JP2018516764A - 表面処理装置 - Google Patents
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Abstract
改良された品質で、精巧な研削または研磨作業を、部分的または完全に自動化することを可能にする。
【解決手段】
ワークピース(200a)の表面を加工するための装置(100)であって、フレーム(160)と、前記フレーム(160)に第1の方向(x)にスライド可能に支持され、第1のローラ(101)が回転可能に支持されているローラキャリア(401)と、前記フレーム(160)に支持された第2のローラ(103)と、前記2つのローラ(101、103)の回りに導かれるベルト(102)であって、前記ベルト(102)の張力に基づいて結果として生じるベルト力(FB、FB`)が前記ローラキャリアに作用するベルト(102)と、前記フレーム(160)と前記第1のローラ(101)との間で調整可能なアクチュエータ力(FA)が前記第1の方向(x)に沿って作用するように前記フレーム(160)と前記ローラキャリア(401)に機械的に結合されたアクチュエータ(302)とを有し、前記ローラキャリア(401)に作用する前記結果として生じるベルト力(FB、FB`)が前記アクチュエータ(302)の目標変位において、略、前記第1の方向(x)に直交する第2の方向(y)に作用するように前記ベルトが前記第2のローラ(103)又は前記第2のローラ(103)とその他のローラにより導かれることを特徴とする装置(100)。
【選択図】図2
Description
FK=FA+FB、x (1)
これは、接触力FKを制御するときに生じるベルト力FB、xを考慮する必要があることを意味する。このためには、ベルト力FB、xを知る必要がある。これは、(例えば、テンション装置内の力センサ及びモータの駆動トルクを用いて)測定するか、または数学的モデルを用いて推定することができる。しかしながら、研削ベルトの正しく偏向することによって、接触力FKに対するベルト力FB1、FB2の影響を低減する(理想的な場合には排除する)ことができる。換言すれば、アクチュエータ力FAと、アクチュエータ302の動作方向(x方向)における結果としてのベルト力FB、Xとが切り離される。研削ベルト102の適切な偏向の一例が図3に示されている。
101、103…ローラ
102…研削ベルト
160…フレーム
200…ワークピース
302…アクチュエータ
401…ローラキャリア
Claims (25)
- ワークピース(200)の表面を加工するための装置(100)であって、
フレーム(160)と、
前記フレーム(160)に第1の方向(x)にスライド可能に支持され、第1のローラ(101)が回転可能に支持されているローラキャリア(401)と、
前記フレーム(160)に支持された第2のローラ(103)と、
前記2つのローラ(101、103)の回りに導かれるベルト(102)であって、前記ベルト(102)の張力に基づいて結果として生じるベルト力(FB、FB`)が前記ローラキャリアに作用するベルト(102)と、
前記フレーム(160)と前記第1のローラ(101)との間で調整可能なアクチュエータ力(FA)が前記第1の方向(x)に沿って作用するように前記フレーム(160)と前記ローラキャリア(401)に機械的に結合されたアクチュエータ(302)と
を有し、
前記ローラキャリア(401)に作用する前記結果として生じるベルト力(FB、FB`)が前記アクチュエータ(302)の目標変位において、略、前記第1の方向(x)に直交する第2の方向(y)に作用するように前記ベルトが前記第2のローラ(103)又は前記第2のローラ(103)とその他のローラにより導かれることを特徴とする装置(100)。 - 前記第1のローラ(101)とワークピース(200)との間、又は、前記第1のローラ(101)に接続された回転工具(101`)とワークピース(200)との間の接触力(FK)を直接的又は間接的に測定する力測定装置と、
接触力(FK)が予め設定可能な目標値(FK、S)に対応するように前記アクチュエータ力(FA)を制御するように構成された制御ユニットと
をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記アクチュエータ(302)は、空気圧リニアアクチュエータであり、
前記力測定装置は、前記空気圧リニアアクチュエータ内の空気圧(p)を測定するよういに構成された圧力センサである
ことを特徴とする請求項2に記載の装置。 - 前記第1のローラ(101)は、前記ローラキャリア(401)に回転軸の回りに回転可能に支持されており、
前記ローラキャリア(401)は、リニアガイド(140)により前記第1の方向(x)に沿って前記フレーム(160)に対してスライド可能である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の装置。 - 前記アクチュエータ(302)の目標変位において、前記ベルト(102)は、前記第1の方向に対し、略、直角に、前記ローラキャリア(401)へ延び、且つ、前記ローラキャリア(401)から延びる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の装置。 - 前記第1のローラ(101)は、前記ローラキャリア(401)の第1の端部に支持され、別のローラ(101a)が前記第1の端部と反対の、前記ローラキャリア(401)の第2の端部に支持され、
前記ベルト(102)は、前記アクチュエータ(302)の公称変位(x0)において、前記ローラキャリア(401)に前記第1の方向に前記結果として生じるベルト力がゼロ又は無視できる程度に小さくなるように前記第1のローラ(101)と他のローラに対称的に導かれる
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載の装置。 - 前記ローラキャリア(401)は、前記ベルト(102)を偏向する偏向ローラ(101a、101b)を有し、
前記偏向ローラ(101a、101b)は、アクチュエータ(302)の公称変位(x0)において、前記ベルトが前記第1の方向に直交する第1の方向(y)で、前記ローラキャリア(401)へ延び、且つ、前記前記ローラキャリア(401)から延びるように配置されている
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載の装置。 - 前記ベルト(102)の張力を調整するテンションローラ(105)をさらに有することを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載の装置。
- フレーム(160)と、
前記フレーム(160)に第1の方向(x)にスライド可能に支持され、第1のローラ(101)が回転可能に支持されているローラキャリア(401)と、
前記フレーム(160)と前記ローラキャリア(401)に機械的に結合されたアクチュエータ(302)と
少なくとも前記第1のローラ(101)の回りに導かれ、結果として生じるベルト力(FB、FB`)が前記ローラキャリア(401)に作用するベルト(102)と
を有する装置(100)を用いてワークピース(200)の表面を加工する方法であって、
前記第1のローラ(101)に前記ワークピース(200)を位置決めするステップと、
前記第1のローラ(101)と前記ワークピース(200)との間の接触力(FK)を測定するステップと、
前記第1のローラ(101)と前記ワークピース(200)との間の接触力(FK)を調整するステップであって、それにより、前記フレーム(160)と前記アクチュエータ(302)の間に作用する力が調整され、前記ワークピース(200)の位置決めの際に、前記アクチュエータ(302)の変位が目標変位に対応し、前記ローラキャリア(401)に作用する前記結果として生じるベルト力(FB、FB`)が、略、前記第1の方向(x)に直交する第2の方向(y)へ作用するように前記ワークピース(200)が前記装置(100)に対して位置決めされるステップと
を有することを特徴とする方法。 - 前記結果として生じるベルト力(FB、FB`)が前記アクチュエータへ作用する力が目標変位においてゼロであることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記アクチュエータは、空気圧リニアアクチュエータであり、
前記接触力(FK)の測定は、前記空気圧リニアアクチュエータ内の空気圧(p)を測定することを含むことを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の方法。 - ロボット支援によりワークピースの表面の加工を行うシステムであって、
加工装置(100)と、
加工装置(100)に対して、前記ワークピースの位置決めを行うマニピュレータ(150)と
を有し、
前記加工装置(100)は、
フレーム(160)と、
前記フレーム(160)に第1の方向(x)にスライド可能に支持され、第1のローラ(101)が回転可能に支持されているローラキャリア(401)と、
前記フレーム(160)に支持される少なくとも1つの第2のローラ(103)と、
少なくとも前記2つのローラ(101、103)の回りに導かれるベルト(102)であって、前記ベルト(102)の張力に基づいて結果として生じるベルト力(FB、FB`)が前記ローラキャリアに作用するベルト(102)と、
前記フレーム(160)と前記第1のローラ(101)との間で調整可能なアクチュエータ力(FA)が前記第1の方向(x)に沿って作用するように前記フレーム(160)と前記ローラキャリア(401)に機械的に結合されたアクチュエータ(302)と
を有し、
前記ローラキャリア(401)に作用する前記結果として生じるベルト力(FB、FB`)が前記アクチュエータ(302)の目標変位において、略、前記第1の方向(x)に直交する第2の方向(y)に作用するように前記ベルト(102)が前記第2のローラ(103)又は前記第2のローラ(103)とその他のローラにより導かれる
ことを特徴とするシステム。 - 前記マニピュレータ(150)は、前記アクチュエータ(302)の変位が前記アクチュエータ(302)の目標変位に対応するように、前記ワークピースを前記加工装置(100)に対して位置決めすることを特徴とする請求項12に記載のシステム。
- ワークピース(200)の表面を加工するための装置(100)であって、
フレーム(160)と、
第1の方向(x)に沿ってスライド可能に、前記フレーム(160)に支持される第1のローラ(101)と、
前記フレーム(160)に固定された第2のローラ(103)と、
前記2つのローラ(101、103)の回りに導かれるベルト(102)と、
前記フレーム(160)と前記第1のローラ(101)との間で、調整可能なアクチュエータ力(FA)が前記第1の方向(x)に沿って作用するように前記フレーム(160)と前記第1のローラ(101)に機械的に結合されたアクチュエータ(302)と、
前記第1のローラ(101)とワークピース(200)との間、又は、前記第1のローラ(101)に接続された回転工具(101`)とワークピース(200)との間の接触力(FK)を直接的又は間接的に測定する力測定装置と、
接触力(FK)が予め設定可能な目標値(FK、S)に対応するように前記アクチュエータ力(FA)を制御するように構成された制御ユニットと
を有することを特徴とする装置(100)。 - 前記第1のローラ(101)は、ローラキャリア(401)に回転軸の回りに回転可能に支持されており、
前記ローラキャリア(401)は、リニアガイド(140)により前記第1の方向(x)に沿って前記フレーム(160)に対してスライド可能である
ことを特徴とする請求項14に記載の装置。 - 前記ローラキャリア(401)には、ベルト力(FB1、FB2;FB1`、FB2`)が作用し、結果として生じるベルト力(FB;FB`)が前記接触力(FK)の測定の際に考慮されることを特徴とする請求項15に記載の装置。
- 前記接触力(FK)の測定の際に考慮される結果として生じるベルト力(FB;FB`)が測定されるか、又は、モデルにより算出されることを特徴とする請求項16に記載の装置。
- 前記ローラキャリア(401)には、ベルト力(FB1、FB2;FB1`、FB2`)が作用し、前記ローラキャリア(401)に結果として生じるベルト力(FB;FB`)が前記アクチュエータ(302)の公称変位(x0)の際に前記第1の方向(x)にゼロ又は無視できる程度に小さな力成分を有することを特徴とする請求項15に記載の装置。
- 前記第1のローラ(101)は、前記ローラキャリア(401)の第1の端部に支持され、別のローラ(101a)が前記第1の端部と反対の、前記ローラキャリア(401)の第2の端部に支持され、
前記ベルト(102)は、前記アクチュエータ(302)の公称変位(x0)において、前記ローラキャリア(401)に前記第1の方向に結果として生じるベルト力がゼロ又は無視できる程度に小さくなるように前記第1のローラ(101)と他のローラに対称的に導かれる
ことを特徴とする請求項15又は請求項18に記載の装置。 - 前記ローラキャリア(401)は、前記ベルト(102)を偏向する偏向ローラ(101a、101b)と有し、
前記偏向ローラ(101a、101b)は、アクチュエータ(302)の公称変位(x0)において、前記ベルトが前記第1の方向に直交する第1の方向(y)で、前記ローラキャリア(401)へ延び、且つ、前記前記ローラキャリア(401)から延びるように配置されている
ことを特徴とする請求項15に記載の装置。 - 前記アクチュエータ(302)の公称変位(x0)において、前記ベルト(102)が前記第1の方向に直交する第2の方向(y)で、前記第1のローラ(101)へ延び、且つ、前記第1のローラ(101)から延びるように配置されている
ことを特徴とする請求項14、請求項15、請求項18乃至請求項20の何れか一項に記載の装置(100)。 - 前記ベルト(102)の張力を調整するテンションローラ(105)をさらに有することを特徴とする請求項14乃至請求項21の何れか一項に記載の装置。
- 前記第1のローラ(101)に対して前記ワークピースの位置決めを行うマニピュレータ(150)を有することを特徴とする請求項14乃至請求項22の何れか一項に記載の装置。
- フレーム(160)と、
第1の方向(x)に沿ってスライド可能に、前記フレーム(160)に支持される第1のローラ(101)と、
前記フレーム(160)に固定された第2のローラ(103)と、
前記2つのローラ(101、103)の回りに導かれるベルト(102)と、
前記フレーム(160)と前記第1のローラ(101)に機械的に結合されたアクチュエータ(302)と
を有する、ワークピース(200)の表面を加工するための装置(100)を用いてワークピース(200)の表面加工を行う方法であって、
前記第1のローラ(101)と前記ワークピース(200)の間の接触力(FK)を測定するステップと、
前記フレーム(160)と前記第1のローラ(101)との間で前記第1の方向(x)に沿って作用するアクチュエータ力(FA)を調整するステップと
を有し、
接触力(FK)が予め設定される目標値(FK、S)に対応するように前記アクチュエータ力(FA)が制御される
ことを特徴とする方法。 - 前記アクチュエータ(302)の作用方向で前記アクチュエータ(302)の公称変位(x0)に有る際に前記アクチュエータ(302)に作用する結果として生ずるベルト力(FB;FB`)が実質的にゼロであるように前記ベルトが導かれることを特徴とする請求項24に記載の方法。
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