JPH0542465A - 不定形成形品の加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複雑な形状の不定形成形品であっても精度高
く所定のトリミング等の加工を行うことができ、又被加
工物の正確なセッティングを必要とせず、しかもコスト
的にも有利な加工装置を提供すること。 【構成】 不定形成形品の被加工物を載置し一定以上の
加工反力により滑りかつ加工手段の加工能力限界の送り
速度で回転可能な作業台と、加工手段の加工工具が常に
被加工物の端面に最適な加工状態で接して加工作業を連
続的に継続する如く被加工物の端面に沿って倣う倣い機
構とからなり、円筒、長方体及び平面と曲面とが共存す
る被加工物を連続的に加工することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、不定形成形品の加工装
置、特にＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製成形品のよ
うに成形後にトリミングの如き加工を必要とする場合に
使用するに適した加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＦＲＰは強度が高く軽量であることか
ら、現在多くの分野の製品に用いられており、その製作
工程としては型枠を使った成形作業が主となっている。
しかして、この成形後に成形品の縁部にはバリと呼ばれ
る不要物が固着しているか又は脱型代を確保しているこ
とが多く、これを除去することが要求される。

【０００３】通常、このようなトリミング作業は作業員
が手動でグラインダー等の加工手段を使用して行ってい
るが、この作業では切削による粉塵が発生する。この粉
塵は別途設けた集塵フードにて吸引することも可能であ
るが、当該作業者はこの粉塵中に位置するため、劣悪な
環境下であることには変わりない。このような問題はＦ
ＲＰにて大型の容器、バスタブ、ボート等を製作する場
合に特に顕著であり、その改善が強く望まれていた。

【０００４】なお、加工手段側から考えた場合、切削等
の加工を行うものとしてＮＣ制御の工作機械の使用が想
定されるが、この種の機械は被加工物を正確に固定し加
工手段側を可動にしたものが殆どであり、これをＦＲＰ
成形品のような剛性の低いかつ同一成形品であっても一
品毎に形状精度が異なる不定形成形品に適用するには実
際上困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような現
状に鑑みなされたもので、ほぼ全体の加工作業を自動化
して手作業を不要としかつ作業環境を改善すると共に、
複雑な形状の不定形成形品であっても精度高く所定のト
リミング等の加工を行うことができ、又被加工物の正確
なセッティングを必要とせず、しかもコスト的にも有利
な加工装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明に係る加工装置は、不定形成形品の被加工物を
載置し一定以上の加工反力により滑りかつ加工手段の加
工能力限界の送り速度で回転可能な作業台と、加工手段
の加工工具が常に被加工物の端面に最適な加工状態で接
して加工作業を連続的に継続する如く被加工物の端面に
沿って倣う倣い機構とからなり、円筒、長方体及び平面
と曲面とが共存する不定形成形品を連続的に加工するこ
とを特徴とする。

【０００７】しかして、上記の作業台は、定速駆動装置
を付設した第１回転台と、該第１回転台上に軸受を介し
て乗載し一定以上の外力により滑り又は空転する第２回
転台とから構成される。尚、前記第１回転台を別途加工
物の回転数が一定（加工負荷一定）になるよう電気的に
制御するようにしても良い。

【０００８】また、上記の倣い機構は、少なくとも加工
手段の加工工具の加工方向の前後に設けた被加工物端面
に倣い用摺動突起と、該摺動突起を移動する被加工物に
対し所定の力で押し付ける押圧機構と、前記加工手段及
び摺動突起を昇降自在かつ水平方向に進退自在に保持す
る保持機構とから構成される。

【０００９】更に、加工装置は、加工手段の加工工具を
被覆するフードと、該フードに先端を装着した集塵ホー
スと、該ホースの後端を接続した集塵機を設けることも
できる。なお、本発明の加工装置は、被加工物が型枠成
形によって製作したＦＲＰ製の不定形成形品を対象とす
ることが好ましい。

【００１０】

【作用】本発明においては、実際の被加工物の加工に際
して、定速で被加工物を回動する作業台が位置を固定し
た加工手段による加工反力により滑り又は空転により減
速することになるが、この速度はほぼ加工手段の加工限
界能力に相当する早さとすることができる。しかもこの
速度を維持しながら倣い機構により正確に直線或いは曲
線の被加工物に沿って加工工具を案内することになる。

【００１１】

【実施例】以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説
明する。図１及び図２は本発明の一実施例を示す全体図
であり、１は被加工物である例えば型枠により成形され
たＦＲＰ製バスタブ、２は該被加工物１を載置し最適の
加工送り速度で回転移動させるための回転作業台、３は
前記被加工物１の所要の加工位置（トリミング位置）に
対し必要な加工を施すと共にこの加工を連続的に行うた
めの加工倣い機構を示す。また、図において、４は加工
倣い機構３に付設した加工粉塵の集塵機である。

【００１２】回転作業台２は、一定以上の加工反力によ
り滑り（又は空転し）かつ加工手段の加工能力限界の送
り速度で回転可能にすることが要求される。このため該
回転作業台２は、図３及び図４に示す如く、２段階式の
回転台構造を採用している。即ち、最下段の固定受台５
上には第１スラスト軸受６ａ等を介して円形の第１回転
台７が乗載し、該第１回転台７の上部には一体的に可動
受台８が設置され、更に該可動受台８上には第２スラス
ト軸受６ｂ等を介して円形の第２回転台（作業台）９が
乗載している。また、前記第１回転台７には回転駆動装
置（モータ）１０により回転する回転伝達用の摩擦車
（例えばゴム車輪）１１が押し付けられており、前記駆
動装置１０の駆動により第１回転台６は所定の速度で回
転するが、これにしたがってその上部に載置した可動受
台７及び第２回転台９も同時に回転することになる。

【００１３】通常、第２回転台９上には被加工物１が載
置され、必要に応じて軽量の被加工物内にはウェイト４
３を載せることになるので、回転方向に何等の抵抗がな
い場合には第２回転台９及び被加工物１は第１回転台７
と同速で回転することになる。しかし実際の作業に際し
ては、被加工物１の端面にはグラインダー等の加工工具
が押し当てられることから、その加工能力よりも被加工
物の送り（回転）速度が早ければ大きな反力が働く。こ
の反力が大きすぎると加工手段を破壊するおそれがある
ので、本発明の回転作業台２では一定以上の加工反力
（外力）が作用した場合に、第１回転台７が駆動装置１
０に基づくそのままの速度で回転しているにもかかわら
ず、第２スラスト軸受６ｂにより第２回転台９が滑り又
は空転する。この時加工手段が作動していることから被
加工物は切削等の加工を受けることになり、その結果引
き続き駆動装置１０による駆動力を受けている被加工物
１は、第２回転台９の滑りによって減速するが加工手段
の加工能力限界内の送り速度で回転する。この送り速度
は、駆動装置１０の設定速度、加工手段の加工能力、被
加工物の厚み等を考慮して事前に求めておくことができ
る。

【００１４】なお、厚みの薄い被加工物を加工する場合
のように、加工により生じる反力が小さく可動受台８と
第２回転台９間の摩擦力を上回ることがなく第２回転台
９が滑り或いは空転しないことが考えられる場合には、
図４に示すように、第２回転台９の内部にゴム等からな
る摩擦力調整用プレート１２を進退自在に設けておき、
適宜可動受台８の内周に押し付けて送り速度を調整する
ことが好ましい。

【００１５】次に、本発明の重要な構成である加工倣い
機構について説明する。図１、図２及び図５に示すよう
に、機構全体を保持する支柱１３は移動可能な基台１４
上に立設（任意の位置に固定でもよい）されており、該
支柱１３に沿って上下動するブラケット１５が配設さ
れ、該ブラケット１５の側面には片持ち状の水平アーム
１６が取り付けられている。ブラケット１５の概略の上
下動は、例えばブラケット１５に固定したワイヤ１７ａ
を支柱１３上部に配置した滑車１７ｂを介してウインチ
１７ｃによっていずれかの方向に回動して行えばよい。

【００１６】また、前記アーム１６には図１、図２及び
図６に示すように、加工手段及び倣い手段を保持するヘ
ッド１８を懸架する水平スライダ２９が、該アーム１６
に沿って一定範囲にわたって移動自在に保持されてい
る。該水平スライダ２９の移動手段としては、ブラケッ
ト１５の背面側に設けた移動用モータ１９により駆動す
るプーリ（ベルト車）２０とアーム１６の先端側に設け
た従動プーリ（ベルト車）２１をワイヤ（タイミングベ
ルト）２２にて接続し、モータ１９を作動させることに
より行う（図２及び図５参照）。

【００１７】また、該駆動プーリ２０には図５に示す如
くモータ１９との間に第１クラッチ２３が介在すると共
に、その反対側には第２クラッチ２４を介して倣い用シ
ーブ２５及びブレーキ２６が軸方向に並設されている。
この倣い用シーブ２５は更に下方にバランスウエイト２
７を吊した別のシーブ２８とワイヤを介して連結してい
る。該バランスウエイト２７がシーブを介して後述する
被加工物の縦縁部に接する倣いローラに対し水平方向の
押圧力を付与する。

【００１８】更に、水平スライダ２９とヘッド１８と
は、水平スライダ２９側に設けた昇降用エアシリンダ３
０のロッド３０ａを図６のごとくヘッド１８側に先端の
み係止で他は遊嵌の状態となるように取り付け、かつ複
数本のリニアシャフト３１を介在させることにより連結
されている。従って、ヘッド１８はエアシリンダ３０の
ストローク量だけ昇降可能であり、しかも後述する倣い
操作の間はエアシリンダ３０はフリー（無負荷）の状態
となりヘッド１８はその自重を倣いローラにかけてい
る。

【００１９】次に、ヘッド１８の下部には直接被加工物
に接触する加工手段（図示の例では加工工具としてグラ
インダーを示し、被加工物の縦縁部のトリミング操作を
例とする）と倣い手段が懸吊されている。まず、加工操
作としては、図７に示すように、グラインダー３２の軸
を垂直にして被加工物１の縦縁部１ａを切断除去する例
を示しており、該グラインダー３２の駆動は前記基台１
４上のモータ３３とグラインダー軸３２ａとをフレキシ
ブルシャフト３４で連結することによって行っている。
また、グラインダー軸３２ａは薄型エアシリンダ３５に
直結されており、該シリンダ３５の駆動によりグライン
ダー３２の刃面が被加工物の縁部に対し進退するように
なっている。

【００２０】一方、直接の倣い手段は、前記グラインダ
ー３２が被加工物１の縁部に対し常に同一方向及び同一
間隔を維持するためのもので、グラインダー３２を挟む
ように配列した複数個の第１の小径倣いローラ３６と、
該倣いローラ３６の軸と９０度の位置関係にある軸をも
つ第２の小径倣いローラ３７とから構成される。これら
倣いローラ３６，３７は、グラインダー３２と共に一個
のブロックを構成するようにフレーム３８内に収納され
ており、該フレーム３８は図６に示す如くヘッド１８の
下端に対しヘッド軸回りに旋回可能に軸３９を介して連
結されている。この軸３９により倣いローラ３６は、加
工作業中に前述のようにバランスウエイト２７により水
平方向の押圧力を付与されることと相俟って倣い角度の
変更に追従することができる。

【００２１】上記の倣いローラ３６，３７は、できるだ
け小径に及び個数を多くし取り付け位置を変更すること
により、相互に近接できて、細かいＲや凹凸に対応でき
るが、操業上やスペースの点を考慮して図示の一列４個
程度が適当である（図８参照）。勿論、グラインダー３
２の前後にそれぞれ１個あれば目的を達成することが可
能である。また、被加工物の水平フランジ部分の加工の
場合には、図示のグラインダー３２及び倣いローラ３６
が９０°転回した形になる。

【００２２】なお、上記の第１の小径倣いローラ３６を
取り付けているフレームは、図８の如くグラインダー３
２の周囲を覆うフード４０を構成している。該フード４
０の切削方向には集塵ホース４１の先端が装着されてお
り、該集塵ホース４１の後端は集塵機４に接続し、切削
作業中の切り屑や切り粉を外部に散逸させること無く一
か所に集約している。

【００２３】以下図示の例の実際の操作について説明す
る。例えば、型枠成形したＦＲＰ製バスタブ１を移動台
車４４に乗せて作業台２上に載置し位置固定する。この
場合バスタブ１は正確に決められた位置にセットする必
要はない。バスタブのセット後加工倣い機構のアーム１
６高さ位置をウインチ１７ｃにより調整すると共に、水
平スライダ２９の位置をモータ１９によりプーリ２０を
回動して決める。この時第１クラッチ２３は入りに、第
２クラッチ２４は切りの状態になっている。次いでシリ
ンダ３０を作動させてヘッド１８を下降させ、倣いロー
ラ３７をバスタブ１の水平フランジ部分に当てた後、シ
リンダ３０をフリーの状態にする。更に、第１クラッチ
２３を切ると共に第２クラッチ２４を入れてプーリ２０
とシーブ２５を接続することにより、プーリ２０にバラ
ンスウェイト２７の重量が付与されるようにすれば、水
平スライダ２９とヘッド１８にはバスタブ側への移動力
が生じ、これによって倣いローラ３６はバスタブ１の縦
縁部１ａに接触する。この状態で薄型シリンダ３５を駆
動し退避していたグラインダー３２をバスタブの縦縁部
１ａに押し付けると同時にモータ３３によるグラインダ
ー３２の回動を開始する。このグラインダーの駆動開始
とともにバスタブ１の回転も作業台２の回転動作により
開始する。

【００２４】バスタブ１は平面的に見れば角にＲ部を有
する矩形であるため、その回転中心から切断箇所までの
距離がその都度変化する。それで、バスタブ１がその端
面に接触する倣いローラ３６より離れる方向に回転した
場合、バランスウェイト２７の働きにより倣いローラ３
６（即ちヘッド１８及び水平スライダ２９）はバスタブ
端面を追いかけるように追従し、逆にバスタブが倣いロ
ーラ３６を押し返す方向に回転する場合には、水平スラ
イダ２９を支柱側へ押し戻すことになる。バスタブの端
面の角度が変化しても、倣いローラ３６は軸３９によっ
てこれに対応し得る。従って、水平アーム１６はその位
置を固定しているが、その内部の水平スライダ２９は被
加工物の形状に対応してアーム１６に沿った往復動作を
繰り返すことになる。しかも、Ｒ部のようにグラインダ
ー３２に直線部よりも大なる反力がかかる時には、自動
的に送り速度が減速し、最適な加工速度で被加工物が回
転する。

【００２５】なお、本発明は図示した例に限ることな
く、本発明の範囲内であれば任意に変更することは可能
である。例えば、各部の構造、形状は同様な機能を果た
すものであれば、他の適当な構造、形状に代えることも
できるし、また各部の上下動、昇降、水平移動、回動等
を行う駆動源としては、図示のものに限ることなく公知
の他の方式と代替してよいことは勿論である。更に、本
発明では被加工物の外側の端面の切除の例を示したが、
被加工物の内周面側の切除も可能であり、その場合には
別個に独立した倣いブロックを作成して倣わせる方式を
採用することもできる。この倣いブロックは小Ｒの加工
についても応用することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した本発明に係る加工装置によ
れば、次のような効果が期待できる。 加工作業中は、被加工物側を移動させ、加工物は被加
工物に応じて上下・水平方向に倣い動作を行うだけで、
その位置はほぼ固定であり、かつ倣い機工により加工工
具を正確に案内するため、被加工物のセッティングが多
少ずれても加工工具は支障なく追従し、目標とした定尺
に精度よく加工を実施することができる。 被加工物の送り速度は、加工開始後は加工能力の範囲
内に維持することができ、常に最適な速度で作業を行う
ことができる。 従来の倣い工作機械では必須とされる母型（テンプレ
ート）を必要とすることなく、簡潔・安価な設備で不定
形成形品の一品毎に精度よく対応可能である。 局所集塵が可能となり粉塵の外部漏れが防止でき、環
境改善に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る加工装置の一実施例を示す側面
図。

【図２】図１の平面図。

【図３】本発明において用いる作業台の平面図。

【図４】作業台の正面断面図。

【図５】本発明における加工倣い機構の支柱部分の正面
図。

【図６】本発明における加工倣い機構の要部を示す断面
図。

【図７】本発明における倣いロールと加工工具を示す断
面図。

【図８】倣いロールと加工工具の拡大図。

【符号の説明】

１ 被加工物 ２ 回転作業台 ３ 加工倣い機構 ４ 集塵機 ６ スラスト軸受 ７ 第１回転台 ９ 第２回転台 １０ 駆動装置 １１ 摩擦車 １３ 支柱 １５ ブラケット １６ 水平アーム １７ｃ ウインチ １８ ヘッド １９ モータ ２０ 駆動プーリ ２７ バランスウェイト ２９ 水平スライダ ３０ シリンダ ３２ グラインダー ３６，３７ 倣いローラ ３９ 旋回軸

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不定形成形品の被加工物を載置し一定以
   上の加工反力により滑りかつ加工手段の加工能力限界の
   送り速度で回転可能な作業台と、加工手段の加工工具が
   常に被加工物の端面に最適な加工状態で接して加工作業
   を連続的に継続する如く被加工物の端面に沿って倣う倣
   い機構とからなり、円筒、長方体及び平面と曲面とが共
   存する被加工物を連続的に加工することを特徴とする不
   定形成形品の加工装置。
2. 【請求項２】 作業台は、定速駆動装置を付設した第１
   回転台と、該第１回転台上に軸受を介して乗載し一定以
   上の外力により滑り又は空転する第２回転台とから構成
   してなる請求項１記載の加工装置。
3. 【請求項３】 倣い機構は、少なくとも加工手段の加工
   工具の加工方向の前後に設けた被加工物端面に倣い用摺
   動突起と、該摺動突起を移動する被加工物に対し所定の
   力で押し付ける押圧機構と、前記加工手段及び摺動突起
   を昇降自在かつ水平方向に進退自在に保持する保持機構
   とから構成してなる請求項１又は２記載の加工装置。
4. 【請求項４】 加工手段の加工工具を被覆するフード
   と、該フードに先端を装着した集塵ホースと、該ホース
   の後端を接続した集塵機を設けてなる請求項１〜３いず
   れか１項記載の加工装置。
5. 【請求項５】 被加工物が型枠成形によって製作したＦ
   ＲＰ製の不定形成形品である請求項１〜４いずれか１項
   記載の加工装置。