JP2000288817A - 自動バリ取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉塵の発生を防止しつつワークのバリを迅速
かつ正確に除去する。 【解決手段】 回転工具３０と倣いガイド部材（４１）
とを備えた工具保持手段１０と、倣いガイド部材（４
１）をワーク倣い基準面Ｗｓに押圧する押圧手段５０
と、バリＷｂをワーク倣い基準面Ｗｓの法線Ｎ方向から
切削できるように工具保持手段１０の向きを調節する姿
勢制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークのバリを自
動的に切削する自動バリ取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ブロー成形等してプラスチック
製のワーク（自動車のエアスポイラー等）を成形した場
合、使用した型の合わせ目からプラスチック材料がはみ
だすことにより、ワーク表面には不必要な出っ張り（バ
リ）が発生する。通常、バリは、先端部が尖っており取
扱い上危険であるとともに外観美観上からも問題があ
り、除去する必要がある。

【０００３】従来、バリは、ワークを治具にセットした
後作業者がナイフやカッターなどを用いてトリミング
（荒削り、ナラシ）し、その後サンドペーパーやグライ
ンダーを用いて荒取り・仕上げ作業を行って除去してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記バリ取
り方法では、荒取り・仕上げ作業に多大の時間を要し作
業効率が非常に悪い。特に、トリミングによるバリの除
去量が場所によってばらつきがあると、荒取り・仕上げ
作業において当該ばらつきを解消しつつバリを除去して
いかなければならず、一段と時間がかかる。

【０００５】こうした不都合を解消するために、プレス
金型を用いてバリをカットしてトリミングするバリ取り
方法が採られることがある。かかるバリ取り方法を実施
した場合、バリの除去量が場所によってばらつかず、荒
取り・仕上げ作業に要する時間をある程度短縮すること
ができる。しかし、プレス金型の価格が高く、バリ取り
コストの増大を招いてしまう欠点を有する。また、トリ
ミング後、サンドペーパーやグラインダーを用いて荒取
り・仕上げ作業を行うため、大量に粉塵（プラスチック
微粒子、サンドペーパ微粒子）が発生し、作業者の身体
に甚大な悪影響を及ぼす。かかる作業者への悪影響は、
ナイフ等を用いてトリミングする上記バリ取り方法を実
施した場合にも当然生じる。

【０００６】また、上記したバリ取り方法の他に、ロボ
ットにバリ取り用の切削工具を装着し、当該ロボットを
ティーチングした位置データ等に基づき駆動制御して、
ワーク表面のバリを切削工具で除去するバリ取り方法が
ある。かかるバリ取り方法を採用すれば、粉塵の発生を
大幅に減少させることができる。しかし、ワークの熱収
縮の度合いやワークの治具への取付誤差などによって、
バリが存在するワーク表面部分の位置（座標）はばらつ
く。そのため、ロボットをティーチングした位置データ
等に基づき駆動制御しても、バリが存在するワーク表面
部分を正確に切削するのは困難で、切削し過ぎたり、あ
るいは逆に切削不足でバリの除去が不十分となるなどの
不具合が発生しやすい。

【０００７】そこで、ロボットに装着された切削工具を
バネやエア圧などを用いてワーク表面のバリに押し付け
つつ当該バリを切削するバリ取り装置が開発されてい
る。かかる装置によれば、上記した改良前のバリ取り方
法に比べて、バリが存在するワーク表面部分を切削し過
ぎたりバリの除去が不十分となる度合いは減少する。

【０００８】しかし、バリ切削時に切削工具にかかる抵
抗の変動の影響を受けやすく、バリを正確に設定位置ま
で切削できないことが多い。例えば、バリの先端部が波
打つような形状である場合、この波打ち形状に倣って切
削工具がバリを切削してしまい、切削後の箇所が波打つ
ことになる。また、切削工具の姿勢によっては当該工具
重量の影響を受けて、当該切削工具がバリと接触する圧
力が過度に増大し、切削工具のワーク表面への食い込み
等が発生する。

【０００９】本発明の目的は、粉塵の発生を防止しつつ
ワークに存在するバリを迅速かつ正確に除去できる自動
バリ取り装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、バリ
が存在するワーク表面に沿って移動可能に設けられた工
具保持手段と、工具保持手段に軸線を中心として回転駆
動可能に設けられた回転工具と、工具保持手段に回転工
具と所定の位置関係をもってワーク表面側へ突出するよ
うに設けられた倣いガイド部材と、この倣いガイド部材
をバリ近傍のワーク倣い基準面に所定圧力で押圧する押
圧手段と、倣いガイド部材とワーク倣い基準面との接触
点と回転工具の軸線とを結ぶ連結線が当該接触点におけ
るワーク倣い基準面の法線と合致するように工具保持手
段の向きを調節する姿勢制御手段とを備え、倣いガイド
部材がワーク倣い基準面に接触した状態で、工具保持手
段が向き調節されつつワーク表面のバリに沿って移動し
た場合に、回転工具がバリを設定位置まで切削するよう
に構成したことを特徴とする。

【００１１】かかる発明の場合、ワーク倣い基準面に倣
いつつ回転工具によってバリが切削される。この際、バ
リの切削は、倣いガイド部材とワーク倣い基準面との接
触点と回転工具の軸線とを結ぶ連結線が当該接触点にお
けるワーク倣い基準面の法線と合致した状態で行われる
ので、当該ワーク倣い基準面と回転工具との距離を常に
一定とした状態でバリを設定位置まで切削できる。した
がって、バリを、その形状に左右されず、かつワークの
熱変形が大きい場合でも迅速かつ正確に除去できる。ま
た、粉塵の発生も防止することができ作業者への悪影響
も一掃できる。

【００１２】請求項２の発明は、前記設定位置と前記ワ
ーク倣い基準面との間隔の増減に応じて前記倣いガイド
部材と前記回転工具との間の距離を増減する間隔調節手
段を設けた自動バリ取り装置である。

【００１３】かかる発明の場合、例えば上記ワーク倣い
基準面が上記設定位置から遠ざかる場合（すなわち、間
隔が増大する場合）には、その間隔増大分だけ倣いガイ
ド部材と回転工具の軸線との間の距離も増大される。ま
た、上記ワーク倣い基準面が上記設定位置に近づく場合
（すなわち、間隔が減少する場合）には、その間隔減少
分だけ倣いガイド部材と回転工具の軸線との間の距離も
減少される。したがって、ワーク倣い基準面と設定位置
との間隔が変化するような場合でも、バリを一段と正確
に設定位置まで切削して除去できる。

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
を参照しながら説明する。

【００１４】本発明に係る自動バリ取り装置は、図１〜
図８に示すように、回転工具３０と倣いガイド部材（倣
いガイドローラ４１）とが装着された工具保持手段１０
と、倣いガイド部材（４１）をワーク倣い基準面Ｗｓに
押圧する押圧手段５０と、バリＷｂをワーク倣い基準面
Ｗｓの法線Ｎ方向から切削できるように工具保持手段１
０の向きを調節する姿勢制御手段とを備え、倣いガイド
部材（４１）がワーク倣い基準面Ｗｓに接触した状態
で、工具保持手段１０が向き調節されつつワーク表面Ｗ
ｉのバリＷｂに沿って移動した場合に、回転工具３０が
バリＷｂを設定位置Ｐｓまで切削して除去するように構
成されている。

【００１５】また、この実施形態では、バリＷｂを一段
と正確に除去できるように、設定位置Ｐｓとワーク倣い
基準面Ｗｂとの間隔Ｌ０の増減に応じて倣いガイド部材
（４１）と回転工具３０との間の距離Ｌ１を増減する間
隔調節手段６０が設けられている。

【００１６】以下に、工具保持手段１０等の各構成要素
について説明する。

【００１７】まず、工具保持手段１０は、バリＷｂが存
在するワーク表面Ｗｉに沿って移動可能に設けられてい
る。この実施形態では、ワークＷは、図１０に示すよう
に、型５を用いてブロー成形されたプラスチック製の自
動車用エアスポイラとされている。このワークＷは、専
用の治具（図示省略）に取付けられた状態でバリ取りが
なされる。

【００１８】より具体的には、工具保持手段１０は、図
１および図３に示す６軸多関節ロボット２１のアーム２
２の先端部２３に着脱自在に装着されている。６軸多関
節ロボット２１のアーム２２は、６軸（Ｓ軸，Ｌ軸，Ｕ
軸，Ｒ軸，Ｂ軸，Ｔ軸）方向に移動可能とされている。
この６軸多関節ロボット２１は、ワークＷの位置データ
等をティーチング可能であり、工具保持手段１０をバリ
Ｗｂが存在するワーク表面Ｗｉからの距離を一定に保ち
つつ移動可能とされている。

【００１９】次に、回転工具３０は、図１１に示すよう
に、工具保持手段１０に軸線３０ａを中心として回転駆
動可能に設けられている。

【００２０】また、倣いガイド部材（４１）は、工具保
持手段１０に回転工具３０と所定の位置関係をもってワ
ーク表面Ｗｉ側へ突出するように設けられている。この
倣いガイド部材（４１）および上記回転工具３０につい
ては、後に詳述する。上記した回転工具３０および倣い
ガイド部材（４１）は、工具保持手段１０の本体１１に
押圧手段５０を介して装着されている。

【００２１】押圧手段５０は、倣いガイド部材（４１）
をバリＷｂ近傍のワーク倣い基準面Ｗｓに所定圧力で押
圧する手段である。この実施形態では、押圧手段５０
は、エア圧を利用して図１中左右方向に移動自在かつワ
ーク表面Ｗｉに倣いガイド部材（４１）を押圧可能なエ
アスライドテーブル５１と、エアスライドテーブル５１
にエアを供給するエア供給手段（図示省略）等とから形
成されている。

【００２２】このエアスライドテーブル５１には、取付
プレート１５を介して回転工具用の駆動モータ３５が装
着されており、この駆動モータ３５の回転軸３６には回
転工具３０が装着されている。したがって、駆動モータ
３５を駆動すると、回転工具３０は軸線３０ａを中心と
して高速回転する。

【００２３】ここに、回転工具３０は、図４に示すよう
に、その外周面に所定個数の刃３１が形成されている。
この回転工具３０の各刃３１の外側端３１ｓは、図５に
示すように、円弧形状（半径Ｒ）とされている。これに
より、回転工具３０でバリＷｂが存在するワーク表面Ｗ
ｉ部分をささくれをおこすことなく円滑に切削できる。
なお、切削箇所は、横断面が円弧形状に凹んだ形状とな
る。

【００２４】また、倣いガイド部材（４１）は、上記し
た取付プレート１５に間隔調節手段６０を介して装着さ
れている。

【００２５】間隔調節手段６０は、図７および図８に示
すように、設定位置Ｐｓと倣いガイド部材（４１）が接
触するワーク倣い基準面Ｗｓ部分との間隔Ｌ０の増減に
応じて当該倣いガイド部材（４１）と回転工具３０の軸
線３０ａとの間の距離Ｌ１を増減する手段である。

【００２６】具体的には、間隔調節手段６０は、図１お
よび図２に示すように、サーボモータ６８と、カム機構
６１と、連結部材６４と、スライド機構６５等とから形
成されている。サーボモータ６８は、図１に示すよう
に、取付プレート１５に固設されている。また、カム機
構６１は、サーボモータ６８の回転軸に装着されたカム
６２と、連結部材６４の図１中左端部に回転自在に装着
されたカムフォロワ６３とから形成されている。連結部
材６４は、スライド機構６５を介して取付プレート１５
に図１中左右方向に移動可能に保持されている。

【００２７】なお、スライド機構６５は、取付プレート
１５に取付けられた保持部材６７と、この保持部材６７
に摺動自在に保持されかつ連結部材６４に固定されたス
ライド部材６５とから形成されている。連結部材６４の
図１中右端部には、倣いガイド部材としての倣いガイド
ローラ４１が軸線４１ａを中心として回転自在に装着さ
れている。

【００２８】したがって、サーボモータ６８が駆動信号
によって回転駆動されると、連結部材６４がカム機構６
１を介して図１中左方向（又は右方向）へ移動する。そ
の結果、倣いガイドローラ４１と回転工具３０との間隔
Ｌ１が増減される。これにより、倣いガイドローラ４１
が接触するワーク倣い基準面Ｗｓ部分と設定位置Ｐｓと
の間隔Ｌ０が変化しても、該間隔変化を吸収して回転工
具３０でバリＷｂを正確に設定位置Ｐｓまで切削して除
去することができる。

【００２９】姿勢制御手段は、図６に示すように、倣い
ガイド部材（４１）とワーク倣い基準面Ｗｓとの接触点
Ｃと回転工具３０の軸線３０ａとを結ぶ連結線ＲＬが当
該接触点Ｃにおけるワーク倣い基準面Ｗｓの法線Ｎと合
致するように工具保持手段１０の向きを調節する手段で
ある。この実施形態では、姿勢制御手段は、上記した６
軸多関節ロボット２１の制御部から形成されている。６
軸多関節ロボット２１の制御部は、ティーチングによっ
て読み取ったワーク倣い基準面Ｗｓの位置データ等に基
きアーム２２を上記連結線ＲＬがワーク倣い基準面Ｗｓ
の法線Ｎと合致するように工具保持手段１０の向きを調
節する。

【００３０】次に、この実施形態の作用について説明す
る。

【００３１】図６および図７に示すように、倣いガイド
ローラ４１がワーク倣い基準面Ｗｓに接触した状態で、
工具保持手段１０が向き調節されつつワーク表面Ｗｉの
バリＷｂに沿って移動し、回転工具３０がバリＷｂを設
定位置Ｐｓまで切削する。

【００３２】この際、バリＷｂの切削は、図６に示すよ
うに、倣いガイドローラ４１とワーク倣い基準面Ｗｓと
の接触点Ｃと回転工具３０の軸線３０ａとを結ぶ連結線
ＲＬが当該接触点Ｃにおけるワーク倣い基準面Ｗｓの法
線Ｎと合致する状態で行われるので、当該ワーク倣い基
準面Ｗｓと回転工具３０との距離Ｌ１を常に一定とした
状態でバリＷｂを切削できる。したがって、バリＷｂ
を、図１０（Ｃ）に示すように、その形状に左右され
ず、かつワークＷの熱収縮量が大きい場合でも迅速かつ
正確に除去できる。また、粉塵の発生も防止することが
でき作業者への悪影響も一掃できる。さらに、倣いガイ
ドローラ４１は、ワーク倣い基準面Ｗｓと転がり接触す
るので、当該基準面Ｗｓを傷つけてしまうようなことは
ない。

【００３３】なお、図８に示すように、上記ワーク倣い
基準面Ｗｓが上記設定位置Ｐｓから遠ざかる場合（すな
わち、間隔Ｌ０が増大する場合）には、その間隔増大分
だけ倣いガイドローラ４１と回転工具３０の軸線３０ａ
との間の距離Ｌ１も間隔調節手段６０によって増大され
る。また、上記ワーク倣い基準面Ｗｓが上記設定位置Ｐ
ｓに近づく場合（すなわち、間隔Ｌ０）が減少する場
合）には、その間隔減少分だけ倣いガイドローラ４１と
回転工具３０の軸線３０ａとの間の距離Ｌ１も減少され
る。したがって、倣いガイドローラ４１が接触するワー
ク倣い基準面Ｗｓ部分と設定位置Ｐｓとの間隔Ｌ０が変
化する場合でも，バリＷｂを一段と正確に設定位置Ｐｓ
まで切削して除去できる。

【００３４】また、上記実施形態においては、倣いガイ
ド部材を倣いガイドローラ４１から形成したが、これに
限定されるものではなく、例えば図９に示す先端部が半
円弧形状の倣いガイド４５から形成してもよい。倣いガ
イド部材を倣いガイド４５から形成した場合、当該倣い
ガイド４５を間隔調節手段６０の連結部材６４と一体形
成してもよい。なお、図９中、６４ｈは、連結部材６４
に形成された通し穴で、回転工具３０の脱着時に当該工
具３０を通す役目を果たす。

【００３５】また、ワークＷとしてプラスチック製の自
動車用エアスポイラを選定したが、これに限定されるも
のではなく、例えば金属材料製のワークのバリ取りにも
使用できる。また、面取りにも使用できる。さらに、ワ
ークの所定部位への接着剤等塗布にも使用できる。

【００３６】また、６軸多関節ロボット２１をティーチ
ングすることによりワークＷが複雑形状であってもバリ
Ｗｂを迅速かつ正確に除去できる。

【００３７】さらに、バリ取りにさいして、回転工具３
０とバリＷｂの接触部分に水をかけてウエット状態でバ
リＷｂを切削してもよい。これにより、粉塵の発生を一
段と確実に防止できる。

【００３８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、回転工具と倣
いガイド部材とが装着された工具保持手段と、倣いガイ
ド部材をワーク倣い基準面に押圧する押圧手段と、バリ
をワーク表面倣い基準面の法線方向から切削できるよう
に工具保持手段の向きを調節する姿勢制御手段とを備え
ているので、倣いガイド部材が接触するワーク倣い基準
面と回転工具との距離を常に一定とした状態でバリを切
削できる。したがって、バリを、その形状に左右され
ず、かつワークの熱収縮量が大きい場合でも迅速かつ正
確に除去できる。また、バリを切削して除去するので粉
塵の発生も防止することができ、作業者への悪影響も一
掃できる。

【００３９】請求項２の発明によれば、設定位置とワー
ク倣い基準面との間隔の増減に応じて倣いガイド部材と
回転工具の軸線との間の距離を増減するので、上記ワー
ク倣い基準面と設定位置との間隔が変化する場合でも、
バリを一段と正確に設定位置まで切削して除去できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための図である。

【図２】同じく、間隔調節手段を説明するための平面図
である。

【図３】同じく、工具保持手段が装着される６軸多関節
ロボットを説明するための図である。

【図４】同じく、回転工具の形状を説明するための平面
図である。

【図５】同じく、回転工具の刃の外端面の形状を説明す
るための図である。

【図６】同じく、工具保持手段の姿勢調節を説明するた
めの図である。

【図７】同じく、倣いガイドローラと回転工具とワーク
との位置関係を説明するための図である。

【図８】同じく、倣いガイドローラと回転工具との間の
距離を増大した状態を示す図である。

【図９】同じく、半円弧形状の倣いガイドを説明するた
めの図である。

【図１０】ワークを説明するための図である。

【符号の説明】

１０ 工具保持手段 ２１ ６軸多関節ロボット ３０ 回転工具 ４１ 倣いガイドローラ（倣いガイド部材） ４５ 倣いガイド（倣いガイド部材） ５０ 押圧手段 ６０ 間隔調節手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バリが存在するワーク表面に沿って移動
   可能に設けられた工具保持手段と、工具保持手段に軸線
   を中心として回転駆動可能に設けられた回転工具と、工
   具保持手段に回転工具と所定の位置関係をもってワーク
   表面側へ突出するように設けられた倣いガイド部材と、
   この倣いガイド部材をバリ近傍のワーク倣い基準面に所
   定圧力で押圧する押圧手段と、倣いガイド部材とワーク
   倣い基準面との接触点と回転工具の軸線とを結ぶ連結線
   が当該接触点におけるワーク倣い基準面の法線と合致す
   るように工具保持手段の向きを調節する姿勢制御手段と
   を備え、倣いガイド部材がワーク倣い基準面に接触した
   状態で、工具保持手段が向き調節されつつワーク表面の
   バリに沿って移動した場合に、回転工具がバリを設定位
   置まで切削するように構成したことを特徴とする自動バ
   リ取り装置。
2. 【請求項２】 前記設定位置と前記ワーク倣い基準面と
   の間隔の増減に応じて前記倣いガイド部材と前記回転工
   具との間の距離を増減する間隔調節手段を設けた請求項
   １記載の自動バリ取り装置。