毛刺去除系统、 毛刺去除装置以及切削刀具 技术领域 本发明涉及一种用于对树脂成形品等工件的例如形成于分模线的毛刺进行切除 的毛刺去除系统、 毛刺去除装置以及切削刀具。
背景技术 一般， 在护理用床上部件、 复印机部件、 工具箱、 保温树脂箱、 机动车用空气阻流 板、 机动车用遮阳板、 机动车用中柱、 机动车用内装片等树脂成形品中， 在成形时例如在分 模线形成有毛刺。该毛刺在成形后通过毛刺去除装置来切除。
以往， 毛刺的切除根据工件或各种状况采取以下等多种方法 ： 例如， 利用激光照 射、 热风、 火焰照射、 等离子照射、 红外线照射等进行切除 ； 或者利用使用了液态氮等的冷冻 脆化破碎进行切除 ； 通过各种研磨 ( 滚磨、 抛光、 自由磨粒使用、 固定磨粒使用 ) 进行切除 ； 使用喷水进行切除 ； 利用超声波清洗系统进行切除 ； 利用喷丸进行切除 ； 利用滚子进行压 碎从而进行切除 ； 利用常温或者加热的金属片刮取从而切除 ； 利用锐角或者钝角的刀具进
行切除 ； 利用冲床进行切除 ( 例如， 参照专利文献 1)。
专利文献 1 ： 日本实开平 6-36816 号公报
但是， 在利用红外线照射等进行切除或者利用冷冻脆化破碎进行切除的情况下， 除了存在对周边母体材料的热的、 物理的影响之外， 控制也要求有很高精度， 并且存在容易 变成昂贵的设备的问题。另外， 在利用各种研磨进行切除的情况下， 存在不适于大型物体， 无法加工内表面等工件受限、 以及后续工序中的清洁化、 有时伴随细微的二次毛刺的产生 等问题。另外， 在通过使用喷水进行切除的情况下， 存在后续工序中的干燥、 水处理的必要 性、 设备价格高、 细微碎屑的飞散等问题。在通过利用超声波清洗系统进行切除的情况下， 存在后续工序中的干燥、 无法应对大毛刺或大工件的问题。 在利用喷丸进行切除的情况下， 除了装置成本增大之外， 还存在工件形状的制约、 对周边母体材料的影响、 粉尘的产生等问 题。通过利用滚子进行压碎、 通过利用常温或者加热后的金属片进行摩擦的刮取来进行的 切除等不适于大的毛刺， 并且毛刺切除面粗糙和精度不良成为问题。利用锐角或者钝角的 刀具进行的切除难以进行位置控制、 还需要进行仿形加工等其他的考虑， 如果不这样做， 则 存在啮入到工件中而破坏工件或者引起毛刺除去不充分的问题。 在利用冲床进行切除的情 况下， 需要有昂贵的模具， 并且难以变更设计。
另一方面， 在使毛刺去除系统完全自动化的情况下， 在毛刺去除装置中， 需要制造 出在毛刺除去后完全没有二次毛刺的成品。在现有的毛刺去除装置中， 难以消除二次毛刺 的产生， 该二次毛刺要通过手工作业来除去， 这妨碍了完全自动化的实现。因此， 以往在树 脂成形机的源头就尽可能地抑制毛刺产生的技术开发十分盛行。但是， 这样的话开发成形 机费用不菲， 成为了推高成形品成本的重要原因。 发明内容
因此， 本发明的目的在于提供一种毛刺去除系统， 不使用昂贵的树脂成形机， 而是使用现有的通用成形机来以低廉的价格制造树脂成形品， 然后几乎完全地除去该树脂成形 品的毛刺， 能够实现毛刺去除的完全自动化。
另外， 本发明的目的在于提供一种毛刺去除装置和切削刀具， 不使用昂贵的控制 装置和工件定位装置等， 不使用昂贵的仿形装置等， 就能够将形状不稳定的树脂成形品的 毛刺从该毛刺的根部容易且彻底地切除。
本发明的特征在于， 具有 ： 树脂成形机 ； 第一机构， 其从该树脂成形机取出工件并 将该工件移载到工件接收夹具 ； 毛刺去除装置， 其将移载到所述工件接收夹具的工件的毛 刺除去 ； 以及第二机构， 其将该去除毛刺后的工件从所述工件接收夹具取出， 所述毛刺去除 装置是在使切削刀具振动的同时沿着毛刺的根部对该切削刀具进行进给来将毛刺切除的 机构， 所述切削刀具具有 ： 与毛刺的根部对应的切削刃部 ； 和与所述工件的面部对应的不 构成切削刃的仿形部， 所述毛刺去除装置具有 ： 在所述切削刀具的浮动状态下对所述切削 刀具朝向毛刺的根部施力的施力机构 ； 以及利用超声波使所述切削刀具在预定方向上振动 的加振部。
在本发明中， 在切削刀具的仿形部与工件的面部抵接的状态下， 利用切削刃部来 切除毛刺， 由此， 抑制了由于毛刺去除而新产生的毛刺 ( 二次毛刺 ) 的产生， 不需要用于除 去二次毛刺的手工作业。 因此， 在本发明中， 在树脂成形机中能够允许一定程度的毛刺的产 生。 一般在树脂成形机中毛刺的产生很成问题， 希望有尽量不产生毛刺的模具， 根据该模具 的规格， 成形机变得昂贵， 而在本发明中， 抑制了二次毛刺的产生， 因此， 能够使用低廉的成 形机来实现毛刺去除的完全自动化。
另外， 本发明中， 毛刺去除装置在使切削刀具振动的同时沿着工件的毛刺的根部 对该切削刀具进行进给来将毛刺切除， 在该毛刺去除装置中， 其特征在于， 所述切削刀具具 有： 与毛刺的根部对应的切削刃部 ； 和与所述工件的面部对应的不构成切削刃的仿形部， 所述毛刺去除装置具有 ： 在所述切削刀具的浮动状态下对所述切削刀具朝向毛刺的根部施 力的施力机构 ； 以及利用超声波使所述切削刀具在预定方向上振动的加振部。
在本发明中， 施力机构在所述切削刀具的浮动状态下对切削刀具朝向毛刺的根部 施力， 加振部利用超声波使切削刀具在预定方向上振动， 因此， 切削刀具在仿形部与工件的 面部抵接的状态下通过切削刃部来将毛刺切除， 由此， 抑制了由于毛刺去除而新产生的毛 刺 ( 二次毛刺 ) 的产生， 不需要用于除去二次毛刺的手工作业， 能够实现毛刺去除的完全自 动化。
另外， 在切除工件的毛刺的毛刺去除装置的切削刀具中， 其特征在于， 所述切削刀 具具有 ： 与毛刺的根部对应的切削刃部 ； 和与所述工件的面部对应的不构成切削刃的仿形 部， 所述切削刃部的刀刃的尖端位置处于与构成所述仿形部的仿形面相同的位置， 或者处 于比仿形面远离所述工件的位置。
根据上述结构， 切削刃部的刀刃的尖端位置处于与构成所述仿形部的仿形面相同 的位置， 或者处于比仿形面远离所述工件的位置， 因此能够抑制由于切削刃部啮入到材料 中而引起的刀刃的折断等的发生。
根据本发明， 施力机构在切削刀具的浮动状态下对切削刀具朝向毛刺的根部施 力， 加振部利用超声波使切削刀具在预定方向上振动， 因此， 切削刀具在仿形部与工件的面 部抵接的状态下通过切削刃部来将毛刺切除， 由此抑制了二次毛刺的产生， 不需要用于除去二次毛刺的手工作业， 能够实现毛刺去除的完全自动化。 另外， 在使切削刀具振动的同时 沿着毛刺的根部对该切削刀具进行进给来将毛刺切除的时候， 能够抑制由于切削刃部啮入 到材料中而引起的刀刃的折断等的发生， 能够延长切削刃的寿命， 并且能够提高毛刺去除 装置的运转率。 附图说明
图 1 是表示毛刺去除系统的一个实施方式的立体图。 图 2 是表示工件的毛刺去除动作的立体图。 图 3 是表示工件接收夹具的部分的立体图。 图 4 是表示毛刺去除前的工件形状的一例的立体图。 图 5 是表示毛刺去除后的工件形状的一例的立体图。 图 6 是表示毛刺去除装置的一个实施方式的主视图。 图 7 是表示切削刀具的安装部分的侧视图。 图 8 是放大表示工件的毛刺去除动作的立体图。 图 9 是第一实施方式的切削刀具的尖端部分的剖视图。 图 10 是图 9 中的切削刀具的尖端部分的剖视图。 图 11 是第二实施方式的切削刀具的尖端部分的剖视图。 图 12 是图 11 中的切削刀具的尖端部分的剖视图。 图 13 是毛刺去除动作时的第三实施方式的切削刀具的安装部分的放大立体图。 图 14 是毛刺去除动作时的第四实施方式的切削刀具的安装部分的放大立体图。 图 15 是第五实施方式的切削刀具的安装部分的放大立体图。 图 16 是第六实施方式的切削刀具的安装部分的放大立体图。 图 17 是第七实施方式的切削刀具的安装部分的放大立体图 图 18 是第八实施方式的切削刀具的安装部分的放大立体图。 图 19 是第九实施方式的臂末端部的放大说明图。 图 20 是第十实施方式的臂末端部的放大说明图。 标号说明 1： 毛刺去除装置 7： 超声波振子 10、 10I、 30、 40、 50、 60、 70 ： 切削刀具 10A1、 10A2、 30A2、 70B1、 70B2、 70B3 ： 平整部 10A、 30A、 40A、 50A、 60A、 70A ： 切削刃部 10B、 30B、 40B、 50B、 60B、 70B ： 仿形部 100 ： 毛刺去除系统 101 ： 树脂成形机 103 ： 多关节机器人 105 ： 工件接收机构 130 ： 工件具体实施方式
下面， 根据附图对本发明的一个实施方式进行说明。
图 1 表示毛刺去除系统的一个实施方式。
本实施方式的毛刺去除系统 100 包括 ： 无法完全抑制树脂成形时的毛刺的产生 的、 所谓的通用型液压式等的树脂成形机 101 ； 在臂末端部具有工件把持装置以及毛刺去 除装置的六轴垂直多关节机器人 103 ； 载置毛刺去除前的工件 130( 参照图 4) 的工件接收 机构 105 ； 将被除去的毛刺 132 排出到系统外的毛刺排出输送机 107 ； 以及将作为毛刺去除 后的成品的工件 131( 参照图 5) 排出到系统外的成品排出输送机 109。
多关节机器人 103 具有六轴关节 103A ～ 103F， 在最末端的关节 103F 的臂末端部 103G， 安装有将工件把持装置和毛刺去除装置一体化而成的机构部 140。
如图 2 所示， 该机构部 140 包括 ： 装配于臂末端部 103G 的圆柱状的基部 141 ； 与该 基部 141 相连的大致コ字形的支架 142 ； 配置在该支架 142 的第一面上的工件把持用的手 部 143 ； 和配置在该支架 142 的第二面上的工件吸附用的吸附垫部 144， 吸附垫部 144 经连 接软管 ( 未图示 ) 与真空源连接。工件把持用的手部 143 通过空气缸 ( 未图示 ) 而动作。
在支架 142 的第三面 ( 图中的下表面 ) 上安装有毛刺去除装置 1， 在毛刺去除装置 1 的末端固定有平刃的切削刀具 10， 利用切削刀具 10 将工件接收机构 105 上的工件 130 的 毛刺 132 除去。 工件接收机构 105 具有 ： 机构台 110、 通过多个螺栓 111 与机构台 110 连结的工件 接收夹具 112， 如图 3 所示， 在工件接收夹具 112 的上部的工件载置部 112A 上配合有工件 130 的凹部从而载置工件 130。 该工件 130 以从实线落到假想线的位置的方式载置于工件载 置部 112A。在工件载置部 112A 形成有吸附用的吸气口 112B， 吸气口 112B 经连接软管 112C 与真空源连接， 当在工件载置部 112A 上载置工件 130 时， 通过抽吸来固定工件 130。工件 载置部 112A 的形状根据工件 130 的凹部形状、 工件上产生的毛刺形状等来确定， 其设定为 利用切削刀具 10 至少能够除去工件 130 上产生的毛刺的形状， 即设定为不会阻碍切削刀具 10 的毛刺除去动作的形状。
工件载置部 112A 具有支承台 112D， 当通过树脂成形机 101 的模具更换等使所成形 的工件形状发生了变化的情况下， 自支承台 112D 起至上方一体地更换为具有与工件形状 对应的工件载置部 112A 的另外的工件接收夹具 112。在本毛刺去除系统 100 中， 通过工件 接收夹具 112 的更换而成为程序更替， 实现了操作时间的缩短。
图 6 表示毛刺去除装置 1。
如上所述， 毛刺去除装置 1 安装于支架 142 的第三面 ( 图中的下表面 )。毛刺去除 装置 1 具有固定于第三面的支承体 3， 在支承体 3 上固定有空气驱动类型的滑动工作台装 置 4。滑动工作台装置 4 具有固定于支承体 3 的固定部 4a ； 固定于固定部 4a 的两端的支承 部 4b、 4c ； 设置于各支承部 4b、 4c 之间的轴 4d ； 以及在轴 4d 上滑动自如的滑动部 5。该滑 动部 5 在预定的直线方向 ( 箭头 X 方向 ) 上往复运动自如， 该直线方向是能够将所谓的平 刃的切削刀具 10 的下表面压靠于工件的方向。4e 是止挡件。在一个支承部 4b 设置有空气 供给口 4f， 在另一支承部 4c 设置有空气排出口 4g， 在空气供给口 4f 连接有用于调节供给 空气的压力的压力调节器 ( 未图示 )。
在滑动部 5 安装有超声波振子支架 6 的一端。在超声波振子支架 6 的另一端形成
有形成为半环状的支架部 6a， 在该支架部 6a 与另外的半环状的支架部 6b 之间夹持有超声 波振子 7 的圆柱部 7a， 将各支架部 6a、 6b 之间用螺栓连结， 由此， 在超声波振子支架 6 的另 一端安装超声波振子 7。如图 7 所示， 在超声波振子 7 的末端固定有切削刀具 10。在超声 波振子 7 经软线 7b( 参照图 6) 连接有超声波单元 ( 未图示 )， 通过该超声波单元进行驱动， 切削刀具 10 与超声波振子 7 的振动对应地在与切削刀具 10 的进给方向 ( 箭头 B 方向 ) 大 致正交的方向 ( 箭头 C 方向 ) 进行超声波振动。在本结构中， 上述滑动部 5 始终被来自空 气供给口 4f 的空气压力向右施力， 直到与图 6 中右侧的止挡件 4e 抵接， 切削刀具 10 与工 件抵接， 在作用有基于反作用力的载荷的情况下， 根据该载荷的程度， 滑动部 5 抵抗上述空 气压力在轴 4d 上向图中的左侧方向滑动， 由此， 切削刀具 10 相对于工件成为浮动状态。滑 动范围通过图中左侧的止挡件 4e 而被限制。滑动工作台装置 4 构成浮动机构， 毛刺去除装 置 1 末端的切削刀具 10 在箭头 A 方向移动自如， 即相对于后述的工件 ( 树脂成形品 ) 置于 浮动状态。
图 8 表示毛刺去除动作时的切削刀具 10。
切削刀具 10 在尖端侧具有切削刀具主体部 10C， 该切削刀具主体部 10C 具有前端 面 10F 和后端面 10R。后端面 10R 与超声波振子 7 的延长线大致平行地延伸， 前端面 10F 从 与进给方向 B 成直角地相交的超声波振子 7 的延长线以后退角 φ 后退。切削刀具 10 通过 钎焊或者螺纹固定中的任一方式固定于超声波振子 7。 切削刀具 10 与作为工件 130 的树脂 成形品 ( 例如， 护理用床上部件、 复印机部件、 工具箱、 保温树脂箱、 机动车用空气阻流板、 机动车用遮阳板、 机动车用中柱、 机动车用内装片等 ) 的例如形成于分模线 12 的毛刺 132 的基部 ( 根部 ) 抵接。在切削刀具 10 的前端面 10F 具有与毛刺 132 的根部对应的例如宽 度 W 为数毫米程度的切削刃部 10A、 以及与工件 130 的各面部 123A、 123B 对应的不构成切削 刃的曲面状地仿形部 10B。切削刃部 10A 的宽度 W 一般为 0.6 ～ 1mm 左右， 但是也可以根据 工件上形成的毛刺的形状等而适当变更。
图 9 是切削刀具的包含切削刃部 10A 的剖视图。
在切削刀具 10 的前端面 10F， 形成有与工件 130 的各面部 123A、 123B 对应的不构 成切削刃的曲面状的仿形部 10B， 在该仿形部 10B 的下部侧具有截面为 R 曲面的 R 曲面部 10B1。
形成于切削刃部 10A( 阴影线所示的部分。) 的最尖端部的刀刃 10A1 设定在与毛 刺切除高度 Hr 相当的高度位置， 并且刀刃 10A1 的尖端部形成为位于包含仿形部 10B 的 R 曲面部 10B1 的曲面， 或者位于比仿形部 10B 的 R 曲面部 10B1 靠内侧 (R 曲面部的曲率中心 侧 ) 的位置。
由此， 无论在仿形部 10B 与工件如何抵接的状态下， 并且即使在如树脂部件那样 形状不稳定的情况下或切除形成为曲面形状的毛刺的情况下， 切削刀具 10 都不会过度啮 入到材料中， 能够抑制刀刃折断等不良情况的发生。
在从切削刃部 10A 的刀刃 10A1 向与切削刀具 10 的进给方向 ( 箭头 B 方向 ) 相反 的方向稍微深入的部分形成有平整部 10A2。平整部 10A2 通过依赖于滑动部 5 中的空气压 力的平衡而大致恒定的压力处于与工件 130 接触的状态。由此， 平整部 10A2 将通过切削刃 部 10A 切剩下的毛刺 132 的基部压靠到工件 130 侧， 从而将工件 130 的分模线 121 附近平 整得平滑。对于如丝线那样的很细的毛刺 ( 所谓的细线毛刺 )， 通过利用平整部 10A2 进行平 整时的摩擦热而抑制这样的毛刺的产生。
切削刀具主体部 10C 的下表面 10C1 构成为切削刀具主体部 10C 的比平整部 10A2 还深入的部分， 该下表面 10C1 略微带有角度 θ 地从工件 130 离开， 切削刀具 10 的后端面 10R 处于完全离开工件 130 的状态。
其结果为， 切削刀具 10 中的与工件 130 接触的仅仅是与平整部 10A2 相当的部分， 能够防止切削刃部 10A 和仿形部 10B 通过其他部分的碰抵而浮起。
图 10 表示另一实施方式。
在该实施方式中， 在切削刃部 10A( 阴影线表示的部分 ) 的最尖端部形成的刀刃 10A1 的尖端部延伸到形成于切削刀具 10 的前端面 10F 的仿形部 10B 的 R 曲面部 10B1 与切 削刀具主体部 10C 的下表面相交的位置并终结于此。 即， 与上述的实施方式相比， 刀刃 10A1 的尖端部向与切削刀具 10 的进给方向 ( 箭头 B 方向 ) 相反的方向后退到仿形部 10B 的 R 曲面部 10B1 与切削刀具主体部 10C 的下表面相交的位置。
在本结构的切削刃部 10A 中， 刀刃 10A1 的尖端部的位置与切削刀具主体部 10C 的 下表面一致， 因此， 该刀刃 10A1 的尖端部深深地进入到毛刺 132 的根部， 从而能够从根部将 毛刺 132 除去。
另外， 无论在仿形部 10B 与工件如何抵接的状态下， 并且即使在如树脂部件那样 形状不稳定的情况下或切除形成为曲面形状的毛刺的情况下， 切削刀具 10 都不会过度啮 入到材料中， 能够抑制刀刃折断等不良情况的发生。
切削刃部 10A 的刀刃 10A1 的下表面与切削刀具主体部 10C 的下表面一致地延伸， 在该下表面形成有平整部 10A2。平整部 10A2 通过依赖于滑动部 5 中的空气压力的平衡而 大致恒定的压力处于与工件 130 接触的状态。由此， 平整部 10A2 将通过切削刃部 10A 切剩 下的毛刺 132 的基部压靠到工件 130 侧， 从而将工件 130 的分模线 121 附近平整得平滑。
对于如丝线那样的很细的毛刺 ( 所谓的细线毛刺 )， 通过利用平整部 10A2 进行平 整时的摩擦热而抑制这样的毛刺的产生。
另外， 切削刀具主体部 10C 的下表面 10C1 构成为切削刀具主体部 10C 的比平整部 10A2 还深入的部分， 该下表面 10C1 略微带有角度 θ 地从工件 130 离开， 切削刀具 10 的后 端面 10R 处于完全离开工件 130 的状态。
其结果为， 切削刀具 10 中的与工件 130 接触的仅仅是与平整部 10A2 相当的部分， 能够防止切削刃部 10A 和仿形部 10B 通过其他部分的碰抵而浮起。
接下来， 对毛刺去除加工动作进行说明。
在毛刺去除装置 1 的动作时， 例如操作人员实际移动多关节机器人 103 的臂一次 或多次， 并存储与臂的移动路径相当的路径信息， 从而进行直接教示 ； 或者采用利用路径 自动生成系统， 利用通过 CAD 系统等设计系统完成的形状信息自动地生成路径信息的手法 等。但是， 在实际的毛刺去除对象的工件 130 有大的偏差的情况下， 通过直接教示或者路径 自动生成系统获得的路径信息在毛刺去除动作中未必会成为相对于各工件 130 正确的路 径。
针对于此， 本实施方式的毛刺去除装置 1 具有上述浮动机构， 能够以稍高于预定 的按压力将切削刀具 10 压靠于工件来进行毛刺去除， 而且进行了仿形控制， 因此， 几乎不会发生对教示位置的修正的作业。因此实现了实质性的加工时间的缩短。
在本毛刺去除系统 100 中， 如图 1 所示， 多关节机器人 103 按照直接教示使用图 2 所示的手部 143 将毛刺去除前的工件 ( 树脂成形品 )130 从树脂成形机 101 取出， 并将该工 件移载到工件接收夹具 105。接着， 多关节机器人 103 使用图 2 所示的毛刺去除装置 1 的切 削刀具 10 将工件接收夹具 105 上的工件 130 的毛刺 132 除去。在该情况下， 作为工件 130， 例如可以列举树脂制工具箱、 树脂制保温箱、 复印机用树脂部件、 机动车用树脂部件等。
对于这样的工件， 在多关节机器人 103 中， 控制六轴关节 103A ～ 103F 的动作， 以 使沿着与毛刺的产生部位对应的毛刺去除路径， 臂末端部 103G 的切削刀具 10 的方向、 驱动 方向最佳。
在该情况下， 臂末端部 103G 的滑动部 5 当然相对于工件 130 处于浮动状态。
在本实施方式中， 在根据通过直接教示等获得的路径信息驱动臂末端部 103G 的 时候， 控制施加于空气供给口 4f 的压力， 切削刀具 10 以预定的压力压靠于工件 130。 并且， 施加到空气供给口的压力能够根据切削刀具 10 的姿态自动切换， 与切削刀具 10 的姿态无 关而始终恒定。
在该状态下， 安装于超声波振子支架 6 的超声波振子 7 被驱动， 使切削刀具 10 以 例如大约 30 ～ 50 微米的振幅振动， 同时使仿形部 10B 沿着工件 130 的各面部 123A、 123B 移动， 沿着形成于工件 130 的分模线 ( 相当于毛刺去除路径 ) 的毛刺的根部对切削刀具 10 进行进给来将毛刺切除， 同时对切除后的面进行平整。 根据本实施方式， 不使用昂贵的控制装置和工件定位装置就能够将形状不稳定的 树脂成形品的毛刺从根部除去， 而不会出现刀刃啮入到该树脂成形品主体中的情况。
最后， 多关节机器人 103 使用图 2 所示的吸附垫部 144 从工件接收夹具 105 将该 毛刺去除后的工件 131 取出， 并排出到成品排出输送机 109 上， 通过该输送机 109 排出到系 统外。另外， 毛刺去除装置 1 所除去的毛刺 132 经过倾斜的料斗 133 而排出到毛刺排出输 送机 107 上， 然后排出到系统外。
在本实施方式中， 在毛刺去除装置 1 中， 能够制作出在毛刺去除后完全没有二次 毛刺的成品 131。
于是， 不需要利用以往进行的手工作业的除去二次毛刺的作业， 能够实现毛刺去 除系统的完全自动化， 实现了成形品成本的降低。另外， 在实现了完全自动化的基础上， 允 许由于树脂成形机 1 引起的毛刺的产生， 因此能够使用以往形式的通用树脂成形机， 不需 要昂贵的成形机， 由此也能够降低成形品成本。
虽然参照图 6 对向一个供给口 4f 供给空气的一个实施方式进行了说明， 但是作为 其他实施方式， 也可以是， 向各支承部 4b、 4c 的各供给口 4f、 4g 都提供空气， 并且能够取得 各空气压力间的平衡地进行独立控制， 由此来构成浮动机构。在该情况下， 也可以将例如 电 - 气调压器 ( 未图示 ) 等连接到各供给口 4f、 4g， 针对各供给口 4f、 4g 的每一个连续地控 制供给到各供给口 4f、 4g 的空气压力。
在本结构中， 在工具重量例如由于工具姿态而成为负载的时候， 抵消该工具重量 地进行控制。在进行多关节机器人 103 的直接教示的时候， 将与工具姿态相关的数据同时 输入到计算机中， 在毛刺去除动作时按照来自该计算机的电信号来控制电 - 气调压器 ( 未 图示 )， 连续地控制空气压力即可。
由此， 在工具重量例如由于工具姿态而成为负载的时候， 能够根据工具姿态自动 调节供给到空气供给口 4f、 4g 的压力， 以抵消该工具重量。
[2] 第二实施方式
下面对切削刀具的第二实施方式进行说明。
如图 11 所示， 该切削刀具 30 具有相当于第一实施方式的前端面 10F 的前端面 30F 和未图示的后端面， 并且具有 ： 与毛刺 132 的根部对应的宽度例如为数毫米左右的切削刃 部 30A ； 与工件 130 的各面部 123A、 123B( 参照图 8) 对应的不构成切削刃的曲面状的仿形 部 30B ； 以及切削刀具主体部 30C。仿形部 30B 在其下部具有斜面部 30B1， 形成于切削刃部 30A 的最尖端部的刀刃 30A1 设置在与毛刺切除高度 Hr 相当的位置， 并且形成为刀刃 30A1 的尖端部位于包含仿形部 30B 的斜面部 30B1 的平面。在本结构中， 无论在仿形部 30B 与工 件如何抵接的状态下， 并且即使在如树脂部件那样形状不稳定的情况下或切除形成为曲面 形状的毛刺的情况下， 切削刀具 30 都不会过度啮入到材料中， 能够抑制刀刃折断等不良情 况的发生。
另外， 与第一实施方式一样， 在从切削刃部 30A 的刀刃 30A1 向与切削刀具 30 的进 给方向 ( 箭头 B 方向 ) 相反的方向稍微深入的部分形成有平整部 30A2。该平整部 30A2 通 过滑动部 5 中的依赖于空气压力的平衡而大致恒定的压力处于与工件 130 接触的状态， 平 整部 30A2 将通过切削刃部 30A 切剩下的毛刺 132 的基部压靠到工件 130 侧， 从而将工件 130 的分模线 121 附近平整得平滑。 另外， 切削刀具主体部 30C 的下表面构成为切削刀具主体部 30C 的比平整部 30A2 还深入的部分， 该下表面略微带有角度 θ 地从工件 130 离开， 切削刀具 30 的后端面 ( 未图 示 ) 处于完全离开工件 130 的状态， 与第一实施方式一样， 能够防止在毛刺去除作业时摩擦 阻力增加到必要程度以上， 能够实现毛刺去除作业时的负载的减小， 进而可以实现消耗电 力的降低。
图 12 表示其他实施方式。
在该实施方式中， 在切削刃部 30A( 阴影线表示的部分 ) 的最尖端部形成的刀刃 30A1 的尖端部延伸到形成于切削刀具 30 的前端面 30F 的仿形部 30B 的斜面部 30B1 与切削 刀具主体部 30C 的下表面相交的位置并终结于此。即， 与上述的实施方式相比， 刀刃 30A1 的尖端部向与切削刀具 30 的进给方向 ( 箭头 B 方向 ) 相反的方向后退到仿形部 30B 的斜 面部 30B1 与切削刀具主体部 30C 的下表面相交的位置。
在本结构的切削刃部 30A 中， 刀刃 30A1 的尖端部的位置与切削刀具主体部 30C 的 下表面一致， 因此， 该刀刃 30A1 的尖端部深深地进入到毛刺 132 的根部， 从而能够从根部将 毛刺 132 除去。
另外， 无论在仿形部 30B 与工件如何抵接的状态下， 并且即使在如树脂部件那样 形状不稳定的情况下或切除形成为曲面形状的毛刺的情况下， 切削刀具 30 都不会过度啮 入到材料中， 能够抑制刀刃折断等不良情况的发生。
切削刃部 30A 的刀刃 30A1 的下表面与切削刀具主体部 30C 的下表面一致地延伸， 在该下表面形成有平整部 30A2。平整部 30A2 通过依赖于滑动部 5 中的空气压力的平衡而 大致恒定的压力处于与工件 130 接触的状态。由此， 平整部 30A2 将通过切削刃部 30A 切剩 下的毛刺 132 的基部压靠到工件 130 侧， 从而将工件 130 的分模线 121 附近平整得平滑。
对于如丝线那样的很细的毛刺 ( 所谓的细线毛刺 )， 通过利用平整部 30A2 进行平 整时的摩擦热而抑制这样的毛刺的产生。
另外， 切削刀具主体部 30C 的下表面 30C1 构成为切削刀具主体部 30C 的比平整部 30A2 还深入的部分， 该下表面 30C1 略微带有角度 θ 地从工件 130 离开， 切削刀具 30 的后 端面 30R 处于完全离开工件 130 的状态。
其结果为， 切削刀具 30 中的与工件 130 接触的仅仅是与平整部 30A2 相当的部分， 能够防止切削刃部 30A 和仿形部 30B 通过其他部分的碰抵而浮起。
[3] 第三实施方式
如图 13 所示， 该切削刀具 40 与形成于分模线 121 的毛刺 132 的基部 ( 根部 ) 抵 接， 该分模线 121 位于工件 130 的山部 124A、 124B 所夹的谷部 124C。在切削刀具 40 的尖 端侧具有 ： 与毛刺 132 的根部对应地凸出设置的宽度为数毫米左右的切削刃部 40A ； 与工件 130 的山部 124A 或者山部 124B( 在图 13 中为山部 124B) 对应的不构成切削刃的曲面状的 仿形部 40B ； 以及切削刀具主体部 40C。关于本第三实施方式的切削刀具 40， 在仿形部 40B 与山部 124B 能够滑动地抵接的状态下， 切削刀具主体部 40C 越过山部 124B， 切削刃部 40A 与形成于谷部 124C 的毛刺 132 抵接。 在本实施方式中， 与上述第一实施方式一样， 切削刀具 40 以预定的压力压靠于工 件 130， 同时， 安装于超声波振子支架 6 的超声波振子 7 被驱动， 在使切削刀具 40 振动的同 时， 使仿形部 40B 沿着山部 124B 滑动。由此， 切削刀具 40 沿着形成于工件 130 的分模线 ( 相当于毛刺去除路径 ) 的毛刺的根部被进给， 同时毛刺被切除， 同时切除后的面被平整得 平滑。在第三实施方式中， 能够将形成于形状不稳定的树脂成形品的谷部的毛刺从根部去 除， 而不会使刀刃啮入到该树脂成形品主体中。
[4] 第四实施方式
如图 14 所示， 该切削刀具 10I 具有 ： 与毛刺 132 的根部对应地凸出设置的宽度为 数毫米左右的切削刃部 10A ； 与工件 130 的面部 123B 对应的不构成切削刃的曲面状的仿形 部 10B ； 以及切削刀具主体部 10C。切削刃部 10A 形成于切削刀具 10I 的尖端， 与第一实施 方式相比， 在其尖部不存在仿形部。第四实施方式应用于工件 130 与毛刺 132 的形成部并 行地具有壁部 26 的情况。切削刀具 10I 的切削刃部 10A 与具有壁部 26 的工件 130 的形成 于分模线 121 的毛刺 132 的基部 ( 根部 ) 抵接， 从而除去毛刺 132。本切削刀具 10I 的动作 与第一实施方式相同， 即使在工件 130 具有壁部 26 的情况下， 也能够将形成于形状不稳定 的树脂成形品的谷部的毛刺从根部除去， 而不会产生使刀刃啮入到该树脂成形品主体中的 情况。
[5] 第五实施方式
如图 15 所示， 在超声波振子 7A 的末端固定有切削刀具 50， 该切削刀具 50 根据超 声波振子 7A 的扭转振动而沿着旋转轴 X1 在箭头 C1 方向转动 ( 扭转超声波振动 )。
在本第四实施方式中， 切削刀具 50 具有与毛刺 132 的根部对应的宽度例如为数毫 米左右的切削刃部 50A ； 与工件 130 的槽部 125 的各面部 125A、 125B 对应的不构成切削刃 的端面为曲面状的仿形部 50B ； 以及切削刀具主体部 50C， 切削刃部 50A 与位于工件 130 的 槽部 125 的分模线 121 的毛刺 132 的基部 ( 根部 ) 抵接。
切削刃部 50A 和仿形部 50B 的配置关系为与第一实施方式或者第二实施方式相同
的结构。 在本第五实施方式中， 在根据通过直接教示或者路径自动生成系统获得的路径信 息驱动臂末端部 103G 的时候， 控制施加于各空气供给口的压力， 切削刀具 50 以预定的压力 压靠于工件 130。
在该状态下， 驱动超声波振子 7A， 使切削刀具 50 扭转振动， 同时使仿形部 50B 沿着 面部 125A、 125B 滑动。由此， 切削刀具 50 沿着形成于工件 130 的分模线 ( 相当于毛刺去除 路径 ) 的毛刺 132 的根部被进给， 毛刺被切除， 同时切除后的面被平整得平滑。能够将形成 于树脂成形品的槽部的毛刺从根部除去而不会产生刀刃啮入到该树脂成形品主体中的情 况。
[6] 第六实施方式
在第一～第四实施方式中， 在超声波振子的振动方向为与切削刀具的进给方向 ( 箭头 B 方向 ) 大致正交的方向 ( 箭头 C 方向 ) 的情况下进行超声波振动， 而在本第六实 施方式中， 超声波振子的振动方向具有切削刀具的进给方向 ( 箭头 B 方向 ) 的分量。即， 如 图 16 所示， 在超声波振子 7 的末端固定有切削刀具 60， 该切削刀具 60 根据超声波振子 7 的 振动而在箭头 C2 方向上进行超声波振动 ( 直线振动 )。切削刀具 60 具有 ： 与毛刺 132 的 根部对应的例如宽度为数毫米左右的切削刃部 60A ； 与工件 130 的槽部 125 的各面部 125A、 125B 对应的不构成切削刃的端面为曲面状的仿形部 60B ； 以及切削刀具主体部 60C， 切削刃 部 60A 与位于工件 130 的槽部 125 的分模线 121 的毛刺 132 的基部 ( 根部 ) 抵接。切削刃 部 60A 与仿形部 60B 的配置关系与第一实施方式或者第二实施方式为同样的结构。
在本第六实施方式中， 在根据通过直接教示或者路径自动生成系统获得的路径信 息驱动臂末端部 103G 的时候， 控制施加于各空气供给口的压力， 切削刀具 60 以预定的压力 压靠于工件 130。在该状态下， 驱动超声波振子 7， 使切削刀具 60 振动， 同时使仿形部 60B 沿着面部 125A、 125B 滑动。由此， 切削刀具 60 沿着工件 130 的形成于分模线 ( 相当于毛刺 去除路径 ) 的毛刺 132 的根部被在箭头 B 方向上被进给， 毛刺 132 被切除， 同时切除后的面 被平整。 根据本第五实施方式， 能够将形成于树脂成形品的槽部的毛刺从根部除去， 而不会 产生刀刃啮入到该树脂成形品主体中的情况。
[7] 第七实施方式
以上的各实施方式是在切削刀具上设置了一个切削刃部的情况下的实施方式， 而 本第七实施方式中在切削刀具上设置了多个 ( 在本第七实施方式中为两个 ) 切削刃部。如 图 17 所示， 在超声波振子 7 的末端固定有切削刀具 70， 该切削刀具 70 根据超声波振子 7 的 振动而在与切削刀具 70 的进给方向 ( 箭头 B1 方向或者箭头 B2 方向 ) 大致正交的方向 ( 箭 头 C 方向 ) 进行超声波振动。超声波振子 7 与数百瓦消耗功率的超声波单元 ( 未图示 ) 连 接， 从而被该超声波单元驱动。
切削刀具 70 具有第一端面 71A 和第二端面 71B， 在第一端面 71A 侧设置有 ： 与未 图示的毛刺的根部对应的例如宽度为数毫米左右的第一切削刃部 70A1 ； 与工件 130 的各面 部对应的不构成切削刃的曲面状的第一仿形部 70B1 ； 另外， 在切削刀具 70 的第二端面 71B 侧设置有 ： 与未图示的毛刺的根部对应的例如宽度为数毫米左右的第二切削刃部 70A2 ； 与 工件 130 的各面部对应的不构成切削刃的曲面状的第二仿形部 70B2。 另外， 切削刀具 70 具 有切削刀具主体部 70C。
在本结构中， 切削刀具 70 以预定的压力压靠于工件， 并且驱动超声波振子 7， 使切 削刀具 70 振动， 同时， 使仿形部 70B1 或者仿形部 70B2 沿着工件的各面部在进给方向 B1 或 者进给方向 B2 上移动， 沿着形成于工件的分模线 ( 相当于毛刺去除路径 ) 的毛刺的根部对 切削刀具 70 进行进给， 从而将毛刺切除， 同时将切除后的面平整得平滑。根据本第七实施 方式， 能够将树脂成形品的毛刺从根部除去而不会产生刀刃啮入到该树脂成形品主体中的 情况。
在该切削刀具 70 中， 与仅具有一个切削刃部的情况相比， 进给方向的切换变得容 易， 能够实现加工时间的缩短以及路径信息的简化。
另外， 对切削刀具设置有两个切削刃部的情况进行了说明， 但是也可以设置三个 以上的切削刃部。
[8] 第八实施方式
上述第七实施方式采用了在同一个面上向相反方向 ( 进给方向 B1、 B2) 直接对 切削刀具进行进给的结构， 而在本第七实施方式中， 不仅是进给方向， 仿形面也是能够切换 的。如图 18 所示， 在超声波振子 7 的末端固定有切削刀具 70X， 切削刀具 70X 根据超声波振 子 7 的振动而在与切削刀具 70X 的进给方向 ( 箭头 B1 方向或者箭头 B2 方向 ) 大致正交的 方向 ( 箭头 C 方向 ) 进行超声波振动。超声波振子 7 与数百瓦消耗功率的超声波单元 ( 未 图示 ) 连接， 从而被该超声波单元驱动。
切削刀具 70X 具有第一端面 71A 和第二端面 71B， 在第一端面 71A 侧设置有 ： 与未 图示的毛刺的根部对应的例如宽度为数毫米左右的第一切削刃部 70A1 ； 与工件的各面部 对应的不构成切削刃的曲面状的第一仿形部 70B1。第一切削刃部 70A1 的刀刃位于切削刀 具 70X 的面 70D1 侧 ( 在图 18 中为下表面侧 )。
在切削刀具 70 的第二端面 71B 侧设置有 ： 与未图示的毛刺的根部对应的例如宽度 为数毫米左右的第二切削刃部 70A3 ； 与工件的各面部对应的不构成切削刃的曲面状的第 二仿形部 70B3， 第二切削刃部 70A3 的刀刃位于切削刀具 70X 的面 70D2 侧 ( 在图 13 中为上 表面侧 )。另外， 切削刀具 70 具有切削刀具主体部 70C。
在本结构中， 切削刀具 70 以预定的压力压靠于工件， 超声波振子 7 被驱动， 使切削 刀具 70X 振动， 同时使仿形部 70B1 或者仿形部 70B3 沿着工件的各面部在进给方向 B1 或者 进给方向 B2 上移动。
即， 在沿着形成于工件的分模线 ( 相当于毛刺去除路径 ) 的毛刺的根部对切削刀 具 70X 向进给方向 B1 进行进给的情况下， 使仿形部 70B1 或者仿形部 70B3 沿着工件的各面 部， 使用第一切削刃部 70A1 将毛刺切除， 同时将切除后的面平整得平滑。并且， 在沿着形成 于工件的分模线 ( 相当于毛刺去除路径 ) 的毛刺的根部对切削刀具 70X 向进给方向 B2 进 行进给的情况下， 使仿形部 70B3 沿着工件的各面部， 使用第二切削刃部 70A3 将毛刺切除， 同时平整切除后的面。
根据本第七实施方式， 能够将形状不稳定的树脂成形品的毛刺从根部除去， 而不 会产生刀刃啮入到该树脂成形品主体中的情况。在该切削刀具 70X 中， 在如环状的工件等 那样具有三维形状的情况下， 与仅具有一个切削刃部的情况相比， 进给方向的切换变得容 易， 能够实现加工时间的缩短和路径信息的简化。
[9] 第九实施方式图 19 表示第九实施方式。
在本方式中， 在臂末端部 103G 直接安装有摆动臂基体 81， 在摆动臂基体 81 的支 承件 81a 上经构成摆动轴承部 82 的轴 82a 以能够摆动的方式安装有摆动超声波振子支架 83 的一端。在摆动超声波振子支架 83 的另一端形成有形成为半环状的支架部 83a， 在该支 架部 83a 与其他的半环状的支架部 83b 之间夹持有超声波振子 7 的圆柱部 7a， 将各支架部 83a、 83b 之间用螺栓连结， 由此， 在摆动超声波振子支架 83 的另一端安装超声波振子 7。另 外， 摆动臂基体 81 与摆动超声波振子支架 83 的支架部 83a 之间通过螺旋弹簧机构 84 连结。 螺旋弹簧机构 84 在通常时在其全长维持图示的状态， 在切削刀具 10 以轴 82a 为中心向逆 时针方向 ( 压靠到工件的方向 ) 振摆的情况下， 螺旋弹簧机构 84 的全长伸长， 在切削刀具 10 以轴 82a 为中心向顺时针方向 ( 离开工件的方向 ) 振摆的情况下， 螺旋弹簧机构 84 的全 长缩短， 阻止箭头 A2 方向的振摆， 限制切削刀具 10 的摆动范围， 同时确保了该切削刀具 10 的浮动状态。
根据本第九实施方式， 与第一实施方式相比， 尽管为更加简易的结构， 但是能够在 将切削刀具 10 以预定压力范围压靠于工件的状态下进行仿形动作。
[10] 第十实施方式 在第十实施方式中， 如图 20 所示， 构成为在第九实施方式中追加了配重 85。
配置 85 一体地安装于摆动超声波振子支架 83， 配重 85 绕轴 82a 与该摆动超声波 振子支架 83 一体地向箭头 A 3 方向摆动自如。配重 85 的重物部 85a 的重量设定成与摆动 超声波振子支架 83、 超声波振子 7 以及切削刀具 10( 详细地说是比轴 82a 靠图 19 中左侧 的部件 ) 的总重量相等， 配重 85 例如发挥这样的功能 ： 在水平地驱动臂末端部 103G 的情况 下， 抵消该切削刀具 10 侧的旋转力矩。
根据本实施方式， 与第九实施方式相比， 即使在水平地驱动臂末端部 103G 的情况 下， 也能够在将对工件的压靠压力控制在预定范围内的状态下进行仿形动作。
如以上所说明的那样， 根据各实施方式， 不使用昂贵的控制装置和工件定位装置， 就能够将形状不稳定的树脂成形品的毛刺从根部去除， 而不会发生刀刃啮入到该树脂成形 品主体中的情况。另外， 由于能够彻底地除去毛刺， 因此能够抑制粉尘的产生， 获得容易处 理的毛刺的切屑， 而且能够将消耗电力抑制得很低。此外， 毛刺的切口非常整洁， 能够提高 产品价值。在工件为树脂成形品的情况下， 从比较大的毛刺到细线毛刺都能够应对。只要 是切削刀具能够够到的形状， 则即使是三维形状的内表面， 也能够应用本发明。
以上根据实施方式对本发明进行了说明， 但是本发明并不限定于此。作为工件说 明了树脂成形品， 但是并不限定于此， 即使是铝等金属成形品， 也能够进行同样的应用。另 外， 切削刀具采用了悬臂结构， 但是也可以通过弹簧等支承切削刀具的尖端， 在不阻碍切削 刀具的振动的情况下形成为双支承结构。