JP3072844B2

JP3072844B2 - 帯鋸盤による被削材の切削加工方法及び帯鋸盤

Info

Publication number: JP3072844B2
Application number: JP63074754A
Authority: JP
Inventors: 昭義米田; 光好沢村; 喜久男田中; 孝司古角
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1988-03-30
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 2000-08-07
Anticipated expiration: 2015-08-07
Also published as: JPH01252341A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、帯鋸盤で被削材に切削加工を行なう被削
材の切削加工方法及びその帯鋸盤に関する。

（従来の技術）従来、帯鋸盤などの鋸盤で被削材に切削加工を行なう
場合、被削材の被削性の検出は行なっておらず、作業者
が今までの経験と勘により切削マニュアルを作成し、こ
れに基づいて各被切削材の切削条件を設定して行なって
いた。

（発明が解決しようとする課題）ところで、帯鋸盤などの鋸盤で被削材に切削加工を行
なう際、各被削材毎の被削性の検出は行なっていない。
また、切削加工中に切削状態の検出も行なっていない。
そのため、各被削材に応じて適切な切削条件を迅速に設
定できないことや切削加工中における切削変化に応じ適
切な切削条件の変更を行なうことができないという問題
点があった。

すなわち、同一の被削材でも部分的には組織、硬度の
ばらつきから、厳密には被削性が異なる場合がある。ま
た、被削材の表面状態にも黒皮、旋削等があり、旋削面
においても加工硬化による硬度差があり被削性が異なる
場合がある。更に、被削材の種類が判別できないもの、
新しい材料等はその被削性が判らないものがある。この
ような場合には、実際に切削しつつ切削状態を見て適宜
に切削条件を設定する必要があった。

そのため、作業者は切削条件を設定するために多大な
時間、労力を浪費していたために迅速な切削作業を行い
得ないという問題点があった。また、例えば適切な切削
条件よりも大きな切り込みを行なった場合には、切削工
具の破損につながるという問題点があった。

この発明の目的は、上記の問題点を改善するため、各
被削材に応じて適切な切削加工条件で行なえるように、
かつ、各被削材の切削加工中に切削状態を自動的に検出
して適切な加工条件に変更できるようにした帯鋸盤によ
る被削材の切削加工方法及び帯鋸盤を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段）本発明は前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、
請求項１に係る発明は、被削材の切削を開始して切断を
終了するまでの間に切削条件を複数回判別して被削材の
切断を行う帯鋸盤による切削加工方法において、被削材
に切削加工を行なう際、難削材に対応した切削条件また
は被削材の材質に対応した切削条件で切削加工を行な
い、所定切込み位置まで達する間に検出した実際の切曲
り量とデータベースにファイルされている切曲り限界値
データとを比較して切曲り限界値より外れたときには鋸
刃又は材料の交換を選択し、切曲り限界値内にあるとき
に、予め設定された切込み位置での切削抵抗、又は予め
設定された所定位置まで切削したときにおける切削時
間、あるいは予め設定された所定時間切削したときにお
ける切込み位置を検出し、その検出された実際の切削抵
抗又は切削時間あるいは切込み位置とデータベースにフ
ァイルされている予め設定された切込み位置に基づく切
削抵抗データ又は予め設定された所定位置に基づく切削
時間データあるいは予め設定された切削時間に基づく切
込み位置データとを比較して複数の切削条件から適正な
切削条件を判別し、次いでその適正な切削条件で継続し
て切削加工を行ない、次の所定の切込み位置に達するま
での間に前記切曲り限界値内にあるか否かを判別してか
ら適正な切削条件を判別して切削を繰り返す帯鋸盤によ
る被削材の切削加工方法である。

請求項２に係る発明は、被削材の切削を開始して切断
を終了するまでの間に切削条件を複数回判別して被削材
の切断を行う帯鋸盤において、被削材の切削加工時に切
曲り量を検出するための切曲り検出装置と、切削抵抗を
検出するための切削抵抗検出手段と、切曲り限界値デー
タをファイルしているデータベースと、複数の切込み位
置での切削抵抗と複数の切削条件との関係データをファ
イルしているデータベースと、前記切曲り検出装置によ
って検出した所定の切込み位置に達するまでの実際の切
曲り量と前記データベースにファイルされている切曲り
限界値データとを比較して切曲り寿命か否かを判別する
と共に前記切削抵抗検出手段によって検出した所定の切
込み位置での切削抵抗と前記データベースにファイルさ
れている切削抵抗と複数の切削条件との関係データとを
比較して所定の切込み位置毎に適正な切削条件を判別す
る演算処理手段と、を備えた構成である。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図を参照するに、横型帯鋸盤１における図示省略
の基台上には、例えば棒材などの被削材Ｗを載置するワ
ークテーブル３が設けられている。このワークテーブル
３には被削材Ｗを挾持固定するバイス装置５が装着され
ている。

また、基台上には、図示省略のほぼＣ型をした鋸刃ハ
ウジングがヒンジピン７を介して上下方向に回動自在に
支承されている。

より詳細には、鋸刃ハウジングの適宜位置にピストン
ロッド９の先端部を連結すると共に、前記ワークテーブ
ル３にはリフトシリンダ11が設けられている。また、ヒ
ンジピン７には一体的に歯車13が設けられていると共
に、適宜位置にはこの歯車13に噛合すべく歯車15を備え
たロータリエンコーダ17が設けられている。

したがって、ロータリエンコーダ17により鋸刃ハウジ
ングの回動に応じたパルス数が検出され、インタフェー
ス19を介して制御装置21のうちの中央処理23（以下、CP
Uという。）に入力されると鋸刃ハウジングの上下位置
また、回転角が正確に検出される。

鋸刃ハウジングの内部には、駆動ホィール25が駆動軸
27を介して、従動ホィール29が回転軸31を介してそれぞ
れ回転自在に設けられている。なお、駆動軸27は例えば
チェン、ベルト等の連結部材33を介して例えばモータの
ごとき回転装置35の回転軸37に連動連結されている。

駆動ホィール25と従動ホィール29には、エンドレス状
の帯鋸刃Ｔが巻回されている。鋸刃ハウジングには、切
削領域において帯鋸刃Ｔを被削材Ｗに対して垂直に案内
支持するためガイド39が設けられている。

したがって、横型帯鋸盤１においては、回転装置35を
適宜に回転駆動させることにより、連結部材33および駆
動ホィール25、従動ホィール29を介して帯鋸刃Ｔを走行
駆動せしめて被削材Ｗに切削加工を行なうことができ
る。

また、前記リフトシリンダ11内に圧油を供給して、ピ
ストンロッド９を突出作動せしめることによって鋸刃ハ
ウジングを上昇回動することができる。そして、油路を
切換え、鋸刃ハウジングの重量によりリフトシリンダ11
内の圧油を排出することによって鋸刃ハウジングを下降
回動することができる。

ところで、被削材Ｗを切削加工する場合には、切削抵
抗が発生する。この切削抵抗は、主成分、背分力からな
り、被削材Ｗの被削性に関係があることに鑑みて、本実
施例では難削材に対応した切削条件、又は被削材の材質
に対応した切削条件で切削抵抗の背分力、主分力を検出
することにより、被削材Ｗの被削性を検出することがで
きる。難削材に対応した切削条件とは、被削材のうち最
も切削加工される難削材に適用した切削条件である。被
削材の材質に適応した切削条件とは各被削材の材質に適
用した切削条件を意味している。

第１図を参照するに、背分力を検出するために前記ガ
イド39には、荷重検出装置41が設けてある。

より詳細には、前記ガイド39下側には帯鋸刃Ｔの背部
を押えるローラ押え43が設けられている。こローラ押え
43には、転動自在なローラ45が設けられていると共に、
スプリング47を弾装した昇降バー49が設けられている。
この昇降バー49には、切削抵抗の背分力に応じた信号を
検出することのできる荷重センサ51が設けられている。

したがって、前記ローラ45を帯鋸刃Ｔに当接させる
と、スプリング47とローラ押え43が当接する。そして、
難削材に対応した切削条件、又は被削材の材質に対応し
た切削条件のもとで被削材Ｗの切削加工を行なうと、背
分力によりローラ押え43がスプリング47の付勢力に抗し
て上昇し、荷重センサ51により背分力に応じた信号が検
出され、この信号がインターフェース53を介してCPU23
に入力され、適宜に演算処理されると切削抵抗の背分力
が検出表示される。

あるいは、切削抵抗の背分力を検出するために、前記
リフトシリンダ11に圧力計55を設けることも可能であ
る。すなわち背分力に応じてリフトシリンダ11内の圧力
が変化するからである。

したがって難削材に対応した切削条件、又は被削材の
材質に対応した切削条件のもとで被削材Ｗの切削加工を
行なうと、前記鋸刃ハウジングが下降回動しリフトシリ
ンダ11内の圧力が変化し、圧力計55により背分力に応じ
た信号が検出され、この信号がインターフェース57を介
してCPU23に入力され、適宜に演算処理されると切削抵
抗の背分力が検出表示される。

次に、切削抵抗の分力の一つである切削抵抗の主分力
を検出するために、前記回転装置35の回転軸37には回転
センサ59が設けられている。回転センサ59を設けたの
は、主分力により回転装置35の回転数が変化するからで
ある。

したがって、難削材に対応した切削条件、又は被削材
の材質に対応した切削条件のもとで被削材Ｗの切削加工
を行なうと、切削抵抗の主分力により帯鋸刃Ｔ、すなわ
ち、回転装置35の回転数が変化し、回転センサ59により
主分力に応じた信号が検出され、この信号がインターフ
ェース61を介してCPU23に入力され、適宜に演算処理さ
れると切削抵抗の主分力が検出表示される。

あるいは、切削抵抗の主分力を測定するために、回転
装置35に電流計63を設けることも可能である。主分力の
変化により回転装置35に流れる電流が変化するからであ
る。

したがって、被削材Ｗの切削加工を行なうと、切削抵
抗の主分力により回転装置35の流れる電流が変化し、電
流計63により、主分力に応じた信号が検出され、この信
号がインターフェース65を介してCPU23に入力され、適
宜に演算処理されると切削抵抗の主分力が検出表示され
る。

前記CPU23には時計67が接続されており、その時計67
により横型帯鋸盤１で被削材Ｗに切削加工を行なったと
きの切削時間を測定することができるようになってい
る。

前記ガイド39の一方には、マグネットセンサなどの切
曲り検出装置69が設けられており、その切曲り検出装置
69により、帯鋸刃Ｔの切曲り量が検出される。その検出
された切曲り量はインターフェース71を介してCPU23に
入力される。

前記CPU23には、被削材Ｗの材質や径などを入力する
ためのキーボードなどの入力装置73が、また、測定され
た背分力や主分力などのデータを表示するCRTなどの出
力装置75が接続されている。

CPU23には、第１、第２、第３および第４のデータベ
ース77、79、81、83が接続されている。さらにCPU23に
は演算処理手段85が接続されている。

第１のデータベース77は、難削材に対応した切削条件
又は被削材の材質に対応した切削条件がファイルされて
いる。

第２のデータベース79には、第２図に示した被削材Ｗ
に切削加工を行なう際の切込み位置H1で切削条件を判別
するための予め設定された切削条件J1、J2、J3と背分力
との関係データが第３図に示すごとくファイルされてい
る。また、同様に第３のデータベース81には、第２図に
示した切込み位置H2で切削条件を判別するための予め設
定された切削条件J1、J2、J3と背分力との関係データが
第４図に示すごとくファイルされている。

第４のデータベース83には、被削材Ｗを選択した際に
切曲り量の限界値がファイルされる。

次に、本実施例における被削材Ｗの切削加工の作用を
第２図と、第５図に示したフローチャートを基にして説
明する。

第５図において、ステップS1て被削材Ｗの材料名であ
る材質、径などを選択する。ステップS2で材料名がすで
に登録してあるかどうかを判断し、材料名が登録されて
いなければ、ステップS3で材料名を入力装置73により入
力してステップS4に進む。ステップS2で材料名がすでに
登録されていれば、ステップS4に進む。

ステップS4では、その被削材Ｗの切曲り限界値を入力
装置73からインプットして第４のデータベース83に一旦
ファイルされる。

ステップS5で被削材Ｗの切削条件の判別を行なうかど
うか判断し、切削条件の判別を行なわないと判断する
と、ステップS6でマニュアル切削を行なう。切削条件の
判別を行なうと判断されると、ステップS7でその被削材
Ｗに対し難削材に対応した切削条件か被削材の材質に対
応した切削条件のどちらかを選択する。その選択された
切削条件をJ1の切削条件として切削加工を開始する。切
削加工を開始した後、切込み位置H1までに到達する間
に、ステップS8で切曲り寿命があるかどうかを判断す
る。

すなわち、切曲り検出装置69で検出した実際の切曲り
量が演算処理手段85に取込まれる。その演算処理手段85
には第３のデータベース83にファイルされている切曲り
限界値データが取込まれて、演算処理手段85で実際の切
曲り量と切曲り限界値データとが比較処理される。

実際の切曲り量が切曲り限界値よりはずれていれば、
切曲り寿命と判断しステップS18に進み、ステップS18の
サブメニュ１で材料交換又は鋸刃交換あるいは材料と鋸
刃の交換を選択して終了する。

実際の切曲り量が切曲り限界値内に入っており、切曲
り寿命でないと判断されると、ステップS9で切込み位置
H1すなわち判別位置H1の位置かどうか判断し、判別位置
H1でなければステップS8の手前に戻る。

判別位置H1であると判断されると、ステップS10で切
削可能かどうか判断する。すなわち、判別位置H1で切削
抵抗としての背分力を荷重センサ51で検出し、その検出
された実際の背分力がCPU23に接続された演算処理手段8
5に取込まれる。第２のデータベース79にファイルされ
ている予め設定したH1位置における第３図に示した背分
力と切削条件との関係データが演算処理手段85に取込ま
れる。而して、演算処理手段85で実際の背分力と予め設
定した背分力と切削条件との関係データとを比較する。
すなわち、第３図に示した背分力と切削条件との関係デ
ータにおいて、現在の切削条件がJ1であるため、J1の切
削条件と背分力との関係データで実際の背分力が30kgを
越えていれば、切削加工ができないため切削可能でない
と判断しステップS18に進み、サブメニュ１で材料交換
又は鋸刃交換あるいは材料と鋸刃の交換を選択して終了
する。

実際の背分力が20〜30kgの背分力であれば、そのまま
J1の切削条件で、20kg以下例えば10〜20kgの背分力であ
れば、J2の切削条件で、また10kg以下の背分力であれ
ば、J3の切削条件で行なうように判断される。

したがって、検出された実際の背分力が例えば15kgで
あるとすると、切削可能であると判断して、ステップS1
1でJ2の切削条件に切換える。なお、この場合、J2の切
削条件の鋸速はJ1の切削条件の鋸速より早く設定されて
いる。

J2の切削条件でさらに切削加工を継続し、判別位置H2
まで到達する間に、ステップS12で、ステップS8で判断
したと同様に切曲り寿命の判断がなされる。切曲り寿命
があると判断されると、ステップS18に進んで前述と同
様の処理がなされる。切曲り寿命でないと判断される
と、ステップS13で切込み位置H2すなわち判別位置H2の
位置かどうか判断し、判別位置H2でなければステップS1
2の手前に戻る。

判別位置H2であると判断されると、ステップS14で切
削可能かどうか判断する。すなわち、判別位置H2で切削
抵抗としての背分力を荷重センサ51で検出し、その検出
された実際の背分力がCPU23に接続された演算処理手段8
5に取込まれる。第３のデータベース81にファイルされ
ている予め設定したH2位置における第４図に示した背分
力と切削条件との関係データが演算処理手段85に取込ま
れる。而して、、演算処理手段85で実際の背分力と予め
設定した背分力と切削条件との関係データとを比較す
る。すなわち、第４図に示した背分力と切削条件との関
係データにおいて、現在の切削条件がJ2であるため、J2
の切削条件と背分力との関係データで実際の背分力が65
kgを越えている場合には、J1の切削条件でも切削加工で
きないと判断されて、ステップS18に進み前述と同様に
処理される。

実際の背分力が35〜65kgの範囲内であれば、現在のJ2
の切削条件では切削加工できないがJ1の切削条件で切削
加工できると判断される。また、実際の背分力が18〜35
kgの範囲内であれば、現在のJ2の切削条件で切削加工が
できると判断される。さらに、実際の背分力が18kg未満
であれば、J3の切削条件で切削加工できると判断され
る。

今、実際の背分力が例えば10kgであるとすると、切削
可能であると判断し、ステップ15でJ3の切削条件に切換
える。なお、この場合、J3の切削条件の鋸速はJ2の切削
条件の鋸速より早く設定されている。

J3の切削条件でさらに切削加工を継続し、ステップS1
6で１カット完了したかどうかが判断される。１カット
が完了していないと判断されると、ステップS17で切曲
り寿命の判断がなされる。切曲り寿命に達していないと
判断されるとステップS16の手前に戻される。

切曲り寿命に達していると判断されると、ステップS1
8に進み、サブメニュ１から材料交換又は鋸刃交換ある
いは、材料、鋸刃の交換が選択されて終了する。

前記ステップS16で１カット完了していると判断され
ると、ステップS19で切削可能かどうか判断される。切
削可能でないと判断されると、ステップS18に進み前述
と同様に処理される。切削可能であると判断されると、
ステップS20のサブメニュ２でJ1の切削条件で判別する
か、マニュアル切削するか、材料交換、鋸刃交換、材料
と鋸刃の交換あるいはJOB ENDするかいずれかが選択さ
れて終了する。

このように被削材Ｗに切削加工を行なう際、難削材に
対応した切削条件又は被削材Ｗの材質に対応した切削条
件で切削加工を行ない、予め設定された切込み位置での
切削抵抗例えば背分力を検出し、その検出された実際の
切削抵抗例えば背分力と第２のデータベース79にファイ
ルされている予め設定された切込み位置に基づく切削抵
抗データ例えば背分力データとを比較し、その比較した
結果を基にして適正な切削条件を判別することができ
る。

次いで、その適正な切削条件で継続して切削加工を行
ない、適数箇所の切込み位置における実際の切削抵抗例
えば背分力を検出する。その検出された実際の切削抵抗
例えば背分力と、第３のデータベース81にファイルされ
ている切削抵抗データ例えば背分力データとを比較した
結果を基にして適正な切削条件を判別することができ
る。而して、各被削材Ｗの切削加工中に切削状態を自動
的に検出、判別してその切削状態に応じて適正な切削条
件に変更することができる。

なお、本実施例における切削加工方法において、切削
抵抗としては背分力の代りに主分力を検出して対応する
こともでき、また、切削抵抗の代りに所定位置まで切削
したときにおける切削時間や所定時間切削したときにお
ける切込み位置を検出して対応することもできる。

［発明の効果］以上のごとき実施例の説明より理解されるように、こ
の発明においては、被削材の切削を開始して切断を終了
するまでの間に切削条件を複数回判別して被削材の切削
を行うものであって、切曲り検出装置によって所定の切
込み位置に達するまでの切曲り量を検出し、この検出し
た切曲り量とデータベースにファイルされている切曲り
限界値データとを比較して切曲り限界値より外れている
ときには鋸刃又は材料の交換を選択し、切曲り限界値内
にあるときに、切削抵抗又は切削時間或は切込み位置を
検出し、データベースにファイルされている各データと
比較して所定の切込み位置毎に適正な切削条件を判別す
るものであり、切削条件を判別する際には判別する毎に
切曲り限界値が判別されているものであるから、常に適
正な切削条件での切削が行われることとなり、過負荷を
生じるようなことがなく切曲りが抑制されると共に、切
曲りが生じているときには、例えば鋸刃を交換するなど
切削条件を判別する必要がないものであり、無駄を省く
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施した横型帯鋸盤の概略と制御装
置とを示した構成ブロック図である。第２図は帯鋸盤による被削材の切削加工方法を説明する
ための説明図、第３図および第４図は第２、第３のデー
タベースにファイルされている背分力と切削条件とのデ
ータの一例を示した図である。第５図はこの発明の切削加工方法における動作の一例を
示したフローチャートである。 17……ロータリーエンコーダ、21……制御装置、23……
CPU 51……荷重センサ、51……圧力計、59……回転センサ、
63……電流計 67……時計、77……第１のデータベース、79……第２の
データベース 81……第３のデータベース、83……演算処理手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古角孝司兵庫県加西市西横田町162―５ (56)参考文献特開昭61−274844（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−279422（ＪＰ，Ａ) 特開昭49−13779（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−127848（ＪＰ，Ｕ) 特公昭58−24221（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭58−22290（ＪＰ，Ｂ２) 実公昭58−52029（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23D 55/00 B23Q 15/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被削材の切削を開始して切断を終了するま
での間に切削条件を複数回判別して被削材の切断を行う
帯鋸盤による切削加工方法において、被削材に切削加工
を行なう際、難削材に対応した切削条件または被削材の
材質に対応した切削条件で切削加工を行ない、所定切込
み位置まで達する間に検出した実際の切曲り量とデータ
ベースにファイルされている切曲り限界値データとを比
較して切曲り限界値より外れたときには鋸刃又は材料の
交換を選択し、切曲り限界値内にあるときに、予め設定
された切込み位置での切削抵抗、又は予め設定された所
定位置まで切削したときにおける切削時間、あるいは予
め設定された所定時間切削したときにおける切込み位置
を検出し、その検出された実際の切削抵抗又は切削時間
あるいは切込み位置とデータベースにファイルされてい
る予め設定された切込み位置に基づく切削抵抗データ又
は予め設定された所定位置に基づく切削時間データある
いは予め設定された切削時間に基づく切込み位置データ
とを比較して複数の切削条件から適正な切削条件を判別
し、次いでその適正な切削条件で継続して切削加工を行
ない、次の所定の切込み位置に達するまでの間に前記切
曲り限界値内にあるか否かを判別してから適正な切削条
件を判別して切削を繰り返すことを特徴とする帯鋸盤に
よる被削材の切削加工方法。
【請求項２】被削材の切削を開始して切断を終了するま
での間に切削条件を複数回判別して被削材の切断を行う
帯鋸盤において、被削材の切削加工時に切曲り量を検出
するための切曲り検出装置と、切削抵抗を検出するため
の切削抵抗検出手段と、切曲り限界値データをファイル
しているデータベースと、複数の切込み位置での切削抵
抗と複数の切削条件との関係データをファイルしている
データベースと、前記切曲り検出装置によって検出した
所定の切込み位置に達するまでの実際の切曲り量と前記
データベースにファイルされている切曲り限界値データ
とを比較して切曲り寿命か否かを判別すると共に前記切
削抵抗検出手段によって検出した所定の切込み位置での
切削抵抗と前記データベースにファイルされている切削
抵抗と複数の切削条件との関係データとを比較して所定
の切込み位置毎に適正な切削条件を判別する演算処理手
段と、を備えたことを特徴とする帯鋸盤。