特表 2017-527469 切込形成時のウォールソーシステムの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2017-527469(P2017-527469A)

(43)【公表日】2017年9月21日

(54)【発明の名称】切込形成時のウォールソーシステムの制御方法

(51)【国際特許分類】

   B28D 1/04 20060101AFI20170825BHJP

   B27B 5/02 20060101ALI20170825BHJP

   B27B 5/20 20060101ALI20170825BHJP

   B23D 45/02 20060101ALI20170825BHJP

【ＦＩ】

   B28D1/04 B

   B27B5/02 D

   B27B5/20 A

   B23D45/02 C

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2017-513094(P2017-513094)

(86)(22)【出願日】2015年9月2日

(85)【翻訳文提出日】2017年4月24日

(86)【国際出願番号】EP2015070043

(87)【国際公開番号】WO2016037915

(87)【国際公開日】20160317

(31)【優先権主張番号】14003104.8

(32)【優先日】2014年9月8日

(33)【優先権主張国】EP

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US

(71)【出願人】

【識別番号】591010170

【氏名又は名称】ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】100090022

【弁理士】

【氏名又は名称】長門 侃二

(72)【発明者】

【氏名】ベロイター， クリスティアン

(72)【発明者】

【氏名】シュテフィク， ドラガン

(72)【発明者】

【氏名】カナイダー， ヴィルフリート

【テーマコード（参考）】

3C040

3C069

【Ｆターム（参考）】

3C040AA01

3C040BB03

3C040DD01

3C040EE01

3C040JJ03

3C069AA01

3C069BA04

3C069BC05

3C069BC06

3C069DA05

3C069EA02

(57)【要約】

第１及び第２端点間で加工対象物に切込部を形成する際の、ウォールソーシステムの制御方法であって、端点の少なくとも一方は非制限端点として構成される。ウォールソーシステムは、ソーヘッド、揺動可能なソーアーム、ソーブレード、及びブレードガードを有したウォールソーを備える。切込作業は複数のメイン切込工程で実行され、メイン切込処理の開始前に、メイン切込工程のパラメータが設定され、メイン切込処理の手順に加え、非制限端点に関するオーバーカット工程を有したオーバーカット処理の手順を設定する。オーバーカット処理に関して開始及び終了位置を定め、両位置間でオーバーカット作業を行う。ソーヘッドを開始位置に配置し、ソーアームを第１オーバーカット角に揺動後、終了位置までソーヘッドを移動する。ソーヘッドを開始位置に戻し、ソーアームを第２オーバーカット角に揺動する。全オーバーカット工程終了まで、この手順を繰り返す。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

案内軌道（１１）と、ウォールソー（１２）とを備え、前記ウォールソー（１２）は、ソーヘッド（１４）と、前記案内軌道（１１）に沿った移動方向（２８）に前記ソーヘッド（１４）を移動させる動力式の駆動ユニット（１５）と、前記ソーヘッド（１４）に設けられて揺動軸（２３）周りに揺動可能なソーアーム（１７）に取り付けられ、回転軸（１９）周りに回転駆動される少なくとも１つのソーブレード（１６）と、厚さ（ｄ）を有した加工対象物（２４）に対し、第１端点（Ｅ_１）と第２端点（Ｅ_２）との間で最終深さ（Ｔ）を有した切込部（５１）を形成する際に前記ソーブレード（１６）を囲う、少なくとも１つの着脱可能なブレードガード（２１）とを有し、前記第１端点（Ｅ_１）及び前記第２端点（Ｅ_２）の少なくとも一方が障害物のない非制限端点として構成されるときのウォールソーシステム（１０）の制御方法であって、
前記ウォールソー（１２）のコントロールユニット（２９）によって実行される切込制御の開始前に、前記少なくとも１つのソーブレード（１６）のブレード径（Ｄ）と、前記移動方向（２８）における前記第１端点（Ｅ_１）及び前記第２端点（Ｅ_２）の位置と、前記切込部（５１）の前記最終深さ（Ｔ）と、ｍを２以上とするときにｍ個のメイン切込工程により前記第１端点（Ｅ_１）及び前記第２端点（Ｅ_２）の間で行われるメイン切込処理の手順とを少なくとも設定し、前記メイン切込処理が、前記ソーアーム（１７）の揺動角を最後から２番目のメイン切込角（±α_ｍ−１）、使用ソーブレードの径を最後から２番目のブレード径（Ｄ_ｍ−１）とする最後から２番目のメイン切込工程と、前記ソーアーム（１７）の揺動角を最後のメイン切込角（±α_ｍ）、前記使用ソーブレードの径を最後のブレード径（Ｄ_ｍ）とする最後のメイン切込工程とを少なくとも備え、
前記コントロールユニット（２９）によって実行される前記切込制御の際に、
前記ソーアーム（１７）を、前記最後から２番目のメイン切込角（±α_ｍ−１）に揺動した状態で、前記最後から２番目のメイン切込工程を実行し、
前記ソーアーム（１７）を、前記最後のメイン切込角（±α_ｍ）に揺動した状態で、前記最後のメイン切込工程を実行する
ウォールソーシステムの制御方法において、
前記コントロールユニット（２９）によって実行される前記切込制御の開始前に、前記メイン切込処理の手順に加え、オーバーカット処理を適用する少なくとも１つの前記非制限端点（Ｅ_１，Ｅ_２）に関し、オーバーカット工程による前記オーバーカット処理の手順を定め、
前記オーバーカット処理は、
前記ソーアーム（１７）の揺動角を第１オーバーカット角（±φ_１，１，±φ_２，１）とし、前記使用ソーブレードの径を第１ブレード径（Ｄ_１，１，Ｄ_２，１）とする第１オーバーカット工程と、
前記ソーアーム（１７）の揺動角を第２オーバーカット角（±φ_１，２，±φ_２，２）とし、前記使用ソーブレードの径を第２ブレード径（Ｄ_１，２，Ｄ_２，２）とする第２オーバーカット工程とを少なくとも備える
ことを特徴とする制御方法。

【請求項2】

前記オーバーカット処理は、ｎを２以上、ｊを１〜ｎのいずれかとするとき、前記ソーアーム（１７）の揺動角にｊ個のオーバーカット角（±φ_１，ｊ，±φ_２，ｊ）を適用すると共に、前記使用ソーブレードの径にｊ個のブレード径（Ｄ_１，ｊ，Ｄ_２，ｊ）を適用するｎ個のオーバーカット工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御方法。

【請求項3】

前記コントロールユニット（２９）によって実行される前記切込制御の開始前に、前記ソーアーム（１７）の前記揺動軸（２３）と前記ソーブレード（１６）の前記回転軸（１９）との距離として規定される前記ソーアーム（１７）のアーム長（δ）、及び前記揺動軸（２３）と前記加工対象物（２４）の表面（５３）との距離（Δ）を設定することを特徴とする請求項１に記載の制御方法。

【請求項4】

前記第１端点（Ｅ_１）は、前記オーバーカット処理を適用する非制限端点として構成され、
前記コントロールユニット（２９）は、前記オーバーカット処理に関する第１終了位置を演算し、
前記第１終了位置において、前記揺動軸（２３）は、
Ｘ(Ｅ_１)＋[Δｈ・(Ｄ_ｍ−Δｈ)]^１／２−δ・ｓｉｎ(±α_ｍ)
で表される位置にあり、式中、
Δｈ＝ｈ_ｍ−Ｔ
は、前記最後のメイン切込角（±α_ｍ）による切込深さ（ｈ_ｍ）と前記最終深さ（Ｔ）との差を示し、
ｈ_ｍ＝ｈ(±α_ｍ，Ｄ_ｍ)＝Ｄ_ｍ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±α_ｍ)
は、前記最後のメイン切込角（±α_ｍ）とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物（２４）内への切込深さを示す
ことを特徴とする請求項３に記載の制御方法。

【請求項5】

ｊを１〜ｎのいずれかとするとき、前記オーバーカット処理のｊ番目の前記オーバカット工程では、前記ソーヘッド（１４）を第１開始位置に配置すると共に、前記第１開始位置における前記ソーアーム（１７）の揺動角をｊ番目のオーバーカット角（±φ_１，ｊ）とし、前記ソーアーム（１７）を前記ｊ番目の前記オーバーカット角（±φ_１，ｊ）に揺動した状態で、前記ソーヘッド（１４）を前記第１終了位置に移動する
ことを特徴とする請求項４に記載の制御方法。

【請求項6】

前記第１開始位置において前記揺動軸（２３）は、
０°＜φ_１，ｎ≦９０°のとき、
Ｘ(Ｅ_１)＋[ｈ(±φ_１，ｎ)・(Ｄ_１，ｎ−ｈ(±φ_１，ｎ))]^１／２−δ・ｓｉｎ(±φ_１，ｎ)
で表される位置にあり、
９０°＜φ_１，ｎ≦１８０°のとき、
Ｘ(Ｅ_１)＋[ｈ(±φ_１，ｎ)・(Ｄ_１，ｎ−ｈ(±φ_１，ｎ))]^１／２−δ・ｓｉｎ(±９０°)
で表される位置にあり、式中、
ｈ(±φ_１，ｎ，Ｄ_１，ｎ)＝Ｄ_１，ｎ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±φ_１，ｎ)
は、ｎ番目の前記オーバーカット角（±φ_１，ｎ）とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物（２４）内への切込深さを示す
ことを特徴とする請求項５に記載の制御方法。

【請求項7】

前記第２端点（Ｅ_２）は、前記オーバーカット処理を適用する非制限端点として構成され、
前記コントロールユニット（２９）は、前記オーバーカット処理に関する第２終了位置を演算し、
前記第２終了位置において、前記揺動軸（２３）は、
Ｘ(Ｅ_２)−[Δｈ・(Ｄ_ｍ−Δｈ)]^１／２＋δ・ｓｉｎ(±α_ｍ)
で表される位置にあり、式中、
Δｈ＝ｈ_ｍ−Ｔ
は、前記最後のメイン切込角（±α_ｍ）による切込深さ（ｈ_ｍ）と前記最終深さ（Ｔ）との差を示し、
ｈ_ｍ＝ｈ(±α_ｍ，Ｄ_ｍ)＝Ｄ_ｍ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±α_ｍ)
は、前記最後のメイン切込角（±α_ｍ）とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物（２４）内への切込深さを示す
ことを特徴とする請求項３に記載の制御方法。

【請求項8】

ｊを１〜ｎのいずれかとするとき、前記オーバーカット処理のｊ番目の前記オーバカット工程では、前記ソーヘッド（１４）を第２開始位置に配置すると共に、前記第２開始位置における前記ソーアーム（１７）の揺動角をｊ番目の前記オーバーカット角（±φ_２，ｊ）とし、前記ソーアーム（１７）を前記ｊ番目のオーバーカット角（±φ_２，ｊ）に揺動した状態で、前記ソーヘッド（１４）を前記第２終了位置に移動する
ことを特徴とする請求項７に記載の制御方法。

【請求項9】

前記第２開始位置において前記揺動軸（２３）は、
０°＜φ_２，ｎ≦９０°のとき、
Ｘ(Ｅ_２)−[ｈ(±φ_２，ｎ)・(Ｄ_２，ｎ−ｈ(±φ_２，ｎ))]^１／２−δ・ｓｉｎ(±φ_２，ｎ)
で表される位置にあり、
９０°＜φ_２，ｎ≦１８０°のとき、
Ｘ(Ｅ_２)−[ｈ(±φ_２，ｎ)・(Ｄ_２，ｎ−ｈ(±φ_２，ｎ))]^１／２−δ・ｓｉｎ(±９０°)
で表される位置にあり、式中、
ｈ(±φ_２，ｎ，Ｄ_２，ｎ)＝Ｄ_２，ｎ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±φ_２，ｎ)
は、ｎ番目の前記オーバーカット角（±φ_２，ｎ）とするときの、前記使用ソーブレードの前記加工対象物（２４）内への切込深さを示す
ことを特徴とする請求項８に記載の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前提部分に記載の構成により切込作業を行う際の、ウォールソーシステムの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

第１端点と第２端点との間で加工対象物に切込作業を行う際の、ウォールソーシステムの制御方法は、特許文献１によって知られている。このウォールソーシステムは、案内軌道と、ソーヘッド、案内軌道に沿った移動方向にソーヘッドを移動させる動力式の駆動ユニット、及びソーヘッドのソーアームに取り付けられて回転用駆動モータにより回転軸周りに回転駆動される少なくとも１つのソーブレードを有したウォールソーとを備える。ソーアームは、揺動モータと揺動軸とを用いて揺動可能に構成される。揺動軸周りのソーブレードの揺動により、加工対象物に対するソーブレードの切込深さを変更する。動力式の駆動ユニットは、ガイドキャリッジと移動用駆動モータとを備え、ウォールソーがガイドキャリッジに取り付けられ、移動用駆動モータにより案内軌道に沿って移動する。ウォールソーシステムの作動を監視するため、揺動角センサと変位センサとを有したセンサ装置が設けられる。揺動角センサは、ソーアームの最新の揺動角を検出し、変位センサは、案内軌道上のソーヘッドの最新の位置を検出する。ソーアームの最新の揺動角の検出値、及びソーヘッドの最新の位置の検出値は、定期的にウォールソーのコントロールユニットに送信される。

【0003】

ウォールソーシステムの公知の制御方法は、準備段階と、コントロールユニットによる切込制御とに区分される。準備段階では、少なくとも、ソーブレードの径、移動方向における第１端点及び第２端点の位置、及び切込部の最終深さが、使用者によって設定され、追加しうるパラメータとしては、作業を行う加工対象物の素材や、埋め込まれている鉄筋の寸法がある。入力されたパラメータに基づき、コントロールユニットが、切込作業についての、いくつかのメイン切込工程からなるメイン切込処理の適切な手順を定め、このメイン切込処理は、ソーアームの揺動角を第１メイン切込角、使用ソーブレードの径を第１ブレード径とする第１メイン切込工程に加え、その後に行われる、ソーアームの揺動角を第２メイン切込角、使用ソーブレードの径を第１ブレード径とする第２メイン切込工程を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】欧州特許第１６９３１７３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ウォールソーシステムの公知の制御方法には、障害物のない非制限端点に対し、端点を通り過ぎる切り込み（オーバーカット）によって加工を行うことについて詳細を開示するものがない。

【0006】

本発明の目的は、ウォールソーシステムのコントローラの制御により、非制限端点に対するオーバーカット処理を行うウォールソーシステムの制御方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

最初に述べたウォールソーシステムの制御方法において、独立請求項に示す特徴を有した本発明により、このような目的が達成される。本発明の有用な具体的態様は、各従属請求項に示されている。

【0008】

本発明によれば、コントロールユニットによって実行される切込制御の開始前に、メイン切込処理の手順に加え、オーバーカット処理を適用する少なくとも１つの非制限端点に関し、オーバーカット工程によるオーバーカット処理の手順を定め、オーバーカット処理は、ソーアームの揺動角を第１オーバーカット角とし、使用ソーブレードの径を第１ブレード径とする第１オーバーカット工程と、ソーアームの揺動角を第２オーバーカット角とし、使用ソーブレードの径を第２ブレード径とする第２オーバーカット工程とを少なくとも備える。オーバーカット作業については、そのために特有のものとして規定されたオーバカット処理が設けられるので、パラメータを調整してオーバーカット作業を行うことが可能となる。

【0009】

オーバーカット処理は、ｊを１〜ｎのいずれかとするとき、ソーアームの揺動角にｊ個のオーバーカット角を適用すると共に、使用ソーブレードの径にｊ個のブレード径を適用するｎ個のオーバーカット工程を備えるのが好ましい。必要となるオーバーカット工程の数は、特に、ソーブレードの仕様、加工対象物の材料特性、並びにソーブレードに用いる回転用駆動モータの出力及びトルクに依存する。オーバーカット角は、作業者が設定を行うことが可能であり、様々な規定条件に応じ、ウォールソーシステムのコントロールユニットが定めることも可能である。本発明による制御方法の場合、オーバーカット角は、ウォールソーの制御に用いる入力変数となる。

【0010】

コントロールユニットによって実行される切込制御の開始前に、ソーアームの揺動軸とソーブレードの回転軸との距離として規定されるソーアームのアーム長、及び揺動軸と加工対象物の表面との距離を設定するのが好ましい。切込制御のために、様々なパラメータをコントロールユニットに対して設定する必要がある。これらパラメータには、ソーアームのアーム長、及び加工対象物の表面に直交する方向における揺動軸と当該加工対象物の表面との直交方向距離が含まれ、アーム長は、ウォールソーの装置固有の固定的な寸法であり、直交方向距離は、ウォールソーの外形だけでなく、使用する案内軌道の外形にも依存する。

【0011】

第１の態様で、切込部の第１端点は、オーバーカット処理を適用する非制限端点として構成される。コントロールユニットは、オーバーカット処理に関する第１終了位置を演算し、この第１終了位置において、揺動軸は、
Ｘ(Ｅ_１)＋[Δｈ・(Ｄ_ｍ−Δｈ)]^１／２−δ・ｓｉｎ(±α_ｍ)
で表される位置にあり、この式中、
Δｈ＝ｈ_ｍ−Ｔ
は、最後のメイン切込角による切込深さｈ_ｍと最終深さＴとの差を示し、
ｈ_ｍ＝ｈ(±α_ｍ，Ｄ_ｍ)＝Ｄ_ｍ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±α_ｍ)
は、最後のメイン切込角とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す。揺動軸が第１終了位置に達すると、第１端点の素材が完全に切除され、非制限端点である第１端点の領域の切込作業が完了する。

【0012】

第１の態様の更なる具体的態様において、ｊを１〜ｎのいずれかとするとき、オーバーカット処理のｊ番目のオーバカット工程では、ソーヘッドを第１開始位置に配置すると共に、第１開始位置におけるソーアームの揺動角をｊ番目のオーバーカット角とし、ソーアームをｊ番目のオーバーカット角に揺動した状態で、ソーヘッドを第１終了位置に移動する。

【0013】

特に好ましくは、第１開始位置において揺動軸は、０°＜φ_１，ｎ≦９０°のとき、
Ｘ(Ｅ_１)＋[ｈ(±φ_１，ｎ)・(Ｄ_１，ｎ−ｈ(±φ_１，ｎ))]^１／２−δ・ｓｉｎ(±φ_１，ｎ)
で表される位置にあり、９０°＜φ_１，ｎ≦１８０°のとき、
Ｘ(Ｅ_１)＋[ｈ(±φ_１，ｎ)・(Ｄ_１，ｎ−ｈ(±φ_１，ｎ))]^１／２−δ・ｓｉｎ(±９０°)
で表される位置にあり、これらの式中、
ｈ(±φ_１，ｎ，Ｄ_１，ｎ)＝Ｄ_１，ｎ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±φ_１，ｎ)
は、ｎ番目のオーバーカット角（±φ_１，ｎ）とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す。この第１開始位置は、オーバーカット処理におけるオーバーカット角への揺動が、いずれも確実に第１端点よりも手前の位置で行われ、第１端点の位置を越えることのないようにする位置である。

【0014】

第２の態様で、第２端点は、オーバーカット処理を適用する非制限端点として構成される。コントロールユニットは、オーバーカット処理に関する第２終了位置を演算し、この第２終了位置において、揺動軸は、
Ｘ(Ｅ_２)−[Δｈ・(Ｄ_ｍ−Δｈ)]^１／２＋δ・ｓｉｎ(±α_ｍ)
で表される位置にあり、この式中、
Δｈ＝ｈ_ｍ−Ｔ
は、最後のメイン切込角による切込深さｈ_ｍと最終深さＴとの差を示し、
ｈ_ｍ＝ｈ(±α_ｍ，Ｄ_ｍ)＝Ｄ_ｍ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±α_ｍ)
は、最後のメイン切込角とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す。揺動軸が第２終了位置に達すると、第２端点の部分の素材の切除が完了し、非制限端点である第２端点の領域の切込作業が完了する。

【0015】

第２の態様の更なる具体的態様において、ｊを１〜ｎのいずれかとするとき、オーバーカット処理のｊ番目のオーバカット工程では、ソーヘッドを第２開始位置に配置すると共に、第２開始位置におけるソーアームの揺動角をｊ番目のオーバーカット角とし、ソーアームをｊ番目のオーバーカット角に揺動した状態で、ソーヘッドを第２終了位置に移動する。

【0016】

特に好ましくは、第２開始位置において揺動軸は、０°＜φ_２，ｎ≦９０°のとき、
Ｘ(Ｅ_２)−[ｈ(±φ_２，ｎ)・(Ｄ_２，ｎ−ｈ(±φ_２，ｎ))]^１／２−δ・ｓｉｎ(±φ_２，ｎ)
で表される位置にあり、９０°＜φ_２，ｎ≦１８０°のとき、
Ｘ(Ｅ_２)−[ｈ(±φ_２，ｎ)・(Ｄ_２，ｎ−ｈ(±φ_２，ｎ))]^１／２−δ・ｓｉｎ(±９０°)
で表される位置にあり、これらの式中、
ｈ(±φ_２，ｎ，Ｄ_２，ｎ)＝Ｄ_２，ｎ／２−Δ−δ・ｃｏｓ(±φ_２，ｎ)
は、ｎ番目のオーバーカット角（±φ_２，ｎ）とするときの、使用ソーブレードの加工対象物内への切込深さを示す。この第２開始位置は、オーバーカット処理におけるオーバーカット角への揺動が、いずれも確実に第２端点よりも手前の位置で行われ、第２端点の位置を越えることのないようにする位置である。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】案内軌道とウォールソーとを有したウォールソーシステムを示す図である。

【図2A】障害物のない非制限端点である第１端点と第２端点との間での切込作業を示す図である。

【図2B】障害物のない非制限端点である第１端点と第２端点との間での切込作業を示す図である。

【図3A】ブレードガードで囲っていないソーブレードを用いた、障害物のある第１端点と第２端点との間での切込作業を示す図である。

【図3B】ブレードガードで囲っていないソーブレードを用いた、障害物のある第１端点と第２端点との間での切込作業を示す図である。

【図4A】ブレードガードで囲ったソーブレードを用いた、障害物のある第１端点と第２端点との間での切込作業を示す図である。

【図4B】ブレードガードで囲ったソーブレードを用いた、障害物のある第１端点と第２端点との間での切込作業を示す図である。

【図5A】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5B】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5C】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5D】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5E】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5F】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5G】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5H】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5I】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5J】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5K】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5L】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5M】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5N】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5O】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5P】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5Q】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5R】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5S】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【図5T】障害物のない非制限端点である第１端点と障害物のない非制限端点である第２端点との間での切込作業を行う場合の、図１に示すウォールソーシステムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

いくつかの図面を用い、本発明の実施形態について以下に説明する。これらの図面は、必ずしも忠実な尺度で実施形態を図示するものではなく、説明する上で有効であれば、概要を図示したり、幾分変形して図示している。図面から直ちに明らかとなる教示を補足する部分については、関連する先行技術を参照するものとする。このとき、実施形態の詳細な構成に関する様々な調整や変更が、本発明の大要から逸脱することなく可能である。明細書、図面、及び特許請求の範囲に示される本発明の様々な特徴は、個々に重要であるばかりでなく、任意に組み合わせて本発明を展開する上でも重要である。更に、明細書、図面、及び特許請求の範囲のいずれかに示される本発明の少なくとも２つの特徴の組み合わせは、いずれも本発明の範囲内に含まれるものである。本発明の大要は、以下に示す好ましい実施形態の厳密な構成や詳細に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示す主題よりも減縮された主題に限定されるものでもない。指定する寸法上の範囲に関し、提示した限界内にある数値は、限界値として開示されたものであり、必要に応じ、適宜採用しうるものである。簡明化を目的とし、同一または類似の機能を有する同一または類似の部材には、同じ参照符号を用いる。

【0019】

図１は、案内軌道１１と、案内軌道１１上に移動可能に設けられた工作装置１２と、リモートコントロールユニット１３とを有したウォールソーシステム１０を示している。工作装置は、ウォールソー１２として構成され、切込ユニット１４と、モータ駆動式の駆動ユニット１５とを備えている。切込ユニットは、ソーヘッド１４として構成されており、ソーブレード１６として構成された加工具を備え、このソーブレード１６が、ソーアーム１７に取り付けられて、回転用駆動モータ１８により回転軸１９周りに回転駆動される。

【0020】

作業者を保護するため、ソーブレード１６はブレードガード２１で囲まれており、ブレードガード２１は、ソーアーム１７に取り付けられている。ソーアーム１７は、揺動モータ２２により、揺動軸２３周りに揺動可能に構成されている。ソーブレード１６の径方向に沿ったソーアーム１７が形成する揺動角αにより、切込作業の対象となる加工対象物２４にソーブレード１６が入り込む切込深さの程度が定まる。回転用駆動モータ１８及び揺動モータ２２は、装置ハウジング２５の中に設けられる。モータ駆動式の駆動ユニット１５は、ガイドキャリッジ２６と移動用駆動モータ２７とを備え、本実施形態において、この移動用駆動モータ２７は、装置ハウジング２５の中に設けられる。ソーヘッド１４は、ガイドキャリッジ２６に取り付けられ、移動用駆動モータ２７により、案内軌道１１に沿って移動方向２８に移動可能となっている。装置ハウジング２５内には、回転用駆動モータ１８、揺動モータ２２、及び移動用駆動モータ２７に加え、ソーヘッド１４及び駆動ユニット１５の制御を行うコントロールユニット２９が設けられる。

【0021】

ウォールソーシステム１０及び切込作業を監視するため、複数のセンサ素子を有したセンサ装置が設けられる。第１センサ素子は揺動角センサ３２として構成され、第２センサ素子は変位センサ３３として構成される。揺動角センサ３２は、ソーアーム１７の最新の揺動角を検出し、変位センサ３３は、案内軌道１１上のソーヘッド１４の最新の位置を検出する。検出値は、揺動角センサ３２及び変位センサ３３により、コントロールユニット２９に送信され、ウォールソー１２の制御に用いられる。

【0022】

リモートコントロールユニット１３は、ユニットハウジング３５、入力部３６、表示部３７、及び制御部３８を備え、制御部３８は、ユニットハウジング３５内に設けられている。制御部３８は、入力部３６への入力を、制御指令及びデータに変換し、これら制御指令及びデータは、第１通信リンクを介してウォールソー１２に送信される。第１通信リンクは、無線通信リンク４１または通信ケーブル４２として構成される。本実施形態において、無線通信リンクは、電波通信リンク４１として構成され、リモートコントロールユニット１３の第１電波通信ユニット４３と、ウォールソー１２に設けられた第２電波通信ユニット４４との間に形成される。これに代え、無線通信リンク４１は、赤外線通信、ブルートゥース（登録商標）、無線ＬＡＮ、またはＷｉＦｉ（登録商標）リンクとして構成してもよい。

【0023】

図２Ａ及び図２Ｂは、厚さｄを有した加工対象物２４に切込部５１を形成する場合の、図１に示したウォールソーシステム１０の案内軌道１１及びウォールソー１２を示している。切込部５１は、最終深さＴを有し、移動方向２８に沿って、第１端点Ｅ_１と第２端点Ｅ_２との間に延在する。移動方向２８に平行な方向を方向Ｘと定義し、第１端点Ｅ_１から第２端点Ｅ_２に向かう方向を、方向Ｘの前進方向とし、方向Ｘに直交して加工対象物２４内に入る加工対象物２４の厚み方向を方向Ｙと定義する。

【0024】

切込部の端点は、障害物のない非制限端点、または障害物のある端点とすることができる。従って、両方の端点が障害物のない非制限端点の場合や、両方の端点が障害物のある端点の場合もあり、また一方が非制限端点で他方が障害物のある端点の場合もある。障害物のない非制限端点では、端点を通り過ぎる切り込み（オーバーカット）を許容するようにしてもよい。オーバーカットを利用し、端点の切込深さが、切込部の最終深さＴに達するようになる。図２Ａ及び図２Ｂの実施形態では、第１端点Ｅ_１及び第２端点Ｅ_２が、障害物のない非制限端点となっており、第１端点Ｅ_１ではオーバーカットが許容されておらず、第２端点Ｅ_２ではオーバーカットが生じている。

【0025】

図２Ａは、取付位置Ｘ_０にあるソーヘッド１４と、揺動角が０°の基本位置にあるソーアーム１７とを示している。ソーヘッド１４は、作業者により、ガイドキャリッジ２６を用い、案内軌道１１上の取付位置Ｘ_０に配置される。ソーヘッド１４の取付位置Ｘ_０は、第１端点Ｅ_１と第２端点Ｅ_２との間にあって、移動方向２８における揺動軸２３の位置により定まる。揺動軸２３の位置は、当該揺動軸２３の方向Ｘにおける位置が、ソーアーム１７を揺動しても変化しないので、ソーヘッド１４の位置を検知してウォールソー１２を制御するための基準位置Ｘ_Ｒｅｆとして特に適している。これに代え、方向Ｘにおける別の位置を基準位置としてソーヘッド１４に設定することも可能であり、この場合には、方向Ｘにおける揺動軸２３までの距離を把握しておく必要がある。

【0026】

本実施形態において、方向Ｘにおける第１端点Ｅ_１及び第２端点Ｅ_２の位置は、部分長を設定することにより定まる。取付位置Ｘ_０と第１端点Ｅ_１との距離は第１部分長Ｌ_１により定まり、取付位置Ｘ_０と第２端点Ｅ_２との距離は第２部分長Ｌ_２により定まる。これに代えて、部分長の一方（第１部分長Ｌ_１または第２部分長Ｌ_２）、及び第１端点Ｅ_１と第２端点Ｅ_２との距離として全長Ｌを与えることにより、方向Ｘにおける第１端点Ｅ_１及び第２端点Ｅ_２の位置を設定するようにしてもよい。

【0027】

切込部５１は、所望の切込深さＴが得られるまで、複数回に分けた切込工程によって形成される。第１端点Ｅ_１と第２端点Ｅ_２との間の切込部分をメイン切込部とし、メイン切込部の切込処理をメイン切込処理とする。切込部の各端点では、障害物に対応した障害物側切込作業と称する補助的な端部切込作業と、非制限端点に対応し、オーバーカットを伴うオーバカット作業とを行うことができる。

【0028】

メイン切込処理の手順は、作業者が設定を行うことが可能であり、様々な規定条件に応じ、ウォールソーシステムのコントロールユニットが定めることも可能である。予備切込工程とされる場合もある第１メイン切込工程は、減少させた切込深さと減少させた駆動モータの出力により実行し、ソーブレードの摩耗を防止するのが一般的である。更なるメイン切込工程は、同じ切込深さで実行するのが一般的であるが、様々な切込深さで行うことも可能である。規定条件は、作業者によって設定され、予備切込工程における切込深さ、予備切込工程における駆動出力、及び更なるメイン切込工程における最大切込深さが含まれる。これらの規定条件に基づき、コントロールユニットがメイン切込処理の手順を定めることができる。

【0029】

切込作業におけるメイン切込工程は、単一のブレード径または２以上のブレード径で実行される。複数のソーブレードを用いる場合、切込作業は、最も小さいブレード径のソーブレードを用いて開始するのが一般的である。ソーアーム１７へのソーブレード１６の組付けを可能とするため、加工対象物２４の上方のソーアーム１７の基本位置にソーブレード１６を配置する必要がある。この規定条件が満たされているか否かは、ウォールソーシステム１０の２つの装置固有パラメータ、即ち、ソーアーム１７の揺動軸２３と加工対象物２４の上面５３との垂直方向の距離Δ、及びソーブレード１６の回転軸１９とソーアーム１７の揺動軸２３との距離であるソーアーム１７のアーム長δに依存する。これら２つの装置固有パラメータの合計が、ソーブレード１６のブレード径Ｄの半分（Ｄ／２）より大きければ、加工対象物２４の上方のソーアーム１７の基本位置にソーブレード１６が配置される。アーム長δが、ウォールソー１２の一定値の装置固有パラメータである一方、揺動軸２３と上面５３との垂直方向の距離Δは、ウォールソー１２の外形形状に加え、使用する案内軌道１１の外形形状にも依存する。

【0030】

ソーブレード１６は、ソーアーム１７の端部に取り付けられ、切込作動の際に、回転用駆動モータ１８により回転軸１９周りに回転駆動される。図２Ａに示すソーアーム１７の基本位置では、揺動角が０°となり、ソーブレード１６の回転軸１９が、切込深さ方向５２において、揺動軸２３の上方にある。ソーブレード１６は、揺動軸２３周りにソーアーム１７を揺動することにより、揺動角が０°の基本位置から移動し、加工対象物２４の中に入っていく。ソーアーム１７を揺動する際、ソーブレード１６は、回転用駆動モータ１８により回転軸１９周りに回転駆動される。

【0031】

作業者を保護するため、作業中は、ソーブレード１６をブレードガード２１で囲うようになっている。ウォールソー１２は、ブレードガード２１を有した状態で作動するか、或いはブレードガード２１のない状態で作動する。第１端点Ｅ_１及び第２端点Ｅ_２の領域で切込部を形成するため、例えば、ブレードガード２１を取り外すようにしてもよい。切込部を形成するために様々な径のソーブレードを用いる場合、ブレードガードも、それぞれのブレード径に対応した様々なブレードガード幅のものを用いるのが一般的である。

【0032】

図２Ｂは、後進側に向かう負の揺動方向５４に揺動して負の揺動角−αにあるソーアーム１７を示している。ソーアーム１７は、負の揺動方向５４で０°〜−１８０°の揺動角の範囲に、また前進側に向かい負の揺動方向５４とは反対方向となる正の揺動方向５５で０°〜＋１８０°の揺動角の範囲に、それぞれ揺動位置を調整可能である。ソーヘッド１４が前進方向５６に移動する場合、図２Ｂに示す揺動状態のソーアーム１７は引かれる状態となる。一方、ソーヘッド１４が、前進方向５６とは逆の後進方向５７に移動する場合、図２Ｂに示す揺動状態のソーアーム１７は押される状態となる。

【0033】

揺動角が±１８０°のときに、加工対象物２４内へのソーブレード１６の最大の切込深さが得られる。揺動軸２３周りのソーアーム１７の揺動によって、方向Ｘ及び方向Ｙにおける回転軸１９の位置が変化する。従って、回転軸１９の変動は、ソーアーム１７のアーム長δ及び揺動角αに応じて生じ、方向Ｘの変動距離δ_Ｘは、δ・ｓｉｎ（±α）となり、方向Ｙの変動距離δ_Ｙは、δ・ｃｏｓ（±α）となる。

【0034】

加工対象物２４に対し、ソーブレード１６は、高さｈ、及び切込幅ｂを有した弓形の形状で切欠を形成する。弓状部分の高さｈは、加工対象物２４内へのソーブレード１６の切込深さに相当する。切込深さｈについて、式
Ｄ／２＝ｈ＋Δ＋δ・ｃｏｓ(α)
が成立し、式中、Ｄはソーブレード１６のブレード径、ｈはソーブレード１６の切込深さ、Δは揺動軸２３と加工対象物２４の上面５３との垂直方向の距離、δはソーアーム１７のアーム長、αは第１メイン切込角である。また、切込幅ｂについては、式
ｂ^２＝(Ｄ／２)・８・ｈ−４・ｈ^２＝４・Ｄ・ｈ−４・ｈ^２＝４・ｈ・(Ｄ−ｈ)
が成立し、式中、ｈはソーブレード１６の切込深さ、Ｄはソーブレード１６のブレード径である。

【0035】

切込作業の際のウォールソー１２の制御は、それぞれの端点が、障害物のある端点か否か、更に、障害物のある端点の場合には、切込作業でブレードガード２１を用いるか否かに応じて行われる。障害物のない非制限端点の場合、本発明に係る制御方法において、ウォールソー１２の制御は、加工対象物２４の上面５３におけるソーブレード１６の上方出口点に基づいて行われる。このソーブレード１６の上方出口点の位置は、方向Ｘにおける揺動軸２３の基準位置Ｘ_Ｒｅｆ、方向Ｘにおける回転軸１９の変動距離δ_Ｘ、及び切込幅ｂに基づいて算出することができる。第１端点Ｅ_１側の上方出口点を第１上方出口点５８とし、第２端点Ｅ_２側の上方出口点を第２上方出口点５９とする。第１上方出口点５８については、
Ｘ(５８)＝Ｘ_Ｒｅｆ＋δ_Ｘ−ｂ／２
が成立する一方、第２上方出口点５９については、
Ｘ(５９)＝Ｘ_Ｒｅｆ＋δ_Ｘ＋ｂ／２
が成立し、このとき、
ｂ＝[ｈ・(Ｄ−ｈ)]^１／２，ｈ＝ｈ(α，Ｄ)
である。

【0036】

第１端点Ｅ_１や第２端点Ｅ_２が障害物のある端点の場合には、ウォールソー１２が第１端点Ｅ_１や第２端点Ｅ_２を通り越すことは不可能である。このような場合、本発明に係る制御方法では、揺動軸２３の基準位置Ｘ_Ｒｅｆ、及びウォールソー１２の境界に基づいてウォールソー１２が制御される。このため、ブレードガード２１を用いずに切込作業を行う場合と、ブレードガード２１を用いて切込作業を行う場合とでは、制御が相違することになる。

【0037】

図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ障害物のある端点として規定された第１端点Ｅ_１と第２端点Ｅ_２との間に切込部を形成する場合の、ウォールソーシステム１０を示しており、この切込作業はブレードガード２１を用いずに行われる。ブレードガード２１を用いずに切込作業を行う場合、第１端点Ｅ_１側の第１ブレード縁部６１と、第２端点Ｅ_２側の第２ブレード縁部６２とが、ウォールソー１２の境界を形成する。

【0038】

方向Ｘにおける第１ブレード縁部６１及び第２ブレード縁部６２のそれぞれの位置は、揺動軸２３の基準位置Ｘ_Ｒｅｆ、回転軸１９の変動距離δ_Ｘ、及びブレード径Ｄに基づき算出可能である。図３Ａは、ソーアーム１７が負の揺動方向５４に揺動して負の揺動角−α（０°〜−１８０°）の状態にあるウォールソー１２を示している。第１ブレード縁部６１については、
Ｘ(６１)＝Ｘ_Ｒｅｆ＋δ_Ｘ・ｓｉｎ(−α)−Ｄ／２
が成立する一方、第２ブレード縁部６２については、
Ｘ(６２)＝Ｘ_Ｒｅｆ＋δ_Ｘ・ｓｉｎ(−α)＋Ｄ／２
が成立する。一方、図３Ｂは、ソーアーム１７が正の揺動方向５５に揺動して正の揺動角α（０°〜＋１８０°）の状態にあるウォールソー１２を示している。第１ブレード縁部６１については、
Ｘ(６１)＝Ｘ_Ｒｅｆ＋δ_Ｘ・ｓｉｎ(α)−Ｄ／２
が成立する一方、第２ブレード縁部６２については、
Ｘ(６２)＝Ｘ_Ｒｅｆ＋δ_Ｘ・ｓｉｎ(α)＋Ｄ／２
が成立する。

【0039】

図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ障害物のある端点として規定された第１端点Ｅ_１と第２端点Ｅ_２との間に切込部を形成する場合の、ウォールソーシステム１０を示しており、この切込作業はブレードガード２１を用いて行われる。ブレードガード２１を用いて切込作業を行う場合、第１端点Ｅ_１側の第１ブレードガード縁部７１と、第２端点Ｅ_２側の第２ブレードガード縁部７２とが、ウォールソー１２の境界を形成する。

【0040】

方向Ｘにおける第１ブレードガード縁部７１及び第２ブレードガード縁部７２のそれぞれの位置は、揺動軸２３の基準位置Ｘ_Ｒｅｆ、回転軸１９の変動距離δ_Ｘ、及びブレードガード幅Ｂに基づき算出可能である。図４Ａは、負の揺動角−α（０°〜−１８０°）にあるソーアーム１７と、ブレードガード幅Ｂを有して装着されたブレードガード２１とを有するウォールソー１２を示している。非対称のブレードガードを用い、切込制御を開始する前に、回転軸１９から第１ブレードガード縁部７１及び第２ブレードガード縁部７２のそれぞれまでの距離が求められているものとし、回転軸１９から第１ブレードガード縁部７１までの距離を第１距離Ｂ_ａ、回転軸１９から第２ブレードガード縁部７２までの距離を第２距離Ｂ_ｂとする。

【0041】

第１ブレードガード縁部７１については、
Ｘ(７１)＝Ｘ_Ｒｅｆ＋δ_Ｘ・ｓｉｎ(−α)−Ｂ_ａ
が成立する一方、第２ブレードガード縁部７２については、
Ｘ(７２)＝Ｘ_Ｒｅｆ＋δ_Ｘ・ｓｉｎ(−α)＋Ｂ_ｂ
が成立する。一方、図４Ｂは、正の揺動角α（０°〜＋１８０°）にあるソーアーム１７と、ブレードガード幅Ｂのブレードガード２１とを有したウォールソー１２を示している。第１ブレードガード縁部７１については、
Ｘ(７１)＝Ｘ_Ｒｅｆ＋δ_Ｘ・ｓｉｎ(α)−Ｂ_ａ
が成立する一方、第２ブレードガード縁部７２については、
Ｘ(７２)＝Ｘ_Ｒｅｆ＋δ_Ｘ・ｓｉｎ(α)＋Ｂ_ｂ
が成立する。

【0042】

図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれが障害物のない非制限端点とされた第１端点Ｅ_１及び第２端点Ｅ_２の間の切込部を示し、図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれが障害物のある端点とされた第１端点Ｅ_１及び第２端点Ｅ_２の間の切込部を示している。実際には、一方の端点が障害物のない非制限端点とされ、他方の端点が障害物のある端点とされた場合の切込作業も可能であり、この場合、非制限端点についてのウォールソーの制御は、ソーブレードの上方出口点に基づいて行われ、障害物のある端点についてのウォールソーの制御は、ブレード縁部（ブレードガード２１を伴わない切込作業）、またはブレードガード縁部（ブレードガード２１を伴う切込作業）に基づいて行われる。

【0043】

第１上方出口点５８、第１ブレード縁部６１、及び第１ブレードガード縁部７１は、一括してウォールソー１２の「第１境界」と称し、第２上方出口点５９、第２ブレード縁部６２、及び第２ブレードガード縁部７２は、一括してウォールソー１２の「第２境界」と称する。

【0044】

図５Ａ〜図５Ｔには、障害物のない非制限端点とされ、オーバカット作業を行う第１端点Ｅ_１と、障害物のない非制限端点とされ、オーバカット作業を行う第２端点Ｅ_２との間の加工対象物２４の部分に、最終深さＴを有する切込部を形成する際の、案内軌道１１及びウォールソー１２を有した図１のウォールソーシステム１０が示されている。

【0045】

切込作業は、本発明に係るウォールソーシステムの制御方法により行われる。この切込作業は、第１端点Ｅ_１と第２端点Ｅ_２との間で行われる複数のメイン切込工程によるメイン切込処理と、非制限端点である第１端点Ｅ_１に対してオーバーカット作業を行う第１オーバーカット処理と、非制限端点である第２端点Ｅ_２に対してオーバーカット作業を行う第２オーバーカット処理とによって構成される。

【0046】

メイン切込処理は、ソーアーム１７の揺動角を第１メイン切込角α_１、使用するソーブレード１６の径を第１ブレード径Ｄ_１とし、第１切込深さｈ_１とする第１メイン切込工程と、ソーアーム１７の揺動角を第２メイン切込角α_２、使用するソーブレード１６の径を第２ブレード径Ｄ_２とし、第２切込深さｈ_２とする第２メイン切込工程と、ソーアーム１７の揺動角を第３メイン切込角α_３、使用するソーブレード１６の径を第３ブレード径Ｄ_３とし、第３切込深さｈ_３とする第３メイン切込工程とを備える。

【0047】

本実施形態において、第１、第２、及び第３メイン切込工程は、ソーブレード１６と、これに組み合わされるブレードガード２１とにより実行する。従って、それぞれのメイン切込工程で用いる第１、第２、及び第３ブレード径Ｄ_１、Ｄ_２、及びＤ_３は、ソーブレード１６のブレード径Ｄに相当する。これに代えて、これらのメイン切込工程を、ブレード径の異なる様々なソーブレードを用いて行うようにしてもよい。ブレード径の異なる複数のソーブレードを用いる場合、本発明に係る制御方法は、１つのソーブレードから別のソーブレードに切り換える工程を備えている。

【0048】

メイン切込工程における切込作業については、加工品質及び加工時間が互いに異なる３つの作業形態が適している。切込制御の開始前に、作業者は、切込作業の要件に応じ、メイン切込処理に適用する作業形態を決定する。第１の作業形態では、ソーアーム１７を引かれる状態としてメイン切込工程を実施する。ソーアーム１７を引かれる状態とすることにより、切込作業の際のソーブレード１６の安定した案内が可能となり、切れ目幅を小さくすることができる。第２及び第３の作業形態では、ソーアーム１７を引かれる状態と押される状態とに切り換え、第１メイン切込工程は、ソーアーム１７を引かれる状態として行われる。ソーアーム１７を引かれる状態と押される状態とに切り換えるようにした切込作業では、引かれる状態のみとする場合に比べ、ソーヘッド１４の位置変更及びソーアーム１７の揺動に要する非生産的な時間が低減できるという効果が得られる。

【0049】

第１の作業形態の各メイン切込工程においては、ソーヘッド１４の位置合わせ、メイン切込角へのソーアーム１７の揺動、前進方向に移動させての切込作業、ソーヘッド１４の停止、負のメイン切込角へのソーアーム１７の揺動、及び前進方向とは逆の後進方向に移動させての切込作業を順番に行う。第２の作業形態の各メイン切込工程では、ソーヘッド１４の位置合わせ、メイン切込角へのソーアーム１７の揺動、前進方向に移動させての切込作業に加え、上方出口点の位置が端点の位置と一致する位置でのソーヘッド１４の停止を順番に行う。第３の作業形態は、メイン切込工程の最後の部分（ソーヘッド１４の停止）と、次に行われるメイン切込工程の最初の部分（ソーヘッド１４の位置合わせ）とがまとめて行われる点で、第２の作業形態と相違する。この場合、次のメイン切込工程におけるメイン切込角にソーアーム１７を揺動した後に上方出口点の位置が端点の位置に一致するように算出された位置で、ソーヘッド１４を停止する。

【0050】

本実施形態においては、引かれる状態と押される状態とに切り換えるようにしたソーアーム１７を用いて、メイン切込処理の各メイン切込工程を実施する。切込作業は、第１端点Ｅ_１側で開始される。切込制御の開始後、ソーヘッド１４は開始位置Ｘ_{Ｓｔａｒｔ}に配置され、このとき、揺動軸２３は、第１端点Ｅ_１までの距離が、
[ｈ_１・（Ｄ_１−ｈ_１)]^１／２−δ・ｓｉｎ(−α_１)
となっており、この式中、
ｈ_１＝ｈ(−α_１，Ｄ_１)＝Ｄ₁／２−Δ−δ・ｃｏｓ(−α_１)
は、ブレード径Ｄに相当する第１ブレード径Ｄ_１で、負の第１メイン切込角−α_１とするときの、使用中のソーブレード１６の加工対象物２４内への切込深さを示す。開始位置Ｘ_{Ｓｔａｒｔ}において、ソーアーム１７を、揺動角０°の基本位置から負の第１メイン切込角−α_１へと負の揺動方向５４に揺動する。負の第１メイン切込角−α_１に揺動後、ソーブレード１６の第１上方出口点５８の位置は、第１端点Ｅ_１の位置に一致する。

【0051】

次に、ソーアーム１７が負の第１メイン切込角−α_１にあるソーヘッド１４を、ソーブレード１６が回転した状態で、前進方向５６に移動する（図５Ａ）。この移動の際、ソーヘッド１４の位置が、変位センサ３３によって定期的に計測される。第２端点Ｅ_２までの揺動軸２３の距離が、
[ｈ_１・(Ｄ_１−ｈ_１)]^１／２＋δ・ｓｉｎ(−α_１)
となるときに、ソーヘッド１４を停止し、この式中、
ｈ_１＝ｈ(−α_１，Ｄ_１)＝Ｄ_１／２−Δ−δ・ｃｏｓ(−α_１)
は、ブレード径Ｄに相当する第１ブレード径Ｄ_１で、負の第１メイン切込角−α_１とするときの、使用中のソーブレード１６の加工対象物２４内への切込深さを示している。この位置において、第２端点Ｅ_２側のソーブレード１６の第２上方出口点５９の位置が第２端点Ｅ_２の位置に一致し、第１メイン切込工程が終了する。

【0052】

第２メイン切込工程を行うため、第２端点Ｅ_２までの揺動軸２３の距離が、
[ｈ_２・(Ｄ_２−ｈ_２)]^１／２＋δ・ｓｉｎ(−α_２)
となるように、移動方向２８におけるソーヘッド１４の位置を定め、この式中、
ｈ_２＝ｈ(−α_２，Ｄ_２)＝Ｄ_２／２−Δ−δ・ｃｏｓ(−α_２)
は、ブレード径Ｄに相当する第２ブレード径Ｄ_２で、負の第２メイン切込角−α_２とするときの、使用中のソーブレード１６の加工対象物２４内への切込深さを示している。この位置において、ソーアーム１７を、負の第１メイン切込角−α_１から負の第２メイン切込角−α_２に揺動する（図５Ｂ）。このとき、ソーアーム１７を負の第２メイン切込角−α_２に揺動後の、第２端点Ｅ_２側にある、ソーブレード１６の第２上方出口点５９の位置が、第２端点Ｅ_２の位置に一致するように、距離の調整が行われている。

【0053】

これに代わる方法（第３の作業形態）では、第２端点Ｅ_２までの揺動軸２３の距離が、
[ｈ_２・(Ｄ_２−ｈ_２)]^１／２＋δ・ｓｉｎ(−α_２)
となるときに、前進方向５６に移動するソーヘッド１４を停止し、この式中、
ｈ_２＝ｈ(−α_２，Ｄ_２)＝Ｄ_２／２−Δ−δ・ｃｏｓ(−α_２)
は、ブレード径Ｄに相当する第２ブレード径Ｄ_２で、負の第２メイン切込角−α_２とするときの、使用中のソーブレード１６の加工対象物２４内への切込深さを示している。この位置において、ソーアーム１７を、負の第１メイン切込角−α_１から負の第２メイン切込角−α_２に揺動する。

【0054】

負の第２メイン切込角−α_２への揺動後、第１端点Ｅ_１に向けてソーヘッド１４を後進方向５７に移動し、このとき、移動中のソーヘッド１４の位置が、変位センサ３３によって定期的に計測される。第１端点Ｅ_１までの揺動軸２３の距離が、
[ｈ_２・(Ｄ_２−ｈ_２)]^１／２−δ・ｓｉｎ(−α_２)
となるときに、ソーヘッド１４を停止し、この式中、
ｈ_２＝ｈ(−α_２，Ｄ_２)＝Ｄ_２／２−Δ−δ・ｃｏｓ(−α_２)
は、第２ブレード径Ｄ_２で、負の第２メイン切込角−α_２とするときの、使用中のソーブレード１６の加工対象物２４内への切込深さを示している。この位置において、ソーブレード１６の第１上方出口点５８の位置が第１端点Ｅ_１の位置に一致し、第２メイン切込工程が終了する（図５Ｃ）。

【0055】

第２メイン切込工程の後、第１端点Ｅ_１までの揺動軸２３の距離が、
[ｈ_３・(Ｄ_３−ｈ_３)]^１／２−δ・ｓｉｎ(−α_３)
となるように、移動方向２８におけるソーヘッド１４の位置を定め（図５Ｄ）、この式中、
ｈ_３＝ｈ(−α_３，Ｄ_３)＝Ｄ_３／２−Δ−δ・ｃｏｓ(−α_３)
は、ブレード径Ｄに相当する第３ブレード径Ｄ_３で、を負の第３メイン切込角−α_３とするときの、使用中のソーブレード１６の加工対象物２４内への切込深さを示している。この位置において、ソーアーム１７を、負の第２メイン切込角−α_２から負の第３メイン切込角−α_３に揺動する（図５Ｅ）。

【0056】

第３メイン切込工程は、メイン切込処理における最終メイン切込工程であり、この最終メイン切込工程に先立ち、非制限端点である第１端点Ｅ_１の部分のオーバーカット作業を行う。切込制御の開始前に、非制限端点である第１端点Ｅ_１についての第１オーバーカット処理の手順を設定する。本実施形態において、第１オーバーカット処理は、ソーアーム１７の揺動角を第１オーバーカット角−φ_１，１、使用するソーブレード１６の径を第１ブレード径Ｄ_１，１とする第１オーバーカット工程と、ソーアーム１７の揺動角を第２オーバーカット角−φ_１，２、使用するソーブレード１６の径を第２ブレード径Ｄ_１，２とする第２オーバーカット工程とを備え、第２オーバーカット角−φ_１，２は、負の第３メイン切込角−α_３に相当する。

【0057】

オーバーカット角については、第１端点Ｅ_１及び第２端点Ｅ_２のいずれの側でオーバーカット作業を行うかを、最初の符号によって示しており、符号が「１」の場合には第１端点Ｅ_１側を示し、符号が「２」の場合には第２端点Ｅ_２側を示す。２番目の符号は、何番目のオーバーカットであるかを示し、ｎを２以上とすると、１〜ｎのいずれかとなる。第１端点Ｅ_１側のオーバーカット作業は、ソーブレード１６を用いて行い、第１ブレード径Ｄ_１，１及び第２ブレード径Ｄ_１，２はブレード径Ｄに相当する。

【0058】

切込制御の開始前に、第１開始位置及び第１終了位置も設定する。第１開始位置は、第１オーバーカット処理におけるソーアーム１７の第１オーバーカット角−φ_１，１、及び第２オーバーカット角−φ_１，２への揺動が、いずれも第１端点Ｅ_１よりも手前の位置で行われ、第１端点Ｅ_１の位置を越えることのないように演算される。第１開始位置において、揺動軸２３は、
Ｘ(Ｅ_１)＋[Δｈ・(Ｄ_３−Δｈ)]^１／２−δ・ｓｉｎ(−α_３)
で表される位置にあり、この式中、
Δｈ＝ｈ_３−Ｔ
は、第３切込深さｈ_３と最終深さＴとの差を示し、
ｈ_３＝ｈ(−α_３，Ｄ_３)＝Ｄ_３／２−Δ−δ・ｃｏｓ(−α_３)
は、負の第３メイン切込角−α_３とするときの、ソーブレード１６の加工対象物２４内への切込深さを示している。

【0059】

負の第３メイン切込角−α_３への揺動後、ソーアーム１７の位置を第１開始位置に定め（図５Ｆ）、この第１開始位置において、第１オーバーカット角−φ_１，１にソーアーム１７を揺動する（図５Ｇ）。ソーアーム１７を第１オーバーカット角−φ_１，１に揺動した状態で、揺動軸２３が第１終了位置に達するまで、ソーヘッド１４を後進方向５７に移動する（図５Ｈ）。その後、ソーヘッド１４を第１開始位置まで戻し（図５Ｉ）、ソーアーム１７を第２オーバーカット角−φ_１，２に揺動し（図５Ｊ）、ソーアーム１７を第２オーバーカット角−φ_１，２に揺動した状態で、揺動軸２３が第１終了位置に達するまで、ソーヘッド１４を後進方向５７に移動する（図５Ｋ）。

【0060】

第１端点Ｅ_１側のオーバーカット作業を行った後、ソーアーム１７を負の第３メイン切込角−α_３に揺動した状態で、前進方向５６に向けて、第３メイン切込工程を行う（図５Ｌ）。第２端点Ｅ_２までの揺動軸２３の距離が、
[ｈ_３・(Ｄ_３−ｈ_３)]^１／２＋δ・ｓｉｎ(−α_３)
となるときに、ソーヘッド１４を停止し、この式中、
ｈ_３＝ｈ(−α_３，Ｄ_３)＝Ｄ_３／２−Δ−δ・ｃｏｓ(−１８０°)
は、ブレード径Ｄに相当する第３ブレード径Ｄ_３で、負の第３メイン切込角−α_３とするときの、使用中のソーブレード１６の加工対象物２４内への切込深さを示している。

【0061】

本実施形態の場合、第２オーバーカット処理は、ソーアーム１７の揺動角を第１オーバーカット角φ_２，１、使用するソーブレード１６の径を第１ブレード径Ｄ_２，１とする第１オーバーカット工程と、ソーアーム１７の揺動角を第２オーバーカット角φ_２，２、使用するソーブレード１６の径を第２ブレード径Ｄ_２，２とする第２オーバーカット工程とを備えており、第２オーバーカット角φ_２，２は、正の第３メイン切込角α_３に相当する。第２端点Ｅ_２側のオーバーカット作業は、ソーブレード１６を用いて行い、第１ブレード径Ｄ_２，１及び第２ブレード径Ｄ_２，２はブレード径Ｄに相当する。

【0062】

切込制御の開始前に、第２開始位置及び第２終了位置も設定する。第２開始位置は、第２オーバーカット処理におけるソーアーム１７の第１オーバーカット角φ_２，１、及び第２オーバーカット角φ_２，２への揺動が、いずれも第２端点Ｅ_２よりも手前の位置で行われ、第２端点Ｅ_２の位置を越えることのないように演算される。第２開始位置において、揺動軸２３は、
Ｘ(Ｅ_２)−[Δｈ・(Ｄ_３−Δｈ)]^１／２＋δ・ｓｉｎ(−α_３)
で表される位置にあり、この式中、
Δｈ＝ｈ_３−Ｔ
は、第３切込深さｈ_３と最終深さＴとの差を示し、
ｈ_３＝ｈ(−α_３，Ｄ_３)＝Ｄ_３／２−Δ−δ・ｃｏｓ(−α_３)
は、負の第３メイン切込角−α_３とするときの、ソーブレード１６の加工対象物２４内への切込深さを示している。

【0063】

第３メイン切込工程の終了後、ソーアーム１７を第２開始位置に移動し（図５Ｍ）、第２開始位置において、第１オーバーカット角φ_２，１にソーアーム１７を揺動する（図５Ｎ）。ソーアーム１７を第１オーバーカット角φ_２，１に揺動した状態で、揺動軸２３が第２終了位置に達するまで、ソーヘッド１４を前進方向５６に移動する（図５Ｏ）。第１オーバーカット工程における移動を行った後、ソーヘッド１４を第２開始位置まで戻し（図５Ｐ）、この第２開始位置において、ソーアーム１７を第２オーバーカット角φ_２，２に揺動し（図５Ｑ）、このようにソーアーム１７を揺動した状態で、第２終了位置まで、ソーヘッド１４を前進方向５６に移動する（図５Ｒ）。第２オーバーカット工程を終了すると、ソーヘッド１４を待機位置に移動し（図５Ｓ）、この待機位置において、第２オーバーカット角φ_２，２から揺動角０°の基本位置にソーアーム１７を揺動する（図５Ｔ）。

【0064】

図５Ａ〜図５Ｔの実施形態において、負の第１メイン切込角−α_１から負の第２メイン切込角−α_２への揺動、及び第２メイン切込角−α_２から負の第３メイン切込角−α_３への揺動は、それぞれ１段階で行っている。これに代え、負の第２メイン切込角−α_２への揺動、または負の第３メイン切込角−α_３への揺動を、中間揺動角を用いて複数段階で行うことも可能である。必要となる段階数は、ソーブレード１６の仕様、加工対象物２４の材料特性、並びにソーブレード１６に用いる回転用駆動モータ１８の出力及びトルクに応じて定められる。中間揺動角は、作業者が設定を行うことが可能であり、様々な規定条件に応じ、ウォールソー１２のコントロールユニット２９が定めることも可能である。本発明による制御方法の場合、メイン切込工程におけるメイン切込角、及び採用する場合の中間揺動角は、ウォールソー１２の制御に用いる入力変数の１つとなる。

【0065】

第１端点Ｅ_１に対するオーバーカット処理及び第２端点Ｅ_２に対するオーバーカット処理は、それぞれが２つのオーバーカット工程を有している。これに代え、オーバーカット処理が３以上のオーバーカット工程を有していてもよい。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図5F】

【図5G】

【図5H】

【図5I】

【図5J】

【図5K】

【図5L】

【図5M】

【図5N】

【図5O】

【図5P】

【図5Q】

【図5R】

【図5S】

【図5T】

【国際調査報告】