WO2022196508A1

WO2022196508A1 - 横型帯鋸盤

Info

Publication number: WO2022196508A1
Application number: PCT/JP2022/010455
Authority: WO
Inventors: 典久境; 進只野
Original assignee: 株式会社アマダ; 株式会社アマダマシナリー
Priority date: 2021-03-15
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2022-09-22
Also published as: US20240157455A1; JP2022141238A; CN116981531A

Abstract

横型帯鋸盤（１）は、固定バイスジョー（２７）と、上下方向に延在するガイドポスト（３１）に沿って降下しながらワーク（Ｗ）を切断するカッティングヘッド（９）とを備えている。カッティングヘッド（９）は、駆動ホイール（４３）及び従動ホイール（４５）のそれぞれが回転自在に取り付けられたハウジング（３３）と、駆動ホイール（４３）と従動ホイール（４５）との間に掛け渡される無端状の帯鋸刃（４７）とを含む。帯鋸刃（４７）でワーク（Ｗ）を切断するとき、駆動ホイール（４３）の中心は、従動ホイール（４５）の中心よりも上方に位置し、ハウジング（３３）は、ガイドポスト（３１）に沿って直線上下動する。固定バイスジョー（２７）がワーク（Ｗ）を固定する鉛直面である固定バイス基準（Ｒｂ）は、帯鋸刃（４７）がワーク（Ｗ）の切断を終了する切断終了点（Ｐｃ）を共有する。

Description

横型帯鋸盤

　本発明は、横型帯鋸盤に関する。

　従来、横型帯鋸盤では、ワークを固定する固定バイスジョーからみてワークの幅が広がる方向にかけて上り傾斜となるように、帯鋸刃を水平方向から傾けた状態で切削を行うことが行われている。この類の横型帯鋸盤では、ワークの幅及び断面形状などの切断条件によって、ワークの切断を終了する切断終了点が変わってしまうという問題に対処する必要があった（例えば特許文献１参照）。

実開昭６１－０３５７１６号公報

　しかしながら、従来の手法は、ワークを切断加工する際に切断終了点を検出する又は演算する必要があり、煩雑さを伴うものであった。

　本発明の一態様に係る横型帯鋸盤は、可動バイスジョーとの間にワークを挟持することによりワークを固定する固定バイスジョーと、上下方向に沿って直線状に延在するガイドポストと、ガイドポストに沿って降下しながらワークを切断するカッティングヘッドと、を備え、カッティングヘッドは、駆動ホイール及び従動ホイールのそれぞれが回転自在に取り付けられたハウジングと、駆動ホイールと従動ホイールとの間に掛け渡される無端状の帯鋸刃と、を含む。駆動ホイールと従動ホイールとの間の帯鋸刃でワークを切断するとき、駆動ホイールの中心は、従動ホイールの中心よりも上方に位置し、ハウジングは、駆動ホイールと従動ホイールとの位置関係を保持したまま、ガイドポストに沿って直線上下動する。固定バイスジョーがワークを固定する鉛直面である固定バイス基準は、帯鋸刃がワークの切断を終了する切断終了点を共有している。

　本発明の一態様に係る横型帯鋸盤によれば、固定バイス基準が切断終了点を共有するので、切断条件に拘わらず切断終了点を一意に定めることができる。このため、ワークを切断加工する際に切断終了点を検出したり演算したりする必要がない。

　本発明の一態様によれば、ワークを切断加工する際の煩雑さを解消することができる。

図１は、本実施形態に係る横型帯鋸盤を示す正面図である。図２は、本実施形態に係る横型帯鋸盤を示す上面図である。図３は、帯鋸刃の走行ラインと旋回角との関係を示す図である。図４は、帯鋸刃の走行ラインと旋回角との関係を示す図である。図５は、本実施形態に係る横型帯鋸盤を示す説明図である。

　以下、図面を参照し、本実施形態に係る横型帯鋸盤について説明する。以下の説明では、方向を定義するために左右方向、前後方向、及び上下方向を用いるが、これらの方向は説明の便宜のために用いられるに過ぎない。左右方向及び前後方向は、水平方向に対応し、上下方向は鉛直方向に対応する。

　図１は、本実施形態に係る横型帯鋸盤を示す正面図である。図１に示すように、横型帯鋸盤１は、可動バイスジョー７１との間にワークＷを挟持することによりワークＷを固定する固定バイスジョー２７と、上下方向に沿って直線状に延在するガイドポスト３１と、ガイドポスト３１に沿って降下しながらワークＷを切断するカッティングヘッド９と、を備えている。カッティングヘッド９は、駆動ホイール４３及び従動ホイール４５のそれぞれが回転自在に取り付けられたハウジング３３と、駆動ホイール４３と従動ホイール４５との間に掛け渡される無端状の帯鋸刃４７と、を含む。駆動ホイール４３の中心は、従動ホイール４５の中心よりも上方に位置し、ハウジング３３は、駆動ホイール４３と従動ホイール４５との位置関係を保持したまま、ガイドポスト３１に沿って直線上下動する。固定バイスジョー２７がワークＷを固定する鉛直面である固定バイス基準Ｒｂは、帯鋸刃４７がワークＷの切断を終了する切断終了点Ｐｃを共有している。

　図２は、本実施形態に係る横型帯鋸盤を示す上面図である。図３及び図４は、帯鋸刃の走行ラインと旋回角との関係を示す図である。つぎに、図１から図４を参照し、本実施形態に係る横型帯鋸盤１の構成を詳細に説明する。横型帯鋸盤１は、帯鋸刃４７によってワークＷを切断加工する加工機である。加工対象となるワークＷは、前後方向に沿って長手となる長尺なワークであり、例えばＨ形綱（或いはＩビーム、Ｈビーム、Ｗビーム、ユニバーサル・ビーム、ＲｏｌｌｅｄＳｔｅｅｌＪｏｉｓｔ (ＲＳＪ)、ｄｏｕｂｌｅ－Ｔとも称す、断面がＩまたはＨ型のビーム）といった形鋼である。

　横型帯鋸盤１は、ベースフレーム３と、カッティングヘッド９と、ＮＣ（数値制御：Numerical Control）装置６５とを主体に構成されている。ベースフレーム３は、ピン５、機台７、支持ローラ１１、フロントバイス装置１７、固定バイスジョー２７、旋回バイス装置２９、ガイドポスト３１などを備えている。

　ピン５は、上下方向に沿って起立するように、ベースフレーム３に設けられている。ピン５は、ベースフレーム３上に搭載された機台７を貫通し、ピン５の上端は、機台７の上面から上方へと僅かに突出している。

　機台７は、ベースフレーム３上に搭載されて、ピン５を中心として水平方向に回動する。機台７は、図示しない旋回作動装置を操作することによって旋回させることができる。機台７を旋回させることで、カッティングヘッド９も同期して旋回し、旋回角θ、すなわちワークＷの長手方向と直交する方向（ワークＷの幅方向）から傾斜した角度θでワークＷを切断することができる。

　支持ローラ１１は、ワークＷを支持して搬送する。支持ローラ１１は、ベースフレーム３の前側及び後側にそれぞれ設けられている。個々の支持ローラ１１は、ローラスタンド１３によって回転自在に支持されている。前後の支持ローラ１１にワークＷが支持されることで、個々の支持ローラ１１の頂部を含む水平面においてワークＷの下端が定められる（後述するワーク支持基準Ｒｗ）。

　前側のローラスタンド１３には、例えばワーク搬送用のハンドル１５が設けられている。ハンドル１５は、チェーン等を介して前後の支持ローラ１１と連結されている。ハンドル１５を回転させることで、前後の支持ローラ１１がそれぞれ回転し、これにより、ワークＷを後側から前側にかけて搬送することができる。

　フロントバイス装置１７は、帯鋸刃４７の走行ラインＢＬよりも前側においてワークＷを固定する。フロントバイス装置１７は、ピン５よりも前側、且つ、前側の支持ローラ１１よりも後側に配置されている。フロントバイス装置１７は、フロントバイスベッド１９と、フロント固定バイスジョー２１と、及びフロント可動バイスジョー２３とを備えている。

　フロント固定バイスジョー２１は、左右方向に沿って設けられたフロントバイスベッド１９の一端側に固定されている。フロント固定バイスジョー２１の後端部側は、機台７の上方に突出したピン５の上端部に固定されている。フロント可動バイスジョー２３は、フロントバイスベッド１９上に取り付けられている。フロント可動バイスジョー２３は、フロント固定バイスジョー２１に接近する方向、又はフロント固定バイスジョー２１から離反する方向へそれぞれ進退自在に構成されている。フロント可動バイスジョー２３の進退動作は、フロントバイスベッド１９の側部に設けられたフロントバイスシリンダ２５によって行われる。フロント固定バイスジョー２１及びフロント可動バイスジョー２３は、ワークＷを両側から挟持することで、ワークＷを固定する。

　固定バイスジョー２７は、帯鋸刃４７の走行ラインＢＬよりも後側においてワークＷを固定する。固定バイスジョー２７は、ピン５と後側のローラスタンド１３との間に支持されている。固定バイスジョー２７とフロント固定バイスジョー２１とをピン５に連結した部分は、帯鋸刃４７との干渉を回避するように、帯鋸刃４７が進入し得るスリット状に形成されている。

　旋回バイス装置２９は、固定バイスジョー２７と協働してワークＷを固定する。旋回バイス装置２９は、機台７上に設けられ、機台７とともにピン５を中心として旋回する。旋回バイス装置２９は、バイスベッド６７と、可動バイスジョー７１とを備えている。

　バイスベッド６７の上面の一端側は、固定バイスジョー２７の下面に位置している。バイスベッド６７の上面の他端側には、ガイドポスト３１から離れた位置にサブガイドポスト６９が設けられている。サブガイドポスト６９は、上下方向に沿って直線状に延在している。サブガイドポスト６９は、ガイドポスト３１とともにカッティングヘッド９の直線上下動を案内する。

　バイスベッド６７の上面の他端側には、可動バイスジョー７１が設けられている。可動バイスジョー７１は、固定バイスジョー２７に接近する方向、又は固定バイスジョー２７から離反する方向へそれぞれ進退自在に構成されている。可動バイスジョー７１の進退動作は、サブガイドポスト６９に装着されたバイスシリンダ７３によって行われる。固定バイスジョー２７及び可動バイスジョー７１は、ワークＷを両側から挟持することで、ワークＷを固定する。

　ガイドポスト３１は、機台７に設けられて、上下方向に沿って直線状に延在している。ガイドポスト３１は、カッティングヘッド９の直線上下動を案内する。

　カッティングヘッド９は、機台７の上方に配置されている。カッティングヘッド９と機台７との間には、支持ローラ１１によって支持されたワークＷが存在する。カッティングヘッド９は、上下方向に沿って降下しながらワークＷを切断する。カッティングヘッド９は、ハウジング３３と、帯鋸刃４７とを備えている。

　ハウジング３３は、ガイドポスト３１及びサブガイドポスト６９にそれぞれ取り付けられ、ガイドポスト３１及びサブガイドポスト６９の延在方向に沿って移動可能に構成されている。ガイドポスト３１に近接した位置には、ハウジング３３を昇降するための油圧シリンダ５７が設けられている。昇降用の油圧シリンダ５７のピストンロッドの先端は、ハウジング３３のブラケット部６１に連結されている。油圧シリンダ５７が動作することで、ハウジング３３は、ガイドポスト３１及びサブガイドポスト６９に沿って直線上下動する。

　ハウジング３３は、左右方向に延在するビーム部材３３ａと、ビーム部材３３ａの両端に設けられたハウジング本体部３５、３７とで構成されている。一方のハウジング本体部３５には、駆動ホイール４３が設けられ、他方のハウジング本体部３７には、従動ホイール４５が設けられている。駆動ホイール４３と従動ホイール４５とは、互いに離間しており、ワークＷを隔てて向かい合っている。駆動ホイール４３は、ワークＷよりも固定バイスジョー２７側に位置し、従動ホイール４５は、ワークＷよりも可動バイスジョー７１側に位置する。

　駆動ホイール４３の中心には、ハウジング本体部３５に対して回転自在に取り付けられた駆動軸３９が挿通されている。駆動軸３９は、モータなどの駆動機構から伝達される動力によって回転する。駆動ホイール４３は、駆動軸３９の回転に伴って回転する。従動ホイール４５の中心には、ハウジング本体部３７に対して回転自在に取り付けられた従動軸４１が挿通されている。

　駆動ホイール４３と従動ホイール４５との間には、ワークＷを切削して切断するための無端状の帯鋸刃４７が掛け渡されている。なお、従動されるホイールが２つ以上ある帯鋸盤もあるが、本実施形態で示す従動ホイール４５は、ワークＷを切削して切断するための無端状の帯鋸刃４７が掛け渡されている駆動ホイール４３と従動ホイールとの間を形成するための従動ホイールを指す。帯鋸刃４７のうち、駆動ホイール４３と従動ホイールとの間の領域、すなわち、ワークＷを切削する領域である切削領域は、鋸刃ガイド５３、５５によって垂直にひねり起こされている。一方の鋸刃ガイド５３は、ビーム部材３３ａに固定された固定ガイドアーム４９の下端に設けられている。他方の鋸刃ガイド５５は、ビーム部材３３ａに沿って移動自在に取り付けられた可動ガイドアーム５１の下端に設けられている。

　本実施形態の特徴の１つとして、ハウジング３３のビーム部材３３ａには、固定バイスジョー２７からみてワークＷの幅が広がる方向、すなわち、可動バイスジョー７１が固定バイスジョー２７から離反する方向にかけて下がるような傾斜が設定されている。ビーム部材３３ａの傾斜角に対応して、駆動ホイール４３の中心である駆動軸３９は、従動ホイール４５の中心である従動軸４１よりも上方に位置している。駆動ホイール４３のホイール径と従動ホイール４５のホイール径とは相互に対応しており、駆動ホイール４３の下端４３ａは、従動ホイール４５の下端４５ａよりも上方に位置する。このため、帯鋸刃４７には、ワークＷの幅が広がる方向にかけて下り傾斜となる傾斜角αが付与されている。ハウジング３３は、傾斜角α、すなわち駆動ホイール４３と従動ホイール４５との位置関係を保持したまま、ガイドポスト３１に沿って直線上下動する。

　機台７がピン５を旋回中心として旋回することで、可動バイスジョー７１及びカッティングヘッド９もピン５を旋回中心として旋回する。図３及び図４に示すように、フロント固定バイスジョー２１及び固定バイスジョー２７においてワークＷを固定する鉛直面を、基準面である固定バイス基準Ｒｂとして定める。この場合、可動バイスジョー７１及びカッティングヘッド９の旋回中心Ｏは、帯鋸刃４７の走行ラインＢＬを通る鉛直面と、固定バイス基準Ｒｂとの交点と一致している。

　ＮＣ装置６５は、アーム部材６３を介して、ガイドポスト３１の上部に設けられている。ＮＣ装置６５は、横型帯鋸盤１を制御する制御装置である。ＮＣ装置６５には、カッティングヘッド９の降下量などを検出する各種のセンサから検出信号が入力されている。ＮＣ装置６５は、これらの検出信号及び加工プログラムに基づいて、帯鋸刃４７の回転制御、カッティングヘッド９の昇降制御などを行う。

　本実施形態との関係において、ＮＣ装置６５は、カッティングヘッド９の降下量を検出するセンサの検出信号に基づいて、帯鋸刃４７が後述する切断終了点Ｐｃまで下降したか否を判断する。ＮＣ装置６５は、帯鋸刃４７が切断終了点Ｐｃまで下降したと判断すると、ハウジング３３を所定のホーム位置まで上昇させる動作を行う。

　このような構成の横型帯鋸盤１では、ハンドル１５を操作してワークＷを搬送することで、ワークＷが適宜の位置に位置決めされる。ワークＷが位置決めされると、フロントバイス装置１７、固定バイスジョー２７及び旋回バイス装置２９によってワークＷが固定される。ＮＣ装置６５の制御のもと、駆動ホイール４３を回転させて帯鋸刃４７を走行させ、且つ、ガイドポスト３１に沿ってカッティングヘッド９を下降させることにより、ワークＷの切断が行われる。

　図５は、ワークの幅と切断終了点との関係を示す説明図である。図５には、幅が異なる２種類のワークＷが示されている。カッティングヘッド９がガイドポスト３１に沿って降下しながらワークＷを切断する場合、ワークＷの幅によって切断長が相違する。

　本実施形態に係る横型帯鋸盤１にあっては、駆動ホイール４３の中心は、従動ホイール４５の中心よりも上方に位置しており、帯鋸刃４７にも、ワークＷの幅が広がる方向にかけて下り傾斜となる傾斜角αが付与されている。帯鋸刃４７によるワークＷの切断は、可動バイスジョー７１側から固定バイスジョー２７側に向かって進行し、固定バイス基準Ｒｂにおいて終了する。より特定的には、帯鋸刃４７によるワークＷの切断は、ワークＷの下端を定める水平面であるワーク支持基準Ｒｗと固定バイス基準Ｒｂとの交点で終了する。ワークＷの切断がワーク支持基準Ｒｗと固定バイス基準Ｒｂとの交点で終了する関係は、ワークＷの幅に拘わらず一定となる。したがって、ワークＷの幅に係わらず、ワーク支持基準Ｒｗと固定バイス基準Ｒｂとの交点を、帯鋸刃４７がワークＷの切断を終了する切断終了点Ｐｃとして定義することができる。

　このように、本実施形態に係る横型帯鋸盤１においては、固定バイス基準Ｒｂに切断終了点Ｐｃを割り当てることができるので、固定バイス基準Ｒｂが切断終了点Ｐｃを共有することとなる。すなわち、固定バイス基準Ｒｂはその面内に切断終了点Ｐｃを含み、切断終了点Ｐｃとしての役割も果たすことなる。これにより、ワークＷの幅（加工条件の一例）に拘わらず、切断終了点Ｐｃが一定となるので、切断終了点Ｐｃを一意に定めることができる。その結果、ワークＷを切断加工する際に切断終了点Ｐｃを検出したり演算したりする必要がないので、ワークＷを切断加工する際の煩雑さを解消することができる。

　なお、図５では、ワークＷの幅の違いによる切断長の相違を説明した。しかしながら、このような切断長の相違は、同一のワークＷを切断する場合であっても旋回角θの違いによって発生する。この点、本実施形態に係る横型帯鋸盤１によれば、帯鋸刃４７によるワークＷの切断は、旋回角θに拘わらず、ワーク支持基準Ｒｗと固定バイス基準Ｒｂとの交点で終了することとなる。したがって、旋回角θに拘わらず、ワーク支持基準Ｒｗと固定バイス基準Ｒｂとの交点を切断終了点Ｐｃとして定義することができる。固定バイス基準Ｒｂに対して切断終了点Ｐｃが割り当てることができるので、固定バイス基準Ｒｂが切断終了点Ｐｃを共有することとなる。つまり、ワークＷの幅に係わらず、また、ピン５を回転中心にカッティングヘッド９の旋回を伴っても、ワーク支持基準Ｒｗと固定バイス基準Ｒｂとの交点を、帯鋸刃４７がワークＷの切断を終了する切断終了点Ｐｃとして一意に定めることができる。

　また、本実施形態に係る横型帯鋸盤１よれば、以下に述べる副次的な効果も達成することができる。

　例えば、角コラムを上面から下面に向かって切断するような場合には、下面の切断の際に、下面上部に堆積した切粉を帯鋸刃が巻き込むような事態が起こり得る。しかしながら、本実施形態においては、駆動ホイール４３の中心が従動ホイール４５の中心よりも上方に位置しているので、帯鋸刃４７は、ワークＷを引き切る状態で切削することになる。これにより、切粉の巻き込みを抑制することができるので、帯鋸刃４７のチッピングの対策、及び切断面の加工精度の向上を図ることができる。

　また、帯鋸刃４７がワークＷを引き切る状態で切削することになるので、切断面に発生するバリを抑制する、或いは発生するバリのサイズを抑制することができる。

　さらに、固定バイス基準Ｒｂ側に切断終了点Ｐｃが位置するので、ワークＷの個体差に応じた幅誤差などを考慮しなくても済む。これにより、空切削量をゼロ、もしくは大幅に低減することができるので、作業能率の向上を図ることができる。

　加えて、本実施形態に係る横型帯鋸盤１は、カッティングヘッド９よりもワークＷの搬送方向の上流側に、ワークＷに対して穴明け加工が可能なドリルヘッドを備えた複合加工機であってもよい。上述したように、駆動ホイール４３の中心が従動ホイール４５の中心よりも上方に位置しているので、帯鋸刃４７はワークＷを引き切る状態で切削することになる。そのため、前工程の穴明け加工でワークＷ上に堆積した切粉を、帯鋸刃４７が巻き込んでしまうといった事態を抑制することができる。これにより、帯鋸刃４７のチッピングの対策、及び切断面の加工精度の向上を図ることができる。

　なお、上述した実施形態では、ハウジング３３のビーム部材３３ａに傾斜が設定されている。しかしながら、駆動ホイール４３の中心が、従動ホイール４５の中心よりも上方に位置しているのであれば、ビーム部材３３ａは水平であってもよい。

　また、上述した実施形態では、駆動ホイール４３のホイール径と従動ホイール４５のホイール径とが対応している。しかしながら、駆動ホイール４３の下端４３ａが従動ホイール４５の下端４５ａよりも上方に位置するのであれば、ホイール径が対応していなくてもよい。

　また、上述した実施形態では、ワークＷとして形鋼を例示したが、これに限られない。本実施形態に係る横型帯鋸盤１は、ワーク支持基準Ｒｗと固定バイス基準Ｒｂの交点にワークＷの端部が存在するような断面形状を有するワークＷに対して広く適用が可能である。

　また、上述した実施形態では、ワークＷの幅が広がる方向にかけて下り傾斜となる傾斜角αが帯鋸刃４７に設定されている。しかしながら、この傾斜角αの設定は、帯鋸刃４７の全体に及ぶ必要はなく、少なくとも切削領域に及んでいればよい。

　以上のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

　本願の開示は、２０２１年３月１５日に出願された特願２０２１－０４１４５２号に記載の主題と関連しており、それらの全ての開示内容は引用によりここに援用される。

Claims

　可動バイスジョーとの間にワークを挟持することにより前記ワークを固定する固定バイスジョーと、
　上下方向に沿って直線状に延在するガイドポストと、
　前記ガイドポストに沿って降下しながら前記ワークを切断するカッティングヘッドと、を備え、
　前記カッティングヘッドは、
　駆動ホイール及び従動ホイールのそれぞれが回転自在に取り付けられたハウジングと、
　前記駆動ホイールと前記従動ホイールとの間に掛け渡される無端状の帯鋸刃と、を含み、
　前記駆動ホイールの中心は、前記従動ホイールの中心よりも上方に位置し、
　前記駆動ホイールと前記従動ホイールとの間の前記帯鋸刃で前記ワークを切断するとき、
　前記ハウジングは、前記駆動ホイールと前記従動ホイールとの位置関係を保持したまま、前記ガイドポストに沿って直線上下動し、
　前記固定バイスジョーが前記ワークを固定する鉛直面である固定バイス基準は、前記帯鋸刃が前記ワークの切断を終了する切断終了点を共有する
　横型帯鋸盤。
　水平方向に旋回可能に構成され、前記ガイドポストが設けられる機台をさらに有し、
　前記カッティングヘッドの旋回中心は、前記固定バイス基準と前記帯鋸刃の走行ラインとの交点に存在する
　請求項１記載の横型帯鋸盤。
　前記切断終了点は、前記ワークの下端を定める水平面であるワーク支持基準と、前記固定バイス基準との交点に存在する
　請求項１又は２記載の横型帯鋸盤。
　前記駆動ホイールの下端は、前記従動ホイールの下端よりも上方に位置する
　請求項１から３いずれか一項記載の横型帯鋸盤。
　前記駆動ホイールは、前記ワークよりも前記固定バイスジョー側に位置し、
　前記従動ホイールは、前記ワークよりも前記可動バイスジョー側に位置する
　請求項１から４いずれか一項記載の横型帯鋸盤。