JP2006346785A - 工作装置と工作方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 簡易な手順と簡易な構造で、平板状の被工作物を加工する工作装置と工作方法とを提供しようとする。
【解決手段】
従来の平板状の被工作物を加工する工作方法にかわって、被工作物を切ることをできる加工工具と被工作物の面に接する押し込み部材とを準備する準備工程と、加工工具で被工作物を切る切断工程と、前記押し込み部材を前記加工工具で切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物を押潰しながら面に接して移動させる押し込み工程と、を備えるものとした。
【選択図】 図1

Description

本発明は、平板状の被工作物を加工する工作装置と工作方法とに係る。特に、平板状の被工作物を切る手順とその構成に特徴のある工作装置と工作方法とに関する。
製造メーカは、品物を梱包箱に梱包して流通させる。
梱包箱は、展開した展開部品を立体に組み立てて造られたものである。
品物は、その形状と寸法に合わせた寸法と形状を持った梱包箱に梱包される。
品物を大量生産する場合には、多くの梱包箱を必要とする。
梱包箱に組み立てる展開部品は、板状材料(例えば、段ボール板)を所定の形状に切断して切りだされる。
段ボール製の梱包箱やプラスチックス製ケースを大量に製作するのに、段ボール、紙、プラスチックスシート等の平板状の材料から所望の形状を打ち抜く製法が多く用いられる。
この製法を用いるのに、打ち抜き装置を用いる。
以下に、打ち抜き装置の構成を、図を基に、説明する。
図11は、従来の打ち抜き装置の平面図である。図12は、従来の打ち抜き装置の作用説明図である。
打ち抜き装置は、打ち抜き型(ダイ)20と型保持具(ダイホルダ)30と押し器具(アンビル)40とで構成される。
打ち抜き型20は、型保持具30に固定される。
打ち抜き型20は、型基礎板21と打ち抜き刃22と押し出し具23とで構成される。
型基礎板21は、打ち抜きたい形状に対応して所望の形状に配置された打ち抜き刃22と押し出し具23とを保持する板材である。例えば、型基礎板21は、所定の厚みの木製の板部材である。
打ち抜き刃22は、外形打ち抜き用の打ち抜き刃(以下、区別する時には外形用打ち抜き刃と呼称する。)と抜き孔を形成するための打ち抜き刃(以下、区別する時には抜き孔用打ち抜き刃と呼称する。)とで構成される。
外形用打ち抜き刃が、打ち抜きたい型の外形に沿って刃を型基礎板の表面から露出して型基礎板に埋め込まれる。
抜き孔用打ち抜き刃は、打ち抜きたい抜き孔の輪郭に沿って刃を型基礎板の表面から露出して型基礎板21に埋め込まれる。
打ち抜き刃22の刃が型基礎板21の表面から所定の高さで露出する。この露出した部分を刃桁と呼称する。
押し出し具23は、打ち抜き刃22から打ち抜き片を押し出すものである。例えば、抜き形を打ち抜いた際の打ち抜き刃に囲まれて残ったシート状部材は、打ち抜き片となる。
一般に、押し出し具23は、刃桁の高さよりも厚みのある合成ゴムのブロック等の弾性体である。
複数の弾性体が、打ち抜き刃22の刃桁に沿って型基礎板21に並べて取付される。
押し器具40は、シート状材料(被工作物に相当する)を型保持具30に固定された打ち抜き型20に押し付けるブロックである。
以下に、打ち抜き装置の作用を説明する。
シート状材料を、打ち抜き型20と押し器具40との隙間に挿入する。
押し器具40を打ち抜き型20に押し付ける。
シート状材料が打ち抜き型20に押し付けられる。押し出し具23は、押し器具40の押し付け力により圧縮される。
打ち抜き刃22の刃先が、シート状材料を打ち抜き、所望の形状の抜き形を打ち抜く。
押し器具40を打ち抜き型20から引き離す。
押し出し具23が、圧縮された形状を元に戻そうとし、圧縮復元力によりシート状材料を打ち抜き型から引き離す。
打ち抜き片と打ち抜かれたシート状材料とが一体となったままの状態のシート状材料を、打ち抜き装置から引き離す。
その後、シート状材料から打ち抜き屑を分離して、所望の形状を持った製品を得ることができる。
打ち抜き装置を用いて製作された製品には、押し出し具23に押された痕が残る。
製品の押し出し具23に押された痕の有る部分の厚みは、平板状の材料の厚みよりも薄くなっている。
一方、大量生産する製品の形状が決定するまでは、サンプルカッターにより試作をおこなうことが通例となっている。
以下に、サンプルカッターの構成を、図を基に、説明する。
図13は、従来のサンプルカッターの正面図である。図14は、従来のサンプルカッターの側面図である。図15は、従来の工作ヘッドの側面断面図である。
一般的なサンプルカッターは、X−Yプロッタに加工工具を保持した工作ヘッドを設けた装置である。
サンプルカッターは、被工作保持台100と工作ヘッド200と工作ヘッド移動機構300と制御装置(図示せず)とで構成される。
被工作保持台100が、被工作物10を保持面Sに保持する。
工作ヘッド200が、保持面Sに保持された被工作物10を切ることをできる加工工具を持っている。
工作ヘッド移動機構300は、工作ヘッド200を保持面Sに平行に移動する機構である。
以下にサンプルカッターの作用を説明する。
シート状材料(被工作物10に相当する)を保持面Sに保持させる。
制御装置により制御して、工作ヘッド移動機構300が工作ヘッド200を保持面Sに平行に移動させると、加工工具210がシート状材料10を所望の形状に切断する。
シート状材料10から打ち抜き屑を分離して、所望の形状を持った製品を得ることができる。
サンプルカッターを使用して製作した製品を組み立てて、梱包箱を造る。
定められた強度試験を行なって、梱包箱の強度を確認する。
梱包箱の使い勝手や強度が、要求を満足していることを確認すると、梱包箱の設計が確定する。
設計が確定した梱包箱を大量生産できる様に、打ち抜き型20を製作する。
打ち抜き型20を製作すると、打ち抜き装置に組み込んで、梱包箱を大量生産できる。
上述した様に、打ち抜き装置を用いて製作した梱包箱には、押し出し具23に押された痕が残っている。
その結果、サンプルカッターで試作した梱包箱に較べて、打ち抜き装置を用いて製作した梱包箱の強度が低くなるという不具合があった。
特開平10−175197号
本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出されたもので、簡易な手順と簡易な構造で、平板状の被工作物を加工する工作装置と工作方法とを提供しようとする。
上記目的を達成するため、本発明に係る平板状の被工作物を加工する工作装置を、被工作物を保持する保持面を持った被工作物保持台と、前記保持面に保持された被工作物を切ることをできる加工工具を有する工作ヘッドと、前記工作ヘッドを前記保持面に沿って移動させることをできる工作ヘッド移動機構と、前記加工工具が切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物を押し潰しながら面に接して移動する押し込み部材を有する押し込み機構と、を備えるものとした。
上記本発明の構成により、被工作物保持台が被工作物を保持する保持面を持つ。工作ヘッドの加工工具が前記保持面に保持された被工作物を切ることをできる。工作ヘッド移動機構が前記工作ヘッドを前記保持面に沿って移動させることをできる。押し込み機構の押し込み部材が、前記加工工具が切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物を押潰しながら面に接して移動する。その結果、被工作物を保持面に保持させて、工作ヘッドを前記保持面に平行に移動すると加工工具が被工作物を切り、押し込み部材が被工作物の切断線に沿って被工作物の面を押潰すことをできる。
上記目的を達成するため、本発明に係る平板状の被工作物を加工する工作装置を、被工作物を保持する保持面を持った被工作物保持台と、前記保持面に保持された被工作物を切ることをできる加工工具を有する工作ヘッドと、前記工作ヘッドを前記保持面に沿って移動させることをできる工作ヘッド移動機構と、前記加工工具が切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物の面に接して転動するローラである押し込み部材と該押し込み部材を転動自在に支持し前記工作ヘッドに支持される押し込み部材ホルダとを有する押し込み機構と、を備えるものとした。
上記本発明の構成により、被工作物保持台が被工作物を保持する保持面を持つ。工作ヘッドの加工工具が前記保持面に保持された被工作物を切ることをできる。工作ヘッド移動機構が前記工作ヘッドを前記保持面に沿って移動させることをできる。押し込み機構の押し込み部材が、前記加工工具が切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物の面に接して転動する。押し込み機構の押し込み部材ホルダが、前記押し込み部材を転動自在に支持し前記工作ヘッドに支持される。その結果、被工作物を保持面に保持させて、工作ヘッドを前記保持面に平行に移動すると、加工工具が被工作物を切り、押し込み部材が被工作物の切断線に沿って被工作物の面を押すことをできる。
さらに、本発明の実施形態に係る工作装置は、前記押し込み部材が被工作物を押潰しながら被工作物の面に接して転動する。
上記本発明の構成により、前記押し込み部材が被工作物を押潰すことをできるので、被工作物の前記切断線に沿った箇所に押潰された痕を残すことをできる。
さらに、本発明の実施形態に係る工作装置は、前記押し込み機構が前記切断線を跨いで両側に配置され前記切断線に沿って被工作物の面に接して各々に移動する1対の前記押し込み部材を有する。
上記本発明の構成により、1対の前記押し込み部材が前記切断線を跨いで両側に配置され前記切断線に沿って被工作物の面に接して各々に移動する。その結果、被工作物の前記切断線にを跨いだ両側の面を押すことができる。
さらに、本発明の実施形態に係る工作装置は、前記加工工具が前記保持面に保持された被工作物に突き刺して切ることをできる刃先を持つカッターと該カッターを前記保持面に交差する方向に往復移動させることをできる加工工具本体とを有し、前記押し込み部材が前記カッターの横に位置し前記カッターの進行方向に沿って被工作物の面に接して移動する。
上記本発明の構成により、カッターが前記保持面に保持された被工作物に突き刺して切ることをできる。加工工具本体がカッターを前記保持面に交差する方向に往復移動させることをできる。前記押し込み部材が前記カッターの横に位置し前記カッターの進行方向に沿って被工作物の面に移動する。その結果、カッターが被工作物を切断すると同時に、カッターで切断した切断線に沿った箇所を押すことをできる。
さらに、本発明の実施形態に係る工作装置は、前記押し込み機構が前記押し込み部材と前記保持面との相対距離を伸縮可能に前記押し込み部材を移動させる押し込み移動機構を有する。
上記本発明の構成により、押し込み移動機構が前記押し込み部材と前記保持面との相対距離を伸縮可能に前記押し込み部材を移動させる。その結果、被工作物の切断線に沿った面を押し込む寸法を切断線に沿って変化させることをできる。
上記目的を達成するために、本発明に係る平板状の被工作物を加工する工作方法を、
被工作物を切ることをできる加工工具と被工作物の面に接する押し込み部材とを準備する準備工程と、加工工具で被工作物を切る切断工程と、前記押し込み部材を前記加工工具で切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物を押潰しながら面に接して移動させる押し込み工程と、を備えるものとした。
上記発明の構成により、加工工具で被工作物を切る。前記押し込み部材を前記加工工具で切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物を押潰しながら移動させる。その結果、加工工具が被工作物を切った被工作物の切断線に沿って被工作物の面に押潰した痕を残すことをできる。
上記目的を達成するため、本発明に係る平板状の被工作物を加工する工作方法を、被工作物を切ることをできる加工工具と被工作物の面に接して転動できるローラである押し込み部材とを準備する準備工程と、加工工具で被工作物を切る切断工程と、前記押し込み部材を前記加工工具で切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物の面に接して転動させる押し込み工程と、を備えるものとした。
上記本発明の構成により、加工工具で被工作物を切る。前記押し込み部材を前記加工工具で切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物の面に接して転動させる。その結果、加工工具が被工作物を切った被工作物の切断線に沿って被工作物の面を押すことをできる。
さらに、本発明の実施形態に係る工作方法は、前記押し込み工程が前記押し込み部材を被工作物を押潰しながら被工作物の面に接して転動させる。
上記本発明の構成により、前記押し込み部材を被工作物を押潰しながら被工作物の面に転動させる。その結果、被工作物の前記切断線に沿った面に押潰された痕を残すことをできる。
さらに、本発明の実施形態に係る工作方法は、前記切断工程と前記押し込み工程とを前記切断線に沿って同時に行なう。
上記本発明の構成により、前記加工工具で被工作物を切ると同時に、前記押し込み部材を前記加工工具で切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物の面に接して転動または移動させる。その結果、効率よく、被工作物の切断線に沿って被工作物の面を押すことをできる。
さらに、本発明の実施形態に係る工作方法は、前記準備工程が1対の前記押し込み部材を準備し、前記押し込み工程が1対の前記押し込み部材を前記切断線の両側に配置し前記切断線に沿って被工作物の面に接して転動させる。
上記本発明の構成により、1対の前記押し込み部材を前記切断線の両側に配置し前記切断線に沿って被工作物の面に接して転動させる。その結果、被工作物の前記切断線にを跨いだ両側の面を押すことができる。
以上説明したように本発明に係る工作装置と工作方法は、その構成により、以下の効果を有する。
被工作物を被工作物保持台の保持面に保持し、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを保持面に沿って移動させ、工作ヘッドの加工工具が被工作物を切ることをでき、押し込み部材ホルダに回転支持された押し込み部材を加工工具が切ってできる被工作物の切断線に沿った面に接して移動させ様にしたので、被工作物の切断線に沿って被工作物の面を押すことをできる。
また、前記押し込み部材が被工作物を押潰しながら移動する様にしたので、被工作物の前記切断線に沿った面に押潰された痕を残すことができる。
また、前記押し込み部材が被工作物を押潰しながら転動する様にしたので、被工作物の前記切断線に沿った面に押潰された痕を残すことができる。
また、1対の前記押し込み部材が前記切断線を跨いで両側に配置され前記切断線に沿って被工作物の面を各々に移動する様にしたので、被工作物の前記切断線を跨いだ両側の面を押すことができる。
また、カッターが前記保持面に保持された被工作物を切ることをでき、カッターを前記保持面に交差する方向に往復移動させることをでき、前記押し込み部材が前記カッターの横に位置し前記カッターの進行方向に沿って被工作物の面に移動する様にしたので、カッターが被工作物を切ると同時に、刃先で切断した切断線に沿った箇所を押すことをできる。
また、押し込み移動機構で前記押し込み部材と前記保持面との相対距離を伸縮可能に前記押し込み部材を移動させる様にしたので、被工作物の切断線に沿った面を押し込む寸法を切断線に沿って変化させることをできる。
また、加工工具で被工作物を切り、前記押し込み部材を前記加工工具で切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物を押潰しなから移動させる様にしたので、加工工具が被工作物を切った被工作物の切断線に沿って被工作物の面に押潰した痕を残すことをできる。
また、加工工具で被工作物を切り、前記押し込み部材を前記加工工具で切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物の面に接して転動させる様にしたので、被工作物の切断線に沿って被工作物の面を押すことをできる。
また、前記押し込み部材を被工作物を押潰しながら被工作物の面に転動させる様にしたので、被工作物の前記切断線に沿った面に押潰された痕を残すことをできる。
また、前記加工工具で被工作物を切ると同時に、前記押し込み部材を前記加工工具で切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物の面に接して転動させる様にしたので、効率よく、加工工具が被工作物を切ると同時に、被工作物の切断線に沿った被工作物の面を押すことをできる。
また、1対の前記押し込み部材を前記切断線の両側に配置し前記切断線に沿って被工作物の面に転動させる様にしたので、被工作物の前記切断線を跨いだ両側の面を押すことができる。
従って、簡易な手順と簡易な構造で、平板状の被工作物を加工する工作装置と工作方法とを提供できる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る工作ヘッドの側面図である。図2は、本発明の実施形態に係る工作ヘッドの側面断面図である。
工作装置は、平板状の被工作物を加工する装置である。
例えば、被工作物が定尺の厚紙(例えば、段ボール紙)や発泡スチロール製板材やプラスチック製板材であって、厚紙や発泡スチロール製板材を所定の形状にカットして、段ボール箱や中子等に組み立てることのできる切り抜きを製造するには、工作ヘッドと工作ヘッドを厚紙の面に沿って移動することをできる移動機構とを備えた工作装置を用いる。工作ヘッドは、厚紙を切断する加工工具と厚紙に折り目を付ける罫線ツールとを設けられる。
この様な工作装置はサンプルカッターと呼称される。
サンプルカッターは、直交するX軸とY軸とで構成される平面に厚紙を固定し、工作ヘッドをX軸とY軸とに沿って移動させて、厚紙を工作する。
例えば、移動機構は、X軸移動機構とY軸移動機構とで構成される。X軸移動機構がY軸方向に長手方向を延ばした横桁をX軸方向に移動させる。Y軸移動機構が工作ヘッドを横桁の上でY軸方向に移動させる。
説明の容易のために、X軸とY軸とで構成される平面をXY平面と、XY平面に交差する方向に沿って伸びる軸をZ軸と、呼称する。
以下では、工作装置がサンプルカッターである場合を例に説明する。
工作装置は、被工作物保持台100と工作ヘッド200と工作ヘッド移動機構300と押し込み機構400とで構成される。
被工作物保持台100は、被工作物を保持する保持面Sを持った構造である。
例えば、被工作物保持台100は、保持台基礎110と保持台パッド120と架台130とで構成される。
例えば、保持台基礎110は、ハニカム構造の板構造体である。保持台基礎110の平行する2辺がX軸に沿い、直交する他の2辺がY軸に沿う。
工作装置がサンプルカッターである場合は、保持台基礎110は一方の表面に真空吸着機能を持った板材である。一方の表面を表側と呼称し、他の表面を裏側と呼称する。
保持台パッド120は、通気性のある樹脂製のマットであり、保持台基礎110の表面に貼られている。
保持台パッド120の表面が保持面Sに相当する。
被工作物10を保持面Sに置いて、被工作物保持台100の真空吸着機能を発揮させると、被工作物10が保持面Sに保持される。
架台130は、保持台基礎110を支持する。
工作ヘッド200は、保持面Sに保持された被工作物10を加工するものであって、加工工具210と工作ヘッド基礎台220と工作ヘッド移動台230と工作ヘッド回転台240と加工工具昇降機構250と加工工具回転機構260とで構成される。
加工工具210は、被工作物を切ることをできるツールである。
例えば、加工工具210は、カッター211とカッター保持具212と加工工具本体213とロータリジョイント214とで構成される。
カッター211は、被工作物10に突き刺す刃先を持った刃である。
カッター保持具212は、カッター211を保持し、加工工具本体に支持される部材である。
加工工具本体213は、圧搾空気によりカッター保持具212をZ軸に沿った方向に高速に往復運動させる部材である。
ロータリジョイント214は、加工工具本体213に圧縮空気を供給するための配管接続部材である。
工作ヘッド基礎台220は、後述する工作ヘッド移動機構300に支持され移動される基礎構造である。
例えば、工作ヘッド基礎台220は、後述するY軸横桁311にY軸方向に沿って設けられたY軸リニアガイド312にY軸方向に移動自在に案内される構造体である。
工作ヘッド基礎台220は、Y軸駆動モータ(図示せず)によりY軸リニアガイド312に案内されY軸方向に往復移動する。
工作ヘッド移動台230は、工作ヘッド基礎台220にZ軸に沿った方向に移動自在に案内される構造体である。
工作ヘッド移動台230は、工作ヘッド基礎台220に設けられZ軸に沿って伸びるリニアガイドに支持され、加工工具昇降機構250に駆動されて、Z軸に沿って往復移動可能である。
工作ヘッド回転台240は、加工工具210を保持し、工作ヘッド移動台230にZ軸回りに回転自在に案内される構造体である。
工作ヘッド回転台240は、軸受けを介して工作ヘッド移動台230に支持される。
工作ヘッド回転台240は、加工工具回転機構260によりZ軸回りに揺動可能である。
加工工具210は、工作ヘッド回転台に240に固定される。
加工工具昇降機構250は、加工工具210をZ軸に沿って昇降させ停止させる駆動機構である。
例えば、加工工具昇降機構250は、電気モータ251と駆動ベルト252とで構成される。
電気モータ251は、工作ヘッド基礎台220に固定され、回転軸に駆動プーリを持つ。
駆動ベルト252は、電気モータ251の駆動プーリと工作ヘッド基礎台に回転自在に固定された従動プーリ(図示せず)に掛け渡される。
工作ヘッド移動台230が、駆動ベルト252の1箇所に固定される。
その結果、電気モータ251を正転または逆転すると、それに伴って、工作ヘッド移動台230に固定された加工工具210がZ軸に沿って前進または後進し、カッター211の先端部が保持面Sに接近し、離間する。
加工工具回転機構260は、加工工具210をZ軸回りに揺動させ停止させる機構である。
例えば、加工工具回転機構260は、電気モータ261と駆動ベルト262とで構成される。
電気モータ261は、工作ヘッド移動台230に固定され、回転軸に駆動プーリを持つ。
駆動ベルト262は、駆動プーリと工作ヘッド回転台240の周囲に架け渡される。
その結果、電気モータ261を正転または逆転すると、工作ヘッド回転台240に固定された加工工具210がZ軸回りに一方へ回転し、カッターの刃先がZ軸回りのどちらかの向きに向く。
工作ヘッド移動機構300は、工作ヘッド200を保持面Sに沿って移動させることをできる機構である。
例えば、工作ヘッド移動機構300は、工作ヘッド200を保持面Sに平行に移動させる。
例えば、工作ヘッド移動機構300は、X軸移動機構(図示せず)とY軸移動機構310とで構成される。
X軸移動機構が、Y軸移動機構310をX軸方向に往復移動し停止する。
X軸移動機構は、X軸リニアガイド(図示せず)とX軸駆動機構(図示せず)とで構成される。
X軸リニアガイドは、被工作物保持台のX軸に沿った2辺の付近に位置し、X軸に沿った方向に伸びたリニアガイドである。Y軸移動機構310は、X軸リニアガイドにX軸方向に往復移動自在に案内される。
X軸駆動機構は、駆動ベルトと電気モータとで構成される。
電気モータは、被工作物保持台100に固定され、出力軸に駆動プーリを持つ。
駆動ベルトは、駆動プーリと被工作物保持台100に固定された従動プーリとに架け渡されるタイミングベルトである。
Y軸移動機構310が、駆動ベルトの1箇所に固定される。
その結果、電気モータを正転または逆転させると、Y軸移動機構がX軸に沿って前進または後進する。
Y軸移動機構310が工作ヘッド200をY軸方向に往復移動させ停止させる
例えば、Y軸移動機構310は、Y軸横桁311とY軸リニアガイド312とY軸駆動機構(図示せす)とで構成される。
Y軸横桁311は、Y軸に沿って伸びる桁構造体である。Y軸横桁311の両端部が、X軸リニアガイドにX軸に沿って移動自在に案内される。
Y軸リニアガイド312は、Y軸横桁311に固定され、Y軸に沿って伸びるリニアガイドである。
工作ヘッド200は、Y軸リニアガイド312にY軸に沿って往復移動可能に案内される。
Y軸移動機構は、工作ヘッド200をY軸方向に駆動する機構であり、電気モータと駆動ベルトとで構成される。
電気モータが、Y軸横桁の長手方向の一方の端部に固定され、出力軸に駆動プーリをもつ。
従動プーリが、Y軸横桁の長手方向の他方の端部に設けられる。
駆動ベルトが、駆動プーリと従動プーリとに架け渡される。
工作ヘッドが駆動プーリの1箇所に固定される。
その結果、電気モータが正転または逆転すると、工作ヘッド200がY軸に沿って往復移動する。電気モータが停止すると、工作ヘッド200が停止する。
X軸移動機構がY軸移動機構310をX軸に沿って往復移動させると、工作ヘッド200がX軸に沿って往復移動する。
その結果、加工工具昇降機構250により加工工具210をZ軸に沿って保持面Sに近づけて、加工工具210のカッター211の先端が、保持面Sの直近に位置する様にすることをできる。
その様にした状態で、加工工具回転機構260によりカッター211の刃先をカッター211の進行方向に向け、X軸移動機構とY軸移動機構により工作ヘッド200を保持面Sに沿って移動させる。
被工作物10が保持面Sに保持されていると、加工工具210が被工作物10を切ることをできる。
ここで、被工作物が切られてできた線を切断線Gと呼称する。
押し込み機構400は、加工工具210が切ってできる被工作物の切断線Gに沿って、被工作物の面を押すことをできる機構である。
押し込み機構400は、押し込み部材410と押し込み部材ホルダ420と押し込みスペーサ430と押し込み基礎台440とで構成される。
押し込み部材410は、切断線Gに沿って被工作物10の面に接して転動するローラである。
ここで、「転動する」とは、「回転しつつ移動する」ことをいう。
加工工具が被工作物を切る際に、押し込み部材410が被工作物を押潰すことをできてもよい。
1個の押し込み部材410が、切断線Gを跨いで片側に配置され、切断線Gに沿って被工作物の面に接して転動していてもよい。
1個の押し込み部材410が、カッター211の横に位置し、カッター211の進行方向に沿って被工作物10の面に接して転動してもよい。
1対の押し込み部材410が、切断線Gを跨いで両側に配置され、切断線Gに沿って被工作物の面に接して各々に転動していてもよい。
1対の押し込み部材410が、カッター211の横に向かいあって位置し、カッター211の進行方向に沿って被工作物10の面に接して転動してもよい。
押し込み部材ホルダ420は、押し込み部材410を転動自在に支持し工作ヘッド200に支持される部材である。
例えば、押し込み部材ホルダ420は、工作ヘッド回転台240の端部に支持される。
押し込みスペーサ430は、押し込み部材410と保持面Sとの相対距離を調整する部際である。
例えば、押し込みスペーサ430は、カッター211の先端部と押し込み部材410の転動面とのZ軸に沿った向きの相対距離を調整できる。
複数の異なる厚みを持った押し込みスペーサ430のなかから、任意の厚みを持った尾押し込みスペーサ430を選択すると、カッター211の先端部と押し込み部材410の転動面とのZ軸に沿った向きの相対距離を任意に選択できる。
その結果、押し込み部材410と保持面Sとの相対距離を調整することをできる。
押し込み基礎台440は、工作ヘッド回転台240の端部に固定され、押し込み部材ホルダ420が嵌合される部材である。
押し込み基礎台440が、ボルトにより工作ヘッド回転台240に固定される。
押し込み部材ホルダ420が、押し込み基礎台440に案内され、Z軸方向に移動可能である。止めねじが、押し込み部材ホルダ420と押し込み基礎台440とのZ軸方向の相対移動を固定することをできる。
押し込みスペーサ430は、押し込み部材ホルダ420と押し込み基礎台440との間に嵌合する。
以下に、本発明の第一の実施形態に係る押し込み機構を、図を基に、説明する。
図3は、本発明の第一の実施形態に係る押し込み機構の正面断面図である。図4は、本発明の第一の実施形態に係る押し込み機構の側面断面図である。
1対の押し込み部材410a,410bが、カッター211を挟んで、カッター211が切った切断線Gに沿って面に接して転動する。
一個の押し込み部材410は、円錐台形の形状を持つローラである。円錐台形の円錐面が、被工作物10の面に接する様に、押し込み部材410が押し込み部材ホルダ420に回転自在に固定される。
工作ヘッド回転台240が保持面Sに保持された被工作物10に接近すると、カッター211が被工作物を切り、押し込み部材410a、410bの円錐面が、切断線Gに沿って被工作物を押潰す。
工作ヘッド200を保持面Sに沿って移動させると、カッター211が被工作物を切って切断線を作る。押し込み部材410a、410bの円錐面が、転動しながら、切断線に沿った箇所を押潰す。
工作ヘッド200が退避すると、切断線に沿って円錐面の長さ寸法と同数寸法の幅をもった箇所を押潰された痕が被工作物にできあがる。
次に、本発明の第二の実施形態に係る押し込み機構を、図を基に、説明する。
図5は、本発明の第二の実施形態に係る押し込み機構の正面断面図である。図6は、本発明の第二の実施形態に係る押し込み機構の側面断面図である。
1対の押し込み部材410a、410bが、カッター211を挟んで、カッター211が切った切断線Gに沿って面に接して転動する。
押し込み部材410は、略円筒形形状を持つローラである。略円筒形状の側面が、被工作物10の面に接する様に、押し込み部材410a、410bが押し込み部材ホルダ420に回転自在に固定される。
カッター211が、1対の押し込み部材の円形の端面に挟まれる。
工作ヘッド回転台240が保持面Sに保持された被工作物に接近すると、カッター211が被工作物を切り、押し込み部材410a、410bの側面が、転動しながら切断線Gに沿って被工作物を押潰す。
工作ヘッド200を保持面Sに沿って移動させると、カッター211が被工作物を切って切断線を作る。押し込み部材410a、410bの側面が、転動しながら切断線に沿った箇所を押潰す。
工作ヘッド200が退避すると、切断線に沿った略円筒形の高さ寸法と同寸法の幅をもった箇所を押潰された工作物ができあがる。
次に、本発明の第三の実施形態に係る押し込み機構を、図を基に、説明する。図7は、本発明の第三の実施形態に係る押し込み機構の正面断面図である。
1対の押し込み部材410a、410bが、カッター211を挟んで、カッター211が切った切断線Gに沿って面を転動する。
押し込み部材410は、笠状の形状をする外形をもつローラである。笠状の形状は、円錐台形の形状の円錐面と小さい直径を持った円形平面とが滑らかな曲面で繋がっている。笠状の円錐面が、被工作物10の面に接する様に、押し込み部材410aが押し込み部材ホルダ420に回転自在に固定される。
カッター211が、1対の押し込み部材に挟まれる。
工作ヘッド回転台240が保持面Sに保持された被工作物に接近すると、カッター211が被工作物を切り、押し込み部材410a、410bの笠状の円錐面が、切断線Gに沿って被工作物を押潰す。
工作ヘッド200を保持面Sに沿って移動させると、カッター211が被工作物を切って切断線を作る。押し込み部材410a、410bの円錐面が、転動しながら切断線に沿った箇所を押潰す。
工作ヘッド200が退避すると、切断線に沿った笠状の側面の寸法と同寸法の幅をもった箇所を押潰された工作物ができあがる。
次に、本発明の第四の実施形態に係る押し込み機構を、図を基に、説明する。
図8は、本発明の第四の実施形態に係る押し込み機構の正面断面図である。
押し込み機構400は、加工工具210が切ってできる被工作物の切断線Gに沿って、被工作物の面を押すことをできる機構である。
押し込み機構400は、押し込み部材410と押し込み部材ホルダ420と押し込み基礎台440とホルダ保持具450と押し込み移動機構460とで構成される。
押し込み部材410と押し込み部材ホルダ420と押し込み基礎台440の構造は、第一乃至第三の実施形態に係るものと同じなので、説明を省略する。
押し込み移動機構460は、押し込み部材410と保持面Sとの相対距離を伸縮可能に押し込み部材ホルダを移動させる機構である。
ホルダ保持具450が、押し込み部材ホルダ420にZ軸回りに回転自由に固定される。ホルダ保持具450は、回転軸受を介して、押し込み部材ホルダ420を保持する。
押し込み移動機構460は、ホルダ保持具450をZ軸に沿って往復移動させまた停止させる機構である。例えば、押し込み移動機構460は、直動シリンダである。
押し込み移動機構460が、ホルダ保持具450をZ軸に沿って往復移動すると、押し込み部材410の転動面とカッター211の先端部との相対距離が変化する。
その結果、押し込み部材410と保持面Sとの相対距離を伸縮可能に押し込み部材ホルダを移動させることをできる。
次に、本発明の第五の実施形態に係る押し込み機構を、図を基に、説明する。 図9は、本発明の第五の実施形態に係る押し込み機構の正面断面図である。図10は、本発明の第五の実施形態に係る押し込み機構の側面断面図である。
押し込み機構400は、加工工具210が切ってできる被工作物の切断線Gに沿って、被工作物の面を押すことをできる機構である。
押し込み機構400は、加工工具210が切ってできる被工作物の切断線Gに沿って、被工作物の面を押潰してもよい。
押し込み機構400は、押し込み部材410と押し込み部材ホルダ420と押し込み基礎台440とで構成される。
押し込み部材ホルダ420と押し込み基礎台440の構造は、第一乃至第三の実施形態に係る押し込み部材ホルダ420と押し込み基礎台440とと同じなので、説明を省略する。
押し込み部材410は、保持面Sに対面する箇所が滑らかな2次元曲面を持つ。2次元曲面が、被工作物10の面に接する様に、押し込み部材410が押し込み部材ホルダ420に固定される。
カッター211が、2次元曲面に設けられた貫通穴を貫通する。
工作ヘッド回転台240が保持面Sに保持された被工作物に接近すると、カッター211が被工作物を切り、押し込み部材410の2次元曲面が、切断線Gに沿って被工作物を押潰す。
工作ヘッド200を保持面Sに沿って移動させると、カッター211が被工作物を切って切断線を作る。押し込み部材410の2次元曲面が、切断線に沿った箇所を押潰す。
工作ヘッド200が退避すると、切断線に沿った2次元曲面の寸法と同寸法の幅をもった箇所を押潰された工作物ができあがる。
次に、本発明の第一の実施形態に係る工作方法を、説明する。
第一の実施形態に係る工作方法は、平板状の被工作物を加工する工作方法であり、準備工程と切断工程と押し込み工程とで構成される。
準備工程は、加工工具と押し込み部材とを準備する工程である。
加工工具は、被工作物を切ることをできるものである。
押し込み部材は、被工作物の面に接する部材である。
切断工程は、加工工具で被工作物を切る工程である。
加工工具で被工作物を切ってできた線を切断線と呼称する。
押し込み工程は、押し込み部材を加工工具で切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物を押潰しながら面に接して移動させる工程である。
この結果、被工作物の切断線に沿って所定の幅で押潰された箇所ができあがる。
次に、本発明の第二の実施形態に係る工作方法を、説明する。
工作方法は、平板状の被工作物を加工する工作方法であり、準備工程と切断工程と押し込み工程とで構成される。
準備工程は、加工工具と押し込み部材とを準備する工程である。
加工工具は、被工作物を切ることをできるものである。
押し込み部材は、被工作物の面に接して転動できるローラである。
押し込み部材の転動面が工作物の面に接した状態で、押し込み部材を回転させることをできる。
切断工程は、加工工具で被工作物を切る工程である。
加工工具で被工作物を切断してできた線を切断線と呼称する。
押し込み工程は、押し込み部材を加工工具で切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物の面に接して転動させる工程である。
押し込み部材を被工作物を押潰しながら被工作物の面に転動させてもよい。
切断工程と押し込み工程とを切断線に沿って同時に行なってもよい。
1対の押し込み部材を、切断線の両側に配置し、切断線に沿って被工作物の面に転動させてもよい。
上述の実施形態に係る平板状の被工作物を加工する工作装置と工作方法とを用いれば、以下の効果を発揮する。
被工作物を被工作物保持台の保持面に保持し、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを保持面に平行に移動させ、工作ヘッドの加工工具が被工作物を切ることをでき、押し込み部材を加工工具が切ってできる被工作物の切断線に沿って面に接して移動させる様にしたので、工作ヘッドを保持面Sに平行に移動すると、押し込み部材が被工作物の切断線に沿って被工作物の面を押すことをできる。
被工作物を被工作物保持台の保持面に保持し、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを保持面に平行に移動させ、工作ヘッドの加工工具が被工作物を切ることをでき、押し込み部材ホルダに回転支持された押し込み部材を加工工具が切ってできる被工作物の切断線に沿って面に接して転動させる様にしたので、工作ヘッドを保持面Sに平行に移動すると、加工工具が被工作物を切り、押し込み部材が被工作物の切断線に沿って被工作物の面を押すことをできる。
また、押し込み部材410が被工作物を押潰しながら転動する様にしたので、被工作物の切断線Gに沿った面に押潰した痕を残すことをできる。
また、1対の前記押し込み部材が切断線Gを跨いで両側に配置され、切断線Gに沿って被工作物の面を各々に転動する様にしたので、被工作物の切断線Gを跨いだ両側の面を押し込むことをできる。
また、加工工具210が保持面Sに保持された被工作物に突き刺して切ることをできるカッターを持ち、加工工具本体がカッター211を保持面Sに交差する方向に往復移動させることをでき、押し込み部材410がカッター211の横に位置しカッター211の進行方向に沿って被工作物の面に転動する様にしたので、カッターが被工作物を切断し、カッターで切断した切断線に沿った箇所を押すことをできる。
また、押し込みスペーサで押し込み部材410とカッター211の先端との相対距離を調整することで、押し込みスペーサが押し込み部材410と保持面Sとの相対距離を調整する様にしたので、被工作物の切断線に沿った面を押し込む寸法を調整できる。
また、押し込み移動機構が押し込み部材410と保持面Sとの相対距離を伸縮可能に押し込み部材ホルダ410を移動させる様にしたので、被工作物の切断線に沿った面を押し込む寸法を切断線に沿って変化させることをできる。
また、この工作装置で製作したシート状部材を組み立てて製作した梱包箱の強度は、打ち抜き装置で製作した梱包箱の強度と略一致するので、梱包箱の設計が容易になる。
また、押し込み部材を円錐台形の形状をもつローラとし、円錐面を被工作物の面に転動する様にしたので、カッターの回りの空間に余裕ができて、円錐面の幅と円錐の直径を任意に選択でき、被工作物を押潰す力を任意に設定できる。
また、押し込み部材を円筒形状の形状をもつローラであり、側面を被工作物の面に転動する様にしたので、押し込み力を無理なく押し込み部材から被工作物に伝えることをできる。
加工工具210で被工作物を切り、押し込み部材を加工工具210で切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物を押潰しなから移動させる様にしたので、押し込み部材が加工工具が被工作物を切った被工作物の切断線に沿って被工作物の面に押潰した痕をのこすことをできる。
また、加工工具で被工作物を切り、押し込み部材を加工工具で切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物の面に接して転動させる様にしたので、押し込み部材が加工工具が被工作物を切った被工作物の切断線に沿って被工作物の面を押すことをできる。
また、押し込み部材を被工作物を押潰しながら被工作物の面に転動させる様にしたので、被工作物10の切断線Gに沿った面に押潰した痕を残すことをできる。
また、加工工具210で被工作物を切るときに、押し込み部材410を加工工具210で切ってできる被工作物の切断線Gに沿って被工作物の面に接して転動させる様にしたので、効率よく、加工工具が被工作物を切り、押し込み部材が被工作物の切断線Gに沿って被工作物の面を押すことをできる。
また、1対の押し込み部材410a、410bを切断線Gの両側に配置し切断線Gに沿って被工作物の面に接して転動させる様にしたので、被工作物の切断線Gを跨いだ両側の面を押すことができる。
本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
加工工具を往復運動をするカッターで被工作物を切断するものとして説明したが、これに限定されず、例えば、レーザで被工作物を切断するものであってもよい。
加工工具がレーザ加工機である場合、レーザビームがカッターの替わりに該当する。
1対の押し込みローラで被工作物を押す例で説明したがこれに限定されず、例えば、1個の押し込み部材で被工作物を押してもよい。
本発明の実施形態に係る工作ヘッドの側面図である。 本発明の実施形態に係る工作ヘッドの側面断面図である。 本発明の第一の実施形態に係る押し込み機構の正面断面図である。 本発明の第一の実施形態に係る押し込み機構の側面断面図である。 本発明の第二の実施形態に係る押し込み機構の正面断面図である。 本発明の第二の実施形態に係る押し込み機構の側面断面図である。 本発明の第三の実施形態に係る押し込み機構の正面断面図である。 本発明の第四の実施形態に係る押し込み機構の正面断面図である。 本発明の第五の実施形態に係る押し込み機構の正面断面図である。 本発明の第五の実施形態に係る押し込み機構の側面断面図である。 従来の打ち抜き装置の平面図である。 従来の打ち抜き装置の作用説明図である。 従来のサンプルカッターの正面図である。 従来のサンプルカッターの側面図である。 従来の工作ヘッドの側面断面図である。
符号の説明
S 保持面
G 切断線
10 被工作物
20 打ち抜き型
21 型基礎板
22 打ち抜き刃
23 押し出し具
30 型保持具
40 押し器具
100 被工作物保持台
110 保持台基礎
120 保持台パッド
130 架台
200 工作ヘッド
210 加工工具
211 カッター
212 カッター保持具
213 加工工具本体
214 ロータリジョイント
220 工作ヘッド基礎台
230 工作ヘッド移動台
240 工作ヘッド回転台
250 加工工具昇降機構
251 電気モータ
252 駆動ベルト
260 加工工具回転機構
300 工作ヘッド移動機構
310 Y軸移動機構
311 Y軸横桁
312 Y軸リニアガイド
400 押し込み機構
410 押し込み部材
420 押し込み部材ホルダ
430 押し込みスペーサ
440 押し込み基礎台
450 ホルダ保持具
460 押し込み移動機構

Claims (11)

  1. 平板状の被工作物を加工する工作装置であって、
    被工作物を保持する保持面を持った被工作物保持台と、
    前記保持面に保持された被工作物を切ることをできる加工工具を有する工作ヘッドと、
    前記工作ヘッドを前記保持面に沿って移動させることをできる工作ヘッド移動機構と、
    前記加工工具が切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物を押潰しながら面に接して移動する押し込み部材を有する押し込み機構と、
    を備えることを特徴とする工作装置。
  2. 平板状の被工作物を加工する工作装置であって、
    被工作物を保持する保持面を持った被工作物保持台と、
    前記保持面に保持された被工作物を切ることをできる加工工具を有する工作ヘッドと、
    前記工作ヘッドを前記保持面に沿って移動させることをできる工作ヘッド移動機構と、
    前記加工工具が切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物の面に接して転動するローラである押し込み部材と該押し込み部材を転動自在に支持し前記工作ヘッドに支持される押し込み部材ホルダとを有する押し込み機構と、
    を備えることを特徴とする工作装置。
  3. 前記押し込み部材が被工作物を押潰しながら被工作物の面に接して転動する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の工作装置。
  4. 前記押し込み機構が前記切断線を跨いで両側に配置され前記切断線に沿って被工作物の面に接して各々に移動する1対の前記押し込み部材を有する、
    ことを特徴とする請求項1または請求項2のうちのひとつに記載の工作装置。
  5. 前記加工工具が前記保持面に保持された被工作物を切ることをできる刃先を持つカッターと該カッターを前記保持面に交差する方向に往復移動させることをできる加工工具本体とを有し、
    前記押し込み部材が前記カッターの横に位置し前記カッターの進行方向に沿って被工作物の面に接して移動する、
    ことを特徴とする請求項1または請求項2のうちのひとつに記載の工作装置。
  6. 前記押し込み機構が前記押し込み部材と前記保持面との相対距離を伸縮可能に前記押し込み部材を移動させる押し込み部材移動機構を有する、
    ことを特徴とするは請求項1または請求項2のうちのひとつに記載の工作装置。
  7. 平板状の被工作物を加工する工作方法であって、
    被工作物を切ることをできる加工工具と被工作物の面に接する押し込み部材とを準備する準備工程と、
    加工工具で被工作物を切る切断工程と、
    前記押し込み部材を前記加工工具で切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物を押潰しながら面に接して移動させる押し込み工程と、
    を備えることを特徴とする工作方法。
  8. 平板状の被工作物を加工する工作方法であって、
    被工作物を切ることをできる加工工具と被工作物の面に接して転動できるローラである押し込み部材とを準備する準備工程と、
    加工工具で被工作物を切る切断工程と、
    前記押し込み部材を前記加工工具で切ってできる被工作物の切断線に沿って被工作物の面に接して転動させる押し込み工程と、
    を備えることを特徴とする工作方法。
  9. 前記押し込み工程が前記押し込み部材を被工作物を押潰しながら被工作物の面に接して転動させる、
    ことを特徴とする請求項8に記載の工作方法。
  10. 前記切断工程と前記押し込み工程とを前記切断線に沿って同時に行なう、
    ことを特徴とする請求項7または請求項8のうちのひとつに記載の工作方法。
  11. 前記準備工程が1対の前記押し込み部材を準備し、
    前記押し込み工程が1対の前記押し込み部材を前記切断線の両側に配置し前記切断線に沿って被工作物の面に接して移動させる、
    ことを特徴とする請求項7または請求項8のうちのひとつに記載の工作方法。
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