JPH06335893A - クロスカット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 供試材及びカッタの自動的な交換処理によっ
てハンドリング性及び作業性に優れたクロスカット装置
を提供すること。 【構成】 ベース上に配置したロボットのハンドの先端
のカッタホルダをそのスライドベースから着脱自在とす
ると共に、ハンドの先端に設けた移載ハンドによって供
試材もそのストック位置から表面疵の処理位置までの間
を自動的にハンドリング可能とし、カッタホルダのカッ
タ刃の折り及び新刃の繰り出しもロボットの動作に連動
してベース上の係合ブロック及びプッシャブロックによ
って行えるようにする。更に、カッタホルダに対して
は、供試材への押圧力を変えることができる機構を備
え、供試材の材質等の条件にも対応可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗装やめっき等を施し
た表面被覆金属材料のその被覆の密着性試験や腐食試験
を行なうために金属面に達する切り疵を付けるクロスカ
ット装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属製品の表面に対して塗装やめっきを
施したとき、これらの塗装膜やめっき槽の金属生地との
密着性を検査するための機器として、クロスカット装置
が従来から用いられている。

【０００３】このクロスカット装置の基本的な構成は、
供試材に対してカッタ刃を走行させることによって、碁
盤目状に切り疵を負わせるというものである。そして、
本出願人は、このようなクロスカット装置を既に提案
し、これらは実開平２−２３９７９号及び実開平３−９
００６２号として出願公開された。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、先に提案し
たこれらのクロスカット装置では、カッタ刃を取り付け
る治具として用いるカッタホルダがその構造から改良す
べき点があることを本願発明者は見出した。すなわち、
先の装置では、カッタホルダへのカッタ刃の取付けや交
換が容易でなく、供試材に対する連続処理に適しない面
がある。このため、供試材を大量に試験しなければなら
ない状況に対応できず、処理時間が長くなる等の問題が
ある。

【０００５】また、カッタ刃の取り扱いだけでなく、供
試材を多量にその保管位置から疵付け位置まで及び再度
の保管位置までの動きにも無駄が多く、効率向上の障害
ともなっている。

【０００６】本発明において解決すべき課題は、カッタ
ホルダの着脱とそのカッタ刃の処理及び供試材のハンド
リングまでを自動化することによって、作業性に優れた
クロスカット装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、ベースの上に
配置した多軸のロボットと、供試材をストックする供試
材ストッカと、前記供試材を位置決め固定するクランプ
テーブルと、前記ロボットのハンドに着脱自在であって
前記供試材に対して表面疵を付けるカッタ刃を組み込ん
だカッタホルダと、該カッタホルダを保管するホルダス
トッカとを備え、前記ロボットのハンドに備えた移載ハ
ンドによって前記供試材を供試材ストッカとクランプテ
ーブルとの間でやり取り可能とし、前記ベースに、前記
ロボットの動作によって前記カッタホルダのカッタ刃の
繰り出し及び折りを可能とするプッシャブロック及び係
合ブロックを備え、更に前記カッタホルダに対して前記
供試材方向への押圧力を調整する機構を備えてなること
を特徴とする。

【０００８】

【作用】供試材のハンドリングをロボットの動作によっ
て自動化するだけでなく、カッタホルダをそのホルダス
トッカとの間で自動的に交換させることができ、交換の
手間と時間とが削減される。また、カッタホルダのカッ
タ刃の折りと繰り出しも同様に自動化されるので、定期
的なカッタ刃の交換による表面疵の深さの精度も維持さ
れる。更に、カッタホルダは供試材への押圧力の調整が
可能なので、供試材に応じたカッタ刃の切込み量の調整
ができ、供試材の観察が最適化される。

【０００９】

【実施例】図１は本発明のクロスカット装置の一実施例
を示す正面図、図２は側面図である。

【００１０】図において、ベース１の上に多軸のロボッ
ト２が積載され、そのアームの先端に供試材のセット及
びカットのためのハンドリング機構を備えている。ま
た、ベース１には、処理前及び処理後の供試材を収納す
る供試材ストッカ３，この供試材ストッカ３から取り出
した供試材を位置決め固定するクランプテーブル４及び
カッタのホルダ（後述）を整列させて保管するホルダス
トッカ５をそれぞれ備える。

【００１１】図３はロボット２のハンド２ａの先端に着
脱自在としたカッタホルダ６の詳細であって、同図の
（ａ）はその側面図、同図の（ｂ）は平面図である。

【００１２】カッタホルダ６は、平板状の保持ベース６
ａの下に鉛直姿勢としたマウントプレート６ｂを一体に
し、このマウントプレート６ｂに斜め姿勢のガイド６ｃ
を備えたものである。ガイド６ｃにはカッタ刃７を摺動
自在に組み込むと共に、このカッタ刃７を繰り出すため
のプッシャブロック６ｄをガイド６ｃに設ける。プッシ
ャブロック６ｄは、図３の（ｂ）に示すように側方に突
き出た形状を持ち、溝係合によってガイド６ｃに対して
摺動可能としたもので、カッタ刃７の上端を押すことに
よってカッタ刃７を繰り出す。カッタ刃７は、一定のピ
ッチで溝を縦方向に刻んでその間をカッタピース７ａと
し、溝を利用して折ることによって新しいカッタピース
７ａを使えるようにしたものである。

【００１３】図４はホルダストッカ５の詳細であって、
同図の（ａ）はその側面図、同図の（ｂ）は部分平面図
である。

【００１４】ホルダストッカ５は、カッタホルダ６のマ
ウントプレート６ｂ及びガイド６ｃを上下方向に抜き差
しできるようにした平面Ｔ字状のスリット５ａを縦方向
に切開したものである。スリット５ａは複数の列設けら
れ、保持ベース６ａがホルダストッカ５の上面に載って
全て同じ向きの姿勢として複数のカッタホルダ６が保持
される。

【００１５】図５は供試材ストッカ３の詳細であって、
同図の（ａ）は正面図、同図の（ｂ）は側面図、同図の
（ｃ）は要部の斜視図である。

【００１６】供試材ストッカ３は前後方向の両面を開放
したハウジング３ａの内壁に縦方向に一定のピッチで段
部３ｂを設けたものである。そして、ロボット２に対向
する面と反対側には、同図（ｃ）に示すようにカバープ
レート３ｃを設け、段部３ｂの上面よりもこのカバープ
レート３ｃが突き出るようにする。供試材Ｓは段部３ｂ
の上に載ってその幅方向の両端下面が支持され、また奥
行き方向の位置決めはカバープレート３ｃに供試材Ｓの
差し込み方向の先端を突き当てることによって行なう。

【００１７】更に、ベース１には、カッタ刃７をガイド
６ｃから繰り出すために利用するプッシャブロック８
と、繰り出したカッタ刃７のカッタピース７ａを折るた
めの係合ブロック９を設ける。

【００１８】プッシャブロック８は、図２に示すよう
に、ホルダストッカ５よりロボット２側に位置して立ち
上げたステー８ａの上端に設けられ、ガイド６ｃの傾斜
と直交する姿勢の受圧面８ｂを備えたものである。ま
た、係合ブロック９は逆Ｌ字状の形状としてその上端部
をプッシャブロック８の受圧面に対向させた姿勢とし、
先端にカッタ刃７が入り込むスリット９ａを縦方向に切
開したものである。そして、図７の（ｂ）のように、ス
リット９ａにカッタ刃７の先端が入り込んだとき、カッ
タ刃７を図中の矢印方向に動かすことによって、スリッ
ト９ａに掛かっている先端のカッタピース７ａだけを折
ることができる。

【００１９】図８はクランプテーブル４の詳細であっ
て、同図の（ａ）は縦断面図、同図の（ｂ）は平面図で
ある。

【００２０】クランプテーブル４には、シリンダ４ａに
よって昇降するクランパ４ｂを設け、供試材Ｓをクラン
プテーブル４の上に載せた後にこのクランパ４ｂによっ
て供試材Ｓを拘束する。また、クランプテーブル４の側
面には切欠４ｃを凹ませて設けておき、ロボット２によ
る供試材Ｓの抜き差し動作に干渉しないようにする。な
お、供試材Ｓは、クランプテーブル４の上面よりも少し
高いレベルで側方から滑り込ませるようにして差し込
み、抜き取るときも同様な姿勢でハンドリングする。

【００２１】クランプテーブルのシリンダ４ａの作動や
その他の機能部は制御盤１０によって制御され、ロボッ
ト２の動作の制御のためにロボット用制御盤１１を設け
る。そして、ロボット２の動作による供試材Ｓの１枚ず
つのカッタ刃７による切り疵付けの作業の選択は操作盤
１２の操作によって行なう。

【００２２】この作業の際には、カッタホルダ６のハン
ド２ａへの装着やカッタ刃７の繰り出しとカッタピース
７ａの折り捨てを行わせる。そして、これらの動作に加
えて、ロボット２による供試材Ｓ表面への押圧力を調整
できる機構をハンド２ａの先端に設ける。

【００２３】図９はハンド２ａの先端とカッタホルダ６
との間の連接構造を示す正面図、図１０は図９の右側面
図である。

【００２４】ハンド２ａの先端にはこれと同軸上で旋回
するブラケット２ｂを備え、このブラケット２ｂにベー
スプレート１３を連結する。ベースプレート１３には、
スライドベアリング用レール１３ａを設けると共にこれ
にガイドされて移動可能なスライドベアリング１３ｂを
介してスライドベース１４を連接する。また、ベースプ
レート１３にはスライドベアリング用レール１３ａを利
用して移動可能なウエイトベース１５を設け、その上に
板状のウエイト１５ａを重ね合わせて装着可能とする。

【００２５】スライドベース１４の下端には、カッタホ
ルダ６を装着する３爪のチャック１６を駆動するチャッ
クシリンダ１６ａを連結する。そして、ウエイトベース
１５による押付け力を伝達するため、ベースプレート１
３にピニオン１７を回転自在に取り付けると共に、ウエ
イトベース１５及びスライドベース１４側にはそれぞれ
ピニオン１７に噛み合うラック１７ａ，１７ｂを連結す
る。また、スライドベース１４はウエイトベース１５と
の間をシリンダ１８によって、カッタホルダ６の交換，
カッタ刃７のカッタピース７ａの繰り出し，折り及び供
試材Ｓの移載動作のときにこのシリンダ１８の作動を利
用し、拘束する。

【００２６】更に、ベースプレート１３の正面には、供
試材Ｓを供試材ストッカ５とクランプテーブル４との間
に移載するための移載ハンド１９を設ける。この移載ハ
ンド１９はシリンダ１９ａとこれによって図１０におい
て矢印方向に移動可能な一対のクランプアーム１９ｂと
を備えたものである。

【００２７】以上の構成において、供試材Ｓの表面疵の
付け作業の選択は、予めロボット２及びその他の駆動機
構の制御系にプログラムしておき、図１において一方の
供試材ストッカ３に収納した供試材を上から順に処理し
ていき、処理済みの供試材を同順位で供試材ストッカ３
に戻し、収納していく作業をロボット２に行わせる。終
了後、同様の手順で、他方の供試材ストッカ３について
処理することで、作業の連続性を高くできる。

【００２８】この作業では、ロボット２の作動によっ
て、ハンド２ａが供試材ストッカ３に接近して所定の位
置に停止し、移載ハンド１９のシリンダ１９ａの作動に
よって上段の供試材をクランプアーム１９ｂによって保
持する。その後、ハンド２ａが後退動作して保持してい
る供試材Ｓをクランプテーブル４に移載する。

【００２９】クランプテーブル４は、供試材Ｓを受ける
前は図８に示すようにクランパ４ｂが上に移動してお
り、供試材Ｓはこのクランパ４ｂの下に差し込まれるよ
うにしてクランプテーブル４上にセットされる。そし
て、クランパ４ｂの下降によって供試材Ｓが固定される
と、ハンド２ａが後退してカッタ刃７をクランプテーブ
ル４上の供試材Ｓの表面に対峙する位置に設定する。

【００３０】カッタ刃７は、ロボット２の作動の制御に
よって、供試材Ｓの表面に疵を付ける作業を行なう。こ
のとき、表面疵のパターンは、図１１（ａ）に図示する
ように、従来例のものと同様の碁盤目状のものと、同図
（ｂ）に示すようなクロスカットのものや、同図（ｃ）
に示すような碁盤目とクロスカットの組み合わせのよう
な、その他のパターンがあり、ロボット２のハンド２ａ
は要求されるパターンが得られるように繰り返し動作を
行なう。

【００３１】表面疵を付ける作業が終わると、ロボット
２の動作によって移載ハンド１９がクランプテーブル４
上の供試材Ｓに対峙する位置に設定され、クランパ４ｂ
の拘束解除の後、この供試材Ｓを移載ハンド１９のクラ
ンプアーム１９ｂによって保持し、取り出した元の供試
材ストッカ３へ収納する。

【００３２】以上が、一つの供試材Ｓに対する表面疵付
加の工程であり、この順に従って供試材ストッカ３の複
数の供試材Ｓを連続的に処理することができる。

【００３３】カッタホルダ６の交換は、チャック１６に
保持しているカッタホルダ６をホルダストッカ５に返
し、新しいカッタホルダ６をこのホルダストッカ５から
受け取る動作をロボット２に行わせることによって実行
する。この交換操作では、チャック１６に装着されてい
るカッタホルダ６を、ホルダストッカ５の空いているス
リーブ５ａに対峙させて位置させシリンダ１８を最大ス
トローク動作させて拘束し、図４で説明した姿勢となる
ようにカッタホルダ６を上側から差し込む。そして、チ
ャック１６による拘束を解いた後、このチャック１６が
新たなカッタホルダ６を受け取る位置にハンド２ａを設
定し、チャック６によってこのカッタ６を保持すれば、
カッタホルダ６の交換が完了する。

【００３４】また、カッタ刃７の損耗に対しては、一定
の処理数の後に先端のカッタピース７ａを折る作業を行
なう。これは、ベース１に備えた係合ブロック９の正面
前方にカッタ刃７が位置するようにハンド２ａの位置と
姿勢を設定し、損耗したカッタピース７ａと後続のカッ
タピース７ａとの間の溝がガイド６ｃから離脱する位置
に後述の手段により押し出し、その後図７に示したよう
にカッタ刃７の先端を係合ブロック９のスリット９ａに
差し込むようにロボット２を操作することから始める。
そして、ハンド２ａによって同図（ｂ）のようにカッタ
刃７を折る方向に動かすことによって、スリット９ａに
嵌まっている先端の一枚のカッタピース７ａを折ること
ができる。折れたカッタピース７ａは下部の受皿７ｂに
落下し、収容される。

【００３５】次いで、ベース１に備えたプッシャブロッ
ク８に対して、カッタホルダ６が図６の位置関係となる
ようにハンド２ａの位置を設定する。このとき、カッタ
ホルダ６のガイド６ｃはプッシャブロック８の受圧面８
ｂとほぼ直交する姿勢となる。そして、ハンド２ａを操
作してカッタホルダ６が図６において矢印方向に移動さ
せる。これにより、プッシャブロック８の受圧面８ｂが
カッタホルダ６のプッシャブロック６ｄを押し、このプ
ッシャブロック６ｄによってカッタ刃７が繰り出され
る。このときのカッタ刃７の繰り出し量は、図３（ａ）
に図示するように、前記したカッタピース７ａ間の溝が
ガイド６ｃから離脱しない位置とするが、１枚のカッタ
ピース７ａの長さにほぼ等しいものとしておけば、新し
い刃先のカッタ刃７として供試材Ｓの表面疵の付加に利
用できる。

【００３６】更に、カッタ刃７による供試材Ｓに対する
押圧力は、ウエイトベース１５の上に載せるウエイト１
５ａの枚数を増減することによって簡単に調整すること
ができる。すなわち、ベースプレート１３に軸支したピ
ニオン１７に対向してかみ合わせたウエイトベース１５
に上方部を固定したラック１７ａとスライドベース１４
に下方部を固定したラック１７ｂとよりなるので、カッ
タ刃７の刃先に加わる押圧力は、スライドベース１４の
重量からウエイト１５ａを含むウエイトベース１５の重
量を差し引いた値となる。

【００３７】また、上記構成により、供試材Ｓに波打ち
等の変形が生じていた場合、その押圧力は一定であるか
らカッタ刃７の刃先はその形状に応じて上下動し、例え
ば、カッタ刃７の刃先が上昇すると、これを支持したス
ライドベース１４に固定したラック１７ｂが上昇し、こ
れによりピニオン１７を介してウエイトベース１５に固
定したラック１７ａが下降する追従動作がなされる。

【００３８】したがって、ウエイト１５ａの枚数を表面
疵の深さに対応するものとして予め算出しておけば、ロ
ボット２のハンド２ａの位置精度が保たれている限り、
一定深さの表面疵を得ることができる。

【００３９】なお、ウエイトベース１５に固定したシリ
ンダ１８のロッドを進出させて、その先端部をラック１
７ｂに当接させることで、スライドベース１４を拘束す
ることができる。

【００４０】

【発明の効果】本発明では、カッタホルダの交換及びこ
のカッタホルダに備えたカッタ刃の折り及び繰り出しが
自動的に行えるので、多数の供試材の処理に対応でき、
作業性が向上する。また、カッタ刃による押圧力の調整
も簡単に行えるので、供試材に対する適切な押圧力に設
定することができる上、その追従動作によって、最適な
表面疵の深さを一定に維持することができるし、カッタ
刃を多軸ロボットで支持したことで、各種パターンの表
面疵の形成が可能となり、適正な供試材の観察が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクロスカット装置の概要を示す正面図
である。

【図２】クロスカット装置の要部を示す右側面図であ
る。

【図３】カッタホルダの詳細であって、同図の（ａ）は
右側面図、同図の（ｂ）は平面図である。

【図４】ホルダストッカの詳細であって、同図の（ａ）
は右側面図、同図の（ｂ）は部分平面図である。

【図５】供試材ストッカの詳細であって、同図の（ａ）
は正面図、同図の（ｂ）は側面図、同図の（ｃ）はカバ
ープレートを含めて示す要部の斜視図である。

【図６】カッタ刃の繰り出し時のカッタホルダとプッシ
ャブロックの位置関係を示す図である。

【図７】カッタ刃の折り工程を示す概略図であって、同
図の（ａ）はカッタ刃の先端を係合ブロックのスリット
に差し込んだときの側面図、同図の（ｂ）は同図（ａ）
のＡ−Ａ線矢視であってカッタ刃の折りを示す図であ
る。

【図８】クランプテーブルの詳細であって、同図の
（ａ）はその概略縦断面図、同図の（ｂ）はその平面図
である。

【図９】ロボットのハンドの先端とカッタホルダの連接
構造を示す正面図（図１０Ａ−Ａ線矢視から見た図）で
ある。

【図１０】図９の右側面図である。

【図１１】供試材表面の表面疵のパターン例を示す平面
図である。

【符号の説明】

１ ベース ２ ロボット ２ａ ハンド ３ 供試材ストッカ ４ クランプテーブル ５ ホルダストッカ ６ カッタホルダ ７ カッタ刃 ８ プッシャブロック ９ 係合ブロック １０ 制御盤 １１ ロボット用制御盤 １２ 操作盤 １３ ベースプレート １４ スライドベース １５ ウエイトベース １５ａ ウエイト １６ チャック １７ ピニオン １７ａ ラック １７ｂ ラック １８ シリンダ １９ 移載ハンド Ｓ 供試材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースの上に配置した多軸のロボット
   と、供試材をストックする供試材ストッカと、前記供試
   材を位置決め固定するクランプテーブルと、前記ロボッ
   トのハンドに着脱自在であって前記供試材に対して表面
   疵を付けるカッタ刃を組み込んだカッタホルダと、該カ
   ッタホルダを保管するホルダストッカとを備え、前記ロ
   ボットのハンドに備えた移載ハンドによって前記供試材
   を供試材ストッカとクランプテーブルとの間でやり取り
   可能とし、前記ベースに、前記ロボットの動作によって
   前記カッタホルダのカッタ刃の繰り出し及び折りを可能
   とするプッシャブロック及び係合ブロックを備え、更に
   前記カッタホルダに対して前記供試材方向への押圧力を
   調整する機構を備えてなるクロスカット装置。