JPS6348812B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は板を所定の形に切断する、殊に高速度
でガラス板を線引きする数値制御した機械に関
し、該機械は二つの直交した方向に移動するキヤ
リツジと該キヤリツジを駆動する二つのモータを
備え、このモータは記憶装置に記憶させたプログ
ラムに基ずいて電子回路により制御されるもので
ある。

従来から切断工具を数値制御した種々の切断機
械が知られている。しかし公知のこの種の機械の
切断速度は10m／分に達しない。そのためこのよ
うな機械を以つてしてはガラス板の縁をかつこう
よく又失敗なしに切断することはできない。

珪酸ガラスを切断して鋭くまた正確な縁を得る
には30m／分、好ましくは50m／分以上の高い切
断速度が必要である。しかも数値制御装置を備え
た公知の自動切断機械の生産速度は比較的低く、
治具による自動制御機械の生産速度に比較し得べ
くもない。

数値制御装置を備えた機械に固有の前記の欠点
に基ずいて現用されている治具制御のガラス板切
断機械は、殊に多数のガラス板群を所定の形状に
切断するのに適している。しかし、少数のガラス
板群を切断するには治具を交換したり新しい切断
形状に合わせて機械を調節する機械休止時間が必
要なので極めて不利益である。特に形状を異にす
る少数群には数値制御した自動機械が遥かに有効
である。

本発明は、30m／分以上の速度で切断線を引き
得て、更に切断線の精度、形状再現能力、信頼性
及び強じん性に関して線引き機械に課せられた苛
酷な要件を満足させ得る数値制御装置を備えたガ
ラス板自動切断機械を提供するものである。又引
いた線の理論曲線からの離れは±0.1mmを越して
はならない。

本発明はまた、切断工具が切断線を引くべき径
路の変化に従つて高速から低速にまたは低速から
高速に極めて急速に速度を変更するガラス板自動
切断機械を提供する。

ガラス板を切断するために数値制御装置を用い
て囲まれた輪郭線に沿つて高速度で線引きする機
械であつて、予め記録されたプログラムに基づい
た電子回路に従つて制御された駆動モータと、異
なつた二つの平面内に配置された案内手段とによ
つて、互に直交した二つの方向に移動される線引
きヘツドを担持したキヤリツジを備えるものにお
いて、上記案内手段はガラス板表面の上方におい
て直角状に交差した座標軸を構成すると共に夫々
別の方向に移動可能な二つのレールによつて形成
され、また線引きヘツドを担持するキヤリツジは
十字形に形成されかつ十字を形成する夫々の支部
材が上記レールの一つに摺動自在に取付けられ、
さらに上記レールを移動させる駆動モータは機械
上の静止位置に設けられたことを特徴とするガラ
ス板線引き用機械である。

上記の配列を用いると機械の運動部分を最小に
減らすことができて、加速又は減速に要する力が
小さく保たれ、又機械を高速で使用しても滑りを
生じない。歯付きベルト或はチエンで力を伝動す
るので滑りを防ぐのに効果がある。本発明の機械
は線引きの許容公差±0.1mmの条件で80m／分ま
での速度でガラス上に切断線を線引きすることが
でき、治具で制御する切断機械と等しい生産速度
が得られる。

本発明の一実施例においては、レールは直交し
ていてＸ，Ｙ座標軸を定め、又アームで作られて
いて、該アーム上には線引きヘツドを支持する十
字状のキヤリツジがボールベアリングの摺動子を
介して設けられている。

ガラス板を所定の形に切断する機械において、
切断線の曲率半径の関数として線引き速度を変化
させることが知られている。従つて一般に直線部
分は曲線部分より線引き速度が早くする必要があ
る。このような線引きの速度変換は本発明によつ
て容易に達成される。

線引きを低速で行なわねばならぬ場所でさえも
きれいに切断するためには、ガラス面上でヘツド
の圧力を調節する必要がある。線引きヘツドの圧
力を調節するために、単位時間当りのパルス数に
より線引きヘツドを担持するキヤリツジの移動を
制御することができる。

キヤリツジ駆動用モータの制御は活性化と位相
制御技術に基ずくトランジスタ回路及びサイリス
タ回路により達成される。またキヤリツジの電気
―流体制御も可能である。

本発明にかかる機械の適宜実施例やモータを駆
動する種々の制御方式を以下に添附図面を参考に
して例をあげて説明する。

第１図に本発明の切断機械に関連したガラス板
切断用生産ラインの一部を概略的に示す。

ガラス板１を切断機械３に向つて、ローラ２で
構成した水平移送装置により矢印Ｆの方向に移動
し、該ガラス板を図示せぬ接触部材によつて経路
端部の所定位置に維持する。

切断すべき囲まれた輪郭線６を、十字状キヤリ
ツジ４に取付けた線引きヘツド５を使用してガラ
ス板１の表面上に線引きする。線引き中はガラス
板１は入力ローラ８と出力ローラ９間に張設した
移送ベルト７上に置かれ、該ベルトは前記の両ロ
ーラによつて駆動される。線引き中にガラス板を
正確に平面上に置くために、前記移送ベルト７を
ローラ８及び９間で板１０により支持する。

十字状キヤリツジ４は二本のレール１２及び１
１で形成するXY軸に沿つて支持されて移動す
る。レール１１の両端を摺動子１３，１４上に設
け、両摺動子１３，１４はそれぞれ固定レール１
５，１６上を移動する。レール１２の両端を摺動
子１７，１８上に設け、両摺動子１７，１８はそ
れぞれ固定レール１９，２０上を移動する。ガラ
ス板の移送方向に平行のキヤリツジ４の移動方
向、即ち矢印Ｆに平行の移動方向を以下Ｘ方向或
はＸ軸と云い、ガラス板の移送方向に直角のキヤ
リツジの移動方向を以下Ｙ方向或はＹ軸と云う。
ガラス板１上に輪郭６の線引きが終るとガラス板
を移送ベルト７で切断ステーシヨンに相当する移
送ローラ２１に運ぶ。

第２図は機械を案内・駆動する基本部材を示す
斜視図である。機械を４個のＵ形型部材で形成し
た枠上に設け、第２図には機械が２個の長手方向
の部材３１，３２と１個の横方向の部材に設けら
れているのを示す。該枠を移送ローラ８，９、そ
の駆動装置（図示せず）及び板１０を支持する下
部構造物上に配置する。図で枠の長手方向の部材
３１，３２の下にはＸ軸に沿つて支持・案内する
固定レール１５及び１６が見られる。これらの固
定レール１５，１６を間隔片３５を介して型部材
３１，３２の下側にねじ３６により取付ける（第
４図）。

同様に、Ｙ軸上で案内する固定レール１９，２
０を枠の２個の横方向の型部材３３に間隔片を介
して取付ける。この場合間隔片は型部材３３の心
に対して水平の位置に位置する。

摺動子１３，１４（Ｘ軸）は溝付きのボールベ
アリング摺動装置によりそれぞれの固定レール１
５，１６上を摺動する。Ｙ軸についても摺動子１
７，１８は固定レール１９，２０上を摺動する。
歯付きベルト３７，３８をそれぞれ摺動子１３，
１４に取付ける。その左側部分を示す第２図に見
る如く、上記の歯付きベルトは共通のシヤフト４
１に設けた歯車３９，４０の周りを通る。前記共
通のシヤフト４１を図示せぬ継手を介してモータ
５０に連結し、モータ５０の他端をパルス発生器
５１と差動発電器５２に連結する。このようにし
て共通のシヤフト４１をＸ軸に沿つての移動を可
能にする。尚、モータ５０を機械の枠に固着す
る。Ｙ軸に沿つての駆動も同様に行なわれ。歯付
きベルト４５を摺動子１８に取付ける。該ベルト
は駆動モータ６０のアームに連結したシヤフト４
７に設けた歯車４６の周りを通り、前記モータ６
０の他端にパルス発生器６１と差動発電器６２を
担持する。モータ６０も機械の枠に固着する。

線引きヘツド５は導管６５に連結し、該導管６
５は枠の長手方向部材に取付けた支持部材６６を
介して第２図に示さぬ流体制御装置に連結する。
上記によつて、線引き工具がガラス板上に与える
圧力を加減することができる。

第３図に十字状キヤリツジ４及び線引きヘツド
５の詳細構造を示す。キヤリツジは２個の直交し
た箱形部材７０，７１を両者の交叉点で溶接して
形成する。

それぞれの箱形部材において箱形部材７０に２
個のボールベアリング装置７３を設ける。箱形部
材はねじ７５で蓋７４を閉じる。箱形部材７０の
ボールベアリング装置はレール１２（Ｘ軸）上を
移動し、箱形部材７１のボールベアリング装置は
レール１１（Ｙ軸）上を移動する。線引きヘツド
５を図示せぬねじによつて箱形部材７１の下側に
取付ける。線引きヘツドはシリンダ７６を備えそ
の内部でピストン７７が移動する。該ピストン７
７はばね７８によりシリンダの底部に向けて押圧
され、又ばね７８はねじ８０を介してシリンダ７
６に取付けた蓋７９に当接する。蓋内部で切断ホ
イール８２を担持する切断ホイール支持部材８１
がピストン軸心内で回転自在に配設されている。
シリンダ７６の底部付近に管連結部材８３を設け
てシリンダ７６を導管６５に連結する。

第４図及び第５図はレール１１及び１２を支持
する摺動部材の横断面及び縦断面を示し、レール
１１，１２上をキヤリツジ４が移動する。これら
の図は摺動子１３を示している。摺動子１３は箱
形部材９０を備え、該箱形部材の各端部にボール
ベアリング装置を設ける。蓋９２及びねじ９３に
よりボールベアリング装置９１を箱形部材９０に
取付ける。ボールベアリング装置９１及び蓋９２
に溝を設けて間隔片３５及びねじ３６のための通
路を形成する。前記の間隔片及びねじは固定レー
ル１５，１６，１９及び２０を縦・横のＵ形型部
材に平行にかつ所定の距離をおいて取付けるため
のものである。歯付きベルト３７の端部をねじ９
５で組付けた刻み目９４と板８９の間で例えば箱
形部材９０の底部に取付ける。ブラケツト９６は
箱形部材９０に溶接されている。前記ブラケツト
の上部にさや部９７を形成してレール１１の一端
を支持する。

第６図は、Ｘ軸及びＹ軸に沿つてキヤリツジを
駆動するモータ５０及び６０と線引き圧力とを制
御するトランジスタ制御回路を概略図で示す。

所要のＸ，Ｙ座標を磁気テープ１１０のような
記憶装置から駆動モータ５０（或は６０）に送
る。又、補助情報Ｚ、例えば線引き開始及び終了
の信号を各種制御部材に送ることができる。Ｘ，
Ｙ軸に対して同一の制御であるので、以下にＸ軸
に関する駆動モータ５０制御作用丈を例にあげて
説明する。

磁気テープ１１０から制御パルスを信号増幅器
及び変換器１２０に送つて、該変換器で制御パル
スを信号即ち短形波であつて正逆転の差分カウン
タ１２１に利用できるパルスに変換する。該カウ
ンタ１２１は一方においてシヤフト１２３を介し
て駆動モータ５０に結合したパルス発電器５１に
伝導体１２２によつて接続し、又他方において伝
導体１２６によつて差動発電器５２に接続したデ
ジタル・アナログ変換器１２５に伝導体１２４を
介して接続する。差動発電器５１はシヤフト１２
７によりパルス発電器５１に、またパルス発電器
５１はシヤフト１２３により駆動モータ５０に結
合されている。

カウンタ１２１は、信号変換器１２０から受け
たパルス数（正転にせよ逆転にせよ）と、モータ
シヤフトの即時の角度位置を示すパルス発電器５
１から受けたパルス数との差を測定する。この差
をデジタル・アナログ変換器１２５により指令電
圧に変える。デジタル・アナログ変換器から供給
された指令電圧と差動発電器５２から得た電圧と
を伝導体１２６によりシリーズにする。実際には
上記のシリーズ接続において符号は反対である。
換言すると差動発電器５２の電圧とデジタル・ア
ナログ変換器１２５の電圧が絶対値で等しい場合
には電圧差は零である。そうでない場合には、デ
ジタル・アナログ変換器及び差動発電器からそれ
ぞれ供給された電圧の絶対値及び符号に従つて電
圧が生じ、該電圧は伝導体１２８によつて制御装
置１２９に送られる。公知形式のこの制御装置
は、伝導体１３１を介してネツトワークに接続し
たトランジスタ電力増巾段によつて、前記制御装
置の入力部に印加された指令電圧の大きさと極性
を関数としてモータ５０の励起持続時間を制御す
る。

以下に回路作動の数値例を説明する。

一例として磁気テープ１１０がカウンタ１２１
に正転の一連の10パルスの信号を送るとする。こ
れらの10パルスの信号をカウンタに記録して表示
装置で光学的に読み取つて駆動モータ５０に結合
したパルス発電器５１より供給した信号と比較す
る。磁気テープによりカウンタに送つた上記の10
パルスにより指令値と実際値の差が示され、結論
的にデジタル・アナログ変換器１２５がこの差を
例えば１ボルトのアナログ電圧に変換する。この
１ボルトの指令電圧が制御装置１２９及びトラン
ジスタ電力増幅段１３０によりパルス発電器５１
がカウンタ１２１に正転の10パルスを送るまでモ
ータ５０を正転方向に回転し、記録数値が零に達
するように減ず。

次いで信号を受けてモータ５０が停止し、デジ
タル・アナログ変換器の出力が±０ボルトにな
る。カウンタに逆の作動の信号を送る場合も同様
の手順で行なう。逆の作動の場合には負数の信号
をカウンタに送り、又デジタル・アナログ変換器
は負の指令電圧を供給し、モータの回転の意味で
は逆転を測定する。この場合モータは零に戻る。

線引きヘツドの圧力制御は次のように行なう。
切断の良否は線引き速度だけでなくヘツドの圧力
に関係するので、該圧力を理想的に調節するには
線引き速度の関数であると同様に所定の範囲内で
要求された圧力を修正できる回路を備えねばなら
ない。直線で囲まれた線引き及び大きな曲率半径
の線引きを高速度で行ない、又小さな曲率半径の
線引きを低速度で行なうように線引き速度を磁気
テープ１１０で制御する。しかし線引きする彎曲
部分はＸ，Ｙ軸を駆動するモータに単位時間内に
送られたパルス数に比例するので、この一連のパ
ルスを圧力制御に使用する。Ｘ軸に関する信号変
換器１２０の二つの出力１４０及び１４１、即ち
正転運動及び逆転運動の出力をOR回路１４２に
接続する。同様にＹ軸に関する信号変換器１４５
の出力１４３及び１４４をOR回路１４６に接続
する。OR回路は出力の少くとも一つがＨ信号
（Ｈ＝高さ）を受けると出力信号にＨを供給する。
二つの信号変換器１２０及び１４５をOR回路１
４２及び１４６によりそれぞれ二つの周波数―電
圧変換器１４７及び１４８に印加する。電圧はす
べて周波数に対応する。即ち電圧が上がると周波
数も上り逆も同様である。このように周波数は線
引き速度に直接比例するので、最終的に線引きヘ
ツドの圧力を増加又は減少させる信号を所定の速
度に対して放つことが可能である。周波数―電圧
変換器１４７及び１４８から供給された電圧を
OR回路１４９によりトリガ１５０に印加する。
トリガ作用の閾値を電位差計１５１により修正す
ることができる。トリガをリレー１５２に接続し
てトリガ作用の閾値を修正することによつてリレ
ーの機能を働かして所定の線引き速度に対して最
適の線引き圧力を適合さすことができる。回路を
選択すると常にＸ，Y2軸の内の１軸に対応する
最大の周波数が得られる。その結果、Ｘ軸が周波
数０ヘルツを供給し、Ｙ軸が周波数1000ヘルツを
供給することが発生する。上記の1000ヘルツの周
波数はそれに対応した大きさの電圧値によつてＹ
軸上の瞬間速度を表現し、又結果的に前記電圧値
に対応した線引き圧力を表現する。

第７図はＸ，Ｙ軸のモータ５０及び６０のサイ
リスタ制御回路と線引き制御を示す。

磁気テープ１１０を使用する記録器は信号増幅
―変換器１２０を制御する磁気パルスを供給し、
前記変換器１２０はパルスを差分カウンタ１２１
に使用可能な短形波信号に変える。差分カウンタ
１２１は一方においてＸ軸についてのパルス発電
器５１（該発電器はモータ５０のシヤフト１２３
に結合される）に１２２により接続し、他方にお
いて１２６を介して差動発電器５２に接続した
DA変換器１２５と１２４により接続する。差動
発電器５２はシヤフト１２７を介してパルス発電
器５１と結合し、又シヤフト１２３を介してモー
タ５０と結合する。カウンタ１２１は信号変換器
１２０（正転或は逆転）により与えられたパルス
数とモータシヤフトの瞬間的角度位置を示すパル
ス発電器５１より送られたパルス数間の差を測定
する。この差をDA変換器１２５により指令電圧
に変換する。指令電圧は１２６によつて差動発電
器５２の電圧とシリーズにされる。

上記両者が対立する場合、換言すれば差動発電
器５２の電圧とDA変換器の電圧が符号が反対で
あつてしかも絶対値で等しい場合差は±零とな
る。もしそうでない場合にはDA変換器１２５及
び差動発電器５２の電圧の絶対値と信号とにより
１２８を介して開始と位相制御装置１７０に送る
電圧が生ずる。この制御装置１７０は１７２によ
りネツトワークに接続したサイリスタ電力増幅段
１７１によつてモータ５０に持続と両極性の電流
パルスを供給する。前記両極性は前記装置１７０
に印加される程度の両極性及び値の関数である。

高速時にモータのポンプ現象が起るのを避ける
ために、モータをシヤフト１７５を介して自己感
応ブレーキ１７６に結合する。

モータ５０の高い加速及び減速があつてもそれ
に対する応答が遅れたり早まつたりしないように
調節した一定電圧を伝導体１７２及び整流器１７
７を介してネツトワークから前記ブレーキに印加
する。しかし誘導電流による制動力はモータの回
転数に比例するので、モータ停止時には制動力が
零になる。信号変換器１２０により供給したパル
ス数とパルス発電器５１から送つたパルス数間の
差が零となると、上述の不安定な平衡状態をさけ
るためにモータをシヤフト１７８により再び電磁
ブレーキ１７９に結合する。該電磁ブレーキ１７
９は整流器１８１を介したカウンタ１２１により
伝導体１８０を通して励磁される。

線引き圧力は第６図について説明したのと同様
に行なわれる。

第８図はＸ軸及Ｙ軸に関する駆動モータ用及び
線引き圧力制御用の電気―流体制御回路を示す。

磁気テープ１１０はＸ軸及びＹ軸について駆動
するステツプモータ１９０及び１９１に情報を送
り、また例えば線引きの開始と終了のような補助
情報Ｚを各種制御部材に送る。

Ｘ軸及びＹ軸に対する制御は同一なので、どの
ようにしてＸ軸の制御を行なうかを説明する。

制御回路には普通市販されている構成要素を使
用する。磁気テープ１１０は信号増幅・変換器１
２０に短形波パルスに変換される制御パルスを送
る。制御パルスをパイロツト装置１９２（例えば
ジーメンス型）に送り、該制御パルスを電気―流
体型ステツプモータ（例えばジーメンス型）に使
用可能なパルスに変換する。

この型式の電気―流体制御は特に余り速度の高
くない線引きに使用される。

線引き圧力の制御は第６図について上述したの
と同様である。

本発明は上記のように構成して線引きヘツドを
担持した十字形キヤリツジの十字を形成する夫々
の支部材を、直角状に交差した座標軸を構成する
と共に夫々別方向に移動可能の二つのレールの一
つに摺動可能に取付け、又レール駆動用駆動モー
タを機械上の静止位置に設けて、構成し、一つの
案内手段（レール）を他の案内手段（レール）で
支持しないようにして、質量の大きいモータ等を
キヤリツジと共に移動させないで移動部品の質量
を従来に比べて極限まで減少させたので、複雑な
線を高速度でかつ正確に線引きすることができ、
又線引き時の加速・減速の広範囲の速度変化に対
応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はガラス板上に切断線線引き機械の概略
図で、該機械でガラス板切断の生産ラインの一端
を形成する。第２図は第１図の切断線線引き機械
の構造を示す斜視図、第３図は機械のキヤリツジ
と線引きヘツドを示す第２図の―線について
の縦断面図、第４図は第２図の―線について
の横断面図、第５図は第４図に示す部材を矢印Ｖ
―Ｖの方向より見た図、第６図はキヤリツジ及び
線引きヘツド用駆動モータのトランジスタ制御回
路を示す図、第７図はキヤリツジ駆動モータ及び
線引きヘツドの圧力制御用のサイリスタ制御回路
を示す図、第８図はキヤリツジ駆動モータ及び線
引きヘツドの圧力制御用の電気―流体制御回路を
示す図である。 Ｘ，Ｙ…座標軸、４…キヤリツジ、５…線引き
ヘツド、１１，１２…レール、１５，１６，１
９，２０…固定レール、１３，１４，１７，１８
…摺動子、３１，３２，３３…枠、３７，３８，
４５…歯付きベルト、４１，４７…摺動軸、５
０，６０…駆動モータ、７３…ボールベアリング
の摺動子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガラス板を切断するために数値制御装置を用
   いて囲まれた輪郭線に沿つて高速度で線引きする
   機械であつて、予め記録されたプログラムに基づ
   いた電子回路に従つて制御された駆動モータと、
   異なつた二つの平面内に配置された案内手段とに
   よつて、互に直交した二つの方向Ｘ，Ｙに移動さ
   れる線引きヘツドを担持したキヤリツジを備える
   ものにおいて、上記案内手段はガラス板表面の上
   方において直角状に交差した座標軸Ｘ，Ｙを構成
   すると共に夫々別の方向に移動可能な二つのレー
   ル１１，１２によつて形成され、また線引きヘツ
   ドを担持するキヤリツジ４は十字形に形成されか
   つ十字を形成する夫々の支部材が上記レール１
   １，１２の一つに摺動自在に取付けられ、さらに
   上記のレール１１，１２を移動させる駆動モータ
   ５０，６０は機械上の静止位置に設けられたこと
   を特徴とするガラス板線引き用機械。 ２ レール１１，１２は該レールの両端に固定さ
   れた摺動子１３，１４，１７，１８及び固定レー
   ル１５，１６，１９，２０を介して上記機械の枠
   ３１，３２，３３上を移動され、また上記の駆動
   モータ５０，６０からレール１１，１２にスリツ
   プのない運動を伝える歯付きベルト３７，３８，
   ４５を備えた特許請求の範囲第１項記載の機械。 ３ 座標軸Ｘ，Ｙを構成するレール１１，１２が
   夫々円柱状に形成され、該レール上には線引きヘ
   ツド５を担持するキヤリツジ４がボールベアリン
   グの摺動子７３を介して摺動状に設けられた特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の機械。 ４ 駆動モータ５０，６０からレール１１，１２
   に運動を伝えるために、共通の駆動軸４１，４７
   に設けた歯車３９，４０，４６に係合する夫々二
   つの歯付きベルト３７，３８，４５を設けた特許
   請求の範囲第２項記載の機械。 ５ ガラス板の表面に及ぼす線引きヘツド５の圧
   力を調整する制御回路を設けた特許請求の範囲第
   １項から第４項までのいずれか１項記載の機械。 ６ 線引き圧力が線引き速度の函数として調節さ
   れた特許請求の範囲第５項記載の機械。 ７ 機械を制御する回路の出力段がサイリスタ回
   路によつて形成された特許請求の範囲第１項から
   第６項までのいずれか１項記載の機械。 ８ 機械を制御する回路の出力段がトランジスタ
   回路によつて形成された特許請求の範囲第１項か
   ら第６項までのいずれか１項記載の機械。 ９ 機械を制御する回路の出力段が電気―流体制
   御回路を備えた特許請求の範囲第１項から第６項
   までのいずれか１項記載の機械。