JP2015047687A - 走間加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素で小型、低コストで多様な用途、設定で使用できる走間加工装置を提供する。
【解決手段】被加工物の搬送方向と平行な面内で搬送方向とは直交する回転軸と、回転軸に固定されたカム、カムによって被加工物の搬送方向と同じ方向に往復運動を行う前後移動台、前後移動台に搭載された加工装置を備え、回転軸は前後移動台が一定時間被加工物の搬送速度と等速で移動するように回転制御され、この区間においてのみ、加工装置が被加工物に加工を行なう構造とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ローラーやコンベアーによって搬送中の物体に対して、その走行を止めることなく加工を行う走間加工装置に関するものである。

ローラーで搬送されるシート材料やコンベアー上で連続して送られる被加工物（以下「被加工物」という）の動きを止めないで種々の加工を行うことは効率のよい生産には欠かせないので、加工装置を同期移動させて加工を行うことが広く行われている。

このために被加工物の搬送方向と平行に移動レールを設けて加工装置を往復駆動させるもの（特許文献１および特許文献２）あるいは一対の対向配置した回転体の周速を被加工物の搬送速度に一致させて回転体の周面に取りつけた工具によって加工を行うもの（特許文献３および特許文献４）が知られている。

特許文献１に記載されたシート切断用カッター装置は、加工装置（カッター）を載置した台をサーボモーターの動力をタイミングベルトとボールねじを介して駆動し、カッターはこれとは別のモーターによって駆動されており、これらの位置、速度を検知、制御する手段も含めれば、非常に多くの機械要素からなる複雑な構成の装置となる。

特許文献２に記載された走行切断機では、切断機は被加工物の搬送用ローラーの動力を利用するために機構は幾分か簡略化されるが、被加工物の切断は駆動ローラーの一回転毎に限定され、また相互の移動速度のずれは加工中に加工工具が被切断材に対して固定されることを利用したロッドの伸縮によって調整されるので、被加工物が紙や軟質樹脂などの軟質の材料では使用することができない。

特許文献３に記載されたドラム型フライングシャーは、上下ドラムのそれぞれに上下せん断刃を取り付け、切断時の双方の周速を被加工物（帯板）の移動速度に同調させるのであるが、相互の刃先間に一定のクリアランスを維持し、しかも干渉することのないようすべての構成部品は高精度で高剛性でなくてはならず、上下ドラムの両端には双方の位置関係を維持するための同期歯車が設けられる。このような装置において任意長さの切断を行うためには大きな慣性重量を正確に加速、減速する制御が必要である。特許文献４に記載されたパンチャーも同様の構成であるが、被加工物が紙であるために構成要素の剛性は幾分低くすることができるが、厚さの薄い紙に安定した穿孔を行うには一層厳密なクリアランスを維持するために、パンチとダイスの高精度の加工と組立調整を必要とする。

特開平６−４７６９７号公報 特開昭５８−９８１９７号公報 特開平５−３４５２１６号公報 実開昭６０−１１２８６２号公報

解決しようとする課題は、より簡素な構造で多くの用途や設定に対して使用可能な走間加工装置を提供することである。

本発明は、被加工物の搬送方向と平行な面内で搬送方向とは直交する回転軸と、回転軸に固定されたカム、カムによって被加工物の搬送方向と同じ方向に往復運動を行う前後移動台、前後移動台に搭載された加工装置を備え、回転軸は前後移動台が一定時間被加工物の搬送速度と等速で移動するように回転制御され、この区間においてのみ、加工装置が被加工物に加工を行なう構造を主要な特徴とし、これに加えて、被加工物の搬送方向と同じ方向に往復運動を行う前後移動台の内部で同じカムによって前後移動台の往復運動に直交する方向に往復運動を行う上下移動台を備え、上下移動台の往復運動によって加工装置の工具を駆動することができる構造とするものである。

本発明の走間加工装置は、カムの回転によって直接前後往復台を駆動するので、直線案内のための部材や動力伝達機構を著しく簡素なものとすると同時に、駆動系の往復慣性重量を抑える効果もあり、回転制御のみで所定の性能を満たすものを提供することができる。これに加えて、前後移動台に内蔵された上下移動台の動きを加工装置の動力として利用する構造としたものでは一層簡素な装置を提供することができる。

図１は本願発明に係る走間加工装置の実施例１の断面図である。 図２は実施例１の斜視図である。 図３は本願発明に係る走間加工装置の実施例２の断面図である。 図４は図３のＳ−Ｓ断面図である。 図５は実施例２の斜視分解図である。 図６は実施例２のカムの回転と移動台の位置関係を示すグラフである。 図７は本願発明に係る走間加工装置の実施例３の断面図である。

回転軸に取り付けられたカムの回転による往復移動のうち被加工物の移動速度に同期するときに加工を行うという簡素な構造で走間加工装置を実現し、加えて同じカムによる被加工物の搬送方向に対して垂直方向の移動を加工に用いることで一層簡素な構造の走間加工装置を実現した。

図１は、本発明装置の実施例１の断面図、図２は図１のＳ−Ｓ断面図、図３は実施例１の斜視図である。１〜１０は図４，５および図７と共通である。

被加工物１（ここではシート材）がローラー２およびローラー３によって矢印Ａの方向に移動しているとき、固定台４に架装された一対の前後移動台５は回転軸６に固定されたカム７の矢印Ｂの方向への回転により矢印Ａと同じ方向（矢印Ｆ）への移動を開始し、次いで矢印Ａとは反対方向（矢印Ｃ）へ復帰する。

前後移動台５上に取り付けられた加工装置８は被加工物１の移動速度と同期したときに加工を行う。加工の内容はパンチによる穿孔、捺印、ラベルの貼り付け、検査、カッターによる切断など必要に応じて選ぶことができる。矢印Ａと同じ方向への移動を行うときのカム７の輪郭形状を回転角度に比例して半径を増大する曲線（アルキメデス螺旋）とすれば、回転軸６の定速度の回転によって前後移動台５の定速度の移動を得ることができるが、回転角度に対して半径が単調増加するような形状（例えば円筒偏心カム）として、モーター９の回転速度を適宜制御すれば、必要な区間において前後移動台５の定速移動を得ることは可能である。

カム７による前後移動台５の移動距離および同期時間は、カム５の大きさ、形状と回転制御によって適宜設定することができるが、前後移動台の往復する時間に移動する被加工物の移動量が最短加工間隔となること、カム７を大きくすれば往復移動する機構の慣性重量も大きくなりモーター９の出力はこれに応じて大きいものとしなければならないことに留意する必要がある。

図３ないし図５に示す実施例２は、カム７として円筒偏心カムを用い、前後移動台５の内部で上下方向へ移動する上下移動台１０を設け、前後移動台５にはダイ１１とパンチガイド１２、上下移動台１０には連結軸１３を介してパンチ１４が取り付けられている。円筒偏心カムを用いることにより、カム７の直径は回転位置によって変化しないので、前後移動台５および上下移動台１０においてカム７の両側に接する配置とすれば、実施例１のようにばねによってカムとの接触を保つ必要がない。カム７による前後移動台５と上下移動台１０の動きは回転軸６の回転に対して同じ振幅と周期の正弦運動となるが位相はπ／２（９０°）ずれており、図３に示す待機状態から回転軸６が時計回りの回転を開始すると、前後移動台５は左方向への移動を始め、上下移動台１０は前後移動台５の内側にあるので、左方向への移動と同時に下方向へも移動する。

図６は実施例２の回転軸６の回転と前後移動台５、上下移動台１０の動作を示しており実線で示す前後移動台５の行程（前後行程）に対して、点線で示す上下移動台１０の行程（上下行程）はπ／２（９０°）だけ位相がずれている。パンチ１４が被加工物１に接触する加工始点から加工を終了する加工終点を経由して再度加工始点に至るまでの加工範囲では、前後移動台５の移動速度は被加工物１の移動速度に一致していなくてはならない。回転角π／２（９０°）の近傍においては前後行程の動きは直線に近いが、１／ｃｏｓθ（θは回転角）だけモーター９の増速制御による補正を行って、前後移動台５の移動速度を被加工物１の移動速度に完全に一致させることが望ましい。

実施例２では被加工物をシート材とし、その端部に穿孔するパンチを加工装置としたので、カムとカムによって駆動される前後移動台および上下移動台を一組のみとしたが、被加工物が幅広、あるいは被加工物が幅の広いコンベアー上にあって、その中央近傍を含めた位置での加工を必要とする場合には、図２の実施例１に示すように、カムとカムによって駆動される前後移動台および上下移動台を一対のものとすれば単一の駆動源（モーター）によって安定に動作するものとすることができる。

図７は実施例３を示す。図６の実施例２の動作を示すグラフにおいては、上下移動台１０は回転軸６の回転角がπないし２πの間に待機位置よりも上方に移動するが、この区間では前後移動台５は復帰行程にあり、上下移動台１０の移動は必要がないことが多い。実施例３では、カム７の上方と上下移動台９の間に空隙１５を設けるとともに、上下移動台９の待機位置よりも上方への移動を妨げる係止部１６を設け、上下移動台９を常時上方へ押し上げるばね１７を取り付けているので、上下移動台９は待機位置より上方への移動は行わない。

このようにした場合は、特に必要がない限り上下移動台の待機位置よりも上方への移動がないので、加工装置をより小型のものにすることができる。

簡単な構造でありながら走行中の加工を行うことができ、加工装置の動作も同時に行うことで、さらに簡素化を可能な装置を提供できる。

１ 被加工物
５ 前後移動台
６ 回転軸
７ カム
８ 加工装置
９ モーター
１０ 上下移動台

Claims (4)

1. 被加工物の搬送方向と平行な面内で前記搬送方向とは直交する回転軸と、前記回転軸に固定されたカム、前記カムによって前記被加工物の前記搬送方向と同じ方向に往復運動を行う前後移動台、前記前後移動台に搭載された加工装置を備え、前記回転軸は前記前後移動台が一定時間前記被加工物の搬送速度と等速で移動するように回転制御され、前記一定時間においてのみ、前記加工装置が前記被加工物に加工を行なう構造を特徴とする走間加工装置。
2. 一対のカムと前後移動台を回転軸の両側に配置して前記前後移動台が安定して往復運動を行う構造を特徴とする特許請求項第１項記載の走間加工装置。
3. カムによって被加工物の搬送方向と同じ方向に往復運動を行う前後移動台の内部に前記カムによって前記前後移動台の往復運動に直交する方向に往復運動を行う上下移動台を備え、前記上下移動台の往復運動によって加工装置の工具を駆動する構造を特徴とする特許請求項第１項記載の走間加工装置。
4. 前後移動台が被加工物の搬送方向と同じ向きに移動を開始する位置を基準として、上下移動台がその時の位置よりも上方への移動を行わないように前後移動台内に係止部を設けるとともに、前記上下移動台を常時上方へ付勢する構造を特徴とする特許請求項第３項記載の走間加工装置。

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