JPH042774Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は工具の自動交換装置に関するもので
あつて、特に合成樹脂成形品等の面取り、バリ取
り用等に好適な工具の自動交換装置に係る。

（従来の技術） 合成樹脂成形品のバリ取り等を行なうための装
置の具体例としては、例えば特開昭60−238260号
公報記載の装置がある。この装置は、第９図に示
しているように、駆動アーム５１の工具支持フレ
ーム５２に、エンドミル等の回転切削工具５３が
回転自在に取着されている、上記駆動アーム５１
は予め定められた所定の軌跡に沿つて駆動される
ようになされており、被加工体５４を所定の位置
に配置して、上記駆動アーム５１を上記軌跡に沿
つて駆動すると共に上記工具５３を回転すること
により、上記被加工体５４の被切削面５５の不要
突出物を切削除去していくようになされている。

上記した装置においては工具としてエンドミル
等に回転切削工具を用いている。このとき、被加
工体５４に形状誤差がある場合等には被切削面５
５と回転工具５３とが所定の距離関係とはならず
に、例えば接近し過ぎている場合には製品本体内
へ切り込みを生じたり、或いは離れ過ぎている場
合には、切削残りを生じて、なお製品表面に突起
物が残ることとなる。したがつて上記装置におい
ては、工具支持フレーム５２に一対のバネ５６，
５７等より成る補正機構をさらに設け、上記形状
誤差等に伴う仕上り精度の低下を防止しようとし
ている。

一方、回転工具として砥石等の研削工具を用い
た場合には、その加工面はなだらかな曲面とな
り、したがつてバリ発生面に沿つて押圧状態で送
つていくことにより、前記したような被切削面５
５と回転工具５３との距離関係を正確に補正する
ような機構を必要とせずに、確実にバリを除去で
き、また製品本体に傷状の痕跡を残すことなく良
好な仕上面として仕上げることができる。しかし
ながら上記のような砥石等の研削工具はその加工
量と伴に次第に磨耗していくものであるために、
工具の交換が必要である。そこで、第１０図には
特開昭61−44547号公報で開示されたこのような
消耗工具の自動交換装置を示している。この装置
は、ロボツト等の駆動装置により位置制御及び回
転制御される把持装置６０を、工具スタンド６１
上で上下動する際に、砥石等の回転工具６２の軸
６３を自動的に把持し、また把持解除し得るよう
になされている。このために、上記工具スタンド
６１に穿設した透孔６４，６５の径よりも小さな
外径を有するコレツトチヤツク６６と、その外周
に配置されると共に、上記透孔６４，６５の径よ
りも大きな外径を有するアダプタ６７とを上記把
持装置６０に設け、上記アダプタ６７を先端テー
パ形状部で上記コレツトチヤツク６６に嵌め合わ
せ、かつばね６８で先端側に付勢する構成として
いる。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、上記のような砥石等より成る研削工
具では、表面層のみが変化していくものであるに
もかかわらず、交換に当たつては、その軸部を含
む全体を交換する必要があり、コスト高になると
いう問題があつた。そこで最近、第１１図に示す
ように、把持軸を有する基体部と研磨面を有する
部材とに分割構成された回転研削工具が実用化さ
れつつある。すなわち、同図のように円筒形の基
材の外周面に砥粒を付着させた円筒状研磨部材８
０と、この円筒状研磨部材８０に挿入されてこれ
を内周把持するドラム８１とから構成される工具
である。このような分割構成された工具を使用す
る際には、上記円筒状研磨部材８０の交換のみに
よつて研削作業を継続することができ、経済性を
大いに向上し得ることとなる。しかしながら、上
記のような分割構成の研削工具の交換作業は、こ
れまで人手によつて行なわれており。前記したよ
うなロボツトに取着してバリ取り等の研削作業を
行なおうとする場合には完全な無人化を図ること
ができず、また上記工具の交換作業の都度、装置
を停止することが必要で充分な作業能率を得るこ
とはできなかつた。

この考案は上記した点に鑑みなされたものであ
つて、その目的は、上記のような円筒状研磨部材
を装着・取外しする交換を自動的に行なうことが
でき、そのため上記工具を用いたロボツト等によ
る加工作業の作業能率を向上し得る工具の自動交
換装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの考案の工具の自動交換装置は、ロボ
ツト等の駆動装置によつて位置制御及び回転制御
されると共に、外径を可変とすべく弾性体材料で
形成されたドラム１に、内周把持される円筒状研
磨部材２を装着・取外しするための工具の自動交
換装置であつて、複数の上記円筒状研磨部材２が
互いに平行に配列されると共に、取出部１３に順
次供給される供給ストツカ部１２と、上記円筒状
研磨部材２の外周部をその両側から挟持する挟持
片２２，２３を駆動する挟持機構２６，２７が配
置された回収ステーシヨン２０とを設け、上記取
出部１３に位置する上記円筒状研磨部材２に上記
ドラム１を挿入させることにより、上記ドラム１
に上記円筒状研磨部材２を装着し、一方上記円筒
状研磨部材２の外周部を上記挟持片２２，２３に
て挟持し、次いで軸方向基端部側に上記ドラム１
を移動させることにより、上記ドラム１から上記
円筒状研磨部材２を取外すべく構成している。

（作用） 上記構成の工具の自動交換装置においては、ド
ラム１を供給ストツカ１２の取出部１３に位置す
る円筒状研磨部材２に挿入させることにより、上
記円筒状研磨部材２を上記ドラム１に装着する。
そして所定研削加工を行なつて交換が必要となつ
た上記円筒状研磨部材２を取外す場合には、まず
上記ドラム１に装着した円筒状研磨部材２の外周
部を上記挟持機構２６，２７の挟持片２２，２３
間に位置させ、挟持片２２，２３で挟持し、この
状態で、軸方向基端部側に上記ドラム１を移動さ
せる。したがつて、ドラム１のみが軸方向の移動
することとなつて、上記円筒状研磨部材２は、上
記ドラム１より取外されることとなる。その後、
上記した装着動作へと移行することにより、新た
な円筒状研磨部材２の装着がなされ、上記のよう
な装着・取外しを繰返し行なうことによつて工具
の自動的な交換を行なうことが可能となる。

（実施例） 次にこの考案の具体的な実施例について、図面
を参照しつつ詳細に説明する。

初めに、第７図及び第８図に基づいて、本考案
の工具の自動交換装置において使用されるドラム
１と円筒状研磨部材２とについて説明する。ドラ
ム１には、その一端側の軸心位置に、ロボツト等
の把持装置に把持されるシヤフト３が挿入、接着
されている。上記ドラム１はニトリルゴム等の弾
性材料により略円柱状に形成されており、その外
周部には、第８図の断面図で示すように、略Ｕ字
状の溝４が全周に渡つて軸と平行に多数形成され
ており、これらの溝４によつて互いに周方向に離
間した各突片５は、それぞれの基端部を中心に先
端側が揺動し得るようになされている。上記各突
片５は、ドラム１の軸心を通る直線ｌとは、傾斜
角θを有する方向にそれぞれ形成されており、し
たがつて、このドラム１を回転させて、上記各突
片５に遠心力が作用するような場合には、各突片
５は上記傾斜角が小さくなる方向に立ち上がり、
上記各突片５の外周面で与えられるドラム１の外
径が広がることとなる。一方上記ドラム１の外径
よりも小さな内径を有する円筒体に上記ドラム１
を挿入していく場合には、その内径に応じて外径
は縮み変形し、上記円筒体の内径面に周接状態と
なる。このとき上記各突片５のゴム弾性復元力に
より内周把持力が与えられる。そしてこれを回転
する場合には、上記したように各突片５に作用す
る遠心力により、さらに堅固な内周把持力が作用
することとなる。

研削工具となる円筒状研磨部材２は、上記によ
うに、ドラム１により内周把持され得る円筒体と
して形成されている。そしてその外周面に砥粒が
付着されている。上記円筒状研磨部材２の軸方向
長さは、第７図に示すように、ドラム１の長さよ
りも小さく、したがつてドラム１に上記円筒状研
磨部材２を各先端部を略同一として装着したとき
には、上記ドラム１の基端部側には上記円筒状研
磨部材２に覆われない領域が残ることとしてい
る。さらに上記ドラム１の先端６は、テーパ状に
形成されており、上記円筒状研磨部材２への挿入
を容易している。

第１〜第４図には本考案の工具の自動交換装置
の一実施例を示している。第１図において、１０
は装置本体であり、この装置本体１０の上部フレ
ーム１１上の側部には、複数の円筒状研磨部材２
を互いに平行に積み重ねて収容する供給ストツカ
部１２が立設されている。この供給ストツカ部１
２の下端部には、図において手前側から左側にか
けて切欠かれた、円筒状研磨部材２の取出部１３
が設けられている。この取出部１３に位置する円
筒状研磨部材２、すなわち、上記供給ストツカ部
１２内の最下部に位置する円筒状研磨部材２は、
位置決め支持部材１４，１５によつて下側外周を
支持されている。なお上記供給ストツカ部１２の
側部には長孔１６が形成されており、この供給ス
トツカ部１２内の収納状態を確認することができ
るようにしている。

一方、装置本体１０の側面（第１図において手
前側の面）の略中央やや上部寄りの位置には取外
ステーシヨン２０が設けられ、円筒状研磨部材２
の外径よりも大きな直径を有する円形状の開口１
８が穿設されている。また、装置本体１０の内部
には、挟持機構としての一対のエアシリンダ２
６，２７が、支持部材２８にて上部フレーム１１
下面に相対向して固定されている。このエアシリ
ンダ２６，２７のピストン棒２４，２５の先端部
には挟持片２２，２３が取着されており、挟持片
２２，２３はピストン棒２４，２５が後退した状
態で該開口１８の両側に位置するようなされてい
る。すなわち上記一対のエアシリンダ２６，２７
にエアを供給すると、ピストン棒２４，２５の先
端、すなわち挟持片２３，２４が互いに近接する
方向に移動し、一方エアを解除すると挟持片２
２，２３は互いに離反する方向に移動するのであ
る。なお、以上のようにして構成した回収ステー
シヨン２０のエアシリンダ２６，２７に対して
は、第２図及び第４図に略示するように、電磁弁
２９（第１図、第３図）を介設した１本の配管の
途中から分岐した配管をエアシリンダ２６，２７
に接続することにより、エアが供給される。第１
図及び第３図において、３０は端子板であり、こ
の端子板３０には後述する取外し確認機構等の制
御用機器が装着されている。一方、装置本体１０
内部の下部領域には、使用済の円筒状研磨部材２
のための回収箱３１が配置されている。この回収
箱３１の底面は、第２図に示すように、上記挟持
片２３，２４間の位置側から奥の方（第２図にお
いて右方）に向けて下方へと傾斜している。また
装置本体１０の側面（第１図において手前側の
面）にはドア３２が設けられており、第４図のよ
うにこのドア３２を開放して回収箱３１を装置本
体１０から引出し自在としている。

一方、第１図に示すように、一方のエアシリン
ダ２７のピストン棒２５の後端部には、円板状の
当接片３５が取着されており、ピストン棒２５の
軸方向の動作に連動して軸方向に動作しうるよう
にしている。この当接片３５の動作径路の途中に
は、マイクロスイツチ３６が配置されており、当
接片３５の動作量に応じてスイツチ３６がON，
OFF作動するようになされている。

次に上記装置の作動状態について説明する。ま
ずドラム１への円筒状研磨部材２の装着操作に当
たつては、ロボツト等の駆動装置により位置制御
及び回転制御される把持機構に、シヤフト３が把
持されたドラム１を、第２図のように供給ストツ
カ部１２の最下端の取出部１３に位置する円筒状
研磨部材２と略同軸上の位置ａに位置させる。次
いで取出部１３内へと軸方向に移動する。この過
程で、まずドラム１の先端が円筒状研磨部材２の
内周穴に挿入されていく訳であるが、前記したよ
うにドラム１の先端６はテーパ状に形成されてい
るので、ドラム１及び円筒状研磨部材２の各軸心
に若干の位置ずれが生じていた場合においても、
ドラム１の先端部を円筒状研磨部材２内へ確実に
挿入させていくことができる。そして、さらにド
ラム１を移動させていくことにより、円筒状研磨
部材２は供給ストツカ部１２の裏面板に当接して
裏面側への移動は阻止されるので、上記ドラム１
がその外径を円筒状研磨部材２の内径に沿つて縮
めながら、上記円筒状研磨部材２内に挿入されて
いくこととなる。次いで上記ドラム１の軸方向移
動を停止し、第１図に示すように、供給ストツカ
部１２の最下端位置に設けてある円筒状研磨部材
２の位置決め支持部材１４の高さを、上記ドラム
１に装着した円筒状研磨部材２の外周下端が越え
る位置まで上昇させ、そして左側へと上記供給ス
トツカ部１２内より離脱させることにより、ドラ
ム１への円筒状研磨部材２の装着操作を完了す
る。このとき上記円筒状研磨部材２は、ドラム１
のゴム弾性の復元力により内周把持された状態に
ある。また上記操作で最下端位置の円筒状研磨部
材２を離脱させることにより、その上部に配列さ
れていた他の円筒状研磨部材２が自重により落下
し、その最下部の円筒状研磨部材２が位置決め支
持部材１４上に新たに位置することとなる。なお
上記円筒状研磨部材２へのドラム１挿入後の離脱
操作は、ドラム１挿入方向と逆方向へと引き出す
操作とすることもできる。

次に、研削加工作業を行なつていくうちに消耗
し、交換が必要となつてきた円筒状研磨部材２
の、ドラム１からの取外し操作について説明す
る。初めに、第２図のｂで示しているように、装
置本体１０のドア３２に設けている開口１８に対
面する位置にドラム１を位置させる。そしてドラ
ム１を、、開口１８を通つて装置本体１０内部へ
挿入し、円筒状研磨部材２の外周面がピストン棒
２４，２５の軸上、すなわち挟持片２２，２３間
に位置するところまで移動させる。次いで電磁弁
２９を開き、エアシリンダ２６，２７にエアを供
給し、挟持片２２，２３が円筒状研磨部材２の外
周を両側から挟持するようになるまでピストン棒
２４，２５を前進させる。そして円筒状研磨部材
２が挟持片２２，２３に挟持されたら、ドラム１
を開口１８から引き抜く方向へ移動させる。この
とき円筒状研磨部材２は挟持片２２，２３間に挟
持され、ドラム１のみが円筒状研磨部材２から抜
き取られ、円筒状研磨部材２の取外し操作は終了
する。挟持部２２，２３で挟持され、ドラム１か
ら取り外された使用済の円筒状研磨部材２は、エ
アシリンダ２６，２７からエアを抜き、挟持片２
２，２３を離反させたときに、下方の回収箱３１
内へと落下することになるが、この後、上記円筒
状研磨部材２は回収箱３１の傾斜した底面をころ
がり回収箱３１の奥の方へ移動する。したがつ
て、使用済の円筒状研磨部材２が回収箱３１の挟
持片２３，２４間の位置側に集中するのを防止す
ることができる。なお回収箱３１が円筒状研磨部
材２で満たされたときは、ドア３２を第４図に示
すように開き回収箱３１を外部へ引き出して、使
用済の円筒状研磨部材２を取り出す。

ところで、使用済の円筒状研磨部材２が挟持片
２２，２３により挟持された状態でドラム１を第
１図において手前側に引き抜く際、ドラム１から
円筒状研磨部材２が予定通り取り外されたとき
は、挟持片２２，２３はある程度前進、すなわち
近接方向に移動し、円筒状研磨部材２の弾性反撥
力と挟持片２２，２３による挟持力とが釣り合つ
たところで静止する。このとき第５図に示すよう
に、当接片３５はマイクロスイツチ３６を作動さ
せることなく、スイツチ３６はOFFの状態にあ
る。一方、ドラム１を引き抜く際、第６図に示す
ように、円筒状研磨部材２もドラム１と一体とな
つて引き抜かれた、すなわち円筒状研磨部材２の
取外しミスが生じたときは、挟持片２２，２３は
上記よりもさらに前進した近接することになり、
当接片３５もその動作に追従してマイクロスイツ
チ３６に当接し、スイツチ３６はONの状態とな
る。このように、マイクロスイツチ３６がONの
状態となると、使用済の円筒状研磨部材２がドラ
ム１から取り外されていないことが確認され、再
度同様の取外し操作が繰り返されることになる。
このように構成した取外し確認機構を設けたとき
は、使用済円筒状研磨部材２の取外しを確実に達
成することができる。

上記取外し操作で円筒状研磨部材２が取り外さ
れたドラム１は、前記した装着操作に移行させる
ことにより新たな円筒状研磨部材２が装着され、
続いて研削加工作業を継続することができる。そ
して上記ドラム１への円筒状研磨部材２の装着・
取外しを上記と同じ手順で行なつていくことによ
り、連続的な加工作業を行なうのである。

以上のように、上記装置においては、ロボツト
等を用いた加工装置において、研削面を有する部
材のみを自動的に交換することができ、そのため
上記のような消耗工具を用いた加工作業を無人化
し、その能率を向上することが可能となる。また
上記のような分割構成の工具を導入することによ
つて、加工作業のコストダウンを図ることもでき
る。また上記装置は、上記分割工具の各形状・構
造を利用して簡素な構成で装着・取外しを可能と
しており、そのため安価に製造できると共に、そ
の取扱いが簡単で、また故障部分も少なくなる。

以上にこの考案の工具の自動交換装置の一実施
例の説明をしたが、この考案は上記実施例に限定
されるものではなく、種々変更して実施すること
が可能である。例えば上記においては、供給スト
ツカ部１２は自重落下形式のものを示したが、さ
らに収納数を上げるために適当な送り機構部を有
して水平に移送・供給する構成とすることもでき
る。またドラム１は、円筒部材に挿入でき、また
その後にこの円筒部材を内周把持できるものであ
れば、特に外周部に溝を形成した形状である必要
はない。また上記実施例においては、円筒状研磨
部材２は比較的保形性を有するものを使用した
が、これに限られるものではなく、可撓性を有す
るものであつてもよい。しかも上記実施例の取外
ステーシヨン２０ではエアシリンダ２６，２７よ
りなる挟持機構を説明したが、本考案にこれに限
定されるものではなく、円筒状研磨部材２の外周
を両側から挟持しうるような機構のものではあれ
ば、いずれの挟持機構をも採用することができ
る。さらに上記においては合成樹脂製品のバリ取
り作業を行なう場合の例を挙げたが、他の材質の
製品のバリ取り作業や、或いは面取り、更には鉄
製品の錆落としや、アルミ製品、その他の仕上加
工等の研削加工作業における加工装置に適用する
ことができる。

（考案の効果） この考案の工具の自動交換装置は上記のように
構成されたものであり。したがつてこの考案装置
によれば、ロボツト等を用いた加工装置におい
て、研削工具の研削面を有する円筒状研磨部材の
みを自動的に交換することができ、そのため上記
のような工具を用いた加工作業の作業能率を向上
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の工具の自動交換装置の一実施
例を示す正面図、第２図は上記装置の一部切欠右
側面図、第３図は上記装置の左側面図、第４図は
上記装置の平面図、第５図及び第６図はそれぞれ
上記実施例において用いられている取外し確認機
構の作動状態の説明図、第７図は上記実施例にお
いて使用するドラムの正面図、第８図は第７図の
−線断面図、第９図及び第１０図はそれぞれ
従来装置を示す断面模式図、第１１図は分割形研
削工具の説明図である。 １……ドラム、２……円筒状研磨部材、１２…
…供給ストツカ部、１３……取出部、２０……回
収ステーシヨン、２１……取外し用部材、２２，
２３……挟持片、２６，２７……シリンダ（挟持
機構）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ロボツト等の駆動装置によつて位置制御及び回
   転制御されると共に、外径を可変とすべく弾性材
   料で形成されたドラム１に、内周把持される円筒
   状研磨部材２を装着・取外しするための工具の自
   動交換装置であつて、複数の上記円筒状研磨部材
   ２が互いに平行に配列されると共に、取出部１３
   に順次供給される供給ストツカ部１２と、上記円
   筒状研磨部材２の外周部をその両側から挟持する
   挟持片２２，２３を駆動する挟持機構２６，２７
   が配置された回収ステーシヨン２０とを設け、上
   記取出部１３に位置する上記円筒状研磨部材２に
   上記ドラム１を挿入させることにより、上記ドラ
   ム１に上記円筒状研磨部材２を装着し、一方上記
   円筒状研磨部材２の外周部を上記挟持片２２，２
   ３にて挟持し、次いで軸方向基端部側に上記ドラ
   ム１を移動させることにより、上記ドラム１から
   上記円筒状研磨部材２を取外すべく構成している
   ことを特徴とする工具の自動交換装置。