JP2007175827A - Drilling device for resin part, drilling robot system for resin part and drilling method for resin part - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂部品の穴あけ装置、樹脂部品の穴あけロボットシステム及び樹脂部品の穴あけ方法に関する。 The present invention relates to a resin part drilling apparatus, a resin part drilling robot system, and a resin part drilling method.
近年、車両の軽量化を図るべく、樹脂製の燃料タンクが開発され、実用化されている。樹脂製の燃料タンクを生産は、燃料が貯溜される本体部品の一部に穴あけを行い、形成された穴にフィラーチューブ等の小部品を溶着することにより行われる。
燃料タンクに穴あけを行う穴あけ装置は、モータの出力軸とともに回転するスピンドルに当該スピンドルの回転軸線から偏心した位置にカッターが設けられ、スピンドルを回転させながら回転軸線方向に沿って移動させることができる。これにより、スピンドルを回転させながら回転軸線方向に沿って移動させると、カッターは、当該回転軸線を中心に回転しながら燃料タンクに接触し、燃料タンクに円形の穴をあけることができる(例えば、特許文献1参照。)。
このような穴あけ加工においては、加工工程におけるサイクルタイムを短縮するため、カッターが燃料タンクに接触する寸前まではスピンドルの送り速度を可能な限り高速に設定し、その後穴あけに適した速度まで減速することで穴あけが始まるまでの時間を短縮している。また、燃料タンクを成型した際に、燃料タンクの肉厚に多少のばらつきがあることを考慮して、実際に加工するストロークよりも大きなストロークでカッターを送ることにより、穴あけが途中で終了してしまわないような工夫がなされている。
In the drilling device for drilling a fuel tank, a spindle that rotates together with the output shaft of the motor is provided with a cutter at a position eccentric from the rotation axis of the spindle, and can be moved along the rotation axis while rotating the spindle. . Accordingly, when the spindle is moved along the rotation axis direction while rotating the spindle, the cutter can contact the fuel tank while rotating around the rotation axis, and can make a circular hole in the fuel tank (for example, (See Patent Document 1).
In such drilling, in order to shorten the cycle time in the machining process, the spindle feed speed is set as high as possible until just before the cutter contacts the fuel tank, and then the speed is reduced to a speed suitable for drilling. This shortens the time until drilling starts. Also, when molding the fuel tank, taking into account that there is some variation in the thickness of the fuel tank, by sending the cutter with a stroke larger than the stroke to be actually processed, the drilling will be terminated halfway Ingenuity has been made so as not to stray.
しかし、燃料タンクの成型の際には、燃料タンクの形状(高さ、肉厚等)に多少のばらつきが発生するが、燃料タンクの高さが予定よりも高い場合には、スピンドルが高速で送られているときにカッターが燃料タンクに接触するので、穴あけを精度よく行うことが困難である。また、燃料タンクの高さが予定よりも低い場合には、カッターが燃料タンクに接触する前にスピンドルの送り速度が減速されてしまうため、サイクルタイムの短縮が図れないという問題があった。
また、実際に加工するのに必要な最小限のストロークよりも大きなストロークでカッターの送り量を設定していることから、穴あけがすでに終了している場合には、時間のロスとなり、サイクルタイムの短縮を図ることができない。また、穴あけが終了した後にカッターが空運転(エアカット)されてしまうため、穴の内周面をカッターが削り取ってしまい、この削り屑が燃料タンク内や穴あけ装置周囲に飛散し、燃料タンクの品質低下や穴あけ装置の故障等の要因となるおそれがあった。
However, when the fuel tank is molded, there will be some variation in the fuel tank shape (height, wall thickness, etc.). If the fuel tank is higher than planned, the spindle will run at high speed. Since the cutter contacts the fuel tank as it is being fed, it is difficult to drill accurately. Further, when the height of the fuel tank is lower than planned, there is a problem that the cycle time cannot be shortened because the feed rate of the spindle is reduced before the cutter contacts the fuel tank.
Also, since the cutter feed amount is set with a stroke larger than the minimum stroke required for actual machining, if drilling has already been completed, a time loss will occur and cycle time will be reduced. It cannot be shortened. In addition, since the cutter is idled (air cut) after drilling is completed, the cutter scrapes off the inner peripheral surface of the hole, and the shavings scatter around the fuel tank and around the drilling device. There was a risk of quality degradation and failure of the drilling device.
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、穴あけが行われる燃料タンクの形状にばらつきがあっても、実際に穴あけを行っているときのみ適切な送り速度とし、その他のときは可能な限り高速で送ることができるとともに、カッターの送り量を余分に取ることなく、サイクルタイムを短縮させることができる樹脂部品の穴あけ装置、樹脂部品の穴あけロボットシステム及び樹脂部品の穴あけ方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、燃料タンクの品質低下や穴あけ装置の故障等の要因を除去することができる樹脂部品の穴あけ装置、樹脂部品の穴あけロボットシステム及び樹脂部品の穴あけ方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and even if there is a variation in the shape of the fuel tank in which drilling is performed, an appropriate feed rate is set only when the drilling is actually performed. In this case, the resin part drilling device, the resin part drilling robot system, and the resin part drilling can be performed at a speed as high as possible and the cycle time can be shortened without taking an extra cutter feed amount. It aims to provide a method.
Another object of the present invention is to provide a resin part drilling apparatus, a resin part drilling robot system, and a resin part drilling method capable of removing factors such as a deterioration in fuel tank quality and a drilling device failure. To do.
請求項1に記載の発明は、樹脂部品の穴あけ装置において、通電により出力軸が回転駆動する回転モータと、前記出力軸に設けられ、当該出力軸と同軸まわりに回転するスピンドルと、前記スピンドルを前記出力軸の軸線方向に沿って移動させる送り装置と、前記出力軸の軸線に対して偏心した位置に設けられ、前記スピンドルの回転とともに回転して樹脂部品に穴あけ加工を行うカッターと、前記回転モータの負荷電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段により検出した負荷電流に基づいて、前記送り装置による前記スピンドルの送り速度及び送り量を調節する加工制御手段と、を備えることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, in the resin part drilling apparatus, a rotary motor whose output shaft is rotationally driven by energization, a spindle provided on the output shaft and rotating about the same axis as the output shaft, and the spindle A feed device that moves along the axial direction of the output shaft, a cutter that is provided at a position eccentric with respect to the axis of the output shaft, rotates with the rotation of the spindle, and drills resin parts; and the rotation A current detection means for detecting a load current of the motor; and a machining control means for adjusting a feed speed and a feed amount of the spindle by the feed device based on the load current detected by the current detection means. And
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の樹脂部品の穴あけ装置において、前記加工制御手段は、前記電流検出手段により検出された所定時間内における負荷電流値が予め定められた第1の所定値以上に増加した場合に、前記送り装置による前記スピンドルの送り速度を減速させることを特徴とする。
ここで、所定時間とは、ユーザや設計者が任意に設定できる設計事項であり、樹脂部品を組成する樹脂材料の特性、樹脂部品の形状等に応じて自由に設定することができる。
また、第1の所定値とは、カッターが樹脂部品に接触し始めて負荷が増加したとき(すなわち穴あけ加工開始時)の負荷電流値をいい、樹脂部品を組成する樹脂材料の特性、樹脂部品の形状等に基づいて変化する値である。
According to a second aspect of the present invention, in the resin part drilling apparatus according to the first aspect, the machining control means is a first load current value within a predetermined time detected by the current detection means. The feed speed of the spindle by the feed device is decelerated when the value exceeds a predetermined value.
Here, the predetermined time is a design item that can be arbitrarily set by the user or the designer, and can be freely set according to the characteristics of the resin material composing the resin part, the shape of the resin part, and the like.
The first predetermined value is a load current value when the load starts when the cutter starts to contact the resin component (that is, at the start of drilling), the characteristics of the resin material composing the resin component, the resin component It is a value that changes based on the shape or the like.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の樹脂部品の穴あけ装置において、前記加工制御手段は、前記電流検出手段により検出された所定時間内における負荷電流値が予め定められた第2の所定値以下に減少した場合に、前記送り装置による前記スピンドルの送りを停止させることを特徴とする。
ここで、所定時間とは、ユーザや設計者が任意に設定できる設計事項であり、樹脂部品を組成する樹脂材料の特性、樹脂部品の形状等に応じて自由に設定することができる。
また、第2の所定値とは、カッターによる樹脂部品の穴あけ加工が終了する直前の状態から穴あけ加工が終了してエアカットの状態(カッターの刃先が樹脂部品に接触していない状態)になって負荷が減少したときの負荷電流値をいい、樹脂部品を組成する樹脂材料の特性、樹脂部品の形状等に基づいて変化する値である。
According to a third aspect of the present invention, in the resin part drilling apparatus according to the first aspect, the processing control means is a second device in which a load current value within a predetermined time detected by the current detection means is predetermined. The feed of the spindle by the feed device is stopped when the feed rate is reduced to a predetermined value or less.
Here, the predetermined time is a design item that can be arbitrarily set by the user or the designer, and can be freely set according to the characteristics of the resin material composing the resin part, the shape of the resin part, and the like.
Also, the second predetermined value is the state immediately before the end of the drilling of the resin part by the cutter and the air cut state (the cutter blade edge is not in contact with the resin part) after the end of the drilling process. The load current value when the load decreases is a value that changes based on the characteristics of the resin material composing the resin part, the shape of the resin part, and the like.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の樹脂部品の穴あけ装置を用いた樹脂部品の穴あけ方法において、前記回転モータの負荷電流を検出する電流検出工程と、前記電流検出工程により検出された所定時間内における負荷電流値が予め定められた第1の所定値以上に増加した場合に、前記送り装置による前記スピンドルの送り速度を減速させ、前記所定時間内における負荷電流値が予め定められた第2の所定値以下に減少した場合に、前記送り装置による前記スピンドルの送りを停止させる加工制御工程と、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is a resin component drilling method using the resin component drilling device according to any one of claims 1 to 3, and a current detection step of detecting a load current of the rotary motor; When the load current value detected within the predetermined time detected by the current detection step increases to a predetermined first predetermined value or more, the feed speed of the spindle by the feed device is reduced, and the load current value is reduced within the predetermined time. And a machining control step of stopping feeding of the spindle by the feeding device when the load current value at is reduced below a predetermined second predetermined value.
請求項5に記載の発明は、樹脂部品の穴あけロボットシステムにおいて、請求項1〜3のいずれか一項に記載の樹脂部品の穴あけ装置と、複数のアームを有し、当該アームの先端に前記樹脂部品の穴あけ装置が設けられるとともに、駆動力が付与されることにより、前記アームの先端が所定の動作範囲内で動作するロボットと、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the resin part drilling robot system, comprising the resin part drilling apparatus according to any one of claims 1 to 3 and a plurality of arms, And a robot in which a tip of the arm moves within a predetermined operating range when a driving force is applied while a drilling device for resin parts is provided.
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の樹脂部品の穴あけロボットシステムを用いた樹脂部品の穴あけ方法において、前記回転モータの負荷電流を検出する電流検出工程と、前記電流検出工程により検出された所定時間内における負荷電流値が予め定められた第1の所定値以上に増加した場合に、前記送り装置による前記スピンドルの送り速度を減速させ、前記所定時間内における負荷電流値が予め定められた第2の所定値以下に減少した場合に、前記送り装置による前記スピンドルの送りを停止させる加工制御工程と、を備えることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the resin component drilling method using the resin component drilling robot system according to the fifth aspect, the current detection step of detecting a load current of the rotary motor and the current detection step When the detected load current value within a predetermined time increases to a predetermined first predetermined value or more, the feed speed of the spindle by the feeding device is decelerated, and the load current value within the predetermined time is determined in advance. A machining control step of stopping feeding of the spindle by the feeding device when it is reduced below a predetermined second predetermined value.
本発明によれば、加工制御手段は、回転モータの負荷電流に応じて送り装置によるスピンドルの送り速度を調節する。すなわち、カッターが樹脂部品に接触したとき、言い換えると、穴あけ加工中においては、カッターの刃先と樹脂部品との摩擦抵抗が大きくなるので、回転モータにかかる負荷は増加し、電流検出手段により検出される負荷電流も増加する。これに対し、カッターが樹脂部品に接触していないとき、言い換えると、穴あけ加工が始まる前のスピンドルの送り時や穴あけ完了後においては、カッターの刃先と樹脂部品との間に摩擦抵抗が発生しないため、回転モータにかかる負荷は穴あけ加工時よりも減少し、電流検出手段により検出される負荷電流も減少する。 According to the present invention, the machining control means adjusts the feed speed of the spindle by the feed device in accordance with the load current of the rotary motor. That is, when the cutter contacts the resin part, in other words, during drilling, the frictional resistance between the cutter edge and the resin part increases, so the load on the rotary motor increases and is detected by the current detection means. Load current also increases. On the other hand, when the cutter is not in contact with the resin part, in other words, when the spindle is fed before the drilling process starts or after the drilling is completed, there is no frictional resistance between the cutter blade and the resin part. For this reason, the load applied to the rotary motor is smaller than that during drilling, and the load current detected by the current detection means is also reduced.
このように、回転モータにかかる負荷電流の大きさを用いて、穴あけ加工を制御することができるので、穴あけが行われる燃料タンクの形状にばらつきがあっても、実際に穴あけを行っているときのみスピンドルを適切な送り速度とし、その他のときは可能な限り高速で送ることでサイクルタイムを短縮させることができる。
また、穴あけが終了すると、回転モータにかかる負荷電流は減少するので、その負荷電流の変化で穴あけが終了したことを検出できるので、すぐに送りを停止させることができ、従来のように余分に送りを取ることによるカッターの空運転がなくなる。これにより、カッターの空運転に伴って、穴の内周面をカッターが削り取ってしまい、この削り屑が燃料タンク内や穴あけ装置周囲に飛散することがなくなり、燃料タンクの品質低下や穴あけ装置の故障等の要因を除去することができる。
In this way, since the drilling process can be controlled using the magnitude of the load current applied to the rotary motor, even if the shape of the fuel tank where the drilling is performed varies, The cycle time can be shortened by setting the spindle to an appropriate feed rate and feeding at the highest speed possible at other times.
Also, when the drilling is completed, the load current applied to the rotary motor decreases, so it is possible to detect the completion of drilling based on the change in the load current. Eliminates cutter idle operation due to feeding. As a result, the cutter cuts off the inner peripheral surface of the hole when the cutter is idle, and the shavings are not scattered in the fuel tank or around the drilling device. Factors such as failure can be eliminated.
本発明によれば、電流検出工程では、回転モータの負荷電流を検出する。そして、加工制御工程では、電流検出工程により検出された所定時間内における負荷電流値が予め定められた第1の所定値以上に増加した場合に、送り装置によるスピンドルの送り速度を減速させ、所定時間内における負荷電流値が予め定められた第2の所定値以下に減少した場合に、送り装置によるスピンドルの送りを停止させる。 According to the present invention, in the current detection step, the load current of the rotary motor is detected. Then, in the machining control step, when the load current value within the predetermined time detected by the current detection step increases to a predetermined first predetermined value or more, the spindle feed speed by the feeder is decelerated, When the load current value within the time decreases below a predetermined second predetermined value, the spindle feed by the feeder is stopped.
これにより、回転モータにかかる負荷電流の大きさを用いて、穴あけ加工を制御することができるので、穴あけが行われる燃料タンクの形状にばらつきがあっても、実際に穴あけを行っているときのみスピンドルを適切な送り速度とし、その他のときは可能な限り高速で送ることでサイクルタイムを短縮させることができる。
また、穴あけが終了すると、回転モータにかかる負荷電流は減少するので、その負荷電流の変化で穴あけが終了したことを検出できるので、すぐに送りを停止させることができ、従来のように余分に送りを取ることによるカッターの空運転がなくなる。これにより、カッターの空運転に伴って、穴の内周面をカッターが削り取ってしまい、この削り屑が燃料タンク内や穴あけ装置周囲に飛散することがなくなり、燃料タンクの品質低下や穴あけ装置の故障等の要因を除去することができる。
As a result, the drilling process can be controlled using the magnitude of the load current applied to the rotary motor, so even if the shape of the fuel tank where the drilling is performed varies, only when the drilling is actually performed The cycle time can be shortened by setting the spindle to an appropriate feed speed and feeding it at the highest speed possible at other times.
Also, when the drilling is completed, the load current applied to the rotary motor decreases, so it is possible to detect the completion of drilling based on the change in the load current. Eliminates cutter idle operation due to feeding. As a result, the cutter cuts off the inner peripheral surface of the hole when the cutter is idle, and the shavings are not scattered in the fuel tank or around the drilling device. Factors such as failure can be eliminated.
本発明によれば、アームの先端が所定の動作範囲内で動作するロボットに樹脂部品の穴あけ装置を設けることにより、樹脂部品の穴あけを行う加工ラインでの使用に適した樹脂部品の穴あけロボットシステムを提供することができる。 According to the present invention, a resin part drilling robot system suitable for use in a processing line for drilling resin parts is provided by providing a resin part drilling device in a robot whose arm tip moves within a predetermined operating range. Can be provided.
以下、図面を参照して、樹脂部品の穴あけ装置、樹脂部品の穴あけロボットシステム及び樹脂部品の穴あけ方法の最良の形態について詳細に説明する。
<樹脂部品の穴あけ装置、樹脂部品の穴あけロボットシステムの構成>
最初に、樹脂部品の穴あけ装置、樹脂部品の穴あけロボットシステムの構成について説明する。
図1に示すように、樹脂部品の穴あけロボットシステム10は、例えば、樹脂材料から一体成型された燃料タンクの本体部品にフィラーチューブの接続口等の小部品を溶着するために、本体部品に穴をあける際に用いられる。穴あけロボットシステム10は、駆動力が付与されることにより所定の動作範囲内で動作するロボット1と、ロボット1に設けられた穴あけ装置2と、を備えている。
Hereinafter, the best mode of a resin part drilling apparatus, a resin part drilling robot system, and a resin part drilling method will be described in detail with reference to the drawings.
<Configuration of resin part drilling device and resin part drilling robot system>
First, configurations of a resin part drilling apparatus and a resin part drilling robot system will be described.
As shown in FIG. 1, a resin part
(ロボット)
ロボット1は、土台となるベース12と、関節13で連結された複数のアーム14と、各関節13に設けられた駆動源としてのサーボモータ(図示略)と、各サーボモータの軸角度をそれぞれ検出するエンコーダ(図示略)とを備えている。そして、最も先端に配置されたアーム14の先端部には、燃料タンクの本体部品Wに穴あけを行う穴あけ装置2が装備されている。
各関節13は、アーム14の一端部を揺動可能として他端部を軸支する揺動関節と、アーム14自身をその長手方向を中心に回転可能に軸支する回転関節とのいずれかから構成される。つまり、ロボット1は、いわゆる多関節型ロボットに相当する。
(robot)
The robot 1 includes a
Each joint 13 is either a swing joint that pivots one end of the
(穴あけ装置)
穴あけ装置2は、最も先端に配置されたアーム14の先端部に設けられた支持台21を備えている。支持台21には、通電により出力軸が回転駆動する回転モータ22が設けられている。回転モータ22は、その出力軸の回転軸線が穴あけ作業時に上下方向に沿うように配置されている。回転モータ22は、例えば、サーボモータが用いられる。これは、回転モータ22のトルク制御や位置決め等の利便性を考慮したものである。回転モータ22には、回転モータ22にかかる負荷電流を検出する電流検出手段としての電流計20が接続され、回転モータ22の負荷電流をリアルタイムで検出する。
(Drilling device)
The
回転モータ22の出力軸の先端には、出力軸と同軸まわりに回転するスピンドル23が設けられている。スピンドル23は、出力軸の下端に設けられ、このスピンドル23には、スピンドル23の回転軸線上に設けられ、スピンドル23の回転に伴って回転するセンターピン24が設けられている。センターピン24には、スピンドル23の回転半径方向に沿って延びる保持部材25が設けられ、この保持部材25の先端には、センターピン24の長手方向に略平行な方向に延びるとともに、先端の刃先が下方に向けられたカッター26が設けられている。カッター26は、本体部品Wを組成する樹脂よりも十分に硬い金属材料等で形成されている。カッター26がこのような配置とされることにより、カッター26は、回転モータ22の出力軸の回転軸線に対して偏心した位置に設けられ、スピンドル23の回転とともに回転して本体部品Wに穴あけ加工を行うことができる。
A
ここで、センターピン24の先端(下端)は、カッター26の先端(カッターの刃先)よりも下方(本体部品W側)に位置するように長く形成されており、スピンドル23を回転させながら下降させていくと、センターピン24がカッター26よりも先に本体部品Wに突き刺さるようになっている。これは、センターピン24を先に本体部品Wに突き刺すことでカッター26による穴あけ加工を安定させるとともに、カッター26が穴あけ加工を終了した際に、その削孔片が本体部品Wの内部に落下しないように保持する役割を果たす。すなわち、センターピン24は、削孔片との摩擦により削孔片を保持することができる。
Here, the tip (lower end) of the
穴あけ装置2には、スピンドル23を回転モータ22の出力軸の軸線方向に沿って移動させる送り装置が設けられている。本実施形態においては、送り装置の機能は、ロボット1が担っており、回転モータ22によりスピンドル23を回転させながらロボット1のアーム14の先端が回転モータ22の出力軸の回転軸線方向に沿って上下方向に移動することによりスピンドル23を送ることができるようになっている。ロボット1によるスピンドル23の送りの制御は、ロボット1に接続された制御装置3により行われる。
The
本体部品Wは、床に設置された載置台T上に載置され、穴あけを行う箇所がセンターピン24及びカッター26の下方に位置するように設けられている。
The main body part W is placed on a placing table T installed on the floor, and is provided so that a location for drilling is located below the
(制御装置)
図2は、ロボット1及び穴あけ装置2の動作制御を行う制御装置3の構成を示すブロック図である。
制御装置3は、ロボット1の駆動制御や穴あけ装置2の動作制御に関する処理プログラムに従って各処理を実行するCPU31と、各処理を実行するための処理プログラムや処理データ等が記憶されるメモリ32と、を備えている。
メモリ32には、ロボット1の駆動制御や穴あけ装置2の動作制御を行うに当たって必要なプログラムが記憶されたプログラムエリア33と、ロボット1の駆動制御や穴あけ装置2の動作制御を行うに当たって必要なデータが記憶されたデータエリア34と、種々のワークメモリやカウンタなどが設けられ、各処理が行われる作業エリア35と、が形成されている。
(Control device)
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
The
The
プログラムエリア33には、電流計20により検出した回転モータ22の負荷電流に基づいて、ロボット1によるスピンドル23の送り速度(いわゆる穴あけ時の下降速度)及び送り量(いわゆる送りストローク)を調節する機能を実現する加工制御プログラム33aが記憶されている。すなわち、CPU31が加工制御プログラム33aを実行することにより、制御装置3は加工制御手段として機能し、穴あけ装置2の一部を構成する。具体的に、加工制御プログラム33aは、電流計20により検出された所定時間内における負荷電流値が予め定められた第1の所定値以上に増加した場合に、ロボット1によるスピンドル23の送り速度を減速させ、所定時間内における負荷電流値が予め定められた第2の所定値以下に減少した場合に、スピンドル23の送りを停止させる。
The
ここで、所定時間とは、ユーザや設計者が任意に設定できる設計事項であり、本体部品Wを組成する樹脂材料の特性、本体部品Wの形状等に応じて自由に設定することができる。
また、第1の所定値とは、カッター26が本体部品Wに接触し始めて負荷が増加したとき(すなわち穴あけ加工開始時)の負荷電流値をいい、本体部品Wを組成する樹脂材料の特性、本体部品Wの形状等に基づいて変化する値である。
また、第2の所定値とは、カッター26による本体部品Wの穴あけ加工が終了する直前の状態から穴あけ加工が終了してエアカットの状態(カッター26の刃先が樹脂部品に接触していない状態)になって負荷が減少したときの負荷電流値をいい、本体部品Wを組成する樹脂材料の特性、樹脂部品の形状等に基づいて変化する値である。
Here, the predetermined time is a design item that can be arbitrarily set by the user or the designer, and can be freely set according to the characteristics of the resin material composing the main body part W, the shape of the main body part W, and the like.
The first predetermined value is a load current value when the load increases when the
Further, the second predetermined value is a state in which the punching process is completed from the state immediately before the punching process of the main body part W by the
データエリア34には、回転モータ22にかかる負荷電流の電流値と、ロボット1によるスピンドル23の送り速度と、が対応付けて記憶された加工条件変更データ34aが記憶されている。すなわち、CPU31が加工制御プログラム33aを実行することにより、CPU31は加工条件変更データ34aを参照して、電流計20が検出した負荷電流の電流値に対応する最適なロボット1によるスピンドル23の送り速度となるようにロボット1の送り速度を制御する。
制御装置3は、回転モータ22及び電流計20に接続され、回転モータ22に駆動電流を供給するとともに、回転モータ22に接続された電流計20から回転モータ22にかかる負荷電流値を取得する。
The
The
図3は、穴あけ装置2の機能を示すブロック図である。
穴あけ装置2は、通電により回転駆動力を出力する駆動部41を有し、この駆動部41の機能を回転モータ22が担う。
穴あけ装置2は、回転モータ22の駆動により回転するとともに、センターピン24及びカッター26を把持する把持部42を有し、この把持部42の機能をスピンドル23が担う。
穴あけ装置2は、穴あけ終了後の削孔片を保持する削孔片保持部43を有し、この削孔片保持部43の機能をセンターピン24が担う。
穴あけ装置2は、スピンドル23の回転とともに本体部品Wに穴あけを行う削孔部44を有し、この削孔部44の機能をカッター26が担う。
穴あけ装置2は、回転モータ22にかかる負荷電流を検出する電流検出部45を有し、この電流検出部45の機能を電流計20が担う。
穴あけ装置2は、CPU31が加工制御プログラム33aを実行することにより、電流計20により検出した回転モータ22の負荷電流に応じて、ロボット1によるスピンドル23の送り速度及び送り量を調節する加工制御部46を有し、この加工制御部46が制御装置3における加工制御手段として機能する。
FIG. 3 is a block diagram showing functions of the
The
The
The
The
The
The
<本体部品の穴あけ方法>
次に、本体部品Wの穴あけ方法について説明する。
図4に示すように、本体部品Wに穴あけを行う際には、回転モータ22を駆動させてスピンドル23を回転させるとともに、制御装置3のCPU31が加工制御プログラム31aを作業エリア35に展開して実行することにより、スピンドル23を可能な限り大きな送り速度で下降させる(ステップS1)。
次いで、CPU31は、電流計20からの電流値を読み取り、回転モータ22にかかる負荷電流値が第1の所定値以上に増加したか否かを判断する(ステップS2:電流検出工程)。
<Drilling method for body parts>
Next, a method for drilling the main body part W will be described.
As shown in FIG. 4, when drilling the body part W, the
Next, the
ここで、CPU31が、負荷電流値が第1の所定値以上に増加した(言い換えると、カッター26が本体部品Wに接触し始めて負荷電流が増大した)と判断した場合(ステップS2:YES)、CPU31は、加工制御プログラム33aに基づき、ロボット1によるスピンドル23の送り速度を減速させ、送り速度が減速された状態で本体部品Wの穴あけ加工を行う(ステップS3:加工制御工程)。一方、CPU31が、負荷電流値が第1の所定値以上にまで増加していない(言い換えると、カッター26が本体部品Wにまだ接触していない)と判断した場合(ステップS2:NO)、CPU31は、本判断処理を繰り返す。
Here, when the
次いで、CPU31は、電流計20からの電流値を読み取り、回転モータ22にかかる負荷電流値が第2の所定値以下に減少したか否かを判断する(ステップS4:電流検出工程)。
ここで、CPU31が、負荷電流値が第2の所定値以下に減少した(言い換えると、本体部品Wの穴あけが終了してエアカット状態となり、カッター26への抵抗が減少し、回転モータ22にかかる負荷電流が減少した)と判断した場合(ステップS4:YES)、CPU31は、加工制御プログラム33aに基づき、回転モータ22の回転を停止させ、ロボット1によるスピンドル23の送り方向を逆方向に切り換え、その際における送り速度を可能な限り増加させてスピンドル23を上昇させる(ステップS5:加工制御工程)。一方、CPU31が、負荷電流値が第2の所定値以下にまで減少していない(言い換えると、カッター26が本体部品Wにまだ接触している)と判断した場合(ステップS4:NO)、CPU31は、本判断処理を繰り返す。
Next, the
Here, the
次いで、CPU31は、スピンドル23が原点位置まで上昇したか否かを判断する(ステップS6)。ここで、CPU31が、スピンドル23が原点位置まで上昇したと判断した場合(ステップS6:YES)、CPU31は、本処理を終了させる。一方、CPU31が、スピンドル23が原点位置まで上昇していないと判断した場合(ステップS6:NO)、本判断処理を繰り返す。
Next, the
<作用効果>
穴あけ装置2によれば、CPU31が加工制御プログラム33aを実行することにより、回転モータ22の負荷電流に応じてロボット1によるスピンドル23の送り速度及び送り量を調節する。すなわち、カッター26が本体部品Wに接触したとき、言い換えると、穴あけ加工中においては、カッター26の刃先と本体部品Wとの摩擦抵抗が大きくなるので、回転モータ22にかかる負荷は増加し、電流計20により検出される負荷電流も増加する。これに対し、カッター26が本体部品Wに接触していないとき、言い換えると、穴あけ加工が始まる前のスピンドル23の送り時や穴あけ完了後においては、カッター26の刃先と本体部品Wとの間に摩擦抵抗が発生しないため、回転モータ22にかかる負荷は穴あけ加工時よりも減少し、電流計20により検出される負荷電流も減少する。
<Effect>
According to the
また、穴あけ装置2を用いて本体部品Wの穴あけを行う際において、電流検出工程では、回転モータ22の負荷電流を検出する。そして、加工制御工程では、電流検出工程により検出された所定時間内における負荷電流値が予め定められた第1の所定値以上に増加した場合に、ロボット1によるスピンドル23の送り速度を減速させ、所定時間内における負荷電流値が予め定められた第2の所定値以下に減少した場合に、ロボット1によるスピンドル23の送りを停止させ、回転モータ22の回転を停止させ、ロボット1によるスピンドル23の送り方向を逆方向に切り換え、その際における送り速度を可能な限り増加させてスピンドル23を上昇させる。
Further, when drilling the body part W using the
このように、回転モータ22にかかる負荷電流の大きさを用いて、穴あけ加工を制御することができるので、穴あけが行われる燃料タンクの形状にばらつきがあっても、実際に穴あけを行っているときのみスピンドル23を適切な送り速度とし、その他のときは可能な限り高速で送ることでサイクルタイムを短縮させることができる。
また、穴あけが終了すると、回転モータ22にかかる負荷電流は減少するので、その負荷電流の変化で穴あけが終了したことを検出できるので、すぐに送りを停止させることができ、従来のように余分に送りを取ることによるカッター26の空運転(エアカット)がなくなる。これにより、カッター26の空運転に伴って、穴の内周面をカッター26が削り取ってしまい、この削り屑が本体部品W内や穴あけ装置2の周囲に飛散することがなくなり、燃料タンクの品質低下や穴あけ装置2の故障等の要因を除去することができる。
Thus, since the drilling process can be controlled using the magnitude of the load current applied to the
Further, since the load current applied to the
また、アーム14の先端が所定の動作範囲内で動作するロボット1に穴あけ装置2を設けることにより、本体部品Wの穴あけを行う加工ラインでの使用に適した本体部品Wの穴あけロボットシステム10を提供することができる。
In addition, by providing a
<その他>
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、スピンドル23を回転させる手段としてサーボモータを用いたが、サーボモータに限らず、インダクションモータを用いてもよい。
また、センターピン24は、外面が滑らかな針状のものに限らず、外面にねじが切られたものであってもよい。外面にねじを切ることにより、削孔片の保持をより確実にすることができる。
また、スピンドル23の送り装置としてロボット1を用いて行ったが、スピンドル23の送り装置は、ロボット1である必要はなく、送り用のモータを支持台21に設け、ボールねじ機構等によりスピンドル23を送るようにしてもよい。
また、全ての処理をプログラムによりソフト的に処理するものに限らず、その一部又は全部の処理をハードウェアで処理するようにしてもよい。
その他、発明の範囲内で自由に置換、変更が可能である。
<Others>
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, a servo motor is used as a means for rotating the
Further, the
Although the robot 1 is used as the feeding device for the
Further, not all of the processing is processed by software by a program, but part or all of the processing may be processed by hardware.
In addition, substitution and change are possible freely within the scope of the invention.
1 ロボット(送り装置)
2 穴あけ装置
3 制御装置(加工制御手段)
10 穴あけロボットシステム
20 電流計(電流検出手段)
22 回転モータ
23 スピンドル
26 カッター
41 駆動部
42 把持部
44 削孔部
45 電流検出部(電流検出手段)
46 加工制御部(加工制御手段)
W 本体部品(樹脂部品)
1 Robot (feeder)
2
10
22
46 Machining control unit (machining control means)
W Body parts (resin parts)
Claims (6)
前記出力軸に設けられ、当該出力軸と同軸まわりに回転するスピンドルと、
前記スピンドルを前記出力軸の軸線方向に沿って移動させる送り装置と、
前記出力軸の軸線に対して偏心した位置に設けられ、前記スピンドルの回転とともに回転して樹脂部品に穴あけ加工を行うカッターと、
前記回転モータの負荷電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出した負荷電流に基づいて、前記送り装置による前記スピンドルの送り速度及び送り量を調節する加工制御手段と、
を備えることを特徴とする樹脂部品の穴あけ装置。 A rotary motor whose output shaft is driven to rotate by energization;
A spindle provided on the output shaft and rotating about the same axis as the output shaft;
A feeding device for moving the spindle along the axial direction of the output shaft;
A cutter that is provided at a position that is eccentric with respect to the axis of the output shaft, and that rotates with the rotation of the spindle to drill holes in resin parts;
Current detecting means for detecting a load current of the rotary motor;
Processing control means for adjusting the feed speed and feed amount of the spindle by the feed device based on the load current detected by the current detection means;
A drilling device for resin parts, comprising:
前記電流検出手段により検出された所定時間内における負荷電流値が予め定められた第1の所定値以上に増加した場合に、前記送り装置による前記スピンドルの送り速度を減速させることを特徴とする請求項1に記載の樹脂部品の穴あけ装置。 The processing control means includes
The feed speed of the spindle by the feed device is reduced when a load current value detected by the current detection means within a predetermined time increases to a predetermined first predetermined value or more. Item 2. A resin part drilling apparatus according to Item 1.
前記電流検出手段により検出された所定時間内における負荷電流値が予め定められた第2の所定値以下に減少した場合に、前記送り装置による前記スピンドルの送りを停止させることを特徴とする請求項1に記載の樹脂部品の穴あけ装置。 The processing control means includes
The spindle device is stopped by the feeding device when a load current value detected by the current detection means within a predetermined time is reduced to a predetermined second predetermined value or less. A resin part drilling apparatus according to claim 1.
前記回転モータの負荷電流を検出する電流検出工程と、
前記電流検出工程により検出された所定時間内における負荷電流値が予め定められた第1の所定値以上に増加した場合に、前記送り装置による前記スピンドルの送り速度を減速させ、前記所定時間内における負荷電流値が予め定められた第2の所定値以下に減少した場合に、前記送り装置による前記スピンドルの送りを停止させる加工制御工程と、
を備えることを特徴とする樹脂部品の穴あけ方法。 In the resin component drilling method using the resin component drilling device according to any one of claims 1 to 3,
A current detection step of detecting a load current of the rotary motor;
When the load current value detected in the predetermined time detected by the current detection step increases to a predetermined first predetermined value or more, the feed speed of the spindle by the feeding device is decreased, and the load current value is reduced within the predetermined time. A machining control step of stopping the feeding of the spindle by the feeding device when the load current value is reduced below a predetermined second predetermined value;
A method for drilling resin parts, comprising:
複数のアームを有し、当該アームの先端に前記樹脂部品の穴あけ装置が設けられるとともに、駆動力が付与されることにより、前記アームの先端が所定の動作範囲内で動作するロボットと、
を備えることを特徴とする樹脂部品の穴あけロボットシステム。 A drilling device for resin parts according to any one of claims 1 to 3,
A robot that has a plurality of arms, and is provided with a drilling device for the resin component at the tip of the arm, and by applying a driving force, the robot moves the tip of the arm within a predetermined operating range;
A resin part drilling robot system comprising:
前記回転モータの負荷電流を検出する電流検出工程と、
前記電流検出工程により検出された所定時間内における負荷電流値が予め定められた第1の所定値以上に増加した場合に、前記送り装置による前記スピンドルの送り速度を減速させ、前記所定時間内における負荷電流値が予め定められた第2の所定値以下に減少した場合に、前記送り装置による前記スピンドルの送りを停止させる加工制御工程と、
を備えることを特徴とする樹脂部品の穴あけ方法。 In the resin part drilling method using the resin part drilling robot system according to claim 5,
A current detection step of detecting a load current of the rotary motor;
When the load current value detected in the predetermined time detected by the current detection step increases to a predetermined first predetermined value or more, the feed speed of the spindle by the feeding device is decreased, and the load current value is reduced within the predetermined time. A machining control step of stopping the feeding of the spindle by the feeding device when the load current value is reduced below a predetermined second predetermined value;
A method for drilling resin parts, comprising:
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