CN110065104B - 片材加工装置、方法及存储有计算机程序的存储介质 - Google Patents

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Abstract

片材加工装置(1)具备被排列成直线状的第一加工部(1000)、第二加工部(2000)和第三加工部(3000)，将片材(4200)在这些加工部之间进行输送。第一加工部(1000)通过使多个工具相对于片材(4200)在第一方向(X轴方向)上相对地移动，从而在片材(4200)上形成多个在第一方向上延伸的第一加工线。第二加工部(2000)通过使多个工具相对于片材(4200)在与第一方向正交的第二方向(Y轴方向)上相对地移动，从而在片材(4200)上形成多个在第二方向上延伸的第二加工线。第三加工部(3000)通过使片材(4200)与工具相对地移动，从而在片材上形成第三加工线(斜线、曲线)。

Description

片材加工装置、方法及存储有计算机程序的存储介质
本申请是国际申请日为2016年12月8日的PCT国际申请 PCT/JP2016/086543进入中国国家阶段的申请号为201680034594.5的原申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及片材加工装置、片材的加工方法及计算机程序。
背景技术
对片材进行切断加工和压线加工，并对加工后的片材进行组装而作为包装箱或陈列品(display)进行使用。
作为对片材进行切断加工和压线加工的方法，一般使用如下方法，即，使用冲裁模具的方法和使用切绘机的方法。
例如，在专利文献1中记载有如下的切绘机，即，通过在第一方向上驱动被切断介质，且在与第一方向正交的第二方向上驱动刀片，从而将被切断介质切断成所期望的形状。
此外，在专利文献2中记载有使刀具在X轴方向和Y轴方向上进行移动以对材料进行切断的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-230917号公报
专利文献2：日本特开平7-24785号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在使用冲裁模具的方法中，必须针对每种加工准备专用的冲裁模具，从而不易变更加工，并且会产生模具的生产成本以及保管成本，而且还产生将冲裁模具相对于自动冲裁装置进行拆装、调节的准备时间成本。因此，存在成本较大的问题。尤其在实施少量多品种的加工的情况下，成本变大。此外，加工内容的变更较为困难。
此外，专利文献1以及2所公开的技术为通过一个刀片来实施切断加工的技术，其高速化本身存在有极限。
本发明的目的在于，提供一种能够容易地变更加工内容，并且低成本且高速地对片材进行加工的装置、对片材进行加工的方法以及计算机程序。
用于解决课题的技术方案
为了实现上述目的，本发明所涉及的片材加工装置(1)具备：第一加工部(1000)，其在第一位置处，通过使多个工具选择性地与作为加工对象的片材(4200)接触以及分离，且使所述多个工具相对于所述片材在第一方向(X轴方向)上相对地移动，从而在所述片材上形成多个在所述第一方向上延伸的第一加工线(LX1、LX2)；第二加工部(2000)，在第二位置处，通过使多个工具选择性地与所述片材(4200)接触以及分离，且使所述多个工具相对于所述片材在与所述第一方向正交的第二方向(Y 轴方向)上相对地移动，从而在所述片材上形成多个在所述第二方向上延伸的第二加工线(LY1、LY2)；第三加工部(3000)，在第三位置处，通过使工具选择性地与所述片材(4200)接触以及分离，且使所述片材与所述工具相对地移动，从而在所述片材上形成第三加工线(斜线、曲线)；以及输送机构，其将所述片材在所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置之间进行输送。
例如，所述第一加工部(1000)将所述多个工具的位置固定，使所述片材在所述第一方向(X轴方向)上被输送，所述第二加工部(2000)将所述片材的位置固定，使所述多个工具在所述第二方向(Y轴方向)上进行移动，所述第三加工部(3000)将所述片材的位置固定，使所述工具二维移动。
例如，所述第一位置至第三位置被配置在直线上，所述第一加工部 (1000)将所述多个工具的位置固定，使所述片材以与所述直线平行的方式被输送，所述第二加工部(2000)将所述片材的位置固定，使所述工具在与所述直线大致正交的方向上进行移动，所述第三加工部(3000)将所述片材的位置固定，使所述工具在与所述直线平行的方向和与所述直线正交的方向上同步调移动。
例如，所述第一加工部在将所述片材向所述第二位置或所述第三位置输送的同时，执行第一加工。
例如，所述工具包括：对所述片材进行切断的刀片(10)；以及对该刀片的方向进行控制的角度控制机构(120)，所述加工线为利用所述刀片所形成的切断线。
例如，所述工具具备：形成折线的压线部件(210)；从动地对所述压线部件的方向进行调节的方向调节机构。
例如，也可以具备控制机构，该控制机构从所述片材的加工数据中，识别用于形成所述第一加工线的第一加工数据、用于形成所述第二加工线的第二加工数据和用于形成所述第三加工线的第三加工数据。此时，所述第一加工部根据所述第一加工数据形成所述第一加工线，所述第二加工部根据所述第二加工数据形成所述第二加工线，所述第三加工部根据所述第三加工数据形成所述第三加工线。
为了实现上述目的，本发明所涉及的片材的加工方法包括：第一加工工序，在第一位置处，通过使多个工具选择性地与作为加工对象的片材接触以及分离，且使所述多个工具相对于所述片材在第一方向上相对地移动，从而在所述片材上并行形成多个在所述第一方向上延伸的第一加工线；第二加工工序，在第二位置处，通过使多个工具选择性地与所述片材接触以及分离，且使所述多个工具相对于所述片材在与所述第一方向正交的第二方向上相对移动，从而在所述片材上并行形成多个在所述第二方向上延伸的第二加工线；第三加工工序，在第三位置处，通过使工具选择性地与所述片材接触以及分离，且使所述片材与所述工具相对地移动，从而在所述片材上形成第三加工线；以及输送工序，将所述片材在所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置之间进行输送。
为了实现上述目的，本发明所涉及的计算机程序使计算机执行以下步骤：对工具的驱动机构和片材的输送机构进行控制，以在第一位置处，使多个所述工具选择性地与作为加工对象的所述片材接触以及分离，且使多个所述工具相对于所述片材在第一方向上相对地移动，从而在所述片材上形成多个在所述第一方向上延伸的第一加工线的步骤；对工具的驱动机构和所述片材的输送机构进行控制，以在第二位置处，使多个所述工具选择性地与所述片材接触以及分离，且使多个所述工具相对于所述片材在与所述第一方向正交的第二方向上相对地移动，从而在所述片材上形成多个在所述第二方向上延伸的第二加工线的步骤；对工具的驱动机构进行控制，以在第三位置处，使所述工具选择性地与所述片材接触以及分离，且使所述片材与所述工具相对地移动，从而在所述片材上形成第三加工线的步骤。
发明效果
根据本发明，能够在不使用专用的冲裁模具等的条件下进行加工，并能够任意调节加工形状。此外，能够抑制准备时间。此外，还能够抑制加工成本。此外，由于利用多个工具并行地进行加工，因此能够使加工高速化。
附图说明
图1是本申请发明的实施方式所涉及的片材加工装置的立体图。
图2是图1所示的片材加工装置的压线机构的结构图。
图3是图1所示的片材加工装置的切断机构的结构图。
图4是图1所示的片材加工装置的控制机构的结构图。
图5(A)～(D)是表示片材的加工的例子的图。
具体实施方式
＜实施方式1＞
以下，参照附图对实施本申请发明的方式所涉及的片材加工装置和片材的加工方法进行说明。
如图1所示，本实施方式所涉及的片材加工装置1为，使用工具(图2所示的压线部件210和图3所示的刀具刀片10)对作为处理对象的片材 4200实施切断加工和压线加工的装置。片材加工装置1具备第一加工部 1000、第二加工部2000和第三加工部3000。片材加工装置1在将片材4200 从配置在直线上的第一加工部1000向第三加工部3000进行输送的同时，按照第一加工工序、第二加工工序、第三加工工序的顺序依此进行加工。
在以下的说明中，为了便于理解，如图1所示，设定XYZ坐标，并适当地进行参照。X轴方向为片材4200的输送方向，Y轴方向为与片材 4200的输送方向正交且与片材4200的表面平行的方向，Z轴方向为与片材4200的表面垂直的方向。另外，当仅说明为X轴方向、Y轴方向、Z 轴方向时，包括±X轴方向、±Y轴方向、±Z轴方向。
第一加工部1000至第三加工部3000的片材输送机构被形成在同一水平面上，并且整体形成了一个载置面。作为输送工序，载置有片材4200 的台4100在载置面上被输送。对台4100进行输送的输送机构可以采用已知的任意结构。例如，输送机构由齿条和小齿轮构成，其中，所述齿条形成于片材加工装置1上，并在X轴方向上延伸，所述小齿轮形成在台4100 上。齿条和小齿轮相互啮合。台4100随着小齿轮的旋转而在±X轴方向上移动。
作为加工对象的片材4200被配置在台4100的预定的位置且被配置在预定的方向。片材4200为纸板、瓦楞纸、树脂制薄膜等。片材4200的形状、尺寸、材质并不被限定。台4100在其表面开有微小的孔，在内部具有抽吸机构。片材4200通过抽吸力而被吸附在台4100的上表面。
在第一加工部1000配置有六个压线机构1110～1160和六个切断机构 1210～1260。压线机构1110～1160和切断机构1210～1260在它们被配置的第一位置处对输送中的片材4200进行加工。
压线机构1110～1160将压线部件压贴于片材4200，在片材4200上形成在作为第一方向的X轴方向上延伸的作为第一加工线的折线(以下，称为X折线)。
压线机构1110～1160被支承于第一固定框架1100，该第一固定框架 1100以在Y轴方向上延伸的方式配置。各个压线机构1110～1160分别具有移动机构，被构成为能够相互独立地沿着第一固定框架1100在Y轴方向上移动。移动机构由齿条小齿轮机构、基于滚珠丝杠的直线运动机构、同步带移动机构等构成。移动机构的动力源由步进电机、伺服电机等构成。
参照图2对压线机构1110～1160的详细结构进行说明。
图2示出了压线机构1110的结构。压线机构1120～1160也具有与压线机构1110相同的结构。
如图所示，压线机构1110具备框架201、支架202、压线部件210、辊保持部件223、导向部件221、第一上下移动电机220、滑块222、导轨 222a、横向移动电机230、第一小齿轮231、第一齿条232、滑块240a和导轨240b。
压线部件210由圆板构成。该圆板具有外缘部的厚度逐渐变薄，周缘锋利的形状。压线部件210的中心轴211以旋转自如的方式被辊保持部件 223保持，能够在R1方向上旋转。
辊保持部件223经由导向部件221而被第一上下移动电机220的轴 224保持。辊保持部件223能够以与轴224同轴的旋转轴225为中心进行转动。由此，作为根据压线部件210所承受的力而从动地对压线部件的方向进行调节的方向调节机构，使压线部件210的方向自由地变化。
第一上下移动电机220内置有滚珠丝杠机构。轴224通过第一上下移动电机220的旋转而在Z轴方向(上下方向)上进行移动。
导向部件221被固定于轴224，并沿着第一上下移动电机220的侧面向上方延伸。在导向部件221的上端部固定有滑块222。滑块222以可滑动的方式被安装于导轨222a，该导轨222a以在Z轴方向上延伸的方式安装在第一上下移动电机220的侧面。
当滑块222沿着导轨222a在Z轴方向(上下方向)上进行移动时，导向部件221也在Z轴方向上进行移动。当导向部件221在Z轴方向上进行移动时，压线部件210也在Z轴方向上进行移动。
第一上下移动电机220经由支架202而被固定于框架201。框架201 具备在X轴方向上延伸的臂部。在该臂部固定有横向移动电机230。在横向移动电机230的旋转轴固定有第一小齿轮231。第一小齿轮231与被固定于第一固定框架1100并在Y轴方向上延伸的第一齿条232啮合。在框架201安装有滑块240a。另一方面，在固定框架1100固定有在Y轴方向上延伸的导轨240b。滑块240a以可滑动的方式被安装于导轨240b。通过该结构，框架201以及被框架201支承的压线部件210通过电机230的旋转而在Y轴方向上进行滑动。
在开始压线加工之前，未图示的控制部通过对横向移动电机230进行驱动而使第一小齿轮231进行旋转，从而使框架201向±Y轴方向进行移动，将压线部件210配置在片材4200的进行压线加工的位置。在开始压线加工时，控制部对第一上下移动电机220进行驱动而使轴224从电机220 主体突出，将压线部件210压贴在片材4200的压线加工的开始位置。之后，控制部在将压线部件210的位置固定的状态下，将台4100向±X轴方向进行输送。作为加工对象的片材4200随着台4100的输送而在X轴方向上进行移动，压线部件210随着片材4200的移动而进行旋转，从而在片材4200上形成折线。
压线部件210向片材4200压入的量(深度)需要根据片材4200的厚度、材质的不同进行微调。控制部能够通过响应从外部供给的控制信号，对第一上下移动电机220的旋转量进行控制，从而对将压线部件210向片材4200压入的量进行调节。
图1所示的切断机构1210～1260被配置于在Y轴方向上延伸的第二固定框架1200。与压线机构1110～1160相同地，切断机构1210～1260 分别通过移动机构而沿着第二固定框架1200在Y轴方向上进行移动，并能够移动至切断加工位置。
参照图3对切断机构1210～1260的详细结构进行说明。
图3示出了切断机构1210的结构，切断机构1220～1260也具有与切断机构1210相同的结构。
如图所示，切断机构1210具备刀具刀片10、刀具保持架30、刀具轴 40、套筒50、第一带轮51、检测板52、传感器53、外壳55、偏心凸轮60、压缩弹簧65、振动电机110、作为角度控制机构的角度调节电机120、第二带轮121、同步带122。
刀具刀片10以可拆卸的方式安装于刀具保持架30。刀具保持架30 被固定于刀具轴40。刀具轴40以能够在套筒50的中心轴方向(Z轴方向) 上移动预定的行程的方式被保持在套筒50内。套筒50以在外壳55内能够以刀具轴40的中心轴为中心进行旋转的方式被保持。第一带轮51以与套筒50同轴的方式被固定于套筒50。第一带轮51通过同步带122而与第二带轮121相连结，第二带轮121以与角度调节电机120的旋转轴同轴的方式被固定于角度调节电机120的旋转轴。检测板52被固定于第一带轮 51，传感器53对检测板52进行检测。
第二带轮121通过角度调节电机120的旋转而进行旋转，通过第二带轮121的旋转并经由同步带122，第一带轮51和被固定于第一带轮51的套筒50进行旋转。当套筒50进行旋转时，在套筒50内刀具轴40也进行旋转，被刀具保持架30保持的刀具刀片10绕Z轴进行旋转。通过传感器 53对检测板52进行检测，能够对刀具刀片10的旋转量进行测量。
在外壳55的上部固定有振动电机110。在振动电机110的旋转轴固定有偏心凸轮60。偏心凸轮60被配置在刀具轴40的上部。刀具轴40被压缩弹簧65向上方施力，以使其上端部与偏心凸轮60抵接。
当振动电机110进行旋转时，偏心凸轮60也进行旋转，与偏心凸轮 60抵接的刀具轴40在其轴向上进行移动。由此，刀具刀片10在刀具轴 40的轴向上进行振动。
外壳55被固定于基座75。在基座75固定有滑块150a。滑块150a在 Z轴方向上延伸，以可滑动的方式被固定在框架151上的导轨150b保持。在基座75固定有在Z轴方向上延伸的第二齿条80。第二齿条80与第二小齿轮70啮合。第二小齿轮70通过被固定于框架151的第二上下移动电机130而被驱动。
当第二上下移动电机130进行旋转时，第二小齿轮70进行旋转，使第二齿条80在Z轴方向上进行移动。随着第二齿条80的移动，基座75 也在Z轴方向进行移动，从而使被保持于基座75的刀具刀片10在Z轴方向上进行移动。
在框架151固定有滑块160a。另一方面，在第二固定框架1200固定有在Y轴方向上延伸的导轨160b。滑块160a以可滑动的方式被安装于导轨160b。由此，框架151以可在Y轴方向上进行移动的方式被框架1200 保持。在第二固定框架1200固定有第三齿条100。与第三齿条100啮合的第三小齿轮90与被固定于框架151的横向移动电机140的旋转轴连结。
当横向移动电机140进行旋转时，第三小齿轮90进行旋转，框架151 沿着第二固定框架1200在Y轴方向上进行移动。
在进行切断加工之前，未图示的控制部对横向移动电机140进行驱动而使框架151在Y轴方向上进行移动，从而使刀具刀片10移动至对片材 4200进行切断的位置。接着，控制部对角度调节电机120进行驱动，使刀具刀片10的方向与预定形成的切断线的方向(X轴方向和Y轴方向的方向)一致。控制部对振动电机110进行驱动从而对刀具刀片10施加Z轴方向的振动。在开始切断加工时，控制部对第二上下移动电机130进行驱动，从而使刀具刀片10向对片材4200进行切断的位置进行移动。之后，控制部通过在将刀具刀片10的位置固定的状态下，使片材4200在X轴方向上进行移动，从而在被加工片材4200上形成作为第一加工线的切断线。
图1所示的第二加工部2000在被加工片材4200上形成在作为第二方向的Y轴方向上延伸的作为第二加工线的加工线(以下，称为Y加工线)。在第二加工部2000中，片材4200在停止于第二位置的状态下被加工。
在第二加工部2000配置有在Y轴方向上延伸的一对固定框架，即第三固定框架2300和第四固定框架2400。
第一移动框架2100和第二移动框架2200以横跨第三固定框架2300 和第四固定框架2400的方式被配置。第一移动框架2100和第二移动框 2200分别能够通过移动机构2170和2270而在第三固定框架2300和第四固定框架2400上沿Y轴方向进行移动。
第一移动框架2100具备六个压线部件2110～2160。
各个压线部件2110～2160具有图2所示的结构。各个压线部件2110～ 2160使压线部件210与片材4200压贴或分离，并且，沿着第一移动框架 2100在X轴方向上进行移动。当在使压线部件210压贴于片材4200的状态下，第一移动框架2100在Y轴方向上进行移动时，会在片材4200上形成作为第二加工线的在Y轴方向上延伸的折弯线。
第二移动框架2200具备六个切断部件2210～2260。
各个切断部件2210～2260具有图3所示的结构，使刀具刀片10贯穿片材4200或与片材4200分离，并且沿着第二移动框架2200在X轴方向上进行移动。当在使刀具刀片10贯穿片材4200的状态下，第二移动框架 2200在Y轴方向上进行移动时，会在片材4200上形成作为第二加工线的在Y轴方向上延伸的切断线。
另外，在吸附了被加工片材4200的台4100进行移动的过程中，如果将在第二加工部2000中先进行加工的一方(例如旋转辊机构)向他方的原点位置(例如刀具机构)侧送入，则能够进一步缩短加工时间。
图1所示的第三加工部3000为，用于在被加工片材4200上形成作为第三加工线的斜线或曲线状的切断线的加工部。在第三加工部3000中，片材4200在停止于第三位置的状态下被加工。
在第三加工部3000的两侧部固定有在X轴方向上延伸的导轨3210。
第三移动框架3100以横跨导轨3210的方式被配置。第三移动框架 3100具备驱动机构3220，并以能够在导轨3210上移动的方式被形成。
第三移动框架3100具备两个切断部件3110、3120。
各个切断部件3110、3120具有图3所示的结构，使刀具刀片10贯穿片材4200或与片材4200分离，并且沿着第三移动框架3100在Y轴方向上进行移动。
接下来，对片材加工装置1的内部结构进行说明。
片材加工装置1具备用于对上述的各个电机进行驱动的控制机构 400。
如图4所示，控制机构400具备存储部410、第一工作台驱动器420、第二工作台驱动器430、第三工作台驱动器440、输送驱动器450和控制部460。
存储部410对CAD数据进行存储，所述CAD数据对切断加工和压线加工的内容进行定义。
第一工作台驱动器420按照控制部460的控制对第一加工部1000的各个电机进行驱动。第一加工部1000的电机包括压线机构1110～1160的第一上下移动电机220和横向移动电机230、各个切断机构1210～1260 的振动电机110、角度调节电机120、第二上下移动电机130和横向移动电机140。
第二工作台驱动器430按照控制部460的控制对第二加工部2000的各个电机进行驱动。第二加工部2000的电机包括使第一移动框架2100和第二移动框2200分别在Y轴方向上进行移动的电机、压线机构2110～2160 的第一上下移动电机220和横向移动电机230、各个切断机构2210～2260 的振动电机110、角度调节电机120、第二上下移动电机130和横向移动电机140。
第三工作台驱动器440按照控制部460的控制对第三加工部3000的各个电机进行驱动。第三加工部3000的电机包括使第三移动框架3100在 X轴方向上进行移动的电机、各个切断机构3110、3120的振动电机110、角度调节电机120、第二上下移动电机130和横向移动电机140。
输送驱动器450对输送机构的电机进行控制，并对台4100进行输送。
为了利用第一加工部1000～第三加工部3000对片材进行加工，以及为了对输送机构进行控制，控制部460分别作成第一加工数据～第三加工数据以及输送数据，并将控制信号发送给对被配置于各个加工部的各个电机进行驱动的第一工作台驱动器420～第三工作台驱动器440以及输送驱动器450。
更具体地进行说明，控制部460由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM (Read Only Memory：只读存储器)和输入输出装置(I/O装置)等构成，并被包含于计算机中。
ROM对供CPU执行的控制程序进行存储。该控制程序为，用于对存储于存储部410中的CAD数据进行解析，并根据解析结果使CPU执行对第一加工部1000～第三加工部3000的各个电机和输送机构进行控制的动作的程序。在后文中对控制的详细内容进行说明。
RAM作为CPU的工作存储器而发挥功能，并对展开的CAD数据、作为加工对象的片材4200的位置、各个压线部件210、刀具刀片10的位置等进行存储。
CPU通过执行存储于ROM中的程序，在RAM中展开存储于存储部 410中的CAD数据，并对展开的CAD数据进行解析，从而将加工线(切断线和压线)分类为作为第一加工线的在X轴方向上延伸的加工线(以下，称为X加工线)、作为第二加工线的在Y轴方向上延伸的加工线(以下，称为Y加工线)、作为第三加工线的曲线或者斜线的加工线。接下来， CPU根据作为第一加工数据的X加工线的数据，经由第一工作台驱动器 420和输送驱动器450对第一加工部1000的电机和输送机构的电机进行同步控制，从而形成X加工线。
接着，CPU根据输送数据，经由输送驱动器450对台4100进行输送，从而将片材4200输送至第二加工部2000。
接着，CPU根据作为第二加工数据的Y加工线的数据，经由第二工作台驱动器430对第二加工部2000的电机进行控制，从而形成Y加工线。
接着，CPU根据输送数据，经由输送驱动器450对台4100进行输送，从而将片材4200输送至第三加工部3000。
接着，CPU根据作为第三加工数据的曲线或斜线的加工线的数据，经由第三工作台驱动器440对第三加工部3000的各个电机进行控制，从而形成曲线或斜线的加工线。
接下来，对由具有上述结构的片材加工装置1实施的片材的加工方法进行说明。
为了便于理解，参照如图5(A)所示那样对片材4200施以切断加工线以及压线，以便从片材4200得到箱子的展开片材4300的例子进行说明。另外，在图5(A)中，实线表示切断线，虚线表示压线，整体上相当于箱子的展开图。
此外，以片材4200的一个角为基准，设定正交的U轴和V轴，并进行适当参照。此外，片材4200以U轴与X轴平行，V轴与Y轴平行的方式被安置在台4100上。控制部460通过利用传感器对片材4200的片材加工装置1在XYZ坐标上的位置进行判断，从而能够求出各个工具在UV 坐标上的位置。
首先，存储部410中存储有对展开片材的加工内容进行定义的CAD 数据。
控制部460对CAD数据进行解析，提取在X轴方向上延伸的X加工线以作为图5(B)中示意性表示的第一加工线，并提取在Y轴方向上延伸的Y加工线以作为图5(C)中示意性表示的第二加工线。剩下的加工线成为曲线/斜加工线，以作为图5(D)所示的第三加工线。
控制部460将第一加工部1000的压线机构1110～1160和切断机构 1210～1260分配给图5(B)所示的压线和切断线。在此，将切断机构1260 分配给切断线LX1，将压线部件1160分配给压线LX2。此外，控制部460 求出各个加工线的起点和终点。
接下来，控制部460将第二加工部2000的压线机构2110～2160和切断机构2210～2260分配给图5(C)所示的Y压线和Y切断线。在此，将切断机构2260分配给Y切断线LY1，将压线机构2160分配给Y压线 LY2。此外，控制部460求出各个加工线的起点和终点。
同样地，控制部460将第三加工部3000的切断部件分配给图5(D) 所示的各个切断线。此外，控制部460求出各个加工线的起点和终点。
控制部460利用片材4200的传感器对片材加工装置1在XYZ坐标上的位置进行判断。控制部460掌握各个工具在XYZ坐标上的位置，并能够通过坐标转换，求出各个工具在UV坐标上的位置。
接下来，将作为加工对象的片材4200配置在台4100上。片材4200 通过台4100所具备的抽吸机构而被固定在台4100上。
控制部460通过第一工作台驱动器420而使各个压线机构1110～1160 沿着第一固定框架1100移动，并移动至对应的X压线的Y轴方向的形成位置。同样地，控制部460通过第一工作台驱动器420而使各个切断机构 1210～1260沿着第二固定框架1200移动，并移动至对应的X切断线的Y 轴方向的形成位置。在图5的例子中，使压线机构1160移动至X折线LX2的Y轴方向位置，使切断机构1260移动至X切断线LX1的Y轴方向位置。
另一方面，控制部460通过输送驱动器450而对输送机构进行驱动，以朝向压线机构1110～1160以及切断机构1210～1260输送台4100。
控制部460对片材4200上的各个X压线的起点是否已到达被分配给该X压线的压线机构1110～1160的部件210的位置进行判断。当判断为已到达时，控制部460对该压线机构1110～1160的电机220进行驱动，将压线部件210压贴于片材4200。随着片材4200的输送，压线部件210 的方向成为X轴方向。
之后，压线部件210对片材4200进行按压，通过片材4200向X轴方向的输送，从而形成在X轴方向上延伸的折线。
控制部460对片材4200上的各个X压线的终点是否已到达被分配给该X压线的压线机构1110～1160的部件210的位置进行判断。当判断为已到达时，控制部460对该压线机构1110～1160的电机220进行驱动，以使压线部件210离开片材4200，向非加工位置进行移动。由此，在X 轴方向上从起点延伸到终点的折线被形成在片材4200上。
同样地，控制部460对片材4200上的各个X切断线是否已到达被分配给该X切断线的切断机构1210～1260的刀具刀片10的位置进行判断。当判断为已到达时，控制部460对该切断机构1210～1260的第二上下移动电机130进行驱动，以使刀具刀片10贯穿片材4200。此外，控制部460 对角度调节电机120进行驱动，以使刀具刀片10的方向朝向－X轴方向。而且，控制部460对振动电机110进行驱动，以使刀具刀片10上下振动。
之后，在使刀具刀片10振动的同时切断片材4200，从而在片材4200 上形成在X轴方向上延伸的切断线。
当判断为片材4200上的各个X切断线的终点已到达被分配给该X切断线的切断机构1210～1260的刀具刀片10的位置时，控制部460对切断机构1210～1260的第二上下移动电机130进行驱动，以使刀具刀片10离开片材4200，向非加工位置进行移动。由此，在X轴方向上从起点延伸到终点的折线被形成在片材4200上。此外，控制部460使振动电机110 停止。
在图5的例子中，当切断线LX1的起点PX1的位置到达切断机构1260 的刀具刀片10的位置时，控制部460对第二上下移动电机130进行驱动，以使刀具刀片10贯穿片材4200。另外，预先将刀具刀片10的方向调节为－X轴方向。由此，片材4200被刀具刀片10切断。另一方面，当片材4200 的切断线LX1的终点PX2的位置到达切断机构1260的刀具刀片10的位置时，控制部460对上下电机230进行驱动，以使刀具刀片10离开片材 4200。由此，在片材4200上形成在X轴方向上延伸的切断线LX1。
同样地，当片材4200的压线LX2的起点PX3的位置到达压线机构 1160的压线部件210的位置时，控制部460对第一上下移动电机220进行驱动，以使压线部件210压贴于片材4200。由此，片材4200通过压线部件210而形成有折线。另一方面，当片材4200的压线LX2的终点PX4的位置到达压线机构1160的压线部件210的位置时，控制部460对第一上下移动电机220进行驱动，以使压线部件210离开片材4200。由此，在片材4200上形成在X轴方向上延伸的折线LX2。
当台4100在第一加工部1000上的输送结束时，片材4200上的纵加工线的形成结束。
如此，在将片材4200从第一加工部1000向第二加工部2000输送的同时，片材4200的加工完成。
另外，当在台4100的一次输送中无法形成全部的折线和切断线时，只需使台4100回到第一加工部1000上的基准位置，并再次使台4100在X 轴方向上进行移动，形成剩余的加工线即可。
此外，也可以在向－X轴方向输送片材4200时进行加工。此时，控制部460通过第一工作台驱动器420对角度调节电机120进行控制，以使刀具刀片10朝向+X轴方向。此外，压线部件210随着片材4200的移动而旋转，由此改变其方向。
如此，在片材4200(台4100)移动到第二加工部2000的预定的位置时，在片材4200上完成了X折线和X切断线的加工。
接着，控制部460将台4100输送到第二加工部2000的基准位置。
接着，控制部460通过第二工作台驱动器430对压线机构2110～2160 的横向移动电机230进行控制，以使各个压线部件210移动至被分配给该压线部件210的Y折线的X坐标的位置。同样地，控制部460通过第二工作台驱动器430对横向移动电机140进行控制，以使各个刀具刀片10 移动至对应的Y切断线的X坐标位置。
接下来，控制部460在将台4100固定的状态下通过第二工作台驱动器430对移动机构2170进行驱动，以使第一移动框架2100沿着第三固定框架2300向－Y轴方向进行移动。
当判断为各个压线部件210已到达对应的Y折线的起点位置时，控制部460对压线机构2110～2160的电机220进行驱动，以将该压线部件210 压贴于片材4200。之后，在压线部件210按压片材4200的状态下，第一移动框架2100向－Y轴方向进行移动，从而形成在Y轴方向上延伸的折线。当压线部件210到达形成中的横折线的终点位置时，控制部460对第一上下移动电机220进行驱动，以使压线部件210离开片材4200。由此，在Y轴方向上从起点延伸到终点的折线被形成在片材4200上。
当折线的形成结束时，控制部460使第一移动框架2100回到初始位置。
接下来，控制部460在将台4100固定的状态下通过第二工作台驱动器430对移动机构2270进行驱动，以使第二移动框架2200沿着第三固定框架2300、第四固定框架2400向+Y轴方向进行移动。此外，控制部460 对各个切断机构2210～2260的角度调节电机120进行驱动，以使刀具刀片10朝向+Y轴方向。
当判断为各个刀具刀片10已到达对应的Y切断线的起点位置时，控制部460对切断机构2210～2260的第二上下移动电机130进行驱动，以使刀具刀片10贯穿片材4200。此外，对振动电机110进行驱动，以使刀具刀片10在上下方向上进行振动。
之后，在刀具刀片10贯穿片材4200并上下移动的状态下，第二移动框架2200向+Y轴方向进行移动，从而形成在Y轴方向上延伸的切断线。当刀具刀片10到达切断线的终点位置时，控制部460对第二上下移动电机130进行驱动，以使刀具刀片10离开片材4200。此外，停止振动电机 110。由此，在Y轴方向上从起点延伸到终点的切断线被形成在片材4200 上。
当切断线的形成结束时，控制部460使第二移动框架2200回到初始位置。
参照图5的例子，当压线机构2160的压线部件210通过第一移动框架2100的移动而到达压线LY2的起点PY3时，控制部460使压线部件 210压贴于片材4200。当压线机构2160的压线部件210到达压线LY2的终点PY4时，控制部460使压线部件210离开片材4200。由此，形成折线LY2。
当折线的形成完成时，控制部460使第二移动框架2200向+Y轴方向进行移动。当切断机构2260的朝向+Y轴方向的刀具刀片10通过该移动而到达切断线LY1的起点PY1时，控制部460使刀具刀片10贯穿片材 4200。当切断机构2260的刀具刀片10到达切断线LY1的终点PY2时，控制部460使刀具刀片10离开片材4200。由此，形成切断线LY1。
当所有的Y压线以及Y切断线的形成完成时，在将片材4200固定的状态下，使台4100向第三加工部3000的基准位置进行移动。
控制部460在第三加工部3000中对片材4200实施斜切断线和曲线剪断线的切断加工。具体而言，控制部460通过第三工作台驱动器440而对移动机构3220进行驱动，以使第三移动框架3100在X轴方向上进行移动，且使切断机构3110、3120沿着第三移动框架3100同步调(同步)移动。控制部460进一步对角度调节电机120进行驱动而将刀具刀片10的方向控制为，与待形成的切断线在刀具刀片10的当前位置处的倾斜一致。
而且，控制部460通过第三工作台驱动器440在切断线的开始位置处按下刀具刀片10以贯穿片材4200，在结束位置处拉起刀具刀片10以离开片材4200。此外，在切断过程中，使刀具刀片10进行振动。而且，在切断过程中，控制部460对角度调节电机120进行驱动而将刀具刀片10的方向控制为，与待形成的切断线在刀具刀片10的当前位置处的倾斜一致。
如此，控制部460通过使片材4200相对地在二维的X、Y方向上进行移动的动作，形成斜切断线和曲线切断线。
在图5所示的例子的情况下，例如，将切断机构3110分配给曲线切断线L11、L12、L15、L16和斜切断线L13、L14，将切断机构3120分配给曲线切断线L21、L22、L23、L24。接着，控制部460通过在使第三移动框架3100在X轴方向上移动的同时，使切断机构3120和3110沿着第三移动框架3100移动，并对刀具刀片10的方向进行调节，且对刀具刀片 10的上下移动进行控制，从而形成各个切断线。
另外，当加工结束时，片材4200被移至未图示的下一阶段的装置，台4100复位至图1所示的初始位置。或者，加工结束后，台4100复位至图1所示的初始位置，加工完成的片材4200被其他装置接管。
通过采用此方式，本实施方式的片材加工装置1将加工线中的X轴方向的加工线、Y轴方向的加工线和其他的加工线分离，并且通过多个加工机构并行地执行各加工线的加工。因此，能够高速地对片材4200进行加工。
另外，在本实施例中，在第一加工部1000中，只对在X轴方向上延伸的加工线进行加工。但是，并不限定于此，如果加工线相对于X轴方向成预定角度，例如25°左右以下，则也可以对倾斜加工线、曲线加工线进行加工。例如，可以通过在使台4100在X轴方向上移动的同时，使压线机构1110～1160在Y轴方向上移动，从而形成倾斜或者曲线的折线。同样地，也可以通过在使台4100在X轴方向上移动的同时，使切断机构 1210～1260在Y轴方向上移动，从而形成倾斜或者曲线的切断线。此时，优选与切断机构1210～1260的移动同步调(同步)地，对刀具刀片10的旋转角度进行控制。
此外，在本实施例中，在第二加工部2000中，只对在Y轴方向上延伸的加工线进行加工。但是，并不限定于此，如果加工线相对于Y轴方向成预定角度，例如25°左右以下，则也可以对倾斜加工线、曲线加工线进行加工。例如，可以通过在使第一移动框架2100在X轴方向上移动的同时，使各个压线机构2110～2160在Y轴方向上移动，从而形成倾斜或者曲线的折线。同样地，也可以通过在使第二移动框架2200在Y轴方向上移动的同时，使切断机构2210～2260在X轴方向上移动，从而形成倾斜或者曲线的切断线。此时，优选与切断机构2210～2260在X轴方向上的移动同步调(同时)地，对刀具刀片10的旋转角度进行控制。
虽然在本实施例中，在第三加工部3000中未实施折线加工，但是也可以配备压线机构。此时，只需配置在导轨3210上沿X轴方向上进行移动的框架，并将在Y轴方向上进行移动的压线机构配置在该框架上即可。
第一～第三加工部1000～3000的配置顺序为任意。例如，也可以为第三～第一加工部3000～1000的顺序。
此外，虽然在第一加工部1000中，将工具(刀具刀片10、压线部件 210)固定，对片材4200进行输送，但是也可以与第二加工部2000同样地，将片材4200固定，使工具在X轴方向上进行移动。
＜实施方式2＞
在实施方式1中，对在不同的位置，即在第一加工部1000、第二加工部2000、第三加工部3000对片材4200进行加工的片材加工装置1进行了说明。本发明并不限定于此。也可以在同一位置形成X加工线、Y加工线、倾斜加工线、曲线加工线。
此时，例如能够通过只使用实施方式1的第二加工部2000的结构来实现。
此时，将被加工片材4200固定在台4100上，再固定在第二加工部2000 上。
首先，形成X加工线(或者Y加工线)。
接着，将台4100旋转90度或者将被加工片材4200旋转90°。
接着，对Y加工线(或者X加工线)进行加工。
接着，在使一个或者两个压线机构以及/或者切断机构在XY轴方向上进行移动的同时，形成倾斜加工线和曲线加工线。以上，完成被加工片材4200的加工。
＜改变例＞
虽然在实施方式1和实施方式2中，示出了对单张片材4200进行加工的例子，但是也可以对连续纸张进行加工。在对连续纸张进行加工的情况下，在对连续纸张进行输送的同时，在第一加工部1000形成X加工线，并在停止输送之后在第二加工部2000形成Y加工线，然后，在输送后在第三加工部3000形成倾斜/曲线加工线。
在对连续纸张进行加工的情况下，在实施方式1的结构中，在对连续纸张进行输送的同时，在第一加工部1000形成X加工线，并在停止输送之后在第二加工部2000形成Y加工线，然后，在输送后在第三加工部3000 形成倾斜/曲线加工线。
此外，在上述实施方式中，通过抽吸将片材4200固定在台4100上。将片材4200固定在台4100上的方法为任意。例如，能够采用如下方法等，即，通过粘合材料将被加工片材4200固定在台4100上，或者，将被加工片材4200的缘部夹入形成在台4100上的夹子中从而进行固定的方法。
在上述实施方式中，控制部460从CAD数据中，提取X轴方向加工线的数据以作为第一加工数据，提取Y轴方向加工线的数据以作为第二加工数据，提取其他的加工线的数据以作第三加工数据。本发明并不限定于此，也可以采用从外部将预先被划分的加工线的数据供给至控制部460的方式。
产业上的可利用性
本申请发明能够利用于对纸、树脂制的片材进行加工的领域，并能够用于制造容器包装、片状的部件。
符号说明
1 片材加工装置
10 刀具刀片
40 刀具轴
60 偏心凸轮
65 压缩弹簧
70 第二小齿轮
90 第三小齿轮
231 第一小齿轮
80 第二齿条
100 第三齿条
232 第一齿条
110 振动电机
120 角度调节电机
130 第二上下移动电机
140 横向移动电机
210 压线部件
220 第一上下移动电机
230 横向移动电机
1100 第一固定框架
1200 第二固定框架
2300 第三固定框架
2400 第四固定框架
2100 第一移动框架
2200 第二移动框架
3100 第三移动框架

Claims (9)

1.一种片材加工装置，具备：
第一加工部(1000)，其在第一位置处，通过使多个工具选择性地与作为加工对象的片材(4200)接触以及分离，且使所述多个工具相对于所述片材在作为第一方向的X轴方向上相对地移动，从而在所述片材上形成多个在所述第一方向上延伸的第一加工线(LX1、LX2)；
第二加工部(2000)，其在第二位置处，通过使多个工具选择性地与所述片材(4200)接触以及分离，且使所述多个工具相对于所述片材在与所述第一方向正交的作为第二方向的Y轴方向上相对地移动，从而在所述片材上形成多个在所述第二方向上延伸的第二加工线(LY1、LY2)；
第三加工部(3000)，其在第三位置处，通过使工具选择性地与所述片材(4200)接触以及分离，且使所述片材与所述工具相对地移动，从而在所述片材上形成作为第三加工线的曲线或者斜线；
输送机构，其将所述片材在所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置之间进行输送；
上下移动电机，其使包含于所述工具的对所述片材(4200)进行切断的刀具刀片(10)在与所述第一方向以及所述第二方向均正交的第三方向上移动；以及
角度调节电机(120)，其使所述刀具刀片(10)绕所述第三方向的轴进行旋转。
2.根据权利要求1所述的片材加工装置，其中，
所述第一加工部(1000)将所述多个工具的位置固定，使所述片材在所述作为第一方向的X轴方向上被输送，
所述第二加工部(2000)将所述片材的位置固定，使所述多个工具在所述作为第二方向的Y轴方向上进行移动，
所述第三加工部(3000)将所述片材的位置固定，使所述工具二维移动。
3.根据权利要求2所述的片材加工装置，其中，
所述第一位置至第三位置被配置在直线上，
所述第一加工部(1000)将所述多个工具的位置固定，使所述片材以与所述直线平行的方式被输送，
所述第二加工部(2000)将所述片材的位置固定，使所述工具在与所述直线大致正交的方向上进行移动，
所述第三加工部(3000)将所述片材的位置固定，使所述工具在与所述直线平行的方向和与所述直线正交的方向上同步调移动。
4.根据权利要求2或3所述的片材加工装置，其中，
所述第一加工部在将所述片材向所述第二位置或所述第三位置输送的同时，执行第一加工。
5.根据权利要求1所述的片材加工装置，其中，
所述片材加工装置还具备振动电机(110)、偏心凸轮(60)、刀具轴(40)、以及压缩弹簧(65)，其使所述刀具刀片(10)在所述第三方向上进行振动。
6.根据权利要求1所述的片材加工装置，其中，
所述工具具备：形成折线的压线部件(210)；以及从动地调节所述压线部件的方向的方向调节机构。
7.根据权利要求1所述的片材加工装置，其中，
具备控制机构，该控制机构从所述片材的加工数据中，识别用于形成所述第一加工线的第一加工数据、用于形成所述第二加工线的第二加工数据和用于形成所述第三加工线的第三加工数据，
所述第一加工部根据所述第一加工数据形成所述第一加工线，
所述第二加工部根据所述第二加工数据形成所述第二加工线，
所述第三加工部根据所述第三加工数据形成所述第三加工线。
8.一种片材的加工方法，包括：
第一加工工序，在第一位置处，通过使多个工具选择性地与作为加工对象的片材接触以及分离，且使所述多个工具相对于所述片材在第一方向上相对地移动，从而在所述片材上并行形成多个在所述第一方向上延伸的第一加工线；
第二加工工序，在第二位置处，通过使多个工具选择性地与所述片材接触以及分离，且使所述多个工具相对于所述片材在与所述第一方向正交的第二方向上相对地移动，从而在所述片材上并行形成多个在所述第二方向上延伸的第二加工线；
第三加工工序，在第三位置处，通过使工具选择性地与所述片材接触以及分离，且使所述片材与所述工具相对地移动，从而在所述片材上形成第三加工线；以及
输送工序，将所述片材在所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置之间进行输送，
所述第一加工工序、所述第二加工工序以及所述第三加工工序中的至少一个包括：
上下移动工序，使上下移动电机动作，所述上下移动电机使包含于所述工具的对所述片材(4200)进行切断的刀具刀片(10)在与所述第一方向以及所述第二方向均正交的第三方向上移动；以及
角度调节工序，使角度调节电机(120)动作，所述角度调节电机(120)使所述刀具刀片(10)绕所述第三方向的轴进行旋转。
9.一种存储有计算机程序的存储介质，所述计算机程序使计算机执行以下步骤：
第一步骤，对工具的驱动机构和片材的输送机构进行控制，以在第一位置处，使多个所述工具选择性地与作为加工对象的所述片材接触以及分离，且使多个所述工具相对于所述片材在第一方向上相对地移动，从而在所述片材上形成多个在所述第一方向上延伸的第一加工线；
第二步骤，对工具的驱动机构和所述片材的输送机构进行控制，以在第二位置处，使多个所述工具选择性地与所述片材接触以及分离，且使多个所述工具相对于所述片材在与所述第一方向正交的第二方向上相对地移动，从而在所述片材上形成多个在所述第二方向上延伸的第二加工线；以及
第三步骤，对工具的驱动机构进行控制，以在第三位置处，使所述工具选择性地与所述片材接触以及分离，且使所述片材与所述工具相对地移动，从而在所述片材上形成第三加工线，
所述第一步骤、所述第二步骤以及所述第三步骤中的至少一个包括：
上下移动步骤，使上下移动电机动作，所述上下移动电机使包含于所述工具的对所述片材(4200)进行切断的刀具刀片(10)在与所述第一方向以及所述第二方向均正交的第三方向上移动；以及
角度调节步骤，使角度调节电机(120)动作，所述角度调节电机(120)使所述刀具刀片(10)绕所述第三方向的轴进行旋转。
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