(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物の把持および加工物の位置姿勢を任意に変更し得るアームを有するロボットと、該ロボットの回動領域内に設置されたハンドの挿入口部と少なくとも一つの研掃ノズルを有する研掃室とからなり、高圧の流体で研掃ノズルより砥材を加工物に吹き付けて加工物のバリを除去する自動バリ取り装置において、耐磨耗性の弾性体により被覆されて前記アームの先端に取り付けられた開閉自在なハンドと、該ハンドのアームへの取付部に取着された加工物およびハンドの幅よりも大きいフランジと、伸縮自在な耐磨耗性の材質にて形成されてハンドの挿入口部を覆うとともにその中心に加工物およびハンドの幅よりも大きくフランジよりも小さい孔部を有してフランジを受けるカバーと、研掃室の壁に設けられた少なくとも一つのフィルタを有するダクトとを具備したことを特徴とする自動バリ取り装置。
【請求項２】
前記カバーが挿入口部より研掃室内に向かって蛇腹状に突設されていることを特徴とする請求項１記載の自動バリ取り装置。
【請求項３】
前記研掃室内部の雰囲気をダクトよりフィルタを介して外部へ強制的に排出する排出手段を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の自動バリ取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工物を把持したロボットにより任意に加工物を位置決め・姿勢制御を行い、加工物の任意箇所のバリ取りを行う自動バリ取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動で加工物のバリ取りを行う装置として、例えば実開平３−１１３７５５号公報に記載される発明がある。
上記発明は、図１０に示すように、加工物９１の把持およびその位置・姿勢を変更し得る揺動自在なアーム９３を備えたロボット９２と、アーム９３の回動領域内に設置された研掃室９４とから構成されている。研掃室９４の側面にはアーム９３の揺動を許容し得るシャッタ部材９５が設けられており、その内部には少なくとも１本の研掃材噴射ノズル９６が設けられている。
【０００３】
上記構成のバリ取り装置は、加工物９１を把持したアーム９３が研掃室９４内に侵入すると、シャッタ部材９５がアーム９３を揺動可能に狭持することにより研掃室９４外への研掃材の漏れを防ぐ。次いで、研掃室９４内の研掃噴出ノズル９６より研掃材を噴出させ、該研掃材の噴流の中に加工物９１を任意の位置・姿勢に変更し得るようにロボット９２のアーム９３を位置決め姿勢制御する。
以上により、研掃室９４外の所定の位置にセットした加工物９１を自動でロボット９２により把持して研掃室９４内に加工物９１を侵入させ、加工物９１のバリを任意の方向から研掃材の切削力によりバリを自動で除去する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術においては以下のような欠点がある。
すなわち、シャッタ部材９５によるアーム９３の狭持では、アーム９３がシャッタ部材９５に対して斜めに位置した際にシャッタ部材９５が完全に閉じない。従って、研掃材が粉塵として研掃室９４外へ漏れ、作業環境が悪くなるために作業者の呼吸器系統の疾患が発生する。また、ロボット９２等の機械部分へ研掃材が侵入することによって磨耗が発生するなど、設備の寿命を著しく低下させてしまう。さらに、研掃室９４内でのアーム９３の研掃材に対する保護がなされておらず、加工物９１の把持機構駆動部等の磨耗による損耗が激しい。
【０００５】
請求項１〜３の課題は、研掃中におけるロボットアームの挿入口部の密閉を行って研掃室外への研掃材の漏れを無くし、作業環境の向上を達成するとともに、アームおよびハンドに研掃材に対しての保護を施すことで設備の耐久性を大幅に向上させた自動バリ取り装置の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、加工物の把持および加工物の位置姿勢を任意に変更し得るアームを有するロボットと、該ロボットの回動領域内に設置されたハンドの挿入口部と少なくとも一つの研掃ノズルを有する研掃室とからなり、高圧の流体で研掃ノズルより砥材を加工物に吹き付けて加工物のバリを除去する自動バリ取り装置において、耐磨耗性の弾性体により被覆されて前記アームの先端に取り付けられた開閉自在なハンドと、該ハンドのアームへの取付部に取着された加工物およびハンドの幅よりも大きいフランジと、伸縮自在な耐磨耗性の材質にて形成されてハンドの挿入口部を覆うとともにその中心に加工物およびハンドの幅よりも大きくフランジよりも小さい孔部を有してフランジを受けるカバーと、研掃室の壁に設けられた少なくとも一つのフィルタを有するダクトとを具備したことを特徴とする自動バリ取り装置である。
【０００７】
図１〜図３は請求項１の概念を示し、図１は概略構成図、図２および図３は要部拡大断面図である。
まず、ロボット１のアーム２先端に設置されている耐磨耗性の弾性体により被覆されたハンド３を開閉して加工物７を保持し、研掃室４に設けられた挿入口１３のカバー５の孔部６から加工物７を研掃室４内に侵入させる。この時、カバー５がハンド３のフランジ８に当接し、加工物７およびハンド３が研掃室４内に露出するとともに、カバー５の孔部６はフランジ８により閉塞される。
【０００８】
次に、任意にアーム２の位置決め・姿勢制御を行い、研掃ノズル９より研掃材１０を投射して加工物７の任意の箇所に研掃材１０を投射する。この研掃材１０の衝突により、加工物７のバリを「折る・削る」といった作用により除去する。この時、図３に示すように、カバー５の伸縮作用によりアーム２の動きを規制すること無く孔部６はフランジ８により常に閉塞され、研掃室４外への研掃材１０の漏れを防ぐことができる。
【０００９】
一方、研掃室４の挿入口１３の密閉性が高まっているため、ブラスト処理中に高まる研掃室４内の空気圧をフィルター１１の存在するダクト１２より逃がす。ロボット１の所定の研掃動作が終了した時点で研掃材１０の投射を停止し、ハンド３を研掃室４から待避させる。
以上のように、アーム２を含む研掃室４外の機構部分や作業者への研掃材１０の飛散を阻止できる。また、研掃室４内のハンド３は耐磨耗性の弾性体により被覆されているため、研掃材１０による損耗を防止できる。
【００１０】
請求項２の発明は、前記カバーが挿入口部より研掃室内に向かって蛇腹状に突設されていることを特徴とする請求項１記載の自動バリ取り装置である。
請求項２の発明においては、カバーが蛇腹状をしているため、アームの大きな揺動・位置決めができる。
【００１１】
請求項３の発明は、前記研掃室内部の雰囲気をダクトよりフィルタを介して外部へ強制的に排出する排出手段を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の自動バリ取り装置である。
【００１２】
図４は請求項３の概念を示す概略構成図である。
請求項３の発明においては、フィルタ１１を介してファン１４によりダクト１２から研掃室４内の空気を室外へ強制的に排気している。因って、研掃室４内は研掃室４外に対して負圧となるため、加工物７を出入りさせる際の挿入口１３からの研掃材１０の漏れを防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図５〜図８は本実施の形態を示し、図５は概略構成図、図６および図７は部分拡大断面図、図８はカバーの動作の説明図である。
ブラスト処理を行う研掃室４は架台の機能を兼ねた函状のステンレス板材により製作されている。
【００１４】
研掃室４上には多関節型ロボット（以下、ロボットという）１が設置されている。該ロボット１の先端には揺動，回転および位置決めが可能なアーム２が固設されており、該アーム２の先端にはウレタンゴムにより被覆された開閉式のハンド３が取着されている。ハンド３は図示省略した開閉型のエアシリンダにより開閉駆動される。また、アーム２およびハンド３の動作は図示省略した制御装置により教示されたプログラミング内容に従って自動で行われる。
【００１５】
アーム２先端のハンド３取付部には円盤状のフランジ８がアーム２と軸を同じくして設けられており、フランジ８は加工物７およびハンド３におけるアーム２の軸方向からの正射影より大きな直径を有している。
一方、ハンド３の回動領域内の研掃室４上面にはアーム２の挿入口１３が設けられている。この挿入口１３は円形の孔で、フランジ８よりも大きな径に形成されている。
【００１６】
挿入口１３の研掃室４上面内側にはニトリルゴム製の円錐状をした蛇腹式のカバー５が先端部２０を下にして垂設されている。カバー５の先端部２０は平面のリング状に形成されている。先端部２０の外径寸法はフランジ８の径寸法よりも大きく形成され、内径の孔部６は加工物７およびハンド３が通過できる寸法で、且つフランジ８の径寸法よりも小さく形成されている。
ハンド３の回動領域内の研掃室４上面には加工物７の位置および姿勢を決める位置決め治具１５が設けられている。
【００１７】
研掃室４の側壁には、挿入口１３の軸に対して直交する方向へ研掃材１０を投射するノズル１６が取り付けられている。ノズル１６の後端にはパイプ１７が接続されており、パイプ１７は図示省略した圧縮エア源に接続されている。この圧縮エア源の圧縮エアと研掃材１０とが混合され、ノズル１６先端より研掃材１０が投射できるように構成されている。
さらに、研掃室４のノズル１６が取り付けられた側壁にはダクト１２が設けられている。このダクト１２内には研掃材１０の除去を目的としたフィルタ１１が内設されている。
【００１８】
以上の構成からなる装置は、まず加工物７を位置決め治具１５に搭載する。これにより、加工物７の位置決めおよび姿勢が固定される。
次に、図示省略した制御装置を起動して自動バリ取り除去動作を開始する。
まず、ロボット１のアーム２が旋回し、ハンド３を開いた状態で教示された加工物７の取り出し位置に移動した後、ハンド３を閉じて加工物７を把持する。
続いて、ロボット１は一旦挿入口１３上で停止し、アーム２の軸を鉛直かつ挿入口１３の中心に合わせ、加工物７の位置決めをする（図５参照）。
【００１９】
次に、アーム２により加工物７を徐々に降下させる。加工物７は挿入口１３およびカバー５内部を通過して、カバー５先端の孔部６より研掃室４内に露出される。更に加工物７を降下させると、フランジ８がカバー５の先端部２０に当接する。この当接で、カバー５の孔部６がフランジ８により塞がれることにより研掃室４は密閉状態となる。この時、カバー５の先端部２０よりウレタンゴムで被覆されたハンド３が加工物７を把持して研掃室４内に露出する。
【００２０】
次に、ロボット１はノズル１６から投射された研掃材１０の噴流位置（以下、加工位置という）に加工物７を位置決めする。
ここで、ロボット１は予め設定された研掃材１０の投射の方向，距離および時間を加工物７に対して制御すべく動作する（図６および図７参照）。
この時、図８に示すように、カバー５はアーム２の動きに合わせて伸縮および傾斜自在に動くが、カバー５の先端部２０の孔部６はフランジ８により閉塞されている。
以上により、加工物７の全周をブラスト処理する。
【００２１】
一連の処理動作が終了した時点で、ノズル１６からの研掃材１０の投射を停止し、研掃室４への侵入時の動作と逆のステップで加工物７を研掃室４から待避させる。
一方、ブラスト処理中は高圧エアが研掃室４内に供給されているため、研掃室４内の雰囲気はダクト１２よりフィルタ１１を介して研掃室４外に研掃材１０を除去して排気される。
【００２２】
本実施の形態によれば、加工物７を研掃室４内に自動でハンドリングおよびブラスト処理を行い、任意の箇所のバリ除去を行う。この時、挿入口１３はカバー５およびアーム２のフランジ８により閉塞されているため、挿入口１３からの研掃材１０の漏れがない。また、研掃室４内に露出しているハンド３は弾性体にて被覆されているため、損耗しない。
【００２３】
尚、本実施の形態ではバリ取りとして乾式のブラスト方式を用いたが、本発明はこれに限定するものではなく、湿式のブラスト方式でも良い。
また、ロボット１は多関節型のロボットに限定するものではなく、直交型のアクチュエータもしくはロータリエアシリンダ・直動エアシリンダを組み合わせたものなど、設定されたシーケンスに従い加工物７を位置決め・姿勢制御できる機構であれば良いことは勿論である。
【００２４】
さらに、フランジ８の形状は円盤形状に限らず、円錐、球形（一部球面を含む）などカバー５先端に適合し、密閉できる形状であればよい。
また、カバー５の材質はニトリルゴムに限定するものではなく、研掃材１０の投射エネルギーを吸収して耐え得る材質・構成であれば良い。例えば、布にゴム被覆したものでも良い。
【００２５】
（実施の形態２）
図９は本実施の形態を示す概略構成図である。
本実施の形態は、前記実施の形態１における装置にエアノズル１８および強制排気用のファン１４を設けて構成した点が異なり、他の構成は同一な構成部分からなるもので、同一構成部分には同一番号を付してその説明を省略する。
【００２６】
研掃室４内には図示省略したエア源からの高圧のエアを噴出するエアノズル１８が設けられており、このエアノズル１８先端は研掃材１０を投射するノズル１６先端の上方近傍に設置されている。
また、研掃室４側壁に設けられたダクト１２内には、内設するフィルタ１１の先に強制排気用の回転モータ駆動のファン１４が設置されている。
【００２７】
上記構成の装置は、前記実施の形態１と同様に研掃室４内でブラスト処理を行った後、エアノズル１８より高圧エアを噴出させてその気流の中で加工物７を回転させ、加工物７に付着した研掃材１０を除去する。除去後、加工物７を研掃室４外へ排出する。
一方、強制排気用のファン１４は常時作動しており、研掃室４内の雰囲気を常にダクト１２より吸引し、研掃材１０をフィルタ１１により除去して研掃室４外へ排気している。
【００２８】
本実施の形態によれば、加工物７に付着している研掃材１０の除去を自動で行える。また、ブラスト処理時以外に研掃室４の挿入口１３が開口している時、研掃室４外への研掃材１０の漏れを強制排気により防止しており、研掃室４外の作業環境を更に向上することができる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１および２の効果は、ロボットにワークを把持させてブラスト加工によってバリ取りを自動で行う場合、研掃材に曝されるハンドおよびカバーが耐磨耗性の材質で被覆および形成されている。また、ロボットのアーム挿入時に研掃室を密閉するカバーが伸縮自在な材質で形成されてアームの動きを規制すること無く研掃室を閉塞できるため、研掃室外への研掃材の漏れを防いで作業環境の向上が得られる。因って、作業者の呼吸器系統の疾患からの保護および設備の耐久性の向上が図れる。
【００３０】
請求項３の効果は、研掃室の側壁に設けられたダクトより常時強制的に研掃室内の雰囲気をフィルタを介して排気しているため、アーム挿入時以外のアーム挿入口が開口した状態でも研掃材が漏れることはなく、更に作業環境の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概念を示す概略構成図である。
【図２】本発明の概念を示す要部拡大断面図である。
【図３】本発明の概念を示す要部拡大断面図である。
【図４】本発明の概念を示す概略構成図である。
【図５】実施の形態１を示す概略構成図である。
【図６】実施の形態１を示す部分拡大断面図である。
【図７】実施の形態１を示す部分拡大断面図である。
【図８】実施の形態１を示す説明図である。
【図９】実施の形態２を示す概略構成図である。
【図１０】従来の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ロボット
２  アーム
３  ハンド
４  研掃室
５  カバー
６  孔部
７  加工物
８  フランジ
９  研掃ノズル
１０  研掃材
１１  フィルタ
１２  ダクト
１３  挿入口
【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】
0003681805.tif 000010
【図１０】
0003681805.tif 000011