JP2004268176A - ワークの切削方法及び切削加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切削工具における刃先に溶着した構成刃先を強制的に除去してワークの切削を行う切削方法及び切削加工装置を提供する。
【解決手段】切削工具１３によるワークＷの切削時に、瞬間的に工具又はワークを僅かに逆回転することを複数回繰り返して前記切削工具１３における刃先１３Ｅに溶着した構成刃先５１を除去してワークの切削を行うワークの切削方法であり、瞬間的に回転工具１３を僅かに逆回転することは、前記回転工具１３が正回転して１回転する間繰り返し行われ、瞬間的に回転工具１３を僅かに逆回転することを複数回繰り返すことは、所定時間毎に行われるワークの切断方法である。そして、切削加工装置は回転工具を制御するための制御装置３９に、前記回転工具１３によるワークの切削時に瞬間的に回転工具１３を僅かに逆回転するための逆回転指令を駆動モータ３５に出力する逆回転指令手段４５を備えた構成である。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転工具によるワークの切削方法及び切削加工装置に係り、さらに詳細には、回転工具における刃先に溶着した構成刃先を除去してワークの切削を行うことのできる切削方法及び切削加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、切削加工装置の一例としての帯鋸盤において、ワークの切削時に回転工具としての帯鋸刃に付着した切粉は、回転するワイヤブラシを帯鋸刃における鋸歯に作用することによって除去されている。しかし、従来は帯鋸刃における鋸歯の刃先に構成刃先が溶着した場合、前記ワイヤブラシによって構成刃先を除去することは難しいので、鋸歯の刃先に構成刃先が溶着したような場合は、除去することなくそのままの状態でワークの切断を行っているのが現状である。
【０００３】
ところで、ダイヤモンド切削工具において構成刃先の発生を防止する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−３２０３０４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のように、回転工具における刃先に構成刃先が溶着した状態のままでワークの切削を行うと、ワークの切削面の精度が低下するという問題がある。
【０００６】
前記特許文献１に記載の発明は、ダイヤモンド工具におけるすくい面に相当する多結晶ダイヤモンド膜の表面を、被削材との親和性の少ない窒化硼素膜で被覆することにより溶着の発生を防止するものであり、構成刃先が刃先に溶着した後の除去作用は難しいものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたものであり、請求項１に係る発明は、ワークに対して工具を相対的に回転駆動してワークの切削を行う方法であって、前記工具によるワークの切削時に、瞬間的に工具を相対的に僅かに逆回転して前記工具における刃先に溶着した構成刃先を除去してワークの切削を行うワークの切削方法である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のワークの切削方法において、工具は回転工具であり、瞬間的に回転工具を僅かに逆回転することは、前記回転工具が正回転して１回転する間繰り返し行われるワークの切削方法である。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のワークの切削方法において、瞬間的に回転工具を僅かに逆回転することを複数回繰り返すことは、所定時間毎に行われるワークの切削方法である。
【００１０】
請求項４に係る発明は、回転自在に備えた回転工具の回転又はワークの回転を制御するための制御装置に、ワークの切削時に瞬間的に回転工具又はワークを僅かに逆回転するための逆回転指令を駆動モータに出力する逆回転指令手段を備えた構成である。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の切削加工装置において、前記逆回転指令手段は、逆回転開始指令を出力する逆回転開始指令出力手段と、この逆回転開始指令出力手段の出力を入力して逆回転開始指令の出力を短時間に複数回繰り返す指令出力繰り返し手段とを備えているものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明すると、切削加工装置として、エンドレス状の帯鋸刃を回転工具として備えた帯鋸盤を例示して説明するが、本発明は帯鋸盤に限るものではなく、回転工具によってワークの切削を行う工作機械全般を包含するものである。
【００１３】
ワークの切削を行う切削工具（回転工具）の一例としての帯鋸刃を備えた帯鋸盤としては、主として横型帯鋸盤及び竪型帯鋸盤があり、また横型帯鋸盤及び竪型帯鋸盤には種々の形式のものがあり、かつ公知であるが、理解を容易にするために、横型帯鋸盤を例示して全体的構成について概略的に説明すると、図３に示すように、切削加工装置の一例としての横型帯鋸盤１は、ベース３を備えており、このベース３上には切断すべきワークＷを固定自在のバイス装置５が装着してある。このバイス装置５は、ワークＷを支持するバイスベッド７上に固定バイスジョー９Ａと可動バイスジョー９Ｂとを対向して備えた構成であって、前記可動バイスジョー９Ｂを作動するための油圧シリンダ１１を備えている。そして、前記ベース３上には、前記ワークＷを切断するための回転工具（切削工具）の一例としての帯鋸刃１３を備えた鋸刃ハウジング１５が上下動自在に設けられている。
【００１４】
すなわち、この例においては、前記ベース３上に立設したガイドポスト１７に、前記鋸刃ハウジング１５に一体的に備えた昇降部材１９が上下動自在に案内されている。そして、前記鋸刃ハウジング１５を上下動するために、昇降用油圧シリンダ２１が設けられている。さらに、横型帯鋸盤１には、ワークＷに対する帯鋸刃１３の切込み位置を検出するために、前記鋸刃ハウジング１５の上下動位置を検出してワークＷに対する帯鋸刃１３の切込み位置を検出するための切込み位置検出装置２３が設けられている。
【００１５】
上記切込み位置検出装置２３は、例えばガイドポスト１７に設けた上下方向のリニアスケースと検出ヘッドの構成や、ラックに噛合したピニオンによってロータリーエンコーダを回転する構成等とすることができ、鋸刃ハウジング１５が上下方向に揺動する形式においては鋸刃ハウジングのヒンジ部にロータリーエンコーダを設ける構成とすることができるものであり、種々の構成が採用されている。
【００１６】
前記鋸刃ハウジング１５は左右方向に長いビーム部材２５の左右両側部にホイールハウジング２７Ａ，２７Ｂを備えた構成であって、一方のホイールハウジング２７Ａ内には駆動ホイール２９を回転自在に備え、他方のホイールハウジング２７Ｂ内には従動ホイール３１を回転自在に備えた構成である。そして、前記駆動ホイール２９と従動ホイール３１とに前記帯鋸刃１３を掛回した構成であって、前記両ホイールハウジング２７Ａ，２７Ｂの間には、帯鋸刃１３における歯先をワークＷの方向に指向保持して帯鋸刃１３を案内保持する帯鋸刃案内装置３３が設けられている。
【００１７】
前述のごとき構成において、前記駆動ホイール２９を回転駆動するための鋸刃駆動モータとしてのモータ３５は前記ホイールハウジング２７Ａの背面に装着してあり、このモータ３５の出力軸３７と前記駆動ホイール２９とは直結してある。上記モータ３５は、サーボモータよりなるものであり、正回転，逆回転の指令に対して応答性が良いものである。
【００１８】
前記帯鋸盤１は、例えばＣＮＣ装置のごとき制御装置３９の制御の下に動作されるものであり、この制御装置３９は、本実施形態に係る主要部の構成として、前記モータ３５の回転方向及び回転速度を制御するためのモータ制御手段４１（図２参照）を備えている。このモータ制御手段４１には、加工プログラムに従って前記モータ３５の正回転を制御する正回転制御手段４３を備えている。
【００１９】
また、前記制御装置３９には、前記サーボモータ３５に対して逆回転指令を出力するための逆回転指令手段４５を備えている。この逆回転指令手段４５は、前記正回転制御手段４３の制御の下にサーボモータ３５が正回転し、帯鋸刃１３によりワークＷの切削を行っているとき、前記サーボモータ３５及び帯鋸刃１３を瞬間的に僅かに逆回転する作用をなすものである。
【００２０】
前記逆回転指令手段４５には、ワークＷの切断（切削）加工時に、所定時間毎に逆回転開始指令を出力する逆回転開始指令出力手段４７を備えると共に、この逆回転開始指令出力手段４７の出力を入力して逆回転指令の出力を短時間に複数回繰り返す指令出力繰り返し手段４９を備えている。
【００２１】
以上のごとき構成において、制御装置３９の制御の下にサーボモータ３５を回転して帯鋸刃１３を走行駆動すると共に、昇降用油圧シリンダ２１の動作を制御して鋸刃ハウジング１５を下降すると、帯鋸刃１３によって、バイス装置５に挾持固定されているワークＷの切断加工（切削加工）が行われることになる。
【００２２】
そして、帯鋸刃１３によるワークＷの切削時には、図１に示すように、帯鋸刃１３における各鋸歯１３Ｔにおける刃先１３Ｅに構成刃先５１が溶着すると、上記構成刃先５１は成長し脱落することが繰り返される。この場合、ワークＷの切削は、鋸歯１３Ｔの刃先１３Ｅによる切削ではなく、前記刃先１３Ｅに溶着した構成刃先５１による切削であるので、切削が不安定であり、切削面精度が悪化する傾向にある。
【００２３】
ところで、帯鋸刃１３によるワークＷの切削を行うと、前記帯鋸刃１３における各鋸歯の刃先１３Ｅが次第に摩耗し、前記刃先１３Ｅに構成刃先５１が溶着し易くなるものである。上述のように、帯鋸刃１３における刃先１３Ｅが次第に摩耗すると、切削抵抗が次第に大きくなるので、例えば駆動モータ３５の負荷電流を検出することにより、帯鋸刃１３における刃先１３Ｅの摩耗をある程度予測可能なものである。
【００２４】
そして、前述したように、帯鋸刃１３における各鋸歯１３Ｔにおける刃先１３Ｅに対する構成刃先５１の溶着−成長−脱落を繰り返すと、切削抵抗が大きく変動するので、前記モータ３５の負荷を検出することにより、刃先１３Ｅに構成刃先５１が溶着するようになったか否かを検知できるものである。
【００２５】
そこで、本実施形態においては、ワークＷの切断が開始され、切削抵抗が次第に大きくなって予め設定値に達したとき、又は構成刃先５１の成長、脱落が検知されたとき、或は逆回転開始指令出力手段４７に予め設定した初期設定時間が経過すると、指令出力繰り返し手段４９に対して逆回転開始指令が出力される。そして、指令出力繰り返し手段４９に逆回転開始指令が入力されると、指令出力繰り返し手段４９は、サーボモータ３５に対して逆回転指令を短時間に複数回繰り返して出力するものである。
【００２６】
したがって、ワークＷの切削を行っている帯鋸刃１３は、図１（Ｂ）に示すように、瞬間的に停止され、そして僅かに逆回転されるものである。この際、鋸歯１３Ｔの刃先１３Ｅに溶着した状態にある構成刃先５１は切削時の発熱により高温状態にあり、かつワークＷの切削面を擦り乍ら逆走することとなるので、前記構成刃先５１は鋸歯１３Ｔの刃先１３Ｅから脱落されるものである。
【００２７】
ところで、前記逆回転開始指令出力手段４７に設定された前記初期設定時間は、帯鋸刃１３の種類及びワークＷの材質，形状寸法等により経験的に定められるものである。そして、前記逆回転開始指令手段４７は、以降は経験的に定められた所定時間毎に逆回転開始指令を出力するものである。したがって、構成刃先５１は大きく成長する前に脱落されるようになるものである。
【００２８】
また、前記指令出力繰り返し手段４９から出力される逆回転指令は、帯鋸刃１３における鋸歯１３Ｔの刃先１３Ｅに溶着した構成刃先５１を脱落させるに充分な距離だけ帯鋸刃１３を逆回転させるもので、例えば帯鋸刃１３における鋸歯１３Ｔの１ピッチ以内の僅かな距離を帯鋸刃１３が逆走する程度の逆回転で良いものである。そして、繰り返しの間隔は、正回転によりワークＷの切削長に相当する距離だけ帯鋸刃１３が進行する時間に相当する間隔であり、その繰り返し回数は、［繰り返し回数×切削長≧帯鋸刃１３の周長］の関係になる回数である。
【００２９】
既に理解されるように、帯鋸盤１においてワークＷの切断を開始した後、帯鋸刃１３を瞬間的に僅かに逆回転して、帯鋸刃１３における鋸歯１３Ｔの刃先に溶着した構成刃先５１を強制的に脱落せしめるものであるから、構成刃先５１が大きく成長して自然に脱落することを防止でき、切断面のより良好な切断を行うことができるものである。
【００３０】
なお、回転工具が回転することとワークが回転することは相対的なものであるから、ワークの回転による切削加工時にはワークを瞬間的に逆回転しても良いものである。
【００３１】
【発明の効果】
以上のごとき説明より理解されるように、本発明によれば、回転工具（切削工具）によるワークの切削時に、回転工具における刃先に溶着した構成刃先を強制的に脱落せしめることができ、切断面のより良好な切削、切断を行うことができ、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る構成刃先の溶着，脱落の状態を示す作用説明図である。
【図２】切削加工装置における制御装置の主要部分の構成を概念的，概略的に示したブロック説明図である。
【図３】切削加工装置の一例としての帯鋸盤の全体的構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１３ 帯鋸刃（切削工具）
１３Ｔ 鋸歯
１３Ｅ 刃先
４５ 逆回転制御手段
５１ 構成刃先

Claims (5)

1. ワークに対して工具を相対的に回転駆動してワークの切削を行う方法であって、前記工具によるワークの切削時に、瞬間的に工具を相対的に僅かに逆回転して前記工具における刃先に溶着した構成刃先を除去してワークの切削を行うことを特徴とするワークの切削方法。
2. 請求項１に記載のワークの切削方法において、工具は回転工具であり、瞬間的に回転工具を僅かに逆回転することは、前記回転工具が正回転して１回転する間繰り返し行われることを特徴とするワークの切削方法。
3. 請求項２に記載のワークの切削方法において、瞬間的に回転工具を僅かに逆回転することを複数回繰り返すことは、所定時間毎に行われることを特徴とするワークの切削方法。
4. 回転自在に備えた回転工具の回転又はワークの回転を制御するための制御装置に、ワークの切削時に瞬間的に回転工具又はワークを僅かに逆回転するための逆回転指令を駆動モータに出力する逆回転指令手段を備えたことを特徴とする切削加工装置。
5. 請求項４に記載の切削加工装置において、前記逆回転指令手段は、逆回転開始指令を出力する逆回転開始指令出力手段と、この逆回転開始指令出力手段の出力を入力して逆回転開始指令の出力を短時間に複数回繰り返す指令出力繰り返し手段とを備えていることを特徴とする切削加工装置。

Images