JP2020116653A

JP2020116653A - 研磨装置

Info

Publication number: JP2020116653A
Application number: JP2019007418A
Authority: JP
Inventors: 大輔中囿; Daisuke Nakazono; 高橋　直樹; Naoki Takahashi; 直樹高橋; 秀聡今西; Hideaki Imanishi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2019-01-21
Filing date: 2019-01-21
Publication date: 2020-08-06
Anticipated expiration: 2039-01-21
Also published as: US20200230777A1; CN111451926B; CN111451926A; JP6852099B2

Abstract

【課題】形状追従性に優れ、被研磨領域が複雑な形状であっても研磨を実施することが可能な研磨装置を提供する。【解決手段】研磨装置１０は、研磨体を間に挟んでワーク２２に対向するとともに、変位可能な軸部９２を有する形状追従機構９０ａ〜９０ｈを備える。少なくとも、互いに隣接する２本の軸部９２同士は、第１小リンク部材１４２ａ〜第４小リンク部材１４２ｄを介して連結される。例えば、第１小リンク部材１４２ａを介して連結された形状追従機構９０ａ、９０ｂの各軸部９２では、一方の軸部９２がワーク２２から反力を受けて後退したとき、他方の軸部９２が前進する。【選択図】図７

Description

本発明は、研磨体によって被研磨物を研磨する研磨装置に関する。

被研磨物を研磨する研磨体は、特許文献１に例示されるように円板形状をなす回転体として構成されることが通例である。しかしながら、この場合、平坦面を研磨することは可能であるものの、起伏が存在する凹凸面を一様に研磨することは容易ではない。

そこで、研磨体に弾性体（クッション）、例えば、スポンジを設けることが想起される。この場合、被研磨物の凸部を研磨するときには弾性体が圧潰される一方、凹部を研磨するときには圧潰された弾性体が元の形状に戻ろうとする。このように、弾性体によって研磨体に形状追従性が発現することから、凹凸面を比較的容易に研磨することができるようになると考えられるからである。

特開２００４−９１８９号公報

実際には、弾性体の形状追従性はさほど良好ではない。このため、例えば、凸部と凹部が交互に連なるような複雑な形状をなす被研磨領域の、前記凸部を研磨しようとする場合、弾性体が十分に圧潰されないことがあり得る。このような事態が生じると、凸部に対する研磨量が設計値よりも多くなる。

これを回避するべく、被研磨領域が複雑な形状をなす場合には作業者による手作業で研磨を行うことが多い。しかしながら、この場合、煩雑であるとともに作業者にとって負担となる。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、被研磨領域が複雑な形状をなすような場合であっても自動的に且つ良好な研磨を行うことが可能な研磨装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の一実施形態によれば、伸縮可能な研磨体によって被研磨物を研磨する研磨装置であって、
前記研磨体を間に挟んで前記被研磨物に対向するとともに、変位可能な軸部を有する複数個の形状追従機構と、
前記形状追従機構を支持する支持体と、
前記軸部同士を連結するリンク機構と、
を備え、
前記リンク機構は、少なくとも、互いに隣接する２本の前記軸部同士を連結するリンク部材を含み、
前記リンク部材を介して連結された前記２本の軸部中の一方が前記被研磨物から反力を受けて後退したとき、他方が前進する研磨装置が提供される。

本発明においては、研磨体が被研磨物に対して摺接する（研磨を行う）際、該研磨体を介して被研磨物に対向する形状追従機構を構成する軸部が変位する。すなわち、被研磨物から反力を受けたときには、該被研磨物から離間する方向に向かって後退する。ここで、隣接する軸部同士は、リンク部材を介して連結されている。従って、後退した軸部に隣接する軸部は、被研磨物に接近する方向に向かって前進する。隣接する軸部が以上のように変位する結果、研磨体が軸部から必要以上の押圧を受けることが回避される。従って、研磨体が被研磨物の形状に対応して変形することが可能となる。

すなわち、本発明によれば、形状追従機構の軸部を被研磨物の形状に追従して変位可能となるようにしているので、研磨体が被研磨物の形状に対応して変形する。このため、研磨体が被研磨領域に対して適切で略均等な面圧を付与しながら、該被研磨領域に摺接する。これにより、自動的且つ良好な研磨を施すことが可能となる。

本発明の実施の形態に係る研磨装置の概略全体側面図である。前記研磨装置を構成する研磨機構の概略側面図である。前記研磨機構の概略正面図である。前記研磨機構の概略平面図である。形状追従機構の概略正面一部断面図である。研磨機構の、無端ベルト側からの平面図である。複数個の形状追従機構を抜粋した概略正面図である。被研磨物であるワーク上における研磨機構の移動軌跡を示した概略説明図である。被研磨領域に凸部が存在するときの、リンク機構に含まれる各リンク部材の姿勢及び軸部の変位状況の一例を示す概略平面図である。

以下、本発明に係る研磨装置につき好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る研磨装置１０の概略全体側面図である。この研磨装置１０は、多関節ロボット１２と、該多関節ロボット１２を構成する先端アーム１４に設けられた研磨機構１６と、多関節ロボット１２及び研磨機構１６を制御する制御部２０とを備える。なお、図１中の参照符号２２は、被研磨物であるワークを示す。ワーク２２の具体例としては、自動車車体が挙げられる。

多関節ロボット１２は回転可能な台座２４と複数個の動作軸２６を有し、このため、研磨機構１６をワーク２２の所定箇所に移動させたり、ワーク２２の被研磨領域に沿って変位させたりすることが可能である。

図２及び図３に示すように、研磨機構１６は、連結板３０を介して先端アーム１４に連結される。連結板３０には、該連結板３０に比して幅狭で小面積のギヤ保持板３２が近接する。このギヤ保持板３２には、ギヤトレインが設けられる。具体的には、ギヤトレインは、偏心回転用モータ３４（偏心回転手段）の偏心用駆動軸３６に設けられた駆動ギヤ３８と、該駆動ギヤ３８に噛合した第１従動ギヤ４０と、該第１従動ギヤ４０に噛合した第２従動ギヤ４２とを有する。第２従動ギヤ４２には、偏心用従動軸４４が設けられる。

偏心用駆動軸３６及び偏心用従動軸４４は、ギヤ保持板３２及び連結板３０のそれぞれに形成された軸挿通孔（図示せず）に通される。偏心用駆動軸３６及び偏心用従動軸４４の、連結板３０から突出して研磨機構１６に臨む側の先端には、偏心継手４６を介して、第１偏心用回転軸４８、第２偏心用回転軸５０がそれぞれ連結される。以上のようにして、研磨機構１６を偏心回転させる偏心回転機構５２が構成されている。なお、軸挿通孔と偏心用駆動軸３６又は偏心用従動軸４４との間には、図示しないベアリングが介挿される。

第１偏心用回転軸４８、第２偏心用回転軸５０は、研磨機構１６を構成する支持体６０に連結される。具体的には、図２〜図４に示すように、支持体６０は、高さが最大であるモータ保持壁部６２と、モータ保持壁部６２の背面を支持するとともにモータ保持壁部６２から離間するにつれて下方に傾斜する部位を有する第１側壁部６４と、高さがモータ保持壁部６２の略半分である第２側壁部６６と、第１側壁部６４及び第２側壁部６６に橋架された機構保持壁部６８とが組み合わされて構成される。この中のモータ保持壁部６２の上方に、第１偏心用回転軸４８、第２偏心用回転軸５０が連結される。この場合、第１偏心用回転軸４８、第２偏心用回転軸５０は、モータ保持壁部６２の長手方向に沿って配設される。

このように、多関節ロボット１２の先端アーム１４は、連結板３０と偏心回転機構５２を介して、研磨機構１６を構成する支持体６０を保持する。なお、上記から諒解されるように、第１側壁部６４及び第２側壁部６６の一端はモータ保持壁部６２に連結され、他端には機構保持壁部６８が連結される。機構保持壁部６８は、第１側壁部６４及び第２側壁部６６が介在することにより、モータ保持壁部６２から所定間隔で離間する。

図２に示すように、モータ保持壁部６２には、研磨機構１６を構成する無端ベルト７０を周回させる駆動力を付与する周回用モータ７２（駆動力付与手段）が、第１偏心用回転軸４８及び第２偏心用回転軸５０に干渉しない位置に取り付けられる。周回用モータ７２の周回用駆動軸７４には、長尺な円柱形状の駆動プーリ７６が外嵌されている。該駆動プーリ７６は、無端ベルト７０を送り出す。

支持体６０には、図示しない３個の軸受部が設けられる。該軸受部には、図４に示すように、長尺な円柱形状の従動プーリ７８に設けられた支持軸８０が回転可能に軸支されている。従動プーリ７８の各側周壁も、無端ベルト７０を送り出す。駆動プーリ７６と３個の従動プーリ７８により、無端ベルト７０は、平面視で矩形状となるように架け渡される。

無端ベルト７０は、内周ベルト８２と外周ベルト８４の積層体からなる。内周ベルト８２は耐摩耗性に優れる素材からなり、外周ベルト８４は研磨性能に優れる素材からなる。内周ベルト８２が駆動プーリ７６及び従動プーリ７８に送り出されることにより、外周ベルト８４が内周ベルト８２と一体的に周回する。外周ベルト８４は、ワーク２２の被研磨領域に摺接する。

外周ベルト８４には、外方テンショナ８６（張力付与手段）が摺接する。外方テンショナ８６は、外周ベルト８４を内周ベルト８２側に指向して押圧することにより、無端ベルト７０に対して張力を付与する。押圧力が大きいほど無端ベルト７０が緊張し、その結果として、無端ベルト７０に付与される張力が大きくなる。逆に、押圧力が小さいときには、無端ベルト７０に付与される張力が小さくなる。

機構保持壁部６８には、無端ベルト７０を内周ベルト８２側から押圧する複数個の形状追従機構９０が支持される。次に、この形状追従機構９０につき説明する。

図５は、１個の形状追従機構９０を長手方向に沿って示した概略正面一部断面図である。形状追従機構９０は、軸部９２と揺動部９４を有する。

軸部９２は、エアモータのケーシングからなる。軸部９２が機構保持壁部６８に変位可能に保持されることにより（図４参照）、形状追従機構９０が機構保持壁部６８に支持されている。

軸部９２の、無端ベルト７０から離間する側の一端には、図示しないエア供給チューブが接続される継手部９６が設けられる。その一方で、無端ベルト７０に近接する側の一端からは回転軸１００が露呈している。軸部９２において、回転軸１００の近傍には、エア排出孔１０２が形成される。圧縮エアがエア供給チューブ及び継手部９６を介して軸部９２の内部に供給されることに伴い、回転軸１００が回転する。軸部９２に供給された圧縮エアは、エア排出孔１０２を介して大気に排出される。

回転軸１００には連結軸１０４が被せられるとともに、該連結軸１０４に連結板１０６が保持される。具体的には、連結板１０６には挿入孔１０８が形成されるとともに、該挿入孔１０８にジョイント１１０が挿入される。ジョイント１１０にはネジ孔が形成されており、該ネジ孔に連結軸１０４の一端に設けられたネジ部が螺合される。なお、ジョイント１１０の、挿入孔１０８から露呈した部位には第１ナット１１２、第２ナット１１４が螺合され、この螺合により、ジョイント１１０の挿入孔１０８からの抜け止めがなされている。

連結板１０６には、段部を有する段付保持具１２０が取り付けられる。該段付保持具１２０の先端にはネジ穴が形成されており、該ネジ穴にボールジョイント１２２のネジ状軸部１２４が螺合される。また、ボールジョイント１２２のボール部１２６から突出した２個の係合軸部１２８には、分割可能な揺動カバー１３０が螺合されて取り付けられている。揺動カバー１３０は、球欠に近似される形状として構成されている。

連結軸１０４、連結板１０６、段付保持具１２０、ボールジョイント１２２、揺動カバー１３０は、回転軸１００が回転することに伴って一体的に回転する。これに対し、軸部９２が回転することはない。

図６は、無端ベルト７０側からの平面図である。この図６に示すように、複数個の揺動部９４は、無端ベルト７０の周回方向に沿って並列された複数個の列と、幅方向に沿って並列された複数個の行とをなすように配設される。そして、任意の行ないし列の揺動部９４（及び軸部９２）は、隣接する行ないし列の揺動部９４（及び軸部９２）の間に位置する。このため、揺動部９４（及び軸部９２）は、全体として千鳥状をなす。なお、揺動部９４の千鳥配置についての理解を容易にするべく、図６では、最外の１列にのみリンク機構１４０を示している。

ここで、図７に、任意の列に含まれる複数個（図示の例では８個）の形状追従機構９０を抜粋して示す。以下、個々の形状追従機構９０の区別を容易にするべく、参照符号を９０ａ〜９０ｈとする。

図７から諒解されるように、８個の形状追従機構９０ａ〜９０ｈは、リンク機構１４０を介して連結されている。一層詳細には、リンク機構１４０は、隣接する形状追従機構９０ａ、９０ｂ同士、形状追従機構９０ｃ、９０ｄ同士、形状追従機構９０ｅ、９０ｆ同士、形状追従機構９０ｇ、９０ｈ同士を個別に連結する第１小リンク部材１４２ａ〜第４小リンク部材１４２ｄ（リンク部材）を含む。第１小リンク部材１４２ａは、形状追従機構９０ａ、９０ｂの各軸部９２に対し、第１傾動軸１４４を介して連結されている。

同様に、第２小リンク部材１４２ｂは形状追従機構９０ｃ、９０ｄの各軸部９２に第１傾動軸１４４を介して連結され、第３小リンク部材１４２ｃは形状追従機構９０ｅ、９０ｆの各軸部９２に第１傾動軸１４４を介して連結される。さらに、第４小リンク部材１４２ｄは形状追従機構９０ｇ、９０ｈの各軸部９２に第１傾動軸１４４を介して連結される。

第１小リンク部材１４２ａ及び第２小リンク部材１４２ｂの外方には、第１中リンク部材１４６ａ（別のリンク部材）が配設される。第１小リンク部材１４２ａ及び第２小リンク部材１４２ｂの長手方向中間部と、第１中リンク部材１４６ａの各端部とは、第２傾動軸１４８を介して連結される。第１小リンク部材１４２ａ、第２小リンク部材１４２ｂは、第２傾動軸１４８を支点として個別に傾動することが可能である。

第３小リンク部材１４２ｃ及び第４小リンク部材１４２ｄの外方に配設された第２中リンク部材１４６ｂ（別のリンク部材）も同様に、その各端部が、第２傾動軸１４８を介して第３小リンク部材１４２ｃ及び第４小リンク部材１４２ｄの長手方向中間部と連結される。従って、第３小リンク部材１４２ｃ、第４小リンク部材１４２ｄは、第２傾動軸１４８を支点として個別に傾動することが可能である。

さらに、第１中リンク部材１４６ａ及び第２中リンク部材１４６ｂの外方には、大リンク部材１５０（別のリンク部材）が配設される。第１中リンク部材１４６ａ及び第２中リンク部材１４６ｂの長手方向中間部と、大リンク部材１５０の各端部とは、第３傾動軸１５２を介して連結される。すなわち、第１中リンク部材１４６ａ、第２中リンク部材１４６ｂは、第３傾動軸１５２を支点として個別に傾動することが可能である。

第１傾動軸１４４、第２傾動軸１４８及び第３傾動軸１５２には、図示しない電磁石が個別に設けられる。制御部２０の制御作用下に電磁石に通電がなされると、第１傾動軸１４４、第２傾動軸１４８ないし第３傾動軸１５２が電磁力の拘束を受ける。すなわち、各傾動軸１４４、１４８、１５２の回転が強制的に停止される。その結果として、第１小リンク部材１４２ａ〜第４小リンク部材１４２ｄ、第１中リンク部材１４６ａ、第２中リンク部材１４６ｂ及び大リンク部材１５０の傾動が強制的に停止される。このように、電磁石は、第１傾動軸１４４、第２傾動軸１４８ないし第３傾動軸１５２を拘束するロック手段である。

これとは逆に、電磁石への通電が停止されると、第１傾動軸１４４、第２傾動軸１４８ないし第３傾動軸１５２が電磁力の拘束から解放されて回転可能となり、第１小リンク部材１４２ａ〜第４小リンク部材１４２ｄ、第１中リンク部材１４６ａ、第２中リンク部材１４６ｂ及び大リンク部材１５０が傾動可能な状態となる。

図示は省略しているが、一列内に８個以上の形状追従機構９０が含まれているときには、残余の形状追従機構９０にも上記と同様のリンク機構１４０が設けられている。また、別の列においても同様である。なお、任意の１個の形状追従機構９０と、これに隣接する行に含まれる形状追従機構９０との間にリンク機構１４０は設けられていない。

以上の構成において、制御部２０は、偏心回転用モータ３４と、周回用モータ７２と、外方テンショナ８６と、前記電磁石と、エアモータに対する圧縮エアの給排を行うエア供給機構（図示せず）を制御する。

本実施の形態に係る研磨装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、研磨装置１０の制御方法（動作）との関係で説明する。

多関節ロボット１２には、無端ベルト７０を、ワーク２２の研磨開始点に当接した状態で被研磨領域に沿って移動させるべく、各軸が所定角度で回転ないし回動するようにティーチングが予めなされている。また、制御部２０は、ワーク２２の形状に応じて複数個の形状追従機構９０の中からエア供給機構から圧縮エアを供給すべきものを選定するとともに、その供給タイミングを決定する。

例えば、図８に示されるワーク２２に研磨を施すとき、研磨機構１６は、ワーク２２のＡ部１６０→Ｂ部１６２→Ｃ部１６４→Ｄ部１６６の順序で変位する。すなわち、Ａ部１６０が研磨開始点、Ｄ部１６６が研磨終了点である。例えば、Ａ部１６０では最下列の１列、Ｂ部１６２及びＣ部１６４では最下列及びその１列上の２列、Ｄ部１６６では最下列、その１列及び２列上の３列が被研磨領域から外れる場合、最下列の１列は、研磨開始点から研磨終了点に至るまで、被研磨領域に重ならない。このような場合には、最下列を形成する形状追従機構９０に対し、軸部９２に圧縮エアを供給しないようにしてもよい。

研磨を開始するとき、制御部２０は、はじめに外方テンショナ８６を制御する。具体的には、外方テンショナ８６を無端ベルト７０に近接するように変位させ、該無端ベルト７０を押圧する。この押圧により、無端ベルト７０が緊張して張力が大きくなる。また、制御部２０は、エア供給機構から圧縮エアを供給する。圧縮エアは、前記エア供給チューブ及び継手部９６を介して軸部９２（ケーシング）内に導入される。その結果、エアモータを構成する回転軸１００が回転し、さらに、連結軸１０４、連結板１０６、段付保持具１２０、ボールジョイント１２２、揺動カバー１３０が一体的に回転する。

多関節ロボット１２の各動作軸２６が適宜動作し、無端ベルト７０がＡ部１６０に当接した後、制御部２０は、偏心回転用モータ３４と周回用モータ７２を駆動する。偏心回転用モータ３４の偏心用駆動軸３６が回転することに伴って駆動ギヤ３８が回転するとともに、該駆動ギヤ３８に噛合した第１従動ギヤ４０（図２及び図３参照）と、該第１従動ギヤ４０に噛合した第２従動ギヤ４２が回転する。これに追従し、偏心用従動軸４４も回転する。

上記したように、偏心用駆動軸３６、偏心用従動軸４４には、偏心継手４６を介して第１偏心用回転軸４８、第２偏心用回転軸５０がそれぞれ連結されている。従って、第１偏心用回転軸４８、第２偏心用回転軸５０は、偏心用駆動軸３６、偏心用従動軸４４の各回転中心を中心とする円を描くような軌跡で移動する。その結果、第１偏心用回転軸４８及び第２偏心用回転軸５０が支持体６０に連結された研磨機構１６が偏心回転する。

また、周回用モータ７２が駆動されると、周回用駆動軸７４及び駆動プーリ７６（図４参照）が回転する。このため、駆動プーリ７６に引っ張られた無端ベルト７０が周回し始める。無端ベルト７０の周回は、３個の従動プーリ７８によって支援される。すなわち、この場合、無端ベルト７０は、外方テンショナ８６によって張力を付与され、且つ内周ベルト８２側から形状追従機構９０（揺動カバー１３０）によって押圧されながら、駆動プーリ７６と３個の従動プーリ７８によって周回する。

以上の研磨機構１６の偏心回転及び無端ベルト７０の周回により、Ａ部１６０に対する研磨が開始される。すなわち、無端ベルト７０がＡ部１６０に摺接することでＡ部１６０が研磨される。回転する揺動カバー１３０が無端ベルト７０に当接しているので、無端ベルト７０は、形状追従機構９０から押圧を受けてＡ部１６０に押し付けられる。しかも、無端ベルト７０が支持体６０ごと偏心回転しながら十分な面圧でＡ部１６０上を摺接する。揺動カバー１３０の回転と無端ベルト７０の周回及び偏心回転とが相俟って、Ａ部１６０が良好に研磨される。

しかも、複数個の形状追従機構９０は、千鳥状に配置されている。この場合、複数個の形状追従機構９０を同一軸線上に配置する場合に比して形状追従機構９０が密に近接する。従って、Ａ部１６０（研磨領域）をムラなく研磨することができる。このように、千鳥状に配置された形状追従機構９０は、研磨の及ぶ範囲を補完し合う。

制御部２０は、この状態で、研磨機構１６がＢ部１６２及びＣ部１６４を経てＤ部１６６に移動するように、多関節ロボット１２の各動作軸２６を動作させる。なお、研磨機構１６が移動する最中に被研磨領域外に位置した形状追従機構９０の軸部９２には、圧縮エアの供給はなされない。

ところで、図９に示すように、ワーク２２に凸部１７０ａ、１７０ｂや、該凸部１７０ａ、１７０ｂに対して相対的に陥没した凹部１７２が存在することが想定される。この場合、凸部１７０ａ、１７０ｂ上に位置する形状追従機構９０ｂ、９０ｃ、９０ｅ、９０ｆ、９０ｇは、凸部１７０ａ、１７０ｂからの反力を受けることで凸部１７０ａ、１７０ｂから離間する方向に変位する。

この際、第１小リンク部材１４２ａ〜第４小リンク部材１４２ｄが第１傾動軸１４４を支点として傾動するとともに、凸部１７０ａ、１７０ｂの隆起の度合いに応じて第２中リンク部材１４６ｂが第２傾動軸１４８を支点として傾動する。さらに、大リンク部材１５０が第３傾動軸１５２を支点として傾動する。この傾動に伴い、凹部１７２に対向する形状追従機構９０ａ、９０ｄ、９０ｈは、凹部１７２に近接する方向に変位する。

しかも、形状追従機構９０ａ〜９０ｈを構成する揺動カバー１３０は、被研磨領域の形状や凸部１７０ａ、１７０ｂの傾斜角度に対応して揺動する。以上のような理由から、ワーク２２の形状ないし凸部１７０ａ、１７０ｂの傾斜角度に関わらず、形状追従機構９０ａ〜９０ｈを構成する揺動カバー１３０の、無端ベルト７０への当接が維持される。このため、無端ベルト７０の変形が阻害されることがない。従って、被研磨領域の形状に関わらず、該被研磨領域を良好に研磨することができる。

このように、本実施の形態では、研磨開始点（Ａ部１６０）から研磨終了点（Ｄ部１６６）に至るまでにおいて、ワーク２２の形状に対応し、リンク機構１４０を構成する第１小リンク部材１４２ａ〜第４小リンク部材１４２ｄ、第１中リンク部材１４６ａ、第２中リンク部材１４６ｂ及び大リンク部材１５０が適宜傾動する。この傾動に伴い、形状追従機構９０を構成する軸部９２が、ワーク２２に近接する方向、又はワーク２２から離間する方向に変位する。これにより、無端ベルト７０がワーク２２の形状に追従して変化する。従って、研磨機構１６によるワーク２２に対する研磨を良好に継続することができる。なお、被研磨領域内であっても研磨不要箇所が存在するときには、形状追従機構９０の中の研磨不要箇所に対向するものに対し、圧縮エアを供給しないようにしてもよい。

例えば、凸部１７０ａ、１７０ｂ及び凹部１７２が長距離にわたって存在するときには、軸部９２を位置決め固定するようにしてもよい。この場合、制御部２０は、第１傾動軸１４４、第２傾動軸１４８及び第３傾動軸１５２の各々に設けられた電磁石に対して通電を行う。上記したように、この通電に伴って発生する電磁力の拘束により、第１傾動軸１４４、第２傾動軸１４８及び第３傾動軸１５２のそれ以上の回転、ひいては、第１小リンク部材１４２ａ〜第４小リンク部材１４２ｄ、第１中リンク部材１４６ａ、第２中リンク部材１４６ｂ及び大リンク部材１５０のそれ以上の傾動が阻害される。従って、軸部９２が位置決め固定されたロック状態となる。換言すれば、軸部９２の位置が一定となる。このために揺動カバー１３０が無端ベルト７０に当接した状態が維持されるので、ワーク２２を良好に研磨することができる。

ロック状態を解除するには、電磁石への通電を停止すればよい。これにより電磁力が消失するので、第１傾動軸１４４、第２傾動軸１４８及び第３傾動軸１５２の各々が電磁力の拘束から解放されて回転可能となる。その結果、第１小リンク部材１４２ａ〜第４小リンク部材１４２ｄ、第１中リンク部材１４６ａ、第２中リンク部材１４６ｂ及び大リンク部材１５０が傾動可能となる。

電磁石によるロックは、第１傾動軸１４４、第２傾動軸１４８及び第３傾動軸１５２の全てに対して同時に行う必要は特にない。すなわち、ロックが必要な傾動軸に設けられた電磁石のみに通電を行い、該電磁石を作動させればよい。

図９においては、凸部１７０ａ、１７０ｂや凹部１７２を誇張して示しているが、実際の凸部１７０ａ、１７０ｂの隆起の度合いは最大でも数十μｍであり、凹部１７２の深さも同程度である。

研磨機構１６がＤ部１６６に到達すると、多関節ロボット１２の各動作軸２６の回転ないし回動が停止するとともに、該研磨機構１６の移動が終了する。このとき、制御部２０は、偏心回転用モータ３４及び周回用モータ７２の双方を停止させ、これにより研磨機構１６の偏心回転及び無端ベルト７０の周回を停止させる。

以上のように、本実施の形態によれば、研磨装置１０によって研磨を自動的に行うことができる。このため、作業者の負担が低減する。

しかも、上記したように無端ベルト７０が周回しているので、外周ベルト８４の不特定箇所が被研磨領域に摺接する。換言すれば、外周ベルト８４の特定箇所のみが研磨に関与することが回避される。このため、外周ベルト８４が摩耗し難い。従って、上記の研磨を繰り返しても、同一の外周ベルト８４を長期間にわたって用いることができる。なお、長期間にわたる研磨の繰り返しに伴って外周ベルト８４が摩耗し、研磨精度が低下したときには、外周ベルト８４を新品に交換すればよい。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、無端ベルト７０に代替し、シート体を張設して研磨体とするようにしてもよい。

さらに、偏心回転用モータ３４を作動させない（換言すれば、研磨機構１６を偏心回転させない）ことを除いては上記と同様にして研磨を行うようにしてもよい。この場合においても、十分な研磨がなされる。このことから諒解されるように、偏心回転用モータ３４をはじめとする偏心回転手段は必須ではない。

また、第１中リンク部材１４６ａ、第２中リンク部材１４６ｂや大リンク部材１５０のいずれかを省略したリンク機構を設けるようにしてもよいし、大リンク部材１５０が複数個存在するときには、これらの大リンク部材１５０同士を連結するさらに別のリンク部材を設けるようにしてもよい。

１０…研磨装置１２…多関節ロボット
１４…先端アーム１６…研磨機構
２０…制御部２２…ワーク
３４…偏心回転用モータ（偏心回転手段）３６…偏心用駆動軸
３８…駆動ギヤ４０、４２…従動ギヤ
４４…偏心用従動軸４６…偏心継手
４８、５０…偏心用回転軸５２…偏心回転機構
６０…支持体７０…無端ベルト（研磨体）
７２…周回用モータ７４…周回用駆動軸
７６…駆動プーリ７８…従動プーリ
８２…内周ベルト８４…外周ベルト
８６…外方テンショナ（張力付与手段）
９０、９０ａ〜９０ｈ…形状追従機構
９２…軸部９４…揺動部
１００…回転軸１２２…ボールジョイント
１３０…揺動カバー１４０…リンク機構
１４２ａ〜１４２ｄ…第１小リンク部材〜第４小リンク部材
１４４…第１傾動軸
１４６ａ、１４６ｂ…第１中リンク部材、第２中リンク部材
１４８…第２傾動軸１５０…大リンク部材
１５２…第３傾動軸１６０…Ａ部（研磨開始点）
１６２…Ｂ部（被研磨領域）１６４…Ｃ部（被研磨領域）
１６６…Ｄ部（研磨終了点）１７０ａ、１７０ｂ…凸部
１７２…凹部

Claims

伸縮可能な研磨体によって被研磨物を研磨する研磨装置であって、
前記研磨体を間に挟んで前記被研磨物に対向するとともに、変位可能な軸部を有する複数個の形状追従機構と、
前記形状追従機構を支持する支持体と、
前記軸部同士を連結するリンク機構と、
を備え、
前記リンク機構は、少なくとも、互いに隣接する２本の前記軸部同士を連結するリンク部材を含み、
前記リンク部材を介して連結された前記２本の軸部中の一方が前記被研磨物から反力を受けて後退したとき、他方が前進する研磨装置。
請求項１記載の研磨装置において、前記リンク機構は、前記リンク部材同士を連結する別のリンク部材をさらに含む研磨装置。
請求項１又は２記載の研磨装置において、前記リンク機構に、前記軸部を位置決め固定するロック手段が設けられた研磨装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨装置において、前記形状追従機構の、前記研磨体に臨む先端に揺動可能な揺動部が設けられた研磨装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨装置において、前記形状追従機構の、前記研磨体に臨む先端が回転可能である研磨装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の研磨装置において、複数個の前記形状追従機構が千鳥状に配設された研磨装置。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の研磨装置において、前記支持体を偏心回転させる偏心回転手段を備える研磨装置。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の研磨装置において、前記支持体を保持するロボットを備える研磨装置。
請求項１〜８のいずれか１項に記載の研磨装置において、前記研磨体が周回可能な無端ベルトであり、且つ前記無端ベルトに周回する駆動力を付与する駆動力付与手段を備える研磨装置。