SE524602C2 - Förfarande och system för bestämning av matningshastigheten vid bandsågning - Google Patents

Description

f.. n. a - .- n o - ø - .- u ø~ av u -u 0 n n. v. . . . - u » . ~ u. a . . a. n i .. n n. s - u u s u u v - . v ø- v v I i! 0 . . . . . .... .. .. ---- - 2 - u v | u. a har tvärsnittsarean 78 cmz och skall enligt nuvarande bestämningsmetod alltså sågas med en snittid av 2,23 - 3,24 min! Det torde vara uppenbart att de tre kun- derna skulle behöva en betydligt bättre beräkning för att fastställa vilka skärdata som skall användas.

Syftet med föreliggande uppfinning är att avhjälpa ovannämnda brister i bestämningen av skärdata vid bandsågning.

Detta syfte uppnås med ett förfarande enligt patentkravet 1, ett system en- ligt patentkravet 7 och ett datorprogram enligt patentkravet 11.

Med föreliggande uppfinning erbjuds en avsevärt förbättrad teknik, vid vil- ken flertalet relevanta storheter beaktas för att åstadkomma för olika slag av arbetsstycken och olika typer av materials optimala skärdata.

För rörformiga arbetsstycken finns traditionellt mer eller mindre komplice- rade empiriska diagram för bestämning av tanddelningen. Enligt fördelaktiga utfö- ringsformer av föreliggande uppfinning beräknas i detta fall ett medelvärde Wmede. av den sträcka, längs vilken bandsågbladet är ingrepp med materialet ur ekvatio- DEF! Wmeael = där WT betecknar rörets väggtjocklek och k längden av kordan vid rörets inner- vägg, varpå tanddelningen bestäms ur en förutbestämd tabell över lämplig tand- delning för olika medelvärden Wmedej. Vid buntkapning, dvs. då flera rör läggs bredvid varandra för kapning kan också ovanstående ekvation användas, och re- sultatet multipliceras med antalet av sågen samtidigt kapade rör.

Erfarenhetsmässigt har man hittills bestämt lämplig matning per tand för olika material vid sågning med sågar med ett 41 mm brett band i massiva arbets- stycken. Matningen per tand ligger typiskt i området 0,003 - 0,007 mm. Då andra bandbredder används måste matningen per tand ändras för att kompensera för den ändrade bandstyvheten. Skärdata måste anpassas så att uppträdande krafter blir av rimliga storlekar. Om varje tand hos bandsågbladet utsätts för en vertikal kraft av t ex 50 N och 10 tänder äri ingrepp med arbetsstycket kommer sågbandet att utsättas för en total kraft av 500 N. Varje bladdimension kan motstå en viss 20 25 n n > n nn .nn nn. n n n» nn n nv nn n un I n n n n n n n n n n n . n n nnn n n n n n n n n n n nu n 0 n n n n n n n n u n n n n n n n n n n nnnn n. n. ennn n 3 ~ n n n un kraft innan det bucklas och börjar såga snett. Detta betyder att för hårda material måste både matningen och bandsågshastigheten reduceras med en faktor HF.

Erfarenhetsmässigt har också kunskap uppbyggts om vilken bandhastig- het, som lämpligen skall användas i olika arbetsmaterial. Enligt en fördelaktig utfö- ringsform av uppfinningen bestäms bandsågbladets hastighet BS ur ekvationen Bs = ExPL-'tw -HF - so där L och K är konstanter, W betecknar arbetsstyckets bredd, HF en faktor be- stämd av ekvationen Y l+x Y HF= l+x där Y betecknar verklig hårdhet för materialet i arbetsstycket, Yg, nominell hårdhet och x en för varje material framtagen empirisk konstant, och SD en faktor för kom- pensation för ytdefekter hos arbetsstycket.

De för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen erforderliga be- räkningar utförs lämpligen med dator, varför uppfinningen även avser ett datorpro- gram, som när det exekveras på en dator, utför en bestämning, ur inmatade inda- ta, av matningshastighet vid bandsågning av ett arbetsstycke enligt förfarandet. Även systemet enligt uppfinningen realiseras med fördel med en på detta sätt pro- grammerad dator.

För att förklara uppfinningen närmare kommer nu såsom exempel valda utföringsformer av uppfinningen att beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka Figur 1 visar ett principschema för bestämning av skärdata vid bandsåg- ning enligt uppfinningen, Figur 2 visar tvärsnittet av ett rörformigt arbetsstycke för illustrering av be- stämningen av en medelbredd för användning vid uppfinningen, Figur 3 illustrerar förloppet hos en faktor HF för beaktande av hårdheten hos materialet i arbetsstycket vid bestämning av bandhastighet, och 5 20 25 n n n n nn nnn nnn n n nn nn n nn nn n nn n n n o ~ n n nn nn n n n n n n n n n nnn n n n nn n n nn n nn n n n n n n n n n n I v- v ~ v n n n n . :un nn n. -nnn n 4 n n n n nn Figur 4 visar en utföringsform av systemet enligt uppfinningen i block- schemaform.

Vid steget 1 ifigur 1 bestäms tanddelningen hos bandsågbladet ur det ak- tuella arbetsstyckets form och dimensioner. Tanddelningen TP för massiva ar- betsstycken bestäms på, i och för sig känt sätt, med hjälp av en tabell, exempelvis följande TP = tänder per tum Arbetsstyckets bredd 4 56-89 mm 3 90- 120 mm 2 121-160 mm etc För rörformiga arbetsstycken finns traditionellt mer eller mindre komplice- rade empiriska diagram som kan användas för bestämning av tanddelningen. Fö- religgande uppfinning innefattar emellertid en beräkningsmetod för bestämning av tanddelningen vid rörformiga arbetsstycken.

Sålunda beräknar man geometriskt den minsta sträckan som bandet be- arbetar, dvs. 2 x rörets väggtjocklek VVT, samt den längsta sträcka, som sågban- det är i ingrepp med material hos arbetsstycket, dvs. längden av kordan precis vid rörets innervägg, se flgur 2. Därefter beräknas en medeldimension Wmedej enligt ekvationen (1) _2-wT+k Wmae. 2 (1) Den sålunda beräknade storheten Wmede| används därefter för att välja tanddelning, företrädesvis med hjälp av samma tabell som ovannämnda tabell för massiva arbetsstycken.

Vid buntkapning, dvs. dåiflera rör läggs bredvid varandra kan också ovan- stående ekvation användas vid bestämning tanddelningen, multiplicerat med anta- let samtidigt kapade rör. ' Vid steg 2 i flgur 1 bestäms matning per tand ur arbetsstyckets form och dimensioner, egenskaper hos materialet i arbetsstycket samt sågbladets band- bredd. 20 524 602 5 o n 's u: Vid föreliggande uppfinning multipliceras därför den nominella matningen per tand med den empiriskt bestämd faktor Kg för att kompensera för olika band- bredder hos sågbladet. Faktorn Kg ligger typiskt i området O,5-2.

Vid steg 3 i figur 1 bestäms sågens bandhastighet. Sågbandets hastighet bestäms enligt uppfinningen av ekvationen (2) (2) Bs = ExPL-*W -HF-so där L och K betecknar empiriskt bestämda konstanter och W arbetsstyckets bredd.

HF betecknar en faktor som påverkas av hårdheten hos arbetsstyckets material enligt ekvationen (3) å” (s) HF= Y 1+x där Y betecknar verklig hårdhet hos materialet och Y3 dess nominella hårdhet. x betecknar en för varje material empiriskt bestämd konstant. För t ex 'mjuka materi- al, såsom lågkolhaltiga stål, är x = 1.

I figur 3 visas variationen hos faktorn HF som funktion av materialets Bri- nell-hårdhet. HF = 1 erhålls för en hårdhet av ca 260. För detta material är detta således normalhårdheten. För ett material med hårdheten 150 stiger faktorn HF till ca 1,5, dvs högre sågbandshastighet BS medges.

SD är en faktor för kompensation av eventuella ytdefekter hos arbets- stycket såsom ytoxidföroreningar. SD ligger normalt i området 0,3 - 1. För perfekt yta är SD = 1 och för mycket dålig yta är SD = 0,3, dvs bandhastigheten BS är då endast 30 % av hastigheten vid perfekt yta.

Vid steg 4 i figur 1 beräknas snittid T/ matnings- eller sjunkhastighet MH.

Snittiden T, dvs. erforderlig tid för att kapa arbetsstycket, ges av ekvation H =sí___. (4) 39,7' S-HF- TP' BS T Kl-K, 20 25 5 2 4 6 0 2 ífišilÉï - -.:=-I,;ï f 6 n u u | »u u där H betecknar arbetsstyckets höjd och K1 en tanddelningsfaktor som är lika med 1 om tanddelningen är enligt rekommendationer och är lika med 1,25 om tanddel- ningen valts ett steg finare än rekommenderat. Vid uppfinningen tillåts alltså ett steg grövre eller ett steg finare tanddelning än rekommenderat. Om rekommende- rad tanddelning är t ex 3 TPl kan även 4 eller 2 TPl accepteras, jfr. tabellen ovan.

Om ett steg finare tanddelning väljs, dvs 4 TPl, blir således snittiden T 25 % läng- re, eftersom fler tänder kommer att vara i ingrepp med materialet och större krafter därmed uppstår. Vid val av grövre tanddelning krävs ingen korrektion. Större awi- kelse än steg från rekommenderad tanddelning tillåts ej. Övriga i ekvationen (4) ingående storheter har definierats ovan.

Ur snittiden T och uppgiften om arbetsstyckets höjd H beräknas matnings- hastigheten MH, dvs. den vertikala hastighet med vilken sågbandet matas, ur ek- vationen (5) MH = Ü (5) T l figur 4 visas i blockschemaform en utföringsform av systemet enligt upp- finningen. Systemet innefattar sålunda en enhet 6 för att bestämma tanddelningen TP för bandsågbladet ur uppgifter om arbetsstyckets form och dimensioner. Enhe- ten 6 innefattar ett minne 8, i vilket en tabell är lagrad över lämplig tanddelningTP för olika bredder W hos arbetsstycket. Enheten 6 innefattar också en beräknings- anordning 10, inrättad att i fallet med rörformigt arbetsstycke beräkna ett medel- värde Wmede, av den sträcka, längs vilken bandsågbladet är i ingrepp med material.

Det sålunda beskrivna medelvärdet Wmede; används därefter för bestämning av lämplig tanddelning TP ur nämnda lagrade tabell.

Systemet innefattar vidare en andra enhet 12 för bestämning av lämplig matning per tand. Vid 14 bestäms sålunda nominell matning per tand S ur uppgif- ter om arbetsstyckets material.

Vid 20 i enheten 12 bestäms en faktor Kg för att kompensera för olika bredder hos bandsågbladet, såsom beskrivits ovan.

Systemet innefattar ytterligare en enhet 22 för beräkning av den bandhas- tighet BS, som skall användas, enligt ekvationen (2) ovan ur konstanterna L och K, 10 _.. ... . . .. .. . . . . .. . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . n. . . . . . . . . . - . . . . . . . . . . . . . .. . . . 4 Û 2 . . . . . u.. .. .. u.. . 7 | n . « oo faktorn HF samt storheten SD. Enheten 22 innefattar en beräkningsanordning 26 för att beräkna faktorn HF enligt ekvationen (3) ovan ur hårdhetsuppgifterna Y och Y3 för materialet och konstanten x. Själva beräkningen av bandhastigheten BS sker i beräkningsanordningen 28. l en beräkningsenhet 30 beräknas därefter snittiden T enligt ekvationen (4) ovan, varpå matnings- eller sjunkhastigheten MH bestäms enligt ekvationen (5) ovan i en beräkningsenhet 32.

Det ovan beskrivna systemet för att bestämma matningshastigheten MH kan med fördel realiseras genom en dator, programmerad att utföra ovan beskriv- na kalkyler.

Claims (11)

10 15 20 524 602 ß n - c Q u» PATENTKRAV

1. Förfarande för bestämning av matningshastigheten vid bandsågning av ar- betsstycke, kännetecknat av att tanddelningen TP för bandsàgbladet bestäms i be- roende av arbetsstyckets form och dimensioner, att matning per tand bestäms i be- roende av egenskaper hos materialet i arbetsstycket och arbetsstyckets form och dimensioner samt bandsågbladets bredd, att bandsågbladets hastighet BS bestäms ur arbetsstyckets bredd, hårdheten hos materialet i arbetsstycket, varpå snittiden T bestäms ur arbetsstyckets höjd H, matning per tand, hárdheten hos materialet i ar- betsstycket, tanddelning och bandhastighet BS, samt att matningshastigheten MH för bandsàgbladet därefter bestäms ur ekvationen MH = E T

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att snittiden T bestäms ur ekva- flonen H i = '-:-:-___-“""" ' K 'K T 39,7~s-P¿F-T1>~Bs 1 2 där tanddelningen TP är angiven i tänder per tum, K1 betecknar en tanddelningsfak- tor och K2 en empiriskt bestämd faktor för att kompensera för olika bredder hos bandsàgbladet.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att tanddelningen TP be- stäms ur en förutbestämd tabell över lämplig tanddelning TP för arbetsstycken av olika bredder W.

4. Förfarande enligt krav 1 eller 2, varvid arbetsstycket är rörformigt, känne- tecknat av att ett medelvärde Wmedei av den sträcka, längs vilken bandsågbladet är i ingrepp med materialet, bestäms ur ekvationen _2-wT+l< Wmedel 2 där WT betecknar rörets väggtjocklek och k längden av kordan vid rörets innervägg, varpå tanddelningen TP bestäms ur en förutbestämd tabell över lämplig tanddelning över olika medelvärden Wmeder 20 524 602 9

5. Förfarande enligt krav 3 och 4, kännetecknat av att nämnda tabeller är en och samma tabell för massiva och rörformiga arbetsstycken, varvid såsom arbets- styckets bredd W vid rörformiga arbetsstycken används nämnda medelvärde Wme- de. av den sträcka, längs vilken bandsågbladet är i ingrepp med materialet.

6. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att band- sågbladets hastighet BS bestäms av ekvationen Bs = ExPL-*W -HF - so där L och K är konstanter, W arbetsstyckets bredd, HF en faktor bestämd av ekva- üonen 1G -+x Y HF= 1+x där Y betecknar verklig hårdhet för materialet i arbetsstycket och Y3 nominell hård- het, x en för varje material empiriskt bestämd konstant, samt SD en faktor för kom- pensation för ytdefekter hos arbetsstycket.

7. System för bestämning av matningshastigheten vid bandsågning av ett arbetsstycke, kännetecknat av att en första enhet (6) är inrättad att bestämma en tanddelning TP för bandsågbladet ur uppgifter om arbetsstyckets form och dimen- sioner, att en andra enhet (12) är inrättad att bestämma nominell matning per tand S ur uppgifter om egenskaper hos materialet i arbetsstycket och en korrektionsfak- tor Kg ur uppgifter om sågbladets bandbredd, att en tredje enhet (22) är inrättad att bestämma bandhastighet BS ur uppgifter om arbetsstyckets bredd W och en av hårdheten i materialet i arbetsstycket beroende faktor HF, samt att en första be- räkningsenhet (30) är inrättad att ur, från nämnda första, andra och tredje enheter erhållna data beräkna en snittid T för kapning av arbetsstycket ifråga, varjämte en andra beräkningsenhet (32) är inrättad att ur uppgifter om arbetsstyckets höjd H och nämnda snittid T bestämma matningshastigheten MH.

8. System enligt krav 7, kännetecknat av att den första enheten innefattar ett minne, i vilket en tabell är lagrad över lämplig tanddelning TP för olika bredder W hos arbetsstycket. 15 524 602 10 ~ u « ~ ; a u . « | .u

9. System enligt krav 8, kännetecknat av att den första enheten innefattar en första beräkningsanordning, inrättad att i fallet med rörformigt arbetsstycke be- räkna ett medelvärde Wmedei av den sträcka längs vilken bandsågbladet är i in- grepp med material enligt ekvationen 2-WT+k vvmedel = 2 där VVT betecknar rörets väggtjocklek och k längden av kordan vid rörets inner- vägg, för användning vid bestämning av lämplig tanddelning TP för arbetsstycket ur nämnda tabell.

10. System enligt något av kraven 7 - 9, kännetecknat av att den tredje en- heten innefattar en andra beräkningsanordning för att bestämma faktorn HF ur ek- vaüonen å” Y HF= 1+x där Y betecknar verklig hårdhet för materialet i arbetsstycket och Y3 materialets nominella hårdhet, samt x en för varje material specifik, empiriskt bestämd kon- Stant.

11. Ett datorprogram som när det exekveras på en dator utför, ur inmatade in- data, en bestämning av matningshastigheten vid bandsågning av ett arbetsstycke enligt förfarandet enligt något av patentkraven 1 - 6.