JP7769191B2 - 鋸断装置及び鋸断方法 - Google Patents

Description

本開示は、鋸断装置及び鋸断方法に関する。

特許文献１には、Ｈ 形鋼、Ｉ 形鋼、山形鋼、及び溝形鋼のいずれか１ からなる形鋼を、回転駆動される円形の鋸歯を用いて、発生する切断バリを無くすか又は少なくして切断する方法であって、前記形鋼に切断線に沿って表側から溝状の切れ目を入れ、次に該切れ目が形成された該形鋼を、裏側から前記切断線に沿って切断することを特徴とする形鋼の鋸歯による切断方法が開示されている。

特開２００８－２４６６６６号公報

本開示は、バリの抑制に有効な鋸断方法を提供する。

本開示の一側面に係る鋸断方法は、鋸歯を周縁に有するブレードにより、ワークを鋸断する方法であって、ワークを切削した鋸歯が直ちにワーク外に出るようにブレードを駆動させる第一モードの切削により、ワークに切込溝を形成することと、ワークを切削した鋸歯が切込溝を経てワーク外に出るようにブレードを駆動する第二モードの切削により、ワークを鋸断することと、を含む。

第一モードの切削でワークの鋸断に至る場合、切削の最終段階で薄くなった切り残し部分が、鋸歯につられてワーク外に逃げ、バリとして残る場合がある。一方、第二モードの切削でワークの鋸断に至る場合、鋸歯は切り残し部分を切込溝に引き込むように作用するため、切り残し部分のワーク外への逃げが鋸断に至るまで抑制される。このため、第一モードの切削で切込溝を形成し、第二モードの切削で鋸断に至る鋸断方法は、バリの抑制に有効である。

ブレードを切込溝内に位置させた状態で、第一モードの切削を第二モードの切削に移行させることを更に含んでもよい。第一モードの切削から第二モードの切削への移行において、ブレードを切込溝外に出してしまうと、ブレードが切込溝内に再進入する際にワークに欠けが生じ易くなる。ブレードを切込溝に位置させた状態で第一モードの切削を第二モードの切削に移行させる鋸断方法によれば、ワークの欠けを更に抑制することができる。また、ブレードを切込溝内に留めることで、第一モードの切削から第二モードの切削へ移行させるためのブレードの移動が小さくなるので、この鋸断方法は鋸断時間の短縮と装置の占有面積の削減にも有効である。

第一モードの切削においては、ワークを切削する鋸歯がワークの第二面からワーク内に入り、ワークの第一面からワーク外に出る状態までワークを切削し、第二モードの切削においては、ワークを切削する鋸歯が第二面からワーク内に入り、切込溝を経てワーク外に出る状態から、ワークを切削する鋸歯が第一面からワーク内に入り、切込溝を経てワーク外に出る状態に移行してもよい。この場合、第二モードでの切削期間を長くして、バリを更に抑制することができる。

本開示の他の側面に係る鋸断装置は、鋸歯を周縁に有するブレードと、ブレードを駆動する駆動装置と、ワークを切削した鋸歯が直ちにワーク外に出るようにブレードを駆動させる第一モードの切削により、ワークに切込溝を形成するように駆動装置を制御する第一切削制御部と、ワークを切削した鋸歯が切込溝を経てワーク外に出るようにブレードを駆動する第二モードの切削により、ワークを鋸断するように駆動装置を制御する第二切削制御部と、ブレードを切込溝内に留めた状態で、第一モードの切削を第二モードの切削に移行させるように駆動装置を制御する移行制御部と、を備える。この鋸断装置によれば、第一モードの切削及び第二モードの切削によるバリの抑制を、高い再現性で容易に図ることができる。

駆動装置は、周縁に沿った第一循環方向に鋸歯を循環させるように、周縁の中心を通る回転軸線まわりにブレードを回転させる回転駆動部と、回転軸線に垂直な第一進行方向に沿ってブレードを移動させる第一変位駆動部と、回転軸線に垂直で第一進行方向に交差する第二進行方向に沿ってブレードを移動させる第二変位駆動部と、を有し、第一切削制御部は、第一モードの切削において、少なくとも第一変位駆動部によってブレードを移動させ、第二切削制御部は、第二モードの切削において、少なくとも第二変位駆動部によってブレードを移動させてもよい。この場合、第一変位駆動部及び第二変動駆動部を組み合わせた簡素な構成によって、第一モードの切削及び第二モードの切削によるバリの抑制を容易に図ることができる。

本開示によれば、バリの抑制に有効な鋸断方法を提供することができる。

鋸断装置の構成を例示する模式図である。 鋸歯の拡大図である。 第二変位駆動部の構成を例示する断面図である。 高さ調節部の構成を例示する断面図である。 第一モードの切削を例示する模式図である。 第一モードの切削から第二モードの切削への移行を例示する模式図である。 第二モードの切削の開始直後を例示する模式図である。 第二モードの切削の完了直前を例示する模式図である。 第一モードの切削範囲が不適切であるため、第二モードの切削で鋸断を完了できない場合を例示する模式図である。 第一モードの切削範囲が不適切であるため、第二モードの切削で鋸断を完了できない場合を例示する模式図である。 第一モードの切削範囲が不適切であるため、第二モードの切削で鋸断を完了できない場合を例示する模式図である。 コントローラのハードウェア構成を例示するブロック図である。 鋸断手順を例示するフローチャートである。

以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

〔鋸断装置〕
図１に示す鋸断装置１は、長尺の鋼材を鋸断する装置である。鋼材の具体例としては、丸形鋼、角形鋼等の形鋼が挙げられる。鋸断装置１は、ブレード１０と、駆動装置２０と、コントローラ１００とを有する。

ブレード１０は、鋸歯１１を周縁１２に有する。例えばブレード１０は、ディスク形状を有し、周縁１２が円形である。ブレード１０は、周縁に沿って並ぶ複数の鋸歯１１を有してもよい（図２参照）。

駆動装置２０は、ブレード１０を駆動する。例えば駆動装置２０は、可動支持台３０と、固定支持台４０と、回転駆動部５０と、第一変位駆動部６０と、第二変位駆動部７０と、高さ変更部８０とを有する。

回転駆動部５０は、周縁１２に沿った第一循環方向ＲＤ１に鋸歯１１を循環させるように、周縁１２の中心を通る回転軸線５１まわりにブレード１０を回転させる。例えば回転駆動部５０は、周縁１２の中心においてブレード１０と直交する回転軸線５１まわりにブレード１０を回転させる。一例として、回転駆動部５０は、電動式の回転アクチュエータにより、回転軸線５１まわりにブレード１０を回転させる。

可動支持台３０は、回転軸線５１が水平となるように回転駆動部５０及びブレード１０を支持する。このため、回転駆動部５０は、水平な回転軸線５１まわりにブレード１０を回転させる。固定支持台４０は、回転軸線５１に垂直な第一進行方向ＭＤ１に沿って変位し得るように可動支持台３０を支持する。例えば固定支持台４０は、水平な第一進行方向ＭＤ１に沿って変位し得るように可動支持台３０を支持する。

以下、説明の便宜上、第一進行方向ＭＤ１を鋸断装置１の前後方向とする。ブレード１０は、可動支持台３０の前端の近傍に配置されている。固定支持台４０の前方には、ワーク支持台９０が配置される。ワーク支持台９０は、鋸断対象のワーク９１を支持する。固定支持台４０に対し可動支持台３０が前進すると、ワーク９１に対してブレード１０が前進する。固定支持台４０に対し可動支持台３０が後退すると、ワーク９１に対してブレード１０が後退する。

固定支持台４０は、複数の支持ローラ４１を有する。複数の支持ローラ４１は、少なくとも前後に並ぶ二つの支持ローラ４１を含む。複数の支持ローラ４１のそれぞれは、回転軸線５１に平行な回転軸４２まわりに回転可能である。回転軸線５１まわりに支持ローラ４１が回転可能であることによって、可動支持台３０が第一進行方向ＭＤ１に沿って変位可能となっている。

第一変位駆動部６０は、第一進行方向ＭＤ１に沿ってブレード１０を移動させる。例えば第一変位駆動部６０は、進退アクチュエータ６１を有する。進退アクチュエータ６１は、第一進行方向ＭＤ１に沿って可動支持台３０を変位させるように固定支持台４０上に設けられている。進退アクチュエータ６１の具体例としては、油圧シリンダが挙げられるがこれに限られない。例えば進退アクチュエータ６１は、電動式のリニアアクチュエータであってもよい。

第二変位駆動部７０は、回転軸線５１に垂直で第一進行方向ＭＤ１に交差する第二進行方向ＭＤ２に沿ってブレード１０を移動させる。例えば第二変位駆動部７０は、水平面に交差する第二進行方向ＭＤ２に沿ってブレード１０を昇降させる、一例として、第二変位駆動部７０は、水平面に垂直な（鉛直な）第二進行方向ＭＤ２に沿ってブレード１０を昇降させる。なお、水平面に交差する第二進行方向ＭＤ２は、鉛直な第二進行方向ＭＤ２に限られない。第二変位駆動部７０は、鉛直方向に対して傾いた第二進行方向ＭＤ２に沿ってブレード１０を昇降させるように構成されていてもよい。

例えば鋸断装置１は、複数の支持ローラ４１にそれぞれ対応する複数の第二変位駆動部７０を備える。複数の第二変位駆動部７０のそれぞれは、対応する支持ローラ４１を昇降させる。支持ローラ４１の昇降に応じ、可動支持台３０が昇降し、可動支持台３０に支持されたブレード１０も昇降する。

複数の第二変位駆動部７０のそれぞれは、例えば図３に示すように、昇降用回転軸７１と、昇降アクチュエータ７２とを有する。昇降用回転軸７１は、支持ローラ４１の回転軸４２に固定され、回転軸４２に平行に延びている。昇降用回転軸７１の中心軸線７４は、回転軸４２の中心軸線４３から離れている。昇降アクチュエータ７２は、例えば電動式又は油圧式の回転アクチュエータであり、昇降用回転軸７１をその中心軸線７４まわりに回転させる。昇降用回転軸７１の中心軸線７４が、回転軸４２の中心軸線４３から離れているので、昇降用回転軸７１が中心軸線７４まわりに回転することで、回転軸４２の中心軸線４３が昇降する。

第二変位駆動部７０は、可動支持台３０を必要なストークで移動させ得る限り、いかに構成されていてもよい。例えば第二変位駆動部７０は、支持ローラ４１を昇降させる電動式のリニアアクチュエータであってもよく、支持ローラ４１を昇降させる油圧シリンダであってもよい。

高さ変更部８０は、第一モードの切削におけるブレード１０の高さを変更する。高さ変更部８０は、第二変位駆動部７０を昇降させるように構成されていてもよい。これにより、高さ変更部８０が定めた高さに対して、第二変位駆動部７０による昇降を加えることが可能となる。

高さ変更部８０は、例えば図４に示すように、複数の下ウエッジ８１と、スライドスペーサ８２と、スライドアクチュエータ８３とを有する。複数の下ウエッジ８１は、複数の第二変位駆動部７０にそれぞれ対応する。複数の下ウエッジ８１のそれぞれは、対応する第二変位駆動部７０の下方に設けられており、前から後に向かうにつれて徐々に高くなる上面８４を有する。スライドスペーサ８２は、複数の下ウエッジ８１と複数の第二変位駆動部７０との間に介在する。スライドスペーサ８２の下部には、複数の下ウエッジ８１にそれぞれ対応する複数の上ウエッジ８５が設けられている。複数の上ウエッジ８５のそれぞれは、前から後に向かうにつれて徐々に高くなる下面８６を有する。下面８６は、対応する下ウエッジ８１の上面８４に接する。

スライドアクチュエータ８３は、例えば油圧シリンダであり、前後方向に沿ってスライドスペーサ８２をスライドさせる。スライドアクチュエータ８３がスライドスペーサ８２を後方にスライドさせると、複数の上ウエッジ８５のそれぞれが、下ウエッジ８１の上面８４を滑り上って上昇する。これに応じ、上ウエッジ８５の上の第二変位駆動部７０が上昇する。スライドアクチュエータ８３がスライドスペーサ８２を前方にスライドさせると、複数の上ウエッジ８５のそれぞれが、下ウエッジ８１の上面８４を滑り下って下降する。これに応じ、上ウエッジ８５の上の第二変位駆動部７０が下降する。

高さ変更部８０は、ブレード１０の高さを変更し得る限りいかに構成されていてもよい。例えば高さ変更部８０は、電動式のリニアアクチュエータによりスライドスペーサ８２をスライドさせるように構成されていてもよい。また、高さ変更部８０は、スライドスペーサ８２を介することなく、油圧シリンダ又は電動式のリニアアクチュエータにより第二変位駆動部７０を直接昇降させるように構成されていてもよい。

コントローラ１００は、駆動装置２０を制御する。上述した第一モードの切削でワーク９１の鋸断に至る場合、切削の最終段階で薄くなった切り残し部分が、鋸歯１１につられてワーク９１外に逃げ、バリとして残る場合がある。一方、第二モードの切削でワーク９１の鋸断に至る場合、鋸歯１１は切り残し部分を切込溝に引き込むように作用するため、切り残し部分のワーク９１外への逃げが鋸断に至るまで抑制される。そこで、コントローラ１００は、上記第一モードの切削により、ワーク９１に切込溝を形成するように駆動装置２０を制御することと、上記第二モードの切削により、ワーク９１を鋸断するように駆動装置２０を制御することと、を実行するように構成されている。これにより、ワーク９１の鋸断によるバリの発生を抑制することができる。

図１に示すように、コントローラ１００は、機能上の構成（以下、「機能ブロック」という。）として、第一切削制御部１１１と、第二切削制御部１１２と、移行制御部１１３とを有する。第一切削制御部１１１は、ワーク９１を切削した鋸歯１１が直ちにワーク９１外に出るようにブレード１０を駆動させる第一モードの切削により、ワーク９１に切込溝を形成するように駆動装置２０を制御する。ワーク９１を切削した鋸歯１１が直ちにワーク９１外に出ることは、ワーク９１内に入り、ワーク９１外に出るまでに鋸歯１１が移動する軌跡が、ワーク９１の外面に達するまでワーク９１の切り残し部分に入り込んでいることを意味する。

第一切削制御部１１１は、第一モードの切削において、周縁１２に沿った第一循環方向ＲＤ１に鋸歯１１を循環させながらブレード１０を移動させるように駆動装置２０を制御する。例えば第一切削制御部１１１は、第一循環方向ＲＤ１に鋸歯１１を循環させるために、周縁１２の中心を通る回転軸線５１まわりにブレード１０を回転させるように回転駆動部５０を制御する。

第一切削制御部１１１は、第一モードの切削において、第一進行方向ＭＤ１に沿ってブレード１０を移動させるように駆動装置２０を制御する。第一切削制御部１１１は、第一進行方向ＭＤ１に沿い且つワーク９１から離れた第一ラインＭＬ１上に回転軸線５１を位置させながらブレード１０を移動させるように駆動装置２０を制御する。この場合、第一切削制御部１１１は、ワーク９１の断面全域が、ブレード１０の移動範囲内に入るように定められた第一ラインＭＬ１上に回転軸線５１を位置させる。

一例として、第一切削制御部１１１は、水平な第一進行方向ＭＤ１に沿って、ブレード１０を前進させるように駆動装置２０を制御する。例えば第一切削制御部１１１は、第一変位駆動部６０によって可動支持台３０を移動させることで、第一進行方向ＭＤ１に沿ってブレード１０を移動させる。第一切削制御部１１１は、回転軸線５１がワーク９１よりも上方に位置し、ブレード１０の下端がワーク９１の下端よりも下方に位置した状態でブレード１０を前進させるように駆動装置２０を制御する。例えば、回転軸線５１がワーク９１よりも上方に位置し、ブレード１０の下端がワーク９１の下端よりも下方に位置するように、高さ変更部８０によりブレード１０の高さが調節された状態で、第一変位駆動部６０により可動支持台３０を前進させる。

回転軸線５１がワーク９１よりも上方に位置し、ブレード１０の下端がワーク９１の下面よりも下方に位置する場合、上述の第一ラインＭＬ１は、ワーク９１から上方に離れていることとなり、且つワーク９１の断面全域がブレード１０の移動範囲内に入ることとなる。第一ラインＭＬ１がワーク９１から上方に離れている場合、第一切削制御部１１１は、ワーク９１を切削する鋸歯１１が下降する第一循環方向ＲＤ１に鋸歯１１を循環させるように回転駆動部５０を制御する。例えば第一切削制御部１１１は、前方の鋸歯１１が下降し、後方の鋸歯１１が上昇する第一循環方向ＲＤ１に鋸歯１１を循環させるように回転駆動部５０を制御する。

第二切削制御部１１２は、ワーク９１を切削した鋸歯１１が切込溝を経てワーク９１外に出るようにブレード１０を駆動する第二モードの切削により、ワーク９１を鋸断するように駆動装置２０を制御する。鋸断するとは、鋸歯１１による切削によってワーク９１を二体に分断することを意味する。ワーク９１を切削した鋸歯１１が切込溝を経てワーク９１外に出ることは、ワーク９１内に入り、ワーク９１外に出るまでに鋸歯１１が移動する軌跡が、切り残し部分を通過した後、ワーク９１の外面に達するまでの間に切込溝を通過することを意味する。

第一切削制御部１１１は、ワーク９１を切削した鋸歯１１がワーク９１の第一面からワーク９１外に出る状態までワーク９１を切削し、第一モードの切削を完了させる場合がある。この場合、第二切削制御部１１２は、第二モードの切削において、ワーク９１を切削する鋸歯１１が第一面からワーク９１内に入る状態でワーク９１の鋸断を完了するように駆動装置２０を制御することになる。第一切削制御部１１１は、ワーク９１を切削する鋸歯１１がワーク９１の第二面からワーク９１内に入り、ワーク９１の第一面からワーク９１外に出る状態までワーク９１を切削し、第一モードの切削を完了させる場合がある。この場合、第二切削制御部１１２は、第二モードの切削において、ワーク９１を切削する鋸歯１１が第二面からワーク９１内に入り、切込溝を経てワーク９１外に出る状態から、ワーク９１を切削する鋸歯１１が第一面からワーク９１内に入り、切込溝を経てワーク９１外に出る状態に移行させるように駆動装置２０を制御することになる。

第二切削制御部１１２は、第二モードの切削においても、第一循環方向ＲＤ１に鋸歯１１を循環させながらブレード１０を移動させるように駆動装置２０を制御する。例えば第二切削制御部１１２は、第一循環方向ＲＤ１に鋸歯１１を循環させるために、周縁１２の中心を通る回転軸線５１まわりにブレード１０を回転させるように回転駆動部５０を制御することになる。

第二切削制御部１１２は、第二モードの切削において、第一進行方向ＭＤ１に交差する第二進行方向ＭＤ２に沿ってブレード１０を移動させるように駆動装置２０を制御してもよい。例えば、第一切削制御部１１１が、第一モードの切削の一部において、水平な第一進行方向ＭＤ１に沿ってブレード１０を前進させるように駆動装置２０を制御する。第二切削制御部１１２は、第二モードの切削の一部において、水平面に交差する第二進行方向ＭＤ２に沿ってブレード１０を移動させるように駆動装置２０を制御する。一例として、第二切削制御部１１２は、第二モードの切削において、第二変位駆動部７０により可動支持台３０を昇降させる。

移行制御部１１３は、ブレード１０を切込溝内に留めた状態で、第一モードの切削を第二モードの切削に移行させるように駆動装置２０を制御する。移行制御部１１３は、第一モードから第二モードへの移行期間（以下、単に「移行期間」という。）においても、第一循環方向ＲＤ１に鋸歯１１を循環させながらブレード１０を移動させるように駆動装置２０を制御する。例えば移行制御部１１３は、第一循環方向ＲＤ１に鋸歯１１を循環させるために、周縁１２の中心を通る回転軸線５１まわりにブレード１０を回転させるように回転駆動部５０を制御することになる。

移行制御部１１３は、移行期間において、ワーク９１における切り残し部分を迂回するように、駆動装置２０によりブレード１０を移動させる。移行制御部１１３は、移行期間において、第二進行方向ＭＤ２に沿い且つ回転軸線５１を通る第二ラインＭＬ２がワーク９１の切り残し部分を通過するまでブレード１０を移動させる。移行制御部１１３がブレード１０の移動を完了させることで、第二ラインＭＬ２の位置が定まる。第二切削制御部１１２は、第二モードの切削において、第二ラインＭＬ２上に回転軸線５１を位置させながらブレード１０を移動させるように駆動装置２０を制御する。移行制御部１１３は、ワーク９１の断面全域が、第二モードの切削におけるブレード１０の移動範囲に入る位置に第二ラインＭＬ２を定めてもよい。

移行制御部１１３は、移行期間においても、鋸歯１１によるワーク９１の切り残し部分の切削を継続させながらブレード１０を移動させるように駆動装置２０を制御する。例えば移行制御部１１３は、移行期間において、鋸歯１１を徐々に切り残し部分に切り込ませる軌跡に沿ってブレード１０を移動させるように駆動装置２０を制御することになる。

例えば、第一切削制御部１１１が、第一モードの切削において、水平な第一進行方向ＭＤ１に沿ってブレード１０を前進させるように駆動装置２０を制御する場合、移行制御部１１３は、移行期間において、上方まわりでワーク９１の切り残し部分を迂回させながらブレード１０を更に前進させるように駆動装置２０を制御する。この場合、第二切削制御部１１２は、第二モードの切削において、第二進行方向ＭＤ２に沿ってブレード１０を下降させるように駆動装置２０を制御してもよい。

一例として、移行制御部１１３は、移行期間において、第二変位駆動部７０により可動支持台３０を上昇させ、第一変位駆動部６０により可動支持台３０を前進させてもよい。これにより、移行期間においてはブレード１０が上昇し、前進することとなる。移行制御部１１３は、第二変位駆動部７０により可動支持台３０を上昇させる上昇期間の後に、第一変位駆動部６０により可動支持台３０を前進させる。移行制御部１１３は、第二変位駆動部７０により可動支持台３０を上昇させる上昇期間と、第一変位駆動部６０により可動支持台３０を前進させる前進期間とを少なくとも部分的に重複させる。上昇期間と前進期間との重複期間においては、可動支持台３０が斜め上方に向かって前進することとなる。

以下、第一切削制御部１１１、第二切削制御部１１２及び移行制御部１１３が駆動装置２０に実行させる第一モードの切削、第一モードの切削から第二モードの切削への移行、及び第二モードの切削を、より具体的に例示する。図５は第一モードの切削を例示する模式図である。図５において、ワーク９１は、概略、矩形の断面形状を有し、下方に面する第一面９２と、前方に面する第二面９３と、上方に面する第三面９４と、後方に面する第四面９５とを有する。ブレード１０の高さは、回転軸線５１がワーク９１よりも上方に位置し、ブレード１０の下端がワーク９１の下面（第一面９２）よりも下方に位置するように定められている。第一モードの切削開始時において、鋸歯１１は、第三面９４と第四面９５とが交わる部分を切削して切込溝９６を形成する。その後、ブレード１０が前進するにつれて、第一モードの切削は、ワーク９１を切削する鋸歯１１が第三面９４からワーク９１内に入り、第四面９５からワーク９１外に出る状態に移行する。更にその後、第一モードの切削は、図５に示すように、ワーク９１を切削する鋸歯１１が第二面９３からワーク９１内に入り、第一面９２からワーク９１外に出る状態に移行する。

図６は、第一モードの切削から第二モードの切削への移行を例示する模式図である。移行制御部１１３は、ワーク９１の切り残し部分９７の上方に迂回させるように、第二変位駆動部７０によりブレード１０を上昇させ、第一変位駆動部６０によりブレード１０を前進させる。図６に示すように、移行制御部１１３は、第二変位駆動部７０及び第一変位駆動部６０の組合せにより、ブレード１０を斜め上方に向かって前進させる。また、移行制御部１１３は、第二変位駆動部７０及び第一変位駆動部６０の組合せにより、切り残し部分９７を迂回する曲線状の軌道に沿ってブレード１０を前進させる。移行制御部１１３は、鉛直な第二進行方向ＭＤ２に沿い且つ回転軸線５１を通る第二ラインＭＬ２が切り残し部分９７を通過するまでブレード１０を前進させる（図７参照）。

図７は、第二モードの切削の開始直後を例示する模式図である。第二切削制御部１１２は、第二変位駆動部７０によりブレード１０を下降させる。これにより、第二モードの切削が開始される。第二モードの切削開始時において、ワーク９１を切削する鋸歯１１は第二面９３からワーク９１内に入り、切り残し部分９７を切削した後、切込溝９６を経てワーク９１外に出る。

その後、ブレード１０が下降するにつれて、第二モードの切削は、ワーク９１を切削する鋸歯１１が第一面９２からワーク９１内に入り、切り残し部分９７を切削した後、切込溝９６を経てワーク９１外に出る状態に移行する。図８は、第二モードの切削の完了直前を例示する模式図である。図８から明らかであるように、ワーク９１を切削する鋸歯１１が第一面９２からワーク９１内に入り、切り残し部分９７を切削した後、切込溝９６を経てワーク９１外に出る状態は、ワーク９１が鋸断されるまで（切り残し部分９７の全域が切削されるまで）維持される。

図９、図１０及び図１１を参照し、第一モードの切削範囲が不適切であるため、第二モードの切削で鋸断を完了することができない場合も例示する。図９は、第一モードの切削を例示している。図９において、ブレード１０の高さは、ブレード１０の下端がワーク９１の下面（第一面９２）よりも上方に位置するように定められている。この状態で、第一切削制御部１１１は、第一変位駆動部６０によりブレード１０を前進させることによって、ワーク９１の上部に切込溝９６を形成し、ワーク９１の下部に切り残し部分９７を形成する。

図１０は、第一モードの切削から第二モードの切削への移行を例示している。図１０に示すように、移行制御部１１３は、第二変位駆動部７０によりブレード１０を下降させる。これにより、第一モードの切削が第二モードの切削に移行する。移行完了時において、ワーク９１を切削する鋸歯１１は、第一面９２からワーク９１内に入り、切り残し部分９７を切削した後、切込溝９６を経てワーク９１外に出る。

移行完了後、第二切削制御部１１２は、第一変位駆動部６０によりブレード１０を後退させる。以後、第二モードの切削が継続するが、ワーク９１を切削する鋸歯１１が第四面９５に近付くにつれて、図１１に示すように、第二モードの切削が第一モードの切削に戻る。第一モードの切削においては、ワーク９１を切削した鋸歯１１が直ちに第四面９５からワーク９１外に出る。このように、ワーク９１の鋸断前に、第二モードの切削が第一モードの切削に戻ってしまうので、図９、図１０及び図１１に示した例では、第二モードの切削でワーク９１を鋸断することができない。

以上、第一モードの切削、第一モードの切削から第二モードの切削への移行、及び第二モードの切削を具体的に例示したが、各期間におけるブレード１０の移動方向はあくまで一例である。

コントローラ１００は、高さ変更部８０によりブレード１０の高さを調節することを更に実行するように構成されていてもよい。例えばコントローラ１００は、図１に示すように、機能ブロックとして高さ調節部１１４を更に有する。例えば高さ調節部１１４は、後述の入力デバイス１９６に対し入力された目標高さにブレード１０の高さを合わせるように高さ変更部８０を制御してもよい。

高さ調節部１１４は、ブレード１０の外径に基づいて、目標高さを自動設定し、設定した目標高さにブレード１０の高さを合わせるように高さ変更部８０を制御してもよい。この場合、鋸断装置１は、ブレード１０の外径を検出する外径センサ５２を更に有してもよく、高さ調節部１１４は外径センサ５２による検出結果に基づいて目標高さを自動設定してもよい。

図１２は、コントローラ１００のハードウェア構成を例示するブロック図である。図１２に示すように、コントローラ１００は回路１９０を備える。回路１９０は、一以上のプロセッサ１９１と、メモリ１９２と、ストレージ１９３と、入出力ポート１９４と、表示デバイス１９５と、入力デバイス１９６とを有する。

ストレージ１９３は、上記第一モードの切削により、ワーク９１に切込溝を形成するように駆動装置２０を制御することと、上記第二モードの切削により、ワーク９１を鋸断するように駆動装置２０を制御することと、をコントローラ１００に実行させるためのプログラムを記憶している。例えばストレージ１９３は、上述した各機能ブロックをコントローラ１００に構成させるためのプログラムを記憶している。

メモリ１９２は、ストレージ１９３からロードされたプログラムを一時的に記憶する。一以上のプロセッサ１９１は、メモリ１９２が記憶するプログラムを実行し、上述した各機能ブロックを構成する。なお、一以上のプロセッサ１９１は、プログラムの実行過程で生成した途中演算結果を適宜メモリ１９２に記憶させ、後続の処理でそれを参照する。

入出力ポート１９４は、一以上のプロセッサ１９１からの要求に応じて、回転駆動部５０，第一変位駆動部６０、第二変位駆動部７０、高さ変更部８０及び外径センサ５２との間で情報の入出力を行う。表示デバイス１９５は、オペレータに対する情報の表示を行う。表示デバイス１９５の具体例としては液晶モニタ等が挙げられる。入力デバイス１９６は、オペレータによる入力を取得する。入力デバイス１９６の具体例としては、マウス、キーボード等が挙げられる。入力デバイス１９６は、所謂タッチパネルとして表示デバイス１９５と一体化されていてもよい。表示デバイス１９５及び入力デバイス１９６は、インターネット等のネットワーク回線を介して一以上のプロセッサ１９１と接続されていてもよい。

以上に示したコントローラ１００のハードウェア構成はあくまで一例であり、適宜変更可能である。例えば、少なくとも一部の機能ブロックが、一以上のプロセッサ１９１ではなく、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の専用の論理回路素子により構成されていてもよい。

〔鋸断方法〕
続いて、鋸断方法の一例として、コントローラ１００が実行する制御手順を例示する。この手順は、上記第一モードの切削により、ワーク９１に切込溝を形成するように駆動装置２０を制御することと、上記第二モードの切削により、ワーク９１を鋸断するように駆動装置２０を制御することと、を含む。

図１３に示すように、コントローラ１００は、まずステップＳ０１，Ｓ０２を実行する。ステップＳ０１では、高さ調節部１１４が、第一モードの切削におけるブレード１０の高さを高さ変更部８０により調節する。ステップＳ０２では、第一切削制御部１１１が、第一循環方向ＲＤ１に鋸歯１１を循環させるように、回転駆動部５０によるブレード１０の回転を開始させる。

次に、コントローラ１００は、ステップＳ０３，Ｓ０４，Ｓ０５を実行する。ステップＳ０３では、第一切削制御部１１１が、回転するブレード１０を第一変位駆動部６０により前進させることで、第一モードの切削によりワーク９１に切込溝を形成する。ステップＳ０４では、移行制御部１１３が、切り残し部分９７を上方に迂回するように、第二変位駆動部７０及び第一変位駆動部６０によりブレード１０を移動させることで、第一モードの切削を第二モードの切削に移行させる。ステップＳ０５では、第二切削制御部１１２が、ブレード１０を第二変位駆動部７０により下降させることで、第二モードの切削によりワーク９１を鋸断する。

次に、コントローラ１００はステップＳ０６、ステップＳ０７を実行する。ステップＳ０６では、第二切削制御部１１２が、ステップＳ０３の開始前の位置にブレード１０を復帰させるように第二変位駆動部７０及び第一変位駆動部６０を制御する。ステップＳ０７では、回転駆動部５０がブレード１０の回転を停止させる。以上で、第一モードの切削と、第二モードの切削とによりワーク９１の鋸断が完了する。なお、鋸断箇所が一箇所である場合の手順を例示したが、鋸断箇所が複数である場合には、ステップＳ０７の前に、全ての鋸断箇所を鋸断するまでステップＳ０３～Ｓ０６を繰り返してもよい。

〔本実施形態の効果〕
以上に説明した鋸断装置１による鋸断方法は、鋸歯１１を周縁１２に有するブレード１０により、ワークを鋸断する方法であって、ワークを切削した鋸歯１１が直ちにワーク外に出るようにブレード１０を駆動させる第一モードの切削により、ワークに切込溝を形成することと、ワークを切削した鋸歯１１が切込溝を経てワーク外に出るようにブレード１０を駆動する第二モードの切削により、ワークを鋸断することと、を含む。

第一モードの切削でワークの鋸断に至る場合、切削の最終段階で薄くなった切り残し部分が、鋸歯１１につられてワーク外に逃げ、バリとして残る場合がある。一方、第二モードの切削でワークの鋸断に至る場合、鋸歯１１は切り残し部分を切込溝に引き込むように作用するため、切り残し部分のワーク外への逃げが鋸断に至るまで抑制される。このため、第一モードの切削で切込溝を形成し、第二モードの切削で鋸断に至る鋸断方法は、バリの抑制に有効である。

ブレード１０を切込溝内に位置させた状態で、第一モードの切削を第二モードの切削に移行させることを更に含んでもよい。第一モードの切削から第二モードの切削への移行において、ブレード１０を切込溝外に出してしまうと、ブレード１０が切込溝内に再進入する際にワークに欠けが生じ易くなる。ブレード１０を切込溝に位置させた状態で第一モードの切削を第二モードの切削に移行させる鋸断方法によれば、ワークの欠けを更に抑制することができる。また、ブレード１０を切込溝内に留めることで、第一モードの切削から第二モードの切削へ移行させるためのブレード１０の移動が小さくなるので、この鋸断方法は鋸断時間の短縮にも有効である。

第一モードの切削においては、ワークを切削する鋸歯１１がワークの第二面からワーク内に入り、ワークの第一面からワーク外に出る状態までワークを切削し、第二モードの切削においては、ワークを切削する鋸歯１１が第二面からワーク内に入り、切込溝を経てワーク外に出る状態から、ワークを切削する鋸歯１１が第一面からワーク内に入り、切込溝を経てワーク外に出る状態に移行してもよい。この場合、第二モードでの切削期間を長くして、バリを更に抑制することができる。

鋸断装置１は、鋸歯１１を周縁１２に有するブレード１０と、ブレード１０を駆動する駆動装置２０と、ワークを切削した鋸歯１１が直ちにワーク外に出るようにブレード１０を駆動させる第一モードの切削により、ワークに切込溝を形成するように駆動装置２０を制御する第一切削制御部と、ワークを切削した鋸歯１１が切込溝を経てワーク外に出るようにブレード１０を駆動する第二モードの切削により、ワークを鋸断するように駆動装置２０を制御する第二切削制御部と、ブレード１０を切込溝内に留めた状態で、第一モードの切削を第二モードの切削に移行させるように駆動装置２０を制御する移行制御部と、を備える。この鋸断装置１によれば、第一モードの切削及び第二モードの切削によるバリの抑制を、高い再現性で容易に図ることができる。

駆動装置２０は、周縁１２に沿った第一循環方向ＲＤ１に鋸歯１１を循環させるように、周縁１２の中心を通る回転軸線まわりにブレード１０を回転させる回転駆動部５０と、回転軸線に垂直な第一進行方向ＭＤ１に沿ってブレード１０を移動させる第一変位駆動部６０と、回転軸線に垂直で第一進行方向ＭＤ１に交差する第二進行方向ＭＤ２に沿ってブレード１０を移動させる第二変位駆動部７０と、を有し、第一切削制御部は、第一モードの切削において、第一変位駆動部６０によってブレード１０を移動させ、第二切削制御部は、第二モードの切削において、第二変位駆動部７０によってブレード１０を移動させてもよい。この場合、第一変位駆動部６０及び第二変動駆動部を組み合わせた簡素な構成によって、第一モードの切削及び第二モードの切削によるバリの抑制を容易に図ることができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

１…鋸断装置、１０…ブレード、１１…鋸歯、１２…周縁、２０…駆動装置、５０…回転駆動部、ＲＤ１…第一循環方向、ＭＤ１…第一進行方向、ＭＤ２…第二進行方向、６０…第一変位駆動部、ＭＬ１…第一ライン、７０…第二変位駆動部、ＭＬ２…第二ライン、８０…高さ変更部。

Claims (4)

1. 鋸歯を周縁に有するブレードにより、ワークを鋸断する方法であって、
   前記ワークを切削した鋸歯が直ちに前記ワーク外に出るように前記ブレードを駆動させる第一モードの切削により、前記ワークに切込溝を形成することと、
   前記ワークを切削した鋸歯が前記切込溝を経て前記ワーク外に出るように前記ブレードを駆動する第二モードの切削により、前記ワークを鋸断することと、を含み、
   前記ワークは、前記第一モードの切削において、前記ワークを切削する鋸歯が前記ワーク内に入る第二面と、前記ワーク内に入った鋸歯が前記ワーク外に出る第一面と、を有し、
   前記第二モードの切削においては、前記ワークを切削する鋸歯が前記第一モードの切削の終了時点における前記第二面から前記ワーク内に入り、前記切込溝を経て前記ワーク外に出る状態から、前記ワークを切削する鋸歯が前記第一モードの切削の終了時点における前記第一面から前記ワーク内に入り、前記切込溝を経て前記ワーク外に出る状態に移行する、鋸断方法。
2. 前記ブレードを前記切込溝内に位置させた状態で、前記第一モードの切削を前記第二モードの切削に移行させることを更に含む、請求項１記載の鋸断方法。
3. 鋸歯を周縁に有するブレードと、
   前記ブレードを駆動する駆動装置と、
   ワークを切削した鋸歯が直ちに前記ワーク外に出るように前記ブレードを駆動させる第一モードの切削により、前記ワークに切込溝を形成するように前記駆動装置を制御する第一切削制御部と、
   前記ワークを切削した鋸歯が前記切込溝を経て前記ワーク外に出るように前記ブレードを駆動する第二モードの切削により、前記ワークを鋸断するように前記駆動装置を制御する第二切削制御部と、
   前記ブレードを前記切込溝内に留めた状態で、前記第一モードの切削を前記第二モードの切削に移行させるように前記駆動装置を制御する移行制御部と、を備え、
   前記ワークは、前記第一モードの切削において、前記ワークを切削する鋸歯が前記ワーク内に入る第二面と、前記ワーク内に入った鋸歯が前記ワーク外に出る第一面と、を有し、
   前記第二切削制御部は、前記ワークを切削する鋸歯が前記第一モードの切削の終了時点における前記第二面から前記ワーク内に入り、前記切込溝を経て前記ワーク外に出る状態から、前記ワークを切削する鋸歯が前記第一モードの切削の終了時点における前記第一面から前記ワーク内に入り、前記切込溝を経て前記ワーク外に出る状態に移行するように前記駆動装置を制御する、鋸断装置。
4. 前記ワークは略矩形の断面形状を有し、
   前記駆動装置は、
   前記周縁に沿った第一循環方向に前記鋸歯を循環させるように、前記周縁の中心を通る回転軸線まわりに前記ブレードを回転させる回転駆動部と、
   前記回転軸線に垂直な第一進行方向に沿って前記ブレードを移動させる第一変位駆動部と、
   前記回転軸線に垂直で前記第一進行方向に交差する第二進行方向に沿って前記ブレードを移動させる第二変位駆動部と、を有し、
   前記第一切削制御部は、前記第一モードの切削において、前記第一変位駆動部によって前記ブレードを移動させ、
   前記第二切削制御部は、前記第二モードの切削において、前記第二変位駆動部によって前記ブレードを移動させる、請求項３記載の鋸断装置。