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丸鋸による切断における、送り速度 及び パワー
- 丸鋸による切断において、アプローチスピードや切断待機位置、ワークの回転速度などの設定が重要です。切断の容量やモーターの選定には負荷や切れ味の要件を考慮する必要があります。
- 送りの容量に関しては、アプローチと切削の速度差が大きくなるため、ブラシレスDCモーターの使用が推奨されます。ワークの位置決めには高額なサーボモーターは必要なく、汎用モーターのインバータ調整は適していません。
- 丸鋸切断における上下機構は、空圧のロック付きシリンダーが推奨されます。装置の簡略化を図るためにモーターとボールネジ機構を使用することも考えられますが、衝撃による安定性の問題があります。
- その他（機械加工）
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文章だけで相互の意思疎通は難しいですね。 ここまで詳細な内容についてご質問されるのであれば、回答者へ正しい 情報を伝えるように、ポンチ絵をローダにアップするなど、質問者側にも 配慮が必要と感じます。 さて、どのような機構を構想されているか正しく理解していないかもしれま せんが、下記の通り回答します。 (A)必要な推力について これは、切削送りをどのくらいにするかで決まりますが、いずれにしても 丸鋸の仕様(刃数・厚み)やワーク径(同時切削刃数に関係する)などとも 絡んできて、計算することは容易ではありません。 一方で主軸の仕様から逆算する手段があります。例えば主軸モータの 出力を2.5KWとして、100%負荷まで使用可能と考えれば、回転速度と、 モータ：主軸の減速比より、最大トルクＴ[Nm]を算出できます。 （回転速度、減速比、モータの出力・トルク の関係式はネットで検索 して下さい） Ｔをカッタの半径で割ったＴ/0.05[N]が、許容最大切削力になります。 切削力は、?切削方向分力?送り方向分力?背分力の三つの分力のベクトル 合成の総和であり、また主軸には前回のご質問で話題に出た効率の系数が かかりますが、これらはすべて安全率として上記T/0.05[N]を最大切削推力 として、ご検討してみては如何でしょうか。 (B)上下機構 (A)で言及した、切削の背分力をシリンダのロック機構で受けるとの考え と理解しました。 切削負荷は一定でなく振動を伴いますので、圧縮特性のある空圧で踏ん張 るのは困難であるため、ロックなどの機構を用いることは適切と考えます。 ただし小生はエアシリンダのロック機構がどれだけの剛性を有している かは存じませんので悪しからず．．． (C)送り機構 (B)で述べた通り、それなりの負荷の切削において、空圧で切削送りを 賄うことはビビリを誘発する恐れがあるため、推奨しません。 どうしても送りに空圧を用いるのであれば、十分に遅い送りにするとか、 エアシリンダを複数配置して負荷変動以上の十分な推力を確保するとか、 バンドソーのように自重を付加するとか、の工夫が必要と考えます。 (D)鋼の丸鋸切断速度 ハイスのφ250丸鋸で回転速度33min-1とすると、切削速度は26m/min となり、十分に適性なる設定と判断いたします。 一方で、ご計画の機械における加工ワークはアルミ合金なので、これ では溶着の心配があるため、切削速度を上げられることについては 賛成です。もちろん水溶性のクーラントを用いることが不可欠です。 回答(1)さんが示された非鉄用の切断機は大いに参考となりますねー。 ・切削速度 現在検討中の仕様（φ100×3,000min-1）で良さそうですね ・送り エアハイドロを使用してますね ワーク径に対しカッタが大きく、自重方向に切断しているので 成立しているものと推察します ・潤滑 水溶性クーラントだと飛散対策が大変なので、ミストを用いて いますね、これは取り入れる価値のある仕様です 所感） 質問者さんの”ワークを低速で回転させながら切断する”という プロフェッショナルな構想が素敵です 回答(3)さん 守備範囲の広さとピンポイントの資料提示は、イチローも真っ青ですね 世の中の需要に対してキッチリとした供給（しかも絶対無二！？）がある ことに、毎回勉強させてもらっており、重ねて感謝申し上げます 因みに小生は市販品に無いワーク回転のアイディアが大好きですが... (A)切削速度 φ100、3,000min-1で、切削速度1,000m/min マシニングセンタのアルミ加工も、1,000min-1がひとつの目安でもあり、 小生は十分な切削速度であると判断します （もちろん2,000-3,000m/minにすれば、より高能率に加工できますが、 安全対策もより厳しく考える必要があり、とくに内製作の場合手間が かかり大変でしょう） (B)カッタ径とエアハイドロ 小生は、工学的な強い相関性は考えつきません 重たい物であればフライホイール効果で回転速度が安定するかも しれませんが、逆に切りくずつまりなどの急激な負荷上昇において、 φ100カッタに比べてより過大なトルクがかかるので、相応の主軸 出力が必要と考えます エアハイドロは、純粋に推力をより安定させるのに寄与すると考え ます ※間違った考えであれば、(3)さんがご指摘くださるでしょう 多様な意見に傾聴したり、既存製品を参考にしたりすることは 大切なことなので、取捨選択してご検討下さい。 設備機をどこかの専業メーカに丸投げするのでなければ、質問者 さんが中心となって知恵を出すことになるので、頑張って下さい。
その他の回答 (4)
↓メタルソー切断機は手動で、実際に私も切断機を使用したこともあるのだが、 ＞鉄用の仕様をみると、33/66rpm 丸鋸径250・・・ これよりも更に丸鋸径は大きかった記憶があるがφ500程度だったようですが、 10sec/revつまり6rpmだから周速で6*500*π/min≒10m/min・・・そう、此れ位の 歩く速度くらいの程のイメージで、非常に遅かった記憶があります。 何故、そのように遅いのか迄は考えた事もなかったので気にもしてなかった。 恐らくメタルソーの厚さは精々3～5mmだった筈ですから丸鋸の形状による剛性の 問題から衝撃に当然ながら弱く、しかも材質も超硬やハイスに成らざるをえない だろうから其れにも増して衝撃を極小に押え込む必要があるのだろうと思われる 後半は私の推測まで入れ込んでしまいましたが、こんな所じゃないだろうか。 既に同様な機械もありそうなので良く市販品を調べることが重要だと思う。
- 参考URL：
- http://www.tanitec.com/itiran/index.html http://focus-koki.com/ablation/automation/index.html
お礼
ご意見ありがとうございます！ いろいろと調べているところです。
＞質問B：丸鋸切断における上下機構 直接の回答では有りませんが、ご参考までに 所謂、バンドソー http://www.hitachi-koki.co.jp/powertools/pro/cutter/cb13fb/cb13fb.html http://www.yamabiko-corp.co.jp/shindaiwa/products/category/contents_type=442 http://www.makita.co.jp/product/li_ion/pb181d/pb181d.html このタイプは自重だけで切込ます これをそのまんま自動機に組み込むのは如何？ エアシリンダで上昇させるだけ 下降は自重で勝手に下がるので電磁弁も片ソレでＯＫ 後はワーク自動送り機構を付けるだけ ↓は全自動切断機 http://www.amt.amada.co.jp/products/sessaku/ha_hfa/ha-250_400.html この機構を参考にしては？
お礼
ご回答ありがとうございます。 たくさんの事例を提示していただきありがとうございます。 十分に参考にさせて頂きます。
(1)は大正解。 専用モータがあるのです。 丸鋸用モーター http://www.shinoh-motor.com/pg361.html 0.4～0.75KWの小型でフランジはφ76、1.5～5.5KWはφ100～120 いずれも主軸はφ25.4 市販砥石切断機はこの直結モーターを使用。 フランジ径が大きいと思いがちだが、大径工具を付けないとモーター本体が邪魔して奥からの材料供給ができず、手前からでもフトコロにより切断長さが制限。 モーターを避けるには工具の軸をオフセットしてベルト伝導。それでもプーリーと軸受径が邪魔。 前問、回答(4)紹介の過去質問の(5)に私が書いた横フライスの軸構造、フライス工具は内径φ25.4なのも本件と同じ。 ＞?ワーク（φ70～85の無垢アルミ）は低速で回転：4rpmくらい 市販切断機械、そんな面倒なことやらないでしょ？ 横フライスの軸はφ25.4、カッターを締めるカラー(フランジ)はφ40？ 上記制限を無くしての話でも、φ100カッターではワークを回転させて切れるのはφ60。 サイズの制約がきついとの仰せ、課題そのものが疑問になってきます。 φ100にも及ぶと、棒材(定尺４ﾒｰﾀ)を丸ごと回転させるスイス型旋盤では無理。 なので棒を専用マシンで必要長さにカットし(鍛造品等でも同じ)、別置の旋盤にロボット搬送しチャックに着脱。 コンパクトさを狙い機内でカットさせると、サイズの制約から能率で劣ることになりがち。 工程の統合／分割を今一度検討すべきなのでは。 また設計に要する時間コストを勘案するなら専業メーカを活用されるべきと思います。 http://www.mechamix.co.jp/page/Product-menu.htm 両端同時直角フライス加工機 http://www.kitouseiki.co.jp/jigyoubu/miringu.html ミーリングユニット http://www.tsudakoma.co.jp/mta/japanese/product/ncmilling.html NCミーリングヘッド・スピンドル http://www.yamazaki-iron.co.jp/p_unit/ スピンドルヘッド サブ的 上下機構は空圧より油圧が勝ります。前質問で書いた通り、自重下降の速度調整がスムーズなため。 またワークの緩回転も油圧モータの方が有利では(直感のみで調無) にしろ必要動作は次の要素 ・鋸回転 ・鋸上下 ・ワーク回転 ・チャック締め緩め ・ワーク送り(突当て位置決) ・ワーク搬送 複雑すぎるのも、切断機は別にすべしとする根拠です。 人間の手術では患部の大きさ複雑さ等で決まる『標準術式』なるものがあり、保険適用可否もそれに従う。外れる最新手法は特効のものあるが実績足りず危険性も増す。 金属加工でも文章化はされないが『標準術式』があるのです。
お礼
ご回答ありがとうございます。 不十分な説明で申し訳ありません。 形状的に回転させてないと難しい状況なのです。。 そうですね！横フライスの軸構造は大変参考になるような気がします！ これから検討するところでして、もしわかりやすい図などあればご提示いただけると幸いです。 ご指摘ありがとうございます。 いろいろな観点から、もう一度検討したいと思います。 アドバイスありがとうございます。 参考にさせていただきます！
＞φ100の丸鋸で、φ70～85のワークを切断 ワークを低速で回転させるとのことですので、ワークの半径分に対して 切込を確保できればいいと思いますが、φ100の丸鋸で、φ85の丸棒材を 切断するのは、少々無理がありそうに思います。 もっと径の大きい丸鋸刃を使うことをご検討になった方が宜しいのであり ませんか？ ご所望の内容と異なる回答ですが、お許し下さい。 非鉄用超硬丸鋸切断機の例 http://www.focus-koki.com/ablation/automation/nr-405.html 切断能力φ75（ムク材）に対して、丸鋸径は、φ405～φ455 鋸刃回転数：2000rpm 切削速度：2540～2860m/min 鋸刃モーター：2.2kW 私は、機械設計について“素人”ですから、回答を読み飛ばして頂ければ いいだけですが、回答(3)さんが単刀直入にご指摘になったことを、貴殿 の設計に反映して頂ければ、“この森”の目的に寄与できそうに思います。
お礼
説明不足で申し訳ございません。 ワークは半分の切り込みという想定です。 φ100ぐらいでしか加工は不可能という状況です。 宜しくお願い致します。 ご丁寧にありがとうございます。 こちらでは多くの意見をいただけ、いつも感謝しております。
お礼
ご回答ありがとうございます。 申し訳ありません、ポンチ絵を描いていたのですが、添付方法がわからず文章説明になってしまいました。アップできる方法があるとのことで、調べてみたいと思います。 あと、ちょっと質問です。 （A)φ100の場合は3000rpm で良いであろうとおっしゃられていますが、（1）さんにご提示いただいた切断機の仕様をもとに「良い」といって頂いているとすると、ちょっとよくわからない点があるので、教えていただきたいのです。 ご提示いただいた機械の切削速度は2544m/minほどになると思います。 φ100でこの切削速度にしようとしたら、8000rpmにもなります（3000で良い？）。 切削速度を基準に考えるものと捉えているのですが、何か勘違いしておりましたらご指摘ください、 （B)エアハイドロ機構が上手くいっている理由として、「ワーク径に対しカッタが大きく、自重方向に切断しているので」とおっしゃられており、自重に関してはもちろんそうだと思うのですが、ワーク径に対し、カッタが大きいこともその要因であるというのが理解ができていません。そんな感じがするのは私もわかるんですが、工学的というか物理的に説明することができません。単純にイナーシャ？ 何卒ご教授いただけると助かります。 早速のご回答ありがとうございます。 大径のほうがフライホイール効果は期待できるが、目詰まりによる負荷トルクが過大となる可能性があるとのご指摘はよく理解できます。 暖かいお言葉ありがとうございます！ またここでいろいろご質問させて頂くと思いますので、そのときは宜しくお願い致します。