JP7231202B2 - cutting device - Google Patents
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Description
本発明は、切断手段を移動させてベースに載置した材料を切断するカッティング装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE
本件出願人は、特許文献1に示すように、材料を載置するベース(プロッター盤面)と、切断刃を前後、左右、上下方向に移動させ、更にこれを回転、傾倒させることが可能なカッターヘッドとを備え、材料を任意の形状に切断することができるカッティング装置を提案している。このカッティング装置では、所望する切断形状に応じたカットラインに関する情報を入力することができるため、材料を任意の形状で切断することが可能である。ここで、入力するカットラインに関する情報とは、例えば複数の点の位置とこれらの点の順序であって、点の位置は、例えばベースの右手前の所定点を原点と設定したうえで、この原点を基準とするXY座標によって指定する。そして、指定した順番でこれらの点を通るように切断刃を動かして、材料を所望する形状に切断することができる。
As shown in
ところで、このようなカッティング装置で切断される材料は、装置の使用者がベースに載置することが一般的である。すなわち、ベースに対して毎回同じ位置に材料が置かれるとは限らない。このため、載置した材料の位置がずれていると、切断刃は設定した通りに移動しても切断の途中で切断刃が材料から外れてしまい、意図した形状で切断できずに材料が無駄になるおそれがある。また、通常とは異なる外形の材料を使用した場合も、切断の途中で切断刃が材料から外れてしまう懸念がある。 By the way, the material to be cut by such a cutting device is generally placed on the base by the user of the device. That is, the material is not always placed in the same position relative to the base each time. Therefore, if the position of the placed material is misaligned, even if the cutting blade moves as set, the cutting blade will come off the material in the middle of cutting. may become Also, when using a material with an unusual outer shape, there is a concern that the cutting blade may come off the material during cutting.
本発明は、このような問題点を解決することを課題とするものであり、ベースに載置される材料の位置がずれていたり、材料の外形が通常と異なっていたりしても、意図しない形状での切断を防止して材料を無駄にすることがないカッティング装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve such problems. To provide a cutting device which prevents cutting in shape and wastes material.
本発明のカッティング装置は、XY平面に平行に延在し材料を載置するベースと、前記材料を切断するための切断手段と、前記切断手段を保持するとともに前記ベースに載置された前記材料に対して該切断手段を移動させて該材料を切断する第一移動手段と、前記ベースの表面に向けて指向される高さ検出手段と、前記高さ検出手段をX方向及びY方向に移動させる第二移動手段と、前記第一移動手段、前記高さ検出手段、及び前記第二移動手段に接続される制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第二移動手段によって前記高さ検出手段を前記ベースの表面に沿って移動させ、該高さ検出手段で得られる高さが変化する地点に基づいて前記材料の外縁を検出して該ベースに載置された該材料が占める材料領域を特定するものである。 The cutting apparatus of the present invention comprises: a base extending parallel to an XY plane on which a material is placed; cutting means for cutting the material; and the material placed on the base while holding the cutting means. height detection means directed toward the surface of the base; and moving the height detection means in the X and Y directions. and a control means connected to the first movement means, the height detection means, and the second movement means, wherein the control means controls the height by the second movement means. The material occupied by the material placed on the base is determined by moving the detecting means along the surface of the base and detecting the outer edge of the material based on the points of change in height obtained by the height detecting means. It identifies the area.
このようなカッティング装置においては、前記材料を所定の形状で切断するためのカットラインに関する情報が入力される入力手段を備え、前記制御手段は、前記材料領域の内側に前記カットラインが収まると判別される場合は前記第一移動手段を駆動させて前記切断手段による前記材料の切断を実行する一方、該カットラインが該材料領域を越えると判別される場合は該材料の切断を不実行とするものであることが好ましい。 Such a cutting apparatus comprises input means for inputting information relating to a cut line for cutting the material into a predetermined shape, and the control means determines that the cut line fits inside the material area. When the first moving means is driven to cut the material by the cutting means, cutting of the material is not executed when it is determined that the cut line crosses the material region. It is preferable to be
また本発明のカッティング装置は、XY平面に平行に延在し材料を載置するベースと、前記材料を切断するための切断手段と、前記切断手段を保持するとともに前記ベースに載置された前記材料に対して該切断手段を移動させて該材料を切断する第一移動手段と、前記ベースの表面に向けて指向される高さ検出手段と、前記高さ検出手段をX方向及びY方向に移動させる第二移動手段と、前記材料を所定の形状で切断するためのカットラインに関する情報が入力される入力手段と、前記第一移動手段、前記高さ検出手段、前記第二移動手段、及び前記入力手段に接続される制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記高さ検出手段が前記カットラインにおける所定点を通過するように前記第二移動手段を移動させ、該高さ検出手段で得られる該所定点での高さに基づいて、前記ベースに載置された前記材料に対して該カットラインが該材料の内側に収まるか否かを特定するものでもよい。 Further, the cutting apparatus of the present invention comprises: a base extending parallel to an XY plane and on which a material is placed; cutting means for cutting the material; first moving means for moving the cutting means relative to the material to cut the material; height detecting means directed toward the surface of the base; and moving the height detecting means in the X and Y directions. a second moving means for moving; an input means for inputting information on a cut line for cutting the material into a predetermined shape; the first moving means; the height detecting means; the second moving means; and a control means connected to the input means, wherein the control means moves the second moving means so that the height detection means passes through a predetermined point on the cut line, and the height detection means It may be specified whether or not the cut line fits inside the material placed on the base based on the height at the predetermined point obtained in the above.
そして前記制御手段は、前記ベースに載置された前記材料に対して前記カットラインが該材料の内側に収まると判別される場合は前記第一移動手段を駆動させて前記切断手段による該材料の切断を実行する一方、該カットラインが該材料を越えると判別される場合は該材料の切断を不実行とするものであることが好ましい。 When it is determined that the cut line fits inside the material placed on the base, the control means drives the first moving means to cut the material by the cutting means. Preferably, while cutting is performed, cutting of the material is not performed if it is determined that the cut line crosses the material.
また前記制御手段は、前記高さ検出手段で得られる高さが所定値を越える場合は前記材料の切断を不実行とするものであることが好ましい。 Preferably, the control means does not cut the material when the height obtained by the height detection means exceeds a predetermined value.
また前記切断手段は、切先までの長さが相違する長尺切断手段と短尺切断手段を含むものであって、前記制御手段は、前記高さ検出手段で得られる高さに応じて前記長尺切断手段及び前記短尺切断手段の何れか一方を選択するとともに、選択した該長尺切断手段及び該短尺切断手段の何れか一方によって前記材料を切断するよう前記第一移動手段を駆動させることが好ましい。 Further, the cutting means includes a long cutting means and a short cutting means having different lengths to the cutting edge, and the control means controls the length according to the height obtained by the height detecting means. Either one of the length cutting means and the short length cutting means is selected, and the first moving means is driven so as to cut the material by one of the selected long length cutting means and short length cutting means. preferable.
本発明のカッティング装置では、高さ検出手段をベースの表面に沿って移動させることによって、高さが変化する地点を検出することができる。ここで、ベースに載置した材料の外縁付近における高さを計測すると、ベースの表面での高さは低いものの、材料の外縁では計測される高さが高くなる。すなわち、計測した高さが変化する地点に載置した材料の外縁が位置していると判断できるため、この外縁の位置に基づいて、ベースに載置された材料が占める材料領域を特定することができる。 In the cutting device of the present invention, the point at which the height changes can be detected by moving the height detection means along the surface of the base. Here, when the height near the outer edge of the material placed on the base is measured, the height measured on the surface of the base is low, but the measured height on the outer edge of the material is high. That is, since it can be determined that the outer edge of the material placed on the base is located at the point where the measured height changes, the material area occupied by the material placed on the base can be specified based on the position of this outer edge. can be done.
ここで、上述したカッティング装置にカットラインに関する情報が入力される入力手段を設け、特定した材料領域の内側にカットラインが存在すると判別される場合は第一移動手段を駆動させて切断手段による材料の切断を実行する一方、カットラインが材料領域を越える場合は材料の切断を不実行とすることによって、意図しない形状での切断を防止することができるため、材料が無駄になることがなくなる。 Here, the cutting device described above is provided with input means for inputting information about the cut line, and when it is determined that the cut line exists inside the specified material region, the first moving means is driven to cut the material by the cutting means. , while not cutting the material when the cut line exceeds the material area, cutting in an unintended shape can be prevented, and the material is not wasted.
また本発明のカッティング装置は、入力したカットラインに関する情報に基づいて、高さ検出手段がカットラインにおける所定点を通過するように移動させることによって、この所定点での高さを計測するように構成してもよい。ここで、計測した所定点での高さがベースの表面と等しければ、この所定点は材料の外側にあると判断できる一方、計測した高さがベースの表面よりも高ければ、この所定点には材料が存在すると判断できるため、カットラインが材料の内側に収まるか否かを特定することができる。そして、カットラインが材料の内側に収まると判別される場合は第一移動手段を駆動させて切断手段による材料の切断を実行する一方、カットラインが材料を越えると判別される場合は材料の切断を不実行とすることによって、意図しない形状での切断を防止することができ、材料が無駄になることがなくなる。 Further, the cutting apparatus of the present invention measures the height at the predetermined point by moving the height detection means so as to pass through the predetermined point on the cut line based on the information on the cut line that has been input. may be configured. Here, if the measured height at a given point is equal to the surface of the base, it can be determined that this given point is outside the material. Since it can be determined that the material exists, it is possible to specify whether the cut line fits inside the material. Then, when it is determined that the cut line fits inside the material, the first moving means is driven to cut the material by the cutting means, and when it is determined that the cut line exceeds the material, the material is cut. can be prevented from being cut in an unintended shape, and the material is not wasted.
このようなカッティング装置は、高さ検出手段で得られる高さが所定値を越える場合は材料の切断を不実行とするように構成することが好ましい。切断される材料は、使用者がベースに載置することが一般的であるため、想定以上の厚みとなる材料が使用される可能性がある。このような厚い材料が使用されると、切断開始前に切断刃が材料に衝突し、切断刃が破損してしまうおそれがあるが、上述のように構成する場合は、このような不具合を防止することができる。 Such a cutting device is preferably constructed so as not to cut the material if the height obtained by the height detection means exceeds a predetermined value. Since the material to be cut is generally placed on the base by the user, there is a possibility that the material used will be thicker than expected. If such a thick material is used, the cutting blade may collide with the material before starting cutting, and the cutting blade may be damaged. can do.
そしてこのようなカッティング装置において、切先までの長さが相違する長尺切断手段と短尺切断手段を含むように構成し、制御手段を、高さ検出手段で得られる高さに応じて長尺切断手段及び短尺切断手段の何れか一方を選択するとともに、選択した何れか一方によって材料を切断するよう第一移動手段を駆動させる場合は、材料の厚みに応じた長さの切断手段を自動的に選択することができるため、使い勝手が向上する。 In such a cutting device, the long cutting means and the short cutting means having different lengths to the tip of the cutting edge are included, and the control means controls the cutting of the long cutting means in accordance with the height obtained by the height detecting means. When one of the cutting means and the short cutting means is selected and the first moving means is driven so as to cut the material by the selected one, the cutting means having a length corresponding to the thickness of the material is automatically selected. can be selected, the usability is improved.
以下、本発明に従うカッティング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における符号1は、本発明に従うカッティング装置の一実施形態を示している。本実施形態のカッティング装置1は、ベース2、ヘッド3、高さ検出手段10を備えている。またヘッド3は、図2~図4に示すように材料Wを切断する切断刃(切断手段)Sを保持している。
An embodiment of a cutting device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
ベース2は、符号Wで示す材料を載置するものであって、材料Wを載置する表面は、本実施形態では図1に示したXYZ直交座標系に対して、そのXY平面に平行に延在しているものとする。なお、本実施形態でXY平面は水平方向に延在するものであり、Z方向は高さ方向である。またベース2の表面は、平面視において、X方向(幅方向)よりもY方向(前後方向)が長くなる矩形状に形成されている。なおベース2の表面には、負圧によって材料Wを吸着保持するための吸着穴が設けられている。またベース2には、カッティング装置1に設けられる各種手段を駆動するための電源、エア源等に接続するための付帯設備の他、使用者がカッティング装置1を操作する際に使用する操作部2aが設けられている。本実施形態の操作部2aは、図1に示すようにベース2の幅方向中央であって、使用者にとって手前側に設けられている。また、カッティング装置1で材料Wを所定の形状に切断するにあたって指定する点の座標の原点Oは、操作部2a付近の使用者から見て、ベース2の右手前に設定している。
The
上述した材料Wは、図示例では平面視において矩形状をなす平板状に形成されたものであるが、形状はこれに限定されるものではない。またその材質は、段ボールのような紙製品や、薄板状の合成樹脂板あるいは金属板、更には比較的厚みのあるポリエチレンや発泡材など、種々のものが含まれる。 Although the material W described above is formed in a flat plate shape having a rectangular shape in plan view in the illustrated example, the shape is not limited to this. Further, the material includes various materials such as paper products such as cardboard, thin synthetic resin plates or metal plates, and relatively thick polyethylene and foam materials.
ベース2とヘッド3との間には、X、Y方向移動手段4、Z方向移動手段5が設けられていて、これによりヘッド3及びヘッド3に保持される切断刃Sは、ベース2に対してX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に移動することができる。また高さ検出手段10は、X軸方向、及びY軸方向に移動できるように構成されていて、本実施形態では後述するように、X、Y方向移動手段4に設けられている。なお、本明細書等において、切断手段を移動させるものと規定する「第一移動手段」は、本実施形態ではX、Y方向移動手段4及びZ方向移動手段5の他、以下に説明するθ方向移動手段6、α方向移動手段7がこれに相当する。また高さ検出手段を移動させるものと規定する「第二移動手段」は、本実施形態ではX、Y方向移動手段4がこれに相当する。すなわち本実施形態では、「第一移動手段」で「第二移動手段」を兼用した例を示している。
Between the
本実施形態のX、Y方向移動手段4は、Y軸方向に延在するとともにベース2に対してX軸方向に間隔をあけて設けられる一対のY軸レール(不図示)と、Y軸レールを摺動するY軸ナット(不図示)と、Y軸ナットに保持されるX軸フレーム4aと、図2に示すようにX軸方向に延在するとともにX軸フレーム4aに対してZ軸方向に間隔をあけて設けられる一対のX軸レール4bと、X軸レール4bを摺動するX軸ナット4cと、X軸ナット4cに保持されるX軸移動ベース4dを含んで構成されている。また詳細な説明は省略するが、X、Y方向移動手段4には、X軸フレーム4aやX軸移動ベース4dを移動させるための駆動手段も含まれていて、本実施形態ではサーボモータを使用している。なお、他のモータ(ステッピングモータなど)を用いてもよい。また、上述したレールとナットとの組み合わせに限られず、タイミングベルトとプーリを利用した機構、ボールねじを用いた機構、ラックとピニオンを利用した機構を用いてもよい。
The X, Y-direction moving means 4 of this embodiment includes a pair of Y-axis rails (not shown) extending in the Y-axis direction and spaced apart from the
またZ方向移動手段5は、Z軸方向に延在するとともにX軸移動ベース4dに対してX軸方向に間隔をあけて設けられる一対のZ軸レール5aと、Z軸レール5aを摺動するZ軸ナット5bと、Z軸ナット5bに保持されるZ軸移動ベース5cを含んで構成されている。更にZ方向移動手段5は、Z軸モータ5dと、Z軸モータ5dの回転によってZ軸移動ベース5cを移動させるボールねじ5eを備えている。
The Z-direction moving means 5 slides on a pair of Z-
ヘッド3は、切断刃SをZ軸周りに回転可能なθ方向移動手段6と、切断刃SをZ軸に直交するα軸(図4参照)周りに回転可能なα方向移動手段7と、切断刃Sを、その長手方向に振動させる振動手段8と、切断刃Sで材料Wを切断する際に材料Wを押えておく材料押圧手段9(図2参照)とを備えている。
The
θ方向移動手段6は、Z軸方向に間隔をあけて設けられる一対のベアリング6aに回転可能に支持されるθ回転軸6bと、θ回転軸6bに保持されるθ軸ベース6c(図3参照)とを含んで構成されている。またθ方向移動手段6は、θ回転軸6bを回転させるものとして、θ回転軸6bに取り付けられるθ軸プーリ6dと、タイミングベルトを介してθ軸プーリ6dを回転させるθ軸モータ6eを備えている。
The .theta.-direction moving means 6 includes a .theta.-
α方向移動手段7は、図3に示すようにθ軸ベース6cに回転可能に支持されるα回転軸7aと、α回転軸7aに取り付けられるα軸プーリ7bと、図2に示すようにタイミングベルトを介してα軸プーリ7bを回転させるα軸モータ7cとを含んで構成されている。更にα方向移動手段7は、α回転軸7aとともに回転するスプラインケース7dと、スプラインケース7dに対して進退可能に設けられるスプライン軸7eと、スプライン軸7eの先端に設けられ、切断刃Sを保持するホルダー7fを備えている。
The α-direction moving means 7 includes, as shown in FIG. 3, an α-rotating
振動手段8は、図2に示すようにスプライン軸7eの後端に連結するクランク8aと、回転可能に軸支されるとともにクランク8aを進退移動させる偏心カム付きシャフト8bと、偏心カム付きシャフト8bに取り付けられる振動付与用プーリ8cと、ベルト(タイミングベルト)を介して振動付与用プーリ8cを回転させる振動付与用モータ8dとを含んで構成されている。すなわち、振動付与用モータ8dによって偏心カム付きシャフト8bが回転すると、その偏心量の振幅をもってクランク8aが振動し、これによりホルダー7fを取り付けたスプライン軸7eも振動するため、ホルダー7fに保持される切断刃Sを長手方向に沿って振動させることができる。
As shown in FIG. 2, the vibrating means 8 includes a crank 8a connected to the rear end of the
切断刃Sは、図2~図4に示すように平刃状になるものであり、図3に示すように平板状になる延在面S1の側縁部には、材料Wを切断する刃先S2が設けられている。切断刃Sは、ホルダー7fに対して取り外し可能であって、ホルダー7fに保持される部位から先端の切先S3までの長さが比較的長い長尺の切断刃(長尺切断手段)や、長さの短い短尺の切断刃(短尺切断手段)の他、刃先S2が延在面S1の両側に設けられた両刃のものや片側だけに設けられた片刃のものなど、種々の切断刃Sを取り付けることができる。
The cutting blade S has a flat blade shape as shown in FIGS. S2 is provided. The cutting blade S is removable from the
材料押圧手段9は、図2に示すように切断刃Sの近傍に設けられる押圧板9aと、押圧板9aをヘッド3に対してZ軸方向に移動可能に支持するガイド9bと、押圧板9aを材料Wに対して押圧するための弾性体9cとを含んで構成されている。
The material pressing means 9 includes, as shown in FIG. 2, a
そして、図1に示した高さ検出手段10は、ベース2の表面に向けて指向され、ベース2に載置された材料Wの高さを計測することができるものである。このような高さ検出手段10としては、例えばレーザ光を利用した非接触型のレーザ型センサを採用することができる。また本実施形態の高さ検出手段10は、X、Y方向移動手段4におけるX軸移動ベース4dに取り付けられていて、X軸方向、Y軸方向に移動して、ベース2の表面全域の高さを計測することができる。
The height detection means 10 shown in FIG. 1 is directed toward the surface of the
またカッティング装置1は、材料Wを所定の形状で切断するためのカットラインに関する情報が入力される入力手段(不図示)を備えている。このような入力手段としては、例えばカッティング装置1に接続される情報端末(コンピュータ)が挙げられる。また、本実施形態におけるカットラインに関する情報とは、カットライン上の複数の点の位置とこれらの点の順序であって、点の位置は、図1に示したベース2の原点Oを基準としてXY座標で指定する。
The
更にカッティング装置1は、このようなX、Y方向移動手段4、Z方向移動手段5、θ方向移動手段6、α方向移動手段7、及び振動手段8、高さ検出手段10、及び入力手段と接続される、不図示のコントロール基板(制御手段)を備えている。コントロール基板は、高さ検出手段10や入力手段からの情報に基づいて、ベース2に載置された材料Wの形状や位置などを特定したり、X、Y方向移動手段4、Z方向移動手段5、θ方向移動手段6、α方向移動手段7、及び振動手段8に対して指令を送って、これらを個別に又は連動して駆動させたりすることができる。
Further, the
次に、このような構成になるカッティング装置1を用いて材料Wを所定の形状で切断する方法について説明する。まず方法1として、高さ検出手段10によってベース2に載置された材料Wが占める領域(材料領域)を特定する方法について説明する。
Next, a method for cutting the material W into a predetermined shape using the
方法1では、まず、材料Wが載置される可能性が高いところに高さ検出手段10を移動させる工程を実行する。本実施形態のカッティング装置1では、入力手段にカットライン上の複数の点の位置を指定する際、ベース2の原点Oを基準としているため、使用者が材料Wを載置する際は、図5(a)に示すように、ベース2の原点O付近になることが多いと予測される。このため、図示したように高さ検出手段10を原点Oに向けて移動させる。このとき高さ検出手段10では、当初はベース2の表面までの高さを計測しているが、原点Oに向けた移動によって材料Wの外縁L1を通過すると、計測される高さが急激に大きくなる。このため、高さが急激に大きくなった地点P1に材料Wの外縁L1が位置することが推定できる。また、材料Wの内側に位置している高さ検出手段10が材料Wの外縁L2を通過して外側に移動すると、高さ検出手段10で計測される高さは急激に小さくなる。このため、高さが急激に小さくなった地点P2に材料Wの外縁L2が位置することが推定できる。なお、高さ検出手段10を移動させる際に材料Wを通過できなければ、更に別の場所に向けて高さ検出手段10を移動させる必要があるが、本実施形態のように材料Wが載置される可能性が高いところに向けて優先的に移動させることによって、材料Wの外縁を効率よく探し出すことができる。
In
また材料Wが載置される可能性が高いところとしては、他にも、図5(b)に示すように使用者に近い場所である操作部2a付近が考えられる。このため、高さ検出手段10を操作部2aに向けて移動させてもよい。また、原点Oに載置される可能性と操作部2a付近に載置される可能性の両方を考慮して、図5(c)に示すように、原点Oと操作部2aの中間付近に向けて高さ検出手段10を移動させてもよい。更に、繰り返し切断作業を行うと、使用者が材料Wを載置する位置の情報を蓄積することができる。このため、以前に載置した材料W’(図5(d)において二点鎖線で示す)に対して、今回載置した材料W(図5(d)において実線で示す)も、これらの材料W’と同じような場所に載置されると予測される。従って、蓄積した情報に基づいて載置される可能性の高い点Rを特定し、この点Rに向けて高さ検出手段10を移動させるようにしてもよい。
Another place where the material W is likely to be placed is the vicinity of the
なお、材料Wの外縁を検出するにあたっては、図示したように高さ検出手段10を、X軸方向及びY軸方向に対して斜めに動かすことによって、より効率よく探し出すことができる。また、この工程の初期段階では、高さ検出手段10を速く移動させることによって、材料Wの外縁を早期に検出し、外縁が検出できた後は、外縁の位置をより正確に検出できるように、高さ検出手段10の移動速度を遅くすることが好ましい。 When detecting the outer edge of the material W, it can be found more efficiently by moving the height detection means 10 obliquely with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction, as shown in the figure. In the initial stage of this process, by moving the height detection means 10 quickly, the outer edge of the material W can be detected early, and after the outer edge can be detected, the position of the outer edge can be detected more accurately. , the moving speed of the height detection means 10 is preferably slowed down.
このようにして材料Wの外縁を検出した後は、材料Wが占める材料領域を特定する工程を実行する。図6(a)に示すように、上述した手順で高さが変化する地点P1、P2を検出できた後は、場所を変えて(例えば図示したようにY軸方向に移動させた後、再び斜めに移動させて)、高さが変化する別の地点P3、P4を検出する。ここで、材料Wの形状が矩形状であると分かっていれば、地点P1、P2、P3、P4を通る直線(本実施形態ではX軸方向、Y軸方向に延在する直線)の内側の領域が、材料Wが占める材料領域Aであると特定できる。なお、実際にベース2に載置された材料Wの外縁は、X軸方向、Y軸方向に対して傾いている可能性もあるが、多くの場合は、材料Wの外縁がベース2の外形と平行になるように置かれると考えられるため、このようにして材料領域Aを特定しても、実際の材料Wが占める領域に対して大きく変わることはない。また、図6(b)に示すように、高さが変化する地点P5、P6、P7、P8を更に検出し、P1とP5を通る直線、P2とP6を通る直線、P3とP7を通る直線、P4とP8を通る直線によって材料領域Aを特定してもよい。なお、高さが変化する地点の検出数は任意であって、検出する地点の数を適宜増やすことによって、材料Wが複雑な形状となる場合や、載置される向きが大きく傾く場合であっても、実際の材料Wにより近い材料領域Aを特定することができる。
After detecting the outer edge of the material W in this manner, the step of identifying the material region occupied by the material W is performed. As shown in FIG. 6A, after the points P1 and P2 where the height changes are detected by the above-described procedure, the position is changed (for example, moved in the Y-axis direction as shown in the figure, and then again diagonally) to detect another point P3, P4 where the height changes. Here, if it is known that the shape of the material W is rectangular, the inside of the straight line (the straight line extending in the X-axis direction and the Y-axis direction in this embodiment) passing through the points P1, P2, P3, and P4 A region can be identified as a material region A occupied by material W. The outer edge of the material W actually placed on the
なお、図6(a)に示す例では、P1とP2を通る直線はY軸方向に延在するものであり、P3とP4を通る直線はX軸方向に延在するものであったが、高さ検出手段10が移動する方向によっては、図6(c)に示すように、これらの直線で矩形状に閉じられないことがある。この場合は、図6(d)に示すように直線の向きを適宜入れ替えることとし、矛盾無く矩形状に閉じられるようにして材料領域Aを特定する。 In the example shown in FIG. 6A, the straight line passing through P1 and P2 extends in the Y-axis direction, and the straight line passing through P3 and P4 extends in the X-axis direction. Depending on the direction in which the height detection means 10 moves, these straight lines may not form a rectangular shape, as shown in FIG. 6(c). In this case, as shown in FIG. 6(d), the direction of the straight line is changed as appropriate, and the material region A is specified so as to be closed in a rectangular shape without contradiction.
材料Wが占める材料領域Aを特定した後は、入力したカットラインが材料領域Aの内側に収まるか否かを判別する工程を実行する。本実施形態のカットラインCは、図7(a)に示すように菱形に近い形状であるとする。また入力手段で入力されたカットラインCに関する情報は、点C1、C2、C3、C4のXY座標と、切断する順番(本実施形態ではC1、C2、C3、C4の順)とする。ここで、図7(a)に示すように、特定した材料領域Aの内側にカットラインCが収まると判別される場合は、所期した菱形に近い形状で材料Wを切断することができると判別できるため、切断刃SをカットラインCに沿って移動させて材料Wの切断を実行する。一方、図7(b)に示すように、カットラインCが材料領域Aを越えると判別される場合は、切断刃Sによる切断を行わず、例えば警告を発して使用者に材料Wの置き直しを促すこととする。このように本実施形態のカッティング装置1によれば、所期した形状で切断できないと予測される場合には切断は行われないため、材料を無駄にすることがない。
After specifying the material region A occupied by the material W, a step of determining whether or not the input cut line fits inside the material region A is executed. It is assumed that the cut line C of this embodiment has a shape close to a rhombus as shown in FIG. 7(a). The information about the cut line C input by the input means is the XY coordinates of the points C1, C2, C3, and C4 and the order of cutting (in this embodiment, the order of C1, C2, C3, and C4). Here, as shown in FIG. 7A, when it is determined that the cut line C fits inside the specified material region A, it is assumed that the material W can be cut in a shape close to the desired rhombus. Since it can be determined, the cutting blade S is moved along the cut line C and the material W is cut. On the other hand, as shown in FIG. 7(b), when it is determined that the cut line C crosses the material area A, cutting by the cutting blade S is not performed, for example, a warning is issued to the user to reposition the material W. to encourage As described above, according to the
また図7(b)に示す状態でも材料Wを意図した通りに切断できるように、コントロール基板に対して、材料領域Aの内側に収まるようにカットラインCの位置を移動させる機能を付加してもよい。 Also, in order to cut the material W as intended even in the state shown in FIG. good too.
載置される材料Wは、想定した以上に厚いものが使用されるおそれがあり、この場合は、切断開始点に移動させる前に切断刃Sが材料Wに衝突し、切断刃Sが破損してしまうおそれがある。このため、高さ検出手段10で検出される高さが所定値以上であれば切断をおこなわず、例えば警告を発するなどして使用者に材料Wの変更を促すことが好ましい。また、ヘッド3を2つ設けるとともに、一方のヘッド3には長尺の切断刃Sを装着し、他方のヘッド3には短尺の切断刃Sを装着しておき、コントロール基板からの指令に基づいて検出される高さに応じた最適な長さの切断刃Sで切断を行うようにしてもよい。なお、ヘッド3を複数設ける以外にも、例えばヘッド3に対して切断刃Sを自動で着脱できるように構成するとともにストッカーに種々の切断刃Sを収納しておき、コントロール基板からの指令に基づいてヘッド3をストッカーまで移動させ、装着済みの切断刃Sから他の切断刃Sに装着し直すようにしてもよい。
The material W to be placed may be thicker than expected. In this case, the cutting blade S collides with the material W before it is moved to the cutting start point, and the cutting blade S is damaged. There is a risk of For this reason, if the height detected by the height detection means 10 is equal to or greater than a predetermined value, it is preferable not to cut the material W but to prompt the user to change the material W by, for example, issuing a warning. In addition, two
本実施形態のカッティング装置1によれば、上述した方法1以外でも、材料Wを所定の形状で切断することができる。次に説明する方法2では、高さ検出手段10を、カットラインCにおける所定点を通過させることによって、カットラインが材料の内側に収まるか否かを特定する。
According to the
方法2では、まず図8(a)に示すように、入力手段によって入力したカットラインCにおける所定点(本実施形態では点C1、C2、C3、C4)を通過するように高さ検出手段10を移動させる工程を実行する。本実施形態のカットラインCは菱形に近い形状であって、点C1、C2、C3、C4はその頂点に位置している。図8(a)に示す例では、高さ検出手段10が点C1、C4、C2、C3の順でこれらの点を通過するようにしている。このようにして高さ検出手段10を移動させることによって、点C1、C2、C3、C4での高さを計測する。
In
その後は、カットラインCが材料Wの内側に収まるか否かを特定する工程を実行する。図8(a)に示す例では、カットラインC上の点C1、C2、C3、C4で計測される高さは全てベース2よりも高くなる。また点C1、C2、C3、C4は、カットラインCの最も外側に位置しているため、これらの内側に位置する部分もベース2よりも高いと推定される。従ってこのような場合には、カットラインCに沿って切断刃Sを移動させることによって、所期した通りの形状で材料Wを切断することができる。一方、例えば点C3で計測される高さが低ければ、材料Wは、図8(b)に示すように載置されていると推定される。すなわち、材料WはカットラインCからはみ出す位置に載置されていると推定されるため、この場合は切断刃Sによる切断を行わず、上述した方法1のように警告を発して材料Wの置き直しを促すようにすればよい。
After that, a step of specifying whether or not the cut line C fits inside the material W is executed. In the example shown in FIG. 8A, the heights measured at points C1, C2, C3, and C4 on the cutline C are all higher than the
以上、本発明のカッティング装置について具体的な実施形態を示して説明したが、本発明はこれまでに述べた実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に従う範疇で種々の変更を加えたものも含まれる。例えば上述した実施形態では、固定した材料Wに対して切断刃Sを動かすことによって切断を行うようにしていたが、固定した切断刃Sに対して材料Wを動かすようにしてもよい。また、高さ検出手段10は、切断刃Sを移動させるX、Y方向移動手段4に設けたが、これとは別に設けられる他のX、Y方向移動手段に設けてもよい。また、上述した実施形態の高さ検出手段10は非接触型のセンサであったが、Z軸方向に移動可能な接触型のセンサを採用してもよい。なお、高さ検出手段10が移動する向きなどは任意に設定できるものであって、図面に示した軌跡に限定されるものではない。 As described above, the cutting device of the present invention has been described by showing specific embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. Also included. For example, in the embodiment described above, cutting is performed by moving the cutting blade S with respect to the fixed material W, but the material W may be moved with respect to the fixed cutting blade S. Moreover, although the height detection means 10 is provided in the X, Y direction moving means 4 for moving the cutting blade S, it may be provided in another X, Y direction moving means provided separately. Moreover, although the height detection means 10 of the above-described embodiment is a non-contact sensor, a contact sensor that can move in the Z-axis direction may be employed. The direction in which the height detection means 10 moves can be set arbitrarily, and is not limited to the trajectory shown in the drawings.
1 :カッティング装置
2 :ベース
2a :操作部
3 :ヘッド
4 :X、Y方向移動手段(第一移動手段、第二移動手段)
4a :X軸フレーム
4b :X軸レール
4c :X軸ナット
4d :X軸移動ベース
5 :Z方向移動手段(第一移動手段)
5a :Z軸レール
5b :Z軸ナット
5c :Z軸移動ベース
5d :Z軸モータ
5e :ボールねじ
6 :θ方向移動手段(第一移動手段)
6a :ベアリング
6b :θ回転軸
6c :θ軸ベース
6d :θ軸プーリ
6e :θ軸モータ
7 :α方向移動手段(第一移動手段)
7a :α回転軸
7b :α軸プーリ
7c :α軸モータ
7d :スプラインケース
7e :スプライン軸
7f :ホルダー
8 :振動手段
8a :クランク
8b :偏心カム付きシャフト
8c :振動付与用プーリ
8d :振動付与用モータ
9 :材料押圧手段
9a :押圧板
9b :ガイド
9c :弾性体
10 :高さ検出手段
A :材料領域
C :カットライン
S :切断刃(切断手段)
W :材料
Reference Signs List 1: Cutting device 2:
4a:
5a: Z-
6a:
7a: α-rotating
W: Material
Claims (6)
前記材料を切断するための切断手段と、
前記切断手段を保持するとともに前記ベースに載置された前記材料に対して該切断手段を移動させて該材料を切断する第一移動手段と、
前記ベースの表面に向けて指向される高さ検出手段と、
前記高さ検出手段をX方向及びY方向に移動させる第二移動手段と、
前記第一移動手段、前記高さ検出手段、及び前記第二移動手段に接続される制御手段と、を備えるカッティング装置において、
前記制御手段は、前記第二移動手段によって前記高さ検出手段を前記ベースの表面に沿って移動させ、該高さ検出手段で得られる高さが変化する地点に基づいて前記材料の外縁を検出して該ベースに載置された該材料が占める材料領域を特定するカッティング装置。 a base that extends parallel to the XY plane and on which the material is placed;
a cutting means for cutting said material;
a first moving means for holding the cutting means and moving the cutting means with respect to the material placed on the base to cut the material;
height detection means directed toward the surface of the base;
a second moving means for moving the height detection means in the X direction and the Y direction ;
A cutting device comprising: the first movement means, the height detection means, and the control means connected to the second movement means,
The control means moves the height detection means along the surface of the base by the second movement means, and detects the outer edge of the material based on the point at which the height obtained by the height detection means changes. to identify the material area occupied by the material placed on the base.
前記制御手段は、前記材料領域の内側に前記カットラインが収まると判別される場合は前記第一移動手段を駆動させて前記切断手段による前記材料の切断を実行する一方、該カットラインが該材料領域を越えると判別される場合は該材料の切断を不実行とする請求項1に記載のカッティング装置。 An input means for inputting information on a cut line for cutting the material into a predetermined shape,
When it is determined that the cut line fits inside the material area, the control means drives the first moving means to cut the material by the cutting means, and the cut line is cut on the material. 2. A cutting apparatus according to claim 1, wherein cutting of said material is not performed if it is determined that the area is exceeded.
前記材料を切断するための切断手段と、
前記切断手段を保持するとともに前記ベースに載置された前記材料に対して該切断手段を移動させて該材料を切断する第一移動手段と、
前記ベースの表面に向けて指向される高さ検出手段と、
前記高さ検出手段をX方向及びY方向に移動させる第二移動手段と、
前記材料を所定の形状で切断するためのカットラインに関する情報が入力される入力手段と、
前記第一移動手段、前記高さ検出手段、前記第二移動手段、及び前記入力手段に接続される制御手段と、を備えるカッティング装置において、
前記制御手段は、前記高さ検出手段が前記カットラインにおける所定点を通過するように前記第二移動手段を移動させ、該高さ検出手段で得られる該所定点での高さに基づいて、前記ベースに載置された前記材料に対して該カットラインが該材料の内側に収まるか否かを特定するカッティング装置。 a base that extends parallel to the XY plane and on which the material is placed;
a cutting means for cutting said material;
a first moving means for holding the cutting means and moving the cutting means with respect to the material placed on the base to cut the material;
height detection means directed toward the surface of the base;
a second moving means for moving the height detection means in the X direction and the Y direction ;
input means for inputting information about a cut line for cutting the material into a predetermined shape;
A cutting device comprising a control means connected to the first movement means, the height detection means, the second movement means, and the input means,
The control means moves the second moving means so that the height detection means passes through a predetermined point on the cut line, and based on the height at the predetermined point obtained by the height detection means, A cutting device for determining whether the cut line fits inside the material placed on the base.
前記制御手段は、前記高さ検出手段で得られる高さに応じて前記長尺切断手段及び前記短尺切断手段の何れか一方を選択するとともに、選択した該長尺切断手段及び該短尺切断手段の何れか一方によって前記材料を切断するよう前記第一移動手段を駆動させる請求項1~5の何れか一項に記載のカッティング装置。 The cutting means includes long cutting means and short cutting means having different lengths to the cutting edge,
The control means selects one of the long-length cutting means and the short-length cutting means according to the height obtained by the height detection means, and selects the selected long-length cutting means and short-length cutting means. A cutting device according to any one of claims 1 to 5, wherein either one drives the first moving means to cut the material.
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