加工装置

申请号 CN201380077226.5 申请日 2013-07-09 公开(公告)号 CN105263671B 公开(公告)日 2017-05-03
申请人 日本省力机械株式会社; 发明人 田中章夫;
摘要 本 发明 提供能够 精度 良好地进行 倒 角 加工的加工装置。在多关节 机器人 (11)的臂(12)的前端部(12a)上具备加工单元(13),加工单元(13)具备仿形辊(57)和旋转工具(41),仿形辊(57)作为与 工件 (W)的仿形部(Wd)抵接的辊,旋转工具(41)使相对于仿形辊(57)的距离与工件(W)的宽度(带状部Wc的宽度)一致,并具备与作为仿形辊(57)的支承轴的轴线(57a)平行地延伸的轴线(41a),旋转工具(41)具备作为倒角刃的切削刃(41b)或者刀刃部(73、73)。
权利要求

1.一种加工装置,其对工件进行加工,所述工件在一个侧缘具有加工面,并在另一个侧缘具备仿形部,所述加工装置的特征在于,
所述加工装置具备加工单元,所述加工单元具有:仿形部件,其与所述仿形部抵接;加工工具,其设置成相对于所述仿形部件的距离与工件的宽度一致,并且在与所述仿形部件之间夹持所述工件;以及工件的夹持夹具,其具有一对滚轮,在所述一对滚轮之间夹持工件地移动所述加工单元,利用所述加工工具来对所述工件的加工面进行加工。
2.根据权利要求1所述的加工装置,其特征在于,
所述加工装置具备致动器,所述致动器能够改变所述仿形部件与所述加工工具之间的所述距离。
3.根据权利要求1所述的加工装置,其特征在于,
所述仿形部件及所述加工工具一体地被支承在可动体,所述可动体经由第一浮动机构与所述加工单元的基体连结。
4.根据权利要求3所述的加工装置,其特征在于,
在所述加工单元的基体上经由所述第一浮动机构连结有滑,在所述滑块上经由第二浮动机构连结有所述可动体。
5.根据权利要求1或3所述的加工装置,其特征在于,
所述一对滚轮经由定中心机构进行开闭。
6.根据权利要求1或3所述的加工装置,其特征在于,
所述加工工具是旋转工具。
7.根据权利要求1或3所述的加工装置,其特征在于,
所述加工工具是刮刀。
8.根据权利要求1或3所述的加工装置,其特征在于,
所述仿形部件由辊构成,所述辊的支承轴与所述加工工具的轴线平行地延伸。
9.根据权利要求1所述的加工装置,其特征在于,
所述加工单元具备旋转工具,所述旋转工具具有在轴向上分离的一对刀刃部,并在所述刀刃部之间具备与工件抵接的基准仿形部,所述仿形部件是固定式,在所述固定式的仿形部件和所述旋转工具的基准仿形部之间夹持所述工件地移动所述加工单元,利用所述加工工具来对所述工件的加工面进行加工。
10.根据权利要求9所述的加工装置,其特征在于,
所述旋转工具被支承在可动体,所述可动体经由第一浮动机构与所述加工单元的基体连结。
11.根据权利要求10所述的加工装置,其特征在于,
在所述加工单元的基体上经由所述第一浮动机构连结有滑块,在所述滑块上经由第二浮动机构连结有所述可动体。
12.根据权利要求9~11中任一项所述的加工装置,其特征在于,
在所述一对滚轮之间夹持工件,使所述刀刃部和所述工件进行对位。
13.根据权利要求12所述的加工装置,其特征在于,
所述一对滚轮经由定中心机构进行开闭。

说明书全文

加工装置

技术领域

[0001] 本发明涉及在对工件的一部分进行仿形的同时进行加工的加工装置。

背景技术

[0002] 以往,作为自动地进行工件的、去毛刺的加工装置,已知如下装置:在多关节机器人的臂的前端侧安装旋转工具,利用旋转工具进行被固定在夹具上的工件的倒角、去毛刺的加工(例如,参照专利文献1)。在多关节机器人的臂的前端设置有与工件的仿形基准面接触的仿形导向辊、和安装在仿形导向辊侧的旋转工具,在仿形导向辊与工件仿形基准面接触的状态下,旋转工具切除工件表面的毛刺。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本专利第3020060号公报

发明内容

[0006] 本发明要解决的问题
[0007] 另外,近几年出现了FRP(Fiber Reinforced Plastics:纤维增强塑料)、CFRP、GFRP等将纤维添加到塑料中而提高强度的复合材料,多用于各种工业产品中。在使用了这种复合材料的树脂产品中,存在成形时很难确定尺寸、且二次加工伴随有困难的问题。
[0008] 在现有技术中,例如对于长条的工件即在长度方向上的一个侧缘上具备毛刺、且在另一个侧缘上具备仿形基准面的工件而言,难以切除该毛刺。另外,当长条工件的宽度尺寸在长度方向上发生变化,或者工件厚度在长度方向上发生变化时,存在该毛刺的切除变得更困难的问题。
[0009] 在上述长条的工件中,大多情况下不仅要求切除一个侧缘的毛刺,还要求同时对该侧缘部进行倒角,但是目前没有开发出满足上述要求的加工装置,也不存在这种加工装置。
[0010] 本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的是提供一种能够精度良好地进行二次加工的加工装置。
[0011] 用于解决问题的技术方案
[0012] 为了解决上述问题,本发明的加工装置对工件进行加工,所述工件在一个侧缘具有加工面,并在另一个侧缘具备仿形部,所述加工装置的特征在于,在加工单元的加工工具和与所述仿形部抵接的仿形部件之间夹持所述工件并移动所述加工单元,利用所述加工工具来对所述工件的加工面进行加工。
[0013] 在该情况下,所述加工单元也可以具备:辊,其与所述工件的仿形部抵接;以及加工工具,其使相对于所述辊的距离与工件的宽度一致,并与所述辊的支承轴平行地延伸。
[0014] 在本发明中,在仿形部件(辊)和加工工具之间夹持了工件的状态下进行加工,因此,即使是成形时很难确定尺寸的树脂产品,也能够维持尺寸精度,并能够精度良好地进行二次加工。
[0015] 加工工具具备与仿形部件(辊)对置的切削刃。
[0016] 也可以具备致动器,所述致动器能够改变所述辊与所述加工工具之间的所述距离。
[0017] 另外,也可以设置为使所述致动器的控制数据和所述机器人的控制数据同步的结构。
[0018] 在这些发明中,由于能通过致动器来改变辊和加工工具之间的距离,因此,也能够适用于宽度尺寸在长度方向上发生变化的工件,能够进行精度良好的二次加工。
[0019] 在上述结构中,也可以使所述辊及所述加工工具一体地被支承在可动体,所述可动体经由第一浮动机构与加工单元的基体连结。
[0020] 另外,也可以在所述加工单元的基体上经由所述第一浮动机构连结有滑,在所述滑块上经由第二浮动机构连结有所述可动体。
[0021] 即使工件在宽度方向、厚度方向上起伏地变形,利用第一浮动机构、第二浮动机构的功能,能够使辊及加工工具追随其起伏变形,并能够精度良好地进行二次加工。
[0022] 所述加工单元也可以具备具有一对滚轮的工件的夹持夹具,在所述一对滚轮之间夹持工件并对该工件进行加工。
[0023] 所述一对滚轮也可以经由定中心机构进行开闭。
[0024] 即使工件的厚度在长度方向上发生变化,利用夹持夹具的功能,能够使辊及加工工具追随其变化,并能够精度良好地进行二次加工。
[0025] 所述加工工具也可以是旋转工具。
[0026] 作为该旋转工具,能够适用铣刀、旋转锉等各种工具。
[0027] 所述旋转工具也可以具备倒角刃。
[0028] 所述倒角刃也可以具备在轴向上分离的一对刀刃部。
[0029] 另外,所述加工工具也可以是刮刀,所述刮刀也可以具备倒角刃。
[0030] 所述加工单元也可以具备旋转工具,该旋转工具具有在轴向上分离的一对刀刃部,并在所述刀刃部之间具备与工件抵接的基准仿形部,所述仿形部件是固定式,在所述固定式的仿形部件和所述旋转工具的基准仿形部之间夹持所述工件并移动所述加工单元,利用所述加工工具来对所述工件的加工面进行加工。
[0031] 所述旋转工具也可以被支承在可动体,所述可动体经由第一浮动机构与所述加工单元的基体连结。
[0032] 也可以在所述加工单元的基体上经由所述第一浮动机构连结有滑块,在所述滑块上经由第二浮动机构连结有所述可动体。
[0033] 所述加工单元也可以具备具有一对滚轮的工件的夹持夹具,在所述一对滚轮之间夹持工件,使所述倒角刃和所述工件进行对位。
[0034] 所述一对滚轮也可以经由定中心机构进行开闭。
[0035] 发明效果
[0036] 本发明在加工单元的加工工具和与仿形部抵接的仿形部件之间夹持工件并移动加工单元,利用加工工具来对工件的加工面进行加工,因此,即使是例如利用了上述的复合材料的树脂产品等那样、成形时很难确定尺寸的产品,也能够维持正规的尺寸并能够精度良好地进行二次加工。附图说明
[0037] 图1是表示本发明的第一实施方式的加工装置的图。
[0038] 图2是表示加工单元的主要部分的立体图。
[0039] 图3是表示加工单元的主要部分的侧视图。
[0040] 图4是表示加工单元中作为加工对象的工件的一例的立体图。
[0041] 图5是表示旋转工具及工件的说明图。
[0042] 图6是表示本发明的第二实施方式的加工装置的图。
[0043] 图7是表示加工单元的主要部分的侧视图。
[0044] 图8是表示刮刀的侧视图。
[0045] 图9是表示本发明的第三实施方式的加工装置的图。
[0046] 图10是表示第三实施方式的旋转工具及工件的说明图。
[0047] 图11是表示旋转工具的倒角加工的作用图,图11(A)是表示倒角加工前的状态的图,图11(B)是表示倒角加工中的状态的图。

具体实施方式

[0048] 以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0049] <第一实施方式>
[0050] 图1是表示本发明的第一实施方式的加工装置10的侧视图。
[0051] 该加工装置10是适用于工件W(例如,参照图4。)的加工装置,该工件W在一个侧缘具有加工面(端面)Wa,并在另一个侧缘具备仿形部Wd。
[0052] 加工装置10具备:多关节机器人11(机器人);加工单元13,其安装在多关节机器人11的臂12的前端部12a;机器人控制部14,其对多关节机器人11所具备的多个臂的动作进行控制;倒角控制部16,其对加工单元13的动作进行控制;以及位置传感器17,其对加工单元
13的可动部(在后面进行详细叙述。)的位置进行检测。
[0053] 多关节机器人11中,例如多个臂及臂以外的各部分由沿着轴延伸的部分和与轴正交的部分构成。沿着轴沿伸的部分绕轴转动,与轴正交的部分绕轴摆动。多关节机器人11是具备六个上述轴的六轴型机器人,该多关节机器人11使加工单元13进行三维的平行移动,并使加工单元13绕轴转动以及绕轴摆动。
[0054] 加工装置10的机器人不限于六轴型等多关节机器人,例如,也可以是固定型机器人。
[0055] 加工单元13是进行例如树脂成型的工件W的端面的倒角(C倒角)或者圆角(R倒角)等的切削加工、去除在工件W的端面上模型成型时形成的毛刺的装置。此外,在本说明书中,倒角不仅包括切除工件端面的边缘的情况,还包括在端面整体形成圆角We的情况等。
[0056] 详细而言,加工单元13具备从臂12的前端部12a侧起依次设置的基体25、第一滑动机构26、滑块27、第二滑动机构28、可动体29、加工部30、气压式(或者液压式(油压式))的第一工作缸装置31及第二工作缸装置32。
[0057] 基体25是安装在臂12的前端部12a的部分。第一滑动机构26由上轨道33和下轨道34构成,所述上轨道33固定在基体25的下部,所述下轨道34能够滑动地安装于上轨道33,并且固定在滑块27的上部。上轨道33和下轨道34的相对移动通过固定在基体25或者滑块27的第一工作缸装置31来进行。
[0058] 第二滑动机构28由滑块侧轨道36和可动体侧轨道37构成,所述滑块侧轨道36固定在滑块27的侧部,所述可动体侧轨道37能够滑动地安装于滑块侧轨道36,并且固定在可动体29的侧部。滑块侧轨道36和可动体侧轨道37的相对移动通过固定在滑块27或者可动体29的第二工作缸装置32来进行。
[0059] 加工部30包括装配有旋转工具41的加工主体部42、用于夹持工件W的夹持单元43、以及仿形于工件W的仿形单元44。
[0060] 加工主体部42由固定在可动体29的上部29a的驱动电机46、和经由卡盘47能够装卸地安装于驱动电机46的旋转轴46a上的旋转工具41构成。
[0061] 夹持单元43由固定在可动体29的中间部29b的气压式(或者液压式(油压式))的定中心工作缸装置51、和能够装卸地安装于定中心工作缸装置51的一对夹持部52、52构成。
[0062] 定中心工作缸装置51具有沿着图中的上下方向对一对夹持部52、52定中心的功能。一对夹持部52、52通过定中心工作缸装置51定中心,并且夹持工件W,从而能够使工件W相对于旋转工具41进行定位
[0063] 仿形单元44由能够滑动地设置于可动体29的下部29c的仿形主体部54、和为了使该仿形主体部54滑动而固定在可动体29的下部29c的气压式(或者液压式(油压式))的仿形工作缸装置55构成。
[0064] 仿形主体部54由能够滑动地安装于可动体29的下部29c的基部56、安装于基部56的支轴56a、以及能够旋转地被支承于支轴56a的前端部的仿形辊57构成。为了在工件W仿形表面不留伤痕,希望能够减轻仿形辊57旋转时的摩擦,例如,仿形辊57优选使用具有内圈外圈的球轴承等。但是,如果是工件W强度较强、很难生成伤痕的材料的工件W,则也可以取代仿形辊57而使用固定的轴、球体等。
[0065] 仿形辊57与工件W的仿形部抵接的同时,利用加工主体部42的旋转工具41来进行工件W的倒角及去毛刺。通过利用仿形工作缸装置55来使仿形主体部54移动,从而能够调整旋转工具41的轴线41a和仿形辊57的轴线57a的间隔δ。
[0066] 倒角控制部16通过对第一工作缸装置31、第二工作缸装置32、定中心工作缸装置51及仿形工作缸装置55分别具备的电磁的开闭进行控制,从而控制被供给至各工作缸装置的气压(或者液压(油压))而控制各工作缸装置的工作。
[0067] 机器人控制部14具有用于存储对多关节机器人11进行控制的机器人控制数据的存储部,在该存储部中存储有机器人控制数据。
[0068] 机器人控制数据是指,例如基于示教的工件W的形状数据、旋转工具41的加工路径(轨迹信息)、及与这些形状数据、加工路径对应的多关节机器人11的臂及臂以外的部分的转动、摆动角度数据。
[0069] 倒角控制部16具有用于存储对加工单元13进行控制的倒角控制数据的存储部,在该存储部中存储有倒角控制数据。
[0070] 倒角控制数据是指,例如基于第一工作缸装置31的第一滑动机构26的滑动量、基于第二工作缸装置32的第二滑动机构28的滑动量、基于定中心工作缸装置51的定中心时刻、以及基于仿形工作缸装置55的间隔δ。
[0071] 机器人控制部14及倒角控制部16使机器人控制数据与倒角控制数据同步,例如,使臂12的前端部12a的坐标数据、与加工单元13的旋转工具41的刀刃部的坐标以及是否实施与该坐标对应的倒角、去毛刺的加工同步,并且与存储在机器人控制部14的存储部中的工件W的形状数据等对应地、实施工件W的倒角、去毛刺加工。
[0072] 图2是表示加工单元13的主要部分的立体图。
[0073] 加工主体部42的旋转工具41在前端部一体地形成有两片切削刃41b,该两片切削刃41b形成为凹形状以进行工件W(参照图1)的端面的倒角加工及去毛刺加工。该旋转工具41的切削刃41b不限于两片刀刃,只要能够配置在工具主体,则也可以是三片刀刃、四片刀刃等。
[0074] 夹持单元43的定中心工作缸装置51在端部具备一对爪部61、61,这些爪部61、61分别经由内置的一对臂部件而与内置的单个的工作缸部连结。通过利用气压或者液压(油压)来使单个的工作缸部进行工作,从而爪部61、61经由一对臂部件而向相互接近或者远离的方向移动相同距离。
[0075] 在各个爪部61的前端安装有夹持部52。夹持部52包括日文“コ”字形状的夹持臂63、经由支轴64能够旋转地被支承在夹持臂63的前端的叉形部63a的夹持辊65、以及用于进行支轴64的防脱的挡圈(未图示)。
[0076] 图3是表示加工单元13的主要部分的侧视图。
[0077] 夹持单元43的支轴64的轴线64a沿着相对于旋转工具41的轴线41a成直角的方向延伸。
[0078] 刀刃部中心线60经过旋转工具41的切削刃41b的宽度中心(旋转工具41的长度方向上的切削刃41b的中心)。一对夹持辊65、65的旋转中心即支轴64、64的轴线64a、64a相对于刀刃部中心线60分别向上下分离距离L2,在该状态下工件W被一对夹持辊65、65把持。
[0079] 在由夹持辊65、65把持工件W之前,支轴64、64的轴线64a、64a相对于刀刃部中心线60分别向上下分离距离L1。
[0080] 仿形单元44的基部56的支轴56a及仿形辊57各自的支轴56b及轴线57a一致,这些支轴56b、57a与刀刃部中心线60正交。
[0081] 工件W的端面Wa(参照图5)被进行倒角加工。在利用树脂成形模具来成形时,对于在分型部分的端面Wa上形成毛刺Wb(参照图5)的工件,同时进行端面Wa的倒角和毛刺Wb的去除。
[0082] 图4是表示加工单元中作为加工对象的工件W的一例的立体图。
[0083] 工件W具备带状部Wc,带状部Wc例如以板状以弯曲的方式被模具成形,并且高度(或者宽度)从缘部的H变化到中途的H1,进而变化到小于H1。
[0084] 带状部Wc具备端面Wa、和设定在弯曲部的前端的仿形部Wd。在图3及图4中,在进行倒角、去毛刺的加工时,旋转工具41(参照图3)与端面Wa抵接,仿形辊57与仿形部Wd抵接。毛刺Wb例如在端面Wa上连续地形成。
[0085] 图5是表示旋转工具41及工件W的说明图。
[0086] 旋转工具41在前端部具备形成为环状的凹部的两片切削刃41b。切削刃41b的截面形成为圆弧状。因而,在使切削刃41b旋转而加工工件W的端面Wa的情况下,在工件W的边缘上形成凸型的截面圆弧状的圆角(所谓的R倒角)We。如果加工之前的工件W的端面Wa上存在毛刺Wb,则该毛刺Wb也被切削刃41b切削而被去除。
[0087] 在切削刃41b的两侧形成有截面与切削刃41b的圆弧连续的截面直线状的后隙部41c。
[0088] 下面说明以上叙述的加工装置10的作用。
[0089] 如图3所示,针对固定在工作台上的工件W,以其带状部Wc大致位于刀刃部中心线60上并且位于旋转工具41和仿形辊57之间的方式,使多关节机器人11(参照图1)及加工单元13(参照图1)进行工作。
[0090] 并且,通过使定中心工作缸装置51进行工作,如箭头A、A所示,对一对夹持辊65、65定中心,并且用一对夹持辊65、65来夹住工件W的带状部Wc。
[0091] 此时,一对夹持辊65、65相对于刀刃部中心线60,从距离L1、L1靠近至距离L2、L2。
[0092] 其结果,工件W位于刀刃部中心线60上。然后,使仿形工作缸装置55进行工作,使仿形主体部54如空心箭头B所示向旋转工具41侧移动。其结果,工件W的端面Wa(参照图5)与旋转工具41的切削刃41b抵接,仿形辊57与工件W的仿形部Wd抵接。
[0093] 然后,在该状态下,使旋转工具41旋转的同时通过多关节机器人11及加工单元13的共同作业来使加工单元13沿着带状部Wc移动。由此,连续地进行工件W的倒角、和在工件W的端面Wa上存在毛刺Wb的情况下的去毛刺。
[0094] 此时,旋转工具41的轴线41a和仿形辊57的轴线57a的间隔δ由仿形工作缸装置55控制成根据工件W的带状部Wc的高度(宽度)而改变,因此,即使带状部Wc的高度(宽度)在工件的长度方向上发生变化,也能够利用旋转工具41的切削刃41b来始终加工恒定形状的倒角。因而,能够提高被二次加工的工件W的质量
[0095] 在图3、图4中,即使假设工件W的带状部Wc的高度(宽度)恒定,当从工件长度方向观察时,有时也在宽度方向上起伏地发生变形。在该实施方式中,即使在带状部Wc上存在沿宽度方向的起伏,由于第一滑动机构26(参照图1。)发挥作用,因此,仿形辊57和旋转工具41追随起伏,而进行精度非常高的二次加工。
[0096] 另外,在图3、图4中,当从工件长度方向观察时,工件W的带状部Wc有时沿着图3中上下方向起伏地发生变形。在本实施方式中,即使在带状部Wc上存在图3中上下方向的起伏,由于第二滑动机构28(参照图1。)发挥作用,因此,仿形辊57和旋转工具41追随起伏,而进行精度非常高的二次加工。
[0097] 一对夹持辊65、65在旋转的同时夹持工件W,仿形辊57在旋转的同时仿形于工件W,因此,使工件W相对于旋转工具41的切削刃41b进行定位并仿形于工件W,从而能够在加工中进行顺畅的动作。由此,能够迅速地进行工件W的倒角及去毛刺的加工。
[0098] 在上述实施方式中,将旋转工具41作为具有与仿形辊57对置的切削刃41b的加工工具进行了说明,但不限于倒角用的工具,例如,也可以是在整个轴长度上具有切削刃的普通的立铣刀、旋转锉等。
[0099] <第二实施方式>
[0100] 图6是表示第二实施方式的加工装置10的图,图7是其放大图,图8是图7的X-X线剖视图。在图6及图7中,对与图1相同的部分标注相同的附图标记而表示,并省略其说明。
[0101] 在第二实施方式中,取代旋转工具41(参照图1。)而装配有刮刀141。即,参照图6、图7,第二实施方式的加工部130具有加工主体部142,加工主体部142具备固定在可动体29的上部29a的卡盘147。在该卡盘147上,经由多个小螺钉148而定位地固定有刮刀141。该刮刀141是平板状刀具,并与仿形辊57的轴线57a平行地延伸。刮刀141由超硬合金形成,能防止刀刃的折损、刀刃缺口。由于超硬合金的固有振动频率高,因此,能防止颤振
[0102] 如图7所示,在刮刀141上形成有切削刃141b,该切削刃141b形成为凹形状以进行工件W的端面的倒角加工及去毛刺加工。如图8所示,切削刃141b在剖视时具有前倾面141s和后隙面141n。切削刃141b的前倾面141s和刮刀表面141h的夹角α被设定为例如5~30°,前倾面141s和后隙面141n的夹角(刀尖角)β被设定为例如60°~120°。
[0103] 该刮刀141构成为具有与仿形辊57对置的切削刃141b的加工工具。
[0104] 下面,对第二实施方式的作用进行说明。
[0105] 如图7所示,当在刮刀141和仿形辊57之间夹住工件W、且使刮刀141向图8的箭头方向移动时,通过刮刀141的刀尖的切削刃141b来进行工件W的端面的去毛刺、倒角加工。
[0106] 在进行去毛刺、倒角加工时,通过规定的推压,刮刀141的刀尖被推压至工件W的端面。该推力例如优选为0.5~50N的范围。如果设置为该范围内,则能够确保充分的切削量,并能够执行加工质量感出色的倒角加工。如果成为推压力超过50N的载荷,则切削量增加而在刮刀141上产生颤振,加工面的加工质量恶化,在推压力小于0.5N的情况下,切削量较少,不能充分地去除毛刺。
[0107] 刮刀的移动速度例如被设定为10~1500mm/sec。如果将移动速度设定为上述范围内,则能够确保充分的切削量,并能够执行加工质量感出色的倒角加工。另一方面,在移动速度小于10mm/sec时,切削量增加并产生颤振,加工面的加工质量恶化,如果移动速度超过1500mm/sec,则切削量较少,不能充分地去除毛刺。
[0108] 如图8所示,刮刀141的姿态被控制为,刮刀表面141h与工件W的加工面正交。
[0109] 由于刮刀表面141h与工件W的加工面正交,因此,倒角加工中的前角成为与前倾面141s和刮刀表面141h的夹角α1(例如5°~30°)相同角度的负的前角。如果将前角设定为5°~30°的负的前角,则能够确保充分的切削量,并能够执行加工质量感出色的倒角加工。如果将前角设定为正的前角或者小于5°的负的前角,则切削量增加而产生颤振,加工面的加工质量恶化,如果设定为超过30°的负的前角,则切削量较少,不能充分地去除毛刺。
[0110] 在本实施方式中,与第一实施方式同样地,即使带状部Wc的高度(宽度)在工件的长度方向上发生变化,也能够利用刮刀141的切削刃141b来始终加工恒定形状的倒角。因而,能够提高被二次加工的工件W的质量。
[0111] 另外,在图3、图4中,即使假设工件W的带状部Wc的高度(宽度)恒定,当从工件长度方向观察时,有时也在宽度方向上起伏地发生变形。在该实施方式中,即使在带状部Wc上存在向宽度方向的起伏,由于第一滑动机构26(参照图1。)发挥作用,因此,仿形辊57和刮刀141追随起伏,而进行精度非常高的二次加工。
[0112] 另外,在图3、图4中,当从工件长度方向观察时,工件W的带状部Wc有时沿图3中上下方向起伏地发生变形。在本实施方式中,即使在带状部Wc上存在图3中上下方向的起伏,由于第二滑动机构28(参照图1。)发挥作用,因此,仿形辊57和刮刀141追随起伏,而进行精度非常高的二次加工。一对夹持辊65、65在旋转的同时夹持工件W,仿形辊57在旋转的同时仿形于工件W,因此,通过使工件W相对于刮刀141的切削刃141b进行定位并仿形于工件W,从而能够在加工中进行顺畅的动作。由此,可以得到能够迅速地进行工件W的倒角及去毛刺的加工等效果。
[0113] <第三实施方式>
[0114] 图9是表示第三实施方式的加工装置10的图,图10是旋转工具71的放大图。在图9及图10中,对与图1相同的部分标注相同的附图标记而表示,并省略其说明。在第三实施方式中,与第一实施方式不同的是,未采用仿形辊。在该加工装置10中,工件W利用省略了图示的固定夹具固定,在将工件W的仿形部推压在固定部81的状态下,由旋转工具71来进行工件W的倒角及去毛刺加工。
[0115] 旋转工具71具备:轴部72,其安装于卡盘47(参照图1);一对刀刃部73、73,其安装于该轴部72的前端部;以及垫片76,其为了防止一个刀刃部73从轴部72脱落而与一个刀刃部73的端面73d抵接,并且利用螺栓74安装在轴部72的端面。
[0116] 轴部72在前端部形成有还作为所谓的仿形部而发挥作用的小径部72D,在该小径部72D的外周面上形成有沿轴向延伸的键槽72a、72a,在一对刀刃部73、73的内周面上也分别形成有键槽73a,刀刃部73由分别插入在键槽72a、73a的键77防止转动。
[0117] 另外,刀刃部73通过内六角止动螺钉78而被限制轴向移动,该内六角止动螺钉78与贯穿刀刃部73的外周面、内周面之间的内螺纹螺纹结合。
[0118] 刀刃部73具备两片切削刃73b,该两片切削刃73b用于对工件W的端面Wa进行切削加工而形成倒角部Wf、Wf。
[0119] 一个刀刃部73的端面73d与形成在小径部72D的根部的台阶部72c抵接,从而在轴向上被定位。另一个刀刃部73的端面73d与垫片76抵接而被定位。
[0120] 下面对以上叙述的旋转工具71的作用进行说明。
[0121] 图11是表示旋转工具71的倒角加工的作用图。图11(A)是表示倒角加工前的状态的图,图11(B)是表示倒角加工中的状态的图。
[0122] 如图11(A)所示,在工件W的端面Wa上形成有毛刺Wb。以一对刀刃部73、73的切削刃73b、73b包含由虚拟线表示的工件W的厚度的方式,相对于工件W对一对刀刃部73、73进行定位。并且如箭头D所示,使旋转工具71向工件W侧移动。
[0123] 如图11(B)所示,将旋转工具71推压至工件W的端面Wa,并进行工件W的倒角二次加工。此时,由于小径部72D(仿形部)与工件W的端面Wa抵接,因此与小径部72D抵接的端面Wa不被加工。
[0124] 如此,工件W通过端面Wa被推压至小径部72D从而被仿形定位,并且在该状态下进行端面Wa的两边缘的倒角加工及去毛刺,因此,能够提高倒角加工精度。
[0125] 在本实施方式中,如图1或图6所示,其特征在于,在多关节机器人11的臂12的前端部12a具备加工单元13,加工单元13具备仿形辊57和旋转工具41、71,仿形辊57作为与工件W的仿形部Wd抵接的辊,旋转工具41、71具备轴线41a,该轴线41a使相对于仿形辊57的距离与工件W的宽度(带状部Wc的宽度)一致,并与作为仿形辊57的支承轴的轴线57a平行地延伸,旋转工具41、71具备作为倒角刃的切削刃41b或者切削刃73b、73b。
[0126] 根据该结构,通过使仿形辊57与工件W的仿形部Wd抵接,并使仿形部Wd和旋转工具41、71之间的距离与工件W的宽度一致,从而能够使旋转工具41、71相对于工件W进行定位,并能够维持工件W的规定尺寸,能够精度良好地进行倒角。
[0127] 另外,如图9、图10及图11(A)、(B)所示,由于刀刃部73、73具备在轴向上分离的作为一对刀刃部的切削刃73b、73b,因此,在利用在轴向上分离的一对切削刃73b、73b来对工件W进行倒角时,能够将工件W推压至一对切削刃73b、73b之间的旋转工具71、详细而言将工件W推压至轴部72的小径部72D而对工件W进行定位,并能够提高倒角的二次加工精度。
[0128] 另外,如图3及图6所示,加工单元13具备作为工件W的夹持夹具的夹持臂63、63,该夹持臂63、63具有作为一对滚轮的夹持辊65、65,在一对夹持辊65、65之间夹持工件W,并对刀刃部73、73和工件W进行对位,因此通过由夹持臂63、63来夹持工件W,能够相对于刀刃部73、73精度良好地对工件W进行定位,能够进一步提高工件W的倒角加工精度。
[0129] 另外,由于一对夹持辊65、65经由作为定中心机构的定中心工作缸装置51而进行开闭,因此,能够利用定中心工作缸装置51来使工件W相对于刀刃部73、73始终定位在规定位置上,能够进一步提高工件W的倒角加工精度。
[0130] 另外,由于具备能够改变仿形辊57、旋转工具71(或者旋转工具41)之间的距离的作为致动器的仿形工作缸装置55,因此,通过能够与工件W的宽度对应地利用仿形工作缸装置55来改变仿形辊57、旋转工具71(或者旋转工具41)之间的距离,从而能够与工件形状对应地进行倒角加工,并能够提高通用性。
[0131] 另外,如图1所示,由于使仿形工作缸装置55的控制数据和多关节机器人11的控制数据同步,因此,例如通过使作为多关节机器人11的控制数据的工件W的示教数据、和作为仿形工作缸装置55的控制数据的仿形辊57、旋转工具41之间的距离同步,从而能够精度良好地对工件W进行倒角。
[0132] 另外,由于仿形辊57及旋转工具41(或者旋转工具71)一体地被支承在可动体29,并且可动体29经由作为第一浮动机构的第一滑动机构26而与加工单元13的基体25连结,因此,能够经由第一滑动机构26而使仿形辊57及旋转工具41(或者旋转工具71)相对于加工单元13的基体25进行移动,并能够容易地追随工件W的形状。
[0133] 另外,由于在加工单元13的基体25上经由第一滑动机构26而连结有滑块27,并且在滑块27上经由作为第二浮动机构的第二滑动机构28而连结有可动体29,因此,能够经由第一滑动机构26及第二滑动机构28而使仿形辊57及旋转工具41(或者旋转工具71)相对于加工单元13的基体25进行移动,能够更容易地追随工件W的形状,能够提高追随性。因而,能够进一步提高工件W的倒角加工精度。
[0134] 另外,根据上述结构,能够使工件W与一对切削刃73b、73b之间的小径部72D抵接的同时利用切削刃73b、73b来对工件W进行倒角,能够利用简单的结构且容易地进行倒角,能够实现成本的减少及生产率的提高。
[0135] 另外,如图11(A)、(B)所示,由于工件W被去毛刺的同时被进行倒角,因此,能够同时进行工件W的倒角和去毛刺的加工,与分开进行倒角和去毛刺的情况相比,能够提高生产率。
[0136] 上述的实施方式始终是表示本发明的一个方案的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行任意的变形及应用。
[0137] 例如,在上述实施方式中,如图11所示,在旋转工具71上分体地设置了刀刃部73、73,但不限于此,也可以在旋转工具71的轴部72上一体地形成倒角加工用的一对刀刃部。在本实施方式中,如图5及图11(A)所示,说明了在工件W具有毛刺wb的情况下,利用加工装置
10来同时进行工件W的倒角和去毛刺的加工的情况,但不限于此,即使工件W不具有毛刺的情况下,也能够利用加工装置10来进行倒角加工。
[0138] 旋转工具41(或者旋转工具71)也可以是整个轴长上具有切削刃的立铣刀、旋转锉等。
[0139] 附图标记说明
[0140] 10:加工装置,11:多关节机器人,12:臂,12a:前端部,13:加工单元,25:基体,26:第一滑动机构(第一浮动机构),27:滑块,28:第二滑动机构(第二浮动机构),29:可动体,
41、71:旋转工具,41b:切削刃(倒角刃),51:定中心工作缸装置(定中心机构),55:仿形工作缸装置(致动器),57:仿形辊(辊),57a:轴线(辊的支承轴),63:夹持臂(夹持夹具),65:夹持辊(滚轮),72D:小径部(仿形部),73:刀刃部(倒角刃),73b:切削刃,W:工件,Wb:毛刺,Wd:仿形部,Wf:倒角部。
QQ群二维码
意见反馈