| 【発明の名称】 |
バリ取り装置およびカッター刃 |
| 【発明者】 |
【氏名】田中 章夫
|
| 【要約】 |
【課題】高価な制御装置やワーク位置決め装置などを使用せず、高価な倣い装置などを使用せずに、形状不安定な樹脂成型品のバリを、当該バリの根元から容易にしかもきれいに切除する。
【構成】カッター刃を振動させながら被加工物のパーテーションラインに形成されたバリの根元に沿って当該カッター刃を送ってバリを切除するバリ取り装置において、カッター刃１０は、バリの根元に対応した切れ刃部と、被加工物の面部に対応した切れ刃を構成しない倣い部とを備え、前記カッター刃をバリの根元に向けて浮動状態で付勢する付勢機構と、前記カッター刃を所定方向に超音波により振動させる加振部と、 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カッター刃を振動させながら被加工物のパーテーションラインに形成されたバリの根元に沿って当該カッター刃を送ってバリを切除するバリ取り装置において、
前記カッター刃は、バリの根元に対応した切れ刃部と、前記被加工物の面部に対応した切れ刃を構成しない倣い部とを備え、
前記カッター刃をバリの根元に向けて浮動状態で付勢する付勢機構と、
前記カッター刃を所定方向に超音波により振動させる加振部と、
を備えたことを特徴とするバリ取り装置。
【請求項２】
請求項１記載のバリ取り装置において、
前記付勢機構は、前記カッター刃をスライド可能に支持するスライド機構を有し、
前記カッター刃を所定の直線方向に沿って付勢することを特徴とするバリ取り装置。
【請求項３】
請求項１記載のバリ取り装置において、
前記付勢機構は、前記カッター刃を揺動可能に支持する揺動機構を有し、
前記カッター刃を揺動しつつ付勢することを特徴とするバリ取り装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のバリ取り装置において、
前記カッター刃の倣い部は、前記被加工物の面部に当接可能な曲面あるいは平面を備えたことを特徴とするバリ取り装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のバリ取り装置において、
前記加振部は、前記カッター刃を直線方向あるいは捻り方向に振動させることを特徴とするバリ取り装置。
【請求項６】
被加工物のパーテーションラインに形成されたバリの根元に沿ってバリを切除するバリ取り装置のカッター刃において、
バリの根元に対応した切れ刃部と、
前記樹脂成型品の面部に対応した切れ刃を構成しない倣い部と、を備え、
前記切れ刃部の刃の先端位置は、前記倣い部を構成する倣い面と同一位置あるいは倣い面より前記被加工物から離間した位置とされている、
ことを特徴とするカッター刃。
【請求項７】
請求項６記載のカッター刃において、
前記切れ刃部の当該カッター刃の送り方向後方に、当該切れ刃部によるバリの切除箇所を均す均し部が設けられていることを特徴とするカッター刃。
|
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成型品等の被加工物のパーテーションラインに形成されたバリを切除するためのバリ取り装置およびカッター刃に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、介護用ベッド部品、コピー機部品、ツールボックス、保温樹脂ボックス、自動車用エアスポイラー、自動車用バイザー、自動車用センターピラー、自動車用内装シートなどの樹脂成型品では、成形時にパーテーションラインにバリが形成される。このバリは成形後にバリ取り装置により切除される。
【０００３】
従来、バリの切除はワークや種々状況に応じて例えばレーザー照射、熱風、火炎照射、プラズマ照射、赤外線照射などによる切除、または、液体窒素などを用いた冷凍脆化破砕による切除、各種研磨（バレル研磨、バフ、遊離砥粒使用、固定砥粒使用）による切除、ウォータージェット使用による切除、超音波洗浄システムの利用による切除、ショットブラストによる切除、ローラー掛けによる押しつぶしによる切除、常温または加熱した金属片による擦り取りによる切除、鋭角または鈍角の刃物による切除、パンチプレスによる切除など多様な方法がとられていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平６−３６８１６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、赤外線照射などによる切除、または冷凍脆化破砕による切除では、周辺母材料への熱的、物理的影響があるほか、制御も高精度が要求され、また高価な設備となりやすいという問題点があった。また、各種研磨による切除では、大物に向かない、内面が加工できない、などのワーク制限や後工程での清浄化、微細な２次バリの発生を伴う場合があるなどの問題がある。また、ウォータージェット使用による切除では、後工程での乾燥や、水処理の必要性、設備価格大、微細屑の飛散などの課題がある。超音波洗浄システムの利用による切除では、後工程での乾燥や、大バリや大きなワークに対応できないという課題がある。ショットブラストによる切除では、装置コスト大のほか、ワーク形状の制約、周辺母材料への影響、粉塵の発生などの問題がある。ローラー掛けによる押しつぶし、常温または加熱した金属片による摩擦での擦り取りによる切除などは、大きなバリに向かない、バリ切除面の荒れや精度不良が問題になる。鋭角または鈍角の刃物による切除は、位置制御が難しく、倣い加工など、ほかの配慮が必要になり、これをしないとワークに食い込んでワークを破壊したり、バリの除去不足を引き起こしたりする問題がある。パンチプレスによる切除では、高価な型が必要になるとともに、設計変更しにくい。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、高価な制御装置やワーク位置決め装置などを使用せず、高価な倣い装置などを使用せずに、形状不安定な樹脂成型品のバリを、当該バリの根元から容易にしかもきれいに切除することができるバリ取り装置およびカッター刃を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、カッター刃を振動させながら被加工物のパーテーションラインに形成されたバリの根元に沿って当該カッター刃を送ってバリを切除するバリ取り装置において、前記カッター刃は、バリの根元に対応した切れ刃部と、前記樹脂成型品の面部に対応した切れ刃を構成しない倣い部とを備え、前記カッター刃をバリの根元に向けて浮動状態で付勢する付勢機構と、前記カッター刃を所定方向に超音波により振動させる加振部と、を備えたことを特徴としている。
上記構成によれば、付勢機構は、カッター刃をバリの根元に向けて浮動状態で付勢し、加振部は、カッター刃を所定方向に超音波により振動させる。
このとき、カッター刃は、倣い部が被加工物の面部に当接した状態で、切れ刃部によりバリを切除する。
【０００７】
この場合において、前記付勢機構は、前記カッター刃をスライド可能に支持するスライド機構を有し、前記カッター刃を所定の直線方向に沿って付勢するようにしてもよい。
また、前記付勢機構は、前記カッター刃を揺動可能に支持する揺動機構を有し、前記カッター刃を揺動しつつ付勢するようにしてもよい。
また、前記カッター刃の倣い部は、前記被加工物の面部に当接可能な曲面あるいは平面を備えるようにしてもよい。
また、前記加振部は、前記カッター刃を直線方向あるいは捻り方向に振動させるようにしてもよい。
【０００８】
また、被加工物のパーテーションラインに形成されたバリの根元に沿ってバリを切除するバリ取り装置のカッター刃において、バリの根元に対応した切れ刃部と、前記樹脂成型品の面部に対応した切れ刃を構成しない倣い部と、を備え、前記切れ刃部の刃の先端位置は、前記倣い部を構成する倣い面と同一位置あるいは倣い面より前記被加工物から離間した位置とされている、ことを特徴としている。
上記構成によれば、切れ刃部の刃の先端位置は、前記倣い部を構成する倣い面と同一位置あるいは倣い面より前記被加工物から離間した位置とされているので、切れ刃部が材料に食い込むことに起因する刃の折れ等の発生を抑制することができる。
【０００９】
この場合において、前記切れ刃部の当該カッター刃の送り方向後方に、当該切れ刃部によるバリの切除箇所を均す均し部が設けられているようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、カッター刃を振動させながら被加工物のパーテーションラインに形成されたバリの根元に沿って当該カッター刃を送ってバリを切除するに際し、切れ刃部が材料に食い込むことに起因する刃の折れ等の発生を抑制することができ、切れ刃の寿命を延ばせるとともに、バリ取り装置の稼働率を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、バリ取り装置の一例の説明図である。
バリ取り装置１は、いわゆる６軸垂直多関節ロボット３を有し、６軸垂直多関節ロボット３の６軸関節３Ａ〜３Ｆの内、最先端の関節３Ｆのアーム先端部３Ｇにはカッター刃１０が保持されている。
【００１２】
図２は、アーム先端部の拡大説明図である。
アーム先端部３Ｇには、図２に示すように、エア駆動付きスライドテーブル４が取り付けられ、スライドテーブル４にはスライド部５が設けられている。このスライド部５はアーム先端部３Ｇの両側に設けたエア供給口（図示せず）に印加されるエア圧力のバランスに依存して、その位置が矢印Ａ方向に移動自在、すなわち、後述する樹脂成型品に対して浮動状態となるようにされたフローティング機構として構成されている。
【００１３】
アーム先端部３Ｇの両側に設けた各エア供給口に印可される圧力は、両者のバランスを取れるように独立して制御可能であり、ツール姿勢に起因してツール重量が負荷となるときには、このツール重量をキャンセルすべく各エア供給口に印可される圧力を、ツール姿勢に応じて自動調整可能になっている。
樹脂成型品に対し浮動状態のスライド部５には、超音波振動子ホルダ６が取り付けられ、この超音波振動子ホルダ６には超音波振動子７が取り付けられている。
【００１４】
図３は、カッター刃取り付け部分の平面図である。
超音波振動子７の先端には、図３に示すように、カッター刃１０が固定されている。このカッター刃１０は、図３に示すように、超音波振動子７の振動に応じて、カッター刃１０の送り方向（矢印Ｂ方向）とほぼ直交する方向（矢印Ｃ方向）に超音波振動する。超音波振動子７には超音波ユニット（図示せず）が接続され、当該超音波ユニットで駆動される。
【００１５】
図４は、バリ取り動作時におけるカッター刃の取り付け部分の拡大斜視図である。
カッター刃１０は、前端面１０Ｆおよび後端面１０Ｒを有し、図４に示すように、被加工物である樹脂成型品２０（例えば介護用ベッド部品、コピー機部品、ツールボックス、保温樹脂ボックス、自動車用エアスポイラー、自動車用バイザー、自動車用センターピラー、自動車用内装シートなど）のパーテーションライン２１に形成されたバリ２２の基部（根元）に当接する。
この場合において、前端面１０Ｆの後退角φは、適宜設定するが、およそ１０゜程度にされている。
【００１６】
本実施形態では、カッター刃１０がバリ２２の根元に対応した例えば幅数ｍｍ程度の切れ刃部１０Ａと、樹脂成型品２０の各面部２３Ａ，２３Ｂに対応した切れ刃を構成しない曲面状の倣い部１０Ｂと、カッター刃本体部１０Ｃと、を備える。
この場合において切れ刃部１０Ａの幅Ｗは、０．６〜１ｍｍ程度が一般的であるが、被加工物に形成されたバリの形状などに応じて適宜変更が可能である。
【００１７】
図５は、カッター刃の先端部分の断面図である。
倣い部１０Ｂは、図５に示すように、断面がＲ曲面となっているＲ曲面部１０Ｂ１を備え、切れ刃部１０Ａの最先端部に形成された刃１０Ａ１は、バリ切除高さＨｒに相当する位置に設けられるとともに、倣い部１０ＢのＲ曲面部１０Ｂ１を含む曲面に刃１０Ａ１の先端部が位置し、あるいは、倣い部１０ＢのＲ曲面部１０Ｂ１よりも内側（Ｒ曲面部の曲率中心側）に刃１０Ａ１の先端部が位置するように形成されている。これらにより倣い部１０Ｂが被加工物にどのように当接している状態であっても、また、樹脂部品のように形状が不安定な場合や、曲面形状にでたバリを切除する場合であっても、カッター刃１０が材料に食い込みすぎることがなく、刃の折れ等の不具合の発生を抑制することができる。
【００１８】
また、切れ刃部１０Ａの刃１０Ａ１から、カッター刃１０の送り方向（矢印Ｂ方向）とは逆方向に少し奥まった部分には均し部１０Ａ２が構成されている。この均し部１０Ａ２は、スライド部５におけるエア圧力のバランスに依存したほぼ一定の圧力で樹脂成型品２０に接する状態とされている。これにより均し部１０Ａ２は、切れ刃部１０Ａにより切り残されたバリ２２の基部を樹脂成型品２０側に押しつけて、樹脂成型品２０のパーテーションライン２１近傍を均すようにされている。さらに糸のように細いバリ（いわゆる、糸バリ）については、この均し部１０Ａ２による均し時の摩擦熱によりその発生が抑制される。
【００１９】
また、カッター刃本体部１０Ｃの均し部１０Ａ２よりもさらに奥まった部分として構成されるカッター刃本体部１０Ｃの下面１０Ｃ１は、若干の角度θをつけられて、樹脂成型品２０から離間するようにされており、カッター刃１０の後端面１０Ｒは、樹脂成型品２０から完全に離間した状態となっている。この結果、カッター刃１０のうち、樹脂成型品２０に接触しているのは、均し部１０Ａ２に相当する部分だけとなり、切れ刃部１０Ａや倣い部１０Ｂが他の部分の当たりにより浮き上がるのを防止することができる。
ところで、バリ取り装置１を構成している６軸垂直多関節ロボット３におけるバリ取り経路のティーチングには、オペレータが実際に一度ないし数度、６軸垂直多関節ロボット３のアームを動かしてアームの移動経路に相当する経路情報を記憶させるダイレクトティーチングや、ＣＡＤシステムなどの設計システムで作成した形状情報を利用して自動的に経路情報を生成する経路自動生成システムが考えられる。
【００２０】
ここで、樹脂成型品２０の場合においては、上述したようなダイレクトティーチングあるいは経路自動生成システムにより得られる経路情報は、実際のバリ取り対象の樹脂成型品２０のバラツキが大きいため、各樹脂成型品２０に対して必ずしも正しい経路とはならない。
これに対し、本実施形態のバリ取り装置１は、上述したように、フローティング機構を有し、倣い制御を行っているため、教示位置の修正に対する作業がほとんど発生しないようにされているので、実質的な加工時間の短縮を図ることができる。
【００２１】
次にバリ取り加工動作について説明する。
被加工物である樹脂成型品２０としては、例えば、樹脂製ツールボックス、樹脂製保温ボックス、コピー機用樹脂部品、自動車用樹脂部品などが挙げられる。
このような被加工物に対し、バリの生成箇所に対応するバリ取り経路に沿って、バリ取り装置１の６軸垂直多関節ロボット３は、アーム先端部３Ｇのカッター刃１０の向き、駆動方向が最適となるように、６軸関節３Ａ〜３Ｆの動作を制御する。
ところで、上述したように、アーム先端部３Ｇのスライド部５は、樹脂成型品２０に対して浮動状態である。
【００２２】
したがって、本実施形態では、ダイレクトティーチングあるいは経路自動生成システムにより得られる経路情報に基づいてアーム先端部３Ｇを駆動するに際し、各エア供給口に印可される圧力を制御し、カッター刃１０が所定の圧力で樹脂成型品２０に対して押し当てられるようにしている。上述したように、各エア供給口に印可される圧力は、カッター刃１０の姿勢に応じて自動切り換え可能となっており、カッター刃１０の姿勢に拘わらず、常に一定となっている。
この状態で、超音波振動子ホルダ６に取り付けられた超音波振動子７が駆動され、カッター刃１０を、例えば振幅３０〜５０μｍ程度で振動させながら、倣い部１０Ｂを樹脂成型品２０の各面部２３Ａ，２３Ｂに沿わせて移動し、ひいては、樹脂成型品２０のパーテーションライン（バリ取り経路に相当）に形成されたバリの根元に沿ってカッター刃１０を送ってバリを切除し、切除後の面を均すこととなる。
これらの結果、本第１実施形態によれば、高価な制御装置や、ワーク位置決め装置を用いることなく、形状不安定な樹脂成型品のバリを当該樹脂成型品本体への刃の食い込みを生じさせることなく、バリを根本から除去することが可能となる。
［２］第２実施形態
次にカッター刃の形状が異なる第２実施形態について説明する。
図６は、第２実施形態のカッター刃の先端部分の断面図である。
カッター刃３０は、第１実施形態の前端面１０Ｆに相当する前端面３０Ｆおよび図示しない後端面を有し、図４に示すように、樹脂成型品２０のパーテーションラインに形成されたバリ２２の基部（根元）に当接する。
本第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、カッター刃３０は、バリ２２の根元に対応した例えば幅数ｍｍ程度の切れ刃部３０Ａと、樹脂成型品２０の各面部２３Ａ，２３Ｂ（図４参照）に対応した切れ刃を構成しない曲面状の倣い部３０Ｂと、カッター刃本体部１０Ｃと、を備える。
倣い部３０Ｂは、図６に示すように、斜面部３０Ｂ１を備え、切れ刃部１０Ａの最先端部に形成された刃１０Ａ１は、バリ切除高さＨｒに相当する位置に設けられるとともに、倣い部１０Ｂの斜面部３０Ｂ１を含む平面に刃１０Ａ１の先端部が位置するように形成されている。これらにより倣い部３０Ｂが被加工物にどのように当接している状態であっても、また、樹脂部品のように形状が不安定な場合や、曲面形状にでたバリを切除する場合であっても、カッター刃３０が材料に食い込みすぎることがなく、刃の折れ等の不具合の発生を抑制することができる。
また、第１実施形態と同様に、切れ刃部３０Ａの刃３０Ａ１から、カッター刃３０の送り方向（矢印Ｂ方向）とは逆方向に少し奥まった部分には均し部３０Ａ２が構成されている。この均し部３０Ａ２は、スライド部５におけるエア圧力のバランスに依存したほぼ一定の圧力で樹脂成型品２０に接する状態とされており、切れ刃部１０Ａにより切り残されたバリ２２の基部を樹脂成型品２０側に押しつけて、樹脂成型品２０のパーテーションライン２１近傍を均すようにされている。
また、カッター刃本体部３０Ｃの均し部３０Ａ２よりもさらに奥まった部分として構成されるカッター刃本体部１０Ｃの下面１０Ｃ１は、若干の角度θをつけられて、樹脂成型品２０から離間するようにされており、カッター刃１０の後端面１０Ｒは、樹脂成型品２０から完全に離間した状態となっており、第１実施形態と同様に、バリ取り作業時に摩擦抵抗が必要以上に増加するのを防止することができ、バリ取り作業時の負荷、ひいては、消費電力の低減を図ることが可能となっている。
【００２３】
［３］第３実施形態
図７は、バリ取り動作時における第３実施形態のカッター刃の取り付け部分の拡大斜視図である。
カッター刃４０は、図７に示すように、樹脂成型品２０の山部２４Ａ、２４Ｂに挟まれた谷部２４Ｃに位置するパーテーションライン２１に形成されたバリ２２の基部（根元）に当接する。
本第３実施形態では、カッター刃４０の先端側には、バリ２２の根元に対応して突設された幅数ｍｍ程度の切れ刃部４０Ａと、樹脂成型品２０の山部２４Ａあるいは山部２４Ｂ（図７においては、山部２４Ｂ）に対応した切れ刃を構成しない曲面状の倣い部４０Ｂと、カッター刃本体部４０Ｃと、を備える。
本第３実施形態のカッター刃４０は、倣い部４０Ｂが山部２４Ｂに摺動可能に当接した状態で、カッター刃本体部４０Ｃが山部２４Ｂを乗り越え、切れ刃部４０Ａが谷部２４Ｃにできたバリ２２に当接するようにされている。
【００２４】
次にバリ取り加工動作について説明する。
樹脂成型品２０に対し、バリの生成箇所に対応するバリ取り経路に沿って、バリ取り装置１の６軸垂直多関節ロボット３は、アーム先端部３Ｇのカッター刃４０の向き、駆動方向が最適となるように、６軸関節３Ａ〜３Ｆの動作を制御する。
本第３実施形態においても、ダイレクトティーチングあるいは経路自動生成システムにより得られる経路情報に基づいてアーム先端部３Ｇを駆動するに際し、各エア供給口に印可される圧力を制御し、カッター刃１０が所定の圧力で樹脂成型品２０に対して押し当てられるようにしている。上述したように、各エア供給口に印可される圧力は、カッター刃４０の姿勢に応じて自動切り換え可能となっており、カッター刃４０の姿勢に拘わらず、常に一定となっている。
この状態で、超音波振動子ホルダ６に取り付けられた超音波振動子７が駆動され、カッター刃１０を振動させながら、倣い部４０Ｂを山部２４Ｂに沿って摺動させ、ひいては、カッター刃４０が樹脂成型品２０のパーテーションライン（バリ取り経路に相当）に形成されたバリの根元に沿って送られつつ、バリを切除し、切除後の面を均すこととなる。
これらの結果、本第３実施形態によっても、高価な制御装置や、ワーク位置決め装置を用いることなく、形状不安定な樹脂成型品の谷部に形成されたバリを、当該樹脂成型品本体への刃の食い込みを生じさせることなく、根本から除去することが可能となる。
【００２５】
［４］第４実施形態
図８は、バリ取り動作時における第４実施形態のカッター刃の取り付け部分の拡大斜視図である。図８において、第１実施形態の図４と同一の部分には、同一の符号を付すものとする。
本第４実施形態は、樹脂成型品２０が壁部２６をバリ２２の形成部と並行に有している場合に適用する実施形態である。
カッター刃１０Ｉは、図８に示すように、壁部２６を有する樹脂成型品２０のパーテーションライン２１に形成されたバリ２２の基部（根元）に当接する。
本第４実施形態では、カッター刃１０Ｉの一端には、バリ２２の根元に対応して突設された幅数ｍｍ程度の切れ刃部１０Ａと、樹脂成型品２０の面部２３Ｂに対応した切れ刃を構成しない曲面状の倣い部１０Ｂと、カッター刃本体部１０Ｃと、を備える。
本第４実施形態のカッター刃１０Ｉの動作は、第１実施形態と同様であり、樹脂成型品２０が壁部２６を有している場合であっても、高価な制御装置や、ワーク位置決め装置を用いることなく、形状不安定な樹脂成型品の谷部に形成されたバリを、当該樹脂成型品本体への刃の食い込みを生じさせることなく、根本から除去することが可能となる。
【００２６】
［５］第５実施形態
以上の第１〜第４実施形態は、超音波振動子を直線方向に振動させるものであったが、本第５実施形態は、超音波振動子として、捻り振動を生成するものを用いた場合の実施形態である。
【００２７】
図９は、カッター刃取り付け部分の拡大斜視図である。
超音波振動子７Ａの先端には、図９に示すように、カッター刃５０が固定されている。このカッター刃５０は、図９に示すように、超音波振動子７Ａの捻り振動に応じて、回動軸Ｘ１に沿って、矢印Ｃ１方向に回動（捻り超音波振動）する。
カッター刃５０は、図９に示すように、樹脂成型品２０の溝部２５に位置するパーテーションライン２１に形成されたバリ２２の基部（根元）に当接する。
本第４実施形態では、カッター刃５０がバリ２２の根元に対応した例えば幅数ｍｍ程度の切れ刃部５０Ａと、樹脂成型品２０の溝部２５の各面部２５Ａ，２５Ｂに対応した切れ刃を構成しない端面曲面状の倣い部５０Ｂと、カッター刃本体部５０Ｃと、を備える。
この場合において、切れ刃部５０Ａと倣い部５０Ｂとの配置関係は、第１実施形態あるいは第２実施形態と同様の構成となっている。
【００２８】
次にバリ取り加工動作について説明する。
樹脂成型品２０に対し、バリの生成箇所に対応するバリ取り経路に沿って、バリ取り装置１の６軸垂直多関節ロボット３は、アーム先端部３Ｇのカッター刃４０の向き、駆動方向が最適となるように、６軸関節３Ａ〜３Ｆの動作を制御する。
本第５実施形態においても、ダイレクトティーチングあるいは経路自動生成システムにより得られる経路情報に基づいてアーム先端部３Ｇを駆動するに際し、各エア供給口に印可される圧力を制御し、カッター刃１０が所定の圧力で樹脂成型品２０に対して押し当てられるようにしている。上述したように、各エア供給口に印可される圧力は、カッター刃４０の姿勢に応じて自動切り換え可能となっており、カッター刃４０の姿勢に拘わらず、常に一定となっている。
この状態で、超音波振動子ホルダ６に取り付けられた超音波振動子７Ａが駆動され、カッター刃５０を捻り振動させながら、倣い部５０Ｂを面部２５Ａ、２５Ｂに沿わせて摺動させ、ひいては、カッター刃５０が樹脂成型品２０のパーテーションライン（バリ取り経路に相当）に形成されたバリ２２の根元に沿って送られつつ、バリを切除し、切除後の面を均すこととなる。
これらの結果、本第５実施形態によれば、高価な制御装置や、ワーク位置決め装置を用いることなく、形状不安定な樹脂成型品の溝部に形成されたバリを、当該樹脂成型品本体への刃の食い込みを生じさせることなく、根本から除去することが可能となる。
［６］第６実施形態
以上の第１〜第４実施形態は、超音波振動子の振動方向がカッター刃の送り方向（矢印Ｂ方向）とほぼ直交する方向（矢印Ｃ方向）に超音波振動するものであったが、本第６実施形態は、超音波振動子の振動方向がカッター刃の送り方向（矢印Ｂ方向）成分を有する方向となっている場合の実施形態である。
【００２９】
図１０は、カッター刃取り付け部分の拡大斜視図である。
超音波振動子７の先端には、図１０に示すように、カッター刃６０が固定されている。このカッター刃６０は、図１０に示すように、超音波振動子７の振動に応じて、矢印Ｃ２方向に超音波振動（直線振動）する。
カッター刃６０は、図１０に示すように、樹脂成型品２０の溝部２５に位置するパーテーションライン２１に形成されたバリ２２の基部（根元）に当接する。
本第４実施形態では、カッター刃６０がバリ２２の根元に対応した例えば幅数ｍｍ程度の切れ刃部６０Ａと、樹脂成型品２０の溝部２５の各面部２５Ａ，２５Ｂに対応した切れ刃を構成しない端面曲面状の倣い部６０Ｂと、カッター刃本体部６０Ｃと、を備える。
この場合において、切れ刃部６０Ａと倣い部６０Ｂとの配置関係は、第１実施形態あるいは第２実施形態と同様の構成となっている。
【００３０】
次にバリ取り加工動作について説明する。
樹脂成型品２０に対し、バリの生成箇所に対応するバリ取り経路に沿って、バリ取り装置１の６軸垂直多関節ロボット３は、アーム先端部３Ｇのカッター刃４０の向き、駆動方向が最適となるように、６軸関節３Ａ〜３Ｆの動作を制御する。
本第６実施形態においても、ダイレクトティーチングあるいは経路自動生成システムにより得られる経路情報に基づいてアーム先端部３Ｇを駆動するに際し、各エア供給口に印可される圧力を制御し、カッター刃１０が所定の圧力で樹脂成型品２０に対して押し当てられるようにしている。上述したように、各エア供給口に印可される圧力は、カッター刃４０の姿勢に応じて自動切り換え可能となっており、カッター刃４０の姿勢に拘わらず、常に一定となっている。
この状態で、超音波振動子ホルダ６に取り付けられた超音波振動子７が駆動され、カッター刃６０を振動させながら、倣い部６０Ｂを面部２５Ａ、２５Ｂに沿わせて摺動させ、ひいては、カッター刃６０が樹脂成型品２０のパーテーションライン（バリ取り経路に相当）に形成されたバリ２２の根元に沿って矢印Ｂ方向に送られつつ、バリ２２を切除し、切除後の面を均すこととなる。
これらの結果、本第５実施形態によれば、高価な制御装置や、ワーク位置決め装置を用いることなく、形状不安定な樹脂成型品の溝部に形成されたバリを、当該樹脂成型品本体への刃の食い込みを生じさせることなく、根本から除去することが可能となる。
【００３１】
［７］第７実施形態
以上の各実施形態は、カッター刃に一つの切れ刃部を設けている場合の実施形態であったが、本第７実施形態は、カッター刃に複数（本第７実施形態では二つ）の切れ刃部を設けた場合の実施形態である。
【００３２】
図１１は、カッター刃取り付け部分の拡大斜視図である。
超音波振動子７の先端には、図１１に示すように、カッター刃７０が固定されている。
このカッター刃７０は、図１１に示すように、超音波振動子７の振動に応じて、カッター刃７０の送り方向（矢印Ｂ１方向あるいは矢印Ｂ２方向）とほぼ直交する方向（矢印Ｃ方向）に超音波振動する。超音波振動子７には数百Ｗ消費電力の超音波ユニット（図示せず）が接続され、当該超音波ユニットで駆動される。
カッター刃７０は、第１端面７１Ａおよび第２端面７１Ｂを有し、第１端面７１Ａ側には、図示しないバリの根元に対応した例えば幅数ｍｍ程度の第１切れ刃部７０Ａ１と、樹脂成型品２０の各面部に対応した切れ刃を構成しない曲面状の第１倣い部７０Ｂ１と、が設けられている。また、カッター刃７０の第２端面７１Ｂ側には、図示しないバリの根元に対応した例えば幅数ｍｍ程度の第２切れ刃部７０Ａ２と、樹脂成型品２０の各面部に対応した切れ刃を構成しない曲面状の第２倣い部７０Ｂ２と、が設けられている。さらにカッター刃７０は、カッター刃本体部７０Ｃを備えている。
【００３３】
次にバリ取り加工動作について説明する。
被加工物である樹脂成型品などに対し、バリの生成箇所に対応するバリ取り経路に沿って、バリ取り装置１の６軸垂直多関節ロボット３は、アーム先端部３Ｇのカッター刃７０の向き、駆動方向が最適となるように、６軸関節３Ａ〜３Ｆの動作を制御する。
このとき、ダイレクトティーチングあるいは経路自動生成システムにより得られる経路情報に基づいてアーム先端部３Ｇを駆動するに際し、各エア供給口に印可される圧力を制御し、カッター刃７０が所定の圧力で被加工物に対して押し当てられるようにしている。
第１実施形態において説明したように、各エア供給口に印可される圧力は、カッター刃７０の姿勢および送り方向Ｂ１、Ｂ２に応じて自動切り換え可能となっており、カッター刃７０の姿勢および送り方向Ｂ１、Ｂ２に拘わらず、常に一定となっている。
この状態で、超音波振動子ホルダ６に取り付けられた超音波振動子７が駆動され、カッター刃７０を振動させながら、倣い部７０Ｂ１あるいは倣い部７０Ｂ２を被加工物の各面部に沿わせて送り方向Ｂ１あるいは送り方向Ｂ２に移動し、ひいては、被加工物のパーテーションライン（バリ取り経路に相当）に形成されたバリの根元に沿ってカッター刃７０を送ってバリを切除し、切除後の面を均すこととなる。
【００３４】
これらの結果、本第６実施形態によれば、高価な制御装置や、ワーク位置決め装置を用いることなく、形状不安定な樹脂成型品のバリを当該樹脂成型品本体への刃の食い込みを生じさせることなく、バリを根本から除去することが可能となる。この際に、本第６実施形態のカッター刃７０によれば、送り方向の切替が切れ刃部を一つしか有していない場合に比較して容易となり、加工時間の短縮化および経路情報の簡略化が行える。
以上の説明では、カッター刃に二つの切れ刃部を設ける場合について説明したが、３つ以上設けるように構成することも可能である。
［８］第８実施形態
上記第７実施形態は、同一面上で逆方向（送り方向Ｂ１、Ｂ２）にカッター刃をそのまま送れる構成を採っていたが、本第７実施形態は、送り方向ばかりでなく、倣い面も切り換えることが可能な実施形態である。
【００３５】
図１２は、カッター刃取り付け部分の拡大斜視図である。図１２において、図１１と同様の部分については同一の符号を付すものとする。
超音波振動子７の先端には、図１２に示すように、カッター刃７０Ｘが固定されている。
このカッター刃７０Ｘは、図１２に示すように、超音波振動子７の振動に応じて、カッター刃７０Ｘの送り方向（矢印Ｂ１方向あるいは矢印Ｂ２方向）とほぼ直交する方向（矢印Ｃ方向）に超音波振動する。超音波振動子７には数百Ｗ消費電力の超音波ユニット（図示せず）が接続され、当該超音波ユニットで駆動される。
カッター刃７０Ｘは、第１端面７１Ａおよび第２端面７１Ｂを有し、第１端面７１Ａ側には、図示しないバリの根元に対応した例えば幅数ｍｍ程度の第１切れ刃部７０Ａ１と、被加工物の各面部に対応した切れ刃を構成しない曲面状の第１倣い部７０Ｂ１と、が設けられている。この場合において、カッター刃７０Ｘの面７０Ｄ１側（図１２では、下面側）に第１切れ刃部７０Ａ１の刃が位置するようにされている。
また、カッター刃７０の第２端面７１Ｂ側には、図示しないバリの根元に対応した例えば幅数ｍｍ程度の第２切れ刃部７０Ａ３と、被加工物の各面部に対応した切れ刃を構成しない曲面状の第２倣い部７０Ｂ３と、が設けられている。この場合において、カッター刃７０Ｘの面７０Ｄ２側（図１２では、上面側）に第２切れ刃部７０Ａ３の刃が位置するようにされている。
さらにカッター刃７０は、カッター刃本体部７０Ｃを備えている。
【００３６】
次にバリ取り加工動作について説明する。
被加工物である樹脂成型品などに対し、バリの生成箇所に対応するバリ取り経路に沿って、バリ取り装置１の６軸垂直多関節ロボット３は、アーム先端部３Ｇのカッター刃７０の向き、駆動方向が最適となるように、６軸関節３Ａ〜３Ｆの動作を制御する。
このとき、ダイレクトティーチングあるいは経路自動生成システムにより得られる経路情報に基づいてアーム先端部３Ｇを駆動するに際し、各エア供給口に印可される圧力を制御し、カッター刃７０が所定の圧力で被加工物に対して押し当てられるようにしている。
第１実施形態において説明したように、各エア供給口に印可される圧力は、カッター刃７０Ｘの姿勢および送り方向Ｂ１、Ｂ２に応じて自動切り換え可能となっており、カッター刃７０Ｘの姿勢および送り方向Ｂ１、Ｂ２に拘わらず、常に一定となっている。
この状態で、超音波振動子ホルダ６に取り付けられた超音波振動子７が駆動され、カッター刃７０Ｘを振動させながら、倣い部７０Ｂ１あるいは倣い部７０Ｂ３を被加工物の各面部に沿わせて送り方向Ｂ１あるいは送り方向Ｂ２に移動する。
【００３７】
すなわち、被加工物のパーテーションライン（バリ取り経路に相当）に形成されたバリの根元に沿ってカッター刃７０Ｘを送り方向Ｂ１に送る場合には、倣い部７０Ｂ１あるいは倣い部７０Ｂ３を被加工物の各面部に沿わせ、第１切れ刃部７０Ａ１を用いてバリを切除し、切除後の面を均すこととなる。また、被加工物のパーテーションライン（バリ取り経路に相当）に形成されたバリの根元に沿ってカッター刃７０Ｘを送り方向Ｂ２に送る場合には、倣い部７０Ｂ３を被加工物の各面部に沿わせ第２切れ刃部７０Ａ３を用いてバリを切除し、切除後の面を均すこととなる。
これらの結果、本第７実施形態によれば、高価な制御装置や、ワーク位置決め装置を用いることなく、形状不安定な樹脂成型品のバリを当該樹脂成型品本体への刃の食い込みを生じさせることなく、バリを根本から除去することが可能となる。この際に、本第７実施形態のカッター刃７０Ｘによれば、リング状の被加工物などのように、３次元形状を有する場合には、送り方向の切替が切れ刃部を一つしか有していない場合に比較して容易となり、加工時間の短縮化および経路情報の簡略化が行える。
【００３８】
［９］第９実施形態
図１３は、第９実施形態のアーム先端部の拡大説明図である。図１３において、図２と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
アーム先端部３Ｇには、図１３に示すように、揺動アームベース８１が取り付けられ、揺動アームベース８１には揺動軸受部８２が設けられている。この揺動軸受部８２には、揺動可能に揺動超音波振動子ホルダ８３が取り付けられ、この超音波振動子ホルダ６には超音波振動子７が取り付けられている。
揺動アームベース８１と揺動超音波振動子ホルダ８３とは、コイルスプリング機構８４によって連結され、カッター刃１０の揺動範囲を規制しつつ、揺動方向Ａ２に沿って揺動させて、第１実施形態の浮動状態を確保している。
本第８実施形態によれば、第１実施形態と比較して、より簡易な構成にも拘わらず、カッター刃１０を所定圧力範囲で被加工物に対して押しつけた状態で、倣い動作を行わせることが可能となる。
【００３９】
［１０］第１０実施形態
図１４は、第１０実施形態のアーム先端部の拡大説明図である。
アーム先端部３Ｇには、図１４に示すように、揺動アームベース８１が取り付けられ、揺動アームベース８１には揺動軸受部８２が設けられている。この揺動軸受部８２には、揺動可能に揺動超音波振動子ホルダ８３が取り付けられ、この超音波振動子ホルダ６には超音波振動子７が取り付けられている。
揺動アームベース８１と揺動超音波振動子ホルダ８３とは、コイルスプリング機構８４によって連結され、カッター刃１０の揺動範囲を規制しつつ、揺動方向Ａ３に沿って揺動させて、第１実施形態の浮動状態を確保している。
この状態において、揺動超音波振動子ホルダ１３およびこの揺動超音波振動子ホルダ１３に装着される超音波振動子７およびカッター刃１０（回動軸より図１４中、左側にある部材）の回転モーメントをキャンセルするようにカウンタウェイト８５を設けている。
本第９実施形態によれば、第８実施形態と比較して、アーム先端部３Ｇを水平に駆動する場合でも、被加工物への押しつけ圧力を所定範囲内としたままで、倣い動作を行わせることが可能となる。
【００４０】
以上の説明のように、各実施形態によれば、高価な制御装置や、ワーク位置決め装置を用いることなく、形状不安定な樹脂成型品のバリを当該樹脂成型品本体への刃の食い込みを生じさせることなく、バリを根本から除去することが可能となる。
また、粉塵の発生を抑制し、処理しやすい切りくずを得ることができるととともに、消費電力を低く抑制できる。
さらにバリの切り口をきれいにすることができ、製品価値が向上する。
また、被加工物が樹脂成型品の場合、比較的大きなバリから糸バリまで対応することが可能となる。
また、カッター刃を届かせることが可能な形状であれば、３次元形状の内面であっても適用が可能である。
【００４１】
以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
以上の説明においては、被加工物として、樹脂成型品の場合について説明したが、これに限られず、アルミなどの金属成型品であっても同様の適用が可能である。
以上の説明においては、カッター刃は片持ち構造を採っていたが、カッター刃の先端をスプリングなどで支持し、カッター刃の振動を阻害しないようにして、両持ち構造とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】バリ取り装置の一例の説明図である。
【図２】アーム先端部の拡大説明図である。
【図３】カッター刃取り付け部分の平面図である。
【図４】バリ取り動作時におけるカッター刃の取り付け部分の拡大斜視図である。
【図５】カッター刃の先端部分の断面図である。
【図６】第２実施形態のカッター刃の先端部分の断面図である。
【図７】バリ取り動作時における第３実施形態のカッター刃の取り付け部分の拡大斜視図である。
【図８】バリ取り動作時における第４実施形態のカッター刃の取り付け部分の拡大斜視図である。
【図９】カッター刃取り付け部分の拡大斜視図である。
【図１０】カッター刃取り付け部分の拡大斜視図である。
【図１１】カッター刃取り付け部分の拡大斜視図である。
【図１２】カッター刃取り付け部分の拡大斜視図である。
【図１３】第９実施形態のアーム先端部の拡大説明図である。
【図１４】第１０実施形態のアーム先端部の拡大説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…バリ取り装置、３…６軸垂直多関節ロボット、３Ｇ…アーム先端部、４…スライドテーブル、５…スライド部、６…超音波振動子ホルダ、７…超音波振動子、７Ａ…超音波振動子、１０…カッター刃、１０Ａ…切れ刃部、１０Ｂ…倣い部、１０Ｃ…カッター刃本体部、１０Ｆ…前端面、１０Ｉ…カッター刃、１０Ｒ…後端面、１３…揺動超音波振動子ホルダ、２０…樹脂成型品、２１…パーテーションライン、２２…バリ、３０…カッター刃、３０Ａ…刃部、３０Ｂ…部、３０Ｃ…カッター刃本体部、３０Ｆ…前端面、４０…カッター刃、４０Ａ…切れ刃部、４０Ｂ…倣い部、４０Ｃ…カッター刃本体部、５０…カッター刃、５０Ａ…切れ刃部、５０Ｂ…倣い部、５０Ｃ…カッター刃本体部、６０…カッター刃、６０Ａ…切れ刃部、６０Ｂ…倣い部、６０Ｃ…カッター刃本体部、７０…カッター刃、７０Ｃ…カッター刃本体部、７０Ｘ…カッター刃、７１Ａ…第１端面、７１Ｂ…第２端面、８１…揺動アームベース、８２…揺動軸受部、８３…揺動超音波振動子ホルダ、８４…コイルスプリング機構、８５…カウンタウェイト、１０Ａ１…刃、１０Ａ２…均し部、１０Ｂ１…Ｒ曲面部、１０Ｃ１…下面、３０Ａ１…刃、３０Ａ２…均し部、３０Ｂ１…斜面部、７０Ａ１…第１切れ刃部、７０Ａ２…刃部、７０Ａ３…第２切れ刃部、７０Ｂ１…均し部、７０Ｂ２…均し部、７０Ｂ３…均し部。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】５９９０４３５８５
【氏名又は名称】日本省力機械株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１８年７月２７日（２００６．７．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９１８２３
【弁理士】
【氏名又は名称】櫛渕 昌之
【識別番号】１００１０１７７５
【弁理士】
【氏名又は名称】櫛渕 一江
|
| 【公開番号】 |
特開２００８−３０２５１（Ｐ２００８−３０２５１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成２０年２月１４日（２００８．２．１４） |
| 【出願番号】 |
特願２００６−２０４１３０（Ｐ２００６−２０４１３０） |
|