JP3233314U - 切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切断手段を確実に支持することができる切断装置を提供する。
【解決手段】切断装置ＥＡは、被加工物ＡＳを切断可能な切断手段としてのカッター刃１０と、切断手段を支持する支持手段２０と、切断手段を支持した支持手段を移動させて被加工物を所定形状に切断する駆動手段３０と、切断手段を支持した支持手段の支持力を確認する支持力確認手段とを備え、被着体ＷＫに接着シートが貼付された一体物ＷＫ１を支持する被加工物支持手段８０および、カッター刃の状態を検知するカッター刃検知手段９０の近傍に配置されている。
【選択図】図１

Description

本考案は、切断装置に関する。

従来、切断手段を支持した支持手段を駆動手段で移動させ、被加工物を切断する切断装置において、当該切断手段の着脱を自動で行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８−５８１５３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来の切断装置１０では、カッター刃２０（切断手段）と把持部材３４（支持手段）との間に異物が入り込んだり、支持手段が経時劣化したりすることで十分な支持力で切断手段を支持することができず、切断手段が支持手段から離脱してしまい、被加工物の切断不良が生じる不都合がある。

本考案の目的は、切断手段を確実に支持することができる切断装置を提供することにある。

本考案は、請求項に記載した構成を採用した。

本考案によれば、切断手段を支持した支持手段の支持力を確認するので、切断手段を確実に支持することができる。

なお、本考案における切断とは、被加工物を貫通する切込が連続的に続くことで当該被加工物が部分的に繋がることのない状態の完全な切断（以下、単に「完全な切断」という）だけではなく、例えば、被加工物を貫通する切込が断続的に続くことで当該被加工物が部分的に繋がった状態の擬似的な切断（以下、単に「擬似的な切断」という）、被加工物を貫通することのない切込が連続的または断続的に続く擬似的な切断、被加工物にレーザ光、電磁波、熱、薬品、化学物質等を付与して当該被加工物の特性、特質、性質、材質、組成、構成、寸法等を変更して脆弱化させた脆弱部が連続的または断続的に続く擬似的な切断および、被加工物を貫通する切込と当該被加工物を貫通することのない切込と脆弱部との少なくとも２つが規則的または不規則的に続く擬似的な切断等をも含むものとする。なお、上記の擬似的な切断は、振動、張力、光、熱等の外力が加わることで、完全な切断となる。

本考案の一実施形態に係る切断装置の概略斜視図および同装置の動作説明図。 切断装置の説明図および同装置の動作説明図。

以下、本考案の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸およびＹ軸は、所定平面内の軸とし、Ｚ軸は、前記所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、図１に示すＹ軸と平行な矢印ＢＤ方向から観た場合を基準とし、図を指定することなく方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がＹ軸の矢印方向で「後」がその逆方向とする。

本考案の切断装置ＥＡは、被加工物としての接着シートＡＳを切断可能な切断手段としてのカッター刃１０と、カッター刃１０を支持する支持手段２０と、カッター刃１０を支持した支持手段２０を移動させて接着シートＡＳを所定形状に切断する駆動手段３０と、調整部材２５が回転することを抑制する移動規制手段４０と、支持手段２０にカッター刃１０を供給する供給手段５０と、カッター刃１０を回収する回収手段６０と、カッター刃１０を支持した支持手段２０の支持力を確認する支持力確認手段７０とを備え、被着体ＷＫに接着シートＡＳが貼付された一体物ＷＫ１を支持する被加工物支持手段８０および、カッター刃１０の状態を検知するカッター刃検知手段９０の近傍に配置されている。

支持手段２０は、駆動手段３０との接続を許容する嵌合穴２１Ａが形成された嵌合部材２１と、嵌合部材２１にブラケット２２を介して支持され、外面に雄ねじ２３Ａが形成された基台２３と、基台２３の下面に弾性変形可能な弾性変形部２４Ａによって相互に離間するように支持され、カッター刃１０を把持する把持部材２４と、雄ねじ２３Ａに螺合する雌ねじ２５Ａが形成され、所定動作として把持部材２４に対して相対的に回転させることで、当該把持部材２４をカッター刃１０に離間接近させ、カッター刃１０の取付けおよび取外しが可能な断面形状６角形の外縁形状を有する調整部材２５とを備えている。把持部材２４は、その外面の一部に傾斜部２４Ｂが形成され、調整部材２５が雄ねじ２３Ａに沿って回転することで、調整部材２５の内円端部２５Ｂが傾斜部２４Ｂ上を摺動し、弾性変形部２４Ａの弾性復元力を利用して把持部材２４同士が離間接近する構成となっている。なお、双方の把持部材２４におけるカッター刃１０を挟み込むそれぞれの挟込面２４Ｃには、カッター刃１０が嵌り込み、当該カッター刃１０の位置決めが可能な溝２４Ｄが形成されている。また、調整部材２５の上方には、平面視（Ｚ軸方向上側から見て）円形の張出部２５Ｃが設けられている。

駆動手段３０は、複数のアームによって構成され、その作業範囲内において、作業部である先端アーム３１Ａで支持したものを何れの位置、何れの角度にでも変位可能な駆動機器としての所謂多関節ロボット３１を備え、先端アーム３１Ａで支持手段２０を支持した状態で調整部材２５を把持部材２４に対して相対的に回転させ、支持手段２０へカッター刃１０を取付ける動作および、支持手段２０からカッター刃１０を取外す動作の両方の動作を行うようになっている。なお、先端アーム３１Ａの先端部には、嵌合穴２１Ａに嵌り込んで当該先端アーム３１Ａに対する支持手段２０の移動を規制するチャック３１Ｂを駆動する駆動機器としてのチャックモータ３１Ｃが設けられている。これにより、駆動手段３０は、調整部材２５と共に回転しないように把持部材２４を支持した状態で、調整部材２５を把持部材２４に対して相対的に回転させることができるようになっている。

移動規制手段４０は、本体フレーム４１と、本体フレーム４１の上面に形成され、支持手段２０へカッター刃１０を取付ける際、調整部材２５が嵌合して当該調整部材２５の回転を抑制可能な平面視６角形の内縁形状を有する２つの取付け嵌合孔４２と、本体フレーム４１の上面に形成され、支持手段２０からカッター刃１０を取外す際、調整部材２５が嵌合して当該調整部材２５の回転を抑制可能な平面視６角形の内縁形状を有する１つの取外し嵌合孔４３とを備えている。

供給手段５０は、取手５１Ａが設けられ、本体フレーム４１の右側面に形成された第１開口部４１Ａを介して取付け嵌合孔４２の下方に出し入れ可能な供給フレーム５１と、供給フレーム５１に形成された平面視円形の凹部５１Ｂの底面に支持された付勢手段５２と、付勢手段５２の支持テーブル５２Ａに支持されて凹部５１Ｂの側面を摺動回転可能な刃支持部材５３と、刃支持部材５３の上面に形成された凹部５３Ａから更に凹んでカッター刃１０を位置決めして収容可能なカッター刃支持穴５３Ｂと、刃支持部材５３の下面に支持された当板５４と、凹部５１Ｂの底面に支持され、当板５４が当接することで付勢手段５２によって回転する刃支持部材５３の回転を規制するストッパ５５とを備えている。供給フレーム５１は、第１開口部４１Ａから突き当る位置にまで差し込まれると、カッター刃支持穴５３Ｂにセットされたカッター刃１０が取付け嵌合孔４２の直下である所定の位置に、所定の方向を向いて配置されるようになっている。なお、カッター刃支持穴５３Ｂは、カッター刃１０の４つの側面または、カッター刃１０の３つの側面と刃先１０Ｂを形成する面とが摺動して挿入されることで、当該カッター刃１０の前後方向と左右方向との位置決めが可能となっている。また、カッター刃支持穴５３Ｂの最下部には、カッター刃１０の切先１０Ａを検出するカメラや投影機等の撮像手段や、光学センサや超音波センサ等の各種センサ等で構成された図示しない切先検知手段が配置され、当該図示しない切先検知手段によって、カッター刃１０の上下方向の位置決めが完了していることを検知できるようになっている。

回収手段６０は、取手６１Ａが設けられ、本体フレーム４１の左側面に形成された第２開口部４１Ｂを介して取外し嵌合孔４３の下方に出し入れ可能な回収箱６１と、回収するカッター刃１０を保持する回収物保持手段であって一対の把持爪６２Ａを有する駆動機器としてのチャックシリンダ６２を備え、当該チャックシリンダ６２が支持力確認手段７０を兼ねている。

被加工物支持手段８０は、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段（保持手段）によって被着体ＷＫを支持可能な支持面８１Ａと、接着シートＡＳを貫通したカッター刃１０を受容する溝８１Ｂとを備えた支持テーブル８１を備えている。

カッター刃検知手段９０は、カメラや投影機等の撮像手段や、光学センサや超音波センサ等の各種センサ等で構成され、カッター刃１０の欠け、傷、曲がり、折れ等の変形や、カッター刃１０の錆、腐食等による劣化や、カッター刃１０に対する接着剤、その他物質等の異物の付着等のカッター刃異常が発生していることを検出できるようになっている。

以上の切断装置ＥＡの動作を説明する。
先ず、図１（Ａ）中実線で示す初期位置に各部材が配置された切断装置ＥＡに対し、当該切断装置ＥＡの使用者（以下、単に「使用者」という）が供給フレーム５１を本体フレーム４１から引き出し、２体のカッター刃１０をそれぞれ各カッター刃支持穴５３Ｂにセットし、当該供給フレーム５１を第１開口部４１Ａに差し込んだ後、操作パネルやパーソナルコンピュータ等の図示しない操作手段を介して自動運転開始の信号を入力する。次いで、使用者または多関節ロボットやベルトコンベア等の図示しない搬送手段によって、一体物ＷＫ１が支持面８１Ａ上に載置されると、被加工物支持手段８０が図示しない減圧手段を駆動し、当該一体物ＷＫ１の吸着保持を開始する。その後、駆動手段３０が多関節ロボット３１を駆動し、カッター刃１０を接着シートＡＳに突き刺し、切先１０Ａを溝８１Ｂ内に位置させた後、支持手段２０を所定の軌道に沿って移動させて接着シートＡＳを所定形状に切断する。次に、駆動手段３０が多関節ロボット３１を駆動し、図１中二点鎖線で示すように、カッター刃検知手段９０の検出位置にカッター刃１０を配置した後、当該カッター刃検知手段９０がカメラ等を駆動し、カッター刃１０の状態を検知してカッター刃異常が発生していなければ、支持手段２０を初期位置に復帰させる。そして、被加工物支持手段８０が図示しない減圧手段の駆動を停止した後、使用者または図示しない搬送手段が所定形状に切断された接着シートＡＳが貼付された被着体ＷＫを別の工程に搬送するとともに、支持面８１Ａ上に残った接着シートＡＳ部分を支持面８１Ａ上から取り去り、以降上記同様の動作が繰り返される。

ここで、カッター刃検知手段９０がカッター刃１０の状態を検知した際、当該カッター刃検知手段９０がカッター刃異常が発生していることを検出すると、駆動手段３０が多関節ロボット３１を駆動し、図２（Ａ）に示すように、調整部材２５を取外し嵌合孔４３に差し込む。次いで、駆動手段３０が多関節ロボット３１を駆動し、図２（Ａ）中二点鎖線で示すように、把持部材２４によるカッター刃１０の把持力が緩む方向に調整部材２５を１８０度回転させ、把持部材２４を相互に離間させる。このとき、カッター刃１０が把持部材２４に密着して落下しない場合があるので、回収手段６０がチャックシリンダ６２を駆動し、図２（Ｂ）に示すように、一対の把持爪６２Ａでカッター刃１０を把持した後、駆動手段３０が多関節ロボット３１を駆動し、支持手段２０をカッター刃１０から離間させる。その後、回収手段６０がチャックシリンダ６２を駆動し、一対の把持爪６２Ａを離間させてカッター刃１０を回収箱６１内に落下させた後、駆動手段３０が多関節ロボット３１を駆動し、図２（Ｃ）に示すように、調整部材２５を取付け嵌合孔４２に差し込み、供給手段５０にセットされているカッター刃１０の左右両側に把持部材２４を位置させる。

次に、駆動手段３０が多関節ロボット３１を駆動し、把持部材２４がカッター刃１０を把持する方向に調整部材２５を回転させ、図２（Ｄ）に示すように、把持部材２４でカッター刃１０を把持する。なお、調整部材２５を把持部材２４に対して回転させると、刃支持部材５３は、付勢手段５２の付勢力に抗してカッター刃１０と共に回転するので、供給手段５０は、カッター刃１０に過剰な負荷を加えることなく、当該カッター刃１０を支持手段２０へ受け渡すことができる。そして、駆動手段３０が多関節ロボット３１を駆動し、図２（Ｄ）中二点鎖線で示すように、調整部材２５を取外し嵌合孔４３に差し込むと、支持力確認手段７０がチャックシリンダ６２を駆動し、一対の把持爪６２Ａでカッター刃１０を把持した後、駆動手段３０が多関節ロボット３１を駆動し、所定の力で支持手段２０を上昇させて把持部材２４によるカッター刃１０の支持力を確認する。この際、把持部材２４によるカッター刃１０の支持力が十分な場合、カッター刃１０は把持部材２４から離脱することはなく、以降上記同様の動作が繰り返される。一方、把持部材２４によるカッター刃１０の支持力が不十分な場合、カッター刃１０が把持部材２４から離脱する。このようにカッター刃１０が把持部材２４から離脱した場合、駆動手段３０および支持力確認手段７０が多関節ロボット３１およびチャックシリンダ６２を駆動し、カッター刃１０が把持部材２４から離脱しなくなるまで把持部材２４によるカッター刃１０の把持動作と、把持部材２４によるカッター刃１０の支持力の確認動作とを繰り返す。

以上のような実施形態によれば、カッター刃１０を支持した支持手段２０の支持力を確認するので、カッター刃１０を確実に支持することができる。

本考案における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、切断手段は、被加工物を切断可能なものであれば、どんなものでもよく、出願当初の技術常識に照らし合わせてその技術範囲内のものであればなんら限定されることはない（他の手段および工程も同じ）。

切断手段は、カッター刃１０に代えてまたは併用して、ロータリカッター刃を採用してもよく、例えば、ミシン目ロータリカッター刃で接着シートＡＳを貫通または貫通することのない切込が断続的に続くように当該接着シートＡＳを疑似的に切断するものでもよい。

支持手段２０は、上記の実施形態のように、先端アーム３１Ａの中心に対して把持部材２４の中心がずれるように当該把持部材２４を支持するブラケット２２を採用してもよいし、先端アーム３１Ａの中心と把持部材２４の中心とが同位置となるように当該把持部材２４を支持するブラケット２２を採用してもよいし、ブラケット２２を介することなく、嵌合部材２１で直接基台２３を支持してもよいし、把持部材２４に対して調整部材を相対的に直線移動させることで、当該把持部材２４のカッター刃１０に対する離間接近を可能とし、カッター刃１０の取付けおよび取外しの少なくとも一方が可能な構成としてもよい。なお、所定動作が直線移動の場合、例えば、前記実施形態における基台２３に雄ねじ２３Ａを設けずに円柱状部材とし、雌ねじ２５Ａ設けずに円柱状部材の軸線方向に摺動する内円が設けられた調整部材としての円筒状部材を採用すればよい。

駆動手段３０は、把持部材２４によるカッター刃１０の支持力の確認動作の際、カッター刃１０が把持部材２４から離脱した場合、先端アーム３１Ａで新たな支持手段２０を支持してもよいし、支持手段２０へカッター刃１０を取付ける動作および、支持手段２０からカッター刃１０を取外す動作のうち一方の動作のみを行うようにしてもよく、この場合、それら動作のうち他方の動作は、使用者が行ったり、他の装置や他の駆動機器が行ったりすればよいし、カッター刃１０の着脱において調整部材２５を把持部材２４に対して相対的に回転させる角度は３０度や６０度であってもよいし、１８０度以上であってもよい。

移動規制手段４０は、調整部材２５を挟み込む駆動機器を備えていてもよいし、取付け嵌合孔４２が１つまたは３つ以上設けられていてもよいし、本考案の切断装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよい。

供給手段５０は、カッター刃１０を１つまたは３つ以上収容する構成でもよいし、本体フレーム４１に対してスライドレールで支持された供給フレーム５１を採用してもよいし、ばねやゴム等の弾性部材や駆動機器等で構成された付勢手段５２を採用してもよいし、移動規制手段４０と一体的に形成されてもよいし、刃支持部材５３全体が移動することなく、その一部または全部が弾性変形することで、支持手段２０へカッター刃１０を取付ける動作に追従させて当該カッター刃１０を移動させてもよいし、本考案の切断装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよい。

回収手段６０は、回収物保持手段が支持力確認手段を兼ねることなく、支持力確認手段とは別体の駆動機器等で回収物保持手段が構成されていてもよいし、チャックシリンダ６２に代えてまたは併用して、クーロン力、接着剤（接着シート、接着テープ）、粘着剤（粘着シート、粘着テープ）、磁力、ベルヌーイ吸着、吸引吸着、駆動機器等の保持手段でカッター刃１０を保持する構成を採用してもよいし、本体フレーム４１に対してスライドレールで支持された回収箱６１を採用してもよいし、移動規制手段４０と一体的に形成されてもよいし、他の装置や他の部材で切断手段を回収する場合、本考案の切断装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよい。

支持力確認手段７０は、回収物保持手段が兼ねているものではなく、回収物保持手段とは別体の駆動機器等で構成されていてもよいし、チャックシリンダ６２に代えてまたは併用して、クーロン力、接着剤（接着シート、接着テープ）、粘着剤（粘着シート、粘着テープ）、磁力、ベルヌーイ吸着、吸引吸着、駆動機器等の保持手段でカッター刃１０を保持する構成を採用してもよいし、供給手段５０の供給フレーム５１や刃支持部材５３等に保持手段を設けてカッター刃１０の支持力を確認してもよいし、本体フレーム４１の外に保持手段を設けてカッター刃１０の回収位置や供給位置とは異なる位置でカッター刃１０の支持力を確認してもよい。

被加工物支持手段８０は、被着体ＷＫが上側となるように一体物ＷＫ１が載置されてもよいし、接着シートＡＳが上側となるように一体物ＷＫ１が載置されてもよいし、被着体ＷＫのある位置のみを吸着保持してもよいし、被着体ＷＫのない位置のみを吸着保持してもよいし、それら両方の位置を吸着保持してもよいし、接着シートＡＳに被着体ＷＫが接着されていなくてもよいし、本考案の切断装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよい。

カッター刃検知手段９０は、カッター刃１０の切先１０Ａの位置および刃先１０Ｂの位置の何れか一方を検知してもよいし、カッター刃１０の変形、劣化および異物の付着のうち少なくとも１つを検知する構成でもよいし、本考案の切断装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよい。

切断装置ＥＡは、天地反転して配置したり横向きに配置したりして、接着シートＡＳを切断してもよいし、被着体ＷＫの外縁と同形状となるように接着シートＡＳを切断してもよいし、被着体ＷＫの外縁よりも内側で接着シートＡＳを切断してもよいし、被着体ＷＫの外縁よりも外側で接着シートＡＳを切断してもよいし、被着体ＷＫの外縁とは関係なく接着シートＡＳを切断してもよいし、所定時間が経過した時点でカッター刃１０の交換を行ってもよいし、所定枚数の接着シートＡＳを切断した時点でカッター刃１０の交換を行ってもよいし、所定の長さ以上の切込を形成した時点でカッター刃１０の交換を行ってもよい。

本考案における被着体ＷＫ、接着シートＡＳおよび被加工物の材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、被着体ＷＫ、接着シートＡＳおよび被加工物は、円形、楕円形、三角形や四角形等の多角形、その他の形状であってもよいし、接着シートＡＳは、感圧接着性、感熱接着性等の接着形態のものであってもよく、感熱接着性のものが採用された場合は、該当するシートを加熱する適宜なコイルヒータやヒートパイプの加熱側等の加熱手段を設けるといった適宜な方法で接着されればよい。また、このような接着シートＡＳは、例えば、接着剤層だけの単層のもの、基材と接着剤層との間に中間層を有するもの、基材の上面にカバー層を有する等３層以上のもの、さらには、基材を接着剤層から剥離することのできる所謂両面接着シートのようなものであってもよく、両面接着シートは、単層又は複層の中間層を有するものや、中間層のない単層又は複層のものであってよい。また、被着体ＷＫ、被加工物としては、例えば、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂等の単体物であってもよいし、それら２つ以上で形成された複合物であってもよく、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。なお、接着シートＡＳは、機能的、用途的な読み方に換え、例えば、情報記載用ラベル、装飾用ラベル、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルム、ダイボンディングテープ、記録層形成樹脂シート等の任意のシート、フィルム、テープ等でもよい。

前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、２軸または３軸以上の関節を備えた多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダおよびロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる。
前記実施形態において、ローラ等の回転部材が採用されている場合、当該回転部材を回転駆動させる駆動機器を備えてもよいし、回転部材の表面や回転部材自体をゴムや樹脂等の変形可能な部材で構成してもよいし、回転部材の表面や回転部材自体を変形しない部材で構成してもよいし、ローラの代わりに回転するまたは回転しないシャフトやブレード等の他の部材を採用してもよいし、支持（保持）手段や支持（保持）部材等の被支持部材（被保持部材）を支持（保持）するものが採用されている場合、メカチャックやチャックシリンダ等の把持手段、クーロン力、接着剤（接着シート、接着テープ）、粘着剤（粘着シート、粘着テープ）、磁力、ベルヌーイ吸着、吸引吸着、駆動機器等で被支持部材を支持（保持）する構成を採用してもよい。

ＥＡ…切断装置
１０…カッター刃（切断手段）
２０…支持手段
３０…駆動手段
６０…回収手段
６２…チャックシリンダ（回収物保持手段）
７０…支持力確認手段
ＡＳ…接着シート（被加工物）

Claims (2)

1. 被加工物を切断可能な切断手段と、
   前記切断手段を支持する支持手段と、
   前記切断手段を支持した前記支持手段を移動させて前記被加工物を所定形状に切断する駆動手段と、
   前記切断手段を支持した前記支持手段の支持力を確認する支持力確認手段とを備えていることを特徴とする切断装置。
2. 前記切断手段を回収する回収手段を備え、
   前記回収手段は、回収する前記切断手段を保持する回収物保持手段を備え、
   前記回収物保持手段が前記支持力確認手段を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の切断装置。

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