JP2009136929A

JP2009136929A - 超砥粒のセッティング装置

Info

Publication number: JP2009136929A
Application number: JP2007312895A
Authority: JP
Inventors: Sadao Sakakibara; 貞雄榊原; Takamichi Kobayashi; 孝道小林; Hiromasu Shimizu; 宏益清水; Kazuhiko Sugita; 和彦杉田
Original assignee: Toyoda Van Moppes Ltd
Current assignee: Toyoda Van Moppes Ltd
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2009-06-25
Anticipated expiration: 2027-12-03
Also published as: EP2067575B1; CN101450465B; EP2067575A1; CN101450465A; US20090142435A1; DE602008001857D1; US8016579B2; JP5171231B2

Abstract

【課題】複雑な表面形状の製造型の表面に対応したセッティングが可能な砥粒のセッティング装置を提供する。
【解決手段】
水平状態で載置された製造型ＣＷを把持して製造型ＣＷの軸心が水平になるように９０度反転させて垂直状態に起立させる把持起立機構６と、先端側の３軸からなるリスト部及び基端側の３軸からなる基体部を備えた６軸制御ロボット１０と、超砥粒を貯留する貯留部９２、及び該貯留部９２で貯留された超砥粒を分離して１粒ずつ吸着位置に支持する分離機構９４を有する超砥粒供給装置８と、最先端アーム８４に取付けられ、先端が屈曲されて第５軸Ｊ５及び第６軸Ｊ６から偏心する開口が形成され、吸着位置において超砥粒を吸着する吸着ノズル７４と、を備えたこと。
【選択図】図１

Description

本発明は、砥石車、ツルアー及びドレッサー等の研削工具を製造する際に、工具の研削面に砥粒を配列するため、製造型に超砥粒を装着するセッティング装置に関する。

砥石車、ツルアー及びドレッサー等の研削工具の製造において、ダイヤモンドやＣＢＮ等の超砥粒が用いられて研削面が形成される場合、研削面が常に偏りなく工作物を研削できるように、超砥粒が均等に配されて製造されることが必要である。そのために、研削面を形成する製造型面に研削面に接着される通りに超砥粒を配設して、砥粒層を形成することが行われる。この超砥粒の製造型へのセッティングは精密な作業であるため、熟練した人の手で行われていた。そして、機械的な細かい作業であり、また、効率化を図り生産性を向上させるため、図２０に示す超砥粒セッティングロボット１００が考えられた。この超砥粒セッティングロボット１００は、超砥粒Ｄを吸着する吸着ノズル１０２が、図略の移動機構により水平方向及び垂直方向に移動可能に設けられ、図略の把持機構で、製造型であるカーボン型ＣＷを軸心回りに回転させるとともに、上向き及び下向きに傾斜角度を調節可能に設けられている。この超砥粒セッティングロボット１００によると、まずカーボン型ＣＷの装着面が水平となるように、図２１に示すように、カーボン型ＣＷを上向きに傾斜させ、続いて、図２２に示すように、吸着ノズル１０２を水平に装着面の真上まで前進させ、図２３に示すように、吸着ノズル１０２を垂直に降ろして超砥粒Ｄを装着面に装着していた。

ここで、研削工具のカーボン型ＣＷは、製造される工具の形状によって、カーボン型ＣＷの開口径が狭かったり、傾斜角度の大きいテーパ面、小さなＲ面及び深い溝などが形成されていたりする。しかし、この従来の超砥粒セッティングロボット１００では、カーボン型ＣＷを傾斜させる動作と吸着ノズル１０２の前進動作とを同時に行わせることができず、また、吸着ノズルを斜め下方に移動する動作を行わせることができなかった。そのため、例えば、図２４に示すように、カーボン型ＣＷを傾斜させ、その後、吸着ノズル１０２をまっすぐ前進させると、吸着ノズル１０２がカーボン型ＣＷの端面に当たったり、吸着ノズル１０２の先端以外の部分とカーボン型ＣＷの出っ張った表面とが接触して、吸着ノズル１０２の装着動作に干渉を生じたりすることがある。そのため超砥粒Ｄを配置するカーボン型ＣＷの複雑な表面形状に対応することができず、超砥粒Ｄをセッティングすることができない場合があった。そのため従来のロボットでできないセッティング箇所は、別工程として人の手でのセッティングを要し、生産効率が上がらなかった。

本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、複雑な表面形状の製造型の表面に対応したセッティングが可能な超砥粒のセッティング装置を提供することである。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、研削工具を成型する製造型の表面に研削面を形成するための超砥粒を配置させるセッティング装置において、水平状態で載置された前記製造型を把持して前記製造型の軸心が水平になるように９０度反転させて垂直状態に起立させる把持起立機構と、先端側の３軸からなるリスト部及び基端側の３軸からなる基体部を備え、該リスト部には、最先端アームを軸心回りに回動させる第６軸、該第６軸に交差して前記最先端アーム及び前記第６軸を揺動運動させる第５軸、及び前記最先端アーム、前記第６軸及び第５軸を、第５軸に対して交差する軸心回りに回動させる第４軸が設けられ、前記基体部には、前記第４軸に交差して水平面に対して平行な軸心を有する第３軸、該第３軸に平行な軸心を有する第２軸、及び前記第２軸が軸支された旋回部材を、水平面に対して垂直な軸心回りに回動させる第１軸が設けられた６軸制御ロボットと、前記超砥粒を貯留する貯留部、及び該貯留部で貯留された超砥粒を分離して１粒ずつ吸着位置に支持する分離機構を有する超砥粒供給装置と、前記最先端アームに取付けられ、先端が屈曲されて前記第５軸及び第６軸から偏心する開口が形成され、前記吸着位置において超砥粒を吸着する吸着ノズルと、を備えたことである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記吸着ノズルとして、前記最先端アームの軸心に対して屈曲角度が異なる複数種類の吸着ノズルを備え、これらの複数種類の吸着ノズルが、選択して交換可能であることである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記超砥粒供給装置は、複数種類の超砥粒を種類毎に分別して貯留する複数の貯留部を備えていることである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、前記把持起立機構は、起立した状態で水平面方向に１８０度回転する回転機構を備えていることである。

請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至４のいずれか１項において、前記製造型は、両端面が平らな略円筒形状に形成され、前記６軸制御ロボットは、前記製造型の端面に接触させる接触センサを備え、前記接触センサにより、一方の前記端面の複数個所に接触することによりセッティングのための３次元座標の基準面を求める基準面演算手段と、複数個所の前記接触した端面の位置から前記製造型の軸心方向に接触点をずらし、接触センサの接触が前記端面より外れる箇所より前記製造型の３次元座標の穴中心を求める穴中心演算手段と、前記基準面演算手段により求められた基準面及び前記穴中心演算手段により求められた穴中心に基づいてセッティングデータを修正して前記６軸制御ロボットを制御する制御手段とを、備えていることである。

請求項１に係る発明によると、供給装置により１粒ずつ供給された超砥粒を、６軸制御ロボットにより操作される吸着ノズルで吸着する。そして、把持起立機構により把持されて起立されることにより横側からのセッティング作業がやりやすくなった製造型に、超砥粒をセッティングする。このセッティングの際、吸着ノズルの開口の軸心の開口角度を装着面に対して垂直にして超砥粒を押し付けることが必要である。従来のセッティング装置では、製造型の傾斜動作と吸着ノズルを上下前後方向への移動動作とを同期させて制御させることが、困難であったため、吸着ノズルの開口以外の部分が製造型の出っ張り部分に接触して、セッティング作業が干渉された。

しかし、本件発明によると、例えば、以下のようにセッティングが行われる。まず、超砥粒を吸着した吸着ノズルを製造型の正面で待機させる基準位置が設定され、吸着ノズルを基準位置から製造型の装着面の直近まで上下左右の斜め方向（円錐状の斜辺に当たる方向）の一方向に直線的に移動させる。この直線的移動には第１軸から第５軸までの回転を制御して行われる。そして、第６軸、第５軸及び第４軸等を回転させて吸着ノズルの開口の軸心を装着面に対して垂直に向け、超砥粒を装着面に押し付ける。この押付け動作も第１軸から第５軸の回転を制御して行われる。超砥粒を装着し終えた吸着ノズルは、超砥粒供給装置まで移動して新たな超砥粒を吸着し、そして基準位置まで移動する。以下同様にして製造型の水平な軸心回りの３６０度の装着面にセッティングが行われる。このように斜め方向の且つ直線的な移動を行う簡単な制御で、セッティングすることができる。

また、例えば製造型が円筒形であって、開口穴が小さい場合には、製造型の軸心に平行に吸着ノズルを進入させ、吸着ノズルの開口を装着面のある半径方向に移動させるという簡単な制御で、吸着ノズルを製造型の出っ張り部分に接触させることなくセッティングすることができる。

また、吸着ノズルの開口は、第５軸及び第６軸から屈曲されて偏心しているので、この屈曲部で製造型の出っ張り部を跨ぐことにより吸着ノズルの接触を回避でき、また、吸着ノズルの基端側が製造型の軸心と平衡に近い状態で装着作業が行えるので、吸着ノズルが製造型の出っ張り部に接触してセッティング作業が干渉されるのを防止することができる。また、第６軸、第５軸及び第４軸等を回動させることにより、従来のように製造型自体を軸心回りに回転させることなく、製造型の内周或いは外周に沿って超砥粒を装着することができる。これらよりセッティング作業の自動化率の向上を図ることができる。

請求項２に係る発明によると、屈曲された角度が製造型の装着面に合わせ易い、また、出っ張りを屈曲部で跨ぎ易い吸着ノズルに選択することにより、装着面に吸着ノズルの開口を垂直に対応させることがさらに容易となるので、セッティングの自動化率を向上させることができる。

請求項３に係る発明によると、複数の種類の超砥粒を分別して供給することができるので、製造型における超砥粒の装着場所に応じて異なった超砥粒を容易に選択して装着することができ、また、異なったタイプの製造型を連続してセッティングすることもできるので、製造効率を飛躍的に向上させることができる。

請求項４に係る発明によると、１８０度回転させることにより、製造型の一方側からの装着作業が困難な場合でも、反対側に方向転換することにより容易に装着作業を行うことができる。すべてのセッティング作業を自動で行うことが可能となり生産効率を向上させることができる。

請求項５に係る発明によると、セッティングにおいて製造型は把持起立機構により把持され、把持される状態によって製造型の傾きや６軸制御ロボットとの位置関係に誤差を生じるが、接触センサによる接触で求められた製造型の端面座標及び穴の中心座標より６軸制御ロボットの制御座標を修正してセッティングできるので、誤りの無い高精度のセッティング作業を行うことができる。

本発明の超砥粒のセッティング装置の実施形態を以下に説明する。図１は超砥粒のセッティング装置の概要を示す平面図であり、図２は同概要を示す側面図である。研削工具を製造する製造型ＣＷは、例えばカーボン製で、両端面が平らな略円筒形状に形成されている。そして、超砥粒のセッティングは製造型ＣＷの内周面に実施される。

超砥粒のセッティング装置２は、製造型ＣＷを所定位置まで搬入する搬入テーブル４と、搬入された製造型ＣＷを把持して起立させる把持起立機構としての把持起立装置６と、種類毎に分別された超砥粒としてのダイヤモンド砥粒Ｄを貯留し、ダイヤモンド砥粒Ｄを吸着させるために供給させる超砥粒供給装置８と、ダイヤモンド砥粒Ｄを吸着して製造型ＣＷに装着させる６軸制御ロボット１０とを備えている。

搬入テーブル４は、図１及び図３に示すように両端面が円弧状となった長板状に形成された上テーブル１２と、上テーブル１２の下に設けられたスライド機構１４と、スライド機構１４よりスライドして製造型ＣＷを挟持する複数のスライド棒１６と、上テーブル１２をスライド機構１４とともに水平方向に回動させる回動機構１８とを備えている。上搬入テーブル１２には、同心円状に上に向かって少しずつ高くなる段が設けられた二箇所の搬入固定部２０が形成され、各搬入固定部２０には短手方向に延在するガイド溝２２が４対形成されている。二つの搬入固定部２０は、製造型ＣＷが搬入される搬入位置（図１において右側）と、後述する把持起立装置に把持させる把持位置（図１において左側）との間を１８０度回動するようになっている。各ガイド溝２２には垂直に突出するスライド棒１６が設けられ、スライド棒１６がスライド機構１４により２組ずつ対称にスライドさせられることで、製造型ＣＷを挟持するようになっている。スライド機構１４は、図３に示すように、上テーブル１２の裏側に上端が固定されたケースフレーム２４に収納され、図略の駆動モータにより図略のラック・ピニオン機構を介してスライドする一対のスライド部材２６が設けられている。このスライド部材２６には両端部に固定されたブラケットを介してスライド棒１６が突設され、駆動モータの駆動により対となってスライドするスライド部材２６のスライドに伴ってスライド棒１６がスライドする。

回動機構１８としては、図３に示すように、上テーブル１２の中央には下方に向かって突出する回動軸２８が設けられ、回動軸２８は軸フレーム３０に図略の軸受を介して回動自在に軸支されている。軸フレーム３０は基端部において脚部フレーム３２に固定され、脚部フレーム３２は基台３４にボルト等で固定されている。脚部フレーム３２には駆動モータ３６が収納され、駆動モータ３６は図略の減速装置を介して前記回動軸２８下端部に連結されている。駆動モータ３６は制御装置３７によって回転を制御され、駆動モータ３６の駆動によって上テーブル１２を搬入位置と把持位置との間を１８０度回動させる。

前記把持起立装置６は、図１及び図４に示すように、製造型ＣＷを把持する把持機構４０と、把持機構４０を水平状態から垂直状態に起立させる起立機構４２と、把持機構４０を垂直の軸心回りに回動させる回転機構としての水平面回動機構４４とを備えている。

把持機構４０は、製造型ＣＷの外周を把持する一対のチャック部４６を備え、各チャック部４６は支持柱部４８に固定されて支持されている。二つの支持柱部４８は下部において接近離間可能にガイドされるとともにエアシリンダ４９が設けられ、エアシリンダ４９によってチャック部４６間が開閉するようになっている。エアシリンダ４９は図略のエアポンプに連通され、該エアポンプからのエアの送りは途中に設けられた図略の電磁弁により定められ、該電磁弁は制御装置３７により制御される。このエアシリンダ４９は、二つの支持柱部４８の下側の間に装架された支持フレーム５０に固定されている。この支持フレーム５０の下端中央には、垂直方向の回動軸心を有する水平面回動軸５１が下方に向かって突設され、水平面回転軸５１は把持機構４０の下方に設けられた台フレーム５２に図略の軸受を介して回動可能に軸支されている。この水平面回動軸５１はシリンダ機構４３により水平面方向に回動するようになっている。これらの水平面回動軸５１、シリンダ機構等によって水平面回動機構４４を構成する。このシリンダ機構４３は、図略のエアポンプに連通され、該エアポンプからのエアの送りは途中に設けられた図略の電磁弁により定められ、該電磁弁は制御装置３７により制御される。前記台フレーム５２は水平方向の回動軸心を備えた起立回動軸６０が収納され、起立回動軸６０は基台３４に固定された一対の軸受部材６２に回動可能に軸支されている。起立回動軸６０の端部には起立回動軸６０と相対回転不能に構成された回動盤６４が設けられ、回動盤６４の外周部には回動アーム６６が突設されている。回動アーム６６の先端は起立エアシリンダ６８のピストン部にリンクされ、起立エアシリンダ６８の底端部は基台３４にボルト等で固定されたブラケット部材６９に上下方向に揺動可能に軸支されている。起立エアシリンダ６８は図略のエアポンプに連通され、該エアポンプと起立エアシリンダ６８の間には図略の電磁弁が設けられている。このエアポンプから供給されるエアはこの電磁弁の開閉により制御され、この電磁弁は制御装置３７により制御される。起立エアシリンダ６８の駆動により回動アーム６６が９０度の範囲で回動し、起立回動軸６０を回動させて台フレーム５２に立設された把持機構４４を水平状態と垂直状態との間を回動させるようになっている。搬送には製造型ＣＷを安定性が高い水平状態（製造型ＣＷの軸心は垂直状態）とし、セッティング作業時には横からの作業がやりやすい垂直状態（製造型ＣＷの軸心は水平状態）としている。

前記６軸制御ロボット１０は、図１及び図２に示すように、前記把持起立装置６の正面の基台３４上に設置固定されている。ここで、６軸制御ロボット１０は、例えば３軸からなる基体部７０に３軸のリスト部７２を連結し、さらにリスト部７２の先端には着脱可能に吸着ノズル７４が設けられている。

基体部７０は次のように構成される。基台３４に固定されるベース７１上には旋回台７３が水平面に対して垂直な第１軸Ｊ１回りに回転駆動されるように連結されている。このように基台３４に固定されたベース７１に旋回台７３を第１軸Ｊ１で連結することで、省スペース化を図っている。旋回台７３の先端には第１アーム７６が水平な第２軸Ｊ２を介して垂直面方向に回転駆動されるように連結されている。第１アーム７６の先端には第２アーム７８が第２軸Ｊ２と平行な第３軸Ｊ３を介して垂直面方向に回転駆動されるように連結されている。

リスト部７２は次のように構成される。基体部７０の第２アーム７８の先端には第３アーム８０が第３軸Ｊ３とは直角な（交差する）第４軸Ｊ４回りに回転駆動されるように連結されている。第３アーム８０の先端には第４アーム８２が第４軸Ｊ４に直角な（交差する）第５軸Ｊ５回りに回転駆動するように連結されている。第４アーム８２の先端には最先端アームとしての第５アーム８４が第５軸Ｊ５と直角な（交差する）第６軸Ｊ６回りに回転駆動されるように連結されている。第５アーム８４の先端には吸着ノズル７４が取り付け可能になっている。吸着ノズル７４は図略のエアポンプに連通され、負圧エアがかけられて先端でダイヤモンド砥粒Ｄを吸着する。この吸着ノズル７４は先端の吸着角度が異なる９０度・４５度・３０度に屈曲された３種類（図８乃至図１０参照）のものが、ツール置き場８８に備えられ（図１参照）、６軸制御ロボット１０が必要に応じて取りに行くことで自動的に選択して取り付けられるようになっている。吸着ノズル７４は、図略のエアポンプ及び電磁弁等とで、吸着手段を構成する。

なお、図示はしないが、前記各軸Ｊ１〜Ｊ６は夫々サーボモータ等のアクチュエータにより駆動されるようになっており、それらアクチュエータはマイコン等からなる制御装置３７により制御されるようになっている。

また、吸着ノズル７４を取り付ける第５アーム８４の先端に設けられたチャック部には微弱電流が流され、図７に示すように、製造型ＣＷの前端面の複数個所に吸着ノズル７４の先端が接触することにより、製造型ＣＷの端面座標を演算して基準面を求める基準面演算手段としての制御装置３７を有し、さらに端面から中心方向に接触位置をずらしていくことにより穴径の中心座標を演算して求める穴中心演算手段としての制御装置３７を有する。そして、これらの基準面及び穴径の中心に基づいてダイヤモンド砥粒Ｄを装着する位置を修正し、予め制御プログラムにインプットされた製造型ＣＷの形状からダイヤモンド砥粒Ｄを製造型ＣＷにセッティングする。このように吸着ノズル７４は接触センサとして使用されるため、弾性金属材で形成されている。

超砥粒供給装置８は、図１に示すように、６軸制御ロボット１０と把持機構４０との夫々から略等距離の側方に配置され、円盤状のトレイ９０に６個のロート状の貯留部としての貯留ケース９２が等間隔で配置されている。円盤状のトレイ９０は図略の駆動モータにより垂直の回動軸心回りに回転して貯留ケース９２の一つを供給位置に割り出すようになっている。各貯留ケース９２には支持棒９４がロート状の底から垂直方向に突出するように設けられ、供給位置に割り出されたときに下方に設けられた図略のエアシリンダに整列して、支持棒９４がエアシリンダにより上方へ突出されてダイヤモンド砥粒Ｄを１粒分離する。なお、支持棒９４及びエアシリンダにより分離機構を構成する。また、供給位置の両側には光電管センサ９８が設けられ、供給位置にて突出支持されたダイヤモンド砥粒Ｄの有無及び良否を判定する（図１及び図５参照）。

上記のように構成された砥粒のセッティング装置の作動について、以下に説明する。まず、図１に示すように、搬入テーブル４の搬入位置にある搬入固定部２０に製造型ＣＷが載置される。このとき製造型ＣＷは安定性のよい水平状態で載置される。搬入固定部２０ではスライド機構１４の駆動モータを駆動させることによりスライド棒１６がガイド溝２２に沿ってスライドされ、２対のスライド棒１６によって製造型ＣＷが挟持される。次に駆動モータ３６を駆動させることにより、上テーブル１２を１８０度回動させて製造型ＣＷを搬入位置から把持位置まで移動させ、把持位置に置かれた製造型ＣＷはスライド棒１６による挟持が解かれる。次に、予め起立していた把持機構４０が、起立エアシリンダ６８の駆動により把持位置のある水平位置まで倒され、把持機構４０の両チャック部４６が製造型ＣＷを挟んで両脇に位置するように配置される。両チャック部４６はエアシリンダ４９により閉じられ、製造型ＣＷはその外周が両側から把持される。そして、製造型ＣＷを把持した状態で、起立機構４２の起立エアシリンダ６８が駆動され、回動アーム６６が押し回わされ、起立回動軸６０が９０度回動させられて製造型ＣＷと把持機構４０とが起立させられる。起立した状態で横側からのセッティング作業が容易となり、また、設備配置上の省スペース化を図ることができる。

次に、６軸制御ロボット１０が起動され、製造型ＣＷの認識番号が確認され、ダイヤモンド砥粒Ｄの装着データが選択される。装着データに基づき、予めインプットされていた制御装置３７の配置プログラムによって６軸制御ロボット１０によるセッティング作業が行われる。

まず、６軸制御ロボット１０はツール置き場８８に移動して、セッティングに適した吸着ノズル７４を選択して第５アーム８４の先端に取り付ける。吸着ノズル７４は、ダイヤモンド砥粒Ｄが装着される面に対して直角にノズル開口の軸心が位置することが可能であり、また、製造型ＣＷの装着面の溝の深さ等に対応可能な吸着ノズル７４（図８乃至図１０参照）が選択される。そして、６軸制御ロボット１０は、図７に示すように、把持起立装置６に把持された製造型ＣＷに接近し、製造型ＣＷの前端面に吸着ノズル７４の先端を接触させる。この接触によって微電流が製造型ＣＷに流れ、接触位置のデータは製造型ＣＷの３次元の点群データとされ、制御装置３７のメモリに記憶される。このような接触を複数点で行い、求められた点群データから、基準面演算手段としての制御装置３７により基準面の３次元座標を演算する。次に、接触した前端面位置から製造型ＣＷの軸心方向に接触した吸着ノズル７４をずらしていって、製造型ＣＷに設けられた穴に到って接触が離れる位置を、製造型ＣＷの３次元の点群データとして制御装置３７のメモリに記憶する。これを複数点で行って製造型ＣＷの穴の軸心を、穴中心演算手段としての制御装置３７により同様に穴の中心の３次元座標を演算する。そして、求められた基準面の座標及び穴の中心の座標により、６軸制御ロボット１０における３次元座標を修正し、制御手段としての制御装置３７により６軸制御ロボット１０を制御してダイヤモンド砥粒Ｄのセッティングを行う。

超砥粒供給装置８において、図５に示すように、装着するダイヤモンド砥粒Ｄが入った貯留ケース９２が供給位置に割り出され、前記エアシリンダにより押し上げられた支持棒９４によって１粒のダイヤモンド砥粒Ｄが吸着位置に分離されて突出支持される。このとき、光電管センサ９８により吸着位置にて突出支持されたダイヤモンド砥粒Ｄの有無及び良否が判定され、ダイヤモンド砥粒Ｄがない場合には再度、前記突出支持する工程が行われる。

前記吸着位置に６軸制御ロボット１０は吸着ノズル７４を移動させ、突出支持されたダイヤモンド砥粒Ｄは吸着ノズル７４に吸着される。このとき、吸着の是非は吸着後の真空圧差によって判断され、正しく吸着されていない場合には、ダイヤモンド砥粒ＤはＮＧボックス９８（図１参照）に廃棄され、再度、吸着工程が行われる。

次に、吸着ノズル７４に吸着されたダイヤモンド砥粒Ｄは、図６に示すように、前記把持起立装置６に把持された製造型ＣＷの前の基準位置ＢＰまで６軸制御ロボット１０により搬送される。そして、前記制御プログラムに組み込まれた配置プログラムに基づいて製造型ＣＷの表面にダイヤモンド砥粒Ｄが装着される。例えば、この基準位置ＢＰから図１１に示すように、直線的に製造型ＣＷの装着面の直近までダイヤモンド砥粒Ｄを吸着した吸着ノズル７４を移動させる（図１２及び図１３参照）。
この際、吸着ノズル７４は斜め前方へ移動させられるので、例えば、第１軸Ｊ１から第５軸Ｊ５の回転を主に制御して直線的に移動される。そして、図１４及び図１５に示すように、例えば第６軸、第５軸及び第４軸等を回動させることにより、吸着ノズル７４の開口軸心を装着面に垂直に合わせ、吸着しているダイヤモンド砥粒Ｄを装着面に接近させて押圧することによりセッティングを行う。製造型ＣＷの装着面には予め接着剤が塗布され、この接着剤によりダイヤモンド砥粒Ｄは貼着される。

また、例えば、図１７に示すように、製造型ＣＷの開口穴が小さい場合においてＢ点の位置にダイヤモンド砥粒Ｄをセッティングするには、図１８に示すように、起立された製造型ＣＷの正面から吸着ノズル７４を製造型ＣＷの軸心に平行に接近させ、次に、図１９に示すように、斜め下方に移動させて開口軸心がＢ点の装着面に垂直になるようにして、吸着したダイヤモンド砥粒Ｄを該装着面に押し当てる。このように従来のセッティングロボットでは、セッティングが困難な場合でも、セッティング作業を可能とし、自動化率の向上を図ることができる。

また、製造型ＣＷの装着面の形状により、一方の端面からではダイヤモンド砥粒Ｄの装着が、困難である場合には、把持起立装置６は水平面回動機構４４を作動させることにより、水平面方向に製造型ＣＷを１８０度回動させ、製造型ＣＷの反対側の端面からセッティングを行う。また、先端の吸着角度が異なる他の吸着ノズル７４を選択することにより、吸着ノズル７４の先端以外の部分が製造型ＣＷの出っ張り部分に接触して、砥粒の装着に干渉が生じることを防止して、さらに製造型ＣＷの装着面に対応した高精度のセッティングを行うことができる。

ダイヤモンド砥粒Ｄのセッティングが終了した製造型ＣＷは、把持起立機構６により水平状態まで倒されて、搬入テーブル４の把持位置にある搬入固定部２０に載置される。搬入固定部２０ではスライド棒１６によって製造型ＣＷが挟持され、上テーブル１２を１８０度回転させることで予め搬入位置の搬入固定部２０に搬入されていた新たな製造型ＣＷと位置を交代させる。セッティングが終了した製造型ＣＷは次工程に搬出され、新たな製造型ＣＷは把持起立機構６により把持されて起立され、６軸制御ロボット１０によりダイヤモンド砥粒Ｄのセッティングが以下同様におこなわれる。

上記の砥粒のセッティング装置によると、把持起立機構６により把持されて起立された製造型ＣＷに、超砥粒供給装置８により供給されたダイヤモンド砥粒Ｄを、６軸ロボット１０により吸着し、製造型ＣＷの所定位置まで搬送するとともに装着させることができるので、人手を要せずセッティング作業の自動化率を向上させることができる。

また、複数種類のダイヤモンド砥粒Ｄを分別して供給することができるので、場所に応じて異なった砥粒を容易に選択して装着することができ、また、異なったタイプの製造型ＣＷを連続してセッティングすることもできるので、製造効率を飛躍的に向上させることができる。

また、製造型ＣＷの一方側からの装着作業が困難な場合でも、反対側に方向転換することにより容易に装着作業を行うことができる。これによって、すべてのセッティング作業を自動で行うことが可能となり生産効率を飛躍的に向上させることができる。

また、実際の製造型ＣＷの位置からプログラムされた座標位置を特定し、装着すべき座標位置を修正して設定できるので、高精度で設定された座標にダイヤモンド砥粒Ｄを装着することができる。

なお、上記実施形態において、超砥粒としてダイヤモンド砥粒としたがこれに限定されず、例えばＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）砥粒でもよい。

また、製造型を略円筒形状の型（雌型）とし、その内周面に超砥粒をセッティングするものとしたが、これに限定されず、例えば製造型が雄型で、その外周面にセッティングするものでもよい。

また、本実施形態では、略９０度屈曲した吸着ノズルを使用したが、図１６に示すように、略３０度に屈曲した吸着ノズル７４を使用することにより、製造型ＣＷの角度の大きなテ―パ面にもセッティングすることができる。

実施形態における砥粒のセッティング装置の概要を示す平面図。同概要を示す側面図。同搬入テーブルを示す側方からの断面図。同把持起立装置を示す側面図。同供給装置と吸着ノズルの作動状態を示す図。同製造型へのセッティングを示す図。同製造型の基準面及び穴中心を求める方法を示す図。吸着ノズルを示す図。吸着ノズルを示す図。吸着ノズルを示す図。セッティング経路を示す概略図。セッティング動作を示す図。セッティング動作を示す図。セッティング動作を示す図。セッティング動作を示す図。セッティング動作を示す図。屈曲角度が異なった吸着ノズルを使用したセッティングを示す図。別のセッティング動作を示す図。セッティング動作を示す図。セッティング動作を示す図。従来例を示す図。従来例を示す図。従来例を示す図。従来例を示す図。従来例を示す図。

符号の説明

２…超砥粒のセッティング装置、６…把持起立装置、８…超砥粒供給装置、１０…６軸制御ロボット、１９…分離機構（支持棒）、３７…基準面演算手段・穴中心演算手段・制御手段（制御装置）、４４…回転機構（水平面回動機構）、７０…移動機構（基体部）、７２…装着機構（リスト部）、７４…吸着手段（吸着ノズル）、９２…貯留部（貯留ケース）、９４…分離機構（支持棒）、ＣＷ…製造型、Ｄ…超砥粒（ダイヤモンド砥粒）、Ｊ１…第１軸、Ｊ２…第２軸、Ｊ３…第３軸、Ｊ４…第４軸、Ｊ５…第５軸、Ｊ６…第６軸。

Claims

研削工具を成型する製造型の表面に研削面を形成するための超砥粒を配置させるセッティング装置において、
水平状態で載置された前記製造型を把持して前記製造型の軸心が水平になるように９０度反転させて垂直状態に起立させる把持起立機構と、
先端側の３軸からなるリスト部及び基端側の３軸からなる基体部を備え、該リスト部には、
最先端アームを軸心回りに回動させる第６軸、該第６軸に交差して前記最先端アーム及び前記第６軸を揺動運動させる第５軸、及び前記最先端アーム、前記第６軸及び第５軸を、第５軸に対して交差する軸心回りに回動させる第４軸が設けられ、
前記基体部には、
前記第４軸に交差して水平面に対して平行な軸心を有する第３軸、該第３軸に平行な軸心を有する第２軸、及び前記第２軸が軸支された旋回部材を、水平面に対して垂直な軸心回りに回動させる第１軸が設けられた６軸制御ロボットと、
前記超砥粒を貯留する貯留部、及び該貯留部で貯留された超砥粒を分離して１粒ずつ吸着位置に支持する分離機構を有する超砥粒供給装置と、
前記最先端アームに取付けられ、先端が屈曲されて前記第５軸及び第６軸から偏心する開口が形成され、前記吸着位置において超砥粒を吸着する吸着ノズルと、
を備えていることを特徴とする超砥粒のセッティング装置。
請求項１において、前記吸着ノズルとして、前記最先端アームの軸心に対して屈曲角度が異なる複数種類の吸着ノズルを備え、これらの複数種類の吸着ノズルが、選択して交換可能であることを特徴とする超砥粒のセッティング装置。
請求項１又は２において、前記超砥粒供給装置は、複数種類の超砥粒を種類毎に分別して貯留する複数の貯留部を備えていることを特徴とする超砥粒のセッティング装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、前記把持起立機構は、起立した状態で水平面方向に１８０度回転する回転機構を備えていることを特徴とする超砥粒のセッティング装置。
請求項１乃至４のいずれか１項において、前記製造型は、両端面が平らな略円筒形状に形成され、
前記６軸制御ロボットは、前記製造型の端面に接触させる接触センサを備え、
前記接触センサにより、一方の前記端面の複数個所に接触することによりセッティングのための３次元座標の基準面を求める基準面演算手段と、
複数個所の前記接触した端面の位置から前記製造型の軸心方向に接触点をずらし、接触センサの接触が前記端面より外れる箇所より前記製造型の３次元座標の穴中心を求める穴中心演算手段と、
前記基準面演算手段により求められた基準面及び前記穴中心演算手段により求められた穴中心に基づいてセッティングデータを修正して前記６軸制御ロボットを制御する制御手段とを、備えていることを特徴とする超砥粒のセッティング装置。