(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーム先端にワークをキャッチするキャッチ器具を有し、金型からワークを取り出す多関節ロボットと、前記多関節ロボットのアーム到達範囲内に位置する固定部に配置された加工ユニットとを、備え、
前記加工ユニットは、前記多関節ロボットのキャッチ器具でキャッチしたワークの加工対象部が当該多関節ロボットの姿勢制御に応じて押し当てられる倣い部を有した加工工具と、前記加工工具をワークの押し当て方向に付勢するフローティング機構と、を備え、
前記アーム先端には、ワークがエジェクタピンにより金型から押し出されると、押し出し方向にキャッチ器具を逃がし、ワーク加工時にロックされるクッション機構を備えた、ことを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記キャッチ器具は、当該キャッチ器具とワークとの間における、ワーク加工時の切削抵抗に起因した、相対位置ずれを防止する位置ずれ防止機構を備えた、ことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
前記キャッチ器具は、ワーク吸着式の器具であり、前記位置ずれ防止機構は、前記キャッチ器具の表面に設けられた、ワークの形状に沿う凹部または凸部を含んで構成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の加工装置。
【請求項４】
前記キャッチ器具は、ワーク挟持式の器具であり、前記位置ずれ防止機構は、ワークを挟持する爪部材を駆動するバランスシリンダーを含んで構成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の加工装置。
【請求項５】
前記加工ユニットは、形態が異なる複数の加工工具を一体に備え、
前記多関節ロボットは、一の加工工具を退避させた状態で、他の加工工具にワークを押し当ててワークに加工を施し、当該加工が完了した後に、他の加工工具を退避させた状態で、一の加工工具にワークを押し当ててワークに加工を施し、前記金型から取り出したワークに複数種の加工を継続して実行することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の加工装置。
【請求項６】
前記加工ユニットは、形態が異なる複数の加工工具を備え、
一の加工工具がワークを加工中に他の加工工具が退避する構成とした、ことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多関節ロボットを用いた加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ブロー成形等によりプラスチック製のワークを成形した場合、使用した型の合わせ目からプラスチック材料がはみだすことにより、ワーク表面には不必要な出っ張り（バリ）が発生する。
近年、多関節ロボットのアーム先端にバリ取り用の加工工具を装着し、当該ロボットをティーチングした位置データ等に基づき駆動制御して、所定の位置に固定されたワーク表面のバリを加工工具で除去するバリ取り加工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００７／０３９９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のように、多関節ロボットに加工工具を装着した場合には、加工点が移動することとなるため、加工点の移動の毎に切削屑が散らばる問題がある。また、教示作業（ティーチング）時に作業者の移動が多くなる問題がある。複数の加工工具を使用する場合には、多関節ロボットへの工具交換が必要になる。また、多関節ロボットに加工工具を装着した場合、加工工具の動力線や信号線などがロボットアームに巻き付くおそれがあるため、多関節ロボットの加工動作に制限を受け、ケーブルメンテナンスが必要となり、或いは高価な耐屈曲性ケーブルを使用する必要が生じるなどの問題がある。【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、加工点の移動が少なく、かつ多関節ロボットの加工動作への制限が少なく、教示作業における作業者の移動が少ない加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、アーム先端にワークをキャッチするキャッチ器具を有し、金型からワークを取り出す多関節ロボットと、前記多関節ロボットのアーム到達範囲内に位置する固定部に配置された加工ユニットとを、備え、前記加工ユニットは、前記多関節ロボットのキャッチ器具でキャッチしたワークの加工対象部が当該多関節ロボットの姿勢制御に応じて押し当てられる倣い部を有した加工工具と、前記加工工具をワークの押し当て方向に付勢するフローティング機構と、を備え、前記アーム先端には、ワークがエジェクタピンにより金型から押し出されると、押し出し方向にキャッチ器具を逃がし、ワーク加工時にロックされるクッション機構を備えた、ことを特徴とする。
本発明では、多関節ロボットがワークをキャッチし、多関節ロボットのアーム到達範囲内に位置する固定部に加工ユニットを配置したため、加工点が移動することがなく、同じ加工位置で切削屑が落下するため、切削屑が散らばることがない。
また、加工点の移動がないため、教示作業（ティーチング）時に作業者の移動が少なくて済む。
加工ユニットが固定位置にあるため、加工工具の動力線や信号線などがロボットアームに巻き付くおそれがなく、多関節ロボットの加工動作に制限を受けることが少なく、ケーブルメンテナンスが不必要となり、或いは高価な耐屈曲性ケーブルを使用する必要がなく、安価なケーブルを使用できる。
【０００７】
この場合において、前記キャッチ器具は、当該キャッチ器具とワークとの間における、ワーク加工時の切削抵抗に起因した、相対位置ずれを防止する位置ずれ防止機構を備えていてもよい。
前記キャッチ器具は、ワーク吸着式の器具であり、前記位置ずれ防止機構は、前記キャッチ器具の表面に設けられた、ワークの形状に沿う凹部または凸部を含んで構成されていてもよい。
前記キャッチ器具は、ワーク挟持式の器具であり、前記位置ずれ防止機構は、ワークを挟持する爪部材を駆動するバランスシリンダーを含んで構成されていてもよい。
多関節ロボットがワークをキャッチした状態でワークを移送・加工するとき、ワークのキャッチ状態に剛性が保たれないと、ワークの加工時に、ワークが振動し、高い加工精度を維持できない。
この発明では、キャッチ器具が、ワークを相対位置ずれすることなく保持するため、加工時に振動しないように剛性が保持され、ワークの加工時に、ワークの振動が抑制され、高い加工精度を維持できる。【０００８】
前記加工ユニットは、形態が異なる複数の加工工具を一体に備え、前記多関節ロボットは、一の加工工具を退避させた状態で、他の加工工具にワークを押し当ててワークに加工を施し、当該加工が完了した後に、他の加工工具を退避させた状態で、一の加工工具にワークを押し当ててワークに加工を施し、前記金型から取り出したワークに複数種の加工を継続して実行してもよい。
【０００９】
前記加工工具は回転駆動形の工具であってもよく、ワークの倣い面に対応する倣い部を備える構成としてもよい。
これら発明の加工工具はフローティング機構により、ワークの熱収縮に対応して、倣い加工が可能に構成されているため、樹脂成形機の金型から直接又は間接でワークを取り出したときに、熱収縮でワーク外形が収縮する事態にあっても、ワークの加工が可能であり、成形機から取り出した樹脂製のワークを加工・仕上げする一連の作業を容易、正確にかつ連続的に短時間で行える。
前記加工ユニットは形態が異なる複数の加工工具を備え、一の加工工具がワークを加工中に他の加工工具は退避する構成としてもよい。
複数の加工工具を使用する場合に、従来では、多関節ロボットへの工具交換が必要になるが、本発明では、加工ユニットが複数の加工工具を備えるため、多関節ロボットへの工具交換が不必要となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、多関節ロボットがワークをキャッチし、多関節ロボットのアーム到達範囲内に位置する固定部に加工ユニットを配置したため、加工点が移動することが少なく、同じ加工位置で切削屑が落下するため、切削屑が散らばることがなく、また、加工点の移動が少ないため、教示作業（ティーチング）時に作業者の移動が少なくて済む。さらに、加工ユニットが固定位置にあるため、加工工具の動力線や信号線などがロボットアームに巻き付くおそれがなく、多関節ロボットの加工動作に制限を受けることが少なく、ケーブルメンテナンスが不必要となり、安価なケーブルを使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態による加工装置を示す平面図である。
【図２】同加工装置を示す側面図である。
【図３】Ａはキャッチ器具の正面図、Ｂはワークの側面図、Ｃはキャッチ器具の側面図、Ｄはキャッチ器具の断面図である。
【図４】Ａはキャッチ器具の別の形態を示す側面図、Ｂはキャッチ器具の更に別の形態を示す側面図である。
【図５】Ａはキャッチ器具の正面図、Ｂはキャッチ器具の一方側を示す側面図、Ｃはキャッチ器具の他方側を示す側面図である。
【図６】Ａは加工ユニットの側面図、Ｂは上面図である。
【図７】Ａは加工工具を示す断面図、Ｂはワークを示す図である。
【図８】Ａは加工工具を示す断面図、Ｂはワークを示す図である。
【図９】Ａは加工工具を示す断面図、Ｂはワークを示す図である。
【図１０】Ａは加工工具を示す断面図、Ｂはワークを示す図である。
【図１１】加工工具を示す側面図である。
【図１２】加工工具を示す側面図である。
【図１３】加工工具を示す側面図である。
【図１４】加工工具を示す側面図である。
【図１５】加工工具を示す斜視図である。
【図１６】キャッチ器具の別の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態を添付の図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態による加工装置を示す。
この加工装置は、多関節ロボット１００と、加工ユニット２００とを備え、樹脂成形機４１に隣接配置されている。加工工程において、仕上げ加工が完了するまでは半製品であり、仕上げ加工が完了した後は、完成品と呼称されるが、本明細書では、説明上の便宜のため、半製品および完成品を、共に、ワークと呼称する。
上記樹脂成形機４１は、樹脂成形機内に可動金型２および固定金型３を備え、金型２，３を閉じた状態で樹脂を充填して成形される。成形後には、可動金型２が矢印方向に開かれ、金型２，３間からワーク４０が取り出される。
【００１３】
この実施の形態では、多関節ロボット１００を用いて、可動金型２および固定金型３の間からワーク４０が取り出される。
多関節ロボット１００は、例えば６軸の多関節ロボットであり、アーム先端１００Ａに吸着プレート（キャッチ器具）１０１を備えている。吸着プレート１０１が、金型２，３の間に挿入され、吸着プレート１０１でワーク４０が吸着、キャッチされて、多関節ロボット１００の操作によりワーク４０が取り出される。
多関節ロボット１００はワーク４０をキャッチし、ロボットアームを駆動して、図２に示すように、アーム先端１００Ａにキャッチしたワーク４０の姿勢を制御しつつ、ワーク４０の加工対象部４０Ｔを加工ユニット２００に向ける。
加工ユニット２００の周囲は加工スペースＳとなっており、この加工スペースＳの下方域には、切り粉受けホッパー５０が配置され、切り粉受けホッパー５０の下方には回収トレー５１が配置されている。符号３００は製品排出シュートであり、符号６０は安全柵であり、符号６１はライトカーテンである。ライトカーテン６１は例えば安全柵６０内に作業員が入ったことを検知し、作業員が検知されると、本加工装置が安全停止される。
【００１４】
図３は、吸着プレート１０１を示す。
吸着プレート１０１は、後述するワーク４０の加工時において、加工ユニット２００による切削抵抗などに起因して、ワーク４０が相対位置ずれや、びびり振動など引き起こさないように、剛性を保持した状態でワーク４０をキャッチ可能に構成されている。なお、以下の説明においては、ワーク４０の加工対象部が、ワーク４０の外周縁部に形成されるバリとして説明している。
吸着プレート１０１は、ワーク加工時に、吸着プレート１０１とワーク４０の間で相対位置ずれを起こさないように、ワーク加工時の切削抵抗に起因した、相対位置ずれを防止するための位置ずれ防止機構を備えている。
図３に示す吸着プレート１０１は、ワーク吸着式の器具であり、上述した位置ずれ防止機構として、吸着プレート１０１の表面に設けられた、ワーク４０の形状に沿う凹部１０７を含んで構成されている。
【００１５】
この吸着プレート１０１は、図３Ｂを参照し、ワーク４０の外径Ｗが、１００〜３００ｍｍ程度と小さい場合、図３Ａ，Ｃ，Ｄに示すように、外径Ｗがワーク４０の外径Ｗにほぼ沿う大きさに形成される。
そして、吸着プレート１０１の表面１０２Ａは、図３Ｃ，Ｄに示すように、ワーク４０の裏面の形状に沿う受け形状（凹部１０７）となっており、凹部１０７の表面１０２Ａに複数本の溝部１０３を形成している。
溝部１０３は、凹部１０７を囲う矩形状の周溝部１０３Ａと、この周溝部１０３Ａと連通し、当該周溝部１０３Ａの内側を適宜の間隔で区切る、例えば十文字状の区切り溝部１０３Ｂとを備え、区切り溝部１０３Ｂの交差部に吸引溝部１０５を連通させて構成され、吸引溝部１０５には真空ポンプ（不図示）が接続されている。
また、キャッチ器具の表面の溝部１０３周囲には、シール性に優れるクッション材１０４が配置されている。溝１０３の配列は、図３の形態に限定されず、ワーク４０の加工対象部を保持できればよく、例えば、周溝部１０３Ａが円形状であってもよく、多角形状であってもよく、或いは、区切り溝部１０３Ｂは十文字に限定されないなど、任意の形態の適用が可能である。
【００１６】
この構成では、吸着プレート１０１自体の剛性が高められる。
また、ワーク４０がワーク４０の形状に沿う凹部１０７に嵌り、凹部１０７の溝部１０３に強固に吸着されるため、ワーク４０の相対位置ずれが阻止され、ワーク４０が吸着プレート１０１に剛性を持って一体に密着する。従って、ワーク４０の加工対象部を強固に吸着でき、ワーク４０の加工時における、ワーク４０の相対位置ずれや、びびり振動などを抑制でき、加工精度を高く維持できる。
ワーク４０が湾曲する場合、吸着プレート１０１は、例えば図４Ａに示すように、プレート本体１０２の表面１０２Ａを湾曲させて、その表面１０２Ａに湾曲したクッション材１０４を接着してもよい。
【００１７】
吸着プレート１０１の表面１０２Ａは、図４Ｂに示すように、ワーク４０の裏面の形状に沿う受け形状（凸部１０９）となっていてもよい。この際には、凸部１０９が上述した位置ずれ防止機構を構成している。
凸部１０９の表面１０２Ａには複数本の溝部１０３を形成している。溝部１０３は、図示は省略したが、凸部１０９を囲う矩形状の周溝部と、この周溝部と連通し、当該周溝部の内側を適宜の間隔で区切る十文字状の区切り溝部とを備え、区切り溝部の交差部に吸引溝部１０５を連通させて構成されている。吸引溝部１０５には真空ポンプ（不図示）が接続されている。また、キャッチ器具の表面の溝部１０３周囲には、シール性に優れるクッション材１０４が配置されている。
この実施形態でも、ワーク４０がワーク４０の形状に沿う凸部１０９に嵌り、凸部１０９の溝部１０３に強固に吸着されるため、ワーク４０の位置ずれが阻止され、ワーク４０が吸着プレート１０１に剛性を持って一体に密着する。従って、ワーク４０の加工対象部を強固に吸着でき、ワーク４０の加工時における、ワーク４０のびびり振動などを抑制でき、加工精度を高く維持できる。
【００１８】
ワーク４０の外径が、３００ｍｍ程度以上と大きい場合、吸着プレートは、図５Ａに示すように、フレーム１０７を有し、このフレーム１０７の四隅に各々吸着プレート１０１を取り付けて構成される。なお、以下の説明においては、ワーク４０の加工対象部が、ワーク４０の外周縁部に形成されるバリとして説明する。
図５Ａ中、破線部がワーク４０を示しており、ワーク４０の受け形状となるように、上辺の吸着プレート１０１は、上辺部１０１Ａ（図５Ｂ参照。）および側辺部１０１Ｂが高くなっており、下辺の吸着プレート１０１は、下辺部１０１Ｃ（図５Ｃ参照。）および側辺部１０１Ｄが高くなっており、各上辺部、下辺部および側辺部はワーク４０の四方を囲って設けられる。
この吸着プレートは、加工対象部の近傍を強固に吸着でき、加工対象部に発生する切削抵抗によるびびり振動を効果的に抑制できる。吸着プレート１０１は、剛性向上および重量軽減が課題であり、小型の吸着プレート１０１を複数個配置することで、全体の重量軽減を達成できる。
図３〜図５の形態では、ワーク４０の外周縁部が加工対象とされたが、例えばワーク４０の中央部に加工対象（バリ等）が存在する場合、ワーク４０の四隅ではなく、中央部を吸着・保持する構成としてもよい。
【００１９】
図１６は、キャッチ器具の別の実施形態を示す。
このキャッチ器具２０１は、ワーク挟持式の器具であり、比較的大型のワーク４０をキャッチする際に好適である。キャッチ器具２０１は、ロボット先端１０１Ａに固定されたハンドフレーム２０２を備えている。
ハンドフレーム２０２には、バランスシリンダー２０３が配置され、バランスシリンダー２０３には、ワーク４０を挟持する一対の爪部材２０４が取り付けられている。一対の爪部材２０４は、バランスシリンダー２０３の動作により、矢印Ｕ方向に移動してワーク４０の両端を挟持する。４０Ｕは、加工ユニット２００により除去されるべきバリを示している。バランスシリンダー２０３は、ワーク４０の加工時に、切削抵抗が多方向に作用したとしても、常に、ワーク４０をセンターリングするように動作し、ハンドフレーム２０２とワーク４０との間の相対位置ずれを防止する。バランスシリンダー２０３は、上述した位置ずれ防止機構を構成している。
【００２０】
加工ユニット２００は、図６Ａ，Ｂに示すように、形態が異なる複数（２つ）の加工工具１１，２１を備えている。
一方の加工工具１１はエンドミル（切削刃）であり、モータ１１Ａにより高速で回転駆動される。加工工具１１は、図６Ａに示すように、モータ１１Ａと一体にホルダ１２に固定されている。ホルダ１２はフローティング機構１３を介して回転体１４に連結され、回転体１４を基準として、矢印Ｘ方向にフローティングする。ホルダ１２は、常時、エアー圧力により右向き矢印方向に付勢され、ワーク４０が加工工具１１に押し当てられると、切削抵抗の大きさに応じて、左向き矢印方向にフローティングし、切削抵抗が調整される。
回転体１４は、図６Ｂに示すように、一対のブラケット１６（図２参照。）の間に支持軸１５を介して回転自在に支持される。
回転体１４は、図６Ａに示すように、Ｌ字形を呈し、その突端１４Ａにはエアーシリンダ１８のロッド１８Ａの先端１８Ｂが連結されている。エアーシリンダ１８の基端１８Ｃはブラケット１６に支持されている。
従って、回転体１４はエアーシリンダ１８のロッド１８Ａが伸縮すると、支持軸１５回りを時計あるいは反時計方向に回転する。
【００２１】
他方の加工工具２１は、カッター（切削刃）であり、超音波振動子２９に固定され、この超音波振動子２９は、加工工具２１を、その軸方向に超音波振動させている。この振動子２９は超音波振動子に限定されない。
超音波振動子２９はホルダ２２に固定され、ホルダ２２はフローティング機構２３を介して回転体２４に連結され、回転体２４を基準として、矢印Ｚ方向（図６Ｂでは紙面垂直方向）にフローティングする。回転体２４は、回転体１４と同様の構成により支持軸１５を介して回転自在に支持される。回転体２４にはエアーシリンダ２８のロッド２８Ａの先端２８Ｂが連結されている。エアーシリンダ２８の基端２８Ｃはブラケット１６に支持されている。
従って、回転体２４はエアーシリンダ２８のロッド２８Ａが伸縮すると、支持軸１５回りを時計あるいは反時計方向に回転する。
【００２２】
二つの加工工具１１，２１は、一方を退避位置に退避させ、他方を加工位置に突出させた状態で、この加工工具にワーク４０が押し当てられる。
エアーシリンダ１８のロッドを伸長させると、図６Ａに示すように、回転体１４が支持軸１５回りを反時計方向に回転し、一方の加工工具１１が垂直の加工位置に突出する。このときエアーシリンダ２８のロッドを収縮させ、加工工具２１は水平の退避位置に退避させる。この状態で、加工工具１１にワーク４０を押し当てて加工する。加工工具１１の加工が完了すると、エアーシリンダ１８のロッドを収縮させ、加工工具１１は水平の退避位置に退避させ、エアーシリンダ２８のロッドを伸長させる。すると、回転体２４が支持軸１５回りを反時計方向に回転し、他方の加工工具２１が垂直の加工位置に突出する。この状態で、加工工具２１にワーク４０を押し当てて加工する。
加工工具１１と加工工具２１の加工順序は、任意であり、交互に繰り返し加工することも可能である。
【００２３】
図７〜図１４は、加工工具１１の一形態を示す。
加工工具１１は、例えば図７Ａに示すように、その軸線Ｌを中心に、モータ１１Ａにより高速で回転可能になっており、エンドミル周囲に形成した刃（不図示）によりバリを切削できる。この加工工具１１としては、ルータービットやＴスロットカッターなども使用できる。加工工具１１の外周には、加工工具１１が回転可能に略円筒状のスリーブ１７が配置されている。このスリーブ１７は、図６Ｂに示すように、保持体１１８に一体に保持され、この保持体１１８は、フローティング機構１１９を介してホルダ１２に連結されている。従って、保持体１１８はスリーブ１７と一体に、軸方向に往復動自在である。
スリーブ１７の外周には、図７Ａに示すように、軸方向に間隔をあけて２つの切り欠き部１２１Ａ，１２１Ｂが形成され、切り欠き部１２１Ａ，１２１Ｂを通じて加工工具１１の切れ刃の一部が外部に露出している。
この切り欠き部１２１Ａ，１２１Ｂは、側面視で略Ｖ字状に切り欠かれており、この切り欠き部１２１Ａ，１２１Ｂには、ワーク４０表面の一対の倣い面４０Ａ，４０Ｂに当接する一対の倣い部１２３Ａ，１２３Ｂがそれぞれ設けられている。切り欠き部１２１Ａ，１２１Ｂは大きさが異なり、切り欠き部１２１Ａが、切り欠き部１２１Ｂよりも大きく形成されている。
【００２４】
ワーク４０のエッジを面取り（バリ取り）する場合には、図６Ａに示すように、エアーシリンダ１８のロッド１８Ａを伸長し、回転体１４を、支持軸１５回りを反時計方向に回転させ、一方の加工工具１１を加工位置（図２参照。）に起立させる。ついで、多関節ロボット１００の駆動により、図７Ａに示すように、矢印Ｙの方向にワーク４０の姿勢が制御され、ワーク４０を加工工具１１に押し当てる。
すると、小さい切り欠き部１２１Ｂに設けた一対の倣い部１２３Ｂが、各々ワーク４０表面の倣い面４０Ａ，４０Ｂに当接し、加工工具１１により、ワーク４０のエッジが切削され、図７Ｂに示すように、小面取り４０Ｃが形成される。
加工工具１１が、ワーク４０に向けて押圧される際には、フローティング機構１３により、その付勢力が制御されるため、切削は良好であり、一対の倣い部１２３Ｂが、倣い面４０Ａ，４０Ｂに当接して切削されるため、切削刃がワーク４０に食い込むことなく、切削後の箇所が波打つことなく綺麗に仕上がり、精度良く小面取り４０Ｃできる。
【００２５】
ワーク４０のエッジに対し、図８に示すように、大面取り４０Ｄを実施する際には、多関節ロボット１００の制御により、スリーブ１７に設けた大きい切り欠き部１２１Ａに、ワーク４０のエッジが案内される。そして、上記と同様の手順により、大きい切り欠き部１２１Ａに設けた一対の倣い部１２３Ａが、各々ワーク４０表面の倣い面４０Ａ，４０Ｂに当接し、加工工具１１により、ワーク４０のエッジが切削され、図８Ｂに示すように、大きな面取り４０Ｄが形成される。加工工具１１が、ワーク４０に向けて押圧される際には、その付勢力が制御されるため、切削は良好であり、一対の倣い部１２３Ａが、倣い面４０Ａ，４０Ｂに当接して切削されるため、切削刃がワーク４０に食い込むことなく、切削後の箇所が波打つことなく綺麗に仕上がり、精度良く大面取り４０Ｄできる。
本実施形態では、スリーブ１７の外周に、軸方向に間隔をあけて、大きさの異なる２つの切り欠き部１２１Ａ，１２１Ｂを形成し、切り欠き部１２１Ａ，１２１Ｂを通じて、加工工具１１の切れ刃の一部を外部に露出させたため、多関節ロボット１００により加工工具１１の位置・姿勢制御を行うだけで、例えばスリーブ交換などの段取り替えを行うことなく、一連の切削過程で、大小の面取り４０Ｃ，４０Ｄを実行できる。
【００２６】
加工工具１１は、例えば図９において、その軸線Ｌを中心に、回転駆動可能に構成されており、その外周には、略円筒状のスリーブ１１７が配置されている。
スリーブ１１７の外周には、軸方向に間隔をあけて、２つの切り欠き部１２４Ａ，１２４Ｂが形成され、切り欠き部１２４Ａ，１２４Ｂを通じて、加工工具１１の切れ刃の一部が露出している。そして、切り欠き部１２４Ａは、側面視で略Ｖ字状に切り欠かれており、この切り欠き部１２４Ａには、ワーク４０表面の一対の倣い面４０Ａ，４０Ｂに当接する一対の倣い部１２５Ａが設けられている。
切り欠き部１２４Ｂは、スリーブ先端に向けてカットされており、基準端に倣い部１２５Ｂが設けられている。
【００２７】
図９Ａにおいて、バリ４０Ｅを切除する際には、多関節ロボット１００の制御により、加工工具１１が、ワーク４０に向けて矢印Ｚ１方向に押圧され、ワーク４０のエッジの一部が根元まで切削される。
ついで、加工工具１１が、ワーク４０に向けて矢印Ｚ２方向に押圧され、スリーブ１１７に設けた倣い部１２５Ｂが、ワーク４０表面の倣い面４０Ａに当接すると、倣い部１２５Ｂが、ワーク４０表面の倣い面４０Ａを倣うように、加工工具１１が紙面に直交する方向に送られ、バリ４０Ｅが、図９Ｂに示すように、切削後の箇所が波打つことなく綺麗に仕上がる。
【００２８】
ワーク４０のエッジに対し、図１０に示すように、面取り４０Ｆを実施する際には、多関節ロボット１００の制御により、加工工具１１が、ワーク４０のエッジに対し、斜めになるように姿勢制御されて、この状態で、加工工具１１が、ワーク４０に向けて矢印Ｙの方向に押圧される。
すると、切り欠き部１２４Ａに設けた一対の倣い部１２５Ａが、各々ワーク４０表面の倣い面４０Ａ，４０Ｂに当接し、加工工具１１により、ワーク４０のエッジが切削され、図１０Ｂに示すように、面取り４０Ｆが形成される。
加工工具１１が、ワーク４０に向けて押圧される際には、フローティング機構１３により、その付勢力が制御されるため、切削は良好であり、一対の倣い部１２５Ａが、倣い面４０Ａ，４０Ｂに当接するため、切削刃がワーク４０に食い込むことなく、精度良く面取り４０Ｆできる。
本実施形態では、スリーブ１１７の外周に、軸方向に間隔をあけて、大きさの異なる２つの切り欠き部１２４Ａ，１２４Ｂを形成し、切り欠き部１２４Ａ，１２４Ｂを通じて、加工工具１１の切れ刃の一部を外部に露出させたため、多関節ロボット１００により加工工具１１の位置・姿勢制御を行うだけで、例えばスリーブ交換などの段取り替えを行うことなく、一連の切削過程で、異なる面取り４０Ｅ，４０Ｆを実行できる。
【００２９】
加工工具１１は、例えば図１１に示すように、シャンク１１Ｓと、シャンク１１Ｓの先端部に一体に形成された刃部（工具本体）１１Ｂと、この刃部１１Ｂの先端部に形成された細径部１１Ｃとを備え、その軸線Ｌを中心に、回転駆動可能に構成されている。加工工具１１はエンドミルであり、モータ１１Ａにより高速回転可能であり、刃部１１Ｂによりバリを切削できる。加工工具１１としては、ルータービットやＴスロットカッターなども使用できる。
加工工具１１の細径部（工具本体）１１Ｃには、転がり軸受け２２１が取り付けられている。転がり軸受け２２１は内輪２２１Ａと外輪２２１Ｂを有し、内輪２２１Ａが細径部１１Ｃに嵌合されて取り付けられている。
【００３０】
多関節ロボット１００の制御により、図１１に示すように、加工工具１１が、ワーク４０のバリ４０Ｇに接近するように矢印Ｘの方向に姿勢制御されると、加工工具１１の刃部１１Ｂによりバリ４０Ｇの切削が開始される。
転がり軸受け２２１の外輪２２１Ｂが、ワーク４０の倣い面４０Ｂに当接するまで移動すると、多関節ロボット１００の制御により、加工工具１１が、図１１の紙面直交方向に移動される。
この移動の過程では、外輪２２１Ｂが、ワーク４０の倣い面４０Ｂ上を転動し、加工工具１１の刃部１１Ｂによるバリ４０Ｇの切削が円滑に行われる。
本実施形態では、加工工具１１が、ワーク４０に向けて押圧される際には、フローティング機構１３により、その付勢力が制御されるため、切削は良好である。外輪２２１Ｂが、ワーク４０の倣い面４０Ｂ上を転動しながら切削されるため、倣い面４０Ｂには外輪２２１Ｂの痕跡が残らず、刃部１１Ｂがワーク４０に食い込むことなく、切削後の箇所が波打つことなく綺麗に仕上がり、精度良くバリ４０Ｇを除去できる。
【００３１】
加工工具１１は、例えば図１２に示すように、シャンク１１Ｓと、刃部（工具本体）１１Ｂとを備え、シャンク１１Ｓの先端部（工具本体のシャンクへの連結部側）には細径部１１Ｄが形成されている。この細径部１１Ｄには、転がり軸受け２２１が取り付けられている。転がり軸受け２２１は、内輪２２１Ａと外輪２２１Ｂを有し、内輪２２１Ａが細径部１１Ｄに嵌合されて取り付けられている。また、加工工具１１の刃部１１Ｂは、細径部１１Ｄを貫通しシャンク１１Ｓに至るねじ部１１Ｅを備え、ねじ部１１Ｅによりシャンク１１Ｓに連結されている。結合方式は、ねじ部１１Ｅによる結合に限定されず、例えば、焼き嵌め、圧入などであってもよい。加工工具１１は、その軸線Ｌを中心に、回転駆動可能に構成されている。
加工工具１１はエンドミルであり、モータ１１Ａにより高速回転可能であり、刃部１１Ｂによりバリを切削できる。加工工具１１としては、ルータービットやＴスロットカッターなども使用できる。本形態は、図１１の形態と比較したとき、転がり軸受け２２１の取り付け位置が異なっており、ワーク４０に形成されるバリの位置により、図１１の形態と取り替えて使用される。
【００３２】
本実施形態では、外輪２２１Ｂが、ワーク４０の倣い面４０Ｂ上を転動し、加工工具１１の刃部１１Ｂによるバリ４０Ｇの切削が円滑に行われる。また、外輪２２１Ｂが倣い面４０Ｂに当接するように、加工工具１１が、ワーク４０に向けて押圧される際には、フローティング機構１３により、その付勢力が制御されるため、切削は良好であり、外輪２２１Ｂが、ワーク４０の倣い面４０Ｂ上を転動しながら切削されるため、刃部１１Ｂがワーク４０に食い込むことなく、綺麗に、精度良くバリ４０Ｇを除去できる。
【００３３】
加工工具１１は、例えば図１３に示すように、シャンク１１Ｓと、シャンク１１Ｓの先端部に一体に形成された刃部（工具本体）１１Ｂとを備え、その軸線Ｌを中心に、回転駆動可能に構成されている。加工工具１１はエンドミルであり、モータ１１Ａにより高速回転可能であり、刃部１１Ｂによりバリを切削できる。刃部１１Ｂの先端には細径部１１Ｃが形成され、細径部１１Ｃには、焼き嵌め、圧入などにより円盤状の倣い部材２２３が連結され、倣い部材２２３の外周部には、テーパ状の倣い面２２３Ａが形成されている。
この形態では、バリの除去過程において、倣い部材２２３の倣い面２２３Ａが、ワーク４０の倣い面４０Ｂに当接するため、刃部１１Ｂによる面取り４０Ｃの除去が円滑に行われる。また、加工工具１１が、ワーク４０に向けて押圧される際には、フローティング機構１３により、その付勢力が制御されるため、切削は良好であり、倣い部材２２３の倣い面２２３Ａが、ワーク４０の倣い面４０Ｂに当接しながら切削されるため、刃部１１Ｂがワーク４０に食い込むことなく、綺麗に、精度良く面取り４０Ｃできる。
【００３４】
加工工具１１は、例えば図１４に示すように、シャンク１１Ｓと、シャンク１１Ｓの先端部に一体に形成された刃部（工具本体）１１Ｂとを備え、その軸線Ｌを中心に、回転駆動可能に構成されている。加工工具１１はエンドミルであり、モータ１１Ａにより高速回転可能であり、刃部１１Ｂによりバリを切削できる。刃部１１Ｂの下端には倣い面１１Ｈが形成されている。
この形態では、バリの除去過程において、倣い面１１Ｈが、ワーク４０の倣い面４０Ｂに当接するため、刃部１１Ｂによるバリ４０Ｄの除去が円滑に行われる。また、加工工具１１が、ワーク４０に向けて押圧される際には、フローティング機構１３により、その付勢力が制御されるため、切削は良好であり、倣い面１１Ｈが、倣い面４０Ｂに当接しながら切削されるため、綺麗に精度良くバリ４０Ｄを除去することができる。
【００３５】
図１５は、他方の加工工具２１の一形態を示す。
加工工具２１はカッター刃であり、超音波振動子２９の支持ホーン２９Ａの先端に固定されている。このカッター刃２１は、超音波振動子２９の振動に応じてカッター刃２１の送り方向（矢印Ｂ方向）とほぼ直交する方向（矢印Ｃ方向）に超音波振動する。超音波振動子２９には超音波ユニット（図示せず）が接続され、当該超音波ユニットで駆動される。
カッター刃２１は、前端面２１Ｆおよび後端面２１Ｒを有し、ワーク４０（例えば事務機器、アウトドア部品、自動車用内外装部品、家電製品の樹脂部品など）の例えばパーティングライン４４に形成されたバリ４４Ｂの基部（根元）に当接する。
この場合において、前端面１０Ｆの後退角φは適宜設定するが、およそ１０゜程度に設定される。カッター刃２１は、バリ４４Ｂの根元に対応した例えば幅数ｍｍ程度の切れ刃部２１Ａと、ワーク４０の各面部４０Ａ，４０Ｂに対応した切れ刃を構成しない曲面状の倣い部２１Ｂとを、カッター刃本体部２１Ｃの前端面２１Ｆ側に備えて構成されている。
この場合、切れ刃部２１Ａの幅ｗは０．６〜１ｍｍ程度が一般的であるが、ワーク４０に形成されたバリの形状などに応じて適宜変更が可能である。
【００３６】
本実施形態では、多関節ロボット１００がワーク４０をキャッチし、加工ユニット２００は、多関節ロボット１００のアーム到達範囲内に位置する固定部に配置したため、ワーク４０の加工点が大きく移動することがなく、同じ加工位置で切削屑が落下するため、切削屑が散らばることがない。
また、加工点の移動がないため、教示作業（ティーチング）時に作業者の移動が少なくて済む。また、加工ユニット２００が固定位置にあるため、加工工具１１,２１の動力線や信号線などがロボットアームに巻き付くおそれがなく、多関節ロボット１００の加工動作に制限を受けることが少なく、ケーブルメンテナンスが不必要となり、或いは高価な耐屈曲性ケーブルを使用する必要がなく、安価なケーブルを使用することができる。
本実施形態では、多関節ロボット１００のアーム先端１００Ａに、ワーク４０をキャッチする剛性が高いキャッチ器具１０１を備えるため、ワーク４０を加工位置に移動する際、および加工ユニット２００によりワーク４０を加工する際に、ワーク４０に生じるびびり振動などを抑制でき、加工ユニット２００によりワーク４０を精度よく加工できる。
【００３７】
樹脂成形の場合には、ダイレクトティーチングあるいは経路自動生成システムにより得られる経路情報は、実際の加工対象となるワーク４０の大きさにバラツキがあるため、必ずしも正しい経路とはならない。
とくに本実施形態では、上述したように成形機４１内の金型２，３から取り出されるワーク４０がかなり高温であり、冷却せずに高温のまま加工ユニット２００が加工を実行するため、加工の最中にワーク４０が熱収縮し、例えば７００ｍｍの大きさのワークに対し２０ｍｍ程度の熱収縮を起こす材料もあり、この熱収縮も影響して各ワーク４０に対して必ずしも正しい経路とはなり得ない。
【００３８】
本実施形態では、多関節ロボット１００がワーク４０をキャッチし、このワーク４０を、高温状態のまゝ加工ユニット２００にダイレクトに押し当てるが、加工工具１１,２１が、固定部に対し、フローティング機構１３を介して支持されているため、樹脂成形直後の熱収縮によるワーク４０の外形収縮のみならず、製品のばらつきによる「ずれ」を吸収でき、ワーク４０の一連の加工作業を正確にかつ円滑に実現できる。
また、多関節ロボット１００の姿勢が変化し、加工工具１１,２１に対するワーク４０の姿勢が変化しても、加工工具１１,２１がワーク４０の倣い面に対応した倣い部を備えているため、加工工具１１,２１の切れ刃が、ワーク４０に食い込むことがない。
従って、成形機４１内の金型２，３から取り出した成形直後の高温状態にあるワーク４０であっても、精度良い加工を行うことができると共に、金型２，３から取り出した樹脂製のワーク４０を加工する一連の作業を容易、かつ正確に連続的に短時間で行える。
【００３９】
上記加工時には、従来において、金型２，３の設計時に樹脂製品の縮み代を考慮した大きさとなるように、金型の設計が行われている。この考え方を反映させて、多関節ロボット１００のティーチングに際し、樹脂製品の縮み代を考慮したティーチングを行うことも可能である。ワーク４０の収縮や変形が、フローティング機構１３の許容差より大きい場合などには、図示を省略したセンサーやカメラなどによりワーク４０の収縮や変形を検知し、フローティング機構１３の許容範囲内にワーク４０を位置させるようにすれば、ワーク４０に食い込むことなく正確にかつ円滑に倣い加工ができる。
【００４０】
本実施形態では、図１に示すように、多関節ロボット１００のキャッチ器具１０１を用いて、金型２，３からワーク４０が取り出される。
この際に、金型２，３には、一般にエジェクタピン（不図示）が設けられ、エジェクタピンを用いて、ワーク４０が金型２の開く方向に金型３から押し出されて、この押し出されたワーク４０がキャッチ器具１０１に吸着されて取り出される。
この吸着動作を円滑にするため、アーム先端１００Ａとキャッチ器具１０１との連結部に、例えばエアーシリンダなどで構成されるクッション機構（不図示）を配置してもよい。ワーク４０の取り出しの際には、ワーク４０にキャッチ器具１０１を密着し、ワーク４０がエジェクタピンにより金型３から押し出されると、キャッチ器具１０１がクッション機構の動作によりエジェクタピンの押し出し方向に追従して逃げて、これによって、ワーク４０が円滑に吸着される。ワーク４０の二次加工時には、多関節ロボット１００の制御信号を得て、例えばエアーシリンダにエアー圧力が供給され、エアーシリンダがロックされてクッション機構が無効とされてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
２，３  金型
１１,２１  加工工具
１３  フローティング機構
４０  ワーク
４１  樹脂成形機
１００  多関節ロボット
２００  加工ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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