JPH10118993A

JPH10118993A - 切断加工装置

Info

Publication number: JPH10118993A
Application number: JP27636096A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Wakabayashi; 憲之若林
Original assignee: U H T KK
Current assignee: U H T KK
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 1998-05-12
Anticipated expiration: 2016-10-18
Also published as: JP2988621B2

Abstract

(57)【要約】【課題】固定された薄板状のワークを切断することで
ワークまたは切断刃に生じる応力を原因とする切断精度
の低下を解消して、矩形状のチップ形状に精度良く切断
可能な切断加工装置を提供する。【解決手段】インデックステーブル部１上部にワーク
Ｍの寄り戻し体21を設け、ワークＭの切断位置（位置マ
ークＭb ）を検出する検出手段６が検出可能な範囲内ま
でワークＭを前記寄り戻し体21で一旦寄せてから離間さ
せ、かつ、切断刃33とワークＭの切断位置とが一致する
ように補正動させてから無固定状態のワークＭを切断す
る。このような動作を最前切断列から最終切断列まで所
望する矩形状のチップ形状の一辺の長さ分の間欠送りし
ながら繰り返し行い、更にワークＭを平面視９０度回動
させた後にも繰り返し行うことで矩形状のチップ形状に
切断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は切断加工装置、更に
詳しくはグリーンシート等の薄板状のワークを多数の小
形な矩形状のチップ形状に切断する切断加工装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の切断加工装置は、バキュ
ーム孔が開孔された平面視９０度ごとの割り出し可能な
インデックステーブル上の所定位置にワークを載置し、
この載置されたワークの下面をバキュームしてインデッ
クステーブル上に固定している。そして、該ワークの上
方に設けられた切断機構を間欠動させながらワークを所
定間隔をおいて平行に切断し、一方向の切断が完了した
らインデックステーブル（ワーク）を平面視で９０度回
動させ、前記と同様に切断動作を繰り返すことで多数の
矩形状のチップ形状に切断加工している。このとき、ワ
ークをチップ形状に切断する具体的な切断方法として、
ワークを完全に分離するように切断していく方法や、ワ
ークの縁部を残しながらワーク内を分離するように切断
していく方法、また完全に切断せずに切れ目をいれる程
度（加工終了後も一枚のシート状を保つ）等、ワークの
種類、製造工程等によって所望する切断法がある。な
お、この切断機構はストリッパを備えているが、通常ス
トリッパといえばワークを押さえつけることを主とする
が、例えばグリーンシート等の柔らかくて粘性のあるワ
ークの場合、ストリッパで押圧すると圧痕を生じやすい
ことから軽く押圧する程度にとどめ、主に切断刃がワー
クから離間する際に切断刃がワークを持ち上げてしまう
のを防止するために設けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、グリー
ンシート等のワークは、一回の切断加工で所望の精度を
出すことが要求されているため、上述したようにワーク
をインデックステーブル上に完全に固定しての切断加工
は、切断時において刃先部の厚みがワークに付加され刃
先部の厚み分だけ押し広げた状態を瞬間的に維持するこ
とになるため、切断面近傍が塑性変形（永久歪み）して
精度が確保されなかったり、片刃の切断刃を使用した場
合などは、切断時に刃面（傾斜面）と対向する面（平行
面）にかかる反力が違うためワークの硬度によっては薄
肉な切断刃が微妙に変形する場合が往々にしてあり、高
精度な矩形状のチップ形状に切断されにくいといった問
題点を有していた。

【０００４】このような問題を解消するために、例え
ば、切断した瞬間にワークが自由に変形または逃げられ
るようにワークを固定しないで切断することが提案でき
る。このようにすれば切断面近傍が塑性変形（永久歪
み）せずに切断が可能となる。しかし、ワークを固定し
ていないので所定位置からワークが移動してしまい、移
動した状態のまま切断機構を予め設定された移動量だけ
間欠送りさせて切断しても、適正な切断位置から外れて
いるために、所望する精度の矩形状チップを得ることが
できない。

【０００５】なお、ワークが移動してしまう原因とし
て、ワークを完全に分離するように切断していく方法で
は、例えば薪割りの際に薪が横方向へ飛ぶように、刃面
（傾斜面）が押し広げていく際に生じる横方向の力によ
って移動する。また、ワークの縁部を残しながらワーク
内を分離するように切断していく方法や、完全に切断せ
ずに切れ目をいれる程度（加工終了後も一枚のシート状
を保つ）で切断する方法で両刃を使用した場合、この場
合においても切断刃がワークから離間した瞬間直後にワ
ークが移動してしまう。このことから切断位置を境に左
右にアンバランスな力が働いているから結果的に移動す
るものと推測され、その原因として切断刃の刃先角精度
（左右非対称）の違いや、切断位置を境に左右のインデ
ックステーブルとの接地面積の違いによる摩擦力の違い
等によって切断位置を境に逃げ量（弾性歪み）が左右同
一ではなくなり、切断直後にこの歪みが基に復する際に
微動するものと思われる。

【０００６】そこで本発明は、切断面近傍の変形や切断
刃の種類によって精度が左右されるといった問題を解決
して、矩形状のチップ形状に精度良く切断することがで
きる切断加工装置を提供することを目的としたものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に講じた技術的手段は、回動角度調整可能なインデック
ステーブル部と、そのインデックステーブル部に載置し
たワーク上方に設けられ、間欠送りしながら所定間隔を
おいてワークを切断する切断機構とを備えた切断加工装
置であって、前記切断機構またはその付近に支持されワ
ークの切断機構下でのワークの切断位置を検出する検出
手段と、ワークを無固定の状態で切断し、切断の際に生
じたワークの位置ずれを切断の度に前記検出手段で確認
して切断刃をワークの適正な切断位置に補正動させる制
御手段と、切断前毎にワークの側面から離間するように
後退し、切断後毎に前記補正動可能な検出手段の検出範
囲内までワークを寄せる前後動可能な寄り戻し部とを備
えたことを特徴とする。ここで、切断後毎に前記補正動
可能な検出手段の検出範囲内までワークを寄せるとは、
切断の際に生じたワークの位置ずれを修正するためにワ
ークの側面を押動させて検出手段の検出可能な範囲内ま
でワークを移動させることをいうが、移動が完了した状
態、すなわち、検出手段の検出範囲内までワークが移動
された状態は、ワークと寄り戻し部との間に間隙がない
場合（ワークの四側面に寄り戻し部が当接している場
合）と、ワークと寄り戻し部との間に間隙がある場合の
両者を包含している。位置ずれ補正に要する時間を短縮
させる観点からはワークと寄り戻し部との間に間隙がで
きない程度までワークを押動させることが好ましいが、
グリーンシートのように薄くて柔らかいワークでは、圧
潰したり飛散してしまう恐れがあるため、完全にワーク
を押し切るような手段をとらずにワークと寄り戻し部と
の間に間隙（検出手段の検出範囲内）ができるように押
動させた方が望ましい。

【０００８】

【作用】上記技術的手段によれば、下記の作用がある。
切断する時に寄り戻し部をワークから離間させることで
その寄り戻し部が切断刃の進入の抵抗にならないためワ
ークに対して直線的に精度良く切断することができる。
その代わりに、ワークが無固定になると、刃面（傾斜
面）が押し広げていく際に生じる横方向の力等によって
ワークが移動してしまう。従って、そのまま切断を続行
すると、精度良く切断することができなくなる。そのた
め、検出手段の検出可能範囲内にワークの切断位置が入
るように寄り戻し部で寄り戻してワークの移動を修正す
る。そして、修正されたワークから再度寄り戻し部を離
間させて、切断時にワーク自体が受ける歪みを逃がすの
に十分な間隙を形成する。そして検出手段で適正な切断
位置を検出して切断刃とワークの切断位置とが一致する
ように補正動させ、次の切断を行なう。このような動作
を最前切断列から最終切断列まで所望する矩形状のチッ
プ形状の一辺の長さ分の間欠送りしながら繰り返し行
い、更にワークを平面視９０度回動させた後にも繰り返
し行うことで矩形状のチップ形状に切断する。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図１
乃至図１１を用いて説明をする。図中、符号Ａは切断加
工装置、符号１はインデックステーブル部、符号２は寄
り戻し部、符号６は検出手段、符号７は検出手段で、こ
の実施の形態で例示された切断加工装置Ａは、焼結前の
グリーンシート（ワーク）Ｍを格子状に切断して矩形状
のチップ形状に切断するのに好適なものである。

【００１０】この切断加工装置Ａは、インデックステー
ブル部１と、寄り戻し部２と、切断機構３と、コラム４
と、コラム送り機構５と、検出手段６と、制御手段７と
を備えて構成されている。インデックステーブル部１
は、回転角度が制御可能なサーボモータ（図示せず）が
内蔵され、後述するＣＰＵ73の指令に基づいて９０度毎
の割り出しとワークの回転方向の位置ずれ補正を行うイ
ンデックス部（図示せず）と、テーブル上面に複数個の
微細径のバキューム孔（図示せず）が開孔された矩形状
のテーブル11とからなる。寄り戻し部２は図４及び図５
に示すように、インデックステーブル部１上部にテーブ
ル11面に接して設けられテーブル各側面から突設された
ブラッケット22と、該ブラッケット22に取り付けられた
往復動タイプのエアシリンダからなるアクチュエータ23
と、アクチュエータ23のロッド先端と連結されＬ字形に
折り曲げ形成された平面視矩形状の寄り戻し体21とから
なり、各アクチュエータ23を駆動させることで各寄り戻
し体21が前後動するようになっている。

【００１１】切断機構３は、主軸31を上下動させる送り
機構（図示せず）と、平刃状の両刃からなる切断刃33
と、主軸31の先端部に設けられ切断刃33を取り付けるツ
ールホルダ32と、切断刃33を案内して切断刃33を出没さ
せるストリッパ34とからなる。この切断機構３は、送り
機構で主軸31を下降させることで最初にストリッパ34下
面がグリーンシートＭに当接し、さらに下降することで
切断刃33がストリッパ34下面から突出してグリーンシー
トＭが切断される。そして主軸31を上昇させることで切
断刃33がグリーンシートＭから離間し、しかるのち、ス
トリッパ34がグリーンシートＭから離間するようになっ
ている。なお、切断時はストリッパ34がグリーンシート
Ｍを若干圧接するが、この圧接力によってグリーンシー
トＭを固定するわけではなく、切断刃33がグリーンシー
トＭから離間する際、切断刃33がグリーンシートＭを持
ち上げてしまうのを防止するために設けられているもの
で、その圧接力は極めて弱い力でありグリーンシートＭ
は無固定の状態が確保されている。

【００１２】コラム４は、水平移動した際インデックス
テーブル部１に干渉しないように中央部下面が切欠され
た凸状を呈し、上方部側面には切断機構３を支持し、底
面は後述するコラム送り機構５に水平移動可能に支持さ
れている。コラム送り機構５は、回転角度が制御可能な
サーボモータ51と、ベースa1上面の中央部長手方向（図
面の左右方向）に架設された捩子棒52と、該捩子棒52に
螺合され上述したコラム４下面に取付けられたナット53
と、捩子棒52を挟んでベースa1上面の両端部長手方向
（図面の左右方向）に配設されたガイドレール55と、該
ガイドレール55に摺動可能に係合されたガイド54とから
なり、後述するＣＰＵ73の指令に基づいて捩子棒52と連
結されたサーボモータ51が回動することで、切断機構３
を支持したコラム４を、ガイドレール55に沿って水平移
動可能になっており、所望する矩形状のチップ形状の一
辺の長さ分の間欠送り、水平方向のワークの位置ずれ補
正、等が行われる。

【００１３】検出手段６は、切断刃33の刃渡り方向に切
断刃33を挟むように斜め下方へ向けて相対するように設
置された２台のＣＣＤカメラ61,61'からなり、切断刃33
の刃先角中心と２台のＣＣＤカメラ61,61'の撮像画像Ｆ
の縦方向（Ｙ方向）の中央部（Ｙ軸）とが直線上になる
ように切断機構３に支持されている。この検出手段６
は、切断機構３が所望する矩形状のチップ形状の一辺の
長さ分の間欠送りがされることでグリーンシートＭの縁
部近傍に各々対向するようにチップ形状の長さ分所定間
隔をおいて予め印刷された複数個の位置マークＭb を個
々に撮像していくもので、個々に撮像された検出情報
（画像信号）は後述する制御手段７に送られる。そして
この２台のＣＣＤカメラ61,61'の撮像画像ＦのＹ軸上に
各々対向する位置マークＭb が位置したとき（さらに詳
しくは撮像による画像信号のピークレベルとローレベル
の境界部に位置したとき）が切断可能となる。

【００１４】制御手段７は図１１に示すように、ＲＡＭ
71と、ＲＯＭ72と、ＣＰＵ73と、ＩＮＦ（インターフェ
イス）74a,74b,74c,74d とを備えて構成され、バス75を
介して相互に連絡されている。ＲＡＭは、２台のＣＣＤ
カメラ61,61'の位置データ、（撮像画像の縦方向の中央
部（Ｙ軸上）の複数のドットの番地に相当）、ワーク固
有のデータすなわちワークの厚み、外形寸法、切断回
数、切断速度等、さらにＣＰＵ73が実行するための各種
フラグ、レジスタ、等が予め記憶されている。なお、各
種データの変更は書き換えることで変更可能になってい
る。ＲＯＭ72は、装置全体を統括制御するための制御プ
ログラムが格納されている。ＩＮＦ74a,74b,74c,74d
は、制御手段７と各機構部との制御信号を相互に変換さ
せて制御レベルを合わせるもので、切断を実行する場合
に本発明にかかるインデックステーブル部１とコラム送
り機構５を含む各機構部と直接的に相互に連絡するため
の変換器である。ＣＰＵ73は、ＲＯＭ72に格納された制
御プログラムを実行し、検出あるいは予め設定された各
データを演算処理して各機構部へ指令を行い装置全体を
統括制御するもので、本発明にかかる切断加工前の切断
刃33の位置補正と寄り戻し体21の動作も該ＣＰＵ73の指
令に基づいて行われている。

【００１５】以上のように構成された切断加工装置Ａ
は、まず図６に示すように、テーブル11上面中央にグリ
ーンシートＭを載せる。この場合において極めて軽薄の
ワークの場合はワークの下面を軽くバキュームさせる
（固定するわけではない）ことで切断時に伴うワークの
位置ずれの量を制限させたり、ワーク同士の重なりを防
止させるのに有効である。そしてコラム送り機構５によ
って切断機構３を最初の切断位置（最初の位置マークＭ
b ）に移動させるとともに、ワークのセット動作、すな
わち、各寄り戻し体21を前進させ、制御手段が補正動可
能な所定範囲内（２台のＣＣＤカメラ61,61'の撮像範囲
内）までグリーンシートＭを各寄り戻し体21で寄せてセ
ットし（図７参照）、しかるのち各寄り戻し体21を離間
させて待機させる（図８参照）。

【００１６】次に位置ずれ補正動作、すなわち２台のＣ
ＣＤカメラ61,61'がグリーンシートＭの最初の切断位置
（最初の位置マークＭb ）を撮像し、制御プログラムに
基づいてＣＰＵ73が２台のＣＣＤカメラ61,61'の撮像画
像ＦのＹ軸上のドットの番地と撮像による画像信号のピ
ークレベルとローレベルの境界部の番地との比較演算を
行い、この比較演算によってグリーンシートＭの位置ず
れデータが検出される。このようにして得られた位置ず
れデータを装置固有の変位量に対応した個々のサーボモ
ータのステップ数に換算することでキャリブレーション
データが得られ、該データはインターフェイス74a,74b,
を介してパルス波形の駆動電源としてインデックステー
ブル部１とコラム送り機構５両者の各サーボモータへ供
給、駆動され位置ずれ補正が行われる（図８はテーブル
11を回動させて回転方向の位置ずれを補正、図９はコラ
ム送り機構５を移動させて水平方向の位置ずれを補正
し、切断された状態を示す）。例えば１ステップ分サー
ボモータ51を回動させると0,01ミリメートルだけコラム
送り機構５が移動するとした場合、水平方向の位置ずれ
が1,5 ミリメートルと検出されれば所望するステップ数
は 150ステップというように換算され、このステップ数
分だけサーボモータが駆動されて水平方向の位置ずれ補
正が行われる。

【００１７】そして、切断刃33を下降させて無固定のグ
リーンシートＭを不要な縁部を残して切断する（図９参
照）。最初の切断が完了したら切断機構３を矩形状のチ
ップ形状の一辺の長さ分の間欠送りして、つぎの切断位
置（つぎの位置マークＭb ）に移動させるとともに、上
述したワークのセット動作と位置ずれ補正動作をおこな
い切断を開始する。このように切断機構３の間欠送り
と、ワークのセット動作と、位置ずれ補正動作と、切断
とを繰り返して一方向の切断が完了したらインデックス
テーブル部1 を略９０度回動させ、同様に一連の動作を
繰り返して複数個の矩形状の切断チップ形状に切断して
作業を完了させる（図１０参照）。

【００１８】なお、本実施の形態ではグリーンシートＭ
の縁部は切断せずに残しているため縁部に塑性変形が生
じるが、この歪み量よりも補正動可能な範囲を大きく設
定しているため問題を生じることはない。また、切断法
は本実施の形態のように縁部を残す方法に限定されるも
のではなく、縁部を残さずに完全に分離するように切断
する方法、あるいは完全に切断せずに切れ目をいれる程
度（加工終了後も一枚のシート状を保つ）等、ワークの
種類、製造工程等によって所望する切断法がある。ま
た、本実施の形態ではワークと寄り戻し体との間に間隙
ができるように各寄り戻し体を前進させているが、ワー
クが飛散したり、圧潰するといった問題が生じなけれ
ば、ワークと寄り戻し部との間に間隙が形成されないよ
うに各側面が軽く押圧されるまで各寄り戻し体を前進さ
せても良いもので、この場合は、ほぼ切断前の所定位置
に戻されることから位置ずれ補正に要する動作時間が短
縮されて装置のサイクルタイムが向上する。

【００１９】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したから下記
の利点がある。反復してワークを適正な切断位置で、か
つ、切断刃の進入によるワークの横方向の変位が規制さ
れることなく切断することができるので、切断面近傍の
塑性変形（永久歪み）や切断刃の変形を生じることな
く、高精度に矩形状のチップ形状に切断することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる切断加工装置の平面図

【図２】同側面図

【図３】同正面図

【図４】インデックステーブル部の平面図

【図５】同横断面図

【図６】切断工程を示す説明図

【図７】図６に続く切断工程を示す説明図

【図８】図７に続く切断工程を示す説明図

【図９】図８に続く切断工程を示す説明図

【図１０】切断完了時の状態を示す説明図

【図１１】電気的な構成を示す説明図

【符号の説明】

Ａ…切断加工装置１…インデックステーブル部３…
切断機構 33…切断刃６…検出手段 61,61'…ＣＣＤカメラ７…制御手段
２…寄り戻し部 21…寄り戻し体Ｍ…グリーンシート（ワーク）Ｍb
…位置マーク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回動角度調整可能なインデックステーブ
ル部と、そのインデックステーブル部に載置したワーク
上方に設けられ、間欠送りしながら所定間隔をおいてワ
ークを切断する切断機構とを備えた切断加工装置であっ
て、前記切断機構またはその付近に支持されワークの切断機
構下でのワークの切断位置を検出する検出手段と、ワークを無固定の状態で切断し、切断の際に生じたワー
クの位置ずれを切断の度に前記検出手段で確認して切断
刃をワークの適正な切断位置に補正動させる制御手段
と、切断前毎にワークの側面から離間するように後退し、切
断後毎に前記補正動可能な検出手段の検出範囲内までワ
ークを寄せる前後動可能な寄り戻し部とを備えたことを
特徴とする切断加工装置。