JPH05337890A - 数値制御ロータリカッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長尺から短尺までの広い範囲に渡って切断可
能であり且つ良好な切口を得る。 【構成】 設定切断長Ｌ₀ があらかじめ定められた最短
切断長Ｌ_m より大きい場合は、材料を送りっぱなしの状
態で数値制御による回転切断が行われる。停止切断モー
ドを手動で選択するか又はＬ₀ がＬ_m より小さい場合
は、切断点の少し前の第２原点に上刃を停止し、この状
態で材料をＬ₀ だけ移動して停止位置決めを行い上刃を
設定速度で回転して切断し、切断されるとその上刃の回
転を逆転して第２原点に戻して停止する。再び材料をＬ
₀ だけ送り同様のことを繰返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えば合成樹脂材のフ
ィルム、紙、銅箔等の薄い物、つまりシート状材料を、
数値制御により一方の刃を回転させ、他方の刃を固定さ
せた状態で設定長ずつ切断する数値制御ロータリカッタ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２Ａを参照して従来のこの種のロータ
リカッタを説明する。図２Ａにおいてシート状材料１１
は１対の送りローラ１２ａ，１２ｂに挟まれ、送りロー
ラ１２が供給用モータ１３により回転されることによっ
てシート状材料１１が図において左から右に送られる。
このシート状材料１１が送り出される側において回転ド
ラム１４に上刃１５が取り付けられ、この上刃１５の回
転円と固定された下刃１６との間にシート状材料１１が
通過され、上刃１５が下刃１６の位置を通過する際に、
これら両者にてシート状材料１１が切断される。回転ド
ラム１４は切断用モータ１７によって回転される。上刃
１５と下刃１６とにより切断されたシート状材料は搬送
ベルト１８上に乗せられて送り出される。

【０００３】シート状材料１１を挟んで、測長ローラ１
９ａ，１９ｂが転接され、測長ローラ１９ａ，１９ｂは
シート状材料１１の移動によって回転される。その測長
ローラ１９ｂにより測長エンコーダ２１が回転駆動され
て、シート状材料１１が単位距離移動するごとに１パル
スが発生され、これがインターフェイス２２を通じて、
コンピュータよりなる制御部２３に取り込まれる。

【０００４】一方、切断用モータ１７によりエンコーダ
２４が回転され、上刃１５がその回転の円周上で単位距
離移動するごとに１パルスが発生され、これがインター
フェイス２２を通じて制御部２３に取り込まれる。制御
部２３にはキーボードなどの操作盤２４から設定切断長
Ｌ₀ が入力され、これはその内部のレジスタ２５内に設
定される。又上刃１５の刃先の１回転周長よりも短い１
回転周長Ｌ₂₀、又はこれと対応する直径Ｄ₀ 、つまり上
刃１５の刃先の回転円の直径Ｄよりも小さい値Ｄ₀ が操
作盤２４を通じて制御部２３内のレジスタ２６に設定さ
れる。さらに測長用エンコーダ２１よりのパルスを計数
し、シート状材料１１の移動距離Ｌ₁ が計数され、これ
がレジスタ２７に保持され、同様にエンコーダ２４より
のパルスが計数されて上刃１５の刃先の移動長Ｌ₂ がレ
ジスタ２８に保持される。

【０００５】上刃１５がその回転円上における上部の適
当な位置に決められた原点に達すると、これがセンサ２
９で検出される。このセンサ２９の上刃１５の回転円上
における位置を基準としてシート状材料１１が設定切断
長Ｌ₀ だけ送り出されると、上刃１５が下刃１６と噛合
ってシート状材料１１を切断するように制御部２３は上
刃１５の回転を制御する。つまり制御部２３は駆動回路
３２を通じて切断用モータ１７の回転を制御する。供給
用モータ１３の制御は、従来カッターの制御部２３と別
の制御で良いが図２Ａの例では操作盤２４のライン速度
設定をうけて制御部２３が駆動回路３１を通じて制御し
ている。

【０００６】従来において材料の切断の切れを良くする
ため、又短尺物の切断を可能とするため、シート状材料
１１の送り速度Ｖ_f よりも速い速度Ｖ_C で上刃１５を回
転させて切断する。このため上刃１５の実際の刃先円の
直径Ｄよりも、短い直径Ｄ₀で上刃１５が回転されてい
るとみなし、その時の周速がシート状材料１１の送り速
度Ｖ_f と一致するとみなして制御し、その状態で切断す
るようにされている。

【０００７】長尺物の切断の場合は図３Ａに上刃１５の
回転速度Ｖ_m を示すように、上刃１５はセンサ２９の位
置で停止しており、送り長が切断設定長に近づくと上刃
１５が回転してその速度がＶ_c となった状態で下刃１６
を通過してシート状材料１１を切断し、その後、直ちに
減速されてセンサ２９の位置において停止する。中尺物
を切断する場合は、図３Ｂに示すように上刃１５と下刃
１６とで材料１１を切断すると上刃１５の回転が減速さ
れるが、停止する前に加速され、上刃１５の回転が回転
速度Ｖ_c で材料１１を切断するようになる。つまり、図
３Ａの場合と異なり、中尺切断では一旦停止することが
無い。

【０００８】短尺物を切断する場合は図３Ｃに示すよう
に、材料１１を切断すると、直ちに上刃１５を急加速さ
せ、その後急減速して下刃１６の近くで回転速度がＶ_C
となるようにして材料を切断する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一方の刃、この例では
下刃１６を固定した状態で、他方の刃、この例では上刃
１５のみを回転させて材料を切断する場合においては、
図４Ａに示すように、上刃１５の回転の下死点において
上刃１５と下刃１６で材料１１を切断しようとすると、
材料１１の面に沿って切断するようになり、材料１１に
は厚みがあるから図４Ｂに示すように、その断面が斜目
となり、悪い切口となる。

【００１０】このような点から図２Ａに示しているよう
に上刃１５が下死点を通過する前、すなわち下死点より
高い位置において材料１１を切断するように構成されて
いる。このため材料１１の切断位置に対して搬送ベルト
１８はある程度下側に位置している。従って図４Ｃに示
すように長尺切断においては、切断される前に材料１１
が搬送ベルト１８上に乗り、これに摩擦結合して引っ張
られ、シート状材料１１が張られた状態で、下刃１６と
上刃１５とにより材料１１が切断されるため、切口が良
好になり、かつ正しい切断長となる。

【００１１】しかし短尺切断においては、その切断前に
シート状材料１１が搬送ベルト１８上に乗っていなかっ
たり、乗っていても搬送ベルト１８との摩擦結合による
張力が少ないため、切口が悪く、かつ切断長が不正確に
なる。又切断時に図４Ｄに示すように切断された材料が
搬送ベルト１８上に達していなかった場合は勿論、又搬
送ベルト１８上に達していても、上刃１５の回転が図３
Ｃに示したように急速に加速回転されるため、その上刃
１５の回転によって生じる風によって切断された材料が
あおられて、搬送ベルト１８上に正しい位置、姿勢で乗
せられない。このため次の工程に持って行く際に、位置
姿勢が不揃いであって不便である。

【００１２】このような問題を解決するためにその切断
された材料を搬送ベルト１８上で整える装置を設ける事
も考えられるが、そのような装置を設けると上刃１５の
回転に邪魔となってしまう。又図３Ｃに示すように短尺
の場合、切断後上刃１５を急加速、急減速させる必要が
ある。しかしモータ・カッターには慣性があるため急加
減速には限度がある。そこでカッターの一回転が間に合
うように材料１１の送り速度を著しく低速にすることに
なるが、そのため材料１１の送り速度の制御範囲が広く
なり、そのような制御は難しく、かつ高価なものとな
る。

【００１３】切断の際にある程度切断力を必要とする場
合は、上刃１５のフライホイル効果を利用する必要があ
るが、短尺切断のために材料１１の送り速度を著しく遅
くすると、これに応じて上刃１５の回転速度も遅くな
り、フライホイル効果を得る事が困難となる。そのため
切断でカッター速度がドロップし切口が悪くなる。この
種のロータリカッタではそもそも材料１１の厚みが厚い
物となると、長尺切断の場合も短尺切断の場合も図４Ｂ
に示すように切口が斜め切りになる傾向がある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明によれば設定切
断長と材料の送り速度とに応じて数値制御により回転刃
を制御して材料を切断するようにすることを従来と同様
に行う外に、短尺切断と厚物切断のために材料を設定長
送るごとに停止させる数値制御の間欠送り手段が設けら
れ、かつ回転刃を狭い範囲で数値制御により往復回動さ
せ、材料の停止状態において切断するようにされる。

【００１５】

【実施例】次にこの発明による実施例を図１及び図２を
参照して説明しよう。この実施例においては停止切断の
ために、原点センサー２９の他に下刃１６との切断点の
少し前に第２原点センサー３３が設けられる。又、材料
１１を停止した状態での切断における上刃１５の回転速
度が操作盤２４の操作により設定入力されて、それが制
御部２３内のレジスタ３４に切断速度Ｖ_S として格納さ
れる。さらに従来と同様に材料１１を送りながら回転切
断する場合における最も短い切断長Ｌ_m が操作盤２４の
操作により設定されてレジスタ３５に格納される。第２
原点位置検出センサ３３の出力はインタフェイス２２を
通じて制御部２３に供給されている。

【００１６】このような構成において行われる切断制御
動作処理を、図１に示す流れ図を参照して説明する。ま
ずステップＳ₀ においてレジスタ２７内の材料走行長Ｌ
₁ 、レジスタ２８内の上刃回転周長Ｌ₂ がそれぞれ０と
され、さらに材料走行長Ｌ₁の測定、つまり測長エンコ
ーダ２１からのパルスを計数する状態、及び上刃１５の
回転周長Ｌ₂ を測長する状態とされる。まず厚物などの
材料によって、手動で停止切断モード選択をしているか
どうかの判定Ｓ₁ があって次に設定切断長Ｌ₀が材料移
動状態で切断する最低切断長Ｌ_m より大か否かが判定さ
れる（Ｓ₂ ) 。つまり設定切断長Ｌ₀ がＬ_m よりも大き
い場合は回転切断モードとされ、Ｌ₀ がＬ_m よりも小さ
い場合は停止切断モードとされる。

【００１７】回転切断モードは従来のロータリカッタと
同様の動作をする。これについて簡単に説明すると、ま
ずステップＳ₃ において材料１１の送りが停止状態であ
ることを確認し、動作開始の前提（初期) 状態とされ
る。次に第１原点位置としてあらかじめ設定されている
長さＬ_2S1 から上刃回転周長Ｌ₂ を引くひき算を行い
（Ｓ₄ ) 、その計算結果Ａを供給用モータ１７に対する
速度基準とする。従って供給用モータ１７は回転を開始
する（Ｓ₅ ) 。その後上刃１５が原点センサー２９を横
切ると割込でＬ₂ はＬ_2S1 にセットされる。つまりＬ₂
がＬ_2S1 となったか否かがチェックされ（Ｓ₆ ) 、Ｌ₂
＝Ｌ_2S1 でない場合はステップＳ₄ に戻り、ステップＳ
₄ 、Ｓ₅ 、Ｓ₆ のループが実行され、上刃１５が第１原
点位置Ｌ_2S1になると、ここで上刃１５は停止する。

【００１８】この状態において材料１１の運転準備が完
了したことが材料の送り出し側に通知される（Ｓ₇ ) 。
これにより供給用モータ１３が回転を開始し、材料１１
が送り出される。この材料１１の速度Ｂを、その測長値
Ｌ₁ を微分することによって計算する（Ｓ₈ ) 。次にＬ
₀ −Ｌ₂₀−Ｌ₁ ＋Ｌ₂ を計算する（Ｓ₉ ) 。この計算結
果Ｃを先に求めた材料速度Ｂからひき算してその結果Ｄ
を求める（Ｓ₁₀) 。このＤが正であるか否かを判定する
（Ｓ₁₁) 。Ｄが正であればそのＤを切断用モータ１７に
対する速度基準とする（Ｓ₁₂) 。

【００１９】よって上刃１５が回転をしはじめ、これよ
り上刃１５の回転周長Ｌ₂ がＬ₂₀と一致するか否かが調
べられ（Ｓ₁₃) 、一致しない間はステップＳ₉ に戻り、
ステップＳ₉ −Ｓ₁₀−Ｓ₁₁−Ｓ₁₂−Ｓ₁₃−Ｓ₉ のループ
を実行する。Ｌ₂ がＬ₂₀と一致すれば切断完了であり、
材料送り走行長Ｌ₁ が０とされ、又上刃１５の走行周長
Ｌ₂ が０とされてステップＳ₉ に戻る。従って設定切断
長Ｌ₀ が大きい場合はステップＳ₉ においてＣが大きな
値となり、ステップＳ₁₀の計算値Ｄは負となる。この場
合はステップＳ₁₅においてＬ_2S1 −Ｌ₂ を演算し、この
結果Ａを切断用モータ１７に対する基準速度とし
（Ｓ₁₆) 、この基準速度で切断用モータ１７が回転す
る。これよりステップＳ₉ に戻る。つまりＤが負の間は
上刃１５は第１原点まで回転して停止しており、長尺切
断においては、その状態が保持され、材料移動長Ｌ₁ が
設定切断長Ｌ₀ に近づくとＤが正の値となり、ステップ
Ｓ₁₂においてその正となったＤが切断用モータ１７に対
する速度基準とされて上刃１５が回転しはじめ、Ｌ₂ が
Ｌ₂₀と一致するところで材料１１が切断される。

【００２０】モード選択ステップＳ₁ によりステップＳ
₁₈に移るか又は設定切断長Ｌ₀ が最小切断長Ｌ_m よりも
小さい場合はステップＳ₂ によりステップＳ₁₈に移り、
材料１１の走行が停止され供給用モータ１３は準備状態
とされる。この状態で第２原点位置としてあらかじめ設
定された長さＬ_S2から上刃の回転周長Ｌ₂ が引算され
（Ｓ₁₉) 、その引算結果Ｅを切断用モータ１２に対する
速度基準として出力する（Ｓ₂₀) 。よって上刃１５が回
転し第２原点センサー３３を横切ると割込でＬ₂はＬ
_2S2 としてセットされる。つまりＬ₂ がＬ_2S2 になるか
を調べ（Ｓ₂₁）、Ｌ _2S2 でなければステップＳ₁₉に戻
る。よって切断用モータ１７はＬ₂ ＝Ｌ_2S2 となるまで
回転され、上刃１５が第２原点Ｌ_2S2 において停止す
る。

【００２１】この状態、つまり上刃１５が第２原点に位
置すると、Ｌ₀ −Ｌ₁ ＝Ｆが演算され（Ｓ₂₂) 、この演
算結果Ｆを供給用モータ１３の速度基準として出力す
る。従って供給用モータ１３は駆動されて材料１１が送
り出される（Ｓ₂₃) 。材料移動長Ｌ₁ が切断設定長Ｌ₀
になったかを調べ、Ｌ₀ になってなければステップＳ₂₂
に戻る（Ｓ₂₄) 。よって材料１１の移動点Ｌ₁ が設定切
断長Ｌ₀ となると（Ｓ₂₄) 、その材料１１の移動は停止
し、つまり位置決めが完了して、次にあらかじめ与えら
れた半固定の切断基準速度Ｖ_S を切断用モータ１７に速
度基準として出力する（Ｓ₂₅) 。この結果切断用モータ
１７が回転し、上刃１５の回転周長Ｌ₂ がＬ₂₀となった
かを調べ（Ｓ₂₆) 、Ｌ₂₀でなければステップＳ₂₅に戻
り、Ｌ₂ ＝Ｌ ₂₀となるまで切断用上刃１５が回転し、そ
の途中で材料１１を切断する（Ｓ₂₆)。Ｌ₂ ＝Ｌ₂₀にな
ると、材料の移動長を示す値Ｌ₁ を０として（Ｓ₂₇) 、
ステップＳ₁₉に戻る。

【００２２】このステップＳ₁₉でＬ_2S2 −Ｌ₂ が計算さ
れるが、この結果Ｅはマイナスの値となる。従って次の
ステップＳ₂₀で切断用モータ１７に対してそのマイナス
の値を速度基準として与えるため、切断用モータ１７は
今までとは逆方向、図において時計方向に回転し始め
て、第２原点に上刃１５が戻って停止する。これよりあ
るいは上刃の停止直前より又ステップＳ₂₂に移って材料
１１が設定切断長Ｌ₀ だけ移動して停止し、再び上刃１
５が回転されて材料１１を切断し、以下同様のことがく
り返される。すなわち材料１１が切断設定長Ｌ₀ だけ送
られて停止した状態で、あるいは停止する直前から上刃
１５を第２原点から回転して材料を切断し、切断が終了
すると上刃１５が第２原点に戻る。従って上刃１５は往
復運動を行うことになる。この時の材料１１の送り速度
Ｂは図３Ｄに示すようになり、上刃１５の回転速度Ｖ_m
は同図Ｅに示すようになる。

【００２３】このように材料切断ごとに上刃１５が一回
転するものではなく、上刃１５は比較的狭い範囲を往復
回動するため、材料１１を短時間で切断することが可能
である。このように短尺切断においては上刃１５を一回
転すること無く往復回転するものであるから、図２Ａに
示すように搬送ベルト１８を下刃１６の近くに位置さ
せ、従って送り出された材料１１が搬送ベルト１８上に
接して、摩擦結合で材料１１が搬送ベルト１８で引っ張
られある程度張られた状態で上刃１５と下刃１６とによ
り材料１１が切断され、常に精度良く設定切断長に切断
することができる。

【００２４】また狭い範囲内で上刃１５を往復動させる
ものであるから、切断された材料が風であおられること
がなく、切断された材料が搬送ベルト１８上に正しい姿
勢で重ねることができる。さらに上刃１５を一回転させ
る必要がないから搬送ベルト１８をリフタ３７により、
下刃１６の近くに上げている状態から、切断した材料が
積み重なるに従って、図２Ｂに示すようにリフタ３７を
下げて切断した材料を積み重ねることができ、かつその
場合、その重なり状態をそろえるためのいわゆるパイラ
３８を設けることもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば従来
の数値制御回転切断としてその材料の走行速度に合わせ
て設定切断長に材料を切断することができ、しかも厚物
切断又は短尺切断時においては材料の走行を停止し、回
転刃を一方向の回転では無く、狭い範囲内の往復動回転
とすることによって、材料を比較的張った状態で切断す
ることができるので良好な切口が得られ、寸法精度の高
い切断ができ、かつ回転刃を高速に回転させる必要がな
いため、順序良く正しいパイリングができる。

【００２６】さらに短尺切断時に材料の供給速度を著し
く遅くする必要がなく、材料の供給速度の制御範囲を広
くする必要がないため、材料供給制御が簡単となり、安
価に構成することができる。同様に回転刃の回転の制御
も急速に加減速する必要がなく、回転刃の速度制御も楽
になり、かつ安価に構成することができる。又、このよ
うに停止切断するため、材料が比較的厚いものであって
もこの切り口が斜目切りとならず良好な切り口とするこ
とができ、下刃固定方式の欠点を補うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の処理動作例を示す流れ図。

【図２】Ａはこの発明の実施例を示すブロック図、Ｂは
その搬送ベルト１８を下げた状態のその部分を示す図で
ある。

【図３】Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅは各種寸法の切断長に対する上
刃の回転速度の経時変化を示す図、Ｄは材料送り速度の
経時変化を示す図である。

【図４】Ａは上刃１５が下死点で固定下刃とによって材
料を切断する状態を示す図、Ｂはその場合における材料
の切り口を示す図、Ｃは搬送ベルトとの摩擦結合で材料
が張られた状態を示す図、Ｄは材料が搬送ベルトから離
れた状態を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切断長及び材料送り速度に応じて数値制
   御手段により回転刃を制御して、材料送り手段により送
   られるシート状材料を切断する数値制御ロータリカッタ
   において、 材料を設定長送るごとにその送りを停止する間欠送り手
   段と、 上記回転刃を狭い範囲内で往復回動させて、上記間欠送
   り手段による停止状態にある材料を切断する手段と、 を設けたことを特徴とする数値制御ロータリカッタ。