JP2006062072A - Automatic polishing device for three-dimensional free curved surface with electrolytic abrasive grains - Google Patents

Automatic polishing device for three-dimensional free curved surface with electrolytic abrasive grains Download PDF

Info

Publication number
JP2006062072A
JP2006062072A JP2005050619A JP2005050619A JP2006062072A JP 2006062072 A JP2006062072 A JP 2006062072A JP 2005050619 A JP2005050619 A JP 2005050619A JP 2005050619 A JP2005050619 A JP 2005050619A JP 2006062072 A JP2006062072 A JP 2006062072A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
tool
dimensional free
touch sensor
form surfaces
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005050619A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Kiyomiya
紘一 清宮
Tomoya Ueda
朋也 上田
Kozue Uchida
こずえ 内田
Toshio Mori
敏夫 森
Tsutomu Oishi
勉 大石
Masanao Sugiyama
正尚 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SUGIYAMA SHOJI KK
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Misuzu Industries Corp
Original Assignee
SUGIYAMA SHOJI KK
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Misuzu Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SUGIYAMA SHOJI KK, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST, Misuzu Industries Corp filed Critical SUGIYAMA SHOJI KK
Priority to JP2005050619A priority Critical patent/JP2006062072A/en
Publication of JP2006062072A publication Critical patent/JP2006062072A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic polishing device for polishing a work of component parts each having a plurality of three-dimensional free curved surfaces with electrolytic abrasive grains. <P>SOLUTION: The automatic polishing device using electrolytic abrasive grains is to polish a work of component parts each having a plurality of three-dimensional free curved surfaces using a plurality of polishing tools corresponding to the respective curved surfaces to be polished, in such a manner that the work and the polishing tools rotating are moved in the X-, Y-, and Z-direction while the tools are set mating with the respective curved surfaces, and a series of polishing motions are conducted on the basis of the data entered into a control device, whereby precision polishing not impairing the shape of the work using a minute processing margin can be achieved as well as a polishing process with a high quality and high efficiency assured compatibly to any free curved surface having a complicated irregularity surface can be established. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は金属材料からなる部材の3次元自由曲面を鏡面研磨するための電解砥粒自動研磨装置に関するものである。 The present invention relates to an automatic abrasive polishing apparatus for mirror polishing a three-dimensional free-form surface of a member made of a metal material.

被加工物が、例えば金型その他の複雑な凹凸表面を有する金属部材等のような任意の自由曲面を鏡面研磨するものとして、電解により被加工物表面に生じる不働態皮膜を砥粒で除去し、それによって被加工物表面を鏡面研磨するようにした電解砥粒研磨装置が提案されている。(特許文献1参照)。
特公平4−20727号公報(特許請求の範囲の請求項1、2頁4欄〜4頁7欄、および第3図)
Assuming that the workpiece is mirror-polished on an arbitrary free-form surface such as a metal member having a complex uneven surface such as a mold, the passive film generated on the workpiece surface by electrolysis is removed with abrasive grains. Thus, there has been proposed an electrolytic abrasive polishing apparatus in which the surface of a workpiece is mirror-polished. (See Patent Document 1).
Japanese Examined Patent Publication No. 4-20727 (claims, claims 1, page 2, column 4 to page 4, column 7, and Fig. 3)

しかしながら、上記の従来技術は、以下の問題点を有するものであった。
(1)任意の自由曲面というものの、その曲面は大きなうねりに追従するものを想定しており、複数の3次元曲面を有する自由曲面は想定していない。
(2)従って狭いところを研磨するに適していない。
(3)また、電動工具は研磨体と駆動モーターが一体となっているので、大きく、また重量が重く、電動工具を手動で研磨するのはやり難い。
(4)手動で研磨する場合、巻き込み、跳ね返り等の問題があり、安全上も問題となる。
(5)また、手作業による研磨であるので安定して一定の表面粗さの研磨をすることは難しい。
However, the above prior art has the following problems.
(1) Although it is an arbitrary free-form surface, it is assumed that the curved surface follows a large undulation, and a free-form surface having a plurality of three-dimensional curved surfaces is not assumed.
(2) Therefore, it is not suitable for polishing a narrow area.
(3) Moreover, since the polishing tool and the drive motor are integrated, the power tool is large and heavy, and it is difficult to manually polish the power tool.
(4) When polishing manually, there are problems such as entrainment and rebound, which is also a safety issue.
(5) Further, since the polishing is performed manually, it is difficult to stably polish with a certain surface roughness.

そこで、本発明は上述した点に鑑み、複数の3次元自由曲面を有する部材を自動で研磨できる3次元自由曲面の電解砥粒自動研磨装置を提供することを目的とするものである。 In view of the above, the present invention has an object to provide a three-dimensional free-form electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus capable of automatically polishing a member having a plurality of three-dimensional free-form surfaces.

本発明の電解砥粒自動研磨装置は、複数の3次元自由曲面を有するパーツと、該パーツの複数の3次元自由曲面のそれぞれに対応した複数の研磨工具を用意し、該パーツの複数の3次元自由曲面の1つを該パーツの複数の3次元自由曲面の1つに対応した1つの研磨工具を用いて該パーツと回転する該1つの研磨工具とをX方向、Y方向、Z方向に動かして該パーツの該1つの3次元自由曲面を電解砥粒研磨し、続いて該パーツの他の複数の3次元自由曲面のそれぞれを該パーツの該他の複数の3次元自由曲面に対応した他の研磨工具を用いて該パーツと回転する該他の研磨工具とをX方向、Y方向、Z方向に動かして該パーツの該他の3次元自由曲面を電解砥粒研磨する一連の動作を制御装置に入力されたデータに基づき自動的に行うことにより、複数の3次元自由曲面を有する該パーツの電解砥粒自動研磨を実現し、微小な取りしろでワークの形状を崩さない精密な研磨と、複雑な凹凸表面を有する任意の自由曲面に対し、高品質、高能率を両立した研磨加工を可能にしたことを特徴とする。 The electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus of the present invention prepares a plurality of parts having a plurality of three-dimensional free-form surfaces and a plurality of polishing tools corresponding to each of the plurality of three-dimensional free-form surfaces of the parts. Using one polishing tool corresponding to one of a plurality of three-dimensional free-form surfaces of the part as one of the three-dimensional free-form surfaces, and rotating the single polishing tool in the X, Y, and Z directions Move the one 3D free-form surface of the part to electrolytic abrasive polish, and then each of the other 3D free-form surfaces of the part correspond to the other 3D free-form surfaces of the part A series of operations for electrolytically polishing the other three-dimensional free-form surface of the part by moving the other polishing tool rotating with the part in the X, Y, and Z directions using another polishing tool Automatically based on data input to the control unit In addition, it realizes automatic polishing of electrolytic abrasive grains of parts with multiple three-dimensional free-form surfaces, for precise polishing that does not destroy the shape of the workpiece with a small margin, and for arbitrary free-form surfaces with complicated uneven surfaces It is characterized by enabling high-quality and high-efficiency polishing.

上記の構成によれば、複数の3次元自由曲面を有する該パーツを該パーツの該複数の3次元自由曲面に対応する複数の研磨工具を用いて、該パーツと回転する該研磨工具とをX、Y、及びZ方向に動かして電解砥粒研磨する一連の作業を自動的に行うことにより、複数の3次元自由曲面を有する該パーツの電解砥粒自動研磨を実現したものであり、微小な取りしろでワークの形状を崩さない精密な研磨と、複雑な凹凸表面を有する任意の自由曲面に対し、高品質、高能率を両立した研磨加工を可能にした画期的な研磨を提供するものである。
また、手作業による電解砥粒研磨に比べて、作業者の熟練を必要とせず安定した研磨面が得られ、大幅な研磨時間の短縮と人手なしで一日24時間稼動が可能になるという手作業に比べて画期的な効果をもたらすものである。
According to the above configuration, the part having a plurality of three-dimensional free-form surfaces is converted to the part and the polishing tool rotating by using the plurality of polishing tools corresponding to the plurality of three-dimensional free-form surfaces of the parts. By automatically performing a series of operations for electrolytic abrasive polishing by moving in the Y, Y and Z directions, automatic abrasive polishing of the part having a plurality of three-dimensional free-form surfaces is realized. Providing revolutionary polishing that enables high-quality and high-efficiency polishing for precise polishing that does not break the shape of the workpiece, and any free-form surface with a complex uneven surface. It is.
In addition, compared to manual electrolytic abrasive polishing, a stable polished surface can be obtained without requiring operator skill, and the polishing time can be greatly reduced and operation can be performed 24 hours a day without human intervention. Compared to work, it has an epoch-making effect.

更に、本発明の電解砥粒自動研磨装置は、上記の請求項1において、該1つのスピンドルにチャッキングされた研磨工具の形状を自動的に計測するタッチセンサーを備え、該タッチセンサーは該1つのスピンドルにチャッキングされた研磨工具の長さを測定する工具長測定用タッチセンサーまたは/および該1つのスピンドルにチャッキングされた研磨工具の径を測定する工具径測定用タッチセンサーであり、該工具長測定用タッチセンサーは工具の長さ方向に直角な先端面を該タッチセンサーに押し付け、所定の荷重になったときの工具主軸付根からタッチセンサー接触面の距離(α)を測定するものであり、該工具径測定用タッチセンサーは、工具径の外周面をセンサに押し付け所定の荷重になったときの工具径中心からタッチセンサー接触面までの距離(β)を測定するものであり、該工具長測定用タッチセンサーで測定された工具長、及び該工具径測定用タッチセンサーで測定された工具径に基づき、該複数の3次元自由曲面を有するパーツと該研磨工具の接触面との距離が該α、βになるように自動的に研磨することを特徴とする。 Furthermore, the electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus according to the present invention further comprises a touch sensor that automatically measures the shape of the polishing tool chucked on the one spindle. A tool length measurement touch sensor for measuring the length of a polishing tool chucked on one spindle and / or a tool diameter measurement touch sensor for measuring a diameter of a polishing tool chucked on the one spindle, The touch sensor for measuring the tool length measures the distance (α) of the touch sensor contact surface from the root of the tool spindle when a predetermined load is applied by pressing the tip surface perpendicular to the tool length direction against the touch sensor. Yes, the touch sensor for measuring the tool diameter is the touch sensor from the center of the tool diameter when the outer diameter surface of the tool diameter is pressed against the sensor and a predetermined load is reached. The distance (β) to the touch surface is measured. Based on the tool length measured by the tool length measurement touch sensor and the tool diameter measured by the tool diameter measurement touch sensor, the plurality of 3 It is characterized in that the polishing is automatically performed so that the distance between the part having a dimensional free-form surface and the contact surface of the polishing tool becomes α and β.

上記の構成によれば、研磨工具は所定の被加工物に対して常に所定の荷重(研磨圧力)で研磨することができ、均一な研磨を可能にし、研磨工具の位置合わせも自動で行うので、作業者の熟練を必要としない。 According to the above configuration, the polishing tool can always polish a predetermined workpiece with a predetermined load (polishing pressure), enables uniform polishing, and automatically aligns the polishing tool. Does not require skilled workers.

更に、本発明の電解砥粒自動研磨装置は、上記の請求項1、及び2において、上記のタッチセンサーによる工具長(α)、及び工具径(β)の測定を所定のサイクルで行い、その測定結果に基づき、該複数の3次元自由曲面を有するパーツと該研磨工具の接触面との距離が該α、βになるように自動的に研磨することを特徴とする。 Furthermore, the electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus of the present invention according to claims 1 and 2 performs measurement of the tool length (α) and the tool diameter (β) by the touch sensor in a predetermined cycle. Based on the measurement result, the polishing is automatically performed so that the distance between the parts having the plurality of three-dimensional free-form surfaces and the contact surface of the polishing tool becomes α and β.

上記の構成によれば、例えば、研磨中での研磨工具の磨耗による研磨圧力の変化に対しても、自動的に研磨工具の磨耗による研磨圧力を補正し、常に同じ研磨圧力で研磨できるものである。 According to the above configuration, for example, even when the polishing pressure changes due to wear of the polishing tool during polishing, the polishing pressure due to wear of the polishing tool is automatically corrected, and polishing can always be performed with the same polishing pressure. is there.

更に、本発明の電解砥粒自動研磨装置は、請求項1、2、及び3において、上記の電解砥粒自動研磨装置を用いることにより、複数の3次元自由曲面を有するパーツの表面粗さを0.2μmRa以下を実現したことを特徴とする。 Furthermore, the electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus of the present invention is the first, second, and third aspects of the present invention. It is characterized by realizing 0.2 μmRa or less.

上記の構成によれば、複数の3次元自由曲面を有する該パーツの表面粗さを0.2μmRa以下を実現したことにより、表面粗さが小さいことが要求される体内埋設型補助人工心臓などの複数の3次元自由曲面を有する部品の電解砥粒自動研磨を可能とした。 According to the above configuration, since the surface roughness of the part having a plurality of three-dimensional free-form surfaces is realized to be 0.2 μmRa or less, such as an in-vivo type auxiliary artificial heart that requires a small surface roughness. Electrolytic abrasive grain automatic polishing of a part having a plurality of three-dimensional free-form surfaces was made possible.

更に、本発明の電解砥粒自動研磨装置は、複数の3次元自由曲面を有するパーツが搭載されたパレットの複数個を搬送する搬送ラインと、
該複数の3次元自由曲面を有する該パーツが搭載された該パレットの1つを電解砥粒研磨する研磨ラインと、該搬送ラインと該研磨ライン間で研磨前、及び研磨後のパーツを搭載したパレットを移動する搬送アームとからなる電解砥粒自動研磨装置であり、該研磨ラインは長方形のテーブルと該テーブル上に配置された研磨槽、ツールホルダー、及び研磨工具がチャッキングされたスピンドルで構成され、該研磨槽と該ツールホルダーは該テーブルの長手方向に移動するものであり、該スピンドルは該テーブルの長手方向に対する直角方向と上下に移動するものであり、該研磨槽は一面が開放された槽と該複数の3次元自由曲面を有する該パーツを搭載した該パレットを保持する保持部及び該複数の3次元自由曲面を有する該パーツに研磨液を供給するノズルで構成され、該研磨槽は該研磨ラインの一方端に配置された該搬送アームの位置まで移動し研磨前の該複数の3次元自由曲面を有する該パーツを該搬送アームから受け取り、1つの研磨工具がチャッキングされたスピンドルの所定の位置に移動し、制御装置に入力されたデータに基づき該1つの研磨工具がチャッキングされた該スピンドルは該研磨ラインの長手方向に対して直角方向と上下に、複数の3次元自由曲面を有する該パーツが保持された該研磨槽は該研磨ラインの長手方向に動くことにより複数の3次元自由曲面を有する該パーツの1つの3次元自由曲面を自動的に電解砥粒研磨するものであり、
引き続き、複数の3次元自由曲面を有する該パーツの他の3次元自由曲面を研磨するにあたり、制御装置に入力されたデータに基づき、複数の該研磨工具が配置された該ツールホルダーは該研磨ラインの長手方向に、該1つの研磨工具がチャッキングされたスピンドルは該研磨ラインの長手方向に対して直角方向と上下に移動することにより、該スピンドルにチャッキングされた該1つの研磨工具は該1つの研磨工具が保管されるツールホルダーの所定の場所に戻し、該1つの研磨工具がはずされた該スピンドルは該ツールホルダーから他の研磨工具をチャッキングし、チャッキングされた該他の研磨工具により、複数の3次元自由曲面を有する該パーツの他の3次元自由曲面を自動的に電解砥粒研磨する動作を繰り返すことにより、複数の3次元自由曲面を有する該パーツを複数の3次元自由曲面に対応した複数の該研磨工具により自動的に電解砥粒研磨することを特徴とする。
Furthermore, the electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus of the present invention includes a conveying line for conveying a plurality of pallets on which parts having a plurality of three-dimensional free-form surfaces are mounted,
A polishing line for electrolytically polishing one of the pallets on which the parts having the plurality of three-dimensional free-form surfaces are mounted, and parts before and after polishing are mounted between the transfer line and the polishing line. An automatic abrasive polishing apparatus comprising a transfer arm for moving a pallet, the polishing line comprising a rectangular table, a polishing tank disposed on the table, a tool holder, and a spindle chucked with a polishing tool The polishing tank and the tool holder move in the longitudinal direction of the table, the spindle moves in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the table, and the polishing tank is open on one side. A holding portion for holding the pallet on which the tank and the parts having the plurality of three-dimensional free-form surfaces are mounted, and a polishing liquid in the parts having the plurality of three-dimensional free-form surfaces The polishing tank is moved to the position of the transfer arm disposed at one end of the polishing line, and receives the parts having the plurality of three-dimensional free-form surfaces before polishing from the transfer arm. One polishing tool moves to a predetermined position of the chucked spindle, and the spindle chucked with the one polishing tool is perpendicular to the longitudinal direction of the polishing line based on the data input to the controller. The polishing tank in which the parts having a plurality of three-dimensional free-form surfaces are held in the direction and up and down are moved in the longitudinal direction of the polishing line, so that one three-dimensional free-form surface of the parts having a plurality of three-dimensional free-form surfaces Automatically grind the electrolytic abrasive grain,
Subsequently, when polishing another three-dimensional free-form surface of the part having a plurality of three-dimensional free-form surfaces, the tool holder on which the plurality of the polishing tools are arranged is based on the data input to the control device. In the longitudinal direction, the spindle on which the one polishing tool is chucked moves vertically and vertically with respect to the longitudinal direction of the polishing line, so that the one polishing tool chucked on the spindle is Return the tool holder to a predetermined place in which a single polishing tool is stored, the spindle from which the single polishing tool has been removed chucks another polishing tool from the tool holder, and the other polished chucked By repeating the operation of automatically polishing the other three-dimensional free-form surface of the part having the plurality of three-dimensional free-form surfaces with the tool by electrolytic abrasive grain polishing, Wherein the polishing automatically electrolytic abrasive grain by a plurality of the polishing tool with the part corresponding to a plurality of three-dimensional free-form surface having a dimension free-form surface.

上記の構成によれば、該研磨ラインは、複数の3次元自由曲面を有する該パーツを該パーツの該複数の3次元自由曲面に対応する複数の研磨工具を用いて、該パーツと回転する該研磨工具とをX、Y、及びZ方向に動かして電解砥粒研磨する一連の作業を自動的に行うものであり、手作業による電解砥粒研磨に比べて、作業者の熟練を必要とせず安定した研磨面が得られ、大幅な研磨時間の短縮が図られ、該搬送ラインは複数の3次元自由曲面を有する該パーツパーツが搭載されたパレットの複数個を搬送するものであり、該搬送アームは該搬送ラインから研磨前のパーツを研磨ラインに、研磨後のパーツを搬送ラインに移動するものであり、このことにより、複数個のパーツを自動で研磨でき、1日24時間の無人稼動が可能となる。 According to the above configuration, the polishing line rotates the part having a plurality of three-dimensional free-form surfaces with the parts using a plurality of polishing tools corresponding to the plurality of three-dimensional free-form surfaces of the parts. A series of operations for polishing electrolytic abrasive grains by moving the polishing tool in the X, Y, and Z directions is performed automatically, and requires less operator skill than manual electrolytic abrasive polishing. A stable polished surface can be obtained, the polishing time can be greatly shortened, and the conveying line conveys a plurality of pallets on which the part parts having a plurality of three-dimensional free-form surfaces are mounted. The arm moves the parts before polishing to the polishing line and the parts after polishing to the transfer line from the transfer line. By this, a plurality of parts can be automatically polished and operated 24 hours a day. Is possible.

更に、本発明の電解砥粒自動研磨装置は上記の請求項2において、上記の搬送ラインは搬入レーンと搬出レーンの2列で構成され、該搬入レーンは搬入口から停止位置に向かって研磨前の該複数の3次元自由曲面を有するパーツを搭載したパレットを搬送するものであり、該搬出レーンは研磨後の複数の3次元自由曲面を有する該パーツを搭載した該パレットを該搬入レーンと逆方向に搬送するものであることを特徴とする。 Furthermore, in the electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus according to the second aspect of the present invention, the transfer line is composed of two rows of a carry-in lane and a carry-out lane, the carry-in lane before polishing toward the stop position from the carry-in entrance. The pallet carrying the parts having the plurality of three-dimensional free-form surfaces is transported, and the carry-out lane is opposite to the carry-in lane with the pallets carrying the parts having the plurality of three-dimensional free-form surfaces after polishing. It is characterized by being conveyed in the direction.

上記の構成によれば、該搬送ラインを研磨前の該パーツを搬送する該搬入レーンと研磨後の該パーツを搬送する該搬出レーンに分けて2列にしたので、研磨前後での該パーツの誤認がなくなり、安定した無人稼動と、搬送ラインの長さの短距離化が可能になった。 According to the above configuration, the transfer line is divided into two rows, the carry-in lane for carrying the parts before polishing and the carry-out lane for carrying the parts after polishing. Misunderstandings have been eliminated, enabling stable unmanned operation and shorter transport line lengths.

更に、本発明の電解砥粒自動研磨装置は上記の請求項3、及び4において、上記の搬送アームは平行に配置された搬送ラインと研磨ラインの一方端に配置され、該搬送ラインと該研磨ラインの長手方向に対して直角方向に移動するものであり、搬入レーンの停止位置にある研磨前の該複数の3次元自由曲面を有するパーツを搭載したパレットを研磨ラインの研磨槽に移動させる働きと研磨後の複数の3次元自由曲面を有する該パーツを搭載した該パレットを該研磨槽から搬出レーンに移動させる働きを有するものであることを特徴とする。 Further, in the automatic abrasive polishing apparatus according to the third and fourth aspects of the present invention, the transfer arm is arranged at one end of a transfer line and a polishing line arranged in parallel, and the transfer line and the polishing Moves in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the line, and moves the pallet carrying the parts having the three-dimensional free-form surface before polishing at the stop position of the carry-in lane to the polishing tank of the polishing line And a function of moving the pallet on which the parts having a plurality of three-dimensional free-form surfaces after polishing are moved from the polishing tank to a carry-out lane.

上記の構成によれば、該搬送アームは平行に配置された該搬送ラインと該研磨ラインの一方端に配置されたものであるので、ラインの短距離化が可能になった。 According to the above configuration, since the transfer arm is arranged at one end of the transfer line and the polishing line arranged in parallel, the line can be shortened.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1〜3は本発明の電解砥粒自動研磨装置の自動化ラインの1例を示したものである。
図1は平面図を、図2は正面図、図3は側面図を示したものである。
上記の電解砥粒自動研磨装置の自動化ラインはパレット搬入レーン5−1とパレット搬出レーン5−2からなるパレット搬送ライン5と、研磨ライン6と、該パレット搬送ライン5と該研磨ライン6間でのパレット移動手段(オートパレットチェンジャー)12からなり、該パレット搬送手段は該搬入レーン5−1と該搬出レーン5−2の2列で平行配置され、該搬入レーン5−1は研磨前の該パーツ1を搭載した該パレット3が図1の矢印方向(紙面に向かって右から左方向に)に搬送され、該搬出レーン5−2は研磨後の該パーツ1を搭載した該パレット3を図1の矢印方向(紙面に向かって左から右方向に)に搬送させる。
該研磨ライン6は該研磨槽7、該ツールホルダー8、該スピンドル9、タッチセンサー16で構成され、図1に示すごとく該研磨槽7と該ツールホルダー8、及び該タッチセンサー16は一体的になっており、テーブル11上を図2のX軸方向に移動するものである。また、該スピンドル9は図2のZ軸方向(紙面に向かって上下方向)、及び図3のY軸方向に移動するものである。
パレット移動手段(オートパレットチェンジャー)12は該搬送ライン5と該研磨ライン6の一方端に跨って、図1、及び2において紙面に向かって左端に設置され、パレット移動手段(オートパレットチェンジャー)を構成するパレット該搬送アーム13は図3に示すごとくZ軸方向(紙面に向かって上下方向)、及び決められた高さでのY軸方向(該搬送ライン5、及び該研磨ライン6の長手方向に対して直角な方向)に動くことによって、研磨前のパーツが搭載された該パレット3を該搬入レーン5−1から該研磨ライン6の該研磨槽7に移し、研磨後のパーツを該研磨槽7から該搬出レーン5−2に移すものである。
図3の制御装置15は本発明の電解砥粒自動研磨装置を構成する搬送ライン5、研磨ライン6、及びパレット移動手段12を自動的に制御するためのCPUで構成された制御装置である。
上記の本発明の電解砥粒自動研磨装置の自動化ラインは、該搬送ライン5と該研磨ライン6はそれぞれのラインの長手方向で平行に配置されているので、ラインの長さを短くでき、かつ、面積的にも無駄のない配置となっており、設置場所にフレキシビィリティを有するものである。さらに、該搬送ライン5と該研磨ライン6間の該パーツ1の移動はパレット該搬送アーム13によるパレット移動手段(オートパレットチェンジャー=APC(Auto Palette Changer)、以下APCと記述する)により自動化を実現している。さらに、複数の3次元自由曲面を有する該パーツ1を研磨するのに、複数の3次元自由曲面に応じて複数種類の該研磨工具10を必要とし、該研磨工具10を自動的に交換できる自動工具交換手段(オートツールチェンジャー=ATC(Auto Tool Changer)、以下ATCと記述する)を備え、かつ、複数の3次元自由曲面を有する該パーツ1の電解砥粒研磨を複数の3次元自由曲面に応じた複数の該研磨工具10により自動化を実現したものである。
さらに、該タッチセンサー16はスピンドル9にチャッキングされた研磨工具10の工具長を測定する工具長測定用タッチセンサー16−1と研磨工具の径を測定する工具径想定用タッチセンサー16−2で構成され、それぞれにより、所定の荷重での該研磨工具の工具長、工具径を自動的に計測するものである。
以下にこの装置の具体的な構成、動作を詳しく説明する。
1-3 show an example of an automated line of the electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus of the present invention.
1 is a plan view, FIG. 2 is a front view, and FIG. 3 is a side view.
The automated line of the above-described electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus includes a pallet carrying line 5 comprising a pallet carrying lane 5-1 and a pallet carrying lane 5-2, a polishing line 6, and between the pallet carrying line 5 and the polishing line 6. Pallet moving means (auto pallet changer) 12, and the pallet conveying means is arranged in parallel in two rows of the carry-in lane 5-1 and the carry-out lane 5-2, and the carry-in lane 5-1 The pallet 3 loaded with the parts 1 is conveyed in the direction of the arrow in FIG. 1 (from the right to the left toward the paper surface), and the carry-out lane 5-2 illustrates the pallet 3 loaded with the parts 1 after polishing. 1 is conveyed in the direction of the arrow (from the left to the right toward the paper surface).
The polishing line 6 includes the polishing tank 7, the tool holder 8, the spindle 9, and a touch sensor 16, and the polishing tank 7, the tool holder 8, and the touch sensor 16 are integrated as shown in FIG. It moves on the table 11 in the X-axis direction of FIG. The spindle 9 moves in the Z-axis direction in FIG. 2 (vertical direction toward the paper surface) and in the Y-axis direction in FIG.
A pallet moving means (auto pallet changer) 12 is installed at the left end toward the paper surface in FIGS. 1 and 2 across one end of the conveying line 5 and the polishing line 6. As shown in FIG. 3, the pallet constituting the pallet 13 has a Z-axis direction (vertical direction toward the paper surface) and a Y-axis direction at a predetermined height (the longitudinal direction of the conveyance line 5 and the polishing line 6). The pallet 3 loaded with the parts before polishing is moved from the loading lane 5-1 to the polishing tank 7 of the polishing line 6, and the parts after polishing are polished. It is moved from the tank 7 to the carry-out lane 5-2.
The control device 15 in FIG. 3 is a control device composed of a CPU for automatically controlling the conveying line 5, the polishing line 6 and the pallet moving means 12 constituting the electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus of the present invention.
In the automated line of the electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus of the present invention, since the transport line 5 and the polishing line 6 are arranged in parallel in the longitudinal direction of each line, the length of the line can be shortened, and In addition, the arrangement is not wasteful in terms of area, and the installation place has flexibility. Further, the movement of the part 1 between the transfer line 5 and the polishing line 6 is automated by a pallet moving means (auto pallet changer = APC (Auto Palette Changer), hereinafter referred to as APC) by the pallet transfer arm 13. is doing. Further, in order to polish the part 1 having a plurality of three-dimensional free-form surfaces, a plurality of types of the polishing tools 10 are required according to the plurality of three-dimensional free-form surfaces, and the polishing tool 10 can be automatically replaced. A tool changer (auto tool changer = ATC (Auto Tool Changer), hereinafter referred to as ATC) and electrolytic grain polishing of the part 1 having a plurality of three-dimensional free-form surfaces into a plurality of three-dimensional free-form surfaces Automation is realized by a plurality of corresponding polishing tools 10.
Further, the touch sensor 16 includes a tool length measurement touch sensor 16-1 for measuring the tool length of the polishing tool 10 chucked on the spindle 9 and a tool diameter assumption touch sensor 16-2 for measuring the diameter of the polishing tool. Each is configured to automatically measure the tool length and tool diameter of the polishing tool at a predetermined load.
The specific configuration and operation of this apparatus will be described in detail below.

図1に示すごとく、該搬送ライン5は該搬入レーン5−1と該搬出レーン5−2で構成され、紙面に向かって該搬入レーン5−1は右側から左側に該パレット3が搬送され、該搬出レーン5−2は該パレット3が左側から右側に搬送される。まず、すでに用意されたパーツがセットされた該パレット3を手動で該搬入レーン5−1の一方端の搬入口5−3に載置する。載置された該パレット3は該搬入レーン5−1の他方端に向かって搬送され、他方端の停止位置5−4で停止する。次に2つ目のパーツがセットされた該パレット3を手動で該搬入レーン5−1の一方端の搬入口5−3に載置し、載置された2つ目の該パレット3は該搬入レーン5−1の他方端に向かって搬送され、すでに該搬送ライン5の他方端に搬入された1つ目の該パレット3の手前にあるストッパーにより2つ目の該パレット3は停止する。該ストッパーは該搬入レーン5−1の他方端に該パレット3がない場合は通過するようになっている。3つ目以降の該パレット3も順次、載置される。上記該パレット3の載置する数は適宜決められ、数量に応じてレーンの長さを調節する。
なお、上記の該パーツ1と該パレット3は電気的に導通していることが望ましい(その理由は該パレット3を通して該パーツ1に電流をながせるから)。
As shown in FIG. 1, the transport line 5 is composed of the carry-in lane 5-1 and the carry-out lane 5-2, and the pallet 3 is transported from the right side to the left side in the carry-in lane 5-1 toward the paper surface. In the carry-out lane 5-2, the pallet 3 is conveyed from the left side to the right side. First, the pallet 3 on which already prepared parts are set is manually placed on the carry-in entrance 5-3 at one end of the carry-in lane 5-1. The placed pallet 3 is transported toward the other end of the carry-in lane 5-1 and stops at a stop position 5-4 at the other end. Next, the pallet 3 on which the second part is set is manually placed on the carry-in port 5-3 at one end of the carry-in lane 5-1, and the second pallet 3 placed on the pallet 3 is The second pallet 3 is stopped by a stopper in front of the first pallet 3 that has been transported toward the other end of the carry-in lane 5-1 and has already been carried into the other end of the transport line 5. The stopper passes through when the pallet 3 is not present at the other end of the carry-in lane 5-1. The third and subsequent pallets 3 are also placed sequentially. The number of the pallets 3 to be placed is determined as appropriate, and the length of the lane is adjusted according to the quantity.
In addition, it is desirable that the part 1 and the pallet 3 are electrically connected to each other (the reason is that an electric current can be applied to the part 1 through the pallet 3).

次に、該搬入レーン5−1の他方端に搬送された1つ目の該パレット3は、図1、2、及び3に示すごとく、該搬送ライン5の他方端及び該研磨ライン6の一方端に設置された搬送アームにより、該研磨ライン6に搬送される。その動きをさらに詳しく説明すると、該搬送アームは図1に示すごとくA地点からC地点の間で所定の高さで水平に移動する動きとA地点、B地点、及びC地点では上下に移動する働きを有するものであり、該搬送アーム13はB地点に移動したところで垂直に降下をし、該搬入レーン5−1の他方端に搬送された1つ目の該パレット3をチャッキングし、元の高さまで上昇する。次に、C地点まで水平移動し、C地点に到達したら垂直に降下し、降下する位置にセットされた該研磨槽7の研磨槽パレット保持部4(図6参照)に該パレット3は固定される。
該パレット3の研磨槽パレット保持部4(図6参照)への固定は該研磨槽7の保持部4に載置された該パレット3を側面から研磨槽パレット保持部4(図6参照)に設けられたパレットクランパ4−1により挟み込み固定するものである(図4(a)、(b)参照のこと)。図4(a)は該パレット3をパレットクランパ4−1により固定する一例を示したものであり、該パレット3には該パーツ固定治具2に固定されたパーツが搭載されており(もちろん、パーツ搭載治具は該パレット3に固定されている)、その該パレット3を研磨槽パレット保持部4(図6参照)のパレット位置決めピン4−3に勘合させ、図のごとくパレットクランパ4−1により該パレット3は挟み込まれ固定される。同図(b)は研磨槽パレット保持部4(図6参照)に固定された該パレット3を解除される様子を示すものである。同図(a)、(b)とも図から明らかのようにパレットクランパ4−1は支点を中心に回転しながら挟み込むものである。
Next, the first pallet 3 transported to the other end of the carry-in lane 5-1 is sent to the other end of the transport line 5 and one of the polishing lines 6, as shown in FIGS. It is transported to the polishing line 6 by a transport arm installed at the end. The movement arm will be described in more detail. As shown in FIG. 1, the transfer arm moves horizontally at a predetermined height from point A to point C, and moves up and down at points A, B, and C. The transfer arm 13 descends vertically when it moves to the point B, chucks the first pallet 3 transferred to the other end of the transfer lane 5-1, Rise to the height of. Next, it moves horizontally to point C, descends vertically when it reaches point C, and the pallet 3 is fixed to the polishing tank pallet holding part 4 (see FIG. 6) of the polishing tank 7 set at the position to descend. The
The pallet 3 is fixed to the polishing tank pallet holding part 4 (see FIG. 6) by placing the pallet 3 mounted on the holding part 4 of the polishing tank 7 on the polishing tank pallet holding part 4 (see FIG. 6) from the side. It is sandwiched and fixed by the provided pallet clamper 4-1 (see FIGS. 4A and 4B). FIG. 4A shows an example in which the pallet 3 is fixed by the pallet clamper 4-1, and the parts fixed to the parts fixing jig 2 are mounted on the pallet 3 (of course, The parts mounting jig is fixed to the pallet 3), and the pallet 3 is engaged with the pallet positioning pins 4-3 of the polishing tank pallet holding section 4 (see FIG. 6), and the pallet clamper 4-1 is shown in the figure. Thus, the pallet 3 is sandwiched and fixed. FIG. 6B shows a state in which the pallet 3 fixed to the polishing tank pallet holding part 4 (see FIG. 6) is released. As is clear from FIGS. 6A and 6B, the pallet clamper 4-1 is sandwiched while rotating around a fulcrum.

上記の該研磨槽7の研磨槽パレット保持部4(図6参照)にセット固定された複数の3次元自由曲面を有する該パーツ1は、図4(a)、(b)に示す体内埋設型補助人工心臓のケース1−1(断面図を示す)を例にとり、研磨するものとする。図4(a)、(b)に示すごとく、体内埋設型補助人工心臓のケース1−1の内面はa〜eの5つの3次元自由曲面に分けられ、それぞれの3次元自由曲面に対応する該研磨工具10が5種類用意される。 The parts 1 having a plurality of three-dimensional free-form surfaces fixed to the polishing tank pallet holding part 4 (see FIG. 6) of the polishing tank 7 are embedded in the body shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). A case 1-1 (showing a cross-sectional view) of an auxiliary artificial heart is taken as an example and polished. As shown in FIGS. 4A and 4B, the inner surface of the case 1-1 of the in-vivo type auxiliary artificial heart is divided into five three-dimensional free-form surfaces a to e, which correspond to the respective three-dimensional free-form surfaces. Five types of the polishing tool 10 are prepared.

上記に使用される該研磨工具10は、その形状、大きさ、及び研磨材の種類(金属芯に研磨剤含有不織布、またはゴム系砥石、ペーパー砥石を巻きつけたもの、金属芯のブラシなど)は該パーツ1の3次元自由曲面の形状に応じて適宜選択するものである。また、電解液(砥粒なし、または砥粒を含む)を介して該研磨工具10と該パーツ1の間で電解を印加できるものであることが必要となる。 The polishing tool 10 used above has its shape, size, and type of abrasive (a non-woven fabric containing an abrasive or a rubber-based grindstone, a paper grindstone wrapped around a metal core, a metal core brush, etc.) Is appropriately selected according to the shape of the three-dimensional free-form surface of the part 1. Moreover, it is necessary to be able to apply electrolysis between the polishing tool 10 and the part 1 via an electrolytic solution (without abrasive grains or including abrasive grains).

少なくとも、図4(a)、(b)に示す複数(5つの)の3次元自由曲面を有する該パーツ1を電解砥粒研磨するためには5種類の5本の該研磨工具10が該ツールホルダー8にセットされている。 In order to perform electrolytic abrasive polishing on the part 1 having at least a plurality of (five) three-dimensional free-form surfaces shown in FIGS. 4A and 4B, five types of the five polishing tools 10 are used. It is set in the holder 8.

まず、5本の該研磨工具10はセットされている該ツールホルダー8が図2に示すX軸方向に移動するものであり、該スピンドル9は図2に示すZ軸方向と図3に示すY軸方向に移動するものであり、両者のそれぞれがX軸方向、Y軸方向に動いて該スピンドル9の中心と該研磨工具10の中心の位置が位置合わせされたら、該スピンドル9が降下し、必要とする該研磨工具10をチャッキングしたら、両者はもとの位置に戻る。 First, the five polishing tools 10 are such that the set tool holder 8 moves in the X-axis direction shown in FIG. 2, and the spindle 9 moves in the Z-axis direction shown in FIG. 2 and the Y-axis shown in FIG. When both of them move in the X-axis direction and the Y-axis direction and the positions of the center of the spindle 9 and the center of the polishing tool 10 are aligned, the spindle 9 is lowered, When the required polishing tool 10 is chucked, both return to their original positions.

次に、該研磨工具10がチャッキングされたら、該研磨槽7が図2のX軸方向に動き、該研磨槽7に固定配置された該タッチセンサー16が該研磨工具10がチャッキングされた該スピンドル付近になる位置で停止される。停止された該タッチセンサー16の近傍に該スピンドル9が降下し、該スピンドル9にチャッキングされた該研磨工具10が該タッチセンサーと接し、所定の接触荷重での該研磨工具10の工具長、または工具径を測定する。上記の該タッチセンサー16による該研磨工具10の工具長、工具径を測定する方法について、図7−(a)、(b)、及び図8−(a)、(b)に基づき、以下に詳しく説明する。   Next, when the polishing tool 10 is chucked, the polishing tank 7 moves in the X-axis direction of FIG. 2, and the touch sensor 16 fixedly disposed in the polishing tank 7 is chucked. It stops at a position near the spindle. The spindle 9 descends in the vicinity of the stopped touch sensor 16, the polishing tool 10 chucked on the spindle 9 comes into contact with the touch sensor, and the tool length of the polishing tool 10 at a predetermined contact load, Or measure the tool diameter. A method of measuring the tool length and tool diameter of the polishing tool 10 by the touch sensor 16 will be described below based on FIGS. 7- (a), (b), and FIGS. 8- (a), (b). explain in detail.

図7−(a)、(b)は該スピンドル9にチャッキングされた研磨工具10の長さを該工具長測定用タッチセンサー16−1で測定する方法を説明するものである。
図7−(a)は該研磨工具10の先端が、工具長測定用タッチセンサー16−1の接触面に向かって、降下してくる様子を示すものである。同図において、L0は該研磨工具10の工具付根18から該研磨工具10の先端までの距離である。
図7−(b)は、該研磨工具10の先端が該工具長測定用タッチセンサー16−1に所定の接触荷重で接触したときの状態を示したものである。工具長測定用タッチセンサー16−1の測定部中心23と研磨工具の中心19が同軸になる位置で、研磨工具10の底面20が工具長測定用タッチセンサー16−1に接触し、所定の荷重での工具長さを測定する。同図において、該研磨工具10の工具付根18から該タッチセンサー16の基準面17−1からの距離L2は、該工具付根18の位置が該タッチセンサー16の基準面17−1に対して自動的に読み取れるようになっており、工具長測定用タッチセンサー16−1の接触面から該工具長測定用タッチセンサーの基準面17−1の距離L1は規定値であるので、(L2−L1)の値、すなわち所定の接触荷重での工具付根18から該工具長測定用タッチセンサー16−1の接触面までの距離が自動的に読み取ることが出来る。この距離(L2−L1)=αを、研磨工具10の工具付根から複数の3次元自由曲面を有するパーツ1の研磨面までの距離として研磨すれば、所定の荷重で常に該複数の3次元自由曲面を有するパーツ1を研磨することが可能となる。
同図において、該研磨工具の工具長測定用タッチセンサー16−1に接触していないときの工具長L0から(L2−L1)を引いた値が、研磨工具に所定荷重が加わったことによる該研磨工具の変形量であり、この場合は研磨工具が弾性体である。
研磨工具が弾性体でない場合は、工具長L0がαとなる。研磨工具が弾性体でない場合にも、研磨することにより、工具長L0が変化するので、変化した工具長L0を測定することが必要となる。
なお、上記において、所定の荷重の大小により、L2の距離が変化し、所定の荷重の設定は設計的事項であることはいうまでもない。
7A and 7B illustrate a method of measuring the length of the polishing tool 10 chucked on the spindle 9 with the tool length measurement touch sensor 16-1.
FIG. 7- (a) shows a state in which the tip of the polishing tool 10 descends toward the contact surface of the tool length measurement touch sensor 16-1. In the figure, L0 is the distance from the tool root 18 of the polishing tool 10 to the tip of the polishing tool 10.
FIG. 7- (b) shows a state when the tip of the polishing tool 10 is in contact with the tool length measurement touch sensor 16-1 with a predetermined contact load. At the position where the measurement part center 23 of the tool length measurement touch sensor 16-1 and the center 19 of the polishing tool are coaxial, the bottom surface 20 of the polishing tool 10 contacts the tool length measurement touch sensor 16-1, and a predetermined load is applied. Measure the tool length at. In the figure, the distance L2 from the tool root 18 of the polishing tool 10 to the reference surface 17-1 of the touch sensor 16 is such that the position of the tool root 18 is automatically relative to the reference surface 17-1 of the touch sensor 16. Since the distance L1 from the contact surface of the tool length measurement touch sensor 16-1 to the reference surface 17-1 of the tool length measurement touch sensor is a specified value, (L2-L1) That is, the distance from the tool root 18 to the contact surface of the tool length measurement touch sensor 16-1 at a predetermined contact load can be automatically read. If this distance (L2−L1) = α is polished as the distance from the tool root of the polishing tool 10 to the polishing surface of the part 1 having a plurality of three-dimensional free-form surfaces, the plurality of three-dimensional freedoms are always applied with a predetermined load. The part 1 having a curved surface can be polished.
In the figure, the value obtained by subtracting (L2−L1) from the tool length L0 when the polishing tool is not in contact with the tool length measurement touch sensor 16-1 indicates that the predetermined load is applied to the polishing tool. The amount of deformation of the polishing tool. In this case, the polishing tool is an elastic body.
When the polishing tool is not an elastic body, the tool length L0 is α. Even when the polishing tool is not an elastic body, the tool length L0 is changed by polishing. Therefore, it is necessary to measure the changed tool length L0.
In the above description, it goes without saying that the distance L2 varies depending on the magnitude of the predetermined load, and the setting of the predetermined load is a matter of design.

図8−(a)、(b)は該スピンドル9にチャッキングされた研磨工具10の径を該工具径測定用タッチセンサー16−2で測定する方法を説明するものである。
図8−(a)は該研磨工具10の側面が、工具径測定用タッチセンサー16−2の接触面に向かって、移動する様子を示すものである。同図において、L3は該工具径測定用タッチセンサーの基準面17−2から該工具径測定用タッチセンサーの接触面までの距離である。
図8−(b)は、該研磨工具10の側面が該工具径測定用タッチセンサー16−2に所定の接触荷重で接触したときの状態を示したものである。工具径測定用タッチセンサーの中心軸22と研磨工具の中心軸19が一致する位置で、研磨工具10の側面21が工具径測定用タッチセンサー16−2に接触し、所定の荷重での工具径を測定する。同図において、該研磨工具10の工具径の中心19から該工具径測定用タッチセンサーの基準面17−2からの距離L4は、該工具径の中心19の位置が該工具径測定用タッチセンサーの基準面17−2に対して自動的に読み取れるようになっており、工具径測定用タッチセンサー16−2の接触面から該工具径測定用タッチセンサーの基準面17−2の距離L3は規定値であるので、(L4−L3)の値、すなわち所定の接触荷重での工具径中心19から該工具径測定用タッチセンサー16−2の接触面までの距離が自動的に読み取ることが出来る。この距離(L4−L3)=βを、研磨工具10の工具中心19から複数の3次元自由曲面を有するパーツ1の研磨面までの距離として研磨すれば、所定の荷重で常に該複数の3次元自由曲面を有するパーツ1を研磨することが可能となる。
同図において、該研磨工具の工具径測定用タッチセンサー16−2に接触していないときの工具半径φ0から(L4−L3)を引いた値が、研磨工具に所定荷重が加わったことによる該研磨工具の変形量であり、この場合は研磨工具が弾性体である。
研磨工具が弾性体でない場合は、工具半径φ0がβとなる。研磨工具が弾性体でない場合にも、研磨することにより、工具半径φ0が変化するので、変化した工具径φ0を測定することが必要となる。
なお、上記において、所定の荷重の大小により、L4の距離が変化し、所定の荷重の設定は設計的事項であることはいうまでもない。
8A and 8B illustrate a method of measuring the diameter of the polishing tool 10 chucked on the spindle 9 with the tool diameter measuring touch sensor 16-2.
FIG. 8A shows a state in which the side surface of the polishing tool 10 moves toward the contact surface of the tool diameter measuring touch sensor 16-2. In the figure, L3 is the distance from the reference surface 17-2 of the tool diameter measuring touch sensor to the contact surface of the tool diameter measuring touch sensor.
FIG. 8- (b) shows a state when the side surface of the polishing tool 10 is in contact with the tool diameter measuring touch sensor 16-2 with a predetermined contact load. At a position where the center axis 22 of the tool diameter measuring touch sensor and the center axis 19 of the polishing tool coincide, the side surface 21 of the polishing tool 10 contacts the tool diameter measuring touch sensor 16-2, and the tool diameter at a predetermined load is reached. Measure. In the drawing, the distance L4 from the tool radius measuring touch sensor reference surface 17-2 from the tool radius measuring center 19 of the polishing tool 10 is such that the position of the tool diameter measuring center 19 is the tool diameter measuring touch sensor. The reference surface 17-2 can be automatically read, and the distance L3 between the contact surface of the tool diameter measuring touch sensor 16-2 and the reference surface 17-2 of the tool diameter measuring touch sensor is defined. Therefore, the value of (L4−L3), that is, the distance from the tool diameter center 19 to the contact surface of the tool diameter measurement touch sensor 16-2 at a predetermined contact load can be automatically read. If this distance (L4−L3) = β is polished as the distance from the tool center 19 of the polishing tool 10 to the polishing surface of the part 1 having a plurality of three-dimensional free-form surfaces, the plurality of three-dimensional objects are always applied with a predetermined load. The part 1 having a free curved surface can be polished.
In the figure, the value obtained by subtracting (L4−L3) from the tool radius φ0 when the tool is not in contact with the tool diameter measurement touch sensor 16-2 of the polishing tool is the result of applying a predetermined load to the polishing tool. The amount of deformation of the polishing tool. In this case, the polishing tool is an elastic body.
When the polishing tool is not an elastic body, the tool radius φ0 is β. Even when the polishing tool is not an elastic body, the tool radius φ0 is changed by polishing. Therefore, it is necessary to measure the changed tool diameter φ0.
In the above description, it goes without saying that the distance L4 changes depending on the magnitude of the predetermined load, and the setting of the predetermined load is a matter of design.

以上の如く、該タッチセンンサー16により、所定の研磨圧力を設定することができ、該タッチセンサー16で設定された同じ条件で3次元自由曲面を研磨することがでるので、パーツのいかなる面において同一の条件で均一な研磨が可能となる。
また、研磨中での研磨工具の磨耗による研磨条件が変化しても、研磨中に適当なサイクルで、該タッチセンサーで決められた所定の圧力で工具長、工具径を測定し、その結果を研磨条件にフイードバックすれば、ある設定条件からの誤差が小さくなるため、より確度の高い均一な研磨が可能となる。
As described above, a predetermined polishing pressure can be set by the touch sensor 16, and a three-dimensional free-form surface can be polished under the same conditions set by the touch sensor 16. Uniform polishing is possible under the same conditions.
Even if the polishing conditions change due to wear of the polishing tool during polishing, the tool length and the tool diameter are measured at a predetermined pressure determined by the touch sensor at an appropriate cycle during polishing, and the results are obtained. By feeding back to the polishing conditions, an error from a certain setting condition is reduced, so that uniform polishing with higher accuracy is possible.

該タッチセンサーで研磨工具10に所定の荷重を加えた時の工具長、工具径を測定した後、測定された工具長(L2−L1)=α、工具径(L4−L3)=βに基づき、複数の3次元曲面を有するパーツの電解砥粒自動研磨作業に入る。 After measuring the tool length and the tool diameter when a predetermined load is applied to the polishing tool 10 with the touch sensor, based on the measured tool length (L2−L1) = α and the tool diameter (L4−L3) = β. Then, the electrolytic abrasive grain automatic polishing operation for a part having a plurality of three-dimensional curved surfaces is started.

研磨前の該パーツ1がセットされた該研磨槽7が図2のX軸方向に動き、該研磨工具10がチャッキングされた該スピンドル9付近で停止される。停止された該パーツ1の3次元自由曲面aの近傍に該スピンドル9が降下し、回転する該スピンドル9の該研磨工具10が該パーツ1の3次元自由曲面aに接触し、接触部分にノズル14から電解液(砥粒なし、または砥粒を含む)を流しながら、該研磨工具10をマイナス極、該パーツ1をプラス極として電解液を介して該研磨工具10と該パーツ1間に電流をながし電解砥粒研磨を行う。このときの動作は、該パーツ1は図2のX軸方向に、該スピンドル9にチャッキングされた該研磨工具10は図3のY軸方向、及び図2のZ軸方向に動き自動研磨される。
このとき、研磨工具10の先端で、該複数の3次元自由曲面を有するパーツを研磨する場合は、常に上記の工具長測定用タッチセンサー16−1で測定した工具長(L2−L1)=αになるように研磨する。また、研磨工具の側面で該複数の3次元自由曲面を有するパーツを研磨する場合は、常に上記の工具径測定用タッチセンサ−16−2で測定した工具径(L4−L3)=βになるように研磨する。
The polishing tank 7 in which the part 1 before polishing is set moves in the X-axis direction of FIG. 2, and is stopped near the spindle 9 where the polishing tool 10 is chucked. The spindle 9 descends in the vicinity of the stopped three-dimensional free-form surface a of the part 1, and the polishing tool 10 of the rotating spindle 9 comes into contact with the three-dimensional free-form surface a of the part 1, and a nozzle is formed at the contact portion. 14, while flowing an electrolytic solution (without abrasive grains or including abrasive grains), a current flows between the polishing tool 10 and the part 1 through the electrolytic solution with the polishing tool 10 as a negative electrode and the part 1 as a positive electrode. Electrolytic abrasive polishing is performed. At this time, the part 1 is automatically polished in the X-axis direction in FIG. 2, and the polishing tool 10 chucked on the spindle 9 is moved in the Y-axis direction in FIG. 3 and the Z-axis direction in FIG. The
At this time, when the part having the plurality of three-dimensional free-form surfaces is polished at the tip of the polishing tool 10, the tool length (L2-L1) = α always measured by the tool length measuring touch sensor 16-1. Polish to be. Further, when polishing a part having the plurality of three-dimensional free-form surfaces on the side surface of the polishing tool, the tool diameter (L4−L3) = β always measured by the tool diameter measuring touch sensor-16-2 is always obtained. So as to polish.

所定時間後、該パーツ1の3次元自由曲面aの電解砥粒研磨が終了したら、該スピンドル9は図2のZ軸方向に上昇し、該研磨槽7は図2のX軸方向に動き、該スピンドル9の直下に該ツールホルダー8が図2のX軸方向に移動し、該スピンドル9が降下して該スピンドル9にチャッキングされた該研磨工具10を該ツールホルダー8の該研磨工具保持部8−1に戻し、次の該研磨工具10(図4(a)に示された該パーツ1の3次元自由曲面bを研磨するためのもの)をチャッキングする。チャッキングされた該スピンドル9及び該ツールホルダー8は元の配置場所に戻る。 After a predetermined time, when the electrolytic abrasive grain polishing of the three-dimensional free-form surface a of the part 1 is completed, the spindle 9 rises in the Z-axis direction in FIG. 2, and the polishing tank 7 moves in the X-axis direction in FIG. The tool holder 8 moves immediately below the spindle 9 in the X-axis direction in FIG. 2, and the spindle 9 descends to hold the polishing tool 10 chucked on the spindle 9 in the tool holder 8. Returning to the part 8-1, the next polishing tool 10 (for polishing the three-dimensional free-form surface b of the part 1 shown in FIG. 4A) is chucked. The chucked spindle 9 and the tool holder 8 are returned to their original positions.

該スピンドル9が該パーツ1の3次元自由曲面bを研磨する第2該研磨工具10をチャッキングされると、
該研磨槽7が図2のX軸方向に動き、該研磨工具10がチャッキングされた該スピンドル9付近で停止される。停止された該パーツ1の3次元自由曲面aの近傍に該スピンドル9が降下し、回転する該スピンドル9の該研磨工具10が該パーツ1の3次元自由曲面bに接触し、接触部分にノズル14から砥粒を含む電解液を流しながら、該研磨工具10をマイナス極、該パーツ1をプラス極として電解液を介して該研磨工具10と該パーツ1間に電流をながし電解砥粒研磨を行う。このときの動作は、該パーツ1は図2のX軸方向に、該スピンドル9にチャッキングされた該研磨工具10は図3のY軸方向、及び図2のZ軸方向に動き自動研磨される。上記の該スピンドル9のY軸方向への移動は該スピンドル9Y軸駆動部により、Z軸方向への移動は該スピンドル9Z軸駆動部により行われる。
When the spindle 9 is chucked with the second polishing tool 10 for polishing the three-dimensional free-form surface b of the part 1,
The polishing tank 7 moves in the X-axis direction of FIG. 2 and is stopped near the spindle 9 where the polishing tool 10 is chucked. The spindle 9 descends in the vicinity of the stopped three-dimensional free-form surface a of the part 1, and the polishing tool 10 of the rotating spindle 9 comes into contact with the three-dimensional free-form surface b of the part 1, and a nozzle is formed at the contact portion. While flowing an electrolytic solution containing abrasive grains from 14, the polishing tool 10 is a negative electrode and the part 1 is a positive electrode, and an electric current is passed between the polishing tool 10 and the part 1 through the electrolytic solution to perform electrolytic abrasive polishing. Do. At this time, the part 1 is automatically polished in the X-axis direction in FIG. 2, and the polishing tool 10 chucked on the spindle 9 is moved in the Y-axis direction in FIG. 3 and the Z-axis direction in FIG. The The movement of the spindle 9 in the Y-axis direction is performed by the spindle 9 Y-axis driving section, and the movement in the Z-axis direction is performed by the spindle 9 Z-axis driving section.

上記の自動研磨に際し、常に該研磨工具10と該パーツ1が最適である一定の圧力で研磨することが望ましいので、そのために、研磨している圧力を検出できるタッチセンサーを別な場所(実際の該研磨工具10と該パーツ1との圧力を測定するのではない)に設けて、そのタッチセンサーにより最適な圧力を一定状態に保つよう位置制御をするものにより実現することができる。 In the automatic polishing described above, it is desirable that the polishing tool 10 and the part 1 are always polished at a constant pressure that is optimal. Therefore, a touch sensor that can detect the polishing pressure is provided in another place (actual The pressure of the polishing tool 10 and the part 1 is not measured), and the position is controlled by the touch sensor so as to keep the optimum pressure constant.

上記の動作が繰り返すことにより、該パーツ1の3次元自由曲面c、d、及びeの研磨が行われる。   By repeating the above operation, the three-dimensional free-form surfaces c, d, and e of the part 1 are polished.

該パーツ1の3次元自由曲面のa、b、c、d、及びeの研磨が終了したら、該研磨槽7は該研磨ライン6の一方端にある該搬送アーム13の直下に移動し、該研磨槽7にある研磨後の該パーツ1の固定を解除し、該搬送アーム13により研磨後の該パーツ1をチャッキングしたら該搬送アーム13は上昇し、一定高さの位置で、今度は図3のY軸方向に移動し該搬送ライン5の該搬出レーン5−2のパレット設置場所に到達したらZ軸方向(紙面に向かって上下方向)に降下し、研磨後の該パーツ1を該搬出レーン5−2の所定の設置場所に置かれる。置かれた研磨後の該パーツ1はは該搬出レーン5−2により、該搬出レーン5−2の搬出口5−5まで搬送され停止される。 When the polishing of the three-dimensional free-form surfaces a, b, c, d, and e of the part 1 is completed, the polishing tank 7 moves directly below the transfer arm 13 at one end of the polishing line 6, When the part 1 after polishing in the polishing tank 7 is fixed and the polished part 1 is chucked by the transfer arm 13, the transfer arm 13 is lifted, and at a certain height, this time, FIG. 3 moves in the Y-axis direction and reaches the pallet installation location in the carry-out lane 5-2 of the transfer line 5 and then descends in the Z-axis direction (vertical direction toward the paper surface) to carry out the parts 1 after polishing. It is placed at a predetermined installation location in lane 5-2. The placed part 1 after polishing is transported by the transport lane 5-2 to the transport outlet 5-5 of the transport lane 5-2 and stopped.

次に、該搬入レーン5−1の他方端に搬送された2つ目の該パレット3以降も1つ目の該パレット3と同様にして研磨が行われ、該搬入レーン5−1の複数の該パレット3の全てが研磨終了すると、研磨後の該パレット3が該搬出レーン5−2に搬送される。 Next, the second pallet 3 and the subsequent pallets 3 conveyed to the other end of the carry-in lane 5-1 are also polished in the same manner as the first pallet 3, and a plurality of pallets 3 in the carry-in lane 5-1 When all of the pallet 3 is polished, the pallet 3 after polishing is conveyed to the carry-out lane 5-2.

上記の該搬送ライン5と該研磨ライン6間の該パーツ1を搭載した該パレット3の移動を行うパレット該搬送アーム13によるAPC(Auto Palette Changer)手段、及び該研磨工具10を自動的に交換できるATC(Auto Tool Changer)手段の具体的な手順を以下に具体的に示す。
<APC動作>
(1)制御盤から該パレット3交換命令
(2)該研磨槽7を該パレット3交換位置に移動
(3)該研磨槽7の該パレット3設置場所の該パレット3有無確認
該パレット3有り→(4)
該パレット3無し→(14)
(4)該搬出レーン5−2のパレット搬送位置に該パレット3の有無確認
該パレット3有り→アラーム
該パレット3無し→(5)
(5)エアーブローON
(6)パレット該搬送アーム13を該研磨槽7側に移動
(7)パレット該搬送アーム13下降
(8)該パレット3をアームでクランプ(捕まえる)
(9)該研磨槽7側のパレット固定機構が該パレット3をアンクランプ(放す)
(10)該搬送アーム13上昇
(11)該搬送アーム13を搬出側に移動しながら搬出コンベアを一定時間回転させ、
該搬出レーン5−2にある該パレット3を搬送
(12)該搬送アーム13下降
(13)該パレット3をアンクランプ(放す)
(14)該搬送アーム13上昇
(15)該搬入レーン5−1の該パレット3ストッパ下降
(16)該搬入レーン5−1のコンベアが回転
(17)該搬入レーン5−1のパレットストッパ上昇センサが該パレット3の有を確認、パレットストッパ上昇
(18)該搬入レーン5−1のパレット交換位置センサが該パレット3の有無を確認
該パレット3有り→一定時間後該搬入レーン5−1のコンベア停止(19)
該パレット3無し→アラーム
(19)該搬送アーム13を該搬入レーン5−1に移動
(20)該搬送アーム13下降
(21)該パレット3をアームでクランプ
(22)該搬送アーム13上昇
(23)該搬送アーム13を該研磨槽7側に移動
(24)該搬送アーム13下降
(25)該研磨槽7内で該パレット3をクランプし、該パレット3の有無、パレットナンバー確認
(26)該搬送アーム13がアンクランプ(該パレット3を放す)
(27)エアーブローOFF
(28)該搬送アーム13上昇
(29)該搬送アーム13が該搬入レーン5−1に移動
(30)終了信号
APC (Auto Palette Changer) means by the pallet arm 13 for moving the pallet 3 carrying the part 1 between the conveying line 5 and the polishing line 6 and the polishing tool 10 are automatically replaced. A specific procedure of the ATC (Auto Tool Changer) means that can be performed is specifically shown below.
<APC operation>
(1) The pallet 3 replacement command from the control panel
(2) Move the polishing tank 7 to the pallet 3 replacement position
(3) Confirmation of the presence or absence of the pallet 3 at the installation location of the pallet 3 in the polishing tank 7
With this pallet 3 → (4)
No pallet 3 → (14)
(4) Confirmation of the presence or absence of the pallet 3 at the pallet transfer position in the carry-out lane 5-2
With this pallet 3 → Alarm Without the pallet 3 → (5)
(5) Air blow ON
(6) Pallet The transfer arm 13 is moved to the polishing tank 7 side.
(7) Pallet transport arm 13 descending
(8) Clamp the pallet 3 with an arm
(9) The pallet fixing mechanism on the polishing tank 7 side unclamps (releases) the pallet 3
(10) Ascending the transfer arm 13 (11) While moving the transfer arm 13 to the carry-out side, rotate the carry-out conveyor for a certain period of time,
Transport the pallet 3 in the unloading lane 5-2 (12) Lower the transport arm 13
(13) Unclamp (release) the pallet 3
(14) The transfer arm 13 is raised (15) The pallet 3 stopper is lowered in the loading lane 5-1
(16) The conveyor in the loading lane 5-1 rotates.
(17) The pallet stopper raising sensor in the loading lane 5-1 confirms that the pallet 3 is present, and the pallet stopper is raised.
(18) The pallet replacement position sensor in the carry-in lane 5-1 confirms the presence or absence of the pallet 3
With the pallet 3 → Stop the conveyor in the loading lane 5-1 after a certain time (19)
No pallet 3 → Alarm (19) Move the transfer arm 13 to the loading lane 5-1
(20) Lowering of the transfer arm 13
(21) Clamp the pallet 3 with an arm
(22) The transfer arm 13 is raised
(23) Move the transfer arm 13 to the polishing tank 7 side.
(24) Lowering of the transfer arm 13
(25) Clamp the pallet 3 in the polishing tank 7 and confirm the presence / absence of the pallet 3 and the pallet number (26) The transfer arm 13 unclamps (releases the pallet 3)
(27) Air blow OFF
(28) The transfer arm 13 is raised
(29) The transfer arm 13 moves to the carry-in lane 5-1
(30) End signal

<ATC動作>
(1)制御盤から交換する工具ナンバー指定
(2)主軸で現在クランプ、使用している工具ナンバー確認
(3)クランプしている工具ナンバー位置へ工具センサ移動
(4)工具センサ下降
(5)工具の有無確認
工具有り→(6)
工具無し→(9)
(6)工具センサ上昇
(7)工具待避(原点)位置に移動後、工具有りのアラーム表示
(8)自動起動ボタンONで(3)へ

(9)工具センサ上昇
(10)クランプしている工具ナンバー位置へ主軸移動
(11)Z軸下降
(12)主軸のエアーブローON
(13)主軸の工具をアンクランプ
(14)Z軸原点復帰
(15)交換する工具の設置位置に工具センサ移動
(16)工具センサ下降
(17)工具の有無確認
工具有り→(21)
工具無し→(18)
(18)工具センサ上昇
(19)工具待避(原点)位置に移動後、工具無しのアラーム表示
(20)自動起動ボタンONで(3)へ
(21)工具センサ上昇
(22)交換する工具の設置位置に主軸移動
(23)Z軸下降
(24)主軸が工具をクランプ
(25)主軸のエアーブローOFF
(26)Z軸原点復帰
(27)X・Y軸指定位置に移動
(28)終了信号
<ATC operation>
(1) Specifying the tool number to be replaced from the control panel
(2) Clamping the spindle and confirming the tool number being used
(3) Tool sensor movement to clamped tool number position
(4) Tool sensor descent
(5) Check for tools
With tools → (6)
No tools → (9)
(6) Tool sensor rise
(7) Alarm display with tool after moving to tool escape (origin) position
(8) Go to (3) with the automatic start button ON

(9) Tool sensor rise
(10) Spindle movement to the clamped tool number position
(11) Z-axis lowering
(12) Spindle air blow ON
(13) Unclamp the spindle tool
(14) Z-axis origin return
(15) Tool sensor movement to the installation position of the tool to be replaced
(16) Tool sensor descent
(17) Check for tool presence
With tools → (21)
No tools → (18)
(18) Tool sensor rise (19) After moving to the tool retracting (origin) position, alarm display without tool (20) Automatic start button ON to (3) (21) Tool sensor rise (22) Installation of tool to be replaced Spindle movement to position (23) Z-axis descent (24) Spindle clamps tool (25) Spindle air blow off
(26) Z-axis origin return (27) Move to X / Y-axis specified position (28) End signal

上記の体内埋設型補助人工心臓のケース1−1を電解砥粒研磨した時の条件、研磨結果を表−1に示す。

(上記の回数は該研磨工具10が該パーツ1を周回する回数をいう。)
上記の表−1の結果から、研磨箇所のb、c、dの表面粗さ(Ra)が測定箇所のa、eの比べて高い値であるが、条件(該研磨工具10の材質、形状、含有砥粒の有無、有りの場合の砥粒の大きさ等)を詰めることにより表面粗さ0.2μmRa以下を達成できることを示唆している。
Table 1 shows conditions and polishing results when the above-mentioned case 1-1 of the in-vivo type auxiliary artificial heart is subjected to electrolytic abrasive polishing.

(The above number of times refers to the number of times that the polishing tool 10 circulates the part 1.)
From the results of Table 1 above, the surface roughness (Ra) of b, c, and d at the polishing location is higher than that of the measurement locations a and e, but the conditions (material and shape of the polishing tool 10) It is suggested that the surface roughness of 0.2 μmRa or less can be achieved by packing the presence or absence of contained abrasive grains, the size of the abrasive grains when present, and the like.


また、図5(a)、(b)に示す体内埋設型補助人工心臓の基部1−2を上記の本発明の電解砥粒自動研磨装置で研磨した結果を表−2に示す。
(上記の回数は該研磨工具10が該パーツ1を周回する回数をいう。)
上記の表−2の結果では、いずれの研磨箇所においても、表園粗さが0.2μmRa以下を達成している。
,
Table 2 shows the results of polishing the base 1-2 of the in-vivo implantable artificial heart shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b) with the above-described electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus of the present invention.
(The above number of times refers to the number of times that the polishing tool 10 circulates the part 1.)
In the results of Table-2 above, the surface roughness is 0.2 μmRa or less at any polishing location.

なお、上記の表−1、2において、電解液は研磨砥粒を含有していてもよいし、含有していなくても良い。また該研磨工具10も砥粒を含むものであっても、含まないものであっても良い。その組み合わせは適宜決めるものである。
また、上記の体内埋設型補助人工心臓の基部1−2、及びケース1−1の材質はチタン(Ti)であり、金属の中でも機械加工(切削性、研磨加工など)が難しいものである。
本実施例では、チタン製の体内埋設型補助人工心臓の場合を想定して説明したが、チタン以外でもステンレスやアルミなど他の金属材料へも適応できることは言うまでもない。
In Tables 1 and 2, the electrolytic solution may or may not contain abrasive grains. Also, the polishing tool 10 may or may not contain abrasive grains. The combination is determined as appropriate.
Further, the material of the base 1-2 and the case 1-1 of the above-mentioned implantable auxiliary artificial heart is titanium (Ti), and machining (cutting, polishing, etc.) is difficult among metals.
Although the present embodiment has been described assuming the case of an in-vivo embedded artificial heart made of titanium, it goes without saying that it can be applied to other metal materials such as stainless steel and aluminum in addition to titanium.

次に、研磨時間を手動で研磨したときと本発明の電解砥粒自動研磨装置で研磨したときとを比べると、手動で研磨すると数時間から数十時間(該パーツ1の形状により研磨時間が異なる)かかるものが、本発明の電解砥粒自動研磨装置では手動時間のほぼ1/10の時間で達成できる。 Next, when the polishing time is manually polished and when it is polished by the electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus of the present invention, it is several hours to several tens of hours when manually polishing (the polishing time depends on the shape of the part 1). This can be achieved in about 1/10 of the manual time in the electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus of the present invention.

以上のごとく、本発明の電解砥粒自動研磨装置は手動の電解砥粒研磨で得られる同等の品質(表面粗さRa)を確保し、研磨時間の大幅な短縮を可能としたものであり、さらに、手動と比べて、自動化による人への安全性の向上、熟練工の自動化機械化への置き換えによって品質安定など画期的な効果を実現するものである。
As mentioned above, the electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus of the present invention ensures equivalent quality (surface roughness Ra) obtained by manual electrolytic abrasive polishing, and enables a significant reduction in polishing time. In addition, compared with manual operation, it achieves epoch-making effects such as improvement of safety to humans through automation and stable quality by replacing skilled workers with automated mechanization.

本発明の電解砥粒自動研磨装置は複数の3次元自由曲面を有するパーツの電解砥粒研磨を自動で行うことを実現したものであり、手動研磨に比べて大幅な時間短縮と研磨特性品質の安定化と安全性の向上を図られたものであり、複数の3次元自由曲面を有するパーツの精密研磨に寄与するところ大である。   The automatic abrasive polishing apparatus of the present invention realizes automatic polishing of electrolytic abrasive grains of parts having a plurality of three-dimensional free-form surfaces, and significantly reduces time and polishing characteristics quality compared to manual polishing. It is intended to stabilize and improve safety and contributes to precision polishing of parts having a plurality of three-dimensional free-form surfaces.

本発明の電解砥粒自動研磨装置の自動化ラインの1例を示したものであり、その平面図を示す。An example of the automated line of the electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus of the present invention is shown, and a plan view thereof is shown. 本発明の電解砥粒自動研磨装置の自動化ラインの1例を示したものであり、その正面図を示す。An example of the automation line of the electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus of the present invention is shown, and a front view thereof is shown. 本発明の電解砥粒自動研磨装置の自動化ラインの1例を示したものであり、その側面図を示す。An example of the automation line of the electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus of the present invention is shown, and a side view thereof is shown. 本発明の複数の3次元自由曲面を有する該パーツ1が体内埋設型補助人工心臓のケース1−1の場合の一例を示すものであり、は該ケース1−1の一部断面図を示したものである。The part 1 having a plurality of three-dimensional free-form surfaces of the present invention is an example of a case 1-1 of an in-vivo type auxiliary artificial heart, and shows a partial cross-sectional view of the case 1-1. Is. 本発明の複数の3次元自由曲面を有する該パーツ1が体内埋設型補助人工心臓のケース1−1の場合の一例を示すものであり、は該ケース1−1の一部断面図を示したものである。The part 1 having a plurality of three-dimensional free-form surfaces of the present invention is an example of a case 1-1 of an in-vivo type auxiliary artificial heart, and shows a partial cross-sectional view of the case 1-1. Is. 本発明の複数の3次元自由曲面を有する該パーツ1が体内埋設型補助人工心臓の基部1−2の場合の一例を示すものであり、平面図を示したものである。The part 1 having a plurality of three-dimensional free-form surfaces of the present invention is an example of the case of a base 1-2 of an in-vivo type auxiliary artificial heart, and is a plan view. 本発明の複数の3次元自由曲面を有する該パーツ1が体内埋設型補助人工心臓の基部1−2の場合の一例を示すものであり、は図5―(a)のY−Y断面図を示したものである。FIG. 5 shows an example in which the part 1 having a plurality of three-dimensional free-form surfaces of the present invention is a base 1-2 of an in-vivo type auxiliary artificial heart; FIG. 5 (a) is a sectional view taken along line YY of FIG. It is shown. 該パレット3の固定の様子を示すものであり、該研磨槽7の研磨槽パレット保持部4に該パレット3を固定する様子を示したものである。The state of fixing the pallet 3 is shown, and the state of fixing the pallet 3 to the polishing tank pallet holding part 4 of the polishing tank 7 is shown. 該パレット3の固定の様子を示すものであり、該研磨槽7の研磨槽パレット保持部4に該パレット3の固定を解除する様子を示したものである。The state of fixing of the pallet 3 is shown, and the state of releasing the fixation of the pallet 3 to the polishing tank pallet holding part 4 of the polishing tank 7 is shown. 該研磨工具10の先端が、工具長測定用タッチセンサー16−1の接触面に向かって、降下してくる様子を示すものである。The tip of the polishing tool 10 is shown descending toward the contact surface of the tool length measurement touch sensor 16-1. 該研磨工具10の先端が該工具長測定用タッチセンサー16−1に所定の接触荷重で接触したときの状態を示したものである。The state when the tip of the polishing tool 10 is in contact with the tool length measurement touch sensor 16-1 with a predetermined contact load is shown. 該研磨工具10の側面が、工具径測定用タッチセンサー16−2の接触面に向かって、移動する様子を示すものである。The side surface of the polishing tool 10 moves toward the contact surface of the tool diameter measuring touch sensor 16-2. 該研磨工具10の側面が該工具径測定用タッチセンサー16−2に所定の接触荷重で接触したときの状態を示したものである。The state when the side surface of the polishing tool 10 is in contact with the tool diameter measuring touch sensor 16-2 with a predetermined contact load is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 複数の3次元自由曲面を有するパーツ
1−1 体内埋設型補助人工心臓のケース
1−2 体内埋設型補助人工心臓の基部
2 パーツ固定治具
3 パレット
4 研磨槽パレット保持部
4−1 パレットクランパ
4−2 パレット固定テーブル
4−3 パレット位置決めピン
5 搬送ライン
5−1 搬入レーン
5−2 搬出レーン
5−3 搬入口
5−4 停止位置
5−5 搬出口
6 研磨ライン
7 研磨槽
8 ツールホルダー
8−1 研磨工具保持部
9 スピンドル
9−1 スピンドルZ軸駆動部
9−2 スピンドルY軸駆動部
10 研磨工具
11 テーブル
12 オートパレットチェンジャー
13 搬送アーム
14 ノズル
15 制御装置
16 タッチセンサー
16−1 工具長測定用タッチセンサー
16−2 工具径測定用タッチセンサー
17−1 工具長測定用タッチセンサーの基準面
17−2 工具径測定用タッチセンサーの基準面
18 工具付根基準面
19 工具径中心基準面
20 研磨工具の底面
21 研磨工具の側面
22 工具径測定用タッチセンサーの中心軸
23 工具長測定用タッチセンサーの中心軸
A 搬出レーン上で搬送アームが上下に降下する地点
B 搬入レーン上で搬送アームが上下に降下する地点
C 研磨槽上で搬送アームが上下に降下する地点
L0 無荷重のときの工具長
φ0 無荷重のときの工具半径
α 所定の荷重での工具主軸付根からタッチセンサーの接触面の距離
β 所定の荷重での工具径中心からタッチセンサーの接触面の距離
L1 工具長測定用タッチセンサーの接触面から工具長測定用タッチセンサーの基準面の距離
L2 所定の荷重での工具主軸付根から工具長測定用タッチセンサーの基準面の距離
L3 工具径測定用タッチセンサーの接触面から工具径測定用タッチセンサーの基準面の距離
L4 所定の荷重での工具径中心から工具径測定用タッチセンサーの基準面の距離
1 A part having a plurality of three-dimensional free-form surfaces 1-1 Case of an implantable auxiliary artificial heart 1-2 Base of an internal implantable auxiliary artificial heart 2 Parts fixing jig 3 Pallet 4 Polishing tank pallet holding part 4-1 Pallet clamper 4-2 Pallet fixing table 4-3 Pallet positioning pin 5 Transport line 5-1 Carry-in lane 5-2 Carry-out lane 5-3 Carry-in inlet 5-4 Stop position 5-5 Carry-out port 6 Polishing line 7 Polishing tank 8 Tool holder 8 -1 Polishing tool holding unit 9 Spindle 9-1 Spindle Z-axis drive unit 9-2 Spindle Y-axis drive unit 10 Polishing tool 11 Table 12 Auto pallet changer 13 Transfer arm 14 Nozzle 15 Controller 16 Touch sensor 16-1 Tool length measurement Touch sensor 16-2 Tool diameter measurement touch sensor 17-1 Tool length measurement touch sensor Surface 17-2 Reference surface 18 for tool diameter measurement touch sensor 18 Tool root reference surface 19 Tool diameter center reference surface 20 Polishing tool bottom surface 21 Polishing tool side surface 22 Tool diameter measurement touch sensor central axis 23 Tool length measurement touch Sensor center axis A Point B where the transfer arm descends vertically on the unloading lane Point B where the transfer arm descends vertically on the loading lane C Point where the transfer arm descends vertically on the polishing tank
L0 Tool length when there is no load φ0 Tool radius when there is no load α Distance from the tool spindle root to the touch sensor contact surface at a given load β Distance between the tool diameter center and the touch sensor contact surface at a given load
L1 Distance from the contact surface of the tool length measurement touch sensor to the reference surface of the tool length measurement touch sensor
L2 Distance from the base of the tool spindle to the reference surface of the touch sensor for measuring the tool length at a given load
L3 Distance from the contact surface of the tool diameter measurement touch sensor to the reference surface of the tool diameter measurement touch sensor
L4 Distance from the center of the tool diameter at the specified load to the reference surface of the touch sensor for measuring the tool diameter

Claims (7)

複数の3次元自由曲面を有するパーツと、該パーツの複数の3次元自由曲面のそれぞれに対応した複数の研磨工具を用意し、該パーツの複数の3次元自由曲面の1つを該パーツの複数の3次元自由曲面の1つに対応した1つの研磨工具を用いて該パーツと回転する該1つの研磨工具とをX方向、Y方向、Z方向に動かして該パーツの該1つの3次元自由曲面を電解砥粒研磨し、続いて該パーツの他の複数の3次元自由曲面のそれぞれを該パーツの該他の複数の3次元自由曲面に対応した他の研磨工具を用いて該パーツと回転する該他の研磨工具とをX方向、Y方向、Z方向に動かして該パーツの該他の3次元自由曲面を電解砥粒研磨する一連の動作を制御装置に入力されたデータに基づき自動的に行うことにより、複数の3次元自由曲面を有する該パーツの電解砥粒自動研磨を実現し、微小な取りしろでワークの形状を崩さない精密な研磨と、複雑な凹凸表面を有する任意の自由曲面に対し、高品質、高能率を両立した研磨加工を可能にしたことを特徴とする電解砥粒自動研磨装置。 A plurality of parts having a plurality of three-dimensional free-form surfaces and a plurality of polishing tools corresponding to each of the plurality of three-dimensional free-form surfaces of the parts are prepared, and one of the plurality of three-dimensional free-form surfaces of the parts Using one polishing tool corresponding to one of the three-dimensional free-form surfaces, the part and the rotating polishing tool are moved in the X, Y, and Z directions to move the one three-dimensional freedom of the part. Electrolytic abrasive polishing of the curved surface, and then rotating each of the other plurality of three-dimensional free-form surfaces of the part with the part using another polishing tool corresponding to the other plurality of three-dimensional free-form surfaces of the part A series of operations for polishing the other three-dimensional free-form surface of the part by electrolytic abrasive grain movement by moving the other polishing tool in the X, Y and Z directions automatically based on the data input to the controller To have multiple 3D free-form surfaces. Electrolytic abrasive grain automatic polishing of this part has been realized, and both high quality and high efficiency have been achieved for precise polishing that does not destroy the shape of the workpiece with a minute allowance and any free-form surface with complicated uneven surface An electrolytic abrasive automatic polishing apparatus characterized by enabling polishing. 上記の電解砥粒自動研磨装置において、該1つのスピンドルにチャッキングされた研磨工具の形状を自動的に計測するタッチセンサーを備え、該タッチセンサーは該1つのスピンドルにチャッキングされた研磨工具の長さを測定する工具長測定用タッチセンサーまたは/および該1つのスピンドルにチャッキングされた研磨工具の径を測定する工具径測定用タッチセンサーであり、該工具長測定用タッチセンサーは工具の長さ方向に直角な先端面を該タッチセンサーに押し付け、所定の荷重になったときの工具主軸付根からタッチセンサー接触面の距離(α)を測定するものであり、該工具径測定用タッチセンサーは、工具径の外周面をセンサに押し付け所定の荷重になったときの工具径中心からタッチセンサー接触面までの距離(β)を測定するものであり、該工具長測定用タッチセンサーで測定された工具長、及び該工具径測定用タッチセンサーで測定された工具径に基づき、該複数の3次元自由曲面を有するパーツと該研磨工具の接触面との距離が該α、βになるように自動的に研磨することを特徴とする請求項1に記載の電解砥粒自動研磨装置。 In the above automatic abrasive polishing apparatus, a touch sensor for automatically measuring the shape of the polishing tool chucked on the one spindle is provided, and the touch sensor is used for the polishing tool chucked on the one spindle. A tool length measurement touch sensor for measuring a length and / or a tool diameter measurement touch sensor for measuring a diameter of a polishing tool chucked on the one spindle. The tool length measurement touch sensor is a tool length measurement tool. The tip surface perpendicular to the vertical direction is pressed against the touch sensor, and the distance (α) of the touch sensor contact surface from the root of the tool spindle when a predetermined load is reached is measured. , Measure the distance (β) from the center of the tool diameter to the touch sensor contact surface when the outer diameter surface of the tool is pressed against the sensor and the specified load is reached A plurality of parts having the three-dimensional free-form surface and the polishing tool based on the tool length measured by the tool length measurement touch sensor and the tool diameter measured by the tool diameter measurement touch sensor 2. The electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus according to claim 1, wherein the polishing is automatically performed so that the distance to the contact surface becomes α and β. 上記のタッチセンサーによる工具長(α)、及び工具径(β)の測定を所定のサイクルで行い、その測定結果に基づき、該複数の3次元自由曲面を有するパーツと該研磨工具の接触面との距離が該α、βになるように自動的に研磨することを特徴とする請求項1、および2に記載の電解砥粒自動研磨装置。 Measurement of the tool length (α) and tool diameter (β) by the touch sensor is performed in a predetermined cycle, and based on the measurement result, the parts having the plurality of three-dimensional free-form surfaces and the contact surface of the polishing tool 3. The electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus according to claim 1, wherein the polishing is automatically performed so that the distance of α is equal to α and β. 4. 上記の電解砥粒自動研磨装置を用いることにより、複数の3次元自由曲面を有するパーツの表面粗さを0.2μmRa以下を実現したことを特徴とする請求項1、2、及び3に記載の電解砥粒自動研磨装置。 The surface roughness of a part having a plurality of three-dimensional free-form surfaces is realized by 0.2 μmRa or less by using the above electrolytic abrasive automatic polishing apparatus. Electrolytic abrasive automatic polishing equipment. 複数の3次元自由曲面を有するパーツが搭載されたパレットの複数個を搬送する搬送ラインと、該複数の3次元自由曲面を有する該パーツが搭載された該パレットの1つを電解砥粒研磨する研磨ラインと、該搬送ラインと該研磨ライン間で研磨前、及び研磨後のパーツを搭載したパレットを移動する搬送アームとからなる電解砥粒自動研磨装置であり、該研磨ラインは長方形のテーブルと該テーブル上に配置された研磨槽、ツールホルダー、及び研磨工具がチャッキングされたスピンドルで構成され、該研磨槽と該ツールホルダーは該テーブルの長手方向に移動するものであり、該スピンドルは該テーブルの長手方向に対する直角方向と上下に移動するものであり、該研磨槽は一面が開放された槽と該複数の3次元自由曲面を有する該パーツを搭載した該パレットを保持する保持部及び該複数の3次元自由曲面を有する該パーツに研磨液を供給するノズルで構成され、該研磨槽は該研磨ラインの一方端に配置された該搬送アームの位置まで移動し研磨前の該複数の3次元自由曲面を有する該パーツを該搬送アームから受け取り、1つの研磨工具がチャッキングされたスピンドルの所定の位置に移動し、制御装置に入力されたデータに基づき該1つの研磨工具がチャッキングされた該スピンドルは該研磨ラインの長手方向に対して直角方向と上下に、複数の3次元自由曲面を有する該パーツが保持された該研磨槽は該研磨ラインの長手方向に動くことにより複数の3次元自由曲面を有する該パーツの1つの3次元自由曲面を自動的に電解砥粒研磨するものであり、
引き続き、複数の3次元自由曲面を有する該パーツの他の3次元自由曲面を研磨するにあたり、制御装置に入力されたデータに基づき、複数の該研磨工具が配置された該ツールホルダーは該研磨ラインの長手方向に、該1つの研磨工具がチャッキングされたスピンドルは該研磨ラインの長手方向に対して直角方向と上下に移動することにより、該スピンドルにチャッキングされた該1つの研磨工具は該1つの研磨工具が保管されるツールホルダーの所定の場所に戻し、該1つの研磨工具がはずされた該スピンドルは該ツールホルダーから他の研磨工具をチャッキングし、チャッキングされた該他の研磨工具により、複数の3次元自由曲面を有する該パーツの他の3次元自由曲面を自動的に電解砥粒研磨する動作を繰り返すことにより、複数の3次元自由曲面を有する該パーツを複数の3次元自由曲面に対応した複数の該研磨工具により自動的に電解砥粒研磨することを特徴とする電解砥粒自動研磨装置。
Electrolytic abrasive polishing of a conveying line for conveying a plurality of pallets on which parts having a plurality of three-dimensional free-form surfaces are mounted and one of the pallets on which the parts having the plurality of three-dimensional free-form surfaces are mounted An automatic abrasive polishing apparatus comprising a polishing line and a transfer arm that moves a pallet carrying parts before and after polishing between the transfer line and the transfer line, the polishing line comprising a rectangular table and A polishing tank disposed on the table, a tool holder, and a spindle on which a polishing tool is chucked. The polishing tank and the tool holder move in the longitudinal direction of the table, and the spindle is The polishing tank moves up and down in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the table, and the polishing tank has a tank open on one side and the parts having the plurality of three-dimensional free-form surfaces. A holding unit for holding the mounted pallet, and a nozzle for supplying a polishing liquid to the parts having the plurality of three-dimensional free-form surfaces, and the polishing tank is a transfer arm disposed at one end of the polishing line. The parts having the plurality of three-dimensional free-form surfaces that have been moved to the position and received before polishing are received from the transfer arm, moved to a predetermined position of the spindle where one polishing tool is chucked, and data input to the control device The spindle on which the one polishing tool is chucked according to the above is a polishing tank in which the parts having a plurality of three-dimensional free-form surfaces are held vertically and vertically with respect to the longitudinal direction of the polishing line. Electrolytic abrasive polishing of one three-dimensional free-form surface of the part having a plurality of three-dimensional free-form surfaces by moving in the longitudinal direction of the line,
Subsequently, when polishing another three-dimensional free-form surface of the part having a plurality of three-dimensional free-form surfaces, the tool holder on which the plurality of the polishing tools are arranged is based on the data input to the control device. In the longitudinal direction, the spindle on which the one polishing tool is chucked moves vertically and vertically with respect to the longitudinal direction of the polishing line, so that the one polishing tool chucked on the spindle is Return the tool holder to a predetermined place in which a single polishing tool is stored, the spindle from which the single polishing tool has been removed chucks another polishing tool from the tool holder, and the other polished chucked By repeating the operation of automatically polishing the other three-dimensional free-form surface of the part having the plurality of three-dimensional free-form surfaces with the tool by electrolytic abrasive grain polishing, A plurality of the polishing tool by automatically electrolytic abrasive automatic polishing apparatus characterized by polishing electrolytic abrasive grains of the part corresponding to a plurality of three-dimensional free-form surface having a dimension free-form surface.
上記の搬送ラインは搬入レーンと搬出レーンの2列で構成され、該搬入レーンは搬入口から停止位置に向かって研磨前の該複数の3次元自由曲面を有するパーツを搭載したパレットを搬送するものであり、該搬出レーンは研磨後の複数の3次元自由曲面を有する該パーツを搭載した該パレットを該搬入レーンと逆方向に搬送するものであることを特徴とする請求項5に記載の電解砥粒自動研磨装置。 The transport line is composed of two rows of a carry-in lane and a carry-out lane, and the carry-in lane conveys a pallet carrying parts having the plurality of three-dimensional free-form surfaces before polishing from the carry-in entrance toward the stop position. 6. The electrolysis according to claim 5, wherein the carry-out lane conveys the pallet loaded with the parts having a plurality of three-dimensional free-form surfaces after polishing in a direction opposite to the carry-in lane. Abrasive grain automatic polishing equipment. 上記の搬送アームは平行に配置された搬送ラインと研磨ラインの一方端に配置され、該搬送ラインと該研磨ラインの長手方向に対して直角方向に移動するものであり、搬入レーンの停止位置にある研磨前の該複数の3次元自由曲面を有するパーツを搭載したパレットを研磨ラインの研磨槽に移動させる働きと研磨後の複数の3次元自由曲面を有する該パーツを搭載した該パレットを該研磨槽から搬出レーンに移動させる働きを有するものであることを特徴とする請求項5、及び6に記載の電解砥粒自動研磨装置。
The transfer arm is arranged at one end of the transfer line and the polishing line arranged in parallel, and moves in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the transfer line and the polishing line, and is at the stop position of the carry-in lane. A function of moving a pallet carrying a plurality of parts having a three-dimensional free curved surface before polishing to a polishing tank of a polishing line and a polishing of the pallet equipped with the parts having a plurality of three-dimensional free curved surfaces after polishing 7. The electrolytic abrasive grain automatic polishing apparatus according to claim 5, which has a function of moving from a tank to a carry-out lane.
JP2005050619A 2004-07-28 2005-02-25 Automatic polishing device for three-dimensional free curved surface with electrolytic abrasive grains Pending JP2006062072A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005050619A JP2006062072A (en) 2004-07-28 2005-02-25 Automatic polishing device for three-dimensional free curved surface with electrolytic abrasive grains

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004220354 2004-07-28
JP2005050619A JP2006062072A (en) 2004-07-28 2005-02-25 Automatic polishing device for three-dimensional free curved surface with electrolytic abrasive grains

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006062072A true JP2006062072A (en) 2006-03-09

Family

ID=36108971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005050619A Pending JP2006062072A (en) 2004-07-28 2005-02-25 Automatic polishing device for three-dimensional free curved surface with electrolytic abrasive grains

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006062072A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104722863A (en) * 2015-03-24 2015-06-24 常州工学院 Online monitoring method for electrolytic grinding process

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104722863A (en) * 2015-03-24 2015-06-24 常州工学院 Online monitoring method for electrolytic grinding process

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109414785B (en) Machine tool for build-up welding
WO1989003745A1 (en) Machining center
CN107225427A (en) A kind of basket automatic loading/unloading lathe of the material of machine outside fix
JP2010125575A (en) Drilling apparatus and regrinding method of drilling tool
CN101417345A (en) Automatic charging and discharging and transmitting device for handstand type numerical controlled lathe
JP2002307264A (en) Processing cell of automatic machining system and automatic honing system
CN110394666B (en) Machine for gluing a workpiece to a support element before a machining operation and method thereof
CN108817391A (en) A kind of double cladding head laser melting coating metal increasing material manufacturing equipment
CN111755368A (en) Conveying system
JP2006062072A (en) Automatic polishing device for three-dimensional free curved surface with electrolytic abrasive grains
CN216971204U (en) Automatic feeding and discharging mechanism for CNC (computer numerical control) machining of medical products
CN114055649A (en) Cutting device
US20060208409A1 (en) Workbench for preparing a workpiece to be machined on a digitally controlled machine
JPH07132446A (en) Automatic workpiece changer
CN213612714U (en) Full automatic check out test set of machine parts
JP7109588B2 (en) Electric discharge machining method, electric discharge machine and electric discharge machining system for carrying out the electric discharge machining method
CN217045774U (en) Equipment for removing burrs after machining
CN214292304U (en) Grinding device for grinding inner hole of ceramic chopper
JP4245828B2 (en) Lens sticking device and sticking method
US11839942B2 (en) Apparatus, method and system to temporarily hold a workpiece during manufacturing using adhesive attachment
CN214213433U (en) Automatic measuring device of grinding machine and grinding machine
CN217859463U (en) Jig for fixing middle frame and device for buckling position and square hole of middle frame
CN215092888U (en) Grinding mechanism for grinding internal chamfer of ceramic cleaver
CN213380600U (en) Passivation device
CN113639702B (en) Automatic system and method for machining and flatness detection

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070312

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20070406

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070821