(57)【要約】      （修正有）【課題】金属成型工程後に発生する製品のバリ取り処理において、治具および製品の整列を不要とし、尚且つ連続処理可能な装置を提供する。【解決手段】投入コンベアー４１、搬送チェーン４４及び付帯する専用爪、払出コンベアー４２で製品を連続かつランダムに搬送しながら、円盤形状の研削材４６上を通過させることで、バリ取り処理を高速かつ、安定した高効率処理を行う。【選択図】  図４
2006043785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製品加工工程で発生する製品に発生したバリを研削にて除去する装置の研削方法と研削材の形状
【請求項２】
請求項１において、消耗する研削材の交換を容易にさせるための構造
【請求項３】
請求項１において、バリを除去する際の製品の連続搬送方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バリ取り処理、及び平面研削処理を行う際に処理対象となる製品の向きを無視して連なった状態の連続投入しても搬送できる機構。及びその搬送中に研削処理を行い、返りバリを発生させない機構、及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バリとは目的の完成形状に金属を成型加工する際に加工された製品の角、もしくは外周断面等に発生する小さな金属片を総称して言う。成型加工とは切削、プレス等の打ち抜きでも発生し、現状バリが発生させないように工程、金型等で工夫がされていますが、最小限にとどめる程度で完全に発生を防ぐ方法はありません。又、バリは工程環境、すなわち添付するグリス、油の種類、粘性、金型等は使い込んできた度合いによってクリアランスが変化するためバリの形状、大きさは必ずしも一定とは限りません。図１はバリの例を示したものです。
研削材とは金属等を削る処理のときに使用する材料をさす。一般には基材と呼ばれる紙、布、もしくは生地に研磨塗粒をボンド、圧着にて付帯させたものを回転、揺動運動などさせ、物を研削するのに使用する。これは作業を繰り返すことで消耗するものであり、消耗度はその作業内容、作業する材質によって変わる。図２は研材の例を示したものです。一般的には図のようなエンドレス状のものが主流だが、原材料はロール上のものであり、必要なサイズすなわち幅、周長を指定し、ジョイントにてエンドレス状にするものである。
【０００３】
従来のバリ取り、平面研削は人間による手作業と機械化された機構で行う場合の大きく分けて二通りの手段がある。両者ともサイズは個々の条件によって違うが、図１のようなエンドレス状に加工された研削材をモーターにて回し、押し付けることで目的の部分の処理をしている。そして、このとき使用される研削材は消耗品であり、個々の処理する製品の形状、押し付ける力、回転速度等の処理条件によっても消耗度は変化する。
【０００４】
人間による処理は押し付ける力、押し付ける製品の角度等その処理者の感覚に委ねられる。このため大抵処理をするのに熟練した作業者が必要である。又、製品を手に持って処理するため製品の種類が変わっても、慣れるまでにある程度の時間は必要だが臨機応変に対応できる。
【０００５】
機械化した機構で処理するためには、通常研削材に押し当てるために、製品を保持させる必要がる。その保持させる機構は吸着、クランプ、若しくは別な材料にその製品形状に合わせた穴を開け、そこに製品を着座させる方式等が一般的であり、その製品を保持させる部分を冶具と一般的に呼んでいる。又、製品供給は供給装置にて冶具供給する場合と、作業者にて製品を冶具に入れ替える場合の二通りがあり、いずれの場合も処理前の製品を保持させ、処理後、処理した製品と処理前の製品を入れ替え再度処理させるといった繰り返しの方式である。
【０００６】
研削材はある程度使用を繰り返すと、消耗し機能が低下する。その為消耗度合いにて適時交換が必要である。通常その幅の中心部に押し当て中心から左右周辺を使用する。その為研削材左右端のエッジ部はほとんど消耗せずに交換されてしまう。実際、極力100％使用する努力はしているが難しく、エッジ部周辺を手作業で使用する場合は製品を持った手が滑って怪我、製品の不良を発生させてしまう可能性がある。機械化された機構でエッジ部を使い切るように位置調整しても、研削材は使用されている中で癖や変形が発生するため、回転している研削材は必ずしも同じ場所で停滞しておらず、左右に若干移動する。その為、移動したことに気づかず研削材がない部分で研削動作をしたり、使い切った部分で研削してしまう場合もあるので問題が発生する前にある程度使用したら交換してしまうのが実際である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の技術では一般的に次の課題が生じている。
【０００８】
人間による処理は研削量を人間の感覚に委ねているため、研削量が安定しない。又、処理した製品が良品範囲であっても、処理度合いが安定していない。これはその製品の今後、品質向上、トラブル等の課題が発生したとき原因追求、対策を講じるには難しい問題となる。人間による処理はある程度熟練した技術を必要とし、人材を育成する期間、コストも多大にかかり、処理中の疲労も発生することから効率がある程度限定されてしまう。未熟であるとバリの発生し手いる角を削り込んでしまい形状、製品精度を変えてしまう恐れがある。
【０００９】
機械化した機構で行う場合、その製品に合わせた専用の冶具の使用が前提条件になる。その為、扱う製品ごとに冶具製作しなければならない。したがって似た製品でも専用冶具を全製品ごとに用意し、これらを製作するには多大な時間とコストを要する。処理を行う場合「背景技術、０００５」でも記載したように製品の入れ替えがどうしても発生するので、その製品の1回の処理時間が長くなる。又、別製品を処理したいときはその都度冶具を交換する作業も付帯する。
【００１０】
通常選定される研削材は製品のバリ取り処理する部分の幅より少し広いものを選定し使用する。そして、人間による処理、機械化された機構の両方場合でも使用される研削材はその面積の100％を使用しきらずに交換されてしまう。極力研削材の端の部分であるエッジまで使用する努力をしているが、通常使用する箇所は研削材の中心から左右に広がった部分を使用し研削材の左右端は回転させている場合は蛇行したり、エンドレス状の研削材を変形させる原因にもなる。又、製品に対して接触している部分とそうでない分が発生してしまうからである。そのため、製品のバリ取り処理をする箇所が網羅できる部分、つまり研削物の中心を基準に押し当てることが通例であり、エッジ部はまだ研削能力があってもあきらめてしまうことが多い。
【００１１】
バリ取り処理は研削することでバリを除去することを目的としているが、その研削する行為で新たにバリを発生させてしまう場合がある。これはバリを除去する際にバリに対して4方向の何れから研削材を擦ることで除去しようとしているが、研削材の通過方向に新たなバリ発生させてしまう現象である。これを返りバリと呼んでいる。図３は返りバリの状態、発生を示したものである。そして、この返りバリを除去するために人間による処理でも機械化された機構でも通過方向を逆にして再度研削する必要がある。その為、返りバリを発生させないよう押し付ける力を最初は軽く当て徐々に強く当てる工夫等があるが、確実性がなく処理した製品の中に発生しているものが混入するトラブルも発生している。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明では機械化にすることで安定した処理を行えること、従来必要だった製品ごとの冶具、製品の整列を不用とし、似たサイズの製品であれば準備を不要として処理でき、製品の処理時間を待たずして連続して投入できる装置であること。そして、研削材を100％使用でき、返りバリを発生させず、研削材の交換も容易にできることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
「下記の発明を実施するための最良の形態」に説明するように搬送方式に関しては冶具などの製作コスト、及び従来の装置では製品形状ごとに調整準備する時間等の付帯コストが省け、製品の向きを関係なくして連続投入可能、製品の投入間隔が不均一でも連続でも投入可能であることから作業効率、生産性の大幅なアップが実現できる。研削方式に関しては、返りバリ等が発生しない等のことから品質の向上、工程削減を可能にし、研削材を100％有効活用できる利点がある。研削材料の構成においては、従来装置に比べ研削材を容易に交換できエンドレス形状の研削材と異なりバランスが変形することもなく、調整が不要になる。これらのことから、調整する手間、品質向上、実質の付帯設備コスト、時間を換算すると大幅なランニングコスト削減を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は従来工法での問題点を図４の手段にて解決する。搬送ユニット、投入コンベアー、払出コンベアーは常時連続回転している。製品は投入コンベアー上に置かれることで、搬送ユニット内に取り込まれ、搬送チェーンにて回転する研削材上、図の部分を通過する。そのまま製品は搬送され、払出コンベアー上載せられ、払い出される。投入コンベアーには人間による製品の供給、若しくは別機構、装置による製品の供給とも可能である。投入コンベアー、搬送ユニット、払出コンベアー、研削材とそれぞれ駆動力は独立しており、インバーターにて速度可変できるものとする。各部の詳細な説明を次に記す。
【実施例１】
【００１５】
「発明の効果」で記した効果を発揮する製品の搬送方法を説明する。図５は搬送ユニットをあらわしたものである。搬送ユニットはチェーンを平行して2列組み合わせ、そのチェーンに爪をつけたものである。チェーンの駆動はモーター駆動のスプロケットとアイドラースプロケットを介して駆動伝達される。アイドラーとは空回りし、外部からの力で従動する部分である。チェーンは使用しているうちにある程度伸びるのでテンショナーにて常にチェーンを張るようにしている。アイドラーとは空回りし、駆動力に対して従動する部分である。テンショナーはもともとの状態から捻って取り付けることで、それ本体の復帰力を利用し、チェーンを張るものである。チェーンガイドレールは製品を搬送中、チェーン横から製品が飛び出すことの防止、又、チェーンを上下からはさみ上下への弛み防止をしている。さらに、ガイドレールは必要に応じ位置を下げることで研削材通過時に適度な研削加圧をすることもできる。
【００１６】
図６は搬送チェーンの構造を示したものである。搬送チェーン、搬送爪、爪押さえスプリングで構成される。図７は搬送爪の形状を示す。基本的には搬送爪にて製品の後部を引っ掛け搬送するが、製品が投入されるタイミングが必ずしも合うとは限らない。又、そのタイミングを合わせるためにはセンサー等の検出、シリンダー等の駆動機器を駆使しなければならず、その為に装置コストを過剰に大きくさせてします。本発明の場合、図のようにタイミングが合わなくても投入コンベアーの回転速度に対し搬送ユニットの回転速度をそれ以上にしていれば搬送爪は製品に押し上げられ破損することはなく、次の爪にて製品後部を引っ掛け、搬送することができ、払出後は爪押さえスプリングの復帰力で元の状態にもどる。払出コンベアーの回転速度に対し搬送ユニットの回転速度をそれ以上にしていれば詰まることなく払い出される。これは製品が万が一連なって投入されたとしてもその製品の間に爪を入れる必要はなく、連なった最後尾を爪で引っ掛けることで搬送することができる。又、タイミング、製品との長さが合わず、上に押し上げられた爪は研削時に適度な加圧する機能も有し、研削性を向上さ、もっと加圧が必要な場合は爪押さえスプリングのばねレート高いものに変更したり、増やしたりすることで製品の研削性を変えられる。この機構であれば、搬送チェーンの幅に入る製品であれば製品の投入方向は関係なく、長い製品でも駆動力の補える範囲であれば搬送しながら研削時に加圧しながら払い出すことができる。又、連なった連続投入も可能であり、同一製品だけでなく多品種を混同して行うこともできる。
【実施例２】
【００１７】
図８は搬送ユニットにて搬送しながら製品が研削される原理を示した図です。研削材を円盤状加工したものを回転させ前記の搬送にて搬送される製品は図の搬送ラインを通過します。研削材が干渉し始めるA部の時点では製品に対し図のような研削方向が印加されます。このまま製品は搬送され、B部では図のような研削方向に印加され研削材が干渉終わるC部では図のような研削方向が印加されます。これは搬送されることで製品に対し研削材がねじれるように方向を変えていき、最初と最後で製品に対し研削方向が逆転する原理になっています。このことにより前記に記した返りバリの現象が発生せず、従来同じ方向での研削よりもエッジ部も使用するので切削性を上昇させています。
【００１８】
製品は搬送ユニットにて円盤状の研削材を通過させる方式なので研削材の面を100％使用できる大きなメリットがあります。従来のように研削材の端だけ研削能力を残したまま交換するようなことはありません。
【００１９】
研削材が円盤形状あることで、当然ながら、駆動モーターが定速回転している状態で外周部と中心部の速度には差の範囲があります。その為、製品研削に対しては最初低速で研削し徐々に高速化していき、又低速化ししていくといった速度変化が研削性をアップさせています。又、インバーターを介して駆動モーターを回転させることでその速度範囲を調整でき、研削状態を調整できます。
【００２０】
研削材の理想は大径円盤の方が効果はより向上します。それは大径であれば、前記で記した効果、すなわち研削方向の捻れ及び変化、研削速度の変化が1枚の円盤の中で緩やかな変化とともに長時間にわたり印加されるからです。研削材はどんな場合でも必ず消耗していきます。しかし、その消耗した研削材をどのように寿命を延ばすかが生産コストにつながります。そこで、図８での搬送ラインを研削材の中心に近づけたり、離したりすることで研削状態が変化します。研削方向の変化は、研削材の中心に近づけば変化が極端になり、内外周の速度変化は中心近づけば速度は上がります。そこで、研削材は研削性能が低下してきたときに、搬送ラインを中心に移動することで研削寿命伸ばすことが可能になります。
【実施例３】
【００２１】
図９は使用する研削材料の構造を記したものです。研削材は基本的に円盤状に切り出した後、何かしらの方策で回転物に取り付けなければなりません。しかし、吸着方式であれば、研削粉塵が吸着装置に進入し、損傷させる恐れがあります。又、市販の両面テープ、脱着式のテープでは研削材表面が不陸になり研削材の能力を発揮できません。又、研削粉がその間に入り保持性を弱くさせてしまいます。その為、研削材と同じ円盤に切り出したパンチングメタルを接着させる方式を採用しています。接着されたパンチングメタルは駆動テーブル側に取り付けたれパイロットにて位置きめされマグネットにて保持します。この方式であれば研削材をパンチングメタルに接着させておいたスペアーを容易に交換できます。また、パンチングメタルは平面に小さな穴が開いており研削材を添付してもその小さな穴の角の部分が平らな部分よりも強い研削性を有します。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明を実際の大量生産工場のラインにつなげることで、工程間の人員を省くことも可能です。たとえば、プレス打ち抜き後製品を整列して次工程のバリ取り研削工程に人間が運搬し、機械にて処理した工程をプレスと今回発明した装置間を市販のコンベアーでつなぐだけで無人化できます。又、本発明のメリットでもある整列の不要、連続投入なことより、コンベアー上で製品整列するための付加機構も不要となり、コンベアー上で製品がつまり、流れてきた次の製品と接触したことにより連なって搬送されても取り込むことができるので分離するための付加機構も不要になります。そのため、一括工程にするための付帯設備コスト、人件費を削減できます。
【００２３】
NC装置等にて専用部品の切削生産している少量生産、多品種工場ではその都度、準備、専用冶具の製作などをせず、加工している隣接した場所でその都度直ぐに処理させることも可能であり、違う製品を加工しているラインと混同して使用することも可能です。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】バリの状態を示した説明図である。（０００２より）
【図２】一般的な研削材を示した説明図である。（０００２より）
【図３】返りバリの状態を示した説明図である。（００１１より）
【図４】装置の構造を示した構造図である。（００１４より）
【図５】搬送ユニットの構造を示した構造図である。（００１５より）
【図６】搬送ユニットの構造示した詳細図である。（００１６より）
【図７】搬送ユニットの搬送爪の構造図である。（００１６より）
【図８】研削原理、研削機構の説明図である。（００１７より）
【図９】研削材の構造を示した構造図である。（００２１より）
【符号の説明】
【００２５】
１１    対象となる製品
１２    発生したバリ
２１    研削材に使用されている塗粒
２２    塗粒と接着剤
２３    基材
３１    既存のバリ
３２    処理によって発生した返りバリ
４１    投入コンベアー
４２    払出コンベアー
４３    投入された製品（処理前）
４４    搬送チェーン
４５    搬送ユニット
４６    研削材
４７    製品の処理される方向
４８    研削材の回転方向
５１    投入された製品（処理されるべき製品）
５２    投入コンベアー
５３    チェーンガイドレール及びチェーン押し付け
５４    払出コンベアー
５５    払い出された製品（処理された製品）
５６    搬送チェーン
５７    チェーンテンショナー
５８    サポートプレート
５９    チェーン駆動軸スプロケット
５１０  チェーン従動軸スプロケット
６１    回転する研削材表面
６２    搬送方向
６３    製品
６４    製品研削面
６５    搬送爪
６６    爪押さえスプリング
６７    搬送チェーン
７１    製品押し出し、押し付け部
７２    搬送チェーンシャフト貫通部
７３    爪回転中心部
７４    爪ストッパー部
８１    製品
８２    製品搬送方向
８３    研削材回転方向
８４    搬送ライン
９１    研削材
９２    パイロット穴
９３    パンチングメタル
９４    パイロット
９５    マグネット
９６    駆動テーブル
【図１】
2006043785.tif 000003
【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】
2006043785.tif 000009
【図８】
2006043785.tif 000010
【図９】
2006043785.tif 000011