JP2005313574A - 板材切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切断材の位置決めを容易とし、板材の１辺を直線状ではなく、略くの字状に突出した形状や、内部へくぼんだ形状に切断したり、また緩やかな曲線状になるように切断できる板材切断装置を提供する。
【解決手段】切断材を載置するテーブル２と、テーブル上に切断材Ａを固定する固定手段と、固定された切断材を直線状に移動しながら切断する切断刃１２と、切断刃が移動しながら切断する直線を切断基準線として切断基準線に対し切断材を任意の角度に傾斜させるようテーブル面に平行に回動することができる定規部材と、定規部材に沿って移動する切断材の反切断側側面部に当接する切断材の位置決め手段や切断刃が移動しながら切断材を切断する切断基準線Ｃに直交する方向に切断刃を移動させる手段を有する板材切断装置１をも提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、板材の切断装置に関するものである。さらに詳しくは、比較的大型の板材（縦１８０ｃｍ、横９０ｃｍの合板、合成樹脂板、インシュレーションボード等や、またそれらを重ね合わせた複合板等）を切断するための切断装置であり、切断する板材の辺が必ずしも直線状ではない形状や、またさらに板材の隅が必ずしも直角でない形状に切断加工するための装置に関するものである。

この種の板材切断装置は、斜め上方に起立させた状態に設置される装置が知られている。そして、その表面側（上面側）に切断材をセットする大型のテーブルと、該テーブルに沿って上下方向（切断方向）に移動可能に設けた切断機本体と、テーブル上に切断材を固定するための固定装置を備えている。上記切断機本体は、電動モーターと該電動モーターにより回転する円形の切断刃物を備えており、切断刃物を回転させつつ切断機本体を切断方向に沿って移動させることによって、テーブルにセットした比較的大型の切断材を切断刃物によって切断するというものである。

そして、そのテーブルの表面側には切断材を載置して（切断材の下端部を当接させて）切断材を水平出しするためのレベル定規と、切断材の反切断側側面下端部と刃口の間の距離（仕上がり寸法）を寸法表示する目盛り板等が備えられている。

そして、切断材を左右に位置決めするために、切断材の側面を切断線に対して平行に位置決めするための第１定規と、切断材の側面に当接させて切断材を切断線に直交する方向に位置決めするための第２定規を備え、前記第１定規と前記第２定規の切断線からの位置を共通の目盛りで表示する構成とした切断装置が知られている。

特開平２００３−１２７１０２号公報

上記のようなレベル定規と目盛り板を有する板材の切断装置において切断加工出来る切断材の形状は、基本的には４辺が直線に限られていた。そして、また各辺の寸法の決定においても作業者が目盛り板の寸法位置に定規等を合わせて手作業で位置決めすることによって行われていた。

しかし、板材の隅が必ずしも直角でない形状に切断加工したり、また板材の１辺を直線状ではなく、略くの字状に屈曲した状態、すなわち１辺が略くの字状に突出した形状や、切断する板材の四角形の内部へくぼんだ形状等の形状に切断したり、また緩やかな曲線状になるように切断したいという要望があったが、従来の切断装置ではそのような要望に応えることはできなかった。

また、切断材の位置決めについても複数の定規等の位置を手作業で位置合わせするため、手間がかかっていたので、位置決めをより容易に、また精度よく行えるように改善する要望があった。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１は、切断刃が移動して切断する板材切断装置において、切断する切断材を載置するテーブルと、該テーブル上に切断材を固定する固定手段と、固定された切断材を直線状に移動しながら切断する切断刃と、該切断刃が移動しながら切断する直線を切断基準線として該切断基準線に対し切断材を任意の角度に傾斜させるようテーブル面に平行に回動することができる定規部材とを具備することを特徴とする板材切断装置としている。

切断刃が移動しながら切断する直線を切断基準線として該切断基準線に対し切断材を任意の角度に傾斜させるようテーブル面に平行に回動することができる定規部材により、切断材を傾斜して位置決めすることが容易にできる。この定規部材を有することにより、自動的に角度を変更させることや、作業者が目盛等を見ながら手動ハンドル等で定規部材を手動で容易に位置決めすることが可能とできる。

本発明の請求項２は、定規部材の回動中心または回動中心軸が、切断刃が移動しながら切断する直線と定規部材の交点を通って、テーブル面に直交する直線上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の板材切断装置としている。

定規部材の回動中心または回動中心軸の位置を請求項２の位置とすることにより、切断刃が移動する切断基準線に対して切断材の位置決めをしやすくできる。

本発明の請求項３は、定規部材に沿って移動する切断材の反切断側側面部に当接する切断材の位置決め手段を有することを特徴とする請求項１、請求項２記載の板材切断装置としている。

本発明の位置決め手段により、切断材の位置決めが容易とできる。回動する定規部材に対する位置を所望の位置とすることが可能であり、切断材の位置決めを自動化することや手動で位置決めする等種々の実施形態を取り得る板材切断装置の提供が可能となる。

本発明の請求項４は、切断材位置決め手段は、数値制御により切断基準線に対して所定寸法位置へ自動的に位置決めされることを特徴とする請求項３記載の板材切断装置としている。本発明により、切断材の位置決めが自動的に実施でき、効率的な切断が可能となる。

本発明の請求項５は、切断刃が移動しながら切断材を切断する切断基準線に直交する方向に切断刃を移動させる手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の板材切断装置としている。

本発明により、切断基準線に沿って移動する切断刃を、切断基準線とは直交方向へ移動させることが可能な構成となり、一直線状に切断するだけでなく、略くの字状に突出またはくぼんだ形状に切断することが可能となる。また、直線状にではなく、曲線状に切断することも可能とできる。

本発明の請求項６は、切断刃がテーブル面に対して傾斜可能に設けられている請求項１乃至請求項５記載の板材切断装置としている。

本発明により、テーブル面に載置された切断材を切断面がテーブルに直角になるように切断するだけでなく所望の角度を有した傾斜面として切断することが可能となる。具体的には畳の内部に使用される畳床のような所定の傾斜を有した切断が可能となるのである。

本発明の請求項１により、切断刃が移動しながら切断する直線を切断基準線として該切断基準線に対し切断材を任意の角度に傾斜させるようテーブル面に平行に回動することができる定規部材により、切断材を傾斜して位置決めすることが容易にできる。この定規部材を有することにより、自動的に角度を変更させることや、作業者が目盛等を見ながら手動ハンドル等で定規部材を手動で容易に位置決めすることが可能とできる。

また、請求項２および請求項３の発明により、切断材の位置決めが容易とすることができる。さらに請求項４では、切断材の位置決めが自動的に実施できる板材切断装置が提供でき、効率的な切断が可能となる。

そして、請求項５の発明においては、切断基準線に沿って移動する切断刃を、切断基準線とは直交方向へ移動させることが可能な構成となり、一直線状に切断するだけでなく、略くの字状に突出またはくぼんだ形状に切断することが可能となる。また、直線状にではなく、曲線状に切断することが可能となる。さらに請求項６の発明では、テーブル２に対して所望の傾斜を有した切断が可能となる。

従って、板材の隅が必ずしも直角でない形状に切断加工したり、また板材の１辺を直線状ではなく、略くの字状に屈曲した状態、すなわち１辺が略くの字状に突出した形状や、切断する板材の四角形の内部へくぼんだ形状等の形状に切断したり、また緩やかな曲線状になるように切断することが可能となる。

本発明の実施形態を説明する。板材切断装置１は図１および図２に示すように比較的大きな切断材Ａ（一般的には板材）を切断する切断装置で、該切断材Ａを斜めに立て掛けた状態で切断する構成となっている。

この板材切断装置１は、切断材Ａを載置するテーブル２と、このテーブル２の裏面に沿って上下に移動可能に設けられた切断機本体１０と、切断材Ａをテーブル２上に固定するための切断材固定装置３０、そしてテーブル２上に切断材Ａを保持するレベル定規４０とを備えている。テーブル２は、図２に示すように斜め上方に起立した状態で本体フレーム５に固定されており、表面側から見ると略Ｌ字型に構成されている。テーブル２は、図１に示すように左端近くに上下に沿った長方形の穴２ａを有しており、この穴２ａ部においてテーブル２から突き出た状態で、切断刃１２が上下に移動出来るようになっている。以下の説明において、テーブル２の切断材Ａがセットされる側（図２においてテーブル右側）をテーブルの表面側といい、反対側（図２においてはテーブル左側）を裏面側として説明する。当該板材切断装置１の操作者は主としてテーブル２の表面側に立って切断作業を行う。また、テーブル２の右上付近に操作パネル３が取り付けられており、操作用スイッチおよび寸法表示パネル等が設けられている。

図２および図３に示すようにテーブル２の裏面側に、切断刃物ベース１５が切断機ベース１４を介して上下移動可能に設けられている。この切断刃物ベース１５には駆動モーター１１とこれを駆動源として回転する円形の切断刃１２と切断刃１２の回転軸を支える軸受け２１，２１が取り付けられている。切断機ベース１４をテーブル２の裏面側に沿って昇降させるための昇降装置１３が備えられている。昇降装置１３は、テーブル２の裏面側に本体フレーム５の内側の上下を繋ぐ状態でテーブル２と平行に設けられたレールフレーム１６に沿って、切断機ベース１４を上下させる構成となっている。切断機ベース１４は、レールフレーム１６に固定された２本の上下ガイドレール１７，１７に案内されて上下に摺動するのであるが、切断機ベース１４は図３に示すようにその上部および下部の端部にそれぞれチェーン１８が連結され、レールフレーム１６の上下端付近に回転自在に設けられた２個のスプロケット１９，１９を介して上下モーター２０により上下に移動される。

切断機ベース１４の上昇端には上昇位置センサー６が設置されており、上昇端で切断刃物ベース１５と当接すると、上下モーター２０の回転を停止して、切断機ベース１４の上昇を停止させる。下降端に関しても同様に下降位置センサー７が設置されており、下降端で切断刃物ベース１５と当接すると、上下モーター２０の回転を停止して、切断機ベース１４の下降を停止させる。

そしてこの切断機本体１０の移動のための上記上下モーター２０にサーボーモーターを使用し、その上昇端を基準の位置としており、切断機本体１０が上昇端すなわち基準位置にあるときからの移動距離を演算できる構成ともしている。切断刃１２とテーブル表面の（下側の）交点をＥとすると、点Ｅと点Ｄ（またはレベル定規４０の切断材載置面）の距離をｙとすると、ｙがこの板材切断装置に載置することの出来る切断材Ａの最大寸法となる。

また、切断機ベース１４に取り付けられた２本の横スライドレール２２、２２に案内されて切断刃物ベース１５が水平方向に摺動する構成ともなっている。

切断刃物ベース１５には切断刃１２が２個の軸受け２１，２１によって回転自在に取り付けられ、刃物駆動モーター１１によってベルトおよびプーリ等を介して駆動される。切断刃１２および刃物駆動モーター１１等を取り付けた切断刃物ベース１５は切断機ベース１４に取り付けられた横送りモーター２３によりカップリング等を介して駆動される送り雄ねじ２４の回転を送り雌ねじ２５で受けて２本の横ガイドレール２２，２２に沿って左右に移動させることができる。

横送りモーター２３を回転させ、切断刃物ベース１５を移動させる制御のために、移動端の右端の位置を基準位置とし、この基準位置を検出するために、切断機ベース１４にセンサー２６を設けている。切断刃物ベース１５がセンサー２６に当接した際に原点として認識するように制御されるのである。切断刃物ベース１５が基準位置に有るとき切断刃１２が垂直方向に切断する線を切断基準線Ｃとして図１に破線で示す。また横送りモーター２３にはサーボモーターを使用し、基準位置からの移動距離を認識、演算して位置制御できるようにしている。

テーブル２の穴２ａの右側に切断材Ａをまたぐ状態で押さえフレーム３１がテーブル２の上下端付近で固定されている。この押さえフレーム３１の上端にはシリンダー受け部３１ａが設けられており、揺動ピン（図示せず）を介して固定用エアシリンダー３５が取り付けられている。固定用エアシリンダー３５のロッドの先端には軸端金具および揺動ピン（図示せず）を介して連接棒３６が取り付けられている。

押さえフレーム３１には２個の貫通した穴３１ｂ、３１ｂが設けられ、上記穴３１ｂのテーブル側にリンク受け部３１ｃ，３１ｃがそれぞれ設けられている。この上下２組のリンク受け部３１ｃ、３１ｃにはそれぞれＬ型リンク３２，３２が揺動ピン（図示せず）によって回動自在に設けられており、Ｌ型リンク３２，３２のテーブル側の一端は揺動ピン（図示せず）を介してリンク受け３３，３３に取り付けられている。このリンク受け３３，３３には切断材Ａを固定する固定部材３４が取り付けられている。そしてＬ型リンク３２，３２のもう一方の端は連接棒３６に、それぞれを揺動ピン（図示せず）によって回動自在に取付られている。

以上の構成によって、固定用エアシリンダー３５が縮むことによって、固定部材３４によってレベル定規４０の上面に載せられた切断材Ａをテーブル２の表面との間で締め付けて固定することができる構成となっている。また、固定用エアシリンダー３５が伸張することによって、上記のリンクが作動して固定部材３４とテーブルとの間隔が開き、切断材Ａの締め付けが開放される。

次にレベル定規４０に関する構造について説明する。レベル定規４０は、図１に示すように押さえフレーム３１の定規軸受け部３１ｄの点Ｄを中心に回動自在に設けられた定規軸金具４１（図２参照）に取り付けられ、テーブル２の表面に平行に回動自在に設置されている。点Ｄは切断基準線Ｃと、レベル定規４０の上面とテーブル２の上面との交線との交点を通った、テーブル２に対して垂直な直線と定規軸受け部３１ｄとの交点である。したがって、定規軸金具４１の回動軸中心は、点Ｄからテーブル２に垂直に降ろした直線となっている。レベル定規４０は切断材Ａをその上面に載置し切断基準線Ｃとなす角度を変更することで、切断材Ａの下面と切断面との間の角度を決める働きをする。

また図５に示すようにレベル定規４０の図１における右端付近に中心位置がレベル定規上面位置に合致するようにピン穴４０ａが設けられ、このピン穴４０ａにテーブル２の穴２ｂを通る揺動ピン４２の片側端部が嵌め合わされ、もう片側端部は調節用雄ねじ４３にベアリングを介して連結されている。調節用雄ねじ４３は、調節用モーター４８の駆動により回転するプーリーと一体に設けられた調節用雌ねじ４５の回転により、テーブル２に平行な状態で上下に移動される。調節用モーター４８と調節用雌ねじ４５はモーターベース４４に設けられており、調節用モーター４８の駆動はベルト等の伝達手段により調節用雌ねじ４５に伝達される。調節用雌ねじ４５はモーターベース４４にベアリング４４ａを介して回転自在に取り付けられた構成となっている。そしてモーターベース４４には２本の支持ピン４４ｂ，４４ｂが設けられて、テーブル２の裏面側に固定された雌ねじベース４７に図５の紙面直交方向でテーブル２に対して平行な方向へ揺動自在に支持固定されている。４８の調節用モーターも、サーボモーター等数値制御のできるものを使用する。

以上に説明した構造により、調節用モーター４８が駆動すると調節用雌ねじ４５が回転されて調節用雄ねじ４３が上または下に移動する結果、調節用雄ねじ４３に嵌め合わせた揺動ピン４２を介してレベル定規４０が点Ｄを回動支点として回動し、切断基準線Ｃとのなす角度を変更できるのである。支持ピン４４ｂ，４４ｂおよび揺動ピン４２の働きにより、このレベル定規の回動の動作が円滑にできる構成となっている。

またさらに、図５に示したように調節用雄ねじ４３の下端にはストライカー４３ａが形成されている。このストライカー４３ａは、レベル定規４０の切断材載置面と切断基準線Ｃとのなす角度が９０度となるときにテーブル２の裏面側に取り付けられたセンサー４６を作動させるように構成されている。

図１に示すように切断基準線Ｃとレベル定規４０のピン穴４０ａとの距離をＳとすると、レベル定規４０を（９０−α）の角度だけ傾けるために調節用雄ねじ４３（および揺動ピン４２）の移動する量ｔは余弦定理によって下記式より演算することができる。
ｔ^２＝Ｓ^２＋Ｓ^２−２ＳＳｃｏｓ（９０−α）

さらにレベル定規４０には、図１および図４に示すように、レベル定規４０の下面に取り付けられた位置決めレール５１に沿って位置決めブロック５０が摺動可能に設けられている。この位置決めブロック５０には位置決め雌ねじ５０ａが具備されており、この位置決め雌ねじ５０ａはレベル定規４０の下面に取り付けられた２個の軸受け５３，５３に軸支されて回転する位置決め雄ねじ５２に螺合されている。上記構成により、位置決め雌ねじ５０ａは位置決め雄ねじ５２の回転に伴い、位置決めブロック５０を位置決めレール５１に沿って、すなわちレベル定規４０に沿って左右に移動させる構造となっている。

一方位置決め雄ねじ５２はレベル定規４０の右端面に固定されているモーター取付板５４に取り付けられた位置決めモーター５５により、カップリング等を介して回転駆動される。従って、この位置決めモーター５５にサーボモーター等の数値制御することのでき得るモーターを採用することにより、このモーターに制御装置の入力手段（図示せず）で適当な寸法データを入力・指示することによって、位置決めブロック５０を移動させ、点Ｄと移動ブロック５０の側面５０ｂとの距離Ｘ（図１のＸで示す）を任意の所定寸法に制御することができるのである。

位置決めブロック５０を図１の右方向の最大寸法まで移動させたときの位置決めブロック５０の側面５０ｂと点Ｄとの距離をＬとして制御装置（図示せず）に記憶させておくことで、Ｘ寸法の基準とすることができる。またこのＬ寸法検出のため、レベル定規４０の右端近くに位置決めブロック５０と当接するセンサー５６を設けている。

以上のような構造を有する板材切断装置１で図６（ａ）に示すような外形ＡＢＣＤで示される長方形の板状の切断材Ａから外形ＣＤＥＦで示される台形の形状を得るため、長方形ＡＢＣＤを２点ＥＦを通る直線に沿って切断する場合について説明する。

図６（ａ）において、辺ＦＣ＝Ｘ、∠ＥＦＣ＝αとする。操作パネル３において適当な入力手段（図示せず）を介して制御装置に点Ｄと位置決めブロック５０との寸法Ｘを入力する。同様に、切断基準線Ｃとレベル定規４０のなすべき角度ａ（∠ＥＦＣ：図６（ａ）参照）を入力する。運転スイッチを押すと、位置決めモーター５５が回転するとともに位置決め雄ねじ５２が回転し位置決め雌ねじ５０ａが、センサー５６を働かせた位置、すなわち点Ｄから距離Ｌの位置にあった位置決めブロック５０を移動させる。（Ｌ−Ｘ）寸法だけ移動して、点Ｄと位置決めブロック５０の側面５０ｂとの距離がＸとなる位置で停止するよう制御される。（図７参照）さらに調節用モーター４８が動作して調節用雌ねじ４５を回転させ、ストライカー４３ａがセンサー４６を働かせた状態にあった位置から、調節用雄ねじ４３を上昇させる。そして、レベル定規４０の切断材載置面の切断基準線Ｃとなす角度がａとなるように、寸法ｔ（図６（ｂ）、図７参照）上昇するように制御されて停止する。

この状態で切断材Ａ（外形ＡＢＣＤ：図６（ａ）参照）をレベル定規４０の切断材載置面上に、その反切断側側面端部が位置決めブロック５０の側面５０ｂと接触し、かつ切断材Ａの背面がテーブル２の表面にぴったり接する状態に載置する。この状態で固定用エアシリンダー３５を収縮させて、固定部材３４を動作させることによりテーブル２の表面との間で、切断材Ａをクランプ固定する。もちろん事前にレベル定規４０の載置面に切断材Ａを載置してから、レベル定規４０や位置決めブロック５０の位置合わせを行ってもよい。予めレベル定規４０載置面に載せておいた方が効率的に作業できる。

次に駆動モーター１１を動作させて切断刃１２を回転させたのち、上下モーター２０を回転させ、上昇位置にあった切断機本体１０をレールフレーム１６に取り付けられたガイドレール１７，１７に沿って下降させることにより切断刃１２が切断基準線Ｃに沿って切断材Ａを切断する。この動作により、切断材Ａは２点ＥＦを通る直線に沿って切断され、外形ＡＢＣＤの長方形から、外形ＣＤＥＦで示される台形の形状に切断加工されるのである。切断機本体１０は切断刃物ベース１５が下降位置センサー７に当接すると、上下モーター２０と駆動モーター１１を停止させ、固定用エアシリンダー３５を伸張させて固定部材３４を動作させて切断材Ａの固定を解除する。切断材Ａの固定を解除するとともに、レベル定規４０はセンサー４６にストライカー４３ａが当接する水平位置へ復帰し、位置決めブロック５０もセンサー５６が作動する初期位置へ退避するので、切断の終わった切断材Ａを作業者はレベル定規４０の切断材載置面から降ろす。下降位置センサー７を働かせて停止した切断機本体１０も上下モーター２０が回転してガイドレール１７に沿って上昇し、切断刃物ベース１５が上昇位置センサー６に当接する基準位置で停止される。

次に図８（ａ）で示すように、外形ＧＨＩＪで示されるような長方形の板状の切断材Ａから外形ＩＪＫＬＭで示されるような、一辺が略くの字状に突出して五角形となった形状を切断する場合について説明する。

図８（ａ）において辺ＭＩ＝ｍ、ＫＬ＝ｏ、ＬＭ＝ｐ、さらに、直線ＬＭからＫ点方向へ延長した直線と点Ｋを通る上記延長線への垂線との交点をＱとし、点Ｋと点Ｑの距離をｎ、点Ｌと点Ｑとの距離をｑとし、∠ＬＭＩ＝βとする。操作パネル３から適当な入力手段および処理のためのソフトウエアを備えた制御装置に、辺ＭＩの寸法ｍ、切断基準線Ｃとレベル定規４０のなすべき角β（∠ＬＭＩ：図８（ａ）参照）、辺ＫＬ＝ｏ、辺ＬＭ＝ｐ、さらに直線ＬＭから点Ｋへの垂直方向の寸法ｎを入力する。寸法ｏが解っていれば、ｎ、ｑについてはｎ＝ｏ×ｓｉｎ∠ＫＬＱ、ｑ＝ｏ×ｃｏｓ∠ＫＬＱで算出できることは言うまでもない。切断するべき形状は予め解っているので三角関数等を使用して適宜必要な寸法や角度は全て演算することが可能である。

運転スイッチを押すと、位置決めモーター５５が回転し位置決めブロック５０を移動させる。｛Ｌ−（ｍ−ｎ／ｃｏｓ（β−９０））｝寸法だけ移動して、点Ｄと位置決めブロック５０の側面５０ｂとの距離が（ｍ−ｎ／ｃｏｓ（β−９０））となる位置で停止するよう制御される。（図９参照）さらに調節用モーター４８が回転して、調節用雄ねじ４３を下降させ、レベル定規４０の切断材載置面と切断基準線Ｃとなす角度がβとなるように寸法ｕ（図８（ｂ）参照）だけ下降して停止する。寸法ｕは 、点Ｄと初期位置におけるピン穴４０ａの中心位置と移動後のピン穴４０ａの中心位置の三角形から余弦定理ｕ^２＝Ｓ^２＋Ｓ^２−２ＳＳｃｏｓ（β−９０）の平方根を演算することで算出できる。

この状態で切断材Ａ（外形ＧＨＩＪ：図８（ａ）参照）をレベル定規４０の切断材載置面上に、その反切断側側面端部が位置決めブロック５０の側面５０ｂと接触するようにし、かつ背面がテーブル２の表面にぴったり接する状態に載置する。次に固定用エアシリンダー３５を収縮させて、固定部材３４を動作させることによりテーブル２の表面との間で、切断材Ａをクランプ固定する。

次に駆動モーター１１を動作させて切断刃１２を回転させたのち、上下モーター２０を回転させ、上昇位置にあった切断機本体１０をレールフレーム１６に取り付けられたガイドレール１７，１７に沿って下降させることにより切断刃１２が切断基準線Ｃに沿って切断材Ａを切断する。このとき、切断機本体１０の切断位置はその上昇端における切断刃１２とテーブル２表面の交点Ｅ（図１参照）から下降を開始し、点Ｅから点Ｄまでの距離をｙとすると、点Ｋから切断を開始するのであるが、点Ｋの位置は（ｙ−ｑ−ｐ）＝（ｙ−o×ｃｏｓ∠ＫＬＱ−ｐ）で求められる。

図９における点Ｋから点Ｌまでの切断は、寸法ｏの切断長さとなるが、切断刃１２は垂直方向、すなわち上下モーター２０においては移動距離はｑ＝ｏ×ｃｏｓ∠ＫＬＱとなる。そして水平方向、すなわち横送りモーター２３による移動距離はｎとなるのである。垂直方向と水平方向の移動距離より、一定の傾きの直線となるよう制御装置にてそれぞれのモーターを数値制御することにより切断刃１２にて切断を行うのである。

点Ｌから点Ｍにおいては切断刃物ベース１５の移動は無いため、点Ｌまで切断すると切断機本体１０は、切断基準線Ｃと平行に下降し、切断刃１２が切断材Ａを切断する。これにより、切断材Ａは３点ＫＬＭを通る略くの字状に切断され、外形ＧＨＩＪの長方形から、外形ＫＬＭＩＪで示される一辺が略くの字状の突出した五角形に切断加工される。切断が完了すると切断機本体１０の切断刃物ベース１５が下降位置センサー７に当接して、上下モーター２０を停止させるとともに駆動モーター１１を停止させ、切断刃１２の回転を停止させる。

その後、固定用エアシリンダー３５を伸張させ固定部材３４をテーブル２から遠ざけて切断材Ａの固定を解除する。

切断材Ａの固定を解除するとともに、レベル定規４０はセンサー４６にストライカー４３ａが当接する水平位置へ復帰し、位置決めブロック５０もセンサー５６が作動する初期位置へ退避するので、切断の終わった切断材Ａを作業者はレベル定規４０の切断材載置面から降ろす。下降位置センサー７を働かせて停止した切断機本体１０も上下モーター２０が回転して、ガイドレール１７，１７に沿って上昇し、切断刃物ベース１５が上昇位置センサー６に当接する基準位置で停止される。距離ｎだけ左方向へ移動していた切断刃物ベース１５も横送りモーター２３が回転し、切断刃物ベース１５がセンサー２６に当接する位置で横送りモーター２４を停止させ、切断刃物ベース１５を基準位置へ復帰させる。

上記の切断においては、レベル定規４０を点Ｄを回動中心に回動させた場合に、点Ｋが切断基準線Ｃに丁度一致するように切断材Ａの位置決めする制御となっている。すなわち、略くの字状に突出した形状を切断する際には、レベル定規４０を回動することによって点Ｌから点Ｍの切断を垂直方向の切断となるように位置決めし、点Ｋから点Ｌの切断においては切断刃１２を垂直方向と水平方向へ移動させることで所望通りの切断ができるように制御しているのである。そして点Ｌから点Ｍの切断は垂直方向のみの切断として制御している。

さらに図１０（ａ）で示すように、外形ＮＯＰＱで示されるような長方形の板状の切断材Ａから外形ＲＳＴＰＱで示されるような、一辺が略逆くの字状の五角形に切断する場合について説明する。上記のように逆くの字となった形状に切断する際には、辺ＲＳを垂直方向になるようにレベル定規４０を回動させて、点Ｒが切断基準線Ｃの位置に合致するように位置合わせを行う位置決め制御を行う。

図１０（ａ）において辺ＲＱ＝ｒ、辺ＱＰ＝ｑ、辺ＰＴ＝ｐ、辺ＴＳ＝ｗ、辺ＳＮ＝ｖ、∠ＱＲＳをγ、∠ＲＳＴをδとする。これらの寸法を操作パネル３より適当な入力手段および処理のためのソフトウエアを備えた制御装置に寸法ｒ、寸法ｑ、寸法ｐ、寸法ｗ、寸法ｖおよび角度γ、δを入力する。

運転スイッチを押すと、位置決めモーター５５が回転し位置決めブロックを移動させる。（Ｌ−ｍ）寸法だけ移動して、レベル定規４０が（１８０−γ）の角度回動した際に点Ｒが切断基準線Ｃに合致する位置で停止されるよう制御される。つまり、点Ｄと位置決めブロック５０の側面５０ｂとの距離が（ｒ−ｑ×ｔａｎ（９０−γ））となるように位置決めされる。すなわち図１０（ａ）における点Ｕが点Ｄに合致するように位置決めされる。さらに調節用モーター４８が回転して、調節用雄ねじ４３を下降させ、レベル定規４０の切断材載置面の切断基準線Ｃとのなす角度が（９０−γ）となるように寸法ｘだけ下降して停止する。寸法ｘは、点Ｄと初期位置におけるピン穴４０ａの中心位置と移動後のピン穴４０ａの中心位置の三角形から余弦定理ｘ^２＝Ｓ^２＋Ｓ^２−２ＳＳｃｏｓ（９０−γ）の平方根を演算することで算出できる。

図１１の状態で、切断材Ａ（外径ＮＯＰＱ：図１０（ａ）参照）をレベル定規４０の切断材載置面上に、その反切断側側面端部が位置決めブロック５０の側面５０ｂと接触するようにし、かつ背面がテーブル２の表面にぴったり接する状態に載置する。次に固定用エアシリンダー３５を収縮させて、固定部材３４を動作させることによりテーブル２の表面との間で、切断材Ａをクランプ固定する。

次に駆動モーターを動作させて切断刃１２を回転させたのち、上下モーター２０を回転させ、上昇位置にあった切断機本体１０をレールフレーム１７に取り付けられたガイドレール１７，１７に沿って下降させることにより切断刃１２が切断基準線Ｃに沿って切断材Ａを切断する。このとき、切断機本体１０の切断位置はその上昇端における切断刃１２とテーブル２表面の交点Ｅ（図１参照）から下降を開始し、点Ｅから点Ｄまでの距離をｙとすると、点Ｒから切断を開始するのであるが点Ｒの位置は（ｙ−ｑ／ｃｏｓ（９０−γ））で求められる。

図１１における点Ｒから点Ｓまでの切断は、切断刃１２が切断基準線Ｃに沿って下降し寸法ｖの切断長さになる。点Ｓまで切断すると点Ｔまでは切断長さはｗとなるが、切断刃１２は垂直方向に寸法（ｗ×ｃｏｓ（δ−１８０））、水平方向に｛（ｐ−ｍ）×ｃｏｓ（９０−γ）｝移動する一定の傾きの直線となるよう制御装置にて上下モータ２０および横送りモーター２３のそれぞれのモーターを制御して切断して、図１０（ａ）の外径ＲＳＴＰＱの五角形に加工する。切断が完了すると先に説明したように、切断機本体１０、切断刃１２さらにレベル定規４０は初期位置へ復帰する。

図７、図９および図１１においては、四角形や略くの字状をした五角形の切断に関して説明を行ったがそれぞれの多角形においては各辺が直線であった。本発明の板材切断装置１においては切断刃１２は切断基準線Ｃと平行に取り付けられ、切断刃物ベース１５は切断材Ａの切断加工に際して左方向に移動可能に設けられている。切断機本体１０の送り駆動を行う上下モーター２０および切断刃物ベース１５の横送り駆動を行う横送りモ−ター２３として数値制御の可能なサーボモーターを採用しているので、これら二つのモーターは制御装置からの命令を受けて、互いに関数関係あるいは微少な単位で関係づけながら駆動することができる。そのため、図１２に示すように、切断材Ａの上下端である２点Ｘ，Ｙにおいて切断刃物ベース１５の横送りの移動が常に増加方向（図１２の左方向）となる切断であれば、Ｘ，Ｙ間が曲線で有っても切断可能となるのである。また、このとき、レベル定規４０を回動させることにより、レベル定規４０が水平状態では切断できないケースにおいても切断可能とできる切断パターンが存在し、効率的な切断が可能となるのである。

以上に詳細を説明したように、点Ｄを回動中心として回動可能なレベル定規４１、点Ｄから幅方向の寸法決めを可能とする位置決めブロック５０および切断方向と直角な方向に移動可能な切断刃物ベース１５を備えた板材切断装置を提供することにより位置決めの簡略化、効率化が図れ、略くの字に突出または窪んだ形状の切断加工、さらにはゆるやかな曲線状の切断加工が可能となる。また、この板材切断装置により４隅の角度が直角でないような四角形状で有っても加工することができる。さらに、各辺の寸法の決定も、予め制御装置に入力された寸法位置に移動した位置決めブロックに切断材の反切断側側面下端部を当接するだけで良いため、作業者が神経を使って注意しながら目盛りに合わせて位置決めをする必要がないのである。

以上に説明した装置の動作および制御については、テーブル２は斜めに傾斜した状態であるため、テーブル２に平行な状態から見た位置において説明している。また、レベル定規４０の回動や位置決めブロック５０の移動は数値制御で自動化された実施形態を説明したが、装置のコストを下げるためにレベル定規４０を作業者が角度の目盛を見ながらハンドル等を回転させてることによって回動させたり、位置決めブロック５０を目盛を見ながら手動で位置合わせするようにしても構わない。またさらに、点Ｄ付近において、切断材Ａが存在するかどうかを検出するセンサーなどを適宜配置させておくことも自動化の際には有益な構成とできる。

また、略くの字状に切断する制御を行うにあたっては、辺の長さや角度等を適宜入力する実施形態を説明したが、切断する形状のある点を原点として各点の座標を板材切断装置に入力するようにしてもよい。そして、例えば点Ｄを原点とし、切断基準線ＣをＹ軸、水平位置にあるときのレベル定規４０の切断材載置面をＸ軸として、切断材の座標を上記Ｘ−Ｙ平面へ座標変換して位置決めする等の演算を行わせて位置決め制御するようにしてもよいのである。

また、数値制御についてはインクレメンタルやアブソリュートのどちらを採用してもよい。センサーを使って初期位置（原点）に復帰させることなく切断位置から次の切断位置へ移動させるインクレメンタル制御などが可能である。

またさらに、切断刃をテーブル面に対して傾斜可能に設けると、テーブル面に直角に切断するだけでなく、所望の傾斜を有する切断面を得ることができる。この場合には、例えば切断機ベース１４をガイドレール１７，１７に取り付けず、ガイドレール１７，１７に沿って移動するベース部材を追加し、そのベース部材上で切断機ベースが角度変更可能な状態に設ける等の構成を取ることで実施できる。このときテーブル面上の位置を切断刃の角度変更揺動基準線としておくと揺動による切断材上面の位置の寸法計算等が容易とできる。

本発明の板材切断装置の全体を示す説明図 本発明の板材切断装置の全体を示す側面図 本発明の切断機本体部の説明図 移動ブロック部を説明する側面図 レベル定規を回動させる構造の説明図 板材の切断を説明する図 図６記載の切断材を切断する装置の動作を説明する図 板材の切断を説明する図 図８記載の切断材を切断する装置の動作を説明する図 板材の切断を説明する図 図１０記載の切断材を切断する装置の動作を説明する図 曲線の状態を切断する装置の動作を説明する図

符号の説明

Ａ 切断材
Ｃ 切断基準線
１ 板材切断装置
２ テーブル
２ａ 穴
２ｂ 穴
３ 操作パネル
５ 本体フレーム
６ 上昇位置センサー
７ 下降位置センサー
１０ 切断機本体
１１ 駆動モーター
１２ 切断刃
１３ 昇降装置
１４ 切断機ベース
１５ 切断刃物ベース
１６ レールフレーム
１７ ガイドレール
１８ チェーン
１９ スプロケット
２０ 上下モーター
２１ 軸受け
２２ 横スライドレール
２３ 横送りモーター
２４ 送り雄ねじ
２５ 送り雌ねじ
３０ 切断材固定装置
３１ 押さえフレーム
３１ａ シリンダー受け部
３１ｂ 穴
３１ｃ リンク受け部
３１ｄ 定規軸受け部
３２ Ｌ型リンク
３３ リンク受け
３４ 固定部材
３５ 固定用エアシリンダー
３６ 連結棒
４０ レベル定規
４０ａ ピン穴
４１ 定規軸金具
４２ 揺動ピン
４３ 調節用雄ねじ
４３ａ ストライカー
４４ モーターベース
４４ａ ベアリング
４４ｂ 支持ピン
４５ 調節用雌ねじ
４６ センサー
４７ 雌ねじベース
４８ 調節用モーター
５０ 位置決めブロック
５０ａ 位置決め雌ねじ
５０ｂ 側面
５１ 位置決めレール
５２ 位置決め雄ねじ
５３ 軸受
５４ モーター取付板
５５ 位置決めモーター
５６ センサー

Claims (6)

1. 切断刃が移動して切断する板材切断装置において、切断する切断材を載置するテーブルと、該テーブル上に切断材を固定する固定手段と、固定された切断材を直線状に移動しながら切断する切断刃と、該切断刃が移動しながら切断する直線を切断基準線として該切断基準線に対し切断材を任意の角度に傾斜させるようテーブル面に平行に回動することができる定規部材とを具備することを特徴とする板材切断装置。
2. 定規部材の回動中心または回動中心軸が、切断刃が移動しながら切断する直線と定規部材の交点を通って、テーブル面に直交する直線上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の板材切断装置。
3. 定規部材に沿って移動する切断材の反切断側側面部に当接する切断材の位置決め手段を有することを特徴とする請求項１、請求項２記載の板材切断装置。
4. 切断材位置決め手段は、数値制御により切断基準線に対して所定寸法位置へ自動的に位置決めされることを特徴とする請求項３記載の板材切断装置。
5. 切断刃が移動しながら切断材を切断する切断基準線に直交する方向に切断刃を移動させる手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の板材切断装置。
6. 切断刃がテーブル面に対して傾斜可能に設けられている請求項１乃至請求項５記載の板材切断装置。
   
   

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