JP3233017U - 全自動バリ取り機およびフローティング機構 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳物に発生するバリをワークの種類及び大きさに関わらず鋳肌を傷つけることなく除去し、さらに鋳物が凝固する際の膨張や収縮に関わらず一定幅へ研削が可能なバリ取り機を提供する。【解決手段】バリ取り機は、ワークをワークテーブル１２に設置し、砥石１５を取り付けた多関節ロボット１１が自動操縦で研削する。ワークテーブル１２が水平方向に１８０度回転し、多関節ロボット１１が関節部分を屈曲しながら接触することにより、多方面からのバリ取りを行う。多関節ロボット１１に取り付ける砥石１５が研削部分に適したものに自動交換され、一台のバリ取り機で表面及び中子を研削する。多関節ロボット１１先端部と、砥石１５を取り付けるモータ１３の間に、ゴムによって伸縮し砥石１５がワークに接触する圧力を自動調整するフローティング機構１４を導入し、一定の圧力で研削する。【選択図】図１

Description

本考案は、鋳造を行った際にワークに生じるバリを除去するためのバリ取り機に関するものであって、特に、従来よりも作業速度を速めることができ、ワークの精度を悪化させることなくバリを研削できるバリ取り機に関するものである。

鋳造におけるバリ取りは、ワークを定められた形状に整え、一定寸法に保つために欠かせないものである。鋳造製品には鋳物バリが発生し、凝固した後に除去されるものであるが、鋳物バリが発生する位置と鋳物バリの大きさは都度変化する。しかし、様々な形状および大きさの鋳物バリの発生に関わらず、鋳物バリは全て除去する必要がある。

ところで、従来のバリ取り機においては、ロボット先端部にワークを保持し、バリ取り機内に固定された砥石にワークを接触させることで鋳物バリを研削する方法が主体である。

特開第２０１５−１６５１０号公報

しかしながら、前記方法でバリ取りを行うと、ロボットは一つのワークしか保持できないため、一度に一つのワークしか研削できない。また、ワークと砥石は互いに硬質であり、柔軟性がないため、接触させるだけであると、鋳物の特性である凝固時の膨張や収縮にあわせた繊細な強度調整ができず、研削過多や研削不足が発生する。

上記課題を解決するために、本考案では、一度に複数のワークの研削を行い、かつ、研削時の繊細な強度調整が可能なバリ取り機を提供する。

上記課題を解決するため、本考案では、研削対象であるワークを複数個載積するワークテーブルと、研削用砥石を回転駆動するモータと、モータを保持し、関節部分を屈曲および回転駆動する多関節ロボットと、モータと多関節ロボットの接続部分に備えたフローティング機構と、研削用砥石を交換するための砥石自動交換プログラムおよび砥石棚を具備することを特徴としている。

また、ワークテーブルが、ワークを設置した状態で水平方向に１８０度回転することと、多関節ロボットのアーム部分が、上下方向および前後方向へ移動しかつ回転軸を備えたことにより、研削用砥石とワーク面を変位可能な範囲で接触させて、バリを事前に設定した削り込み深さまで研削可能にしたことを特徴としている。

さらに、ワークテーブル上に収まる大きさであれば、ワークの形状、素材および大きさに関わらず、一操作内で研削可能であることを特徴としている。

多関節ロボットに取着される研削用砥石は着脱可能であり、バリ取り機内に研削用砥石を自動で交換可能な自動交換装置を設けたことを特徴としている。

多関節ロボット先端部と、多関節ロボットに取り付けられた砥石回転用モータの間に設けられたゴム素材を使用したフローティング機構を備えていることを特徴としている。

フローティング機構において、研削時に研削用砥石と、砥石回転用モータにかかる圧力にあわせて収縮するゴム素材が設けられていることにより、ワークにかかる圧力が一定に保たれて、ワークの凝固時に発生する膨張や収縮に関わらず、一定幅に研削が可能であることを特徴としている。

以上の説明から明らかなように、本考案によれば、一度に複数のワークの研削が可能で、かつ、研削の精度が向上する。

バリ取り機の側面図。 バリ取り機の上面図。 多関節ロボットの側面図。 本考案の一実施形態に係る研削装置の平面図。 本考案の一実施形態に係るフローティング機構の模式図。 研削開始から終了までの順序を示すフローチャート。

以下、本考案の実施の形態を図に基づいて説明する。なお、各図においては、研削対象となるワークは図示していない。

図１に示すように、本バリ取り機は、ワークを保持する冶具を含めたワークテーブル１２と、研削用砥石１５を取り付けたモータ１３と、フローティング機構１４と、モータを保持し駆動する多関節ロボット１１を備えている。（なお、１３、１４、１５を合わせて研削装置と呼ぶこととする。）。

モータ１３は、図３で示す多関節ロボット１１の回転軸１１ｆに取り付けられている。研削用砥石１５は、図４で示すモータ１３ａ部に接続されており、モータ１３が回転駆動することにより、研削用砥石１５が、回動軸を中心に回動する。

なお、図１および図３に描かれたモータ１３は一つであるが、これが二つになってもよい。多関節ロボット１１にはモータ１３を二つ取り付けることができる。その場合、図１および図３で図示されたモータ１３の奥に、上下方向を逆にして取り付ける。この場合、多関節ロボット１１の駆動部分１１ｆが１８０度回転することにより、二つのモータは互いの上下を入れ替えることができる。すなわち、二つのモータ１３および研削用砥石１５のうち一方がワークを研削する際には、他方はワークとは反対方向を向いており、研削工程には関与していない。また、この二つのモータ１３に異なる径、形状、粒度の研削用砥石１５を取り付けることによって、鋳物バリの大きさ、形状、場所により適した研削用砥石１５を使用することができ、砥石研削用砥石１５の交換に関わる手間を省くことができる。

また、図３に示すように、多関節ロボット１１は、１１ｃは水平方向に回転し、１１ａ、１１ｂおよび１１ｅは回転軸を中心に前後および上下に軸を可動させ、１１ｄはアーム軸が回転し、１１ｆはモータ１３を回転させる回動軸を持つ。これら１１ａ〜１１ｆ部分が、可動域である水平、前後、左右、上下方向に可動および回転することによって、研削用砥石１５の研削面を、好適な角度でワークに接触させることができる。

次に、ワークの設置および保持手段について説明する。図２に示されるワークテーブル１２は、水平方向に０度〜１８０度の間で回転する。ワークテーブル１２がワークを乗せた状態で回転することと、多関節ロボット１１の可動域をあわせることによって、より多方面からの研削が可能である。

また、ワークテーブル１２の上には、ワークの形状にあわせた冶具を設置する。ワーク保持手段として、ワークを設置するワークテーブル１２上に冶具を設置し、冶具が自動操作によってワークを固定する。なお、冶具が研削の妨げになる場合は、その箇所のみ、自動的に冶具が外れ、研削終了後に再度自動で固定する。

次に、研削用砥石１５の自動交換について説明する。図２に示すように、研削用砥石１５の交換用砥石を設置する棚が１６ｂである。図３で示す多関節ロボット１１の可動域である１１ｃが水平方向に回転することにより、多関節ロボット１１が１６ｂの方向を向く。次に、１１ａと１１ｂがアームを可動させることにより、１６ｂに、先に保持していた研削用砥石１５を置き、設置してある交換用砥石を保持する。

なお、自動交換用の研削用砥石は、それぞれ異なる径、形状、粒度であってもよいし、同一の径、形状、粒度であってもよい。異なる径、形状、粒度であった場合は、鋳物バリの大きさ、形状、鋳物バリができた箇所にあわせた砥石を使い分けることが可能であり、より繊細なバリ取りができる。なお、砥石は円盤型であってもよいし、棒状であってもよい。完全に同一の径、形状、粒度である場合には、例えば一種類の砥石の磨耗速度が早く、何れか一つの砥石が交換時期になったとしても、他方の研削工具を用いて研削を続行できるので、砥石の交換にかかる手間を防ぐことができる。

次に、図４および図５に描かれたフローティング機構について説明する。研削用砥石１５とワークの接地面にかかる負荷は、モータ１３を通じてフローティング機構１４部分へと伝わる。この負荷を１４ｄ、１４ｅのゴム素材が吸収し、負荷に合わせて湾曲する。１４ｄ、１４ｅ部が湾曲すると、１４ａが支点となり、１４ｂ方向に上下可動する。この上下可動により、研削用砥石１５とワークの接地面にかかる圧力が一定に保たれ、ワークの過剰な研削を防ぐとともに、モータ１３および多関節ロボット１１に過剰な負荷がかかることを防ぐ。

図５で示すように、１４ｄと１４ｅは異なった硬度のゴム素材で形成されている。柔軟なゴムを硬質なゴムで挟み込むことによって、強い負荷から微弱な負荷まで対応できる。さらに、ゴムが湾曲する際の負荷を分散して和らげ、亀裂や裂傷を防ぐことができる。また、フローティング機構部分は研削箇所と近接なため、研削によって生ずる粉塵を防ぐように、１４ｆと１４ｇの保護部材で周りを囲って固定している。

１１ 多関節ロボット
１１ａ 多関節ロボット可動軸
１１ｂ 多関節ロボット可動軸
１１ｃ 多関節ロボット回転軸
１１ｄ 多関節ロボット回転軸
１１ｅ 多関節ロボット可動軸
１１ｆ 多関節ロボット回転軸
１２ ワークテーブル
１３ モータ
１３ａ モータと研削用砥石の接続部分
１４ フローティング機構
１４ａ フローティング支点
１４ｂ フローティング可動域
１４ｃ フローティング機構部とモータの接続部分
１４ｄ フローティング機構ゴム素材（硬）
１４ｅ フローティング機構ゴム素材（軟）
１４ｆ フローティング機構カバー（表）
１４ｇ フローティング機構カバー（裏）
１５ 研削用砥石
１６ 砥石自動交換装置
１６ａ 砥石自動交換装置用棚
Ｓ１〜７ 図６のバリ取り機動作ステップ１〜７

Claims (6)

1. バリ取りを行うワークを複数設置するワークテーブルと、この複数のワークに対応するよう機械中央に設けられた多関節ロボットと、前記多関節ロボットに取り付けられた砥石回転用モータと、前記多関節ロボット先端部と前記砥石回転用モータの間に設けられたフローティング機構と、前記モータに取着される研削用砥石と、前記砥石の自動交換プログラムおよび交換用砥石のための棚を備えていることを特徴とするバリ取り機。
2. 前記ワークテーブルが、ワークを設置した状態で水平方向に１８０度回転することと、前記多関節ロボットのアーム部分が、上下方向および前後方向へ移動しかつ回転軸を備えたことにより、前記研削用砥石とワーク面を変異可能な範囲で接触させて、鋳物バリを事前に設定した削り込み深さまで切削可能にしたことを特徴とする請求項１記載のバリ取り機。
3. 前記バリ取り機において、前記ワークテーブル上に収まる大きさであれば、ワークの形状、素材および大きさに関わらず、一操作内で切削可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のバリ取り機。
4. 前記バリ取り機において、前記モータに取着された前記研削用砥石は着脱可能であり、前記バリ取り機内に前記研削用砥石を自動で交換可能な自動交換装置を設けたことを特徴とする請求項１、２または３に記載のバリ取り機。
5. 前記バリ取り機において、前記多関節ロボット先端部と、前記多関節ロボットに取り付けられた砥石回転用モータの間に設けられたゴム素材を使用したフローティング機構を備えていることを特徴とする請求項１、２、３または４に記載のバリ取り機。
6. 請求項５に記載された前記フローティング機構において、研削時に前記研削用砥石と、前記砥石回転用モータにかかる圧力にあわせて収縮するゴム素材が設けられていることにより、ワークにかかる圧力が一定に保たれて、ワークの凝固時に発生する膨張や収縮に関わらず、一定幅に研削が可能であることを特徴とする請求項１，２，３、４または５に記載のバリ取り機。

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