JP2002370116A

JP2002370116A - ワークの倣い加工装置

Info

Publication number: JP2002370116A
Application number: JP2001178640A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Shibata; 靖柴田; Masato Isobe; 正人磯部
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2002-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ワークのバリ取りを行なう際、削り残しや削り
過ぎのないようにバリ取り加工できる加工装置を提供す
ること。【解決手段】加工装置１０は、ロボット２のハンド３に
装着され、切削具保持装置１１とワーク保持具３０とを
有して構成される。切削具保持装置１１は、ハンド３に
装着するロボット取り付けロッドを有する装着部１２
と、エンドミル２０及びカムローラ２６とを有する保持
部２１とを有し、保持部２１は装着部１２とエアシリン
ダ１８を介して連結されて、装着部２１に対して移動可
能に配置されている。ワーク保持具３０は、キャニスタ
４０を支持するワーク支持部３１とカムローラガイド３
２とを有して構成され、カムローラ２６がカムローラガ
イド３２の倣い基準面に当接され、倣い基準面に沿って
倣い基準面を押圧しながら走行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ワークの倣い加
工装置に関し、詳しくは、ワークの削り残しや削り過ぎ
を防止する倣い加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワークのバリ取りを機械によって切削加
工する場合、ワークはセット治具によって定位置に取り
付けられているものの、ワーク寸法のばらつきによって
バリの削り残しがあったり又はワークを削り取ることが
あることから、切削具でバリだけを正確に削り取ること
は困難であり、手作業で行なわれることが多い。例え
ば、加工するワークが、車両のエンジン部分に組み込ま
れているキャニスタの場合、キャニスタは、パージポー
トとタンクポートと大気ポートを有するケース部と、取
り付け面を有する蓋部とをケース部内に活性炭を充填し
た状態で溶着することによって接合するように形成され
ている。この溶着時において、ケース部と蓋部との間に
はバリが発生する。このバリは、キャニスタが装着され
る位置によっては、他の部品と干渉して正規の位置に配
置することができないことがあるため、バリ取り作業を
必要としていた。このバリ取り作業を手作業で行なうこ
とは、生産量の多い車両関係においては、極めて生産性
を低下することから、機械で加工することが試みられて
いた。

【０００３】従来、このキャニスタのバリ取り作業を機
械加工で行なう場合、図１４に示すように、キャニスタ
４０をセット治具５１に取り付けた状態で、ロボット２
に装着された切削具２０が、ケース部４１と蓋部４２と
の合わせ面４３に沿って移動することによって、合わせ
面４３からはみ出したバリを削り取るようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の切削方
法では、セット治具５１に装着されたキャニスタ４０に
対してロボット２のティーチングポイントで切削具２０
を移動させることから、キャニスタ４０に寸法ばらつき
があれば、キャニスタ４０の加工位置が、ロボット２の
ティーチングポイントに対してずれた位置に配置される
ことがあった。そのため、バリ取り加工を行なう際に、
バリ残しが発生したり、削り過ぎてワークまで切削して
しまうこととなって、製品不良を発生させることとなっ
ていた。

【０００５】この発明は、上述の課題を解決するもので
あり、バリが発生したワークを、削り残しや削り過ぎの
ないように加工できるワークの倣い加工装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明にかかわるワー
クの倣い加工装置では、上記の課題を解決するために、
請求項１記載の発明では、ロボットのハンドに装着可能
な切削具保持装置と、ワークを把持するワーク保持具と
を有して構成されている。前記ワーク保持具には、倣い
基準面が形成され、前記切削具保持装置には、前記ロボ
ットのハンドに装着可能な装着部と、切削具を保持する
保持部とを有して構成されていて、前記倣い基準面に、
前記保持部に配置される位置決め部材が当接可能に構成
される。この際、位置決め部材が倣い基準面に当接する
ことによって、切削具がワーク加工位置に達する。そし
て、このワーク加工位置は、前記位置決め部材を倣い基
準面側にさらに押圧することによって、前記保持部を前
記装着部に対して、前記保持部を緩衝手段の付勢力に抗
して後方に移動させ、所定ストロークあるいはそのスト
ローク端に達することによって確認することができる。
従って、前記ロボットは、ワークを保持した前記ワーク
保持具の倣い基準面によって前記切削具を走行させるこ
とができるのでワークに形成された寸法のばらつきに影
響されずに加工を行なうことができる。これによって、
切削具の加工位置は、ワーク保持具の倣い基準面から設
定されることとなり、つまり、ワークの一基準位置から
設定されることになることから、ワークのばらつきがあ
っても、例えば、バリ取り加工を行なう際に、削り過ぎ
や削り残しを発生することなくワークの所定量の寸法を
確保することができて、品質の良いワークを提供するこ
とが可能となる。さらに、切削具の加工位置への確保
は、前記保持部が後方移動する間のいずれの位置でも行
なえることから、ロボットによる切削具の加工位置への
移動を精密に行なうことなく廉価なコストで加工装置を
提供することができる。

【０００７】また、請求項２記載のワークの倣い加工装
置は、前記緩衝手段が、空気の圧縮を利用したもので構
成されていることから、位置決め部材が倣い基準面に当
接した後で倣い基準面に押圧しても、空気のクッション
効果により、装置を損傷させることなく、切削具をワー
クの加工位置に移動させることができる。また、例え
ば、緩衝手段として、エアシリンダを切削具保持装置に
装着させることによって、容易に取り付けることがで
き、また廉価な費用で加工装置を構成することができ
る。

【０００８】また、請求項３記載のワークの倣い加工装
置は、前記ワークが、一対の樹脂ワークを溶着して加工
されたものであっても、ワークの寸法ばらつきに対して
常にワークの一基準位置を基準に加工を行なうことがで
き、例えば、車両のキャニスタのケース部と蓋部との間
に発生したバリを削り取るのに好適に使用することがで
きる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。実施形態のワークの倣い加工装置
で加工するワークは、車両のキャニスタにおけるケース
部と蓋部との合わせ面に発生したバリを削り取る加工に
ついて、以下説明するものであるが、これに限定するも
のではなく、ワークが、樹脂材で形成されるものでばら
つきの多いものであれば、本発明の倣い加工装置はキャ
ニスタでなくても本発明の効果を有効に達成できるもの
である。

【００１０】実施形態のワークの倣い加工装置（以下、
加工装置という。）１０は、図１に示すように、機台１
内に装着されたロボット２のハンド部３に着脱可能に配
置されてロボット２の一部として構成されている。な
お、ロボット２の下方にはバリ屑を集合するホッパ４が
配置され、ロボット２の前面には上下方向に昇降可能な
窓部材５が機台１に装着されたシリンダ６に接続され、
窓部材５を下方に移動させて閉じることによって切削さ
れたバリ屑を周囲に散在させないように配置されてい
る。

【００１１】加工装置１０は、図２に示すように、ロボ
ット２のハンド部３に装着可能なロッドを有する切削具
保持装置１１とワーク（以下、キャニスタで説明す
る。）４０を保持するワーク保持具３０とを有して構成
され、切削具保持装置１１内に配置された切削具（実施
形態ではエンドミル）２０がキャニスタ４０に発生した
バリを削り取るように構成されているものである。

【００１２】ここでキャニスタ４０は、車両のガソリン
タンク及びキャブレタフロートチャンバから蒸発するガ
ソリン蒸気を吸着して、ガソリン蒸気をエンジンへキャ
ニスタ内部に導入された空気とともに導入して燃焼する
ために配置されるものであって、図３〜４に示すよう
に、一端が開口されて内部が中空状に形成された樹脂材
のケース部４１と、ケース部４１の開口部を覆うように
配置される樹脂材の蓋部４２とを有して形成され、中空
状のケース部４１に活性炭を充填した後、蓋部４２を溶
着して形成される。そして、ケース部４１と蓋部４２と
を溶着する際に、ケース部４１と蓋部４２との合わせ面
４３にはそれぞれの樹脂が溶融してバリが発生する。な
お、ケース部４１の一端側には、パージポート４４、タ
ンクポート４５、大気ポート４６の３個のポートと１個
の取り付けブラケット４７が一端から突出するように形
成され、蓋部４２の他端側には、２個の取り付けブラケ
ット４８が他端から突出するように形成されている切削
具保持装置１１は、図５〜７に示すように、ロボット２
のハンド部３に装着される装着部１２と、切削具２０を
保持する保持部２１とを有し、装着部１２と保持部２１
との間には、緩衝手段としてのエアシリンダ１８が配置
されて保持部２１が装着部１２に対してワーク保持具３
０側に向かってエアシリンダ１８の付勢力に抗して移動
可能に配置される。

【００１３】装着部１２は上板１３と前板１４、後板１
５とを有し、上板１３には上面にロボット取り付けロッ
ド１３１が装着され、後板１５にはエアシリンダ１８の
シリンダケース１８１が装着される、前板１４には、エ
アシリンダ１８のピストンロッド１８２の先端部の移動
ストローク端を規制するストッパ１４１が取り付けられ
る。

【００１４】保持部２１は、装着部１２の前板１４と後
板１５との間で移動可能な逆Ｌ字形に形成されたベース
体２２と、ベース体２２の上面先端部においてエアシリ
ンダ１８のピストンロッドを支持するブラケット２３
と、ベース体２２の先端部下方に配置されたカムローラ
保持ブラケット２４と、カムローラ保持ブラケット２４
の上方に配置されたスピンドル保持ブラケット２５が装
着されている。カムローラ保持ブラケット２５には位置
決め部材としてのカムローラ２６が着脱可能に取り付け
られ、スピンドル保持ブラケット２５には切削具として
のエンドミル２０を装着したエアモータ２７が着脱可能
に取り付けられている。従って、カムローラ２６とエン
ドミル２０との中心距離は一定に設定される。さらに、
ベース体２２の下端部には、エンドミル２０で削り取っ
たバリ屑を噴き出すためのエアブロー２８が配置されて
いる。

【００１５】保持部２１の水平方向への移動に対する規
制は、前方のストローク端の設定はブラケット２３に装
着されたストッパ２３１と前板１４に装着されたストッ
パ１４１とが当接することによって行なわれ、後方のス
トローク端の設定は、ベース体２２の後端面に装着され
たストッパ２２１と後板１５に装着されたストッパ１５
１とを当接するか、ベース体２２の所定ストローク達し
た位置に設定するか、あるいは両ストッパ２２１、１５
１との間に、例えば、図示しないブロックを介在するこ
とによって行なってもよい。ベース本体２２のストッパ
２２１と後板１５のストッパ１５１の間で行なわれるス
トロークの規制は、いずれもエンドミル２０のキャニス
タ４０への加工位置を設定するために用いられるもので
あり、保持部２１の移動ストローク終了端を示すことに
なる。

【００１６】そして、装着部１２と保持部２１との間に
は、図７に示すように、保持部２１の移動する方向に対
して両側に一対のリニアガイド２９が配置されて保持部
２１の移動を案内している。リニアガイド２９の固定部
２９１が装着部１２の上板１３に取り付けられ、可動部
２９２が保持部２１のベース板２２に取り付けられ、保
持部２１が移動する際に固定部２９１と可動部２９２と
がベアリングで支持されて移動されることから精度よく
移動されるとともに極めてスムーズに移動されることと
なる。

【００１７】ワーク保持具３０は、機台１に支持される
とともに、図２に示すように、キャニスタ４０のケース
部４１を支持することによって、キャニスタ４０が位置
決めされる。ワーク保持具３０は、キャニスタ４０の全
周面を囲うように配置された角リング状のワーク受け部
３１と角リング状のカムローラガイド３２とが、ワーク
受け部３１を上部に配置するように上下に重合して配置
され、さらに、カムローラガイド３２の下方には角リン
グ状の胴体部３４が機台１に支持されて配置されてい
る。

【００１８】ワーク受け部３１は、図８〜９に示すよう
に、キャニスタ４０の下部４隅を支持するために４隅に
は上面に対して低位置にあるようにコーナ受け部３１１
を配置させるとともに、キャニスタ４０を両側から挟む
ように二体に分割（３１Ａ・３１Ｂ）して形成されてい
る。また、カムローラガイド３２は、図１０に示すよう
に、ワーク受け部３１の下方に配置してキャニスタ４０
を両側から挟むように二体に分割（３２Ａ・３２Ｂ）し
て形成され、さらに、胴体部３４も同様に二分割（３４
Ａ・３４Ｂ）して形成されている。そして二分割された
一方のワーク受け部３１Ａとカムローラガイド３２Ａ、
及び胴体部３４Ａがボルト等で一体的に固定されて固定
クランプ部３０Ａとして構成され、他方のワーク受け部
３１Ｂとカムローラガイド３２Ｂ及び胴体部３４Ｂがボ
ルト等で一体的に固定されて可動クランプ部３０Ｂとし
て構成されシリンダにより固定クランプ部３０に対して
僅かに接近離隔可能に配置する。

【００１９】そして、固定クランパー３０Ａと可動クラ
ンパー３０Ｂとでキャニスタ４０を把持した状態でワー
ク保持具３０が構成され、ワーク受け部３１によりキャ
ニスタ４０を保持するとともに把持カムローラガイド３
２（３２Ａ及び３２Ｂ）の外周面が倣い基準面３２２と
して形成され、胴体部３４Ｂに図示しないシリンダが接
続されている。

【００２０】一方、キャニスタ４０のケース部４１に
は、胴体部４１１と蓋部４２との合わせ面４３側に胴体
部４１１より全周面において外方に突出したフランジ部
４１２が形成され、フランジ部４１２の下部角部が支持
面４１３として形成されてワーク受け部３１に支持され
る。

【００２１】次に上記のように構成された加工装置１０
及びロボットの作用について図１〜１３に基づいて説明
する。

【００２２】まず、キャニスタ４０を、ワーク保持具３
０に支持することについて説明する。ワーク保持具３０
の固定クランプ部３０Ａと可動クランプ部３０Ｂとは、
可動クランプ部３０Ｂを固定クランプ部３０Ａに対して
僅かに離隔した状態にある。この状態でキャニスタ４０
の支持面４１３がワーク受け部３１Ａ・３１Ｂのコーナ
受け部３１１の上面に載置するように挿入する。そし
て、可動クランプ部３０Ｂを胴体部３４Ｂに連結された
シリンダにより作動させると、可動クランプ部３０Ｂが
固定クランプ部３０Ａに向かって僅かに移動することに
よってキャニスタ４０を把持する。

【００２３】一方、切削具保持装置１１を装着したロボ
ット２は、キャニスタ４０がワーク保持具３０に支持さ
れると、図１１に示すように、切削具保持装置１１の保
持部２１に装着されたカムローラ２６をカムローラガイ
ド３２の倣い基準面３２２に対向する位置に移動させ
る。この位置は、カムローラ２６とカムローラガイド３
２の倣い基準面３２２とがほぼ同一水平面状にあり、水
平方向においてカムローラ２６がカムローラガイド３２
の倣い基準面３２２と離隔した位置にある。従って、エ
ンドミル２０もキャニスタ４０の加工位置に対して離隔
した位置にあることになる。

【００２４】次に、図１２に示すように、この位置から
ロボット２を作動してカムローラ２６をカムローラガイ
ド３２に接近させて当接させる。この位置ではエンドミ
ル２０はキャニスタ４０の合わせ面４３からはみ出した
バリを削り取るための加工位置に達している。カムロー
ラ２６がカムローラガイド３２の倣い基準面３２２に当
接した後、ロボット２はさらにキャニスタ４０側に移動
する。この時点では、エンドミル２０を保持するエアモ
ータ２７が作動してエンドミル２０を切削条件に合わせ
て回転させている。

【００２５】カムローラ２６はカムローラガイド３２の
倣い基準面３２２を押圧することによって、カムローラ
２６は反力を受け、図１３に示すように、保持部２１と
ともにエアシリンダ１８のピストンロッド１８２を、シ
リンダ１８内の空気を圧縮させることによって、シリン
ダケース１８１内に収納させるように移動させる。

【００２６】保持部２１のキャニスタ４０と反対側への
移動は、保持部２１の設定した所定ストローク分、又は
保持部２１と装着部１２との間に挿入したブロックに当
接する位置まで、あるいはベース本体２２のストッパ２
２１を後板１５のストッパ１５１に当接させるまで行な
うか、いずれかによってストローク端に達した時点でロ
ボット２の移動を停止する。この作用によって、カムロ
ーラ２６はカムローラガイド３２の倣い基準面３２２を
押圧してエンドミル２０の加工位置に達していることを
確認できることから、ロボット２は、カムローラ２６を
カムローラガイド３２の倣い基準面３２２に沿って移動
させることとなる。そしてキャニスタ４０の合わせ面４
３から突出したバリを切削することができる。なお、エ
ンドミル２０によるバリ取り加工を行なう加工位置は、
保持部２１が後方へ移動する間のいずれの位置でも行な
うことができ、その分、ロボット２によるエンドミル２
０の加工位置への移動の制御を精密に行なわなくてもよ
い。

【００２７】また、キャニスタ４０の合わせ面４３から
突出したバリが全周にわたって発生している場合には、
カムローラ２６は倣い基準面３２２を全周にわたって走
行しすることから、エンドミル２０はキャニスタ４０の
合わせ面４３から突出したバリを全周にわたって切削す
ることができ、また、キャニスタ４０の合わせ面４３か
ら突出したバリが片面だけに発生している場合には、エ
ンドミル２０はキャニスタ４０の片面のバリだけを切削
することになる。

【００２８】切削されたバリ屑はエアブロー２８によっ
て噴き出されてホッパ４内に集合されて、引戸式容器７
に落下する。

【００２９】上述のように、実施形態の倣い加工装置１
０では、キャニスタ４０側を基準としてエンドミルの加
工位置を設定することができることから、キャニスタ４
０のばらつきがあっても、例えば、バリ取り加工を行な
う際に、削り過ぎや削り残しを発生されることなくキャ
ニスタ４０の所定量の寸法を確保することができて、品
質の良いキャニスタ４０を提供することが可能となる。
つまり、ワーク保持具３０には、倣い基準面３２２が形
成され、切削具保持装置１１側に装着されるカムローラ
２６が倣い基準面３２２に当接可能に構成されている。
この際、カムローラ２６が倣い基準面３２２に当接する
ことによって、切削具としてのエンドミル２０がワーク
加工位置に達する。そして、このワーク加工位置は、カ
ムローラ２６をカムローラガイド３２側にさらに押圧す
ることによって、保持部２１を装着部１２に対して保持
部２１をエアシリンダ１８の付勢力に抗して後方に移動
させ、所定ストロークあるいはそのストローク端に達す
ることによって確認することができる。従って、ロボッ
ト２は、キャニスタ４０を保持したカムローラガイド３
２の倣い基準面３２２によってエンドミル２０を走行さ
せることができるのでキャニスタ４０に形成された寸法
のばらつきに影響されずに加工を行なうことができる。
さらに、エンドミル２０の加工位置への確保は、保持部
２１が後方移動する間のいずれの位置でも行なえること
から、ロボット２によるエンドミル２０の加工位置への
移動制御を精密に行なわなくてもよく、廉価なコストで
加工装置１０を提供することができる。

【００３０】また、この加工装置１０は、装着部１２と
保持部２１との間にエアシリンダ１８を配置させて構成
されていることから、カムローラ２６が倣い基準面３２
２に当接した後で倣い基準面３２２に押圧しても、空気
のクッション効果により、加工装置１０を損傷させるこ
となく、エンドミル２０をキャニスタ４０の加工位置に
移動させることができる。しかもエアシリンダ１８は切
削具保持装置１１に容易に取り付けることができ、また
廉価な費用で加工装置を構成することができる。

【００３１】さらに加工装置１０は、ワークが、一対の
樹脂ワークを溶着して加工されたキャニスタ４０であっ
ても、キャニスタ４０の寸法ばらつきに対して常にキャ
ニスタ４０の一基準位置を基準に加工を行なうことがで
き、ケース部４１と蓋部４２との間に発生したバリを削
り取るのに好適に使用することができる。

【００３２】なお、本発明の倣い加工装置は、上記の実
施形態に限定するものではない。例えば、緩衝手段とし
てのエアシリンダを油圧シリンダにしてもよく、また、
コイルスプリングを使用するもので構成してもよい。ま
た、ワークを支持するワーク保持具３０は、ワーク支持
部３１とカムローラガイド３２と胴体部３４とを、別部
材でなく一体的に成形されたものであってもよい。さら
に、ワーク保持具３０におけるワークのクランプは、上
述の形態ように二体で構成された固定クランプ部３０Ａ
・可動クランプ部３０Ｂでなくても、一体のワーク保持
具３０に対して、例えば市販されている公知の可動クラ
ンプ部を別に挿入して配置させるものであってもよい。

【００３３】また、ワークが円筒状のものであれば、ワ
ーク保持具３０もワークに合わせた円筒状に形成すれば
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加工装置が装着されたロボットの全体
配置図を示すものである。

【図２】図１における加工装置がロボットのハンド部に
装着された状態を示す正面図である。

【図３】キャニスタを示す正面図である。

【図４】図３におけるＣ矢視図である。

【図５】図２における加工装置の切削具保持装置を示す
正面図である。

【図６】図５におけるＡ矢視図である。

【図７】図５におけるＢ矢視図である。

【図８】図２におけるワーク受け部を示す分解斜視図で
ある。

【図９】図８におけるワーク受け部を示す断面図であ
る。

【図１０】図２におけるカムローラガイドを示す分解斜
視図である。

【図１１】図２におけるロボットの作用による保持部の
移動を示す作用図である。

【図１２】カムローラが倣い基準面に当接した状態を示
す作用図である。

【図１３】カムローラが倣い基準面を押圧して保持部を
装着部に対して移動させた状態を示す作用図である。

【図１４】従来のバリ取り装置を示す簡略図である。

【符号の説明】

２…ロボット３…ハンド部１０…加工装置１１…切削部保持装置１２…装着部１８…エアシリンダ（緩衝手段）２０…エンドミル（切削具）２１…保持部２６…カムローラ（位置決め部材）３０…ワーク保持具３１…ワーク受け部３２…カムローラガイド３２２…倣い基準面４０…キャニスタ（ワーク）４１…ケース部４２…蓋部４３…合わせ面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3C007 AS11 AS12 CY32 HS04 HS20 HT33 LT07 LT14 LV04 MT04 3C022 DD11 DD17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロボットのハンドに装着可能な切削具保
持装置と、ワークを把持するワーク保持具とを有して構
成されるワークの倣い加工装置であって、前記ワーク保持具には、切削具の加工位置を位置決めし
てかつ前記切削具の移動軌跡を定める倣い基準面が形成
され、前記切削具保持装置が、前記ロボットのハンドに装着可
能な装着部と、前記切削具を保持する保持部とを有して
構成され、前記保持部は、前記装着部に前記保持部を前記ワーク保
持具側に付勢する緩衝手段を介して連結されるととも
に、前記倣い基準面に当接可能な位置決め部材を有して
構成され、前記位置決め部材が前記倣い基準面に当接する際に、前
記保持部が前記緩衝手段の付勢力に抗して所定量後方に
移動可能に構成されていることを特徴とするワークの倣
い加工装置。
【請求項２】前記緩衝手段が、空気の圧縮を利用した
もので構成されていることを特徴とする請求項１記載の
ワークの倣い加工装置。
【請求項３】前記ワークが、一対の樹脂ワークを融着
して加工されたものであり、前記加工部が溶着された合
わせ面に形成されたバリであることを特徴とする請求項
１又は２記載のワークの倣い加工装置。