DE3916060C2

DE3916060C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen der Querschnittsform und der Abmessungen eines Werkstücks in einer Sägemaschine

Info

Publication number: DE3916060C2
Application number: DE19893916060
Authority: DE
Inventors: Kikuo Moriya
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 1988-05-17
Filing date: 1989-05-17
Publication date: 1999-02-11
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: GB9213330D0; KR950015115B1; KR900017702A; FR2635033A1; GB8910930D0; FR2631696B1; FR2631696A1; DE3916060A1; GB2256167B; IT1229750B; GB2256167A; GB2221187A; US5119310A; FR2635033B1; GB2221187B; IT8920535A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Erfassung der Querschnittsform und der Abmessungen eines Werkstücks, das in einer Sägemaschine gesägt werden soll, und auf eine zum Durchführen dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Bandsägeblattvorschubs ist der DE-OS 30 21 656 zu entnehmen. Mit dem bekannten Verfahren werden Abmes sungen des Schneidgutes automatisch gemessen und in einen Prozeßrechner ein gegeben, der daraus die jeweilige querschnittsabhängige Schnittlänge des Schneid gutes errechnet und zum Steuern des Vorschubs des Sägeblattes verwendet. Mit dem bekannten Verfahren werden jedoch nur der Kontaktwinkel und die Breite des Werkstückes automatisch bestimmt, während seine Querschnittsform offensichtlich per Hand in den Computer eingegeben werden muß.

Die DE-OS 30 49 171 beschreibt ein Verfahren zum automatischen Nachführen der Sägebandführung entsprechend der jeweiligen Schnittlänge. Bei diesem Verfahren wird eine Tasteinrichtung verwendet, die die Querschnittsabmessungen des Säge gutes abtastet und dadurch über eine Steuervorrichtung den Abstand der beiden Sägebandführungen genau auf die Abmessungen des jeweiligen Schnittes abstimmt.

Wenn ein Material durch ein Bandsägeblatt gesägt wird, ist es wünschenswert, die Sägegeschwindigkeit bzw. den Vorschug, d. h. die gesägte Oberfläche pro Zeitein heit gleichmäßig zu steuern oder im voraus die Form und die Abmessungen des Werkstückes zu kennen, um die Länge der Sägeblattführung einzustellen, die das Sägeblatt an beiden Seiten des Werkstückes führt.

Wie der Stand der Technik zeigt, ist es gegenwärtig möglich, die Breite und die Hö he des Werkstückes automatisch zu messen. Es gibt jedoch keine Einrichtung, um zu entscheiden, ob die Querschnittsform des Werkstückes quadratisch bzw. recht eckig oder kreisförmig ist und daher ist die Entscheidung über die Form des Werk stückes von den Beobachtungen der Bedienungsperson abhängig.

In den vergangenen Jahren ist die Notwendigkeit einer Vorrichtung zum automati schen Überführen eines Werkstückes in eine Sägemaschine entstanden, um das automatische Sägen von vielen verschiedenen Arten von Werkstücken zu ermögli chen. Dies erfordert ein automatisches Messen der Form und der Abmessungen des Werkstückes in der Sägemaschine.

Außerdem ist es wünschenswert, in der Lage zu sein, die Distortionen bzw. Verdre hungen und die Schwingung des Bandsägeblattes der Bandsägemaschine beim Eindringen in das Werkstück bzw. beim Sägen des Werkstückes zu vermindern.

Unabhängig von der Art der Bandsägemaschine (horizontale oder vertikale Bandsä gemaschine) ist es üblich, das Sägeblatt zu beiden Seiten des Werkstückes mit ei ner Führung zu versehen. Herkömmlich ist es üblich, eine dieser Sägeblattführun gen in einer festen Lage festzulegen, während die andere Sägeblattführung übli cherweise vorher auf eine Lage eingestellt wird, die mit der Maximallänge des Schnittes in dem Werkstück übereinstimmt. Entsprechend wird, wenn z. B. das Werkstück eine runde Stange ist, der Abstand der Sägeblattführung groß genug festgelegt, um den Durchmesser der runden Stange zu berücksichtigen bzw. den Abstand auf dieses Durchmessermaß einzustellen. Aus diesem Grund ist dann, wenn das Sägeblatt zuerst das Werkstück berührt und in die runde Stange einzu schneiden beginnt, die Schnittlänge in der runden Stange in Bezug auf die Abmes sungen und die Abstände der Sägeblattführungen an jeder Seite des Sägeblattes extrem kurz. Daher wird nicht nur das Bandsägeblatt leicht verdreht und gebogen, sondern es können auch schwere Schwingungen des Sägeblattes erzeugt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Berücksichti gung der Nachteile herkömmlicher Vorrichtungen, ein Verfahren und eine Vorrich tung zu schaffen, durch die es möglich ist, automatisch die Querschnittsform eines Werkstückes zu bestimmen, das durch eine Sägemaschine gesägt werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es möglich, die Querschnittsform des Werkstückes abzuschätzen und seine Abmessungen zu messen, grundsätzlich durch Erfassen der Breite des Werkstückes, des Kontaktwinkels oder der Kontaktla ge, wenn das Sägeblatt das Werkstück berührt und durch die Anwesenheit oder Abwesenheit einer vertikalen Seitenfläche am Werkstück. Außerdem kann vorzugs weise dann, wenn die Querschnittsform des Werkstückes und die Abmessung des selben bereits bekannt sind, die Lagebeziehung des Bandsägeblattes und des Werkstückes zueinander durch Erfassen der Lage des Bandsägeblattes berechnet werden.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Lagebeziehung des Werk stückes und der Sägeblattführungen berechnet werden und die Sägeblattführungen automatisch so gesteuert werden, daß sie einen auf die Schnittlänge abgestimmten Abstand beibehalten, in dem sie das Werkstück nicht behindern und in dem sie für eine verwindungssteife Lagerung des Sägeblattes sorgen.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Un teransprüchen dargelegt.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfol gend anhand einer Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Ver bindung mit den zugehörigen Zeichnungen erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, die den kompletten Aufbau einer erfindungsge mäß ausgerüsteten Bandsägemaschine zeigt,

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der Bandsägema schine mit einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine erläuternde Darstellung eines Beispiels einer vertikalen Ober flächen-Erfassungseinrichtung,

Fig. 4 eine erläuternde Darstellung, die die Beziehung zeigt, zwischen der Breite D und dem Kontaktwinkel Θ_n für runde, dreieckige, quadrati sche hexagonale und rechteckige Werkstücke,

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm, das das Meßverfahren unter Verwendung der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 6 eine erläuternde Darstellung, die die Veränderung der Schnittlänge in Abhängigkeit von der Veränderung in der Lagebeziehung zwi schen dem Werkstück und dem Sägeblatt verdeutlicht,

Fig. 7 ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Vorrichtung zur Einstel lung der Bewegung der Sägeblattführungen zeigt,

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm,

Fig. 9 ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Einrichtung zur Einstel lung der Bewegung der Sägeblattführungen zeigt, und

Fig. 10 eine Darstellung, die eine Ausführungsform einer Übertragungsvor richtung zeigt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 wird nachfolgend der vollständige Aufbau einer Bandsägemaschine mit einer Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung erläutert.

Wie in Fig. 1 gezeigt, dreht sich auf einem Maschinengestell 3 einer Bandsägema schine 1, wie allgemein bekannt ist, ein Sägeblattgehäuse 5 um eine Welle 7 und ist in vertikaler Richtung durch einen Hubzylinder 9 in frei drehbarer Weise instal liert. Außerdem ist eine Spannvorrichtung 11 auf dem Maschinengestell 3 vorgese hen und ein Werkstück W wird unter Zwischenlage zwischen einer festen Spann klaue 13 und einer beweglichen Spannklaue 15 festgelegt. Die bewegliche Spann klaue 15 kann in seitlicher Richtung frei durch einen Übertragungszylinder 17 be wegt werden.

Wie allgemein bekannt ist, sind ein Antriebsrad 19 und ein angetriebenes Rad 21 in frei drehbarer Weise in einem Sägeblattgehäuse 5 gelagert und in einer Endlos schlaufe läuft ein Sägeblatt 23 über die Räder 19, 21. Im Mittelabschnitt des Sä geblattgehäuses ist ein Führungsteil 25 vorgesehen, das sich seitlich erstreckt. Ein Paar Führungshalter (Sägeblattführungen) 27, 29 sind in ihrer Lage frei einstellbar vorgesehen, um das Sägeblatt 23 parallel zu dem Führungsteil 25 zu führen und ein Sägeblattführungs-Übertragungszylinder 30 ist vorgesehen, der die bewegliche Führungshalterung 29 entsprechend der Form (Querschnitt) und den Abmessun gen des Werkstückes W bewegt und positioniert.

Als nächstes wird der spezielle Aufbau für die Erfassung und Messung der Form (Querschnitt) und der Abmessungen des Werkstückes W in einer Sägemaschine mit einem Aufbau der vorerwähnten Art erläutert. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein Kontaktwinkeldetektor 31 auf der Drehwelle 7 des Sägeblattgehäuses 5 vorgese hen, um den Drehwinkel Θ oder die Lage des Sägeblattes 23 zu messen bzw. zu erfassen. Der Kontaktwinkeldetektor 31 kann z. B. eine Dreh-Codiereinrichtung oder dgl. sein, die mit der Drehung des Sägeblattgehäuses 5 verbunden ist und den Drehwinkel Θ oder die Lage des Sägeblattes 23 erfaßt. Außerdem kann die Erfassung des Zustandes, ob das Sägeblatt 23 das Werkstück W berührt hat oder nicht, durch eine Vorrichtung erfolgen, die die elektrische Leitfähigkeit zwischen dem Sägeblatt 23 und dem Werkstück W als Meßprinzip verwendet oder kann durch eine Vorrichtung erfolgen, die die Belastung auf einen Antriebsmotor des Sägeblattes 23 erfaßt.

Außerdem sind ein Breitendetektor 33 und ein Vertikalflächendetektor 35 an der beweglichen Spannklaue 15 vorgesehen, um die Breite des Werkstückes W und die Anwesenheit einer vertikalen Fläche an dem Querschnitt-Eckabschnitt des Werkstückes W jeweils zu erfassen. Der Breitendetektor 33 umfaßt eine Zahn stange, die sich gemeinsam mit der beweglichen Spannklaue 15 bewegt und ei ne Dreh-Codiereinrichtung, eingesetzt in ein Zahnrad, das mit der Zahnstange in Eingriff ist oder dgl.

Der Vertikalflächendetektor 35 umfaßt, wie in Fig. 3 gezeigt, einen Mikroschal ter, vorgesehen am unteren Teil der beweglichen Spannklaue 15. Das Betäti gungsglied des Mikroschalters ragt normalerweise leicht von der inneren Klemmfläche hervor und wenn eine quadratische bzw. rechteckige Stange oder ein anderes, von einer geraden, im wesentlichen vertikalen Seitenfläche be grenztes Material in die Spannvorrichtung 11 eingeführt wird, tritt das Betäti gungsglied zurück und gibt ein Signal ab, das zeigt, daß ein im wesentlichen rechtwinkliger Abschnitt bzw. eine rechtwinklige Querschnittsform an dem Werkstück vorhanden ist.

Eine Hydraulikdruck-Steuervorrichtung 37 ist mit einer Hydraulikpumpe (in den Zeichnungen nicht dargestellt) verbunden und eine Vielzahl von Umschaltventi len (in den Zeichnungen nicht gezeigt) zum Einführen und Herausführen von Hydraulikfluid zu bzw. von dem Hubzylinder 9 für das Gehäuse 5, den Übertra gungszylinder 17 für die bewegliche Spannklaue 15 und für den Übertragungs zylinder 30 für die Sägeblattführung sind vorgesehen.

Eine Berechnungsvorrichtung 39, welche die Abmessungen berechnet und die Form bzw. den Querschnitt des Werkstückes W einschätzt, ist mit einem Steu erabschnitt 46 zur Steuerung eines Speicherabschnittes 41, eines Berechnungs abschnittes 43, eines Bewertungsabschnittes 45 und der Hydraulikdruck-Steuer vorrichtung 37 versehen. Der Speicherabschnitt 41 speichert den Kontaktwinkel Θ_n, (wobei n = 1, 2, 3, 4) als mathematische Funktion des Durchmessers D, wie in den Gleichungen (1) bis (4) dargelegt, wobei Θ_n(n = 1, 2, 3, 4) für runde, dreieckige, quadratische, hexagonale und rechteckige Werkstücke, d. h. Werk stückquerschnitte, wie in Fig. 4 gezeigt, gegeben ist. Hierbei ist D die Breite bzw. der Durchmesser des Werkstückes, L ist der Abstand zwischen der inneren Klemmfläche der ortsfesten Spannklaue 13 und dem Drehzentrum 0 des Säge blattes. Der Berechnungssabschnitt 43 führt die erforderlichen Berechnungen auf der Grundlage der Signale von den verschiedenen Detektoren aus. Der Be wertungsabschnitt 45 vergleicht den berechneten Wert mit dem erfaßten Wert und bewertet die Form (Querschnitt) des Werkstückes. Der Steuerabschnitt 465 steuert die Lage der Sägeblattführung in Abhängigkeit von der Bewertung der Form und den Abmessungen des Werkstückes W und steuert die Hydraulik druck-Steuervorrichtung 37. Ein Anzeigeabschnitt 47 zeigt die Form (Quer schnitt) und die Abmessungen des Werkstückes W auf der Grundlage des Sig nales von der Berechnungsvorrichtung 39 an.

Als nächstes wird das Verfahren zum Messen bzw. Erfassen der Form (Quer schnitt) und der Abmessungen des Werkstückes W unter Verwendung der Ein richtung an der Sägemaschine nach der vorliegenden Erfindung erläutert, wobei auf das Ablaufdiagramm nach Fig. 5 Bezug genommen wird. Als erstes wird im Schritt S₁ die Breite D des Werkstückes W von dem Breitendetektor 33 gemes sen, der Kontaktwinkel Θ wird von dem Detektor 31 erfaßt, wenn das Sägeblatt 23 das Werkstück berührt und ein Winkelabschnitt-Erfassungssignal C von dem Vertikalflächendetektor 35 werden an die Berechnungsvorrichtung 39 geführt, wobei C = 1, z. B. für quadratische und rechteckige Materialien, und C = 0 für alle anderen Materialien, die keinen Winkelabschnitt, gemeint ist ein im wesentlichen rechter Winkel, aufweisen. Als nächstes werden im Schritt S₂ die Kontakt- bzw. Berührungswinkel Θ_n(n = 1, .... 4) für Werkstücke von verschiedenen Quer schnittsformen berechnet, auf der Grundlage der Werkstückbreite D.

Im Schritt S₃ wird bewertet, ob das Winkelabschnittssignal C = 1 ist oder 0 ist. Wenn der Querschnitt des Werkstückes keinen vertikalen Winkelabschnitt auf weist, d. h. C = 0 ist, wird im Schritt S₄ ein Vergleich zwischen dem Eingabewert Θ des Kontaktwinkels und den Kontaktwinkeln Θ₁, Θ₂, Θ₄, berechnet im Schritt S₂. durchgeführt. Wenn der Eingabewert Θ und der berechnete Wert Θ₁ gleich sind, wird im Schritt S₅ festgestellt, daß das Werkstück rund ist und der Durch messer des Werkstückes wird als Wert D bezeichnet. Wenn der Eingabwert Θ und der berechnete Wert Θ₂ gleich sind, wird im Schritt S₆ festgestellt, daß das Werkstück im Querschnitt dreieckig ist und eine Seitenlänge des Werkstückes wird als Wert D bezeichnet. Wenn der Eingabewert Θ und der berechnete Wert Θ₄ gleich sind, wird im Schritt S₇ festgestellt, daß das Werkstück hexagonal ist und der Abstand zwischen gegenüberliegenden Seiten des Werkstückes oder die Höhe desselben wird als 3/2D bezeichnet.

Wenn der Eingabewert Θ nicht gleich irgend einem der berechneten Werte für Θ₁, Θ₂, Θ₄ ist, wird im Schritt S₈ festgestellt, daß das Werkstück eine andere Form als rund, dreieckig, hexagonal oder rechteckig aufweist und dieser Um stand wird angezeigt.

Wenn im Schritt S₃ das Winkelabschnittssignal C = 1 ist, dann ist das Werkstück W quadratisch oder rechteckig im Querschnitt und im Schritt S₉ wird der Einga bewert des Kontatkwinkels Θ mit dem berechneten Wert Θ₃ verglichen.

Wenn der Eingabewert Θ und der berechnete Wert Θ₃ gleich sind, wird im Schritt S₁₀ festgestellt, daß das Werkstück quadratisch ist und eine Seitenlänge wird als Wert D bezeichnet. Wenn der Eingabewert Θ und der berechnete Wert Q₃ nicht gleich sind, wird im Schritt S₁₁ festgestellt, daß das Werkstück im Quer schnitt rechteckig ist und die Breite D und die Höhe H werden angegeben (H wird aus der Gleichung (6) in Fig. 4 berechnet).

Wenn die Form (Querschnitt) und die Abmessungen des Werkstückes W in der vorerwähnten Weise geschätzt sind, wird der Sägeblattführungs-Übertragungs zylinder 30 durch die Hydraulikdruck-Steuervorrichtung 37 mittels eines Steuer signals von dem Steuerabschnitt 46 gesteuert und die Führungshalterung 29 wird so angeordnet, daß sie der vorerwähnten Form (Querschnitt) und den Ab messungen entspricht.

Die Form des Werkstückes W, gemessen durch die vorerwähnte Einrichtung an der Sägemaschine nach der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Formen oder Querschnittsgeometrien beschränkt, die oben als Beispiele angegeben sind. Sofern eine gleichmäßige funktionale Beziehung zwischen der Breite D und dem Kontaktwinkel Θ besteht, kann die Form des Werkstückes durch das vorerwähnte Verfahren erfaßt und gemessen werden.

In dem Fall, in dem der größte Teil der Werkstücke, die dem Sägeprozeß unter worfen werden, lediglich rund oder quadratisch ist, ist es möglich, eine Betriebs art zu wählen bzw. auszuführen, bei der das Sägeblattgehäuse rechtwinklig ei ner Führungssäule folgend angehoben wird. In diesem Fall kann durch die Er fassung der Breite D des Werkstückes und der Erfassung des Winkelabschnittes (d. h. der Erfassung der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Vertikalfläche an dem Werkstück) unter Verwendung des Vertikalflächendetektors 35 sowie der Erfassung der Höhe des Punktes, an dem das Sägeblatt das Werkstück berührt, leicht festgestellt werden, ob das Werkstück rund oder quadratisch ist und es können ebenfalls die Abmessungen des Werkstückes aus solchen Bestimmun gen erhalten werden.

Wie aus der obigen Erläuterung deutlich ist, können durch das vorerwähnte Ausführungsbeispiel die Querschnittsformen einer breiten Vielfalt von Werkstüc ken, die der Sägemaschinezugeführt werden, bestimmt werden und die Abmes sungen können gemessen und angezeigt werden. Entsprechend ist es möglich, die Arbeitsweise der Sägemaschine sehr leicht zu automatisieren und ein feh lerhafter Sägevorgang kann durch ein Warnsignal oder dgl. vermieden werden, wenn ein Werkstück, das nicht mit den Anforderungen übereinstimmt, in den Prozeß eingeführt wird.

Außerdem kann die Sägeblattführung automatisch eingestellt und positioniert werden, um mit der Querschnittsform und den Abmessungen des Werkstückes übereinzustimmen bzw. diesen zu entsprechen. Dies führt zu der geeignetsten Positionierung und Anordnung der Sägeblattführung.

In dem vorher erläuterten Ausführungsbeispiel wird durch den Zylinder 30 nur die eine der beiden Sägeblattführungen 27, 29, nämlich die Sägeblattführung 29 bewegt. Es ist jedoch möglich, einen Aufbau zu wählen, durch den es möglich ist, die Sägeblattführungen 27, 29 gemeinsam oder einzeln individuell zu bewe gen und die Lage jeder von ihnen zu steuern. Mit solch einem Aufbau ist es möglich, automatisch den Abstand zwischen den Sägeblattführungen 27, 29 auf den geeignetsten Abstand in Übereinstimmung mit der Querschnittsform und der Schnittlänge in dem Werkstück einzustellen, so daß ein Biegen und Schwingun gen sowohl am Beginn als auch während des Schneidvorganges bzw. Sägens des Werkstückes durch das Bandsägeblatt 23 vermieden bzw. unterdrückt wer den können.

Nun, bei der Einstellung des Abstandes der Sägeblattführungen 27, 29 auf die Querschnittsform und die Schnittlänge, d. h. die Länge des Sägeschnittes in dem Werkstück, wird es bevorzugt, alle Veränderungen in der gegenseitigen Lage beziehung zwischen dem Werkstück W und dem Bandsägeblatt 23 zu erfassen und zu berechnen. D. h. unter Verwendung dieser Daten kann der Abstand der Sägeblattführungen 27, 29 optimal in Übereinstimmung mit der Veränderung der Schnittlänge im Werkstück, die sich mit der Zustellung der Gehäuse ändert, ein gestellt werden. Wenn das Werkstück W z. B. ein rundes Material ist, wie in Fig. 6 gezeigt, ist es möglich zu berechnen, welches die nächste Schnittlänge sein wird.

Im einzelnen werden mit dem Durchmesser des Werkstückes als 2R, dem Ab stand zwischen dem Ursprung 0 und der Klemmfläche der festen Spannklaue 13L und dem Neigungswinkel des Sägeblattes Θ die Stellen P₁, P₂, an denen sich die beiden Endpunkte der Schnittlänge befinden, erhalten als Schnittpunkt des Kreises, der durch die Gleichung (x - R - L)² + (y - R)₂ = R², und der geraden Linie des Neigungswinkels Θ, y = x tan Θ erhalten.

Wenn die Abstände vom Ursprung 0 bis zu den Punkten P₁ und P₂ mit L₁ und L₂ bezeichnet werden, ergeben sich diese Abstände als Funktionen von Θ.

Die Stellen Q₁ und Q₂ der Sägeblattführungen 27, 29 werden zur Vermeidung störender Eingriffe mit dem Werkstück W mit den Abstandswerten α₁ und α₂ je weils von den Stellen P₁ und P₂ festgelegt. Im einzelnen ist die Position Q₁ gleich (I₁ - α₁) und die Position Q₂ ist (I₂ + α₂). Dann wird die größte Schnittlänge bei Θ_r erreicht, wobei Θ_r tan^-1(R/R + L), wobei die Sägeblattführungen 27, 29 in dieser Lage maximal entfernt sind.

Als nächstes wird eine Einstellvorrichtung, die die Sägeblattführungen 27 und 29 entsprechend der Schnittlänge bewegt und einstellt, unter Bezugnahme auf die Fig. 7 erläutert. Diese Vorrichtung umfaßt eine Dreh-Codiereinrichtung 31, die die Sägeblattlage erfaßt und an dem Gabelbolzen 7 befestigt ist, einen Zähler 53, der die Ausgangsimpulse von der Dreh-Codiereinrichtung 31 zählt, ein Re gister 55, in der der Zählwert vom Zähler 53 zeitweilig in Übereinstimmung mit einem Befehlsimpulsausgangssignal in festen Intervallen von einer nachfolgend erläuterten Berechnungseinrichtung gespeichert wird, eine Berechnungseinrich tung 57 (nachfolgend als Zentralprozessoreinheit CPU 57 bezeichnt), die die je weiligen Sägeblattpositionen aus den Werten, die als Eingabewerte in das Re gister 55 eingegeben werden unter Verwendung einer vorgegebenen Gleichung berechnet und festlegt, ein Paar D/A-Wandlereinrichtungen 59, 61, die die digi talen Ausgangswerte von der CPU 57 in Analogwerte umwandeln, ein Paar Po tentiometer 63, 65 als Erfassungsvorrichtungen, die die Momentanlagen der Sä geblattführungen 27, 29 erfassen, ein Paar Differentialverstärker 67, 69, die die Differenz zwischen den Momentanwerten der Potentiometer 63, 65 und die durch die D/A-Wandlereinrichtungen 59, 61 in analoge Werte umgewandelten, festgesetzten Werte verstärken, ein Paar hydraulische Servoventile 71, 73, die durch das Ausgangssignal von den Differenzverstärkern 67, 69 angeregt werden und ein Paar Hydraulikzylinder 30, 30', die die Sägeblattführungen 27, 29 ent lang des Führungsteiles 25 bewegen, gesteuert durch die hydraulischen Servo ventile 71, 73.

Im Ergebnis dieser Anordnung wird die Sägeblattlage Θ als Anzahl von Impulsen durch die Dreh-Codiereinrichtung 31 erfaßt, welche durch den Zähler 53 gezählt werden. Der Zählwert wird zu dem Register 55 in Übereinstimmung mit einem Befehls-Impulsausgangssignal von der CPU 57 in festen Intervallen übertragen. Die Zenralprozessoreinheit CPU 57 nimmt den Zählwert auf und berechnet die gewünschten Positionen der Sägeblattführungen 57, 59 aus der vorher erwähn ten Gleichung. Das Ausgangssignal wird von einem digitalen in ein analoges Si gnal umgewandelt und an die Differenzverstärker 67, 69 in Übereinstimmung bzw. gemeinsam mit den Signalen von den Potentiometern 63, 65 gelegt, die die momentane Lage der Sägeblattführungen 27, 29 repräsentieren. Die Differenz verstärker 67, 69 verstärken die Spannungsdifferenzen und geben Steuersignale an die hydraulischen Servoventile 71, 73 ab. Die hydraulischen Servoventile 71, 73 steuern die Hydraulikzylinder 30, 30', die die Sägblattführungen 27, 29 be wegen und sie in einer bestimmten, festgesetzten Lage fest positionieren.

Als nächstes wird die Wirkung der Zentralprozessoreinheit CPU 57 im einzelnen unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm nach Fig. 8 erläutert.

Im Schritt S₁₀₁ wird der Anfangswert festgelegt und die Querschnittsform und die Abmessungen des Werkstückes W und die Sägeblattposition Θ_r, bei der die maximale Schnittlänge auftritt, werden eingegeben.

Im Schritt S₁₀₂ wird die Lage Θ des Sägeblattes erfaßt und in festen Intervallen eingegeben.

Im Schritt S₁₀₃ werden die Positionen I₁, I₂ an jedem Ende der Schnittlänge auf der Grundlage der Gleichung berechnet, die in dem Speicher gespeichert ist und die Positionen (I₁ - α₁) und (I₂ + α₂) der Sägeblattführungen 27, 29 werden be rechnet.

Im Schritt S₁₀₄ werden die Postionen (I₁ - α₁) und (I₂ + α₂) der Sägeblattführungen 27, 29 ausgegeben. Die vorgenannten Vorgänge werden bis zur Position Θ_r fort gesetzt, welches die Lage des Sägeblattes ist, bei der sich die maximale Schnittlänge ergibt und dann im Schritt S₁₀₅ wird die Betätigung der Zentralpro zessoreinheit CPU 57 gestoppt, wenn Θ = Θ_r ist.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Sägemaschine mit der Einrich tung nach der vorliegenden Erfindung. Die Einrichtung nach dieser Ausführungs form umfaßt ein Paar Berührungssensoren 75, 77 als Annäherungsdetektoren, um zu erfassen, wenn sich die Sägeblattführungen 27, 29 an das Werkstück W annähern. Die Einrichtung umfaßt ferner ein Paar Zeitschaltkreise 79, 81, die nur für eine festgelegte Zeitspanne nach dem Empfang eines Signales arbeiten, ein Paar Magnetspulenventil-Steuereinrichtungen 83, 85, ein Paar Magnetspu len-Richtungsschaltventile 87, 89 und ein Paar Hydraulikzylinder 30, 30'. Ein Paar Schutzzeitgeber 91, 93 ist angeschlossen, um die Energiequelle abzu schalten, für den Fall, daß die Betriebsdauer der Berührungssensoren 75, 77 ei ne festgelegte Zeitspanne überschreitet.

Im Ergebnis dieses Aufbaus wird dann, wenn die Berührungssensoren 75, 79 das Werkstück W umfassen, ein Signal an die Zeitschaltkreise 79, 81 gelegt. Die Zeitschaltkreise 79, 81 regen ein Paar Magnetspulen 87a, 89a der Magnet spulen-Richtungsschaltventile 87, 89 durch die Magnetspulen-Steuerungsein richtungen 83, 85 nur für eine wahlweise festgelegte Zeitspanne an. Wenn die Magnetspulen stromdurchflossen sind, wird unter Druck stehendes Fluid zu der Stangenseite der Hydraulikzylinder 30, 30' geführt und die Sägeblattführungen 27, 29 bewegen sich für die festgelegte Zeitspanne von dem Werkstück W weg.

Die Berührungssensoren 75, 77 bewegen sich ebenfalls von dem Werkstück W weg und der Kontakt wird geöffnet. Diese Wirkung bewirkt ein Ende des Betrie bes, wenn ein Sägeschnitt gerade in der oberen Hälfte des Werkstückes W aus geführt wird.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung, welche die Sä geblattführungen 27, 29 verstellt und positioniert. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Paar Schraubenteile 103, 105 durch ein Paar Servomotoren 99, 101, versehen mit einem Paar Dreh-Erfassungseinrichtungen 95, 97, die Dreh- Codiereinrichtungen sein können, rotierend angetrieben. Ein Paar Mutternteile 107, 109, die mit den Schraubenteilen 103, 105 in Eingriff sind, sind wirksam, um die Sägeblattführungen 27, 29 zu bewegen.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die Verwendung bei einer horizontalen Bandsägemaschine begrenzt, die hier als Ausführungsbeispiel angeführt ist. Eine vertikale Bandsägemaschine, versehen mit einem treibenden Rad und einem Mitnehmerrad, die vertikal beab standet angeordnet sind, kann ebenfalls verwendet werden. Wenn eine vertikale Bandsägemaschine verwendet wird, ist es für die obere Sägeblattführung ledig lich erforderlich, daß sie vertikal eingestellt und positioniert wird.

Wie aus der Erläuterung der vorerwähnten Ausführungsbeispiele deutlich ist, kann, da die Position der Sägeblattführungen auf der Grundlage der Position des Sägeblattes und der Form bzw. dem Querschnitt des Werkstückes berech net und festgelegt werden kann, die Lage der Sägeblattführungen automatisch so eingestellt werden, daß sie jeweils den Veränderungen in der Länge des je weiligen Sägeschnittes in dem Werkstück entspricht, unabhängig von der Quer schnittsform des Werkstückes. Eine Verringerung von Durchbiegungen und Schwingungen ist daher möglich.

Claims

1. Verfahren zum Erfassen der Querschnittsform und der Abmessungen eines Werkstücks, das in einer Sägemaschine gesägt werden soll, mit folgenden Ver fahrensschritten:

a) Erfassen der Breite (D) des Werkstückes (W),
b) Erfassen des Berührungswinkels (Θ) zwischen dem Sägeblatt (23) und einem gestellfesten Bezugspunkt, wenn das Sägeblatt (23) das Werk stück (W) berührt,
c) Erfassen der Anwesenheit oder Abwesenheit einer vertikalen Seitenfläche am Werkstück (W),
d) Berechnen von Berührungswinkeln (Θ_n) für Werkstücke (W) mit verschie denen Querschnittsformen auf der Grundlage der erfaßten Breite (D) des Werkstückes (W),
e) Vergleichen des erfaßten Berührungswinkels (Θ) mit den berechneten Be rührungswinkeln (Θ_n), und
f) Bestimmen der Abmessungen und der Querschnittsform des Werkstückes (W) aufgrund des Vergleichs, der erfaßen Breite (D) und der Anwesenheit oder Abwesenheit einer vertikalen Seitenfläche.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Anwesenheit einer vertikalen Seitenfläche des Werkstücks (W) im Verfahrens schritt (c) festgestellt wurde, im Verfahrensschritt (f) eine quadratische Quer schnittsform angezeigt wird, wenn die Winkel im Verfahrensschritt (e) überein stimmen, und eine rechteckige Querschnittsform angezeigt wird, wenn die Win kel nicht übereinstimmen.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund der erfaßten Querschnittsformen und der Abmessungen des Werk stücks (W) und des erfaßten Berührungswinkels (Θ), die Schnittfänge im Werk stück (W) berechnet wird und die Lage von Sägeblattführungen (27, 29) ent sprechend eingestellt wird.

4. Vorrichtung zur Erfassung der Querschnittsformen und der Abmessungen ei nes Werkstücks, das in einer Sägemaschine gesägt werden soll, mit einer De tektoreinrichtung (33) zum Erfassen der Breite (D) des Werkstücks (W),
einer Detektoreinrichtung (31) zum Erfassen des Berührungswinkels (Θ) zwi schen dem Sägeblatt (23) und einem gestellfesten Bezugspunkt,
einer Detektoreinrichtung (35) zum Erfassen der Anwesenheit oder Abwesenheit einer vertikalen Seitenfläche am Werkstück (W), und
einer Einrichtung (39) zum Berechnen der jeweiligen Berührungswinkel (Θ_n) für Werkstücke verschiedener Querschnittsformen auf der Grundlage der Werte, die durch die Breiten-Detektoreinrichtung (33) erfaßt wurden, und zum Verglei chen der erfaßten Berührungswinkel mit den berechneten Berührungswinkeln.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Steuerabschnitt (46) zum Steuern der Bewegung und der Positionierung eines Paares von Sä geblattführungen (27, 29) zur Führung des Sägeblattes (23) in Abhängigkeit von der Querschnittsform und den Abmessungen des Werkstückes (W).

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breiten-Detektoreinrichtung (33) zum Erfassen der Breite (D) des Werkstücks (W) und die Detektoreinrichtung (35) zum Erfassen der Anwesenheit oder Ab wesenheit einer vertikalen Seitenfläche mit einer Spannvorrichtung (11) für das Klemmen und Festlegen des Werkstücks (W) in der Sägemaschine verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch
einen Näherungsdetektor (75, 77) zum Erzeugen eines Annäherungssignals, wenn die Sägeblattführungen (27, 29) sich dem Werkstück (W) bis auf einen festgelegten Wertebereich nähern bzw. dieses berühren,
einen Zeitschaltkreis (79), der durch das Annäherungssignal betätigt wird, und
eine Stellvorrichtung (87a, 89a), die die Sägeblattführungen (27, 29) entlang ei ner Führungsstange (25) während einer durch den Zeitschaltkreis (79) vorbe stimmten Zeitdauer bewegt.