JP2010214475A

JP2010214475A - 抜きカス除去装置

Info

Publication number: JP2010214475A
Application number: JP2009060597A
Authority: JP
Inventors: Hirotada Nukui; 啓正貫井
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2010-09-30

Abstract

【課題】
抜きカス除去工程をインライン化しても能率を低下させず、しかも、高品質の打ち抜き加工品を製造できる抜きカス除去装置を提供する。
【解決手段】
シート状基材を打ち抜き加工して製造される製品の内側に配置された抜きカス（島状抜き部）を該製品から分離除去する装置であって、該装置は圧縮空気を断続的に噴射するエアーノズルを具備し、該エアーノズルが前記抜きカスの重心位置に向けて断続的にエアーを吹き付けて前記抜きカスを前記製品から分離除去することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はシート状基材を打ち抜き加工後、製品の内側に配置されている不要部を分離除去する抜きカス除去装置に関する。

従来、紙やフィルム等のシート基材をダイカッター等で、製品の外側と内側を同時に打抜き加工する場合、不要部である抜きカスが打ち抜き加工時に分離して加工後の製品の搬送などに問題を起こさないため、加工部位の一部を切断しない抜き型としてカスと基材を繋ぎ留めておき、打ち抜き加工後のシートを別工程で人手作業によりカス部を除去する方法が採られていたが、人手作業のため効率が悪く品質が不安定になるなど問題があった。
この問題を解決するため〔特許文献１〕には上記繋ぎ部を高圧エアーで切断する方法が提案されているが、この方法は基材の繋ぎ部の跡が製品に残るため品質上問題がある。
〔特許文献２〕にはインラインでカスを除去するために基材を間欠送りとし、棒でカスを突落す方法が提案されているが、用紙を間欠送りにする必要が有り、印刷機と加工機をインライン化する場合、加工機直前でアキュームレータ等を用いて連続送りから間欠送りへ基材の搬送を変換する必要が有るため能率の低下や設置面積の増加などコスト的な問題と、棒でカスを突落すため製品に傷を付けたり、突落し棒以下のサイズの抜きカスは除去できないなどの制約があった。

特開昭６３−１２３６９７実開平７−２０２９５

本発明は、このような状況を鑑みてなされたもので、抜きカス除去工程をインライン化しても能率を低下させず、しかも、高品質の打ち抜き加工品を製造できる抜きカス除去装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の要旨の第１は、シート状基材を打ち抜き加工して製造される製品の内側に配置された抜きカスを該製品から分離除去する装置であって、該装置は圧縮空気を断続的に噴射するエアーノズルを具備し、該エアーノズルが前記抜きカスに向けて断続的にエアーを吹き付けて前記抜きカスを前記製品から分離除去することを特徴とする抜きカス除去装置である。
この発明によれば、抜きカスに向けて断続的にエアーを吹き付けるため、抜きカスと製品を繋ぐ部分に繰り返し破断力が作用するため、確実に抜きカスを分離し除去することができる。

上記課題を解決するための本発明の要旨の第２は、前記エアーノズルが前記抜きカスの重心位置に向けて断続的にエアーを吹き付けて前記抜きカスを前記製品から分離除去することを特徴とする請求項１記載の抜きカス除去装置である。
この発明によれば、抜きカスの重心位置に向けてエアーを吹き付けるため抜きカスに回転モーメントが作用せず、抜きカスの全周をほぼ同時に破断することができるため、一部が破断せずに抜きカスが残る問題を解決できる。

上記課題を解決するための本発明の要旨の第３は、前記シート状基材がウェブであって、前記抜きカス除去装置は、打ち抜き加工され搬送されてくるウェブを撮像する撮像部と、該撮像部で取得した画像を処理する画像処理部と、前記エアーノズルを駆動するエアーノズル駆動部と、前記各部を制御する制御部を具備し、前記撮像部で取得した画像から、予め抜きカスの重心位置に設けられている抜きカス検出マークを検出して抜きカス検出マークの位置を取得し、検出した抜きカス検出マークの位置情報に基づいて前記エアーノズルを駆動して抜きカス検出マークに位置決めして抜きカス検出マークに向けて断続的にエアーを吹き付けて前記抜きカスを前記製品から分離除去することを特徴とする請求項１記載の抜きカス除去装置である。
この発明によれば、長尺ウェブをロータリーダイカッターなどで連続的に打ち抜く工程において、インラインで自動的に、抜きカスを除去できるため、高い能率で打ち抜き加工品を製造することができる。

以上の抜きカス除去装置によれば、抜きカス部に繋ぎがない高品質の打ち抜き加工品を製造することができ、しかも、連続的に搬送されてくる打ち抜き加工シートに対しインラインで抜きカスを分離除去できる省スペース、低コストの製造ラインを構築することができる。

本発明の抜きカス除去工程の一例を説明する図。基材シートと打ち抜き形状の一例を説明する図。本発明の抜きカス除去装置の構成を説明する図。

以下図面を参照して本発明を説明する。
図１は本発明の打ち抜きから抜きカス除去工程の一例を説明する図で、印刷などの前工程から排出され搬送されてくるシート状基材１のウェブを、互いに線接触する位置関係に設定されたロータリーダイカッター５と圧胴６の間を通過させ、ロータリーダイカッター５の表面に形成された押し切り刃１１によりシート状基材１に押し切り刃１１の形状の切れ目を形成する。
シート状基材１は図２に示す製品３と抜きカス４の外周形状の切れ目が形成され、製品３の外側に相当する外カス２は切断されず連続体のまま上方に搬送されて巻き取られる。ロータリーダイカッター５は、製品３や抜きカス４のように島状に閉じた形状の打ち抜きをする部分に、打ち抜かれたシート状基材１がロータリーダイカッター５に転移しない様に島形状の内側にゴムなどの弾性体を設け、押し切り刃１１がシート状基材１に食い込む接線を過ぎたところで打ち抜かれたシート状基材１をロータリーダイカッター５から剥離させる。

これにより、製品３と抜きカス４は外カス２から分離して直線的に搬送され、下流側に設けたコンベア１０に受け渡される。コンベア１０は狭幅のベルトを、間隔を開けて複数配列した多条ベルトコンベアで予め抜きカス４が通過する位置とベルトが重ならない様設定する。
コンベア１０に送られてきた製品３と抜きカス４を押さえローラー９とコンベア１０で保持されながら搬送し、ラインセンサカメラなどの撮像手段７により画像を取り込み、画像処理によって抜きカス４に設けられている抜きカス検出マーク１２を検出し、その位置情報によりエアーノズル８を駆動し抜きカス４がエアーノズル８の直下に到達するタイミングで断続的にエアーを抜きカス４に吹き付けて抜きカス４を製品３から分離して下方に落下させる。抜きカス４を分離除去された製品３はコンベア１０で搬送され次工程に送られる。

図２は本発明の抜きカス除去装置が対象とする打ち抜きシート基材の一例を示す図で、ウェブ状のシート基材１が製品３と抜きカス４の外周形状に加工された押し切り刃１１で打ち抜かれ、ロータリーダイカッター５を通過した際に、製品３と抜きカス４はウェブから分離し、外カス２だけになる。製品３には印刷など前工程で所定の絵柄が印刷され、抜きカス４にはその位置を検出するための抜きカス検出マーク１２が抜きカス４の重心位置に印刷されている。抜きカス検出マーク１２は製品３の印刷絵柄から識別しやすいマーク、例えば、黒丸「●」、黒角「■」、十字「＋」など画像処理で特徴抽出しやすい形状を選択すればよく、大きさや色、濃度を製品３の印刷絵柄を考慮して自動認識できるよう定めればよい。

図３は本発明の抜きカス除去装置の構成を説明する図である。製品３がロータリーダイカッター５を通過し、コンベア１０に受け渡されると、押さえローラー９で製品３の位置ズレが起きない様に規制しながら搬送され、撮像手段７の下を通過しながら製品３の画像が取り込まれ、画像処理装置１３に送られて抜きカス検出マーク１２の検出処理が行われる。撮像手段７にはＣＣＤラインセンサなどの汎用の工業用カメラが用いられ、解像度は０．５〜１ｍｍ／画素程度でコンベア１０の全幅を撮像する。画像処理装置１３は撮像手段７から送られる画像信号に対して、パターンマッチング法などで予め登録した図形に一致する図形を検出し、検出した画像上の位置とタイミングでコンベア１０に対する抜きカス検出マーク１２の位置を認識し、その位置情報を制御部１６に送る。制御部１６はこの位置情報と、撮像手段７とエアーノズル８のコンベア１０の送り方向距離と、コンベア１０の送り量を計測しているロータリーエンコーダー（図示せず）の信号に基づき、駆動部１５に駆動信号を送ってエアーノズル８と電磁弁１４のセットの幅方向位置を抜きカス検出マーク１２の通過する位置に合わせ、抜きカス検出マーク１２がエアーノズル８の位置まで到達するタイミングを予測して抜きカス検出マーク１２の位置がエアーノズル８のエアー吹き付け位置に一致した時に電磁弁１４に電磁弁動作信号を送り断続的にエアーを吹き付ける。

電磁弁１４は高速動作の電磁弁が好ましく最短噴射時間が１μsec、オリフィス径４〜８mm程度の機種を選定する。エアーの供給は元圧０．７MPa程度の圧縮空気源１７から圧縮空気配管１８で電磁弁１４に接続する。電磁弁１４からエアーノズル８への配管はできるだけ短く、内径を電磁弁１４のオリフィス径程度にするのが好ましく、管路の屈曲や絞りはオリフィスから噴射したエアーの衝撃力を減衰させるため避ける必要がある。

次に本発明の断続的エアー吹き付けの作用について説明する。
先行技術ではエアーの連続噴射で抜きカスを分離する技術が示されているが、連続噴射しながら抜きカス部を通過させると、抜きカス部の先頭が先に製品から分離して抜きカス部が下方に折れ曲がって開口を生じるため、エアーが開口を抜けて抜きカス部に作用せず、後端が繋がった状態でエアー吹き付け部を通過してしまう問題がある。また、抜きカス部を分離するエアーの押し圧が製品側にも加わるため製品の変形や皺などの懸念もある。
これに対し本発明の断続的エアー吹き付けの場合は、連続エアー吹き付けで分離しない対象でも断続的にエアー吹き付けを複数回を連続させると抜きカス部外周の切れ目に繰り返し曲げが作用して破断を促進し、確実に抜きカスを除去する効果がある。また、抜きカス部の重心位置に断続的に高いエアー圧を衝撃力として作用させるので、モーメントが生じないため抜きカス部が回転せず製品面と平行な状態で分離する事ができる。さらに、エアー圧を抜きカス部のみに作用させるため製品への影響も生じないという利点がある。

次に実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。
対象のシート状基材は幅３００mm×厚さ０．１７mmのコート紙、打ち抜く製品サイズ幅２５０×長さ２００mmの矩形で角を１０mmR、抜きカス４は製品中央に直径２０mm円形とした。
電磁弁１４には市販の高速電磁弁（CKD社製パルスジェットJr）、オリフィス径４mm、応答速度1μsec。エアーノズル８として内径４mm×長さ４５mmの短管を電磁弁１４の出口に直結。供給エアー圧を０．７MPaとし、エアーノズル８先端とシート状基材の距離を１５mm。電磁弁１４の動作条件を開時間１５μsec、５０Hzに設定した。
上記条件で、打ち抜いたシート状基材をコンベアで２０００mm／secで搬送しながら抜きカス４がエアーノズル８の直下にくるタイミングで電磁弁１４を動作させたところ抜きカス４は瞬間的にシート状基材から分離して落下し抜きカス４の良好な分離除去動作が確認された。

１シート状基材
２外カス
３製品
４抜きカス
５ロータリーダイカッター
６圧胴
７撮像手段
８エアーノズル
９押さえローラー
１０コンベア
１１押し切り刃
１２抜きカス検出マーク
１３画像処理部
１４電磁弁
１５駆動部
１６制御部
１７圧縮空気源
１８圧縮空気配管

Claims

シート状基材を打ち抜き加工して製造される製品の内側に配置された抜きカスを該製品から分離除去する装置であって、該装置は圧縮空気を断続的に噴射するエアーノズルを具備し、該エアーノズルが前記抜きカスに向けて断続的にエアーを吹き付けて前記抜きカスを前記製品から分離除去することを特徴とする抜きカス除去装置。
前記エアーノズルが前記抜きカスの重心位置に向けて断続的にエアーを吹き付けて前記抜きカスを前記製品から分離除去することを特徴とする請求項１記載の抜きカス除去装置。
前記シート状基材がウェブであって、前記抜きカス除去装置は、打ち抜き加工され搬送されてくるウェブを撮像する撮像部と、該撮像部で取得した画像を処理する画像処理部と、前記エアーノズルを駆動するエアーノズル駆動部と、前記各部を制御する制御部を具備し、前記撮像部で取得した画像から、予め抜きカスの重心位置に設けられている抜きカス検出マークを検出して抜きカス検出マークの位置を取得し、検出した抜きカス検出マークの位置情報に基づいて前記エアーノズルを駆動して抜きカス検出マークに位置決めして抜きカス検出マークに向けて断続的にエアーを吹き付けて前記抜きカスを前記製品から分離除去することを特徴とする請求項１記載の抜きカス除去装置。