JPH01222812A - 帯鋸盤における切込み制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は各種鋼材に切削加工を施す帯鋸盤における背
分力の検出方法並びにその検出方法を利用した切込み制
御方法およびその制御装置に関する。

（従来の技術） 一般に、各種鋼材に切削加工を施す帯鋸盤の切削条件指
標は、鋸速や切削率で行なわれている。

また、切削工具でワークに切込み°を与える方法として
は、定切込み方式や定荷重方式が知られており、帯鋸盤
における帯鋸刃でワークに切込みを与える方法は、上述
した後者である定荷重方式を採用している。その切込み
量すなわち切削率を直接制御していないのが現状である
。

（発明が解決しようとする課題〉 ところで、前述した帯鋸盤における切込みυｊ御を直接
性なおうとしても、定荷重方式であるため、切削率を目
標値に合せるのに非常に困難視されている。

また、目標切削率といえども、その目標切削率は全断面
に対する平均切削率であるから、部分的な切込みの過不
足を生じやすいという問題があった。

さらに、帯鋸刃の摩耗に対して特に考慮されていないの
で、摩耗が進行した帯鋸刃に対しては、過度な背分力を
発生させることになり、切曲りを誘発しやすい。しかも
、切込み量、背分力および切削率の制限値を越えても知
りようがないという種々の問題があった。

この発明の目的は、上記問題点を改善するため、帯鋸盤
において帯鋸刃でワークに切削加工を施している最中に
、鋸刃ハウジングの下降時における実際の圧力を圧力セ
ンサで検出し、その検出された実際の圧力を基にして背
分力を演算処理し、その背分力から部分切削率を求めて
、その部分切削率を基にして自動的に切込１ｔｉｌＪｉ
ｌｌを行なうようにした帯鋸盤・における背分力の検出
方法並びにその検出方法を利用した切込み制御方法およ
びその装置を提供することにある。

［発明の構成］ （１１題を解決するための手段） この発明は上記目的を達成するために、帯鋸盤でワーク
に切削加工を施す際、予めほぼ無負荷時における鋸刃ハ
ウジングの軸に対するモーメント力を演算しておくと共
に、鋸刃ハウジングの下降時におけるシリンダ装置の圧
力を検出することによって、実際の切削加工時における
背分力を検出する帯鋸盤における背分力の検出方法であ
る。

前記方法により、背分力を検出じた後、その背分力を基
にして切削条件を調節する切込み制御を行なう帯鋸盤に
おける切込み制御方法である。

また、この発明は、走行自在な帯鋸刃を備えた鋸刃ハウ
ジングと、その鋸刃ハウジングを上下動せしめるシリン
ダ装置と、そのシリンダ装置を制御する油圧回路と、前
記鋸刃ハウジングの下降時におけるシリンダ装置の圧力
を検出する圧力センサと、予めほぼ無負荷時における鋸
刃ハウジングの軸に対するモーメント力を演算処理する
第１の演算処理手段と、前記圧力センサによって検出さ
れた実際の圧力および前記第１の演算処理手段で演算処
理されたモーメント力を基にして実際の背分力を演算処
理する第２の演算処理手段と、その第２の演算処理手段
で演算処理された実際の背分力を基にして部分切削率を
演算処理する第３の演算処理手段と、その第３の演算処
理手段で演算処理された実際の部分切削率を予め設定さ
れた目標切削率に調整するため前記油圧回路における戻
り回路に設けた切込み制御手段と、を備えてなる帯鋸盤
における切込み制ｍ＋装置を構成した。

（作用） この発明を採用することにより、予めワークにほぼ無負
荷で切削加工を施して鋸刃ハウジングの軸に対するモー
メント力を計測する。次いで帯鋸刃でワークに切削加工
を施した際、鋸刃ハウジングの下降時におけるシリンダ
装置の圧力を圧力センサで検出する。その検出された圧
力を基にして、実際の背分力を検出する。その背分力を
基にしてその都度部分切削率を求め、その部分切削率を
目標切削率になるようにシリンダ装置の油圧回路中に設
けた切込み制御手段で切込みが制御される。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

この発明の詳細な説明する前に、この発明が達成される
基本的な考え方について第２図を基にして説明する。

第２図は丸材などのワークＷに帯鋸刃Ｔで切削加工を施
しているヒンジタイプの帯−盤で、切削作用中にモーメ
ントがつり合っている状態を示している。

第２図において、 Ｗ：鋸刃ハウジングの自重 ＦＨ：背分力 Ｆ：仰角補正バネによる力 Ｒ：スイング油圧シリンダの反力 ｄ　：ヒンジビンから帯鋸刃Ｔに接する円の半径 ９：ヒンジビンの中心から鋸刃ハウジングの自重Ｗがか
かつているまでの距離 Ｅ：ヒンジビンの中心から背分力ＦＨがかかつているま
での距離 Ｇ：ヒンジビンの中心からスイング油圧シリンダの反力
がかかつているまでの距離 Ｓ：ヒンジビンの中心から半径ｄからなる円に帯鋸刃Ｔ
が接している接点と、帯鋸刃ＴでワークＷを切削した後
の水平線とのなす角 θ：帯鋸刃Ｔの背分力がかかつている点とヒンジビンの
中心とを結んだ直線と、帯鋸刃Ｔとのなす角 である。

第２図において、切削作用中についあいがとれていると
すると、次式が成立する。

Ｗ−ａｃｏｓ（Ｓ−θ）＋Ｆ−Ｇ−ＦＨ−ｃｏｓθ・Ｅ
＋Ｒ−Ｇ・・・（１） （１）式より、背分力ＦＨは、 ＣＯＳθ・Ｅ ・−＜２）となる。

（２）式において、Ｗ−９が未知数であり、しかもＷ−
９は鋸刃ハウジングのヒジ軸に対するモーメント力であ
る。

このＷ−９の値は常に一定というわけでなく、プレード
ガイドの移動によって変化するし、また、帯鋸盤におけ
るヒンジ部の抵抗によって機差が生じて変化する。従っ
て、その都度計測する必要がある。

そこで、Ｗ−１を求めるために、・背分力ＦＨがほぼＯ
である無負荷時に１回計測する。その時のつりあい式は
、上記（１）式において、ＦＭ　＝Ｏとすることにより
、 Ｗ−ｎｃｏｓ（Ｓｏ−θｏ　）＋Ｆｏ　　−Ｇ−Ｒｏ　
　−Ｇとなるから、 ・・・（３）となる。

（３）式において、Ｓｏｓθｏ　、Ｒｏ　％Ｆｏおよび
Ｇは予め設定された値であるから、一定値なのでＭｏと
おくことができる。

而して、上記（２）式は、 ＣＯＳθφＥ ・・・（４）となる。

（４）式において、スイング油圧シリンダ装置の受圧面
積をＡＳ、−次圧をＰとすると、 ・−（５）となる。

上記（３）式で、Ｒｅ　−Ａｓ　＃　Ｐｏとすれば、（
３）式はｃｏｓ（Ｓｏ−００） ・−（６）となる。

従って、上記（５）式において、スイング油圧シリンダ
装置の内圧Ｐを検出することによって、背分力ＦＨを演
算処理することができる。（θ、ＥおよびＦａ　、Ｆは
降下角の計測により求められる。）背分力ＦＨと部分切
、削率Ｃとは下記式である。

但し、■：鋸速、Ｋ：切込み定数 上記（７）式において、切込み定数に、調速■が一定の
場合、部分切削率Ｃは背分力ＦＨに比例する。

また、切込み定数Ｋが一定で全背分力が一定という切込
み制御を行なう場合には、部分切削率Ｃは調速■に比例
する。

而して、背分力ＦＨを把握することにより目標切削率に
近ずけるための制御をすることができる。

次に、第１図には帯鋸盤における切込み制御装置の構成
ブロック図が示されている。

第１図において、帯鋸盤１におけるベース３上には、ワ
ークＷが載置され、固定バイス５と移動バイス７により
ワークＷはクランプされる。

ワークＷに切削加工を施すための上下動自在な鋸刃ハウ
ジング９が設けられており、その鋸刃ハウジング９には
回転可能な駆動ホイール１１と従動ホイール１３が装着
されている。その駆動ホイール１１と従動ホイール１３
とには帯鋸刃Ｔが巻回されている。駆動ホイール１１に
は駆動ホイール１１を駆動するためのエンコーダを備え
たサーボモータのごとき鋸刃モータ１５が連動連結され
ている。

上記構成により、鋸刃モータ１５を駆動することにより
、駆動ホイール１１が矢印の如く一定方向へ回転し帯鋸
刃Ｔが左方から右方へ向けて走行されることになる。

鋸刃ハウジング９における右側端下部には、ブラケット
１７が取付けられており、そのブラケット１７はヒンジ
ビン１９で枢支されている。而して鋸刃ハウジング１９
はヒンジビン１９を支点として上下動される。鋸刃ハウ
ジング１９が上下動された際の角度Ｓを検出するために
、ヒンジビン１９にはロータリーエンコーダ２１が取付
けられている。

鋸刃ハウジング９の上下動を＄１１１９させるために、
鋸刃ハウジング９には油圧回路２３が設けられている。

例えば鋸刃ハウジング９の右側下部には油圧回路２３の
うちのシリンダ装置としてのピストンロッド２５を介し
て油圧シリンダ２７が設けられている。油圧シリンダ２
７の例えば左側壁には配管２９の一端が接続されており
、配管２９の他端は油圧ポンプ３１に接続されている。

配管２９の途中にはチェッ弁３３が設けられている。

前記油圧ポンプ３１には油圧ポンプ３１を作動させるた
めのモータ３５が連動連結しである。また油圧ポンプ３
１には配管３７の一端が接続されており、配管３７の他
端はフィルタ・３９に接続されている。フィルタ３９は
タンク４１内に設けられている。

前記油圧シリンダ２７の右側壁には配管４３の一端が接
続されており、配管４３の他端には、油圧シリンダ２７
内の油圧室２７Ａにおける圧力を検出するための弾性体
方式などの圧力センサ４５が接続されている。配管４３
の途中における分岐点４７には配管４９の一端が接続さ
れており、配管４９の他端は４ボ一ト３位置電磁切換弁
５１の８ボートに接続されている。

４ボ一ト３位置電磁切換弁５１にはソレノイドＳＱＬ＋
　、５ＱＬ２がそれぞれ備えられている。

４ボ一ト３位置電磁切換弁５１のＴボートには配管５３
の一端が接続されており、配管５３の他端は前記タンク
４１に連通されている。配管５３の途中には切込み制御
手段としての調節自在な流量調整弁５５が設けられてい
る。

上記構成により、モータ３５を駆動させ、油圧ポンプ３
１を作動させると、タンク４１内の油がフィルタ３９、
配管３７を介して吹い上げられて配管２９に吐出される
。配管２９に吐出された油は油圧シリンダ２７の油圧室
２７Ａに供給されてピストンロッド２５を押上げること
により、鋸刃ハウジング９がヒンジビン１９を支点とし
て上昇される。

モータ３５を停止すると共に、４ボ一ト３位置電磁切換
弁５１のソレノイドＳＱＬ＋　を励磁させると、Ｂボー
トとＴボートが連通し油圧シリンダ２７の油圧室２７Ａ
から圧油が配管４３に流れる。

配管４３に流れた圧油は配管４９．５３および流量調整
弁５５を介してタンク４１に戻されるから、鋸刃ハウジ
ング９は自重により下降されることとなる。その際、流
量調整弁５５を調整することによって、鋸刃ハウジング
９の下降速度すなわち切込み量の制御が行なわれる。

前記鋸刃モータ１５、ロータリーエンコーダ２１、圧力
センサ４５および流樋調整弁５５は、それぞれインター
フェイス５７Ａ、５７Ｂ１５７Ｃおよび５７Ｄを介して
制御装置５９の中央処理装置（以下、ＣＰＵという。）
６１＆、：接続されている。

ＣＰＬＩ６１には予め設定された設定値を入力するため
の設定入力部６３が接続されている。また、ＣＰｔＪ６
１には帯鋸盤１により予めワークＷに背分力がほぼ０で
ある無負荷で切削加工を施して鋸刃ハウジング９のヒン
ジビン１９に対するモーメント力Ｍｏを演算処理するた
めの第１の演算処理手段６５が接続されている。

ＣＰＵ６１には、帯鋸１１における鋸刃ハウジング９を
下降させて帯鋸刃ＴによりワークＷに切削加工を施した
際に生ずる実際の背分力ＦＨを演算処理するための第２
の演算処理手段６７が接続されており、さらに、実際の
背分力ＦＨを基にして実際の部分切削率Ｃを演算処理す
るための第３の演算処理手段６９が接続されている。

ＣＰＵ６１には予め設定された各種鋼材などによる目標
切削率データを格納しておくデータベース７１が接続さ
れており、かつ、検出された背分力ＦＭや部分切削率Ｃ
などが表示される表示装置７３が接続されている。

次に、本実施例の動作を第３図のフローチャートを基に
して説明する。

第３図において、ステップＳ１で予め設定された設定（
ＷＩＧ、ＡＳなどを設定入力部６３から入力する。ステ
ップＳ２で１回目の切削加工を行なうか判断し、１回目
の切削加工を行なうと判断されると、ステップＳ３で帯
鋸盤１でワークＷに背分力ＦＭがほぼＯである無負荷の
状態で１回目の試し切削加工を行なう。その結果、ステ
ップＳ４に進み、第２図で説明したθｏ　Ｆｏは〇−タ
リーエンコーダ２１で検出した角度Ｓｏを基にして計測
される。また、ステップＳ１ではＧおよびＡＳは予め設
定入力部６３により入力されている。なお、ＡＳは油圧
シリンダ２７の油圧！２７Ａにおける受圧面積である。

而して、ステップＳ５でこれらのθｏ　ｓ　Ｆｏ　、　
Ｓｏ　、　ＧおよびＡＳの値が第１の演算処理手段６５
に取込まれる。さらに、第１の演算処理手段６５に圧力
センサ４５で検出された圧力Ｐａが取込まれることによ
って、第１の演算処理手段６５では鋸刃ハウジング９の
ヒンジビン１９に対するモーメント力Ｍｏが、 で演算処理される。

次いで、ステップＳ２の手前に戻り、再度ステップＳ２
で切削加工の判断が行なわれて、ステップＳ６に進む。

ステップＳ８では帯鋸Ｎ１でワークＷに実際の切削加工
を施す。ステップＳ７では、切削加工時に圧力センサ４
５で圧力Ｐが検出される。また、ロータリエンコーダ２
１により、その時の角度Ｓが検出され、その角度Ｓの値
を基にして、θｏｑＦが求められる。さらに、ステップ
Ｓ８において、予め設定入力部６３から入力されている
Ｅ、ＧおよびＡｓの値と、検出された角度Ｓの値と、そ
の角度Ｓの値をもとに計測されたθ、Ｆと、第１の演算
処理手段６５で演算処理されたＭｏの値と、検出された
圧力Ｐのそれぞれの値が第２の演算処理手段６７に取込
まれることによって、実際の背分力ＦＨが、 で演算処理されて検出することができる。

次に、ステップＳ９において、第２の演算処理手段６７
で演算処理された実際の背分力ＦＨと、設定入力部６３
から予め入力された切込定数にと、鋸刃モーター５に備
えられたエンコーダにより入力された調速■のそれぞれ
の値が第３の演算処理手段６９に取込まれることによっ
て、実際の部分切削率Ｃが、 で演算処理される。

第２の演算処理手段６７、第３の演算処理手段６９で演
算処理されたＦＨｌＧは例えば表示装置７３に表示され
ることによって作業者が目視にて確認することができる
。

ステップＳ　＋ｏで、第３の演算処理手段６９で演算処
理された実際の部分切削率Ｃとデータベース７１に格納
されている目標切削率のデータと比較する。その結果、
Ｃ４目標切削率であればステップＳｏに進んで終了し　
ＣＪ、目標切削率でなければステップ８１２で実際の部
分切削率Ｃが目標切削率に出来るだけ近すけて調整する
ために、指令信号が例えば切込み制御としての例えば流
量調整弁５５に送られて流量調整弁５５の開度が調整さ
れて切込み制御を行なったり、あるいは、調速■を調整
する際には指令値が調速モータ１５に送られて回転数が
調整されて調速■の制御を行なって、ステップＳ　＋ｏ
の手前に戻されて再度比較が行なわれる。

このように、無負荷における切削加工を予め１回行ない
、鋸刃ハウジング９のヒンジビン１９に対するモーメン
ト力Ｍｏを演算処理する。その結果、鋸刃ハウジング９
のヒンジビン１９に対するモーメント力の変動に左右さ
れず、かつヒンジビン１９における抵抗のバラツキに左
右されずに、鋸刃ハウジング９の下降時における圧力を
検出することによって、実際の背分力を検出することが
できる。また、この実際の背分力から実際の部分切削率
が演算処理されることによって、実際の部分切削率を目
標切削率に近ずけるように切込み量を制御することがで
きる。

なお、この発明は前述した実施例に限定されることなく
、適宜の変更を行なうことによって、その他の態様で実
施し得るものである。

［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、この
発明によれば、特許請求の範囲に記載されたとおりの構
成であるから、帯鋸盤でワークに予めほぼ無負荷で切削
加工を行ない鋸刃ハウジングの軸に対するモーメント力
を演算処理してから、実際の切削加工を施して、鋸刃ハ
ウジングの降下時における圧力を検出することによって
実際の背分力を検出することができる。

この検出された背分力を基にして実際の部分切削率を演
算処理し、この部分切削率を目標切削率に近ずけるよう
に切込み量の切込み制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施した一実施例の概略構成ブロッ
ク図である。第２図はこの発明を実施するための基本的
な考え方を示した説明図である。 第３図は本実施例の動作を説明するフローチャートであ
る。 １・・・帯鋸Ｍ　　　　　　１５・・・鋸刃モータ１つ
・・・ヒンジビン　　２１・・・ロータリエンコーダ２
３・・・油圧回路　　　２７・・・油圧シリンダ４５・
・・圧力センサ　　５５・・・流量調整弁５９・・・制
御装置　　　６１・・・ＣＰＵ６５・・・第１の演算処
理手段 ６７・・・第２の演算処理手段 ６９・・・第３の演算処理手段 ７１・・・データベース 代理人　弁理士　　三　好　保　男 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯鋸盤でワークに切削加工を施す際、予めほぼ無
   負荷時における鋸刃ハウジングの軸に対するモーメント
   力を演算しておくと共に、鋸刃ハウジングの下降時にお
   けるシリンダ装置の圧力を検出することによって、実際
   の切削加工時における背分力を検出することを特徴とす
   る帯鋸盤における背分力の検出方法。
2. （２）前記請求項１により、背分力を検出した後、その
   背分力を基にして切削条件を調節する切込み制御を行な
   うことを特徴とする帯鋸盤における切込み制御方法。
3. （３）走行自在な帯鋸刃を備えた鋸刃ハウジングと、そ
   の鋸刃ハウジングを上下動せしめるシリンダ装置と、そ
   のシリンダ装置を制御する油圧回路と、前記鋸刃ハウジ
   ングの下降時におけるシリンダ装置の圧力を検出する圧
   力センサと、予めほぼ無負荷時における鋸刃ハウジング
   の軸に対するモーメント力を演算処理する第１の演算処
   理手段と、前記圧力センサによって検出された実際の圧
   力および前記第１の演算処理手段で演算処理されたモー
   メント力を基にして実際の背分力を演算処理する第２の
   演算処理手段と、その第２の演算処理手段で演算処理さ
   れた実際の背分力を基にして部分切削率を演算処理する
   第３の演算処理手段と、その第３の演算処理手段で演算
   処理された実際の部分切削率を予め設定された目標切削
   率に調整するため前記油圧回路における戻り回路に設け
   た切込み制御手段と、を備えてなることを特徴とする帯
   鋸盤における切込み制御装置。