JP7089349B2 - エッジの丸み付け加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロボットに装着した研削ツールを用いたエッジの丸み付け加工方法に関する。

従来から、研磨帯を巻き掛けた加工ツールが知られている。特許文献１は、この種の加工ツールを開示する。

この特許文献１の加工ツールは、ロボットに取り付けられるものではなく手持ち式のものであるが、サンドベルト（研磨帯）と、当該ツールの先端側に設けられる偏向ローラと、サンドベルトを緊張するための緊体ローラと、滑りシューと、を備えている。サンドベルトは、偏向ローラと、緊体ローラと、に巻き掛けられるとともに、滑りシューの、特に扁平な作業面を規定する研削ソールを介してガイドされるようになっている。研削ソールは、当該ツールのケーシングの縦軸線に対して左右対称に２つ延びており、これらの２つの研削ソールが互いに角度（特に鋭角）をなして延びるように配置されている。また、この特許文献１の加工ツールでは、サンドベルトをガイドする偏向ローラや滑りシュー等の構成が、当該ツールの細長いケーシングの後部領域の手前に配置されていて、サンドベルトとともにケーシングの前部領域内で、中央が前方に向いて自由に突き出る楔形尖端状の輪郭を形成するように構成されている。

特開平１０－２１７０９２号公報

しかし、上記特許文献１の構成では、例えば細長く形成された凸部の両側にエッジが形成されているワークを加工したい場合、１つずつエッジを加工しなければならず、加工時間を短縮する観点から改善の余地が残されていた。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、ワークに形成されたエッジを効率的に加工することにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下のエッジの丸み付け加工方法が提供される。即ち、凸部の両側にエッジが配置されているワークに対し、ロボットに装着した研削ツールによって前記エッジの丸み付け加工を行う。前記研削ツールは、ローラ群と、無端状の研削ベルトと、駆動ローラと、を備える。前記ローラ群は、複数のローラからなる。前記無端状の研削ベルトは、前記ローラ群の部分で折り返すように配置される。前記駆動ローラは、モータの駆動力が伝達されることにより前記研削ベルトを駆動する。前記ローラ群は、何れも前記研削ベルトにより従動回転する第１ローラ、第２ローラ、及び第３ローラを含む。前記研削ベルトは、前記第２ローラ、前記第１ローラ、前記第３ローラの順に巻き掛けられる。前記第１ローラは、前記研削ベルトの外周側に配置される。前記第２ローラ及び前記第３ローラは、何れも前記研削ベルトの内周側に配置される。前記第２ローラと前記第１ローラとの間、及び、前記第１ローラと前記第３ローラとの間には、前記研削ベルトが内周側に撓むことを許容する空間が形成されている。エッジの丸み付け加工方法は、第１工程と、第２工程と、を含む。前記第１工程では、前記ワークに形成されている前記凸部が、前記研削ツールの前記第２ローラと前記第３ローラとの間の空間に相対的に差し込まれるように、前記研削ツールを移動させる。前記第２工程では、走行する前記研削ベルトのうち前記第２ローラと前記第１ローラの間の部分を、前記凸部の一側のエッジに接触させるとともに、前記第１ローラと前記第３ローラの間の部分を、前記凸部の他側のエッジに接触させる。前記第２工程において、走行する前記研削ベルトは、前記凸部の両側に平行に配置された２本の直線状のエッジに対して同時に接触する。前記第２工程において、走行する前記研削ベルトを前記エッジに接触させた状態で、当該エッジの長手方向一側に前記研削ツールを移動させた後、前記研削ベルトの走行方向を逆向きにして、走行する前記研削ベルトを前記エッジに接触させた状態で、当該エッジの長手方向他側に前記研削ツールを移動させる。

これにより、凸部を挟んで配置されている両側のエッジに研削ベルトを同時に接触させて、丸み付け加工を一度に行うことができる。この結果、加工効率を向上させることができる。また、片方のエッジずつ加工を行う場合に生じ易かった凸部の側壁の傷付きのおそれも低減することができる。研削ベルトによって研削される方向が互いに逆となる２回の加工が行われることで、対称性のある丸み付け加工をエッジに対して行うことができる。

本発明によれば、ワークに形成されたエッジを効率的に加工することができる。

本発明の一実施形態に係る研削ツールの全体的な構成を概略的に示す平面図。 ワークに形成されている直線状のエッジを研削ツールにより丸み付け加工する様子を示す斜視図。 研削ツールから閉鎖プレートを取り外した様子を示す分解斜視図。 ３つのローラの位置関係を説明する模式図。 ３つのローラの相対位置を変更可能な例を説明する模式図。 ワークの様々な形状に応じたローラの位置の例を示す模式図。 ワークのエッジが非対称的に形成されている場合のローラの位置の例を示す模式図。 ワークに形成されている円状のエッジを研削ツールにより丸み付け加工する様子を示す斜視図。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る研削ツール１の全体的な構成を概略的に示す平面図である。図２は、ワーク６０に形成されている直線状のエッジ６２を研削ツール１により丸み付け加工する様子を示す斜視図である。図３は、研削ツール１から閉鎖プレートを取り外した様子を示す分解斜視図である。図４は、３つのローラ１１，１２，１３の位置関係を説明する模式図である。

図１に示す研削ツール１は、加工対象のワーク６０に対して研削加工を自動的に行うために、アーム型のロボット５０の先端に装着して用いられるものである。

研削ツール１は、ローラ群１０と、研削ベルト２０と、駆動ローラ３０と、テンションローラ４０と、を備える。

研削ツール１は更に、把持部１５と、ツールフレーム１６と、を備える。把持部１５は、ロボット５０の手先が把持することができるように構成されている。ツールフレーム１６は、把持部１５に固定されている。ローラ群１０、研削ベルト２０、駆動ローラ３０及びテンションローラ４０は、ツールフレーム１６に配置される。これにより、研削ツール１を、ロボット５０の先端に着脱可能に取り付けることができる。

ローラ群１０は、３つのローラ、即ち、第１ローラ１１、第２ローラ１２及び第３ローラ１３を備える。それぞれのローラ１１，１２，１３は、ツールフレーム１６に取り付けられる支持部材２により、回転可能に支持されている。ローラ群１０は、駆動ローラ３０よりも把持部１５から遠い側に配置されている。

研削ベルト２０は、無端状に形成された可撓性を有するベルトであり、ローラ群１０、駆動ローラ３０、及びテンションローラ４０に巻き掛けられている。研削ベルト２０の外周面には、ワーク６０を研削するための研削面が形成されている。研削ベルト２０は、ローラ群１０の部分で折り返すように配置されている。

駆動ローラ３０は、ツールフレーム１６に固定されるモータ３１によって回転駆動され、巻き掛けられている研削ベルト２０を循環的に走行させる。このモータ３１には、ロボット５０側から電力が供給される。また、モータ３１は、制御信号が入力されることにより、その回転方向を切り換えることができるように構成されている。

テンションローラ４０は、回転可能に支持されるとともに、図示しないテンションスプリングの作用により移動可能に構成されている。テンションローラ４０は、巻き掛けられている研削ベルト２０に対し、適度の張力を付与する。

テンションローラ４０は、駆動ローラ３０よりも把持部１５から遠い側に、かつ、ローラ群１０よりも把持部１５に近い側に配置されている。これにより、ロボット５０から離れた場所に、ワーク６０に対して加工を行う部分であるローラ群１０を配置でき、かつ、駆動ローラ３０及びテンションローラ４０等を含めて研削ツール１のコンパクトな構成を実現できる。この結果、ロボット５０のアーム部と研削ツール１との干渉が発生しにくくなる。

図２及び図３には、研削ツール１の支持部材２の周辺の構成が詳細に示されている。図２に示すように、支持部材２は、ベースロッド（ベース部材）３と、２つの支持プレート（支持部材）４ａ，４ｂと、を備える。

ベースロッド３は、ロッド部３ａの一側の端部にブロック部３ｂを一体的に形成した構成となっている。ロッド部３ａは、丸棒状に形成されており、ツールフレーム１６に装着することができる。ロッド部３ａの中心軸３ｃが、支持部材２の基準の軸（以下、基準軸と呼ぶことがある。）となっている。ブロック部３ｂは概ね直方体状に形成されており、支持プレート４ａ，４ｂを取り付けるための取付面が形成されている。

支持プレート４ａ，４ｂは、板状の部材であり、その厚み方向で互いに隙間をあけて対面するように、かつ互いに平行に２つ配置されている。それぞれの支持プレート４ａ，４ｂは、ベースロッド３のブロック部３ｂに対してネジ５により固定されている。２つの支持プレート４ａ，４ｂは、互いに対応する形状（概ねＹ字状）を有している。

一側の支持プレート４ａには、図３に示すように、第２ローラ１２及び第３ローラ１３のそれぞれの支軸を差し込むための貫通孔が形成されている。また、この支持プレート４ａには、第１ローラ１１に対応する位置に凹部４ｒが形成されており、この凹部４ｒを閉鎖するように閉鎖プレート７がボルト（固定部材）９により固定されている。閉鎖プレート７には、第１ローラ１１の支軸を差し込むための貫通孔が形成されている。

上記と反対側の支持プレート４ｂには、図示しないが、第１ローラ１１、第２ローラ１２、及び第３ローラ１３のそれぞれの支軸を差し込むための貫通孔が形成されている。

３つのローラ１１，１２，１３は、閉鎖プレート７と支持プレート４ｂによって挟まれ、又は、２つの支持プレート４ａ，４ｂによって挟まれるようにして、回転可能に支持される。３つのローラ１１，１２，１３の回転軸線は、互いに平行に配置される。

図３等に示すように、ローラ群１０を構成する第１ローラ１１、第２ローラ１２及び第３ローラ１３は、ロボット５０に近い側が尖るような３角形をなすように、当該３角形の頂点に配置されている。そして、上記の尖ったところの頂点に、第１ローラ１１が位置している。

それぞれのローラ１１，１２，１３の回転軸と平行な方向で見たとき、図４に簡略的に示すように、第１ローラ１１は、支持部材２の基準軸３ｃ上に位置している。また、第２ローラ１２と第３ローラ１３とは、基準軸３ｃに関して対称となるように配置されている。言い換えれば、３つのローラ１１，１２，１３がなす３角形は、基準軸３ｃに関して対称となっている。

研削ベルト２０は、第２ローラ１２、第１ローラ１１、第３ローラ１３の順に巻き掛けられる。また、第２ローラ１２及び第３ローラ１３は、何れも研削ベルト２０の内周側に配置される一方、第１ローラ１１は、研削ベルト２０の外周側に配置されている。これにより、第１ローラ１１の部分で、研削ベルト２０が内周側に近づくようにＶ字状に凹ませることができる。

３つのローラ１１，１２，１３は互いに同一の構成であり、支軸と、ローラ体と、の間に図示しない小型の軸受が配置されている。３つのローラ１１，１２，１３は何れも従動ローラとして構成されており、研削ベルト２０の走行に伴って従動回転する。これにより、特に支持部材２の周辺の小型化及び簡素化を実現することができる。

３つのローラ１１，１２，１３の何れにおいても、ローラ体の外周面には、軸方向両端部に比べて中間部を大径とするクラウンが形成されている。これにより、研削ベルト２０がローラ１１，１２，１３から外れにくくすることができる。

第１ローラ１１の外周面には研削ベルト２０の研削面が接触することになるので、この外周面には、摩耗防止加工の一種である硬質コートが施されている。この硬質コートとしては、例えばダイヤモンドコートとすることが考えられる。これにより、第１ローラ１１が研削ベルト２０により削れてしまうのを抑制することができる。

また、支持プレート４ａに対して閉鎖プレート７がボルト９により着脱可能に固定されており、第１ローラ１１の支軸の一端が、この閉鎖プレート７によって支持されている。従って、支持プレート４ａを取り外さずに、閉鎖プレート７を取り外すだけで、研削ベルト２０又は第１ローラ１１の交換を容易に行うことができる。

３つのローラ１１，１２，１３のそれぞれが上記のように小型のローラとして構成されているので、ローラ群１０の密集配置を実現することができる。具体的に言えば、図１に示すように、第２ローラ１２と第１ローラ１１との間の距離、及び、第１ローラ１１と第３ローラ１３との間の距離は、何れも、駆動ローラ３０とローラ群１０との間の距離より短くなっており、また、テンションローラ４０とローラ群１０との距離より短くなっている。このようなコンパクトなローラ群１０の配置により、狭い場所でも加工を容易に行うことができる。

第２ローラ１２と第１ローラ１１の間、及び、第１ローラ１１と第２ローラ１２の間には、図３に示すようにそれぞれ空間８が形成されている。従って、研削ベルト２０において、上記の空間８に対応する部分は、当該空間８に入り込むように内周側に撓むことが可能なフリーベルト部となっている。

これにより、ワーク６０において凸部６１を挟んで２つの直線状のエッジ６２が配置されている場合に、この凸部６１の両側で相対的に凹となっている部分に第２ローラ１２及び第３ローラ１３を差し込むようにロボット５０が研削ツール１を動かすと、研削ベルト２０の２つのフリーベルト部が２つのエッジ６２に同時に接触する。このように、研削ツール１の研削ベルト２０が２つのエッジ６２に跨るように接触し、２つのエッジ６２に対して丸み付け加工を一度に行うことができる。

研削ベルト２０はエッジ６２に当たる部分で内周側に撓むので、この撓んだ状態で研削ベルト２０を走行させることにより、エッジ６２に対して丸み付け加工を効率的に行うことができる。

特に、本実施形態において、３つのローラ１１，１２，１３の間には、研削ベルト２０の内周面に接触する部材（プラテン等）が配置されていない。従って、２つのエッジ６２の間の距離が様々に異なるワーク６０に対し、当該２つのエッジ６２の同時加工を行うことができる。

また、本実施形態においては、図４に示すように、第２ローラ１２と第１ローラ１１との間の研削ベルト２０と、第１ローラ１１と第３ローラ１３との間の研削ベルト２０と、がなす角度α（以下、ツールのＶ字角と呼ぶことがある。）が９０°以上となるように、各ローラ１１，１２，１３が配置されている。

このように研削ベルト２０が直角又は鈍角で凹状に屈曲されるので、第２ローラ１２及び第３ローラ１３をワーク６０の凸部６１の両側（相対的に凹となっている部分）に少し差し込むだけで、研削ベルト２０を２つのエッジ６２に接触させることができる。また、第２ローラ１２及び第３ローラ１３の部分が凸部６１の脇に大きく進入しないので、本来加工すべきでない凸部６１の側壁に研削ベルト２０が接触してしまうことを防止することができる。

仮に、研削ツール１において第２ローラ１２及び第３ローラ１３を省略して、第１ローラ１１だけにした場合、２つのエッジ６２を片側ずつ、第１ローラ１１を凸部６１の脇（相対的に凹となっている部分）に大きく差し込みながら研削ベルト２０による丸み付け加工を行う必要がある。しかしながら、このような加工方法では、凸部６１の側壁に第１ローラ１１及び研削ベルト２０が当たり、損傷させてしまい易い。この点、本実施形態では、３つのローラ１１，１２，１３に研削ベルト２０を巻き掛け、２つのエッジ６２を同時に加工するので、第２ローラ１２及び第３ローラ１３を凸部６１の脇に大きく差し込まずに加工を行うことができる。この結果、凸部６１の側壁の損傷のおそれを軽減することができる。

ただし、図５に示すように、第２ローラ１２及び第３ローラ１３を例えば基準軸３ｃの方向に移動可能に構成することで、ワーク６０の形状等に応じてツールのＶ字角αを変更することもできる。

第１ローラ１１を基準とした第２ローラ１２及び第３ローラ１３の相対位置を変更するための構成としては、例えば、第２ローラ１２及び第３ローラ１３を支持するそれぞれのアームを、支持部材２に対してスライド機構６を介して設けることが考えられる。

図５の構成において、第２ローラ１２及び第３ローラ１３の位置を個別に調整することで、３つのローラ１１，１２，１３がなす３角形が、基準軸３ｃに関して対称でない３角形となるようにすることもできる。

一般的に、ワーク６０のエッジ６２を丸み付け加工する場合、研削ベルト２０は、エッジ６２の角度θを２等分する直線に対して垂直となるように配置すると、当該エッジ６２を対称的に丸み付けできるため、好ましい。従って、３つのローラ１１，１２，１３の位置は、ワーク６０が有する２つのエッジ６２の位置及び角度θに応じて調整される。

図６（ａ）及び図６（ｂ）には、各種の形状のワーク６０に対する、３つのローラ１１，１２，１３の位置関係がそれぞれ示されている。図６（ａ）は、エッジ６２の角度θが鈍角の場合、図６（ｂ）は、角度θが鋭角の場合を示している。何れの場合も、角度θを２等分する直線に垂直となるように、研削ベルト２０のフリーベルト部が向けられている。この場合、ツールのＶ字角αは、エッジ６２の角度θと等しくなる（α＝θ）。

図７（ａ）には、凸部６１を挟んで配置される２つのエッジ６２の角度θ１，θ２が互いに異なる場合が示されている。このようにワーク６０の２つのエッジ６２が非対称的に形成されている場合も、それぞれのエッジ６２の角度θ１，θ２を２等分する直線に垂直となるように、研削ベルト２０のフリーベルト部が配置されれば良い。この結果、３つのローラ１１，１２，１３は、非対称な３角形をなすように配置される。

ただし、図７（ａ）のようにローラ１１，１２，１３が非対称な３角形で配置される代わりに、図７（ｂ）のようにローラ１１，１２，１３が対称な３角形で配置される研削ツール１を用いても良い。この場合、基準軸３ｃを適宜傾けた状態で、ワーク６０に対して加工を行うことになる。

エッジ６２を丸み付け加工するには、研削ツール１を基準軸３ｃに沿ってワーク６０に近づける向きに移動させる。このときに研削ツール１に一定の押付け力を付与することで、エッジ６２の位置に多少の誤差があっても、丸み付け加工を安定して行うことができる。上記の押付け力を付与する方法としては、例えば空気圧シリンダ等のシリンダを用いる方法、サーボモータの定トルク制御を用いる方法、又は力覚センサと推力発生機構による力制御を利用する方法等が考えられるが、これに限定されない。

また、本実施形態のように研削ベルト２０によって丸み付け加工を行う場合、研削ベルト２０の走行方向上流側が下流側に比べてエッジ６２に丸みが付き易く、丸み形状に偏りが生じるおそれがある。この点、本実施形態の研削ツール１において、駆動ローラ３０を回転させるモータ３１は、回転方向の切換が可能に構成されている。この構成で、モータ３１の正転と逆転を切り換えながら、エッジ６２の同じ場所に研削ベルト２０を接触させることにより、対称的で綺麗なＲ形状（円弧状）の丸みを実現することができる。

例えば、図２の構成で２つのエッジ６２に丸み付け加工を行うには、先ず、矢印Ｒ１の方向に研削ベルト２０を走行させながら、ワーク６０に形成されている凸部６１の両脇に形成されている細長い溝状の凹部（相対的に凹となっている部分）に第２ローラ１２及び第３ローラ１３を差し込むように、研削ツール１を移動させる（第１工程）。なお、この研削ツール１の移動により、第２ローラ１２と第３ローラ１３との間の空間にワーク６０の凸部６１が相対的に差し込まれることになる。そして、研削ツール１に上述の押付け力を付与することにより、研削ベルト２０のうち第２ローラ１２と第１ローラ１１の間の部分を、凸部６１の一側のエッジ６２に接触させ、第１ローラ１１と第３ローラ１３の間の部分を、凸部６１の他側のエッジ６２に接触させる（第２工程）。

第２工程では、上記のように研削ベルト２０を２つのエッジ６２に同時に接触させた状態で、エッジ６２の長手方向に沿って、矢印Ｄ１の方向に研削ツール１を移動させる。エッジ６２の長手方向全部に対して研削を行った後、上記とは逆である矢印Ｒ２の方向に研削ベルト２０を走行させながら、２つのエッジ６２に研削ベルト２０を接触させ、この状態で、エッジ６２の長手方向に沿って、上記とは逆である矢印Ｄ２の方向に研削ツール１を移動させる。

以上の作業により、２つのエッジ６２を同時に加工して効率を向上させることができるとともに、研削ベルト２０の幅より長いエッジ６２を有するワーク６０に対し、エッジ６２の全体について対称的な丸みを形成することができる。

ただし、エッジ６２に対する研削ベルト２０の走行方向の切換は、モータ３１の回転方向を切り換えることに代えて、基準軸３ｃを中心にして図２の研削ツール１を１８０°回転させることでも実現することができる。

以上に説明したように、本実施形態においてロボット５０に装着して用いられる研削ツール１は、ローラ群１０と、無端状の研削ベルト２０と、駆動ローラ３０と、を備える。ローラ群１０は、複数のローラ１１，１２，１３からなる。研削ベルト２０は、ローラ群１０の部分で折り返すように配置される。駆動ローラ３０は、モータ３１の駆動力が伝達されることにより研削ベルト２０を駆動する。ローラ群１０は、何れも研削ベルト２０により従動回転する第１ローラ１１、第２ローラ１２、及び第３ローラ１３を含む。研削ベルト２０は、第２ローラ１２、第１ローラ１１、第３ローラ１３の順に巻き掛けられる。第１ローラ１１は、研削ベルト２０の外周側に配置される。第２ローラ１２及び第３ローラ１３は、何れも研削ベルト２０の内周側に配置される。第２ローラ１２と第１ローラ１１との間、及び、第１ローラ１１と第３ローラ１３との間には、研削ベルト２０が内周側に撓むことを許容する空間が形成されている。

これにより、例えば、ワーク６０において加工対象の２つのエッジ６２が小さい凸部６１の両側に配置されている場合に、研削ベルト２０において内周側に屈曲された部分の内部に当該凸部６１を相対的に差し込むようにすることで、研削ベルト２０による加工を２つのエッジ６２に対して同時に行うことができる。また、研削ベルト２０がエッジ６２に当たる部分を撓ませることで、エッジ６２の丸み付け加工を容易に行うことができる。更に、第１ローラ１１、第２ローラ１２、及び第３ローラ１３が従動ローラとして構成されるので、各ローラ１１，１２，１３及びその周辺の構成の小型化及び簡素化が容易であり、細かい形状のワーク６０を加工する場合に特に好適である。

また、本実施形態の研削ツール１において、第１ローラ１１の外周面に摩耗防止加工がされている。

これにより、第１ローラ１１が研削ベルトによって削れてしまうのを抑制することができる。

また、図５の例に示す研削ツール１においては、第２ローラ１２の第１ローラ１１に対する相対位置、及び、第３ローラ１３の第１ローラ１１に対する相対位置を変更可能に構成されている。

これにより、ワーク６０の形状等に対応して、ローラ群１０に巻き掛けられる研削ベルト２０の屈曲形状を変更することができる。この結果、研削ツールの汎用性を高めることができる。

また、本実施形態においては、凸部６１の両側にエッジ６２が配置されているワーク６０に対し、ロボット５０に装着した研削ツール１によって、エッジ６２の丸み付け加工が以下のように行われる。第１工程では、ワーク６０に形成されている凸部６１が、研削ツール１の第２ローラ１２と第３ローラ１３との間の空間に相対的に差し込まれるように、研削ツール１を移動させる。第２工程では、走行する研削ベルト２０のうち第２ローラ１２と第１ローラ１１の間の部分を、凸部６１の一側のエッジに接触させるとともに、第１ローラ１１と第３ローラ１３の間の部分を、凸部６１の他側のエッジに接触させる。

これにより、凸部６１を挟んで配置されている両側のエッジ６２に研削ベルト２０を同時に接触させて、丸み付け加工を一度に行うことができる。この結果、加工効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、前記第２工程において、走行する研削ベルト２０は、凸部６１の両側に平行に配置された２本の直線状のエッジ６２に対して同時に接触する。

これにより、直線状のエッジ６２の丸み付け加工を効率的に行うことができる。

また、本実施形態では、前記第２工程において、走行する研削ベルト２０をエッジ６２に接触させた状態で、当該エッジ６２の長手方向に前記研削ツールを移動させる。

これにより、エッジ６２が研削ベルト２０の幅よりも長く形成されている場合でも、丸み付け加工を適切に行うことができる。

また、本実施形態では、前記第２工程において、走行する研削ベルト２０をエッジ６２に接触させた状態で、当該エッジ６２の長手方向一側に研削ツール１を移動させた後、研削ベルト２０の走行方向を逆向きにして、走行する研削ベルト２０をエッジ６２に接触させた状態で、当該エッジ６２の長手方向他側に研削ツール１を移動させる。

これにより、研削ベルト２０によって研削される方向が互いに逆となる２回の加工が行われることで、対称性のある丸み付け加工をエッジ６２に対して行うことができる。

次に、図８を参照して、エッジが円状に形成されている場合の丸み付け加工について説明する。図８は、ワーク６０ｘに形成されている円状のエッジ６２ｘを研削ツール１により丸み付け加工する様子を示す斜視図である。

図８において、ワーク６０ｘには、小さな円柱状の凸部６１ｘが形成されている。この凸部６１ｘの縁部には、円状のエッジ６２ｘが形成されている。

このワーク６０ｘの円状のエッジ６２ｘを研削ツール１により丸み付け加工する場合、第２ローラ１２と第３ローラ１３の間の空間に凸部６１ｘが相対的に差し込まれるように研削ツール１を移動させる（第１工程）。このとき、ツールの基準軸３ｃを、円状のエッジ６２ｘを含む仮想平面に垂直な向きで、エッジ６２ｘの円の中心を通過するように合わせておく。そして、研削ツール１に上述の押付け力を付与することにより、研削ベルト２０のうち第２ローラ１２と第１ローラ１１の間の部分を、凸部６１ｘの一側のエッジ６２ｘに接触させ、第１ローラ１１と第３ローラ１３の間の部分を、凸部６１ｘの他側のエッジ６２ｘに接触させる（第２工程）。

このように、研削ベルト２０を、凸部６１ｘの周囲に配置された円状のエッジ６２ｘのうち、互いに位相が１８０°異なる２つの部分に同時に接触させる。これにより、円形の凸部６１ｘのエッジ６２ｘについても、丸み付け加工を２箇所同時に行うことで効率を向上させることができる。

第２工程では、上記のように研削ベルト２０をエッジ６２ｘの２箇所に同時に接触させた状態で、基準軸３ｃを中心として、図８の矢印の方向に研削ツール１を回転させる。例えば３６０°回転させることで、エッジ６２ｘのどの部分にも研削ベルト２０が２回接触し、しかも、その２回の間で、エッジ６２ｘに対する研削ベルト２０の走行方向が異なることになる。この結果、円状のエッジ６２ｘの全周について、対称性のある綺麗な丸み付け加工を行うことができる。また、研削ベルト２０の走行方向（駆動ローラ３０の回転方向）を切り換える必要がないので、加工効率をより向上させることができる。

以上に説明したように、図８のように円状のエッジ６２ｘを有するワーク６０ｘの場合、上述の第２工程において、走行する研削ベルト２０は、凸部６１ｘの周囲に配置された円状のエッジ６２ｘのうち、互いに位相が１８０°異なる２つの部分に対して同時に接触する。

これにより、円状のエッジ６２ｘの少なくとも一部について、丸み付け加工を効率的に行うことができる。

また、図８の加工では、第２工程において、走行する研削ベルト２０をエッジ６２ｘに接触させた状態で、円状のエッジ６２ｘを含む仮想平面に垂直でかつ当該円の中心を通る軸（基準軸３ｃ）を中心にして研削ツール１を回転させる。

これにより、円状のエッジ６２ｘのうち大きな角度範囲（例えば、全周）について、丸み付け加工を効率的に行うことができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

図５のように第２ローラ１２と第３ローラ１３とが互いに独立に移動できる構成に代えて、第２ローラ１２と第３ローラ１３とを共通のアーム部材に設け、同時に移動する構成に変更することができる。

ツールのＶ字角αは、９０°未満であっても良い。一方で、Ｖ字角αが小さ過ぎると、第２ローラ１２と第３ローラ１３との間の空間に凸部６１，６１ｘが相対的に大きく差し込まれるように研削ツール１を移動させる必要があり、凸部６１，６１ｘの側壁を損傷させるおそれが大きくなるので、Ｖ字角αはある程度大きくすることが好ましい。

図８の構成で、研削ツール１を回転させる角度は、３６０°とする必要はなく、例えば１８０°としても良い。形成される丸みの対称性が問題にならない軽微な加工で十分な場合には、研削ツール１を１８０°回転させることでエッジ６２ｘの全周の加工が完了でき、加工時間の短縮を実現できる。同様の趣旨で、図２の構成において、研削ツール１を矢印Ｄ１方向に動かすだけで加工を完了させても良い。

ローラ群１０を構成するローラを４つ以上とし、同時に３つ以上のエッジ６２を丸み付け加工する構成としても良い。

上記の研削ツール１は、例えば、細長い長方形状の凸部の縁部のエッジ、円錐台状の凸部の縁部のエッジを丸み付け加工するのに用いることもできる。

上述したエッジ丸み付け加工は、例えば、歯車、ガスタービンの部品、放熱用のフィン等を対象として行うことができるが、これに限らず様々なワークに対して行うことができる。

１ 研削ツール
８ 空間
１０ ローラ群
１１ 第１ローラ
１２ 第２ローラ
１３ 第３ローラ
２０ 研削ベルト
３０ 駆動ローラ
６０ ワーク
６１ 凸部
６２ エッジ

Claims (3)

1. 凸部の両側にエッジが配置されているワークに対し、ロボットに装着した研削ツールによって前記エッジの丸み付け加工を行う丸み付け加工方法であって、
   前記研削ツールは、
   複数のローラからなるローラ群と、
   前記ローラ群の部分で折り返すように配置される無端状の研削ベルトと、
   モータの駆動力が伝達されることにより前記研削ベルトを駆動する駆動ローラと、
   を備え、
   前記ローラ群は、何れも前記研削ベルトにより従動回転する第１ローラ、第２ローラ、及び第３ローラを含み、
   前記研削ベルトは、前記第２ローラ、前記第１ローラ、前記第３ローラの順に巻き掛けられ、
   前記第１ローラは、前記研削ベルトの外周側に配置され、
   前記第２ローラ及び前記第３ローラは、何れも前記研削ベルトの内周側に配置され、
   前記第２ローラと前記第１ローラとの間、及び、前記第１ローラと前記第３ローラとの間には、前記研削ベルトが内周側に撓むことを許容する空間が形成されており、
   前記ワークに形成されている前記凸部が、前記研削ツールの前記第２ローラと前記第３ローラとの間の空間に相対的に差し込まれるように、前記研削ツールを移動させる第１工程と、
   走行する前記研削ベルトのうち前記第２ローラと前記第１ローラの間の部分を、前記凸部の一側のエッジに接触させるとともに、前記第１ローラと前記第３ローラの間の部分を、前記凸部の他側のエッジに接触させる第２工程と、
   を含み、
   前記第２工程において、走行する前記研削ベルトは、前記凸部の両側に平行に配置された２本の直線状のエッジに対して同時に接触し、
   前記第２工程において、走行する前記研削ベルトを前記エッジに接触させた状態で、当該エッジの長手方向一側に前記研削ツールを移動させた後、前記研削ベルトの走行方向を逆向きにして、走行する前記研削ベルトを前記エッジに接触させた状態で、当該エッジの長手方向他側に前記研削ツールを移動させることを特徴とするエッジの丸み付け加工方法。
2. 凸部の両側にエッジが配置されているワークに対し、ロボットに装着した研削ツールによって前記エッジの丸み付け加工を行う丸み付け加工方法であって、
   前記研削ツールは、
   複数のローラからなるローラ群と、
   前記ローラ群の部分で折り返すように配置される無端状の研削ベルトと、
   モータの駆動力が伝達されることにより前記研削ベルトを駆動する駆動ローラと、
   を備え、
   前記ローラ群は、何れも前記研削ベルトにより従動回転する第１ローラ、第２ローラ、及び第３ローラを含み、
   前記研削ベルトは、前記第２ローラ、前記第１ローラ、前記第３ローラの順に巻き掛けられ、
   前記第１ローラは、前記研削ベルトの外周側に配置され、
   前記第２ローラ及び前記第３ローラは、何れも前記研削ベルトの内周側に配置され、
   前記第２ローラと前記第１ローラとの間、及び、前記第１ローラと前記第３ローラとの間には、前記研削ベルトが内周側に撓むことを許容する空間が形成されており、
   前記ワークに形成されている前記凸部が、前記研削ツールの前記第２ローラと前記第３ローラとの間の空間に相対的に差し込まれるように、前記研削ツールを移動させる第１工程と、
   走行する前記研削ベルトのうち前記第２ローラと前記第１ローラの間の部分を、前記凸部の一側のエッジに接触させるとともに、前記第１ローラと前記第３ローラの間の部分を、前記凸部の他側のエッジに接触させる第２工程と、
   を含み、
   前記第２工程において、走行する前記研削ベルトは、前記凸部の周囲に配置された円状のエッジのうち、互いに位相が１８０°異なる２つの部分に対して同時に接触することを特徴とするエッジの丸み付け加工方法。
3. 請求項２に記載のエッジの丸み付け加工方法であって、
   前記第２工程において、走行する前記研削ベルトを前記エッジに接触させた状態で、円状の前記エッジを含む仮想平面に垂直でかつ当該円の中心を通る軸を中心にして前記研削ツールを回転させることを特徴とするエッジの丸み付け加工方法。

Images