JP2958006B2 - 被削材の被削性検出方法および切削加工機による被削材の切削加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、例えば旋盤、鋸盤のごとくワークピース
の切削加工を行なう切削加工機において、ワークピース
の被削性を検出する方法予びその検出方法を利用して切
削加工機によりワークピースを切削加工する方法に関す
る。

（従来の技術） 従来、例えば旋盤や鋸盤等のごとく、ワークピースの
切削加工を行なう切削加工機において、ワークピースの
切削加工を開始するとき、ワークピースの被削性の検出
は行なわれていない。すなわち、従来においては、作業
者が今までの経験と勘により切削マニュアルを作成し、
この切削マニュアルに基いてワークピースの切削条件を
設定して、切削加工を行なっているのが普通である。

（発明が解決しようとする課題） 上述のごとく従来は、切削加工機によってワークピー
スの切削加工を行なうとき、各ワークピース毎に被削性
を検出しておらず、また切削加工中においても切削状態
の検出を行なっていない。したがって、従来は、各ワー
クピースに応じて適正な切削条件を迅速に設定すること
が困難であると共に、切削加工中における切削状態の変
化に対応して適正な切削条件に切削条件を変更すること
が困難である。

すなわち、同材質のワークピースであっても、部分的
には組織、硬度のばらつきがあり、厳密には部分的に被
削性が異なる場合がある。またワークピースの表面状態
においては黒皮面や旋削面等があり、旋削面には加工硬
化による硬度差があり被削性が異なる場合がある。さら
に、ワークピースによっては材質が不明の場合や新しい
材質で被削性が不明の場合もある。上記のような場合に
は、ワークピースを実際に切削しつつ切削状態を見て、
適宜に切削条件を変更する必要がある。

したがって、ワークピースの適正な切削条件を見出す
には、ときには切削加工機によってワークピースの試し
切削が必要であり、多大な時間、労力及びワークピース
を浪費することがある。また、ワークピースの切削加工
時における切削条件が適正でない場合には、切削加工が
非能率的であったり、場合によっては切削工具を破損す
ることがあるなどの問題がある。

この発明は上述のごとき従来の問題に鑑みてなされた
もので、その第１の目的は、ワークピースの切削加工を
行なうときに、適正な切削条件で切削加工を行なうべ
く、ワークピースの被削性を検出する検出方法を提供す
ることである。

第２の目的は、ワークピースの切削加工を行なうに際
し、ワークピースの被削性を検出して適正な切削条件の
下で切削を継続する切削加工方法及び切削加工の途中の
適数箇所において適正な切削条件を判別して切削を継続
する切削加工方法を提供することである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明は、通常の切削
速度、切込み量よりも小さな切削速度、切込み量の負荷
の小さな所定の切削条件のもとでワークピースの切削を
開始し、その切削時における切削抵抗、またはワークピ
ースの所定位置まで切削したときにおける切削時間また
は所定時間切削前後におけるワークピースに対する切削
工具の切込み位置または切削工具の加工量を検出し、予
めデータベースに格納してあるデータと上記検出データ
とを比較してワークピースの切削可能性を検出する被削
性検出方法である。

また、この発明は、通常の切削速度、切込み量よりも
小さな切削速度、切込み量の負荷の小さな所定の切削条
件のもとでワークピースの切削を開始し、ワークピース
において予め設定された切込み位置での切削抵抗、また
はワークピースの予め設定された所定位置まで切削した
ときにおける切削時間又は予め設定された所定時間切削
後におけるワークピースに対する切削工具の切込み位置
または切削工具の加工量を検出し、この実際に検出した
適宜検出データと予めデータベースに格納されていると
ころの予め設定された切込み位置に基く切削抵抗デー
タ、予め設定された所定位置に基づく切削時間データま
たは工具摩耗量データ、予め設定された時間に基づく切
込み位置データまたは加工量データの適宜データとを比
較して適正な切削条件を判別し、次いでその適正な切削
条件で継続してワークピースの切削を行なう切削加工機
による被削材の切削加工方法である。

さらに、上記切削加工機による被削材の切削加工方法
にして、適正な切削条件でワークピースの切削を継続
後、適数箇所の切込み位置での切削抵抗、または適数箇
所まで切削したときの切削時間又は所定時間経過後にお
ける切削工具の切込み位置または加工量を再び検出し、
この実際に検出した適宜データと予めデータベースに格
納されている適数箇所あるいは所定時間経過後の適宜デ
ータとを比較して、再び切削条件の適性を判断し、判別
された適正な切削条件で継続してワークピースの切削加
工を行なう方法である。

（作用） この発明の被削材の被削性検出方法を採用することに
より、所定の切削条件のもとでワークピースを切削し、
その切断時における検出された実際の切削抵抗、または
ワークピースの所定位置まで切削したときにおける切削
時間または所定時間切削後におけるワークピースに対す
る切削工具の切込み位置または切削工具の加工量と、予
めデータベースに格納してあるデータとを比較すること
によりワークピースの被削性が検出される。

また、この発明の切削加工機による被削材の切削加工
方法を採用することにより、所定の切削条件のもとでワ
ークピースの切削を開始し、ワークピースにおいて予め
設定された切込み位置での切削抵抗、またはワークピー
スの予め設定された所定位置まで切削したときにおける
切削時間又は予め設定された所定時間切削後におけるワ
ークピースに対する切削工具の切込み位置または切削工
具の加工量を検出する。

の実際に検出した適宜検出データと予めデータベース
に格納されているところの予め設定された切込み位置に
基づく切削抵抗データ、予め設定された所定位置に基づ
く切削時間データまたは予め設定された時間に基づく切
込み位置データまたは加工量データの適宜データとを比
較して適正な切削条件を判別する。次いで、その適正な
切削条件で継続して切削加工が行なわれる。

前記切削加工方法において、適正な切削条件でワーク
ピースの切削を継続させて、適数箇所の切込み位置での
切削抵抗、または適数箇所まで切削したときの切削時間
又は所定時間経過後における切削工具の切込み位置また
は加工量を再び研出する。この実際に検出した適宜デー
タと予めデータベースに格納されている適数箇所あるい
は所定時間経過後の適宜データとを比較する。そして、
再び切削条件の適正を判別し、その判別された適正な切
削条件で継続してワークピースの切削加工が行なわれ
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
実施する望ましい切削加工機として横型の帯鋸盤１を例
示するけれども、鋸盤としは竪型の帯鋸盤や丸鋸盤等に
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。

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が装着してあると共に、切削
工具としての鋸刃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、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、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の切断切工が行なわれる。

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構成してある。

前記鋸刃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（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、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、従動ホイール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
グベッド９に装着した流体圧シリンダ57に接続してあ
る。したがって、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、鋸刃７に適宜の張力を付与するこ
とができる。

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、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、
鋸刃７の張力を検出するものである。したがって、鋸刃
７の張力を適正な張力に制御することができ、鋸刃７の
過張力による鋸刃７の破断や、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。

さらに前記鋸盤１には、鋸刃７がワークピースＷを切
削する切削領域において鋸刃７の歯先を垂直下方向へ向
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には、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、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、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、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。

さらに前記鋸刃ガイド65には、切曲り検出装置81が設
けられていると共に撓みセンサ83が設けられている。上
記切曲り検出装置81および撓みセンサ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。また撓みセンサ83は、鋸刃７の背面側への湾曲を検
出するもので、この撓みセンサ83を使用することによっ
ても切削抵抗の背分力を検出することができる。

前述のごとき鋸盤１によってワークピースＷの切断を
行なうにあたり、ワークピースＷを能率良く切断するに
は、ワークピースＷの被削性を検出することが重要であ
る。すなわち、例えばチタン合金のごとき難削材のワー
クピースを、最初から高速移動等の切削条件で切削を開
始すると、鋸刃７の歯欠け等を生じることがある。した
がって、ワークピースＷの被削性を検出する方法につい
て説明する。

ワークピースＷの被削性を検出するには、第２図に示
すように、ワークピースＷの切削開始位置H0から所定位
置H1まで所定の切削条件J1で切削を行なう。この所定の
切削条件J1は、鋸歯７の移動速度（切削速度）が通常の
切削加工時の鋸速よりも遅く、かつ切込み量も通常の切
込み量より小さく単位時間当りの切断面積（切削率）も
通常の切削率よりも小さくて、鋸刃７に作用する負荷が
小さな切削条件である。

上記所定の切削条件J1は、回転制御装置45の制御の下
にサーボモータ41を比較的低速に回転し、かつ切込み制
御装置17の制御の下にカッティングヘッド９の下降速度
を比較的低速に制御することによって容易に制定でき
る。

前述のごとく所定の切削条件J1でワークピースＷの切
削を行なうには、カッティングヘッド９を最上昇位置か
ら下降せしめ、少なくとも鋸刃７が切削開始位置H0に達
したときには鋸速およびカッティングヘッド９の下降速
度を所定の切削条件J1に制御する。なお、鋸刃７が切削
開始位置H0に達したか否かは、切込み位置検出装置23に
よって検出される。また、鋸刃７がワークピースＷに接
触すると、鋸刃７に作用する負荷が大きく変動するの
で、検出器51等によって負荷変動を検出することによっ
ても切削開始位置H0を検出することが可能である。

上記切削開始位置H0から所定位置H1まで鋸刃７が下降
したときに、前記背分力検出センサ73等により切削抵抗
の背分力を検出すると共に、回転センサ47または検出器
51等により主分力を検出する。このように、切削抵抗の
背分力、主分力を検出することによってワークピースＷ
の切削抵抗が検出でき、使用鋸刃７に対するワークピー
スＷの被削性が検出できる。

上記切削抵抗の背分力、主分力の検出は、鋸刃７が所
定位置H1に達した時点の背分力、主分力でも、或は切削
開始位置H0から所定位置H1に至るまでの背分力、主分力
の積算値または平均値であっても良い。

また、ワークピースＷの被削性は、所定の切削条件J1
で切削開始位置H0から所定位置H1に至るまでの切削時間
を、CPU21に接続した時計109（第１図参照）によって計
時することによっても検出できる。なお、上記切削時間
を計時する代りに、ワークピースＷに対する鋸刃７の時
々刻々の切込み速度を検出し、切削開始位置H0から所定
位置H1までの平均切込み速度を検出することによって
も、ワークピースＷの被削性を検出することができる。

さらに、切削開始位置H0から所定の切削条件J1で切削
を開始し、一定時間経過後における鋸刃７の加工量（仕
事量）又はワークピースＷに対する鋸刃７の切込み位置
を検出することによっても、ワークピースＷの被削性を
検出することができる。

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、形状その他を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
れた背分力、主分力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、第1,第2,
第３および第４のデータベース115,117,119および121が
接続されていると共に、演算処理手段123が接続してあ
る。

前記第１のデータベース115には、所定の切削条件J1
でワークピースＷを切削したとき測定した前述の切削抵
抗の背分力、主分力および切削時間、切込み位置等に相
当するデータが、鋸刃７の種類、ワークピースの材質、
形状、寸法、硬度等の各因子別にバックデータとして広
範囲に亘って予め格納してある。また新たに測定したワ
ークピースの背分力、主分力、切削時間、切込位置等も
バックデータとして第１のデータベース115に格納され
る。

したがって、ワークピースＷを切削するに当り、所定
の切削条件でワークピースＷの切削を開始して、背分
力、主分力、切削時間、切込み位置等のうちの１つを測
定して、予め第１のデータベース115に格納されている
バックデータとしての背分力、主分力、切削時間、切込
み位置等の相当するデータを検索比較することにより、
ワークピースＷの被削性を検出することができる。この
場合、ワークピースＷに組織、硬度のばらつきがある場
合であっても、またワークピースＷが新鋼種であって材
質が不明の場合であっても、その被削性を判別すること
が可能である。

さらに、ワークピースＷの被削性を判別するための切
削条件は、前述したように、通常の切削速度、切込み量
よりも小さな切削速度、切込み量の負荷の小さな所定の
切削条件であるから、例えばワークピースの材質が不明
の場合であっても、切削条件が不適切であることに起因
するチッピング等を生じることなく切削を開始すること
ができる。

より具体的には、前記第１のデータベース115には、
例えば第３図に示すように、複数のワークピースＷ
（Ａ）,W（Ｂ）,W（Ｃ）,W（Ｄ）について前述の所定の
切削条件J1で各ワークピースを切削したときの背分力を
検出してグラフ化されたバックデータが格納されてい
る。

したがって、所定の切削条件J1のもとでワークピース
Ｗを所定位置H1まで切削加工して背分力を検出したと
き、鋸刃７が新しく、かつ背分力が例えば50kgであるな
らば、第１のデータベース115に格納されている第３図
に示された背分力のデータを引出し、演算処理手段123
において比較することにより、上記ワークピースＷはワ
ークピースＷ（Ｂ）に相当する被削性であることが判別
できる。なお、鋸刃７の使用とともに歯先が摩耗して、
この鋸刃７に対するワークピースＷの切削抵抗が増加し
た場合には、前記ワークピースＷ（Ｂ）の切削は困難で
あるが、ワークピースＷ（Ａ）の切削が可能であること
が判別できる。したがって、鋸刃７を有効に使用できる
こととなる。また鋸刃寿命時のデータと比較することに
より、鋸刃７の寿命を判別することができる。

前記第２のデータベース117には、ワークピースＷの
切断加工を行なうに際し、第２図に示した所定位置H1で
切削条件J2を判別するための予め設定された切削条件J
4,J5,J1と背分力A1,A2,A3との関係データが第４図に示
すごとく格納されている。

第３のデータベース119には、第２図に示した切込み
位置H2で切削条件J3を判別するための予め設定された切
削条件J6,J5,J7と背分力Ｂとの関係データが第５図に示
すごとく格納されている。

第４のデータベース121には、ワークピースＷの寸
法、形状と切曲り量の限界値との関係が格納されてい
る。

さて、前述したように、所定の切削条件J1でワークピ
ースＷの切削を開始して、所定位置H1でワークピースＷ
の被削性を判別すると共に次の切込み位置H2まで切削す
る切削条件J2を判別し、さらに切込み位置H2においては
さらに次の切込み位置Hnまで切削する切削条件J3を判別
することを繰り返しつつワークピースＷの切削加工を行
なうことにより、鋸刃７に過負荷を付与することなく、
能率よくワークピースＷの切削を行なうことができる。

そこで、ワークピースＷの切断過程において、ワーク
ピースＷの切削条件を判別しつつ切削する方法につい
て、第６図のフローチャートを基にして説明する。

第６図において、ステップS1でワークピースＷの材料
名である材質、寸法、形状などを選択する。ステップS2
で材料名がすでに登録してあるかどうか判断し、材料名
が登録されていなければ、ステップS3で材料名を入力装
置111により入力しステップS4に進む。ステップS2で材
料名がすでに登録されていれば、ステップS4に進む。

ステップS4では、そのワークピースＷの切曲り限界値
を入力装置111からインプットして第４のデータベース1
21に一旦フアイルされる。

ステップS5でワークピースＷの被削性の判別を行なう
かどうか選択し、被削性の判別を行なわないと選択する
と、ステップS6でマニュアル切削を行なう。被削性の判
別を行なうと選択されると、ステップS7で被削性判別用
基本切削すなわち所定の切削条件J1で切削加工を開始す
る。切削加工を開始した後、切込み位置H1までに到達す
る間に、ステップS8で切曲り寿命があるかどうかを判断
する。

すなわち、切曲り検出装置81で検出した実際の切曲り
量がCPU21に取込まれる。そのCPU21には第４のデータベ
ース121にファイルされている切曲り限界値データが取
込れて、演算処理手段123で実際の切曲り量と切曲り限
界値データとが比較処理される。

実際の切曲り量が切曲り限界値より大きければ、切曲
り寿命と判断しステップS18に進み、ステップS18のサブ
メニュ１で材料交換又は鋸刃交換あるいは材料と鋸刃の
交換を選択して終了する。

実際の切曲り量が切曲り限界値内に入っており、切曲
り寿命でないと判断されると、ステップS9で切込み位置
H1すなわち判別位置H1の位置かどうかを判断し、判別位
置H1でなければステップS8の手前に戻る。

判別位置H1であると判断されると、ステップS10で切
削可能かどうか判断する。すなわち、判別位置H1で切削
抵抗としての背分力を背分力検出センサ73で検出し、そ
の検出された実際の背分力（Ａ）がCPU21に接続された
演算処理手段123に取込まれる。そして、第２のデータ
ベース117にファイルされている第４図に示した予め設
定したH1位置における背分力A1,A2,A3と切削条件J4,J5,
J1との関係データが演算処理手段123に取込まれる。而
して、演算処理手段123で実際の背分力（Ａ）と予め設
定した背分力A1,A2,A3と切削条件J4,J5,J1との関係デー
タとを比較する。すなわち、第４図に示した背分力A1,A
2,A3と切削条件J4,J5,J1との関係データにおいて、現在
の切削条件がJ1であるため、J1の切削条件と背分力との
関係データで実際の背分力（Ａ）が40kgを越えていれ
ば、切削加工ができないため切削可能でないと判断しス
テップS18に進み、サブメニュ１で材料交換又は鋸刃交
換あるいは材料と鋸刃の交換を選択して終了する。

実際の背分力（Ａ）が31〜40kgの範囲内であれば、J1
の切削条件で、21〜30kgの範囲内であれば、J5の切削条
件で、また21kg未満の範囲であれば、J4の切削条件で行
なうように判断される。

したがって、検出された実際の背分力（Ａ）が例えば
25kgであるとすると、切削可能であると判断して、ステ
ップS11で切削条件J2はデータベースの切削条件J5に設
定されている。

切削条件J5でさらに切削加工を継続し、判別位置H2ま
で到達する間に、ステップS12で、ステップS8で判断し
たと同様に切曲り寿命の判断がなされる。切曲り寿命で
あると判断されると、ステップS18に進んで前述と同様
の処理がなされる。切曲り寿命でないと判断されると、
ステップS13で切込み位置H2すなわち判別位置H2の位置
かどうか判断し、判別位置H2でなければステップS12の
手前に戻る。

判別位置H2であると判断されると、ステップS14で切
削可能かどうか判断する。すなわち、判別位置H2で切削
抵抗としての背分力を背分力検出センサ73で検出し、そ
の検出された実際の背分力（Ｂ）がCPU21に接続された
演算処理手段123に取込まれる。第３のデータベース119
にファイルされている予め設定したH2位置における第５
図に示した背分力B1,B2,B3と切削条件J6,J5,J7との関係
データが演算処理手段123に取込まれる。而して、演算
処理手段123で実際の背分力（Ｂ）と予め設定した背分
力B1,B2,B3と切削条件J6,J5,J7との関係データとを比較
する。すなわち、第５図に示した背分力B1,B2,B3と切削
条件J6,J5,J7との関係データにおいて、現在の切削条件
がJ5であるため、J5の切削条件と背分力との関係データ
により実際の背分力（Ｂ）が60kgを越えている場合に
は、切削加工できないと判断されて、ステップS18に進
み前述と同様に処理される。

実際の背分力が51〜60kgの範囲内であれば、現在の切
削条件J5では切削加工できないが、切削条件J7で切削加
工できると判断される。また、実際の背分力が41〜50kg
の範囲内であれば、現在の切削条件J5で切削加工ができ
ると判断される。さらに、実際の背分力が41kg未満であ
れば、切削条件J6で切削加工できると判断される。

今、実際の背分力（Ｂ）が例えば45kgであるとする
と、切削可能であると判断し、ステップS15で切削条件J
3を切削条件J5に切換える。

切削条件J5でさらに切削加工を継続し、ステップS16
で１カット完了したかどうかが判断される。１カットが
完了していないと判断されると、ステップS17で切曲り
寿命の判断がなされる。切曲り寿命に達していないと判
断されるとステップS16の手前に戻される。

切曲り寿命に達していると判断されると、ステップS1
8に進み、サブメニュー１で材料交換又は鋸刃交換ある
いは、材料、鋸刃の交換を選択しれて終了する。

前記ステップS16で１カット完了していると判断され
ると、ステップS19で次の切削が可能かどうか判断され
る。切削可能でないと判断されると、ステップS18に進
み前述と同様に処理される。切削可能であると判断され
ると、ステップS20のサブメニュー２で被削性判別条件J
1で判別するか、又は継続切削するか、或はマニュアル
切削するか、材料交換、鋸刃交換、材料と鋸刃の交換あ
るいはJOB ENDするかいずれかが選択されて終了する。

このようにワークピースＷに切削加工を行なう際、通
常の切削条件よりも負荷の小さな切削条件例えばJ1の切
削加工条件で切削加工を行ない、予め設定された切込み
位置H1での切削抵抗を検出し、その検出された実際の切
削抵抗の例えば背分力と、予め第２のデータベース117
にファイルされている予め設定された切込み位置H1に基
づく切削抵抗データ例えば背分力データとを比較し、そ
の比較した結果を基にして適正な切削条件J2を判別する
ことができる。

次いで、その適正な切削条件J2で継続して切削加工を
行ない、適数箇所の切込み位置H2における実際の切削抵
抗例えば背分力を検出する。その検出された実際の切削
抵抗例えば背分力と、第３のデータベース119にファイ
ルされている切削抵抗データ例えば背分力データとを比
較した結果を基にして適正な切削条件J3を判別すること
ができる。而して、各ワークピースＷの切削加工中に切
削状態を自動的に検出判別してその切削状態に応じて適
正な切削条件に変更することができる。

なお、本実施例における被削性検出方法及び切削加工
方法において、切削抵抗としては背分力の代りに主分力
を検出したり、背分力と主分力との両方を検出して対応
することもでき、また、切削抵抗の代りに、所定位置ま
で切削したときにおける切削時間又は加工量あるいは所
定時間切削したときにおける切込み位置を検出して対応
することもできる。

ところで、前記実施例においては、切削加工機とし
て、帯鋸盤１について説明したけれども、ワークピース
Ｗの被削性を検出する方法は、ワークピースＷの切削加
工を行なう工作機械であれば種々の工作機械に実施可能
である。

例えば施盤の場合を例示すれば、第７図に概略的に示
すように、施盤125における回転自在なチャック127によ
りワークピースＷの一端側を把持し、必要により回転セ
ンタ129によってワークピースＷの他端部を支持して、
所定の回転数で回転する。そして、定負荷送り装置131
により親ねじ133を回転して刃物台135の左右方向への送
りを行ない、刃物台135に取付けたバイト137により一定
の切込み量ＨのもとにおいてワークピースＷの切削を行
なう。

この場合、チャック127の回転数が所定の回転数であ
り、かつ切込み量Ｈが一定であり、さらに定負荷送り装
置131によりバイト137の負荷が一定になる所定の切削条
件でワークピースＷの切削が行なわれる。

したがって、バイト137がワークピースＷを一定長さ
Ｌだけ切削したことをリニアスケールあるいは変位計の
ごとき測定器139により検出し、かつ時計141により一定
長さＬだけ切削する切削時間を計時することにより、ワ
ークピースＷの被削性を検出できる。

すなわち、この実施例の場合、第１のデータベース11
5には切削時間と各種寸法、材質のワークピースとの関
係のデータがバックデータとして予め格納してあるの
で、第１のデータベース115におけるバックデータとワ
ークピースＷを切削したときにおける切削時間とを比較
することにより、ワークピースＷの被削性を判別するこ
とができる。

なお、上記実施例において、ワークピースＷの被削性
を判別するに当り、第１のデータベース115に予め格納
するデータとしては、前述の切削時間の他に、切削抵抗
や単位時間当りの送り位置等の適宜データとすることも
可能である。

ところで、前記ワークピースＷが長い場合、ワークピ
ースＷの切削時に、バイト137の送り速度を変更して切
削能率を向上することもできる。この場合、定負荷送り
装置131による負荷一定の送りは解除される。

ワークピースＷの切削時にバイト137の送り速度を変
更するには、前述の実施例と同様に、第２のデータベー
スに予め格納しておいた切削条件と切削時間または切削
抵抗あるいは送り位置のバックデータと、ワークピース
Ｗの被削性検出時の各データとを比較して、バイト37の
送り速度を変更することができる。

同様に、複数のデータベースにそれぞれ必要なバック
データを予め格納しておき、各比較位置において切削抵
抗等を検出し、その検出したデータと各データベースの
バックデータとを比較することにより、ワークピースＷ
の複数箇所において、切削条件に応じてバイト137の送
り速度を変更する。

上述のように、ワークピースＷの長手方向の負数箇所
においてバイト137の送り速度を変更してワークピース
Ｗの切削を行なう加工方法は、ワークピースＷの黒皮を
除去するように、加工精度が要求されない場合に効果が
ある。

なお、その他の切削加工機においても同様の切削加工
方法を実施し得ることは勿論である。

［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、要
するに本発明の要旨は特許請求の範囲に記載のとおりで
あるから、請求項１に係る発明においては、通常の切削
速度、切込み量よりも小さな切削速度、切込み量の負荷
の小さな所定の切削条件のもとでワークピースの切削を
開始し、その切削時における例えば切削抵抗を検出し、
この検出したデータと予めデータベースに格納してある
データとを比較してワークピースの切削可能性を検出す
るものである。

したがって、例えば材質が不明のワークピースの切削
を開始するに際しても、切削条件が不適切であることに
起因して、例えばチッピング等を生じるようなことがな
く、安全に切削を開始できるものである。そして、切削
開始後には、例えばワークピースの切削可能性を含め、
データベースに格納してあるデータと比較して該当する
被削性が検出されるから、当該ワークピースの切削条件
の設定が可能になるものである。

すなわち本発明によれば、ワークピースの材質が不明
の場合であっても、適正な切削条件での切削が可能にな
るものである。

請求項２の記載に係る発明においては、通常の切削速
度、切込み量よりも小さな切削速度、切込み量の負荷の
小さな切削条件のもとでワークピースの切削を開始し、
その切削時における例えば切削抵抗を検出し、この検出
したデータと予めデータベースに格納してあるデータと
を比較して適正な切削条件を判別して、この適正な切削
条件で継続してワークピースの切削を行うものであるか
ら、例えばワークピースの材質が不明の場合であって
も、切削条件が不適当であることに起因するチッピング
等を生じることなく切削を開始することができ、切削開
始後には、例えば切削抵抗を検出してデータベースのデ
ータと比較することによって、当該ワークピースに適正
な切削条件で切削を行うことができるものである。

したがって、本発明によれば、ワークピースの材質を
知らない場合であっても、適正な切削条件に自動的に切
換えての切削が可能なものであり、初期における切削条
件の設定の煩わしさがなく、適正切削条件での切削を容
易に行うことができるものである。

請求項３の記載に係る発明は、請求項２に記載の発明
であって、適正の切削条件でのワークピースの切削を継
続後、再び切削条件の適性を判断し、判別された適正な
切削条件で継続してワークピースの切削加工を行なうも
のであるから、ワークピースの切削中に条件が変化する
ような場合であっても常に適正な切削条件で切削を行な
うことができるものであり、切削工具の長寿命化を図る
ことができると共に全体を通しての切削精度維持を図る
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本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である。 第２図は、ワークピースの被削性を検出する方法および
ワークピースの切削方法を説明するための説明図であ
る。 第３図は第１のデータベースに格納されているワークピ
ースと切削抵抗の背分力との関係データを示す説明図で
ある。 第４図および第５図は第2,第３のデータベースに格納さ
れている切削抵抗の背分力と切削条件とのデータの１例
を示す説明図である。 第６図は切削加工方法における動作の１例を示したフロ
ーチャートである。 第７図は、施盤においてワークピースの被削性を判別す
る場合の実施例を概略的に示した説明図である。 27……ロータリーエンコーダ、19……制御装置 21……CPU、47……回転センサ、51……検出器 73……背分力検出センサ 77……圧力計、109……時計 115……第１のデータベース 117……第２のデータベース 119……第３のデータベース 121……第３のデータベース 123……演算処理手段

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−141427（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−223810（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通常の切削速度、切込み量よりも小さな切
   削速度、切込み量の負荷の小さな所定の切削条件のもと
   でワークピースの切削を開始し、その切削時における切
   削抵抗、またはワークピースの所定位置まで切削したと
   きにおける切削時間または所定時間切削後におけるワー
   クピースに対する切削工具の切込み位置または切削面積
   を検出し、予めデータベースに格納してあるデータと上
   記検出データとを比較してワークピースの切削可能性を
   検出することを特徴とする被削材の被削性検出方法。
2. 【請求項２】通常の切削速度、切込み量よりも小さな切
   削速度、切込み量の負荷の小さな所定の切削条件のもと
   でワークピースの切削を開始し、ワークピースにおいて
   予め設定された切込み位置での切削抵抗、またはワーク
   ピースの予め設定された所定位置まで切削したときにお
   ける切削時間又は予め設定された所定時間切削後におけ
   るワークピースに対する切削工具の切込み位置または切
   削工具の加工量を検出し、この実際に検出した適宜検出
   データと予めデータベースに格納されているところの予
   め設定された切込み位置に基く切削抵抗データ、予め設
   定された所定位置に基づく切削時間データまたは予め設
   定された時間に基づく切込み位置データまたは加工量デ
   ータの適宜データとを比較して適正な切削条件を判別
   し、次いでその適正な切削条件で継続してワークピース
   の切削を行なうことを特徴とする切削加工機による被削
   材の切削加工方法。
3. 【請求項３】請求項２に記載の被削材の切削加工方法に
   おいて、適正な切削条件でワークピースの切削を継続
   後、適数箇所の切込み位置での切削抵抗、または適数箇
   所まで切削したときの切削時間又は所定時間経過後にお
   ける切削工具の切込み位置または加工量を再び検出し、
   この実際に検出した適宜データと予めデータベースに格
   納されている適数箇所あるいは所定時間経過後の適宜デ
   ータとを比較して、再び切削条件の適性を判断し、判別
   された適正な切削条件で継続してワークピースの切削加
   工を行なうことを特徴とする切削加工機による被削材の
   切削加工方法。