CN109414794A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

一种研磨装置（10），具备：在梢端具有研磨工件（40）的研磨构件（30）且使所述研磨构件（30）进行直线往复运动的第一臂（13）；以及在梢端具有把持所述工件（40）的把持部（20）且藉由旋转往复运动摇动所述工件（40）的第二臂（13）。

Description

研磨装置

技术领域

本发明涉及研磨工件以进行去毛边或倒角等的研磨装置。

背景技术

以往，作为去毛边装置已知例如专利文献1所示的去毛边装置。在该去毛边装置上，相向于工件的端面周缘地设置磨石，旋转驱动磨石，使磨石沿着工件的端面周缘移动。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2016-078199号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

在专利文献1的去毛边装置中，由于仅研磨工件的端面周缘，因此在也想研磨与此连接的工件端面时，为了改变磨石相对工件的位置必须重新安装磨石，较费工夫。又，存在以旋转的磨石无法研磨微细处及具有平滑性的地方等情形。

本发明为了解决如上述般的课题而形成，其目的在提供一种可简单进行微细处的去毛边、倒角等研磨的研磨装置。

解决问题的手段：

为了达成上述目的，根据本发明一形态的研磨装置，具备：在梢端具有研磨工件的研磨构件且使所述研磨构件进行直线往复运动的第一臂；以及在梢端具有把持所述工件的把持部且藉由旋转往复运动摇动所述工件的第二臂。

由此，可对工件的角及与其连接的面进行研磨，将毛边等除去。又，藉由直线往复运动的研磨构件，可使微细处在维持平滑性的同时进行研磨从而将其毛边等除去。此外，第一臂及第二臂的动作单纯是直线往复运动及旋转往复运动，故容易教示（教导）这些动作。

此研磨装置中也可以是，所述第二臂藉由以与所述研磨构件直线往复运动的方向正交的轴为中心进行旋转往复运动来摇动所述工件。由此，可有效研磨工件的边及与其连接的角。

此研磨装置中也可以是，所述第一臂具有多个所述研磨构件；多个所述研磨构件以所述第一臂的轴为中心在周向上相距间隔地配置并转动。由此，能藉由以第一臂的轴为中心转动多个研磨构件，从而相对于工件以规定的位置关系配置研磨构件。

此研磨装置中也可以是，所述第一臂还具有吸附部；所述吸附部将吸附的所述工件供给至所述把持部。由此，即使是较小的工件、较薄的工件亦能由吸附部吸附并供给至把持部。

此研磨装置中也可以是，所述第一臂还具有摄影机；基于所述摄影机拍摄的图像进行所述吸附部所吸附的所述工件和所述把持部的位置对准。由此，可基于摄影机拍摄的工件的图像，将工件与把持部配置为规定的位置关系。

此研磨装置中也可以是，由具备所述第一臂及所述第二臂的机器人构成。由此，藉由使用可替换梢端的通用机器人，仅需替换梢端即可进行工件的研磨作业。

发明效果：

本发明具有以上说明的结构，发挥能简单进行微细处的去毛边、倒角等研磨的效果。

附图说明

图1是示意性示出应用了根据实施形态1的研磨装置的机器人的一例的整体结构的俯视图；

图2是示意性示出图1的机器人的控制装置的结构的功能框图；

图3是示意性示出由摄影机拍摄工件的状态的立体图；

图4是示意性示出将吸附部所吸附的工件供给至把持部的状态的立体图；

图5是示意性示出以第一研磨构件研磨工件的状态的立体图；

图6是示意性示出以第二研磨构件研磨工件的状态的立体图；

图7的图7A是工件的立体图。图7的图7B是从底端侧观察工件的俯视图。图7的图7C是从工件底端侧观察使工件同轴摇动的状态的俯视图。图7的图7D是从工件底端侧观察使工件偏心摇动的状态的俯视图。图7的图7E是从工件底端侧观察以研磨构件研磨切口面的状态的俯视图。图7的图7F是从工件底端侧观察以研磨构件研磨与切口面连接的角的状态的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明优选实施形态。另外，以下在所有附图中，对于相同或相当的要素标以相同的参照符号，省略其重复说明。又，为了易于理解，将各构成要素以示意方式示出。另外，将一对臂张开的方向称为左右方向，将平行于基轴的方向称为上下方向，将正交于左右方向及上下方向的方向称为前后方向。

（实施形态1）

根据本实施形态1的研磨装置10是可研磨工件40（图3）以进行去毛边或倒角等的装置。对由图1所示的机器人11构成根据本发明的研磨装置10的情形加以说明。但研磨装置10并不限定于由机器人11构成。另外，关于此机器人11，虽说明水平多关节型的双臂机器人，但亦可采用水平多关节型、垂直多关节型等其它机器人。

机器人11如图1所示，具备：转向架12；支持于转向架12的一对机器臂（以下，有仅记载为“臂”的情形）13、13；容纳于转向架12内的控制装置14。各臂13是水平多关节型机器臂，具备臂部15，腕部17，和手部18、19。另外，左方的臂13及右方的臂13除了手部18、19以外可实质为相同构造。又，左方的臂13及右方的臂13可独立动作或彼此关连动作。

臂部15在本例中由第一连杆15a及第二连杆15b构成。第一连杆15a藉由旋转关节J1而与固定于转向架12的上表面的基轴16连结，可绕通过基轴16的轴心的旋转轴线L1转动。第二连杆15b藉由旋转关节J2而与第一连杆15a的梢端连结，可绕规定在第一连杆15a的梢端上的旋转轴线L2转动。

腕部17藉由直动关节J3而与第二连杆15b的梢端连结，可相对于第二连杆15b升降移动。各手部18、19藉由旋转关节J4而与腕部17的下端连结，可绕规定在腕部17的下端上的旋转轴线L3转动。此实施形态中，旋转轴线L3在上下方向延伸。

右方手部18由使右方手部18在腕部17可装卸的安装部18a及把持工件40的把持部20构成，把持部20设于右方的臂（第二臂）13的梢端。另外，关于右方手部18的详细情况见后述。

左方手部19由使左方手部19在腕部17可装卸的安装部19a及研磨工件40的研磨构件30构成，研磨构件30设于左方的臂（第一臂）13的梢端。另外，关于左方手部19的详细情况见后述。

左方手部19也可进一步具有吸附工件40的吸附部31，吸附部31设于左方的臂（第一臂）13的梢端。吸附部31通过配管35而与真空产生装置36连接。真空产生装置36例如是真空泵、CONVUM（注册商标）等在吸附部31产生负压的装置，设于转向架12、臂13。在配管35上例如设有开闭阀（未图示）。藉由开闭阀使配管35开放及关闭，据以进行吸附部31的吸附及其解除。此真空产生装置36的动作及开闭阀的开闭由控制装置14控制。由此，真空产生装置36通过吸附部31吸引，可吸附工件40。

上述结构的各臂13具有各关节J1～J4。而且，在臂13上，以对应于各关节J1～J4的形式，设有驱动用伺服马达（未图示）及检测该伺服马达的旋转角的编码器（未图示）。又，两条臂13、13的第一连杆15a、15a的旋转轴线L1在同一直线上，一方的臂13的第一连杆15a与另一方的臂13的第一连杆15a上下设有高低差地配置。

控制装置14如图2所示，具备CPU等运算部14a，ROM、RAM等存储部14b，伺服控制部14c。控制装置14是具备例如微控制器等计算机的机器人控制器。另外，控制装置14可由集中控制的单一控制装置14构成、也可由彼此协同动作而进行分散控制的多个控制装置14构成。

在存储部14b存储有作为机器人控制器的基本程序、各种固定数据等信息。运算部14a藉由读取并实行存储于存储部14b的基本程序等软件来控制机器人11的各种动作。亦即，运算部14a生成机器人11的控制指令，并将该控制指令输出至伺服控制部14c。伺服控制部14c基于运算部14a生成的控制指令，控制与机器人11的各臂13的关节J1～J4对应的伺服马达的驱动。

接着，参照图3～图6对右方手部18及左方手部19进行说明。另外，图3～图6中，为了容易理解而省略配管35。又，此处虽是右方手部18由把持部20构成、左方手部19由研磨构件30构成，但亦可以是右方手部18由研磨构件30构成、左方手部19由把持部20构成。

左方手部19由研磨构件30、吸附部31、摄影机32构成。它们分别安装于基台（左基台）33。左基台33与腕部17连接，以在上下方向延伸的旋转轴线L3（图1）为中心而转动。

研磨构件30在左方手部19具备一个或多个（本实施形态中为三个）。例如，三个研磨构件30由第一研磨构件30a、第二研磨构件30b、第三研磨构件30c构成，以臂13的轴为中心在周向相距间隔地配置，以该轴为中心转动。此机器人11中，臂13的轴是在腕部17的上下方向延伸的、腕部17的旋转轴线L3。

第一研磨构件30a例如是在金属线等的表面附有磨粒或细小的多个槽、突起的线锉刀。第一研磨构件30a也可以是可变形的。第一研磨构件30a在上下方向延伸，其上下端分别固定于C字状的第一支持构件34a，通过第一支持构件34a安装于左基台33。第一支持构件34a相对于腕部17的轴在径向延伸。

第二研磨构件30b及第三研磨构件30c是平坦的锉刀，也可以例如是由尼龙等树脂薄织形成的布锉刀亦可。此情况下，第二研磨构件30b及第三研磨构件30c也可以是柔软的、具有伸缩性及可挠性、可变形。例如，它们与作为研磨对象的后述切口面40e相同或比其大，在上下方向延伸的纵尺寸最长，与上下方向正交的方向的厚度尺寸最短。

第二研磨构件30b配置于第一研磨构件30a与第三研磨构件30c之间，形成为网目比第三研磨构件30c的粗。第二研磨构件30b固定于C字状的第二支持构件34b，通过第二支持构件34b安装于左基台33。第三研磨构件30c固定于C字状的第三支持构件34c，通过第三支持构件34c安装于左基台33。第二研磨构件30b及第三研磨构件30c配置为其厚度方向与以腕部17的轴为中心的周向一致。第二研磨构件30b及第三研磨构件30c的各研磨面，以及第二支持构件34b及第三支持构件34c相对于腕部17的轴在径向延伸。

吸附部31例如将工件40从第一托板41供给至把持部20，或使研磨后的工件40从把持部20移动向第二托板42。吸附部31的梢端是由橡胶等弹性材料形成的吸附垫，具有向下方开口的罩（cap）形状。吸附部31以其开口朝向下方的形式安装于第二支持构件34b的下表面上。但吸附部31的位置只要在左方手部19中位于下部，并不限定于上述位置。例如也可以设置于第一支持构件34a、第三支持构件34c或摄影机32的下表面等。

吸附部31通过第二支持构件34b及左基台33而与腕部17连接。由此，吸附部31因以在上下方向延伸的轴为中心的腕部17的转动从而转动，吸附部31的方向及吸附于吸附部31的工件40的方向在与上下方向正交的面上改变。

摄影机32拍摄第一托板41上的工件40，将拍摄的图像输出至控制装置14。控制装置14解析图像并判定工件40的方向。摄影机32以从各研磨构件30相距间隔、相对于腕部17的轴在径向延伸的形式，安装于左基台33。

右方手部18由把持部20构成，把持部20安装于基台（右基台）24。右基台24与腕部17连接，以在上下方向延伸的轴为中心藉由腕部17的转动而转动。

把持部20例如具有一对夹持构件21。一对夹持构件21在与上下方向正交的方向上延伸，通过调整构件23安装于右基台24。又，摇动构件22与一对夹持构件21连接。

摇动构件22与致动器（未图示）等连接，一对夹持构件21可旋转往复运动地安装于把持部20。在旋转往复运动中，一对夹持构件21也可以是，以在与上下方向正交的方向上延伸的轴为中心，以规定角度往复转动。由此，一对夹持构件21以在与上下方向正交的方向上延伸的轴为中心，沿着圆弧移动。另外，摇动的轴并不限定于与上下方向正交的方向。

例如，如图7C及图7D所示，工件40以相对于后述研磨构件30直线往复运动的方向（箭头的方向）正交的旋转轴（黑圆圈）为中心进行旋转往复运动。此旋转轴可如图7C所示，相对于工件40设置为同轴，也可以如图7D所示，从工件40离开而偏心设置。另外，旋转往复运动的旋转轴并不限定于与直线往复运动的方向正交的方向。

调整构件23与致动器（不图标）等连接，以直线移动且一对夹持构件21彼此的间隔发生变化的形式，与一对夹持构件21的一方或双方连接。藉由此调整构件23，一对夹持构件21缩小彼此的间隔而将工件40夹住并把持。

接着，参照图3～图7对利用上述结构的机器人11进行的研磨工件40以去毛边、倒角等的方法进行说明。此方法由控制装置14控制。

如图3所示，在机器人11的前方左侧配置有第一托板41，在第一托板41上配置有工件40。又，在机器人11的前方右侧配置有第二托板42。

工件40如图7A所示，例如是平板矩形状的零件，在中央设有贯通孔40b，且设有使此贯通孔40b与一端连接的细缝40c。另外，图7B～图7F中，为了容易理解，将细缝40c的宽度放大描绘。

如图7A所示，工件40例如是使用于缝纫机的线导引件，由陶瓷形成。工件40通常在因烧结而硬化前被研磨。工件40是大致矩形状的大致平板零件，具有一对相向的主面。将此工件40的一端称为底端40a，将平行于底端40a且相向的端称为顶端，将位于底端40a与顶端之间且与它们的两个端称为侧端。

工件40上设有贯通孔40b及细缝40c。贯通孔40b例如是圆柱形状，贯通一对主面间，由内周面40d包围。在贯通孔40b与底端40a之间设有细缝40c。如图7B所示，若从工件底端40a观察工件40，则细缝40c是从一方主面到另一方主面、从一方侧端向另一方侧端的倾斜切口，由一对切口面40e之间的间隙形成。各切口面40e设置为平坦且相对于各主面倾斜。细缝40c的宽度例如是缝纫机线的直径程度的尺寸。

在这样的工件40上，缝纫机线通过一对切口面40e间的细缝40c，插入由内周面40d包围的贯通孔40b。因此，此时为了避免缝纫机线因摩擦而断掉，需要研磨贯通孔40b的内周面40d及与其连接的角、以及切口面40e及与其连接的角。然而，此研磨范围不在同一面上，且细致又非常复杂。

因此，首先通过臂部15及腕部17移动左方手部19，以使摄影机32位于第一托板41的工件40上。通过摄影机32拍摄工件40，将其图像输出向控制装置14。

而且，通过腕部17转动左基台33，使吸附部31移动至所拍摄的工件40上。通过腕部17使吸附部31下降，由吸附部31吸附工件40。通过腕部17使吸附部31吸附的工件40上升，并通过臂部15移动工件40，通过腕部17及手臂部15将工件40从第一托板41搬送向把持部20。

此时，控制装置14基于由摄影机32拍摄的工件40的图像判定工件40的方向，基于判定结果进行工件40与把持部20的位置对准。例如，如图4所示，以工件40的顶端成为调整构件23侧，工件40的侧端配置于一对夹持构件21间的形式改变工件40的方向。

而且，以一对夹持构件21夹持工件40，吸附部31解除吸附，由把持部20把持工件40。此时，工件40的底端40a位于左方手部19侧。

如图5所示，使第一研磨构件30a从工件40的底端40a通过细缝40c插入贯通孔40b。使第一研磨构件30a接触贯通孔40b的内周面40d，并使第一研磨构件30a藉由腕部17而在上下方向往复移动。此时，如图7C或图7D所示，以摇动构件22摇动把持部20。由此，工件40因摇动构件22的旋转往复运动而摇动。摇动构件22的轴在与第一研磨构件30a直线往复运动的方向正交的方向（本实施形态中为左右方向）延伸。

由此，在包围工件40的内周面40d及与其连接的角的规定范围整体接触第一研磨构件30a的同时，第一研磨构件30a进行直线往复运动。因此，能整体研磨工件40的贯通孔40b的规定范围以进行去毛边或倒角。

接着，使第一研磨构件30a往左侧移动，从工件40的贯通孔40b通过细缝40c抽出。而且，藉由以腕部17的轴为中心转动，第二研磨构件30b取代第一研磨构件30a位于工件40之前。

如图6所示，使第二研磨构件30b向把持部20侧移动，插入细缝40c。此时亦使第二研磨构件30b接触细缝40c的切口面40e，使第二研磨构件30b在上下方向往复移动，并藉由摇动构件22摇动把持部20。由此，如图7C或图7D所示，在工件40以摇动构件22的轴为中心往复旋转摇动的同时，工件40的第二研磨构件30b进行直线往复运动。

因此，如图7E所示，第二研磨构件30b平行地接触平坦的切口面40e，且如图7F所示，第二研磨构件30b亦接触与切口面40e连接的角。此处，由于第二研磨构件30b是以柔软的布锉刀等形成，故第二研磨构件30b可沿着与切口面40e连接的角变形以研磨角。如此，能整体研磨工件40的切口面40e及与其连接的角以更切实地进行去毛边或倒角等。

另外，同样地，使第二研磨构件30b向左侧移动，通过工件40的细缝40c抽出。而且，使腕部17以其轴为中心转动，使第三研磨构件30c向工件40前移动。将此第三研磨构件30c插入细缝40c，接触细缝40c的切口面40e。在此，使第三研磨构件30c在上下方向往复移动的同时，使把持部20藉由摇动构件22摇动。由此，可藉由第三研磨构件30c对工件40的切口面40e及与其连接的角进行整体研磨以更切实地进行去毛边或倒角。

使如此研磨后的工件40的上表面再度被吸附部31吸附。又，放宽一对夹持构件21的间隔，解除由把持部20进行的工件40的把持。由此，以吸附部31保持工件40，并从把持部20向第二托板42搬送。

根据上述结构，使研磨构件30进行直线往复运动，且藉由以与研磨构件30直线往复运动的方向正交的轴为中心的旋转往复运动来摇动工件40。由此，不仅是边缘等的一部分，还包含其周围地研磨工件40，故可简单且切实地进行去毛边及倒角。

又，各研磨构件30，在上下方向呈直线状较长延伸，在与上下方向正交的厚度方向较薄。此外，各研磨构件30在上下方向进行直线往复运动。由此，能在工件40上将贯通孔40b及细缝40c等窄小处研磨得平滑。

此外，若欲将一方的臂13固定而仅移动另一方的臂13从而进行同样的动作，则势必要对可动部教示复杂的动作。相对于此，由于单纯地，第一臂13的动作是直线往复运动，第二臂13的动作是直线往复运动及旋转往复运动，故容易教示（教导）这些动作。

多个研磨构件30，以臂13的轴为中心在周向相距间隔地配置，以此轴为中心转动。因此，藉由以臂13的轴为中心使左方手部19转动，可使工件40与位于工件40前的研磨构件30的位置关系固定。因此，无需调整研磨构件30相对于工件40的位置。

此外，吸附部31将吸附的工件40供给至把持部20。例如，即使是厚度较薄的工件40亦可藉由吸附部31切实且简单地取得工件40，并供给至把持部20。

又，基于由摄影机32拍摄的图像来进行吸附部31所吸附的工件40与把持部20的位置对准。由此，把持部20以规定方向把持工件40，故可使把持部20所把持的工件40与配置于规定方向的各研磨构件30的方向的关系固定。因此，能以规定角度使各研磨构件30接触工件40并进行研磨。

此外，研磨装置10由具备第一臂13及第二臂13的机器人11构成。此研磨装置10中，把持部20通过安装部18a可装卸地安装于右方臂13的腕部17，各研磨构件30通过安装部19a可装卸地安装于左方臂13的腕部17。藉由使用像这样可替换把持部20及各研磨构件30等的梢端的通用机器人11，仅替换梢端即可进行工件40的研磨作业。

另，上述实施形态中，右方手部18通过安装部18a与腕部17连结，但右方手部18亦可直接与腕部17连结。又，左方手部19通过安装部19a与腕部17连结，但左方手部19亦可直接与腕部17连结。

由以上说明，对本领域技术人员，可明确本发明的多处改良或其它实施形态。因此，上述说明应仅作为例示来解释，是以向本领域技术人员教导执行本发明的最优形态为目的而提供的说明。在不脱离本发明主旨的前提下，可实质变更其构造及/或功能的详细内容。

工业应用性：

本发明作为可简单进行微细处的去毛边或倒角等研磨的研磨装置有用。

符号说明：

10 研磨装置；

11 机器人；

13 臂；

20 把持部；

22 夹持构件；

30 研磨构件；

30a 第一研磨构件（研磨构件）；

30b 第二研磨构件（研磨构件）；

30c 第三研磨构件（研磨构件）；

31 吸附部；

32 摄影机；

40 工件。

Claims (6)

1.一种研磨装置，其特征在于，

具备：在梢端具有研磨工件的研磨构件且使所述研磨构件进行直线往复运动的第一臂；以及

在梢端具有把持所述工件的把持部且藉由旋转往复运动摇动所述工件的第二臂。

2.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，

所述第二臂藉由以与所述研磨构件直线往复运动的方向正交的轴为中心进行旋转往复运动来摇动所述工件。

3.根据权利要求1或2所述的研磨装置，其特征在于，

所述第一臂具有多个所述研磨构件；

多个所述研磨构件以所述第一臂的轴为中心在周方向上相距间隔地配置并转动。

4.根据权利要求1至3的任一项所述的研磨装置，其特征在于，

所述第一臂还具有吸附部；

所述吸附部将吸附的所述工件供给至所述把持部。

5.根据权利要求4所述的研磨装置，其特征在于，

所述第一臂还具有摄影机；

基于所述摄影机拍摄的图像进行所述吸附部所吸附的所述工件和所述把持部的位置对准。

6.根据权利要求1至5的任一项所述的研磨装置，其特征在于，

由具备所述第一臂及所述第二臂的机器人构成。