎用ロボット６を配置した。ロボットの腕の先端にはハンド７が取り付けられている。丸刃等８はアーバーに挿入されたものと、保管棚に置かれたものの一部が図示されている。
【００４３】
図５はロボットのハンドと保管棚５の断面の一部を示す。丸刃等８を把持する方法は、外周把持や側面把持等も考えられるが、この例では他設備との取合いや把持強度の点から内径把持を採用している。ロボットの腕６にハンド７のベースプレート２１を取り付け、このプレートに上爪２２を取り付け、そして下爪２３をエアーシリンダー２４による上下動可能に取り付けた。これらの爪計３本が、丸刃等８の内径部に進入し、下の爪２３がエアーシリンダー２４により上下に駆動されて丸刃等の内径を把持する。
【００４４】
図６はロボットとの受渡し部をもつ連結軸であり、ここではその形状からガイドキャップ３１という。ガイドキャップ３１には、受渡し部Ａ、テーパーＢ、およびアーバーネジ部Ｃがそれぞれ形成されている。このガイドキャップ３１を刃替えのときのみ、図３〜４のアーバー先端１ａ、１ｂにかぶせる。受渡し部には前記ハンド７の爪２２、２３が進入する凹み部として溝３１ａが３個所に設けられてある。
【００４５】
既設スリッターのアーバーは、直径１８０ｍｍ、上の公差−１５μｍ、下の公差−２０μｍであった。丸刃等の最大厚ＢＭＡＸは１００ｍｍ、最小厚ＢＭＩＮは１０ｍｍとした。丸刃等の孔は、上の公差＋１７μｍ、下の公差＋５μｍであった。軸の公差ははめあい等級２級、孔は４級に相当し、ゲージ類に適用される厳しい加工である。変則的なはめあいであるが、最小すきまは２０μｍであり、はめあいの種類は精密な可動部に適用されるｇ（最小すきま１４μｍ）に一番近い。
【００４６】
なお、参考例として、これらのはめあいの種類の適用についての解説を「大西清編、（株）新技術開発センター発行、機械精度設計マニュアル」から転用して表１に示す。
【００４７】
【表１】
0003568908.tif 000002
【００４８】
表１より、丸刃の挿入が機械力で可能ならはめあいはもっときつくてもよいことがわかる。将来的に新刃を購入するときにスリッターのせん断品位を向上させるべくもっときついはめあいに移行できるように、案内スリーブの公差を＋８〜２０μｍとした。図１および式（１）〜（５）に示されるように、案内スリーブの厚さは摩擦係数を０．３と想定し寸法比ａを約０．５とした。また、案内スリーブ駆動装置を推力Ｆが軸心に作用する構造にした。すなわち、式（５）は推力が案内スリーブの最外形部に作用するとして求めたものであるが、これを軸心に作用させたことにより回転モーメントが約半分になり、摩擦係数０．３、寸法比０．５の選定は約２倍の余裕を持ったことになる。
【００４９】
ロボットとの受渡し部の直径はスリッター本体のアーバー径ｄより６ｍｍ小さくした。アーバーと接する部分の直径は０．４ｍｍ小さくした。アーバー先端のこの部分には丸刃等を締付けるねじがあり、この外径の制約から０．４ｍｍを選んだ。アーバー先端のテーパはＸ＝３ｍｍ、Ｙ＝０．４５ｍｍ、θ＝８．５℃（勾配１５％）とした。
【００５０】
図３〜４に示される既設のスリッターにおいて、丸刃を装着する場合、まず、アーバー３の先端にガイドキャップ３１（図６参照）を取り付け、ついで、ロボット６のハンド７により、棚上にある丸刃等８を内面側から保持し（図５参照）、そののち、ハンド７をアーバー３先端のガイドキャップ３１に挿入する。そして、ハンドの下の爪２３を上昇させて丸刃等をガイドキャップ上に預け、ハンドをガイドキャップ外へ逃がす。最後に丸刃等８を、アーバー３の先端に移動させた案内スリーブ４にプッシャー（図示せず）により当接させた状態で案内スリーブを駆動して、アーバー３上を移動させる。アーバー３にセルフロック現象が生じることなく円滑に装着を行なうことができる。なお、ガイドキャップ３１を取りつけたのち、ロボットのハンド以外の手段を用いて丸刃等８をアーバー３に装着してもよく、さらに、手作業で装着してもよい。また、丸刃等８を逆方向へ移動させるときも同様に、丸刃等を案内スリーブへ当接して行ない、したがってセルフロック現象が生じることがないので、丸刃等を円滑に取り外すことができる。したがって、丸刃等の交換作業を円滑に行なうことができる。
【００５１】
つぎに、本発明の請求項３〜４にかかわる丸刃せん断機の刃替え方法および装置を新設スリッターに適用した実施例について説明する。
【００５２】
実施例２
新設スリッターへの実施例を図７〜８に示す。スリッター本体１はライン中心に固定した。反駆動側軸受け２は、刃替え時には、横にシフトする。アーバー３には案内スリーブ４を装着し、該案内スリーブ４の駆動装置４２をスリッター本体１に設置した。前記ロボット６（図３参照）からの受渡しは仮置き軸４１に対して行なう。仮置き軸は、上新刃用、下新刃用、上旧刃用、下旧刃用、計４本あるが、１本のみ図示した。仮置き軸４１の先端にはロボットハンドの３本の爪が進入する溝を有する受渡し部４３を設けた。４本の仮置き軸４１は、アーバー３と連結するための前進、ロボット受渡し位置への後退をし、そしてアーバー３とのあいだで丸刃等を移動させるプッシャー７を付属する。
【００５３】
２軸連結部の移動を可能にするため、式（６）〜（９）にしたがって連結部の設計をした。たとえば、仮置き軸先端の断面形状は、上寸法（Ｕ）を誤差（ｅ、β）等の影響を受けないようスリッター本体のアーバーの半径（ｄ／２）より０．２ｍｍ小さくし、下寸法（Ｌ）はアーバー半径の半分程度にした。また、アーバー３先端には、実施例１同様、Ｘ＝３ｍｍ、Ｙ＝０．４５ｍｍの小さなテーパを付けた。
【００５４】
図７〜８に示される新設のスリッタの丸刃等を交換する場合、まず、ロボットにより仮置き軸につぎの丸刃等をセットする。仮置き軸４本中２本に新しい丸刃等がセットされ、他の２本は空のままである。つぎに空の仮置き軸４１とアーバー３を連結し、案内スリーブ４を仮置き軸の方向へ移動させ、アーバー上の丸刃等を一括して仮置き軸へ移動させる。案内スリーブはアーバーの端部で新刃受入れまでそこに待機させる。ついで、新しい丸刃等をセットした仮置き軸をアーバーに連結する。そして仮置き軸上の丸刃等をプッシャーで押し、アーバーの端部で待機している案内スリーブとサンドイッチにしてアーバー上へ移動する。丸刃等の挿入および抽出はいずれも案内スリーブが丸刃等の姿勢を保持しているので丸刃等はセルフロックを生じることなく軸上および軸連結部を移動する。
【００５５】
なお、丸刃等を締め付ける方法は、ナットを用いてもよいが、より完全な自動化には、後述の実施例３の方法がよい。
【００５６】
なお、小径の仮置き軸３１への丸刃等８の仮置きは、手作業でも容易に行なうことができるが、自動化および労力低減のために、前記ロボット６のハンド７を用いて丸刃等８を仮置き軸３１に仮置きしてもよい。
【００５７】
つぎに、本発明の参考例にかかわる丸刃せん断機の刃替え方法および装置をサイドトリマーに適用した例について説明する。
【００５８】
参考例１
サイドトリマーは、通常、ライン両側に同一のものが設置されるが、本参考例では、ライン進行方向に向かって右側のみ、図９〜１１に示した。コモンベース５１上にサイドトリマー本体５２が乗っており、せん断板幅に応じて、および刃替えの時に開閉動作をする。サイドトリマー本体の上アーバー５３には上丸刃５４、下アーバーには下丸刃５５が装着される。アーバーにはさらにスペーサーや板押え５６が装着される場合もある。
【００５９】
刃替え装置は旧刃受取り装置５７、新刃仮置き装置５８、そしてサイドトリマー本体に設置した案内装置６２とその駆動装置６３から構成される。旧刃受取り装置５７および新刃仮置き装置５８には、いずれも上下の仮置き軸（連結軸）５９とプッシャー６０、プッシャー駆動装置６１が設置されている。案内装置６２は前記案内スリーブに相当する。サイドトリマーはアーバーが短く、アーバー１本について挿入する丸刃も１枚だけである。したがって、軸の垂下がりが丸刃等の境界傾斜角より充分小さく許容できたので案内スリーブの軸装着をせず、案内スリーブ相当の基準面をもつ案内装置６２をサイドトリマー本体５１に設置した。案内装置の組立は、前記案内スリーブに相当する部材を組立調整冶具としてアーバーに装着し、この端面に案内装置を密着させた状態で案内駆動装置との連結部をボルト締めする方法で行なった。そののち、案内スリーブ相当の組立調整冶具は取り外した。アーバー５３と刃替え軸（連結軸）５９の連結部は、丸刃等の移動を可能にするため、前記式（６）〜（９）にしたがって設計し、前記実施例２と同様にした。
【００６０】
さらに、本参考例では、従来ナットによる締付けが一般的であったアーバーへの丸刃の固定方法を変更した。すなわち、アーバーの開放側端部、従来ならナットが設置された位置に、軸方向と半径方向に移動可能な突起６５、６６を設け、軸方向の移動をアーバー駆動側端部に設置した油圧シリンダ６４で行ない、半径方向の移動はアーバーの開放側端面へ軸方向に操作ロッド６５を突き出し、これを軸内に押し込むと突起６６がアーバー内に退避するようにしている。
【００６１】
刃替えは、以下の動作で行なわれる。まずサイドトリマー本体５１を後退させ、同時に油圧締付けを開放する。そして旧刃受取り装置５７を前進させ刃替え軸５９とアーバー５３を連結する。このとき、突起操作ロッドが軸内に押し込まれ、突起はアーバー内に退避する。このようにして丸刃５４の軸方向の締付けを解除し、締付けの突起を軸内へ待避させる。つぎに丸刃５４と板押え５６を、案内装置６２とプッシャー６０とで挟み、旧刃受取り装置５７の刃替え軸上へ移動する。下アーバーおよび新刃挿入も同様な操作を行なう。なお、新刃は事前に新刃仮置き装置５８の丸刃軸５９へ人力により挿入しておく。そして、抽出した旧刃は旧刃受取り装置５７の刃替え軸上から人力により取り除く。
【００６２】
アーバー５３と刃替え軸（連結軸）５９の連結部は丸刃等の移動を可能にするため、（６）〜（９）式にしたがって設計をし、実施例２と同様にした。
丸刃等は、案内装置６２の基準面でその姿勢を保持されてセルフロックすることはなく、また連結部にも移動の障害はないので、両軸上を容易に移動した。このように刃替えが自動で行なわれ、サイドトリマーを装備したプロセスラインの刃替えのための停止時間は著しく減少した。また自動化せずに手作業とした刃替え軸に対する丸刃等のハンドリング作業は、ナットの締付けやアーバーとのきびしいはめあいなどがない。したがって、重量バランサなどのハンドリング補助工具を使用した容易な作業である。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、セルフロック現象を防止することにより、汎用ロボットによる自動化を可能にし、丸刃とアーバーとのより小さい隙間の選択を可能にして、スリッタのせん断品位を向上させることができる。しかも、高精度の装置を必要としないため、設備コストを大幅に低減することができる。しかも、既設のスリッタ−への適用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】丸刃せん断機のアーバーに丸刃が挿入されたときに生じるセルフロック現象を示す説明図である。
【図２】アーバー先端に他の軸を連結させた状態を示す説明図である。
【図３】本発明の丸刃せん断機の刃替え方法および装置の一実施の形態、すなわち既設のスリッターに案内スリーブを設けた構成を示す平面図である。
【図４】図３のスリッターの正面図である。
【図５】図３のロボットのハンドの説明図である。
【図６】図５のロボットのハンドに挿入され得る受渡し部であるガイドキャップの説明図である。
【図７】本発明の丸刃せん断機の刃替え方法および装置の他の実施の形態である、仮置き軸を有する新設のスリッターの構成を示す正面図である。
【図８】図７の新設のスリッターの平面図である。
【図９】本発明の参考例にかかわるサイドトリマーのための刃替え装置を示す平面図である。
【図１０】図９の刃替え装置の正面図である。
【図１１】図９のサイドトリマーの正面図である。
【符号の説明】
３  アーバー
８  丸刃等
５３  上アーバー
５４  上丸刃
【図１】
0003568908.tif 000003
【図２】
0003568908.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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