JP2000263495A - 板状体の切断方法及び切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加工形状に沿った指令点の座標データからパラ
メトリック自由曲線補間により滑らかな加工軌跡を作成
し、精度よく板状体を加工する板状体の切断方法及び切
断装置を提供する。 【解決手段】本発明は、ガラスの加工形状に沿った指令
点の間をスプライン曲線で補間し、滑らかな加工軌跡を
作成してこのスプライン曲線に基づいて加工プログラム
を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は板状体の切断方法及
び切断装置に係り、特にガラス板等の板状体を所望形状
に切断する板状体の切断方法及び切断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス板の切断装置は、カッターホイー
ル等のカッター部材を切断方向に移動させてガラス板の
表面に切線を加工し、切線加工後、切線でガラス板を折
って所望の形状のガラス板に切断するものである。とこ
ろで近年、上述したような切断装置において、加工形状
や加工条件等の加工データを入力すると、加工データに
基づいた加工を自動で行うＮＣ工作機械が使用されるよ
うになっている。従来のＮＣ工作機械では、加工形状に
沿って適当な間隔をおいて指令点の座標データを入力す
ると、これらの指令点を通るように隣接する２点間を直
線又は円弧で補間して加工軌跡を作成し、この加工軌跡
に沿って切断が行われるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ＮＣ工作機械のように指令点の間を単に直線や円弧で補
間した場合には、各指令点で滑らかな加工軌跡が得られ
ないため加工方向が不連続に変化する。このため、速度
制御が困難で加工具を加工軌跡に精度よく追従させるこ
とができなかった。

【０００４】また、ＮＣ制御される上述の切断装置にお
いて、カッター部材がガラス板と接触する加工点とＮＣ
制御される制御点とが異なる場合がある。例えば、円板
状のカッター部材をキャスター機構によって走行させる
ようにした場合、カッター部材の走行方向を旋回させる
軸の位置が制御点となる。一方、カッター部材はこの軸
の位置から所定半径離れた位置でガラス板と接触するた
め、加工点の位置は制御点からオフセットされた位置と
なる。このような場合に単に制御点を加工形状に沿って
移動させるようにしても、曲線部分等においてカッター
部材が加工軌跡に追従することができず、精度よくガラ
ス板を切断することができないという問題があった。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、切断形状に沿った指令点の座標データからパラ
メトリック自由曲線補間により滑らかな加工軌跡を作成
するとともに精度よく板状体を切断する板状体の切断方
法及び切断装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、切断部を所定の移動軌跡で移動させなが
ら板状体に切線を付与し、次いで該切線の近傍を押圧し
て板状体を折り割り、板状体を所定の形状に切断する板
状体の切断方法において、板状体の切断形状に沿って所
定の間隔をおいて設定された複数の指令点の座標から、
隣接する前記各指令点の間を滑らかに補間するパラメト
リック自由曲線を算出し、該パラメトリック自由曲線上
の所定点のパラメトリック自由曲線の曲率を算出し、前
記所定点でのパラメトリック自由曲線の曲率に基づき切
断速度を算出するとともに、前記パラメトリック自由曲
線と切断速度とに基づき、前記板状体と接触する切断部
の加工点に対しオフセットした位置の移動軌跡を制御し
て、前記パラメトリック自由曲線に沿って、前記板状体
に切線を付与する、ことを特徴とする板状体の切断方法
を提供する。

【０００７】また、本発明は所定の移動軌跡で移動しな
がら板状体に切線を付与する切断部と、前記切線の近傍
を押圧して板状体を折り割る押圧手段とを備えた板状体
の切断装置において、前記切断部は、前記板状体と接触
する切断部の加工点に対しオフセットした位置の移動軌
跡が制御されて移動するものであり、板状体の切断形状
に沿って所定の間隔をおいて設定された複数の指令点の
座標を入力する入力部と、隣接する前記各指令点の間を
滑らかに捕間するパラメトリック自由曲線を算出するパ
ラメトリック自由曲線算出手段と、該パラメトリック自
由曲線算出手段によって算出されたパラメトリック自由
曲線上の所定点のパラメトリック自由曲線の曲率を算出
する曲率算出手段と、該曲率算出手段によって算出され
た前記所定点でのパラメトリック自由曲線の曲率に基づ
き切断速度を算出する切断速度算出手段と、前記パラメ
トリック自由曲線算出手段及び切断速度算出手段によっ
て算出されたパラメトリック自由曲線と切断速度とに基
づき、前記板状体と接触する切断部の加工点に対しオフ
セットした位置の移動軌跡を制御し、前記パラメトリッ
ク自由曲線に沿って前記板状体に切線を付与する制御手
段と、を備えたことを特徴とする板状体の切断装置を提
供する。

【０００８】本発明によれば、入力部によってガラス板
等の板状体の加工形状に沿って所定の間隔をおいて設定
された複数点の指令点を入力し、パラメトリック自由曲
線算出手段によって指令点の間を補間するパラメトリッ
ク自由曲線を算出する。そして、曲率算出手段によって
パラメトリック自由曲線上の所定点においてパラメトリ
ック自由曲線の曲率を算出し、この曲率に基づいて前記
パラメトリック自由曲線上の前記所定点における切断速
度を切断速度算出手段によって算出する。そして、前記
パラメトリック自由曲線算出手段によって算出されたパ
ラメトリック自由曲線と前記切断速度算出手段によって
算出された切断速度に基づいて前記加工点に対してオフ
セットされた位置の移動軌跡を制御し、前記パラメトリ
ック自由曲線に沿って前記板状体を切断する。

【０００９】これにより、滑らかな加工軌跡を作成する
ことができ、切断速度を加工軌跡に応じて制御すること
ができる。また、切断部が板状体と接触する加工点に対
してオフセットされた位置（制御点）の移動軌跡がその
オフセット量を考慮して制御されるため、精度よく板状
体を所望形状に加工することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下添付図面にしたがって本発明
に係る板状体の切断装置について詳説する。図１は、本
発明が適用されたガラス板の切断装置の一実施の形態を
示した概略構造の斜視図である。同図に示すようにガラ
ス板の切断装置１０の装置本体１２には、開口部１４、
１４が形成され、開口部１４、１４の底部にはそれぞれ
ガイドレール１６、１６が平行に配設されている。ガイ
ドレール１６、１６にはガイド１８、１８を介してＸ軸
移動枠体２０が移動自在に支持されるとともに、図示し
ないガイドを介してＸ軸移動枠体２２が移動自在に支持
される。Ｘ軸移動枠体２０とＸ軸移動枠体２２とは同一
に構成されているので、以下Ｘ軸移動枠体２０について
説明してＸ軸移動枠体２２の説明は省略する。

【００１１】Ｘ軸移動枠体２０は図２に示すように矩形
状の枠体に形成され、下端部の両側部に前述したガイド
１８、１８が固定されている。また、Ｘ軸移動枠体２０
の下端部中央にはブラケット２４を介してサーボモータ
２６が設けられている。サーボモータ２６の回転軸には
プーリ２８が固着され、プーリ２８及びプーリ３０には
無端状ベルト３２が張設されている。プーリ３０はナッ
ト３４に一体的に連結され、ナット３４はボールねじ３
６にねじ結合されている。また、ナット３４は軸受３８
に回動自在に支持され、軸受３８はブラケット２４に固
定されている。ボールねじ３６の両端部はそれぞれ装置
本体１２に回動しない状態で固定されている。

【００１２】したがって、サーボモータ２６を駆動し
て、プーリ２８、無端状ベルト３２及びプーリ３０を介
してナット３４を回動することにより、ナット３４がボ
ールねじ３６に沿ってＸ₁ −Ｘ₂ 方向に移動する。これ
により、軸受３８及びブラケット２４がボールねじ３６
に沿って移動するので、サーボモータ２６及びＸ軸移動
枠体２０がボールねじ３６に沿ってＸ₁ −Ｘ₂ 方向に移
動する。

【００１３】図２に示すように、Ｘ軸移動枠体２０の上
梁部２０ＡにはＹ軸ガイド４０が平行に設けられてい
る。Ｙ軸ガイド４０内には図示しないボールねじが回動
自在に支持され、このボールねじにはサーボモータ４２
が連結されている。サーボモータ４２はＹ軸ガイド４０
の右端部に設けられている。図４に示すように、Ｙ軸ガ
イド４０にはスライダ４４を介してＹ軸移動体４６が軸
線方向に移動自在に支持され、スライダ４４はＹ軸ガイ
ド４０内のボールねじにねじ結合されている。

【００１４】また、Ｘ軸移動枠体２０の上梁部２０Ａに
沿ってガイドレール４８が設けられ、ガイドレール４８
にはガイド５０を介してＹ軸移動体４６が移動自在に支
持されている。したがって、サーボモータ４２を駆動す
ると、ボールねじが回動してスライダ４４を介してＹ軸
移動体４６がＹ軸ガイド４０に沿ってＹ₁ −Ｙ₂ 方向に
移動する。

【００１５】図４に示すように、Ｙ軸移動体４６は略Ｌ
形に形成され、右側部４６Ａにはカッター手段５２が設
けられている。図５に示すように、カッター手段５２は
円板状のカッター５４を有し、カッター５４はシャフト
５６の先端部に回動自在に支持されている。シャフト５
６は略Ｌ形に形成され、カッター５４の回転軸はシャフ
ト５６の軸線からＳ寸法分オフセットされている。ま
た、シャフト５６はカッター手段５２の本体に回動自在
に支持されている。したがって、カッター５４をガラス
板５８の表面に押し付けて、カッター手段５２を移動す
ると、カッター５４はカッター手段５２の進行方向を向
いて回動しながら移動する。即ち、カッター５４はキャ
スター機構によって移動するようになっている。なお、
カッター５４の回転軸からシャフト５６の軸線までのオ
フセット量をキャスターの偏心量と称する。

【００１６】シャフト５６はカッター手段５２の本体に
昇降自在に支持され、シャフト５６はカッター手段５２
の本体に供給されるエアで下方に押し下げされる。これ
により、カッター５４が一定の押付力でガラス板５８の
表面に押し付けられる。この状態で、カッター手段５２
をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動すると、カッター５４はカ
ッター手段５２の進行方向を向いて回動しながら移動し
て、ガラス板５８の表面に切線５８Ａ（図１参照）が加
工される。また、エアの供給が解除されるとばね（図示
せず）の付勢力でシャフト５６が上方に持ち上げられ
て、カッター５４がガラス板５８の表面から上昇する。

【００１７】図４に示すように、Ｙ軸移動体４６の左端
部にはプレス手段６０が回転軸６１を介して回動自在に
支持されている。また、図６に示すように回転軸６１に
はプーリ６２が同軸上に固定され、プーリ６２及びプー
リ６４には無端状ベルト６６が張設されている。プーリ
６４はサーボモータ６５の駆動軸６５Ａに同軸上に固定
されている。また、回転軸６１の端部には回転板６８が
固定され、回転板６８には４本のエアシリンダ６９、６
９…が同一円弧上に９０°の間隔をおいて互いに平行に
下方向を向いて取り付けられている。エアシリンダ６
９、６９…のロッド部６９Ａ、６９Ａ…にはそれぞれプ
レスヘッド７０、７０…が連結されている。

【００１８】したがって、サーボモータ６５を駆動する
ことにより、プーリ６２、無端状ベルト６６、プーリ６
４及び回転軸６１を介して回転板６８が回転し、回転板
６８の回転で４本のプレスヘッド７０、７０…が回転す
る。これにより、４本のプレスヘッド７０、７０…を所
望の回転位置に位置決めすることができる。なお、Ｘ軸
移動枠体２２に支持されているＹ軸移動体５９はカッタ
ー５４を備えていない点でＹ軸移動体４６と相違する
が、その他の構成はＹ軸移動体４６と同様に構成され、
Ｘ軸移動枠体２２に沿ってＹ₁ −Ｙ₂ 方向に移動する。

【００１９】また、図１及び図２に示すように、ガラス
板の切断装置１０の装置本体１２のテーブル７２の中央
には真空吸着用の吸着パッド７４が配置され、吸着パッ
ド７４は図示しない真空ポンプに連通されている。した
がって、ガラス板５８をテーブル７２の表面に載置した
状態で真空ポンプを作動すると吸着パッド７４内が真空
状態になり、ガラス板５８が吸着パッド７４に吸着され
る。

【００２０】前記の如く構成されたガラス板の切断装置
の作用について説明する。先ず、装置本体１２のテーブ
ル７２の表面にガラス板５８を載置して、吸着パッド７
４をガラス板５８の略中央に位置させる。この状態で、
図示しない真空ポンプを作動して吸着パッド７４でガラ
ス板５８を吸着して、ガラス板５８を装置本体１２のテ
ーブル７２の表面に固定する。次いで、サーボモータ２
６を駆動して、プーリ２８、無端状ベルト３２及びプー
リ３０を介してナット３４を回動することにより、ナッ
ト３４がボールねじ３６に沿って移動する。

【００２１】これにより、軸受３８及びブラケット２４
がボールねじ３６に沿って移動するので、サーボモータ
２６及びＸ軸移動枠体２０がボールねじ３６に沿ってＸ
₁ −Ｘ₂ 方向に移動する。また、サーボモータ４２を駆
動してボールねじを回動することにより、スライダ４４
を介してＹ軸移動体４６をＹ軸ガイド４０に沿ってＹ₁
−Ｙ₂ 方向に移動する。これにより、Ｙ軸移動体４６に
設けられたカッター５４がＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動し
てガラス板５８の切線加工開始位置の上方まで移動す
る。

【００２２】カッター５４が切線加工開始位置の上方に
位置決めされた後、カッター手段５２の本体にエアを供
給してカッター５４を押し下げることにより、カッター
５４を一定の押付力でガラス板５８の表面に押し付け
る。この状態で、サーボモータ２６及びサーボモータ４
２を駆動してカッター５４をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動
してガラス板５８の表面に所望の加工形状の切線５８Ａ
を加工する。

【００２３】次に、カッター手段５２の本体に供給され
ているエアの供給を停止してばね（図示せず）の付勢力
でカッター５４をガラス板５８の表面から上昇する。次
いで、Ｘ軸移動枠体２０及びＸ軸移動枠体２２をＸ₁ −
Ｘ₂ 方向に移動するそれぞれのサーボモータ２６を駆動
するとともに、Ｙ軸移動体４６及びＹ軸移動体５９をＹ
₁ −Ｙ₂ 方向に移動するそれぞれのサーボモータ４２を
駆動する。これにより、Ｙ軸移動体４６のプレス手段６
０とＹ軸移動体５９のプレス手段６０とをそれぞれＸ軸
方向、Ｙ軸方向に移動して切線５８Ａの近傍の押圧位置
に位置決めする。

【００２４】次に、Ｙ軸移動体４６のプレス手段６０及
びＹ軸移動体５９のプレス手段６０のそれぞれのサーボ
モータ６５を駆動する。これにより、それぞれのプレス
手段６０の４本のプレスヘッド７０、７０…が回転して
所望の回転位置に位置決めされる。この状態で、必要な
エアシリンダ６９、６９…を伸長してプレスヘッド７
０、７０…の先端部でガラス板５８の押圧位置を同時に
押圧する（図７参照）。これにより、ガラス板５８は切
線５８Ａに沿って折り割りされて所望の形状に加工され
る。

【００２５】次に、上記切断装置１０の制御システムの
構成を図８に示す。同図に示すように上記切断装置１０
の制御システムは、切断装置１０、操作盤９２、パソコ
ン９４から構成される。パソコン９４は主としてＣＰＵ
１００、キーボード１０２、モニタ１０４、メモリ１０
６、フロッピーディスク１０８から構成される。上記キ
ーボード１０２からは、ガラス板の加工形状、工具の動
作、機械の動作等の加工データが入力される。ＣＰＵ１
００は、これらの加工データに基づいて各種演算を行
い、加工プログラムを作成し、データ伝送ケーブル又は
フロッピーディスク１０８を介して操作盤９２に入力す
る。操作盤９２は、加工プログラムに基づいて切断装置
１０を制御し、ガラス板を所定の形状に加工する。

【００２６】なお、フロッピーディスク１０８には加工
データや加工プログラム等を記録させることができ、上
記ＣＰＵ１００はフロッピーディスク１０８から予め作
成された加工データや加工ブログラムを参照することが
可能である。次に、上記ＣＰＵ１００のデータ処理手順
について図９のフローチャートを用いて詳説する。先
ず、オペレータは、加工形状に沿って、開始点から終了
点まで順番に適当な距離をおいて各位置のＸ、Ｙ座標値
をキーボード１０２又はフロッピーディスク１０８から
入力する。ＣＰＵ１００は、この加工形状を示すデータ
を形状定義データ（図９のＡ）としてメモリ１０６に記
録する。

【００２７】次に、ＣＰＵ１００はメモリ１０６から形
状定義データＡを読み出し、この形状定義データＡに基
づいてスプライン補間係数テーブル（図９のａ）を作成
する（ステップＳ１）。スプライン補間係数テーブルａ
は、形状定義データＡによって与えられた点列データの
各区間毎に３次式のスプライン曲線で補間してその３次
式の係数を求め、任意の媒介変数に対して形状線上の位
置を求めることができるようにしたものである。

【００２８】ところで、ガラス板の形状は始点から終点
まで２次元平面上に広がり、始点と終点が閉じて、且つ
滑らかにつながっている。したがって、このような形状
をスプライン補間するためには、パラメトリックに周期
スプラインとして計算する必要がある。なお、パラメト
リックとは、加工形状を定義するためのＸ、Ｙ座標値と
は別のパラメータ（媒介変数）を同期を取るために導入
して、Ｘ、Ｙ座標値を別々に補間計算する方法であり、
周期スプラインとは、開始点と最終点とが滑らかにつな
がるようにするもので、最終点をスプライン補間した
時、開始点と接線ベクトルが同じになるような係数を設
定するスプライン補間方法である。

【００２９】処理としては、Ｘ座標、Ｙ座標に関してそ
れぞれ別々に周期スプライン補間用の係数テーブルを作
成し、メモリ１０６に記録する。実際の補間は、求めた
スプライン補間係数テーブルを使用して任意の指定され
た媒介変数値に対応するＸ座標、Ｙ座標を別々に計算し
て求める。なお、ガラス形状をスプライン補間して得ら
れたスプライン曲線において指定値（システムパラメー
タ）より小さい曲率半径の特異点が存在する場合には、
この点を削除して再度スプライン補間を行う。

【００３０】以上のようにしてスプライン補間係数デー
タａを作成した後、次に、ＣＰＵ１００はメモリ１０６
からスプライン補間係数データａを読み出し、このスプ
ライン補間係数データａに基づいて加工形状に沿った等
間隔位置における媒介変数値のテーブル（ステップテー
ブル）（図９のｂ）を作成する（ステップＳ２）。ステ
ップテーブルｂは与えられた加工形状の指令点の始点か
ら加工形状に沿って等間隔（１分配時間での最大移動距
離）の各点位置に対応するデータを、スプライン補間係
数テーブルａの媒介変数の形で持っている。この各点の
間隔は、加工位置を最大移動速度で移動した時に所定の
分配時間で移動する距離を示す。

【００３１】この等間隔のステップテーブルの作成方法
は、現時点の位置を表すスプライン補間係数テーブルａ
の媒介変数値に所定の増加分を加算し、この増加分を加
算して得られた媒介変数値における位置を求める。そし
て、現時点の位置から求めた位置までの距離を計算し、
その距離が目的の移動量になるまで繰り返し計算して最
終的に求まった媒介変数値をステップテーブルｂに登録
する。

【００３２】例えば、上記切断装置１０の場合、ワーク
形状に沿って、カッターが最高速で移動した時の各分配
時間における位置を表す媒介変数値をそのまま格納す
る。ステップテーブルｂを作成した後、次に、ＣＰＵ１
００はメモリ１０６からスプライン補間係数テーブルａ
とステップテーブルｂとを読み出し、これらのスプライ
ン補間係数テーブルａとステップテーブルｂとに基づい
てスプライン曲線上の各位置における曲率を求め、この
曲率に基づいて速度制御テーブル（図９のｃ）を作成す
る（ステップＳ３）。速度制御テーブルｃは、上記ステ
ップテーブルｂの考えた最高速度に対して、何パーセン
トまでの速度が出せるかを規定するために、ステップテ
ーブルｂの各点に対応して速度比を０〜１の間の値で登
録したものである。即ち、ステップテーブルｂに登録さ
れた各位置に対して、スプライン曲線の曲率を求め、そ
の曲率における最大加工速度を求めて一旦登録する。そ
して、この最大加工速度で加工速度を変化させた場合に
は速度変化が早すぎて実際には加工出来ない場合には、
機械の最大加減速範囲に収まるように加速度クランプを
施したものである。

【００３３】速度制御テーブルｃの作成手順について詳
説すると、まず、コーナーオーバーライドを設定する。
コーナーオーバーライドはステップテーブルｂの各位置
における加工形状の曲率１／ｒ（ｒは曲率半径）を求
め、その曲率１／ｒでサーボエラー量（軌跡誤差）εを
推定し、その値が許容誤差に収まるように次式 ε＝（Ｖ² ／ｒ）・Ｋ から速度Ｖを設定するものである（図１０に概念図を示
す）。

【００３４】ただし、この時の速度Ｖは、加工形状の加
工点における接線方向の速度を示す。また、Ｋは加減速
とサーボ系の遅れの時定数を示す。即ち、速度Ｖは次
式、 Ｖ＝（ε・ｒ／Ｋ）^1/2 から算出する。εは軌跡誤差の許容値とする。

【００３５】このコーナーオーバーライドの設定により
速度制御テーブルは例えば図１１（Ａ）のグラフに示す
ような状態となる。そして、次に加速度クランプ処理を
行う。加速度クランプ処理では、図１１（Ｂ）に示すよ
うに上述の速度制御テーブルを実際に加工する方向から
見てゆき、加速部分のみに着目して、その値が制限加速
度より大きい時、制限内に収まるように速度比を更新
（減速）する。また、これと同様に減速クランプ処理を
行う。減速クランプ処理では、図１１（Ｃ）に示すよう
に速度制御テーブルを実際に加工する時と逆方向から見
てゆき、加速度クランプ処理と全く同じ処理をする。即
ち、逆方向からの加速度クランプ処理は、順方向から見
れば減速クランプ処理を行ったことになる。

【００３６】以上のようにして作成された速度制御テー
ブルｃはメモリ１０６に記録される。速度制御テーブル
ｃを作成した後、次に、ＣＰＵ１００はメモリ１０６か
らスプライン補間係数テーブルａと速度制御テーブルｃ
とを読み出し、これらのスプライン補間係数テーブルａ
と速度制御テーブルｃとに基づいて加工時の分配時間毎
の実際の移動位置データ（タクトテーブル）（図９の
ｄ）を作成する（ステップＳ４）。タクトテーブルｄ
は、実際に加工する時の位置をスプライン係数テーブル
ａの媒介変数の形で持っている。タクトテーブルｄの作
成方法は、等間隔のステップテーブルｂと、速度制御テ
ーブルｃから最終的に加工する時の各分配時間での位置
に対応するスプライン補間係数テーブル用の媒介変数を
計算して登録していく。実際には、ステップテーブルｂ
での移動距離は１分配時間内に最大速度で移動する量に
なっているため、それを速度制御テーブルｃで指定され
た速度の移動量に分割していく。ここでも媒介変数を変
化させながら、目的の移動量になるまで繰り返し計算を
する。

【００３７】例えば、上記切断装置１０の場合、タクト
テーブルｄは、カッター５４が速度制御テーブルによっ
て指定された速度で移動する時の各位置に当たる媒介変
数値を格納したものである。図１２に示すｐ₀ 〜ｐ
₅ は、加工形状を等間隔に分割した点の一部を示してい
る（ステップテーブルｂに格納されている位置）。そし
て、図１３（Ａ）はこれらのｐ₀ 〜ｐ₅ の各点に対応し
た速度制御テーブルｃ上の点を示している。ここで示し
た横軸は移動距離を示しており、このグラフは、各位置
における移動速度を示している。そこで、まず、このグ
ラフの横軸を時間軸に変換して各時間における移動速度
を示すテーブルを作成する。ここで図１３（Ａ）の横軸
を時間軸にとると（横軸を時間軸に仮定すると）、例え
ば、点ｐ₂ から点ｐ₃ までの移動距離は、図１３（Ａ）
に示す面積Ｓ₂ に相当する。そして、図１２に示したよ
うに各点の間隔は等距離であるから図１３（Ａ）に示し
たＳの面積とこのＳ₂ の面積は等しくなるはずである。
なお、面積Ｓは、最高速度で移動した場合の距離を示し
ている。したがって、面積Ｓと各面積Ｓ₁ 、Ｓ₂ 、
Ｓ₃ 、Ｓ₄ …が等しくなるように横軸のスケールを、速
度に反比例するように変換すると、横軸を時間で表した
移動速度のグラフが得られる。図１３（Ｂ）は図１３
（Ａ）のグラフの横軸を時間軸に変換した場合の点ｐ₂
から点ｐ₅ までの様子を示している。同図に示すように
Ｓ₂ 、Ｓ₃ 、Ｓ₄ はＳ₂'、Ｓ₃'、Ｓ₄'に変換される。そ
して、次にこの図１３（Ｂ）のグラフ上において横軸を
実際の分配時間で分割する。例えば、点ｐ₂ のとき分割
した時間Ｔ₀ に一致すると仮定した場合、図１３（Ｂ）
に示すように分割した時間軸の点Ｔ₀ から点Ｔ₇ が得ら
れる。そして、このグラフを使用して、１分配時間で移
動する距離を面積から計算する（例えば時間Ｔ₀ からＴ
₁までの移動距離は図１３（Ｂ）に示す面積ｓとな
る）。

【００３８】これにより、１分配時間における加工位置
を求め、タクトテーブルｄを作成する。このようにして
タクトテーブルｄを作成した後、ＣＰＵ１００はメモリ
１０６からスプライン補間係数テーブルａとタクトテー
ブルｄを読み出し、これらのテーブルに基づいて処理に
応じた形式で加工プログラム（図９のＢ）を作成する
（ステップＳ５）。加工プログラムは、例えばパートプ
ログラムの形式、パルスデータファイルの形式等で作成
される。加工プログラムの作成は、タクトテーブルｄが
完成しているため、各点での媒介変数から一義的に位置
が求まるので、ただ形式のみを整える作業である。

【００３９】例えば、上記切断装置１０では、指令デー
タを作成する。指令データとは、実際にＮＣに指令する
ためのＸ、Ｙ軸毎の移動量を求めたデータである。切断
装置用の加工データの作成で、サーボエラー対策とし
て、事前に形状を補正する場合、タクトテーブルｄに格
納されている媒介変数から、位置及びその点の接線方
向、切断速度等を計算して補正後の通路位置を求めてか
らパルス変換処理をしてファイルに出力する。

【００４０】具体的に説明すると、先ず、タクトテーブ
ルｄに格納されている媒介変数からスプライン補間して
得られる毎分配時の位置、速度、接線方向の角度を求め
る。そして求めた各種データからキャスターの偏心（図
５の偏心量Ｓ参照）による通路誤差と、形状データの特
徴を解析し、その曲率半径に対応した誤差と、サーボ及
び加減速の遅れから生じる通路誤差を補正するために指
令形状自体を補正する。なお、上記曲率半径に対応した
誤差はデータベースにより決定する。このデータベース
には速度と曲率半径をパラメータとしたコーナ部の切断
形状誤差が蓄積されている。例えば、曲率半径５Ｒのと
き、通常の軌跡を２０％オーバーランさせるようにす
る。

【００４１】図１４はタクトテーブルｄによる加工形状
と補正により得られる形状を示した図である。同図に示
す各黒丸はタクトテーブルにより求めた位置を示し、実
線がタクトテーブルによる形状を示し、点線が補正した
形状を示している。そして、ベクトルの方向は、形状の
接線方向を示し、ベクトルの長さは、始点における速度
で、時定数分だけ移動した時の到達距離に、キャスター
の偏心量とデータベースから決定した誤差量とを加えた
値を表している。そして、各ベクトルの先端をつないだ
形が補正形状を示す。

【００４２】即ち、形状を補正するとは、タクトテーブ
ルｄから求まった点に、補正ベクトルを加えて新しいコ
ントロール点を求めることを意味しており、ここで述べ
る補正ベクトルとは、方向が接線方向で長さが時定数に
より遅れる移動距離にキャスター偏心量とデータベース
から決定した誤差量を加算したものである。なお、サー
ボ及び加減速の遅れ量は、その点の移動速度に比例する
ため、高速で移動する時ほど大きくなる。加工時には、
カッターは常にコントロール点の移動に対し、キャスタ
ー偏心量と時定数による遅れる距離だけ遅れた点を引き
ずられて移動しているので、結果的に本来の形状を切る
ことになる。

【００４３】このようにして得られた毎分配時の位置と
現在位置との差分に相当する移動量を軸別に計算してい
く（Ｘ、Ｙのみ）。これによって得られたデータを使っ
てＮＣにロードできる形式の指令データファイルを作成
する。以上説明したようにＣＰＵ１００は、形状定義デ
ータからスプライン補間して加工プログラムを作成し、
この加工プログラムを操作盤９２に出力する。そして、
操作盤９２は入力した加工プログラムにしたがって、切
断装置１０を制御して所望形状にガラス板を加工する。

【００４４】なお、上記実施の形態では、ガラス板の切
断装置について説明したが、本発明はガラス板に限らず
板状体を切断する切断装置に適用することができる。ま
た、上記実施の形態では、各指令点の間をスプライン曲
線で補間するようにしたが、これに限らず、任意のパラ
メトリック自由曲線によって補間するようにしてもよ
い。なお、パラメトリック自由曲線とは、以下から
に示す特性を有する複合補間ロジック関数である。

【００４５】任意の指定点を必ず通る。ただし、その
点を含む範囲を直線、円弧部分指定した場合を除く。 視点と終点は、滑らかに接続する。 自由曲線上の位置は、媒介変数によって一意に決定さ
れる。 媒介変数を指定すると、その点での接線方向を簡単に
求めることができる。

【００４６】媒介変数を指定すると、その点での方線
方向を簡単に求めることができる。 媒介変数を指定すると、その点での曲率方向を簡単に
求めることができる。 媒介変数を指定すると、その点での円弧中心を簡単に
求めることができる。パラメトリック自由曲線の例とし
て、上記スプライン曲線の他、ベジエ曲線、ナーバス曲
線等がある。

【００４７】

【発明の効果】以上本発明に係る板状体の切断方法及び
切断装置によれば、板状体の加工形状に沿って適当な間
隔をおいて設定された指令点の座標データから指令点の
間をパラメトリック自由曲線で補間するとともに、この
パラメトリック自由曲線の曲率に基づいて加工速度を算
出し、これらのパラメトリック自由曲線と加工速度とに
基づいて加工点に対してオフセットされた位置の移動軌
跡を制御し、前記パラメトリック自由曲線に沿って前記
板状体を切断するようにしたため、滑らかな加工軌跡を
作成することができ、切断速度を加工軌跡に応じて制御
することができる。また、切断部が板状体と接触する加
工点に対してオフセットされた位置（制御点）の移動軌
跡がそのオフセット量を考慮して制御されるため、精度
よく板状体を所望形状に加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、ガラス板の切断装置の実施の形態を示
した斜視図である。

【図２】図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図３は、ガラス板の切断装置におけるＸ軸移動
枠体の駆動機構を示した要部拡大図である。

【図４】図４は、図１のＢ−Ｂ矢視図である。

【図５】図５は、ガラス板の切断装置におけるカッター
手段を示した要部拡大図である。

【図６】図６は、ガラス板の切断装置におけるプレス手
段を示した下面図である。

【図７】図７は、ガラス板の切断装置における動作を説
明した説明図である。

【図８】図８は、ガラス板の切断装置の制御システムの
構成を示したブロック図である。

【図９】図９は、上記制御システムのＣＰＵのデータ処
理手順を示したフローチャートである。

【図１０】図１０は、速度制御テーブルの作成手順の説
明に用いた図である。

【図１１】図１１は、速度制御テーブルの作成手順の説
明に用いた図である。

【図１２】図１２は、タクトテーブルの作成手順の説明
に用いた図である。

【図１３】図１３は、タクトテーブルの作成手順の説明
に用いた図である。

【図１４】図１４は、ガラス板の切断装置の指令データ
の作成の説明に用いた図である。

【符号の説明】 １０…ガラス板の切断装置 ５４…カッター ５８…ガラス板 ９２…操作盤 ９４…パソコン １００…ＣＰＵ １０２…キーボード １０４…モニタ １０６…メモリ １０８…フロッピーディスク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】切断部を所定の移動軌跡で移動させながら
   板状体に切線を付与し、次いで該切線の近傍を押圧して
   板状体を折り割り、板状体を所定の形状に切断する板状
   体の切断方法において、 板状体の切断形状に沿って所定の間隔をおいて設定され
   た複数の指令点の座標から、隣接する前記各指令点の間
   を滑らかに補間するパラメトリック自由曲線を算出し、
   該パラメトリック自由曲線上の所定点のパラメトリック
   自由曲線の曲率を算出し、前記所定点でのパラメトリッ
   ク自由曲線の曲率に基づき切断速度を算出するととも
   に、 前記パラメトリック自由曲線と切断速度とに基づき、前
   記板状体と接触する切断部の加工点に対しオフセットし
   た位置の移動軌跡を制御して、前記パラメトリック自由
   曲線に沿って、前記板状体に切線を付与する、 ことを特徴とする板状体の切断方法。
2. 【請求項２】前記切断速度をＶ、前記曲率を１／ｒと
   し、Ｃを定数とした次式、 Ｖ＝Ｃ・ｒ^1/2 から前記切断速度を算出する請求項１記載の板状体の切
   断方法。
3. 【請求項３】所定の移動軌跡で移動しながら板状体に切
   線を付与する切断部と、前記切線の近傍を押圧して板状
   体を折り割る押圧手段とを備えた板状体の切断装置にお
   いて、 前記切断部は、前記板状体と接触する切断部の加工点に
   対しオフセットした位置の移動軌跡が制御されて移動す
   るものであり、 板状体の切断形状に沿って所定の間隔をおいて設定され
   た複数の指令点の座標を入力する入力部と、 隣接する前記各指令点の間を滑らかに捕間するパラメト
   リック自由曲線を算出するパラメトリック自由曲線算出
   手段と、 該パラメトリック自由曲線算出手段によって算出された
   パラメトリック自由曲線上の所定点のパラメトリック自
   由曲線の曲率を算出する曲率算出手段と、 該曲率算出手段によって算出された前記所定点でのパラ
   メトリック自由曲線の曲率に基づき切断速度を算出する
   切断速度算出手段と、 前記パラメトリック自由曲線算出手段及び切断速度算出
   手段によって算出されたパラメトリック自由曲線と切断
   速度とに基づき、前記板状体と接触する切断部の加工点
   に対しオフセットした位置の移動軌跡を制御し、前記パ
   ラメトリック自由曲線に沿って前記板状体に切線を付与
   する制御手段と、 を備えたことを特徴とする板状体の切断装置。
4. 【請求項４】前記切断速度算出手段は、前記切断速度を
   Ｖ、前記曲率を１／ｒとし、Ｃを定数とした次式、 Ｖ＝Ｃ・ｒ^1/2 から前記切断速度を算出する請求項３記載の板状体の切
   断装置。