(57)【要約】【課題】空送り速度から切削送り速度への鋸刃体の送り速度の切り替えが確実かつ適時に行なわれ、被切削材への食い込み時の鋸刃体の損傷が回避される鋸盤技術の提供。【解決手段】第１のインバータ１４を有する電気式の鋸駆動部によって駆動される鋸刃体５と、鋸刃体５を被切削材３に対して一定の送り速度で相対移動させる鋸送り機構とを備えた鋸盤の制御において、送り速度は鋸刃体５が被切削材３に食い込む際に空送り速度から切削送り速度に切り替えられ、鋸駆動部から鋸刃体５に伝達されるトルクに対応するものであるか、またはトルクの変化から算定することができるものである物理量の値が第１のインバータ１４で求められ、この物理量の値に応じて空送り速度から前切削送り速度への切り替えが行なわれる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のインバータ（１４）を有する電気式の鋸駆動部によって駆動される鋸刃体（５）と、鋸刃体（５）を被切削材（３）に対して一定の送り速度で相対移動させる鋸送り機構とを備えた鋸盤の制御において、前記送り速度は鋸刃体（５）が被切削材（３）に食い込む際に空送り速度から切削送り速度に切り替えられ、
前記鋸駆動部から鋸刃体（５）に伝達されるトルクに対応するものであるか、または当該トルクの変化から算定することができるものである物理量の値が、前記第１のインバータ（１４）で求められ、
前記空送り速度から前記切削送り速度への切り替えは前記物理量の値に応じて行なわれることを特徴とする鋸盤制御方法。
【請求項２】
前記第１のインバータ（１４）によって前記電気式の鋸駆動部のモータ（１５）に供給される有効電流が、前記物理量として使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のインバータ（１４）で求められる前記物理量の値はその時間的推移を平滑化するためのフィルタリング法で処理されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記空送り速度から前記切削送り速度への切り替えは、前記第１のインバータ（１４）で連続的または間欠的に求められた前記物理量の実値と平均の空送り時値との差に応じて行なわれるか、または前記物理量の実値の上昇によって行なわれるか、あるいはその両方によって行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記空送り速度から前記切削送り速度への切り替えは、前記物理量の実値と前記空送り時値との差が閾値を超えることにより行なわれることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記鋸送り機構は第２のインバータ（１３）と当該インバータによって駆動される送りモータ（１２）とを含み、前記空送り速度から前記切削送り速度への切り替えは、前記第１のインバータ（１４）から前記第２のインバータ（１３）に送られる信号に応じて行なわれることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記空送り速度は、早送り速度としての第１の速度段と接近速度としての第２の速度段とを含み、鋸刃体（５）と被切削材（３）との間の接近行程（２０）の領域において、前記早送り速度から前記接近速度への前記鋸送り機構の切り替えが行なわれることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記切削送り速度は前記物理量に応じて制御され、特には、前記鋸駆動部から鋸刃体（５）に伝達されるトルクが実質的に一定に維持されるようにして制御されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記鋸刃体（５）は弾性緩衝状態でまたはプレストレス状態であるいはその両方の状態で被切削材（３）に当接され、その際、前記弾性緩衝またはプレストレスあるいはその両方は前記送り速度の方向に作用する切断力に対して行なわれることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記空送り速度、前記切削送り速度、前記空送り速度と前記切削送り速度との比、の３つのうちの１つ以上が、被切削材（３）の形状寸法または材料素材あるいはその両方に応じて選択可能であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
第１のインバータ（１４）を有する電気式の鋸駆動部によって駆動される鋸刃体（５）と、前記鋸刃体（５）を被切削材（３）に対して一定の送り速度で相対移動させる鋸送り機構とを有する鋸盤であって、前記鋸送り機構は、鋸刃体（５）が被切削材（３）に食い込む際に、前記送り速度を空送り速度から切削送り速度に切り替えるように構成され、
前記鋸送り機構は、前記鋸駆動部から鋸刃体（５）に伝達されるトルクに相当する物理量の値、または当該トルクの変化をそれから算定することのできる物理量の値が、前記第１のインバータ（１４）で求められ、
前記空送り速度から前記切削送り速度への切り替えは前記物理量の値に応じて行なわれることを特徴とする鋸盤。
【請求項１２】
鋸刃体（５）に前記送り速度方向に作用する切断力を付与する機能または前記送り速度方向に鋸刃体（５）をガイドする機能あるいはその両方の機能を有する手段を備え、当該手段は、鋸刃体（５）を弾性緩衝またはプレストレスあるいはその両方でもって被切削材（３）に当接させる弾性緩衝要素またはプレストレス要素あるいはその両方を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の鋸盤。
【請求項１３】
前記鋸送り機構は第２のインバータ（１３）とこの第２のインバータ（１３）によって駆動される送りモータ（１２）とを含み、前記空送り速度から前記切削送り速度への切り替えは、前記第１のインバータ（１４）から前記第２のインバータ（１３）に送られる信号に応じて行なわれることを特徴とする請求項１１または１２に記載の鋸盤。
【請求項１４】
前記第１のインバータ（１４）で前記物理量に関する平均の空送り時値を求めることが可能であり、その際、前記空送り速度から前記切削送り速度への切り替えは、前記物理量の実値と前記空送り時値との差に基づいて、特には当該差が閾値を超えることにより行なわれることを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の鋸盤。
【請求項１５】
前記鋸送り機構は、前記空送り速度が早送り速度としての第１の速度段と接近速度としての第２の速度段とを有するように構成され、前記鋸刃体（５）と前記被切削材（３）との間の接近行程（２０）の領域において、前記早送り速度から前記接近速度への前記鋸送り機構における制御切り替えが行なわれることを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記載の鋸盤。
【請求項１６】
前記第１のインバータ（１４）は前記切削送り速度を前記物理量に応じて制御し、特には、前記鋸駆動部から鋸刃体（５）に伝達されるトルクが実質的に一定に維持されるように制御することを特徴とする請求項１１から１５のいずれか１項に記載の鋸盤。
【請求項１７】
前記空送り速度、前記切削送り速度、前記空送り速度と前記切削送り速度との比、の３つのうちの１つ以上が、被切削材（３）の形状寸法または材料素材あるいはその両方に応じて選択可能であることを特徴とする請求項１１から１６のいずれか１項に記載の鋸盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１のインバータを有する電気式の鋸駆動部によって駆動される鋸刃体と、鋸刃体を被切削材に対して一定の送り速度で相対移動させる鋸送り機構とを備えた鋸盤、およびそのような鋸盤の制御方法に関する。
この種の鋸盤は鋸刃体を含んでおり、当該鋸刃体は鋸駆動部によって駆動される。さらに、駆動される鋸刃体を、被切削材に対して所定の送り速度で相対移動させる鋸送り機構が設けられている。この鋸送り機構は、鋸刃体が被切削材に食い込む際に、鋸刃体の送り駆動速度が、空送り速度から切削送り速度に切り替えられるように形成されている。
【背景技術】
【０００２】
上記のような鋸盤は、通例、帯鋸盤としてまたは丸鋸盤として形成されている。ただし、その他の種類の鋸盤とくに弓鋸盤も本発明のうちに含まれる。
【０００３】
本発明の主たる適用分野は、金属からなる被切削材の切断ないし鋸挽きに使用される上述した種類の鋸盤に関する。
【０００４】
鋸盤の種類に応じ、駆動される鋸刃体−これは、特に、帯鋸歯または丸鋸歯であってもよい−は、被切削材に対して直線状にもしくは旋回軸を中心にして相対移動させられる。その際、被切削材は比較的重量があり、搬送装置によって鋸挽き台上に載置され、そこで締め付け固定される。
【０００５】
上記の種類の鋸盤は、通例、種々相違した断面形状を有する被切削材を鋸挽きすることから、新たな被切削材を締め付け固定するために、可能な限り大きな断面形状を有する被切削材に受入れ締め付けスペースを与えることのできるホーム位置に鋸刃体を戻しておくことが必要である。それゆえ、特に、それほど大きな断面形状を有していない被切削材を鋸挽きする場合、鋸刃体は、鋸挽き工程の初めに、鋸刃体が被切削材に食い込んで本来の切断工程を開始し得るようになるまでに、比較的長い送り移動行程を移動しなければならない。また、鋸挽き工程が中断され、鋸刃体が被切削材から引き離されなければならない場合にも、鋸挽き工程の再開時に、鋸刃体は、再び被切削材に食い込んで本来の切断工程を続行できるまでに、比較的長い送り移動行程を移動しなければならない。
【０００６】
本来の切断工程、したがって、鋸刃体が被切削材に食い込んで切削作業を実施する際の鋸刃体の送り運動は、当然のことながら、被切削材の特性に依存した−金属からなる被切削材の場合にあっては、ふつう数ミリメートル／秒のレベルでしかない−切削送り速度で行なわれる。本来の切断工程の前後に生ずる鋸挽き工程付随時間をできるだけ短時間に抑えるには、本来の切断工程以外における鋸刃体の送り速度、とりわけ、鋸刃体が被切削材にアプローチする際の送り速度を高めることが不可欠である。鋸刃体が本来の切断工程を開始し得るまでに必要とされる上記の比較的長い移動行程に及ぶ送り移動が上述した切削送り速度でしか移動できないとすれば、鋸盤の生産性を制限することになると共に、これに相応して、コスト高の原因となる大きな無駄時間を生み出してしまうからである。
【０００７】
したがって、上述した種類の鋸盤および鋸盤制御方法において、鋸盤の送り速度は、それが被切削材に食い込む際に、相対的に高速である空送り速度から切削送り速度に切り替えられる。したがって、鋸刃体が被切削材にまだ食い込んでいない間は、鋸刃体は被切削材に対してより速く移動し、特に、被切削材に向かって速い速度で降下し、その結果、鋸挽き工程の無駄時間は相応して減少する。ここで、鋸刃体が被切削材に「食い込む際に」とは、空送り速度から切削送り速度への切り替えが被切削材への食い込み開始の直前か、最初に食い込む瞬間か、あるいは鋸刃体が被切削材に食い込み開始した直後に行なわれることを意味している。
【０００８】
その際問題なのは、鋸刃体が高すぎる送り速度で被切削材に当接されて当該材料に食い込む場合、鋸刃体は損傷を受けるということである。したがって、空送り速度は比較的低く選択されていなければならない、あるいは、送り速度が適時に空送り速度から切削送り速度に切り替えられて、鋸刃体の損傷が確実に回避されなければならない。
【０００９】
これに関して、従来、複数の解決策が提案されている。たとえば、特許文献１及び特許文献２では、帯鋸盤の帯鋸の切断抵抗が持続的に測定され、帯鋸の過負荷を回避すべく、当該測定結果に基づいて送り速度が制御される。同様な帯鋸盤は、特許文献３にも開示されている。さらに、特許文献４では、送り速度は帯鋸盤の帯鋸の回転速度に応じて調節される。帯鋸回転速度が減少すると直ちに、帯鋸の過負荷を回避すべく、送り速度は制動される。特許文献５による油圧駆動式帯鋸盤は、切断抵抗の上昇が監視され、切断抵抗が上昇すると送り速度が低下されるため、送り速度は、ほぼ鋸刃体が被切削材に食い込む際に、空送り速度から切削送り速度に切り替えられる。
【００１０】
上記の一連の解決策に共通しているのは、送り速度の切り替えが比較的緩慢に行われるために、鋸刃体の過負荷は被切削材への最初の食い込み時に確実に回避可能であるわけではないという点である。
【００１１】
従来の技術におけるその他の対策は、被切削材に関して前もって入力されるか、あるいはセンサによって求められた形状寸法データに基づいて行なわれるために、鋸刃体の送り移動は、鋸刃体が被切削材に食い込む直前に制動可能である。したがって、この場合では、空送り速度から切削送り速度への切り替えは、なお、鋸刃体と被切削材とが最初に接触する前に行なわれることができる。これにより、送り速度が高すぎるために生ずる鋸刃体の損傷は回避されるとはいえ、センサ装備ならびに制御技術上からする付加的なコストが要されあるいは、優れた養成教育を受けた慎重かつ熟練した操作員が必要とされることになり、これがまたもや相応した付加的なコストを招来する結果となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】ドイツ出願公開第２４５７５３７号公報
【特許文献２】ドイツ出願公開第１００４３０１２号公報
【特許文献３】ドイツ出願公開第３３１１３９０号公報
【特許文献４】ドイツ出願公開第２８０８２４５号公報
【特許文献５】欧州特許公開第０３１３４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の目的は、空送り速度から切削送り速度への鋸刃体の送り速度の切り替えが確実かつ適時に行なわれ、被切削材への食い込み時の鋸刃体の損傷が回避されると共に、付加的な制御技術コストを要することも、特別な訓練を受けた信頼し得る操作員による操作を必要としない鋸盤に関する技術を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１のインバータを有する電気式の鋸駆動部によって駆動される鋸刃体と、鋸刃体を被切削材に対して一定の送り速度で相対移動させる鋸送り機構とを備えた鋸盤の制御において、上記課題を解決するため、本発明では、前記送り速度は鋸刃体が被切削材に食い込む際に空送り速度から切削送り速度に切り替えられ、前記鋸駆動部から鋸刃体に伝達されるトルクに対応するものであるか、または当該トルクの変化から算定することができるものである物理量の値が、前記第１のインバータで求められ、前記空送り速度から前記切削送り速度への切り替えは前記物理量の値に応じて行なわれる。
【００１５】
第１のインバータを有する電気式の鋸駆動部によって駆動される鋸刃体と、前記鋸刃体を被切削材に対して一定の送り速度で相対移動させる鋸送り機構とを有する鋸盤において、上記課題を解決するため、本発明では、前記鋸送り機構は、鋸刃体が被切削材に食い込む際に、前記送り速度を空送り速度から切削送り速度に切り替えるように構成され、前記鋸送り機構は、前記鋸駆動部から鋸刃体に伝達されるトルクに相当する物理量の値、または当該トルクの変化をそれから算定することのできる物理量の値が、前記第１のインバータで求められ、前記空送り速度から前記切削送り速度への切り替えは前記物理量の値に応じて行なわれる。
【００１６】
本発明では、まずは、第１のインバータを備えた電気式の鋸駆動部によって駆動される鋸刃体と、鋸刃体を被切削材に対して一定の送り速度で相対移動させる鋸送り機構とを有する本発明による鋸盤ならびに本発明による鋸盤制御方法は、鋸駆動部から鋸刃体に伝達されるトルクに相当するまたは当該トルクの変化をそれから算定することのできる物理量の値が第１のインバータで求められ、鋸刃体が被切削材に食い込む際に、当該物理量の値に応じて、空送り速度から切削送り速度への送り速度の切り替えが行なわれることを特徴としている。なお、ここで言う「インバータ」は広い意味で用いられるべき語句であり、コンバータ回路、コンデンサ、インバーター回路、その他の回路、の任意の組み合わせであってもよいし、単独であってもよい。
【００１７】
本発明によれば、高い空送り速度から切削送り速度への切り替えは、付加的な制御・調節技術コストを要することなく、行なうことができる利点を有する。なぜなら、本発明に係る種類の鋸盤には、一般に、鋸刃体つまりは鋸歯または帯鋸を駆動する電動機の制御がインバータによって行なわれる電気式の鋸駆動部が装備されているからである。インバータによって駆動されるモータのフィードバックから、当該インバータで、鋸駆動部から鋸刃体に伝達されるトルクに相当するまたは当該トルクの変化をそれから算定することのできる物理量の値を求めることができる。たとえば、インバータによって電気式の鋸駆動部に流される有効電流は、モータから鋸刃体に与えられるトルクを実時間で推定することを可能にする物理量の１つでもある。
【００１８】
鋸駆動部から鋸刃体に伝達されるトルク自体は、鋸刃体が単に空を切っているにすぎないというべきアイドリング（空）相にあるのか、あるいは、鋸刃体が被切削材に食い込んでいるのかに直接的に依存する。被切削材が引っ掛かった際に、つまり、送り相対移動の間に鋸刃体の歯の先端が被切削材に接すると、鋸駆動部から与えられるトルクは、鋸刃体の歯と被切削材との接触によって生み出される抵抗に対する応答として上昇する。これは、鋸駆動部のインバータにおいて、たとえば与えられた有効電流に基づいて実時間で認識することができるため、空送り速度から切削送り速度への切り替えが可能である一方で、なお被切削材はまだ引っ掛かっただけであり、抵抗の高まりによる鋸刃体の損傷または過大な負荷はまだ懸念される状態には至っていない。
【００１９】
したがって、本発明により、既存の一般的な鋸盤の装置を利用したとしても、従来達成することのできなかった素早い反応時間で、高い空送り速度から切削送り速度への切り替えがいつ必要であるかが認識でき、鋸刃体の損傷を確実に回避することが可能である。その際、短時間のうちに鋸刃体の負荷の顕著な高まりが生ずるところまで至っていない段階での瞬時の切り替えを行なうことさえ可能である。このことは、鋸刃体の耐久寿命の長期化を可能にする利点を生み出す。
【００２０】
それゆえ、本発明は、付加的な制御技術的かつ調整技術的な備品、たとえばセンサ、光電ＳＷなどの付加を要しないという利点をもつだけでなく、鋸駆動部のトルクの変化に現れる鋸刃体に生ずる変化とくに被切削材への鋸刃体の食い込み開始に応じた、特に迅速な反応を得るという優れた利点ももつことになる。
【００２１】
この場合、本発明によれば、鋸駆動部から得られるトルクの変化を推定することのできる物理量の値は、インバータだけで求めることができる。なぜなら、このトルクが高まる場合、それがとりもなおさず、鋸刃体が被切削材に接近する送り移動において、鋸刃体が被切削材に到達して被切削材を切断開始するということ直結するからである。この時点が、空送り速度から切削送り速度への切り替えが行なわれなければならない時点である。
【００２２】
したがって、本発明の第１の狙いは、鋸挽き工程に際し、送り速度を切削送り速度に低下させるべく、被切削材に最初に食い込む瞬間をセンサなしで把握し得る、センサレスでの物質（被研削材）認識である。これにより、付加的なセンサシステムなしで鋸挽き工程の無駄時間を減少させることができるが、それは鋸刃体の空行程を高速の空送り速度で移動させることができるからである。鋸刃体が直接切断に係わっていない中断された鋸切断に対しても時間的に最適化して再度続行することも本発明によって初めて可能である。
【００２３】
送り速度を切り替えるために使用される、第１のインバータで求められる物理量の値に対しては、好ましくは、その時間的推移を平滑化するためのフィルタリング法で処理されるか雑音信号を分離除去する処理が施される。求められる当該物理量の有意な変化は、測定値の平滑化処理の後に、いっそう容易かつ一義的に検出することが可能である。
【００２４】
好ましくは、空送り速度から切削送り速度への切り替えは、第１のインバータで連続的または間欠的に求められた物理量の実値と平均の空送り時値との差に応じて行なわれる。平均の空送り時値は一定の鋸盤に関する代表値でもあり、いずれにせよ鋸刃体が空回転している鋸挽き行程の開始時に求めることが可能である。空送り速度から切削送り速度への切り替えは、これとは別に、あるいはこのような差の解析評価に加えて、物理量の実値の有意な上昇をトリガーとしてもよい。後者のケースにあっては、平均の空送り時値を求める必要はない。
【００２５】
好適には、空送り速度から切削送り速度への切り替えは、場合により平滑化ないし雑音信号の分離除去された物理量の実値と平均の空送り時値との差に関する閾値および／または物理量の実値の上昇に関する閾値が超過されて初めて行なわれる。この閾値は、本発明による切り替えの感度を調節することができるように、特に被切削材に応じて設定することが可能である。
【００２６】
本発明において、本発明による鋸盤、ないしは本発明の鋸盤制御方法によって制御される鋸盤が、鋸駆動部の第１のインバータの他に、鋸送り機構の一部として第２のインバータを含み、第２のインバータが、鋸刃体と被切削材との相対運動をもたらす送りモータを駆動させる場合に、さらなる特別な利点が得られる。第２のインバータが、それが第１のインバータから受け取る信号に応じて、送りモータを空送り速度から切削送り速度に切り替えることにより、本発明による方法が特に容易かつ有利に実現することが可能となる。第１のインバータから第２のインバータへの信号伝達は、たとえば、第１のインバータのディジタルアウトプットまたはそのフィールドバスインタフェースを経て遅延なく行なうことが可能である。したがって、本発明の実現は、第１と第２のインバータを相応してプログラミングすることにより、付加的な制御システム、調節システム、またはセンサ等を装備する必要なく、可能である。
【００２７】
本発明の範囲において、第１のインバータから第２のインバータへの直接の信号伝送が好ましいが、それはこれによって鋸駆動部のトルク上昇に対する特に迅速な反応がもたらされ、エレクトロニクス制御系での信号処理によるいかなる遅延も生じないからである。ただし、本発明の範囲において、空送り速度から切削送り速度への切り替えを鋸盤の中央制御装置とくに記憶装置プラグラム式制御装置（ＳＰＳ）によって行なわせることも可能である。この場合、第１のインバータは送り速度の切り替え信号を中央鋸盤制御装置に通知し、これに応じて、当該制御装置は送り速度を切削送り速度に低下させる。送りモータを駆動させる第２のインバータが設けられている限り、この第２のインバータは中央制御装置によって応答させることが可能である。こうした中央鋸盤制御装置を介した「バイパス方式」は、特に、この制御装置が高速の電子回路を有している場合に設けられと好適である。これによって、制御が、第１のインバータの信号に応答する、複数の可変可能な可能性を得ることができるという利点をもつ。
【００２８】
鋸駆動部のトルク上昇と送り速度の切り替えとの間の反応時間が極めて迅速であることにより、切削送り速度とアイドリンク送り速度との比を１：２〜約１：１０、適用ケースに応じて１：１００およびそれを上回る範囲で選択することが可能である。これによって、鋸刃体が損傷されたりその耐久寿命が短縮されたりする危険を冒すことなく、鋸挽き工程の付随時間を大幅に減少させることができる。
【００２９】
無駄時間をさらに大幅に減らすことで、鋸挽き工程に要する時間を短時間に抑えるために、空送り速度を少なくとも２つの速度段に区分し、その際、第１の速度段は早送り速度段として形成され、第２の速度段は接近速度段として形成されるのが好適である。この場合、あらかじめ選択したまたはあらかじめ選択可能な、あるいは場合によりセンサシステムによっても検出可能な、鋸刃体と被切削材との間の接近行程の領域で切り替え−通例、早送り速度から接近速度への制動−を行なうことができるため、早送り速度は本来の空送り速度よりもさらに高速であってよい。
【００３０】
本発明の有利な発展態様において、空送り速度ないし接近速度の値を被切削材の寸法および形状に応じて定めることを基本とすることも可能である。被切削材が凸凹した不整な形状を有し、および／または、特に強靭な素材からなっている場合には、鋸刃体の損傷もしくは過大な負荷の発生を回避するために、空送り速度ないし接近速度を低速にすることが好ましいが、他方、被切削材の素材が軟質であり、および／または、たとえば丸棒材料の場合にそうであるように、最初の引っ掻き時に鋸刃体が材料中にわずかに食い込むにすぎない形状を有している場合には、鋸刃体の損傷もしくは過大な負荷の発生を懸念することなく、空送り速度ないし接近速度を相対的に高く選択することが可能である。
【００３１】
本発明のさらに別の好ましい発展態様は、本発明により切削送り速度への送り速度の切り替えが行なわれる被切削材への鋸刃体の最初の食い込みに際して鋸歯ごとの送り距離を減少させるために、鋸刃体と被切削材との間の接近行程の領域で鋸刃体の速度を高めることを基本としている。このことは、さらに、空送り速度が特に高く選択される場合に慣性に起因してそうなることでもあるが、空送り速度から切削送り速度への本発明による切り替えが最短時間内に行なわれない場合であっても、被切削材への食い込み時の鋸刃体の負荷を減少させるのに効果的である。
【００３２】
同様な理由から、本発明による方法ないし本発明による鋸盤のさらに別の実施形態は、独立したものとしてまたは上述の実施形態との組み合わせで、鋸刃体が弾性緩衝状態でまたはプレストレス状態であるいはその両方の状態で被切削材に当接ガイドされ、その際、弾性緩衝作用ないしプレストレスは送り速度の方向に作用する切断力に対して行なわれるように構成されている。そのために、鋸盤は切断力を付与する手段を含み、当該手段は弾性緩衝要素を備えている。この種の手段は、帯鋸盤の場合、通例、帯鋸用ガイドとくに帯鋸背面ガイドであり、他方、この種の手段は、丸鋸盤の場合、鋸送り機構の一部である。上記の弾性緩衝要素は、たとえば、切断力の強力な高まりないし切断具へのその反作用を弾性緩衝するばねパッケージであってよい。この種の切断力の強力な高まりは、とりわけ、特に高い空送り速度ないし接近速度が選択されて、鋸刃体が被切削材に接当する際に発生する。
【００３３】
帯鋸盤にあっては、弾性緩衝要素はまた、とりわけそれがばねまたはばねパッケージとして形成されていれば、帯鋸のプレストレスにも使用することができる。この種のプレストレスは送り速度の方向に行なわれることから、帯鋸は、被切削材に当接する際に、純然たる緩衝作用の場合よりも、全体としてさらに大きく柔軟に引っ込むことができる。
【００３４】
最後に、本発明の特に好ましい実施形態であり、かつ第２の狙いとして、鋸駆動部から伝えられるトルクの推定を可能にする第１のインバータで求められる物理量の値は本来の切断工程の制御に使用されて、特に、鋸駆動部から鋸刃体に伝えられるトルクが実質的に一定に維持される。特に、被切削材が円筒状であったり、あるいは異形材であったりする場合には、切断工程中に鋸刃体にかかる負荷は激しく変動する。なぜなら、時には多くの鋸歯が、時には少ない鋸歯が、被切削材に食い込むことになるからである。第１のインバータでの鋸駆動部の反作用の解析評価により、鋸刃体の瞬時負荷を正確に推定することが可能である。鋸刃体の送り速度が、第１のインバータで求められた物理量の実値に応じて、たとえば、鋸駆動部から鋸刃体に伝達されるトルクが実質的に一定となるように制御されれば、鋸刃体にかかる負荷も、被切削材の形状とは関係なく、一定に維持される。被切削材が細身であれば、凸凹した不整な形状の被切削材の場合よりも自動的に高い切削送り速度で鋸断が行なわれるため、本発明により、鋸挽き工程の付随時間が短縮されるだけでなく、本来の切断工程も切削送り速度に関して最適化されると共に、鋸挽き工程のさらなる短縮化も達成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に基づいて構成された帯鋸盤の概略図である。
【図２】上記の帯鋸盤の本発明において重要な構成要素の構成を示す模式図である。
【図３】上記の帯鋸盤の種々異なった移動および速度を模式的に示す模式図である。
【図４】帯鋸盤に備えられた、ばねによってプレストレスされた帯鋸背面ガイドの概略図である。
【図５】本発明による帯鋸盤の駆動制御に関する概略的な基本制御回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、添付図面を参照して、本発明による制御方法の実施形態の１つによって、駆動制御される、本発明による鋸盤の実施形態の１つを説明する。
図１は、ベース１と、その上に取り付けられた、被切削材３用の鋸挽き台２と、２個の鋸車６の周りをエンドレスに周回する帯鋸５を収容した、ベース１に対して相対可動する帯鋸モジュール４とを有する帯鋸盤を概略的に示したものである。切断領域７において、帯鋸５は、帯鋸ハウジング８の外部に位置し、切断領域７での帯鋸５は、切断領域７の右と左に配置された２つの帯鋸ガイド９によってガイドされる。これらの帯鋸ガイド９は、図４でその一例が示されているが、それぞれ、２つの帯鋸側面ガイドと１つの帯鋸背面ガイドとからなっており、帯鋸背面ガイドはばねパッケージによってプレストレスされているために、帯鋸５は、ばねパッケージの力に抗して、上方に弾性作用によって引っ込むことができる。
【００３７】
帯鋸モジュール４はガイド１０上に着座し、ベース１に対して上下動することができる。下降移動は帯鋸５の送り移動１１である。
【００３８】
図１に示した帯鋸盤の本発明上重要な構成要素を概略的に示している図２から理解できるように、ガイド１０に沿った帯鋸モジュール４の移動は、第２のインバータ１３によって駆動される送りモータ１２によって行なわれる。第１のインバータ１４は、２個の鋸車６のうちの一方の鋸車の軸上に着座して、当該鋸車を駆動するモータ１５を駆動する。したがって、モータ１５によって発生させられたトルクは帯鋸５の駆動をもたらし、これによって、帯鋸は鋸刃体駆動速度で２個の鋸車６周りを周回する。第１のインバータ１４やモータ１５などからなる鋸駆動部によって駆動される帯鋸５の周回走行を一方とし、ガイド１０、送りモーラ１２、第２のインバータ１３などからなる帯鋸送り機構によって駆動される、矢印１１で示された帯鋸５の送り移動を他方とした、双方の運動の組み合わせにより、被切削物の切断分離を行う帯鋸動作が作り出される。
【００３９】
図３は、本発明による方法の一実施形態を具体的に示したものである。帯鋸モジュール４は、帯鋸５の送り移動１１により、被切削材３上に下降させられる。その際、帯鋸５が空行程１６のレベルＥで被切削材３と接触するまでに、空行程１６の距離にわたる移動が行なわれる。その後、被切削材３が鋸切断されるまで、切削作業工程１７に沿った帯鋸５の送り移動１１が実施される。空行程１６の距離にわたる移動は空送り速度で行なわれる。レベルＥに達すると、帯鋸５の鋸歯は被切削材３の表面と接触し、当該材料への食い込み侵入を開始する。これによって、帯鋸５の周回走行は制動されるため、モータ１５は、帯鋸５の周回走行を維持するために、より高いトルクを鋸車６ないし帯鋸５に与えなければならない。トルク要求の高まりは第１のインバータ１４に相応したフィードバックの形で現れ、特には、より高い有効電流が供給されることになる。このことがは第１のインバータ１４で認識されて、ディジタルデータ回線１８、アナログデータ回線またはバスを経て、第２のインバータ１３に伝送され、当該インバータ側は直ちに送りモータ１２を空送り速度から切削送り速度に制動する。次いで、本来の切断作業となる、切削作業工程１７の通過移動は帯鋸モジュール４ないし帯鋸５によって切削送り速度にて実施される。
【００４０】
本発明による方法の第２の実施形態も、同じく、図３に基づいて理解することができる。この場合、帯鋸モジュール４は、早送り速度段としての区間である早送り行程１９に沿って、先ず本来の空送り速度に比較してさらに高速の送り速度にて移動する。プリセット可能なレベルＡに達すると、第２のインバータ１３は送りモータ１２を本来の空送り速度に制動し、次いで、接近行程２０が本来の空送り速度で通過させられ、その後再び、帯鋸５の最初の鋸歯がレベルＥで被切削材３に食い込むと、送り速度は空送り速度から切削送り速度に切り替えられて、第１の実施形態の場合と同様に、鋸切断が完了するまで、切削作業工程１７の通過移動は切削送り速度にて行なわれる。
【００４１】
第３の実施形態において、切削送り速度は切削作業工程１７全体にわたって一定に維持されるのではなく、第１のインバータ１４で認識され評価されるモータ１５のフィードバックによって、第１のインバータ１４が制御信号をバスまたはディジタルないしアナログデータ回線を介して第２のインバータ１３に送ることにより、モータ１５によって鋸車６と共に帯鋸５に供されるトルクが実質的に一定に維持される。本実施形態において、丸棒ないし円筒状の被切削材３が鋸切断されることから、本来の切断工程開始時つまりレベルＥでの切削送り速度は−この段階では、まだ、帯鋸５の若干の鋸歯が同時に被切削材３に食い込んでいるにすぎないために−さしあたってはまだ比較的高く選択することが可能である。ただし、これは鋸挽き作業が進行するにつれて変化し、それは被切削材３がその輪郭に依存して、帯鋸５にとってますます厚さを増すと共に、ますます多くの鋸歯が同時に材料に食い込むようになるからである。モータ１５から与えられるトルクを一定に維持されるために、切削送り速度は相応して低下し、こうして、帯鋸５にかかる負荷は最適に保たれる。本来の鋸切断の終了に向かって被切削材３の厚さは再び減少するため、帯鋸５に過度な負荷をかけることなく、切削送り速度を再び引き上げることが可能である。
【００４２】
このような制御が行なわれない場合には、帯鋸５を保護するために、切削送り速度は切削作業工程１７の全体にわたって最小の値に設定されなければならない。したがって、このような制御により、本来の切断工程に要される時間はさらに短縮されることになる。
【００４３】
図４は、鋸刃体−この場合には帯鋸（図中不図示である）−をプレストレスによると共に弾性緩衝作用によって被切削材（またも図中不図示である）に接当させてガイドするために、ばねプレストレスされた帯鋸背面ガイドを有する帯鋸盤の帯鋸ガイド９の概略図を示している。このようなガイドを実現するために、帯鋸ガイド９は、当該ガイド板の間を貫いて滑動する帯鋸（図中不図示である）を側面ガイドする２枚の帯鋸ガイド板２１ならびに、ローラ２２として形成された、帯鋸の背面上を転動し、帯鋸を送り移動１１の方向にプレストレスする帯鋸背面ガイドを含んでいる。そのため、ローラ２２は、ロッキング軸２４を中心とした２アーム式レバーを形成するロッカ２３に軸受け支持されている。レバーの第１のアーム２５はローラ２２をガイドし、他方、レバーの第２のアーム２６は、定置支え台２８に固定されて調節ナット２９によって長さを変えることができる連結棒２７上に着座している。調節ナット２９とロッカ２３の第２のアーム２６との間には、第２のアーム２６を支え台２８に向かってプレストレスすると同時に、ロッカ２３のレバーアーム作用によって、ローラ２２も帯鋸（図中不図示である）の背面に向かってプレストレスするコイルばね３０が配置されている。被切削材に帯鋸が当接する際に生じる、帯鋸５の送り移動１１とは反対向きの帯鋸の移動は、ローラ２２がばねプレストレスされて引っ込むことにより、コイルばねによって弾性緩衝される。
【００４４】
図５は、本発明によって構成された鋸盤の駆動部の概略的な基本制御回路図を示している。鋸駆動部のための第１のインバータ１４と、帯鋸送り機構のための第２のインバータ１３と、被切削材をポジショニングするための材料送り装置用の第３のインバータ３１とは、バス３２を経て、記憶プログラム式制御装置（例えばプログラマブルロジックコントローラ）３４の入出力（Ｅ／Ａ）モジュールと接続されている。
【００４５】
本発明による好ましい実施態様において、第１のインバータ１４は、第１のインバータ１４のディジタルアウトプットＤＯから出発する第１の信号回線３５を経て、第２のインバータ１３のディジタルインプットＤＩと接続されている。こうして、第１のインバータ１４は、第１の信号回線３５を経て直接伝達されるディジタル信号により、第２のインバータ１３に切削送り速度への切り替えを指令することができる。
【００４６】
同じく本発明に含まれているさらに別の実施態様において、第１のインバータ１４は、送り速度切り替え信号を直接に記憶プログラム式制御装置３４に送るため、第２の信号回線３６により、記憶プログラム式制御装置３４の入出力（Ｅ／Ａ）モジュール３３に直接接続されており、当該制御装置は切削送り速度への切り替えを指令することができる。
【００４７】
同じく本発明に含まれているさらに別の第３の実施態様は、第１のインバータ１４が送り速度切り替え信号をバス３２を経て記憶プログラム式制御装置３４に送り、そこで信号は再処理されて、送り速度の切り替えに使用されることを本旨としている。
【符号の説明】
【００４８】
５：鋸刃体
３：被切削材
１２：送りモータ
１４：第１のインバータ
１５：モータ
１３：第２のインバータ
２０：接近行程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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