JP3729742B2 - 端縁加工装置及び端縁加工方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク端縁に面取り加工を施すための端縁加工装置及び端縁加工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、建築現場で使用される鋼板などは、その表面に塗布された防腐塗料の剥離や運搬時などにおいて他部材への接触によって双方が破損することを抑制するために、前記鋼板の端縁(コーナ部)には面取り加工が施されるようになっている。そして、従来、この面取り作業は、グラインダなどを用いた手作業若しくは面取り加工専用の装置(端縁加工装置)などを使用して行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、建築現場などにおいて手作業による面取り作業は、その作業が煩雑であり作業効率が非常に悪いばかりか、良好な加工精度を得ることが難しかった。
【0004】
これに対し、前述した端縁加工装置を使用して面取り作業を行えば、その作業効率は向上すると共に、良好な加工精度を得ることができる。しかしながら、従来の端縁加工装置は、当該装置上を搬送された鋼板の上面側若しくは下面側に位置する端縁(コーナ部)を対象として面取り加工を行うものであった。そのため、従来の端縁加工装置では、鋼板の厚み方向に沿う端縁に対し面取り加工を施すことができず、また、その加工方法も確立されていなかった。
【0005】
この発明の目的は、ワーク端縁、特に、ワークの厚み方向に沿う端縁に面取り加工を効率良く施すことができる端縁加工装置及び端縁加工方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、ワーク端縁を回転工具により加工する切削機構を備えた端縁加工装置において、前記切削機構には、前記回転工具を支持した状態で自転動作が可能な支持部材を設け、当該支持部材には所定の制動力を付与して前記支持部材の自転動作を規制する制動手段を装着し、前記支持部材は、加工時において、位置決め固定されたワークに対して前記回転工具を移動させる切り込み動作、又は、位置決め固定された回転工具に対して前記ワークを移動させる切り込み動作を通じて前記回転工具の加工面に付与される押圧力に基づいて前記制動力に抗して自転動作されることを要旨とする。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の端縁加工装置において、前記支持部材には、前記制動力に抗して前記支持部材を強制的に自転動作させる回動手段がさらに装着されており、当該回動手段によって前記回転工具が前記支持部材の軸線廻りで回動されることにより前記回転工具の加工面の向きは任意に変更可能とされていることを要旨とする。
【0008】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の端縁加工装置において、前記回動手段は、前記支持部材に連結されたピニオンと当該ピニオンに噛合されたラックからなり、前記ラックが前記支持部材の軸線と直交する方向へ移動することにより前記支持部材が前記ピニオンを介して自転動作することを要旨とする。
【0009】
請求項4に記載の発明は、所定の制動力が付与されてその自転動作が規制された支持部材に回転工具を支持し、当該回転工具によりワーク端縁を加工する端縁加工方法において、ワーク端縁を形成するように互いに交差する第1のワーク面と第2のワーク面のうち、前記第1のワーク面に対し前記回転工具の加工面の一部を一定の条件下のもとに対向配置する工具位置決め工程と、位置決め固定されたワークに対して前記回転工具を移動させる切り込み動作、又は、位置決め固定された回転工具に対して前記ワークを移動させる切り込み動作を通じて前記回転工具の加工面に対して前記制動力に抗した押圧力を付与し、当該押圧力により前記加工面を前記第1のワーク面から第2のワーク面に向かうように移動させながら前記ワーク端縁を加工する端縁加工工程とを備えたことを要旨とする。
【0010】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の端縁加工方法において、前記工具位置決め工程と前記端縁加工工程が終了した後、さらに、前記ワーク端縁の近傍において前記第2のワーク面に対し前記回転工具の加工面の一部を一定の条件下のもとに対向配置する再工具位置決め工程と、位置決め固定された回転工具に対して前記ワークを移動させる切り込み動作、又は、位置決め固定されたワークに対して前記回転工具を移動させる切り込み動作を通じて前記回転工具の加工面に対して前記制動力に抗した押圧力を付与し、当該押圧力により前記加工面を前記第2のワーク面から第1のワーク面に向かうように移動させながら前記ワーク端縁を加工する再端縁加工工程とを備えたことを要旨とする。
【0011】
請求項6に記載の発明は、請求項4又は請求項5に記載の端縁加工方法において、前記端縁加工工程又は再端縁加工工程において、前記回転工具の加工面は、前記押圧力によって前記支持部材が自転動作することにより当該支持部材の軸線廻りで略円弧状の移動軌跡を描くように移動することを要旨とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る端縁加工装置及び端縁加工方法を具体化した一実施形態を図1〜図6に基づき詳細に説明する。なお、図1及び図2には端縁加工装置10が略示されており、図1には端縁加工装置10の平面(上から見た状態)が、図2には正面(図1のA−A線断面)が示されている。また、本実施形態において「前」「後」「左」「右」は、ワークWの搬送方向Xを基準として見た場合の「前」「後」「左」「右」を示すものとする。さらに、「上」「下」は、図2に示すように端縁加工装置10を正面から見た場合の「上」「下」を示すものとする。
【0013】
そして、前記端縁加工装置10は、ワークWを所定方向(例えば、図1又は図2に示す搬送方向X)に搬送するための搬送機構11、搬送されたワークWを上方から押さえるための押さえ機構12及びワークWの端縁に面取り加工を施す切削機構13から主に構成されている。
【0014】
最初に、前記搬送機構11の構成について説明すると、前記端縁加工装置10の設置面には、複数本(本実施形態では4本)の搬送部フレーム14が立設配置されている。そして、前記搬送部フレーム14には、前記ワークWの搬入側に位置する搬送装置15及び搬出側に位置する搬送装置16が搬送方向Xに沿って所定の間隔を空けた形態で支持されている。また、前記各搬送装置15,16は左右一対のローラフレーム17a,17bを有し、当該両ローラフレーム17a,17bの間には複数本の搬送ローラ18が回動自在に装着されている。そして、前記搬送ローラ18は、図示しない駆動モータにより双方向(図1又は図2において時計回り方向及び反時計回り方向)に一定の速度で回転駆動されるようになっている。なお、図1及び図2では、前記搬送ローラ18が簡略図示されている。
【0015】
また、前記搬送部フレーム14には、前記両搬送装置15,16の下部側において水平方向に延びるフレーム19が配設され、当該フレーム19の上面側には前記両搬送装置15,16の間に位置するようにストッパ装置20が装着されている。そして、前記ストッパ装置20は、基台21に設けられた昇降軸22の先端側にストッパ部23を備えた形態とされ、当該ストッパ部23は前記昇降軸22の昇降動作に基づき前記両搬送装置15,16の間(所定間隔内)に出没自在とされている。なお、前記ストッパ部23の上面側には、弾性体(例えば、ゴム、軟質樹脂など)が取着されている。
【0016】
従って、前記ワークWは、前記搬送ローラ18の回転駆動により前記搬送方向Xに沿うように水平横方向に搬送されるようになっている。また、前記ストッパ部23は、前記ストッパ装置20の駆動により図2に二点鎖線で示す上昇位置に移動される。そして、前記搬送装置15上を搬送された前記ワークWは、前記ストッパ部23に当接することで所定の加工位置に位置決めされるようになっている。
【0017】
次に、前記押さえ機構12の構成について説明すると、前記搬送装置15の上部側には第1押さえ装置(押さえ機構12)12aが、前記搬送装置16の上部側には第2押さえ装置(押さえ機構12)12bが配置されている。そして、前記各押さえ装置12a,12bは、図示しない押さえフレームに対し昇降自在な状態で支持されている。
【0018】
また、前記各押さえ装置12a,12bは、前記各搬送装置15,16の搬送ローラ18よりもその直径の小さい複数(本実施形態では5個)の押さえローラ24と、当該押さえローラ24が装着されるローラフレーム25を備えた形態とされている。そして、前記押さえローラ24は、前記ローラフレーム25に取り付けられた駆動モータ(図示しない)により双方向(図1又は図2において時計回り方向及び反時計回り方向)に一定の速度で回転駆動されるようになっている。また、前記ローラフレーム25の上部側には昇降軸26が設けられており、前記ローラフレーム25は例えばエアシリンダの駆動により前記昇降軸26を介して昇降動作するようになっている。
【0019】
従って、前記各搬送装置15,16上のワークWには、前記押さえローラ24の駆動により前記搬送ローラ18と共に搬送力が付与されるようになっている。また、前記ローラフレーム25が下方に移動すると、前記ワークWには前記押さえローラ24により押圧力が付与されるようになっている。そのため、前記加工位置に搬送された前記ワークWは、前記押さえローラ24の押圧力により位置決め固定されるようになっている。
【0020】
次に、前記切削機構13の構成について説明すると、前記搬送部フレーム14の上部には、複数本(本実施形態では、4本)の切削部フレーム27が立設配置されている。そして、前記切削部フレーム27には、前後一対の案内フレーム28a,28bが前記搬送方向Xと直交する方向(後述する移動方向Yに相当)に向かって延設されている。また、前記両案内フレーム28a,28bには左右一対の移動フレーム29a,29bが架設されている。そして、前記各移動フレーム29a,29bは、前記両案内フレーム28a,28b上を図1及び図2に示す移動方向Yに沿って例えばエアシリンダなどにより移動動作(送り動作)ができるようになっている。
【0021】
また、前記各移動フレーム29a,29bには前記切削機構13としての第1主軸13aと第2主軸13bがそれぞれ装着されている。そして、前記各主軸13a,13bは、前記各移動フレーム29a,29bに支持された状態で前記搬送方向Xに沿って例えばエアシリンダなどにより移動動作(送り動作)ができるようになっている。また、前記各主軸13a,13bは、前記各移動フレーム29a,29bに装着される筐体をなす固定部30と当該固定部30に対し回動可能とされた筐体をなす可動部31を備えた形態とされている。
【0022】
次に、図3に基づき前記切削機構13(第1主軸13a及び第2主軸13b)の構成をさらに詳細に説明すると、前記固定部30には、支持部材としての支持軸32が設けられており、当該支持軸32の下端側にはフランジ状の連結部33が形成されている。また、前記支持軸32の上端側近傍には、回動手段を構成するピニオン34が連結固定されている。さらに、前記ピニオン34の上部側には、制動手段を構成する回転ドラム35が前記支持軸32に対し連結固定されている。なお、前記支持軸32は、前記固定部30の下方側(下壁)に配設された図示しない軸受を介して前記連結部33が前記固定部30の外側に突出した形態で配設されている。
【0023】
また、前記固定部30の上方側には、前記ピニオン34と対応する位置に図3(c)に示す回動手段を構成するラック36が前記ピニオン34に噛合された状態で設けられている。そして、前記ラック36の両端側には、エアシリンダ37,38が配設されており、当該エアシリンダ37,38を構成するピストン37a,38aが前記ラック36の両端にそれぞれ連結固定されている。
【0024】
従って、前記各エアシリンダ37,38に流入出させる空気量を制御することで前記ラック36は水平方向に沿って往復移動すると共に、前記支持軸32には前記ラック36に噛合された前記ピニオン34を介して回転力が伝達される。その結果、前記支持軸32は、前記ラック36の直線移動量に基づく前記回転力により任意の角度に回転動作(自転動作)するようになっている。
【0025】
また、前記固定部30の上方側には、前記回転ドラム35と対応する位置に当該回転ドラム35に対し常に所定の制動力を付与する制動手段としての制動機構39が設けられている。そして、前記制動機構39は、その外周面に雄ねじが形成された円柱状をなす本体部40を備え、当該本体部40の一端側には六角穴40aが、他端側には径方向断面が略円形をなす収納凹部40bが形成されている。また、前記本体部40は、前記固定部30の側壁に形成された雌ねじ部に螺合した状態で配置され、前記六角穴40aに六角スパナなどの工具を填め込み回動操作することでその螺合量が調整自在とされている。
【0026】
そして、前記収納凹部40bには、その底面に所定の付勢力をなすバネ部材41が配設されると共に、当該バネ部材41には前記回転ドラム35の外周面に常に当接する弾性体(例えば、ゴムなど)からなるパッド部42が装着されている。従って、前記回転ドラム35の外周面には、前記バネ部材41の付勢力に基づき前記パッド部42が押圧付勢されており、前記バネ部材41とパッド部42により付勢手段が構成されている。そして、前記支持軸32には、前記回転ドラム35に前記パッド部42が押圧付勢されることで常に所定の制動力が付与されており、その自転動作が規制されている。
【0027】
なお、前記支持軸32(及び回転ドラム35)に付与される制動力は、前記端縁加工装置10の加工時の振動や人為的な操作により何ら抵抗なく前記支持軸32が自転動作しない程度に設定されている。そのため、前記支持軸32を自転動作させるためには、前記制動力に抗したある程度大きい回転力(押圧力)を前記支持軸32に対し付与する必要がある。また、前記制動力は、前記本体部40を回動操作して螺合量を調整することでその強弱が任意に変更できるようになっている。
【0028】
一方、前記可動部31は、その上方側(上壁)に前記支持軸32の連結部33がボルトなどにより連結固定された状態で前記固定部30の下方側に配置されている。また、前記可動部31には、回転工具としての砥石Tを回転可能に支持する回転軸43が前記支持軸32に対し直交した形態で配置されている。そして、前記回転軸43は、前記可動部31の側壁に配設された図示しない軸受を介して駆動モータ44に連結されている。
【0029】
従って、前記砥石Tは、前記駆動モータ44の駆動により前記回転軸43を介して回転駆動され、前記支持軸32の自転動作とは独立して回転駆動されるようになっている。また、前記砥石Tの直径は、図1及び図2に示すワークWの厚み方向の長さに相当する端縁C1,C2の長さよりも十分大きい直径とされている。そして、前記砥石Tは、前記可動部31を介して前記支持軸32により支持されている。
【0030】
また、前記砥石T(回転軸43)は、前記可動部31が前記支持軸32の自転動作に連動して回転動作することで、前記支持軸32の軸線廻りで回動するようになっている。そして、この回動動作により前記砥石Tの加工面TAの向きは任意に変更可能とされている。なお、本実施形態では、前記砥石Tの加工面TAの向きが略90度に変更できるように前記ピニオン34及びラック36の歯数が決定されている。
【0031】
そして、図3(a)に示すように、前記支持軸32のピニオン34がラック36の略中央位置(中立位置)にある場合、前記砥石Tの加工面TAは正面側に配置されている。また、図3(a)において、前記砥石Tの加工面TAは、エアシリンダ37側に空気を流入する一方でエアシリンダ38側の空気を流出することで前記支持軸32の時計回り方向への自転動作に連動して、時計回り方向に沿ってその向きを変更する。さらに、図3(a)において、前記砥石Tの加工面TAは、エアシリンダ37側の空気を流出する一方でエアシリンダ38側に空気を流入することで前記支持軸32の反時計回り方向への自転動作に連動して、反時計回り方向に沿ってその向きを変更する。
【0032】
また、図3(a)において、前記加工面TAの右端近傍に対し押圧力が付与されると、前記支持軸32の反時計回り方向への自転動作に伴って前記ラック36が左方向へ直線移動し、前記加工面TAは反時計回り方向に沿ってその向きを変更する。さらに、図3(a)において、前記加工面TAの左端近傍に対し押圧力が付与されると、前記支持軸32の時計回り方向への自転動作に伴って前記ラック36が右方向へ直線移動し、前記加工面TAは時計回り方向に沿ってその向きを変更する。なお、前記押圧力により前記支持軸32が自転動作される際には、前記各エアシリンダ37,38の制御が行われていない。
【0033】
次に、このように構成された端縁加工装置10を用いてワークWの端縁C1,C2を加工する端縁加工方法を図4〜図6に基づき説明する。なお、図4,図5では、端縁加工方法における各工程を模式的に図示している。そして、本実施形態において加工されるワークWの端縁C1,C2とは、図1及び図2に示すように、ワークWの厚み方向に沿う端縁C1,C2を言う。即ち、前記端縁C1,C2は、前記搬送装置15,16上を搬送される前記ワークWにおいて前側に位置する前端面(第2のワーク面)W2と左右側に位置する両側面(第1のワーク面)W1,W3が互いに交差(略直交)して形成されている。
【0034】
そして、ワーク搬入工程(図4(a))では、所定の大きさに成形された板状のワークWが前記搬送装置15上に供給される。そして、前記ワークWは、前記搬送装置15側の搬送ローラ18及び押さえローラ24の回転駆動(例えば、前記搬送ローラ18を時計回り方向に、押さえローラ24を反時計回り方向に回転駆動)により搬送力が付与され前記搬送方向Xに沿って搬送される。
【0035】
次に、ワーク位置決め工程(図4(b))では、幅整列装置45(図1及び図2では図示しない。)を前記移動方向Yに沿って移動させ、前記ワークWの右側面W3に当接させた状態で前記ローラフレーム17aの側面側に押し付ける。そして、この動作により前記ワークWは、前記幅整列装置45とローラフレーム17aとの間で幅方向(移動方向Yに沿う方向)への位置決めが行われる。なお、前記ローラフレーム17aの側面側はワークWの位置決めを行う際に基準面とされ、前記側面には所定の加工精度を有する図示しない当て板などが設けられている。また、位置決めの際に前記幅整列装置45は、前記ワークWの幅寸法(前記ローラフレーム17aの側面と幅整列装置45の側面との離間距離に相当する。)を同時に取得する。
【0036】
そして、前記ワークWは前記搬送装置15により搬送方向Xに沿ってさらに搬送されると、前記ワークWの前端面W2が光センサ46(図1及び図2では図示しない。)により検出される。この検出に基づいて前記ストッパ装置20は駆動し、前記ストッパ部23が図2に示す(二点鎖線で示す)上昇位置に移動する。さらに、前記第1押さえ装置12aの駆動により前記ローラフレーム25が下方側に移動し、前記ワークWはその上面側から前記押さえローラ24で押さえ付けられる。そして、この状態で前記ワークWは、その前端面W2が前記ストッパ部23に当接するまでさらに搬送され、ワークWの長さ方向(搬送方向Xに沿う方向)の位置決めが行われる。
【0037】
その後、前記ワークWの前端面W2が前記ストッパ部23に当接すると、前記搬送ローラ18及び押さえローラ24の回転駆動が停止すると共に、前記ストッパ部23は図2に示す(実線)下降位置に移動する。その結果、前記ワークWは、前記第1押さえ装置12a及び幅整列装置45の作用により各方向(幅方向,長さ方向,上下方向)への移動が規制された状態で所定の加工位置に位置決め固定される。なお、前記ワークWは、搬送装置15の前方側から前記端縁C1,C2を含めて所定量だけ突出した状態で位置決め固定されている。
【0038】
次に、工具位置決め工程(図4(c))では、前記ワークWの前記各側面W1,W3に対して前記各砥石Tの加工面TAの一部を一定の条件下のもとに対向配置する。即ち、前記第1主軸13aの砥石Tは、前記幅整列装置45が取得した前記ワークWの幅寸法に基づき前記移動フレーム29bを移動方向Yに沿って移動させ、前記ワークWの右側面W3と前記加工面TAとの間に所定のクリアランス量を形成した状態で位置決めされる。さらに、前記第2主軸13bの砥石Tは、前記ローラフレーム17aの側面側の位置に基づき前記移動フレーム29aを移動方向Yに沿って移動させ、前記ワークWの左側面W1と前記加工面TAとの間に所定のクリアランス量を形成した状態で位置決めされる。
【0039】
そして、前記各砥石Tは、加工面TAの周縁近傍の面、(図4(c)において前記回転軸43に対し第1主軸13aの砥石Tでは左側の面、第2主軸13bの砥石Tでは右側の面)が前記各側面W1,W3に対向する一定の条件下のもとに位置決めされる。また、前記各砥石Tは、前記各主軸13a,13bを前記移動フレーム29a,29bに沿って搬送方向Xに移動させることで、前記各砥石Tの一部が前記各側面W1,W3に対向するように位置決めされる。
【0040】
次に、端縁加工工程としての第1加工工程(図4(d))では、前記各砥石Tを各駆動モータ44により所定の回転方向に所定の回転速度で回転駆動する。また、前記移動フレーム29a,29bを駆動して前記両主軸13a,13bを前記移動方向Yに沿って移動させ、前記ワークWの各側面W1,W3に対し前記各砥石Tによる切り込み動作を開始する。そして、前記各砥石Tの加工面TAが前記各側面W1,W3に当接した後、さらに切り込み動作を行うと前記各加工面TAには押圧力が付与される。このとき、前記押圧力は、前記各砥石Tを介して前記各主軸13a,13bに設けられた支持軸32に伝達される。その結果、前記支持軸32は前記押圧力により前記制動機構39から付与された前記制動力に抗して自転動作を開始する。
【0041】
そして、前記第1主軸13aにおける砥石Tの加工面TAは、前記支持軸32の反時計回り方向への自転動作に連動して同一方向に回転し(図4(d))、当該回転動作と移動方向Yへの移動(送り動作)により右側面W3から前端面W2に向かうように移動する。一方、前記第2主軸13bにおける砥石Tの加工面TAは、前記支持軸32の時計回り方向への自転動作に連動して同一方向に回転し(図4(d))、当該回転動作と移動方向Yへの移動(送り動作)により左側面W1から前端面W2に向かうように移動する。そして、前記各砥石Tの加工面TAは、この移動時に前記端縁C1,C2に対し切り込みを行い面取り加工を施す。
【0042】
つまり、工具位置決め工程の際にワークWの各側面W1,W3に対向配置した前記各砥石Tは、前記制動力よりも大きい押圧力によって前記各側面W1,W3から押し退けられる状態となり、前記各加工面TAの向く方向を回転動作により変更しながら前端面W2側に移動する。
【0043】
次に、図6を用いて砥石Tによる加工の様子をさらに詳細に説明する。なお、図6は、前記第1主軸13aの砥石Tにより端縁C1が加工される様子を拡大図示している。そして、同図において前記砥石Tの加工面TAは、切り込み動作時に付与される前記押圧力によって前記支持軸32が自転動作することで、当該支持軸32の軸線廻りで略円弧状(放物線状)の移動軌跡L1(実線で示す)を描きながら移動する。即ち、前記砥石Tの位置は、前記回転動作と送り動作により砥石T1〜T5の位置に順次変化することで、前記端縁C1との接点(加工点)が略円弧状の移動軌跡L1上に配置される。その結果、前記第1加工工程では、前記端縁C1に対し略円弧状(放物線状)の面取り(R面取り)が施されるようになっている。なお、図6に示す前記加工面TAの移動軌跡L1は、前記第2主軸13bの砥石T(加工面TA)においても同一である。
【0044】
そして、前記第1加工工程が終了すると、続いて再端縁加工工程としての第2加工工程が行われる。この第2加工工程は、前記各砥石Tを前記第1加工工程とは逆方向に(前端面W2から各側面W1,W3に)移動させることで、前記端縁C1(C2)の加工精度を向上させるようになっている。
【0045】
そして、前記第2加工工程の開始に先立ち再工具位置決め工程(図5(a))が行われる。即ち、再工具位置決め工程では、前記前端面W2に対し、前記各砥石Tの加工面TAの一部を一定の条件下のもとに対向配置する。そのため、前記両主軸13a,13bの各砥石Tは、前記第1加工工程の終了時における前記加工面TAの向きが調整される。この調整は、前記エアシリンダ37,38の制御により前記ラック36を所定方向に直線移動させて前記ピニオン34を回動(第1主軸13aでは反時計回り方向、第2主軸13bでは時計回り方向)させることで行う。そして、この操作によって前記各支持軸32は、前記制動力に抗して強制的に自転動作し、前記各砥石Tが前記支持軸32の軸線廻りで回動されることにより前記加工面TAの向きが調整される。
【0046】
その後、前記第1主軸13aの砥石Tは、前記幅整列装置45が取得した前記ワークWの幅寸法に基づき前記移動フレーム29aを移動方向Yに沿って移動させ、前記前端面W2と加工面TAとの間に所定のクリアランス量を形成した状態で位置決めされる。また、前記第2主軸13bの砥石Tは、前記ローラフレーム17aの側面側の位置に基づき前記移動フレーム29bを移動方向Yに沿って移動させ、前記前端面W2と加工面TAとの間に所定のクリアランス量を形成した状態で位置決めされる。そして、前記各砥石Tは、加工面TAの周縁近傍の面、(図5(a)において前記回転軸43に対し第1主軸13aの砥石Tでは右側の面、第2主軸13bの砥石Tでは左側の面)が前記前端面W2に対向する一定の条件下のもとに位置決めされる。
【0047】
次に、前記第2加工工程では、前記各主軸13a,13bの位置を固定した状態で、前記搬送ローラ18及び押さえローラ24の駆動により前記ワークWを搬送方向Xに移動(切り込み動作)する。そして、前記各砥石Tの加工面TAに前記前端面W2が当接した後、さらに切り込み動作を行うことで前記各加工面TAには押圧力が付与される。このとき、前記押圧力は、前記各砥石Tを介して前記各主軸13a,13bに設けられた支持軸32に伝達される。その結果、前記支持軸32は前記押圧力により前記制動機構39から付与された前記制動力に抗して自転動作を開始する。
【0048】
即ち、前記第1主軸13aにおける砥石Tの加工面TAは、前記支持軸32の時計回り方向への自転動作に連動して同一方向に回転し(図5(b))、当該回転動作と前記ワークWの移動(送り動作)により前端面W2から右側面W3に向かうように移動する。一方、前記第2主軸13bにおける砥石Tの加工面TAは、前記支持軸32の反時計回り方向への自転動作に連動して同一方向に回転し、(図5(b))、当該回転動作と前記ワークWの移動(送り動作)により前端面W2から左側面W1に向かうように移動する。そして、前記各砥石Tの加工面TAは、この移動時に前記端縁C1,C2に対し切り込みを行い面取り加工を施す。
【0049】
つまり、再工具位置決め工程の際にワークWの前端面W2に対向配置した前記各砥石Tは、前記制動力よりも大きい押圧力によって前記前端面W2から押し退けられる状態となり、前記各加工面TAの向く方向を回転動作により変更しながら各側面W1,W3側に移動する。そして、前記各加工面TAは、前記第1加工工程と同様に図6に示すように当該支持軸32の軸線廻りで略円弧状の移動軌跡L2(破線で示す)を描きながら移動し、前記端縁C1(C2)に対し略円弧状の面取り(R面取り)を再び施すようになっている。その結果、前記端縁C1,C2には、前記第1,第2加工工程により精度の良い面取り加工が施される。
【0050】
従って、本実施形態では、以下の効果を得ることができる。
(1)切り込み動作時に各加工面TAに付与される押圧力により支持軸32が自転動作し、前記各砥石Tを略円弧状の移動軌跡で移動させている。そのため、前記ワークWの端縁C1,C2には面取り加工が施され、手作業による面取り作業を行う必要がなく作業効率を向上させることができる。また、端縁加工装置10を用いてワークWの厚み方向に沿う端縁C1,C2の面取り加工の方法を確立することができる。
【0051】
(2)前記支持軸32の自転動作によって各砥石Tの移動軌跡が作り出されている。そのため、加工時には前記各移動フレーム29a,29b又は搬送装置15(ワークW)のみを送り動作させれば良く、複数軸を同時に制御する場合に比して移動制御が単純化できる。従って、端縁加工装置10の構成が簡略化でき、製造コストの低減に貢献することができる。
【0052】
(3)前記支持軸32には、制動機構39により常に制動力が付与されている。そのため、前記支持軸32を自転動作させるには前記制動力に抗した外的操作力を必要とし、例えば、端縁加工装置10の振動や人為的な要因で前記砥石Tの加工面TAの向きが変更することを抑制できる。従って、砥石Tの位置決めが容易であり、面取り加工の精度も向上させることができる。
【0053】
(4)前記支持軸32には、ピニオン34及びラック36からなる回動手段が設けれらている。そのため、前記加工面TAの向きは、加工時以外でも強制的に変更することができ、その向きを正確に変更することもできる。従って、各砥石Tの位置決めが容易であり、作業性を向上させることができる。さらに、ラック36の直線移動を前記ピニオン34で回転移動に変換して前記支持軸32の自転動作を行うため、その構造が単純化され製造コストの低減に貢献することができる。
【0054】
(5)第1加工工程の終了後、さらに、第2加工工程を行って端縁C1,C2に対し繰り返し面取り加工を施している。そのため、1回の面取り加工のみで終了する場合に比して、加工精度を向上させることができる。即ち、第1加工工程のみの場合は、前端面W2側において削り残しが生じる可能性があるため、前記砥石Tを前端面W2側から各側面W1,W2に移動させる第2加工工程を行うことで前記削り残し分を確実に排除でき、面取り加工の加工精度を向上させることができる。つまり、前記第1加工工程及び第2加工工程により前記端縁C1,C2の面取り形状をより円弧状に近づけることができる。
【0055】
(6)前記制動機構39は、本体部40の収納凹部40bに前記パッド部42を収納した形態で構成されている。そのため、支持軸32の自転動作に伴う回転ドラム35の回転動作により前記パッド部42に対し周方向の押圧力が付与されても、前記パッド部42を所定の配置に維持させることができる。従って、前記回転ドラム35に対し確実に制動力を付与することができる。
【0056】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態では、前記第1主軸13aと第2主軸13bを設けているが、1基の主軸で前記ワークWの両端縁C1,C2に面取り加工を施しても良い。この場合、前記砥石Tは、少なくとも180度(図1に示す第1主軸13aの砥石Tの状態を基準として反時計回り方向に180度)その向きが変更できるように回動手段(ピニオン34及びラック36)を構成する。そして、1基の主軸によって両端縁C1,C2に対し前記実施形態と同様に面取り加工を施す。例えば、第1主軸13aのみが設けられている場合、ワークWの端縁C1に対し第1加工工程を行った後、第1主軸13aを端縁C2の近傍に移動して端縁C2に対し第2加工工程を行う。そして、第2加工工程が終了した前記端縁C2に対し第1加工工程を行った後、第1主軸13aを端縁C1の近傍に移動して端縁C1に対し第2加工工程を行えば良い。
【0057】
・前記実施形態の第1加工工程ではワークWに対し砥石Tが、第2加工工程では砥石Tに対しワークWがそれぞれ切り込み動作を行っているが、第1加工工程において砥石Tの位置を固定としてワークWを移動方向Yに沿って移動し切り込み動作を行っても良い。また、第2加工工程では、ワークWに対し砥石Tを搬送方向Xに沿って移動させ切り込み動作を行っても良い。
【0058】
・前記実施形態では、前記ワークWの端縁C1,C2に対し第1加工工程及び第2加工工程を施しているが、いずれか一方の加工工程のみを行っても良い。このようにしても、前記端縁C1,C2に対し面取り加工を施すことができる。
【0059】
・前記実施形態では、支持軸32を自転動作させるためにピニオン34とラック36により回動手段を構成しているが、ウォームギアとウォームホイールによって回動手段を構成しても良い。
【0060】
・前記実施形態では、回転ドラム35の外周面にパッド部42が押圧付勢される制動機構39を構成しているが、制動機構39として、例えば、ディスクブレーキや電磁ブレーキなどを採用しても良い。
【0061】
・前記実施形態では、ワークWの前端面W2側の端縁C1,C2に面取り加工を施しているが、ワークWの後端面側の端縁に対し面取り加工をさらに行っても良い。この場合、第2加工工程の終了後、前記両搬送装置15,16を駆動して前記ワークWを搬送装置16側に搬送する。そして、後端面に対し前端面W2と同様に前述した各工程(ワーク位置決め工程→工具位置決め工程→第1加工工程→再工具位置決め工程→第2加工工程)を行う。なお、ワーク位置決め工程では、一旦ワークWを前記搬送装置16に取着された光センサを通過するように搬送した後、前記搬送ローラ18及び押さえローラ24を回転駆動(例えば、搬送ローラ18を反時計回り方向に、押さえローラ24を時計回り方向に回転駆動)させる。その状態で、前記実施形態と同様に、幅整列装置、光センサ、第2押さえ装置12b及びストッパ装置20の作用によりワークWを位置決め固定する。また、前記砥石Tは、少なくとも180度(図1に示す第1主軸13aを基準とした場合、時計回り方向に略90度、反時計回り方向に略90度)、その向きが変更できるようにピニオン34及びラック36の歯数を決定する。
【0062】
・前記実施形態では、前記支持軸32に対し制動機構39が常に制動力を付与しているが、前記支持軸32を自転動作させる際に前記制動力を付与するようにしても良い。即ち、前記実施形態では、工具位置決め工程、第1加工工程、再工具位置決め工程及び第2加工工程の際に前記支持軸32に制動力を付与する。
【0063】
次に上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下に追記する。
(イ)請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の端縁加工装置において、前記制動手段は、前記支持部材に連結された回転ドラムと、当該回転ドラムの外周面に押圧付勢された付勢手段からなる。
【0064】
(ロ)請求項1〜請求項3及び前記技術的思想(イ)のうちいずれか一項に記載の端縁加工装置において、前記回動手段は、前記支持部材に連結されたピニオンと当該ピニオンに噛合されたラックからなり、前記ラックが前記支持部材の軸線と直交する方向へ移動することにより前記支持部材が前記ピニオンを介して自転動作する。
【0065】
(ハ)請求項1〜請求項3及び前記技術的思想(イ),(ロ)のうちいずれか一項に記載の端縁加工装置において、前記回転工具は、筐体内に配置された駆動モータに回転軸を介して連結されており、前記筐体に対し前記支持部材が連結支持されることにより当該支持部材の軸線廻りで回動可能とされている。
【0066】
【発明の効果】
本発明によれば、ワーク端縁、特に、ワークの厚み方向に沿う端縁に面取り加工を効率良く施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 端縁加工装置の平面図。
【図2】 同じく、正面図。
【図3】 (a)は第1,第2主軸の正面を示す部分断面図、(b)は同じく側面を示す部分断面図、(c)は(b)のB−B線断面図。
【図4】 第1加工工程に至るまでの端縁加工方法の各工程を示す模式図。
【図5】 第2加工工程に至るまでの端縁加工方法の各工程を示す模式図。
【図6】 砥石の移動軌跡を示す拡大図。
【符号の説明】
C1,C2…ワーク端縁、T…砥石(回転工具)、TA…加工面、10…端縁加工装置、13a…第1主軸(切削機構)、13b…第2主軸(切削機構)、32…支持軸(支持部材)、34…ピニオン(回動手段を構成する)、36…ラック(回動手段を構成する)、35…回転ドラム(制動手段を構成する)、39…制動機構(制動手段)、41…バネ部材(制動手段及び付勢手段を構成する)、42…パッド部(制動手段及び付勢手段を構成する)。
Claims (6)
- ワーク端縁を回転工具により加工する切削機構を備えた端縁加工装置において、
前記切削機構には、前記回転工具を支持した状態で自転動作が可能な支持部材を設け、当該支持部材には所定の制動力を付与して前記支持部材の自転動作を規制する制動手段を装着し、
前記支持部材は、加工時において、位置決め固定されたワークに対して前記回転工具を移動させる切り込み動作、又は、位置決め固定された回転工具に対して前記ワークを移動させる切り込み動作を通じて前記回転工具の加工面に付与される押圧力に基づいて前記制動力に抗して自転動作される端縁加工装置。 - 前記支持部材には、前記制動力に抗して前記支持部材を強制的に自転動作させる回動手段がさらに装着されており、当該回動手段によって前記回転工具が前記支持部材の軸線廻りで回動されることにより前記回転工具の加工面の向きは任意に変更可能とされている請求項1に記載の端縁加工装置。
- 前記回動手段は、前記支持部材に連結されたピニオンと当該ピニオンに噛合されたラックからなり、前記ラックが前記支持部材の軸線と直交する方向へ移動することにより前記支持部材が前記ピニオンを介して自転動作する請求項2に記載の端縁加工装置。
- 所定の制動力が付与されてその自転動作が規制された支持部材に回転工具を支持し、当該回転工具によりワーク端縁を加工する端縁加工方法において、
ワーク端縁を形成するように互いに交差する第1のワーク面と第2のワーク面のうち、前記第1のワーク面に対し前記回転工具の加工面の一部を一定の条件下のもとに対向配置する工具位置決め工程と、
位置決め固定されたワークに対して前記回転工具を移動させる切り込み動作、又は、位置決め固定された回転工具に対して前記ワークを移動させる切り込み動作を通じて前記回転工具の加工面に対して前記制動力に抗した押圧力を付与し、当該押圧力により前記加工面を前記第1のワーク面から第2のワーク面に向かうように移動させながら前記ワーク端縁を加工する端縁加工工程と
を備えた端縁加工方法。 - 前記工具位置決め工程と前記端縁加工工程が終了した後、さらに、
前記ワーク端縁の近傍において前記第2のワーク面に対し前記回転工具の加工面の一部を一定の条件下のもとに対向配置する再工具位置決め工程と、
位置決め固定された回転工具に対して前記ワークを移動させる切り込み動作、又は、位置決め固定されたワークに対して前記回転工具を移動させる切り込み動作を通じて前記回転工具の加工面に対して前記制動力に抗した押圧力を付与し、当該押圧力により前記加工面を前記第2のワーク面から第1のワーク面に向かうように移動させながら前記ワーク端縁を加工する再端縁加工工程と
を備えた請求項4に記載の端縁加工方法。 - 前記端縁加工工程又は再端縁加工工程において、前記回転工具の加工面は、前記押圧力によって前記支持部材が自転動作することにより当該支持部材の軸線廻りで略円弧状の移動軌跡を描くように移動する請求項4又は請求項5に記載の端縁加工方法。
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