JP5690390B1

JP5690390B1 - タレット式木口加工装置及び木材プレカット加工設備

Info

Publication number: JP5690390B1
Application number: JP2013218214A
Authority: JP
Inventors: 小原　好和; 好和小原; 教夫森田; 泰政仲村; 亮太小松; 俊治松繁
Original assignee: 宮川工機株式会社
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2033-10-21
Also published as: JP2015080860A

Abstract

【課題】木口加工に要する加工時間の短縮を十分に図りつつ、各種形状の継ぎ手や仕口を木口に対して精度よく加工する。【解決手段】モーターベース３２１を備え、角度割り出しによって選択された主軸をＸＹＺ方向位置を制御しつつ駆動して木口加工を実行する木口加工機３００であって、主軸の内の一つには、蟻部加工用の大径カッタＴ２−２の内側に腰掛部加工用の小径カッタＴ２−１を備えると共に、大径カッタと小径カッタとを共転可能でかつ軸方向位置を相対的に変更可能な状態で連結した組み合わせ刃物Ｔ２を装着し、（Ａ）大径カッタの先端から小径カッタが飛び出さない状態、（Ｂ）大径カッタの先端から小径カッタがＬ１だけ飛び出した状態、（Ｃ）大径カッタの先端から小径カッタがＬ１＋Ｌ２以上飛び出した状態、に切り替える切替装置を備えている。【選択図】図５

Description

本発明は、木材の前後端の切断、上下面、側面及び木口の加工を行う木材プレカット加工設備に係り、特に、タレット式木口加工装置の改良に関するものである。

この種の設備においては、待ち時間等を減少させて加工効率を向上することが求められている。このため、図１２（Ａ）に示す様に、プレカット加工機ＰＣＭの右に第１のローラコンベア群ＲＣ１を、左に第２，第３のローラコンベア群ＲＣ２，ＲＣ３を備え、第１の加工位置Ｐ１と第２の加工位置Ｐ２とを前後にずらして設定し、前後移動可能な中間コンベアＲＣ４と、第２の固定コンベアＲＣ２２から第３の固定コンベアＲＣ３２へと木材を受け渡す木材受渡装置Ｓ１とを備え、第１の加工位置Ｐ１でのプレカット中に第２の加工位置Ｐ２へ木材を搬入可能にすると共に、第２の加工位置Ｐ２でのプレカット中に第１の加工位置Ｐ１へと木材を搬入可能にすることで、第１の加工位置Ｐ１から木材を搬出しているときに加工ヘッドＨＤを待機させずに第２の加工位置Ｐ２での加工を行うことができる様に構成した木材プレカット加工設備がある（特許文献１：特開平１１−９０９０５）。

特許文献１の設備では、木口加工用の複数種類の切削工具Ｔ１〜Ｔ４が９０度間隔で放射状に装着されたタレットモータベースを備え、これら切削工具Ｔ１〜Ｔ４の中から加工形状に応じた刃物を選択して木口加工を実行している。このとき、図１２（Ｂ）に示す様に、蟻と大入れ掛けの円弧部の中心が同一となる加工形状ならば、切削工具Ｔ２を選択してＵ字を描く様に動作させることで切削加工を完了することができる。しかし、図１２（Ｃ）〜（Ｇ）に示す様な加工形状の場合、例えば蟻と大入れ掛けの円弧部の中心が寄っていたり異なっていたり、外形形状自体が相似でないため、一つの切削工具による加工動作を行うだけでは切削加工を完了することができず、切削工具Ｔ１と切削工具Ｔ４とを用いて加工する必用がある。以下、図１２（Ｂ）の形状を「同芯蟻大入れ掛け」、同（Ｃ）の形状を「寄り蟻大入れ掛け」、同（Ｄ）の形状を「異芯蟻大入れ掛け」、同（Ｅ）の形状を「蟻大入れ持たせ」、同（Ｆ）の形状を「腰掛け蟻継ぎ」、同（Ｇ）の形状を「蟻掛け」と呼ぶ。

このため、従来技術においては、木口の加工形状が「寄り蟻大入れ掛け」等の場合には、切削工具の切替動作が必用となり、加工時間が長くなるという問題が生じる。

なお、図１３（Ａ）に示す様に、内側カッタと外側カッタとを組み合わせた刃物を用いてスプリングとストップカラーを利用して刃物位置に切り替える様にした側面加工機（特許文献２）、図１３（Ｂ）に示す様に、モーター軸にセット用ボルトを介して装着したシールホルダにチャック及びナットで第１のカッタを装着すると共に、シールホルダの外側に設けたシャフトに第２のカッタを連結し、油圧ポートへの油圧の供給によってシャフトを軸方向に移動させる構造としたルーターヘッド（特許文献３）、図１３（Ｃ）に示す様に、駆動軸の先端にコレットチャックを介して小径カッタを取りつけると共に、小径カッタの外側に大径カッタを設け、駆動軸を保持する軸受筒に軸方向の空圧シリンダを取りつけ、この空圧シリンダのピストンロッドをスライド操作体を介して大径カッタに連結し、小径カッタと大径カッタの両者は軸方向のスライド運動だけを許容して連結する構造としたカッタヘッド（特許文献４）が知られている。

特開平１１−９０９０５実公平１−４０６４３実開平５−４９３０６特開平９−８５７０４

特許文献２〜４によれば、図１２（Ｃ）〜（Ｇ）に示した「寄り蟻大入れ掛け」、「異芯蟻大入れ掛け」、「蟻大入れ持たせ」、「腰掛け蟻継ぎ」、「蟻掛け」の加工に当たって、内側と外側とで二重にしたカッタの出没状態を切り替えるだけでよくなる。しかしながら、逆に、図１２（Ｂ）の「同芯蟻大入れ掛け」の場合においても、内側カッタによる切削加工と外側カッタによる切削加工とを別々に実行しなければならない。

このため、従来技術では、木口加工においては加工時間の短縮を十分に実現することができないという問題がある。加えて、特許文献２は、スプリングの使用頻度又は力のかかり方で刃物の切替位置が安定しない可能性がある。特許文献３は、構造的に複雑になりすぎてコストアップにつながると共に、モーターの全長が伸びてしまうという問題もある。

さらに、特許文献２〜４は、いずれも小径のカッタで蟻部の加工を行う構成であるため、図１２（Ｃ）の「寄り蟻大入れ掛け」、同（Ｄ）の「異芯蟻大入れ掛け」、同（Ｅ）の「蟻大入れ持たせ」等の加工において、小径カッタでの加工時間が長くなるという問題もある。

そこで、本発明は、木材プレカット加工設備における加工時間の短縮、稼働率の向上をさらに推進することを目的とし、特に、木口加工に要する加工時間の短縮を十分に図りつつ、各種形状の継ぎ手や仕口を木口に対して迅速に加工することを可能ならしめることを目的とする。加えて、そのための装置の構造的な複雑化や大型化を生じない様にすることをもさらなる目的とする。

上記目的を達成するためになされた本発明のタレット式木口加工装置は、放射状に装備した複数の主軸の内から、角度割り出しによって加工に用いる主軸の選択を実行するタレットモーターベースを備え、駆動制御指令を受けることにより、主軸の選択と、当該選択された主軸のＸＹＺ方向位置制御及び駆動制御による切削加工とを実行すると共に、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする。
（１）前記タレットモーターベースの前記主軸の内の少なくとも一つには、木材の芯に対して傾斜した面を削り出す大径カッタの内側に木材の芯に対して平行な面を削り出す小径カッタを備えると共に、前記大径カッタと前記小径カッタとを共転可能でかつ軸方向位置を相対的に変更可能な状態で連結した組み合わせ刃物を装着してあること。
（２）前記大径カッタと前記小径カッタの軸方向相対位置を以下の（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかの状態とする様に、軸方向相対位置を切り替える切替装置を備えていること。
（Ａ）大径カッタの先端から小径カッタが飛び出さない状態。
（Ｂ）大径カッタの先端から小径カッタが第１長さだけ飛び出した状態。
（Ｃ）大径カッタの先端から小径カッタが前記第１長さよりも長い第２長さだけ飛び出した状態。

本発明のタレット式木口加工装置によれば、組み合わせ刃物を装着した主軸を用いる場合、切替装置によって組み合わせ刃物の軸方向相対位置を（Ａ）の状態とすることで、大径カッタのみで木材の芯に対して傾斜した面を切削加工することができる。一方、切替装置によって、組み合わせ刃物の軸方向相対位置を（Ｃ）の状態とすることで、第２長さよりも浅く木材の芯に平行な面を小径カッタのみで切削加工することができる。そして、切替装置によって、組み合わせ刃物の軸方向相対位置を（Ｂ）の状態にすることで、大径カッタと小径カッタを同時に用いて、木材の芯に対して傾斜した面と、深さが第１長さとなる木材の芯に平行な面とを同時に切削加工することができる。

この結果、必用に応じて組み合わせ刃物の軸方向相対位置の切替を行うだけで、木材の木口に対するオスの仕口又は継ぎ手の種々の加工形状を主軸を切り替えることなく短時間で完了させることができる。また、大径カッタの方を傾斜した面を切削加工する刃物としているので、蟻部の加工において一気に深く切り込むことができるから、蟻部の切削加工に要する時間を短縮することができる。なお、本発明の（Ａ）の状態においては、小径カッタが大径カッタの先端と面一であってもよいし、大径カッタの先端よりも窪んだ状態となっていてもよい。

本発明のタレット式木口加工装置は、さらに、以下の構成をも備えるとよい。
（３）前記組み合わせ刃物は、前記大径カッタとして、オスの仕口又は継ぎ手における蟻部を切削する刃物を備え、前記小径カッタとして、オスの仕口又は継ぎ手における腰掛部を切削する刃物を備えていること。
（４）前記切替装置は、腰掛け部と蟻部があるオスの仕口又は継ぎ手における腰掛部の長さをＬ１とし蟻部の長さをＬ２とするとき、前記第１長さがＬ１となる様に前記軸方向相対位置の切替を実行する装置として構成されていること。

この様に構成することにより、図１２（Ｂ）に示した「同芯蟻大入れ掛け」は、切替装置により組み合わせ刃物の軸方向相対位置を（Ｂ）の状態とした１工程の切削加工で確実に完成させることができる。また、切り替え装置により組み合わせ刃物の軸方向相対位置を（Ｃ）の状態とした工程によって、蟻部と腰掛部とが組み合わさった仕口又は継ぎ手において外形形状が相似で円弧形状の部分の中心がずれていたり、外形形状が蟻部と相似ではない腰掛部であっても、これを精度よく切削加工することができる。

これら本発明のタレット式木口加工装置は、さらに、以下の構成をも備えるとよい。
（５）前記切替装置は、前記主軸と平行に設置された第１，第２の流体シリンダを直列に接続し、第１，第２の流体シリンダの一方のみ又は両方に伸長動作又は収縮動作を実行させることによって、前記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかの状態を形成する機構として構成されていること。

切替装置として（５）の構成を採用することにより、特許文献３の様に主軸の大型化や主軸部分の構造の複雑化を伴うことなく、（Ａ）〜（Ｃ）の各状態を迅速かつ正確に切り替えることができる。

切替装置として（５）の構成を採用したタレット式木口加工装置は、さらに、以下の構成をも備えるとよい。
（６）前記第１の流体シリンダのストロークをＳ１、前記第２の流体シリンダのストロークをＳ２とし、腰掛け部と蟻部があるオスの仕口又は継ぎ手における腰掛部の長さをＬ１とし蟻部の長さをＬ２とするとき、Ｓ１≧Ｌ１、Ｓ２≧Ｌ２の関係を満足する構成となっていること。
（７）前記組み合わせ刃物は、前記小径カッタを前記主軸の先端に固定すると共に前記大径カッタを当該主軸に対して回り止めした状態で軸方向移動可能に装着することによって取り付けられていること。
（８）前記切替装置は、前記大径カッタを前記直列に接続された流体シリンダのストローク動作によって前記主軸に沿って軸方向移動させる機構により、前記（Ａ）〜（Ｃ）の各状態を、前記第１，第２の流体シリンダを以下の様にストローク動作させることによって形成させること。
（ａ）前記第１の流体シリンダ及び前記第２の流体シリンダを共に伸長動作させる。
（ｂ）前記第１の流体シリンダを収縮動作、前記第２の流体シリンダを伸長動作させる。
（ｃ）前記第１の流体シリンダ及び前記第２の流体シリンダを共に収縮動作させる。

第１の流体シリンダのストロークＳ１、第２の流体シリンダのストロークＳ２、腰掛部の長さＬ１、蟻部の長さＬ２が（６）の関係を満足し、組み合わせ刃物が（７）の様に主軸に対して取り付けられることにより、（８）の構成において（ａ）のストローク動作で（Ａ）の状態を、（ｂ）のストローク動作で（Ｂ）の状態を、（ｃ）のストローク動作で（Ｃ）の状態を、迅速かつ的確に切り替えることができ、特に、（ｂ）のストローク動作によって、「同芯蟻大入れ掛け」を刃物切替動作なしに切削加工することが可能となる。

上記目的を達成するためになされた本発明の木材プレカット加工設備は、木材の前後端の切断、上下面、側面及び木口の加工を行う複数台の加工機と、これら複数台の加工機の内で最も上流側に設置された加工機に対して木材を投入する投入装置と、これら複数台の加工機の内で最も下流側に設置された加工機から木材を搬出する搬出装置と、これら複数台の加工機間で木材を搬送する搬送装置と、前記各加工機及び搬送装置に対して加工データに従って駆動制御指令を行う制御装置とを備えた木材プレカット加工設備において、前記複数台の加工機の内、上流から少なくとも２台目以降に位置する加工機として、請求項１〜４のいずれかに記載のタレット式木口加工装置を備え、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする。
（１１）前記タレット式木口加工装置は、前記制御装置からの駆動制御指令に従って前記主軸の選択とＸＹＺ方向位置制御及び駆動制御による切削加工とを実行する際、前記駆動制御指令が前記組み合わせ刃物を装着した主軸による加工を対象とするものであるときは、前記切替装置を駆動して前記大径カッタと前記小径カッタの軸方向相対位置を前記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかの状態とする制御をも実行する様に構成されていること。

本発明の木材プレカット加工設備によれば、タレット式木口加工装置が、制御装置からの駆動制御指令に従って主軸の選択とＸＹＺ方向位置制御及び駆動制御による切削加工とを実行する際、駆動制御指令が組み合わせ刃物を装着した主軸による加工を対象とするものであるときは、切替装置を駆動して大径カッタと小径カッタの軸方向相対位置を（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかの状態とする制御をも実行するから、最終段の加工において上述の様な時間短縮が可能となる結果、上流の加工機に加工待ちを生じさせ難く、設備全体としての加工時間短縮及び稼働率の向上を達成することができる。

本発明の木材プレカット加工設備は、さらに、以下の構成をも備えるとよい。
（１２）前記タレット式木口加工装置は、前記制御装置からの駆動制御指令が、仕口又は継ぎ手における円弧形状の部分の中心が一致していて相似な外形形状となる蟻部と腰掛部とを有する加工形状を指令している場合は、前記切り替え装置によって前記（Ｂ）の状態に切り替えると共に前記蟻部と前記腰掛部とを同時に切削加工する制御を行う様に構成されていること。

また、これら本発明の木材プレカット加工設備は、さらに、以下の（１３）〜（１５）の一つ以上の構成をも備えるとよい。
（１３）前記タレット式木口加工装置は、前記制御装置からの駆動制御指令が、仕口又は継ぎ手における円弧形状の部分の中心が幅方向にずれて相似な外形形状となる蟻部と腰掛部とを有する加工形状を指令している場合は、前記切り替え装置によって前記（Ａ）の状態に切り替えて前記蟻部を切削する工程と、前記（Ｃ）の状態に切り替えて前記腰掛部を切削する工程とを別々に実行する制御を行う様に構成されていること。
（１４）前記タレット式木口加工装置は、前記制御装置からの駆動制御指令が、仕口又は継ぎ手における円弧形状の部分の中心が高さ方向にずれて相似な外形形状となる蟻部と腰掛部とを有する加工形状を指令している場合は、前記切り替え装置によって前記（Ａ）又は（Ｂ）の状態に切り替えて前記蟻部を切削する工程と、前記（Ｃ）の状態に切り替えて前記腰掛部を切削する工程とを別々に実行する制御を行う様に構成されていること。
（１５）前記タレット式木口加工装置は、前記制御装置からの駆動制御指令が、外形形状が相似しない蟻部と腰掛部とを有する加工形状を指令している場合は、前記切り替え装置によって前記（Ａ）又は（Ｂ）の状態に切り替えて前記蟻部を切削する工程と、前記（Ｃ）の状態に切り替えて前記腰掛部を切削する工程とを別々に実行する制御を行う様に構成されていること。

ここで、切削加工の途中で組み合わせ刃物の軸方向相対位置の切替を伴う（１３）〜（１５）の構成において、切替順はいずれを先にしても構わない。即ち、外側に位置する腰掛部等の外形形状を先に形成してから内側の蟻部の外形形状を形成する順番としてもよいし、逆に、内側に位置する蟻部の外形形状を先に形成してから、その外側に位置する腰掛部等の外形形状を形成する様にしても構わないのである。

なお、これら本発明の木材プレカット加工設備は、さらに、以下の構成をも備えるとよい。
（１６）前記タレット式木口加工装置の上流側に設定された第１の加工位置と下流側に設定された第２の加工位置とを前記第２の加工位置が前記第１の加工位置に対して前記搬出装置側にずれた位置関係に設定し、前記第１の加工位置で切削加工した木材を一旦下流方向へと搬送した後に前記搬出装置側へと横移動させてから上流側へと搬送して前記第２の加工位置へとセットし、該第２の加工位置での切削加工中に前記第１の加工位置へと次の木材を搬入してセットする終端・始端入れ替え機構を備えていること。
（１７）前記タレット式木口加工装置は、前記制御装置からの駆動制御指令に基づいて、前記第１の加工位置と前記第２の加工位置とを切り替えつつ切削加工を繰り返す際に、次の切削加工において複数の主軸を使用する必用があり、現在の切削加工において使用している主軸の角度割り出し状態を基準として反対側の加工位置に向かせるべき複数の主軸の角度変更の累計値に大小があるときは、角度変更の累計値がより小さくなる様に、次の切削加工において最初に用いる主軸を決定する主軸割出順序決定手段を備えていること。

「（１６）終端・始端入れ替え機構」を備えることにより、タレット式木口加工装置による木材両端の木口加工における待ち時間を減少させ、さらに加工効率を向上させることができる。そして、これに留まらず、タレット式木口加工装置に「（１７）主軸割出順序決定手段」を備えさせることにより、どうしても複数の主軸を用いて加工しなければならない様な形状の加工において、主軸選択時間を短縮させ、さらなる加工効率の向上を実現することができる。

本発明によれば、木材プレカット加工設備における加工時間の短縮、稼働率の向上に多大な効果を発揮する。また、木口加工に要する加工時間の短縮を十分に図りつつ、各種形状の継ぎ手や仕口を木口に対して迅速に加工することができる。加えて、蟻部と腰掛部とが組み合わされた継ぎ手や仕口をタレットモータベースによる刃物軸割出角度を変更せずに大径カッタと小径カッタの出入り状態を変更するだけで加工できる結果、軸割出による誤差を生じない分だけ精度も向上する。さらに、そのための装置の構造的な複雑化や大型化を生じない様にすることもできる。

実施例１のプレカット加工設備全体の平面図である。実施例１における木口加工機の背面図である。実施例１における木口加工形状の斜視図である。実施例１における蟻部と腰掛部を有するオスの仕口＆継ぎ手の寸法条件を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は斜視図である。実施例１における組み合わせ刃物を装着した主軸の一部を断面で示す正面図である。実施例１における組み合わせ刃物での加工工程を示す正面図である。実施例１における組み合わせ刃物での加工工程を示す正面図である。実施例１における制御系統のブロック図である。実施例１における木口加工制御装置による制御処理のフローチャートである。実施例１における木口加工制御装置による制御処理のフローチャートである。実施例１における木口加工制御装置による刃物選択処理のフローチャートである。従来技術の説明図である。従来技術の説明図である。

以下に、本発明を適用した木材プレカット加工設備1の実施例を説明する。

図１は、木造建築用部材のプレカット加工設備の実施形態としての木材プレカット加工設備1を示す模式的平面図である。

木材プレカット加工設備1は、各種加工機として、木材の先端の端切り、後端の全長決め切断及び上下面加工を行うための切断＆上下面加工機１００と、木材の側面加工を行うための側面加工機２００と、木材の木口に対して継ぎ手及び仕口の加工を行うための木口加工機３００と、木材を横移送させるチェーンスラッシャ２１〜２４と、木材を軸方向移動させるローラコンベア３１〜４２とを備えている。

木材プレカット加工設備1は、ＣＡＤ／ＣＡＭデータに基づいて、各加工機１００，２００，３００の動作制御及び木材の搬入＆搬出を自動的に実行しつつ木材のプレカット加工を実行するように構成されている。

各加工機１００，２００，３００の近傍に設けられた短いローラコンベア３２，３５，３８は、いずれも下方へ倒すことができる様になっていて、各加工機１００，２００，３００の近傍に、必要に応じて作業者の移動通路を確保可能な構成になっている。

ローラコンベア３９，４０とローラコンベア４１，４２の間には、木材を横移動させるための多数の桟４４が配置されている。この桟４４の上面と各ローラコンベア３９〜４２の各ローラの上面とはほぼ同一高さになっている。これは、ローラコンベア３９，４０からローラコンベア４１，４２へと木材を持ち上げることなく、桟４４の上面を滑らせてスムーズに横移動させるためである。

ローラコンベア４１，４２とチェーンスラッシャ２４との間には、通常時はローラコンベア４１，４２のローラ上面より下方に沈んだ状態にあり、木口加工機３００による加工の終了後に上昇してローラコンベア４１，４２上の木材を持ち上げ、それ自身の傾斜を利用してチェーンスラッシャ２４へと木材を受け渡すための傾斜式ローラ移送装置４５が備えられている。そして、各加工機１００，２００，３００によるすべての加工が終わった木材は、チェーンスラッシャ２４上に載置される。

最初に木材を投入する位置に配置されているチェーンスラッシャ２１は、移送方向の途中で部分的に重複して配置される２組の搬送用チェーン群２１ａ，２１ｂによって構成されている。同じく、チェーンスラッシャ２２，２３も、２組の搬送用チェーン群２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂによって構成されている。これは、横移送開始側の搬送用チェーン群２１ａ，２２ａ，２３ａによる木材の移送速度を、横移送終了側の搬送用チェーン群２１ｂ，２２ｂ，２３ｂによる木材の木材の移送速度よりも遅くすることにより、ローラコンベア３１，３４，３７へと木材を載せ代えるために設けられている木材載せ代え装置６１，６２，６３による木材の載せ代え動作をスムーズに実行させることができる。

各木材載せ代え装置６１，６２，６３は、チェーンスラッシャ２１，２２，２３の上面より所定量沈んだ位置からストッパ５１、５２，５３の上面を超える高さまで伸縮可能なエアシリンダと、このエアシリンダを横方向に伸びるガイド６１ａ，６２ａ，６３ａに沿って移動させる横移動機構とによって構成されている。また、この横移動機構の駆動には、モータの回転を往復運動に変換するクランク機構を使用し、載せ代え開始から載せ代え完了までの横移動速度の変化が、最初は徐々に加速し、途中で最高速度に達した後で徐々に減速させ、移動開始時及び停止時の加速度による木材の横倒れを防止する工夫がなされている。

ローラコンベア３３，３６，３９，４０には、コンベア上の木材を下流のチェーンスラッシャ２２，２３やローラコンベア４１，４２へと押し出すためのプッシャプレート７１，７２，７３が備えられている。これらのプッシャプレート７１，７２，７３は、各１対のエアシリンダ７４，７５，７６によって駆動される様に構成されている。なお、各ローラコンベア３３，３６，３９，４０のプッシャプレート７１，７２，７３と反対側の側面枠は、プッシャプレート７１，７２，７３による木材の押し出しを妨げない様に、ローラ上面と同一高さ又は若干低めに構成されている。

切断＆上下面加工機１００は、その主要な構成として、木材をクランプするためのＮｏ．１〜Ｎｏ．５バイス１１１〜１１５と、木材の端切りを行うための切断ユニット１３０と、木材の上下面に対してほぞ穴やボルト穴を加工するための上下一対の角のみユニット１５０と、木材の上下面に対して間柱欠き、垂木欠き、隅木欠き及び谷木欠きを加工するための上下一対のカッタユニット１７０とを備えている。

この切断＆上下面加工機１００における上下面加工位置を規定するための位置決めユニット４００が、ローラコンベア３３の側方に配置されるガイドレール４０１に沿って移動可能に配置されている。なお、符号１１６，１１７で示されているのは、切断ユニット１１０に対して搬入される木材の先端を検出してローラコンベア３１，３２を停止させるための先端検出用の光センサユニットである。

側面加工機２００は、その主要な構成として、その前後に配置される短いローラコンベア２１１，２１２と、木材をクランプするためのＮｏ．１，Ｎｏ．２バイス２２１，２２２と、これらバイス２２１，２２２の間の位置において、対面する様に配置される一対の側面加工ユニット２３１，２３２とを備えている。各側面加工ユニット２３１，２３２には、上下方向に複数の側面加工用工具が装着される様になっている。この側面加工機２００は、例えば、特公平１−０１５５９６４号公報等に記載されている側面加工ユニットを独立の加工機械として構成したもので、木材の側面に対して、大入れ蟻掛け、根太彫り、ボルト穴等の各種加工を行うものである。

この側面加工機２００における側面加工位置を規定するための位置決めユニット５００が、ローラコンベア３６の側方に配置されるガイドレール５０１に沿って移動可能に配置されている。この位置決めユニット５００は、切断＆上下面加工機１００における加工位置を規定するための位置決めユニット４００と同一のものである。

木口加工機３００は、その主要な構成として、上流のローラコンベア３７，３８側に配置される第１の固定コンベア３１１と、この第１の固定コンベア３１１の延長上において、反対側のローラコンベア３９，４０の直前に配置される第２の固定コンベア３１２と、この第２の固定コンベア３１２と同じ側において、ローラコンベア４１，４２の延長線上に配置される第３の固定コンベア３１３と、第１，第２の固定コンベア３１１，３１２の間を連絡する連絡位置と図中一点鎖線で示した前方の退避位置との間をＺ軸方向へ移動可能に配置される中間コンベア３１４と、各種加工工具（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４。詳細は図２に示す。）を９０度ずつずらして放射状に配置したタレットモータベース３２１を備える木口加工ユニット３２０と、第１の固定コンベア３１１の近傍に出没自在に配置され、ローラコンベア３７，３８，３１１上を搬送されて来る木材の先端位置を規定するためのＮｏ．１ストッパ３３１と、このＮｏ．１ストッパ３３１によって先端位置を規定された木材をクランプするＮｏ．１バイス３４１と、第３の固定コンベア３１３の近傍に出没自在に配置され、ローラコンベア４１，４２，３１３上を搬送されて来る木材の先端位置を規定するためのＮｏ．２ストッパ３３２と、このＮｏ．２ストッパ３３２によって先端位置を規定された木材をクランプするＮｏ．２バイス３４２と、第２の固定コンベア３１２に併設されている印字装置３５１とを備えている。なお、中間コンベア３１４は、加工ユニット３２０と連結されていて、上述のＺ軸方向の移動は、加工ユニット３２０のＺ軸方向への移動によって実現される機構となっている。

この木口加工機３００は、木口加工ユニット３２０を図示のＸ方向及びＺ方向に移動させると共にタレットモータベース３２１をＹ方向（上下方向）に移動させつつ、Ｎｏ．１バイス３４１でクランプされた木材の木口及びＮｏ．２バイス３４２でクランプされた木材の木口に対して必要な加工を行うものである。この加工に当たっては、タレットモータベース３２１を９０度刻みで回転させることによって、そこに装着された各種工具Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４（図２参照。）の中から必要なものを選択して継手及び仕口の加工を行う様に構成されている。

そして、特に、第１の加工位置Ｐ１においてＮｏ．１バイス３４１及びＮｏ．１上押さえクランパ３６１でクランプされた木材の木口を加工したら、中間コンベア３１４を図示の実線の位置に移動させる様に木口加工ユニット３２０を図示の様に機械の後方に移動させ、終端側（図１の紙面上方側）の木口の加工を終了した木材を中間コンベア３１４を渡って下流のローラコンベア３９，４０上へと移送する。こうして一本目の木材の終端側木口への加工が完了したら、二本目の木材をＮｏ．１ストッパ３３１及びＮｏ．１バイス３４１，Ｎｏ．１上押さえクランパ３６１（図２参照）で第１の加工位置Ｐ１に位置決めする。そして、Ｎｏ．１ストッパ３３１を退避させると共に、中間コンベア３１４を一点鎖線で示した退避位置へ移動させる様に木口加工ユニット３２０を前進させて次の木材の終端側の木口加工を行い、この間に、先に下流側のローラコンベア３９，４０上へと移送しておいた木材をプッシャプレート７３によってローラコンベア４１，４２上へと移し代え、木口加工機３００側に移送してＮｏ．２ストッパ３３２により先端合わせを行うと共に、第２の加工位置Ｐ２に始端を臨ませた状態となる様にＮｏ．２バイス３４２，Ｎｏ．２上押さえクランパ３６２（図２参照）でクランプしておく。この結果、２本目の木材の終端側に対する第１の加工位置Ｐ１での木口加工が完了したら、直ちに１本目の木材の第２の加工位置Ｐ２での木口加工へと移行することができ、この間に中間コンベア３１４を再び連絡位置へ移動させて２本目の木材をローラコンベア３９，４０上へと移送しておくことにより、以下、第１の加工位置Ｐ１での終端加工、第２の加工位置での始端加工、…、第１の加工位置での終端加工、第２の加工位置での始端加工、第２の加工位置での始端加工、と効率良く、木材の両端木口の加工を実行できる様にしたものである。

木材プレカット加工設備1は、以上の様に構成され、最上流のチェーンスラッシャ２１上に投入載置された木材は、木材プレカット加工設備1の各チェーンスラッシャや各ローラコンベアなどの搬送装置によって順次下流方向へ移送されながら各加工機１００，２００，３００によって加工が施され、最下流のチェーンスラッシャ２４上に排出される。

本実施例では木材プレカット加工設備1は、切断＆上下面加工機１００と側面加工機２００が別々の機械として構成されているものとして説明したが、これらが一体化されたものや、複数台で構成されたものなどであっても構わない。

木口加工機３００のタレットモーターベース３２１上には、図２に示す様に、Ｔ１（鎌オス＆欠きカッタ）、Ｔ２（蟻＆腰掛カッタ）、Ｔ３（鎌メスカッタ）、Ｔ４（蟻ビット）等の切削工具が装備されている。これらの各切削工具Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の選択と回転及び移動動作で、各々の切削工具の全体又は一部を使用し、図３の（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）、（ヘ）、（ト）、（チ）、（リ）に示す様な各種形状の切削加工をすることができる。

本実施例においては、これら各種形状の内、腰掛部と蟻部があるオスの仕口＆継ぎ手の内、蟻部と腰掛部が共に円弧部を有する相似形状のものにおいて円弧部の中心の位置関係により分類される「（イ）：同芯蟻大入れ掛け」、「（ロ）：寄り蟻大入れ掛け」、「（ハ）：異芯蟻大入れ掛け」、腰掛部と蟻部があるオスの仕口＆継ぎ手の内、腰掛部が円弧部を有しないものにおいて分類される「（ニ）：蟻大入れ持たせ」、「（ホ）：腰掛け蟻継ぎ」、及び「（ヘ）：蟻掛け」は、いずれも組み合わせ刃物で構成された切削工具Ｔ２で加工する。

これら「腰掛部」と「蟻部」がある「オスの仕口＆継ぎ手」において、図４に示す様に、腰掛部の長さをＬ１とし、蟻部の長さをＬ２とする。

次に、組み合わせ刃物からなる切削工具Ｔ２を備えた主軸部分の構造等について説明する。図５に示す様に、切削工具Ｔ２は、腰掛部を切削する小径カッタＴ２−１と、小径カッタＴ２−１より大径で蟻部を切削する大径カッタＴ２−２とを、その軸方向の先端の相対的な位置関係をＡ状態〜Ｃ状態にするために次の様な構造になっている。

主軸モータ７００の主軸７０１の先端には軸芯を一致させる様にして小径カッタＴ２−１がボルトで固定されている。この主軸７０１には、共転かつ軸方向移動可能となる様に、フランジ７０３が嵌合されている。そして、このフランジ７０３に対してボルト７０２で大径カッタＴ２−２が固定されている。

フランジ７０３は、ベアリング７０４を介してスリーブ７０５に支えられ、スリーブ７０５は、ブラケット７０６にボルト７０９で固定されている。そして、ブラケット７０６は、前方シリンダ７０８のロッドに連結されている。この前方シリンダ７０８の後方には直列状態に後方にロッドを向けた後方シリンダ７０７が接続されている。この後方シリンダ７０７から後ろ向きに伸びるロッドの先端はモータベース７１０に対して連結されている。なお、前方シリンダ７０８と後方シリンダ７０７のロッドの向きは前後反対になっていてもよく、直列状態であれば構わない。また、前方シリンダ７０８及び後方シリンダ７０７のロッドのストローク動作に伴って主軸７０１に沿ってブラケット７０６を前後動させることができればよく、後方シリンダ７０７のロッドをモータベース７１０に対して連結する固定方法に限らない。なお、本実施例においては、前方シリンダ７０８及び後方シリンダ７０７としてはエアシリンダを用いている。

ブラケット７０６は、後方シリンダ７０７と前方シリンダ７０８の伸び縮みの動作で主軸７０１に沿って軸方向に移動する。これに伴い、大径カッタＴ２−２も主軸７０１に沿って軸方向に移動し、小径カッタＴ２−１との相対的な軸方向位置を、図示の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のいずれかの状態となる様に切り替えることができる。

図示（Ａ）の状態：シリンダ７０７は伸びている、シリンダ７０８は伸びている。
図示（Ｂ）の状態：シリンダ７０７は縮んでいる、シリンダ７０８は伸びている。
図示（Ｃ）の状態：シリンダ７０７は縮んでいる、シリンダ７０８は縮んでいる。

ここで、後方シリンダ７０７のストロークＳ１、前方シリンダ７０８のストロークＳ２、腰掛部の長さＬ１、及び蟻部の長さＬ２の関係は、Ｓ１≧Ｌ１とＳ２≧Ｌ２となる様にする。本実施例では、後方シリンダ７０７がストロークＳ１だけ収縮したときに小径カッタＴ２−１が大径カッタＴ２−２の先端よりもＬ１だけ突出する様に構成している。また、両方のシリンダ７０７，７０８が伸長した状態における小径カッタＴ２−１の先端位置が大径カッタＴ２−２の先端位置よりも若干後退した位置となる様に機械を構成している。従って、後方シリンダ７０７を縮ませることで（Ｂ）の状態とすることができ、図４に示した「同芯蟻大入れ掛け」の「腰掛部」と「蟻部」を、切削工具Ｔ２のＵ字動作によって同時に切削加工することができる様に設定してある。

なお、図５の（Ａ）〜（Ｃ）の各状態は、主に腰掛部を切削する小径カッタＴ２−１と、小径カッタＴ２−１より大径で蟻部を切削する大径カッタＴ２−２の軸方向の先端の相対的な位置関係が次の条件を満足する設計となっているということもできる。
図示（Ａ）の状態：カッタＴ２−２は、カッタＴ２−１と同じ又はカッタＴ２−１よりも出ている。
図示（Ｂ）の状態：カッタＴ２−２は、カッタＴ２−１よりも腰掛部の長さＬ１だけ後退している。
図示（Ｃ）の状態：カッタＴ２−２は、カッタＴ２−１よりも腰掛部の長さＬ１＋蟻部の長さＬ２と同じ又はそれ以上後退している。

この様にして小径カッタＴ２−１と大径カッタＴ２−２の軸方向相対位置を切り替えることにより、蟻部と腰掛部が円弧部の中心が同一で相似な外形形状となる「同芯蟻大入れ掛け」の切削加工は、図６（Ａ）に示す様に、「Ｂ状態」での切削による１工程だけで加工を完了することができる。

また、蟻部と腰掛部の円弧部の中心が高さ方向にずれた「異芯蟻大入れ掛け」は、図６（Ｂ）に示す様に、「Ｂ状態」での切削と「Ａ状態」での切削の２工程、又は図６（Ｃ）に示す様に、「Ｃ状態」での切削と「Ａ状態」での切削の２工程で加工を完了することができる。

蟻部と腰掛部の外形形状が相似ではない「蟻大入れ持たせ」は、図６（Ｄ）に示す様に、「Ａ状態」での切削と「Ｂ状態」での切削の２工程、又は図６（Ｅ）に示す様に、「Ｃ状態」での切削と「Ａ状態」での切削の２工程で加工を完了することができる。

また、蟻部と腰掛部の円弧部の中心が幅方向にずれた「寄り蟻大入れ掛け」は、図７（Ａ）に示す様に、「Ｃ状態」での切削と「Ａ状態」での切削の２工程で加工を完了することができる。同様に、蟻部と腰掛部の外形形状が相似ではない「腰掛け蟻継ぎ」は、図７（Ｂ）に示す様に、「蟻掛け」は、図７（Ｃ）に示す様に、これらも「Ｃ状態」での切削と「Ａ状態」での切削の２工程で加工を完了することができる。

なお、１工程で加工を完了することのできる「同芯蟻大入れ掛け」以外の２種類の刃物状態を切り替えて切削するものにあっては、どちらの刃物状態で先に切削を行うかは上述した説明の順序に限らず、２つの切削工程をどちらから実行しても構わない。

実施例の木材プレカット加工設備1は、加工する木材の出入りと寸法、仕口・継ぎ手の加工形状及び加工寸法、腰掛カッタと蟻カッタの形状と寸法と位置情報などをＣＡＤ及びＣＡＭのデータとして取り込んで、カッタの選択や出入りと動作を制御して前記の加工を実行する。

次に、本実施例の木材プレカット加工設備1における制御系統について説明する。図８に示す様に、木材プレカット加工設備1の全体を制御する全体制御装置８０１と、この全体制御装置８０１に対してＣＡＤ／ＣＡＭデータを入力するＣＡＤ／ＣＡＭデータ入力装置８０２とから構成されている。また、全体制御装置８０１は、大きく分けて、切断＆上下面加工機１００に対応する切断・上下面加工制御装置８１０と、側面加工機２００に対応する側面加工制御装置８２０と、木口加工機３００に対応する木口加工制御装置８３０とから構成されている。そして、切断・上下面加工制御装置８１０は、切断＆上下面加工機１００に木材を投入し、加工を行った後次工程へ排出するまでの制御を実行しており、切断＆上下面加工機１００はもちろん、チェーンスラッシャ２１、ローラコンベア３１〜３３、位置決めユニット４００及びプッシャプレート７１等をその制御対象としている。また、側面加工制御装置８２０も、同様に、側面加工機２００、チェーンスラッシャ２２、ローラコンベア３４〜３６、位置決めユニット５００及びプッシャプレート７２等をその制御対象としている。さらに、木口加工制御装置８３０は、チェーンスラッシャ２３以降の各機器を制御対象としている。

次に、木口加工制御装置８３０による木口に対する仕口＆継ぎ手加工の制御内容について説明する。この木口加工制御装置８３０は、ＣＡＤ／ＣＡＭデータ入力装置８０２からの加工情報に従って、図９，図１０に示す様な制御処理を実行する。

まず最初に、ＣＡＤ／ＣＡＭデータ入力装置８０２からの加工情報を読み込んでおく（Ｓ１０）。次に、Ｎｏ．１ストッパ３３１を突出位置へセットするための指令をストッパ駆動用アクチュエータに対して出力し（Ｓ２０）、木材を第１を加工位置Ｐ１に向かって移送開始させるための指令をコンベアローラ駆動装置に対して出力する（Ｓ３０）。また、加工ユニット駆動用のＡＣサーボモータに対して、加工ユニット３２０を第１の加工位置Ｐ１へ移動させる指令を出力すると共に（Ｓ４０）、第１の加工位置Ｐ１での加工に用いる刃物軸の選択指令をタレットモータベース３２１の駆動装置に対して出力する（Ｓ５０）。この刃物軸の選択指令は、加工情報に従ってタレットモータベース３２１を９０度刻みで回転させて切削工具Ｔ１〜Ｔ４の中で今回の加工に適切な刃物を木材に対面させる刃物選択動作を実行させるための刃物軸割出角度の指令となる。この間、第１の固定コンベア３１１に備えさせておいた光センサ等の信号によって木材が第１の加工位置Ｐ１に到達したか否かを判定する（Ｓ６０）。そして、木材が第１の加工位置Ｐ１に到達したと判定できたら（Ｓ６０：ＹＥＳ）、Ｎｏ．１バイス３４１及びＮｏ．１上押さえクランパ３６１のアクチュエータに対して駆動指令を出力し（Ｓ７０）、第１の加工位置Ｐ１へ搬入された木材をクランプさせる。続いて、Ｎｏ．１ストッパ３３１を没入位置に移動させると共にローラコンベアによる送り動作を停止させるための指令をストッパ駆動用アクチュエータ及びローラコンベア駆動装置に対して出力する（Ｓ８０）。さらに、木口加工ユニット３２０をＺ軸方向に前進させて中間コンベア３１４を退避位置へ移動させると共に、Ｓ４０で選択しておいた刃物軸の中心線を木材の中心線と一致させるための動作指令を加工ユニット駆動用のＡＣサーボモータに対して出力する（Ｓ９０）。

そして、第１の加工位置Ｐ１に対面している刃物軸の駆動モータに駆動指令を出力して刃物を回転させると共に、加工情報に従って、加工ユニット駆動用のＡＣサーボモータに駆動指令を出力して（Ｓ１００）、第１の加工位置Ｐ１に投入されている木材に対する仕口＆継ぎ手の加工を実行させ、一連の加工動作が完了したタイミングになったら刃物駆動モータに停止指令を出力すると共に、加工ユニット駆動用のＡＣサーボモータに対しては、加工ユニット３２０をＺ軸方向原点へと戻すための駆動指令を出力する（Ｓ１１０）。このとき、中間コンベア３１４は、木口加工ユニット３２０と共にＺ軸方向に移動し、図１に実線で示した連絡位置へと復帰される。

次に、第１の加工位置Ｐ１における木材のアンクランプを実行させるための指令をＮｏ．１バイス３４１及びＮｏ．１クランパー３６１のアクチュエータに対して出力した後（Ｓ１２０）、アンクランプされた木材を中間コンベア３１４を渡って下流側へと搬送させると共に第２の加工位置へと搬送するための指令を、ローラコンベア駆動装置及びプッシャプレート７３のアクチュエータに対して出力する（Ｓ１３０）。その後、下流側へ搬送された木材を横移送するための指令をプッシャプレート７３のアクチュエータに対して出力する（Ｓ１４０）。また、第２の加工位置Ｐ２での加工に用いる刃物軸の選択を実行させるための指令をタレットモータベース３２１の駆動装置に対して出力する（Ｓ２５０）。このときの指令も、加工情報に従ってタレットモータベース３２１を９０度刻みで回転させて切削工具Ｔ１〜Ｔ４の中で今回の加工に適切な刃物を木材に対面させる刃物選択動作を実行させるための割出角度となる。

この間、第３の固定コンベア３１３に備えさせておいた光センサ等の信号によって木材が第２の加工位置Ｐ２に到達したか否かを判定する（Ｓ２６０）。そして、木材が第２の加工位置Ｐ２に到達したと判定できたら（Ｓ２６０：ＹＥＳ）、第２の加工位置Ｐ２へ搬入された木材をクランプさせるための指令をＮｏ．２バイス３４２及びＮｏ．２上押さえクランパ３６２のアクチュエータに対して出力する（Ｓ２７０）。続いて、Ｎｏ．２ストッパ３３２のアクチュエータに対して没入位置への移動を指令すると共に、ローラコンベア駆動装置に対して送り動作の停止を指令する（Ｓ２８０）。

ここで、加工情報に含まれている加工スケジュールにおいて、次の部品の加工が存在するか否かを判定する（Ｓ３００）。「ＹＥＳ」と判定された場合は、Ｓ２４０で選択しておいた刃物軸を、その中心線を木材の中心線と一致させる様に、加工ユニットのＡＣサーボモータに対する駆動指令を出力する（Ｓ３１０）。続いて、第２の加工位置Ｐ２に対面している刃物軸の駆動モータに駆動指令を出力して刃物を回転させると共に、加工情報に従って、加工ユニット駆動用のＡＣサーボモータに対して駆動指令を出力し（Ｓ３２０）、第２の加工位置Ｐ２に投入されている木材に対する仕口＆継ぎ手の加工を実行させる。その後、刃物駆動モータを停止させる（Ｓ３３０）。

続いて、第２の加工位置Ｐ２における木材のアンクランプを実行させるための指令をＮｏ．２バイス３４２及びＮｏ．２上押さえクランパ３６２のアクチュエータに対して出力し（Ｓ３４０）、第２の加工位置Ｐ２で始端側の加工も完了した木材を排出するための駆動指令を、コンベアローラ駆動装置及び傾斜式ローラ移送装置４５のアクチュエータに対して出力すると共に（Ｓ３５０）、Ｓ２０へと戻って、次の木材の終端側の加工のための制御を実行する。

Ｓ３５０の指令により、第２の加工位置Ｐ２での加工も完了した木材は、ローラコンベア４１，４２を逆送され、傾斜式ローラ移送装置４５の昇降動作によってチェーンスラッシャ２４へと排出される。

一方、Ｓ３００の判定が「ＮＯ」の場合は、まず、Ｓ３１０，Ｓ３２０と同様に、第２の加工位置Ｐ２における刃物軸の移動及び駆動を実行する（Ｓ４１０，Ｓ４２０）。そして、刃物駆動モータを停止させると共に、ＡＣサーボモータを駆動して木口加工ユニット３２０を第１の加工位置Ｐ１側へと移動させるための駆動指令を出力する（Ｓ４３０）。

その後は、Ｓ３４０，Ｓ３５０と同様に、アンクランプ、木材の排出を実行して処理を終了する（Ｓ４４０，Ｓ４５０）。

次に、Ｓ５０，Ｓ２５０の刃物選択処理の詳細について図１１のフローチャートで説明する。Ｓ１０で読み込んだ加工情報に基づいて次の加工の加工形状を特定し（Ｓ６１０）、次の加工に必用な刃物（主軸）を全て特定する（Ｓ６２０）。ここで、特定された刃物が組み合わせ刃物Ｔ２のみであって（Ｓ６３０：ＹＥＳ）、次の加工のための主軸割出が可能になったら（Ｓ６４０：ＹＥＳ）、組み合わせ刃物Ｔ２の主軸の割り出しを実行し（Ｓ６５０）、エアシリンダ７０７，７０８を駆動して図５の（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかの刃物の出入り状態となる様に刃物の切替を実行する（Ｓ６６０）。そして、サーボモータを駆動してＸＹＺ方向の移動を実行すると共に主軸モータを駆動して木口の切削加工を実行する（Ｓ６７０）。次に、刃物位置の切替が必用な加工か否かを判定し（Ｓ６８０）、必用な場合にはＳ６６０へと戻る（Ｓ６８０：ＹＥＳ）。一方、刃物位置の切替が必用ない場合は（Ｓ６８０：ＮＯ）、全ての加工が完了したか否かを判断す判定する（Ｓ６９０）。全ての加工が完了していない場合は（Ｓ６９０：ＮＯ）、Ｓ６１０へと戻る。

Ｓ６２０で特定した刃物がＴ２のみではないときは（Ｓ６３０：ＮＯ）、次の加工に２軸を使用する必用があるか否かを判定する（Ｓ７１０）。２軸を使用する必用がある場合は（Ｓ７１０：ＹＥＳ）、現在のタレット状態から２軸の各軸を割り出す際の割出角度を算出する（Ｓ７２０）。この割出角度の算出は、現在の加工が第１，第２の加工位置のいずれであり、次の加工が第１，第２の加工位置のいずれであるかを考慮して実行する。

そして、次の加工のための主軸割出が可能になったら（Ｓ７３０：ＹＥＳ）、割出角度の大きい方の軸を準備する（Ｓ７４０）。このＳ７４０の処理は、現在の加工が完了して次の加工までの木材の搬送時間を利用して実行することができる。そして、サーボモータを駆動してＸＹＺ方向の移動を実行すると共に主軸モータを駆動して木口の切削加工を実行する（Ｓ７５０）。続いて、もう一つの刃物へと主軸の切替を実行し（Ｓ７６０）、サーボモータを駆動してＸＹＺ方向の移動を実行すると共に主軸モータを駆動して木口の切削加工を実行する（Ｓ７７０）。

Ｓ７１０の判定が「ＮＯ」となったときは、次の加工のための主軸割出が可能になったら（Ｓ８１０：ＹＥＳ）、直ちに主軸の割出を実行し（Ｓ８２０）、サーボモータを駆動してＸＹＺ方向の移動を実行すると共に主軸モータを駆動して木口の切削加工を実行する（Ｓ８３０）。

そして、全ての加工が完了したら（Ｓ６９０：ＹＥＳ）、本ルーチンを終了する。

以上説明した実施例１によれば、組み合わせ刃物Ｔ２を装着した主軸を用いる場合、木口加工制御装置８３０により、図１１で説明した刃物選択処理のＳ６３０〜Ｓ６８０の処理によって組み合わせ刃物Ｔ２の小径カッタＴ２−１及び大径カッタＴ２−２の軸方向相対位置を（Ａ）〜（Ｃ）の状態のいずれかに切り替える。この軸方向相対位置の切替において、（Ａ），（Ｃ）だけでなく（Ｂ）の状態をも備えているので、「同芯蟻大入れ掛け」の加工を１工程で完了することができる。また、（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかに切り替えることで、「寄り蟻大入れ掛け」、「異芯蟻大入れ掛け」、「蟻大入れ持たせ」、「腰掛け蟻継ぎ」、「蟻掛け」を軸方向相対位置の切替によって主軸を切り替えることなく実行することができる。

また、組み合わせ刃物Ｔ２において外側に位置する大径カッタＴ２−２を蟻部を加工することのできる傾斜面加工用としているので、蟻部の加工において大きく切り込むことができ、蟻部の切削加工時間を節約することもできる。

さらに、Ｓ７１０〜Ｓ７７０の処理により、２軸を用いて加工をする必用のある加工形状に対して、木材の搬送時間を利用して主軸割出に時間を多く要する方の軸を先に準備することでも加工時間の短縮がなされる。

また、図９，図１０のフローチャートに示した処理を木口加工制御装置８３０が実行することによっても加工の待ち時間を減少させることができている。

この結果、木材プレカット加工設備1の最終段の木口加工における加工時間の短縮と稼働率の向上により、上流の加工機１００，２００に対して加工待ちを発生させ難いという効果が発揮される。また、組み合わせ刃物Ｔ２を備えることで、切削工具Ｔ１〜Ｔ４の使用頻度の偏りを生じ難くさせ、刃物交換のための時間も節約することが可能となっている。この結果、木材プレカット加工設備1の全体の加工時間の短縮及び稼働率の向上を達成することが可能となる。

また、組み合わせ刃物Ｔ２における軸方向相対位置の切替を、主軸モータ７００と平行な位置に設置したエアシリンダ７０７，７０８のストローク制御で実行しているので、主軸部分の長大化や構造の複雑化も生じることがなく、図５の（Ａ）〜（Ｃ）の各状態を迅速かつ正確に切り替えることができる。

そして、「同芯蟻大入れ掛け」は、組み合わせ刃物の軸方向相対位置を図５の（Ｂ）の状態とした工程のみの切削加工で確実に完成させることができる上に、組み合わせ刃物の軸方向相対位置を図５の（Ｃ）の状態とした工程を用いることにより、円弧状部の中心がずれていたり、外形形状が異なっている腰掛部であっても軸替えなしで切削加工することができる。軸替えがないことにより、軸替えを行っていた従来技術よりも加工精度が向上する。

ちなみに、特許文献１ではＴ２（蟻＆腰掛カッタ）は出入りせず固定的であるためＴ２（蟻＆腰掛カッタ）のみでは図３の（ロ）に示す「同心蟻大入れ掛け」しか加工することができず、図３（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）、（ヘ）の加工形状は切削工具Ｔ１（鎌オス＆欠きカッタ）と切削工具Ｔ４（蟻ビット）を交互に選択して行う必用があるため、切削工具の選択動作に時間がかかり、加工時間が長くなっていた。

これに対し、実施例１によれば、組み合わせ刃物Ｔ２（蟻＆腰掛カッタ）の腰掛カッタＴ２−１を蟻カッタＴ２−２の内部に納める（引っ込ませる）ことにより、図６，図７に示す様に、「（イ）：同芯蟻大入れ掛け」、「（ロ）：寄り蟻大入れ掛け」、「（ハ）：異芯蟻大入れ掛け」、「（ニ）：蟻大入れ持たせ」、「（ホ）：腰掛け蟻継ぎ」、及び「（ヘ）：蟻掛け」の加工が全て組み合わせ刃物Ｔ２（蟻＆腰掛カッタ）のみで実行可能となっている。組み合わせ刃物Ｔ２（蟻＆腰掛カッタ）の腰掛カッタＴ２−１を蟻カッタＴ２−２の内部に納める（引っ込ませる）又は出したりする動作は、主軸の選択動作よりもはるかに短い時間で実行することができる。

従来技術で図３の（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）、（ヘ）の「蟻部と腰掛部を有するオスの仕口＆継ぎ手」を加工する場合、蟻ビット軸による加工とカッタ軸による加工が必用となり、途中の主軸変更動作に約「５秒」かかっていた。本実施例は、この主軸の変更をせずに組み合わせ刃物軸Ｔ２のみで図３の（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）、（ヘ）の加工を実行できる結果、主軸切替時間の５秒を節約することができる。また、実施例の組み合わせ刃物軸は、大径カッタを蟻カッタとしているから、従来技術の蟻ビット軸に比べて蟻加工における切削面積を大きくすることができる。例えば、出願人の従来技術においては蟻カッタの刃物直径を５５ｍｍとしていたが、これを本実施例の組み合わせ刃物Ｔ２により、蟻カッタＴ２−１の刃物直径を１５９ｍｍに増加させることで、蟻カッタによる切削面積が増大し、蟻部の加工時間を約５秒短縮することができる。この結果、従来技術と本実施例を比べた場合、図３の（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）、（ヘ）の「蟻部と腰掛部を有するオスの仕口＆継ぎ手」を加工するための時間短縮は、軸変更なしによる５秒の短縮に加えて、木材の寸法によっては切削面積増大による５秒以上の短縮も期待でき、合計１０秒以上の時間短縮を可能にするケースも出てくる。

ここで、木造住宅一棟分当たりでの図３の（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）、（ヘ）の加工は多い。通常、１棟あたりの木口の加工数の１５％〜２５％になるともいわれる。従って、図３の（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）、（ヘ）の各加工に対して１０秒ずつの時間短縮の結果として、木造住宅一棟分の木口加工に要する時間で考えた場合、総加工時間が大きく短縮されることになる。

また、本実施例においても、切削工具Ｔ１（鎌オス＆欠きカッタ）は、図３の（ト）、（チ）、（リ）の加工に使用している。特許文献１の設備では、更に、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）、（ヘ）の加工にも使用している。そのため切削工具Ｔ１（鎌オス＆欠きカッタ）の先端部は特に磨耗が激しく他の切削工具より交換頻度が多くなり交換のために木口加工機を長時間停止させる問題があった。従って、図１に示したプレカット加工設備の木口加工機を従来技術とした場合には、最終段の木口加工機だけでなく、上流側の切断＆上下面加工機、側面加工機まで、すべて停止させることになる恐れがあった。本実施例によれば、住宅一棟で１５％〜２５％を占める図３の（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）、（ヘ）の各加工に対して切削工具Ｔ１（鎌オス＆欠きカッタ）を用いずに実行することができるから、切削工具Ｔ１（鎌オス＆欠きカッタ）の先端部の磨耗状態と当該切削工具Ｔ１の根元側等の他の部分の磨耗状態が平準化されると共に、他の３軸の切削工具Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の磨耗状態との関係も平準化することができ、刃物の交換頻度が少なくなり木材プレカット加工設備のライン全体の稼働率を改善することができる。

以上の加工時間の短縮及び稼働率の改善により木材プレカット加工設備のライン全体での生産性の向上を図ることができる。

加えて、実施例１では、空圧シリンダによって大径カッタＴ２−２を軸方向に動かす方法を採用し、構造的にシンプルでコストも安く、壊れにくく、制御もしやすいという効果がある。なお、従来技術においても、一つの加工ラインに複数台の木口加工機を設備することによって加工時間の短縮を図ることもできるが、その場合は、設備金額と設備スペースが大きくなるために得策ではない。この点、実施例１は設備スペースの増大はなく、設備金額のアップも微々たるものに留めることができる。

実施例の木材プレカット加工設備1においては、チェーンスラッシャ２２に木材が満杯になると上流の切断＆上下面加工機１００を止めなければならない。そしてチェーンスラッシャ２３に木材が満杯になると上流の側面加工機２００を止めなければならない。従って、下流の加工機になればなるほど、加工時間がかかったり停止したりする事が、木材プレカット加工設備1全体の加工時間や稼働率に影響する。このことからして、木材プレカット加工設備1の最下流に位置する木口加工機３００の加工時間の短縮や刃物交換頻度の低減は、木材プレカット加工設備1全体の生産性向上につながる。

実施例１においては、タレットモータベース３２１は４軸あり、そのうちの一軸に、組み合わせ刃物Ｔ２が付いている。タレットモータベース３２１は、初期位置（基準位置）を０度と定義した場合、３つの角度（９０度、１８０度、２７０度）に回転する構造となっていて、１回転（３６０度回転）はさせない。構造が複雑になるためである。

始端または終端の木口加工において、組み合わせ刃物Ｔ２の装着された１軸だけで済む場合は、これ以上、加工時間を短縮できないと考えられる。しかし、木口加工において、２軸（組み合わせ刃物Ｔ２と他の刃物Ｔ１，Ｔ３，Ｔ４との２軸も含む）を必要とする場合は、加工時間短縮の余地がある。本実施例によれば、一つの木口加工（終端加工や、始端加工）について、加工に必要な軸数は、事前にわかる。そして、複数の軸を必要とする場合は、『現在の加工軸から次回の加工軸への切替の際のタレットモータベース３２１の回転角度と、次回の加工軸から次次回の加工軸への切替の際のタレットモータベース３２１の回転角度の累計』が、最小となるように、使用する軸の順序を決めている（Ｓ７１０〜Ｓ７７０）。

Ｓ７１０〜Ｓ７７０の処理により、例えば、１個の部品を２軸を用いて途中で軸を切り替えつつ加工する場合、終端加工で先に使用する方の軸は、素材の搬送期間を使って、セットされる。終端加工における素材の搬送期間は、材料取込み動作、搬送動作等があるので、タレットモータベース３２１の２７０度の回転時間よりも、十分に長い。そのため、この期間内なら、どの軸をセットしても、加工時間には影響しない。そこで、Ｓ５１０〜Ｓ５７０の処理に示す様に、予め、回転時間の長い方の軸を最初にセットしておくことで、加工期間中の軸の回転時間（準備時間）を減らすことができ、加工時間を短縮できる。この考え方は、木口加工機に特有のものである。木口加工機だから、素材の搬送に時間が掛かり、待ち時間が多い。加工対象が木材ではない加工機（例えば、小型部品の金属プレート用の加工機など）なら、加工対象の搬送には時間がかからないため、搬送時間を有効的に利用できない。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例に限られることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の態様にて実施することができる。

例えば、切替装置は、蟻カッタの方を固定しておき、腰掛カッタ（主軸モータ）を軸方向に動かす方法としてもよい。また、空圧シリンダに限らず油圧シリンダでもよいし、さらにはサーボモータ＆ボールネジなどで軸方向に動かす方法としても構わない。

木造住宅用の木材プレカット加工に有益であり、工場設備のコスト低減と精度のよい加工を両立させることができる。

１・・・木材プレカット加工設備、２１〜２４・・・チェーンスラッシャ、３１〜４２・・・ローラコンベア、６１，６２，６３・・・木材載せ代え装置、７１，７２，７３・・・プッシャプレート、７４，７５，７６・・・エアシリンダ、１００・・・切断＆上下面加工機、１１１〜１１５・・・Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５バイス、１１６，１１７・・・光センサユニット、１３０・・・切断ユニット、１５０・・・角のみユニット、１７０・・・カッタユニット、２００・・・側面加工機、２１１，２１２・・・短いローラコンベア、２２１，２２２・・・Ｎｏ．１，Ｎｏ．２バイス、２３１，２３２・・・側面加工ユニット、３００・・・木口加工機、３１１・・・第１の固定コンベア、３１２・・・第２の固定コンベア、３１３・・・第３の固定コンベア、３１４・・・中間コンベア、３２０・・・木口加工ユニット、３２１・・・タレットモータベース、３３１・・・Ｎｏ．１ストッパ、３３２・・・Ｎｏ．２ストッパ、３４１・・・Ｎｏ．１バイス、３４２・・・Ｎｏ．２バイス、３５１・・・印字装置、３６１・・・Ｎｏ．１上押さえクランパ、３６２・・・Ｎｏ．２上押さえクランパ、４００・・・位置決めユニット、４０１・・・ガイドレール、５００・・・位置決めユニット、５０１・・・ガイドレール、７００・・・主軸モータ、７０１・・主軸、７０２・・・ボルト、７０３・・・フランジ、７０４・・・ベアリング、７０５・・・スリーブ、７０６・・・ブラケット、７０７・・・後方シリンダ、７０８・・・前方シリンダ、７０９・・・ボルト、７１０・・・モータベース、８０１・・・全体制御装置、８０２・・・ＣＡＤ／ＣＡＭデータ入力装置、８１０・・・切断・上下面加工制御装置、８２０・・・側面加工制御装置、８３０・・・木口加工制御装置、Ｔ１・・・切削工具（鎌オス＆欠きカッタ）、Ｔ２・・・切削工具（蟻＆腰掛カッタ）、Ｔ２−１・・・小径カッタ（腰掛カッタ）、Ｔ２−２・・・大径カッタ（蟻カッタ）、Ｔ３・・・切削工具（鎌メスカッタ）、Ｔ４・・・切削工具（蟻ビット）。

Claims

放射状に装備した複数の主軸の内から、角度割り出しによって加工に用いる主軸の選択を実行するタレットモーターベースを備え、駆動制御指令を受けることにより、主軸の選択と、当該選択された主軸のＸＹＺ方向位置制御及び駆動制御による切削加工とを実行すると共に、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とするタレット式木口加工装置。
（１）前記タレットモーターベースの前記主軸の内の少なくとも一つには、木材の芯に対して傾斜した面を削り出す大径カッタの内側に木材の芯に対して平行な面を削り出す小径カッタを備えると共に、前記大径カッタと前記小径カッタとを共転可能でかつ軸方向位置を相対的に変更可能な状態で連結した組み合わせ刃物を装着してあること。
（２）前記大径カッタと前記小径カッタの軸方向相対位置を以下の（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかの状態とする様に、軸方向相対位置を切り替える切替装置を備えていること。
（Ａ）大径カッタの先端から小径カッタが飛び出さない状態。
（Ｂ）大径カッタの先端から小径カッタが第１長さだけ飛び出した状態。
（Ｃ）大径カッタの先端から小径カッタが前記第１長さよりも長い第２長さだけ飛び出した状態。
さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項１に記載のタレット式木口加工装置。
（３）前記組み合わせ刃物は、前記大径カッタとして、オスの仕口又は継ぎ手における蟻部を切削する刃物を備え、前記小径カッタとして、オスの仕口又は継ぎ手における腰掛部を切削する刃物を備えていること。
（４）前記切替装置は、腰掛け部と蟻部があるオスの仕口又は継ぎ手における腰掛部の長さをＬ１とし蟻部の長さをＬ２とするとき、前記第１長さがＬ１となる様に前記軸方向相対位置の切替を実行する装置として構成されていること。
さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタレット式木口加工装置。
（５）前記切替装置は、前記主軸と平行に設置された第１，第２の流体シリンダを直列に接続し、第１，第２の流体シリンダの一方のみ又は両方に伸長動作又は収縮動作を実行させることによって、前記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかの状態を形成する機構として構成されていること。
さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項３に記載のタレット式木口加工装置。
（６）前記第１の流体シリンダのストロークをＳ１、前記第２の流体シリンダのストロークをＳ２とし、腰掛け部と蟻部があるオスの仕口又は継ぎ手における腰掛部の長さをＬ１とし蟻部の長さをＬ２とするとき、Ｓ１≧Ｌ１、Ｓ２≧Ｌ２の関係を満足する構成となっていること。
（７）前記組み合わせ刃物は、前記小径カッタを前記主軸の先端に固定すると共に前記大径カッタを当該主軸に対して回り止めした状態で軸方向移動可能に装着することによって取り付けられていること。
（８）前記切替装置は、前記大径カッタを前記直列に接続された流体シリンダのストローク動作によって前記主軸に沿って軸方向移動させる機構により、前記（Ａ）〜（Ｃ）の各状態を、前記第１，第２の流体シリンダを以下の様にストローク動作させることによって形成させること。
（ａ）前記第１の流体シリンダ及び前記第２の流体シリンダを共に伸長動作させる。
（ｂ）前記第１の流体シリンダを収縮動作、前記第２の流体シリンダを伸長動作させる。
（ｃ）前記第１の流体シリンダ及び前記第２の流体シリンダを共に収縮動作させる。
木材の前後端の切断、上下面、側面及び木口の加工を行う複数台の加工機と、これら複数台の加工機の内で最も上流側に設置された加工機に対して木材を投入する投入装置と、これら複数台の加工機の内で最も下流側に設置された加工機から木材を搬出する搬出装置と、これら複数台の加工機間で木材を搬送する搬送装置と、前記各加工機及び搬送装置に対して加工データに従って駆動制御指令を行う制御装置とを備えた木材プレカット加工設備において、前記複数台の加工機の内、上流から少なくとも２台目以降に位置する加工機として、請求項１〜４のいずれかに記載のタレット式木口加工装置を備え、さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする木材プレカット加工設備。
（１１）前記タレット式木口加工装置は、前記制御装置からの駆動制御指令に従って前記主軸の選択とＸＹＺ方向位置制御及び駆動制御による切削加工とを実行する際、前記駆動制御指令が前記組み合わせ刃物を装着した主軸による加工を対象とするものであるときは、前記切替装置を駆動して前記大径カッタと前記小径カッタの軸方向相対位置を前記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかの状態とする制御をも実行する様に構成されていること。
さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項５に記載の木材プレカット加工設備。
（１２）前記タレット式木口加工装置は、前記制御装置からの駆動制御指令が、仕口又は継ぎ手における円弧形状の部分の中心が一致していて相似な外形形状となる蟻部と腰掛部とを有する加工形状を指令している場合は、前記切り替え装置によって前記（Ｂ）の状態に切り替えると共に前記蟻部と前記腰掛部とを同時に切削加工する制御を行う様に構成されていること。
さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項５又は６に記載の木材プレカット加工設備。
（１３）前記タレット式木口加工装置は、前記制御装置からの駆動制御指令が、仕口又は継ぎ手における円弧形状の部分の中心が幅方向にずれて相似な外形形状となる蟻部と腰掛部とを有する加工形状を指令している場合は、前記切り替え装置によって前記（Ａ）の状態に切り替えて前記蟻部を切削する工程と、前記（Ｃ）の状態に切り替えて前記腰掛部を切削する工程とを別々に実行する制御を行う様に構成されていること。
さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の木材プレカット加工設備。
（１４）前記タレット式木口加工装置は、前記制御装置からの駆動制御指令が、仕口又は継ぎ手における円弧形状の部分の中心が高さ方向にずれて相似な外形形状となる蟻部と腰掛部とを有する加工形状を指令している場合は、前記切り替え装置によって前記（Ａ）又は（Ｂ）の状態に切り替えて前記蟻部を切削する工程と、前記（Ｃ）の状態に切り替えて前記腰掛部を切削する工程とを別々に実行する制御を行う様に構成されていること。
さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の木材プレカット加工設備。
（１５）前記タレット式木口加工装置は、前記制御装置からの駆動制御指令が、外形形状が相似しない蟻部と腰掛部とを有する加工形状を指令している場合は、前記切り替え装置によって前記（Ａ）又は（Ｂ）の状態に切り替えて前記蟻部を切削する工程と、前記（Ｃ）の状態に切り替えて前記腰掛部を切削する工程とを別々に実行する制御を行う様に構成されていること。
さらに、以下の構成をも備えていることを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載の木材プレカット加工設備。
（１６）前記タレット式木口加工装置の上流側に設定された第１の加工位置と下流側に設定された第２の加工位置とを前記第２の加工位置が前記第１の加工位置に対して前記搬出装置側にずれた位置関係に設定し、前記第１の加工位置で切削加工した木材を一旦下流方向へと搬送した後に前記搬出装置側へと横移動させてから上流側へと搬送して前記第２の加工位置へとセットし、該第２の加工位置での切削加工中に前記第１の加工位置へと次の木材を搬入してセットする終端・始端入れ替え機構を備えていること。
（１７）前記タレット式木口加工装置は、前記制御装置からの駆動制御指令に基づいて、前記第１の加工位置と前記第２の加工位置とを切り替えつつ切削加工を繰り返す際に、次の切削加工において複数の主軸を使用する必用があり、現在の切削加工において使用している主軸の角度割り出し状態を基準として反対側の加工位置に向かせるべき複数の主軸の角度変更の累計値に大小があるときは、角度変更の累計値がより小さくなる様に、次の切削加工において最初に用いる主軸を決定する主軸割出順序決定手段を備えていること。