(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブルと該テーブルに対向する昇降体を有し、前記テーブルと昇降体のいずれかに加工刃物と送材装置を具備し、テーブルと昇降体の間に送材路を形成し、該送材装置により材料を往復動させ加工刃物により加工を行い、かつ、前記送材装置の送材速度を変える変速手段を設けた木材加工機において、送材路の適所に設けられ、材料の送材方向の終端の信号を出力する終端検出手段と、前記送材装置の送材距離に比例した信号を出力する距離測定手段と、前記変速手段の出力信号に比例した信号を出力する速度検知手段と、送材装置の電気的制動手段と、前記終端検出手段の信号、距離測定手段の信号および速度検知手段の信号を受け、送材装置の往復動の逆転位置を制御する制御手段とを設け、前記制御手段は、前記終端検出手段の信号を受けてから前記速度検知手段の信号に対応した送材距離に達したことを前記距離測定手段の信号から判断した際に、前記電気的制動手段にて前記送材装置の送行を減速させ、前記速度検知手段の信号に対応した減速送材距離に達したことを前記距離測定手段の信号から判断した際に前記送材装置を逆転させることを特徴とする木材加工機。
【請求項２】
前記距離測定手段をパルス状の信号を出力するパルス式距離測定手段とし、前記速度検知手段はパルス出力の周期又は幅を計測することにより送材速度を検出することを特徴とする請求項１記載の木材加工機。
【請求項３】
テーブルと該テーブルに対向する昇降体を有し、前記テーブルと昇降体のいずれかに加工刃物と送材装置を具備し、テーブルと昇降体の間に送材路を形成し、該送材装置により材料を往復動させ加工刃物により加工を行い、かつ、前記送材装置の送材速度を変える変速手段を設けた木材加工機において、送材路の適所に設けられ、材料の送材方向の終端の信号を出力する終端検出手段と、前記送材装置の送材距離に比例した信号を出力する距離測定手段と、前記変速手段の出力信号に比例した信号を出力する速度検知手段と、送材装置の電気的制動手段と、前記終端検出手段の信号、距離測定手段の信号および速度検知手段の信号を受け、送材装置の往復動の逆転位置を制御する制御手段とを設け、前記制御手段は、前記終端検出手段の信号を受けてから送材距離が所定距離に達したことを前記距離測定手段の信号から判断した際に、前記電気的制動手段にて前記速度検知手段の信号に応じた制動力で前記送材装置の送行を減速させ、減速送材距離が所定距離に達したことを前記距離測定手段の信号から判断した際に前記送材装置を逆転させることを特徴とする木材加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、送材速度が可変となる送材装置により材料を往復動させ切削を行う木材加工機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
テーブル上に載置した材料を送材装置で往復動させ、復路（図１の矢印Ｂ方向）で材料の上面を鉋刃で切削する木材加工機において、材料を図１の矢印Ａ方向へ送材してから、送材装置の回転方向を逆転させて、送材方向をＢ方向に逆転する際、送材方向における材料の終端の位置は、鉋刃４と駆動ローラ５の右端付近の間（図１からみてＬ２の間隔）に位置していなければならない。なぜなら、例えば、材料の終端位置が鉋刃よりも手前に位置しているときに材料を逆転させると、鉋刃よりも手前に位置している材料の上面が鉋刃で切削されずにＢ方向へ送材されてしまう。逆に材料の終端位置が送材装置の終端付近から図１の左側に位置してしまうと、送材装置の回転方向を逆転させて材料をＢ方向に逆転しようとしても、材料は送材装置上に支持されず、Ｂ方向への送材ができなくなる。
また、小形の木材加工機においては、前記した距離Ｌ２の距離が必然的に短くなるため、材料の逆転位置をより高精度に行わなければならない。
【０００３】
従来、往復動における逆転位置のばらつきをなくす（距離Ｌ２の範囲内で材料の送材方向を逆転させる）ものとして、特開昭６２−２３９８８０号公報がある。この木材加工機は、送材装置の正逆動作により材料を往復動させ鉋刃で切削する超仕上鉋盤と称されるもので、送材制御にパルス発生手段を設け、このパルスを計数する距離計数回路を用い、材料の送材距離を測定し、一定の距離に達したとき、送材装置を消勢し、材料を慣性送行させたあと、送材装置に設けた電磁ブレーキで材料を停止させ、逆転送材させる。これにより、往復動における材料の逆転位置のばらつきをなくしている。
【０００４】
また、他に特開昭５７−１４２３０２号公報に開示されるものがある。これは、前述と同じ超仕上鉋盤と称されるもので、距離測定手段からの出力を受け、材料の送行距離を計測し、一定の距離に達したとき、送材装置を消勢し、慣性送行させ、距離測定手段からのパルス出力の周期幅をあらかじめ設定した幅と比較して、大きくなったときに送材装置を逆転させ、材料の往復動を行うものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の特開昭６２−２３９８８０号公報によるものは、送材速度にかかわらず、一定の送行距離を送行させたあと、電磁ブレーキを動作させるまでの間に慣性送行させているため、材料の重量、そり曲がりの違いにより、慣性送行距離が若干ばらつき、正確な材料の逆転位置が得られなかった。特に、送材装置の送材速度を変えることができるものにあっては、さらに、慣性量のばらつきが加わり、逆転位置が全く定まらず、往復動を繰り返せば、上記で説明したように材料に切削残りが発生する。また、電磁ブレーキによる制動は、電磁ブレーキを定期的にメンテナンスしないと、制動力が変化するため手間がかかり作業性の悪化を招いていた。
【０００６】
特開昭５７−１４２３０２号公報によるものは、ブレーキ手段を使用しないためブレーキ手段のメンテナンスは必要としないが、パルス幅の比較だけでは、慣性送行距離は計測できず、材料の逆転位置は一定とならない問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、先の木材加工機の問題点を解消し、送材の逆転位置を精度良く行うことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するためには、テーブルと該テーブルに対向する昇降体を有し、前記テーブルと昇降体のいずれかに加工刃物と送材装置を具備し、テーブルと昇降体の間に送材路を形成し、該送材装置により材料を往復動させ加工刃物により加工を行い、かつ、送材装置の送材速度を変える変速手段を設けた木材加工機において、材料の送材方向の終端の信号を検出する終端検出手段を送材路の適所に設け、前記送材装置に送材距離に比例した信号を出力する距離測定手段を設け、前記変速手段の変速に比例した信号を出力する速度検知手段を設け、かつ、送材装置の電気的制動手段を設け、前記終端検出手段の信号、距離測定手段の信号および速度検知手段の信号を受け、送材装置の往復動の逆転位置を制御する制御手段を設けたものである。
【０００９】
【作用】
上記のように構成された木材加工機の送材装置は、送材路に設けた終端検出器が、材料の終端を検出すると信号を発する。この信号を制御手段が受け、制御手段は、距離測定手段を駆動させ材料の終端の送行距離を測定し、同時に速度検知手段の信号を受け、送材装置の送材速度を検知する。
制御手段には、あらかじめ送材装置の送材速度に対応した送行距離が設定されており、制御手段は、速度検知手段の信号を受け、あらかじめ設定された送行距離を割り出し、距離測定手段と比較し、距離測定手段の距離があらかじめ設定した送行距離に達したとき、制御手段は送材装置を消勢し、電気的制動手段にてあらかじめ定めた制動力で送材装置の送行を減速させる。同時に、制御手段は減速を始めたときからの減速距離を距離測定手段により測定し、減速送行距離があらかじめ設定した減速距離に達したときに送材装置を逆転送材させる。
【００１０】
【実施例】
本発明の一実施例を図１〜図５を用いて説明する。なお、本実施例では、木材加工機のうち超仕上鉋盤を例に説明する。
図において、テーブル１の後部に並列に立設したコラム２、２の上端に昇降体となるヘッド３を支持し、ヘッド３の中央部には、加工刃物となる鉋刃４が出没調整可能に配置してある。テーブル１の上部にあってヘッド３の下方には前後に一対の駆動ローラ５、従動ローラ６を軸支して、これらローラ５、６にベルト式の送材部材７を張り渡し、これらローラ５，６、送材部材７で送材装置を構成している。なお、送材装置はベルトに代わり複数のローラを使用しても構わない。
【００１１】
テーブル１内には、送材部材７駆動用モータ８を設け、モータ８は、プーリ１２と駆動ローラ５に設けたプーリ１３間に無端ベルト１４を張り渡すことにより、送材部材７はモータ８からプーリ１２、無端ベルト１４、プーリ１３、駆動ローラ５を介してローラ５，６間を正逆方向に循環回送する。
モータ８はインバータ９とインバータ９に設けた回転式の可変抵抗器１０とからなる変速手段により変速可能となっている。可変抵抗器１０の回転中心軸に可変抵抗器１０と同期して回転する速度検出手段となる速度検出抵抗器１１が設けられ、速度検出抵抗器１１でモータ８の回転数、すなわち、材料１７の送材速度を検出する。
【００１２】
テーブル１には昇降用モータ１５により回転するフィードスクリュ１６が嵌合し、フィードスクリュ１６の上端にヘッド３を支持することで、ヘッド３はコラム２、２を案内に昇降自在となる。
【００１３】
材料１７の送材路となる送材部材７とヘッド３との間の間隙は、昇降操作スイッチ１８で昇降用モータ１５を起動させ、フィードスクリュ１６を介してヘッド３を昇降させることにより調整される。材料厚さ検出器１９が図１において、ヘッド３の下面の右端に装着され、ヘッド３を下降させテーブル１上に載置した材料１７上面に材料厚さ１９が当接すると、材料厚さ検出器１９から検知信号が出るようになっている。また、ヘッド３の下面で材料厚さ検出器１９により内側に材料１７の送材方向終端１７ａ，１７ｂを検出する終端検出器２０が設けられ、終端検出器２０から終端１７ａ又は終端１７ｂが外れたとき、終端検出器２０から検出信号を発するようにしてある。
【００１４】
次に図３のブロック図を用いて、送材装置の制御構成を説明すると、駆動ローラ５の軸端に駆動ローラ５の回転に比例したパルスを出力する距離測定手段となるパルス発生器２２が設けられ、その出力信号が制御器２１に入力されるようになっている。モータ８の電気的制動手段となる回生制動回路２３はインバータ９内に設けられ、回生制動回路２３はインバータ９に停止信号が入力されると駆動されるようになっている。なお、回生制動回路２３に代わり電気的制動手段とした直流制動回路を用いてもよい。インバータ９には回生制動回路２３の減速の傾き（速度／時間）すなわち、制動力をあらかじめ１つだけ設定している。インバータ９を制御する制御信号は、制御器２１より出力され、回生制動回路２３は、インバータ９を介して駆動される。また、制御器２１には、前記した材料厚さ検出器１９、終端検出器２０、昇降操作スイッチ１８が接続され、また、あとで説明するが送材部材７の送材速度にあった送行距離データＬ１，Ｌ１’と、減速時の制動距離データＬ２，Ｌ２’および所定の減速時間Ｔ１があらかじめ設定されている。制御器２１は、公知のマイクロコンピュータ、シーケンサ、デジタルＩＣ回路等を用いている。
【００１５】
上記構成において、材料１７をテーブル１上でＡ方向に送材して、材料１７の終端１７ａ（右端）が鉋刃４上を通過したあと、送材部材７の送材方向を逆転させ、復路で材料１７の上面を鉋刃４で切削する場合について、図４を用いて説明する。まず、ヘッド３を昇降させて送材部材７とヘッド３との間の間隔を切削する材料１７の高さ以上にし、次に材料１７をヘッド３に設けた材料厚さ検出器１９の下のテーブル１上に載置し、ヘッド３を下降させる。これにより材料厚さ検出器１９も下降し、材料１７の上面に当接することにより、材料厚さ検出器１９から検出信号を出力する。この信号を制御器２１が受け、ヘッド３の下降動作を停止させると同時に、インバータ９を駆動させモータ８を回転させる。このときのモータ８の回転数は、インバータ９に接続される可変抵抗器１０の信号により決められる。
【００１６】
可変抵抗器１０で高速（Ｖ１）に設定した場合、速度Ｖ１でモータ８が回転し、無端ベルト１４を介して駆動ローラ５を回転させ、送材部材７を矢印Ａ方向にＶ１の速度で循環回送させる。次に、材料１７を送材部材７上に載せると、矢印Ａ方向へ搬送される。材料１７の終端１７ａを終端検出器２０が検出すると、終端検出器２０から検出信号が出力され、この信号を受けて、制御器２１は可変抵抗器１０に設けた可変抵抗器１０に同期する速度検出抵抗器１１の信号によりモータ８の回転数、つまり材料１７の送材速度を検出する。この信号を受け、制御器２１は検出した送材速度に合う送材距離Ｌ１および減速時の制動距離Ｌ２を割り出す。また、終端検出器２０の検出信号を受けると同時に制御器２１は、パルス発生器２２から発生するパルス信号をカウントする。
【００１７】
次に、制御器２１は送材距離Ｌ１に相当するパルス数をカウントしたときに、カウント「０」にして、インバータ９に停止信号を出力する。すると、インバータ９は回生制動回路２３を駆動させ、あらかじめ定めた減速の傾き（速度Ｖ１／時間Ｔ１）でモータ８を減速させる。同時に、制御器２１は、あらかじめ設定されている減速時の制動距離Ｌ２に相当するパルス信号をパルス発生器２２でカウントし、材料１７の終端１７ａが図２に示す位置に達すると、インバータ９に逆転の駆動信号を出し、モータ８を逆回転させる。材料１７は、矢印Ｂ方向へ返送され、このとき、鉋刃４で材料１７の上面が切削される。次に、材料１７の終端１７ｂ（左端）が鉋刃４を通過し、終端１７ｂを終端検出器２０が検出し、検出信号を出力すると、この信号を受けて制御器２１は、インバータ９に停止信号を出力する。これによりモータ８は停止される。
【００１８】
例外的に材料１７のそり曲がり、節目等の原因で制動距離Ｌ２に達する前に材料が停止してしまう場合がある。この状態になると、距離Ｌ２に達していないため、制御器２１からインバータ９に逆転の駆動信号が出力されず、材料１７の送材方向が逆転されないまま停止した状態となる。このため、あらかじめ定めた減速時間Ｔ１を設けることにより、材料１７の終端１７ａが距離Ｌ２に達してなくても、減速時間Ｔ１がたてば、制御器２１からインバータ９に逆転の駆動信号が出力され、材料１７の送材方向を逆転するようにしている。なお、本実施例では、減速時間Ｔ１は、送材速度が高速Ｖ１の状態で、材料１７が制動距離Ｌ２を移動する際の時間と同一に設定されている。
【００１９】
次に、可変抵抗器１０を調整し、Ｖ２（低速）の速度にしたときについて説明する。速度検出抵抗器１１は可変抵抗器１０と同期して動作するので、Ｖ２に対応した速度信号を出力する。制御器２１は、この信号を受けて距離Ｌ１’および減速時の制動距離Ｌ２’を割り出す。また、速度Ｖ１（高速）時と同様に終端検出器２０が材料１７の終端１７ａを検出すると、終端検出器２０から検出信号が出力され、この信号を受けて、制御器２１は速度検出抵抗器１１の信号によりモータ８の回転数、つまり材料１７の送材速度を検出する。この信号を受け、制御器２１は検出した送材速度に合う送材距離Ｌ１’および減速時の制動距離Ｌ２’を割り出す。また、終端検出器２０の検出信号を受けると同時に制御器２１は、パルス発生器２２から発生するパルス信号をカウントする。
【００２０】
次に、制御器２１は送材距離Ｌ１’に相当するパルス数をカウントしたときに、カウント「０」にして、インバータ９に停止信号を出力すると、インバータ９は回生制動回路２３を駆動させ、あらかじめ定めた減速の傾き（速度Ｖ２／時間Ｔ１）でモータ８を減速させる。同時に制御器２１は、パルス発生器２２から発生するパルス信号をカウントする。制御器２１は、あらかじめ設定されている減速時の制動距離Ｌ２’に相当するパルス信号をカウントし、材料１７の終端１７ａが図２に示す位置に達すると、インバータ９に逆転の駆動信号を出し、モータ８を逆回転させる。これ以降は、Ｖ１（高速）時と同じである。
【００２１】
よって、送材速度にあった送材の送行距離で材料１７が逆転するので、逆転位置のばらつきが少なくなる。
【００２２】
前述の実施例では、往復切削による超仕上鉋盤を例としたが、往復切削のかんな盤に上記構成を用いても、同様な効果が得られる。また、速度検出抵抗器１１にて速度を検出しているが、直接、送材装置に速度の検出手段を設けるか、または、距離検出手段のパルス信号の幅又はパルス信号周期を測ることによって、速度を検出しても構わない。
【００２３】
上記した実施例では、逆転時における材料の終端を定位置、つまり材料１７が送行する距離Ｌ（Ｌ１＋Ｌ２）を常に一定とし、かつ減速時の制動力を一定としているため、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２を成り立たせるためには、速度検出手段の信号をもとに距離を割り出し、送材速度にあわせてＬ１、Ｌ２を変化させる必要がある。送材速度が速い場合は、送行距離Ｌ１を短く、制動距離Ｌ２を長くし、送材速度が遅い場合は、送行距離Ｌ１を長く（Ｌ１’）、制動距離Ｌ２を短く（Ｌ２’）している。
【００２４】
他の実施例として、図５に示すように、減速の傾き（Ｖ１／Ｔ１，Ｖ２／Ｔ１）すなわち制動力を送材速度に応じて可変させることで、送材速度にかかわらず、Ｌ１、Ｌ２を常に一定とし、送材速度が速いときは制動距離Ｌ２での制動力を強く、遅いときには制動力を弱くすることでも、上記したように逆転時における材料の終端を定位置とすることができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、送材装置の速度および距離を検出し、速度にあった逆転位置を決定しているので、材料の負荷変動により送材速度が変わったり、送材速度を可変させても、逆転位置のばらつきが少なく、所定の範囲内で材料の送材方向を逆転させることができる。よって、小形の木材加工機でも正確、かつ高精度な逆転が可能となり、確実に材料を往復動させることができる。
また、制動手段に機械的な機構を用いていないため、メンテナンスの必要がなく、作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す超仕上鉋盤の正面図である。
【図２】材料を送材しているときの超仕上鉋盤の正面図である。
【図３】本発明のブロック図である。
【図４】材料の送材時の運転状態を示す説明図である。
【図５】他の実施例における材料の送材時の運転状態を示す説明図である。
【符号の説明】
５…駆動ローラ、６…従動ローラ、７…送材部材、８…モータ、９…インバータ、１０…可変抵抗器、１１…速度検出抵抗器、１７…材料、１７ａ，１７ｂ…材料の終端、２０…終端検出器、２１…制御器、２２…パルス発生器、２３…回生制動回路。
【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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