樹脂製ワーク用加工装置及び樹脂製加工品の製造方法
【課題】樹脂製のワークを容易に固定して精度よく加工でき、しかも汎用性が高い樹脂製ワーク加工装置と樹脂加工部材の製造方法とを提供する。
【解決手段】樹脂製ワークＷを所定位置に固定する固定部１１と、固定部１１で固定したワークＷの加工対象部位Ｗ１を加工工具１３で加工する加工部１５とを備えており、固定部１１が、ワークＷに設けた基準部位Ｗ２を当接してワークＷを支持する支持部１７と、基準部位Ｗ２とは異なる位置に設けた加工対象部位Ｗ１の近傍でワークＷの表面を吸着する吸着部１９とを備え、支持部１７に当接すると共に吸着部１９で吸着することでワークＷを固定する。
【解決手段】樹脂製ワークＷを所定位置に固定する固定部１１と、固定部１１で固定したワークＷの加工対象部位Ｗ１を加工工具１３で加工する加工部１５とを備えており、固定部１１が、ワークＷに設けた基準部位Ｗ２を当接してワークＷを支持する支持部１７と、基準部位Ｗ２とは異なる位置に設けた加工対象部位Ｗ１の近傍でワークＷの表面を吸着する吸着部１９とを備え、支持部１７に当接すると共に吸着部１９で吸着することでワークＷを固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製ワークを加工するための加工装置と、樹脂製ワークを加工することで樹脂製加工品を製造する樹脂製加工品の製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂製バンパーのような樹脂製加工品を製造するには、例えば樹脂製ワークを成形した後、エンドミルのような加工工具を用いて穴、溝、外形等の各加工対象部位を所定精度で加工することが行われている。
【０００３】
樹脂製のワークを加工する装置として、例えば下記特許文献１には、多関節ロボットのアームにエンドミルのような加工工具が設けられており、ワークを固定した状態でアームや加工工具の動作を制御して、ワークの加工対象部位を加工する樹脂部品の加工装置が記載されている。
【０００４】
この樹脂部品の加工装置では、複数のワークを順次加工する際、ワーク受け治具を用いてワークを固定することでワークを所定位置に装着すると共に加工中の位置ずれを防止している。ワーク受け治具は位置決め精度を確保するために各ワークに対応した形状を呈する専用のものとなっている。
【０００５】
このような加工装置では、同一形状の複数のワークを加工する場合、同じワーク受け治具を用いて順次ワークを交換して固定し、加工を行う。互いに異なる形状のワークを加工する場合には、ワークに応じたワーク受け治具を装着し、そのワーク受け治具にワークを固定して加工を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１３１９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の加工装置ではワーク毎に専用のワーク受け治具を用いてワークを固定しなければならなかった。そのため、複数種類のワークを加工する場合には、それぞれ専用のワーク受け治具を装着するなどの作業が必要で、段取時間に長時間を要し作業効率が悪いという問題があった。しかも、種々のワークに対応した専用のワーク受け治具を保管しておかなければならず、保管場所が広く必要であった。
【０００８】
そこで、本発明は、形状の異なる複数の樹脂製ワークを容易に固定して精度よく加工でき、汎用性が高い樹脂製ワーク加工装置を提供することを一目的とし、形状の異なる樹脂製加工品であっても容易に且つ精度よく製造できる樹脂製加工品の製造方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記一目的を達成する本発明の樹脂製ワーク用加工装置は、樹脂製ワークを所定位置に固定するための固定部と、固定部で固定されたワークの加工対象部位を加工工具で加工するための加工部とを備え、固定部は、ワークに設けられた基準部位を当接させてワークを支持する支持部と、基準部位とは異なる位置に設けられた加工対象部位の近傍でワークの表面を吸着する吸着部とを備え、支持部に当接させると共に吸着部で吸着することでワークを固定する構成を有している。
【００１０】
このような樹脂製ワーク用加工装置によれば、ワークの基準部位を支持部に当接させてワークを固定するため、基準部位に対する加工対象部位の位置精度を確保でき、また、加工対象部位近傍のワークの表面を吸着部により吸着してワークを固定するため、加工時にワークの加工対象部位を容易に且つ確実に固定しておくことができる。そのため、加工部により加工対象部位を精度よく加工することができる。しかも、基準部位と加工対象部位近傍とでワークを固定すれば加工部により加工対象部位を加工できるため、互いに形状の異なるワークであっても共通の支持部及び吸着部を利用して固定して加工でき、支持部や吸着部を共通化し易く、汎用性を向上することが可能である。従って、樹脂製のワークを容易に固定して精度よく加工でき、しかも汎用性が高い樹脂製ワーク加工装置が得られる。
【００１１】
本発明の樹脂製ワーク用加工装置における吸着部は、動作制御された第１の多関節アームに装着され、加工部は、動作制御された第２の多関節アームに装着されているか、吸着部及び加工部は、動作制御された同一の多関節アームに装着されているのが好適である。
【００１２】
これにより吸着部及び加工部の動作の自由度を大きくでき、種々の形状を呈する樹脂製ワークを加工できてより汎用性を向上し得る。
【００１３】
本発明の樹脂製ワーク用加工装置における固定部は、ワークを支持部と吸着部との間で挟持するのがよい。このようにすれば、吸着部と支持部との間の挟持力によりワークを保持するため、ワークの基準部位を支持部に確実に当接させた状態で吸引部によりワークを吸引して固定することができる。そのため安定して精度よく加工することができる。しかも、吸引力と挟持力とによりワークを固定することができるため、加工時の位置ずれを防止するために必要な吸引部の吸引力を小さく抑えることができる。
【００１４】
固定部の吸引部は、ワークの表面の吸着状態でワークの表面に当接する当接部を備えるのがよい。これにより当接部にワークの表面を当接させた状態で吸着するため、吸着部でワークを精度よく所定位置に配置することができる。
【００１５】
このような樹脂製ワーク用加工装置は、基準部位が両端側に設けられると共に加工対象部位が基準部位の間に設けられたワークを加工するのに適用すれば、基準位置間の支持部により支持されていない部位を吸着部により吸着するため、ワークの支持構造が簡単であっても容易に固定できて精度よく加工することができ好適である。
【００１６】
上記別の目的を達成する本発明の樹脂製加工品の製造方法は、樹脂製ワークを所定位置に固定し、固定されたワークを加工工具で加工して樹脂製加工品を製造する際に、ワークの基準部位を支持部に当接させると共に基準部位とは異なる加工対象部位の近傍でワークの表面を吸着部により吸着することでワークを固定し、加工対象部位を加工する方法である。
【００１７】
このような樹脂製加工品の製造方法によれば、ワークの基準部位を支持部に当接させてワークを固定するため、基準部位に対する加工対象部位の位置精度を確保でき、また、加工対象部位近傍のワークの表面を吸着部により吸着してワークを固定するため、加工時にワークの加工対象部位を容易に且つ確実に固定しておくことができる。そのため、基準部位を支持部に当接できて加工対象部位近傍を吸着できれば、ワークの広い範囲を支持することなく、容易に加工対象部位を精度よく加工することが可能である。従って、形状の異なる樹脂製加工品であっても容易に且つ精度よく製造できる。
【００１８】
本発明に係る樹脂製加工品の製造方法では、ワークが複数の加工対象部位を有するものであり、複数の加工対象部位より少ない数の吸着部及び加工部を移動させて吸着及び固定することで、各加工対象部位を順次加工するのがよい。
【００１９】
これにより、ワークを支持部に支持し直すことなく、複数の加工対象領域を精度よく加工することができ、段取りの手間を簡略化したり時間を短縮したりすることができて効率よく樹脂製加工品を製造できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る樹脂製ワーク用加工装置によれば、固定部がワークの基準部位を当接させる支持部と、基準部位とは異なる位置の加工対象部位近傍でワーク表面を吸着する吸着部とを備え、ワークを支持部に当接させると共に吸着部で吸着してワークを固定するので、互いに形状の異なるワークであっても、基準部位を支持部に当接させて固定できる限り、ワーク毎に専用治具を用いる必要がなく、樹脂製ワークを容易に固定して精度よく加工でき、汎用性が高い樹脂製ワーク加工装置を提供することができる。
【００２１】
本発明に係る樹脂製加工品の製造方法によれば、ワークの基準部位を支持部に当接させると共に基準部位とは異なる加工対象部位の近傍でワークの表面を吸着することでワークを固定し、加工対象部位を加工するので、基準部位を支持部に当接させて固定できれば、形状の異なる樹脂製加工品であっても容易に且つ精度よく製造できる樹脂製加工品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の支持部によるワークの支持状態を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の支持部により基準部位が支持された状態を示すワークの側面図である。
【図４】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の吸着部を示す斜視図である。
【図５】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の吸着部を示す正面図である。
【図６】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の固定部によりワークを固定して加工した際に測定された位置ずれ量を示し、３カ所において３回測定した結果を示している。
【図７】（ａ）は第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の支持部により支持された基準部位の正規の位置を示す部分断面図、（ｂ）は基準部位の位置ずれ状態を示す部分断面図である。
【図８】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の支持部において、ワークＷの端部を内側から吸着補助パッドにより保持した状態を示す部分断面図である。
【図９】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の固定部を示す側面図である。
【図１０】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の動作状態を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）は第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の吸着部の動作を示すフローチャート、（ｂ）は加工部の動作を示すフローチャートである。
【図１２】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の吸着部及び加工部の動作を説明する図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の吸着部及び加工部を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を用いて詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１乃至図１２は第１実施形態を示している。
【００２４】
樹脂製ワーク用加工装置１０は、樹脂製ワークＷの穴、溝、外形等の各加工対象部位Ｗ１を加工して樹脂製加工品を製造するための装置である。本実施形態では、車両用樹脂製バンパーの製造に用いられる装置であり、予め所定形状に成形されたバンパーの中間体であるワークＷに貫通孔や非貫通穴等の穴加工を施すものである。ワークＷであるバンパー中間体は両端部に対して中間部分が一方側に突出する湾曲立体形状を呈し、中間部分に複数の加工対象部位が設けられている。車両用樹脂製バンパーは、車種毎に異なる形状を呈しており、本実施形態では、複数種類のバンパー中間体を加工可能な装置となっている。
【００２５】
この樹脂製ワーク用加工装置１０は、図１に示すように、樹脂製ワークＷを所定位置に固定するための固定部１１と、固定部１１で固定されたワークＷの加工対象部位Ｗ１を加工工具１３で加工するための加工部１５とを備えている。本実施形態では、例えば図２に示すように、加工対象部位が互いに離間して複数設けられている。ワークＷの加工対象部位Ｗ１には予め貫通孔などが設けられていても、何も設けられていなくてもよい。なお加工対象部位Ｗ１とは、予め作製されたワークの一部で、加工工具１３により加工する必要のある部位であり、加工対象部位Ｗ１の近傍には後述する吸着部により吸着可能な表面を有している。
【００２６】
樹脂製ワーク用加工装置１０の固定部１１は、ワークＷに設けられた基準部位Ｗ２を当接させてワークＷを支持する支持部１７と、ワークＷの基準部位Ｗ２とは異なる位置に設けられた加工対象部位Ｗ１の近傍においてワークＷの表面を吸着する吸着部１９とを備えている。基準部位Ｗ２とは、予め作製されたワークの一部で、加工時に加工対象部位Ｗ１を位置決めするために基準となる部位である。
【００２７】
本実施形態におけるワークＷの基準部位Ｗ２は、図２及び図３に示すように、ワークＷ両端側の外周縁に設けられており、加工対象部位Ｗ１を上向きに配置させた際に下側となる下縁と、ワークＷの長手方向と直交する両側面側となる側縁とからなっている。基準部位Ｗ２をこのように設定すると、互いに異なる形状のバンパー中間体であっても同様な位置に基準部位Ｗ２を設けることが可能となり、汎用性を向上し易くできて好適である。
【００２８】
固定部１１の支持部１７は、図１及び２に示すように、ベース部２１上の互いに離間した位置に一対設けられており、互いに離間した位置に立設された支持基部２３と、支持基部２３から突設されて各基準部位Ｗ２を当接支持可能な複数の支持突起２５とを有する。一対の支持基部２３はベース部２１上で相対距離を調整可能に構成されていてもよい。支持突起２５は、突出量や高さなどを適宜調整可能に構成されていてもよい。
【００２９】
この支持部１７では、各支持突起２５にワークＷの各基準部位Ｗ２を当接することで、図３に示すように、加工対象部位Ｗ１を上方に向けた状態で図中の上下方向及び左右方向にワークＷが位置決めされる。このとき、図２に示すワークＷの長手方向の位置が例えば支持基部２３により所定位置に位置決めされてもよく、互いに異なる長さのワークＷを支持可能にするために、長手方向に変位可能な状態で、支持突起２５の所定位置に位置合わせすることで支持されるように構成されていてもよい。
【００３０】
吸着部１９は、図１に示すように、動作制御された第１の多関節アーム３１の先端に装着されており、図４に示すように、第１の多関節アーム３１に連結された吸着基部３３と、吸着基部３３に支持された真空エジェクタ３５と、一端側で真空エジェクタ３５に接続されると共に他端側にワークＷ表面を吸着するための吸着開口部３７が設けられた複数の吸着パッド３９と、吸着基部３３から複数の吸着パッド３９間に突設された当接部としての固定ロッド４１とを備えている。
【００３１】
第１の多関節アーム３１は、多数の関節部４３を有し、吸着部１９を三次元方向に移動可能であると共に回転、傾斜可能に構成されており、図示しない制御部により、動作制御されている。
【００３２】
真空エジェクタ３５は各吸着パッド３９毎に設けられ、各吸着パッド３９内を減圧することで吸着パッド３９の吸着開口部３７によりワークＷを吸着可能にしている。
【００３３】
吸着パッド３９は、例えばゴムのような弾性変形可能な材料により吸着開口部３７側が中空に形成されている。この吸着パッド３９では、図５に示すように、吸着開口部３７をワークＷの表面に当接させて内部を減圧することで、ワークＷを吸着して吸着基部３３側に弾性変形可能となっており、さらに吸着開口部３７側が弾性変形することでワークＷの表面形状の凹凸を吸収して、吸着開口部３７の略全周囲がワークＷの表面に密着することが可能となっている。
【００３４】
この吸着パッド３９では吸着開口部３７の変形可能量が少なくとも各加工対象部位Ｗ１近傍の吸着位置におけるワークＷ表面の凹凸以上に形成されており、吸着時に吸着開口部３７側がワークＷの形状に対応して変形可能な程度の弾性に形成されている。
【００３５】
固定ロッド４１は、吸着パッド３９によりワークＷ表面が吸着された際、先端がワークＷ表面に当接するように配置されている。この実施形態では、固定ロッド４１の先端が同一直線上に配置されないように互いに離間して３箇所以上設けられており、吸着パッド３９によりワークＷ表面が吸引されて吸着基部３３側に移動して先端に当接することで、ワークＷが吸着基部３３に対して配置されるようになっている。そして、この状態で加工時にワークＷの位置ずれを生じることなく十分な固定状態を維持可能となっている。
【００３６】
この各固定ロッド４１の先端の位置は、それぞれ吸着時に対向するワークＷ表面の立体形状に対応している。この実施形態では、固定ロッド４１の吸着基部３３から先端までの突出量を、各加工対象部位Ｗ１毎に自動又は手動で調整可能に構成されていてもよい。
【００３７】
固定ロッド４１先端の吸着基部３３からの突出量は、吸着基部３３から吸着開口部３７までの距離より短いと共に、吸着時に吸着パッド３９の吸着開口部３７が変形する範囲内となるように設定されている。
【００３８】
さらに、この実施形態では、先端部に接触センサや圧力センサ等の当接状態を検出可能な検出センサが装着されており、吸着部１９によりワークＷの表面を吸着した際、検出センサにより当接状態を検出することで、吸着部１９がワークＷの加工対象部位Ｗ１に対して適切な位置に配置されているか否かを検出することが可能となっている。
【００３９】
特に限定されるものではないが、この実施形態の吸着部１９では、吸着パッド３９の直径は４０ｍｍ以上で吸着開口部３７の端面と固定ロッド４１の先端との間のクリアランスＺは５ｍｍ以上とするのがよく、吸着パッドのゴム硬度は５０度以上とするのがよい。また、真空エジェクタによる減圧時の圧力は−７５ＫＰａとするのが好適である。
【００４０】
このような条件により、後述する加工時に切削抵抗を３Ｋｇとした場合に加工対象部位Ｗ１のワークＷの位置ずれを測定したところ、図６に示すように、長手方向のずれＷ、支持部１７に対する高さ方向のずれＬ、長手方向と直交する横方向のずれＨを±０．２ｍｍ以下にすることができた。
【００４１】
固定部１１では、ワークＷの各基準部位Ｗ２を支持部１７に当接させて支持させると共に、第１の多関節アーム３１により吸着部１９を移動させ、複数の吸着パッド３９を加工対象部位Ｗ１を挟んで両側のワークＷ表面に当接させて減圧することで、ワークＷ表面を吸着し、これによりワークＷを固定することが可能となっている。
【００４２】
なお、加工対象部位Ｗ１の穴等の長さが複数の吸着パッド３９間の距離より大きい場合には、例えば吸着部１９をワークＷの加工対象部位Ｗ１に対して斜めや直交方向に配置することにより、加工対象部位Ｗ１の両側のワークＷの表面を吸着するようにしてもよい。
【００４３】
ここでは支持部１７によりワークＷを下方側から支持すると共に、第１の多関節アーム３１の動作で吸着部１９によりワークＷを上側から下方側へ押圧しつつワークＷ表面を吸着する。そのためワークＷが支持部１７と吸着部１９との間で挟持された状態で固定されることになる。
【００４４】
このようにしてワークＷを支持部１７と吸着部１９との間で挟持すると、固定時にワークＷを撓ませたり若干長手方向に押し広げたりする場合が生じる。そのため支持部１７に位置決めして図７（ａ）に示すようにワークＷの端部が基準位置Ｘに配置されていても、固定後にはワークＷの端部が基準位置Ｘから長手方向にずれが生じることがある。このような場合には、例えば図８に示すように、ワークＷの端部を内側から吸着補助パッド４５により吸着することで、位置ずれを防止するように構成してもよい。
【００４５】
次いで、樹脂製ワーク加工装置１０の加工部１５は、動作制御された第２の多関節アーム３２に装着されており、図９に示すように、第２の多関節アーム３２に連結された加工基部４７と、加工基部４７に装着されて回動駆動されるスピンドル部４９と、スピンドル部４９と連動して回転する加工工具１３とを備える。本実施形態では、加工対象部位Ｗ１である穴の内周面を加工するために加工工具１３としてエンドミルが装着されている。
【００４６】
第２の多関節アーム３２は、多数の関節部４３を有し、加工部１５を三次元方向に移動可能であると共に回転、傾斜可能に構成されており、図示しない制御部により動作制御されている。
【００４７】
この加工部１５では、第１の多関節アーム３１に装着された吸着部１９に対して加工工具１３が対向するように配置可能となっており、ワークＷの表面側に吸着部１９を配置した状態で、ワークＷの背面側から加工工具１３を加工対象部位Ｗ１に接触させることで加工することが可能となっている。
【００４８】
そして、この加工部１５では、加工工具１３の回転数や第２の多関節アームによる送り速度などが制御部により制御されることで、複数の吸着パッド３９間に配置される各加工対象部位Ｗ１を所定の切削条件で切削加工可能となっている。
【００４９】
次に、このような構成を有する樹脂製加工装置１０を用いてワークＷを加工して樹脂製加工品を製造する方法について説明する。この実施形態では、各ワークＷに吸着部１９や加工部１５の数より多い数の加工対象部位Ｗ１が設けられている。
【００５０】
樹脂製ワーク加工装置１０によりワークＷを加工するには、固定部１１の支持部１７にワークＷを載置し、固定部１１の支持部１７及び吸着部１９によりワークＷを固定して、加工部１５により加工する。
【００５１】
支持部１７にワークＷを支持するには、図２に示すように、予め成形されているワークＷを前工程から搬入し、加工対象部位Ｗ１を上方に向けた状態で、各基準部位Ｗ２を各支持突起２５に当接させて載置する。これによりワークＷが所定位置に位置決めされる。
【００５２】
位置決め後、図１０及び図１１に示すように、固定部１１及び加工部１５が図示しない制御部により制御されて動作する。
【００５３】
固定部１１及び加工部１５の制御が開始されると、固定部１１は図１１（ａ）に示すように制御され、また加工部１５は図１１（ｂ）に示すように制御されて動作する。ここでは、開始後第１の多関節アーム３１と第２の多関節アーム３２とが動作し、複数の加工対象部位Ｗ１の一つに対応する位置まで、それぞれ吸着部１９と加工部１５とを移動させる（Ｓ１１、Ｓ２１）。
【００５４】
そして、固定部１１では、各吸着パッド３９を加工対象部位Ｗ１の近傍においてワークＷの表面に接地させ（Ｓ１２）、吸着を開始する（Ｓ１３）。
【００５５】
加工部１５では、固定部１１の固定完了状態に達したことを検知した後（Ｓ２２）、加工工具１３をワークＷの加工対象部位Ｗ１に接触させて切り込み加工（Ｓ２３）及び形状加工（Ｓ２４）を行う。その後、第２の多関節アーム３２を駆動することで、加工工具１３を加工対象部位Ｗ１から離間させて逃がす（Ｓ２５）。
【００５６】
固定部１１では、加工部１５において加工工具１３の逃がしが完了したことを検知した後（Ｓ１４）、吸着を終了し、固定を解除する（Ｓ１５）。
【００５７】
ワークＷに設けられている全ての加工対象部位Ｗ１の加工が終了していない間は、図１２に示すように、第１の多関節アーム３１及び第２の多関節アーム３２を動作させ、吸着部１９及び加工部１５を次の加工対象部位Ｗ１に対応する位置に移動させ（Ｓ１１，Ｓ２１）、再度、上述のような各工程を繰り返すことで順次加工対象部位Ｗ１を加工する。
【００５８】
このような固定部１１及び加工部１５の移動、吸着及び加工を繰り返し、全ての加工対象部位Ｗ１の加工が終了することで（Ｓ１６，Ｓ２６）、一つのワークＷの加工を完了し、支持部１７上からワークＷを取り外すと共に適宜な後加工や処理等を施すことで樹脂製加工品であるバンパーを製造する。
【００５９】
その後に形状が異なる別のワークＷを加工する場合には、ワークの基準部位Ｗ２が同じであれば、支持部１７をそのままの状態に維持し、第１の多関節アーム３１及び第２の多関節アーム３２の動作や吸着部１９及び加工部１５の位置や各種の条件を必要に応じて変更して上述と同様の方法で各加工対象部位Ｗ１を加工することができる。
【００６０】
また、別のワークＷにおける基準部位Ｗ２の位置が異なる場合には、支持部１７や支持突起２５の位置を調整することで、上述と同様に固定して各加工対象部位Ｗ１を加工することができる。
【００６１】
このようにすることで、本実施形態の樹脂製ワーク加工装置１０では、各種の樹脂製ワークを加工し、樹脂製加工品を製造することができる。
【００６２】
以上のような樹脂製ワーク用加工装置１０によれば、ワークＷの基準部位Ｗ２を支持部１７に当接させてワークＷを固定するため、基準部位Ｗ２に対する加工対象部位Ｗ１の位置精度を確保でき、また、加工対象部位Ｗ１近傍のワークＷの表面を吸着部１９により吸着してワークＷを固定するため、加工時にワークＷの加工対象部位Ｗ１を容易に且つ確実に固定しておくことができる。そのため、加工対象部位Ｗ１を精度よく加工することができる。
【００６３】
そして基準部位Ｗ２と加工対象部位Ｗ１近傍とでワークＷを固定すれば加工部１５により加工対象部位Ｗ１を加工できるため、互いに形状の異なるワークＷであっても共通の支持部１７及び吸着部１９を利用して固定して加工でき、支持部１７や吸着部１９を共通化し易く、汎用性を向上することが可能である。
【００６４】
ここでは、基準部位Ｗ２が両端側に設けられると共に加工対象部位Ｗ１が基準部位Ｗ２の間に設けられたワークＷにおいて、支持部１７により支持されていない部位を吸着部１９により吸着して固定するので、ワークＷの固定構造を簡単にして容易に固定することができる。
【００６５】
しかもワークＷの広い範囲を支持する必要がないため、固定が容易であり、ワークＷの形状毎に異なる専用治具を用いる必要がない。そのため加工時に専用のワーク受け治具を装着したり交換したりするような段取りが不要であり、段取りに要する作業時間を短縮することができる。しかも、多種類のワーク受け治具を用いる必要がないため、他種類のワーク受け治具を用意したりその保管をしたりする必要がない。
【００６６】
この加工装置１０では、吸着部１９が動作制御された第１の多関節アーム３１に装着され、加工部１５が動作制御された第２の多関節アーム３２に装着されているので、吸着部１９及び加工部１５の動作の自由度が大きく、種々の形状を呈する樹脂製ワークＷを加工できて汎用性を向上できる。
【００６７】
さらに固定部１１がワークＷを支持部１７と吸着部１９との間で挟持するように構成されているので、ワークＷの基準部位Ｗ２を支持部１７に確実に当接させた状態で吸着部１９によりワークＷを吸引して固定することができる。そのため安定して精度よく加工することができる。
【００６８】
しかも、吸引力と挟持力とによりワークＷを固定することができるため、加工時の位置ずれを防止するために必要な吸引部の吸引力を小さく抑えることができる。即ち、加工時に吸着部１９だけでワークＷを保持するとすれば、加工時に負荷される各種の力に抗する程度の吸着力や吸着部１９の剛性が必要となる。また、基準部位Ｗ２と加工対象部位Ｗ１近傍との位置で挟持することだけでワークＷを固定するとすれば、樹脂製ワークＷに変形が生じて加工精度が低下する。ところが、ワークＷを吸着部１９で吸着すると共に吸着部１９と支持部１７との間で挟持すれば、吸着部１９の吸着力や剛性を過剰に高くする必要がないと共に樹脂製ワークＷの変形を防止して加工時の移動を確実に阻止することができ、簡単な構造で精度よく加工することが可能である。
【００６９】
加えて、この固定部１１では、吸着部１９がワークＷの表面の吸着状態でワークＷの表面に当接する固定ロッド４１を備えるので、固定ロッド４１にワークＷの表面を当接させた状態で吸着することで、ワークＷを精度よく所定位置に配置することができる。しかも、固定ロッド４１の当接状態で、加工対象部位Ｗ１と吸着部１９との相対位置を確認することができるため、ワークＷの位置ずれを防止できる。
【００７０】
このような樹脂製ワーク加工装置を用いた上述のような樹脂製加工品の製造方法によれば、ワークＷの基準部位Ｗ２を支持部１７に当接させてワークＷを固定するため、加工対象部位Ｗ１を基準部位Ｗ２に対して精度よく加工することができる。さらに加工対象部位Ｗ１近傍のワークＷの表面を吸着部１９により吸着してワークＷを固定するため、加工工具１３で加工する際に位置ずれを防止してワークＷを確実に固定しておくことができる。そのため、基準部位Ｗ２を支持部１７に当接できて加工対象部位Ｗ１近傍を吸着できれば、ワークＷの広い範囲を支持することなく、加工対象部位Ｗ１を精度よく加工することが可能である。
【００７１】
しかも、このような製造方法において、ワークＷが複数の加工対象部位Ｗ１を有するものであり、複数の加工対象部位Ｗ１より少ない数の吸着部１９及び加工部を移動させて吸着及び加工することで、各加工対象部位Ｗ１を加工するので、加工対象部位Ｗ１毎にワークＷを支持部１７に支持し直すことなく複数の加工対象領域を加工することができ、段取りの手間を簡略化したり加工時間を短縮することができ効率よく樹脂製加工品を製造できる。
【００７２】
上記実施形態は、本発明の範囲内において変更可能であり、例えば上記では車両用樹脂製バンパーを加工する例について説明したが、他の部材であっても同様に本発明を適用可能である。
【００７３】
さらに樹脂製ワークと同様に変形し易くて、加工時に固定する部位が広くなり易いワークであれば、本発明を適用することで同様の作用効果を得ることは可能である。
［第２実施形態］
図１３は第２実施形態の樹脂ワーク加工装置１０の一部を示している。
【００７４】
第２実施形態の加工装置１０では、吸着部１９及び加工部１５が動作制御された同一の多関節アーム５５に装着されており、第１実施形態のように、吸着部１９と加工部１５がそれぞれ第１の多関節アーム３１と第２の多関節アーム３２に別々に装着されているのと相違している。
【００７５】
この加工装置１０では、吸着部１９は実施形態１と同様に、図示しない多関節アーム先端の吸着加工用基部５１に、吸着パッド３９がワークＷ表面を吸着可能に設けられて構成されている、
加工部１５は吸着加工用基部５１の例えば吸着パッド３９とは反対側に３軸サーボ機構５３が装着され、この３軸サーボ機構５３に回転駆動されるスピンドル部４９が装着されると共にスピンドル部４９に加工工具１３が装着されている。
【００７６】
３軸サーボ機構５３は、吸着加工用基部５１に一軸方向に第１ガイドレール５７が一対設けられ、第１ガイドレール５７と直交する第２ガイドレール５９が第１ガイドレール５７に沿って移動可能に設けられ、この第２ガイドレール５９に沿って移動可能であると共に傾倒可能にスピンドル部４９が吸着パッド３９側に突出及び収縮可能に設けられている。この３軸サーボ機構５３は図示しない駆動機構により、ワークＷに対して加工工具１３を三次元方向及び傾倒方向に制御されて動作可能となっている。
【００７７】
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００７８】
このような構成の吸着部１９及び加工部１５を有する第２実施形態の樹脂製ワーク加工装置１０であっても、第１実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００７９】
特に、この加工装置１０では、吸着部１９及び加工部１５が同一の多関節アームに装着されているため、加工装置１０の構成を簡単にすることができる。
【符号の説明】
【００８０】
Ｗ ワーク
Ｗ１ 加工対象部位
Ｗ２ 基準部位
１０ 加工装置
１１ 固定部
１３ 加工工具
１５ 加工部
１７ 支持部
１９ 吸着部
２１ ベース部
２３ 支持基部
２５ 支持突起
３１ 第１の多関節アーム
３２ 第２の多関節アーム
３３ 吸着基部
３５ 真空エジェクタ
３７ 吸着開口部
３９ 吸着パッド
４１ 固定ロッド
４３ 関節部
４５ 吸着補助パッド
４５ 加工基部
４７ 加工基部
４９ スピンドル部
５１ 吸着加工用基部
５３ ３軸サーボ機構
５５ 多関節アーム
５７ 第１ガイドレール
５９ 第２ガイドレール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製ワークを加工するための加工装置と、樹脂製ワークを加工することで樹脂製加工品を製造する樹脂製加工品の製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂製バンパーのような樹脂製加工品を製造するには、例えば樹脂製ワークを成形した後、エンドミルのような加工工具を用いて穴、溝、外形等の各加工対象部位を所定精度で加工することが行われている。
【０００３】
樹脂製のワークを加工する装置として、例えば下記特許文献１には、多関節ロボットのアームにエンドミルのような加工工具が設けられており、ワークを固定した状態でアームや加工工具の動作を制御して、ワークの加工対象部位を加工する樹脂部品の加工装置が記載されている。
【０００４】
この樹脂部品の加工装置では、複数のワークを順次加工する際、ワーク受け治具を用いてワークを固定することでワークを所定位置に装着すると共に加工中の位置ずれを防止している。ワーク受け治具は位置決め精度を確保するために各ワークに対応した形状を呈する専用のものとなっている。
【０００５】
このような加工装置では、同一形状の複数のワークを加工する場合、同じワーク受け治具を用いて順次ワークを交換して固定し、加工を行う。互いに異なる形状のワークを加工する場合には、ワークに応じたワーク受け治具を装着し、そのワーク受け治具にワークを固定して加工を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１３１９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の加工装置ではワーク毎に専用のワーク受け治具を用いてワークを固定しなければならなかった。そのため、複数種類のワークを加工する場合には、それぞれ専用のワーク受け治具を装着するなどの作業が必要で、段取時間に長時間を要し作業効率が悪いという問題があった。しかも、種々のワークに対応した専用のワーク受け治具を保管しておかなければならず、保管場所が広く必要であった。
【０００８】
そこで、本発明は、形状の異なる複数の樹脂製ワークを容易に固定して精度よく加工でき、汎用性が高い樹脂製ワーク加工装置を提供することを一目的とし、形状の異なる樹脂製加工品であっても容易に且つ精度よく製造できる樹脂製加工品の製造方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記一目的を達成する本発明の樹脂製ワーク用加工装置は、樹脂製ワークを所定位置に固定するための固定部と、固定部で固定されたワークの加工対象部位を加工工具で加工するための加工部とを備え、固定部は、ワークに設けられた基準部位を当接させてワークを支持する支持部と、基準部位とは異なる位置に設けられた加工対象部位の近傍でワークの表面を吸着する吸着部とを備え、支持部に当接させると共に吸着部で吸着することでワークを固定する構成を有している。
【００１０】
このような樹脂製ワーク用加工装置によれば、ワークの基準部位を支持部に当接させてワークを固定するため、基準部位に対する加工対象部位の位置精度を確保でき、また、加工対象部位近傍のワークの表面を吸着部により吸着してワークを固定するため、加工時にワークの加工対象部位を容易に且つ確実に固定しておくことができる。そのため、加工部により加工対象部位を精度よく加工することができる。しかも、基準部位と加工対象部位近傍とでワークを固定すれば加工部により加工対象部位を加工できるため、互いに形状の異なるワークであっても共通の支持部及び吸着部を利用して固定して加工でき、支持部や吸着部を共通化し易く、汎用性を向上することが可能である。従って、樹脂製のワークを容易に固定して精度よく加工でき、しかも汎用性が高い樹脂製ワーク加工装置が得られる。
【００１１】
本発明の樹脂製ワーク用加工装置における吸着部は、動作制御された第１の多関節アームに装着され、加工部は、動作制御された第２の多関節アームに装着されているか、吸着部及び加工部は、動作制御された同一の多関節アームに装着されているのが好適である。
【００１２】
これにより吸着部及び加工部の動作の自由度を大きくでき、種々の形状を呈する樹脂製ワークを加工できてより汎用性を向上し得る。
【００１３】
本発明の樹脂製ワーク用加工装置における固定部は、ワークを支持部と吸着部との間で挟持するのがよい。このようにすれば、吸着部と支持部との間の挟持力によりワークを保持するため、ワークの基準部位を支持部に確実に当接させた状態で吸引部によりワークを吸引して固定することができる。そのため安定して精度よく加工することができる。しかも、吸引力と挟持力とによりワークを固定することができるため、加工時の位置ずれを防止するために必要な吸引部の吸引力を小さく抑えることができる。
【００１４】
固定部の吸引部は、ワークの表面の吸着状態でワークの表面に当接する当接部を備えるのがよい。これにより当接部にワークの表面を当接させた状態で吸着するため、吸着部でワークを精度よく所定位置に配置することができる。
【００１５】
このような樹脂製ワーク用加工装置は、基準部位が両端側に設けられると共に加工対象部位が基準部位の間に設けられたワークを加工するのに適用すれば、基準位置間の支持部により支持されていない部位を吸着部により吸着するため、ワークの支持構造が簡単であっても容易に固定できて精度よく加工することができ好適である。
【００１６】
上記別の目的を達成する本発明の樹脂製加工品の製造方法は、樹脂製ワークを所定位置に固定し、固定されたワークを加工工具で加工して樹脂製加工品を製造する際に、ワークの基準部位を支持部に当接させると共に基準部位とは異なる加工対象部位の近傍でワークの表面を吸着部により吸着することでワークを固定し、加工対象部位を加工する方法である。
【００１７】
このような樹脂製加工品の製造方法によれば、ワークの基準部位を支持部に当接させてワークを固定するため、基準部位に対する加工対象部位の位置精度を確保でき、また、加工対象部位近傍のワークの表面を吸着部により吸着してワークを固定するため、加工時にワークの加工対象部位を容易に且つ確実に固定しておくことができる。そのため、基準部位を支持部に当接できて加工対象部位近傍を吸着できれば、ワークの広い範囲を支持することなく、容易に加工対象部位を精度よく加工することが可能である。従って、形状の異なる樹脂製加工品であっても容易に且つ精度よく製造できる。
【００１８】
本発明に係る樹脂製加工品の製造方法では、ワークが複数の加工対象部位を有するものであり、複数の加工対象部位より少ない数の吸着部及び加工部を移動させて吸着及び固定することで、各加工対象部位を順次加工するのがよい。
【００１９】
これにより、ワークを支持部に支持し直すことなく、複数の加工対象領域を精度よく加工することができ、段取りの手間を簡略化したり時間を短縮したりすることができて効率よく樹脂製加工品を製造できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る樹脂製ワーク用加工装置によれば、固定部がワークの基準部位を当接させる支持部と、基準部位とは異なる位置の加工対象部位近傍でワーク表面を吸着する吸着部とを備え、ワークを支持部に当接させると共に吸着部で吸着してワークを固定するので、互いに形状の異なるワークであっても、基準部位を支持部に当接させて固定できる限り、ワーク毎に専用治具を用いる必要がなく、樹脂製ワークを容易に固定して精度よく加工でき、汎用性が高い樹脂製ワーク加工装置を提供することができる。
【００２１】
本発明に係る樹脂製加工品の製造方法によれば、ワークの基準部位を支持部に当接させると共に基準部位とは異なる加工対象部位の近傍でワークの表面を吸着することでワークを固定し、加工対象部位を加工するので、基準部位を支持部に当接させて固定できれば、形状の異なる樹脂製加工品であっても容易に且つ精度よく製造できる樹脂製加工品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の支持部によるワークの支持状態を示す斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の支持部により基準部位が支持された状態を示すワークの側面図である。
【図４】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の吸着部を示す斜視図である。
【図５】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の吸着部を示す正面図である。
【図６】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の固定部によりワークを固定して加工した際に測定された位置ずれ量を示し、３カ所において３回測定した結果を示している。
【図７】（ａ）は第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の支持部により支持された基準部位の正規の位置を示す部分断面図、（ｂ）は基準部位の位置ずれ状態を示す部分断面図である。
【図８】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の支持部において、ワークＷの端部を内側から吸着補助パッドにより保持した状態を示す部分断面図である。
【図９】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の固定部を示す側面図である。
【図１０】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の動作状態を示す斜視図である。
【図１１】（ａ）は第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の吸着部の動作を示すフローチャート、（ｂ）は加工部の動作を示すフローチャートである。
【図１２】第１実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の吸着部及び加工部の動作を説明する図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る樹脂製ワーク用加工装置の吸着部及び加工部を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を用いて詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１乃至図１２は第１実施形態を示している。
【００２４】
樹脂製ワーク用加工装置１０は、樹脂製ワークＷの穴、溝、外形等の各加工対象部位Ｗ１を加工して樹脂製加工品を製造するための装置である。本実施形態では、車両用樹脂製バンパーの製造に用いられる装置であり、予め所定形状に成形されたバンパーの中間体であるワークＷに貫通孔や非貫通穴等の穴加工を施すものである。ワークＷであるバンパー中間体は両端部に対して中間部分が一方側に突出する湾曲立体形状を呈し、中間部分に複数の加工対象部位が設けられている。車両用樹脂製バンパーは、車種毎に異なる形状を呈しており、本実施形態では、複数種類のバンパー中間体を加工可能な装置となっている。
【００２５】
この樹脂製ワーク用加工装置１０は、図１に示すように、樹脂製ワークＷを所定位置に固定するための固定部１１と、固定部１１で固定されたワークＷの加工対象部位Ｗ１を加工工具１３で加工するための加工部１５とを備えている。本実施形態では、例えば図２に示すように、加工対象部位が互いに離間して複数設けられている。ワークＷの加工対象部位Ｗ１には予め貫通孔などが設けられていても、何も設けられていなくてもよい。なお加工対象部位Ｗ１とは、予め作製されたワークの一部で、加工工具１３により加工する必要のある部位であり、加工対象部位Ｗ１の近傍には後述する吸着部により吸着可能な表面を有している。
【００２６】
樹脂製ワーク用加工装置１０の固定部１１は、ワークＷに設けられた基準部位Ｗ２を当接させてワークＷを支持する支持部１７と、ワークＷの基準部位Ｗ２とは異なる位置に設けられた加工対象部位Ｗ１の近傍においてワークＷの表面を吸着する吸着部１９とを備えている。基準部位Ｗ２とは、予め作製されたワークの一部で、加工時に加工対象部位Ｗ１を位置決めするために基準となる部位である。
【００２７】
本実施形態におけるワークＷの基準部位Ｗ２は、図２及び図３に示すように、ワークＷ両端側の外周縁に設けられており、加工対象部位Ｗ１を上向きに配置させた際に下側となる下縁と、ワークＷの長手方向と直交する両側面側となる側縁とからなっている。基準部位Ｗ２をこのように設定すると、互いに異なる形状のバンパー中間体であっても同様な位置に基準部位Ｗ２を設けることが可能となり、汎用性を向上し易くできて好適である。
【００２８】
固定部１１の支持部１７は、図１及び２に示すように、ベース部２１上の互いに離間した位置に一対設けられており、互いに離間した位置に立設された支持基部２３と、支持基部２３から突設されて各基準部位Ｗ２を当接支持可能な複数の支持突起２５とを有する。一対の支持基部２３はベース部２１上で相対距離を調整可能に構成されていてもよい。支持突起２５は、突出量や高さなどを適宜調整可能に構成されていてもよい。
【００２９】
この支持部１７では、各支持突起２５にワークＷの各基準部位Ｗ２を当接することで、図３に示すように、加工対象部位Ｗ１を上方に向けた状態で図中の上下方向及び左右方向にワークＷが位置決めされる。このとき、図２に示すワークＷの長手方向の位置が例えば支持基部２３により所定位置に位置決めされてもよく、互いに異なる長さのワークＷを支持可能にするために、長手方向に変位可能な状態で、支持突起２５の所定位置に位置合わせすることで支持されるように構成されていてもよい。
【００３０】
吸着部１９は、図１に示すように、動作制御された第１の多関節アーム３１の先端に装着されており、図４に示すように、第１の多関節アーム３１に連結された吸着基部３３と、吸着基部３３に支持された真空エジェクタ３５と、一端側で真空エジェクタ３５に接続されると共に他端側にワークＷ表面を吸着するための吸着開口部３７が設けられた複数の吸着パッド３９と、吸着基部３３から複数の吸着パッド３９間に突設された当接部としての固定ロッド４１とを備えている。
【００３１】
第１の多関節アーム３１は、多数の関節部４３を有し、吸着部１９を三次元方向に移動可能であると共に回転、傾斜可能に構成されており、図示しない制御部により、動作制御されている。
【００３２】
真空エジェクタ３５は各吸着パッド３９毎に設けられ、各吸着パッド３９内を減圧することで吸着パッド３９の吸着開口部３７によりワークＷを吸着可能にしている。
【００３３】
吸着パッド３９は、例えばゴムのような弾性変形可能な材料により吸着開口部３７側が中空に形成されている。この吸着パッド３９では、図５に示すように、吸着開口部３７をワークＷの表面に当接させて内部を減圧することで、ワークＷを吸着して吸着基部３３側に弾性変形可能となっており、さらに吸着開口部３７側が弾性変形することでワークＷの表面形状の凹凸を吸収して、吸着開口部３７の略全周囲がワークＷの表面に密着することが可能となっている。
【００３４】
この吸着パッド３９では吸着開口部３７の変形可能量が少なくとも各加工対象部位Ｗ１近傍の吸着位置におけるワークＷ表面の凹凸以上に形成されており、吸着時に吸着開口部３７側がワークＷの形状に対応して変形可能な程度の弾性に形成されている。
【００３５】
固定ロッド４１は、吸着パッド３９によりワークＷ表面が吸着された際、先端がワークＷ表面に当接するように配置されている。この実施形態では、固定ロッド４１の先端が同一直線上に配置されないように互いに離間して３箇所以上設けられており、吸着パッド３９によりワークＷ表面が吸引されて吸着基部３３側に移動して先端に当接することで、ワークＷが吸着基部３３に対して配置されるようになっている。そして、この状態で加工時にワークＷの位置ずれを生じることなく十分な固定状態を維持可能となっている。
【００３６】
この各固定ロッド４１の先端の位置は、それぞれ吸着時に対向するワークＷ表面の立体形状に対応している。この実施形態では、固定ロッド４１の吸着基部３３から先端までの突出量を、各加工対象部位Ｗ１毎に自動又は手動で調整可能に構成されていてもよい。
【００３７】
固定ロッド４１先端の吸着基部３３からの突出量は、吸着基部３３から吸着開口部３７までの距離より短いと共に、吸着時に吸着パッド３９の吸着開口部３７が変形する範囲内となるように設定されている。
【００３８】
さらに、この実施形態では、先端部に接触センサや圧力センサ等の当接状態を検出可能な検出センサが装着されており、吸着部１９によりワークＷの表面を吸着した際、検出センサにより当接状態を検出することで、吸着部１９がワークＷの加工対象部位Ｗ１に対して適切な位置に配置されているか否かを検出することが可能となっている。
【００３９】
特に限定されるものではないが、この実施形態の吸着部１９では、吸着パッド３９の直径は４０ｍｍ以上で吸着開口部３７の端面と固定ロッド４１の先端との間のクリアランスＺは５ｍｍ以上とするのがよく、吸着パッドのゴム硬度は５０度以上とするのがよい。また、真空エジェクタによる減圧時の圧力は−７５ＫＰａとするのが好適である。
【００４０】
このような条件により、後述する加工時に切削抵抗を３Ｋｇとした場合に加工対象部位Ｗ１のワークＷの位置ずれを測定したところ、図６に示すように、長手方向のずれＷ、支持部１７に対する高さ方向のずれＬ、長手方向と直交する横方向のずれＨを±０．２ｍｍ以下にすることができた。
【００４１】
固定部１１では、ワークＷの各基準部位Ｗ２を支持部１７に当接させて支持させると共に、第１の多関節アーム３１により吸着部１９を移動させ、複数の吸着パッド３９を加工対象部位Ｗ１を挟んで両側のワークＷ表面に当接させて減圧することで、ワークＷ表面を吸着し、これによりワークＷを固定することが可能となっている。
【００４２】
なお、加工対象部位Ｗ１の穴等の長さが複数の吸着パッド３９間の距離より大きい場合には、例えば吸着部１９をワークＷの加工対象部位Ｗ１に対して斜めや直交方向に配置することにより、加工対象部位Ｗ１の両側のワークＷの表面を吸着するようにしてもよい。
【００４３】
ここでは支持部１７によりワークＷを下方側から支持すると共に、第１の多関節アーム３１の動作で吸着部１９によりワークＷを上側から下方側へ押圧しつつワークＷ表面を吸着する。そのためワークＷが支持部１７と吸着部１９との間で挟持された状態で固定されることになる。
【００４４】
このようにしてワークＷを支持部１７と吸着部１９との間で挟持すると、固定時にワークＷを撓ませたり若干長手方向に押し広げたりする場合が生じる。そのため支持部１７に位置決めして図７（ａ）に示すようにワークＷの端部が基準位置Ｘに配置されていても、固定後にはワークＷの端部が基準位置Ｘから長手方向にずれが生じることがある。このような場合には、例えば図８に示すように、ワークＷの端部を内側から吸着補助パッド４５により吸着することで、位置ずれを防止するように構成してもよい。
【００４５】
次いで、樹脂製ワーク加工装置１０の加工部１５は、動作制御された第２の多関節アーム３２に装着されており、図９に示すように、第２の多関節アーム３２に連結された加工基部４７と、加工基部４７に装着されて回動駆動されるスピンドル部４９と、スピンドル部４９と連動して回転する加工工具１３とを備える。本実施形態では、加工対象部位Ｗ１である穴の内周面を加工するために加工工具１３としてエンドミルが装着されている。
【００４６】
第２の多関節アーム３２は、多数の関節部４３を有し、加工部１５を三次元方向に移動可能であると共に回転、傾斜可能に構成されており、図示しない制御部により動作制御されている。
【００４７】
この加工部１５では、第１の多関節アーム３１に装着された吸着部１９に対して加工工具１３が対向するように配置可能となっており、ワークＷの表面側に吸着部１９を配置した状態で、ワークＷの背面側から加工工具１３を加工対象部位Ｗ１に接触させることで加工することが可能となっている。
【００４８】
そして、この加工部１５では、加工工具１３の回転数や第２の多関節アームによる送り速度などが制御部により制御されることで、複数の吸着パッド３９間に配置される各加工対象部位Ｗ１を所定の切削条件で切削加工可能となっている。
【００４９】
次に、このような構成を有する樹脂製加工装置１０を用いてワークＷを加工して樹脂製加工品を製造する方法について説明する。この実施形態では、各ワークＷに吸着部１９や加工部１５の数より多い数の加工対象部位Ｗ１が設けられている。
【００５０】
樹脂製ワーク加工装置１０によりワークＷを加工するには、固定部１１の支持部１７にワークＷを載置し、固定部１１の支持部１７及び吸着部１９によりワークＷを固定して、加工部１５により加工する。
【００５１】
支持部１７にワークＷを支持するには、図２に示すように、予め成形されているワークＷを前工程から搬入し、加工対象部位Ｗ１を上方に向けた状態で、各基準部位Ｗ２を各支持突起２５に当接させて載置する。これによりワークＷが所定位置に位置決めされる。
【００５２】
位置決め後、図１０及び図１１に示すように、固定部１１及び加工部１５が図示しない制御部により制御されて動作する。
【００５３】
固定部１１及び加工部１５の制御が開始されると、固定部１１は図１１（ａ）に示すように制御され、また加工部１５は図１１（ｂ）に示すように制御されて動作する。ここでは、開始後第１の多関節アーム３１と第２の多関節アーム３２とが動作し、複数の加工対象部位Ｗ１の一つに対応する位置まで、それぞれ吸着部１９と加工部１５とを移動させる（Ｓ１１、Ｓ２１）。
【００５４】
そして、固定部１１では、各吸着パッド３９を加工対象部位Ｗ１の近傍においてワークＷの表面に接地させ（Ｓ１２）、吸着を開始する（Ｓ１３）。
【００５５】
加工部１５では、固定部１１の固定完了状態に達したことを検知した後（Ｓ２２）、加工工具１３をワークＷの加工対象部位Ｗ１に接触させて切り込み加工（Ｓ２３）及び形状加工（Ｓ２４）を行う。その後、第２の多関節アーム３２を駆動することで、加工工具１３を加工対象部位Ｗ１から離間させて逃がす（Ｓ２５）。
【００５６】
固定部１１では、加工部１５において加工工具１３の逃がしが完了したことを検知した後（Ｓ１４）、吸着を終了し、固定を解除する（Ｓ１５）。
【００５７】
ワークＷに設けられている全ての加工対象部位Ｗ１の加工が終了していない間は、図１２に示すように、第１の多関節アーム３１及び第２の多関節アーム３２を動作させ、吸着部１９及び加工部１５を次の加工対象部位Ｗ１に対応する位置に移動させ（Ｓ１１，Ｓ２１）、再度、上述のような各工程を繰り返すことで順次加工対象部位Ｗ１を加工する。
【００５８】
このような固定部１１及び加工部１５の移動、吸着及び加工を繰り返し、全ての加工対象部位Ｗ１の加工が終了することで（Ｓ１６，Ｓ２６）、一つのワークＷの加工を完了し、支持部１７上からワークＷを取り外すと共に適宜な後加工や処理等を施すことで樹脂製加工品であるバンパーを製造する。
【００５９】
その後に形状が異なる別のワークＷを加工する場合には、ワークの基準部位Ｗ２が同じであれば、支持部１７をそのままの状態に維持し、第１の多関節アーム３１及び第２の多関節アーム３２の動作や吸着部１９及び加工部１５の位置や各種の条件を必要に応じて変更して上述と同様の方法で各加工対象部位Ｗ１を加工することができる。
【００６０】
また、別のワークＷにおける基準部位Ｗ２の位置が異なる場合には、支持部１７や支持突起２５の位置を調整することで、上述と同様に固定して各加工対象部位Ｗ１を加工することができる。
【００６１】
このようにすることで、本実施形態の樹脂製ワーク加工装置１０では、各種の樹脂製ワークを加工し、樹脂製加工品を製造することができる。
【００６２】
以上のような樹脂製ワーク用加工装置１０によれば、ワークＷの基準部位Ｗ２を支持部１７に当接させてワークＷを固定するため、基準部位Ｗ２に対する加工対象部位Ｗ１の位置精度を確保でき、また、加工対象部位Ｗ１近傍のワークＷの表面を吸着部１９により吸着してワークＷを固定するため、加工時にワークＷの加工対象部位Ｗ１を容易に且つ確実に固定しておくことができる。そのため、加工対象部位Ｗ１を精度よく加工することができる。
【００６３】
そして基準部位Ｗ２と加工対象部位Ｗ１近傍とでワークＷを固定すれば加工部１５により加工対象部位Ｗ１を加工できるため、互いに形状の異なるワークＷであっても共通の支持部１７及び吸着部１９を利用して固定して加工でき、支持部１７や吸着部１９を共通化し易く、汎用性を向上することが可能である。
【００６４】
ここでは、基準部位Ｗ２が両端側に設けられると共に加工対象部位Ｗ１が基準部位Ｗ２の間に設けられたワークＷにおいて、支持部１７により支持されていない部位を吸着部１９により吸着して固定するので、ワークＷの固定構造を簡単にして容易に固定することができる。
【００６５】
しかもワークＷの広い範囲を支持する必要がないため、固定が容易であり、ワークＷの形状毎に異なる専用治具を用いる必要がない。そのため加工時に専用のワーク受け治具を装着したり交換したりするような段取りが不要であり、段取りに要する作業時間を短縮することができる。しかも、多種類のワーク受け治具を用いる必要がないため、他種類のワーク受け治具を用意したりその保管をしたりする必要がない。
【００６６】
この加工装置１０では、吸着部１９が動作制御された第１の多関節アーム３１に装着され、加工部１５が動作制御された第２の多関節アーム３２に装着されているので、吸着部１９及び加工部１５の動作の自由度が大きく、種々の形状を呈する樹脂製ワークＷを加工できて汎用性を向上できる。
【００６７】
さらに固定部１１がワークＷを支持部１７と吸着部１９との間で挟持するように構成されているので、ワークＷの基準部位Ｗ２を支持部１７に確実に当接させた状態で吸着部１９によりワークＷを吸引して固定することができる。そのため安定して精度よく加工することができる。
【００６８】
しかも、吸引力と挟持力とによりワークＷを固定することができるため、加工時の位置ずれを防止するために必要な吸引部の吸引力を小さく抑えることができる。即ち、加工時に吸着部１９だけでワークＷを保持するとすれば、加工時に負荷される各種の力に抗する程度の吸着力や吸着部１９の剛性が必要となる。また、基準部位Ｗ２と加工対象部位Ｗ１近傍との位置で挟持することだけでワークＷを固定するとすれば、樹脂製ワークＷに変形が生じて加工精度が低下する。ところが、ワークＷを吸着部１９で吸着すると共に吸着部１９と支持部１７との間で挟持すれば、吸着部１９の吸着力や剛性を過剰に高くする必要がないと共に樹脂製ワークＷの変形を防止して加工時の移動を確実に阻止することができ、簡単な構造で精度よく加工することが可能である。
【００６９】
加えて、この固定部１１では、吸着部１９がワークＷの表面の吸着状態でワークＷの表面に当接する固定ロッド４１を備えるので、固定ロッド４１にワークＷの表面を当接させた状態で吸着することで、ワークＷを精度よく所定位置に配置することができる。しかも、固定ロッド４１の当接状態で、加工対象部位Ｗ１と吸着部１９との相対位置を確認することができるため、ワークＷの位置ずれを防止できる。
【００７０】
このような樹脂製ワーク加工装置を用いた上述のような樹脂製加工品の製造方法によれば、ワークＷの基準部位Ｗ２を支持部１７に当接させてワークＷを固定するため、加工対象部位Ｗ１を基準部位Ｗ２に対して精度よく加工することができる。さらに加工対象部位Ｗ１近傍のワークＷの表面を吸着部１９により吸着してワークＷを固定するため、加工工具１３で加工する際に位置ずれを防止してワークＷを確実に固定しておくことができる。そのため、基準部位Ｗ２を支持部１７に当接できて加工対象部位Ｗ１近傍を吸着できれば、ワークＷの広い範囲を支持することなく、加工対象部位Ｗ１を精度よく加工することが可能である。
【００７１】
しかも、このような製造方法において、ワークＷが複数の加工対象部位Ｗ１を有するものであり、複数の加工対象部位Ｗ１より少ない数の吸着部１９及び加工部を移動させて吸着及び加工することで、各加工対象部位Ｗ１を加工するので、加工対象部位Ｗ１毎にワークＷを支持部１７に支持し直すことなく複数の加工対象領域を加工することができ、段取りの手間を簡略化したり加工時間を短縮することができ効率よく樹脂製加工品を製造できる。
【００７２】
上記実施形態は、本発明の範囲内において変更可能であり、例えば上記では車両用樹脂製バンパーを加工する例について説明したが、他の部材であっても同様に本発明を適用可能である。
【００７３】
さらに樹脂製ワークと同様に変形し易くて、加工時に固定する部位が広くなり易いワークであれば、本発明を適用することで同様の作用効果を得ることは可能である。
［第２実施形態］
図１３は第２実施形態の樹脂ワーク加工装置１０の一部を示している。
【００７４】
第２実施形態の加工装置１０では、吸着部１９及び加工部１５が動作制御された同一の多関節アーム５５に装着されており、第１実施形態のように、吸着部１９と加工部１５がそれぞれ第１の多関節アーム３１と第２の多関節アーム３２に別々に装着されているのと相違している。
【００７５】
この加工装置１０では、吸着部１９は実施形態１と同様に、図示しない多関節アーム先端の吸着加工用基部５１に、吸着パッド３９がワークＷ表面を吸着可能に設けられて構成されている、
加工部１５は吸着加工用基部５１の例えば吸着パッド３９とは反対側に３軸サーボ機構５３が装着され、この３軸サーボ機構５３に回転駆動されるスピンドル部４９が装着されると共にスピンドル部４９に加工工具１３が装着されている。
【００７６】
３軸サーボ機構５３は、吸着加工用基部５１に一軸方向に第１ガイドレール５７が一対設けられ、第１ガイドレール５７と直交する第２ガイドレール５９が第１ガイドレール５７に沿って移動可能に設けられ、この第２ガイドレール５９に沿って移動可能であると共に傾倒可能にスピンドル部４９が吸着パッド３９側に突出及び収縮可能に設けられている。この３軸サーボ機構５３は図示しない駆動機構により、ワークＷに対して加工工具１３を三次元方向及び傾倒方向に制御されて動作可能となっている。
【００７７】
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００７８】
このような構成の吸着部１９及び加工部１５を有する第２実施形態の樹脂製ワーク加工装置１０であっても、第１実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００７９】
特に、この加工装置１０では、吸着部１９及び加工部１５が同一の多関節アームに装着されているため、加工装置１０の構成を簡単にすることができる。
【符号の説明】
【００８０】
Ｗ ワーク
Ｗ１ 加工対象部位
Ｗ２ 基準部位
１０ 加工装置
１１ 固定部
１３ 加工工具
１５ 加工部
１７ 支持部
１９ 吸着部
２１ ベース部
２３ 支持基部
２５ 支持突起
３１ 第１の多関節アーム
３２ 第２の多関節アーム
３３ 吸着基部
３５ 真空エジェクタ
３７ 吸着開口部
３９ 吸着パッド
４１ 固定ロッド
４３ 関節部
４５ 吸着補助パッド
４５ 加工基部
４７ 加工基部
４９ スピンドル部
５１ 吸着加工用基部
５３ ３軸サーボ機構
５５ 多関節アーム
５７ 第１ガイドレール
５９ 第２ガイドレール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製ワークを所定位置に固定するための固定部と、該固定部で固定された上記ワークの加工対象部位を加工工具で加工するための加工部とを備えた樹脂製ワーク用加工装置であって、
上記固定部は、上記ワークに設けられた基準部位を当接させて該ワークを支持する支持部と、上記基準部位とは異なる位置に設けられた上記加工対象部位の近傍で上記ワーク表面を吸着する吸着部とを備え、上記支持部に当接させると共に上記吸着部で吸着することで上記ワークを固定する、樹脂製ワーク用加工装置。
【請求項２】
前記吸着部は、動作制御された第１の多関節アームに装着され、前記加工部は、動作制御された第２の多関節アームに装着されている、請求項１に記載の樹脂製ワーク用加工装置。
【請求項３】
前記吸着部及び前記加工部は、動作制御された同一の多関節アームに装着されている、請求項１に記載の樹脂製ワーク用加工装置。
【請求項４】
前記固定部は、前記ワークを前記支持部と前記吸着部との間で挟持する、請求項１乃至３の何れかに記載の樹脂製ワーク用加工装置。
【請求項５】
前記吸引部は、前記ワーク表面の吸着状態で該ワーク表面に当接する当接部を備えた、請求項１乃至４の何れかに記載の樹脂製ワーク用加工装置。
【請求項６】
前記基準部位が両端側に設けられると共に前記加工対象部位が該基準部位の間に設けられた前記ワークを加工するものである、請求項１乃至５の何れかに記載の樹脂製ワーク用加工装置。
【請求項７】
樹脂製ワークを所定位置に固定し、固定された該ワークを加工工具で加工して樹脂製加工品を得る樹脂製加工品の製造方法であり、
上記ワークの基準部位を支持部に当接させると共に上記基準部位とは異なる加工対象部位の近傍でワーク表面を吸着部により吸着することで上記ワークを固定し、上記加工対象部位を加工する、樹脂製加工品の製造方法。
【請求項８】
前記ワークは、複数の前記加工対象部位を有するものであり、該複数の加工対象部位より少ない数の前記吸着部及び前記加工部を移動させて、上記各加工対象部位を順次加工する、請求項７に記載の樹脂製加工品の製造方法。
【請求項１】
樹脂製ワークを所定位置に固定するための固定部と、該固定部で固定された上記ワークの加工対象部位を加工工具で加工するための加工部とを備えた樹脂製ワーク用加工装置であって、
上記固定部は、上記ワークに設けられた基準部位を当接させて該ワークを支持する支持部と、上記基準部位とは異なる位置に設けられた上記加工対象部位の近傍で上記ワーク表面を吸着する吸着部とを備え、上記支持部に当接させると共に上記吸着部で吸着することで上記ワークを固定する、樹脂製ワーク用加工装置。
【請求項２】
前記吸着部は、動作制御された第１の多関節アームに装着され、前記加工部は、動作制御された第２の多関節アームに装着されている、請求項１に記載の樹脂製ワーク用加工装置。
【請求項３】
前記吸着部及び前記加工部は、動作制御された同一の多関節アームに装着されている、請求項１に記載の樹脂製ワーク用加工装置。
【請求項４】
前記固定部は、前記ワークを前記支持部と前記吸着部との間で挟持する、請求項１乃至３の何れかに記載の樹脂製ワーク用加工装置。
【請求項５】
前記吸引部は、前記ワーク表面の吸着状態で該ワーク表面に当接する当接部を備えた、請求項１乃至４の何れかに記載の樹脂製ワーク用加工装置。
【請求項６】
前記基準部位が両端側に設けられると共に前記加工対象部位が該基準部位の間に設けられた前記ワークを加工するものである、請求項１乃至５の何れかに記載の樹脂製ワーク用加工装置。
【請求項７】
樹脂製ワークを所定位置に固定し、固定された該ワークを加工工具で加工して樹脂製加工品を得る樹脂製加工品の製造方法であり、
上記ワークの基準部位を支持部に当接させると共に上記基準部位とは異なる加工対象部位の近傍でワーク表面を吸着部により吸着することで上記ワークを固定し、上記加工対象部位を加工する、樹脂製加工品の製造方法。
【請求項８】
前記ワークは、複数の前記加工対象部位を有するものであり、該複数の加工対象部位より少ない数の前記吸着部及び前記加工部を移動させて、上記各加工対象部位を順次加工する、請求項７に記載の樹脂製加工品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１０１９３４（Ｐ２０１１−１０１９３４Ａ）
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５８３０５（Ｐ２００９−２５８３０５）
【出願日】平成２１年１１月１１日（２００９．１１．１１）
【出願人】（０００１５７０８３）関東自動車工業株式会社 (1,164)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月２６日（２０１１．５．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１１日（２００９．１１．１１）
【出願人】（０００１５７０８３）関東自動車工業株式会社 (1,164)
【Ｆターム（参考）】
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