自動レーザー切断およびミシン

CNC VINAの自動縫製・レーザーカット機は、輪郭に沿った縫製工程と製品のレーザーカット工程を1台の設備に統合した自動化装置です。複数の工程を個別に配置し、それぞれに作業者を配置する必要がなく、縫製からカットまでの一連の加工工程を連続して自動化することができます。

本設備は、形状やサイズの異なる4種類の製品モデルに対応するよう設計されており、各製品の縫製・カット形状は制御システム上でプログラム設定されます。HMI（ヒューマン・マシン・インターフェース）から製品モデルに対応したプログラムを選択することで、オペレーターは機械の各動作を直感的に操作・管理できます。Jig（治具）、縫製機構、レーザーカットヘッドの各動作は、あらかじめ設定されたプログラムに従って連携するため、加工位置を正確に制御し、製品間の加工品質を安定して維持することが可能です。本システムには、縫製、オートメーション、制御分野で広く使用されているJUKI、MITSUBISHI、SMC、OMRONなどの主要メーカーの産業用機器を採用しており、工業生産環境における連続運転の要求にも対応します。一体型の設計により、本設備は縫製・カット工程の自動化を検討している企業に適しており、手作業を削減するとともに、製品品質の安定化と生産効率の向上に貢献します。

それでは、CNC VINAの自動縫製・レーザーカット機はどのような構造になっているのでしょうか。技術仕様や実際の運転工程はどのようになっているのでしょうか。 以下の内容で詳しくご紹介します。本記事では、自動縫製・レーザーカット機が縫製業界にもたらす主な特長とメリットについて、CNC VINAとともに詳しくご紹介します。

自動縫製・レーザーカット機の技術仕様

上記の仕様は、設備を生産ラインへ導入する前に、企業が設置条件、電源・エア供給、設備のレイアウトスペースなどを確認・評価する際の基準として活用できます。

自動縫製・レーザーカット機の構造

CNC VINAの自動縫製・レーザーカット機は、各機械ユニット、制御システム、Jig（治具）、ミシン、レーザーが統合されたシステムとして設計されており、統一されたプログラムに基づいて各機構が連携して動作します。 本設備の主な構成は、制御システム、Jig（治具）およびモーション機構、レーザーカットユニット、機械保護構造で構成されています。

4製品モデルの一体型自動レーザーカットミシンの操作ビデオと取扱説明書

制御システム

制御システムは、運転プログラムを管理し、生産工程全体における各機構の動作を連携させる役割を担います。制御ユニットは、以下の主要な構成で構成されています。

制御盤： システムの各種電気機器および制御機器を収納します。

HMI（ヒューマン・マシン・インターフェース）： オペレーターが製品モデルやプログラムを選択し、機械の稼働状態を確認するための操作インターフェースです。

安全センサー： 次の工程へ移行する前に各機構の状態を確認し、運転中の誤操作や異常動作の防止をサポートします。HMIからプログラムを選択することで、システム全体を変更することなく、4種類の異なる製品モデルに対応できます。各製品モデルに対応するパラメータや輪郭はあらかじめプログラムに登録されており、オペレーターは加工する製品に応じて適切なプログラムを選択します。

Jig（治具）およびモーション機構

Jig（治具）は、縫製およびレーザーカット工程において、製品を正確に位置決めし、保持するための機構です。生産サイクル全体を通して製品の位置を安定させることで、設定されたプログラムに従って正確な縫製ラインおよびカットラインを形成できるようにします。主な構成は以下のとおりです。ミシンおよび製品クランプ用Jig（治具）： ミシンユニットは設定されたプログラムに従って縫製を行い、Jig（治具）は製品の位置決め、クランプ、保持を行い、加工中の製品を安定した状態に維持します。Jig（治具）は製品形状に合わせて設計されており、縫製時の製品のずれ、位置ずれ、変形などを抑制します。

ステンレス製作業テーブル： システムの主要な支持・作業面であり、高い剛性と耐食性を備え、工業生産環境に適しています。テーブルには、位置決めピン、クランプ機構、および製品のセットに必要な各種部品が配置されています。

Jig（治具）昇降・開閉用シリンダーユニット： 空気圧機構を使用して、プログラムされた手順に従い、Jig（治具）の閉鎖、開放、昇降動作を制御します。シリンダーユニットにより、製品のセット・取り外しにかかる時間を短縮するとともに、各サイクルにおけるクランプ力と作業位置を安定させます。

スライド機構およびサーボモーター： スライド機構は、Jig（治具）を縫製位置、レーザーカット位置、待機位置などの各所定位置へ移動させるためのガイド機構です。サーボモーターにより移動を高精度に制御し、運転プログラムに従ってJig（治具）の位置、速度、移動順序を正確に制御します。

Jig（治具）およびモーション機構は、オペレーターが製品を手作業で2つの工程間に移動させることなく、製品を順番に縫製エリアからレーザーカットエリアへ搬送できるようプログラムされています。

レーザーカットユニット

縫製工程が完了すると、製品はレーザーカットエリアへ搬送され、あらかじめプログラムされた輪郭に沿ってカットされます。レーザーカットユニットは、以下の主要な構成で構成されています。

レーザー電源およびCO₂レーザーカットヘッド： レーザーエネルギーを生成・供給し、加工エリアへ伝達します。制御システムにあらかじめ設定された輪郭に沿ってレーザーカットを行います。

レーザー発振管： レーザー光を生成し、カットヘッドユニットまで伝送します。運転中にレーザーエネルギーを安定して導く役割を担います。

サーボモーター、樹脂チェーンおよびボールねじ駆動機構： X/Y軸に沿ってカットヘッドユニットの動作を制御し、設定された軌道に従ってカットヘッドを正確かつ連続的に移動させます。

集煙・集塵ダクトおよび排気ファン： カット工程で発生する煙、臭気、粉塵を集めて排出し、作業環境をよりクリーンに保つとともに、機械内部の各部品への影響を抑制します。

レーザーカットヘッドは、サーボモーターを使用したXY軸モーションシステムによって制御されます。各製品モデルに設定されたプログラムに基づき、カットヘッドは指定された軌道および輪郭に沿って移動します。ボールねじ駆動機構とサーボモーターを組み合わせることで、安定したカット動作を実現し、手作業による加工誤差を抑制するとともに、同一サイクル内の製品間で均一な加工品質を維持します。

機械フレームおよび安全保護システム

機械フレームは、設備全体に高い剛性を持たせ、運転中に縫製ユニット、Jig（治具）、駆動機構、レーザーシステムを安定して保持できるよう設計されています。また、安全保護システムによって作業エリアを遮蔽し、オペレーターの安全性を確保するとともに、設備の点検・メンテナンスを行いやすい構造としています。

主な構成部品は以下のとおりです。

角形鋼管フレーム： 主要な荷重支持構造として、設備全体を支えるとともに、機械稼働中の振動を抑制します。

アクリル製カバー： 加工エリアを覆い、可動機構への直接的な接触を防止するとともに、オペレーターが機械内部の縫製・カット工程を確認できるようにします。

クイックリリースドアおよびヒンジドア： 製品のセット、設備の点検、清掃、メンテナンスなどの際に各機構へアクセスしやすくするとともに、日常の作業時間を短縮します。

一体型フレーム構造を採用することで、縫製ユニット、Jig（治具）、レーザーカットユニットを1つのシステム内に配置し、各工程を個別に設置する場合と比較して、設備設置スペースを効率的に活用できます。

レーザーカット機能を統合した自動縫製機の運転工程

本設備は、1人の作業者が製品のセットおよび取り出しを行い、その間に縫製、移動、レーザーカットの各工程を機械がプログラムに従って自動で実行するよう設計されています。運転サイクルを正確に実行するため、オペレーターは製品のセット手順および機械上での確認操作を正しく行う必要があります。

自動縫製・レーザーカット機の運転工程

本設備は、1人の作業者が製品のセットおよび取り出しを行い、その間に縫製、移動、レーザーカットの各工程を機械がプログラムに従って自動で実行するよう設計されています。運転サイクルを正確に実行するため、オペレーターは製品のセット手順および機械上での確認操作を正しく行う必要があります。

ステップ1：製品をJig（治具）にセット

オペレーターは製品を縫製用Jig（治具）の所定位置にセットします。Jig（治具）上の位置決めピンおよびテーブル面に設置されたピンを使用して、製品を正確な位置に配置します。

ステップ2：製品クランプ用Jig（治具）を下降

オペレーターがフットペダルを操作して、製品クランプ用Jig（治具）を下降させます。センサーがON状態を確認した後、機械は次の工程へ移行します。

ステップ3：位置決めピンを確認

スイッチを操作してテーブル面の位置決めピンを下降させ、Jig（治具）が縫製エリアへ移動できるように移動経路を開放します。

ステップ4：プログラムに従って縫製

約5秒後、Jig（治具）が縫製エリアへ移動します。プログラム式ミシンが、製品モデルに対応してあらかじめ設定されたプログラムおよび輪郭に従って縫製を行います。

ステップ5：製品をレーザーカットエリアへ移動

縫製工程が完了すると、Jig（治具）ユニットが製品を縫製エリアから搬出し、レーザーカットエリアへ移動させます。

ステップ6：レーザーカットを実行

センサーが各機構の動作状態を確認すると、レーザーカットシステムがカット工程を開始します。レーザーカットヘッドはサーボモーターによってX/Y軸方向へ移動し、あらかじめプログラムされた輪郭に沿ってカットを行います。

ステップ7：Jig（治具）を初期位置へ戻す

カットラインの加工が完了すると、Jig（治具）が製品を原点位置へ戻し、製品を取り出すための準備を行います。

ステップ8：Jig（治具）を開放して製品を取り出す

上部のJig（治具）が開き、テーブル面の位置決めピンが上昇します。オペレーターは完成した製品をJig（治具）から取り出します。

ステップ9：サイクルを繰り返す

製品を取り出した後、オペレーターは次の製品をJig（治具）へセットします。機械は、セット → 縫製 → 位置移動 → レーザーカット → Jig（治具）復帰の工程を繰り返し、連続した生産サイクルを形成します。

生産工程における自動縫製・レーザーカット機の用途

自動縫製・レーザーカット機は、縫製ラインの高い繰り返し精度、カット輪郭の高い加工精度、複数の製品モデルへの対応が求められる生産工程に適しています。特に、工業用縫製製品や各種部品・コンポーネントなど、布地をはじめとするシート状・繊維系材料を使用し、縫製と輪郭カットを連続して行う必要がある製品の生産設備として導入を検討できます。使用材料、製品形状、加工条件などに応じて、機械のプログラムを設定し、それぞれの生産工程に適した運転条件に対応することが可能です。生産量が多く、製品間で安定した品質を維持する必要がある企業にとって、自動縫製・レーザーカットシステムを導入することで、作業者個人の技能への依存を低減するとともに、生産ラインにおける作業手順をより適切に管理できます。

CNC VINA – お客様の要求仕様に合わせた自動化設備の設計・製造

自動縫製・レーザーカット機は、縫製工程と製品カット工程を連続して自動化するためにCNC VINAが開発した統合型ソリューションです。位置決め用Jig（治具）、プログラム式ミシン、CO₂レーザーカットユニット、サーボ機構、HMI制御システムを組み合わせることで、各製品モデルに設定されたプログラムに従って一連の生産サイクルを自動で実行できます。

自動化設備において重要なのは、単に手作業を機械へ置き換えることだけではありません。製品形状、生産工程、加工条件、実際の生産ラインにおける要求仕様に合わせて、設備全体を適切に設計することが重要です。CNC VINAでは、企業の加工要件に基づき、Jig（治具）、モーション機構、制御システムから各種専用設備のインテグレーションまで、自動化設備の設計・開発・製造に一貫して対応しています。

自動縫製機、レーザーカット機、または製品モデルに合わせた縫製・カット一体型システムの導入をご検討の企業様には、CNC VINAが実際の生産要件に適した設備構成をご提案いたします。

ベトナムテクノロジー応用・CNC株式会社

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