JP5579332B1 - カッター刃、加工装置 - Google Patents
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Abstract
高価なカッター刃を用いたり、特別な加工方法を採用したりしなくても、例えばＦＲＰ等の複合材料の加工が行えるカッター刃及び加工装置を提供する。
６軸垂直多関節ロボット（３）に空圧シリンダ（５Ａ，５Ａ）を設け、空圧シリンダ（５Ａ，５Ａ）を介してカッター刃（１０）を設けた加工装置（１）において、カッター刃（１０）が樹脂成型品（２０）に対応した倣い部（１０Ｂ）と、倣い部（１０Ｂ）の近傍に刃先が位置し、刃物角（β）が１５〜１２０°の切れ刃部（１０Ａ）と、を一体に備えた。
６軸垂直多関節ロボット（３）に空圧シリンダ（５Ａ，５Ａ）を設け、空圧シリンダ（５Ａ，５Ａ）を介してカッター刃（１０）を設けた加工装置（１）において、カッター刃（１０）が樹脂成型品（２０）に対応した倣い部（１０Ｂ）と、倣い部（１０Ｂ）の近傍に刃先が位置し、刃物角（β）が１５〜１２０°の切れ刃部（１０Ａ）と、を一体に備えた。
Description
本発明は、ワークの一部を倣いながらバリ取り加工等を行うカッター刃及び加工装置に関する。
従来、ワークのバリ取り等を行うためのカッター刃及び加工装置として、ワークの一部を倣いながら加工を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、近年、ＦＲＰ、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰなど、繊維をプラスチックの中に入れて強度を向上させた複合材料が出現し、各種工業製品に多用化されている。このような複合材料を用いた樹脂製品では、材料の特性上、切削工具のチッピング、欠損、摩耗等の損傷が生じやすく、カッター刃等の工具の寿命を短くする。
このため、より損傷の少ない高価な工具を用いたり、特別な加工方法を採用したりする必要があり、加工装置のコストが増大する。
このため、より損傷の少ない高価な工具を用いたり、特別な加工方法を採用したりする必要があり、加工装置のコストが増大する。
本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、高価なカッター刃を用いたり、特別な加工方法を採用したりしなくても、例えばＦＲＰ等の複合材料の加工が行えるカッター刃及び加工装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明のカッター刃は、ロボットに付勢機構を介して取り付けられるカッター刃において、前記付勢機構によりワークの面部に押し付けられる倣い面と、前記倣い面とすくい面とで形成される稜線に刃先が位置し、前記倣い面の後方に逃げ部を備え、振動子により振動する、刃物角が３０〜８０°の切れ刃部と、を一体に備えたことを特徴とする。
この構成によれば、刃物角を従来比で大きくすることで、例えば、難削材であるＦＲＰ、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ等の複合材料に対して切れ刃部のチッピング等の損傷を起こさずに加工することができる。
従って、寿命を延ばすために高価なカッター刃を用いたり、特別な加工方法を採用したりしなくてよく、加工装置のコストアップを抑えることができる。また、倣い部を設けることで、ワークへの切れ刃部の食い込みを抑制することができる。
この構成によれば、刃物角を従来比で大きくすることで、例えば、難削材であるＦＲＰ、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ等の複合材料に対して切れ刃部のチッピング等の損傷を起こさずに加工することができる。
従って、寿命を延ばすために高価なカッター刃を用いたり、特別な加工方法を採用したりしなくてよく、加工装置のコストアップを抑えることができる。また、倣い部を設けることで、ワークへの切れ刃部の食い込みを抑制することができる。
本発明のカッター刃は、ロボットに付勢機構を介して取り付けられるカッター刃において、前記付勢機構によりワークの面部に押し付けられる倣い面と、前記倣い面とすくい面とで形成される稜線に刃先が位置し、前記倣い面の後方に逃げ部を備え、刃物角が９５〜１１５°の切れ刃部と、を一体に備えてもよい。
また上記構成においてカッター刃本体が、平板状であっても良い。この構成によれば、カッター刃本体を平板状にすることで、加工中にカッター刃本体をワークに追従しやすくすることができ、加工性を向上させることができる。
また上記構成においてカッター刃本体が、平板状であっても良い。この構成によれば、カッター刃本体を平板状にすることで、加工中にカッター刃本体をワークに追従しやすくすることができ、加工性を向上させることができる。
また、本発明の加工装置は、ロボットに付勢機構を介してカッター刃を設けた加工装置において、前記カッター刃が、前記付勢機構によりワークの面部に押し付けられる倣い面と、前記倣い面とすくい面とで形成される稜線に刃先が位置し、前記倣い面の後方に逃げ部を備え、振動子により振動する、刃物角が３０〜８０°の切れ刃部と、を一体に備えたことを特徴とする。
本発明の加工装置は、ロボットに付勢機構を介してカッター刃を設けた加工装置において、前記カッター刃が、前記付勢機構によりワークの面部に押し付けられる倣い面と、前記倣い面とすくい面とで形成される稜線に刃先が位置し、前記倣い面の後方に逃げ部を備え、刃物角が９５〜１１５°の切れ刃部と、を一体に備えてもよい。
上記構成によれば、加工装置に備える切れ刃部の刃物角を従来比で大きくすることで、例えば、難削材であるＦＲＰ、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ等の複合材料に対して切れ刃部のチッピング等の損傷を起こさずに加工することができる。従って、寿命を延ばすために高価なカッター刃を用いたり、特別な加工方法を採用したりしなくてよく、加工装置のコストアップを抑えることができる。また、倣い部を設けることでワークへの切れ刃部の食い込みを抑制することができる。
本発明の加工装置は、ロボットに付勢機構を介してカッター刃を設けた加工装置において、前記カッター刃が、前記付勢機構によりワークの面部に押し付けられる倣い面と、前記倣い面とすくい面とで形成される稜線に刃先が位置し、前記倣い面の後方に逃げ部を備え、刃物角が９５〜１１５°の切れ刃部と、を一体に備えてもよい。
上記構成によれば、加工装置に備える切れ刃部の刃物角を従来比で大きくすることで、例えば、難削材であるＦＲＰ、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ等の複合材料に対して切れ刃部のチッピング等の損傷を起こさずに加工することができる。従って、寿命を延ばすために高価なカッター刃を用いたり、特別な加工方法を採用したりしなくてよく、加工装置のコストアップを抑えることができる。また、倣い部を設けることでワークへの切れ刃部の食い込みを抑制することができる。
本発明によれば、刃物角を従来比で大きくすることで、例えば、難削材であるＦＲＰ、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ等の複合材料に対して切れ刃部のチッピング等の損傷を起こさずに加工することができる。
従って、寿命を延ばすために高価なカッター刃を用いたり、特別な加工方法を採用したりしなくてよく、加工装置のコストアップを抑えることができる。また、倣い部を設けることでワークへの切れ刃部の食い込みを抑制することができる。
従って、寿命を延ばすために高価なカッター刃を用いたり、特別な加工方法を採用したりしなくてよく、加工装置のコストアップを抑えることができる。また、倣い部を設けることでワークへの切れ刃部の食い込みを抑制することができる。
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の加工装置１を示す説明図である。
加工装置１は、バリ取り装置であり、いわゆる６軸垂直多関節ロボット３を有し、６軸垂直多関節ロボット３の関節３Ａ〜３Ｆの内、最先端の関節３Ｆのアーム先端部３Ｇにはカッター刃１０が保持されている。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の加工装置１を示す説明図である。
加工装置１は、バリ取り装置であり、いわゆる６軸垂直多関節ロボット３を有し、６軸垂直多関節ロボット３の関節３Ａ〜３Ｆの内、最先端の関節３Ｆのアーム先端部３Ｇにはカッター刃１０が保持されている。
図２は、加工装置１のアーム先端部３Ｇを示す拡大説明図である。
アーム先端部３Ｇには、エア駆動付きスライドテーブル４が取り付けられ、スライドテーブル４にはスライド部５が移動自在に設けられている。スライド部５は、アーム先端部３Ｇの両側に設けられた一対のエア供給口（図示せず）に印加されるエア圧力により作動する一対の空圧シリンダ５Ａ，５Ａにより駆動される。
空圧シリンダ５Ａ，５Ａは、スライド部５を挟んで対向するように配置されているため、各空圧シリンダ５Ａに連通するエア供給口に印加されるエア圧力によりそれぞれスライド部５を押し付ける向きが反対の押し付け力を発生させる。これらの押し付け力のバランスに依存して、スライド部５の位置は、矢印Ａ方向に移動自在、すなわち、後述する樹脂成型品に対して浮動状態となり、スライド部５がフローティング機構を構成している。
アーム先端部３Ｇには、エア駆動付きスライドテーブル４が取り付けられ、スライドテーブル４にはスライド部５が移動自在に設けられている。スライド部５は、アーム先端部３Ｇの両側に設けられた一対のエア供給口（図示せず）に印加されるエア圧力により作動する一対の空圧シリンダ５Ａ，５Ａにより駆動される。
空圧シリンダ５Ａ，５Ａは、スライド部５を挟んで対向するように配置されているため、各空圧シリンダ５Ａに連通するエア供給口に印加されるエア圧力によりそれぞれスライド部５を押し付ける向きが反対の押し付け力を発生させる。これらの押し付け力のバランスに依存して、スライド部５の位置は、矢印Ａ方向に移動自在、すなわち、後述する樹脂成型品に対して浮動状態となり、スライド部５がフローティング機構を構成している。
アーム先端部３Ｇの両側に設けられた各エア供給口に印加される圧力は、両者のバランスを取れるように独立して制御可能である。ツール姿勢に起因してツール重量が負荷となるときには、このツール重量をキャンセルすべく各エア供給口に印加される圧力を、ツール姿勢に応じて自動調整可能になっている。
樹脂成型品に対して浮動状態のスライド部５には、超音波振動子ホルダ６が取り付けられ、この超音波振動子ホルダ６には超音波振動子（振動子）７が取り付けられている。超音波振動子７は、超音波による振動子に限定されない。
樹脂成型品に対して浮動状態のスライド部５には、超音波振動子ホルダ６が取り付けられ、この超音波振動子ホルダ６には超音波振動子（振動子）７が取り付けられている。超音波振動子７は、超音波による振動子に限定されない。
図３は、カッター刃１０及びその取り付け部分を示す平面図、図４は、バリ取り動作時におけるカッター刃１０及びその取り付け部分を示す拡大斜視図である。
図３及び図４に示すように、超音波振動子７の先端には、カッター刃１０が固定されている。
カッター刃１０は、前端面１０Ｆ、後端面１０Ｒを有し、被加工物である複合材料として、例えばＣＦＲＰ（或いは、ＦＲＰ、ＧＦＲＰ等）製の樹脂成型品２０のパーテーションライン２１に出来たバリ２２の基部（根元）、樹脂成型品２０の面部２３Ａ，２３Ｂに当接し、バリ２２を切削する。
この場合において、前端面１０Ｆの後退角φは、適宜設定するが、およそ１０゜程度にされている。
図３及び図４に示すように、超音波振動子７の先端には、カッター刃１０が固定されている。
カッター刃１０は、前端面１０Ｆ、後端面１０Ｒを有し、被加工物である複合材料として、例えばＣＦＲＰ（或いは、ＦＲＰ、ＧＦＲＰ等）製の樹脂成型品２０のパーテーションライン２１に出来たバリ２２の基部（根元）、樹脂成型品２０の面部２３Ａ，２３Ｂに当接し、バリ２２を切削する。
この場合において、前端面１０Ｆの後退角φは、適宜設定するが、およそ１０゜程度にされている。
本実施形態では、カッター刃１０は、バリ２２の根元に当たって切削する、例えば幅Ｗが１０ｍｍ程度の切れ刃部１０Ａと、樹脂成型品２０の各面部２３Ａ，２３Ｂに当たって倣う曲面状の倣い部１０Ｂと、切れ刃部１０Ａ及び倣い部１０Ｂが形成された平板状のカッター刃本体１０Ｃとを備える。
この場合において切れ刃部１０Ａの幅Ｗは、被加工物に応じて形成されたバリの形状などにより適宜変更が可能である。
また、カッター刃１０では、バリ取り加工とは別に、樹脂成型品２０の表面に出来た突起や凸部等を鑿などと同様に薄く削り取り、平坦にする斫り加工も可能である。この場合、カッター刃１０を樹脂成型品２０に付勢させるのは上記と同様である。
この場合において切れ刃部１０Ａの幅Ｗは、被加工物に応じて形成されたバリの形状などにより適宜変更が可能である。
また、カッター刃１０では、バリ取り加工とは別に、樹脂成型品２０の表面に出来た突起や凸部等を鑿などと同様に薄く削り取り、平坦にする斫り加工も可能である。この場合、カッター刃１０を樹脂成型品２０に付勢させるのは上記と同様である。
図５は、カッター刃１０の先端部分を示す断面図である。
カッター刃１０の切れ刃部１０Ａは、すくい面１０ｅと、カッター刃１０の樹脂成型品２０側に位置する側面１０ｆと、で形成される稜線である切れ刃１０ｇを備える。
カッター刃１０の切れ刃部１０Ａは、刃物角βが１５〜８０°に設定されている。図５の使用態様では、カッター刃１０の側面１０ｆが、樹脂成型品２０の面に当接しており、刃物角βと正のすくい角αの合計が９０°となる。
また、カッター刃１０の倣い部１０Ｂは、フローティング機構により樹脂成型品２０の各面部２３Ａ，２３Ｂ（面部２３Ｂのみ図示）に押し付けられる部分であり、切れ刃部１０Ａの切れ刃１０ｇ（刃先）より送り方向（矢印Ｂ方向）の前方（近傍）に位置し、切れ刃部１０Ａの切れ刃１０ｇから送り方向（矢印Ｂ方向）前方に延びる断面円弧状のＲ曲面部１０Ｂ１を備える。
例えば、切れ刃部１０Ａの刃物角βが８０°を越える場合は、切れ刃部１０Ａの切れ味が悪くなる。また、切れ刃部１０Ａの刃物角βが１５°未満の場合には、切れ刃部１０Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷を生じやすくなる。
カッター刃１０の切れ刃部１０Ａは、すくい面１０ｅと、カッター刃１０の樹脂成型品２０側に位置する側面１０ｆと、で形成される稜線である切れ刃１０ｇを備える。
カッター刃１０の切れ刃部１０Ａは、刃物角βが１５〜８０°に設定されている。図５の使用態様では、カッター刃１０の側面１０ｆが、樹脂成型品２０の面に当接しており、刃物角βと正のすくい角αの合計が９０°となる。
また、カッター刃１０の倣い部１０Ｂは、フローティング機構により樹脂成型品２０の各面部２３Ａ，２３Ｂ（面部２３Ｂのみ図示）に押し付けられる部分であり、切れ刃部１０Ａの切れ刃１０ｇ（刃先）より送り方向（矢印Ｂ方向）の前方（近傍）に位置し、切れ刃部１０Ａの切れ刃１０ｇから送り方向（矢印Ｂ方向）前方に延びる断面円弧状のＲ曲面部１０Ｂ１を備える。
例えば、切れ刃部１０Ａの刃物角βが８０°を越える場合は、切れ刃部１０Ａの切れ味が悪くなる。また、切れ刃部１０Ａの刃物角βが１５°未満の場合には、切れ刃部１０Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷を生じやすくなる。
これに対して本実施形態では、上記したように、切れ刃部１０Ａを、１５〜８０°の比較的大きな刃物角βとすることで、ＦＲＰ、ＣＦＲＰ或いは、ＧＦＲＰ等の複合材料のような難削材であっても、切れ刃部１０Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷を生じにくく、長期に亘って切れ刃部１０Ａの良好な切れ味を確保することができる。
また、倣い部１０Ｂが被加工物にどのように当接している状態であっても、樹脂部品のように形状が不安定な場合や、曲面形状に出来たバリを切除する場合に、切れ刃部１０Ａが材料に食い込むのを抑制することができ、切れ刃部１０Ａの折れ等の不具合の発生を抑制することができる。
刃物角βが１５〜８０°に設定されたが、望ましくは、３０〜８０°、更に望ましくは、４０〜６０°、また更に望ましくは、４５〜５５°である。
刃物角βが４５〜５５°のとき、切れ刃部１０Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷が最も生じにくく、カッター刃１０の耐久性が向上し、且つ切れ刃部１０Ａの最も良好な切れ味を確保できることが判明した。
また、倣い部１０Ｂが被加工物にどのように当接している状態であっても、樹脂部品のように形状が不安定な場合や、曲面形状に出来たバリを切除する場合に、切れ刃部１０Ａが材料に食い込むのを抑制することができ、切れ刃部１０Ａの折れ等の不具合の発生を抑制することができる。
刃物角βが１５〜８０°に設定されたが、望ましくは、３０〜８０°、更に望ましくは、４０〜６０°、また更に望ましくは、４５〜５５°である。
刃物角βが４５〜５５°のとき、切れ刃部１０Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷が最も生じにくく、カッター刃１０の耐久性が向上し、且つ切れ刃部１０Ａの最も良好な切れ味を確保できることが判明した。
以上に述べたカッター刃１０によるバリ取り加工動作について以下に説明する。
図１、図２及び図４において、被加工物である樹脂成型品２０に対し、バリ２２の生成箇所に対応するバリ取り経路に沿って、加工装置１の６軸垂直多関節ロボット３は、アーム先端部３Ｇのカッター刃１０の向き、駆動方向が最適となるように、関節３Ａ〜３Ｆの動作を制御する。上述したように、アーム先端部３Ｇのスライド部５は、樹脂成型品２０に対して浮動状態にある。
従って、本実施形態では、ダイレクトティーチングあるいは経路自動生成システムにより得られる経路情報に基づいてアーム先端部３Ｇを駆動するに際し、各エア供給口に印加される圧力を制御する。この結果、一対の空圧シリンダ５Ａ，５Ａによりスライド部５が駆動され、カッター刃１０が所定の圧力で樹脂成型品２０に対して押し当てられる。各エア供給口に印加される圧力は、カッター刃１０の姿勢に応じて自動切り換え可能であり、カッター刃１０の姿勢に拘わらず、常に一定となっている。
図１、図２及び図４において、被加工物である樹脂成型品２０に対し、バリ２２の生成箇所に対応するバリ取り経路に沿って、加工装置１の６軸垂直多関節ロボット３は、アーム先端部３Ｇのカッター刃１０の向き、駆動方向が最適となるように、関節３Ａ〜３Ｆの動作を制御する。上述したように、アーム先端部３Ｇのスライド部５は、樹脂成型品２０に対して浮動状態にある。
従って、本実施形態では、ダイレクトティーチングあるいは経路自動生成システムにより得られる経路情報に基づいてアーム先端部３Ｇを駆動するに際し、各エア供給口に印加される圧力を制御する。この結果、一対の空圧シリンダ５Ａ，５Ａによりスライド部５が駆動され、カッター刃１０が所定の圧力で樹脂成型品２０に対して押し当てられる。各エア供給口に印加される圧力は、カッター刃１０の姿勢に応じて自動切り換え可能であり、カッター刃１０の姿勢に拘わらず、常に一定となっている。
この状態で、倣い部１０Ｂを樹脂成型品２０の面部２３Ａ，２３Ｂに押し当てて移動させ、樹脂成型品２０のパーテーションライン（バリ取り経路に相当）２１に形成されたバリ２２の根元に沿って切れ刃部１０Ａでバリ２２を切除し、倣い部１０Ｂで切除後の面を均す。
これらの結果、高価な制御装置や、ワーク位置決め装置、高価なカッター刃を用いることなく、形状不安定な樹脂成型品２０のバリ２２を当該樹脂成型品２０への切れ刃部１０Ａの食い込みを生じさせることなく、バリ２２を根本から除去することが可能となる。また、本実施形態の加工装置１では、フローティング機構を有し、倣い制御を行っているため、教示位置の修正に対する作業がほとんど発生しないので、実質的な加工時間の短縮を図ることができる。
これらの結果、高価な制御装置や、ワーク位置決め装置、高価なカッター刃を用いることなく、形状不安定な樹脂成型品２０のバリ２２を当該樹脂成型品２０への切れ刃部１０Ａの食い込みを生じさせることなく、バリ２２を根本から除去することが可能となる。また、本実施形態の加工装置１では、フローティング機構を有し、倣い制御を行っているため、教示位置の修正に対する作業がほとんど発生しないので、実質的な加工時間の短縮を図ることができる。
以上の図５に示したように、切れ刃部１０Ａは、倣い部１０Ｂの後方に刃先が位置するので、樹脂成型品２０に変形が生じていても、切れ刃部１０Ａが樹脂成型品２０へ食い込むのを一層抑制することができる。
また、図２、図４及び図５に示したように、カッター刃本体１０Ｃは、平板状であるので、加工中にカッター刃１０を樹脂成型品２０に追従しやすくすることができ、加工性を向上させることができる。
また、カッター刃１０は、斫り加工に用いられるので、難削材である被加工物（樹脂成型品２０）の加工面の仕上げ精度を向上させることができる。
また、図２、図４及び図５に示したように、カッター刃本体１０Ｃは、平板状であるので、加工中にカッター刃１０を樹脂成型品２０に追従しやすくすることができ、加工性を向上させることができる。
また、カッター刃１０は、斫り加工に用いられるので、難削材である被加工物（樹脂成型品２０）の加工面の仕上げ精度を向上させることができる。
図６は、第１実施形態のカッター刃１０の別の使用態様を示す断面図である。
６軸垂直多関節ロボット３の姿勢や、ワークの形状等に起因して、倣い部１０Ｂのワークへの当接位置が変動する。図６の態様では、カッター刃１０の側面１０ｆが、樹脂成型品２０の面から離れて加工が行われる。この際、正のすくい角α"は、図５の態様と比較して少なくなる。この状態でも、刃物角βが１５〜８０°に設定されたとき、切れ刃部１０Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷が生じにくく、カッター刃１０の耐久性が向上し、且つ良好な切れ味を確保できることが判明した。
６軸垂直多関節ロボット３の姿勢や、ワークの形状等に起因して、倣い部１０Ｂのワークへの当接位置が変動する。図６の態様では、カッター刃１０の側面１０ｆが、樹脂成型品２０の面から離れて加工が行われる。この際、正のすくい角α"は、図５の態様と比較して少なくなる。この状態でも、刃物角βが１５〜８０°に設定されたとき、切れ刃部１０Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷が生じにくく、カッター刃１０の耐久性が向上し、且つ良好な切れ味を確保できることが判明した。
＜第２実施形態＞
図７は、第２実施形態のカッター刃３０における先端部分を示す断面図である。
図５に示した第１実施形態のカッター刃１０と同一構成には同一符号を付け、詳細説明は省略する。
カッター刃３０は、バリ２２の根元に当たって切削する切れ刃部３０Ａと、フローティング機構により樹脂成型品２０の面部２３Ａ，２３Ｂ（一方の面部２３Ｂのみ図示）に押し付けられる倣い部１０Ｂとを備える。
切れ刃部３０Ａは、すくい面３０ｅと、カッター刃３０の樹脂成型品２０側に位置する側面３０ｆと、で形成される稜線である切れ刃３０ｇを備える。
切れ刃部３０Ａは、刃物角βが９３〜１２０°に設定されている。図７の使用態様では、カッター刃３０の側面３０ｆが、樹脂成型品２０の面に当接しており、刃物角βから負のすくい角αを減じた角度が９０°となる。
また、倣い部１０Ｂは、切れ刃部３０Ａの切れ刃３０ｇ（刃先）より送り方向（矢印Ｂ方向）の前方に位置し、切れ刃部３０Ａの切れ刃３０ｇから送り方向（矢印Ｂ方向）前方に延びる断面円弧状のＲ曲面部１０Ｂ１を備える。
図７は、第２実施形態のカッター刃３０における先端部分を示す断面図である。
図５に示した第１実施形態のカッター刃１０と同一構成には同一符号を付け、詳細説明は省略する。
カッター刃３０は、バリ２２の根元に当たって切削する切れ刃部３０Ａと、フローティング機構により樹脂成型品２０の面部２３Ａ，２３Ｂ（一方の面部２３Ｂのみ図示）に押し付けられる倣い部１０Ｂとを備える。
切れ刃部３０Ａは、すくい面３０ｅと、カッター刃３０の樹脂成型品２０側に位置する側面３０ｆと、で形成される稜線である切れ刃３０ｇを備える。
切れ刃部３０Ａは、刃物角βが９３〜１２０°に設定されている。図７の使用態様では、カッター刃３０の側面３０ｆが、樹脂成型品２０の面に当接しており、刃物角βから負のすくい角αを減じた角度が９０°となる。
また、倣い部１０Ｂは、切れ刃部３０Ａの切れ刃３０ｇ（刃先）より送り方向（矢印Ｂ方向）の前方に位置し、切れ刃部３０Ａの切れ刃３０ｇから送り方向（矢印Ｂ方向）前方に延びる断面円弧状のＲ曲面部１０Ｂ１を備える。
カッター刃３０では、バリ取り加工とは別に、樹脂成型品２０の表面に出来た突起や凸部等を鑿などと同様に薄く削り取り、平坦にする斫り加工も可能である。この場合、カッター刃３０を樹脂成型品２０に付勢させるのは上記と同様である。
例えば、切れ刃部３０Ａにおいて、刃物角βが９０°＜β＜９３°の場合は、切削量が増加してびびり振動が生じ、加工面の仕上がりが低下する。刃物角βが１２０°を越える場合には、切削量が少なくなり、バリを十分に除去することができない。
これに対して本実施形態では、上記したように、切れ刃部３０Ａを、９３〜１２０°の大きな刃物角βとすることで、ＦＲＰ、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ等の複合材料のような難削材であっても、切れ刃部３０Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷を生じにくく、長期に亘って切れ刃部３０Ａの切れ味を確保することができる。
また、切れ刃部３０Ａの負のすくい角によって、バリ２２を切除後の面を均すことができ、加工面をより滑らかに形成することができる。また、びびり振動が発生しにくく、十分な切削量を確保することができる。
刃物角βが９３〜１２０°に設定されたが、９５〜１２０°でも良く、望ましくは、９５〜１１５°、更に望ましくは、９５〜１００°である。
刃物角βが９５〜１００°のとき、切れ刃部３０Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷が最も生じにくく、カッター刃１０の耐久性が向上し、且つ切れ刃部１０Ａの最も良好な切れ味を確保できることが判明した。
図５及び図６に示したカッター刃１０，３０では、刃物角βが８０°＜β＜９３°に形成されたものにおいても、被加工物の材質、硬度、形状、カッター刃の種類等によっては、バリ取り加工に用いることも可能である。
また、切れ刃部３０Ａの負のすくい角によって、バリ２２を切除後の面を均すことができ、加工面をより滑らかに形成することができる。また、びびり振動が発生しにくく、十分な切削量を確保することができる。
刃物角βが９３〜１２０°に設定されたが、９５〜１２０°でも良く、望ましくは、９５〜１１５°、更に望ましくは、９５〜１００°である。
刃物角βが９５〜１００°のとき、切れ刃部３０Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷が最も生じにくく、カッター刃１０の耐久性が向上し、且つ切れ刃部１０Ａの最も良好な切れ味を確保できることが判明した。
図５及び図６に示したカッター刃１０，３０では、刃物角βが８０°＜β＜９３°に形成されたものにおいても、被加工物の材質、硬度、形状、カッター刃の種類等によっては、バリ取り加工に用いることも可能である。
６軸垂直多関節ロボット３に空圧シリンダ５Ａ，５Ａを設け、空圧シリンダ５Ａ，５Ａを介してカッター刃１０，３０を設けた加工装置１において、カッター刃３０が樹脂成型品２０に対応した倣い部１０Ｂと、倣い部１０Ｂの近傍に刃先が位置し、刃物角βが１５〜１２０°の切れ刃部３０Ａと、を一体に備えたので、加工装置１に備える切れ刃部１０Ａ，３０Ａの刃物角βを従来比で大きくすることで、例えば、難削材であるＦＲＰ、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ等の複合材料に対して切れ刃部３０Ａのチッピング等の損傷を起こさずに加工することができる。
従って、寿命を延ばすために高価なカッター刃を用いたり、特別な加工方法を採用したりしなくてよく、加工装置１のコストアップを抑えることができる。
従って、寿命を延ばすために高価なカッター刃を用いたり、特別な加工方法を採用したりしなくてよく、加工装置１のコストアップを抑えることができる。
また、倣い部１０Ｂを設けることで樹脂成型品２０への切れ刃部１０Ａ，３０Ａの食い込みを抑制することができる。
また、カッター刃３０では、切れ刃部３０Ａは、倣い部１０Ｂの後方に刃先が位置するので、樹脂成型品２０に変形が生じていても、切れ刃部３０Ａが樹脂成型品２０へ食い込むのを一層抑制することができる。
また、カッター刃３０により樹脂成型品２０を斫り加工するので、難削材である被加工物（樹脂成型品２０）の加工面の仕上げ精度を向上させることができる。
また、カッター刃３０では、切れ刃部３０Ａは、倣い部１０Ｂの後方に刃先が位置するので、樹脂成型品２０に変形が生じていても、切れ刃部３０Ａが樹脂成型品２０へ食い込むのを一層抑制することができる。
また、カッター刃３０により樹脂成型品２０を斫り加工するので、難削材である被加工物（樹脂成型品２０）の加工面の仕上げ精度を向上させることができる。
＜第３実施形態＞
図８は、第３実施形態のカッター刃３５における先端部分を示す断面図である。
図５に示した第１実施形態と同一構成には同一符号を付け、詳細説明は省略する。
カッター刃３５は、バリ２２の根元に当たって切削する切れ刃部３５Ａと、フローティング機構により樹脂成型品２０の面部２３Ａ，２３Ｂ（一方の面部２３Ｂのみ図示）に押し付けられる倣い部としての倣い面３５ｆとを備える。切れ刃部３５Ａは、すくい面３５ｅと倣い面３５ｆとで形成される稜線である切れ刃３５ｇを備える。
切れ刃部３５Ａは、刃物角βが１５〜８０°に設定されている。倣い面３５ｆは、切れ刃３５ｇを含み、倣い面３５ｆは、切れ刃３５ｇ（刃先）から送り方向（矢印Ｂ方向）の後方に延びている。
図８は、第３実施形態のカッター刃３５における先端部分を示す断面図である。
図５に示した第１実施形態と同一構成には同一符号を付け、詳細説明は省略する。
カッター刃３５は、バリ２２の根元に当たって切削する切れ刃部３５Ａと、フローティング機構により樹脂成型品２０の面部２３Ａ，２３Ｂ（一方の面部２３Ｂのみ図示）に押し付けられる倣い部としての倣い面３５ｆとを備える。切れ刃部３５Ａは、すくい面３５ｅと倣い面３５ｆとで形成される稜線である切れ刃３５ｇを備える。
切れ刃部３５Ａは、刃物角βが１５〜８０°に設定されている。倣い面３５ｆは、切れ刃３５ｇを含み、倣い面３５ｆは、切れ刃３５ｇ（刃先）から送り方向（矢印Ｂ方向）の後方に延びている。
カッター刃３５では、バリ取り加工とは別に、樹脂成型品２０の表面に出来た突起や凸部等を鑿などと同様に薄く削り取り、平坦にする斫り加工も可能である。この場合、カッター刃３５を樹脂成型品２０に付勢させるのは上記と同様である。
切れ刃部３５Ａは、倣い面３５ｆの先端部に切れ刃３５ｇ（刃先）が位置するので、切れ刃３５ｇを形成する倣い面３５ｆを倣い部とすることができるため、カッター刃３５を単純な形状にすることができ、コストを抑えることができる。
刃物角βが１５〜８０°に設定されたが、望ましくは、３０〜８０°、更に望ましくは、４０〜６０°、また更に望ましくは、４５〜５５°である。
刃物角βが４５〜５５°のとき、切れ刃部３５Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷が最も生じにくく、カッター刃３５の耐久性が向上し、且つ切れ刃部３５Ａの最も良好な切れ味を確保できることが判明した。
切れ刃部３５Ａは、倣い面３５ｆの先端部に切れ刃３５ｇ（刃先）が位置するので、切れ刃３５ｇを形成する倣い面３５ｆを倣い部とすることができるため、カッター刃３５を単純な形状にすることができ、コストを抑えることができる。
刃物角βが１５〜８０°に設定されたが、望ましくは、３０〜８０°、更に望ましくは、４０〜６０°、また更に望ましくは、４５〜５５°である。
刃物角βが４５〜５５°のとき、切れ刃部３５Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷が最も生じにくく、カッター刃３５の耐久性が向上し、且つ切れ刃部３５Ａの最も良好な切れ味を確保できることが判明した。
＜第４実施形態＞
図９は、第４実施形態のカッター刃４０における先端部分を示す断面図である。
図７に示した第２実施形態と同一構成には同一符号を付け、詳細説明は省略する。
カッター刃４０は、バリ２２の根元に当たって切削する切れ刃部４０Ａと、フローティング機構により樹脂成型品２０の面部２３Ａ，２３Ｂ（一方の面部２３Ｂのみ図示）に押し付けられる倣い部としての倣い面４０ｆとを備える。切れ刃部４０Ａは、すくい面４０ｅと倣い面４０ｆとで形成される稜線である切れ刃４０ｇを備える。
切れ刃部４０Ａは、刃物角βが９３〜１２０°に設定されている。倣い面４０ｆは、切れ刃４０ｇを含み、倣い面４０ｆは、切れ刃４０ｇ（刃先）から送り方向（矢印Ｂ方向）の後方に延びている。
図９は、第４実施形態のカッター刃４０における先端部分を示す断面図である。
図７に示した第２実施形態と同一構成には同一符号を付け、詳細説明は省略する。
カッター刃４０は、バリ２２の根元に当たって切削する切れ刃部４０Ａと、フローティング機構により樹脂成型品２０の面部２３Ａ，２３Ｂ（一方の面部２３Ｂのみ図示）に押し付けられる倣い部としての倣い面４０ｆとを備える。切れ刃部４０Ａは、すくい面４０ｅと倣い面４０ｆとで形成される稜線である切れ刃４０ｇを備える。
切れ刃部４０Ａは、刃物角βが９３〜１２０°に設定されている。倣い面４０ｆは、切れ刃４０ｇを含み、倣い面４０ｆは、切れ刃４０ｇ（刃先）から送り方向（矢印Ｂ方向）の後方に延びている。
＜第５実施形態＞
図１０は、第５実施形態のカッター刃４２における先端部分を示す断面図である。図５に示した第１実施形態、図８に示した第３実施形態と同一構成には同一符号を付け、詳細説明は省略する。
カッター刃４２は、バリ２２の根元に当たって切削する切れ刃部４２Ａと、フローティング機構により樹脂成型品２０の面部２３Ａ，２３Ｂ（一方の面部２３Ｂのみ図示）に押し付けられる倣い部としての倣い面４２ｆとを備える。切れ刃部４２Ａは、すくい面４２ｅと倣い面４２ｆとで形成される稜線である切れ刃４２ｇを備える。
すくい面４２ｅは、刃物角βが１５〜８０°に設定されている。倣い面４２ｆは、切れ刃４２ｇを含み、倣い面４２ｆは、切れ刃４２ｇ（刃先）から送り方向（矢印Ｂ方向）の後方へ延びている。倣い面４２ｆの後方では、カッター刃４２は、面部２３Ａ，２３Ｂから離れた逃げ部４２ｊを備える。
例えば、切れ刃部４２Ａの刃物角βが８０°を越える場合は、切れ刃部４２Ａの切れ味が悪くなる。また、切れ刃部４２Ａの刃物角βが１５°未満の場合には、切れ刃部４２Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷を生じやすくなる。
刃物角βが１５〜８０に設定されたが、望ましくは、３０〜８０°、更に望ましくは、４０〜６０°、また更に望ましくは、４５〜５５°である。
刃物角βが４５〜５５°のとき、切れ刃部４２Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷が最も生じにくく、カッター刃４２の耐久性が向上し、且つ切れ刃部４２Ａの最も良好な切れ味を確保できることが判明した。
図１０は、第５実施形態のカッター刃４２における先端部分を示す断面図である。図５に示した第１実施形態、図８に示した第３実施形態と同一構成には同一符号を付け、詳細説明は省略する。
カッター刃４２は、バリ２２の根元に当たって切削する切れ刃部４２Ａと、フローティング機構により樹脂成型品２０の面部２３Ａ，２３Ｂ（一方の面部２３Ｂのみ図示）に押し付けられる倣い部としての倣い面４２ｆとを備える。切れ刃部４２Ａは、すくい面４２ｅと倣い面４２ｆとで形成される稜線である切れ刃４２ｇを備える。
すくい面４２ｅは、刃物角βが１５〜８０°に設定されている。倣い面４２ｆは、切れ刃４２ｇを含み、倣い面４２ｆは、切れ刃４２ｇ（刃先）から送り方向（矢印Ｂ方向）の後方へ延びている。倣い面４２ｆの後方では、カッター刃４２は、面部２３Ａ，２３Ｂから離れた逃げ部４２ｊを備える。
例えば、切れ刃部４２Ａの刃物角βが８０°を越える場合は、切れ刃部４２Ａの切れ味が悪くなる。また、切れ刃部４２Ａの刃物角βが１５°未満の場合には、切れ刃部４２Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷を生じやすくなる。
刃物角βが１５〜８０に設定されたが、望ましくは、３０〜８０°、更に望ましくは、４０〜６０°、また更に望ましくは、４５〜５５°である。
刃物角βが４５〜５５°のとき、切れ刃部４２Ａのチッピング、欠損、摩耗等の損傷が最も生じにくく、カッター刃４２の耐久性が向上し、且つ切れ刃部４２Ａの最も良好な切れ味を確保できることが判明した。
＜第６実施形態＞
図１１は、第６実施形態のカッター刃４４における先端部分を示す断面図である。
図７に示した第２実施形態、図９に示した第４実施形態と同一構成には同一符号を付け、詳細説明は省略する。
カッター刃４４は、バリ２２の根元に当たって切削する切れ刃部４４Ａと、フローティング機構により樹脂成型品２０の面部２３Ａ，２３Ｂ（一方の面部２３Ｂのみ図示）に押し付けられる倣い部としての倣い面４４ｆとを備える。切れ刃部４４Ａは、すくい面４４ｅと倣い面４４ｆとで形成される稜線である切れ刃４４ｇを備える。
切れ刃部４４Ａは、刃物角βが９３〜１２０°に設定されている。倣い面４４ｆは、切れ刃４４ｇを含み、倣い面４４ｆは、切れ刃４４ｇ（刃先）から送り方向（矢印Ｂ方向）の後方に延びている。倣い面４４ｆの後方では、カッター刃４４は、面部２３Ａ，２３Ｂから離れた逃げ部４４ｊを備える。
切れ刃部４４Ａにおいて、刃物角βが９０＜β＜９３°の場合は、切削量が増加してびびり振動が生じ、加工面の仕上がりが低下する。刃物角βが１２０°を越える場合には、切削量が少なくなり、バリを十分に除去することができない。
上記の図８〜図１１に示したカッター刃では、刃物角βが８０°＜β＜９３°に形成されたものにおいても、被加工物の材質、硬度、形状、カッター刃の種類等によっては、バリ取り加工に用いることも可能である。
図１１は、第６実施形態のカッター刃４４における先端部分を示す断面図である。
図７に示した第２実施形態、図９に示した第４実施形態と同一構成には同一符号を付け、詳細説明は省略する。
カッター刃４４は、バリ２２の根元に当たって切削する切れ刃部４４Ａと、フローティング機構により樹脂成型品２０の面部２３Ａ，２３Ｂ（一方の面部２３Ｂのみ図示）に押し付けられる倣い部としての倣い面４４ｆとを備える。切れ刃部４４Ａは、すくい面４４ｅと倣い面４４ｆとで形成される稜線である切れ刃４４ｇを備える。
切れ刃部４４Ａは、刃物角βが９３〜１２０°に設定されている。倣い面４４ｆは、切れ刃４４ｇを含み、倣い面４４ｆは、切れ刃４４ｇ（刃先）から送り方向（矢印Ｂ方向）の後方に延びている。倣い面４４ｆの後方では、カッター刃４４は、面部２３Ａ，２３Ｂから離れた逃げ部４４ｊを備える。
切れ刃部４４Ａにおいて、刃物角βが９０＜β＜９３°の場合は、切削量が増加してびびり振動が生じ、加工面の仕上がりが低下する。刃物角βが１２０°を越える場合には、切削量が少なくなり、バリを十分に除去することができない。
上記の図８〜図１１に示したカッター刃では、刃物角βが８０°＜β＜９３°に形成されたものにおいても、被加工物の材質、硬度、形状、カッター刃の種類等によっては、バリ取り加工に用いることも可能である。
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上記実施形態において、図２に示したように、付勢機構を空圧シリンダ５Ａで構成したが、これに限らず、ばね、ソレノイド等の他の手段で構成しても良い。
また、図１に示したように、加工装置１には６軸垂直多関節ロボット３を備えるが、これに限らず、加工装置１に他の形式のロボットを備えても良い。
また、上記したカッター刃１０を、超音波振動子７の振動に応じて、カッター刃１０の送り方向（矢印Ｂ方向（図３参照））とほぼ直交する方向（矢印Ｃ方向（図３参照））に超音波振動させることが可能である。超音波振動子７には超音波ユニット（図示せず）が接続され、当該超音波ユニットでカッター刃１０を、例えば３０〜５０μｍ程度の振幅で駆動させることが可能である。
上記各実施形態においては、バリ取り加工時にカッター刃１０を超音波振動させないが、被加工物の材質、硬度、形状等により、カッター刃１０を超音波振動させてバリ取り加工を行うようにしても良い。
また、本実施形態では、カッター刃１０の倣い部、倣い面を、被加工物の一部に当てて倣い加工をする説明をしたが、これに限らず、カッター刃１０の倣い部１０Ｂを被加工物に当てずに、切れ刃部１０Ａだけを被加工物に当てて加工しても良い。
例えば、上記実施形態において、図２に示したように、付勢機構を空圧シリンダ５Ａで構成したが、これに限らず、ばね、ソレノイド等の他の手段で構成しても良い。
また、図１に示したように、加工装置１には６軸垂直多関節ロボット３を備えるが、これに限らず、加工装置１に他の形式のロボットを備えても良い。
また、上記したカッター刃１０を、超音波振動子７の振動に応じて、カッター刃１０の送り方向（矢印Ｂ方向（図３参照））とほぼ直交する方向（矢印Ｃ方向（図３参照））に超音波振動させることが可能である。超音波振動子７には超音波ユニット（図示せず）が接続され、当該超音波ユニットでカッター刃１０を、例えば３０〜５０μｍ程度の振幅で駆動させることが可能である。
上記各実施形態においては、バリ取り加工時にカッター刃１０を超音波振動させないが、被加工物の材質、硬度、形状等により、カッター刃１０を超音波振動させてバリ取り加工を行うようにしても良い。
また、本実施形態では、カッター刃１０の倣い部、倣い面を、被加工物の一部に当てて倣い加工をする説明をしたが、これに限らず、カッター刃１０の倣い部１０Ｂを被加工物に当てずに、切れ刃部１０Ａだけを被加工物に当てて加工しても良い。
１ 加工装置
３ ６軸垂直多関節ロボット（ロボット）
５Ａ 空圧シリンダ（付勢機構）
１０，３０，３５，４０，４２，４４ カッター刃
１０Ａ，３０Ａ，３５Ａ，４０Ａ，４２Ａ，４４Ａ 切れ刃部
１０Ｂ 倣い部
１０Ｃ カッター刃本体
２０ 樹脂成型品（ワーク）
３５ｆ，４０ｆ，４２ｆ，４４ｆ 倣い面（倣い部）
β 刃物角
３ ６軸垂直多関節ロボット（ロボット）
５Ａ 空圧シリンダ（付勢機構）
１０，３０，３５，４０，４２，４４ カッター刃
１０Ａ，３０Ａ，３５Ａ，４０Ａ，４２Ａ，４４Ａ 切れ刃部
１０Ｂ 倣い部
１０Ｃ カッター刃本体
２０ 樹脂成型品（ワーク）
３５ｆ，４０ｆ，４２ｆ，４４ｆ 倣い面（倣い部）
β 刃物角
Claims (5)
- ロボットに付勢機構を介して取り付けられるカッター刃において、
前記付勢機構によりワークの面部に押し付けられる倣い面と、
前記倣い面とすくい面とで形成される稜線に刃先が位置し、前記倣い面の後方に逃げ部を備え、振動子により振動する、刃物角が３０〜８０°の切れ刃部と、を一体に備えたことを特徴とするカッター刃。 - ロボットに付勢機構を介して取り付けられるカッター刃において、
前記付勢機構によりワークの面部に押し付けられる倣い面と、
前記倣い面とすくい面とで形成される稜線に刃先が位置し、前記倣い面の後方に逃げ部を備え、刃物角が９５〜１１５°の切れ刃部と、を一体に備えたことを特徴とするカッター刃。 - カッター刃本体が、平板状であることを特徴とする請求項１又は２記載のカッター刃。
- ロボットに付勢機構を介してカッター刃を設けた加工装置において、
前記カッター刃が、
前記付勢機構によりワークの面部に押し付けられる倣い面と、
前記倣い面とすくい面とで形成される稜線に刃先が位置し、前記倣い面の後方に逃げ部を備え、振動子により振動する、刃物角が３０〜８０°の切れ刃部と、を一体に備えたことを特徴とする加工装置。 - ロボットに付勢機構を介してカッター刃を設けた加工装置において、
前記カッター刃が、
前記付勢機構によりワークの面部に押し付けられる倣い面と、
前記倣い面とすくい面とで形成される稜線に刃先が位置し、前記倣い面の後方に逃げ部を備え、刃物角が９５〜１１５°の切れ刃部と、を一体に備えたことを特徴とする加工装置。
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