JPH0866862A

JPH0866862A - 仕上げ刃具

Info

Publication number: JPH0866862A
Application number: JP20401294A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Fukagawa; 仁深川; Tatsuya Ito; 辰也伊藤; Tomohisa Hiroe; 知尚廣江
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-08-29
Filing date: 1994-08-29
Publication date: 1996-03-12
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JP2866009B2

Abstract

(57)【要約】【目的】被加工材に対する力加減を微妙に調整でき、
特にロボットによる仕上げ作業に好適な仕上げ刃具を提
供する。【構成】シャフト１２の先端部には研削部材であるサ
ンドペーパ１１が円筒状に巻付けられ、接着テープ１６
で固定される。シャンク部分となるシャフト２１には軸
心に沿って中空部２３が形成され、中空部２３にシャフ
ト１２が摺動自在に挿入される。シャフト２１には軸心
と平行な溝２２が形成され、溝２２と係合するピン１３
がシャフト１２に固定される。ピン１３によってシャフ
ト１２の軸周り回転が規制され、さらに軸方向変位を溝
２２の範囲で許容している。シャフト１２に螺合するナ
ット１５とシャフト２１の間には、コイルばね２０が装
着され、シャフト１２を先端側に付勢している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、部品加工の際に発生し
たバリ、びびり、加工誤差による段差などを平滑に仕上
げるための仕上げ刃具に関する。

【０００２】

【従来の技術】機械加工部品の仕上げ加工時に使用する
刃具として、回転工具の回転シャフトにサンドペーパを
巻き付けた工具やワイヤブラシを装着した工具等が使用
される。機械加工部品の形状が複雑であって、たとえば
ポケット形状の内面および隅部を仕上げるときは、作業
空間が狭くなるため、細目の仕上げ刃具を用いて作業者
の手による微妙な力加減で根気よく仕上げ加工を行って
いる。

【０００３】近年は人手による仕上げ作業の代わりに、
ロボットアームに仕上げ工具を装着して、ティーチング
で記憶された経路に沿って仕上げ加工を行うことが検討
されており、ロボット導入によって省力化や作業環境の
改善が期待されている。

【０００４】図４（ａ）は従来の仕上げ刃具の一例を示
す斜視図であり、図４（ｂ）はその側面図であり、図４
（ｃ）はその使用状態図である。この仕上げ刃具では、
棒状に形成されたシャフト２の先端部４に、研削部材で
あるサンドペーパ１が円筒状に巻付けられており、複数
回積層された後、接着テープ５で固定されている。先端
部４には軸心を通るスリット４ａが形成され、これによ
ってサンドペーパ１の巻始めが簡単になる。シャフト２
の後端部３は、回転工具によって把持されるシャンク部
分であり、一般に仕上げ刃具のシャンクは直径６ｍｍに
統一されている。

【０００５】図４（ｃ）において、シャフト２をモータ
７の回転軸６に装着して、たとえばロボットアームによ
って仕上げ刃具の位置制御が行われる。被加工材Ｗの表
面に沿って仕上げ刃具を回転させながら移動させると、
円筒状に巻付けたサンドペーパ１の端面が被加工材Ｗに
接触して仕上げ加工が行われる。なお、仕上げ刃具の研
削圧力は、サンドペーパ１自体の弾力性だけで保たれ
る。しかし、被加工材Ｗの表面が凹凸形状であると、被
加工材Ｗと仕上げ刃具との間の距離変動により研削圧力
が大きく変動するため、仕上げ刃具を単純に平行移動さ
せるだけでは、均一な仕上げ面を得るのは難しい。

【０００６】また、他の先行技術として、ロボットアー
ム先端に板ばねを介して切削装置を取付けた加工装置
（実開昭６１−５０６２０号）や柄部に板ばねを介して
研磨チップを取付けた研磨用工具（実開昭６１−１２０
４６８号）などがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このようにロボット
は、アーム先端に装着された仕上げ工具の３次元位置お
よび向きを自由自在に制御するのは得意であるが、被加
工材に対する力加減を微妙に制御するのは極めて不得手
である。一方、３次元制御に加えて力加減の制御も可能
なロボットも開発されつつあるが、そのためのティーチ
ングが面倒であったり、仕上げ加工に適用するには性能
が未だ不十分である。

【０００８】本発明の目的は、被加工材に対する力加減
を微妙に調整でき、特にロボットによる仕上げ作業に好
適な仕上げ刃具を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、被加工材を研
削する研削部材が装着された第１軸部材と、第１軸部材
の軸周り回転を規制しつつ、第１軸部材を軸方向に変位
自在に保持する第２軸部材と、第２軸部材に対して第１
軸部材を軸方向に付勢するためのばね部材とを備えるこ
とを特徴とする仕上げ刃具である。また本発明は、第２
軸部材の軸心に形成された長手の中空部に第１軸部材が
挿入され、さらにコイル状のばね部材が第１軸部材を取
巻くように設けられることを特徴とする。また本発明
は、第２軸部材には軸心と平行な溝が形成され、該溝と
係合するピンが第１軸部材に設けられることを特徴とす
る。また本発明は、研削部材はサンドペーパであって、
第１軸部材の端部に形成されたスリットを通して巻き付
けられていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明に従えば、第１軸部材が第２軸部材に対
してばね弾性によって付勢されることによって、研削部
材が被加工材に接触する際の力加減を調整することがで
きる。たとえばロボットアームに装着された回転工具に
第２軸部材を固定して、被加工材に研削部材を接触させ
ながら仕上げ加工を行う場合、ロボットアーム操作で被
加工材までの距離を制御することによって、仕上げ圧力
を微妙に制御することができる。また、被加工材の表面
形状に多少の凹凸があっても、距離変化による力変動を
ばね部材が緩和するため、高品質の仕上げ加工を実現で
きる。

【００１１】また、第２軸部材の軸心に形成された長手
の中空部に第１軸部材が挿入されることによって、両者
の軸心が一致するため、偏心による回転振れやがたつき
を防止できる。また、コイル状のばね部材が第１軸部材
を取巻くように設けられるため、ばね部材の付勢力が軸
心方向と平行に作用し、しかもコンパクトな刃具が得ら
れる。

【００１２】また、第２軸部材には軸心と平行な溝が形
成され、該溝と係合するピンが第１軸部材に設けられる
ことによって、簡単な構成で第１軸部材の軸周り回転を
規制できる。

【００１３】また、第１軸部材の端部に形成されたスリ
ットを通して研削部材であるサンドペーパが巻き付けら
れることによって、サンドペーパの装着および交換を簡
単にかつ確実に行うことができる。

【００１４】

【実施例】図１（ａ）は本発明の一実施例である仕上げ
刃具１０を示す斜視図であり、図１（ｂ）はその側面図
であり、図１（ｃ）はその使用状態図である。また、図
２は図１に示す仕上げ刃具１０の部品図であり、図２
（ａ）はサンドペーパ１１装着前の仕上げ刃具１０の正
面図、図２（ｂ）はシャフト２１の正面図、図２（ｃ）
はシャフト２１の側面図、図２（ｄ）はシャフト１２の
正面図、図２（ｅ）はピン１３の正面図、図２（ｆ）は
コイルばね２０の正面図である。

【００１５】図１（ａ）において、仕上げ刃具１０は棒
状に形成されたシャフト１２を有し、その先端部には研
削部材であるサンドペーパ１１が円筒状に巻付けられて
おり、複数回積層された後、接着テープ１６で固定され
ている。図１（ｂ）に示すように、シャフト１２の先端
部には軸心を通るスリット１２ａが形成されており、サ
ンドペーパ１１を巻き始める際にスリット１２ａを通す
ように引っ掛けることによって、サンドペーパ１１の装
着作業が簡単化されている。

【００１６】一方、回転工具が把持するシャンク部分と
なるシャフト２１には、軸心に沿って長手の中空部２３
が形成されており、この中空部２３にシャフト１２が摺
動自在に挿入されている。なお、シャフト１２の表面に
メッキ処理を施すことが好ましく、これによって摺動摩
擦係数が格段少なくなる。シャフト２１には、図２
（ｃ）に示すように、軸心と平行な１対の溝２２が対向
して形成されている。さらに各溝２２と係合するピン１
３が、図２（ｄ）に示すように、シャフト１２の孔１３
ａに嵌入されて固定される。このピン１３の存在によっ
てシャフト１２の軸周り回転が規制され、さらにシャフ
ト１２の軸方向変位を溝２２の範囲で許容している。こ
うしてシャフト２１が回転すると、ピン１３と溝２２と
の係合によって回転力がシャフト１２に伝達される。

【００１７】シャフト１２には、先端から中央の範囲に
渡ってねじ部１４が形成されており、このねじ部１４に
２つのナット１５が螺合している。ナット１５とシャフ
ト２１の間には、シャフト１２を取巻くようにコイルば
ね２０が装着され、シャフト２１に対してシャフト１２
を先端側へ押すように軸方向に付勢している。なお、ナ
ット１５を回転して前後位置を変えると、コイルばね２
０の長さ調整が可能となり、２つのナット１５を互いに
締着することによって経時的な緩み発生を防止してい
る。

【００１８】仕上げ加工を行う場合、図１（ｃ）に示す
ように、仕上げ刃具１０をモータ３１の回転軸３０に装
着して、たとえばロボットアームによって仕上げ刃具の
位置制御を行う。被加工材Ｗの表面に沿って仕上げ刃具
１０を回転させながら移動させると、円筒状に巻付けた
サンドペーパ１１の端面が被加工材Ｗに接触して仕上げ
加工が行われる。仕上げ刃具１０の研削圧力は、サンド
ペーパ１およびコイルばね２０の弾力性によって安定化
される。したがって、被加工材Ｗの表面が凹凸形状であ
って、被加工材Ｗと仕上げ刃具１０との間の距離変動が
生じても、コイルばね２０の伸縮によって被加工材Ｗに
対する研削圧力変動が緩和されるため、仕上げ刃具１０
を単に平行移動させるだけで均一な仕上げ面が得られ
る。

【００１９】図３は、ロボットによる仕上げ作業の様子
を示す斜視図である。ロボット３３は多関節のロボット
アーム３２を有し、その先端にはモータ３１が取付けら
れ、その回転軸３０に仕上げ刃具１０が装着されてい
る。被加工材Ｗは、たとえば複雑な曲面で構成される舟
型状で中央にリブが橋渡しされた形状を成し、図３は内
側隅部に発生したバリ、びびり、段差などを平滑に仕上
げる様子を示している。ロボット３３は、被加工材Ｗの
隅部に倣うように仕上げ刃具１０を回転しながら移動さ
せると、被加工材Ｗに対して安定した力加減で仕上げ加
工が行われ、短時間で品質の優れた仕上げ面が得られ
る。また、長時間の使用によってサンドペーパ１１が磨
耗しても、コイルばね２０によって被加工材Ｗに当たる
力が調節されるため、サンドペーパ１１の交換寿命を図
４のものと比べて約１０倍以上延ばすことができる。ま
た、仕上げ刃具１０に無理な力が加わってもコイルばね
２０が吸収するため、刃具の損傷事故も格段に少なくな
る。

【００２０】なお以上の説明において、研削部材として
サンドペーパ１１を用いる例を示したが、その他に研削
砥石、研磨布紙、ワイヤブラシ等が使用可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、第
１軸部材が第２軸部材に対してばね弾性によって付勢さ
れることによって、研削部材が被加工材に接触する際の
力加減を調整することができるため、品質の良好な仕上
げ加工を行うことができる。

【００２２】また、回転運動に伴う振れやがたつきが少
なく、軽量でコンパクトな仕上げ刃具が得られ、しかも
研削部材であるサンドペーパの装着が簡単になる。

【００２３】このように被加工材に対する力加減を微妙
に調整でき、特にロボットによる仕上げ作業に好適な仕
上げ刃具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の一実施例である仕上げ刃
具１０を示す斜視図であり、図１（ｂ）はその側面図で
あり、図１（ｃ）はその使用状態図である。

【図２】図１に示す仕上げ刃具１０の部品図であり、図
２（ａ）はサンドペーパ１１装着前の仕上げ刃具１０の
正面図、図２（ｂ）はシャフト２１の正面図、図２
（ｃ）はシャフト２１の側面図、図２（ｄ）はシャフト
１２の正面図、図２（ｅ）はピン１３の正面図、図２
（ｆ）はコイルばね２０の正面図である。

【図３】ロボットによる仕上げ作業の様子を示す斜視図
である。

【図４】図４（ａ）は従来の仕上げ刃具の一例を示す斜
視図であり、図４（ｂ）はその側面図であり、図４
（ｃ）はその使用状態図である。

【符号の説明】

１０仕上げ刃具１１サンドペーパ１２、２１シャフト１２ａスリット１３ピン１４ねじ部１５ナット１６接着テープ２０コイルばね２２溝２３中空部３１モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工材を研削する研削部材が装着され
た第１軸部材と、第１軸部材の軸周り回転を規制しつつ、第１軸部材を軸
方向に変位自在に保持する第２軸部材と、第２軸部材に対して第１軸部材を軸方向に付勢するため
のばね部材とを備えることを特徴とする仕上げ刃具。
【請求項２】第２軸部材の軸心に形成された長手の中
空部に第１軸部材が挿入され、さらにコイル状のばね部
材が第１軸部材を取巻くように設けられることを特徴と
する請求項１記載の仕上げ刃具。
【請求項３】第２軸部材には軸心と平行な溝が形成さ
れ、該溝と係合するピンが第１軸部材に設けられること
を特徴とする請求項２記載の仕上げ工具。
【請求項４】研削部材はサンドペーパであって、第１
軸部材の端部に形成されたスリットを通して巻き付けら
れていることを特徴とする請求項１記載の仕上げ刃具。