(57)【要約】【課題】Ｖ状溝を有する被加工物を切断する際に発生する歪みを最小限に抑えること【解決手段】刃間隙調整装置１００は、上刃１０ａと下刃１０ｂとからなる一対の切刃の上刃１０ａと下刃１０ｂの間の刃間隙を調整する刃間隙調整装置であって、被加工物Ｗの表裏の切断位置に設けられたＶ状溝Ｖの間における被加工物Ｗの厚さを測定する測定部３０と、Ｖ状溝Ｖにおける被加工物Ｗの厚さに基づいて、上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙を決定する演算部４０と、演算部４０により決定された刃間隙を実現するように上刃１０ａと下刃１０ｂとを駆動する調整部を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上刃と下刃とからなる一対の切刃の前記上刃と前記下刃との間の刃間隙を調整する刃間隙調整装置であって、
被加工物の表裏の切断位置に設けられたＶ状溝の間における前記被加工物の厚さを測定する測定部と、
前記Ｖ状溝の間における前記被加工物の厚さに基づいて、前記上刃と前記下刃との間の刃間隙を決定する演算部と、
前記演算部により決定された刃間隙を実現するように前記上刃と前記下刃とを駆動する調整部と、
を備えることを特徴とする刃間隙調整装置。
【請求項２】
前記演算部は、前記被加工物の厚さから前記上刃と前記下刃との間の刃間隙を引いた値である切り込み量から前記被加工物に発生する歪みを算出し、前記歪みが許容範囲となるように前記上刃と前記下刃との間の刃間隙を決定することを特徴とする請求項１に記載の刃間隙調整装置。
【請求項３】
前記演算部は、前記被加工物の歪みが前記Ｖ状溝の周囲に及ぼす影響を算出し、該影響が所定の範囲内となるように、前記上刃と前記下刃との間の刃間隙を決定することを特徴とする請求項２に記載の刃間隙調整装置。
【請求項４】
上刃と下刃とからなる一対の切刃を噛み合わせ、前記上刃と前記下刃による噛み合わせ部に被加工物を通過させて切断する切断装置であって、
請求項１〜３の何れか１項に記載の刃間隙調整装置により、前記上刃と前記下刃との間の刃間隙が調整されることを特徴とする切断装置。
【請求項５】
被加工物の表裏の切断位置に設けられたＶ状溝の間における前記被加工物の厚さを測定する測定ステップと、
前記Ｖ状溝間における前記被加工物の厚さに基づいて、前記上刃と前記下刃との間の刃間隙を決定する演算ステップと、
前記演算ステップにより決定された刃間隙を実現するように前記上刃と前記下刃とを駆動する調整ステップと、
を含むことを特徴とする刃間隙調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、刃間隙調整装置、切断装置、および刃間隙調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
切断加工においては、被加工物に歪みが発生することが不可避である。しかしながら、歪みが発生することが不可避である中で、被加工物に発生する歪みを最小化することが求められている。例えば、電子部品を実装した後のプリント基板を切断する工程においては、切断加工時に発生する歪みにより、プリント基板上の電子部品が損傷を受けることがある。したがって、電子部品を実装した後のプリント基板を切断する工程では、被加工物に発生する歪みを最小化する技術が非常に重要となる。
【０００３】
電子部品が実装されたプリント基板を切断する方法には、大きく分けて、ルータを用いる方法とスリッタを用いる方法との２つがある。ルータを用いる方法では、切断位置が切削されることによりプリント基板が切断され（例えば、特許文献１参照）、スリッタを用いる方法では、切断位置に設けられたＶ状溝を上下の刃によりプリント基板が剪断される（例えば、特許文献２参照）。スリッタを用いる方法は、ルータを用いる方法と比較して生産効率が良く、刃の管理が容易であるという利点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スリッタを用いる方法は、ルータを用いる方法と比較して発生する歪みが大きいという問題がある。特に、切断位置に近い程、発生する歪みが大きいので、切断位置の近くに電子部品を配置することが難しく、プリント基板表面の面積を有効に活用することができない。また、切断位置に設けられたＶ状溝の誤差により、必要以上に上刃と下刃の刃間隙を狭く設定する必要があり、これにより発生する歪みがさらに増大する結果となっている。一方、ルータを用いる方法によれば、発生する歪みを少なくすることができるが、スリッタを用いるよりも切断時間を短縮することは困難である。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、Ｖ状溝を有する被加工物を切断する際に発生する歪みを最小限に抑えることができる刃間隙調整装置、切断装置、および刃間隙調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の刃間隙調整装置は、上刃と下刃とからなる一対の切刃の前記上刃と前記下刃との間の刃間隙を調整する刃間隙調整装置であって、被加工物の表裏の切断位置に設けられたＶ状溝の間における前記被加工物の厚さを測定する測定部と、前記Ｖ状溝における前記被加工物の厚さに基づいて、前記上刃と前記下刃との間の刃間隙を決定する演算部と、前記演算部により決定された刃間隙を実現するように前記上刃と前記下刃とを駆動する調整部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、Ｖ状溝を有する被加工物を切断する際に発生する歪みを最小限に抑えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、スリッタを用いる切断により発生する歪みについて説明する図である。
【図２】図２は、説明で用いるパラメータを説明する図である。
【図３】図３は、第１の実施形態の刃間隙調整装置の概略構成を示す模式図である。
【図４】図４は、第２の実施形態の刃間隙調整装置の概略構成を示す模式図である。
【図５】図５は、第３の実施形態の刃間隙調整装置の概略構成を示す模式図である。
【図６】図６は、刃間隙調整装置のブロック図である。
【図７】図７は、切り込み量と被加工物に発生する歪みとの関係を示すグラフである。
【図８】図８は、機能を追加した実施形態の刃間隙調整装置のブロック図である。
【図９】図９は、Ｖ状溝からの距離と被加工物に発生する歪みとの関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、刃間隙調整方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、刃間隙調整装置、切断装置、および刃間隙調整方法の実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、スリッタを用いる切断により発生する歪みについて説明する図である。図１に示されるように、スリッタを用いる切断では、上刃１０ａと下刃１０ｂとからなる一対の切刃を噛み合わせ、その噛み合わせ部に被加工物Ｗを通過させて、被加工物Ｗを切断する。その際、上刃１０ａと下刃１０ｂとが被加工物Ｗに対して上下からの押圧を加えるので、この押圧により被加工物Ｗに歪みが発生する。
【００１１】
上刃１０ａと下刃１０ｂとの押圧により発生する被加工物Ｗに対する歪みは、切断位置が最も大きい。そして、切断位置から離れるに従い被加工物Ｗに対する歪みは減少する。結果、切断位置の近くに構成部品Ｃが配置されている場合、構成部品Ｃにも歪みが発生する。この構成部品Ｃに発生した歪みが許容量を超えた場合、構成部品Ｃが損傷を受けてしまう。
【００１２】
そこで、本発明では、以下の構成により、被加工物Ｗを切断する際に発生する歪みを最小限に抑える。
【００１３】
図２は、以下の説明で用いる各種パラメータを説明する図である。図２に示されるように、スリッタを用いる切断では、上刃１０ａと下刃１０ｂとからなる一対の切刃を用いる。この上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙をＧとする。
【００１４】
また、被加工物Ｗの表裏には、上刃１０ａと下刃１０ｂとによりせん断する位置に、Ｖ状溝Ｖが設けられている。この表裏のＶ状溝Ｖの間における被加工物Ｗの厚さをＴとする。この厚さＴを省略して、Ｖ状溝の厚さＴとする。Ｖ状溝の厚さＴは、被加工物Ｗの本来の厚さから両面のＶ状溝Ｖの深さを引いた値に等しい。
【００１５】
なお、Ｖ状溝の厚さＴから、上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを引いた値を、切り込み量（Ｔ−Ｇ）と呼ぶ。また、Ｖ状溝Ｖの位置から構成部品Ｃの位置までの距離をＤとする。
【００１６】
〔第１実施形態〕
図３は、第１の実施形態の刃間隙調整装置１００の概略構成を示す模式図である。第１の実施形態の刃間隙調整装置１００は、被加工物Ｗの表裏の切断位置に設けられたＶ状溝Ｖの間における被加工物Ｗの厚さＴ（つまりＶ状溝の厚さＴ）を測定する手段として接触型の変位計２０ａ，２０ｂを用いた実施形態である。
【００１７】
図３に示されるように、第１実施形態の刃間隙調整装置１００は、接触型の変位計２０ａ，２０ｂを用いてＶ状溝の厚さＴを測定する測定部３０と、Ｖ状溝の厚さＴに基づいて、上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを決定する演算部４０と、演算部４０により決定された刃間隙Ｇを実現するように上刃１０ａと下刃１０ｂとを駆動する調整部５０とを備える。
【００１８】
演算部４０は、後に詳述するように、Ｖ状溝の厚さＴから刃間隙Ｇを演算する演算を行う装置である。調整部５０は、上刃１０ａと下刃１０ｂとを駆動するために設けられた油圧シリンダまたはラックアンドピニオン等の駆動装置を制御する装置である。
【００１９】
図３に示されるように、第１実施形態の刃間隙調整装置１００を備える切断装置では、Ｖ状溝Ｖが設けられた被加工物ＷがＶ状溝Ｖの方向（図中矢印方向）に搬送される。接触型の変位計２０ａ，２０ｂは、表裏のＶ状溝Ｖに適合した位置に配置され、Ｖ状溝の厚さＴを測定する。被加工物Ｗの上面側に設けられた接触型の変位計２０ａは、被加工物Ｗの上面側に設けられたＶ状溝Ｖの変位を測定し、被加工物Ｗの下面側に設けられた接触型の変位計２０ｂは、被加工物Ｗの下面側に設けられたＶ状溝Ｖの変位を測定する。
【００２０】
上刃１０ａと下刃１０ｂとは、接触型の変位計２０ａ，２０ｂの後段に配置され、刃間隙調整装置１００により調整された刃間隙Ｇで被加工物Ｗをせん断する。
【００２１】
〔第２実施形態〕
図４は、第２の実施形態の刃間隙調整装置１００の概略構成を示す模式図である。第２の実施形態の刃間隙調整装置１００は、被加工物Ｗの表裏の切断位置に設けられたＶ状溝Ｖの間における被加工物Ｗの厚さＴ（つまりＶ状溝の厚さＴ）を測定する手段として非接触型の変位計２０ａ，２０ｂを用いた実施形態である。
【００２２】
図４に示されるように、第２実施形態の刃間隙調整装置１００は、非接触型の変位計２０ａ，２０ｂを用いてＶ状溝の厚さＴを測定する測定部３０と、Ｖ状溝の厚さＴに基づいて、上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを決定する演算部４０と、演算部４０により決定された刃間隙Ｇを実現するように上刃１０ａと下刃１０ｂとを駆動する調整部５０とを備える。
【００２３】
図４に示されるように、第２実施形態の刃間隙調整装置１００を備える切断装置では、Ｖ状溝Ｖが設けられた被加工物ＷがＶ状溝Ｖの方向（図中矢印方向）に搬送される。非接触型の変位計２０ａ，２０ｂは、表裏のＶ状溝Ｖに適合した位置に配置され、Ｖ状溝の厚さＴを測定する。被加工物Ｗの上面側に設けられた非接触型の変位計２０ａは、被加工物Ｗの上面側に設けられたＶ状溝Ｖの変位を測定し、被加工物Ｗの下面側に設けられた接触型の変位計２０ｂは、被加工物Ｗの下面側に設けられたＶ状溝Ｖの変位を測定する。
【００２４】
上刃１０ａと下刃１０ｂとは、非接触型の変位計２０ａ，２０ｂの後段に配置され、刃間隙調整装置１００により調整された刃間隙Ｇで被加工物Ｗをせん断する。
【００２５】
〔第３実施形態〕
図５は、第３の実施形態の刃間隙調整装置１００の概略構成を示す模式図である。第３の実施形態の刃間隙調整装置１００は、接触型の変位計２０ａ，２０ｂと、上刃１０ａおよび下刃１０ｂとが距離を隔てて配置されている構成である。
【００２６】
図５に示されるように、第３実施形態の刃間隙調整装置１００は、接触型の変位計２０ａ，２０ｂを用いてＶ状溝の厚さＴを測定する測定部３０と、Ｖ状溝の厚さＴに基づいて、上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを決定する演算部４０と、演算部４０により決定された刃間隙Ｇを実現するように上刃１０ａと下刃１０ｂとを駆動する調整部５０とを備える。
【００２７】
図５に示される配置例では、接触型の変位計２０ａ，２０ｂと測定部３０とが第１の部分を構成し、上刃１０ａと下刃１０ｂと演算部４０と調整部５０とが第２の部分を構成する。例えば、接触型の変位計２０ａ，２０ｂと測定部３０とが、被加工物Ｗ上のＶ状溝Ｖの加工工程の後段に配置され、上刃１０ａと下刃１０ｂと演算部４０と調整部５０とが、切断工程に配置される構成が考えられる。
【００２８】
図５に示されるように、第３実施形態の刃間隙調整装置１００を備える切断装置では、Ｖ状溝Ｖが設けられた被加工物ＷがＶ状溝Ｖの方向（図中矢印方向）に搬送される。接触型の変位計２０ａ，２０ｂは、表裏のＶ状溝Ｖに適合した位置に配置され、Ｖ状溝の厚さＴを測定する。被加工物Ｗの上面側に設けられた接触型の変位計２０ａは、被加工物Ｗの上面側に設けられたＶ状溝Ｖの変位を測定し、被加工物Ｗの下面側に設けられた接触型の変位計２０ｂは、被加工物Ｗの下面側に設けられたＶ状溝Ｖの変位を測定する。
【００２９】
その後、測定部３０から送信されたＶ状溝の厚さＴとに基づいて、演算部４０が上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを決定する。そして、調整部５０が、演算部４０により決定された刃間隙Ｇに従って、上刃１０ａと下刃１０ｂと調整駆動する。そして、調整された刃間隙Ｇで被加工物Ｗをせん断する。
【００３０】
〔演算部〕
以下、上記刃間隙調整装置１００における演算部４０の機能について説明する。図６は、刃間隙調整装置１００のブロック図である。
【００３１】
図６に示されるように、演算部４０は、測定部３０からＶ状溝の厚さＴを取得し、記憶部４１を参照し、上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを決定する。記憶部４１は、Ｖ状溝の種別に最適な上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇの設定値４１ａを記憶している。
【００３２】
例えば、記憶部４１には、Ｖ状溝の厚さＴに対応した最適な上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを記憶させておく。または、切り込み量（Ｔ−Ｇ）に対応した最適な上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを記憶させておくことも可能である。
【００３３】
図７は、切り込み量（Ｔ−Ｇ）と被加工物Ｗに発生する歪みとの関係を示すグラフである。図７のグラフに示されるように、切り込み量（Ｔ−Ｇ）と被加工物Ｗに発生する歪みとの間は、略比例関係で近似される。よって、切り込み量（Ｔ−Ｇ）に従って決定される被加工物Ｗに発生する歪みが許容範囲となるよう最適な上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを定めることができる。
【００３４】
記憶部４１には、このような手法により事前に決定された最適な上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを記憶させておく。また、先述のように切り込み量（Ｔ−Ｇ）は、Ｖ状溝の厚さＴから、上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを引いた値であるので、記憶部４１には、Ｖ状溝の厚さＴによる最適な上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを記憶させておくことも可能である。
【００３５】
演算部４０は、上記情報が記憶された記憶部４１を参照し、上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを決定する。決定された刃間隙Ｇは、調整部５０へ送られる。
【００３６】
図８は、機能を追加した実施形態の刃間隙調整装置１００のブロック図である。図８に示されるように、演算部４０は、測定部３０からＶ状溝の厚さＴを取得し、記憶部４１を参照し、上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを決定する。記憶部４１は、Ｖ状溝の種別に最適な上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇの設定値４１ａを記憶している。
【００３７】
本実施形態の記憶部４１は、さらに、被加工物Ｗの上に配置された構成部品別の強度情報４１ｂと被加工物Ｗの上に配置された構成部品Ｃのレイアウト情報４１ｃとを記憶している。
【００３８】
図９に示されるように、Ｖ状溝Ｖからの距離が大きくなる程、被加工物Ｗに発生する歪みは減少する。したがって、演算部４０は、被加工物Ｗの上に配置された構成部品Ｃのレイアウト情報４１ｃを参照することにより、被加工物Ｗの上に配置された構成部品Ｃに発生する歪みを決定することができる。また、演算部４０は、被加工物Ｗの上に配置された構成部品別の強度情報４１ｂを参照することにより、構成部品Ｃに発生する歪みが許容範囲であることも決定することができる。
【００３９】
上記のように、記憶部４１が被加工物Ｗの上に配置された構成部品別の強度情報４１ｂと被加工物Ｗの上に配置された構成部品Ｃのレイアウト情報４１ｃとを記憶している構成では、被加工物Ｗの上に配置された構成部品Ｃに対する歪みの影響を考慮することができるので、構成部品Ｃの高密度実装が達成できる。
【００４０】
演算部４０は、上記情報が記憶された記憶部４１を参照し、上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを決定する。決定された刃間隙Ｇは、調整部５０へ送られる。また、演算部４０は、構成部品Ｃに発生する歪みが許容範囲でない場合、アラームを鳴らす等の警告を行う構成も取りうる。
【００４１】
〔刃間隙調整方法〕
図１０は、本実施形態の切断装置における刃間隙調整方法の処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下の説明では、図３〜５に示された刃間隙調整装置１００の構成を参照するが、本実施形態の切断装置における刃間隙調整方法は、刃間隙調整装置１００の構成に拘らず適切に実施可能である。
【００４２】
先ず、本実施形態の切断装置における刃間隙調整方法は、変位計２０ａ，２０ｂにより、被加工物Ｗの表裏の切断位置に設けられたＶ状溝Ｖの間における被加工物Ｗの厚さ（すなわちＶ状溝の厚さＴ）が測定される（ステップＳ１）。なお、変位計２０ａ，２０ｂは、接触型でも非接触型でもよく、切断装置と離れた位置に配置されていても良い。
【００４３】
そして、演算部４０が、Ｖ状溝の厚さＴに基づいて、発生する歪みが許容範囲内となる刃間隙Ｇを決定する（ステップＳ２）。演算部４０は、Ｖ状溝の厚さＴから上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを引いた値である切り込み量（Ｔ−Ｇ）から被加工物に発生する歪みを算出し、発生する歪みが予め決められた所定の許容範囲内となるように、上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを決定する。また、演算部４０が、さらにＶ状溝Ｖの周囲の構成部品Ｃに伝播する歪みを算出し、その伝播する歪みが所定の範囲内となるように、上刃１０ａと下刃１０ｂとの間の刃間隙Ｇを決定する方法も採りえる。
【００４４】
その後、演算部４０により決定された刃間隙Ｇを実現するように上刃１０ａと下刃１０ｂとが調整される（ステップＳ３）。なお、このステップＳ１〜Ｓ３の処理は、継続的に実行されることにより、被加工物Ｗ上のＶ状溝Ｖの所定範囲が切断される。
【００４５】
以上より、本実施形態の刃間隙調整装置、切断装置、および刃間隙調整方法は、被加工物を切断する際に発生する歪みを最小限に抑えることができることが示された。なお、本発明の実施は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０ａ  上刃
１０ｂ  下刃
２０ａ，２０ｂ  変位計
３０  測定部
４０  演算部
４１  記憶部
５０  調整部
１００  刃間隙調整装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４７】
【特許文献１】特開平１１−１１４８９４号公報
【特許文献２】特開平０６−０７９６８９号公報
【図１】
2014176929.tif 000003
【図２】
2014176929.tif 000004
【図３】
2014176929.tif 000005
【図４】
2014176929.tif 000006
【図５】
2014176929.tif 000007
【図６】
2014176929.tif 000008
【図７】
2014176929.tif 000009
【図８】
2014176929.tif 000010
【図９】
2014176929.tif 000011
【図１０】
2014176929.tif 000012