專利名稱：陶瓷坯板剪切裝置和剪切方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用切刀剪切陶瓷坯板的陶瓷坯板剪切裝置和剪切方法。
背景技術：
在制造疊層陶瓷電容器之類的陶瓷電子零部件時，必須將陶瓷坯板(包含陶瓷坯片或其疊層體)剪切成規(guī)定尺寸。作為這樣的陶瓷坯板剪切裝置，有專利文獻1、2所示的裝置。
專利文獻1所公開的剪切裝置具備裝載陶瓷坯板并沿水平方向每隔規(guī)定節(jié)距間斷移動的工作臺和沿垂直方向升降并剪切陶瓷坯板的切刀。
專利文獻2所公開的剪切裝置使用伺服馬達、氣缸、線性馬達、油壓伺服馬達、凸輪等作為使切刀升降的驅動源，根據(jù)工作的性質來選擇這些驅動源，例如，使用偏心凸輪的驅動源比使用氣缸的驅動源剪切速度更高。
近年來，陶瓷坯板剪切工序的高速化正在向前推進，還在開發(fā)一次剪切的間歇時間極短的例如約300msec的剪切裝置。由于疊層陶瓷電子零部件的尺寸逐漸減小，內部電極間的間隙尺寸也隨之減小，所以這種高速化的同時就要求更高精度的剪切。因此，僅僅簡單地使工作臺按一定節(jié)距移動同時進行剪切是不夠的，如專利文獻1所示，必須在每一次剪切時對剪切檢測標記進行圖像處理來決定剪切位置?？墒牵绻羟袡z測標記上附著有污物或剪切檢測標記本身不清晰，圖像處理就要花費時間，還可能無法檢測到剪切位置，會發(fā)生工作臺的移動未能在切刀切入陶瓷坯板之前結束的情況。這種情況下，必須暫時中斷剪切作業(yè)，但是在實施高速剪切時，無法使切刀立即停止，切刀可能因慣性而繼續(xù)動作。例如，在使用偏心凸輪的切刀升降裝置的情況下，即使馬達的旋轉已經(jīng)停止，而偏心凸輪仍然繼續(xù)轉動一段時間。因此，就可能剪切到本來不該剪切的位置，結果產(chǎn)生了不良剪切。
為了使切刀的升降立即停止下來，還有一種方法是另外安裝一個約束切刀的動作的制動機構，但其缺點是裝置變得復雜，同時由于無故約束切刀的動作，會成為產(chǎn)生故障的原因。
專利文獻1特開2005-34981號公報專利文獻2特開2003-136470號公報發(fā)明內容本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的目的在于提供一種剪切裝置和剪切方法，即使切刀因慣性而繼續(xù)動作，對陶瓷坯板也不進行不必要的剪切，而能夠立即中斷剪切作業(yè)。
用本發(fā)明的剪切裝置和剪切方法可以實現(xiàn)上述的目的。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的剪切裝置的特征在于，具備用來承載作為被剪切物的陶瓷坯板的工作臺、水平驅動工作臺而使所述陶瓷坯板到達規(guī)定的剪切位置的工作臺驅動器、被配置在所述工作臺的上方用來剪切所述陶瓷坯板的切刀、使所述切刀上下往返運動并用所述切刀剪切所述陶瓷坯板的切刀升降裝置、以及上下驅動包含所述切刀和切刀升降裝置的刀具組件的刀具組件升降裝置。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的陶瓷坯板的剪切方法具有如下工序將陶瓷坯板載置于工作臺上的剪切準備工序；水平驅動工作臺而使所述陶瓷坯板到達規(guī)定剪切位置的同時用切刀升降裝置使切刀下降而剪切所述陶瓷坯板的剪切工序；其特征在于在所述剪切工序中，當必須使剪切動作停止時，停止驅動所述切刀升降裝置的同時，使包含所述切刀和切刀升降裝置的刀具組件退到上方。
本發(fā)明的一個特征在于除使切刀上下升降的切刀升降裝置之外，另外設置使包含切刀和切刀升降裝置的刀具組件整體上下升降的刀具組件升降裝置。在圖像處理速度因種種原因未能跟隨剪切速度的情況下，必須停止切刀升降裝置，但是由于切刀可能因慣性而繼續(xù)動作，所以有可能剪切本來不是剪切位置的位置。這種情況下，停止切刀升降裝置的同時使刀具組件上升，從而，即使切刀因慣性而繼續(xù)動作，也能夠阻止切刀切入陶瓷坯板。
本發(fā)明的刀具組件升降裝置不同于強制約束切刀的制動機構，不會對切刀升降裝置施以強行的約束力，所以能夠抑制故障的發(fā)生。
由于必須使刀具組件上升得比切刀的下降速度更快，所以刀具組件升降裝置最好是比切刀升降裝置反應速度更高的驅動裝置。例如，像伺服馬達或線性馬達等從信號輸入到刀具組件上升到規(guī)定位置的時間較短的驅動裝置為宜。而且，所選驅動裝置最好具有在下死點位置能夠高精度定位切刀的定位精度。
按照本發(fā)明的剪切裝置的優(yōu)選實施方式，最好把刀具組件的升降幅度設置得大于切刀的升降幅度。
由于把刀具組件的升降幅度設置得大于切刀的升降幅度，所以即使切刀因慣性而全程下降，也能夠防止切刀接觸陶瓷坯板。另外，必須定期實施切刀的更換、保養(yǎng)，而將刀具組件的升降幅度設置得大，就能夠把切刀上升到容易進行這些作業(yè)的位置，從而可以便于更換、保養(yǎng)。
按照其他方式，切刀升降裝置最好具備馬達、由馬達旋轉驅動的偏心凸輪和設置在切刀上與偏心凸輪接觸的凸輪推桿。
這種情況下，由于偏心凸輪的旋轉能使切刀高速升降，所以能夠實施高速剪切。但是，在利用偏心凸輪的切刀升降裝置的情況下，即使向馬達輸出了停止信號，由于偏心凸輪并不立即停止，所以慣性也能使切刀動作。即使在這種情況下，采用本發(fā)明能使刀具組件上升，所以能夠防止切刀剪切陶瓷坯板不應剪切的位置。
按照其他優(yōu)選方式，具備始終監(jiān)視工作臺和切刀的狀態(tài)并控制工作臺驅動器、切刀升降裝置和刀具組件升降裝置的控制器；控制器最好在切刀切入陶瓷坯板之前工作臺已經(jīng)結束移動的情況下，控制工作臺驅動器和切刀升降裝置，使切刀到達下死點之后從陶瓷坯板上拔出后的時間內，工作臺僅僅水平移動規(guī)定的節(jié)距量；同時，在上述切刀切入陶瓷坯板之前工作臺還未結束移動的情況下，把停止指令輸出到上述切刀升降裝置的同時，把上升指令輸出到刀具組件升降裝置，阻止切刀切入陶瓷坯板。
這樣，由于控制器始終監(jiān)視是合適剪切還是不良剪切，所以總是能夠實施無失敗的剪切。
為了實現(xiàn)高精度的剪切，有時采用的方法是在每一次剪切時對剪切檢測標記進行圖像處理，來決定剪切位置，但是，此種情況下必須對用攝影機拍攝到的圖像進行圖像處理并計算出工作臺的移動距離，再根據(jù)其計算結果來控制工作臺的移動量。然而，在切刀切入陶瓷坯板之前，工作臺依據(jù)計算結果的相應移動可能并未結束。所謂工作臺依據(jù)計算結果的相應移動未結束包含計算本身失敗的情況，這種情況下，停止驅動切刀升降裝置的同時，使刀具組件退避到上方，從而能夠把不良剪切防范于未然。
如以上的說明，按本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，由于除使切刀上下升降的切刀升降裝置之外，另外還設置使包含切刀和切刀升降裝置的刀具組件整體上下升降的刀具組件升降裝置，所以即使切刀升降裝置停止而切刀有可能因慣性繼續(xù)動作，刀具組件升降裝置能使刀具組件上升，也可以有效防止切刀切入陶瓷坯板，因此，能夠把不良剪切的發(fā)生防范于未然。


圖1是本發(fā)明的剪切裝置的第一實施例的斜視圖。
圖2是圖1所示的剪切裝置的初始狀態(tài)的側面圖。
圖3是圖1所示的剪切裝置的剪切時的側面圖。
圖4是圖1所示的剪切裝置的剪切中斷時的側面圖。
圖5是本發(fā)明的剪切裝置的動作流程圖。
具體實施例方式
以下參照實施例說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
實施例1圖1、圖2表示的是本發(fā)明的剪切裝置的第一實施例。
該實施例中，舉例說明的是在陶瓷電子零部件的制造工序中切斷疊壓了多片陶瓷坯片的陶瓷坯板W的情況，但本發(fā)明并不限定于此。
把陶瓷坯板W載置在工作臺1的水平的上面(載置面)1a上，并用真空吸引固定住。工作臺驅動裝置2水平驅動工作臺1，使陶瓷坯板W到達規(guī)定的剪切位置。在陶瓷坯板W的側面上預先形成有剪切檢測標記(未圖示)，該實施例的工作臺驅動裝置2由馬達3、安裝在馬達3的轉軸上的滾珠絲杠4、設置在工作臺1上與滾珠絲杠4螺旋配合的螺母5、沿水平方向引導工作臺1的導軌6和滑塊7構成?？梢杂民R達3的旋轉角度使工作臺1高精度地定位。
在工作臺1上設置有監(jiān)視其動作的傳感器(例如馬達編碼器、線性度盤等)，可以用該傳感器高精度地檢測工作臺1的位置。
在工作臺1的上方配置有刀具組件10，刀具組件10具備基座11，切刀13經(jīng)切刀升降裝置12安裝在該基座11上。切刀升降裝置12設置有將切刀13固定在下端部的切刀座14、引導切刀座14相對基座11自如升降的導桿15、相對于基座11將切刀座14向上拉的彈簧16和安裝在基座11上的切刀升降用馬達17。馬達17的轉軸上安裝著偏心凸輪18，與偏心凸輪18接觸的凸輪推桿19被安裝在切刀座14上，彈簧16的彈力使偏心凸輪18和凸輪推桿19始終相接觸。也可以省略凸輪推桿19，而直接使偏心凸輪18接觸切刀座14。偏心凸輪18的旋轉向下方按壓切刀座14，可以使切刀13按規(guī)定的幅度上下往復運動。切刀13的升降幅度由偏心凸輪18的偏心量決定，并且將該升降幅度設定得稍大于陶瓷坯板W的厚度。馬達17以一定的速度連續(xù)旋轉，被高速驅動，使切刀13的間歇時間達到例如300msec以下。
為了檢測切刀13的升降位置，也可以設置馬達編碼器等傳感器來監(jiān)視切刀13的位置。這種情況下，可以控制工作臺驅動裝置2，當切刀13到達下死點之后，再上升從陶瓷坯板W上拔出后的時間內，工作臺1水平移動規(guī)定的節(jié)距量。如果不監(jiān)視切刀13的位置，就需要依據(jù)剪切間歇時間進行時間管理。
刀具組件升降裝置20驅動基座11沿上下升降，刀具組件升降裝置20最好是反應速度比切刀升降裝置12快的驅動裝置，本實施例中采用伺服馬達或線性馬達的之類的可高速驅動的直接驅動裝置。刀具組件升降裝置20的升降幅度被設定得大于切刀13的升降幅度。
工作臺驅動用馬達3、切刀升降用馬達17和刀具組件升降裝置20受控制裝置21的控制，在工作臺1的兩側設置有一對攝影機30(參照圖1)，用這些攝影機30拍攝設置在陶瓷坯板W的側面的剪切檢測標記。將所拍攝到的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到控制裝置21，內裝在控制裝置21內的圖像處理器22對圖像數(shù)據(jù)進行圖像處理，并計算出工作臺1的移動距離?？刂蒲b置21把所計算出來的移動距離的相應信號輸出到工作臺驅動用馬達3，在控制裝置21內存儲著對應于切刀升降用馬達17的旋轉速度的切刀的一次間歇時間，控制裝置21控制工作臺驅動用馬達3使工作臺在該間歇時間內結束移動。
這里，根據(jù)圖3、圖4來說明按照上述構成的剪切裝置的動作。
如圖1所示，在初始狀態(tài)下，切刀13處在陶瓷坯板W的上方，工作臺1把陶瓷坯板W一直移動到初次剪切位置。在這里開始驅動切刀升降用馬達17，切刀13開始剪切。
在切刀13切入陶瓷坯板W之前工作臺1停止在規(guī)定的剪切位置的情況下，偏心凸輪18的作用使切刀13降下來，剪切陶瓷坯板W(參照圖3)；切刀13到達下死點后，切刀13上升，最好控制工作臺驅動用馬達3，使工作臺1在切刀13從陶瓷坯板W拔出來的時刻開始水平移動，此間，刀具組件升降裝置20不動。
另一方面，工作臺1有可能在切刀13切入陶瓷坯板W之前未能到達下次剪切位置，其原因例如是剪切檢測標記上附著有污物，或剪切檢測標記不清晰而不能明確地判別剪切位置，因此無法及時計算出剪切位置等等。此時，雖然對切刀升降用馬達17發(fā)出停止指令，但是偏心凸輪18會因慣性而繼續(xù)旋轉，切刀13有可能進行不必要的切入陶瓷坯板W的動作。因此，控制裝置21進行控制，把停止指令發(fā)送到切刀升降用馬達17，同時把上升指令發(fā)送給刀具組件升降裝置20，使切刀13不切入陶瓷坯板W(參照圖4)。
圖5是上述剪切裝置的動作流程圖。
啟動后，首先檢測初次剪切位置的剪切檢測標記(步驟S1)，在該檢測處理中包含用攝影機30拍攝陶瓷坯板W的剪切檢測標記、對該圖像數(shù)據(jù)進行圖像處理、計算工作臺1的移動距離。為使工作臺1移動到對應于所計算出來的移動距離的初次剪切位置，對工作臺驅動用馬達3發(fā)出移動指令(步驟S2)。另一方面，幾乎同時也對切刀升降用馬達17發(fā)出驅動指令(步驟S3)。只要對切刀升降用馬達17發(fā)出一次驅動指令，馬達17就自動連續(xù)旋轉，于是切刀13反復進行剪切。
然后，控制裝置21檢查剪切之前工作臺移動是否已經(jīng)結束(步驟S4)，這種檢查要根據(jù)監(jiān)視工作臺的動作的傳感器(未圖示)的信號來實施。有時會因剪切檢測標記的污染或偏移等而無法立即算出剪切位置，當被判定為在切刀13的一次間歇時間內工作臺的移動未結束，或者判定為在切刀13切入陶瓷坯板W之前工作臺移動未結束的情況下，為停止驅動切刀13，對切刀升降用馬達17發(fā)出停止指令(步驟S5)；為使刀具組件10上升，同時對刀具組件升降裝置20發(fā)出上升指令(步驟S6)。這樣，刀具組件10就快速上升，即使偏心凸輪18因慣性而旋轉，也可以防止切刀13進行不必要的切入陶瓷坯板W動作。
在移動結束檢查中判定工作臺移動已經(jīng)結束的情況下，切刀13在初次剪切位置剪切陶瓷坯板W。初次剪切結束之后，檢測下次剪切位置的剪切檢測標記(步驟S7)；為使工作臺1朝下次剪切位置移動，對工作臺驅動用馬達3發(fā)出移動指令(步驟S8)。
然后，判定對陶瓷坯板W的剪切是否已經(jīng)全部結束(步驟S9)，如果全部剪切還未結束，重復進行步驟S4及其后的處理，在全部剪切已經(jīng)結束的情況下，對切刀升降用馬達17發(fā)出停止指令(步驟S10)，然后結束處理。
本發(fā)明不限定于上述實施例。
在上述實施例中，舉例說明了沿上下方向升降切刀來剪切陶瓷坯板W，然而并不限定切刀上下平行移動，也可以是以切刀的長方向的一端為支點，使另一端上下擺動，按擺動方式進行剪切。
雖然示例了用馬達和偏心凸輪作為切刀升降裝置，但是并不限定于此，可以采用例如流體壓力缸、使用線性馬達、使用馬達和滾珠絲杠等各種裝置。
權利要求
1.一種剪切裝置，其特征在于具備有工作臺，用來承載作為被切斷物的陶瓷坯板；工作臺驅動器，用以水平驅動工作臺而使所述陶瓷坯板到達規(guī)定的剪切位置；切刀，被配置在所述工作臺的上方并用來剪切所述陶瓷坯板；切刀升降裝置，用以使所述切刀上下往返運動并用所述切刀剪切所述陶瓷坯板；以及刀具組件升降裝置，用以上下驅動包含所述切刀和所述切刀升降裝置的刀具組件。
2.根據(jù)權利要求1記載的剪切裝置，其特征在于所述刀具組件的升降幅度大于所述切刀的升降幅度。
3.根據(jù)權利要求1或2記載的剪切裝置，其特征在于所述切刀升降裝置具備馬達、由所述馬達驅動旋轉的偏心凸輪和設置在所述切刀上與所述偏心凸輪接觸的推桿。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項記載的剪切裝置，其特征在于具備始終監(jiān)視所述工作臺和切刀的狀態(tài)并控制所述工作臺驅動器、切刀升降裝置和刀具組件升降裝置的控制器；在所述切刀切入陶瓷坯板之前工作臺已經(jīng)結束移動的情況下，所述控制器控制所述工作臺驅動器和切刀升降裝置，使之在切刀到達下死點之后，在切刀上升而從陶瓷坯板上拔出來的時刻，工作臺僅僅水平移動規(guī)定的節(jié)距量；同時，在所述切刀切入陶瓷坯板之前工作臺還未結束移動的情況下，所述控制器把停止指令輸出到所述切刀升降裝置的同時，把上升指令輸出到刀具組件升降裝置，控制切刀不切入陶瓷坯板。
5.根據(jù)權利要求4記載的剪切裝置，其特征在于還具備設置在所述陶瓷坯板上的剪切檢測標記和拍攝所述剪切檢測標記的攝影機；所述控制器包含對所述攝影機所拍攝到的圖像進行圖像處理并計算出工作臺的移動距離的圖像處理器。
6.一種陶瓷坯板的剪切方法，其特征在于具有將陶瓷坯板載置于工作臺上的剪切準備工序；水平驅動工作臺而使所述陶瓷坯板到達規(guī)定剪切位置的同時用切刀升降裝置使切刀下降而剪切所述陶瓷坯板的剪切工序；在所述剪切工序中，當必須使剪切動作停止時，在停止驅動所述切刀升降裝置的同時使包含所述切刀和切刀升降裝置的刀具組件退讓到上方。
7.根據(jù)權利要求6記載的陶瓷坯板的剪切方法，其特征在于所述剪切工序還包含為了水平驅動所述工作臺使所述陶瓷坯板到達規(guī)定的剪切位置而用攝影機拍攝設置在所述陶瓷坯板上的剪切檢測標記的工序、和對所述攝影機拍攝到的圖像進行圖像處理并計算出工作臺的移動距離再根據(jù)其計算結果來控制所述工作臺的移動量的工序；在所述切刀切入陶瓷坯板之前工作臺還未結束對應于所述計算結果的移動量的移動時，停止所述切刀升降裝置的驅動，同時使包含所述切刀和切刀升降裝置的刀具組件退讓到上方。
全文摘要
提供一種陶瓷坯板剪切裝置，即使切刀因慣性而繼續(xù)動作，對陶瓷坯板也不進行不必要的剪切，而能夠立即中斷剪切作業(yè)。該剪切裝置具備載置陶瓷坯板(W)的工作臺(1)、水平驅動工作臺(1)而使陶瓷坯板到達規(guī)定剪切位置的工作臺驅動器(2)、刀具組件(10)和上下驅動刀具組件的刀具組件升降裝置(20)，刀具組件(10)具有剪切陶瓷坯板的切刀(13)和使切刀上下往返運動的切刀升降裝置(12)。應中斷剪切作業(yè)時，使切刀升降裝置(12)停止，同時讓刀具組件升降裝置(20)上升，從而防止了切刀(13)對陶瓷坯板進行不必要的剪切。
文檔編號B26D5/20GK1956823SQ20068000028
公開日2007年5月2日 申請日期2006年4月21日 優(yōu)先權日2005年5月23日
發(fā)明者巖佐昌信, 丸岡裕明 申請人:株式會社村田制作所