JP6777316B2 - Cutting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂等からなるフィルムが複数枚積み重ねられた積層体の外周面を切削する切削加工装置に関する。 The present invention relates to a cutting apparatus for cutting an outer peripheral surface of a laminated body in which a plurality of films made of resin or the like are stacked.
例えば、液晶パネルに用いられる樹脂フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂からなる光学フィルムと、その表面に積層される保護フィルムとを有しており、保護フィルムとしては、トリアセチルセルロースやアクリル系樹脂フィルムが使用される。このように複数枚の樹脂製のフィルムが積層された積層フィルムからなる光学フィルムは、液晶層等を有する液晶セルのサイズにほぼ対応した形状に裁断され、液晶セルに貼り付けられる。 For example, the resin film used for the liquid crystal panel has an optical film made of a polyvinyl alcohol-based resin and a protective film laminated on the surface thereof, and examples of the protective film include triacetyl cellulose and acrylic resin films. used. The optical film made of a laminated film in which a plurality of resin films are laminated in this way is cut into a shape substantially corresponding to the size of the liquid crystal cell having a liquid crystal layer or the like, and is attached to the liquid crystal cell.
裁断された光学フィルムの外周面は平滑となっていないので、液晶セルに貼り付ける前に、光学フィルムの外周面は平滑に仕上げ加工される。外周面の仕上げ加工を行うには、複数枚の光学フィルムを積み重ねてブロック状の積層体とし、その積層体の外周面を仕上げ加工することにより、複数枚の光学フィルムを一度の加工により効率的に仕上げ加工することができる。 Since the outer peripheral surface of the cut optical film is not smooth, the outer peripheral surface of the optical film is finished to be smooth before being attached to the liquid crystal cell. In order to finish the outer peripheral surface, a plurality of optical films are stacked to form a block-shaped laminate, and the outer peripheral surface of the laminate is finished, so that the plurality of optical films can be efficiently processed at one time. Can be finished.
光学フィルムを多数枚重ね合わせた積層体の端面を切削加工する切削加工装置が特許文献1に記載されている。この切削加工装置は、直線往復動する基台と、基台に設けられた回転式のテーブルと、テーブルを跨ぐように基台に設けられた門形のフレームとを有し、積層体はテーブルに設けられた下側の押さえ部材と、シリンダにより上下動自在にフレームに設けられた上側の押さえ部材との間でクランプされる。積層体の端面を切削するための2つの切削部材が基台の両側に配置されており、積層体の2つの端面を切削した後には、テーブルにより積層体が90度回転駆動されて他の2つの端面が切削加工される。 Patent Document 1 describes a cutting apparatus that cuts the end face of a laminated body in which a large number of optical films are laminated. This cutting apparatus has a base that reciprocates in a straight line, a rotary table provided on the base, and a gate-shaped frame provided on the base so as to straddle the table, and the laminated body is a table. It is clamped between the lower pressing member provided on the frame and the upper pressing member provided on the frame so as to be vertically movable by the cylinder. Two cutting members for cutting the end faces of the laminate are arranged on both sides of the base, and after cutting the two end faces of the laminate, the laminate is rotationally driven by 90 degrees by the table to drive the other two. One end face is machined.
光学フィルムを多数枚重ねた積層体をワークとしてその外周面を切削加工する切削加工機が特許文献2に記載されている。この切削加工機は、ベッドに往復動自在に設けられた旋回テーブルと、旋回テーブルの上に固定されるコ字状のクランプとを有し、ワークは、クランプの下片に固定された治具と、クランプの上片にシリンダにより上下動自在となった治具との間でクランプされる。ワークを切削仕上げするため2つの切削工具がクラウンに設けられており、クラウンは2つのコラムに取り付けられている。 Patent Document 2 describes a cutting machine that cuts the outer peripheral surface of a laminated body in which a large number of optical films are stacked as a work. This cutting machine has a swivel table reciprocating on the bed and a U-shaped clamp fixed on the swivel table, and the work is a jig fixed to the lower piece of the clamp. And a jig that can be moved up and down by a cylinder on the upper piece of the clamp. Two cutting tools are provided on the crown to cut and finish the workpiece, and the crown is attached to the two columns.
特許文献1に記載されるように、積層体をテーブルにより回転するときには、積層体の下面に接触した下側の押さえ部材がテーブルにより回転駆動され、積層体の上面に接触した上側の押さえ部材は積層体を介して追従回転される。このように、積層体を介してテーブルの回転力を上側の押さえ部材の回転力に伝達すると、積層体を構成する光学部材である積層フィルムは、積み重ねられて接触した状態となっているので、積層フィルム同士が回転方向にずれるおそれがある。ずれが発生すると、高精度で積層体の端面を加工することができなくなる。ずれの発生を防止するには、積層体の加工面を変える際にテーブルをゆっくりと回転させなければならず、高速で回転することができないので、切削効率を向上することができないという問題点がある。 As described in Patent Document 1, when the laminate is rotated by the table, the lower pressing member in contact with the lower surface of the laminate is rotationally driven by the table, and the upper pressing member in contact with the upper surface of the laminate is rotated. It is followed and rotated via the laminate. In this way, when the rotational force of the table is transmitted to the rotational force of the upper holding member via the laminated body, the laminated films, which are the optical members constituting the laminated body, are in a stacked and contacted state. The laminated films may shift in the direction of rotation. If the deviation occurs, it becomes impossible to process the end face of the laminated body with high accuracy. In order to prevent the occurrence of deviation, the table must be rotated slowly when changing the machined surface of the laminate, and it cannot rotate at high speed, so there is a problem that cutting efficiency cannot be improved. is there.
一方、特許文献2に記載されるように、それぞれ水平方向の下片と上片とこれらの間の垂直方向の中片とからなるコ字状のクランプを旋回テーブルにより旋回させるようにした切削加工機においては、シリンダによりワークに大きなクランプ力を加えると、下片と上片の先端部が広がる方向に弾性変形し、クランプ力によって積層フィルムがずれるおそれがあり、高精度でワークの外周面を加工することができなくなる。しかも、シリンダを含めたクランプが高重量になるとともに回転時の慣性力も大きくなり、ワークの加工面を変えるために旋回テーブルを高速で回転させることができず、切削効率を向上することができないという問題点がある。 On the other hand, as described in Patent Document 2, a cutting process in which a U-shaped clamp composed of a lower piece and an upper piece in the horizontal direction and a middle piece in the vertical direction between them is swiveled by a swivel table. In a machine, when a large clamping force is applied to the work by a cylinder, the tips of the lower and upper pieces are elastically deformed in the direction of expansion, and the laminated film may shift due to the clamping force. It will not be possible to process. Moreover, as the clamp including the cylinder becomes heavier and the inertial force during rotation also increases, the swivel table cannot be rotated at high speed in order to change the machined surface of the workpiece, and the cutting efficiency cannot be improved. There is a problem.
本発明の目的は、複数枚のフィルムを積み重ねた積層体の外周面を高精度で効率的に仕上げ加工することにある。 An object of the present invention is to efficiently finish the outer peripheral surface of a laminated body in which a plurality of films are stacked with high accuracy.
本発明の切削加工装置は、複数枚のフィルムが積み重ねられた積層体の外周面を切削加工する切削加工装置であって、ベッドに水平方向に移動自在に配置されるスライドベースに設けられ、下側治具を旋回する下側の旋回モータと、前記スライドベースに設けられたメインコラムに上下方向に移動自在に装着されるクランプヘッドと、前記クランプヘッドに設けられ、前記下側治具とにより積層体をクランプする上側治具を前記下側の旋回モータと同期して旋回する上側の旋回モータと、前記スライドベースに設けられたクランプコラムに装着された水平梁部材に設けられ、前記クランプヘッドを加圧して前記クランプヘッドを介して積層体にクランプ力を加えるクランプシリンダと、前記ベッドに配置され、積層体の外周面を切削加工する切削機構と、を有する。 The cutting device of the present invention is a cutting device that cuts the outer peripheral surface of a laminate in which a plurality of films are stacked, and is provided on a slide base that is movably arranged horizontally on a bed. The lower swing motor that swivels the side jig, the clamp head that is movably mounted on the main column provided on the slide base in the vertical direction, and the lower jig that is provided on the clamp head. The clamp head is provided on the upper swivel motor that swivels the upper jig that clamps the laminate in synchronization with the lower swivel motor, and the horizontal beam member mounted on the clamp column provided on the slide base. It has a clamp cylinder that pressurizes and applies a clamping force to the laminated body via the clamp head, and a cutting mechanism that is arranged on the bed and cuts the outer peripheral surface of the laminated body.
本発明の切削加工装置は、複数枚のフィルムが積み重ねられた積層体の外周面を切削加工する切削加工装置であって、ベッドに水平方向に移動自在に配置されるスライドベースに取り付けられ、下側治具を旋回する下側の旋回モータと、前記スライドベースに取り付けられ、内部が中空の直方体形状のメインコラムと、前記メインコラムに上下方向に移動自在に装着されるクランプヘッドと、前記クランプヘッドに設けられ、前記下側治具とにより積層体をクランプする上側治具を前記下側の旋回モータと同期して旋回する上側の旋回モータと、前記メインコラムの内面との間に隙間が設けられ、前記メインコラムの内部に配置されて前記スライドベースに取り付けられるクランプコラムと、前記クランプコラムに装着された水平梁部材に設けられ、前記クランプヘッドを加圧して前記クランプヘッドを介して積層体にクランプ力を加えるクランプシリンダと、前記ベッドに配置され、積層体の外周面を切削加工する切削機構と、を有する。 The cutting device of the present invention is a cutting device that cuts the outer peripheral surface of a laminated body in which a plurality of films are stacked, and is attached to a slide base that is movably arranged horizontally on a bed. A lower swivel motor that swivels a side jig, a rectangular main column that is attached to the slide base and has a hollow inside, a clamp head that is movably mounted on the main column in the vertical direction, and the clamp. There is a gap between the upper swivel motor, which is provided on the head and clamps the laminate by the lower jig, and swivels in synchronization with the lower swivel motor, and the inner surface of the main column. A clamp column provided inside the main column and attached to the slide base, and a horizontal beam member mounted on the clamp column are provided, and the clamp head is pressurized and laminated via the clamp head. It has a clamp cylinder that applies a clamping force to the body, and a cutting mechanism that is arranged on the bed and cuts the outer peripheral surface of the laminated body.
クランプヘッドに設けられた水平梁部材には、クランプヘッドを介して積層体にクランプ力を加えるクランプシリンダが設けられている。クランプシリンダにより積層体にクランプ力を加えても、メインコラムにはクランプ力が加わることがなく、クランプヘッドは水平方向にずれることがない。これにより、積層体の外周面を高精度に仕上げ加工することができる。 The horizontal beam member provided on the clamp head is provided with a clamp cylinder that applies a clamping force to the laminated body via the clamp head. Even if a clamping force is applied to the laminated body by the clamp cylinder, no clamping force is applied to the main column, and the clamp head does not shift in the horizontal direction. As a result, the outer peripheral surface of the laminated body can be finished with high accuracy.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1〜図4に示されるように、切削加工装置10は装置基部としてのベッド11を有し、ベッド11にはこれの長手方向つまり縦方向に水平に延びた2本のガイドレール12が設けられている。ガイドレール12にはスライドベース13が装着され、スライドベース13は、図2に矢印Aで示されるように、ガイドレール12に案内されて水平方向に往復移動自在である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 to 4, the
スライドベース13を駆動するために、2本のガイドレール12の間に位置させて送りねじ軸14が配置され、送りねじ軸14の先端部はベッド11に取り付けられた軸受15により回転自在に支持され、基端部はベッド11に取り付けられた軸受16により回転自在に支持される。軸受16にはコラム送りモータ17が連結され、このモータ17により送りねじ軸14は回転駆動される。送りねじ軸14は、スライドベース13に組み込まれた図示しないナットにねじ結合され、送りねじ軸14の回転によりスライドベース13は、矢印Aで示されるように、直線往復動される。
A
明細書においては、ベッド11のうち、コラム送りモータ17が設けられた部分を基端部とし、反対側を先端部とする。スライドベース13の基端部側にはコラム20が取り付けられている。コラム20は、図1および図6に示されるように、メインコラム21とクランプコラム22とにより構成される。メインコラム21は内部が中空であり、全体的に直方体形状となっており、ボルトによりスライドベース13に固定される。クランプコラム22は全体的に直方体形状であり、メインコラム21の内部に配置されてボルトによりスライドベース13に固定される。クランプコラム22の上端部はメインコラム21の上面よりも上方に突出している。メインコラム21とクランプコラム22は、相互に分離されてスライドベース13に固定され、メインコラム21の内面とクランプコラム22の外面との間には隙間が設けられている。
In the specification, the portion of the
メインコラム21の前面の上部側には、図5〜図7に示されるように、上下方向に延びて2本のガイドレール23が取り付けられている。ガイドレール23に上下方向に摺動自在に設けられたスライドプレート24にはクランプヘッド25が取り付けられ、クランプヘッド25は、図3において矢印Bで示されるように、ガイドレール23に案内されて上下方向に移動自在である。メインコラム21の前面の下部側には、空気圧シリンダ等の流体圧シリンダからなるバランスシリンダ26が取り付けられ、バランスシリンダ26のピストンロッド26aはスライドプレート24に接触している。バランスシリンダ26は、クランプヘッド25をフローティング状態に支持する。バランスシリンダ26には、電気信号を圧力に変換する図示しない電空レギュレータを介して流体圧供給源に接続されており、バランスシリンダ26に供給される流体の圧力は、電空レギュレータにより調整される。
As shown in FIGS. 5 to 7, two
図6に示されるように、スライドベース13の先端部にはホルダ27が取り付けられ、ホルダ27の上側にはインデックステーブルつまり旋回テーブル28が回転自在に装着される。旋回テーブル28を回転駆動するために、下側の旋回モータ29がホルダ27に取り付けられ、旋回モータ29はスライドベース13に設けられたスペース内に配置されている。一方、クランプヘッド25にはホルダ31がホルダ27に対向して取り付けられ、ホルダ31の下側には旋回テーブル32が回転自在に装着される。旋回テーブル32を回転駆動するために、上側の旋回モータ33がホルダ31に取り付けられる。両方の旋回テーブル28、32は、それぞれ回転中心軸が同軸であり、図3において矢印Cで示されるように、同一方向に同期して回転駆動される。
As shown in FIG. 6, a
それぞれのホルダ27,31には、図示しないボールベアリングが組み込まれており、旋回テーブル28、32のスラスト方向とラジアル方向の荷重は、ボールベアリングを介してホルダ27、31により支持される。
Ball bearings (not shown) are incorporated in the
下側の旋回テーブル28には下側治具34が装着され、下側治具34は下側の旋回モータ29により割り出し回転駆動される。下側治具34は、上下方向の軸部34aとこの軸部34aの先端に設けられたほぼ四辺形のクランプ部34bとを備えている。クランプ部34bは軸部34aに対して直角方向つまり水平方向を向いている。上側の旋回テーブル32には、下側治具34に対向して上側治具35が取り付けられ、上側治具35は上側の旋回モータ33により割り出し回転駆動される。上側治具35は、上下方向の軸部35aとこの軸部35aの先端に設けられたほぼ四辺形のクランプ部35bとを備えている。クランプ部35bはクランプ部34bに対向している。
A
図9(A)は、複数枚のフィルムつまり光学フィルムKが積み重ねられて形成された積層体Sを示す。それぞれの光学フィルムKは、ポリビニルアルコール系樹脂からなる樹脂フィルムと、その表面に積層される保護フィルムとを有し、複数枚の樹脂製のフィルムを積層することにより形成される。光学フィルムKは液晶層等を有する液晶セルに貼り付けられ、光学フィルムKと液晶セルとを備えた液晶パネルが製造される。光学フィルムKは、予め液晶パネルの形状にほぼ対応した形状に裁断されており、1mm以下の厚みであり、図9においては厚みが誇張して示されている。 FIG. 9A shows a laminate S formed by stacking a plurality of films, that is, optical films K. Each optical film K has a resin film made of a polyvinyl alcohol-based resin and a protective film laminated on the surface thereof, and is formed by laminating a plurality of resin films. The optical film K is attached to a liquid crystal cell having a liquid crystal layer or the like, and a liquid crystal panel including the optical film K and the liquid crystal cell is manufactured. The optical film K is previously cut into a shape substantially corresponding to the shape of the liquid crystal panel and has a thickness of 1 mm or less, and the thickness is exaggerated in FIG.
図示する光学フィルムKは、例えば、スマートフォンやタブレット等の携帯用端末機器やパーソナルコンピュータのディスプレイとして使用される偏光フィルムであり、全体的に長方形である。光学フィルムKの四隅には湾曲面が形成されており、湾曲面は円弧面形状となっており、R部とも言われる。積層体Sの下面と上面とには、光学フィルムKと同一のサイズの当て板Jが配置される。当て板Jは、積層体Sの上下端の光学フィルムKの変形を防止するためであり、光学フィルムKよりも硬度が高い樹脂により形成したり、光学フィルムKと同種の樹脂を使用する場合には、厚みを厚くしたり、複数枚のフィルムを積層したりして形成される。 The illustrated optical film K is, for example, a polarizing film used as a display of a portable terminal device such as a smartphone or a tablet or a personal computer, and is generally rectangular. Curved surfaces are formed at the four corners of the optical film K, and the curved surfaces have an arcuate shape, which is also called an R portion. A backing plate J having the same size as the optical film K is arranged on the lower surface and the upper surface of the laminated body S. The backing plate J is for preventing deformation of the optical film K at the upper and lower ends of the laminated body S, and is formed by a resin having a hardness higher than that of the optical film K or when a resin of the same type as the optical film K is used. Is formed by increasing the thickness or laminating a plurality of films.
図9(B)は下側治具34のクランプ部34bを示し、図9(C)は下側治具34に装填された積層体Sを示す。下側治具34の上に積層体Sが装填された状態のもとで、クランプシリンダ37によりクランプヘッド25を下降駆動すると、上側治具35が積層体Sに接触する。これにより、積層体Sは、下側治具34のクランプ部34bと上側治具35のクランプ部35bとの間で挟み込まれる。上側治具35が積層体Sに接触するときには、クランプヘッド25を支持するバランスシリンダ26により、クランプヘッド25の荷重は上側治具35には加わらない。
FIG. 9B shows the
図10は下側治具34と上側治具35との間に挟み込まれた積層体Sを示す側面図である。両方のクランプ部34b、35bの大きさは、裁断された光学フィルムKよりも小さい。したがって、図10に示されるように、積層体Sの外周部はクランプ部34b、35bの外周面よりも外方に突出している。外周部の突出量をTとすると、切削加工により切除される取り代つまり仕上げ代Vは、突出量T以下(V≦T)に設定される。下側治具34と上側治具35は、光学フィルムKのサイズに応じて交換自在であり、下側治具34は旋回テーブル28に取り外し自在に装着され、上側治具35は旋回テーブル32に取り外し自在に装着される。
FIG. 10 is a side view showing the laminated body S sandwiched between the
図1〜図6に示されるように、水平梁部材36がクランプコラム22の上面に取り付けられ、水平梁部材36はクランプヘッド25の上方に迫り出している。水平梁部材36には、空気圧シリンダからなるクランプシリンダ37が装着される。クランプシリンダ37のピストンロッド37aは、旋回テーブル32の回転中心軸とほぼ同軸であり、クランプヘッド25に向けて突出して上下方向に駆動される。クランプヘッド25と水平梁部材36との間の距離を検出するために、リニアエンコーダ38が水平梁部材36に設けられている。なお、図7においては、水平梁部材36が取り除かれて、コラム20とクランプヘッド25の上面が示されている。
As shown in FIGS. 1 to 6, the
クランプシリンダ37には、図示しない流体圧供給源からの流体が流路切換弁を介して供給され、流路切換弁によりクランプシリンダ37はピストンロッド37aを上昇移動させる状態と下降移動させる状態とに切り換えられ、クランプシリンダ37に供給される流体の圧力は、電気信号を圧力に変換する図示しない電空レギュレータにより調整される。調整された圧力により、下側治具34と上側治具35とによる積層体Sに対するクランプ力が設定される。
A fluid from a fluid pressure supply source (not shown) is supplied to the
図6に示されるように、支持板41がクランプヘッド25に設けられ、支持板41には圧力センサ42が取り付けられている。圧力センサ42はピストンロッド37aの下方に位置しており、クランプシリンダ37によりクランプヘッド25を介して積層体Sに加えられるクランプ力が圧力センサ42により検出される。圧力センサ42としては、例えば、ストレインゲージ式の荷重変換器つまりロードセルが使用される。
As shown in FIG. 6, a
圧力センサ42とピストンロッド37aとの間には、フローティング継手43が装着される。フローティング継手43は、図8に示されるように、ピストンロッド37aの先端部に取り付けられるケース44を有している。ケース44内には、それぞれ径方向に移動自在の2つのリング45が隙間を介して装着され、両方のリング45の間にはボール46が組み込まれている。ボール46はスタッド47に設けられ、スタッド47は圧力センサ42に取り付けられている。
A floating joint 43 is mounted between the
上側治具35が積層体Sに接触した状態のもとで、クランプシリンダ37によりクランプヘッド25を下降移動させると、クランプヘッド25を介して上側治具35にはクランプ力が加えられる。これにより、積層体Sは下側治具34と上側治具35との間で締め付け力が加えられてクランプされる。クランプ力の反力がピストンロッド37aに加わると、水平梁部材36にはその先端部が上方に向かう方向の外力が加えられ、クランプコラム22にはこれを傾斜させる方向の外力が加えられる。クランプ力によりクランプコラム22が傾斜する方向に弾性変形したとしても、メインコラム21はクランプコラム22に対して分離されているので、メインコラム21にはクランプ力が加わることがなく、クランプヘッド25が水平方向にずれることがない。
When the
しかも、クランプ力の反力によりピストンロッド37aが傾斜しても、フローティング継手43のボール46に沿ってリング45は滑りながら径方向に移動するので、クランプヘッド25が傾斜することがない。これにより、大きなクランプ力を積層体Sに加えても、下側治具34と上側治具35の回転中心軸の同軸度が高い精度に維持される。
Moreover, even if the
比較的サイズが小さい光学フィルムKからなる積層体Sにおいては、クランプ力を高める必要がないので、コラム20をメインコラム21とクランプコラム22とにより形成することなく、所定の同軸度を維持することが可能である。これに対し、クランプ力を高める必要がある積層体Sをクランプする場合には、コラム20を、メインコラム21とクランプコラム22とにより形成すると、下側治具34と上側治具35の同軸度を維持することができ、加工精度を高めることができる。
In the laminate S made of the optical film K having a relatively small size, it is not necessary to increase the clamping force. Therefore, the
積層体Sを割り出し回転させるときには、下側治具34と上側治具35との間で積層体Sを締め付けた状態のもとで、両方の旋回モータ29、33を同期させて下側治具34と上側治具35の両方を回転させる。このように、上下両方の治具を回転駆動すると、積層体Sを構成する光学フィルムKが回転方向にずれることがなくなり、両方の治具を高速回転させることができるとともに、割り出し回転精度を高めることができる。しかも、積層体Sを回転するときには、上下の旋回テーブル28、32、下側治具34および上側治具35のみが回転駆動されるので、これらの回転時の慣性力は大きくならない。
When the laminate S is indexed and rotated, both the
図1〜図4に示されるように、第1の水平支持台51aと第2の水平支持台51bとがガイドレール12に対して直角方向を向いてベッド11に配置され、両方の水平支持台51a、51bは、スライドベース13およびコラム20の移動スペースを隔てて対向する。水平支持台51aに設けられたガイドレール52aに移動自在に主軸台53aが装着され、主軸台53aを、図2において矢印Dで示されるように、水平駆動するために、工具送りモータ54aが水平支持台51aに取り付けられている。工具送りモータ54aは、主軸台53aに取り付けられた図示しないナットにねじ結合される送りねじ軸を回転駆動し、工具送りモータ54aにより主軸台53aはガイドレール52aに案内されて移動される。主軸台53aには第1の主軸55aが回転自在に設けられ、主軸55aは主軸台53aに設けられた工具回転モータ56aにより回転駆動される。主軸55aの先端には第1の切削ディスク57aが装着され、切削ディスク57aは、図3において矢印Eで示されるように回転駆動される。回転方向は逆方向でも良い。切削ディスク57aの前面には複数の切刃チップ58aが設けられている。このように、水平支持台51aに設けられた上述した部材により、積層体Sの1つの平坦面を切削加工する第1の切削機構が構成される。
As shown in FIGS. 1 to 4, the first
水平支持台51bには、積層体Sの前記1つの平坦面に平行となった他の平坦面を切削加工する第2の切削機構が設けられている。第2の切削機構を構成する部材であって上記部材と共通する機能を有する部材には、上述した符号aに代えて符号bが同一番号に付されており、繰り返した説明を省略する。第2の切削機構を構成する切削ディスク57bは第2の切削ディスクである。
The
積層体Sは、図9に示されるように、平面から見ると、長辺と短辺とを有する四辺形であり、四隅には符号Rで示される円弧面が設けられている。したがって、積層体Sは2つの長辺に対応して相互に平行な平坦面と、2つの短辺に対応して相互に平行な平坦面との合計4つの平坦面を有している。これらの4つの平坦面は、第1の切削機構の切削ディスク57aと、第2の切削機構の切削ディスク57bとにより仕上げ加工される。
As shown in FIG. 9, the laminated body S is a quadrilateral having a long side and a short side when viewed from a plane, and arc planes indicated by reference numerals R are provided at the four corners. Therefore, the laminated body S has a total of four flat surfaces, one is a flat surface corresponding to two long sides and parallel to each other, and the other is a flat surface corresponding to two short sides and parallel to each other. These four flat surfaces are finished by the
相互に平行となった平坦面を仕上げ加工するときには、工具送りモータ54a、54bにより主軸台53a、53bが所定の位置に位置決めされ、切刃チップ58a、58bの先端が積層体Sの外周面に当てられる。切刃チップ58a、58bの位置を検出するために、メインコラム21には、図4に示されるように、タッチスイッチつまり刃先センサ59a、59bがメインコラム21の正面から突出して設けられている。刃先センサ59a、59bは、コラム20を移動させることにより、切削ディスク57a、57bの前面に位置される。さらに、切削ディスク57a、57bを主軸台53a、53bにより刃先センサ59a、59bに向けて移動させるとともに、切削ディスク57a、57bを割り出し回転させることにより、予め、切刃チップ58a、58bの刃先位置の調整を行うことができる。
When finishing flat surfaces parallel to each other, the
図1および図3に示されるように、コラム20に対向して垂直支持台61がベッド11の先端側に取り付けられ、垂直支持台61に上下方向に設けられたガイド部材62には加工ヘッド63が設けられている。加工ヘッド63にはスピンドル65が設けられ、スピンドル65は工具回転モータ64により回転駆動される。このスピンドル65にはエンドミル66が取り外し自在に装着される。エンドミル66は、棒状の部材からなり、その外周面にそれぞれ軸方向に延びる複数の切刃が形成されており、回転中心軸は上下方向を向いている。加工ヘッド63の上下方向の位置を調整するために、ガイド部材62には上下調整ねじ軸67が設けられ、加工ヘッド63は、図3において矢印Fで示されるように、上下調整ねじ軸67により移動される。上下調整ねじ軸67に連結された送りねじは、加工ヘッド63に設けられたナットにねじ結合されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, a
エンドミル66はその基端部がスピンドル65に取り付けられており、片持ち型であるが、エンドミル66の先端部を支持部材により支持するようにすると、エンドミル66は両持ち型となり、そのような両持ち型のエンドミルを用いても良い。
The base end of the
積層体Sの外周面を仕上げ加工するときには、上側治具35が下側治具34から離された状態のもとで、下側治具34の上に積層体Sが装填される。装填された積層体Sを下側治具34の所定の位置に位置決めするために、図1〜図4に示されるように、位置決め機構71が水平支持台51bに設けられている。位置決め機構71は、水平支持台51bに取り付けられる台座72と、台座72に取り付けられるホルダ73とを有し、ホルダ73には摺動ブロック74が、図2において矢印Gで示されるように、水平方向に移動自在に装着されている。摺動ブロック74に取り付けられた支持ロッド75の先端には位置決め部材76が取り付けられている。位置決め部材76は、図1に示されるように、移動方向に直角方向の位置決め面が設けられた位置決め部76aと、これに対して直角方向に位置決め面が設けられた位置決め部76bとを備えている。位置決め部材76を駆動するために、ホルダ73には位置決めモータ77が設けられている。位置決めモータ77は、摺動ブロックに設けられた雌ねじにねじ結合する図示しない送りねじを駆動する。
When the outer peripheral surface of the laminate S is finished, the laminate S is loaded on the
図11は、切削加工装置10の制御部を示すブロック図であり、マイクロコントローラ80には、装置起動スイッチ等が設けられた操作盤81からの信号が送られる。リニアエンコーダ38と、圧力センサ42の検出信号がマイクロコントローラ80に送られる。マイクロコントローラ80は、バランスシリンダ26に供給される流体の圧力を調整する電空レギュレータ82に制御信号を出力し、クランプシリンダ37と流体圧供給源との間に設けられた流路切換弁83と、クランプシリンダ37に供給される流体の圧力を調整する電空レギュレータ84とに制御信号を出力する。さらに、上述したコラム送りモータ17等のそれぞれのモータは、マイクロコントローラ80により制御される。マイクロコントローラ80は、積層体Sの外周面を仕上げ加工するための制御信号を演算するマイクロプロセッサと、制御プログラム、演算式およびマップデータ等が格納されるメモリとを有している。
FIG. 11 is a block diagram showing a control unit of the cutting
それぞれのモータや流量切換弁等の作動は、マイクロプロセッサに格納されたプログラムに基づいて制御され、積層体Sの外周面の仕上げ加工が行われる。 The operation of each motor, flow rate switching valve, etc. is controlled based on a program stored in the microprocessor, and the outer peripheral surface of the laminated body S is finished.
次に、切削加工装置10により積層体Sの外周面を仕上げ加工するための加工方法の一例について、図12〜図16を参照して説明する。
Next, an example of a processing method for finishing the outer peripheral surface of the laminated body S by the cutting
積層体Sは下側治具34の上に装填される。積層体Sを装填する際には、予め、クランプヘッド25はバランスシリンダ26により上昇駆動されている。このときには、クランプシリンダ37のピストンロッド37aはクランプヘッド25の移動に追従する。さらに、コラム20は、コラム送りモータ17により図1に示される待機位置からこの前方の装填位置に向けて移動される。図12(A)は、コラム20の移動により、下側治具34のクランプ部34bが装填位置に移動した状態を示す。
The laminate S is loaded on the
この状態のもとで、位置決めモータ77が駆動されて位置決め部材76が下側治具34に向けて前進する。図12(B)は、位置決め部材76が前進限位置まで移動された状態を示す。この状態のもとでは、位置決め部材76と下側治具34のクランプ部34bの外周面との間には、図10に示した突出量Tに対応した隙間Pが設けられる。図12(C)は、積層体Sが下側治具34の上に装填された状態を示す。このときには、積層体Sの外周面は突出量Tだけクランプ部34bの外周面よりも突出している。
In this state, the
図12(C)に示されるように、積層体Sを構成する光学フィルムKは、図9および図10に示されたものと同様に、全体的に四辺形であり、2つの長辺L1、L2と2つの短辺M1、M2とを有し、四隅には円弧面Rが設けられている。 As shown in FIG. 12C, the optical film K constituting the laminated body S is entirely quadrilateral and has two long sides L1, similar to those shown in FIGS. 9 and 10. It has L2 and two short sides M1 and M2, and arcuate surfaces R are provided at the four corners.
このようにして積層体Sが下側治具34の上に位置決めされた状態のもとで、クランプシリンダ37が駆動されクランプヘッド25の下降移動により上側治具35が積層体Sに接触する。上側治具35が積層体Sに接触したことは、リニアエンコーダ38からのパルス信号が停止することにより検出される。クランプシリンダ37により所定のクランプ力が積層体Sに加えられたことは、圧力センサ42からの検出信号により判定される。
With the laminate S positioned on the
クランプ力は、積層体Sの種類によって相違しており、加工される積層体の種類に応じてクランプ力のデータがマイクロコントローラ80のメモリに入力されている。上側治具35を含めたクランプヘッド25の重量も、積層体に対応させた上側治具35の種類により相違しており、バランスシリンダ26に加えられる空気圧によりクランプヘッド25の重量が積層体Sに直接加わらないようにゼロバランスが保たれている。積層体Sの種類に応じた所定のクランプ力は、電空レギュレータ84により設定される。
The clamping force differs depending on the type of the laminated body S, and the clamping force data is input to the memory of the
積層体Sに大きなクランプ力が加えられると、水平梁部材36はその先端部が持ち上げられる方向に荷重が加えられ、図8に示されるように、クランプシリンダ37の中心軸Oが上側治具35と下側治具34の回転中心軸O1に対して傾斜するが、ピストンロッド37aとクランプヘッド25の間には、フローティング継手43が設けられているので、上側治具35の回転中心軸O1が傾くことがない。これにより、大きなクランプ力を積層体Sに加えても、光学フィルムKをずらす方向には外力が加わらない。しかも、図示するコラム20は、クランプヘッド25を支持するメインコラム21と、クランプシリンダ37を支持するクランプコラム22とを備えており、これらは分離されているので、クランプ力により水平梁部材36とクランプコラム22が弾性変形しても、これらの弾性変形はメインコラム21とクランプヘッド25に伝達されない。これにより、大きなサイズの積層体Sに大きなクランプ力を加えても、メインコラム21は弾性変形することがない。
When a large clamping force is applied to the laminate S, a load is applied to the
次いで、両方の切削ディスク57a、57bは、図2に示されるように、離れた位置から相互に接近するように、それぞれの工具送りモータ54a、54bにより前進移動される。図13(A)は、このように、積層体Sがクランプされるとともに、両方の切削ディスク57a、57bが所定の間隔となった状態を示す。この状態のもとで、図13(B)に示されるように、それぞれの切削ディスク57a、57bが工具回転モータ56a、56bにより回転駆動されるとともに、コラム送りモータ17により積層体Sは切削送りされる。切削送りされると、切削ディスク57a、57bにより、2つの長辺L1、L2が同時に仕上げ加工される。このように、切削ディスク57a、57bを切削送りすることなく、積層体Sを移動させることにより、平坦面の仕上げ加工を行うことができる。
Both cutting
なお、図13においては、下側治具34に支持された積層体Sを示し、上側治具35は図示省略されている。このことは、図14〜図16においても同様である。
Note that FIG. 13 shows the laminated body S supported by the
長辺L1、L2の仕上げ加工が終了すると、図14(A)に示されるように、積層体Sの短辺M1、M2を仕上げ加工するために、両方の切削ディスク57a、57bは後退移動されるとともに、積層体Sは90度割り出し回転される。このように、積層体Sの平坦面となっている長辺L1、L2と短辺M1、M2の仕上げ加工は、スライドベース13の直線運動により行われる。このときには、旋回モータ29により下側治具34が回転駆動され、旋回モータ33により上側治具35が下側治具34に同期して回転駆動されるので、高速でそれぞれの治具を割り出し回転させても、光学フィルムKが回転方向にずれることがなく、切削精度を高めつつ、切削加工効率を向上させることができる。
When the finishing of the long sides L1 and L2 is completed, both cutting
割り出し回転された積層体Sは、図14(B)に示されるように、それぞれの切削ディスク57a、57bが回転駆動されるとともに、コラム送りモータ17により積層体Sは切削送りされる。切削送りされると、切削ディスク57a、57bにより、2つの短辺M1、M2が同時に仕上げ加工される。このようにして、円弧面Rを除いて、積層体Sの平坦な4つの面が、それぞれ図10に示された仕上げ代Vだけ仕上げ加工される。
As shown in FIG. 14B, the indexed and rotated laminate S is rotationally driven by the cutting
次いで、コラム20は、コラム送りモータ17により前進駆動され、図5に示されるように、積層体Sはエンドミル66に近付けられる。図15(A)に示されるように、エンドミル66の回転中心軸O2の径方向中心線と上下の治具の回転中心軸O1の径方向中心線とが同一線Nの位置となるように、エンドミル66は配置されている。図5および図15(A)は、短辺M1がエンドミル66に接触した状態を示し、短辺M1の中心にエンドミル66は接触する。なお、図14(B)に示されるように、短辺M1、M2の仕上げ加工が終了した後に、そのままでコラム20を前進移動させると、長辺の中心にエンドミル66が接触することになり、エンドミル66を短辺と長辺のいずれに接触させるようにしても良い。
The
図15(A)に示されるように、短辺M1がエンドミル66に接近し、矢印Aで示されるようにコラム20により積層体Sを直線移動させるとともに、矢印Cで示されるように割り出し回転させる。これにより、積層体Sの円弧面Rがエンドミル66の位置に移動される。円弧面Rがエンドミル66の位置となったら、積層体Sを直線移動させるとともに割り出し回転させて切削送りする。これにより、円弧面Rの仕上げ代Vがエンドミル66により仕上げ加工される。この仕上げ加工が終了したら、エンドミル66の回転を停止させた状態のもとで、積層体Sを直線移動させるとともに割り出し回転させる。
As shown in FIG. 15 (A), the short side M1 approaches the
図15(C)は、長辺L2にエンドミル66が接触している状態を示し、図15(D)は長辺L2の中心にエンドミル66が接触している状態を示す。上述のように、既に仕上げ加工が終了した長辺と短辺以外の4つの円弧面Rは、積層体Sを直線移動させるとともに割り出し回転させながら、エンドミル66により仕上げ加工される。このように、エンドミル66による円弧面Rの加工は、スライドベース13の直線運動と、上側と下側の旋回モータ29、33による積層体Sの旋回運動とにより行われる。
FIG. 15C shows a state in which the
上述した切削加工装置10は、積層体Sの平坦面を仕上げ加工する2つの切削ディスク57a、57bと、円弧面Rを仕上げ加工するエンドミル66を備えているので、円弧面Rが設けられておらず、仕上げ加工する面が全て平坦となっている積層体と、円弧面Rを有する積層体Sのいずれをも同一の切削加工装置10により仕上げ加工することができるつまり、切削加工装置10は、平坦面切削用の切削ディスク57a、57bと、円弧面切削用のエンドミル66とを備えたハイブリッド型つまり汎用型である。特に、平坦面を切削ディスク57a、57bにより仕上げ加工することにより、外周面を効率的に加工することができる。
Since the above-mentioned
一方、切削ディスク57a、57bを備え、エンドミル66を備えていない形態の切削加工装置は、四隅に円弧面Rが設けられていない光学フィルムKが積層された積層体の平坦面を仕上げ加工する専用型となる。
On the other hand, the cutting apparatus having the cutting
さらに、切削ディスク57a、57bを備えておらず、エンドミル66のみを備え、エンドミル66で積層体Sの平坦面と円弧面Rを含めて外周面全体を仕上げ加工することもできる。そのような専用型の切削加工装置においては、図15に示されるように、積層体Sの外周面にエンドミル66を接触させるとともに回転駆動させた状態のもとで、積層体Sを直線移動させるとともに割り出し回転させることにより、全周を切削加工することができる。
Further, the cutting
図16は、円弧面Rに加えて、1つの短辺M1に凹面Hが設けられた光学フィルムKからなる積層体Sを示す。このように、凹面Hが設けられた積層体Sは、エンドミル66により凹面Hを仕上げ加工することができる。このような積層体Sの外周面を仕上げ加工する場合には、上述のように、エンドミル66のみを備えた切削加工装置により外周面全体をエンドミル66により加工するようにしても良く、図示する汎用型の切削加工装置10により、平坦面を切削ディスク57a、57bにより仕上げ、円弧面Rと凹面Hとをエンドミル66により仕上げるようにしても良い。
FIG. 16 shows a laminated body S made of an optical film K having a concave surface H provided on one short side M1 in addition to the arc surface R. As described above, in the laminated body S provided with the concave surface H, the concave surface H can be finished by the
いずれの形態の切削加工装置においても、下側治具34と上側治具35とを同期させて2つの旋回モータにより回転駆動するので、積層体Sを構成する光学フィルムKが回転方向にずれることなく、複数枚の光学フィルムKの外周面を高精度で仕上げ加工することができる。しかも、積層体Sを高速で割り出し回転することができるので、仕上げ加工効率を向上させることができる。
In any form of cutting apparatus, the
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、仕上げ加工することができるフィルムの形状としては、外周面に凸面が設けられたフィルムでも良く、外周面が全体的に湾曲した形状のフィルムでも良い。さらに、外周面を仕上げ加工するフィルムとしては、光学フィルム以外に種々のものを仕上げ加工することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist thereof. For example, the shape of the film that can be finished may be a film having a convex surface on the outer peripheral surface, or a film having a curved outer peripheral surface as a whole. Further, as the film for finishing the outer peripheral surface, various films other than the optical film can be finished.
11 ベッド
12 ガイドレール
13 スライドベース
17 コラム送りモータ
20 コラム
21 メインコラム
22 クランプコラム
25 クランプヘッド
26 バランスシリンダ
27 ホルダ
28 旋回テーブル
29 旋回モータ
31 ホルダ
32 旋回テーブル
33 旋回モータ
34 下側治具
35 上側治具
36 水平梁部材
37 クランプシリンダ
42 圧力センサ
43 フローティング継手
51a 第1の水平支持台
51b 第2の水平支持台
53a、53b 主軸台
54a、54b 工具送りモータ
55a 第1の主軸
55b 第2の主軸
56a、56b 工具回転モータ
57a、57b 切削ディスク
61 垂直支持台
63 加工ヘッド
64 工具回転モータ
65 スピンドル
66 エンドミル
67 上下調整ねじ軸
71 位置決め機構
76 位置決め部材
11
Claims (4)
ベッドに水平方向に移動自在に配置されるスライドベースに取り付けられ、下側治具を旋回する下側の旋回モータと、
前記スライドベースに取り付けられ、内部が中空の直方体形状のメインコラムと、
前記メインコラムに上下方向に移動自在に装着されるクランプヘッドと、
前記クランプヘッドに設けられ、前記下側治具とにより積層体をクランプする上側治具を前記下側の旋回モータと同期して旋回する上側の旋回モータと、
前記メインコラムの内面との間に隙間が設けられ、前記メインコラムの内部に配置されて前記スライドベースに取り付けられるクランプコラムと、
前記クランプコラムに装着された水平梁部材に設けられ、前記クランプヘッドを加圧して前記クランプヘッドを介して積層体にクランプ力を加えるクランプシリンダと、
前記ベッドに配置され、積層体の外周面を切削加工する切削機構と、
を有する切削加工装置。 A cutting device that cuts the outer peripheral surface of a laminated body in which a plurality of films are stacked.
A lower swivel motor that is attached to a slide base that is horizontally movable on the bed and swivels the lower jig.
A rectangular parallelepiped main column attached to the slide base and hollow inside,
A clamping head which is movably mounted in the vertical direction to the main column,
An upper swivel motor that is provided on the clamp head and that swivels the upper jig that clamps the laminate by the lower jig in synchronization with the lower swivel motor.
A clamp column provided with a gap between the inner surface of the main column and the clamp column arranged inside the main column and attached to the slide base.
A clamp cylinder provided on a horizontal beam member mounted on the clamp column and pressurizing the clamp head to apply a clamping force to the laminated body via the clamp head.
A cutting mechanism that is placed on the bed and cuts the outer peripheral surface of the laminate,
Cutting equipment with.
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