JP6078201B1 - シートを加工する方法及びシートの加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工形状を容易に変更可能で、高速でシートを加工する。【解決手段】シート加工装置１は、シート４２００に第１の方向に延在する加工線を複数の加工ヘッド２１０、１０で並行して加工する工程と、シート４２００に第１の方向と直交する第２の方向に延在する加工線を複数の加工ヘッド２１０，１０で並行して加工する工程と、シート４２００に第１の方向及び第２の方向以外の方向に延在する部分を含む加工線を加工ヘッドで加工する工程と、を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、シートを加工する方法及び加工装置に関する。

シートを切断加工及び押罫加工して、加工後のシートを組み立てて梱包箱やディスプレイとして使用することが行われている。

シートを切断加工及び押罫加工する方法として、一般に、打ち抜き型を用いる方法とカッティングプロッタを用いる方法が使用されている。

例えば、特許文献１には、被切断媒体を第１の方向に駆動するとともに、刃を第１の方向と直交する第２の方向に駆動することにより、被切断媒体を所望の形状に切断するカッティングプロッタが記載されている。

また、特許文献２には、カッタをX軸方向とY軸方向に移動させて、材料を切断する方法が記載されている。

特開２００５―２３０９１７号公報 特開平７―２４７８５号公報

加工毎に専用の打ち抜き型を用意しなければならず、加工を変更することが容易ではない。打ち抜き型を使用する方法は、型の生産コスト及び保管コスト、さらには自動打ち抜き装置に打ち抜き型を脱着、調整する段取り時間コストが発生する。このため、コストが大きいという問題がある。特に、少量多品種の加工を行う場合には、コストが大きくなる。また、加工形状の変更が困難である。
また、特許文献１及び２が開示された技術は、一つの刃で切断加工を行うものであり、その高速化には自ずと限界がある。

上記目的を達成するため、この発明に係るシート加工装置（１）は、
第１の位置において、加工対象のシート（４２００）に複数の工具（２１０，１０）を選択的に接触及び離接させると共に前記シートに対し前記複数の工具を第１の方向（Ｘ軸方向）に相対的に移動させることにより、前記シートに前記第１の方向に延在する複数の第１の加工線（ＬＸ１，ＬＸ２）を形成する第１の加工部（１０００）と、
第２の位置において、前記シート（４２００）に複数の工具（２１０，１０）を選択的に接触及び離接させると共に、前記シートに対して前記複数の工具を前記第１の方向に直交する第２の方向（Ｙ軸方向）に相対的に移動させることにより、前記シートに前記第２の方向に延在する複数の第２の加工線（ＬＹ１，ＬＹ２）を形成する第２の加工部（２０００）と、
第３の位置において、前記シート（４２００）に工具（２１０）を選択的に接触及び離接させると共に前記シートと前記工具とを相対的に移動することにより、第３の加工線（傾斜線、曲線）を前記シートに形成する第３の加工部（３０００）と、
前記シートを、第１の位置、第２の位置と第３の位置との間で搬送する搬送装置と、
を備える。

例えば、前記第１の加工部（１０００）は、前記複数の工具（２１０，１０）の位置を固定して、前記シートを前記第１の方向（Ｘ軸方向）に搬送し、前記第２の加工部（２０００）は、前記シートの位置を固定して、前記複数の工具（２１０．１０）を前記第２の方向（Ｙ軸方向）に移動し、前記第３の加工部は、前記シートの位置を固定して、前記工具（１０）を二次元的に移動する。

例えば、前記第１から第３の加工位置は、直線上に配置されており、第１の加工部（１０００）は、前記複数の工具の位置を固定して、前記シートを前記直線に平行に搬送し、第２の加工部（２０００）は、前記シートの位置を固定して、前記工具を前記直線に略直交する方向に移動し、第３の加工部（３０００）は、前記シートの位置を固定して、前記工具を前記直線に平行な方向と前記直線に直交する方向に同調して移動する。

例えば、第１加工部は、前記シートを前記第２の位置又は第３の位置に搬送しつつ前記第１の加工を実行する。

例えば、前記工具は、シートを切断する刃（１０）と、該刃の向きを制御する角度制御機構（１２０）と、を含み、前記加工線は、前記刃により形成された切断線である。

例えば、前記工具は、折目線を形成する押罫部材（２１０）と従動的に前記押罫部材の向きを調整する向き調整機構とを備える。

例えば、前記シートの加工データから、前記第１の加工線を形成するための第１の加工データと、前記第２の加工線を形成するための第２の加工データと、前記第３の加工線を形成するための第３の加工データとを識別する制御装置を備えてもよい。この場合、前記第１加工部は、前記第１の加工データに基づいて、前記第１の加工線を形成し、前記第２加工部は、前記第２の加工データに基づいて、前記第２の加工線を形成し、前記第３加工部、前記第３の加工データに基づいて、前記第３の加工線を形成する。

上記目的を達成するため、この発明に係るシート加工方法は、
第１の位置において、複数の工具を加工対象のシートに選択的に接触及び離接させると共に前記シートに対し前記複数の工具を第１の方向に相対的に移動させることにより、前記シートに前記第１の方向に延在する複数の第１の加工線を並行して形成する第１の加工工程と、
第２の位置において、複数の工具を前記シートに選択的に接触及び離接させると共に、前記シートに対して複数の工具を前記第１の方向に直交する第２の方向に相対的に移動させることにより、前記シートに前記第２の方向に延在する複数の第２の加工線を並行して形成する第２の加工工程と、
第３の位置において、工具を前記シートに選択的に接触及び離接させると共に前記シートと前記工具とを相対的に移動することにより、第３の加工線を前記シートに形成する第３の加工工程と、
前記シートを、第１の位置、第２の位置と第３の位置との間で搬送する搬送工程と、
を含む。

上記目的を達成するため、この発明に係る第１のコンピュータプログラムは、
コンピュータに、
第１の位置において、加工対象のシートに複数の工具を選択的に接触及び離接させると共に前記シートに対し前記複数の工具を第１の方向に相対的に移動させることにより、前記シートに前記第１の方向に延在する複数の第１の加工線を形成するように、前記工具の駆動機構と前記シートの搬送機構を制御するステップと、
第２の位置において、前記シートに複数の工具を選択的に接触及び離接させると共に、前記シートに対して複数の工具を前記第１の方向に直交する第２の方向に相対的に移動させることにより、前記シートに前記第２の方向に延在する複数の第２の加工線を形成するように、前記工具の駆動機構と前記シートの搬送機構とを制御するステップと、
第３の位置において、前記シートに工具を選択的に接触及び離接させると共に前記シートと前記工具とを相対的に移動することにより、第３の加工線を前記シートに形成するように、前記工具の駆動機構を制御するステップと、
を実行させる。

本発明によれば、専用の打ち抜き型などを用いることなく加工が可能であり、加工形状を任意に調整できる。また、段取り時間を抑えることができる。また、加工コストも抑えることができる。また、複数の工具で並行して加工を行うので、加工を高速化することができる。

本願発明の実施の形態にかかるシート加工装置の斜視図 図１に示すシート加工装置の押罫機構の構成図 図１に示すシート加工装置の切断機構の構成図 図１に示すシート加工装置の制御機構の構成図 （Ａ）〜（Ｄ）は、シートの加工の例を示した図

（実施の形態１）
以下に本願発明を実施する形態に係るシート加工装置とシート加工方法を、図面を参照しながら説明する。

本実施の形態に係るシート加工装置１は、図１に示すように、処理対象のシート４２００に工具（押罫部材２１０とカッタ刃１０）を用いて切断加工と押罫加工を施す装置である。シート加工装置１は、第１のステージ１０００と、第２のステージ２０００と、第３のステージ３０００を備える。シート加工装置１は、シート４２００を、第１ステージ１０００から第３ステージ３０００に搬送しつつ、順次加工する。

以下の説明では、理解を容易にするため、図１に示すように、ＸＹＺ座標を設定し、適宜参照する。Ｘ軸方向は、シート４２００の搬送方向であり、Ｙ軸方向はシート４２００の搬送方向と直交し且つシート４２００と平行である方向、Ｚ軸方向はシート４２００の表面に垂直な方向である。なお、単にＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向と説明する際には、±Ｘ軸方向、±Ｙ軸方向、±Ｚ軸方向を含む。

第１ステージ１０００〜第３ステージ３０００の上面は、面一に形成され、全体として１つの載置面を形成している。シート４２００が載置されたテーブル４１００が、載置面上を搬送される。テーブル４１００を搬送する搬送機構は既知の任意の構成を採用可能である。例えば、搬送機構は、シート加工装置１に形成され、Ｘ軸方向に延在するラックと、テーブル４１００に形成されたピニオンとから構成される。ピニオンとラックは噛み合っている。ピニオンの回転に伴ってテーブル４１００は±Ｘ軸方向に移動する。

加工対象のシート４２００は、テーブル４１００の所定の位置に且つ所定の向きに配置される。シート４２００としては板紙、段ボールや樹脂製フィルムなどがある。シート４２００の形状、サイズ、材質は限定されない。テーブル４１００は、その表面に微細な穴が開けられており、内部に吸引機構を有する。シート４２００は、吸引力によってテーブル４１００の上面に吸着される。

第1ステージ１０００には、６つの押罫機構１１１０〜１１６０と、６つの切断機構１２１０〜１２６０が配置されている。

押罫機構１１１０〜１１６０は、押罫部材をシート４２００に押し当てて、Ｘ軸方向に延在する折目線（以下、Ｘ折目線）をシート４２００に形成する。

押罫機構１１１０〜１１６０は、Ｙ軸方向に延在して配置された固定フレーム１１００に支持されている。各押罫機構１１１０〜１１６０は、それぞれ、移動機構を有し、互いに独立して、固定フレーム１１００に沿ってＹ軸方向に移動可能に構成されている。移動機構は、ラックアンドピニオン機構、ボール螺子による直動機構、タイミングベルト移動機構などから構成される。移動機構の動力源は、ステッピングモータ、サーボモータ等から構成される。

押罫機構１１１０〜１１６０の詳細な構造を、図２を参照して説明する。
図２は、押罫機構１１１０の構造を示す。押罫機構１１２０〜１１６０も押罫機構１１１０と同様の構成を有する。

図示するように、押罫機構１１１０は、フレーム２０１と、ブラケット２０２と、押罫部材２１０と、ローラ保持部材２２３と、ガイド部材２２１と、上下動用モータ２２０と、スライド機構２２２と、スライド用モータ２３０と、ピニオン２３１と、ラック２３２と、スライド機構２４０a、２４０bとを備える。

押罫部材２１０は、円板から構成されている。この円板は外縁部の厚みが徐々に薄くなり、周縁が尖った形状を有する。押罫部材２１０の中心軸２１１はローラ保持部材２２３に回転自在に保持されており、Ｒ１方向に回転可能である。

ローラ保持部材２２３はガイド部材２２１を介して上下動用モータ２２０の軸２２４に、軸２２４と同軸の回転軸２２５を中心に回動可能に保持されている。これにより、押罫部材２１０に受ける力に応じて、押罫部材２１０の向きが自由に変化する。
上下動用モータ２２０はボール螺子機構を内蔵し、その回転により、軸２２４がＺ軸方向（上下方向）に出し入れされる。

ガイド部材２２１は軸２２４に固定され、上下動用モータ２２０の側面に沿って上方に延在している。ガイド部材２２１の上端部には、スライダ２２２が固定されている。スライダ２２２は、上下動用モータ２２０の側面にＺ軸方向に延在して装着されたレール２２０ａにスライド可能に取りつけられている。

スライダ２２２がレール２２０ａに沿ってＺ軸方向に移動することにより、ガイド部材２２１を介して、押罫部材２１０もＺ軸方向（上下方向）に移動する。

上下動用モータ２２０はブラケット２０２を介してフレーム２０１に固定されている。フレーム２０１はＸ軸方向に延びる腕部を備える。この腕部には、横移動用モータ２３０が固定されている。横移動用モータ２３０の回転軸にはピニオン２３１が固定されている。ピニオン２３１は、固定フレーム１１００に固定され、Ｙ軸方向に延在するラック２３２と噛み合っている。フレーム２０１にはスライダ２４０ａが取り付けられている。一方、固定フレーム１１００には、Ｙ軸方向に延在するレール２４０ｂが固定されている。スライダ２４０ａは、レール２４０ｂにスライド可能に取りつけられている。この構成により、モータ２３０の回転により、フレーム２０１及びフレーム２０１に支持された押罫部材２１０がＹ軸方向にスライドする。

図示せぬ制御部は、押罫加工を開始する前に、横移動用モータ２３０を駆動してピニオン２３１を回転することで、フレーム２０１を±Ｙ軸方向へ移動し、押罫部材２１０をシート４２００の押罫加工する位置に配置する。制御部は、押罫加工を開始する時に、上下動用モータ２２０を駆動して軸２２４をモータ２２０本体から突出させ、押罫部材２１０をシート４２００の押罫加工の開始位置に押し当てる。制御部は、その後、押罫部材２１０の位置を固定したまま、テーブル４１００を±Ｘ軸方向に搬送する。テーブル４１００の搬送に伴って加工対象のシート４２００がＸ軸方向に移動し、押罫部材２１０がシート４２００の移動に伴って回転し、シート４２００に折目線を形成する。

押罫部材２１０をシート４２００に押し込む量（深さ）は、シート４２００の厚みや材質によって微調整が必要である。例えば、上下動用モータ２２０の駆動を制御することにより押罫部材２１０をシート４２００に押し込む量を調整することが可能である。

図１に示す切断機構１２１０〜１２６０は、Ｙ軸方向に延在する固定フレーム１２００に配置されている。押罫機構１１１０〜１１６０と同様に、切断機構１２１０〜１２６０は、それぞれ、移動機構により、固定フレーム１２００に沿ってＹ軸方向に移動し、切断加工位置に移動出来る。

切断機構１２１０〜１２６０の詳細な構造を、図３を参照して説明する。
図３は、切断機構１２１０の構造を示す。切断機構１２２０〜１２６０も切断機構１２１０と同様の構成を有する。
切断機構１２１０は、図示するように、カッタ刃１０、カッタホルダ３０、カッタ軸４０、スリーブ５０、プーリ５１、検知板５２、センサ５３、ハウジング５５、偏心カム６０、圧縮バネ６５、振動モータ１１０、角度調整用モータ１２０、プーリ１２１、タイミングベルト１２２、を備える。

カッタ刃１０は、カッタホルダ３０に取り外し可能に装着されている。カッタホルダ３０はカッタ軸４０に固定されている。カッタ軸４０は、スリーブ５０内に、所定のストロークのみその中心軸方向（Ｚ軸方向）に移動可能に保持されている。スリーブ５０はハウジング５５内でカッタ軸４０の中心軸を中心に回転可能に保持されている。スリーブ５０にはプーリ５１が同軸で固定されている。プーリ５１は、角度調整用モータ１２０の回転軸に同軸で固定されたプーリ１２１とタイミングベルト１２２で連結されている。検知板５２はプーリ５１に固定され、センサ５３は検知板５２を検知する。

角度調整用モータ１２０の回転により、プーリ１２１が回転し、プーリ１２１の回転により、タイミングベルト１２２を介して、プーリ５１とプーリ５１に固定されたスリーブ５０が回転する。スリーブ５０が回転すると、スリーブ５０内でカッタ軸４０も回転し、カッタホルダ３０に保持されたカッタ刃１０がＺ軸回りに回転する。カッタ刃１０の回転量はセンサ５３が検知板５２を検知することで測定できる。

ハウジング５５の上部には振動モータ１１０が固定されている。振動モータ１１０の回転軸には偏心カム６０が固定されている。偏心カム６０は、カッタ軸４０の上部に配置されている。カッタ軸４０は、その上端部が偏心カム６０に当接するように圧縮バネ６５により上方に付勢されている。

振動モータ１１０が回転すると、偏心カム６０も回転し、偏心カム６０に当接しているカッタ軸４０がその軸方向に移動する。これにより、カッタ刃１０がカッタ軸４０の軸方向に振動する。

ハウジング５５はベース７５に固定されている。ベース７５にはスライダ１５０ａが固定されている。スライダ１５０ａは、Ｚ軸方向に延在し、フレーム１５１に固定されたレール１５０ｂにスライド可能に保持されている。ベース７５には、Ｚ軸方向に延在するラック８０が固定されている。ラック８０には、ピニオン７０が噛み合っている。ピニオン７０は、フレーム１５１に固定された上下動用モータ１３０により駆動される。

上下動用モータ１３０が回転すると、ピニオン７０が回転し、ラック８０をＺ軸方向へ移動させる。ラック８０の移動に伴って、フレーム７５もＺ軸方向に移動し、フレーム７５に保持されたカッタ刃１０をＺ軸方向へ移動させる。

フレーム１５１にはスライダ１６０ａが固定されている。一方、固定フレーム１２００には、Ｙ軸方向に延在するレール１６０ｂが固定されている。スライダ１６０ａは、スライド可能にレール１６０ｂに取りつけられている。これにより、フレーム１５１は、固定フレーム１２００にＹ軸方向へ移動可能に保持される。固定フレーム１２００にはラック１００が固定されている。ラック１００と噛み合うピニオン９０は、フレーム１５１に固定された横移動用モータ１４０の回転軸と連結される。

横移動用モータ１４０が回転すると、ピニオン９０が回転し、固定フレーム１２００に沿って、フレーム１５１がＹ軸方向に移動する。

制御部は、切断加工をする前に、横移動用モータ１４０を駆動してフレーム１５１をＹ軸方向に移動して、カッタ刃１０を、シート４２００を切断する位置に移動する。次に、制御部は、角度調整用モータ１２０を駆動して、カッタ刃１０の向きを形成予定の切断線の向き（Ｘ軸方向とＹ軸方向の向き）に一致させる。振動用モータ１１０を駆動してカッタ刃１０にＺ軸方向の振動を与える。切断加工を開始するときに上下動用モータ１３０を駆動し、カッタ刃１０がシート４２００を切断する位置へ移動する。その後、カッタ刃１０の位置を固定した状態で、シート４２００をＸ軸方向に移動させることで、被加工シート４２００に切断線を形成する。

図１に示す第２のステージ２０００は、被加工シート４２００に、Ｙ軸方向に延びる加工線（以下、Ｙ加工線）を形成するためのステージである。第２ステージ２０００では、シート４２００は、停止した状態で加工される。

第２のステージ２０００には、Ｙ軸方向に延在する一対の固定フレーム２３００と２４００が配置されている。
固定フレーム２３００と２４００に掛け渡されて、移動フレーム２１００と２２００とが配置されている。移動フレーム２１００と２２００は、それぞれ、移動機構２１７０と２２７０により、固定フレーム２３００と２４００上を、Ｙ軸方向に移動可能である。

移動フレーム２１００は、６つの押罫部材２１１０〜２１６０を備える。
各押罫部材２１１０〜２１６０は、図２に示す構成を有し、押罫部材２１０をシート４２００に押しつけ又は離接し、また、移動フレーム２１００に沿ってＸ軸方向に移動する。押罫部材２１０をシート４２００に押しつけた状態で、移動フレーム２１００がＹ軸方向に移動すると、シート４２００には、Ｙ軸方向に延在する折り曲げ線が形成される。

移動フレーム２２００は、６つの切断部材２２１０〜２２６０を備える。
各切断部材２２１０〜２２６０は、図３に示す構成を有し、カッタ刃１０を、シート４２００を貫通させ又は離接し、また、移動フレーム２２００に沿ってＸ軸方向に移動する。カッタ刃１０をシート４２００に貫通させた状態で、移動フレーム２２００がＹ軸方向に移動すると、シート４２００には、Ｙ軸方向に延在する切断線が形成される。

なお、被加工シート４２００を吸着したテーブル４１００が移動中に、第２ステージ２０００で先に加工する方（例えば回転ローラ機構）を相手方の原点位置（例えばカッタ機構）側へ送り込んでおけばさらに加工時間を短縮することが出来る。

図１に示す第３のステージ３０００は、被加工シート４２００に、傾斜線か曲線状の切断線を形成するためのステージである。第３ステージ３０００では、シート４２００は、停止した状態で加工される。

第３のステージ３０００の両側部に、Ｘ軸方向に延在するレール３２１０が固定されている。
レール３２１０に掛け渡されて、移動フレーム３１００が配置されている。移動フレーム３１００は、駆動機構３２２０を備え、レール３２１０上を、移動可能に形成されている。

移動フレーム３１００は、２つの切断部材３１１０、３１２０を備える。
各切断部材３１１０、３１２０は、図３に示す構成を有し、カッタ刃１０を、シート４２００を貫通させ又は離接し、また、移動フレーム３１００に沿ってＹ軸方向に移動する。

次に、シート加工装置１の内部構造について説明する。
シート加工装置１は、上述した各モータを駆動するための制御機構４００を備える。

制御機構４００は、図４に示すように、記憶部４１０と、第１ステージドライバ４２０と、第２ステージドライバ４３０と、第３ステージドライバ４４０と、搬送ドライバ４５０と、制御部４６０と、を備える。

記憶部４１０は、切断加工と押罫加工の内容を定義するＣＡＤデータを記憶する。

第1ステージドライバ４２０は、制御部４６０の制御に従って、第1ステージ１０００の各モータを駆動する。第1ステージ１０００のモータは、押罫機構１１１０〜１１６０の上下動用モータ２２０と横移動用モータ２３０、各切断機構１２１０〜１２６０の振動モータ１１０と角度調整用モータ１２０と上下動用モータ１３０と横移動用モータ１４０とを含む。

第２ステージドライバ４３０は、制御部４６０の制御に従って、第２ステージ２０００の各モータを駆動する。第２ステージ２０００のモータは、移動フレーム２１００と２２００をそれぞれＹ軸方向に移動するモータ、押罫機構２１１０〜２１６０の上下動用モータ２２０と横移動用モータ２３０、各切断機構２２１０〜２２６０の振動モータ１１０と角度調整用モータ１２０と上下動用モータ１３０と横移動用モータ１４０とを含む。

第３ステージドライバ４４０は、制御部４６０の制御に従って、第３ステージ３０００のモータを駆動する。第３ステージ３０００のモータは、移動フレーム３１００をＸ軸方向に移動するモータと、各切断機構３１１０、３１２０の振動モータ１１０と角度調整用モータ１２０と上下動用モータ１３０と横移動用モータ１４０とを含む。

搬送ドライバ４５０は、搬送機構のモータを制御し、テーブル４１００を搬送する。

制御部４６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＲＡＭ(Random Access Memory Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、入出力装置(Ｉ／Ｏ装置）等から構成される。

ＲＯＭは、ＣＰＵが実行するための制御プログラムを記憶する。この制御プログラムは、記憶部４１０に記憶されているＣＡＤデータを解析して、解析結果に基づいて、第1ステージ１０００〜第３ステージ３０００の各モータと、搬送機構を制御する動作をＣＰＵに実行させるためのプログラムである。制御の詳細は後述する。

ＲＡＭは、ＣＰＵのワークメモリとして機能し、展開されたＣＡＤデータ、加工対象のシート４２００の位置、各押罫部材２１０、カッタ刃１０の位置等を記憶する。

ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、記憶部４１０に記憶されたＣＡＤデータをＲＡＭに展開し、展開したＣＡＤデータを解析して、加工線（切断線と押罫線）を、Ｘ軸方向に延在する加工線（以下、Ｘ加工線と呼ぶ）、Ｙ軸方向に延在する加工線（以下、Ｙ加工線と呼ぶ）、曲線又は傾斜線の加工線に分類する。次に、ＣＰＵは、Ｘ加工線のデータに基づいて、第1ステージドライバ４２０と搬送ドライバ４５０とを介して、第１ステージ１０００のモータと搬送機構のモータとを同期して制御し、Ｘ加工線を形成する。

続いて、ＣＰＵは、搬送ドライバ４５０を介してテーブル４１００を搬送し、シート４２００を第２ステージ２０００に搬送する。

続いて、ＣＰＵは、Ｙ加工線のデータに基づいて、第２ステージドライバ４３０を介して、第２ステージ２０００のモータを制御し、Ｙ加工線を形成する。

続いて、ＣＰＵは、搬送ドライバ４５０を介してテーブル４１００を搬送し、シート４２００を第３ステージ３０００に搬送する。

続いて、ＣＰＵは、曲線又は傾斜線の加工線のデータに基づいて、第３ステージドライバ４４０を介して、第３ステージ３０００の各モータを制御し、曲線又は傾斜線の加工線を形成する。

次に、上記構成を有するシート加工装置１によるシートの加工方法を説明する。
理解を容易にするため、図５（Ａ）に示すように、シート４２００から箱の展開シート４３００を得るように、シート４３００に切断加工線及び押罫線施す例を参照しつつ説明する。なお、図５（Ａ）において、実線は切断線、破線は押罫線を示し、全体として箱の展開図に相当する。

また、シート４２００の一角を基準として、直交するＵ軸とＶ軸を設定し、適宜参照する。また、シート４２００は、Ｕ軸がＸ軸に平行、Ｖ軸がＹ軸に平行になるように、テーブル４２００にセットされるものとする。制御部４６０は、シート４２００のセンサによりシート加工装置１のＸＹＺ座標上の位置を判別することで、各工具のＵＶ座標上での位置を求めることができる。

まず、記憶部４１０に、展開シートの加工内容を定義するＣＡＤデータが記憶される。

制御部４６０は、ＣＡＤデータを解析し、図５（Ｂ）に模式的に示すＸ軸方向に延在するＸ加工線と図５（Ｃ）に模式的に示すＹ軸方向に延在するＹ加工線を抽出する。残りの加工線が、図５（Ｄ）に示す曲線／傾斜加工線となる。

制御部４６０は、図５（Ｂ）に示す押罫線と切断線に第１ステージ１０００の押罫機構１１１０〜１１６０と切断機構１２１０〜１２６０を割り当てる。ここでは、切断線ＬＸ１に切断機構１２６０を、押罫線ＬＸ２に押罫部材１１６０を有り当てることとする。また、制御部４６０は、各加工線の始点と終点を求める。

次に、制御部４６０は、図５（Ｃ）に示すＹ押罫線とＹ切断線に第２ステージ２０００の押罫機構２１１０〜２１６０と切断機構２２１０〜２２６０を割り当てる。ここでは、Ｙ切断線ＬＹ１に切断機構２２６０を、Ｙ押罫線ＬＹ２に押罫機構２１６０を有り当てることとする。また、制御部４６０は、各加工線の始点と終点を求める。

同様に、制御部４６０は、図５（Ｄ）に示す各切断線を第３ステージ３０００の切断部材に割り当てる。また、制御部４６０は、各加工線の始点と終点を求める。
制御部４６０は、シート４２００のセンサによりシート加工装置１のＸＹＺ座標上の位置を判別する。制御部４６０は、各工具のＸＹＺ座標上の位置を把握しており、座標変換により、各工具のＵＶ座標上での位置を求めることができる。

次に、加工対象のシート４２００をテーブル４１００上に配置する。テーブル４１００に備えた吸引機構によりシート４２００はテーブル４１００に固定される。

制御部４６０は、第１ステージドライバ４２０を介して、各押罫機構１１１０〜１１６０を、固定フレーム１１００に沿って移動させ、対応するＸ押罫線のＹ軸方向の形成位置に移動させる。制御部４６０は、同様に、第１ステージドライバ４２０を介して、各切断機構１２１０〜１２６０を、固定フレーム１２００に沿って移動させ、対応するＸ切断線のＹ軸方向の形成位置に移動させる。図４の例では、押罫機構１１６０をＸ折り線ＬＸ２のＹ軸方向位置、切断機構１２６０をＸ切断線ＬＸ１のＹ軸方向位置に移動させる。

一方で、制御部４６０は、搬送ドライバ４５０を介して搬送機構を駆動し、テーブル４１００を押罫機構１１１０〜１１６０及び切断機構１２１０〜１２６０に向けて搬送する。

制御部４６０は、シート４２００上の各Ｘ押罫線の始点が、そのＸ押罫線に割り当てられている押罫機構１１１０〜１１６０の部材２１０の位置に達したか否かを判別する。制御部４６０は、達したと判別すると、その押罫機構１１１０〜１１６０のモータ２２０を駆動して、押罫部材２１０をシート４２００に押し当てる。押罫部材２１０は、シート４２００の搬送に伴って、その向きがＸ軸方向となる。

以後、押罫部材２１０がシート４２００を押圧し、シート４２００のＸ軸方向への搬送により、Ｘ軸方向に延びる折目線が形成される。

制御部４６０は、シート４２００上の各Ｘ押罫線の終点が、そのＸ押罫線に割り当てられている押罫機構１１１０〜１１６０の部材２１０の位置に達したか否かを判別する。制御部４６０は、達したと判別すると、その押罫機構１１１０〜１１６０のモータ２２０を駆動して、押罫部材２１０をシート４２００から離し、非加工位置へ移動させる。これにより、始点から終点までＸ軸方向に延びる折目線がシート４２００に形成される。

同様に、制御部４６０は、シート４２００上の各Ｘ切断線の始点が、そのＸ切断線に割り当てられている切断機構１２１０〜１２６０のカッタ刃１０の位置に達したか否かを判別する。制御部４６０は、達したと判別すると、その切断機構１２１０〜１２６０の上下動用モータ１３０を駆動して、カッタ刃１０をシート４２００に貫通させる。また、制御部４６０は、角度調整用モータ１２０を駆動して、カッタ刃１０の向きを−Ｘ軸方向に向ける。さらに、制御部４６０は、振動用モータ１１０を駆動し、カッタ刃１０を上下に振動させる。

以後、カッタ刃１０が振動しながらシート４２００を切断し、シート４２００にＸ軸方向に延びる切断線が形成される。

制御部４６０は、シート４２００上の各Ｘ切断線の終点が、そのＸ切断線に割り当てられている切断機構１２１０〜１２６０のカッタ刃１０の位置に達したと判別すると、切断機構１２１０〜１２６０の上下動用モータ１３０を駆動して、カッタ刃１０をシート４２００から離し、非加工位置へ移動させる。これにより、始点から終点までＸ軸方向に延びる折目線がシート４２００に形成される。制御部４６０は、また、振動用モータ１１０を停止する。

図４の例では、制御部４６０は、切断線ＬＸ１の始点ＰＸ１の位置が、切断機構１２６０のカッタ刃１０の位置に達すると、制御部４６０は、上下動用モータ１３０を駆動して、カッタ刃１０をシート４２００に貫通させる。なお、カッタ刃１０の向きは−Ｘ軸方向に予め調整されている。これにより、シート４２００がカッタ１０により切断される。一方、制御部４６０は、シート４２００の切断線ＬＸ１の終点ＰＸ２の位置が、切断機構１２６０のカッタ刃１０の位置に達すると、上下モータ２３０を駆動して、カッタ刃１０をシート４２００から離す。これにより、シート４２００にＸ軸方向に延在する切断線ＬＸ１が形成される。

同様に、シート４２００の押罫線ＬＸ２の始点ＰＸ３の位置が、押罫機構１１６０の押罫部材２１０の位置に達すると、制御部４６０は、上下動用モータ２２０を駆動して、押罫部材２１０をシート４２００に押しつける。これにより、シート４２００が押罫部材２１０により折目線が形成される。一方、制御部４６０は、シート４２００の押罫線ＬＸ２の終点ＰＸ４の位置が、押罫機構１１６０の押罫部材２１０の位置に達すると、上下動用モータ２２０を駆動して、押罫部材２１０をシート４２００から離す。これにより、シート４２００にＸ軸方向に延在する折目線ＬＸ２が形成される。

テーブル４１００の第１ステージ１０００上の搬送が終了すると、
シート４２００への縦加工線の形成が完了する。
こうして、シート４２００を第１ステージ１０００から第２ステージ２０００に搬送しながら、シート４２００の加工が完了する。

なお、テーブル４１００の１回の搬送で全ての折目線と切断線を形成できない場合には、テーブル４１００を第１ステージ１０００上の基準位置に戻し、再度テーブル４１００をＸ軸方向に移動しながら、残りの加工線を形成すればよい。
また、シート４２００を−Ｘ軸方向に搬送する際に加工してもよい。この場合、制御部４６０は、第１ステージドライバ４２０を介して、角度調整用モータ１２０を制御して、カッタ刃１０を＋Ｘ軸方向に向ける。また、押罫部材２１０は、シート４２００の動きに従って回転し、その向きを変更する。

こうして、シート４２００（テーブル４１００）が第２のステージ２０００の所定の位置へ移動したときには、シート４２００にＸ折目線とＸ切断線の加工は完了している。

続いて、制御部４６０は、テーブル４２００を第２ステージ２０００の基準位置まで搬送する。

続いて、制御部４６０は、第２ステージドライバ４３０を介して、押罫機構２１１０〜２１６０の横移動用モータ２３０を制御して、各押罫部材２１０を、その押罫部材２１０に割り当てられたＹ折目線のＸ座標の位置に移動させる。同様に、制御部４６０は、第２ステージドライバ４３０を介して、横移動用モータ１４０を駆動して、各カッタ刃１０を、対応するＹ切断線のＸ座標位置に移動させる。

次に、制御部４６０は、テーブル４１００を固定した状態のまま、第２ステージドライバ４３０を介して移動機構２１７０を駆動し、移動フレーム２１００を、固定フレーム２３００に沿って−Ｙ軸方向に移動させる。

各押罫部材２１０が対応するＹ折目線の始点位置に達したと判定すると、制御部４６０は、押罫機構１１１０〜１１６０のモータ２２０を駆動して、その押罫部材２１０をシート４２００に押し当てる。以後、押罫部材２１０がシート４２００を押圧した状態のまま、移動フレーム２１００は−Ｙ軸方向に移動し、Ｙ軸方向に延びる折目線が形成される。制御部４６０は、押罫部材２１０が形成中の横折目線の終点位置に達すると、上下動用モータ２２０を駆動して、押罫部材２１０をシート４２００から離す。これにより、始点から終点までＹ軸方向に延びる折目線がシート４２００に形成される。
制御部４６０は、折目線の形成が終了すると、移動フレーム２１００をホームポジションに戻す。

続いて、制御部４６０は、テーブル４１００を固定した状態のまま、第２ステージドライバ４３０を介して移動機構２２７０を駆動し、移動フレーム２２００を、固定フレーム２３００、２４００に沿って＋Ｙ軸方向に移動させる。また、制御部４６０は、各切断機構２２１０〜２２６０の角度調整用モータ１２０を駆動して、カッタ刃１０を＋Ｙ軸方向に向ける。

制御部４６０は、各押罫部材２１０が対応するＹ折目線の始点位置に達したと判定すると、切断機構２２１０〜２２６０の上下動用モータ１３０を駆動して、カッタ刃１０をシート４２００に貫通させる。また、振動用モータ１１０を駆動して、カッタ刃１０を上下方向に振動させる。

以後、カッタ刃１０がシート４２００を貫通して上下動した状態のまま、移動フレーム２２００は＋Ｙ軸方向に移動し、Ｙ軸方向に延びる切断線が形成される。制御部４６０は、カッタ刃１０が切断線の終点位置に達すると、上下動用モータ１３０を駆動して、カッタ刃１０をシート４２００から離す。また、振動用モータ１１０を停止する。これにより、始点から終点までＹ軸方向に延びる切断線がシート４２００に形成される。

制御部４６０は、切断線の形成が終了すると、移動フレーム２１００をホームポジションに戻す。

図４の例を参照すると、制御部４６０は、移動フレーム２１００の移動により、押罫機構２１６０の押罫部材２１０が押罫線ＬＹ２の始点ＰＹ３に到達すると、制御部４６０は、押罫部材２１０をシート２０００に押しつける。制御部４６０は、押罫機構２１６０の押罫部材２１０が押罫線ＬＹ２の終点ＰＹ４に到達すると、押罫部材２１０をシート４２００から離す。これにより折目線ＬＹ２が形成される。

折目線の形成が完了すると、制御部４６０は、移動フレーム２２００を＋Ｙ軸方向に移動する。この移動により、切断機構２２６０の＋Ｙ軸方向を向いたカッタ刃１０が切断線ＬＹ１の始点ＰＹ１に到達すると、制御部４６０は、カッタ刃１０にシート２０００を貫通させる。制御部４６０は、切断機構２２６０のカッタ刃１０が切断線ＬＹ１の終点ＰＹ２に到達すると、カッタ刃１０をシート４２００から離す。これにより切断線ＬＹ１が形成される。

全てのＹ押罫線及びＹ切断線の形成が完了すると、シート４２００を固定したままテーブル４１００を第３のステージ３０００の基準位置へ移動させる。

制御部４６０は、第３のステージ３０００で、シート４２００に、斜め切断線と曲線剪断線の切断加工を行う。具体的には、制御部４６０は、第３ステージドライバ４４０を介して移動機構３２２０を駆動し、移動フレーム３１００をＸ軸方向に移動し、且つ、移動フレーム３１００に沿って切断機構３１１０，３１２０を同調（同期）して移動させる。制御部４６０は、さらに、形成する切断線のカッタ刃１０の現在の位置での傾きに合致するように、角度調整用モータ１２０を駆動して、カッタ刃１０の向きを制御する。

さらに、制御部４６０は、第３ステージドライバ４４０を介して、切断線の開始位置でカッタ刃１０を押し下げてシート４２００を貫通させ、終了位置でカッタ刃１０を引き上げて、シート４２００から離接させる。また、切断中は、カッタ刃１０を振動させる。さらに、制御部４６０は、切断中は、形成する切断線のカッタ刃１０の現在の位置での傾きに合致するように、角度調整用モータ１２０を駆動して、カッタ刃１０の向きを制御する。
このような動作により、制御部４６０は、斜め切断線と曲線切断線を形成する。

図５に示す例の場合、例えば、曲線切断線Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１５、Ｌ１５と斜め切断線Ｌ１３、Ｌ１４に切断機構３１１０に割り当て、曲線切断線Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３、Ｌ２４を切断機構３１２０を割り当てる。続いて、制御部４６０は、移動フレーム３１００をＸ軸方向に移動させながら、切断機構３１２０と３１１０を移動フレーム３１００に沿って移動させ、カッタ刃１０の向きを調整し、且つ、カッタ刃１０の上下動を制御することにより、各切断線を形成する。

なお、加工が終了すると、シート４２００は、図示せぬ次段の装置に引き渡され、テーブル４１００は図１に示すホームポジションに復帰する。あるいは、加工終了後、テーブル４１００は図１に示すホームポジションに復帰し、加工済のシート４２００は他装置に引き取られる。

このようにして、本実施の形態のシート加工装置１は、加工線のうち、Ｘ軸方向の加工線と、Ｙ軸方向の加工線と、その他の加工線とを分離し、それぞれを、並行して、且つ、複数の加工機構で実行する。従って、高速でシート４２００を加工することができる。

なお、本実施例では、第1ステージ１０００では、Ｘ軸方向に延在する加工線のみを加工した。ただし、これに限定されず、加工線がＸ軸方向に対し所定角度、例えば、２５°程度以下であるならば、傾斜加工線、曲線加工線を加工してもよい。例えば、テーブル４１００をＸ軸方向に移動させながら、押罫機構１１１０〜１１６０をＹ軸方向に移動させることにより、傾斜したあるいは曲線の折目線を形成してもよい。同様に、テーブル４１００をＸ軸方向に移動させながら、切断機構１２１０〜１２６０をＹ軸方向に移動させることにより、傾斜したあるいは曲線の切断線を形成してもよい。この際、切断機構１２１０〜１２６０の動きに同調（同期）して、カッタ刃１０の回転角を制御することが望ましい。

また、本実施例では、第２ステージ２０００では、Ｙ軸方向に延在する加工線のみを加工した。ただし、これに限定されず、加工線がＹ軸方向に対し所定角度、例えば、２５°程度以下であるならば、傾斜加工線、曲線加工線を加工してもよい。例えば、移動フレーム２１００をＹ軸方向に移動させながら、各押罫機構２１１０〜２１６０をＹ軸方向に移動させることにより、傾斜したあるいは曲線の折目線を形成してもよい。同様に、移動フレーム２２００をＸ軸方向に移動させながら、切断機構２２１０〜２２６０をＸ軸方向に移動させることにより、傾斜したあるいは曲線の切断線を形成してもよい。この際、切断機構２２１０〜２２６０のＸ軸方向の動きに同調（同期）して、カッタ刃１０の回転角を制御することが望ましい。

本実施例では第３のステージ３０００では、折目加工を行っていないが、押罫機構を配することも可能である。この場合、レール３２１０上をＸ軸方向に移動するフレームを配置し、このフレームをＹ軸方向に移動する押罫機構を求めればよい。

第１〜第３のステージ１０００〜３０００の配置順は任意である。例えば、第３〜第１のステージ３０００〜１０００の順番としてもよい。

また、第１ステージ１０００では、工具（カッタ刃１０，押罫部材２１０）を固定して、シート４２００を搬送したが、第２ステージ２０００と同様に、シート４２００を固定し、工具をＸ軸方向に移動させてもよい。

（実施の形態２）
実施の形態１では、第１のステージ１０００、第２のステージ２０００及び第３のステージ３０００と、異なる場所でシート４２００を加工するシート加工装置１を説明した。この発明はこれに限定されない。同一の場所で、Ｘ加工線と、Ｙ加工線と、傾斜加工線、曲線加工を形成することも可能である。
この場合、例えば、実施の形態１の第２ステージ２０００の構成のみを使用することで達成できる。
この場合、被加工シート４２００をテーブル４１００上に固定し、第２ステージ２０００に固定する。

まず、Ｘ加工線（又はＹ加工線）を形成する。
続いて、テーブル４１００を９０度回転し又は被加工シート４２００を９０°回転する。
続いて、Ｙ加工線（又はＸ加工線）を加工する。
続いて、傾斜加工線と曲線加工線の形成を１個若しくは２個の押罫機構及び／又は切断機構をＸＹ軸方向に移動させながら形成する。以上で、被加工シート４２００の加工が完了する。

（変形例）
実施の形態１と実施の形態２では、カットシート４２００を加工する例を示したが、連続紙を加工してもよい。連続紙を加工する場合、連続紙を搬送しながら第1ステージ１０００でＸ加工線を形成し、搬送を停止してから第２ステージ２０００でＹ加工線を形成し、さらに、搬送してから第３ステージ３０００で傾斜／曲線加工線を形成する。

連続紙を加工する場合、実施の形態１の構成では、連続紙を搬送しながら第1ステージ１０００でＸ加工線を形成し、搬送を停止してから第２ステージ２０００でＹ加工線を形成し、さらに、搬送してから第３ステージ３０００で傾斜／曲線加工線を形成する。

また、上記実施の形態では、吸着することでテーブル４１００にシート４２００を吸着して固定した。シート４２００をテーブル４１００に固定する手法は任意である。例えば、粘着材で被加工シート４２００をテーブル４１００に固定し、あるいは、被加工シート４２００の縁部をテーブル４１００に形成されたクリップに挟み込んで固定する方法なども採用可能である。

上記実施の形態では、制御部４６０が、ＣＡＤデータから、Ｘ軸方向加工線のデータ、Ｙ軸方向加工線のデータ、その他の加工線のデータを抽出した。この発明はこれに限定されず、予め、仕分けられた加工線のデータが外部から制御部４６０に供給される形態でもよい。

１ シート加工装置
１０ カッタ刃
４０ カッタ軸
６０ 偏心カム
６５ 圧縮バネ
７０、９０、２３１ ピニオン
８０、１００、２３２ ラック
１１０ 振動モータ
１２０ 角度調整用モータ
１３０ 上下動用モータ
１４０ 横移動用モータ
２１０ 押罫部材
２２０ 上下動用モータ
２３０ 横移動用モータ
１１００、１２００、２３００、２４００ 固定フレーム
２１００、２２００、３１００ 移動フレーム

Claims (9)

1. 第１の位置において、加工対象のシートに複数の工具を選択的に接触及び離接させると共に前記シートに対し前記複数の工具を第１の方向に相対的に移動させることにより、前記シートに前記第１の方向に延在する複数の第１の加工線を形成する第１の加工部と、
   第２の位置において、前記シートに複数の工具を選択的に接触及び離接させると共に、前記シートに対して前記複数の工具を前記第１の方向に直交する第２の方向に相対的に移動させることにより、前記シートに前記第２の方向に延在する複数の第２の加工線を形成する第２の加工部と、
   第３の位置において、前記シートに工具を選択的に接触及び離接させると共に前記シートと前記工具とを相対的に移動することにより、第３の加工線を前記シートに形成する第３の加工部と、
   前記シートを、前記第１の位置、前記第２の位置と前記第３の位置との間で搬送する搬送装置と、
   を備えるシート加工装置。
2. 前記第１の加工部は、前記複数の工具の位置を固定して、前記シートを前記第１の方向に搬送し、
   前記第２の加工部は、前記シートの位置を固定して、前記複数の工具を前記第２の方向に移動し、
   前記第３の加工部は、前記シートの位置を固定して、前記工具を二次元的に移動する、
   請求項１に記載のシート加工装置。
3. 前記第１から第３の加工位置は、直線上に配置されており、
   前記第１の加工部は、前記複数の工具の位置を固定して、前記シートを前記直線に平行に搬送し、
   前記第２の加工部は、前記シートの位置を固定して、前記工具を前記直線に略直交する方向に移動し、
   前記第３の加工部は、前記シートの位置を固定して、前記工具を前記直線に平行な方向と前記直線に直交する方向に同調して移動する、
   請求項２に記載のシート加工装置。
4. 前記第１の加工部は、前記シートを前記第２の位置又は第３の位置に搬送しつつ第１の加工を実行する、
   請求項２又は３に記載のシート加工装置。
5. 前記工具は、前記シートを切断する刃と、該刃の向きを制御する角度制御機構と、を含み、
   前記加工線は、前記刃により形成された切断線である、
   請求項１から４の何れか１項に記載のシート加工装置。
6. 前記工具は、折目線を形成する押罫部材と従動的に前記押罫部材の向きを調整する向き調整機構とを備える、
   請求項１から５の何れか１項に記載のシート加工装置。
7. 前記シートの加工データから、前記第１の加工線を形成するための第１の加工データと、前記第２の加工線を形成するための第２の加工データと、前記第３の加工線を形成するための第３の加工データとを識別する制御装置を備え、
   前記第１の加工部は、前記第１の加工データに基づいて、前記第１の加工線を形成し、
   前記第２の加工部は、前記第２の加工データに基づいて、前記第２の加工線を形成し、
   前記第３の加工部、前記第３の加工データに基づいて、前記第３の加工線を形成する、
   請求項１から６の何れか１項に記載のシート加工装置。
8. 第１の位置において、複数の工具を加工対象のシートに選択的に接触及び離接させると共に前記シートに対し前記複数の工具を第１の方向に相対的に移動させることにより、前記シートに前記第１の方向に延在する複数の第１の加工線を並行して形成する第１の加工工程と、
   第２の位置において、複数の工具を前記シートに選択的に接触及び離接させると共に、前記シートに対して複数の工具を前記第１の方向に直交する第２の方向に相対的に移動させることにより、前記シートに前記第２の方向に延在する複数の第２の加工線を並行して形成する第２の加工工程と、
   第３の位置において、工具を前記シートに選択的に接触及び離接させると共に前記シートと前記工具とを相対的に移動することにより、第３の加工線を前記シートに形成する第３の加工工程と、
   前記シートを、前記第１の位置、前記第２の位置と前記第３の位置との間で搬送する搬送工程と、
   を含むシートの加工方法。
9. コンピュータに、
   第１の位置において、加工対象のシートに複数の工具を選択的に接触及び離接させると共に前記シートに対し前記複数の工具を第１の方向に相対的に移動させることにより、前記シートに前記第１の方向に延在する複数の第１の加工線を形成するように、前記工具の駆動機構と前記シートの搬送機構を制御するステップと、
   第２の位置において、前記シートに複数の工具を選択的に接触及び離接させると共に、前記シートに対して複数の工具を前記第１の方向に直交する第２の方向に相対的に移動させることにより、前記シートに前記第２の方向に延在する複数の第２の加工線を形成するように、前記工具の駆動機構と前記シートの搬送機構とを制御するステップと、
   第３の位置において、前記シートに工具を選択的に接触及び離接させると共に前記シートと前記工具とを相対的に移動することにより、第３の加工線を前記シートに形成するように、前記工具の駆動機構を制御するステップと、
   を実行させるコンピュータプログラム。