TWI826903B

TWI826903B - 毛邊移除裝置

Info

Publication number: TWI826903B
Application number: TW111102217A
Authority: TW
Inventors: 田中章夫
Original assignee: 日商日本省力機械股份有限公司
Priority date: 2021-01-27
Filing date: 2022-01-19
Publication date: 2023-12-21
Also published as: EP4063052A4; US20230130718A1; EP4063052A1; JP7014484B1; TW202245943A; CN117222489A; JPWO2022162799A1; WO2022162799A1

Abstract

提供毛邊移除工具及毛邊移除裝置，該等即使毛邊移除工具與工件的接觸角度發生變化也可追隨毛邊移除部，且對於樹脂製品的收縮、變形、撓曲也可一直穩定地移除毛邊。本發明具備有導引工具9，該導引工具9係嵌插有切削工具7，且具有讓該切削工具7的刃部露出之開口部41，開口部41的開口緣部42,43係具備有以導引工具9的中心軸為中心在周方向呈扇形擴展之仿形導引部45，仿形導引部45從側面看係形成為圓錐狀。

Description

毛邊移除裝置

本發明係關於切除工件的毛邊之毛邊移除工具及毛邊移除裝置。

一般而言，樹脂製品係以射出成型或吹出成型等方式製成。在此情況，因為是利用金屬模具使得工件成形，所以會在工件表面產生不需要的突出物(毛邊)。

過去，為了去除毛邊或是進行倒角(以下稱為毛邊移除)，有一種毛邊移除裝置曾經提出(參照例如專利文獻1)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特許第3587171號說明書

然而，過去的毛邊移除裝置，一旦毛邊移除工具與工件的接觸角度發生變化，毛邊移除工具就無法追隨，無法進行均勻的毛邊移除。因此，必須使毛邊移除工具的角度變化而繼續進行毛邊移除。此外，對於樹脂製品的收縮、變形、撓曲，也難以穩定地移除毛邊。

本發明的目的在提供一種毛邊移除工具及毛邊移除裝置，該等即使毛邊移除工具與工件的接觸角度發生變化也可追隨毛邊移除部，且對於樹脂製品的收縮、變形、撓曲也可一直穩定地移除毛邊。

為了解決上述的課題，本發明係具備有仿形導引構件，該仿形導引構件係嵌插有切削工具，且具有讓該切削工具的刃部露出之開口部，前述開口部的開口緣部係具備有以前述仿形導引構件的中心軸為中心而在周方向呈扇形擴展預定角度之仿形導引部，前述仿形導引部係形成為圓錐狀。

另外，本發明係在多關節機器人的手臂前端部具備有請求項1至4中任一項所述的毛邊移除工具，且使前述毛邊移除工具抵接於配置在工件承接治具上的工件，而將工件的毛邊切除。

另外，本發明係在多關節機器人的附近，固定請求項1至4中任一項所述的毛邊移除工具，且使抓持於多關節機器人的手臂前端部之工件抵接於前述毛邊移除工具，而將工件的毛邊切除。

根據本發明，仿形導引構件的開口部的開口緣部具備有形成為圓錐狀之仿形導引部，所以即使毛邊移除工具與工件的接觸角度發生變化也可追隨毛邊移除部，可簡單地移除毛邊。而且，對於樹脂製品的收縮、變形、撓曲，也可一直穩定地移除毛邊。

1:毛邊移除裝置

3:多關節機器人

4:控制單元

5:毛邊移除工具

7:切削工具

9:導引工具(仿形導引構件)

17:手臂

18:前端部

19:馬達

21:夾頭

23:凸緣

41,141,341,541:開口部

41A,41B:端點

42,43,542,543:開口緣部

45,145:仿形導引部

45A,45B:外側端點

46,47,146,147:退避部

51:支持具

53:浮動機構

54:框架

55:滑動機構

56:第一滑動件

57:氣缸

57A:活塞桿

58:L字形的構件

59:第二滑動件

90:夾頭

91:固定部

93:工件承接治具

95:排出孔

109:導引工具

145A,145B:內側端點

148:輔助的退避部

241:切口部

242:仿形面

245:V字形凹槽

A,B,C,D,E,R1,R2,R3,S1~S6:位置

J1至J6:方向

L1,L2:線

L10,L11,L20,L21:假想線

M:被加工面

M1:仿形基準面

O:點

P:中心軸

P10,P20:內端

Q:箭號

T1:仿形導引部45的中央

T2:仿形導引部45的右端側

T3:仿形導引部45的左端側

W:工件

θ1,θ2,θ3:角度

圖1係本發明的一實施型態之毛邊移除裝置的側視圖。

圖2係圖1所示的毛邊移除工具的放大側視圖。

圖3(A)係導引工具(仿形導引構件)的立體圖，圖3(B)係導引工具的側視圖。

圖4(A)係導引工具9的仰視圖，圖4(B)係圖4(A)的B-B線剖面圖。

圖5係工件的倒角(毛邊移除)的說明圖，圖5(A)至(E)係相當於圖4(A)之圖，圖5(F)係顯示工件的倒角部的形狀之圖。

圖6係顯示第一比較例之圖，圖6(A)係導引工具的側視圖，圖6(B)係顯示工件的倒角部的形狀之圖。

圖7係工件的倒角(毛邊移除)的說明圖。

圖8係顯示第二比較例之圖。

圖9係顯示導引工具的第二實施型態，圖9(A)為立體圖，圖9(B)為側視圖，圖9(C)為圖9(B)的C-C線剖面圖。

圖10(A)(B)係顯示導引工具的第三實施型態，圖10(C)係圖10(B)的T-T線剖面圖。

圖11係顯示毛邊移除裝置的第四實施型態之圖。

以下參照圖式來說明本發明的一實施型態。

圖1係本實施型態之毛邊移除裝置1的側視圖。

毛邊移除裝置1係具備有多關節機器人3。多關節機器人3為手臂型的機器人，可做六軸(J1至J6)方向的移動。多關節機器人3的手臂17的前端部18安裝有毛邊移除工具5。

在多關節機器人3的附近固定有工件承接治具93，加工對象之工件W載置於工件承接治具93。

圖2顯示毛邊移除工具5。

毛邊移除工具5係具備有支持具51。支持具51的一端固定於手臂17的前端部18。支持具51的另一端安裝有浮動機構53。浮動機構53具備有框架54，斷面L字形的第一滑動件56透過滑動機構55支持在框架54的下端。

在框架54上支持有氣缸57。氣缸57的活塞桿57A的前端與第一滑動件56相連結。第一滑動件56在氣缸57的活塞桿57A的伸縮帶動下在箭號X的方向往復滑動。藉由調整氣壓可調整帶動第一滑動件56的力道。

第一滑動件56上安裝有馬達19。馬達19的輸出軸透過夾頭21而安裝有切削工具7。切削工具7為例如端銑刀。切削工具7在馬達19的驅動下高速旋轉。切削工具7並不限於端銑刀，只要是在周面形成有刃部的工具即可。切削工具7由浮動機構53以適當的力道將之壓到工件W上。

在第一滑動件56的底面，透過L字形的構件58而安裝有第二滑動件59。第二滑動件59內設有未圖示的彈簧。第二滑動件59在未圖示的彈簧的支持下，在箭號Y的方向在預定尺寸的範圍內往復滑動。

在第二滑動件59透過凸緣23(參照圖3)安裝有圓筒狀的導引工具(以下也稱為仿形導引構件)9。導引工具9由第二滑動件59加以支持而與第二滑動件59一樣在箭號Y的方向往復移動自如。

圖3(A)為導引工具9的立體圖，圖3(B)為導引工具9的側視圖。切削工具7以同心軸的型態嵌插於導引工具9。

導引工具9形成有讓切削工具7的周面的刃部露出之開口部41。開口部41係具備一對開口緣部42,43。

導引工具9係如圖3(B)所示，在與開口部41相反側形成有排出孔95，排出孔95具有用來將切屑排出的適當的大小。導引工具9係適合用於對將樹脂等成型後所產生的邊緣部進行倒角的加工中。

開口緣部42,43係如圖3(A)所示，在切削工具7的周方向延伸。開口緣部42,43在中央部具備有在周方向延伸的仿形導引部45，在仿形導引部45的兩側具備有在周方向延伸的退避部46,47。

圖4(A)為導引工具9的仰視圖，圖4(B)為圖4(A)的B-B線剖面圖。仿形導引部45係如圖4(A)所示，以導引工具9(切削工具7)的中心軸P為中心而呈扇形擴展90°的角度θ1。角度θ1最好在60°≦θ1≦120°的範圍內。如圖4(B)所示，仿形導引部45係以將導引工具9的開口緣部42,43中切削成從側面看呈圓錐狀之方式形成。仿形導引部45的形狀為圓錐形的一部分，仿形導引部45從側面看係形成為圓錐狀。

退避部46,47係如圖4(A)所示，在仿形導引部45的兩側各擴展90°的角度θ2,θ3。

一對開口緣部42,43係包含仿形導引部45及退避部46,47在內總共擴展270°。角度θ1,θ2,θ3的大小可適當地變更。不過，考慮到剛性，角度θ1,θ2,θ3總共還是以不超過300°為佳。退避部46,47可不為圓錐狀。退避部46,47可如圖4(B)所示為接近平面之曲面。

圖4(A)中，假想線L10表示仿形導引部45的內端P10的切線。假想線L20表示仿形導引部45的內端P20的切線。假想線L11、假想線L21係在比切削工具7更內側與假想線L10、假想線L20平行而延伸。

退避部46係如圖4(A)(B)所示，以連結仿形導引部45的外側端點45B與開口部41的端點41B的方式來切削導引工具9的開口緣部42,43而設置。使開口部41的端點41B位於假想線L11的延長線上。不過，亦可使端點41B位於假想線L10的延長線上。

雖然省略了圖示，退避部47係以連結仿形導引部45的外側端點45A與開口部41的端點41A的方式來切削導引工具9的開口緣部42,43而設置。使開口部41的端點41A位於假想線L21的延長線上。不過，亦可使端點41A位於假想線L20的延長線上。

毛邊移除裝置1如圖1所示，具備有控制單元4。控制單元4係進行切削工具7(圖2)的姿勢控制。控制單元4係構成為可將工件的位置資料等進行教導(teaching)。在毛邊移除或倒角加工時，係根據教導資料(teaching data)而執行切削工具7的姿勢控制。

接著，說明工件W的倒角(毛邊移除)。

首先，藉由多關節機器人3的姿勢控制，如圖3(B)所示，使得切削工具7配置於工件W的要接受毛邊移除之被加工面M。工件W的被加工面M會進入導引工具9的開口緣部42,43之間。在毛邊移除或倒角加工時，切削工具7由浮動機構53將之壓在工件W的被加工面M上。而且，導引工具9會隨著第二滑動件59而在旋轉軸的方向移動。

因此，仿形導引部45不會離開工件W的仿形基準面M1，會抵靠在工件W的仿形基準面M1而移動。

本實施型態中，因為利用浮動機構53一直以預定壓力將導引工具9壓在工件W的仿形基準面M1，所以不會被工件W的曲面形狀等所影響，且就算是工件W的熱收縮量大的情況，也可正確地將毛邊或要倒角的部分去除掉。

另外，因為導引工具9隨著第二滑動件59在旋轉軸的方向移動，所以就算是工件W的形狀成為彎曲或變形了的曲面形狀之情況，也可追隨該曲面形狀，正確地將毛邊或要倒角的部分去除掉。

導引工具9開始與工件W接觸後，切削工具7的周面的刃部就會在導引工具9的開口部41露出，所以可利用切削工具7切削工件W的被加工面M，而將毛邊切除。

本實施型態中，在進行毛邊移除或倒角加工時，即使切削工具7與工件W的接觸角度發生變化，切削工具7也會追隨工件W的被加工面M。

圖5(F)顯示工件W的被加工面M沿著線L1而變化的情況之例。箭號Q表示加工時的進行方向。

在位置A，如圖5(A)所示，仿形導引部45的中央T1抵接於工件W的被加工面M。在位置B，如圖5(B)所示，仿形導引部45的右端側T2抵接於工件W的被加工面M。在此情況，工件W的被加工面M的延長部分會進入退避部46。

在位置C，如圖5(C)所示，仿形導引部45的中央T1抵接於工件W的被加工面M。在位置D，如圖5(D)所示，仿形導引部45的左端側T3抵接於工件W的被加工面M。在此情況，工件W的被加工面M的延長部分會進入退避部47。

在位置E，如圖5(E)所示，仿形導引部45的中央T1抵接於工件W的被加工面M。

圖6(A)(B)顯示第一比較例。

第一比較例係如圖6(A)所示，導引工具109的開口部141並不具備仿形導引部45，只是單純的V字形凹槽245。

如圖6(B)所示，利用導引工具109進行工件W的倒角部的切削加工之情況，在位置A、位置C、位置E的附近，導引工具109的朝向與被加工面M成垂直，所以如利用圖5所說明般，可進行加工。

然而，在位置B、位置D的附近，導引工具109的朝向並不與工件W的被加工面M成垂直，所以必須進行姿勢控制，如圖所示，將導引工具109的朝向控制成與工件W的被加工面M成垂直。

本實施型態與第一比較例相比較，因為導引工具9的仿形導引部45係在周方向延伸，且形成為圓錐狀，所以在毛邊移除或倒角加工時，即使切削工具7與工件W的接觸角度發生變化，也如圖5所示，仿形導引部45的任一個部位(例如中央T1、右端側T2、左端側T3等)會抵接於工件W的被加工面M，可使切削工具7追隨被加工面M。

因此，幾乎不用對導引工具9的朝向進行姿勢控制，可容易地加工工件W的被加工面M。

圖7顯示在本實施型態中，工件W的被加工面M沿著線L2而變化的情況之例。線L2大致為以點O為中心之大致圓弧。箭號Q表示加工時的進行方向。圖8為第二比較例，導引工具109的開口部141與第一比較例一樣為V字形凹槽245。

第二比較例(V字形凹槽245)係如圖8所示，不管在位置S1至S6的哪個位置，都必須將導引工具109的朝向調整成導引工具109的朝向為線L2的切線方向。

本實施型態中，仿形導引部45係在周方向延伸，且形成為圓錐狀。因此，在毛邊移除或倒角加工時，如圖7所示，即使切削工具7與工件W的接觸角度發生變化，在所有的位置(例如位置R1、位置R2、位置R3等)，仿形導引部45的中央T1的附近都會抵接於工件W的被加工面M。因此，在加工進行當中不用調整導引工具9的朝向，就可加工工件W的被加工面M。

圖9顯示導引工具9的第二實施型態，圖9(A)為導引工具9的立體圖，圖9(B)為導引工具9的側視圖，圖9(C)為圖9(B)的C-C線剖面圖。圖9中，將與圖3、圖4相同的部分都標以相同的符號，並將其說明予以省略。

導引工具9係形成有讓切削工具7的周面的刃部露出之開口部541。開口部541具備有一對開口緣部542,543。

開口緣部542,543係如圖9(A)(B)所示，在中央部具備有在周方向延伸之仿形導引部145，在仿形導引部145的兩側具備有在周方向延伸之退避部146,147。

退避部146係如圖9(C)所示，以沿著仿形導引部145的內側端點145B的切線方向切削開口緣部542,543之方式設置。退避部147係以沿著仿形導引部145的內側端點145A的切線方向切削開口緣部542,543之方式設置。另外，以將開口緣部542,543連起來的方式，在開口部541的兩端設有從側面看呈矩形之輔助的退避部148。

輔助的退避部148的形狀只要是能夠將開口緣部542,543的兩端連接起來的形狀即可，並不限定於矩形，亦可為例如圓弧形、橢圓形等。

第二實施型態因為設有矩形的輔助的退避部148，所以有更廣的範圍允許工件W的被加工面M退避。

圖10顯示第三實施型態。

圖10(A)中，導引工具9係具備有在軸方向相隔著間隔之與圖3(A)相同態樣的開口部41、以及比開口部41大之開口部341。可依據工件W的被加工面M的大小，選擇使用兩個開口部41,341。除了兩個開口部41,341之外，亦可與圖9(C)的開口部541等相組合。

圖10(B)中，導引工具9係具備有與圖3(A)相同態樣的開口部41。另外，在導引工具9的前端側具備有讓切削工具7的刃部露出之切口部241。切口部241的前端側雖然是開放的，但不限定於此。切口部241亦可形成於導引工具9的軸方向的中央部分。

切口部241係如圖10(C)所示，具備有在切削工具7的刃部的切線方向延伸之仿形面242。切口部241很適合用於在樹脂成型品等的分模線出現的毛邊之去除。開口部41除了與切口部241組合之外，亦可與圖9(C)的開口部541等相組合。

上述實施型態之毛邊移除裝置1係在多關節機器人3的手臂17的前端部18具備有毛邊移除工具5。揭示的型態係使毛邊移除工具5的切削工具7抵接於配置在工件承接治具93上的工件W，將工件W的毛邊切除。

圖11顯示第四實施型態。

第四實施型態係在多關節機器人3的附近設置毛邊移除工具5。毛邊移除工具5係固定於固定部91。其他的詳細的構成與上述實施型態大致相同，將其說明予以省略。在多關節機器人3的手臂17的前端部18安裝有夾頭90，夾頭90夾持工件W。

第四實施型態係將夾持於多關節機器人3的手臂17的前端部18之工件W抵接於毛邊移除工具5，將工件W的毛邊切除。

上述的實施型態揭示的只是本發明的一態樣，本發明並不限於此，還可在未脫離本發明的主旨之範圍內做任意的變化及應用。

7:切削工具

9:導引工具(仿形導引構件)

23:凸緣

41:開口部

41A,41B:端點

42,43:開口緣部

45:仿形導引部

45A,45B:外側端點

46,47:退避部

95:排出孔

M1:基準面

W:工件

Claims

一種毛邊移除裝置，係包含毛邊移除工具，該毛邊移除工具係具備仿形導引構件，該仿形導引構件係嵌插有切削工具，且具有讓該切削工具的刃部露出之開口部；前述開口部的開口緣部係具備：仿形導引部；以及在前述仿形導引部的兩側分別設置之退避部；前述仿形導引部係以前述仿形導引部的中心軸為中心在周方向呈扇形擴展預定角度；前述仿形導引部從側面看係形成為圓錐狀；前述毛邊移除工具係安裝在多關節機器人的手臂前端部；該毛邊移除裝置係構成為使前述毛邊移除工具抵接於配置在工件承接治具上的工件，且以抵靠在前述工件的仿形基準面的狀態下移動的方式，將前述工件的毛邊切除；前述退避部係以連結前述仿形導引部的徑向的外側端點與前述開口部的外側的端點的方式切削前述開口緣部而設置。
如請求項1所述之毛邊移除裝置，其中，前述仿形導引構件係具備在軸方向相隔著間隔之複數個前述開口部。
如請求項1或2所述之毛邊移除裝置，其中，前述仿形導引構件係具備讓前述切削工具的刃部露出之切口部，前述切口部係具備在前述刃部的切線方向延伸之仿形面。
一種毛邊移除裝置，係包含毛邊移除工具，該毛邊移除工具係具備仿形導引構件，該仿形導引構件係嵌插有切削工具，且具有讓該切削工具的刃部露出之開口部；前述開口部的開口緣部係具備：仿形導引部；以及在前述仿形導引部的兩側分別設置之退避部；前述仿形導引部係以前述仿形導引部的中心軸為中心在周方向呈扇形擴展預定角度；在前述開口部的兩端，以將前述開口緣部連起來的方式設有輔助的退避部；前述仿形導引部從側面看係形成為圓錐狀；前述毛邊移除工具係安裝在多關節機器人的手臂前端部；該毛邊移除裝置係構成為使前述毛邊移除工具抵接於配置在工件承接治具上的工件，且以抵靠在前述工件的仿形基準面的狀態下移動的方式，將前述工件的毛邊切除；前述退避部係以沿著前述仿形導引部的徑向的內側端點的至少切線方向切削前述開口緣部的方式而設置。
如請求項4所述之毛邊移除裝置，其中，前述仿形導引構件係具備在軸方向相隔著間隔之複數個前述開口部。
如請求項4或5所述之毛邊移除裝置，其中，前述仿形導引構件係具備讓前述切削工具的刃部露出之切口部，前述切口部係具備在前述刃部的切線方向延伸之仿形面。