JP4828723B2 - 罫引き機能を有するカッティングプロッタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、段ボールよりなるシート状部材を箱体が展開された形状に切断すると共に、この箱体を組み立てる際に折り曲げるべき部分に、凹状の溝である押圧跡(罫線)を形成する装置に好適な罫引き機能を有するカッティングプロッタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5および図6は、この種の装置として利用可能なカッティングプロッタの構成を示す図であり、このカッティングプロッタにおいては、切断部によりシート材を箱体が展開された形状に切断すると共に、箱体を組み立てる際に折り曲げるべき部分に、罫引き部により凹状の溝である罫線を形成するよう構成されている。図において1はカッティングプロッタ本体、2はYバー、3はペンブロック、4はカッティング部、5は罫引き部、7は切断されるシート状部材の一例である段ボールである。Yバー2の摺動子21はプロッタ本体1のレール材に対して摺動するように設けられており、これによりYバー2はX軸方向に移動可能となるよう構成されている。また、プロッタ本体1のX軸方向の一端側には駆動モータ24とこれに係合する歯車機構23、その他端側に設けられたプーリ22の間に架渡された伝達ベルト25が設けられており、この駆動モータ24を回転駆動させることにより、伝達ベルト25に取りつけられたYバー2をX軸方向に移動制御する。ペンブロック3の摺動子31は、Yバー2に沿ってY方向に摺動するよう設けられており、また、Yバー2のY軸方向一端側に固定された駆動モータ34とこれに係合する歯車機構33、および他端側に設けられたプーリ32の間に架渡された伝達ベルト35が設けられている。この伝達ベルト35にYバー2の摺動子31が取り付けられており、駆動モータ34を回転駆動させてペンブロック3をY軸方向に移動制御するよう構成されている。よって、Yバー2およびペンブロック3を制御装置により駆動させることにより、ペンブロック3に設けたカッティング部4および罫引き部5をプロッタ本体1の載置テーブル10上に載置した段ボール7に対して所望の軌跡で2次元方向に移動可能に設けられている。
【0003】
カッティング部4および罫引き部5は、各々独立にペンブロック3に対して昇降可能となるよう取り付けられている。図7のペンブロック3の構成図に示されるとおり、これらのカッティング部4および罫引き部5は、それぞれペンブロック3の摺動子31に固定して取り付けられた基台30と、この基台30に取り付けられたペンアクチュエータ36、スライド軸37、このスライド軸37に摺動するとともにペンアクチュエータ36により上下動されるペンアーム38、このペンアーム38に取り付けられるペンホルダ39とを有している。このペンホルダ39に、カッティングペン41および罫引き部材51が取り付けられる。また、ペンアーム38と基台30との間にはペンアーム38の高さ、すなわちカッティングペン41(或いは罫引き部材51)の高さを検出するための高さ検出器65が設けられている。また、このカッティングプロッタの制御装置はこの高さ検出器65の出力を監視するとともに、上記ペンアクチュエータ36に付与する電流(或いは電圧)を制御して、カッティングペン41或いは罫引き部材51の圧接・離反(上下動)ならびにシート状部材7への押圧力(筆圧)を制御するよう設けられている。
このカッティングプロッタにおいては、カッター刃がカッティングペン41に対して回転可能となる構造を有しており、シート状媒体7を切断する際にはカッター刃の刃先が常にその移動方向に向けられるよう構成されている。また、罫引き部5の罫引き部材51は、その先端部分が球状あるいは面取り加工が施される等により角部のない滑らかな形状を有しており、シート状媒体7に押圧された状態で移動することにより、その表面部分に凹状の溝部である罫線を形成するよう構成されている。
【0004】
このカッティングプロッタにより、シート状媒体である段ボール7より展開された状態の箱体を作成する場合は、先ず、プロッタ本体1の載置テーブル10上に段ボール材7を載置し、作成する箱体の外形データに基づいてYバー2およびペンブロック3を制御装置により駆動させてXY平面上に移動させるとともに、カッティング部4のカッティングペン41を選択的に段ボール材7に圧接させてこれを切断する。段ボール7を箱体の展開形状に切断した後に、折り曲げ線データ(すなわち罫線データ)に基づいてYバー2およびペンブロック3を制御装置により駆動させてXY平面上に移動させるとともに、罫引き部5の罫引き部材51を選択的に段ボール材7に押圧して、その表面上に箱体を組み立てる際の折り目部分となる罫線を形成している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このカッティングプロッタにより、予めその表面上に図形等の印刷が施されたシート状媒体を用いてこれを切断し、箱体を組み立てた際にこの図形等の印刷部分が所定の位置に現れるようにする場合、カッティングプロッタのXY平面の座標軸と、シート状媒体の座標軸とを正確に合致させて切断する必要があり、このカッティングプロッタとシート状媒体の座標軸合わせのために、従来はシート状媒体の表面に図形等の印刷を施す際にその座標軸を表示する基準図形(いわゆるトンボ)を形成するとともに、カッティングプロッタにおいては、ペンブロック3にこの基準図形を読み取るためのセンサ機構を設け、切断動作前にペンブロック3を移動させて、このセンサ機構によりシート状媒体上に形成された基準図形の座標検出を行い、検出した座標軸に基づいて切断データを補正した上でカッティング動作を行うよう構成し、これによりシート状媒体の位置合わせ作業を容易にするとともにシート状媒体とカッティングプロッタの座標軸を正確に合致させるよう設けられていた。
しかしながら、このシート状媒体を用いて箱体を作成する場合であって、上記図形等が印刷された表面がこの箱体の表側になるように折り曲げる為の罫線を形成する際には、基準図形が形成された面を下にしてシート状媒体を載置テーブル10上に載置しなければならず、この基準図形をセンサ機構により検出することができないので、カッティングプロッタとシート状媒体の座標軸合わせが非常に困難なものとなり、箱体を組み立てた際に印刷された図形が所望の位置に現れない等の不具合を生じていた。
【0006】
本発明はこの不具合を解決するためになされたもので、印刷等が施された面と反対側であってもシート状媒体と装置本体の座標軸を正確に合致させて罫線を形成することができるカッティングプロッタを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のカッティングプロッタにおいては、基準図形検出センサ機構により検出した基準図形に基づいて、切断手段によりシート状部材を貫通する基準切断図形を形成するよう構成した。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の罫引き機能を有するカッティングプロッタを説明する。
図1は本発明の罫引き機能を有する採用したカッティングプロッタの構成を示す図であり、上述の従来のカッティングプロッタと同等部分については同一符号をもって示されている。
図において6は各種制御を行う制御部であり、コンピュータ等の上位装置から送信される切断データおよび罫線データに基づいて、カッティング部4による切断データおよび罫引き部5による罫引きデータを作成する制御装置60、制御装置60から送信される切断データおよび罫引きデータに基づいてX軸駆動制御手段62,Y軸駆動制御手段63およびZ軸駆動制御手段64を各々駆動制御する駆動制御部61により構成されている。
X軸駆動制御手段62は、Yバー2のX軸方向の位置を検出するとともにこれを所望の位置に移動制御する駆動モータ24を、Y軸駆動制御手段63は、ペンブロック3のY軸方向の位置を検出するとともにこれを所望の位置に移動制御する駆動モータ34を、また、Z軸駆動制御手段64は、カッティングペン41或いは罫引き部材51をシート材7に圧接離反させるとともにその押圧力を制御するペンアクチュエータ36を、それぞれ駆動制御する。
ペンブロック3(基台30或いは摺動子31)には、基準図形を検出する基準図形検出センサ部8が設けられており、この基準図形検出センサ部8は、反射方フォトセンサよりなるX軸検出センサ81と、Y軸検出センサ82により構成されており、各々基準図形のX軸上および基準図形のY軸上の座標点を検出し、これらの基準図形データを制御装置60に送信する。
【0009】
次に、本発明の罫引き機能を有するカッティングプロッタにより、予め印刷等が施された面の反対の面に罫線を形成する場合を説明する。
本発明のカッティングプロッタにおいては、先ず被切断媒体である段ボール7に対して基準切断図形の形成作業を行う。
この基準切断図形の形成動作において、操作者は段ボール7を記録が施された面を上側に向けてプロッタ本体の載置テーブル10上に載置する。
図3は(予め図形,文字等の印刷とともに、図形等の基準点を示す基準図形、すなわちトンボM1〜M4が予め施されている。)段ボール7を示す図であり、また図中一点鎖線は作成すべき箱体の外形データ、すなわち切断データを示し、さらに点線は折り曲げ線データ、すなわち罫線データを示している。また、段ボール7上に形成されているトンボの線幅は予め決められているものとする。
【0010】
基準切断図形形成動作においては、初めに基準図形の位置検出を行う。
すなわち、制御装置60はX軸検出センサ81を動作させながらペンブロック3をX軸方向に移動するよう駆動制御装置61を制御する。制御装置60は、ペンブロック3を+X方向に移動させながらX軸検出センサ81の出力を監視し、図2(b)に示す標準図形M1のX軸標線の左端を検出する。この標準図形M1のX軸標線の左端を検出すると、制御装置60はペンブロック3を所定量+X方向に移動させた後、−X方向に移動させながら標準図形M1のX軸標線の右端を検出する。制御装置60は、これら検出した標準図形M1のX軸標線の両端座標の中間点Aの座標を算出し、これを標準図形M1のX軸標線の中心線上の点として、記憶手段に格納する。
続いて制御装置60は、Y軸検出センサ82を動作させながら標準図形M1の下端および上端を検出し、これら検出した両端座標の中間点Bの座標を算出し(図2(b)下図)、これを標準図形M1のY軸標線の中心線上の点として格納する。
【0011】
次に制御装置60は、標準図形M2のX軸標線の左端および右端を検出して、その中心線上の点Cの座標を算出し、続いてY軸標線の下端および上端を検出して、その中心線上の点Dの座標を算出する。
【0012】
この二つの標準図形M1,M2におけるそれぞれのX軸,Y軸標線の中心線上の点A〜Dの座標を用いて、制御装置60は各々の標準図形M1,M2における基準点であるX軸,Y軸標線の交点P1,P2(図2(a))を算出する。
すなわち、上記算出した2つの点BおよびDを通る直線が、M1,M2の2つのY軸標線の中心線と一致するので、この点BおよびDを通る直線に対して、点Aから垂線をおろしたその交点が標準図形M1における基準点P1となり、同様に点B,Dを通る直線に対して点Cから垂線をおろし、その交点P2の座標を標準図形M2における基準点とし、これらの座標値を記憶手段に格納する。
また、同様の手順でもって標準図形M3,M4の基準点を算出し、制御装置60はその座標値を格納,保持する。
【0013】
各標準図形M1〜M4の基準点およびX軸,Y軸標線の中心線上の点の座標を算出した後、制御装置60は基準切断図形の切断データ(軌跡)を算出する。
すなわち、標準図形M1においては、図2(c)に示すように、X軸標線の中心線(P1,Aを通る直線)およびY軸標線の中心線(P1,Bを通る直線)より各々所定距離kだけ離反した平行線上の点a〜fの座標を算出する。この所定距離kの値は、標準図形の線幅等により予め設定された値であり、これら値はROM65に格納されているものである。
制御装置60は、算出した点a〜fを基準切断図形データとして、駆動制御装置61を駆動制御して点a−b−c−d−e−f−aの順の軌跡でカッティング部4により段ボール7の切断を行い、標準図形M1におけるX軸標線としての基準切断図形M1(X)およびY軸標線としての基準切断図形M1(Y)を形成する。
同様に、標準図形M2〜M4についても各々基準切断図形データを作成し、切断動作を行う。
これらの動作により切断した部分を除去して、基準切断図形形成動作が完了する。
【0014】
基準切断図形の形成が完了した段ボール7に対して罫線を形成する場合、操作者は基準切断図形部分が除去された段ボール7を、その印刷等が施された面を下側に向けてプロッタ本体の載置テーブル10上に載置する。(図3(b))
次に制御装置60は、各標準図形M1〜M4部分に形成された基準切断図形の位置検出動作を行う。
この基準切断図形の位置検出動作は、上述の基準図形検出動作と同様の動作により行われ、図3(b)に示す基準切断図形M1(X)、M1(Y)について説明すると、制御装置60は基準図形検出センサ部8を動作させながらペンブロック3を+X軸方向に移動させて、基準切断図形M1(X)の左端を検出する。その後、M1(X)の右端を検出し、その中間点Eの座標を算出する。同様に、基準切断図形M1(Y)の上端および下端を検出して、その中間点Fの座標を算出する。さらに同様の手順により、図3(b)に示す基準切断図形M2(X)、M2(Y)における各々の中心線上の点G、Hを算出し、これら算出した座標値より基準切断図形M1(X),M1(Y)の基準点R1、および基準切断図形M2(X),M2(Y)の基準点R2の座標を算出する。
【0015】
この基準点R1は、段ボール7のその反対側表面に形成された基準図形M1の基準点P1と正確に一致し、同様に基準切断図形M2(X),M2(Y)の基準点R2は、その反対側表面に形成された基準図形M2の基準点P2と一致する。
以降同様の検出動作により基準切断図形M3(X),M3(Y)の基準点R3、基準切断図形M4(X),M4(Y)の基準点R4をそれぞれ算出する。
【0016】
これら算出した基準点R1〜R4の座標値に基づいて、制御装置60は上位装置から送信される罫線データ(折り曲げ線データ)を補正するとともに、この補正した罫線データに基づいて、駆動モータ24を回転駆動させてYバー2をX軸方向に移動させるとともに、駆動モータ34を回転駆動させてペンブロック3をY軸方向に移動させることにより、ペンブロック3に設けた罫引き部5を、図3に点線により示される箱体の折り曲げ部に応じた軌跡で移動させ、同時に罫引き部材51を選択的に下降させて段ボール7に圧接し、罫線を形成する。
【0017】
罫線の形成が完了すると、操作者は段ボール7を印刷等が施された面を上側に向けてプロッタ本体の載置テーブル10上に載置し、上記基準切断図形の位置検出動作と同様の検出動作を行うことにより、基準図形M1〜M4の基準点P1〜P4の座標値を算出する。
これら算出した基準点P1〜P4の座標値に基づいて、制御装置60は上位装置から送信される切断データ(外形データ)を補正するとともに、この補正した切断データに基づいて駆動モータ24を回転駆動させてYバー2をX軸方向に移動させるとともに、駆動モータ34を回転駆動させてペンブロック3をY軸方向に移動させることにより、ペンブロック3に設けたカッティング部4を、図2に実線により示される箱体の外形に応じた軌跡で移動させ、同時にカッティングペン41を選択的に下降させて段ボール7に圧接してこれを切断する。
【0018】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明のカッティングプロッタにおいては、基準図形検出センサ機構により検出した基準図形に基づいて、切断手段によりシート状部材を貫通する基準切断図形を形成するよう構成したので、印刷等が施された面と反対側であってもシート状媒体と装置本体の座標軸を正確に合致させて罫線を形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカッティングプロッタの構成を示すブロック図である。
【図2】本発明のカッティングプロッタによる基準図形の読取方法の説明図である。
【図3】切断および罫線データ並びに基準図形を示す図である。
【図4】基準切断図形の検出動作および基準点の算出方法の説明図である。
【図5】この種のカッティングプロッタの構成を示す図である。
【図6】この種のカッティングプロッタの構成を示す図である。
【図7】この種のカッティングプロッタにおけるペンブロックの構成を示す図である。
【符号の説明】
1 カッティングプロッタ本体
2 Yバー
3 ペンブロック
4 カッティング部
5 罫引き部
6 制御部
7 シート状部材
8 基準図形検出センサ部
Claims (1)
- シート材に対し圧接離反するよう設けられた切断部材をシート材表面に圧接するとともに、切断データに基づいてシート材に対して相対的に移動することにより、当該シート材を所望の形状に切断する切断手段と、上記シート材に対し圧接離反するよう設けられた罫引き部材をシート材表面に押圧するとともに、罫線データに基づいてシート材に対して相対的に移動することにより、当該シート材表面に凹状の溝部である罫線を形成する罫引き手段と、上記シート材表面上に形成された基準図形を検出する基準図形検出センサ機構とを有した罫引き機能を有するカッティングプロッタにおいて、
上記基準図形検出センサ機構により検出した基準図形に基づいて、上記切断手段によりシート状部材を貫通する基準切断図形を形成し、当該基準切断図形の位置を上記基準図形を含む印刷等が施された面と反対の面より検出し、これに基づき上記基準図形を含む印刷等が施された面と反対の面に形成すべき罫線データを補正し、当該補正した罫線データに基づいて上記基準図形を含む印刷等が施された面と反対の面に罫線を形成することを特徴とする罫引き機能を有するカッティングプロッタ。
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