JP2017527470A - 切込形成時のウォールソーシステムの制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
揺動角を減少させることにより、加工対象物に係合するソーブレードの円弧長が短縮し、即ち、加工対象物と係合する切込要素部の数が減少することになる。そして、ソーアームの揺動と次の揺動との間に行われる緩和切込作業により、加工対象物と係合するソーブレードの円弧長が更に短縮されることになる。
[h(±β1,j)・(D−h(±β1,j)]1/2−δ・sin(±β1,j)
で表される距離を有し、
h(±β1,j)=D/2−Δ−δ・cos(±β1,j)
が、j番目の中間揺動角とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す場合、使用ソーブレードの第1上方出口点の位置が第1端点の位置に一致し、揺動軸が第1端点に対し、
D/2−δ・sin(±β1,j)
で表される距離を有する場合、使用ソーブレードの第1ブレード縁部の位置が第1端点の位置に一致し、揺動軸が第1端点に対し、
Ba−δ・sin(±β1,j)
で表される距離を有する場合、使用ブレードガードの第1ブレードガード縁部の位置が第1端点の位置に一致する。
[h2・(D−h2)]1/2−δ・sin(±α2)
の移動距離だけソーヘッドを移動し、当該式中、
h2=h(±α2,D)=D/2−Δ−δ・cos(±α2)
は、第2メイン切込角とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す。ソーヘッドの移動により、ソーブレードは緩和された切込作業を行い、加工対象物に係合するソーブレードの部分が減少する。
[h2・(D−h2)]1/2−δ・sin(±α2)
で表される距離を有し、
h(±α2)=D/2−Δ−δ・cos(±α2)
が、第2ブレード径で、第2メイン切込角とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す場合、使用ソーブレードの第1上方出口点の位置が第1端点の位置に一致し、揺動軸が第1端点に対し、
D/2−δ・sin(±α2)
で表される距離を有する場合、使用ソーブレードの第1ブレード縁部の位置が第1端点の位置に一致し、揺動軸が第1端点に対し、
Ba−δ・sin(±α2)
で表される距離を有する場合、使用ブレードガードの第1ブレードガード縁部の位置が第1端点の位置に一致する。
[h(±β2,j)・(D−h(±β2,j)]1/2+δ・sin(±β2,j)
で表される距離を有し、
h(±β2,j)=D/2−Δ−δ・cos(±β2,j)
が、j番目の中間揺動角とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す場合、使用ソーブレードの第2上方出口点の位置が第2端点の位置に一致し、揺動軸が第2端点に対し、
D/2+δ・sin(±β2,j)
で表される距離を有する場合、使用ソーブレードの第2ブレード縁部の位置が第2端点の位置に一致し、揺動軸が第2端点に対し、
Bb+δ・sin(±β2,j)
で表される距離を有する場合、使用ブレードガードの第2ブレードガード縁部の位置が第2端点の位置に一致する。
[h2・(D−h2)]1/2−δ・sin(±α2)
の移動距離だけソーヘッドを移動し、当該式中、
h2=h(±α2,D)=D/2−Δ−δ・cos(±α2)
は、第2メイン切込角とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す。ソーヘッドの移動により、ソーブレードは緩和された切込作業を行い、加工対象物と係合するソーブレードの部分が減少する。
[h2・(D−h2)]1/2+δ・sin(±α2)
で表される距離を有し、
h(±α2)=D/2−Δ−δ・cos(±α2)
が、第2メイン切込角とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す場合、使用ソーブレードの第2上方出口点の位置が第2端点の位置に一致し、揺動軸が第2端点に対し、
D/2+δ・sin(±α2)
で表される距離を有する場合、使用ソーブレードの第2ブレード縁部の位置が第2端点の位置に一致し、揺動軸が第2端点に対し、
Bb+δ・sin(±α2)
で表される距離を有する場合、使用ブレードガードの第2ブレードガード縁部の位置が第2端点の位置に一致する。
D/2=h+Δ+δ・cos(α)
が成立し、式中、Dはソーブレード16のブレード径、hはソーブレード16の切込深さ、Δは揺動軸23と加工対象物24の上面53との垂直方向の距離、δはソーアーム17のアーム長、αは第1メイン切込角である。また、切込幅bについては、式
b2=(D/2)・8・h−4・h2=4・D・h−4・h2=4・h・(D−h)
が成立し、式中、hはソーブレード16の切込深さ、Dはソーブレード16のブレード径である。
X(58)=XRef+δX−b/2
が成立する一方、第2上方出口点59については、
X(59)=XRef+δX+b/2
が成立し、このとき、
b=[h・(D−h)]1/2,h=h(α,D)
である。
X(61)=XRef+δX・sin(−α)−D/2
が成立する一方、第2ブレード縁部62については、
X(62)=XRef+δX・sin(−α)+D/2
が成立する。一方、図3Bは、ソーアーム17が正の揺動方向55に揺動して正の揺動角α(0°〜+180°)の状態にあるウォールソー12を示している。第1ブレード縁部61については、
X(61)=XRef+δX・sin(α)−D/2
が成立する一方、第2ブレード縁部62については、
X(62)=XRef+δX・sin(α)+D/2
が成立する。
X(71)=XRef+δX・sin(−α)−Ba
が成立する一方、第2ブレードガード縁部72については、
X(72)=XRef+δX・sin(−α)+Bb
が成立する。一方、図4Bは、正の揺動角α(0°〜+180°)にあるソーアーム17と、ブレードガード幅Bのブレードガード21とを有したウォールソー12を示している。第1ブレードガード縁部71については、
X(71)=XRef+δX・sin(α)−Ba
が成立する一方、第2ブレードガード縁部72については、
X(72)=XRef+δX・sin(α)+Bb
が成立する。
[h1・(D1−h1)]1/2−δ・sin(−α1)
となっており、この式中、
h1=h(−α1,D1)=D1/2−Δ−δ・cos(−α1)
は、第1ブレード径D1で、負の第1メイン切込角−α1とするときの、使用中のソーブレード16の加工対象物24内への切込深さを示す。従って、第1メイン切込工程の場合には、第1ブレード径D1がブレード径Dに相当する。開始位置XStartにおいて、ソーアーム17を、揺動角0°の基本位置から、負の第1メイン切込角−α1へと負の揺動方向54に揺動する。負の第1メイン切込角−α1に揺動後、ブレードガード21の第1ブレードガード縁部71は、第1端点E1の障害物に接する。その後、ソーアーム17が負の第1メイン切込角−α1にあるソーヘッド14を、ソーブレード16が回転した状態で、前進方向56へと移動する(図5A)。この移動の際、ソーヘッド14の位置が、変位センサ33によって定期的に計測される。
[h1・(D1−h1)]1/2+δ・sin(−α1)
となるときに、ソーヘッド14を停止し、この式中、
h1=h(−α1,D1)=D1/2−Δ−δ・cos(−α1)
は、ブレード径Dに相当する第1ブレード径D1で、負の第1メイン切込角−α1とするときの、使用中のソーブレード16の加工対象物24内への切込深さを示している。この位置において、第2端点E2側のソーブレード16の第2上方出口点59の位置が第2端点E2の位置に一致する。
[h(−β2,1)・(D−h(−β2,1)]1/2+δ・sin(±β2,1)
で表される距離を有するように、移動方向28におけるソーヘッド14の位置を定め(図5B)、この式中、
h(−β2,1)=D/2−Δ−δ・cos(−β2,1)
は、中間揺動角−β2,1によるソーブレード16の加工対象物24内への切込深さを示している。この位置において、負の第1メイン切込角−α1から中間揺動角−β2,1にソーアーム17を揺動する(図5C)。図5Cに示すような位置決めを行う際には、ソーアーム17を中間揺動角−β2,1に揺動後の、第2端点E2側にある、ソーブレード16の第2上方出口点59の位置が、第2端点E2の位置に一致するように、距離の調整が行われている。
[h2・(D2−h2)]1/2
の移動距離だけ後進方向57にソーヘッド14を移動し(図5D)、この式中、
h2=h(−α2,D2)=D2/2−Δ−δ・cos(−α2)
は、ソーブレード径Dに相当する第2ブレード径D2で、負の第2メイン切込角−α2とするときの、ソーブレード16の加工対象物24内への切込深さを示している。次に、ソーヘッド14は、揺動軸23が第2端点E2に対し、
[h2・(D2−h2)]1/2+δ・sin(−α2)
で表される距離を有するように、移動方向28における位置が定められる。この位置において、ソーアーム17を中間揺動角−β2,1から負の第2メイン切込角−α2に揺動する(図5E)。このような位置決めを行う際には、ソーアーム17を負の第2メイン切込角−α2に揺動後の、第2端点E2側にある、ソーブレード16の第2上方出口点59の位置が、第2端点E2の位置に一致するように、距離が調整されている。
B2/2−δ・sin(−α2)
となるときに、ソーヘッド14を停止し、ブレードガード21の第1ブレードガード縁部71が第1端点E1の障害物に接する(図5F)。
B(2)/2−δ・sin(−90°)=B(2)/2+δ
となる。
[h3・(D3−h3)]1/2
の移動距離だけ移動し(図5H)、この式中、
h3=h(−α3,D3)=D3/2−Δ−δ・cos(−α3)=D3/2−Δ+δ
は、ソーブレード径Dに相当する第3ブレード径D3で、負の第3メイン切込角−α3とするときの、ソーブレード16の加工対象物24内への切込深さを示している。緩和切込作業を行った後、−90°の臨界揺動角αkritでソーヘッド14の移動を行い、その後で、中間揺動角−γ2,1から負の第3メイン切込角−α3にソーアーム17を揺動する(図5I)。
[h3・(D3−h3)]1/2+δ・sin(180°)=[h3・(D3−h3)]1/2
となるときに、ソーヘッド14を停止し、この式中、
h3=h(−α3,D3)=D3/2−Δ−δ・cos(180°)=D3/2−Δ+δ
は、ブレード径Dに相当する第3ブレード径D3で、負の第3メイン切込角−α3とするときの、使用中のソーブレード16の加工対象物24内への切込深さを示している。第2端点E2でのオーバーカットが許容される場合には、第2端点E2の部分の端部切込作業が、第3メイン切込工程の後で行われる。
Claims (14)
- 案内軌道(11)と、ウォールソー(12)とを備え、前記ウォールソー(12)は、ソーヘッド(14)と、前記案内軌道(11)に沿った移動方向(28)に前記ソーヘッド(14)を移動させる動力式の駆動ユニット(15)と、前記ソーヘッド(14)に設けられて揺動軸(23)周りに揺動可能なソーアーム(17)に取り付けられ、回転軸(19)周りに回転駆動される少なくとも1つのソーブレード(16)と、厚さ(d)を有した加工対象物(24)に対し、第1端点(E1)と第2端点(E2)との間で最終深さ(T)を有した切込部(51)を形成する際に前記ソーブレード(16)を囲う、少なくとも1つの着脱可能なブレードガード(21)とを有するウォールソーシステム(10)の制御方法であって、
前記ウォールソーシステム(10)のコントロールユニット(29)によって実行される切込制御の開始前に、前記少なくとも1つのソーブレード(16)のブレード径(D)と、前記移動方向(28)における前記第1端点(E1)及び前記第2端点(E2)の位置と、前記切込部(51)の前記最終深さ(T)と、mを2以上とするときにm個のメイン切込工程によるメイン切込処理の手順とを少なくとも設定し、前記メイン切込処理が、前記ソーアーム(17)の揺動角を第1メイン切込角(α1)、使用ソーブレードの径を第1ブレード径(D1)とする第1メイン切込工程と、前記第1メイン切込工程の後に行われ、前記ソーアーム(17)の揺動角を第2メイン切込角(α2)、前記使用ソーブレードの径を第2ブレード径(D2)とする第2メイン切込工程とを少なくとも備え、
前記コントロールユニット(29)によって実行される前記切込制御の際に、
前記ソーアーム(17)を、正または負の第1メイン切込角(±α1)に揺動した状態で前記第1メイン切込工程を実行し、
前記ソーアーム(17)を、正または負の第2メイン切込角(±α2)に揺動した状態で前記第2メイン切込工程を実行する
ウォールソーシステムの制御方法において、
前記第1メイン切込角(±α1)から新たなメイン切込角(±α1,±α2)への前記ソーアーム(17)の揺動を、少なくとも1つの中間揺動角(±β1,±β2)を用いて少なくとも2段階で行い、前記ソーアーム(17)を前記中間揺動角(±β1,±β2)に揺動するごとに、前記ソーブレード(16)による緩和切込作業を行う
ことを特徴とする制御方法。 - 前記第1メイン切込角(±α1)から前記新たなメイン切込角(±α1,±α2)への前記ソーアーム(17)の揺動は、jを1〜n−1のいずれかとするとき、n−1個の前記中間揺動角(±β1,j,±β2,j)を用いてn段階で行い、
前記中間揺動角(±β1,j,±β2,j)に揺動するごとに、前記ソーブレード(16)による前記緩和切込作業を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の制御方法。 - 前記ウォールソー(12)の前記コントロールユニット(29)によって実行される前記切込制御の開始前に、前記ソーアーム(17)の前記揺動軸(23)と前記ソーブレード(16)の前記回転軸(19)との距離として規定される前記ソーアーム(17)のアーム長(δ)、及び前記揺動軸(23)と前記加工対象物(24)の表面(53)との距離(Δ)を設定することを特徴とする請求項1または2に記載の制御方法。
- 前記切込制御の開始前に、前記第1メイン切込工程で用いる前記ブレードガード(21)に関する第1ブレードガード幅(B1)と、前記第2メイン切込工程で用いる前記ブレードガード(21)に関する第2ブレードガード幅(B2)とを定め、
前記第1及び第2ブレードガード幅(B1,B2)のそれぞれは、前記回転軸(19)から、前記ブレードガード(21)の第1ブレードガード縁部(71)までの第1距離(B1a,B2a)と、前記回転軸(19)から、前記ブレードガード(21)の第2ブレードガード縁部(72)までの第2距離(B1b,B2b)とからなる
ことを特徴とする請求項3に記載の制御方法。 - 前記第1メイン切込角(±α1)から前記新たなメイン切込角(±α1,±α2)への揺動を、前記第1端点(E1)側で行い、
jを1〜n−1のいずれかとするとき、前記ソーアーム(17)をj番目の前記中間揺動角(±β1,j)に揺動した後の、前記第1端点(E1)側にある、前記ウォールソー(12)の第1境界(58,61,71)の位置が、前記第1端点(E1)の位置に一致するように、j番目の段階における前記ソーヘッド(14)の位置を定め、
前記ウォールソー(12)の前記第1境界(58,61,71)は、
前記第1端点(E1)が障害物のない非制限端点の場合、前記加工対象物(24)の前記表面(53)における前記第1端点(E1)側の、前記使用ソーブレードの第1上方出口点(58)によって形成され、
前記第1端点(E1)に障害物があって、前記ブレードガード(21)を用いずに切込作業を行う場合、前記第1端点(E1)側の、前記使用ソーブレードの第1ブレード縁部(61)によって形成され、
前記第1端点(E1)に障害物があって、前記ブレードガード(21)を用いて切込作業を行う場合、前記第1端点(E1)側の、使用ブレードガードの第1ブレードガード縁部(71)によって形成される
ことを特徴とする請求項3または4に記載の制御方法。 - jを1〜n−1のいずれかとするとき、前記ソーアーム(17)を前記j番目の中間揺動角(±β1,j)に揺動した後で、
前記揺動軸(23)が前記第1端点(E1)に対し、
[h(±β1,j)・(D−h(±β1,j)]1/2−δ・sin(±β1,j)
で表される距離を有し、
h(±β1,j)=D/2−Δ−δ・cos(±β1,j)
が、前記j番目の中間揺動角(±β1,j)とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物(24)内への切込深さを示す場合、前記使用ソーブレードの前記第1上方出口点(58)の位置が前記第1端点(E1)の位置に一致し、
前記揺動軸(23)が前記第1端点(E1)に対し、
D/2−δ・sin(±β1,j)
で表される距離を有する場合、前記使用ソーブレードの前記第1ブレード縁部(61)の位置が前記第1端点(E1)の位置に一致し、
前記揺動軸(23)が前記第1端点(E1)に対し、
Ba−δ・sin(±β1,j)
で表される距離を有する場合、前記使用ブレードガードの前記第1ブレードガード縁部(71)の位置が前記第1端点(E1)の位置に一致する
ことを特徴とする請求項5に記載の制御方法。 - jを1〜n−1のいずれかとするとき、j番目の段階において、前記ソーアーム(17)を前記j番目の中間揺動角(±β1,j)に揺動した状態で、
[h2・(D−h2)]1/2−δ・sin(±α2)
の移動距離だけ前記ソーヘッド(14)を移動し、式中、
h2=h(±α2,D)=D/2−Δ−δ・cos(±α2)
は、前記第2メイン切込角(±α2)とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物(24)内への切込深さを示す
ことを特徴とする請求項6に記載の制御方法。 - n−1番目の段階の後において、前記ソーアーム(17)を前記新たなメイン切込角(±α1,±α2)に揺動した後の、前記第1端点(E1)側にある、前記ウォールソー(12)の前記第1境界(58,61,71)の位置が、前記第1端点(E1)の位置に一致するように、前記ソーヘッド(14)の位置を定めることを特徴とする請求項7に記載の制御方法。
- 前記第2メイン切込角(±α2)に前記ソーアーム(17)を揺動した後で、
前記揺動軸(23)が前記第1端点(E1)に対し、
[h2・(D−h2)]1/2−δ・sin(±α2)
で表される距離を有し、
h(±α2)=D/2−Δ−δ・cos(±α2)
が、前記第2ブレード径(D2)で、前記第2メイン切込角(±α2)とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物(24)内への切込深さを示す場合、前記使用ソーブレードの前記第1上方出口点(58)の位置が前記第1端点(E1)の位置に一致し、
前記揺動軸(23)が前記第1端点(E1)に対し、
D2/2−δ・sin(±α2)
で表される距離を有する場合、前記使用ソーブレードの前記第1ブレード縁部(61)の位置が前記第1端点(E1)の位置に一致し、
前記揺動軸(23)が前記第1端点(E1)に対し、
Ba−δ・sin(±α2)
で表される距離を有する場合、前記使用ブレードガードの前記第1ブレードガード縁部(71)の位置が前記第1端点(E1)の位置に一致する
ことを特徴とする請求項8に記載の制御方法。 - 前記第1メイン切込角(±α1)から前記新たなメイン切込角(±α1,±α2)への前記ソーアーム(17)の揺動を、前記第2端点(E2)側で行い、
jを1〜n−1のいずれかとするとき、前記ソーアーム(17)をj番目の前記中間揺動角(±β2,j)に揺動した後の、前記第2端点(E2)側にある、前記ウォールソー(12)の第2境界(59,62,72)の位置が、前記第2端点(E2)の位置と一致するように、j番目の段階における前記ソーヘッド(14)の位置を定め、
前記ウォールソー(12)の前記第2境界(59,62,72)は、
前記第2端点(E2)が障害物のない非制限端点の場合、前記加工対象物(24)の前記表面(53)における前記第2端点(E2)側の、前記使用ソーブレードの第2上方出口点(59)によって形成され、
前記第2端点(E2)に障害物があって、前記ブレードガード(21)を用いずに切込作業を行う場合、前記第2端点(E2)側の、前記使用ソーブレードの第2ブレード縁部(62)によって形成され、
前記第2端点(E2)に障害物があって、前記ブレードガード(21)を用いて切込作業を行う場合、前記第2端点(E2)側の、使用ブレードガードの第2ブレードガード縁部(72)によって形成される
ことを特徴とする請求項3または4に記載の制御方法。 - jを1〜n−1のいずれかとするとき、前記ソーアーム(17)を前記j番目の中間揺動角(±β2,j)に揺動した後で、
前記揺動軸(23)が前記第2端点(E2)に対し、
[h(±β2,j)・(D−h(±β2,j)]1/2+δ・sin(±β2,j)
で表される距離を有し、
h(±β2,j)=D/2−Δ−δ・cos(±β2,j)
が、前記j番目の中間揺動角(±β2,j)とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物(24)内への切込深さを示す場合、前記使用ソーブレードの前記第2上方出口点(59)の位置が前記第2端点(E2)の位置に一致し、
前記揺動軸(23)が前記第2端点(E2)に対し、
D/2+δ・sin(±β2,j)
で表される距離を有する場合、前記使用ソーブレードの前記第2ブレード縁部(62)の位置が前記第2端点(E2)の位置に一致し、
前記揺動軸(23)が前記第2端点(E2)に対し、
Bb+δ・sin(±β2,j)
で表される距離を有する場合、前記使用ブレードガードの前記第2ブレードガード縁部(72)の位置が前記第2端点(E2)の位置に一致する
ことを特徴とする請求項10に記載の制御方法。 - jを1〜n−1のいずれかとするとき、j番目の段階において、前記ソーアーム(17)を前記j番目の中間揺動角(±β2,j)に揺動した状態で、
[h2・(D−h2)]1/2−δ・sin(±α2)
の移動距離だけ前記ソーヘッド(14)を移動し、式中、
h2=h(±α2,D)=D/2−Δ−δ・cos(±α2)
は、前記第2メイン切込角(±α2)とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物(24)内への切込深さを示す
ことを特徴とする請求項11に記載の制御方法。 - n−1番目の段階の後において、前記ソーアーム(17)を前記新たなメイン切込角(±α1,±α2)に揺動した後の、前記第2端点(E2)側にある、前記ウォールソー(12)の前記第2境界(59,62,72)の位置が、前記第2端点(E2)の位置に一致するように、前記ソーヘッド(14)の位置を定めることを特徴とする請求項12に記載の制御方法。
- 前記第2メイン切込角(±α2)に前記ソーアーム(17)を揺動した後で、
前記揺動軸(23)が前記第2端点(E2)に対し、
[h2・(D−h2)]1/2+δ・sin(±α2)
で表される距離を有し、
h(±α2)=D/2−Δ−δ・cos(±α2)
が、前記第2メイン切込角(±α2)とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物(24)内への切込深さを示す場合、前記使用ソーブレードの前記第2上方出口点(59)の位置が前記第2端点(E2)の位置に一致し、
前記揺動軸(23)が前記第2端点(E2)に対し、
D/2+δ・sin(±α2)
で表される距離を有する場合、前記使用ソーブレードの前記第2ブレード縁部(62)の位置が前記第2端点(E2)の位置に一致し、
前記揺動軸(23)が前記第2端点(E2)に対し、
Bb+δ・sin(±α2)
で表される距離を有する場合、前記使用ブレードガードの前記第2ブレードガード縁部(72)の位置が前記第2端点(E2)の位置に一致する
ことを特徴とする請求項13に記載の制御方法。
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