JPS5916886B2 - 帯鋸盤における切削力検出装置 - Google Patents

帯鋸盤における切削力検出装置

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JPS5916886B2
JPS5916886B2 JP6418381A JP6418381A JPS5916886B2 JP S5916886 B2 JPS5916886 B2 JP S5916886B2 JP 6418381 A JP6418381 A JP 6418381A JP 6418381 A JP6418381 A JP 6418381A JP S5916886 B2 JPS5916886 B2 JP S5916886B2
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cutting force
saw blade
band saw
cutting
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徹 常盤
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Amada Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D55/00Sawing machines or sawing devices working with strap saw blades, characterised only by constructional features of particular parts
    • B23D55/06Sawing machines or sawing devices working with strap saw blades, characterised only by constructional features of particular parts of drives for strap saw blades; of wheel mountings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D59/00Accessories specially designed for sawing machines or sawing devices
    • B23D59/001Measuring or control devices, e.g. for automatic control of work feed pressure on band saw blade

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Sawing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鋸刃による被加工物の切削の際に生ずる切
削力、特に切削主分力を検出する、帯鋸盤における切削
力検出装置に関する。
一般に、帯鋸盤、例えば横型帯鋸盤は、基台上に、帯鋸
刃を適宜に備えた鋸刃ハウジングに適宜の手段、例えば
ガイドポストあるいはヒンジシャフト等によって昇降自
在に装着され、鋸刃−・ウジングの昇降作動は、基台と
鋸刃・・ウジングとの間に介装した昇降シリンダの制御
によって行なわしめる。
このような横型帯鋸盤において、基台上に載置された被
加工物を切削または切断する場合には、帯鋸刃を駆動す
るとともに、昇降シリンダ内の油の排出を制御して鋸刃
・・ウジングを下降することにより行う。
この被加工物切削の際に発生する切削力、特に鋸刃の送
行方向に生ずる切削力の分力である切削主分力を検出す
ることは、帯鋸盤が最適切削条件で、例えばマイコン化
による適応制御の際の一枚出値として有効である。
また、帯鋸盤の切削加工の際の最も基礎的な要因である
切削主分力を知ることは、基本的技術要素を定量化する
上で、極めて有益であることは当然である。
特に、将来の帯鋸盤の多刃切削において、如何なる過渡
的な切削力が作用していないか、その瞬間値を検知する
こと極めて重要である。
このために、従来、鋸刃駆動モータの負荷電流を検出し
て、切削主分力を算出する方法または昇降シリンダ内の
油圧を測定することにより、その油圧変動から被加工物
切削の際における鋸刃の背方向に生ずる切削主分力であ
る切削背分力を算出する方法が適用されていた。
いづれの方法も、これらの検出値は平均化された切削力
を算出するのみで、より正確な瞬間値を検出する方法が
要望されていた。
この発明は、かかる従来の問題点に鑑み、これを有効に
解決したもので、その目的とするところは、その構成が
簡単であるとともに、より正確で瞬間的な切削主分力が
検出される帯鋸盤における切削力検出装置を提供するも
のである。
このような方法および装置は、ウオームホイールの側面
にウオームハウジングを固定して設け、前記ウオームホ
イールの回転駆動により回転自在とする駆動ホイールを
前記ウオームハウジングに設け、前記ウオームホイール
と駆動ホイールとの間の伝達トルクにより、前記鋸刃の
切削力を検出する切削力検出手段を設けること等により
達成される。
以下、添付図面に基いてこの発明の実施例を詳細に説明
する。
第1図はこの発明が実施され得る横型帯鋸盤の正面図を
示し、横型帯鋸盤1は、箱状のベース3と、ベース3に
対して昇降自在の鋸刃ハウジング5等より成るものであ
る。
鋸刃ハウジング5はヒンジシャフト7によってベース3
に上下方向に回動自在に枢支されているものである。
しかし乍ら、ベース3に対して鋸刃ハウジング5を昇降
自在に装着する構成としては、図示の実施例に限ること
な(、ベース3にガイドポストを立設し、このガイドポ
ストに沿って鋸刃ハウジング5が昇降する構成とするこ
ともできるものである。
前記鋸刃ハウジング5は、ベース3と鋸刃ハウジング5
との間に介装した昇降シリンダー9の作動によって昇降
されるものである。
前記鋸刃ハウジング5内には、エンドレス状の帯鋸刃1
1を掛回した駆動ホイール13および従動ホイール15
がそれぞれ軸17,19を介して回転自在に支承されて
おり、駆動ホイール13が駆動装置(図示省略)によっ
て駆動、されることにより、帯鋸刃11は切削作用を行
なうべく走行駆動されるものである。
帯鋸刃11が横型帯鋸盤1における切削作用領域に位置
する部分は、刃先が垂直下方を向くように一対のガイド
部材21.23によって摺動自在に案内されている。
一対のガイド部材21゜23は、それぞれ支持アーム2
5,270下端部に適宜に装着しであるものであり、支
持アーム25.27は前記鋸刃〜・ウジング5の上部位
置に固定したビーム部材29に位置調節自在に支持され
ているものである。
また、ベース3の切削作用領域の部分には、切断すべき
被加工物Wを載置するワークテーブル31が装着しであ
るとともに、被加工物Wを挾持固定するための固定バイ
スジョー33fと可動バイスジョー33mを備えたバイ
ス装置33が装着しである。
したがって、第1図に想像線で示すごとく上昇した位置
から鋸刃ハウジング5が下・降されると、駆動ホイール
13によって走行駆動されている帯鋸刃11はバイス装
置33によってワークテーブル31上に固定されている
被加工物Wに対して切込むこととなり、被加工物Wを切
断することができるものである。
なお、被加工物Wに対する帯鋸刃11の切込速度は、昇
降シリンダー9を適宜に制御して鋸刃・・ウジング5の
下降速度を制御することにより制御することができる。
次に、第2図は本発明の切削力検出手段の側面断面図を
示し、ウオームホイール35はウオーム37により減速
駆動される。
このウオームホイール35の側面に、ウオーム・・ウジ
ング39が緊締具、例えば取付ねじ41により螺着され
る。
このウオームハウジング39と、駆動ホイール13との
係合面に、緊締具、例えば取付ボルト45が、駆動ホイ
ール13との間に弾機47、例えば弾性ゴムを介在して
、ウオームハウジング39に螺着される。
この弾機47を介してウオームハウジング39より、駆
動ホイール13ヘトルクが伝達される。
また、ウオームハウジング39の内周面は、ベアリング
49を介して、駆動ホイール軸17に回転自在に支承さ
れ、かつウオーム・・ウジング39の外周面と駆動ホイ
ール13との間には、ニードルベアリング51を介在す
る。
なお、ウオームハウジング39と駆動ホイール13との
係合面に切削力検出手段、本実施例では圧電素子53が
設置され、この圧電素子53に接続されるリード線53
Aは、蓋板54を経て、駆動ホイール13の軸線上に設
けられた固定リング55に接続される。
この固定リング55の内周面は、駆動ホイール軸17の
端部に設けられた軸リング57の外周面と係合し、駆動
ホイール13の回転駆動により、固定リング55は軸リ
ング57の外周面を滑動し、圧電素子53の検出値を軸
リング57に伝達するスリップリングを形成する。
この検出値は駆動ホイール軸17の中心部を経て導出さ
れる。
ケース59は、鋸刃ハウジング5に設けられたカバー6
1と共に、ウオーム37およびウオームホイール35を
収容する減速機室を形成する。
このケース59の中心部に軸支持部63が設けられ、こ
の軸支持部63内に、駆動ホイール軸17が挿入され、
押え板65を介して、緊締具、例えば取付ボルト67に
より支持される。
以上のように構成されたことにより、被加工物Wを切削
する際の切削主分力の変動は、図示しない駆動装置の伝
達トルクの変動である。
この伝達トルクの変動は、ウオーム・・ウジング39と
駆動ホイール13との間に設けられた弾機47に、圧力
または歪変動を与える。
この変動は、同じくウオームハウジング39と駆動ホイ
ール13との間に設けられた圧電素子53により、電気
信号として検出される。
本実施例の圧電素子53は、2個の電極と、この電極間
に挾持されカーボン粒子を含有するゴム板とにより形成
された圧電ゴムとすることができる。
このとき、この圧電ゴムに与えられた圧力または歪によ
り、導電気が変化し、切削力に比例する電気信号が得ら
れる。
このような圧電ゴム材の適用により、弾機47を省略す
ることが可能である。
次に、第3図は他の切削力検出手段の平面図、第4図は
第3図の正面断面図を示し、ウオームホイール69と駆
動ホイール71,13とを結合する取付ボルト73,7
3Aは、ウオームホイール69の伝達トルクを、駆動ホ
イール71と、取付ボルト73,73Aとの間に介在す
る弾性ゴムの如き弾機47を介して伝達する。
弾性を有する平板アーム75の一端は駆動ホイール13
の中央部に、取付ねじの如き緊締具77により螺着され
、他端は取付ボルト730頭部に螺着される。
このアーム750両側面には、歪ゲージの如き切削検出
手段79が貼着され、リード線83により、固定リング
55および軸リング57を介して、駆動ホイール軸17
の軸心を経て、歪ゲージ79の電気信号を導出する。
以上のように構成されたことにより、被加工物Wを切削
する際の切削主分力の変動は、図示しない駆動装置の伝
達トルクの変動である。
この変動はアーム75に歪を与えるから貼着された切削
力検出手段79の一方を伸長し、他方を収縮することに
より、電気信号として検出される。
なお、アーム75は弾性を有す平板であるから、弾機4
7を省略することも可能である。
次に、第5図はさらに他の切削力検出手段の平面図、第
6図は第5図のA−A断面図を示し、ウオームホイール
69の側面の同一円周上に、複数個、最低3個の取付ね
じの如き緊締具85により螺着される。
駆動ホイール71と緊締具85間に、弾性ゴムの如き弾
機47を介在して、ウオームホイール69の伝達トルク
が駆動ホイール71に伝達される。
検出プレート91に挿入された複数個の取付ねじの如き
緊締具87は、駆動ホイール71の側面に螺着され、緊
締具870頭部と検出プレート91との間に、スプリン
グの如き弾機89を介在する。
検出プレート91の裏面に傾斜角度を有するカム板93
が固定され、緊締具850頭部と常に係合するように弾
機89により検出プレート91に押圧が与えられる。
駆動ホイール軸1γには、アーム95が固定され、この
アーム93に検出プレート91に近接するコンデンサ型
検出器の如き非接触式切削力検出手段97が設けられる
以上のような構成により、被加工物Wを切削する際の切
削主分力の変動は、伝達トルクの変動であるから、この
変動は緊締具850頭部により、カム板93を介して、
検出プレート91に上下動を与えるから、切削力検出手
段97と検出プレート91との間隙の変化による電気信
号の変化として検出される。
次に、第7図はさらに他の切削力検出手段の正面断面図
を示し、モータの如き駆動源99に直結された駆動側変
速プーリ101はベルト103を介して、従動側変速プ
ーリ105を回転駆動する。
この従動側変速プーリ105はウオーム37のウオーム
軸107に直結され、このウオーム軸107は軸受部1
09,111により、鋸刃ハウジング5に回転自在に支
承される。
軸受部109は軸受本体113と、この軸受本体113
を収容する鋸刃・・ウジング5および蓋部115とから
なりこの鋸刃−・ウジング5と蓋部115との間に、圧
電ゴムの如き圧電素子117が挾持される。
この圧電素子117には、プIJ O−ドとして予め押
圧力が与えられ、被加工物Wの切削の際に生ずる切削主
分力が働いた際に、ウオームホイール350回転方向ψ
と反対方向の反力が作用して、このプリロードが低減す
る。
従って、切削主分力の変動に応じて、駆動ホイール13
の減速機部に作用する応力変動が、圧電素子117に圧
力変化を与え、電気信号に変換される。
次に、第8図はさらに他の切削力検出手段の側面断面図
を示し、鋸刃ノ・ウジング5は、ヒンジシャフト7によ
り、ベース3上に上下方向に回動自在に支承されている
このヒンジシャフト7は駆動−・ウジング5に及ぼす鋸
刃11の切削主分力の変動を受けて歪を発生する。
この歪変動をヒンジシャフト7に設けられた切削力検出
手段、例えば歪ゲージ119の電気信号の変化として検
出するものである。
なお、この歪ゲージ119はヒンジシャフト7のみに限
るものではなく、例えば鋸刃ハウジング5に設け、この
鋸刃ハウジング5に発生する切削主分力による歪を検出
することも可能である。
以上のごとき実施例の説明より理解されるように、要す
るに本発明の要旨は、鋸刃・・ウジングに設けた駆動ホ
イール軸にウオームホイールおよび帯鋸刃を掛回した駆
動ホイールを回転自在に支承して設け、ウオームホイー
ルが駆動ホイールと対向した一側面の偏心した位置に、
駆動ホイールに装着した弾機を貫通した緊締具を固定し
て設け、駆動ホイールの一側面に装着した検出プレート
を駆動ホイールの軸方向に移動自在に設けると共に駆動
ホイール方向へ付勢して設け、この検出プレートが前記
緊締具と対向した位置に駆動ホイールの回転方向の傾斜
面を備えたカム板を固定して設けると共に、緊締具の先
端部をカム板の傾斜面に摺動自在に当接して設け、前記
検出プレートの軸方向への変移を検出する切削力検出手
段を前記駆動ホイール軸に設けてなるものであるから、
ウオームホイールを回転すると、緊締具と弾機を介して
駆動ホイールが一体的に回転されることとなり、この駆
動ホイールに掛回した帯鋸刃が走行されて、被加工物の
切削を行なうこととなるものである。
そして、帯鋸刃に作用する切削抵抗が大きい場合には、
緊締具が弾機を圧縮することとなり、ウオームホイール
と駆動ホイールとの間に位相差を生じることとなるもの
である。
上記のように位相差を生じると、緊締具とカム板との当
接位置に変化を生じ、カム板が軸方向に変移することと
なり、駆動ホイール軸に設けた切削力検出手段によって
検出プレートの変移が検出され、帯鋸刃に作用する切削
抵抗(切削主分力)が検出されるものである。
したがって、この検出値に基いて帯鋸盤の種種な制御を
行なうことにより、最適な条件で被加工物を切削し得る
こととなるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は横型帯鋸盤の正面図、第2図は本発明の切削力
検出手段の側断面図、第3図は他の切削力検出手段の平
面図、第4図は第3図の側断面図、第5図はさらに他の
切削力検出手段の平面図、第6図は第5図のA−A断面
図、第7図および第8図はさらに他の切削力検出手段の
側面断面図である。 (図面中に表わされた主要な符号の説明)、1・・・・
・・横型帯鋸盤、5・・・・・・鋸刃−・ウジング、1
3・・・・・・駆動ホイール、17・・・・・・駆動ホ
イール軸、35・・・・・・ウオームホイール、53,
79,97,117・・・・・・切削力検出手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 鋸刃・・ウジングに設けた駆動ホイール軸にウオー
    ム・ホイールおよび帯鋸刃を掛回した駆動ホイールを回
    転自在に支承して設け、ウオームホイールが駆動ホイー
    ルと対向した一側面の偏心した位置に、駆動ホイールに
    装着した弾機を貫通した緊締具を固定して設け、駆動ホ
    イールの一側面に装着した検出プレートを駆動ホイール
    の軸方向に移動自在に設けると共に駆動ホイール方向へ
    付勢して設け、この検出プレートが前記緊締具と対向し
    た位置に駆動ホイールの回転方向の傾斜面を備えたカム
    板を固定して設けると共に、緊締具の先端部をカム板の
    傾斜面に摺動自在に当接して設け、前記検出グレートの
    軸方向への変移を検出する切削力検出手段を前記駆動ホ
    イール軸に設けてなることを特徴とする帯鋸盤における
    切削力検出装置。
JP6418381A 1981-04-30 1981-04-30 帯鋸盤における切削力検出装置 Expired JPS5916886B2 (ja)

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