JPH0357421Y2 - - Google Patents

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JPH0357421Y2
JPH0357421Y2 JP1985099729U JP9972985U JPH0357421Y2 JP H0357421 Y2 JPH0357421 Y2 JP H0357421Y2 JP 1985099729 U JP1985099729 U JP 1985099729U JP 9972985 U JP9972985 U JP 9972985U JP H0357421 Y2 JPH0357421 Y2 JP H0357421Y2
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grinding tool
grinding
lifting force
air cylinder
force
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【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、工作機械やロボツト等に供せられ
て、砥石などの研削工具のワークに対する押付力
を制御する研削工具の制御装置に関するものであ
る。
[Detailed description of the invention] [Field of industrial application] The present invention relates to a grinding tool control device that is used in machine tools, robots, etc. and controls the pressing force of a grinding tool such as a grindstone against a workpiece. be.

[従来の技術] 従来、この種の装置として、目標研削量を得る
ために、砥石がいかなる姿勢であつても、砥石等
の自重と、砥石を持ち上げるアクチユエータの力
との差をワークへの押付力として設定しているも
のが知られている。すなわち、目標研削量が同一
であれば、アクチユエータの持上力は、砥石の姿
勢にかかわらず一定に設定されていた。
[Prior art] Conventionally, in order to obtain the target amount of grinding, this type of device has used a method that uses the difference between the weight of the grinding wheel, etc., and the force of the actuator that lifts the grinding wheel to be applied to the workpiece, regardless of the posture of the grinding wheel. What is set as a force is known. That is, if the target grinding amount is the same, the lifting force of the actuator is set constant regardless of the attitude of the grindstone.

[発明が解決しようとする問題点] しかし、砥石がワークの曲面に沿つて3次元的
に駆動される場合には、砥石の姿勢によつて押付
力が変化し、目標の研削量を高い精度で達成でき
ないという問題があつた。
[Problems to be solved by the invention] However, when the grinding wheel is driven three-dimensionally along the curved surface of the workpiece, the pressing force changes depending on the attitude of the grinding wheel, and the target amount of grinding cannot be achieved with high precision. There was a problem that it could not be achieved.

[問題点を解決するための手段] 上記問題を解決するためになされた本考案は、
第1図に示すように、ワークの被研削面に対して
直交する回転軸m1に取り付けられた円盤状の研
削工具m2に所望の押付力を発生させるための持
上力を付勢するエアシリンダm3に対して、該持
上力を可変制御するとともに、上記研削工具m2
を3次元的に移動制御する研削工具の制御装置で
あつて、 研削工具m2の自重Wと姿勢角Aとからエアシ
リンダm3の付勢方向に作用する研削工具m2の
自重に基づく引下力WcosAを求め、ワークの目
標研削量から一意的に定められた研削工具m2の
押付力Fを前記引下力WcosAから減算した結果
を、上記エアシリンダm3の持上力FSとして演
算する持上力演算手段m4と、 この持上力演算手段m4の演算結果に基いて上
記エアシリンダm3を駆動する制御手段m5と、 を具備してなる。
[Means for solving the problem] The present invention was made to solve the above problem.
As shown in FIG. 1, an air cylinder applies a lifting force to generate a desired pressing force on a disc-shaped grinding tool m2 attached to a rotating shaft m1 perpendicular to the surface to be ground of the workpiece. The lifting force is variably controlled with respect to m3, and the grinding tool m2
This is a control device for a grinding tool that three-dimensionally controls the movement of the grinding tool m2, and the pulling force WcosA based on the own weight of the grinding tool m2 acts in the biasing direction of the air cylinder m3 from the own weight W and attitude angle A of the grinding tool m2. A lifting force calculation in which the pressing force F of the grinding tool m2, which is uniquely determined from the target grinding amount of the workpiece, is subtracted from the pulling force WcosA is calculated as the lifting force FS of the air cylinder m3. and a control means m5 for driving the air cylinder m3 based on the calculation result of the lifting force calculation means m4.

[作用] ワークの目標研削量は、第2図に示すように、
研削工具の押付力により一意的に決まる。したが
つて、目標研削量を得るには、所定の押付力にな
るように、研削工具の押付力を高い精度で制御す
る必要がある。
[Function] The target grinding amount of the workpiece is as shown in Figure 2.
It is uniquely determined by the pressing force of the grinding tool. Therefore, in order to obtain the target amount of grinding, it is necessary to control the pressing force of the grinding tool with high precision so that the pressing force is a predetermined pressing force.

本考案では、持ち上げ力演算手段m4によつ
て、研削工具m2の自重Wと姿勢角Aとから、エ
アシリンダm3の持上力FS=WcosA−Fを演算
し、制御手段m5が、この持ち上げ力FS=
WcosA−Fに基いてエアシリンダm3を駆動す
る。したがつて、研削工具m2により曲面等を研
削仕上する際などに、常に一定の研削量にて研削
することができ、高い精度で目標研削量に従つた
研削加工を行うことができる。
In the present invention, the lifting force calculation means m4 calculates the lifting force FS=WcosA−F of the air cylinder m3 from the dead weight W and attitude angle A of the grinding tool m2, and the control means m5 calculates this lifting force. FS=
Air cylinder m3 is driven based on WcosA-F. Therefore, when grinding a curved surface or the like with the grinding tool m2, it is possible to always grind with a constant amount of grinding, and it is possible to perform grinding according to the target amount of grinding with high accuracy.

また、円盤状の研削工具m2をワークの被研削
面に対して直交する回転軸m1に取り付けた構成
であり、持上力を付勢するのはダンパとしても機
能するエアシリンダm3であるから、研削中に研
削工具m2とワークの被研削面との密着性が良好
に保たれ、振動の発生ということがない。
In addition, the disc-shaped grinding tool m2 is attached to the rotating shaft m1 perpendicular to the surface to be ground of the workpiece, and the lifting force is applied by the air cylinder m3 that also functions as a damper. During grinding, good adhesion between the grinding tool m2 and the surface to be ground of the workpiece is maintained, and no vibration is generated.

これを例えば、特開昭55−164464号公報に記載
された装置の様に、コイルスプリングで研削工具
を付勢する構成とした場合にはコイルスプリング
の共振による振動の問題が考えられる。また、こ
の公報記載の装置の様に、円盤状の砥石の円周面
でワークを研削する構成とした場合には、ワーク
との密着性が不良となつて振動が発生し易い。
For example, if the grinding tool is configured to be biased by a coil spring, as in the device described in Japanese Patent Application Laid-open No. 55-164464, there may be a problem of vibration due to resonance of the coil spring. Further, when the apparatus described in this publication is configured to grind a workpiece with the circumferential surface of a disc-shaped grindstone, the adhesion to the workpiece becomes poor and vibrations are likely to occur.

加えて、この公報記載の装置では、姿勢は姿勢
として制御し、押付力は押付力として制御してお
り、フイードバツク制御によつて押付力と姿勢と
を一定に保つ構成を採用している。押付力につい
てフイードバツク制御するということは、最適値
を中心に上下させて制御することになるから、制
御の行き過ぎ等を生じ、さらに振動を助長するこ
ととなつている。
In addition, in the device described in this publication, the posture is controlled as a posture, the pressing force is controlled as a pressing force, and a configuration is adopted in which the pressing force and posture are kept constant through feedback control. Feedback control of the pressing force means controlling the pressing force by increasing and decreasing it around an optimum value, which results in excessive control and further aggravates vibrations.

本考案は、演算によつてエアシリンダの持上力
を求めて制御するものであり、また特に倣い研削
装置に限つている訳ではないということもあつ
て、こうしたフイードバツク制御を実行しなくて
よいのである。そして、こうしたフイードバツク
制御を実行していないことも振動が発生し難いと
いう顕著な作用を奏する上で重要な構成となつて
いる。
The present invention calculates and controls the lifting force of the air cylinder through calculations, and is not limited to copying grinding devices in particular, so there is no need to perform such feedback control. It is. The fact that such feedback control is not performed is also an important configuration in achieving the remarkable effect of preventing vibrations from occurring.

[実施例] 以下、本考案の一実施例を図面にしたがつて説
明する。第3図において、1はいわゆる門型の加
工機本体で門型の支柱部3には、上下方向に移動
可能な梁材5が架け渡してあり、該梁材5を包み
込むようにヘツド7が設けられている。このヘツ
ド7の下方には、ワーク9を乗せるパレツト10
が設けられており、パレツト10は、移動テーブ
ル12によつて紙面の表裏方向に移動可能になつ
ている。
[Example] An example of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a so-called gate-shaped processing machine main body, and a beam 5 that can be moved in the vertical direction spans a gate-shaped support 3, and a head 7 wraps around the beam 5. It is provided. Below this head 7 is a pallet 10 on which a workpiece 9 is placed.
is provided, and the pallet 10 is movable in the front and back directions of the page by a moving table 12.

上記ヘツド7には、第4図に示すように、アタ
ツチメント20を介してアクチユエータ22によ
り上下動する研摩工具としての砥石24が取り付
けられている。上記アクチユエータ22は、空気
圧により駆動されるピストン、シリンダおよびば
ねから構成されている。
As shown in FIG. 4, a grindstone 24 as a polishing tool is attached to the head 7 and is moved up and down by an actuator 22 via an attachment 20. The actuator 22 is composed of a piston, a cylinder, and a spring driven by air pressure.

上記砥石24の3次元的な移動制御およびアク
チユエータ22の押圧力の制御については、制御
装置30の指令に基いて行なわれる。すなわち、
制御装置30は、入力部31、メインCPU32、
1軸〜6軸を演算制御する1〜6軸CPU41〜
46、6軸CPU46の指令により作動するレギ
ユレーターコントローラ50、電気信号を空気圧
に変換する電空レギユレータ52および空気圧を
電気信号に変換する空電レギユレータ54から構
成されている。
Three-dimensional movement control of the grindstone 24 and control of the pressing force of the actuator 22 are performed based on commands from the control device 30. That is,
The control device 30 includes an input section 31, a main CPU 32,
1st to 6th axis CPU41 which calculates and controls 1st to 6th axes
46, a 6-axis regulator controller 50 that operates according to commands from the CPU 46, an electropneumatic regulator 52 that converts electrical signals to pneumatic pressure, and a pneumatic regulator 54 that converts pneumatic pressure to electrical signals.

つぎに動作について説明する。 Next, the operation will be explained.

なお、以下の説明でカツコで示す番号は第5図
のフローチヤートの処理ステツプを示す。第4図
に示す入力部31に、5軸が動作するためのデー
タと併せて目標研削量を得るための押付力Fのデ
ータが設定され、この入力部31からメイン
CPU32へデータが送られる。CPU32は、6
軸の各データを振り分け(110)、各CPU41〜
46に送る。1〜5軸CPU41〜45では、与
えられたデータを処理し(210)〜(250)、各軸
を動作させ、機械本体の5軸動作を行なう(310)
〜(350)。これと同時に、6軸CPU46には、
上記押付力Fのデータと、砥石24の鉛直方向の
姿勢角Aのデータが送られ、これらのデータに基
いてアクチユエータ22の持上力を演算する
(400)。すなわち、第4図に示すように、砥石2
4等の自重をW、アクチユエータ22の持上力を
FSとすると、持上力FSは、 FS=WcosA−F にて求められる。
In the following explanation, numbers shown in brackets indicate processing steps in the flowchart of FIG. In the input section 31 shown in FIG.
Data is sent to the CPU 32. CPU32 is 6
Distribute each axis data (110), each CPU41 ~
Send to 46. The 1st to 5th axes CPUs 41 to 45 process the given data (210) to (250), operate each axis, and perform the 5th axis operation of the machine body (310).
~(350). At the same time, the 6-axis CPU 46 has
The data on the pressing force F and the vertical attitude angle A of the grindstone 24 are sent, and the lifting force of the actuator 22 is calculated based on these data (400). That is, as shown in FIG.
The dead weight of the 4th grade is W, and the lifting force of the actuator 22 is
FS, the lifting force FS can be found as FS=WcosA−F.

この持上力FSの制御信号は、レギユレーター
コントローラ50に送られ(410)、該コントロー
ラ50は上記制御信号に応じて電空レギユレータ
52を動作させる(420)。これにより、該レギユ
レータ52により駆動されるアクチユエータ22
のシリンダは、持上力FSを発生する(430)。
This control signal for the lifting force FS is sent to the regulator controller 50 (410), and the controller 50 operates the electropneumatic regulator 52 in response to the control signal (420). As a result, the actuator 22 driven by the regulator 52
The cylinder generates a lifting force FS (430).

したがつて、上記構成によれば、砥石24がワ
ーク9の曲面に沿つて移動し、砥石24の姿勢が
傾いてもワーク9への押付力Fを一定にすべくア
クチユエータ22の持上力が制御される。したが
つて、目標研削量が高い精度で実現できる。
Therefore, according to the above configuration, even if the grindstone 24 moves along the curved surface of the workpiece 9 and the attitude of the grindstone 24 is tilted, the lifting force of the actuator 22 is maintained to keep the pressing force F on the workpiece 9 constant. controlled. Therefore, the target grinding amount can be achieved with high accuracy.

なお、アクチユエータ22に加わる圧力を空電
レギユレータ54にて電気信号に変換し、CPU
46にてフイードバツク制御を実行することによ
り、目標研削量の精度をより向上させることがで
きる。
Note that the pressure applied to the actuator 22 is converted into an electrical signal by the pneumatic regulator 54, and the
By executing feedback control in step 46, the accuracy of the target grinding amount can be further improved.

また、フイードバツク制御の手段として、砥石
の回転駆動軸に歪ゲージを設け、この検出信号を
動歪計およびA/D変換器を介してCPUに入力
することにより、直接フイードバツク制御して精
度を高めることもできる。
In addition, as a means of feedback control, a strain gauge is installed on the rotating drive shaft of the grinding wheel, and this detection signal is input to the CPU via a dynamic strain meter and an A/D converter to directly control feedback and improve accuracy. You can also do that.

[考案の効果] 以上説明したように、本考案によれば、研削工
具の自重と姿勢角とからエアシリンダの持上力を
演算し、エアシリンダを駆動して一定の押付力を
得られる様に制御しているから、曲面等を研削仕
上する際などにも、常に一定の研削量にて研削す
ることができ、高い精度で目標研削量に従つた研
削加工を行うことができる。
[Effect of the invention] As explained above, according to the invention, the lifting force of the air cylinder can be calculated from the weight and attitude angle of the grinding tool, and the air cylinder can be driven to obtain a constant pressing force. Therefore, even when grinding and finishing a curved surface, etc., it is possible to always grind at a constant amount of grinding, and grinding can be performed in accordance with the target amount of grinding with high accuracy.

また、円盤状の研削工具をワークの被研削面に
対して直交する回転軸を取り付けたことと、ダン
パとしても機能するエアシリンダにて持上力を付
勢することとしたことに加えて、フイードバツク
制御ではないということからも、研削中に研削工
具とワークの被研削面との密着性を良好に保つこ
とができ、振動が発生するということがない。こ
の結果、極めて精度よく、研削加工を施すことが
できる。
In addition, in addition to attaching a rotating shaft perpendicular to the grinding surface of the workpiece to the disc-shaped grinding tool and applying lifting force using an air cylinder that also functions as a damper, Since it is not a feedback control, it is possible to maintain good adhesion between the grinding tool and the surface to be ground of the workpiece during grinding, and vibrations are not generated. As a result, grinding can be performed with extremely high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案の構成を示す概略構成図、第2
図は本考案の作動を説明するグラフ、第3図は本
考案の一実施例による概略構成図、第4図は同実
施例の要部を示す説明図、第5図は同実施例のフ
ローチヤートである。 m2,24……研削工具(砥石)、m3,22
……エアシリンダ、m4,32……持上力演算手
段(メインCPU)、m5,30……制御手段。
Figure 1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the present invention;
The figure is a graph explaining the operation of the present invention, Figure 3 is a schematic diagram of an embodiment of the invention, Figure 4 is an explanatory diagram showing the main parts of the embodiment, and Figure 5 is a flowchart of the embodiment. It's a chat. m2, 24...Grinding tool (grindstone), m3, 22
...Air cylinder, m4, 32... Lifting force calculation means (main CPU), m5, 30... Control means.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 ワークの被研削面に対して直交する回転軸に取
り付けられた円盤状の研削工具に所望の押付力を
発生させるための持上力を付勢するエアシリンダ
に対して、該持上力を可変制御するとともに、上
記研削工具を3次元的に移動制御する研削工具の
制御装置であつて、 研削工具の自重と姿勢角とからエアシリンダの
付勢方向に作用する研削工具の自重に基づく引下
力を求め、ワークの目標研削量から一意的に定め
られた研削工具の押付力を前記引下力から減算し
た結果を、上記エアシリンダの持上力として演算
する持上力演算手段と、 この持上力演算手段の演算結果に基いて上記エ
アシリンダを駆動する制御手段と、 を具備してなる研削工具の制御装置。
[Scope of Claim for Utility Model Registration] For an air cylinder that applies a lifting force to generate a desired pressing force on a disc-shaped grinding tool attached to a rotating shaft perpendicular to the surface to be ground of a workpiece. A grinding tool control device that variably controls the lifting force and three-dimensionally controls the movement of the grinding tool, which acts in the biasing direction of the air cylinder from the weight and attitude angle of the grinding tool. The pulling force based on the own weight of the grinding tool is determined, and the pressing force of the grinding tool, which is uniquely determined from the target grinding amount of the workpiece, is subtracted from the pulling force, and the result is calculated as the lifting force of the air cylinder. A control device for a grinding tool, comprising: a lifting force calculation means; and a control means for driving the air cylinder based on the calculation result of the lifting force calculation means.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55164464A (en) * 1979-05-30 1980-12-22 Hitachi Zosen Corp Profile grinding controlling method

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