JPH01146697A - プロッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はペン、カッタ等を予め定められた軌跡に沿って
自動的に移動させるプロア月こ係り、特に加工素材がＣ
ＦＲＰ等の難削材の切断に適したプロッタに関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のプロッタはＸ−Ｙ方向に移動可能なキャ
リッジを有し、カッタはこのキャリッジのヘッド部に着
脱自在に取付けられている。キャリッジの移動は計算機
により制御され、この移動によりカッタがシート状材料
を所望の形状に切断する。

しかしながら、ＣＦＲＰ等の難削材をカッタで切断する
場合、刃先の切断抵抗が大きく、生産性が悪く、刃先の
耐久性も悪いという問題がある。

この為カッタをレシプロエンジンで上下駆動し、その往
復運動を刃先に伝達しながらカッタを移動させながら切
断するプロッタが提案された。このプロッタによれば、
刃先の上下運動で、難削材を切断することができるため
、刃先の切断抵抗を小さくすることができ、生産性と刃
先の耐久性を向上させることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来のレシプロエンジンを使用したプロ
ッタでは、レシプロエンジンの自重が大きいことにより
、カッタの方向制御が困難となり切断形状が制限される
という問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、難
削材を任意の形状に切断することができ生産性の向上と
刃先の耐久性の向上を図るプロッタを提供することを目
的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るプロッタは前記目的を達成するために、プ
ロッタ本体にキャリッジがＸ−Ｙ方向に移動可能に設け
られ、このキャリッジの側面にペン、カッタ等を着脱自
在に取付ける為のヘッドが設けられたプロッタに於いて
、超音波振動を与えられたカッタがその刃先を任意の方
向に制御すると共に刃先の突出部を任意の長さに制御し
、更に、切断材の厚みを電気マイクロメータで計測し、
切断材の厚みに対応するように刃先の突出部を設定する
ことができることを特徴としている。

〔作用〕 本発明によれば、超音波振動が伝導される超音波カッタ
は、刃先の方向と突出長さを任意に制御することができ
ることにより、切断材を任意の曲線で切−断することが
できる。又、刃先の突出長さを一定に維持することによ
り、切断材に凹凸状態が生じていても、刃先の切込み深
さを一定に維持することができる。更に、刃先の突出長
さを電気マイクロメータで計測した切断材の厚みに対応
させて最少限に設定することにより、曲線切断時の切断
抵抗を減少することができるので、切断面をシャープに
することができ、更に、刃先の耐久性を向上させること
ができる。

〔実施例〕

以下添付図面に従って本発明に係るプロッタの好ましい
実施例を詳説する。

第１１図はプロッタの平面図を示す。プロッタ１０は、
プロッタ本体１２の側部のＹ方向ガイド１４．１４に滑
動自在に設けられたＸ方向ガイド１６を有し、このＸ方
向ガイド１６は、モータ１８の駆、動によりＹ−Ｙ方向
に移動可能となっている。

第１図上で、Ｘ方向ガイド１６にはキャリッジ２０が滑
動自在に取付けられ、キャリッジ２０にはヘッド２２が
取付けられている。ヘッド２２は、Ｘモータ２４により
Ｘ方向ガイド１６の長手方向即ちＸ−ｘ方向に沿って移
動可能となっている。

又、本体１２上には、切断されるシート状材料２３がＸ
−Ｙテーブルの上面２３Ａに真空吸着されている。

このヘッド２２は、第２図に示すように、左端部にシー
ト状材料２３の厚みを測定する電気マイクロメータ２６
、シート状材料２３を切断する超音波カッタ２８および
右端部には、シート状材料２３に線画を描くベン３０を
有している。

先ず、電気マイクロメータについて第３図に従って説明
する。電気マイクロメータ２６の本体２６Ａは、下端部
に測定子２８を有し、上下移動自在にケース３６に支持
されている。即ち、電気マイクロメータ本体２６Ａは略
り字形の支持片３２に取付けられ、この支持片３２はケ
ース３６の側面に取付けられたガイドレール３８に嵌合
している。これにより電気マイクロメータ２６がガイド
レール３８に沿って上下動自在となっている。ケース３
６の上端と下端とに、上ストッパ４２と下ストッパ４４
とが位置調整可能に螺合されている。

更に、ケース３６の内部には、ソレノイド４６が取付け
られ、ソレノイド４６のプランジャ４８の下端部にはロ
ッド５０が取付けられている。ソレノイド４６は、通電
によりプランジャ４８と共にロッド５０を下方向に移動
させる。又、ケース３６の上端と制御板３４とに、スプ
リング５２がボルト５４．５６を介して取付けられてい
る。更に、第３図上で、ケース３６の右端面はヘッド部
２２に取付けられている。

これにより、電気マイクロメータ２６は、ソレノイドに
通電時に、スプリング５２の付勢力に抗して下方向に移
動して測定子２８の先端をＸ−Ｙテーブルの上面２３Ａ
に接触させる。又、ソレノイドが無通電状態になると、
電気マイクロメータ２６は、スプリング５２の付勢力に
より上方向へ引張られ、プランシカ４８の上端が上スト
ッパ４２に接触する位置で停止する。

次に、超音波カッタ２８について第４図に従って説明す
る。超音波カッタ２８は略中央部に超音波振動ユニット
５８を有し、その上部に、スリップリング６４が回動自
在に設けられ、スリップリング６４の上部には第８図に
示す超音波振動発生装置５９に連結されているケーブル
６０がコネクタ６２を介して連結されている。更に、ユ
ニット５８の下部にはホーン６６を介して刃先６８が取
付けられている。又、ユニット５８の上部外周には外面
が球面状に加工されたベアリング７０が固着されている
。ベアリング７０は、筒体７２の上端の受部７４と、ナ
ツト７６の内周面とに保持され、刃先６８が揺動自在と
なっている。又、超音波振動ユニット５８は、その下部
が筒体７２の内面に取付けられた板ばね７８と押圧片８
０とで挾持されている。押圧片８０は筒体７２の下端部
に螺合されている調整ネジ８２により半径方向に移動す
ることができる。これにより、刃先６８をベアリング７
０を支点として揺動させることができ、刃先６８の位置
を調整することができる。

又、筒体７２は、その上端部と下端部とがそれぞれベア
リング８４とカムフォロア８６とを介して回転自在にブ
ラケット８８に支持されている。

ブラケット８８は、ガイドレール９２を介してフレーム
９０に摺動自在に取付けられている。フレーム９０は、
その左側をヘッド部２２の本体に取付けられている。

又、第４図上で、フレーム９０の左側には、Ｕ／Ｄモー
タ９２が略コ字形の支持板９４を介してヘッド部２２に
取付けられている。又、Ｌｌ／Ｄモータ９２の回転軸９
６の右端部には、カム９８が取付けられ、カム９８に対
応するカムフォロア１００がブラケット８８に取付けら
れている。更に、Ｕ／Ｄモータ９２の回転軸９６の略中
央部には、第１のセンサ羽根１０２が取付けられ、支持
板９４には、第１のセンサ羽根１０２に対応する第１の
マイクロセンサ１０４が取付けられている。又、このＵ
／Ｄモータ９２は、第８図に示す制御部１７に、電気的
に接続されている。

これにより、Ｕ／Ｄモータ９２を回転させると、カム９
８が回転しカムフォロア１００を上方へ押し上げること
により、超音波カッタ２８は上方へ移動する。又、第１
のマイクロセンサ１０４と第１のセンサ羽根１０２とに
よりＵ／Ｄモータ９２の回転を制御することができる。

又、フレーム９０の上端部には、θモータ１０６が取付
けられ、モータ１０６の回転軸には、第１のギア１０８
が取付けられ、更に、フレーム９０には、第１のギア１
０８が噛合う第２のギア１１０が回転自在に支持されて
いる。第２のギア１１０には、第５図に示すように、一
対のローラ１１２．１２２を取付け、その間には略り字
形のレバー１１４の一端が入り込んでいる。このレバー
１１４の他端は、超音波振動ユニット５８の上端部に固
着されている。更に、第２のギア１１０には第２のセン
サ羽根１１６が取付けられ、これに対応する位置に、第
２のマイクロセンサ１１８が取付けられている。

これにより、θモータ１０６を回転させると、ローラ１
１２が回転し、レバー１１４を介して超音波カッタ２８
が回転して刃先６８の方向が変わる。又、第２のマイク
ロセンサ１１８と第２のセンサ羽根１１６とにより、θ
モータ１０６０回転を制御することができる。

更に、第４図で示すようにヘッド部２２に、Ｚモータ１
２０が、略り字形の支持板１２２を介して取付けられ、
Ｚモータ１２０の回転軸１２３には、第１のプーリ１２
４が取付けられている。第１のプーリ１２４は、第２の
プーリ１２８とベルト１３０で連結されている。第２の
プーリ１２８は、ブラケット８８に回転自在に支持され
たシャツ）１２６の上端部に取付けられている。シャフ
ト１２６の下端部には、第３のギア１３４が取付けられ
ている。第３のギア１３４は第４のギア１３２と噛合っ
ている第４のギア１３２は、ブラケット８８に回動可能
に支持されると共に刃出し制御用ディスク部１３６の筒
体１３６Ａと螺合されている。又、ディスク部１３６の
フランジ１３６Ｂには、ストブパピン１３８．１３８に
対応して切欠１３６Ｃが形成されている。ストッパピン
１３８は、ブラケット８８側に取付けられている。

更に、ディスクｌ１ｆｌＳ１３６の上端部には、第３の
センサ羽根１４０が取付けられ、その対応する位置には
、第３のマイクロセンサ１４２がブラケット８８側に取
付けられている。ロッド１４４は、固定部９０側のプレ
ート９１に摺動自在に支持され、ロッド１４４の下端部
には、当接片１４６が取付けられている。又、ディスク
部１３６の下端面にロッド１４４．１４４の上端面が接
触している。更に、ロッド１４４の上端部近傍には、ス
プリング１４８．１４８が取付けられている。

これにより、Ｘモータ１２０を回転させると、ベルト１
３０、シャフト１２６および第４のギア１３４を介して
第３のギア１３２が回転し、ディスク部１３６を上下方
向に移動させる。この結果、当接片１４６は、ディスク
部１３６の移動に追従して上下に移動する。又、第３の
マイクロセンサ１４２と第３のセンサ羽根１４０とによ
りＺモータ１２００回転を制御することができる。

又、第４図、第６図に示すように、スリップリング６４
の上端部に略り字形レバー１５２が取付けられ、レバー
１５２は、ヘッドＩＣ２２に取付けられた一対のストッ
パ１５２．１５２の間に入す込んでいる。これにより、
スリップリング６４の回転を防止することができる。

尚、クレーム９０とブラケット８８との間にスプリング
１５４が取付けられ、ブラケット８８および超音波カッ
タ２８をその自重に抗して上方へ付勢している。　　　
　　　　　　　　　　　　　　−次いで、記録用ペン３
０について第７図に従って説明する。記録用ペン３０は
、ＩＦ５図に示すように、ペンホルダ１５５に螺合され
、ペンホルダ１５５は、ペンホルダ受け１５６に支持さ
れている。ペンホルダ受け１５６は、フレーム１５８に
取付けられ、フレーム１５８はヘッド２２に取付けられ
ている。記録用モータ１６０は、フレーム１５８の略中
央部に取付けられ、記録用モータ１６００回転軸１６２
には、第１のプーリ１６４が取付けられ、第１のプーリ
１６４にはワイヤ１６６の一端が取付けられている。ワ
イヤ１６６は、フレーム１５８に取付けられた第２のプ
ーリ１６８を介してペン上下レバー１７０に連結してい
る。

ペン上下レバー１７０は、ペンホルダ１５５に取付けら
れている。更に、ワイヤ１６６の他端は、フレーム１５
８に取付けられたスプリング１７２に連結している。又
、記録用モータ１６００回転軸１６２には、一対の第４
のセンサ羽根１７４．１７４が取付けられ、これに対応
する位置にマイクロセンサ１７６．１７６がフレーム１
５８に取付けられている。

これにより、記録用モータ１６０を回転させると、ワイ
ヤ１６６がプーリ１６４に巻取られ、ペンホルダ１５５
が上昇してペン３０も上昇する。

又、第４のマイクロセンサ１７６．１７６と第４のセン
サ羽根１７４．１７４とにより記録用モータ１６０の回
転を制御することができる。

前記の如く構成された本発明に係るプロッタの作用を第
８図のプロッタ図に従って説明する。

まず、制御１１部１７にシート状材料２３の切断形状を
入力する。

次に、ソレノイド４６に通電し、測定子２８を下方に移
動し、板面上２３Ａに接触させ、この位置のマイクロメ
ータ２６の測定値＾を読み取る。

更に、シート状材料上面に測定子２８を接触させてマイ
クロメータ２６の測定値Ｂを読み取り、Ｂ−Ａの値即ち
シート状材料の厚みが制御部１７に電気信号として送ら
れる。

次いで、制御部１７からの指示で、Ｘモータ駆動回路１
７８、Ｙモータ駆動回路１８０を介して、Ｘモータ２４
、Ｙモータ１８を駆動して、超音波カッタ２８を切断位
置まで移動し、更に、Ｚモータ駆動回路１８２を介して
、２モータ１０２を正転させ、当接片１４６を上昇させ
て刃先６８を所定長さ分当接片１４６から突出させる。

更に、Ｕ／Ｄモータ９２駆動し、ブラケット８８を下降
させ、当接片１４６をシート状材料２３上面に接触させ
ると同時に、超音波振動発生装置５９からケーブル６０
を介して超音波振動ユニット５８に通電し、ホーン６６
を介して刃先６８に超音波振動を伝達する。これにより
、プロフタ１０は、シート状材料２３の切断を開始する
。

又、切断時、刃先６８の突出長さを一定に維持すること
ができるので、シート状材料２３に凹凸が生じても当接
片１４６がシート状材料２３上を摺動するのでシート状
材料２３の厚みに応じた切断を行うことができる。

更に、切断形状が例えば、直線から曲線に変化する時、
制御１Ｍ１？からの指示で、Ｚモータ駆動回路１８２を
介して、Ｚモータ１２０を逆転させて当接片１４６を下
降させる。これにより、当接片１４６からの刃先６８の
突出部分が短くなる。

同時に、θモータ運動回路１８６を介してθモータ１０
６が回転することにより、刃先が所望の角度分回転しシ
ート状材料２３を曲線上に切断する。

切断が終了すると、制御部１７からの指示でＵ／Ｄモー
タ９２が逆転し、超音波カッタ２８を上昇させる。

このように、本発明のプロッタによれば、軽量、コンパ
クトな超音波振動ユニット５８を使用することにより、
刃先６８の方向制御性を向上させ、又、当接片１４６の
上下移動を任意に制御することができる。これにより、
例えば、直線切断工程から曲線切断工程に変化する際、
刃先６８の突出部分を短く制御でき、シート状材料２３
を任意の形状に切断することができる。

又、刃先６８に超音波振動を与えることにより、シート
状材料２３の切断時間を短縮することができ、更に、切
断抵抗を減少することができ、刃先の耐久性を向上する
ことができる。

更に、シート状材料２３の厚さに応じて刃先６８の突出
長さを最少限に調節することにより、シート状材料２３
の曲線切断面をシャープに切断することができ、又、刃
先６８での板面２３Ａの切削深さを浅くすることができ
るため、刃先６８の耐久性は向上する。

〔効果〕

このように、本発明のプロッタによれば難削材料を、任
意の形状にシャープに切断することができ、又、切断材
に凹凸状態が生じていても、刃先の切込み深さを一定に
維持することができる。更に、刃先の耐久性の向上を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプロッタの全体平面図、第２図は
本発明に係るヘッドの正面図、第３図は本発明に係る電
気マイクロメータ関連部分の断面図、第４図は本発明に
係る超音波力フタ関連部分の断面図、第５図は第４図の
矢視Ａ−Ａ図、第６図は第４図の矢視Ｂ−Ｂｌ！Ｉ、第
７図は本発明に係る記録用ペン関連部分の断面図、第８
図は本発明に係るプロッタのプロッタ図である。 １０・・・プロッタ、　　１２・・・プロッタ本体、　
　２０・・・キャリッジ、　　２２・・・ヘッド、　　
２３・・・シート状材料、　２６・・・電気マイクロメ
ータ、　　２８・・・超音波力フタ、　６８・・・刃先
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 プロッタ本体にキャリッジがＸ−Ｙ方向に移動可能に設
   けられ、このキャリッジの側面にペン、カッタ等を着脱
   自在に取付ける為のヘッドが設けられたプロッタに於い
   て、 超音波振動を与えられたカッタがその刃先を任意の方向
   に制御すると共に刃先の突出部を任意の長さに制御し、
   更に、切断材の厚みを電気マイクロメータで計測し、切
   断材の厚みに対応するように刃先の突出部を設定するこ
   とができることを特徴とするプロッタ。