JP6897395B2 - Processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、被加工物の加工を行う加工装置に関する。 The present invention relates to a processing apparatus for processing a workpiece.
従来、被加工物(ワーク)の加工を行う加工装置として、例えば、特開平8−141893号公報に記載されるように、加工具であるカッタに対しローラガイドを回転自在に取り付けた装置が知られている。この加工装置は、カッタにローラガイドを取り付けて、加工の際にワークに対しカッタの切削部の位置決めを容易にしようとするものである。また、カッタにローラガイドを取り付けることにより、ローラガイドで規定された寸法以上に切削されることを防止することができる。 Conventionally, as a processing device for processing a work piece (work), for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-141893, a device in which a roller guide is rotatably attached to a cutter which is a processing tool is known. Has been done. In this processing apparatus, a roller guide is attached to the cutter to facilitate positioning of the cutting portion of the cutter with respect to the work during processing. Further, by attaching the roller guide to the cutter, it is possible to prevent cutting beyond the dimensions specified by the roller guide.
しかしながら、上述した加工装置においては、ワークに対し適切に加工できない場合がある。例えば、ワークに対しガイドローラを正確な位置に当接させないと十分な切削が行えないこととなる。具体的には、図6に示すように、カッタ101によりワーク102の面取り加工する場合、カッタ101に対しガイド部材103を取り付け、ガイド部材103に形成した開口104にワーク102を挿入して加工が行われる。このとき、ワーク102の角部を開口104に対し正確に位置させないと適切な面取り加工が行えない。つまり、ワーク102の角部が開口104の中央位置からずれていると、ワーク102が開口104を形成する一方の縁部105のみに当接し、十分に面取りが行えないこととなる。
However, in the above-mentioned processing apparatus, it may not be possible to appropriately process the work. For example, sufficient cutting cannot be performed unless the guide roller is brought into contact with the work at an accurate position. Specifically, as shown in FIG. 6, when chamfering the
そこで、精密な位置制御を行わなくても、適切な加工が行える加工装置の開発が望まれている。 Therefore, it is desired to develop a processing apparatus capable of performing appropriate processing without performing precise position control.
本発明の一態様に係る加工装置は、加工具を回転させて被加工物を加工する加工装置において、加工具の外周に取り付けられ、加工具に対し回転可能とされ、被加工物を前記加工具に当接させるための開口が形成されるガイド部材を備え、ガイド部材は、開口が螺旋状に形成され、加工具に対し回転することにより開口の位置を加工具の軸方向へ移動可能に構成されている。この加工装置によれば、ガイド部材の開口の位置が加工具の軸方向へ移動可能とされることにより、ガイド部材の開口を通じて被加工物に加工具を当接させる際、被加工物に対し開口の位置がずれていても、開口が移動して開口の位置を被加工物に対し適切な位置とすることができる。従って、被加工物を適切に加工することが可能となる。また、本発明の一態様に係る加工装置において、開口が螺旋状に形成されることにより、加工具に対しガイド部材が回転することによって開口の位置を加工具の軸方向へ移動させることができる。このため、簡易な構造により開口を被加工物に対し適切な位置へ移動させることができる。 The processing apparatus according to one aspect of the present invention is a processing apparatus that rotates a processing tool to process an workpiece, and is attached to the outer periphery of the processing tool so as to be rotatable with respect to the processing tool, and the workpiece is added to the workpiece. The guide member includes a guide member in which an opening for contacting the tool is formed, and the guide member has an opening formed in a spiral shape and can move the position of the opening in the axial direction of the machining tool by rotating with respect to the machining tool. It is configured. According to this processing device, the position of the opening of the guide member can be moved in the axial direction of the processing tool, so that when the processing tool is brought into contact with the work piece through the opening of the guide member, the work piece is subjected to. Even if the position of the opening is deviated, the opening can be moved and the position of the opening can be set to an appropriate position with respect to the workpiece. Therefore, it is possible to appropriately process the workpiece. Further, in the processing apparatus according to one aspect of the present invention, since the opening is formed in a spiral shape, the position of the opening can be moved in the axial direction of the processing tool by rotating the guide member with respect to the processing tool. .. Therefore, the opening can be moved to an appropriate position with respect to the workpiece by a simple structure.
また、上述の加工装置において、ガイド部材は、加工具に対し軸方向へ移動可能に取り付けられ、加工具に対し軸方向へ移動することにより開口の位置を前記加工具の軸方向へ移動可能に構成されていてもよい。この場合、ガイド部材が加工具に対し軸方向へ移動することによって開口の位置を加工具の軸方向へ移動させることができる。このため、簡易な構造により開口を被加工物に対し適切な位置へ移動させることができる。 Further, in the above-mentioned processing apparatus, the guide member is movably attached to the processing tool in the axial direction, and the position of the opening can be moved in the axial direction of the processing tool by moving in the axial direction with respect to the processing tool. It may be configured. In this case, the position of the opening can be moved in the axial direction of the machining tool by moving the guide member in the axial direction with respect to the machining tool. Therefore, the opening can be moved to an appropriate position with respect to the workpiece by a simple structure.
本発明によれば、被加工物に対するガイド部材の精密な位置制御を行わなくても適切な加工を行うことができる。 According to the present invention, appropriate machining can be performed without precisely controlling the position of the guide member with respect to the workpiece.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一実施形態に係る加工装置1の構成を示す概略図である。図1に示されるように、加工装置1は、加工具2を回転させてワークWの加工を行う装置である。ワークWは、加工装置1により加工される被加工物であり、ワーク保持台91に固定されて保持される。ワークWとしてはあらゆる部品を適用することができる。ワークWの例としては、金型、エンジン構成部品など挙げられる。加工装置1は、ワークWの角部の面取り加工に適している。本実施形態では、ワークWの加工として、面取りを行う場合について説明する。なお、本実施形態に係る加工装置1は、面取り加工のほか、バリ取りや切削などの加工に適用することもできる。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of the processing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the processing apparatus 1 is an apparatus for processing a work W by rotating a
加工装置1は、加工具2の位置及び姿勢の調整を行うロボットアーム3を備えている。ロボットアーム3は、加工具2を用いて加工を実行する加工実行部として機能する。ロボットアーム3は、複数のリンク部31〜34及び複数の関節部35〜37を有し、加工具2の位置及び姿勢を変更可能に構成されている。リンク部31〜34は、軸方向に延びる棒状の部材である。リンク部31は鉛直方向に向けられ、その基端側がベース部材38の上面に取り付けられている。リンク部31は、このリンク部31の軸線を中心に回転可能に構成されている。リンク部31の先端側には、関節部35を介してリンク部32が取り付けられている。関節部35は、水平方向の軸線を中心に回転可能に構成されている。関節部35の回転動作により、リンク部32が関節部35の回転軸を中心に回転する。
The processing device 1 includes a robot arm 3 that adjusts the position and orientation of the
リンク部32の先端側には、関節部36を介してリンク部33が取り付けられている。関節部36は、水平方向の軸線を中心に回転可能に構成されている。関節部36の回転動作により、リンク部33が関節部36の回転軸を中心に回転する。リンク部33は、このリンク部33の軸線を中心に回転可能に構成されている。リンク部33の先端側には、関節部37を介してリンク部34が取り付けられている。関節部37は、水平方向の軸線を中心に回転可能に構成されている。関節部37の回転動作により、リンク部34が関節部37の回転軸を中心に回転する。リンク部34は、このリンク部34の軸線を中心に回転可能に構成されている。
A link portion 33 is attached to the tip end side of the
リンク部34の先端側には、スピンドルモータ4が取り付けられている。スピンドルモータ4は、加工具2を回転させる回転部として機能する。なお、加工装置1の回転部としては、加工具2を回転させることができれば、スピンドルモータ4以外のものを用いてもよく、例えばスピンドルとモータが別体に構成されたものを用いることができる。
A spindle motor 4 is attached to the tip end side of the
スピンドルモータ4の先端側には、加工具2が取り付けられている。加工具2は、ワークWに当接されて回転して、ワークWを加工する部材である。この加工具2としては、例えばエンドミルが用いられる。具体的には、加工具2は、外周に螺旋状の刃を形成した円柱状の工具である。加工具2は、スピンドルモータ4に取り付けられて用いられる。すなわち、加工具2は、スピンドルモータ4の回転に応じて回転し、ワークWに当接されることによりワークWを切削する。加工具2には、ガイド部材7が取り付けられている。ガイド部材7の詳細については、後述する。
A
スピンドルモータ4の基端側には、力覚センサ5が取り付けられている。力覚センサ5は、加工具2に作用する外力を検出するセンサである。力覚センサ5は、当該力覚センサ5よりも先端側の部分に作用する外力を検出する。力覚センサ5としては、例えば直交三軸方向の力と各軸周りのトルクを計測可能な六軸センサが用いられる。このため、力覚センサ5は、加工具2に作用する六自由度の外力と三軸周りのトルクを検出することができる。なお、外力を検出する力センサは、加工具2に作用する外力が検出できるものであれば、力覚センサ5以外のセンサを用いてもよい。
A
加工装置1は、制御部6を備えている。制御部6は、加工装置1の加工制御を行う制御ユニットである。制御部6は、例えば、一つのコンピュータ又は電子制御ユニットにより構成されていてもよいし、パーソナルコンピュータ及びコントローラにより構成してもよい。制御部6において、加工具2の目標加工データが入力されることにより、加工具2の移動の目標軌道が設定される。制御部6は、スピンドルモータ4に制御信号を出力して、スピンドルモータ4を回転させ加工具2を回転させる。この状態で、制御部6は、ロボットアーム3を作動させて目標軌道に従って加工具2を移動させ、ワークWの加工を行わせる。
The processing device 1 includes a
図1に示すように、制御部6は、ロボットアーム3と電気的に接続され、関節部35〜37及びリンク部31、33、34に対し制御信号を出力して関節部35〜37及びリンク部31、33、34の回転動作を調整する。また、制御部6は、関節部35〜37及びリンク部31、33、34の回転情報を入力し、関節部35〜37及びリンク部31、33、34の回転状態を認識する。制御部6は、力覚センサ5と電気的に接続され、力覚センサ5の検知信号を入力し、加工具2の押付力を認識する。
As shown in FIG. 1, the
加工装置1は、例えば、加工具2の力制御及び位置制御により、ワークWの加工を行う。制御部6は、設定された押付力で加工具2がワークWを押し付けるようにロボットアーム3を作動させて力制御を行う。上述したように制御部6には力覚センサ5の検知信号により加工具2の実際の押付力が入力されるため、押付力のフィードバック制御が可能である。また、制御部6は、加工具2の進行方向に対して位置制御を行う。例えば、ワークWの角部の面取り加工する場合、制御部6にはワークWの角部に沿って目標軌道が設定される。これにより、制御部6は、ワークWの角部に沿って加工具2が移動するようにロボットアーム3を作動させて、加工具2の位置制御を行う。
The processing apparatus 1 processes the work W by, for example, force control and position control of the
図2に示すように、加工具2には、ガイド部材7が取り付けられている。ガイド部材7は、ワークWの加工量を規制する部材である。言い換えれば、ガイド部材7は、目標以上の寸法でワークWが加工されることを防止する部材として機能する。ガイド部材7は、周面に開口71を形成した筒体であり、加工具2の外周に取り付けられている。すなわち、ガイド部材7は、加工具2を挿通させて加工具2の外周位置に取り付けられている。
As shown in FIG. 2, a
また、ガイド部材は、加工具2に対し回転可能に取り付けられている。例えば、ガイド部材7は、軸受け72を介して加工具2に取り付けられ、加工具2に対し回転自在となっている。開口71は、ガイド部材7の周面に螺旋状に形成されている。すなわち、開口71は、ガイド部材7の周方向に沿って螺旋状に形成され、ガイド部材7の内外を貫通している。開口71は、ワークWを加工具2に当接させるための孔である。ワークWは、開口71に挿入されて加工具2に接触し加工される。この開口71は、例えば、同じ幅Aで螺旋状に形成される。幅Aより大きい部分は開口71を通らないため、ワークWの角部を面取り加工する場合、開口71によりワークWの面取り量が規制され、加工し過ぎることが防止される。開口71は、周方向に対し斜めに形成されているため、ガイド部材7が回転することによって開口位置が加工具2の軸方向へ移動可能となっている。なお、図2では、複数の開口71を形成したガイド部材7を示しているが、ガイド部材7に対し開口71は一つだけ形成されていてもよい。
Further, the guide member is rotatably attached to the
次に、本実施形態に係る加工装置1の動作について説明する。 Next, the operation of the processing apparatus 1 according to the present embodiment will be described.
加工装置1によりワークWの面取り加工を行う場合について説明する。図1において、まず、ワークWがワーク保持台91に固定され、制御部6に加工具2の目標軌道が設定される。そして、制御部6は、ロボットアーム3及びスピンドルモータ4に制御信号を出力し、スピンドルモータ4を回転させつつ、ロボットアーム3を作動させる。これにより、加工具2が回転し、目標軌道に従って移動する。図2に示すように、加工具2は、ワークWの角部に当接するように移動する。例えば、加工具2は、面取りを行う面に対し平行となるような姿勢とされ、ワークWの角部に当接される。
A case where the work W is chamfered by the processing apparatus 1 will be described. In FIG. 1, first, the work W is fixed to the work holding table 91, and the target trajectory of the
このとき、図3に示すように、ワークWに対しガイド部材7の開口71の位置がずれる場合がある。すなわち、ワークWの角部が開口71の中央位置にない場合、ガイド部材7の一方の縁部のみがワークWと当接することとなる。図3では、ガイド部材7の上側の縁部のみがワークWと当接している。この図3の状態では、ワークWの面取りの加工量は不足しており、十分な面取りが行えない。
At this time, as shown in FIG. 3, the position of the
ここで、本実施形態に係る加工装置1では、加工具2がワークWに押し付けられることにより、ガイド部材7が軸回りに回転し、開口71の位置が軸方向へ移動する。つまり、ガイド部材7が回転することにより、螺旋状に形成される開口71がワークWの位置において軸方向へ移動することとなる。これにより、図4に示すように、ワークWが開口71の中央に位置し、開口71により加工規制を受けつつ、所望の面取り加工が行える。
Here, in the processing apparatus 1 according to the present embodiment, when the
この図4の状態にて、加工具2は、力制御によって所定の押付力でワークW側へ押し付けられる。そして、加工具2は位置制御によってワークWの角部に沿って移動し、角部の面取り加工が行われる。
In the state of FIG. 4, the
以上説明したように、本実施形態に係る加工装置1によれば、ガイド部材7の開口71の位置が加工具2の軸方向へ移動可能に構成されることにより、ガイド部材7の開口71を通じてワークWに加工具2を当接させる際、ワークWに対し開口71の位置がずれていても、開口71が移動して開口71の位置をワークWに対し適切な位置とすることができる。従って、ガイド部材7を適正に機能させ、ワークWを適切に加工することができる。
As described above, according to the processing apparatus 1 according to the present embodiment, the position of the
また、本実施形態に係る加工装置1において、開口71が螺旋状に形成されることにより、加工具2に対しガイド部材7が回転することで開口71の位置を加工具2の軸方向へ移動させることができる。このため、簡易な構造により開口71をワークWに対し適切な位置へ移動させることができる。
Further, in the processing apparatus 1 according to the present embodiment, the
(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態に係る加工装置について説明する。
(Second Embodiment)
Next, the processing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.
図5は、第二実施形態に係る加工装置のガイド部材を示す図である。第二実施形態に係る加工装置は、ロボットアーム3、スピンドルモータ4、力覚センサ5及び制御部6について、上述した第一実施形態に係る加工装置1と同様なものを用いることができる。つまり、第二実施形態に係る加工装置は、ガイド部材のみが第一実施形態に係る加工装置1と異なっている。
FIG. 5 is a diagram showing a guide member of the processing apparatus according to the second embodiment. As the processing apparatus according to the second embodiment, the same processing apparatus as the processing apparatus 1 according to the first embodiment described above can be used for the robot arm 3, the spindle motor 4, the
図5に示すように、本実施形態に係る加工装置のガイド部材7aは、加工具2に取り付けられている。ガイド部材7aは、ワークWの加工量を規制する部材である。言い換えれば、ガイド部材7aは、目標以上の寸法でワークWが加工されることを防止する部材として機能する。ガイド部材7aは、周面に開口71aを形成した筒体であり、加工具2の外周に回転可能に取り付けられている。例えば、ガイド部材7aは、加工具2の外周より大きい内周とした筒体により構成され、加工具2を挿通させて取り付けられることにより、加工具2に対し回転自在となっている。
As shown in FIG. 5, the
ガイド部材7aの端部から離間した位置にストッパ74が取り付けられている。ストッパ74は、ガイド部材7aの軸方向への移動範囲を規制する部材であり、ガイド部材7aの両端側にそれぞれ一つずつ取り付けられている。このため、ガイド部材7aは、ストッパ74、74の間において、加工具2の軸方向へ移動可能となっている。ガイド部材7aが軸方向へ移動することにより、開口71aの位置を軸方向へ移動させることができる。開口71aは、ガイド部材7aの周方向へ延びる孔である。開口71aは、軸方向に対し同じ幅で形成されている。開口71aの幅より大きい物は開口71aを通らないため、ワークWの角部を面取り加工する場合、開口71aによりワークWの面取り量が規制され、加工し過ぎることが防止される。
A
このような、本実施形態に係る加工装置においても、第一実施形態に係る加工装置1と同様に、ワークWを適切に加工することが可能となる。すなわち、ガイド部材7aが加工具2に対し軸方向へ移動することによって開口71aの位置を加工具2の軸方向へ移動させることができる。このため、ガイド部材7aの開口71aを通じてワークWに加工具2を当接させる際、ワークWに対し開口71aの位置がずれていても、開口71aが移動して開口71aの位置をワークWに対し適切な位置とすることができる。従って、ガイド部材7aを適正に機能させ、ワークWを適切に加工することができる。
In such a processing apparatus according to the present embodiment, the work W can be appropriately processed as in the processing apparatus 1 according to the first embodiment. That is, the position of the
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲の記載の要旨を逸脱しない範囲で様々な変形態様を取ることができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments. The present invention can take various modifications without departing from the gist of the claims.
例えば、上述の実施形態では、加工実行部としてロボットアーム3を用いる場合について説明したが、加工具2の位置及び姿勢の調整を行い、加工具2を用いて加工を実行できるものであれば、ロボットアーム3以外の機構や機器などを用いてもよい。具体的には、関節部及びリンク部の設置数の異なるロボットアーム又はマニピュレータを用いてもよいし、加工具2を回転させながら目標軌道に沿って移動させ力制御可能な工作機械などを用いてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the case where the robot arm 3 is used as the machining execution unit has been described, but if the position and orientation of the
また、本実施形態では、加工具2としてエンドミルを用いる場合について説明したが、ワークWを面取り加工できる加工具であれば、他の加工具を用いてもよい。
Further, in the present embodiment, the case where the end mill is used as the
1 加工装置
2 加工具
3 ロボットアーム
4 スピンドルモータ
5 力覚センサ
6 制御部
7 ガイド部材
71 開口
W ワーク(被加工物)
1
Claims (2)
前記加工具の外周に取り付けられ、前記加工具に対し回転可能とされ、前記被加工物を前記加工具に当接させるための開口が形成されるガイド部材を備え、
前記ガイド部材は、前記開口が螺旋状に形成され、前記加工具に対し回転することにより前記開口の位置を前記加工具の軸方向へ移動可能に構成されている、
加工装置。 In a processing device that processes a work piece by rotating a processing tool
It is provided with a guide member which is attached to the outer periphery of the processing tool, is rotatable with respect to the processing tool, and has an opening for contacting the workpiece with the processing tool.
The guide member is configured such that the opening is formed in a spiral shape and the position of the opening can be moved in the axial direction of the processing tool by rotating with respect to the processing tool.
Processing equipment.
請求項1に記載の加工装置。 The guide member is attached to the machining tool so as to be movable in the axial direction, and the position of the opening can be moved in the axial direction of the machining tool by moving in the axial direction with respect to the machining tool. ,
The processing apparatus according to claim 1.
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JP2017145720A JP6897395B2 (en) | 2017-07-27 | 2017-07-27 | Processing equipment |
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JP2017145720A JP6897395B2 (en) | 2017-07-27 | 2017-07-27 | Processing equipment |
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JP2019025568A JP2019025568A (en) | 2019-02-21 |
JP6897395B2 true JP6897395B2 (en) | 2021-06-30 |
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JP2017145720A Active JP6897395B2 (en) | 2017-07-27 | 2017-07-27 | Processing equipment |
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2017
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