JPH11105003A - 木材切削機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送材間隔の調整を迅速且つ正確に行う。 【解決手段】 操作パネル１１に内蔵されるコントロー
ラは、インバータを利用して、上昇ボタン１３、下降ボ
タン１４の何れかを１回ＯＮ操作すると、最小単位
（０．１mm）だけヘッド３が昇降するように可逆モータ
７に加速駆動とブレーキとを制御する寸動制御を可能と
している。又ここでは、ロータリーエンコーダ１０によ
り検出される駆動軸８の回転数をコントローラにフィー
ドバックして、制御誤差の修正を図るようにしている。
よって、例えば目標値までの上昇距離が０．５mmであれ
ば、mm表示で上昇ボタン１３の操作を５回繰り返せば、
正確にヘッド３が０．５mm上昇する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、刃物を備えたヘッ
ドと、その下方に配置されたテーブルとの何れか一方を
昇降させて、前記ヘッドとテーブル間に形成される送材
間隔を調整可能とした自動鉋盤等の木材切削機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】上記木材切削機は、刃物を備えたヘッド
と、その下方に配置されたテーブルとの何れか一方を、
昇降スイッチのＯＮ操作で駆動する可逆モータで昇降さ
せ、両者の間に形成される送材間隔を調整可能となって
いる。同時に、ヘッド等に設けられた操作パネルには、
送材間隔を表示する表示部が設けられており、作業者
は、操作パネルに設けたテンキーで直接所望の目標値を
入力したり、或は表示を見ながら上記昇降スイッチの操
作タイミングを図り、目標値で操作を止めるようにした
りして、送材間隔の調整を行っている。

【０００３】しかし、テンキーで直接入力するものは、
ヘッドを１mm昇降させる場合でも３〜４桁の数字の入力
が必要である上、テンキー入力後、はじめて可逆モータ
を駆動させるため、確実性は得られるものの、操作開始
から目標値到達に至るまでに時間がかかる。又、３〜４
桁の数字を入力するため、入力ミスを起こしやすく、テ
ンキー入力が不慣れな作業者にとっては操作性が悪い。
一方、昇降スイッチ等のみによるものは、いきなり最高
速でヘッドが昇降するため、表示部が見にくく、作業者
による操作時間のズレ、或は可逆モータの慣性によるオ
ーバーラン等の影響により、目標値付近からの微調整が
難しい。そこで、実公昭６３−１６４８２号公報や実公
昭６３−２９５２１号公報には、駆動回路、寸動回路等
の工夫により、送材間隔調整時には、昇降スイッチをＯ
Ｎし始めてから一定時間は可逆モータを反復して最小単
位（０．１mm）ずつ寸動動作させ、その一定時間を超え
ても昇降スイッチがＯＮされている場合は、寸動動作か
ら通常の連続昇降に切り換え、一定時間内に昇降スイッ
チをＯＦＦにし、再度ＯＮした場合は、再び寸動動作か
ら立ち上がり直すようにして、送材間隔の表示値を作業
者に読み取りやすくして微調整を容易にする送材間隔調
整機構が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に開示の技術
は、一定時間での昇降スイッチのＯＮにより寸動動作が
所定の複数回必ず行われるため、その途中で止めたい場
合は、結局作業者が表示を見ながら昇降スイッチを離す
タイミングを調整する必要があり、そのばらつきによ
り、寸動の必要回数に足らなかったり、オーバーランと
なったりしてしまう。又、作業者が昇降スイッチを正確
に操作したとしても、可逆モータの寸動に対するフィー
ドバックがなされていないため、電源事情や機械のばら
つき、可逆モータのばらつき等により、やはりヘッドが
最小単位分昇降しなかったり、オーバーランを起こした
りすることがある。更にここでは、可逆モータの作動に
ブレーキを使用していないから、寸動間の休止時間をあ
る程度長く設定する必要が生じ、結果微調整に要する時
間が長くなって使用感を損ねる。加えて、送材間隔が寸
表示の場合、mm表示に比べて最小単位が１厘（＝０．３
３mm）と長くなるため、その分昇降スイッチを押し続け
る時間が長くなり、ここでも操作時間の冗長化を招くこ
とになる。

【０００５】そこで、請求項１に記載の発明は、作業者
の操作のばらつきや機械側の誤差やばらつきに影響を受
けず、簡単な操作で迅速且つ確実に送材間隔の微調整が
行える木材切削機を提供することを目的としたものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、前記昇降スイッチの連続
ＯＮ信号を所定時間内の長さで受けた場合に、前記可逆
モータを駆動及び制動させて前記ヘッド又はテーブルを
最小単位分のみ寸動させるモータ制御手段と、そのモー
タ制御手段により駆動する前記可逆モータの回転数を検
知する検知手段と、その検知手段により得られる前記可
逆モータの回転数に基づいて、前記可逆モータの駆動及
び制動を制御するフィードバック制御手段と、を設けた
ことを特徴とするものである。又、請求項２に記載の発
明は、請求項１の目的に加えて、ヘッド又はテーブルを
連続昇降させる際の操作性も向上させるために、前記昇
降スイッチの連続ＯＮ信号が前記所定時間経過後も継続
する場合は、前記モータ制御手段が、前記可逆モータ
を、最初は低速で、その後徐々に加速して最高速となる
ように連続して駆動制御する構成としたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図１は木材切削機の一例としての自
動鉋盤１の全体説明図で、ベッド２の上方には、ベッド
２の上面と左右両側面を覆うように門型のヘッド３が配
置され、ヘッド３の左右両端部４，４に夫々固着された
ナット部５，５が、ベッド２の左右に垂設されたネジ軸
６，６と螺合することで、ヘッド３が昇降可能に支持さ
れている。又、ベッド２の下部には、可逆モータ７の駆
動で回転する駆動軸８が水平に掛け渡され、駆動軸８の
回転は、その両端部に設けられた夫々２つのベベルギヤ
からなる傘歯車伝達機構９，９を介してネジ軸６，６へ
伝達可能となっている。よって、可逆モータ７が駆動す
ると、駆動軸８と傘歯車伝達機構９，９とを介してネジ
軸６，６が同調して回転し、ネジ軸６，６に螺合するナ
ット部５，５がネジ送りされて、ヘッド３が上下動する
ことになる。一方、ベッド２の下部で、駆動軸８の一端
側（同図の左側）には、駆動軸８の先端に形成されたギ
ヤ部８ａと噛合するピニオン１０ａを有する検知手段と
してのロータリーエンコーダ１０が設けられ、これがヘ
ッド３上部に内蔵されたコントローラに接続されて、駆
動軸８の回転数を検出可能となっている。そして、ヘッ
ド３の上部前面には、操作パネル１１が備えられてい
る。この操作パネル１１には、電源スイッチ１２の他、
ヘッド３の昇降スイッチとなる上昇ボタン１３、下降ボ
タン１４、そして送材間隔の表示部１５が設けられ、夫
々コントローラに接続されている。尚、１６は、ベッド
２上に配列されて送材用のテーブルを構成する送材ロー
ラ、１７は、図示しない主軸モータとベルト伝達機構と
により回転する鉋刃である。

【０００８】一方、図２は、モータ制御手段及びフィー
ドバック制御手段を構成する可逆モータ７の制御回路の
概略を示すもので、ここでの可逆モータ７は三相誘導モ
ータで、コントローラ１８は、インバータ１９を介して
可逆モータ７を無段変速で制御している。又ここでは、
ロータリーエンコーダ１０により検出される駆動軸８の
回転数をコントローラ１８にフィードバックして、電源
事情や機械、モータのばらつき等による制御誤差の修正
を図るようにしている。更に、コントローラ１８には、
上記インバータ１９を介して、上昇ボタン１３、下降ボ
タン１４の何れか（以下一括して「昇降ボタン」と称す
る）をＯＮ操作すると、最小単位（mm表示では０．１m
m、寸表示では１厘（０．３３mm））だけヘッド３が昇
降するように可逆モータ７に加速駆動とブレーキとを制
御する寸動制御が設定されている。即ち、図３のフロー
チャートに示す如く、昇降ボタンが押し操作され、コン
トローラ１８にそのＯＮ信号が入力されると、Ｓ１でそ
れを判別し、図４に示す可逆モータ７の中速（ｖ₂ 又は
ｖ₂ ´）への加速駆動とブレーキとの寸動制御を行い、
ヘッド３を最小単位分寸動させるのである。

【０００９】但し、mm表示での最小単位（０．１mm）と
寸表示での最小単位（１厘＝０．３３mm）とでは、寸動
移動量に差があり（mm単位で比較すると差は０．２３m
m）、mm表示の時と寸表示の時とで寸動時の速度が同じ
では、寸動時間に差が生じ、使用感が違ってしまう。そ
こで、ここでは、Ｓ２でmm表示か寸表示かの判別を経
て、mm表示の時は、中速ｖ₂ で駆動させ（Ｓ３）、寸表
示の時は、これより速い中速ｖ₂ ´で駆動させている
（Ｓ５）。その後、mm表示で０．１mmの昇降、寸表示で
１厘の昇降が夫々Ｓ４又はＳ６で確認されると、Ｓ７で
ブレーキがかかり、ヘッド３は停止する。次のＳ８で昇
降ボタンのＯＮ継続が判別され、昇降ボタンをＯＦＦさ
せていれば、始めに戻り、Ｓ１で昇降ボタンが再びＯＮ
されるまで動作しない。よって、例えば目標値までの上
昇距離が０．５mmであれば、mm表示で上昇ボタン１３の
押し操作を５回行えば、上記Ｓ１〜Ｓ８が繰り返されて
ヘッド３が０．５mm上昇することになる。

【００１０】このように、ここまでの形態によれば、イ
ンバータ制御とフィードバック制御とを併用した寸動操
作により、作業者の操作タイミングのばらつきや、機械
側、モータ側のばらつき等に影響されず、時間Ｔ₁ 以内
での昇降ボタンの１回の押し操作で、ヘッド３を最小単
位で確実に、且つ短時間で昇降させることができる。よ
って、操作が単純化して送材間隔の微調整が非常にやり
やすくなる。特に時間短縮の効果は、寸法表示をmm表示
から寸表示に切り換えた場合において顕著となる。即
ち、本形態では、mm表示や寸表示に関係なく、１回押し
てすぐ離しても必ず最小単位分昇降し、操作時間（押し
時間）は同じだからである。

【００１１】一方、最初の寸動後も昇降ボタンを押し続
けて、Ｓ８で昇降ボタンのＯＮ継続中が判別されると、
次のＳ９で、Ｓ１での昇降ボタンのＯＮから時間Ｔ₁ が
経過したか否かが判別される。そして、時間Ｔ₁ が経過
すると、図４に示すように可逆モータ７を先の中速ｖ₂
及びｖ₂ ´より小さい速度ｖ₁ で低速駆動させて、ヘッ
ド３を低速で昇降させる（Ｓ１０）。その後、更にＳ１
１で昇降ボタンのＯＮ継続中が確認されると、この低速
駆動から時間Ｔ₂ が経過したか否かが判別される（Ｓ１
２）。ここで時間Ｔ₂ の経過が確認されると、次のＳ１
３で、可逆モータ７の速度を徐々に加速し、ヘッド３の
昇降速度を上げていく。この時の加速度ａ₂ は、寸動時
の加速度ａ₁ よりは小さい。そして、同様にＳ１４で昇
降ボタンのＯＮ継続中の判別を経て、Ｓ１５では、可逆
モータ７の速度が最高速ｖ₃ に達したか否かが判別され
る。ここで最高速ｖ₃ への到達が確認されると、Ｓ１６
で、可逆モータ７をそのまま最高速ｖ₃ で定速駆動させ
て、ヘッド３を最高速で昇降させる。これは次のＳ１７
で昇降ボタンのＯＮが解除されるまで継続される。尚、
Ｓ８、Ｓ１１、Ｓ１４、Ｓ１７において、夫々昇降中に
昇降ボタンのＯＮが解除されると、可逆モータ７には直
ちにブレーキがかかり（Ｓ１８）、ヘッド３の昇降が停
止する。

【００１２】このように、ここでは上記寸動操作に加え
て、昇降ボタンを一定時間Ｔ₁ 以上押し続けた場合、可
逆モータ７の速度を低速から徐々に加速するように連続
昇降を制御している。よって、寸動操作を繰り返すには
やや長過ぎる昇降距離を調整する場合、最初の寸動後連
続昇降に移っても、いきなり最高速で昇降せず、一定時
間Ｔ₂ は低速で昇降してその後徐々に加速するため、表
示部１５における送材間隔の表示が読み取りやすく、連
続昇降時の送材間隔の調整が容易となる。又、昇降距離
が比較的大きい場合でも、昇降ボタンをＯＮしつづける
のみで、連続昇降が低速−加速−最高速と制御されるた
め、テンキーや他のスイッチを操作した上ではじめて昇
降するタイプ等と比較して、所望の送材間隔に達するま
での時間が短縮され、好適な操作性を得ることができる
のである。

【００１３】尚、上記形態では、ベッド（テーブル）に
対してヘッドが昇降する自動鉋盤で本発明を説明してい
るが、固定したヘッドに対してテーブルが昇降するタイ
プであっても本発明は適用可能である。

【００１４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、前記ヘ
ッドを最小単位分のみ寸動させるモータ制御手段に、可
逆モータの回転数に基づいて、可逆モータの駆動及び制
動を制御するフィードバック制御手段とを組み合わせた
ことで、作業者の操作タイミングのばらつきや、機械
側、モータ側のばらつき等に影響されず、昇降スイッチ
の１回の操作で、送材間隔を最小単位で確実に、且つ短
時間で微調整することができる。よって、操作が単純化
して操作時間も短くなり、mm・寸表示の形態にも拘わり
なく、常に良好な使用感が得られる。又、請求項２に記
載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、所望時間
後にヘッド等が連続昇降に移っても、いきなり最高速で
昇降せず、所定時間は低速で昇降し、その後徐々に加速
して最高速に達するため、送材間隔の表示が読み取りや
すくなる。同時にこの制御は昇降スイッチのＯＮ操作の
みでなされるため、所望の送材間隔に達するまでの操作
の手間や時間も短縮できる。よって、連続昇降時の送材
間隔調整が良好な操作性で行えるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動鉋盤の全体説明図である。

【図２】可逆モータの制御回路の概略図である。

【図３】可逆モータ制御のフローチャートである。

【図４】可逆モータ駆動時の時間と速度との関係を示す
グラフである（上側がmm表示、下側が寸表示の場合とな
る）。

【符号の説明】

１・・自動鉋盤、２・・ベッド、３・・ヘッド、７・・
可逆モータ、８・・駆動軸、１０・・ロータリーエンコ
ーダ、１１・・操作パネル、１３・・上昇ボタン、１４
・・下降ボタン、１５・・表示部、１８・・コントロー
ラ、１９・・インバータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 刃物を備えたヘッドと、その下方に配置
   されたテーブルとの何れか一方を、昇降スイッチのＯＮ
   操作により駆動する可逆モータで昇降させて、前記ヘッ
   ドとテーブルとの間に形成される送材間隔を調整可能と
   した木材切削機であって、 前記昇降スイッチの連続ＯＮ信号を所定時間内の長さで
   受けた場合に、前記可逆モータを駆動及び制動させて前
   記ヘッド又はテーブルを最小単位分のみ寸動させるモー
   タ制御手段と、そのモータ制御手段により駆動する前記
   可逆モータの回転数を検知する検知手段と、その検知手
   段により得られる前記可逆モータの回転数に基づいて、
   前記可逆モータの駆動及び制動を制御するフィードバッ
   ク制御手段と、を設けたことを特徴とする木材切削機。
2. 【請求項２】 前記昇降スイッチの連続ＯＮ信号が前記
   所定時間経過後も継続する場合は、前記モータ制御手段
   が、前記可逆モータを、最初は低速で、その後徐々に加
   速して最高速となるように連続して駆動制御する請求項
   １に記載の木材切削機。