(57)【要約】【課題】ベースに載置される材料の位置がずれていたり、材料の外形が通常と異なっていたりしても、意図しない形状での切断を防止して材料を無駄にすることがない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、切断手段Ｓを保持するとともにベース２に載置された材料Ｗに対して切断手段Ｓを移動させて材料Ｗを切断する第一移動手段と、ベース２の表面に向けて指向される高さ検出手段１０と、高さ検出手段１０をベース２の表面に沿って移動させる第二移動手段とを備え、制御手段は、第二移動手段によって高さ検出手段１０をベース２の表面に沿って移動させ、高さ検出手段１０で得られる高さが変化する地点に基づいて材料Ｗの外縁を検出してベース２に載置された材料Ｗが占める材料領域Ａを特定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を載置するベースと、
前記材料を切断するための切断手段と、
前記切断手段を保持するとともに前記ベースに載置された前記材料に対して該切断手段を移動させて該材料を切断する第一移動手段と、
前記ベースの表面に向けて指向される高さ検出手段と、
前記高さ検出手段を前記ベースの表面に沿って移動させる第二移動手段と、
前記第一移動手段、前記高さ検出手段、及び前記第二移動手段に接続される制御手段と、を備えるカッティング装置において、
前記制御手段は、前記第二移動手段によって前記高さ検出手段を前記ベースの表面に沿って移動させ、該高さ検出手段で得られる高さが変化する地点に基づいて前記材料の外縁を検出して該ベースに載置された該材料が占める材料領域を特定するカッティング装置。
【請求項２】
前記材料を所定の形状で切断するためのカットラインに関する情報が入力される入力手段を備え、
前記制御手段は、前記材料領域の内側に前記カットラインが収まると判別される場合は前記第一移動手段を駆動させて前記切断手段による前記材料の切断を実行する一方、該カットラインが該材料領域を越えると判別される場合は該材料の切断を不実行とする請求項１に記載のカッティング装置。
【請求項３】
材料を載置するベースと、
前記材料を切断するための切断手段と、
前記切断手段を保持するとともに前記ベースに載置された前記材料に対して該切断手段を移動させて該材料を切断する第一移動手段と、
前記ベースの表面に向けて指向される高さ検出手段と、
前記高さ検出手段を前記ベースの表面に沿って移動させる第二移動手段と、
前記材料を所定の形状で切断するためのカットラインに関する情報が入力される入力手段と、
前記第一移動手段、前記高さ検出手段、前記第二移動手段、及び前記入力手段に接続される制御手段と、を備えるカッティング装置において、
前記制御手段は、前記高さ検出手段が前記カットラインにおける所定点を通過するように前記第二移動手段を移動させ、該高さ検出手段で得られる該所定点での高さに基づいて、前記ベースに載置された前記材料に対して該カットラインが該材料の内側に収まるか否かを特定するカッティング装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ベースに載置された前記材料に対して前記カットラインが該材料の内側に収まると判別される場合は前記第一移動手段を駆動させて前記切断手段による該材料の切断を実行する一方、該カットラインが該材料を越えると判別される場合は該材料の切断を不実行とする請求項３に記載のカッティング装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記高さ検出手段で得られる高さが所定値を越える場合は前記材料の切断を不実行とする請求項１〜４の何れか一項に記載のカッティング装置。
【請求項６】
前記切断手段は、切先までの長さが相違する長尺切断手段と短尺切断手段を含むものであって、
前記制御手段は、前記高さ検出手段で得られる高さに応じて前記長尺切断手段及び前記短尺切断手段の何れか一方を選択するとともに、選択した該長尺切断手段及び該短尺切断手段の何れか一方によって前記材料を切断するよう前記第一移動手段を駆動させる請求項１〜５の何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ベースに載置した材料を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、材料を載置するベース（プロッター盤面）と、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ターヘッドとを備え、材料を任意の形状に切断することができる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では、所望する切断形状に応じたカットラインに関する情報を入力することができるため、材料を任意の形状で切断することが可能である。ここで、入力するカットラインに関する情報とは、例えば複数の点の位置とこれらの点の順序であって、点の位置は、例えばベースの右手前の所定点を原点と設定したうえで、この原点を基準とするＸＹ座標によって指定する。そして、指定した順番でこれらの点を通るように切断刃を動かして、材料を所望する形状に切断することができる。
【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、このようなカッティング装置で切断される材料は、装置の使用者がベースに載置することが一般的である。すなわち、ベースに対して毎回同じ位置に材料が置かれるとは限らない。このため、載置した材料の位置がずれていると、切断刃は設定した通りに移動しても切断の途中で切断刃が材料から外れてしまい、意図した形状で切断できずに材料が無駄になるおそれがある。また、通常とは異なる外形の材料を使用した場合も、切断の途中で切断刃が材料から外れてしまう懸念がある。
【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、ベースに載置される材料の位置がずれていたり、材料の外形が通常と異なっていたりしても、意図しない形状での切断を防止して材料を無駄にすることがない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】
本発明のカッティング装置は、材料を載置するベースと、前記材料を切断するための切断手段と、前記切断手段を保持するとともに前記ベースに載置された前記材料に対して該切断手段を移動させて該材料を切断する第一移動手段と、前記ベースの表面に向けて指向される高さ検出手段と、前記高さ検出手段を前記ベースの表面に沿って移動させる第二移動手段と、前記第一移動手段、前記高さ検出手段、及び前記第二移動手段に接続される制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第二移動手段によって前記高さ検出手段を前記ベースの表面に沿って移動させ、該高さ検出手段で得られる高さが変化する地点に基づいて前記材料の外縁を検出して該ベースに載置された該材料が占める材料領域を特定するものである。
【０００７】
このようなカッティング装置においては、前記材料を所定の形状で切断するためのカットラインに関する情報が入力される入力手段を備え、前記制御手段は、前記材料領域の内側に前記カットラインが収まると判別される場合は前記第一移動手段を駆動させて前記切断手段による前記材料の切断を実行する一方、該カットラインが該材料領域を越えると判別される場合は該材料の切断を不実行とするものであることが好ましい。
【０００８】
また本発明のカッティング装置は、材料を載置するベースと、前記材料を切断するための切断手段と、前記切断手段を保持するとともに前記ベースに載置された前記材料に対して該切断手段を移動させて該材料を切断する第一移動手段と、前記ベースの表面に向けて指向される高さ検出手段と、前記高さ検出手段を前記ベースの表面に沿って移動させる第二移動手段と、前記材料を所定の形状で切断するためのカットラインに関する情報が入力される入力手段と、前記第一移動手段、前記高さ検出手段、前記第二移動手段、及び前記入力手段に接続される制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記高さ検出手段が前記カットラインにおける所定点を通過するように前記第二移動手段を移動させ、該高さ検出手段で得られる該所定点での高さに基づいて、前記ベースに載置された前記材料に対して該カットラインが該材料の内側に収まるか否かを特定するものでもよい。
【０００９】
そして前記制御手段は、前記ベースに載置された前記材料に対して前記カットラインが該材料の内側に収まると判別される場合は前記第一移動手段を駆動させて前記切断手段による該材料の切断を実行する一方、該カットラインが該材料を越えると判別される場合は該材料の切断を不実行とするものであることが好ましい。
【００１０】
また前記制御手段は、前記高さ検出手段で得られる高さが所定値を越える場合は前記材料の切断を不実行とするものであることが好ましい。
【００１１】
また前記切断手段は、切先までの長さが相違する長尺切断手段と短尺切断手段を含むものであって、前記制御手段は、前記高さ検出手段で得られる高さに応じて前記長尺切断手段及び前記短尺切断手段の何れか一方を選択するとともに、選択した該長尺切断手段及び該短尺切断手段の何れか一方によって前記材料を切断するよう前記第一移動手段を駆動させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のカッティング装置では、高さ検出手段をベースの表面に沿って移動させることによって、高さが変化する地点を検出することができる。ここで、ベースに載置した材料の外縁付近における高さを計測すると、ベースの表面での高さは低いものの、材料の外縁では計測される高さが高くなる。すなわち、計測した高さが変化する地点に載置した材料の外縁が位置していると判断できるため、この外縁の位置に基づいて、ベースに載置された材料が占める材料領域を特定することができる。
【００１３】
ここで、上述したカッティング装置にカットラインに関する情報が入力される入力手段を設け、特定した材料領域の内側にカットラインが存在すると判別される場合は第一移動手段を駆動させて切断手段による材料の切断を実行する一方、カットラインが材料領域を越える場合は材料の切断を不実行とすることによって、意図しない形状での切断を防止することができるため、材料が無駄になることがなくなる。
【００１４】
また本発明のカッティング装置は、入力したカットラインに関する情報に基づいて、高さ検出手段がカットラインにおける所定点を通過するように移動させることによって、この所定点での高さを計測するように構成してもよい。ここで、計測した所定点での高さがベースの表面と等しければ、この所定点は材料の外側にあると判断できる一方、計測した高さがベースの表面よりも高ければ、この所定点には材料が存在すると判断できるため、カットラインが材料の内側に収まるか否かを特定することができる。そして、カットラインが材料の内側に収まると判別される場合は第一移動手段を駆動させて切断手段による材料の切断を実行する一方、カットラインが材料を越えると判別される場合は材料の切断を不実行とすることによって、意図しない形状での切断を防止することができ、材料が無駄になることがなくなる。
【００１５】
このようなカッティング装置は、高さ検出手段で得られる高さが所定値を越える場合は材料の切断を不実行とするように構成することが好ましい。切断される材料は、使用者がベースに載置することが一般的であるため、想定以上の厚みとなる材料が使用される可能性がある。このような厚い材料が使用されると、切断開始前に切断刃が材料に衝突し、切断刃が破損してしまうおそれがあるが、上述のように構成する場合は、このような不具合を防止することができる。
【００１６】
そしてこのようなカッティング装置において、切先までの長さが相違する長尺切断手段と短尺切断手段を含むように構成し、制御手段を、高さ検出手段で得られる高さに応じて長尺切断手段及び短尺切断手段の何れか一方を選択するとともに、選択した何れか一方によって材料を切断するよう第一移動手段を駆動させる場合は、材料の厚みに応じた長さの切断手段を自動的に選択することができるため、使い勝手が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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】ベースに載置された材料の外縁を検出するにあたり、高さ検出手段を優先的に移動させる位置について示した図である。
【図６】ベースに載置された材料の外縁を検出して材料領域を特定する方法について示した図である。
【図７】特定した材料領域とカットラインの位置関係について示した図である。
【図８】カットライン上の所定点を通過するように高さ検出手段を移動させ、これによって得られる所定点の高さに基づいて材料が存在するか否かを特定する方法について示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。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２、ヘッド３、高さ検出手段１０を備えている。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。
【００１９】
ベース２は、符号Ｗで示す材料を載置するものであって、材料Ｗを載置する表面は、本実施形態では図１に示したＸＹＺ直交座標系に対して、そのＸＹ平面に平行に延在しているものとする。なお、本実施形態でＸＹ平面は水平方向に延在するものであり、Ｚ方向は高さ方向である。またベース２の表面は、平面視において、Ｘ方向（幅方向）よりもＹ方向（前後方向）が長くなる矩形状に形成されている。なおベース２の表面には、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の他、使用者がカッティング装置１を操作する際に使用する操作部２ａが設けられている。本実施形態の操作部２ａは、図１に示すようにベース２の幅方向中央であって、使用者にとって手前側に設けられている。また、カッティング装置１で材料Ｗを所定の形状に切断するにあたって指定する点の座標の原点Ｏは、操作部２ａ付近の使用者から見て、ベース２の右手前に設定している。
【００２０】
上述した材料Ｗは、図示例では平面視において矩形状をなす平板状に形成されたものであるが、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。
【００２１】
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及びヘッド３に保持される切断刃Ｓ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。また高さ検出手段１０は、Ｘ軸方向、及びＹ軸方向に移動できるように構成されていて、本実施形態では後述するように、Ｘ、Ｙ方向移動手段４に設けられている。なお、本明細書等において、切断手段を移動させるものと規定する「第一移動手段」は、本実施形態ではＸ、Ｙ方向移動手段４及びＺ方向移動手段５の他、以下に説明するθ方向移動手段６、α方向移動手段７がこれに相当する。また高さ検出手段を移動させるものと規定する「第二移動手段」は、本実施形態ではＸ、Ｙ方向移動手段４がこれに相当する。すなわち本実施形態では、「第一移動手段」で「第二移動手段」を兼用した例を示している。
【００２２】
本実施形態のＸ、Ｙ方向移動手段４は、Ｙ軸方向に延在するとともにベース２に対してＸ軸方向に間隔をあけて設けられる一対のＹ軸レール（不図示）と、Ｙ軸レールを摺動するＹ軸ナット（不図示）と、Ｙ軸ナットに保持されるＸ軸フレーム４ａと、図２に示すようにＸ軸方向に延在するとともにＸ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Ｘ軸レール４ｂと、Ｘ軸レール４ｂを摺動するＸ軸ナット４ｃと、Ｘ軸ナット４ｃに保持されるＸ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、Ｘ軸フレーム４ａやＸ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。
【００２３】
またＺ方向移動手段５は、Ｚ軸方向に延在するとともにＸ軸移動ベース４ｄに対してＸ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。
【００２４】
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、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（図２参照）とを備えている。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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長尺の切断刃（長尺切断手段）や、長さの短い短尺の切断刃（短尺切断手段）の他、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。
【００２９】
材料押圧手段９は、図２に示すように切断刃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。
【００３０】
そして、図１に示した高さ検出手段１０は、ベース２の表面に向けて指向され、ベース２に載置された材料Ｗの高さを計測することができるものである。このような高さ検出手段１０としては、例えばレーザ光を利用した非接触型のレーザ型センサを採用することができる。また本実施形態の高さ検出手段１０は、Ｘ、Ｙ方向移動手段４におけるＸ軸移動ベース４ｄに取り付けられていて、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に移動して、ベース２の表面全域の高さを計測することができる。
【００３１】
またカッティング装置１は、材料Ｗを所定の形状で切断するためのカットラインに関する情報が入力される入力手段（不図示）を備えている。このような入力手段としては、例えばカッティング装置１に接続される情報端末（コンピュータ）が挙げられる。また、本実施形態におけるカットラインに関する情報とは、カットライン上の複数の点の位置とこれらの点の順序であって、点の位置は、図１に示したベース２の原点Ｏを基準としてＸＹ座標で指定する。
【００３２】
更にカッティング装置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、高さ検出手段１０、及び入力手段と接続される、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、高さ検出手段１０や入力手段からの情報に基づいて、ベース２に載置された材料Ｗの形状や位置などを特定したり、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、α方向移動手段７、及び振動手段８に対して指令を送って、これらを個別に又は連動して駆動させたりすることができる。
【００３３】
次に、このような構成になるカッティング装置１を用いて材料Ｗを所定の形状で切断する方法について説明する。まず方法１として、高さ検出手段１０によってベース２に載置された材料Ｗが占める領域（材料領域）を特定する方法について説明する。
【００３４】
方法１では、まず、材料Ｗが載置される可能性が高いところに高さ検出手段１０を移動させる工程を実行する。本実施形態のカッティング装置１では、入力手段にカットライン上の複数の点の位置を指定する際、ベース２の原点Ｏを基準としているため、使用者が材料Ｗを載置する際は、図５（ａ）に示すように、ベース２の原点Ｏ付近になることが多いと予測される。このため、図示したように高さ検出手段１０を原点Ｏに向けて移動させる。このとき高さ検出手段１０では、当初はベース２の表面までの高さを計測しているが、原点Ｏに向けた移動によって材料Ｗの外縁Ｌ１を通過すると、計測される高さが急激に大きくなる。このため、高さが急激に大きくなった地点Ｐ１に材料Ｗの外縁Ｌ１が位置することが推定できる。また、材料Ｗの内側に位置している高さ検出手段１０が材料Ｗの外縁Ｌ２を通過して外側に移動すると、高さ検出手段１０で計測される高さは急激に小さくなる。このため、高さが急激に小さくなった地点Ｐ２に材料Ｗの外縁Ｌ２が位置することが推定できる。なお、高さ検出手段１０を移動させる際に材料Ｗを通過できなければ、更に別の場所に向けて高さ検出手段１０を移動させる必要があるが、本実施形態のように材料Ｗが載置される可能性が高いところに向けて優先的に移動させることによって、材料Ｗの外縁を効率よく探し出すことができる。
【００３５】
また材料Ｗが載置される可能性が高いところとしては、他にも、図５（ｂ）に示すように使用者に近い場所である操作部２ａ付近が考えられる。このため、高さ検出手段１０を操作部２ａに向けて移動させてもよい。また、原点Ｏに載置される可能性と操作部２ａ付近に載置される可能性の両方を考慮して、図５（ｃ）に示すように、原点Ｏと操作部２ａの中間付近に向けて高さ検出手段１０を移動させてもよい。更に、繰り返し切断作業を行うと、使用者が材料Ｗを載置する位置の情報を蓄積することができる。このため、以前に載置した材料Ｗ’（図５（ｄ）において二点鎖線で示す）に対して、今回載置した材料Ｗ（図５（ｄ）において実線で示す）も、これらの材料Ｗ’と同じような場所に載置されると予測される。従って、蓄積した情報に基づいて載置される可能性の高い点Ｒを特定し、この点Ｒに向けて高さ検出手段１０を移動させるようにしてもよい。
【００３６】
なお、材料Ｗの外縁を検出するにあたっては、図示したように高さ検出手段１０を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して斜めに動かすことによって、より効率よく探し出すことができる。また、この工程の初期段階では、高さ検出手段１０を速く移動させることによって、材料Ｗの外縁を早期に検出し、外縁が検出できた後は、外縁の位置をより正確に検出できるように、高さ検出手段１０の移動速度を遅くすることが好ましい。
【００３７】
このようにして材料Ｗの外縁を検出した後は、材料Ｗが占める材料領域を特定する工程を実行する。図６（ａ）に示すように、上述した手順で高さが変化する地点Ｐ１、Ｐ２を検出できた後は、場所を変えて（例えば図示したようにＹ軸方向に移動させた後、再び斜めに移動させて）、高さが変化する別の地点Ｐ３、Ｐ４を検出する。ここで、材料Ｗの形状が矩形状であると分かっていれば、地点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を通る直線（本実施形態ではＸ軸方向、Ｙ軸方向に延在する直線）の内側の領域が、材料Ｗが占める材料領域Ａであると特定できる。なお、実際にベース２に載置された材料Ｗの外縁は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に対して傾いている可能性もあるが、多くの場合は、材料Ｗの外縁がベース２の外形と平行になるように置かれると考えられるため、このようにして材料領域Ａを特定しても、実際の材料Ｗが占める領域に対して大きく変わることはない。また、図６（ｂ）に示すように、高さが変化する地点Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８を更に検出し、Ｐ１とＰ５を通る直線、Ｐ２とＰ６を通る直線、Ｐ３とＰ７を通る直線、Ｐ４とＰ８を通る直線によって材料領域Ａを特定してもよい。なお、高さが変化する地点の検出数は任意であって、検出する地点の数を適宜増やすことによって、材料Ｗが複雑な形状となる場合や、載置される向きが大きく傾く場合であっても、実際の材料Ｗにより近い材料領域Ａを特定することができる。
【００３８】
なお、図６（ａ）に示す例では、Ｐ１とＰ２を通る直線はＹ軸方向に延在するものであり、Ｐ３とＰ４を通る直線はＸ軸方向に延在するものであったが、高さ検出手段１０が移動する方向によっては、図６（ｃ）に示すように、これらの直線で矩形状に閉じられないことがある。この場合は、図６（ｄ）に示すように直線の向きを適宜入れ替えることとし、矛盾無く矩形状に閉じられるようにして材料領域Ａを特定する。
【００３９】
材料Ｗが占める材料領域Ａを特定した後は、入力したカットラインが材料領域Ａの内側に収まるか否かを判別する工程を実行する。本実施形態のカットラインＣは、図７（ａ）に示すように菱形に近い形状であるとする。また入力手段で入力されたカットラインＣに関する情報は、点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４のＸＹ座標と、切断する順番（本実施形態ではＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の順）とする。ここで、図７（ａ）に示すように、特定した材料領域Ａの内側にカットラインＣが収まると判別される場合は、所期した菱形に近い形状で材料Ｗを切断することができると判別できるため、切断刃ＳをカットラインＣに沿って移動させて材料Ｗの切断を実行する。一方、図７（ｂ）に示すように、カットラインＣが材料領域Ａを越えると判別される場合は、切断刃Ｓによる切断を行わず、例えば警告を発して使用者に材料Ｗの置き直しを促すこととする。このように本実施形態のカッティング装置１によれば、所期した形状で切断できないと予測される場合には切断は行われないため、材料を無駄にすることがない。
【００４０】
また図７（ｂ）に示す状態でも材料Ｗを意図した通りに切断できるように、コントロール基板に対して、材料領域Ａの内側に収まるようにカットラインＣの位置を移動させる機能を付加してもよい。
【００４１】
載置される材料Ｗは、想定した以上に厚いものが使用されるおそれがあり、この場合は、切断開始点に移動させる前に切断刃Ｓが材料Ｗに衝突し、切断刃Ｓが破損してしまうおそれがある。このため、高さ検出手段１０で検出される高さが所定値以上であれば切断をおこなわず、例えば警告を発するなどして使用者に材料Ｗの変更を促すことが好ましい。また、ヘッド３を２つ設けるとともに、一方のヘッド３には長尺の切断刃Ｓを装着し、他方のヘッド３には短尺の切断刃Ｓを装着しておき、コントロール基板からの指令に基づいて検出される高さに応じた最適な長さの切断刃Ｓで切断を行うようにしてもよい。なお、ヘッド３を複数設ける以外にも、例えばヘッド３に対して切断刃Ｓを自動で着脱できるように構成するとともにストッカーに種々の切断刃Ｓを収納しておき、コントロール基板からの指令に基づいてヘッド３をストッカーまで移動させ、装着済みの切断刃Ｓから他の切断刃Ｓに装着し直すようにしてもよい。
【００４２】
本実施形態のカッティング装置１によれば、上述した方法１以外でも、材料Ｗを所定の形状で切断することができる。次に説明する方法２では、高さ検出手段１０を、カットラインＣにおける所定点を通過させることによって、カットラインが材料の内側に収まるか否かを特定する。
【００４３】
方法２では、まず図８（ａ）に示すように、入力手段によって入力したカットラインＣにおける所定点（本実施形態では点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）を通過するように高さ検出手段１０を移動させる工程を実行する。本実施形態のカットラインＣは菱形に近い形状であって、点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４はその頂点に位置している。図８（ａ）に示す例では、高さ検出手段１０が点Ｃ１、Ｃ４、Ｃ２、Ｃ３の順でこれらの点を通過するようにしている。このようにして高さ検出手段１０を移動させることによって、点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４での高さを計測する。
【００４４】
その後は、カットラインＣが材料Ｗの内側に収まるか否かを特定する工程を実行する。図８（ａ）に示す例では、カットラインＣ上の点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４で計測される高さは全てベース２よりも高くなる。また点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、カットラインＣの最も外側に位置しているため、これらの内側に位置する部分もベース２よりも高いと推定される。従ってこのような場合には、カットラインＣに沿って切断刃Ｓを移動させることによって、所期した通りの形状で材料Ｗを切断することができる。一方、例えば点Ｃ３で計測される高さが低ければ、材料Ｗは、図８（ｂ）に示すように載置されていると推定される。すなわち、材料ＷはカットラインＣからはみ出す位置に載置されていると推定されるため、この場合は切断刃Ｓによる切断を行わず、上述した方法１のように警告を発して材料Ｗの置き直しを促すようにすればよい。
【００４５】
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、高さ検出手段１０は、切断刃Ｓを移動させるＸ、Ｙ方向移動手段４に設けたが、これとは別に設けられる他のＸ、Ｙ方向移動手段に設けてもよい。また、上述した実施形態の高さ検出手段１０は非接触型のセンサであったが、Ｚ軸方向に移動可能な接触型のセンサを採用してもよい。なお、高さ検出手段１０が移動する向きなどは任意に設定できるものであって、図面に示した軌跡に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４６】
１    ：カッティング装置
２    ：ベース
２ａ  ：操作部
３    ：ヘッド
４    ：Ｘ、Ｙ方向移動手段（第一移動手段、第二移動手段）
４ａ  ：Ｘ軸フレーム
４ｂ  ：Ｘ軸レール
４ｃ  ：Ｘ軸ナット
４ｄ  ：Ｘ軸移動ベース
５    ：Ｚ方向移動手段（第一移動手段）
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（第一移動手段）
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（第一移動手段）
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
１０  ：高さ検出手段
Ａ    ：材料領域
Ｃ    ：カットライン
Ｓ    ：切断刃（切断手段）
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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【図８】
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