JP2010514582A

JP2010514582A - 縁部仕上げシステム

Info

Publication number: JP2010514582A
Application number: JP2009544264A
Authority: JP
Inventors: ブイ、ビアン、トロング; デルメーレン、エリック、エフ．ジェイ．エム．バン
Original assignee: エクスアテック、エル．エル．シー．
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2010-05-06
Also published as: WO2008083217A1; US20080159819A1; KR20090106560A; CN101636239A; EP2101946A1

Abstract

ポリカーボネート・パネルなどの物品用の縁部仕上げシステム。このシステムは、加工品６０の縁部をトリミングし且つ平滑化する多目的縁部仕上げ工具１０を含む。この工具は、凹状の環状表面を有する輪郭の付けられた切削具部分１４と円筒状形状を有する直線切削具部分１２とを含む。フルートが工具軸とともに全体的に延び、直線切削縁部２４及び輪郭の付けられた切削縁部２６を画成する。このシステムは、輪郭の付けられた加工品を静止摩擦によって固定し、加工品の表面を傷物にさせ或いは外観を損なうことなく、加工品の縁部を多目的縁部仕上げ工具を使用してトリミングし且つ平滑に仕上げることの両方を行うことができるように、プラットフォーム内に包み込まれた真空カップを有する固定具３０を含むことができる。

Description

プラスチック、ポリカーボネート及び同様な樹脂ベースの化合物から作られる物品は、射出成型、真空成形、又はブロー成型技術を使用して通常形成され且つ製造される。そのような成形によって製造される部品は、成型部品の縁部から突起するタブの切削又はトリミング、粗い又は不規則な部分のトリミング、縁部の粗さをより少なくするための縁部の平滑化、及び凸状の又は丸くされた縁部を作るための縁部の平滑化を含むさらなる仕上げ加工を要する縁部をしばしば有する。

成型部品の望ましくない部分の除去は一般に、加工品を固定具内に配置し、次いで回転軸に平行な且つ全体的に円筒状の切削工具内に形成される直線の切削縁部、又はリップを有する高速回転切削工具を使用して実施される。仕上げ部品上に平滑な、丸くされた凸の縁部を形成することは、同じ固定具であるが仕上げ部片の所望の凸状の縁部を作り出すようなサイズにされた凹状の表面に形成される切削縁部を有する異なる形状の工具を通常使用する。

トリミング及び縁部形状化の両方の仕事が必要な場合は、作業者は回転力源内の工具を交換しなければならない。複数の工具では、作業者はそれぞれの工具で製品の諸バッチを通して行うか、又は部片毎に直線の切削具工具を取り外し輪郭の付けられた切削具工具に交換することが必要になる。これらの非効率性は、仕上げ工程が、例えば工具を位置決めし且つ案内するためにロボットを使用するコンピュータ支援製造技術によって実施される状況を含む、大量の部片が精密許容差レベルでの仕上げを要するとき、増幅される。

さらに、プラスチック又はポリカーボネートのパネルの縁部を仕上げるとき、「チャタリング（chattering）」を防止し、縁部への邪魔されないアクセスを最大限にし、且つパネルを傷物にし又は外観を損なうのを最小限にするために加工品をしっかりと保持することが重要である。非平面パネルが縁部仕上げ加工のための準備で固定具に固定される予定のときは、さらに難題となる。

固定具及び縁部仕上げ工具を利用する縁部仕上げシステムが特許請求される。一実施例では加工品は、回転力源内に挿入可能な円筒状軸部と、少なくとも１つの切削縁部によって中断される凹状の表面を有する輪郭の付けられた切削具部分と、直線の切削縁部によって中断される全体的に円筒状の表面を有する直線切削具部分とを備える多目的工具によってその縁部が仕上げられる間、固定具内に保持される。多重切削具工具の一実施例では、少なくとも１つのフルートが、フルートの縁部が２つの部分の切削縁部又はリップを画成しながら、直線切削具部分から連続的に延び且つ輪郭の付けられた切削具部分を通る。このフルートは、工具の軸に対して実質的に長手方向且つ平行であることができ、或いは軸に対して傾いている又はらせん形であることができる。一実施例では、ショルダ部分が回転コレットの端部と係合し且つ挿入を積極的に制限するために、シャフト部分と輪郭の付けられた切削具部分の間に配設される。

このシステムは加工品を固定するための固定具を含み、一実施例ではそれは、加工品の平滑な表面を受けるように輪郭の付けられたプラットフォームを含み、このプラットフォームは、プラットフォーム内に配置され加工品の平滑な表面と係合しそれを静摩擦によってプラットフォームに対してしっかりと固定するような構造にされた複数の真空要素を備える。別の実施例では、加工品の縁部は、多目的工具が例えば加工品の縁部を仕上げることができるように露出されるのが有利である。このシステムによって、作業者又はロボットが縁部の直線的な切削並びに丸くされた凸の縁部の切削及び仕上げを工具の交換及び固定具内での加工品の再位置決めなしで実施するのが可能になり、且つ加工品縁部への妨げられないアクセスが可能になり、且つ加工品が傷物にされること又は外観が損なわれることを最小限にする方式でしっかり固定するのが可能になる。

直線部分及び輪郭の付けられた部分の切削縁部を形成する直線の長手方向フルートを有する多重切削具工具の側面図である。図１に示す切削工具の下側端部からの端面図である。直線及び輪郭の付けられた部分の切削縁部を形成するらせん形フルートを有する切削工具の側面図である。本システムに使用可能な固定具の一実施例の上面図である。図４に示す固定具の線５−５に全体的に沿った線図的な断面図である。

好ましい実施例の以下の説明は事実上単なる例示であり、決して本発明又はその用途又は使用を限定するためのものではない。

本発明は、加工品を固定具内に保持しその縁部を仕上げるためのシステムである。一実施例では多重切削具工具が、比較的平滑な直線縁部又は丸くされた凸状の縁部を必要とするほぼ平らな材料を含む、材料を切削又はトリミングするために回転力源と組み合わせて使用される。例えば、自動車に設置される光学的に透明なポリカーボネート・ガラス（すなわち窓）を含むポリカーボネート・パネルは、通常設置に先立って縁部のトリミング及び仕上げを必要とする。ポリカーボネート・パネル用の成型工程は通常、取り扱いのために使用される１つ又は複数のタブ、及び多分樹脂がそこを通り型内に射出された１つ又は複数の「ゲート（gate）」を有するパネルに結果としてなる。これらの突起部は、設置に先立ってトリミングしなければならない。その上、成型パネルの縁部は、タブ及びゲートが取り除かれた領域の表面輪郭及び外観に通常合致するように、丸み付け及び平滑化を必要とする場合がある。ポリカーボネート自動車ガラスでは、この周辺縁部は比較的平滑な丸くされた表面として通常仕上げられる。望ましくない突起部をトリミングする又は必要以上に大きい部分を切り離すのに使用される直線縁部回転工具、及び丸くされた周囲縁部を作り出すのに使用される凹状形状の回転工具を伴う、回転力源に取り付けられた工具がそのような動作のために通常使用される。

図１は、直線切削具部分１２及び輪郭の付けられた切削具部分１４の両方を組み込んだ多重切削具工具１０を示す。軸部１６は円筒状であり、回転力源のコレット又はチャック内に挿入される。軸部１６の下に軸部１６より大きな直径を有するショルダ１８がある。ショルダ１８は、コレットの外部表面と係合し、それによってコレット内への挿入限界として働き、加工品をロボットに対して一貫して位置決めする適切な固定具内に加工品が保持される動作を含む、ロボット的にプログラムされた動作のための信頼性の高いセット寸法を可能にするように構成される。

輪郭の付けられた部分１４は一般に、２つのランド１５の間に、工具１０を通り長手方向に延びる軸Ｘ上に中心のある凹状の環状表面を備える。直線切削具部分１２は、（テーパの付いた部分によって分離された）切削具部分１４に隣接して配置され、形状が円筒状である。輪郭の付けられた切削具部分１４及び直線切削具部分１２の両方の円周表面は、これらのそれぞれの部分の凹状の環状表面と円筒状表面内に形成される少なくとも１つの切削縁部によって中断される。一実施例では、この切削縁部は、表面内に機械加工されるフルート２０によって形成される。図１及び２に示す工具１０は、正反対に対向する２つのフルート２０を含む。各フルートは、それぞれ輪郭の付けられた切削具部分１４及び直線切削具部分１２の環状及び円筒状表面内に切削又は研削された少なくとも１つの平面部分２２を備える。図１及び２に示すように、平面部分２２は軸Ｘと実質的に合致する平面に沿って長手方向に延びる。フルート２０は、平面部分２２と対向するフルート表面部分２３によってさらに画成される。図示の実施例では、フルート表面部分２３は非平面であり、平面部分２２に対して実質的に直角である。

直線切削具部分１２の円筒状表面の、フルート２０の平面部分２２との交点は、直線切削具部分１２上の切削縁部又はリップ２４を画成する。同様に、フルート２０の平面部分２２は、輪郭の付けられた切削具部分１４上の輪郭の付けられた切削縁部２６を画成する。

例えば３０，０００〜５０，０００ｒｐｍの高速回転多重切削具工具１０は、この結果パネル部分を切り離し且つ望ましくないタブをトリミングするために、その直線切削具部分１２のところで加工品の縁部と係合することができる。（この仕事を実施するようにプログラムされたロボット又は機械を含む）作業者は、この回転する工具を加工品の全周囲周りに導くことができる。直線切削具部分１２でのトリミング後、作業者は単純に軸Ｘに沿って工具をわずかに平行移動させ、次いで平滑な凸状の縁部を作り出すために輪郭の付けられた切削具部分１４を使用して２回目に同じ周囲経路を移動させることができる。本明細書で開示されるこの実施例は、通常の用途のためのさらなるやすり掛け又は平滑化を全く必要としない適度に平滑な縁部を生じさせる。

多重切削具工具は、金属又はタングステン・カーバイドなどの金属合金の一体構造のものであることができる。別法として、多重切削具工具１０は、直線切削具部分１２及び／又は輪郭の付けられた切削具部分１４内にダイヤモンドを備える切削縁部を有することができる。さらにこの工具は、工具の動作温度を低下させ且つ鋭い切削縁部２４及び２６を維持することによって寿命を延ばすためにチタン被覆で被覆することができる。図１及び２は多重切削具工具１０内に形成される２つのフルート２０を示すけれども、用途に応じて単一の切削縁部を画成する単一のフルート又は複数の切削縁部を有する３つ以上のフルートが適切である場合がある。さらに、工具１０に沿った直線切削具部分１２及び輪郭の付けられた切削具部分１４の軸方向位置は逆にできることが理解されるであろう。

図示の実施例では、フルート２０は直線切削具部分１２から輪郭の付けられた切削具部分１４内に連続的に延びる。しかしながら、フルート２０は、直線切削具部分１２と輪郭の付けられた切削具部分１４の間で不連続であることができる。その上、直線切削具部分１２内のフルート２０の部分は、輪郭の付けられた切削具部分１４内のフルート２０の部分から円周方向にオフセットさせることができる。

図３は、多重切削具工具１０上にらせん状に形成されるフルート２０を示す本発明の別の実施例を示す。フルート２０は、軸Ｘに対してフルート面２２を斜めに向けて、図３に示す漸進的ならせんにほぼ近接して、角度の付いた平面で多重切削具工具上に形成することもできる。このように切削縁部２４及び２６に角度を付けることによって、より長い寿命及び多重切削具工具１０によって除去される材料に対する改善された方向性制御などのいくつかの利点を実現することが可能になる場合がある。（本明細書で且つ特許請求の範囲で使用されるときの「直線切削縁部」は、直線切削具部分１２上の切削縁部を呼ぶ。）

本発明の別の態様では、工具例えば多重切削具工具１０は、真空補助固定具３０内に保持される加工品６０の部分を仕上げるのに使用される。固定具３０は、輪郭の付けられたプラットフォーム３４内に包み込まれた、真空カップ３２などの複数の真空要素から主として構成される。一用途では、加工品６０は図５に示すように、１つ又は２つのその平面に近い寸法を横切る湾曲した輪郭を有する透明なポリカーボネート・パネルであることができる。複数の真空カップ３２が、真空源３６の作動に際して輪郭の付けられたプラットフォーム３４の対応する輪郭の付けられた表面に対して加工品６０の平滑な表面をしっかりと固定するように、適切な配置及び数で輪郭の付けられたプラットフォーム３４内に包み込まれている。したがって、輪郭の付けられたプラットフォーム３４は、加工品６０の平滑な輪郭の付けられた表面と相補的に係合するように設計される。輪郭の付けられたプラットフォーム３４は、ポリウレタン材料などの非損傷、非スリップ表面から構成されることが好ましい。図示の実施例では、このポリウレタン材料は輪郭の付けられたプラットフォーム３４を一体的に形成する。輪郭の付けられたプラットフォーム３４は、加工品６０と、真空源３６によって発生し１つ又は複数の真空線３８を使用して真空カップ３２に加えられる負圧（真空）下にある真空カップ３２との間の相互作用によって加えられる圧力に耐えるように十分に剛性でもある。好ましい実施例では、各真空カップ３２は蛇腹部分３３を有し、且つ真空カップ３２のこの蛇腹の部分が加工品６０の平滑な表面と係合し、真空作動に際して輪郭の付けられたプラットフォーム３４の表面のわずかに下に折り畳まれ、それによって加工品６０と輪郭の付けられたプラットフォーム３４の間に密接且つ確実な係合を確実にするように、輪郭の付けられたプラットフォーム３４内に配置される。

輪郭の付けられたプラットフォーム３４は、加工品６０の平滑な側面より面積がより小さな係合表面を有することができる。そのような設計によって、多重切削具縁部仕上げ工具１０などの工具が、固定具構成部品によって妨げられずに加工品６０の縁部上に加工を実施することができるようになる。しかしながら、輪郭の付けられたプラットフォーム３４は、例えば１つ又は複数の縁部が仕上げ加工を全く必要としない場合、１つ又は複数の平面寸法で、加工品６０を越えて延びる外周を有するように構成できることを理解されたい。

図４及び５に示す実施例では、輪郭の付けられたプラットフォーム３４は、アルミニウム又は鋼などの剛体の金属から構成されるベース４０に固定される。ベース４０に取り付けられ、且つ加工品６０の周囲周りに配置されて、後退可能なピストン５４の端部のところに接触表面５２を有する複数の加工品位置決め器５０が存在する。一実施例では、加工品位置決め器５０は空気圧で動力供給され、信頼性及び正確性の高い度合いで延び且つ後退するように調整することができる。

動作では、加工品６０は輪郭の付けられたプラットフォーム３４上でおおよその位置に配置される。次いで加工品位置決め器５０が、接触表面５２を加工品６０の縁部６２上の係合領域と係合させそれによって加工品６０を位置決めできるように、ピストン５４を正確な所定の位置まで延ばすように空気圧で作動される。加工品６０がそのように位置決めされた後、真空源３６が作動させられ、結果として真空チューブ３８及び真空カップ３２を通る負の空気圧力になる。この負圧が蛇腹３３を折り畳み、加工品６０が、固定具３０に対する相対的な移動に対して加工品６０を固定するのに十分な静止摩擦で、輪郭の付けられたプラットフォーム３４に密接に接して引っ張られるようにする。

そのように固定されると、このシステムによって加工品６０が多重切削具工具１０などの工具によって加工されるのが可能になる。ロボットが、高速回転多重切削具工具１０を加工品６０の周囲縁部６２の周りに２つのパスで向けることができ、第１のパスは望ましくない材料の縁部６２を多重切削具工具１０の直線切削具部分１２を使用して切削又はトリムするために使用される。次いでロボットは、多重切削具工具１０を軸Ｘに沿って平行移動させ、実質的に同じパスを繰り返し、このときは工具１０の輪郭の付けられた切削具部分１４を縁部を仕上げるために加工品６０の縁部６２に対して適用する。図示の実施例によって、加工品移動又はチャタリングなしで、且つ加工品６０をそれが固定具３０と接触する点で傷物にさせる又は外観を損なうことなく、これらの縁部を仕上げることが可能になる。

上記の説明は本発明の１つ又は複数の実施例を構成するけれども、添付の特許請求の範囲の適切な範囲及び公正な意義から逸脱することなく改変及び変形形態及び変更を受け易いことは理解されるであろう。

Claims

軸を中心とし且つ回転力源内に挿入可能な円筒状軸部を備え、且つ前記軸を中心とし且つ少なくとも１つの輪郭の付けられた切削縁部によって中断される凹状の環状表面を備える輪郭の付けられた切削具部分を含み、且つ前記軸を中心とし且つ少なくとも１つの直線切削縁部によって中断される円筒状表面を備える直線切削具部分も含む、固定具に固定された加工品に加工を実施するための多目的縁部仕上げ工具を備える、縁部仕上げシステム。
前記輪郭の付けられた切削縁部が前記環状表面内に形成されるフルートによって画成される、請求項１に記載の縁部仕上げシステム。
前記フルートが前記軸と実質的に合致する平らな表面によって少なくとも部分的に画成される、請求項２に記載の縁部仕上げシステム。
前記フルートが前記軸に対して傾いている平面によって少なくとも部分的に画成される、請求項２に記載の縁部仕上げシステム。
前記フルートが前記軸に対してらせん形である湾曲した表面によって少なくとも部分的に画成される、請求項２に記載の縁部仕上げシステム。
前記輪郭の付けられた切削縁部がダイヤモンドをさらに備える、請求項２に記載の縁部仕上げシステム。
前記軸部より大きな直径を有し、前記軸部と前記輪郭の付けられた切削具部分の間に配置され、且つコレット又はチャックと係合するように構成されるショルダをさらに備える、請求項１に記載の縁部仕上げシステム。
前記直線切削縁部が前記円筒状表面内に形成されるフルートによって画成される、請求項１に記載の縁部仕上げシステム。
前記フルートが前記軸と実質的に合致する平らな表面によって少なくとも部分的に画成される、請求項８に記載の縁部仕上げシステム。
前記フルートが前記軸に対して傾斜する平らな表面によって少なくとも部分的に画成される、請求項８に記載の縁部仕上げシステム。
前記フルートが前記軸に対してらせん形の湾曲した表面によって少なくとも部分的に画成される、請求項８に記載の縁部仕上げシステム。
前記直線切削縁部がダイヤモンドをさらに備える、請求項８に記載の縁部仕上げシステム。
各々が前記輪郭の付けられた切削縁部及び前記直線切削縁部のうちの少なくとも１つを画成する、正反対に対向する２つのフルートをさらに備える、請求項１に記載の縁部仕上げシステム。
前記輪郭の付けられた切削縁部及び前記直線切削縁部が、前記輪郭の付けられた切削具部分と前記直線切削具部分の間を連続的に延びる共通のフルートによって画成される、請求項１に記載の縁部仕上げシステム。
前記工具が一体構造のものである、請求項１に記載の縁部仕上げシステム。
前記加工品を固定するための固定具をさらに備える、請求項１に記載の縁部仕上げシステム。
加工品を固定するための固定具と、
軸を中心とし且つ回転力源内に挿入可能な円筒状軸部を備え、且つ軸を中心とする凹状の環状表面を備え且つ前記環状表面内に形成され輪郭の付けられた切削縁部を画成するフルートを有する輪郭の付けられた切削具部分を含み、且つ前記軸を中心とする円筒状表面を備える直線切削具部分もさらに含み、前記フルートが前記円筒状表面を通って延び且つ直線切削縁部を画成し、前記フルートが前記輪郭の付けられた切削具部分と前記直線切削具部分の間を連続的に延びる、前記固定具によって固定された前記加工品に加工を実施するための多目的縁部仕上げ工具とを備える、縁部仕上げシステム。
前記フルートが前記軸と実質的に合致する平らな表面によって少なくとも部分的に画成される、請求項１７に記載の縁部仕上げシステム。
前記フルートが前記軸に対して傾いている平らな表面によって少なくとも部分的に画成される、請求項１７に記載の縁部仕上げシステム。
前記フルートが前記軸に対して実質的にらせん形である湾曲した表面によって少なくとも部分的に画成される、請求項１７に記載の縁部仕上げシステム。
前記固定具が輪郭の付けられたプラットフォーム内に包み込まれた複数の真空要素を備え、前記真空要素及び前記輪郭の付けられたプラットフォームの係合表面が前記加工品の表面と相補的に係合するように配置される、請求項１に記載の縁部仕上げシステム。
前記係合表面が前記加工品の平滑な側面より面積が小さい、請求項２１に記載の縁部仕上げシステム。
前記加工品と係合可能な、複数の後退可能な加工品位置決め器をさらに備える、請求項２１に記載の縁部仕上げシステム。
前記複数の後退可能な加工品位置決め器が、前記加工品の前記係合領域と係合し、前記加工品を前記輪郭の付けられたプラットフォームに対して位置決めするように延びることができ、且つ前記輪郭の付けられたプラットフォーム上の１つ又は複数の前記係合領域にアクセス可能になるように後退可能である、請求項２３に記載の縁部仕上げシステム。
前記複数の後退可能な加工品位置決め器のうちの少なくとも１つが空圧的に作動させられる、請求項２４に記載の縁部仕上げシステム。