裁断方法および裁断装置
【課題】消費電力を減らし、省力化を図る。
【解決手段】裁断装置２は、被裁断材が載置される固定盤３の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型５が取り付けられた可動盤４と、可動盤４を定速度Ｈで上下動させ被裁断材をカットする駆動制御装置２０と、固定盤３上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備えている。駆動制御装置２０は、クランク軸機構６と、このクランク軸機構６に減速機１１を介して連結されたサーボモータ１２と、このサーボモータ１２にサーボアンプ１３および位置決めユニット１４を介して電気的に接続されたシーケンサ１６とを備えている。シーケンサ１６は、サーボモータ１２により可動盤４が上下動する行程中の速度を可変に制御し、可動盤４の上昇時、可動盤４を、裁断完了後刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度Ｈより遅い速度Ｌで上昇させ、消費電力を抑制する。
【解決手段】裁断装置２は、被裁断材が載置される固定盤３の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型５が取り付けられた可動盤４と、可動盤４を定速度Ｈで上下動させ被裁断材をカットする駆動制御装置２０と、固定盤３上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備えている。駆動制御装置２０は、クランク軸機構６と、このクランク軸機構６に減速機１１を介して連結されたサーボモータ１２と、このサーボモータ１２にサーボアンプ１３および位置決めユニット１４を介して電気的に接続されたシーケンサ１６とを備えている。シーケンサ１６は、サーボモータ１２により可動盤４が上下動する行程中の速度を可変に制御し、可動盤４の上昇時、可動盤４を、裁断完了後刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度Ｈより遅い速度Ｌで上昇させ、消費電力を抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動制御により被裁断材を所望の製品にカットする裁断方法および裁断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、被裁断材を所望の製品にカットする裁断装置は、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、可動盤を定速度で上下動させ被裁断材をカットする駆動制御装置と、固定盤上の被裁断材を移動させる移動テーブルとを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような、裁断装置では、予め決められた一定の速度で可動盤を上下動させるようにしている。係る装置では、裁断時に裁断速度を変化させることができないため、被裁断材の材質に応じて確実に裁断することが難しいという問題があった。このため、本出願人等は、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、可動盤を裁断の間のみ予め設定された低速度で降下させるようにした裁断装置を提案した（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６２５９０号公報
【特許文献２】特開２００６−２８９５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の装置では、たとえ可動盤が上下動する行程中の速度を裁断の間のみ低速とすることがあっても、効率の観点から、短時間で大量に最終製品を製造するため、可動盤上昇時には、定速または高速で迅速に可動盤を上昇させ動作時間の短縮化をはかるようにしている。このため、重量のある可動盤を定速または高速運転で上昇させる際、裁断装置の規格に応じた消費電力が消費される。ところで、上記従来の移動テーブルを備えた裁断装置では、可動盤を上下動させるのに消費される電力は、装置全体のほぼ９０％を占め、移動テーブルなど他の駆動機構に比較して消費電力に占める割合が特に高い。他方、裁断装置の高性能化に伴って、短時間で大量に最終製品を製造することが可能になった反面、製造された最終製品を納品するまでに日数があったり時間的余裕がある場合、最終製品製造後、裁断機は使用されることがなく、電源が落とされ休止される。このため、最終製品製造には、製造時間に関係なく可動盤の上下動作の回数に応じて定速または高速運転時の消費電力を消費せざるを得ず、消費電力を抑制することが難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、簡素な構成で、裁断装置の電力消費量を抑制することができる裁断方法および裁断装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る裁断方法は、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断方法であって、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、可動盤を、裁断完了後刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させるようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の請求項１に係る裁断方法では、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断方法であって、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、可動盤を、裁断完了後刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させるようにしたことにより、可動盤上昇時、可動盤が下死点から上昇する際に通常運転の場合に較べて可動盤の上昇速度が低下させられると、駆動制御装置の消費電力が抑制される。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る裁断方法は、可動盤を、被裁断材の厚みに応じて刃型が裁断直前位置から裁断完了位置に達するまでの間のみ予め設定された低速度で降下させるようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の請求項２に係る裁断方法では、可動盤を、被裁断材の厚みに応じて刃型が裁断直前位置から裁断完了位置に達するまでの間のみ予め設定された低速度で降下させるようにしたことにより、裁断の間を、被裁断材の厚みに応じて刃型が裁断直前位置から裁断完了位置に達するまでの間としたので、低速の時間を短くして作業が効率化される。
【００１０】
さらに、本発明の請求項３に係る裁断方法は、裁断時、可動盤を被裁断材の材質に応じて、刃型を裁断完了位置で予め設定された時間保持し押し付けた状態のままにするようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項３に係る裁断方法では、裁断時、可動盤を被裁断材の材質に応じて、刃型を裁断完了位置で予め設定された時間保持し押し付けた状態のままにするようにしたことにより、裁断時、刃型が裁断完了位置で予め設定された時間保持されるよう可動盤を制御するようにしたので、刃型は設定された時間裁断完了位置で被裁断材に押し当てられたままとなり、裁断しにくい被裁断材であっても確実にカットすることができる。
【００１２】
本発明の請求項４に係る裁断方法は、可動盤の上下のストローク幅を可変にしたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項４に係る裁断方法では、可動盤の上下のストローク幅を可変にしたことにより、被裁断材の材質に応じて可動盤の上下のストローク幅を短くすると作業時間が短縮される。
【００１４】
本発明の請求項５に係る裁断装置は、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断装置であって、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、最も下方の位置に達した可動盤を、刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させる駆動制御装置を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項５に係る裁断装置では、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断装置であって、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、最も下方の位置に達した可動盤を、刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させる駆動制御装置を備えたことにより、可動盤上昇時、可動盤が下死点から上昇する際に通常運転の場合に較べて可動盤の上昇速度が低下させられると、駆動制御装置の消費電力が抑制される。
【００１６】
本発明の請求項６に係る裁断装置は、駆動制御装置は、可動盤を上下動させるクランク軸機構と、このクランク軸機構のクランクシャフト一端に減速機を介して接続されたサーボモータと、このサーボモータに電気的に接続されたサーボアンプと、このサーボアンプと位置決めユニットおよびアナログ入力ユニットを介して電気的に接続され、予め入力された作業プログラムが収納された制御部と、制御部と電気的に接続された表示装置と、クランクシャフトの他端に接続されたエンコーダと、このエンコーダと電気的に接続されるとともに、アナログ入力ユニットと制御部とに電気的に接続された高速カウンタとを備えるようにしたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項６に係る裁断装置では、駆動制御装置は、可動盤を上下動させるクランク軸機構と、このクランク軸機構のクランクシャフト一端に減速機を介して接続されたサーボモータと、このサーボモータに電気的に接続されたサーボアンプと、このサーボアンプと位置決めユニットおよびアナログ入力ユニットを介して電気的に接続され、予め入力された作業プログラムが収納された制御部と、制御部と電気的に接続された表示装置と、クランクシャフトの他端に接続されたエンコーダと、このエンコーダと電気的に接続されるとともに、アナログ入力ユニットと制御部とに電気的に接続された高速カウンタとを備えていることにより、サーボモータを制御することにより、可動盤が上下動する速度を可変に制御することができるとともに、クランク軸を揺動させて可動盤の上下のストローク幅を可変にすることができる。また、可動盤の上下動速度を自在に制御できるので、可動盤上昇時の速度を予め設定された定速度より低い速度にし、消費電力を抑制する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１に係る裁断方法では、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断方法であって、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、可動盤を、裁断完了後刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させるようにしたので、消費電力を抑制し、コストダウンを図ることができる。
【００１９】
本発明の請求項５に係る裁断装置では、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断装置であって、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、最も下方の位置に達した可動盤を、刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させる駆動制御装置を備えたので、消費電力を抑制し、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は本発明の一実施例に係る裁断装置の構成図である。（実施例１）
【図２】図２は図１の裁断装置の可動盤とクランク軸機構とを示す説明図である。
【図３】図３は従来と比較して示す説明図で、（Ａ）および（Ｂ）は従来の例を、（Ｃ）ないし（Ｅ）は本発明の実施例をそれぞれ示す。
【図４】図４はクランク軸が回転する際の裁断時の減速パターンを示す図である。
【図５】図５はクランク軸が下死点を通過して揺動する際の裁断時の減速パターンを示す図である。
【図６】図６はクランク軸が下死点を通過せずに揺動する際の裁断時の減速パターンを示す図である。
【図７】図７の（Ａ）ないし（Ｅ）はそれぞれ、クランク軸が回転する際の裁断時の減速パターン毎にサーボモータの回転速度とクランク軸角度との関係を示すグラフである。
【図８】図８の（Ａ）ないし（Ｅ）はそれぞれ、クランク軸が揺動する際の裁断時の減速パターン毎にサーボモータの回転速度とクランク軸角度との関係を示すグラフである。
【図９】図９の（Ａ）ないし（Ｃ）はそれぞれ、クランク軸機構を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
消費電力を抑制するという目的を、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、可動盤を定速度で上下動させ被裁断材をカットする駆動制御装置と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断方法であって、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、可動盤を、裁断完了後刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させるようにしたことにより実現した。
【実施例１】
【００２２】
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は、本発明の一実施例に係る裁断装置の構成図である。本実施例に係る裁断装置２は、図１に示すように、上面を被裁断材（図示せず）が搬送される固定盤３と、固定盤３の上方に上下動可能に設けられた可動盤４と、この可動盤４の下面に交換可能に取り付けられる刃型５と、可動盤４および図示しない被裁断材の送出し機構を、入力された作業プログラムに基づいて動作させる駆動制御装置２０とを備えて構成される。被裁断材は、樹脂フィルム、セロハン、パッキン、フェルト、スポンジ、ゴム、ウレタンフォーム、アルミホイール、銅ホイール、布、紙だけでなく、高強度不織布、高強度織布、高粘着材、高強度延材等、ロール素材、シート素材が用いられ軟質硬質を問わず裁断力の異なる種々の素材が用いられる。
【００２３】
可動盤４には、可動盤４を固定盤３に対して一定の上下ストロークで上下動させるクランク軸機構６が連結される（図２の（Ａ）、（Ｂ）参照）。クランク軸機構６は、図９の（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように、固定盤３の下側で被裁断材の搬送方向に対して直交する方向に設けられたクランクシャフト７と、可動盤４の上盤３０の両側から下方に延びたスライドシャフト３１に取り付けられたスライドブロック３２と、両スライドブロック３２間を連結するジョイントシャフト３３と、一端側がこのジョイントシャフト３３の両側にそれぞれ回動自在に連結されるとともに他端に形成された円孔３４にクランクシャフト７のクランクピン７Ａが挿通されたコネクティングプレート３５とを備えて構成される。クランク軸機構６は、クランクシャフト７が回転駆動されると、クランクピン７Ａが円孔３４内周面に沿って回り、偏心コネクティングプレート３５の上部が揺動しつつ上下動してジョイントシャフト３３を上下動させ、可動盤４を固定盤３に対して一定のストロークＳｔ１（本実施例の場合、４０mm）で上下動させるようになっている。
【００２４】
駆動制御装置２０は、図１に示すように、クランク軸機構６と、このクランク軸機構６のクランクシャフト７の一端に接続された減速機１１と、この減速機１１に連結されクランクシャフト７を回転駆動するサーボモータ１２と、このサーボモータ１２に電気的に接続されたサーボアンプ１３と、このサーボアンプ１３と位置決めユニット１４およびアナログ入力ユニット１５を介して電気的に接続されたシーケンサ（制御部）１６とを備えている。シーケンサ１６には、ディスプレー装置１７が電気的に接続される。シーケンサ１６はマイクロプロセッサの機能を果たすもので、シーケンサ１６には、記憶装置（メモリ、ＦＤドライブ、ＦＤ）やキーボードが接続される。シーケンサ１６に内蔵されたメモリ、または、記憶装置には、複数の作業プログラムが予め記憶される。この作業プログラムには、被裁断材の寸法、ショット数、送り量等の製品情報、この製品情報に適合する刃型５の刃型指示情報、各刃型の刃高データ等が含まれる。ここでいう刃高とは、可動盤４の下面から刃型の刃先端までの高さをいう。駆動制御装置２０は、予め作業プログラムが収納されたシーケンサ１６からの指令信号が位置決めユニット１４を介してサーボアンプ１３に出力されると、サーボアンプ１３は、位置決めユニット１４からの指令信号を受けてサーボモータ１２を制御して駆動するようになっている。また、サーボアンプ１３はアナログ入力ユニット１５にサーボモータ１２のモータトルク値をアナログ電圧で出力するようになっている。駆動制御装置２０は、図示しない送り出し機構を駆動し被裁断材を固定盤３に向けて送り出すようになっている。
【００２５】
駆動制御装置２０は、クランクシャフト７の他端に接続されたエンコーダ（検出器）１８と、このエンコーダ１８と電気的に接続されるとともに、アナログ入力ユニット１５とシーケンサ１６とに電気的に接続される高速カウンタ１９とを備えている。高速カウンタ１９は、エンコーダ１８を介してクランクシャフト７の回転角度を検出すると、その信号をシーケンサ１６に出力し、ディスプレー装置１７に表示するようになっている。また、高速カウンタ１９は検出されたクランクシャフト７の回転角度のデータをアナログ入力ユニット１５にアナログ電圧で出力するようになっている。シーケンサ１６は、位置決めユニット１４によりサーボアンプ１３を制御しつつ、アナログ入力ユニット１５および高速カウンタ１９、さらに機械構成により予め一意に決定される値を参照して、刃型５が裁断を行う裁断部の裁断力を演算し、その結果をディスプレー装置１７に表示するようになっており、これら構成要素により裁断力表示機構を構成している。すなわち、裁断力表示機構は、裁断時、サーボモータ１２にかかる負荷を検出して演算し（サーボモータ１２に流れる裁断負荷電流値を変換して演算し）、演算結果を裁断力として表示するようになっている。このため、裁断力をリアルタイムで確認しながら作業を行うことができるので、裁断力が適切かどうか監視しながら作業を行うことができる。このため、不良品の発生を未然に防ぐことができる。また、裁断力を考慮して被裁断材の材質に合致した最適な裁断速度を設定することができる
【００２６】
上記裁断装置２では、サーボモータ１２が減速機１１を介してクランクシャフト７に連結されているので、クランクシャフト７の回転を、回転中に変速させ、加速したり減速したりできるようになっている。このように可動盤４が上下動する行程中の速度を可変に制御することができるので、従来の装置と同様に、入力されるどのような作業プログラム（被裁断材の寸法、ショット数、送り量等の製品情報）にも対応して短時間で大量の製品を加工できるように可動盤４を高速の定速度Ｈで上下動させ、被裁断材を固定盤３側に送り出すことができるようになっている。すなわち、短時間で大量の製品の生産を可能にするため、サーボモータ１２の駆動性能と図示しない送り出し機構の性能とが決定され、それに基づいて装置全体の定格電力が決められている。このうち、サーボモータ１２の駆動により消費される消費電力の割合が装置全体の消費電力に対して特に高い割合を占めている。
【００２７】
ところで、本実施例に係る裁断装置２では、可動盤４が最下方位置から、すなわち、刃型５の裁断完了位置から刃型５が被裁断材から離脱するまでの間、高速の定速度Ｈより遅い速度Ｌ（Ｌ＜Ｈ）で上昇させるようにしている。このように構成することにより、サーボモータ１２の駆動により消費される消費電力が抑制される。すなわち、可動盤４が下死点から上昇に移る上昇初期時には、高速で駆動能力をフルに発揮させて動作させないで、可動盤４の上昇速度を定速度Ｈより低速とすることにより、消費される電力を大幅に削減するようにしている。そして、刃型５が被裁断材から離脱した後は、可動盤４を定速度Ｈで上死点まで上昇させるようにしている（図３の（Ｃ）ないし（Ｅ）参照）。
【００２８】
本出願人等は、実際に実機で実験したところ、可動盤４の降下速度と上昇速度とをいずれも定速Ｈとした場合（図３の（Ａ）参照）と比べ、図３の（Ｃ）ないし（Ｅ）に示すように、可動盤４の降下時の降下速度は定速度Ｈのままで、刃型５の裁断完了位置（可動盤４の最下方位置）から刃型が被裁断材から離脱するまでの間、上昇速度を定速度Ｈよりわずかに落として遅くしただけで（遅い速度Ｌ＜Ｈ）、定格電流は最大５０％の電力抑制が可能になった。すなわち、可動盤を４を上昇させる場合の方が降下させる場合より多くの電力を消費するからである。好ましくは、作業効率が大きく損なわれない範囲で定格電流の５０％以下で可動盤４を上昇させることが望ましく、予め削減目標の消費電力を設定し、それに応じた可動盤４の上昇速度を決定するようにしてもよい。上述のように、図３の（Ｃ）は、被裁断材を裁断する際も高速の定速度Ｈで裁断し、刃型５の裁断完了位置（可動盤４の最下方位置）から刃型が被裁断材から離脱するまでの間、低速Ｌとした例を、図３の（Ｄ）は、被裁断材を裁断する際に低速Ｌで裁断し、刃型５の裁断完了位置から刃型が被裁断材から離脱するまでの間も、低速Ｌとした例を、図３の（Ｅ）は、被裁断材を裁断する際に低速Ｌで裁断し、可動盤４が最下方位置に達すると、その位置で所定時間Ｔ１可動盤４の動きを停止させ、その後、刃型５の裁断完了位置から刃型が被裁断材から離脱するまでの間を低速Ｌとした例をそれぞれ示している。なお、図３の（Ｂ）は、図３の（Ａ）と同様に、従来の例を比較して示す説明図で、可動盤４を高速で降下させ、裁断時のみ低速Ｌとし、上昇時には、可動盤４を下死点から直ちに高速Ｈで上昇させるようにした例を示している。
【００２９】
このように、本実施例に係る裁断装置２では、可動盤４を所定の定速度（高速度）Ｈで降下させ、裁断完了後から刃型５が被裁断材から離脱するまでの間、定速度Ｈより低速Ｌで上昇させるようにしている。そして、裁断時には、クランク運動により可動盤４の速度はクランクシャフト７が下死点に近づくに従い減速され、下死点に達すると最も速度が減速され、その後、再び加速される。裁断時のクランク運動による減速は、被裁断材の質に応じて予め設定される。裁断終了後は、上昇の初期時のみ上述のように定速度Ｈより遅い速度Ｌで加速され、刃型５が被裁断材から離脱すると再び定速度Ｈで上昇するようになっている。
【００３０】
つまり、本実施例に係る裁断装置２では、クランクシャフト７が３６０°回転することにより可動盤４がストローク幅Ｓｔ１で上下動する際、図３の（Ｄ）に示すように、可動盤４を、裁断の間のみ予め設定された低速度Ｌで降下させ、しかも、裁断以外の降下時には定速Ｈで、被裁断材から離脱するまでの上昇時には定速Ｈより低速Ｌ（Ｈ＜Ｌ）で上下動させるようにしている。（図４のパターンＢおよび図７の（Ｄ）参照）。すなわち、被裁断材の材質に応じて、例えば、裁断しにくい材質の場合、裁断時の刃型５の速度を予め遅くするよう設定し、クランク運動に起因してクランクシャフト７が下死点に近づくに従い減速されるのに加え、裁断時には、クランクシャフト７の回転を減速させて、確実にカットするようにしている。そして、裁断完了後、可動盤４の上昇時には、刃型５が被裁断材から離脱するまで降下時の速度（定速度Ｈ）より遅い速度Ｌで上昇させ、刃型５が被裁断材から離脱した後、降下時の速度（定速度Ｈ）と同じ速度で上昇させるようにしている。なお、本実施例でいう刃型５の裁断開始位置とは、降下している刃型５が被裁断材の上面に達する位置または被裁断材に接する位置をいい、刃型５の裁断完了位置は、刃型５が被裁断材をカットし終わり刃型５が最下端位置または最下端に近いところにある位置をいう。
【００３１】
また、駆動制御装置２０は、被裁断材の材質に応じて、例えば、より遅い速度で裁断を行うことが好ましい材質の場合、刃型が裁断直前位置から裁断完了位置に達するまでの間、上記低速度Ｌよりさらに減速させた速度Ｌｖ（Ｌｖ＜Ｌ）で可動盤４を降下させるようにすることもできる。このため、より遅い速度で裁断を行うことが求められる被裁断材であっても、確実にカットすることができる。
【００３２】
さらに、駆動制御装置２０は、裁断時、刃型５が裁断完了位置で予め設定された時間Ｔ１保持されるよう可動盤４を制御するようになっている（図３の（Ｅ）、図４のパターンＣおよび図７の（Ｅ）参照）。このため、被裁断材の材質に応じて、例えば、軟質であったり伸びやすい材質の被裁断材であっても、刃型５を裁断完了位置で設定された時間Ｔ１の間押し付けた状態のままにしておくことで、カットしやすくなる。また、この裁断装置２は、クランクシャフト７をサーボモータ１２で駆動するようにしているので、クランクシャフト７を一方向に回転させることができるだけでなく、クランクシャフト７を下死点を通過させ、かつ、下死点を中心に３６０度以内の角度で正逆に回動させることにより、可動盤４の上下のストローク幅Ｓｔ２を上記ストローク幅Ｓｔ１より短くすることができる（ストローク幅Ｓｔ２＜ストローク幅Ｓｔ１、図５のパターンＤないしパターンＦ、図８の（Ｃ）ないし（Ｅ）参照）。さらに、クランクシャフト７を、下死点を通過させないようにし、かつ、１８０度以内の角度で正逆に回動させることにより、可動盤４の上下のストローク幅Ｓｔ３を短くすることができる（ストローク幅Ｓｔ３＜ストローク幅Ｓｔ２＜ストローク幅Ｓｔ１、図６のパターンＧないしパターンＩ参照）。このため、裁断以外の可動盤４の上下動の無駄な動作を省略することができ、作業時間を短縮することができる。
【００３３】
次に、本発明に係る裁断方法について、上記実施例に係る裁断装置２の作用に基づいて説明する。裁断装置２は、固定盤３の上面に図示しない送り出し機構により被裁断材を順次送り込むとともに、駆動制御装置２０により可動盤４の刃型５を上下動させ被裁断材をカットするようにしている。駆動制御装置２０は、予め作業プログラムが収納されたシーケンサ６により被裁断材の材質やカットの仕方に応じて作業プログラムが選択されると、この作業プログラムに基づいて、位置決めユニット１４に位置決め情報が送出され、この位置決め情報に基づいてサーボアンプ１３がサーボモータ１２を制御して駆動させ、サーボモータ１２の駆動力は減速機１１を介してクランクシャフト７に伝達される。クランクシャフト７の回転駆動により可動盤４は上下動される。サーボモータ１２は、シーケンサ１６の作業プログラムに基づいて、刃型５が上方位置から裁断直前の位置に達するまでの間、可動盤４を予め設定された速い定速度Ｈで降下させると（第１のステップ）、続いて、刃型５が裁断を開始して完了するまでの間、可動盤４を予め設定された遅い速度Ｌで降下させ（第２のステップ）、刃型５の裁断完了後、刃型５が裁断完了位置から被裁断材から離脱するまでの間、降下時の設定速度（定速度Ｈ）より遅い速度Ｌで上昇させるようにしている（第３のステップ）。そして、刃型５が被裁断材から離脱した位置から最も上方の位置に達するまで降下時の設定速度（定速度Ｈ）と同じ速度で上昇させるようにしている（第４のステップ）。このため、しかも、裁断完了後から刃型５が被裁断材から離脱間での間、定速Ｈより遅い速度Ｌ上昇させるようにしているので、サーボモータ１２の消費電力を抑制することができる。このため、作業時間をわずかに延長するだけで、大きな省エネ効果が得られる。しかも、被裁断材の材質に応じて、すなわち、裁断のしにくさ等に応じて、裁断時の刃型５の速度を予め遅くするよう設定することができ、たとえ材質の異なる被裁断材であっても単一の装置で確実にカットすることができる。
【００３４】
なお、上記実施例に係る裁断装置２では、上下動させる機構をクランク軸機構６により構成しているがこれに限られるものではなく、クランク軸機構に代えてカム機構により構成してもよいことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３５】
２ 裁断装置
３ 固定盤
４ 可動盤
５ 刃型
２０ 駆動制御装置
Ｈ 定速度
Ｌ 低速（定速度より遅い速度）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動制御により被裁断材を所望の製品にカットする裁断方法および裁断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、被裁断材を所望の製品にカットする裁断装置は、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、可動盤を定速度で上下動させ被裁断材をカットする駆動制御装置と、固定盤上の被裁断材を移動させる移動テーブルとを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような、裁断装置では、予め決められた一定の速度で可動盤を上下動させるようにしている。係る装置では、裁断時に裁断速度を変化させることができないため、被裁断材の材質に応じて確実に裁断することが難しいという問題があった。このため、本出願人等は、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、可動盤を裁断の間のみ予め設定された低速度で降下させるようにした裁断装置を提案した（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６２５９０号公報
【特許文献２】特開２００６−２８９５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の装置では、たとえ可動盤が上下動する行程中の速度を裁断の間のみ低速とすることがあっても、効率の観点から、短時間で大量に最終製品を製造するため、可動盤上昇時には、定速または高速で迅速に可動盤を上昇させ動作時間の短縮化をはかるようにしている。このため、重量のある可動盤を定速または高速運転で上昇させる際、裁断装置の規格に応じた消費電力が消費される。ところで、上記従来の移動テーブルを備えた裁断装置では、可動盤を上下動させるのに消費される電力は、装置全体のほぼ９０％を占め、移動テーブルなど他の駆動機構に比較して消費電力に占める割合が特に高い。他方、裁断装置の高性能化に伴って、短時間で大量に最終製品を製造することが可能になった反面、製造された最終製品を納品するまでに日数があったり時間的余裕がある場合、最終製品製造後、裁断機は使用されることがなく、電源が落とされ休止される。このため、最終製品製造には、製造時間に関係なく可動盤の上下動作の回数に応じて定速または高速運転時の消費電力を消費せざるを得ず、消費電力を抑制することが難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、簡素な構成で、裁断装置の電力消費量を抑制することができる裁断方法および裁断装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る裁断方法は、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断方法であって、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、可動盤を、裁断完了後刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させるようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の請求項１に係る裁断方法では、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断方法であって、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、可動盤を、裁断完了後刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させるようにしたことにより、可動盤上昇時、可動盤が下死点から上昇する際に通常運転の場合に較べて可動盤の上昇速度が低下させられると、駆動制御装置の消費電力が抑制される。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る裁断方法は、可動盤を、被裁断材の厚みに応じて刃型が裁断直前位置から裁断完了位置に達するまでの間のみ予め設定された低速度で降下させるようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の請求項２に係る裁断方法では、可動盤を、被裁断材の厚みに応じて刃型が裁断直前位置から裁断完了位置に達するまでの間のみ予め設定された低速度で降下させるようにしたことにより、裁断の間を、被裁断材の厚みに応じて刃型が裁断直前位置から裁断完了位置に達するまでの間としたので、低速の時間を短くして作業が効率化される。
【００１０】
さらに、本発明の請求項３に係る裁断方法は、裁断時、可動盤を被裁断材の材質に応じて、刃型を裁断完了位置で予め設定された時間保持し押し付けた状態のままにするようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項３に係る裁断方法では、裁断時、可動盤を被裁断材の材質に応じて、刃型を裁断完了位置で予め設定された時間保持し押し付けた状態のままにするようにしたことにより、裁断時、刃型が裁断完了位置で予め設定された時間保持されるよう可動盤を制御するようにしたので、刃型は設定された時間裁断完了位置で被裁断材に押し当てられたままとなり、裁断しにくい被裁断材であっても確実にカットすることができる。
【００１２】
本発明の請求項４に係る裁断方法は、可動盤の上下のストローク幅を可変にしたことを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項４に係る裁断方法では、可動盤の上下のストローク幅を可変にしたことにより、被裁断材の材質に応じて可動盤の上下のストローク幅を短くすると作業時間が短縮される。
【００１４】
本発明の請求項５に係る裁断装置は、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断装置であって、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、最も下方の位置に達した可動盤を、刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させる駆動制御装置を備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項５に係る裁断装置では、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断装置であって、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、最も下方の位置に達した可動盤を、刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させる駆動制御装置を備えたことにより、可動盤上昇時、可動盤が下死点から上昇する際に通常運転の場合に較べて可動盤の上昇速度が低下させられると、駆動制御装置の消費電力が抑制される。
【００１６】
本発明の請求項６に係る裁断装置は、駆動制御装置は、可動盤を上下動させるクランク軸機構と、このクランク軸機構のクランクシャフト一端に減速機を介して接続されたサーボモータと、このサーボモータに電気的に接続されたサーボアンプと、このサーボアンプと位置決めユニットおよびアナログ入力ユニットを介して電気的に接続され、予め入力された作業プログラムが収納された制御部と、制御部と電気的に接続された表示装置と、クランクシャフトの他端に接続されたエンコーダと、このエンコーダと電気的に接続されるとともに、アナログ入力ユニットと制御部とに電気的に接続された高速カウンタとを備えるようにしたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項６に係る裁断装置では、駆動制御装置は、可動盤を上下動させるクランク軸機構と、このクランク軸機構のクランクシャフト一端に減速機を介して接続されたサーボモータと、このサーボモータに電気的に接続されたサーボアンプと、このサーボアンプと位置決めユニットおよびアナログ入力ユニットを介して電気的に接続され、予め入力された作業プログラムが収納された制御部と、制御部と電気的に接続された表示装置と、クランクシャフトの他端に接続されたエンコーダと、このエンコーダと電気的に接続されるとともに、アナログ入力ユニットと制御部とに電気的に接続された高速カウンタとを備えていることにより、サーボモータを制御することにより、可動盤が上下動する速度を可変に制御することができるとともに、クランク軸を揺動させて可動盤の上下のストローク幅を可変にすることができる。また、可動盤の上下動速度を自在に制御できるので、可動盤上昇時の速度を予め設定された定速度より低い速度にし、消費電力を抑制する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１に係る裁断方法では、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断方法であって、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、可動盤を、裁断完了後刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させるようにしたので、消費電力を抑制し、コストダウンを図ることができる。
【００１９】
本発明の請求項５に係る裁断装置では、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断装置であって、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、最も下方の位置に達した可動盤を、刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させる駆動制御装置を備えたので、消費電力を抑制し、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は本発明の一実施例に係る裁断装置の構成図である。（実施例１）
【図２】図２は図１の裁断装置の可動盤とクランク軸機構とを示す説明図である。
【図３】図３は従来と比較して示す説明図で、（Ａ）および（Ｂ）は従来の例を、（Ｃ）ないし（Ｅ）は本発明の実施例をそれぞれ示す。
【図４】図４はクランク軸が回転する際の裁断時の減速パターンを示す図である。
【図５】図５はクランク軸が下死点を通過して揺動する際の裁断時の減速パターンを示す図である。
【図６】図６はクランク軸が下死点を通過せずに揺動する際の裁断時の減速パターンを示す図である。
【図７】図７の（Ａ）ないし（Ｅ）はそれぞれ、クランク軸が回転する際の裁断時の減速パターン毎にサーボモータの回転速度とクランク軸角度との関係を示すグラフである。
【図８】図８の（Ａ）ないし（Ｅ）はそれぞれ、クランク軸が揺動する際の裁断時の減速パターン毎にサーボモータの回転速度とクランク軸角度との関係を示すグラフである。
【図９】図９の（Ａ）ないし（Ｃ）はそれぞれ、クランク軸機構を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
消費電力を抑制するという目的を、被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、可動盤を定速度で上下動させ被裁断材をカットする駆動制御装置と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断方法であって、可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、可動盤を、裁断完了後刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させるようにしたことにより実現した。
【実施例１】
【００２２】
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は、本発明の一実施例に係る裁断装置の構成図である。本実施例に係る裁断装置２は、図１に示すように、上面を被裁断材（図示せず）が搬送される固定盤３と、固定盤３の上方に上下動可能に設けられた可動盤４と、この可動盤４の下面に交換可能に取り付けられる刃型５と、可動盤４および図示しない被裁断材の送出し機構を、入力された作業プログラムに基づいて動作させる駆動制御装置２０とを備えて構成される。被裁断材は、樹脂フィルム、セロハン、パッキン、フェルト、スポンジ、ゴム、ウレタンフォーム、アルミホイール、銅ホイール、布、紙だけでなく、高強度不織布、高強度織布、高粘着材、高強度延材等、ロール素材、シート素材が用いられ軟質硬質を問わず裁断力の異なる種々の素材が用いられる。
【００２３】
可動盤４には、可動盤４を固定盤３に対して一定の上下ストロークで上下動させるクランク軸機構６が連結される（図２の（Ａ）、（Ｂ）参照）。クランク軸機構６は、図９の（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように、固定盤３の下側で被裁断材の搬送方向に対して直交する方向に設けられたクランクシャフト７と、可動盤４の上盤３０の両側から下方に延びたスライドシャフト３１に取り付けられたスライドブロック３２と、両スライドブロック３２間を連結するジョイントシャフト３３と、一端側がこのジョイントシャフト３３の両側にそれぞれ回動自在に連結されるとともに他端に形成された円孔３４にクランクシャフト７のクランクピン７Ａが挿通されたコネクティングプレート３５とを備えて構成される。クランク軸機構６は、クランクシャフト７が回転駆動されると、クランクピン７Ａが円孔３４内周面に沿って回り、偏心コネクティングプレート３５の上部が揺動しつつ上下動してジョイントシャフト３３を上下動させ、可動盤４を固定盤３に対して一定のストロークＳｔ１（本実施例の場合、４０mm）で上下動させるようになっている。
【００２４】
駆動制御装置２０は、図１に示すように、クランク軸機構６と、このクランク軸機構６のクランクシャフト７の一端に接続された減速機１１と、この減速機１１に連結されクランクシャフト７を回転駆動するサーボモータ１２と、このサーボモータ１２に電気的に接続されたサーボアンプ１３と、このサーボアンプ１３と位置決めユニット１４およびアナログ入力ユニット１５を介して電気的に接続されたシーケンサ（制御部）１６とを備えている。シーケンサ１６には、ディスプレー装置１７が電気的に接続される。シーケンサ１６はマイクロプロセッサの機能を果たすもので、シーケンサ１６には、記憶装置（メモリ、ＦＤドライブ、ＦＤ）やキーボードが接続される。シーケンサ１６に内蔵されたメモリ、または、記憶装置には、複数の作業プログラムが予め記憶される。この作業プログラムには、被裁断材の寸法、ショット数、送り量等の製品情報、この製品情報に適合する刃型５の刃型指示情報、各刃型の刃高データ等が含まれる。ここでいう刃高とは、可動盤４の下面から刃型の刃先端までの高さをいう。駆動制御装置２０は、予め作業プログラムが収納されたシーケンサ１６からの指令信号が位置決めユニット１４を介してサーボアンプ１３に出力されると、サーボアンプ１３は、位置決めユニット１４からの指令信号を受けてサーボモータ１２を制御して駆動するようになっている。また、サーボアンプ１３はアナログ入力ユニット１５にサーボモータ１２のモータトルク値をアナログ電圧で出力するようになっている。駆動制御装置２０は、図示しない送り出し機構を駆動し被裁断材を固定盤３に向けて送り出すようになっている。
【００２５】
駆動制御装置２０は、クランクシャフト７の他端に接続されたエンコーダ（検出器）１８と、このエンコーダ１８と電気的に接続されるとともに、アナログ入力ユニット１５とシーケンサ１６とに電気的に接続される高速カウンタ１９とを備えている。高速カウンタ１９は、エンコーダ１８を介してクランクシャフト７の回転角度を検出すると、その信号をシーケンサ１６に出力し、ディスプレー装置１７に表示するようになっている。また、高速カウンタ１９は検出されたクランクシャフト７の回転角度のデータをアナログ入力ユニット１５にアナログ電圧で出力するようになっている。シーケンサ１６は、位置決めユニット１４によりサーボアンプ１３を制御しつつ、アナログ入力ユニット１５および高速カウンタ１９、さらに機械構成により予め一意に決定される値を参照して、刃型５が裁断を行う裁断部の裁断力を演算し、その結果をディスプレー装置１７に表示するようになっており、これら構成要素により裁断力表示機構を構成している。すなわち、裁断力表示機構は、裁断時、サーボモータ１２にかかる負荷を検出して演算し（サーボモータ１２に流れる裁断負荷電流値を変換して演算し）、演算結果を裁断力として表示するようになっている。このため、裁断力をリアルタイムで確認しながら作業を行うことができるので、裁断力が適切かどうか監視しながら作業を行うことができる。このため、不良品の発生を未然に防ぐことができる。また、裁断力を考慮して被裁断材の材質に合致した最適な裁断速度を設定することができる
【００２６】
上記裁断装置２では、サーボモータ１２が減速機１１を介してクランクシャフト７に連結されているので、クランクシャフト７の回転を、回転中に変速させ、加速したり減速したりできるようになっている。このように可動盤４が上下動する行程中の速度を可変に制御することができるので、従来の装置と同様に、入力されるどのような作業プログラム（被裁断材の寸法、ショット数、送り量等の製品情報）にも対応して短時間で大量の製品を加工できるように可動盤４を高速の定速度Ｈで上下動させ、被裁断材を固定盤３側に送り出すことができるようになっている。すなわち、短時間で大量の製品の生産を可能にするため、サーボモータ１２の駆動性能と図示しない送り出し機構の性能とが決定され、それに基づいて装置全体の定格電力が決められている。このうち、サーボモータ１２の駆動により消費される消費電力の割合が装置全体の消費電力に対して特に高い割合を占めている。
【００２７】
ところで、本実施例に係る裁断装置２では、可動盤４が最下方位置から、すなわち、刃型５の裁断完了位置から刃型５が被裁断材から離脱するまでの間、高速の定速度Ｈより遅い速度Ｌ（Ｌ＜Ｈ）で上昇させるようにしている。このように構成することにより、サーボモータ１２の駆動により消費される消費電力が抑制される。すなわち、可動盤４が下死点から上昇に移る上昇初期時には、高速で駆動能力をフルに発揮させて動作させないで、可動盤４の上昇速度を定速度Ｈより低速とすることにより、消費される電力を大幅に削減するようにしている。そして、刃型５が被裁断材から離脱した後は、可動盤４を定速度Ｈで上死点まで上昇させるようにしている（図３の（Ｃ）ないし（Ｅ）参照）。
【００２８】
本出願人等は、実際に実機で実験したところ、可動盤４の降下速度と上昇速度とをいずれも定速Ｈとした場合（図３の（Ａ）参照）と比べ、図３の（Ｃ）ないし（Ｅ）に示すように、可動盤４の降下時の降下速度は定速度Ｈのままで、刃型５の裁断完了位置（可動盤４の最下方位置）から刃型が被裁断材から離脱するまでの間、上昇速度を定速度Ｈよりわずかに落として遅くしただけで（遅い速度Ｌ＜Ｈ）、定格電流は最大５０％の電力抑制が可能になった。すなわち、可動盤を４を上昇させる場合の方が降下させる場合より多くの電力を消費するからである。好ましくは、作業効率が大きく損なわれない範囲で定格電流の５０％以下で可動盤４を上昇させることが望ましく、予め削減目標の消費電力を設定し、それに応じた可動盤４の上昇速度を決定するようにしてもよい。上述のように、図３の（Ｃ）は、被裁断材を裁断する際も高速の定速度Ｈで裁断し、刃型５の裁断完了位置（可動盤４の最下方位置）から刃型が被裁断材から離脱するまでの間、低速Ｌとした例を、図３の（Ｄ）は、被裁断材を裁断する際に低速Ｌで裁断し、刃型５の裁断完了位置から刃型が被裁断材から離脱するまでの間も、低速Ｌとした例を、図３の（Ｅ）は、被裁断材を裁断する際に低速Ｌで裁断し、可動盤４が最下方位置に達すると、その位置で所定時間Ｔ１可動盤４の動きを停止させ、その後、刃型５の裁断完了位置から刃型が被裁断材から離脱するまでの間を低速Ｌとした例をそれぞれ示している。なお、図３の（Ｂ）は、図３の（Ａ）と同様に、従来の例を比較して示す説明図で、可動盤４を高速で降下させ、裁断時のみ低速Ｌとし、上昇時には、可動盤４を下死点から直ちに高速Ｈで上昇させるようにした例を示している。
【００２９】
このように、本実施例に係る裁断装置２では、可動盤４を所定の定速度（高速度）Ｈで降下させ、裁断完了後から刃型５が被裁断材から離脱するまでの間、定速度Ｈより低速Ｌで上昇させるようにしている。そして、裁断時には、クランク運動により可動盤４の速度はクランクシャフト７が下死点に近づくに従い減速され、下死点に達すると最も速度が減速され、その後、再び加速される。裁断時のクランク運動による減速は、被裁断材の質に応じて予め設定される。裁断終了後は、上昇の初期時のみ上述のように定速度Ｈより遅い速度Ｌで加速され、刃型５が被裁断材から離脱すると再び定速度Ｈで上昇するようになっている。
【００３０】
つまり、本実施例に係る裁断装置２では、クランクシャフト７が３６０°回転することにより可動盤４がストローク幅Ｓｔ１で上下動する際、図３の（Ｄ）に示すように、可動盤４を、裁断の間のみ予め設定された低速度Ｌで降下させ、しかも、裁断以外の降下時には定速Ｈで、被裁断材から離脱するまでの上昇時には定速Ｈより低速Ｌ（Ｈ＜Ｌ）で上下動させるようにしている。（図４のパターンＢおよび図７の（Ｄ）参照）。すなわち、被裁断材の材質に応じて、例えば、裁断しにくい材質の場合、裁断時の刃型５の速度を予め遅くするよう設定し、クランク運動に起因してクランクシャフト７が下死点に近づくに従い減速されるのに加え、裁断時には、クランクシャフト７の回転を減速させて、確実にカットするようにしている。そして、裁断完了後、可動盤４の上昇時には、刃型５が被裁断材から離脱するまで降下時の速度（定速度Ｈ）より遅い速度Ｌで上昇させ、刃型５が被裁断材から離脱した後、降下時の速度（定速度Ｈ）と同じ速度で上昇させるようにしている。なお、本実施例でいう刃型５の裁断開始位置とは、降下している刃型５が被裁断材の上面に達する位置または被裁断材に接する位置をいい、刃型５の裁断完了位置は、刃型５が被裁断材をカットし終わり刃型５が最下端位置または最下端に近いところにある位置をいう。
【００３１】
また、駆動制御装置２０は、被裁断材の材質に応じて、例えば、より遅い速度で裁断を行うことが好ましい材質の場合、刃型が裁断直前位置から裁断完了位置に達するまでの間、上記低速度Ｌよりさらに減速させた速度Ｌｖ（Ｌｖ＜Ｌ）で可動盤４を降下させるようにすることもできる。このため、より遅い速度で裁断を行うことが求められる被裁断材であっても、確実にカットすることができる。
【００３２】
さらに、駆動制御装置２０は、裁断時、刃型５が裁断完了位置で予め設定された時間Ｔ１保持されるよう可動盤４を制御するようになっている（図３の（Ｅ）、図４のパターンＣおよび図７の（Ｅ）参照）。このため、被裁断材の材質に応じて、例えば、軟質であったり伸びやすい材質の被裁断材であっても、刃型５を裁断完了位置で設定された時間Ｔ１の間押し付けた状態のままにしておくことで、カットしやすくなる。また、この裁断装置２は、クランクシャフト７をサーボモータ１２で駆動するようにしているので、クランクシャフト７を一方向に回転させることができるだけでなく、クランクシャフト７を下死点を通過させ、かつ、下死点を中心に３６０度以内の角度で正逆に回動させることにより、可動盤４の上下のストローク幅Ｓｔ２を上記ストローク幅Ｓｔ１より短くすることができる（ストローク幅Ｓｔ２＜ストローク幅Ｓｔ１、図５のパターンＤないしパターンＦ、図８の（Ｃ）ないし（Ｅ）参照）。さらに、クランクシャフト７を、下死点を通過させないようにし、かつ、１８０度以内の角度で正逆に回動させることにより、可動盤４の上下のストローク幅Ｓｔ３を短くすることができる（ストローク幅Ｓｔ３＜ストローク幅Ｓｔ２＜ストローク幅Ｓｔ１、図６のパターンＧないしパターンＩ参照）。このため、裁断以外の可動盤４の上下動の無駄な動作を省略することができ、作業時間を短縮することができる。
【００３３】
次に、本発明に係る裁断方法について、上記実施例に係る裁断装置２の作用に基づいて説明する。裁断装置２は、固定盤３の上面に図示しない送り出し機構により被裁断材を順次送り込むとともに、駆動制御装置２０により可動盤４の刃型５を上下動させ被裁断材をカットするようにしている。駆動制御装置２０は、予め作業プログラムが収納されたシーケンサ６により被裁断材の材質やカットの仕方に応じて作業プログラムが選択されると、この作業プログラムに基づいて、位置決めユニット１４に位置決め情報が送出され、この位置決め情報に基づいてサーボアンプ１３がサーボモータ１２を制御して駆動させ、サーボモータ１２の駆動力は減速機１１を介してクランクシャフト７に伝達される。クランクシャフト７の回転駆動により可動盤４は上下動される。サーボモータ１２は、シーケンサ１６の作業プログラムに基づいて、刃型５が上方位置から裁断直前の位置に達するまでの間、可動盤４を予め設定された速い定速度Ｈで降下させると（第１のステップ）、続いて、刃型５が裁断を開始して完了するまでの間、可動盤４を予め設定された遅い速度Ｌで降下させ（第２のステップ）、刃型５の裁断完了後、刃型５が裁断完了位置から被裁断材から離脱するまでの間、降下時の設定速度（定速度Ｈ）より遅い速度Ｌで上昇させるようにしている（第３のステップ）。そして、刃型５が被裁断材から離脱した位置から最も上方の位置に達するまで降下時の設定速度（定速度Ｈ）と同じ速度で上昇させるようにしている（第４のステップ）。このため、しかも、裁断完了後から刃型５が被裁断材から離脱間での間、定速Ｈより遅い速度Ｌ上昇させるようにしているので、サーボモータ１２の消費電力を抑制することができる。このため、作業時間をわずかに延長するだけで、大きな省エネ効果が得られる。しかも、被裁断材の材質に応じて、すなわち、裁断のしにくさ等に応じて、裁断時の刃型５の速度を予め遅くするよう設定することができ、たとえ材質の異なる被裁断材であっても単一の装置で確実にカットすることができる。
【００３４】
なお、上記実施例に係る裁断装置２では、上下動させる機構をクランク軸機構６により構成しているがこれに限られるものではなく、クランク軸機構に代えてカム機構により構成してもよいことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３５】
２ 裁断装置
３ 固定盤
４ 可動盤
５ 刃型
２０ 駆動制御装置
Ｈ 定速度
Ｌ 低速（定速度より遅い速度）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断方法であって、
可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、可動盤を、裁断完了後刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させるようにしたことを特徴とする裁断方法。
【請求項２】
可動盤を、被裁断材の厚みに応じて刃型が裁断直前位置から裁断完了位置に達するまでの間のみ予め設定された低速度で降下させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の裁断方法。
【請求項３】
裁断時、可動盤を被裁断材の材質に応じて、刃型を裁断完了位置で予め設定された時間保持し押し付けた状態のままにするよう制御することを特徴とする請求項１または２に記載の裁断方法。
【請求項４】
可動盤の上下のストローク幅を可変にしたことを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１に記載の裁断方法。
【請求項５】
被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断装置であって、
可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、最も下方の位置に達した可動盤を、刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させる駆動制御装置を備えたことを特徴とする裁断装置。
【請求項６】
駆動制御装置は、可動盤を上下動させるクランク軸機構と、このクランク軸機構のクランクシャフト一端に減速機を介して接続されたサーボモータと、このサーボモータに電気的に接続されたサーボアンプと、このサーボアンプと位置決めユニットおよびアナログ入力ユニットを介して電気的に接続され、予め入力された作業プログラムが収納された制御部と、制御部と電気的に接続された表示装置と、クランクシャフトの他端に接続されたエンコーダと、このエンコーダと電気的に接続されるとともに、アナログ入力ユニットと制御部とに電気的に接続された高速カウンタとを備えていることを特徴とする請求項５に記載の裁断装置。
【請求項１】
被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断方法であって、
可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、可動盤を、裁断完了後刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させるようにしたことを特徴とする裁断方法。
【請求項２】
可動盤を、被裁断材の厚みに応じて刃型が裁断直前位置から裁断完了位置に達するまでの間のみ予め設定された低速度で降下させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の裁断方法。
【請求項３】
裁断時、可動盤を被裁断材の材質に応じて、刃型を裁断完了位置で予め設定された時間保持し押し付けた状態のままにするよう制御することを特徴とする請求項１または２に記載の裁断方法。
【請求項４】
可動盤の上下のストローク幅を可変にしたことを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１に記載の裁断方法。
【請求項５】
被裁断材が載置される固定盤と、固定盤の上方に上下動可能に設けられ、下側に刃型が交換可能に取り付けられた可動盤と、固定盤上の被裁断材を移動させる送り出し機構とを備え、送り出し手段により被裁断材を固定盤上に順次送り込み、駆動制御装置により可動盤を上下動させて被裁断材をカットする裁断装置であって、
可動盤が上下動する行程中の速度を可変に制御し、最も下方の位置に達した可動盤を、刃型が被裁断材から離脱するまでの間、予め設定された上昇速度より遅い速度で上昇させる駆動制御装置を備えたことを特徴とする裁断装置。
【請求項６】
駆動制御装置は、可動盤を上下動させるクランク軸機構と、このクランク軸機構のクランクシャフト一端に減速機を介して接続されたサーボモータと、このサーボモータに電気的に接続されたサーボアンプと、このサーボアンプと位置決めユニットおよびアナログ入力ユニットを介して電気的に接続され、予め入力された作業プログラムが収納された制御部と、制御部と電気的に接続された表示装置と、クランクシャフトの他端に接続されたエンコーダと、このエンコーダと電気的に接続されるとともに、アナログ入力ユニットと制御部とに電気的に接続された高速カウンタとを備えていることを特徴とする請求項５に記載の裁断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１５７９０６（Ｐ２０１２−１５７９０６Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７００７（Ｐ２０１１−１７００７）
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（３９１００３０４８）曙機械工業株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（３９１００３０４８）曙機械工業株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
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