JP2007160422A - 工作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構造でスループットが良好で工作領域の狭くならない工作装置を提供しようとする。
【解決手段】
従来の平板状の被工作物を工作する工作装置にかわって、被工作物を保持する保持面を持った被工作物保持台と、被工作物を工作する第１工作端部を持った第１工作工具と、被工作物を工作する第２工作端部を持つ第２工作工具と、前記第１工作工具と前記第２工作工具とを支持する工具支持機構と、前記工具支持機構を前記保持面に沿って移動させることをできる工作ヘッド移動機構と、を備え、前記工具支持機構が、前記第２工作端部を前記第１工作端部と前記保持面との間に位置させる第２工作姿勢と前記第２工作端部を前記第１工作端部と前記保持面との間から退避させる第１工作姿勢との間で姿勢を変化させることをできる、ものとした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、平板状の被工作物を工作する工作装置に係る。特に、複数の工作ツールの配置とその構成に特徴のある工作装置に関する。

平板状の被工作物に切断線等を工作するのに工作装置が用いられる。
製造メーカは、品物を梱包箱に梱包して流通させる。
梱包箱は、展開した展開部品を立体に組み立てて造られたものである。
品物は、その形状と寸法に合わせた寸法と形状を持った梱包箱に梱包される。
品物を大量生産する場合には、多くの梱包箱を必要とする。
梱包箱に組み立てる展開部品は、板状材料（例えば、段ボール板）を所定の形状に切断して切りだされる。
段ボール製の梱包箱やプラスチックス製ケースを大量に製作するのに、段ボール、紙、プラスチックスシート等（以下、段ボール等という）の平板状の材料から所望の形状を切り出す方法が用いられる。
この方法を用いるのに、段ボール等に切れ目をいれたり折り目となる罫線を入れたりする工作装置がもちいられる。通常、大量生産される前段階での試作に用いられることから、サンプルカッターと呼称される。

以下に、サンプルカッターの構成を、説明する。
一般的なサンプルカッターは、Ｘ−Ｙプロッタに加工工具を保持した工作ヘッドを設けた装置である。
サンプルカッターは、被工作保持台と工作ヘッドと工作ヘッド移動機構と制御装置（図示せず）とで構成される。
被工作保持台が、被工作物を保持面に保持する。
工作ヘッドが、保持面に保持された被工作物を工作することをできる工作工具を持っている。
工作工具には各種の形式がある。
切断をするには、振動する刃先を持ったカッターが工作工具として用いられる。また、レーザを発射するレーザ発振器が工作工具として用いられることもある。
折り目を付けるには、折り目となる罫線を形作る罫線押し具が工作工具として用いられる。
印字するには、ペンが工作工具として持ちいられる。
工作ヘッド移動機構は、工作ヘッドを保持面に平行に移動する機構である。

以下にサンプルカッターの作用を説明する。
シート状材料（被工作物に相当する）を保持面に保持させる。
制御装置により制御して、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを保持面に平行に移動させると、加工工具がシート状材料を所望の形状に切断する。
シート状材料から打ち抜き屑を分離して、所望の形状を持った製品を得ることができる。

従来のサンプルカッターでは、複数の工作ヘッドを並列に工作ヘッドに組み込んでいた。
例えば、カッターと罫線押し具とを工作ヘッドに並列に並べて組み込む。
この様にすると、複数の種類の工作を行う際に、工作工具の持ち替えする時間が不要であり、工作のスループットが向上する。
一方、一つの工作工具の工作可能領域が狭くなるという不具合があった。
例えば、工作ヘッドの一方向の可動距離がＬであり、カッターと罫線押し具とのピッチがＡであると、カッターまたは罫線押し具の可動距離はＬ−Ａとなる。その結果、工作可能領域がＡだけ狭くなる。

特開平１０−１７５１９７号

本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出されたもので、簡易な構造でスループットが良好で工作領域の狭くならない工作装置を提供しようとする。

上記目的を達成するため、本発明に係る平板状の被工作物を工作する工作装置を、被工作物を保持する保持面を持った被工作物保持台と、前記保持面に保持された被工作物を工作することをできる第１工作端部を持った第１工作工具と、前記保持面に保持された被工作物を工作することをできる第２工作端部を持つ第２工作工具と、前記第１工作工具と前記第２工作工具とを支持する工具支持機構と、前記第１工作工具と前記第２工作工具と前記工具支持機構とを有する工作ヘッドを前記保持面に沿って移動させることをできる工作ヘッド移動機構と、を備え、前記工具支持機構が、前記第１工作工具と前記第２工作工具とを相対移動させて、前記第２工作端部を前記第１工作端部と前記保持面との間に位置させる第２工作姿勢と前記第２工作端部を前記第１工作端部と前記保持面との間から退避させる第１工作姿勢との間で姿勢を変化させることをできる、ものとした。

上記本発明の構成により、被工作物保持台の保持面が被工作物を保持する。第１工作工具の第１工作端部が前記保持面に保持された被工作物を工作することをできる。第２工作工具の第２工作端部が前記保持面に保持された被工作物を工作することをできる。工具支持機構が前記第１工作工具と前記第２工作工具とを支持する。工作ヘッド移動機構が前記第１工作工具と前記第２工作工具と前記工具支持機構とを有する工作ヘッドを前記保持面に沿って移動させることをできる。前記工具支持機構が、前記第１工作工具と前記第２工作工具とを相対移動させて、前記第２工作端部を前記第１工作端部と前記保持面との間に位置させる第２工作姿勢と前記第２工作端部を前記第１工作端部と前記保持面との間から退避させる第１工作姿勢との間で姿勢を変化させることをできる。
その結果、第１工作姿勢において、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを移動して第１工作工具の第１工作端部が被工作物を工作し、第２工作姿勢において、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを移動して第２工作工具の第２工作端部が被工作物を工作でき、工作工具の持ち替えをせずに、工作可能領域を減縮させずに、被工作物を工作できる。

以下に、本発明の実施形態に係るいくつかの工作装置を説明する。本発明は、以下に記載の実施形態のいずれか、またはそれらの中の二つ以上が組み合わされた態様を含む。

本発明の実施形態に係る工作装置は、前記工具支持機構が、前記第２工作工具を支持し揺動軸の周りに揺動自在に案内される揺動アームを有し、該揺動アームを該揺動軸の周りに揺動させて前記第１工作姿勢と前記第２工作姿勢との間で姿勢を変化させる。
上記本実施形態の構成により、揺動アームが前記第２工作工具を支持し揺動軸の周りに揺動自在に案内される。該揺動アームを該揺動軸の周りに揺動させて前記第１工作姿勢と前記第２工作姿勢との間で姿勢を変化させる。その結果、簡易かつ迅速に前記第１工作姿勢と前記第２工作姿勢との間で姿勢を変化させて、被工作物を工作できる。

本発明の実施形態に係る工作装置は、前記揺動軸が前記保持面に沿って延び、前記第１工作姿勢において、第２工作端部の保持面までの距離が第１工作端部の保持面までの距離より大きい。
上記本実施形態の構成により、前記揺動アームを前記保持面に沿って延びる前記揺動軸の周りに揺動でき、第２工作端部を保持面に対して離間する向きに退避させることができる。

本発明の実施形態に係る工作装置は、前記工具支持機構が前記揺動アームを前記保持面に交差する移動方向に沿って移動させる移動機構と前記揺動アームを前記保持面に交差する回転軸の周りに回転させる回転機構とを有し、前記第２工作姿勢において、前記移動機構が前記揺動アームを前記移動方向に沿って移動させて前記第２工作端部を前記保持面に保持された被工作物に押し付けることをでき、前記回転機構が前記第２工作端部を前記回転軸の周りに回転させることをできる。
上記本実施形態の構成により、移動機構が前記揺動アームを前記保持面に交差する移動方向に沿って移動させる。回転機構が前記揺動アームを前記保持面に交差する回転軸の周りに回転させる。前記第２工作姿勢において、前記移動機構が前記揺動アームを前記移動方向に沿って移動させて前記第２工作端部を前記保持面に保持された被工作物に押し付けることをでき、前記回転機構が前記第２工作端部を前記回転軸の周りに回転させることをできる。その結果、前記工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを移動するに従って、前記第２工作端部を前記回転軸の周りに回転させることにより、第２工作端部が被工作物に所定の軌跡に沿って工作することをできる。

本発明の実施形態に係る工作装置は、前記工具支持機構が前記第１工作工具を支持する回転フレームと該回転フレームを前記保持面に交差する回転軸の周りに回転自在に支持する回転軸受機構と回転フレームを前記回転軸の周りに回転させる回転駆動機構とを持つ回転機構を有し、前記揺動アームが前記揺動軸の周りに揺動自在に前記回転フレームに支持される。
上記本実施形態の構成により、前記第１工作工具を支持する回転フレームが前記保持面に交差する回転軸の周りに回転自在に支持される。回転駆動機構が回転フレームを前記回転軸の周りに回転させる。前記揺動アームが前記揺動軸の周りに揺動自在に前記回転フレームに支持される。その結果、回転駆動機構が回転フレームを回転させて、回転フレームに支持される揺動アームが支持する第２工作工具の第２工作端部を保持面に保持された被工作物に対して回転させることをできる。

本発明の実施形態に係る工作装置は、前記工具支持機構が前記第１工作工具を支持する回転フレームと該回転フレームを前記保持面に交差する回転軸の周りに回転自在に支持する回転軸受機構と回転フレームを前記回転軸の周りに回転させる回転駆動機構とを持つ回転機構と前記回転フレームを前記保持面に交差する移動方向に沿って移動させることをできる移動機構とを有し、前記揺動アームが前記揺動軸の周りに揺動自在に前記回転フレームに支持され、前記第２工作姿勢において、前記移動機構が前記回転フレームを前記移動方向に沿って移動させて前記第２工作端部を前記保持面に保持された被工作物に押し付けることをでき、前記回転機構が前記第２工作端部を前記回転軸の周りに回転させることをできる。
上記本実施形態の構成により、前記第１工作工具を支持する回転フレームが該回転フレームを前記保持面に交差する回転軸の周りに回転自在に支持され、回転駆動機構が回転フレームを前記回転軸の周りに回転させる。移動機構が前記回転フレームを前記保持面に交差する移動方向に沿って移動させることをできる。前記揺動アームが前記揺動軸の周りに揺動自在に前記回転フレームに支持される。前記第２工作姿勢において、前記移動機構が前記回転フレームを前記移動方向に沿って移動させて前記第２工作端部を前記保持面に保持された被工作物に押し付けることをでき、前記回転機構が前記第２工作端部を前記回転軸の周りに回転させることをできる。その結果、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを移動させるに従って、被工作物に押し付けた第２工作工具の向きを回転軸に周りに回転させて、第２工作端部が被工作物を工作することをできる。

本発明の実施形態に係る工作装置は、前記工具支持機構が回転フレームと該回転フレームを前記保持面に交差する回転軸の周りに回転自在に支持する回転軸受機構と回転フレームを前記回転軸の周りに回転させる回転駆動機構とを持つ回転機構と前記回転フレームを前記保持面に交差する移動方向に沿って移動させることをできる移動機構を有し、前記回転フレームが前記第１工作工具を支持する主回転フレームと前記保持面に保持された被工作物を押さえることをできる押さえ部材と該主回転フレームと該押さえ部材とを連結する連結部材とを含み、前記揺動アームが前記揺動軸の周りに揺動自在に前記回転フレームに支持され、前記第１工作姿勢において、前記移動機構が前記回転フレームを前記移動方向に沿って移動させて前記押さえ部材を前記保持面に保持された被工作物の前記第１工作端部に対面する箇所に押しつけて前記第１工作端部が被工作物を工作できる。
上記本実施形態の構成により、回転フレームが前記保持面に交差する回転軸の周りに回転自在に支持され、回転駆動機構が回転フレームを前記回転軸の周りに回転させる。回転フレームが主回転フレームと押さえ部材と連結部材とを含み、主回転フレームが前記第１工作工具を支持し、押さえ部材が前記保持面に保持された被工作物を押さえることをでき、連結部材が該主回転フレームと該押さえ部材とを連結する。前記揺動アームが前記揺動軸の周りに揺動自在に前記回転フレームに支持される。前記第１工作姿勢において、前記移動機構が前記回転フレームを前記移動方向に沿って移動させて前記押さえ部材を前記保持面に保持された被工作物の前記第１工作端部に対面する箇所に押しつけて前記第１工作端部が被工作物を工作できる。その結果、第１工作姿勢において、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを移動させるに従って、被工作物に押し付けた第１工作工具の向きを回転軸に周りに回転させて、被工作物が保持面から浮き上がるのを防止しつつ、第１工作工具の第１工作端部で被工作物を工作できる。

本発明の実施形態に係る工作装置は、前記揺動アームが前記揺動軸の周りに揺動自在に前記押さえ部材に支持され、前記連結部材が前記主回転フレームと前記押さえ部材との相対距離を伸縮可能であり、前記第２工作姿勢において、前記移動機構が前記回転フレームを前記移動方向に沿って移動させて前記主回転フレームが前記揺動アームに当接して前記第２工作端部を前記保持面に保持された被工作物に押し付けることをできる。
上記本実施形態の構成により、前記揺動アームが前記揺動軸の周りに揺動自在に前記主回転フレームに支持される。前記連結部材が前記主回転フレームと前記押さえ部材との相対距離を伸縮可能である。前記第２工作姿勢において、前記移動機構が前記回転フレームを前記移動方向に沿って移動させて前記主回転フレームが前記揺動アームに当接して前記第２工作端部を前記保持面に保持された被工作物に押し付けることをできる。第２姿勢において、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを移動させるに従って、被工作物に押し付けた第２工作工具の向きを回転軸に周りに回転させて、第２工作工具の第２工作端部で被工作物を工作できる。

本発明の実施形態に係る工作装置は、中立姿勢が前記第１工作姿勢と前記第２工作姿勢との間に存在する姿勢であり、前記工具支持機構が、前記第１工作姿勢と前記中立姿勢との間に姿勢があるときに前記揺動アームに前記中立姿勢から前記第１工作姿勢へ揺動させる第１付勢力を作用させ、前記第２工作姿勢と前記中立姿勢との間に姿勢があるときに前記揺動アームに前記中立姿勢から前記第２工作姿勢へ揺動させる第二付勢力を作用させる付勢機構を有する。
上記本実施形態の構成により、付勢機構が、前記第１工作姿勢と前記中立姿勢との間に姿勢があるときに前記揺動アームに前記中立姿勢から前記第１工作姿勢へ揺動させる第１付勢力を作用させ、前記第２工作姿勢と前記中立姿勢との間に姿勢があるときに前記揺動アームに前記中立姿勢から前記第２工作姿勢へ揺動させる第二付勢力を作用させる。その結果、前記第１工作姿勢と前記中立姿勢との間に姿勢があるときに、第１付勢力が姿勢を前記第１工作姿勢に強制し、前記第２工作姿勢と前記中立姿勢との間に姿勢があるときに、第２付勢力が姿勢を第２工作指令に強制する。

本発明の実施形態に係る工作装置は、前記工具支持機構が前記揺動アームを前記保持面に交差する移動方向に沿って移動させる移動機構と前記揺動アームを前記保持面に交差する回転軸の周りに回転させる回転機構とを有し、前記回転機構が前記揺動アームを前記回転軸の周りの所定の向きである第１向きに固定した状態で前記移動機構が前記揺動アームを前記移動方向に沿って移動させると前記揺動アームが一箇所の移動を阻止されて前記揺動軸の周りに揺動して第２工作姿勢から第１工作姿勢に姿勢を変化させ、前記回転機構が前記揺動アームを前記回転軸の周りの所定の向きである第２向きに固定した状態で前記移動機構が前記揺動アームを前記移動方向に沿って移動させると前記揺動アームが一箇所の移動を阻止されて前記揺動軸の周りに揺動して第１工作姿勢から第２工作姿勢に姿勢を変化させる。
上記本実施形態の構成により、移動機構が前記揺動アームを前記保持面に交差する移動方向に沿って移動させる。回転機構が前記揺動アームを前記保持面に交差する回転軸の周りに回転させる。前記回転機構が前記揺動アームを前記回転軸の周りの所定の向きである第１向きに固定した状態で前記移動機構が前記揺動アームを前記移動方向に沿って移動させると前記揺動アームが一箇所の移動を阻止されて前記揺動軸の周りに揺動して第２工作姿勢から第１工作姿勢に姿勢を変化させる。前記回転機構が前記揺動アームを前記回転軸の周りの所定の向きである第２向きに固定した状態で前記移動機構が前記揺動アームを前記移動方向に沿って移動させると前記揺動アームが一箇所の移動を阻止されて前記揺動軸の周りに揺動して第１工作姿勢から第２工作姿勢に姿勢を変化させる。その結果、移動機構と回転機構の連動により、第１工作姿勢から第２工作姿勢へ姿勢を変更し、第２工作姿勢から第１神崎姿勢へ姿勢を変更することをできる。

本発明の実施形態に係る工作装置は、前記第１工作工具が被工作物を切断する第１工作端部を持つ切断工具であり、前記第２工作工具が被工作物に押し付けられて罫線を形つける罫線押し部である第２工作端部を持つ罫線押し工具である。
上記本実施形態の構成により、前記第１工作工具が被工作物を切断する第１工作端部を持つ切断工具である。前記第２工作工具が被工作物に押し付けられて罫線を形つける罫線押し部である第２工作端部を持つ罫線押し工具である。その結果、被工作物を第１工作端部で切断する工程と被工作物に第２工作端部で罫線を付ける工程とを適時切り替えて、被工作物を工作できる。

以上説明したように本発明に係る工作装置は、その構成により、以下の効果を有する。
第１工作端部で被工作物を工作できる第１工作工具と第２工作端部で被工作物を工作できる第２工作工具とを支持する工具支持機構を被工作物を保持する保持面に沿って移動させ、工具支持機構が、第２工作端部を第１工作端部と保持面との間に位置させる第２工作姿勢と第２工作端部を第１工作端部と保持面との間から退避させる第１工作姿勢との間で、姿勢を変化させる様にしたので、第１工作姿勢において、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを移動して第１工作工具の第１工作端部が被工作物を工作し、第２工作姿勢において、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを移動して第２工作工具の第２工作端部が被工作物を工作でき、工作工具の持ち替えをせずに、工作可能領域を減縮させずに、被工作物を工作できる。
また、揺動アームが前記第２工作工具を支持する揺動アームを揺動軸の周りに揺動自在に案内させ、該揺動アームを該揺動軸の周りに揺動させて前記第１工作姿勢と前記第２工作姿勢との間で姿勢を変化させる様にしたので、簡易かつ迅速に前記第１工作姿勢と前記第２工作姿勢との間で姿勢を変化させて、被工作物を工作できる。
また、前記揺動アームを前記保持面に沿って延びる前記揺動軸の周りに揺動し、前記第１工作姿勢において、第２工作端部の保持面までの距離が第１工作端部の保持面までの距離より大きくなる様にしたので、第２工作端部を保持面に対して離間する向きに退避させることができる。
また、前記第２工作姿勢において、前記揺動アームを前記移動方向に沿って移動させ回転軸の周りに回転させて前記第２工作端部を前記保持面に保持された被工作物に押し付けることをでき、前記回転軸の周りに回転させることをできる様にしたので、前記工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを移動するに従って、前記第２工作端部を前記回転軸の周りに回転させることにより、第２工作端部が被工作物に所定の軌跡に沿って工作することをできる。
また、前記第１工作工具を前記保持面に交差する回転軸の周りに回転自在に支持して、回転フレームを前記回転軸の周りに回転させ、前記揺動アームが前記回転フレームを揺動自在に支持する様にしたので、回転駆動機構が回転フレームを回転させて、回転フレームに支持される揺動アームが支持する第２工作工具の第２工作端部を保持面に保持された被工作物に対して回転させることをできる。
また、前記第１工作工具を支持する該回転フレームを前記保持面に交差する回転軸の周りに回転自在に支持し、前記回転軸の周りに回転させ、前記保持面に交差する移動方向に沿って移動させることをでき、前記揺動アームが前記揺動軸の周りに揺動自在に回転フレームに支持される様にし、前記第２工作姿勢において、前記回転フレームを前記移動方向に沿って移動させて前記第２工作端部を前記保持面に保持された被工作物に押し付けることをでき、前記回転機構が前記第２工作端部を前記回転軸の周りに回転させることをできる様にしたので、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを移動させるに従って、被工作物に押し付けた第２工作工具の向きを回転軸に周りに回転させて、第２工作端部が被工作物を工作することをできる。
また、回転フレームを主回転フレームと、前記保持面に保持された被工作物を押さえることをできる押さえ部材と、該主回転フレームと該押さえ部材とを連結する連結部材とで構成し、前記揺動アームが前記揺動軸の周りに揺動自在に前記回転フレームに支持され、
前記第１工作姿勢において、前記回転フレームを前記移動方向に沿って移動させて前記押さえ部材を前記保持面に保持された被工作物の前記第１工作端部に対面する箇所に押しつけて前記第１工作端部が被工作物を工作できる様にしたので、第１工作姿勢において、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを移動させるに従って、被工作物に押し付けた第１工作工具の向きを回転軸に周りに回転させて、被工作物が保持面から浮き上がるのを防止しつつ、第１工作工具の第１工作端部で被工作物を工作できる。
また、前記揺動アームが前記揺動軸の周りに揺動自在に前記押さえ部材に支持され、
前記連結部材が前記主回転フレームと前記押さえ部材との相対距離を伸縮可能であり、
前記第２姿勢において、前記移動機構が前記回転フレームを前記移動方向に沿って移動させて前記主回転フレームが前記揺動アームに当接して前記第２工作端部を前記保持面に保持された被工作物に押し付けることをできる様にしたので、第２姿勢において、工作ヘッド移動機構が工作ヘッドを移動させるに従って、被工作物に押し付けた第２工作工具の向きを回転軸に周りに回転させて、第２工作工具の第２工作端部で被工作物を工作できる。
また、前記第１工作姿勢と前記中立姿勢との間に姿勢があるときに前記揺動アームに前記中立姿勢から前記第１工作姿勢へ揺動させる第１付勢力を作用させ、前記第２工作姿勢と前記中立姿勢との間に姿勢があるときに前記揺動アームに前記中立姿勢から前記第２工作姿勢へ揺動させる第二付勢力を作用させる様にしたので、前記第１工作姿勢と前記中立姿勢との間に姿勢があるときに、第１付勢力が姿勢を前記第１工作姿勢に強制し、前記第２工作姿勢と前記中立姿勢との間に姿勢があるときに、第２付勢力が姿勢を第２工作指令に強制する。
また、前記揺動アームを前記回転軸の周りの第１向きに固定した状態で前記揺動アームを前記移動方向に沿って移動させると前記揺動アームが一箇所の移動を阻止されて前記揺動軸の周りに揺動して第２工作姿勢から第１工作姿勢に姿勢を変化させる様にし、前記揺動アームを前記回転軸の周りの第２向きに固定した状態で前記揺動アームを前記移動方向に沿って移動させると前記揺動アームが一箇所の移動を阻止されて前記揺動軸の周りに揺動して第１工作姿勢から第２工作姿勢に姿勢を変化させる様にしたので、移動機構と回転機構の連動により、第１姿勢から第２姿勢へ姿勢を変更し、第２姿勢から第１姿勢へ姿勢を変更することをできる。
また、前記第１工作工具が切断工具であり、前記第２工作工具が罫線押し工具である様にしたので、被工作物を第１工作端部で切断する工程と被工作物に第２工作端部で罫線を付ける工程とを適時切り替えて、被工作物を工作できる。
従って、簡易な手順と簡易な構造で、平板状の被工作物を加工する工作装置を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る工作装置の平面図である。図２は、本発明の実施形態に係る工作装置の正面図である。図３は、本発明の実施形態に係る工作ヘッドの正面図その１である。図４は、本発明の実施形態に係る工作ヘッドの側面図その１である。図５は、本発明の第１の実施形態に係る工作端部のＡ−Ａ断面図である。図６は、本発明の実施形態に係る工作ヘッドの正面図その２である。図７は、本発明の実施形態に係る工作ヘッドの側面図その２である。図８は、本発明の第１の実施形態に係る工作端部のＢ−Ｂ断面図である。図９は、本発明の実施形態に係る付勢機構の側面図その１である。図１０は、本発明の実施形態に係る付勢機構の側面図その２である。図１１は、本発明の実施形態に係る付勢機構の側面図その３である。図１２は、本発明の実施形態に係る工作ヘッドの作動図その１である。図１３は、本発明の実施形態に係る工作ヘッドの作動図その２である。

工作装置１０は、平板状の被工作物を加工する装置である。
例えば、被工作物が定尺の厚紙（例えば、段ボール紙）や発泡スチロール製板材やプラスチック製板材であって、厚紙や発泡スチロール製板材を所定の形状にカットして、段ボール箱や中子等に組み立てることのできる切り抜きを製造するには、工作ヘッドと工作ヘッドを厚紙の面に沿って移動することをできる移動機構とを備えた工作装置１０を用いる。工作ヘッドは、厚紙を切断する加工工具と厚紙に折り目を付ける罫線ツールとを設けられる。
この様な工作装置１０はサンプルカッターと呼称される。
サンプルカッターは、直交するＸ軸とＹ軸とで構成される平面に厚紙を固定し、工作ヘッドをＸ軸とＹ軸とに沿って移動させて、厚紙を工作する。
例えば、工作ヘッド移動機構５００は、Ｙ軸横桁５１０とＸ軸移動機構（図示せず）とＹ軸移動機構５２０とで構成される。Ｘ軸移動機構がＹ軸方向に長手方向を延ばした横桁をＸ軸方向に移動させる。Ｙ軸移動機構５２０が工作ヘッドをＹ軸横桁５１０の上でＹ軸方向に移動させる。
説明の容易のために、Ｘ軸とＹ軸とで構成される平面をＸＹ平面と、ＸＹ平面に直交する方向に沿って伸びる軸をＺ軸と、呼称する。
以下では、工作装置１０がサンプルカッターである場合を例に説明する。

工作装置１０は、被工作物保持台１００と第１工作工具２００と第２工作工具３００と工具支持機構４００と工作ヘッド移動機構５００とで構成される。

被工作物保持台１００は、被工作物２０を保持する保持面Ｓを持った構造である。
例えば、被工作物保持台１００は、保持台基礎１１０と保持台パッド１２０と架台１３０とで構成される。
例えば、保持台基礎１１０は、ハニカム構造の板構造体である。保持台基礎１１０の平行する２辺がＸ軸に沿い、直交する他の２辺がＹ軸に沿う。
工作装置１０がサンプルカッターである場合は、保持台基礎１１０は一方の表面に真空吸着機能を持った板材である。一方の表面を表側と呼称し、他の表面を裏側と呼称する。
保持台パッド１２０は、通気性のある樹脂製のマットであり、保持台基礎１１０の表面に貼られている。
保持台パッド１２０の表面が保持面Ｓに相当する。
被工作物２０を保持面Ｓに置いて、被工作物保持台１００の真空吸着機能を発揮させると、被工作物２０が保持面Ｓに保持される。
架台１３０は、保持台基礎１１０を支持する。

第１工作工具２００は、保持面に保持された被工作物を工作することをできる第１工作端部２２０を持った工具である。
第１工作工具２００は、第１工作工具本体２１０と第１工作端部２２０とで構成されてもよい。
例えば、第１工作工具２００は、被工作物を切ることをできるツールである。
第１工作端部２２０は、被工作物２０に突き刺す刃を持った刃先である。
第１工作工具本体２１０は、圧縮空気または電気を動力源として刃を高速振動させる。
第１工作端部２２０である刃先を被工作物２０に突き刺して、第１工作工具２００である切断工具を保持面Ｓに沿って移動させると、刃先が被工作物２０に切断線２１を工作することをできる。

第２工作工具３００は、保持面に保持された被工作物を工作することをできる第２工作端部３２０を持った工具である。
第２工作工具３００は、第２工作工具本体３１０と第２工作端部３２０とで構成されてもよい。
例えば、第２工作工具３００は、被工作物に折り目となる罫線２２を付けることをできる罫線押し工具である。
第２工作端部３２０は、被工作物に押し付けられて罫線２２を形つける罫線押し部である。
第２工作工具本体３１０は、罫線押し部を支持する構造体である。
例えば、第２工作工具本体３１０は回転自在に支持される円筒状のローラであり、第２工作端部３２０は第２工作工具本体３１０の円周に突き出たリング状の突起部である。
第２工作端部３２０である罫線押し部を被工作物２０に押し付けて、第２工作工具３００である罫線押し工具を保持面Ｓに沿って回転しつつ移動させると、罫線押し部が被工作物２０に罫線２２を工作することをできる。

工具支持機構４００は、第１工作工具２００と第２工作工具３００とを支持する機構である。
第１工作工具２００と第２工作工具３００と工具支持機構４００とを、工作ヘッドと総称する。
工具支持機構４００は、第１工作工具２００と第２工作工具３００とを相対移動させて、第２工作姿勢と第１工作姿勢との間で姿勢を変化させることをできる。
第２工作姿勢は、第２工作端部３２０を第１工作端部２２０と保持面Ｓとの間に位置させる姿勢である。
第１工作姿勢は、第２工作端部３２０を第１工作端部２２０と保持面Ｓとの間から退避させる姿勢である。

工具支持機構４００は、揺動アーム４１０と付勢機構４２０と移動機構４３０と回転機構４４０とで構成されてもよい。
揺動アーム４１０は、第２工作工具３００を支持し揺動軸Ｃの周りに揺動自在に案内される部材である。
工具支持機構４００は、揺動アーム４１０を揺動軸Ｃの周りに揺動させて、第１工作姿勢と第２工作姿勢との間で姿勢を変化させる。
揺動軸Ｃが、保持面Ｓに沿って延びていてもよい。
例えば、揺動軸Ｃは、保持面Ｓに平行に延びている。第１工作姿勢において、第２工作端部３２０の保持面までの距離が第１工作端部２２０の保持面までの距離より大きくてもよい。

移動機構４３０は、揺動アーム４１０を保持面Ｓに交差する移動方向に沿って移動させる機構である。
回転機構４４０は、揺動アーム４１０を保持面Ｓに交差する回転軸Ｄの周りに回転させる機構である。
移動方向は、回転軸Ｄに沿っていてもよい。
回転軸Ｄは、Ｚ軸に一致してもよい。
第１工作姿勢において、移動機構４３０が、第１工作工具２００を移動方向に沿って移動させて第１工作端部２２０を保持面Ｓに保持された被工作物２０に押し付けることをでき、回転機構４４０が第１工作端部２２０を回転軸Ｄの周りに回転させることをできる。
例えば、移動機構４３０が、切断工具を移動方向に沿って移動させて刃先を保持面Ｓに保持された被工作物２０に押し付けることをでき、回転機構４４０刃先を回転軸Ｄの周りに回転させることをできる。
第２工作姿勢において、移動機構４３０が、揺動アーム４１０を移動方向に沿って移動させて第２工作端部３２０を保持面Ｓに保持された被工作物２０に押し付けることをでき、回転機構４４０が第２工作端部３２０を回転軸Ｄの周りに回転させることをできる。
例えば、移動機構４３０が、揺動アーム４１０を移動方向に沿って移動させて罫線押し部を保持面Ｓに保持された被工作物２０に押し付けることをでき、回転機構４４０が罫線押し部を回転軸Ｄの周りに回転させることをできる。

移動機構４３０が、ベースフレーム４３１と移動フレーム４３２と移動駆動機構４３３とで構成されてもよい。
ベースフレーム４３１は、保持面Ｓに沿って移動可能に後述する工作ヘッド移動機構５００に支持される部材である。
例えば、ベースフレーム４３１は、後述するＹ軸横桁５１０にＹ軸方向に移動自在に支持される部材である。ベースフレーム４３１は、端部をＹ軸横桁５１０に支持された平板状の部材である。
移動フレーム４３２は、保持面Ｓに交差する移動方向に沿って移動自在にベースフレーム４３１に支持される部材である。
例えば、移動方向がＺ軸に平行していてもよい。
例えば、移動フレーム４３２は、リニアガイドを介してベースフレーム４３１に支持される平板状の部材である。一対のリニアガイドが、移動フレーム４３２を移動方向に沿って移動自在に案内する。
移動駆動機構４３３は、移動フレーム４３２を移動方向に沿って移動させる機構である。例えば、移動駆動機構４３３は、移動フレーム４３２に固定されたボールナットとベースフレーム４３１に回転自在に固定されボールナットに噛みあう雄ねじが設けられた送りねじ棒と送りねじ棒を回転させるモータとで構成される。
移動駆動機構４３３のモータが正転または逆転すると、移動フレーム４３２がリニアガイドに案内されて前進または後進する。

回転機構４４０が、回転フレーム４４１と回転軸受機構４４２と回転駆動機構４４３とで構成されてもよい。
回転フレーム４４１は、第１工作工具２００を支持する部材である。
回転フレーム４４１は、第１工作工具２００の第１工作端部２２０を保持面Ｓに対面される様に支持する。
例えば、回転フレーム４４１は、第１工作工具２００の第１工作工具本体２１０を嵌め合う部分である嵌合部を持った部材である。嵌合部は、第１工作工具本体２１０の円筒状の外側が嵌め合う穴である。
回転軸受機構４４２は、回転フレーム４４１を保持面Ｓに交差する回転軸Ｄの周りに回転自在に支持する機構である。
例えば、回転軸ＤがＺ軸に一致していても良い。
例えば、回転軸受機構４４２は、移動フレーム４３２に固定され、回転心を回転軸Ｄに一致した一対の軸受けをもった機構である。回転フレーム４４１は、一対の軸受けに回転自在に支持される。
回転駆動機構４４３は、回転フレーム４４１を保持面Ｓに交差する回転軸Ｄの周りに回転させることをできる機構である。
例えば、回転駆動機構４４３は、回転フレーム４４１に固定された大歯車と軸端に小歯車を固定されたモータと大歯車と小歯車とに掛け渡された歯付きベルトとで構成される。
モータが正転または逆転すると、回転フレーム４４１が回転軸Ｄの周りに正転または逆転する。
揺動アーム４１０が、揺動軸Ｃの周りに揺動自在に回転フレーム４４１に支持される。
モータの回転を制御すると、回転フレーム４４１の回転軸Ｄの周りの回転角を所定の角度にして、揺動アーム４１０を回転軸Ｇの周りの所定の向きに向けることをできる。

回転フレーム４４１は、主回転フレーム４４４と押さえ部材４４５と連結部材４４６とで構成されてもよい。
主回転フレーム４４４は、第１工作工具２００を支持する部材である。
例えば、主回転フレーム４４４は、第１工作工具２００の第１工作工具本体２１０を嵌め合う部分である嵌合部を持った部材であり、回転軸受機構４４２に回転軸Ｄの周りに回転自在に支持される。嵌合部は、第１工作工具本体２１０の円筒状の外側が嵌め合う穴である。
押さえ部材４４５は、保持面Ｓに保持された被工作物２０を押さえることをできる部材である。
例えば、押さえ部材４４５は、保持面Ｓに保持された被工作物２０を一方の面で押さえる円盤状の部分と円盤状の部材の他方の面から主回転フレーム４４４の側に延びた部分とで構成される。

連結部材４４６は、主回転フレーム４４４と押さえ部材４４５とを連結する部材である。例えば、連結部材４４６は、３つのガイドロッドとガイドロッドに案内される圧縮弦巻ばねで構成される。ガイドロッドが、一端を主回転フレーム４４４に固定され、他端を押さえ部材４４５に固定される。
連結部材４４６が、主回転フレーム４４４と押さえ部材４４５との離間距離を所定の距離だけ伸縮させることをできる。
揺動アーム４１０が、揺動軸の周りに揺動自在に回転フレーム４４１に支持される。
例えば、揺動アーム４１０が、揺動軸の周りに揺動自在に押さえ部材４４５に支持される。揺動軸Ｃが、押さえ部材４４５の円盤状の部材の他方の面から主回転フレーム４４４の側に延びた部分に回転自在に嵌めあう。
一対の揺動アーム４１０が、押さえ部材４４５を挟んで設けられていてよい。

第２工作姿勢において、移動機構４３０が回転フレーム４４１を移動方向に沿って移動させて主回転フレーム４４４が揺動アーム４１０に当接して第２工作端部３２０を保持面Ｓに保持された被工作物２０に押し付けることをできてもよい。
例えば、主回転フレーム４４４が第２工作姿勢になった揺動アーム４１０の第２工作工具を支持する箇所の反対側に当接して、揺動アーム４１０を保持面Ｓの側へ押す。

付勢機構４２０は、第１工作姿勢と中立姿勢との間に姿勢があるときに揺動アーム４１０に中立姿勢から第１工作姿勢へ揺動させる第１付勢力を作用させ、第２工作姿勢と中立姿勢との間に姿勢があるときに揺動アーム４１０に中立姿勢から第２工作姿勢へ揺動させる第二付勢力を作用させる機構である。
ここで、中立姿勢は、第１工作姿勢と第２工作姿勢との間に存在する姿勢である。
例えば、付勢機構４２０は、固定端部４２１と付勢ばね４２２と揺動端部４２３とで構成される。
固定端部４２１は、押さえ部材４４５に固定される端部である。
固定端部４２１は、揺動アーム４１０が第１工作姿勢と第２工作姿勢との範囲を超えて揺動しないためのストッパでもある。
揺動端部４２３は、揺動アーム４１０に固定された端部である。
付勢ばね４２２は、固定端部４２１と揺動端部４２３とに掛け渡さる。付勢ばね４２２が引っ張りばねであると、揺動端部４２３を固定端部４２１側へ引っ張る力が作用する。

図９は、第２工作姿勢である工作ヘッドを示す。
第２工作姿勢であると、付勢ばね４２２の引っ張り力により、揺動アーム４１０に中立姿勢から第２工作姿勢へ揺動させるモーメント力（以下、第２付勢力という。）が発生する。従って、揺動アーム４１０が第２工作姿勢を維持する。
第２工作姿勢では、第２工作端部３２０が、第１工作端部２２０と保持面Ｓの間に位置し、保持面Ｓに保持された被工作物２０に対面する。
移動機構４３０により、第２工作端部３２０を被工作物２０に押し付け、回転機構４４０により第２工作端部３２０の転動する向きを工作ヘッドの移動する向きに一致する様に第２工作工具３００を回転させ、後述する工作ヘッド移動機構５００により工作ヘッドを保持面Ｓに沿って移動させる。
この際に、回転機構４４０が揺動アーム４１０の回転軸Ｄの周りの向きを調整し、第２工作端部３２０に工作により発生する反力が、中立姿勢から第２工作姿勢へ揺動させる向きのモーメント力が揺動アームに作用する様にする。
この様にすると、第２工作工具３００が罫線押し工具である場合、被工作物に罫線が工作される。

図１０は、中立姿勢である工作ヘッドを示す。
中立姿勢であると、付勢ばね４２２の引っ張り力により、揺動アーム４１０にモーメント力が発生しない。

図１１は、第１工作姿勢である工作ヘッドを示す。
第１工作姿勢であると、付勢ばね４２２の引っ張り力により、揺動アーム４１０に中立姿勢から第１工作姿勢へ揺動させるモーメント力（以下、第１付勢力という。）が発生する。従って、揺動アーム４１０が第１工作姿勢を維持する。
第１工作姿勢では、第２工作端部３２０が第１工作端部２２０と保持面Ｓの間にから退避し、第１工作端部２２０が保持面Ｓに保持された被工作物２０に対面する。
移動機構４３０により、第１工作端部２２０を被工作物２０に押し付け、回転機構４４０により第１工作端部２２０の刃の向きを工作ヘッドの移動する向きに一致する様に第２工作工具３００を回転させ、後述する工作ヘッド移動機構５００により工作ヘッドを保持面Ｓに沿って移動させる。
この様にすると、第１工作工具２００が刃付きの切断工具である場合に、被工作物に切断線２１が工作される。

回転機構４４０が揺動アーム４１０を回転軸Ｄの周りの所定の向きである第１向きに固定した状態で、移動機構４３０が揺動アーム４１０を移動方向に沿って移動させると、揺動アーム４１０が一箇所の移動を阻止されて揺動軸の周りに揺動して第２工作姿勢から第１工作姿勢に姿勢を変化させてもよい。
回転機構４４０が揺動アーム４１０を回転軸Ｄの周りの所定の向きである第２向きに固定した状態で、移動機構４３０が揺動アーム４１０を移動方向に沿って移動させると、揺動アーム４１０が一箇所の移動を阻止されて揺動軸の周りに揺動して第１工作姿勢から第２工作姿勢に姿勢を変化させてもよい。
阻止部材４３４がベースフレーム４３１に固定される。
一対の揺動アーム４１０が、押さえ部材４４５を挟んで設けられる。
第１突起４１１が、一方の揺動アーム４１０に設けられる。
第２突起部４１２が、他方の揺動アーム４１０に設けられる。

図１２が、揺動アーム４１０の姿勢が第２工作姿勢から第１工作姿勢へ変化する様子を示している。
回転機構４４０が、回転フレーム４４１を回転させて、第一突起部４１１をベースフレーム４３１へ対面する向きになる様にする。
移動機構４３０が、回転フレーム４４１を移動方向に沿って保持面Ｓから遠ざかる向きに移動させる。第１突起部４１１が、阻止部材４３４に当接する。
揺動アーム４１０の第１突起部４１１の位置する箇所の移動を阻止されて、揺動アーム４１０の姿勢が揺動軸Ｃの周りに揺動して第２工作姿勢から第１工作姿勢に変化する。

図１３が、揺動アーム４１０の姿勢が第１工作姿勢から第２工作姿勢へ変化する様子を示している。
回転機構４４０が、回転フレーム４４１を回転させて、第２突起部４１２をベースフレーム４３１へ対面する向きになる様にする。
移動機構４３０が、回転フレーム４４１を移動方向に沿って保持面Ｓから遠ざかる向きに移動させる。第２突起部４１２が、阻止部材４３４に当接する。
揺動アーム４１０の第２突起部４１２の位置する箇所の移動を阻止されて、揺動アーム４１０の姿勢が揺動軸Ｃの周りに揺動して第１工作姿勢から第２工作姿勢に変化する。

工作ヘッド移動機構５００は、工作ヘッドを保持面Ｓに沿って移動させることをできる機構である。
例えば、工作ヘッド移動機構５００は、工作ヘッドを保持面Ｓに平行に移動させる。
工作ヘッド移動機構５００は、Ｙ軸横桁５１０とＹ軸移動機構５２０とＸ軸移動機構（図示せず）とで構成されてもよい。
Ｙ軸横桁５１０は、Ｙ軸に沿って伸びる桁構造体である。
Ｙ軸横桁５１０の両端は、Ｘ軸方向に移動自在に、被工作物保持台１００に案内される。
Ｙ軸移動機構５２０は、Ｙ軸横桁５１０に沿って工作ヘッドをＹ軸方向に移動させる機構である。
例えば、Ｙ軸移動機構５２０は、Ｙ軸リニアガイド５２１とＹ軸駆動機構とで構成される。
Ｙ軸リニアガイド５２１は、Ｙ軸横桁５１０に固定され、Ｙ軸に沿って伸びるリニアガイドである。
工作ヘッドは、Ｙ軸リニアガイド５２１にＹ軸に沿って往復移動可能に案内される。
Ｙ軸駆動機構は、工作ヘッドをＹ軸方向に駆動する機構であり、電気モータとＹ軸リニアガイドとＹ軸駆動ベルト５２２とで構成される。
電気モータが、Ｙ軸横桁５１０の長手方向の一方の端部に固定され、出力軸に駆動プーリをもつ。
従動プーリが、Ｙ軸横桁５１０の長手方向の他方の端部に設けられる。
駆動ベルトが、駆動プーリと従動プーリとに架け渡される。
工作ヘッドが駆動プーリの１箇所に固定される。
その結果、電気モータが正転または逆転すると、工作ヘッドがＹ軸に沿って往復移動する。電気モータが停止すると、工作ヘッドが停止する。

Ｘ軸移動機構が、Ｙ軸横桁５１０をＸ軸方向に往復移動し停止する。
Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸リニアガイド（図示せず）とＸ軸駆動機構（図示せず）とで構成される。
Ｘ軸リニアガイドは、被工作物保持台１００のＸ軸に沿った２辺の付近に位置し、Ｘ軸に沿った方向に伸びたリニアガイドである。Ｙ軸横桁５１０は、Ｘ軸リニアガイドにＸ軸方向に往復移動自在に案内される。
Ｘ軸駆動機構は、駆動ベルトと電気モータとで構成される。
電気モータは、被工作物保持台１００に固定され、出力軸に駆動プーリを持つ。
駆動ベルトは、駆動プーリと被工作物保持台１００に固定された従動プーリとに架け渡されるタイミングベルトである。
Ｙ軸横桁５１０が、駆動ベルトの１箇所に固定される。
その結果、電気モータを正転または逆転させると、Ｙ軸移動機構５２０がＸ軸に沿って前進または後進する。

Ｙ軸移動機構５２０が工作ヘッドをＹ軸方向に往復移動させ停止させる
例えば、
Ｘ軸移動機構がＹ軸横桁５１０をＸ軸に沿って往復移動させると、工作ヘッドがＸ軸に沿って往復移動する。

以下に、本発明の実施形態にかかる工作装置の作用を説明する。
第１工作工具２００が第１工作端部２２０として刃先を持った切断工具であって、第２工作工具３００が第２工作端部３２０として罫線押し部を持った罫線押し工具である場合を例に説明する。
（準備工程）
被工作物を保持面Ｓに保持する。
（被工作物に切断線２１を工作する工程）
回転機構４４０が、回転フレーム４４１を回転させて、第１突起部４１１をベースフレーム４３１へ対面する向きになる様にする。
移動機構４３０が、回転フレーム４４１を移動方向に沿って保持面Ｓから遠ざかる向きに移動させる。第１突起部４１１が、阻止部材４３４に当接する。
揺動アーム４１０の第１突起部４１１の位置する箇所の移動を阻止されて、揺動アーム４１０の姿勢が揺動軸Ｃの周りに揺動して第２工作姿勢から第１工作姿勢に変化する。
移動機構４３０により、第１工作工具２００の第１工作端部２２０を被工作物２０に押し付ける。
押さえ部材４４５が被工作物２０の表面を押さえ、第１工作端部２２０である刃先が被工作物２０を突き刺す。
工作ヘッド移動機構５００が、切断線２１の計画線に倣って第１工作端部２２０を保持面Ｓに沿って移動させる。
回転機構４４０が回転フレーム４４１を回転させて、第１工作端部２２０である刃先の向きを切断線２１の計画線に倣わせる。
第１工作端部２２０が、被工作物２０に切断線２１を工作する。

（被工作物に罫線２２を工作する工程）
回転機構４４０が、回転フレーム４４１を回転させて、第２突起部４１２をベースフレーム４３１へ対面する向きになる様にする。
移動機構４３０が、回転フレーム４４１を移動方向に沿って保持面Ｓから遠ざかる向きに移動させる。第２突起部４１２が、阻止部材４３４に当接する。
揺動アーム４１０の第２突起部４１２の位置する箇所の移動を阻止されて、揺動アーム４１０の姿勢が揺動軸Ｃの周りに揺動して第１工作姿勢から第２工作姿勢に変化する。
移動機構４３０により、第２工作工具３００の第２工作端部３２０を被工作物２０に押し付ける。
第２工作端部３２０である罫線押し部が被工作物２０を押潰す。
工作ヘッド移動機構５００が、切断線２１の計画線に倣って第２工作端部３２０を保持面Ｓに沿って移動させる。
回転機構４４０が回転フレーム４４１を回転させて、第２工作端部３２０である罫線おし部の転動する向きを罫線２２の計画線に倣わせる。
第１工作端部２２０が、被工作物２０に罫線２２を工作する。

以下に、本発明の第２の実施形態にかかる第２工作工具を、図を基に説明する。
図１４は、本発明の第２の実施形態に係る第２工作工具の正面図である。
第２工作工具３００は、被工作物に折り目となる罫線２２を付けることをできる工具である。
第２工作端部３２０は、被工作物に押し付けられて罫線２２を形つける罫線押し部である。
第２工作工具本体３１０は、罫線押し部を支持する構造体である。
第２工作工具本体３１０は回転しない様に揺動アーム４１０に固定される部材であり、第２工作端部３２０は第２工作工具本体３１０の保持面Ｓに向いて突起する突起部である。
第２工作端部３２０を被工作物２０に押し付けて、第２工作工具本体３１０を保持面Ｓに沿って移動させると、第２工作端部３２０が被工作物２０に罫線２２を工作することをできる。

上述の実施形態に係る平板状の被工作物を加工する工作装置１０を用いれば、以下の効果を発揮する。
刃先２２０で被工作物２０に切断線２１を工作できる切断工具２００と罫線押し部３２０で被工作物２０に罫線を工作できる罫線押し工具２００とを支持する工具支持機構４００を被工作物２０を保持する保持面Ｓに沿って移動させ、工具支持機構４００が、罫線押し部３２０を刃先２２０と保持面Ｓとの間に位置させる第２工作姿勢と罫線押し部３２０を刃先２２０と保持面Ｓとの間かた退避させる第１工作姿勢との間で、姿勢を変化させる様にしたので、第１工作姿勢において、工作ヘッド移動機構４００が工作ヘッドを移動して切断工具２００の刃先２２０が被工作物２０を工作し、第２工作姿勢において、工作ヘッド移動機構４００が工作ヘッドを移動して罫線押し工具３００の罫線押し部３２０が被工作物２０を工作でき、切断工具２００と罫線押し工具３００との持ち替えをせずに、工作可能領域を減縮させずに、被工作物を工作できる。
また、揺動アーム４１０が罫線押し工具３００を支持し、揺動アーム４１０を揺動軸Ｃの周りに揺動自在に案内させ、揺動アーム４１０を揺動軸Ｃの周りに揺動させて第１工作姿勢と第２工作姿勢との間で姿勢を変化させる様にしたので、簡易かつ迅速に第１工作姿勢と第２工作姿勢との間で姿勢を変化させて、被工作物２０を工作できる。
また、揺動アーム４１０を保持面Ｓに沿って延びる揺動軸Ｃの周りに揺動できる様にし、罫線押し部の保持面までの距離が刃先の保持面までの距離より大きくなる様にしたので、罫線押し部３２０を保持面Ｓに対して離間する向きに退避させることができる。
また、第２工作姿勢において、揺動アーム４１０を移動方向に沿って移動させて、罫線押し部３２０を保持面Ｓに保持された被工作物２０に押し付けることをでき、罫線押し工具３２０を回転軸の周りに回転させることをできる様にしたので、工作ヘッド移動機構４００が工作ヘッドを移動するに従って、罫線押し部３２０を回転軸の周りに回転させることにより、罫線押し部３２０が被工作物２０に所定の軌跡に沿って罫線２２を工作することをできる。
また、切断工具２００を支持する回転フレーム４４１を保持面Ｓに交差する回転軸Ｄの周りに回転自在に支持し、回転フレーム４４１を回転軸Ｄの周りに回転させ、揺動アーム４１０が揺動軸Ｃの周りに揺動自在に支持する様にしたので、回転駆動機構４４３が回転フレーム４４１を回転させて、回転フレーム４４１に支持される揺動アーム４１０が支持する罫線押し工具３００の罫線押し部３２０を保持面Ｓに保持された被工作物２０に対して回転させることをできる。
また、切断工具２００を支持する回転フレーム４４１を保持面Ｓに交差する回転軸Ｄの周りに回転自在に支持し、回転フレーム４４１を回転軸Ｄの周りに回転させ、回転フレーム４４１を保持面Ｓに交差する移動方向に沿って移動させることをでき、揺動アーム４１０が揺動軸Ｃの周りに揺動自在に回転フレーム４４１に支持される様にし、第２工作姿勢において、回転フレーム４４１を移動方向に沿って移動させて罫線押し部２２０を保持面Ｓに保持された被工作物２０に押し付けることをでき、回転機構４４０が罫線押し部３１０を回転軸Ｄの周りに回転させることをできる様にしたので、工作ヘッド移動機構５００が工作ヘッドを移動させるに従って、被工作物２０に押し付けた罫線押し工具３００の向きを回転軸Ｄに周りに回転させて、罫線押し部３２０が被工作物を工作することをできる。
また、回転フレーム４４１を切断工具２００を支持する主回転フレーム４４４と、保持面Ｓに保持された被工作物２０を押さえることをできる押さえ部材４４５と、主回転フレーム４４４と押さえ部材４４５とを連結する連結部材４４６とで構成し、揺動アーム４１０が揺動軸Ｃの周りに揺動自在に回転フレーム４４１に支持され、第１姿勢において、移動機構４３０が回転フレーム４４１を移動方向に沿って移動させて押さえ部材４４５を保持面Ｓに保持された被工作物２０の刃先２２０に対面する箇所に押しつけて刃先２２０が被工作物２０を工作できる様にしたので、第１姿勢において、工作ヘッド移動機構５００が工作ヘッドを移動させるに従って、被工作物に押し付けた切断工具２００の向きを回転軸に周りに回転させて、被工作物２０が保持面Ｓから浮き上がるのを防止しつつ、切断工具２００の刃先２２０で被工作物２０に切断線２１を工作できる。
また、揺動アーム４１０が揺動軸Ｃの周りに揺動自在に主回転フレーム４４４に支持され、連結部材４４６が主回転フレーム４４４と押さえ部材４４５との相対距離を伸縮可能であり、第２姿勢において、移動機構４３０が回転フレーム４４１を移動方向に沿って移動させて主回転フレーム４４４が揺動アーム４１０に当接して罫線押し部３２０を保持面Ｓに保持された被工作物２０に押し付けることをできる様にしたので、第２姿勢において、工作ヘッド移動機構５００が工作ヘッドを移動させるに従って、被工作物２０に押し付けた罫線押し部３２０の向きを回転軸Ｄに周りに回転させて、罫線押し工具３００の罫線押し部３２０で被工作物２０に罫線を工作できる。
また、第１工作姿勢と中立姿勢との間に姿勢があるときに揺動アーム４１０に中立姿勢から第１工作姿勢へ揺動させる第１付勢力を作用させ、第２工作姿勢と中立姿勢との間に姿勢があるときに揺動アーム４１０に中立姿勢から第２工作姿勢へ揺動させる第二付勢力を作用させる様にしたので、第１工作姿勢と中立姿勢との間に姿勢があるときに、第１付勢力が姿勢を第１工作姿勢に強制し、第２工作姿勢と中立姿勢との間に姿勢があるときに、第２付勢力が姿勢を第２工作姿勢に強制する。
また、揺動アーム４１０を回転軸Ｄの周りの第１向きに固定した状態で揺動アーム４１０を移動方向に沿って移動させると揺動アーム４１０が一箇所の移動を阻止されて揺動軸Ｃの周りに揺動して第１工作姿勢から第２工作姿勢に姿勢を変化させ、揺動アーム４１０を回転軸の周りの第２向きに固定した状態で揺動アーム４１０を移動方向に沿って移動させると揺動アーム４１０が一箇所の移動を阻止されて揺動軸の周りに揺動して第２工作姿勢から第１工作姿勢に姿勢を変化させる様にしたので、移動機構４３０と回転機構４４０の連動により、第１姿勢から第２姿勢へ姿勢を変更し、第２姿勢から第１姿勢へ姿勢を変更することをできる。
また、上記のとおり、第１工作工具２００が切断工具であり、第２工作工具３００が罫線押し工具である様にしたので、被工作物を第１工作端部２２０で切断する工程と被工作物に第２工作端部３２０で罫線を付ける工程とを適時切り替えて、被工作物を工作できる。

本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
加工工具を往復運動をするカッターで被工作物を切断するものとして説明したが、これに限定されず、例えば、レーザで被工作物を切断するものであってもよい。
また、加工工具がレーザ加工機である場合、レーザビームがカッターの替わりに当する。
また、揺動アーム４１０が揺動軸の周りに揺動自在に押し込み部材に支持される構造で説明したが、これに限定されず、例えば、揺動アーム４１０が揺動軸の周りに揺動自在に主回転フレーム４４４に支持されてもよい。

本発明の実施形態に係る工作装置の平面図である。 本発明の実施形態に係る工作装置の正面図である。 本発明の実施形態に係る工作ヘッドの正面図その１である。 本発明の実施形態に係る工作ヘッドの側面図その１である。 本発明の第１の実施形態に係る工作端部のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施形態に係る工作ヘッドの正面図その２である。 本発明の実施形態に係る工作ヘッドの側面図その２である。 本発明の第１の実施形態に係る工作端部のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施形態に係る付勢機構の側面図その１である。 本発明の実施形態に係る付勢機構の側面図その２である。 本発明の実施形態に係る付勢機構の側面図その３である。 本発明の実施形態に係る工作ヘッドの作動図その１である。 本発明の実施形態に係る工作ヘッドの作動図その２である。 本発明の第２の実施形態に係る第２工作工具の正面図である。

符号の説明

Ｃ 揺動軸
Ｄ 回転軸
Ｓ 保持面
１０ 工作装置
２０ 被工作物
２１ 切断線
２２ 罫線
１００ 被工作物保持台
１１０ 保持台基礎
１２０ 保持台パッド
１３０ 架台
２００ 第１工作工具
２１０ 第１工作工具本体
２２０ 第１工作端部
３００ 第２工作工具
３１０ 第２工作工具本体
３２０ 第２工作端部
４００ 工具支持機構
４１０ 揺動アーム
４１１ 第１突起部
４１２ 第２突起部
４２０ 付勢機構
４２１ 固定端部
４２２ 付勢ばね
４２３ 揺動端部
４３０ 移動機構
４３１ ベースフレーム
４３２ 移動フレーム
４３３ 移動駆動機構
４３４ 阻止部材
４４０ 回転機構
４４１ 回転フレーム
４４２ 回転軸受機構
４４３ 回転駆動機構
４４４ 主回転フレーム
４４５ 押さえ部材
４４６ 連結部材
５００ 工作ヘッド移動機構
５１０ Ｙ軸横桁
５２０ Ｙ軸移動機構
５２１ Ｙ軸リニアガイド
５２２ Ｙ軸駆動ベルト

Claims (11)

1. 平板状の被工作物を工作する工作装置であって、
   被工作物を保持する保持面を持った被工作物保持台と、
   前記保持面に保持された被工作物を工作することをできる第１工作端部を持った第１工作工具と、
   前記保持面に保持された被工作物を工作することをできる第２工作端部を持つ第２工作工具と、
   前記第１工作工具と前記第２工作工具とを支持する工具支持機構と、
   前記第１工作工具と前記第２工作工具と前記工具支持機構とを有する工作ヘッドを前記保持面に沿って移動させることをできる工作ヘッド移動機構と、
   を備え、
   前記工具支持機構が、前記第１工作工具と前記第２工作工具とを相対移動させて、前記第２工作端部を前記第１工作端部と前記保持面との間に位置させる第２工作姿勢と前記第２工作端部を前記第１工作端部と前記保持面との間から退避させる第１工作姿勢との間で姿勢を変化させることをできる、
   ことを特徴とする工作装置。
2. 前記工具支持機構が、前記第２工作工具を支持し揺動軸の周りに揺動自在に案内される揺動アームを有し、該揺動アームを該揺動軸の周りに揺動させて前記第１工作姿勢と前記第２工作姿勢との間で姿勢を変化させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の工作装置。
3. 前記揺動軸が前記保持面に沿って延び、
   前記第１工作姿勢において、第２工作端部の保持面までの距離が第１工作端部の保持面までの距離より大きい、
   ことを特徴とする請求項２に記載の工作装置。
4. 前記工具支持機構が前記揺動アームを前記保持面に交差する移動方向に沿って移動させる移動機構と前記揺動アームを前記保持面に交差する回転軸の周りに回転させる回転機構とを有し、
   前記第２工作姿勢において、前記移動機構が前記揺動アームを前記移動方向に沿って移動させて前記第２工作端部を前記保持面に保持された被工作物に押し付けることをでき、前記回転機構が前記第２工作端部を前記回転軸の周りに回転させることをできる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の工作装置。
5. 前記工具支持機構が前記第１工作工具を支持する回転フレームと該回転フレームを前記保持面に交差する回転軸の周りに回転自在に支持する回転軸受機構と回転フレームを前記回転軸の周りに回転させる回転駆動機構とを持つ回転機構を有し、
   前記揺動アームが前記揺動軸の周りに揺動自在に前記回転フレームに支持される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の工作装置。
6. 前記工具支持機構が前記第１工作工具を支持する回転フレームと該回転フレームを前記保持面に交差する回転軸の周りに回転自在に支持する回転軸受機構と回転フレームを前記回転軸の周りに回転させる回転駆動機構とを持つ回転機構と前記回転フレームを前記保持面に交差する移動方向に沿って移動させることをできる移動機構とを有し、
   前記揺動アームが前記揺動軸の周りに揺動自在に前記回転フレームに支持され、
   前記第２工作姿勢において、前記移動機構が前記回転フレームを前記移動方向に沿って移動させて前記第２工作端部を前記保持面に保持された被工作物に押し付けることをでき、前記回転機構が前記第２工作端部を前記回転軸の周りに回転させることをできる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の工作装置。
7. 前記工具支持機構が回転フレームと該回転フレームを前記保持面に交差する回転軸の周りに回転自在に支持する回転軸受機構と回転フレームを前記回転軸の周りに回転させる回転駆動機構とを持つ回転機構と前記回転フレームを前記保持面に交差する移動方向に沿って移動させることをできる移動機構を有し、
   前記回転フレームが前記第１工作工具を支持する主回転フレームと前記保持面に保持された被工作物を押さえることをできる押さえ部材と該主回転フレームと該押さえ部材とを連結する連結部材とを含み、
   前記揺動アームが前記揺動軸の周りに揺動自在に前記回転フレームに支持され、
   前記第１工作姿勢において、前記移動機構が前記回転フレームを前記移動方向に沿って移動させて前記押さえ部材を前記保持面に保持された被工作物の前記第１工作端部に対面する箇所に押しつけて前記第１工作端部が被工作物を工作できる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の工作装置。
8. 前記揺動アームが前記揺動軸の周りに揺動自在に前記押さえ部材に支持され、
   前記連結部材が前記主回転フレームと前記押さえ部材との相対距離を伸縮可能であり、
   前記第２姿勢において、前記移動機構が前記回転フレームを前記移動方向に沿って移動させて前記主回転フレームが前記揺動アームに当接して前記第２工作端部を前記保持面に保持された被工作物に押し付けることをできる、
   ことを特徴とする請求項７に記載の工作装置。
9. 中立姿勢が前記第１工作姿勢と前記第２工作姿勢との間に存在する姿勢であり、
   前記工具支持機構が、前記第１工作姿勢と前記中立姿勢との間に姿勢があるときに前記揺動アームに前記中立姿勢から前記第１工作姿勢へ揺動させる第１付勢力を作用させ、前記第２工作姿勢と前記中立姿勢との間に姿勢があるときに前記揺動アームに前記中立姿勢から前記第２工作姿勢へ揺動させる第二付勢力を作用させる付勢機構を有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の工作装置。
10. 前記工具支持機構が前記揺動アームを前記保持面に交差する移動方向に沿って移動させる移動機構と前記揺動アームを前記保持面に交差する回転軸の周りに回転させる回転機構とを有し、
    前記回転機構が前記揺動アームを前記回転軸の周りの所定の向きである第１向きに固定した状態で前記移動機構が前記揺動アームを前記移動方向に沿って移動させると前記揺動アームが一箇所の移動を阻止されて前記揺動軸の周りに揺動して第２工作姿勢から第１工作姿勢に姿勢を変化させ、
    前記回転機構が前記揺動アームを前記回転軸の周りの所定の向きである第２向きに固定した状態で前記移動機構が前記揺動アームを前記移動方向に沿って移動させると前記揺動アームが一箇所の移動を阻止されて前記揺動軸の周りに揺動して第１工作姿勢から第２工作姿勢に姿勢を変化させる、
    ことを特徴とする請求項２に記載の工作装置。
11. 前記第１工作工具が被工作物を切断する第１工作端部を持つ切断工具であり、
    前記第２工作工具が被工作物に押し付けられて罫線を形つける罫線押し部である第２工作端部を持つ罫線押し工具である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の工作装置。
    

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