JP6791923B2 - 加工システムおよび加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、加工システムおよび加工方法に関するものである。
従来、加工されるワークにケーブル等の複数の線条体が備わっている場合に、これらの線条体を、結束バンドを用いて手動で束ねることにより、動かないように纏めた状態のワークを工作機械に装着することが行われていた。
なし
しかしながら、結束バンドを用いた線条体の前処理は手動で行う必要があり、コストおよび時間を要するという不都合がある。
本発明は、ワークに備わる複数の線条体を動かないように纏める作業の自動化を図り、コストおよび所要時間の削減を図ることができる加工システムおよび加工方法を提供することを目的としている。
本発明の一態様は、ワークに備わる複数の線条体の表面に光硬化性樹脂を塗布する塗布装置と、該塗布装置により前記光硬化性樹脂が塗布された前記線条体を径方向に密着させるとともに、密着させられた該線条体に塗布されている前記光硬化性樹脂に光を照射することにより硬化させる硬化装置と、該硬化装置による前記光硬化性樹脂の硬化により複数の前記線条体が一纏めに束ねられた前記ワークを加工する加工装置とを備える加工システムである。
本態様によれば、複数の線条体を備えたワークが供給されると、塗布装置により線条体の表面に光硬化性樹脂が塗布され、硬化装置によって、複数の線条体が径方向に密着させられた状態で光が照射されることにより光硬化性樹脂が硬化させられる。これにより、複数の線条体が一纏めに束ねられる。線条体が動かないように纏められたワークは加工装置により容易に加工することができる。
この場合において、本態様によれば、複数の線条体を一纏めに纏めた状態で結束バンドにより結束するような複雑な作業とは異なり、光硬化性樹脂の塗布および光の照射により複数の線条体を動かないように纏める簡易な工程により作業の自動化を容易に図り、加工に要するコストおよび所要時間の削減を図ることができる。
上記態様においては、前記加工装置による前記ワークの加工後に、硬化していた前記光硬化性樹脂を剥離する剥離装置を備えていてもよい。
この構成により、加工のために、複数の線条体を接着していた光硬化性樹脂を剥離して、複数の線条体を分離した状態に戻すことができる。
また、上記態様においては、前記硬化装置および前記剥離装置が、紫外光を発生する共通の光源を備え、前記硬化装置が、前記光源から発せられた紫外光を拡散させた位置で前記光硬化性樹脂に照射し、前記剥離装置が、前記光源から発せられた紫外光を集束させた位置で前記光硬化性樹脂に照射してもよい。
この構成により、光源から発せられた紫外光を拡散させた位置で光硬化性樹脂に照射することにより、光硬化性樹脂を硬化させて複数の線条体を一纏めに接着し、加工後に、光源から発せられた紫外光を集束させた位置で光硬化性樹脂に照射することにより、光硬化性樹脂を蒸発させて剥離することができる。共通の光源を用いることにより、システムを小型化することができる。
また、上記態様においては、前記ワークを把持するハンドを先端に取り付けたロボットを備え、該ロボットが、前記ハンドにより把持した前記ワークを、前記塗布装置、前記硬化装置および前記加工装置の間で移動させてもよい。
この構成により、ロボットの先端に取り付けたハンドにより把持したワークをロボットの動作によって塗布装置、硬化装置および加工装置に順次移動させて、ワークを加工することができる。
また、本発明の他の態様は、ワークに備わる複数の線条体の表面に光硬化性樹脂を塗布し、該光硬化性樹脂が塗布された前記線条体を径方向に密着させるとともに、密着させられた該線条体に塗布されている前記光硬化性樹脂に光を照射して硬化させ、前記光硬化性樹脂の硬化により複数の前記線条体が一纏めに束ねられた前記ワークを加工する加工方法である。
本発明によれば、ワークに備わる複数の線条体を動かないように纏める作業の自動化を図り、コストおよび所要時間の削減を図ることができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る加工システムを示す斜視図である。 図１の加工システムの前処理装置および後処理装置を示す正面図である。 図１の加工システムに用いるワークを示す斜視図である。 図１の加工システムの密着機構を説明する平面図である。 図４の密着機構によりケーブルを径方向に寄せ集めた状態を示す平面図である。 図４の密着機構により寄せ集められたケーブルの光硬化性樹脂に紫外光を照射するステップを示す平面図である。 図３のワークのケーブルを径方向に寄せ集めた状態で光硬化性樹脂により接着した状態を示す斜視図である。 図１の加工システムの後処理装置により、光硬化性樹脂を蒸発させるステップを説明する斜視図である。
本発明の一実施形態に係る加工システム１について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る加工システム１は、図３に示されるように、ワーク本体Ｗ１に複数のケーブル（線条体）Ｗ２が備わるワークＷのワーク本体Ｗ１を機械加工するシステムであって、図１に示されるように、ワーク本体Ｗ１を把持可能なハンド２を手首先端に備えるロボット３と、ロボット３の近傍に配置されワークＷを加工する加工装置４と、加工装置４による加工前に複数のケーブルＷ２を一纏めに纏める前処理装置５と、加工装置４による加工後に、纏められていた複数のケーブルＷ２を分離する後処理装置（剥離装置）６とを備えている。
ロボット３は、例えば、６軸多関節型ロボットである。
加工装置４は、例えば、ワーク本体Ｗ１を把持する図示しないチャックと、チャックを回転させる図示しない主軸と、ワーク本体Ｗ１を切削する図示しない工具とを備えている。
前処理装置５は、加工装置４の近傍に設置され、ハンド２に把持されてロボット３により搬送されてきたワークＷの複数のケーブルＷ２の表面に光硬化性樹脂（図７参照）Ｘを塗布する塗布装置７と、紫外光を照射して光硬化性樹脂Ｘを硬化させる硬化装置８とを備えている。
塗布装置７は、図２に示されるように、光硬化性樹脂Ｘを所定範囲に噴射するスプレー装置であり、ロボット３からの指令信号に応じて光硬化性樹脂Ｘを噴射する。
硬化装置８は、図２に示されるように、ワークＷの複数のケーブルＷ２を径方向に寄せることにより、ケーブルＷ２の表面に塗布された光硬化性樹脂Ｘどうしを接触させる密着機構９と、該密着機構９により接触した状態の光硬化性樹脂Ｘに対して紫外光を照射して光硬化性樹脂Ｘを硬化させる光照射部１０とを備えている。
密着機構９は、例えば、図４から図６に示されるように、対向配置される一対の把持部材１１と、該把持部材１１を近接または離間させる方向に移動させるシリンダ１２とを備えている。把持部材１１の対向面にはそれぞれＶ溝１１ａが設けられている。Ｖ溝１１ａは把持部材１１が最も近接させられた状態で、複数のケーブルＷ２を径方向に密着させた状態で丁度収容可能な横断面の空間を画定する形状および大きさを有している。
光照射部１０は、図２に示されるように、紫外光を発生する図示しない光源と、光源から発せられた紫外光を集光する図示しない光学系とを備えている。光学系を通過した紫外光は、光学系の焦点位置で集光させられた後、拡散する。光照射部１０は、図６に示されるように、光硬化性樹脂Ｘを硬化させるのに十分な光子密度まで広がった光束径位置を密着機構９の把持部材１１間に配置することにより構成されている。
後処理装置６は、図８に示されるように、前処理装置５と共通の光照射部１０により、光照射部１０の光源から発せられた紫外光が光学系によって集光させられて、硬化した光硬化性樹脂Ｘを蒸発させるのに十分な光子密度まで達した光束径位置に構成されている。
このように構成された本実施形態に係る加工システム１を用いた加工方法について以下に説明する。
本実施形態に係る加工方法は、ハンド２によって把持したワークＷをロボット３によって前処理装置５に移動させ、前処理装置５の塗布装置７による光硬化性樹脂Ｘの噴射範囲にワークＷのケーブルＷ２を配置して、ロボット３から塗布装置７に指令することにより、光硬化性樹脂Ｘを噴射させる。
これにより、ケーブルＷ２の長さ方向の所定位置の表面に光硬化性樹脂Ｘが塗布される。
次いで、ロボット３を作動させて、ワークＷを前処理装置５の密着機構９に移動させる。ロボット３からの指令により密着機構９のシリンダ１２を作動させて図４に示されるように一対の把持部材１１を離間させておき、離間された把持部材１１間に、Ｖ溝１１ａに沿ってワークＷのケーブルＷ２を配置する。この状態で、ロボット３からの指令により密着機構９のシリンダ１２を作動させて、図５に示されるように一対の把持部材１１を近接させることにより、２つの把持部材１１のＶ溝１１ａによって囲まれる空間内において複数のケーブルＷ２を径方向に近接させる。
これにより、ケーブルＷ２の表面に塗布されていた光硬化性樹脂Ｘが相互に接触した状態に配置されるので、図６に示されるように光照射部１０の光源を作動させて紫外光を光硬化性樹脂Ｘに照射する。すなわち、所定の光子密度まで拡散した紫外光が光硬化性樹脂Ｘに照射されることにより、図７に示されるように、光硬化性樹脂Ｘが硬化して、複数のケーブルＷ２どうしが相互に束ねられた状態で固定される。
ケーブルＷ２は長さ方向にある程度の剛性を有しているので、複数のケーブルＷ２が長さ方向の１箇所で相互に接着されることにより、一纏めに束ねられたケーブルＷ２の剛性は十分に高くなり、加工装置４において回転させられても暴れたり他の部位に干渉したりすることが防止される。
この状態で、ロボット３からの指令により密着機構９のシリンダ１２が作動させられて、一対の把持部材１１が再度離間させられることにより、ケーブルＷ２が解放される。さらに、ロボット３を動作させて、ワークＷを加工装置４に搬送し、加工装置４のチャックに把持させる。これにより、加工装置４によって、ワーク本体Ｗ１の加工が行われる。
加工終了後に、ロボット３により、加工装置４から取り出されたワークＷは、後処理装置６に移動させられる。すなわち、ロボット３を作動させて、ワークＷを移動することにより、図８に示されるように複数のケーブルＷ２を固定していた硬化した光硬化性樹脂Ｘを紫外光の集光位置近傍に配置する。これにより、硬化していた光硬化性樹脂Ｘが蒸発（剥離）して、接着状態が解除され、ケーブルＷ２が接着前の状態に戻る。
このように、本実施形態に係る加工システム１および加工方法によれば、ロボット３の先端に取り付けたハンド２により把持した状態のワークＷを、塗布装置７、密着機構９および光照射部１０に移動して、各装置５，６を作動させるだけで、ハンド２により把持したままの状態で、複数のケーブルＷ２を一纏めに束ねた状態に固定することができる。これにより、加工装置４による加工時にケーブルＷ２が邪魔にならないようにすることができる。
そして、加工終了後には、ハンド２により把持した状態のワークＷを後処理装置６に移動して、接着状態を解除することができる。この場合においても、ハンド２により把持したままの状態で、ケーブルＷ２を接着前の状態に戻すことができる。
すなわち、本実施形態に係る加工システム１および加工方法によれば、結束バンドを締結するような複雑な作業を行う必要がなく、ワークＷに備わる複数のケーブルＷ２を動かないように纏める作業の自動化を図り、コストおよび所要時間の削減を図ることができるという利点がある。
なお、本実施形態においては、線条体として４本のケーブルＷ２を備えるワークＷを例示したが、線条体はケーブルＷ２に限定されるものではなく、また、本数も４本に限定されるものではない。
１ 加工システム
２ ハンド
３ ロボット
４ 加工装置
６ 後処理装置（剥離装置）
７ 塗布装置
８ 硬化装置
Ｘ 光硬化性樹脂
Ｗ ワーク
Ｗ２ ケーブル（線条体）

Claims (5)

  1. ワークに備わる複数の線条体の表面に光硬化性樹脂を塗布する塗布装置と、
    該塗布装置により前記光硬化性樹脂が塗布された前記線条体を径方向に密着させるとともに、密着させられた該線条体に塗布されている前記光硬化性樹脂に光を照射することにより硬化させる硬化装置と、
    該硬化装置による前記光硬化性樹脂の硬化により複数の前記線条体が一纏めに束ねられた前記ワークを加工する加工装置とを備える加工システム。
  2. 前記加工装置による前記ワークの加工後に、硬化していた前記光硬化性樹脂を剥離する剥離装置を備える請求項１に記載の加工システム。
  3. 前記硬化装置および前記剥離装置が、紫外光を発生する共通の光源を備え、
    前記硬化装置が、前記光源から発せられた紫外光を拡散させた位置で前記光硬化性樹脂に照射し、
    前記剥離装置が、前記光源から発せられた紫外光を集束させた位置で前記光硬化性樹脂に照射する請求項２に記載の加工システム。
  4. 前記ワークを把持するハンドを先端に取り付けたロボットを備え、
    該ロボットが、前記ハンドにより把持した前記ワークを、前記塗布装置、前記硬化装置および前記加工装置の間で移動させる請求項１から請求項３のいずれかに記載の加工システム。
  5. ワークに備わる複数の線条体の表面に光硬化性樹脂を塗布し、
    該光硬化性樹脂が塗布された前記線条体を径方向に密着させるとともに、密着させられた該線条体に塗布されている前記光硬化性樹脂に光を照射して硬化させ、
    前記光硬化性樹脂の硬化により複数の前記線条体が一纏めに束ねられた前記ワークを加工する加工方法。
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