JP2008188724A - Cutting method and cutting device for workpiece - Google Patents
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Description
本発明は比較的細長いワークを短く切断する方法、及び切断装置に関するものである。 The present invention relates to a method for cutting a relatively long and narrow workpiece and a cutting apparatus.
縦・横及び高さが所定の寸法に仕上げられたワークを複数本の細い角棒に切断することが行われているが、この場合、ワークはカーボンやセラミックで出来ているトレイ(受け台)に接着・固定される。すなわち、トレイにワーク底面を固定し、この状態で該トレイを切断機のテーブル面に位置決めして切断加工が行われる。ところで、ワークをトレイに接着・固定する場合、ホットプレートの上に該トレイとワークを置いて温め、接着剤(ワックス)を接着面に塗布して該ワークをトレイ上面に位置決め・固定する。 Work that has been finished to the specified dimensions in length, width, and height is cut into multiple thin square bars. In this case, the work is a tray made of carbon or ceramic (cradle). Glued and fixed to. That is, the workpiece bottom surface is fixed to the tray, and in this state, the tray is positioned on the table surface of the cutting machine, and cutting is performed. By the way, when the workpiece is bonded and fixed to the tray, the tray and the workpiece are placed on a hot plate and heated, and an adhesive (wax) is applied to the bonding surface to position and fix the workpiece on the upper surface of the tray.
この際にワークを接着する力加減やワックスの塗布方法、ワックスの塗布厚さによってワークの位置決め精度が左右される。ワークを固定したトレイはマグネットテーブルに載せて位置決め・固定されるが、マグネットが効かないセラミックトレイなどはテーブル面に固定するに際して特別な治具が必要となる。又、磁気を嫌うワークであれば、マグネットテーブルの利用は出来ないので、治具を用いての位置決め・固定方法が採用される。 At this time, the positioning accuracy of the workpiece is affected by the force applied to the workpiece, the wax coating method, and the wax coating thickness. The tray on which the workpiece is fixed is positioned and fixed on the magnet table, but a special jig is required to fix the ceramic tray or the like on which the magnet does not work on the table surface. In addition, since a magnetic table cannot be used for a work that dislikes magnetism, a positioning / fixing method using a jig is employed.
そして、ワークが切断された後はトレイから取り除かなくてはならず、その為に高温に加熱して行われ、切断された部材からワックスが洗浄される。一方、トレイにワークを固着して切断する場合、トレイ面にもカッターの切断溝が形成され、該トレイの寿命も短くて、新たなトレイと度々交換しなくてはならない。このように、従来の切断加工には加工前の準備工程並びに加工後の後処理工程が必要となり、コスト高になってしまう。 And after a workpiece | work is cut | disconnected, it must remove from a tray, and it heats to high temperature for that purpose, and wax is wash | cleaned from the cut | disconnected member. On the other hand, when the workpiece is fixed to the tray and cut, a cutter cutting groove is also formed on the tray surface, the life of the tray is short, and it is necessary to frequently replace it with a new tray. As described above, the conventional cutting process requires a pre-processing step and a post-processing step after processing, which increases costs.
又、細い棒状のワークを細かく輪切りする切断加工を行う場合にも、該棒状ワークをトレイに接着・固定して該トレイと共に切断することは可能である。しかし、非能率的であると同時に接着する平坦な面を有す角棒であればトレイに接着・固定することも出来るが、丸棒や楕円棒のように湾曲した側面を有す棒状のワークの場合にはトレイ面に接着・固定することが出来ない。 Also, when performing a cutting process for finely cutting a thin rod-shaped workpiece, the rod-shaped workpiece can be bonded and fixed to the tray and cut together with the tray. However, if it is an inefficient square bar with a flat surface that adheres, it can be bonded and fixed to the tray, but it is a rod-shaped workpiece with a curved side surface such as a round bar or an elliptical bar. In this case, it cannot be bonded or fixed to the tray surface.
コンピュータや複写機、さらには家電製品などには、小さな部品が数多く使用されている。これら小さな部品は色々な方法で加工され、大半は塑性加工されるが一部は切削加工されている。本発明が対象とする切断加工はその1つであり、具体的な部品を対象とするものではないが、前以て加工した棒状のワークを高精度で効率よく切断することが望まれている。 Many small parts are used in computers, copiers, and even household appliances. These small parts are machined in a variety of ways, most of which are plastic, but some are machined. The cutting process targeted by the present invention is one of them and is not intended for a specific part, but it is desired to cut a previously processed rod-shaped workpiece efficiently with high accuracy. .
このように、従来の切断加工には上記のごとき問題がある。本発明が解決しようとする課題はこれら問題点であり、棒状のワークをトレイに接着・固定することなく、棒状のワークをクランプで挟み込んだ状態で、高精度で効率よく切断することが出来る切断方法及び切断装置を提供する。 Thus, the conventional cutting process has the above problems. The problems to be solved by the present invention are these problems, and can be cut with high precision and efficiency in a state where the bar-shaped work is sandwiched between the clamps without bonding and fixing the bar-shaped work to the tray. A method and a cutting device are provided.
本発明の切断方法は所定の寸法に仕上げられた棒状のワークを切断することが出来るように構成され、中央には主軸に取付けた複数枚の円盤カッターが配置され、該円盤カッターは上下動することが出来る。すなわち、円盤カッターは高速回転しながら降下することでテーブルに固定されるワークは輪切りされて細かく切断される。ワークはテーブルの載置板上にクランプ装置によって固定されるが、ここでクランプ装置の具体的な構造は限定しない。ただし、上記円盤カッターが降下することなくワークをクランプしているテーブルを上昇させることも可能である。 The cutting method of the present invention is configured to cut a rod-shaped workpiece finished to a predetermined size, and a plurality of disk cutters attached to the main shaft are arranged at the center, and the disk cutters move up and down. I can do it. That is, when the disk cutter descends while rotating at high speed, the workpiece fixed to the table is cut into pieces and cut into pieces. The work is fixed on the table mounting plate by a clamp device, but the specific structure of the clamp device is not limited here. However, it is also possible to raise the table which clamps a workpiece | work, without the said disk cutter falling.
クランプ装置にはワークに直接当るクランプ部が取着部に取付けられ、該クランプ部はワーク形状に応じて交換可能としている。又、ワークは円盤カッターにて切断されるが、クランプ部の一部にはワークの切断と同時に切り込まれないように、円盤カッターが進入するスリット溝が形成されている。該スリット溝幅は円盤カッターの表面が接しないように、十分に大きくなっている。 In the clamp device, a clamp portion that directly contacts the workpiece is attached to the attachment portion, and the clamp portion can be exchanged according to the shape of the workpiece. Moreover, although a workpiece | work is cut | disconnected by the disk cutter, the slit groove | channel which a disk cutter enters is formed in a part of clamp part so that it may not cut simultaneously with the cutting | disconnection of a workpiece | work. The slit groove width is sufficiently large so that the surface of the disk cutter does not contact.
そして、本発明の切断はクランプ装置にてテーブル上に固定されたワークを上方から降下する円盤カッターにて行われ、又はテーブルを上昇することで行われる。その為に、切込みが深くなることで駆動モータには大きな負荷が作用し、円盤カッターも変形する。これが切断精度に悪影響を及ぼす為に、駆動モータを駆動する電流を検出して負荷が一定以上に大きくならないように円盤カッターの送り速度又はテーブルの送り速度を制御している。 And the cutting | disconnection of this invention is performed by the disk cutter which descends the workpiece | work fixed on the table with a clamp apparatus from upper direction, or is performed by raising a table. Therefore, a deep load is applied to the drive motor due to the deep cutting, and the disk cutter is also deformed. Since this adversely affects the cutting accuracy, the feed speed of the disk cutter or the feed speed of the table is controlled so that the current that drives the drive motor is detected and the load does not increase beyond a certain level.
このように、本発明ではワークをクランプ装置にてクランプし、該ワークを細かく輪切りすることが出来、従来のようにワークをトレイに接着・固定する必要はなく、効率的に切断作業を行うことが出来る。そして、該ワークの断面形状は四角形に限らず、円形や楕円形のような湾曲した側面を有すワークであっても適当な形状のクランプ部を取着部に取付けることで正しくクランプして切断を行い得る。 As described above, in the present invention, the work can be clamped by the clamping device, and the work can be finely cut, and it is not necessary to bond and fix the work to the tray as in the prior art, and the cutting work can be performed efficiently. I can do it. The cross-sectional shape of the workpiece is not limited to a quadrangle, and even a workpiece having a curved side surface such as a circle or an ellipse can be correctly clamped and cut by attaching a clamp portion of an appropriate shape to the attachment portion. Can be done.
従って、従来のようなトレイに接着・固定する方法に比較して効率よく切断でき、準備作業及び後処理作業は不要となる。その為に、切断に要する作業工数は極端に少なくなり、切断されるワークは安くなる。又、ワックスの塗布量や塗布方法が切断精度に影響されることもなく、高精度の切断が効率よく行われる。そして、クランプ部には切断に際して円盤カッターが進入するスリット溝が形成されている為に、発熱を抑えて円盤カッターに無理を掛けることなくワークの切断が出来、その結果、切断精度は高くなり円盤カッターの寿命は向上する。 Therefore, cutting can be efficiently performed as compared with a conventional method of bonding and fixing to a tray, and preparation work and post-processing work are unnecessary. For this reason, the number of work steps required for cutting is extremely reduced, and the workpiece to be cut becomes cheap. In addition, high-accuracy cutting can be performed efficiently without the amount of wax applied or the coating method being affected by the cutting accuracy. And because the slit part is formed in the clamp part for the disk cutter to enter when cutting, it is possible to cut the workpiece without overheating the disk cutter by suppressing heat generation, resulting in higher cutting accuracy and the disk The life of the cutter is improved.
そして、ワークが直接載置される載置板の表面にもスリット溝を設けていることで、円盤カッターにて載置板がキズ付いて交換を強いられることもない。又、クランプ部にてクランプするワークをテーブル面から浮き上げて固定することで、該テーブル面を円盤カッターで切り込むこともない。一方、本発明では駆動モータを駆動する電流を検出して、切断負荷が一定以上に大きくならないようにしている為に、円盤カッターの変形及び発熱に基づく熱変形を抑制できる。その為に、ワークの切断精度は高くなり、円盤カッターの寿命も伸びる。 Since the slit groove is also provided on the surface of the mounting plate on which the work is directly mounted, the mounting plate is not damaged by the disk cutter and is not forced to be replaced. Further, by lifting and fixing the work to be clamped at the clamp portion from the table surface, the table surface is not cut with a disk cutter. On the other hand, in the present invention, since the current for driving the drive motor is detected so that the cutting load does not increase beyond a certain level, deformation of the disk cutter and thermal deformation due to heat generation can be suppressed. For this reason, the workpiece cutting accuracy is increased and the life of the disk cutter is extended.
図1は本発明が対象とするワーク1a,1bを表しており、(a)に示すワーク1aは正方形断面の棒材であり、その一辺は10mmで長さは20mm〜50mmとしている。この棒材ワーク1aを点線で示す箇所を切断して細かいピース2a,2a・・に輪切りされる。そして、(b)に示すワーク1bは円形断面の棒材であり、その直径は10mmで長さは20mm〜50mmとし、点線で示す箇所が切断されて細かい複数のピース2b,2b・・に輪切りされる。 FIG. 1 shows workpieces 1a and 1b targeted by the present invention. A workpiece 1a shown in FIG. 1A is a bar having a square cross section, one side of which is 10 mm and a length of 20 mm to 50 mm. The bar workpiece 1a is cut into portions indicated by dotted lines and cut into small pieces 2a, 2a,. The workpiece 1b shown in (b) is a rod having a circular cross section, the diameter is 10 mm, the length is 20 mm to 50 mm, and the portion indicated by the dotted line is cut into a plurality of fine pieces 2b, 2b,. Is done.
このように細い棒材ワーク1a,1bをさらに小さなピース2a,2a・・、及び2b,2b・・に切断するに際して、両側面がクランプされる。そして、クランプされた状態で複数の円盤状ダイヤモンドカッターにて切断される。図2はワーク1aがクランプされた状態を表しているが、ワーク1aの側面はクランプ装置のクランプ部3,3にて挟み込まれてクランプ・固定される。
When the thin bar workpieces 1a, 1b are cut into smaller pieces 2a, 2a,..., 2b, 2b,. And it cut | disconnects with a some disk shaped diamond cutter in the clamped state. FIG. 2 shows a state in which the workpiece 1a is clamped. The side surface of the workpiece 1a is clamped and fixed by the
ワーク1aの上方にはダイヤモンドカッター4が配置され、このダイヤモンドカッター4は高速で回転すると共に降下する。従って、ワーク1aは該ダイヤモンドカッター4,4・・・にて細かく切断される。ダイヤモンドカッター4は主軸5に取付けられ、この場合、複数枚のダイヤモンドカッター4,4・・が主軸5に取付けられることで、ワーク1aは複数のピース2a,2a・・に一度に輪切りされる。
A
ここで、ワーク1aの横寸法が30mm、40mm・・と大きくなって長方形断面の棒材の場合には、ダイヤモンドカッター4,4・・を回転しながら降下するだけでは切残しが発生する。この場合には、ワーク1aを取付けているテーブル7又はダイヤモンドカッター4,4・・を水平移動させることが出来る。
Here, in the case of a bar having a rectangular cross section with the lateral dimension of the workpiece 1a being increased to 30 mm, 40 mm,..., Uncutting occurs only by lowering while rotating the
以下、本発明の切断方法を説明する。
(1)ワークの供給
ワーク1はダイヤモンドカッター4,4・・の下方に設けているテーブル7に供給される。ここで、該テーブル7への具体的な供給方法は限定しないことにする。例えば、図3に示す供給方法はワーク1の両側面6,6を挟み込み、ダイヤモンドカッター4,4・・の真下と成る矢印方向へ移動する。(b)のように所定の位置へ移動したワーク1は挟まれた状態に保たれる。そして、(c)に示すように、両側からピストンロッド9,9が伸びて、ワーク1はクランプされる。ここで、テーブル中央には載置板8が固定され、供給されるワーク1は該載置板8の上に載置される。
(2)クランプ
ピストンロッド9,9の先端には取着部10,10が取付けられ、この取着部10,10にはワーク1を直接掴むクランプ部3,3が固定されている。クランプ部3,3の高さはワーク1より低くなっている為に、供給装置のクランパーが邪魔にならないようにワーク1をクランプ・固定する。クランプ部3,3にてクランプされたところで供給装置のクランプは解除され、ワーク1は(c)に示すように載置板8に載ってダイヤモンドカッター4の真下に固定される。
Hereinafter, the cutting method of the present invention will be described.
(1) Supply of work The
(2) At the tips of the
ところで、上記クランプ部3,3にはスリット溝17,17・・が形成されていて、回転しながら降下するダイヤモンドカッター4,4・・は該スリット溝17,17・・に接触することなく進入することが出来る。ここで、ワーク1を固定する為に両ピストンロッド9,9が共に伸長することなく、片側のクランプ部3を定位置に固定した状態とすることも可能である。
(3)切断
図3(c)のようにクランプされたワーク1は前記図2に示すダイヤモンドカッター4,4・・にて切断される。該ダイヤモンドカッター4,4・・は高速で回転しながら降下し、降下に伴ってワーク1は切断される。この際、ワーク1をクランプしている両クランプ部3,3の一部に形成しているスリット溝17,17・・にダイヤモンドカーター4,4・・が進入する。同じく、テーブル7に取付けられている載置板8の表面にもスリット溝18,18・・を設けていて、これらスリット溝18,18・・はダイヤモンドカッター4,4・・が進入できるようにクランプ部3,3のスリット溝17,17・・と同一位置に設けている。
By the way, slit
(3) Cutting The
本発明のダイヤモンドカッター4,4・・は回転しながら真下へ降下することでワーク1は切断されるが、その切断精度は高くなる。すなわち、定位置にあるダイヤモンドカッター4,4・・に対してテーブル7に固定したワーク1を水平移動させる場合には、切断箇所がダイヤモンドカッター中心から偏心する為に切断精度は低下するが、真下へ降下して切断することで切断箇所がダイヤモンドカッター4,4・・の中心軸線上にある為に高い切断精度が得られる。
The
そして、クランプ部3,3に形成しているスリット溝17,17・・にはダイヤモンドカッター4,4・・が進入するが、スリット溝17,17・・には冷却水が常に満たされ、ダイヤモンドカッター4,4・・の回転に伴って冷却水が切断領域へ強制的に送り込まれる。すなわち、該スリット溝17の溝幅はダイヤモンドカッター4の厚さより大きく、その為にダイヤモンドカッター4の両表面とスリット溝面との間に存在する冷却水は、ダイヤモンドカッター4の回転に伴って切断箇所へ送り込まれる。
(4)排出
ワーク1の切断が完了したところでダイヤモンドカッター4,4・・は上昇し、そして切断されたピース2,2・・はクランプが解除されると同時に排出される。
勿論、排出手段は存在する。例えば、供給時に使用したクランパーにて再びクランプして排出することが出来、又はクランプを解除してテーブルの載置板8に置かれたピースを、押し出し具にてテーブルの外へ排出することも可能となる。
The
(4) When the cutting of the
Of course, there are discharging means. For example, the clamper used at the time of supply can be clamped again and discharged, or the piece placed on the
図4はワーク1をクランプするクランプ装置19を示す別形態である。該クランプ装置19はテーブル7に固定され、クランプ装置19の一方側取着部10aは基部20と一体化され、他方の取着部10bはピストンロッド9の先端に取り付けられている。そして、取着部10aにはクランプ部3aが取付けられ、取着部10bにはクランプ部3bが取付けられている。
FIG. 4 shows another embodiment of a
そこで、ピストンロッド9が伸びることで、ワーク1はクランプ部3aとクランプ部3bとで挟まれて固定される。ここで、クランプ部3a,3bにはスリット溝17,17・・が形成され、ダイヤモンドカッター4,4・・は該スリット溝17,17・・に進入してワーク1を切断することが出来る。そして、取着部10a,10bに固定されたクランプ部3a,3bの下方には空間が存在し、クランプ装置19の基部20を円盤カッター4,4・・が切り込むことはない。
Therefore, when the
図5、図6、図7は本発明に係る切断装置の外観を表している実施例である。同図の1はワーク、4は円盤状ダイヤモンドカッター、3はクランプ部、11,12はクランプシリンダーをそれぞれ表している。切断装置の本体フレーム14には駆動モータ15を備え、該駆動モータ15の主軸5に複数枚のダイヤモンドカッター4,4・・が取付けられている。
5, 6 and 7 are embodiments showing the appearance of the cutting apparatus according to the present invention. In the figure, 1 is a workpiece, 4 is a disk-shaped diamond cutter, 3 is a clamp part, and 11 and 12 are clamp cylinders. The
そして、本体フレーム14の上部正面側にはテーブルフレーム16が取付けられ、該テーブルフレーム16の上端にはテーブル7が設けられている。同図に示す切断装置のテーブル7は定位置に固定した構造であって、上記駆動モータ15が上下動することが出来る構造と成っている。すなわち、ダイヤモンドカッター4,4・・は回転しながら降下して真下にクランプされているワーク1が切断される。
A
一方、駆動モータ15を降下させる代わりに、テーブル7を上昇させることも可能であり、定位置で回転しているダイヤモンドカッター4,4・・に対してテーブル7を上昇させることでワーク1を切断できる。何れの場合であっても、ワーク1は図3(c)、図4のようにクランプされている。
On the other hand, instead of lowering the
図5に示す正面図から明らかなように、両側にはクランプシリンダー11,12を備え、ワーク1を供給装置のプッシャーにて正面から押圧してスライドさせ、後方に設けたストッパーに当接する。この状態で両側の上記クランプシリンダー11,12が作動して両クランプ部3,3にてワーク1はクランプされる。ダイヤモンドカッター4,4・・は駆動モータ15にて高速回転すると共に下方へ降下し、ワーク1が細かく切断・輪切りされる。テーブル7にはスリット溝18,18・・を設けた載置板8を取付けている為に、ダイヤモンドカッター4,4・・にて該載置板8をキズ付けることなくワーク1を切断できる。載置板8のスリット溝18,18・・は一定深さで全幅に渡って形成することが出来る。
As is clear from the front view shown in FIG. 5, clamp
ワーク1はクランプ部3,3にて強固にクランプされている為に、所定の寸法に精確に切断される。そして、切断されたピース2,2・・は排出手段にてテーブル7から排出され、再び別のワーク1が供給される。ここで、排出手段としては特に限定しないことにするが、最も汎用的な方法としてはロボットのアームにて摘み出すことが出来る。
Since the
図8は円形断面のワーク1をクランプ部3,3にクランプした場合を示している。ワーク1は円形断面の棒材である為に、クランプ部3,3の先端面はV形を成し、ワーク1は位置ズレすることなく固定される。クランプ部3はクランプシリンダー11,12のピストンロッド先端に設けた取着部10に取付けられている。取付け構造は色々あって限定しないが、ネジ止めや接着剤が使用される。
FIG. 8 shows a case where the
ダイヤモンドカッター4,4・・にてワーク1を切断する場合、ワーク1を固定しているクランプ部3,3の一部にはスリット溝17,17・・が形成されている。同じく、ワーク1を載置している載置板8の表面にもスリット溝18,18・・を設けている。そして、クランプ部3及び載置板8は取着部10とテーブル7への着脱が簡単に行える取付け構造としている。
When the
このように、クランプ部3,3に挟まれてクランプされたワーク1は回転しながら降下するダイヤモンドカッター4,4・・にて切断される。切断開始時はワーク1との切断域は僅かであるが、降下するにしたがって拡大し、その結果、切断抵抗が増大する。切断抵抗の増大にて非常に薄いダイヤモンドカッター4,4・・を変形し、発熱も増大する。その影響としてワーク1の切断精度が低下してしまう。本発明では切断精度の低下を招かないように、冷却水をスリット溝17,17・・に満たすと共に、ダイヤモンドカッター4の回転に伴って強制的に切断箇所へ供給する。
In this way, the
又、この切断抵抗が一定以上に大きくならないように制御している。すなわち、切断抵抗の増大は駆動モータ15が回転するに必要な電流の増加を招く為に、該電流が一定以上にならないようにダイヤモンドカッター4,4・・の切込み速度(降下速度)を制御することが出来る。
The cutting resistance is controlled so as not to increase beyond a certain level. That is, since an increase in cutting resistance causes an increase in current necessary for the
ところで、一定寸法の棒状ワーク1は両クランプ部3,3にてクランプされる。しかし、該棒状ワーク1の長さ方向の寸法に僅かな誤さが存在する場合、クランプされたワーク1が切断作業中に位置ズレする虞がある。本発明ではこの位置ズレを防止するために、クランプ部3,3のクランプ面(ワーク1との当接面)に柔らかい弾性層21,21を形成している。
By the way, the rod-shaped
該弾性層21は柔らかい樹脂をコーティングしたり、又はビニールテープを貼着することで形成できる。該弾性層21,21はクランプ部3,3にてワーク1をクランプする場合、作用する面圧に応じて僅かに圧縮変形することが出来、ワーク1の位置ズレが防止される。
The
1 ワーク
2 ピース
3 クランプ部
4 ダイヤモンドカッター
5 主軸
6 側面
7 テーブル
8 載置板
9 ピストンロッド
10 取着部
11 クランプシリンダー
12 クランプシリンダー
14 本体フレーム
15 駆動モータ
16 テーブルフレーム
17 スリット溝
18 スリット溝
19 クランプ装置
20 基部
21 弾性層
DESCRIPTION OF
10 Attachment
11 Clamp cylinder
12 Clamp cylinder
14 Body frame
15 Drive motor
16 Table frame
17 Slit groove
18 Slit groove
19 Clamping device
20 base
21 Elastic layer
Claims (7)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007026838A JP2008188724A (en) | 2007-02-06 | 2007-02-06 | Cutting method and cutting device for workpiece |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100205 |
|
A072 | Dismissal of procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A073 Effective date: 20110726 |