专利名称：利用带锯机的工件的切割加工方法及带锯机的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用具备带锯齿的带锯机的工件的切割加工方法及在该切割 加工方法中所使用的带锯机，更具体地，涉及抑制带锯齿的颤振的工件切割加 工方法及其带锯机。
背景技术：
虽然在带锯机中存在立式带锯机和卧式带锯机，但为便于理解，以卧式带 锯机为例来对整体结构概略地进行说明，如图1示意性、概略地所述，卧式带 锯机1具备底座3,在该底座3上安装了将待切割的工件W自由固定的老虎 钳装置5。该老虎钳装置5为在支撑工件W的老虎钳机座7上相对地具备固 定钳夹9A和可动4计夹9B的结构，且具备用于卩吏上述可动4计夹9B动作的液压 缸ll。而且，在上述底座3上，具备用于切割上述工件W的带锯齿13的锯 齿机架15在对上述工件W相对接近远离的方向，即图示实例中上下方向上移 动自如地设置。
即，在该实例中，由在上述底座3上竖立设置的导向柱17,来上下移动 自如地引导在上述锯齿机架15上一体具备的升降部件19。而且，为使上述锯 齿机架15在相对工件W接近远离的方向即上下方向上移动，而设有作为切入 动作装置的一例的升降用液压缸21。再有，在卧式带锯机1上，为了检测带 锯齿13相对工件W的切入位置，而设有用于4企测上述锯齿机架15的上下移 动位置并检测带锯齿13相对工件W的切入位置的切入位置检测装置23。
上述切入位置纟企测装置23可以是例如在导向柱17上设置的上下方向的线 性刻度和检测头的构成以及通过小齿轮啮合到齿条上而使回转式编码器旋转 的构成等，也可以是在锯齿机架15在上下方向上摇动的形式中在锯齿机架的
合叶部设置回转式编码器的构成，可采用各种构成。
上述锯齿机架15是在左右方向上较长的梁部件25的左右两侧部具备轮罩 27A、 27B的构成，而且在一个轮罩27内旋转自如地具备驱动轮29,在另一 个轮罩27B内旋转自如地具备从动轮31。而且，是在上述驱动轮29和从动轮 31上绕挂上述带锯齿13的构成，在上述两轮罩27A、 27B之间设有使带锯齿 13的齿顶指向工件W的方向并引导保持带锯齿13的带锯齿引导装置33。
由于上述那样的卧式带锯机1的构成是公知的，所以省略说明上述构成所 产生的作用。
在上述构成，通过在CNC等那样的控制装置35的控制下，将安装于轮罩 27A上的电机37旋转驱动而使驱动轮29旋转，且在使带锯齿13旋转行走的 状态下使锯齿机架15下降，从而由带锯齿13进行工件W的切割加工。
上述带锯齿13是在该带锯齿13的宽度方向一侧以适当间隔具备很多锯齿 的构成，并通过用各锯齿进行工件W的切削来进行工件的切割加工。此时， 作用在各锯齿上的切削阻力因例如各锯齿的磨损等而不 一样，且因切削阻力的 变化而易于在带锯齿13的行走方向(主分力方向)上产生振动(纵振动)，且 有时会发展到伴随很大噪音的颤振。
为抑制上述颤振等所产生的噪音， 一直以来，采取了提高机械刚性并用防 振辊夹入带锯齿，或用盖防止噪音向外部泄漏等各种对策。但是，在以往的构 成中，在抑制上述纵振动等所引起的颤振时存在限制。
另夕卜，作为涉及本发明的现有技术，有日本专利公报的特开2004-284006 号公报(专利文献l)。
在上述专利文献1中记载的构成中，向用于旋转驱动带锯齿的控制电机施 加脉冲并使带锯齿的行走速度振动化来进行工件的切割加工。这样，在使带锯 齿的行走速度振动化时，相当于利用带锯齿的振动切削，工件的切割加工可比 现有的普通带锯机所进行的切割加工更好地进行，且可抑制噪音产生。
即，通过使带锯齿的行走速度振动化，虽然工件的切割加工时的噪音产生 的抑制效果有些提高，但期望更有效地抑制带锯齿的纵振动(主分力方向的振 动)所引起的颤振。
发明内容
本发明为解决上述问题而研制，所以其目的是提供一种可抑制带锯齿的颤 振的工件切割加工方法及其带锯机。
为实现上述目的，根据本发明第一方案的利用带锯齿的工件的切割加工方 法，在利用绕挂在驱动轮和从动轮上的环状的带锯齿来进行工件的切割加工 时，向上述带锯齿施加上述驱动轮一侧的带锯齿的纵振动与从动轮一侧的带锯 齿的纵振动呈现出大致颠倒的相位的强制振动来进行工件的切割。
根据从属于上述第一方案的本发明第二方案的利用带锯齿的工件的切割 加工方法，在上述构成中，为了使上述驱动轮一侧的带锯齿的纵振动与上述从 动轮一侧的带锯齿的纵振动成为大致颠倒的相位，在用于驱动上述驱动轮的电 机上施加带锯齿支撑系统的固有振动频率以上的脉沖。
根据从属于上述第一方案的本发明第三方案的利用带锯齿的工件的切割 加工方法，在上述构成中，在工件的切割加工时检测带锯齿的颤振，并对上述 带锯齿施加将该检测出的颤振颠倒了的相位的振动。
根据本发明的第四方案的带锯齿是具备绕挂在驱动轮和从动轮上的环状
的带锯齿的带锯机，具备用于旋转驱动上述驱动轮的电机、用于对使上述从 件。
根据本发明的第五方案的带锯齿是具备绕挂在驱动轮和从动轮上的环状 的带锯齿的带锯机，具备用于检测上述带锯齿的颤振的颤振检测构件、用于 对上述带锯齿强制施加将利用该颤振检测构件检测出的颤振的相位颠倒了的 振动的振动施加构件。
根据本发明第六方案的带锯齿是具备绕挂在驱动轮和从动轮上的环状的 带锯齿的带锯机，具备用于对上述驱动轮或从动轮或带锯齿自身间歇地在瞬间 进行加速或减速的控制构件。
根据上述本发明的第一方案至第六方案，由于做成上述驱动轮一侧的带锯 齿的纵振动与从动轮一侧的带锯齿的纵振动呈现出大致颠倒的相位的振动，所
抑制颤振。
根据本发明的第七方案的利用带锯齿的工件的切割加工方法，在利用绕挂
在驱动轮和从动轮上的环状的带锯齿来进行工件的切割加工时，对上述带锯齿 施加上述驱动轮一側的带锯齿的主分力方向的振动与从动轮一侧的带锯齿的 主分力方向的振动呈现出大致颠倒的相位的强制振动来进行工件的切割。
根据从属于上述第七方案的本发明的第八方案的利用带锯齿的工件的切 割加工方法，在上述构成中，为使上述驱动轮一侧的带锯齿的主分力方向的振 动与上述从动轮一侧的带锯齿的主分力方向的振动处于大致颠倒的相位关系， 在用于驱动上述驱动轮的电机上施加带锯齿支撑系统的固有振动频率以上的 脉沖。 '
根据本发明第九方案的带锯齿是利用绕挂在驱动轮和从动轮上的环状的 带锯齿来进行工件的切割加工的带锯机，具备对上述带锯齿施加上述驱动轮一 侧的带锯齿的主分力方向的振动与从动轮一侧的带锯齿的主分力方向的振动 呈现出大致颠倒的相位的强制振动的构件。
根据上述本发明的第七方案至第九方案，由于做成驱动轮一侧的带锯齿的 主分力方向的振动与从动轮一侧的带锯齿的主分力方向的振动呈现出大致颠 倒的相位的振动，所以在利用带锯齿的工件的切削区域附近产生将相互的振动 抵消的作用，可有效抑制颤振。
根据本发明的第十方案的利用带锯齿的工件的切割加工方法，在利用绕挂 在驱动轮和从动轮上的环状的带锯齿来进行工件的切割加工时，对上述驱动轮
出大致颠倒的相位的强制纵振动来进行工件的切割。
根据从属于上述第十方案的本发明的第十一方案的利用带锯齿的工件的 切割加工方法，在上述构成中，为使上述驱动^"向旋转方向振动，对用于旋转
驱动上述驱动轮的驱动电机施加频率为116Hz~ 135Hz的脉冲，优选为127Hz 的脉冲。
根据从属于上述第十方案的本发明的第十二方案的利用带锯齿的工件的 切割加工方法，在上述构成中，以上述驱动轮一侧的带锯齿的振幅和从动轮一 侧的带锯齿的振幅的比率大约为1的方式，使上述驱动轮或从动轮之一向旋转 方向强制振动，使上述带锯齿向主分力方向振动。
根据本发明的笫十三方案的利用带锯齿的工件的切割加工方法，在利用绕 挂在驱动轮和从动轮上的环状的带锯齿来进行工件的切割加工时，对上述带锯 齿施加上述驱动轮一侧的带锯齿的主分力方向的振动与从动轮一侧的带锯齿 的主分力方向的振动呈现出大致颠倒的相位的强制纵振动，并在上述驱动轮和 从动轮之间形成上述主分力方向的振动的节，在该节的部分断开摩擦式颤振， 且抑制工件切割加工时的摩#~式颤振。
根据本发明的第十四方案的利用带锯齿的工件的切割加工方法，在利用绕 挂在驱动轮和从动轮上的环状的带锯齿来进行工件的切割加工时，使对上述带 锯齿施加的纵向的强制纵振动的节产生于上述工件的切割宽度的大致中央部 来进行工件的切割。
根据本发明第十五方案的带锯齿是具有绕挂在驱动轮和从动轮上的环状
的带锯齿的带锯机，具备用于使上述驱动轮旋转的电机、用于对上述驱动轮 施加上述驱动轮一侧的向旋转方向的振动与从动轮一侧的向旋转方向的振动 呈现出大致颠倒的相位的振动的强制振动施加构件。
根据上述本发明的第十方案至第十五方案，由于做成驱动轮一侧的带锯齿 的主分力方向的振动与从动轮一侧的带锯齿的主分力方向的振动呈现出大致 颠倒的相位的振动，所以在利用带锯齿的工件的切削区域附近产生将相互的振 动抵消的节，可有效抑制颤振。
根据本发明的第十六方案的利用带锯齿的工件的切割加工方法，在利用绕 挂在驱动轮和从动轮上的环状的带锯齿来进行工件的切割加工时，对上述带锯 齿施加上述驱动轮一侧的带锯齿的纵振动与从动轮一侧的带锯齿的纵振动呈 现出大致颠倒的相位的强制纵振动，并在上述驱动轮和从动轮之间形成上述带 锯齿的纵振动的节，在该节的部分断开摩擦式颤振，抑制工件切割加工时的摩 擦式颤振。
根据从属于上述第十六方案的本发明的第十七方案的利用带锯齿的工件 的切割加工方法，在上述构成中，使对上述带锯齿施加的纵向的强制纵振动的 节产生于上述工件的切割宽度的大致中央部来进行工件的切割。
根据上述本发明的第十六方案至第十七方案，由于做成驱动轮一侧的带锯 齿的纵振动与从动轮一侧的带锯齿的纵振动呈现出大致颠倒的相位的振动，所
制颤振。
图1是概略地表示现有的卧式带锯机的整体结构的说明图。
图2是示意性、概要地表示本发明实施方式的带锯机的主要结构的说明图。
图3 (A)及(B)是表示对电机施加各频率的脉冲而使电机的旋转振动 化来进行空切削时的各处的带锯齿的旋转方向(主分力方向)的振动的测定结 果的说明图。
图4 (A)及(B)是表示对电机施加各频率的脉沖而使电机的旋转振动 明图。
图5 (A)、 (B)及(C)是工件的实际切削时的噪音值的测定结果的说明图。
图6 (A)及(B)是工件的实际切削时的噪音值的测定结果的说明图。 图7 (A)及(B)是工件的实际切削时的噪音值的测定结果的说明图。 图8(A)、 (B)及(C)是表示根据测定结果的相位曲线、共振曲线、噪
音值的关系的说明图。
图9是示意性、概略地表示本发明第二实施方式的带锯机的主要结构的说明图。
图IO是示意性、概略地表示本发明第三实施方式的带锯机的主要结构的 说明图。
图11是表示将驱动轮或从动轮或带锯齿瞬间制动并减速的情况的构成的 说明图。
图12是表示将驱动轮或从动轮或带锯齿瞬间制动并减速的情况的构成的 说明图。
图13是示意性、概略地表示本发明第四实施方式的带锯机的主要结构的 说明图。
具体实施例方式
下面使用附图来对本发明的实施方式进行说明，对发挥与上述现有构成要
素相同功能的构成要素标以相同标记，并省略重复说明。
参照图2,在图2所示的构成中，具备用于对上述带锯齿13施加上述驱 动轮29—侧的主分力方向(旋转方向、行走方向)的振动(即作为带锯齿13 的旋转方向或行走方向的振动的纵振动)与上迷从动轮31 —侧的带锯齿13 的主分力方向的振动呈现出大致颠倒的相位的强制纵振动的强制振动施加构 件。即，通过在上述控制装置35上具备的脉冲施加构件(图2中省略图示)， 而对上述电机37施加包括驱动轮29、从动轮31及带锯齿13的系统即带锯齿
沖)。'
如上所述，在对电机37施加上升、下降陡峭的矩形波脉冲，并交替重复
轮29的向旋转方向的增速、减速的重复进行所产生的振动经带锯齿13向从动 轮31传递。而且，在施加的上述脉冲为适当频率时，上述驱动4仑29—侧的带 锯齿13的主分力方向(旋转方向)的振动和上述从动轮31 —侧的带锯齿13 的主分力方向的振动成为大致颠倒的相位。
即，在电机37的旋转所产生的带锯齿13的驱动行走时，如果对上述电机 37施加上述带锯齿支撑系统的固有振动频率以上的脉冲并交替重复进行急剧 地(瞬间地)加速、减速，则以带锯齿13作为旋转传递构件而从动旋转的从 动轮31，通过从动轮31自身的惯性力和带锯齿13的伸展等而产生瞬间不追 随驱动轮29的旋转的时间。
总之，为了重复进行使用于旋转驱动驱动轮29的上述电机37的旋转速度 瞬间增加、减少，在对上述电机37施加矩形波脉沖并使旋转速度瞬间增加时， 在带锯齿13的下侧(切割工件W的一侧)存在瞬间被牵拉的倾向，且在带锯 齿13的上侧存在瞬间被压缩的倾向。而且，在下一瞬间，上述牵拉和压缩消 失，且产生带锯齿13的行走方向(主分力方向、纵方向)的振动。而且，上 述主分力方向的振动传递到从动轮31,从动轮31在旋转方向上振动。
进行加减速，并利用例如回转式脉冲编码器、转速表传感器等适当的旋转检测 构件30A来检测空切削时(空切时)的驱动轮29的旋转速度时，如波形A所 示，检测到与对电机37施加的脉沖相对应的速度变化(对电机37施加脉冲， 且对带锯齿13强制施加的纵振动即强制纵振动所产生的主分力方向的振动)。 而且，如果利用旋转检测构件30B检测驱动轮29和工件W之间(驱动轮29 一侧)的带锯齿13的旋转速度，则如波形Bl所示，检测到与上述波形A大 致相同相位的波形(强制纵振动所产生的主分力方向的振动)。
换言之，在电机37的旋转所致的带锯齿13的驱动行走时，如果对上述电 机37施加上述带锯齿支撑系统的固有振动频率以上的脉冲并急剧加减速(强 制振动)时，以带锯齿13作为旋转传递构件而从动旋转的从动轮31，通过从 动轮31自身的惯性力和带锯齿13的伸展而产生瞬间不追随驱动轮29的旋转 的时间。于是，在对电机37施加脉冲使得以上述固有振动频率以上的振动频 率来进行加减速，并利用例如回转式脉冲编码器、转速表传感器等适当的旋转 检测构件30A来纟企测驱动轮29的旋转速度时，如波形A所示，4企测到与对电 机37施加的脉冲相对应的速度变化(强制纵振动所产生的主分力方向的振 动)。而且，如果利用旋转检测构件30B检测驱动轮29和工件W之间(驱动 轮29—侧)的带锯齿13的旋转速度，则如波形B1所示，检测到与上述波形 A大致相同相位的波形(强制振动所产生的主分力方向的纵振动)。
而且，在利用旋转检测构件30C检测从动轮31的旋转速度时，如波形B2 所示，；险测到与上述波形A大致相反相位(大致颠倒180。的相位)的波形(强 制纵振动所产生的主分力方向的振动)。此外，在利用旋转检测构件30D检测 从动轮31和工件W之间(从动轮31 —侧)的带锯齿13的旋转速度时，如波 形B3所示，^r测到与上述波形A大致相反相位的波形(强制纵振动所产生的 主分力方向的纟展动)。
如上所述，由于驱动轮29 —侧的强制纵振动所产生的主分力方向的振动 (波形Bl )和从动轮31 —侧的强制纵振动所产生的主分力方向的振动(波形 B3 )是表现出大致相反相位的波形，所以为了4企测上述驱动轮29和从动轮31 的大致中间区域即工件W的切割区域的纵振动，而利用旋转检测构件30E来 检测接近工件W的位置处的带锯齿13的旋转速度时，如波形B4所示，检测 到通过上述波形Bl和波形B3的抵消作用而衰减的波形(强制纵振动所产生 的主分力方向的振动所形成的波形)。即，确认到更有效地抑制了颤振。 如从上述说明可知，在对电机37施加带锯齿支撑系统的固有振动频率以 上的脉沖，并交替地重复进行使上述电机37的旋转速度加速、减速且强制施 加驱动轮29的向旋转方向(带锯齿的主分力方向)的振动时，在经带锯齿13 而从动旋转的从动轮31上，将产生对驱动轮29的旋转方向的强制纵振动颠倒 约180。相位的旋转方向的振动(带锯齿的主分力方向的振动)。
换言之，要抑制在利用带锯齿13进行工件W的切削时的颤振，以驱动轮 29 —侧的带锯齿13的主分力方向的振动和从动轮31 —侧的带锯齿13的主分 力方向的振动成为大致相反相位(大致颠倒180。的相位)的方式，对带锯齿 13施加强制振动(行走方向(主分力方向)的纵振动)即可。
而且，绕桂在驱动轮29、从动轮31上的带锯齿13,受到驱动轮29的旋 转方向的振动及从动轮31的旋转方向的振动的影响，而在带锯齿13的驱动轮 29 —侧产生与驱动轮29的旋转方向的振动大致相同相位的纵振动(主分力方 向的振动)，且在带锯齿13的从动轮31 —侧产生与从动轮31的旋转方向的振 动大致相同相位的纵振动(主分力方向的振动)。即，在带锯齿13的驱动轮 29 —侧及从动轮31 —侧分别产生相位大致颠倒的主分力方向的振动。
而且，成为在带锯齿13的驱动轮29—侧的主分力方向的振动和从动轮 31 —侧的主分力方向的振动相交的位置(驱动轮29和从动轮31的中间位置) 处产生了相互的振动抵消而没有振动的区域即节(节点)的状态。这样，如果 在驱动轮29和从动轮31之间形成带锯齿13的主分力方向(旋转方向)的振 动的节，则成为截断处于在驱动轮29和从动轮31之间进行往复运动的倾向中 的带锯齿13自身的纵振动，从而可抑制摩擦式颤振。
如从上述说明可知，要抑制在利用带锯齿13进行工件W的切削时的颤振 时，以驱动轮29 —侧的带锯齿13的主分力方向的振动和从动轮31 —侧的带 锯齿13的主分力方向的振动成为大致相反相位(大致颠倒180。的相位)的方 式，对带锯齿13施加强制纵振动(行走方向(主分力方向)的振动)即可。 于是，为了通过交替进行使驱动电机37向旋转方向瞬间加速和減速并振动而 抑制颤振所产生的噪音，所以为确认对驱动电机37施加的脉冲的适当频率而 进行了实验。
另外，作为带锯齿13,通常是从锯宽尺寸27mm、厚度尺寸0.95mm的带
锯齿到锯宽尺寸80mm、厚度尺寸1.6mm的带锯齿。在利用此种带锯齿进行 工件的切削时，受到切削阻力的变化而易于在行走方向上产生振动。通过该行 走方向的振动而引起摩擦式颤振，且随着带锯齿13的锯齿顶的磨损而发出很 刺耳的噪音。上述刺耳的噪音的频率即摩擦式颤振所形成的频率根据带锯齿的 多个种类而不同，但根据经验已知为700Hz 20000Hz左右。
在实验时，使用锯宽尺寸67mm、厚度尺寸1.6mm的带锯齿，并以锯速 52m/min的条件测定(检测)了振动。而且，以带锯齿的行走方向的速度变化 (驱动轮29的旋转方向的速度变化)为± 8m/min的方式，对驱动电机37施 加脉冲并进行了脉冲锯速变化(±8m/min)。即，通过驱动轮37的旋转方向 的振动而使带锯齿瞬间加速、减速的速度为± 8m/min。
首先，为比较工件W的切削时和没有进行工件W的切削的无负载时的状 态(空切时)，在以下各处进行了带锯齿13的行走方向(主分力方向)的振动 的检测。即，图3 (A)及(B)所示的位置X1是驱动轮29的位置，X2是驱 动轮一侧的带锯齿引导装置33和驱动轮29之间的位置，X3是在上述带锯齿 引导装置33和驱动轮29之间接近上述带锯齿引导装置33的位置。X4是从动 轮31 —侧的带锯齿引导装置33和工件W之间的位置，X5是在从动轮31和 从动轮31 —侧的带锯齿引导装置33之间接近该带锯齿引导装置33的位置。 再有，X6是从动轮31和上述带锯齿引导装置33之间的位置，X7是从动轮 31的位置。
在实验中，测定以锯速52m/min恒定旋转(对电机37未施加脉冲的状态) 时的位置X1、 X2、 X3、 X4、 X5、 X6及X7处的主分力方向的振动，并将位 置XI的主分力方向的振动和各位置X2 X7的主分力方向的振动进行对比 时，为如图3 (B)的表的第一段所示那样。即，通过电机37为恒定旋转，在 位置X1 X7处以杂音存在一些振动，但没有检测到较大变化的振动，是为恒 定旋转。
其次，为了对电机37施加旋转方向(带锯齿的主分力方向)的振动，在 对电机37施加58Hz的矩形波脉沖时，为如图3(B)的表的第二段所示那样。 是位置X1处的相位和位置X2 X7处的相位大致一致的振动。其次，在对驱 动电机37施加作为共振点(固有振动频率)的88Hz的脉冲来进行振动时， 为如图3(B)的表的第三段所示那样。即，该情况下，在驱动轮29的位置 XI处在外观上没有振动，且与恒定旋转时大致相同。但是，可知在位置向位 置X2 ~ X7 —侧变化时振幅逐渐增大，并进行共振。
其次，为施加固有振动频率以上的振动，对电机37施加102Hz的脉沖而 使电机37的旋转振动化的情况下，为如图3 (B)的表的第四段所示那样。该 情况下，相对于位置XI处的振动，抑制了位置X2、 X3 (工件W和驱动轮29 之间的位置)处的振动，且在位置X4-X7处振动逐渐增大。而且，在与位置 XI处的振动对比时，如从表所知那样，相位大致颠倒。
其次，在对电机37施加116Hz的脉冲而使电机37的旋转振动化的情况 下，为如图3(B)的表的第五段所示那样。该情况下，如果将位置XI处的 振动和位置X2、 X3处的振动进行对比，则相位大致一致。而且，位置X4 X7处的振动的相位相对于位置XI处的振动为表现出大致颠倒的相位的振动， 且在位置X4-X7处振动逐渐增大。如上所述，可知在位置X3和位置X4之 间产生带锯齿的主分力方向的振动的节。
其次，以驱动轮29—侧的带锯齿13的振幅和从动4仑31 —侧的带锯齿13 的振幅的比率为1的方式，在对电机37施加127Hz的脉冲而使电机37的旋 转振动化的情况下，为如图3 (B)的表的第六段所示那样。该情况下，位置 XI处的振动和位置X2、 X3处的振动的相位大致相同，位置XI处的振动和 位置X5 X7处的振动的相位大致颠倒。而且，位置X4处的振动处于被抑制 的状态。因此，该情况下，可知在接近位置X4的位置处在工件一侧的位置上 产生节。
其次，在对电机37施加上述振幅比率为0.78的135Hz脉冲而使电机37 的旋转振动化的情况下，为如图3(B)的表的第七段所示那样。该情况下， 相对于位置X1处的振动的相位，位置X2、 X3处的振动的相位大致相同，位 置X5 ~ X7处的振动的相位相对于位置XI处的振动的相位是表现出颠倒的相 位的振动。而且，虽然位置X4处的振动处于被抑制的状态，但相位与位置 XI处的振动大致一致。因此，该情况下，可知在接近位置X4的位置处在从 动轮31 —侧的位置产生节。
通过上述情况，在对电机37施加固有振动频率以上的脉冲而使电机37的 旋转振动化，且使驱动轮的旋转振动化时，在驱动轮29和从动轮31之间产生 带锯齿的主分力方向的振动(纵振动)所形成的节，在逐渐加大对电机37施 加的脉冲的振动频率时，使节的产生位置从驱动轮29 —侧向从动轮31 —侧逐 渐移动。而且，如果对电冲几37施加驱动轮29 —侧的带锯齿13的振幅和从动 轮31 —侧的振幅大致相等的状态即振幅比率为1的127Hz的脉冲而使电机37 的旋转振动化，则可在驱动轮29和从动轮31的大致中央位置产生节。
因此，在利用老虎钳装置5夹持工件W并进行工件W的切割时，即使在 因图1所示的工件W的大小而使工件W的左右方向的中心位置在左右方向上 发生变化的情况下，通过适当地设定对电机37施加的脉沖的频率，也可在工 件W的中心位置(切割宽度的大致中央)附近产生上述节。因此，在抑制带 锯齿13的纵振动的区域进行工件W的切割，且可进一步提高工件的切割精度。
由于上述驱动轮29和从动轮31的大致中央位置与利用带锯齿13切割工 件W的区域大致一致，所以对电机37施加的脉沖的频率以127Hz为中间值且 为116Hz~ 135Hz较理想。
其次，在与图3 (A)及(B)所示的条件相同的条件下，将作为工件W 的SUS304的直径400mm圓棒以切削率60cm2/min进行实际切削时的测定结 果为如图4 (A)及(B)所示那样。从图4 (A)及(B)可知，在工件W的 切削时产生的摩擦式颤振处于与图3 (A)及(B)所示的带锯齿13的主分力 方向的振动(使电机37的旋转振动化并强制地对带锯齿13施加的强制纵振动) 重叠的状态。而且，可知在强制纵振动的节产生于驱动轮29和从动轮31的大 致中央部状态、即将116Hz频率的脉冲对电机37施加而使电机37的旋转振 动化时，上述颤振消失。
即，由于在带锯齿13的驱动轮29和从动轮31的大致中央部附近产生强 制纵振动所形成的节时，在带锯齿13上产生上述节的附近进行工件W的切削， 所以有效地抑制了使工件W与带锯齿13的摩擦所产生的颤振。即，由于在工 件W的切削时产生的颤振处于与强制纵振动重叠的状态，所以当颤振在带锯 齿13上向带锯齿13的长度方向传递时，在上述节的位置处切断振动的传递从 而抑制颤振。因此，如果对带锯齿13施加强制纵振动而产生节的位置，是可 切断重叠的颤振在驱动轮29和从动轮31之间往复的位置即驱动轮29和从动
轮31之间，则可抑制颤振。
如上所述，在使电机37的旋转振动化，并使驱动轮29的旋转振动化而进 行上述工件W的切削时测定的振动噪音值，为如图5(A) ~图7 (B)所示 那样。再有，在图5 (A) ~图7 (B)中，"全部OOOdB (A) r"表示整 体(总)的声压，"Mag"意指量级，表示测定值的大小。此外，"Hann，，意指 被称为汉宁窗(Harming window)的窗函数。再有，"X:〇〇OHz"表示最 大频率，"Y: OOOdB (A) r，，表示最大声压。
图5 ( A)是通常切削时(图4 (B)的表的第一段的切削时)的测定结果。 该情况下，在最大频率875Hz时噪音值为约97.1dB (A)。而且，如图4(B) 的表的第二段所示，在对电机37施加58Hz的脉冲，而使电机37的旋转振动 化时测定的噪音值为图5 (B)所示那样，最大频率为881.250Hz，整体的噪音 功率为约96.6dB (A)。同样地，在对电机37施加图4 (B)的表的第三段所 示的88Hz的脉冲而进行振动化时，为图5(C)所示那样，最大频率为 881.250Hz，整体的噪音功率为约96.3dB (A)。
此外，在对电机37施加图4(B)的表的第四段所示的102Hz的脉冲而进 行振动化时，为图6(A)所示那样，最大频率为881.250Hz，整体的噪音功 率为约96.3dB (A)。再有，在对电机37施加图4 (B)的表的第五段所示的 116Hz、第六段的127Hz、第七段的135Hz的脉冲而进行振动化时，为图6(B)、 图7( A )、图7( B )所示那样,最大频率分别为837.500Hz、 125.000Hz、837.500Hz, 整体的噪音功率为约78.4dB (A)、 77dB (A)及77.9dB (A)。
总结如上所述的结果，如图8(A)所示，在对电机37施加固有振动频率 88Hz的脉沖而使驱动轮29的旋转振动化时，在驱动轮29 —侧和从动轮31 — 侧，带锯齿13的主分力方向的振动的相位如图8(A)的相位曲线所示那样发 生颠倒。而且，如图8(C)所示，在对电机37施加固有振动频率以上的频率 的脉冲而使电机37的旋转振动化时，颤振所产生的噪音值急剧减小。在对电 机37施加驱动轮29 —侧和从动轮31 —侧的带锯齿13的振幅的比率为1的 127Hz的脉沖而使电机37的旋转振动化时，上述噪音值为最小，且与普通切 削时的噪音值(约97.1dB (A))的差为约20.1dB (A)。
因此，根据噪音值的测定结果，对电机37施加的脉冲的频率(为使电机 37的旋转振动化而施加的脉沖的频率)为116Hz~ 135Hz较理想，为127Hz 最理想。
另外，声压(噪音值)(dB)由下式表示。 (公式l)
A (dB) =20xlog'0^
(V!:作为基准的电压，V2:待测定的电压) 这样，在此处，噪音值下降20dB是指， —20dB=20xlogl0》 ， V2 —20 ，
2 10 1 即，噪音成为1/10。
作为向带锯齿13的主分力方向施加强制纵振动的结构，如上所述，可取 代对电机37施加固有振动频率以上的脉冲的结构，而成为如下结构。即，参 照图9,在该图9中所示且示意性表示的实施方式中，与用于旋转驱动轮29 的电机37同样的电机39连动连接到从动轮31上。而且，具备在上述控制装 置35的控制下使电机37、 39处于同步旋转的状态时，对上述电机37、 39等 分别施加相反相位的脉冲的脉冲施加构件。即，构成为，将在作为强制振动施 加构件的脉冲产生构件41中产生的矩形波脉冲对一个电机37 (39)施加，且 对另一电机39 (37)施加由颠倒构件43颠倒的上述脉冲。
通过上述构成，在同步旋转的一个电机37 (39)上施加正脉沖，并在另 一个电机39 (37)上施加颠倒的负脉冲。因此，例如，相对于一个电才几37因 正脉冲的施加而被瞬间强制增速，另 一个电机39因负脉沖的施加而被瞬间强 制减速。因此，通过一个电机37的旋转而使带锯齿13瞬间强制增速，且通过 另一个电机39的旋转而使带锯齿13瞬间强制减速。
因此，通过利用一个电机37旋转的驱动轮29而对带锯齿13强制施加的 带锯齿13的纵振动和通过利用另一个电机39旋转的从动轮31而对带锯齿13 强制施加的纵振动，表现出大致颠倒180。的相位。如上所述，相位相反的驱 动轮29 —侧的主分力方向的振动(纵振动)和从动轮31 —侧的主分力方向的 振动(纵振动)，将在驱动轮29和从动轮31之间的工件切割区域附近互相抵 消，从而抑制了带锯齿13的主分力方向的振动(纵振动)。即，与上述同样， 将抑制带锯齿13的颤振，且使噪音消失。
另外，在上述说明中，虽然对向使驱动轮29旋转的电机37和使从动轮 31旋转的电机39施加颠倒180°相位的脉冲(相反相位的脉沖)，并交替重复 进行使电机39瞬间强制增速、减速的情况进行说明，但可取代上述电机39 而采用例如制动装置43。这样，在采用制动装置43的构成中，将在上述脉冲 产生构件41中产生的脉沖不颠倒而原样施加即可。
即，在上述构成中，如果将由脉冲产生构件41产生的脉冲同时对电机37 和制动装置43施加，则在电机37中瞬间强制增速，且制动装置43使从动轮 43的旋转瞬间强制制动并减速，所以将交替重复进行瞬间增速和减速，并可 得到与上述同样的作用、效果。
再有，作为对带锯齿13强制施加纵振动(主分力方向的振动)的构成， 如图IO所示，可构成为具备多个压紧轮单元32,该压紧轮单元32周期地或 随机地重复进行在带锯齿13的一部分上强制形成弯曲部。这样，在具备压紧 轮单元32的构成中，通过利用压紧轮单元32瞬间重复进行带锯齿13的弯曲， 可对带锯齿13重复进行瞬间的增速、减速而强制施加纵振动，与上述同样可 抑制颤振。
从上述说明可知，要抑制在利用带锯齿13进行工件W的切割加工时在带 锯齿13上产生的行走方向(主分力方向)的颤振(纵振动)，重复进行将带锯 齿13瞬间强制增速、减速而对带锯齿13施加主分力方向的振动即可。因此， 例如，如图11所示，可采用的构成为，通过在带锯机的机体上具备的例如螺 线管或压电促动器等适当的促动器47的工作而将制动件49向驱动轮29或从 动轮31的适当的一方或双方同时或稍错开时间地进行按压，并重复进行瞬间 制动而瞬间强制减速的动作，此外，作为使带锯齿13瞬间强制减速的构成， 如图IO所示，可构成为，利用使在上述机体一侧的多处具备的促动器51的时
间错开并瞬间进行开闭动作的夹具53,而重复进行将行走中的带锯齿13瞬间 夹紧、松开。
再有，如图12所示，可构成为，具备与驱动轮29及/或从动轮31同轴地 一体旋转的旋转轮55，且在机体一侧具备柱塞装置63,该柱塞装置63具备与 在该旋转轮55的周面上以适当间隔配备多个的突出部(突起部)57抵接并伸 缩自如的销或球塞59,并通过弹簧等弹性部件61将销或球塞59向突出方向 力口力。
根据上述构成，在旋转轮55上具备的突出部57每次4氐接柱塞装置63的 柱塞59时旋转轮55的旋转被瞬间减速。而且，在克服弹性部件61的作用力 而按压柱塞59,并使突出部57越过该柱塞59时恢复通常的旋转速度。因此， 由于上述旋转轮55重复进行瞬间增速、减速而进行旋转，所以与该旋转轮55
对绕挂的带锯齿13强制施加纵振动。
再有，可构成为，设置突出部57和柱塞装置63的位置是相对的，且在旋 转轮55上具备多个柱塞装置63，且在机体一侧设置突出部57。再有，在上述 构成中，可成为在旋转轮55和轴支撑旋转轮55的旋转轴之间存在扭簧，并使 旋转轮55相对于上述旋转轴稍微旋转自如。通过成为这种构成，在上述突出 部57抵接于柱塞59时上述扭簧被蓄能，在突出部57越过柱塞59时上述扭簧 的蓄能被瞬间释放而使旋转轮55向旋转方向强制增速。因此，该已增速的旋 转时的旋转轮55抵接于驱动轮29或从动轮31的一部分，可使驱动轮29或从 动轮31瞬间强制增速。
通过成为上述构成，可重复进行利用旋转轮55对带锯齿13在带锯齿13 的行走方向上瞬间强制减速、增速而施加振动，从而与上述同样可抑制带锯齿 13的颤振。
此外，为抑制带锯齿13的颤振，作为对带锯齿13强制施加纵振动的构成， 可构成为对驱动轮29及/或从动轮31的一方或双方用锤子等打击件施加旋转 方向的冲击(打击)的结构。即，为抑制带锯齿13的颤振，可采用各种结构 作为对带锯齿13强制施加纵振动的结构。
图13表示本发明的另一实施方式。在该实施方式中，构成为设有用于检
测带锯齿13的颤振的颤振检测构件45。该颤振检测构件45是与上述旋转检 测构件相同的构成，且与脉冲产生构件41电连"t妻。
通过上述构成，在利用颤振检测构件45 4企测带锯齿13的颤振时，将其振 动波形输入脉沖产生构件41,并在该脉冲产生构件41中将输入的振动波形放 大且脉冲化，并且对电机37施加将上述脉冲的相位颠倒180°的脉沖。因此， 通过对电机37施加的脉冲，驱动轮29以将利用颤振检测构件45检测的纵振 动的相位颠倒的方式且在旋转方向上被振动化。因此，在带锯齿13上施加用 于将带锯齿13的颤振抵消的相反相位的纵振动，从而抑制带锯齿13的颤振。
另夕卜，由于通常的带锯机的固有振动频率为70Hz 200Hz,所以可构成为， 在该范围内将由上述脉冲产生构件41产生的脉冲的周期、振动频率等预先进 行数据库化，并在利用带锯齿13进行工件W的切割加工时产生颤振所引起的 噪音时，将从上述数据库中适当检索的振动频率的脉冲施加在电机上，且重复 进行适当次数对带锯齿13施加纵振动，在某种程度地减少抑制颤振所引起的 噪音时，继续对电机施加已检索的振动频率的脉沖。即，实验性地对电机施加 预先设定好的周期的脉冲，从而实现减小颤振所引起的噪音。
再有，日本特许出愿第2005 - 150053号(2005年5月23日申请)、日本 特许出愿第2006-005128号(2006年1月12日申请)、日本特许出愿第2006 - 050617号(2006年2月27日申请)以及日本特许出愿第2006 - 050704号 (2006年2月27日申请)的全部内容作为参照并入本申请说明书中。
本发明并不限于上述发明的实施方式的说明，通过进行适当变化，能以其 它各种方式实施。
权利要求
1.一种利用带锯齿的工件的切割加工方法，其特征在于，在利用绕挂在驱动轮(29)和从动轮(31)上的环状的带锯齿(13)来进行工件(W)的切割时，对用于旋转驱动上述驱动轮(29)的第一电机(37)和用于旋转驱动上述从动轮(31)的第二电机(39)分别施加相反相位的脉冲并进行工件(W)的切割。
2. —种带锯机，具备绕挂在驱动轮(29)和从动轮(31)上的环状的带 锯齿(13),其特征在于，具备用于旋转驱动上述驱动轮(29)的第一电机(37); 用于旋转驱动上述从动轮(31)的第二电机(39);以及， 对上述第一电机(37)和上迷第二电机(39)分别施加相反相位的脉冲的 脉冲施加构件。
全文摘要
一种利用带锯机的工件的切割加工方法及相应的带锯机，所述切割加工方法在利用绕挂在驱动轮(29)和从动轮(31)上的环状的带锯齿(13)来进行工件(W)的切割时，对上述驱动轮(29)施加上述驱动轮(29)的向旋转方向的振动与从动轮(31)的向旋转方向的振动呈现出大致颠倒的相位的强制振动并进行工件(W)的切割。而且，为使上述驱动轮(29)向旋转方向振动，而对用于旋转驱动上述驱动轮(29)的驱动电机(37)施加频率为116Hz～135Hz的脉冲，优选为127Hz的脉冲。
文档编号B23D55/00GK101342608SQ20081010962
公开日2009年1月14日 申请日期2006年5月23日 优先权日2005年5月23日
发明者常盘彻 申请人:株式会社阿玛达