JP2866009B2 - 仕上げ刃具 - Google Patents

仕上げ刃具

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JP2866009B2
JP2866009B2 JP6204012A JP20401294A JP2866009B2 JP 2866009 B2 JP2866009 B2 JP 2866009B2 JP 6204012 A JP6204012 A JP 6204012A JP 20401294 A JP20401294 A JP 20401294A JP 2866009 B2 JP2866009 B2 JP 2866009B2
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仁 深川
辰也 伊藤
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Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Jukogyo KK
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、部品加工の際に発生し
たバリ、びびり、加工誤差による段差などを平滑に仕上
げるための仕上げ刃具に関する。
【0002】
【従来の技術】機械加工部品の仕上げ加工時に使用する
刃具として、回転工具の回転シャフトにサンドペーパを
巻き付けた工具やワイヤブラシを装着した工具等が使用
される。機械加工部品の形状が複雑であって、たとえば
ポケット形状の内面および隅部を仕上げるときは、作業
空間が狭くなるため、細目の仕上げ刃具を用いて作業者
の手による微妙な力加減で根気よく仕上げ加工を行って
いる。
【0003】近年は人手による仕上げ作業の代わりに、
ロボットアームに仕上げ工具を装着して、ティーチング
で記憶された経路に沿って仕上げ加工を行うことが検討
されており、ロボット導入によって省力化や作業環境の
改善が期待されている。
【0004】図4(a)は従来の仕上げ刃具の一例を示
す斜視図であり、図4(b)はその側面図であり、図4
(c)はその使用状態図である。この仕上げ刃具では、
棒状に形成されたシャフト2の先端部4に、研削部材で
あるサンドペーパ1が円筒状に巻付けられており、複数
回積層された後、接着テープ5で固定されている。先端
部4には軸心を通るスリット4aが形成され、これによ
ってサンドペーパ1の巻始めが簡単になる。シャフト2
の後端部3は、回転工具によって把持されるシャンク部
分であり、一般に仕上げ刃具のシャンクは直径6mmに
統一されている。
【0005】図4(c)において、シャフト2をモータ
7の回転軸6に装着して、たとえばロボットアームによ
って仕上げ刃具の位置制御が行われる。被加工材Wの表
面に沿って仕上げ刃具を回転させながら移動させると、
円筒状に巻付けたサンドペーパ1の端面が被加工材Wに
接触して仕上げ加工が行われる。なお、仕上げ刃具の研
削圧力は、サンドペーパ1自体の弾力性だけで保たれ
る。しかし、被加工材Wの表面が凹凸形状であると、被
加工材Wと仕上げ刃具との間の距離変動により研削圧力
が大きく変動するため、仕上げ刃具を単純に平行移動さ
せるだけでは、均一な仕上げ面を得るのは難しい。
【0006】また、他の先行技術として、ロボットアー
ム先端に板ばねを介して切削装置を取付けた加工装置
(実開昭61−50620号)や柄部に板ばねを介して
研磨チップを取付けた研磨用工具(実開昭61−120
468号)などがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このようにロボット
は、アーム先端に装着された仕上げ工具の3次元位置お
よび向きを自由自在に制御するのは得意であるが、被加
工材に対する力加減を微妙に制御するのは極めて不得手
である。一方、3次元制御に加えて力加減の制御も可能
なロボットも開発されつつあるが、そのためのティーチ
ングが面倒であったり、仕上げ加工に適用するには性能
が未だ不十分である。
【0008】本発明の目的は、被加工材に対する力加減
を微妙に調整でき、特にロボットによる仕上げ作業に好
適な仕上げ刃具を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、被加工材を研
削する研削部材が装着された第1軸部材と、回転工具に
装着可能であって、第1軸部材の軸周り回転を規制しつ
つ、第1軸部材を軸方向に変位自在に保持する第2軸部
材と、第2軸部材に対して第1軸部材を軸方向に付勢す
るためのばね部材とを備え、第2軸部材の軸心に形成さ
れた長手の中空部に第1軸部材が摺動自在に挿入され、
第2軸部材の回転によって第1軸部材に装着された研削
部材が回転して研削を行うことを特徴とする仕上げ刃具
である。また本発明は、コイル状のばね部材が、第2軸
部材の端面から第1軸部材の外周を取巻くように設けら
れることを特徴とする。また本発明は、ばね部材の長さ
が調整可能であることを特徴とする。また本発明は、第
2軸部材には軸心と平行な貫通溝が形成され、該貫通溝
と係合するピンが第1軸部材に設けられることを特徴と
する。また本発明は、研削部材はサンドペーパであっ
て、第1軸部材の端部から所定長さに形成されたスリッ
トを通して巻き付けられていることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明に従えば、第1軸部材が第2軸部材に対
してばね弾性によって付勢されることによって、研削部
材が被加工材に接触する際の力加減を調整することがで
きる。たとえばロボットアームに取付けられた回転工具
に第2軸部材を装着して、第2軸部材の回転によって第
1軸部材に装着された研削部材が回転し、研削部材を被
加工材に接触させながら仕上げ加工を行う場合、ロボッ
トアーム操作で被加工材までの距離を制御することによ
って、仕上げ圧力を微妙に制御することができる。ま
た、被加工材の表面形状に多少の凹凸があっても、距離
変化による力変動をばね部材が緩和するため、高品質の
仕上げ加工を実現できる。
【0011】また、第2軸部材の軸心に形成された長手
の中空部に第1軸部材が挿入されることによって、両者
の軸心が一致するため、偏心による回転振れやがたつき
を防止できる。また、コイル状のばね部材が第2軸部材
の端面から第1軸部材を取巻くように設けられるため、
ばね部材の付勢力が軸心方向と平行に作用し、しかもコ
ンパクトな刃具が得られる。また、ばね部材の長さが調
整可能であることによって、被加工材に対する力加減を
微妙に調整できる。
【0012】また、第2軸部材には軸心と平行な貫通溝
が形成され、該貫通溝と係合するピンが第1軸部材に設
けられることによって、簡単な構成で第1軸部材の軸周
り回転を規制できる。
【0013】また、第1軸部材の端部から所定長さに形
成されたスリットを通して研削部材であるサンドペーパ
が巻き付けられることによって、サンドペーパの装着お
よび交換を簡単にかつ確実に行うことができる。
【0014】
【実施例】図1(a)は本発明の一実施例である仕上げ
刃具10を示す斜視図であり、図1(b)はその側面図
であり、図1(c)はその使用状態図である。また、図
2は図1に示す仕上げ刃具10の部品図であり、図2
(a)はサンドペーパ11装着前の仕上げ刃具10の正
面図、図2(b)はシャフト21の正面図、図2(c)
はシャフト21の側面図、図2(d)はシャフト12の
正面図、図2(e)はピン13の正面図、図2(f)は
コイルばね20の正面図である。
【0015】図1(a)において、仕上げ刃具10は棒
状に形成されたシャフト12を有し、その先端部には研
削部材であるサンドペーパ11が円筒状に巻付けられて
おり、複数回積層された後、接着テープ16で固定され
ている。図1(b)に示すように、シャフト12の先端
から軸心を通るように所定長さのスリット12aが形成
されており、サンドペーパ11を巻き始める際にスリッ
ト12aを通すように引っ掛けることによって、サンド
ペーパ11の装着作業が簡単化されている。
【0016】一方、回転工具が把持するシャンク部分と
なるシャフト21には、軸心に沿って長手の中空部23
が形成されており、この中空部23にシャフト12が摺
動自在に挿入されている。なお、シャフト12の表面に
メッキ処理を施すことが好ましく、これによって摺動摩
擦係数が格段少なくなる。シャフト21には、図2
(c)に示すように、軸心と平行な1対の貫通した溝2
2が対向して形成されている。さらに各溝22と係合す
るピン13が、図2(d)に示すように、シャフト12
の孔13aに嵌入されて固定される。このピン13の存
在によってシャフト12の軸周り回転が規制され、さら
にシャフト12の軸方向変位を溝22の範囲で許容して
いる。こうしてシャフト21が回転すると、ピン13と
溝22との係合によって回転力がシャフト12に伝達さ
れる。
【0017】シャフト12には、先端から中央の範囲に
渡ってねじ部14が形成されており、このねじ部14に
2つのナット15が螺合している。ナット15とシャフ
ト21の間には、シャフト12を取巻くようにコイルば
ね20が装着され、シャフト21に対してシャフト12
を先端側へ押すように軸方向に付勢している。なお、ナ
ット15を回転して前後位置を変えると、コイルばね2
0の長さ調整が可能となり、2つのナット15を互いに
締着することによって経時的な緩み発生を防止してい
る。
【0018】仕上げ加工を行う場合、図1(c)に示す
ように、仕上げ刃具10をモータ31の回転軸30に装
着して、たとえばロボットアームによって仕上げ刃具の
位置制御を行う。被加工材Wの表面に沿って仕上げ刃具
10を回転させながら移動させると、円筒状に巻付けた
サンドペーパ11の端面が被加工材Wに接触して仕上げ
加工が行われる。仕上げ刃具10の研削圧力は、サンド
ペーパ1およびコイルばね20の弾力性によって安定化
される。したがって、被加工材Wの表面が凹凸形状であ
って、被加工材Wと仕上げ刃具10との間の距離変動が
生じても、コイルばね20の伸縮によって被加工材Wに
対する研削圧力変動が緩和されるため、仕上げ刃具10
を単に平行移動させるだけで均一な仕上げ面が得られ
る。
【0019】図3は、ロボットによる仕上げ作業の様子
を示す斜視図である。ロボット33は多関節のロボット
アーム32を有し、その先端にはモータ31が取付けら
れ、その回転軸30に仕上げ刃具10が装着されてい
る。被加工材Wは、たとえば複雑な曲面で構成される舟
型状で中央にリブが橋渡しされた形状を成し、図3は内
側隅部に発生したバリ、びびり、段差などを平滑に仕上
げる様子を示している。ロボット33は、被加工材Wの
隅部に倣うように仕上げ刃具10を回転しながら移動さ
せると、被加工材Wに対して安定した力加減で仕上げ加
工が行われ、短時間で品質の優れた仕上げ面が得られ
る。また、長時間の使用によってサンドペーパ11が磨
耗しても、コイルばね20によって被加工材Wに当たる
力が調節されるため、サンドペーパ11の交換寿命を図
4のものと比べて約10倍以上延ばすことができる。ま
た、仕上げ刃具10に無理な力が加わってもコイルばね
20が吸収するため、刃具の損傷事故も格段に少なくな
る。
【0020】なお以上の説明において、研削部材として
サンドペーパ11を用いる例を示したが、その他に研削
砥石、研磨布紙、ワイヤブラシ等が使用可能である。
【0021】
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、第
1軸部材が第2軸部材に対してばね弾性によって付勢さ
れることによって、研削部材が被加工材に接触する際の
力加減を調整することができるため、品質の良好な仕上
げ加工を行うことができる。
【0022】また、回転運動に伴う振れやがたつきが少
なく、軽量でコンパクトな仕上げ刃具が得られ、しかも
研削部材であるサンドペーパの装着が簡単になる。
【0023】このように被加工材に対する力加減を微妙
に調整でき、特にロボットによる仕上げ作業に好適な仕
上げ刃具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は本発明の一実施例である仕上げ刃
具10を示す斜視図であり、図1(b)はその側面図で
あり、図1(c)はその使用状態図である。
【図2】図1に示す仕上げ刃具10の部品図であり、図
2(a)はサンドペーパ11装着前の仕上げ刃具10の
正面図、図2(b)はシャフト21の正面図、図2
(c)はシャフト21の側面図、図2(d)はシャフト
12の正面図、図2(e)はピン13の正面図、図2
(f)はコイルばね20の正面図である。
【図3】ロボットによる仕上げ作業の様子を示す斜視図
である。
【図4】図4(a)は従来の仕上げ刃具の一例を示す斜
視図であり、図4(b)はその側面図であり、図4
(c)はその使用状態図である。
【符号の説明】
10 仕上げ刃具 11 サンドペーパ 12、21 シャフト 12a スリット 13 ピン 14 ねじ部 15 ナット 16 接着テープ 20 コイルばね 22 溝 23 中空部 31 モータ
フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−133962(JP,U) 実開 平5−352(JP,U) 実開 昭61−64961(JP,U) 実開 平3−103155(JP,U) 実開 平5−20859(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B24B 17/02 B24D 9/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加工材を研削する研削部材が装着され
    た第1軸部材と、 回転工具に装着可能であって、第1軸部材の軸周り回転
    を規制しつつ、第1軸部材を軸方向に変位自在に保持す
    る第2軸部材と、 第2軸部材に対して第1軸部材を軸方向に付勢するため
    のばね部材とを備え、 第2軸部材の軸心に形成された長手の中空部に第1軸部
    材が摺動自在に挿入され、第2軸部材の回転によって第
    1軸部材に装着された研削部材が回転して研削を行うこ
    とを特徴とする仕上げ刃具。
  2. 【請求項2】 コイル状のばね部材が、第2軸部材の端
    面から第1軸部材の外周を取巻くように設けられること
    を特徴とする請求項1記載の仕上げ刃具。
  3. 【請求項3】 ばね部材の長さが調整可能であることを
    特徴とする請求項1または2記載の仕上げ刃具。
  4. 【請求項4】 第2軸部材には軸心と平行な貫通溝が形
    成され、該貫通溝と係合するピンが第1軸部材に設けら
    れることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
    仕上げ工具。
  5. 【請求項5】 研削部材はサンドペーパであって、第1
    軸部材の端部から所定長さに形成されたスリットを通し
    て巻き付けられていることを特徴とする請求項1〜4の
    いずれかに記載の仕上げ刃具。
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