(57)【要約】【課題】  簡易な構造で各種の被工作物に対応できる工作装置を提供しようとする。【解決手段】  従来の平板状の被工作物を表面に設定される軌跡に沿って切断する工作装置にかわって、被工作物を裏面から保持する保持面を持った被工作物保持台と、前記保持面に保持された被工作物を切断できる刃先を持った工作工具と、前記刃先が被工作物に表面の側から突き刺さる様に前記工作工具を前記保持面に交差する向きに所定の単位時間当たり回数Ｈで連続して往復運動させる工作ヘッドと、前記工作ヘッドを軌跡に倣って所定の送り速度Ｖで移動させる工作ヘッド移動機構と、を備え、前記単位時間当たり回数Ｈが前記送り速度Ｖの増加に対応して増加し、前記単位時間当たり回数Ｈが前記送り速度Ｖの減少に対応して減少する、ものとした。【選択図】    図１
2008105326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の被工作物を表面に設定される軌跡に沿って切断する工作装置であって、
被工作物を裏面から保持する保持面を持った被工作物保持台と、
前記保持面に保持された被工作物を切断できる刃先を持った工作工具と、
前記刃先が被工作物に表面の側から突き刺さる様に前記工作工具を前記保持面に交差する向きに所定の単位時間当たり回数Ｈで連続して往復運動させる工作ヘッドと、
前記工作ヘッドを軌跡に倣って所定の送り速度Ｖで移動させる工作ヘッド移動機構と、
を備え、
前記単位時間当たり回数Ｈが前記送り速度Ｖの増加に対応して増加し、
前記単位時間当たり回数Ｈが前記送り速度Ｖの減少に対応して減少する、
ことを特徴とする工作装置。
【請求項２】
前記工作ヘッドを曲線の軌跡に倣って一定速度で移動させる際の前記送り速度Ｖである曲線送り速度Ｖ２が前記工作ヘッドを直線の軌跡に倣って一定速度で移動させる際の前記送り速度Ｖである直線送り速度Ｖ１よりも遅い、
ことを特徴とする請求項１に記載の工作装置。
【請求項３】
前記単位時間当たり回数Ｈが０より大きな値であるＨ０とＨ０＋ΔＨとの間で変化し、
前記送り速度Ｖが０より大きな値であるＶ０とＶ０＋ΔＶとの間で変化し、
前記工作ヘッド移動機構が送り速度Ｖ０で即座に発進し送り速度Ｖ０で即座に停止する様に前記工作ヘッドを移動させ、
ΔＨがΔＶの増加に対応して増加し、
ΔＨがΔＶの減少に対応して減少する、
ことを特徴とする請求項１に記載の工作装置。
【請求項４】
平板状の被工作物を表面に設定される軌跡に沿って切断する工作装置の運用方法であって、
被工作物を裏面から保持する保持面を持った被工作物保持台と、前記保持面に保持された被工作物を切断できる刃先を持った工作工具と、前記刃先が被工作物に表面の側から突き刺さる様に前記工作工具を前記保持面に交差する向きに所定の単位時間当たり回数Ｈで連続して往復運動させる工作ヘッドと、前記工作ヘッドを軌跡に倣って所定の送り速度Ｖで移動させる工作ヘッド移動機構と、を有する工作装置を準備する準備工程と、
前記工作ヘッドを軌跡に倣って一定速度で移動させる際の前記送り速度Ｖである一定送り速度Ｖｃをオペレータの設定に応じて決定する設定工程と、
前記送り速度Ｖが増加して前記一定送り速度Ｖｃとなり、また前記送り速度Ｖが前記一定送り速度Ｖｃから減少する様に、前記工作ヘッド移動機構が前記工作ヘッドを軌跡に倣ってを移動させ、同時に、前記単位時間当たり回数Ｈが前記送り速度Ｖの増加に対応して増加し、また前記単位時間当たり回数Ｈが前記送り速度Ｖの減少に対応して減少する様に、前記工作ヘッドが前記工作工具を往復運動させる工作工程と、
を備える、
ことを特徴とする運用方法。
【請求項５】
前記設定工程で、前記工作ヘッドを直線の軌跡に倣って一定速度で移動させる際の前記送り速度Ｖである直線送り速度Ｖ１または工作ヘッドを曲線の軌跡に倣って一定速度で移動させる際の前記送り速度Ｖである曲線送り速度Ｖ２のうちの一方のみをオペレータの設定に応じて決定し、
前記工作工程で、前記曲線送り速度Ｖ２が前記直線送り速度Ｖ１よりも遅い、
ことを特徴とする請求項４に記載の運用方法。
【請求項６】
前記工作工程で、前記単位時間当たり回数Ｈが０より大きな値であるＨ０とＨ０＋ΔＨとの間で変化し、前記送り速度Ｖが０より大きな値であるＶ０とＶ０＋ΔＶとの間で変化し、
前記工作ヘッド移動機構が送り速度Ｖ０で即座に発進し送り速度Ｖ０で即座に停止する様に前記工作ヘッドを移動させ、
ΔＨがΔＶの増加に対応して増加し、
ΔＨがΔＶの減少に対応して減少する、
ことを特徴とする請求項４に記載の運用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板状の被工作物を工作する工作装置に係る。特に、平板状の被工作物を切断する工作工具の取扱に特徴のある工作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板状の被工作物に切断線等を工作するのに工作装置が用いられる。
製造メーカは、品物を梱包箱に梱包して流通させる。
梱包箱は、展開した展開部品を立体に組み立てて造られたものである。
品物は、その形状と寸法に合わせた寸法と形状を持った梱包箱に梱包される。
多くの品物を発送する場合には、多くの梱包箱を必要とする。
梱包箱に組み立てる展開部品は、板状材料（例えば、段ボール板）を所定の形状に切断して切りだされる。
段ボール製の梱包箱やプラスチックス製ケースを大量に製作するのに、段ボール、紙、プラスチックスシート等（以下、段ボール等という）の平板状の材料から所望の形状を切り出す方法が用いられる。
この方法を用いるのに、段ボール等に切れ目をいれたり折り目となる罫線を入れたりする工作装置がもちいられる。通常、大量生産される前段階での試作に用いられることから、サンプルカッターと呼称される。
【０００３】
以下に、サンプルカッターの構成を、説明する。
一般的なサンプルカッターは、Ｘ−Ｙプロッタに工作工具を保持した工作ヘッドを設けた装置である。
サンプルカッターは、被工作保持台と工作ヘッドと工作ヘッド移動機構と制御装置（図示せず）とで構成される。
被工作保持台が、被工作物を保持面に保持する。
工作ヘッドが、保持面に保持された被工作物を工作することをできる工作工具を保持する。
工作工具には各種の形式がある。
切断をするには、振動する刃先を持ったカッターが工作工具として用いられる。また、レーザを発射するレーザ発振器が工作工具として用いられることもある。
折り目を付けるには、折り目となる罫線を形作る罫線押し具が工作工具として用いられる。
印字するには、ペンが工作工具として持ちいられる。
工作ヘッド移動機構は、工作ヘッドを保持面に平行に移動する機構である。
【０００４】
以下にサンプルカッターの作用を説明する。
シート状材料（被工作物に相当する）を保持面に保持させる。
制御装置により制御して、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを保持面に平行に移動させると、加工工具がシート状材料を所望の形状に切断する。
シート状材料から打ち抜き屑を分離して、所望の形状を持った製品を得ることができる。
【０００５】
従来のサンプルカッターでは、被工作物を所定の輪郭に沿って切断するのに、カッターの刃先を被工作物に突き立てて、保持面に交差する向きに一定の単位時間当たり回数で連続して往復運動させ、刃先を輪郭にそって移動させる。
被工作物が切削しにくい材質や厚みをもっている場合に、送り速度を遅くして対応する。その様にすると、刃先の側面が被工作物の切断面を擦るので、切断面が摩擦熱で溶けて固まったり、光沢がでたり、時には溶けたもので縁が盛り上がったりした。
また摩擦熱で刃先が加熱し、刃先の切れ味が落ちるのが早くなったりした。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１０４４９０号
【特許文献２】特開平８−３１８４９３号
【特許文献３】特開平１０−１１９１４９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出されたもので、簡易な構造で各種の被工作物に対応できる工作装置を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る平板状の被工作物を表面に設定される軌跡に沿って切断する工作装置を、被工作物を裏面から保持する保持面を持った被工作物保持台と、前記保持面に保持された被工作物を切断できる刃先を持った工作工具と、前記刃先が被工作物に表面の側から突き刺さる様に前記工作工具を前記保持面に交差する向きに所定の単位時間当たり回数Ｈで連続して往復運動させる工作ヘッドと、前記工作ヘッドを軌跡に倣って所定の送り速度Ｖで移動させる工作ヘッド移動機構と、を備え、前記単位時間当たり回数Ｈが前記送り速度Ｖの増加に対応して増加し、前記単位時間当たり回数Ｈが前記送り速度Ｖの減少に対応して減少する、ものとした。
【０００９】
上記本発明の構成により、被工作物保持台が、被工作物を裏面から保持する保持面を持つ。工作工具が、前記保持面に保持された被工作物を切断できる刃先を持つ。工作ヘッドが、前記刃先が被工作物に表面の側から突き刺さる様に前記工作工具を前記保持面に交差する向きに所定の単位時間当たり回数Ｈで連続して往復運動させる。工作ヘッド移動機構が、前記工作ヘッドを軌跡に倣って所定の送り速度Ｖで移動させる。前記単位時間当たり回数Ｈが前記送り速度Ｖの増加に対応して増加する。前記単位時間当たり回数Ｈが前記送り速度Ｖの減少に対応して減少する、
その結果、工作工具を輪郭に倣って早く送ると刃先が被工作物に突き刺さる単位時間当たりの回数Ｈが多くなり、工作工具を輪郭に倣って遅く送ると刃先が被工作物に突き刺さる単位時間当たりの回数Ｈが少なくなり、刃先の切断した被工作物の切断面がきれいになる。
【００１０】
以下に、本発明の実施形態に係るいくつかの工作装置を説明する。本発明は、以下に記載の実施形態のいずれか、またはそれらの中の二つ以上が組み合わされた態様を含む。
【００１１】
本発明の実施形態に係る工作装置は、前記工作ヘッドを曲線の軌跡に倣って一定速度で移動させる際の前記送り速度Ｖである曲線送り速度Ｖ２が前記工作ヘッドを直線の軌跡に倣って一定速度で移動させる際の前記送り速度Ｖである直線送り速度Ｖ１よりも遅い。
上記本実施形態の構成により、刃先が曲線の輪郭に倣って送られる速度Ｖ１が直線の輪郭に倣って送られる速度Ｖ２より遅くなる、その結果、曲線の輪郭に倣った切断面がきれいになる。
【００１２】
本発明の実施形態に係る工作装置は、前記単位時間当たり回数Ｈが０より大きな値であるＨ０とＨ０＋ΔＨとの間で変化し、前記送り速度Ｖが０より大きな値であるＶ０とＶ０＋ΔＶとの間で変化し、前記工作ヘッド移動機構が送り速度Ｖ０で即座に発進し送り速度Ｖ０で即座に停止する様に前記工作ヘッドを移動させ、ΔＨがΔＶの増加に対応して増加し、ΔＨがΔＶの減少に対応して減少する。
上記本実施形態の構成により、刃先の送り速度がＶからＶ＋ΔＶに増加すると、刃先の単位時間当たり回数がＨからＨ＋ΔＨに増加する。刃先の送り速度がＶ＋ΔＶからＶに減少すると、刃先の単位時間当たり回数がＨ＋ΔＨからＨに減少する。
その結果、刃先の切断した被工作物の切断面がきれいになる。
【００１３】
本発明の実施形態に係る工作装置は、前記工作工具が往復運動する度に、前記刃先が被工作物の表面から抜ける。
上記本実施形態の構成により、前記工作工具が往復運動する毎に、刃先が被工作物の表面から抜けて、前記刃先と切断端面とが離れる。
その結果、刃先と切断端面とがこすれて発熱しても、刃先が被工作物の表面から抜ける度に、工作工具が冷やされ、刃先のなまるのを抑制できる。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る平板状の被工作物を表面に設定される軌跡に沿って切断する工作装置の運用方法を、被工作物を裏面から保持する保持面を持った被工作物保持台と、前記保持面に保持された被工作物を切断できる刃先を持った工作工具と、前記刃先が被工作物に表面の側から突き刺さる様に前記工作工具を前記保持面に交差する向きに所定の単位時間当たり回数Ｈで連続して往復運動させる工作ヘッドと、前記工作ヘッドを軌跡に倣って所定の送り速度Ｖで移動させる工作ヘッド移動機構と、を有する工作装置を準備する準備工程と、前記工作ヘッドを軌跡に倣って一定速度で移動させる際の前記送り速度Ｖである一定送り速度Ｖｃをオペレータの設定に応じて決定する設定工程と、前記送り速度Ｖが増加して前記一定送り速度Ｖｃとなり、また前記送り速度Ｖが前記一定送り速度Ｖｃから減少する様に、前記工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを軌跡に倣ってを移動させ、同時に、前記単位時間当たり回数Ｈが前記送り速度Ｖの増加に対応して増加し、また前記単位時間当たり回数Ｈが前記送り速度Ｖの減少に対応して減少する様に、前記工作ヘッドが前記工作工具を往復運動させる工作工程と、を備えるものとした。
【００１５】
上記本発明の構成により、被工作物保持台が、被工作物を裏面から保持する保持面を持つ。工作工具が、前記保持面に保持された被工作物を切断できる刃先を持つ。工作ヘッドが、前記刃先が被工作物に表面の側から突き刺さる様に前記工作工具を前記保持面に交差する向きに所定の単位時間当たり回数Ｈで連続して往復運動させる。工作ヘッド移動機構が、前記工作ヘッドを軌跡に倣って所定の送り速度Ｖで移動させる。設定工程で、前記工作ヘッドを軌跡に倣って一定速度で移動させる際の前記送り速度Ｖである一定送り速度Ｖｃをオペレータの設定に応じて決定する。工作工程で、前記送り速度Ｖが増加して前記一定送り速度Ｖｃとなり、また前記送り速度Ｖが前記一定送り速度Ｖｃから減少する様に、前記工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを軌跡に倣ってを移動させ、同時に、前記単位時間当たり回数Ｈが前記送り速度Ｖの増加に対応して増加し、また前記単位時間当たり回数Ｈが前記送り速度Ｖの減少に対応して減少する様に、前記工作ヘッドが前記工作工具を往復運動させる。
その結果、工作工具を輪郭に倣って早く送ると刃先が被工作物に突き刺さる単位時間当たりの回数Ｈが多くなり、工作工具を輪郭に倣って遅く送ると刃先が被工作物に突き刺さる単位時間当たりの回数Ｈが少なくなり、刃先の切断した被工作物の切断面がきれいになる。
【００１６】
以下に、本発明の実施形態に係るいくつかの工作装置の運用方法を説明する。本発明は、以下に記載の実施形態のいずれか、またはそれらの中の二つ以上が組み合わされた態様を含む。
【００１７】
本発明の実施形態に係る工作装置の運用方法は、前記設定工程で、前記工作ヘッドを直線の軌跡に倣って一定速度で移動させる際の前記送り速度Ｖである直線送り速度Ｖ１または工作ヘッドを曲線の軌跡に倣って一定速度で移動させる際の前記送り速度Ｖである曲線送り速度Ｖ２のうちの一方のみをオペレータの設定に応じて決定し、前記工作工程で、前記曲線送り速度Ｖ２が前記直線送り速度Ｖ１よりも遅い。
上記本実施形態の構成により、刃先が曲線の輪郭に倣って送られる速度Ｖ１が直線の輪郭に倣って送られる速度Ｖ２より遅くなる、その結果、曲線の輪郭に倣った切断面がきれいになる。
【００１８】
本発明の実施形態に係る工作装置の運用方法は、前記工作工程で、前記単位時間当たり回数Ｈが０より大きな値であるＨ０とＨ０＋ΔＨとの間で変化し、前記送り速度Ｖが０より大きな値であるＶ０とＶ０＋ΔＶとの間で変化し、前記工作ヘッド移動機構が送り速度Ｖ０で即座に発進し送り速度Ｖ０で即座に停止する様に前記工作ヘッドを移動させ、ΔＨがΔＶの増加に対応して増加し、ΔＨがΔＶの減少に対応して減少する、
上記本実施形態の構成により、刃先の送り速度がＶからＶ＋ΔＶに増加すると、刃先の単位時間当たり回数がＨからＨ＋ΔＨに増加する。刃先の送り速度がＶ＋ΔＶからＶに減少すると、刃先の単位時間当たり回数がＨ＋ΔＨからＨに減少する。
その結果、刃先の切断した被工作物の切断面がきれいになる。
【００１９】
本発明の実施形態に係る工作装置は、前記工作工程で、前記工作工具が往復運動する毎に、前記刃先が被工作物の表面から抜ける。
上記本実施形態の構成により、前記工作工具が往復運動する毎に、刃先が被工作物の表面から抜けて、前記刃先と切断端面とが離れる。
その結果、刃先と切断端面とがこすれて発熱しても、刃先が被工作物の表面から抜ける度に、工作工具が冷やされ、刃先のなまるのを抑制できる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明に係る工作装置とその運用方法は、その構成により、以下の効果を有する。
工作ヘッドが工作工具の刃先を被工作物を保持した保持面に交差して往復運動させ、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを軌跡に倣って保持面に沿って移動させ、工作工具を往復運動させる際の前記単位時間当たり回数Ｈが工作工具の送り速度Ｖの増加に対応して増加し、前記単位時間当たり回数Ｈが前記送り速度Ｖの減少に対応して減少する様にしたので、工作工具を輪郭に倣って早く送ると刃先が被工作物に突き刺さる単位時間当たりの回数が多くなり、工作工具を輪郭に倣って遅く送ると刃先が被工作物に突き刺さる単位時間当たりの回数が少なくなり、刃先の切断した被工作物の切断面がきれいになる。
また、刃先が曲線の輪郭に倣って送られる送り速度Ｖ２が直線の輪郭に倣って送られる送り速度Ｖ１より小さくなる様にしたので、曲線の輪郭に倣った切断面がきれいになる。
また、刃先の送り速度がＶ０からＶ０＋ΔＶに増加すると、刃先の単位時間当たり回数がＨからＨ０＋ΔＨに増加する。刃先の送り速度がＶ０＋ΔＶからＶ０に減少すると、刃先の単位時間当たり回数がＨ０＋ΔＨからＨ０に減少する様に、工作工具を操作したので、刃先の切断した被工作物の切断面がきれいになる。
また、前記工作工具が往復運動する毎に、刃先が被工作物の表面から抜けて、切断端面から離れる様にしたので、刃先と切断端面とがこすれて発熱するが、刃先が被工作物の前記保持面に反対の側の面から抜ける度に、工作工具が冷やされ、刃先のなまるのを抑制できる。
従って、簡易な構造で各種の被工作物に対応できる工作装置とその運用方法と
を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る工作装置の平面図である。図２は、本発明の実施形態に係る工作装置の正面図である。図３は、本発明の実施形態に係る工作ヘッドの正面図である。図４は、本発明の実施形態に係る被工作物の平面図である。図５は、本発明の実施形態に係る工作装置の作用説明図である。
【００２３】
工作装置１０は、平板状の被工作物を表面に設定される軌跡Ｇに沿って切断する装置である。
その他に、工作装置１０は平板状の被工作物を表面に設定される軌跡Ｇに沿って筋目をいれたり、線を描いたりできる。
例えば、被工作物が定尺の厚紙（例えば、段ボール紙）や発泡スチロール製板材やプラスチック製板材であって、厚紙や発泡スチロール製板材を所定の形状にカットして、段ボール箱や中子等に組み立てることのできる切り抜きを製造する。
この様な工作装置１０は、サンプルカッターと呼称される。
サンプルカッターは、直交するＸ軸とＹ軸とで構成される平面に厚紙を固定し、厚紙を工作する。
説明の容易のために、Ｘ軸とＹ軸とで構成される平面をＸＹ平面と、ＸＹ平面に直交する方向に沿って伸びる軸をＺ軸と、呼称する。
以下では、工作装置１０がサンプルカッターである場合を例に説明する。
【００２４】
工作装置１０は、被工作物保持台１００と工作工具２００と工作ヘッド３００と工作ヘッド移動機構４００とで構成される。
【００２５】
被工作物保持台１００は、被工作物２０を裏面から保持する保持面を持った構造である。
例えば、被工作物保持台１００は、保持台基礎１１０と保持台パッド１２０と架台１３０とで構成される。
例えば、保持台基礎１１０は、ハニカム構造の板構造体である。保持台基礎１１０の平行する２辺がＸ軸に沿い、直交する他の２辺がＹ軸に沿う。
工作装置１０がサンプルカッターである場合は、保持台基礎１１０は一方の表面に真空吸着機能を持った板材である。一方の表面を表側と呼称し、他の表面を裏側と呼称する。
保持台パッド１２０は、通気性のある樹脂製のマットであり、保持台基礎１１０の表面に貼られている。
保持台パッド１２０の表面が保持面Ｓに相当する。
被工作物２０を保持面Ｓに置いて、被工作物保持台１００の真空吸着機能を発揮させると、被工作物２０の裏面が保持面Ｓに吸着される。
架台１３０は、保持台基礎１１０を支持する。
【００２６】
工作工具２００は、保持面Ｓに保持された被工作物２０を切断できる刃先２１０を持った工具である。
ここで、刃先２１０とは刃２１１のついた先の部分の意味である。
例えば、工作工具２００は、下端にナイフ状の刃先２１０をもった上下に長い板部材である。
板部材の下端がＶ字状にカットされ、Ｖ字状の縁に刃がついている。
工作工具２００を刃先２１０を被工作物２０の表面に向けて移動すると、工作工具２００の刃先２１０が保持面Ｓに保持された被工作物２０に突き刺さる。
工作工具２００を保持面に交差する向きに往復運動させつつ、刃の向いている方向と軌跡Ｇの接線方向を一致させて、工作工具２００を保持面Ｓに沿って移動させると、被工作物が切断される。
板部材の上端が、後述する工作ヘッド３００に上下方向に駆動される。
【００２７】
工作ヘッド３００は、刃先２１０が被工作物２０に表面の側から突き刺さる様に、工作工具２００を保持面Ｓに交差する向きに所定の単位時間当たり回数Ｈで連続して往復運動させる機構である。
例えば、工作ヘッド３００は、往復駆動機構３１０と上下駆動機構３２０と旋回駆動機構３３０とで構成される。
例えば、往復駆動機構３１０が旋回駆動機構３３０に支持され、旋回駆動機構３３０が上下駆動機構３２０に支持され、上下駆動機構３２０が後述する工作ヘッド移動機構４００に支持される。
【００２８】
往復駆動機構３１０は、工作工具２００を保持して、保持面Ｓに交差する方向に単位時間当たり回数Ｈで連続して往復運動させる機構である。
例えば、往復駆動機構３１０は、往復駆動ケーシング３１１と往復駆動クランク３１２と往復駆動モータ３１３と往復駆動ベルト３１４とで構成される。
往復駆動ケーシング３１１は、工作工具２００を保持面Ｓに交差する方向に移動自在に案内する構造体である。往復駆動ケーシング３１１は、後述する旋回駆動機構３３０の旋回案内部材３３１に回転自在に支持される。
往復駆動クランク３１２は、工作工具２００の上端を回転軸に偏心して保持するクランク機構である。
往復駆動モータ３１３は、往復駆動クランク３１２を回転駆動するモータである。
例えば、往復駆動モータ３１３は、サーボモータである。
往復駆動ベルト３１４は、往復駆動モータ３１３の回転トルクを往復駆動クランク３１２に伝達する駆動系である。
【００２９】
往復駆動モータ３１３が往復駆動クランク３１２をＮｒｐｍで回転させると、刃先が毎分Ｎ回で往復移動する。往復駆動クランク３１２の偏心距離の２倍が、刃先の往復距離である。
刃先の往復距離が、想定される被工作物の厚みよりの大きくしてもよい。
【００３０】
旋回駆動機構３３０は、工作工具２００を保持面Ｓに交差する軸回りに旋回させる機構である。
例えば、旋回駆動機構３３０は、旋回案内部材３３１と旋回駆動モータ３３２と旋回駆動ベルト３３３とスプロケット３３４とで構成される。
スプロケット３３４は、往復駆動ケーシング３１１に固定される。
旋回案内部材３３１は、往復駆動機構３１０をＺ軸回りに旋回自在に案内する機構である。旋回案内部材３３１は、後述する上下駆動機構３２０の保持面Ｓに交差する方向に移動される。
旋回駆動モータ３３２は、往復駆動機構３１０をＺ軸回りに旋回させるモータである。
旋回駆動ベルト３３３は、旋回駆動モータ３３２の駆動トルクを往復駆動機構３１０に伝達するベルトである。旋回駆動ベルト３３３は、往復駆動ケーシング３１１に固定されたスプロケット３３４に巻きかけられる。
旋回駆動モータ３３２を所定の角度だけ回転させると、往復駆動ケーシング３１１が所定の角度だけ旋回する。往復駆動ケーシング３１１が旋回すると、工作工具２００が保持面Ｓに交差する軸回りに旋回する。
【００３１】
旋回駆動モータ３３２を回転させて、工作工具をＺ軸の回りに回転させて、刃先の刃の向いている方向を軌跡Ｇの接線方向に一致させる。
【００３２】
上下駆動機構３２０は、工作工具２００を保持面に交差する方向に移動させる機構である。
例えば、上下駆動機構３２０は、上下案内ガイド３２１と上下駆動モータ３２２と上下駆動ねじ３２３とで構成される。
上下案内ガイド３２１は、旋回案内部材３３１を上下方向に移動自在に案内するガイドである。例えば、上下案内ガイド３２１は、リニアガイドである。
上下駆動モータ３２２は、旋回案内部材３３１を上下移動させるモータである。
上下駆動ねじ３２３は、旋回案内部材３３１に噛みあう送りねじである。上下駆動ねじ３２３は、上下駆動モータ３２２に回転される。
上下駆動モータ３２２が回転すると、旋回案内部材３３１を上下方向に移動する。旋回案内部材３３１が上下移動すると、往復駆動機構３１０が上下方向に移動する。
被工作物を切断するときは、上下駆動モータ３２２を回転させて工作工具２００を被工作物に向かって近づけ、工作ヘッド３００が工作工具２００を往復移動した際に、刃先２１０が被工作物２０を突き刺す様にする。
【００３３】
工作ヘッド移動機構４００は、工作ヘッド３００を軌跡Ｇに倣って所定の送り速度Ｖで移動させる機構である。
例えば、工作ヘッド移動機構４００は、工作ヘッドＸ軸移動機構４１０と工作ヘッドＹ軸移動機構４２０とで構成される。
工作ヘッド３００は、工作ヘッドＹ軸移動機構４２０に支持される。工作ヘッドＹ軸移動機構４２０は、工作ヘッドＸ軸移動機構４１０に支持される。工作ヘッドＸ軸移動機構４１０は、被工作物保持台に支持される。
工作ヘッドＹ軸移動機構４２０は、工作ヘッド２００をＹ軸梁構造４２１に支持し、Ｙ軸方向に移動する。
工作ヘッドＸ軸移動機構４１０は、工作ヘッドＹ軸移動機構４２０をＸ軸方向へ移動する。
、工作ヘッドＸ軸移動機構４１０と工作ヘッドＹ軸移動機構４２０とが連動することにより、工作ヘッド３００を軌跡Ｇに倣って所定の送り速度Ｖで移動させる。
【００３４】
工作工具が往復運動する度に、刃先の少なくとも一部が被工作物の裏面から突き抜け、また刃先が被工作物の表面から抜けてもよい。
この様にすると、被工作物の切断面がきれいになる。
これは、刃先が被工作物の表面から抜けた際に、刃先が周囲の空気により冷やされるために、刃先に熱がこもらなくなったためと考えられる。
また、刃先に熱がこもらないと、刃先が熱によりなまる現象を抑制できる。
【００３５】
以下に、送り速度Ｖと単位時間当たり回数Ｈとの関係を説明する。
単位時間当たり回数Ｈが送り速度Ｖの増加に対応して増加し、単位時間当たり回数Ｈが送り速度Ｖの減少に対応して減少する。
この様にすると、被工作物の切断面がきれいになる。
これは、工作工具２００が被工作物２０を軌跡Ｇに倣って切断する際の、刃先２１０が被工作物２０を突き刺すピッチが略一定になるためと考えられる。
【００３６】
また、曲線送り速度Ｖ２が直線送り速度Ｖ１よりも遅くてもよい。
ここで、曲線送り速度Ｖ２は、工作ヘッドを曲線の軌跡２２に倣って一定速度で移動させる際の送り速度Ｖであり、直線送り速度Ｖ１は、工作ヘッドを直線の軌跡２１に倣って一定速度で移動させる際の送り速度Ｖであってもよい。
この様にすると、被工作物の切断面がきれいになる。
これは、複雑に曲った軌跡に倣って工作工具を移動する際に、刃先２１０が被工作物２０を突き刺すピッチが短いためと考えられる。
【００３７】
また、単位時間当たり回数Ｈが０より大きな値であるＨ０とＨ０＋ΔＨとの間で変化し、送り速度Ｖが０より大きな値であるＶ０とＶ０＋ΔＶとの間で変化し、工作ヘッド移動機構が送り速度Ｖ０で即座に発進し送り速度Ｖ０で即座に停止する様に工作ヘッドを移動させ、ΔＨがΔＶの増加に対応して増加し、ΔＨがΔＶの減少に対応して減少してもよい。
この様にすると、被工作物の切断面がきれいになる。
これは、単位時間当たり回数ＨがＨ０以上の状態で、刃先を被工作物に突き刺すので、刃先の切れ味を維持できるためと考えられる。
また、刃先を送り速度Ｖ０で即座に発進し送り速度Ｖ０で即座に停止すると、刃先の送りが止まった状態で、軌跡の同じ箇所を複数回突き刺すことがなくなるためと考えられる。
【００３８】
次に、本発明の実施形態にかかる工作装置の運用方法を、図を基に、説明する。
図６は、本発明の実施形態に係る工作装置の運用方法の手順図である。
【００３９】
工作装置の運用方法は、平板状の被工作物を表面に設定される軌跡に沿って切断する工作装置の運用方法である。
工作装置の運用方法は、準備工程Ｓ１０と設定工程Ｓ２０と軌跡入力工程サ３０と工作工程Ｓ４０とで構成される。
【００４０】
準備工程Ｓ１０は、被工作物を裏面から保持する保持面を持った被工作物保持台と、保持面に保持された被工作物を切断できる刃先を持った工作工具と、刃先が被工作物に表面の側から突き刺さる様に工作工具を保持面に交差する向きに所定の単位時間当たり回数Ｈで連続して往復運動させる工作ヘッドと、工作ヘッドを軌跡に倣って所定の送り速度Ｖで移動させる工作ヘッド移動機構と、を有する工作装置を準備する工程である。
例えば、上述した工作工具を準備する。
【００４１】
設定工程Ｓ２０は、一定送り速度Ｖｃをオペレータに設定させる工程である。
一定送り速度Ｖｃは、工作ヘッドを軌跡に倣って一定速度で移動させる際の送り速度Ｖである。
例えば、直線送り速度Ｖ１は、工作ヘッドを直線の軌跡に倣って一定速度で移動させる際の送り速度Ｖである。
例えば、曲線送り速度Ｖ２は、工作ヘッドを曲線の軌跡に倣って一定速度で移動させる際の送り速度Ｖである。
例えば、工作ヘッドＹ軸移動機構４２０のＹ軸方向の一定速度を選択させ、工作ヘッドＸ軸移動機構４１０のＸ軸軸方向の一定速度を選択させる。
一定送り速度Ｖｃは、Ｙ軸方向の一定速度とＸ軸方向の一定速度のベクトル合成により定まる。
【００４２】
設定工程で、直線送り速度Ｖ１または曲線送り速度Ｖ２のうちの一方のみをオペレータの設定に応じて決定してもよい。
直線送り速度Ｖ１は、工作ヘッドを直線の軌跡２１に倣って一定速度で移動させる際の送り速度Ｖである。
曲線送り速度Ｖ２は、工作ヘッドを曲線の軌跡２２に倣って一定速度で移動させる際の送り速度Ｖである。
例えば、直線送り速度Ｖ１をオペレータの設定に応じて決定する。
工作装置は、直線送り速度Ｖ１から曲線送り速度Ｖ２を自動生成する。曲線送り速度Ｖ２が直線送り速度Ｖ１よりも遅い。
例えば、曲線送り速度Ｖ２が直線送り速度Ｖ１の５０％である。
【００４３】
軌跡入力工程Ｓ３０は、軌跡を表すデータを工作装置に入力する工程である。
軌跡は、直線の軌跡２１と曲線の軌跡２２との組合せである。
例えば、直線の軌跡２１は、始点と終点とで定義される。
例えば、曲線の軌跡２２は、始点と曲率とで定義される。
【００４４】
工作工程Ｓ４０は、送り速度Ｖが増加して一定送り速度Ｖｃとなり、また送り速度Ｖが一定送り速度Ｖｃから減少する様に、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを軌跡に倣ってを移動させ、単位時間当たり回数Ｈが送り速度Ｖの増加に対応して増加し、また単位時間当たり回数Ｈが送り速度Ｖの減少に対応して減少する様に、工作ヘッドが工作工具を往復運動させる工程である。
単位時間当たり回数Ｈが０より大きな値であるＨ０とＨ０＋ΔＨとの間で変化し、送り速度Ｖが０より大きな値であるＶ０とＶ０＋ΔＶとの間で変化し、工作ヘッド移動機構が送り速度Ｖ０で即座に発進し送り速度Ｖ０で即座に停止する様に工作ヘッドを移動させ、ΔＨがΔＶの増加に対応して増加し、ΔＨがΔＶの減少に対応して減少してもよい。
例えば、軌跡が直線である場合に、Ｖ０が３００ｍｍ／ｓｅｃ、Ｖ０＋ΔＶが５００／ｓｅｃである。
例えば、軌跡が直線である場合に、Ｈ０が３０００ｒｐｍで、Ｈ０＋ΔＨが５０００ｒｐｍ
【００４５】
工作工具が往復運動する毎に、刃先の少なくとも一部が被工作物の裏面に突き抜け、刃先が被工作物の表面から抜ける様にしてもよい。
【００４６】
上述の実施形態に係る平板状の被工作物を表面に設定される軌跡に沿って切断する工作装置とその運用方法を用いれば、以下の効果を発揮する。
工作ヘッド３００が工作工具２００の刃先２１０を被工作物２０を保持した保持面Ｓに交差して往復運動させ、工作ヘッド移動機構４００が工作ヘッド３００を軌跡Ｇに倣って保持面Ｓに沿って移動させ、工作工具２００を往復運動させる際の単位時間当たり回数Ｈが工作工具２００の送り速度Ｖの増加に対応して増加し、単位時間当たり回数Ｈが送り速度Ｖの減少に対応して減少する様にしたので、工作工具２００を輪郭に倣って早く送ると刃先２１０が被工作物に突き刺さる単位時間当たりの回数が多くなり、工作工具２００を輪郭に倣って遅く送ると刃先２１０が被工作物２０に突き刺さる単位時間当たりの回数が少なくなり、刃先の切断した被工作物の切断面がきれいになる。
また、刃先２１０が曲線の輪郭２２に倣って送られる送り速度ｖ１が直線の輪郭２１に倣って送られる送り速度Ｖ２より小さくなる様にしたので、曲線の輪郭２２に倣った切断面がきれいになる。
また、刃先２１０の送り速度がＶ０からＶ０＋ΔＶに増加すると、刃先２１０の単位時間当たり回数がＨからＨ０＋ΔＨに増加する。刃先２１０の送り速度がＶ０＋ΔＶからＶ０に減少すると、刃先の単位時間当たり回数がＨ０＋ΔＨからＨ０に減少する様に、工作工具を操作したので、刃先の切断した被工作物の切断面がきれいになる。
また、工作工具２００が往復運動する毎に、刃先２１０が被工作物の裏面から抜ける様にしたので、刃先と切断端面とがこすれて発熱するが、刃先が被工作物の保持面に反対の側の面から抜ける度に、工作工具が冷やされ、刃先２１０のなまるのを抑制できる。
【００４７】
上述の実施形態に係る平板状の被工作物を表面に設定される軌跡に沿って切断する工作装置の運用方法を用いれば、以下の効果を発揮する。
一定送り速度Ｖｃをオペレータの設定に応じて決定し、記送り速度Ｖが増加して一定送り速度Ｖｃとなり、また送り速度Ｖが一定送り速度Ｖｃから減少する様に、工作ヘッドを軌跡に倣ってを移動させ、工作工具２００を輪郭に倣って早く送ると刃先２１０が被工作物に突き刺さる単位時間当たりの回数Ｈが多くなり、工作工具を輪郭に倣って遅く送ると刃先が被工作物に突き刺さる単位時間当たりの回数Ｈが少なくなる様にしたので、刃先２１０の切断した被工作物の切断面がきれいになる。
また、直線送り速度Ｖ１をオペレータの設定に応じて決定し、直線送り速度Ｖ１から直線送り速度Ｖ１よりも遅い曲線送り速度Ｖ２を自動生成し、被工作物を工作する様にしたので、刃先の切断した被工作物の切断面がきれいになる。
【００４８】
本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態に係る工作装置の平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る工作装置の正面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る工作ヘッドの正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る被工作物の平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る工作装置の作用説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る工作装置の運用方法の手順図である。
【符号の説明】
【００５０】
Ｇ  軌跡
Ｓ  保持面
１０  工作装置
２０  被工作物
２１  直線の軌跡
２２  曲線の軌跡
１００  被工作物保持台
１１０  保持台基礎
１２０  保持台パッド
１３０  架台
２００  工作工具
２１０  刃先
２１１  刃
３００  工作ヘッド
３１０  往復駆動機構
３１１  往復駆動ケーシング
３１２  往復駆動クランク
３１３  往復駆動モータ
３１４  往復駆動ベルト
３２０  上下駆動機構
３２１  上下案内ガイド
３２２  上下駆動モータ
３２３  上下駆動ねじ
３３０  旋回駆動機構
３３１  旋回案内部材
３３２  旋回駆動モータ
３３３  旋回駆動ベルト
３３４  スプロケット
４００  工作ヘッド移動機構
４１０  工作ヘッドＸ軸移動機構
４２０  工作ヘッドＹ軸移動機構
４２１  Ｙ軸梁構造
【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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