JP2000084812A - バリ取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨部材を自在の方向を向くように移動制御
しつつ研磨部材をワークのバリ取りすべきエッジ部に所
定の角度で軽く接触させながら該エッジ部に沿って移動
させることにより三次元的に延在するエッジ部のバリ取
りを行うバリ取り装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 ロボットのアーム先端等の支持部位に支
持ボディを取付けると共に、バリ取り工具を該支持ボデ
ィに対して直線往復運動可能に取り付け、この支持ボデ
ィの内部に一対の流体ポート付きシリンダ室を形成し
て、バリ取り工具に相対的に固定されたピストンを該シ
リンダ室内に隙間を開けて嵌合させ、シリンダ室の一方
の流体ポートから流体を供給して、この流体を前記ピス
トンと前記シリンダ室との間の隙間及び解放された他方
の流体ポートを介して流出させると共に、エッジ部の向
く方向やワークの金属の種類により流体を供給する流体
ポート及び／又は供給する流体の圧力・流量等を調節す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアモータにて回
転駆動するバリ取り工具にて金属ワークのバリ取りを行
うバリ取り装置に係り、特に、ロボットのアーム先端等
の支持部位に装着し、バリ取り工具の回転軸に取付けら
れた研磨部材をワークのバリ取りすべきエッジ部に所定
の角度で軽く接触させながらエッジ部に沿って移動させ
ることにより三次元的に延在するエッジ部のバリ取りを
行うことができるバリ取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、切削バリ、剪断バリ、鋳物バリ、
鋳造の型バリ等の金属ワークに生じたバリを、切削工具
や砥石のごとき回転駆動する研磨部材により機械的に研
磨除去するバリ取り装置は種々提供されている。例え
ば、特開平７−３２８９０５号に記載のバリ取り装置３
０は、研磨部材３２ａを装着してエアモータ３２ｂによ
り回転駆動する駆動軸を備えたバリ取りユニット３２
と、一端側にバリ取りユニット用連結部を有し且つ他端
側に工作機械のスピンドルに嵌合わせるシャンク部を有
するホルダーユニット（図示されていない）とで構成さ
れ、前記バリ取りユニット３２に設けられたエアシリン
ダ３４のピストンロッド３４ａに前記エアモータ３２ｂ
及び駆動軸が保持され、且つバリ取りユニット３２に
は、ホルダユニットの連結部を介して供給される高圧エ
アをエアシリンダのキャップ側室３４ｂとエアモータ３
２ｂとに送るエア回路３４ｃ、３４ｄが形成され、ホル
ダユニットには、工作機械側の固定部のエア供給口に挿
嵌させる中空ピンと、該エア供給口から供給される高圧
エアを中空ピン内を通してバリ取りユニット用連結部に
送るエア供給回路とが設けられてなる構成を採用したも
のである（図５参照）。

【０００３】さらに、この発明の好ましい実施例におい
ては、バリ取りユニットのエアシリンダのピストン３４
ｅが中空状に形成され、このピストン３４ｅ内にエアモ
ータ３２ｂ及び駆動軸を保持したピストンロッド３４ａ
が軸方向に一定範囲で相対移動自在に挿嵌されると共
に、ピストン３４ｅの中空内部とキャップ側室３４ｂと
を結ぶ軸方向の貫通孔に、中空内部とキャップ側室との
差圧によってピストンロッドを突出側に付勢するニード
ルプランジャー３４ｆが軸方向に相対移動自在に挿嵌さ
れてなる構成を採用している。

【０００４】この実施例においては、ピストンロッド３
４ａが受圧面積が小さいニードルプランジャー３４ｆに
て押圧されているため、該ピストンロッド３４ａの押圧
力に抗する退入作動が容易で迅速となり、バリ取り加工
中におけるエッジ部Ｅのライン形状の変化に対応するバ
リ取り工具３２のならい動作が無理なく確実になされ
る。また、所定のバリ取りを終了した際、キャップ側室
３４ｂへの高圧エアの供給を停止すれば、復帰用圧縮ス
プリング３４ｇの蓄力によりピストン３４ｅがキャップ
側室３４ｂ側へ移動し、ピストンロッド３４ａは内端部
がピストン内の突出側ストローク端に当接した状態でピ
ストン３４ｅと共に急速に退入作動するから、バリ取り
工具の切削部３２ａがエッジ部Ｅから迅速に離脱する。

【０００５】また、特開平８−５７７５８号に記載のバ
リ取り装置４０は、研磨部材４２ａを装着してエアモー
タ４２ｂにより回転駆動する駆動軸を備えたバリ取りユ
ニット３２と、一端側にバリ取りユニット用連結部４３
ａを有し且つ他端側に工作機械のスピンドルに嵌合わせ
るシャンク部４３ｂを有するホルダーユニット４３とで
構成され、前記バリ取りユニット４２が、駆動軸に装着
された研磨部材４２ａを金属ワークＷに対して弾力的に
押し付ける押圧手段４４と、ホルダユニット４３の連結
部４３ａを介して供給される高圧エアをエアモータ４２
ｂに送るエア回路４２ｃとを有する一方、ホルダユニッ
ト４３が工作機械側の固定部のエア供給口に挿嵌させる
中空ピン４３ｃと、該エア供給口から供給される高圧エ
アを中空ピン内を通してバリ取りユニット用連結部に送
るエア供給回路４３ｄとを備えて構成されている（図６
参照）。

【０００６】この発明の好ましい実施例においては、エ
アモータ４２ｂがバリ取りユニット４２の基体４２ｄに
傾動自在に枢着されると共に、押圧手段４４がエアモー
タ４２ｂと基体４２ｄとの間に係着されたスプリング４
４ａ又はエアシリンダ（図示されていない）より構成さ
れている。この実施例においては、エアモータ４２ｂが
バリ取りユニット４２の基体４２ｄとの枢着部４２ｅを
中心としてスプリング４４ａ又はエアシリンダの伸縮範
囲で傾動可能であるから、エアモータ４２ｂの保持状態
からスプリング４４ａ又はエアシリンダが強制的に圧縮
又は伸張するようにバリ取り工具を金属ワークＷのエッ
ジ部Ｅに押接せることにより、これらスプリング又はエ
アシリンダの復元力が押圧力としてエッジ部Ｅに作用す
る。従って、バリ取り工具は、エッジ部Ｅのライン形状
が部分的又は全体的に湾曲したり凹凸状をなしていて
も、エアモータ４２ｂの傾動によってライン形状の変化
に追従してならい動作しつつ、常にエッジ部Ｅに押接す
る状態を維持する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したいずれのバリ
取り装置も、エッジ部Ｅが実質的に同一平面内に存在す
ることが必要である。そこで、エッジ部Ｅが二次元又は
三次元的に延在する場合には、最初にバリ取り加工を行
った後他のエッジ部Ｅのバリ取りを行うときには、金属
ワークＷを回転させて新たにバリ取り加工を行うエッジ
部Ｅを最初にバリ取り加工を行ったエッジ部Ｅと同じ位
置にくるようにエッジ部Ｅを持ち替えなければならない
欠点があった。これは、金属ワークＷを持ち替える分バ
リ取り加工の作業効率が悪くなるだけでなく、新たにバ
リ取り加工を行うエッジ部Ｅが色々な方向を向いている
時には、プログラムによる電気的制御が実質的に行えな
いという致命的な欠点があった。

【０００８】そこで、本発明は、バリ取り加工を行うエ
ッジ部が三次元的に延在する場合にも、金属ワークを持
ち替えることなく、すなわち、金属ワークは定位置に保
持したままで、研磨部材を自在の方向を向くように多軸
ロボットを制御しつつ研磨部材をワークのバリ取りすべ
きエッジ部に所定の角度で軽く接触させながら該エッジ
部に沿って移動させることにより三次元的に延在するエ
ッジ部のバリ取りを行うバリ取り装置を提供することを
目的とする。本発明は、また、エッジ部の向く方向やワ
ークの金属の種類により流体を供給する流体ポート及び
／又は供給する流体の圧力・流量等を、プラグラムによ
る電気的制御により簡単且つ安価に調節することを特徴
とするバリ取り装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為
に、請求項１に記載の本発明は、バリ取り工具の回転軸
に取付けられた研磨部材をワークのバリ取りすべきエッ
ジ部に所定の角度で軽く接触させながら該エッジ部に沿
って移動させることにより三次元的に延在するエッジ部
のバリ取りを行うバリ取り装置において、ロボットのア
ーム先端等の支持部位に支持ボディを取付けると共に、
バリ取り工具を支持ボディに対して直線往復運動可能に
取り付け、この支持ボディの内部に一対の流体ポート付
きシリンダ室を形成して、バリ取り工具に相対的に固定
されたピストンをシリンダ室内に隙間を開けて嵌合さ
せ、シリンダ室の一方の流体ポートから流体を供給し
て、この流体をピストンとシリンダ室との間の隙間及び
解放された他方の流体ポートを介して流出させると共
に、エッジ部の向く方向やワークの金属の種類により流
体を供給する流体ポート及び／又は供給する流体の圧力
・流量等を調節することを特徴とする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のバリ取り装置において、ピストンが支持ボディ内をピ
ストンの往復運動方向に向いて貫通するシャフト軸を介
してバリ取り工具に固定されていると共に、シャフト軸
はそれを受け入れる支持ボディの貫通孔とシャフト軸と
の間に隙間を開けて嵌合させてなることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のバリ
取り装置において、バリ取り工具の回転軸がエアモータ
によって駆動されると共に、支持ボディの流体ポートに
供給される流体は圧縮空気であることを特徴とする。請
求項４に記載の発明は、請求項１−３のいずれか１項に
記載のバリ取り装置において、バリ取り工具は一対のリ
ニアブッシュを介して支持ボディに対して直線往復運動
可能に取り付けられていることを特徴とする。

【００１１】本発明の第二の態様に係る発明は、バリ取
り工具の回転軸に取付けられた研磨部材をワークのバリ
取りすべきエッジ部に所定の角度で軽く接触させながら
該エッジ部に沿って移動させることにより三次元的に延
在するエッジ部のバリ取りを行うバリ取り装置におい
て、ロボットのアーム先端等の支持部位に取付けられた
支持ボディであって、その内部に一対の流体ポート付き
シリンダ室を有する支持ボディと、バリ取り工具を支持
ボディに対して直線往復運動可能に支持する一対のリニ
アブッシュユニットと、支持ボディのシリンダ室内に隙
間を開けて嵌合させたピストンと、そして、バリ取り工
具及びピストンにそれぞれ固定されたシャフト軸であっ
て、支持ボディ内をピストンの往復運動方向に向いて往
復運動可能に貫通したシャフト軸とを備えて構成されて
なるバリ取り装置を提供する。

【００１２】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
のバリ取り装置において、シャフト軸がそれを受け入れ
る支持ボディの貫通孔とシャフト軸との間に隙間を開け
て嵌合させてなることを特徴とする。請求項７に記載の
発明は、請求項５又は６に記載のバリ取り装置におい
て、バリ取り工具の回転軸がエアモータによって駆動さ
れると共に、支持ボディの流体ポートに供給される流体
は圧縮空気であることを特徴とする。請求項８に記載の
発明は、請求項５−７のいずれか１項に記載のバリ取り
装置において、リニアブッシュユニットが、支持ボディ
に固定されたボールブッシュとボールブッシュを貫通し
て往復直線運動を行うバリ取り工具に固定されたサブシ
ャフトとから構成されていることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るバリ取り装置
について図示された好ましい実施形態に基づいて詳細に
説明する。図１は、ワーク洗浄装置内に設置された多軸
ロボットのアーム先端に取り付けて使用するバリ取り装
置の一実施形態を示す概略斜視図である。

【００１４】洗浄装置１０は、概略的に、バリ取り作業
を行うブース１２と、ブース１２の背面上部に設けられ
た吸気ファン１４と、ブース１２を支持する基台１６
と、金属屑収容体と、ブース１２内に設置された多関節
ロボット２０と、そして、多関節ロボット２０のアーム
先端に固定された本発明に係るバリ取り装置１とを含ん
で構成されている。ブース１２は、四角形断面のパイプ
部材を構造部材として直方体形状に形成されたフレーム
１２ａと、フレーム１２ａによって構成された直方体形
状の６面に張設される遮蔽カバー１２ｂとにより構成さ
れている。ブース１２の底面１２ｃは中央に向って傾斜
しており、飛散した金属屑は中央部に設けられた排出口
を通って金属屑収容体に収容される。底面１２ｃには、
また、種々の形状を持つ金属ワークＷを脱着可能に固定
するクランプ台２２が設置されている。クランプ台２２
の詳細な説明は、本発明の主題ではないため省略する。

【００１５】本発明に係るバリ取り装置１について、図
２及び図３を参照して説明する。バリ取り装置１は、ロ
ボットのアーム先端に取付固定された支持ボディ３と、
バリ取り工具５を支持ボディ３に対して直線往復運動可
能に支持する一対のリニアブッシュユニット７と、支持
ボディ３のシリンダ室３ａ内に隙間を開けて嵌合させた
ピストン８と、そして、バリ取り工具５及びピストン８
にそれぞれ固定されたシャフト軸９とを備えて構成され
ている。

【００１６】支持ボディ３は、アルミニウム合金製のブ
ロック本体３ｂを有しており、内部に形成されたシリン
ダ室３ａの両側面には外部に通じる流体ポート３ｃ、３
ｄと、シャフト軸９が貫通する貫通孔３ｅ，３ｅが形成
されている。シリンダ室３ａの両側には、一対のリニア
ブッシュ用孔３ｆ、３ｆが形成されており、この内部に
リニアブッシュユニット７が嵌挿されている。リニアブ
ッシュユニット７は、従来周知の種々のブッシュ装置を
用いることができる。例えば、ブッシュ本体７ｂの中心
を貫通するサブシャフト７ａを軽く且つ精密にガイドす
ることができるボールブッシュユニットを用いることが
できる。本発明の好ましい実施形態では、サブシャフト
７ａと貫通孔３ｅとの間に隙間を開けて嵌合させてい
る。これにより、この部位からも常時、圧縮空気が流出
するように構成されている。図示された実施形態では、
サブシャフト７ａの滑りを良くするために、ナイロン製
のライナ３ｇが、貫通孔３ｅ，３ｅの内側に装着されて
いる。流体ポート３ｃ、３ｄのシリンダ室３ａと反対の
端部には、エア圧力を可変するレギュレータ３ｈが設置
されている。

【００１７】バリ取り工具５は、支持ボディ３に対して
傾動機構２を介して傾動可能に取り付けられている。傾
動機構２は、支持ボディ３から突出して延びてきている
一対のリニアブッシュユニット７のサブシャフト７ａ及
びシャフト軸９が固定されるベース部材２ａと、このベ
ース部材２ａに回動可能に取り付けられたスイング部材
２ｂとを含んで構成されている。スイング部材２ｂの表
面側には、先端部に研磨部材５ａが取り付けられたバリ
取り工具５が取り付けられる。バリ取り工具５として
は、圧縮空気によって駆動されるエアモータが装備され
ている。

【００１８】前述のように、ピストン８は、支持ボディ
３のシリンダ室３ａ内に隙間を開けて嵌合されており、
これにより、流体ポート３ｃ、３ｄのいずれから供給さ
れた圧縮空気は、この隙間を通ってシリンダ室３ａの他
方の側のスペースに流れ込み、さらに、反対側の流体ポ
ートを通ってレギュレータ３ｈから外部に排出される。
こうすることにより、研磨部材５ａが金属ワークＷのエ
ッジ部Ｅに押接し、その反力としてフロート力Ｆを受け
たときピストン８を押す圧縮空気の一部が漏れ出す。フ
ロート力Ｆは、エッジ部Ｅのバリ取り面積の大きさや素
材の種類によって変わってくるが、本発明のこの特徴に
より、供給する圧縮空気の圧力・流量等を変えることに
より、このフロート力Ｆの調節を行うことができる。フ
ロート力Ｆは、極めて小さく一般の制御システムではそ
の調節が難しいが、本発明のバリ取り装置１では、これ
を簡単且つ精密に行うことができる利点を有している。

【００１９】なお、本発明のバリ取り装置１では、流体
ポート３ｃ、３ｄのいずれから圧縮空気を供給し、これ
をピストン８と支持ボディ３のシリンダ室３ａとの隙
間、解放した他方の流体ポートから常時流出させてお
り、ピストン８の両面に係る圧縮空気の圧力差によって
ピストン８及びそれに固定されたバリ取り工具５を往復
移動させる。従って、その移動は、極めて軽く且つスピ
ーディに行うことができる利点も有している。

【００２０】例えば、図４（ａ）に示したように、バリ
取り装置１をロボットＲのアームで鉛直方向に吊した場
合を考えると、ピストン８が固定されたシャフト軸９に
はバリ取り工具５の全荷重Ｇは作用しない。従って、フ
ロート力Ｆは、ピストン８の両面での差圧をＫ、リニア
ブッシュユニット７等の機械的摩擦力をａとすると、Ｋ
＝Ｆ＋ａの関係が成立する。他方、図４（ｂ）及び
（ｃ）に示したように、シャフト軸９が傾斜すると、Ｋ
＝Ｆ＋ａ＋Ｇ１或いはＫ＝Ｆ＋ａ−Ｇ２となる。後者の
場合、もし、Ｆ＋ａがＧ２よりも小さいときには、ピス
トン８の両面での差圧Ｋが反対側をむくように、流体ポ
ート３ｃ又は３ｄへの圧縮空気の供給を調節する。これ
らの調節は、プログラムで電気的に簡単且つ安価に実施
することができ、これにより、任意の角度で、すなわ
ち、金属ワークＷのエッジ部Ｅがどのような方向を向い
ていても金属ワークＷを持ち替えることなくバリ取りす
ることができる。尚、上述の発明において、圧縮空気の
代わりに高圧水を用いることもできる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、バリ取り工具の回転軸
に取付けられた研磨部材をワークのバリ取りすべきエッ
ジ部に所定の角度で軽く接触させながら該エッジ部に沿
って移動させることにより三次元的に延在するエッジ部
のバリ取りを行うバリ取り装置において、ロボットのア
ーム先端等の支持部位に支持ボディを取付けると共に、
前記バリ取り工具を該支持ボディに対して直線往復運動
可能に取り付け、この支持ボディの内部に一対の流体ポ
ート付きシリンダ室を形成して、前記バリ取り工具に相
対的に固定されたピストンを該シリンダ室内に隙間を開
けて嵌合させ、シリンダ室の一方の流体ポートから圧縮
性流体を供給して、この圧縮性流体を前記ピストンと前
記シリンダ室との間の隙間及び解放された他方の流体ポ
ートを介して流出させると共に、エッジ部の向く方向や
ワークの金属の種類により流体を供給する流体ポート及
び／又は供給する流体の圧力・流量等を調節することに
より、任意の角度で、すなわち、金属ワークＷのエッジ
部Ｅがどのような方向を向いていても金属ワークＷを持
ち替えることなくバリ取りすることができる利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ワーク洗浄装置内に設置された多軸ロボット
のアーム先端に取り付けて使用するバリ取り装置の一実
施形態を示す概略斜視図である。

【図２】 本発明に係るバリ取り装置の作動原理を説明
するための概略断面図である。

【図３】 本発明に係るバリ取り装置の一実施形態の一
部断面図である。

【図４】 （ａ）−（ｃ）は、それぞれ、本発明に係る
バリ取り装置が種々の方向を向いたときにおける力学バ
ランスを説明するための概略図である。

【図５】 従来のバリ取り装置の一例の断面図である。

【図６】 従来のバリ取り装置の一例の断面図である。

【符号の説明】

１ バリ取り装置 ２ 傾動機構 ３ 支持ボディ ３ａ シリンダ室、３ｃ、３ｄ 流体ポー
ト、５ バリ取り工具 ５ａ 研磨部材 ７ リニアブッシュユニット ７ａ サブシャフト、７ｂ ボールブッシュ ８ ピストン ９ シャフト軸

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バリ取り工具の回転軸に取付けられた研
   磨部材をワークのバリ取りすべきエッジ部に所定の角度
   で軽く接触させながら該エッジ部に沿って移動させるこ
   とにより三次元的に延在するエッジ部のバリ取りを行う
   バリ取り装置において、 ロボットのアーム先端等の支持部位に支持ボディを取付
   けると共に、前記バリ取り工具を該支持ボディに対して
   直線往復運動可能に取り付け、この支持ボディの内部に
   一対の流体ポート付きシリンダ室を形成して、前記バリ
   取り工具に相対的に固定されたピストンを該シリンダ室
   内に隙間を開けて嵌合させ、シリンダ室の一方の流体ポ
   ートから流体を供給して、この流体を前記ピストンと前
   記シリンダ室との間の隙間及び解放された他方の流体ポ
   ートを介して流出させると共に、エッジ部の向く方向や
   ワークの金属の種類により流体を供給する流体ポート及
   び／又は供給する流体の圧力・流量等を調節することを
   特徴とするバリ取り装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のバリ取り装置におい
   て、前記ピストンは前記支持ボディ内を該ピストンの往
   復運動方向に向いて貫通するシャフト軸を介して前記バ
   リ取り工具に固定されていると共に、該シャフト軸はそ
   れを受け入れる支持ボディの貫通孔と該シャフト軸との
   間に隙間を開けて嵌合させてなることを特徴とするバリ
   取り装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のバリ取り装置に
   おいて、前記バリ取り工具の回転軸はエアモータによっ
   て駆動されると共に、前記支持ボディの流体ポートに供
   給される流体は圧縮空気であることを特徴とするバリ取
   り装置。
4. 【請求項４】 請求項１−３のいずれか１項に記載のバ
   リ取り装置において、前記バリ取り工具は一対のリニア
   ブッシュを介して該支持ボディに対して直線往復運動可
   能に取り付けられていることを特徴とするバリ取り装
   置。
5. 【請求項５】 バリ取り工具の回転軸に取付けられた研
   磨部材をワークのバリ取りすべきエッジ部に所定の角度
   で軽く接触させながら該エッジ部に沿って移動させるこ
   とにより三次元的に延在するエッジ部のバリ取りを行う
   バリ取り装置において、 ロボットのアーム先端等の支持部位に取付けられた支持
   ボディであって、その内部に一対の流体ポート付きシリ
   ンダ室を有する支持ボディと、 前記バリ取り工具を該支持ボディに対して直線往復運動
   可能に支持する一対のリニアブッシュユニットと、 前記支持ボディのシリンダ室内に隙間を開けて嵌合させ
   たピストンと、そして、 前記バリ取り工具及びピスト
   ンにそれぞれ固定されたシャフト軸であって、前記支持
   ボディ内を該ピストンの往復運動方向に向いて往復運動
   可能に貫通したシャフト軸と、 を備えて構成されてなるバリ取り装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載のバリ取り装置におい
   て、前記シャフト軸はそれを受け入れる前記支持ボディ
   の貫通孔と該シャフト軸との間に隙間を開けて嵌合させ
   てなることを特徴とするバリ取り装置。
7. 【請求項７】 請求項５又は６に記載のバリ取り装置に
   おいて、前記バリ取り工具の回転軸はエアモータによっ
   て駆動されると共に、前記支持ボディの流体ポートに供
   給される流体は圧縮空気であることを特徴とするバリ取
   り装置。
8. 【請求項８】 請求項５−７のいずれか１項に記載のバ
   リ取り装置において、前記リニアブッシュユニットは、
   前記支持ボディに固定されたボールブッシュと該ボール
   ブッシュを貫通して往復直線運動を行う前記バリ取り工
   具に固定されたサブシャフトとから構成されていること
   を特徴とするバリ取り装置。