JP4524836B2 - 裁断機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、自動制御により被型抜き材を所望の製品にカットする裁断機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動制御による裁断機は、搬送機構（送り出し機構）により上面を被型抜材が排出方向に搬送されるテーブル（固定盤）と、テーブルに上下動可能に設けられた可動盤（圧盤）と、この可動盤の下面に交換可能に取り付けられる刃型と、搬送機構および可動盤を入力された製品情報に応じて動作させる制御装置とを備えて構成される。可動盤の動作時には、可動盤下方のテーブル（固定盤）上に刃の破損を防ぐための当て板が配置されるようになっている。当て板はラミネートフィルム等からなる消耗品で、ある回数利用されて刃により傷みが生じると廃棄される。被型抜き材には、樹脂フィルム、セロハン、パッキン、フェルト、スポンジ、ゴム、ウレタンフォーム、アルミホイール、銅ホイール、布、紙等のロール素材、シート素材等、軟質硬質を問わず種々の素材が用いられる。被型抜き材は、上述のように、縦横が所望の寸法にカットされたシート材や芯に巻き取られた無端状のロール材が使用される。
【０００３】
これら、シート材やロール材等の被型抜き材の種類に応じて構成の異なる機種が用いられる。例えば、シート材を型抜きする裁断機の場合、搬送機構は、上面に当て板が載置され固定盤上を摺動する移動テーブルと、この移動テーブルと固定盤との間に設けられ回転駆動力により移動テーブルを固定盤に対して所定の移動量往復動させるボールねじと、このボールねじを正逆自在に回転駆動させるサーボモータとを備えて構成される。また、ロール材を型抜きする裁断機の場合、搬送機構は、可動盤上流側に設けられ固定盤上の被型抜き材を挾持して回動可能なローラと、このローラを回転駆動させロール材を可動盤側に送り出すロールフィーダ駆動機構（サーボモータ）とを備えたロールフィーダにより構成される。
【０００４】
ところで、従来、裁断機では、テーブル上の被型抜き材は搬送機構により可動盤の上流側から下流側に向かって一方向に送り出され、制御装置によりこの搬送速度と可動盤の上下動とを同期させ、被型抜き材に所望のカット（全カット、ハーフカット）を施すようになっている。刃型は一本刃やトムソン刃が用いられるので、被型抜き材は、送り出し方向（以下Ｘ方向と称す）に対して左右の幅方向（以下Ｙ方向と称す）にカットされて可動盤の下流側（後側）に送り出される。被型抜き材がシート材の場合、カット後、可動盤の下流側に配置された容器に排出される。また、被型抜き材がロール材の場合、可動盤下流側に設置された巻き取り装置に巻き取られるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成に係る従来のシート材専用の裁断機では、シート材を、例えば、ＸＹ方向のように格子状にハーフカットする場合、移動テーブル上に当て板を取り付け、この当て板上面にシート材を位置決めして取り付け、移動テーブルを送り出し方向に移動させるようにしているので、いったん、Ｙ方向にカットされた後、可動盤下流側に移動した移動テーブルを可動盤下流側から上流側に戻し、戻されたシート材を９０度回転させて移動テーブルの当て板上で位置決めし、再び、カットするようにしている。このため、再カットするごとに位置決めまたは頭出しを行わなければならず、作業に手間がかかるという問題があった。作業時間短縮のため、位置決めや頭出しをおおよその位置で行うと、捨て切り面積が多くなり、材料が無駄になったり、単位面積あたりの製品数が減少するという問題がある。さらに、移動テーブルは正確な同一の送り出しピッチで送り出されるので、往復を繰り返すと当て板が傷みやすくなる畏れがある。このため、当て板上のシート材の位置決め場所を作業ごと変更してゆくか、作業プログラムの作成に当たって作業ごと送りピッチを変更して、当て板上の同一位置に刃が当たりにくくする工夫が必要となり、作業プログラムの作成が複雑化したり煩雑化したりするという問題があった。
【０００６】
また、ロールフィーダにより被型抜き材を挾持して送り出すロール材専用の裁断機では、移動テーブルを備えていないので、シート材のカットや再カットを行うことができず、シート材専用の裁断機を用意する必要があり、コストが増大するという問題があった。
【０００７】
本発明は上記欠点を除くためになされたもので、簡素な構成で作業効率を向上させることができるとともに、素材により種類の異なる裁断機を１つのタイプで兼用させることができる裁断機を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る裁断機は、被型抜き材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被型抜き材を可動盤の上流側から下流側に送り出す送り出し手段と、可動盤と送り出し手段とを制御し、可動盤を一定の上下ストロークで上下動させるとともに固定盤上の被型抜き材を可動盤の上下動に同期させて送り出す制御手段とを備えた裁断機において、型抜きされて可動盤の下流側に送り出された被型抜き材を可動盤の上流側に送り戻す送り戻し手段を設け、これら送り出し手段と送り戻し手段とを、上面に被型抜き材が載置され固定盤上を摺動可能な当て板と、可動盤上流側に設けられ固定盤上の当て板を離脱可能に挾持して正逆に回動可能なローラおよびこのローラを正逆自在に回転駆動させるロールフィーダ駆動機構を備えたロールフィーダとにより構成し、上記制御手段は、予め入力された作業プログラムに基づいて上記可動盤と上記ロールフィーダ駆動機構とを制御し送り戻しを行い、当て板に被型抜き材を載置して送り出し手段により被型抜き材を可動盤の上流側から下流側に送り出して第１の型抜きを行い、型抜きされた被型抜き材を送り戻し手段により可動盤の下流側から上流側に送り戻して当て板をローラから離脱させ、所望の型抜き形状に応じて当て板を回転させてローラに挟持させ、この当て板に載置され型抜きされた被型抜き材を送り出し手段により可動盤の上流側から下流側に送り出して第２の型抜きを行うようにしたものである。
【０００９】
さらに、請求項２に係る発明は、被型抜き材を検知し、検知された検知信号を制御手段に送出する検知手段を設け、検知手段からの検知信号に基づいて制御手段により送り出し手段を動作させ、予め決められた作業開始位置まで被型抜き材を移動させ作業開始前に頭出しを行うようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係る裁断機について図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る裁断機を示す概念図である。本発明の一実施の形態に係る裁断機１０は、図１に示すように、固定盤１３と、上面にシート材（被型抜き材）１２が載置され固定盤１３上を摺動可能な当て板（送り出し手段、送り戻し手段）９と、固定盤１３の上方に上下動可能に設けられた可動盤１４と、この可動盤１４の下面に交換可能に取り付けられる刃型１５と、固定盤１３の可動盤上流側に設けられ、固定盤１３上の当て板９を可動盤１４の上流側（前側）から下流側（後側）に送り出すロールフィーダ（送り出し手段、送り戻し手段）１６と、可動盤１４およびロールフィーダ１６を入力された作業プログラムに基づいて動作させる制御装置（制御手段）１７とを備えて構成される。当て板９は刃の破損を防ぐもので、例えば、ラミネートフィルム等のフィルム材から構成され、一辺の長さが送り出し方向の左右幅を越えない正方形に形成される。当て板９には、シート材１２が正確に位置決めされて取り付けられるようになっている。
【００１１】
裁断機１０は、図４に示すように、固定盤１３の上流側（前方側）に材料巻出装置４１が、固定盤１３の下流側（後方側）に製品巻き取り装置４２および滓巻き取り装置４３がそれぞれ設けられる。製品巻き取り装置４２と滓巻き取り装置４３は図示しないＮＣサーボモータと接続され制御装置１７に入力された作業プログラムに基づいて制御されるようになっている。制御装置１７は、入力された作業プログラムに基づいて製品巻き取り装置４２と滓巻き取り装置４３と可動盤１４とを同期させて刃型１５でロール材３２をカットさせるようにしている。裁断機１０は、材料巻出装置４１にロール状素材３２がセットされ、ロール材３２の先端がロールフィーダ１６に挾持されて可動盤１４の下流側に送り出しされると、刃型１５により型抜きされたロール材（製品）３２Ａが製品巻き取り装置４２に巻き取られるとともに、型抜き時に発生したかす３２Ｂが滓巻き取り装置４３に巻き取られるようになっている。
【００１２】
ところで、ロールフィーダ１６は、図１に示すように一対のローラ１６Ａ、１６Ｂにシート材１２が載置された当て板９を挟み込んで可動盤１４側に送り出されるようになっている。下側のローラ１６Ｂは固定され、上側のローラ１６Ａは図示しないエアシリンダまたはばねの少なくともいずれか一方に接続されて昇降可能に、かつ、被型抜き材１２の材質に応じて上下方向に変位して所定の押圧力を付与するようになっている。上側のローラ１６Ａが上昇して上方の非挟持位置に保持されると、上下のローラ１６Ａ，１６Ｂ間に空隙が形成される。この空隙に当て板９の送り出し方向前端部が差し入れられた状態で制御装置１７が動作されると、上側ローラ１６Ａは降下して当て板９を挾持するようになっている。これらローラ１６Ａ、１６Ｂは図示しないＮＣサーボモータ（ロールフィーダ駆動機構）に接続されて回転駆動されるとともに、ＮＣサーボモータは制御装置に電気的に接続され、正逆に駆動量を調整可能に制御されるようになっている。すなわち、ロールフィーダ１６とＮＣサーボモータとによりシート材１２を可動盤１４の上流側から下流側に送り出す送り出し手段と可動盤１４の下流側から上流側に送り戻す送り戻し手段とを兼用させるように構成している。
【００１３】
また、ロールフィーダ１６と可動盤１４との間には、当て板９に載置されたシート材１２の前端を検知し、検知信号を制御装置１７に出力するセンサ（図示せず）が設けられる。すなわち、上方の非挟持位置に保持された上側ローラ１６Ａと固定側の下側ローラ１６Ｂとの間に、シート材１２が載置された当て板９の送り出し方向前端部が差し込まれ、制御装置１７が動作されると、上側ローラ１６Ａは降下して当て板９を下側ローラ１６Ｂとの間で挾持する（図３の（Ａ）参照）。そして、センサがシート材１２の前端を検知するまで、制御装置１７はロールフィーダ１６を駆動させて、当て板９を可動盤１４側に送り出し、センサがシート材１２の前端を検知し、検知信号が制御装置１７に送出されると、制御装置１７はシート材１２のセット位置への頭出しが完了したものとして、型抜き作業を開始するようになっている。
【００１４】
すなわち、制御装置１７は作業プログラムに基づいて、ＮＣサーボモータに正の駆動信号を送出すると、ＮＣサーボモータはローラ１６Ａ、１６Ｂを正転方向に回転駆動し、これらローラ１６Ａ、１６Ｂに挟持されたシート材１２と当て板９とを可動盤１４の上流側から下流側に向けて送り出すようになっている（図３の（Ｂ）参照）。そして、制御装置１７は図示しないセンサが第１の型抜きの行われたシート材１２Ａを検出しなくなるか、または、予め設定された作業プログラムにより、ＮＣサーボモータに負の駆動信号を送出し、ＮＣサーボモータはローラ１６Ａ、１６Ｂを逆転させ、これらローラ１６Ａ、１６Ｂに挟持されたままのシート材１２と当て板９を可動盤１４の下流側から上流側に向けて送り戻すようになっている（図３の（Ｃ）参照）。
【００１５】
つまり、第１の型抜き終了後、ロールフィーダ１６が第１の型抜き済みのシート材１２Ａを載せた当て板９を挾持して送り出している状態で、図示しないセンサがシート材１２Ａを検出しなくなるか、または、予め設定された作業プログラムにより、制御装置１７がＮＣサーボモータを逆に駆動させ、挾持された当て板９をローラ１６Ａ、１６Ｂから上流側に送り戻し、第１の型抜き済みのシート材１２Ａを載せた当て板９を、ローラ１６Ａ、１６Ｂから離脱させて固定盤上流側１３Ａ上面に戻すようになっている。上側ローラ１６Ａは、当て板９がローラ１６Ａ、１６Ｂから離脱すると、上方の非挟持位置に復帰するようになっている（図３の（Ｃ）参照）。
【００１６】
そして、固定盤上流側上面１３Ａ上で、当て板９を、シート材１２Ａを載せたまま、例えば、所望の再カットの形状に応じて９０度回転させて（図３の（Ｄ）参照）、ローラ１６Ａ、１６Ｂ間の間隙に差し入れて、制御装置１７を動作させるようになっている。第２の型抜き（再カット）は、上記第１の型抜きと同様に、図示しないセンサからの検知信号に基づき、頭出しが行われると、当て板９は再び可動盤１４の下流側に送り出されて第２の型抜き作業が行われる（図３の（Ｅ）参照）。この第２の型抜き作業後、当て板９をロールフィーダ１６により固定盤上流側１３Ａに送り戻し、シート材１２Ｂを取り外すようにしてもよいし、一旦、固定盤下流側１３Ｂ側に送り出してローラ１６Ａ、１６Ｂから離脱させ、シート材１２Ｂを取り外し人手により固定盤上流側１３Ａに運ぶようにしてもよい（図３の（Ｆ）参照）。このように、ロールフィーダ１６により固定盤１３上の当て板９を、可動盤１４の上下流間で送り出したり送り戻したりすることができるようになっている。
【００１７】
次に、上記実施の形態に係る裁断機の作用について説明する。裁断機１０により、シート材１２を図２に示すように格子状にハーフカット（型抜き）するには、まず、当て板９を、固定盤１３の上流側上面１３Ａに配置し、未型抜き状態のシート材１２を当て板９上面に載置する。次に、ローラ１６Ａを上方の非挟持位置に上昇させローラ１６Ａ、１６Ｂ間の空隙に当て板９の送り出し方向前端を差し込む（図３の（Ａ）参照）。この差し込み作業は人力で行い、当て板９の送り出し方向前端部は、正確な位置決めを行わず適当な位置でローラ１６Ａ、１６Ｂ間に置くことが望ましい。こうすることにより、当て板９は、同一の場所に刃が当たる確率が減じられ、当て板９の長寿命化を図ることができる。次に、制御装置１７のスイッチをオンすると、ローラ１６Ａが降下してローラ１６Ａ、１６Ｂ間に当て板９をシート材１２に応じた所定の押圧力で挾持する。そして、引き続き、制御装置１７は、図示しないセンサによりシート材１２が検知されるまで、ロールフィーダ１６を動作させ、センサがシート材１２の送り出し方向前端部を検知すると、シート材１２が第１の型抜き開始位置にセットされたものとみなし、第１の型抜き作業の準備が完了する。
【００１８】
次に、入力された作業プログラムに基づいてロールフィーダ１６と可動盤１４とを同期させて、当て板９とともに可動盤１４の下流側に送り出されるシート材１２に刃型１５によりハーフカット（型抜き）を行う（図２の直線Ｌ１参照）。
【００１９】
シート材１２と当て板９とが可動盤１４の上流側から下流側に送り出され、第１の型抜きが行われた後、図示しないセンサが第１の型抜き済みのシート材１２Ａを検出しなくなるか、または、予め設定された作業プログラムにより、制御装置１７は作業プログラムに基づいてＮＣサーボモータ（図示せず）を逆に駆動させ、ローラ１６Ａ、１６Ｂに挾持され第１の型抜きが完了したシート材１２Ａを当て板９とともに可動盤１４の下流側から上流側に向けて送り戻し、第１の型抜き済みのシート材１２Ａをローラ１６Ａ、１６Ｂから離脱させて固定盤上流側１３Ａに戻し置く（図３の（Ｃ）参照）。当て板９がローラ１６Ａ、１６Ｂから離脱すると、上側ローラ１６Ａは上方の非挟持位置に復帰する。このため、作業者は第１の型抜きが完了した時点で、固定盤１３の排出側まで移動する必要がなく、そのまま、固定盤１３の上流側で作業を続けることができる。
【００２０】
次に、固定盤上流側１３Ａ上の当て板９を、シート材の所望の再カットの形状に応じて、例えば、９０度回転させて（図３の（Ｄ）参照）、再び、当て板９をローラ１６Ａ，１６Ｂ間に人力でセットし、制御装置１７を動作させる。制御装置１７は、上記第１の型抜き時と同様の動作を行い、図示しないセンサからの検知信号に基づいて、第１の型抜き済みのシート材１２Ａを第２の型抜き開始位置に自動的にセットした後（図３の（Ｅ）参照）、入力された作業プログラムに基づいてロールフィーダ１６と可動盤１４とを同期させて、第１の型抜き済みシート材１２Ａに刃型１５により２回目のハーフカットを行う（図２に示す直線Ｌ２参照）。
【００２１】
第２の型抜きが行われた後、第２の型抜き済みのシート材１２Ｂ（図２参照）を当て板９から取り外し固定盤下流側１３Ｂに排出するようになっている（図３の（Ｆ）参照）。なお、第２の型抜き終了後、当て板９を固定盤上流側１３Ａに戻し、固定盤上流側１３Ａでシート材１２Ｂの取り外しを行うようにしてもよい。そして、固定盤上流側１３Ａ上の当て板９では、再び次のシート材１２がセットされる。このように、上記実施の形態に係る裁断機では、作業者が移動することなく同じ場所で作業を行うことができるので、作業が効率化される。また、当て板９を固定盤１６上を往復動可能に摺動する移動テーブルとして用いることができるので、ロール材専用の裁断機であっても、シート材の型抜きが可能な裁断機として用いることができる。
【００２２】
なお、上記実施の形態では、送り戻し手段を当て板とＮＣサーボモータにより正逆に回転駆動されるロールフィーダにより構成しているがこれに限られるものではなく、例えば、当て板を送り出し方向の位置を適当かつ不正確に人手により把持して可動盤の上下流側で固定盤上を送り出し方向に往復動するスライダ（往復動部材）を設けてもよいことはいうまでもない。また、固定盤１３の可動盤上流側１３Ａには、送り出し方向の少なくとも左右のいずれか一方に固定盤１３とほぼ同一平面上に広がる作業テーブルを設け、作業をし易くしてもよい。さらに、上記実施の形態では、当て板を正方形に形成しているがこれに限られるものではなく、長方形でもよいし、正多角形状としてもよいし、円形状にして周方向位置にマークを付すようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る裁断機は、被型抜き材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被型抜き材を可動盤の上流側から下流側に送り出す送り出し手段と、可動盤と送り出し手段とを制御し、可動盤を一定の上下ストロークで上下動させるとともに固定盤上の被型抜き材を可動盤の上下動に同期させて送り出す制御手段とを備えた裁断機において、型抜きされて可動盤の下流側に送り出された被型抜き材を可動盤の上流側に送り戻す送り戻し手段を設け、これら送り出し手段と送り戻し手段とを、上面に被型抜き材が載置され固定盤上を摺動可能な当て板と、可動盤上流側に設けられ固定盤上の当て板を離脱可能に挾持して正逆に回動可能なローラおよびこのローラを正逆自在に回転駆動させるロールフィーダ駆動機構を備えたロールフィーダとにより構成し、上記制御手段は、予め入力された作業プログラムに基づいて上記可動盤と上記ロールフィーダ駆動機構とを制御し送り戻しを行い、当て板に被型抜き材を載置して送り出し手段により被型抜き材を可動盤の上流側から下流側に送り出して第１の型抜きを行い、型抜きされた被型抜き材を送り戻し手段により可動盤の下流側から上流側に送り戻して当て板をローラから離脱させ、所望の型抜き形状に応じて当て板を回転させてローラに挟持させ、この当て板に載置され型抜きされた被型抜き材を送り出し手段により可動盤の上流側から下流側に送り出して第２の型抜きを行うようにしたことにより、異なる機種を兼用させて用いることができるので、コストダウンを図ることができる。また、作業者は排出側に移動することなく一ヶ所で作業を続けることができるので、作業効率が向上する効果がある。
【００２４】
また、請求項２に記載の発明では、被型抜き材を検知し、検知された検知信号を制御手段に送出する検知手段を設け、検知手段からの検知信号に基づいて制御手段により送り出し手段を動作させ、予め決められた作業開始位置まで被型抜き材を移動させ作業開始前に頭出しを行うようにしたので、被型抜き材の位置決めを自動的に行い、素材の頭出しを容易に行うことができ、作業時間が短縮化され、作業効率が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る裁断機の要部の構成を示す概念図である。
【図２】図１の裁断機により型抜きされた素材が当て板上に載置された状態を示す平面図である。
【図３】（Ａ）ないし（Ｆ）は図１の裁断機により型抜きされる工程を示す説明図である。
【図４】図１の裁断機のタイプを示す説明図である。
【符号の説明】
９ 当て板（送り出し手段、送り戻し手段）
１２ シート材（被型抜き材）
１３ 固定盤
１４ 可動盤
１５ 刃型
１６ ロールフィーダ（送り出し手段、送り戻し手段）
１７ 制御装置（制御手段）

Claims (2)

1. 被型抜き材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被型抜き材を可動盤の上流側から下流側に送り出す送り出し手段と、可動盤と送り出し手段とを制御し、可動盤を一定の上下ストロークで上下動させるとともに固定盤上の被型抜き材を可動盤の上下動に同期させて送り出す制御手段とを備えた裁断機において、
   型抜きされて可動盤の下流側に送り出された被型抜き材を可動盤の上流側に送り戻す送り戻し手段を設け、
   これら送り出し手段と送り戻し手段とを、上面に被型抜き材が載置され固定盤上を摺動可能な当て板と、可動盤上流側に設けられ固定盤上の当て板を離脱可能に挾持して正逆に回動可能なローラおよびこのローラを正逆自在に回転駆動させるロールフィーダ駆動機構を備えたロールフィーダとにより構成し、
   上記制御手段は、予め入力された作業プログラムに基づいて上記可動盤と上記ロールフィーダ駆動機構とを制御し送り戻しを行い、
   当て板に被型抜き材を載置して送り出し手段により被型抜き材を可動盤の上流側から下流側に送り出して第１の型抜きを行い、
   型抜きされた被型抜き材を送り戻し手段により可動盤の下流側から上流側に送り戻して当て板をローラから離脱させ、所望の型抜き形状に応じて当て板を回転させてローラに挟持させ、
   この当て板に載置され型抜きされた被型抜き材を送り出し手段により可動盤の上流側から下流側に送り出して第２の型抜きを行うことを特徴とする裁断機。
2. 被型抜き材を検知し、検知された検知信号を制御手段に送出する検知手段を設け、検知手段からの検知信号に基づいて制御手段により送り出し手段を動作させ、予め決められた作業開始位置まで被型抜き材を移動させ作業開始前に頭出しを行うことを特徴とする請求項１に記載の裁断機。

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