JP4722320B2 - 鋸刃のドレッシング方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋸刃、特に、特許請求の範囲の請求項１の前文に従うエンドレスベルト型鋸刃のドレッシング方法に関する。本発明はさらに、特許請求の範囲の請求項１１の特徴を備えた、この方法を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ベルト型鋸刃のドレッシング（dressing)を行うにあたっては、通常、果たすべきたことが３つある。まず、ベルト型鋸刃に引張り応力が生じると、ヘアクラックが形成されたり、鋸刃の切れ味が悪くなったりする。従ってこのような引張り応力が生じないように、ベルト型鋸刃を案内する間はできるだけ均等に鋸刃を支えなければならない。そのために、ベルト型鋸刃は、背側の方が刃側よりわずかに長くなっている必要がある。刃側には切削抵抗がかかって、背側より引張りが大きくなるからである。また、均等なベルト走行のために、ベルト型鋸刃にいわゆるテンションプロフィールを形成する必要がある。このテンションプロフィールは、ベルト型鋸刃の長手方向を横切るエンボスから成り、ベルト型鋸刃の全長にわたって延びるものである。最後に、ベルト型鋸刃では窪みや膨れのないこともかなり重要である。
【０００３】
これらの作業を行うために用いられる装置のことを、技術用語で、ドレッシングセンタという。このような装置はいろいろなタイプの測定ステーションを備えている。最初にあげる測定ステーションは、テンションプロフィールを測定するためのものであり、ベルト型鋸刃が弧状に曲がっているところから水平に走行するところまでを含んだ領域に配置されている。テンションプロフィール測定は、ベルト型鋸刃の移動方向を横切る測定ラインとなる。次の測定ステーションは、窪みや膨れを判定するためのもので、走行するベルト型鋸刃がその下側を導かれる測定点で行われる。これにより、仮想の理想的な鋸刃面からの、下向きの変形すなわち窪みや上向きの変形いわゆる膨れが測定できる。最後の測定ステーションは、経路測定を行うものである。テンションプロフィールの測定ステーションおよび窪みや膨れの測定ステーションは、補正する変形部分に直接に配置できないので、対象となる変形部分が該当処理ユニットのところに来るたびごとに、続けて測定しなければならない。これらの測定ステーションはほとんどの場合、ローラスキャニング方式により実現されている。変形測定は、光学的にあるいは電子センサによって行うことができる。該当する測定データが、コンピュータに送られ、コンピュータが、これらの計量値に応じて該当する加工ユニットを作動させる。
【０００４】
本発明では、窪みや膨れを均すのに適切な加工ユニットにのみ、注目している。対象となる加工は、種々のローラ対により行われるので、該当する処理ユニットは、ローラユニットあるいは均しユニットとも称せられる。
【０００５】
このような均しユニットは、２対のローラから成り、各対を構成するローラは垂直方向に重ねられた配置になっている。そして、窪み補正を行うローラ対は、修正されるベルト型鋸刃の下側にくるローラが凸型断面になっており、修正されるベルト型鋸刃の上側にくるローラが凹型断面になっている。一方、膨れ補正を行うほうのローラ対は、これと逆の配置構成になっている。つまり、ベルト型鋸刃の下側のローラが凹型断面となっており、ドレッシングされるベルト型鋸刃の上側のローラが凸型断面となっていることになる。
【０００６】
この種の装置は、市場で極めて多種に渡る実施形態が知られている。飽くまで実例として、ドイツ特許公報ＤＥ−Ａ−４２１４７８４号や国際公開公報ＷＯ９７/４６３３５号に開示された実施例をあげることができる。
【０００７】
市場にドレッシングセンタが出るまでは、あるいはこんにちでも、ベルト型鋸刃のドレッシングは、高賃金の専門家がハンマを使った手作業で上記の整形を行って、小規模ビジネスとしてなされている。こんにちのドレッシングセンタは、これらの専門家に極めてよく似た機能を果たすので、「鋸刃ドクター」という名称が付いている。ドレッシングセンタでは、ローラ対を構成する二つのローラが、油圧ユニットで上昇したり下降したりする。ドレッシングされるベルト型鋸刃が連続的に進行するので、ローラは、素早く上下に動かなければならない。この上下運動に伴ってノイズの発生が多くなる。ローラの送りは、測定された非平面性に応じて行われる。同時にベルト型鋸刃の進行は、変形度に比例した圧力がかかるように、制御されなければならない。しかし、油圧による送りは、温度、粘度、および機械的許容差など多くの要素に応じて変化するものなので、さらにローラが動くことによる運動エネルギも影響を与えるので、ベルト型鋸刃の均しは、一回の操作で正確に行われるわけではなく、おおまかに行うサイクルを数回繰り返すものである。言い換えると、刃が通過するたびに、直線方向の経路を測定して、その場で補正も行う。鋸刃に対して加工ユニット全体を所定量変位させては、補正を再度行うのである。今日の公知の装置では、この処理は、鋸刃幅全体が終わるまで数回繰り返され、結果的にパス数が多くなる。つまり今日知られているドレッシングセンタは、大変に時間のかかるもので、そのうえ、すでに述べたようにノイズも大きい。公知のドレッシングセンタで均されたベルト型鋸刃の精度は、実際のところまさに、それにかけられるドレッシング時間で決るものとなっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、上記の欠点を大幅に減らす加工方法をともなうドレッシング方法を提供することである。本発明のさらなる目的は、この新規のドレッシング方法を実効できる装置を提供することである。
【０００９】
【発明を解決するための手段】
上の目的を果たす方法は請求項１に述べられ、それらをさらに有利にした方法が従属請求項２から１０に述べられ、これらは以下の記述で説明されている。本発明によるこの方法にしたがって機能する装置は、請求項１１に定められている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下の説明においては、ベルト型鋸刃のドレッシングについて言及している。しかしながら本発明による方法と装置は、わずかな変更を加えれば、丸鋸の刃にも用いることができる。
【００１１】
参照番号１は、ドレッシングセンタ全体を示すものである。このドレッシングセンタは、シャーシ構造体２の上に置かれたテーブル３を有している。ドレッシングされるベルト型鋸刃Ｂは、導入路４、そしてその後はベルトガイド５を介して案内される。導入路４とベルトガイド５との間には、ローラユニット６が配置されている。このローラユニット６は、レール７上を案内されて、ドレッシングされるベルト型鋸刃Ｂの移動方向に垂直であってかつ鋸刃の面に平行な方向に変位することができる。ローラユニット６へのベルト型鋸刃の移動方向において、ドライブユニット８がローラユニット６に連なって接続されている。このドライブユニット８は、ドライブローラ１０を有するドライブシャフト９を含み、ドライブローラ１０上には鋸刃Ｂが載る。ドライブローラ１０上には、図面では見えないカウンタープレッシャーローラが載っており、その接触圧は圧力ユニット１１によって制御されている。
【００１２】
導入路４の領域において、ベルト型鋸刃Ｂは、円形のアール部分から直線状の経路に至るクロソイドカーブを描くように案内されていることが好ましい。弧状のベルト案内から直線状のベルト案内への移行域においてはビームで測定を行うようになった測定ステーション１２が配置され、この測定ステーションでベルト型鋸刃Ｂのエンボスが測定される。旋回アーム１３は、旋回して遠ざかる状態にあるときは、支持台１４上に配される。そしてこのアーム１３上に、第２測定ステーション１５が配置されており、非平面性を測定する。旋回アーム１３は旋回軸上に固定されており、この旋回軸はローラユニット６に固定されている。これによって、この第２の測定ステーション１５はローラユニット６のレール７上での変位量と同じ量だけ変位する。第２測定ステーション１５が旋回可能な構成になっていることによって、ベルト型鋸刃Ｂの導入がしやすくなり、その際に第２測定ステーションでのセンサへの損傷は生じない。プローブ１７は、ベルト型鋸刃Ｂの裏側が平面であるかどうかを監視するためのものである。ベルト型鋸刃Ｂの移動方向における最下流側には経路距離測定ステーション１８があり、このステーション１８はベルト型鋸刃Ｂの上に載るスキャンニングローラ１９を有している。
【００１３】
上記のローラユニット６の上では、後述する二対のローラの上に、各対ごとのステップモータ２０が配置されている。これら二つのステップモータ２０は、測定された非平面性に応じて作動する。これらの非平面性は、第２測定ステーション１５によって推定される。このために、旋回アーム１３はおよそ１８０度旋回しなければならない。第２測定ステーション１５は、非平面性測定機能を発揮し、このとき、その機能に応じて適切なセンサを用いる。ここで、センサは光学センサでも圧電センサでもよい。ただし、この機能に合った他の適切なセンサも用いることができる。すべての測定ステーションの出口信号がコンピュータに到達する。このコンピュータは図示されていないが、ドレッシングセンタの一部であってもよく、データが供給される外部のコンピュータユニットであってもよい。コンピュータ（コンピュータユニット）は、このデータを保存し処理し、ドレッシングセンタのあらゆるドライブユニットを制御する。これらドライブユニットとしては、一方では二つのステップモータ２０があり、他方ではドライブユニット８と一対のローラがある。ここでの説明は省くが、この一対のローラは、ベルト型鋸刃のエンボスの整形機能を有するものである。
【００１４】
ここで説明したステップモータの替りに、後述する油圧ユニットや同様の広範なサーボモータも用いることができる。
【００１５】
図３には、ローラユニット６をベルト型鋸刃Ｂの移動方向に平行に切断して得られる縦断面が示されている。このユニットは既に述べたレール７の上にその全体が変位可能に配置されている。このために、スライディングブロック２１がユニット６のハウジング２２に結合されている。ハウジング２２内には、極めて強固に成形されたサブ構造体２３が配置されている。このサブ構造物内には二つのローラ２４、２５が取付けられており、これらのローラ２４，２５は、これらの上を走行するベルト型鋸刃Ｂの移動方向に関して前後方向にずれて同じ高さで配置されている。さらにこれらのローラ２４、２５の上には、二つの上方ローラ２６、２７がそれぞれ配置されている。これによって結局、二対のローラ、２４、２６と２５、２７とが設けられることになる。対をなすローラの回転軸は、互いに平行に延び、かつ一方が他方の垂直方向上方にある。フライイングローラすなわち上方ローラ２６、２７のピボットはそれぞれ、ベアリングブロック２８内に取付けられている。これらベアリングブロック内にはそれぞれ、ねじ付きスリーブ２９が入っている。これらのねじ付きスリーブ２９は、ねじによってベアリングブロック２８内に保持されている。各ねじ付きスリーブ２９内には、調整ねじ軸３０が係合しており、それぞれのねじ軸３０は、２つのステップモーター２０の一方が駆動している。
【００１６】
既に述べた制御についてここで改めて詳しい説明はしないが、適切な制御信号を二つのステップモータ２０に発信し、それによってステップモータ２０がある分量だけねじ軸３０を回転する。その結果、ベアリングブロック２８は上方または下方に変位する。こうして、二つの上方ローラ２６、２７は、それぞれに対向するローラ２４、２５の方向に動く。第１の一対のローラ２４、２６は、理想ベルト面Ｉに対して、下向きに突き出た非平面性を均すように機能する。いっぽう、第２の一対のローラ２５、２７は、理想ベルト面Ｉに対して、上向きに突き出た非平面性を均すように機能する。したがって、第１のローラ対２４、２６では、下方ローラ２４には凸型の転動面が設けられ、上方ローラ２６には凹型の転動面が設けられる。そして、第２のローラ対２５、２７においては、まさに逆の配置となる。すなわち、下方ローラ２５には凹型の転動面が設けられ、それに対応する上方ローラ２７には凸型の転動面が設けられる。
【００１７】
二つのベアリングブロック２８はその側面全体が、ベアリングチーク３１により案内される。その結果、ベアリングブロック２８が案内される動きは、シリンダー内のピストンの動きに相当するようになる。
【００１８】
二対のローラ、２４、２６と２５、２７がベルト面を均したあと、別の一対のローラ４０が続いている。この一対のローラ４０のうち下方のローラは固定的に取付けられ、上方ローラはばね圧を受けている。このローラ対４０は、その間を通されるベルト型鋸刃Ｂを駆動するように構成することができ、この場合、両ローラともここに示すように駆動可能に結合される。また、ローラ対４０は、前述したように鋸刃のエンボスの形成を行うものとすることもできる。ローラ対４０の転動面は、前者の場合平坦に形成され、後者の場合エンボスが形成される。
【００１９】
本発明の必須的原理は、理想的平面Ｉになるまで中心的にドレッシングされる鋸刃Ｂを、ローラユニット６を通るように導いて、同時にローラが実際にベルト型鋸刃Ｂを載せて保持する。窪みが第１の一対のローラ２４、２６の領域にくると、上方ローラ２６が内部に取付けられたベアリングブロック２８は、その測定された窪み深さに比例して下方に動く。同様にして、膨れが第２の一対のローラ２５、２７の領域にくると、上方ローラ２７付きの該当するベアリングブロック２８は下方に動く。この動きもまた、測定された非平面性に比例する。無論、ベルト型鋸刃Ｂももともとある程度の弾性を有しているので、上方ローラ２６、２７の対応する動きは、実際に測定された非平面性よりある程度の寸法は大きくなっている。たとえば、１００分の２０ミリメートルの深さを有する窪みがあった場合、上方ローラ２６は下方にたとえば１００分の２５ミリメートル動くといった具合である。比例関係における割合は、ベルト型鋸刃の厚さと、鋸刃の材質によって、必須的に影響を受ける。ベルト型鋸刃の表面の、非平面性のあるところ全長にわたって、理想的な表面Ｉからの変位した分の距離に応じて、それぞれの上方ローラ２６、２７が逆方向の動きをする。
【００２０】
結局本発明によれば、公知の方法と対照的に、おおまかな操作はもはやなく、非平面性を直接圧して、所望される最終的な寸法にする。したがってこれまで試した結果では、どのようなベルト型鋸刃でもほとんどの場合、ベルト型鋸刃を最適に均すのに一回のサイクルで十分であった。無論、これらのサイクルを数回繰り返すことによって、ベルト型鋸刃から種々の距離を有して変位している分すべてについて、鋸刃の移動方向に垂直に、対になったローラを動かすこともできる。ベルト面からの送り移動が常に、載せて保持する方式で行われること、そしてまたステップモータ２０が極めて迅速に反応して低ノイズで操作できることなどにより、現状技術の機械加工で生じていたハンマ音が生じない。
【００２１】
示された実施態様の形態においては、ステップモータで操作を行った。この操作のほうが好ましくもあるのだが、ベアリングブロック２８や上方ローラ２６、２７を油圧式で動かしても良い。ただしこれは、前述したようなステップモータを用いて機械的に動かす場合より、かなり複雑となる。
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたことから明らかなように、本発明によって、短時間で正確にしかも低ノイズで鋸刃のドレッシングができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ベルト型鋸刃が載っていないときのドレッシングセンタを示している。
【図２】ベルト型鋸刃が載っているときの図１と同じドレッシングセンタを示している。
【図３】ローラユニットの縦断面図を示している。
【符号の説明】
１ ドレッシングセンタ
２ シャーシ
３ テーブル
４ 導入路
５ ベルトガイド
６ ローラユニット
７ レール
８ ドライブユニット
９ ドライブシャフト
１０ ドライブローラ
１１ 圧力ユニット
１２ エンボッシング測定ステーション
１３ 旋回アーム
１４ 支持台
１５ 非表面性第２測定ステーション
１６ ピボット軸
１７ フィーラー（プローブ）
１８ 経路距離測定ステーション
１９ スキャニングローラ
２０ ステップモータ
２１ スライディングブロック
２２ ハウジング
２３ サブ構造体
２４ 凸転動面付き下方ローラ
２５ 凹転動面付き下方ローラ
２６ 凹転動面付き上方ローラ
２７ 凸転動面付き上方ローラ
２８ ベアリングブロック
２９ ねじ付きスリーブ
３０ ねじ込みスピンドル
３１ ベアリングチーク

Claims (13)

1. 鋸刃、特にエンドレスベルト型鋸刃（Ｂ）のドレッシング方法であって、鋸刃がその移動方向に配置されたテーブル（３）上に導かれるようになっており、かつ、鋸刃の進んだ距離が連続的に測定されるようになっており、ベルト型鋸刃の非平面性を測定したあと、この鋸刃がローラユニット（６）に沿って案内され、このローラユニット（６）が鋸刃（Ｂ）の移動方向に垂直であってかつ鋸刃（Ｂ）の走行平面に平行な方向に調整可能に案内され、二対のローラ（２４、２６；２５、２７）が各対において一方が他方の垂直方向上方に位置するように配置されて、測定された非平面性に応じて鋸刃を均し、これら二対のローラ（２４、２６；２５、２７）が、固定して設置された下方ローラ（２４、２５）と可動に案内される上方ローラ（２６、２７）から成るように構成され、前記２つの上方ローラ（２６、２７）が、理想的刃面（Ｉ）からの変位についての測定された非平面性に直接比例して動くように構成されている装置を用いる、ドレッシング方法において、
   前記上方ローラ（２６、２７）の動きは、ステップモータまたはサーボモータにより、測定された非平面性に直接比例するようになされて、前記非平面性の高さまたは深さに比例する距離だけ動かされ、その一方で変形のない領域においては、各ローラ対の両ローラ（２４、２６；２５、２７）が、鋸刃（Ｂ）表面に当接して案内されることを特徴とする方法。
2. 非平面性を測定するためのステーション（１５）によって理想的刃面（Ｉ）からの下方および上方への変位について非平面性を走査し、コンピュータでそれを対応する制御信号に変換し、これによって、それぞれの場合に応じて、各ローラ対（２４、２６；２５、２７）の移動ユニット（２０）が作動され、
   このとき、理想的刃面（Ｉ）からの下方への変位の補正については一方の対のローラが受け持ち、理想的刃面（Ｉ）からの上方への変位の補正については他方の対のローラが受け持ち、鋸刃（Ｂ）が前記非平面性を測定するためのステーション（１５）の測定位置から動いてこれらの対のローラのうち対応して作動する一対のローラまで達するとすぐに、その測定された変位に比例する距離分だけ、それぞれの対のローラにおいて、一方のローラが他方のローラに対して動くことを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 鋸刃の進んだ距離を測定するためのステーション（１８）により行われる鋸刃の進んだ距離の測定が、鋸刃の移動方向に関してローラユニット（６）の後方で行われることを特徴とする、請求項１記載の方法。
4. 前記非平面性を測定するためのステーション（１５）による非平面性の測定が、鋸刃の背に平行な線に沿ってまたは鋸刃縁に平行な線に沿って、鋸刃の全長にわたって測定がなされるまで行われ、それが終わるとローラユニット（６）を全ての鋸刃面の処理がすむまで所定の距離単位だけ鋸刃移動方向に垂直であってかつ鋸刃の面に平行な方向に変位させ、これにより一回のドレッシングサイクルが完了することを特徴とする、請求項１記載の方法。
5. 前記ドレッシングサイクルが一回だけ行われることを特徴とする、請求項４記載の方法。
6. 前記ドレッシングサイクルが複数回行われることを特徴とする、請求項４記載の方法。
7. 全てのドレッシングサイクルにおいて、前記ローラユニット（６）の変位の前記距離単位が一定に維持されることを特徴とする、請求項６記載の方法。
8. 前記ローラユニット（６）の変位の前記距離単位がドレッシングサイクルごとに変化することを特徴とする、請求項６記載の方法。
9. 前記上方ローラ（２６、２７）の動きが、前記非平面性を測定するためのステーション（１５）によって実際に測定されたる鋸刃（Ｂ）の理想的な平面（Ｉ）に対する非平面性に比べ、必要なパーセンテージ分だけ大きくなっていることを特徴とする、請求項１記載の方法。
10. 鋸刃、特にエンドレスベルト型鋸刃（Ｂ）のドレッシング方法であって、鋸刃がその移動方向に配置されたテーブル（３）上に導かれるようになっており、かつ、鋸刃の進んだ距離が連続的に測定されるようになっており、ベルト型鋸刃の平面性の測定のための測定ステーション（１２）と、鋸刃（Ｂ）がそこを走行するローラユニット（６）と、二対のローラ（２４、２６；２５、２７）とを有する装置を用いて実行され、前記二対のローラ（２４、２６；２５、２７）が、固定して設置された下方ローラ（２４、２５）と、理想的刃面（Ｉ）からの変位として測定された非平面性に応じて移動することができる可動に案内される上方ローラ（２６、２７）とから成り、変形のない領域においては、各ローラ対の両ローラ（２４、２６；２５、２７）が、鋸刃（Ｂ）表面に当接して案内される、ドレッシング方法において、
    前記上方ローラ（２６、２７）はそれぞれのベアリングブロック（２８）に変位可能に取り付けられており、前記ベアリングブロック（２８）の変位はステップモータまたはサーボモータにより測定された非平面性に直接比例してなされて、前記非平面性の高さまたは深さに比例する距離だけ変位させられることを特徴とする方法。
11. 請求項１０に記載の方法を実行するための装置であって、鋸刃の進んだ距離を測定するためのステーション（１８）が、鋸刃の移動方向に関してローラユニット（６）の後方に設けられていることを特徴とする装置。
12. 前記非平面性が、第２の測定ステーション（１５）によって、鋸刃の背に平行な線に沿ってまたは鋸刃縁に平行な線に沿って測定することができ、前記ローラユニット（６）は、前記鋸刃が所定長さにわたって走行した後に、レール（７）上を所定の距離単位だけ鋸刃移動方向に垂直であってかつ鋸刃の面に平行な方向に変位させることができ、これによりドレッシングサイクルが完了し、この動作が、鋸刃の全表面が加工されるまで行われることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
13. 前記各ローラ対（２４、２６；２５、２７）の軸付きの上方のローラが、垂直ガイド（３１）内に案内される前記ベアリングブロック（２８）内に保持され、前記上方ローラ（２６、２７）が、当該上方ローラの精密な垂直方向位置の制御のために設けられたねじ軸（３０）を介して前記ステップモータまたはサーボモータ（２０）によって、上下に可動であることを特徴とする、請求項１１記載の装置。

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