(57)【要約】【課題】材料を意図した通りの形状で安定して切断することができ、更に高速で切断する際も切断精度を確保することができるカッティング装置を提案する。【解決手段】本発明のカッティング装置は、材料保持手段２に保持された材料Ｗに対して切断手段Ｓを相対的に昇降させる昇降手段５と、材料Ｗに対して切断手段Ｓを相対的に前進させる移動手段と、昇降手段５及び移動手段に指令を出力して昇降手段及び移動手段を駆動させる制御手段と、を備え、制御手段からの指令に基づき材料Ｗを切断手段Ｓによって所定のカットラインＬで切断するものであり、制御手段は、材料Ｗを切断するにあたり、切断手段Ｓが材料Ｗに接する直前までの区間では、所定のカットラインＬをその始点よりも手前に伸ばした降下ラインに沿って、切断手段Ｓを材料に対して相対的に降下させつつ前進させる指令を出力する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断される材料を載置して該材料を保持する材料保持手段と、
前記材料を切断するための切断手段と、
前記材料保持手段に保持された前記材料に対して前記切断手段を、該材料の表面から裏面に向かう向きに沿って相対的に昇降させる昇降手段と、
前記材料保持手段に保持された前記材料に対して前記切断手段を相対的に前進させる移動手段と、
前記昇降手段及び前記移動手段に指令を出力して該昇降手段及び該移動手段を駆動させる制御手段と、を備え、該制御手段からの指令に基づき該切断手段を所定のカットラインに沿って移動させながら、前記材料を切断するカッティング装置において、
前記制御手段は、前記材料を切断するにあたり、前記切断手段が該材料に接する直前までの区間では、前記所定のカットラインをその始点よりも手前に伸ばした降下ラインに沿って、該切断手段を該材料に対して相対的に降下させつつ前進させる指令を出力するカッティング装置。
【請求項２】
前記切断手段は平板状に形成されており、
前記降下ライン及び前記カットラインは曲線部分を含み、
前記切断手段を前記材料の表面から裏面に向かう向きに平行な軸周りに回転させる回転手段が設けられ、
前記制御手段は、前記降下ライン及び前記カットラインの曲線部分では、前記切断手段がその曲線の接線に沿うように前記切断手段を所定の角度回転させるように前記回転手段に対して指令を出力する請求項１に記載のカッティング装置。
【請求項３】
前記降下ライン及び前記カットラインは連続する曲線からなる請求項１又は請求項２に記載のカッティング装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記切断手段を前記降下ラインに沿って移動させる区間内で、前記切断手段を所定の速度まで加速し、前記所定のカットラインの始点から終点までの区間では該切断手段を等速移動させるように前記移動手段に対して指令を出力する請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のカッティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切断手段を移動させて材料を所定のカットラインで切断するカッティング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本件出願人は、特許文献１に示すように、切断刃を前後、左右、上下方向に移動させ、更にこれを回転、傾倒させることが可能なカッティング装置を提案している。このカッティング装置によれば、切断刃を直線状に動かすだけでなく、曲線状にも動かすことができるため、材料を多様な形状で切断することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２３７２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで従来の装置で材料を切断する際、材料の表面から裏面まで切断刃を貫入させてこれを前進させると、材料の種類や切断する形状によっては、切り出している材料片が切断途中で動いてしまうことがあった。このため、例えば材料を円形に切り出そうとする場合、材料に切断刃を貫入させた位置と切断刃を１周動かした後の位置にずれが生じ、切断刃を貫入した位置にその痕跡が残ることがあった。また、切断刃を移動させる手段としてはサーボモータが一般的であって、切断刃を曲線状に移動させるには、基本的には前後移動用、左右移動用、回転用の３つのサーボモータを使用する必要がある。ここでサーボモータは、対象物を動かすにあたって、指令パルスとフィードバックパルスとの差である溜まりパルスを減じるようにしているが、特に加速時や減速時においては移動する対象物の慣性等の影響を大きく受けて溜まりパルスが増大するため、与えた指令通りに対象物を動かすことは難しい。このため、３つのサーボモータを同時に駆動させて、材料に貫入させた切断刃を円状に前進させようとしても、各サーボモータの挙動を一致させることは難しく、精度よく円形に切り出せないことがあった。特に、切断刃の移動速度を上げると慣性も増すことになり、これによって溜まりパルスの影響がより顕著になるため、切断精度を確保するには切断刃の移動速度を遅くせざるを得ない状況にあった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決することを課題とするものであり、材料を意図した通りの形状で安定して切断することができ、切り出された材料に与える損傷を抑制し、且つ、更に高速で切断する際も切断精度を確保することができるカッティング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、切断される材料を載置して該材料を保持する材料保持手段と、前記材料を切断するための切断手段と、前記材料保持手段に保持された前記材料に対して前記切断手段を、該材料の表面から裏面に向かう向きに沿って相対的に昇降させる昇降手段と、前記材料保持手段に保持された前記材料に対して前記切断手段を相対的に前進させる移動手段と、前記昇降手段及び前記移動手段に指令を出力して該昇降手段及び該移動手段を駆動させる制御手段と、を備え、該制御手段からの指令に基づき該切断手段を所定のカットラインに沿って移動させながら、前記材料を切断するカッティング装置において、前記制御手段は、前記材料を切断するにあたり、前記切断手段が該材料に接する直前までの区間では、前記所定のカットラインをその始点よりも手前に伸ばした降下ラインに沿って、該切断手段を該材料に対して相対的に降下させつつ前進させる指令を出力するカッティング装置である。
【０００７】
ここで、前記切断手段は平板状に形成されており、前記降下ライン及び前記カットラインは曲線部分を含み、前記切断手段を前記材料の表面から裏面に向かう向きに平行な軸周りに回転させる回転手段が設けられ、前記制御手段は、降下ライン及び前記カットラインの曲線部分では、前記切断手段がその曲線の接線に沿うように前記切断手段を所定の角度回転させるように前記回転手段に対して指令を出力することが好ましい。
【０００８】
また、前記降下ライン及び前記カットラインは連続する曲線からなることも好ましい。
【０００９】
さらに、前記制御手段は、前記切断手段を前記降下ラインに沿って移動させる区間内で、前記切断手段を所定の速度まで加速し、前記所定のカットラインの始点から終点までの区間では該切断手段を等速移動させるように前記移動手段に対して指令を出力することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るカッティング装置によれば、材料を意図した通りの形状で安定して切断することができ、切り出された材料に与える損傷を抑制し、且つ、更に高速で切断する際も切断精度を確保することができるカッティング装置を提供することができる。特に、材料を曲線形状に切断する際に本発明に係るカッティング装置を好適に用いることができ、切り出された材料に刃先の痕跡を残しにくく、切断面を秀麗に仕上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に従うカッティング装置の一実施形態を概略的に示した平面図である。
【図２】図１の実施形態におけるヘッド部周辺を示す側面図である。
【図３】図１の実施形態におけるヘッド部の正面図である。
【図４】図１の実施形態におけるヘッド部の側面図である。
【図５】切断刃によって材料を平面視において円形に切断する状況について説明する図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）、（ｃ）は視点を変えて示した斜視図である。
【図６】切断刃によって材料を平面視において楕円形に切断する状況について説明する図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はカットラインに沿う一部断面図（一部展開図）である。
【図７】切断刃によって材料を平面視において角丸形に切断する状況について説明する図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はカットラインに沿う一部断面図（一部展開図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に従うカッティング装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
［第1の実施形態］
図１における符号１は、本発明に従うカッティング装置の一実施形態を示している。本実施形態のカッティング装置１は、ベース（材料保持手段）２とヘッド３を備えている。ベース２は、符号Ｗで示す材料を載置するものである。なお材料Ｗは、図示の例では平面視において長方形になる平板状のものであるが、形状はこれに限定されるものではない。またその材質は、段ボールのような紙製品や、薄板状の合成樹脂板あるいは金属板、更には比較的厚みのあるポリエチレンや発泡材など、種々のものが含まれる。またヘッド３は、図２〜図４に示すように材料Ｗを切断する切断刃（切断手段）Ｓを保持している。
【００１４】
ベース２において、材料Ｗを載置する載置面は、ＸＹＺ直交座標系におけるＸＹ平面に対して平行に延在するものである。本実施形態においては、カッティング装置１を床面に設置した状態において、ベース２の載置面は水平方向に延在する。なお図示は省略するが、ベース２の載置面には、負圧によって材料Ｗを吸着保持するための吸着穴が設けられている。またベース２には、カッティング装置１に設けられる各種手段を駆動するための電源、エア源等に接続するための付帯設備が設けられている。
【００１５】
またベース２とヘッド３との間には、Ｘ、Ｙ方向移動手段４、Ｚ方向移動手段５が設けられていて、これによりヘッド３は、ベース２に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動することができる。なお本明細書等では、Ｘ、Ｙ方向移動手段４及びα方向移動手段７を移動手段と称し、Ｚ方向移動手段５を昇降手段と称することもある。
【００１６】
本実施形態のＸ、Ｙ方向移動手段４は、Ｘ軸方向に延在するとともにベース２に対してＹ軸方向に間隔をあけて設けられる一対のＸ軸レール（不図示）と、Ｘ軸レールを摺動するＸ軸ナット（不図示）と、Ｘ軸ナットに保持されるＹ軸フレーム４ａと、図２に示すようにＹ軸方向に延在するとともにＹ軸フレーム４ａに対してＺ軸方向に間隔をあけて設けられる一対のＹ軸レール４ｂと、Ｙ軸レール４ｂを摺動するＹ軸ナット４ｃと、Ｙ軸ナット４ｃに保持されるＹ軸移動ベース４ｄを含んで構成されている。また詳細な説明は省略するが、Ｘ、Ｙ方向移動手段４には、Ｙ軸フレーム４ａやＹ軸移動ベース４ｄを移動させるための駆動手段も含まれていて、本実施形態ではサーボモータを使用している。なお、他のモータ（ステッピングモータなど）を用いてもよい。また、上述したレールとナットとの組み合わせに限られず、タイミングベルトとプーリを利用した機構、ボールねじを用いた機構、ラックとピニオンを利用した機構を用いてもよい。
【００１７】
またＺ方向移動手段５は、Ｚ軸方向に延在するとともにＹ軸移動ベース４ｄに対してＹ軸方向に間隔をあけて設けられる一対のＺ軸レール５ａと、Ｚ軸レール５ａを摺動するＺ軸ナット５ｂと、Ｚ軸ナット５ｂに保持されるＺ軸移動ベース５ｃを含んで構成されている。更にＺ方向移動手段５は、Ｚ軸モータ５ｄと、Ｚ軸モータ５ｄの回転によってＺ軸移動ベース５ｃを移動させるボールねじ５ｅを備えている。
【００１８】
ヘッド３は、切断刃ＳをＺ軸周りに回転可能なθ方向移動手段６（回転手段）と、切断刃ＳをＺ軸に直交するα軸（図４参照）周りに回転可能なα方向移動手段７と、切断刃Ｓを、その長手方向に振動させる振動手段８とを備えている。
【００１９】
θ方向移動手段６は、Ｚ軸方向に間隔をあけて設けられる一対のベアリング６ａに回転可能に支持されるθ回転軸６ｂと、θ回転軸６ｂに保持されるθ軸ベース６ｃ（図３参照）とを含んで構成されている。またθ方向移動手段６は、θ回転軸６ｂを回転させるものとして、θ回転軸６ｂに取り付けられるθ軸プーリ６ｄと、タイミングベルトを介してθ軸プーリ６ｄを回転させるθ軸モータ６ｅを備えている。
【００２０】
α方向移動手段７は、図３に示すようにθ軸ベース６ｃに回転可能に支持されるα回転軸７ａと、α回転軸７ａに取り付けられるα軸プーリ７ｂと、図２に示すようにタイミングベルトを介してα軸プーリ７ｂを回転させるα軸モータ７ｃとを含んで構成されている。更にα方向移動手段７は、α回転軸７ａとともに回転するスプラインケース７ｄと、スプラインケース７ｄに対して進退可能に設けられるスプライン軸７ｅと、スプライン軸７ｅの先端に設けられ、切断刃Ｓを保持するホルダー７ｆを備えている。
【００２１】
振動手段８は、図２に示すようにスプライン軸７ｅの後端に連結するクランク８ａと、回転可能に軸支されるとともにクランク８ａを進退移動させる偏心カム付きシャフト８ｂと、偏心カム付きシャフト８ｂに取り付けられる振動付与用プーリ８ｃと、ベルト（タイミングベルト）を介して振動付与用プーリ８ｃを回転させる振動付与用モータ８ｄとを含んで構成されている。すなわち、振動付与用モータ８ｄによって偏心カム付きシャフト８ｂが回転すると、その偏心量の振幅をもってクランク８ａが振動し、これによりホルダー７ｆを取り付けたスプライン軸７ｅも振動するため、ホルダー７ｆに保持される切断刃Ｓを長手方向に沿って振動させることができる。
【００２２】
切断刃Ｓは、図２〜図４に示すように平刃状になるものであり、図３に示すように平板状になる延在面Ｓ１の側縁部には、材料Ｗを切断する刃先Ｓ２が設けられている。切断刃Ｓは、ホルダー７ｆに対して取り外し可能であって、ホルダー７ｆに保持される部位から先端の切先Ｓ３までの長さが比較的長いものや短いもの、また刃先Ｓ２が延在面Ｓ１の両側に設けられた両刃のものや片側だけに設けられた片刃のものなど、種々の切断刃Ｓを取り付けることができる。
【００２３】
またカッティング装置１は、このようなＸ、Ｙ方向移動手段４、Ｚ方向移動手段５、θ方向移動手段６、α方向移動手段７、及び振動手段８を制御するものとして、不図示のコントロール基板（制御手段）を備えている。コントロール基板は、Ｘ、Ｙ方向移動手段４、Ｚ方向移動手段５、θ方向移動手段６、α方向移動手段７、及び振動手段８に対して指令を送り、これらを個別に又は連動して駆動させることができる。
【００２４】
更にカッティング装置１は、図２に示すように、切断刃Ｓで材料Ｗを切断する際に材料Ｗを押えておく材料押圧手段９を備えている。本実施形態の材料押圧手段９は、切断刃Ｓの近傍に設けられる押圧板９ａと、押圧板９ａをヘッド３に対してＺ軸方向に移動可能に支持するガイド９ｂと、押圧板９ａを材料Ｗに対して押圧するための弾性体９ｃとを含んで構成されている。
【００２５】
次に、このような構成を有するカッティング装置１を用いて材料を切断する方法について説明する。第１の実施形態では、平板状の材料ＷをＸＹ平面視において円形の閉曲線形状に切断する方法として、図５に示すカットラインＬに沿って材料Ｗを所定形状に切断する場合について説明する。なお、カットラインＬは、切断刃Ｓにより材料Ｗの切断を開始するにあたって、該切断刃Ｓの切先Ｓ３が材料Ｗに当接する点を始点とし材料Ｗの切り出しが終了する点を終点とするラインをいい、切断刃Ｓによる材料Ｗの切断が終了するまでの間に切先Ｓ３が描く軌跡に相当する。本実施の形態では、当該カットラインＬをＸＹ平面視した場合、円形の閉曲線形状を呈する。
【００２６】
本実施の形態では、材料Ｗの切断に際し、次に説明する降下ラインに沿って、切断刃Ｓを移動させる。図５に示す例では、降下ラインは移動開始地点Ｐ１からカットラインＬの始点である貫入開始地点Ｐ２までのラインをいう。当該降下ラインは、カットラインＬの始点よりも手前に仮想的にカットラインＬに沿って所定長伸ばした螺旋状のラインであり、本実施の形態では降下ラインとカットラインＬとを繋ぐと連続した螺旋状のラインになる。なお、貫入開始地点Ｐ２は、カットラインＬと材料Ｗの表面との交点であり、材料Ｗが切断されるにあたって、切断刃Ｓの切先Ｓ３が最初に材料Ｗに当接する点をいう。
【００２７】
まず、上述したコントロール基板からの指令に基づいてＸ、Ｙ方向移動手段４とＺ方向移動手段５を駆動させ、切断刃Ｓの切先Ｓ３を材料Ｗの上方における移動開始地点Ｐ１、すなわち降下ラインの始点に位置させる。この時、θ方向移動手段６の駆動も開始する。なお切断中、α方向移動手段７は、切断刃Ｓの切先Ｓ３が真下（Ｚ方向（材料Ｗの深さ方向）下方）を向くように設定しておく。また、切断刃Ｓを振動させる振動手段８は、少なくとも、後述する貫入開始地点Ｐ２に切先Ｓ３が至る（接する）までの間に駆動させておくこととする。また材料Ｗは、材料押圧手段９によって押圧しておくこととする。
【００２８】
続いて、Ｘ、Ｙ方向移動手段４とＺ方向移動手段５を駆動させ、移動開始地点Ｐ１から降下ラインに沿って、切断刃Ｓを材料Ｗに対して降下させつつＸＹ平面視で円を描くように（すなわち、螺旋を描くように）、貫入開始地点Ｐ２（降下ラインの終点）に向けて前進させる。
【００２９】
このときコントロール基板からの指令に基づいてθ方向移動手段６は駆動されており、降下ラインに沿って螺旋状に切断刃Ｓが前進する間、切断刃Ｓの延在面Ｓ１が降下ラインをなす曲線の接線に常に沿うようにされる。
【００３０】
そして、貫入開始地点Ｐ２に切先Ｓ３が達した後も、コントロール基板は引き続きＸ、Ｙ方向移動手段４、Ｚ方向移動手段５、θ方向移動手段６の駆動を継続して、切先Ｓ３がカットラインＬと材料Ｗの裏面との交点である貫入終了地点Ｐ３に達するまで、切断刃Ｓを螺旋状に移動させる。
【００３１】
このように材料Ｗの切断を開始するにあたり、カットラインＬをその始点となる貫入開始地点Ｐ２よりも手前に伸ばした仮想ラインに沿って切断刃Ｓを材料Ｗに対して相対的に降下させつつ前進させることで、次のような効果が得られる。まず、移動開始地点Ｐ１で停止していた切断刃Ｓを移動させるにあたり、Ｘ、Ｙ方向移動手段４、Ｚ方向移動手段５、θ方向移動手段６等の駆動手段としての各モータ（サーボモータ、Ｚ軸モータ５ｄ、θ軸モータ６ｅ）の駆動が開始される。切断刃Ｓが所定の速度に達するまで、切断刃Ｓは加速移動し、その間、溜まりパルスの影響によって切断刃Ｓの挙動が不安定になる場合がある。しかしながら、本実施の形態では、降下ラインを設け、降下ラインに沿って切断刃Ｓを移動させることで、材料Ｗの切断を実際に開始するまでの間に、各モータの動作を安定化させ、切断刃Ｓの挙動を安定化させることができる。そして、切断刃ＳがカットラインＬの始点となる貫入開始地点Ｐ２に達した以降では切断刃Ｓを等速移動させることができるため、切断精度に対する溜まりパルスの影響を抑えることができ、材料Ｗに損傷を防いで、材料Ｗを高い精度で切断することが可能になる。
【００３２】
特に、本実施形態のように材料Ｗを曲線形状にカットする場合は、切断刃Ｓの延在面Ｓ１がカットラインＬに沿うようにθ方向移動手段６により切断刃Ｓの延在面Ｓ１の向きを回転させながら、切断刃Ｓを移動させる必要がある。降下ラインをカットラインＬと連続する螺旋状とし、カットラインＬの始点に切断刃Ｓの切先Ｓ３が達する前までの区間で、切断刃Ｓの延在面Ｓ１の向きをθ方向移動手段６により変化させながら、切断刃Ｓを移動させることで、材料Ｗの切断を開始する前にθ方向移動手段６の駆動を安定化させることができる。そのため、切断刃Ｓの向きを変化させながら材料Ｗを切断する際にも、θ方向移動手段６の駆動を材料Ｗの切断開始前に安定化しておくことができ、切断面を秀麗に仕上げることができる。
【００３３】
さらに、本実施形態のように材料ＷをＸＹ平面視において円形に切断するにあたり、切断刃ＳをカットラインＬの始点である貫入開始地点Ｐ２から、切断刃Ｓが所定の深さに達する貫入終了地点Ｐ３まで切断刃ＳをカットラインＬに沿って螺旋状に移動させることによって、切断刃Ｓが貫入終了地点Ｐ３に達するまでの間、切断刃Ｓによって切り出されるカットラインＬの内側部分と、その外側部分とをつなげておくことができる。そのため、切断時にこの内側部分が動くのを抑えることができる。また材料Ｗは、カットラインＬに沿って螺旋状に徐々に切断されていくため、切断刃Ｓから過剰な力を受けることがなく、この点でも内側部分の動きが抑えられ、切断刃Ｓにより材料Ｗを精度よく切断することができる。つまり、Ｚ方向移動手段５により切断刃Ｓを材料Ｗに対して相対的に降下させる際に、切先Ｓ３の位置をＸＹ平面上で一点に留めることなく、切先Ｓ３をＸＹ平面上で常に移動させることによって、これらの効果を得ることができる。
【００３４】
切先Ｓ３が貫入終了地点Ｐ３に達した後は、切断刃Ｓの高さを維持したままで、カットラインＬに沿ってＸＹ平面視で円を１周描くように切断刃Ｓを前進させて、再度貫入終了地点Ｐ３に到達させることによって、材料Ｗの切断が終了する。
【００３５】
本実施の形態では、切先Ｓ３が貫入開始地点Ｐ２（始点）から貫入終了地点Ｐ３に達した後、再度、貫入終了地点Ｐ３（終点）に至るまでの切先Ｓ３が移動する軌跡がカットラインＬに相当する。このようにカットラインＬに沿って切断刃Ｓを移動させることで、本実施の形態では材料ＷをＸＹ平面視で円形に切り出すことができる。また、切断刃Ｓが材料Ｗに対して所定の深さに達すると、材料Ｗに対する切断刃Ｓの相対的な深さを維持したままで切断刃をＸＹ平面視において閉曲線形状に１周前進させることにより、切り出される部分をより動きにくくしつつ、最短の工程で切断することができる。従って、材料ＷをＸＹ平面視において閉曲線形状に切り出す場合は、本実施の形態のごとく、まず切断刃Ｓを前進させつつ降下させ、刃先Ｓ２が材料Ｗの所定の深さに達した後は、その深さを維持したまま閉曲線形状を描くように１周前進させることによって、材料Ｗの切断をより精度よく安定的に、且つ速く行うことができる。
【００３６】
そして、切断刃ＳがカットラインＬの終点（貫入終了地点Ｐ３）に達した後は、所定の抜去ラインに沿って平面視で円を描くように、抜去終了地点Ｐ４に向けて切断刃Ｓを上昇させつつ螺旋を描くように前進させる。抜去ラインは、カットラインＬの終点を後方に所定長伸ばしたラインをいう。本実施の形態において抜去ラインは、カットラインＬの終点となる貫入終了地点Ｐ３から抜去終了地点Ｐ４までの螺旋状のラインをいう。
【００３７】
このように、材料ＷをＸＹ平面視において円形に切り出した後は切断刃ＳをカットラインＬに沿った形状となる抜去ラインに沿って徐々に上昇させているため、切断刃Ｓを抜去している途中で切り出した部分が不用意に動くことがない。また、このように切断刃Ｓを移動させることによって、抜去の途中での切断刃Ｓと材料Ｗとの接触を避けることができるため、材料Ｗの損傷及び切断刃Ｓの劣化も抑制することができる。
【００３８】
そして、切先Ｓ３が抜去終了地点Ｐ４を通過した後も切断刃Ｓを抜去ラインに沿って螺旋状の軌道で移動させつつ、これを減速させる。これにより切断刃Ｓは、切先Ｓ３が移動停止地点Ｐ５に達したところで停止する。なお、切断刃Ｓの減速は、切先Ｓ３が材料Ｗから抜去されてから開始されるため、溜まりパルスの影響を受けて減速移動中に切断刃Ｓの移動が不安定になることがあっても、切断精度に影響を及ぼすことはない。
【００３９】
なお図示は省略するが、切断刃Ｓを材料Ｗから抜去するにあたっては、材料Ｗを上記と同様にして切り出した後、上記とは別の抜去ラインに沿って切断刃Ｓの材料Ｗに対する深さを維持したまま前進させつつこれを減速させ、切断刃Ｓが停止した後は、切先Ｓ３が材料Ｗから脱するまで切断刃ＳをＺ方向に対して直線的に上昇させるようにしてもよい。この場合は、切断刃Ｓが材料Ｗから完全に抜去されていない状態でこれを減速させているが、この動作は材料ＷをカットラインＬに沿って切り出した後であるため、切断精度に影響を及ぼすことはない。なお、当該方法で切断刃Ｓを停止させた後は、切断刃Ｓの切先Ｓ３を材料Ｗから脱する方法は特に限定されるものではなく、上記と同様にして切断刃Ｓを平面視で当該カットラインＬに沿って螺旋状の軌道で移動させてもよい。
【００４０】
［第２の実施形態］
次に第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、上記カッティング装置１を用いて、材料ＷをＸＹ平面視において楕円形の閉曲線形状に切り出す場合の動作について述べる。なお、第１の実施の形態と同じ符号を付した構成要素は第１の実施の形態で説明したものと同様の構成及び機能を有するものとし、ここでは説明を省略する。
【００４１】
第２の実施形態は、図６（ａ）に示すカットラインＬ２に沿って材料Ｗの表面から裏面まで切断する点を除いては第１の実施形態と同様である。また、図（６）ｂは、材料ＷのカットラインＬ２に沿う一部断面図（一部展開図）である。以下で説明のない事項については第１の実施形態と同様にすることができる。
【００４２】
カットラインＬ２の形状が第１の実施の形態と異なっていても、第１の実施の形態と同様にして材料Ｗを切断することができる。具体的には、コントロール基板からの指令を受けてＸ、Ｙ方向移動手段４とＺ方向移動手段５とが駆動し、切断刃Ｓの切先Ｓ３を材料Ｗの上方における移動開始地点Ｐ１に位置させる（図６（ａ）、（ｂ）参照）。次いで、コントロール基板からの指令を受けてＸ、Ｙ方向移動手段４とＺ方向移動手段５とが駆動し、それに伴い移動開始地点Ｐ１から貫入開始地点Ｐ２に向けて切断刃Ｓを材料Ｗに対して相対的に降下させつつ前進させる。この移動開始地点Ｐ１から貫入開始地点Ｐ２までの所定長のラインが本発明にいう降下ラインである。そして貫入開始地点Ｐ２に切先Ｓ３が達すると、引き続きＸ、Ｙ方向移動手段４、Ｚ方向移動手段５、θ方向移動手段６の駆動を継続して、切先Ｓ３がカットラインＬと材料Ｗの裏面との交点である貫入終了地点Ｐ３に達するまで、所定のカットラインＬ２に沿って切断刃ＳをＸ，Ｙ方向については楕円形状を描くように前進させながら、Ｚ方向については切断刃Ｓを相対的に降下させる。
【００４３】
このように貫入開始地点Ｐ２から貫入終了地点Ｐ３までの間は、切断刃Ｓを材料Ｗに対して降下させつつＸＹ平面視で楕円を描くように移動させることによって、その間に切り出されるカットラインＬ２の内側部分と外側部分とをつなげておくことができる。そのため、内側部分の動きを抑制し、精度よく切断することができる。また材料Ｗは、深さ方向に徐々に切断されていくため、材料Ｗが切断時に切断刃Ｓから受ける損傷を小さくすることができ、この点でも内側部分の動きを抑えられ、精度よく切断することができる。以後の動作は上記第１の実施形態と同様であり、切断刃Ｓの切先Ｓ３が貫入終了地点Ｐ３に達した後は、切断刃Ｓの高さを維持した状態で、平面視でカットラインＬ２に沿って１周楕円を描くように切断刃Ｓを前進させ、材料Ｗを所定のカットラインＬ２（楕円形）で切り出す。その後の切断刃Ｓを抜去する際の動作は第１の実施形態と同様にすることができる。
【００４４】
本実施形態においても、カットラインＬをその始点となる貫入開始地点Ｐ２よりも手前に伸ばした仮想ラインに沿って切断刃Ｓを材料Ｗに対して相対的に降下させつつ前進させることで、上記と同様に、材料Ｗの切断を実際に開始するまでの間に、各モータの動作を安定化させ、切断刃Ｓの挙動を安定化させることができる。そして、切断刃ＳがカットラインＬの始点となる貫入開始地点Ｐ２に達した以降では切断刃Ｓを等速移動させることができるため、切断精度に対する溜まりパルスの影響を抑えることができ、材料Ｗに損傷を防いで、材料Ｗを高い精度で切断することが可能になり、切断面を秀麗に仕上げることができる。なお、図６（ａ）に示す例では、カットラインＬ２をＸＹ平面視したときの形状である楕円の長軸と弧との交点を貫入開始地点Ｐ２としたが、貫入開始地点Ｐ２は図６（ａ）に示す例に限定されるものではなく、楕円の短軸と弧の交点であってもよいし、その他の点であってもよい。
【００４５】
［第３の実施形態］
次に第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、上記カッティング装置１を用いて、材料ＷをＸＹ平面視において正方形の角を丸めたいわゆる角丸形状に切り出す場合の動作について述べる。なお、第１の実施の形態と同じ符号を付した構成要素は第１の実施の形態で説明したものと同様の構成及び機能を有するものとし、ここでは説明を省略する。
【００４６】
第３の実施形態は、図７（ａ）に示すカットラインＬ３に沿って材料Ｗの表面から裏面まで切断する点を除いては第１の実施形態と同様である。以下で説明のない事項については第１の実施形態と同様にすることができる。
【００４７】
カットラインＬ３の形状が第１の実施形態と異なっていても、第１の実施の形態及び第２の実施形態と同様にして材料Ｗを切断することができる。具体的には、コントロール基板からの指令を受けてＸ、Ｙ方向移動手段４とＺ方向移動手段５とが駆動し、切断刃Ｓの切先Ｓ３を材料Ｗの上方における移動開始地点Ｐ１に位置させる。次いで、コントロール基板からの指令を受けてＸ、Ｙ方向移動手段４とＺ方向移動手段５とが駆動し、それに伴い移動開始地点Ｐ１から貫入開始地点Ｐ２に向けて切断刃Ｓを材料Ｗに対して相対的に降下させつつ前進させる。この移動開始地点Ｐ１から貫入開始地点Ｐ２までの所定長のラインが本発明にいう降下ラインである。そして貫入開始地点Ｐ２に切先Ｓ３が達すると、引き続きＸ、Ｙ方向移動手段４、Ｚ方向移動手段５、θ方向移動手段６の駆動を継続して、切先Ｓ３がカットラインＬと材料Ｗの裏面との交点である貫入終了地点Ｐ３に達するまで、所定のカットラインＬ３に沿って切断刃ＳをＸ，Ｙ方向については上記角丸形状を描くように前進させながら、Ｚ方向については切断刃Ｓを相対的に降下させる。
【００４８】
このように貫入開始地点Ｐ２から貫入終了地点Ｐ３までの間は、切断刃Ｓを深さ方向に移動させつつ、平面視においてＸＹ平面上で移動させることによって、その間に切り出されるカットラインＬ３の内側部分と外側部分とをつなげておくことができるため、内側部分の動きを抑制し、精度よく切断することができる。また材料Ｗは、深さ方向に徐々に切断されていくため、材料Ｗが切断時に切断刃Ｓから受ける損傷を小さくすることができ、この点でも内側部分の動きを抑えられ、精度よく切断することができる。以後の動作は上記第１の実施形態等と同様であり、切断刃Ｓの切先Ｓ３が貫入終了地点Ｐ３に達した後は、切断刃Ｓの高さを維持した状態で、平面視でカットラインＬ３に沿って１周楕円を描くように切断刃Ｓを前進させ、材料Ｗを所定のカットラインＬ３（角丸形状）で切り出す。その後の切断刃Ｓを抜去する際の動作は第１の実施形態等と同様にすることができる。
【００４９】
本実施形態においても、カットラインＬをその始点となる貫入開始地点Ｐ２よりも手前に伸ばした仮想ラインに沿って切断刃Ｓを材料Ｗに対して相対的に降下させつつ前進させることで、上記と同様に、材料Ｗの切断を実際に開始するまでの間に、各モータの動作を安定化させ、切断刃Ｓの挙動を安定化させることができる。そして、切断刃ＳがカットラインＬの始点となる貫入開始地点Ｐ２に達した以降では切断刃Ｓを等速移動させることができるため、切断精度に対する溜まりパルスの影響を抑えることができ、材料Ｗに損傷を防いで、材料Ｗを高い精度で切断することが可能になり、切断面を秀麗に仕上げることができる。なお、図７（ａ）に示す例では、カットラインＬ３をＸＹ平面視したときの形状である角丸形状の直線上の一点を貫入開始地点Ｐ２としたが、貫入開始地点Ｐ２は図７（ａ）に示す例に限定されるものではなく、角丸部分上の一点であってもよい。
【００５０】
以上、本発明のカッティング装置について具体的な実施形態を示して説明したが、本発明はこれまでに述べた実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に従う範疇で種々の変更を加えたものも含まれる。例えば上述した実施形態では、固定した材料Ｗに対して切断刃Ｓを動かすことによって切断を行うようにしていたが、固定した切断刃Ｓに対して材料Ｗを動かすようにしてもよい。また、本発明のカッティング装置を使用して材料を切断する場合、材料Ｗを切り出す形状は任意に選択可能であって、上述した円形状、楕円形状、角丸形状以外の種々の形状に適用することができる。また、切断刃Ｓを材料Ｗに貫入させる深さも、切先Ｓ３が材料Ｗの裏面に達する場合に限られるものではない。例えば、上述した第1の実施形態では円形の穴が形成されるように材料Ｗを切断したが、円形の突起が形成されるように切断することも可能である。この場合は、切断刃Ｓを前進させつつ材料Ｗの厚み方向の途中まで貫入させ、更にその深さを維持したまま円を描くようにこれを１周前進させた後、切断刃Ｓを前進させながら抜去することによって、円形の溝を形成しておく。その後は、例えば材料Ｗを載置する向きを変えるなどして溝の外側部分を取り除くように切断を行えばよい。また上述した実施形態では切断刃Ｓを真下に向けていたが、α方向移動手段７を駆動させて切断刃Ｓを傾けることにより、例えば円錐面形状に材料Ｗを切り出すことも可能である。なお、いずれの場合も、切断刃Ｓが材料Ｗに接する前までは切断刃Ｓを加速移動させてもよいが、切断刃Ｓにより実際に材料Ｗを切断している間は切断刃を等速移動させることにより、高い精度で材料Ｗを切断することができる。
【００５１】
また、本発明は、ＸＹ平面視したときに閉曲線形状に材料Ｗを切断する場合に限らず、材料Ｗの一の端縁から他の端縁まで切断する際に適用してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１：カッティング装置
２：ベース（材料保持手段）
３：ヘッド
４：Ｘ、Ｙ方向移動手段（移動手段）
４ａ：Ｙ軸フレーム
４ｂ：Ｙ軸レール
４ｃ：Ｙ軸ナット
４ｄ：Ｙ軸移動ベース
５：Ｚ方向移動手段（昇降手段）
５ａ：Ｚ軸レール
５ｂ：Ｚ軸ナット
５ｃ：Ｚ軸移動ベース
５ｄ：Ｚ軸モータ
５ｅ：ボールねじ
６：θ方向移動手段（回転手段）
６ａ：ベアリング
６ｂ：θ回転軸
６ｃ：θ軸ベース
６ｄ：θ軸プーリ
６ｅ：θ軸モータ
７：α方向移動手段（移動手段）
７ａ：α回転軸
７ｂ：α軸プーリ
７ｃ：α軸モータ
７ｄ：スプラインケース
７ｅ：スプライン軸
７ｆ：ホルダー
８：振動手段
８ａ：クランク
８ｂ：偏心カム付きシャフト
８ｃ：振動付与用プーリ
８ｄ：振動付与用モータ
９：材料押圧手段
９ａ：押圧板
９ｂ：ガイド
９ｃ：弾性体
Ｌ：カットライン
Ｐ１：移動開始地点
Ｐ２：貫入開始地点
Ｐ３：貫入終了地点
Ｐ４：抜去終了地点
Ｐ５：移動停止地点
Ｓ：切断刃（切断手段）
Ｓ１：延在面
Ｓ２：刃先
Ｓ３：切先
Ｗ：材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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