日本省力機械株式会社 (〒26 群馬県伊勢崎市福島町173番地 Gunma, 3720826, JP)
| 樹脂成形機と、該樹脂成形機からワークを取り出し、該ワークをワーク受け治具に移載する第1の機構と、前記ワーク受け治具に移載したワークのバリを除去するバリ取り装置と、該バリ取り後のワークを前記ワーク受け治具から取り出す第2の機構とを備え、 前記バリ取り装置は、 カッター刃を振動させながら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機構であって、 前記カッター刃は、バリの根元に対応した切れ刃部と、前記ワーク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システム。 |
| 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請求項1記載のバリ取りシステム。 |
| 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請求項1記載のバリ取りシステム。 |
| 前記カッター刃の倣い部は、前記ワーク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請求項1記載のバリ取りシステム。 |
| 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請求項1記載のバリ取りシステム。 |
| カッター刃を振動させながらワークの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、前記ワーク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。 |
| 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請求項6記載のバリ取り装置。 |
| 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請求項6記載のバリ取り装置。 |
| 前記カッター刃の倣い部は、前記ワーク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請求項6記載のバリ取り装置。 |
| 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請求項6記載のバリ取り装置。 |
| ワークの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、 前記ワーク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ワーク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。 |
| 前記切れ刃部の最先端部に形成された刃の高さがバリ切除高さHrに相当する高さ位置に設定され、該刃の先端部は、倣い部のR曲面部または斜面部を含む面に位置し、あるいは、R曲面部または斜面部よりも内側に位置するように形成されていることを特徴とする請求項11記載のカッター刃。 |
| 前記切れ刃部の最先端部に形成された刃の先端部が、カッター刃の前端面に形成された倣い部のR曲面部または斜面部と、カッター刃本体部の下面とが交わる位置に延出して終端することを特徴とする請求項11記載のカッター刃。 |
| 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平滑に均す均し部が設けられていることを特徴とする請求項11記載のカッター刃。 |
本発明は、樹脂成形品等のワークの例え パーテーションラインに形成されたバリを 除するためのバリ取りシステム、バリ取り 置およびカッター刃に関する。
一般に、介護用ベッド部品、コピー機部 、ツールボックス、保温樹脂ボックス、自 車用エアスポイラー、自動車用バイザー、 動車用センターピラー、自動車用内装シー などの樹脂成形品では、成形時に例えばパ テーションラインにバリが形成される。こ バリは成形後にバリ取り装置により切除さ る。
従来、バリの切除はワークや種々状況に応
て例えばレーザー照射、熱風、火炎照射、
ラズマ照射、赤外線照射などによる切除、
たは、液体窒素などを用いた冷凍脆化破砕
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
ータージェット使用による切除、超音波洗
システムの利用による切除、ショットブラ
トによる切除、ローラー掛けによる押しつ
しによる切除、常温または加熱した金属片
よる擦り取りによる切除、鋭角または鈍角
刃物による切除、パンチプレスによる切除
ど多様な方法がとられていた(例えば、特許
献1参照)。
しかし、赤外線照射などによる切除、ま は冷凍脆化破砕による切除では、周辺母材 への熱的、物理的影響があるほか、制御も 精度が要求され、また高価な設備となりや いという問題点があった。また、各種研磨 よる切除では、大物に向かない、内面が加 できない、などのワーク制限や後工程での 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。
一方、バリ取りシステムを完全自動化す 場合には、バリ取り装置において、バリ除 後に2次バリのまったく無い完成品を作り出 す必要がある。従来のバリ取り装置では、2 バリの発生を無くすことが困難であり、該2 バリは手作業で除去することになり、これ 完全自動化の妨げとなっていた。したがっ 、従来、樹脂成形機の源流でバリの発生を 能な限り抑える技術の開発が盛んに行われ いる。しかし、これでは、開発成形機が高 になり、成形品コストを押し上げる要因と る。
そこで、本発明の目的は、高価な樹脂成形
を使用せずに、従来の汎用成形機を使用し
樹脂成形品を安価に製造した上で、該樹脂
形品のバリをほぼ完全に除去して、バリ取
の完全自動化を可能にしたバリ取りシステ
を提供することにある。
また、高価な制御装置やワーク位置決め装
などを使用せず、高価な倣い装置などを使
せずに、形状不安定な樹脂成形品のバリを
当該バリの根元から容易にしかもきれいに
除することができるバリ取り装置およびカ
ター刃を提供することにある。
本発明は、樹脂成形機と、該樹脂成形機 らワークを取り出し、該ワークをワーク受 治具に移載する第1の機構と、前記ワーク受 け治具に移載したワークのバリを除去するバ リ取り装置と、該バリ取り後のワークを前記 ワーク受け治具から取り出す第2の機構とを え、前記バリ取り装置は、カッター刃を振 させながらバリの根元に沿って当該カッタ 刃を送ってバリを切除する機構であって、 記カッター刃は、バリの根元に対応した切 刃部と、前記ワークの面部に対応した切れ を構成しない倣い部とを備え、前記カッタ 刃をバリの根元に向けて浮動状態で付勢す 付勢機構と、前記カッター刃を所定方向に 音波により振動させる加振部と、を備えた とを特徴とするものである。
本発明では、カッター刃の倣い部がワー の面部に当接した状態で、切れ刃部により リを切除することにより、バリ取りによっ 新たに生じるバリ(2次バリ)の発生が抑えら 、2次バリ除去のための手作業が無くなる。 従って、本発明では、樹脂成形機に、ある程 度のバリの発生を許容できる。一般に樹脂成 形機ではバリの発生が問題となり、バリを極 力生じさせない金型が望まれており、該金型 の仕様によって、高価な成形機になっていた が、本発明では、2次バリの発生が抑えられ ため、安価な成形機を使用してバリ取りの 全自動化が達成できる。
また、本発明は、カッター刃を振動させな
らワークのバリの根元に沿って当該カッタ
刃を送ってバリを切除するバリ取り装置に
いて、前記カッター刃は、バリの根元に対
した切れ刃部と、前記ワークの面部に対応
た切れ刃を構成しない倣い部とを備え、前
カッター刃をバリの根元に向けて浮動状態
付勢する付勢機構と、前記カッター刃を所
方向に超音波により振動させる加振部と、
備えたことを特徴としている。
本発明では、付勢機構が、カッター刃をバ
の根元に向けて浮動状態で付勢し、加振部
、カッター刃を所定方向に超音波により振
させるため、カッター刃は、倣い部がワー
の面部に当接した状態で、切れ刃部により
リを切除することにより、バリ取りによっ
新たに生じるバリ(2次バリ)の発生が抑えら
、2次バリ除去のための手作業が無くなり、
バリ取りの完全自動化が達成できる。
また、ワークのバリを切除するバリ取り装
のカッター刃において、バリの根元に対応
た切れ刃部と、前記ワークの面部に対応し
切れ刃を構成しない倣い部と、を備え、前
切れ刃部の刃の先端位置は、前記倣い部を
成する倣い面と同一位置あるいは倣い面よ
前記ワーク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
は、前記倣い部を構成する倣い面と同一位
あるいは倣い面より前記ワークから離間し
位置とされているので、切れ刃部が材料に
い込むことに起因する刃の折れ等の発生を
制することができる。
本発明によれば、付勢機構が、カッター をバリの根元に向けて浮動状態で付勢し、 振部は、カッター刃を所定方向に超音波に り振動させるため、カッター刃は、倣い部 ワークの面部に当接した状態で、切れ刃部 よりバリを切除することにより、2次バリの 発生が抑えられ、2次バリ除去のための手作 が無くなり、バリ取りの完全自動化が達成 きる。また、カッター刃を振動させながら リの根元に沿って当該カッター刃を送って リを切除するに際し、切れ刃部が材料に食 込むことに起因する刃の折れ等の発生を抑 することができ、切れ刃の寿命を延ばせる ともに、バリ取り装置の稼働率を向上させ ことが可能となる。
1 バリ取り装置
7 超音波振動子
10、10I、30、40、50、60、70 カッター刃
10A1、10A2、30A2、70B1、70B2、70B3 均し部
10A、30A、40A、50A、60A、70A 切れ刃部
10B、30B、40B、50B、60B、70B 倣い部
100 バリ取りシステム
101 樹脂成形機
103 多関節ロボット
105 ワーク受け機構
130 ワーク
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づ
て説明する。
図1は、バリ取りシステムの一実施の形態を
示す。
本実施の形態によるバリ取りシステム100は
樹脂成形時のバリの発生を完全には抑制で
ない、いわゆる汎用型の油圧式等の樹脂成
機101と、ワーク把持装置及びバリ取り装置
アーム先端部に有した6軸垂直多関節ロボッ
ト103と、バリ取り前のワーク130(図4参照)を載
せるワーク受け機構105と、除去されたバリ132
をシステム外に排出するバリ排出コンベア107
と、バリ取り後の完成品としてのワーク131(
5参照)をシステム外に排出する完成品排出コ
ンベア109とを有する。
多関節ロボット103は、6軸関節103A~103Fを持ち
、最先端の関節103Fのアーム先端部103Gには、
ーク把持装置、及びバリ取り装置を一体化
た機構部140が取り付けられている。
この機構部140は、図2に示すように、アーム
先端部103Gに装着される円柱状の基部141と、
の基部141に連なる略コ字形のホルダ142と、
のホルダ142の第1の面に配置されたワーク把
用のハンド部143と、該ホルダ142の第2の面に
配置されたワーク吸着用の吸着パッド部144と
を備え、吸着パッド部144は接続ホース(図示
ず)を介して真空源に接続されている。ワー
把持用のハンド部143は、エアシリンダ(図示
せず)で動作する。
ホルダ142の第3の面(図中下面)にはバリ取り
置1が取り付けられ、その先端には平刃のカ
ッター刃10が固定され、カッター刃10でワー
受け機構105上のワーク130のバリ132が除去さ
る。
ワーク受け機構105は、機構台110と、機構台1
10に複数のボルト111で連結したワーク受け治
112とを備え、図3に示すように、ワーク受け
治具112の上部のワーク載置部112Aにワーク130
凹所を嵌合してワーク130が載置される。該
ーク130は実線から想像線の位置まで落とし
むようにワーク載置部112Aに載置される。ワ
ク載置部112Aには吸着用の吸気口112Bが形成
れ、吸気口112Bは接続ホース112Cを介して真空
源に接続され、ワーク載置部112Aにワーク130
載置されると吸引によってワーク130が固定
れる。ワーク載置部112Aの形状は、ワーク130
凹所形状や、ワークに生じたバリ形状等に
じて決定され、少なくともワーク130に生じ
バリをカッター刃10で除去可能な形状に、
ちカッター刃10によるバリ除去動作を阻害し
ない形状に設定されている。
ワーク載置部112Aは支持台112Dを備え、樹脂
形機101の型換え等により成形するワーク形
が変更された場合には、支持台112Dから上を
体に、ワーク形状に対応したワーク載置部1
12Aを備える別のワーク受け治具112に交換され
る。本バリ取りシステム100では、ワーク受け
治具112の交換で段取り変えとなり、段取り時
間の短縮が図られる。
図6は、バリ取り装置1を示す。
バリ取り装置1は、上述したように、ホルダ
142の第3の面(図中下面)に取り付けられている
。バリ取り装置1は、第3の面に固定される支
体3を有し、支持体3にはエア駆動タイプの
ライドテーブル装置4が固定されている。ス
イドテーブル装置4は支持体3に固定される
定部4aと、固定部4aの両端に固定される支持
4b,4cと、各支持部4b,4c間に設けた軸4dと、軸4
d上を摺動自在なスライド部5とを備えている
該スライド部5は所定の直線方向(矢印X方向)
に往復動自在であり、該直線方向はいわゆる
平刃のカッター刃10の下面をワークに対し押
付け可能な方向である。4eはストッパであ
。一方の支持部4bにはエア供給口4fが設けら
、他方の支持部4cにはエア排出口4gが設けら
れ、エア供給口4fには供給エアの圧力を調整
る圧力調整器(図示せず)が接続されている
スライド部5には、超音波振動子ホルダ6 一端が取り付けられる。超音波振動子ホル 6の他端には、半環状に形成したホルダ部6a 形成され、このホルダ部6aと、別の半環状の ホルダ部6bとの間に、超音波振動子7の円柱部 7aが挟持され、各ホルダ部6a、6b間をボルトで 連結することにより、超音波振動子ホルダ6 他端に超音波振動子7が取り付けられている 超音波振動子7の先端には、図7に示すよう 、カッター刃10が固定される。超音波振動子 7にはコード7b(図6参照)を介して超音波ユニッ ト(図示せず)が接続され、該超音波ユニット 駆動されて、超音波振動子7の振動に応じ、 カッター刃10は、カッター刃10の送り方向(矢 B方向)とほぼ直交する方向(矢印C方向)に超 波振動する。本構成では、上記スライド部5 、常時、エア供給口4fからのエア圧力で、 6中右のストッパ4eに当接するまで右に付勢 れており、カッター刃10がワークに当接し、 反力による荷重が作用した場合には、その荷 重の程度に応じ、上記エア圧力に抗し、スラ イド部5が軸4d上を図中左方に摺動することで 、ワークに対しカッター刃10が浮動状態とな 。摺動範囲は図中左のストッパ4eで規制さ る。スライドテーブル装置4はフローティン 機構を構成し、バリ取り装置1先端のカッタ ー刃10は、矢印A方向に移動自在、すなわち、 後述するワーク(樹脂成形品)に対し浮動状態 おかれる。
図8は、バリ取り動作時のカッター刃10を示
。
カッター刃10は先端側にカッター刃本体部10
Cを有し、このカッター刃本体部10Cは、前端
10Fおよび後端面10Rを備える。後端面10Rは、
音波振動子7の延長線とほぼ平行に延出し、
端面10Fは、送り方向Bに対して直角に交わる
超音波振動子7の延長線から、後退角φで後退
する。カッター刃10は超音波振動子7にロウ付
け、或いはねじ止めの何れかにより固定され
る。カッター刃10は、ワーク130である樹脂成
品(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)の例えばパーテーションライン121に形
されたバリ132の基部(根元)に当接する。カッ
ター刃10の前端面10Fには、バリ132の根元に対
した、例えば幅Wが数mm程度の切れ刃部10Aと
ワーク130の各面部123A,123Bに対応した切れ刃
構成しない曲面状の倣い部10Bと、を備える
切れ刃部10Aの幅Wは、0.6~1mm程度が一般的で
るが、ワークに形成されたバリの形状など
応じて適宜変更が可能である。
図9は、カッター刃の切れ刃部10Aを含む断面
図である。
カッター刃10の前端面10Fには、ワーク130の
面部123A,123Bに対応した切れ刃を構成しない
面状の倣い部10Bが形成され、該倣い部10Bの
部側には、断面がR曲面となるR曲面部10B1を
えている。
切れ刃部10A(ハッチングで示す部分。)の最
端部に形成された刃10A1は、バリ切除高さHr
相当する高さ位置に設定されると共に、刃10
A1の先端部は、倣い部10BのR曲面部10B1を含む
面に位置し、あるいは、倣い部10BのR曲面部1
0B1よりも内側(R曲面部の曲率中心側)に位置す
るように形成される。
これらにより倣い部10Bがワークにどのよう
当接している状態であっても、また、樹脂
品のように形状が不安定な場合や、曲面形
に形成されたバリを切除する場合であって
、カッター刃10が材料に食い込みすぎるこ
がなく、刃折れ等の不具合の発生を抑制す
ことができる。
切れ刃部10Aの刃10A1から、カッター刃10の送
方向(矢印B方向)とは逆方向に少し奥まった
分には均し部10A2が形成される。均し部10A2
、スライド部5におけるエア圧力のバランス
依存したほぼ一定の圧力でワーク130に接す
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132の基
部をワーク130側に押しつけて、ワーク130のパ
ーテーションライン121近傍を平滑に均すよう
にされている。
糸のように細いバリ(いわゆる、糸バリ)に
いては、均し部10A2による均し時の摩擦熱に
りその発生が抑制される。
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、ワーク130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、ワー
130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、ワーク130
接触しているのは、均し部10A2に相当する部
だけとなり、切れ刃部10Aや倣い部10Bが他の
分の当たりにより浮き上がるのを防止する
とができる。
図10は、別の実施の形態を示す。
この実施の形態では、切れ刃部10A(ハッチン
グで示す部分。)の最先端部に形成された刃10
A1の先端部が、カッター刃10の前端面10Fに形
された倣い部10BのR曲面部10B1と、カッター刃
本体部10Cの下面とが交わる位置に延出して終
端する。すなわち、上述の実施の形態と比較
して、倣い部10BのR曲面部10B1と、カッター刃
体部10Cの下面とが交わる位置まで、刃10A1の
先端部が、カッター刃10の送り方向(矢印B方
)とは逆方向に後退している。
本構成の切れ刃部10Aでは、刃10A1の先端部の
位置が、カッター刃本体部10Cの下面と一致す
るため、該刃10A1の先端部が、バリ132の根元
深く入り、バリ132を根元から除去できる。
また、倣い部10Bがワークにどのように当接
ている状態であっても、さらに、樹脂部品
ように形状が不安定な場合や、曲面形状に
成されたバリを切除する場合であっても、
ッター刃10が材料に食い込みすぎることが
く、刃折れ等の不具合の発生を抑制するこ
ができる。
切れ刃部10Aの刃10A1の下面は、カッター刃本
体部10Cの下面と一致して延出し、当該下面に
は均し部10A2が形成されている。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ワーク130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132の基
をワーク130側に押しつけて、ワーク130のパ
テーションライン121近傍を平滑に均すよう
されている。
糸のように細いバリ(いわゆる、糸バリ)に
いては、均し部10A2による均し時の摩擦熱に
りその発生が抑制される。
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、ワーク130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、ワー
130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、ワーク130
接触しているのは、均し部10A2に相当する部
だけとなり、切れ刃部10Aや倣い部10Bが他の
分の当たりにより浮き上がるのを防止する
とができる。
次に、バリ取り加工動作について説明する
バリ取り装置1の作動時には、例えばオペレ
ータが実際に一度ないし数度、多関節ロボッ
ト103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
ィーチングを行う。或いは、経路自動生成シ
ステムを利用して、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手法等が採用される。
ただし、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ワーク130にバラツ
キが大きい場合、バリ取り動作において、各
ワーク130に対し必ずしも正しい経路とはなら
ない。
これに対し、本実施の形態のバリ取り装置1
は、上記フローティング機構を有し、予定よ
りも少し高い押圧力でカッター刃10をワーク
押しつけてバリ取りでき、かつ倣い制御を
っているため、教示位置の修正に対する作
がほとんど発生しない。したがって、実質
な加工時間の短縮が図られる。
本バリ取りシステム100では、図1に示すよう
に、多関節ロボット103が、ダイレクトティー
チングに従って、樹脂成形機101からバリ取り
前のワーク(樹脂成形品)130を、図2に示すハン
ド部143を用いて取り出し、該ワークをワーク
受け治具105に移載する。ついで多関節ロボッ
ト103が、ワーク受け治具105上のワーク130のバ
リ132を、図2に示すバリ取り装置1のカッター
10を用いて除去する。この場合、ワーク130
しては、例えば、樹脂製ツールボックス、
脂製保温ボックス、コピー機用樹脂部品、
動車用樹脂部品などが挙げられる。
このようなワークに対し、多関節ロボット1
03においては、バリの生成箇所に対応するバ
取り経路に沿って、アーム先端部103Gのカッ
ター刃10の向き、駆動方向が最適となるよう
、6軸関節103A~103Fの動作を制御する。
この場合において、アーム先端部103Gのスラ
イド部5は、云うまでもなく、ワーク130に対
て浮動状態である。
本実施の形態では、ダイレクトティーチン
等により得られる経路情報に基づいてアー
先端部103Gを駆動するに際し、エア供給口4f
印可される圧力を制御し、カッター刃10が
定の圧力でワーク130に対して押し当てられ
いる。そして、エア供給口に印可される圧
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
わらず、常に一定である。
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
刃10を、例えば振幅30~50μm程度で振動させな
ら、倣い部10Bをワーク130の各面部123A,123Bに
わせて移動し、ワーク130のパーテーション
イン(バリ取り経路に相当)に形成されたバ
の根元に沿ってカッター刃10を送ってバリを
切除し、同時に切除後の面を均す。
本実施の形態によれば、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
不安定な樹脂成形品のバリを当該樹脂成形
本体への刃の食い込みを生じさせることな
、バリを根本から除去することができる。
最後に、多関節ロボット103が、該バリ取り
のワーク131をワーク受け治具105から、図2に
示す吸着パッド部144を用いて取り出し、完成
品排出コンベア109上に排出し、該コンベア109
を通じてシステム外に排出する。また、バリ
取り装置1が除去したバリ132は、傾斜したホ
パー133を経て、バリ排出コンベア107上に排
して、システム外に排出される。
本実施の形態では、バリ取り装置1において
、バリ除去後に2次バリのまったく無い完成
131を作り出すことができる。
よって、従来行っていた手作業での2次バリ
除去の作業が不要になり、バリ取りシステム
における完全自動化が可能になり、成形品コ
スト低減が図られる。また、完全自動化を図
った上で、樹脂成形機1に起因したバリの発
が許容されることになるため、従来形式の
用樹脂成形機を使用でき、高価な成形機が
要になり、これによっても、成形品コスト
低減できる。
また、図6を参照し、一方の供給口4fに、エ
を供給する一実施の形態を説明したが、別
実施の形態として、各支持部4b,4cの各供給
4f,4gに、共にエアを供給すると共に、各エア
圧力間のバランスを取って独立制御可能とし
、これによってフローティング機構を構成し
てもよい。この場合、各供給口4f,4gに例えば
空レギュレータ(図示せず)等を接続して、
供給口4f,4gに供給されるエア圧力を、各供給
口4f,4g毎に連続的に制御してもよい。
本構成では、例えばツール姿勢に起因して
ール重量が負荷となるときには、該ツール
量をキャンセルして制御する。多関節ロボ
ト103のダイレクトティーチングを行う際に
ツール姿勢に関するデータをコンピュータ
同時入力し、バリ取り動作時に、該コンピ
ータからの電気信号に従って、電空レギュ
ータ(図示せず)を制御し、エア圧力を連続
にコントロールすればよい。
これによれば、例えばツール姿勢に起因し
ツール重量が負荷となるときには、このツ
ル重量をキャンセルすべくエア供給口4f,4g
供給される圧力を、ツール姿勢に応じて自
調整が可能になる。
[2]第2実施の形態
次に、カッター刃の第2実施の形態を説明す
る。
このカッター刃30は、図11に示すように、第
1実施の形態の前端面10Fに相当する前端面30F
よび図示しない後端面を有すると共に、バ
132の根元に対応した例えば幅数mm程度の切れ
刃部30Aと、ワーク130の各面部123A,123B(図8参照)
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30Cと、を備える。
倣い部30Bは、その下部に斜面部30B1を備え、
れ刃部30Aの最先端部に形成された刃30A1は、
リ切除高さHrに相当する位置に設けられる
ともに、倣い部30Bの斜面部30B1を含む平面に
30A1の先端部が位置するように形成されてい
る。本構成では、倣い部30Bがワークにどのよ
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
く、刃の折れ等の不具合の発生を抑制する
とができる。
また、第1実施の形態と同様に、切れ刃部30A
の刃30A1から、カッター刃30の送り方向(矢印B
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、
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ワーク130に接する状
態とされており、切れ刃部30Aにより切り残さ
れたバリ132の基部をワーク130側に押しつけて
、ワーク130のパーテーションライン121近傍を
平滑に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30Cの下面は、若干の角度θをつ
られて、ワーク130から離間するようにされ
おり、カッター刃30の後端面(図示せず)はワ
ーク130から完全に離間した状態となっており
、第1実施の形態と同様に、バリ取り作業時
摩擦抵抗が必要以上に増加するのを防止す
ことができ、バリ取り作業時の負荷、ひい
は、消費電力の低減を図ることが可能とな
ている。
図12は、別の実施の形態を示す。
この実施の形態では、切れ刃部30A(ハッチン
グで示す部分。)の最先端部に形成された刃30
A1の先端部が、カッター刃30の前端面30Fに形
された倣い部30Bの斜面部30B1と、カッター刃
体部30Cの下面とが交わる位置に延出して終
する。すなわち、上述の実施の形態と比較
て、倣い部30Bの斜面部30B1と、カッター刃本
体部30Cの下面とが交わる位置まで、刃30A1の
端部が、カッター刃30の送り方向(矢印B方向)
とは逆方向に後退している。
本構成の切れ刃部30Aでは、刃30A1の先端部の
位置が、カッター刃本体部30Cの下面と一致す
るため、該刃30A1の先端部が、バリ132の根元
深く入り、バリ132を根元から除去できる。
また、倣い部30Bがワークにどのように当接
ている状態であっても、さらに、樹脂部品
ように形状が不安定な場合や、曲面形状に
成されたバリを切除する場合であっても、
ッター刃30が材料に食い込みすぎることが
く、刃折れ等の不具合の発生を抑制するこ
ができる。
切れ刃部30Aの刃30A1の下面は、カッター刃本
体部30Cの下面と一致して延出し、当該下面に
は均し部30A2が形成されている。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ワーク130に接する
状態とされている。これにより均し部30A2は
切れ刃部30Aにより切り残されたバリ132の基
をワーク130側に押しつけて、ワーク130のパ
テーションライン121近傍を平滑に均すよう
されている。
糸のように細いバリ(いわゆる、糸バリ)に
いては、均し部30A2による均し時の摩擦熱に
りその発生が抑制される。
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30Cの下面30C1は、若干の角度θを
つけられて、ワーク130から離間するようにさ
れており、カッター刃30の後端面30Rは、ワー
130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30のうち、ワーク130
接触しているのは、均し部30A2に相当する部
だけとなり、切れ刃部30Aや倣い部30Bが他の
分の当たりにより浮き上がるのを防止する
とができる。
[3]第3実施の形態
このカッター刃40は、図13に示すように、ワ
ーク130の山部124A、124Bに挟まれた谷部124Cに位
置するパーテーションライン121に形成された
バリ132の基部(根元)に当接する。カッター刃4
0の先端側には、バリ132の根元に対応して突
された幅数mm程度の切れ刃部40Aと、ワーク130
の山部124Aあるいは山部124B(図13においては、
部124B)に対応した切れ刃を構成しない曲面
の倣い部40Bと、カッター刃本体部40Cと、を
える。本第3実施の形態のカッター刃40は、
い部40Bが山部124Bに摺動可能に当接した状態
、カッター刃本体部40Cが山部124Bを乗り越え
、切れ刃部40Aが谷部124Cに形成したバリ132に
接するようにされている。
本実施の形態では、上記第1実施の形態と 同様に、カッター刃40が所定の圧力でワーク1 30に対して押し当てられ、それと同時に、超 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40を振動させな がら、倣い部40Bを山部124Bに沿って摺動させ 。これによって、カッター刃40がワーク130の パーテーションライン(バリ取り経路に相当) 形成されたバリの根元に沿って送られつつ バリが切除され、同時に切除後の面が平滑 均される。第3実施の形態では、形状不安定 な樹脂成形品の谷部に形成されたバリを、当 該樹脂成形品本体への刃の食い込みを生じさ せることなく、根本から除去できる。
[4]第4実施の形態
このカッター刃10Iは、図14に示すように、
リ132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、ワーク130の面部123Bに対応
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。切れ刃
10Aは、カッター刃10Iの先端に形成され、第1
施の形態と比較し、その先に倣い部は存在
ない。第4実施の形態は、ワーク130が壁部26
バリ132の形成部と並行に有している場合に
用される。カッター刃10Iの切れ刃部10Aが、
部26を有するワーク130のパーテーションラ
ン121に形成されたバリ132の基部(根元)に当接
し、バリ132を除去する。本カッター刃10Iの動
作は、第1実施の形態と同様であり、ワーク13
0が壁部26を有している場合であっても、形状
不安定な樹脂成形品の谷部に形成されたバリ
を、当該樹脂成形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。
[5]第5実施の形態
図15に示すように、超音波振動子7Aの先端に
は、カッター刃50が固定され、このカッター
50は、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
波振動)する。
本第4実施の形態では、カッター刃50がバリ1
32の根元に対応した、例えば幅数mm程度の切
刃部50Aと、ワーク130の溝部125の各面部125A,125
Bに対応した切れ刃を構成しない端面曲面状
倣い部50Bと、カッター刃本体部50Cと、を備
、切れ刃部50Aが、ワーク130の溝部125に位置
るパーテーションライン121のバリ132の基部(
元)に当接する。
切れ刃部50Aと倣い部50Bとの配置関係は、第1
実施の形態あるいは第2実施の形態と同様の
成となっている。
本第5実施の形態においても、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103Gを駆動するに際し、各エア供給口に印
される圧力を制御し、カッター刃50が所定の
圧力でワーク130に対して押し当てられるよう
構成されている。
この状態で、超音波振動子7Aを駆動し、カ
ター刃50を捻り振動させながら、倣い部50Bを
面部125A、125Bに沿わせて摺動させる。これに
り、カッター刃50がワーク130のパーテーシ
ンライン(バリ取り経路に相当)に形成された
バリ132の根元に沿って送られ、バリが切除さ
れ、同時に切除後の面が平滑に均される。樹
脂成形品の溝部に形成されたバリを、当該樹
脂成形品本体への刃の食い込みを生じさせる
ことなく、根本から除去できる。
[6]第6実施の形態
第1~第4実施の形態は、超音波振動子の振動
向がカッター刃の送り方向(矢印B方向)とほ
直交する方向(矢印C方向)に超音波振動した
、本第6実施の形態は、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。すなわち、図16に示すように、超
波振動子7の先端にカッター刃60が固定され
このカッター刃60が、超音波振動子7の振動
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、バリ132の根元に対応
た例えば幅数mm程度の切れ刃部60Aと、ワー
130の溝部125の各面部125A,125Bに対応した切れ
を構成しない端面曲面状の倣い部60Bと、カ
ター刃本体部60Cとを備え、切れ刃部60Aが、
ーク130の溝部125に位置するパーテーション
イン121のバリ132の基部(根元)に当接する。切
れ刃部60Aと倣い部60Bとの配置関係は、第1実
の形態あるいは第2実施の形態と同様の構成
ある。
本第6実施の形態においても、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103Gを駆動するに際し、各エア供給口に 可される圧力を制御し、カッター刃60が所定 の圧力でワーク130に対して押し当てられるよ うにしている。この状態で、超音波振動子7 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125A、125Bに沿わせて摺動させ 。これによれば、カッター刃60がワーク130 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132の根元に沿って矢印B方 に送られ、バリ132が切除され、同時に切除 の面が均される。本第5実施の形態によれば 樹脂成形品の溝部に形成されたバリを、当 樹脂成形品本体への刃の食い込みを生じさ ることなく、根本から除去することが可能 なる。
[7]第7実施の形態
以上の各実施の形態は、カッター刃に一つ
切れ刃部を設けている場合の実施の形態で
ったが、本第7実施の形態は、カッター刃に
複数(本第7実施の形態では二つ)の切れ刃部を
設けている。図17に示すように、超音波振動
7の先端には、カッター刃70が固定され、こ
カッター刃70は、超音波振動子7の振動に応
て、カッター刃70の送り方向(矢印B1方向あ
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
W消費電力の超音波ユニット(図示せず)が接
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
根元に対応した例えば幅数mm程度の第1切れ
部70A1と、ワーク130の各面部に対応した切れ
を構成しない曲面状の第1倣い部70B1と、が
けられている。また、カッター刃70の第2端
71B側には、図示しないバリの根元に対応し
例えば幅数mm程度の第2切れ刃部70A2と、ワー
130の各面部に対応した切れ刃を構成しない
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。
本構成では、カッター刃70が所定の圧力で
ークに対して押し当てられると共に、超音
振動子7が駆動され、カッター刃70を振動さ
ながら、倣い部70B1あるいは倣い部70B2をワー
クの各面部に沿わせて送り方向B1あるいは送
方向B2に移動し、ワークのパーテーション
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
除し、同時に切除後の面を平滑に均す。本
6実施の形態によれば、樹脂成形品のバリを
当該樹脂成形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。
このカッター刃70では、送り方向の切替が
れ刃部を一つしか有していない場合に比較
て容易となり、加工時間の短縮化および経
情報の簡略化が行える。
なお、カッター刃に二つの切れ刃部を設け
場合について説明したが、3つ以上設けるこ
とも可能である。
[8]第8実施の形態
上記第7実施の形態は、同一面上で逆方向(
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実施の形態では
送り方向ばかりでなく、倣い面も切り換え
能である。図18に示すように、超音波振動子
7の先端には、カッター刃70Xが固定され、カ
ター刃70Xは、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
矢印B2方向)とほぼ直交する方向(矢印C方向)
超音波振動する。超音波振動子7には数百W
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71
Bを有し、第1端面71A側には、図示しないバリ
根元に対応した例えば幅数mm程度の第1切れ
部70A1と、ワーク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
られている。カッター刃70Xの面70D1側(図18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。
カッター刃70の第2端面71B側には、図示しな
バリの根元に対応した例えば幅数mm程度の
2切れ刃部70A3と、ワーク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
設けられ、カッター刃70Xの面70D2側(図13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。カッター刃70は、カッター
本体部70Cを備える。
本構成では、カッター刃70が所定の圧力で
ークに対して押し当てられ、超音波振動子7
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をワークの各
部に沿わせて送り方向B1あるいは送り方向B2
移動する。
すなわち、ワーク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
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をワー
の各面部に沿わせ、第1切れ刃部70A1を用い
バリを切除し、同時に切除後の面を平滑に
す。また、ワークのパーテーションライン(
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
合には、倣い部70B3をワークの各面部に沿わ
せ、第2切れ刃部70A3を用いてバリを切除し、
除後の面を均す。
本第7実施の形態によれば、形状不安定な 樹脂成形品のバリを当該樹脂成形品本体への 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。このカ ッター刃70Xでは、リング状のワークなどのよ うに、3次元形状を有する場合に、送り方向 切替が切れ刃部を一つしか有していない場 に比較して容易となり、加工時間の短縮化 よび経路情報の簡略化が行える。
[9]第9実施の形態
図19は、第9実施の形態を示す。
本形態では、アーム先端部103Gに、揺動アー
ムベース81が直接取り付けられ、揺動アーム
ース81の支持片81aに、揺動軸受部82を構成す
る軸82aを介して、揺動超音波振動子ホルダ83
一端が揺動可能に取り付けられている。揺
超音波振動子ホルダ83の他端には、半環状
形成されたホルダ部83aが形成され、このホ
ダ部83aと、別の半環状のホルダ部83bとの間
、超音波振動子7の円柱部7aが挟持され、各
ルダ部83a、83bをボルトで連結することで、
動超音波振動子ホルダ83の他端に超音波振動
子7が取り付けられている。また揺動アーム
ース81と揺動超音波振動子ホルダ83のホルダ
83aとの間が、コイルスプリング機構84によ
て連結されている。コイルスプリング機構84
は、通常時、その全長で図示の状態を維持し
、カッター刃10が軸82aを中心に反時計方向(ワ
ークに押し当てる方向)に振れた場合、全長
伸長し、カッター刃10が軸82aを中心に時計方
向(ワークから離す方向)に振れた場合、全長
収縮し、矢印A2方向の振れを押しとどめ、
ッター刃10の揺動範囲を規制しつつ、該刃10
浮動状態を確保している。
本第9実施の形態によれば、第1実施の形態
比較して、より簡易な構成にも拘わらず、
ッター刃10を所定圧力範囲でワークに対して
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。
[10]第10実施の形態
第10実施の形態では、図20に示すように、第
9実施の形態に、カウンタウェイト85を付加し
て構成されている。
カウンタウェイト85は、揺動超音波振動子
ルダ83に一体に取り付けられ、軸82aの回りを
、該振動子ホルダ83と一体に矢印A3方向に揺
自在である。カウンタウェイト85のウェイト
部85aの重量は、揺動超音波振動子ホルダ83、
音波振動子7およびカッター刃10(詳細には軸
82aより図19中、左側にある部材)の総重量と等
しく設定され、例えばアーム先端部103Gを水
に駆動する場合における該カッター刃10側の
回転モーメントをキャンセルするように機能
している。
本実施の形態によれば、第9実施の形態と比
較して、アーム先端部103Gを水平に駆動する
合でも、ワークへの押しつけ圧力を所定範
内としたままで、倣い動作を行わせること
可能となる。
以上の説明のように、各実施の形態によ ば、高価な制御装置や、ワーク位置決め装 を用いることなく、形状不安定な樹脂成形 のバリを当該樹脂成形品本体への刃の食い みを生じさせることなく、バリを根本から 去することが可能となる。また、バリをき いに除去できるため、粉塵の発生を抑制し 処理しやすいバリの切りくずを得ることが き、しかも消費電力を低く抑制できる。さ にバリの切り口がきれいになり、製品価値 向上する。ワークが樹脂成形品の場合、比 的大きなバリから糸バリまで対応すること 可能となる。カッター刃を届かせることが 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。
以上、一実施の形態に基づいて本発明を 明したが、本発明は、これに限定されるも ではない。ワークとして、樹脂成形品を説 したが、これに限らず、アルミなどの金属 形品であっても同様の適用が可能である。 た、カッター刃は片持ち構造を採っていた 、カッター刃の先端をスプリングなどで支 し、カッター刃の振動を阻害しないように て、両持ち構造とすることも可能である。
