(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁板により区画された上部空間部を有した本体フレームの上面に取付けられ、多数の吸引孔及び複数の貫通孔が形成されたテーブル板と、
本体フレームに対し、テーブル板の上方にて本体フレームの長手直交方向へ延出し、かつ長手方向へ往復移動可能に支持される走行フレームと、
上記走行フレームを上記長手方向へ往復移動する第１移動手段と、
上記走行フレーム上にて上記長手直交方向へ往復移動可能に支持される走行体と、
上記走行体を上記長手直交方向へ往復移動する第２移動手段と、
上記走行体に上記長手方向及び長手直交方向のいずれかの方向へ一定の間隔をおいて設けられる切断手段及びレーザ光出力手段と、
上下方向に軸線を有し、テーブル板の貫通孔内を挿通可能に支持される複数の支持部材と、
各支持部材を、上端がテーブル板から非突出の下方位置及びテーブル板から所定の高さで突出する上方位置へ移動する昇降手段と、
上記上部空間部内を負圧形成する負圧発生手段と、
を備え、
上記長手方向へ移動する走行フレーム及び上記長手直交方向へ移動する走行体により切断手段を二次元移動してテーブル板に載置された被切断材を切断加工する際には、昇降手段により各支持部材を上記下方位置へ移動してテーブル板に載置された被切断材を負圧吸着して固定可能にする一方、上記長手方向へ移動する走行フレーム及び上記長手直交方向へ移動する走行体によりレーザ光出力手段を二次元移動してテーブル板に載置された被切断材を切断加工する際には、昇降手段により各支持部材を上記上方位置へ移動して被切断材をテーブル板から上方へ持ち上げて非接触状態で支持可能にするＸ−Ｙ平面裁断装置。
【請求項２】
請求項１において、切断手段は、回転切削部材及び刃物部材のいずれかとしたＸ−Ｙ平面裁断装置。
【請求項３】
請求項２において、刃物部材は、超音波発生手段により振動する刃物を備えたＸ−Ｙ平面裁断装置。
【請求項４】
請求項１において、貫通孔に相対する隔壁板には、支持部材を上下方向へ摺動可能に支持する軸支部材を設けると共に昇降手段は、軸支部材を挿通して下方へ突出する支持部材の下部に取付けられ、支持部材を上記下方位置または上方位置へ移動する作動部材としたＸ−Ｙ平面裁断装置。
【請求項５】
請求項４において、作動部材は、シリンダー部材及び電磁ソレノイド部材のいずれかとしたＸ−Ｙ平面裁断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ−Ｙ軸の二次元方向へ移動する切断部材によりテーブル上にセットされた合成樹脂板、ゴム板、板紙等の各種被切断材を所望の形状に裁断したり、切削したりするＸ−Ｙ平面裁断装置、詳しくは切断機構として搭載した少なくとも２種類の切断手段及びレーザ光出力手段に応じて被切断材の支持態様を変更する機能を備えたＸ−Ｙ平面裁断装置に関する。
に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ−Ｙ平面裁断装置としては、切断機構としてエンドミル等の切削具や切断刃を使用した裁断装置や、切断機構としてレーザ光出力手段を使用した裁断装置が知られている。その内、レーザ光出力手段を使用した裁断装置として、例えば特許文献１に示すように、切断されるガラス基板を水平状態に保持する切断テーブルの左側及び右側に平行に取り付けられた一対のガントリーステージの上部において、ガントリーステージと垂直に位置して、前記ガントリーステージに沿って前進及び後進可能となるように取り付けられたガントリー構造物と、ガントリー構造物の両端の上部に固定して設けられたレーザ発振部及びガントリー構造物の両端に、ガントリー構造物に沿って左右に移動可能となるように取り付けられ、レーザ発振部から発振されたレーザをガラス基板に照射するレーザ照射ヘッドを備え、レーザ照射ヘッドをＸ−Ｙ軸方向へ移動しながらガラス基板を切断している。
【０００３】
上記ガラス基板レーザ切断装置にあっては、ガラス基板の切断機構としてレーザ光出力手段を採用しているため、切断テーブルのテーブル面に対し、被切断材としてのガラス基板における切断個所を非接触状態で支持する必要から切断テーブルにコンベヤーを設け、該コンベヤーによりガラス基板の切断個所をテーブル面と非接触になるように支持している。
【０００４】
一方、切断部材としてエンドミル等の切削具や切断刃を使用した裁断装置にあっては、被切断材に対して切削具や切断刃を押し付けながらＸ−Ｙ軸方向へ移動させながら切断するため、切断テーブルのテーブル面に対し、被切断材を接触させた状態で支持する必要がある。
【０００５】
このように切断部材により切断テーブルに対する被切断材の支持態様が異なるため、１台の裁断装置で異なる切断部材により被切断材を切断加工することができなかった。即ち、切断部材としてレーザ光出力手段を備えた裁断装置にあっては、被切断物を非接触状態で支持する切断テーブルを、また、切断部材として回転切削手段や切断刃を備えた裁断装置にあっては、被切断材を接触状態で支持する切断テーブルを設ける必要があり、１台の切断テーブルでは、異なる切断部材を切換えて切断加工することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１２６７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、切断部材に対応して切断テーブルによる被切断材の支持態様を変更できない点にある。１台の装置で各種の被切断材を、それぞれの切断態様に応じて切断できない点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、隔壁板により区画された上部空間部を有した本体フレームの上面に取付けられ、多数の吸引孔及び複数の貫通孔が形成されたテーブル板と、本体フレームに対し、テーブル板の上方にて本体フレームの長手直交方向へ延出し、かつ長手方向へ往復移動可能に支持される走行フレームと、上記走行フレームを上記長手方向へ往復移動する第１移動手段と、上記走行フレーム上にて上記長手直交方向へ往復移動可能に支持される走行体と、上記走行体を上記長手直交方向へ往復移動する第２移動手段と、上記走行体に上記長手方向及び長手直交方向のいずれかの方向へ一定の間隔をおいて設けられる切断手段及びレーザ光出力手段と、上下方向に軸線を有し、テーブル板の貫通孔内を挿通可能に支持される複数の支持部材と、各支持部材を、上端がテーブル板から非突出の下方位置及びテーブル板から所定の高さで突出する上方位置へ移動する昇降手段と、上記上部空間部内を負圧形成する負圧発生手段とを備え、上記長手方向へ移動する走行フレーム及び上記長手直交方向へ移動する走行体により切断手段を二次元移動してテーブル板に載置された被切断材を切断加工する際には、昇降手段により各支持部材を上記下方位置へ移動してテーブル板に載置された被切断材を負圧吸着して固定可能にする一方、上記長手方向へ移動する走行フレーム及び上記長手直交方向へ移動する走行体によりレーザ光出力手段を二次元移動してテーブル板に載置された被切断材を切断加工する際には、昇降手段により各支持部材を上記上方位置へ移動して被切断材をテーブル板から上方へ持ち上げて非接触状態で支持可能にすることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、少なくとも２種類の切断部材を搭載し、それぞれの切断部材に応じた態様で被切断材を支持することができ、切断加工の手間を低減すると共に切断加工コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】Ｘ−Ｙ平面裁断装置の概略を示す全体斜視図である。
【図２】搭載される切断機構の概略を示す説明図である。
【図３】テーブル板を取外した本体フレームの上部を示す分解説明図である。
【図４】支持軸昇降手段を示す説明図である。
【図５】切断刃による切断時における板材のセット状態を示す説明図である。
【図６】切断刃による板材の切断状態を示す説明図である。
【図７】レーザ光切断時における板材のセット状態を示す説明図である。
【図８】レーザ光による板材の切断状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、長手方向へ移動する走行フレーム及び上記長手直交方向へ移動する走行体により切断手段を二次元移動してテーブル板に載置された被切断材を切断加工する際には、昇降手段により各支持部材を上記下方位置へ移動してテーブル板に載置された被切断材を負圧吸着して固定可能にする一方、上記長手方向へ移動する走行フレーム及び上記長手直交方向へ移動する走行体によりレーザ光出力手段を二次元移動してテーブル板に載置された被切断材を切断加工する際には、昇降手段により各支持部材を上記上方位置へ移動して被切断材をテーブル板から上方へ持ち上げて非接触状態で支持可能にする。
【実施例１】
【００１２】
以下、実施例を示す図に従って本発明を説明する。
図１乃至図５に示すようにＸ−Ｙ平面裁断装置１の本体フレーム３は、上部が開口した長方体形状で、上部開口部内には、隔壁板５が上端から適宜の深さで本体フレーム３の内側面に気密状に設けられ、上部空間部を形成している。そして本体フレーム３における長側面の各外面には、長手方向（以下において、Ｙ軸方向と称する。）へ水平に延出するガイドレール７がそれぞれ固定されている。また、各ガイドレール７の下方に位置する本体フレーム３における長側面の各外面には、それぞれのガイドレール７と平行に延出するラックギャ９がそれぞれ固定されている。
【００１３】
本体フレーム３の上方には、長手直交方向（以下において、Ｘ軸方向と称する。）へ水平状に延出し、両端部の垂下支持部１１ａが上記ガイドレール７に支持された門型の走行フレーム１１がＹ軸方向へ走行可能に支持されている。上記走行フレーム１１の各垂下支持部１１ａには、数値制御可能なサーボモータ等の第１移動部材を構成するＹ軸電動モータ１３がそれぞれ設けられ、各Ｙ軸電動モータ１３の回転軸に固定されたピニオンギャ１５は、上記ラックギャ９にそれぞれ噛合わされている。そして走行フレーム１１は、各Ｙ軸電動モータ１３の同期駆動制御に伴ってＹ軸方向へ往復移動される。
【００１４】
なお、走行フレーム１１のＹ軸移動機構としては、Ｙ軸方向に軸線を有して本体フレーム３の両側面に回転可能にそれぞれ支持されると共にそれぞれの垂下支持部１１ａに設けられたナット部が噛合わされる送りスクリュー及び各送りスクリューに駆動連結されて同期駆動制御されるサーボモータ等の電動モータから構成される送りねじ機構、本体フレーム３の両側面に沿った状態でＹ軸方向へ延出するように掛け渡されると共に一部に各垂下支持部１１ａが固定されるベルト及び該ベルトの両端側を支持する一方のプーリに駆動連結されて同期駆動制御されるサーボモータ等の電動モータから構成されるベルト機構等のいずれであってもよい。
【００１５】
後述するテーブル板２９の上方に位置する走行フレーム１１には、Ｘ軸方向へ水平に延出するガイドレール１１ｂが固定され、該ガイドレール１１ｂには、走行体１７がＸ軸方向へ移動するように支持されている。また、走行フレーム１１には、Ｘ軸方向に軸線を有し、上記走行体１７に設けられたナット部１７ａが噛合わされる送りスクリュー１９が回転可能に支持され、該送りスクリュー１９の一方軸端部には、サーボモータ等の第２移動部材を構成するＸ軸電動モータ２１が駆動連結されている。
【００１６】
上記走行体１７は、Ｘ軸電動モータ２１の駆動制御に伴ってＸ軸方向へ往復移動される。なお、走行体１７のＸ軸移動機構としては、上記したベルト機構、ラックピニオン機構等のいずれであってもよい。
【００１７】
上記走行体１１には、切断手段２３及びレーザ光出力手段２５がＸ軸方向またはＹ軸方向（図示の例では、Ｙ軸方向とする。）へ所要の間隔をおいて取付けられている。上記切断手段２３は、所定のストロークで昇降作動するエアーシリンダ等の上下動部材２７のロッドに取付けられた切断刃２３ａと、該切断刃２３ａを超音波振動させる超音波発振手段（図示せず）により構成される。なお、上記切断手段２３としては、超音波振動する切断刃２３ａとしたが、エンドミル等の回転切削部材としてもよく、また、切断手段２３とは別に回転切削手段を設けてもよく、レーザ光出力手段２５と共に３種類の切断機構を備える構成としてもよい。
【００１８】
上記上下動部材２７は、テーブル板２９上に載置された被切断材としての板材３３を切断する際に、その刃先がテーブル板２９の上面に当接する位置へ下降させる。なお、上下動部材２７としては、上下方向に軸線を有し、切断手段２３に設けられたナット部が噛合わされる送りねじ及び該送りねじに駆動連結され、数値制御可能にサーボモータ等の電動モータにより構成される送りねじ機構で、切断刃２３ａの加工量を数値制御可能にするものであってもよい。また、板材３３としては、合成樹脂板、積層板、ゴム板、板紙等の各種シート材とする。
【００１９】
また、レーザ光出力手段２５は、ＹＡＧレーザ発振器、エキシマレーザ発振器、ＣＯ2レーザ発振器、ファイバレーザ等のレーザ発振器及び光学レンズ（いずれも図示せず）により構成され、後述するようにテーブル板２９のテーブル面に対して支持部材としての支持軸３１により所定の高さへ持ち上げられた板材２９上にレーザ光が収斂するように設定される。なお、レーザ光出力手段２５にあっては、光学レンズの焦点距離を変更することにより収斂距離を可変できるが、上記切断手段２３と同様に昇降機構に搭載し、板材３３に対する収斂距離を可変可能にしてもよい。
【００２０】
本体フレーム３の上面には、複数枚（本例においては、４枚とするが、これに限定されるものではない。）のテーブル板２９が互いに隣接して面一平面状になるように取付けられている。各テーブル板２９には、多数の吸引孔２９ａがパンチング形成されると共に所定数（本例においては、一枚当たり、９個とする。）の貫通孔２９ｂがＸ−Ｙ軸方向へ所定の間隔をおいて形成される。また、各貫通孔２９ｂに相対する隔壁板５には、本体フレーム３の上部空間部と連通する軸支孔３５ａを有した軸支部材３５がそれぞれ取付けられている。
【００２１】
上記隔壁板５の下面には、支持軸３１の本数に応じた個数（本例においては、１台の支持軸昇降手段により３本の支持軸を昇降させるものとする。）の支持軸昇降手段３７が設けられている。各支持軸昇降手段３７は、上下方向に軸線を有し、所定の間隔をおいて隔壁板５の下面に上端部が固定された一対のガイド軸３９と、各ガイド軸３９の下端部に固定された取付け板４１の長手方向中間部に固定されたエアーシリンダ、電磁ソレノイド等で、所定の作動ストロークを有した昇降部材４３と、上下方向に軸線を有し、一対のガイド軸３９に上下方向へ摺動するように支持された昇降板４５に下部が固定され、かつ上記軸支部材３５の軸支孔３５ａ内に気密状に挿入可能な３本の支持軸３１とにより構成される。各支持軸３１の上端部は、小径状に形成されている。
【００２２】
各支持軸昇降手段３７間に応じた隔壁板５には、上部空間部と連通する複数の吸引口部４７が適宜の間隔をおいて取付けられ、各吸引口部４７は、例えばブロアー等の負圧発生手段４９にホース（図示せず）を介して接続されている。本体フレーム３の上部空間部内は、負圧発生手段４９の駆動に伴って負圧に形成される。
【００２３】
次に、本実施例による板材３３の支持変更作用を説明する。
先ず、切断刃２３ａによる板材３３の切断作用を説明すると、板材３３を切断刃２３ａにより切断する際には、テーブル板２９上にセットされる板材３３が切断刃２３ａの切断抵抗により位置ずれしないように固定する必要がある。
【００２４】
この場合にあっては、各支持軸昇降手段３７の非作動状態を保ち、下方位置に対する各支持軸３１の移動状態を維持させる。このとき、各支持軸３１は、その上端がテーブル板２９の下面より下方に位置し、テーブル板２９の上面から非突出状態に保たれる。（図５参照）
【００２５】
また、上記状態にて負圧発生手段４９を駆動して本体フレーム３の上部空間部内を負圧形成した状態でテーブル板２９上に板材３３がセットされると、該板材３３は、多数の吸引孔２９ａを介して負圧吸引されてテーブル板２９上に密着状態で固定される。
【００２６】
上記の状態にて予めコントローラの記憶手段に記憶された切断位置データに基づいてＹ軸電動モータ１３を駆動制御して走行フレーム１１をＹ軸方向へ移動すると共にＸ軸電動モータ２１を駆動制御して走行体１７をＸ軸方向へ移動して切断手段２３を所定の切断開始位置に位置させた後、該切断開始位置にて上下動部材２７を作動して切断刃２３ａを、その刃先がテーブル板２９の上面に当接する位置まで下降させた状態で上記と同様に走行フレーム１１及び走行体１７を移動制御して板材３３を所望の形状に切断する。（図６参照）
【００２７】
このとき、テーブル板２９上にセットされた板材３３は、上記した負圧によりテーブル板２９上に吸着されて固定されているため、移動する切断刃２３ａによる切断抵抗により位置ずれするのを防止している。また、切断刃２３ａは、超音波発振手段により微小振動しているため、板材３３の切断抵抗を低減させることができる。
【００２８】
なお、切断刃２３ａによる板材３３の切断作業が終了すると、負圧発生手段４９の駆動を停止してテーブル板２９による板材３３の負圧吸着を解除させると共に上下動部材２７を復動して切断刃２３ａを上昇してテーブル板２９から離間させた後、走行フレーム１１及び走行体１７をそれぞれ移動制御して原点位置へ戻して待機させる。
【００２９】
次に、レーザ光出力手段２５による板材３３の切断作用を説明すると、レーザ光により板材３３を切断する際には、テーブル板２９のテーブル面に対して板材３３の切断個所が非接触状態にする必要がある。
【００３０】
このため、切断モードがレーザ光切断モードに切換えられると、各昇降部材４３を作動してそれぞれの支持軸３１を上方へ移動し、貫通孔２９ｂを挿通する上部を所定の高さでテーブル板２９から突出させる。そしてテーブル板２９から上方へ所定の高さで突出する各支持軸３１の上端に、切断しようとする板材３３をセットすることにより板材３３をテーブル板２９に対して非接触状態にさせる。（図７参照）
【００３１】
なお、板材３３のセット態様としては、各支持軸３１が下降した状態でテーブル板２９上に板材３３を所定の位置にセットした後に、各昇降部材４３を作動してそれぞれの支持軸３１を上方へ移動してテーブル板２９上にセットされた板材３３を所要の高さに持ち上げる態様としてもよい。
【００３２】
上記動作後、上記と同様に走行フレーム１１及び走行体１７を移動制御してレーザ光出力手段２５を所定の切断開始位置に位置させた後、板材３３に対してレーザ光を出力しながら走行フレーム１１及び走行体１７を移動制御して板材３３を所望の形状に切断する。（図８参照）
【００３３】
なお、レーザ光出力手段２５により板材３３を切断する際には、レーザ光出力手段２５から出力されるレーザ光が板材２９上に収斂するように設定されているため、切断刃２３ａによる切断作用のようにレーザ光出力手段２５を昇降させる必要がない。また、レーザ光出力手段２５からのレーザ光により板材３３を切断する際には、コントローラの記憶手段に記憶された切断位置データを切断手段２３とレーザ光出力手段２５のＹ軸方向またはＸ軸方向への離間距離データに基づいて補正し、補正された切断位置データに基づいてＹ軸電動モータ１３及びＸ軸電動モータ２１を駆動制御して走行フレーム１１及び走行体１７を移動制御すればよい。
【００３４】
本実施例は、１台のＸ−Ｙ平面裁断装置１で、切断態様に対応してテーブル板２９に対する板材３３の支持態様を変更することができ、切断効率を向上させることができると共に切断コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  Ｘ−Ｙ平面裁断装置
３  本体フレーム
５  隔壁板
７  ガイドレール
９  ラックギャ
１１  走行フレーム
１１ａ  垂下支持部
１１ｂ  ガイドレール
１３  第１移動部材としてのＹ軸電動モータ
１５  ピニオンギャ
１７  走行体
１９  スクリュー
２１  第２移動部材としてのＸ軸電動モータ
２３  切断手段
２３ａ  切断刃
２５  レーザ光出力手段
２７  上下動部材
２９  テーブル板
２９ａ  吸引孔
２９ｂ  貫通孔
３１  支持部材としての支持軸
３３  被切断材としての板材
３５  軸支部材
３５ａ  軸支孔
３７  支持軸昇降手段
３９  ガイド軸
４１  取付け板
４３  昇降部材
４５  昇降板
４７  吸引口部
４９  負圧発生手段
【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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