JP2002120134A - 板状体の面取装置及び面取装置のロボット制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】面取り焼けを適切に防止することができ、又
は、所望角度の斜面取りを容易に行うことができる板状
体の面取装置及び面取装置のロボット制御システムを提
供する。 【解決手段】板揃え装置１４によって板揃え位置に位置
決めされたガラス位置をロボット１６により保持し、砥
石装置１８の砥石５４の上方に移送する。そして、その
ガラス板の縁部を砥石５４に接触させると共にガラス板
を移動させて縁部全周を面取加工する。ガラス板と砥石
５４との接触点はクーラントの循環が容易となるように
可変でき、また、ガラス板の断面を所望角度に斜面取り
できるようにガラス板を斜めの角度で砥石５４に当接で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は板状体の面取装置及
び面取装置のロボット制御システムに係り、特にガラス
板の縁部を面取りする板状体の面取装置及び面取装置の
ロボット制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス板の面取装置は、面取加工しよう
とするガラス板を吸着保持手段等によって保持し、その
保持したガラス板の縁部を回転する砥石（面取ホイー
ル）に接触させながらガラス板を移動させて面取加工す
るというものである。面取加工中には、切削面にノズル
からクーラント（加工冷却水）が噴射され、面取り焼け
の発生が防止されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
面取装置においては、ガラス板と砥石との接触点（加工
点）が砥石周面上の決まった点となるようにガラス板の
加工姿勢が制御されている。このため、ガラス板の形状
が例えば凹部を有するような場合に、その凹部での面取
加工中にその凹部よりも突出した部分によってクーラン
トが切削面に当たらなくなり、面取り焼けが生じるとい
う問題があった。

【０００４】また、従来の面取装置においては、ガラス
板の平面と砥石の回転面とを平行にした状態でガラス板
の縁部を砥石周面に接触させるようにしており、ガラス
板の断面を所定の角度に斜面取りしたい場合には、砥石
周面における回転軸方向の傾斜部分にガラス板の断面を
接触させるようにしている。しかしながら、この方法で
は、所望の角度に斜面取りするには限界があった。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、面取り焼けを適切に防止することができ、又
は、所望角度の斜面取りを容易に行うことができる板状
体の面取装置及び面取装置のロボット制御システムを提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、請求項１に記載の発明は、板状体の縁部を
回転する砥石に接触させながら該板状体を移動させるこ
とにより、前記縁部を面取りする板状体の面取装置にお
いて、前記板状体と前記砥石とを接触させる接触点を可
変にしたことを特徴としている。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、板状体の
縁部を回転する砥石に接触させながら該板状体を移動さ
せることにより、前記縁部を面取りする板状体の面取装
置において、前記板状体を砥石の回転面に対して所望の
角度に傾斜させた状態で前記砥石に接触できるようにし
たことを特徴としている。

【０００８】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は請求項２に記載の発明において、板状体を任意の姿
勢で保持できるロボットを用い、該ロボットにより前記
板状体を保持しながら前記砥石に接触させることを特徴
としている。

【０００９】また、請求項４に記載の発明は、板状体を
保持すると共に該板状体の縁部を所定位置で回転する砥
石に接触させて面取りするロボットと、該ロボットの動
作を動作命令データに従って制御するロボットコントロ
ーラと、前記動作命令データを作成するコンピュータと
から成る面取装置のロボット制御システムにおいて、前
記コンピュータは、前記板状体の形状データを定義する
板状体定義手段と、前記定義した形状データに基づいて
前記動作命令データを作成する動作命令データ作成手段
と、前記動作命令データ作成手段によって作成された前
記動作命令データをネットワークを経由して前記ロボッ
トコントローラに転送するデータ転送手段と、を備えた
ことを特徴としている。

【００１０】請求項１に記載の発明によれば、板状体と
砥石との接触点を可変できるようにしたため、板状体の
形状に応じてその接触点を変更することによって、切削
面へのクーラントの供給を適切に行わせることができ、
面取り焼けを防止することができる。

【００１１】また、請求項２に記載の発明によれば、前
記板状体を砥石の回転面に対して所望の角度に傾斜させ
た状態で前記砥石に接触できるようにしたため、所望角
度の斜面取りを容易に行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る板状体の面取装置及び面取装置のロボット制御システ
ムの好ましい実施の形態について説明する。

【００１３】図１の上面配置図に示すように、本発明が
適用されるガラス板の面取装置１０は、主に板揃え装置
１４、ロボット１６、砥石装置１８から構成される。板
揃え装置１４は、面取加工するガラス板を、ロボット１
６によって吸着保持される規定の板揃え位置まで搬送
し、位置決めする装置であり、図２、図３には、それぞ
れ図１中矢印Ａ、Ｂで示す方向から見た板揃え装置１４
の構成が示されている。図２、図３に示すように、板揃
え装置１４には、ガラス板１２が載置される傾斜面２０
が形成されており、この下方には、図１乃至図３に示す
ようにガラス板１２の搬送方向（図３中左方向）に多数
の搬送ローラ２２、２２、…が横１列に並べられて配設
される。各搬送ローラ２２は、図２に示すように傾斜面
２０に垂直な方向を回転軸方向として軸２４の一端に取
り付けられ、その軸２４の他端にはプーリ２６が取り付
けられている。このプーリ２６には、モータ２８の出力
軸に取り付けられたプーリ３０との間でタイミングベル
トがかけられており、それぞれの搬送ローラ２２は、モ
ータ２８の出力軸が回転することによって、同速度で図
３中反時計回りに回転する。ガラス板１２が傾斜面２０
に載置されると、そのガラス板１２の下側縁部が搬送ロ
ーラ２２、２２、…に当接し、ガラス板１２は傾斜面２
０に立てかけられた状態で搬送ローラ２２、２２、…に
よって搬送される。

【００１４】一方、傾斜面２０には、搬送方向に垂直
で、かつ、傾斜面２０内の方向を回転軸方向として多数
のローラ３２、３２、…が配設されており、これによっ
て、傾斜面２０とガラス板１２との摩擦力が低減され、
ガラス板１２が円滑に搬送されるようになっている。

【００１５】例えば、図３に示すように三角形状のガラ
ス板１２を作業者が傾斜面２０に向かって右端の搬入口
２０Ａに立てかけると、ガラス板１２は、搬送ローラ２
２、２２、…によって傾斜面２０に向かって左端の板揃
え位置２０Ｂまで搬送される。ガラス板１２が板揃え位
置２０Ｂまで搬送されると、ガラス板１２の左側縁部が
固定位置決めローラ３４に当接し、所定のスイッチによ
って搬送ローラ２２、２２、…のモータ２８が停止す
る。

【００１６】板揃え位置２０Ｂ近傍には、エアシリンダ
３８が設置されており、そのロッド４０の先端に一対の
押付ローラ４２、４２が支持板４４を介して回動自在に
設けられている。上述のようにガラス板１２が板揃え位
置２０Ｂに搬送されてくると、ロッド４０が伸長されて
ガラス板１２の傾斜縁部が押付ローラ４２、４２によっ
て押さえられる。これによって、ガラス板１２はその下
側縁部、左側縁部、傾斜縁部のそれぞれに当接する搬送
ローラ２２、固定位置決めローラ３４、押付ローラ４
２、４２によって挟まれ、板揃え位置２０Ｂにおいて位
置決めされる。板揃え位置２０Ｂにおいて位置決めされ
たガラス板１２がロボット１６によって取り出される
と、モータ２８が駆動を開始して搬送ローラ２２、２
２、…の回転が再開し、待機している次のガラス板１２
が板揃え位置２０Ｂに搬送され上述と同様にして板揃え
位置２０Ｂで位置決めされる。

【００１７】図１に示されているロボット１６は、上述
のように板揃え装置１４によって板揃え位置２０Ｂに搬
送されて位置決めされたガラス板１２を保持し、その保
持したガラス板１２を砥石装置１８に移送するととも
に、ガラス板１２の縁部全体を砥石装置１８の砥石（面
取ホイール）５４で面取加工するためにガラス板１２の
姿勢を操作する。図４には図１中矢印Ｃで示す方向から
見たロボット１６の構成が示されている。図４に示すよ
うにロボット１６は、６軸の多関節ロボットであり、各
軸Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６を中心に回動可
能となっている。ロボットアームの先端（ロボットハン
ド）には吸着パッド５０が設けられており、この吸着パ
ッド５０により、ガラス板１２を吸着保持する。吸着パ
ッド５０により保持されたガラス板１２は、回転する砥
石５４の上部において、縦置きの状態でその縁部が図５
に示すように砥石５４に当接されるとともに、ガラス板
１２の縁部全周が砥石５４と接触するようにロボット１
６の操作により移動する。これによって、同図に示すよ
うにガラス板１２の縁部に面取り部１２Ａ、１２Ａ及び
端面が形成される。このようにガラス板１２を縦置きの
状態で面取加工することによって、横置きの状態で面取
加工する場合のようにガラス板１２が自重で湾曲すると
いったことがなく、ガラス板１２を真っ直ぐの状態で面
取加工することができる。尚、ロボット１６として、６
軸の多関節ロボット以外に、直角座標ロボット、円筒座
標ロボット、極座標ロボット等の他の動作機構のロボッ
トを使用することもできる。また、砥石５４には、例え
ば、図１３（Ａ）のような外周面の形状を有する総型砥
石が使用されるが、面取加工の研削方式として総形研削
以外にもトラバース研削等の任意の方式を採用すること
ができ、砥石５４には、ガラス板１２の面取形状や研削
方式に応じた外周面形状のものが使用される。図１３
（Ｂ）のようなトラバースタイプや図１３（Ｃ）のよう
なストレートタイプ等の様々な外周面形状の砥石を使用
することが可能である。

【００１８】面取加工が終了したガラス板１２は、ロボ
ット１６でベルトコンベア等の搬送装置（図示せず）ま
で搬送されて、ロボット１６の吸着パッド５０から離さ
れる。

【００１９】ここで、面取加工を行う際のロボット１６
の姿勢について説明すると、吸着パッド５０で保持して
いるガラス板１２を面取加工する際には、そのガラス板
１２に振れが生じないようにロボット１６の姿勢は最も
剛性の高い状態であることが望ましい。図６は、図４で
示した軸Ｓ５の位置（Ｐ点）の可動範囲を曲線Ｍで示し
たものであるが、最も剛性の高いロボット１６の姿勢
は、同図二点鎖線で示す状態である。即ち、Ｐ点の位置
がロボットベースに近く、ロボット可動範囲においてＸ
軸方向にストロークが最大にとれるようなロボット１６
の姿勢で最も剛性が高い。そこで、ロボット１６と砥石
装置１８の砥石５４との配置は、ガラス板１２の周縁部
が砥石５４に当接しているときのロボット１６の姿勢が
上述のように最も剛性の高い姿勢となるように設定され
ている。

【００２０】図１に示される砥石装置１８は、上述の砥
石５４を備え、砥石５４を回転駆動する装置であり、図
７には、図１中矢印Ｄで示す方向から見た砥石装置１８
の構成が示されている。図１及び図７に示すように砥石
５４は、回転自在に支持された軸５６の一端に固定さ
れ、その軸５６の他端にはプーリ５８が固定される。こ
のプーリ５８とモータ６０の出力軸に固定されたプーリ
６２との間にはベルトがかけられる。これにより、モー
タ６０の出力軸が回転すると、砥石５４が回転する。

【００２１】また、砥石装置１８には、面取り焼けを防
止するためにクーラント（加工冷却水）を噴出する冷却
装置（図示せず）が設けられており、図８に示すように
ガラス板１２を面取加工中の砥石５４の上部に向けてノ
ズル６４からクーラントが噴き出されるようになってい
る。

【００２２】次に、上述のロボット１６のロボット制御
システムについて説明する。ロボット制御システムは図
９に示すようにデータ作成システムとしてのパーソナル
コンピュータ（パソコン）７０と、ロボット１６を制御
するロボットコントローラ７２とから構成される。な
お、パソコン７０は、パソコン本体７０Ａやモニタ７０
Ｂ等から構成される。また、パソコン７０とロボットコ
ントローラ７２とは相互にデータのやり取りが可能なよ
うにＬＡＮケーブル７４により接続される。更に、ＬＡ
Ｎケーブル７４には複数の面取装置のロボットコントロ
ーラを接続することも可能であり、パソコン７０で以下
のように作成した動作命令データを複数台のロボットコ
ントローラ７２にダウンロードすることもできる。この
ようなハードウェア構成において、ソフトウェアによる
対応により以下(1) 〜(5) の処理が可能となっている。

【００２３】(1) 本システムでは、面取加工するガラス
板１２の形状を定義するのに以下の２通りの方法が可能
である。１つは、デジタイザーを用い、ガラス板形状の
Ｘ，Ｙ座標値を読み取る方法であり、もう１つはＣＡＤ
機能により、ＣＡＤ図面としてガラス板形状を定義する
方法である。

【００２４】(2) ロボットの基準点と、ガラス板ハンド
リングの基準点、面取装置のユーザ座標系の設定を、パ
ラメータとして設定できる。

【００２５】(3) (1) で定義したガラス板形状を基に、
ロボット動作命令を自動作成し、パソコン７０上のハー
ドディスクに保存可能である。

【００２６】(4) 生成したロボット動作命令データを、
ネットワークを経由し、ロボットコントローラ７２にデ
ータダウンロードできる。

【００２７】(5) 本システムでは、作業者がティーチン
グしたロボット動作データを、ネットワーク経由で、パ
ソコン７０上のＣＡＤデータに取り込むこと（アップロ
ード）が可能である。

【００２８】このような処理を実現するための各種機能
について、本システムを処理ブロックで示した図１０を
参照しながら各機能の処理内容を説明する。

【００２９】(1) 形状入力（図１０のＦ１、Ｆ２の処
理） ・ストリーミングデジタイザーにモデルガラス、又は、
展開板（面取原型が最良）を貼り付け、形状データをパ
ソコン７０に取り込む（図１０のＦ１）。その際、仮の
座標原点を決め、その座標系での各点の座標値を取り込
む。尚、展開板は、板厚１ｍｍ程度のガラス板形状をし
たアルミ板をいう。 ・図面として、形状が定義されている場合は、ＣＡＤの
形状定義機能によりガラス板形状を設定する（図１０の
Ｆ２）。

【００３０】(2) 加工動作定義機能（図１０のＦ３の処
理） ・形状入力により定義されたガラス板形状に対して、面
取開始時のアプローチ軌跡及びエスケープ軌跡を定義す
る。また、その面取ホイール（砥石５４）とガラス板の
接触点が形状のどの部分になるか設定する。

【００３１】(3) 加工条件データ設定機能（図１０のＦ
３の処理） ・面取りの最高速度、アプローチ／エスケープ時の速
度、ドレスインターバル等の条件を設定する。

【００３２】(4) ガラス板のプログラム座標定義（ガラ
ス板ハンドリング位置定義）（図１０のＦ３の処理） ・形状入力により定義されたガラス板形状データに対し
て、ロボット動作のためのプログラム座標系（プログラ
ム原点）を定義する。なお、そのプログラム原点が、ロ
ボットハンドのチャッキング位置になる。

【００３３】(5) 板揃え位置決定（図１０のＦ３の処
理） ・３点ストッパーにより、上記定義されたガラス板形状
に対して、位置決め位置を決定する（プログラムにより
自動決定される）。

【００３４】(6) ロボット動作データ生成機能（図１０
のＦ４の処理） ・前記機能により定義されたデータに基づき、ロボット
動作用データを生成する（ロボット動作データとして、
ファイルを生成する）。

【００３５】(7) データ転送機能（図１０のＦ５の処
理） ・データ作成システム（パソコン７０）と、ロボットコ
ントローラ７２間でデータをやり取りする。データのダ
ウンロード（パソコン→ロボットコントローラ）、アッ
プロード（ロボットコントローラ→パソコン）を行う。

【００３６】(8) 設備条件パラメータ設定機能（図１０
のＦ６の処理） ・ロボット動作の基準点と、面取ホイールの研削点を含
んだユーザ座標系の関係を定義する。また、板揃え装置
の、ガラス板定義面とユーザ座標系との関係も定義でき
る。

【００３７】(9) ティーチングデータ逆変換機能（図１
０のＦ７の処理） ・ロボットのティーチング機能により、変更された動作
データをパソコン７０上にアップロードし、元の形状デ
ータに反映する。形状データとして一元管理される。

【００３８】(10)オートテストプログラム機能 ・設備立ち上げ時、又は、定期検査時設備精度のチェッ
クを行う。軌跡誤差、ガラス受取位置を調整できる。

【００３９】以上の如く構成された本ロボット制御シス
テムにおいて、以下のようなロボット制御が行われる。

【００４０】(1) 加工冷却水（クーラント）の水当たり
制御 ガラス板形状は、多数の点列をもとに、Ｂ−スプライン
曲線により、定義されている。特に、ＮＵＲＢＳ（Non
Uniformed Rational B-spline:非一様有理化ＢＳ）を採
用し、各切削点を算出している。

【００４１】その切削点と面取ホイールとの相対位置関
係を３次元空間上において定義し、クーラントの供給を
行い易い点にコントロールする。図１１（Ａ）に示すよ
うに通常はガラス板Ｇと面取ホイール５４との接触点
は、面取ホイール５４の最上点（Ａ点）となるように制
御されるが、図１１（Ｂ）に示すようにガラス板Ｇ′の
形状が凹部Ｒを有するような場合に、接触点を面取ホイ
ール５４の最上点（Ａ点）とすると、ノズル６４から噴
出されるクーラントが面取ホイール５４の切削面に入り
込むのを阻害され、供給し難くなる。そこで、このよう
な凹部Ｒを面取りする際には接触点を図１１（Ｃ）に示
すようにＢ点に変更することによってクーラントの供給
を行い易くする。

【００４２】(2) ガラス板要求断面に基づくガラス板加
工姿勢制御 求めるガラス板の断面形状が、斜面取りのような形状の
場合、図１２に示すようにガラス板Ｇの加工姿勢を面取
ホイール５４の回転面に対して斜めに変更してその要求
形状を作り出す。ガラス板Ｇの加工姿勢は、ユーザ座標
系の定義により空間上の加工面を設定する。

【００４３】以上、上記実施の形態ではガラス板を保持
して面取ホイールに当接する手段として多関節ロボット
を使用したが、これに限らずどのような手段であっても
よい。

【００４４】また、上記実施の形態では、ガラス板の面
取装置について説明したが、ガラス板に限らず板状体の
面取装置においても本発明は適用できる。

【００４５】

【発明の効果】以上本発明に係る板状体の面取装置及び
面取装置のロボット制御システムによれば、板状体と砥
石との接触点を可変できるようにしたため、板状体の形
状に応じてその接触点を変更することによって、切削面
へのクーラントの供給を適切に行わせることができ、面
取り焼けを防止することができる。

【００４６】また、板状体を砥石の回転面に対して所望
の角度に傾斜させた状態で砥石に接触できるようにした
ため、所望角度の斜面取りを容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるガラス板の面取装置の各装
置の配置を示した上面配置図

【図２】図１に示される板揃え装置の構成を矢印Ａ方向
から示した図

【図３】図１に示される板揃え装置の構成を矢印Ｂ方向
から示した図

【図４】図１に示されるロボットの構成を矢印Ｃ方向か
ら示した図

【図５】ガラス板を砥石で面取りしている様子を示した
図

【図６】ロボットの姿勢についての説明に用いた図

【図７】図１に示される砥石装置の構成を矢印Ｄ方向か
ら示した図

【図８】面取り焼け防止用のクーラントを噴出するノズ
ルを示した図

【図９】ロボット制御システムの構成図

【図１０】ロボット制御システムを処理ブロックで示し
た図

【図１１】面取加工するガラス板と面取ホイールとの接
触点の説明に使用した説明図

【図１２】ガラス板の縁部を斜面取りする場合のガラス
板の加工姿勢を示した図

【図１３】砥石の種類を例示した図

【符号の説明】

１０…面取装置、１２…ガラス板、１４…板揃え装置、
１６…ロボット、１８…砥石装置、５０…吸着パッド、
５４…砥石（面取ホイール）、７０…パソコン、７２…
ロボットコントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市村 勝 神奈川県愛甲郡愛川町角田字小沢上原426 番１ 旭硝子株式会社内 Ｆターム(参考） 3C049 AA03 AB01 AB06 BB06 BC01 CA01 CB03 CB04 3C058 AA03 AB01 AB06 BC01 CA01 CB03 CB04 3F059 AA06 BA03 BA08 FA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板状体の縁部を回転する砥石に接触させな
   がら該板状体を移動させることにより、前記縁部を面取
   りする板状体の面取装置において、 前記板状体と前記砥石とを接触させる接触点を可変にし
   たことを特徴とする板状体の面取装置。
2. 【請求項２】板状体の縁部を回転する砥石に接触させな
   がら該板状体を移動させることにより、前記縁部を面取
   りする板状体の面取装置において、 前記板状体を砥石の回転面に対して所望の角度に傾斜さ
   せた状態で前記砥石に接触できるようにしたことを特徴
   とする板状体の面取装置。
3. 【請求項３】板状体を任意の姿勢で保持できるロボット
   を用い、該ロボットにより前記板状体を保持しながら前
   記砥石に接触させることを特徴とする請求項１又は請求
   項２に記載の板状体の面取装置。
4. 【請求項４】板状体を保持すると共に該板状体の縁部を
   所定位置で回転する砥石に接触させて面取りするロボッ
   トと、該ロボットの動作を動作命令データに従って制御
   するロボットコントローラと、前記動作命令データを作
   成するコンピュータとから成る面取装置のロボット制御
   システムにおいて、 前記コンピュータは、前記板状体の形状データを定義す
   る板状体定義手段と、 前記定義した形状データに基づいて前記動作命令データ
   を作成する動作命令データ作成手段と、 前記動作命令データ作成手段によって作成された前記動
   作命令データをネットワークを経由して前記ロボットコ
   ントローラに転送するデータ転送手段と、 を備えたことを特徴とする面取装置のロボット制御シス
   テム。