JP2905237B2

JP2905237B2 - 帯鋸盤

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Publication number: JP2905237B2
Application number: JP1791290A
Authority: JP
Inventors: 菊雄守屋
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1990-01-30
Filing date: 1990-01-30
Publication date: 1999-06-14
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JPH03228515A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は帯鋸盤に関する。

（従来の技術）従来、例えば横型帯鋸盤などの帯鋸盤では鋸刃ハウジ
ングに駆動ホイールと従動ホイールとが装着されてい
る。しかも、この駆動ホイールと従動ホイールとに帯鋸
刃が巻回されて駆動ホイールが駆動回転させることによ
り、帯鋸刃が走行駆動されるようになっている。

そして、例えば切断すべきワークに対して走行駆動の
帯鋸刃を切込むことによって、ワークに切断加工が行な
われている。

前記帯鋸刃の胴破断は、なんの前兆もなく発生するの
ではなく、帯鋸刃の疲労により胴の一部に発生したクラ
ックが次第に進行して破断に至ったり、あるいは帯鋸刃
の歯先に歯欠けが生じ、この歯欠の原因で破断になった
りしている。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述した帯鋸刃の破断は、帯鋸刃を実際に
使用して破断してみなければわからず、切断中に帯鋸刃
の破断を予知する手段が何ら構じられていなかったので
ある。したがって、切断中の帯鋸刃の破断が生じると、
作業者の作業が大変であると共に、帯鋸刃の自動交換を
実現する上に問題があった。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）前述のごとき問題に鑑みて、請求項１に係る発明は、
駆動ホイールと従動ホイールとに帯鋸刃を巻回した帯鋸
盤において、前記帯鋸刃に生じたクラック等の異常を検
出するセンサと、上記帯鋸刃に生じた異常部分が上記セ
ンサに対応する位置を通過する時間を演算する演算処理
手段と、この演算処理手段によって演算された時間と前
記センサが異常部分を断続的に検出する時間とを比較し
て両時間が一致したときに前記帯鋸刃の胴破断予知を行
う判断手段と、を備えた構成である。

また、請求項２に係る発明は、駆動ホイールと従動ホ
イールとに帯鋸刃を巻回した帯鋸盤において、前記帯鋸
刃に生じたクラック等の異常を検出すべく適宜に離隔し
て設けられた第1,第２のセンサと、上記帯鋸刃に生じた
異常部分が上記第１のセンサに対応した位置から第２の
センサに対応した位置に至る時間を演算する演算処理手
段と、上記第１のセンサが異常部分を検出して第２のセ
ンサが上記異常部分を検出するまでの時間と前記演算処
理手段によって演算した時間とを比較して両時間が一致
したときに前記帯鋸刃の胴破断予知を行う判断手段と、
を備えた構成である。

（実施例）第１図を参照するに、本実施例においては、本発明を
実施する望ましい帯鋸盤として横型の帯鋸盤１を例示す
るけれども、帯鋸盤としては竪型の帯鋸盤においても容
易に実施可能である。

横型帯鋸盤１の主要な構成は既に公知であるので、第
１図には帯鋸盤１を概略的に図示し、本実施例に係る構
成について概略的に説明する。

帯鋸盤１におけるベース３上には、ワークピースＷを
挾持固定自在のバイス装置５が装着してあるうと共に、
切削工具としての帯鋸刃７を備えたカッティングヘッド
９が上下動自在に設けられている。

より詳細には、本実施例においては、カッティングヘ
ッド９はヒンジピン11を介して上下に回動自在に支承さ
れており、このカッティングヘッド９を上下動するため
に、前記ベース３に装着した昇降用油圧シリンダ13のピ
ストンロッド15がカッティングヘッド９に枢支連結して
ある。したがって、上記昇降用油圧シリンダ13に圧油を
供給することによりカッティングヘッド９が上昇され、
昇降用油圧シリンダ13から圧油を排出することによりカ
ッティングヘッド９が上昇位置から下降される。この
際、油圧回路（図示省略）における流量制御弁（図示省
略）を適宜に制御して、昇降用油圧シリンダ13から排出
される圧油の排出量を制御することにより、カッティン
グヘッド９の下降速度、換言すればワークピースＷに対
する帯鋸刃７の切込み速度を制御することができる。

上述のごとく、切込み速度を制御すべく、前記昇降用
油圧シリンダ13には切込みみ制御装置17が接続してあ
る。この切込み制御装置17は、制御装置19における中央
処理装置（CPU）21に接続してあり、CPU21から入力され
るデータに基づいて流量制御弁を制御し、切込み制御す
るよう構成してある。

前記ワークピースＷに対する帯鋸刃７の切込み位置を
検出するために、切込み位置検出装置23が設けられてい
る。すなわちこの実施例においては、前記ヒンジピン11
にセクターギア25が取付けてあり、このセクターギア25
には、ロータリーエンコーダ27におけるギアが噛合して
ある。そして、、上記ロータリーエンコーダ27は、イン
タフェース29を介して前記CPU21に接続してある。

したがって、カッティングヘッド９の上下動に連動し
てロータリーエンコーダ27が回転されるので、ロータリ
ーエンコーダ27から出力されるパルス数を計数し、適宜
に演算処理することにより、カッティングヘッド９の上
下動位置、すなわちワークピースＷに対する帯鋸刃７の
切込み位置を正確に検出することができる。

前記カッティングヘッド９には、帯鋸刃７を掛回する
ための駆動ホイール31が駆動軸33を介して回転自在に支
承されると共に、従動ホイール35が従動軸37を介して回
転自在に支承されている。したがって、駆動ホイール31
を適宜に駆動して、帯鋸刃７を走行駆動せしめると共
に、前述したようにカッティングヘッド９を下降してワ
ークピースＷに対して帯鋸刃７が切込みを行なうことに
より、ワークピースＷの切断加工が行なわれる。

上記駆動ホイール31を回転駆動するために、駆動軸33
はベルト伝動機構のごとき伝動機構39を介してサーボモ
ータ41の出力軸43と連動連結してある。上記サーボモー
タ41の回転を制御して帯鋸刃７の移動速度（切削速度）
を制御するために、サーボモータ41には回転制御装置45
が接続してある。この回転制御装置45は前記CPU21に接
続してあり、CPU21から入力される制御データに基づい
てサーボモータ41の回転を制御するように構成してあ
る。

前記帯鋸刃７によるワークピースＷの切削時における
切削抵抗の主分力（帯鋸刃７の走行方向の切削抵抗）を
検出するために、前記サーボモータ41の出力軸43には回
転センサ47が設けられており、この回転センサ47は、イ
ンタフェース49を介してCPU21に接続してある。

したがって、帯鋸刃７によりワークピースＷの切削を
行なっているときに、切削抵抗の変化によりサーボモー
タ41の回転数が変化すると、この回転数の変化が回転セ
ンサ47によって検出される。そして、回転センサ47から
は切削抵抗の主分力に応じた信号が出力され、インタフ
ェース49を介してCPU21に入力されるので、適宜に演算
処理することにより、切削抵抗の主分力が検出される。

切削抵抗の主分力を検出するには、上記回転センサ47
に代えて、電流計又は電力計あるいはトルク検出計のご
とき検出器51をサーボモータ41に適宜に接続し、この検
出器51をインタフェース53を介してCPU21に接続する構
成としても良いものである。

前記従動ホイール35の従動軸37は、駆動ホイール31に
対して接近離反する方向へ移動可能なスライドベース55
に支承されており、このスライドベース55はカッティン
グヘッド９に装着した流体圧シリンダ57に接続してあ
る。しがって、上記流体圧シリンダ57に作動流体を供給
して従動ホイール35を駆動ホイール31から離反すべく付
勢することにより、帯鋸刃７に適宜の張力を付与するこ
とができる。

帯鋸刃７の張力を制御するために、前記流体圧シリン
ダ57にはテンション制御装置59が接続してあり、このテ
ンション制御装置59は前記CPU21に接続してある。この
テンション制御装置59は、CPU21からの制御データに基
いて、前記流体圧シリンダ57へ供給される作動流体の圧
力を制御して、帯鋸刃７の張力を制御するように構成さ
れている。

また、上記流体圧力シリンダ57にはテンションセンサ
61が接続してあり、このテンションセンサ61はインタフ
ェース63を介してCPU21に接続してある。上記テンショ
ンセンサ61は、例えば圧力センサ等よりなるものであっ
て、流体圧シリンダ57内の圧力を検出することにより、
帯鋸刃７の張力を検出するものである。したがって、帯
鋸刃７の張力を適正な張力に制御することができ、帯鋸
刃７の過張力による帯鋸刃７の破断や、帯鋸刃７の張力
不足によるワークピースＷの切曲り等を防止することが
できる。

さらに前記帯鋸盤１には、帯鋸刃７がワークピースＷ
を切削する切削領域において帯鋸刃７の歯先を垂直下方
向に向けて案内する鋸刃ガイド65が設けられている。鋸
刃ガイド65は固定鋸刃ガイド65Fと可動鋸刃ガイド65Mと
で構成されている。

固定、可動鋸刃ガイド65F,65Mには、帯鋸刃７を挾持
して案内する側面ガイド（図示省略）が設けられている
と共に、帯鋸刃７の背面を案内支持するローラを備えた
背面押え部材67が上下動可能に設けられている。この背
面押え部材67は、帯鋸刃７の背面に当接されている。上
記背面押え部材67の上面には昇降ロッド71が連結してあ
り、この昇降ロッド71の上端部には、例えば圧電素子、
ロードセル等のごとき背分力検出センサ73が設けられて
いる。この背分力検出センサ73は、インタフェース75を
介してCPU21に接続してある。

したがって、ワークピースＷを切削すべく、前述した
ようにカッティングヘッド９を下降せしめると、帯鋸刃
７によるワークピースＷの切削時における切削抵抗の背
分力が検出できる。

なお、切削抵抗の背分力は、前記昇降用シリンダ13に
圧力計77を接続し、この圧力計77をインタフェース79を
介してCPU21に接続する構成としても検出することがで
きる。

さらに前記固定鋸刃ガイド65Mには、切曲り検出装置8
1が設けられていると共に固定、可動鋸刃ガイド65F,65M
には帯鋸刃７の異常を検出するセンサ83が設けられてい
る。上記切曲り検出装置81および前記センサ83は、それ
ぞれインタフェース85,87を介してCPU21に接続してあ
る。

上記切曲り検出装置81は、ワークピースＷの切削時に
おける帯鋸刃７の前後方向（第１図において紙面に垂直
な方向）の湾曲を検出して切曲り量を検出するものであ
る。また帯鋸刃７の異常を検出するセンサ83は、帯鋸刃
７に発生するクラックや歯欠けを検出するもので、この
センサ83を使用することによっても帯鋸刃７の異常を検
出することができる。

さらに前記帯鋸盤１には、帯鋸刃７によるワークピー
スＷの切削状態を検出するために、工具摩耗測定器89、
面粗さ測定器91、振動センサ93、騒音センサ95および非
接触型温度センサ97が設けられ、それぞれインタフェー
ス99,101,103,105および107を介してCPU21に接続してあ
る。

前記工具摩耗測定器89は、例えばCCDカメラが使用可
能である。この場合、新しい帯鋸刃７の歯先の形状を予
め撮像しておき、次回に撮像した歯先の形状と比較する
ことにより、歯先の摩耗量や歯欠けを測定できるもので
ある。なお、帯鋸刃７の歯先をCCDカメラでもって撮像
するときには、帯鋸刃７を停止することが望ましいけれ
ども、高速度カメラを使用する場合には、帯鋸刃７を走
行せしめた状態においても撮像可能である。

面粗さ測定器91は、ワークピースＷの切断面に直接接
触して面粗さを測定するもので、ワークピースＷを切断
し、切断片を除去した後に、例えばカッティングヘッド
９からワークピースＷの切断面に対応する位置に下降さ
れるものである。この面粗さ測定器91としては、測定子
がワークピースＷの切断面に接触自在であれば良いもの
であり、例えば差動トランス等を使用することも可能で
ある。またこの面粗さ測定器91によってワークピースＷ
の切断面をなぞることにより、切曲り量を検出すること
も可能である。

振動センサ93は、帯鋸刃７によるワークピースＷの切
削時における振動の変化を検出すれば良いものであり、
適宜型式の振動計を使用することができるが、その装着
位置は、帯鋸刃７によるワークピースＷの切削位置に近
接したバイス装置５や鋸歯ガイド65が望ましい。特に、
鋸刃ガイド65の近傍に設けたことにより、帯鋸刃７の歯
欠けが生じたときの振動を検出することができる。

騒音センサ95は、帯鋸刃７によるワークピースＷの切
削時における切削部の騒音の変化を検出できれば良いも
のであるが、指向性のあるマイクロホンであることが望
ましい。特に鋸刃ガイド65の近傍に設けて帯鋸刃７の歯
が歯欠けたときの騒音を検出することができる。

非接触型温度センサ97は、例えば切削油を使用せずに
ワークピースＷを数mmの厚さに切断するようなときに、
ワークピースＷの切削部における温度を検出することの
できる赤外線センサであることが望ましい。

なお、ワークピースＷの被削性は、切削抵抗の背分力
は、主分力を検出する代りに、所定の切削条件で所定位
置に達したときにおける帯鋸刃７の歯先の摩耗量を工具
摩耗量測定器89により測定することによっても検出可能
である。

また、ワークピースＷの被削性は、所定の切削条件で
切削開始位置から所定位置に至るまでの切削時間を、CP
U21に接続した時計109によって計時することによっても
検出できる。

前記帯鋸刃７の異常を検出するセンサ83としては、第
２図に示されているように、固定鋸刃ガイド65F、可動
鋸刃ガイド65Mの帯鋸刃７を案内している先端部分で帯
鋸刃７に近接した位置に設けるのがよい。しかも、この
センサ83としては帯鋸刃７が第３図（Ａ）に示すごとく
歯先のガレットから発生するクラック7Cや、第３図
（Ｂ）に示すごとく帯鋸刃７の鋸背から発生するクラッ
ク7C、あるいは帯鋸刃７の歯欠けにより、帯鋸刃７が固
定鋸刃ガイド65Fや、可動鋸刃ガイド65M、あるいは両方
に案内された際、鋸刃ガイド65が受けるショックを検出
する加速度計が用いられる。この加速度計でこのショッ
クを検出し、このショックに基づいて帯鋸刃７の胴破断
を予知するようにしたのである。

ところで、第１図に示すように、CPU21には、ワーク
ピースＷの材質、形状、帯鋸刃７の長さ、鋸刃ガイド65
間の長さその他の入力するためのキーボードのごとき入
力装置111が接続してあると共に、測定された背分、主
分力、あるいは帯鋸刃７の異常状態などのデータを表示
するCRT等の出力装置113が接続してある。

さらに、CPU21には前記回転制御装置45で検出された
鋸速Ｖを記憶しておく鋸速・メモリ115が接続されてい
ると共に、入力装置111から入力された帯鋸刃７の長さL
₁や鋸刃ガイド65間の長さL₂に記憶しておく帯鋸刃長さ
・メモリ117や鋸刃ガイド長さ・メモリ119が接続されて
いる。

また、CPU21には帯鋸刃７が鋸刃ガイド65の例えば可
動鋸刃ガイド65Mを通過する時間T₁を演算処理する第１
演算処理装置121や帯鋸刃７が可動鋸刃65Mを通過した後
に固定鋸刃ガイド65Fを通過する時間T₂を演算処理する
第２演算処理123および判断装置125が接続されている。

加速度計であるセンサ83を鋸刃ガイド65に取付ける場
合には、可動鋸刃ガイド65Mに取付けるのが好ましい。
しかも、帯鋸刃７に１箇所大きなクラック7Cが第３図
（Ａ）または（Ｂ）に示したごとく発生している場合に
は、第１演算処理装置121では、次式に示すごとく帯鋸
刃７ガ可動鋸刃ガイド65Mを通過する時間T₁が演算処理
される。

この第１演算処理装置121で演算処理されたT₁と、セ
ンサ83で検出されたショックの断続的な時間T_Aとが判断
装置125にそれぞれ取込まれて、T_A＝T₁であると判断さ
れたときに、帯鋸刃７の胴破断予知として例えば出力装
置113から出力された作業者が認識することができる。
したがって、この場合には直ちに帯鋸刃７の交換が行な
われる。

なお、この例では可動鋸刃ガイド65Mにセンサ83を取
付けた例を示したが、固定鋸刃ガイド65Fにセンサ83を
取付けても同様のやり方で帯鋸刃７の胴破断予知を行な
うことが可能である。

また、固定鋸刃ガイド65F、可動鋸刃ガイド65Mの両方
にセンサ83を取付けた場合には、第２演算処理装置123
で次式により帯鋸刃７が可動刃ガイド65Mを通過した
後、固定鋸刃ガイド65Fを通過する時間T₂が演算処理さ
れる。

この第２演算処理装置123で演算処理されたT₂と、可
動鋸刃ガイド65Mに取付けられたセンサ83でショックを
検出した後、固定鋸刃ガイド65Fに取付けられたセンサ8
3でショックを検出した時間T_Bとが判断装置127にそれぞ
れ取込まれて、T_B＝T₂であると判断されたときに、帯鋸
刃７の胴破断予知として例えば出力装置113から出力さ
れた作業者が認識することができる。したがって、この
場合には直ちに帯鋸刃７の交換が行なわれる。

上述した例は帯鋸刃７にクラックが発生した場合、こ
のクラックによるショックをセンサ83で検出する例で説
明したが、帯鋸刃７の歯先に歯欠けが発生した場合で
も、歯欠けによるショックをセンサ83で検出して対応す
ることもできる。

また、センサ83として加速度計を用いた例で示した
が、加速度計の代わりに騒音計や振動計により、クラッ
クや歯欠けが生じたときの騒音、振動を検出して対応す
ることでも可能である。さらに騒音計や振動計によるセ
ンサ83を鋸刃ガイド65に取付けないで、前述した振動セ
ンサ93、騒音センサ95で帯鋸刃７のクラックや歯欠けに
よる振動又は騒音が検出できれば、このセンサ93,95で
帯鋸刃７の胴破断予知を行なっても構わない。

なお、この発明は、前述した実施例に限定されること
なく、適宜の変更を行なうことにより、その他の態様で
実施し得るものである。

［発明の効果］以上のごとき実施例の説明より理解されるように、請
求項１に係る発明においては、帯鋸刃にクラック等の異
常部分が生じると、上記異常部分がセンサによって検出
されると共に上記異常部分が上記センサに対応した位置
を通過する時間が演算処理手段によって演算され、前記
センサが異常部分を断続的に検出する時間と前記演算処
理手段によって演算した時間とが判断手段によって比較
され、両時間が一致したときに前記帯鋸刃の胴破断予知
を行うものであるから、センサによる一時的な異常検出
によって帯鋸刃の胴破断予知を行うものではなく、胴破
断予知を誤差なく正確に行うことができるものである。

請求項２に係る発明においては、帯鋸刃に生じた異常
部分が第１のセンサに対応した位置から第２のセンサに
対応した位置に至る時間が演算処理手段によって演算さ
れ、前記第１のセンサが異常部分を検出して第２のセン
サが異常部分を検出するまでの時間と前記演算処理手段
によって演算された時間とが判断手段によって比較さ
れ、両時間が一致したときに帯鋸刃の胴破断予知を行う
ものであるから、胴破断の予知を誤差なく正確に行うこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の横型帯鋸盤に実施した場合を示し、
帯鋸盤を概略的に示すと共に制御系をブロック化して示
した概念的な構成ブロック図、第２図は鋸刃ガイドに帯
鋸刃のショックを検出するセンサを取付けた状態の拡大
説明図、第３図（Ａ），（Ｂ）は帯鋸刃にクラックが発
生した状態の説明図である。１…横型帯鋸盤、19…制御装置 21…CPU、45…回転制御装置 65…鋸刃ガイド、65F…固定鋸刃ガイド 65M…可動鋸刃ガイド 85…センサ、111…入力装置 113…出力装置、115…鋸速・メモリ 117…帯鋸刃長さ・メモリ 119…鋸刃ガイド間長さ・メモリ 121…第１演算処理装置 123…第２演算処理装置 125…制御装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動ホイールと従動ホイールとに帯鋸刃を
巻回した帯鋸盤において、前記帯鋸刃に生じたクラック
等の異常を検出するセンサと、上記帯鋸刃に生じた異常
部分が上記センサに対応する位置を通過する時間を演算
する演算処理手段と、この演算処理手段によって演算さ
れた時間と前記センサが異常部分を断続的に検出する時
間とを比較して両時間が一致したときに前記帯鋸刃の胴
破断予知を行う判断手段と、を備えたことを特徴とする
帯鋸盤。
【請求項２】駆動ホイールと従動ホイールとに帯鋸刃を
巻回した帯鋸盤において、前記帯鋸刃に生じたクラック
等の異常を検出すべく適宜に離隔して設けられた第1,第
２のセンサと、上記帯鋸刃に生じた異常部分が上記第１
のセンサに対応した位置から第２のセンサに対応した位
置に至る時間を演算する演算処理手段と、上記第１のセ
ンサが異常部分を検出して第２のセンサが上記異常部分
を検出するまでの時間と前記演算処理手段によって演算
した時間とを比較して両時間が一致したときに前記帯鋸
刃の胴破断予知を行う判断手段と、を備えたことを特徴
とする帯鋸盤。