JPH0822520B2 - 裁断刃の研磨量制御装置および方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、布帛などのシート材料
をコンピュータ制御によって自動的に裁断するととも
に、適宜裁断刃の研磨を行う裁断機における裁断刃の研
磨量制御装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、布帛などの織地、編地、紙、
プラスチック、レザーなどのような可撓性のシート材料
を裁断するために、コンピュータ制御によって自動的に
裁断を行う裁断機が用いられている。シート材料を裁断
する裁断刃は、裁断を継続すると、切れ味が悪くなり、
良好な裁断結果が得られなくなるので、頻繁に研磨を行
う必要がある。このため、裁断機には裁断刃の研磨装置
を備えて、研磨を行いながら裁断する必要がある。

【０００３】研磨装置を備える裁断機の典型的な先行技
術は、たとえば特公昭５７−１４９５７号や特開昭５７
−１９４８６５号公報に開示されている。これらの先行
技術では、裁断刃の近傍に研磨機構を設け、裁断動作の
合間に、または裁断動作中にも研磨が可能なように構成
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の先行技術では、
裁断刃を研磨するための機構は開示されているけれど
も、研磨による裁断刃の摩耗量である研磨量を制御する
という考え方は示されていない。しかしながら、研磨量
が不足すると、裁断刃の切れ味が回復しないまま裁断を
行うことになり、良好な裁断結果が得られない。研磨量
が過多になると、裁断刃や砥石の消耗が早まり、その寿
命が短くなる。

【０００５】図１２は、裁断刃の研磨回数と研磨量との
関係についての実験結果の一例を示す。条件を一定にし
て研磨を繰返して行うと、研磨回数に対する研磨量の関
係は、２点鎖線で示すような直線関係ではなく、実線で
示すような概略的に上に凸の曲線となる。研磨回数を２
０００回よりも多くすれば、研磨量は、２点鎖線で表さ
れる直線よりも小さくなってゆくことが推定される。こ
のような研磨量の変化は、研磨用砥石の目詰まりや摩耗
などによる性能低下が原因で生じると考えられる。

【０００６】前述の先行技術のように裁断機に研磨機構
を備える場合は、自動的に研磨を行う際に、砥石の性能
低下を見込んで、余裕を見て多い目に研磨するようにし
ているのが一般的である。このため、裁断刃と砥石の消
耗は早まり、寿命が低下している。また砥石の研磨性能
の低下も正確には把握できないので、砥石の交換や点検
の時期は、作業者の勘に頼る場合が多く、裁断刃を切れ
味が良い状態で安定してしかも長寿命に使用することが
困難となる。

【０００７】図１３は、一般的な研磨時間と研磨量との
関係を示す。図１３（Ａ）は、砥石の積算的な研磨時間
と研磨量との関係を示し、図１３（Ｂ）は、個々の裁断
刃に対する研磨時間と研磨量との関係を示す。図１３
（Ａ）に示すように、砥石の累積した研磨時間が増大す
ると、実線で示される研磨量は、２点鎖線で示される直
線からずれてくる。このため、ｔ０からｔ１までの期間
での砥石の初期状態では、図１３（Ｂ）の直線Ｌａに示
すような研磨性能が得られるけれども、ｔ２〜ｔ３で示
される期間での砥石の末期状態では、Ｌｂで示される研
磨性能となる。研磨性能がＬｂの直線で表されるとき
は、研磨性能がＬａのときよりも裁断刃に対して同一の
研磨量を与えるのに長時間を要するようになり、効率が
悪く、砥石の寿命と判断される。すなわち１つの砥石に
ついては研磨量がＡになれば寿命である。１つの裁断刃
に対しての寿命である研磨量がＢとなる時間は、砥石の
寿命を判断する時間に比べればずっと短い時間である。
このように、砥石の研磨性能は、砥石の積算した研磨時
間に従って大きく変化し、砥石の研磨性能に従って裁断
刃の研磨量も変化する。

【０００８】本発明の目的は、裁断刃の研磨動作に対す
る実際の研磨量を自動測定し、研磨量を最適に制御する
ことができる裁断刃の研磨量制御装置および方法を提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、裁断機の稼働
中に、予め定める条件に従って繰返して研磨される裁断
刃の研磨量制御装置であって、予め定める期間毎に、裁
断刃の研磨量を測定する測定手段と、測定手段からの出
力に応答して、測定された研磨量を予め定める適正研磨
量と比較し、研磨過多のときは次回の研磨における研磨
量を減少させ、研磨不足のときは次回の研磨における研
磨量を増加させて、次回の研磨における研磨量を適正研
磨量に近づける制御手段とを含むことを特徴とする裁断
刃の研磨量制御装置である。

【００１０】また本発明の前記測定手段は、裁断刃の刃
幅を測定して研磨量を測定することを特徴とする。

【００１１】また本発明の前記制御手段は、１回の研磨
における研磨時間を減少または増加させることによっ
て、研磨量を減少または増加させることを特徴とする。

【００１２】さらに本発明は、裁断機の稼働中に、予め
定める条件に従って繰返して研磨される裁断刃の研磨量
制御方法であって、予め定める期間毎に、裁断刃の研磨
量を測定し、測定された研磨量を予め定める適正研磨量
と比較し、研磨過多のときは次回の研磨における研磨量
を減少させ、研磨不足のときは次回の研磨における研磨
量を増加させて、次回の研磨における研磨量が適正研磨
量に近づくように制御することを特徴とする裁断刃の研
磨量制御方法である。

【００１３】

【作用】本発明に従えば、測定手段は、予め定めらる期
間毎に裁断刃の研磨量を測定する。制御手段は、測定手
段によって測定された研磨量を予め定める適正研磨量と
比較し、研磨過多のときは次回の研磨における研磨量を
減少させ、研磨不足のときは次回の研磨における研磨量
を増加させる。これによって、測定された研磨量が次回
の研磨量を適正研磨量に近づけつための制御にフィード
バックされ、研磨の過不足が防止される。裁断刃の研磨
量が適正なものとなるので、裁断刃や研磨のための砥石
などの寿命を延ばすことができる。また不必要な研磨の
ための無駄時間を減少させることができ、裁断刃の切れ
味を安定させて裁断トラブルを減少させることができ
る。

【００１４】また本発明に従えば、測定手段は、裁断刃
の刃幅を測定して研磨量を測定する。研磨を行えば、研
磨量に対応して刃幅が減少する。したがって刃幅を測定
することによって、研磨量を容易に測定することができ
る。

【００１５】また本発明に従えば、制御手段は、１回の
研磨における研磨時間を減少または増加させて、研磨量
を減少または増加させる。研磨量は、他の条件が一定で
あれば、研磨時間に比例する。したがって、研磨時間を
減少または増加させれば、研磨量を減少または増加させ
る制御を容易に行うことができる。

【００１６】さらに本発明に従えば、裁断刃の研磨量を
測定して、予め定める適正研磨量と比較し、研磨量をフ
ィードバック制御することができる。これによって研磨
量の過多や不足を防ぐことができ、裁断刃および砥石の
寿命を延ばし、研磨の無駄時間を減少させ、裁断刃の切
れ味を安定化させることができる。

【００１７】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の裁断装置に備え
られる裁断ヘッド１の基本的構成を示す簡略化した斜視
図である。多数の剛毛ブラシ４によって構成される平坦
な支持面５上には、衣服などの生地である複数のシート
材料３が積重して載置される。これらのシート材料３を
所定の形状に裁断するための裁断装置の裁断ヘッド１
は、基本的に、裁断刃６と、裁断刃６を前記支持面５に
垂直なＺ軸方向に裁断刃振動用モータによって往復振動
させるヘッドブロック９と、ヘッドブロック９をＺ軸方
向に昇降変位させる空気圧シリンダ１１と、裁断刃６の
刃先がシート材料３の表面７から予め定める間隔Ｌ１を
有するように、前記空気圧シリンダ１１をＺ軸方向に移
動させる移動手段１３と、裁断刃６の周縁部で支持面５
上に載置されたシート材料３を押さえる押さえ部材であ
るフットプレッサ１４と、前記フットプレッサ１４のＺ
軸方向の位置を検出する位置検出手段１６と、この位置
検出手段１６からの出力に応答して、前記移動手段１３
を制御する制御手段１７とを含む。

【００１８】前記ヘッドブロック９には、図示しないク
ランク機構が内蔵され、このクランク機構によって前記
裁断刃６がＺ軸に沿って往復振動される。Ｚ軸を中心に
裁断刃６を角変位させるためのＲ軸手段１５も設けら
れ、予めプログラミングされた裁断方向に刃先を向けな
がら裁断動作を行うように構成される。このようなヘッ
ドブロック９は、一対の平行な案内軸４９ａ，４９ｂに
沿って前記空気圧シリンダ１１によって裁断刃６ととも
に上下に変位駆動される。裁断開始位置あるいは大きな
角度で裁断方向を変換する位置などにおいて、空気圧シ
リンダ１１のピストン棒１８が縮退して裁断刃６がシー
ト材料３を突き刺す。裁断終了位置にくるとピストン棒
１８が伸長して裁断刃６がシート材料３から抜取られ
る。このようにして、裁断刃６がシート材料３から抜取
られた状態の非裁断位置では、その裁断刃６の先端６ａ
が前記予め定める間隔Ｌ１を有するように設定されてい
る。空気圧シリンダ１１は、摺動板１０に固定される。
ヘッドブロック９が下降するときの下限は、ストッパに
よって規定され、裁断刃６の裁断位置は固定される。

【００１９】前記ヘッドブロック９は、Ｚ軸に沿って往
復振動する出力軸５０を有し、この出力軸５０には前記
裁断刃６が角変位および着脱自在に設けられる。裁断刃
６は、大略的に直円筒状のＲ軸本体１５ａおよび作動リ
ング５１内を挿通する。作動リング５１は、Ｒ軸本体１
５ａの内周側に設けられモータ５２からタイミングベル
ト５２ａを介して上部の歯車５１ａに回転力が伝達され
ることによって、Ｚ軸まわりに矢符Ａ１，Ａ２方向に回
動され、裁断刃６の刃先が裁断プログラムに従った裁断
方向に向けられる。Ｒ軸本体１５ａは、摺動板１０に固
定される。

【００２０】作動リング５１内には、裁断刃６を挟んで
上下に各対を成す研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，
５４ｂが設けられる。これらは研磨用の砥石であり、裁
断時には、裁断刃６と非接触状態である。前記作動リン
グ５１に同軸にかつ相互に回転自在に設けられる内歯歯
車５５によって各研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，
５４ｂは回転駆動される。研磨時には、前記内歯歯車５
５の下方に同軸に設けられるカムリング５７を外部から
拘束する。このとき、作動リング５１の回転方向に従っ
て、一方対の研磨ローラ５３ａ，５４ａまたは他方対の
研磨ローラ５３ｂ，５４ｂのいずれかが交互に裁断刃６
の刃面に接触するように変位される。裁断刃６のＺ軸に
垂直な断面形状は、刃先を通る直線に関して大略的に対
称であり、両側の刃面は刃先において鋭角的に交わる。
両側の刃面を交互に研磨すれば、両側の刃面の摩耗量に
対応して、裁断刃６の刃幅が減少する。前記内歯歯車５
５は、モータ５８からタイミングベルト５９を介する動
力によって回転駆動される。

【００２１】前記移動手段１３は、摺動板１０に固定さ
れたナット部材１０ａに螺合するねじ棒１９と、ねじ棒
１９の上端部に固定されたプーリ２０と、ねじ棒１９を
双方向Ａ１，Ａ２に回転駆動するためのＺ軸リフトモー
タ２１と、Ｚ軸リフトモータ２１の出力軸２３に固定さ
れるプーリ２４と、各プーリ２０，２４間にわたって巻
掛けられて張架されるタイミングベルト２５と、前記ナ
ット部材１０ａの上限位置と下限位置とを検出する一対
のリミットスイッチ２６ａ，２６ｂとを有する。

【００２２】空気圧シリンダ１１を伸長させて裁断刃６
が前記移動手段１３によって設定される非裁断位置に引
上げられたときは、各研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３
ｂ，５４ｂが刃先を研磨した後、刃幅を測定する。刃幅
検出手段６０の作動ピン６１を前進させて検出ピン６２
を押圧した後、退避させて、たとえば、移動量と押圧力
の変化とから前記裁断刃６の刃面の摩耗量に対応する刃
先の位置を検出することもできる。すなわち、検出ピン
６２を前進させて刃先に接触するときに押圧力が検出さ
れ、検出ピン６２を退避させて押圧力が消失するときに
刃先の位置が示される。裁断刃６が摩耗すれば、刃先の
位置が検出ピン６２の前進側に変化する。

【００２３】図２は、刃幅検出手段６０および検出ピン
６２に関連する構成を示す。作動リング５１の上部に
は、原点カム５６が取付けられ、裁断刃６の刃先の向
き、すなわちＲ軸８まわりの基準方向の検出のために使
用される。刃幅の測定は、刃先が一定の方向に向いてい
るときに可能となる。刃幅を測定して研磨量をフィード
バック制御するために、制御手段２が設けられている。

【００２４】前記裁断ヘッド１には、裁断刃６がシート
材料３から引抜かれた測定位置（図２に示される状態）
を検出する近接スイッチなどである測定位置検出手段３
０等が設けられる。測定位置検出手段３０からの出力に
基づいて、検出ピン６２を裁断刃６の刃先６６よりも退
避した退避位置から前記刃先６６に近接する方向に前進
させて当接させた後、刃先６６から離反する方向に前記
退避位置まで後退させて、前記検出ピン６２の前進時に
おける退避位置から刃先６６までの距離を算出する演算
も制御手段２によって行われる。測定位置検出手段３０
は、Ｒ軸本体１５ａに取付けられ、摺動板１０の昇降移
動に従って昇降移動する。

【００２５】前記裁断刃６は、作動リング５１内を上下
に変位自在に挿通し、作動リング５１は、裁断刃旋回用
駆動モータ５２によって、予め定める裁断方向に刃先が
向くようにＲ軸８まわりに旋回駆動される。この旋回用
駆動モータ５２の下側方には、作動リング５１の歯車部
５１ａがその回転を許容可能にして設けられる。研磨用
駆動モータ５８の出力軸にはプーリ５８ａが固定され、
このプーリ５８ａから内歯歯車５５にわたってタイミン
グベルト５９が巻掛けられて張架される。内歯歯車５５
には遊星歯車６５が噛合し、遊星歯車６５に同軸に固定
される軸７５ａを介する回転力が前記裁断刃６を挟む両
側に各上下対を成して設けられる研磨ローラの一方５３
ａ，５４ａに伝達されて回転駆動される。これらの研磨
ローラを交互に裁断刃６に接触させて刃先６６が研磨さ
れる。

【００２６】図１に示すように、前記Ｚ軸リフトモータ
２１は、フレーム１２に取付けられ、たとえばステッピ
ングモータが用いられる。また、前記ねじ棒１９のリー
ドは３ｍｍ／ｒｅｖ程度に選ばれる。また、各リミット
スイッチ２６ａ，２６ｂは、上下に間隔Ｌ２＝５０ｍｍ
をあけて配置され、前記Ｚ軸リフトモータ２１のパルス
レートが１０００パルス／ｓｅｃの場合、摺動板１０を
４０ｍｍ／ｓｅｃで昇降変位駆動することができる。各
リミットスイッチ２６ａ，２６ｂのいずれか一方のスイ
ッチング態様が変化すると、制御手段１７は停止信号を
出力して前記Ｚ軸リフトモータ２１を停止させる。前記
摺動板１０は、裁断ヘッド１のフレーム１２に形成され
た案内溝（図示せず）に沿ってＺ軸方向に摺動自在であ
る。

【００２７】フットプレッサ１４は、作動リング５１に
設けられる案内軸１４ａ，１４ｂの下端に固定される。
案内軸１４ａ，１４ｂの上端にはばねが設けられ、フッ
トプレッサ１４をＺ軸上でシート材料３の表面７から離
反する方向に付勢する。摺動板１０に固定される空気圧
シリンダ２７と、空気圧シリンダ２７のピストン棒２８
の先端部に固定される取付片２９と、この取付片２９の
下端部に軸支されるローラ２９ａとは、フットプレッサ
１４をＺ軸上で表面７側に押圧する。空気圧シリンダ２
７のピストン棒２８のストロークＬ３は、たとえば２０
〜３０ｍｍに選ばれている。

【００２８】シート材料３の積層厚を検出するために、
フットプレッサ１４を用いることができる。空気圧シリ
ンダ２７を伸長させた状態から、Ｚ軸リフトモータ２１
によって摺動板１０を下降させる。下降中に、フットプ
レッサ１４がシート材料３の表面７に当接したら前記Ｚ
軸リフトモータ２１を停止する。このようなフットプレ
ッサ１４の当接状態は、位置検出手段１６によって検出
される。

【００２９】前記位置検出手段１６は、フットプレッサ
１４に当接するローラ２９ａが軸支される取付片２９か
ら上方に立上がるラック３３と、このラック３３に噛合
するピニオン３４と、ピニオン３４の回転量を検出する
ロータリエンコーダ３５とを含んで構成される。ロータ
リエンコーダ３５は、Ｒ軸本体１５ａに対して固定され
る。このようなロータリエンコーダ３５のカウント値の
変化が任意の設定値Ｌ４に達したら、前記Ｚ軸リフトモ
ータ２１を停止する。

【００３０】図３は、図２の制御手段２によるフィード
バック制御の動作を示す。ステップａ１から動作を開始
し、ステップａ２では動作条件を設定する。動作条件と
しては、裁断に対する研磨を行う頻度、研磨量の測定を
行うタイミングや、１回の裁断刃の研磨動作に対しての
適正研磨量などが設定される。測定を行う頻度や適正研
磨量は、予めデフォルト値として設定されており、入力
がなければデフォルト値が自動的に付与される。また裁
断するシート材の生地やナイフ、研磨ローラの砥石の種
類をデータとして入力し、その組合わせに応じて適切な
デフォルト値を選択するようにしてもよい。研磨を行う
頻度としては、たとえば、一定時間や一定距離の裁断動
作毎に設定する。測定のタイミングとしては、たとえば
研磨動作の一定の回数を測定サイクルとして設定し、測
定を行うべき条件を設定する。

【００３１】ステップａ３ではシート材の裁断動作が行
われる。ステップａ４では、設定された条件に従って研
磨動作が行われる。研磨動作は、頻度の条件が満たされ
た後で、たとえばシート材料３から裁断刃６を引抜い
て、裁断刃６の角度を大きく変化させるときや、裁断ヘ
ッド１が移動して別の裁断パターンに移行する途中で行
われたり、裁断終了時やシート材料３を搬送するための
アドバンス待機時に行われる。ステップａ５では、研磨
動作の積算回数が設定された測定サイクルに到達してい
るか否かが判断される。たとえば１００回程度に設定さ
れる測定サイクルに到達していないときには、ステップ
ａ３とステップａ４の動作を繰返す。ステップａ５で、
測定サイクルに到達していると判断しているときには、
設定されたタイミングでステップａ６で研磨量を測定す
る。裁断動作中に測定を行うと余分な時間を要し、裁断
が遅れるので、１マーク分のシート材料の裁断が終了し
たときや、アドバンス待機時など、裁断刃６が休止して
いるときに測定する。この間に次の研磨が行われても、
これによる研磨量の変化は無視することができる。ステ
ップａ７では測定された研磨量を適正な研磨量と比較す
る。この結果、ステップａ８で、研磨過多となっている
か否かを判断する。研磨過多ではないときには、ステッ
プａ９で研磨不足となっているか否かを判断する。研磨
不足と判断されるときには、ステップａ１０で１回あた
りの研磨時間から砥石寿命の比較を行う。ステップａ１
１では、１回当たりの研磨時間がたとえば前述の図１３
（Ａ）のｔ３時間に相当するような砥石寿命に到達し、
研磨時間を増加させても研磨量の増加の割合が小さくな
っているか否かを判断する。砥石寿命に達していないと
きには、ステップａ１２で研磨量が適正量に近づくよう
に１回あたりの研磨時間を増加させる。ステップａ８で
研磨過多であると判断されるときには、ステップａ１３
で研磨量が適正量に近づくように１回あたりの研磨時間
を減少させる。ステップａ１２およびステップａ１３が
終了すると、ステップａ３以下に戻り、研磨量を適正に
するためのフィードバック制御が行われる。ステップａ
１１で砥石寿命であると判断されるときには、ステップ
ａ１４でアラームを発生し、作業者に砥石の交換を促
す。研磨時間の増減は、たとえば一定時間ずつ行う。１
回のフィードバック制御で研磨量が適正にならなくて
も、繰返せば適正に近づく。また、図１３のような砥石
の特性をデータとして記憶しておき、これに基づいて増
減時間を決めるようにしてもよい。

【００３２】図４は、刃幅測定に関する具体的構成を示
す断面図である。本実施例の刃幅検出手段６０は、作動
リング５１に設けられ、前記検出ピン６２を備える第１
ブロック１０１と、第１ブロック１０１よりもＲ軸８に
関して半径方向外方で前記Ｒ軸本体１５ａ側に設けられ
る第２ブロック１０２とから成る。第１ブロック１０１
は、直円筒状の内周面を有するばね収納孔１０３が形成
され、前記作動リング５１に固定される保持部材１０４
と、前記検出ピン６２に装着された状態で、ばね収納孔
１０３内に収納される第１圧縮コイルばね１０５とを有
する。前記検出ピン６２は、直円柱状の小径部１０６
と、小径部１０６の一端部に一体的に形成される直円柱
状の大径部１０７とを有し、小径部１０６の裁断刃６に
臨む端部付近には、係止リング１０８が装着されて、第
１圧縮コイルばね１０５のばね力によって検出ピン６２
がばね収納孔１０３から離脱してしまうことを防止して
いる。

【００３３】このような係止リング１０８によって検出
ピン６２が抜止めされた状態では、この検出ピン６２の
小径部１０６の裁断刃６に臨む先端部１０６ａと、大径
部１０７の前記小径部１０６と反対側の端部１０７ａと
は、保持部材１０４から両側に突出している。このよう
な第１ブロック１０１は、前記作動リング５１のＲ軸８
まわりの回転によって回転する。

【００３４】前記第２ブロック１０２は、前記Ｒ軸本体
１５ａに固定されるケーシング１１０と、ケーシング１
１０内に収納される押圧部材１１１と、ケーシング１１
０に固定され押圧部材１１１をＲ軸８に向けて近接／離
反変位駆動するリニアステッピングモータ６３と、前記
押圧部材１１１の変位を検出する近接スイッチ１１２と
を有する。前記押圧部材１１１は、シリンダ１１３と、
シリンダ１１３内に変位可能に収納されるピストン１１
４とを有する。シリンダ１１３は、小径筒部１１５と、
小径筒部１１５の軸線方向一端部に一体的に連なる大径
筒部１１６とから成る。大径筒部１１６には、前記ピス
トン１１４が嵌まり込むピストン室１１７が形成され、
また小径筒部１１５には、ピストン１１４から同軸に延
びるピストン棒１１８が挿入されるばね収納孔１１９が
形成される。ばね収納孔１１９内のピストン棒１１８に
は、第２圧縮コイルばね１２０が装着され、このばね１
２０によってピストン１１４がＲ軸８に関して半径方向
外方、すなわち図３の左方に弾発的に付勢される。第２
圧縮コイルばね１２０のばね定数は、第１圧縮コイルば
ねのばね定数よりも大きくしておく。

【００３５】前記ケーシング１１０には、シリンダ１１
３の小径筒部１１５が挿通する挿通孔１２１が形成さ
れ、前記リニアステッピングモータ６３の出力軸１２２
が図３の右方へ伸長したときにケーシング１１０の外部
へ突出することができる。また出力軸１２２が図３の左
方へ退避した状態では、前記小径筒部１１５の軸部１２
３の先端部である作動ピン６１と前記検出ピン６２の大
径部１０７の端部１０７ａとは間隔Ｄ１をあけて離間し
ている。また、検出ピン６２の小径部１０６と端部１０
６ａと裁断刃６の刃先６６とは間隔Ｄ２をあけて離間し
ている。さらにシリンダ１１３の大径筒部１１６の端面
１２４とピストン１１４の前記端面１２４に対向する端
面１２５とは間隔Ｄ３をあけて離間しており、さらに小
径筒部１１５の端面１２６とこの端面１２６に対向する
ピストン棒１１８の端面１２７とは間隔Ｄ４をあけて離
間している。前記間隔Ｄ１はたとえば１．５ｍｍに選ば
れ、また前記間隔Ｄ２は７．５ｍｍに選ばれ、さらに前
記間隔Ｄ３は１．０ｍｍに選ばれ、前記間隔Ｄ４は１．
０ｍｍに選ばれる。

【００３６】前記シリンダ１１３の大径筒部１１６に
は、その軸線方向に延びる案内長孔１２８ａ，１２８ｂ
が形成され、各案内長孔１２８ａ，１２８ｂには、前記
ピストン１１４に固定された案内ピン１２９ａ，１２９
ｂが移動自在に挿通される。

【００３７】前記リニアステッピングモータ６３は、ス
テップサイズが０．０２９ｍｍ／パルスであり、リード
ピッチが０．７ｍｍ／回転であり、たとえば４２０パル
ス／ｓｅｃで１２ｍｍ／ｓｅｃの移動速度で出力軸１２
２を伸長／縮退変位駆動させることができる。

【００３８】またシリンダ１１３の大径筒部１１６に
は、検出ピン６２の先端部１０６ａが裁断刃６の刃先６
６に当接したことを検出するための当接位置検出スイッ
チ１３０が設けられ、前記近接スイッチ１１２がオフし
た状態、すなわちリニアステッピングモータ６３の出力
軸１２２が伸長して押圧部材１１１がケーシング１１０
内で図３の右方へ移動した状態で、前記当接位置検出ス
イッチ１３０がオンすると、検出ピン６２の先端部１０
６ａが刃先６６に当接したものと判断し、前述したよう
にして刃幅を測定することができる。研磨前後の刃幅の
差から裁断刃６の研磨量を求めることができる。

【００３９】図５は、図４に示す構成によって刃幅が測
定される原理を示す。Ｗ１は、間隔Ｄ１およびＤ３が０
のときの間隔Ｄ２に等しい。裁断刃６の刃幅をＷ２とす
ると、検出器具６２の先端部１０６ａから裁断刃６のリ
ッジ６８までの距離Ｗ３は、刃幅検出手段６０と裁断刃
６との機械的な配置関係から一定である。直接検出され
るのは、距離Ｗ１であり、刃幅Ｗ２は、Ｗ２＝Ｗ３−Ｗ
１という演算によって求められる。刃幅は、レーザビー
ムなどを用いて、光学的に、非接触状態で測定すること
もできる。また研磨量は、距離Ｗ１の変化量、すなわち
刃先の位置の変化などから測定することもできる。刃先
の位置検出は、機械的に直接接触させるばかりではな
く、光学的や電気的に、接触・非接触のいずれでも行う
ことが可能である。

【００４０】図６〜図８は、裁断刃６の研磨に関連する
構成を示す。図６は部分断面図。図７および図８は、図
６の切断面線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た断面図をそれぞれ
示す。

【００４１】モータ５８からの駆動力は、プーリ５８ａ
およびタイミングベルト５９を介して、内歯歯車５５の
外周側に伝達される。内歯歯車５５の内周側に噛合する
遊星歯車６５の回転を各研磨ローラ５３ａ，５３ｂ；５
４ａ，５４ｂに伝達するのは回転伝達手段６７であり、
前記作動リング５１の回転を係止し、かつその係止状態
を解除するのはロック手段６９である。

【００４２】作動リング５１は、摺動板１０に対して固
定されるＲ軸本体１５ａに上下一対の軸受７１，７２を
介して回転自在に軸支される。作動リング５１の上方に
は原点カム５６が取付けられる。原点カム５６の周縁部
に近接して、原点検出器７３が設けられる。原点カム５
６の突起部が原点検出器７３の位置にあるときを、裁断
刃６の刃先の向きの基準とする。

【００４３】回転伝達手段６７では、遊星歯車６５は軸
７５ａに固定される。この軸７５ａの近傍には、軸７５
ａと平行にもう１つの軸７５ｂが配置され、各軸７５
ａ，７５ｂには、相互に噛合する歯車７６ａ，７６ｂが
それぞれ固定され、前記遊星歯車６５の回転力は、一方
の歯車７６ａを介して他方の歯車７６ｂに伝達され、こ
の歯車７６ｂが固定される軸７５ｂに伝達される。一方
の軸７５ａにはまた、軸線方向に間隔をあけて一対のプ
ーリ７７ａ，７８ａが固定される。他方の軸７５ｂにつ
いても同様である。これらのプーリ対間には、揺動部材
７９ａ，７９ｂの一端部が揺動自在に装着される。各揺
動部材７９ａ，７９ｂの他端部には、軸８０ａ，８０ｂ
が挿通され、各軸８０ａ，８０ｂの各両端部には前記研
磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂが回転自在に
装着される。

【００４４】Ｒ軸本体１５ａには取付片８１が固定さ
れ、取付片８１には前記ロック手段６９が設けられる。
ロック手段６９は、前記取付片８１に固定される空気圧
シリンダ８２と、空気圧シリンダ８２のピストン棒の先
端部に固着される当接片８３とを有し、この当接片８３
はカムリング５７の歯付部５７ａの外周面に当接／離反
して、カムリング５７の回転を係止し／解除することが
できる。

【００４５】図８に示すように、カムリング５７には、
その内周面から半径方向外方に凸となるカム溝８４ａ，
８４ｂと、当接部８５の両側に周方向に延びる２つの透
孔８６ａ，８６ｂとが形成される。前記カム溝８４ａ，
８４ｂには、前記揺動部材７９ａ，７９ｂに一体的に形
成されるホロア８７ａ，８７ｂが嵌まり込み、カム面に
沿って案内される。各揺動部材７９ａ，７９ｂには、引
張コイルばね８８の両端部がそれぞれ係止され、研磨ロ
ーラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂが相互に近接する
方向に付勢される。これによって各ホロア８７ａ，８７
ｂが半径方向外方、すなわち各ホロア８７ａ，８７ｂが
各カム溝８４ａ，８４ｂに臨んだときに、各カム面に弾
発的に当接する方向にばね付勢される。

【００４６】前記裁断刃６は、作動リング５１内に立設
される案内部材８９の案内溝内に嵌まり込んで案内さ
れ、案内部材８９には取付片９０が固定される。取付片
９０には、２つの揺動アーム９１ａ，９１ｂがピン９２
ａ，９２ｂによって揺動自在に連結され、各揺動アーム
９１ａ，９１ｂの遊端部９３ａ，９３ｂは前記透孔８６
ａ，８６ｂ内に嵌まり込む。各揺動アーム９１ａ，９１
ｂは、引張コイルばね９４によって各遊端部９３ａ，９
３ｂが相互に近接する方向にばね付勢される。カムリン
グ５７の歯付部５７ａから当接片８３が離反していると
きには、カムリング５７と作動リング５１とは一体で回
転し、ホロア８７ａ，８７ｂは両カム溝８４ａ，８４ｂ
の中央に留まる。

【００４７】この状態で、空気圧シリンダ８２に圧縮空
気が供給されると、そのピストン棒が伸長して当接片８
３が歯付部５７ａの外周面に当接し、これによってカム
リング５７の回転が阻止される。Ｒ軸駆動用のモータ５
２が回転駆動されると、作動リング５１が一方向Ｃに僅
かに回転し、一方のホロア８７ａがカム溝８４ａ内に嵌
まり込み、また一方の揺動アーム９１ｂの遊端部９３ｂ
が当接部８５に当接した状態で、引張コイルばね９４の
ばね力に抗して、他方の揺動アーム９１ａから離反する
方向に角変位して拡げられる。この状態においては、遊
星歯車６５の公転動作が拘束され、前記内歯歯車５５の
回転が遊星歯車６５、各軸７５ａ，７５ｂ、各歯車７６
ａ，７６ｂに、各プーリおよびベルト９５，９５ｂを介
して各研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂに伝
達されて回転駆動される。これらの研磨ローラ５３ａ，
５４ａ；５３ｂ，５４ｂの回転数は、４５００〜８００
０ｒｐｍ程度に選ばれ、研磨ローラ５４ａ側で裁断刃６
の刃先を研磨する。

【００４８】また、Ｒ軸駆動用のモータ５２が逆方向に
回転駆動を開始すると、その回転は上述のようにして各
研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂに伝達され
るとともに、作動リング５１は、前記回転方向Ｃとは逆
方向に回転されて、他方のホロア８７ｂがカム溝８４ｂ
内に嵌まり込み、これによって研磨ローラ５４ｂ側によ
って裁断刃６の他側面が研磨される。このような裁断刃
６の研磨時において、各研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５
３ｂ，５４ｂの裁断刃６への当接圧力は、前記引張コイ
ルばね８８のばね力によって調整することができる。ま
た研磨量は、各カム溝８４ａ，８４ｂの内周面９６から
の深さｄによって設定することができる。このようにし
て、裁断刃６がどのような回転位置にあっても、ロック
手段６９によってカムリング５７の回転を停止させた状
態で、研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂを裁
断刃６に接触させて研磨することができる。

【００４９】図９は、裁断刃６の研磨動作を説明するた
めのフローチャートである。まず、ステップｓ１で、研
磨動作が開始され、ステップｓ２で裁断中であった裁断
刃６が上昇してシート材料３から引抜かれ、ステップｓ
３で内歯歯車駆動用モータ５８を作動させて、４５００
〜８０００ｒｐｍで回転させる。

【００５０】ステップｓ４で、Ｒ軸モータ５２を停止し
て、ロック手段６９を作動させて、当接片８３を摺動環
であるカムリング５７の歯付部５７ａの外周面に当接さ
せ、カムリング５７の回転を係止する。これによって、
ステップｓ５で回動筒体である作動リング５１をカムリ
ング５７に対して矢符Ｃ方向へ−１５°回転して、裁断
刃６の片面に研磨ローラ５３ａ，５４ａが押しあてられ
て、設定された研磨時間、たとえば０．２〜３秒程度研
磨する。

【００５１】次に、ステップｓ６で、Ｒ軸モータ５２の
回転方向を逆方向に切換えて、作動リング５１を＋３０
°回転させ、研磨ローラ５３ｂ，５４ｂによって裁断刃
６の他方の片面を研磨し、ステップｓ７でＲ軸モータ５
２を反転させて、各研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３
ｂ，５４ｂを裁断刃６に接触しない初期位置に復帰させ
る。その後、ステップｓ８で当接片８３を歯付部５７ａ
の外周面から退避させるとともに、ステップｓ９で内歯
歯車駆動用モータ５８を停止して、ステップｓ１０で研
磨動作が終了し、次の裁断動作に移る。

【００５２】このようにして、他の裁断パターンに移る
ためなどに裁断刃６がシート材料３から引抜かれて裁断
動作が中断したとき、裁断刃をその向きにかかわらず、
均一にかつ迅速に研磨することができる。

【００５３】図１０は、図２に示す制御手段２に関連す
る電気的構成を示す。制御手段２には、処理回路４１、
入力装置４２、記憶装置４３、メモリ４４およびカウン
タ４５などが含まれる。処理回路４１はマイクロコンピ
ュータなどを含んで実現される。入力装置４２からは、
裁断や研磨のためのコマンドや条件が入力される。記憶
装置４３では、フロッピーディスクなどの記憶媒体に、
裁断データや研磨および測定に関するデフォルト値や、
砥石の寿命に関するデータなどが記憶されている。メモ
リ４４には、前回の刃幅測定値など、各種データが記憶
される。カウンタ４５は、研磨回数の計数に使用され
る。Ｘ軸モータ４６およびＹ軸モータ４７は、裁断ヘッ
ド１を、図１に示すＸ方向およびＹ方向に移動させると
きにそれぞれ駆動される。

【００５４】図１１は、本発明の他の実施例の研磨のた
めの構成を示す断面図である。本実施例のカムリング１
５７には、その内周面から半径方向内方に突出する２つ
の案内突部１８４ａ，１８４ｂが周方向に間隔をあけて
形成され、これらのカム面１９７ａ，１９７ｂには、カ
ムリング１５７に対して相対的な作動リングの正／逆方
向の回転動作に応じて各ローラ１８７ａ，１８７ｂが案
内される。各ローラ１８７ａ，１８７ｂは、各軸７５
ａ，７５ｂに角変位自在に連結されたアーム１９３ａ，
１９３ｂの各遊端部に軸支される。これらのアーム１９
３ａ，１９３ｂの各遊端部と各揺動部材１７９ａ，１７
９ｂとの間には、圧縮コイルばね１６８ａ，１６８ｂが
それぞれ介在される。カム面１９７ａ，１９７ｂによっ
て半径方向内方に押し上げられたローラ１８７ａ，１８
７ｂの変位によって、各揺動部材１７９ａ，１７９ｂを
相互に近接する方向に押圧する。これによって、研磨ロ
ーラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂを裁断刃６に押し
付けることができる。また、各揺動部材１７９ａ，１７
９ｂには、引張コイルばね１８８ａ，１８８ｂの各一端
部が係止され、引張コイルばね１８８ａ，１８８ｂの各
他端部は、作動リング５１に係止される。これらの引張
コイルばね１８８ａ，１８８ｂによって、各揺動部材１
７９ａ，１７９ｂおよび研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５
３ｂ，５４ｂを相互に離反する方向に付勢して、研磨動
作が終了した後、復帰させることができる。

【００５５】本実施例では、研磨ローラ５３ａ，５４
ａ；５３ｂ，５４ｂの押しあて量を、案内突起１８４
ａ，１８４ｂの高さや、圧縮コイルばね１６８ａ，１６
８ｂの強さによって、容易に調整することができる。ま
た、作動リング５１の相対的な角変位量に対応して、押
しあて量を調整することができる。

【００５６】研磨量の制御は、研磨時間の調整と押しあ
て量の調整ばかりではなく、内歯歯車駆動用モータ５８
の回転数を調整することによっても可能である。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、裁断刃の
研磨量が適正な研磨量となるようにフィードバック制御
することができるので、予め研磨性能の低下を見込んで
余裕のある研磨量を設定する必要がなく、研磨過多を防
止することができる。これによって裁断刃や研磨のため
の砥石などの寿命を延ばすことができる。また研磨過多
を防止することができるので、不必要な研磨に要する研
磨の無駄時間を減少することができる。また、研磨に使
用する砥石などは、研磨を行った積算時間が大きくなる
とともに研磨性能が徐々に低下するので、研磨不足にな
り、裁断刃の切れ味が劣化するおそれがあるけれども、
適正な研磨量にフィードバック制御されるので、研磨不
足を防止することができる。これによって裁断刃の切れ
味が安定し、裁断トラブルを減少させることができる。
さらに、研磨に使用する砥石の研磨性能の低下を把握す
ることができるので、砥石の交換時期や目詰まり除去の
ためのクリーニング時期などを明確に知ることができ
る。このため、従来のように一定期間毎に砥石を交換し
て、未だ使用可能な砥石を除去したり、作業者の勘に頼
って不安定な状態で砥石を交換する必要がなくなる。こ
のように砥石などの交換時期が明確になり、その点検回
数を減らすことができる。

【００５８】また本発明によれば、裁断刃の刃幅を測定
して研磨量を測定するので、研磨量を容易かつ迅速に測
定することができ、裁断作業の効率を低下させないで正
確な研磨量を測定することができる。

【００５９】また本発明によれば、１回の研磨における
研磨時間を減少または増加させて研磨量を減少または増
加させる。研磨時間の制御は容易に行うことができるの
で、研磨量の制御も容易となる。

【００６０】さらに本発明によれば、研磨量を測定しな
がらフィードバック制御するので、研磨用の砥石などの
性能が変化しても安定した研磨を行うことができ、研磨
過多や研磨不足を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の裁断刃研磨制御装置を備え
る裁断機の主要部分を簡略化して示す斜視図である。

【図２】図１の実施例の刃幅測定のための構成を示す簡
略化した断面図である。

【図３】図１の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図４】図１の実施例の刃幅測定のための具体的構成を
示す部分的な断面図である。

【図５】図１の実施例で刃幅の算出手順を説明するため
の図である。

【図６】図１の実施例で研磨装置に関連する構成を示す
断面図である。

【図７】図６の切断面線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た拡大断
面図である。

【図８】図６の切断面線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た拡大断
面図である。

【図９】図１の実施例の裁断刃６の研磨動作を示すフロ
ーチャートである。

【図１０】図１の実施例の制御手段２の電気的構成を示
すブロック図である。

【図１１】本発明の他の実施例の断面図である。

【図１２】裁断刃研磨用砥石の研磨回数と研磨量との関
係を示すグラフである。

【図１３】一般的な砥石と裁断刃の研磨時間に対する研
磨量の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 裁断ヘッド ２ 制御手段 ３ シート材料 ４ 裁断刃 ８ Ｒ軸 ９ ヘッドブロック １５ａ Ｒ軸本体 ３０ 測定位置検出手段 ５１ 作動リング ５２，５８ モータ ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂ 研磨ローラ ５５ 内歯歯車 ５７，１５７ カムリング ６０ 刃幅検出手段 ６１ 作動ピン ６２ 検出ピン ６３ リニアステッピングモータ ６５ 遊星歯車 ６６ 刃先 ６７ 回転伝達手段 ６８ リッジ ６９ ロック手段 ７１，７２ 軸受 ７９ａ，７９ｂ；１７９ａ，１７９ｂ 揺動部材 ８２ 空気圧シリンダ ８３ 当接片 ８４ａ，８４ｂ カム溝 ８７ａ，８７ｂ ホロア ８８；１８８ａ，１８８ｂ 引張コイルばね ８９ 案内部材 １１２ 近接スイッチ １３０ 当接位置検出スイッチ １８４ａ，１８４ｂ 案内突起 １８７ａ，１８７ｂ ローラ １９３ａ，１９３ｂ アーム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 裁断機の稼働中に、予め定める条件に従
   って繰返して研磨される裁断刃の研磨量制御装置であっ
   て、 予め定める期間毎に、裁断刃の研磨量を測定する測定手
   段と、 測定手段からの出力に応答して、測定された研磨量を予
   め定める適正研磨量と比較し、研磨過多のときは次回の
   研磨における研磨量を減少させ、研磨不足のときは次回
   の研磨における研磨量を増加させて、次回の研磨におけ
   る研磨量を適正研磨量に近づける制御手段とを含むこと
   を特徴とする裁断刃の研磨量制御装置。
2. 【請求項２】 前記測定手段は、裁断刃の刃幅を測定し
   て研磨量を測定することを特徴とする請求項１記載の裁
   断刃の研磨量制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、１回の研磨における研
   磨時間を減少または増加させることによって、研磨量を
   減少または増加させることを特徴とする請求項１または
   ２記載の裁断刃の研磨量制御装置。
4. 【請求項４】 裁断機の稼働中に、予め定める条件に従
   って繰返して研磨される裁断刃の研磨量制御方法であっ
   て、 予め定める期間毎に、裁断刃の研磨量を測定し、 測定された研磨量を予め定める適正研磨量と比較し、研
   磨過多のときは次回の研磨における研磨量を減少させ、
   研磨不足のときは次回の研磨における研磨量を増加させ
   て、次回の研磨における研磨量が適正研磨量に近づくよ
   うに制御することを特徴とする裁断刃の研磨量制御方
   法。