JPH0613776Y2 - ロボット用加工工具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ．産業上の利用分野 本考案は、バリ取り等の加工特性を向上させたロボット
用加工工具に関する。

Ｂ．考案の概要 本考案は、ロボットの手首に取り付けた支持体に、工具
を保持するホルダの反刃具側を結合し、過大バリ等から
刃具が逃げられるように支持体とホルダとが相対的に動
き得る構成として元の位置へ戻すバネを設けたロボット
用加工工具において、 支持体とホルダとの相対運動の速度を緩和するアブソー
バを設けることにより、 過大バリから逃げたあとの刃具の戻りの速度が過大なこ
とによる被加工物への切り込みや刃具の低寿命化を未然
に防止するものである。

Ｃ．従来の技術 ロボットを用いて鋳物のバリ取り作業を行うには、エン
ドミル、ロータリーバー用のグラインダ等の切削工具を
ロボットに把持させて行う。その場合、人間が行うより
も作業能率を高めるために高速切削を行うことが多い。

第３図に従来のロボット用加工工具の構造図を示す。図
のように、工具１には回転自在に刃具２が設けられ、刃
具２は工具１内の図示しない駆動手段に連動連結されて
いる。この工具１はホルダ３に確実に固定されている。
一方、ロボットのアーム４における手首４ａには、ボル
ト５を介して支持体６が着脱自在に結合されている。支
持体６は取付部６ａと支持部６ｂとから構成され、支持
部６ｂに形成した凹部７内に、ホルダ３における反刃具
側に形成したフランジ部３ａが遊嵌されるとともに、フ
ランジ部３ａの外径寸法よりも小さい内径の孔６ｃを形
成した取付部６ａが、孔６ｃにホルダ３を挿通した状態
で支持部６ｂに結合されている。この結果、凹部７の内
周面における開口部側に突起６ｄが形成されたこととな
って凹部７内からのフランジ部３ａのとび出しが阻止さ
れ、支持部６ｂの底面とフランジ部３ａとの間にはバネ
８が介装されている。なお、９はバネ受け、１０は球面
部、１１は凹部７内へのゴミの侵入を防止するゴムであ
る。

斯かるロボット用加工工具を用いて被加工物のバリ取り
を行うには、第３図中の紙面と直角な軸を中心として手
首４ａを回動させることにより刃具２を被加工物１２の
上面と平行にし、刃具２を紙面と直角な方向へ移動させ
ればよい。この場合、第３図（ｂ）に示すように刃具２
が過大バリ12aに当たると刃具２に大きな反力が加わ
り、刃具２が上方へ逃げてホルダ３がその基端部を中心
に角度θだけ回動する。このときバネ８を圧縮すること
になるので、バリ１２ａがなくなるとバネ８の放勢力で
第３図（ａ）に示す元の状態に戻る。

バリ取りを行うについては、バリの大きさが一定でない
ため、バリの小さいときは切削力を小さくすべくバリへ
の刃具の押圧力を小さくする一方、バリの大きいときは
切削力を大きくすべくバリへの刃具の押圧力を大きくし
ている。

Ｄ．考案が解決しようとする問題点 ところが、過大バリから刃具が逃げて元の位置にへ戻る
際にはバネの放勢力が直接にホルダのフランジ部へ作用
するため、第４図（ｂ）に戻り特性（イ）を示すように
刃具がＶ＝９７５mm／ｓの高速で元の位置へ戻り、その
ために長さｌの分だけオーバーシュートする。その結
果、刃具が被加工物に衝突すると同時にその反力が刃具
及びロボットに加わり、ロボットと刃具とが振動するこ
とによって刃具が被加工物を複数回切り込んでしまう。
また、被加工物への刃具の押圧力が大きいことから刃具
の摩耗量が増大し、寿命も短くなる。

そこで本考案は、斯かる欠点を解消したロボット用加工
工具を提供することを目的とする。

Ｅ．問題点を解決するための手段 斯かる目的を達成するための本考案の構成は、回転自在
な刃具と当該刃具に連動連結された駆動手段とを具えた
工具をホルダに取り付け、ホルダにおける反刃具側にフ
ランジ部を形成する一方、ロボットの手首に着脱自在に
結合する支持体に凹部を形成して当該凹部にフランジ部
を遊嵌し、凹部における底面とフランジ部との間にバネ
を介在させるとともに凹部の開口部側の内周面にはフラ
ンジ部が凹部からとび出ることを防止する突起を形成し
たロボット用加工工具において、前記突起又は前記凹部
の底面へ向かってフランジ部が接近する速度のうち、少
なくとも前記突起へ向かう速度を緩和するアブソーバ
を、前記バネを囲繞して円周方向へ略等間隔に複数設け
たことを特徴とする。

Ｆ．作用 被加工物の表面に沿って刃具を動かし、刃具が過大バリ
に当たると、刃具から過大バリに加える押圧力に対する
反作用の力が刃具に作用し、この反作用の力がバネを圧
縮することになる。つまり、刃具が過大バリから逃げる
と同時に、ホルダのフランジ部がバネを圧縮しながら突
起から離れる。

その後、圧縮されたバネの放勢力によってフランジ部が
突起へ向かって押圧されるが、アブソーバが作用するた
めにフランジ部の移動速度が緩和される。そのために刃
具が被加工物の表面へ戻る速度も緩和される。従って、
バネの放勢力がフランジ部に直接に加わる従来のロボッ
ト用加工工具を用いた場合のように刃具がオーバシュー
トすることはなく、その結果、ロボットが振動して被加
工物を切り込んだり刃具の寿命を縮めたりすることはな
い。

Ｇ．実施例 以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。なお、ここに示す実施例は従来のロボット用加工
工具の一部を改良したものなので、同一部分には同一符
号を付して説明を省略する。

（ａ）第１実施例 まず、第１実施例を第１図（ａ），（ｂ）に基づいて説
明する。本実施例は過大バリから逃げた刃具が被加工物
の表面へ戻る速度を緩和するアブソーバを設けたもので
ある。

図のように、ホルダ３には首部３ｂを介してフランジ部
３ａが取り付けられ、首部３ｂに遊嵌した状態で、突起
６ｄの刃具側にボルト１３を介してリング状の支持板１
４が結合されている。また、一端側をホルダ３の外周面
に粘着したゴム１１の他端側がボルト１３を介して支持
板１４に結合されている。一方、フランジ部３ａの外周
部には、第１図（ｂ）に示すように円周方向へ向かって
略等間隔にアブソーバ１５が結合されている。すなわ
ち、フランジ部３ａに軸心方向へ向かうねじ孔１６が貫
通して形成され、ねじ孔１６にねじ込んだアブソーバ１
５がロツクナット１７を介してフランジ部３ａに固定さ
れている。そして、アブソーバ１５の内部から突出する
ロッド１５ａの先端が、突起６ｄよりも中心へ向かって
突出している支持板１４に当接している。

次に作用を説明する。

刃具２が過大バリ１２ａに当たって逃げる場合について
は従来と同様であるが、刃具２が元の位置へ戻る際は、
フランジ部３ａが突起６ｄから離れることによって外部
へ十分に突出したあとのロッド１５ａが支持板１４に押
圧されることになるため、突起６ｄへ向かうフランジ部
３ａの移動速度が緩和される。従って、刃具２が被加工
物１２の表面へ向かって戻る速度が従来より小さく、第
４図（ｂ）に示すように戻り特性（ロ）では刃具の速度
がＶ＝２３４mm／ｓとなり、戻り特性（ハ）では刃具の
速度がＶ＝６９mm／ｓという小さな値となる。そのた
め、オーバーシュート量ｌは僅かとなり、従来のような
ロボットの振動は生じない。

（ｂ）第２実施例 次に、第２実施例を第２図（ａ），（ｂ）に基づいて説
明すると、本実施例は、第１実施例に示すアブソーバに
加えて、過大バリから逃げる刃具の速度を緩和するアブ
ソーバも設けたものである。

第２図（ｂ）に示すように、隣合うアブソーバ１５どう
しの間には他のアブソーバ１８が円周方向へ略等間隔に
設けられている。即ち、凹部７の底に土台６ｅが形成さ
れるとともに軸心と平行なねじ孔１６が形成され、前記
と同じアブソーバ１８がねじ孔１６にねじ込まれてロッ
クナット１７によって固定されている。そして、アブソ
ーバ１８のロツド１８ａがフランジ部３ａに当接してい
る。

次に作用を説明する。

刃具２が過大バリ１２ａに当たって逃げる際に、フラン
ジ部３ａがロツド１８ａをアブソーバ１８の内部へ押し
込むことになるため、刃具２の逃げる速度が緩和され
る。そのため、フランジ部３ａつまりは工具１自体の振
動等が防止される。刃具２が被加工物１２の表面へ向か
って戻る場合については第１実施例と同様に作用する。
つまり、被加工物１２に対する刃具の逃げと戻りとの両
方の場合について、アブソーバがその速度を緩和させ
る。

なお、第１，第２実施例では刃具の戻り速度緩和のため
のアブソーバをフランジ部に結合する一方、逃げ速度緩
和のためのアブソーバを支持体に結合したが、夫々のア
ブソーバはいずれの部材にも結合することができる。ま
た、支持板を取付部と一体成形することもできる。

Ｈ．考案の効果 以上説明したように本考案によるロボット用加工工具に
よれば、ホルダのフランジ部が突起へ向かって移動する
速度を緩和するアブソーバを設けたので、過大バリから
逃げたあとの刃具がバネの放勢力で被加工物の表面へ戻
る速度がアブソーバによって緩和される。従って、刃具
のオーバーシュート量が減少し、その結果、被加工物へ
の切り込みが生じないだけでなく、被加工物への過負荷
による刃具の寿命低下が防止される。

また、被加工物への刃具への押圧力がアブソーバによっ
て吸収されるため、刃具，工具に適する負荷よりも大き
な負荷を与えることによって刃具等の寿命を低下させる
ことなく高速切削することができ、被加工物のバリの大
きさにバラツキがあっても適正な切削が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は本考案によるロボット用加工工具の実
施例に係り、第１図（ａ）は第１実施例を示す要部断面
図、第１図（ｂ）はアブソーバの配置図、第２図（ａ）
は第２実施例を示す要部断面図、第２図（ｂ）はアブソ
ーバの配置図、第３図は従来のロボット用加工工具に係
り、第３図（ａ）は通常の加工状態を示す構造図、第３
図（ｂ）は過大バリから逃げた状態を示す構造図、第４
図は刃具が過大バリから逃げたあとの時間と変化との関
係に係り、第４図（ａ）は従来の加工工具を用いた場合
のグラフ、第４図（ｂ）は本考案による加工工具を用い
た場合のグラフである。 １…工具、２…刃具、３…ホルダ、３ａ…フランジ部、
４…ロボットのアーム、４ａ…手首、６…支持体、６ｄ
…突起、７…凹部、８…バネ、１２…被加工物、１４…
支持板、１５，１８…アブソーバ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】回転自在な刃具と当該刃具に連動連結され
   た駆動手段とを具えた工具をホルダに取り付け、ホルダ
   における反刃具側にフランジ部を形成する一方、ロボッ
   トの手首に着脱自在に結合する支持体に凹部を形成して
   当該凹部にフランジ部を遊嵌し、凹部における底面とフ
   ランジ部との間にバネを介在させるとともに凹部の開口
   部側の内周面にはフランジ部が凹部からとび出すことを
   防止する突起を形成したロボット用加工工具において、 前記突起又は前記凹部の底面へ向かってフランジ部が接
   近する速度のうち、少なくとも前記突起へ向かう速度を
   緩和するアブソーバを、前記バネを囲繞して円周方向へ
   略等間隔に複数設けたことを特徴とするロボット用加工
   工具。