JP2015058527A - Cutter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、裁断刃を往復運動させてシートを裁断する裁断機に関し、とくに、裁断刃を往復運動させながら、低振動、低騒音で正確にシートを裁断できる裁断機に関する。 The present invention relates to a cutting machine that cuts a sheet by reciprocating a cutting blade, and more particularly to a cutting machine that can cut a sheet accurately with low vibration and low noise while reciprocating a cutting blade.
裁断機は、裁断刃を往復運動させながら、この裁断刃を設けている裁断ヘッドを、裁断テーブルの表面でX軸方向とY軸方向に移動させて、裁断テーブルのシートを所定の形状に裁断する。この裁断機は、裁断刃を往復運動させる速度を速くすることが大切である。それは、裁断刃を速く往復運動させることで、裁断ヘッドを速く移動させてシートを効率よく綺麗に裁断できるからである。 The cutting machine moves the cutting head provided with the cutting blade in the X-axis direction and the Y-axis direction on the surface of the cutting table while reciprocating the cutting blade to cut the sheet of the cutting table into a predetermined shape. To do. In this cutting machine, it is important to increase the speed at which the cutting blade is reciprocated. This is because the sheet can be efficiently and beautifully cut by moving the cutting head quickly by moving the cutting blade back and forth quickly.
裁断刃は、往復運動機構に連結されて往復運動される。往復運動機構として、プランジャーを往復運動させる電磁ソレノイドが開発されている。電磁ソレノイドは界磁コイルに通電してプランジャーを磁気的な吸引力で吸引し、界磁コイルの通電を停止してバネなどでプランジャーを復帰させて往復運動させる。この構造の電磁ソレノイドは、往復運動させるプランジャーのストロークを大きくすると駆動力が低下する。プランジャーが固定子コアから離れるにしたがって、固定子コアの磁界がプランジャーを吸引する力が低下するからである。また、弾性体でプランジャーを復帰させるので、復帰時間を短くするために、弾性体の弾性率を大きくすると、弾性体に逆らってプランジャーを吸引するために、界磁コイルの電流を大きくして、固定子コアの磁界でプランジャーをより強く吸引する必要がある。ただ、固定子コアの吸引力は界磁コイルの電流に比例して大きくならないので、弾性体によるプランジャーの復帰時間を短くするのが難しい。このため、プランジャーを高速で往復運動させるのが難しい欠点がある。すなわち、界磁コイルでプランジャーを両方に駆動できない欠点がある。また、界磁コイルの電流に比例してリニアにプランジャーの駆動力をコントロールできないので、これで裁断刃を往復運動させる駆動力のコントロールが難しい欠点もある。 The cutting blade is connected to a reciprocating mechanism and reciprocated. An electromagnetic solenoid that reciprocates a plunger has been developed as a reciprocating mechanism. The electromagnetic solenoid energizes the field coil to attract the plunger with a magnetic attractive force, stops energization of the field coil, and returns the plunger with a spring or the like to reciprocate. In the electromagnetic solenoid having this structure, the driving force decreases when the stroke of the plunger to be reciprocated is increased. This is because the force with which the magnetic field of the stator core attracts the plunger decreases as the plunger moves away from the stator core. Also, since the plunger is returned by the elastic body, if the elastic modulus of the elastic body is increased to shorten the return time, the current of the field coil is increased to attract the plunger against the elastic body. Therefore, it is necessary to attract the plunger more strongly with the magnetic field of the stator core. However, since the attractive force of the stator core does not increase in proportion to the current of the field coil, it is difficult to shorten the return time of the plunger by the elastic body. For this reason, it is difficult to reciprocate the plunger at a high speed. That is, there is a drawback that the plunger cannot be driven by the field coil. In addition, since the driving force of the plunger cannot be controlled linearly in proportion to the current of the field coil, there is a drawback that it is difficult to control the driving force for reciprocating the cutting blade.
以上の欠点を解消するために、裁断刃を往復運動させる機構として、モータでクランク軸を回転し、このクランク軸のクランクピンにコンロッドを連結して、回転運動を往復運動に変換して、裁断刃を往復運動させる機構が使用される。この構造は、クランク軸の1回転で裁断刃は1往復するので、クランク軸の回転速度を速くして、裁断刃の往復運動速度を速くできる。しかしながら、この構造は、クランク軸の回転速度を速くすると、振動と騒音が大きくなる欠点がある。この欠点を解消するために、種々の構造の往復運動機構が開発されている。(特許文献1参照) In order to eliminate the above disadvantages, as a mechanism for reciprocating the cutting blade, the crankshaft is rotated by a motor, a connecting rod is connected to the crankpin of this crankshaft, and the rotational motion is converted into reciprocating motion, thereby cutting. A mechanism for reciprocating the blade is used. In this structure, since the cutting blade reciprocates once by one rotation of the crankshaft, the revolving motion speed of the cutting blade can be increased by increasing the rotation speed of the crankshaft. However, this structure has a drawback that vibration and noise increase when the rotation speed of the crankshaft is increased. In order to eliminate this defect, reciprocating mechanisms having various structures have been developed. (See Patent Document 1)
以上の往復運動機構は、図1に示すように、一対のクランク軸1を互いに逆方向に同じ速度で回転させて、アンバランスなクランク軸の振動を互いに打ち消して騒音を小さくする。図1の往復運動機構は、一対のクランク軸1を互いに逆方向に回転させることで、左右のアンバランスを解消できる。しかしながら、この構造は、上下の振動を完全に打ち消すことができず、上下方向の振動と騒音が大きくなる欠点がある。とくに、ふたつのクランク軸1を回転させると共に、ふたつのコンロッド2が上下に往復運動するので、上下方向の振動を解消できない。上下方向の振動は、シートの裁断ラインの誤差の原因となって、シートを正確なラインで裁断できず、また、振動によって往復運動する部材の疲労や損傷が大きく、また寿命が短くなる欠点がある。
さらにまた、クランク軸の往復運動機構は、クランクアームの長さが往復運動のストロークを特定するので、往復運動のストロークをコントロールできない欠点もある。
As shown in FIG. 1, the above-described reciprocating mechanism rotates a pair of crankshafts 1 in opposite directions at the same speed, thereby canceling out unbalanced crankshaft vibrations to reduce noise. The reciprocating mechanism of FIG. 1 can eliminate the left and right imbalance by rotating the pair of crankshafts 1 in opposite directions. However, this structure has a drawback that the vertical vibration cannot be completely canceled, and the vertical vibration and noise increase. In particular, since the two crankshafts 1 are rotated and the two connecting
Furthermore, the reciprocating mechanism of the crankshaft also has a drawback that the reciprocating stroke cannot be controlled because the length of the crank arm specifies the reciprocating stroke.
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、左右方向の振動を完全に解消できることに加えて、裁断刃を往復運動させるための機構を極めて簡単な構造とし、かつ往復運動するパーツの質量を小さくして、振動と騒音を小さくして、シートを正確な裁断ラインで綺麗に裁断できる裁断機を提供することにある。
また本発明の他の大切な目的は、裁断刃を往復運動させる速度と駆動力の両方を最適値に調整できる裁断機を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の大切な目的は、必要であれば裁断刃を往復運動させるストロークもコントロールできる裁断機を提供することにある。
The present invention has been developed for the purpose of solving this drawback. An important object of the present invention is that the mechanism for reciprocating the cutting blade has a very simple structure in addition to being able to completely eliminate the vibration in the left-right direction, and reducing the mass of the reciprocating parts to reduce vibration. It is to provide a cutting machine that can cut the sheet cleanly with an accurate cutting line while reducing noise.
Another important object of the present invention is to provide a cutting machine capable of adjusting both the speed at which the cutting blade reciprocates and the driving force to optimum values.
Furthermore, another important object of the present invention is to provide a cutting machine capable of controlling a stroke for reciprocating a cutting blade if necessary.
本発明の裁断機は、裁断テーブル3にセットされるシート4を、シート4の交差方向に往復運動する裁断刃5で裁断する。裁断機は、裁断刃5を往復運動させる往復運動機構6と、往復運動機構6を裁断テーブル3の表面に沿って所定の位置に移動させる移動機構7とを備える。往復運動機構6は、裁断刃5に連結されて裁断刃5を往復運動させる可動鉄心21と、この可動鉄心21の外側に非接触状態に配置している固定子コア22と、この固定子コア22に可動鉄心21を連結して、上死点と下死点との間で固定子コア22に非接触状態で往復運動できるように配置してなる連結具23と、前記固定子コア22を励磁して、最大磁界位置を可動鉄心21の上死点と下死点とに交互に切り換えて、可動鉄心21を上死点と下死点とに移動させる界磁コイル26と、この界磁コイル26の通電をコントロールして、固定子コア22の最大磁界位置を上死点と下死点に所定の周期で切り換える電源回路24とを備える。以上の裁断機は、電源回路24が界磁コイル26に通電して、固定子コア22の最大磁界位置を上死点と下死点に切り換えて、可動鉄心21を上死点と下死点とに往復運動させて、往復運動する可動鉄心21が裁断刃5を往復運動させる。
The cutting machine of the present invention cuts a
以上の裁断機は、左右方向の振動を完全に解消できる、かつ裁断刃を往復運動させるための機構を極めて簡単な構造とし、さらに往復運動するパーツの質量を小さくして、振動と騒音を小さくできる特徴がある。左右方向の振動を解消できるのは、可動鉄心を左右方向には往復運動させることなく、裁断刃を往復運動させる方向にのみ直線状に往復運動させるからである。また、往復運動機構を極めて簡単な構造として、往復運動するパーツの質量を小さく軽くして、振動と騒音を低減できるのは、可動鉄心を往復運動させるからである。可動鉄心は、固定子コアの磁束を通過できる鉄心であって、コイルや永久磁石などを設ける必要のない簡単なパーツである。可動鉄心は、固定子コアの最大磁界位置に磁気的な吸引力に吸引して移動されて往復運動するので、コイルや永久磁石を設ける必要がない。また、固定子コアの最大磁界位置を上死点と下死点とに移動させて、可動鉄心を最大磁界位置に吸引して往復運動させるので、可動鉄心は上死点と下死点の両方向に磁気的な吸引力で駆動される。このため、従来の電磁ソレノイドのように、弾性体等で一方に付勢する必要がなく、可動鉄心を上死点と下死点との両方向に駆動して高速で往復運動できる。このため、裁断刃を高速で往復運動させて、シートを速やかに、しかも正確な裁断ラインにそって誤差なく綺麗に裁断できる特徴も実現する。また、振動を少なくできることによって、往復運動する部品の疲労や損傷を少なくして寿命を長くできる特徴がある。 The above cutting machine can completely eliminate the vibration in the left-right direction, and the mechanism for reciprocating the cutting blade has a very simple structure, and the mass of the reciprocating parts is reduced, reducing vibration and noise. There are features that can be done. The reason for eliminating the vibration in the left-right direction is that the movable iron core is reciprocated linearly only in the direction in which the cutting blade is reciprocated without reciprocating in the left-right direction. The reason why the reciprocating mechanism is made very simple and the vibration and noise can be reduced by reducing the mass of the reciprocating parts to be small and light is that the movable iron core is reciprocated. The movable iron core is an iron core that can pass through the magnetic flux of the stator core, and is a simple part that does not require a coil or a permanent magnet. Since the movable iron core is moved to the maximum magnetic field position of the stator core by being attracted by a magnetic attraction force and reciprocates, it is not necessary to provide a coil or a permanent magnet. In addition, the maximum magnetic field position of the stator core is moved to the top dead center and the bottom dead center, and the movable iron core is attracted to the maximum magnetic field position and reciprocated, so the movable iron core is in both the top dead center and bottom dead center directions. Driven by magnetic attraction force. For this reason, unlike the conventional electromagnetic solenoid, there is no need to urge one side with an elastic body or the like, and the movable iron core can be driven in both directions of top dead center and bottom dead center to reciprocate at high speed. For this reason, the cutting blade can be moved back and forth at high speed, and the sheet can be quickly and neatly cut along an accurate cutting line without error. In addition, since the vibration can be reduced, there is a feature that the fatigue and damage of the reciprocating parts can be reduced and the life can be extended.
さらに、以上の裁断機は、裁断刃を往復運動させる速度と駆動力の両方を最適値に調整できる特徴も実現する。それは、往復運動機構が、界磁コイルの電流値に比例して、可動鉄心の駆動力をリニアに調整できるので、界磁コイルの電流の大きさを調整して可動鉄心の駆動力をコントロールでき、また、最大磁界位置を切り換える周期、すなわち、界磁コイルの電流の方向を切り換える周期を調整して、可動鉄心を往復運動させる速度をコントロールできるからである。このため、以上の裁断機は、裁断刃を往復運動させるスピードと駆動力の両方を最適値に調整して、シートを速やかに効率よく、しかも綺麗に裁断できる特徴を実現する。
さらにまた、以上の裁断機は、必要であれば裁断刃のストロークをコントロールできる特徴も実現する。それは、以上の裁断機の往復運動機構が可動鉄心を往復運動させるストロークをコントロールできるからである。可動鉄心のストロークは、可動鉄心が上死点と下死点に移動する前に、最大磁界位置を切り換えてコントロールできる。
Furthermore, the above cutting machine also realizes the feature that both the speed and driving force for reciprocating the cutting blade can be adjusted to the optimum values. Because the reciprocating mechanism can linearly adjust the driving force of the movable core in proportion to the current value of the field coil, it can control the driving force of the movable core by adjusting the magnitude of the field coil current. This is because the speed at which the movable core is reciprocated can be controlled by adjusting the period for switching the maximum magnetic field position, that is, the period for switching the current direction of the field coil. For this reason, the above cutting machine adjusts both the speed for reciprocating the cutting blade and the driving force to the optimum values, and realizes the characteristic that the sheet can be cut quickly and efficiently and cleanly.
Furthermore, the above cutting machine also realizes a feature that can control the stroke of the cutting blade if necessary. This is because the above-described reciprocating mechanism of the cutting machine can control the stroke for reciprocating the movable iron core. The stroke of the movable iron core can be controlled by switching the maximum magnetic field position before the movable iron core moves to the top dead center and the bottom dead center.
本発明の裁断機は、固定子コア22を、磁気シールドを介して可動鉄心21の往復運動方向に配置してなる第1の固定子コア22Aと第2の固定子コア22Bとで構成し、界磁コイル26を、第1の固定子コア22Aを励磁する第1の界磁コイル26Aと、第2の固定子コア22Bを励磁する第2の界磁コイル26Bとで構成して、電源回路24でもって、第1の界磁コイル26Aと第2の界磁コイル26Bとを交互に通電して、最大磁界位置を上死点と下死点とに移動させて、可動鉄心21を往復運動させることもできる。
In the cutting machine of the present invention, the
以上の裁断機は、第1の界磁コイルと第2の界磁コイルとに交互に通電して、可動鉄心21を往復運動できる。
The above cutting machine can reciprocate the
本発明の裁断機の固定子コア22は、可動鉄心21との対向面に、上死点と下死点とを異なる磁極とする永久磁石を配置して、電源回路24でもって、界磁コイル26の通電方向を正逆に切り換えて、固定子コア22の励磁方向を反転して、最大磁界位置を上死点と下死点とに切り換えることができる。この裁断機は、界磁コイルに流す電流の方向を交互に逆に切り換えて可動鉄心を往復運動して、可動鉄心で裁断刃を往復運動することもできる。
In the
往復運動機構6は、可動鉄心21を互いに逆方向に往復運動させる一対のリニアアクチュエーター29を備える構造とすることができる。この往復運動機構の各々のリニアアクチュエーター29が、可動鉄心21と、この可動鉄心21の外側に非接触状態に配置してなる固定子コア22と、この固定子コア22に可動鉄心21を上死点と下死点との間に非接触状態に往復運動できるように連結してなる連結具23と、固定子コア22を励磁して、最大磁界位置を可動鉄心21の上死点と下死点とに交互に切り換えて、可動鉄心21を上死点と下死点とに移動させる界磁コイル26とを備える。以上の往復運動機構は、一方のリニアアクチュエーター29の可動鉄心21に裁断刃5を連結し、各々のリニアアクチュエーター29の界磁コイル26の通電をコントロールして、各々の固定子コア22の最大磁界位置を上死点と下死点に所定の周期で切り換える電源回路24とを備える。この往復運動機構は、電源回路24で各々のリニアアクチュエーターの界磁コイル26に通電して、各々のリニアアクチュエーターの可動鉄心21を互いに逆方向に往復運動させる。
The
以上の裁断機は、一対のリニアアクチュエーターを反対方向に往復運動させるので、往復運動による振動を互いに打ち消して、振動と騒音を著しく少なくできる特徴がある。 The above cutting machine has a feature that the pair of linear actuators are reciprocated in opposite directions, so that the vibrations caused by the reciprocal movements can be canceled out and vibration and noise can be significantly reduced.
裁断機は、ケイ素鋼板を積層して可動鉄心21とすることができる。この裁断機は、可動鉄心に透磁率の大きいケイ素鋼板を使用するので、可動鉄心を往復運動させる駆動力を大きくして、裁断刃を効果的に往復運動できる。それは、可動鉄心の磁気抵抗を小さくして、界磁コイルを通電してできる閉ループの磁気回路の磁気抵抗を小さくして、磁束密度を高くできるからである。
The cutting machine can make the
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための裁断機を例示するものであって、本発明は裁断機を以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment shown below exemplifies a cutting machine for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the cutting machine as follows.
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。 Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the examples are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
図2に示す裁断機は、裁断テーブル3にセットされるシートを往復運動する裁断刃5で裁断する。この裁断機は、裁断テーブル3の上方であって、裁断テーブル3の上面に接近する位置を、X軸方向とY軸方向とに移動するように配置してなる裁断ヘッドと、この裁断ヘッドに上下方向、すなわちシートの交差方向に往復運動するように連結してなる裁断刃5と、裁断ヘッドに設けられて裁断刃5を往復運動させる往復運動機構6と、往復運動機構6を備える裁断ヘッドを裁断テーブル3の表面に沿って所定の位置に移動させる移動機構7とを備える。
The cutting machine shown in FIG. 2 cuts a sheet set on the cutting table 3 with a
以上の裁断機は、裁断刃5を往復運動させながら、移動機構7でもって裁断ヘッド8をX軸方向とY軸方向とに移動させて、裁断テーブル3にセットしているシートを所定の形状に裁断する。
The above cutting machine moves the cutting
移動機構7は、裁断ヘッド8をX軸方向に移動させるX軸駆動機構9と、Y軸方向に移動させるY軸駆動機構10とを備える。
The moving
X軸駆動機構9は、X軸方向の延びるガイドブリッジ11と、このガイドブリッジ11に沿って裁断ヘッド8を移動させるネジ棒12と、このネジ棒12を回転させて裁断ヘッド8をX軸方向に移動させるX軸サーボモータ13とを備える。X軸サーボモータ13でネジ棒12を回転して、裁断ヘッド8をガイドブリッジ11に沿ってX軸方向に移動するように、裁断ヘッド8には、ネジ棒12にねじ込まれる雌ねじ孔を水平方向に貫通して設けている。さらに、裁断ヘッド8は回転することなくガイドブリッジ11の長手方向に移動される。このことを実現するために、ガイドブリッジ11と裁断ヘッド8との対向面には、互いに面接触状態で摺動するガイド面14を設けている。
The
Y軸駆動機構10は、ガイドブリッジ11をY軸方向に移動させる。ガイドブリッジ11は両端に下方に延びる一対の支柱15を有し、この支柱15の下端には、Y軸方向に延びる雌ねじ孔を設けている。Y軸駆動機構10は、この雌ねじ孔にねじ込んでいる一対のネジ棒16と、一対のネジ棒16を同じ方向に同じ回転数で回転するY軸サーボモータ17とを備える。一対のネジ棒16はY軸方向に延びるように平行に配置され、これがY軸サーボモータ17で回転されて、ガイドブリッジ11をY軸方向に移動させる。
The Y-
さらに、裁断ヘッド8は裁断刃5を水平面内で回転して、裁断刃5を移動方向と平行であって、移送方向の先端を刃先とする姿勢に回転させる回転機構18を有する。回転機構18は、裁断刃5を水平面内で回転する刃回転サーボモータ(図示せず)を備える。刃回転サーボモータの回転軸に裁断刃5を固定している。
Further, the cutting
裁断機は、図3のブロック図に示すように、X軸サーボモータ13とY軸サーボモータ17と刃回転サーボモータとを制御するコントロール回路19と、このコントロール回路19に裁断刃5がシートを裁断する形状を入力する入力装置20とを備える。コントロール回路19は、入力装置20から入力される形状にシートを裁断するように、X軸サーボモータ13とY軸サーボモータ17と刃回転サーボモータとを制御して、裁断刃5を往復運動させながら、この裁断刃5を所定の角度に回転しながら裁断ラインに移動させてシートを裁断する。以上の裁断機は、裁断ヘッド8をX軸方向とY軸方向とに移動して、シートを所定の形状に裁断するが、本発明は裁断ヘッドを水平面内で移動させる機構を前述の機構に特定しない。裁断機は、裁断ヘッドを水平面内で所定の位置に移動できる全ての機構とすることができるからである。
As shown in the block diagram of FIG. 3, the cutting machine includes a
裁断機は、裁断刃5を往復運動させながら、裁断刃5を設けている裁断ヘッド8を、裁断テーブル3の表面でX軸方向とY軸方向に移動させて、裁断テーブル3の上にセットしているシートを裁断ラインで裁断する。
The cutting machine is set on the cutting table 3 by moving the cutting
図4〜図6と、図8〜図10は裁断刃5の往復運動機構6を示している。これ等の往復運動機構6は、裁断刃5に連結されて裁断刃5を往復運動させる可動鉄心21と、この可動鉄心21の両側に非接触状態に配置している固定子コア22と、この固定子コア22に可動鉄心21を連結している連結具23と、固定子コア22を励磁して、最大磁界位置を可動鉄心21が往復運動する上死点と下死点とに交互に切り換えて、可動鉄心21を上死点と下死点とに移動させる界磁コイル26と、この界磁コイル26の通電をコントロールして、固定子コア22の最大磁界位置を可動鉄心21の上死点と下死点に所定の周期で切り換える電源回路24とを備える。
4 to 6 and FIGS. 8 to 10 show the
可動鉄心21は、透磁率の大きいケイ素鋼板を、図において水平方向に積層してブロックで、その両端には、往復運動方向に延びる一対のガイドシャフト25を直線状に固定している。図の往復運動機構6は、可動鉄心21を上下方向に往復運動させるので、ガイドシャフト25を垂直方向にのびるように可動鉄心21の上下端面に固定している。ガイドシャフト25はプラスチック等の非磁性材で、下方のガイドシャフト25の下端を裁断刃5に連結している。
The
連結具23は、上下のガイドシャフト25を介して、可動鉄心21を上死点と下死点とに往復運動できるように固定子コア22に非接触状態に連結している。図の連結具23は、ガイド筒23Aと弾性体23Bとからなり、ガイド筒23Aは、ガイドシャフト25を往復運動方向に摺動できるように挿通しており、弾性体23Bは固定子コア22を励磁しない非励磁状態で、可動鉄心21を図4と図7に示すように、上死点と下死点との中央部に配置する。弾性体23Bは、弾性変形して、可動鉄心21を上死点と下死点に往復運動させる。
The connecting
固定子コア22は、可動鉄心21の両側に対向して配置される磁極部22aを有し、一対の磁極部22aの間に可動鉄心21を配置している。固定子コア22も磁気抵抗の小さいケイ素鋼板を積層している。固定子コア22は、対向する磁極部22aの間の磁束で可動鉄心21を往復運動させる。固定子コア22は、磁極部22aの間に発生させる最大磁界位置を、可動鉄心21の往復運動方向に移動して、可動鉄心21を上死点と下死点とに往復運動させる。図4の往復運動機構6は、通電する界磁コイル26を切り換えて、最大磁界位置を上死点と下死点とに切り換える。図8の往復運動機構6は、界磁コイル26に通電する電流の方向を逆転して最大磁界位置を上死点と下死点に切り換える。
The
図4と図8の往復運動機構6は、電源回路24で界磁コイル26の通電をコントロールして、固定子コア22の最大磁界位置を上死点と下死点に切り換えて、可動鉄心21を上死点と下死点とに往復運動させる。
4 and 8 controls the energization of the
図4の往復運動機構6は、固定子コア22を、磁気シールド27を介して可動鉄心21の往復運動方向、すなわち上下に配置している第1の固定子コア22Aと第2の固定子コア22Bとを備える。界磁コイル26は、第1の固定子コア22Aを励磁する第1の界磁コイル26Aと、第2の固定子コア22Bを励磁する第2の界磁コイル26Bとを備える。
The
磁気シールド27は、第1の固定子コア22Aと第2の固定子コア22Bとの間に配置されて、第1の界磁コイル26Aの磁束が第2の固定子コア22Bの磁極部22aに漏れるのを制限し、第2の界磁コイル26Bの磁束が第1の固定子コア22Aの磁極部22aに漏れるのを制限して、最大磁界位置を上死点と下死点とに切り換える。
The
図4の往復運動機構は、上側に配置される第1の界磁コイル26Aに通電して、第2の界磁コイル26Bに通電しない状態では、図5に示すように、最大磁界位置が、第1の固定子コア22Aの磁極部22aの対向位置となる。この状態で、第1の固定子コア22Aの磁束が、第2の固定子コア22Bの磁極部22aに漏れるのは、磁気シールド27で制限される。この状態では、可動鉄心21が最大磁界位置に磁気的な吸引力で引き上げられて上昇される。すなわち上死点に配置される。下側に配置される第2の界磁コイル26Bに通電して、第1の界磁コイル26Aに通電しない状態では、図6に示すように、最大磁界位置が、第2の固定子コア22Bの磁極部22aの対向位置となり、可動鉄心21は磁気的な吸引力で引き下げられて降下される。すなわち下死点に配置される。
In the state where the
したがって、図4の往復運動機構6は、電源回路24でもって、第1の界磁コイル26Aと第2の界磁コイル26Bとに交互に切り換えるように通電して、可動鉄心21を上死点と下死点とに往復運動させる。第1の界磁コイル26Aと第2の界磁コイル26Bとを通電する周期で、可動鉄心21を往復運動させる周期は特定される。
Therefore, the
図7は電源回路24が第1の界磁コイル26Aと第2の界磁コイル26Bとに通電する電流波形を示している。この図に示すように、電源回路24は、第1の界磁コイル26Aと第2の界磁コイル26Bとの交互に通電する。以上の往復運動機構6は、第1の界磁コイル26Aと第2の界磁コイル26Bに交互に通電する周期(T)で、可動鉄心21を往復運動させる周期を特定する。また、この往復運動機構6は、界磁コイル26に通電する電流値に比例して、対向する磁極部22aの間の磁束密度が大きくなる。可動鉄心21が、磁極部22aの磁束密度に比例する力で吸引されて、上死点と下死点に移動されるからである。したがって、この往復運動機構6は、界磁コイル26に通電する電流値で可動鉄心21を往復運動させる駆動力、すなわち推力をコントロールできる。
FIG. 7 shows a current waveform in which the
図8の往復運動機構6は、固定子コア22の可動鉄心21との対向面に永久磁石28を固定している。永久磁石28は、可動鉄心21を往復運動させる上死点と下死点とを異なる磁極とするように配置している。図において、上部と下部とを異なる磁極としている。また、永久磁石28は、固定子コア22の磁極部22aの対向面を異なる磁極とするように、すなわち可動鉄心21の両側に異なる磁極を配置するように永永久磁石28を配置している。図8は、可動鉄心21の右側の永久磁石28は、上部をN極、下部をS極とし、可動鉄心21の左側の永久磁石28は、上部をS極、下部をN極としている。磁束はN極からS極に向かっては放射されるが、その反対側には放射されない。
In the
可動鉄心21の左右に配置している各々の固定子コア22には界磁コイル26を巻いている。界磁コイル26は、通電する電流の方向によって、図9と図10に示す方向に磁束を放射する。この固定子コア22は、図9に示すように、右側の固定子コア22から左側の固定子コア22に向かって磁束を放射する方向に界磁コイル26に通電して、最大磁界位置を上死点に配置する。この状態において最大磁界位置が上死点に配置されるのは、上側の永久磁石28が上部において、可動鉄心21の右側をN極として左側をS極とするからである。すなわち、対向する永久磁石28の磁束が右から左に放射されるからである。この状態で、可動鉄心21は最大磁界位置に磁気的な吸引力で引き上げられて上昇される。すなわち上死点に移動される。界磁コイル26の電流を逆方向にすると、図10に示すように、磁束の方向が逆転して最大磁界位置は磁極部22aの下死点となり、可動鉄心21は磁気的な吸引力で引き下げられて下死点に移動される。この状態で最大磁界位置が下死点に移動されるのは、永久磁石28の下部で、可動鉄心21の左側をN極として右側をS極として、対向する永久磁石28の磁束が左から右に放射されるからである。
A
したがって、図8ないし図10の往復運動機構6は、電源回路24でもって、界磁コイル26の電流の向きを一定の周期で逆転するように切り換えて、可動鉄心21を上死点と下死点とに往復運動できる。界磁コイル26の通電方向を切り換える周期で、可動鉄心21を往復運動させる周期は特定される。
Therefore, the
図11は、電源回路24が界磁コイル26に通電する電流波形を示している。この図に示すように、電源回路24は、界磁コイル26に通電する電流を所定の周期(T)で逆転させる。界磁コイル26に通電する電流を逆転させる周期(T)で、可動鉄心21を往復運動させる周期は特定される。界磁コイル26を通電する電流の方向で、可動鉄心21が上死点と下死点とに移動されるからである。
FIG. 11 shows a current waveform when the
また、この往復運動機構6は、界磁コイル26に通電する電流値で可動鉄心21を往復運動させる駆動力をコントロールできる。界磁コイル26の電流値に比例して、対向する磁極部22aの間の磁束密度が大きくなり、可動鉄心21が、磁極部22aの磁束密度に比例する力で吸引されて、上死点と下死点に移動されるからである。したがって、この往復運動機構6は、界磁コイル26に通電する電流値を調整して、可動鉄心21を往復運動させる駆動力、すなわち推力をコントロールできる。
In addition, the
図8ないし図10の往復運動機構は、可動鉄心のストロークをコントロールするために、可動鉄心に移動位置を検出する位置検出器30を備える。位置検出器30は、可動鉄心の上下位置を検出して、電源回路24が界磁コイル26に通電する電流の方向を切り換えるタイミングをコントロールして、可動鉄心のストロークを調整する。たとえば、可動鉄心が上死点と下死点に移動する中間で界磁コイル26に流す電流の方向を切り換えて、可動鉄心のストロークを小さくできる。すなわち、界磁コイルに通電する電流の方向を切り換えるタイミングを、可動鉄心の中心からの変位でコントロールして、ストロークをコントロールできる。図11において、周期(T)を短くするにしたがって、可動鉄心を往復運動するストロークは小さくなる。可動鉄心の位置を検出することなく、電源回路が周期(T)を短くして、可動鉄心のストロークをコントロールできるが、図8ないし図10に示すように、可動鉄心の位置を位置検出器30で検出して、位置検出器30で電源回路24を制御して電流の方向を切り換える往復運動機構は、可動鉄心の往復運動する中心から上下に往復運動するようにコントロールでき、また往復運動する中心を上下にずらせて往復運動するストロークをコントロールすることもできる。
The reciprocating mechanism shown in FIGS. 8 to 10 includes a
図12の往復運動機構6は、可動鉄心21を互いに逆方向に往復運動させる一対のリニアアクチュエーター29を備える。各々のリニアアクチュエーター29は、図4〜図6、及び図8〜図10に示す往復運動機構に示すように、可動鉄心21と、この可動鉄心21の外側に非接触状態に配置してなる固定子コア22と、この固定子コア22に可動鉄心21を上死点と下死点との間に非接触状態に往復運動できるように連結してなる連結具23と、固定子コア22を励磁して、最大磁界位置を可動鉄心21の上死点と下死点とに交互に切り換えて、可動鉄心21を上死点と下死点とに移動させる界磁コイル26とを備える。この往復運動機構6は、一方のリニアアクチュエーター29の可動鉄心21に裁断刃5が連結している。さらに、各々のリニアアクチュエーター29の界磁コイル26の通電をコントロールして、各々の固定子コア22の最大磁界位置を上死点と下死点に所定の周期で切り換える電源回路24とを備える。電源回路24は各々のリニアアクチュエーター29の界磁コイル26に通電して、各々のリニアアクチュエーター29の可動鉄心21を互いに逆方向に往復運動して、上下方向の振動と騒音を解消する。
The
本発明の裁断機は、往復運動する裁断刃5を所定の裁断ラインに移動させて、シートを所定の形状に裁断する装置として使用される。
The cutting machine of the present invention is used as an apparatus for moving a
1…クランク軸
2…コンロッド
3…裁断テーブル
4…シート
5…裁断刃
6…往復運動機構
7…移動機構
8…裁断ヘッド
9…X軸駆動機構
10…Y軸駆動機構
11…ガイドブリッジ
12…ネジ棒(X軸方向)
13…X軸サーボモータ
14…ガイド面
15…支柱
16…ネジ棒(Y軸方向)
17…Y軸サーボモータ
18…回転機構
19…コントロール回路
20…入力装置
21…可動鉄心
22…固定子コア 22a…磁極部
22A…第1の固定子コア 22B…第2の固定子コア
23…連結具
23A…ガイド筒23A 23B…弾性体23B
24…電源回路
25…ガイドシャフト
26…界磁コイル
26A…第1の界磁コイル 26B…第2の界磁コイル
27…磁気シールド
28…永久磁石
29…リニアアクチュエーター
30…位置検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
13 ...
DESCRIPTION OF
24 ...
26A ...
Claims (5)
裁断刃(5)を往復運動させる往復運動機構(6)と、この往復運動機構(6)を裁断テーブル(3)の表面に沿って所定の位置に移動させる移動機構(7)とを備え、
往復運動機構(6)が、裁断刃(5)に連結されて裁断刃(5)を往復運動させる可動鉄心(21)と、この可動鉄心(21)の外側に非接触状態に配置してなる固定子コア(22)と、この固定子コア(22)に非接触状態で往復運動できるように可動鉄心(21)を連結してなる連結具(23)と、固定子コア(22)を励磁して、最大磁界位置を可動鉄心(21)が往復運動する上死点と下死点とに交互に切り換えて、可動鉄心(21)を上死点と下死点とに移動させる界磁コイル(26)と、この界磁コイル(26)の通電をコントロールして、固定子コア(22)の最大磁界位置を可動鉄心(21)の上死点と下死点に所定の周期で切り換える電源回路(24)とを備え、
連結具(23)は、界磁コイル(26)の非通電状態において、可動鉄心(21)を上死点と下死点の中間に配置すると共に、
電源回路(24)が界磁コイル(26)に通電して、固定子コア(22)の最大磁界位置を上死点と下死点に切り換えて、可動鉄心(21)を上死点と下死点とに往復運動して、往復運動する可動鉄心(21)でもって裁断刃(5)を往復運動させるようにしてなる裁断機。 A cutting machine for cutting a sheet set on a cutting table (3) with a cutting blade (5) that reciprocates in the crossing direction of the sheet,
A reciprocating mechanism (6) for reciprocating the cutting blade (5), and a moving mechanism (7) for moving the reciprocating mechanism (6) to a predetermined position along the surface of the cutting table (3),
A reciprocating mechanism (6) is connected to the cutting blade (5) and reciprocatingly moves the cutting blade (5), and is arranged in a non-contact state outside the movable iron core (21). Energize the stator core (22), the coupler (23) that connects the movable core (21) to the stator core (22) so that it can reciprocate without contact, and the stator core (22) The field coil that moves the movable iron core (21) between the top dead center and the bottom dead center by alternately switching the maximum magnetic field position between the top dead center and the bottom dead center where the movable iron core (21) reciprocates. (26) and a power supply that controls the energization of the field coil (26) and switches the maximum magnetic field position of the stator core (22) between the top dead center and the bottom dead center of the movable core (21) at a predetermined cycle. Circuit (24) and
The connector (23) is arranged with the movable iron core (21) between the top dead center and the bottom dead center in the non-energized state of the field coil (26),
The power circuit (24) energizes the field coil (26), switches the maximum magnetic field position of the stator core (22) between top dead center and bottom dead center, and moves the movable iron core (21) to top dead center and bottom dead center. A cutting machine that reciprocates to the dead center and reciprocates the cutting blade (5) with a movable iron core (21) that reciprocates.
電源回路(24)が、第1の界磁コイル(26A)と第2の界磁コイル(26B)とを交互に通電して、可動鉄心(21)を往復運動させる請求項1に記載される裁断機。 A first stator core (22A) and a second stator core (22B) in which a stator core (22) is arranged in a reciprocating direction of the movable iron core (21) via a magnetic shield (27); And a field coil (26) for exciting the first stator core (22A) and a second field for exciting the second stator core (22B). A magnetic coil (26B),
2. The power supply circuit (24) according to claim 1, wherein the power supply circuit (24) reciprocates the movable iron core (21) by energizing the first field coil (26A) and the second field coil (26B) alternately. Cutting machine.
電源回路(24)が界磁コイル(26)の通電方向を正逆に切り換えて、固定子コア(22)の励磁方向を反転して、最大磁界位置を上死点と下死点とに切り換える請求項1に記載される裁断機。 The stator core (22) has a top pole and a bottom dead center with different magnetic poles on the surface facing the movable iron core (21), and the magnetic poles facing both sides of the movable iron core (21) are also different magnetic poles. Permanent magnet (28)
The power supply circuit (24) switches the energizing direction of the field coil (26) between forward and reverse, reverses the excitation direction of the stator core (22), and switches the maximum magnetic field position between top dead center and bottom dead center. The cutting machine according to claim 1.
各々のリニアアクチュエーター(29)が、可動鉄心(21)と、この可動鉄心(21)の外側に非接触状態に配置してなる固定子コア(22)と、この固定子コア(22)に可動鉄心(21)を上死点と下死点との間に非接触状態に往復運動できるように連結してなる連結具(23)と、固定子コア(22)を励磁して、最大磁界位置を可動鉄心(21)の上死点と下死点とに交互に切り換えて、可動鉄心(21)を上死点と下死点とに移動させる界磁コイル(26)とを備え、
一方のリニアアクチュエーター(29)の可動鉄心(21)に裁断刃(5)が連結され、
さらに、各々のリニアアクチュエーター(29)の界磁コイル(26)の通電をコントロールして、各々の固定子コア(22)の最大磁界位置を上死点と下死点に所定の周期で切り換える電源回路(24)とを備え、
電源回路(24)が各々のリニアアクチュエーター(29)の界磁コイル(26)に通電して、各々のリニアアクチュエーター(29)の可動鉄心(21)を互いに逆方向に往復運動させるようにしてなる請求項1ないし3のいずれかに記載される裁断機。 The reciprocating mechanism (6) includes a pair of linear actuators (29) for reciprocating the movable iron core (21) in opposite directions,
Each linear actuator (29) is movable to the movable iron core (21), the stator core (22) arranged in a non-contact state outside the movable iron core (21), and the stator core (22). Maximum magnetic field position by exciting the connector (23), which connects the iron core (21) so that it can reciprocate in a non-contact state between the top dead center and the bottom dead center, and the stator core (22) And a field coil (26) for moving the movable iron core (21) to the top dead center and the bottom dead center by alternately switching between the top dead center and the bottom dead center of the movable iron core (21),
The cutting blade (5) is connected to the movable iron core (21) of one linear actuator (29),
Furthermore, by controlling the energization of the field coil (26) of each linear actuator (29), the power source that switches the maximum magnetic field position of each stator core (22) between top dead center and bottom dead center at a predetermined cycle Circuit (24) and
The power circuit (24) energizes the field coil (26) of each linear actuator (29) to reciprocate the movable iron core (21) of each linear actuator (29) in opposite directions. The cutting machine according to any one of claims 1 to 3.
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KR101845893B1 (en) * | 2016-07-13 | 2018-04-05 | 한국해양대학교 산학협력단 | vibration impact apparatus for eliminate sludge |
CN111785501A (en) * | 2020-05-29 | 2020-10-16 | 天长市烁源磁电有限公司 | Cutting device for magnetic ferrite core blank making |
CN113618466A (en) * | 2021-08-23 | 2021-11-09 | 马震刚 | Digit control machine tool positioning mechanism |
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- 2013-09-20 JP JP2013196150A patent/JP2015058527A/en active Pending
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