JP2022162416A - Surface treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、積層造形品等の対象物の表面に研磨処理を施す表面処理装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a surface treatment apparatus that polishes the surface of an object such as a laminate-molded product.
磁力を利用した表面処理方法及び装置が知られている。例えば、特許文献1に記載の表面処理装置は、磁性砥粒を含むスラリーをパイプ内に導入し、パイプの外部に配置した磁石を周回させてスラリーを移動させることで、パイプの内側の表面を研磨する。また、特許文献2に記載の方法は、パイプ内に強磁性体を挿入し、外部に配置した磁石をパイプの長手方向に移動させることでパイプの内側の表面を研磨する。
Surface treatment methods and apparatus using magnetic force are known. For example, the surface treatment apparatus described in Patent Document 1 introduces slurry containing magnetic abrasive grains into a pipe, rotates a magnet arranged outside the pipe to move the slurry, and thereby smoothes the inner surface of the pipe. Grind. Moreover, the method described in
しかしながら、従来の装置では、局所的な研磨は困難であり、特に湾曲した凹凸が複雑に入り組みながら内側に空間を形成するような対象物の場合には、内側の表面を研磨するのは困難であった。 However, with conventional equipment, it is difficult to polish locally, especially in the case of an object with curved unevenness that forms a space inside with a complicated structure, and it is difficult to polish the inner surface. Met.
本開示は、対象物の表面を局所的に研磨することができる表面処理装置を説明する。 The present disclosure describes a surface treatment apparatus capable of locally polishing the surface of an object.
本開示の一態様は、非磁性または弱磁性の対象物の表面を研磨加工する表面処理装置であって、磁極が固定された従動側磁性部を備え、対象物に対する相対移動によって対象物の表面を研磨可能な研磨処理部と、磁極が固定された駆動側磁性部を備え、磁力によって従動側磁性部を吸引可能な可動部と、可動部を回転させることによって、研磨処理部を通る回転軸線回りに研磨処理部を回転させる駆動部と、を備えている。なお、本開示において、弱磁性とは常磁性及び反磁性を意味している。 One aspect of the present disclosure is a surface treatment apparatus for polishing the surface of a non-magnetic or weakly magnetic object, comprising a driven-side magnetic part to which magnetic poles are fixed, the surface of the object being polished by relative movement with respect to the object. and a driving-side magnetic part to which a magnetic pole is fixed, a movable part capable of attracting the driven-side magnetic part by magnetic force, and a rotation axis passing through the polishing part by rotating the movable part and a driving portion for rotating the polishing processing portion therearound. In the present disclosure, weak magnetism means paramagnetism and diamagnetism.
例えば、内部に空間を形成する対象物の内側の表面に接するように研磨処理部を配置し、対象物を挟んで反対側となる外側の表面の近傍に可動部を配置する。対象物は、非磁性または弱磁性であり、可動部は、磁力によって研磨処理部を吸引可能である。研磨処理部は、可動部に吸引されることで対象物の内側の表面に密着する。この状態で、駆動部は可動部を回転させる。可動部の駆動側磁性部及び研磨処理部の従動側磁性部は、それぞれ磁極が固定されている。可動部が回転すると、駆動側磁性部及び従動側磁性部には磁力による反発及び吸引の両方が作用し、その結果、研磨処理部は、可動部の回転に追従するように回転する。その際、研磨処理部の回転軸線は、研磨処理部を通る位置であり、研磨処理部は、対象物の表面の特定の場所に留まった状態で回転し、その特定の場所の表面を研磨する。その結果、対象物の表面を局所的に研磨することができる。 For example, the polishing section is arranged so as to be in contact with the inner surface of the object forming a space inside, and the movable section is arranged near the outer surface on the opposite side across the object. The object is non-magnetic or weakly magnetic, and the movable part can attract the polishing part by magnetic force. The polishing processing section adheres to the inner surface of the object by being sucked by the movable section. In this state, the drive section rotates the movable section. The magnetic poles of the driving-side magnetic portion of the movable portion and the driven-side magnetic portion of the polishing processing portion are fixed. When the movable portion rotates, both repulsion and attraction due to magnetic force act on the drive-side magnetic portion and the driven-side magnetic portion, and as a result, the polishing processing portion rotates so as to follow the rotation of the movable portion. At that time, the rotation axis of the polishing processing unit is a position passing through the polishing processing unit, and the polishing processing unit rotates while staying at a specific location on the surface of the object to polish the surface of the specific location. . As a result, the surface of the object can be locally polished.
いくつかの態様において、可動部の回転速度、及び可動部の回転時間の少なくとも一方を制御して対象物に接する研磨処理部の研磨性を制御可能である制御部を備えていてもよい。研磨性とは、研磨強度や研磨時間を意味している。可動部の回転速度または回転時間を制御することで研磨強度や研磨時間を制御することができる。その結果、対象物の表面の状況に応じた研磨が可能になる。 In some embodiments, a control section may be provided that is capable of controlling at least one of the rotational speed of the movable section and the rotational time of the movable section to control the polishability of the polishing processing section that contacts the object. Abrasiveness means polishing strength and polishing time. Polishing intensity and polishing time can be controlled by controlling the rotation speed or rotation time of the movable part. As a result, it becomes possible to perform polishing according to the condition of the surface of the object.
いくつかの態様において、可動部を移動可能に保持する位置調整部と、位置調整部を介して研磨処理部から可動部までの離間距離を制御して対象物に接する研磨処理部の研磨性を制御可能である吸引力制御部と、を更に備えていてもよい。吸引力制御部によって研磨処理部から可動部までの離間距離を制御することができる。その結果、研磨処理部が対象物に密着する力が制御されることになり、研磨強度の制御が可能になる。 In some embodiments, a position adjusting section that movably holds the movable section, and a separation distance from the polishing section to the movable section is controlled via the position adjusting section to adjust the polishability of the polishing section in contact with the object. and a controllable suction force controller. The separation distance from the polishing processing section to the movable section can be controlled by the suction force control section. As a result, the force with which the polishing processing part adheres to the object is controlled, and the polishing intensity can be controlled.
いくつかの態様において、駆動部は、可動部に接続された駆動軸部を備え、駆動軸部は、研磨処理部の回転軸線上に配置され、且つ回転軸線に沿って延在していてもよい。研磨処理部の回転軸線は実質的に対象物の表面に交差するように延在する。その結果、研磨処理部は、特定の位置において、例えば、独楽のような回転をすることになり、平面的な表面の研磨に有利である。 In some aspects, the drive portion comprises a drive shaft portion connected to the movable portion, the drive shaft portion being disposed on and extending along the rotation axis of the polishing treatment portion. good. The axis of rotation of the polishing process extends substantially across the surface of the object. As a result, the polishing section rotates like a spinning top at a specific position, which is advantageous for polishing flat surfaces.
いくつかの態様において、駆動部は、可動部に接続された駆動軸部を備え、駆動軸部の回転軸線と研磨処理部の回転軸線とは並行に延在し、可動部は、研磨処理部に対して、研磨処理部の回転軸線に直交する横方向に並んで配置されていてもよい。対象物の内側の表面に接するように研磨処理部を設置し、外側の表面近傍に可動部を配置する。この状態で可動部を回転させると、研磨処理部は、内側の表面上を転がるように回転して研磨することになり、曲面の研磨に有利である。 In some aspects, the drive section includes a drive shaft section connected to the movable section, the axis of rotation of the drive shaft section and the axis of rotation of the polishing section extending parallel to each other, and the movable section is connected to the polishing section. , may be arranged side by side in a lateral direction orthogonal to the rotation axis of the polishing processing unit. A polishing processing section is installed so as to be in contact with the inner surface of the object, and a movable section is arranged near the outer surface. When the movable part is rotated in this state, the polishing processing part rolls and polishes the inner surface, which is advantageous for polishing curved surfaces.
いくつかの態様において、従動側磁性部は、磁極が固定され、駆動磁性部に吸引される一方の端部と、一方の端部の反対側である他方の端部とを備え、研磨処理部は、一方の端部に固定された研磨部と、他方の端部に固定されると共に、磁性を有するホルダー部と、を備えていてもよい。ホルダー部がヨークとして機能し、従動側磁性部の磁力を高めるのに有利になる。 In some aspects, the driven magnetic portion has a fixed magnetic pole and includes one end that is attracted to the drive magnetic portion and the other end that is opposite to the one end, may include a polishing portion fixed to one end and a magnetic holder portion fixed to the other end. The holder portion functions as a yoke, which is advantageous in increasing the magnetic force of the driven side magnetic portion.
本開示のいくつかの態様によれば、対象物の表面を局所的に研磨することができる。 According to some aspects of the present disclosure, the surface of the object can be locally abraded.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
最初に、本開示に係る表面処理装置の技術的意義について簡単に説明する。まず、機械的な研磨量を左右する要素については、プレストンの式により、圧力・相対運動・加工時間と加工条件由来の係数に比例することが知られている。つまり、研磨を行う対象面に対して圧力と相対運動を発生させる必要がある。ここで、例えば、研磨の対象面が対象物の空間内部に形成される内側の表面(以下、「内表面」と称する)の場合、一般には、対象物の内部における圧力制御と適切な相対運動の付与は困難であり、適切な研磨によって仕上げ面を形成することが難しい。これに対し、本開示の表面処理装置によれば、小さな磁性工具を部品内部へ配置し、磁気の物質透過現象を利用して、外部から間接的に圧力制御と相対運動を付与することにより、適切な研磨を可能にしている。 First, the technical significance of the surface treatment apparatus according to the present disclosure will be briefly described. First, it is known that the factors that influence the amount of mechanical polishing are proportional to factors derived from pressure, relative motion, machining time, and machining conditions according to Preston's formula. That is, it is necessary to generate pressure and relative motion with respect to the surface to be polished. Here, for example, when the surface to be polished is an inner surface formed inside the space of the object (hereinafter referred to as the "inner surface"), in general, pressure control and appropriate relative motion inside the object is difficult to impart, and it is difficult to form a finished surface by appropriate polishing. On the other hand, according to the surface treatment apparatus of the present disclosure, a small magnetic tool is placed inside the part, and by using the magnetic material permeation phenomenon to indirectly apply pressure control and relative motion from the outside, Allows for proper polishing.
図1及び図2は、本開示の一例である第1の表面処理装置1Aを示している。表面処理装置1Aは、非磁性あるいは弱磁性の対象物Wの表面を研磨加工して滑らかにする装置である。非磁性あるいは弱磁性の対象物Wとしては、チタン合金やニッケル合金を用いた部材等とすることができる。また、対象物Wは、湾曲した凹凸が複雑に入り組んだ複雑な形状の物体であってもよく、例えば、積層造形(「3Dプリント」ともいう)によって形成された物体を対象物にすることもできる。なお、積層造形は、一般に、複雑な形状部品の製造に有効であり、内部に空間Spを形成するような形状も容易に実現できる。
1 and 2 show a first
本開示の表面処理装置1Aによれば、対象物Wの内部の空間Spに面する内表面Waを研磨処理することができる。内表面Waを有する対象物Wの形態としては、直線状のパイプなどの単純な形態の他、湾曲や屈曲等しているパイプ、途中で枝分かれ等しているパイプ、球体や多面体、所望の立体的形状を有するフレームや箱状の形態などがある。本開示では、パイプ状の対象物Wを例に説明する。
According to the
表面処理装置1Aは、磁気駆動装置2と磁性工具3(研磨処理部の一例)とを備えている。磁気駆動装置2と磁性工具3とは物理的に分離しているが、磁力によって互いに吸引可能となる構造を備えている。磁気駆動装置2と磁性工具3との協働によって対象物Wの内表面Waの研磨処理が可能になる。
The
磁気駆動装置2は、電動モータ21(駆動部の一例)と、電動モータ21の駆動を制御するモータ制御部22(制御部の一例)と、電動モータ21の駆動によって回転する磁気ユニット23(可動部の一例)とを備えている。電動モータ21は、回転するロータと、ロータの周囲に配置されたステータと、ロータに接続された駆動軸部24とを備えている。モータ制御部22は、電動モータ21に入力する電気の周波数や電圧を制御して電動モータ21の回転数や回転時間を制御するインバータ装置を備えている。インバータ装置は、例えば、使用者の操作によって入力された指定値になるように電動モータ21の駆動を制御する。また、モータ制御部22は、CPUやメモリ等を備え、メモリに格納された所定のプログラムに従って駆動し、電動モータ21の駆動を制御する構成であってもよい。
The
磁気ユニット23は、電動モータ21の駆動軸部24に接続されたベース部25と、ベース部25に取り付けられた駆動側磁性部26とを備えている。ベース部25は、駆動軸部24の端部に固定された円盤状の部材である。ベース部25は、駆動軸部24に固定された一方の端部25aと、一方の端部25aに対して反対側である他方の端部25bとを備えている。他方の端部25bには駆動側磁性部26が固定されている。駆動側磁性部26は、物理的に磁極が固定されており、例えば、駆動軸部24の回転軸線L回りに沿って異なる磁極が交互に並ぶように配置されている。
The
本開示の一例に係る駆動側磁性部26は二つ(複数)の永久磁石27を備えている。永久磁石27は、ネオジム磁石、フェライト磁石、アルニコ磁石等、各種の磁石を使用することができる。
The drive-side
二つの永久磁石27は回転軸線L回りに並んで配置されている。永久磁石27は、円柱状(円盤状)であり、両方の端部27a,27bを有する。永久磁石27の一方の端部27aは、ベース部25に固定されており、他方の端部27b(以下、「吸引端部27b」と称する)は対象物Wに対向するように露出している。永久磁石27の両方の端部27a,27bは、それぞれ異なる磁極を形成している。また、二つの永久磁石27の吸引端部27bは、それぞれ異なる磁極を形成するように固定されており、一方の吸引端部27bはN極であり、他方の吸引端部27bはS極である(図2の(b)図参照)。二つの永久磁石27は、磁力により、磁性工具3を吸引可能である。
The two
本開示の一例では、二つの永久磁石27を配置する例を説明しているが、四個以上の偶数個の永久磁石27を配置させ、隣接する永久磁石27の吸引端部27bそれぞれが異なる磁極となるような配置とすることも可能である。また、リング磁石であって周方向で異なる磁極が交互に並んで形成されているような磁石や、環状に配置されたセグメント磁石であり、周方向で異なる磁極が交互に並んで配置されているような磁石であってもよい。
In one example of the present disclosure, an example in which two
ベース部25には、磁性を有する材料、つまり透磁率が高い材料が使用される。ベース部25は、例えば、永久磁石27との間で磁気回路を形成するヨークとして機能する。ベース部25を吸引端部27bの反対側に配置することにより、磁束の大気中への漏れを防ぎ、磁束を吸引端部27b側に向けて集中させることができる。
A material having magnetism, that is, a material having high magnetic permeability is used for the
磁性工具3は、対象物Wの内表面Waに接するように配置される。図3に示されるように、磁性工具3は、ホルダー部31と、ホルダー部31上に固定された従動側磁性部32と、ホルダー部31との間で従動側磁性部32を挟むように配置され、従動側磁性部32に固定された研磨布33と、を備えている。研磨布33は研磨部の一例である。研磨部は研磨布33に限定されず、対象物W(対象物の一例)の内表面Wa(表面の一例)に対して相対移動することで、内表面Waを研磨して滑らかな仕上げ面を形成できる部材を広く使用できる。
The
ホルダー部31は、例えば円盤状の部材であり、一方の表面に従動側磁性部32が固定されている。従動側磁性部32を基準にして把握すると、ホルダー部31は、従動側磁性部32に対して研磨布33とは反対側となるように配置されている。ホルダー部31には、磁性を有する材料、つまり透磁率が高い材料が使用される。ホルダー部31は、例えば、従動側磁性部32との間で磁気回路を形成するヨークとして機能する。ホルダー部31を研磨布33の反対側に配置することにより、磁束の大気中への漏れを防ぎ、磁束を研磨布33側に向けて集中させることができる。
The
本開示の一例に係る従動側磁性部32は二つ(複数)の永久磁石34を備えている。二つの永久磁石34はホルダー部31の中心を通る回転軸線L回りに並んで配置されている。永久磁石27は、ネオジム磁石、フェライト磁石、アルニコ磁石等、各種の磁石を使用することができる。
The driven-side
永久磁石34は、円柱状(円盤状)であり、両方の端部34a,34bを有する。永久磁石34の一方の端部34aは、ホルダー部31に固定されており、他方の端部34b(以下、「被吸引端部34b」と称する)は研磨布33に固定されている。永久磁石34の両方の端部34a,34bは、それぞれ異なる磁極を形成している。また、二つの永久磁石34の被吸引端部34bは、それそれ異なる磁極を形成するように固定されており、一方の被吸引端部34bはN極であり、他方の被吸引端部34bはS極である。
The
本開示の一例では、二つの永久磁石34を配置する例を説明しているが、四個以上の偶数個の永久磁石34を配置させ、隣接する永久磁石34の被吸引端部34bそれぞれが異なる磁極となるような配置とすることも可能である。また、リング磁石であって周方向で異なる磁極が交互に並んで形成されているような磁石や、環状に配置されたセグメント磁石であり、周方向で異なる磁極が交互に並んで配置されているような磁石であってもよい。
In one example of the present disclosure, an example in which two
研磨布33は、研磨対象の表面粗さに応じて粒度を選択し、研磨の程度を調整することができる。例えば、本開示の対象物Wのような表面が粗い対象物の場合には、粒度の粗い研磨材を使用した研磨布33を利用し、鋳物のような比較的平滑な対象物の場合には、粒度の細かい研磨材を使用した研磨布33を利用することができる。また、従動側磁性部32に対して研磨布33を着脱自在な構成にすることにより、研磨布33の調整や、研磨布33が摩耗した場合の交換が容易になる。
The grain size of the polishing
次に、図2を参照して表面処理装置1Aの作用、効果について説明する。表面処理装置1Aは磁気駆動装置2と磁性工具3とを備えており、磁気の物質透過現象を利用して間接的に磁性工具3を磁気駆動させ、磁性工具3と対象物Wとを相対運動させることによって所望の研磨処理を実現している。
Next, the operation and effects of the
具体的に説明すると、磁性工具3は、対象物Wの内表面Waに接するように配置される。一方で、磁気ユニット23は、磁性工具3に対し、対象物Wを挟んで反対側となる外側の表面(以下、「外表面Wb」と称する)の近傍に配置される。この「近傍」とは、磁気ユニット23が外表面Wbに接触している態様のみならず、対象物Wの外表面Wbから離間し、磁力を介して磁性工具3を吸引可能となる位置に磁気ユニット23を配置している態様も含まれる。
Specifically, the
磁性工具3は、磁気ユニット23に吸引されることで対象物Wの内表面Waに密着する。この密着により、研磨に寄与する加工力を得ることができる。この状態で、電動モータ21は磁気ユニット23を回転させる。磁気ユニット23の駆動側磁性部26及び磁性工具3の従動側磁性部32は、それぞれ磁極が固定されている。磁気ユニット23が回転すると、駆動側磁性部26及び従動側磁性部32には磁力による反発及び吸引の両方が作用し、その結果、磁性工具3は、磁気ユニット23の回転に追従するように回転する。一方で、対象物Wは、所定位置に留まるように固定されており、磁性工具3は、対象物Wに対して相対移動し、対象物Wの内表面Waを研磨する。さらに、磁性工具3の回転軸線Lは、磁性工具3を通る位置であり、実質的に、磁性工具3が密着している内表面Waの法線方向に延在している。つまり、磁性工具3は、内表面Waの特定の場所に留まった状態で回転し、その特定の場所を狭い範囲で研磨する。その結果、対象物Wの内表面Waを局所的に研磨することができる。
The
また、対象物Wの外表面Wbに沿って磁気ユニット23を走査することで磁性工具3の移動させることができる。その結果、対象物Wの内表面Waのうち、研磨対象となる広い領域に亘っても研磨することができる。
Further, by scanning the
本開示の表面処理装置1Aによる研磨方法に対し、対象物の内表面を研磨する方法としては、内面研削、ホーニング、電解研磨、流体研磨、砥粒流動加工などの可能性もある。しかしながら、内面研削やホーニング、電解研磨は、局所的な研磨に不利であり、また、単純形状の内表面の研磨に限定される。一方で、流体研磨や砥粒流動加工は形状や内径の制約は少ないが、対象物のような粗い表面に対し、長い波長のうねりを除去し難く不向きである。また、対象物の表面処理の手段として、バレル研磨や電気化学的手法も提案されているが、研磨量の制御が難しく、内表面に対して十分な加工能力を示せておらず、また、長い処理時間や廃液に伴う高い環境負荷という点でも量産適用への課題を抱えている。さらに、これらの方法では、ロボットアーム部と磁性工具を組み合わせるなどの工夫を行い難く、自動化に不向きであるとも考えられている。
In contrast to the polishing method by the
これらの方法に比べ、本開示の表面処理装置1Aによれば、対象物Wの表面を局所的に研磨でき、また、対象物Wのような粗い表面に対しても研磨して所望の仕上げ面に形成することが可能になる。さらに、後述の第2の表面処理装置1Bのようにロボットアーム部に適用することも可能であり、自動化に有利である。
Compared to these methods, according to the
また、本開示の表面処理装置1Aは、電動モータ21の駆動を制御するモータ制御部22を備えている。モータ制御部22は、磁気ユニット23の回転速度及び磁気ユニット23の回転時間の少なくとも一方を制御する。モータ制御部22は、磁気ユニット23の回転速度や回転時間を制御することで、対象物Wに接する磁性工具3の研磨性を制御することができる。本開示において、研磨性とは、研磨強度や研磨時間を意味している。そして、磁気ユニット23の回転速度または回転時間を制御することで研磨強度や研磨時間を制御することができる。その結果、対象物Wの表面(例えば、内表面Wa)の状況に応じた研磨が可能になる。
The
本開示の一例において、電動モータ21の駆動軸部24は、磁性工具3の回転軸線L上に配置され、且つ回転軸線Lに沿って延在している。具体的には、磁性工具3の回転軸線Lは、実質的に対象物Wの内表面Waに交差(直交)するように延在している。その結果、磁性工具3は、内表面Waの特定の位置(狭い範囲)において、例えば、独楽のような回転をすることになり、平面的な表面の研磨に有利である。
In one example of the present disclosure, the
本開示の一例において、磁性工具3は、ヨークとして機能するホルダー部31を備えている。その結果、従動側磁性部32の磁力を高めるのに有利になる。
In one example of the present disclosure, the
次に、図4を参照し、本開示の他の例に係る第2の表面処理装置1Bを説明する。表面処理装置1Bは、第1の表面処理装置1Aと同様の要素や構造を備えている。以下の説明では、相違点を中心に説明し、同様の要素や構造には、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
Next, a second
表面処理装置1Bは、磁気ユニット23を備えた磁気駆動装置2と、対象物Wに対する相対移動によって対象物Wの内表面Waを研磨可能な磁性工具3とを備えている。また、表面処理装置1Bは、磁気駆動装置2を把持し、磁気駆動装置2を保持して移動させることが可能なロボットアーム部5と、ロボットアーム部5の移動を制御する制御装置6とを備えている。また、制御装置6は、磁気駆動装置2のモータ制御部22に制御可能に接続されている。ロボットアーム部5は、磁気ユニット23を移動可能に保持する位置調整部の一例であり、制御装置6は、吸引力制御部の一例である。
The
ロボットアーム部5は、複数のリンク部51と、リンク部51同士を傾動可能及び回転可能に接続するジョイント部52とを備えている。ロボットアーム部5の先端は、磁気駆動装置2に設けられた連結部29に固定されている。ジョイント部52には、リンク部51を可動させるためのアクチュエータ、減速機、エンコーダ、伝動機構等が装備されており、制御装置6からの制御信号を受けて駆動する。
The
制御装置6は、ロボットアーム部5やモータ制御部22に有線及び無線の少なくとも一方で接続されており、制御信号を送受信可能に構成されている。制御装置6は、CPUやメモリ等を備え、メモリに格納された所定のプログラムに従って駆動し、ロボットアーム部5のアクチュエータ等を駆動制御する。また、制御装置6は、磁気駆動装置2のモータ制御部22との間で制御信号の送受信を行い、電動モータ21の回転速度や回転時間を制御することも可能である。
The
表面処理装置1Bによれば、第1の表面処理装置1Aと同様の要素や構造を備えており、上述した第1の表面処理装置1Aと同様の作用、効果を奏する。
The
さらに表面処理装置1Bによれば、ロボットアーム部5が磁気駆動装置2を所望の位置まで移動できるので、制御装置6は、磁性工具3から磁気ユニット23までの離間距離Dを制御することができる。つまり、表面処理装置1Bは、磁性工具3から磁気ユニット23までの離間距離D、磁気ユニット23の回転速度、及び回転時間の少なくとも一方を制御して対象物Wに接する磁性工具3の研磨性を制御することができる。
Furthermore, according to the
表面処理装置1Bでは、制御装置6が磁性工具3から磁気ユニット23までの離間距離Dを制御することで、磁性工具3に対する磁気ユニット23の吸引力を制御することができる。その結果、磁性工具3が対象物Wの内表面Waに密着する力が制御されることになり、研磨強度の制御が可能になる。また、制御装置6は、磁気駆動装置2のモータ制御部22に制御信号を送信することで、モータ制御部22を介して磁気ユニット23の回転速度または回転時間を制御する。磁気ユニット23の回転速度または回転時間を制御することで、磁性工具3による研磨時間の制御が可能になり、その結果として、対象物Wの内表面Waの状況に応じた研磨が可能になる。
In the surface treatment apparatus 1</b>B, the attracting force of the
また、表面処理装置1Bによれば、ロボットアーム部5により、対象物Wの外表面Wbに沿った磁気駆動装置2の走査を自動化でき、磁性工具3を対象物Wの内表面Waに沿って磁性工具3を移動させ、内表面Waの広い範囲に渡っての研磨が可能になる。
Further, according to the
次に、図5を参照し、本開示の他の例に係る第3の表面処理装置1Cを説明する。表面処理装置1Cは、第1の表面処理装置1Aや第2の表面処理装置1Bと同様の要素や構造を備えている。以下の説明では、相違点を中心に説明し、同様の要素や構造には、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
Next, a third
表面処理装置1Cは、磁気駆動装置7と、磁性工具8とを備えている。磁気駆動装置7は、電動モータ71(駆動部の一例)と、電動モータ71の駆動を制御するモータ制御部72と、電動モータ71の駆動によって回転する磁気ユニット73(可動部)とを備えている。電動モータ71は、回転するロータと、ロータの周囲に配置されたステータと、ロータに接続された駆動軸部74とを備えている。モータ制御部72は、電動モータ71に入力する電気の周波数や電圧を制御して電動モータ71の回転数や回転時間を制御するインバータ装置を備えている。
The surface treatment apparatus 1</b>C includes a
磁気ユニット73は、電動モータ71の駆動軸部74に取り付けられた駆動側磁性部76を備えている。駆動側磁性部76は、物理的に磁極が固定されており、例えば、駆動軸部74の回転軸線La回りに沿って異なる磁極が交互に並ぶように配置されている。
The
本開示の一例に係る駆動側磁性部76は、駆動軸部74の周面に固定された筒状の永久磁石77を備えている。永久磁石77の外周面には、磁極として周方向で分割された複数の領域を備えており、複数の領域は、異なる磁極(N極とS極)が交互に並ぶように配置されている。駆動側磁性部76は、回転軸線Laが対象物Wの外表面Wbの接線方向に延在するように配置されている。その結果、駆動側磁性部76は、対象物Wの外表面Wb上を転がるように回転する。なお、駆動側磁性部76は、周方向で異なる磁極が交互に並んで形成されているような各種磁石を利用することができ、セグメント磁石などであってもよい。
A drive-side
磁性工具8は、対象物Wの内表面Waに接するように配置される。磁性工具8は、円柱状の芯材部となる軸部81と、軸部81の周囲に固定された従動側磁性部82と、軸部81の周囲に固定された研磨布83とを備えている。軸部81には、例えば、磁性を有する材料、つまり透磁率が高い材料を使用することができる。
The
本開示の一例に係る従動側磁性部82は筒状の永久磁石87を備えている。永久磁石87は軸部81の中心を通る回転軸線Lb回りに配置されている。永久磁石87の外周面には、磁極として周方向で分割された複数の領域を備えており、複数の領域は、異なる磁極(N極とS極)が交互に並ぶように配置されている。従動側磁性部82は、回転軸線Lbが対象物Wの内表面Waの接線方向に延在するように配置されている。その結果、従動側磁性部82は、対象物Wの内表面Wa上を転がるように回転する。なお、従動側磁性部82は、周方向で異なる磁極が交互に並んで形成されているような各種磁石を利用することができ、セグメント磁石などであってもよい。
The driven-side
表面処理装置1Cによれば、第1の表面処理装置1Aまたは第2の表面処理装置1Bと同様の要素や構造を備えており、上述した第1の表面処理装置1Aまたは第2の表面処理装置1Bと同様の作用、効果を奏する。
According to the
さらに表面処理装置1Cの電動モータ71は、磁気ユニット73に接続された駆動軸部74を備え、駆動軸部74の回転軸線Laと磁性工具8の回転軸線Lbとは並行に延在している。そして、磁気ユニット73は、磁性工具8に対し、回転軸線Lbに直交する横方向に並んで配置されている。表面処理装置1Cにおいて、磁性工具8は、対象物Wの内表面Waに接するように設置され、磁気ユニット73は、対象物Wの外表面Wb近傍に配置される。この状態で磁気ユニット73が回転されると、磁性工具8は、内表面Wa上を転がるように回転して研磨することになり、曲面の研磨に有利である。
Further, the
本開示は、上記の実施形態のみに限定されない。例えば、上記の実施形態では、対象物を例に対象物を説明したが、対象物は対象物に限定されず、表面の研磨が必要な非磁性または弱磁性の製品等を含む。また、研磨部分は、内表面に限定されず、例えば、壁状の対象物に対し、その一方の面側に研磨処理部を配置し、他方の面側に可動部を配置して研磨するような形態であってもよい。 The present disclosure is not limited to only the embodiments described above. For example, in the above-described embodiments, the target object was described as an example, but the target object is not limited to the target object, and includes nonmagnetic or weakly magnetic products that require surface polishing. In addition, the part to be polished is not limited to the inner surface. may be in any form.
1A 第1の表面処理装置
1B 第2の表面処理装置
1C 第3の表面処理装置
3 磁性工具(研磨処理部)
5 ロボットアーム部(位置調整部)
6 制御装置(吸引力制御部)
8 磁性工具
31 ホルダー部
32 従動側磁性部
33 研磨布(研磨部)
34a 端部(従動側磁性部の他方の端部)
34b 被吸引端部(従動側磁性部の一方の端部)
21 電動モータ(駆動部)
22 モータ制御部(制御部)
23 磁気ユニット(可動部)
24 駆動軸部
26 駆動側磁性部
74 駆動軸部
76 駆動側磁性部
82 従動側磁性部
L 回転軸線
La 駆動軸部の回転軸線
Lb 磁性工具の回転軸線
W 対象物
1A First
5 Robot arm part (position adjustment part)
6 control device (suction force control unit)
8
34a end (the other end of the driven side magnetic portion)
34b Attracted end (one end of driven magnetic part)
21 electric motor (drive unit)
22 motor control unit (control unit)
23 magnetic unit (moving part)
24
Claims (6)
磁極が固定された従動側磁性部を備え、前記対象物に対する相対移動によって前記表面を研磨可能な研磨処理部と、
磁極が固定された駆動側磁性部を備え、磁力によって前記従動側磁性部を吸引可能な可動部と、
前記可動部を回転させることによって、前記研磨処理部を通る回転軸線回りに前記研磨処理部を回転させる駆動部と、を備えている表面処理装置。 A surface treatment device for polishing the surface of a nonmagnetic or weakly magnetic object,
a polishing processing unit comprising a driven-side magnetic unit having a fixed magnetic pole and capable of polishing the surface by relative movement with respect to the object;
a movable part including a drive-side magnetic part with a fixed magnetic pole, and capable of attracting the driven-side magnetic part by magnetic force;
and a drive unit that rotates the polishing processing unit about a rotation axis passing through the polishing processing unit by rotating the movable unit.
前記位置調整部を介して前記研磨処理部から前記可動部までの離間距離を制御して前記対象物に接する前記研磨処理部の研磨性を制御可能である吸引力制御部と、を更に備えている、請求項2記載の表面処理装置。 a position adjusting section that movably holds the movable section;
a suction force control unit capable of controlling the separation distance from the polishing processing unit to the movable unit via the position adjusting unit to control the polishability of the polishing processing unit in contact with the object; 3. The surface treatment apparatus according to claim 2, wherein
前記駆動軸部は、前記研磨処理部の前記回転軸線上に配置され、且つ前記回転軸線に沿って延在している、請求項1~3のいずれか一項記載の表面処理装置。 The drive section includes a drive shaft section connected to the movable section,
4. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein said drive shaft portion is arranged on said rotation axis of said polishing portion and extends along said rotation axis.
前記駆動軸部の回転軸線と前記研磨処理部の前記回転軸線とは並行に延在し、
前記可動部は、前記研磨処理部に対して、前記研磨処理部の前記回転軸線に直交する横方向に並んで配置されている、請求項1~3のいずれか一項記載の表面処理装置。 The drive section includes a drive shaft section connected to the movable section,
the rotation axis of the drive shaft portion and the rotation axis of the polishing processing portion extend in parallel,
4. The surface processing apparatus according to claim 1, wherein said movable portion is arranged side by side with respect to said polishing processing portion in a lateral direction orthogonal to said rotation axis of said polishing processing portion.
前記研磨処理部は、前記一方の端部に固定された研磨部と、前記他方の端部に固定されると共に、磁性を有するホルダー部と、を備えている請求項1~5のいずれか一項記載の表面処理装置。 The driven-side magnetic portion has a magnetic pole fixed and includes one end attracted to the drive-side magnetic portion and the other end opposite to the one end,
6. The polishing section according to any one of claims 1 to 5, wherein the polishing processing section comprises a polishing section fixed to the one end, and a holder section fixed to the other end and having magnetism. A surface treatment apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021067250A JP2022162416A (en) | 2021-04-12 | 2021-04-12 | Surface treatment device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021067250A JP2022162416A (en) | 2021-04-12 | 2021-04-12 | Surface treatment device |
Publications (1)
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JP2022162416A true JP2022162416A (en) | 2022-10-24 |
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Family Applications (1)
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JP2021067250A Pending JP2022162416A (en) | 2021-04-12 | 2021-04-12 | Surface treatment device |
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2021
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