JP2016187840A - Hairline processing device and hairline processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヘアライン加工装置およびヘアライン加工方法に関する。 The present invention relates to a hairline processing apparatus and a hairline processing method.
アルミニウムやアルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属素材に対して、金属光沢（艶）を抑えるために、ヘアライン加工が多用されている。
ヘアライン加工は、金属表面処理加工の一種であって、一方向に向けて無数の細い筋のような切削痕を付ける加工法である。ヘアライン加工を施すことにより、金属表面には、つや消しの効果や金属的な質感を強調する効果が生じる。
Hairline processing is frequently used to suppress metallic luster (gloss) on metal materials such as aluminum, aluminum alloys, and stainless steel.
Hairline processing is a kind of metal surface treatment processing, and is a processing method in which cutting traces such as countless thin streaks are provided in one direction. By applying the hairline processing, the effect of matting and emphasizing the metallic texture is produced on the metal surface.
特許文献１には、アルミ合金製の電車車両の外表面にヘアライン加工を施す装置が開示されている。この装置では、回転ブラシを回転させつつ、車両の外表面に沿って移動させることにより、車両の外表面にヘアライン加工を施している。
回転ブラシを用いたヘアライン加工では、回転ブラシの磨耗や押圧力の変動が課題となっている。すなわち、回転ブラシが磨耗したり、回転ブラシの押圧力が変動したりすると、金属表面に形成される切削痕の溝の深さや幅等が変化してしまうため、金属表面の美観が不均一になる。特に、意匠性が高い部材においては、ヘアライン加工が不均一であると不良と評価されるため、歩留まりが低くなりやすい。 In hairline processing using a rotating brush, wear of the rotating brush and fluctuations in pressing force are problems. That is, when the rotating brush is worn or the pressing force of the rotating brush fluctuates, the depth and width of the groove of the cutting mark formed on the metal surface changes, so the aesthetic appearance of the metal surface is uneven. Become. In particular, in a member with high designability, if the hairline processing is non-uniform, it is evaluated as defective, so the yield tends to be low.
例えば、自動車のルーフに配置されるルーフレールは、搭乗者の目に触れやすい位置にあるため、高い意匠性が求められている。その一方で、ルーフレールは、全長に亘って湾曲する長尺の形状を有する。
このため、ルーフレールのヘアライン加工では、全長に亘って均一な切削痕を付けることが容易ではなく、人手によるサンディング工法を採らざるを得ない状況にある。したがって、ルーフレールの製造効率が低下するという問題がある。
For example, since the roof rail arranged on the roof of an automobile is in a position where it can be easily touched by the passengers, high design properties are required. On the other hand, the roof rail has a long shape that curves over its entire length.
For this reason, in the hairline processing of the roof rail, it is not easy to make a uniform cutting mark over the entire length, and there is a situation in which a manual sanding method has to be adopted. Therefore, there is a problem that the manufacturing efficiency of the roof rail is lowered.
本発明は、金属表面の全体に亘って均一なヘアラインを付与することができるヘアライン加工装置およびヘアライン加工方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the hairline processing apparatus and hairline processing method which can provide a uniform hairline over the whole metal surface.
本発明に係るヘアライン加工装置の第一実施態様は、ワークにヘアラインを形成する回転ブラシと、前記回転ブラシを前記ワークに沿って移動させるブラシ移動部と、前記回転ブラシを前記ワークに対して一定の押圧力で押し付ける押圧部と、前記回転ブラシの磨耗量に応じて前記回転ブラシと前記ワークの距離を一定にする距離調整部と、前記回転ブラシの磨耗量に応じて前記回転ブラシの周速度を一定にする周速調整部と、を備えることを特徴とする。 A first embodiment of a hairline processing apparatus according to the present invention is a rotating brush that forms a hairline on a workpiece, a brush moving unit that moves the rotating brush along the workpiece, and the rotating brush is fixed with respect to the workpiece. A pressing portion that is pressed by a pressing force, a distance adjusting portion that makes the distance between the rotating brush and the workpiece constant according to the amount of wear of the rotating brush, and a peripheral speed of the rotating brush according to the amount of wear of the rotating brush And a peripheral speed adjusting unit that keeps constant.
本発明に係るヘアライン加工装置の第二実施態様は、第一実施態様において、前記押圧部は、前記回転ブラシの姿勢に応じて前記回転ブラシに加える力を調整する押圧調整部を備えることを特徴とする。 In a second embodiment of the hairline processing apparatus according to the present invention, in the first embodiment, the pressing portion includes a pressing adjustment unit that adjusts a force applied to the rotating brush according to a posture of the rotating brush. And
本発明に係るヘアライン加工装置の第三実施態様は、第一または第二実施態様において、
前記押圧部は、前記回転ブラシの重量と均衡するカウンタバランサーを備えることを特徴とする。
The third embodiment of the hairline processing apparatus according to the present invention is the first or second embodiment,
The pressing portion includes a counter balancer that balances the weight of the rotating brush.
本発明に係るヘアライン加工装置の第四実施態様は、第三実施態様において、前記カウンタバランサーは、前記回転ブラシを前記ワークから離間させる方向に引張するスプリングコイルであることを特徴とする。 A fourth embodiment of a hairline processing apparatus according to the present invention is characterized in that, in the third embodiment, the counter balancer is a spring coil that pulls the rotating brush away from the workpiece.
本発明に係るヘアライン加工装置の第五実施態様は、第一から第四実施態様のいずれかにおいて、前記ブラシ移動部は、前記回転ブラシが装着された多関節マニピュレータを前記ワークの外形情報に基づいて倣い移動させ、前記距離調整部は、前記多関節マニピュレータを前記回転ブラシの磨耗量に基づいて前記ワークに向けて平行移動させることを特徴とする。 In a fifth embodiment of the hairline processing apparatus according to the present invention, in any one of the first to fourth embodiments, the brush moving unit is configured to select an articulated manipulator to which the rotating brush is attached based on the outline information of the workpiece. The distance adjusting unit moves the articulated manipulator in parallel toward the workpiece based on the amount of wear of the rotating brush.
本発明に係るヘアライン加工装置の第六実施態様は、第一から第五実施態様のいずれかにおいて、前記ワークは、車両のルーフに配置されるルーフレールであることを特徴とする。 In a sixth embodiment of the hairline processing apparatus according to the present invention, in any one of the first to fifth embodiments, the workpiece is a roof rail disposed on a roof of a vehicle.
本発明に係るヘアライン加工方法の第一実施態様は、ワークにヘアラインを形成する回転ブラシを前記ワークに沿って倣い移動させると共に、前記回転ブラシを前記ワークに対して一定の押圧力で押し付ける形成工程と、前記回転ブラシの磨耗量に応じて、前記回転ブラシと前記ワークの距離と前記回転ブラシの周速度をそれぞれ一定にする調整工程と、を有することを特徴とする。 The first embodiment of the hairline processing method according to the present invention is a forming step in which a rotating brush for forming a hairline on a workpiece is moved along the workpiece and the rotating brush is pressed against the workpiece with a constant pressing force. And adjusting the distance between the rotating brush and the workpiece and the peripheral speed of the rotating brush according to the amount of wear of the rotating brush.
本発明に係るヘアライン加工方法の第二実施態様は、第一実施態様において、前記回転ブラシは、前記ワークの被加工面よりも大きな幅を有し、前記形成工程は、前記被加工面に対して前記倣い移動を複数回行い、その度毎に前記回転ブラシを前記倣い移動の方向に対して平行移動させることを特徴とする。 In a second embodiment of the hairline processing method according to the present invention, in the first embodiment, the rotating brush has a width larger than a surface to be processed of the workpiece, and the forming step is performed with respect to the surface to be processed. The copying movement is performed a plurality of times, and the rotary brush is moved in parallel with the copying movement direction each time.
本発明に係るヘアライン加工方法の第三実施態様は、第一または第二実施態様において、前記調整工程は、前記ワークの加工数が所定数になったときに行われることを特徴とする。 A third embodiment of the hairline processing method according to the present invention is characterized in that, in the first or second embodiment, the adjustment step is performed when the number of workpieces processed reaches a predetermined number.
本発明に係るヘアライン加工装置およびヘアライン加工方法は、回転ブラシをワークに沿って倣い移動させると共に、回転ブラシをワークに対して一定の押圧力で押し付ける。そして、回転ブラシの磨耗量に応じて、回転ブラシとワークの距離と回転ブラシの周速度をそれぞれ一定にする調整する。このため、ワークに対して均一なヘアラインを形成することができる。
特に、ワークが長尺で、複雑な立体形状を有する場合には、このワークに対するヘアライン加工を自動化できるので、製造効率の向上が図られる。
The hairline processing apparatus and the hairline processing method according to the present invention moves the rotating brush along the workpiece and presses the rotating brush against the workpiece with a constant pressing force. The distance between the rotating brush and the workpiece and the peripheral speed of the rotating brush are adjusted to be constant according to the amount of wear of the rotating brush. For this reason, a uniform hairline can be formed with respect to the workpiece.
In particular, when the workpiece is long and has a complicated three-dimensional shape, the hairline processing for the workpiece can be automated, so that the manufacturing efficiency can be improved.
以下、本発明の実施形態に係るヘアライン加工装置１０およびヘアライン加工方法について、図面を参照して説明する。
Hereinafter, a
＜ルーフレール１＞
図１は、ルーフレール１が装着された車両Ａを示す斜視図である。
車両ＡのルーフＲには、一対のルーフレール１が取り付けられる。このルーフレール（ワーク）１は、キャリアを取り付けることにより、スキーやアウトドア用具等の荷物を積載するという実用的な機能を持つ。
その一方で、ルーフレール１は、意匠的な機能も併せ持つ。一対のルーフレール１は、車両ＡのルーフＲの左右方向の両縁において、ルーフＲの前後方向のほぼ全長に亘って延在する。このため、ルーフレール１は、搭乗者等の目に触れやすく、存在感が大きいため、高い意匠性が付加される。
<
FIG. 1 is a perspective view showing a vehicle A on which a
A pair of
On the other hand, the
ルーフレール１の長手方向（車両Ａの前後方向）を前後方向と呼ぶ。
ルーフレール１の幅方向（車両Ａの左右方向）を幅方向と呼ぶ。幅方向のうち、車両Ａの側面側を外側、中央側を内側と呼ぶ。
ルーフレール１の高さ方向（車両Ａの上下方向）を上下方向と呼ぶ。
ヘアライン加工具２０の長手方向を進退方向と呼ぶ。
ヘアライン加工具２０の幅方向を移動方向と呼ぶ。
ヘアライン加工具２０の厚み方向（回転ブラシ４０の幅方向）を厚み方向と呼ぶ。
The longitudinal direction of the roof rail 1 (the longitudinal direction of the vehicle A) is referred to as the longitudinal direction.
The width direction of the roof rail 1 (the left-right direction of the vehicle A) is referred to as the width direction. Of the width direction, the side surface side of the vehicle A is referred to as the outside, and the center side is referred to as the inside.
The height direction of the roof rail 1 (the vertical direction of the vehicle A) is referred to as the vertical direction.
The longitudinal direction of the
The width direction of the
The thickness direction of the hairline processing tool 20 (the width direction of the rotating brush 40) is referred to as the thickness direction.
図２は、ルーフレール１を示す図であって、（ａ）上面図、（ｂ）側面図、（ｃ）IIc-IIc断面図である。図２に示すルーフレール１は、一対のルーフレール１のうち、車両Ａの左側に配置されるものである。
2A and 2B are views showing the
ルーフレール１は、強度面を考慮して、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）やステンレス鋼により成形される。具体的には、ルーフレール１は、アルミニウム等を押出し成形あるいは引き抜き成形することにより形成される。
ルーフレール１は、いわゆるダイレクトルーフレールであって、ダイキャスト等で成形されたレッグ部を有しないタイプである。すなわち、ルーフレール１は、車両ＡのルーフＲに対して直付けされる。
ルーフレール１の上面２の複数個所には、貫通孔６を有する取付穴部５が設けられる。ルーフＲから突出するように溶着されたボルトを貫通孔６に挿通して、ナット締めすることにより、ルーフレール１がルーフＲに固定される。
取付穴部５は、樹脂製キャップ（不図示）が装着されて、覆い隠される。
The
The
The mounting
ルーフレール１は、側方から見ると中央が上方に膨らむ形状を有し、上方から見ると左右に僅かにＳ字形に湾曲する形状に形成される。
ルーフレール１の断面は、上面２が車外側に傾斜する台形状に成形される。
上面２は、前後方向の全長に亘って、幅がほぼ一定に成形される。内側面３と外側面４は、前後方向の両端側において、端部（前端、後端）に向かうに従って高さが徐々に減少するように成形される。
ルーフレール１の上面２、内側面３および外側面４（いずれも被加工面）は、車外に露出する。このため、上面２、内側面３および外側面４には、意匠性を向上させるために、ヘアライン加工が施される。つまり、上面２、内側面３および外側面４には、それぞれ前後方向に延びる無数の細い筋のようなヘアライン（切削痕）が付けられる。さらに、上面２、内側面３および外側面４の最表面には、クリア塗装膜（不図示）が設けられる。
The
The cross section of the
The
The
＜ヘアライン加工装置１０＞
図３は、本発明の実施形態に係るヘアライン加工装置１０を示す斜視図である。
ヘアライン加工装置１０は、いわゆる産業用ロボット１１と、産業用ロボット１１の先端に取り付けられたヘアライン加工具２０から構成される。
<
FIG. 3 is a perspective view showing the
The
産業用ロボット（ブラシ移動部、距離調整部）１１は、六軸垂直型多関節マニピュレータであって、ティーチングプレイバック方法で動作する。
産業用ロボット１１は、マニピュレータ本体（多関節マニピュレータ）１２と、マニピュレータ本体１２を制御する制御装置等を備える。
制御装置（不図示）は、マニピュレータ本体１２の先端に取り付けられたヘアライン加工具２０に対して制御信号と駆動電力を送信・送電する。つまり、制御装置は、マニピュレータ本体１２とヘアライン加工具２０を統括的に制御する。
制御装置には、ルーフレール１とヘアライン加工具２０の外形情報が、予め入力・保存される。
The industrial robot (brush moving unit, distance adjusting unit) 11 is a six-axis vertical articulated manipulator, and operates by a teaching playback method.
The
The control device (not shown) transmits and transmits a control signal and driving power to the
The external information of the
図４は、ヘアライン加工装置１０を示す側面図である。
図５は、ヘアライン加工具２０の分解斜視図である。
FIG. 4 is a side view showing the
FIG. 5 is an exploded perspective view of the
ヘアライン加工具２０は、ブラケット２１、押圧部２５および進退部３０を備える。
ブラケット２１は、マニピュレータ本体１２の先端に取り付けられる部材であって、産業用ロボット１１の先端から垂直に延出する細長い平板状のベース２２を有する。
押圧部２５は、押圧シリンダ２６およびスプリングコイル２８等を備える。押圧部２５は、進退部３０をマニピュレータ本体１２から遠退く方向に押圧する。
進退部３０は、ベース２２に対して移動可能に連結される。進退部３０は、マニピュレータ本体１２に対して進退する方向に移動できる。つまり、進退部３０は、マニピュレータ本体１２に近づいたり、遠退いたりすることができる。
The
The
The
The advancing / retreating
押圧シリンダ（押圧調整部）２６は、電磁式レギュレタ（不図示）と、電磁式レギュレタに連結されたエアシリンダ２７を備える。電磁式レギュレタは、電気信号に比例して空気圧力を無段階に制御する。エアシリンダ２７は、進退部３０をマニピュレータ本体１２から遠退く方向に押圧する。
このため、押圧シリンダ２６は、産業用ロボット１１の制御装置からの電気信号に応じて、進退部３０に対する押圧力が制御される。
The pressing cylinder (press adjusting unit) 26 includes an electromagnetic regulator (not shown) and an
For this reason, the pressing force of the
スプリングコイル（カウンタバランサー）２８は、進退部３０の重量を支えるために設けられる。スプリングコイル２８は、ベース２２と進退部３０に連結されて、進退部３０を産業用ロボット１１に近づける方向（離間させる方向）に引っ張る。すなわち、スプリングコイル２８の引張力は、進退部３０の重量と均衡して、進退部３０の重量を相殺する。つまり、スプリングコイル２８は、カウンタバランサーとして機能する。
The spring coil (counter balancer) 28 is provided to support the weight of the advance /
進退部３０は、移動ベース３１、直動案内レール３２、直動案内ブロック３３、駆動モータ３４、駆動ベルトユニット３５、回転軸部３６および回転ブラシ４０を備える。
移動ベース３１は、ブラケット２１のベース２２に対して重畳配置された細長い平板状の部材である。
直動案内レール３２と直動案内ブロック３３は、ベース２２と移動ベース３１の間に一体となって配置され、移動ベース３１（進退部３０）をベース２２に対して移動可能に連結する。
The advancing / retreating
The moving
The linear
駆動モータ（周速調整部）３４は、例えばステッピングモータであって、移動ベース３１の基端側に固定される。駆動モータ３４は、産業用ロボット１１の制御装置からの電気信号（パルス信号）に応じて、回転角度や回転速度が正確に制御される。
駆動ベルトユニット３５は、移動ベース３１の長手方向に沿って配置されて、駆動モータ３４が連結される。
回転軸部３６は、移動ベース３１の長手方向の先端側に固定され、駆動ベルトユニット３５に連結される。
The drive motor (circumferential speed adjustment unit) 34 is a stepping motor, for example, and is fixed to the proximal end side of the moving
The
The
回転ブラシ４０は、円板形の部材であって、回転軸部３６に対して着脱可能に取り付けられる。回転ブラシ４０は、駆動ベルトユニット３５と回転軸部３６を介して、駆動モータ３４により回転駆動される。
回転ブラシ４０は、研磨砥粒を塗布した不織布等の基材を放射状に束ねて固定したものである。回転ブラシ４０は、初期形状が直径２００ｍｍ、幅（厚み）３０ｍｍである。
回転ブラシ４０は、研磨砥粒の種類や粒度に応じて、クリーニングやバリ取り、ヘアライン加工等の様々な用途に用いられる。回転ブラシ４０には、例えば、スリーエムジャパン株式会社のフラップブラシを用いることができる。
The rotating
The rotating
The
回転ブラシ４０を回転させながら、ルーフレール１の上面２等に押圧することにより、上面２等にヘアラインを形成することができる。
回転ブラシ４０は、ルーフレール１にヘアライン加工を施すと磨耗する。回転ブラシ４０は、直径が１６５ｍｍに減少すると、新たな回転ブラシ４０に交換される。
A hairline can be formed on the
The rotating
＜ヘアライン加工方法＞
図６は、本発明の実施形態に係るヘアライン加工方法を示すフローチャート図である。
図７は、形成工程を説明する図である。
図８は、調整工程を説明する図であって、（ａ）周速度調整、（ｂ）位置調整を示す。
<Hairline processing method>
FIG. 6 is a flowchart showing the hairline processing method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating the forming process.
FIG. 8 is a diagram for explaining the adjustment process, and shows (a) circumferential speed adjustment and (b) position adjustment.
ヘアライン加工方法は、例えば２５０本のルーフレール１にヘアラインを形成する場合に実施される。
ヘアライン加工方法は、ルーフレール１にヘアラインを形成する形成工程（ステップＳ２，Ｓ４，Ｓ５）と、回転ブラシの磨耗量に応じて回転ブラシの位置と周速度を調整する調整工程（二本目以降のステップＳ２，Ｓ３）と、を有する。
以下、これら各工程について詳述する。
A hairline processing method is implemented, for example, when forming a hairline on 250 roof rails 1.
The hairline processing method includes a forming step (steps S2, S4, S5) for forming a hairline on the
Hereinafter, these steps will be described in detail.
形成工程では、まず、加工本数（加工数）をカウントする（ステップＳ１）。つまり、何本目のルーフレール１に対してヘアラインを形成するのかが確認される。
次に、回転ブラシ４０を一定速度で回転させる（ステップＳ２）。具体的には、ヘアライン加工具２０の駆動モータ３４を駆動して、回転ブラシ４０を一定の周速度で駆動する。
加工本数カウンタが１（１本目）の場合は、回転ブラシ４０の回転数は、２０００ｒｐｍ（周速度２０．９３ｍ／ｓ）に設定される。
In the forming step, first, the number of processing (processing number) is counted (step S1). That is, it is confirmed how
Next, the rotating
When the machining number counter is 1 (first), the rotation speed of the
次に、マニピュレータ本体１２をルーフレール１に近づけるシフト移動量（回転ブラシ４０の位置調整量）を加算する（ステップＳ３）。後述するロボットプログラムに、シフト移動量を加算する。
加工本数カウンタが１（１本目）の場合は、シフト移動量は０.０３ｍｍである（図８（ｂ）参照）。
Next, a shift movement amount (position adjustment amount of the rotating brush 40) for bringing the
When the machining number counter is 1 (first), the shift movement amount is 0.03 mm (see FIG. 8B).
次に、回転ブラシ４０をルーフレール１に沿って倣い移動させる（ステップＳ４）。つまり、産業用ロボット１１に保存されたヘアライン加工用ロボットプログラムを再生して、マニピュレータ本体１２を移動させる。そして、ヘアライン加工具２０の回転ブラシ４０がルーフレール１に触れた状態で回転ブラシ４０を前後方向に移動させる。倣い移動では、回転ブラシ４０をルーフレール１に沿って一定速度で移動させる。回転ブラシ４０は、その幅方向に沿う方向（移動方向）に移動する。
Next, the
倣い移動の際には、ルーフレール１に対して回転ブラシ４０を一定の押圧力で押し付ける加圧調整を行う（ステップＳ５）。
ルーフレール１（上面２、内側面３および外側面４）に対して均一なヘアラインを付与するためには回転ブラシ４０を一定の押圧力で押し付ける必要がある。具体的には、ヘアライン加工具２０の押圧シリンダ２６を駆動して、進退部３０をルーフレール１に向けて押圧する。押圧シリンダ２６が進退部３０を押圧すると、進退部３０はルーフレール１に向けて移動する。
これに伴って、ベース２２と進退部３０に連結されたスプリングコイル２８が伸長して、進退部３０をマニピュレータ本体１２に向けて引っ張る。つまり、押圧シリンダ２６の押圧力とスプリングコイル２８の引張力は、相反する方向に作用する。
このため、押圧シリンダ２６の押圧力からスプリングコイル２８の引張力を差し引いた力が、進退部３０（回転ブラシ４０）に作用する。
During the copying movement, pressure adjustment is performed to press the
In order to give a uniform hairline to the roof rail 1 (
Along with this, the
For this reason, a force obtained by subtracting the tensile force of the
さらに、進退部３０の重量もルーフレール１に対する押圧力に影響する。進退部３０の重量の影響は、ヘアライン加工具２０の姿勢に応じて変化する。
このため、ルーフレール１の上面２、内側面３および外側面４に対して、それぞれ回転ブラシ４０を一定の押圧力で押し付けるためには、ヘアライン加工具２０の姿勢に応じて押圧シリンダ２６の押圧力を調整する必要がある。
Further, the weight of the advancing / retreating
For this reason, in order to press the rotating
上面２にヘアライン加工を施す場合には、進退部３０の進退方向が垂直方向（上下方向）にほぼ一致する。このため、進退部３０の重量の全てが進退方向に作用する。
もっとも、進退部３０の重量はスプリングコイル２８の引張力により相殺されるため、ヘアライン加工具２０（回転ブラシ４０）の上面２に対する押圧力は、押圧シリンダ２６の押圧力にほぼ一致する。
When the hairline processing is performed on the
However, since the weight of the advance /
一方、内側面３および外側面４にヘアライン加工を施す場合には、進退部３０の進退方向が水平方向（幅方向）にほぼ一致する。このため、進退部３０の重量は、進退方向に殆ど作用しない。つまり、スプリングコイル２８の引張力が進退部３０の重量により相殺されることなく、進退部３０に作用する。
したがって、ヘアライン加工具２０（回転ブラシ４０）の内側面３と外側面４に対する押圧力は、押圧シリンダ２６の押圧力よりも小さくなる。
そこで、内側面３および外側面４にヘアライン加工を施す場合には、押圧シリンダ２６の押圧力を増加させる。具体的には、押圧シリンダ２６は、進退部３０の重量に相当する力を増加する。
On the other hand, when the hairline processing is performed on the
Therefore, the pressing force against the
Therefore, when the hairline processing is performed on the
このように、ヘアライン加工具２０の姿勢に応じて押圧シリンダ２６の押圧力が調整される。これにより、ルーフレール１の上面２、内側面３および外側面４に対して、それぞれ回転ブラシ４０を一定の押圧力で押し付けることができる。ルーフレール１に対する回転ブラシ４０の押圧力は、例えば２ｋｇｆ〜８ｋｇｆ程度に調整される。
In this manner, the pressing force of the
ルーフレール１の上面２、内側面３および外側面４に対する回転ブラシ４０の倣い移動は、それぞれ一往復以上なされる。
そして、倣い移動の度毎に、回転ブラシ４０は、移動方向（前後方向）に対して平行移動される。つまり、ルーフレール１に沿って前後方向に往復移動するとき、往路と復路では、回転ブラシ４０が異なる部位に触れる。
The copying movement of the rotating
The rotating
上面２にヘアライン加工を施す場合には、倣い移動の往路では、回転ブラシ４０は、幅方向の内側の部位に触れる。このとき、回転ブラシ４０の厚みは、ルーフレール１の幅とほぼ同一であるため、回転ブラシ４０の厚み方向の一端は、ルーフレール１に触れることなく、ルーフレール１から飛び出た状態となる。したがって、回転ブラシ４０の厚み方向の他端のみが磨耗する。
そして、往路から復路に移るとき、回転ブラシ４０を幅方向の外側に平行移動させる。つまり、倣い移動の復路では、回転ブラシ４０は、上面２の外側の部位に触れる。このとき、回転ブラシ４０の厚みは、ルーフレール１の幅とほぼ同一であるため、回転ブラシ４０の厚み方向の他端は、ルーフレール１に触れることなく、ルーフレール１から飛び出た状態となる。したがって、回転ブラシ４０の厚み方向の一端のみが磨耗する。
When hairline processing is performed on the
Then, when moving from the forward path to the backward path, the
内側面３および外側面４にヘアライン加工を施す場合には、倣い移動の往路では、回転ブラシ４０は、上側の部位に触れる。
そして、往路から復路に移るとき、回転ブラシ４０を下方に平行移動させる。つまり、倣い移動の復路では、回転ブラシ４０は、内側面３と外側面４の下側の部位に触れる。
When hairline processing is performed on the
Then, when moving from the forward path to the backward path, the
このように、倣い移動の往路と復路において、回転ブラシ４０を前後方向に対して平行移動させるのは、回転ブラシ４０の偏磨耗を防止するためである。つまり、回転ブラシ４０を均等に磨耗させるようにするためである。
As described above, the reason why the
上面２、内側面３および外側面４に対する倣い移動をそれぞれ一往復以上すると、ヘアライン加工が完了する。すなわち、一つのルーフレール１に対して、ヘアライン加工具２０の姿勢を変化させながら、倣い移動を三往復以上すると、形成工程が完了する。
When the scanning movement with respect to the
次に、ヘアライン加工の対象物であるルーフレール１を取り換える（ステップＳ６）。そして、再び、上述したステップＳ１からステップＳ５を行う。
このとき、新たなルーフレール１に対するヘアライン加工（二本目以降のステップＳ４，Ｓ５）に先立って、回転ブラシ４０の磨耗に応じて調整工程を行う。つまり、調整工程は、ヘアライン加工を施すルーフレール１を交換する度毎に行うのではなく、不定期に行われる。回転ブラシ４０の磨耗は必ずしも一定でなく、使用序盤の方が使用終盤よりも磨耗しやすいからである。
Next, the
At this time, an adjustment process is performed in accordance with the wear of the rotating
調整工程では、まず、回転ブラシ４０の回転速度を調整する（二本目以降のステップＳ２）。
上述したように、ヘアライン加工具２０の回転ブラシ４０は、一定の回転数（周速度）で駆動される。回転ブラシ４０の初期状態は、回転ブラシ４０の回転数は、２０００ｒｐｍ（周速度２０．９３ｍ／ｓ）に設定される。
しかし、回転ブラシ４０の磨耗が進行すると、回転ブラシ４０が縮径するので周速度が必然的に低下する。回転ブラシ４０の周速度が変化すると、ルーフレール１に形成されるヘアラインも変化する。具体的には、ヘアラインの溝の深さや幅等が変化する。このため、ルーフレール１の表面の美観が不均一になってしまう。
そこで、ヘアライン加工具２０の駆動モータ３４の回転数を増加させて、回転ブラシ４０の周速度が初期状態と同一になるように調整する。
In the adjustment step, first, the rotation speed of the
As described above, the
However, when the wear of the rotating
Therefore, the rotational speed of the
図８（ａ）に示すように、回転ブラシ４０の周速度の調整は、回転ブラシ４０の直径（周長）の変化に応じて行われる。回転ブラシ４０の直径の減少に応じて、回転ブラシ４０（駆動モータ３４）の回転数を増加させる。回転ブラシ４０の周速度の調整は、例えば７段階程度に分けて行われる。
例えば、加工本数カウンタが５１（５１本目）になると、回転ブラシ４０の回転数は、２０５１ｒｐｍ（周速度２０．９３ｍ／ｓ）に設定される（図８（ａ）参照）。
これにより、回転ブラシ４０の周速度をほぼ一定に維持することができる。
As shown in FIG. 8A, the peripheral speed of the rotating
For example, when the processing number counter becomes 51 (51st), the rotation speed of the
Thereby, the peripheral speed of the rotating
図８（ａ）に示す回転ブラシ４０の磨耗情報は、産業用ロボット１１の制御装置に入力・保存される。回転ブラシ４０の磨耗情報は、予め実験により確認・検証しておく。
なお、回転ブラシ４０の直径（周長）の変化は、図９（ｂ）に示す磨耗情報から求められる。
The wear information of the rotating
In addition, the change of the diameter (peripheral length) of the rotating
次に、マニピュレータ本体１２のシフト移動量（回転ブラシ４０の位置調整量）を求める（二本目以降のステップＳ３）。
回転ブラシ４０の磨耗が進行すると、回転ブラシ４０が縮径するので、回転ブラシ４０のルーフレール１に対する押圧力が減少する。回転ブラシ４０のルーフレール１に対する押圧力が減少すると、ルーフレール１に形成されるヘアラインも変化する。このため、ルーフレール１の表面の美観が不均一になってしまう。
そこで、回転ブラシ４０が縮径した分だけ、回転ブラシ４０をルーフレール１に近づける。これにより、回転ブラシ４０のルーフレール１に対する押圧力の減少を回避する。
Next, the shift movement amount (position adjustment amount of the rotating brush 40) of the
As wear of the rotating
Therefore, the
図９（ｂ）に示すように、回転ブラシ４０の位置調整は、回転ブラシ４０の磨耗量に応じて行われる。回転ブラシ４０の磨耗量（半径の減少）に応じて、産業用ロボット１１のマニピュレータ本体１２をシフト移動させる。つまり、マニピュレータ本体１２の先端をルーフレール１に近づける。
例えば、加工本数カウンタが２〜１０（２〜１０本目）になると、マニピュレータ本体１２のシフト移動量０．０３ｍｍがロボットプログラムにそれぞれ加算される（図８（ｂ）参照）。例えば、加工本数カウンタが１１１〜１２０（１１１〜１２０本目）になると、マニピュレータ本体１２のシフト移動量０．１４ｍｍがロボットプログラムにそれぞれ加算される（図８（ｂ）参照）。
これにより、ヘアライン加工具２０の回転ブラシ４０がルーフレール１に触れる状態を均一に維持する。
As shown in FIG. 9B, the position adjustment of the rotating
For example, when the machining number counter becomes 2 to 10 (2 to 10), the shift amount 0.03 mm of the
Thereby, the state which the rotating
回転ブラシ４０の位置調整は、例えば２５段階程度に分けて行われる。回転ブラシ４０のルーフレール１に対する押圧力の変化は、周速度の変化に比べて、ヘアライン加工の均一性に大きく影響するからである。例えば、ルーフレール１の加工数（本数）が１０本になる度毎に回転ブラシ４０の位置調整を行う。
これにより、複数のルーフレール１に対する回転ブラシ４０の押圧力をほぼ一定に維持することができる。
The position adjustment of the rotating
Thereby, the pressing force of the rotating
図９（ｂ）に示す回転ブラシ４０の磨耗情報は、産業用ロボット１１の制御装置に入力・保存される。回転ブラシ４０の磨耗情報は、予め実験により確認・検証しておく。
The wear information of the rotating
最後に、加工本数カウンタが２５０（２５０本目）になるとヘアライン加工を終了する（２５０本目のステップＳ６）。つまり、回転ブラシ４０が消耗して交換を要する時期になると、ヘアライン加工を終了する。
このようにして、２５０本のルーフレール１に対するヘアライン加工が完了する。
Finally, when the processing number counter reaches 250 (250th), the hairline processing ends (250th step S6). That is, when the
In this way, the hairline processing for 250
以上、説明した通り、本実施形態に係るヘアライン加工装置１０は、産業用ロボット１１により回転ブラシ４０をルーフレール１に沿って倣い移動させる。また、押圧部２５により回転ブラシ４０をルーフレール１に対して一定の押圧力で押し付ける。
そして、産業用ロボット１１により、回転ブラシ４０の磨耗量に応じて回転ブラシ４０とルーフレール１の距離を一定に維持する。また、駆動モータ３４により、回転ブラシ４０の磨耗量に応じて回転ブラシ４０の周速度を一定に維持する。
このため、ルーフレール１に対して均一なヘアラインを形成することができる。すなわち、ヘアラインの溝の深さや幅等を均一にできる。
As described above, the
Then, the distance between the
For this reason, a uniform hairline can be formed on the
押圧部２５は、回転ブラシ４０の姿勢に応じて回転ブラシ４０に加える力を調整する押圧シリンダ２６を備える。このため、ルーフレール１に対して均一なヘアラインを形成することができる。
押圧部２５は、回転ブラシ４０をルーフレール１から離間させる方向に引張するスプリングコイル２８を備える。そして、このスプリングコイル２８が進退部３０（回転ブラシ４０）の重量と均衡するカウンタバランサーとして機能する。このため、ルーフレール１に対して均一な押圧力を付加しやすくなる。特に、進退部３０（回転ブラシ４０）の進退方向が垂直方向にほぼ一致するときに、ルーフレール１に対して過剰な押圧力が掛かることを防止できる。
The
The
産業用ロボット１１は、回転ブラシ４０が装着された多関節マニピュレータ１２をルーフレール１の外形情報に基づいて倣い移動させ、また、多関節マニピュレータ１２を回転ブラシ４０の磨耗量に基づいてルーフレール１に向けて平行移動させる。
このため、ヘアライン加工の際に、ルーフレール１の全長に亘って、回転ブラシ４０の押圧力をほぼ一定に維持することができる。したがって、ルーフレール１の全長に亘って均一なヘアラインを形成することができる。
The
For this reason, the pressing force of the rotating
このように、ルーフレール１は、全長に亘って均一なヘアラインを形成されるため、表面の美観が均一になり、意匠性が向上する。
特に、ルーフレール１は、長尺であり、複雑な立体形状を有する。このため、従来は、ルーフレール１の全長に亘って均一な切削痕を付けることが容易ではなく、人手によるサンディング工法を採らざるを得ない状況にあった。
これに対して、本実施形態に係るヘアライン加工装置１０は、ルーフレール１に対するヘアライン加工を自動化できるので、製造効率の向上が図られる。
Thus, since the uniform hairline is formed over the full length, the
In particular, the
On the other hand, since the
また、本実施形態に係るヘアライン加工方法は、回転ブラシ４０をルーフレール１に沿って倣い移動させると共に、回転ブラシ４０をルーフレール１に対して一定の押圧力で押し付ける形成工程と、回転ブラシ４０の磨耗量に応じて、回転ブラシ４０とルーフレール１の距離と回転ブラシ４０の周速度をそれぞれ一定にする調整工程と、を有する。
このため、ルーフレール１に対して均一なヘアラインを形成することができる。
In addition, the hairline processing method according to the present embodiment moves the rotating
For this reason, a uniform hairline can be formed on the
また、回転ブラシ４０がルーフレール１の上面２等よりも大きな幅を有する場合に、形成工程において上面２等に対して倣い移動を複数回行い、その度毎に回転ブラシ４０を倣い移動の方向に対して平行移動させる。
これにより、回転ブラシ４０の偏磨耗が防止されるので、ルーフレール１に対して均一なヘアラインを形成することができる。
Further, when the rotating
Thereby, since uneven wear of the rotating
さらに、調整工程は、ルーフレール１の加工数（本数）が所定数になったときに行われるので、複数のルーフレール１にヘアラインを形成するときに、全てのルーフレール１に対して均一なヘアラインを形成することができる。
Furthermore, the adjustment process is performed when the number of processed roof rails 1 (the number) reaches a predetermined number. Therefore, when hair lines are formed on a plurality of
上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are merely examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
ヘアライン加工のワークは、ルーフレール１に限らない。ウインドウモールやフロントグリル等であってもよい。
ルーフレール１は、いわゆるダイレクトルーフレールに限らず、レッグ部を有するタイプであってもよい。
The hairline processing work is not limited to the
The
調整工程（回転ブラシ４０の周速度調整と位置調整）の頻度は、回転ブラシ４０やワークの種類等に応じて、適宜、変更することができる。例えば、一つのワークに対する形成工程の途中で調整工程を行ってもよい。
調整工程では、回転ブラシ４０の周速度調整と位置調整をほぼ同時に行う必要はなく、いずれか一方のみを行うようにしてもよい。例えば、周速度調整と位置調整を交互に（時間を空けて）行うようにしてもよい。
The frequency of the adjustment process (peripheral speed adjustment and position adjustment of the rotating brush 40) can be changed as appropriate according to the type of the rotating
In the adjustment process, it is not necessary to perform the peripheral speed adjustment and the position adjustment of the rotating
スプリングコイル２８に代えて、進退部３０（回転ブラシ４０）の重量と均衡するカウンタウエイトを用いてもよい。
Instead of the
１ ルーフレール（ワーク） ２ 上面（被加工面） ３ 内側面（被加工面） ４ 外側面（被加工面） １０ ヘアライン加工装置 １１ 産業用ロボット（ブラシ移動部、距離調整部） １２ マニピュレータ本体（多関節マニピュレータ） ２０ ヘアライン加工具 ２５ 押圧部 ２６ 押圧シリンダ（押圧調整部） ２８ スプリングコイル（カウンタバランサー） ３０ 進退部 ３４ 駆動モータ（周速調整部） ４０ 回転ブラシ Ａ 車両 Ｒ ルーフ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記回転ブラシを前記ワークに沿って移動させるブラシ移動部と、
前記回転ブラシを前記ワークに対して一定の押圧力で押し付ける押圧部と、
前記回転ブラシの磨耗量に応じて前記回転ブラシと前記ワークの距離を一定にする距離調整部と、
前記回転ブラシの磨耗量に応じて前記回転ブラシの周速度を一定にする周速調整部と、
を備えることを特徴とするヘアライン加工装置。 A rotating brush that forms a hairline on the workpiece;
A brush moving section for moving the rotating brush along the workpiece;
A pressing portion that presses the rotating brush against the workpiece with a constant pressing force;
A distance adjusting unit for making the distance between the rotating brush and the workpiece constant according to the amount of wear of the rotating brush;
A peripheral speed adjusting unit for making the peripheral speed of the rotating brush constant according to the amount of wear of the rotating brush;
A hairline processing apparatus comprising:
前記距離調整部は、前記多関節マニピュレータを前記回転ブラシの磨耗量に基づいて前記ワークに向けて平行移動させることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載のヘアライン加工装置。 The brush moving unit moves the articulated manipulator to which the rotating brush is attached based on the outline information of the workpiece,
The hairline processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the distance adjustment unit translates the articulated manipulator toward the workpiece based on an amount of wear of the rotating brush. .
前記回転ブラシの磨耗量に応じて、前記回転ブラシと前記ワークの距離と前記回転ブラシの周速度をそれぞれ一定にする調整工程と、
を有することを特徴とするヘアライン加工方法。 A rotary brush that forms a hairline on the workpiece is moved along the workpiece, and a forming step of pressing the rotary brush against the workpiece with a constant pressing force;
According to the amount of wear of the rotating brush, the adjusting step of making the distance between the rotating brush and the workpiece and the peripheral speed of the rotating brush constant,
The hairline processing method characterized by having.
前記形成工程は、前記被加工面に対して前記倣い移動を複数回行い、その度毎に前記回転ブラシを前記倣い移動の方向に対して平行移動させることを特徴とする請求項７に記載のヘアライン加工方法。 The rotating brush has a larger width than the work surface of the workpiece,
The said formation process performs the said copying movement with respect to the said to-be-processed several times, and parallelly moves the said rotating brush with respect to the direction of the said copying movement each time. Hairline processing method.
The hairline processing method according to claim 7 or 8, wherein the adjustment step is performed when the number of processed workpieces reaches a predetermined number.
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