(57)【要約】  本発明は、加工対象物（２４）に対し、第１端点及び第２端点の間に切込部を形成する際のウォールソーシステム（１０）の制御方法に関する。ウォールソーシステム（１０）は、ソーヘッド（１４）、揺動可能なソーアーム（１７）、ソーブレード（１６）、及びブレードガード（２１）を有したウォールソー（１２）を備える。切込作業は複数のメイン切込工程で実行され、メイン切込処理の開始前に、各メイン切込工程のパラメータ（メイン切込角）が設定される。メイン切込角へのソーアーム（１７）の揺動は、少なくとも１つの中間揺動角を用いて少なくとも２段階で行い、ソーアーム（１７）を中間揺動角に揺動するごとに、ソーブレード（１６）による緩和切込作業を行う。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
案内軌道（１１）と、ウォールソー（１２）とを備え、前記ウォールソー（１２）は、ソーヘッド（１４）と、前記案内軌道（１１）に沿った移動方向（２８）に前記ソーヘッド（１４）を移動させる動力式の駆動ユニット（１５）と、前記ソーヘッド（１４）に設けられて揺動軸（２３）周りに揺動可能なソーアーム（１７）に取り付けられ、回転軸（１９）周りに回転駆動される少なくとも１つのソーブレード（１６）と、厚さ（ｄ）を有した加工対象物（２４）に対し、第１端点（Ｅ１）と第２端点（Ｅ２）との間で最終深さ（Ｔ）を有した切込部（５１）を形成する際に前記ソーブレード（１６）を囲う、少なくとも１つの着脱可能なブレードガード（２１）とを有するウォールソーシステム（１０）の制御方法であって、
前記ウォールソーシステム（１０）のコントロールユニット（２９）によって実行される切込制御の開始前に、前記少なくとも１つのソーブレード（１６）のブレード径（Ｄ）と、前記移動方向（２８）における前記第１端点（Ｅ１）及び前記第２端点（Ｅ２）の位置と、前記切込部（５１）の前記最終深さ（Ｔ）と、ｍを２以上とするときにｍ個のメイン切込工程によるメイン切込処理の手順とを少なくとも設定し、前記メイン切込処理が、前記ソーアーム（１７）の揺動角を第１メイン切込角（α１）、使用ソーブレードの径を第１ブレード径（Ｄ１）とする第１メイン切込工程と、前記第１メイン切込工程の後に行われ、前記ソーアーム（１７）の揺動角を第２メイン切込角（α２）、前記使用ソーブレードの径を第２ブレード径（Ｄ２）とする第２メイン切込工程とを少なくとも備え、
前記コントロールユニット（２９）によって実行される前記切込制御の際に、
前記ソーアーム（１７）を、正または負の第１メイン切込角（±α１）に揺動した状態で前記第１メイン切込工程を実行し、
前記ソーアーム（１７）を、正または負の第２メイン切込角（±α２）に揺動した状態で前記第２メイン切込工程を実行する
ウォールソーシステムの制御方法において、
前記第１メイン切込角（±α１）から新たなメイン切込角（±α１，±α２）への前記ソーアーム（１７）の揺動を、少なくとも１つの中間揺動角（±β１，±β２）を用いて少なくとも２段階で行い、前記ソーアーム（１７）を前記中間揺動角（±β１，±β２）に揺動するごとに、前記ソーブレード（１６）による緩和切込作業を行う
ことを特徴とする制御方法。
【請求項２】
前記第１メイン切込角（±α１）から前記新たなメイン切込角（±α１，±α２）への前記ソーアーム（１７）の揺動は、ｊを１〜ｎ−１のいずれかとするとき、ｎ−１個の前記中間揺動角（±β１，ｊ，±β２，ｊ）を用いてｎ段階で行い、
前記中間揺動角（±β１，ｊ，±β２，ｊ）に揺動するごとに、前記ソーブレード（１６）による前記緩和切込作業を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記ウォールソー（１２）の前記コントロールユニット（２９）によって実行される前記切込制御の開始前に、前記ソーアーム（１７）の前記揺動軸（２３）と前記ソーブレード（１６）の前記回転軸（１９）との距離として規定される前記ソーアーム（１７）のアーム長（δ）、及び前記揺動軸（２３）と前記加工対象物（２４）の表面（５３）との距離（Δ）を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の制御方法。
【請求項４】
前記切込制御の開始前に、前記第１メイン切込工程で用いる前記ブレードガード（２１）に関する第１ブレードガード幅（Ｂ１）と、前記第２メイン切込工程で用いる前記ブレードガード（２１）に関する第２ブレードガード幅（Ｂ２）とを定め、
前記第１及び第２ブレードガード幅（Ｂ１，Ｂ２）のそれぞれは、前記回転軸（１９）から、前記ブレードガード（２１）の第１ブレードガード縁部（７１）までの第１距離（Ｂ１ａ，Ｂ２ａ）と、前記回転軸（１９）から、前記ブレードガード（２１）の第２ブレードガード縁部（７２）までの第２距離（Ｂ１ｂ，Ｂ２ｂ）とからなる
ことを特徴とする請求項３に記載の制御方法。
【請求項５】
前記第１メイン切込角（±α１）から前記新たなメイン切込角（±α１，±α２）への揺動を、前記第１端点（Ｅ１）側で行い、
ｊを１〜ｎ−１のいずれかとするとき、前記ソーアーム（１７）をｊ番目の前記中間揺動角（±β１，ｊ）に揺動した後の、前記第１端点（Ｅ１）側にある、前記ウォールソー（１２）の第１境界（５８，６１，７１）の位置が、前記第１端点（Ｅ１）の位置に一致するように、ｊ番目の段階における前記ソーヘッド（１４）の位置を定め、
前記ウォールソー（１２）の前記第１境界（５８，６１，７１）は、
前記第１端点（Ｅ１）が障害物のない非制限端点の場合、前記加工対象物（２４）の前記表面（５３）における前記第１端点（Ｅ１）側の、前記使用ソーブレードの第１上方出口点（５８）によって形成され、
前記第１端点（Ｅ１）に障害物があって、前記ブレードガード（２１）を用いずに切込作業を行う場合、前記第１端点（Ｅ１）側の、前記使用ソーブレードの第１ブレード縁部（６１）によって形成され、
前記第１端点（Ｅ１）に障害物があって、前記ブレードガード（２１）を用いて切込作業を行う場合、前記第１端点（Ｅ１）側の、使用ブレードガードの第１ブレードガード縁部（７１）によって形成される
ことを特徴とする請求項３または４に記載の制御方法。
【請求項６】
ｊを１〜ｎ−１のいずれかとするとき、前記ソーアーム（１７）を前記ｊ番目の中間揺動角（±β１，ｊ）に揺動した後で、
前記揺動軸（２３）が前記第１端点（Ｅ１）に対し、
[ｈ(±β１，ｊ)・(Ｄ−ｈ(±β１，ｊ)]１／２−δ・ｓｉｎ(±β１，ｊ)
で表される距離を有し、
ｈ(±β１，ｊ)＝Ｄ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±β１，ｊ)
が、前記ｊ番目の中間揺動角（±β１，ｊ）とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物（２４）内への切込深さを示す場合、前記使用ソーブレードの前記第１上方出口点（５８）の位置が前記第１端点（Ｅ１）の位置に一致し、
前記揺動軸（２３）が前記第１端点（Ｅ１）に対し、
Ｄ／２−δ・ｓｉｎ(±β１，ｊ)
で表される距離を有する場合、前記使用ソーブレードの前記第１ブレード縁部（６１）の位置が前記第１端点（Ｅ１）の位置に一致し、
前記揺動軸（２３）が前記第１端点（Ｅ１）に対し、
Ｂａ−δ・ｓｉｎ(±β１，ｊ)
で表される距離を有する場合、前記使用ブレードガードの前記第１ブレードガード縁部（７１）の位置が前記第１端点（Ｅ１）の位置に一致する
ことを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
【請求項７】
ｊを１〜ｎ−１のいずれかとするとき、ｊ番目の段階において、前記ソーアーム（１７）を前記ｊ番目の中間揺動角（±β１，ｊ）に揺動した状態で、
[ｈ２・(Ｄ−ｈ２)]１／２−δ・ｓｉｎ(±α２)
の移動距離だけ前記ソーヘッド（１４）を移動し、式中、
ｈ２＝ｈ(±α２，Ｄ)＝Ｄ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±α２)
は、前記第２メイン切込角（±α２）とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物（２４）内への切込深さを示す
ことを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
【請求項８】
ｎ−１番目の段階の後において、前記ソーアーム（１７）を前記新たなメイン切込角（±α１，±α２）に揺動した後の、前記第１端点（Ｅ１）側にある、前記ウォールソー（１２）の前記第１境界（５８，６１，７１）の位置が、前記第１端点（Ｅ１）の位置に一致するように、前記ソーヘッド（１４）の位置を定めることを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
【請求項９】
前記第２メイン切込角（±α２）に前記ソーアーム（１７）を揺動した後で、
前記揺動軸（２３）が前記第１端点（Ｅ１）に対し、
[ｈ２・(Ｄ−ｈ２)]１／２−δ・ｓｉｎ(±α２)
で表される距離を有し、
ｈ(±α２)＝Ｄ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±α２)
が、前記第２ブレード径（Ｄ２）で、前記第２メイン切込角（±α２）とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物（２４）内への切込深さを示す場合、前記使用ソーブレードの前記第１上方出口点（５８）の位置が前記第１端点（Ｅ１）の位置に一致し、
前記揺動軸（２３）が前記第１端点（Ｅ１）に対し、
Ｄ２／２−δ・ｓｉｎ(±α２)
で表される距離を有する場合、前記使用ソーブレードの前記第１ブレード縁部（６１）の位置が前記第１端点（Ｅ１）の位置に一致し、
前記揺動軸（２３）が前記第１端点（Ｅ１）に対し、
Ｂａ−δ・ｓｉｎ(±α２)
で表される距離を有する場合、前記使用ブレードガードの前記第１ブレードガード縁部（７１）の位置が前記第１端点（Ｅ１）の位置に一致する
ことを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
【請求項１０】
前記第１メイン切込角（±α１）から前記新たなメイン切込角（±α１，±α２）への前記ソーアーム（１７）の揺動を、前記第２端点（Ｅ２）側で行い、
ｊを１〜ｎ−１のいずれかとするとき、前記ソーアーム（１７）をｊ番目の前記中間揺動角（±β２，ｊ）に揺動した後の、前記第２端点（Ｅ２）側にある、前記ウォールソー（１２）の第２境界（５９，６２，７２）の位置が、前記第２端点（Ｅ２）の位置と一致するように、ｊ番目の段階における前記ソーヘッド（１４）の位置を定め、
前記ウォールソー（１２）の前記第２境界（５９，６２，７２）は、
前記第２端点（Ｅ２）が障害物のない非制限端点の場合、前記加工対象物（２４）の前記表面（５３）における前記第２端点（Ｅ２）側の、前記使用ソーブレードの第２上方出口点（５９）によって形成され、
前記第２端点（Ｅ２）に障害物があって、前記ブレードガード（２１）を用いずに切込作業を行う場合、前記第２端点（Ｅ２）側の、前記使用ソーブレードの第２ブレード縁部（６２）によって形成され、
前記第２端点（Ｅ２）に障害物があって、前記ブレードガード（２１）を用いて切込作業を行う場合、前記第２端点（Ｅ２）側の、使用ブレードガードの第２ブレードガード縁部（７２）によって形成される
ことを特徴とする請求項３または４に記載の制御方法。
【請求項１１】
ｊを１〜ｎ−１のいずれかとするとき、前記ソーアーム（１７）を前記ｊ番目の中間揺動角（±β２，ｊ）に揺動した後で、
前記揺動軸（２３）が前記第２端点（Ｅ２）に対し、
[ｈ(±β２，ｊ)・(Ｄ−ｈ(±β２，ｊ)]１／２＋δ・ｓｉｎ(±β２，ｊ)
で表される距離を有し、
ｈ(±β２，ｊ)＝Ｄ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±β２，ｊ)
が、前記ｊ番目の中間揺動角（±β２，ｊ）とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物（２４）内への切込深さを示す場合、前記使用ソーブレードの前記第２上方出口点（５９）の位置が前記第２端点（Ｅ２）の位置に一致し、
前記揺動軸（２３）が前記第２端点（Ｅ２）に対し、
Ｄ／２＋δ・ｓｉｎ(±β２，ｊ)
で表される距離を有する場合、前記使用ソーブレードの前記第２ブレード縁部（６２）の位置が前記第２端点（Ｅ２）の位置に一致し、
前記揺動軸（２３）が前記第２端点（Ｅ２）に対し、
Ｂｂ＋δ・ｓｉｎ(±β２，ｊ)
で表される距離を有する場合、前記使用ブレードガードの前記第２ブレードガード縁部（７２）の位置が前記第２端点（Ｅ２）の位置に一致する
ことを特徴とする請求項１０に記載の制御方法。
【請求項１２】
ｊを１〜ｎ−１のいずれかとするとき、ｊ番目の段階において、前記ソーアーム（１７）を前記ｊ番目の中間揺動角（±β２，ｊ）に揺動した状態で、
[ｈ２・(Ｄ−ｈ２)]１／２−δ・ｓｉｎ(±α２)
の移動距離だけ前記ソーヘッド（１４）を移動し、式中、
ｈ２＝ｈ(±α２，Ｄ)＝Ｄ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±α２)
は、前記第２メイン切込角（±α２）とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物（２４）内への切込深さを示す
ことを特徴とする請求項１１に記載の制御方法。
【請求項１３】
ｎ−１番目の段階の後において、前記ソーアーム（１７）を前記新たなメイン切込角（±α１，±α２）に揺動した後の、前記第２端点（Ｅ２）側にある、前記ウォールソー（１２）の前記第２境界（５９，６２，７２）の位置が、前記第２端点（Ｅ２）の位置に一致するように、前記ソーヘッド（１４）の位置を定めることを特徴とする請求項１２に記載の制御方法。
【請求項１４】
前記第２メイン切込角（±α２）に前記ソーアーム（１７）を揺動した後で、
前記揺動軸（２３）が前記第２端点（Ｅ２）に対し、
[ｈ２・(Ｄ−ｈ２)]１／２＋δ・ｓｉｎ(±α２)
で表される距離を有し、
ｈ(±α２)＝Ｄ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±α２)
が、前記第２メイン切込角（±α２）とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物（２４）内への切込深さを示す場合、前記使用ソーブレードの前記第２上方出口点（５９）の位置が前記第２端点（Ｅ２）の位置に一致し、
前記揺動軸（２３）が前記第２端点（Ｅ２）に対し、
Ｄ／２＋δ・ｓｉｎ(±α２)
で表される距離を有する場合、前記使用ソーブレードの前記第２ブレード縁部（６２）の位置が前記第２端点（Ｅ２）の位置に一致し、
前記揺動軸（２３）が前記第２端点（Ｅ２）に対し、
Ｂｂ＋δ・ｓｉｎ(±α２)
で表される距離を有する場合、前記使用ブレードガードの前記第２ブレードガード縁部（７２）の位置が前記第２端点（Ｅ２）の位置に一致する
ことを特徴とする請求項１３に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載の構成により切込作業を行う際の、ウォールソーシステムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
第１端点と第２端点との間で加工対象物に切込作業を行う際の、ウォールソーシステムの制御方法は、特許文献１によって知られている。このウォールソーシステムは、案内軌道と、ソーヘッド、案内軌道に沿った移動方向にソーヘッドを移動させる動力式の駆動ユニット、及びソーヘッドのソーアームに取り付けられて回転用駆動モータにより回転軸周りに回転駆動される少なくとも１つのソーブレードを有したウォールソーとを備える。ソーアームは、揺動モータと揺動軸とを用いて揺動可能に構成される。揺動軸周りのソーブレードの揺動により、加工対象物に対するソーブレードの切込深さを変更する。動力式の駆動ユニットは、ガイドキャリッジと移動用駆動モータとを備え、ウォールソーがガイドキャリッジに取り付けられ、移動用駆動モータにより案内軌道に沿って移動する。ウォールソーシステムの作動を監視するため、揺動角センサと変位センサとを有したセンサ装置が設けられる。揺動角センサは、ソーアームの最新の揺動角を検出し、変位センサは、案内軌道上のソーヘッドの最新の位置を検出する。ソーアームの最新の揺動角の検出値、及びソーヘッドの最新の位置の検出値は、定期的にウォールソーのコントロールユニットに送信される。
【０００３】
ウォールソーシステムの公知の制御方法は、準備段階と、コントロールユニットによる切込制御とに区分される。準備段階では、少なくとも、ソーブレードの径、移動方向における第１端点及び第２端点の位置、及び切込部の最終深さが、使用者によって設定され、追加しうるパラメータとしては、作業を行う加工対象物の素材や、埋め込まれている鉄筋の寸法がある。入力されたパラメータに基づき、コントロールユニットが、切込作業についての、いくつかのメイン切込工程からなるメイン切込処理の適切な手順を定め、このメイン切込処理は、ソーアームの揺動角を第１メイン切込角、使用ソーブレードの径を第１ブレード径とする第１メイン切込工程に加え、その後に行われる、ソーアームの揺動角を第２メイン切込角、使用ソーブレードの径を第１ブレード径とする第２メイン切込工程を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第１６９３１７３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなウォールソーシステムの公知の制御方法は、硬質の素材に対し、特に設定されたウォールソーの制御方法がないという欠点がある。硬質の素材に対して切込作業を行う場合、加工対象物内でソーブレードを揺動する際に、切込要素部に摩耗が生じる可能性がある。このような切込要素部の摩耗により、当該切込要素部の寿命が減縮したり、ソーブレードの切込速度が低下したりする。
【０００６】
本発明の目的は、硬質の素材の切込作業を可能にすると共に、ソーブレードの最大限の寿命及び切込速度が得られるようなウォールソーシステムの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
最初に述べたウォールソーシステムの制御方法において、独立請求項に示す特徴を有した本発明により、このような目的が達成される。本発明の有用な具体的態様は、各従属請求項に示されている。
【０００８】
本発明によれば、第１メイン切込角から新たなメイン切込角への揺動を、少なくとも１つの中間揺動角を用いて少なくとも２段階で行い、ソーアームを中間揺動角に揺動するごとに、ソーブレードによる緩和切込作業を行う。
【０００９】
ウォールソーに用いるソーブレードは、基部と、当該基部の周囲に設けられた切込要素部との２つの部分によって構成される。切込要素部は、ダイヤモンド粒子が埋め込まれたマトリックス材からなる。切込作業の際にダイヤモンド粒子を露出させるためには、下限値を上回る面圧が必要となる。面圧が下限値を下回ると、ソーブレードを用いて切込作業を行っているときにダイヤモンド粒子が露出せず、切込要素部の摩耗が生じるおそれがあり、このような摩耗により、切込要素部の寿命の減少や、ソーブレードの切込速度の低下が生じることになる。切込要素部の面圧の下限値は、ソーブレードの臨界円弧長に対応するが、この臨界円弧長を超過することはできない。ソーブレードの臨界円弧長は、ソーブレードの仕様や、切込作業を行う加工対象物の素材だけでなく、ソーブレードに用いる回転用駆動モータの出力及びトルクに依存する。
【００１０】
揺動を少なくとも２段階に分けて行うことにより、ソーブレードの摩耗が抑制される。
揺動角を減少させることにより、加工対象物に係合するソーブレードの円弧長が短縮し、即ち、加工対象物と係合する切込要素部の数が減少することになる。そして、ソーアームの揺動と次の揺動との間に行われる緩和切込作業により、加工対象物と係合するソーブレードの円弧長が更に短縮されることになる。
【００１１】
第１メイン切込角から新たなメイン切込角への揺動は、ｎ−１個の中間揺動角を用い、ｎ段階で行うのが好ましく、ソーアームを中間揺動角に揺動するごとに、ソーブレードによる緩和切込作業を行うのが好ましい。揺動の段階数は、特に、ソーブレードの仕様、素材の堅さ、並びにソーブレードに用いる回転用駆動モータの出力及びトルクに依存する。中間揺動角は、作業者が設定を行うことが可能であり、様々な規定条件に応じ、ウォールソーシステムのコントロールユニットが設定することも可能である。本発明による制御方法の場合、中間揺動角は、ウォールソーの制御に用いる入力変数となる。
【００１２】
コントロールユニットによって実行される切込制御の開始前に、ソーアームの揺動軸とソーブレードの回転軸との距離として規定されるソーアームのアーム長、及び揺動軸と加工対象物の表面との距離を設定するのが好ましい。切込制御のために、様々なパラメータがコントロールユニットに対して設定される。これらパラメータには、ソーアームのアーム長、及び加工対象物の表面に直交する方向における揺動軸と当該加工対象物の表面との直交方向距離が含まれ、アーム長は、ウォールソーの装置固有の固定的な寸法であり、直交方向距離は、ウォールソーの外形だけでなく、使用する案内軌道の外形にも依存する。
【００１３】
特に好ましくは、切込制御の開始前に、第１メイン切込工程で用いるブレードガードに関する第１ブレードガード幅と、第２メイン切込工程で用いるブレードガードに関する第２ブレードガード幅とを定め、第１及び第２ブレードガード幅のそれぞれは、回転軸から第１ブレードガード縁部までの第１距離と、回転軸から第２ブレードガード縁部までの第２距離とからなる。端点に障害物がある場合に、ソーヘッドの位置制御は、障害物の方に向くブレードガードのブレードガード縁部に基づき行われる。非対称形状のブレードガードの場合は、第１ブレードガード縁部までの回転軸の第１距離と、第２ブレードガード縁部までの回転軸の第２距離とが相違するが、対称形状のブレードガードの場合は、これら第１距離及び第２距離がブレードガードの幅の半分に相当するものとなる。
【００１４】
本発明による制御方法の好ましい第１の態様において、第１メイン切込角から新たなメイン切込角への揺動を、第１端点側で行い、ｊを１〜ｎ−１のいずれかとするとき、ソーアームをｊ番目の中間揺動角に揺動した後の、第１端点側にある、ウォールソーの第１境界の位置が、第１端点の位置に一致するように、ｊ番目の段階におけるソーヘッドの位置を定め、ウォールソーの第１境界は、第１端点が障害物のない非制限端点の場合、加工対象物の表面における第１端点側の、使用ソーブレードの第１上方出口点によって形成され、第１端点に障害物があって、ブレードガードを用いずに切込作業を行う場合、第１端点側の、使用ソーブレードの第１ブレード縁部によって形成され、第１端点に障害物があって、ブレードガードを用いて切込作業を行う場合、第１端点側の、使用ブレードガードの第１ブレードガード縁部によって形成される。
【００１５】
それぞれの段階には、ソーヘッドの位置を定める工程、中間揺動角にソーアームを揺動する工程、ソーブレードの緩和切込作業を行うためにソーヘッドを移動する工程が含まれる。中間揺動角にソーアームを揺動した後に、第１境界の位置は第１端点の位置に一致する。第１端点が障害物のない非制限端点の場合、位置の制御は、加工対象物の表面における、ソーブレードの第１上方出口点に基づいて行われる。第１端点に障害物がある場合には、第１ブレード縁部（ブレードガードなしでの切込作業）、または第１ブレードガード縁部（ブレードガードありでの切込作業）を用いて位置の制御が行われる。
【００１６】
ｊを１〜ｎ−１のいずれかとするとき、ソーアームをｊ番目の中間揺動角に揺動した後で、揺動軸が第１端点に対し、
[ｈ(±β１，ｊ)・(Ｄ−ｈ(±β１，ｊ)]１／２−δ・ｓｉｎ(±β１，ｊ)
で表される距離を有し、
ｈ(±β１，ｊ)＝Ｄ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±β１，ｊ)
が、ｊ番目の中間揺動角とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す場合、使用ソーブレードの第１上方出口点の位置が第１端点の位置に一致し、揺動軸が第１端点に対し、
Ｄ／２−δ・ｓｉｎ(±β１，ｊ)
で表される距離を有する場合、使用ソーブレードの第１ブレード縁部の位置が第１端点の位置に一致し、揺動軸が第１端点に対し、
Ｂａ−δ・ｓｉｎ(±β１，ｊ)
で表される距離を有する場合、使用ブレードガードの第１ブレードガード縁部の位置が第１端点の位置に一致する。
【００１７】
ｊを１〜ｎ−１のいずれかとするとき、ｊ番目の段階において、ソーアームをｊ番目の中間揺動角に揺動した状態で、
[ｈ２・(Ｄ−ｈ２)]１／２−δ・ｓｉｎ(±α２)
の移動距離だけソーヘッドを移動し、当該式中、
ｈ２＝ｈ(±α２，Ｄ)＝Ｄ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±α２)
は、第２メイン切込角とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す。ソーヘッドの移動により、ソーブレードは緩和された切込作業を行い、加工対象物に係合するソーブレードの部分が減少する。
【００１８】
ｎ−１番目の段階の後において、ソーアームを新たなメイン切込角に揺動した後の、第１端点側にある、ウォールソーの第１境界の位置が、第１端点の位置に一致するように、ソーヘッドの位置を定める。このとき、第２メイン切込角にソーアームを揺動した後で、揺動軸が第１端点に対し、
[ｈ２・(Ｄ−ｈ２)]１／２−δ・ｓｉｎ(±α２)
で表される距離を有し、
ｈ(±α２)＝Ｄ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±α２)
が、第２ブレード径で、第２メイン切込角とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す場合、使用ソーブレードの第１上方出口点の位置が第１端点の位置に一致し、揺動軸が第１端点に対し、
Ｄ／２−δ・ｓｉｎ(±α２)
で表される距離を有する場合、使用ソーブレードの第１ブレード縁部の位置が第１端点の位置に一致し、揺動軸が第１端点に対し、
Ｂａ−δ・ｓｉｎ(±α２)
で表される距離を有する場合、使用ブレードガードの第１ブレードガード縁部の位置が第１端点の位置に一致する。
【００１９】
本発明による制御方法の好ましい第２の態様では、第１メイン切込角から新たなメイン切込角への揺動を、第２端点側で行い、ｊを１〜ｎ−１のいずれかとするとき、ソーアームをｊ番目の中間揺動角に揺動した後の、第２端点側にある、ウォールソーの第２境界の位置が、第２端点の位置に一致するように、ｊ番目の段階におけるソーヘッドの位置を定め、ウォールソーの第２境界は、第２端点が障害物のない非制限端点の場合、加工対象物の表面における第２端点側の、使用ソーブレードの第２上方出口点によって形成され、第２端点に障害物があって、ブレードガードを用いずに切込作業を行う場合、第２端点側の、使用ソーブレードの第２ブレード縁部によって形成され、第２端点に障害物があって、ブレードガードを用いて切込作業を行う場合、第２端点側の、使用ブレードガードの第２ブレードガード縁部によって形成される。
【００２０】
それぞれの段階には、ソーヘッドの位置を定める工程、中間揺動角にソーアームを揺動する工程、ソーブレードの緩和切込作業を行うためにソーヘッドを移動する工程が含まれる。
【００２１】
ｊを１〜ｎ−１のいずれかとするとき、ソーアームをｊ番目の中間揺動角に揺動した後で、揺動軸が第２端点に対し、
[ｈ(±β２，ｊ)・(Ｄ−ｈ(±β２，ｊ)]１／２＋δ・ｓｉｎ(±β２，ｊ)
で表される距離を有し、
ｈ(±β２，ｊ)＝Ｄ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±β２，ｊ)
が、ｊ番目の中間揺動角とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す場合、使用ソーブレードの第２上方出口点の位置が第２端点の位置に一致し、揺動軸が第２端点に対し、
Ｄ／２＋δ・ｓｉｎ(±β２，ｊ)
で表される距離を有する場合、使用ソーブレードの第２ブレード縁部の位置が第２端点の位置に一致し、揺動軸が第２端点に対し、
Ｂｂ＋δ・ｓｉｎ(±β２，ｊ)
で表される距離を有する場合、使用ブレードガードの第２ブレードガード縁部の位置が第２端点の位置に一致する。
【００２２】
ｊを１〜ｎ−１のいずれかとするとき、ｊ番目の段階において、ソーアームをｊ番目の中間揺動角に揺動した状態で、
[ｈ２・(Ｄ−ｈ２)]１／２−δ・ｓｉｎ(±α２)
の移動距離だけソーヘッドを移動し、当該式中、
ｈ２＝ｈ(±α２，Ｄ)＝Ｄ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±α２)
は、第２メイン切込角とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す。ソーヘッドの移動により、ソーブレードは緩和された切込作業を行い、加工対象物と係合するソーブレードの部分が減少する。
【００２３】
ｎ−１番目の段階の後において、ソーアームを新たなメイン切込角に揺動した後の、第２端点側にある、ウォールソーの第２境界の位置が、第２端点の位置に一致するように、ソーヘッドの位置を定める。
【００２４】
第２メイン切込角にソーアームを揺動した後で、揺動軸が第２端点に対し、
[ｈ２・(Ｄ−ｈ２)]１／２＋δ・ｓｉｎ(±α２)
で表される距離を有し、
ｈ(±α２)＝Ｄ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±α２)
が、第２メイン切込角とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す場合、使用ソーブレードの第２上方出口点の位置が第２端点の位置に一致し、揺動軸が第２端点に対し、
Ｄ／２＋δ・ｓｉｎ(±α２)
で表される距離を有する場合、使用ソーブレードの第２ブレード縁部の位置が第２端点の位置に一致し、揺動軸が第２端点に対し、
Ｂｂ＋δ・ｓｉｎ(±α２)
で表される距離を有する場合、使用ブレードガードの第２ブレードガード縁部の位置が第２端点の位置に一致する。
【００２５】
第１メイン切込工程及び第２メイン切込工程は、１つのソーブレードと１つのブレードガードとを用いて行う。または、これに代えて、第１メイン切込工程は、第１ブレード径を有した第１のソーブレードと、第１ブレードガード幅を有した第１のブレードガードとを用いて行い、第２メイン切込工程は、第２ブレード径を有した第２のソーブレードと、第２ブレードガード幅を有した第２のブレードガードとを用いて行う。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】案内軌道とウォールソーとを有したウォールソーシステムを示す図である。
【図２Ａ】障害物のない非制限端点である第１端点と第２端点との間での切込作業を示す図である。
【図２Ｂ】障害物のない非制限端点である第１端点と第２端点との間での切込作業を示す図である。
【図３Ａ】ブレードガードで囲っていないソーブレードを用いた、障害物のある第１端点と第２端点との間での切込作業を示す図である。
【図３Ｂ】ブレードガードで囲っていないソーブレードを用いた、障害物のある第１端点と第２端点との間での切込作業を示す図である。
【図４Ａ】ブレードガードで囲ったソーブレードを用いた、障害物のある第１端点と第２端点との間での切込作業を示す図である。
【図４Ｂ】ブレードガードで囲ったソーブレードを用いた、障害物のある第１端点と第２端点との間での切込作業を示す図である。
【図５Ａ】障害物のある第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。
【図５Ｂ】障害物のある第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。
【図５Ｃ】障害物のある第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。
【図５Ｄ】障害物のある第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。
【図５Ｅ】障害物のある第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。
【図５Ｆ】障害物のある第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。
【図５Ｇ】障害物のある第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。
【図５Ｈ】障害物のある第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。
【図５Ｉ】障害物のある第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。
【図５Ｊ】障害物のある第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。
【図５Ｋ】障害物のある第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
いくつかの図面を用い、本発明の実施形態について以下に説明する。これらの図面は、必ずしも忠実な尺度で実施形態を図示するものではなく、説明する上で有効であれば、概要を図示したり、幾分変形して図示している。図面から直ちに明らかとなる教示を補足する部分については、関連する先行技術を参照するものとする。このとき、実施形態の詳細な構成に関する様々な調整や変更が、本発明の大要から逸脱することなく可能である。明細書、図面、及び特許請求の範囲に示される本発明の様々な特徴は、個々に重要であるばかりでなく、任意に組み合わせて本発明を展開する上でも重要である。更に、明細書、図面、及び特許請求の範囲のいずれかに示される本発明の少なくとも２つの特徴の組み合わせは、いずれも本発明の範囲内に含まれるものである。本発明の大要は、以下に示す好ましい実施形態の厳密な構成や詳細に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示す主題よりも減縮された主題に限定されるものでもない。指定する寸法上の範囲に関し、提示した限界内にある数値は、限界値として開示されたものであり、必要に応じ、適宜採用しうるものである。簡明化を目的とし、同一または類似の機能を有する同一または類似の部材には、同じ参照符号を用いる。
【００２８】
図１は、案内軌道１１と、案内軌道１１上に移動可能に設けられた工作装置１２と、リモートコントロールユニット１３とを有したウォールソーシステム１０を示している。工作装置は、ウォールソー１２として構成され、切込ユニット１４と、モータ駆動式の駆動ユニット１５とを備えている。切込ユニットは、ソーヘッド１４として構成されており、ソーブレード１６として構成された加工具を備え、このソーブレード１６が、ソーアーム１７に取り付けられて、回転用駆動モータ１８により回転軸１９周りに回転駆動される。
【００２９】
作業者を保護するため、ソーブレード１６はブレードガード２１で囲まれており、ブレードガード２１は、ソーアーム１７に取り付けられている。ソーアーム１７は、揺動モータ２２により、揺動軸２３周りに揺動可能に構成されている。ソーブレード１６の径方向に沿ったソーアーム１７が形成する揺動角αにより、切込作業の対象となる加工対象物２４にソーブレード１６が入り込む切込深さの程度が定まる。回転用駆動モータ１８及び揺動モータ２２は、装置ハウジング２５の中に設けられる。モータ駆動式の駆動ユニット１５は、ガイドキャリッジ２６と移動用駆動モータ２７とを備え、本実施形態において、この移動用駆動モータ２７は、装置ハウジング２５の中に設けられる。ソーヘッド１４は、ガイドキャリッジ２６に取り付けられ、移動用駆動モータ２７により、案内軌道１１に沿って移動方向２８に移動可能となっている。装置ハウジング２５内には、回転用駆動モータ１８、揺動モータ２２、及び移動用駆動モータ２７に加え、ソーヘッド１４及び駆動ユニット１５の制御を行うコントロールユニット２９が設けられる。
【００３０】
ウォールソーシステム１０及び切込作業を監視するため、複数のセンサ素子を有したセンサ装置が設けられる。第１センサ素子は揺動角センサ３２として構成され、第２センサ素子は変位センサ３３として構成される。揺動角センサ３２は、ソーアーム１７の最新の揺動角を検出し、変位センサ３３は、案内軌道１１上のソーヘッド１４の最新の位置を検出する。検出値は、揺動角センサ３２及び変位センサ３３により、コントロールユニット２９に送信され、ウォールソー１２の制御に用いられる。
【００３１】
リモートコントロールユニット１３は、ユニットハウジング３５、入力部３６、表示部３７、及び制御部３８を備え、制御部３８は、ユニットハウジング３５内に設けられている。制御部３８は、入力部３６への入力を、制御指令及びデータに変換し、これら制御指令及びデータは、第１通信リンクを介してウォールソー１２に送信される。第１通信リンクは、無線通信リンク４１または通信ケーブル４２として構成される。本実施形態において、無線通信リンクは、電波通信リンク４１として構成され、リモートコントロールユニット１３の第１電波通信ユニット４３と、ウォールソー１２に設けられた第２電波通信ユニット４４との間に形成される。これに代え、無線通信リンク４１は、赤外線通信、ブルートゥース（登録商標）、無線ＬＡＮ、またはＷｉＦｉ（登録商標）リンクとして構成してもよい。
【００３２】
図２Ａ及び図２Ｂは、厚さｄを有した加工対象物２４に切込部５１を形成する場合の、図１に示したウォールソーシステム１０の案内軌道１１及びウォールソー１２を示している。切込部５１は、最終深さＴを有し、移動方向２８に沿って、第１端点Ｅ１と第２端点Ｅ２との間に延在する。移動方向２８に平行な方向を方向Ｘと定義し、第１端点Ｅ１から第２端点Ｅ２に向かう方向を、方向Ｘの前進方向とし、方向Ｘに直交して加工対象物２４内に入る加工対象物２４の厚み方向を方向Ｙと定義する。
【００３３】
切込部の端点は、障害物のない非制限端点、または障害物のある端点とすることができる。従って、両方の端点が障害物のない非制限端点の場合や、両方の端点が障害物のある端点の場合もあり、また一方が非制限端点で他方が障害物のある端点の場合もある。障害物のない非制限端点では、端点を通り過ぎる切り込み（オーバーカット）を許容するようにしてもよい。オーバーカットを利用し、端点の切込深さが、切込部の最終深さＴに達するようになる。図２Ａ及び図２Ｂの実施形態では、第１端点Ｅ１及び第２端点Ｅ２が、障害物のない非制限端点となっており、第１端点Ｅ１ではオーバーカットが許容されておらず、第２端点Ｅ２ではオーバーカットが生じている。
【００３４】
図２Ａは、取付位置Ｘ０にあるソーヘッド１４と、揺動角が０°の基本位置にあるソーアーム１７とを示している。ソーヘッド１４は、作業者により、ガイドキャリッジ２６を用い、案内軌道１１上の取付位置Ｘ０に配置される。ソーヘッド１４の取付位置Ｘ０は、第１端点Ｅ１と第２端点Ｅ２との間にあって、移動方向２８における揺動軸２３の位置により定まる。揺動軸２３の位置は、当該揺動軸２３の方向Ｘにおける位置が、ソーアーム１７を揺動しても変化しないので、ソーヘッド１４の位置を検知してウォールソー１２を制御するための基準位置ＸＲｅｆとして特に適している。これに代え、方向Ｘにおける別の位置を基準位置としてソーヘッド１４に設定することも可能であり、この場合には、方向Ｘにおける揺動軸２３までの距離を把握しておく必要がある。
【００３５】
本実施形態において、方向Ｘにおける第１端点Ｅ１及び第２端点Ｅ２の位置は、部分長を設定することにより定まる。取付位置Ｘ０と第１端点Ｅ１との距離は第１部分長Ｌ１により定まり、取付位置Ｘ０と第２端点Ｅ２との距離は第２部分長Ｌ２により定まる。これに代えて、部分長の一方（第１部分長Ｌ１または第２部分長Ｌ２）、及び第１端点Ｅ１と第２端点Ｅ２との距離として全長Ｌを与えることにより、方向Ｘにおける第１端点Ｅ１及び第２端点Ｅ２の位置を設定するようにしてもよい。
【００３６】
切込部５１は、所望の切込深さＴが得られるまで、複数回に分けた切込工程によって形成される。第１端点Ｅ１と第２端点Ｅ２との間の切込部分をメイン切込部とし、メイン切込部の切込処理をメイン切込処理とする。切込部の各端点では、障害物に対応した障害物側切込作業と称する補助的な端部切込作業と、非制限端点に対応し、オーバーカットを伴うオーバカット作業とを行うことができる。
【００３７】
メイン切込処理の手順は、作業者が設定を行うことが可能であり、様々な規定条件に応じ、ウォールソーシステムのコントロールユニットが定めることも可能である。予備切込工程とされる場合もある第１メイン切込工程は、減少させた切込深さと減少させた駆動モータの出力により実行し、ソーブレードの摩耗を防止するのが一般的である。更なるメイン切込工程は、同じ切込深さで実行するのが一般的であるが、様々な切込深さで行うことも可能である。規定条件は、作業者によって設定され、予備切込工程における切込深さ、予備切込工程における駆動出力、及び更なるメイン切込工程における最大切込深さが含まれる。これらの規定条件に基づき、コントロールユニットがメイン切込処理の手順を定めることができる。
【００３８】
切込作業におけるメイン切込工程は、単一のブレード径または２以上のブレード径で実行される。複数のソーブレードを用いる場合、切込作業は、最も小さいブレード径のソーブレードを用いて開始するのが一般的である。ソーアーム１７へのソーブレード１６の組付けを可能とするため、加工対象物２４の上方のソーアーム１７の基本位置にソーブレード１６を配置する必要がある。この規定条件が満たされているか否かは、ウォールソーシステム１０の２つの装置固有パラメータ、即ち、ソーアーム１７の揺動軸２３と加工対象物２４の上面５３との垂直方向の距離Δ、及びソーブレード１６の回転軸１９とソーアーム１７の揺動軸２３との距離であるソーアーム１７のアーム長δに依存する。これら２つの装置固有パラメータの合計が、ソーブレード１６のブレード径Ｄの半分（Ｄ／２）より大きければ、加工対象物２４の上方のソーアーム１７の基本位置にソーブレード１６が配置される。アーム長δが、ウォールソー１２の一定値の装置固有パラメータである一方、揺動軸２３と上面５３との垂直方向の距離Δは、ウォールソー１２の外形形状に加え、使用する案内軌道１１の外形形状にも依存する。
【００３９】
ソーブレード１６は、ソーアーム１７の端部に取り付けられ、切込作動の際に、回転用駆動モータ１８により回転軸１９周りに回転駆動される。図２Ａに示すソーアーム１７の基本位置では、揺動角が０°となり、ソーブレード１６の回転軸１９が、切込深さ方向５２において、揺動軸２３の上方にある。ソーブレード１６は、揺動軸２３周りにソーアーム１７を揺動することにより、揺動角が０°の基本位置から移動し、加工対象物２４の中に入っていく。ソーアーム１７を揺動する際、ソーブレード１６は、回転用駆動モータ１８により回転軸１９周りに回転駆動される。
【００４０】
作業者を保護するため、作業中は、ソーブレード１６をブレードガード２１で囲うようになっている。ウォールソー１２は、ブレードガード２１を有した状態で作動するか、或いはブレードガード２１のない状態で作動する。第１端点Ｅ１及び第２端点Ｅ２の領域で切込部を形成するため、例えば、ブレードガード２１を取り外すようにしてもよい。切込部を形成するために様々な径のソーブレードを用いる場合、ブレードガードも、それぞれのブレード径に対応した様々なブレードガード幅のものを用いるのが一般的である。
【００４１】
図２Ｂは、後進側に向かう負の揺動方向５４に揺動して負の揺動角−αにあるソーアーム１７を示している。ソーアーム１７は、負の揺動方向５４で０°〜−１８０°の揺動角の範囲に、また前進側に向かい負の揺動方向５４とは反対方向となる正の揺動方向５５で０°〜＋１８０°の揺動角の範囲に、それぞれ揺動位置を調整可能である。ソーヘッド１４が前進方向５６に移動する場合、図２Ｂに示す揺動状態のソーアーム１７は引かれる状態となる。一方、ソーヘッド１４が、前進方向５６とは逆の後進方向５７に移動する場合、図２Ｂに示す揺動状態のソーアーム１７は押される状態となる。
【００４２】
揺動角が±１８０°のときに、加工対象物２４内へのソーブレード１６の最大の切込深さが得られる。揺動軸２３周りのソーアーム１７の揺動によって、方向Ｘ及び方向Ｙにおける回転軸１９の位置が変化する。従って、回転軸１９の変動は、ソーアーム１７のアーム長δ及び揺動角αに応じて生じ、方向Ｘの変動距離δＸは、δ・ｓｉｎ(±α)となり、方向Ｙの変動距離δＹは、δ・ｃｏｓ(±α)となる。
【００４３】
加工対象物２４に対し、ソーブレード１６は、高さｈ、及び切込幅ｂを有した弓形の形状で切欠を形成する。弓状部分の高さｈは、加工対象物２４内へのソーブレード１６の切込深さに相当する。切込深さｈについて、式
Ｄ／２＝ｈ＋Δ＋δ・ｃｏｓ(α)
が成立し、式中、Ｄはソーブレード１６のブレード径、ｈはソーブレード１６の切込深さ、Δは揺動軸２３と加工対象物２４の上面５３との垂直方向の距離、δはソーアーム１７のアーム長、αは第１メイン切込角である。また、切込幅ｂについては、式
ｂ２＝(Ｄ／２)・８・ｈ−４・ｈ２＝４・Ｄ・ｈ−４・ｈ２＝４・ｈ・(Ｄ−ｈ)
が成立し、式中、ｈはソーブレード１６の切込深さ、Ｄはソーブレード１６のブレード径である。
【００４４】
切込作業の際のウォールソー１２の制御は、それぞれの端点が、障害物のある端点か否か、更に、障害物のある端点の場合には、切込作業でブレードガード２１を用いるか否かに応じて行われる。障害物のない非制限端点の場合、本発明に係る制御方法において、ウォールソー１２の制御は、加工対象物２４の上面５３におけるソーブレード１６の上方出口点に基づいて行われる。このソーブレード１６の上方出口点の位置は、方向Ｘにおける揺動軸２３の基準位置ＸＲｅｆ、方向Ｘにおける回転軸１９の変動距離δＸ、及び切込幅ｂに基づいて算出することができる。第１端点Ｅ１側の上方出口点を第１上方出口点５８とし、第２端点Ｅ２側の上方出口点を第２上方出口点５９とする。第１上方出口点５８については、
Ｘ(５８)＝ＸＲｅｆ＋δＸ−ｂ／２
が成立する一方、第２上方出口点５９については、
Ｘ(５９)＝ＸＲｅｆ＋δＸ＋ｂ／２
が成立し、このとき、
ｂ＝[ｈ・(Ｄ−ｈ)]１／２，ｈ＝ｈ(α，Ｄ)
である。
【００４５】
第１端点Ｅ１や第２端点Ｅ２が障害物のある端点の場合には、ウォールソー１２が第１端点Ｅ１や第２端点Ｅ２を通り越すことは不可能である。このような場合、本発明に係る制御方法では、揺動軸２３の基準位置ＸＲｅｆ、及びウォールソー１２の境界に基づいてウォールソー１２が制御される。このため、ブレードガード２１を用いずに切込作業を行う場合と、ブレードガード２１を用いて切込作業を行う場合とでは、制御が相違することになる。
【００４６】
図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ障害物のある端点として規定された第１端点Ｅ１と第２端点Ｅ２との間に切込部を形成する場合の、ウォールソーシステム１０を示しており、この切込作業はブレードガード２１を用いずに行われる。ブレードガード２１を用いずに切込作業を行う場合、第１端点Ｅ１側の第１ブレード縁部６１と、第２端点Ｅ２側の第２ブレード縁部６２とが、ウォールソー１２の境界を形成する。
【００４７】
方向Ｘにおける第１ブレード縁部６１及び第２ブレード縁部６２のそれぞれの位置は、揺動軸２３の基準位置ＸＲｅｆ、回転軸１９の変動距離δＸ、及びブレード径Ｄに基づき算出可能である。図３Ａは、ソーアーム１７が負の揺動方向５４に揺動して負の揺動角−α（０°〜−１８０°）の状態にあるウォールソー１２を示している。第１ブレード縁部６１については、
Ｘ(６１)＝ＸＲｅｆ＋δＸ・ｓｉｎ(−α)−Ｄ／２
が成立する一方、第２ブレード縁部６２については、
Ｘ(６２)＝ＸＲｅｆ＋δＸ・ｓｉｎ(−α)＋Ｄ／２
が成立する。一方、図３Ｂは、ソーアーム１７が正の揺動方向５５に揺動して正の揺動角α（０°〜＋１８０°）の状態にあるウォールソー１２を示している。第１ブレード縁部６１については、
Ｘ(６１)＝ＸＲｅｆ＋δＸ・ｓｉｎ(α)−Ｄ／２
が成立する一方、第２ブレード縁部６２については、
Ｘ(６２)＝ＸＲｅｆ＋δＸ・ｓｉｎ(α)＋Ｄ／２
が成立する。
【００４８】
図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ障害物のある端点として規定された第１端点Ｅ１と第２端点Ｅ２との間に切込部を形成する場合の、ウォールソーシステム１０を示しており、この切込作業はブレードガード２１を用いて行われる。ブレードガード２１を用いて切込作業を行う場合、第１端点Ｅ１側の第１ブレードガード縁部７１と、第２端点Ｅ２側の第２ブレードガード縁部７２とが、ウォールソー１２の境界を形成する。
【００４９】
方向Ｘにおける第１ブレードガード縁部７１及び第２ブレードガード縁部７２のそれぞれの位置は、揺動軸２３の基準位置ＸＲｅｆ、回転軸１９の変動距離δＸ、及びブレードガード幅Ｂに基づき算出可能である。図４Ａは、負の揺動角−α（０°〜−１８０°）にあるソーアーム１７と、ブレードガード幅Ｂを有して装着されたブレードガード２１とを有するウォールソー１２を示している。非対称のブレードガードを用い、切込制御を開始する前に、回転軸１９から第１ブレードガード縁部７１及び第２ブレードガード縁部７２のそれぞれまでの距離が求められているものとし、回転軸１９から第１ブレードガード縁部７１までの距離を第１距離Ｂａ、回転軸１９から第２ブレードガード縁部７２までの距離を第２距離Ｂｂとする。
【００５０】
第１ブレードガード縁部７１については、
Ｘ(７１)＝ＸＲｅｆ＋δＸ・ｓｉｎ(−α)−Ｂａ
が成立する一方、第２ブレードガード縁部７２については、
Ｘ(７２)＝ＸＲｅｆ＋δＸ・ｓｉｎ(−α)＋Ｂｂ
が成立する。一方、図４Ｂは、正の揺動角α（０°〜＋１８０°）にあるソーアーム１７と、ブレードガード幅Ｂのブレードガード２１とを有したウォールソー１２を示している。第１ブレードガード縁部７１については、
Ｘ(７１)＝ＸＲｅｆ＋δＸ・ｓｉｎ(α)−Ｂａ
が成立する一方、第２ブレードガード縁部７２については、
Ｘ(７２)＝ＸＲｅｆ＋δＸ・ｓｉｎ(α)＋Ｂｂ
が成立する。
【００５１】
図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれが障害物のない非制限端点とされた第１端点Ｅ１及び第２端点Ｅ２の間の切込部を示し、図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれが障害物のある端点とされた第１端点Ｅ１及び第２端点Ｅ２の間の切込部を示している。実際には、一方の端点が障害物のない非制限端点とされ、他方の端点が障害物のある端点とされた場合の切込作業も可能であり、この場合、非制限端点についてのウォールソーの制御は、ソーブレードの上方出口点に基づいて行われ、障害物のある端点についてのウォールソーの制御は、ブレード縁部（ブレードガード２１を伴わない切込作業）、またはブレードガード縁部（ブレードガード２１を伴う切込作業）に基づいて行われる。
【００５２】
第１上方出口点５８、第１ブレード縁部６１、及び第１ブレードガード縁部７１は、一括してウォールソー１２の「第１境界」と称し、第２上方出口点５９、第２ブレード縁部６２、及び第２ブレードガード縁部７２は、一括してウォールソー１２の「第２境界」と称する。
【００５３】
図５Ａ〜図５Ｋには、障害物のある端点とされた第１端点Ｅ１と、障害物のない非制限端点とされた第２端点Ｅ２との間の加工対象物２４の部分に、最終深さＴを有する切込部を形成する際の、案内軌道１１及びウォールソー１２を有した図１のウォールソーシステム１０が示されている。
【００５４】
切込作業は、本発明に係るウォールソーシステムの制御方法により行われる。この切込作業は、所望の最終深さＴが得られるまで、複数のメイン切込工程からなるメイン切込処理により行われる。このメイン切込処理は、ソーアーム１７の揺動角を第１メイン切込角α１とし、使用ソーブレードの径を第１ブレード径Ｄ１とし、第１切込深さｈ１とする第１メイン切込工程と、ソーアーム１７の揺動角を第２メイン切込角α２とし、使用ソーブレードの径を第２ブレード径Ｄ２とし、第２切込深さｈ２とする第２メイン切込工程と、ソーアーム１７の揺動角を第３メイン切込角α３とし、使用ソーブレードの径を第３ブレード径Ｄ３とし、第３切込深さｈ３とする第３メイン切込工程とを備える。
【００５５】
本実施形態において、第１、第２、及び第３メイン切込工程は、ブレード径Ｄのソーブレード１６と、ブレードガード幅Ｂのブレードガード２１とを用いて行われ、それぞれのメイン切込工程で用いる第１、第２、及び第３ブレード径Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３がブレード径Ｄに相当し、それぞれのメイン切込工程で用いる第１、第２、及び第３ブレードガード幅Ｂ１、Ｂ２、及びＢ３がブレードガード幅Ｂに相当する。
【００５６】
本発明に係る制御方法において、メイン切込工程は、引かれる状態のソーアーム１７、及び引かれる状態と押される状態とに切り換えられるソーアーム１７のいずれかを用いて行われる。ソーアームを引かれる状態とすることにより、切込作業の際のソーブレードの安定した案内が可能となり、切れ目幅を小さくすることができる。ソーアーム１７を引かれる状態と押される状態とに切り換える切込作業では、ソーヘッド１４の位置変更及びソーアーム１７の揺動に要する非生産的な時間を低減できるという効果が得られる。本実施形態の場合、第１メイン切込工程及び第３メイン切込工程では、引かれる状態のソーアーム１７と共に、ソーヘッド１４が前進方向５６に移動し、これら２つの工程間の第２メイン切込工程では、押される状態のソーアーム１７と共に、ソーヘッド１４が後進方向５７に移動する。これら３つのメイン切込工程のそれぞれにおいて、ソーアーム１７は後進側に向かう負の揺動方向５４に揺動する。
【００５７】
切込作業は、第１端点Ｅ１側で開始される。本発明に係る制御方法を開始した後、ソーヘッド１４は開始位置ＸＳｔａｒｔに配置され、このとき、揺動軸２３は、第１端点Ｅ１までの距離が、
[ｈ１・（Ｄ１−ｈ１)]１／２−δ・ｓｉｎ(−α１)
となっており、この式中、
ｈ１＝ｈ(−α１，Ｄ１)＝Ｄ１／２−Δ−δ・ｃｏｓ(−α１)
は、第１ブレード径Ｄ１で、負の第１メイン切込角−α１とするときの、使用中のソーブレード１６の加工対象物２４内への切込深さを示す。従って、第１メイン切込工程の場合には、第１ブレード径Ｄ１がブレード径Ｄに相当する。開始位置ＸＳｔａｒｔにおいて、ソーアーム１７を、揺動角０°の基本位置から、負の第１メイン切込角−α１へと負の揺動方向５４に揺動する。負の第１メイン切込角−α１に揺動後、ブレードガード２１の第１ブレードガード縁部７１は、第１端点Ｅ１の障害物に接する。その後、ソーアーム１７が負の第１メイン切込角−α１にあるソーヘッド１４を、ソーブレード１６が回転した状態で、前進方向５６へと移動する（図５Ａ）。この移動の際、ソーヘッド１４の位置が、変位センサ３３によって定期的に計測される。
【００５８】
第２端点Ｅ２までの揺動軸２３の距離が、
[ｈ１・(Ｄ１−ｈ１)]１／２＋δ・ｓｉｎ(−α１)
となるときに、ソーヘッド１４を停止し、この式中、
ｈ１＝ｈ(−α１，Ｄ１)＝Ｄ１／２−Δ−δ・ｃｏｓ(−α１)
は、ブレード径Ｄに相当する第１ブレード径Ｄ１で、負の第１メイン切込角−α１とするときの、使用中のソーブレード１６の加工対象物２４内への切込深さを示している。この位置において、第２端点Ｅ２側のソーブレード１６の第２上方出口点５９の位置が第２端点Ｅ２の位置に一致する。
【００５９】
負の第１メイン切込角−α１から負の第２メイン切込角−α２への揺動は、中間揺動角−β２，１を介して２段階で行われる。この中間揺動角については、第１端点Ｅ１と第２端点Ｅ２とのいずれの側で揺動を行うかを、最初の符号で示しており、符号が「１」の場合は第１端点Ｅ１側を、また符号が「２」の場合は第２端点Ｅ２側を、それぞれ示す。２番目の符号は、揺動の段階を示しており、ｎを２以上とすると、１〜ｎ−１のいずれかとなる。中間揺動角−β２，１にソーアーム１７を揺動後、ソーブレード１６による緩和切込作業が行われる。
【００６０】
第２端点Ｅ２までの揺動軸２３の距離が、
[ｈ(−β２，１)・(Ｄ−ｈ(−β２，１)]１／２＋δ・ｓｉｎ(±β２，１)
で表される距離を有するように、移動方向２８におけるソーヘッド１４の位置を定め（図５Ｂ）、この式中、
ｈ(−β２，１)＝Ｄ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(−β２，１)
は、中間揺動角−β２，１によるソーブレード１６の加工対象物２４内への切込深さを示している。この位置において、負の第１メイン切込角−α１から中間揺動角−β２，１にソーアーム１７を揺動する（図５Ｃ）。図５Ｃに示すような位置決めを行う際には、ソーアーム１７を中間揺動角−β２，１に揺動後の、第２端点Ｅ２側にある、ソーブレード１６の第２上方出口点５９の位置が、第２端点Ｅ２の位置に一致するように、距離の調整が行われている。
【００６１】
ソーブレード１６による緩和切込作業を行うため、
[ｈ２・(Ｄ２−ｈ２)]１／２
の移動距離だけ後進方向５７にソーヘッド１４を移動し（図５Ｄ）、この式中、
ｈ２＝ｈ(−α２，Ｄ２)＝Ｄ２／２−Δ−δ・ｃｏｓ(−α２)
は、ソーブレード径Ｄに相当する第２ブレード径Ｄ２で、負の第２メイン切込角−α２とするときの、ソーブレード１６の加工対象物２４内への切込深さを示している。次に、ソーヘッド１４は、揺動軸２３が第２端点Ｅ２に対し、
[ｈ２・(Ｄ２−ｈ２)]１／２＋δ・ｓｉｎ(−α２)
で表される距離を有するように、移動方向２８における位置が定められる。この位置において、ソーアーム１７を中間揺動角−β２，１から負の第２メイン切込角−α２に揺動する（図５Ｅ）。このような位置決めを行う際には、ソーアーム１７を負の第２メイン切込角−α２に揺動後の、第２端点Ｅ２側にある、ソーブレード１６の第２上方出口点５９の位置が、第２端点Ｅ２の位置に一致するように、距離が調整されている。
【００６２】
次に、第１端点Ｅ１に向けて後進方向５７にソーヘッド１４を移動し、このとき、移動中のソーヘッド１４の位置が、変位センサ３３によって定期的に計測される。揺動軸２３の第１端点Ｅ１までの距離が、
Ｂ２／２−δ・ｓｉｎ(−α２)
となるときに、ソーヘッド１４を停止し、ブレードガード２１の第１ブレードガード縁部７１が第１端点Ｅ１の障害物に接する（図５Ｆ）。
【００６３】
負の第２メイン切込角−α２から負の第３メイン切込角−α３への揺動は、中間揺動角−γ２，１を介して２段階で行われる。この中間揺動角については、第１端点Ｅ１側と第２端点Ｅ２側とのいずれで揺動を行うかを、最初の符号で示しており、符号が「１」の場合は第１端点Ｅ１側を、また符号が「２」の場合は第２端点Ｅ２側を、それぞれ示す。２番目の符号は、揺動の段階を示しており、ｎを２以上とすると、１〜ｎ−１のいずれかとなる。
【００６４】
ソーアーム１７を中間揺動角−γ２，１に揺動する前に、ソーヘッド１４の位置を調整する。この位置調整が第１端点Ｅ１側で行われ、中間揺動角−γ２，１が−９０°未満である（絶対値が９０°より大きい）ので、中間揺動角−γ２，１への揺動後に第１ブレードガード縁部７１が第１端点Ｅ１の障害物に接するように、ソーヘッド１４の位置を定めることはできない。そこで、ソーヘッド１４の移動を−９０°の臨界揺動角αｋｒｉｔに基づき行い、その後で、ソーアーム１７を中間揺動角−γ２，１に揺動する（図５Ｇ）。揺動の際には、第１端点Ｅ１を越えることができないので、−９０°の臨界揺動角αｋｒｉｔを考慮する必要がある。−９０°の臨界揺動角αｋｒｉｔにおいては、第１端点Ｅ１までの揺動軸２３の距離が、
Ｂ(2)／２−δ・ｓｉｎ(−９０°)＝Ｂ(2)／２＋δ
となる。
【００６５】
中間揺動角−γ２，１にソーアーム１７を揺動後、ソーブレード１６による緩和切込作業が行われる。緩和切込作業を行うため、ソーアーム１７が中間揺動角−γ２，１にあるソーヘッド１４を、ソーブレード１６が回転した状態で、前進方向５６に、
[ｈ３・(Ｄ３−ｈ３)]１／２
の移動距離だけ移動し（図５Ｈ）、この式中、
ｈ３＝ｈ(−α３，Ｄ３)＝Ｄ３／２−Δ−δ・ｃｏｓ(−α３)＝Ｄ３／２−Δ＋δ
は、ソーブレード径Ｄに相当する第３ブレード径Ｄ３で、負の第３メイン切込角−α３とするときの、ソーブレード１６の加工対象物２４内への切込深さを示している。緩和切込作業を行った後、−９０°の臨界揺動角αｋｒｉｔでソーヘッド１４の移動を行い、その後で、中間揺動角−γ２，１から負の第３メイン切込角−α３にソーアーム１７を揺動する（図５Ｉ）。
【００６６】
第３メイン切込工程は、メイン切込処理の最終メイン切込工程となっているので、この最終メイン切込工程に先立ち、第１端点Ｅ１の部分の端部切込作業が行われる。この作業を行うため、ブレードガード２１の第１ブレードガード縁部７１が第１端点Ｅ１の障害物に接するようになるまで、ソーアーム１７を第３メイン切込角−α３に揺動した状態のソーヘッド１４を、後進方向５７に移動する（図５Ｊ）。ブレードガード２１を取り外してブレードガードなしの状態で端部切込作業を行えば、第１端点Ｅ１の部分の端部切込作業が改善される。ブレードガードなしの状態とした場合、ソーアーム１７を第３メイン切込角−α３に揺動した状態で、ソーブレード１６の第１ブレード縁部６１の位置が第１端点Ｅ１の位置に一致するまで、ソーヘッド１４を後進方向５７に移動する。
【００６７】
第１端点Ｅ１の部分の端部切込作業を行った後、ソーアーム１７を負の第３メイン切込角−α３に揺動した状態で、前進方向５６に向け、第３メイン切込工程が行われる（図５Ｋ）。第２端点Ｅ２までの揺動軸２３の距離が、
[ｈ３・(Ｄ３−ｈ３)]１／２＋δ・ｓｉｎ(１８０°)＝[ｈ３・(Ｄ３−ｈ３)]１／２
となるときに、ソーヘッド１４を停止し、この式中、
ｈ３＝ｈ(−α３，Ｄ３)＝Ｄ３／２−Δ−δ・ｃｏｓ(１８０°)＝Ｄ３／２−Δ＋δ
は、ブレード径Ｄに相当する第３ブレード径Ｄ３で、負の第３メイン切込角−α３とするときの、使用中のソーブレード１６の加工対象物２４内への切込深さを示している。第２端点Ｅ２でのオーバーカットが許容される場合には、第２端点Ｅ２の部分の端部切込作業が、第３メイン切込工程の後で行われる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図５Ｊ】
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【図５Ｋ】
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【国際調査報告】
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