CN102802891B - 片材的裁切方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种以规定的闭环形状裁切片材的片材的裁切方法及装置。其中，该片材的裁切装置包括：气动工作台，其从多个微细的穿孔部自由喷出或抽吸空气；模板，其载置固定在该气动工作台上，并且具有规定的闭环状的凹槽部及在与上述气动工作台的各个穿孔部位置相一致的各个位置处具有穿孔部；裁切刀，其设于载置在该模板上的片材的上方位置并用于沿着上述模板的凹槽部裁切片材；裁切刀驱动部件，其用于使该裁切刀在XYZ坐标轴上自由移动及旋转。

Description

片材的裁切方法及装置
技术领域
本发明涉及一种与汽车侧窗用的夹层玻璃的玻璃板的形状相应地对该夹层玻璃进行裁切的方法及装置。
背景技术
以往，在重叠粘接多片玻璃板的夹层玻璃中，作为最广为人知、广泛使用的夹层玻璃，存在有插入PVB(聚乙烯醇缩丁醛)制的树脂片作为中间膜并进行了重叠粘接的夹层玻璃。
当制造用于汽车前窗或后窗的夹层玻璃时，以与前窗或后窗的扇形形状一致的方式将中间膜拉抻成扇形后对中间膜进行裁切，因此裁切后的中间膜会随着时间的流逝而收缩。因此，需要在稍大地裁切中间膜并在加热粘接后利用剃刀等切掉中间膜的露出的部分。
另一方面，当制造汽车的侧窗玻璃等弯曲半径(曲率半径)较大的玻璃或平坦形状的夹层玻璃时，由于未加工为扇形而直接裁切平坦的中间膜，因此裁切后的收缩较少。作为将这种片状的工件裁切为期望的形状的技术，公知有沿着与期望的外形形状相一致的线利用切刀依次裁切载置在平板上的片状的工件的方法、利用冲切模同时按压整周而进行冲切的各种各样的方法。
例如，在日本特开2000-119950号公报中公开了一种片材的裁切装置，其特征在于，该片材的裁切装置具有：支承台(2)，其能够以展开片材(W)的状态支承片材(W)并具备透气性；裁切头(3)，其以裁切部(17)朝下的方式设置在该支承台(2)的上方；抽吸头(4)，其以使抽吸面(30)朝上的状态与上述裁切头(3)对应地设置在上述支承台(2)的下方；头移动部件(5)，其使上述裁切头(3)及抽吸头(4)在隔着支承台(2)的上下部彼此间同速并向同一方向地同步平面移动，该片材的裁切装置利用上述裁切头(3)直接裁切支承台(2)上的片材(W)(专利文献1)。
另外，在日本特开平8-188433号公报中公开了一种玻璃板的数控裁切装置1，其在桥接框4的两侧5及6以使桥接框4能沿Y方向自由移动的方式支承桥接框4，该桥接框4具有使裁切头2沿X轴向方向直线运动的X方向直线运动部件3，在桥接框4的两侧5及6中的每一侧安装有滚珠丝杠螺母7及滚珠丝杠螺母8，且滚珠丝杠螺母7及滚珠丝杠螺母8能自由旋转，使滚珠丝杠螺母7及滚珠丝杠螺母8分别与沿Y方向延伸的滚珠丝杠9及滚珠丝杠10螺纹配合，设置有用于使两滚珠丝杠螺母7及滚珠丝杠螺母8同步旋转而使桥接框4沿Y方向直线运动的Y方向直线运动部件11，在桥接框4上配置沿X方向延伸的另外的滚珠丝杠12，在X方向直线运动部件3上安装有与滚珠丝杠12螺纹配合的另外的滚珠丝杠螺母13，该滚柱丝杠螺母13能自由旋转，利用X方向直线运动部件3使滚珠丝杠螺母13旋转并使裁切头2沿X方向直线运动(专利文献2)。
另外，在日本实开平6-16435号公报中公开了一种玻璃板的裁切装置，其在辊式输送机的前后配置用于支承玻璃板的气动工作台，在该辊式输送机的辊之间的下方设有接收罐(catchertank)，在该罐的上方配置有沿着横向架设的轨道自由横向移动并且喷射水柱的喷嘴和与上述辊式输送机及气动工作台的一侧相邻接并用于使上述玻璃板前后移动的行进部件，其中，该玻璃板的裁切装置设有从上述行进部件向上述辊式输送机及气动工作台上突出的多个臂和在该臂的前端处支承上述玻璃板的吸盘(专利文献3)。
专利文献1：日本特开2000-119950号公报
专利文献2：日本特开平8-188433号公报
专利文献3：日本实开平6-16435号公报
上述专利文献1存在下述问题，即，支承台在多孔结构、网眼结构等金属板的底板之上设有毛长较短的绒毯、橡胶、海绵状那样的弹性层材料，在该支承台上载置片材，将设在片材上方的刀具按压到支承台上且有力地按压并进行裁切直至使片材完全分离，因此在利用刀具对片材的裁切的同时，会使弹性层材料、金属制的底板也与刀具滑动接触，存在有由于刀具前端的因重复裁切造成的磨损或者因弹性层材料的表面的切痕的凹凸等而导致的裁切不良、或者根据片材的不同使因从切痕出来的由弹性层材料形成的飞溅物、尘埃等附着在片材上而对质量造成不良影响的问题。
另外，使设在支承台的下部的抽吸头与在支承台的上部平面移动的裁切头同步地平面移动，因此仅固定片材的一部分，而不是固定片材整体，因此存在有片材在裁切过程中偏移且裁切出的尺寸不能形成规定的形状的情况。
另外，上述专利文献2所述的发明的玻璃板的裁切装置利用能沿X方向、Y方向自由移动的刀具对载置在工作台上的脆性的玻璃板的上部表面给予裁切用的裁切线，由于玻璃的表面较硬，因此刀具在对玻璃板给予裁切线时未到达至工作台表面，未造成划痕，但是当取代玻璃板而裁切夹层玻璃用的树脂中间膜等柔软的片材时，不能够应用本发明。
另外，在上述专利文献3所述的发明中，使借助气动工作台漂浮起来的玻璃板前进后退，喷射水柱而裁切玻璃板，因此对于玻璃板那样的耐水性强的片材的裁切是没有问题的，但是存在有不能够将上述发明用于像作为夹层玻璃的中间膜而使用的聚乙烯醇缩丁醛膜(PVB膜)那样的质量因水分而发生改变的片材的问题。
发明内容
本发明鉴于这种问题，其目的在于提供一种在裁切夹层玻璃用的树脂中间膜等柔软的片材时，能够使刀具的刃部不与工作台相抵接地裁切片材，能够不产生裁切不良地将片材裁切为期望的形状的片材的裁切方法及装置。
即，本发明的片材的裁切装置的特征在于，该片材的裁切装置包括：气动工作台，其能从多个微细的穿孔部喷出空气或抽吸空气；模板，其载置固定在该气动工作台上，并且具有规定的闭环状的凹槽部及在与上述气动工作台的各个穿孔部位置相一致的各个位置处具有穿孔部；裁切刀，其设于载置在该模板上的片材的上方位置并用于沿着上述模板的凹槽部裁切片材；裁切刀驱动部件，其用于使该裁切刀在XYZ坐标轴上自由移动及旋转。
另外或者，本发明的上述片材的裁切装置的特征在于，在上述模板上并列或交叉配置有多个相同形状或不同形状的凹槽部。
另外或者，本发明的上述片材的裁切装置的特征在于，该片材的裁切装置设有用于将上述片材输入输出到气动工作台的输入输出部件。
另外或者，本发明的上述片材的裁切装置的特征在于，上述模板的凹槽部的宽度为2mm～7mm，其深度为2mm以上。
另外或者，本发明的片材的裁切方法是使用了上述任意一种装置的片材的裁切方法，其特征在于，以使气动工作台的各个穿孔部与模板的各个穿孔部一致的方式，将模板重叠固定在气动工作台上，在利用工作台的抽吸来吸附并固定了载置在模板上的片材的状态下，以裁切片材过程中的切刀的前端部深入到模板的凹槽部内的状态，利用切刀裁切片材。
另外或者，本发明的上述片材的裁切方法的特征在于，在上述凹槽内移动的切刀的前端部以从凹槽部的最上表面深入到凹槽部内1mm以上的方式裁切片材。
另外或者，本发明的上述片材的裁切方法的特征在于，当将片材送入到上述模板上或者将片材从上述模板上送出时，利用吸盘等对片材的端部进行吸附，从气动工作台的穿孔部喷出空气来使片材上浮，并且对该片材进行输送移动。
若采用本发明，将具有与片材的裁切形状相对应的闭环状的凹槽部的模板能自由装卸地载置在气动工作台上，因此当利用刀具裁切夹层玻璃用的树脂中间膜等柔软的片材时，刀具的刀刃部分即使穿透片材也会留在凹部槽内，不会与气动工作台相抵接。
由此，由于能够使刀具的刀刃部分不与气动工作台相抵接地裁切片材，因此能够减少切刀的磨损而获得较长使用寿命且大幅度减少由磨损造成的裁切不良。
另外，在利用设于载置在气动工作台上的模板的穿孔部吸附固定片材整体的状态下，利用刀具沿着凹槽部裁切片材，因此未产生由片材的错位造成的裁切尺寸不良。
附图说明
图1是本发明的实施例1的裁切装置的概略立体图。
图2是本发明的实施例1的裁切装置的模板的俯视图。
图3是本发明的实施例1的裁切装置的局部剖视图。
图4是本发明的实施例2的裁切装置的模板的俯视图。
图5是本发明的实施例3的裁切装置的模板的俯视图。
图6是本发明的实施例4的裁切装置的模板的俯视图。
具体实施方式
如图1～图3所示，本发明的片材的裁切装置1包括：气动工作台10，其从多个微细的穿孔部11、11…自由喷出或抽吸空气；模板20，其载置固定在该气动工作台10上，并且具有规定的闭环状的凹槽部22及在与上述气动工作台10的各个穿孔部11的位置一致的各个位置处具有穿孔部21；裁切刀驱动部件30，其设于载置在该模板20上的片材2的上方位置，使沿着上述模板20的凹槽部22裁切片材2的裁切刀3在XYZ-θ轴上自由移动及旋转。
上述气动工作台10成为在上表面具有无数多个微细的穿孔部11、11…的内部中空的腔室状(chamber)，当向气动工作台10上输入输出片材2时，向该腔室内送入压缩空气并从该穿孔部11、11…喷出压缩空气，使片材2上浮并且进行输入输出。
另一方面，当利用未图示的真空泵等抽吸该腔室内的空气而使其为负压时，气动工作台10与片材2之间的空气被从该穿孔部11、11…抽吸到腔室内，片材2被吸附到气动工作台10的上表面上。详细来说，由于模板20介于气动工作台10与片材2之间，因此经由气动工作台10的穿孔部11、11…与模板20的穿孔部21、21…吸附片材2。
另外，上述模板20是树脂制的板状，虽然以具有与气动工作台10大致相同的大小或者比气动工作台稍微小一些且使设在气动工作台10上的各个穿孔部11、11…与设在模板20上的各个穿孔部21、21…的位置大致一致的方式配置该模板20，但是考虑到各个穿孔部21、21…的错位，使模板20侧的穿孔部21、21…的各个孔径稍微大于气动工作台10侧的各个穿孔部11、11…的孔径，将该模板20自由装卸地固定在气动工作台10上。
另外，至少一个设在在模板20的上表面上的闭环状的凹槽部22的由凹槽部22的中心线构成的闭环形状是与欲从片材2上剪下裁切的期望的形状相一致的形状。
上述一般市场上销售的裁切刀3的厚度为0.4mm左右，考虑到根据裁切对象的片材2不同而也存在有厚0.1mm～0.5mm左右的裁切刀，优选上述模板20的凹槽部22的宽度为2mm～7mm，深度为2mm以上，该凹槽部22需要具有当裁切刀3穿透片材2并从片材2的下表面向凹槽部22进入1mm以上时，使裁切刀3的前端不与凹槽部22的底部相抵接的深度。
如图4所示，也能够在1片模板20上并列设置多个相同形状的闭环的凹槽部22。在该情况下，能够从同一片材2中获取多片规定形状的片材2。
另一方面，如图5所示，也能够在1片模板20上在较大形状的凹槽部22内配置较小尺寸的凹槽部22’，或者如图6所示，也能够交叉配置多个不同形状的凹槽部22、22’。在图5、图6的情况下，只能选择并使用任意一种凹槽部22、22’的形状。
关于在气动工作台10上输入、输出上述片材2，只要设置未图示的输入输出部件即可。作为输入输出部件，只要从气动工作台10的穿孔部11、11…喷出空气、在使片材2稍微上浮的状态下利用未图示的吸盘等吸附保持片材2的前端侧两角部并且以拖拽的方式拉拽该片材2且使其移动即可。
上述裁切刀驱动部件30设有由X轴方向的直线运动系统构成的X轴驱动部件31、由Y轴方向的直线运动系统构成的Y轴驱动部件32、利用气缸、电动机等使具有裁切刀3的裁切头在Z轴方向上升降的Z轴驱动部件33以及在由XY轴构成的平面的曲线部分上使裁切刀3的朝向总是旋转到裁切刀3处于曲线部分的切线方向上的θ轴驱动部件，可以使用多关节机器人作为由上述装置构成的裁切刀驱动部件30。
作为上述裁切刀3，是标准拉切刀，既可以是单刃，也可以是双刃。作为裁切刀3的厚度，一般市场上销售的切刀的厚度为0.4mm左右，也能够使用厚度为0.1mm～0.5mm左右的切刀。
对使用如上所述的裁切装置1裁切片材2的方法进行说明。
以使以规定间隔设在气动工作台10的上部侧面上的多个穿孔部11、11…与以规定间隔设在模板20的上部侧面上的多个穿孔部21、21…分别相一致的方式将模板20重叠固定在气动工作台10上，在利用气动工作台10的抽吸来吸附并固定了载置在模板20上的片材2的状态下，以裁切片材2过程中的裁切刀3的前端部深入到模板20的凹槽部22内的状态下，利用裁切刀3裁切片材2。
另外，利用裁切刀3从裁切开始位置到裁切停止位置呈环状裁切片材2，但是优选裁切刀的停止位置与裁切开始位置不是同一位置，而是以从裁切开始位置重叠(overlap)数毫米的方式进行裁切，于是使裁切开始位置处的线状的裁切残留物消失。
之所以将具有与裁切形状一致的闭环状的凹槽部22的模板20载置在气动工作台10上，是为了让用于将片材2裁切为该形状的裁切刀3的刃部不与气动工作台10相抵接，抑制刃部磨损，并且不产生片材2以外的切屑。
使在上述凹槽部22内移动的裁切刀3的前端部以从凹槽部22的最上表面深入到凹槽部22内1mm以上的方式裁切片材2。即，优选从片材2的下表面突出的裁切刀3的前端为1mm以上。
这是因为，当不满1mm时，在向片材2按压裁切刀3时，由于片材2的弯曲等有时产生了裁切不良，因此使贯穿片材2的裁切刀3的前端深入到凹槽部22内1mm以上。
当向上述模板20上送入或者从上述模板送出片材2时，只要利用小径或细长的未图示的吸盘等吸附片材2的前端部或前端角部，从气动工作台10的穿孔部11、11…喷出空气来使片材2上浮并且进行输送移动即可。
接着，对本发明的片材的裁切方法及裁切装置的作用进行说明。
之所以在上述模板20的上表面侧设有闭环状的凹槽部22且使得欲裁切的期望的闭环形状与该凹槽部22的中心线的形状一致，是为了在利用裁切刀3裁切片材2时，不使裁切刀3的刀刃部分与气动工作台10的上表面相抵接，进而不产生由刀刃部分与气动工作台10的抵接造成的裁切刀3的磨损，并且不会在气动工作台10的上表面上产生切痕。
另外，之所以在裁切片材2时利用气动工作台10的抽吸来吸附固定片材2，是因为能够在裁切过程中不产生片材2的位置改变从而不会产生裁切形状不良，或者利用吸附使片材2处于“乒”地张紧的状态而利用凹槽部22向下方侧抽吸片材2并不使其弯曲，因此能够不产生在弯曲状态下由裁切刀3进行裁切时产生的裁切剩余、裁切不均等裁切不良而顺利地进行裁切。
通过在1片模板20上设置多个闭环状的凹槽部22，能够减少需要制作的模板20的数量。
片材以作为夹层玻璃的中间膜而使用的聚乙烯醇缩丁醛膜(PVB膜)、树脂薄膜等片材为对象。
接着，对本发明的片材的裁切装置1的使用例进行说明。
实施例1
作为片材2，准备厚度为0.7mm～1mm左右的聚乙烯醇缩丁醛膜(PVB膜)。
如图1所示，在金属制的气动工作台10上载置MC尼龙树脂制的模板20，利用螺栓等固定模板20的四角附近位置。在气动工作台10及模板20的每一个上，在纵横两个方向上例如每隔20mm间隔设有的穿孔部11、21，气动工作台10的穿孔部11的位置与模板20的穿孔部21的位置分别一致。
如图2、图3所示，在模板20的上表面上，以连续的线状设有形状与汽车的侧窗玻璃的形状相一致的闭环状的凹槽部22，该凹槽部22的宽度例如为2mm，其深度为5mm。
向固定在气动工作台10上的模板20上送入片材2，以无褶皱的方式载置上述片材2。输入时使中空腔室状的气动工作台10内为正压并使片材2上浮，在该片材2到达规定的位置时将气动工作台10内切换为负压，将片材2吸附并固定在模板20上。
利用X轴驱动部件31使在载置在该模板20上的片材2的上方位置设置的裁切刀3沿输送方向移动，利用Y轴驱动部件32使裁切刀3沿宽度方向移动，利用Z轴驱动部件33使裁切刀3沿上下方向移动，并且在XY轴平面上在圆弧上弯曲的部分处，利用由使裁切刀的朝向自由旋转的圆弧状驱动部件构成的XYZ-θ轴的裁切刀驱动部件30使裁切刀3移动，从而沿着上述模板20的凹槽部22的中心线裁切片材2。
预先通过示教(teaching)将裁切刀驱动部件30的行进轨迹存储为沿着凹槽部22的宽度方向的中心线行进，不与凹槽部22的壁面相接触。
在裁切完成后，利用未图示的吸盘等吸附片材2的周边部的前端侧角部，并且也利用未图示的吸盘吸附保持呈闭环状被切下的部分的前端部，之后将气动工作台10内切换为正压并使片材2上浮，利用从上表面吸附片材2的外侧部分的上述吸盘进行吸附并且将片材2送出至未图示的排出箱，向下一工序输送闭环曲线的内侧部分。
实施例2
如图4所示，除了在1片气动工作台10内并列设置多个相同形状的闭环形状的凹槽部22、22’以外，均与实施例1相同。由此，能够从1片片材2获得多片被裁切为规定形状的闭环形状的片材2。
利用多个凹槽部22、22’获得的裁切的片材2在被裁切为与模板内的多个凹槽部22、22’对应的数量之后，被一片一片地输出。
实施例3
如图5所示，在1片模板20内具有较大形状的闭环形状的凹槽部22和较小形状的闭环形状的凹槽部22’，除了并不同时使用上述凹槽部而是仅使用设置在该模板20上的闭环状的凹槽部22、22’的期望的任意一个这点以外，均与实施例1相同。由此，能够从1片片材获得1片被裁切为规定形状的闭环形状的片材。
实施例4
如图6所示，在1片模板20内交叉地设有不同形状的多个闭环形状的凹槽部22、22’，除了并不同时使用该多个凹槽部22、22’而是仅使用设置在该模板20上的闭环状的凹槽部22、22’的期望的任意一个这点以外，均与实施例1、3相同。由此，能够从1片片材获得1片被裁切为规定形状的闭环形状的片材。
附图标记说明
1裁切装置
2片材
3裁切刀
10气动工作台
11穿孔部
20模板
21穿孔部
22、22’凹槽部
30裁切刀驱动部件
31X轴驱动部件
32Y轴驱动部件
33Z轴驱动部件

Claims (8)

1.一种柔软的片材的裁切装置，其特征在于，该片材的裁切装置包括：气动工作台，其能从多个微细的穿孔部自由喷出或抽吸空气；模板，其载置固定在该气动工作台上，并且具有规定的闭环状的凹槽部及在与上述气动工作台的各个穿孔部位置相一致的各个位置处具有穿孔部；裁切刀，其设于载置在该模板上的片材的上方位置并用于沿着上述模板的凹槽部裁切片材；裁切刀驱动部件，其用于使该裁切刀在XYZ坐标轴上自由移动及旋转，其中，上述模板为板状且能自由装卸地固定在上述气动工作台上。
2.根据权利要求1所述的柔软的片材的裁切装置，其特征在于，
在上述模板上并列或交叉配置有多个相同形状或不同形状的凹槽部。
3.根据权利要求1或2所述的柔软的片材的裁切装置，其特征在于，
该片材的裁切装置设有用于在气动工作台上输入输出上述片材的输入输出部件。
4.根据权利要求1或2所述的柔软的片材的裁切装置，其特征在于，
上述模板的凹槽部的宽度为2mm～7mm，其深度为2mm以上。
5.根据权利要求3所述的柔软的片材的裁切装置，其特征在于，
上述模板的凹槽部的宽度为2mm～7mm，其深度为2mm以上。
6.一种柔软的片材的裁切方法，其使用了上述权利要求1～5中任一项所述的装置，其特征在于，以使气动工作台的各个穿孔部与模板的各个穿孔部相一致的方式，将模板重叠固定在气动工作台上，在利用工作台的抽吸来吸附并固定了载置在模板上的片材的状态下，以裁切片材过程中的切刀的前端部深入到模板的凹槽部内的状态，利用切刀裁切片材。
7.根据权利要求6所述的柔软的片材的裁切方法，其特征在于，
在上述凹槽内移动的切刀的前端部以从凹槽部的最上表面深入到凹槽部内1mm以上的方式裁切片材。
8.根据权利要求6或7所述的柔软的片材的裁切方法，其特征在于，
当向上述模板上送入或者从上述模板送出片材时，利用吸盘吸附片材的端部，从气动工作台的穿孔部喷出空气来使片材上浮并且进行输送移动。
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