JP2017209982A - ワーク操作装置、ワーク操作方法、曲面治具、曲面治具の製造方法及びスクリーン印刷装置 - Google Patents

ワーク操作装置、ワーク操作方法、曲面治具、曲面治具の製造方法及びスクリーン印刷装置 Download PDF

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Abstract

【課題】曲面を有するワークの作業箇所を水平に保持して印刷する。【解決手段】曲面を有するワーク49を対して前後方向に作業をするためにワークを操作するワーク操作装置200において、ワーク49を曲面で保持する曲面治具41を支点ピン87で回転可能に保持するとともに、前記支点ピン87の位置を上下方向に移動可能に保持するピン保持部130と、前記曲面治具41を回転させ、かつ、前記支点ピン87の位置を移動させながら、前記曲面治具41の一端から他端に向けて横方向に移動する横移動機構140を備えた。横移動機構140は、前記曲面治具41の上面と下面と挟む挟持機構141を備え、前記挟持機構141は、挟持している挟持面の高さを決定する高度決定部142と、前記曲面治具41を加圧して前記高度決定部142まで移動させる加圧部143を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、例えば、曲面を有するワークの操作又は印刷に関するものである。
従来から、曲面を有するワークに印刷をする装置が考えられている。
特開平6−31895号公報 特開平11−320820号公報
本発明は、従来と異なる構成で、曲面を有するワークの操作又は印刷が可能な装置及び方法を提供する。
本発明のワーク操作装置は、曲面を有するワークを対して前後方向に作業をするためにワークを操作するワーク操作装置において、
ワークを曲面で保持する曲面治具を支点ピンで回転可能に保持するとともに、前記支点ピンの位置を直線方向と曲線方向のいずれかに移動可能に保持するピン保持部と、
前記曲面治具を回転させ、かつ、前記支点ピンの位置を移動させながら、前記曲面治具の一端から他端に向けて横方向に移動する横移動機構と
を備える。
本発明によれば、曲面を有するワークの作業箇所を水平に保持できる。
実施の形態1におけるスクリーン印刷装置100の側面構成図。 実施の形態1におけるスクリーン印刷装置100の正面構成図。 実施の形態1におけるスクリーン印刷装置100の平面構成図。 実施の形態1におけるスクリーン印刷装置100のワーク操作方法の動作説明図。 実施の形態1におけるスクリーン印刷装置100の印刷開始の図。 実施の形態1における位置関係の説明図。 実施の形態1におけるワーク操作方法の動作原理図。 実施の形態2における曲面治具41の他の構成図。 実施の形態3における曲面治具41と吸引機構10の構成図。 実施の形態4における曲面治具41の構成図。 実施の形態5におけるスクリーン印刷装置100の側面構成図。 実施の形態5におけるスクリーン印刷装置100の正面構成図。 実施の形態5におけるスクリーン印刷装置100の平面構成図。 実施の形態5におけるピン保持部130の説明図。 実施の形態6におけるピン保持部130の説明図。 実施の形態7におけるにおける曲面治具41の構成図。 実施の形態7における曲面治具41の部分構成図。 実施の形態7における吸引板160平面図と断面図。 実施の形態7における曲面治具41の製造方法を示す図。 他の構成における曲面治具41の構成図。 他の構成における曲面治具41とスクリーン96とスキージ92の構成図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100の詳細側面図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100の詳細正面図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100の詳細部分平面図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100の詳細部分正面図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100のピン保持部130の側面構成図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100のブレーキ機構260の側面構成図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100の正面構成図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100の平面構成図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100のワーク操作方法の動作フロー図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100の印刷開始位置の動作説明図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100の印刷開始位置の動作説明図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100の印刷開始時の動作説明図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100の印刷中間点の動作説明図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100の印刷終了時の動作説明図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100の他の滑り防止機構205の側面構成図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100の他の滑り防止機構205の正面構成図。 実施の形態8におけるスクリーン印刷装置100の他の滑り防止機構205の平面構成図。
実施の形態1.
***構成の説明***
図1、図2、図3に基づいて、ワーク操作装置200を使用したスクリーン印刷装置100の構成について説明する。
図1、図2、図3のスクリーン印刷装置100は、曲面を有するワーク49を曲面治具41で操作してスクリーン製版によりスクリーン印刷する装置である。
図において、曲面治具41とワーク49とを印刷位置に搬出入する方向を前後横方向という。印刷方向は前横方向である。
また、高さ方向を上下方向という。また、図2に示すように、曲面治具41とワーク49の両サイド方向を左右方向という。
ワーク操作装置200は、曲面を有するワークを対して前後方向に作業をするためにワークを操作する装置であり、実施の形態1では、スクリーン印刷装置100から以下に述べる印刷部90を除いたものである。
図1において、説明の都合でワーク49と曲面治具41とを2か所に図示しているが、実際には、1箇所しか存在しない。
<<ワーク49>>
ワーク49は、曲面を有する。ワーク49は、平面視では矩形であるが、側面視では、厚さが一定の弧状の薄板である。ワーク49の材質の具体例は、ガラス、樹脂、プラスチック、紙、布、金属である。
<<曲面治具41>>
曲面治具41は、ワーク49を曲面で保持する治具である。
曲面治具41は、平面視では矩形であるが、側面視では、厚さが一定の弧状の金属薄板である。曲面治具41は、ワーク49と同じ曲面あるいは湾曲面を有している。曲面治具41の材質の具体例は、アルミニウム、鉄、ステンレスである。
曲面治具41の側面の中央には、1対のピン挿入材42がある。ピン挿入材42は矩形の座金形状をしており、ピン挿入材42の中央にはピン穴43がある。
<<制御部110>>
スクリーン印刷装置100は、制御部110を有している。
制御部110は、装置全体を制御するものである。制御部110は、中央処理装置、プログラム、メモリにより実現できる。制御部110からの信号は、信号線111により以下に述べる各部に伝達される。以下に述べる動作は、制御部110が信号線111により命令を伝達することにより実現できる。
<<筺体50>>
スクリーン印刷装置100は、筺体50を有している。
筺体50は、箱状の基台51と、支持柱52と、柱フレーム53と、梁フレーム54と有している。
基台51には、制御部110と信号線111が収納され、さらに、図示していない電源装置、ポンプ装置、ロボシリンダ、リニアガイド、吸引器などの駆動装置が収納されている。
基台51の上面には、曲面治具41のコーナーを支える4本の支持柱52が立っている。
また、基台51の上面には、4本の柱フレーム53が立っている。2本の柱フレーム53の上には、梁フレーム54が横たわっている。柱フレーム53には、印刷部90を前後横移動させるロボシリンダが駆動装置として収納されている。
<<搬出入機構60>>
スクリーン印刷装置100は、曲面治具41とワーク49とを印刷位置に搬出入する搬出入機構60を有している。
搬出入機構60は、基台51を前後横方向に移動可能なテーブル61を有している。テーブル61は、図3に示すように、基台51に収納されたロボシリンダ64によりスライドして前後横方向に移動する。
テーブル61には、2本の支持シリンダ62が立っており、支持ピン63が上下にスライドする。支持ピン63は曲面治具41の側面視での前後中央部分を下から保持する。
<<横移動部70>>
横移動部70は、図3に示すように、基台51に収納されたリニアガイド74をスライドすることにより、基台51に対して前後横方向に移動可能に取り付けられている。横移動部70は、曲面治具41の左右両サイドに存在している。
<<印刷部90>>
スクリーン印刷装置100は、印刷部90を有している。
印刷部90は、図2、図3に示すように、2本の梁フレーム54の間に配置されている。
印刷部90は、梁フレーム54に収納されたロボシリンダ97よりスライドする。すなわち、印刷部90は、梁フレーム54に対して前後横方向に移動可能に取り付けられている。
印刷部90の中央下部には、スキージ92が取り付けられている。
スキージ92の下には、スクリーン96がある。
スクリーン96は、図示していない取付機構により、柱フレーム53に着脱可能に取り付けられている。
印刷部90は、ワーク49に対して作業を行う部品の一例である。
<<横移動機構140>>
スクリーン印刷装置100は、印刷部90と横移動部70とを同じ方向に移動させる横移動機構140を有している。
横移動機構140は、曲面治具41の左右両サイドに存在している。
横移動機構140は、曲面治具41を回転させ、かつ、回転保持部を上下方向に移動させながら、曲面治具41の一端から他端に向けて横方向に移動する機構である。
横移動機構140は、ロボシリンダ97とリニアガイド74とを有している、ロボシリンダ97は、印刷部90を能動的に移動させる。リニアガイド74は、横移動部70を印刷部90の移動に合わせて受動的に移動可能にしている。
横移動部70と印刷部90とは、結合部21と結合部27とに結合されたワイヤ22により連結されており、印刷部90が前に移動した場合横移動部70も前に移動する。
横移動部70と印刷部90とは、結合部31と結合部37とに結合されたワイヤ32により連結されており、印刷部90が後に移動した場合横移動部70も後に移動する。
ワイヤ22の一端は、印刷部90の結合部21に固定され、柱フレーム53にあるプーリ23、プーリ24,プーリ25,プーリ26を経て、ワイヤ22の他端が、横移動部70の結合部27に固定されている。
ワイヤ32の一端は、印刷部90の結合部31に固定され、柱フレーム53にあるプーリ33、プーリ34,プーリ35,プーリ36を経て、ワイヤ32の他端が、横移動部70の結合部37に固定されている。
結果として、印刷部90がロボシリンダ97により前後にスライドすると横移動部70も同量だけ前後にスライドする。
<<挟持機構141>>
横移動機構140は、曲面治具41の上面と下面と挟む挟持機構141を備えている。挟持機構141は、曲面治具41の左右両サイドに存在している。
挟持機構141は、曲面治具41の挟持機構141が挟持する挟持面44の高さを決定する高度決定部142と、曲面治具41を加圧して高度決定部142まで移動させる加圧部143とを備えている。
加圧部143は、横方向に配置された2個の加圧ローラ73を有している。
高度決定部142は、2個の加圧ローラ73の中間で曲面治具に接するように配置された対向ローラ94を有している。
<<高度決定部142>>
高度決定部142は、印刷部90に設けられている。
高度決定部142は、曲面治具41の左右両サイドに存在している。
高度決定部142は、ローラ保持部93と対向ローラ94とマイクロメータ95とを有している。
ローラ保持部93は、1個の対向ローラ94を保持している。対向ローラ94は、軸を中心に回転可能である。
マイクロメータ95は、対向ローラ94の高さを微調整するものであり、マイクロメータ95を調整することにより、対向ローラ94の高さを正確に決定できる。
<<加圧部143>>
加圧部143は、横移動部70に設けられている。
加圧部143は、曲面治具41の左右両サイドに存在している。
横移動部70は、横移動シリンダ71とローラ上下ピン72と加圧ローラ73を有している。
横移動シリンダ71のローラ上下ピン72は上下にスライドする。ローラ上下ピン72は、後置と前置の2個の加圧ローラ73を保持している。加圧ローラ73は、軸を中心に回転可能である。加圧ローラ73の2本の軸は水平で同じ高さにあり、2個の加圧ローラ73の半径は同じである。
図2に示すように、加圧ローラ73と対向ローラ94の位置は、曲面治具41の側面より内側にありかつワーク49の外側にある。
<<回転保持部120>>
スクリーン印刷装置100は、曲面治具41を回転可能に保持する回転保持部120を有している。
回転保持部120は、曲面治具41の左右両サイドに存在している。
回転保持部120は、進退シリンダ86と支点ピン87とを有している。
支点ピン87は、曲面治具41の左右両サイド中央を保持する。
進退シリンダ86は、支点ピン87を前後に移動させるシリンダである。
進退シリンダ86の支点ピン87はピン挿入材42のピン穴43に挿入される。その結果、曲面治具41は、支点ピン87を中心にして回転可能に保持される。
<<ピン保持部130>>
スクリーン印刷装置100は、回転保持部120により回転可能に保持された支点ピン87を上下方向に移動可能に保持するピン保持部130を有している。回転保持部120は、ピン保持部130の一部である。
ピン保持部130は、曲面治具41の左右両サイドに存在している。
ピン保持部130は、固定柱81と、上下シリンダ82と、上下ピン83と、水平腕84と、上下リニアガイド85とを有している。
固定柱81は、梁フレーム54の中央下部に固定されている柱である。
上下シリンダ82は、支点ピン87を上方向に移動する上下シリンダである。
水平腕84は、固定柱81の下部から水平方向に延びた腕部であり、上下シリンダ82を固定している。
上下リニアガイド85は、固定柱81に垂直方向に固定されたリニアガイドである。
上下リニアガイド85は、ピン保持部130の進退シリンダ86を上下方向に移動可能に保持する。
上下ピン83は、上下シリンダ82のピンであり、上下にスライドする。
上下ピン83は、進退シリンダ86の直下にあり、上下ピン83の上下により進退シリンダ86が上下する。
上下ピン83と進退シリンダ86は、接続されておらず、上下ピン83の上昇により上下ピン83が進退シリンダ86の下部に接触して進退シリンダ86が上昇する。上下ピン83が下降すれば、進退シリンダ86は重力により下降する。進退シリンダ86と支点ピン87とはともに移動するから、進退シリンダ86の上下移動とともに支点ピン87も垂直方向に上下移動する。支点ピン87の上下移動は直線移動の一例である。
<配置関係>
図6の(a)に示すように、2個の加圧ローラ73の回転軸と1個の対向ローラ94の回転軸を結ぶと二等辺三角形になる。二等辺三角形の底辺は水平である。対向ローラ94の回転軸は、二等辺三角形の頂点である。
対向ローラ94の回転軸の高さは、スクリーン96の下面とワーク49の表面とが所望の間隔(クリアランス)になるようにマイクロメータ95で調整する。すなわち、対向ローラ94の回転軸の高さが決まれば、曲面治具41の上昇高さが決定されるので、スクリーン96の下面とワーク49の表面との間隔をあらかじめ決定することができる。
また、曲面治具41の厚さが変われば、同様に、スクリーン96の下面とワーク49の表面とが所望の間隔(クリアランス)になるように、対向ローラ94の固定位置をマイクロメータ95で調整する。
印刷時には、図6の(b)に示すように、スキージ92がスクリーン96を押してスキージ92がスクリーン96を中央線48でワーク49に接触させてスクリーン印刷する。
***動作の説明***
図4を用いて、ワーク操作方法と印刷方法について説明する。
まず、概略は以下のとおりである。
まず、ワーク49を曲面で保持した曲面治具41を搬入して、曲面治具41を支点となる支点ピン87で回転可能に保持し、かつ、支点ピン87を上下方向に移動可能に保持する。
水平に配置された2個の加圧ローラ73と、2個の加圧ローラ73の中間に配置された1個の対向ローラ94とで曲面治具41を挟持し、加圧ローラ73と対向ローラ94とで曲面治具41を挟持しながら加圧ローラ73と対向ローラ94とを水平方向に移動する。
この移動により、曲面治具41を支点となる支点ピン87で回転させながら、かつ、支点となる支点ピン87を上下方向に移動させながら、ワーク49の一端から他端に向けて、ワーク49に水平面を出現させる。
この移動とともにスキージ92を移動させ、ワーク49の水平面に印刷する。
以下、ワーク操作方法の詳細動作について説明する。
以下の動作は、スクリーン印刷装置100に設けられた制御部110により実行される。
前提として、印刷部90と横移動部70は、後方向の印刷スタート位置にあるものとする。
ステップS11:ワークセット工程
図1の支持柱52に曲面治具41が載せられた状態で、曲面治具41にワーク49を載せる。曲面治具41とワーク49との曲面は、半径が一致しており、ワーク49は、曲面治具41に隙間なく配置される。
ステップS12:テーブル移動工程
制御部110は支持シリンダ62の支持ピン63を上昇させ、曲面治具41を支持柱52から持ち上げる。この状態で、曲面治具41は、支持ピン63の先端を中心としてスイング可能な状態となる。制御部110は、テーブル61を前横方向に移させ、ピン挿入材42のピン穴43と進退シリンダ86の支点ピン87とが垂直方向で一致する位置で移動を止める。
ステップS13:位置決め工程
テーブル61が曲面治具41を運んでくると、制御部110は、上下シリンダ82の上下ピン83を上昇させ、進退シリンダ86を持ち上げる。制御部110は、上下ピン83をピン穴43と支点ピン87との高さが一致するまで進退シリンダ86を上昇させる。
ステップS14:支点ピン挿入工程
制御部110は、進退シリンダ86の支点ピン87を前進させ、ピン穴43に支点ピン87を挿入する。そして、制御部110は、支持シリンダ62の支持ピン63を下降させる。支持シリンダ62の支持ピン63の下降により、進退シリンダ86も下降する。この状態で、曲面治具41は、支点ピン87を中心としてスイング可能な状態となる。
ステップS15:印刷工程
印刷工程は、以下の挟持工程と移動工程を有している。
<挟持工程>
スクリーン印刷装置100は、対向ローラ94と加圧ローラ73との間に曲面治具41を挟むために、横移動シリンダ71のローラ上下ピン72を上昇させ加圧ローラ73を押し上げる。
ローラ上下ピン72が上昇してゆくと、最初に後置の加圧ローラ73が曲面治具41の下面に触れる。さらに、ローラ上下ピン72が上昇してゆくと、曲面治具41は、時計回りに回転して曲面治具41の上面が対向ローラ94に突き当たる。曲面治具41の上面は対向ローラ94により上方向への移動が禁止されるので、曲面治具41が右肩下がりに移動しようとする。
進退シリンダ86が上下リニアガイド85に対して上下のみに移動可能に取り付けられているから、曲面治具41が右肩下がりに移動しようとすると、支点ピン87は、ピン穴43の中で回転しながら、進退シリンダ86が上下リニアガイド85に沿って、対向ローラ94に当たるまで上昇し、対向ローラ94に接触してからは下降する。進退シリンダ86が上下リニアガイド85に沿って下降して曲面治具41が右肩下がりに移動すると、前置の加圧ローラ73が曲面治具41の下面に触れる。
こうして、2個の加圧ローラ73と1個の対向ローラ94で挟持された部分が挟持面44となる。
曲面治具41の回転は、2個の加圧ローラ73がともに曲面治具41の下面に触れた時に終了する。この時点で、スクリーン96とワーク49との関係は、図5、及び、図6の(a)の状態Aとなる。
図5、及び、図6の(a)に示すように、2個の加圧ローラ73がともに曲面治具41の下面に触れた時、2個の加圧ローラ73の間にある挟持面44は水平になっている。挟持面44の中央が水平になっている。
<移動工程>
制御部110は、印刷部90を印刷方向すなわち前横方向に移動させ、印刷部90による印刷を開始する。挟持面44の中央の中央線48の真上にスキージ92があり、挟持面44の中央線48においてスクリーン96の印刷パターンの印刷が開始される。
印刷部90が印刷しながら前横方向に移動すると、ワイヤ22により、横移動部70も同量だけ前横方向に移動する。すなわち、対向ローラ94は2個の加圧ローラ73の中央の真上にあり、対向ローラ94と加圧ローラ73とは、その位置関係を保ちながら、曲面治具41を挟持しながら前横方向に移動する。
対向ローラ94と加圧ローラ73が前横方向に移動することにより、曲面治具41の右肩は徐々に上昇し曲面治具41の挟持面44も前横方向に移動する。すなわち、挟持面44の中央への印刷が印刷部90の移動とともに実施される。挟持面44も曲面であるから、より正確には、挟持面44の中央にある直線部分である中央線48に印刷がされる。
対向ローラ94と加圧ローラ73が前横方向に移動することにより、スクリーン96とワーク49との関係は、図7の(a)の状態Aから、状態B、状態Cへと変化する。
挟持面44が前方向に移動すると、図7の(a)の矢印に示すように、進退シリンダ86の支点ピン87が上下リニアガイド85に沿って上方に上昇する。印刷のスタート部分から中央部分までの状態Aから状態Cまでは、進退シリンダ86の支点ピン87が上下リニアガイド85に沿って上方に上昇する。
さらに、対向ローラ94と加圧ローラ73が前横方向に移動することにより、スクリーン96とワーク49との関係は図7の(b)の状態Cから、状態D、状態Eへと変化する。
挟持面44が中央から前に移動すると、図7の(b)の矢印に示すように、印刷の中央部分から終了部分まで、進退シリンダ86の支点ピン87が上下リニアガイド85に沿って下降する。印刷の中央部分から終了部分までの状態Cから状態Eまでは、進退シリンダ86の支点ピン87が上下リニアガイド85に沿って下降する。
曲面治具41は、上下する支点ピン87により揺り椅子あるいは揺り籠のようにスイングし、曲面治具41とワーク49が接触する中央線48にのみ印刷がされ、中央線48以外には印刷がされない。
ステップS16:解放工程
印刷部90が前端まで移動して印刷が終了したら、ローラ上下ピン72を下降させ加圧ローラ73による曲面治具41の挟持を解放する。進退シリンダ86は、重力により下降し、曲面治具41は、スイング可能な状態に復帰する。
ステップS17:支点ピン後退工程
制御部110は、支持ピン63を上昇させて、曲面治具41の下面を保持する。次に、制御部110は、進退シリンダ86の支点ピン87をピン穴43から外す。
こうして、曲面治具41は、支点ピン87から解放され支持ピン63に保持される。
ステップS18:テーブル復帰工程
制御部110は、テーブル61を後横方向に移動させ、曲面治具41とワーク49とを搬出する。
制御部110は、支持シリンダ62の支持ピン63を下降させ、曲面治具41を支持柱52に保持する。
また、制御部110は、印刷部90を後横方向に移動させる。印刷部90の後横方向への移動により、横移動部70がワイヤ32により後横方向に移動し、印刷スタート状態に復帰する。
その後、ワーク49を交換して、新たな印刷を開始する。
***実施の形態1の効果***
この実施の形態によれば、曲面のワークに対して、スクリーン印刷をすることができる。
この実施の形態によれば、曲面を有するワークの作業箇所を水平に保持できるので、曲面のワークであっても平面のワークに対する作業と同じ作業をすることができる。
印刷が、中央線48でのみ行われワーク49が曲面なので、ワーク49が平面である場合に比べて版離れが向上する。
実施の形態1では、スクリーン96の前後方向の長さに対して、ワーク49の前後方向に長さが一致しない。しかし、曲面治具41の半径が十分に大きい場合は、スクリーン96の前後方向の長さとワーク49の前後方向の長さとが同じあるとみなすことができ、印刷に支障がない。あるいは、実施の形態1は、前後方向には印刷精度が問われない場合に適している。
***その他の構成***
支持シリンダ62が曲面治具41を保持できる場合は、支持柱52を設けなくてもよい。例えば、支持シリンダ62の支持ピン63の頂部に平板を水平に取り付けて曲面治具41を保持してもよい。あるいは、支持シリンダ62を3個又は4個、前後左右方向の異なる位置に配置して曲面治具41を保持してもよい。
横移動部70と印刷部90をワイヤ22とワイヤ32で連動させずに、横移動部70をロボシリンダで独立に前後横方向に移動させて、横移動部70を印刷部90とを個別に動作させてもよい。制御部110が、横移動部70のロボシリンダと印刷部90のロボシリンダとを制御して、横移動部70と印刷部90を同方向に同量だけ移動させればよい。
固定柱81は梁フレーム54に固定されていなくてもよく、水平腕84は基台51に固定されていてもよいし、柱フレーム53に固定されていてもよい。
ピン挿入材42と支点ピン87が逆に配置されていてもよい。すなわち、支点ピン87を曲面治具41の左右両サイドに配置し、ピン挿入材42を進退シリンダ86に配置し、ピン挿入材42を支点ピン87に対して進退させてもよい。
実施の形態2.
実施の形態2では、実施の形態1と異なる点について説明する。
***構成の説明***
図8は、実施の形態2の曲面治具41の構成図である。
実施の形態2の曲面治具41の平面視の外郭形状は、実施の形態1の曲面治具41の平面視の外郭形状と同じである。
曲面治具41は、実施の形態1の曲面治具41よりも幅が小さい曲面板47を有している。
曲面板47の両側には、2本のガイドレール45が、複数のブラケット46を介して固定されている。
ガイドレール45の上面は、曲面板47の上面と同じ半径の曲面である。
ガイドレール45の下面は、曲面板47の下面と同じ半径の曲面である。あるいは、ガイドレール45の下面は、曲面板47の下面の半径よりも小さい半径の曲面である。
ガイドレール45の外側サイドには、ピン穴43がある。
ブラケット46は短腕と長腕とからなるL字形状の金属部材である。ブラケット46は、短腕の端面にガイドレール45を固定し、長腕の上面に曲面板47の裏面を固定している。
曲面板47は、アルミニウム、プラスチック等の薄板であり、ガイドレール45とブラケット46とは、鉄、ステンレスなどの、曲面板47よりも固い材質の金属である。
***動作の説明***
実施の形態2の曲面治具41を、実施の形態1の曲面治具41と全く同様に使用する。
ガイドレール45のピン穴43に支点ピン87が挿入された状態で、ガイドレール45の上面を対向ローラ94が押え、ガイドレール45の下面を加圧ローラ73が押し上げることにより、ガイドレール45が挟持される。ガイドレール45と曲面板47とは同じ曲面で構成されているから、実施の形態1と同様に、ガイドレール45と曲面板47に水平な挟持面44が形成され、前横方向に移動させて印刷ができる。
***実施の形態2の効果***
ガイドレール45は曲面板47より固いので、ガイドレール45が変形することなく挟持されるので、ワークの正確な操作ができる。
ガイドレール45の下面の半径を曲面板47の下面の半径よりも小さくすれば、ガイドレール45の厚さを厚くできガイドレール45をさらに強固にできる。
また、ガイドレール45のみに挟持される圧力がかかるので、曲面板47の厚さを薄くでき、曲面板47の加工製造がしやすく、曲面治具41全体の重量が軽くなるとともに、曲面板47の材料費が節減できる。曲面治具41は、ワークに対応した部品であるため曲面が異なる複数種類の曲面治具41を準備する必要があり、曲面治具41の加工製造、重量、材料費は、重要である。
実施の形態3.
実施の形態3では、実施の形態1と異なる点について説明する。
***構成の説明***
<吸引機構10>
図9は、実施の形態1の曲面治具41に吸引機構10を搭載した構成図である。
曲面治具41の表面にワーク49を吸引する吸引板15が搭載される。
吸引板15の中央には、貫通した吸引口16がある。曲面治具41にも吸引口16と同じ位置に貫通孔がある。吸引板15の表面には、吸引口16と連通した吸引溝17が形成されている。
曲面治具41に裏面には、吸引口16につながった吸引筒11が取付具12により固定されている。吸引筒11は、吸引管13により吸引器14に接続されている。吸引器14は、制御部110により制御される真空ポンプである。
***動作の説明***
吸引板15の上にワーク49を載せ、吸引器14により吸引して、ワーク49を吸引板15に吸着する。
制御部110は、印刷の開始から印刷の終了まで吸引器14を動作させ、ワーク49を吸着する。
***実施の形態3の効果***
曲面治具41に対するワーク49の位置が固定され、印刷中に曲面治具41とワーク49の位置がずれることがないので、ワークへの正確な操作ができる。
ワーク49が、紙、布、柔軟な板などの形状を自分自身で保持できない軟弱なワークである場合でも、軟弱なワーク49を吸引することにより曲面治具41の曲面に沿わせて作業をすることができる。
実施の形態4.
実施の形態4では、実施の形態1と異なる点について説明する。
***構成の説明***
図10は、実施の形態4の曲面治具41の側面の構成図である。
(a)の曲面治具41は、中央に平面があり、両端に曲面がある。
(b)の曲面治具41は、中央に曲面があり、両端に平面がある。
このように、曲面治具41には、平面があってもかまわない。曲面から平面への変わり目と、平面から曲面への変わり目においては、挟持面44が水平にならないが、変わり目が緩やかであれば、挟持面44はほぼ水平になるので、印刷には支障がない。
(c)の曲面治具41は、下に凸の曲面がある。
スクリーン96がスクリーン枠に紗張りされて平面である場合、曲面治具41に下に凸の曲面がある場合は、スクリーン96と曲面治具41との間には、曲面治具41が回転しても、曲面治具41の端部がスクリーン96に接触しないだけの間隔(クリアランス)必要である。また、スクリーン96を緩めに紗張りして、スキージ92による印刷時にスクリーン96が曲面治具41の上のワーク49に届かせるようにする。
あるいは、曲面治具41に下に凸の曲面がある場合は、印刷部90が輪転機のように筒型の印刷機構を有し、下に凸の曲面に対して、印刷部90がスクリーン96を回転させながら印刷すすればよい。
なお、下に凸の曲面がある場合は、高度決定部142に2個の対向ローラ94を設けることが望ましい。加圧部143の加圧ローラ73は1個でも構わない。
(d)の曲面治具41は、上に凸の曲面と下に凸の曲面がある。
(e)の曲面治具41は、中央に上に凸の曲面があり、両端に下に凸の曲面がある。
このように、曲面治具41には、上に凸の曲面があってもかまわない。凸の曲面と下に凸の曲面との変わり目においては、挟持面44が水平にならないが、変わり目が緩やかであれば、挟持面44はほぼ水平になるので、印刷には支障がない。
上に凸の曲面と下に凸の曲面がある場合は、高度決定部142に2個の対向ローラ94を設け、加圧部143に2個の加圧ローラ73を設けることが望ましい。
(f)の曲面治具41は、ピン挿入材42のピン穴43を横長にしたものである。ピン穴43を横長にすれば、印刷時に、支点ピン87が前後横方向に移動可能になるので、支点ピン87が上下前後に移動でき、スクリーン96とワーク49との印刷の長さが一致する。したがって、前後方向に正確な印刷ができる。
実施の形態5.
実施の形態5では、実施の形態1と異なる点について説明する。
***構成の説明***
図11、図12、図13は、実施の形態5のスクリーン印刷装置100の構成図である。
曲面治具41のサイドには、ピン151がある。
進退シリンダ86の支点ピン87にはピン受入材152が固定されている。ピン受入材152は、回転保持部120とピン保持部130との機能を兼ねた部品である。
上下シリンダ82の上下ピン83は、進退シリンダ86を固定しており、進退シリンダ86の高さを固定することができる。
図14の(a)に示すように、ピン受入材152には、逆さV字又は逆さU字又はハ字又は八の字又は山形のピン経路孔153が形成されている。図14の(a)は、模式図であり、ピン経路孔153の形状は、ピン151の移動経路と同じ経路に形成されている。
逆さV字又は逆さU字又はハ字又は八の字又は山形のピン経路孔153における支点ピン87の斜め移動の一例であり又は曲線移動の一例である。斜め移動とは、上下移動と前後移動との両方ができることをいう。
ピン受入材152の下部には、支点ピン87が固定されており、支点ピン87の進退により、ピン受入材152も進退する。
***動作の説明***
図14の(b)に示すように、実施の形態1では、支点ピン87が上下に移動する場合は、長さL1のスクリーン96に対して、長さL2のワーク49が対応している。長さL1<長さL2なので、実施の形態5では、より精度に高い印刷をするために、ピン151を上下だけではなく上下左右に移動可能にする。
曲面治具41が搬入されると、制御部110は、進退シリンダ86の高さを調整してピン151の位置とピン経路孔153の最高部の位置Bとを一致させ、ピン受入材152を押し出すことにより、ピン受入材152のピン経路孔153に対してピン151を挿入する。
その後、制御部110は、上下ピン83を押し上げて進退シリンダ86を上昇させ、曲面治具41を印刷位置にセットする。
その後の動作は、実施の形態1と同じであるが、印刷中、上下ピン83は進退シリンダ86の高さを固定しているので、ピン受入材152の高さは固定されたままである。
印刷開始時は、挟持されて曲面治具41が右肩下がりになるので、ピン151はピン経路孔153の位置Aにある。
印刷中、印刷開始から印刷中央までは、ピン151は、ピン受入材152のピン経路孔153を位置Aから位置Bに移動する。印刷中央から印刷終了までは、ピン151は、ピン受入材152のピン経路孔153を位置Bから位置Cに移動する。
印刷終了時に曲面治具41の挟持が開放されると、支持ピン63の支持シリンダ62で曲面治具41を持ち上げてからピン受入材152を後退させ曲面治具41を搬出する。
***実施の形態5の効果***
ピン受入材152がピン151を上下だけではなく前後に移動させることができる。すなわち、ピン受入材152がピン151を斜め方向に移動させることができるので、スクリーン96とワーク49との印刷の長さが一致する。したがって、前後方向に正確な印刷ができる。
実施の形態6.
実施の形態6では、実施の形態5と異なる点について説明する。
***構成の説明***
図15は、実施の形態5のワーク49とピン受入材152の構成図である。
曲面治具41のサイドには、側面板154がある。側面板154の下方には、ピン151がある。
進退シリンダ86の支点ピン87にはピン受入材152が固定されている。ピン受入材152は、回転保持部120とピン保持部130との機能を兼ねた部品である。
上下シリンダ82の上下ピン83は、進退シリンダ86を固定しており、進退シリンダ86の高さを固定することができる。
ピン受入材152には、前後方向に長いピン経路孔153が形成されている。図15は、模式図であり、ピン経路孔153の形状は、ピン151の移動経路と同じ経路に形成されている。
例えば、ピン151が曲面治具41の曲面の中心軸にある場合は、ピン経路孔153は前後横方向に直線形状でよい。前後横方向に直線形状のピン経路孔153における支点ピン87の前後移動は直線移動の一例である。
また、ピン151が曲面治具41の曲面の中心より短い場合は、ピン経路孔153は前後横方向に長い凹形状の弧状の曲線形状となる。前後横方向に長い凹形状の弧状のピン経路孔153における支点ピン87の移動は曲線移動の一例である。
ピン受入材152の下部には、支点ピン87が固定されており、支点ピン87の進退により、ピン受入材152も進退する。
***動作の説明***
曲面治具41が搬入されると、制御部110は、進退シリンダ86の高さを調整してピン151の位置とピン経路孔153の位置とを一致させ、ピン受入材152を押し出すことにより、ピン受入材152のピン経路孔153に対してピン151を挿入する。
その後、制御部110は、上下ピン83を押し上げて進退シリンダ86を上昇させ、曲面治具41を印刷位置にセットする。
その後の動作は、実施の形態1と同じであるが、印刷中、上下ピン83は進退シリンダ86の高さを固定しているので、ピン受入材152の高さは固定されたままである。
印刷開始時は、挟持されて曲面治具41が右肩下がりになるので、ピン151はピン経路孔153の位置Aにある。
印刷中、印刷開始から印刷中央までは、ピン151は、ピン受入材152のピン経路孔153を位置Aから位置Bに移動する。印刷中央から印刷終了までは、ピン151は、ピン受入材152のピン経路孔153を位置Bから位置Cに移動する。
印刷終了時に曲面治具41の挟持が開放されると、支持ピン63の支持シリンダ62で曲面治具41を持ち上げてからピン受入材152を後退させ曲面治具41を搬出する。
***実施の形態6の効果***
ピン受入材152がピン151を前後直線方向あるいは前後方向に延びた弧状の曲線方向に移動させることができるので、スクリーン96とワーク49との印刷の長さが一致する。したがって、前後方向に正確な印刷ができる。
実施の形態7.
実施の形態7では、前述した実施の形態と異なる点について説明する。
***構成の説明***
図16は、実施の形態7の曲面治具41の構成図である。
実施の形態7の曲面治具41の平面視の外郭形状は、図8に示した実施の形態2の曲面治具41の平面視の外郭形状と同じである。
曲面板47の両側には、2本のガイドレール45が、複数のブラケット46を介して固定されている。曲面板47は、皿ネジ175により、ブラケット46に固定されている。
曲面板47の上面には、吸引板160が固定されている。
吸引板160は、図9の吸引板15に相当するものであり、ワーク49を吸引する吸引層となるものである。
曲面板47と吸引板160とは、縦横とも同じサイズであり、曲面板47の上面と吸引板160の下面の半径は同じ半径の曲面である。
ガイドレール45の上面は、吸引板160の上面と同じ半径の曲面である。
ガイドレール45の下面は、曲面板47の下面と同じ半径の曲面である。あるいは、ガイドレール45の下面は、曲面板47の下面の半径よりも小さい半径の曲面である。
ガイドレール45の外側サイドには、ピン挿入材42が固定されており、ピン挿入材42の中央にはピン穴43がある。
ブラケット46は短腕と長腕とからなるL字形状の金属部材である。ブラケット46は、短腕の端面にガイドレール45を固定し、長腕の上面に曲面板47の裏面を固定している。
曲面板47は、アルミニウム、プラスチック等の薄板であり、ガイドレール45とブラケット46とは、鉄、ステンレスなどの、曲面板47よりも固い材質の金属である。
吸引板160は、塩化ビニル、アクリル、その他の合成樹脂などの樹脂板である。
吸引板160は、外力が加わっていない場合は、矩形の平板である。
吸引板160は、弾性があり、外力を加えると変形するが外力を取り去ると元の平板の形状に復帰する。
吸引板160の硬さは、人間の力で湾曲できる程度の硬さを有し、人間の力で曲面板47の上面に沿って吸引板160を変形させることができる。
吸引板160は、止め金170により曲面板47に取り付けられており、吸引板160と曲面板47とは、止め金170の弾性力により固定されている。
また、吸引板160と曲面板47とは、止め金170の弾性力と曲面板47の弾性力とにより固定されている。
止め金170は、断面がコ字形状をており、ステンレスなどの金属である。
止め金170は、ばね用ステンレス鋼帯などのバネ鋼により形成されている。
止め金170は、コ字形状の先端に向かって間隔が狭くなっているクリップである。
止め金170は、人力で着脱できるものであり、ネジ又はボルトのように道具を用いて着脱するものではない。また、止め金170は、繰り返し着脱できるものであり、接着剤のように、ひとたび結合させたらはがすことができないものではない。
止め金170は、吸引板160の短辺の長さの3分の1未満の長さを有する。
止め金170の凹部の底面の幅は曲面板47と吸引板160との厚さを加算した値よりわずかに大きく、凹部の開口幅は、曲面板47と吸引板160との厚さを加算した値よりわずかに小さい。
止め金170は、曲面板47と吸引板160との端部を挟み込み、曲面板47と吸引板160とを固定する。
止め金170は、曲面板47の片側に3個取り付けられており、曲面板47と吸引板160とは、止め金170のみにより固定されている。
図17は、図16の曲面治具41から吸引板160を取り除いた曲面治具41の部分構成図である。
曲面板47の中央には貫通孔176があり、貫通孔176は、吸引口16とつながっている。
曲面治具41に裏面には、吸引口16につながった吸引筒11が取付具12により固定されている。吸引筒11は、吸引管13により吸引器14に接続されている。吸引器14は、制御部110により制御される真空ポンプである。
曲面板47は、皿ネジ175により、ブラケット46に固定されているが、皿ネジ175のネジ頭の表面は、曲面板47の上面と同一面にあり、曲面板47の上面から突出しているものはない。
図18は、実施の形態7の吸引板160の構成図である。
吸引板160は、下面に、1個の下面吸引溝161を有する。
下面吸引溝161は、吸引板160の下面の中央前後方向に形成された直線状の溝である。
吸引板160は、上面に、8個の上面吸引溝162を有する。
上面吸引溝162は、吸引板160の上面において、左右方向に形成された直線状の溝である。
下面吸引溝161と上面吸引溝162とは直交している。
下面吸引溝161と上面吸引溝162との6カ所の交点に、下面吸引溝161と上面吸引溝162を連通している溝連通孔164がある。
下面吸引溝161の幅は、上面吸引溝162の幅の2倍であり、溝連通孔164の径は、上面吸引溝162の幅と同じである。
下面吸引溝161の断面形状は、U字形状又は凹形状であり、溝の深さは、吸引板160の3分の1である。
上面吸引溝162の断面形状は、弧形状であり、溝の深さは、吸引板160の10分の1である。
下面吸引溝161の中央には、貫通孔176が配置される。下面吸引溝161と上面吸引溝162とは、溝連通孔164で連通しているから、吸引器14が吸引を開始すると、下面吸引溝161の空気が吸引され、さらに、溝連通孔164を介して、上面吸引溝162の空気が吸引され、ワーク49が吸引板160に吸着する。
上面吸引溝162の個数と長さは、ワーク49のサイズにより決定されるものであり、ワーク49をはみ出して上面吸引溝162が形成されることはない。吸引板160の上面吸引溝162の個数と長さと形状とパターンとは、ワーク49のサイズにより決定される。吸引板160の上面吸引溝162の単純な構成の具体例は、ワーク49の前後方向の両端の内側近傍に形成された2個の平行な直線溝である。
以上のように、この実施の形態の曲面治具41は、曲面を有するワークを載置する曲面治具41であり、ワーク49を保持する吸引板160と、吸引板160を固定した曲面板47と、曲面板47の両側に固定されたガイドレール45とを備えている。
曲面治具41は、吸引板160と曲面板47とを固定するために止め金170のみを用いている。
***動作の説明***
実施の形態7の曲面治具41を、実施の形態1の曲面治具41と全く同様に使用する。
ガイドレール45のピン穴43に支点ピン87が挿入された状態で、ガイドレール45の上面を対向ローラ94が押え、ガイドレール45の下面を加圧ローラ73が押し上げることにより、ガイドレール45が挟持される。ガイドレール45と吸引板160とは同じ曲面で構成されているから、実施の形態1と同様に、ガイドレール45と吸引板160に水平な挟持面44が形成され、前横方向に移動させて印刷ができる。
***製造方法の説明***
曲面を有するワーク49を載置する曲面治具41の概略製造方法は以下のとおりである。
金属の平板を矩形にカットして平板の金属板を形成し、カットした金属板に穴を形成し、穴をあけた金属板を湾曲させて曲面板47を完成させ、この曲面板47の両側にガイドレール45を固定する。
さらに、樹脂板を形成し、樹脂板に穴と溝とを形成して吸引板160を完成させ、この吸引板160を湾曲させて、曲面板47に止め金170で固定する。
以下、図19により、曲面治具41の詳細製造方法について説明する。
ステップS21:金属板形成工程
厚さ8mmのアルミニウムの平板を打ち抜いて、500mm×350mmの矩形のアルミニウム板を形成する。
ステップS22:穴あけ工程
矩形のアルミニウム板の中央に貫通孔176を形成する。
また、矩形のアルミニウム板のコーナーに、皿ネジ175を止めるネジ穴を形成する。
このネジ穴は、皿ネジ175のネジ頭の形状と同じ円錐台形状に形成する。
ステップS23:曲げ工程
穴あけしたアルミニウム板をプレス加工して半径が800mm又は500mmになるように湾曲させる。
この時点で、曲面板47が完成する。
ここまでの工程は、実施の形態1の曲面治具41の製造方法として用いることができる。
ステップS24:ガイドレール固定工程
ガイドレール45に、ピン挿入材42とブラケット46とをネジで固定する。
湾曲させたアルミニウム板にブラケット46を皿ネジ175で固定する。
この時点で、図17に示した、吸引板160のない曲面治具41が製造されたことになる。
ここまでの工程は、実施の形態2,3の曲面治具41の製造方法として用いることがで
ステップS31:樹脂板形成工程
厚さ3mmで、500mm×350mmの矩形の塩化ビニルの樹脂板を形成する。塩化ビニルは帯電防止剤が含まれた帯電防止塩化ビニルを用いる。
ステップS32:溝形成工程
矩形の樹脂板の下面に、切削加工により下面吸引溝161を形成する。
下面吸引溝161の断面は、凹形状とし、下面吸引溝161の幅は、6mmとし、下面吸引溝161の深さは1mmとする。下面吸引溝161の長さは、444mmとする。
矩形の樹脂板の上面に、切削加工により上面吸引溝162を複数形成する。
上面吸引溝162の断面は、半径3mmの円弧形状とし、上面吸引溝162の幅は、3mmとし、上面吸引溝162の最大深さは0.3mmとする。
6個の長い上面吸引溝162の長さは、107mmとする。
2個の短い上面吸引溝162の長さは、57mmとする。
上面吸引溝162は、ワーク49の前後方向両端に近い位置に形成するのが好ましい。
上面吸引溝162の長さは、ワーク49の左右長さよりも短くする。
ステップS33:穴あけ工程
下面吸引溝161と上面吸引溝162との交点に、穴あけ加工により溝連通孔164を形成する。
溝連通孔164の径は、3mmとする。
この時点で、吸引板160が完成する。
なお、溝形成工程と穴あけ工程との順番は逆でもよい。
また、樹脂板を金型でモールド成形すれば、板形成工程と溝形成工程と穴あけ工程とを同時に実行することができる。
あるいは、板形成工程で形成した平板の樹脂板を加熱してプレス加工すれば、溝形成工程と穴あけ工程とを同時に実行することができる。
ステップS25:固定工程
止め金170を6個用意する。止め金170は、長さ100mmであり、凹部の底面の幅は11.5mmであり、凹部の開口幅は、10.8mmである。
吸引板160の一端を、曲面板47の一端に合わせて、3個の止め金170でクリップ止めする。止め金170を手で押すことにより、止め金170を吸引板160と曲面板47の一端に嵌め込む。止め金170には弾性力があり、人力により、止め金170の着脱が可能である。
次に、吸引板160の他端に人力で圧力をかけ、吸引板160を、曲面板47に沿うように湾曲させる。吸引板160と曲面板47との長さはともに500mmであり、吸引板160の他端が曲面板47の他端に接触するまで、吸引板160を湾曲させる。
その後、3個の止め金170を吸引板160と曲面板47の他端に嵌め込む。
この時点で、曲面治具41が完成する。
止め金170は、バネ力により、吸引板160と曲面板47とを挟み込んでおり、抜け落ちることはない。さらに、吸引板160の平板に復元しようとする復元力が、止め金170の抜け落ちを防止する。
吸引板160と曲面板47とは、6個の止め金170のみにより固定する。
止め金170の長さは、100mmであり、人間の手で扱うのに好適な大きさである。また、350mmの左右幅を有する吸引板160と曲面板47とに対して、100mmの止め金170が3個取り付けられるので、吸引板160と曲面板47との端部の85%超(300÷350=0.857)を固定することになる。止め金170は、吸引板160と曲面板47との端部を50%以上挟むことが望ましく、70%以上、さらには、80%以上挟むことが望ましい。
吸引板160の硬さと厚さは、以下のようにして決定される。
1.平板の吸引板160が自己の形状を保つことができること。平板の吸引板160は、シートのように形状が崩れないこと、すなわち、たわみ、よじれが生じないこと。
2.平板の吸引板160から人力により半径500mm又は半径800mmの湾曲面が形成できる弾力性を有していること。
3.止め金170の抜け落ちを防止できる復元力があること。
***実施の形態7の効果***
曲面板47が、アルミニウムなどの金属平板を曲げ加工して形成できるので、曲面板47の加工方法が簡単で安価に製作できる。
また、吸引板160の取付方法が、ネジ止めを使用せず、止め金170での押えでだけで固定しているので、曲面板47と吸引板160との組み合わせ交換が容易であり、組立方法が簡単で安価に製作できる。
吸引板160の上面吸引溝162の断面形状に円弧形状であり凹部に角がないために、上面吸引溝162の内部にインキ、ペースト、ごみが付着した場合でも、これらの不要物をブラッシングあるいは洗浄により容易に取り除くことができる。
上面吸引溝162の位置と長さとを変更した吸引板160を製造すれば、曲面治具41の他の部品を変更することなく、どのようなサイズのワーク49に対しても印刷が可能になる。
***他の構成***
以下、前述した実施の形態と異なる点について説明する。
図20は、曲面治具41の曲面板47に吸引板160を止め金170で固定した側面の構成図である。
(a)の曲面治具41は、中央に平面があり、両端に曲面がある。
(b)の曲面治具41は、中央に曲面があり、両端に平面がある。
(c)の曲面治具41は、下に凸の曲面がある。
(d)の曲面治具41は、上に凸の曲面と下に凸の曲面がある。
(e)の曲面治具41は、中央に上に凸の曲面があり、両端に下に凸の曲面がある。
曲面板47の曲げ加工において凸加工又は凹加工又は折り曲げ加工を組み合わせることにより、図20に示すような曲面板47を形成することができ、凸面印刷又は凹面印刷などが可能である。吸引板160は、平板であり曲面板47の湾曲面に沿うものであるから、吸引板160は、凸面印刷又は凹面印刷のいずれであっても同じものを使用することができる。
曲面板47の形状によっては、吸引板160が曲面板47に沿いにくい場合が生じるが、吸引板160の下面吸引溝161の空気が吸引されることにより、吸引板160の曲面板47への密着が促進される。吸引板160が曲面板47に沿いにくい部分には、左右方向に下面吸引溝161を形成することが好ましい。
図21は、曲面治具41の他の例である。
図21の曲面板47は、前後方向に湾曲面を有しているとともに、左右方向においても半径Rの湾曲面を有している。曲面板47は、ドーナツ又はタイヤの外表面と同じ湾曲面を有する。曲面板47の湾曲面は、半径Rの円弧を、半径Rの円弧の中心軸と直交する回転軸により回転させることにより得られたドーナツ型トーラス形状である。
スクリーン96は、前後方向では直線上であり、左右方向においてのみ半径Rの湾曲面を有している。
さらに、スキージ92の先端は、左右方向において半径Rの湾曲端面を有している。
このように、曲面板47とスクリーン96とスキージ92とに対して、左右方向において半径Rの面を形成して、スクリーン印刷装置100に装着することにより、前後方向だけでなく左右方向に湾曲した曲面を有するワーク49に対してスクリーン印刷することができる。
なお、図21の曲面治具41の曲面板47に対して、曲面板47の上面に密着する吸引板を固定してもかまわない。
曲面板47は、アルミニウムでなくてもよく、アルミニウム合金でもよい。アルミニウム及びアルミニウム合金の表面に陽極酸化皮膜を形成して、耐食性、耐摩耗性を向上させることが好ましい。
曲面板47は、ステンレス、鉄、銅、他の金属板でもよい。
曲面板47は、強度が保てれば、樹脂板でもよいし、セラミック板でもよい。曲面板47は厚さが一定である必要はなく、曲面板47の上面がワークの湾曲面と同じ湾曲面を有していればよい。
吸引板160は、樹脂板でなくてもよく、弾力性がある金属板あるいはバネ板でもよい。吸引板160は厚さが一定であるが、吸引板160は厚さが一定でなくてもよく、曲面板47と吸引板160との組み合わせで、吸引板160の上面がワークの湾曲面と同じ湾曲面を有していればよい。
曲面板47と吸引板160とは、前後方向は同じ長さであるが、左右方向の長さは異なっていてもよい。例えば、「ワーク49の左右方向の長さ>吸引板160の左右方向の長さ>曲面板47の左右方向の長さ」であればよい。
ピン穴43は、単列アンギュラ玉軸受、複列アンギュラ玉軸受又は組合せアンギュラ玉軸受で形成することが好ましい。組合せアンギュラ玉軸受は、単列アンギュラ玉軸受を複数組み合わせたものであり、単列アンギュラ玉軸受よりも、軸の回転精度の向上と剛性アップが図れるので好ましい。
2個の左右方向に対向するブラケット46を、金属角棒で連結してもよい。金属角棒を曲面板47の下面に密着させて取り付けることにより、曲面板47の変形あるいはねじれを防止することができる。金属角棒と2個のブラケット46とを1部品で構成してもよい。
ブラケット46を片側に3個以上設けてもよい。重量を軽くするためには、ブラケット46を片側に2個又は3個設けるのがよい。ピン挿入材42を正確な位置に固定するために、ピン挿入材42が固定された位置、すなわち、ガイドレール45の中央位置にブラケット46を設けることが好ましい。
止め金170の個数は、片側3個でなくてもよい。曲面板47と吸引板160とのサイズにより、止め金170は、片側1個以上あればよい。
止め金170は、金属製でなくてもよく、樹脂製でもよい。
止め金170は、コ字形状でなくてもよく、ダブルクリップ又は目玉クリップのようにつまみを有していてもよい。つまみがあれば、止め金170の着脱が容易になる。
曲面板47の片側の端部に予め止め金170をネジ又は接着剤で固定しておいてもよい。曲面板47の片側の端部に予め止め金170を固定しておけば、吸引板160の片側の端部を止め金170に差し込むだけで固定することができる。その後、曲面板47と吸引板160の他方の端部を止め金170で挟んで固定すればよい。
あるいは、曲面板47の両側の端部に予め止め金170をネジ又は接着剤で固定しておいてもよい。曲面板47の両側の端部に予め止め金170を固定している場合は、人力で吸引板160を大きく湾曲させて、吸引板160の両側の端部を曲面板47の両側の端部にある止め金170に同時に差し込むだけで吸引板160を固定することができる。
実施の形態8.
この実施の形態では、主に前述した実施の形態と異なる点について説明する。
***構成の説明***
図22、図23、図24、図25、図26、図27、図28、及び、図29に基づいて、ワーク操作装置200を使用したスクリーン印刷装置100の構成について説明する。
図22、図23、図24、及び、図25は、詳細な構成図である。
図25、図26、図27、図28、及び、図29は、図22、図23、図24、及び、図25を簡略化した構成図である。
<<滑り防止機構205>>
スクリーン印刷装置100は、滑り防止機構205として、上ベルト固定部99と上ベルト201と下ベルト202とマイクロメータ95とを有する。
上ベルト固定部99は、前後方向にある2本の柱フレーム53の間に設けられた金属バーである。
上ベルト固定部99は、スクリーン96の枠98と同じ高さ又はほぼ同じ高さにある。
上ベルト201は、上ベルト固定部99の下面に貼られたタイミングベルトである。
下ベルト202は、曲面治具41の縁の上面に貼られたタイミングベルトである。
上ベルト201と下ベルト202とは、左右2箇所に存在している。
上ベルト201は、左右の上ベルト固定部99の前後方向にある細長いタイミングベルトである。
下ベルト202は、曲面治具41の縁の前後方向にある細長いタイミングベルトである。
上ベルト201と下ベルト202とには、互いにかみ合う凹凸が左右方向に平行に形成されている。
上ベルト201と下ベルト202との凹凸が印刷中に互いにかみ合うことにより、スクリーン96と曲面治具41との前後方向の滑りがなくなり、印刷パターンの印刷位置のずれがなくなる。
マイクロメータ95は、上ベルト固定部99の高さ位置を調整するものである。
マイクロメータ95により、上ベルト201と下ベルト202との凹凸のかみ合いが正確になるように、上ベルト固定部99の高さを調整する。
<<搬出入機構60>>
スクリーン印刷装置100は、曲面治具41とワーク49とを印刷位置に搬出入する搬出入機構60を有している。
搬出入機構60は、基台51を前後横方向に移動可能なテーブル61を有している。
テーブル61には、左右2箇所にピン保持部130が配置されている。
テーブル61には、中央1箇所に姿勢保持機構270が配置されている。
一方のピン保持部130には、ブレーキ機構260が配置されている。
<<ピン保持部130>>
スクリーン印刷装置100は、支点ピン87を上下方向と前後方向とに移動可能に保持するピン保持部130を有している。
ピン保持部130は、曲面治具41の左右両サイドに存在している。
ピン保持部130は、上下リニアガイド210と前後リニアガイド230と前後台241を有する。
上下リニアガイド210は、テーブル61から直立している。
上下リニアガイド210は、前後リニアガイド230を上下方向に自由に移動可能に保持している。
前後リニアガイド230は、前後台241を前後方向に自由に移動可能に保持している。
前後台241の先端には、支点ピン87が取り付けられている。
曲面治具41の前後方向中心の下面には、ピン挿入材42が固定されている。
ピン挿入材42には、支点ピン87を通すピン穴43が形成されている。
ピン挿入材42は、支点ピン87を中心にして前後台241に対して回転可能になっている。
ピン挿入材42が回転すれば、曲面治具41も回転する。
ピン保持部130は、曲面治具41を、テーブル61及び筺体50に対して上下前後方向に自由に移動可能に取り付け、かつ、支点ピン87を中心にして自由に回転可能に取り付けている。
<原点復帰機構>
ピン保持部130は、原点復帰機構として、原点戻し板244と原点戻し金具245とを有する。
図26に示すように、原点戻し板244は、前後台241の前壁に固定されている。
図28と図29に示すように、原点戻し板244は、前後方向と直交する左右方向に延びた金属板である。
原点戻し金具245は、前後シリンダ240のピンの先端に固定されている。
前後シリンダ240のピンが伸びきっている場合に、原点戻し金具245が原点戻し板244に接触することはなく、前後台241は、自由に前後方向に移動可能な状態となる。
原点戻し金具245が、前後シリンダ240により後方に引き戻された場合、原点戻し金具245は、原点戻し板244に当たり、原点戻し板244を後方に移動させる。原点戻し板244は、前後台241に固定されているから、原点戻し金具245が、前後シリンダ240を最も左に引き戻した場合、前後台241も最も左に移動した位置になる。この位置を原点という。
原点とは、前後リニアガイド230における支点ピン87の前後方向の印刷開始位置をいう。
<<ブレーキ機構260>>
図27は、ピン保持部130の一部を取り除いたブレーキ機構260を示す図である。
ブレーキ機構260は、ブレーキ板261を有する。
図27に示すように、ブレーキ板261は、曲面治具41の裏面に固定された平板の金属板である。
ブレーキ板261は、曲面治具41の前後方向中心にある。
ブレーキ板261の上端は、曲面治具41の裏面に固定されている。
ブレーキ板261の下端は、半円状になっている。
図28に示すように、ブレーキ板261は、前後方向と平行に配置されている。
ブレーキ機構260は、ブレーキ台262とブレーキシリンダ265とを有する。
ブレーキ台262は、前後台241に固定された台座である。
図28に示すように、ブレーキ台262は、前後台241の側壁から内側に向かって固定されている。
ブレーキ台262は、前後方向に凹型の溝263を有している。
溝263には、ブレーキ板261の半円状の下端が挿入されている。
ブレーキシリンダ265は、ブレーキ台262に固定されている。
ブレーキシリンダ265は、ブレーキ板261を外側に押すピンを有する。
図29に示すように、原点戻し金具245のピンは、平面視において、前後方向において、支点ピン87と同じ位置に存在する。
ブレーキシリンダ265のピンがブレーキ板261を外側に押すと、ブレーキ板261が弾性変形して、ブレーキ板261の先端が溝263の内壁に押し付けられる。
ブレーキ板261の先端が溝263の内壁に押し付けられると、ブレーキ板261と溝263とが密着するので、曲面治具41は支点ピン87を中心にして回転することができなくなる。すなわち、曲面治具41の回転にブレーキがかかる。
ブレーキ機構260は、支点ピン87を中心に回転可能になっている曲面治具41の回転を抑制する機構である。
<<姿勢保持機構270>>
姿勢保持機構270は、テーブル61の中央に配置されている。
姿勢保持機構270は、上下シリンダ220と姿勢保持ローラ250とを有する。
上下シリンダ220は、テーブル61から直立している。
上下シリンダ220は、姿勢保持ローラ250を上下方向に移動可能に保持している。
姿勢保持ローラ250は、前後方向に2個存在する。
2個の姿勢保持ローラ250の前後方向における中心位置は、支点ピン87の原点の位置すなわち印刷開始位置と同じ、あるいは、ほぼ同じ位置にある。
前の姿勢保持ローラ250は、後の姿勢保持ローラ250よりも高い位置に配置されている。
前の姿勢保持ローラ250の回転軸と後の姿勢保持ローラ250の回転軸とを結ぶ直線と水平線とのなす角度は、2度以上10度以下であり、4度以上8度以下が好ましく、6度が好適である。
上下シリンダ220により姿勢保持ローラ250が上昇すると、2個の姿勢保持ローラ250が曲面治具41に裏面に当たり、2個の姿勢保持ローラ250が曲面治具41の姿勢を決定する。
図31に示すように、前の姿勢保持ローラ250は、後の姿勢保持ローラ250よりも高い位置に配置されているので、曲面治具41は、後方に角度αだけ傾いており、やや後下がりの姿勢になる。この曲面治具41の姿勢を原姿勢という。
原姿勢とは、曲面治具41がワークを搬出入する姿勢をいう。
姿勢保持機構270は、曲面治具41の移動中に曲面治具41の姿勢を保持する機構である。
姿勢保持機構270は、支点ピン87が原点にある場合に、曲面治具41の姿勢を原姿勢に保つ機構である。
***動作の説明***
図30を用いて、ワーク操作方法と印刷方法について説明する。
以下の動作は、スクリーン印刷装置100に設けられた制御部110により実行される。
前提として、制御部110が以下の設定をしているものとする。
印刷部90は、後方向の印刷スタート位置に配置する。
横移動部70は、前方向に退避させておく。
また、ブレーキ機構260により、前後台241を原点におく。
また、姿勢保持機構270により、曲面治具41を原姿勢の状態にする。
ステップS41:ワークセット工程
後方向の印刷スタート位置にある曲面治具41にワーク49を載せる。
曲面治具41がやや左下がりの原姿勢の状態にあるので、曲面治具41に曲面のワーク49を手前から載せやすい。
ステップS42:テーブル移動工程
制御部110は、姿勢保持機構270により曲面治具41は原姿勢の状態を保ったまま、テーブル61を前横方向に移動させ(図31の矢印A1)、印刷開始位置に位置決めする。
図31に示すように、曲面治具41は、後方に角度αだけ傾いた原姿勢のまま前横方向に移動する。
万が一、移動中にワーク49がずれ落ちても、横移動部70を前方向に退避させているので、ワーク49が横移動部70に衝突することがない。
図32に示す状態が、ワーク49が搬入され印刷開始位置に位置決めされた状態である。
印刷開始位置は、上ベルト201と下ベルト202との凹と凸との位置が一致するようにあらかじめ計算された位置であり、上ベルト201と下ベルト202との凹と凸とが全くずれることなくかみ合う位置である。
制御部110は、横移動部70を後方に移動させ(図31の矢印A2)、横移動部70の印刷開始位置に位置決めする。
横移動部70は、曲面治具41の後方に下に位置決めされる。
ステップS43:曲面治具の姿勢保持の解除工程
制御部110は、上下シリンダ220により姿勢保持ローラ250を下降させる(図31の矢印A3)。
このため、曲面治具41は、支点ピン87を中心にしてスイング可能な状態となる。
ステップS44:曲面治具の上昇工程
制御部110は、ローラ上下ピン72により加圧ローラ73を上昇させる(図31の矢印A4)。
この上昇により、曲面治具41が上方に持ち上げられ、上ベルト201と下ベルト202との凹凸は、全くずれることなく正確にかみ合う。
曲面治具の姿勢保持の解除工程と曲面治具の上昇工程とは、同時に実行してもよい。
図33に、曲面治具の上昇工程が終了した印刷開始時の状態を示す。
支点ピン87は、上下方向において印刷動作時の最下点にある。
前後リニアガイド230は、上下リニアガイド210において印刷動作時の最下点にある。
前後台241は、原点にある。すなわち、前後台241は、前後リニアガイド230において最も後方にある。
曲面治具41とピン挿入材42とは、前後台241に対して支点ピン87を中心にして、前方に角度θ(+θ)だけ傾いている。
ステップS45:印刷工程
制御部110は、前後シリンダ240を動作させて、原点戻し金具245を前方に引き出す(図31の矢印A5)。
こうして、曲面治具41とピン挿入材42とは、前方向に移動可能になる。
制御部110は、印刷部90を印刷方向すなわち前横方向に移動させ(図33の矢印A6)、印刷部90による印刷を開始する。
制御部110は、横移動部70も同量だけ前横方向に移動させる(図33の矢印A6)。
上ベルト201と下ベルト202とのかみ合う場所も前横方向に移動する。
支点ピン87は、印刷開始時よりも、上下方向において上に移動する(図33の矢印A7)。
前後リニアガイド230は、印刷開始時よりも上に移動する(図33の矢印A8)。
前後台241は、印刷開始時よりも前に移動する(図33の矢印A9)。
ピン挿入材42と前後台241との角度θは印刷開始時よりも減少する(図33の矢印A10)。
すなわち、印刷開始から印刷中間点までは、以下のように変化する。
支点ピン87は、上下方向において上に移動する。
前後リニアガイド230は、上下リニアガイド210において下から上に移動する。
前後台241は、前後シリンダ240において後方から前方に移動する。
ピン挿入材42と前後台241との角度θは減少する。
図34に、印刷中間点の状態を示す。
印刷中間点において、支点ピン87は、上下方向において最高点にある。
印刷中間点において、前後リニアガイド230は、上下リニアガイド210において最高点にある。
印刷中間点において、前後台241は、前後シリンダ240において中間点にある。
印刷中間点において、ピン挿入材42と前後台241との角度θは0度になる。
印刷中間点から印刷終了までは、以下のように変化する。
支点ピン87は、上下方向において下に移動する(図34の矢印A11)。
前後リニアガイド230は、上下リニアガイド210において上から下に移動する(図34の矢印A12)。
前後台241は、前後シリンダ240において後から前に移動する(図34の矢印A13)。
ピン挿入材42と前後台241との角度θは減少して負の値になる(図35の矢印A14)。
図35に、印刷終了状態を示す。
支点ピン87は、上下方向において印刷動作時の最下点にある。
前後リニアガイド230は、上下リニアガイド210において印刷動作時の最下点にある。
前後台241は、前後シリンダ240において最も前方にある。
ピン挿入材42は、前後台241に対して支点ピン87を中心にして、後方に角度θ(−θ)だけ傾いている。
ステップS46:解放工程
印刷部90が前端まで移動して印刷が終了したら、制御部110は、ローラ上下ピン72を下降させる(図35の矢印A15)。
ローラ上下ピン72が下降すると、重力により曲面治具41が下方に移動し、上ベルト201と下ベルト202とのかみ合わせが外れ、曲面治具41は、スイング可能な状態に復帰する。
ステップS47:ブレーキ作動工程
制御部110は、ブレーキ機構260を作動させる。
制御部110は、ブレーキシリンダ265のピンを伸ばし、ブレーキ板261を溝263に押し付ける。
このため、曲面治具41は、スイング可能な状態から、スイング不可能な状態になる。
ステップS48:原点復帰工程
制御部110は、原点復帰機構を作動させる。
制御部110は、前後シリンダ240のピンを原点まで引き戻す。ピンの先端にある原点戻し金具245が原点戻し板244に当たると、ピンの引き戻しと共に前後台241も前後リニアガイド230をスライドして原点まで引き戻される。
曲面治具41はブレーキ機構260によりスイング不可能な状態になっているので、この原点への移動の際、曲面治具41がスイングして他の部品と衝突することはない。
原点復帰工程により、前後リニアガイド230において、支点ピン87が印刷開始位置に復帰する。
ステップS49:ブレーキ解除工程
制御部110は、曲面治具41が原点に復帰した後、ブレーキシリンダ265のピンを引き戻し、ブレーキを解除する。
曲面治具41は、スイング可能な状態に復帰する。
ステップS50:曲面治具の姿勢保持工程
制御部110は、姿勢保持機構270を動作させる。
制御部110は、上下シリンダ220により姿勢保持ローラ250を上昇させる。
曲面治具41は、原姿勢の状態となり、支点ピン87を中心にしてスイング不可能な状態となる。
ブレーキ解除工程と姿勢保持工程とは、同時に実行してもよい。
姿勢保持機構270は、支点ピン87が原点にある場合に、曲面治具41の姿勢を原姿勢に保つ機構であるから、姿勢保持工程は、原点復帰工程により支点ピン87が原点に復帰してから実行される。
ステップS51:テーブル復帰工程
制御部110は、テーブル61を後横方向に移動させ、曲面治具41とワーク49とを搬出する。
制御部110は、印刷部90を後横方向に移動させ、後方向の印刷スタート位置に配置する。
制御部110は、横移動部70を前方向に退避させる。
その後、ワーク49を取り外す。
こうして、スクリーン印刷装置100は、印刷スタート状態に復帰する。
<<特徴>>
本実施の形態のワーク操作装置の特徴は、以下のとおりである。
ピン保持部130は、支点ピン87を上下方向に移動可能に保持する上下リニアガイド210を有する。
ピン保持部130は、支点ピン87を上方向に移動させる上下シリンダ220を有する。
ピン保持部130は、支点ピン87を前後方向に移動可能に保持する前後リニアガイド230を有する。
ピン保持部130は、支点ピン87を前後方向に移動させる前後シリンダ240を有する。
ピン保持部130は、前後リニアガイド230において支点ピン87の印刷開始位置となる原点に復帰させる原点戻し機構を有する。
原点戻し機構は、支点ピン87を原点に復帰させる原点戻し金具245を有する。
また、曲面治具41が支点ピン87を中心に回転しないようにするブレーキ機構260を有する。
上下シリンダ220は、先端に曲面治具41の姿勢を保持する姿勢保持ローラ250を有する。
本実施の形態のワーク操作方法の特徴は、以下のとおりである。
ワーク49を保持した曲面治具41を、支点ピン87で回転可能に保持する。
さらに、支点ピン87を上下リニアガイド210で上下に移動可能に保持し、かつ、支点ピン87を前後リニアガイド230で前後に移動可能に保持する。
そして、曲面治具41を支点ピン87で回転させ、かつ、支点ピン87の位置を上下前後に移動させながら、ワーク49の一端から他端に向けて、ワーク49に水平面を出現させる。
印刷中の支点ピン87の移動は、能動的なものではなく、受動的なものである。上下リニアガイド210と前後リニアガイド230とは、支点ピン87の移動を吸収するものである。
***実施の形態8の効果***
この実施の形態によれば、滑り防止機構205を有しているので、曲面のワークに対して、印刷パターンを正確に印刷することができる。
曲面のワークに対して平面のスクリーンで印刷する場合は、スクリーン96の前後方向の長さに対して、ワーク49の前後方向に長さが一致しない。しかし、支点ピン87を上下前後方向に移動可能に保持しているので、曲面のワークに対して平面のスクリーンで印刷しても印刷方向にずれが生じない。
ピン保持部130に上下リニアガイド210があるので、支点ピン87の上下移動を吸収することができる。
ピン保持部130に前後リニアガイド230があるので、スクリーン96とワーク49との前後方向の長さの不一致を吸収することができる。
ブレーキ機構260があるので、原点復帰時の曲面治具41の移動時に、曲面治具41がふらつかない。
姿勢保持機構270があるので、ワーク49を搬出入する搬出入機構60の動作時に、曲面治具41がふらつかない。
***実施の形態8の他の構成***
<<滑り防止機構205>>
図36、図37、及び、図38に示すように、スクリーン96の枠98に直接上ベルト201を設けてもよい。前述した上ベルト固定部99は不要である。
上ベルト201は、スクリーン96の枠98の下面に貼られたタイミングベルトである。
下ベルト202は、曲面治具41の縁の上面に貼られたタイミングベルトである。
下ベルト202は、スクリーン96の枠98の上ベルト201に対応する位置に配置されている。
上ベルト201と下ベルト202とは、左右2箇所に存在している。
上ベルト201は、スクリーン96の左右の枠98の前後方向にある細長いタイミングベルトである。
下ベルト202は、曲面治具41の縁の前後方向にある細長いタイミングベルトである。
上ベルト201と下ベルト202とには、互いにかみ合う凹凸が左右方向に平行に形成されている。
上ベルト201と下ベルト202との凹凸が印刷中に互いにかみ合うことにより、スクリーン96と曲面治具41との前後方向の滑りがなくなり、印刷パターンの印刷位置のずれがなくなる。
滑り防止機構205は、枠固定部91とマイクロメータ95とを有する。
枠固定部91は、スクリーン96の枠98の角を4本の柱フレーム53に固定する固定金具である。
マイクロメータ95は、枠固定部91に設けられており、枠固定部91の高さ位置を調整するものである。
マイクロメータ95により枠固定部91の高さを調節してスクリーン96の枠98の高さを調整する。
スクリーン96の枠98の高さを調整することにより、上ベルト201と下ベルト202との凹凸のかみ合いが正確になる。
滑り防止機構205として、上ベルト201と下ベルト202とのいずれか一方があってもよい。
滑り防止機構205として、上ベルト201と下ベルト202の表面に、紙やすりの表面のようにランダムかつ微細な凹凸を設けてもよい。
滑り防止機構205として、上ベルト201と下ベルト202の表面をサンドブラスト加工して上ベルト201と下ベルト202の表面に凹凸を設けてもよい。
滑り防止機構205として、上ベルト201と下ベルト202のように凹凸がないベルトを用いてもよい。
例えば、上ベルト201として、表面を研磨仕上げした板状ベルトを用い、下ベルト202として、滑りにくいウレタンゴム、シリコン、又は、その他の樹脂ベルトを用いてもよい。
逆に、下ベルト202として、表面を研磨仕上げした板状ベルトを用い、上ベルト201として、滑りにくいウレタンゴム、シリコン、又は、その他の樹脂ベルトを用いてもよい。
凹凸がある滑り防止機構205を用いる場合、印刷開始位置が異なると、上ベルト201と下ベルト202との凹と凸との位置が正確に一致する保証がないので、印刷開始位置を調整する必要がある。凹凸がない滑り防止機構205又はかみ合わせのない凹凸がある滑り防止機構205を用いれば、印刷開始位置が変化しても、凹凸がかみ合わないという心配がなく、印刷開始位置を調整する必要がない。
滑り防止機構205として、ベルトを配置するのではなく、曲面治具41の表面に直接凹凸を設け、かつ、上ベルト固定部99又は枠98の下面に直接凹凸を設けてもよい。
滑り防止機構205として、上ベルト固定部99又は枠98と曲面治具41との間で摩擦を増加させるものがあればよい。
滑り防止機構205は、上ベルト固定部99又は枠98と曲面治具41とが滑るのを防止するものであればよい。
前後リニアガイド230がなく滑り防止機構205だけ存在していても、スクリーン96と曲面治具41との前後方向の滑りがなくなり、印刷パターンの印刷位置のずれが減少する効果がある。
滑り防止機構205が存在していなくても、ピン保持部130が支点ピン87を上下前後方向に移動可能に保持しているので、スクリーン96と曲面治具41との前後方向の滑りがなくなり、印刷パターンの印刷位置のずれがなくなる効果がある。
上下リニアガイド210で、前後リニアガイド230を上下に移動可能に保持し、前後リニアガイド230で支点ピン87を前後に移動可能に保持する例を説明した。
逆に、前後リニアガイド230で、上下リニアガイド210を前後に移動可能に保持し、上下リニアガイド210で支点ピン87を上下に移動可能に保持してもよい。
原点戻し金具245が直接前後台241の前壁に引っ掛かるように原点戻し金具245の形状を変更すれば、原点戻し板244はなくてもよい。
ブレーキ機構260は、曲面治具41の回転を抑制できるものであればよい。
ブレーキシリンダ265によりブレーキ板261を押して回転を抑制するのではなく、ブレーキシリンダ265によりブレーキ板261を引いて回転を抑制してもよい。
ブレーキシリンダ265によりブレーキ板261を引いて回転を抑制する場合、ブレーキ板261に貫通孔を設け、貫通孔にブレーキシリンダ265のピンを通し、ピン先のピン外周に鍔状の引板を固定し、引板で貫通孔の縁部を引っ張るのがよい。
姿勢保持機構270は、曲面治具41の姿勢を保持できるものであればよい。
たとえば、2個の姿勢保持ローラ250ではなく、3個以上の姿勢保持ローラ250があってもよい。
また、姿勢保持ローラ250を配置する代わりに、前後2本の支柱を配置してもよい。
姿勢保持機構270の2個の姿勢保持ローラ250の高さは、同じでもよい。
姿勢保持機構270が、原点復帰工程の実行中に曲面治具41の姿勢を保持できる場合は、ブレーキ機構260はなくてもよい。姿勢保持工程を原点復帰工程よりも前に実行すると、姿勢保持ローラ250は曲面治具41が原点にある場合に触れる本来の位置ではなく、ずれた位置を持ち上げることになる。このように、姿勢保持ローラ250が印刷終了時のずれた位置で曲面治具41を持ち上げた姿勢のまま、曲面治具41を原点復帰させた場合に、曲面治具41が他の部品と接触することがないのであれば、ブレーキ機構260はなくてもよい。
ピン保持部130の個数は、1個でもよいし、3個以上でもよい。
ブレーキ機構260の個数は、複数でもよい。
姿勢保持機構270の個数は、複数でもよい。
***実施の形態の補足***
実施の形態では、スクリーン印刷装置100の場合について説明したが、ワーク操作装置200は、スクリーン印刷装置100に限らず、曲面のワークに作業をする場合に用いることができる。例えば、ワーク操作装置200は、印刷部90の代わりに塗装部、表面加工部等を用いることにより塗装装置、表面加工装置等に用いることができる。
制御部110の機能は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実現してもよい。つまり、制御部110の一部をソフトウェアで実現し、制御部110の残りをハードウェアで実現してもよい。
実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本発明の技術的範囲を制限することを意図するものではない。実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。また、前述した実施の形態を組み合わせてもよい。
フローチャート等を用いて説明した手順は、本発明に係る方法またはプログラムの手順の一例である。
10 吸引機構、11 吸引筒、12 取付具、13 吸引管、14 吸引器、15 吸引板、16 吸引口、17 吸引溝、21 結合部、22 ワイヤ、23 プーリ、24 プーリ、25 プーリ、26 プーリ、27 結合部、31 結合部、32 ワイヤ、33 プーリ、34 プーリ、35 プーリ、36 プーリ、37 結合部、41 曲面治具、42 ピン挿入材、43 ピン穴、44 挟持面、45 ガイドレール、46 ブラケット、47 曲面板、48 中央線、49 ワーク、50 筺体、51 基台、52 支持柱、53 柱フレーム、54 梁フレーム、60 搬出入機構、61 テーブル、62 支持シリンダ、63 支持ピン、64 ロボシリンダ、70 横移動部、71 横移動シリンダ、72 ローラ上下ピン、73 加圧ローラ、74 リニアガイド、81 固定柱、82 上下シリンダ、83 上下ピン、84 水平腕、85 上下リニアガイド、86 進退シリンダ、87 支点ピン、90 印刷部、91 枠固定部、92 スキージ、93 ローラ保持部、94 対向ローラ、95 マイクロメータ、96 スクリーン、97 ロボシリンダ、98 枠、99 上ベルト固定部、100 スクリーン印刷装置、110 制御部、111 信号線、120 回転保持部、130 ピン保持部、140 横移動機構、141 挟持機構、142 高度決定部、143 加圧部、151 ピン、152 ピン受入材、153 ピン経路孔、154 側面板、160 吸引板、161 下面吸引溝、162 上面吸引溝、164 溝連通孔、170 止め金、175 皿ネジ、176 貫通孔、200 ワーク操作装置、201 上ベルト、202 下ベルト、205 滑り防止機構、210 上下リニアガイド、220 上下シリンダ、230 前後リニアガイド、240 前後シリンダ、241 前後台、244 原点戻し板、245 原点戻し金具、250 姿勢保持ローラ、260 ブレーキ機構、261 ブレーキ板、262 ブレーキ台、263 溝、265 ブレーキシリンダ、270 姿勢保持機構。

Claims (25)

  1. 曲面を有するワークを対して前後方向に作業をするために使用されるワーク操作装置において、
    ワークを曲面で保持する曲面治具を支点ピンで回転可能に保持するとともに、前記支点ピンの位置を移動可能に保持するピン保持部と、
    前記曲面治具を回転させ、かつ、前記支点ピンの位置を移動させながら、前記曲面治具の一端から他端に向けて横方向に移動する横移動機構と
    を備えたワーク操作装置。
  2. 前記横移動機構は、前記曲面治具の上面と下面と挟む挟持機構を備えた請求項1記載のワーク操作装置。
  3. 前記挟持機構は、
    前記曲面治具の前記挟持機構が挟持する挟持面の高さを決定する高度決定部と、
    前記曲面治具を加圧して前記高度決定部まで移動させる加圧部と
    を有する請求項2記載のワーク操作装置。
  4. 前記加圧部は、横方向に配置された2個の加圧ローラを有し、
    前記高度決定部は、2個の加圧ローラの中間で曲面治具に接するように配置された対向ローラを有する請求項3記載のワーク操作装置。
  5. 前記支点ピンは、曲面治具の左右両サイド中央を保持する請求項1から4いずれか1項に記載のワーク操作装置。
  6. 前記ピン保持部は、前記支点ピンを進退させる進退シリンダを有する請求項5記載のワーク操作装置。
  7. 前記ピン保持部は、前記支点ピンを上下方向に移動可能に保持する上下リニアガイドを有する請求項1から6いずれか1項に記載のワーク操作装置。
  8. 前記ピン保持部は、前記支点ピンを上方向に移動させる上下シリンダを有する請求項7記載のワーク操作装置。
  9. 前記ピン保持部は、前記支点ピンを斜め方向に移動可能に保持するピン受入材を有する請求項1から5いずれか1項に記載のワーク操作装置。
  10. 前記ピン保持部は、前記支点ピンを直線方向と曲線方向とのいずれかに移動可能に保持するピン受入材を有する請求項1から5いずれか1項に記載のワーク操作装置。
  11. 前記ピン保持部は、
    前記支点ピンを上下方向に移動可能に保持する上下リニアガイドと、
    前記支点ピンを前後方向に移動可能に保持する前後リニアガイドと
    を有する請求項1から10いずれか1項に記載のワーク操作装置。
  12. 前記ピン保持部は、前記支点ピンを前後方向に移動させる前後シリンダを有する請求項11記載のワーク操作装置。
  13. 前記ピン保持部は、前記前後リニアガイドにおいて前記支点ピンの印刷開始位置となる原点に復帰させる原点戻し機構を有する請求項12記載のワーク操作装置。
  14. 前記曲面治具が前記支点ピンを中心に回転しないようにするブレーキ機構を有する請求項1から13いずれか1項に記載のワーク操作装置。
  15. 前記曲面治具の移動中に前記曲面治具の姿勢を保持する姿勢保持機構を有する請求項1から14いずれか1項に記載のワーク操作装置。
  16. 請求項1から15いずれか1項に記載のワーク操作装置と、
    横移動機構の移動と共に、曲面治具に保持されたワークにスクリーン印刷をする印刷部と
    を備えたスクリーン印刷装置。
  17. ワークを曲面で保持した曲面治具を支点ピンで回転可能に保持し、かつ、前記支点ピンの位置を移動可能に保持し、
    前記曲面治具を支点ピンで回転させ、かつ、前記支点ピンの位置を移動させながら、前記ワークの一端から他端に向けて、前記ワークに水平面を出現させるワーク操作方法。
  18. 水平に配置された2個の加圧ローラと、2個の加圧ローラの中間に配置された1個の対向ローラとが、曲面治具を挟持しながら水平方向に移動する請求項17記載のワーク操作方法。
  19. ワークを曲面で保持した曲面治具を支点ピンで回転可能に保持し、かつ、前記支点ピンの位置を上下前後に移動可能に保持し、
    前記曲面治具を支点ピンで回転させ、かつ、前記支点ピンの位置を移動させながら、前記ワークの一端から他端に向けて、前記ワークに水平面を出現させるワーク操作方法。
  20. 曲面を有するワークを保持する曲面治具であって、
    ワークを保持する曲面板と、
    前記曲面板の両側に固定されたガイドレールと
    を備えた曲面治具。
  21. 曲面を有するワークを保持する曲面治具であって、
    ワークを保持する吸引板と、
    前記吸引板を固定した曲面板と
    前記曲面板の両側に固定されたガイドレールと
    を備えた曲面治具。
  22. 前記吸引板と前記曲面板とを弾性力により固定した止め金を備えた請求項21記載の曲面治具。
  23. 曲面を有するワークを保持する曲面治具の製造方法であって、
    平板の金属板を形成し、
    前記金属板に穴を形成し、
    穴をあけた金属板を湾曲させて曲面板を形成し、
    前記曲面板の両側にガイドレールを固定する曲面治具の製造方法。
  24. 樹脂板を形成し、
    前記樹脂板に穴と溝とを形成して吸引板を形成し、
    前記吸引板を湾曲させて、前記曲面板に固定する請求項23記載の曲面治具の製造方法。
  25. 前記吸引板と前記曲面板とを止め金で固定する請求項24記載の曲面治具の製造方法。
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