JP2021171858A - Cutting method for sheet material and cutting device for sheet material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート材の切断方法とシート材の切断装置に関し、特に、シート材を確実に切断し、バリ(かえり)、だれ、引き裂き傷等の発生を抑制するようにしたシート材の切断方法とシート材の切断装置に関する。 The present invention relates to a method for cutting a sheet material and a device for cutting the sheet material. And the sheet material cutting device.
従来のシート材の切断方法として、シート材をシート受け面に面着させたうえで、切断刃を押し付けて切断する際に、図12のようにシート受け面100aと切断刃40の少なくとも一方に、垂線方向ないし軸方向に沿った超音波振動などの微細振動を加えながら、切断刃40側からシート材Sに押し付けることで、シート材Sを切断刃40の形状に切断する方法が知られていた。
As a conventional method for cutting a sheet material, when the sheet material is landed on the sheet receiving surface and then the cutting blade is pressed against the sheet material for cutting, as shown in FIG. 12, the sheet material is applied to at least one of the
ここでは、シート受け面100aと切断刃40の少なくとも一方を、超音波振動手段により超音波発振するタイミングをシート素材の切断動作と連動させ、切断開始と同時又は切断前に超音波発振を行い、切断されたと同時又は切断後に超音波発振を終了させていた(例えば特許文献1を参照)。
Here, at least one of the
この方法では、シート受け面100aと切断刃40の少なくとも一方を、垂線方向ないし軸方向に沿った超音波振動などの微細振動させることで、切断刃40の先端をシート材S内に入り込みやすくして、シート材Sを確実に切断し、バリ(かえり)、だれ、引き裂き傷等の発生を抑制することができた。
In this method, at least one of the
しかしながら、シート受け面100aと切断刃40の少なくとも一方に超音波振動手段の付いていない、あるいは付けられないシート材の切断装置であっても、超音波振動手段があるときと同程度に、シート材を確実に切断、バリ(かえり),だれ、引き裂き傷等の発生を抑制したいという要望があり、新たなシート材の切断方法が求められていた。
However, even if the sheet material cutting device does not have or does not have the ultrasonic vibrating means on at least one of the
本発明は、シート受け面と切断刃のどちらも超音波振動させることが出来ない場合であっても、シート受け面と切断刃のどちらかを超音波振動させたときのように、シート材を確実に切断し、バリ(かえり)、だれ、引き裂き傷等の発生を抑制するシート材切断方法と装置を提供することを課題としている。 In the present invention, even when neither the sheet receiving surface nor the cutting blade can be ultrasonically vibrated, the sheet material can be subjected to ultrasonic vibration as in the case where either the sheet receiving surface or the cutting blade is ultrasonically vibrated. An object of the present invention is to provide a sheet material cutting method and device that reliably cuts and suppresses the occurrence of burrs, drips, tears, and the like.
上記の課題を解決するために、本発明は、超音波振動体と、超音波振動体を超音波振動させる超音波振動部と、シート材を載置するアンビルと、シート材を切断刃により切断する切断部と、超音波振動体とシート材を、互いの表面が一定間隔をあけて向かい合った非接触状態で保持する保持部と、制御部とを有し、制御部は、保持部を用いてアンビルに載置したシート材の表面と超音波振動体の表面が一定間隔をあけて近接して向かい合った非接触状態で保持し、超音波振動体を超音波振動部で超音波振動させ、超音波振動体とシート材が非接触状態で挟んでいる空気を叩き、空気を振動させた音波として、シート材を振動させて、シート材が振動しているときに、切断部でシート材を切断するようにしている。 In order to solve the above problems, the present invention cuts an ultrasonic vibrating body, an ultrasonic vibrating part that vibrates the ultrasonic vibrating body ultrasonically, an anvil on which a sheet material is placed, and a sheet material with a cutting blade. It has a holding part, a holding part, and a control part that hold the cutting part, the ultrasonic vibrating body, and the sheet material in a non-contact state where the surfaces of the vibrating body and the sheet material face each other at regular intervals, and the control part uses the holding part. The surface of the sheet material placed on the anvil and the surface of the ultrasonic vibrating body are held in a non-contact state facing each other at regular intervals, and the ultrasonic vibrating body is ultrasonically vibrated by the ultrasonic vibrating part. The sheet material is vibrated by hitting the air sandwiched between the ultrasonic vibrating body and the sheet material in a non-contact state, and the sheet material is vibrated as a sound wave that vibrates the air. I try to disconnect.
本発明は、シート受け面や切断刃を超音波振動させないとき、あるいは、させられないときであっても、シート受け面や切断刃を超音波振動させたときと同程度に、シート材を超音波振動させて、確実に切断し、バリ(かえり)、だれ、引き裂き傷等の発生を抑制することができる。 In the present invention, the sheet material is superposed to the same extent as when the sheet receiving surface or the cutting blade is ultrasonically vibrated even when the sheet receiving surface or the cutting blade is not ultrasonically vibrated or is not vibrated. It can be oscillated with sound waves to ensure cutting, and the occurrence of burrs, drips, tears, etc. can be suppressed.
また本発明は、シート材を直接的に超音波振動させており、シート受け面と切断刃を介してシート材を超音波振動させないので、超音波振動部のパワーが小さくてすむという利点がある。 Further, the present invention has an advantage that the power of the ultrasonic vibrating portion can be small because the sheet material is directly ultrasonically vibrated and the sheet material is not ultrasonically vibrated via the sheet receiving surface and the cutting blade. ..
さらに本発明は、シート材の表面に加工が施されている場合でも、超音波振動体をシート材に接触させないのでシート材の表面加工の機能を損なうことなく保ったままで、確実にシート材を切断し、バリ(かえり)、だれ、引き裂き傷等の発生を抑制することができる。 Further, in the present invention, even when the surface of the sheet material is processed, the ultrasonic vibrating body is not brought into contact with the sheet material, so that the sheet material can be reliably maintained without impairing the surface processing function of the sheet material. By cutting, it is possible to suppress the occurrence of burrs, drips, tears and the like.
(第一の実施形態)
第一の実施の形態について説明する。図1は第一の実施形態に係るシート材7の切断作業のイメージを示した図である。本発明の対象となるシート材は、プラスチックシート、紙、セラミックス、アルミ箔、銅箔などの金属箔など様々な材料である。
(First Embodiment)
The first embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram showing an image of a cutting operation of the
図1に示すように、本発明の第一の実施の形態のシート材の切断装置は、超音波振動体である工具ホーン1と、工具ホーン1を超音波振動させる超音波振動部2と、シート材を切断する切断刃4を有している。一方、シート材7はアンビル3に載置されている。
As shown in FIG. 1, the sheet material cutting device of the first embodiment of the present invention includes a
アンビル3に載置したシート材7の表面と工具ホーン1の表面が一定間隔をあけて近接して向かい合った非接触状態で保持し、工具ホーン1を超音波振動部2で図1の垂直方向に超音波振動させると、工具ホーン1が空中で振動することにより工具ホーン1の先端が空気を叩き、音波となって空気を振動させ、シート材7を図1の垂直方向に振動させる。そして、シート材7に振動が誘起された状態で、切断刃4をシート材7に垂直方向に押し付けるので切断刃4の先端がシート材7に入り込みやすい。さらに、切断刃4がシート材7へ進行してシート厚分入り込むと切断が完了し、切断されたシート材7は落下する。このとき、シート材7が切断刃4の進行方向と同じ垂直方向に振動していて、切断刃4が滑らかにシート材7を切断するので、バリ(かえり)、だれ、引き裂き傷等が発生しない。
The surface of the
図2は、第一の実施の形態のシート材7の切断作業のイメージを立体的にわかりやすく示した斜視図である。図2で示すように切断刃4が形成する略円筒状の空間に工具ホーン1を配置している。また、アンビル3には切断刃4が隙間をもってはまり込む略円柱状の孔が設けられている。
FIG. 2 is a perspective view showing an image of the cutting operation of the
より詳しくは、切断刃4は、外周面が軸方向に一定の径をなしており、内周面が上側である基端側からシート材7を押圧する先端側に向けて徐々に径が大きくなる略筒状をなしている。つまり、切断刃4は、先端側において外周面と内周面とが一致する鋭利な略筒状をなしている。
More specifically, the
そして、切断刃4の内周面により形成される円錐台形状の空間内に、工具ホーン1が上下動可能に配置されている。
The
工具ホーン1は、超音波振動部2側の基端側からシート材7側の先端に向けて径が縮小しており、先端部は径が拡がった円盤状をなしている。本実施形態の超音波振動部2は工具ホーン1を軸方向に超音波振動させる。そして、詳しくは後述するように、工具ホーン1の先端部はシート材7と非接触であるが、工具ホーン1の先端が空気を叩き、音波となって空気を振動させシート材7を振動可能な程度に接近して配置される。
The diameter of the
これにより、シート材7の切断対象となる部分(図2の円形の斜線部分)を直接振動させることができ、切断刃4によりバリ(かえり)、だれ、引き裂き傷等が発生しない切断が行われる。
As a result, the portion of the
図3に第一の実施形態のシート材7の切断装置の主要部の構成図を示す。図3は切断作業を開始する前の待機状態を示している。切断装置は、下フレーム10aと、下フレーム10aと略コの字型を形成する第一の垂直フレーム10dおよび第一の上フレーム10eを有する。また、下フレーム10aと略逆コの字型を形成する第二の垂直フレーム10bと第二の上フレーム10cを有する。
FIG. 3 shows a configuration diagram of a main part of the cutting device for the
下フレーム10aにはアンビル3が設けられ、アンビル3の上にシート材7が載置されている。また、アンビル3には、切断刃4の下端に対応した位置に孔が形成されている。第一の上フレーム10eの上面には、切断刃4の上下動を行う切断刃用エアーシリンダ12を下向きに取付けている。
An
切断刃用エアーシリンダ12は上下動するアクチュエータ11を有し、その先端にはスライダ13が設け、スライダ13に切断刃4が取り付けてある。このように、シート材7を切断する機能を有する切断部は、切断刃用エアーシリンダ12とアクチュエータ11とスライダ13と切断刃4で構成される。切断刃用エアーシリンダ12はケーブルを介して制御部6の切断刃制御部6cに接続されていて、切断刃制御部6cからの信号により切断刃4を待機位置からシート材7の厚みに応じた所定の位置まで降下して切断を行い、切断が完了すると待機位置まで上昇させる。なお、切断刃4の材料には金属やセラミックなどが用いられる。
The cutting
一方、第二の上フレーム10cの上面には、超音波振動部2および工具ホーン1の上下動を行う超音波用エアーシリンダ9を下向きに取付けてある。超音波用エアーシリンダ9は上下動するアクチュエータ8を有し、その先端には超音波振動部2を所定の位置で保持する保持部としてのスライダ5を有している。そして超音波振動部2の下方先端には超音波振動体である工具ホーン1が取り付けてある。
On the other hand, on the upper surface of the second
超音波用エアーシリンダ9はケーブルを介して制御部6の超音波移動制御部6aに接続されていて、超音波移動制御部6aからの信号により、切断作業の間は工具ホーン1を待機位置からシート材7近傍の所定の位置まで降下し、切断が完了すると待機位置まで上昇させる。
The ultrasonic air cylinder 9 is connected to the ultrasonic
超音波振動部2は超音波振動子で構成され、超音波振動子の振動周波数は、例えば15kHzから40kHzとすることができる。超音波振動部2は、ケーブルを介して制御部6の超音波振動制御部6bに接続されていて、超音波振動制御部6bからの発振信号により超音波振動子が所定の周波数と振幅で超音波振動して、工具ホーン1に超音波振動を誘起する。そして、工具ホーン1が空中で振動することにより工具ホーン先端が空気を叩き、音波となって空気を振動させ、シート材7を振動させる。
The
制御部6は、超音波振動制御部6a、超音波移動制御部6b、切断刃制御部6cを有する。また記憶部6dを有し、記憶部6dには、振動条件である振動周波数や振幅、切断刃4や工具ホーン1の位置データが予め記憶されている。
The
位置データは切断刃4や工具ホーン1の上下方向における位置データであり、切断作業の前に設定可能である。例えば、工具ホーン1および切断刃4の待機状態での位置データ、工具ホーン1がシート材7を振動させるのに適したシート材7との間隔を保持するための位置データ、切断刃4がシート材7の表面に接触するときの切断刃4の位置データ、切断刃4がシート材7の厚み方向中央に位置しているときの切断刃4の位置データ、切断刃4がシート材7の厚み分を通過したときの切断刃4の位置データ等がある。
The position data is the position data in the vertical direction of the
制御部6は、切断刃4や工具ホーン1の位置などを含む予め設定される切断データに従って、超音波用エアーシリンダ9、切断刃用エアーシリンダ12、超音波振動部2に制御信号を送信する。切断刃4や工具ホーン1は駆動源としてエアーシリンダを有しているので、制御部6によって指定されたな位置、タイミングで制御することができる。
The
図4から図6に第一の実施の形態の切断作業の様子を示す。図4は工具ホーン1をシート材7の表面に近づけた状態を示し、図5は工具ホーン1をシート材7の表面に近づけた状態で切断刃4をシート材7に押し付けて切断を開始する直前の状態を示し、図6は切断が完了し切断部分が下方に落下している状態を示している。また、図7は本発明のシート材7の切断装置の基本的動作を示したフロー図である。
4 to 6 show a state of the cutting operation of the first embodiment. FIG. 4 shows a state in which the
図3から図7を使って第一の実施形態の切断動作を説明する。切断開始前の状態では、図3に示すように工具ホーン1はアンビル3に載置されたシート材7の上方の離れた待機位置にある。また、工具ホーン1の超音波振動によりシート材7を振動することができるシート材7との間隔を保つ工具ホーン1の保持位置や、振動周波数、振幅などの条件があらかじめ制御部6にある記憶部6dに設定されている。
The cutting operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 7. In the state before the start of cutting, as shown in FIG. 3, the
作業が始まると、図4に示すように超音波用エアーシリンダ9のアクチュエータ8が降下し、工具ホーン1があらかじめ設定した保持位置へ向けて降下する(図7のステップST1)。
When the work starts, the
工具ホーン1があらかじめ設定した保持位置まで降下すると、制御部6の超音波振動制御部6bにより超音波振動部2を駆動することで工具ホーン1が超音波振動を始める(図7のステップS2)。このとき、工具ホーン1が空中で振動することにより工具ホーン1の先端が空気を叩き、音波となって空気を振動させ、シート材7を振動させる。
When the
次に図5に示すように、切断刃用エアーシリンダ12のアクチュエータ11が降下し、切断刃4がシート材7に向かって降下しシート材7に押し付けられる。このときシート材7に振動が誘起された状態で、切断刃4がシート材7に押し付けられるので切断刃4の先端がシート材7に入り込みやすい。
Next, as shown in FIG. 5, the
さらに切断刃4がシート材7へ進行し、図6に示すように、シート材7の厚み分まで切断刃4が降下するとシート材7が切断され、切断部分は落下する(図7のステップST3)。このとき、振動が誘起された状態で切断刃4が滑らかにシート材7へ進行するので、バリ(かえり)、だれ、引き裂き傷等が発生しない。
Further, the
切断作業が完了すると工具ホーン1の振動が停止し(図7のステップST4)、工具ホーン1と切断刃4が上昇し図3に示す待機位置に戻る(図7のステップST5)。
When the cutting operation is completed, the vibration of the
以上説明したように第一の実施の形態では、切断刃4やアンビル3を直接超音波振動させなくても、シート材7と工具ホーン1とを非接触状態で保持し、工具ホーン1の超音波振動によりシート材7を振動させて、シート材7が振動しているときに切断することにより、シート材7を確実に切断し、バリ(かえり)、だれ、引き裂き傷等の発生を抑制することができる。
As described above, in the first embodiment, the
なお、第一の実施形態では、超音波用エアーシリンダ9と切断刃用エアーシリンダ12を設けて制御部6からの信号により工具ホーン1と切断刃4を上下動させる形態を説明したが、上下動する機能はモータと歯車を使って構成することのほか、制御部6による制御が可能なものであれば様々な形態を採用できる。
In the first embodiment, a mode in which the ultrasonic air cylinder 9 and the cutting
また、切断刃4を保持するスライダ13にハンドルを設けて、エアーシリンダやモータ等を用いずにハンドルを押下することにより切断を行うことも可能である。
It is also possible to provide a handle on the
(第一の実施形態の変形例)
第一の実施の形態の変形例について説明する。第一の実施形態の変形例では、切断動作中に切断刃4がシート材7に押し付けられ押圧力が加わると、シート材7の振動状態が変わる。押圧力が加わった状態でも良好な切断を進めるために、振動条件をこの状態での適切な振動周波数、振幅へ変更している。
(Modified example of the first embodiment)
A modified example of the first embodiment will be described. In the modified example of the first embodiment, when the
制御部6は超音波振動制御部6aと記憶部6dにより、超音波振動部2における振動の周波数と振幅との内の一方又は双方を調整する機能を有している。具体的には、超音波振動制御部6aからの信号で、超音波振動部2における周波数、振幅が変えて、工具ホーン1の周波数、振幅も変化させる。これにより、切断動作中にシート材7の振動状態を変化させることが可能となる。
The
図8はこのときの動作を示したフロー図である。図3から図6と図8を使って第一の実施形態の変形例の動作について説明する。 FIG. 8 is a flow chart showing the operation at this time. The operation of the modified example of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 6 and 8.
切断開始前の状態では、図3に示すように工具ホーン1はアンビル3に載置されたシート材7の上方の離れた待機位置にある。また、工具ホーン1の超音波振動によりシート材7を振動することができるシート材との間隔を保つ工具ホーンの保持位置や、振動周波数と振幅の初期条件が制御部6の記憶部6dに設定されている。
In the state before the start of cutting, as shown in FIG. 3, the
作業が始まると、図4に示すように超音波移動制御部6bの信号により超音波用エアーシリンダ9が制御されて、工具ホーン1が記憶部6dに設定されている保持位置へ向けて降下する(図8のステップST11)。
When the work starts, as shown in FIG. 4, the ultrasonic air cylinder 9 is controlled by the signal of the ultrasonic
工具ホーン1が保持位置まで降下すると、超音波振動制御部6aにより超音波振動部2を駆動することで工具ホーン1が超音波振動を始める(図8のステップS12)。このとき、工具ホーン1が空中で振動することにより工具ホーン1の先端が空気を叩き、音波となって空気を振動させ、シート材7を振動させる。
When the
次に図5に示すように、切断刃制御部6cの信号により切断刃用エアーシリンダ12のアクチュエータ11がシート材7に向かって降下し(図8のステップS13)、切断刃4が降下してシート材7の表面に到達する。このときシート材7に初期の振動条件で超音波振動が誘起された状態で、切断刃4がシート材7に押し付けられる。
Next, as shown in FIG. 5, the
ここで、切断刃4がシート材7に押し付けられ押圧力が加わると、シート材7の振動状態が変わる。押圧力が加わった状態でも良好な切断を進めるために、初期の振動周波数、振幅から押圧力が加わった状態での適切な振動周波数、振幅へ変更する必要があるので、振動条件を変更し(図8のステップST14のYES)、初期値とは異なる新たな振動周波数、振幅が制御部6の記憶部6dから呼び出されて新たな振動条件が超音波振動部2に設定される(図8のステップST15)。
Here, when the
新たな振動条件のもとでさらに切断刃4が降下してシート材7の厚み方向へ進行し、図6に示すように、シート材7の厚み分まで切断刃4が降下すると(図8のステップST16)、シート材7が切断されて切断部分が落下する。このとき、新たに設定された工具ホーン1の振動周波数、振幅の値で、シート材7に振動が誘起され切断刃4が滑らかにシート材7へ進攻して、バリ(かえり)、だれ、引き裂き傷等が発生しない良好な切断が行われる。そして、工具ホーン1は振動を停止し(図8のステップST17)、切断刃4と工具ホーン1は待機位置に戻って(図8のステップST18)、切断動作が終了する。
Under the new vibration condition, the
この動作により、切断刃4のシート材7への進行により、シート材7を振動させるための状態が変化する場合でも適切な切断動作が可能になる。
By this operation, an appropriate cutting operation becomes possible even when the state for vibrating the
なお上記の動作では、シート材7の表面に到達して切断刃4がシート材7に入り込み始めたときに初期と異なる第二の振動条件に変更したが、さらに切断刃4が降下してシート材7の厚み方向へ進行してシート材7の振動状態が変わり、さらに振動条件を変更する必要があるときは、ステップST14のYES、ステップST15を経てステップST13までの動作を繰返し実行することも可能である。例えば、切断刃4がシート材7の中間の厚みまで進行した切断刃4の位置と第三の振動条件を制御部6の記憶部6dに記憶しておき、シート材7の中間の厚みまで進行したときに第三の振動条件に変更することができる。
In the above operation, when the surface of the
以上の説明では、振動条件として振動周波数と振幅を変えた例を示したが、工具ホーン1とシート材7との間隔(工具ホーン1の保持位置)を振動条件に含めて変更するようにしてもよい。上述の超音波振動制御部6aと記憶部6dに超音波移動制御部6bからの信号を加え、周波数や振幅にとともに工具ホーン1とシート材7との間隔もあわせて変えることで、さらにきめ細かな切断条件を設定することができる。
In the above explanation, an example in which the vibration frequency and the amplitude are changed as the vibration conditions is shown, but the distance between the
以上のように、第一の実施の形態の変形例では、切断動作中にシート材7の振動状態が変化する場合であっても、工具ホーン1の超音波振動の周波数、振幅、工具ホーン1とシート材7との間隔などを変えながらシート材7に振動を誘起して切断することにより、シート材7を確実に切断し、バリ(かえり)、だれ、引き裂き傷等の発生を抑制することができる。
As described above, in the modified example of the first embodiment, even when the vibration state of the
なお、切断対象となるシート材7には、プラスチックシート、プラスチックフィルム、アルミ箔、銅箔などの金属箔、セラミックスなど様々な材料があり、シート材7の厚みも異なる。このように材料や厚みが変わるとシート材7を振動させるための条件が変わるため、バリ(かえり),だれ、引き裂き傷等が発生しない滑らかな切断を実現するために、超音波振動部2の超音波振動の周波数、振幅などを変える必要が生じる。具体的には記憶部6dに、シート材7の材質や厚みと超音波振動部2の超音波振動の周波数、振幅との関係を示したデータテーブルが用意され、制御部6はデータテーブルに基づき制御を行う。このようにシート材7の材質や厚みが変わっても、第一の実施形態の変形例は超音波振動の周波数と振幅を変えてシート材を切断することができるので有用である。
The
(第二の実施形態)
第二の実施形態について説明する。図9は第二の実施形態に係るシート材27の切断作業のイメージを示した図である。切断したい部材が小さいときには、第一の実施形態の図2で示すような切断刃4が形成する略円形の空間が小さくなり、その中に工具ホーン1を配置することができない。そこで、図9で示すように切断刃4の外側となるシート材27の上方に工具ホーン21aと21bおよび超音波振動部22aと22bを配置している。
(Second embodiment)
The second embodiment will be described. FIG. 9 is a diagram showing an image of the cutting work of the
第二の実施形態では、工具ホーン21aと21bとそれぞれの工具ホーンを振動させる超音波振動部22aと22bを切断刃4の外側となるシート材27の上方に設けたことが第一の実施形態と異なり、他の構成は第一の実施形態と同じである。
In the second embodiment, the
このように、第二の実施形態では、小さい部材を切断するときのように切断刃4が形成する略円形の空間の中に工具ホーンを配置できない場合であっても、シート材27に振動を誘起することができる。そして、シート材7を確実に切断し、バリ(かえり)、だれ、引き裂き傷等の発生を抑制することができる。
As described above, in the second embodiment, even when the tool horn cannot be arranged in the substantially circular space formed by the
(第二の実施形態の変形例)
図10に第二の実施形態の変形例として、連続するシート材をローラで送る形態の切断作業の様子を示す。第二の実施形態の変形例では、連続するシート材37を送るシート送りローラ38を設けたことと、工具ホーン31aと31bの先端をシート材37の切断箇所に向けていることが第二の実施形態と異なる。他の構成は第二の実施形態と同じである。
(Modified example of the second embodiment)
FIG. 10 shows a state of cutting work in which continuous sheet materials are fed by rollers as a modified example of the second embodiment. In the modified example of the second embodiment, it is the second that the
第二の実施形態の変形例では、切断作業の一工程が終了すると、一旦、切断刃4を待機位置まで上昇させたうえで、シート送りローラ38を駆動することで連続シート材37を一工程分だけ搬送し、再度、切断作業を行う。このような切断作業とシート送り作業を交互に行うことで、連続シート材37を続けて切断することができる。
In the modified example of the second embodiment, when one step of the cutting work is completed, the
また、工具ホーン31aと31bの先端をシート材37の切断箇所に向けることで、シート材37をより効率的に振動させることができる。これにより、シート材7を確実に切断し、バリ(かえり),だれ、引き裂き傷等の発生を抑制することができる。
Further, by directing the tips of the
なお、超音波振動部32aと32bの周波数や振幅は同じであってもよいし、異なる周波数や振幅であってもよい。シート送りローラ38の送り速度やローラテンションにより、切断刃34の入口側と出口側では、超音波振動部32aと32bの周波数や振幅が同じでも、連続シート材37の振動状態が異なることがあり、超音波振動部32aと32bの周波数や振幅を異なる値にすることによってよりきめ細かく連続シート材37の振動を適切な状態に保つことができる。
The frequencies and amplitudes of the
(第三の実施形態)
第三の実施形態について説明する。図11に第三の実施形態の切断作業の様子を示す。切断したいシート材が厚みのある金属のように重量が重い場合などには、第二の実施形態のように、超音波振動部と工具ホーンをそれぞれ2個ずつ切断刃の外側となるシート材上方に設けたことだけでは、シート材の切断に必要な振動を誘起できない場合がある。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described. FIG. 11 shows a state of the cutting operation of the third embodiment. When the sheet material to be cut is heavy such as thick metal, as in the second embodiment, two ultrasonic vibrating parts and two tool horns are provided on the outer side of the cutting blade. It may not be possible to induce the vibration required for cutting the sheet material only by providing it in.
そこで第三の実施形態では、一対の超音波振動部42aと42bと一対の工具ホーン41aと41bを切断刃44の外側となるシート材47上方に配置し、さらに一対の超音波振動部42cと42dと一対の工具ホーン41cと41dをシート材47下方に配置している。これにより切断したいシート材47が重い場合等であっても、シート材47に振動を誘起することができ、シート材7を確実に切断し、バリ(かえり)、だれ、引き裂き傷等の発生を抑制することができる。
Therefore, in the third embodiment, the pair of ultrasonic vibrating
第三の実施の形態では、超音波振動部42a、42b、42c、42dを切断刃44の外側となるシート材47上方と下方に設けたことが第一の実施の形態と異なり、他の構成は第一の実施の形態と同じである。
In the third embodiment, unlike the first embodiment, the ultrasonic vibrating
なお、超音波振動部42a、42b、42c、42dの振動周波数や振幅は、超音波振動制御部6bからの制御信号により別々に設定が可能であり、各々同じであってもよいし異なっていてもよい。例えば、シート材47上方に配置した超音波振動部42aと42bとは同じ振動周波数、振幅にそろえ、シート材47下方に配置した超音波振動部42cと42dとは上記の上方に配置した超音波振動部42aと42bと異なる振動周波数、振幅にそろえることができる。シート材47の上方と下方で、振動周波数、振幅を異なる値にすることによって、よりきめ細かくシート材47の振動を適切な状態に保つことができる。
The vibration frequencies and amplitudes of the
なお、上記各実施形態および変形例では、切断刃はいずれも略円筒状をなしているが、切断刃の形状はこれに限られるものではなく、例えば断面矩形や断面多角形の筒状であってもよい。また、工具ホーンの形状も切断刃の形状も他の形状をなしていてもよい。 In each of the above embodiments and modifications, the cutting blade has a substantially cylindrical shape, but the shape of the cutting blade is not limited to this, and is, for example, a cylindrical shape having a rectangular cross section or a polygonal cross section. You may. Further, the shape of the tool horn and the shape of the cutting blade may be other shapes.
また、上記各実施形態および変形例では、非接触で空気を叩いて音波でシート材を振動させることを説明したが、完全に非接触でなく、工具ホーンの振幅の範囲内で軽くシート材に接触させても良いし、工具ホーンの振幅の範囲外で接触していても軽く接触させれば良い。 Further, in each of the above embodiments and modifications, it has been described that the sheet material is vibrated by sound waves by hitting air in a non-contact manner, but the sheet material is not completely non-contact and is lightly formed within the amplitude range of the tool horn. The contact may be made, or the contact may be made lightly even if the contact is outside the amplitude range of the tool horn.
本発明は、シート受け面や切断刃を超音波振動させないとき、あるいは、超音波振動させられないときであっても、バリ(かえり)、だれ、引き裂き傷等のない確実なシート材の切断方法およびシート材の切断装置に適用することができる。 The present invention is a method for reliably cutting a sheet material without burrs, drips, tears, etc., even when the sheet receiving surface or the cutting blade is not ultrasonically vibrated or ultrasonically vibrated. And can be applied to sheet material cutting equipment.
1 工具ホーン(超音波振動体)
2 超音波振動部
3 アンビル
4 切断刃
5 スライダ(保持部)
6 制御部
6a 超音波振動制御部
6b 超音波移動制御部
6c 切断刃制御部
6d 記憶部
7 シート材
8、11 アクチュエータ
9 超音波用エアーシリンダ
10a 下フレーム
10b 第二の垂直フレーム
10c 第二の上フレーム
10d 第一の垂直フレーム
10e 第一の上フレーム
12 切断刃用エアーシリンダ
13 スライダ
1 Tool horn (ultrasonic vibrating body)
2
6
Claims (12)
前記超音波振動体を超音波振動させる超音波振動部と、
シート材を載置するアンビルと、
前記シート材を切断刃により切断する切断部と、
前記超音波振動体と前記シート材を、互いの表面が一定間隔をあけて向かい合った非接触状態で保持する保持部と、
制御部を有し、
前記制御部は、前記保持部を用いて、前記アンビルに載置したシート材の表面と前記超音波振動体の表面が非接触であるが、前記超音波振動体の超音波振動が空気を介して前記シート材を振動可能な程度に接近して配置させ、前記超音波振動体を前記超音波振動部で超音波振動させ、前記超音波振動体の超音波振動によりシート材を振動させて、前記シート材が振動しているときに、前記切断部で前記シート材を切断するようにした、ことを特徴とするシート材の切断装置。 Ultrasonic vibrating body and
An ultrasonic vibrating unit that vibrates the ultrasonic vibrating body with ultrasonic waves,
Anvil on which the sheet material is placed and
A cutting portion that cuts the sheet material with a cutting blade,
A holding portion that holds the ultrasonic vibrating body and the sheet material in a non-contact state in which the surfaces face each other at regular intervals.
Has a control unit
In the control unit, the surface of the sheet material placed on the anvil and the surface of the ultrasonic vibrating body are not in contact with each other by using the holding unit, but the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrating body is transmitted through air. The sheet material is arranged close enough to vibrate, the ultrasonic vibrating body is ultrasonically vibrated by the ultrasonic vibrating portion, and the sheet material is vibrated by the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrating body. A sheet material cutting device characterized in that the sheet material is cut at the cutting portion when the sheet material is vibrating.
前記超音波振動体を超音波振動させる超音波振動部と、
シート材を載置するアンビルと、
前記シート材を切断刃により切断する切断部と、
前記超音波振動体と前記シート材を、互いの表面が向かい合った状態で保持する保持部と、
制御部を有し、
前記制御部は、前記保持部を用いて、前記アンビルに載置したシート材の表面と前記超音波振動体の表面が向かい合った状態で配置させ、前記超音波振動体を前記超音波振動部で超音波振動させ、前記超音波振動体の超音波振動によりシート材を振動させて、前記シート材が振動しているときに、前記切断部で前記シート材を切断するようにした、ことを特徴とするシート材の切断装置。 Ultrasonic vibrating body and
An ultrasonic vibrating unit that vibrates the ultrasonic vibrating body with ultrasonic waves,
Anvil on which the sheet material is placed and
A cutting portion that cuts the sheet material with a cutting blade,
A holding portion that holds the ultrasonic vibrating body and the sheet material in a state where their surfaces face each other, and
Has a control unit
The control unit is arranged by using the holding unit so that the surface of the sheet material placed on the anvil and the surface of the ultrasonic vibrating body face each other, and the ultrasonic vibrating body is placed in the ultrasonic vibrating unit. It is characterized in that the sheet material is vibrated by ultrasonic vibration and the sheet material is vibrated by the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrating body so that the sheet material is cut by the cutting portion when the sheet material is vibrating. A device for cutting sheet materials.
前記複数の超音波振動体を前記シート材の上方に配置する、ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のシート材の切断装置。 Having a plurality of the ultrasonic vibrating bodies,
The sheet material cutting apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of ultrasonic vibrating bodies are arranged above the sheet material.
前記複数の超音波振動体をシート材の上方と下方に配置する、ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のシート材の切断装置。 Having a plurality of the ultrasonic vibrating bodies,
The sheet material cutting apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the plurality of ultrasonic vibrating bodies are arranged above and below the sheet material.
前記超音波振動体を超音波振動させる超音波振動部と、
シート材を載置するアンビルと、
前記シート材に切断刃により切断する切断部と、
前記超音波振動体と前記シート材を、互いの表面が一定間隔をあけて向かい合った非接触状態で保持する保持部と、
制御部と、を有するシート材の切断装置を用いて、
前記制御部は、前記保持部を用いて、前記アンビルに載置したシート材の表面と前記超音波振動体の表面が非接触であるが、前記超音波振動体の超音波振動が空気を介して前記シート材を振動可能な程度に接近して配置させ、前記超音波振動体を前記超音波振動部で超音波振動させ、前記超音波振動体の超音波振動によりシート材を超音波振動させて、前記シート材が振動しているときに、前記切断部で前記シート材を切断するようにした、ことを特徴とするシート材の切断方法。 Ultrasonic vibrating body and
An ultrasonic vibrating unit that vibrates the ultrasonic vibrating body with ultrasonic waves,
Anvil on which the sheet material is placed and
A cutting portion that cuts the sheet material with a cutting blade,
A holding portion that holds the ultrasonic vibrating body and the sheet material in a non-contact state in which the surfaces face each other at regular intervals.
Using a control unit and a sheet material cutting device having
In the control unit, the surface of the sheet material placed on the anvil and the surface of the ultrasonic vibrating body are not in contact with each other by using the holding unit, but the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrating body is transmitted through air. The sheet material is arranged close enough to vibrate, the ultrasonic vibrating body is ultrasonically vibrated by the ultrasonic vibrating unit, and the sheet material is ultrasonically vibrated by the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrating body. A method for cutting a sheet material, which comprises cutting the sheet material at the cutting portion when the sheet material is vibrating.
前記超音波振動体を超音波振動させる超音波振動部と、
シート材を載置するアンビルと、
前記シート材に切断刃により切断する切断部と、
前記超音波振動体と前記シート材を、互いの表面が向かい合った状態で保持する保持部と、
制御部と、を有するシート材の切断装置を用いて、
前記制御部は、前記保持部を用いて、前記アンビルに載置したシート材の表面と前記超音波振動体の表面が向かい合った状態で配置させ、前記超音波振動体を前記超音波振動部で超音波振動させ、前記超音波振動体の超音波振動によりシート材を振動させて、前記シート材が振動しているときに、前記切断部で前記シート材を切断するようにした、ことを特徴とするシート材の切断方法。 Ultrasonic vibrating body and
An ultrasonic vibrating unit that vibrates the ultrasonic vibrating body with ultrasonic waves,
Anvil on which the sheet material is placed and
A cutting portion that cuts the sheet material with a cutting blade,
A holding portion that holds the ultrasonic vibrating body and the sheet material in a state where their surfaces face each other, and
Using a control unit and a sheet material cutting device having
The control unit is arranged by using the holding unit so that the surface of the sheet material placed on the anvil and the surface of the ultrasonic vibrating body face each other, and the ultrasonic vibrating body is placed in the ultrasonic vibrating unit. It is characterized in that the sheet material is vibrated by ultrasonic vibration and the sheet material is vibrated by the ultrasonic vibration of the ultrasonic vibrating body so that the sheet material is cut by the cutting portion when the sheet material is vibrating. How to cut the sheet material.
前記複数の超音波振動体を前記シート材の上方に配置する、ことを特徴とする請求項7から請求項9のいずれかに記載のシート材の切断方法。 Having a plurality of the ultrasonic vibrating bodies,
The method for cutting a sheet material according to any one of claims 7 to 9, wherein the plurality of ultrasonic vibrating bodies are arranged above the sheet material.
前記複数の超音波振動体をシート材の上方と下方に配置する、ことを特徴とする請求項7から請求項9のいずれかに記載のシート材の切断方法。 Having a plurality of the ultrasonic vibrating bodies,
The method for cutting a sheet material according to any one of claims 7 to 9, wherein the plurality of ultrasonic vibrating bodies are arranged above and below the sheet material.
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CN114670288A (en) * | 2022-03-08 | 2022-06-28 | 深圳市海目星激光智能装备股份有限公司 | Ultrasonic wave splitting method and splitting device |
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