JP4063588B2 - 鋸盤による切削加工方法及び鋸盤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋸盤による切削加工方法及び鋸盤に係り、さらに詳細には、ワークの材質，形状寸法及び切削工具の種類によって複数の切削条件が例えば表示装置のごとき出力手段に出力され、この出力された複数の切削条件から選択された切削条件で切削加工を行い、かつ切削途中で切削条件を変更可能な鋸盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属製のワークを切削加工する切削加工機として鋸盤が使用されている。鋼材の切断加工を行う切削加工機としては従来から鋸盤が多用されている。鋸盤で鋼材の切断加工（切削加工）を行う場合の切削条件は、作業者の過去の切断作業の経験により得られた条件を切削マニュアル化しておき、この切削マニュアルに基いて設定されているのが普通である。
【０００３】
近年、鋸盤の自動化によりＣＮＣ制御の鋸盤も開発されているが、この種のＣＮＣ制御鋸盤においては、ワーク（被削材）の材質，形状寸法及び切削工具としての鋸刃の種類を入力すると、切削条件データベースに予め登録してあるメーカー推奨の被削材別の切削条件がコンピュータによって自動的に選択され、この選択された切削条件でもってワークの切削（切断）加工が自動的に行われるようになっている。
【０００４】
すなわち、同一被削材料名，同一鋸刃名であれば常に同じ切削条件が設定されるようになっており、作業者の経験や勘に頼らないで切削条件の設定が行われるようになっている。
【０００５】
また、ＣＮＣ制御鋸盤には、作業者の過去の実績ある切削条件を予めコンピュータにユーザデータベースとして登録しておき、被削材名と鋸刃名を入力すると、ユーザデータベースを優先的に選択し被削材別の切削条件を検索して自動的に切削条件を設定する機能を有する鋸盤もある。さらには、制御装置の操作盤を適宜に操作することにより、ワークの切削加工途中でも切削条件を変更できる機能を備えた鋸盤もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
現在、切断市場では多種少量切断，工具の長寿命化、低騒音化、高精度化、納期厳守化、コスト削減などの多種多様なニーズがあり、それに対応して切削工具としての鋸刃の開発が行われている。また被削材においても、日々新鋼種が開発されており、単なる鋸刃交換では対応しきれないほど市場ニーズが細分化している。すなわち、同一被削材名であっても同一切削条件で実切削してみると、早期切曲りや歯欠けが発生し、工具の長寿命化に悪影響を与える場合もある。
【０００７】
さらに、現在は少種大量切断から多種少量切断へと移行し、必要なときに必要な量を切断し納品する傾向が大きくなっており、即納体制が要望されている。そこで、納期を厳守しようとするあまり被削材の切断順序を気にせずに被削材の切断を行ったり、切削条件を間違えて切削して不良品の発生や工具の早期寿命化を起こすなどという問題がある。
【０００８】
【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、鋸盤で切削加工すべきワークの材質，形状寸法及び切削工具の種類の入力に基き、当該ワークを切削すべき切削条件を格納した複数の切削条件データベースから複数の切削条件を出力し、この出力された複数の切削条件から選択された切削条件に基いて鋸盤を制御しつつ前記ワークの切削を行うとき、ワークの実切断面積の切断に要した実切断所要時間データと予め切断時間データベースに格納してある切断面積の切断所要時間の実績データ値とを比較し、その比較結果に基いて鋸速、切込み速度の切削条件を調整して切削することを特徴とするものである。
【０００９】
また、切断加工すべきワークの材質，形状寸法及び鋸刃の種類等を入力するための入力手段と、上記ワークを切断すべき鋸速、切込み速度の切削条件を格納した切削条件データベースと、上記切削条件データベースから検索された切削条件を出力する出力手段と、検索された切削条件に基いて鋸盤を制御するための制御手段と、ワークの切断時間を計測する切断時間計測手段と、ワークの切断面積と切断時間との関係を示す切断時間データベースと、前記切断時間計測手段によって検出された実切断面積の切断に要した実切断所要時間データと前記切断時間データベースに格納してある切断面積の切断所要時間の実績データ値とを比較する比較手段と、この比較手段の比較結果を出力する出力手段と、比較結果に基いて鋸速、切込み速度の切削条件を調整するための切削条件調整手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１を参照するに、図１には本発明の一実施の形態に係る切削加工機の例として横型帯鋸盤が概念的に例示されているが、本発明は横型帯鋸盤に限ることなく竪型帯鋸盤及び丸鋸盤に適用し得ることは勿論のことである。
【００１９】
さて、一実施の形態に係る切削加工機としての鋸盤１はベースフレーム３を備えており、このベースフレーム３には、切削加工（切断加工）すべきワークＷを固定するワーク固定手段の１例としてのバイス装置５が設けられている。さらに、上記ベースフレーム３には、前記ワークＷの切削加工（切断加工）を行うための切削工具７を備えた工具ホルダとしてのカッティングヘッド９が装着されている。
【００２０】
切削加工機として本例においては横型帯鋸盤を例示するものであるから、切削工具７としては帯鋸刃にて例示してあり、工具ホルダとしてのカッティングヘッド９は、前記ワーク固定手段５に固定されたワークＷに対して接近離反する方向，本例においては上下動する方向へ移動自在に設けられている。すなわち、本例においては、カッティングヘッド９はヒンジピン１１を介して前記ベースフレーム３に昇降自在（上下に揺動自在）に装着されている。
【００２１】
そして、上記カッティングヘッド９をワークＷに対して接近離反する方向へ作動しワークＷに対して帯鋸刃７の切込み動作を行う切込み作動装置の１例として昇降用シリンダ１３が、前記ベースフレーム３とカッティングヘッド９との間に設けられている。したがって、上記昇降用シリンダ１３を作動することにより、カッティングヘッド９の上下動が行われ、ワークＷに対する帯鋸刃７の切込み作動が行われるものである。
【００２２】
前記カッティングヘッド９には、切削工具としての前記帯鋸刃７を掛回するための駆動ホィール１５と従動ホィール１７とが回転自在に備えられており、駆動ホィール１５は、例えばベルト伝動機構のごとき適宜の伝動機構１９を介してサーボモータのごとき制御モータ２１と連動連結してある。
【００２３】
前記帯鋸刃７に張力を付与するために、前記従動ホィール１７を支持した支持プレート２３が駆動ホィール１５に対して接近離反する方向へ移動自在に設けられており、かつ上記支持プレート２３を離反する方向へ常に付勢する流体圧シリンダ２５が設けられている。
【００２４】
さらに、前記カッティングヘッド９には、帯鋸刃７を走行方向に案内しかつワークＷの切削加工時にはワークＷに対して切込み方向の背分力を受ける鋸刃ガイド２７が設けられている。
【００２５】
切削加工機の１例としての上述したごとき横型帯鋸盤の構成は周知の構成であるが、その作用について概略的に説明すると、バイス装置５にワークＷが固定された状態にあるときに、帯鋸刃７を走行駆動せしめてカッティングヘッド９を上昇位置から下降せしめることにより、前記帯鋸刃７によってワークＷの切削加工（切断加工）を行うことができるものである。
【００２６】
前記切削加工機を制御するために、例えばＣＮＣ制御装置のごとき制御手段２９が設けられている。この制御手段２９はコンピュータを備えた構成であって、適正な制御を行うために各種のデータベースが設けられていると共に各種のセンサ等が接続されている。すなわち、前記ワークＷの切削時における切削抵抗として帯鋸刃７の背分力を検出するための切削抵抗検出手段３１が前記鋸刃ガイド２７に設けてあり、上記切削抵抗検出手段３１がインターフエイスを介して前記制御手段２９に接続してある。
【００２７】
なお、上記切削抵抗検出手段３１としては公知の構成でよく、また例えば昇降用シリンダ１３内の圧力を検出することによって間接的に背分力を検出する構成としても良いものである。さらに、切削抵抗検出手段としては、制御用モータ２１の動力を検出して切削抵抗の主分力（帯鋸刃の走行方向の切削抵抗）を検出する構成であってもよいものである。
【００２８】
さらに前記鋸刃ガイド２７には、ワークＷの切削加工時における切曲りを検出するための切曲り検出手段３３が設けてあり、前記制御手段２９に適宜に接続してある。なお、切曲り検出手段３３の構成は公知であるから、その構成についての詳細な説明は省略する。
【００２９】
前記ワークＷに対する帯鋸刃７の切込み位置を検出するために、切込み位置検出手段３５が設けられており、かつ上記切込み位置検出手段３５は前記制御装置２９に適宜に接続してある。上記切込み位置検出手段３５として、本例においては、前記ヒンジピン１１に設けられて前記カッティングヘッド９と一体的に回動するセクタギア３７によって回転されるパルスエンコーダ３９を備えた構成である。
【００３０】
したがって、上記パルスエンコーダ３９から出力されるパルス数を計数して帯鋸刃７の昇降位置に演算することによってワークＷに対する帯鋸刃７の位置を検出することができるものである。また、パルスエンコーダ３９から出力される単位時間当りのパルス数を計数し演算することにより、ワークＷに対する帯鋸刃７の切込み速度（切込み量）を検出することができるものである。よって、前記位置検出手段は、切込み速度（切込み量）検出手段ということもできるものである。
【００３１】
また前記帯鋸盤には、帯鋸刃７の破断を検出する帯鋸刃破断検出手段の１例として前記流体圧シリンダ２５の急激な圧力変化を検出する圧力センサ４１が設けてあり、前記制御手段２９に適宜に接続してある。さらに、帯鋸盤には、前記ワークＷに対する帯鋸刃７の切削条件の１つとしての切込み速度を調整する切込み速度調整手段４３が設けられている。この切込み速度調整手段４３は、カッティングヘッド９を上下動する上下作動装置として昇降用シリンダ１３を採用しているので、本例においては、前記昇降用シリンダ１３から排出される作動流体の排出量を制御自在の流量制御弁やメータリングバルブ等よりなるものであって、その作動は前記制御手段２９の制御の下に行われるものである。
【００３２】
なお、ワークＷに対する切削工具の切込み速度を制御するために、工具ホルダの移動をサーボモータ及びボールネジ等を利用した構成においては、上記サーボモータを適宜に制御することにより、ワークに対する切削工具の切込み位置や切込み速度を制御することができるものである。
【００３３】
さらに前記帯鋸盤には、前記カッティングヘッド９の上下動回数を検出してワークＷの切断個数を計数する切断個数カウンタ４５が設けてあると共にワークＷの切断開始時からの１回の切断加工に要する時間や複数回の切断加工に要した累積時間等を計時する時計などのごとき切断時間計測手段４７が設けられている。また、前記制御手段２９には、各種のデータ等を入力する入力手段４９、各種の演算処理を行う演算処理手段５１、各種の比較演算を行う比較手段５３及び演算結果等を出力する出力手段５５が設けられていると共に、切削条件によって帯鋸刃７の走行速度や切込み速度等を制御調整するための切削条件調整手段５７が設けられている。
【００３４】
さらに、前記制御手段２９には、予め切削条件を設定したメーカ推奨切削条件データベースとしての第１データベース５９，ユーザ推奨切削条件データベースとしての第２データベース６１，過去の実績の切削条件を登録したデータベースとしての第３データベース６３，切削条件に応じての切削位置と切削抵抗との関係の実績値データベースとしての第４データベース６５，切断面積と工具摩耗量との関係を示す工具摩耗量データベースとしての第５データベース６７及び切断面積と切断時間の実績値データベースとしての第６データベース６９がそれぞれ接続されている。
【００３５】
前記メーカ推奨切削条件データベースとしての第１データベース５９には、ワークＷの各種の材質，形状，寸法などに対応して各種鋸刃の切削速度及び切込速度が予め登録されている。したがって、制御手段２９に対してワークの材質，形状，寸法が入力設定され、かつ使用する切削工具としての鋸刃の種類が入力設定されると、上記ワークの材質，形状，寸法及び鋸刃の種類に対応して第１データベース５９に予め登録されている切削条件を制御手段２９によって検索し、切削条件を自動的に設定してワークの切削加工を自動的に行うことが可能なものである。
【００３６】
前記ユーザ推奨切削条件データベースとしての第２データベース６１には、第１データベース５９と同様に、ワークの材質，形状，寸法及び鋸刃の種類に対応して切削速度，切込速度等の切削条件がユーザの推奨値として予め登録されている。したがって、第２データベース６１に予め登録してある切削条件を使用してワークの切削加工を自動的に行うことが可能である。
【００３７】
過去の実績切削条件データベースとしての第３データベース６３には、実際にワークＷを切削加工したときのワークＷの材質，形状，寸法及び使用鋸刃の種類と共に、そのときの切削速度及び切込速度等の切削条件がワークＷの材質，形状，寸法及び使用鋸刃に対応付けて登録してある。したがって、今回切削加工しようとするワークＷの材質，形状，寸法が過去に切削加工を行ったことのあるワークと同一又は類似の場合には、第３データベース６３に登録してある切削条件を検索し、過去に使用した鋸刃と同一種の鋸刃を使用することにより、過去における切削条件と同一切削条件でもって今回のワークの切削加工を自動的に行うことが可能なものである。
【００３８】
前記第４データベース６５には、鋸刃でもってワークＷの切削加工を行ったときの各種切削条件によるワークに対する切込み位置と切削抵抗との関係を示す実績値データが登録されている。この実績値データは、各種材質，各種形状，寸法の各種のワークを各種の鋸刃で切削加工したときの各種の切削条件での所定の切込み位置と切削抵抗との関係を示す測定データで、多大のワーク，鋸刃を使用するとともに多大の時間と費用を費して実験的に求められたものである。
【００３９】
前記第５データベース６７は、ワークＷの切断面積と鋸刃の摩耗量との関係を示すデータを登録したもので、ワークの各種材質と各種鋸刃による各種切削条件毎に実験的に得られたワークの切断面積Ｘと鋸刃摩耗量Ｙとの関係を実験式化して登録してある。すなわち、図２に示すように、切断面積Ｓを０〜Ｓ１，Ｓ１〜Ｓ２，Ｓ２〜Ｓ３の複数の領域に区分し、各領域毎に式Ｙ１＝ＡＸ＋Ｂ，Ｙ２＝ＣＸ＋Ｄ，Ｙ３＝ＥＸ＋Ｅを適用している。上記式においてＹ１，Ｙ２，Ｙ３は鋸刃の摩耗量を示し、Ａ，Ｃ，Ｅは各切断面積領域における比例定数であり、Ｂ，Ｄ，Ｆは補正パラメータである。この比例定数Ａ，Ｃ，Ｅ及び補正パラメータＢ，Ｄ，Ｆは前記実験式を得るために行った多大の実験結果によって得られたものである。
【００４０】
したがって、ワークの材質，使用鋸刃及び切削条件が分れば、これから切断するワークの総切断面積を演算することにより、上記総切断面積の切断終了時における鋸刃の予想摩耗量Ｙを演算によって求めることができるものである。換言すれば、ワークの切断完了時における鋸刃摩耗量を予測できることとなり、同一鋸刃でもってワークの切断を遂行し得るか否か判断し得ることとなる。
【００４１】
なお、鋸刃摩耗量が大きくなれば当然のこととして鋸刃の切味は低下し、かつ切削抵抗が大きくなると共に切曲りを生じ易くなるものであるから、切断面積に基いての演算結果から得られた鋸刃摩耗量に基いて鋸刃交換時間をも予測し得るものである。
【００４２】
切断面積と切断時間との関係を示す実績値データベースとしての前記第６データベース６９には、各種の材質，各種形状，寸法のワークを各種鋸刃により各種切削条件で切削開始して所定の切断面積を切削するに要した時間との関係がデータベースとして登録してある。したがって、同一材質で同一形状，寸法のワークを同一種鋸刃で切削加工を開始して所定の切断面積に達した時間を計測し、この計測した実績データと第６データベース６９に登録されているデータとを比較することにより、例えば鋸刃の摩耗量の大小を知ることができ、これにより切削条件をどのように修正又は変更すべきかを判断できることになる。
【００４３】
以上のごとき構成において、例えば図４に示す表のごとき切断予定順序データ表がある場合、ステップＳ１において切断予定順序データ表の入力を行う。そして、ステップＳ２において、例えばメーカ推奨切削条件又はユーザ推奨切削条件あるいはマニュアル切削条件など、どの切削条件の設定によってワークの切断を行うか選択し、ステップＳ３においては鋸盤に対して鋸刃の装着及びワークのセッティングを行って切断の準備をする。
【００４４】
ステップＳ４においては、選択した切削条件の設定に応じて鋸盤を制御するための制御手段２９に切削条件の設定が行われる。そして、ステップＳ５においては設定された切削条件にてワークの実切削が行われ、ステップＳ６においては切断中に切削条件を変更する必要があって切削条件の変更が行なわれたか否かを判別し、ＮＯの場合はステップＳ３に戻る。
【００４５】
ステップＳ６においてＹＥＳの場合にはステップＳ７に移行して、実切削状況として切曲り測定，鋸刃破断などの計測が行われると共に鋸盤におけるその他のマシンエラー発生が監視される。そして、ステップＳ８において１回の切断加工が終了すると、ステップＳ９において実績値データベース６５に切断実績データの保存、更新が行われる。
【００４６】
その後、ステップＳ１０において予定数切断したか否かが判断され、ＮＯの場合にはステップＳ３に戻り、ＹＥＳの場合にはステップＳ１１において切断継続か否かが判別される。ここでＹＥＳの場合にはステップＳ３に戻り、ＮＯの場合にはステップＳ１２に移行して切断予定順序データ表の切断が完了したか否かを判別し、ＮＯの場合にはステップＳ３に戻り、ＹＥＳの場合には切断を完了する。
【００４７】
前述のごとくワークＷの切断加工を行うとき、ワークＷに対する鋸刃７の切込み位置及び切込み速度（切込み量）は切込み位置検出手段３５によって検出され、かつ鋸刃７に掛る切削抵抗は切削抵抗検出手段３１によって検出され、それぞれの検出値は制御手段２９へ入力されている。
【００４８】
したがって、ワークＷの切削加工時に切削抵抗を検出して設定された切削条件が適正か否かを判断することができる。すなわち、ワークＷの切削を開始して鋸刃７の切込み位置が所定位置になると、当該所定位置においての切削抵抗の測定値ＳＯＫＵ１が検出され、この測定値ＳＯＫＵ１と実績値データベース６５に予め保存してある実績データ値ＧＤＢ１とが比較演算され、その演算結果が出力手段５５に出力される。
【００４９】
上記演算結果が（Ａ）測定値ＳＯＫＵ１＜実績データ値ＧＤＢ１の場合には、切削条件はそのままか、或は鋸速，切込み速度等を大きくするように上昇させても良いと判断される。（Ｂ）測定値ＳＯＫＵ１＝実績データ値ＧＤＢ１の場合には、切削条件はそのままか、或は鋸速，切込み速度等を小さくするように下降させても良いと判断される。そして（Ｃ）測定値ＳＯＫＵ１＞実績データ値ＧＤＢ１の場合には、切削条件は下降すべしと判断される。
【００５０】
上記（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の場合に応じて鋸速や切込み速度などを変更した新切削条件が演算処理され出力手段の１例として例えば画面表示や音声出力などによって作業者に提示され、作業者により、必要によって鋸速や切込み速度のパラメータ設定等によって提示された新切削条件の変更が行われる。また前記（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の場合に応じて出力手段５５に比較演算結果が出力されると、その比較結果を参考として、作業者により必要によって鋸速や切込み速度の切削条件が変更される。
【００５１】
すなわち、前記（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の場合に応じて出力手段５５に比較演算結果が出力されると、作業者の意志判断によってそのままの切削条件を維持したり、また新切削条件に変更したり、或はパラメータ設定等によって新切削条件をさらに変更することが行われ得るものである。
【００５２】
ワークＷの切削加工時には、前述のごとく切込み位置及び切削抵抗の検出が行われると共にワークＷの切削開始時からの時間が時計４７によって計時されている。したがって、ワークＷの切断加工時に切削時間を計時して設定された切削条件が適正か否かを判断することができる。
【００５３】
ところで、ワークＷの切断を開始してからの鋸刃による切断面積は、ワークＷに対する鋸刃７の切込み位置を前記切込み位置検出手段３５により検出し、この切込み位置とワークＷの形状，寸法に基いて演算することによって求めることができる。そして、ワークの切断を開始してから鋸刃７が所定の切断面積を切断する切断時間は、時計４７によって計時することができる。すなわち、鋸刃７によりワークＷの切断を開始してから所定の切断面積に相当する切込み位置に鋸刃７が至るまでの時間を計時すれば良いものである。
【００５４】
上述のごとく、鋸刃７が所定の切断面積を切断するに要した時間を時計４７によって計時したときの実切断所要時間ＴＩＭＥ１は切断時間の実績データベース６９に登録してある実績データＧＴＩＭＥ１と比較演算されて、設定された切削条件が適正であるか否かの判断ができる。すなわち、（Ａ１）実切断所要時間ＴＩＭＥ１＜実績データＧＴＩＭＥ１の場合には鋸刃７の切れ味が良いと判断され、切削条件はそのままか、或は上昇させても良いと判断される。（Ｂ１）実切断所要時間ＴＩＭＥ１＝実績データＧＴＩＭＥ１の場合には、鋸刃の切れ味は実績データの取得時の鋸刃の切れ味と同一と判断され、切削条件はそのままか、又は下降させても良いと判断される。（Ｃ１）実切断所要時間ＴＩＭＥ１＞実績データＧＴＩＭＥ１の場合には鋸刃７の切れ味は悪いと判断され、切削条件は下降せよと判断される。
【００５５】
上記（Ａ１），（Ｂ１），（Ｃ１）の場合に応じて比較演算結果が出力手段５５としての例えば表示装置等に画面表示されたり、または音声出力などによって作業者に提示されるので、作業者の意志により鋸速や切込み速度のパラメータ設定等によって切削条件を新たな切削条件に変更することが可能である。また、前記（Ａ１），（Ｂ１），（Ｃ１）の場合に応じて新たな切削条件が演算処理されて出力手段により作業者に提示されるので、作業者はこの新切削条件をそのままに維持したり、又はパラメータ設定等によって切削条件をさらに変更することが可能である。
【００５６】
したがって、所定の切断面積を切断する時間を計時して実績値データベースのデータと比較することにより、ワークＷの切断時の切削条件が適正であるか否かを判別でき、かつ切削条件の変更を行うことができるものである。
【００５７】
前述したように、ワークＷに対して切断を開始してからの鋸刃７による実切断面積ＭＥＮ１は演算により求めることができ、また上記実切断面積ＭＥＮ１の切断に要した実切断所要時間ＴＩＭＥ１は前述したように時計４７によって計時することができる。ここで、切断面積と鋸刃の摩耗量との関係は、前述したようにＹ１＝ＡＸ＋Ｂ等の式により表わされる関係にあるので、前記実切断面積ＭＥＮ１の切断時には、Ｙ１＝Ａ（ＭＥＮ１）＋Ｂにより鋸刃の予想摩耗量を求めることができる。そして、この求めた予想摩耗量が実際的に大きいか否かを判断することができる。
【００５８】
すなわち、前記（Ａ１）の場合には、実績データベース６９のデータＧＴＩＭＥ１よりも実切断所要時間ＴＩＭＥ１の方が小さいので、切削能率が良いこととなり、鋸刃の摩耗量はデータを取得したときの摩耗量よりも小さいと判断され、切削条件はそのままか上昇させてもよいと判断される。そして、前記（Ｂ１）の場合には、鋸刃の摩耗量はデータを取得したときの摩耗量と同一と判断され、切削条件はそのままか、又は下降させてもよいと判断される。さらに、前記（Ｃ１）の場合には、鋸刃の摩耗量は大きいと判断され、切削条件は下降せよと判断される。
【００５９】
この場合も前述同様に前記（Ａ１），（Ｂ１），（Ｃ１）の各場合に応じて新たな切削条件が演算処理されて出力手段５５により出力提示されるので、作業者は、作業者の意志により新切削条件のまま維持したり、必要によりパラメータ設定等によって新切削条件をさらに変更することが可能である。また、（Ａ１），（Ｂ１），（Ｃ１）の各場合に応じて作業者の意志によりパラメータ設定等により切削条件を変更することができる。
【００６０】
上述のように、鋸刃７によりワークＷの切断を開始した後に、切削抵抗，実切断所要時間，予想摩耗量などにより切断状況を判断して切削条件の設定判断を行うことが可能であるから、切削条件を適正な切削条件とすることができ、切削能率の向上，鋸刃の長寿命化を図ることができるものである。
【００６１】
ところで、鋸刃の長寿命化を図ることにより切削条件が低下し、製品の納期が達成できないようでは問題がある。そこで、前記切断予定順序データ表の全材料を切断するに要する時間を演算し、シミュレーションを行って納期を達成し得るか否かを判断する必要がある。したがって、切断予定順序データ表の各材料１〜５にそれぞれ、例えばメーカ推奨切削条件の切削条件Ｊ１〜Ｊ５を適用し、各切削条件Ｊ１〜Ｊ５で各材料１〜５の切断を行なう場合の切断時間を演算すると、例えば図５の所要時間の欄に示すように、各材料１〜５の切断に要する時間が演算され、出力手段としての表示画面に表示される。なお、切削条件は、通常は鋸速及び切削率（単位時間当りの切削面積）で規定されるので、材料の形状寸法及び切断個数によって演算できる総切断面積を切削率で除することにより、所要時間を求めることができるものである。
【００６２】
ここで、１日の勤務時間を例えば８時間とすると、材料１，２の納期は同日付けであるが、累積時間が７．４時間であるから納期達成可能と判断される。また材料３に関しては、納期は翌日であり、所要時間は７時間であるから納期達成可能と判断されるが、材料４に関しては材料３と納期が同日であり、かつ累積時間が１０時間になるので、納期達成不可能であり、さらに残業が必要であると判断される。さらに、材料５に関しては、納期は翌々日であるが、所要時間が１０時間であるから納期達成不可能と判断されると共に残業が必要と判断される。
【００６３】
したがって、材料１〜５の納期を達成するには鋸刃の長寿命化を図ることはともかくとして、切削条件を上昇させて切断能率の向上を図る必要がある。そこで、各切削条件Ｊ１〜Ｊ５で各材料１〜５の切断を行った場合の鋸刃摩耗量を演算しシミュレーションすると、例えば図６の鋸刃摩耗量に示すように各材料１〜５の切断後の鋸刃摩耗量が出力表示される。ここで、材料５の切断終了後における鋸刃摩耗量は、例えば０．３１ｍｍであるから、摩耗量は未だ小さく、切削条件を１部変更して切断能率の向上を図ることが可能であると判断できる。
【００６４】
なお、鋸刃摩耗量が大きいか小さいかの判断は、鋸刃がある程度摩耗すると、過去の経験により切曲りを生じ易いことが知られており、この切曲りを生じる限界摩耗量の大きさに比較してどの程度の大きさであるか否かを判断するものである。
【００６５】
また、前記鋸刃摩耗量の演算は、先ず材料１の形状，寸法及び切断個数から材料１の全切断面積を演算し、この全切断面積を工具摩耗量データベース６７に適用して鋸刃の摩耗量（ｙ１）を求める。そして、材料２については、材料１において求めた摩耗量（ｙ１）を材料２の切削条件Ｊ２に対応した工具摩耗量データベース６７に適用して、摩耗量（ｙ１）の場合の切断面積を逆算により求めると共に、材料２の全切断面積を演算し、この演算した結果の全切断面積と摩耗量（ｙ１）の場合に相当する切断面積の総和を求める。そして、この総和の切断面積を材料２の場合の工具摩耗量データベース６７に適用して材料２の切断終了時の鋸刃の摩耗量（ｙ２）を求めるものである。同様にして材料３，４，５をそれぞれ切断したときの鋸刃の摩耗量を求めることができるものである。
【００６６】
前述したように、材料１〜５をそれぞれ切削条件Ｊ１〜Ｊ５で切断加工したときの鋸刃の予想摩耗量を求めてシミュレーションすると、図６に示すように求められ、かつ予想摩耗量がそれ程大きくないと判断される場合には、材料１〜５の切断能率を上げるために、それぞれ例えば切削条件Ｊ６〜Ｊ１０に変更した場合について鋸刃の予想摩耗量を求める。この場合、前記摩耗量（ｙ１，ｙ２）を求めた場合と同様にして、材料１〜５を切削条件Ｊ６〜Ｊ１０でそれぞれ切断した場合に対応した工具摩耗量データベース６７に適用することによって、切削条件Ｊ６〜Ｊ１０で各材料１〜５を切断した場合における鋸刃の予想摩耗量を求めることができる。
【００６７】
このように、切削条件Ｊ６〜Ｊ１０で各材料１〜５を切断した場合について鋸刃摩耗量を求めてシミュレーションすると、例えば図７に示すように求められ、最大摩耗量が例えば０．４１ｍｍなので、切曲りを生じる危険性もあるが切断可能と判断できる。そこで、材料１〜５を切削条件Ｊ６〜Ｊ１０でそれぞれ切断したときの所要時間を演算してシミュレーションすると、図７に示すように求められる。したがって、材料１〜５を切削条件Ｊ６〜Ｊ１０でそれぞれ切断した場合には、全材料１〜５の納期が達成し得ることと判断できる。
【００６８】
上記より理解されるように、切断予定順序データ表の各材料１〜５を切断する場合、データベース化してあるメーカ推奨切削条件やユーザ推奨切削条件等から単に切削条件を選択して適用するのみではなく、納期や鋸刃摩耗量を考慮して材料１〜５の切断を行うことができるので、納期が迫っているような場合にも対応し得るものである。
【００６９】
ところで、同一鋼種名，同一形状，寸法であっても製造メーカによって材料の被削性に多少の相違があるので、前述のごとく材料１〜５に対してそれぞれ切削条件Ｊ６〜Ｊ１０が適用される場合であっても、材料１〜５の切断加工時には実際の切削抵抗，切曲り等を検出し、適用した切削条件Ｊ６〜Ｊ１０でもって適正に切断されているか否かを判断する必要がある。
【００７０】
そこで、材料１〜５をそれぞれ切削条件Ｊ６〜Ｊ１０で切断加工するとき、前記切削抵抗検出手段３１によって切削抵抗が検出されると共に切曲り検出手段３３によって切曲りが検出される。この切曲り検出手段３３による検出値は出力手段５５に出力表示されると共に予め設定されている許容値と比較され、切曲りが許容値になると、材料の切断が中止され、鋸刃の交換が行われるものである。なお、切曲り許容値としては２段階的な許容値を設定し、切曲り検出値が第１段階の許容値を越えたときには作業者に対して切曲り危険状態にあることを報知し、第２段階の許容値に達したときに切断を中止する構成とすることが望ましいものである。
【００７１】
このように、納期を考慮して多少過酷な切削条件でもって材料１〜５の切断を行う場合、切断を常に検知して、切曲り許容値に達すると新しい鋸刃に変換して切断加工を継続することにより、充分に納期を達成し得ることになるものである。
【００７２】
前記切削抵抗検出手段３１による切削抵抗の検出値は、前記実績値データベース６５のデータと比較され、適用した切削条件Ｊ６〜Ｊ１０でもって適正に切断加工が行われているか否かが判断される。すなわち、実切削時の切削抵抗の検出値と実績値データベース６５に登録してある切削抵抗のデータとの比率（切削抵抗比率）が演算処理手段によって演算され、その演算結果が出力手段５５に出力表示され、作業者に提示される。
【００７３】
上記切削抵抗比率が数％の場合には実切削抵抗と実績値データベース６５のデータとはほぼ等しいものであり、適用した切削条件で適正に切断が行われていると判断できる。上記切削抵抗比率が大きい場合には、実績値データベース６５に格納されているデータよりも実切削抵抗が大であるから、適用した切削条件では切断しにくいと判断できるので、この場合には鋸速、切込み速度を小さくして切削条件を下げるように切削条件を変更させる。逆に、切削抵抗比率が小さい場合には、実績値データベース６５に格納されているデータよりも実切削抵抗が小であるから、適用した切削条件で切削し易いと判断できるので、この場合には鋸速、切込み速度を大きくして切削条件を上げて切断能率を向上するように切削条件を変更することができる。
【００７４】
鋸刃の摩耗量及び納期を考慮して各材料１〜５に対して切削条件Ｊ６〜Ｊ１０を選定したにも拘らず、上述のように材料１〜５の切断加工時に切削抵抗を検出して切削抵抗比率を演算し、この演算結果によって適用した切削条件Ｊ６〜Ｊ１０が適正であるか否かを判断して新たな切削条件に変更する場合、切削条件を上げる方向に変更する場合には切断能率が向上し納期達成がより確実になるので問題はないが、切削条件を下げる方向に変更する場合には、切断能率が低下する方向への変更であるから、納期が遅れる傾向となる。そこで、切断能率を低下する方向への変更の場合には、納期を考慮すると新しい鋸刃と交換することが望ましいと判断できる。図８には、材料２，４，５の切断加工時に切削条件Ｊ７，Ｊ９，Ｊ１０を、切断能率が向上する方向への切削条件Ｊ１２，Ｊ１４，Ｊ１５に変更して切断加工を行った結果、所望切断時間が短くなった場合が例示してある。
【００７５】
上記説明より理解されるように、鋸刃の摩耗量及び納期を考慮して各材料１〜５にそれぞれ切削条件Ｊ６〜Ｊ１０を適用し、この切削条件Ｊ６〜Ｊ１０でもって各材料１〜５の切断加工時に、切削抵抗を検出し、この検出値と実績値データベースのデータとを比較して出力表示し、作業者がこの出力表示により適用した切削条件が適正か否かを判断し、切断能率が向上する方向へ切削条件を変更したり、或は場合によっては新しい鋸刃と交換するものであるから、納期を考慮して能率の良い切断加工を行うことができるものである。
【００７６】
【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、例えばメーカ推奨切削条件，ユーザ推奨切削条件など、データベースに予め登録してある複数の切削条件から切削加工すべきワークに適用する切削条件を選んでワークの切削を行うことができるので、鋸刃の長寿命化を考慮しての切削条件の設定を容易に行うことができる。
【００７７】
また、切削加工すべきワークに対する切削条件の選定を行うには、鋸刃の摩耗量や納期を考慮してさらに適正の切削条件が演算されるので、鋸刃の長寿命化はともかくも納期を考慮して切断能率の向上を図ることが容易である。
【００７８】
さらに、鋸刃の摩耗量や納期を考慮した切削条件によってワークの切断時には、実切削抵抗，切曲り量等の切断状況を検出し、検出した切削抵抗と実績値データベースのデータとを比較してワークの切断中の切削条件が適正であるか否かが判断でき、切削条件を、より切断能率が向上する切削条件に変更したり、場合によっては新しい鋸刃に交換してワークの切断を行うことができ、納期を考慮しての切断加工を能率よく行うことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る鋸盤全体構成の概念的な説明図である。
【図２】材料の切断面積と鋸刃の摩耗量との関係を示すデータベースの１例を示す説明図である。
【図３】切断の手順を概略的に示したフローチャートである。
【図４】材料切断のためのデータ表の１例を示す説明図である。
【図５】材料切断のための所要時間のシミュレーションの１例を示す説明図である。
【図６】材料切断のための鋸刃摩耗量のシミュレーションの１例を示す説明図である。
【図７】材料切断のための切削条件を変更したときの鋸刃摩耗量及び所要時間のシミュレーションの１例を示す説明図である。
【図８】材料切断のため切削条件を変更した場合の所要時間のシミュレーションの１例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 鋸盤
７ 切削工具（帯鋸刃）
９ カッティングヘッド（工具ホルダ）
２９ 制御手段
３１ 切削抵抗検出手段
３３ 切曲り検出手段
３５ 切込み検出手段
４３ 切込み速度調整手段
４７ 切断時間計測手段
５１ 演算処理手段
５５ 出力手段
５９ 第１データベース
６１ 第２データベース
６３ 第３データベース
６５ 第４データベース
６７ 第５データベース
６９ 第６データベース

Claims (2)

1. 鋸盤で切削加工すべきワークの材質，形状寸法及び切削工具の種類の入力に基き、当該ワークを切削すべき切削条件を格納した複数の切削条件データベースから複数の切削条件を出力し、この出力された複数の切削条件から選択された切削条件に基いて鋸盤を制御しつつ前記ワークの切削を行うとき、ワークの実切断面積の切断に要した実切断所要時間データと予め切断時間データベースに格納してある切断面積の切断所要時間の実績データ値とを比較し、その比較結果に基いて鋸速、切込み速度の切削条件を調整して切削することを特徴とする鋸盤による切削加工方法。
2. 切断加工すべきワークの材質，形状寸法及び鋸刃の種類等を入力するための入力手段と、上記ワークを切断すべき鋸速、切込み速度の切削条件を格納した切削条件データベースと、上記切削条件データベースから検索された切削条件を出力する出力手段と、検索された切削条件に基いて鋸盤を制御するための制御手段と、ワークの切断時間を計測する切断時間計測手段と、ワークの切断面積と切断時間との関係を示す切断時間データベースと、前記切断時間計測手段によって検出された実切断面積の切断に要した実切断所要時間データと前記切断時間データベースに格納してある切断面積の切断所要時間の実績データ値とを比較する比較手段と、この比較手段の比較結果を出力する出力手段と、比較結果に基いて鋸速、切込み速度の切削条件を調整するための切削条件調整手段とを備えていることを特徴とする鋸盤。

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