JP7202590B2

JP7202590B2 - 丸鋸の加工厚みの測定方法および丸鋸の調整方法

Info

Publication number: JP7202590B2
Application number: JP2019180836A
Authority: JP
Inventors: 敏史水谷
Original assignee: 丸北研磨株式会社
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2023-01-12
Anticipated expiration: 2039-09-30
Also published as: JP2021053771A

Description

本発明は、チップソーやメタルソーなどの丸鋸の加工厚みの測定方法、および２軸切断装置における丸鋸の調整方法に関する。

鋼材や木材などの被加工材の切断には、チップソーやメタルソーといった丸鋸を有する切断装置が用いられている。一般的な切断装置は、丸鋸が１つ備わっており、一方向に回転させた丸鋸に対して被加工材を相対移動させることで切断が行われる。しかし、このような切断方式（単軸切断方式）の場合、被加工材の片面に対してのみ丸鋸の刃が侵入するため、その反対面、つまり丸鋸の抜け側の面にはバリや欠けが発生しやすい。

これに対して、毛引き用丸鋸と切断用丸鋸の２つの丸鋸を有する切断装置を用いた切断方式（２軸切断方式）が知られている（特許文献１参照）。この２軸切断方式は、まず、毛引き用丸鋸で被加工材の片面（切断用丸鋸の抜け側となる面）に溝を形成した後、その溝に沿って切断用丸鋸で被加工材を切断する方式である。この場合、被加工材の両面に対して、丸鋸の刃が侵入するため、抜け側がなくなる。そのため、単軸切断方式のようなバリや欠けが生じにくく、不良品の抑制や補修工程の削減を図ることができる。

特開２０００－１５６０１号公報

上述の２軸切断方式は、特に、高級家庭用キッチンや、洗面台、家具、業務用陳列什器などの加工に用いられている。近年では、高品質化の要求に伴い、切断加工により高精度な加工が求められている。２軸切断方式の場合、毛引き用丸鋸によって形成された溝は、切断後の加工材に段差となって残存する。そのため、製品の高品質化のためには、この段差の大きさを精度良く管理することが望ましい。この段差は、毛引き用丸鋸と切断用丸鋸の加工厚みの差に起因するため、各丸鋸の加工厚みの管理が求められる。

しかしながら、丸鋸の加工厚みを測定する方法は、ほとんど知られていない。例えば、投影機を用いて、丸鋸の投影像から加工厚みを測定する方法が考えられるが、測定に手間を要し、作業性の面で好ましくない。

また、近年では、品質向上に加えて、丸鋸を研磨（再利用）することによるコスト削減の要求が高まっている。しかしながら、２軸切断装置に用いられる２枚の刃は研磨すると、各刃の加工厚みのバランスが崩れやすく、歪みの許容量も限られることから丸鋸の再利用は比較的困難となっている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、丸鋸の加工厚みを迅速に、かつ精度良く測定できる測定方法、および２軸切断装置における丸鋸の調整方法を提供することを目的とする。

本発明の丸鋸の加工厚みの測定方法は、レーザを照射する照射部と、該照射部に対向配置された受光部とを有するレーザ装置を用いる方法であり、基板と該基板の外周縁に形成された複数の刃とを有する丸鋸を、該丸鋸の刃の先端部が上記照射部と上記受光部の間のレーザ照射領域に位置するように載置して、上記レーザを照射しながら上記丸鋸を回転させて上記丸鋸の加工厚みを測定することを特徴とする。

本発明において、丸鋸の「加工厚み」とは、丸鋸の刃の厚み（刃厚）に加えて、各刃間の位置ずれ（各刃間の相対取付け誤差）や、鋸に発生する歪みに起因する刃振れを含む値であり、丸鋸の回転時の最大幅を示している。例えば、切断装置が正常であれば、被加工材の溝加工時には、丸鋸の加工厚みと等しい幅の溝が形成される。

上記測定方法は、水平に載置された上記丸鋸の下面の外周寄りの位置にダイヤルゲージを接触させ、該ダイヤルゲージを接触させた状態で上記丸鋸を回転させることを特徴とする。

上記丸鋸を１０ｍｉｎ^－１～１００ｍｉｎ^－１の回転速度で１周～１．５周回転させることを特徴とする。

上記丸鋸の刃を加熱しながら回転させることを特徴とする。

本発明の丸鋸の調整方法は、毛引き用丸鋸で被加工材の片面に溝を形成し、切断用丸鋸で上記溝に沿って上記被加工材を切断する２軸切断装置における丸鋸を調整する方法であり、上記毛引き用丸鋸の加工厚みと上記切断用丸鋸の加工厚みをそれぞれ測定する測定工程と、測定された上記各加工厚みの差に基づいて上記毛引き用丸鋸および上記切断用丸鋸の歪みまたは刃厚を調整する調整工程とを有し、上記測定工程は、本発明の丸鋸の加工厚みの測定方法であることを特徴とする。

本発明の丸鋸の加工厚みの測定方法は、レーザ装置を用いる方法であり、丸鋸の刃の先端部が照射部と受光部の間のレーザ照射領域に位置するように載置して、レーザを照射しながら丸鋸を回転させて丸鋸の加工厚みを測定するので、例えば投影機を用いた測定方法に比べて、迅速な測定が可能である。また、レーザを照射しながら丸鋸を回転させる、つまりレーザ照射領域に対して各刃先を連続的に通過させて測定することで、単なる刃厚に加えて、刃の側面の厚みむら、丸鋸使用時の衝撃などで発生する刃のロウ付け位置のずれや鋸の歪みによる刃振れを考慮できるので、より高精度の厚み管理を行うことができる。

水平に載置された丸鋸の下面の外周寄りの位置にダイヤルゲージを接触させた状態で丸鋸を回転させるので、異常な値を検出した場合は測定不良と判断でき、加工厚みの信頼性を高めることができる。例えば、測定中に一時的に過度な変位が検出された場合には再度測定を行うことができる。

丸鋸を１０ｍｉｎ^－１～１００ｍｉｎ^－１の回転速度で１周～１．５周回転させるので、迅速な測定を可能としつつ、安全性を確保できる。

丸鋸の刃を加熱しながら回転させることで、丸鋸の刃に付着した埃やゴミなどが除去され、精度よく加工厚みを測定できる。

本発明の丸鋸の調整方法は、毛引き用丸鋸の加工厚みと切断用丸鋸の加工厚みをそれぞれ、本発明の測定方法にて測定する測定工程と、測定された各加工厚みの差に基づいて毛引き用丸鋸および切断用丸鋸の歪みまたは刃厚を調整する調整工程とを有するので、より高精度な厚み管理が必要な２軸切断装置における丸鋸の再利用が可能となり、コスト削減に寄与する。

本発明の測定方法の対象物である丸鋸の平面図などである。本発明の測定方法の概略構成を説明するための平面図である。図２の概略構成を側面側から見た図などである。本発明における加工厚みを説明するための図である。２軸切断装置の概略構成を説明するための図である。図５のＡ－Ａ線断面図などである。

本発明の測定対象である丸鋸の一例を、図１に基づいて説明する。図１（ａ）は丸鋸全体の平面図を示し、図１（ｂ）は丸鋸の刃周辺の拡大図を示す。図１（ａ）に示すように、丸鋸１は、略円板状の基板２と、基板２の外周縁部に形成された複数の刃４とを有する。丸鋸１（基板２）の中心部には取付孔３が形成されており、この取付孔３に切断装置の丸鋸軸（図示省略）が挿入される。丸鋸１の外径Ｄは特に限定されず、例えば１００ｍｍ～８００ｍｍであり、好ましくは１００ｍｍ～４００ｍｍである。

丸鋸１において、複数の刃４は周方向に所定ピッチで設けられている。図１の丸鋸１は、刃４に硬質チップを採用したチップソーである。硬質チップは、耐摩耗性に優れており、例えば、サーメットや、炭化タングステンとコバルトとを焼結した超硬合金などが用いられる。なお、本発明の測定対象はチップソーに限らず、メタルソーであってもよい。

図１（ｂ）に示すように、各刃４は、切削時に切りくずが流れ出る面であるすくい面４ａと、該すくい面４ａに略垂直な逃げ面４ｂとを有している。各刃４は基板２の外周縁部の刃室に、銀ロウなどによって固着されている。

次に、図２を用いて本発明の測定方法について説明する。この測定方法はレーザ装置を用いて丸鋸の加工厚みを測定する方法である。図２は、レーザ装置および測定対象の丸鋸を鉛直方向上側から見た図である。図２に示すように、丸鋸１は、取付孔３に回転台の回転軸８ａが挿通されており、水平に載置されている。レーザ装置５は、レーザを照射する照射部６と、照射されたレーザを受光する受光部７とを有する。照射部６は、丸鋸１の軸方向と直交する向き（図２では水平方向）にレーザを照射するように配置され、その照射部６の対向位置に受光部７が配置されている。言い換えると、照射部６は丸鋸１の回転方向と平行な向きにレーザを照射する。

図２では、刃４の先端部がレーザ照射領域Ｒ内に位置するように丸鋸１が載置される。レーザ装置５は、光透過型センサであり、照射部６から照射されたレーザが刃４の先端部によって遮断された部分を段差として検出する。この場合、各刃４の最先端から所定範囲までが照射されればよく、例えば、各刃４の最先端から１ｍｍ～３ｍｍまでの部分が照射されればよい。レーザ装置としては、例えば、キーエンス社製の２次元高速寸法測定器ＴＭ－３０００などを用いることができる。

本発明では、図２に示すように、レーザを照射しながら丸鋸１を方向Ｘに回転させる。この際、丸鋸１を手動で回転させてもよく、回転制御可能なモータで回転させてもよい。また、丸鋸１の回転速度は、間欠的な回転でなく連続的な回転であれば特に限定されない。迅速性と安全性の面から、回転速度は１０ｍｉｎ^－１～１００ｍｉｎ^－１が好ましく、３０ｍｉｎ^－１～１００ｍｉｎ^－１がより好ましい。

測定の際、丸鋸１は１周以上回転させればよく、好ましくは１周～１．５周回転させる。また、丸鋸１の刃４を加熱しながら回転させることで、丸鋸１の刃４に付着した埃やゴミなどが除去できるため、好ましい。加熱の方法としては、レーザ照射領域Ｒに侵入する直前の刃に対して、ガスバーナーなどで直接加熱する方法などが採用できる。また、丸鋸１の回転の向きは、図２に示すように、切削時の回転方向と反対の方向（方向Ｘ）に回転させる方が安全性の面で好ましい。

また、図２では、測定時の丸鋸１の回転中に、基板２の下面２ａ（図３参照）の外周寄りの位置にダイヤルゲージ９を接触させている。外周寄りの位置とは、丸鋸１の径方向において、基板２の内縁（取付孔３との境界）と刃４の先端との間の中央位置よりも外周寄りの位置をいう。つまり、図２の仮想円Ｃよりも外側にダイヤルゲージ９が配置される。

図３（ａ）には、図２の概略構成を受光部側から見た側面図を示す。図３（ａ）に示すように、ダイヤルゲージ９の測定ピン９ａを基板２の下面２ａに接触させて、回転時における丸鋸１の振れ（変位）を測定している。丸鋸１の振れによって基板２が厚み方向に移動する寸法は、基板２とともに測定ピン９ａが厚み方向に移動することで測定される。例えば、丸鋸１を回転台８に載置する際に、丸鋸１が傾いて載置される場合などがある。そのような場合でも、ダイヤルゲージ９によって回転時の丸鋸の振れを別途検出しておくことで、異常な値を検出した場合は測定不良と判断し、加工厚みの再測定を実施することができる。これにより、測定された加工厚みの信頼性を向上できる。さらに、丸鋸の傾きなどによる回転振れの影響を受けやすい外周寄りにダイヤルゲージ９を配置することで、そのような不具合を一層検出しやすくなる。

図３（ｂ）は、丸鋸の刃をすくい面側から見た図である。図３（ｂ）の刃４は、ＪＩＳＢ４８０５に規定されるＤタイプの刃形である。刃４の刃厚ｔは、すくい面４ａの上端部４ｃと下端部４ｄ間の距離であり、刃４の最大厚みに相当する。刃厚ｔは、例えば１ｍｍ～５ｍｍである。レーザは、少なくとも刃４の先端部（最先端から刃４の最大厚み部分を含む箇所）に照射される。なお、刃４の刃形には、Ｄタイプの他に、Ｂタイプ（平刃）や、Ｃタイプ（交互刃）、Ａタイプ（交互刃と平刀の組み合わせ）などを用いてもよい。

次に、図４に基づいて本発明の加工厚みについて説明する。図４は測定時の経過時間と刃の変位の関係を示したイメージ図である。図中のＬ１は、基準線Ｌ０に対する刃４の上端部４ｃ（図３（ｂ）参照）の変位を表しており、Ｌ２は、基準線Ｌ０に対する刃４の下端部４ｄ（図３（ｂ）参照）の変位を表している。この場合、Ｌ１とＬ２間の距離が刃厚ｔに相当する。図４に示すように、回転時の各刃の位置は、各刃間の位置ずれや刃振れのため、基準線Ｌ０に対して変動している。これを考慮して、本発明では変位線Ｌ１の最高点Ｐ１と変位線Ｌ２の最低点Ｐ２間の距離を丸鋸の加工厚みＴとして測定している。これによって、各刃間の位置ずれや刃振れを含めた回転時の丸鋸の刃の厚み（加工厚み）が測定できるため、実際の加工時の寸法管理に非常に優れている。

本発明の測定方法は、一般的な切断装置に用いられる丸鋸に広く適用できる。本発明は、特に、加工厚みを精度良く測定できるため、被加工材の寸法管理が高度に要求される切断装置の丸鋸に適用することが好ましい。例えば、２軸切断装置の丸鋸に適用することが好ましい。

ここで、２軸切断装置の一例を図５に基づいて説明する。図５に示すように、２軸切断装置１０は、毛引き用丸鋸１１と、切断用丸鋸１２と、鋸台１３と、レール１４と、被加工材１５が載置されるテーブル１６とを備えている。鋸台１３には丸鋸１１、１２が取り付けられており、これらは一体となってレール１４上を搬送方向Ｙに沿って移動する。毛引き用丸鋸１１は搬送方向下流側に配置され、切断用丸鋸１２は搬送方向上流側に配置される。また、丸鋸１１、１２はモータ（図示省略）によって個々に回転駆動され、両軸は被加工材１５の両面に対して有利な回転方向（図５では互いが逆方向）に回転する。

図５の２軸切断装置１０は、いわゆるランニングソーやパネルソーであり、被加工材１５に対して丸鋸１１、１２を移動させて切断する装置である。なお、２軸切断装置として、毛引き用丸鋸および切断用丸鋸の位置を固定して、被加工材をこれら丸鋸に対して移動させて切断する装置を用いてもよい。

続いて、図６（ａ）に図５のＡ－Ａ線断面図を示す。図６（ａ）に示すように、毛引き用丸鋸１１は、その刃が被加工材１５の下面１５ａに毛引きが切り込まれるように、下面１５ａの上にわずかに突出して配置されている。先行して移動する毛引き用丸鋸１１によって被加工材１５が毛引きされることで、被加工材１５に溝１５ｂが形成される。そして、この溝１５ｂの幅方向中心に沿って切断用丸鋸１２が移動することで、被加工材１５が２つに切断される。

切断後の加工材１７、１８を図６（ｂ）に示す。加工材１７の片面には毛引きに伴う段差１７ａが残存する。この段差１７ａの幅Ｗａは、外観上小さい方が好ましく、例えば０．０５ｍｍ程度とすることが好ましい。つまりこの場合、毛引き用丸鋸の加工厚みと切断用丸鋸の加工厚みの差（ΔＴ）を０．１ｍｍ程度にすることが好ましい。一方、幅Ｗａを小さくするために上記ΔＴを小さくすると、切断用丸鋸１２の位置が溝の中心からずれた場合に加工材の一方に毛引きがきいていない状態が生じるおそれがある。毛引きがきいていないと、バリや欠けの発生につながる。そのため、ΔＴの下限は、例えば０．０４ｍｍなどに設定される。

また、本発明の丸鋸の調整方法は、２軸切断装置における丸鋸の歪みまたは刃厚を調整する方法である。具体的には、毛引き用丸鋸の加工厚みと切断用丸鋸の加工厚みをそれぞれ測定する測定工程と、測定された各加工厚みの差に基づいて毛引き用丸鋸および切断用丸鋸の歪みまたは刃厚を調整する調整工程とを有する。なお、各加工厚みの測定方法は、上述のとおりである。

上記調整工程では、まず各丸鋸の加工厚みの差（ΔＴ）を算出する。そして、ΔＴが所定範囲（例えば、０．０６ｍｍ～０．１ｍｍの範囲）か否かを判定する。この際、加工厚みの差が適正であれば、丸鋸の歪みまたは刃厚の調整は行わない。一方、加工厚みの差が適正でない場合、つまりΔＴが所定範囲に含まれない場合は歪み調整または刃厚調整を行う。歪み調整には、公知の歪み調整手段を採用することができ、例えば、手作業や機械によるたたきの矯正が行われる。また、歪みがなく、加工厚みの差が適正でない場合には刃厚調整として再研磨などが行われる。この場合、刃の外周面を研磨することなどで刃厚を薄くでき、加工厚みの差を所望の範囲に調整できる。また、本発明の丸鋸の調整方法は、例えば、刃の研磨（目立て）後に上記測定工程を実施するため、歪みのない適正外の製品の場合は、再度、加工厚みに基づいた補正値を考慮して研磨を行う。

本発明の測定方法は、丸鋸の加工厚みを迅速に、かつ精度良く測定できるので、丸鋸の加工厚みの測定に広く利用できる。特に、厚み管理が必要な２軸切断装置の毛引き用丸鋸および切断用丸鋸の加工厚みの測定に適している。また、これら丸鋸の加工厚みの差に基づいて丸鋸の歪みを調整するので、２軸切断装置における丸鋸の理想的な厚み差が守られ、歪みがあるまま出荷されないので、丸鋸使用者は、刃の交換時の調整が容易となる。

１丸鋸
２基板
３取付孔
４刃
５レーザ装置
６照射部
７受光部
８回転台
９ダイヤルゲージ
１０２軸切断装置
１１毛引き用丸鋸
１２切断用丸鋸
１３鋸台
１４レール
１５被加工材
１６テーブル
１７加工材
１８加工材

Claims

レーザを照射する照射部と、該照射部に対向配置された受光部とを有するレーザ装置を用いる方法であり、
基板と該基板の外周縁に形成された複数の刃とを有する丸鋸を、該丸鋸の刃の先端部が前記照射部と前記受光部の間のレーザ照射領域に位置するように載置して、前記レーザを照射しながら前記丸鋸を１０ｍｉｎ ^－１～１００ｍｉｎ ^－１の回転速度で１周～１．５周回転させて前記丸鋸の加工厚みを測定することを特徴とする丸鋸の加工厚みの測定方法。
レーザを照射する照射部と、該照射部に対向配置された受光部とを有するレーザ装置を用いる方法であり、
基板と該基板の外周縁に形成された複数の刃とを有する丸鋸を、該丸鋸の刃の先端部が前記照射部と前記受光部の間のレーザ照射領域に位置するように載置して、前記レーザを照射しながら前記丸鋸の刃を加熱しながら回転させて前記丸鋸の加工厚みを測定することを特徴とする丸鋸の加工厚みの測定方法。
前記測定方法は、水平に載置された前記丸鋸の下面の外周寄りの位置にダイヤルゲージを接触させ、該ダイヤルゲージを接触させた状態で前記丸鋸を回転させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の丸鋸の加工厚みの測定方法。
毛引き用丸鋸で被加工材の片面に溝を形成し、切断用丸鋸で前記溝に沿って前記被加工材を切断する２軸切断装置における丸鋸を調整する方法であり、
前記毛引き用丸鋸の加工厚みと前記切断用丸鋸の加工厚みをそれぞれ測定する測定工程と、測定された前記各加工厚みの差に基づいて前記毛引き用丸鋸および前記切断用丸鋸の歪みまたは刃厚を調整する調整工程とを有し、
前記測定工程は、レーザを照射する照射部と、該照射部に対向配置された受光部とを有するレーザ装置を用いる方法であり、基板と該基板の外周縁に形成された複数の刃とを有する前記毛引き用丸鋸および前記切断用丸鋸を、各丸鋸の刃の先端部が前記照射部と前記受光部の間のレーザ照射領域に位置するように載置して、前記レーザを照射しながら各丸鋸を回転させて前記毛引き用丸鋸および前記切断用丸鋸の加工厚みをそれぞれ測定する方法であることを特徴とする丸鋸の調整方法。