JP6524190B2

JP6524190B2 - 帯鋸盤

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Publication number: JP6524190B2
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Authority: JP
Inventors: 堀口　勝弘; 勝弘堀口; 博明野口; 横田　雅也; 雅也横田
Original assignee: Amada Machine Tools Co Ltd; Amada Holdings Co Ltd
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Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2019-06-05
Anticipated expiration: 2034-02-20
Also published as: JP2018030229A

Description

本発明は、例えば硬さが４５ＨＲＣ以上の高硬度材料（例えば熱処理した冷間金型材）のワークの切断を行う帯鋸盤に関する。さらに詳細には、高硬度材料の切断時における帯鋸刃のチッピング、歯欠けを抑制することのできる帯鋸盤に関する。

従来、金属材料のワークの切断を行うとき、切断装置として、例えば帯鋸盤が使用されている。帯鋸盤には、ワークを上方向から下方向へ切断する横型帯鋸盤と、ワークを水平方向に切断する縦型帯鋸盤とがある。また、金属材料のワークを切断する鋸盤には丸鋸盤がある。

ところで、鋸盤には、鋸刃による切断位置においてワークを左右方向から水平に挟持固定する本体バイス装置と、この本体バイス装置に対して送材作用を行うために前後方向へ移動位置決め自在な送材バイスとを備えた構成が知られている（例えば特許文献１参照）。また、鋸盤によってワークの切断を行うと、バリを発生することが知られている（例えば特許文献２参照）。

特開２００６−７３７７号公報特開昭５８−２１７２１７号公報

硬さが４５ＨＲＣ以上の高硬度材料（ワーク）を、歯先に超硬チップを備えた帯鋸刃によって切断するとき、帯鋸刃におけるほぼ全幅がワーク内に没入するまでビビリ振動を発することがある。

したがって、帯鋸刃における鋸歯の歯先に微小な欠けとしてチッピングを生じ易いものである。また、ワークの切断終了時には、ワークとワークから切断分離される切断片との連結部分が次第に小さくなり、切断片が僅かに動いてバリを生じ易いものである。また、前記特許文献２に記載のように、バリを生じるものである。上述のようにバリが発生すると、帯鋸刃における鋸歯の歯先がバリに引っ掛かって歯欠けを生じ易いものである。

そこで、前記特許文献２に記載のように、ワークを回転しつつワークの切断を行う場合、ワーク及び切断片を動かないように固定することは難しいものであり、切断片が僅かに動いてバリを生じることを防止することは難しいものである。まして、ワークの断面形状が四角形状の場合には、ワークを回転することは極めて難しいものである。ところで、ワークの切断時に、ワーク及び切断片を不動状態に固定するには、前記特許文献１に記載されているように、帯鋸刃による切断位置の前後両側においてワークを挟持固定することが望ましいものである。この際、ワークは上方向からも押圧固定することが望ましいものである。

前述のごとく、ワーク側及び切断片側を不動状態に固定して帯鋸盤によって切断を行うとき、帯鋸刃は、大きな切断抵抗に起因して上方向へ凸状に湾曲した状態にある。そして、例えば断面形状が四角形状のワークの切断を行う際、ワークの下面と帯鋸刃の走行ラインがほぼ平行に近い角度の場合には、ワークの切断終了直前に、前記湾曲が瞬間的に解放されて、ワークを押し割ることがある。この際、ワークにバリを発生し、帯鋸刃にはチッピングや歯欠けを生じることがある。

換言すれば、ワークの前記下面と帯鋸刃の走行ラインとのなす角度が所定の角度範囲になると、帯鋸刃のチッピング、歯欠けを抑制し得ることを見出した。

また、ワークが丸材の場合には、ワークに対する帯鋸刃の走行ラインと、この走行ラインのワークに対する入側の位置におけるワークの接線とのなす突入角が所定の角度以下の場合に、帯鋸刃のチッピング、歯欠けを抑制し得ることを見出した。

本発明は、上述のごとき問題に鑑みてなされたもので、硬さが４５ＨＲＣ以上の金型材からなるワークに対して仰角を保持して切断を行う帯鋸刃を備えた帯鋸盤であって、帯鋸刃の湾曲が急激に開放されてワークを押し割り、未切断の部分にバリが発生すること、及び切断終了時にワークの本体側又は切断片側が微動することによりバリが発生すること、を防止してバリに鋸歯が引っ掛かってチッピングや歯欠けを生じることを防止するためにワークを支持するワーク支持部材を前後方向へ移動自在に備え、帯鋸刃によるワークの切断位置の前後においてワークの本体側の上面を押圧するクランプジョーと、ワークの切断片側の上面を押圧するクランプジョーとを前記ワーク支持部材に備えると共に左右方向の鋸刃逃げ溝を前記ワーク支持部材に備え、かつワークの本体側及び切断片側を左右方向から個別に挟持固定するバイスジョーを備えている。

また、前記帯鋸盤において、ワークの上方位置において左右方向へ位置調節自在に備えた鋸刃保持案内手段に、ワークに対して帯鋸刃が切り込む際の、帯鋸刃のビビリ振動を抑制するために、帯鋸刃の胴部を挟持案内する胴部案内部材を備えると共に帯鋸刃の背部に接触して案内する背部案内部材を備えている。

また、前記帯鋸盤において、前記仰角は−１２°である。

本発明によれば、高硬度のワークを帯鋸刃によって切断するとき、帯鋸刃における鋸歯のチッピング、歯欠けを抑制することができ、高硬度ワークの切断を行う場合であっても帯鋸刃の長寿命化を図ることができるものである。

ワークを帯鋸刃で切断するときの仰角と突入角の説明図である。本発明の実施形態に係る横型帯鋸盤を概念的、概略的に示した全体構成の説明図である。本発明の実施形態に係るワーク固定治具と帯鋸盤におけるバイス装置との関係を概念的、概略的に示した平面説明図である。ワーク固定治具の構成を概念的、概略的に示した側面説明図である。制御装置の構成を示す機能ブロック図である。ワークを帯鋸刃で切断するときの仰角の正、逆の説明図である。ワークに対する帯鋸刃の仰角とチッピング数とカット数との関係を示すグラフである。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明するに、先ず本発明がなされた経緯について説明する。図１，２に示すように、断面形状が四角形状の高硬度（硬さが４５ＨＲＣ以上）のワークＷを帯鋸盤（図示省略）に備えられた帯鋸刃ＢＳによって切断するとき、ワークＷの上面ＵＦと平行に帯鋸刃ＢＳを保持し、帯鋸刃ＢＳを下降して前記上面に接触すると、帯鋸刃ＢＳはワークＷの上面ＵＦの全幅に亘って同時に接触することになる。この場合、ワークＷの切断開始と同時に帯鋸刃ＢＳに大きな切削抵抗が作用し、帯鋸刃ＢＳは上方向へ凸状に湾曲する。したがって、ワークＷの切曲りを生じ易く、かつビビリ振動を生じて、帯鋸刃ＢＳにおける鋸歯の歯先にチッピングを生じ易いものである。

したがって、ワークＷの上面ＵＦに対して帯鋸刃ＢＳを適宜に傾斜してワークＷの切断を開始することが一般的である。換言すれば、帯鋸刃ＢＳは、ワークＷの上面に対して適宜に傾斜した状態でもってワークＷの切断が行われるものである。

ところで、帯鋸刃ＢＳによってワークＷの切断を行うとき、ワークＷの下面（底面）ＬＦと帯鋸刃ＢＳの走行ラインＬとがほぼ平行な場合、帯鋸刃ＢＳは切削抵抗によって上方向に湾曲している。そして、前記走行ラインＬがワークＷの下面ＬＦに達する直前に、帯鋸刃の湾曲が瞬間的に解放されてワークＷの下部側を押し割ることがある。この際、バリが発生し易く、帯鋸刃ＢＳにおける鋸歯の歯先にチッピングを生じることや、発生したバリに引っ掛って鋸歯の歯欠けを生じることがある。

したがって、ワークＷの下面ＬＦに対して帯鋸刃ＢＳの走行ラインＬを適宜に傾斜して、ワークＷの下面ＬＦを左右方向の一側から次第に切断することが望ましいものである。このようにワークＷの切断を行うと、ワークＷの切断抵抗が次第に小さくなることになり、帯鋸刃ＢＳの湾曲を徐々に小さくすることができるものである。すなわち、ワークＷの下面ＬＦに対して帯鋸刃ＢＳの走行ラインＬを適正角度に傾斜して切断することが望ましいものである。

既に理解されるように、四角形状のワークＷの切断を行うとき、ワークＷの上面ＵＦ，下面ＬＦに対して帯鋸刃ＢＳの走行ラインＬを予め適正角度に傾斜して切断を行うことにより、ワークＷの上面ＵＦ，下面ＬＦに対して帯鋸刃ＢＳの走行ラインＬを平行に維持してワークＷの切断を行うことによる、前述したごとき問題は解消し得るものである。

ところで、ワークＷの上面ＵＦに対して帯鋸刃ＢＳの走行ラインＬを予め傾斜してワークＷの切断を行うとき、前記走行ラインＬの傾斜角を常に一定に保持していると、例えば、図１（Ａ）に示すように、ワークＷの右上の角部から左下の角部へ切断するものである。したがって、この場合、切断時間が長くなるという新たな問題を生じることになる。また、帯鋸刃ＢＳがワークＷを切断するときに、ワークＷに作用している帯鋸刃ＢＳの切削長は、ワークＷの幅寸法よりも大きくなり、切断抵抗が大きくなるものである。

そこで、例えば特開２００６−２６８７２号公報に記載されているように、帯鋸刃の左右の下降速度を異にして、帯鋸刃を右下り、又は左下りに傾斜することを交互に繰り返すことにより、帯鋸刃がワークに作用する切削長を短くでき、切削抵抗を小さく抑制することができる。しかし、この場合、ワークＷの下面ＬＦと帯鋸刃ＢＳの走行ラインＬとのなす角度が所望の角度になるとは限らないものである。

また、高硬度のワークＷにおいては、帯鋸刃ＢＳによって切断片を切断分離したとき、切断片が僅かに動くと、バリが発生することがある。このようにバリが発生すると、帯鋸刃ＢＳにおける鋸歯の歯先がバリに引っ掛かり、歯欠けを生じることや、ワークＷ、切断片の下部に割れが発生することがある。

そこで、本実施形態においては、ワークＷ及び切断片を不動状態に固定してワークＷの切断を行うものである。本発明の実施形態に係る帯鋸盤は、横型帯鋸盤にて例示してある。しかし、帯鋸盤は、横型帯鋸盤に限ることなく縦型帯鋸盤でもよいものである。

先ず、理解を容易にするために、帯鋸盤の全体的構成について概念的、概略的に説明すると、本実施形態に帯鋸盤（横型帯鋸盤）１は、図２に示すように、ベース３を備えており、このベース３上にはワークＷを左右方向（Ｘ軸方向）に固定自在な本体バイス装置５が備えられている。そして、この本体バイス装置５の前後方向（Ｙ軸方向）の後側には、ワークＷを前後方向へ移動自在に支持するローラフレームなどのワーク支持フレーム７（図３参照）が備えられている。また、前記本体バイス装置５の後側には、前記本体バイス装置５に対してワークＷを前後方向へ移送自在な送材バイス装置９が前後方向へ移動位置決め自在に備えられている。この送材バイス装置９は、例えば流体圧シリンダやラック・ピニオン機構などの前後作動手段によって前後方向に移動位置決めされるものである。

また、前記ベース３上にはガイドポスト１１が立設してあり、このガイドポスト１１には鋸刃ハウジング１３が上下動自在に案内支持されている。上記鋸刃ハウジング１３は、例えば流体圧シリンダやボールネジ機構などのごとき上下作動手段１５によって上下動されるものである。前記鋸刃ハウジング１３は左右方向に長いビーム部材１７を備えており、このビーム部材１７の左右両側には、ホイールハウジング１９Ｌ，１９Ｒが備えられている。一方のホイールハウジング１９Ｒには、駆動モータ（図示省略）によって回転される駆動ホイール２１が回転自在に内装されており、他方のホイールハウジング１９Ｌには従動ホイール２３が回転自在に内装されている。

そして、前記両ホイール２１，２３にはエンドレス状の帯鋸刃２５が掛回してある。また、前記鋸刃ハウジング１３には、前記帯鋸刃２５における鋸歯が下方向を指向するように帯鋸刃２５を捻り起して案内する固定鋸刃案内手段２７が備えられていると共に、上記固定鋸刃案内手段２７に対して接近離反する左右方向へ位置決め自在な可動鋸刃案内手段２９が備えられている。

上記構成により、前記送材バイス装置９によってワークＷを本体バイス装置５へ送材し、本体バイス装置５によってワークＷを挟持固定した状態にあるときに、帯鋸刃２５を走行駆動して、上昇位置から鋸刃ハウジング１３を下降することにより、前記帯鋸刃２５によってワークＷの切断を行うことができるものである。

前記本体バイス装置５は、バイスベッド３１を備えており、このバイスベッド３１の右側上面には固定バイスジョー３３が備えられている。また、前記バイスベッド３１の上面には、前記固定バイスジョー３３に対して接近離反する方向へ移動自在の可動バイスジョー３５が備えられている。この可動バイスジョー３５は、例えば流体圧シリンダ３７によって往復動されるものである。前記本体バイス装置５における前記固定バイスジョー３３、可動バイスジョー３５は、図３に示すように、前記帯鋸刃２５が上下方向に通過可能な上下方向のスリット３９が形成してある。換言すれば、両バイスジョー３３，３５は、帯鋸刃２５によって切断されるワークＷを、帯鋸刃２５の前後両側において左右方向から挟持固定する構成である。

前記送材バイス装置９は、前記ワーク支持フレーム７の下側を前後動自在なＵ字形状の移動ベッド４１を備えており、この移動ベッド４１の一側上部に固定バイスジョー４３が備えられている。そして、前記移動ベッド４１の他側上部には、前記固定バイスジョー４３に対して接近離反自在の可動バイスジョー４５が備えられている。この可動バイスジョー４５は、前記移動ベッド４１に備えた流体圧シリンダ４７によって往復動されるものである。

上記構成により、前述したように、送材バイス装置９によってワークＷを本体バイス装置５に送材し、本体バイス装置５の両バイスジョー３３，３５によってワークＷを挟持すると、ワークＷは、帯鋸刃２５によって切断分離される切断片側とワークＷの本体側との両側が左右方向から挟持固定されることになる。

ところで、高硬度のワークＷの切断を行うとき、切断終了時にワークＷの本体側又は切断片側が微動すると、ワークの本体側又は切断片側の少なくとも一方にバリが発生する。上述のようにバリが発生すると、帯鋸刃２５における鋸歯の歯先が引っ掛かって歯欠けを生じたり、切断片に割れが発生することがある。したがって、高硬度材料のワークＷの切断を行うときには、ワークＷの本体側及び切断片側を不動状態に固定する必要がある。

そこで、本実施形態においては、ワークＷを不動状態に固定して、前記帯鋸刃２５による切断位置へ位置決め自在のワーク固定治具４９を備えている。上記固定治具４９は、図３，図４に概念的、概略的に示すように、ワークＷを支持するワーク支持面（上面）５１を備えたワーク支持部材５３を備えている。このワーク支持部材５３の左右方向（Ｘ軸方向）の幅寸法は、支持するワークＷの左右方向の幅寸法よりも小さく設定してある。したがって、ワーク支持部材５３に支持されたワークＷは、ワーク支持部材５３から左右方向に突出するものである。

前記ワーク支持部材５３の上面には、前記帯鋸刃２５が入り込んで走行可能な鋸刃逃げ溝５５が左右方向に形成してある。そして、前記鋸刃逃げ溝５５を間にした前後方向の両側方位置には例えばＴ溝などのごとき係止溝５７Ａ，５７Ｂが左右方向に形成してあり、一方の係止溝５７Ａには、クランプジョー５９の外端部側を下から支持するＴボルトなどのごとき支持部材６１が左右方向へ位置調節可能に係合してある。そして、他方の係止溝５７Ｂには、前記クランプジョー５９の内端部側を前記ワークＷの上面へ強力に押圧するための締付ねじなどの締付具６３を上下動自在に備えたＴボルトなどのごとき締付支杆６５が左右方向へ位置調節可能に備えている。

上記構成により、前記ワーク支持部材５３の上面５１上に載置されたワークＷを、鋸刃逃げ溝５５の前後両側方においてワークＷを上側から前記ワーク支持面５３へ不動状態に押圧固定することができるものである。なお、前記クランプジョー５９を下方向へ押圧する構成としては前記締付具６３に代えてカムでもって押圧する構成とすることも可能である。すなわち、ワークＷをワーク支持部材５３の上面に押圧固定するための固定手段の構成としては種々の構成を採用することができるものである。

前述したように、ワーク固定治具４９におけるワーク支持部材５３の上面５１にワークＷを押圧固定した後、前記送材バイス装置９における両バイスジョー４３，４５によって上記ワーク支持部材５３の後部側又はワークＷの後側部を挟持することにより、前記ワーク支持フレーム７上から帯鋸刃２５による切断位置（本体バイス装置５における両バイスジョー３３，３５の間の位置）へワーク支持部材５３を移動することができる。そして、ワーク支持部材５３における鋸刃逃げ溝５５を帯鋸刃２５の下方位置に位置決めすることができる。上述のように、ワーク支持部材５３を切断位置へ位置決めした後、本体バイス装置５における両バイスジョー３３，３５によってワークＷをクランプすると、ワークＷは左右方向から挟持固定されることになる。

すなわち、ワークＷは、本体バイス装置５における両バイスジョー３３，３５によって水平方向（左右方向）から不動状態に挟持固定され、かつクランプジョー５９によって上方向から不動状態に押圧固定されることになる。したがって、帯鋸刃２５によるワークＷの切断終了時に、ワークＷの本体側及びワークＷから切断分離された切断片は、不動状態（固定状態）に保持されるものである。よって、ワークＷの切断終了時に、例えば切断片が微動することに起因する帯鋸刃２５における鋸歯のチッピングや歯欠けを防止することができるものである。

前述したように、帯鋸刃２５によってワークＷを切断するとき、ワークＷが高硬度材料であるため、帯鋸刃２５にビビリ振動を生じることがある。そこで、本実施形態においては、前記固定鋸刃案内手段２７と可動鋸刃案内手段２９との間において、帯鋸刃２５のビビリ振動を抑制するように、帯鋸刃２５の胴部を挟持して案内する鋸刃保持案内手段６７が備えられている。

より詳細には、前記ビーム部材１７には左右方向のガイド部材６９が備えられており、このガイド部材６９にはスライダ７１が左右方向に位置調節自在に備えられている。そして、このスライダ７１には昇降ロッド７３が上下動自在に備えられている。この昇降ロッド７３の下部には、前記帯鋸刃２５の胴部を両側から移動自在に挟持して案内する鋸刃ガイドを兼ねた前記鋸刃保持案内手段６７が備えられている。

前記鋸刃保持案内手段６７は、図２（Ｂ）に示すように、ホルダブロック７６を備えており、このホルダブロック７６には、前記帯鋸刃２５の胴部を挟持案内する胴部案内部材７５が備えられている。また、前記ホルダブロック７６には、帯鋸刃２５の背部に接触して案内する背部案内部材７７が備えられている。そして、前記鋸刃保持案内手段６７における前記ホルダブロック７６の下面は、前記背部案内部材７７に背部を接触した状態にある帯鋸刃２５よりも下側に位置してある。このホルダブロック７６の下面には、当該ホルダブロック７６から下方向に抜け出た帯鋸刃２５が戻るときに入り易いように、下側を広くした開口部７９が形成してある。前記昇降ロッド７３の上部には、前記スライダ７１に備えたリミットスイッチなどのごときセンサ８１を作動するドグ８３が備えられている。

上記構成において、ワークＷの切断を行うべく鋸刃ハウジング１３を上昇位置から高速で下降し、鋸刃保持案内手段６７がワークＷの上面に当接すると、昇降ロッド７３が相対的に上昇されて、センサ８１が作動される。センサ８１が作動されると、鋸刃ハウジング１３の下降速度は、高速下降から予め設定された切削条件の低速下降に切り換えられる。そして、鋸刃ハウジング１３がさらに下降することにより、帯鋸刃２５はワークＷに切り込むことになる。この際、帯鋸刃２５の胴部は胴部案内部材７５によって挟持案内された状態にあり、帯鋸刃２５のビビリ振動を抑制することができるものである。

そして、帯鋸刃２５によるワークＷの切断が行われ、鋸刃ハウジング１３が下降位置から上昇し、ワークＷから帯鋸刃２５が上昇すると、帯鋸刃２５は前記鋸刃保持案内手段６７に再び案内されることになる。その後、ドグ８３がセンサ８１に当接した後、鋸刃ハウジング１３は予め設定した上昇位置に上昇し停止するものである。

ところで、前述のごとくワークＷの切断を行うとき、ワークＷの水平な上下両面に対して帯鋸刃２５を水平に保持して切断を行うと、帯鋸刃２５に対する切断抵抗が急激に作用したり、切断抵抗が急激に解放されることがあり、帯鋸刃２５における鋸歯のチッピングや歯欠けを生じ易いものである。

そこで、本実施形態においては、ワークＷに対する帯鋸刃２５の切断開始時や切断終了時に、帯鋸刃２５を所望の傾斜角に設定可能に構成してある。すなわち、帯鋸盤１は、前記ガイドポスト１１に沿って上下動自在な昇降ブラケット８５（図２参照）を備えている。この昇降ブラケット８５は、前記上下動作動手段１５によって上下動されるものである。そして、前記鋸刃ハウジング１３は、前記昇降ブラケット８５に水平な軸心回りに回動自在に備えられた、例えばウオームホイールなどのごとき回転体８７と一体的に備えられている。そして、前記回転体（ウオームホイール）８７には、前記昇降ブラケット８５に備えられたサーボモータ８９によって回転されるウオーム９１が噛合してある。

したがって、サーボモータ８９によって前記ウオーム９１を回転することにより、ウオームホイール８７が回動（揺動）され、鋸刃ハウジング１３を、図２（Ａ）において、時計回り方向又は反時計回り方向に回動して、ワークＷに対して帯鋸刃２５を適宜に傾斜することができるものである。そして、鋸刃ハウジング１３を揺動（傾斜）してサーボモータ８９の回転を停止すると、ウオームホイール８７とウオーム９１との関係により、鋸刃ハウジング１３は、所望の揺動位置（傾斜位置）に固定されるものである。したがって、前記ウオームホイール８７，ウオーム９１は一種の鋸刃ハウジング固定手段を兼ねるものである。

なお、上記鋸刃ハウジング固定手段としては、前記ウオームホイール８７と一体的に回転する回転円板を備え、この回転円板をブレーキシューなどのごとき締付部材によって締付ける構成とすることも可能である。すなわち、鋸刃ハウジング固定手段としては、例えばディスクブレーキの構成など、種々の構成を採用することができるものである。

前述のごとく、サーボモータ８９の駆動によって鋸刃ハウジング１３を傾斜したとき、基準としての水平に対する鋸刃ハウジング１３，帯鋸刃２５の傾斜角（揺動位置、揺動角）を検出する傾斜角検出手段９３が備えられている。上記傾斜角検出手段９３としては、前記サーボモータ８９に備えられたロータリーエンコーダとすることができる。なお、上記傾斜角検出手段９３は、前記ガイドポスト１１に沿って上下動する前記昇降ブラケット８５に対する鋸刃ハウジング１３の傾斜角（揺動角、揺動位置）、すなわち、水平に対する帯鋸刃２５の傾斜角を検出可能であればよいものである。したがって、前記傾斜角検出手段９３の構成としては、例えば、昇降ブラケット８５に対する鋸刃ハウジング１３の傾斜角を検出するレゾルバを採用することも可能である。

上記構成により、前記ワークＷの切断を行うとき、ワークＷに対する帯鋸刃２５の傾斜角を所望の傾斜角に制御することができるものである。

前記帯鋸刃２５によってワークＷの切断を行うとき、ワークＷに対する帯鋸刃２５の切込み位置を検出する切込み位置検出手段９５が備えられている。この切込み位置検出手段９５は、ワークＷの上面からの帯鋸刃２５の切込み位置を検出するものであるが、ワークＷに対する鋸刃ハウジング１３の高さ位置を検出する高さ位置検出手段をも兼ねているものである。この高さ位置検出手段９５は、基準高さ位置（例えば本体バイス装置５におけるバイスベッド３１の上面、又は鋸刃ハウジング１３が最上昇したときにおける帯鋸刃２５の位置）からの帯鋸刃２５の上下動位置を検出する機能があればよいもので、例えば前記ガイドポスト１１に対する前記昇降ブラケット８５の上下位置を検出するリニアスケール（リニアエンコーダ）の構成とすることもできる。

前記構成により、ワークＷに対する帯鋸刃２５の切込み位置を制御することができると共に、ワークＷに対する帯鋸刃２５の傾斜角を制御することができるものである。前記帯鋸盤１の動作を制御するために、前記帯鋸盤１には制御装置９７が備えられている。上記制御装置９７は、例えばコンピュータから構成してあって、ＣＰＵ１０１，ＲＯＭ１０３，ＲＡＭ１０５，入力手段１０７及び表示手段１０９を備えている。

そして、上記制御装置９７には、前記入力手段１０７から入力されたワークＷの形状寸法のデータを格納する形状データメモリ１１１が備えられていると共に、前記入力手段１０７から入力されたワークＷの切削条件を格納する切削条件メモリ１１３が備えられている。上記切削条件としては、例えばワークＷに対する帯鋸刃２５の切込み速度、帯鋸刃２５の走行速度及び切削率（単位時間当りの切断面積）が含まれるものである。また、前記制御装置９７には、設定値メモリ１１５が備えられている。この設定値メモリ１１５には仰角αの許容角が格納されていると共に、ワークＷが丸棒である場合の突入角βの許容角が格納されている。

前記仰角αは、図１に示すように、ワークＷから帯鋸刃２５（ＢＳ）が切り抜ける切断終了面（下面ＬＦ）と前記帯鋸刃２５とのなす角度であって、その許容角は、ワークＷの材質に対応して予め実験によって求められたものである。上記仰角αは４°〜４５°又は−１２°〜−４５°の範囲が望ましく、より望ましくは６°又は−１２°である。前記突入角βは、図１に示すように、前記帯鋸刃２５の走行ラインＬとワークＷに対して帯鋸刃２５が上記走行ライン方向に突入している面とのなす角度である。なお、ワークＷが丸棒の場合には、図１（Ｃ）に示すように、帯鋸刃２５（ＢＳ）の走行ラインＬとワークＷの外周との交点Ｃにおける接線ＣＬとがワークＷの外側においてなす角である。ワークＷが丸棒の場合には、前記突入角βは、ワークＷに対する帯鋸刃２５の切込み位置の変化に起因して常に変化するものである。

前記制御装置９７には、前記センサ８１が接続してあると共に前記傾斜角検出手段９３が接続してある。さらに、制御装置９７には切込み位置検出手段（高さ位置検出手段）９５が接続してある。そして、前記制御装置９７には演算手段１１７が備えられている。この演算手段１１７は、前記切込み位置検出手段９５によって検出された帯鋸刃２５の検出位置（ワークＷに対する帯鋸刃２５の切込み位置）と、前記傾斜角検出手段９３によって検出された帯鋸刃２５の傾斜角と、前記形状データメモリ１１１に格納されたワークＷの形状寸法データとに基いて、ワークＷから帯鋸刃２５が切り抜ける切断終了面ＬＦと前記帯鋸刃２５とのなす仰角を演算するものである。また、前記演算手段１１７は、ワークＷが丸棒の場合には、ワークＷに対する帯鋸刃２５の走行ラインＬとワークＷに対する前記走行ラインＬの入側の位置ＣにおけるワークＷの接線ＣＬとのなす突入角βを演算するものである。

上記演算手段１１７の演算結果は、制御装置９７に備えた比較手段１１９によって、前記設定値メモリ１１５に格納された仰角α、突入角βの許容値とが比較される。そして、この比較手段１１９の比較結果に基いて、前記サーボモータ８９の回転を制御するモータ制御手段２０１を介して上記サーボモータ８９の回転が制御される。すなわち、鋸刃ハウジング１３の水平に対する傾斜角が制御され、ワークＷに対する帯鋸刃２５の傾斜角が制御されるものである。

以上のごとき構成において、幅寸法、厚さ、ピッチが５４ｗ×１．６ｔ×１．８／２Ｐで歯形形状としては掬い角０°、逃げ角２０°の鋸歯の帯鋸刃でもって、切込み速度１０ｍｍ／ｍｉｎ、鋸速（走行速度）７５ｍ／ｍｉｎ、切削率２０ｃｍ²／ｍｉｎの切断条件で、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、高さ寸法１５０ｍｍ、幅寸法２００ｍｍの冷間金型材（硬さ５５ＨＲＣ）のワークＷの切断を行った。ワークＷの切断に際しては、前述したワーク固定治具４９にワークＷをセットし、ワークＷの本体側及び切断片側の両側を上方向からワーク支持部材５３に固定した。そして、前記ワーク固定治具４９を、帯鋸盤１における本体バイス装置５の位置に位置決めし、本体バイス装置５における固定バイスジョー３３、可動バイスジョー３５によって、ワークＷの本体側及び切断片側を左右方向から挟持固定した。すなわち、ワークＷの本体側及び切断片側を、上下方向及び水平方向から不動状態に固定した。

ワークＷの切断を行うに際して、仰角αを０°に設定してワークＷの切断を行ったところ、ワークＷの下面から０．４ｍｍ上側に切り込んだところ、帯鋸刃２５の上方向への湾曲が急激に開放されて、ワークＷを押し割り、未切断の部分がバリとなった。帯鋸刃２５における鋸歯が前記バリに引っ掛かり、歯欠けが生じて、次のワークの切断には使用不可であった。

次に、仰角αを２°にしてワークＷの切断を行ったところ、ワークＷの下面に対して帯鋸刃２５が傾斜しているので、ワークＷの下面に対して帯鋸刃２５が一側から他側へ次第に移動する形態となり、切削長が次第に短くなり、帯鋸刃２５に対する切断抵抗の反力は次第に小さくなり、帯鋸刃２５の上方向への湾曲は次第に解放されることになる。しかし、ワークＷの切断終了直前に、帯鋸刃２５の上方向への大きな湾曲が急激に解放されて、帯鋸刃２５に歯欠けを生じ、次のワークＷの切断には使用不可であった。そこで、ワークＷの切断条件を緩くするために、ワークＷに対する帯鋸刃２５の切込み速度及び鋸速をより低速にするスローアウト（オーバーライド）の処理を行って、鋸速６０ｍ／ｍｉｎ、切削率１０ｃｍ²／ｍｉｎのように切削条件を緩くした。このように、スローアウトを行ったが、歯欠けを防止することはできなかった。

前記仰角αを４°に設定し、同一条件でもってワークＷの切断を行い、前述と同様にスローアウトの処理を行ったところ、帯鋸刃２５が再使用不可能になる歯欠けは生じなかった。しかし、スローアウト処理を行わなかったときには、歯欠けが生じた。

次に、仰角αを６°に設定してワークＷの切断を行ったところ、前述したスローアウトの処理を行わない場合であっても歯欠けを生じることはなかった。

上記説明より理解されるように、帯鋸刃２５によってワークＷの切断を行うときの仰角αは４°以上で、より望ましくは６°以上であることが望ましいものである。そして、仰角αが大きいことが望ましいが、帯鋸盤１の構成を考慮すると、鋸刃ハウジング１３の傾斜角が大きくなるので、４５°以下であることが望ましいものである。

なお、帯鋸刃２５の傾斜角を逆にして、図６（Ｂ）に示すように、仰角αを逆仰角（−の仰角）とした場合、切断条件が同一である場合には、帯鋸刃２５の上方向への湾曲量は同じであって、帯鋸歯２５における歯欠けの発生に大差はなかった。

しかし、仰角αが−４°でスローアウト処理を採用した場合には、図７に示すように、８０歯ものチッピングが発生した。仰角αが−６°，−８°，−１０°とチッピングが減少したが、無くなることはなかった。ところが、仰角αが−１２°になるとチッピングの発生は防止できた。

したがって、４角形状のワークＷの切断を行うとき、正仰角αは４°以上に、逆仰角αは−１２°以下に設定することが望ましく、より望ましくは６°、−１２°に設定することが望ましいものである。すなわち、ワークＷの切断加工時にスローアウト処理を実施すると切断時間が遅くなり、仰角αが大きくなると、切断長が長くなり、切削抵抗が大きくなるので、仰角αは６°又は−１２°が望ましいものである。

次に、図１（Ｃ）に示すように、ワークＷとして丸材を切断する場合、ワークＷの切断開始時からワークＷの中心位置を切断するまでは、切断幅（切断長）は次第に大きくなる。しかし、中心位置を経過した後は、切断幅は次第に小さくなり、切断抵抗も次第に小さくなる。したがって、切断抵抗に起因する帯鋸刃２５の上方向への湾曲も次第に小さくなる。よって、切断終了時に、帯鋸刃２５の上方向への湾曲が急激に解放されることによる歯欠けは発生することはなかった。

しかし、丸材の切断時には、図１（Ｃ）に示すＣの位置にカールしたバリが発生し、このバリに引っ掛かって歯欠けを生じることがあった。そこで、前記バリが発生し歯欠けを生じ易い突入角β（図１（Ｃ）参照）を調べたところ、帯鋸刃ＢＳ（２５）を水平に保持して、直径１５０ｍｍの丸材の切断時には、下から８ｍｍ〜１０ｍｍ位のところで歯欠けが発生した。そこで、その際の突入角βを算出したところ、突入角βは約１５０°であった。すなわち、突入角βが約１５０°以上の場合が多かった。したがって、丸材の切断時には、前記突入角βを１５０°以下にすることが望ましいものである。

したがって、前記制御装置９７における設定値メモリ１１５には、仰角αの許容値として４°以上が格納してある。そして、仰角αが４°の場合には、切削条件としての切込み速度、鋸速をより遅くするために、オーバライド手段２０３によって、予め設定されている割合でもって帯鋸刃２５のワークＷに対する切込み速度、鋸速が低速に制御されるものである。

また、前記設定値メモリ１１５には、丸材を切断するときの突入角βの許容値として１５０°が設定されている。したがって、帯鋸盤１によって丸材のワークの切断を行うときには、サーボモータ８９の回転を制御して鋸刃ハウジング１３の傾斜角が制御される。そして、丸材のワークＷに対する帯鋸刃２５の突入角βが常に１５０°以下になるように制御されるものである。

以上のごとき構成において、前記ワーク固定治具４９にワークＷをセットし、ワーク固定治具４９を本体バイス装置５の固定バイスジョー３３と可動バイスジョー３５の間に位置決めする。そして、ワークＷを左右方向及び上方向から不動状態に固定してあるときに、帯鋸刃２５を走行駆動し、鋸刃ハウジング１３を上昇位置から下降することにより、帯鋸刃２５によってワークＷの切断が行われることになる。

前記鋸刃ハウジング１３が上昇位置から下降するとき、高速で下降される。そして、鋸刃保持案内手段６７がワークＷの上面に当接し、センサ８１が作動されると、上下作動手段１５の動作が制御され、鋸刃ハウジング１３の下降速度は予め設定された適正の切込み速度に制御される。この際、傾斜角検出手段９３の検出値に基いて、ワークＷに対する帯鋸刃２５の傾斜角が演算手段１１７によって演算される。そして、ワークＷが４角形状の場合には、ワークＷの上面に対して帯鋸刃２５が適正に傾斜した状態に制御される。すなわち、ワークＷの上面に対して帯鋸刃２５が平行な場合には、サーボモータ８９が適宜に駆動されて、鋸刃ハウジング１３が適正に傾斜されるものである。

既に理解されるように、帯鋸刃２５はワークＷの上面に対して適正に傾斜され、かつ適正な切込み速度に制御されてワークＷの切削を開始することになる。上述のように、帯鋸刃２５がワークＷの切断を開始するとき、帯鋸刃２５の厚み方向の両側は鋸刃保持案内手段６７における胴部案内部材７５によって挟持案内された状態にあり、ビビリ振動の発生が抑制されるものである。なお、前記胴部案内部材７５による帯鋸刃２５の挟持案内は、ワークＷの上面に下降を停止した状態にある鋸刃保持案内手段６７から帯鋸刃２５が下方向に外れる迄行われるものである。

前述のごとく、ワークＷに対して帯鋸刃２５が切込むと、ワークＷに対する帯鋸刃２５の切込み位置は、切込み位置検出手段９５によって常に検出される。また、ワークＷに対する帯鋸刃２５の傾斜角は傾斜角検出手段９３によって常に検出される。そして、ワークＷが、図１に示すように、４角形状の場合には、前記形状データメモリ１１１に格納されたワークＷの形状データと前記切込み位置検出手段９５、傾斜角検出手段９３の検出値とに基いて、ワークＷの下面に対する帯鋸刃２５の切込み位置及び前記下面に対する帯鋸刃２５の傾斜角が演算手段１１７によって演算される。

上記演算手段１１７によって演算された帯鋸刃２５の前記下面に対する傾斜角と、設定値メモリ１１５に格納されている仰角αの許容値とが比較される。そして、ワークＷの下面に対する前記帯鋸刃２５の傾斜角がワークＷの下面に対して＋６°〜＋８°又は−１２°〜−１４°の範囲の望ましい範囲になるように、前記サーボモータ８９が回転制御されて、鋸刃ハウジング１３の傾斜が調節される。したがって、帯鋸刃２５によってワークＷの下面に交差して切断するとき、ワークＷの下面に対する帯鋸刃２５の傾斜角（仰角）は＋６°〜＋８°又は−１２°〜−１４°の範囲において切断されるものである。また、ワークＷの本体側及び切断片側は、左右方向及び上下方向から不動状態に押圧固定されている。よって、ワークＷの下面にバリを生じて鋸歯が引っ掛かることによる歯欠けを抑制することができるものである。

前述のごとく、鋸刃ハウジング１３が最下降してワークＷの切断が行われると、例えばリミットスイッチなどのごときセンサ（図示省略）が作動されて、前記鋸刃ハウジング１３は元の上昇位置に復帰される。この際、ワークＷから上方向に帯鋸刃２５が離れるとき、帯鋸刃２５は鋸刃保持案内手段６７の胴部案内部材７５の間へ再び入り込むものである。そして、昇降ロッド７３の上部に備えたドグ８３がスライダ７１の上部に当接し、センサ８１と接触すると、予め設定されている時間又は上昇距離だけ鋸刃ハウジング１３が上昇されて、元の上昇位置に復帰されるものである。

ところで、前記ワークＷが、図１（Ｃ）に示すように、丸棒材の場合には、ワークＷの切断時における突入角βはワークＷの切断位置の変化に対応して常に変化するものである。したがって丸棒材の切断時には、形状データメモリ１１１に格納されたワークＷの形状寸法データと、切込み位置検出手段９５によって検出された切込み位置と、傾斜角検出手段９３によって検出された傾斜角とに基いて、ワークＷに対する切込み位置Ｃ（図１（Ｃ）参照）を、演算手段１１７によって演算する。

また、前記切込み位置Ｃにおける接線ＣＬを演算し、この接線ＣＬと帯鋸刃２５（ＢＳ）の走行ラインＬとのなす突入角βが演算される。そして、この演算した突入角βと設定値メモリ１１５に格納された許容値の突入角度が比較される。すなわち、丸材の切断時には、前記突入角βが約１５０°以上になると、切込み位置Ｃにカールしたバリを生じ易く、上記バリに鋸歯が引っ掛かって歯欠けを生じ易いものである。

したがって、丸材のワークＷの切断を行うときには、帯鋸盤１におけるサーボモータ８９を回転制御して鋸刃ハウジング１３の傾斜を制御し、前記突入角βを常に１５０°以下に保持するように制御してワークＷの切断が行われるものである。

以上のごとき説明から理解される本実施形態によれば、例えば硬度が４５ＨＲＣ以上の高硬度材（例えば金型材）を帯鋸盤によって切断するとき、帯鋸刃における鋸歯のチッピングや歯欠けを抑制することができ、長寿命化を図ることができるものである。

なお、本発明は、前述したごとき実施形態に限ることなく、適宜の変更を行うことにより、その他の形態でもって実施可能なものである。すなわち、前記ワーク固定治具４９におけるワーク支持部材５３の上面又は下面或は上下両面を予め傾斜した構成とする。そして、当該ワーク支持部材５３に支持されたワークＷの上面及び下面を、水平に対して予め傾斜した状態とすることも可能である。このような構成とすることにより、ワークＷを切断する際の鋸刃ハウジング１３の傾斜角範囲を小さく抑制することが可能である。

また、前記ワーク固定治具４９におけるワーク支持部材５３は単にワークＷを支持する構成とし、ワークＷ及び切断片を上側から前記ワーク支持部材５３に押圧固定するワーククランプ装置を、ワーク固定治具４９とは別個に、帯鋸盤の所定位置に備えた構成とすることも可能である。

１帯鋸盤
５本体バイス装置
９送材バイス装置
１３鋸刃ハウジング
１５上下作動手段
２５帯鋸刃
３３固定バイスジョー
３５可動バイスジョー
３９スリット
４３固定バイスジョー
４５可動バイスジョー
４９ワーク固定治具
５１ワーク支持面（上面）
５３ワーク支持部材
５５鋸刃逃げ溝
５９クランプジョー
６７鋸刃保持案内手段
８５昇降ブラケット
８９サーボモータ
９３傾斜角検出手段
９５切込み位置検出手段（高さ位置検出手段）
９７制御装置
１１１形状データメモリ
１１３切削条件メモリ
１１５設定値メモリ
１１７演算手段
１１９比較手段

Claims

硬さが４５ＨＲＣ以上の金型材からなるワークに対して仰角を保持して切断を行う帯鋸刃を備えた帯鋸盤であって、帯鋸刃の湾曲が急激に開放されてワークを押し割り、未切断の部分にバリが発生すること、及び切断終了時にワークの本体側又は切断片側が微動することによりバリが発生すること、を防止してバリに鋸歯が引っ掛かってチッピングや歯欠けを生じることを防止するためにワークを支持するワーク支持部材を前後方向へ移動自在に備え、帯鋸刃によるワークの切断位置の前後においてワークの本体側の上面を押圧するクランプジョーと、ワークの切断片側の上面を押圧するクランプジョーとを前記ワーク支持部材に備えると共に左右方向の鋸刃逃げ溝を前記ワーク支持部材に備え、かつワークの本体側及び切断片側を左右方向から個別に挟持固定するバイスジョーを備えていることを特徴とする帯鋸盤。
請求項１に記載の帯鋸盤において、ワークの上方位置において左右方向へ位置調節自在に備えた鋸刃保持案内手段に、ワークに対して帯鋸刃が切り込む際の、帯鋸刃のビビリ振動を抑制するために、帯鋸刃の胴部を挟持案内する胴部案内部材を備えると共に帯鋸刃の背部に接触して案内する背部案内部材を備えていることを特徴とする帯鋸盤。
請求項１又は２に記載の帯鋸盤において、前記仰角は−１２°であることを特徴とする帯鋸盤。