JP2015036188A - ワークピースの表面加工システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ワークピースの表面加工システムはワークピースを機械加工する加工センタ1の側部に設けられており、少なくとも一群の研ぎユニットを含み、研ぎユニット上にはロボットアーム2と、異なる研ぎ精度を有する複数の研ぎ機3とが設けられている。研ぎ機はロボットアームの周囲に順番で設けられ、ロボットアームは加工センタと研ぎユニットの間でワークピースを移動させることができる。ロボットアームが加工センタに位置する時に、ロボットアームは機械加工されたワークピースを一回でクランプし、ロボットアームが研ぎユニットに位置する時に、ロボットアームがワークピースを挟持して設定手順によりロボットアームの所在の研ぎユニットに対応する各研ぎ機に送って研ぎを行っている。該システムは高効率、高精度で大量の表面処理を行い、高程度の無人化生産を実現する。
【選択図】図10
Description
ワークピースの表面加工システムは、ワークピースを機械加工する加工センタの側部に設けられている。該システムは少なくとも1群の研ぎユニットを含み、前記研ぎユニットにはロボットアームと種々の研ぎ精度を有する研ぎ機とが設けられ、研ぎ機は順番にロボットアームの周囲に配置されている。前記ロボットアームは加工センタと研ぎユニットの間でワークピースを移動し、ロボットアームが加工センタに位置する時に、ロボットアームは機械加工されたワークピースを一回でクランプし、ロボットアームが研ぎユニットに位置する時に、ロボットアームはワークピースを挟持して設定順位に基いてロボットアームの所在の研ぎユニットに対応する各研ぎ機に移送して研ぎを行っている。
1、前記ワークピースの表面加工システムは各研ぎユニット内のロボットアームを用いて加工センタ内のワークピースを挟持し、ワークピースが加工センタ内で位置が変化されないため、ロボットアームを通じて相応する各ワークピースを正確に挟持することができ、かつ毎回の挟持動作が同じで、ワークピースの研ぎ精度を高めることができ、更に各ワークピースの統一性を保証することができる。
2、前記ワークピースの表面加工システムは加工センタの周囲に複数の研ぎユニットを均一に分布し、研ぎユニットの数を増加して、加工センタで機械加工されたワークピースが即時に研ぎ処理されるように保証し、ワークピースの生産効率を高めると同時に、加工センタの作業効率を高める。
3、前記ワークピースの表面加工システムは1つの研ぎユニット内に複数の研ぎ機を設け、各研ぎ機上の研ぎ粒の大きさが順次に増大または減少し、ワークピースは各研ぎ機により順次に全ての研ぎ過程が完成される。研ぎが完成されたワークピース表面の研ぎ精度が更に高くなると同時に、研ぎベルトの内側の研ぎ輪を通じてワークピースの表面に対して複雑な曲面の研ぎを行い、使用価値が更に高く、使用範囲が更に広くなる。
4、前記ワークピースの表面加工システムは各研ぎユニット内の研ぎ機をロボットアームの挟持スタンドを円心として周方向に均一に分布し、ロボットアームのワークピースが1つの研ぎ機から次の研ぎ機へ移動する移動経路が同一になるように保証する。これにより、極大的に数値制御プログラミングを単純化し、更に研ぎ作業を行う時のロボットアームの各手順の同一性を保証し、省力で、効率が高い。
5、前記ワークピースの表面加工システムは研磨装置を利用し、作業員がワークピースを挟持具上に放置すると、自動でワークピースに対して研磨を行い、加工システムの自動化程度を更に高くし、時間と力を節約する。
図10に示すように、ワークピースの表面加工システムは、ワークピースを機械加工する加工センタ1の側部に設けられている。加工されるワークピースは弁、蛇口または管部材などのワークピースで、その共通点として該ワークピースはロボットアームにより挟持される内孔を有する。該システムは加工センタ1の周囲に均一に分布されている3つ群の研ぎユニットAを含み、各研ぎユニットAの周囲は加工されたワークピースの放置に用いる貯留ホッパーを更に有する。研ぎユニットA上にはロボットアーム2と研ぎ精度が異なる研ぎ機3とが設けられる。研ぎ機3は4つでロボットアーム2の周囲に順次配置され、ロボットアーム2は加工センタ1と研ぎユニットAの間でワークピースを移動させることができる。ロボットアーム2が加工センタ1に位置する時に、ロボットアーム2が加工されたワークピースを一回でクランプし、ロボットアーム2が研ぎユニットAに位置する時に、ロボットアーム2はワークピースを挟持して設定された順番に従ってロボットアーム2の所在の研ぎユニットAの対応する各研ぎ機3に搬送して研ぎを行っている。
図1のように、該ワークピースの表面加工システムはワークピースを機械加工する加工センタ1の側部に設けられ、研ぎユニットA、研磨装置18、研ぎユニットと研磨装置18の間に設けられかつワークピースを水平に移動させる輸送ベルト19を含む。研ぎユニットAの数は3つで、加工センタ14の周囲に均一に分布され、各研ぎユニットAはロボットアーム2と異なる研ぎ精度を有する4つの研ぎ機3とを有する。各研ぎユニットA内には取付フレーム27が設けられ、ロボットアーム2と各研ぎ機3は取付フレーム27上に取り付けられ、取付フレーム27は扇形で、ロボットアーム2は取付フレーム27の扇形中心に固定され、各研ぎ機3は取付フレーム27の扇形の円弧形エッジ上に均一に分布される。ロボットアーム2は加工センタ1と研ぎユニットAの間でワークピースを移動させることができ、ロボットアーム2が加工センタ1に位置する時に、ロボットアーム2は機械加工されたワークピースを一回でクランプし、ロボットアーム2か研ぎユニットAに位置する時に、ロボットアーム2はワークピースを挟持し、かつ設定された順序でロボットアーム2の所在の研ぎユニットAに対応する各研ぎ機3に送ってワークピースの研ぎを行っている。
2、ロボットアーム
A、研ぎユニット
3、研ぎ機
4、ハウジング
5、主動輪
6、従動輪
7、研ぎベルト
8、研ぎモータ
9、研ぎ輪
10、ベース
11、挟持スタンド
12、挟持アーム
13、回転モータ
14、伝動歯車D
15、第1リンク
16、第2リンク
17、揺動モータ
18、研磨装置
19、輸送ベルト
20、調節ガイドレール
21、スライダ
22、研磨スタンド
23、挟持具
24、研磨輪
25、研磨ガイドレール
26、研磨モータ
27、取付フレーム
28、環状歯車
29、中間歯車
30、伝動盤
31、揺動アーム
32、ばね
33、連結カバー
34、エジェクタピン
35、切欠部
36、環状凸部
37、位置決めシリンダ
38、位置決め突起
39、連結フレーム
40、転換モータ
Claims (14)
- ワークピースに対して機械加工する加工センタ(1)の側部に設けられているワークピースの表面加工システムにおいて、
該システムは少なくとも1群の研ぎユニット(A)を含み、前記研ぎユニット(A)はロボットアーム(2)を設け、かつ複数の研ぎ精度が異なる研ぎ機(3)を有し、研ぎ機(3)は順番でロボットアーム(2)の周囲に配置され、前記ロボットアーム(2)は加工センタ(1)と研ぎユニット(A)の間でワークピースを移動し、ロボットアーム(2)が加工センタ(1)に位置する時に、ロボットアーム(2)が機械加工されたワークピースを一回でクランプし、ロボットアーム(2)が研ぎユニット(A)に位置する時に、ロボットアーム(2)はワークピースを挟持して設定順位によってロボットアーム(2)の所在の研ぎユニット(A)の対応する各研ぎ機(3)に搬送して研ぎを行うことを特徴とするワークピースの表面加工システム。 - 前記研ぎ機(3)はベルト式研ぎ機(3)において、ハウジング(4)と、ハウジング(4)内に位置する主動輪(5)と従動輪(6)と、研ぎベルト(7)とを含み、前記主動輪(5)は研ぎモータ(8)の駆動により回転され、ハウジング(4)は前記主動輪(5)と従動輪(6)の外部を被覆し、かつ一部の主動輪(5)と一部の従動輪(6)がハウジング(4)の外部に露出されており、前記研ぎベルト(7)は主動輪(5)と従動輪(6)上を被覆し、かつハウジング(4)の外部に露出されている研ぎベルト(7)の外側面は、ワークピースに対して研ぎを行う研ぎ面であることを特徴とする請求項1に記載のワークピースの表面加工システム。
- 前記同一の研ぎユニット(A)内の隣接する各研ぎ機(3)上の研ぎベルト(7)の砥粒の大きさが徐々に小さくなることを特徴とする請求項2に記載のワークピースの表面加工システム。
- 前記ハウジング(4)内には1群の研ぎ輪(9)が設けられ、各研ぎ輪(9)の直径と他の研ぎ輪(9)の直径が異なり、前記ハウジング(4)の研ぎ輪(9)に隣接する箇所には研ぎ輪(9)を駆動して研ぎベルト(7)の研ぎ面の内側の同一位置に当接させる変換機構が設けられており、1つの研ぎ輪(9)が前記研ぎ面の内側に当接する時に、他の研ぎ輪(9)が研ぎ面から離れることを特徴とする請求項1〜3―の何れかに記載のワークピースの表面加工システム。
- 前記変換機構は転換モータ(40)と連結フレーム(39)を含み、連結フレーム(39)の中央部は転換モータ(40)の出力軸と固接され、連結フレーム(39)の周囲には複数の自動回転可能である、かつ曲率が異なる研ぎ輪(9)が設けられ、各研ぎ輪(9)は転換モータ(40)の出力軸を円心とする同一の円周上に均一に分布され、かつ少なくとも各研ぎ輪(9)における1つが研ぎ面の内側に当接して位置決めされるられるように連結フレーム(39)を回転させることを特徴とする請求項4に記載のワークピースの表面加工システム。
- 前記変換機構はコントローラと、該コントローラに連結する接近スイッチと、数が研ぎ輪(9)の数と同じであるセンサーと、を含み、接近スイッチは転換モータ(40)の外側に設けられ、センサーはそれぞれ対応する形で研ぎ輪(9)上に固接され、センサーは研ぎ輪(9)に従って研ぎ面の内側かつ接近スイッチに対向する位置まで回転された時に、接近スイッチはセンサーからの信号を受信してコントローラに送信し、コントローラは該信号に基いて転換モータ(40)を制御・停止させて位置決めることを特徴とする請求項5に記載のワークピースの表面加工システム。
- 前記ロボットアーム(2)はベース(10)と、挟持スタンド(11)と、挟持アーム(12)とを、含み、前記挟持スタンド(11)の下端とベース(10)が軸方向で固定され、かつ周方向に固接され、前記挟持スタンド(11)は挟持スタンド(11)がベース(10)に対して回転して位置決めされるように挟持スタンド(11)を駆動する第1駆動部材を有し、前記挟持スタンド(11)の上端は前記挟持アーム(12)とヒンジ接続され、前記挟持アーム(12)の前端はワークピースを挟持するチャックを有し、前記挟持アーム(12)の後端と挟持スタンド(11)の間は挟持アーム(12)が挟持スタンド(11)と挟持アーム(12)のヒンジ接続点を揺動して位置決めされるように挟持アーム(12)を駆動する第2駆動部材を有することを特徴とする請求項1〜6に何れかに記載のワークピースの表面加工システム。
- 前記チャックは筒状の連結カバー(33)と連結カバー(33)内に設けられている柱状のエジェクタピン(34)を含み、エジェクタピン(34)と連結カバー(33)は周方向に固定されて軸方向に摺動され、連結カバー(33)の前端部は複数の軸方向に沿って設けられて、連結カバー(33)の前端部に複数のばね(32)を形成する切欠部(35)を有しており、ばね(32)の端部はワークピースを係止する環状凸部(36)を有し、エジェクタピン(34)の内端と挟持アーム(12)内のシリンダに設けられているピストン棒とが接続され、エジェクタピン(34)が前へ延伸する時に、連結カバー(33)の前端部は連結カバー(33)の前端部のばね(32)を外部へ拡張させており、前記エジェクタピン(34)の前端面には、エジェクタピン(34)がワークピースの内孔に挿入される時に、ワークピースとエジェクタピン(34)の相互の回転を防止する複数の位置決め突起(38)が設けられていることを特徴とする請求項7に記載のワークピースの表面加工システム。
- 前記第1駆動部材は挟持スタンド(11)上に固接される回転モータ(13)を含み、ベース(10)上には回転不可能の固定歯車が固定され、挟持スタンド(11)上には伝動歯車D(14)と、伝動歯車D(14)の上方に位置して同軸に連結する伝動歯車Fとが更に連結され、前記回転モータ(13)の回転軸上には伝動歯車Eが固接され、かつ伝動歯車Eと伝動歯車Fが相互に噛合し、伝動歯車D(14)と前記固定歯車が噛合することを特徴とする請求項7または請求項8に記載のワークピースの表面加工システム。
- 前記第2駆動部材は挟持スタンド(11)の中央部に固接される揺動モータ(17)を含み、第1リンク(15)の一端は揺動モータ(17)の揺動アーム(31)とヒンジ接続され、第1リンク(15)の他端は第2リンク(16)の一端と相互にヒンジ接続され、前記第2リンク(16)の他端は前記挟持アーム(12)の後端とヒンジ接続されることを特徴とする請求項7または請求項8または請求項9に記載のワークピースの表面加工システム。
- 前記第1駆動部材はベース(10)上に固接される回転モータ(13)を含み、挟持スタンド(11)の内側には環状歯車(28)が固接され、ベース(10)上には複数の中間歯車(29)が連結され、前記回転モータ(13)の回転軸上には伝動歯車D(14)が固接され、前記中間歯車(29)は伝動歯車D(14)と環状歯車(28)と同時に噛合することを特徴とする請求項7〜10の何れかに記載のいワークピースの表面加工システム。
- 前記第2駆動部材は挟持スタンド(11)の中央部に固接する揺動モータ(17)と、第1リンク(15)と、第2リンク(16)と、を含み、前記揺動モータ(17)の回転軸上には伝動盤(30)が固接され、第1リンク(15)の一端は伝動盤(30)のエッジとヒンジ接続され、第1リンク(15)の他端は第2リンク(16)の一端とヒンジ接続され、第2リンク(16)の他端は前記挟持アーム(12)の後端とヒンジ接続されることを特徴とする請求項7〜11の何れかに記載のワークピースの表面加工システム。
- 前記変換機構はハウジング(4)内に位置する調節ガイドレール(20)と、調節ガイドレール(20)上に位置して該調節ガイドレール(20)に沿って移動するスライダ(21)と、を含み、前記研ぎ輪(9)はスライダ(21)上に連結され、前記変換機構はハウジング(4)内に設けられている研ぎ輪(9)の駆動部材を更に含み、前記研ぎ輪(9)の駆動部材とスライダ(21)が相互に連結され、かつ該研ぎ輪(9)の駆動部材の駆動によって研ぎ輪(9)が研ぎベルト(7)の内側に当接することを特徴とする請求項4に記載のワークピースの表面加工システム。
- 前記ワークピースの表面システムは研ぎユニット(A)の側部に位置する研磨装置(18)を更に含み、前記研磨装置(18)の少なくとも1つが研ぎが完成された後のワークピースに対して研磨を行う、前記研ぎユニット(A)と研磨装置(18)の間は水平移動が可能な輸送ベルト(19)、前記研磨装置(18)は研磨スタンド(22)と、挟持具(23)と、研磨輪(24)とを含み、前記研磨スタンド(22)上は水平に沿って設けられている研磨ガイドレール(25)を有し、前記挟持具(23)は研磨ガイドレール(25)上に位置し、挟持具(23)は該挟持具(23)を駆動して移動させる研磨駆動部材と接続され、前記研磨輪(24)は研磨モータ(26)の回転軸と連結され、かつ研磨輪(24)は研磨ガイドレール(25)の上方に位置する、前記研磨ガイドレール(25)の数は2つ平行して設けられており、各前記研磨ガイドレール(25)上には挟持具(23)が設けられ、前記研磨輪(24)は数が2つであり、かつ2つの前記研磨ガイドレール(25)と1つずつ対応し、2つの前記研磨輪(24)は同一の研磨モータ(26)と連結することを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、12、13または14に記載のワークピースの表面加工システム。
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