JP4969983B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物に対して加工を行うための加工部を有するキャリッジを複数備える加工装置に関する。

一般に、紙やマーキングフィルムなどの被加工物に対して所望する文字や図形などを印刷するとともに、同被加工物を所望する形状に切断する加工を行う加工装置が知られている。例えば、下記特許文献１に記載の加工装置においては、被加工物であるシートを切断するためのカッティングヘッドを有するカッティング用キャリッジと、同シートに対して印刷を行うためのインクジェットヘッドを有するプリント用キャリッジとを備えている。これらのカッティング用キャリッジおよびプリント用キャリッジは、シートが移動する方向に対して直交する方向に配置されたガイドレールに直動ガイドを介してそれぞれ支持されている。
特開２００６−３５５１０号公報

直動ガイドは、主に、ガイドレールに取り付けられる１つの直動レールと、カッティング用キャリッジおよびプリント用キャリッジにそれぞれ設けられ前記直動レールに摺動可能な状態で組み付けられる直動ブロックとから構成される。そして、カッティング用キャリッジにワイヤを介して連結された駆動モータの回転駆動により、カッティング用キャリッジおよびプリント用キャリッジが直動レール（すなわち、ガイドレール）に沿って変位するようになっている。

しかしながら、このような加工装置においては、カッティング用キャリッジおよびプリント用キャリッジを変位させるための機構を構成する部品点数が多く複雑な構成となっているため、各部品の寸法公差、組み付け誤差などの公差の集積により各キャリッジの位置決め精度が悪い。このため、被加工物に対する加工精度が悪いという問題がある。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、複数のキャリッジを被加工物に対して変位させるための構成を簡単にして、各キャリッジの位置決め精度を向上させて被加工物に対する加工精度を良好することができる加工装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、被加工物に対して加工を行うための加工部をそれぞれ有する複数のキャリッジと、被加工物に対して前記複数のキャリッジを変位させる変位手段とを備える加工装置において、前記複数のキャリッジは、互いに他のキャリッジと分離可能に連結するための連結部をそれぞれ有し、変位手段は、前記複数のキャリッジのうちの１つのキャリッジをネジ送り機構によって変位させ、ネジ送り機構は、前記１つのキャリッジに設けられる雌ネジ部と、回転駆動される駆動手段に連結されて雌ネジ部に螺合する雄ネジ部が形成された軸部とから構成され、雌ネジ部を有するキャリッジ以外のキャリッジは、雄ネジの外径より大きい内径に形成された孔部を有することにある。

このように構成した本発明の特徴によれば、被加工物に対して加工を行うための複数のキャリッジは、ネジ送り機構によって被加工物に対して変位する。ネジ送り機構は、雄ネジと雌ネジとから構成されるものであり、前記従来例に示した直動ガイドに比べて部品点数が少ない簡単な構成である。これにより、各部品の寸法公差、組み付け誤差などの公差の集積による各キャリッジの位置決め誤差を少なくでき、被加工物に対する加工精度を良好にすることができる。

また、本発明の特徴によれば、雌ネジ部を有するキャリッジ以外のキャリッジは、被加工物に対して加工を行わない場合、雌ネジ部を有するキャリッジから分離しておくことができる。このため、被加工物の加工時においては、雌ネジ部を有するキャリッジと被加工物に対して加工を行うキャリッジのみ変位させることができ、キャリッジを変位させる駆動手段の負荷を抑えることができる。この結果、被加工物の加工精度の向上、駆動手段の長寿命化を図ることが期待できる。

この場合、前記孔部は、雄ネジが摺動可能に挿入される内径に形成されているとよい。そして、この場合、前記加工装置は、さらに、前記複数のキャリッジを変位手段による変位方向にそれぞれ案内するキャリッジシャフトを備えるとよい。

また、これらの場合、前記連結部は、前記複数のキャリッジにそれぞれ設けられて互いに隣り合うキャリッジ間で互いに吸着し合う磁石を備えるとよい。

また、これらの場合、前記複数のキャリッジは、被加工物に対して点状および線状の加工痕をそれぞれ形成するとよい。

以下、本発明に係る加工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は、被加工物である真鍮材からなるワークＷＫの表面に点状の加工痕を複数形成することにより、所望する画像をワークＷＫの表面上に形成する打刻装置１０の全体を示す斜視図である。また、図２は、同打刻装置１０の作動を制御する制御システムのブロック図である。

この打刻装置１０は、上面が開放された箱型の下カバー１１を備えている。下カバー１１は、打刻装置１０の下側の筐体を構成する部材であり、その前面（図示手前側の面）図示左側には、打刻装置１０の電源スイッチ１１ａが設けられている。この下カバー１１の内部には、ベース１２が設けられている。ベース１２は、平板状に形成されており、その中央部には、ベース１２の上面から下面に向かって貫通する四角形状の貫通孔１２ａが設けられている。貫通孔１２ａの内部には、ワークＷＫを載置するための載置台１３が設けられている。

載置台１３は、ワークＷＫを載置するためのテーブルであり、平板状に形成されているとともに、その下面における図示Ｘ軸方向の両側には、図示Ｙ軸方向に沿って凸状に突出した突出部１３ａ，１３ｂが形成されている。突出部１３ａ，１３ｂには、図示Ｙ軸方向に貫通する孔部がそれぞれ設けられており、これらの各孔部に載置台シャフト１４ａ，１４ｂが摺動可能な状態でそれぞれ挿入されている。載置台シャフト１４ａ，１４ｂは、貫通孔１２ａの内部における載置台１３の下方において、図示Ｙ軸方向に平行な向きに架け渡された状態でそれぞれ設けられており、同貫通孔１２ａの内部において載置台１３を支持するとともに図示Ｙ軸方向に案内する。

また、載置台シャフト１４ａと載置台シャフト１４ｂとの間には、載置台シャフト１４ａ，１４ｂと平行な状態でＹ軸方向送りネジ１５が設けられている。Ｙ軸方向送りネジ１５は、その一端が貫通孔１２ａ内に設けられたＹ軸方向フィードモータ１６（図１において図示せず）の回転軸に連結しているとともに、他端が貫通孔１２ａの内壁面に回転自在に組み付けられている。Ｙ軸方向フィードモータ１６は、詳しくは後述するコントローラ７０によって回転駆動が制御される電動モータである。また、Ｙ軸方向送りネジ１５は、載置台１３の下面中央部に設けられた図示しないナットに嵌り合っている（以下、「螺合」という）。したがって、Ｙ軸方向フィードモータ１６が回転すると、載置台１３はＹ軸方向送りネジ１５およびナットからなるネジ送り機構により図示Ｙ軸方向に変位する。

ベース１２の上面中央部には、貫通孔１２ａを跨ぐように門型状のフレーム２０が設けられている。フレーム２０は、貫通孔１２ａの両脇の位置で直立した２つの柱部２０ａ，２０ｂと、同柱部２０ａ，２０ｂ間に架け渡された水平部２０ｃとから構成されており、フレーム２０の長手方向が図示Ｘ軸方向と平行となるようにベース部１２上に組み付けられている。このフレーム２０における水平部２０ｃの下方であって柱部２０ａと柱部２０ｂとの間には、キャリッジシャフト２１とＸ軸方向送りネジ２２とが図示Ｘ軸方向に平行な状態でそれぞれ架け渡されている。

キャリッジシャフト２１は、フレーム２０の水平部２０ｃの下方であって載置台１３の上方の位置でキャリッジ３０，４０をそれぞれ支持するとともに、同キャリッジ３０，４０を図示Ｘ軸方向に案内するための軸部材である。Ｘ軸方向送りネジ２２は、キャリッジ３０，４０を貫通して、その一端がフレーム２０における柱部２０ｂの外側壁面（図示左側壁面）に設けられたＸ軸方向フィードモータ２３の回転軸に連結しているとともに、他端がフレーム２０における柱部２０ａの内側壁面（図示右側壁面）に回転自在に組み付けられている。このＸ軸方向送りネジ２２の外周面には、螺旋状に溝を切った雄ネジ部が形成さている。Ｘ軸方向フィードモータ２３は、後述するコントローラ７０によって回転駆動が制御される電動モータである。

キャリッジ３０，４０は、ワークＷＫの表面に線状または点状の加工痕を形成するための各加工工具を保持する。具体的には、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、キャリッジ３０は、ワークＷＫの表面に線状の加工痕を形成することができる針状の先端部３１ａを有する線痕加工工具３１を保持する。またキャリッジ４０は、ワークＷＫの表面に点状の加工痕を形成することができる円錐状の先端部４１ａを有する線痕加工工具４１を保持する。なお、線痕加工工具３１の先端部３１ａは、点痕加工工具４１の先端部４１ａより鋭角に形成されている。また、線痕加工工具３１および点痕加工工具４１の各先端部３１ａ，４１ａは、ワークＷＫより硬い素材（例えば、超硬合金や工業用人工ダイヤモンド）で構成されている。

これらのキャリッジ３０，４０は、互いに略同様の構成であるので、キャリッジ３０の構成を中心に説明して、キャリッジ４０におけるキャリッジ３０と同様の構成部分は符号のみを記載してその説明を省略する。キャリッジ３０（４０）は、筐体を構成するホルダー３２（４２）を備えている。ホルダー３２（４２）は、略四角柱状に形成されており、その前面における図示左側部分が前方に向かって延びた張出片３２ａ（４２ａ）を備えている。張出片３２ａ（４２ａ）の下部には、図示右側に向かって水平状態で設けられた支持板３３（４３）が固着されている。支持板３３（４３）は、平板上に形成されており、その上面に円筒状に形成されたソレノイド３４（４４）が直立した状態で組み付けられている。このソレノイド３４（４４）が組み付けられた支持板３３（４３）の上面中央部には、同上面から下面に向けて貫通する図示しない貫通孔が設けられている。

ソレノイド３４（４４）は、電気エネルギーを直線運動に変換する電磁機能部品であり後述するコントローラ７０によって駆動が制御される。このソレノイド３４（４４）には、円筒状に形成された本体内を貫通する状態でプランジャ３５（４５）が設けられている。プランジャ３５（４５）は、鉄性の材料で形成されたピン状部材であり、ソレノイド３４（４４）の駆動によってソレノイド３４（４４）の下方に吸引される。すなわち、ソレノイド３４（４４）は、プル（ＰＵＬＬ）型のソレノイドである。このプランジャ３５（４５）の下端部には、支持板３３（４３）に設けられた前記貫通孔を貫通した状態で配置される線痕加工工具３１（点痕加工工具４１）の上端部が接続されている。

線痕加工工具３１（点痕加工工具４１）は、加工部である先端部３１ａ（４１ａ）を下方に向けた状態（図示Ｚ軸方向に平行な状態）で板バネ３６（４６）によって支持されている。板バネ３６（４６）は、図示垂直方向に延びる薄板状の垂直部３６ａ（４６ａ）と、図示水平方向に延びる薄板状の水平部３６ｂ（４６ｂ）とが直交したＬ字状に形成されているバネ部材である。板バネ３６（４６）は、水平部３６ｂ（４６ｂ）が支持板３３（４３）の下方に位置するように、垂直部３６ａ（４６ｂ）が張出片３２ａ（４２ａ）の外側壁面に固着されている。板バネ３６（４６）の水平部３６ｂ（４６ｂ）の中央部には、同水平部３６ｂ（４６ｂ）を貫通した状態で円筒状のブッシュ３６ｃ（４６ｃ）が埋め込まれている。ブッシュ３６ｃ（４６ｃ）は、円筒内に線痕加工工具３１（点痕加工工具４１）を貫通させた状態で板バネ３６（４６）の水平部３６ｂ（４６ｂ）に固定する。

プランジャ３５（４５）の上方には、ストッパー３７ａを備えた支持片３７（４７）が設けられている。支持片３７（４７）は、短冊状に形成されており、その一端側がプランジャ３５（４５）の上方に位置するように、他端側がホルダー３２（４２）の上面に固定されている。この支持片３７（４７）の一端側の下面には、樹脂材料によって構成された半球状のストッパー３７ａ（４７ａ）が固着されており、上方に向かって変位するプランジャ３５（４５）の上端面が当たるようになっている。すなわち、ストッパー３７ａ（４７ａ）はプランジャ３５（４５）の上方における変位限界位置を規制している。

すなわち、ソレノイド３４（４４）が通電されると、ソレノイド３４（４４）内のプランジャ３５（４５）は下方に吸引される。この場合、線痕加工工具３１（点痕加工工具４１）は板バネ３６（４６）の付勢力に抗しながら下方に変位する。これにより、線痕加工工具３１（点痕加工工具４１）の先端部３１ａ（４１ａ）は、載置台１３上に載置されたワークＷＫの表面に押し付けられ、同表面に点状（より具体的には、先端部３１ａ（４１ａ）の形状に対応した円錐形状）の加工痕を形成する。また、ソレノイド３４（４４）に対する通電が停止されると、線痕加工工具３１（点痕加工工具４１）は板バネ３６（４６）の付勢力によって上方に変位する。この場合、プランジャ３５（４５）はプランジャ３５（４５）の上端がストッパー３７ａ（４７ａ）に当たる位置まで上方に押し上げられる。これにより、線痕加工工具３１（点痕加工工具４１）の先端部３１ａ（４１ａ）は、ワークＷＫの表面から離脱する。

ホルダー３２（４２）の前面に直交する２つの側面には、図示Ｘ軸方向に貫通する２つの孔部５１，５２（６１，６２）が図示Ｚ軸方向に並んでそれぞれ設けられている。これらのうち、上側に設けられた孔部５１（６１）には、キャリッジシャフト２１が摺動可能な状態で挿入されている。また、ホルダー３２の下側に設けられた孔部５２内には、筒状の雌ネジブッシュ５３が埋め込まれている。雌ネジブッシュ５３は、その内周面に螺旋状に溝を切った雌ネジ部が形成されており、この雌ネジ部にＸ軸方向送りネジ２２の雄ネジ部が螺合した状態で挿入されている。したがって、Ｘ軸方向フィードモータ２３が回転すると、キャリッジ３０はＸ軸方向送りネジ２２および雌ネジブッシュ５３からなるネジ送り機構により図示Ｘ軸方向に変位する。

一方、ホルダー４２の下側に設けられた孔部６２は、同孔部６２の内径とＸ軸方向送りネジ２２の外径とがすきまばめの関係となるように形成されており、同孔部６２にＸ軸方向送りネジ２２が摺動可能な状態で挿入されている。すなわち、キャリッジ４０には、キャリッジ４０を直接図示Ｘ軸方向に変位させるための駆動源は接続されていない。なお、孔部６２の内径とＸ軸方向送りネジ２２の外径との関係は、孔部６２にＸ軸方向送りネジ２２が摺動可能な状態で挿入されていれば、すきまばめに限定されるものではない。すなわち、孔部６２の外径は所謂バカ孔であってもよい。

ホルダー３２とホルダー４２とが互いに対向する側面中央部には、直方体状の磁石３８，４８がそれぞれ設けられている。磁石３８，４８はキャリッジ３０とキャリッジ４０とを分離可能に連結するための永久磁石であり、互いに対向する面が異なる磁極となっている。また、キャリッジ４０におけるフレーム２０の柱部２０ｂ側の側面には、Ｌ字状に形成された受け金具４９が設けられている。受け金具４９は、フレーム２０における柱部２０ｂの内側壁面に設けられたロック装置２４とともに、キャリッジ４０をフレーム２０の柱部２０ｂに固定するための金具である。

ロック装置２４は、受け金具４９に対応する逆Ｌ字に形成されたロック金具２４ａと、ロック金具２４ａを図示矢印方向に変位させるためのロック用ソレノイド２４ｂ（図１において図示せず）と、キャリッジ４０の図示左側における変位可能限界を規制するストッパー２４ｃとから構成されている。ロック用ソレノイド２４ｂは、プッシュ・プル（ＰＵＳＨ−ＰＵＬＬ）型のソレノイドであり、後述するコントローラ７０によって駆動が制御される。すなわち、キャリッジ４０が図示左側における変位可能限界位置に位置している場合において、ロック用ソレノイド２４ｂに正方向の電流が流れることにより、ロック金具２４ａが図示時計回りに回動して受け金具４９に引っ掛かりキャリッジ４０がフレーム２０の柱部２０ｂにロックされる。また、ロック用ソレノイド２４ｂに負方向の電流が流れることにより、ロック金具２４ａが図示反時計回りに回動して受け金具４９から離れキャリッジ４０のロックが解除される。

コントローラ７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、インターフェース７１を介して接続される外部コンピュータ装置８０からの指示に従って、Ｙ軸方向フィードモータ１６、Ｘ軸方向フィードモータ２３、ソレノイド３４，４４およびロック用ソレノイド２４ｂの作動をそれぞれ制御する。

外部コンピュータ装置８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、キーボードおよびマウスからなる入力装置８１からの指示に従って、図４に示す加工プログラムを実行することにより打刻装置１０の作動を制御する。この場合、加工プログラムは、作業者により予め前記ハードディスクに記憶されている。また、外部コンピュータ装置８０は、液晶ディスプレイからなる表示装置８２に、打刻装置１０の作動状態および加工プログラムの実行状態などを適宜表示させる。すなわち、本実施形態において外部コンピュータ装置８０は、個人向けパーソナルコンピュータ（所謂パソコン）を想定している。なお、外部コンピュータ装置８０は、打刻装置１０の作動を制御することができれば、どのような形式のコンピュータ装置であってもよい。

なお、下カバー１１上には、ベース１２上に設けられたフレーム２０を覆う状態で上カバー１７が配置されている。上カバー１７は、打刻装置１０の上側の筐体を構成する部材であり、下カバー１１に対して着脱自在な状態で設けられている。この上カバー１７は、上カバー１７の内側の構成を明らかにするために二点鎖線で示している。

次に、上記のように構成した打刻装置１０の作動について説明する。まず、作業者は外部コンピュータ装置８０と打刻装置１０とをインターフェース７１を介して接続し、外部コンピュータ装置８０および打刻装置１０の電源をそれぞれ投入する。具体的には、作業者は、打刻装置１０の下カバー１１の前面に配置された電源スイッチ１１ａを操作することにより、コントローラ７０を含む打刻装置１０の各種回路の作動を開始させる。これにより、外部コンピュータ装置８０は、図示しない所定のプログラムを実行することにより作業者からの指令の入力を待つ待機状態となる。

また、打刻装置１０は、コントローラ７０内のＲＯＭに予め記憶されている図示しない所定のプログラムを実行することにより、キャリッジ３０，４０および載置台１３の原点復帰をそれぞれ行った後、外部コンピュータ装置８０からの指示を待つ待機状態となる。なお、キャリッジ３０，４０の各原点位置は、キャリッジ４０がロック装置２４のストッパー２４ｃに当たる位置であり、載置台１３の原点位置は、載置台１３が最も図示前側に位置する位置である。

次に、作業者は、打刻装置１０の載置台１３上にワークＷＫを載置し固定した後、外部コンピュータ装置８０の入力装置８１を操作して、外部コンピュータ装置８０に図４に示す加工プログラムの実行を指示する。この加工プログラムは、作業者が所望する画像をワークＷＫの表面上に形成するために、所望する画像に対応する加工データを生成して打刻装置１０に出力するプログラムである。この指示に応答して、外部コンピュータ装置８０は、加工プログラムをステップＳ１００にて開始して、ステップＳ１０２にて、画像データの入力を待つ。

この場合、作業者は、所望する任意の画像をスキャナーなどの画像取り込み装置を用いて外部コンピュータ装置８０に入力する。本実施形態においては、図５に示すようなアルファベット文字である「Ａ」をデザイン化した図形を外部コンピュータ装置８０に入力する。これにより、所望する画像を表す画像データが外部コンピュータ装置８０のハードディスク内に記憶される。この場合、画像データはラスターデータ（ビットマップデータ）形式である。

次に、外部コンピュータ装置８０は、ステップＳ１０４にて、前記画像データに基づいて線痕加工データと点痕加工データとをそれぞれ生成する。線痕加工データは、ワークＷＫの表面に線状の加工痕を形成するように打刻装置１０、具体的には、Ｙ軸方向フィードモータ１６、Ｘ軸方向フィードモータ２３およびソレノイド３４をそれぞれ作動させるための加工データである。また、点痕加工データは、ワークＷＫの表面に点状の加工痕を形成するようにＹ軸方向フィードモータ１６、Ｘ軸方向フィードモータ２３およびソレノイド４４をそれぞれ作動させるための加工データである。

本実施形態においては、図５に示す図形「Ａ」において線図によって表すことができる輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２について線痕加工データを生成し、輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２以外の図形部分ＰＩについて点痕加工データを生成する。具体的には、図形「Ａ」における輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２を表す画像データをベクターデータ形式に変換するとともに、同ベクターデータ形式に変換された画像データに基づいて線痕加工データを生成する。この場合、輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２を表す画像データに含まれる白黒の明度（輝度）の程度を表すデータの変化は無視される。すなわち、線痕加工データは、ワークＷＫに一定の深さの加工痕を形成するための加工データに生成される。

また、図形「Ａ」における輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２以外の図形部分ＰＩを表す画像データは、ラスターデータ（ビットマップデータ）形式であるので、このラスターデータ（ビットマップデータ）形式に基づいて点痕加工データを生成する。この場合、図形部分ＰＩを表す画像データに含まれる白黒の明度（輝度）の程度を表すデータの変化に応じて点痕加工データを生成する。すなわち、点痕加工データは、画像データに含まれる白黒の明度（輝度）の程度に応じた深さに加工痕を形成するための加工データに生成される。この加工痕の深さは、ワークＷＫ上に形成される画像の濃淡を表す。

なお、画像データにおいて、線痕加工データを生成するための線図部分（本実施形態においては、輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２）の抽出は、外部コンピュータ装置８０に対して入力装置８１を操作して作業者が直接指示するようにしてもよいし、線図部分を抽出する公知のプログラムを用いてもよい。

次に、外部コンピュータ装置８０は、ステップＳ１０６にて、前記ステップＳ１０４にて生成した線痕加工データを打刻装置１０に出力する。打刻装置１０は、外部コンピュータ装置８０から出力された線痕加工データをコントローラ７０のＲＡＭに一時的に記憶するとともに、同一時的に記憶した線痕加工データに基づいてＹ軸方向フィードモータ１６、Ｘ軸方向フィードモータ２３およびソレノイド３４の各作動を制御して画像データにおける線図部分、具体的には輪郭部分ＯＬ１，ＯＬ２の加工を開始する。

この場合、コントローラ７０は、線図部分の加工開始に先駆けてロック用ソレノイド２４ｂを作動させることにより、ロック金具２４ａを受け金具４９に引っ掛けてキャリッジ４０をフレーム２０の柱部２０ｂに固定する。これにより、原点位置に位置するキャリッジ３０は、Ｘ軸方向フィードモータ２３の回転駆動によりキャリッジ４０と離脱して単独で変位する（図３（Ｂ）参照）。そして、線痕加工工具３１の先端部をワークＷＫの表面に押し付けた状態でキャリッジ３０のワークＷＫに対する位置を変化させることにより、ワークＷＫの表面に線状の加工痕が形成される。このようにして、線痕加工データに基づく線図部分の加工がすべて終了した場合には、コントローラ７０はキャリッジ３０および載置台１２を原点復帰させる。

次に、外部コンピュータ装置８０は、ステップＳ１０８にて、前記ステップＳ１０４にて生成した点痕加工データを打刻装置１０に出力する。打刻装置１０は、外部コンピュータ装置８０から出力された点痕加工データをコントローラ７０のＲＡＭに一時的に記憶するとともに、同一時的に記憶した点痕加工データに基づいてＹ軸方向フィードモータ１６、Ｘ軸方向フィードモータ２３およびソレノイド４４の各作動を制御して画像データにおける図形部分ＰＩの加工を開始する。なお、このステップＳ１０８による点痕加工データの出力は、打刻装置１０による線図部分の加工進度に関わらず出力されコントローラ７０のＲＡＭに記憶される。そして、打刻装置１０は線図部分の加工が終了した後、図形部分ＰＩの加工を開始する。

具体的には、コントローラ７０は、線図部分の加工が終了しキャリッジ３０が原点復帰した状態でロック用ソレノイド２４ｂを作動させることにより、ロック金具２４ａを上方に退避させて受け金具４９から外し、キャリッジ４０のロック状態を解除する。そして、コントローラ７０は、ＲＡＭに記憶した点痕加工データに基づいて図形部分ＰＩの加工を開始する。この場合、キャリッジ４０は磁石３８，４８によってキャリッジ３０と連結されているため、キャリッジ３０と一体的に変位する。そして、点痕加工工具４１の先端部をワークＷＫの表面に断続的に押し付けながらキャリッジ４０のワークＷＫに対する位置を変化させることにより、ワークＷＫの表面に点状の加工痕が形成される。このようにして、点痕加工データに基づく図形部分ＰＩの加工がすべて終了した場合には、コントローラ７０はキャリッジ４０および載置台１３を原点復帰させる。

次に、外部コンピュータ装置８０は、ステップＳ１１０にて、この加工プログラムの実行を終了して再び待機状態となる。これにより、打刻装置１０も再び待機状態となる。そして、作業者は、載置台１３からワークＷＫを取り外して加工作業を終了する。また、作業者は、他のワークＷＫに対して画像を形成する場合には、前記と同様にして他のワークＷＫを載置台１３にセットした後、加工プログラムを実行する。

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、ワークＷＫに対して加工を行うためのキャリッジ３０，４０は、Ｘ軸方向送りネジ２２および雌ネジブッシュ５３からなるネジ送り機構によって変位する。このネジ送り機構は、前記従来例に示した直動ガイドに比べて部品点数が少ない簡単な構成である。この結果、これにより、キャリッジ３０，４０の寸法公差、組み付け誤差などの公差の集積による各キャリッジ３０，４０の位置決め誤差を少なくでき、ワークＷＫに対する加工精度を良好なものすることができる。

また、キャリッジ４０は、ワークＷＫに対して加工を行わない場合、キャリッジ３０から分離しておくことができる。このため、キャリッジ４０が不要の場合においては、キャリッジ３０のみ変位させることができ、Ｘ軸方向フィードモータ２３の負荷を抑えることができる。この結果、ワークＷＫの加工精度の向上、Ｘ軸方向フィードモータ２３の長寿命化を図ることが期待できる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

上記実施形態においては、キャリッジ３０に雌ネジ部、すなわち雌ネジブッシュ５３を設け、同雌ネジブッシュ５３にＸ軸方向送りネジ２２を螺合するように構成したが、これに限定されるものではない。例えば、キャリッジ３０側に雄ネジ部を設け、Ｘ軸方向フィードモータ２３によって回転駆動する雌ネジ部（例えば、ナット）をフレーム２０に設けるように構成してもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。

また、上記実施形態においては、キャリッジ３０とキャリッジ４０とを分離可能な構成としたが、これに限定されるものではない。すなわち、キャリッジ４０にも雌ネジブッシュ５３を設けるとともにＸ軸方向送りネジ２２の雄ネジ部と螺合させ、キャリッジ４０をＸ軸方向フィードモータ２３によって変位させるように構成してもよい。これによれば、磁石３８，４８は不要となるとともに、キャリッジ３０とキャリッジ４０とを連結・離脱するための作動が不要となる。

また、上記実施形態においては、キャリッジ３０，４０にワークＷＫに対して点状または線状の加工痕を形成する加工工具を保持させた打刻装置１０に本発明を適用した。しかし、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、キャリッジ３０，４０に、ワークＷＫに対して所定の文字または図形を印刷する印刷ヘッドを保持させた加工装置（印刷装置）や、ワークＷＫを切断するための切断工具を保持させた加工装置、さらには、これらの印刷ヘッドと切断工具とをそれぞれ保持した加工装置にも適用できる。すなわち、ワークＷＫに対して何らかの加工を施すための加工部を有するキャリッジを複数備える加工装置に広く適用できるものである。したがって、被加工物も紙材、カッティングシート材、木材、貴金属類など材質を問わない。また、キャリッジの数も上記実施形態のように２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。

また、上記実施形態においては、キャリッジ４０に孔部６２を設け、同孔部６２にＸ軸方向送りネジ２２を挿入するように構成したが、これに限定されるものではない。キャリッジ４０における外形における孔部６２が形成された部分をＸ軸方向送りネジ２２に干渉しない程度に切り欠いた形状としてもよい。

また、上記実施形態においては、ネジ送り機構に用いたネジとして溝形状が台形の台形ネジを用いたが、他の種類のネジであってもよい。例えば、ネジ送り機構をボールネジによって構成することもできる。ボールネジは、回転が滑らかでバックラッシや摩擦が極めて少ない。このため、ワークＷＫの加工精度を更に向上させることができるとともに、キャリッジ３０，およびＸ軸方向フィードモータ２３の長寿命化を図ることが期待できる。また、バックラッシが少ないスクリューネジを用いてネジ送り機構を構成してもよい。

本発明の一実施形態に係る打刻装置の全体を示す斜視図である。 図１に示す打刻装置の作動を制御する制御システムのブロック図である。 （Ａ）は図１に示す打刻装置において２つのキャリッジが連結した状態で変位する様子を示す一部破断正面図であり、（Ｂ）は図１に示す打刻装置において１つのキャリッジが単体で変位する様子を示す正面図である。 外部コンピュータ装置によって実行される加工プログラムのフローチャートを示している。 図１に示す打刻装置によってワークＷＫの表面に形成される画像を示す説明図である。

符号の説明

ＷＫ…ワーク、１０…打刻装置、１３…載置台、１４ａ，１４ｂ…載置台シャフト、１５…Ｙ軸方向送りネジ、１６…Ｙ軸方向フィードモータ、２０…フレーム、２１…キャリッジシャフト、２２…Ｘ軸方向送りネジ、２３…Ｘ軸方向フィードモータ、２４…ロック装置、３０，４０…キャリッジ、３１…線痕加工工具、３１ａ，４１ａ…先端部、３２，４２…ホルダー、３４，４４…ソレノイド、３５，４５…プランジャ，３６，４６…板バネ、４１…点痕加工工具、５１，５２，６１，６２…孔部、５３…雌ネジブッシュ。

Claims (5)

1. 被加工物に対して加工を行うための加工部をそれぞれ有する複数のキャリッジと、
   前記被加工物に対して前記複数のキャリッジを変位させる変位手段とを備える加工装置において、
   前記複数のキャリッジは、互いに他のキャリッジと分離可能に連結するための連結部をそれぞれ有し、
   前記変位手段は、前記複数のキャリッジのうちの１つのキャリッジをネジ送り機構によって変位させ、
   前記ネジ送り機構は、前記１つのキャリッジに設けられる雌ネジ部と、回転駆動される駆動手段に連結されて前記雌ネジ部に螺合する雄ネジ部が形成された軸部とから構成され、
   前記雌ネジ部を有するキャリッジ以外のキャリッジは、前記雄ネジの外径より大きい内径に形成された孔部を有することを特徴とする加工装置。
2. 請求項１に記載の加工装置において、
   前記孔部は、前記雄ネジが摺動可能に挿入される内径に形成されていることを特徴とする加工装置。
3. 請求項２に記載の加工装置において、さらに、
   前記複数のキャリッジを前記変位手段による変位方向にそれぞれ案内するキャリッジシャフトを備えることを特徴とする加工装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の加工装置において、
   前記連結部は、
   前記複数のキャリッジにそれぞれ設けられて互いに隣り合う前記キャリッジ間で互いに吸着し合う磁石を備えることを特徴とする加工装置。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の加工装置において、
   前記複数のキャリッジは、被加工物に対して点状および線状の加工痕をそれぞれ形成することを特徴とする加工装置。