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申请号 | JP2007116085 | 申请日 | 2007-04-25 | 公开(公告)号 | JP5046729B2 | 公开(公告)日 | 2012-10-10 |
申请人 | 株式会社不二製作所; | 发明人 | 亮司 菊地; 恵二 間瀬; | ||||
摘要 | |||||||
权利要求 | キャビネット内に形成されたブラスト加工室内に配置され,ブラストガンを操作する出力アームと,前記ブラスト加工室外に配置され,前記出力アームに行わせる動作を入力する入力手段を設けると共に,前記入力手段と出力アーム間を連結する連結ユニットを前記キャビネットの壁面を貫通して設け, 前記出力アームを複数のアーム部材を連結して形成し,連結部を支点として屈折変形可能に構成すると共に, 前記連結ユニットに, 前記キャビネットの壁面を貫通するケーシングと,前記ケーシング内に配置されて,それぞれ一端を前記キャビネット内に形成されたブラスト加工室内に配置すると共に,他端を前記キャビネット外の空間に延出した第1及び第2シャフトを設け, 前記連結ユニットの前記第1シャフトの一端側に一端側が固着された第1出力アームと,前記第1出力アームの他端側に一端側が軸着されると共に,他端側にブラストガンが取り付けられる第2出力アームと,前記連結ユニットに設けた前記第2シャフトの回転を前記第2出力アームに伝達して,前記軸着位置を支点として前記第2出力アームを揺動させる動力伝達機構を前記出力アームに設けると共に, 前記入力手段として,前記連結ユニットの前記第1シャフトの他端側に一端側を固着された第1入力アームと,前記第1入力アームの他端側に一端側が軸着された第2入力アームと,前記軸着位置を支点とした前記第2入力アームの揺動により,前記連結ユニットの前記第2シャフトを回転させる動力伝達機構を備えた入力アームを前記キャビネット外に設けたことを特徴とするブラスト加工装置におけるブラストガンの移動装置。 前記第2出力アームの他端側に,前記ブラストガンが取り付けられる出力軸を回転自在に設けると共に,前記出力軸に,前記連結ユニットに設けた前記第2シャフトの回転を反転して入力する動力伝達機構を設けたことを特徴とする請求項 1記載のブラスト加工装置におけるブラストガンの移動装置。 前記ケーシング内に配置されて,一端を前記キャビネット内に形成されたブラスト加工室内に配置すると共に,他端を前記キャビネット外の空間に延出した第3シャフトを更に前記連結ユニットに設け, 前記出力アームに,前記第2出力アームの他端側に回転自在に設けられた,前記ブラストガンが取り付けられる出力軸と,前記第3出力軸の回転を前記出力軸に伝達する動力伝達機構を設けたことを特徴とする請求項 1記載のブラスト加工装置におけるブラストガンの移動装置。 前記第2入力アームの他端側に回転自在に設けられた入力軸 ,及び前記入力軸の回転を前記第3シャフトに伝達する動力伝達機構を 前記入力アームに設 けることを特徴とする請求項 3記載のブラスト加工装置におけるブラストガンの移動装置。 前記連結ユニットの前記第1又は第2シャフトのいずれか一方を中空シャフトとすると共に,他方のシャフトを前記中空シャフト内に回転可能に収容したことを特徴とする請求項 1〜4いずれか1項記載のブラスト加工装置におけるブラストガンの移動装置。 前記出力アームに,該出力アームに設けられた前記動力伝達機構を収容する密閉空間を設けたことを特徴とする請求項 1〜5いずれか1項記載のブラスト加工装置におけるブラストガンの移動装置。 前記第2入力アームの他端側を移動させる駆動機構を設けたことを特徴とする請求項 1〜6いずれか1項記載のブラスト加工装置におけるブラストガンの移動装置。 |
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说明书全文 | 本発明は,ブラスト加工装置におけるブラストガンの移動装置に関し,より詳細には,ブラスト加工室外よりブラスト加工室内に配置したブラストガンを操作して所望の移動軌跡のパターンに従って移動させるブラストガンの移動装置に関する。 圧縮気体と共に研磨材を噴射するブラスト加工装置は,各種物品の研磨や切削加工,電子部品のバリ取り,表面クリーニング等の用途に使用される他,投射する研磨材を例えば球状のショットとすることにより,ショットピーニングなどの処理に使用される等,各種分野において各種の用途で使用されている。 なお,本明細書において「研磨材」とは,ブラスト加工装置により噴射される各種粉体ないし粒体を広く含み,被加工物の切削などに使用する砥粒の他,表面クリーニング等に使用する樹脂粒体や破砕した種子殻,前述のショットピーニングに使用される金属球やセラミック球などの「ショット」等,各種の粉体ないし粒体を含み,また,本発明におけるブラスト加工装置には,これら各種の用途で使用されるものを広く含む。 このようなブラスト加工装置にあっては,研磨材や研磨材の噴射に伴って生じる研磨材の破砕粉,ワークの切削粉等の粉塵による作業環境の悪化を防止する目的で,ワーク及びブラストガンをキャビネット内に形成されたブラスト加工室内に収容し,このブラスト加工室内において研磨材の噴射を行うように構成されている。 そして,このようにブラスト加工室内に収容されたブラストガンをワークの形状や加工部位に対応して移動させ,また,噴射方向を変更する等の各種操作を行うことができるように,各種の工夫が成されている。 このようなブラストガンを操作するための最も簡単な構成としては,ブラスト加工室を画成するキャビネットの前面や側面に,作業者が手を挿入可能な操作口を形成したものがあり,前述の操作口を介してブラスト加工室内に手を挿入してブラストガンを把持し,ワークの形状,加工部位等に対応してブラストガンを移動,操作して所望の加工を行うことができるように構成されている。 また,ブラスト加工室内に配置されたブラストガンを操作するための駆動装置等を備えたブラスト加工装置も提案されており,一例として,ブラスト加工室外に延出する配管を備えるブラストガンをブラスト加工室内で移動可能とするために,前記配管を挿入するためのスリットをキャビネットの天板に形成し,このブラストガンを前記スリットの長手方向に移動するための移動装置をブラスト加工室外に設けたものが提案されている(特許文献1)。 さらに,以上で説明したものの他,ブラスト加工室内にブラストガンの駆動機構全体を配置する構成を備えたブラスト加工装置も提案されており,このようなブラスト加工装置の一例としてブラスト加工室内にブラストガンを操作するロボットを配置したもの等がある。 この発明の先行技術文献情報としては次のものがある。 前述した従来技術のうち,操作口を介してブラスト加工室内に手を挿入する方法にあっては,ブラスト加工室内で生じた粉塵が操作口を介して機外に漏出することを防止するために,前述の操作口を例えばゴム製の手袋等によって閉塞し,作業者はこの操作口を閉塞する手袋越しにブラストガンを把持することで,ブラスト加工室内の密閉性を保持して粉塵が機外に漏出することが防止されている。 この方法による場合,ブラスト加工室外に粉塵が漏出することは防止できるものの,ブラスト加工室内に配置されたブラストガンの操作はあくまでも人手によって行うために,この種の装置では反復継続的にブラストガンに一定の動作を行わせる大量加工等の作業には適していない。 一方,前述したブラスト加工室外に駆動装置を設けた構成にあっては,駆動装置に例えば予め設定された動作に従ってブラストガンの操作を行わせることで,同一の作業を反復継続的に行わせることができ,同一製品の大量加工等に用いるに適している。 しかし,前記構成のブラスト加工装置において,キャビネットに設けたスリットは,ブラスト加工室内でのブラストガンの可動域を確保するために配管径に対して大きく形成する必要があり,そのため,この部分を介して粉塵が機外へ漏出することを防止するための防塵対策が必要となる。 このような防塵対策として,前掲の特許文献1に記載のブラスト加工装置にあっては,ブラストガンに連通する配管を挿入するための前述のスリット部分に,配管を挟むようにゴムのれんを吊り下げて,前記スリット部分から粉塵が漏出することを防止している(特許文献1「0006」欄,及び図2,図3参照)。 このように,ブラスト加工室の外部よりブラスト加工室内に配置されたブラストガンを操作しようとする場合,キャビネットにスリット等を形成すると共に,このスリットから粉塵が漏出することを防ぐための防塵対策が必要となり,ブラスト加工装置の部品点数を増加させる結果となっている。 しかも,このような防塵対策を行ったとしても,前述のスリットを完全に密閉することはできず,粉塵の漏出を完全に防止することは難しい。 また,防塵のために設けたゴムカーテンと配管との間に研磨材が詰まった状態でブラストガンを移動等させると,ゴムカーテンと摺接する部分で配管が研磨材の切削力によって摩耗して消耗を早めるおそれがある。 さらに,前述の構成によるブラストガンの移動装置にあっては,スリットのサイズ,形状等によりブラストガンの可動域に制約があり,しかもブラストガンの移動方向がスリットの長手方向にのみ制約され,複雑な動作,又は適宜任意の動作を行わせることはできない。 一方,例えばロボット等のブラストガンの移動装置をブラスト加工室内に収容したブラスト加工装置にあっては,キャビネットに配管を挿入するためのスリット等を設ける必要がなく,キャビネット外に対する粉塵の漏出防止対策が不要となると共に,ブラスト加工室外に駆動機構等を配置した場合とは異なり,スリット形状等による動作の制約がなく,ブラストガンに比較的複雑な動作を行わせることも可能である。 しかし,ブラスト室内に収容した前述のロボット等の移動装置は,これをそのままブラスト加工室内に配置すると,ブラスト加工室内における粉塵に直接曝されるために,故障等が発生し易い。 そのため,これらロボット等に防塵対策を施すことが必要となる。 このような防塵対策として,ブラスト加工室内に収容される前述のロボット等に防塵ジャケットを着せることも行われているが,使用する研磨材の種類や加工状況によってはジャケットが早期に磨耗してしまうという問題があり,また,防塵が不完全であれば研磨材等がジャケット内に侵入して故障の原因となり,特に軸受,シャフト,モータ等の摺動部分の隙間に研磨材が侵入する等してこれらの部品を著しく摩耗させてしまうという問題がある。 また,ブラスト加工においてブラストガンの移動は比較的単純な動作で行うことができる場合も多く,ロボット本来の軸動作を必要としないケースも多い。 そのため,このようにロボットをブラスト加工室内に収容する場合には必要とされる性能以上の性能をブラスト加工装置に与えることとなり,ブラスト加工装置が必要以上にコスト高となる。 そこで本発明は,上記従来技術における欠点を解消するためになされたものであり,比較的簡単な構成でありながら,ブラスト加工室内に収容されたブラストガンの移動,その他の操作を容易に行うことができると共に,防塵対策が不要又は比較的容易であると共に,比較的簡単な構成でありながらブラストガンに複雑な動作を行わせることのできるブラスト加工装置におけるブラストガンの移動装置を提供することを目的とする。 上記目的を達成するために,本発明のブラスト加工装置におけるブラストガンの移動装置10は,キャビネット4内に形成されたブラスト加工室3内に配置され,ブラストガン5を操作する出力アーム30と,前記ブラスト加工室3外に配置され,前記出力アームに行わせる動作を入力する入力手段を設けると共に,前記入力手段と出力アーム30間を連結する連結ユニット40を前記キャビネット4の壁面(実施形態では天板)を貫通して設け, 前記構成のブラストガンの移動装置において,前記第2出力アーム32の他端32b側に,前記ブラストガン5が取り付けられる出力軸54を回転自在に設けると共に,前記出力軸54に,前記連結ユニット40に設けた前記第2シャフト43の回転を反転して入力する動力伝達機構を設けたものとしても良い(請求項2 ;図9参照)。 又は,前記構成(図9)に代えて前記連結ユニット40に,一端(図示の例では下端)を前記キャビネット4内に形成されたブラスト加工室3内に配置すると共に,他端(図示の例では上端)を前記キャビネット4外の空間に延出した第3シャフト45を更に設け, 前記出力アーム30に,出力軸54を介してブラストガン5が取り付けられている場合には,前記第2入力アーム22の他端22b側に回転自在に設けられた入力軸53と,前記入力軸53の回転を前記第3シャフト45に伝達するプーリ63a〜d,タイミングベルト73,75及び入力側中継軸55等から成る動力伝達機構を更に入力アーム20に設けるものとしても良い(請求項4 ;図10,11参照)。 なお,前記連結ユニット40の前記第1又は第2シャフトは,そのいずれか一方42を中空シャフトとすると共に,他方のシャフト43を前記中空シャフト内に回転可能に収容した構成とすることができる(請求項5 ;図4参照)。 なお,前記出力アーム30に,該出力アーム30に設けられた前記動力伝達機構,例えばプーリ61a,b;62a,b;63a〜d;64a〜dやタイミングベルト71〜76等を収容する密閉空間を設けることが好ましく(請求項6 ;図5,9,10,1 1参照), 以上説明した本発明の構成により,本発明のブラストガンの移動装置10によれば,ブラスト加工室3外に配置された入力アーム20等の入力手段の操作によってブラスト加工室3内に配置された出力アーム30を変形させることができることから,出力アーム30に取り付けたブラストガン5を所望の軌跡で所望の位置に移動させることができ,しかも比較的簡単な構造でありながらブラストガン5に複雑な動作を行わせることも可能であった。 しかも,出力アーム30に対する動作の入力を,回転駆動力によって入力するものとし,連結ユニット40それ自体(連結ユニットのケーシング41)は移動を伴うものではなく静止した状態にあることから,その取り付けにあたってはキャビネット4の天板等に前掲の特許文献1に示す構成のようにスリット等,連結ユニット40の外形形状に対して大きく形成された開孔を設ける必要がない。 そのため,前述のスリット等を設ける場合に必要な防塵対策を行うことなく,粉塵の漏出を防止することが可能である。 また,出力アーム30に対するブラストガン5の取り付けを,第2出力アーム32の他端32b側に設けた出力軸54を介して行う構成にあっては,例えばこの出力軸54の回転を制御することで,ブラストガン5をワークWに対して常に所定の向きに配置することができ,また,出力軸54の軸線方向に対してブラストガン5の噴射方向を所定の傾斜した角度で取り付けることにより,この出力軸54を回転させることで,研磨材の噴射方向を変更することも可能である。 なお,前述の入力手段として,入力アーム20を設けた構成にあっては,入力アーム20を操作することにより,出力アーム30に入力アームと同様の動作を行わせることが可能であり,比較的簡単な構成でありながら,出力アーム30に複雑な動作を行わせることができ,従って,ブラストガン5を複雑な軌道で移動させることが可能である。 加えて,出力アーム30に対する動力の入力を回転力の伝達により行う構成としたことにより動力伝達を複雑な構成とすることなく,プーリとタイミングベルトから成る動力伝達機構,歯車機構から成る動力伝達機構,その他比較的単純な構成の動力伝達機構により行うことが可能であり,故障等が生じ難いと共にメンテナンス等が容易である。 このように回転力の伝達により入力アーム20と出力アーム30との連動を行うことから,連結ユニット40に設けた第1シャフト42,又は,第2シャフト43のいずれか一方を中空とし,他方のシャフトをこの中空シャフト内に収容することで,両シャフトの軸芯を一致させることができ,動力伝達が容易であると共に連結ユニット40の小型化が可能である。 なお,出力アーム30に設けられた例えばプーリ61a,b;62a,b;63a〜d;64a〜dやタイミングベルト71〜76等の動力伝達機構を収容する密閉空間を出力アーム30に設けた構成にあっては,これらがブラスト加工室3内で直接粉塵等に曝されることがなく,摩耗等に伴う消耗や故障等の発生を大幅に減少することができた。 また,前記第2入力アーム22の他端22b側(入力部23)を移動させる駆動機構80を設けた構成にあっては,この駆動装置を例えばタッチパネルやキーボード,リモート操作用のスティックレバー等による動作指令の入力に対応して適宜任意に操作することも,又は前記駆動装置を予め設定したプログラム等に従って所定のパターンに従って動作させることができる等,使用態様に応じて各種動作を行わせることが可能である。 次に,本発明の実施形態につき添付図面を参照しながら以下説明する。 実施形態1 連結ユニット 前述の連結ユニット40は,図1〜3に示すようにブラスト加工装置のキャビネット4の壁面を貫通して,ブラスト加工室3の内外に亘って配置され,ブラスト加工室3内において前述の出力アーム30に連結されると共に,ブラスト加工室3外において前述の入力アーム20に連結されるものであり,図1〜3に示す実施形態にあっては,キャビネット4の天板を貫通してブラスト加工室3内外に亘って配置されている。 この連結ユニット40は,図4に示すようにケーシング41内に前述の入力アーム20と出力アーム30間を連結する連結部材を収容した構成を備え,図4に示す実施形態にあっては,前記連結部材として第1,第2二本のシャフト(42,43)が設けられており,円筒状のケーシング41内に回転可能に収容された中空の第1シャフト42と,前記第1シャフト42内に該第1シャフト42とは独立して回転可能に収容された第2シャフト43を備えている。 この実施形態にあっては,前記第1シャフト42及び第2シャフト43がそれぞれ独立して円滑に回転することができるよう,ケーシング41の内周と第1シャフト42の外周間,及び第1シャフト42の内周と前記第2シャフト43の外周間にそれぞれベアリングB1〜B4を取り付けている。 この連結ユニット40のケーシング41には,図4に示すようにフランジ44が溶着,その他の方法により取り付けられており,この連結ユニット40をブラスト加工装置のキャビネット4の天板に形成された開孔4a内に挿入すると共に,このフランジ44によって連結ユニット40のケーシング41と前記キャビネット4の天板に形成された開孔4a間に生じる隙間を閉塞し,ブラスト加工室3内の密閉性が保たれるように構成して,キャビネット4の天板に形成された開孔4aを介してブラスト加工室内の粉塵が漏出することを防止している。 前述のフランジ44は,図示の実施形態にあってはケーシング41の外周に溶着によって取り付けているが,この構成に代え,ケーシング41とフランジ44とを一体的に形成するものであっても良く,また,ケーシング41にフランジ44を設けることなく,キャビネット4の天板に形成された開孔4a内に挿入された連結ユニット40のケーシング41と天板の開孔縁とを直接溶着する等して,キャビネット4の天板に設けた開孔4aと連結ユニット40のケーシング41間に生じる隙間を密閉しても良く,さらに前記フランジ44とキャビネット4の天板間にゴムシール等を挟持して密閉性を増強しても良く,ブラスト加工室3内で生じた粉塵が,キャビネット4の天板に形成された開孔4aを介して漏出することが防止し得るものであれば,如何なる構成を採用しても良い。 入力アーム(入力手段) この入力アーム20を構成する第1入力アーム21の一端21a側は,キャビネット4の天板を貫通して上方に突出した前述の連結ユニット40に設けた第1シャフト42の上端にボルト止めなどの方法で固着されており(図4参照),前記第1入力アーム21が揺動すると,この第1入力アーム21の揺動角に対応して連結ユニット40の前記第1シャフト42がケーシング41内で回転するように構成されている。 また,前述の第2入力アーム22と前記連結ユニット40の第2シャフト43間には動力伝達機構が設けられており,前記第2入力アーム22が前記第1入力アーム21に対して軸支位置を中心として揺動すると,この第2入力アーム22の揺動角に対応して前記第2シャフト43が回転するように構成されている。 図5に示す実施形態では,前記第1入力アーム21に対して前記第2入力アーム22を揺動可能に軸支する支軸51を前記第2入力アーム22に固着して,第2入力アーム22の揺動に伴って前記支軸51が回転するように構成すると共に,この支軸51と共に回転するプーリ61aを前記支軸51に固着すると共に,このプーリ61aと第2シャフト43の上端に固着されたプーリ61bに,共通のタイミングベルト71を巻回して,第2入力アーム22が揺動すると,この揺動角に対応した角度で連結ユニット40の第2シャフト43が回転するように構成した。 もっとも,この動力伝達機構の構成は図5に示すようにプーリ61a,61bとタイミングベルト71からなる動力伝達機構に限定されず,例えば歯車機構によって第2入力アーム22の揺動に従って連結ユニット40の第2シャフト43が回転するように構成しても良く,第2入力アーム22の揺動角に対応して,前記連結ユニット40の第2シャフト43を回転させることができるものであれば,既知の如何なる構成を採用しても良い。 以上のように構成された入力アーム20において,前記第2入力アーム22の自由端22b側には,ブラストガン5に行わせる動きを入力するための入力部23が設けられており,この入力部23をブラストガン5に行わせる動きに対応して移動させると,この入力部23が移動した軌跡に従って,後述する出力アーム30の先端(第2出力アーム32の自由端32b側)が移動して,ブラストガン5の所望の操作を行うことができるように構成されている。 出力アーム ブラスト加工室3内において前述の連結ユニット40に連結されている出力アーム30も前述の入力アーム20と同様に複数のアーム部材を連結することにより構成されており,本実施形態にあっては,これを2本のアーム(第1出力アーム31,第2出力アーム32)を連結して構成している。 そして,連結ユニット40に設けた第1シャフト42に前記アームの一方である第1出力アーム31の一端31a側をボルト止め等により固着して(図4参照),前記第1シャフト42が回転するとこの第1シャフト42の回転角度に対応した揺動角度で第1出力アーム31が揺動するように構成すると共に,この第1出力アーム31の他端31b側に,第2出力アーム32の一端32a側を揺動可能に支軸52によって軸支している。 また,前記連結ユニット40に設けた第2シャフト43と前記第2出力アーム32間には,前記第2シャフト43の回転に伴って前記第2出力アーム32を前記第1出力アーム31との軸支位置(支軸52)を中心として揺動させるための動力伝達機構が設けられており,図5に示す実施形態にあってはこのような動力伝達機構として前記支軸52を前記第2出力アーム32に固着して前記支軸52の回転に伴って第2出力アーム32が揺動するように構成すると共に,前記支軸52にプーリ62aを固着して,該プーリ62aの回転により前記支軸52を回転可能に構成し,この支軸52に固着されたプーリ62aと,前記連結ユニット40の第2シャフト43の下端に固着されたプーリ62bとに,共通のタイミングベルト72を巻回した。 なお,前記第2出力アーム32の自由端32b側には,ブラストガン5の取付部33を設けると共に,この取付部33にブラストガン5が取り付けられている。 なお,図示の実施形態では,第2シャフト43の回転を第2出力アーム32に伝達する動力伝達機構を,プーリ62a,62bとタイミングベルト72により構成した例を示したが,この構成に代え,例えば前述の入力アーム20の場合と同様に歯車機構等によってこの動力伝達機構を構成しても良く,第2シャフト43の回転に伴って第2出力アーム32を揺動可能とするものであれば既知の各種の動力伝達機構を採用することができる。 なお,これらの動力伝達機構は,図5に示すように第1入力アーム21,第1出力アーム31内に形成された密閉空間内に収容する等して,防塵対策を行うものとしても良く,特に粉塵に曝されるブラスト加工室3内に配置される出力アーム30についてはこのような防塵対策を行うことが好ましい。 また,図5を参照して説明した実施形態にあっては,前記連結ユニット40の第2シャフト43にプーリ61b,62bを固着し,また,第1シャフト42に第1入力アーム21及び第1出力アーム31を固着するものとして説明したが,これとは逆に第2シャフト43に第1入力アーム21及び第1出力アーム31を固着し,第1シャフト42にプーリ61b,62bを固着する構成としても良い。 以上のように構成されたブラストガンの移動装置10において,前述の第2出力アーム32の自由端32b側にブラストガン5を取り付けると共に,第2入力アーム22の自由端22a側に設けた入力部23を,ブラストガン5を移動させようとする方向,一例として図1に示すX−Y方向に移動させると,この移動に伴って第2入力アーム22が第1入力アーム21に対して所定の角度で折れ曲がると共に,第1入力アーム21が連結ユニット40の第1シャフト42を中心として揺動する。 この第1入力アーム21の揺動により,第1入力アーム21の一端に固着された第1シャフト42が第1入力アーム21の揺動角に対応した角度で回転し,この第1シャフト42の下端に固着された第1出力アーム31が第1シャフト42の回転角に対応した角度で揺動する。 また,第2入力アーム22の揺動により,支軸51及びプーリ61aが回転し,このプーリ61aの回転がタイミングベルト71を介してプーリ61bに伝達されて連結ユニット40の第2シャフト43を回転させ,この第2シャフト43の回転が,プーリ62b,62a及びタイミングベルト72を介して支軸52に伝達されて,この支軸52に固着された第2出力アーム32を揺動させる。 従って,前記入力アーム20及び出力アーム30における各アーム長を同一と成すと共に,前記動力伝達機構による動力の伝達を,例えばプーリ61a,b及び62a,bの径を一定とする等して増速又は減速することなく伝達することで,入力アーム20において生じた屈折変形と同様の形状に出力アーム30が変形し,第2入力アーム22の自由端22bに設けた入力部23の動きと同様の動きを第2出力アーム32の自由端32bに取り付けたブラストガン5に行わせることができる。 なお,図示の実施形態にあっては,入力アーム20に設けた入力部23と,出力アーム30に取り付けたブラストガン5とが同様の動きをするように構成した例を示したが,例えば入力アーム20の各アームの長さと,出力アーム30の各アーム長さを所定の比率で変更することで,入力アーム20の入力部23に入力された動作(入力部23の移動軌跡)に対して拡大又は縮小された相似形の動作(移動軌跡)でブラストガン5を移動させるように構成しても良く,また,前記プーリの径を所定比率で変更する等して入力アーム20で入力された動作を拡大又は縮小して出力アーム30に行わせるものとしても良く,その操作態様は図示の実施形態に限定されない。 また,図示の実施形態にあっては,ブラストガン5の動作を例えば図1中のX−Y二方向のみの平面的なものとして説明したが,例えば前述の連結ユニット40全体,又は連結ユニット40内に収容された第1シャフト42及び第2シャフト43をキャビネット4の天板に対して上下方向に進退移動可能とすることで,ブラストガンをワークに対して近接,又は離間する方向に移動可能に構成する等して,ブラストガン5に立体的な動作を行わせることができるように構成しても良い。 実施形態2(駆動機構) このような駆動機構80を設けることにより,例えば入力部23の操作,従ってブラストガン5の動きを予め設定されたプログラムに従った所望のパターンで行わせることが可能であり,また,必要に応じてキーボード,タッチパネル,リモート操作用のスティックレバーの操作等に対応させて動作させることも可能である。 このような駆動機構80の一例を図6(A)〜図6(D)を参照して説明する。 図6(A)〜図6(D)に示す駆動機構80は,前述の第2入力アーム22の自由端22b側に設けた入力部23に連結されてこの入力部23を図中XY軸方向に移動可能に構成したものであり,前記第2入力アーム22に設けた入力部23を図中のX軸方向に移動させるX軸方向スライドテーブル81と,図中のY軸方向に移動させるY軸方向スライドテーブル82を備えており,図示の実施形態にあっては,X軸方向スライドテーブル81上に第2出力アーム22に設けた入力部23を移動可能に取り付けると共に,Y軸方向スライドテーブル82上に前述のX軸方向スライドテーブル81を載置して,X軸方向スライドテーブル81をY軸方向に移動可能とすることで,前記入力部23をX軸方向スライドテーブル81と共にY軸方向に移動可能としている。 なお,X軸方向スライドテーブル81とY軸方向スライドテーブル82の配置は,図示の例とは逆に,X軸方向スライドテーブル81上にY軸方向スライドテーブル82を載置して,このY軸方向スライドテーブル82に前述の第2入力アーム22に設けた入力部23を取り付けて,X−Y方向に前記入力部23を移動可能としても良く,図示の実施形態に限定されない。 前記第2入力アーム22に設けた入力部23が取り付けられるX軸方向スライドテーブル81上には,前記X軸方向スライドテーブル81上をその長手方向(X軸方向)に移動するスライダ83が設けられていると共に,このスライダ83に前記第2入力アーム22に設けた入力部23を連結することにより,前記スライダ83の移動に伴い入力部23を移動可能としている。 このスライダ83は,本実施形態にあってはその底面にX軸方向スライドテーブル81の長手方向を軸線方向として形成された2つの開孔と,前記2つの開孔間に形成された螺旋孔を備えており,このスライダ83の底面に設けた前記開孔内に,前記X軸方向スライドテーブル81上にその長さ方向に設けられた案内シャフト84を挿入すると共に,前記螺旋孔内に,外周に螺旋を備えたスクリュシャフト85を螺合して,前記スクリュシャフト85を正転,逆転することによりスライダ83がX軸方向スライドテーブル81上を該テーブルの長さ方向(X軸方向)に進退移動可能としている。 このスクリュシャフト85の一端には,例えばモータ,好ましくは回転角を制御可能なサーボモータ等の回転駆動手段86が連結されており,この回転駆動手段86に入力する電気信号等を制御することで,前記スライダ83をX軸方向スライドテーブル81上の所定の位置に移動可能とした。 また,前述のY軸方向スライドテーブル82上を移動する前述のX軸方向スライドテーブル81の底面には,前記X軸方向スライドテーブル81上に設けたスライダ83の底面と同様,移動方向を軸線方向とする2つの開孔と,この開孔間に形成された螺旋孔が設けられており,Y軸方向スライドテーブル82上に,その長さ方向に設けられた案内シャフト87をX軸方向スライドテーブル82の底面に形成された前記開孔内に挿入すると共に,螺旋孔内にスクリュシャフト88を螺合し,このスクリュシャフト88の一端に取り付けられた例えばサーボモータ等の回転駆動手段89によって前記スクリュシャフト88を回転させることで,前記X軸方向スライドテーブル81をY軸方向に移動させることができるように構成している。 従って,X軸方向スライドテーブル81に設けた前述のサーボモータ等の回転駆動手段86,Y軸方向スライドテーブル82に設けた前述のサーボモータ等の回転駆動手段89のそれぞれに対し,キーボードやタッチパネル,スティックレバー等の入力手段によって入力された指令に従い,又は予め設定したプログラム等に従って対応する電気信号を入力することにより,入力アーム20に設けた入力部23を移動させて,出力アーム30に取り付けたブラストガン5を,例えば図7(A)〜図7(D)に示す各種パターン,その他適宜任意の方向に移動させることができる。 図8は,前述のように入力アーム20に設けた入力部23を変位させる前述の駆動機構80にセンサ91a〜91d,92a〜92dを設け,このセンサ91a〜91d,92a〜92dによって入力部23(スライダ83及びX軸方向スライドテーブル81)の位置を検知して所望の動作を行うことができるように構成した例である。 図示の実施形態において,X軸方向に設けられたセンサ91a〜91c中,X軸方向の両端に設けられたセンサ91a,91bは,スライダのX軸方向における移動限界を検知するオーバランセンサであり,紙面左側におけるセンサが退路方向オーバランセンサ91a,紙面右側が進路方向オーバランセンサ91bである。 この2つのオーバランセンサ91a,91b間に設けられた2つのセンサ91c,91dは,ワークWのサイズ等によって決定されるブラストガン5のX軸方向における移動端に対応した,スライダ83のX軸方向における移動端を検知する移動端センサであり,紙面左側が退路方向移動端センサ91c,紙面右側が進路方向移動端センサ91dである。 また,Y軸方向に設けられたセンサ92a〜92d中,Y軸方向の両端に設けられたセンサ92a,92bは,X軸方向スライドテーブル81のY軸方向における移動限界を検知するオーバランセンサであり,紙面下側におけるセンサが退路方向オーバランセンサ92a,紙面上側が進路方向オーバランセンサ92bである。 また,この2つのオーバランセンサ92a,92b間に設けられた2つのセンサ92c,92dがワークWのサイズ等によって決定されるブラストガン5のY軸方向における移動端に対応した,X軸方向スライドテーブル81のY軸方向における移動端を検知するための移動端センサであり,紙面下側が退路方向移動端センサ92c,紙面上側が進路方向移動端センサ92dである。 このようなセンサ91a〜91d,92a〜92dを備えた駆動機構80により,入力アーム20に設けた入力部23を移動させ,一例としてワークWに対して図7(A)に示す動作パターン1に従ってブラストガン5の移動制御を行う例について説明すると,移動の開始に際し,先ずX軸方向に設けた前記センサ91a〜91d中,退路方向移動端センサ91cが前記スライダ83を検知する位置にスライダ83が移動されると共に,Y軸方向に設けた前記センサ92a〜92d中,退路方向移動端センサ92cが前記X軸方向スライドテーブル81を検知する位置にX軸方向スライドテーブル81が移動され,この位置が原位置となる。 この原位置から,Y軸方向スライドテーブル82に設けられた回転駆動手段(モータ)89が一定の速度で回転して,X軸方向スライドテーブル81をY軸方向に徐々に移動(紙面上方に移動)させる。 このとき,X軸方向スライドテーブル81に設けたモータ86は停止した状態にある。 このようにしてX軸方向スライドテーブル81がY軸方向に移動し,Y軸方向に設けたセンサ中,進路方向移動端センサ92dがX軸方向スライドテーブル81に設けた検知部を検知すると,この進路方向移動端センサ92dの検知信号により前記Y軸方向スライドテーブル82に設けられたモータ89が回転を停止すると共に,X軸方向スライドテーブル81に設けられた回転駆動手段(モータ)86が所定の回転角度回転して,スライダ83をX軸方向に所定距離移動させる。 X軸方向スライドテーブル81に設けられたモータ86が所定回転角度で回転した後,前記Y軸方向スライドテーブル82に設けたモータ89が逆転を開始し,X軸方向スライドテーブル81が後退を開始する。 この後退により,Y軸方向に設けたセンサ中,退路方向移動端センサ92cがX軸方向スライドテーブル81に設けた検知部を検知した検知信号を出力すると,この検知信号により前記Y軸方向スライドテーブル82に設けられたモータ89の回転が停止すると共に,X軸方向スライドテーブル81に設けられたモータが所定角度で回転して,スライダをX軸方向に所定距離移動させる。 そして,このような動作を繰り返し,X軸方向に設けた前記センサ中,進路方向移動端センサ91dが前記スライダに設けた検知部を検知し,かつ,Y軸方向に設けた前記センサ中,進路方向移動端センサ92dが前記X軸方向スライドテーブル81に設けた検知部を検知した検知信号を出力すると,この位置が移動の終了位置となり,スライダ83及びX軸方向スライドテーブル81の移動が終了する。 その後,前記スライダ83及びX軸方向スライドテーブル81を原位置に復帰させ,この作業が繰り返される。 本発明のブラストガンの移動装置を備えたブラスト加工装置が,例えば図1及び図3に示すように,ブラスト加工室3内の所定位置にワークWを配置する構造を備えたものである場合には,スライダ83及びX軸方向スライドテーブル81が移動の終了位置に至ったことを検知した前記進路方向移動端センサ91d,92dの検知信号に従って,ブラスト加工室3内に配置された加工後のワークWを回収すると共に,未加工の新たなワークWをブラスト加工室3内の所定位置に配置するように構成しても良い。 なお,前述の終了位置にスライダ83及びX軸方向スライドテーブル81の移動が完了する前であっても,X軸方向又はY軸方向に設けたいずれかのオーバランセンサ91a,91b,92a,92bがスライダ83又はX軸方向スライドテーブル81のオーバランを検知した場合には,前記駆動機構80を緊急停止するように構成しても良い。 このような駆動機構80による駆動制御によって,入力アーム20に設けた入力部23を矩形波状の移動軌跡で移動させることにより,出力アーム30に取り付けたブラストガン5を,同様に図7(A)に示すようにワークWに対して矩形波状の移動軌跡で移動させるこことができ,この移動中にブラストガン5より研磨材を噴射することで,所定パターンでワークを加工することが可能となる。 なお,図7(B)に示す動作パターン2でワークWを加工する場合には,前記動作パターン1に従って駆動機構80を動作させた後,動作パターン1における終了位置を原位置とした図7(B)のパターンbの動作パターンで駆動機構80を更に動作させるものとすれば良い。 また,図7(C)に示す動作パターン3に対応して駆動機構を駆動する場合には,Y軸方向スライドテーブル82に設けたモータ89の駆動中,X軸方向スライドテーブル81に設けたモータ86を一定の速度で継続して回転させるものとすれば良く,これにより鋸歯状にブラストガン5を移動させることができ,さらに図7(D)に示す動作パターン4の動作を行わせる場合には,図7(C)に示した動作パターン3の動作に続き,動作パターン3の終了位置を原位置とした図7(D)のパターンbの動作を行わせるものとすれば良い。 なお,以上で説明した実施形態にあっては,前記駆動機構80として入力アーム20の入力部をX−Y方向のいずれの方向にも移動可能と成す構成について説明したが,例えばブラストガン5の移動をX軸又はY軸のいずれかの方向にのみ直線的に行うものとして構成しても良く,この場合には前述のX軸方向スライドテーブル81又はY軸方向スライドテーブル82のいずれか一方のみを備えた構成としても良く,駆動機構80の構成は図示の実施形態に限定されない。 実施形態3 このような出力軸54の回転を実現するために,図9に示す実施形態にあっては,図5を参照して説明した構成に加え更に,第2出力アーム32に固着された支軸52'を中空に形成し,この支軸52'を貫通して支軸52内で回転する中継軸56を設けると共に,この中継軸56に前記第2シャフトの回転を2倍に増速して伝達する動力伝達機構と,前記中継軸56の回転を逆転して前記出力軸54に伝達する動力伝達機構を設けている。 図示の実施形態にあっては,ブラスト加工室3内において前記第2シャフト43に2つのプーリ62b,62b'を固着し,一方62bを図5を参照して説明したと同様,第2出力アーム32に固着された支軸52に取り付けたプーリ62aとタイミングベルト72を介して連結すると共に,他方62b'を前記中継軸56に設けられた,前記プーリ62'に対して1/2の円周を有するプーリ62a'にタイミングベルト72'を介して連結し,第2シャフトの回転を2倍に増速して中継軸56に伝達することができるように構成している。 また,第2出力アーム32側において,前記中継軸56にピニオンギヤ57を固着すると共に,このピニオンギヤ57と噛合するピニオンギヤ58が取り付けられた支軸59を設け,この支軸59に設けられたプーリ64bと,前記出力軸54に設けたプーリ64aとを同径に形成すると共に,これらに共通のタイミングベルト74を巻回することで,中継軸56の回転を出力軸54に反転して伝達することができるように構成している。 すなわち,前述した図9の構成において,ブラストガン5の列が常にY軸と平行を成すように移動させようとする場合,第1出力アーム31と第2出力アーム32間の角度変化θに対して,出力軸54を−θ回転させることになる。 そこで,前記ピニオンギヤ57,58の噛合によって,第2シャフト43の回転を反転して入力軸54に伝達することにより,第1出力アーム31と第2出力アーム32間の角度変化θに対して出力軸54を逆転することができるように構成した。 なお,図9に示す構成において,第2シャフト43の回転を反転するピニオンギヤ57,58のうち,ピニオンギヤ58は支軸52によって第2出力アーム32が揺動すると,この揺動に伴いピニオンギヤ57の外周を公転するために,ピニオンギヤ57の回転が支軸52と同速度である場合,ピニオンギヤ58は自転せず,その結果,出力軸54を回転することができなくなる。 そこで,前述したように第2シャフト43に設けたプーリ62b'に対し,中継軸56に設けたプーリ62a'の円周を1/2として中継軸56を増速回転することで,第2シャフト43の回転を反転して出力軸54に入力することを可能とした。 実施形態4 この入力軸53と出力軸54との連動は,本実施形態にあっては,入力アーム20側に設けられた4つのプーリ63a〜dと,該プーリ63a〜d間で動力を伝達するタイミングベルト73,75,及び,出力アーム30側に設けられたプーリ64a〜dと,該プーリ64a〜d間で動力を伝達するタイミングベルト74,76,並びに入力アーム20側で伝達された回転を,出力アーム30側に伝達する,前記連結ユニット40に設けられたシャフト(第3シャフト)45によって行っている。 入力軸53の回転を伝達するために,前述の入力軸53にはプーリ63aが固着され,前記入力軸53の回転に伴ってプーリ63aが回転するように構成されている。 このプーリ63aと同一のタイミングベルト73によって巻回されたプーリ63bは,第2入力アーム22と第1入力アーム21との軸止位置に設けられた入力側中継軸55の一端(図中における下端)側に固着されている。 この入力側中継軸55は,一例として図12に示すように第2入力アーム22を第1入力アーム21に対して揺動可能に軸支する第1回転軸51'及びこの第1回転軸51'に固着されたプーリ61aを貫通して設けられ,前記第1回転軸51'とは独立して回転することができるように構成されている。 そして,この入力側中継軸55の他端側(図中上側)に,プーリ63cを固着すると共に,このプーリ63cを,連結ユニット40に設けられたシャフト(第3シャフト)45に固着されたプーリ63dと共通のタイミングベルト75によって巻回している。 図4を参照して説明した前述の実施形態では,連結ユニット40におけるシャフトを,第1,第2,二本のシャフトのみを備えるものとして説明したが,本実施形態で使用する連結ユニット40では,図12に示すように,それぞれが独立して回転する3本のシャフト(第1〜第3シャフト)42,43,45を設け,入力アーム20側で伝達された前記入力軸53の回転を,このうちのいずれかのシャフトを介して出力アーム30側に伝達するように構成している。 図示の実施形態にあっては,このうちの最も中央に配置されたシャフトを第3シャフトとし,この第3シャフト45の一端(図示の例では上端)側に前述のプーリ63dを固着して,前記第3シャフト45を介して,プーリ63a〜d及びタイミングベルト73,75を介して伝達された入力軸の回転を,キャビネット内の空間に伝達している。 このようにして,第3シャフト45を介してキャビネット4内に伝達された入力軸53の回転は,キャビネット4内に配置された出力アーム30に設けられたプーリ64a〜d及びタイミングベルト74,76を介して出力軸54に伝達される。 このプーリ64a〜d及びタイミングベルト74,76による回転駆動力の伝達を行うために,第1出力アーム31と第2出力アーム32との連結部には,前述した入力アーム20における連結部と同様,第2回転軸52'を貫通し,第2回転軸52'とは独立して回転する出力側中継軸56が設けられており,この出力側中継軸56の第1出力アーム側の端部(図中下端側)にプーリ64cを固着し,連結ユニット40に設けた前記第3シャフトに固着したプーリ64dと共通のタイミングベルト76で巻回すると共に,前記出力側中継軸56の第2出力アーム32側(図中上端側)にプーリ64bを固着し,このプーリ64bと出力軸54に固着したプーリ64aとを共に同一のタイミングベルト74によって巻回している。 このように,入力アーム20の入力部に設けられた入力軸53に与えられた回転を,出力アーム30の出力部に設けられた出力軸54に伝達する動力伝達機構を設けたことにより,入力軸53を回転させることにより出力軸54を回転させて,この出力軸54に取り付けたブラストガンを回転させることが可能となっているる。 そのため,例えば図10に示すように,複数のブラストガン5を直線上に並べて出力軸54に取り付けると共に,前述の動力伝達機構を構成する各プーリ63a〜d,64a〜dを同一径に形成することで,入力軸53に入力された回転方向及び回転角度で出力軸54を回転させることができ,例えば図10に示す構成例では,処理対象とするワークの長さ方向を紙面前後方向に配置することで,ワークの長さ方向に対してブラストガン5の列が常に直交する方向となる両者の位置関係を維持したまま,ブラストガン5を移動させることができる。 また,図11に示すように,出力軸54の軸線方向に対してブラストガン5の噴射方向を角度を以て取り付けることにより,入力軸53の回転に伴う出力軸54の回転によって,ワークに対する研磨材等の吹き付け方向を変更等することもできる。 なお,図示の実施形態にあっては,プーリ63a〜d,64a〜dの径を同一として,入力軸53に与えられた回転と同角度で,出力軸54を回転するように構成したが,例えばプーリの径を変更して,入力軸53に対して入力された回転角を,増加し,又は減少して出力軸54に伝達するように構成しても良い。 実施形態5 図11に示す実施形態では,第2出力アーム32の自由端32b側にモータ90を設け,このモータ90の回転に伴ってプーリ61a,b;62a,b;63a〜d;64a〜d及びタイミングベルト71〜76を介して伝達される回転駆動力による回転とは独立してブラストガン5を回転可能としたものであり,その他の構成については図10を参照して説明した前述の実施形態4のブラストガンの移動装置と同様であるため説明を省略する。 図11に示す実施形態おいて,ブラストガン5をプーリ61a,b;62a,b;63a〜d;64a〜d及びタイミングベルト71〜76を介して伝達される回転駆動力とは独立して回転させるために,ブラストガン5が取り付けられた出力軸54に回転駆動力を入力するためのモータ90を前記出力軸54の上端側に設けている。 そして,このモータ90により前記出力軸54を回転可能とするために,前記出力軸54とプーリ64aとをクラッチ機構(図示せず)を介して連結し,前記モータ90により出力軸54を回転する際には,前記クラッチ機構を操作して出力軸54をプーリ68より切り離すことができるように構成した。 以上のように構成したことで,モータ90によってブラストガン5をその場で回転(自転)させることができ,これによりワークWに対する研磨材の噴射方向を変更する等の作業が可能となり,より複雑なブラストガン5の動作制御が可能となる。 なお,このようにブラストガン5をその場で回転させる構成としては,図10及び図11に示す動力伝達機構を備えた装置構成にあっては,一例として図2に示すように,第2入力アーム22の自由端22b側にモータ90を設けて,入力軸53を回転するように構成しても良い。 この場合,駆動機構80の動作とは独立して前記プーリ65を回転可能とするために,例えば前記入力軸53と駆動機構80間をクラッチ機構により連結して,前記モータ90による回転力の入力時,駆動機構80と入力軸53間の連結を断つように構成する。 は駆動機構を構成す るY軸方向スライドテーブル部分の裏面図,(B)は駆動機構の平面図,(C)は右側面図,(D)は正面図。 3 ブラスト加工室 4 キャビネット 4a 開孔 5 ブラストガン 10 移動装置(ブラストガンの) |