(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の剛毛ブラシの先端によって一平面内に延びるように構成される支持面を有し、シート材料が積層状態で載置されるテーブルと、該一平面内で走行駆動される裁断ヘッドとを有し、裁断ヘッドには、裁断刃と、裁断刃を該一平面に垂直なＺ軸方向に予め定める振幅で往復振動させてシート材料を裁断させる機構を内蔵するヘッドブロックとを備える裁断機において、
テーブル上に載置されるシート材料の表面に接触して、表面の位置を検出し、検出されるシート材料の表面位置に基づいて、シート材料の積層厚を設定する積層厚設定手段と、
裁断刃がシート材料を突刺して、裁断刃の刃先がテーブルを構成する剛毛ブラシ中に挿入されている状態で、裁断刃の往復振動による裁断が行われる裁断位置が予め規定され、積層厚設定手段に設定された積層厚に応じて裁断刃の先端がシート材料の表面から予め定める間隔を有するように定められる非裁断位置と裁断位置との間で、ヘッドブロックをＺ軸方向に昇降移動させる昇降移動手段とを含むことを特徴とする裁断機。
【請求項２】
前記積層厚設定手段および前記昇降移動手段は、前記裁断ヘッドに備えられることを特徴とする請求項１記載の裁断機。
【請求項３】
前記積層厚設定手段には、裁断刃の周縁部でシート材料の表面を押さえる押さえ部材が前記Ｚ軸方向に変位可能に設けられ、この押さえ部材がばね付勢されてシート材料の表面に当接し、ばね付勢に抗して変位を開始する位置に応じてシート材料の表面の位置が検出されることを特徴とする請求項２記載の裁断機。
【請求項４】
前記裁断ヘッドには、前記非裁断位置で裁断刃の研磨が可能な研磨手段と、前記非裁断位置で裁断刃の刃幅測定が可能な刃幅測定手段が備えられることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の裁断機。
【請求項５】
多数の剛毛ブラシの先端によって一平面内に延びるように構成される支持面を有するテーブルと、該一平面内を走行移動可能で該一平面に垂直なＺ軸方向に予め定める振幅で往復振動可能な裁断刃を備える裁断ヘッドとを含む裁断機で、該テーブル上に積層状態で載置されるシート材料を裁断する裁断方法において、
裁断刃がシート材料を突刺して、裁断刃の刃先がテーブルを構成する剛毛ブラシ中に挿入されている状態で、裁断刃の往復振動による裁断が行われる裁断位置を予め規定しておき、
テーブル上に載置されるシート材料の表面に接触して、表面の位置を検出し、
検出されるシート材料の表面位置に基づいて、シート材料の積層厚を設定し、
設定されるシート材料の積層厚に応じて、裁断刃の先端がシート材料の表面から予め定める間隔を有するように定められる非裁断位置を設定し、
シート材の裁断は裁断位置で行い、裁断刃の退避は非裁断位置で行うように、裁断刃を該一平面に垂直なＺ軸方向に昇降移動することを特徴とする裁断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、織地、編地、紙、プラスチックおよびレザーなどのような可撓性のシート材料を裁断するための装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
典型的な第１の先行技術は、たとえば特公昭５６−８７５９（特開昭５２−８７７８０）に示されている。この先行技術では、裁断刃をソレノイドの回転出力によってシート材料と係合しない上昇位置とシート材料に係合する下降位置との間で往復動させ、また本発明でいう押さえ部材に相当するシート押さえは、それ自身の自重によって前記シート材料の上面を押圧して、裁断刃の上昇動作によってシート材料が持上げられるのを阻止し、このシート押さえの上限位置を設定するために引下げ用のソレノイドを設けた構成が開示されている。
【０００３】
また第２の先行技術は、たとえば特公平４−３３５９５（特開昭６２−２９７０９２）に開示されている。この先行技術では、ベースフレームを空気圧アクチュエータによって上昇した非裁断位置と下降した裁断位置との間で往復動させ、またベースフレームには２本の垂直杆の下端に本発明でいう押さえ部材に相当する押圧盤が担持され、螺旋圧縮スプリングによって押圧盤をベースフレームに対して下方に付勢し、ベースフレームが上昇位置にあるとき、前記押圧盤はシート材料の表面よりも上方に配置されるようにした構成が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの第１および第２の先行技術では、裁断刃の上昇位置はシート材料の最大許容積層厚によって決められており、裁断刃が上昇した状態である非裁断位置は、その裁断刃の刃先がシート材料から確実に離脱するように設定されている。特に、上記第１および第２の先行技術では、前記裁断刃は上昇位置と下降位置との２位置しかとれないために、シート材料の最大許容積層厚に比べてごく僅かな枚数の薄いシート材料を裁断する場合であっても、最大許容積層厚に等しいシート材料を裁断する場合と同じストロークであり、したがって最大許容積層厚の範囲内でシート材料が薄くなればなるほど、裁断刃の不所望な動作が多くなり、生産効率が悪いという問題が生じる。
【０００５】
したがって本発明の目的は、裁断されるべきシート材料の厚みに応じて裁断刃の非裁断位置を変化させるように制御して裁断刃の無駄な動作をなくし、生産性の向上を図ることができるようにした裁断装置および裁断方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多数の剛毛ブラシの先端によって一平面内に延びるように構成される支持面を有し、シート材料が積層状態で載置されるテーブルと、該一平面内で走行駆動される裁断ヘッドとを有し、裁断ヘッドには、裁断刃と、裁断刃を該一平面に垂直なＺ軸方向に予め定める振幅で往復振動させてシート材料を裁断させる機構を内蔵するヘッドブロックとを備える裁断機において、
テーブル上に載置されるシート材料の表面に接触して、表面の位置を検出し、検出されるシート材料の表面位置に基づいて、シート材料の積層厚を設定する積層厚設定手段と、
裁断刃がシート材料を突刺して、裁断刃の刃先がテーブルを構成する剛毛ブラシ中に挿入されている状態で、裁断刃の往復振動による裁断が行われる裁断位置が予め規定され、積層厚設定手段に設定された積層厚に応じて裁断刃の先端がシート材料の表面から予め定める間隔を有するように定められる非裁断位置と裁断位置との間で、ヘッドブロックをＺ軸方向に昇降移動させる昇降移動手段とを含むことを特徴とする裁断機である。
【０００７】
また本発明の前記積層厚設定手段および前記昇降移動手段は、前記裁断ヘッドに備えられることを特徴とする。
【０００８】
また本発明の前記積層厚設定手段には、裁断刃の周縁部でシート材料の表面を押さえる押さえ部材が前記Ｚ軸方向に変位可能に設けられ、この押さえ部材がばね付勢されてシート材料の表面に当接し、ばね付勢に抗して変位を開始する位置に応じてシート材料の表面の位置が検出されることを特徴とする。
【０００９】
また本発明の前記裁断ヘッドには、前記非裁断位置で裁断刃の研磨が可能な研磨手段と、前記非裁断位置で裁断刃の刃幅測定が可能な刃幅測定手段が備えられることを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、多数の剛毛ブラシの先端によって一平面内に延びるように構成される支持面を有するテーブルと、該一平面内を走行移動可能で該一平面に垂直なＺ軸方向に予め定める振幅で往復振動可能な裁断刃を備える裁断ヘッドとを含む裁断機で、該テーブル上に積層状態で載置されるシート材料を裁断する裁断方法において、
裁断刃がシート材料を突刺して、裁断刃の刃先がテーブルを構成する剛毛ブラシ中に挿入されている状態で、裁断刃の往復振動による裁断が行われる裁断位置を予め規定しておき、
テーブル上に載置されるシート材料の表面に接触して、表面の位置を検出し、
検出されるシート材料の表面位置に基づいて、シート材料の積層厚を設定し、
設定されるシート材料の積層厚に応じて、裁断刃の先端がシート材料の表面から予め定める間隔を有するように定められる非裁断位置を設定し、
シート材の裁断は裁断位置で行い、裁断刃の退避は非裁断位置で行うように、裁断刃を該一平面に垂直なＺ軸方向に昇降移動することを特徴とする裁断方法である。
【００１１】
【作用】
本発明に従えば、テーブルには一平面内に延びる支持面が形成され、この支持面には複数のシート材料が積層して載置される。裁断ヘッドは裁断刃を備え、裁断刃は往復振動され、前記シート材料を所定の裁断形状に裁断する。裁断刃は昇降移動手段によってＺ軸方向に昇降移動される。裁断刃を非裁断位置に退避するときは、昇降移動手段によって前記裁断刃の刃先がシート材料の表面から予め定める間隔を有するようにＺ軸方向に移動される。このような裁断刃のＺ軸方向の移動は、積層厚設定手段によって設定されたシート材料の積層厚に基づいて達成される。
【００１２】
裁断刃の非裁断位置がシート材料の積層厚に応じて設定されるので、シート材料の積層厚に拘らず、裁断刃のシート材料に臨む刃先がシート材料の表面からむやみに大きな間隔をあけて離間せず、裁断刃の無駄な移動時間をなくし、所定の裁断パターンを裁断するために要する時間を短縮して、生産効率を向上することができる。このような裁断時間の短縮は、長期にわたる多くの裁断回数に累積されることによって大きな生産量の差を生じ、格段に生産性を向上させることができる。
【００１３】
また本発明に従えば、積層厚設定手段および昇降移動手段は裁断ヘッドに備えられる。これによって、裁断ヘッドがテーブル上を広範囲に走行駆動されても、各走行位置で裁断時間を短縮することができる。
【００１４】
また本発明に従えば、積層厚設定手段には押さえ部材が設けられ、この押さえ部材がＺ軸方向に変位してシート材料表面に当接する位置から表面の位置が検出され、表面の位置に基づいて厚みが設定される。裁断中の押さえ部材の作用位置はシート材料表面を基準として設定すればよいので、一連の動作で効率よく設定することができる。
【００１５】
また本発明に従えば、裁断ヘッドには研磨手段と刃幅測定手段とが備えられ、非裁断位置で、裁断刃の研磨と刃幅測定とが可能である。これによって、裁断刃の研磨または刃幅測定を、裁断ヘッドが裁断すべきパターン間で移動を行うためなどで、シート材料から引抜かれて退避しているときに行うことができる。
【００１６】
さらに本発明に従えば、裁断刃をシート材料に挿入させた裁断位置で往復振動させながら所定の裁断形状に裁断するに際して、裁断刃の非裁断位置が、その裁断刃の刃先がシート材料の表面から予め定める間隔を有するように設定される。裁断刃と裁断刃を往復振動させる機構を内蔵するヘッドブロックとを、裁断刃が裁断位置と非裁断位置との間を移動するように、昇降移動させる。
【００１７】
このようにして、シート材料の表面と非裁断位置にある裁断刃の刃先との間にむやみに大きな間隔が生じることをなくし、積層厚に応じた最小の移動量で裁断刃を挿入および引抜くことができ、無駄な動作およびそれに要する作動時間をなくして、生産効率を向上することができる。
【００１８】
【実施例】
図１は、本発明の一実施例の裁断装置に備えられる裁断ヘッド１の基本的構成を示す簡略化した斜視図である。多数の剛毛ブラシ４によって構成される平坦な支持面５上には、衣服などの生地である複数のシート材料３が積重して載置される。これらのシート材料３を所定の形状に裁断するための裁断装置の裁断ヘッド１は、基本的に、裁断刃６と、裁断刃６を前記支持面５に垂直なＺ軸方向に裁断刃振動用モータ４８（図４参照）によって往復振動させるヘッドブロック９と、ヘッドブロック９をＺ軸方向に昇降変位させる空気圧シリンダ１１と、裁断刃６の刃先がシート材料３の表面７から予め定める間隔Ｌ１を有するように、前記空気圧シリンダ１１をＺ軸方向に移動させる移動手段１３と、裁断刃６の周縁部で支持面５上に載置されたシート材料３を押さえる押さえ部材であるフットプレッサ１４と、前記フットプレッサ１４のＺ軸方向の位置を検出する位置検出手段１６と、この位置検出手段１６からの出力に応答して、前記移動手段１３を制御する制御手段１７とを含む。
【００１９】
前記ヘッドブロック９には、図示しないクランク機構が内蔵され、このクランク機構によって前記裁断刃６がＺ軸に沿って往復振動される。Ｚ軸を中心に裁断刃６を角変位させるためのＲ軸手段１５も設けられ、予めプログラミングされた裁断方向に刃先を向けながら裁断動作を行うように構成される。このようなヘッドブロック９は、一対の平行な案内軸４９ａ，４９ｂに沿って前記空気圧シリンダ１１によって裁断刃６とともに上下に変位駆動される。裁断開始位置あるいは大きな角度で裁断方向を変換する位置などにおいて、空気圧シリンダ１１のピストン棒１８が縮退して裁断刃６がシート材料３を突き刺す。裁断終了位置にくるとピストン棒１８が伸長して裁断刃６がシート材料３から抜取られる。このようにして、裁断刃６がシート材料３から抜取られた状態の非裁断位置では、その裁断刃６の先端６ａが前記予め定める間隔Ｌ１を有するように設定されている。空気圧シリンダ１１は、摺動板１０に固定される。ヘッドブロック９が下降するときの下限は、後述するストッパによって規定され、裁断刃６の裁断位置は固定される。
【００２０】
前記移動手段１３は、摺動板１０に固定されたナット部材１０ａに螺合するねじ棒１９と、ねじ棒１９の上端部に固定されたプーリ２０と、ねじ棒１９を双方向Ａ１，Ａ２に回転駆動するためのＺ軸リフトモータ２１と、Ｚ軸リフトモータ２１の出力軸２３に固定されるプーリ２４と、各プーリ２０，２４間にわたって巻掛けられて張架されるタイミングベルト２５と、前記ナット部材１０ａの上限位置と下限位置とを検出する一対のリミットスイッチ２６ａ，２６ｂとを有する。
【００２１】
前記Ｚ軸リフトモータ２１は、フレーム１２に取付けられ、たとえばステッピングモータが用いられる。また、前記ねじ棒１９のリードは３ｍｍ／ｒｅｖ程度に選ばれる。また、各リミットスイッチ２６ａ，２６ｂは、上下に間隔Ｌ２＝５０ｍｍをあけて配置され、前記Ｚ軸リフトモータ２１のパルスレートが１０００パルス／ｓｅｃの場合、摺動板１０を４０ｍｍ／ｓｅｃで昇降変位駆動することができる。各リミットスイッチ２６ａ，２６ｂのいずれか一方のスイッチング態様が変化すると、制御手段１７は停止信号を出力して前記Ｚ軸リフトモータ２１を停止させる。前記摺動板１０は、裁断ヘッド１のフレーム１２に形成された案内溝（図示せず）に沿ってＺ軸方向に摺動自在である。
【００２２】
フットプレッサ１４は、案内軸１４ａ，１４ｂの下端に固定される。案内軸１４ａ，１４ｂの上端にはばねが設けられ、フットプレッサ１４をＺ軸上でシート材料３の表面７から離反する方向に付勢する。摺動板１０に固定される空気圧シリンダ２７と、空気圧シリンダ２７のピストン棒２８の先端部に固定される取付片２９と、この取付片２９の下端部に軸支されるローラ２９ａとは、フットプレッサ１４をＺ軸上で表面７側に押圧する。空気圧シリンダ２７のピストン棒２８のストロークＬ３は、たとえば２０〜３０ｍｍに選ばれている。
【００２３】
シート材料３の積層厚を検出するために、フットプレッサ１４を用いることができる。空気圧シリンダ２７を伸長させた状態から、Ｚ軸リフトモータ２１によって摺動板１０を下降させる。下降中に、フットプレッサ１４がシート材料３の表面７に当接したら前記Ｚ軸リフトモータ２１を停止する。このようなフットプレッサ１４の当接状態は、位置検出手段１６によって検出される。
【００２４】
前記位置検出手段１６は、フットプレッサ１４に当接するローラ２９ａが軸支される取付片２９から上方に立上がるラック３３と、このラック３３に噛合するピニオン３４と、ピニオン３４の回転量を検出するロータリエンコーダ３５とを含んで構成される。ロータリエンコーダ３５は、Ｒ軸本体１５ａに対して固定される。このようなロータリエンコーダ３５のカウント値の変化が任意の設定値Ｌ４に達したら、前記Ｚ軸リフトモータ２１を停止する。前記ヘッドブロック９は、Ｚ軸に沿って往復振動する出力軸５０を有し、この出力軸５０には前記裁断刃６が角変位および着脱自在に設けられる。裁断刃６は、大略的に直円筒状のＲ軸本体１５ａおよび作動リング５１内を挿通する。作動リング５１は、Ｒ軸本体１５ａの内周側に設けられモータ５２からタイミングベルト５２ａを介して上部の歯車５１ａに回転力が伝達されることによって、Ｚ軸まわりに矢符Ａ１，Ａ２方向に回動され、裁断刃６の刃先が裁断プログラムに従った裁断方向に向けられる。Ｒ軸本体１５ａは、摺動板１０に固定される。前述の案内軸１４ａ，１４ｂの他端は、作動リング５１内で保持される。
【００２５】
作動リング５１内には、裁断刃６を挟んで上下に各対を成す研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂが設けられ、裁断時には、非接触状態である。前記作動リング５１に同軸にかつ相互に回転自在に設けられる内歯歯車５５によって各研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂは回転駆動される。研磨時には、前記内歯歯車５５の下方に同軸に設けられるカムリング５７を外部から拘束する。作動リング５１の回転方向に従って、一方対の研磨ローラ５３ａ，５４ａまたは他方対の研磨ローラ５３ｂ，５４ｂのいずれかが交互に裁断刃６に接触するように揺動される。前記内歯歯車５５は、モータ５８からタイミングベルト５９を介する動力によって回転駆動される。
【００２６】
空気圧シリンダ１１を伸長させて裁断刃６が前記移動手段１３によって設定される非裁断位置に引上げられたときは、各研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂが刃先を研磨した後、刃幅検出手段６０の作動ピン６１を前進させて検出ピン６２を押圧した後、退避させて、たとえば、移動量と押圧力の変化とから前記裁断刃６の刃先の摩耗量を計測することもできる。すなわち、検出ピン６２が前進して刃先に接触すると押圧力が検出される。検出ピン６２を退避させて、押圧力が消失するときが刃先の位置を示す。裁断刃６が摩耗すれば、刃先の位置が検出ピン６２の前進側に変化する。
【００２７】
図２を参照して、設定値Ｌ４は、織地、編地、紙、プラスチックおよびレザーなど、吸引したときの空気透過性が高いシート材料の場合には、表面７が限りなく平面に近いので、フットプレッサ１４を近づけることができ、そのストロークＬ３からフットプレッサ１４の変位量Ｌ５を引いた値（Ｌ４＝Ｌ３−Ｌ５）である。このとき設定値Ｌ４は、前記ロータリエンコーダ３５のカウント値から演算して求められる。またスキーウェアの生地などのように吸引しても空気透過性が低いシート材料の場合には、設定値Ｌ４を大きくしなければならず、フットプレッサ１４のストロークＬ３を超えるため、Ｚ軸リフトモータ２１のステップ数に基づいて前記設定値Ｌ４が演算して求められる。このようにして求められる設定値Ｌ４は、シート材料３の材質や積層厚、および裁断速度などの裁断条件に応じて適宜増減された値であり、作業者が後述の図３に示される入力手段３６などから入力し、設定する。このように入力された設定値Ｌ４は、１マーク分のシート材料３に対する裁断終了時まで維持し続けられるけれども、途中で作業者が設定値を変更することも可能である。
【００２８】
１マーク分の裁断終了時には、空気圧シリンダ１１が伸長して裁断刃６がシート材料３から上方の非裁断位置に離脱し、かつ空気圧シリンダ２７が収縮してフットプレッサ１４がシート材料３から離反した上限位置に復帰する。また、前述の設定値Ｌ４に対応する動作などで各リミットスイッチ２６ａ，２６ｂのうちいずれか一方がオンした場合には、エラーとなってＺ軸リフトモータ２１およびその他の裁断動作が停止される。また、裁断中で方向変換などのために待機状態にしたときには、裁断刃６は非裁断位置に退避し、フットプレッサ１４はシート材料３に当接させておく。
【００２９】
図３は、裁断ヘッド１を備える裁断装置３７の全体の構成を示す斜視図である。前述した裁断ヘッド１を備える裁断装置３７は、テーブルとして、基台３８上に水平に載置された３つの吸引ボックス３９ａ，３９ｂ，３９ｃと、各吸引ボックス３９ａ，３９ｂ，３９ｃ上に前記支持面５を形成する剛毛ブラシ４と、各吸引ボックス３９ａ，３９ｂ，３９ｃの下部に設けられ、各吸引ボックス３９ａ，３９ｂ，３９ｃを介して支持面５上のシート材料３を吸引するための吸引ダクト４０と、吸引ダクト４０に吸引力を導入する吸引源４１とを有する。また裁断装置３７は、Ｙ軸方向に延びるＹ軸ビーム４３を有し、前記Ｙ軸方向と直交するＸ軸方向に沿って走行駆動される走行体４４とを備える。これらのＸ軸とＹ軸とを含む一平面上に、前記支持面５が形成されている。なお、本発明の他の実施例として、前記走行体４４が、Ｙ軸ビーム４３をＺ軸方向に昇降移動させるようにしてもよい。Ｙ軸ビーム４３には、前記裁断ヘッド１がＹ軸方向に移動自在に支持され、支持面５上に載置されたシート材料３を予め設定された裁断データに従って、希望する形状に裁断することができるように構成される。
【００３０】
図４は裁断ヘッド１をＹ軸方向から見た拡大断面図であり、図５は図４の上方から見た断面図であり、図６は図４の左側から見た断面図である。前記Ｙ軸ビーム４３には、その軸線と平行に２本のレール４５ａ，４５ｂが固定され、これらのレール４５ａ，４５ｂに沿って前記裁断ヘッド１のＹ軸方向の移動が案内される。レール４５ａ，４５ｂには、フレーム１２の支持部１２ａに固定される摺動部材４７ａ，４７ｂがそれぞれ係合される。支持部１２ａの上面には凹所１２ｂが形成される。凹所１２ｂは、ヘッドブロック９の下降時に、ストッパ２２を受ける。ストッパ２２は、硬質ゴムで先端が形成され、ヘッドブロック９に固定されている。このため、空気圧シリンダ１１が縮退して裁断刃６によってシート材料３を裁断するときの裁断位置は、摺動板１０の昇降移動によって非裁断位置が変化しても、支持面５に対して一定となる。
【００３１】
作動リング５１の上部には、原点カム５６が取付けられる。原点カム５６は、裁断刃６の刃先の向き、すなわちＲ軸の基準方向の検出のために使用する。裁断刃６の刃幅の測定は、図６に示すような一定の向きのときに可能となる。刃幅検出手段６０は、Ｒ軸本体１５ａに取付けられる。この方向では、作動ピン６１と検出ピン６２とは同一軸線上となる。検出ピン６２は作動リング５１内をＹ軸方向に挿通し、その内側の先端は裁断刃６の刃先に臨む。検出ピン６２の先端が刃先に当接する位置とＲ軸の位置との間隔が、裁断を行うにあたって補償すべき刃幅となる。この刃幅は、裁断刃６の研磨による摩耗や交換によって変化する。Ｒ軸に対して、実際にシート材料３を裁断する刃先の位置は刃幅だけずれているので、正確な裁断パターンを得るためには、裁断ヘッド１のＸ軸方向およびＹ軸方向の移動量を補償する必要がある。
【００３２】
図７は、１マーク分の裁断を開始する際の制御手段１７による制御動作を説明するためのフローチャートである。まず、ステップｍ１で支持面５上に裁断されるべきシート材料３が載置され、裁断ヘッド１がテーブルの隅などの原点に復帰して制御動作が開始される。移動手段１３は上昇した状態となる。ステップｍ２で裁断ヘッド１が裁断開始位置へ移動して空気圧シリンダ２７が圧力付勢されて、ピストン棒２８が伸長し、これによってフットプレッサ１４が下降する。ステップｍ３でＺ軸リフトモータ２１が下降方向に駆動される。このようなＺ軸リフトモータ２１の駆動によって、フットプレッサ１４は徐々に下降し、シート材料３の表面７に当接して、さらに表面７を押圧するに至る。フットプレッサ１４が押圧されると、案内軸１４ａ，１４ｂ上端のばねの押圧力に抗して、上方に変位する。この変位は、位置検出手段１６によって検出される。ステップｍ４においてロータリエンコーダ３５が変位を検出すると、ステップｍ５でその変位量Ｌ５が基準値と同じであるか否かが判断され、同じであればステップｍ６へ移り、Ｚ軸リフトモータ２１の下降動作を停止して、ステップｍ７で制御動作が終了し、予め定めるプログラムにしたがってシート材料３に対する１マーク分の裁断動作が続けられる。
【００３３】
このようにして移動手段１３の位置を設定することによって、フットプレッサ１４および裁断刃６の上昇位置をシート材料３の表面７に存在する盛上がりをクリアできる程度に設定することが可能である。これによって、裁断刃６およびフットプレッサ１４の昇降時の無駄な動作を可及的に少なくして、生産性を向上することができる。
【００３４】
また本発明の他の実施例として、前記シート材料３がたとえばスキーウエア用の生地などの空気透過性が低く、表面に膨らみのある材料である場合には、図８に示されるフローチャートにしたがって裁断前の制御動作を行う。すなわち、ステップｎ１で制御動作が開始され、ステップｎ２でフットプレッサ１４が下降して、ステップｎ３でＺ軸リフトモータ２１が駆動される。ステップｎ１〜ｎ４は、図７のステップｍ１〜ｍ４と同様である。ステップｎ４で、ロータリエンコーダ３５が変位量Ｌ５を検出すると、ステップｎ５でＺ軸リフトモータ２１が上昇する方向、すなわち、逆回転する方向に駆動を開始する。ステップｎ６でフットプレッサ１４の上昇量が設定値Ｌ４と同じであるか否かが判断され、同じであればステップｎ７でＺ軸リフトモータ２１の上昇動作が停止され、ステップｎ８で制御動作が終了する。
【００３５】
このようにして、フットプレッサ１４の位置設定動作を利用して、裁断刃６およびフットプレッサ１４とシート材料３とが接触を確実に断てるように、裁断刃６およびフットプレッサ１４の上昇位置を設定することができる。
【００３６】
図９は、図１に示す実施例から、移動手段１３およびフットプレッサ１４に関連する構成を簡略化して示す。移動手段１３は、テーブルの支持面５に対するＲ軸本体１５ａのＺ軸方向の位置を設定する。空気圧シリンダ１１が伸長して、裁断刃６の先端６ａがシート材料３の表面７から間隔Ｌ１をあけて退避する非裁断位置では、裁断ヘッド１のＸ軸およびＹ軸方向への移動や、Ｒ軸方向の角変位を行う。空気圧シリンダ１１が縮退して、裁断刃６をシート材料３に挿入する裁断位置は、ストッパ２２がフレーム１２に当接することによって規定される。フットプレッサ１４は、案内軸１４ａ，１４ｂの下端に取付けられ、その上端はばね６４ａ，６４ｂによって上方に付勢される。裁断中の生地押さえであるフットプレッサ１４の位置を設定する際のロータリエンコーダ３５が検出する変位量によって、シート材料３の積層厚を検出し、併せて移動手段１３の設定を行うことができる。
【００３７】
図１０〜図１２は、裁断刃６の研磨に関連する構成を示す。図１０は部分断面図、図１１および図１２は図１０の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図であり、図１２は一部を省略して研磨状態を示す。
【００３８】
モータ５８からの駆動力は、プーリ５８ａおよびタイミングベルト５９を介して、内歯歯車５５の外周側に伝達される。内歯歯車５５の内周側に噛合する遊星歯車６５の回転を各研磨ローラ５３ａ，５３ｂ；５４ａ，５４ｂに伝達するのは回転伝達手段６７であり、前記作動リング５１の回転を係止し、かつその係止状態を解除するのはロック手段６９である。
【００３９】
作動リング５１は、摺動板１０に対して固定されるＲ軸本体１５ａに上下一対の軸受７１，７２を介して回転自在に軸支される。作動リング５１の上方には原点カム５６が取付けられる。原点カム５６の周縁部に近接して、原点検出器７３が設けられる。原点カム５６の突起部が原点検出器７３の位置にあるときを、裁断刃６の刃先の向きの基準とする。
【００４０】
回転伝達手段６７では、遊星歯車６５は軸７５ａに固定される。この軸７５ａの近傍には、軸７５ａと平行にもう１つの軸７５ｂが配置され、各軸７５ａ，７５ｂには、相互に噛合する歯車７６ａ，７６ｂがそれぞれ固定され、前記遊星歯車６５の回転力を一方の歯車７６ａを介して他方の歯車７６ｂに伝達し、この歯車７６ｂが固定される軸７５ｂに伝達される。一方の軸７５ａにはまた、軸線方向に間隔をあけて一対のプーリ７７ａ，７８ａが固定される。他方の軸７５ｂについても同様である。これらのプーリ対間には、揺動部材７９ａ，７９ｂの一端部が揺動自在に装着される。各揺動部材７９ａ，７９ｂの他端部には、軸８０ａ，８０ｂが挿通され、各軸８０ａ，８０ｂの各両端部には前記研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂが回転自在に装着される。
【００４１】
Ｒ軸本体１５ａには取付片８１が固定され、取付片８１には前記ロック手段６９が設けられる。ロック手段６９は、前記取付片８１に固定される空気圧シリンダ８２と、空気圧シリンダ８２のピストン棒の先端部に固着される当接片８３とを有し、この当接片８３はカムリング５７の歯付部５７ａの外周面に当接／離反して、カムリング５７の回転を係止し、かつその係止状態を解除することができる。
【００４２】
図１２に示すように、カムリング５７には、その内周面から半径方向外方に凸となるカム溝８４ａ，８４ｂと、当接部８５の両側に周方向に延びる２つの透孔８６ａ，８６ｂとが形成される。前記カム溝８４ａ，８４ｂには、前記揺動部材７９ａ，７９ｂに一体的に形成されるホロア８７ａ，８７ｂが嵌まり込み、カム面に沿って案内される。各揺動部材７９ａ，７９ｂには、引張コイルばね８８の両端部がそれぞれ係止され、研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂが相互に近接する方向に付勢される。これによって各ホロア８７ａ，８７ｂが半径方向外方、すなわち各ホロア８７ａ，８７ｂが各カム溝８４ａ，８４ｂに臨んだときに、各カム面に弾発的に当接する方向にばね付勢される。
【００４３】
前記裁断刃６は、作動リング５１内に立設される案内部材８９の案内溝内に嵌まり込んで案内され、案内部材８９には取付片９０が固定される。取付片９０には、２つの揺動アーム９１ａ，９１ｂがピン９２ａ，９２ｂによって揺動自在に連結され、各揺動アーム９１ａ，９１ｂの遊端部９３ａ，９３ｂは前記透孔８６ａ，８６ｂ内に嵌まり込む。各揺動アーム９１ａ，９１ｂは、引張コイルばね９４によって各遊端部９３ａ，９３ｂが相互に近接する方向にばね付勢される。カムリング５７の歯付部５７ａから当接片８３が離反しているときには、カムリング５７と作動リング５１とは一体で回転し、ホロア８７ａ，８７ｂは両カム溝８４ａ，８４ｂの中央に留まる。
【００４４】
この状態で、空気圧シリンダ８２に圧縮空気が供給されると、そのピストン棒が伸長して当接片８３が歯付部５７ａの外周面に当接し、これによってカムリング５７の回転が阻止される。Ｒ軸駆動用のモータ５２が回転駆動されると、作動リング５１が一方向Ｃに僅かに回転し、一方のホロア８７ａがカム溝８４ａ内に嵌まり込み、また一方の揺動アーム９１ｂの遊端部９３ｂが当接部８５に当接した状態で、引張コイルばね９４のばね力に抗して、他方の揺動アーム９１ａから離反する方向に角変位して拡げられる。この状態においては、遊星歯車６５の公転動作が拘束され、前記内歯歯車５５の回転が遊星歯車６５、各軸７５ａ，７５ｂ、各歯車７６ａ，７６ｂに、各プーリおよびベルト９５，９５ｂを介して各研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂに伝達されて回転駆動される。これらの研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂの回転数は、４５００〜８０００ｒｐｍ程度に選ばれ、研磨ローラ５４ａ側で裁断刃６の刃先を研磨する。
【００４５】
また、Ｒ軸駆動用のモータ５２が逆方向に回転駆動を開始すると、その回転は上述のようにして各研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂに伝達されるとともに、作動リング５１は、前記回転方向Ｃとは逆方向に回転されて、他方のホロア８７ｂがカム溝８４ｂ内に嵌まり込み、これによって研磨ローラ５４ｂ側によって裁断刃６の他側面が研磨される。このような裁断刃６の研磨時において、各研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂの裁断刃６への当接圧力は、前記引張コイルばね８８のばね力によって調整することができる。また研磨量は、各カム溝８４ａ，８４ｂの内周面９６からの深さｄによって設定することができる。このようにして、裁断刃６がどのような回転位置にあっても、ロック手段６９によってカムリング５７の回転を停止させた状態で、研磨ローラ５３ａ，５４ａ；５３ｂ，５４ｂを裁断刃６に接触させて研磨することができる。
【００４６】
図１３は、刃幅測定に関する具体的構成を示す。刃幅検出手段６０は、作動リング５１に設けられ、前記検出ピン６２を備える第１ブロック１０１と、第１ブロック１０１よりもＲ軸８に関して半径方向外方で前記Ｒ軸本体１５ａ側に設けられる第２ブロック１０２とから成る。第１ブロック１０１は、直円筒状の内周面を有するばね収納孔１０３が形成され、前記作動リング５１に固定される保持部材１０４と、前記検出ピン６２に装着された状態で、ばね収納孔１０３内に収納される第１圧縮コイルばね１０５とを有する。前記検出ピン６２は、直円柱状の小径部１０６と、小径部１０６の一端部に一体的に形成される直円柱状の大径部１０７とを有し、小径部１０６の裁断刃６に臨む端部付近には、係止リング１０８が装着されて、第１圧縮コイルばね１０５のばね力によって検出ピン６２がばね収納孔１０３から離脱してしまうことを防止している。
【００４７】
このような係止リング１０８によって検出ピン６２が抜止めされた状態では、この検出ピン６２の小径部１０６の裁断刃６に臨む端部１０６ａと、大径部１０７の前記小径部１０６と反対側の端部１０７ａとは、保持部材１０４から両側に突出している。このような第１ブロック１０１は、前記作動リング５１のＲ軸８まわりの回転によって回転する。
【００４８】
前記第２ブロック１０２は、前記Ｒ軸本体１５ａに固定されるケーシング１１０と、ケーシング１１０内に収納される押圧部材１１１と、ケーシング１１０に固定され押圧部材１１１をＲ軸８に向けて近接／離反変位駆動するリニアステッピングモータ６３と、前記押圧部材１１１の変位を検出する近接スイッチ１１２とを有する。前記押圧部材１１１は、シリンダ１１３と、シリンダ１１３内に変位可能に収納されるピストン１１４とを有する。シリンダ１１３は、小径筒部１１５と、小径筒部１１５の軸線方向一端部に一体的に連なる大径筒部１１６とから成る。大径筒部１１６には、前記ピストン１１４が嵌まり込むピストン室１１７が形成され、また小径筒部１１５には、ピストン１１４から同軸に延びるピストン棒１１８が挿入されるばね収納孔１１９が形成される。ばね収納孔１１９内のピストン棒１１８には、第２圧縮コイルばね１２０が装着され、このばね１２０によってピストン１１４がＲ軸８に関して半径方向外方、すなわち図１３の左方に弾発的に付勢される。第２圧縮コイルばね１２０のばね定数は、第１圧縮コイルばねのばね定数よりも大きくしておく。
【００４９】
前記ケーシング１１０には、シリンダ１１３の小径筒部１１５が挿通する挿通孔１２１が形成され、前記リニアステッピングモータ６３の出力軸１２２が図１３の右方へ伸長したときにケーシング１１０の外部へ突出することができる。また出力軸１２２が図１３の左方へ退避した状態では、前記小径筒部１１５の軸部１２３の先端部である作動ピン６１と前記検出ピン６２の大径部１０７の端部１０７ａとは間隔Ｄ１をあけて離間している。また、検出ピン６２の小径部１０６と端部１０６ａと裁断刃６の刃先６６とは間隔Ｄ２をあけて離間している。さらにシリンダ１１３の大径筒部１１６の端面１２４とピストン１１４の前記端面１２４に対向する端面１２５とは間隔Ｄ３をあけて離間しており、さらに小径筒部１１５の端面１２６とこの端面１２６に対向するピストン棒１１８の端面１２７とは間隔Ｄ４をあけて離間している。前記間隔Ｄ１はたとえば１．５ｍｍに選ばれ、また前記間隔Ｄ２は７．５ｍｍに選ばれ、さらに前記間隔Ｄ３は１．０ｍｍに選ばれ、前記間隔Ｄ４は１．０ｍｍに選ばれる。
【００５０】
前記シリンダ１１３の大径筒部１１６には、その軸線方向に延びる案内長孔１２８ａ，１２８ｂが形成され、各案内長孔１２８ａ，１２８ｂには、前記ピストン１１４に固定された案内ピン１２９ａ，１２９ｂが移動自在に挿通される。
【００５１】
前記リニアステッピングモータ６３は、ステップサイズが０．０２９ｍｍ／パルスであり、リードピッチが０．７ｍｍ／回転であり、たとえば４２０パルス／ｓｅｃで１２ｍｍ／ｓｅｃの移動速度で出力軸１２２を伸長／縮退変位駆動させることができる。
【００５２】
またシリンダ１１３の大径筒部１１６には、検出ピン６２の先端部１０６ａが裁断刃６の刃先６６に当接したことを検出するための当接位置検出スイッチ１３０が設けられ、前記近接スイッチ１１２がオフした状態、すなわちリニアステッピングモータ６３の出力軸１２２が伸長して押圧部材１１１がケーシング１１０内で図１３の右方へ移動した状態で、前記当接位置検出スイッチ１３０がオンすると、検出ピン６２の端部１０６ａが刃先６６に当接したものと判断し、前述したようにして刃幅を測定することができる。裁断前後の刃幅の差から裁断刃６の摩耗量を求めることができる。
【００５３】
上述の実施例では、移動手段１３において、Ｚ軸リフトモータ２１からの回転力をねじ棒１９に伝達して、空気圧シリンダ１１を上下に昇降変位させるようにしたけれども、本発明の他の実施例として、前記ねじ棒１９に代えて摺動板１０にラックを取付け、このラックに噛合するピニオンを回転駆動させて摺動板１０を移動させて、裁断刃６およびフットプレッサ１４の上限位置を設定するようにしてもよい。また、フットプレッサ１４を用いてシート材料３の積層厚を検出しているけれども、レーザビームや測距センサなどを使用してもよい。さらに、これらのセンサは、裁断ヘッド１の内部または外部のいずれに設けてもよい。さらにまた、シート材料３の積層厚は、たとえば別途測定したデータを裁断装置に設定するようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、裁断刃の非裁断位置がシート材料の積層厚に応じて設定される。シート材料の積層厚に拘らず裁断刃がシート材料に臨む下端がシート材料の表面からむやみに大きな間隔をあけて離間せず、シート材料の積層厚に応じて裁断刃の上昇量を調整し、裁断刃の無駄な上昇・下降動作およびそれに要する作動時間をなくし、１つの裁断パターンを裁断するために要する時間を短縮して、生産効率を向上することができる。このような裁断時間の短縮は、長期にわたる多くの裁断回数に累積されることによって大きな生産量の差を生じ、格段に生産性を向上させることができる。
【００５５】
また本発明によれば、裁断ヘッドがテーブル上を広範囲に走行しても、各走行位置で積層厚の検出と非裁断位置の設定を行うことができる。
【００５６】
また本発明によれば、裁断時に生地押さえとして使用される押さえ部材を用いて、積層厚を検出することができる。
【００５７】
また本発明によれば、非裁断位置で、裁断刃の研磨と刃幅測定とを行うことができる。これらの処理のために必要な裁断刃の昇降移動量が最小となるので、生産効率が向上する。
【００５８】
さらに本発明によれば、裁断刃の非裁断位置が、その裁断刃の先端がシート材料の上面から予め定める間隔を有するように設定されるので、裁断刃をシート材料から抜取る上昇動作および裁断刃をシート材料に挿入する下降動作において、シート材料の上面と上限位置にある裁断刃の先端との間にむやみに大きな間隔が生じることをなくし、積層厚に応じた最小の移動量で裁断刃を上昇および下降させることができ、無駄な動作およびそれに要する作動時間をなくして、生産効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の裁断装置に備えられる裁断ヘッド１を示す簡略化した斜視図である。
【図２】フットプレッサ１４のシート材料３に対する変位量を説明するための一部の断面図である。
【図３】裁断ヘッド１を備える裁断装置３７の全体を示す斜視図である。
【図４】図３の切断面線ＩＶ−ＩＶから見た拡大断面図である。
【図５】図４の上方から見た裁断ヘッド１の断面図である。
【図６】図４の左側から見た裁断ヘッド１の断面図である。
【図７】制御手段１７による制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施例の制御手段１７による制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】図１の実施例における移動手段１３およびフットプレッサ１４に関連する構成を簡略化して示す図である。
【図１０】図１の実施例の部分断面図である。
【図１１】図１０の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た断面図である。
【図１２】図１０の切断面線ＸＩ−ＸＩから見た一部省略断面図である。
【図１３】図１の実施例の刃幅検出手段６０の断面図である。
【符号の説明】
１  裁断ヘッド
３  シート材料
４  剛毛ブラシ
５  支持面
６  裁断刃
７  上面
８  下面
９  ヘッドブロック
１０  摺動板
１１  空気圧シリンダ
１３  移動手段
１４  フットプレッサ
１５ａ  Ｒ軸本体
１６  変位量検出手段
１７  制御手段
２１  Ｚ軸リフトモータ
３５  ロータリエンコーダ
３７  裁断装置
５１  作動リング
５２，５８  モータ
５５  内歯歯車
５７  カムリング
６０  刃幅検出手段
６２  検出ピン
６９  ロツク手段
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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