DE3102766C2

DE3102766C2 - Metallbandsäge

Info

Publication number: DE3102766C2
Application number: DE3102766A
Authority: DE
Inventors: Tadahiro Amagasaki Hyogo Sugimoto
Original assignee: DAITO SEIKI Co Ltd OSAKA JP
Current assignee: DAITO SEIKI Co Ltd OSAKA JP
Priority date: 1980-01-31
Filing date: 1981-01-28
Publication date: 1986-08-21
Also published as: JPS5852770B2; DE3102766A1; JPS56107825A; US4369686A

Abstract

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe durch die Schaffung einer Metallsägemaschine gelöst, zu der die nachstehend genannten Teile gehören, und zwar ein gegenüber einem zu sägenden Werkstück senkrecht bewegbarer Führungsrahmen, ein in der Schnittebene gegenüber dem Werkstück hin- und herbewegbarer Sägeblatt-Träger, zwei Servozylinder, von denen der eine auf dem linken Teil und der andere auf dem rechten Teil des Sägeblatt-Trägers angeordnet ist, wobei jeder Servozylinder an einem Ende mit dem Führungsrahmen durch ein erstes Gelenk verbunden ist, während das entgegengesetzte Ende mit dem Sägeblatt-Träger durch ein zweites Gelenk verbunden ist, ferner eine Schaukelbewegungs-Steuereinrichtung zum abwechselnden Verändern des Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Gelenk bei jedem der beiden Servozylinder sowie eine Führungseinrichtung, die verhindert, daß sich der Sägeblatt-Träger in waagerechter Richtung gegenüber der Schnittlinie des Sägeblatts verlagert, während dieses seine Schaukelbewegung ausführt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Metallbandsäge, deren Sägeband über Rollen in einem Sägebandträger geführt ist, der, während das Sägeband ein auf einem Bett festgelegtes Werkstück durchschneidet, in der Schnittebene eine Schaukelbewegung ausführt

Wenn bei einer MetaJlbandsäge das Sägeband gemäß F i g. 1 längs einer waagerechten Linie gegenüber dem Werkstück bewegt wird, ist für diese Bewegung ein großer Kraftaufwand notwendig, sobald das Sägeband auf einer größeren Länge 1 am Werkstück angreift Dabei besteht die Gefahr, daß das Sägeband durchrutscht Bei

ίο einer bekannten Metallbandsäge, von der die Erfindung ausgeht (»Industrie-Anzeiger« Essen v. 1.7.1955, S. 6 und 7), führt das Sägeband während des Schnittes eine Schaukelbewegung aus, so daß sich die Schnittlänge und der erforderliche Schnittdruck verringern. Wenn dabei, wie bei einer anderen bekannten Metallbandsäge, die Schaukelbewegung durch einen Kurbeltrieb erzeugt wird (JP-PS 54-1 37 786), ist es mit diesem Antrieb für die Schaukelbewegung aber nicht möglich, die Schnittstelle des Sägebandes etwa auf einem Kreisbogen durch das Werkstück wandern zu lassen, es ergibt sich vielmehr eine Linie, bestehend aus zwei geraden Abschnitten, die durch einen bogenförmigen Abschnitt verbunden sind (F i g. 2). Die geraden Abschnitte ergeben wiederum die bei einer geradlinigen Bewegung des Sägebandes aufgezeigten Nachteile. Wenn keine einem Kreisbogen ähnelnde Schnittlinie vorhanden ist, variiert die Berühru:,gslänge zwischen der Schneide des Sägeblatts und dem Werkstück während der Schwenkbewegung des Sägeblatts in der F i g. 2 bei / dargestellten Weise. Außerdem ergeben sich unterschiedliche Schwenkgeschwindigkeiten zwischen dem mittleren Abschnitt und den Endabschnitten der Schnittlinie, und es ist schwierig, die Maschine in der gewünschten Weise einzustellen. Ferner ist ein relativ großer Abstand zwisehen dem Kurbeltrieb und dem arbeitenden Teil des Sägebandes erforderlich. Infolgedessen besteht die Gefahr, daß während des Sägevorgangs ein großes Kraftmoment auftritt und daß daher der Sägebandträger unerwünschte Schwingungen ausführt, die so verstärkt werden, daß eine Geräuschbelästigung entsteht und sich beim Sägen Ungenauigkeiten ergeben.

Zur Beseitigung dieser Nachteile liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für die Schaukelbewegung zu schaffen, mit dem ein stoß- und vibrationsfreier Betrieb möglich ist und der sich in einfacher Weise auf die gewünschte Schnittlinie einstellen läßt.

Hierzu sind erfindungsgemäß die in dem Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale vorgesehen.

Durch die wechselseitige Steuerung der Druckmittelzu- und -abfuhr ist es möglich, die Bahn, auf der das Sägeband bei der Schaukelbewegung geführt wird, zu bestimmen und den Wirkungsgrad des Sägevorganges zu beeinflussen. Wenn das Sägeband das Werkstück längs einer idealen kreisbogenähnlichen Bahn durchscneidet, während es seine Schaukelbewegung ausführt, bleibt die Länge /(F i g. 3) desjenigen Teils des Sägebandes, welcher jeweils in Berührung mit dem Werkstück steht, konstant. Dies erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn das Werkstück große Abmessungen hat oder aus einem harten Material, z. B. nichtrostendem Stahl, besteht. Die Schaukelbewegung des Sägebandes wird mit Hilfe der Servomotoren herbeigeführt, ohne daß eine große Steuerkraft benötigt wird, so daß es möglich ist, eine mechanische Einrichtung von kleinen Abmessungen und geringem Gewicht zu verwenden. Da die Führungseinrichtung auf der Schnittlinie des Sägebandes angeordnet ist, ruft selbst das Gewicht des Sägebandträgers kein besonders großes Kraftmoment

hervor, und die Schnittbelastung führt nur zu einer verr^chlässigbaren Reaktionskraft in dem Schlitz der Führungseinrichtung. Dies hat zur Folge, daß das Sägeband stoßfreie Schaukelbewegungen ausführen kann, ohne daß unerwünschte Schwingungen auftreten, und daß sich der Sägevorgang geräuschlos unter Erzielung eines hohen Wirkungsgrades abspielt.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Hauptanspruchs gekennzeichnet Insbesondere ergibt die im Anspruch 2 angegebene Steuerung der Druckmittelversorgung für die Servomotoren einen besonders einfachen und auf die gewünschte Schnittlinienform einstellbaren Antrieb für die Schaukelbewegung des Sägebandträgers. Die weiteren Unteransprüche sind auf vorteilhafte Möglichkeiten für die Anordnung der Nockensteuerung und die Ausbildung des Nockenantriebes gerichtet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen uäher erläutert. Es zeigt

. F i g. 1 einen Querschnitt eines Werkstücks, das mittels eines sich waagerecht bewegenden Sägebandes gemäß dem Stand der Technik durchgesägt wird;

F i g. 2 einen Querschnitt eines Werkstücks, das mittels eines Sägebandes durchgesägt wird, welches mit Hilfe einer bekannten Einrichtung hin- und hergeschwenkt wird;

F i g. 3 einen Querschnitt eines Werkstücks, das mittels eines Sägebandes durchgesägt wird, welches auf erfindungsgemäße Weise hin- und hergeschwenkt wird;

F i g. 4 die Vorderseite einer erfindungsgemäßen Metallbandsäge;

F i g. 5 eine Seitenansicht der Metallbandsäge nach Fig. 4;

Fig.6 eine Darstellung der Vorderseite der Metallbandsäge nach F i g. 4 zur Veranschaulichung der Wirkungsweise;

F i g. 7 eine hydraulische Schaltung und

F i g. 8 einen vergrößerten Axialschnitt eines Steuerventils, der die Beziehung zwischen dem Steuerventil und einer nockenähnlichen Platte veranschaulicht

Gemäß F i g. 4 ist auf einem Bett 1 ein Schraubstock mit zwei Backen 2 zum Einspannen eines Werkstücks G montiert. Das Bett 1 trägt zwei nach oben ragende Säulen 3 und 4, von denen die Säule 3 als Hauptsäule bezeichnet wird, während es sich bei der Säule 4 um eine Hilfssäule handelt. Auf den Säulen 3 und 4 ist ein Führungsrahmen 5 so gelagert, daß er mit Hilfe eines hydraulischen Vorschubzylinders 6 (F i g. 5) in senkrechter Richtung bewegt werden kann. Der Führungsrahmen 5 ist mit zwei Steuerventilen 7 und 8 versehen, zu denen nach unten ragende Fühler83 (Fig.8) gehören. Ferner ist ein Sägebandträger 9 vorhanden, auf dem zwei Rollen 10 und 11 gelagert sind, über welche ein endloses Sägeband 12 läuft, mit dem die Sägebandführungen 13 und 14 zusammenarbeiten, mittels welcher der arbeitende Teil des Sägebands gegenüber dem Werkstück G in eine aufrechte Lage gebracht wird, damit es von oben nach unten in das Werkstück einschneidet.

Der Sägebandträger 9 läßt sich auf dem Führungsrahmen 5 mit Hilfe zweier Servomotoren 17 und 18 sowie einer Führungseinrichtung 19 so bewegen, daß er Bewegungen ähnlich denjenigen einer Schaukel ausführen kann. Der Servomotor 17 ist auf einem Bock 20, der an dem Führungsrahmen 5 befestigt ist, mittels eines Gelenkbolzens 22 schwenkbar gelagert, und die zugehörige Kolbenstange 24 ist mit dem Sägebandträger 9 durch einen Gelenkbolzen 26 verbunden. Entsprechend ist der Servomotor 18 einerseits mit dem Führungsvahmen 5 durch einen Gelenkbolzen 23 und mit dem Sägebandträger 9 durch einen Gelenkbolzen 27 verbunden; zu dem Servomotor 18 gehören gemäß F i g. 4 ein Lagerbock 21 und eine Kolbenstange 25. Zu der Führungseinrichtung 19 gehört ein senkrechter Schlitz 28 des Sägebandträgers 9 und ein gegenüber dem Führungsrahmen 5 vorspringender Ansatz 29, der in den Schlitz 28 eingreift, um die genannten Teile zusammenzuhalten. Die Führungseinrichtung 19 ist in Fluchtung mit der Schnittlinie des Sägebands 12 angeordnet

Der Sägebandträger 9 ist mit einem Nockenträger versehen, zu dem eine Antriebseinrichtung 30, Kolbenstangen 31 und Nocken 32 und 33 gehören. Der Nocken 32 arbeitet mit dem Steuerventil 7 zusammen, während der Nocken 33 mit dem Steuerventil 8 zusammenarbeitet. Die Nocken weisen symmetrisch geformte geneigte Flächen auf, die ständig in Anlage an den Kolbenschieber 82 der Steuerventile 7 und 8 gehalten werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist jeder Nokken gemäß F i g. 8 eine gleichmäßig gekrümmte Fläche auf. Die Höhe und die Krümmung jeder Nockenfläche wird auf der Grundlage einer Berechnung der gewünschten kreisbogenförmigen Linie ermittelt, längs welcher sich das Sägeband gegenüber dem Werkstück bewegen soll, so daß es möglich ist, das Sägeband zu veranlassen, sich längs einer idealen Linie zu bewegen.

F i g. 7 zeigt die hydraulische Schaltung, zu der die beschriebenen Elemente gehören, und Fig.8 veranschaulicht die Beziehung zwischen einem der Steuerventile und dem zugehörigen Nocken, wobei auch die innere Konstruktion des Steuerventils mit weiteren Einzelheiten dargestellt ist.
Zu jedem Steuerventil gehören ein Ventilkörper 81, ein in diesem gleitend geführter Kolbenschieber 82, der an seinem freien Ende einen Fühler 83 trägt, sowie eine hinter dem Kolbenschieber angeordnete Schraubenfeder 84. Ferner weist jedes Steuerventil vier Anschlüsse P, T, A und B auf. Dem Anschluß P wird Drucköl durch eine Pumpe 71 zugeführt, und der Anschluß T ermöglicht es dem Drucköl, aus dem Ventilkörper 81 zu einem Behälter 72 zurückzuströmen. Die Anschlüsse A und B werden entsprechend der Stellung des Kolbenschiebers 82 in dem Ventilkörper geöffnet bzw. geschlossen. Wird der Kolbenschieber gegenüber seiner in F i g. 8 gezeigten Gleichgewichtsstellung nach unten bewegt, wird das Drucköl über den Anschluß P dem Anschluß A zugeführt, während der Anschluß B das Öl zu dem Behälter 72 zurückströmen läßt Wird der Kolbenschieber nach oben bewegt, wird das Drucköl über den Anschluß P dem Anschluß B zugeführt, während der Anschluß A dazu dient, das öl zu dem Behälter 72 zurückzuleiten. Der Kolbenschieber weist Ringnuten auf, welche die erforderlichen Verbindungen zwischen den Anschlüssen P, T, A und B herstellen.

Das linke Steuerventil 7 steuert den linken Servomotor 17, während das rechte Steuerventil 8 den rechten Servomotor 18 steuert; diese Steuerung erfolgt mit Hilfe des hydraulischen Kreises nach F i g. 7. Der Anschluß A des Steuerventils 7 steht mit dem Servomotor 17 über einen Schlauch 34 in Verbindung, der an das untere Ende des Servomotors angeschlossen ist, während der Anschluß B mit dem Servomotor 17 durch einen Schlauch 35 verbunden ist, der zum oberen Ende des Servomotors führt. Das rechte Steuerventil 8 steht mit dem Servomotor 18 über Schläuche 36 und 37 entsprechend der bezüglich des linken Steuerventils 7 gegebenen Beschreibung in Verbindung.

Gemäß Fig.4 sei nunmehr angenommen, daß die Kolbenstange 31 der Antriebseinrichtung 30 aus ihrer gezeigten Stellung nach rechts gedrückt wird. Hierbei wird der Berührungspunkt zwischen dem Fühler des Steuerventils 7 und dem Nocken 32 allmählich nach unten verlagert, so daß sich auch der Kolbenschieber dieses Servoventil nach unten bewegt. Hierbei wird das durch die Pumpe 71 geförderte öl von dem Anschluß P aus über den Anschluß A zum unteren Teil des Servomotors 17 geleitet. Das im oberen Teil dieses Servomotors enthaltene Öl wird gezwungen, über die Anschlüsse B und T zu dem Behälter 72 zurückzuströmen, so daß sich die Kolbenstange 24 des Servomotors 17 allmählich nach oben bewegt, um den Abstand zwischen den beiden Geienkboizen 22 und 26 zu vergrößern. is

Andererseits bewegt sich der Berührungspunkt zwischen dem rechten Steuerventil 8 und dem Nocken 33 allmählich nach oben, so daß sich die Kolbenstange 25 ' des rechten Servomotors 18 nach unten bewegt, um den Abstand zwischen den Gelenkbolzen 23 und 27 zu verkleinern, so daß der Sägebandträger in der aus F i g. 6 ersichtlichen Weise nach rechts geneigt wird. Da die Führungseinrichtung 19 in Fluchtung mit der Schnittlinie des Sägebands angeordnet ist, wird der Sägebandträger daran gehindert, sich unter der Wirkung seines Gewichtes und/oder des Schnittwiderstandes zu veriagern. Außerdem besteht nicht die Gefahr, daß das Kraftmoment eine zu große Kraft auf das Sägeband sowie die übrigen mechanischen Teile ausübt, was erwünscht ist, da schon eine geringe, auf den Schnittwiderstand zurückzuführende Reaktionskraft in dem Schlitz 28 der Führungseinrichtung 19 zur Wirkung kommt.

Wird die Kolbenstange 3ί der Antriebseinrichtung 30 gemäß F i g. 4 nach links gedrückt so daß das Drucköl gezwungen wird, in der entgegengesetzten Richtung zu strömen, wird die Kolbenstange 24 des linken Servomotors 17 nach unten gedrückt während sich die Kolbenstange 25 des rechten Servomotors 18 nach oben bewegt Somit wird der Sägebandträger 9 entgegen dem Uhrzeigersinne geschwenkt so daß er in seine Ausgangsstellung nach F i g. 4 zurückkehrt Auf diese Weise wird der Sägebandträger 9 ähnlich einer Schaukel innerhalb der durch die Führungseinrichtung 19 festgelegten Grenzen geschwenkt

Gewöhnlich ist es nicht leicht einen Sägebandträger zu veranlassen, Schaukelbewegungen auszuführen; wegen des großen Gewichts und des Schnittwiderstandes des Sägebands wird eine relativ hohe Antriebsleistung benötigt Bei der Metallbandsäge gemäß der Erfindung wird die Betätigungskraft auf einfache Weise mit Hilfe von Servomotoren aufgebracht und die Schaukelbewegung läßt sich leicht mit Hilfe der Nocken 32, 33, der Antriebseinrichtung 30 und der Führungseinrichtung 19 steuern. Diese Einrichtungen sind bei geringem Gewicht von einfacher Konstruktion und werden keinen hohen Beanspruchungen ausgesetzt

Die Profilform der Nockenfläche der beiden Nocken bestimmt die Form der Bahn, längs welcher das Sägeband bewegt wird. Wie erwähnt, kann man diese Profilform nach Wunsch wählen. Haben die Nocken die in • Fig.8 dargestellte Profilform, bewegt sich das Sägeband gegenüber dem Werkstück längs einer nahezu vollkommenen kreisbogenähnlichen Bahn.

Bei einer abgeänderten Anordnung kann man die Antriebseinrichtung 30 durch einen Zahnstangentrieb ersetzen, der durch einen Elektromotor angetrieben wird. Hierbei wird die Zahnstange zwischen den Steuerventilen hin- und herbewegt

Eine weitere Alternative besteht darin, einen großintegrierten Mikroprozessor in Verbindung mit einem Festwertspeicher zu verwenden, so daß man periodische Signale erhält, die als Bezugswert verwendet werden, um das Ausmaß der Verlagerung des Sägebändträgers zu messen, die auf seine Schaukelbewegung zurückzuführen ist. Dann wird auf elektrischem Wege eine selbsttätige Regelung herbeigeführt, um den gemessenen Wert in Übereinstimmung mit einem Bezugswert zu bringen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Metallbandsäge, deren Sägeband über Rollen in einem Sägebandträger geführt ist, der, während das Sägeband ein auf einem Bett festgelegtes Werkstück durchschneidet, in der Schnittebene eine Schaukelbewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sägebandträger (9) in einem vertikal verschiebbaren Führungsrahmen (5) von zwei aus je einem Zylinder und einem Kolben bestehenden hydraulischen Servomotoren (17, 18) gehalten ist, deren Zylinder mit dem Führungsrahmen (5) und deren Kolbenstangen (24,25) mit dem Sägebandträger (9) oder umgekehrt über Gelenke (22, 23, 26, 27) verbunden sind, daß zur Erzeugung der Schaukelbewegung des Sägebandträgers (9) der Abstand der Gelenke (22, 26) des einen Servomotors (17) im Wechsel mit dem Abstand der Gelenke (23,27) des zweiten Servomotors (18) durch Steuerung der Druckmittelzu- bzw. -abfuhr vergrößert bzw. verringert wird und daß der Sägebandträger (9) in einer eine waagerechte Bewegung gegenüber dem Führungsrahmen (5) verhindernden, eine vertikale Bewegung jedoch zulassenden Einrichtung (19) geführt ist.

2. Metallbandsäge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Druckmittelzu- und -abfuhr zwei durch eine Antriebseinrichtung (30) in Längsrichtung des Sägebandträgers (9) verschiebbare Nocken (32, 33) vorgesehen sind, die nach einer den Verlauf der Bahn des Sägebandträgers (9) bestimmenden Steuerkurve geformt und von je einem Steuerventil (7, H) abtastbar sind, die die Zuführung des Druckmitteis zu den Servomotoren (17, 18) zur Erzeugung der Schaukelbewegung steuern.

3. Metallbandsäge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (30) und die Nocken (32,33) auf dem Sägebandträger (9) und die Steuerventile (7, 8) an dem Führungsrahmen (5) angeordnet sind.

4. Metallbandsäge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (30) und die Nocken (32,33) an dem Führungsrahmen (5) und die Steuerventile (7, 8) an dem Sägebandträger (9) angeordnet sind.

5. Metallbandsäge nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (30) zum Verschieben der Nocken (32, 33) aus einem Hydraulikzylinder mit an beiden Zylinderenden herausgeführten Kolbenstangen (31) besteht, die an den Nocken (32,33) angreifen.

6. Metallbandsäge nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (30) zum Verschieben der Nocken (32, 33) aus einer durch einen Elektromotor hin- und herbewegten Zahnstange besteht.

7. Metallbandsäge naoh einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der Verlagerung des Sägebandträgers (9) bei dessen Schaukelbewegung in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Bezugswert steuerbar ist.