JP2018052018A - 加工装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来よりも多様な被加工物に加工可能な加工装置を提供すること。【解決手段】加工装置は、加工具を装着可能な装着部32、平板状のプラテン3、第一搬送機構7、第二搬送機構8、移動機構33、第二保持部材10、第三搬送機構11、及び制御部を備える。第一搬送機構7は、第一保持部材を第一方向に沿って搬送する。第二搬送機構8は、装着部32を第二方向に搬送する。移動機構33は、装着部32を第三方向に移動する。第二保持部材10は、プラテン3の装着部32側とは反対側に配置され、第二被加工物を保持する。第三搬送機構11は、第二保持部材10を第一方向に沿って搬送する。制御部は、第一搬送機構7、第二搬送機構8及び移動機構33を制御し、第一加工処理をする。制御部は、第二搬送機構8、第三搬送機構11、及び移動機構33を制御し、第二加工処理をする。【選択図】図1
Description
本発明は、加工具で被加工物を加工可能な加工装置に関する。
加工具で被加工物を加工可能な加工装置が知られている。特許文献1に記載の加工装置は、シート状の被加工物を駆動機構のローラで上下方向から挟んで第一方向へ移動させると共に、加工具が装着されたキャリッジを第一方向と直交する第二方向へ移動させて被加工物を加工する。
従来の装置において、多様な被加工物に加工を施したいという要望がある。
本発明の目的は、従来よりも多様な被加工物に加工可能な加工装置を提供することである。
本発明の一態様に係る加工装置は、加工具を装着可能な装着部と、第一被加工物を保持する第一保持部材が載置される平板状のプラテンと、前記プラテンに載置された前記第一保持部材を第一方向に沿って搬送する第一搬送機構と、前記装着部を前記第一方向と交差する第二方向に搬送する第二搬送機構と、前記装着部を、前記第一方向及び前記第二方向との双方に交差する第三方向に移動する移動機構と、前記第三方向において前記プラテンの前記装着部側とは反対側に配置され、第二被加工物を保持する第二保持部材と、前記第二保持部材を前記第一方向に沿って搬送する第三搬送機構と、前記第一搬送機構、前記第二搬送機構及び前記移動機構を制御し、前記装着部を前記第三方向に移動させ、前記第一保持部材に保持された前記第一被加工物に対して、前記装着部に装着された前記加工具による第一加工処理を実行させ、前記第二搬送機構、前記第三搬送機構、及び前記移動機構を制御し、前記装着部を前記第三方向に移動させ、前記装着部に装着された前記加工具の前記第三方向における前記第二保持部材側の端部が、前記プラテンよりも前記第二保持部材側に位置する状態で、前記第二保持部材に保持された前記第二被加工物に対して、前記装着部に装着された前記加工具による第二加工処理を実行させる制御部とを備える。
本発明の加工装置によれば、第一加工処理と、第二加工処理との双方を実行可能である。ユーザは被加工物の性状に応じて、被加工物を保持する部材を、第一保持部材とするか、第二保持部材とするかを選択でき、従来よりも多様な被加工物に加工可能である。
本発明を具体化した第一及び第二実施形態について、図面を参照して順に説明する。参照する図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものであり、記載されている装置の構成などは、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。
図1から図7を参照して、第一実施形態の加工装置1の物理的構成を説明する。以下の説明では、図1の加工装置1の斜視図における左下側、右上側、右下側、左上側、上側、下側を、各々、加工装置1の左側、右側、前側、後側、上側、下側とする。つまり、後述の本体カバー9の伸長方向が左右方向である。操作部50が配置された面が、加工装置1の上面である。図1及び図2では、切替機構130の図示を省略している。
図1に示すように、第一実施形態の加工装置1は、装着部32、プラテン3、第一搬送機構7、第二搬送機構8、移動機構33、第二保持部材10、第三搬送機構11及び制御部70(図8参照)を備え、制御部70の指示に従って、第一加工処理と第二加工処理とを実行可能な装置である。装着部32は、加工具を装着可能である。プラテン3は、第一被加工物20を保持する第一保持部材18が載置される平板状の部材である。第一搬送機構7は、プラテン3に載置された第一保持部材18を第一方向に沿って搬送可能に構成されている。本例の第一方向は、前後方向であり、Y方向とも言う。第二搬送機構8は、装着部32を第一方向と交差する第二方向に搬送可能に構成されている。本例の第二方向は第一方向と直交する方向であり、左右方向であり、X方向とも言う。移動機構33は、装着部32を、第一方向及び第二方向との双方に交差する第三方向に移動可能に構成されている。本例の第三方向は、第一方向及び第二方向との双方に直交する方向であり、上下方向であり、Z方向とも言う。第二保持部材10は、第三方向においてプラテン3の装着部32側とは反対側(下方)に配置され、第二被加工物220(図5参照)を保持可能である。第三搬送機構11は、第二保持部材10を第一方向に沿って搬送可能に構成されている。
図2に示すように、第一加工処理は、制御部70が第一搬送機構7、第二搬送機構8及び移動機構33を制御することで、装着部32を第三方向に移動させ、第一保持部材18に保持された第一被加工物20を、装着部32に装着された加工具で加工する処理である。第一被加工物20は、例えば、シート状の紙、樹脂シートである。第一加工処理の加工具は、切断刃45及び描画ペン48を含む。図1に示すように、第二加工処理は、制御部70が第二搬送機構8、第三搬送機構11及び移動機構33を制御することで、装着部32を第三方向に移動させ、装着部32に装着された加工具の第三方向における第二保持部材10側の端部(下端)が、プラテン3よりも第二保持部材10側に位置する状態で、第二保持部材10に保持された第二被加工物220を、装着部32に装着された加工具で加工する処理である。本例の第二加工処理は、装着部32に装着された切削具35により、第二被加工物220を研削又は切削する処理を含む。切削具35は、第二被加工物220の表面を研削又は切削する。第二被加工物220は、例えば、木板、ガラス板、金属板、樹脂板、石けん板、及び粘度板である。本例の加工装置1は更に、本体カバー9、操作部50、ヘッド5、スキャナ部6(図8参照)、及び切替機構130(図3参照)を備える。以下、加工装置1が備える構成を詳述する。
図1及び図2に示すように、本体カバー9は、左右方向に長い略矩形箱状の筐体である。本体カバー9は、開口部91、及びカバー92を備える。開口部91は、本体カバー9の正面部に設けられた開口である。カバー92は、左右方向に長い板状の部材で有り、下端側で、開口部91が開閉可能に支持されている。図1及び図2では、カバー92が開けられ、開口部91が開放されている。
操作部50は、本体カバー9の上面の右側部位に設けられる。操作部50は、液晶ディスプレイ(LCD)51、複数の操作スイッチ52及びタッチパネル53を備える。LCD51には、コマンド、イラスト、設定値、及びメッセージ等の様々な項目を含む画像が表示される。タッチパネル53は、LCD51の表面に設けられる。ユーザは、指及びスタイラスペンの何れかを用いてタッチパネル53の押圧操作を行う(以下、この操作を「パネル操作」と言う)。加工装置1では、タッチパネル53により検知される押圧位置に対応して、どの項目が選択されたかが認識される。ユーザは、操作スイッチ52及びタッチパネル53を用いて、LCD51に表示された模様の選択、加工処理の種類の選択、各種パラメータの設定、及び入力の操作等を行うことができる。
プラテン3は、本体カバー9内に設けられる。プラテン3は第二方向を長手方向とする矩形状の板状部材である。プラテン3は、上下方向に貫通する、左右方向に延設された貫通部93を備える。加工装置1は、プラテン3の貫通部93を塞ぐように開閉可能な蓋体94を備える。図2に示すように、加工装置1が第一加工処理を実行する場合、貫通部93は蓋体94によって塞がれる。加工装置1が第一加工処理を実行する場合、プラテン3及び蓋体94は第一保持部材18の下面を受ける。第一保持部材18は、開口部91が開放された状態で、プラテン3上にセットされる。第一保持部材18は矩形シート状である。第一保持部材18は、例えば合成樹脂材料からなる。第一保持部材18の上面には、周縁部(左縁部101、右縁部102、後縁部103、前縁部104)を除いた内側の略矩形領域に粘着剤が塗布された粘着層100が設けられる。第一被加工物20は、粘着層100に貼り付けられて保持される。図1に示すように、加工装置1が第二加工処理を実行する場合、蓋体94は貫通部93から取り外される。蓋体94は、平面視貫通部93と同様の形状、つまり第二方向に延設された矩形状である。
第二保持部材10は、プラテン3と対向し、プラテン3に対して装着部32とは反対側(下方)に配置される。図7に示すように、第二保持部材10は、平板部61、対向面62、一対の壁部63、64、一対の補強部65、66を備えるプラスチック樹脂製のトレー状の部材である。対向面62は、プラテン3に対向する面であって、第二被加工物220を保持する面である。一対の壁部63、64は、対向面62の第二方向の両端部に設けられ、対向面62からプラテン3に向かって突出する第一方向に延設された部分である。第二方向において、第二被加工物220は一対の壁部63、64の間に配置される。一対の壁部63、64の高さ(第三方向の長さ)は、第二被加工物220の第三方向の長さ、加工具の第三方向の長さ、装着部32の第三方向の移動範囲、及び第二加工処理の内容等を考慮して適宜設定される。一対の壁部63、64の高さは、第二保持部材10が保持可能な第二被加工物220の推奨最大厚み(第三方向の長さ)よりも高い。一対の補強部65、66は、第二方向において一対の壁部63、64に対して対向面62側とは反対側に設けられた、一対の壁部63、64を補強する部位である。第二保持部材10は第一方向に延設されたラック歯67、68を備える。ラック歯67、68は、第二保持部材10の左右一対の補強部65、66の端部から下方に向けて延設されている。第二被加工物220は、例えば、両面テープ等の接着部材によって、第二保持部材10に対して取り外し可能に固定される。第二被加工物220は他の部材によって、第二保持部材10に対して取り外し可能に固定されてもよい。
ヘッド5は、キャリッジ19、装着部32及び移動機構33を備える。本例の装着部32は、直接又はカートリッジ4を介して加工具を装着可能である。カートリッジ4は、装着部32に着脱可能に装着できる。本例の装着部32に装着可能な加工具は、切断刃45、描画ペン48、及び切削具35を含む。描画ペン48は、加工装置1の専用又は汎用のマーカー等の筆記具である。ユーザは、被加工物の種類、厚さ、及び加工の種類に適した加工具を選択し、カートリッジ4を介して装着部32に装着できる。本例では、切断刃45又は描画ペン48は、加工装置1が第一加工処理を実行する場合に装着部32に装着される。図2に示すように、加工装置1が第一加工処理を実行する場合、装着部32に装着された加工具の先端(下端)は、平面視貫通部93に装着された蓋体94と対向する位置、且つ、第三方向におけるプラテン3よりも装着部32側(上方)に位置する。
切削具35は、加工装置1が第二加工処理を実行する場合に装着部32に装着される。切削具35は、第二被加工物220を研削又は切削可能な加工部36、カートリッジ4に着脱可能に装着される装着部37を備える。装着部37は上下方向に長い円筒状の形状を有し、内部に加工部36を第三方向に延びる軸線AX1を中心に回動する駆動部38を有する。駆動部38は内部に保持された電池又は外部から電源の供給を受けることができる。図1に示すように、切削具35がカートリッジ4を介して装着部32に装着された場合、加工部36はプラテン3の貫通部93に挿通され、加工部36の先端(下端)は第三方向においてプラテン3よりも第二保持部材10側に位置する。
移動機構33は、装着部32と第一被加工物20又は第二被加工物220とを相対的に接近及び離隔する第三方向に移動可能に構成されている。本例の移動機構33は、装着部32及びカートリッジ4を第三方向に駆動させる。移動機構33は、伝達機構43及び動力源としてZ軸モータ34(図8参照)を備える。伝達機構43は、図4に示す歯車131を備え、Z軸モータ34の回転運動を減速し且つ上下運動に変換して、装着部32に伝達する。装着部32に装着されたカートリッジ4は、Z軸モータ34の駆動に応じて、下降位置と、上昇位置との間で移動する。下降位置は、第一被加工物20又は第二被加工物220に加工を行うときのカートリッジ4の位置である。上昇位置は、加工具の先端(下端)が第一被加工物20又は第二被加工物220から所定距離、離隔する位置である。
スキャナ部6は、後述するCPU2の指示に従って、スキャン処理を実行可能に構成されている。スキャン処理は、スキャナ部6により第一保持部材18に保持された第一被加工物20等の対象物の画像を読み取って画像データを生成する処理である。スキャナ部6は、例えば密着型イメージセンサ(CIS)である。図示しないが、スキャナ部6は、ラインセンサ、光源(ランプ)、及びレンズを備える。ラインセンサは、スキャナ部6の下面に設けられ、加工装置1の左右方向(X方向)に並設された複数の撮像素子を備える。スキャナ部6は、後述のガイドレール22の後方に位置する。スキャナ部6は、X方向に延び、下向きに設けられる。第一保持部材18のX方向の幅寸法は、スキャナ部6(ラインセンサ)のX方向の長さとほぼ同じである。スキャナ部6は、第一保持部材18に保持された対象物の上面とラインセンサとが近接した状態で、対象物の上面の画像を読み取る。
図3から図6に示すように、第一搬送機構7は、搬送ローラ12、ピンチローラ13、取付フレーム14、Y軸モータ15、及び減速機構17を備える。搬送ローラ12及びピンチローラ13は、本体カバー9内の一対の側壁部111、112の間に回転可能に支持される。搬送ローラ12及びピンチローラ13は、X方向に延び、上下方向に並んで配設される。ピンチローラ13の左部と右部との各々にローラ部141、142が設けられる。第三方向において、プラテン3からローラ部141、142までの距離は、第二保持部材10の対向面62からプラテン3までの距離よりも短い。取付フレーム14は、側壁部112の外面側(右側)に固定される。取付フレーム14には、Y軸モータ15が取付けられる。Y軸モータ15は、例えばステッピングモータである。Y軸モータ15の出力軸は、減速機構17の駆動ギヤ80に固定されている。駆動ギヤ80は従動ギヤ81に噛合する。従動ギヤ81は、搬送ローラ12の右端部に固着されている。
第二搬送機構8は、上下一対のガイドレール21、22、取付フレーム24、動力源としてX軸モータ25、減速機構としての駆動ギヤ及び従動ギヤ29、並びに伝達機構30等を備える。ガイドレール21及び22は、側壁部111、112の間に固定されている。ガイドレール21及び22は、ピンチローラ13よりもやや後部寄りの上方に位置する。ガイドレール21及び22は、ピンチローラ13と略平行つまりX方向に延びる。ヘッド5のキャリッジ19は、ガイドレール21及び22に、ガイドレール21及び22に沿ってX方向へ移動可能に支持される。
図1及び図2に示すように、取付フレーム24は、側壁部111の外面側(左側)の後部寄りに固定されている。X軸モータ25は、取付フレーム24の後方に、下向きに取り付けられている。駆動ギヤ(図示略)は、X軸モータ25の出力軸に固定されている。X軸モータ25は、例えばステッピングモータである。従動ギヤ29は駆動ギヤに噛合する。図5に示すように、伝達機構30は、左右一対のタイミングプーリ26、27と、左右一対のタイミングプーリ26、27に掛装された無端状のタイミングベルト28を有する。一方のタイミングプーリ26は、従動ギヤ29と一体に回動可能に、取付フレーム24に設けられる。他方のタイミングプーリ27は、取付フレーム14に設けられる。タイミングベルト28はX方向に延び、キャリッジ19に連結されている。第二搬送機構8は、X軸モータ25の回転運動をX方向の運動に変換して、キャリッジ19に伝達する。X軸モータ25が正転駆動又は逆転駆動すると、X軸モータ25の回転運動が、駆動ギヤ、従動ギヤ29、及びタイミングプーリ26、27を介してタイミングベルト28に伝わる。これにより、キャリッジ19は、左方又は右方へ移動される。こうして、ヘッド5はX方向に移動する。
第三搬送機構11は、取付フレーム14、Y軸モータ15、減速機構17、ギヤ82、ギヤ83、軸84、86、ピニオン88、89を備える。取付フレーム14、Y軸モータ15、及び減速機構17は、第一搬送機構7と第三搬送機構11とで共通する。ギヤ82は、従動ギヤ81よりも装着部32側において従動ギヤ81と同軸に設けられる。ギヤ83は、ギヤ82の下方に設けられ、第二方向におけるギヤ82に対する相対位置を変更可能に軸84に固定されている。第二方向におけるギヤ82に対する相対位置に応じて、ギヤ83はギヤ82と噛み合う。ギヤ82がギヤ83と噛み合うか否かは、後述の切替機構130によって切り替えられる。加工装置1が第一加工処理を実行する場合、ギヤ83は、第二方向においてギヤ82と離間した第一加工位置に配置され、ギヤ83と噛み合わない。軸84は第二方向に貫通する孔を有する筒状の部材であり、右端部に左方に向かって切り欠かれた案内部85を備える。軸84は、軸86を挿通する。軸86は、左右方向に延びる円柱状の棒であり、第三方向において第二保持部材10に対して装着部32側とは反対側に配置される。軸86の両端は各々、側壁部111、112の外面側に配置された支持部122、123によって回動可能に支持される。軸86は、外周面に凸部87と、ピニオン88、89とを備える。凸部87は軸86の外周面からピン状に突出する部位であり、軸84の案内部85と係合する。凸部87は側壁部112と、支持部123との間に配置される。ギヤ83が軸84周りに回動すると、凸部87と共に、軸86も回動する。軸86は側壁部111と側壁部112との間に設けた支持部90に設けた孔に挿通される。ピニオン88、89は各々、側壁部111、112の内面側に配置される。ピニオン88、89は各々、第二保持部材10のラック歯67、68と係合可能である。
切替機構130は、Y軸モータ15の駆動力を、ピニオン88、89に伝達するか否かを切り替える。本例の切替機構130は、X軸モータ25とZ軸モータ34との駆動力を利用して、Y軸モータ15の駆動力を、ピニオン88、89に伝達するかを切り替える。切替機構130は、正面視円状の歯車132、切替部材134、及び付勢部材95を備える。歯車132はガイドレール21、22の背面側に回動可能に取り付けられている。移動機構33が備える歯車131は装着部32が側壁部112側の端部まで移動された場合に、歯車132と噛み合う。歯車132の径は歯車132の径よりも小さい。図3に示すように、歯車132は背面に背面側に突出するカム133を備える。カム133は、軸151からの距離が異なる略楕円状の形状を有する。
切替部材134は、第三方向に長い板状の部材の一部を前方に折り曲げて形成された金属製の部材である。切替部材134は、本体部139、孔135及び当接部136から138を備える。本体部139は第三方向に長い板状の部位である。孔135は、本体部139の第三方向の中心付近に設けられた第一方向に貫通する孔である。切替部材134は孔135に挿通された軸152よって取付フレーム14に回動可能に取り付けられる。当接部136は、本体部139の下端部に設けれた、本体部139に対して前方に折り曲げられた部位である。当接部137は、第二方向における本体部139の装着部32側の端部が前方に折り曲げられた部位である。当接部138は、本体部139の上端部側において、第二方向における本体部139の装着部32側の端部が前方に折り曲げられた部位である。当接部136から138の各々の前端と、本体部139との間の距離は、長い順に当接部136、当接部138、及び当接部137である。付勢部材95は、支持板96とピニオン89との間において軸86に外挿され、軸84を右方に付勢する。切替部材134は、軸84及びギヤ83を介して、付勢部材95によって、正面視、軸152を中心として反時計周りに付勢されている。
第二搬送機構8によって、装着部32が側壁部112側の端部まで移動されると、歯車131と歯車132とが噛み合う。Z軸モータ34の駆動により歯車131が所定量所定方向に回動する。歯車131の回動に応じて、歯車131と噛合した歯車132が所定量所定方向に回動し、カム133が切替部材134の当接部138と当接する位置が、図6に示す第一加工位置と図4に示す第二加工位置との何れかに切り替わる。図6に示すように、第一加工位置では、カム133は、軸151からの距離が最大となる部位で切替部材134の当接部138と当接し、第二加工位置に対して切替部材134が正面視時計回りに所定角度回動している。図4に示すように、第二加工位置では、カム133は、軸151からの距離が最小となる部位で、付勢部材95の付勢勢力によって正面視反時計回りに付勢された切替部材134の当接部138と当接し、第一加工位置に対して切替部材134が正面視反時計回りに所定角度回動している。歯車131の回動に応じて、装着部32が上方又は下方に移動されるが、切替部材134の位置切替時における装着部32の上下方向の移動量は、加工処理に影響を与えない程度に小さい。
図8を参照して、第一実施形態の加工装置1の電気的構成を説明する。図8に示すように、加工装置1は、CPU2、ROM72、RAM73、及び入出力(I/O)インタフェイス71を備える。CPU2は、ROM72、RAM73、及びI/Oインタフェイス71と電気的に接続されている。CPU2は、ROM72及びRAM73と共に、制御部70を構成し、加工装置1の主制御を司る。ROM72は、加工装置1を動作させるための各種プログラム等を記憶する。プログラムには、例えば、後述するデータや加工処理を加工装置1に実行させるためのプログラムがある。RAM73は、各種プログラム、各種データ、操作スイッチ52の操作等で入力された設定値、CPU2が演算処理した演算結果等を一時的に記憶する。
I/Oインタフェイス71には、更に、フラッシュメモリ74、スキャナ部6、操作スイッチ52、タッチパネル53、検出センサ76、LCD51、USBコネクタ59、及び駆動回路77から79が接続されている。フラッシュメモリ74は、各種パラメータ等を記憶する不揮発性記憶素子である。本例のフラッシュメモリ74は、複数の記憶領域を有する。本例のフラッシュメモリ74は、切替機構130の第一加工位置にあるか否かを示すフラグを記憶する。
CPU2は、スキャナ部6を制御して、上記のスキャン処理を実行させることで、画像データを取得する。検出センサ76は、プラテン3上にセットされた第一保持部材18の先端を検出する。検出センサ76の検出信号は、CPU2に入力される。CPU2は、LCD51を制御して、画像を表示させる。LCD51は、各種指示を報知可能である。USBコネクタ59には、USBメモリ60が接続可能である。USBメモリ60がUSBコネクタ59に接続された状態で、CPU2は、USBメモリ60に設けられた各記憶エリアにアクセスできる。駆動回路77から79は各々、Y軸モータ15、X軸モータ25、及びZ軸モータ34を駆動する。CPU2は、後述の加工データに基づき、Y軸モータ15、X軸モータ25、及びZ軸モータ34等を制御し、第一保持部材18上の第一被加工物20に対する加工を自動で実行させる。
図9を参照して、加工装置1が実行する加工処理を説明する。CPU2は、開始指示を受け付けると、ROM72に記憶されているプログラムに基づき、図9に示す加工処理を実行する。本実施形態では、加工対象となる模様と、加工の種類を指定した上でパネル操作により開始指示が入力された場合に、CPU2は、処理開始の指示を受け付けたと判断する。開始指示は他の方法で入力されてもよい。加工の種類は、第一加工処理及び第二加工処理の内から選択される。
図9に示すように、CPU2は、加工対象となる模様の加工データを取得する(S1)。加工データは、第一搬送機構7、第二搬送機構8(第三搬送機構11)、及び移動機構33の駆動を指示するデータである。第一搬送機構7及び第二搬送機構8(第三搬送機構11)の駆動は、第一被加工物20(第二被加工物220)と装着部32との相対位置を示すXY座標系の座標を示す座標データを用いて指示される。座標データは加工対象となる模様の第一被加工物20(第二被加工物220)に対する配置と、模様の形状に応じて設定される。加工データは、ROM72、USBメモリ60等の記憶機器に予め記憶されたデータであってもよく、この場合、CPU2は記憶機器から加工対象となる模様の加工データを取得する。CPU2はスキャン処理によって取得した画像データに基づき、加工対象となる模様の配置及び形状を特定し、特定された模様を加工するための加工データを生成してもよい。CPU2は、開始指示に含まれる情報に基づき、加工の種類が第一加工処理か否かを判断する(S2)。加工の種類が第一加工処理である場合(S2:YES)、CPU2は、切替機構130の切替部材134を第一加工位置に切り替える(S3)。具体的にはCPU2は、フラッシュメモリ74に記憶されたフラグに基づき、切替部材134が第一加工位置にあるか否かを判断し、切替部材134が第一加工位置にない場合に、装着部32を側壁部112側の端部まで移動させ、歯車131と歯車132とを噛合させた状態で、歯車131を回動させることで切替部材134を第一加工位置に移動させる。CPU2は、フラッシュメモリ74に記憶されたフラグを更新する。CPU2は、センサを用いて切替部材の位置を検出してもよい。切替部材134が第一加工位置にある場合、図6に示すように、ギヤ83はギヤ82と噛み合わない。Y軸モータ15の駆動力は、ピニオン88、89に伝達されない。CPU2はS1で取得された加工データにしたがって第一保持部材18に保持された第一被加工物20に対して第一加工処理を実行する(S4)。第一保持部材18の左縁部101は、搬送ローラ12と、ピンチローラ13の左側のローラ部141との間に挟持される。第一保持部材18の右縁部102は、搬送ローラ12とピンチローラ13の右側のローラ部142との間に挟持される。Y軸モータ15が正転駆動又は逆転駆動されると、Y軸モータ15の回転運動が、減速機構17を介して搬送ローラ12に伝わる。これにより、第一保持部材18が後方又は前方へ移動される。
加工の種類が第二加工処理である場合(S2:NO)、CPU2は、切替機構130の切替部材134を第二加工位置に切り替える(S5)。具体的にはCPU2は、フラッシュメモリ74に記憶されたフラグに基づき、切替部材134が第二加工位置にあるか否かを判断し、切替部材134が第二加工位置にない場合に、装着部32を側壁部112側の端部まで移動させ、歯車131と歯車132とを噛合させた状態で、歯車131を回動させることで切替部材134を第二加工位置に移動させる。切替部材134を第二加工位置にある場合、図4に示すように、ギヤ83はギヤ82と噛み合う。CPU2は、フラッシュメモリ74に記憶されたフラグを更新する。Y軸モータ15の駆動力は、ピニオン88、89に伝達される。CPU2はS1で取得された加工データにしたがって、第二保持部材10に保持された第二被加工物220に第二加工処理を実行する(S6)。Y軸モータ15が正転駆動又は逆転駆動されると、Y軸モータ15の回転運動が、減速機構17を介して軸84及びピニオン88、89に伝わる。ピニオン88、89は各々ラック歯67、68と噛み合うので、第二保持部材10が後方又は前方へ移動される。CPU2はS4又はS6の処理の次に、加工処理を終了する。
図10を参照して、第二実施形態の加工装置301を説明する。図10において、第一実施形態の加工装置1と同様の構成には、同じ符号を付与している。第二実施形態の加工装置301は、プラテン303と、切替機構330との構成が第一実施形態の加工装置1と異なり、他の構成は加工装置1と同様である。第一実施形態の加工装置1と同様の構成については説明を省略し、以下第一実施形態の加工装置1と異なるプラテン303及び切替機構330を説明する。
プラテン303は、本体カバー9内に設けられる。プラテン303は左右方向に延びる板状部材である。プラテン303は、上下方向に貫通する、左右方向に延設された貫通部393を備える。貫通部393は加工装置1の貫通部93に比べ前方に配置されている。加工装置301が第一加工処理を実行する場合、貫通部393は蓋体によって塞がれる必要はない。加工装置301が第一加工処理を実行する場合、加工具(例えば、第一実施形態と同様の切断刃45、描画ペン48)の先端は、貫通部393から後方にオフセットした位置にある。加工装置301が第二加工処理を実行する場合の、加工具である切削具235の軸線AX2は、切削具35の軸線AX1の位置よりも前方にあり、第一方向における貫通部393の中心付近に配置される。加工装置301が第二加工処理を実行する場合の切削具235の先端(下端)は、貫通部393を挿通され、第三方向においてプラテン303よりも第二保持部材10側に配置される。
切替機構330は、軸331を中心に回動可能に支持されたレバー332を備える。レバー332の回動位置に応じて、第一実施形態と同様の軸84の位置が切り替わる。図10に示す位置が、第二加工処理に対応する第二加工位置であり、レバー332が第二加工位置から右側面視時計回りに約90度回動された位置が、第一加工処理に対応する第一加工位置である。加工装置1のユーザは、加工の種類に応じて、切替機構330のレバー332の位置を手動で切り替える。
第二実施形態の加工装置301の電気的構成は、第一実施形態の加工装置1と基本的に同様である。第二実施形態の制御部70が加工処理を実行する場合、例えば、CPU2は、S3においてレバー332の位置を第一加工位置に対応する位置に切り替えることを促すメッセージをLCD51に表示する。CPU2は、ユーザから第一加工処理開始の指示が入力されたら、S4の処理を実行する。同様に、CPU2は、S5においてレバー332の位置を第二加工位置に対応する位置に切り替えることを促すメッセージをLCD51に表示する。CPU2は、ユーザから第二加工処理開始の指示が入力されたら、S6の処理を実行する。
上記第一及び第二実施形態において、加工装置1、301は本発明の加工装置1の一例である。装着部32、第一搬送機構7、第二搬送機構8、移動機構33、第二保持部材10、第三搬送機構11。及び制御部70は各々、本発明の装着部、第一搬送機構、第二搬送機構、移動機構、第二保持部材、第三搬送機構、及び制御部の一例である。プラテン3、303は本発明のプラテンの一例である。貫通部93、393は本発明の貫通部の一例である。蓋体94は本発明の蓋の一例である。切替機構130、330は本発明の切替機構の一例である。Y軸モータ15は、本発明の第一モータ及び第二モータの一例である。X軸モータ25及びZ軸モータ34は各々、本発明の第三モータ及び第四モータの一例である。搬送ローラ12は、本発明の搬送ローラの一例である。ラック歯67、68は、本発明のラック場の一例である。ピニオン88、89は、本発明の一例である。対向面62、及び一対の壁部63、64は各々、本発明の対向面、及び一対の壁部の一例である。
加工装置1、301は、第一加工処理と、第二加工処理との双方を実行可能である。ユーザは被加工物の性状に応じて、被加工物を保持する部材を、第一保持部材18とするか、第二保持部材10とするかを選択でき、従来よりも多様な被加工物に加工可能である。本例の第二保持部材10の第三方向の大きさは、プラテン3、303からローラ部141、142までの距離よりも大きい。つまり、第二保持部材10は、第一保持部材18よりも第三方向の長さが大きい被加工物を保持可能である。したがって、加工装置1、301は、例えば、被加工物の厚みに応じて、被加工物を保持する部材を、第一保持部材18とするか、第二保持部材10とするかを選択できる。
プラテン3、303は各々、第三方向に貫通する、第二方向に延設された貫通部93、393を備える。装着部32に装着された加工具である切削具35、235は各々、加工装置1、301が第二加工処理を実行するとき、貫通部93、393に挿通され、該加工具の第三方向における第二保持部材10側の端部(下端部)がプラテン3、303よりも第二保持部材10側に配置される。故に、加工装置1、301は各々、第三方向においてプラテン3、303より第二保持部材10側で、第二被加工物220を加工できる。加工装置1、301は各々、プラテン3、303を装着した状態で、第二加工処理を実行できる。ユーザは、被加工物に応じて、第三方向における被加工物の加工位置を、第三方向においてプラテン3、303よりも装着部32側(上側)か、プラテン3、303よりも第二保持部材10側(下側)かを選択できる。
図10に示すように、加工装置301において、装着部32に装着された加工具の第三方向における第二保持部材10側の端部(下端部)は、第一加工処理を実行するとき、貫通部393からオフセットした位置、且つ、第一方向においてプラテン303よりも装着部32側に配置される。加工装置1は、第一加工処理を実行時に、貫通部393が処理の妨げとなることがない。加工装置1の貫通部93に比べ、加工装置301の貫通部393は、ローラ部141、142からの距離が離れている。したがって、加工装置301は、加工装置1よりも、第二加工処理時に加工片は発生した場合にも、加工片がローラ部141、142に達しにくく、異物の巻き込みに起因する第一搬送機構7の不具合が発生しにくい。
図2に示すように、加工装置1は、プラテン3の貫通部93を塞ぐように開閉可能な蓋体94を備える。装着部32に装着された加工具である切断刃45の第三方向における第二保持部材10側の端部(下端)は、第一加工処理を実行するとき、第一方向において貫通部93を塞ぐ蓋体94と対向して配置される。加工装置1は、貫通部93が第一加工処理の妨げとなることなく、第一方向における、加工が実行される位置を、第一加工処理と第二加工処理とで同じにすることができる。
加工装置1、301の装着部32は、第一加工処理に用いる加工具として第一被加工物20を切断する切断刃45、及び第一被加工物20に描画可能な描画具の少なくとも何れかを装着可能である。加工装置1、301の装着部32は各々、第二加工処理に用いる加工具として第二被加工物220の表面を研削又は切削する切削具35、235を装着可能である。故に加工装置1、301は、装着部32に装着する加工具に応じて保持部材及び搬送機構を使い分けることができる。加工装置1、301は、第二加工処理で、第二被加工物220の表面を切削具で加工できる。
図5に示すように、加工装置1、301の第二保持部材10は、プラテン3、303と対向し、第二被加工物220を保持する対向面62と、対向面62の第二方向の両端部に設けられ、対向面62からプラテン3、303に向かって突出する、第一方向に延設された一対の壁部63、64とを備える。加工装置1、301は、一対の壁部63、64があるので、加工により生じた加工片が第一搬送機構7及び第二搬送機構8に与える影響を低減できる。加工装置1、301の第一搬送機構7、第二搬送機構8、及び第三搬送機構11は各々、第二方向において、第二保持部材10が配置される空間を挟んで立設する側壁部112、111に取り付けられる。故に、第一搬送機構7、第二搬送機構8、及び第三搬送機構11は第二被加工物220の加工によって生じる加工片の影響を受けやすい。これに対し、一対の壁部63、64は、加工片が第一搬送機構7、第二搬送機構8、及び第三搬送機構11に到達することを好適に抑制できる。
第一搬送機構7は、Y軸モータ15と、Y軸モータ15の駆動力で回転し、第一保持部材18を第一方向に搬送する搬送ローラ12とを備える。第二保持部材10は第一方向に延設されたラック歯67、68を備える。第一搬送機構7は、Y軸モータ15の駆動力で回転し、第二保持部材10のラック歯67、68と噛み合うピニオン88、89とを備える。加工装置1、301のユーザは、被加工物に応じて、被加工物を保持する保持部材を搬送する搬送方法を選択できる。本例の加工装置1は、ラック歯67、68と、ピニオン88、89との二組のラック歯とピニオンとを有するので、ラック歯とピニオンとが1組である場合に比べ、安定して第二保持部材10を第一方向に搬送できる。
加工装置1、301は各々、Y軸モータ15の駆動力をピニオン88、89に伝達するか否かを切り替える切替機構130、330を備える。加工装置1、301は、1つのY軸モータ15で、第三搬送機構11を駆動するか否かを切り替えることができる。加工装置1は、第一搬送機構7を駆動するモータと、第三搬送機構11を駆動するモータとが別体である場合に比べ、加工装置1、301を小型化でき、製造コストを低減できる。
切替機構130は、X軸モータ25と、Z軸モータ34との駆動力を利用して、Y軸モータ15の駆動力を、ピニオン88、89に伝達するか否かを切り替える。加工装置1は、ユーザが第一搬送機構7を駆動するか、第三搬送機構11を駆動するかを手動で切り替える手間が省ける。加工装置1は、切替機構130を駆動するための専用のモータを備える場合に比べ、加工装置1を小型化でき、製造コストを低減できる。
加工装置1は、第一搬送機構7を駆動するか、第三搬送機構11を駆動するかの切り替え間違いによる不具合を回避できる。
加工装置1は、第一搬送機構7を駆動するか、第三搬送機構11を駆動するかの切り替え間違いによる不具合を回避できる。
本発明の加工装置は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更が加えられてもよい。例えば、以下の(A)及び(B)の変形が適宜加えられてもよい。
(A)加工装置1の構成は適宜変更されてよい。加工装置1は、スキャナ部、表示部、操作部を備えなくてもよい。表示部はLCD以外の表示装置でもよい。操作部はマウス及びスイッチ等のタッチパネル以外の操作装置でもよい。加工装置1は、切断、描画、研削、及び切削以外の処理(例えば、レーザー加工、縫製等)を実行可能でもよい。加工装置1は、カートリッジ4を介さずに、加工具を装着可能であってもよい。加工具の種類は適宜変更されてよい。第一加工処理に用いられる加工具の種類と、第二加工処理に用いられる加工具の種類とは、互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。より具体的には、加工装置1は、切断刃、描画ペン及び切削具の少なくとも何れかを加工具として、第一加工処理及び第二加工処理との双方を実行可能でもよい。加工装置1は、装着部32に装着される切断刃45と、切削具35とを自動で切り替えてもよい。第一搬送機構7及び第二搬送機構8の構成は適宜変更されてよい。第一被加工物20及び第二被加工物220は、加工の種類に応じて適宜変更されてよい。
第一搬送機構7を駆動するモータと、第三搬送機構11を駆動するモータとは別体でもよい。貫通部93を塞ぐ蓋体94は省略されてよい。1つのプラテンに対して、第一方向の位置が異なる貫通部が複数設けられてもよい。プラテンは本体カバー9から取り外し可能であってもよく、ユーザは第二加工処理を実行時にプラテンを本体カバー9から取り外したり、本体カバー9に対する取付位置を変更したりして使用されてもよい。この場合、プラテンに貫通部を設ける必要はない。
第二保持部材10の形状及び大きさ等は適宜変更されてよい。第二保持部材は第一方向の端部に一対の壁部を設けてもよい。第二保持部材は一対の補強部が省略されてよい。第二保持部材はラック歯を備える必要はない。この場合、第二保持部材は例えばローラによって第一方向に搬送されてもよい。第二保持部材がラック歯を備える場合、ラック歯の配置、長さ等は適宜変更されてよく、例えばラック歯は壁部63、64の対向面62とは反対側の面に設けられてもよい。第二保持部材がラック歯を備える場合、ラック歯とピニオンは1組だけであってもよい。切替機構130、330の構成は適宜変更されてよい。例えば、切替機構130は、X軸モータ25及びZ軸モータ34の何れかの駆動力を利用して、Y軸モータ15の駆動力を、ピニオン88、89に伝達するか否かを切り替えてもよい。切替機構130は、専用のモータを利用してY軸モータ15の駆動力を、ピニオン88、89に伝達するか否かを切り替えてもよい。切替機構130、330はY軸モータ15の駆動力を、ピニオン88、89に伝達する時、Y軸モータ15の駆動力を搬送ローラ12に伝達しなくてもよい。
(B)加工処理の各ステップは、CPU2によって実行される例に限定されず、一部又は全部が他の電子機器(例えば、ASIC)によって実行されてもよい。上記処理の各ステップは、複数の電子機器(例えば、複数のCPU)によって分散処理されてもよい。上記実施形態の加工処理の各ステップは、必要に応じて順序の変更、ステップの省略、及び追加が可能である。加工装置1のCPU2からの指令に基づき、加工装置1上で稼動しているオペレーティングシステム(OS)等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上記実施形態の機能が実現される場合も本開示の範囲に含まれる。
1、301:加工装置、2:CPU、4:カートリッジ、7:第一搬送機構、8:第二搬送機構、10:第二保持部材、11:第三搬送機構、12:搬送ローラ、15:Y軸モータ、18:第一保持部材、20:第一被加工物、25:X軸モータ、32:装着部、33:移動機構、34:Z軸モータ、35:切削具、45:切断刃、48:描画ペン、62:対向面、63、64:一対の壁、67、68:ラック歯、72:ROM、73:RAM、74:フラッシュメモリ、88、89:ピニオン、130、330:切替機構、220:第二被加工物
Claims (9)
- 加工具を装着可能な装着部と、
第一被加工物を保持する第一保持部材が載置される平板状のプラテンと、
前記プラテンに載置された前記第一保持部材を第一方向に沿って搬送する第一搬送機構と、
前記装着部を前記第一方向と交差する第二方向に搬送する第二搬送機構と、
前記装着部を、前記第一方向及び前記第二方向との双方に交差する第三方向に移動する移動機構と、
前記第三方向において前記プラテンの前記装着部側とは反対側に配置され、第二被加工物を保持する第二保持部材と、
前記第二保持部材を前記第一方向に沿って搬送する第三搬送機構と、
前記第一搬送機構、前記第二搬送機構及び前記移動機構を制御し、前記装着部を前記第三方向に移動させ、前記第一保持部材に保持された前記第一被加工物に対して、前記装着部に装着された前記加工具による第一加工処理を実行させ、前記第二搬送機構、前記第三搬送機構、及び前記移動機構を制御し、前記装着部を前記第三方向に移動させ、前記装着部に装着された前記加工具の前記第三方向における前記第二保持部材側の端部が、前記プラテンよりも前記第二保持部材側に位置する状態で、前記第二保持部材に保持された前記第二被加工物に対して、前記装着部に装着された前記加工具による第二加工処理を実行させる制御部と
を備えることを特徴とする加工装置。 - 前記プラテンは、前記第三方向に貫通する、前記第二方向に延設された貫通部を備え、
前記装着部に装着された前記加工具は、前記第二加工処理を実行するとき、前記貫通部に挿通され、該加工具の前記第三方向における前記第二保持部材側の端部が前記プラテンよりも前記第二保持部材側に配置されることを特徴とする請求項1に記載の加工装置。 - 前記装着部に装着された前記加工具の前記第三方向における前記第二保持部材側の端部は、前記第一加工処理を実行するとき、前記貫通部からオフセットした位置、且つ、前記第一方向において前記プラテンよりも前記装着部側に配置されることを特徴とする請求項2に記載の加工装置。
- 前記プラテンの前記貫通部を塞ぐように開閉可能な蓋を更に備え、
前記装着部に装着された前記加工具の前記第三方向における前記第二保持部材側の端部は、前記第一加工処理を実行するとき、前記第一方向において前記貫通部を塞ぐ前記蓋と対向して配置されることを特徴とする請求項2に記載の加工装置。 - 前記装着部は、前記第一加工処理に用いる前記加工具として前記第一被加工物を切断する切断刃、及び前記第一被加工物に描画可能な描画具の少なくとも何れかを装着可能であり、前記第二加工処理に用いる前記加工具として前記第二被加工物の表面を研削又は切削する切削具を装着可能であることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の加工装置。
- 前記第二保持部材は、
前記プラテンと対向し、前記第二被加工物を保持する対向面と、
前記対向面の前記第二方向の両端部に設けられ、前記対向面から前記プラテンに向かって突出する前記第一方向に延設された一対の壁とを備えることを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の加工装置。 - 前記第一搬送機構は、
第一モータと、
前記第一モータの駆動力で回転し、前記第一保持部材を前記第一方向に搬送する搬送ローラとを備え、
前記第二保持部材は前記第一方向に延設されたラック歯を備え、
前記第三搬送機構は、
第二モータと、
前記第二モータの駆動力で回転し、前記第二保持部材の前記ラック歯と噛み合うピニオンとを備えることを特徴とする請求項1から6の何れかに記載の加工装置。 - 前記第二モータは前記第一モータであり、
前記第一モータの駆動力を前記ピニオンに伝達するか否かを切り替える切替機構を備えることを特徴とする請求項7に記載の加工装置。 - 前記第二搬送機構は駆動源として第三モータを備え、
前記移動機構は駆動源として第四モータを備え、
前記切替機構は、前記第三モータ及び前記第四モータの少なくとも何れかの駆動力を利用して、前記第一モータの駆動力を前記ピニオンに伝達するか否かを切り替えることを特徴とする請求項8に記載の加工装置。
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