JP2020110883A - Band saw - Google Patents

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孝雄 峯岸
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智規 永瀬
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暢治 佐藤
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哲也 浜川
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Masatoshi Yoshizaki
正俊 吉崎
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Abstract

To provide a band saw that enables an operator to perform a cutting operation under preferable conditions without know-how of mechanical cutting that a skilled operator has through a wealth of experience.SOLUTION: A band saw 10 comprising cutting means 14 which has a saw blade 14a and feed means 16 which moves the cutting means 14 comprises: swarf removing means 18 which removes swarf sticking on the saw blade 14a; a swarf receiving plate 22 which is arranged below the swarf removing means 18 and sends received swarf downstream; imaging means 24 which images swarf collected on the swarf receiving plate 22; determining means 26 which compares swarf included in image data obtained through the imaging by the imaging means 24 with teacher data to classify the swarf included in the image data into a plurality of types, and selects a type having the largest content rate; and control means 28 which controls, based upon the type selected by the determining means 26, at least one of a rotating speed and a feeding speed of the saw blade 14a.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、大型構造物を無端状の鋸刃を用いて切断するバンドソーに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a band saw for cutting a large structure using an endless saw blade.

発電プラントの改造や廃炉工事では、火災防止の観点から、工事で発生した廃材等の切断にバンドソー等による機械式切断を用いることが多い。しかし、機械式切断では、切断対象の材質や形状に応じた適切な運転条件をとらないと、切断効率の悪化や、鋸刃の早期劣化を生じさせる他、切屑が異常に高温になるなど、安全上の問題も生じ得る。 In the case of power plant remodeling and decommissioning work, mechanical cutting with a band saw or the like is often used to cut waste materials generated from the construction from the viewpoint of fire prevention. However, in mechanical cutting, unless proper operating conditions are taken according to the material and shape of the object to be cut, the cutting efficiency deteriorates, the saw blade is prematurely deteriorated, and the chips become extremely hot. Safety issues can also arise.

このため、機械式切断では、豊富な経験を持つベテラン技術者が、適切な運転条件を満たすように、バンドソーの回転速度や送り速度を適宜調整するということが行われる。しかし近年では、各種工事現場で、こうしたベテラン技術者が不足し、ベテラン技術者の減少が深刻化している。 For this reason, in mechanical cutting, a veteran engineer with abundant experience adjusts the rotation speed and feed speed of the band saw appropriately so as to satisfy appropriate operating conditions. However, in recent years, there is a shortage of such veteran engineers at various construction sites, and the number of veteran engineers is decreasing.

こうした問題を鑑み、バンドソー運転時に生じる問題を解決する技術の1つとして、特許文献1に開示されているようなものが知られている。特許文献1に開示されている技術は、バンドソーによる切断時に鋸刃に生じるビビリ振動を低減させることで、切断時における騒音を抑制するという技術である。その具体的な手法は、ビビリ振動と位相が異なる振動を意図的に生じさせ、ビビリ振動を打ち消すというものである。 In view of these problems, a technique disclosed in Patent Document 1 is known as one of the techniques for solving the problem that occurs during band saw operation. The technique disclosed in Patent Document 1 is a technique that suppresses noise during cutting by reducing chatter vibration generated in a saw blade during cutting with a band saw. The specific method is to intentionally generate vibration having a phase different from the chatter vibration and cancel the chatter vibration.

また、工作機械の状態を推定する技術としては、特許文献2に開示されているようなものが知られている。特許文献2に開示されている技術は、切削機器に関するものであり、切削時に生ずる切屑の飛散状態や、色に基づいて、工具の状態を推定するというものである。 Further, as a technique for estimating the state of the machine tool, a technique disclosed in Patent Document 2 is known. The technique disclosed in Patent Document 2 relates to a cutting machine and estimates the state of a tool based on the scattering state of chips generated during cutting and the color.

特開2007−144624号公報JP, 2007-144624, A 特開2018−138327号公報JP, 2018-138327, A

特許文献1に開示されている技術によれば、切断時に生ずる騒音の低減を図ることができる。しかし、切断時におけるバンドソーの回転速度や送り速度の制御は、経験値に基づく必要がある。また、特許文献2に開示されている技術によれば、切削機器における工具の状態を推定することができる。しかし、バンドソーは、切断対象物により鋸刃と切断対象物が接触している範囲が変化する。このため、切屑の飛散状態等を検出することは困難である。 According to the technique disclosed in Patent Document 1, it is possible to reduce noise generated during cutting. However, the control of the rotation speed and the feed speed of the band saw at the time of cutting must be based on empirical values. Further, according to the technique disclosed in Patent Document 2, the state of the tool in the cutting machine can be estimated. However, in the band saw, the range in which the saw blade and the cutting target are in contact with each other changes depending on the cutting target. Therefore, it is difficult to detect the scattered state of chips.

本発明では、上記のような問題を解決し、熟練者が豊富な経験によって得ていた機械式切断のノウハウがなくとも好適な条件で切断作業を行うことが可能となるバンドソーを提供することを目的とする。 In the present invention, it is possible to solve the above problems and provide a band saw capable of performing a cutting operation under suitable conditions without the know-how of a mechanical cutting that an expert has gained through a wealth of experience. To aim.

上記目的を達成するための本発明に係るバンドソーは、無端状の鋸刃と、前記鋸刃を掛け回す一対のホイールと、一方の前記ホイールに接続して回転駆動させる回転用モータを有する切断手段と、前記切断手段を切断方向に移動させる送り手段と、を備えたバンドソーにおいて、前記鋸刃に付着した切屑を取り除く切屑除去手段と、前記切屑除去手段の下方に配置され、落下してきた切屑を受けると共に下流側へ流す切屑受け板と、前記切屑受け板に溜まった切屑を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像された画像データに含まれる切屑と教師データとを比較して、前記画像データに含まれる切屑を複数のタイプに分け、最も含有割合の多いタイプを選出する判定手段と、前記判定手段によって選出されたタイプに基づいて、前記切断手段の回転速度と、前記送り手段の送り速度の少なくとも一方の制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。 A band saw according to the present invention for achieving the above object is a cutting means having an endless saw blade, a pair of wheels around which the saw blade is wound, and a rotation motor that is connected to one of the wheels and is driven to rotate. In a band saw provided with: The chip receiving plate that receives and flows to the downstream side, the image capturing unit that captures the chips accumulated in the chip receiving plate, the chip included in the image data captured by the image capturing unit, and the teacher data are compared to obtain the image. The chips included in the data are divided into a plurality of types, and a determination unit that selects the type with the highest content ratio, based on the type selected by the determination unit, the rotation speed of the cutting unit and the feed of the feeding unit. And a control unit that controls at least one of the speeds.

また、上記のような特徴を有するバンドソーにおいて前記切屑のタイプは、前記切屑の形状と色に基づいて判定される。このような特徴を有することによれば、切屑のタイプを容易にパターン化することができる。 Further, in the band saw having the above characteristics, the type of the chips is determined based on the shape and color of the chips. By having such a feature, the chip type can be easily patterned.

さらに、上記のような特徴を有するバンドソーにおいて前記制御手段は、前記判定手段によって判定された前記画像データに含まれる前記切屑の前記タイプの含有割合に応じて、前記回転速度や前記送り速度の変化割合を異ならせるようにすることができる。このような特徴を有することによれば、適正な運転状態へと収束させる時間を短くすることができる。 Further, in the band saw having the above characteristics, the control means changes the rotation speed or the feed speed according to the content ratio of the type of the chips included in the image data determined by the determination means. The proportions can be different. With such a feature, it is possible to shorten the time required to converge to an appropriate operating state.

上記のような特徴を有するバンドソーによれば、熟練者が豊富な経験によって得ていた機械式切断のノウハウがなくとも好適な条件で切断作業を行うことが可能となる。 According to the band saw having the above-mentioned characteristics, it is possible to perform the cutting work under suitable conditions without the know-how of mechanical cutting that an expert has gained through a wealth of experience.

実施形態に係るバンドソーの構成を示す正面図である。It is a front view showing the composition of the band saw concerning an embodiment. 実施形態に係るバンドソーの構成を示す平面図である。It is a top view showing the composition of the band saw concerning an embodiment. 実施形態に係るバンドソーの構成を示す右側面図である。It is a right side view which shows the structure of the band saw which concerns on embodiment. 切屑性状と切断条件との関係を示すStarrett社の技術資料である。It is a technical data of Starrett Inc. showing the relationship between chip properties and cutting conditions.

以下、本発明のバンドソーに係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明を実施するために好適な形態の一例であり、その特徴的な構成を備えた上で、構成の一部に変更を加えたとしても、本発明の一部とみなすことができる。 Hereinafter, embodiments of a band saw according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiment described below is an example of a preferred embodiment for carrying out the present invention, and even if a part of the configuration is modified after having the characteristic configuration, the present invention Can be considered as a part of.

[バンドソーの構成]
図1から図3を参照して、本実施形態に係るバンドソーの構成について説明する。なお、図面において、図1は、実施形態に係るバンドソーの構成を示す正面図であり、図2は同平面図、図3は、同右側面図である。
[Structure of band saw]
The configuration of the band saw according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In the drawings, FIG. 1 is a front view showing a configuration of a band saw according to an embodiment, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a right side view thereof.

本実施形態に係るバンドソー10は、フレーム12と、切断手段14、送り手段16、切屑除去手段18、切屑箱20、切屑受け板22、撮像手段24、判定手段26、および制御手段28を有する。 The band saw 10 according to the present embodiment includes a frame 12, a cutting unit 14, a feeding unit 16, a chip removing unit 18, a chip box 20, a chip receiving plate 22, an imaging unit 24, a determining unit 26, and a control unit 28.

[基本構成]
フレーム12は、詳細を後述する切断手段14や送り手段16等を支持、並びに配置するベースとなる要素である。本実施形態の場合、上部フレーム12aと支柱12b、および下部フレーム12cを有する。上部フレーム12aは、フレーム12の上部に位置する構成である。上部フレーム12aは、幅方向梁(長手方向の梁)12a1と、幅方向梁12a1に直交するように配置される厚み方向梁12a2とを枠状に組み合わせて構成される。このため、上部フレーム12aは、平面視においてほぼ矩形を成すように構成されている。
[Basic configuration]
The frame 12 is an element serving as a base for supporting and arranging the cutting means 14, the feeding means 16 and the like, the details of which will be described later. In the case of this embodiment, it has the upper frame 12a, the support|pillar 12b, and the lower frame 12c. The upper frame 12 a is arranged above the frame 12. The upper frame 12a is configured by combining a width direction beam (a beam in the longitudinal direction) 12a1 and a thickness direction beam 12a2 arranged so as to be orthogonal to the width direction beam 12a1 in a frame shape. Therefore, the upper frame 12a is configured to have a substantially rectangular shape in a plan view.

また、支柱12bは、上部フレーム12aを支持する要素であり、上部フレーム12aの4点(ほぼ四隅)に接続されている。このため支柱12bは、1つの上部フレームに対して4本配置されることとなる。支柱12bの外側にはそれぞれ、詳細を後述する切断手段14を昇降させるためのガイドレール12b1が備えられている。 The columns 12b are elements that support the upper frame 12a, and are connected to four points (approximately four corners) of the upper frame 12a. Therefore, four columns 12b are arranged for one upper frame. Guide rails 12b1 for moving up and down the cutting means 14, which will be described in detail later, are provided on the outside of the columns 12b, respectively.

下部フレーム12cは、フレーム12の下部に位置し、支柱12bを支えている。下部フレーム12cは、バンドソー10を構成するフレーム12が被切断物50を跨ぐように配置される際、被切断物50との接触を避けるために、幅方向梁12c1が分断されている。このため、フレーム12は、正面視において門型を成す構成とされている。 The lower frame 12c is located below the frame 12 and supports the columns 12b. In the lower frame 12c, when the frame 12 configuring the band saw 10 is arranged so as to straddle the object 50 to be cut, the width direction beam 12c1 is divided in order to avoid contact with the object 50 to be cut. Therefore, the frame 12 is configured to have a gate shape in a front view.

切断手段14は、被切断物50を切断するための要素であり、鋸刃14aと、ホイール14b1,14b2、および昇降フレーム14c1,14c2を有する。鋸刃14aは、可撓性を有する帯状の刃を筒状に接続することで無端状に形成された鋸刃である。このような構成の鋸刃14aを周回駆動させることにより、鋸刃14aを往復動させる事無く切断作用を生じさせることができる。 The cutting means 14 is an element for cutting the cut object 50, and has a saw blade 14a, wheels 14b1 and 14b2, and elevating frames 14c1 and 14c2. The saw blade 14a is a saw blade formed endlessly by connecting flexible belt-shaped blades in a tubular shape. By driving the saw blade 14a having such a configuration to rotate, a cutting action can be generated without reciprocating the saw blade 14a.

ホイール14b1,14b2は、無端状に形成された鋸刃14aを掛け回す要素である。一対のホイール14b1,14b2を後述する昇降フレーム14c1,14c2に固定し、この固定されたホイール14b1,14b2に鋸刃14aを掛け回すことで、ホイール14b1,14b2の回転と共に鋸刃14aを回動させることができるようになる。対を成すホイール14b1,14b2のうちの一方のホイール14b2には、回転のための駆動モータ14dが備えられている。 The wheels 14b1 and 14b2 are elements around which the saw blade 14a formed in an endless shape is wound. By fixing a pair of wheels 14b1 and 14b2 to elevating frames 14c1 and 14c2, which will be described later, and by rotating the saw blade 14a around the fixed wheels 14b1 and 14b2, the saw blade 14a is rotated together with the rotation of the wheels 14b1 and 14b2. Will be able to. One wheel 14b2 of the pair of wheels 14b1 and 14b2 is provided with a drive motor 14d for rotation.

昇降フレーム14c1,14c2は、フレーム12を構成する支柱12bに沿って昇降するフレームであり、上述した鋸刃14aを切込み方向(鉛直下方向)へ移動させる役割を担う要素である。昇降フレーム14c1,14c2は、フレーム12の幅方向に一対備えられている。各昇降フレーム14c1,14c2には、支柱12bに備えられたガイドレール12b1に係合するスライダ14eが備えられている。 The elevating frames 14c1 and 14c2 are frames that ascend and descend along the columns 12b that form the frame 12, and are elements that play a role of moving the saw blade 14a in the cutting direction (vertically downward direction). A pair of elevating frames 14c1 and 14c2 are provided in the width direction of the frame 12. Each of the elevating frames 14c1 and 14c2 is provided with a slider 14e that engages with a guide rail 12b1 provided on the column 12b.

送り手段16は、昇降フレーム14c1,14c2を支柱12bに沿って移動させるための要素である。実施形態に係る送り手段16は、送りネジ16aと、昇降スライダ16b、および昇降用モータ16cとを有する。送りネジ16aは、フレーム12の厚み方向に配置された支柱12bの間に、支柱12bの立設方向に沿って配置されている。昇降スライダ16bは、送りネジ16aに係合し、送りネジ16aの回転に合わせて送りネジ16aの延設方向に移動するスライダである。実施形態では、昇降スライダ16bを昇降フレーム14c1,14c2に固定することで、送りネジ16aの回転に合わせて昇降フレーム14c1が移動するように構成している。昇降用モータ16cは、直接、またはギアを介して送りネジ16aを回転させるための駆動手段である。 The feeding means 16 is an element for moving the elevating frames 14c1 and 14c2 along the column 12b. The feeding means 16 according to the embodiment has a feed screw 16a, a lifting slider 16b, and a lifting motor 16c. The feed screw 16a is arranged between the columns 12b arranged in the thickness direction of the frame 12 along the standing direction of the columns 12b. The elevating slider 16b is a slider that engages with the feed screw 16a and moves in the extending direction of the feed screw 16a in accordance with the rotation of the feed screw 16a. In the embodiment, the elevating slider 16b is fixed to the elevating frames 14c1 and 14c2 so that the elevating frame 14c1 moves in accordance with the rotation of the feed screw 16a. The elevating motor 16c is a driving means for rotating the feed screw 16a directly or via a gear.

実施形態では、このような構成の送り手段16を対で設けている。また、対を成す昇降用モータ16cの制御を同期させることで、対を成す昇降フレーム14c1,14c2に固定されたホイール14b1,14b2に掛け回されている鋸刃14aを水平に昇降させることが可能となる。 In the embodiment, the feeding means 16 having such a configuration are provided in pairs. Further, by synchronizing the control of the pair of lifting motors 16c, it is possible to horizontally move the saw blade 14a that is wound around the wheels 14b1 and 14b2 fixed to the pair of lifting frames 14c1 and 14c2. Becomes

[運転制御のための構成]
このような基本構成を有する実施形態に係るバンドソー10では、切断手段14に切屑除去手段18を備えると共に、フレーム12に切屑箱20、切屑受け板22、および撮像手段24を備え、判定手段26と制御手段28を付帯させている。
[Configuration for operation control]
In the band saw 10 according to the embodiment having such a basic configuration, the cutting means 14 is provided with the chip removing means 18, the frame 12 is provided with the chip box 20, the chip receiving plate 22, and the imaging means 24, and the determining means 26 is provided. The control means 28 is attached.

切屑除去手段18は、鋸刃14aに付着した切屑を払い落とすための要素である。その具体的な構成については限定するものでは無いが、例えば鋸刃14aに接触する円盤状の回転ブラシなどであれば良い。 The chip removing means 18 is an element for brushing off the chips attached to the saw blade 14a. The specific configuration is not limited, but may be, for example, a disk-shaped rotating brush that contacts the saw blade 14a.

切屑除去手段18は、駆動モータ14dを備えたホイール14b2の近傍、望ましくは、ホイール14b2からの送り出し側に設けるようにすると良い。本実施形態に係るバンドソー10では、被切断物50を切断した際に生ずる切屑の状態に基づいて、切断状態の適否の判定、制御を行う。ここで、被切断物50を切断した際に生ずる切屑の状態については、被切断物50の近傍で切屑を採取することが望ましい。しかし、バンドソー10の被切断物50の形状や大きさは多岐に亙るため、被切断物50の近傍で切屑を採取することは難しく、別途センサや、動力等、様々な付加手段(いずれも不図示)が必要となることが考えられる。 The chip removing means 18 may be provided in the vicinity of the wheel 14b2 provided with the drive motor 14d, preferably on the delivery side from the wheel 14b2. In the band saw 10 according to the present embodiment, the suitability of the cutting state is determined and controlled based on the state of the chips generated when the object 50 to be cut is cut. Here, regarding the state of the chips generated when the object 50 is cut, it is desirable to collect the chips in the vicinity of the object 50. However, since the cut object 50 of the band saw 10 has a wide variety of shapes and sizes, it is difficult to collect chips in the vicinity of the cut object 50, and various additional means such as a sensor and power (all are not included). (Shown) is required.

これに対し、駆動モータ14dを備えたホイール14b1,14b2の近傍に引き込まれる鋸刃14aは、被切断物50を切断した直後のものであり、切断により生じた切屑が付着している可能性が高い。また、ホイール14b2からの送り出し側に切屑除去手段18を設けることによれば、被切断物50を切断する際の妨げになるおそれも無い。なお、本実施形態では、切屑除去手段18の下半側に、ガイド18aを設け、払い落とした切屑の飛散を防止するようにしている。 On the other hand, the saw blade 14a drawn in the vicinity of the wheels 14b1 and 14b2 provided with the drive motor 14d is just after the object 50 to be cut is cut, and the chips generated by the cutting may be attached. high. Further, by providing the chip removing means 18 on the delivery side from the wheel 14b2, there is no risk of hindering the cutting of the workpiece 50. In the present embodiment, the guide 18a is provided on the lower half side of the chip removing means 18 to prevent the scraped chips from scattering.

切屑箱20は、切屑除去手段18により鋸刃14aから払い落とされた切屑を溜める要素であり、詳細を後述する切屑受け板22を介して切屑が流れ込むように配置されている。切屑箱20の配置位置に関しては、特に限定するものでは無いが、例えば下部フレーム12cに付帯させるようにすれば良い。 The chip box 20 is an element for collecting the chips scraped off from the saw blade 14a by the chip removing means 18, and is arranged so that the chips flow through a chip receiving plate 22, which will be described in detail later. The position of the chip box 20 is not particularly limited, but may be attached to the lower frame 12c, for example.

切屑受け板22は、切屑除去手段18により鋸刃14aから払い落とされた切屑を受けて、切屑箱20へ落とし込む役割を担う要素である。切屑受け板22の形態については限定するものでは無いが、落下してきた切屑が外部へ漏れ落ちる事が無いように、ガイドとなる側板や、板面中央へ向けた谷型の傾斜面を持たせるようにすることが望ましい。 The chip receiving plate 22 is an element that receives the chips scraped off from the saw blade 14a by the chip removing means 18 and drops them into the chip box 20. The form of the chip receiving plate 22 is not limited, but a side plate that serves as a guide and a valley-shaped inclined surface toward the center of the plate surface are provided so that the falling chips do not leak outside. It is desirable to do so.

切屑受け板22は、切屑除去手段18の直下に配置され、鋸刃14aから払い落とされた切屑を確実に受けられるようにしている。また、切屑受け板22は、切屑を受ける受け面から、切屑箱20へ切屑を落とし込む払い出し部へ向けて、傾斜角θを持つように配置されている。傾斜角θについては、切屑受け板22に堆積させる切屑の量に応じて調整すれば良い。傾斜角θを定める一例としては、切屑の安息角より僅かに小さな角度とすると良い。このような構成とすることで切屑は、切屑受け板22の上に僅かに溜まった後、適宜切屑箱20に流れ落ちることとなる。 The chip receiving plate 22 is arranged directly below the chip removing means 18 so that the chips removed from the saw blade 14a can be reliably received. Further, the chip receiving plate 22 is arranged so as to have an inclination angle θ from the receiving surface for receiving the chips toward the payout portion for dropping the chips into the chip box 20. The inclination angle θ may be adjusted according to the amount of chips accumulated on the chip receiving plate 22. As an example of determining the inclination angle θ, an angle slightly smaller than the repose angle of the chips may be set. With such a configuration, the chips are slightly accumulated on the chip receiving plate 22 and then flow down into the chip box 20 as appropriate.

撮像手段24は、切屑の性状を判定するための画像データを取得するための要素である。撮像手段24は、切屑受け板22に溜まった切屑を撮像することができるように配置されている。上述したように、バンドソー10では、被切断物50近傍での切屑の採取が困難である。このため、切屑受け板22に落下した切屑が必ずしも直近の切断により得られたものであるという保証が無い。よって、所定量の切屑を集め、その間に溜まった切屑の性状割合に基づいて切断状態の判定を行うことで、現状の運転状態の判定精度の向上を図ることができる。 The imaging unit 24 is an element for acquiring image data for determining the property of chips. The imaging unit 24 is arranged so as to be able to image the chips collected in the chip receiving plate 22. As described above, with the band saw 10, it is difficult to collect chips in the vicinity of the object 50 to be cut. Therefore, there is no guarantee that the chips dropped on the chip receiving plate 22 are necessarily obtained by the latest cutting. Therefore, by collecting a predetermined amount of chips and determining the cutting state based on the property ratio of the chips accumulated during the period, it is possible to improve the accuracy of the determination of the current operating state.

判定手段26は、撮像手段24を介して取得した画像データに基づいて、切屑の性状を求め、切断状態の判定を行うための要素である。本実施形態では、鋸刃メーカー(Starret社)の技術資料(図4参照)に基づき、切屑を4つのタイプにタイプ分けし、画像データに含まれる切屑のタイプ割合から、切断状態(運転状態)の判定を行うようにしている。 The determining unit 26 is an element for determining the property of the chips based on the image data acquired via the image capturing unit 24 and determining the cutting state. In the present embodiment, chips are classified into four types based on the technical data (see FIG. 4) of the saw blade manufacturer (Starret), and the cutting state (operating state) is determined from the chip type ratio included in the image data. Is determined.

画像データに基づく切屑のタイプ分けは、図4におけるChip Formation(切屑の形状)と、Chip Color(切屑の色)に基づいて行う。なお、本実施形態においては、図4に示す切屑について、図中上側から下側にかけて、切屑のタイプをタイプ1からタイプ4と定めることとしている。タイプ1からタイプ4の切屑の状態は、Chip Condition(切屑の状態)と、Chip Colorに示される通りである。すなわち、タイプ1の切屑は、Thin and Tightly Curled(薄くしっかりカールしている)という状態で、Silver(銀色)であることを特徴としている。また、タイプ2の切屑は、Powdered(粉末状)であり、Silverであることを特徴としている。また、タイプ3の切屑は、Tick and Short(厚く短い)状態であり、Blue or Brown(青、または茶色)であることを特徴としている。さらにタイプ4の切屑は、Thin and Curly(薄くカールしている)という状態で、Silverであることを特徴としている。ここで、タイプ1の切屑とタイプ4の切屑の違いは、カール状態を平面視しただけでは判断し辛いが、タイプ1の切屑が比較的平面的に丸まりを生じさせるのに対し、タイプ4の切屑は高さ方向への伸びを生じさせるといった違いがあり、画像データに基づく判別も可能である。 Classification of chips based on image data is performed based on Chip Formation (chip shape) and Chip Color (chip color) in FIG. In the present embodiment, the types of chips shown in FIG. 4 are defined as type 1 to type 4 from the upper side to the lower side in the drawing. The types of chips from type 1 to type 4 are as shown in Chip Condition (chip state) and Chip Color. That is, the type 1 chips are characterized by being Silver (silver) in a state of Thin and Titty Curled (thinly curled). Further, the type 2 chips are characterized by being Powdered and being Silver. Further, the type 3 chips are characterized by being in a Tick and Short state (thick and short) and being Blue or Brown (blue or brown). Further, the type 4 chips are characterized by being Silver in the state of Thin and Curly. Here, the difference between the type 1 chips and the type 4 chips is difficult to judge only by looking at the curled state in a plan view, but the type 1 chips cause a relatively planar curl, whereas The chips have a difference in that they cause elongation in the height direction, and discrimination based on image data is also possible.

本実施形態に係るバンドソー10では、判定手段26の記憶部に、各タイプ毎に選別された教師データを保管した切屑画像データベース26aが構築されている。切屑画像データベース26aを構築する教師データのサンプルは、各切屑のタイプ毎に数百から数千記録されており、切断作業を重ねる毎に、教師データを増加させることができ、判定精度を向上させることができる。 In the band saw 10 according to this embodiment, the chip image database 26a storing the teacher data selected for each type is constructed in the storage unit of the determination unit 26. The sample of the teacher data for constructing the chip image database 26a is recorded in several hundreds to several thousands for each chip type, and the teacher data can be increased each time the cutting work is repeated, and the determination accuracy is improved. be able to.

[判定手順]
判定手段26は、例えば次のような手順で行うことができる。まず、撮像手段24により取得された画像データから、特定範囲の画像に含まれる個々の切屑を切り出す。切り出した画像データに含まれる切屑の色、または形態の特徴を取得して切屑タイプの粗分けを行う。例えば、切屑の色が銀色以外の青や茶色であれば、タイプ3の切屑である可能性が高いと判定することができる。また、切屑の形態が所定の面積に満たない微細なものである場合には、タイプ2の切屑である可能性が高いと判定することができる。そして、タイプ2、タイプ3以外の判定された切屑は、タイプ1またはタイプ4の切屑である可能性が高いと判定することができる。
[Judgment procedure]
The determining means 26 can perform the following procedure, for example. First, individual chips contained in the image of the specific range are cut out from the image data acquired by the image pickup means 24. The color or shape characteristics of the chips contained in the cut out image data are acquired to roughly classify the chip types. For example, if the color of the chips is blue or brown other than silver, it can be determined that the chips are likely to be type 3 chips. Further, when the shape of the chips is fine and does not reach the predetermined area, it can be determined that the chips are highly likely to be type 2 chips. Then, it can be determined that the determined chips other than the type 2 and type 3 chips are highly likely to be the type 1 or type 4 chips.

粗分けが完了した後、各タイプ、あるいは判定が難しいタイプ1とタイプ4について、それぞれ教師データとの比較を行う詳細判定を行う。比較判定については、画像データの近似具合等を判定するための一般的なアルゴリズムに基づけば良い。このアルゴリズムに基づき、近似度合いが一定以上であれば、そのタイプに属する切屑であると判定することができる。このように、粗分けを行った後に詳細判定を行うことで、判定処理の負荷を低減し、短時間化を図ることができる。 After the rough classification is completed, a detailed determination is performed to compare each type or type 1 and type 4 that are difficult to determine with the teacher data. The comparison determination may be based on a general algorithm for determining the degree of approximation of image data. Based on this algorithm, if the degree of approximation is above a certain level, it can be determined that the chips belong to that type. As described above, by performing the detailed determination after performing the rough division, it is possible to reduce the load of the determination process and shorten the time.

画像データから切り出された切屑画像について、それぞれ詳細判定を行うことでタイプ種別を特定した後、画像データに含まれていた切屑に関して、タイプ毎の割合を求め、バンドソー10の運転制御パターンを決定する。制御パターンとしては、図4に示すように、Blade Speed(鋸刃速度)と、Blade Feed(鋸刃送り)の切り替え、あるいは維持を調整するための制御パターンである。 After the type classification is specified by making a detailed determination for each of the chip images cut out from the image data, the ratio of each type of chips included in the image data is obtained, and the operation control pattern of the band saw 10 is determined. .. As a control pattern, as shown in FIG. 4, it is a control pattern for adjusting switching or maintaining of Blade Speed (saw blade speed) and Blade Feed (saw blade feed).

具体的には、判定タイプがタイプ1であった場合には、鋸刃速度はCorrect(適正)であるが、鋸刃送りに関しては、Decrease(減少させる)という制御パターンとなる。また、判定タイプがタイプ2であった場合、鋸刃速度を減少させ、鋸刃送りを増加させるという制御パターンとなる。また、判定タイプがタイプ3であった場合、鋸刃速度、鋸刃送り共に減少させるという制御パターンとなる。さらに、判定タイプがタイプ4である場合には、鋸刃速度、鋸刃送り共に適正であり、現状を維持するという制御パターンが採られることとなる。 Specifically, when the determination type is type 1, the saw blade speed is Correct, but regarding the saw blade feed, the control pattern is Decrease. If the determination type is type 2, the control pattern is such that the saw blade speed is reduced and the saw blade feed is increased. If the determination type is type 3, the control pattern is such that both the saw blade speed and the saw blade feed are reduced. Furthermore, when the determination type is type 4, both the saw blade speed and the saw blade feed are appropriate, and a control pattern of maintaining the current state is adopted.

判定手段26による判定結果は、制御手段28に出力される。制御手段28では、判定結果として入力された制御パターンに応じて、駆動モータ14d、あるいは昇降用モータ16c、または両者に対して制御信号を出力する。なお、制御パターンに従った鋸刃速度や鋸刃送りの変更は、現状に対して所定の割合(例えば10%)だけ増加、あるいは減少させるというものであれば良い。また、上記のような判定、制御を行うにあたって、鋸刃速度の初期設定値は、バンドソー10における定格速度とすれば良い。 The determination result by the determination means 26 is output to the control means 28. The control means 28 outputs a control signal to the drive motor 14d, the lifting motor 16c, or both according to the control pattern input as the determination result. The saw blade speed or saw blade feed according to the control pattern may be changed by increasing or decreasing it by a predetermined ratio (for example, 10%) with respect to the current situation. Further, in performing the determination and control as described above, the initial setting value of the saw blade speed may be the rated speed of the band saw 10.

ここで、制御手段28により定められる鋸刃速度や鋸刃送りの増減割合については、画像データに含まれる切屑のタイプの割合により変化させるようにしても良い。例えば、タイプ1の切屑の割合が9に対して、タイプ4の切屑の割合が1と判定された場合、鋸刃送りの速度変化割合(減少)は、10%とすれば良い。一方、タイプ1の切屑の割合が6に対してタイプ4の切屑の割合が3、その他のタイプが1と判定された場合には、鋸刃送りの変化割合を5%とするといった制御を行うようにする。つまり、タイプ1からタイプ3の切屑の含有割合に対して、タイプ4の切屑の含有割合が比較的多い場合には、鋸刃速度や鋸刃送りの変化割合を小さくする制御を行うようにすると良い。 Here, the saw blade speed and the increase/decrease rate of the saw blade feed determined by the control unit 28 may be changed according to the rate of the type of chips included in the image data. For example, when it is determined that the ratio of type 1 chips is 9 and the ratio of type 4 chips is 1, the rate of change in saw blade feed rate (decrease) may be 10%. On the other hand, when it is determined that the ratio of the type 1 chips is 6, the ratio of the type 4 chips is 3, and the other types are 1, the change ratio of the saw blade feed is set to 5%. To do so. That is, when the content ratio of the type 4 chips is relatively high compared to the content ratio of the type 1 to type 3 chips, control is performed to reduce the change rate of the saw blade speed or the saw blade feed. good.

このように、画像データに含まれる切屑タイプの含有割合に応じて制御パターンによる変化割合を調整することで、適正な切断状態への調整に対する収束時間を短くすることができる。 In this way, by adjusting the change rate by the control pattern according to the content rate of the chip type contained in the image data, it is possible to shorten the convergence time for the adjustment to the proper cutting state.

上記のような運転制御を可能とする本実施形態に係るバンドソー10によれば、熟練者が豊富な経験によって得ていた機械式切断のノウハウがなくとも好適な条件で被切断物50の切断作業を行うことが可能となる。よって、非熟練者でもバンドソー10による切断作業を実施することができる。なお、本実施形態において「好適な条件」とは、鋸刃の寿命の長期化と切断効率の向上の両方を考慮したバランスの良い運転条件をさすものであり、必ずしも最適な条件でなくて良い。 According to the band saw 10 according to the present embodiment that enables the above-described operation control, the work of cutting the object 50 to be cut under suitable conditions without the know-how of mechanical cutting that a skilled person has gained from a wealth of experience. Will be possible. Therefore, even an unskilled person can carry out the cutting work by the band saw 10. In the present embodiment, "suitable conditions" refer to well-balanced operating conditions in consideration of both prolonging the life of the saw blade and improving cutting efficiency, and may not necessarily be optimal conditions. ..

10………バンドソー、12………フレーム、12a………上部フレーム、12a1………幅方向梁、12a2………厚み方向梁、12b………支柱、12b11………ガイドレール、12c………下部フレーム、12c1………幅方向梁、14………切断手段、14a………鋸刃、14b1,14b2………ホイール、14c1,14c2………昇降フレーム、14d………駆動モータ、14e………スライダ、16………送り手段、16a………送りネジ、16b………昇降スライダ、16c………昇降用モータ、18………切屑除去手段、18a………ガイド、20………切屑箱、22………切屑受け板、24………撮像手段、26………判定手段、26a………切屑画像データベース、28………制御手段、50………被切断物。 10... Band saw, 12... Frame, 12a... Upper frame, 12a1... Width beam, 12a2... Thickness beam, 12b... Strut, 12b11... Guide rail, 12c... ......Lower frame, 12c1 ......Width beam, 14 ......Cutting means, 14a .........Saw blades, 14b1, 14b2 ......Wheels, 14c1, 14c2 ...... Lifting frame, 14d ......Drive motor , 14e.........Slider, 16... Feeding means, 16a... Feed screw, 16b... Lifting slider, 16c... Lifting motor, 18... Chip removing means, 18a... Guide, 20.........Chip box, 22.........Chip receiving plate, 24.........Imaging means, 26.........Decision means, 26a.........Chip image database, 28.........Control means, 50... Stuff.

Claims (3)

無端状の鋸刃と、前記鋸刃を掛け回す一対のホイールと、一方の前記ホイールに接続して回転駆動させる回転用モータを有する切断手段と、前記切断手段を切断方向に移動させる送り手段と、を備えたバンドソーにおいて、
前記鋸刃に付着した切屑を取り除く切屑除去手段と、
前記切屑除去手段の下方に配置され、落下してきた切屑を受けると共に下流側へ流す切屑受け板と、
前記切屑受け板に溜まった切屑を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像された画像データに含まれる切屑と教師データとを比較して、前記画像データに含まれる切屑を複数のタイプに分け、最も含有割合の多いタイプを選出する判定手段と、
前記判定手段によって選出されたタイプに基づいて、前記切断手段の回転速度と、前記送り手段の送り速度の少なくとも一方の制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とするバンドソー。
An endless saw blade, a pair of wheels around which the saw blade is wound, a cutting means having a rotation motor connected to one of the wheels and driven to rotate, and a feeding means for moving the cutting means in a cutting direction. In a band saw equipped with
Chip removing means for removing chips attached to the saw blade,
A chip receiving plate that is disposed below the chip removing means and receives the chips that have fallen and flows to the downstream side,
An image pickup means for picking up an image of the chips accumulated in the chip receiving plate;
Comparing the chips included in the image data captured by the image capturing unit with the teacher data, dividing the chips included in the image data into a plurality of types, and determining unit selecting the type having the highest content ratio;
A band saw comprising: a control unit that controls at least one of a rotation speed of the cutting unit and a feed speed of the feeding unit based on the type selected by the determining unit.
前記切屑のタイプは、前記切屑の形状と色に基づいて判定されることを特徴とする請求項1に記載のバンドソー。 The band saw according to claim 1, wherein the type of the chips is determined based on the shape and color of the chips. 前記制御手段は、前記判定手段によって判定された前記画像データに含まれる前記切屑の前記タイプの含有割合に応じて、前記回転速度や前記送り速度の変化割合を異ならせることを特徴とする請求項1または2に記載のバンドソー。 The control means changes the rate of change of the rotation speed or the feed rate according to the content ratio of the type of the chips contained in the image data determined by the determination means. The band saw according to 1 or 2.
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