JPH0747277B2 - 切断加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、切断加工装置に関す
る。さらに詳しくは、セラミックグリーンシートのよう
な薄性板形の加工材料について、加工材料の複数方向へ
連続的な切断加工を行なうことができるようにした切断
加工装置の装置規模、加工性能、加工精度等に係る構造
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、切断加工装置としては、例えば、
加工材料を載せた搬送フィルムを一定方向へ移動させる
加工材料送り機構と、加工材料送り機構上の固定的位置
に設置され切断刃を昇降動して加工材料送り機構の搬送
フィルムに載った加工材料を切断する切断機構とからな
る組合せを、加工材料の送り方向へ複数並設してなるも
のが知られている。

【０００３】この従来の切断加工装置においては、加工
材料の複数方向へ連続的な切断加工を行なうに、送りの
最先部側の加工材料送り機構の搬送フィルムに加工材料
を一定の角度位置に載せ、その加工材料送り機構の搬送
フィルムに載って移動する加工材料に対して切断機構を
駆動して加工材料の１つの方向へ連続的に切断加工した
後、加工材料を送りの後部側に連設している次の加工材
料送り機構の搬送フィルムに別の角度位置に載換え、そ
の加工材料送り機構の搬送フィルムに載って移動する加
工材料に対して切断機構を駆動して加工材料の他の方向
へ連続的に切断加工し、加工材料を次々に送りの後部側
へ移動させる。

【０００４】このような従来の切断加工装置では、切断
加工の方向変更に対応して加工材料を他の加工材料送り
機構の搬送フィルムに載換えるという操作、作業を煩雑
に行なわなければならないため、加工性能が低いという
問題点を有している。さらに、切断加工の方向数に対応
した数の切断機構、加工材料送り機構を備えて装置の全
体構造や設置面積を大型化しなければならず、装置規模
が大型になるという問題点を有している。さらに、切断
機構が固定的に設置されることから、加工材料送り機構
の搬送フィルムへの加工材料の搭載誤差や先の切断加工
での切断応力による加工材料のズレに対してそのまま切
断加工せざるを得ないため、加工精度が低いという問題
点を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の問題
点を考慮してなされたもので、装置規模が小型で加工性
能、加工精度の高い切断加工装置を提供することを課題
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明に係る切断加工装置は、水平に設置された作
業テーブルと、加工材料を載せた搬送フィルムを作業テ
ーブルの上面に沿って移動させる加工材料送り機構と、
切断刃を昇降移動、水平直線移動、水平回転移動させる
アクチュエータを個別に有して作業テーブル上に支持さ
れ加工材料送り機構の搬送フィルムに載った加工材料を
切断する切断機構と、切断機構またはその付近に支持さ
れ加工材料の切断機構下での位置を検出する検出機構
と、切断応力による加工材料の位置ずれをその都度検出
機構で確認して上記切断機構を補正動するコントローラ
を備えたことを要旨とする。また、請求項１記載の切断
刃を昇降移動させるアクチュエータが加工材料に直接切
断トルクを付与するサーボモータであれば更に有効であ
る。

【０００７】

【作用】上記技術的手段によれば下記の作用がある。
（請求項１）切断機構、加工材料送り機構が１つである
ことから、装置の全体構造や設置面積が小型化される。
また、切断機構の切断刃の水平回転移動により加工材料
に対する切断刃の方向を自由に可変することができ、切
断刃の水平直線移動により加工材料に対して切断機構側
を送り移動して連続的な切断加工を行なうことができる
ことから、加工材料の載換え操作、作業が不要になる。
さらに、検出機構による加工材料の位置の検出に基い
て、切断機構の切断刃の水平回転移動による切断刃の方
向可変を適正なものとすることができる。しかも切断応
力による加工材料の位置ずれが生じても、その位置ずれ
を確認して切断機構が補正動するから所定間隔寸法の切
断が精度良く行える。

【０００８】このため、装置規模が小型で加工性能、加
工精度の高い切断加工装置を提供するという課題が解決
される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明に係る切断加工装置の実施例を
図面に基いて説明する。

【００１０】この実施例では、薄性正方形板からなる加
工材料Ｐに対して同辺に沿った直交する２方向へ碁盤目
に切断加工するに好適なものを示すものである。

【００１１】図１，図２には、装置の全体構造が示さ
れ、加工材料Ｐの切断加工面となる作業テーブル１上に
備えられた加工材料送り機構２，切断機構３，検出機構
４の各部が明らかにされている。

【００１２】作業テーブル１は、水平に設置された固定
台11の中央部に昇降部13によって昇降可能なまな板12を
設けてなる。

【００１３】まな板12は、加工材料Ｐの全面と対応する
平面形状を有して切断機構３の切断応力を受け、また加
工材料Ｐの厚みに対応して昇降し加工材料Ｐの切断加工
面を一定にするものである。昇降部13は、まな板12の下
面に当接した昇降台13a と、昇降台13a の下面に固定さ
れた円筒カム13b と、円筒カム13b に当接したローラ形
のカムフロア13c と、カムフロア13c が固定された回転
筒13d と、回転筒13dの下部に固定されたプーリ13e
と、プーリ13eと図示しないモータとの間に張設された
ベルト13f とを備え、モータの回転に伴なうベルト13f
，プーリ13e ，回転筒13d ，カムフロア13c の回転に
より、円筒カム13b ，昇降台13a が昇降するようになっ
ている。

【００１４】なお、この昇降部13の昇降台13a の下面に
は回転筒13d 周りに設けられた固定枠13h に挿通される
ガイドシャフト13g が垂設され、昇降台13a を回止めし
て正確に垂直方向へ昇降動するようになっており、また
昇降台13a の側部と固定枠13h の側部との間には昇降台
13a を降下方向へ弾圧付勢するバネ13i が掛渡され、カ
ムフロア13c 等の回転による昇降台13a の降下の追随性
を良好にしている。

【００１５】加工材料送り機構２は、作業テーブル１の
一端側に設けられた搬送フィルム繰出しロール21と、作
業テーブル１の他端側に設けられた搬送フィルム巻取り
ロール22と、搬送フィルム繰出しロール21に捲回され加
工材料Ｐを載せて作業テーブル１の上面に沿って移動し
て搬送フィルム巻取りロール22に巻取られる搬送フィル
ム23と、作業テーブル１の一端側に設けられた補強フィ
ルム繰出しロール24と、作業テーブル１の他端側に設け
られた補強フィルム巻取りロール25と、補強フィルム繰
出しロール24に捲回され加工材料Ｐと搬送フィルム23と
の間を搬送フィルム23と略一体的に作業テーブル１の上
面に沿って移動して補強フィルム巻取りロール25に巻取
られる補強フィルム26とからなる。

【００１６】この加工材料送り機構２は、図５に示すよ
うに、搬送フィルム23，補強フィルム26に加工材料Ｐを
載せた状態で切断加工を行ない搬送フィルム23，補強フ
ィルム26まで切込み損傷してしまうため、搬送フィルム
23，補強フィルム26を搬送フィルム繰出しロール21，補
強フィルム繰出しロール24から搬送フィルム巻取りロー
ル22，補強フィルム巻取りロール25への一方通行として
ある。

【００１７】切断機構３は、カセット型の切断刃31と、
切断刃31を昇降移動させるアクチュエータであるサーボ
モータ32と、切断刃31を水平直線移動させるアクチュエ
ータであるパルスモータ33と、切断刃31を水平回転移動
させるアクチューエータであるパルスモータ34とを備
え、作業テーブル１上の基枠５に支持され作業テーブル
１のまな板12上に位置した加工材料Ｐに対して切断刃31
を昇降移動、水平直線移動、水平回転移動させて切断加
工するようになっている。

【００１８】切断刃31は、カバー31a から刃先31b を出
没可能に形成され、上下方向に配設された昇降移動部35
にシリンダ構造により着脱可能に取付けられ、ロボッテ
ィングアーム等により自動交換が可能になっている。

【００１９】昇降移動部35は、下端に切断刃31の取付部
を有した角柱形の本体35a と、本体35a の中心部の上下
方向へ回転可能に内蔵され切断刃31を昇降移動させるサ
ーボモータ32と連結したネジ棒35b と、本体35a に固定
されネジ棒35b に螺合したナット35c と、本体35a の側
部の上下方向へ設けられたレール受35d とからなる、こ
の昇降移動部35は、水平直線移動部36に昇降動可能に支
持されている。

【００２０】水平直線移動部36は、水平な移動台36a
と、移動台36a の下面に固定され水平直線移動方向に沿
って直線状に配設されたレール受36b と、移動台36a の
下面に垂設固定され昇降移動部35のレール受35d に沿っ
て配設されて昇降移動部35を回止めして昇降移動を案内
するレール36c と、移動台36a の上面の中央部に立設さ
れ切断刃31を昇降移動させるサーボモータ32を支持する
支持枠36d と、移動台36a の上面の側部に固定されたナ
ット36e と、移動台36a の上面の側部にナット36e と螺
合して配設され切断刃31を水平直線移動させるパルスモ
ータ33と連結したネジ棒36f とからなる。なお、支持枠
36d に支持されたサーボモータ32は、昇降移動部35のネ
ジ棒35d に同軸に連結している。この水平直線移動部36
は、水平回転移動部37に水平直線移動可能に支持されて
いる。

【００２１】水平回転移動部37は、前記基枠５にベアリ
ング37a を介して昇降移動部35を囲繞するように回転可
能に水平に支持された回転盤37b と、回転盤37b の上面
に固定され水平直線移動部36のレール受36b に沿って配
設されて水平直線移動部36の水平直線移動を案内するレ
ール37c と、回転盤37b の側部に立設され切断刃31を水
平直線移動させるパルスモータ33を支持する支持枠37d
と、回転盤37b 中央部に切欠され水平直線移動部36の水
平直線移動に伴なう昇降移動部35の一体的な水平直線移
動を許容する移動間隙37e と、回転盤37b の下端に固定
されたタイミングプーリ37f と、タイミングプーリ37f
と基枠５に支持され切断刃31を水平回転移動させるタイ
ミング円板34′付きのパルスモータ34との間に掛渡され
たタイミングベルト37g とからなる。なお、支持枠37d
に支持されたパルスモータ33は、ベルト33′、プーリ3
3″を介して水平直線移動部36のネジ棒36f に連結して
いる。

【００２２】検出機構４は、昇降移動部35に切断刃31を
挾むように斜め下方へ向けて相対するように設置された
２台のＣＣＤカメラからなり、切断刃31と固定的位置関
係を有している。この検出機構４は、加工材料送り機構
２の搬送フィルム23、補強フィルム26に載って切断機構
３の直下の作業テーブル１のまな板12上に位置した加工
材料Ｐの位置を検出するものである。なお、この検出機
構４と前述の各部の駆動を連係制御するコントローラを
具備することにより、後述のように切断加工動作を自動
化することができる。

【００２３】このような実施例によると、作業テーブル
１の上方に加工材料送り機構２、切断機構３、検出機構
４の各部を組付けた構造で極めてコンパクト化され設置
面積も小さくなっているため、装置規模が小型となる。
さらに、切断機構３を駆動するサーボモータ32、パルス
モータ33,34 を近接配置してあるため、これ等に対する
電気的配線が集中、簡素化されると共に、これ等に駆動
される昇降移動部35、水平直線移動部36、水平回転移動
部37に対する駆動伝達構造が短縮、簡素化される。さら
に、昇降移動部35、水平直線移動部36、水平回転移動部
37に対して個別にサーボモータ32、パルスモータ33,34
を備えてあるため、昇降移動部35、水平直線移動部36、
水平回転移動部37の各部の駆動切換えが円滑、確実に行
なわれる。

【００２４】この実施例における切断加工では、まずロ
ボッティングアーム等の加工材料供給機構により加工材
料Ｐを加工材料送り機構２の搬送フィルム繰出しロール
21、補強フィルム繰出しロール24側の作業テーブル１上
にある搬送フィルム23、補強フィルム26の上に載せるこ
とになるが、この実施例の加工材料Ｐが薄性正方形板で
碁盤目状にチップ部Ｐａが形成され４隅の円形の位置マ
ークが形成されている構造で加工材料Ｐに対して４周辺
に沿った直交する２方向へ碁盤目状に切断加工して各チ
ップ部Ｐａを得ようとするものであるため、搬送フィル
ム23、補強フィルム26の移動方向へ加工材料Ｐの２辺が
直交し他の２辺が平行になるように載せておく。なお、
後述のように加工材料送り機構２が駆動されたならば、
搬送フィルム23、補強フィルム26の移動に対応して、一
定間隔を介して次々に加工材料Ｐを搬送フィルム23、補
強フィルム26に載せていくことになる。

【００２５】また、このように加工材料Ｐを載せる前段
階として、作業テーブル１のまな板12上の適正位置に見
本となる加工材料Ｐを載せて、検出機構４により加工材
料Ｐの位置を検出させてコントローラのメモリ部に加工
材料Ｐの適正位置を記憶させておき、さらに、このコン
トローラは、切断応力による加工材料の位置ずれをその
都度検出機構４で確認して切断機構３のサーボモータ32
やパルスモータ33、34を補正動させる補正部を実行モー
ドとして有し、更に加工材料Ｐの適正位置に対する切断
開始位置、切断間隔、１方向の切断回数、切断方向の変
更角度、切断間隔等の必要情報を設定モードとして入力
しておく。

【００２６】加工材料送り機構２の搬送フィルム23、補
強フィルム26に加工材料Ｐを載せた後には、加工材料送
り機構２を駆動して搬送フィルム23、補強フィルム26を
搬送フィルム巻取りロール22、補強フィルム巻取りロー
ル25側へ移動させ、加工材料Ｐを作業テーブル１のまな
板12上で停止させる。

【００２７】このとき、切断機構３の切断刃31が搬送フ
ィルム23、補強フィルム26の移動方向と直交する角度で
加工材料Ｐの端のチップ部Ｐａの列の外側に位置（適正
な切断開始位置）するように、コントローラによって切
断機構３のサーボモータ32、パルスモータ33,34 を自動
的に駆動制御する。そして、実際の加工材料Ｐの位置を
図８に示すように加工材料Ｐの位置マークＰｂを利用し
て検出機構４で検出し、この検出位置とコントローラの
メモリ部に記憶されている適正位置との誤差を比較部で
比較し、比較誤差に基いて切断機構３のサーボモータ3
2、パルスモータ33,34 を補正駆動する。この結果、切
断位置のズレ等が防止され、切断加工の加工精度が非常
に向上することになる。

【００２８】加工材料Ｐに対して切断機構３の切断刃31
を適正な位置に設定した後には、パルスモータ33を駆動
して水平直線移動部36を間欠的（加工材料Ｐのチップ部
Ｐａの間隔毎）に水平移動させながら、サーボモータ32
を駆動して昇降移動部35を昇降移動させ、搬送フィルム
23、補強フィルム26の移動方向と直交する切断線でこの
移動方向へ向けて連続的に切断加工する（図６参照）。
このとき、１切断毎に加工材料Ｐのチップ部Ｐａの位置
を検出機構４で検出して、切断応力による加工材料Ｐの
位置のズレの有無を比較し、切断機構３のサーボモータ
32、パルスモータ33,34の必要な補正を行なう。

【００２９】このような方向（搬送フィルム23、補強フ
ィルム26の移動方向と同一方向）への切断加工では、切
断機構３のパルスモータ33を停止しておき、加工材料送
り機構２を間欠駆動することも可能である。

【００３０】この１つの方向への切断が終了したなら
ば、加工材料Ｐはそのままにして切断機構３のパルスモ
ータ34を駆動し水平回転移動部37を90度水平回転移動さ
せ、先と同様にして先の方向と直交する方向へ連続的に
切断加工する（図７参照）。即ち、切断加工の加工効率
を低下させる従来のような加工材料Ｐの載換えは必要な
いのである。この結果、加工材料Ｐの載換えによる加工
材料Ｐの不測の損傷が防止される。なお、この方向の切
断加工の際にも、検出機構４による検出に基いて補正が
行なわれることはいうまでもない。

【００３１】なお、この切断加工では、図５に示すよう
に、切断機構３の切断刃31で加工材料Ｐから搬送フィル
ム23、補強フィルム26まで切込むようにして確実な切断
が行なわれるようになっている。

【００３２】このようにして２方向への切断加工が終了
したならば、加工材料送り機構２により次の加工材料Ｐ
を作業テーブル１のまな板12上に位置させて、前述と同
様に切断加工を行なう。なお、この場合には、切断機構
３の切断刃31が先の加工材料Ｐの切断開始時とは直交す
る方向へ向いているため、逆方向から切断加工すると効
率的である。また、切断加工された加工材料Ｐは、ロボ
ッティングアーム等の加工材料回収機構により搬送フィ
ルム巻取りロール22、補強フィルム巻取りロール25側か
ら取出される。

【００３３】以上、図示した実施例の外に、切断機構３
のパルスモータ34による水平回転移動を他の角度に制御
することにより、複雑な方向、３方向以上の方向への連
続的な切断加工も可能となる。

【００３４】さらに、切断加工の方向変更を切断機構３
側の水平回転移動で行なうことから、加工材料送り機構
２によって次々に作業テーブル１のまな板12上に送られ
てくる加工材料Ｐについて、夫々異なる方向への切断加
工を行なうことも可能である。

【００３５】さらに、検出機構４を基枠５等に固定して
おき、切断機構３の切断刃31と加工材料Ｐとの双方の相
対位置を検出するようにすることも可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明に係る切断加工装置
は、加工材料の切断加工面となる作業テーブルの上方に
各部を組付けた構造で極めてコンパクト化され設置面積
も小さくなっているため、装置規模が小型となる効果が
ある。

【００３７】さらに、切断加工の方向変更を切断機構側
の水平回転移動で行なうことができ、従来のように加工
材料を載換える必要がないため、切断加工を効率的に行
なうことができる効果がある。また、この効果により、
切断加工の加工時間を短縮して加工コストを低減するこ
とができる効果が生ずる。

【００３８】さらに、切断応力による加工材料の位置ず
れをその都度検出機構で確認して切断機構を補正動する
コントローラを備えているため、切断加工時の切断応力
によって加工材料が位置ずれを起こすことがあっても加
工材料の複数方向への連続的な切断加工が設定通りの間
隔をもって高精度に行うことができる。

【００３９】さらに、従来のように加工材料を載換える
必要がないため、切断加工中に加工材料を不測に損傷す
ることがない効果がある。

【００４０】さらに、切断機構の各部を駆動するアクチ
ュエータが個別に設けられているため、切断機構の各部
の駆動切換えが円滑、確実に行なわれる効果がある。

【００４１】さらに、切断機構の各部を駆動するアクチ
ュエータが近接配置されているため、アクチュエータに
対する電気的配線が集中、簡素化され、アクチュエータ
によって駆動される各部への駆動伝達構造が短縮、簡素
化される効果がある。又、切断刃を昇降移動させるアク
チュエータが加工材料に切断トルクを付与するサーボモ
ータであると、加工材料の材質や切断刃の状態に対応し
て切断刃の切断トルクを調整することができるとともに
制御信号のフィードバックが可能となり、高速で連続的
に行なわれる切断加工において、切断刃の昇降の所要時
間の遅れによる加工性能の低下や切断不良等による加工
精度の低下を防止することができる。故に加工材料に合
わせた切断力を適切に行え、切断効率の向上、高精度な
切断加工が約束できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る切断加工装置の実施例を示す
正面断面図である。

【図２】 図１の中央縦断面図である。

【図３】 図１のＸ−Ｘ線拡大断面図である。

【図４】 図１のＹ−Ｙ線拡大断面図である。

【図５】 加工材料等に対する切断切込み状態を示す
要部の拡大断面図である。

【図６】 １つの方向への切断加工状態を示す平面図
である。

【図７】 図６とは別の方向への切断加工状態を示す
平面図である。

【図８】 加工材料の位置の検出とその検出に伴う補
正例を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 作業テーブル ２ 加工材料送り機構 23 搬送フィルム ３ 切断機構 31 切断刃 32 サーボモータ（アクチュエータ） 33 パルスモータ（アクチュエータ） 34 パルスモータ（アクチュエータ） ４ 検出機構 Ｐ 加工材料

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平に設置された作業テーブルと、加工
   材料を載せた搬送フィルムを作業テーブルの上面に沿っ
   て移動させる加工材料送り機構と、切断刃を昇降移動、
   水平直線移動、水平回転移動させるアクチュエータを個
   別に有して作業テーブル上に支持され加工材料送り機構
   の搬送フィルムに載った加工材料を切断する切断機構
   と、切断機構またはその付近に支持され加工材料の切断
   機構下での位置を検出する検出機構と、切断応力による
   加工材料の位置ずれをその都度検出機構で確認して上記
   切断機構を補正動するコントローラとを備えてなる切断
   加工装置。
2. 【請求項２】 上記切断刃を昇降移動させるアクチュエ
   ータが加工材料に直接切断トルクを付与するサーボモー
   タである請求項１記載の切断加工装置。