WO2011007490A1

WO2011007490A1 - カッティングプロッタ

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Publication number: WO2011007490A1
Application number: PCT/JP2010/003480
Authority: WO
Inventors: 岡部正文
Original assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Current assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-07-14
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2012-01-14
Also published as: EP2455184B1; JP2011020202A; US20120103154A1; CN102497956B; US8757941B2; CN102497956A; KR20120027533A; JP5606697B2; EP2455184A4; EP2455184A1

Abstract

　キャリッジを移動可能に支持するガイドレール等に曲がりが発生していても、当該曲がりによる切削加工の品質劣化を防止できるカッティングプロッタを提供する。　シート状の被加工媒体を支持する加工テーブルと、加工テーブルに支持された被加工媒体の上方に設けられ被加工媒体の切削加工を行うエンドミルと、加工テーブルの上方に設けられ、エンドミルを前後、左右、または上下に移動可能に支持するガイドレール（３１）、Ｙバー（３２）及び切削駆動機構と、エンドミルを前後、左右、または上下に移動させて被加工媒体を切削加工するように制御するコントロールユニット（５０）とを備えたカッティングプロッタにおいて、ガイドレール（３１）及びＹバー（３２）の曲がりを検出するキャリッジ形状測定機構（１００）を備え、検出されたガイドレール（３１）及びＹバー（３２）の曲がりに基づいて加工具の移動方向を補正する制御が行われる。

Description

カッティングプロッタ

　本発明は、シート状の被加工媒体を支持する支持面を有する加工テーブルと、加工テーブル上に設けられた第１ガイドレール、第１ガイドレールに沿って移動可能に支持された第２ガイドレール、及び第２ガイドレールに沿って移動可能に支持されたキャリッジにより構成される加工具支持手段と、上記キャリッジに取り付けられ被加工媒体を所望の形状に切削加工するエンドミル等の加工具とを備えたカッティングプロッタに関する。

　シート状の被加工媒体に所望の加工を施す媒体加工装置としてプリンタ装置やカッティングプロッタ等がある。これらの媒体加工装置は、平板状の加工テーブル上に被加工媒体を載置保持し、この加工テーブルの上方に直線状に延びるように設けられる第１ガイドレールと、第１ガイドレールが延びる方向と交差する方向に延びるように設けられ第１ガイドレールに沿って移動可能に支持された第２ガイドレール（Ｙバーとも称される）と、第２ガイドレールに沿って移動可能に支持されたキャリッジ等により構成される加工具支持手段と、加工具支持手段に取り付けられ被加工媒体に加工を施す加工具と、加工具支持手段及び加工具の移動制御を行うことにより前記加工を制御する制御機構とを備えたものが周知となっている（例えば、特許文献１参照）。

　上記のような媒体加工装置の一種であり、被加工媒体を所望の形状に切削加工する機器としてカッティングプロッタがある。カッティングプロッタにおいても、上述したような構成のものは周知になっている。このようなカッティングプロッタでは、カッター刃またはエンドミル等が加工具として使用され、加工具が制御機構の制御により上記キャリッジに対し上下方向に移動され被加工媒体に押し付けまたは離隔されるとともに、キャリッジの第２ガイドレール上での移動制御及び第２ガイドレールの第１ガイドレール上での移動制御を行うことにより、加工具を被加工媒体に対して上下または前後左右に移動させることが可能になり、被加工媒体を所望の形状に切削加工できるようになっている。

特開２００４－１４８７４５号公報

　ところで、上述したようなカッティングプロッタでは、第１ガイドレールまたは第２ガイドレールに公差等による微小な曲がりが存在していることがある。例えば、第２ガイドレールでは長さが１ｍ程度のもので０．９ｍｍ程度の曲がりが発生しているものもある。このような曲がりを有する第１または第２ガイドレールを用いて切削加工を行うと、ガイドレールに沿ってキャリッジを真直に移動できないことは勿論、所望の形状に被加工媒体を切削加工できなくなるという問題が発生し、被加工媒体の切削加工の品質が劣化するという課題があった。

　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、キャリッジを移動可能に支持するガイドレール等に曲がりが発生していても、当該曲がりによる切削加工の品質劣化を防止できるカッティングプロッタを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明に係るカッティングプロッタは、シート状の被加工媒体を支持する支持面を有する媒体支持手段（例えば、実施形態における加工テーブル２０）と、媒体支持手段に支持面に対して平行な第１方向に延びて設けられた第１ガイドレール（例えば、実施形態におけるガイドレール３１）と、第１ガイドレールに沿って第１方向に移動可能に取り付けられ、支持面に対して平行且つ第１方向に交差する第２方向に延びて設けられた第２ガイドレール（例えば、実施形態におけるＹバー３２）と、第２ガイドレールに沿って第２方向に移動可能に取り付けられたキャリッジ（例えば、実施形態におけるスライダ４１）と、キャリッジに支持面に対して垂直な第３方向に移動可能に取り付けられ、被加工媒体の切削加工を行う加工具（例えば、実施形態におけるエンドミル４３）と、第２ガイドレールを第１ガイドレールに沿って第１方向に移動させる制御と、キャリッジを第２ガイドレールに沿って第２方向に移動させる制御と、加工具をキャリッジに対して第３方向に移動させる制御とを行って、加工具により被加工媒体を切削加工させる加工制御手段（例えば、実施形態におけるコントロールユニット５０）とを備えたカッティングプロッタにおいて、キャリッジを第２ガイドレールに沿って第２方向に移動させたときの第２ガイドレールに対するキャリッジの移動経路が所期の移動経路に対して第２方向と直交する方向にずれるずれの大きさを示す第２ガイドレールずれ量を測定する第２方向ずれ検出手段（例えば、実施形態における変位センサ１０１、Ｘ方向治具１０３）を備え、加工制御手段は、第２ガイドレール上でのキャリッジの移動制御において第２ガイドレールずれ量を補正するように第１ガイドレール上での第２ガイドレールの移動制御を加えた制御を行うことを特徴とする。

　また、本発明に係るカッティングプロッタにおいて、第２ガイドレールを第１ガイドレールに沿って第１方向に移動させたときの第１ガイドレールに対する第２ガイドレールの移動経路が所期の移動経路に対して第１方向と直交する方向にずれるずれの大きさを示す第１ガイドレールずれ量を測定する第１方向ずれ検出手段（例えば、実施形態における変位センサ１０１、Ｙ方向治具１０４）を備え、加工制御手段は、第１ガイドレール上での第２ガイドレールの移動制御において第１ガイドレールずれ量を補正するように第２ガイドレール上でのキャリッジの移動制御を加えた制御を行うことが好ましい。

　そして、第１及び第２ガイドレールは、直線上に延びて設けられ、第１方向ずれ検出手段は、第１ガイドレールの曲がりを測定し、第２方向ずれ検出手段は、第２ガイドレールの曲がりを測定することが好ましい。

　本発明に係るカッティングプロッタにおいては、キャリッジを第２ガイドレールに沿って移動させたときの移動経路から、所期の移動経路に対する第２方向と直交する方向のずれを検出する第２方向ずれ検出手段が設けられ、当該ずれを補正するように第２ガイドレールを第１ガイドレールに対して第１方向に移動させる制御を加えて行う。これにより、キャリッジを支持する第２ガイドレールの曲がりを切削加工前に測定し、当該測定結果に基づいて、第２ガイドレールの第１ガイドレールに対する前記第１方向への移動を制御し、加工具の被加工媒体に対する移動を補正することが可能になるため、キャリッジを支持する第２ガイドレールに曲がり等が存在する場合においても、当該曲がりによる切削加工の品質劣化を防止することができる。

　また、第２ガイドレールを第１ガイドレールに沿って移動させたときの移動経路から、所期の移動経路に対する第１方向と直交する方向のずれを検出するずれ検出手段が設けられ、当該第１方向と直交する方向のずれを補正するようにキャリッジを第２ガイドレールに沿って第２方向に移動させる制御を加えて行う。これにより、第２ガイドレールを支持する第１ガイドレールに曲がり等が存在する場合でも、曲がりによる切削加工の品質劣化を防止することができる。

本発明が適用されるカッティングプロッタを示す斜視図である。上記カッティングプロッタに設けられたエンドミルの長手方向に延びる方向で切断したときの部分断面図であり、エンドミルにより被加工媒体を切削している様子を示す図である。上記カッティングプロッタによる切削加工制御構成を示すブロック図である。上記カッティングプロッタにＸ及びＹ方向治具並びに変位センサを取り付けた様子を示す斜視図である。（ａ）は、変位センサを示す斜視図である。（ｂ）は、センサ支持部材に変位センサが取り付けられ、センサ支持部材がスライダ上に取り付けられる様子を示す斜視図である。上記カッティングプロッタにおいてＸ方向治具を用いてＹバーのＸ軸方向の曲がりを測定する様子を示す斜視図である。（ａ）は、Ｘ軸方向に曲がっているＹバーの曲がりを変位センサを用いて測定する様子を示した上面図である。（ｂ）は、上記変位センサにより測定されたＹバーの曲がりの測定結果とその測定結果を基に作成されたカッティングデータを示す図である。（ｃ）は、所望の加工領域とその加工領域の形状に切削加工するためのカッティングデータを示す図である。上記カッティングプロッタにＸ及びＹ方向治具並びに変位センサを取り付けら様子を示す上面図である。（ａ）は、Ｙ軸方向に曲がっているガイドレールの曲がりを変位センサを用いて測定する様子を示した上面図である。（ｂ）は、上記変位センサにより測定されたガイドレールの曲がりの測定結果とその測定結果を基に作成されたカッティングデータを示す図である。（ｃ）は、所望の加工領域とその加工領域の形状に切削加工するためのカッティングデータを示す図である。

　以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明を適用したカッティングプロッタ（カッティング装置）の一例として、アクリル板やアルミ複合板等の素材で形成されたシート状の被加工媒体を加工テーブルに固定保持させ、この被加工媒体に対してエンドミルを当接させ上下方向に昇降、及び水平面内の直交二軸方向に移動させて被加工媒体を所望の形状に切削加工する、Ｘ－Ｙプロッタタイプのカッティングプロッタ１の概略構成を図１に示す。以下の説明では、図１の紙面における上方向をＺ軸正方向、また、図１の紙面において右下方向（後述するＹバー３２に平行な方向）をＹ軸正方向、図１の紙面における左下方向（後述するガイドレール３１に平行な方向）をＸ軸正方向とする。

　カッティングプロッタ１は、被加工媒体２を固定保持する加工テーブル２０と、加工テーブル２０を水平に保持するとともに各機構の取り付けベースとなる本体フレーム１０と、加工テーブル２０の上方にＸ軸方向（前後方向）に移動自在に支持され後述するＸ軸駆動機構３５によりＸ軸方向に移動可能なＸ軸キャリッジ３０と、後述するＹバー３２に沿ってＹ軸方向（左右方向）に移動自在に支持され後述するＹ軸駆動機構４５によりＹ軸方向に移動可能な切削ユニット４０と、Ｘ軸キャリッジ３０の水平移動並びに後述するエンドミル４３の上下移動を制御し、当該制御により加工テーブル２０に固定保持された被加工媒体２の切削加工を制御するコントロールユニット５０等により構成される。

　加工テーブル２０は、平坦面を有する支持盤２１と、支持盤２１の下面側に設けられた減圧室２２と、減圧室２２の空気を排気して減圧室２２を負圧に設定可能な真空ブロア２３と、加工テーブル２０の上方から見たときの中央部分に設けられその上面にシート状の被加工媒体２を載置させ固定保持可能な矩形のバキュームテーブル２４と、バキュームテーブル２４の上面を覆うように載置され被加工媒体２を支持する厚みが３ｍｍ程度の２枚のフェルト２５等により構成されている（図１及び図２参照）。

　支持盤２１の上面には、図１に示すように、後述するＸ方向治具１０３及びＹ方向治具１０４の脚部を載置させるための載置部２１ａ，２１ｂが設けられている。また、バキュームテーブル２４には、上下に貫通する微細な空気孔（図示せず）が多数形成され、当該空気孔と減圧室２２はバキュームテーブル２４の下面側に設けられ、バキュームテーブル２４の上面が２枚のシート状のフェルト２５に覆われた構成にすることにより、空気孔及びフェルト２５を介して上下方向に空気を通過させることが可能になっている。従って、真空ブロア２３により減圧室２２を負圧に設定することにより、被加工媒体２をバキュームテーブル２４に真空吸着させて固定保持させることができるようになっている。

　Ｘ軸キャリッジ３０は、支持盤２１の上面に、Ｘ軸方向に平行に延びて設けられる左右一対のガイドレール３１，３１と、Ｙ軸方向に延びるように設けられガイドレール３１，３１にＸ軸方向に移動自在に保持されているＹバー３２と、ガイドレール３１，３１にそれぞれ嵌合されＹバー３２の左端部及び右端部を固定させるためのスライドブロック３３，３４と、Ｙバー３２をＸ軸方向に移動させるＸ軸駆動機構３５とにより構成されている。ガイドレール３１は、直動ガイドあるいはリニアガイドとも称される直動軸受の支持レールが用いられている。Ｙバー３２は、アルミ材を用いて棒状に延びるように形成され、支持盤２１の上方を跨いだ状態でＸ軸方向にスライド移動自在に支持されている。Ｘ軸駆動機構３５は、加工テーブル２０の下面側にガイドレール３１と平行に前後に延びて配設されたボールネジ（図示せず）と、ボールネジを回転駆動させるサーボモータ（図示せず）と、ボールネジに嵌合支持されＸ軸キャリッジ３０に固定されたボールナットとにより構成されており、サーボモータを回転駆動させることによりＹバー３２及びスライドブロック３３，３４をＸ軸方向に移動させることが可能になっている。

　切削ユニット４０は、図１、図２、及び図４に示すように、Ｙバー３２の前面にＹ軸方向に延びるように固定されたＹ軸ガイドレール３２ａに嵌合され左右にスライド移動自在に支持されたスライダ４１と、スライダ４１の前面側に着脱可能に支持され後述するエンドミル４３をその長手方向に延びる軸を中心として回転駆動させる回転駆動部４２と、回転駆動部４２の下部に着脱可能に構成され被加工媒体２を切削可能なエンドミル４３と、スライダ４１をＹ軸方向に移動可能なＹ軸駆動機構４５と、回転駆動部４２によりエンドミル４３を回転させるとともに、エンドミル４３を回転駆動部４２に対して上下方向に移動させることが可能な切削駆動機構４６とを備えて構成されている。スライダ４１は、その上面に係合孔４１ａを有し、後述するセンサ支持部材１０２の突起部を係合孔４１ａに嵌合させることによりキャリッジ形状測定機構１００（後に詳述）をスライダ４１に取り付けることが可能になっている。また、エンドミル４３は回転駆動部４２に対して上下移動することができるようになっており、切削駆動機構４６が回転駆動部４２を用いてエンドミル４３を回転させ回転させたエンドミル４３を被加工媒体２に押圧及び移動させることにより被加工媒体２の切削加工を行うことが可能になっている。なお、回転駆動部４２には、エンドミル４３だけでなくカッター刃等を着脱することも可能になっている。

　Ｙ軸駆動機構４５は、Ｙバー３２の左端側と右端側にそれぞれ回転自在に設けられた駆動プーリ（図示せず）及び従動プーリ（図示せず）と、駆動プーリを回転駆動させるサーボモータ（図示せず）と、駆動プーリと従動プーリに巻き掛けられた無端ベルト状の駆動ベルト（図示せず）とにより構成され、駆動ベルトの中間部にスライダ４１を固定するように構成されている。なお、駆動ベルトの内周面には多数の歯が形成されたタイミングベルト、駆動プーリ及び従動プーリにはタイミングプーリが用いられ切削ユニット４０の移動（移動方向、移動速度、左右方向位置等）を微細に制御することができるようになっている。

　コントロールユニット５０は、図３に示すように、切削形状データ読込部５２と、切削形状設定部５３と、駆動制御部５４と、入力部５５と、表示部５６等により構成されている。切削形状データ読込部５２は、所定の加工プログラム及びユーザにより入力された所望の加工形状（以下、加工形状データと称する）を読み込み、加工形状データを切削形状設定部５３に送信するように構成される。切削形状設定部５３は、切削形状データ読込部５２から受信した加工形状データを参照して被加工媒体２を切削加工する際に用いられるカッティングデータ（形状データ）を作成し、作成したカッティングデータを駆動制御部５４に送信する。駆動制御部５４は、カッティングプロッタ１の各軸駆動機構を含む装置全体を制御することが可能であり、切削形状設定部５３から受信したカッティングデータに基づいて、上述したＸ軸駆動機構３５、Ｙ軸駆動機構４５、及び切削駆動機構４６等の作動を制御することによりＸ軸キャリッジ３０及び切削ユニット４０の水平移動並びにエンドミル４３の上下移動を制御し、この制御により加工テーブル２０に固定保持された被加工媒体２を切削加工することが可能になっている。

　入力部５５は、ユーザがカッティングプロッタ１を作動させるための指示を入力するために設けられたタッチパネルであり、ユーザは、入力部５５を介して切削手順の指示（例えば、時計回りまたは反時計回りに切削加工を行わせる指示や、切削速度、エンドミルの被加工媒体への押し付け力等の切削条件の指示）を行うとともに、スライダ４１をＹ軸方向にそしてＹバー３２をＸ軸方向に往復移動させてガイドレール３１及びＹバー３２の形状測定を行うことも可能になっている（後に詳述）。また、表示部５９は、上記切削条件や切削形状、カッティングプロッタ１の作動結果を表示するディスプレイとして使用される。

　ところで、上述したガイドレール３１及びＹバー３２は真直に延びる棒状に形成されているものの、その製造段階で微細な曲がり（真直度公差）が生じることがある。例えば、Ｙバー３２では長さが１ｍ程度のもので０．９ｍｍ程度の曲がりが発生しているものもある。このような曲がりを有するガイドレール３１、Ｙバー３２を用いて切削加工を行うと、切削ユニット４０を真直にＸ方向及びＹ方向に移動させることができず、加工形状データの形状で切削加工ができなくなるといった切削加工の品質が劣化する問題が発生する。

　そこで、本実施形態におけるカッティングプロッタ１では、図３に示すように、キャリッジ形状読込部５１およびキャリッジ形状測定機構１００が設けられ、カッティングプロッタ１の製造後出荷前に、キャリッジ形状測定機構１００によりガイドレール３１及びＹバー３２の曲がりを測定して、この測定結果を基に加工形状データを補正することにより、ガイドレール３１及びＹバー３２の曲がりが実際の切削加工に影響しないようにすることが可能になっている。以下で、キャリッジ形状読込部５１及びキャリッジ形状測定機構１００の構成について説明する。

　キャリッジ形状読込部５１は、図３に示すようにコントロールユニット５０に設けられ、キャリッジ形状測定機構１００によりガイドレール３１及びＹバー３２の曲がり（以下、キャリッジ形状データと称する）を読み込み、読み込んだキャリッジ形状データを切削形状設定部５３に送信するように構成されている。切削形状設定部５３は、当該キャリッジ形状データを用いて切削形状データ読込部５２から受信した加工形状データを補正してカッティングデータを作成する（後に詳述）。

　キャリッジ形状測定機構１００は、図４、図５、及び図６に示すように、ガイドレール３１及びＹバー３２の曲がりを測定する変位センサ１０１と、変位センサ１０１に設けられた凸部１０１ａと嵌合させるための嵌合孔１０２ａ，１０２ｂ及び突起部（図示せず）を有するセンサ支持部材１０２と、Ｙ軸方向に延びるように配置可能に構成されるＸ方向治具１０３と、Ｘ軸方向に延びるように配置可能に構成されるＹ方向治具１０４とにより構成されている。センサ支持部材１０２の嵌合孔１０２ａ，１０２ｂに変位センサ１０１の凸部１０１ａを嵌合させることにより変位センサ１０１をセンサ支持部材１０２に固定支持させることが可能になっているとともに、センサ支持部材１０２の突起部（図示せず）をスライダ４１の係合孔４１ａに係合させることにより変位センサ１０１及びセンサ支持部材１０２をスライダ４１に固定支持することが可能になっている。また、本実施形態における変位センサ１０１は、接触式の変位センサ１０１であり、対象物を測定する際には、棒状に延びる測定部１０１ｂの先端を対象物に当接させることにより変位を測定することが可能になっている。なお、ここで用いる変位センサは接触式の変位センサ１０１に限定されることなく、例えば、ダイヤルゲージ式、また、渦電流式、光学式、エアセンサ等、非接触式の変位センサを使用してもよい。

　Ｘ方向治具１０３は、図６に示すように、Ｙ方向治具１０４を固定するための孔部１０３ａを有し、Ｙ方向治具１０４の長手方向に延びる一端に設けられた凸部（図示せず）を孔部１０３ａに嵌合させることにより、図４のようにＹ方向治具１０４をＸ方向治具１０３に固定することが可能になっている。治具１０３，１０４は、長手方向に延びる両端部分に脚部を有し、治具１０３，１０４の長手方向に延びる棒状部分の下面が被加工媒体２及び支持盤２１等に接しないようになっている。また、治具１０３，１０４の長手方向に延びる棒状部分のＸＹ平面と直交する面（側面）に変位センサ１０１の測定部１０１ｂの先端が接するようになっている。

　以上のように構成されるカッティングプロッタ１及びキャリッジ形状測定機構１００を用いてガイドレール３１及びＹバー３２の曲がりを測定しその測定結果を実際の切削加工に反映させる方法について以下で説明する。まず、Ｙ軸方向に延びて設けられるＹバー３２の曲がりを測定しその測定結果を反映させる方法を説明する。事前準備として、図５（ｂ）に示すようにセンサ支持部材１０２の突起部（図示せず）をスライダ４１の係合孔４１ａ、変位センサ１０１の凸部１０１ａをセンサ支持部材１０２の嵌合孔１０２ａに嵌合させて、変位センサ１０１を、その測定部１０１ｂの先端がＸ軸正方向を向くように取り付ける。そして、図６に示すように、Ｘ方向治具１０３を、その一端に設けられた脚部が載置部２１ａの上面に載置されるように配置し、変位センサ１０１の測定部１０１ｂの先端がＸ方向治具１０３の側面に当接するように位置の微調整を行う。

　以下で、図７（ａ）に示すような、Ｙバー３２が、その左端部分が長さｅ１、右端部分が長さｅ２だけＸ軸負方向に曲がっている場合について説明する。まず、上記のように、Ｘ方向治具１０３を配置した状態で電源スイッチをオンにした後、入力部５５を操作してスライダ４１をＹ軸方向に往復移動させＹバー３２の曲がりの測定を行う。スライダ４１をＹ軸方向に往復移動させると、スライダ４１に固定支持された変位センサ１０１もＹ軸方向に往復移動し、変位センサ１０１は、図７（ｂ）に示すような、左端部分が長さｅ１、右端部分が長さｅ２だけＸ軸負方向に曲がっている形状のＹバー形状測定結果１２１をキャリッジ形状データとして出力する。キャリッジ形状読込部５１は、当該キャリッジ形状データ（Ｙバー形状測定結果１２１）を読み込み、切削形状設定部５３に送信する。

　ここで、例えば加工形状データ（所望の加工形状）が図７（ｂ）に示すようなＹ軸方向に平行な直線１２２の場合は、そのまま切削加工をするとＹバー３２の曲がりの影響を受けてＹバー形状測定結果１２１のような形状に切削されてしまう。このような事態を防止するために、切削形状設定部５３は、所期の直線１２２に対するＹバー形状測定結果１２１のＸ軸方向の曲がりの変位を計算し、左端部分が長さｅ１、右端部分が長さｅ２だけＸ軸正方向に曲がっているカッティングデータ１２３を作成する。そして、駆動制御部５４の制御によりカッティングデータ１２３に基づいて被加工媒体２の切削加工を行うと、Ｙバー３２の曲がりがカッティングデータ１２３により相殺され、直線１２２のように切削加工することができる。このように、加工形状データ（所望の加工形状）を補正してカッティングデータ１２３を作成することでＹバー３２の曲がりの影響を受けずに切削加工できるようになり、例えば、所望の加工領域が領域１３１のような長方形の場合は、図７（ｃ）に示すようなカッティングデータ１３２を作成して切削加工することで、結果的に領域１３１のように切削加工することが可能になる。また、所望の加工領域が領域１６１のような直角三角形の場合は、カッティングデータ１６２を作成して切削加工することで結果的に領域１６１のように切削加工することが可能になる。

　次に、Ｘ軸方向に延びて設けられるガイドレール３１の曲がりを測定しその測定結果を切削加工に反映させる方法を説明する。まず、図５及び図８に示すように、変位センサ１０１の凸部１０１ａをセンサ支持部材の嵌合孔１０２ｂに嵌合させることにより、変位センサ１０１を、その測定部１０１ｂの先端がＹ軸正方向を向くように取り付ける。そして、Ｙ方向治具１０４を、その長手方向に延びる一端に設けられた凸部（図示せず）をＸ方向治具１０３の孔部１０３ａに嵌合させ固定するとともに、他端に設けられた脚部が載置部２１ｂ（図１参照）に載置されるように配置し、変位センサ１０１の測定部１０１ｂの先端がＹ方向治具１０４の側面に当接するように位置の微調整を行う。

　以下で、図９（ａ）に示すような、ガイドレール３１が、その上端部分が長さｅ３だけＹ軸負方向に、下端部分が長さｅ４だけＹ軸正方向に曲がっている場合について説明する。まず、上記のようにＹ方向治具１０４を配置した状態で、入力部５５を操作してスライダ４１をＸ軸方向に往復移動させガイドレール３１の曲がりの測定を行う。スライダ４１をＸ軸方向に往復移動させると、スライダ４１に固定支持された変位センサ１０１もＸ軸方向に往復移動し、変位センサ１０１は、図９（ｂ）に示すような、上端部分が長さｅ３だけＹ軸負方向に、下端部分が長さｅ４だけＹ軸正方向に曲がっている形状のガイドレール形状測定結果１４１をキャリッジ形状データとして出力する。キャリッジ形状読込部５１は、当該キャリッジ形状データ（ガイドレール形状測定結果１４１）を読み込み、切削形状設定部５３に送信する。

　そして、Ｙバー３２の曲がりを測定した場合と同じように、切削形状設定部５３は、直線１４２に対するガイドレール形状測定結果１４１のＹ軸方向の曲がりの変位を計算し、上端部分が長さｅ３だけＹ軸正方向に、下端部分が長さｅ４だけＹ軸負方向に曲がっているカッティングデータ１４３を作成する。そして駆動制御部５４の制御によりカッティングデータ１４３に基づいて被加工媒体２の切削加工を行うと、ガイドレール３１の曲がりがカッティングデータ１４３により相殺され、直線１４２のように切削加工することができる。このように、加工形状データ（所望の加工形状）を補正してカッティングデータ１４３を作成することでガイドレール３１の曲がりの影響を受けずに切削加工できるようになり、例えば、所望の加工領域が領域１５１のような長方形の場合は、図９（ｃ）に示すようなカッティングデータ１５２を作成して切削加工することで、結果的に領域１５１のように切削加工することが可能になる。また、所望の加工領域が領域１７１のような直角三角形の場合は、カッティングデータ１７２を作成して切削加工することで結果的に領域１７１のように切削加工することが可能になる。

　以上のように、スライダ４１に変位センサ１０１を取り付け、治具１０３，１０４を用いて取得したキャリッジ形状データはキャリッジ形状読込部５１に保持され、キャリッジ形状データが保持された後は、常に、切削形状設定部５３が加工形状データ（所望の加工形状）をキャリッジ形状データにより補正して切削加工するように作動する。ただし、キャリッジ形状データは、上記のようにキャリッジ形状測定機構１００を用いることにより随時更新することが可能になっている。例えば、長年カッティングプロッタ１を使用し続けガイドレール３１及びＹバー３２の形状が変化したような場合は、再度、キャリッジ形状測定機構１００を用いてキャリッジ形状読込部５１のキャリッジ形状データを更新することにより、ガイドレール３１またはＹバー３２の形状変化により加工品質が劣化する問題を完全に無くすことができる。

　以上、本実施形態におけるカッティングプロッタ１においては、キャリッジ形状測定機構１００によりガイドレール３１及びＹバー３２の曲がりを測定し、この測定結果を用いて加工形状データ（所望の加工形状）を補正して作成したカッティングデータに基づいて切削加工を行うことにより、ガイドレール３１及びＹバー３２の曲がり（真直度公差）の影響を受け加工物の品質が劣化する問題を解消することができる。

　また、本実施形態においては、カッティングプロッタ１の製造後出荷前に、キャリッジ形状測定機構１００を用いてキャリッジ形状読込部５１のキャリッジ形状データを更新する例について示したが、キャリッジ形状データを更新するタイミングはカッティングプロッタ１の製造後出荷前に限られず、例えば、電源スイッチをオンにする度に毎回実行してもよいし、カッティングプロッタ１のメンテナンス時に実行してもよい。

　そして、本実施形態におけるキャリッジ形状測定機構１００では、変位センサを用いてガイドレール３１及びＹバー３２の曲がりを測定する例について示したが、曲がりを測定する機器として必ずしも変位センサを用いなければならないわけではなく、例えば、レーザ側長器、真直度測定器等を用いてもよい。

　さらに、キャリッジ形状測定機構１００及びキャリッジ形状読込部５１を用いてガイドレール３１及びＹバー３２の曲がりを補正して切削加工を行うことを特徴とする本発明は、上述した実施形態だけでなく、例えば、被加工媒体駆動型等の他の種類のカッティングプロッタまたはプリンタ装置に適用させることができる。

　例えば、上方（Ｚ軸正方向）からエンドミル４３を被加工媒体２に押し付けて切削加工するタイプのカッティングプロッタ１ではなく、被加工媒体２を、その加工面が横方向（ＸＹ平面に対して平行な方向）を向くように吸着保持させ、横方向からエンドミル４３を押しつけて切削加工するタイプのカッティングプロッタ等にも本発明を適用することができる。

　　１　　　カッティングプロッタ　　　　　　　
　　２　　　被加工媒体
　　２０　　加工テーブル（媒体支持手段）
　　３１　　ガイドレール（第１ガイドレール）
　　３２　　Ｙバー（第２ガイドレール）
　　４１　　スライダ（キャリッジ）
　　４３　　エンドミル（加工具）
　　５０　　コントロールユニット（加工制御手段）
　１０１　　変位センサ（第１方向ずれ検出手段、第２方向ずれ検出手段）
　１０３　　Ｘ方向治具（第２方向ずれ検出手段）
　１０４　　Ｙ方向治具（第１方向ずれ検出手段）

Claims

　シート状の被加工媒体を支持する支持面を有する媒体支持手段と、
　前記媒体支持手段に前記支持面に対して平行な第１方向に延びて設けられた第１ガイドレールと、
　前記第１ガイドレールに沿って前記第１方向に移動可能に取り付けられ、前記支持面に対して平行且つ前記第１方向に交差する第２方向に延びて設けられた第２ガイドレールと、
　前記第２ガイドレールに沿って前記第２方向に移動可能に取り付けられたキャリッジと、
　前記キャリッジに前記支持面に対して垂直な第３方向に移動可能に取り付けられ、前記被加工媒体の切削加工を行う加工具と、
　前記第２ガイドレールを前記第１ガイドレールに沿って前記第１方向に移動させる制御と、前記キャリッジを前記第２ガイドレールに沿って前記第２方向に移動させる制御と、前記加工具を前記キャリッジに対して前記第３方向に移動させる制御とを行って、前記加工具により前記被加工媒体を切削加工させる加工制御手段とを備えたカッティングプロッタにおいて、
　前記キャリッジを前記第２ガイドレールに沿って前記第２方向に移動させたときの前記第２ガイドレールに対する前記キャリッジの移動経路が所期の移動経路に対して前記第２方向と直交する方向にずれるずれの大きさを示す第２ガイドレールずれ量を測定する第２方向ずれ検出手段を備え、
　前記加工制御手段は、前記第２ガイドレール上での前記キャリッジの移動制御において前記第２ガイドレールずれ量を補正するように前記第１ガイドレール上での前記第２ガイドレールの移動制御を加えた制御を行うことを特徴とするカッティングプロッタ。
　前記第２ガイドレールを前記第１ガイドレールに沿って前記第１方向に移動させたときの前記第１ガイドレールに対する前記第２ガイドレールの移動経路が所期の移動経路に対して前記第１方向と直交する方向にずれるずれの大きさを示す第１ガイドレールずれ量を測定する第１方向ずれ検出手段を備え、
　前記加工制御手段は、前記第１ガイドレール上での前記第２ガイドレールの移動制御において前記第１ガイドレールずれ量を補正するように前記第２ガイドレール上での前記キャリッジの移動制御を加えた制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のカッティングプロッタ。
　前記第１及び第２ガイドレールは、直線上に延びて設けられ、
　前記第１方向ずれ検出手段は、前記第１ガイドレールの曲がりを測定し、
　前記第２方向ずれ検出手段は、前記第２ガイドレールの曲がりを測定することを特徴とする請求項１または２に記載のカッティングプロッタ。