JP5693011B2

JP5693011B2 - 打刻装置

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Publication number: JP5693011B2
Application number: JP2010005310A
Authority: JP
Inventors: 久野　勉; 勉久野
Original assignee: Roland DG Corp
Current assignee: Roland DG Corp
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2030-01-13
Also published as: US8539683B2; JP2011143432A; US20110168039A1

Description

本発明は、被加工物の表面に所望する画像を打刻痕の集合によって形成する打刻装置に関する。

一般に、金，プラチナ，真鍮，アルミニウム，ステンレス鋼などの比較的塑性変形し易い被加工物の表面に点状の打刻痕を複数形成して、これら複数の打刻痕の集合によって所望する画像を被加工物の表面に形成する打刻装置が知られている。例えば、下記特許文献１には、針状に形成された打刻棒の先端部を被加工物の表面に打ち付けて同表面に点状の打刻痕を複数形成することにより、所望する画像、具体的には文字や図形を被加工物の表面に形成する打刻装置が開示されている。

特開平２００８−３６６８０号公報

しかしながら、上記特許文献１に示すような打刻装置においては、被加工物を保持するワークテーブルの下方に同基台を変位させる変位機構が設けられているため、被加工物の加工時に発生する粉塵やその他の異物が前記変位機構に侵入し易く変位機構のメンテナンスが煩雑であるという問題があった。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、打刻痕を形成する加工工具を被加工物に対して相対変位させる変位機構への異物の侵入を抑制することにより、メンテナンスの負担を軽減することができる打刻装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、被加工物の表面に打刻痕を形成するための加工工具を用いて、所望する画像を打刻痕の集合によって被加工物の表面に形成する打刻装置において、被加工物を保持する保持具を有して固定的に設けられた基台と、基台より上方に配置され、加工工具を被加工物の表面に沿った平面内における一方向としてのＸ軸方向に変位させるＸ軸方向変位手段と、基台より上方側に配置され、加工工具を被加工物の表面に沿った平面内におけるＸ軸方向に直交するＹ軸方向に変位させるＹ軸方向変位手段と、加工工具を保持するとともに被加工物に対して接近または離隔させる方向であるＺ軸方向に振動させるキャリッジと、基台より上方に配置され、キャリッジをＺ軸方向に変位させるＺ軸方向変位手段とを備え、Ｚ軸方向変位手段は、基台上にＺ軸方向に沿って設けられたＺ軸方向送りネジと、キャリッジを保持した状態でＺ軸方向送りネジと噛合ってＺ軸方向に移動する昇降体とを備え、Ｘ軸方向変位手段およびＹ軸方向変位手段は、昇降体に設けられていることにある。

（削除）

このように構成した本発明の特徴によれば、打刻装置は、打刻痕を形成する加工工具を被加工物に対して互いに直交する３軸方向に変位させるＸ軸方向変位手段、Ｙ軸方向変位手段およびＺ軸方向変位手段を被加工物を保持する基台より上方にそれぞれ配置している。このため、被加工物の加工時に発生する粉塵がＸ軸方向変位手段、Ｙ軸方向変位手段およびＺ軸方向変位手段に侵入し難くなる。この結果、Ｘ軸方向変位手段、Ｙ軸方向変位手段およびＺ軸方向変位手段、延いては打刻装置のメンテナンス負担を軽減することができる。また、Ｘ軸方向変位手段、Ｙ軸方向変位手段およびＺ軸方向変位手段への異物の侵入が抑制されるため、各変位手段への異物の侵入に起因する加工精度の低下も防止することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記打刻装置において、さらに、Ｚ軸方向に延びる案内シャフトと、昇降体に設けられて案内シャフトが摺動自在に貫通する案内スリーブとを備えることにある。このように構成した本発明の他の特徴によれば、打刻装置は、昇降体をＺ軸方向に精度良く昇降変位させることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記打刻装置において、基台の周辺空間のうち、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の少なくとも一方が開放されていることにある。このように構成した本発明の他の特徴によれば、打刻装置は、基台の周辺空間のうち、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の少なくとも一方が開放されている。これにより、基台上における被加工物の載置領域の大きさより大きい被加工物への加工が困難であった従来の打刻装置（例えば、上記特許文献１）に対して、同基台上における被加工物の載置領域より大きい大きさの被加工物の加工が可能となる。すなわち、加工可能な被加工物の大きさの範囲を拡大することができる。また、被加工物は、加工工具に対して位置が固定された基台上に配置されるため、大きさの大きい被加工物を変位させるための機械的構造が不要であるとともに、大きさの大きい被加工物を変位させることによる位置決め精度の低下などの加工精度の低下を防止することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記打刻装置において、Ｘ軸方向変位手段、Ｙ軸方向変位手段およびＺ軸方向変位手段の作動をそれぞれ制御する制御手段を備え、制御手段は、基台より上方に配置されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、打刻装置は、Ｘ軸方向変位手段、Ｙ軸方向変位手段およびＺ軸方向変位手段の作動を制御する制御手段が基台より上方に配置されている。これにより、被加工物の加工時に発生する粉塵が前記制御手段にも侵入し難くなる。この結果、制御手段、延いては打刻装置のメンテナンス負担が軽減される。

本発明の一実施形態に係る打刻装置の全体を示す外観斜視図である。図１に示す打刻装置における加工時の一つの状態を示す一部破断斜視図である。図１に示す打刻装置の作動を制御する制御システムのブロック図である。図１に示す打刻装置におけるＺ軸方向変位手段に対するＸ軸方向変位手段およびＹ軸方向変位手段の関係を模式的に示す模式左側面図である。

以下、本発明に係る打刻装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る打刻装置１００の全体を示す概略斜視図である。また、図２は、図１に示す打刻装置１００における加工時の状態を示す一部破断斜視図である。また、図３は、同打刻装置１００の作動を制御する制御システムのブロック図である。また、図４は、図１に示す打刻装置１００におけるＺ軸方向変位手段に対するＸ軸方向変位手段およびＹ軸方向変位手段の関係を模式的に示す模式左側面図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。また、図１、図２および図３において、図示座標軸に示すように、図示左右方向をＸ軸方向とし、図示奥行方向をＹ軸方向とし、図示上下方向をＺ軸方向とする。この打刻装置１００は、被加工物であるワークＷＫの表面に点状の打刻痕を複数形成することにより、所望する画像をワークＷＫの表面上に形成する加工装置である。

（打刻装置１００の構成）
打刻装置１００は、基台１０１を備えている。基台１０１は、打刻装置１００の基部を構成するとともに、加工対象であるワークＷＫを載置して固定的に保持するための台部材であり、鋼板を方形の箱型に加工して形成されている。この基台１０１には、図示手前側側面である前面部分に打刻装置１００の電源スイッチ１０１ａが設けられているとともに、同基台１０１の表面における図示手前側半分の領域にワークＷＫを配置するためのワーク配置領域１０１ｂ（図においてハッチングで示す）が形成されている。このワーク配置領域の中央部には、ワークＷＫを保持するバイスなどからなる保持具ＷＣを取り付けるための４つの取付穴１０１ｃが設けられている。また、基台１０１の表面におけるワーク配置領域１０１ｂの図示後方には、図示Ｘ軸方向の両端部に支柱１０２ａ，１０２ｂが起立した状態で設けられている。

支柱１０２ａ，１０２ｂは、後述するキャリッジ１２０および同キャリッジ１２０を変位可能に支持する機構をそれぞれ支持するための鋼板製の板金部材であり、図示Ｚ軸方向に延びてそれぞれ形成されている。支柱１０２ａ，１０２ｂにおける図示Ｙ軸方向奥側の側面（図示せず）、換言すれば、打刻装置１００の背面には後述するコントローラ１３０を収容するためのコントローラボックス１０３が設けられている。また、支柱１０２ａ，１０２ｂの上端部には、支柱１０２ａと支柱１０２ｂとの間に架設された状態で天井フレーム１０４が設けられている。天井フレーム１０４は、図４に示すように、Ｚ軸方向フィードモータ１０５およびＺ軸方向送りネジ１０６の上端部をそれぞれ支持するとともに、同Ｚ軸方向フィードモータ１０５の駆動力をＺ軸方向送りネジ１０６に伝達するための駆動歯車１０５ａおよび被動歯車１０６ａを内部に収容する鋼板製の箱体である。

Ｚ軸方向フィードモータ１０５は、前記コントローラ１３０によって作動が制御される電動モータであり、Ｚ軸方向送りネジ１０６を回転駆動する。このＺ軸方向フィードモータ１０５は、Ｚ軸方向フィードモータ１０５の駆動軸が天井フレーム１０４の下面を貫通して天井フレーム１０４内に達した状態で同天井フレーム１０４の下面に固定的に取り付けられている。この天井フレーム１０４の駆動軸の先端部には、同駆動軸とともに回転する駆動歯車１０５ａが設けられている。

Ｚ軸方向送りネジ１０６は、断面形状が台形状の雄ネジが螺旋状に形成された軸体であり、図示Ｚ軸方向に沿って起立した状態で設けられている。このＺ軸方向送りネジ１０６における一方の先端部（図示上側の端部）は、前記天井フレーム１０４の下面を貫通して同天井フレーム１０４内に達しており、同先端部にＺ軸方向フィードモータ１０５の駆動歯車１０５ａと噛合う被動歯車１０６ａが設けられている。すなわち、Ｚ軸方向送りネジ１０６は、駆動歯車１０５ａおよび被動歯車１０６ａを介してＺ軸方向フィードモータ１０５に連結されている。一方、Ｚ軸方向送りネジ１０６における他方の先端部（図示下側の端部）は、基台１０１上に設けられた軸支フレーム１０７に回転自在な状態で支持されている。軸支フレーム１０７は、天井フレーム１０４の下方に対向する基台１０１上にて突出した状態で設けられた鋼板製の台である。

Ｚ軸方向送りネジ１０６には、昇降ベース１０８に設けられた送りナット１０８ａが噛合って（以下、「螺合」という）いる。昇降ベース１０８は、平板状の鋼板の四辺がそれぞれ下方に向って屈曲した側壁を有する板状体であり、図示Ｚ軸方向に貫通する送りナット１０８ａを介してＺ軸方向送りネジ１０６によって支持されている。この昇降ベース１０８における図示Ｘ軸方向の両側壁には、図示Ｚ軸方向に沿って案内スリーブ１０８ｂ，１０８ｃがそれぞれ設けられている。

案内スリーブ１０８ｂ，１０８ｃ（図２において１０８ｂのみ図示）は、基台１０１と天井フレーム１０４との間に起立した状態で設けられた案内シャフト１０９ａ，１０９ｂが摺動可能な状態で貫通する鋼製の筒体である。したがって、昇降ベース１０８は、Ｚ軸方向フィードモータ１０５の回転駆動によるＺ軸方向送りネジ１０６の回転駆動によって案内シャフト１０９ａ，１０９ｂに沿って図示Ｚ軸方向に昇降変位する。すなわち、Ｚ軸方向フィードモータ１０５、Ｚ軸方向送りネジ１０６および送りナット１０８ａからなるネジ送り機構が、本発明に係るＺ軸方向変位手段に相当する。

また、昇降ベース１０８における図示Ｙ軸方向奥側の側壁には、Ｙ軸方向フィードモータ１１０が設けられている。Ｙ軸方向フィードモータ１１０は、前記コントローラ１３０によって作動が制御される電動モータであり、Ｙ軸方向送りネジ１１３を回転駆動する。一方、昇降ベース１０８の側壁内側には、２本の案内シャフト１１１ａ，１１１ｂを介してスライドベース体１１２が支持されている。案内シャフト１１１ａ，１１１ｂは、昇降ベース１０８の内側において図示Ｙ軸方向に互いに平行に架設させており、スライドベース体１１２を同図示Ｙ軸方向に沿って摺動可能な状態で支持する。

スライドベース体１１２は、キャリッジ１２０を支持する板金部材であり、鋼板を折り曲げおよび／または接合することにより形成した側壁を複数備えて構成されている。このスライドベース体１１２の上端部には、図示Ｘ軸方向に互いに平行かつ図示Ｚ軸方向に起立した状態で側壁がそれぞれ設けられており、これらの側壁に案内シャフト１１１ａ，１１１ｂが摺動自在な状態でそれぞれ貫通している。また、これらの側壁のうち図示奥側の側壁には、送りナット１１２ａを介してＹ軸方向送りネジ１１３が貫通している。

Ｙ軸方向送りネジ１１３は、断面形状が台形状の雄ネジが螺旋状に形成された軸体であり、図示Ｙ軸方向に沿って水平状態で設けられている。このＹ軸方向送りネジ１１３は、一方の端部がＹ軸方向フィードモータ１１０に連結されるとともに、雄ネジ部分がスライドベース体１１２に設けられた送りナット１１２ａに螺合している。したがって、スライドベース体１１２は、Ｙ軸方向送りネジ１１３の回転駆動によって案内シャフト１１１ａ，１１１ｂに沿って図示Ｙ軸方向に変位する。すなわち、Ｙ軸方向フィードモータ１１０、Ｙ軸方向送りネジ１１３および送りナット１１２ａからなるネジ送り機構が、本発明に係るＹ軸方向変位手段に相当する。

スライドベース体１１２における図示Ｙ軸方向手前側には、図示Ｙ軸方向に沿って互いに平行に延びる側壁間に２本の案内シャフト１１４ａ，１１４ｂおよび１本のＸ軸方向送りネジ１１５がそれぞれ架設されている。案内シャフト１１４ａ，１１４ｂは、図示Ｘ軸方向に互いに平行に架設させており、キャリッジ１２０を同図示Ｘ軸方向に沿って摺動可能な状態で支持する。一方、Ｘ軸方向送りネジ１１５は、断面形状が台形状の雄ネジが螺旋状に形成された軸体であり、図示Ｘ軸方向に沿って水平状態で設けられている。このＸ軸方向送りネジ１１５は、一方の端部がＸ軸方向フィードモータ１１６に連結されるとともに、雄ネジ部分がキャリッジ１２０に設けられた図示しない送りナットに螺合している。

Ｘ軸方向フィードモータ１１６は、Ｘ軸方向送りネジ１１５を回転駆動するための電動モータであり、スライドベース体１１２における図示Ｙ軸方向手前側に延びた図示右側の側壁の外側面に固定的に設けられている。このＸ軸方向フィードモータ１１６は、後述するコントローラ１３０によって作動が制御される。したがって、キャリッジ１２０は、Ｘ軸方向送りネジ１１５の回転駆動によって案内シャフト１１４ａ，１１４ｂに沿って図示Ｘ軸方向に変位する。すなわち、Ｘ軸方向フィードモータ１１６、Ｘ軸方向送りネジ１１５およびキャリッジ１２０に設けられた送りナット（図示せず）からなるネジ送り機構が、本発明に係るＸ軸方向変位手段に相当する。

そして、これらのＹ軸方向変位手段およびＸ軸方向変位手段を構成する各構成部材は、直接的、またはスライドベース体１１２を介して間接的に昇降ベース１０８に取り付けられている。したがって、これらのＹ軸方向変位手段およびＸ軸方向変位手段は、Ｚ軸方向変位手段による昇降ベース１０８の昇降に従って図示Ｚ軸方向に一体的に昇降変位する。

キャリッジ１２０は、ワークＷＫの表面に点状の打刻痕を形成する略針状の加工工具１２１を着脱自在な状態で保持するとともに、同加工工具１２１を図示Ｚ軸方向に振動させる機械装置である。具体的には、キャリッジ１２０は、略円筒状に形成されたホルダ１２２内にソレノイド１２３および図示しないスプリングをそれぞれ備えている。ソレノイド１２３は、電気エネルギーを直線運動に変換する筒状の電磁機能部品であり、筒内に配置される加工工具１２１を通電によって図示下方に向って押し出す。このソレノイド１２３は、前記コントローラ１３０により駆動が制御される。

スプリングは、ソレノイド１２３の下方に配置されソレノイド１２３の下端部から押し出される加工工具１２１を図示上方に向かって押返す。すなわち、キャリッジ１２０は、ソレノイド１２３への通電によって加工工具１２１を図示下方に向って突出させるとともに、ソレノイド１２３への通電の解除およびスプリングの付勢力によって加工工具１２１を図示上方に向かって退避させる。なお、加工工具１２１は、ワークＷＫより硬い素材（例えば、超硬合金や人工ダイヤモンド）によって構成されている。

コントローラ１３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、インターフェース１３１を介して接続される外部コンピュータ装置１４０からの指示に従って、Ｚ軸方向フィードモータ１０５、Ｙ軸方向フィードモータ１１０、Ｘ軸方向フィードモータ１１６およびソレノイド１２３の作動をそれぞれ制御する。このコントローラ１３０は、基台１０１上における打刻装置１００の背面に設けられたコントローラボックス１０３内に収納されている。

外部コンピュータ装置１４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、キーボードおよびマウスからなる入力装置１４１からの指示に従って、図示しない加工プログラムを実行することにより打刻装置１００の作動を制御する。この場合、加工プログラムは、作業者により予め前記ハードディスクに記憶されている。また、外部コンピュータ装置１４０は、液晶ディスプレイからなる表示装置１４２に、打刻装置１００の作動状態および加工プログラムの実行状態などを適宜表示させる。すなわち、本実施形態において外部コンピュータ装置１４０は、個人向けパーソナルコンピュータ（所謂パソコン）を想定している。なお、外部コンピュータ装置１４０は、打刻装置１００の作動を制御することができれば、どのような形式のコンピュータ装置であってもよい。

（打刻装置１００の作動）
次に、上記のように構成した打刻装置１００の作動について説明する。まず、作業者は外部コンピュータ装置１４０と打刻装置１００とをインターフェース１３１を介して接続し、外部コンピュータ装置１４０および打刻装置１００の電源をそれぞれオンにする。この場合、作業者は、打刻装置１００における基台１０１の前面に配置された電源スイッチ１０１ａを操作することにより、コントローラ１３０を含む打刻装置１００の各種回路の作動を開始させる。これにより、外部コンピュータ装置１４０は、図示しない所定のプログラムを実行することにより作業者からの指令の入力を待つ待機状態となる。

また、打刻装置１００は、コントローラ１３０内のＲＯＭに予め記憶されている図示しない所定のプログラムを実行することにより、キャリッジ１２０の原点復帰を行った後、外部コンピュータ装置１４０からの指示を待つ待機状態となる。次に、作業者は、打刻装置１００の基台１０１上におけるワーク配置領域１０１ｂにワークＷＫをセットする。この場合、作業者は、ワークＷＫ固定用の保持具ＷＣを用いて基台１０１のワーク配置領域１０１ｂ上に配置する。また、この場合、基台１０１におけるワーク配置領域１０１ｂの周辺空間のうち、図示Ｘ軸方向の空間には支柱１０２ａ，１０２ｂなどの障害物がない開放された空間となっている。これにより、ワークＷＫにおける図示Ｘ軸方向の長さを考慮することなく基台１０１上にセットすることができる。すなわち、基台１０１上においてワークＷＫの長手方向を図示Ｘ軸方向に合わせることにより、幅広い形状のワークＷＫを基台１０１上にセットすることができる。

次に、作業者は、外部コンピュータ装置１４０の入力装置１４１を操作して、外部コンピュータ装置１４０に図示しない加工プログラムの実行を指示する。この加工プログラムは、作業者が所望する画像をワークＷＫの表面上に形成するために、所望する画像に対応する加工データを生成して打刻装置１００に出力するプログラムである。この指示に応答して、外部コンピュータ装置１４０は、加工プログラムの実行を開始する。

具体的には、外部コンピュータ装置１４０は、加工プログラムの実行により作業者に対して画像データの入力を促す。これに対し作業者は、所望する任意の画像をスキャナーなどの画像取り込み装置を用いて外部コンピュータ装置１４０に入力する。これにより、所望する画像を表す画像データが外部コンピュータ装置１４０のハードディスク内に記憶される。この場合、画像データはラスターデータ（ビットマップデータ）形式である。なお、所望する任意の画像は、本実施形態のように既存の画像、または同画像を表す画像データを取り込むようにしてもよいし、作業者が描画ソフトなどを用いて外部コンピュータ装置１４０上で画像を描画して画像データを生成するようにしてもよい。また、画像データの形式は、文字の輪郭や線文字などのベクター形式であってもよい。

次に、外部コンピュータ装置１４０は、前記画像データに基づいて打刻加工データを生成する。ここで打刻加工データは、ワークＷＫの表面に点状の打刻痕を形成するように打刻装置１００、すなわち、Ｚ軸方向フィードモータ１０５、Ｙ軸方向フィードモータ１１０、Ｘ軸方向フィードモータ１１６およびソレノイド１２３をそれぞれ作動させるための加工データである。この場合、外部コンピュータ装置１４０は、画像データに含まれる白黒の明度（輝度）の程度を表すデータの変化に応じて打刻加工データを生成する。すなわち、打刻加工データは、ラスターデータ（ビットマップデータ）形式である画像データに含まれる白黒の明度（輝度）の程度に応じた深さに打刻痕を形成するための加工データに生成される。この打刻痕の深さは、ワークＷＫ上に形成される画像の濃淡を表す。

次に、外部コンピュータ装置１４０は、打刻加工データを打刻装置１００に出力する。そして、打刻装置１００（コントローラ１３０）は、外部コンピュータ装置１４０から出力された打刻加工データをコントローラ１３０のＲＡＭに一時的に記憶するとともに、同一時的に記憶した打刻加工データに基づいてＺ軸方向フィードモータ１０５、Ｙ軸方向フィードモータ１１０、Ｘ軸方向フィードモータ１１６およびソレノイド１２３の各作動を制御して加工を開始する。

具体的には、コントローラ１３０は、Ｚ軸方向フィードモータ１０５、Ｙ軸方向フィードモータ１１０およびＸ軸方向フィードモータ１１６の各作動を制御することによりワークＷＫに対するキャリッジ１２０が保持する加工工具１２１の先端部（刃先）の位置を変化させながらソレノイド１２３の作動を制御して加工工具１２１の先端部を断続的にワークＷＫの表面に打ち付ける。この場合、キャリッジ１２０は、昇降ベース１０８の昇降変位に従って図示Ｚ軸方向に一体的に変位するとともに、同昇降ベース１０８に直接的または間接的に設けられたＹ軸方向フィードモータ１１０およびＸ軸方向フィードモータ１１６の駆動によって図示Ｙ軸方向および図示Ｘ軸方向にそれぞれ変位する。これらにより、ワークＷＫの表面に無数の点状の打刻痕によって表された画像が形成される。

この場合、Ｘ軸方向フィードモータ１１６、Ｘ軸方向送りネジ１１５、キャリッジ１２０に設けられた送りナットから構成されるＸ軸方向変位手段、Ｙ軸方向フィードモータ１１０、Ｙ軸方向送りネジ１１３、送りナット１１２ａから構成されるＹ方向変位手段、Ｚ方向フィードモータ１０５、駆動歯車１０５ａ、Ｚ軸方向送りネジ１０６、被動歯車１０６ａ、送りナット１０８ａから構成されるＺ方向変位手段およびこれらの作動を制御するコントローラ１３０は、基台１０１より上方に配置されている。このため、ワークＷＫの加工時に発生する粉塵がこれらの各構成部品内に侵入することが防止される。

また、ワークＷＫに対する画像の形成は、静止状態のワークＷＫに対して加工工具１２１が変位して行なわれる。このため、打刻装置１００は、大きさの大きいワークＷＫを変位させるための機械的構造が不要であるとともに、大きさの大きいワークＷＫを変位させることによる位置決め精度の低下などの加工精度の低下を防止することができる。そして、打刻加工データに基づく加工がすべて終了した場合には、コントローラ１３０はキャリッジ１２０を原点復帰させる。

次に、外部コンピュータ装置１４０は、この加工プログラムの実行を終了して再び待機状態となる。これにより、打刻装置１００も再び待機状態となる。そして、作業者は、基台１０１上からワークＷＫを取り外して加工作業を終了する。また、作業者は、他のワークＷＫに対して画像を形成する場合には、前記と同様にして他のワークＷＫを基台１０１上にセットした後、加工プログラムを実行する。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、打刻装置１００は、加工工具１２１をワークＷＫに対して互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる３軸方向に変位させるＸ軸方向変位手段、Ｙ軸方向変位手段およびＺ軸方向変位手段をワークＷＫを保持する基台１０１より上方にそれぞれ配置している。このため、ワークＷＫの加工時に発生する粉塵がＸ軸方向変位手段、Ｙ軸方向変位手段およびＺ軸方向変位手段をそれぞれ構成する部材内に侵入し難くなる。この結果、Ｘ軸方向変位手段、Ｙ軸方向変位手段およびＺ軸方向変位手段、延いては打刻装置１００のメンテナンス負担が軽減される。また、Ｘ軸方向変位手段、Ｙ軸方向変位手段およびＺ軸方向変位手段への異物の侵入が抑制されるため、各変位手段への異物の侵入に起因する加工精度の低下も防止することができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、キャリッジ１２０の図示Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる３軸方向へ変位させるＸ軸方向変位手段、Ｙ軸方向変位手段およびＺ軸方向変位手段は、所謂ネジ送り機構によって構成した。しかし、Ｘ軸方向変位手段、Ｙ軸方向変位手段およびＺ軸方向変位手段は、キャリッジ１２０を図示Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸からなる３軸方向へ変位させることができる機構であれば、必ずしも上記実施形態に限定されるものではない。例えば、プーリに巻き掛けられたベルトやワイヤを変位の対象物（例えば、キャリッジ１２０やスライドベース体１１２）に連結するとともに、同プーリをフィードモータで駆動することにより変位の対象物を変位させることもできる。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。

また、上記実施形態においては、打刻装置１００は、基台１０１におけるワーク配置領域１０１ｂの図示Ｘ軸方向の空間を開放するように構成した。しかし、これに代えてまたは加えて、打刻装置１００は、基台１０１におけるワーク配置領域１０１ｂの図示Ｙ軸方向の空間を開放するように構成することもできる。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。また、長尺物など大きさの大きなワークＷＫを加工する必要がない場合には、打刻装置１００は、ワーク配置領域１０１ｂの図示Ｘ軸方向およびＹ軸方向の空間を開放するように構成する必要はない。

また、上記実施形態においては、コントローラ１３０は、基台１０１より上方における打刻装置１００の背面に設けられたコントローラボックス１０３内に配置した。これにより、ワークＷＫの加工時に発生する粉塵がコントローラ１３０に付着することを防止している。しかし、コントローラ１３０は、箱などに収容することにより比較的防塵が容易なため、必ずしも基台１０１よりも上方に配置する必要はない。すなわち、コントローラ１３０を、例えば、基台１０１の内部に配置することもできる。

また、上記実施形態においては、打刻加工データを外部コンピュータ装置１４０によって生成するように構成したが、これに限定されるものではない。例えば、打刻装置１００に入力装置１４１や表示装置１４２に相当する装置をそれぞれ設けるとともに、コントローラ１３０のＲＡＭまたはＲＯＭに前記加工プログラムを記憶させることにより、所望する画像に基づいて打刻加工データを生成するように構成してもよい。すなわち、打刻装置１００に打刻加工データを生成する機能を備えるように構成してもよい。これによれば、外部コンピュータ装置１４０は不要である。

また、上記実施形態においては、Ｚ軸方向フィードモータ１０５の駆動によって図示Ｚ軸方向に変位する昇降ベース１０８にＹ軸方向変位手段およびＸ軸方向変位手段をそれぞれ設けた。これにより、打刻装置１００の構成を簡易かつコンパクトに構成することができる。すなわち、昇降ベース１０８が、本発明に係る昇降体に相当する。そして、この昇降ベース１０８の形状や大きさは、上記実施形態に限定されるものではなく、取り付けられるＹ軸方向変位手段、Ｘ軸方向変位手段およびキャリッジ１２０に応じて適宜決定されればよい。また、打刻装置１００を昇降ベース１０８を用いない構成とすることもできる。例えば、Ｙ軸方向フィードモータ１１０によって図示Ｙ軸方向に変位するＹ軸方向変位体（昇降ベース１０８に相当する）にＺ軸方向変位手段およびＸ軸方向変位手段を取り付けて打刻装置１００を構成することもできる。

ＷＫ…ワーク、ＷＣ…保持具
１００…打刻装置、１０１…基台、１０１ａ…電源スイッチ、１０１ｂ…ワーク配置領域、１０２ａ，１０２ｂ…支柱、１０３…コントローラボックス、１０４…天井フレーム、１０５…Ｚ軸方向フィードモータ、１０５ａ…駆動歯車、１０６…Ｚ軸方向送りネジ、１０６ａ…被動歯車、１０８…昇降ベース、１０８ａ…送りナット、１０９ａ，１０９ｂ…案内シャフト、１１０…Ｙ軸方向フィードモータ、１１１ａ，１１１ｂ…案内シャフト、１１２…送りナット、１１３…Ｙ軸方向送りネジ、１１４ａ，１１４ｂ…案内シャフト、１１５…Ｘ軸方向送りネジ、１１６…Ｘ軸方向フィードモータ
１２０…キャリッジ、１２１…加工工具、１２２…ホルダ、１２３…ソレノイド
１３０…コントローラ、１３１…インターフェース
１４０…外部コンピュータ、１４１…入力装置、１４２…表示装置

Claims

被加工物の表面に打刻痕を形成するための加工工具を用いて、所望する画像を前記打刻痕の集合によって前記被加工物の表面に形成する打刻装置において、
前記被加工物を保持する保持具を有して固定的に設けられた基台と、
前記基台より上方に配置され、前記加工工具を前記被加工物の表面に沿った平面内における一方向としてのＸ軸方向に変位させるＸ軸方向変位手段と、
前記基台より上方側に配置され、前記加工工具を前記被加工物の表面に沿った平面内における前記Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に変位させるＹ軸方向変位手段と、
前記加工工具を保持するとともに前記被加工物に対して接近または離隔させる方向であるＺ軸方向に振動させるキャリッジと、
前記基台より上方に配置され、前記キャリッジを前記Ｚ軸方向に変位させるＺ軸方向変位手段とを備え、
前記Ｚ軸方向変位手段は、
前記基台上に前記Ｚ軸方向に沿って設けられたＺ軸方向送りネジと、
前記キャリッジを保持した状態で前記Ｚ軸方向送りネジと噛合って前記Ｚ軸方向に移動する昇降体とを備え、
前記Ｘ軸方向変位手段および前記Ｙ軸方向変位手段は、前記昇降体に設けられていることを特徴とする打刻装置。
請求項１に記載した打刻装置において、さらに、
前記Ｚ軸方向に延びる案内シャフトと、
前記昇降体に設けられて前記案内シャフトが摺動自在に貫通する案内スリーブとを備えることを特徴とする打刻装置。
請求項１または請求項２に記載した打刻装置において、
前記Ｘ軸方向変位手段、前記Ｙ軸方向変位手段および前記Ｚ軸方向変位手段の作動をそれぞれ制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記基台より上方に配置されていることを特徴とする打刻装置。