JP7138060B2 - Cutting device and method and robot - Google Patents

Description

本発明は、切削対象物を切削して除去する切削装置および方法、切削装置を備えるロボットに関するものである。 The present invention relates to a cutting device and method for cutting and removing an object to be cut, and a robot equipped with the cutting device.

例えば、原子力発電プラントにて、原子炉圧力容器内の炉心燃料が原子炉格納容器の中の構造物と一緒に溶融して固化すると放射性廃棄物としての燃料デブリが発生する。この燃料デブリなどの放射性廃棄物は、多量の放射線を発するものであることから、原子炉格納容器から外部に取り出す必要がある。原子炉格納容器から放射性廃棄物を取り出す場合、この放射性廃棄物を切削することで小さな塊や粉体として搬出することが考えられる。 For example, in a nuclear power plant, when the core fuel in the reactor pressure vessel melts and solidifies together with the structure in the reactor containment vessel, fuel debris is generated as radioactive waste. Since radioactive waste such as fuel debris emits a large amount of radiation, it is necessary to take it out of the reactor containment vessel. When taking out radioactive waste from the reactor containment vessel, it is conceivable to cut the radioactive waste into small lumps or powder and carry it out.

このような放射性廃棄物を切削する技術として、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。 As a technique for cutting such radioactive waste, for example, there is a technique described in Patent Document 1 below.

特開２０１７－０８９１５０号公報JP 2017-089150 A

上述した従来の切削装置は、ボーリングマシンを用いて放射性廃棄物を切削して取り出すものであり、装置が大型化してしまう。そのため、小さいスペースを用いて広範囲にわたって放射性廃棄物を切削することが困難であった。 The above-described conventional cutting device uses a boring machine to cut and take out the radioactive waste, and the size of the device increases. Therefore, it has been difficult to cut radioactive waste over a wide area using a small space.

本発明は、上述した課題を解決するものであり、装置の小型化を可能とする切削装置および方法並びにロボットを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems, and to provide a cutting apparatus, method, and robot capable of downsizing the apparatus.

上記の目的を達成するための本発明の切削装置は、第１支持体と、第１回転軸により前記第１支持体に回転自在に支持されるカッタと、前記第１支持体に設けられて前記カッタを回転駆動するカッタ駆動装置と、前記カッタを被切削面側に移動するカッタ移動装置と、前記第１支持体に所定間隔を空けて配置される第２支持体と、一端部が前記第１支持体に連結される連結ロッドと、前記連結ロッドの他端部と前記第２支持体とを連結部により連結すると共に前記連結部を前記連結ロッドの長手方向および前記カッタ移動装置による前記カッタの移動方向に移動する連結ロッド移動装置と、を備えることを特徴とするものである。 The cutting apparatus of the present invention for achieving the above object comprises a first support, a cutter rotatably supported on the first support by a first rotating shaft, and a cutter provided on the first support. a cutter driving device that rotationally drives the cutter; a cutter moving device that moves the cutter toward the surface to be cut; a second support that is spaced apart from the first support; A connecting rod that is connected to a first support, and the other end of the connecting rod and the second support are connected by a connecting portion, and the connecting portion is moved in the longitudinal direction of the connecting rod and by the cutter moving device. a connecting rod moving device that moves in the moving direction of the cutter.

従って、カッタ駆動装置を駆動すると、第１回転軸を介してカッタが回転駆動し、カッタ移動装置を駆動すると、カッタが被切削面側に移動し、外周部が被切削面に接触することで、この被切削面に対する切削加工を行うことができる。また、連結ロッド移動装置を駆動すると、連結ロッドと第２支持体との連結部が連結ロッドの長手方向およびカッタの移動方向に移動する。すると、装置全体を移動することなく、カッタによる切削位置と切削角度を変更して被切削面に対する切削加工を行うことができる。その結果、装置の小型化を可能とすることができる。 Therefore, when the cutter driving device is driven, the cutter is rotationally driven via the first rotary shaft, and when the cutter moving device is driven, the cutter moves toward the surface to be cut, and the outer peripheral portion comes into contact with the surface to be cut. , the surface to be cut can be cut. Further, when the connecting rod moving device is driven, the connecting portion between the connecting rod and the second support moves in the longitudinal direction of the connecting rod and in the moving direction of the cutter. Then, the cutting position and cutting angle of the cutter can be changed to cut the surface to be cut without moving the entire apparatus. As a result, it is possible to reduce the size of the device.

本発明の切削装置では、筒形状をなす本体が設けられ、前記第１支持体は、前記本体の軸方向における一方側に配置され、前記第２支持体は、前記本体の軸方向における他方側に固定されることを特徴としている。 In the cutting device of the present invention, a cylindrical main body is provided, the first support is arranged on one side of the main body in the axial direction, and the second support is arranged on the other side of the main body in the axial direction. It is characterized in that it is fixed to

従って、本体が筒形状をなすことから、カッタ駆動装置、カッタ移動装置、連結ロッド移動装置などへの切削粉の付着を抑制することができる。 Therefore, since the main body has a cylindrical shape, it is possible to suppress adhesion of cutting powder to the cutter driving device, the cutter moving device, the connecting rod moving device, and the like.

本発明の切削装置では、前記本体は、前記カッタの外周部に対向する周方向の一部に開口部が設けられることを特徴としている。 The cutting device of the present invention is characterized in that the main body is provided with an opening part in a circumferential direction facing the outer peripheral part of the cutter.

従って、本体の一部に開口部が設けられることから、カッタ移動装置によりカッタが被切削面側に移動するとき、開口部を通して外部に露出することとなり、被切削面に対してカッタによる適正な切削加工を行うことができる。 Therefore, since the opening is provided in a part of the main body, when the cutter is moved toward the surface to be cut by the cutter moving device, the cutter is exposed to the outside through the opening. Cutting work can be performed.

本発明の切削装置では、前記連結ロッド移動装置は、前記第１回転軸の軸方向および前記カッタ移動装置による前記カッタの移動方向に交差する方向に沿う第２回転軸により前記第２支持体に回転自在に支持される回転板と、前記第２支持体に設けられて前記回転板を回転駆動する回転板駆動装置とを有し、前記連結ロッドは、前記他端部が前記回転板に連結されることを特徴としている。 In the cutting apparatus of the present invention, the connecting rod moving device moves the second support by a second rotating shaft extending in a direction intersecting the axial direction of the first rotating shaft and the moving direction of the cutter by the cutter moving device. a rotating plate that is rotatably supported; and a rotating plate driving device that is provided on the second support and drives the rotating plate to rotate, and the connecting rod has the other end connected to the rotating plate. It is characterized by being

従って、回転板駆動装置により第２支持体に対して回転板を回転駆動すると、連結ロッドの他端部と回転板との連結部が第１回転軸の軸方向および前記カッタの移動方向に連続して移動することとなり、カッタの切削位置と切削角度を同時に変更することができ、作業性を向上することができる。 Therefore, when the rotating plate is rotationally driven with respect to the second support by the rotating plate driving device, the connecting portion between the other end of the connecting rod and the rotating plate is continuous in the axial direction of the first rotating shaft and the moving direction of the cutter. As a result, the cutting position and cutting angle of the cutter can be changed at the same time, and workability can be improved.

本発明の切削装置では、前記カッタ移動装置は、エアシリンダを有することを特徴としている。 The cutting device of the present invention is characterized in that the cutter moving device has an air cylinder.

従って、エアシリンダの押圧力を調整することで、被切削面に対するカッタの押付け力が決まり、カッタの押付け力が切削反力より大きくなると、エアシリンダがダンパとして機能することから、カッタが被切削表面の凹凸に倣うように移動し、被切削面を適正に切削することができる。 Therefore, by adjusting the pressing force of the air cylinder, the pressing force of the cutter against the surface to be cut is determined. It moves so as to follow the unevenness of the surface, and can properly cut the surface to be cut.

本発明の切削装置では、前記カッタ移動装置は、非切削位置にある前記カッタを被切削面に接触する切削位置に移動可能であり、前記切削位置にある前記カッタを前記非切削位置に戻すカッタ戻し装置が設けられることを特徴としている。 In the cutting apparatus of the present invention, the cutter moving device is capable of moving the cutter in the non-cutting position to the cutting position in contact with the surface to be cut, and returning the cutter in the cutting position to the non-cutting position. It is characterized in that a return device is provided.

従って、カッタ移動装置により非切削位置にあるカッタを切削位置に移動することで、カッタを被切削面に接触して切削加工を行うことができ、カッタによる切削作業の終了後に、カッタ戻し装置により切削位置にあるカッタを非切削位置に容易に戻すことができる。 Therefore, by moving the cutter from the non-cutting position to the cutting position by the cutter moving device, cutting can be performed while the cutter is in contact with the surface to be cut. The cutter in the cutting position can be easily returned to the non-cutting position.

本発明の切削装置では、前記カッタ戻し装置は、前記カッタを前記非切削位置に戻す方向に作用する弾性力を持つ弾性部材を有することを特徴としている。 In the cutting device of the present invention, the cutter return device has an elastic member having an elastic force acting in a direction to return the cutter to the non-cutting position.

従って、カッタ戻し装置が弾性部材を有することから、別途、特別な駆動源を設ける必要がなく、簡単な構成でカッタを非切削位置へ戻すことができる。 Therefore, since the cutter return device has an elastic member, it is not necessary to separately provide a special drive source, and the cutter can be returned to the non-cutting position with a simple configuration.

本発明の切削装置では、前記カッタは、円板形状をなすことを特徴としている。 The cutting apparatus of the present invention is characterized in that the cutter has a disc shape.

従って、カッタ移動装置により回転駆動するカッタを被切削面側に移動するとき、カッタは、連結ロッドの連結部を中心に揺動して外周面が被切削面に接触する。このとき、カッタの外周面により被切削面を適正に切削加工することができる。 Therefore, when the cutter, which is rotationally driven by the cutter moving device, is moved toward the surface to be cut, the cutter swings about the connecting portion of the connecting rod, and the outer peripheral surface contacts the surface to be cut. At this time, the surface to be cut can be properly cut by the outer peripheral surface of the cutter.

本発明の切削装置では、前記カッタは、表面と裏面が前記連結部側を中心とする球面形状をなすことを特徴としている。 In the cutting apparatus of the present invention, the cutter has a front surface and a back surface that are spherical with the connecting part side as the center.

従って、円板形状をなすカッタの表面と裏面が球面形状をなすことから、被切削面に対してカッタが円滑に接触して切削加工することとなり、カッタに対する無理な応力の作用を抑制することができる。 Therefore, since the front and back surfaces of the disc-shaped cutter are spherical, the cutter smoothly comes into contact with the surface to be cut and performs cutting, thereby suppressing the action of excessive stress on the cutter. can be done.

また、本発明の切削装置は、本体と、前記本体の長手方向に沿って配置される第１回転軸と、前記第１回転軸に連結されて表面と裏面が球面形状をなすカッタと、前記第１回転軸を中心として前記カッタを回転駆動するカッタ駆動装置と、前記第１回転軸を介して前記カッタを揺動させるカッタ揺動装置と、を備えることを特徴とするものである。 Further, the cutting device of the present invention comprises a main body, a first rotating shaft arranged along the longitudinal direction of the main body, a cutter connected to the first rotating shaft and having a spherical front surface and a back surface, and The apparatus is characterized by comprising a cutter driving device that rotationally drives the cutter about a first rotating shaft, and a cutter swinging device that swings the cutter via the first rotating shaft.

従って、カッタ駆動装置を駆動すると、第１回転軸を介して球面形状をなすカッタが回転駆動し、カッタ揺動装置を駆動すると、球面形状をなすカッタが揺動することで被切削面に接触し、被切削面に対する切削加工を行うことができる。すると、本体を移動することなく、カッタによる切削位置と切削角度を変更して被切削面に対する切削加工を行うことができる。その結果、装置の小型化を可能とすることができる。 Therefore, when the cutter driving device is driven, the spherical cutter is rotationally driven via the first rotating shaft, and when the cutter rocking device is driven, the spherical cutter rocks and comes into contact with the surface to be cut. Then, cutting can be performed on the surface to be cut. Then, without moving the main body, the cutting position and cutting angle of the cutter can be changed to cut the surface to be cut. As a result, it is possible to reduce the size of the device.

また、本発明の切削方法は、円板形状をなすカッタを回転させる工程と、前記カッタを非切削位置から被切削面に接触する切削位置に移動する工程と、前記カッタを前記切削位置から前記非切削位置に移動する工程と、前記カッタを前記カッタの回転軸方向に沿って所定距離だけ移動すると共に前記被切削面に対する前記カッタの接触角度を変更する工程と、前記カッタを前記非切削位置から前記切削位置に移動する工程と、を有することを特徴とするものである。 Further, the cutting method of the present invention includes the steps of rotating a disk-shaped cutter, moving the cutter from a non-cutting position to a cutting position in contact with a surface to be cut, and moving the cutter from the cutting position to the cutting position. moving the cutter to a non-cutting position; moving the cutter by a predetermined distance along the rotation axis direction of the cutter and changing a contact angle of the cutter with respect to the surface to be cut; moving the cutter to the non-cutting position; and a step of moving from to the cutting position.

従って、本体を移動することなく、カッタによる切削位置と切削角度を変更して被切削面に対する切削加工を行うことができる。その結果、装置の小型化を可能とすることができる。 Therefore, it is possible to cut the surface to be cut by changing the cutting position and cutting angle of the cutter without moving the main body. As a result, it is possible to reduce the size of the device.

また、本発明のロボットは、支持アームの先端部に前記切削装置が装着されることを特徴とするものである。 Further, the robot of the present invention is characterized in that the cutting device is attached to the tip of the support arm.

従って、ロボットの支持アームを移動することなく、切削装置が被切削面に対する切削加工を行うことができ、装置の小型化を可能とすることができる。 Therefore, the cutting device can cut the surface to be cut without moving the support arm of the robot, and the size of the device can be reduced.

本発明の切削装置および方法並びにロボットによれば、装置の小型化を可能とすることができる。 According to the cutting device, method, and robot of the present invention, it is possible to make the device smaller.

図１は、第１実施形態の切削装置を表す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the cutting device of the first embodiment. 図２は、切削装置を表す水平断面図である。FIG. 2 is a horizontal sectional view showing the cutting device. 図３は、切削装置を表す正面図である。FIG. 3 is a front view showing the cutting device. 図４は、図１のIV－IV断面図である。FIG. 4 is a sectional view along IV-IV in FIG. 図５は、図１のＶ－Ｖ断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG. 図６は、回転板の回転角度に対する切削角度を表すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the cutting angle with respect to the rotation angle of the rotary plate. 図７は、切削装置による切削方法を説明するための概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a cutting method using a cutting device. 図８は、切削装置による切削方法を説明するための概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a cutting method using a cutting device. 図９は、切削装置による切削方法を説明するための概略図である。FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a cutting method using a cutting device. 図１０は、切削装置による切削方法を説明するための概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a cutting method using a cutting device. 図１１は、第２実施形態の切削装置を表す正面図である。FIG. 11 is a front view showing the cutting device of the second embodiment. 図１２は、切削装置を表す側面図である。FIG. 12 is a side view showing the cutting device. 図１３は、切削装置を表す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing the cutting device. 図１４は、図１１のXIV－XIV断面図である。14 is a cross-sectional view taken along line XIV-XIV of FIG. 11. FIG.

以下、添付図面を参照して、本発明に係る切削装置および方法並びにロボットの好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a cutting apparatus, cutting method, and robot according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present invention is not limited by this embodiment, and when there are a plurality of embodiments, the present invention includes a combination of each embodiment.

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の切削装置を表す縦断面図、図２は、切削装置を表す水平断面図、図３は、切削装置を表す正面、図４は、図１のIV－IV断面図、図５は、図１のＶ－Ｖ断面図である。 [First embodiment]
1 is a vertical sectional view showing the cutting device of the first embodiment, FIG. 2 is a horizontal sectional view showing the cutting device, FIG. 3 is a front showing the cutting device, and FIG. 4 is a IV-IV cross section of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG.

第１実施形態において、図１から図５に示すように、切削装置１０は、ロボット９０の多関節アーム９１の先端部に着脱装置９２により着脱自在に装着される。切削装置１０は、切削対象部として、原子炉圧力容器内にある放射性廃棄物（例えば、燃料デブリ）を切削するものである。但し、切削対象部は、放射性廃棄物に限るものではなく、例えば、建築物の解体現場やトンネルの壁面など、小さいスペースを用いて広範囲にわたって切削する作業に有用である。 In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 to 5, the cutting device 10 is detachably attached to the distal end portion of the multi-joint arm 91 of the robot 90 by the attachment/detachment device 92 . The cutting device 10 cuts radioactive waste (for example, fuel debris) in a nuclear reactor pressure vessel as a cutting target portion. However, the part to be cut is not limited to radioactive waste. For example, it is useful for cutting over a wide range using a small space, such as a building demolition site or a tunnel wall.

切削装置１０は、本体１１と、第１支持体１２と、カッタ１３と、カッタ駆動装置１４と、カッタ移動装置１５と、第２支持体１６と、連結ロッド１７と、連結ロッド移動装置１８とを備える。 The cutting device 10 includes a main body 11, a first support 12, a cutter 13, a cutter drive device 14, a cutter moving device 15, a second support 16, a connecting rod 17, and a connecting rod moving device 18. Prepare.

本体１１は、円筒形状をなし、長手方向（軸方向）としての第１水平方向Ｘに沿って所定長さを有し、第１水平方向Ｘの一方側と他方側にそれぞれ開口２１，２２が設けられる。ロボット９０は、多関節アーム９１を有し、切削装置１０は、本体１１における開口２１側の端部が着脱装置９２を介して多関節アーム９１に装着される。また、本体１１は、開口２１側であって、鉛直方向Ｚのおける下方に開口部２３が形成される。開口部２３は、カッタ１３の外周部に対向する周方向の一部に設けられる。 The main body 11 has a cylindrical shape, has a predetermined length along a first horizontal direction X as a longitudinal direction (axial direction), and has openings 21 and 22 on one side and the other side of the first horizontal direction X, respectively. be provided. The robot 90 has an articulated arm 91 , and the cutting device 10 is attached to the articulated arm 91 via an attachment/detachment device 92 at the end of the main body 11 on the side of the opening 21 . Further, the main body 11 has an opening 23 formed downward in the vertical direction Z on the side of the opening 21 . The opening 23 is provided in a portion of the cutter 13 facing the outer peripheral portion in the circumferential direction.

第１支持体１２は、本体１１の第１水平方向Ｘの一方側の内部に配置される。第１支持体１２は、ブロック形状をなし、互いに連通する第１収容部３１、第２収容部３２、第３収容部３３が形成される。第１回転軸３４は、第１水平方向Ｘに沿って配置され、軸方向の一端部が第１収容部３１に配置された軸受３５に回転自在に支持され、軸方向の他端部が第３収容部３３に配置された軸受３６に回転自在に支持される。 The first support 12 is arranged inside one side of the main body 11 in the first horizontal direction X. As shown in FIG. The first support 12 has a block shape, and is formed with a first accommodation portion 31, a second accommodation portion 32, and a third accommodation portion 33 that communicate with each other. The first rotating shaft 34 is arranged along the first horizontal direction X, one end in the axial direction is rotatably supported by a bearing 35 arranged in the first accommodating portion 31, and the other end in the axial direction is the first rotating shaft. 3 It is rotatably supported by a bearing 36 arranged in the housing portion 33 .

カッタ１３は、第２収容部３２に収容され、軸受３５と軸受３６との間で第１回転軸３４に固定される。つまり、カッタ１３は、第１回転軸３４により第１支持体１２に回転自在に支持される。カッタ１３は、第１水平方向Ｘから見た平面視で、円板形状をなす。カッタ１３は、表面１３ａと裏面１３ｂが球面形状をなす。表面１３ａと裏面１３ｂの球面形状の中心位置は、本体１１の開口２２側に位置する。なお、後述するが、カッタ１３（第１支持体１２）は、第２支持体１６と連結ロッド１７との連結部を中心として回動する。そのため、表面１３ａと裏面１３ｂの球面形状の中心位置を第２支持体１６と連結ロッド１７との連結軸６６、つまり、カッタ１３の回動中心とすることが好ましい。 The cutter 13 is housed in the second housing portion 32 and fixed to the first rotating shaft 34 between the bearings 35 and 36 . That is, the cutter 13 is rotatably supported on the first support 12 by the first rotating shaft 34 . The cutter 13 has a disc shape when viewed from above in the first horizontal direction X. As shown in FIG. The cutter 13 has a spherical front surface 13a and a back surface 13b. The center positions of the spherical shapes of the front surface 13 a and the back surface 13 b are located on the opening 22 side of the main body 11 . As will be described later, the cutter 13 (first support 12) rotates around the connecting portion between the second support 16 and the connecting rod 17. As shown in FIG. Therefore, it is preferable to set the central position of the spherical shape of the front surface 13 a and the rear surface 13 b as the connecting shaft 66 between the second support 16 and the connecting rod 17 , that is, the rotation center of the cutter 13 .

カッタ駆動装置１４は、モータ４１と、駆動シーブ４２と、従動シーブ４３と、無端のベルト４４とを有する。モータ４１は、例えば、エアモータ（または、電気モータや油圧モータ）であって、第１支持体１２における第１水平方向Ｘに直交する本体１１の幅方向としての第２水平方向Ｙの一方側に固定される。モータ４１は、本体１１の開口２１側に駆動軸４５が設けられ、駆動軸４５に駆動シーブ４２が固定される。第１回転軸３４は、軸受３６側の端部に従動シーブ４３が固定される。ベルト４４は、駆動シーブ４２と従動シーブ４３に掛け回される。そのため、モータ４１を駆動すると、駆動軸４５の回転力が駆動シーブ４２、ベルト４４、従動シーブ４３を介して第１回転軸３４に伝達され、第１回転軸３４が回転することでカッタ１３を回転駆動することができる。 The cutter driving device 14 has a motor 41 , a driving sheave 42 , a driven sheave 43 and an endless belt 44 . The motor 41 is, for example, an air motor (or an electric motor or a hydraulic motor). Fixed. The motor 41 is provided with a drive shaft 45 on the opening 21 side of the main body 11 , and a drive sheave 42 is fixed to the drive shaft 45 . A driven sheave 43 is fixed to the end of the first rotating shaft 34 on the bearing 36 side. A belt 44 is wound around the driving sheave 42 and the driven sheave 43 . Therefore, when the motor 41 is driven, the rotational force of the driving shaft 45 is transmitted to the first rotating shaft 34 via the driving sheave 42, the belt 44, and the driven sheave 43, and the first rotating shaft 34 rotates to rotate the cutter 13. It can be driven to rotate.

カッタ移動装置１５は、非切削位置にあるカッタ１３を被切削面Ｓに接触する切削位置に移動可能である。カッタ移動装置１５は、例えば、エアシリンダであり、第１支持体１２における本体１１の開口２１側に固定される。カッタ移動装置１５は、駆動ロッド５１が鉛直方向Ｚにおける上方側に設けられ、先端部が本体１１の内面（天井面）２４に当接している。カッタ移動装置１５に隣接して、切削位置にあるカッタ１３を非切削位置に戻すカッタ戻し装置５２が設けられる。カッタ戻し装置５２は、例えば、引張コイルばね（弾性部材）であり、一端部がカッタ移動装置１５に連結され、他端部が本体１１の内面（天井面）２４に対して第１水平方向Ｘに移動自在に支持される。なお、カッタ戻し装置５２としての引張コイルばねの一端部を第１支持体１２に直接連結してもよい。 The cutter moving device 15 can move the cutter 13 from the non-cutting position to the cutting position where it contacts the surface S to be cut. The cutter moving device 15 is, for example, an air cylinder, and is fixed to the opening 21 side of the main body 11 in the first support 12 . The driving rod 51 of the cutter moving device 15 is provided on the upper side in the vertical direction Z, and the distal end thereof is in contact with the inner surface (ceiling surface) 24 of the main body 11 . Adjacent to the cutter moving device 15, a cutter return device 52 is provided for returning the cutter 13 from the cutting position to the non-cutting position. The cutter returning device 52 is, for example, an extension coil spring (elastic member), one end of which is connected to the cutter moving device 15 and the other end of which is extended in the first horizontal direction X with respect to the inner surface (ceiling surface) 24 of the main body 11 . is movably supported. One end of the tension coil spring as the cutter return device 52 may be directly connected to the first support 12 .

そのため、第１支持体１２は、カッタ移動装置１５の非駆動時、カッタ戻し装置５２の張力（付勢力）により鉛直方向Ｚにおける上方側に付勢され、カッタ１３は、非切削位置に保持される。カッタ移動装置１５を駆動すると、駆動ロッド５１が鉛直方向Ｚに沿って伸長する。すると、第１支持体１２は、カッタ戻し装置５２の付勢力（張力）に抗して鉛直方向Ｚにおける下方側に押し下げられ、カッタ１３は、非切削位置から切削位置に移動することができる。 Therefore, when the cutter moving device 15 is not driven, the first support 12 is urged upward in the vertical direction Z by the tension (urging force) of the cutter return device 52, and the cutter 13 is held at the non-cutting position. be. When the cutter moving device 15 is driven, the drive rod 51 extends along the vertical direction Z. As shown in FIG. Then, the first support 12 is pushed downward in the vertical direction Z against the biasing force (tension) of the cutter return device 52, and the cutter 13 can move from the non-cutting position to the cutting position.

第２支持体１６は、第１支持体１２に第１水平方向Ｘに沿って所定間隔を空けて配置される。第２支持体１６は、本体１１の第１水平方向Ｘの他方側の内部に固定される。第２支持体１６は、ブロック形状をなし、本体１１の第２水平方向Ｙの他方側の内面（側面）２４に固定される。連結ロッド１７は、本体１１の内部における第１支持体１２と第２支持体１６との間で、第１水平方向Ｘに沿って配置される。連結ロッド１７は、本体１１の開口２１側の一端部が第１支持体１２に固定されて連結される。 The second supports 16 are arranged on the first support 12 along the first horizontal direction X at predetermined intervals. The second support 16 is fixed inside the main body 11 on the other side in the first horizontal direction X. As shown in FIG. The second support 16 has a block shape and is fixed to an inner surface (side surface) 24 on the other side in the second horizontal direction Y of the main body 11 . A connecting rod 17 is arranged along the first horizontal direction X between the first support 12 and the second support 16 inside the body 11 . The connecting rod 17 is connected by fixing one end of the body 11 on the side of the opening 21 to the first support 12 .

連結ロッド移動装置１８は、連結ロッド１７の本体１１の開口２２側の他端部と第２支持体１６とを連結部により連結すると共に、この連結部を本体１１の長手方向（第１水平方向Ｘ）およびカッタ移動装置１５によるカッタ１３の移動方向（鉛直方向Ｚ）に移動する。連結ロッド移動装置１８は、回転板６１と、回転板駆動装置６２とを有する。回転板６１は、円板形状をなし、第２水平方向Ｙに沿う第２回転軸６３により第２支持体１６に回転自在に支持される。第２回転軸６３は、一端部が回転板６１に固定され、中間部が軸受６４により第２支持体１６に回転自在に支持される。連結ロッド１７は、中間部に屈曲部６５が設けられ、本体１１の開口２２側の他端部が回転板６１の外周部に連結軸（連結部）６６により連結される。なお、連結ロッド１７に屈曲部６５を設けずに、直線形状としてもよい。 The connecting rod moving device 18 connects the other end of the connecting rod 17 on the side of the opening 22 of the main body 11 and the second support 16 by a connecting portion, and moves this connecting portion along the longitudinal direction of the main body 11 (first horizontal direction). X) and the moving direction of the cutter 13 by the cutter moving device 15 (vertical direction Z). The connecting rod moving device 18 has a rotating plate 61 and a rotating plate driving device 62 . The rotating plate 61 has a disk shape and is rotatably supported by the second support 16 with a second rotating shaft 63 extending in the second horizontal direction Y. As shown in FIG. The second rotating shaft 63 has one end fixed to the rotating plate 61 and an intermediate portion rotatably supported by the second support 16 via a bearing 64 . The connecting rod 17 has a bent portion 65 at its intermediate portion, and the other end portion of the main body 11 on the side of the opening 22 is connected to the outer peripheral portion of the rotating plate 61 by a connecting shaft (connecting portion) 66 . It should be noted that the connecting rod 17 may have a linear shape without providing the bent portion 65 .

回転板駆動装置６２は、第２支持体１６に設けられて回転板６１を回転駆動する。回転板駆動装置６２は、モータ６７と、一対の傘歯車６８，６９を有する。モータ６７は、例えば、エアモータ（または、電気モータや油圧モータ）であって、第２支持体１６に固定される。モータ６７は、本体１１の開口２２側に駆動軸７０が設けられ、駆動軸７０に傘歯車６８が固定される。第２回転軸６３は、他端部に傘歯車６９が固定され、傘歯車６８と傘歯車６９が噛み合う。そのため、モータ６７を駆動すると、駆動軸７０の回転力が傘歯車６８、傘歯車６９を介して第２回転軸６３に伝達され、第２回転軸６３が回転することで回転板６１を回転駆動することができる。 The rotating plate driving device 62 is provided on the second support 16 and drives the rotating plate 61 to rotate. The rotating plate drive device 62 has a motor 67 and a pair of bevel gears 68 and 69 . The motor 67 is, for example, an air motor (or an electric motor or a hydraulic motor) and fixed to the second support 16 . The motor 67 is provided with a drive shaft 70 on the opening 22 side of the main body 11 , and a bevel gear 68 is fixed to the drive shaft 70 . A bevel gear 69 is fixed to the other end of the second rotating shaft 63 , and the bevel gears 68 and 69 mesh with each other. Therefore, when the motor 67 is driven, the rotational force of the drive shaft 70 is transmitted to the second rotating shaft 63 via the bevel gears 68 and 69, and the second rotating shaft 63 rotates to rotate the rotating plate 61. can do.

ここで、第１実施形態の切削装置１０による切削方法について説明する。図６は、回転板の回転角度に対する切削角度を表すグラフ、図７から図１０は、切削装置による切削方法を説明するための概略図である。 Here, a cutting method by the cutting device 10 of the first embodiment will be described. FIG. 6 is a graph showing the cutting angle with respect to the rotation angle of the rotating plate, and FIGS. 7 to 10 are schematic diagrams for explaining the cutting method by the cutting device.

第１実施形態の切削方法は、円板形状をなすカッタ１３を回転させる工程と、カッタ１３を非切削位置から被切削面Ｓに接触する切削位置に移動する工程と、カッタ１３を切削位置から非切削位置に移動する工程と、カッタ１３をカッタ１３の第１回転軸３４の方向に沿って所定距離だけ移動すると共に被切削面Ｓに対するカッタの接触角度を変更する工程と、カッタ１３を非切削位置から切削位置に移動する工程とを有する。 The cutting method of the first embodiment includes the steps of rotating the disk-shaped cutter 13, moving the cutter 13 from a non-cutting position to a cutting position in contact with the surface S to be cut, and moving the cutter 13 from the cutting position. a step of moving the cutter 13 to a non-cutting position; a step of moving the cutter 13 by a predetermined distance along the direction of the first rotary shaft 34 of the cutter 13 and changing the contact angle of the cutter with respect to the surface S to be cut; and moving from the cutting position to the cutting position.

すなわち、図１に示すように、連結ロッド移動装置１８において、回転板駆動装置６２により回転板６１を回転すると、回転板６１と連結ロッド１７との連結軸６６が第１水平方向Ｘに沿って移動すると共に、鉛直方向Ｚに沿って移動する。連結軸６６が第１水平方向Ｘに沿って移動すると、連結ロッド１７および第１支持体１２を介してカッタ１３が第１水平方向Ｘに沿って移動するため、被切削面Ｓに対するカッタ１３の切削位置を第１水平方向Ｘにおいて変更することができる。また、連結軸６６が鉛直方向Ｚに沿って移動すると、連結ロッド１７および第１支持体１２を介して本体１１に対するカッタ１３の角度が変更されるため、被切削面Ｓに対するカッタ１３の切削角度θを変更することができる。 That is, as shown in FIG. 1, in the connecting rod moving device 18, when the rotating plate 61 is rotated by the rotating plate driving device 62, the connecting shaft 66 between the rotating plate 61 and the connecting rod 17 moves along the first horizontal direction X. It moves along the vertical direction Z as it moves. When the connecting shaft 66 moves along the first horizontal direction X, the cutter 13 moves along the first horizontal direction X via the connecting rod 17 and the first support 12 . The cutting position can be changed in the first horizontal direction X. Further, when the connecting shaft 66 moves along the vertical direction Z, the angle of the cutter 13 with respect to the main body 11 is changed via the connecting rod 17 and the first support 12. Therefore, the cutting angle of the cutter 13 with respect to the surface S to be cut is θ can be changed.

カッタ１３の切削角度θとは、被切削面Ｓに対するカッタ１３の表面１３ａ側の接触角度である。ここでは、カッタ１３の厚さ方向の中心位置の円弧Ｒと被切削面Ｓとの交点での円弧Ｒの接線の角度を切削角度θと規定する。連結軸６６が回転板６１における鉛直方向Ｚの中間位置、つまり、第２回転軸６３の高さにあるときの切削角度θを基準切削角度θｓに設定する。そして、連結軸６６が鉛直方向Ｚの下方側に移動すると、カッタ１３の表面１３ａが鉛直方向Ｚの上方側を向くように傾斜するため、このとき、切削角度θが減少すると表現する。一方、連結軸６６が鉛直方向Ｚの上方側に移動すると、カッタ１３の表面１３ａが鉛直方向Ｚの下方側（被切削面Ｓ側）を向くように傾斜するため、このとき、切削角度θが増加すると表現する。 The cutting angle θ of the cutter 13 is the contact angle of the surface 13a side of the cutter 13 with respect to the surface S to be cut. Here, the angle of the tangent to the arc R at the intersection of the arc R at the center position in the thickness direction of the cutter 13 and the surface S to be cut is defined as the cutting angle θ. The cutting angle θ when the connecting shaft 66 is at the middle position in the vertical direction Z on the rotating plate 61, that is, at the height of the second rotating shaft 63 is set as the reference cutting angle θs. When the connecting shaft 66 moves downward in the vertical direction Z, the surface 13a of the cutter 13 tilts upward in the vertical direction Z. At this time, the cutting angle θ decreases. On the other hand, when the connecting shaft 66 moves upward in the vertical direction Z, the surface 13a of the cutter 13 is inclined downward in the vertical direction Z (toward the surface to be cut S). Express as increasing.

図１および図６に示すように、回転板６１が図１の位置（回転角度０度）から反時計回り方向に１回転するとき、回転板６１の回転角度０度から回転角度９０度までは、被切削面Ｓに対するカッタ１３の切削角度θが減少する。回転板６１の回転角度９０度から回転角度２７０度までは、被切削面Ｓに対するカッタ１３の切削角度θが増加する。回転板６１の回転角度２７０度から回転角度３６０度（０度）までは、被切削面Ｓに対するカッタ１３の切削角度θが減少する。 As shown in FIGS. 1 and 6, when the rotating plate 61 makes one rotation in the counterclockwise direction from the position shown in FIG. , the cutting angle θ of the cutter 13 with respect to the surface S to be cut decreases. The cutting angle θ of the cutter 13 with respect to the surface S to be cut increases from 90 degrees to 270 degrees. The cutting angle θ of the cutter 13 with respect to the surface S to be cut decreases from the rotation angle of 270 degrees to the rotation angle of 360 degrees (0 degree) of the rotary plate 61 .

具体的に説明すると、図１に示すように、回転板６１の回転角度が０度の位置にあるとき、被切削面Ｓに対するカッタ１３の切削角度θが基準切削角度θｓとなる。この状態で、まず、カッタ駆動装置１４を駆動すると、モータ４１の回転力が駆動軸４５から駆動シーブ４２、ベルト４４、従動シーブ４３を介して第１回転軸３４に伝達され、第１回転軸３４に固定されたカッタ１３が回転駆動する。次に、カッタ移動装置１５を駆動すると、駆動ロッド５１が鉛直方向Ｚに沿って伸長し、本体１１の内面（天井面）２４に対して第１支持体１２が鉛直方向Ｚにおける下方側に移動する。すると、図７に示すように、第１支持体１２に支持されたカッタ１３は、非切削位置から切削位置に矢印Ａ方向に沿って移動する。 Specifically, as shown in FIG. 1, when the rotation angle of the rotating plate 61 is at the position of 0 degrees, the cutting angle θ of the cutter 13 with respect to the surface S to be cut becomes the reference cutting angle θs. In this state, when the cutter driving device 14 is first driven, the rotational force of the motor 41 is transmitted from the driving shaft 45 to the first rotating shaft 34 via the driving sheave 42, the belt 44, and the driven sheave 43. The cutter 13 fixed to 34 is rotationally driven. Next, when the cutter moving device 15 is driven, the drive rod 51 extends along the vertical direction Z, and the first support 12 moves downward in the vertical direction Z with respect to the inner surface (ceiling surface) 24 of the main body 11. do. Then, as shown in FIG. 7, the cutter 13 supported by the first support 12 moves along the arrow A direction from the non-cutting position to the cutting position.

このとき、カッタ１３は、連結ロッド１７の連結軸６６を中心に回動し、回転駆動するカッタ１３の外周面が被切削面Ｓに接触することで、この被切削面Ｓを切削加工する。カッタ１３が被切削面Ｓを所定深さだけ切削すると、図８に示すように、カッタ移動装置１５の駆動を停止し、カッタ戻し装置５２の付勢力により第１支持体１が鉛直方向Ｚにおける上方側に矢印Ｂ方向に沿って移動し、カッタ１３が非切削位置に戻り、１回目の切削作業が終了する。 At this time, the cutter 13 rotates about the connecting shaft 66 of the connecting rod 17, and the outer peripheral surface of the rotary driven cutter 13 comes into contact with the surface S to be cut, thereby cutting the surface S to be cut. When the cutter 13 cuts the surface S to be cut to a predetermined depth, the driving of the cutter moving device 15 is stopped, and the biasing force of the cutter returning device 52 moves the first support 1 in the vertical direction Z as shown in FIG. The cutter 13 moves upward along the direction of arrow B, returns to the non-cutting position, and completes the first cutting operation.

続いて、連結ロッド移動装置１８を駆動すると、モータ６７の回転力が傘歯車６８，６９を介して第２回転軸６３に伝達され、第２回転軸６３に固定された回転板６１が反時計回り方向に回転する。例えば、回転板６１が矢印Ｃ方向に９０度だけ回転すると、連結ロッド１７の連結軸６６における第１水平方向Ｘの位置と鉛直方向Ｚの位置が変更され、連結ロッド１７により連結された第１支持体１のカッタ１３における第１水平方向Ｘの位置と切削角度θが変更される。 Subsequently, when the connecting rod moving device 18 is driven, the rotational force of the motor 67 is transmitted to the second rotating shaft 63 via the bevel gears 68 and 69, and the rotating plate 61 fixed to the second rotating shaft 63 rotates counterclockwise. Rotate in a circular direction. For example, when the rotary plate 61 rotates in the direction of arrow C by 90 degrees, the position of the first horizontal direction X and the position of the vertical direction Z on the connecting shaft 66 of the connecting rod 17 are changed, and the first The position of the cutter 13 of the support 1 in the first horizontal direction X and the cutting angle θ are changed.

この状態で、カッタ移動装置１５を駆動すると、第１支持体１２に支持されたカッタ１３は、再び、非切削位置から切削位置に移動する。このとき、カッタ１３は、連結ロッド１７の連結軸６６を中心に回動し、回転駆動するカッタ１３の外周面が被切削面Ｓに接触することで、この被切削面Ｓを切削加工する。但し、カッタ１３は、１回目の切削作業に対して、第１水平方向Ｘの位置と切削角度θが変更されていることから、被切削面Ｓに対して、１回目の切削作業とは異なる切削位置を異なる切削角度θで切削する。カッタ１３が被切削面Ｓを所定深さだけ切削すると、カッタ移動装置１５の駆動を停止し、カッタ戻し装置５２の付勢力により第１支持体１が鉛直方向Ｚにおける上方側に移動し、カッタ１３が非切削位置に戻り、２回目の切削作業が終了する。 In this state, when the cutter moving device 15 is driven, the cutter 13 supported by the first support 12 moves again from the non-cutting position to the cutting position. At this time, the cutter 13 rotates about the connecting shaft 66 of the connecting rod 17, and the outer peripheral surface of the rotary driven cutter 13 comes into contact with the surface S to be cut, thereby cutting the surface S to be cut. However, since the position of the cutter 13 in the first horizontal direction X and the cutting angle θ are changed with respect to the first cutting operation, the cutting surface S is different from the first cutting operation. The cutting position is cut at different cutting angles θ. When the cutter 13 cuts the surface S to be cut to a predetermined depth, the driving of the cutter moving device 15 is stopped, and the biasing force of the cutter returning device 52 moves the first support 1 upward in the vertical direction Z, and the cutter moves upward. 13 returns to the non-cutting position, completing the second cutting operation.

更に、図９に示すように、連結ロッド移動装置１８を駆動すると、モータ６７の回転力が傘歯車６８，６９を介して第２回転軸６３に伝達され、第２回転軸６３に固定された回転板６１が反時計回り方向に回転する。例えば、回転板６１が矢印Ｄ方向に９０度だけ回転すると、連結ロッド１７の連結軸６６における第１水平方向Ｘの位置と鉛直方向Ｚの位置が変更され、連結ロッド１７に連結された第１支持体１のカッタ１３における第１水平方向Ｘの位置と切削角度θが変更される。 Furthermore, as shown in FIG. 9, when the connecting rod moving device 18 is driven, the rotational force of the motor 67 is transmitted to the second rotating shaft 63 via bevel gears 68 and 69, and is fixed to the second rotating shaft 63. The rotating plate 61 rotates counterclockwise. For example, when the rotary plate 61 rotates in the direction of arrow D by 90 degrees, the position of the first horizontal direction X and the position of the vertical direction Z on the connecting shaft 66 of the connecting rod 17 are changed, and the first rotating plate connected to the connecting rod 17 is changed. The position of the cutter 13 of the support 1 in the first horizontal direction X and the cutting angle θ are changed.

この状態で、カッタ移動装置１５を駆動すると、第１支持体１２に支持されたカッタ１３は、非切削位置から切削位置に矢印Ｅ方向に沿って移動する。このとき、カッタ１３は、連結ロッド１７の連結軸６６を中心に回動し、回転駆動するカッタ１３の外周面が被切削面Ｓに接触することで、この被切削面Ｓを切削加工する。但し、カッタ１３は、２回目の切削作業に対して、第１水平方向Ｘの位置と切削角度θが変更されていることから、被切削面Ｓに対して、２回目の切削作業とは異なる切削位置を異なる切削角度θで切削する。カッタ１３が被切削面Ｓを所定深さだけ切削すると、図１０に示すように、カッタ移動装置１５の駆動を停止し、カッタ戻し装置５２の付勢力により第１支持体１が鉛直方向Ｚにおける上方側に矢印Ｆ方向に沿って移動し、カッタ１３が非切削位置に戻り、３回目の切削作業が終了する。 In this state, when the cutter moving device 15 is driven, the cutter 13 supported by the first support 12 moves along the arrow E direction from the non-cutting position to the cutting position. At this time, the cutter 13 rotates about the connecting shaft 66 of the connecting rod 17, and the outer peripheral surface of the rotary driven cutter 13 comes into contact with the surface S to be cut, thereby cutting the surface S to be cut. However, since the position of the cutter 13 in the first horizontal direction X and the cutting angle θ are changed for the second cutting operation, the cutting surface S is different from the second cutting operation. The cutting position is cut at different cutting angles θ. When the cutter 13 cuts the surface S to be cut to a predetermined depth, the driving of the cutter moving device 15 is stopped, and the biasing force of the cutter returning device 52 moves the first support 1 in the vertical direction Z as shown in FIG. The cutter 13 moves upward along the direction of arrow F, returns to the non-cutting position, and the third cutting operation is completed.

そして、連結ロッド移動装置１８を駆動すると、モータ６７の回転力が傘歯車６８，６９を介して第２回転軸６３に伝達され、第２回転軸６３に固定された回転板６１が反時計回り方向に回転する。例えば、回転板６１が矢印Ｇ方向に９０度だけ回転すると、連結ロッド１７の連結軸６６における第１水平方向Ｘの位置と鉛直方向Ｚの位置が変更され、連結ロッド１７に連結された第１支持体１のカッタ１３における第１水平方向Ｘの位置と切削角度θが変更される。 When the connecting rod moving device 18 is driven, the rotational force of the motor 67 is transmitted to the second rotating shaft 63 via the bevel gears 68 and 69, and the rotating plate 61 fixed to the second rotating shaft 63 rotates counterclockwise. rotate in the direction For example, when the rotary plate 61 rotates by 90 degrees in the direction of arrow G, the position of the first horizontal direction X and the position of the vertical direction Z on the connecting shaft 66 of the connecting rod 17 are changed, and the first rotating plate connected to the connecting rod 17 is changed. The position of the cutter 13 of the support 1 in the first horizontal direction X and the cutting angle θ are changed.

この状態で、カッタ移動装置１５を駆動すると、第１支持体１２に支持されたカッタ１３は、非切削位置から切削位置に矢印Ｅ方向に沿って移動する。このとき、カッタ１３は、連結ロッド１７の連結軸６６を中心に回動し、回転駆動するカッタ１３の外周面が被切削面Ｓに接触することで、この被切削面Ｓを切削加工する。但し、カッタ１３は、３回目の切削作業に対して、第１水平方向Ｘの位置と切削角度θが変更されていることから、被切削面Ｓに対して、２回目の切削作業とは異なる切削位置を異なる切削角度θで切削する。カッタ１３が被切削面Ｓを所定深さだけ切削すると、カッタ移動装置１５の駆動を停止し、カッタ戻し装置５２の付勢力により第１支持体１が鉛直方向Ｚにおける上方側に移動し、カッタ１３が非切削位置に戻り、４回目の切削作業が終了する。 In this state, when the cutter moving device 15 is driven, the cutter 13 supported by the first support 12 moves along the arrow E direction from the non-cutting position to the cutting position. At this time, the cutter 13 rotates about the connecting shaft 66 of the connecting rod 17, and the outer peripheral surface of the rotary driven cutter 13 comes into contact with the surface S to be cut, thereby cutting the surface S to be cut. However, since the position of the cutter 13 in the first horizontal direction X and the cutting angle θ are changed for the third cutting operation, the cutting operation for the surface S to be cut is different from that for the second cutting operation. The cutting position is cut at different cutting angles θ. When the cutter 13 cuts the surface S to be cut to a predetermined depth, the driving of the cutter moving device 15 is stopped, and the biasing force of the cutter returning device 52 moves the first support 1 upward in the vertical direction Z, and the cutter moves upward. 13 returns to the non-cutting position, completing the fourth cutting operation.

ここで、連結ロッド移動装置１８を駆動し、回転板６１を反時計回り方向に９０度だけ回転すると、連結ロッド１７の連結軸６６における第１水平方向Ｘの位置と鉛直方向Ｚの位置が変更され、連結ロッド１７に連結された第１支持体１のカッタ１３における第１水平方向Ｘの位置と切削角度θが変更され、元の位置に戻る。 Here, when the connecting rod moving device 18 is driven to rotate the rotary plate 61 counterclockwise by 90 degrees, the position of the connecting rod 17 in the first horizontal direction X and the position in the vertical direction Z on the connecting shaft 66 are changed. , the position of the cutter 13 of the first support 1 connected to the connecting rod 17 in the first horizontal direction X and the cutting angle .theta.

カッタ駆動装置１４により回転駆動するカッタ１３を被切削面Ｓに対して、連結ロッド移動装置１８により切削位置と切削角度θを変更しながら、カッタ移動装置１５によりカッタ１３を被切削面Ｓに接触させて切削加工を行う。そのため、被切削面Ｓは、第１水平方向Ｘに対して所定間隔で角度の異なる切り込みが形成されることとなり、カッタ１３による複数回の切削作業により、ブロック形状の破砕片が形成される。所定量の破砕片が形成されると、図示しない回収装置が破砕片を回収する。 The cutter 13, which is rotationally driven by the cutter driving device 14, is brought into contact with the surface S to be cut by the cutter moving device 15 while the cutting position and the cutting angle θ are changed by the connecting rod moving device 18. and perform cutting. As a result, cuts having different angles are formed on the surface S to be cut at predetermined intervals with respect to the first horizontal direction X, and block-shaped crushed pieces are formed by a plurality of cutting operations by the cutter 13 . When a predetermined amount of crushed pieces is formed, a collecting device (not shown) collects the crushed pieces.

なお、上述した第１実施形態の切削方法では、回転板６１を９０度ずつ回転することで、カッタ１３による被切削面Ｓへの切削位置と切削角度θを変更したが、回転板６１の回転角度は、９０度に限定されるものではなく、適宜設定すればよいものである。また、ロボット９０を作動することで、切削装置１０を移動して被切削面Ｓに対する切削位置を変更してもよい。 In the cutting method of the first embodiment described above, the rotating plate 61 is rotated by 90 degrees to change the cutting position and the cutting angle θ of the surface S to be cut by the cutter 13 . The angle is not limited to 90 degrees, and may be set as appropriate. Further, the cutting position on the surface S to be cut may be changed by moving the cutting device 10 by operating the robot 90 .

このように第１実施形態の切削装置にあっては、第１支持体１２と、第１回転軸３４により第１支持体１２に回転自在に支持されるカッタ１３と、第１支持体１２に設けられてカッタ１３を回転駆動するカッタ駆動装置１４と、カッタ１３を被切削面Ｓ側に移動するカッタ移動装置１５と、第１支持体１２に所定間隔を空けて配置される第２支持体１６と、一端部が第１支持体１２に連結される連結ロッド１７と、連結ロッド１７の他端部と第２支持体１６とを連結軸６６により連結すると共に連結軸６６を連結ロッド１７の長手方向およびカッタ移動装置１５によるカッタ１３の移動方向に移動する連結ロッド移動装置１８とを備える。 Thus, in the cutting apparatus of the first embodiment, the first support 12, the cutter 13 rotatably supported on the first support 12 by the first rotating shaft 34, and the first support 12 A cutter driving device 14 that is provided to rotationally drive the cutter 13, a cutter moving device 15 that moves the cutter 13 to the side of the surface to be cut S, and a second support that is arranged at a predetermined distance from the first support 12. 16 , a connecting rod 17 having one end connected to the first support 12 , the other end of the connecting rod 17 and the second support 16 are connected by a connecting shaft 66 , and the connecting shaft 66 is connected to the connecting rod 17 . a connecting rod moving device 18 that moves longitudinally and in the direction of movement of the cutter 13 by the cutter moving device 15;

従って、連結ロッド移動装置１８を駆動すると、連結ロッド１７と第２支持体１６との連結軸６６を連結ロッド１７の長手方向およびカッタ１３の移動方向に移動することができる。すると、本体１１を含む装置全体を移動することなく、カッタ１３の切削位置と切削角度θを変更して被切削面Ｓに対する切削加工を行うことができる。その結果、装置の小型化を可能とすることができる。 Therefore, when the connecting rod moving device 18 is driven, the connecting shaft 66 between the connecting rod 17 and the second support 16 can be moved in the longitudinal direction of the connecting rod 17 and the moving direction of the cutter 13 . Then, the cutting position and the cutting angle .theta. As a result, it is possible to reduce the size of the device.

第１実施形態の切削装置では、筒形状をなす本体１１が設けられ、第１支持体１２を本体１１の軸方向（第１水平方向Ｘ）における一方側に配置し、第２支持体１６を本体１１の軸方向（第１水平方向Ｘ）における他方側に固定する。従って、本体１１が筒形状をなすことから、カッタ駆動装置１４、カッタ移動装置１５、連結ロッド移動装置１８などへの切削粉の付着を抑制することができ。 In the cutting apparatus of the first embodiment, a cylindrical main body 11 is provided, a first support 12 is arranged on one side of the main body 11 in the axial direction (first horizontal direction X), and a second support 16 is arranged. It is fixed to the other side in the axial direction (first horizontal direction X) of the main body 11 . Therefore, since the main body 11 has a cylindrical shape, it is possible to suppress adhesion of cutting powder to the cutter driving device 14, the cutter moving device 15, the connecting rod moving device 18, and the like.

第１実施形態の切削装置では、本体１１は、カッタ１３の外周部に対向する周方向の一部に開口部２３が設けられる。従って、本体１１の一部に開口部２３が設けられることから、カッタ移動装置１５によりカッタ１３が被切削面Ｓ側に移動するとき、開口部２３を通してカッタ１３が外部に露出することとなり、被切削面Ｓに対して適正な加工を行うことができる。 In the cutting device of the first embodiment, the main body 11 is provided with an opening 23 in a portion of the circumferential direction facing the outer peripheral portion of the cutter 13 . Therefore, since the opening 23 is provided in a part of the main body 11, when the cutter 13 is moved toward the surface S to be cut by the cutter moving device 15, the cutter 13 is exposed to the outside through the opening 23. Appropriate processing can be performed on the cutting surface S.

第１実施形態の切削装置では、連結ロッド移動装置１８は、第１回転軸３４の軸方向およびカッタ移動装置１５によるカッタ１３の移動方向に交差する方向に沿う第２回転軸６３により第２支持体１６に回転自在に支持される回転板６１と、第２支持体１６に設けられて回転板６１を回転駆動する回転板駆動装置６２とを有し、連結ロッド１７の他端部が回転板６１に連結される。従って、回転板駆動装置６２により第２支持体１６に対して回転板６１を回転駆動すると、連結ロッド１７の他端部と回転板６１との連結軸６６が本体１１の長手方向とカッタ１３の移動方向に連続して移動することとなり、カッタ１３の切削位置と切削角度θを同時に変更することができる。 In the cutting apparatus of the first embodiment, the connecting rod moving device 18 is secondly supported by the second rotating shaft 63 along the direction intersecting the axial direction of the first rotating shaft 34 and the moving direction of the cutter 13 by the cutter moving device 15. It has a rotating plate 61 rotatably supported by the body 16, and a rotating plate driving device 62 provided on the second support 16 for rotating the rotating plate 61. The other end of the connecting rod 17 is connected to the rotating plate. 61. Therefore, when the rotating plate 61 is rotationally driven with respect to the second support 16 by the rotating plate driving device 62 , the connecting shaft 66 between the other end of the connecting rod 17 and the rotating plate 61 is aligned with the longitudinal direction of the main body 11 and the cutter 13 . Since it moves continuously in the moving direction, the cutting position and the cutting angle θ of the cutter 13 can be changed at the same time.

第１実施形態の切削装置では、カッタ移動装置１５は、エアシリンダを有する。従って、エアシリンダの押圧力を調整することで、被切削面Ｓに対するカッタ１３の押付け力が決まり、カッタ１３の押付け力が切削反力より大きくなると、エアシリンダがダンパとして機能することから、カッタ１３が被切削面Ｓの凹凸に倣うように移動し、被切削面Ｓを適正に切削することができる。 In the cutting device of the first embodiment, the cutter moving device 15 has an air cylinder. Therefore, by adjusting the pressing force of the air cylinder, the pressing force of the cutter 13 against the surface to be cut S is determined. 13 moves so as to follow the unevenness of the surface S to be cut, so that the surface S to be cut can be cut properly.

第１実施形態の切削装置では、カッタ移動装置１５は、非切削位置にあるカッタ１３を被切削面Ｓに接触する切削位置に移動可能であり、切削位置にあるカッタ１３を非切削位置に戻すカッタ戻し装置５２が設けられる。従って、カッタ移動装置１５により非切削位置にあるカッタ１３を被切削面Ｓに接触する切削位置に移動することで、カッタ１３を被切削面Ｓに接触して切削加工を行うことができ、カッタ１３による切削作業の終了後に、カッタ戻し装置５２により切削位置にあるカッタ３を非切削位置に容易に戻すことができる。 In the cutting device of the first embodiment, the cutter moving device 15 can move the cutter 13 in the non-cutting position to the cutting position in contact with the surface S to be cut, and return the cutter 13 in the cutting position to the non-cutting position. A cutter return device 52 is provided. Therefore, by moving the cutter 13 from the non-cutting position to the cutting position where it contacts the surface S to be cut by the cutter moving device 15, the cutter 13 can be brought into contact with the surface S to be cut for cutting. After the cutting operation by 13 is finished, the cutter returning device 52 can easily return the cutter 3 from the cutting position to the non-cutting position.

第１実施形態の切削装置では、カッタ戻し装置５２は、カッタ１３を非切削位置に戻す方向に作用する弾性力を持つ弾性部材としての引張コイルばねを有する。従って、別途、特別な駆動源を設ける必要がなく、簡単な構成でカッタ１３を非切削位置へ戻すことができる。 In the cutting device of the first embodiment, the cutter return device 52 has an extension coil spring as an elastic member having an elastic force acting in a direction to return the cutter 13 to the non-cutting position. Therefore, there is no need to separately provide a special drive source, and the cutter 13 can be returned to the non-cutting position with a simple configuration.

第１実施形態の切削装置では、カッタ１３は、円板形状をなす。従って、カッタ移動装置１５により回転駆動するカッタ１３を被切削面Ｓ側に移動するとき、カッタ１３は、連結ロッドの連結軸６６を中心に揺動して外周面が被切削面Ｓに接触する。このとき、カッタ１３の外周面により被切削面Ｓを適正に切削加工することができる。 In the cutting device of the first embodiment, the cutter 13 has a disk shape. Therefore, when the cutter 13, which is rotationally driven by the cutter moving device 15, is moved toward the surface to be cut S, the cutter 13 swings around the connecting shaft 66 of the connecting rod, and the outer peripheral surface of the cutter 13 contacts the surface to be cut S. . At this time, the surface S to be cut can be properly cut by the outer peripheral surface of the cutter 13 .

第１実施形態の切削装置では、カッタ１３は、表面１３ａと裏面１３ｂが連結軸６６を中心とする球面形状をなす。従って、円板形状をなすカッタ１３の表面１３ａと裏面１３ｂが球面形状をなすことから、被切削面Ｓに対してカッタ１３が円滑に接触して切削加工することができる。そのため、カッタ１３は、被切削面Ｓから切削方向以外の応力が作用することが抑制され、カッタ３における無理な応力の発生を抑制し、破損を抑制することができる。 In the cutting apparatus of the first embodiment, the cutter 13 has a spherical shape with the front surface 13a and the rear surface 13b centering on the connecting shaft 66. As shown in FIG. Therefore, since the front surface 13a and the rear surface 13b of the disk-shaped cutter 13 are spherical, the cutter 13 can smoothly contact the surface S to be cut and perform cutting. Therefore, the cutter 13 is prevented from being subjected to stress from the surface S to be cut in a direction other than the cutting direction.

また、第１実施形態の切削方法にあっては、円板形状をなすカッタ１３を回転させる工程と、カッタ１３を非切削位置から被切削面Ｓに接触する切削位置に移動する工程と、カッタ１３を切削位置から非切削位置に移動する工程と、カッタ１３をカッタ１３の第１回転軸３４の方向に沿って所定距離だけ移動すると共に被切削面Ｓに対するカッタ１３の接触角度を変更する工程と、カッタ１３を非切削位置から切削位置に移動する工程とを有する。従って、本体１１を移動することなくカッタ１３の切削位置と切削角度θを変更して被切削面Ｓに対する切削加工を行うことができ、装置の小型化を可能とすることができる。 Further, in the cutting method of the first embodiment, the steps of rotating the disk-shaped cutter 13, moving the cutter 13 from the non-cutting position to the cutting position in contact with the surface S to be cut, a step of moving the cutter 13 from the cutting position to the non-cutting position; and a step of moving the cutter 13 by a predetermined distance along the direction of the first rotating shaft 34 of the cutter 13 and changing the contact angle of the cutter 13 with respect to the surface S to be cut. and moving the cutter 13 from the non-cutting position to the cutting position. Therefore, the cutting position and cutting angle .theta. of the cutter 13 can be changed without moving the main body 11, and the cutting work can be performed on the surface S to be cut, so that the size of the apparatus can be reduced.

また、第１実施形態のロボットにあっては、多関節アーム９１の先端部に切削装置１０が装着される。従って、ロボット９０の多関節アーム９１を移動することなく、切削装置１０が被切削面Ｓに対する切削加工を行うことができ、装置の小型化を可能とすることができる。 Further, in the robot of the first embodiment, the cutting device 10 is attached to the tip of the articulated arm 91 . Therefore, the cutting device 10 can cut the surface S to be cut without moving the articulated arm 91 of the robot 90, and the size of the device can be reduced.

なお、この第１実施形態では、カッタ１３を円板形状とすると共に、表面１３ａと裏面１３ｂを球面形状としたが、この形状に限定されるものではない。例えば、カッタを円板形状とすると共に、外周部を曲面断面形状や平面断面形状などとし、カッタを回転駆動したとき、外周部により被切削面を削って除去するものであってもよい。この場合、カッタの表面と裏面は、平面形状であるが、凸状または凹状の球面形状としてもよい。 In the first embodiment, the cutter 13 has a disk shape and the front surface 13a and the back surface 13b have a spherical shape, but the shape is not limited to this. For example, the cutter may have a disk shape and the outer peripheral portion may have a curved cross-sectional shape or a planar cross-sectional shape, and when the cutter is rotationally driven, the outer peripheral portion may scrape and remove the cut surface. In this case, the front and back surfaces of the cutter are planar, but they may be convex or concave spherical.

［第２実施形態］
図１１は、第２実施形態の切削装置を表す正面図、図１２は、切削装置を表す側面図、図１３は、切削装置を表す平面図、図１４は、図１１のXIV－XIV断面図である。 [Second embodiment]
11 is a front view showing the cutting device of the second embodiment, FIG. 12 is a side view showing the cutting device, FIG. 13 is a plan view showing the cutting device, and FIG. 14 is a XIV-XIV sectional view of FIG. is.

第２実施形態において、図１１から図１４に示すように、切削装置１００は、第１本体１０１と、第２本体１０２と、支持体１０３と、カッタ１０４と、カッタ駆動装置１０５と、カッタ傾動装置１０６と、カッタ旋回装置１０７とを備える。 In the second embodiment, as shown in FIGS. 11 to 14, the cutting device 100 includes a first main body 101, a second main body 102, a support 103, a cutter 104, a cutter driving device 105, and a cutter tilting mechanism. A device 106 and a cutter turning device 107 are provided.

第１本体１０１は、設置部１１１と、背部１１２と、天井部１１３とを有する。設置部１１１は、環形状をなし、被切削面Ｓ上に設置される。背部１１２は、設置部１１１の周方向における一部から鉛直方向Ｚに沿って配置されるように固定される。天井部１１３は、設置部１１１と同様に、環形状をなし、背部１１２の上端部に固定される。そのため、第１本体１０１は、背部１１２の内空間に開口部１１４が形成される。 The first main body 101 has an installation portion 111 , a back portion 112 and a ceiling portion 113 . The installation portion 111 has an annular shape and is installed on the surface S to be cut. The back portion 112 is fixed so as to be arranged along the vertical direction Z from a portion of the installation portion 111 in the circumferential direction. The ceiling part 113 has a ring shape and is fixed to the upper end of the back part 112 , similarly to the installation part 111 . Therefore, the first main body 101 has an opening 114 formed in the inner space of the back portion 112 .

第２本体１０２は、第１本体１０１と同様に、設置部１２１と、背部１２２と、天井部１２３とを有する。設置部１２１は、環形状をなす。背部１２２は、設置部１２１の周方向における一部から鉛直方向Ｚに沿って配置されるように固定される。天井部１２３は、設置部１２１と同様に、環形状をなし、背部１２２の上端部に固定される。そのため、第２本体１０２は、背部１２２の内空間に開口部１２４が形成される。 The second main body 102 has an installation portion 121 , a back portion 122 and a ceiling portion 123 like the first main body 101 . The installation portion 121 has a ring shape. The back portion 122 is fixed so as to be arranged along the vertical direction Z from a portion of the installation portion 121 in the circumferential direction. The ceiling part 123 has a ring shape and is fixed to the upper end part of the back part 122 in the same manner as the installation part 121 . Therefore, the second main body 102 is formed with an opening 124 in the inner space of the back portion 122 .

なお、設置部１１１及び設置部１２１は、支持体１０３およびカッタ駆動装置１０５が傾動するとき、その傾動動作を邪魔しないように一部が切り欠かれていてもよい。また、設置部１１１及び設置部１２１の形状は円環形状に限らず、カッタ駆動装置１０５の形状に合わせた矩形環状などであってもよい。 Note that the installation portion 111 and the installation portion 121 may be partially cut out so as not to interfere with the tilting motion of the support body 103 and the cutter driving device 105 when the support body 103 and the cutter driving device 105 tilt. Further, the shape of the installation portion 111 and the installation portion 121 is not limited to the circular ring shape, and may be a rectangular ring shape matching the shape of the cutter driving device 105 .

第１本体１０１は、内側に第２本体１０２が配置される。第２本体１０２は、第１本体１０１に設けられた複数の軸受１１５により鉛直方向Ｚに沿う軸心により水平方向回りに回転自在に支持される。すなわち、第２本体１０２は、第１軸心Ｏ１を中心として第１本体１０１に対して回転自在に支持される。 A second body 102 is arranged inside the first body 101 . The second main body 102 is supported by a plurality of bearings 115 provided in the first main body 101 so as to be rotatable in the horizontal direction about an axis along the vertical direction Z. As shown in FIG. That is, the second main body 102 is rotatably supported with respect to the first main body 101 around the first axis O1.

支持体１０３は、第２本体１０２の内部で、鉛直方向Ｚに沿って配置される。支持体１０３は、軸部１３１と、支持部１３２とを有する。軸部１３１の下部に支持部１３２が一体に固定され、支持部１３２は、外面が第２本体１０２の球面支持部１２５により支持される。 The support 103 is arranged along the vertical direction Z inside the second body 102 . The support 103 has a shaft portion 131 and a support portion 132 . A support portion 132 is integrally fixed to the lower portion of the shaft portion 131 , and the outer surface of the support portion 132 is supported by the spherical support portion 125 of the second main body 102 .

カッタ駆動装置１０５は、エアモータであって、支持体１０３の上部に固定される。カッタ駆動装置１０５は、駆動軸（第１回転軸）１４０が鉛直方向Ｚの下方に設けられ、支持体１０３の内部を下方に貫通する、カッタ１０４は、駆動軸１４０の先端部に固定される。カッタ１０４は、中空の半球形状をなし、表面１０４ａと裏面１０４ｂが球面形状をなす。表面１０４ａと裏面１０４ｂの中心位置Ｏは、同様である。中空の半球形状をなすカッタ１０４は、先端部が中心位置Ｏより鉛直方向Ｚの下方まで所定長さだけ延出される。そのため、カッタ駆動装置１０５を駆動すると、カッタ１０４が鉛直方向Ｚに沿った第１軸心Ｏ１を中心として回転駆動することができる。 The cutter driving device 105 is an air motor and is fixed to the top of the support 103 . The cutter driving device 105 has a driving shaft (first rotating shaft) 140 provided downward in the vertical direction Z, and penetrates downward through the support 103. The cutter 104 is fixed to the tip of the driving shaft 140. . The cutter 104 has a hollow hemispherical shape, and a front surface 104a and a back surface 104b are spherical. The center positions O of the front surface 104a and the back surface 104b are the same. The cutter 104 having a hollow hemispherical shape extends from the center position O downward in the vertical direction Z by a predetermined length. Therefore, when the cutter driving device 105 is driven, the cutter 104 can be driven to rotate about the first axis O1 along the vertical direction Z. As shown in FIG.

カッタ傾動装置１０６は、モータ１４１と、駆動シーブ１４２と、従動シーブ１４３と、無端のベルト１４４と、ねじ軸１４５と、移動体１４６と、リンク１４７とを有する。モータ１４１は、第２本体１０２のカッタ駆動装置１０５より第１水平方向Ｘにおける一方側に固定される。モータ１４１は、鉛直方向Ｚの上方に駆動軸１５１が設けられ、駆動軸１５１の先端部に駆動シーブ１４２が固定される。移動体１４６は、カッタ駆動装置１０５より第１水平方向Ｘに直交する第２水平方向Ｙにおける一方側に配置される。移動体１４６は、第２本体１０２に鉛直方向Ｚに沿って固定されたガイドレール１５２により鉛直方向Ｚに沿って移動自在に支持される。ねじ軸１４５は、第２本体１０２に回転自在に支持され、鉛直方向Ｚの上端部に従動シーブ１４３が固定される。ベルト１４４は、駆動シーブ１４２と従動シーブ１４３との間に掛け回される。また、移動体１４６は、ねじ軸１４５に螺合する。リンク１４７は、カッタ駆動装置１０５に対して第１水平方向Ｘにおける一方側と他方側にそれぞれ配置される。各リンク１４７は、一端部が移動体１４６に連結され、他端部が支持体１０３の軸部１３１に連結される。 The cutter tilting device 106 has a motor 141 , a driving sheave 142 , a driven sheave 143 , an endless belt 144 , a screw shaft 145 , a moving body 146 and a link 147 . The motor 141 is fixed to one side in the first horizontal direction X from the cutter driving device 105 of the second main body 102 . The motor 141 is provided with a drive shaft 151 above in the vertical direction Z, and a drive sheave 142 is fixed to the tip of the drive shaft 151 . The moving body 146 is arranged on one side in the second horizontal direction Y orthogonal to the first horizontal direction X from the cutter driving device 105 . The moving body 146 is movably supported along the vertical direction Z by a guide rail 152 fixed along the vertical direction Z to the second body 102 . The screw shaft 145 is rotatably supported by the second main body 102, and the driven sheave 143 is fixed at the upper end in the vertical direction Z. As shown in FIG. A belt 144 is entrained between the driving sheave 142 and the driven sheave 143 . Also, the moving body 146 is screwed onto the screw shaft 145 . The links 147 are arranged on one side and the other side in the first horizontal direction X with respect to the cutter driving device 105 . Each link 147 has one end connected to the moving body 146 and the other end connected to the shaft 131 of the support 103 .

そのため、支持体１０３が鉛直方向Ｚに沿って配置された状態で、モータ１４１を駆動すると、駆動軸１５１の回転力が駆動シーブ１４２、ベルト１４４、従動シーブ１４３を介してねじ軸１４５に伝達され、ねじ軸１４５を回転駆動することができる。ねじ軸１４５が回転駆動すると、ガイドレール１５２に支持された移動体１４６が鉛直方向Ｚの下方に移動し、リンク１４７を回動させる。すなわち、移動体１４６の下降に伴ってリンク１４７を介して支持体１０３およびカッタ駆動装置１０５が傾動し、カッタ１０４は、第１軸心Ｏ１に対して直交する水平な第２軸心Ｏ２を中心として所定角度だけ回転することができる。 Therefore, when the motor 141 is driven with the support 103 arranged along the vertical direction Z, the rotational force of the drive shaft 151 is transmitted to the screw shaft 145 via the drive sheave 142, the belt 144, and the driven sheave 143. , can drive the screw shaft 145 to rotate. When the screw shaft 145 is rotationally driven, the moving body 146 supported by the guide rail 152 moves downward in the vertical direction Z, and rotates the link 147 . That is, as the moving body 146 descends, the support 103 and the cutter driving device 105 tilt via the link 147, and the cutter 104 moves about the second horizontal axis O2 perpendicular to the first axis O1. can be rotated by a predetermined angle as

カッタ旋回装置１０７は、モータであって、第２本体１０２の第１水平方向Ｘにおける他方側に固定される。カッタ旋回装置１０７は、鉛直方向Ｚにおける上方側に駆動軸１６１が設けられ、駆動軸１６１の先端部に駆動歯車１６２が固定される。第１本体１０１は、鉛直方向Ｚにおける上端部にラック１６３が形成される。駆動歯車１６２は、ラック１６３に噛み合う。そのため、カッタ旋回装置１０７を駆動すると、駆動軸１６１の回転力が駆動歯車１６２に伝達され、駆動歯車１６２がラック１６３に噛み合いながら回転する。すると、カッタ旋回装置１０７が搭載された第２本体１０２は、第１本体１０１に対して第１軸心Ｏ１を中心として所定角度だけ旋回することができる。 The cutter turning device 107 is a motor and is fixed to the other side in the first horizontal direction X of the second body 102 . The cutter turning device 107 is provided with a drive shaft 161 on the upper side in the vertical direction Z, and a drive gear 162 is fixed to the tip of the drive shaft 161 . A rack 163 is formed at the upper end in the vertical direction Z of the first main body 101 . Drive gear 162 meshes with rack 163 . Therefore, when the cutter turning device 107 is driven, the rotational force of the drive shaft 161 is transmitted to the drive gear 162 , and the drive gear 162 rotates while meshing with the rack 163 . Then, the second body 102 on which the cutter turning device 107 is mounted can be turned by a predetermined angle about the first axis O1 with respect to the first body 101 .

ここで、第２実施形態の切削装置１００による切削方法について説明する。 Here, a cutting method by the cutting device 100 of the second embodiment will be described.

切削装置１００は、図示しないロボットの多関節アームに支持され、被切削面Ｓ上に配置される。この状態で、まず、カッタ駆動装置１０５を駆動すると、回転力が駆動軸１４０を介してカッタ１０４に伝達され、カッタ１０４が第１軸心Ｏ１を中心として回転駆動する。次に、カッタ傾動装置１０６にて、モータ１４１を駆動すると、回転力が駆動シーブ１４２、ベルト１４４、従動シーブ１４３を介してねじ軸１４５に伝達される。ねじ軸１４５が回転駆動すると、ねじ軸１４５に螺合する移動体１４６がガイドレール１５２に沿って下方に移動し、リンク１４７を回動させる。すると、図１２に２点鎖線で示すように、カッタ駆動装置１０５が第１軸心Ｏ１に対して傾動し、回転駆動するカッタ１０４は、第２軸心Ｏ２を中心として所定角度だけ回動し、被切削面Ｓを切削しながら進入する。 The cutting device 100 is supported by an articulated arm of a robot (not shown) and placed on the surface S to be cut. In this state, when the cutter driving device 105 is first driven, a rotational force is transmitted to the cutter 104 via the driving shaft 140, and the cutter 104 is rotationally driven around the first axis O1. Next, when the motor 141 is driven by the cutter tilting device 106 , rotational force is transmitted to the screw shaft 145 via the driving sheave 142 , the belt 144 and the driven sheave 143 . When the screw shaft 145 is rotationally driven, the moving body 146 screwed onto the screw shaft 145 moves downward along the guide rail 152 to rotate the link 147 . 12, the cutter driving device 105 tilts with respect to the first axis O1, and the rotationally driven cutter 104 rotates by a predetermined angle about the second axis O2. , while cutting the surface S to be cut.

続いて、カッタ旋回装置１０７を駆動すると、回転力が駆動歯車１６２に伝達され、駆動歯車１６２がラック１６３に噛み合いながら回転する。ラック１６３は、第１本体１０１に固定されていることから、カッタ旋回装置１０７が搭載された第２本体１０２が第１本体１０１に対して第１軸心Ｏ１を中心として一方方向に所定角度α（例えば、９０度）だけ旋回する。すると、回転駆動するカッタ１０４は、第１軸心Ｏ１を中心として所定角度だけ回動し、被切削面Ｓを切削しながら進入する。また、カッタ旋回装置１０７を逆方向駆動すると、前述と同様に、カッタ旋回装置１０７が搭載された第２本体１０２が第１本体１０１に対して第１軸心Ｏ１を中心として他方方向に所定角度β（例えば、９０度）だけ旋回する。すると、回転駆動するカッタ１０４は、第１軸心Ｏ１を中心として所定角度だけ回動し、被切削面Ｓを切削しながら進入する。その結果、カッタ１０４が被切削面Ｓを切削加工することで、例えば、半球形状をなす破砕片を形成することができる。なお、被切削面Ｓに対するカッタ１０４の切削距離により、半球形状ではなく、皿形状をなす破砕片を形成することもできる。 Subsequently, when the cutter turning device 107 is driven, the rotational force is transmitted to the drive gear 162 , and the drive gear 162 rotates while meshing with the rack 163 . Since the rack 163 is fixed to the first main body 101, the second main body 102 on which the cutter turning device 107 is mounted is oriented in one direction about the first axis O1 with respect to the first main body 101 at a predetermined angle α. (eg, 90 degrees). Then, the rotationally driven cutter 104 rotates by a predetermined angle about the first axis O1 and enters the surface S to be cut while cutting. Further, when the cutter turning device 107 is driven in the reverse direction, the second main body 102 on which the cutter turning device 107 is mounted rotates at a predetermined angle in the other direction about the first axis O1 with respect to the first main body 101, as described above. Rotate by β (eg, 90 degrees). Then, the rotationally driven cutter 104 rotates by a predetermined angle about the first axis O1 and enters the surface S to be cut while cutting. As a result, by cutting the surface S to be cut with the cutter 104, for example, a hemispherical fragment can be formed. It should be noted that depending on the cutting distance of the cutter 104 with respect to the surface S to be cut, it is also possible to form fragments that are dish-shaped instead of hemispherical.

このように第２実施形態の切削装置にあっては、第１本体１０１と、第２本体１０２と、第２本体１０２の長手方向に沿って配置される駆動軸（第１回転軸）１４０と、駆動軸１４０に連結されて表面１０４ａと裏面１０４ｂが球面形状をなすカッタ１０４と、駆動軸１４０を中心としてカッタ１０４を回転駆動するカッタ駆動装置１０５と、駆動軸１４０を介してカッタを揺動させるカッタ揺動装置としてのカッタ傾動装置１０６およびカッタ旋回装置１０７を備える。 Thus, in the cutting apparatus of the second embodiment, the first main body 101, the second main body 102, and the drive shaft (first rotating shaft) 140 arranged along the longitudinal direction of the second main body 102 , a cutter 104 connected to a driving shaft 140 and having a spherical front surface 104a and a back surface 104b; a cutter driving device 105 rotating and driving the cutter 104 about the driving shaft 140; A cutter tilting device 106 and a cutter turning device 107 are provided as a cutter swinging device for rotating the cutter.

従って、カッタ駆動装置１０５を駆動すると、駆動軸１４０を介して球面形状をなすカッタ１０４が回転駆動し、この状態で、カッタ傾動装置１０６によりカッタ１０４を傾動させると共に、カッタ旋回装置１０７によりカッタ１０４を旋回させると、球面形状をなすカッタ１０４が被切削面Ｓに対して回転駆動しながら揺動することで、カッタ１０４が被切削面Ｓに接触して切削加工を行うことができる。すなわち、第１本体１０１を移動することなくカッタ１０４の切削位置と切削角度を変更して被切削面Ｓに対する切削加工を行うことができる。その結果、装置の小型化を可能とすることができる。 Therefore, when the cutter drive device 105 is driven, the spherical cutter 104 is driven to rotate via the drive shaft 140 . , the cutter 104 having a spherical shape oscillates while rotating against the surface S to be cut, so that the cutter 104 contacts the surface S to be cut and performs cutting. That is, the cutting position and cutting angle of the cutter 104 can be changed without moving the first main body 101 to cut the surface S to be cut. As a result, it is possible to reduce the size of the device.

１０ 切削装置
１１ 本体
１２ 第１支持体
１３ カッタ
１３ａ 表面
１３ｂ 裏面
１４ カッタ駆動装置
１５ カッタ移動装置
１６ 第２支持体
１７ 連結ロッド
１８ 連結ロッド移動装置
２１，２２ 開口
２３ 開口部
２４ 内面
３１ 第１収容部
３２ 第２収容部
３３ 第３収容部
３４ 第１回転軸
３５，３６ 軸受
４１ モータ
４２ 駆動シーブ
４３ 従動シーブ
４４ ベルト
４５ 駆動軸
５１ 駆動ロッド
５２ カッタ戻し装置
６１ 回転板
６２ 回転板駆動装置
６３ 第２回転軸
６４ 軸受
６５ 屈曲部
６６ 連結軸（連結部）
６７ モータ
６８，６９ 傘歯車
７０ 駆動軸
９０ ロボット
９１ 多関節アーム
９２ 着脱装置
１００ 切削装置
１０１ 第１本体
１０２ 第２本体
１０３ 支持体
１０４ カッタ
１０４ａ 表面
１０４ｂ 裏面
１０５ カッタ駆動装置
１０６ カッタ傾動装置
１０７ カッタ旋回装置
１１１，１２１ 設置部
１１２，１２２ 背部
１１３，１２３ 天井部
１１４，１２４ 開口部
１１５ 軸受
１２５ 球面支持部
１３１ 軸部
１３２ 支持部
１４０ 駆動軸（第１回転軸）
１４１ モータ
１４２ 駆動シーブ
１４３ 従動シーブ
１４４ ベルト
１４５ ねじ軸
１４６ 移動体
１４７ リンク
１５１ 駆動軸
１５２ ガイドレール
１６１ 駆動軸
１６２ 駆動歯車
１６３ ラック
θ 切削角度
θｓ 基準切削角度
Ｒ 円弧
Ｏ１ 第１軸心
Ｏ２ 第２軸心
Ｘ 第１水平方向
Ｙ 第２水平方向
Ｚ 鉛直方向 REFERENCE SIGNS LIST 10 cutting device 11 main body 12 first support 13 cutter 13a front surface 13b rear surface 14 cutter driving device 15 cutter moving device 16 second support 17 connecting rod 18 connecting rod moving device 21, 22 opening 23 opening 24 inner surface 31 first housing Part 32 Second housing part 33 Third housing part 34 First rotating shaft 35, 36 Bearing 41 Motor 42 Drive sheave 43 Driven sheave 44 Belt 45 Drive shaft 51 Drive rod 52 Cutter return device 61 Rotating plate 62 Rotating plate driving device 63 2 Rotating shaft 64 Bearing 65 Bending portion 66 Connecting shaft (connecting portion)
67 motor 68, 69 bevel gear 70 drive shaft 90 robot 91 articulated arm 92 attachment/detachment device 100 cutting device 101 first main body 102 second main body 103 support 104 cutter 104a front surface 104b rear surface 105 cutter driving device 106 cutter tilting device 107 cutter turning Apparatus 111, 121 Installation portion 112, 122 Back portion 113, 123 Ceiling portion 114, 124 Opening portion 115 Bearing 125 Spherical support portion 131 Shaft portion 132 Support portion 140 Drive shaft (first rotation shaft)
141 motor 142 drive sheave 143 driven sheave 144 belt 145 screw shaft 146 moving body 147 link 151 drive shaft 152 guide rail 161 drive shaft 162 drive gear 163 rack θ cutting angle θs reference cutting angle R arc O1 first axis O2 second axis Center X 1st horizontal direction Y 2nd horizontal direction Z Vertical direction

Claims (11)

第１支持体と、
第１回転軸により前記第１支持体に回転自在に支持されるカッタと、
前記第１支持体に設けられて前記カッタを回転駆動するカッタ駆動装置と、
前記カッタを被切削面側に移動するカッタ移動装置と、
前記第１支持体に所定間隔を空けて配置される第２支持体と、
一端部が前記第１支持体に連結される連結ロッドと、
前記第２支持体に支持されて前記連結ロッドの他端部が連結部により連結されると共に前記連結部を前記連結ロッドの長手方向および前記カッタ移動装置による前記カッタの移動方向に移動する連結ロッド移動装置と、
を備えることを特徴とする切削装置。 a first support;
a cutter rotatably supported on the first support by a first rotating shaft;
a cutter driving device that is provided on the first support and drives the cutter to rotate;
a cutter moving device that moves the cutter toward the surface to be cut;
a second support disposed at a predetermined interval from the first support;
a connecting rod having one end connected to the first support;
A connecting rod that is supported by the second support and has the other end of the connecting rod connected by a connecting portion and that moves the connecting portion in the longitudinal direction of the connecting rod and in the moving direction of the cutter by the cutter moving device. a mobile device;
A cutting device comprising: 筒形状をなす本体が設けられ、前記第１支持体は、前記本体の軸方向における一方側に配置され、前記第２支持体は、前記本体の軸方向における他方側に固定されることを特徴とする請求項１に記載の切削装置。 A cylindrical main body is provided, the first support is arranged on one side of the main body in the axial direction, and the second support is fixed to the other side of the main body in the axial direction. The cutting device according to claim 1. 前記本体は、前記カッタの外周部に対向する周方向の一部に開口部が設けられることを特徴とする請求項２に記載の切削装置。 3. The cutting apparatus according to claim 2, wherein the main body has an opening in a part of the circumference facing the outer circumference of the cutter. 前記連結ロッド移動装置は、前記第１回転軸の軸方向および前記カッタ移動装置による前記カッタの移動方向に交差する方向に沿う第２回転軸により前記第２支持体に回転自在に支持される回転板と、前記第２支持体に設けられて前記回転板を回転駆動する回転板駆動装置とを有し、前記連結ロッドは、前記他端部が前記回転板に連結されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の切削装置。 The connecting rod moving device is rotatably supported by the second support by a second rotating shaft extending in a direction intersecting the axial direction of the first rotating shaft and the moving direction of the cutter by the cutter moving device. and a rotating plate driving device provided on the second support for rotating the rotating plate, wherein the other end of the connecting rod is connected to the rotating plate. The cutting device according to any one of claims 1 to 3. 前記カッタ移動装置は、エアシリンダを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の切削装置。 The cutting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the cutter moving device has an air cylinder. 前記カッタ移動装置は、非切削位置にある前記カッタを被切削面に接触する切削位置に移動可能であり、前記切削位置にある前記カッタを前記非切削位置に戻すカッタ戻し装置が設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の切削装置。 The cutter moving device can move the cutter in a non-cutting position to a cutting position in contact with the surface to be cut, and a cutter return device is provided to return the cutter in the cutting position to the non-cutting position. 6. A cutting device according to any one of claims 1 to 5. 前記カッタ戻し装置は、前記カッタを前記非切削位置に戻す方向に作用する弾性力を持つ弾性部材を有することを特徴とする請求項６に記載の切削装置。 7. The cutting device according to claim 6, wherein said cutter returning device has an elastic member having an elastic force acting in a direction to return said cutter to said non-cutting position. 前記カッタは、円板形状をなすことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の切削装置。 The cutting device according to any one of claims 1 to 7, wherein the cutter has a disk shape. 前記カッタは、表面と裏面が前記連結部側を中心とする球面形状をなすことを特徴とする請求項８に記載の切削装置。 9. The cutting apparatus according to claim 8, wherein the cutter has a front surface and a back surface that are spherical with the connecting part side as the center. 円板形状をなすカッタを回転させる工程と、
前記カッタを非切削位置から被切削面に接触する切削位置に移動する工程と、
前記カッタを前記切削位置から前記非切削位置に移動する工程と、
前記カッタを前記カッタの回転軸方向に沿って所定距離だけ移動すると共に前記被切削面に対する前記カッタの接触角度を変更する工程と、
前記カッタを前記非切削位置から前記切削位置に移動する工程と、
を有することを特徴とする切削方法。 a step of rotating a disc-shaped cutter;
moving the cutter from a non-cutting position to a cutting position in contact with the surface to be cut;
moving the cutter from the cutting position to the non-cutting position;
a step of moving the cutter by a predetermined distance along the rotation axis direction of the cutter and changing the contact angle of the cutter with respect to the surface to be cut;
moving the cutter from the non-cutting position to the cutting position;
A cutting method characterized by having 支持アームの先端部に請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の切削装置が装着されることを特徴とするロボット。
A robot comprising a cutting device according to any one of claims 1 to 9 attached to the tip of a support arm.

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