JPWO2015004727A1 - 加工装置 - Google Patents

Abstract

面取り加工を精度良く行うことが可能な加工装置を提供する。多関節ロボット１１のアーム１２の先端部１２ａに加工ユニット１３を備え、加工ユニット１３が、ワークＷの倣い部Ｗｄに当接するローラとしての倣いローラ５７と、倣いローラ５７に対する距離をワークＷの幅（帯状部Ｗｃの幅）と一致させて倣いローラ５７の支持軸としての軸線５７ａと平行に延びる軸線４１ａを備える回転工具４１とを備え、回転工具４１が面取り刃としての切れ刃４１ｂ又は刃部７３，７３を備えた。

Description

本発明は、ワークの一部を倣いながら加工を行う加工装置に関する。

従来、ワークの面取りやバリ取りを自動で行う加工装置として、多関節ロボットのアームの先端側に回転工具を取付け、回転工具で治具上に固定されたワークの面取りやバリ取りの加工を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。多関節ロボットのアームの先端には、ワークの倣い基準面に接触する倣いガイドローラと、倣いガイドローラ側に取付けられた回転工具とが設けられ、倣いガイドローラがワーク倣い基準面に接触した状態で、回転工具が、ワーク表面のバリを切除する。

特許第３０２００６０号公報

ところで、近年、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）、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、成形時に寸法が定まり難く、二次加工に困難を伴う課題がある。
従来の技術では、例えば長尺のワークであって長手方向一方の側縁にバリを備えて、かつ他方の側縁に倣い基準面を備えるワークにおいては当該バリの切除が困難となる。また、長尺ワークの幅寸法が長手方向で変化し、或いはワーク厚さが長手方向で変化すると、当該バリの切除が更に困難となる課題がある。
上記長尺のワークでは、一方の側縁のバリを切除するだけではなく、当該側縁部を同時に面取りすることが要求される場合が多いが、現在、そのための加工装置が開発されておらず、存在していない。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、二次加工を精度良くできる加工装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため、本発明は、一方の側縁に加工面を有し、他方の側縁に倣い部を備えるワークを加工する加工装置であって、加工ユニットの加工工具と前記倣い部に当接する倣い部材との間に前記ワークを挟んで前記加工ユニットを移動し、前記加工工具により前記ワークの加工面を加工することを特徴とする。
この場合において、前記加工ユニットが、前記ワークの倣い部に当接するローラと、前記ローラに対する距離をワークの幅と一致させて前記ローラの支持軸と平行に延びる加工工具とを備えていてもよい。
本発明では、倣い部材（ローラ）と、加工工具との間に、ワークを挟んだ状態で加工することとなるため、成形時に寸法が定まり難い樹脂製品であっても、寸法精度を維持して、二次加工を精度よく行うことができる。
加工工具は、倣い部材（ローラ）に対向する切れ刃を備えている。
前記ローラ、前記加工工具間の前記距離を可変するアクチュエータを備えてもよい。
また、前記アクチュエータの制御データと前記ロボットの制御データとを同期させる構成としてもよい。
これらの発明では、ローラと、加工工具との間の距離が、アクチュエータにより可変されるため、幅寸法が長手方向で変化するワークに対しても適用でき、精度のよい二次加工が可能となる。

上記構成において、前記ローラ及び前記加工工具が可動体に一体に支持され、前記可動体が第１のフローティング機構を介して加工ユニットの基体に連結されていてもよい。
また、前記加工ユニットの基体に前記第１のフローティング機構を介してスライダが連結され、前記スライダに第２のフローティング機構を介して前記可動体が連結されていてもよい。
ワークが、幅方向や厚さ方向に、うねるように変形していても、第１のフローティング機構や、第２のフローティング機構の機能により、そのうねり変形にローラ及び加工工具が追従し、精度よく二次加工できる。
前記加工ユニットが、一対のころを有するワークの挟み治具を備え、前記一対のころの間にワークを挟んで当該ワークを加工してもよい。
前記一対のころがセンタリング機構を介して開閉されてもよい。
ワークの厚さが長手方向に変化していても、挟み治具の機能により、その変化にローラ及び加工工具が追従し、精度よく二次加工できる。

前記加工工具が回転工具であってもよい。
この回転工具としては、エンドミルや、ロータリーバーなど種々の工具が適用できる。
前記回転工具が面取り刃を備えていてもよい。
前記面取り刃が軸方向に離間する一対の刃部を備えていてもよい。
また、前記加工工具がスクレイパーであってもよく、前記スクレイパーが面取り刃を備えていてもよい。

前記加工ユニットが、軸方向に離間する一対の刃部を有し、前記刃部間にワークに当接する基準倣い部を備える回転工具を備え、前記倣い部材が固定式であり、前記固定式の倣い部材と前記回転工具の基準倣い部との間に前記ワークを挟んで前記加工ユニットを移動し、前記加工工具により前記ワークの加工面を加工してもよい。
前記回転工具が可動体に支持され、前記可動体が第１のフローティング機構を介して前記加工ユニットの基体に連結されていてもよい。
前記加工ユニットの基体に前記第１のフローティング機構を介してスライダが連結され、前記スライダに第２のフローティング機構を介して前記可動体が連結されていてもよい。
前記加工ユニットが、一対のころを有するワークの挟み治具を備え、前記一対のころの間にワークを挟んで、前記面取り刃と前記ワークとを位置合わせしてもよい。
前記一対のころがセンタリング機構を介して開閉されてもよい。

本発明は、加工ユニットの加工工具と倣い部に当接する倣い部材との間にワークを挟んで加工ユニットを移動し、加工工具によりワークの加工面を加工するため、例えば、上記の複合材料を用いた樹脂製品等のように、成形時に寸法が定まり難い製品であっても、正規の寸法を維持して精度よく二次加工できる。

本発明の第１実施形態の加工装置を示す図である。 加工ユニットの要部を示す斜視図である。 加工ユニットの要部を示す側面図である。 加工ユニットで加工対象とするワークの一例を示す斜視図である。 回転工具及びワークを示す説明図である。 本発明の第２実施形態の加工装置を示す図である。 加工ユニットの要部を示す側面図である。 スクレイパーを示す側面図である。 本発明の第３実施形態の加工装置を示す図である。 第３実施形態の回転工具及びワークを示す説明図である。 回転工具の面取り加工を示す作用図であり、図１１（Ａ）は面取り加工前の状態を示す図、図１１（Ｂ）は面取り加工中の状態を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の加工装置１０を示す側面図である。
この加工装置１０は、一方の側縁に加工面（端面）Ｗａを有し、他方の側縁に倣い部Ｗｄを備えるワークＷ（例えば、図４参照。）に適用される加工装置である。
加工装置１０は、多関節ロボット１１（ロボット）と、多関節ロボット１１のアーム１２の先端部１２ａに取付けられた加工ユニット１３と、多関節ロボット１１に備える複数のアームの動作を制御するロボット制御部１４と、加工ユニット１３の動作を制御する面取り制御部１６と、加工ユニット１３の可動部（詳細は後述する。）の位置を検出する位置センサ１７と、を備える。
多関節ロボット１１は、例えば、複数のアーム及びアーム以外の各部が、軸に沿って延びる部分と、軸に直交する部分とで構成される。軸に沿って延びる部分は軸回りに回動し、軸に直交する部分は軸回りに揺動する。多関節ロボット１１は、上記の軸を６つ備える６軸型であり、加工ユニット１３を、三次元的に平行移動、軸回りに回動及び軸回りに揺動させる。
加工装置１０のロボットは、６軸型等の多関節ロボットに限定されず、例えば、固定型ロボットでもよい。

加工ユニット１３は、例えば、樹脂成形されたワークＷの端面の面取り（Ｃ面取り）又は丸み（Ｒ面取り）等の切削加工や、ワークＷの端面に型成形時に出来たバリの除去を行う装置である。尚、本明細書で面取りは、ワーク端面のエッジの切除のみならず、端面全体に丸みＷｅを形成する場合等も含む。
詳しくは、加工ユニット１３は、アーム１２の先端部１２ａ側から順に設けられた基体２５、第１スライド機構２６、スライダ２７、第２スライド機構２８、可動体２９、加工部３０と、空圧（又は油圧式）の第１シリンダ装置３１及び第２シリンダ装置３２とを備える。

基体２５は、アーム１２の先端部１２ａに取付けられた部分である。第１スライド機構２６は、基体２５の下部に固定された上レール３３と、上レール３３にスライド可能に取付けられるとともにスライダ２７の上部に固定された下レール３４とから構成されている。上レール３３と下レール３４との相対移動は、基体２５又はスライダ２７に固定された第１シリンダ装置３１により行われる。
第２スライド機構２８は、スライダ２７の側部に固定されたスライダ側レール３６と、スライダ側レール３６にスライド可能に取付けられるとともに可動体２９の側部に固定された可動体側レール３７とから構成されている。スライダ側レール３６と可動体側レール３７との相対移動は、スライダ２７又は可動体２９に固定された第２シリンダ装置３２により行われる。

加工部３０は、回転工具４１が装着された加工本体部４２と、ワークＷを挟持する挟持ユニット４３と、ワークＷに倣う倣いユニット４４とから構成されている。
加工本体部４２は、可動体２９の上部２９ａに固定された駆動モータ４６と、駆動モータ４６の回転軸４６ａにチャック４７を介して着脱可能に取付けられた回転工具４１とからなる。
挟持ユニット４３は、可動体２９の中間部２９ｂに固定された空圧（又は油圧式）のセンタリングシリンダ装置５１と、センタリングシリンダ装置５１に着脱可能に取付けられた一対の挟持部５２，５２とからなる。
センタリングシリンダ装置５１は、一対の挟持部５２，５２を、図中で上下方向にセンタリングする機能を有する。一対の挟持部５２，５２は、センタリングシリンダ装置５１でセンタリングされつつワークＷを挟持して、ワークＷを回転工具４１に対して位置決めすることが可能である。

倣いユニット４４は、可動体２９の下部２９ｃにスライド可能に設けられた倣い本体部５４と、この倣い本体部５４をスライドさせるために可動体２９の下部２９ｃに固定された空圧（又は油圧式）の倣いシリンダ装置５５とからなる。
倣い本体部５４は、可動体２９の下部２９ｃにスライド可能に取付けられた基部５６と、基部５６に取付けられた支軸５６ａと、支軸５６ａの先端部に回転可能に支持された倣いローラ５７とからなる。倣いローラ５７は、ワークＷ倣い表面に傷をつけないためにも、回転時の摩擦を軽減できることが望ましく、例えば、内輪及び外輪を有する玉軸受等が好適である。但し、ワークＷ強度が強く、傷がつき難い材料のワークＷであれば、倣いローラ５７の代わりに、固定のシャフトや球体等を用いてもよい。
倣いローラ５７がワークＷの倣い部に当たりながら、加工本体部４２の回転工具４１でワークＷの面取り及びバリ取りが行われる。倣いシリンダ装置５５で倣い本体部５４を移動させることで、回転工具４１の軸線４１ａと倣いローラ５７の軸線５７ａとの間隔δを調整することが可能である。

面取り制御部１６は、第１シリンダ装置３１、第２シリンダ装置３２、センタリングシリンダ装置５１及び倣いシリンダ装置５５にそれぞれ備えるソレノイドバルブの開閉を制御することで、各シリンダ装置に供給される空圧（又は油圧）を制御し、各シリンダ装置の作動を制御する。
ロボット制御部１４は、多関節ロボット１１を制御するロボット制御データを記憶する記憶部を有し、その記憶部にロボット制御データが記憶されている。
ロボット制御データとは、例えば、ティーチングによるワークＷの形状データ、回転工具４１の加工パス（軌跡情報）、及びこれらの形状データ、加工パスに対応する多関節ロボット１１のアーム及びアーム以外の部分の回動・揺動角度データである。
面取り制御部１６は、加工ユニット１３を制御する面取り制御データを記憶する記憶部を有し、その記憶部に面取り制御データが記憶されている。
面取り制御データとは、例えば、第１シリンダ装置３１による第１スライド機構２６のスライド量、第２シリンダ装置３２による第２スライド機構２８のスライド量、センタリングシリンダ装置５１によるセンタリングタイミング、倣いシリンダ装置５５による間隔δである。

ロボット制御部１４及び面取り制御部１６は、ロボット制御データと面取り制御データとを同期させ、例えば、アーム１２の先端部１２ａの座標データと、加工ユニット１３の回転工具４１の刃部の座標及びこの座標に対応した面取り・バリ取りの加工の実施の有無とを同期させ、ロボット制御部１４の記憶部に記憶されたワークＷの形状データ等と対応させて、ワークＷの面取り・バリ取り加工を実施する。

図２は、加工ユニット１３の要部を示す斜視図である。
加工本体部４２の回転工具４１は、ワークＷ（図１参照）の端面の面取り加工及びバリ取り加工を行うために凹形状に形成された２枚の切れ刃４１ｂが先端部に一体に形成されている。この回転工具４１の切れ刃４１ｂは、２枚刃に限定されず、工具本体に配置が可能であれば、３枚刃や４枚刃等であってもよい。
挟持ユニット４３のセンタリングシリンダ装置５１は、端部に一対のあご部６１，６１を備え、これらのあご部６１，６１がそれぞれ内蔵する一対のアーム部材を介して内蔵する単一のシリンダ部に連結されている。単一のシリンダ部を空圧又は油圧で作動させることで、一対のアーム部材を介してあご部６１，６１が、互いに近づくあるいは遠ざかる方向に同一距離だけ移動する。
各あご部６１の先端には、挟持部５２が取付けられている。挟持部５２は、コ字形状の挟持アーム６３と、挟持アーム６３の先端の二股部６３ａに支軸６４を介して回転可能に支持された挟持ローラ６５と、支軸６４の抜け止めをする止め輪（不図示）とからなる。

図３は、加工ユニット１３の要部を示す側面図である。
挟持ユニット４３の支軸６４の軸線６４ａは、回転工具４１の軸線４１ａに対して直角となる方向に延びている。
回転工具４１の切れ刃４１ｂの幅中心（回転工具４１の長手方向における切れ刃４１ｂの中心）を刃部中心線６０が通っている。一対の挟持ローラ６５，６５の回転中心である支軸６４，６４の軸線６４ａ，６４ａは、刃部中心線６０に対して、それぞれ距離Ｌ２だけ上下に離れ、この状態でワークＷが一対の挟持ローラ６５，６５によって把持される。
挟持ローラ６５，６５でワークＷを把持する前は、支軸６４，６４の軸線６４ａ，６４ａは、刃部中心線６０に対して、それぞれ距離Ｌ１だけ上下に離れている。
倣いユニット４４の基部５６の支軸５６ａ及び倣いローラ５７は、それぞれの支軸５６ｂ及び軸線５７ａが一致し、これらの支軸５６ｂ，５７ａは、刃部中心線６０に直交している。
ワークＷは、その端面Ｗａ（図５参照）が面取り加工される。樹脂成形型にて成形する際に、型割り部分の端面ＷａにバリＷｂ（図５参照）が出来たものについては、端面Ｗａの面取りとバリＷｂの除去とが同時に行われる。

図４は、加工ユニットで加工対象とするワークＷの一例を示す斜視図である。
ワークＷは、例えば、板状で屈曲するように型成形され、縁部に高さ（又は幅）がＨから途中でＨ１に変化し、更にＨ１より小さくなった帯状部Ｗｃを備える。
帯状部Ｗｃは、端面Ｗａと、屈曲部の先端に設定された倣い部Ｗｄとを備える。図３及び図４において、面取り、バリ取りの加工の際には、端面Ｗａに回転工具４１（図３参照）が当てられ、倣い部Ｗｄに倣いローラ５７が当てられる。バリＷｂは、例えば、端面Ｗａに連続して形成されている。

図５は、回転工具４１及びワークＷを示す説明図である。
回転工具４１は、先端部に環状の凹部として形成された２枚の切れ刃４１ｂを備える。切れ刃４１ｂは、断面が円弧状に形成されている。従って、切れ刃４１ｂを回転させてワークＷの端面Ｗａを加工した場合、ワークＷの縁に、凸で断面円弧状の丸み（いわゆる、Ｒ面取り）Ｗｅが出来る。加工する前のワークＷの端面ＷａにバリＷｂがあれば、そのバリＷｂも切れ刃４１ｂで切削されて除去される。
切れ刃４１ｂの両側には、断面が切れ刃４１ｂの円弧に連続する断面直線状の逃げ部４１ｃが形成されている。

以上に述べた加工装置１０の作用を次に説明する。
図３に示したように、作業台上に固定されたワークＷに対して、その帯状部Ｗｃがほぼ刃部中心線６０上に位置するとともに回転工具４１と倣いローラ５７との間に位置するように、多関節ロボット１１（図１参照）及び加工ユニット１３（図１参照）を作動させる。
そして、センタリングシリンダ装置５１を作動させて一対の挟持ローラ６５，６５を、矢印Ａ，Ａで示すようにセンタリングし、一対の挟持ローラ６５，６５でワークＷの帯状部Ｗｃを挟み込む。
このとき、一対の挟持ローラ６５，６５は、刃部中心線６０に対して距離Ｌ１，Ｌ１から距離Ｌ２，Ｌ２まで近づく。
この結果、ワークＷは刃部中心線６０上に位置する。次に、倣いシリンダ装置５５を作動させて、倣い本体部５４を白抜き矢印Ｂで示すように、回転工具４１側に移動させる。この結果、ワークＷの端面Ｗａ（図５参照）が回転工具４１の切れ刃４１ｂに当たり、ワークＷの倣い部Ｗｄに倣いローラ５７が当る。

そして、この状態で、回転工具４１を回転させるとともに多関節ロボット１１及び加工ユニット１３の共同作業で加工ユニット１３を帯状部Ｗｃに沿って移動させる。これにより、ワークＷの面取りと、ワークＷの端面ＷａにバリＷｂが有る場合にはバリ取りとが連続して行われる。
このとき、回転工具４１の軸線４１ａと倣いローラ５７の軸線５７ａとの間隔δは、倣いシリンダ装置５５により、ワークＷの帯状部Ｗｃの高さ（幅）に応じて変化するように制御されるので、帯状部Ｗｃの高さ（幅）がワークの長手方向に変化しても、回転工具４１の切れ刃４１ｂで常に一定形状の面取りを加工できる。従って、二次加工されたワークＷの品質を向上できる。

ワークＷの帯状部Ｗｃは、図３、図４において、仮に、高さ（幅）が一定であったとしても、ワーク長手方向に見ると、幅方向にうねるように変形している場合がある。この実施形態では、帯状部Ｗｃに、幅方向へのうねりがあったとしても、第１スライド機構２６（図１参照。）が機能するため、倣いローラ５７と回転工具４１とが、うねりに追従し、極めて精度のよい二次加工が行われる。
また、ワークＷの帯状部Ｗｃは、図３、図４において、ワーク長手方向に見ると、図３中上下方向にうねるように変形している場合がある。本実施形態では、帯状部Ｗｃに、図３中上下方向のうねりがあったとしても、第２スライド機構２８（図１参照。）が機能するため、倣いローラ５７と回転工具４１とが、うねりに追従し、極めて精度のよい二次加工が行われる。
一対の挟持ローラ６５，６５は、回転しながらワークＷを挟持し、倣いローラ５７は、回転しながらワークＷに倣うので、ワークＷを回転工具４１の切れ刃４１ｂに対して位置決めしつつワークＷに倣うことになり、加工中のスムーズな動作が可能になる。これにより、ワークＷの面取り及びバリ取りの加工を迅速に行うことができる。

上記実施形態では、回転工具４１は、倣いローラ５７に対向する切れ刃４１ｂを有する加工工具として説明したが、面取り用の工具に限定されず、例えば、軸長に亘って切れ刃を有する一般的なエンドミルやロータリーバー等であってもよい。

＜第２実施形態＞
図６は、第２実施形態の加工装置１０を示す図、図７は、その拡大図、図８は、図７のＸ−Ｘ線断面図である。図６及び図７において、図１と同一部分には同一符号を付して示し、その説明を省略する。
第２実施形態では、回転工具４１（図１参照。）の代わりにスクレイパー１４１が装着されている。即ち、図６、図７を参照し、第２実施形態の加工部１３０は、加工本体部１４２を有しており、加工本体部１４２は、可動体２９の上部２９ａに固定されたチャック１４７を備えている。このチャック１４７には、複数本のビス１４８を介して、スクレイパー１４１が位置決め固定されている。このスクレイパー１４１は、平板状刃物であり、倣いローラ５７の軸線５７ａと平行に延びている。スクレイパー１４１は、超硬合金で形成され、刃の折損や刃欠けが防止されている。超硬合金は、固有振動数が高いため、びびり振動が防止される。
スクレイパー１４１には、図７に示すように、ワークＷの端面の面取り加工及びバリ取り加工を行うために凹形状に形成された切れ刃１４１ｂが形成されている。切れ刃１４１ｂは、図８に示すように、断面視で、すくい面１４１ｓと逃げ面１４１ｎとを有している。切れ刃１４１ｂは、すくい面１４１ｓとスクレイパー表面１４１ｈとのなす角α１が、例えば５〜３０°に設定され、すくい面１４１ｓと逃げ面１４１ｎとのなす角（刃先角）β１が、例えば６０°〜１２０°に設定される。
このスクレイパー１４１は、倣いローラ５７に対向する切れ刃１４１ｂを有する加工工具として構成されている。

つぎに、第２実施形態の作用を説明する。
図７に示すように、スクレイパー１４１と倣いローラ５７との間にワークＷを挟んで、スクレイパー１４１を、図８の矢印方向に移動させると、スクレイパー１４１の刃先の切れ刃１４１ｂによりワークＷの端面のバリ取り、面取り加工が行われる。
バリ取り、面取り加工の際には、所定の押し付け力で、スクレイパー１４１の刃先がワークＷの端面に押し付けられる。その推力は、例えば０．５〜５０（Ｎ）の範囲内が望ましい。その範囲内とすると、十分な切削量を確保しつつ、仕上がり感に優れた面取り加工を実行できる。押し付け力が５０（Ｎ）を超える荷重になると切削量が増加してスクレイパー１４１にびびり振動が生じ、加工面の仕上がりが悪化し、押し付け力が０．５（Ｎ）未満の場合には、切削量が少なく、バリを十分に除去できない。

スクレイパーの移動速度は、例えば１０〜１５００ｍｍ／ｓｅｃに設定される。移動速度を上記範囲内とすると、十分な切削量を確保しつつ、仕上がり感に優れた面取り加工を実行できる。一方、移動速度が１０ｍｍ／ｓｅｃ未満では、切削量が増加しびびり振動が生じ、加工面の仕上がりが悪化し、移動速度が１５００ｍｍ／ｓｅｃを超えると、切削量が少なく、バリを十分に除去できない。

スクレイパー１４１の姿勢は、図８に示すように、スクレイパー表面１４１ｈがワークＷの加工面に直交するように制御される。
スクレイパー表面１４１ｈがワークＷの加工面に直交するので、面取り加工におけるすくい角は、すくい面１４１ｓとスクレイパー表面１４１ｈとのなす角α１（例えば５°〜３０°）と同一角度の負のすくい角となる。すくい角を５°〜３０°の負のすくい角とすると、十分な切削量を確保しつつ、仕上がり感に優れた面取り加工を実行できる。すくい角を正のすくい角あるいは５°未満の負のすくい角とすると、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悪化し、３０°を超える負のすくい角とすると、切削量が少なく、バリを十分に除去できない。

本実施形態では、第１実施形態と同様に、帯状部Ｗｃの高さ（幅）がワークの長手方向に変化しても、スクレイパー１４１の切れ刃１４１ｂで常に一定形状の面取りを加工できる。従って、二次加工されたワークＷの品質を向上できる。
また、ワークＷの帯状部Ｗｃは、図３、図４において、仮に、高さ（幅）が一定であったとしても、ワーク長手方向に見ると、幅方向にうねるように変形している場合がある。この実施形態では、帯状部Ｗｃに、幅方向へのうねりがあったとしても、第１スライド機構２６（図１参照。）が機能するため、倣いローラ５７とスクレイパー１４１とが、うねりに追従し、極めて精度のよい二次加工が行われる。
また、ワークＷの帯状部Ｗｃは、図３、図４において、ワーク長手方向に見ると、図３中上下方向にうねるように変形している場合がある。本実施形態では、帯状部Ｗｃに、図３中上下方向のうねりがあったとしても、第２スライド機構２８（図１参照。）が機能するため、倣いローラ５７とスクレイパー１４１とが、うねりに追従し、極めて精度のよい二次加工が行われる。一対の挟持ローラ６５，６５は、回転しながらワークＷを挟持し、倣いローラ５７は、回転しながらワークＷに倣うので、ワークＷをスクレイパー１４１の切れ刃１４１ｂに対して位置決めしつつワークＷに倣うことになり、加工中のスムーズな動作が可能になる。これにより、ワークＷの面取り及びバリ取りの加工を迅速に行うことができる等の効果が得られる。

＜第３実施形態＞
図９は、第３実施形態の加工装置１０を示す図、図１０は、回転工具７１の拡大図である。図９及び図１０において、図１と同一部分には同一符号を付して示し、その説明を省略する。第３実施形態では、第１実施形態と異なり、倣いローラが採用されない。この加工装置１０では、ワークＷが、図示を省略した固定治具により固定されており、ワークＷの倣い部を固定部８１に押し付けた状態で、回転工具７１によりワークＷの面取り及びバリ取り加工が行われる。
回転工具７１は、チャック４７（図１参照）に取付けられる軸部７２と、この軸部７２の先端部に取付けられた一対の刃部７３，７３と、一方の刃部７３の軸部７２からの抜け止めをするために一方の刃部７３の端面７３ｄに当てられるとともに軸部７２の端面にボルト７４で取付けられたワッシャ７６とを備える。
軸部７２は、先端部に所謂倣い部としても機能する小径部７２Ｄが形成され、この小径部７２Ｄの外周面に軸方向に延びるキー溝７２ａ，７２ａが形成され、一対の刃部７３，７３の内周面にもそれぞれキー溝７３ａが形成され、刃部７３は、キー溝７２ａ，７３ａにそれぞれ挿入されたキー７７により回り止めされる。
また、刃部７３は、外周面、内周面間を貫通するめねじにねじ結合された六角穴付き止めねじ７８で軸方向移動が規制される。
刃部７３は、ワークＷの端面Ｗａを切削加工して面取り部Ｗｆ，Ｗｆを形成するための２枚の切れ刃７３ｂを備える。
一方の刃部７３は、その端面７３ｄが小径部７２Ｄの付け根に形成された段部７２ｃに当てられて軸方向に位置決めされる。他方の刃部７３は、その端面７３ｄがワッシャ７６に当てられて位置決めされる。

以上に述べた回転工具７１の作用を次に説明する。
図１１は、回転工具７１の面取り加工を示す作用図である。図１１（Ａ）は面取り加工前の状態を示す図、図１１（Ｂ）は面取り加工中の状態を示す図である。
図１１（Ａ）に示すように、ワークＷの端面ＷａにはバリＷｂが出来ている。一対の刃部７３，７３の切れ刃７３ｂ，７３ｂが、想像線で示したワークＷの厚さを含むように、ワークＷに対して一対の刃部７３，７３を位置決めする。そして矢印Ｄで示すように、回転工具７１をワークＷ側に移動させる。
図１１（Ｂ）に示すように、回転工具７１をワークＷの端面Ｗａに押し付け、ワークＷの面取り二次加工を行う。このとき、ワークＷの端面Ｗａに小径部７２Ｄ（倣い部）が当てられるため、小径部７２Ｄに当たった端面Ｗａは加工されない。
このように、ワークＷは、端面Ｗａが小径部７２Ｄに押し当てられることで倣い位置決めされ、この状態で端面Ｗａの両縁の面取り加工及びバリ取りが行われるため、面取り加工精度を高めることができる。

本実施形態では、図１又は図６に示したように、多関節ロボット１１のアーム１２の先端部１２ａに加工ユニット１３を備え、加工ユニット１３が、ワークＷの倣い部Ｗｄに当接するローラとしての倣いローラ５７と、倣いローラ５７に対する距離をワークＷの幅（帯状部Ｗｃの幅）と一致させて倣いローラ５７の支持軸としての軸線５７ａと平行に延びる軸線４１ａを備える回転工具４１、７１とを備え、回転工具４１、７１が面取り刃としての切れ刃４１ｂ又は切れ刃７３ｂ，７３ｂを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、ワークＷの倣い部Ｗｄに倣いローラ５７を当接させ、倣い部Ｗｄと回転工具４１、７１との距離をワークＷの幅と一致させることで、回転工具４１、７１をワークＷに対して位置決めすることができ、ワークＷの規定寸法を維持しつつ、面取りを精度良く行うことができる。

また、図９、図１０及び図１１（Ａ），（Ｂ）に示したように、刃部７３，７３が軸方向に離間する一対の刃部としての切れ刃７３ｂ，７３ｂを備えるので、軸方向に離間する一対の切れ刃７３ｂ，７３ｂでワークＷを面取りする際に、一対の切れ刃７３ｂ，７３ｂ間の回転工具７１、詳しくは軸部７２の小径部７２ＤにワークＷを押し当ててワークＷを位置決めすることができ、面取りの二次加工精度を高めることができる。
また、図３及び図６に示したように、加工ユニット１３が、一対のころとしての挟持ローラ６５，６５を有するワークＷの挟み治具としての挟持アーム６３，６３を備え、一対の挟持ローラ６５，６５の間にワークＷを挟んで、刃部７３，７３とワークＷとを位置合わせするので、ワークＷを挟持アーム６３，６３で挟むことにより、刃部７３，７３に対してワークＷを精度良く位置決めすることができ、ワークＷの面取り加工精度をより高めることができる。

また、一対の挟持ローラ６５，６５がセンタリング機構としてのセンタリングシリンダ装置５１を介して開閉されるので、センタリングシリンダ装置５１により、ワークＷを刃部７３，７３に対して常に所定位置に位置決めすることができ、ワークＷの面取り加工精度をより一層高めることができる。
また、倣いローラ５７、回転工具７１（又は回転工具４１）間の距離を可変するアクチュエータとしての倣いシリンダ装置５５を備えるので、ワークＷの幅に対応させて倣いローラ５７、回転工具７１（又は回転工具４１）間の距離を倣いシリンダ装置５５で可変にすることで、ワーク形状に対応させて面取り加工を行うことができ、汎用性を高めることができる。

また、図１に示したように、倣いシリンダ装置５５の制御データと多関節ロボット１１の制御データとを同期させるので、例えば、多関節ロボット１１の制御データとしてのワークＷのティーチングデータと、倣いシリンダ装置５５の制御データとしての倣いローラ５７、回転工具４１間の距離とを同期させることで、精度良くワークＷを面取りすることができる。
また、倣いローラ５７及び回転工具４１（又は回転工具７１）が可動体２９に一体に支持され、可動体２９が第１のフローティング機構としての第１スライド機構２６を介して加工ユニット１３の基体２５に連結されているので、加工ユニット１３の基体２５に対して第１スライド機構２６を介して倣いローラ５７及び回転工具４１（又は回転工具７１）を移動させることができ、ワークＷの形状に容易に追従させることができる。

また、加工ユニット１３の基体２５に第１スライド機構２６を介してスライダ２７が連結され、スライダ２７に第２のフローティング機構としての第２スライド機構２８を介して可動体２９が連結されているので、加工ユニット１３の基体２５に対して第１スライド機構２６及び第２スライド機構２８を介して倣いローラ５７及び回転工具４１（又は回転工具７１）を移動させることができ、ワークＷの形状に一層容易に追従させることができ、追従性を高めることができる。従って、ワークＷの面取り加工精度を一層向上させることができる。

また、上記構成によれば、一対の切れ刃７３ｂ，７３ｂ間の小径部７２ＤにワークＷを当接させつつ切れ刃７３ｂ，７３ｂでワークＷを面取りでき、簡単な構造で且つ容易に面取りでき、コスト削減及び生産性向上を図ることができる。
また、図１１（Ａ），（Ｂ）に示したように、ワークＷはバリ取りと同時に面取りされるので、ワークＷの面取りとバリ取りの加工を同時に行い、面取りとバリ取りを別々に行うのに比べて生産性を向上させることができる。

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１１に示したように、回転工具７１に別体に刃部７３，７３を設けたが、これに限らず、回転工具７１の軸部７２に一体に面取り加工用の一対の刃部を形成しても良い。本実施形態では、図５及び図１１（Ａ）に示したように、ワークＷにバリｗｂが有る場合に、加工装置１０でワークＷの面取りとバリ取りの加工を同時に行う説明をしたが、これに限らず、ワークＷにバリが無い場合についても、加工装置１０により面取り加工を行う。
回転工具４１（又は回転工具７１）は、軸長に亘って切れ刃を有するエンドミルやロータリーバー等であってもよい。

１０ 加工装置
１１ 多関節ロボット
１２ アーム
１２ａ 先端部
１３ 加工ユニット
２５ 基体
２６ 第１スライド機構（第１のフローティング機構）
２７ スライダ
２８ 第２スライド機構（第２のフローティング機構）
２９ 可動体
４１，７１ 回転工具
４１ｂ 切れ刃（面取り刃）
５１ センタリングシリンダ装置（センタリング機構）
５５ 倣いシリンダ装置（アクチュエータ）
５７ 倣いローラ（ローラ）
５７ａ 軸線（ローラの支持軸）
６３ 挟持アーム（挟み治具）
６５ 挟持ローラ（ころ）
７２Ｄ 小径部（倣い部）
７３ 刃部（面取り刃）
７３ｂ 切れ刃
Ｗ ワーク
Ｗｂ バリ
Ｗｄ 倣い部
Ｗｆ 面取り部

Claims (15)

1. 一方の側縁に加工面を有し、他方の側縁に倣い部を備えるワークを加工する加工装置であって、加工ユニットの加工工具と前記倣い部に当接する倣い部材との間に前記ワークを挟んで前記加工ユニットを移動し、前記加工工具により前記ワークの加工面を加工することを特徴とする加工装置。
2. 前記加工ユニットが、前記ワークの倣い部に当接するローラと、前記ローラに対する距離をワークの幅と一致させて前記ローラの支持軸と平行に延びる加工工具とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
3. 前記ローラ、前記加工工具間の前記距離を可変するアクチュエータを備えたことを特徴とする請求項２に記載の加工装置。
4. 前記アクチュエータの制御データと前記ロボットの制御データとを同期させることを特徴とする請求項３に記載の加工装置。
5. 前記ローラ及び前記加工工具が可動体に一体に支持され、前記可動体が第１のフローティング機構を介して前記加工ユニットの基体に連結されていることを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の加工装置。
6. 前記加工ユニットの基体に前記第１のフローティング機構を介してスライダが連結され、前記スライダに第２のフローティング機構を介して前記可動体が連結されていることを特徴とする請求項５に記載の加工装置。
7. 前記加工ユニットが、一対のころを有するワークの挟み治具を備え、前記一対のころの間にワークを挟んで当該ワークを加工することを特徴とする請求項２乃至６の何れか一項に記載の加工装置。
8. 前記一対のころがセンタリング機構を介して開閉されることを特徴とする請求項７に記載の加工装置。
9. 前記加工工具が回転工具であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の加工装置。
10. 前記加工工具がスクレイパーであることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の加工装置。
11. 前記加工ユニットが、軸方向に離間する一対の刃部を有し、前記刃部間にワークに当接する基準倣い部を備える回転工具を備え、前記倣い部材が固定式であり、前記固定式の倣い部材と前記回転工具の基準倣い部との間に前記ワークを挟んで前記加工ユニットを移動し、前記加工工具により前記ワークの加工面を加工することを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
12. 前記回転工具が可動体に支持され、前記可動体が第１のフローティング機構を介して前記加工ユニットの基体に連結されていることを特徴とする請求項１１に記載の加工装置。
13. 前記加工ユニットの基体に前記第１のフローティング機構を介してスライダが連結され、前記スライダに第２のフローティング機構を介して前記可動体が連結されていることを特徴とする請求項１２に記載の加工装置。
14. 前記加工ユニットが、一対のころを有するワークの挟み治具を備え、前記一対のころの間にワークを挟んで、前記面取り刃と前記ワークとを位置合わせすることを特徴とする請求項１１乃至１３の何れか一項に記載の加工装置。
15. 前記一対のころがセンタリング機構を介して開閉されることを特徴とする請求項１４に記載の加工装置。

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