JP2022050965A - Self-propelled grinding device, self-propelled grinding method and manufacturing method of metal plate - Google Patents
Self-propelled grinding device, self-propelled grinding method and manufacturing method of metal plate Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022050965A JP2022050965A JP2020157175A JP2020157175A JP2022050965A JP 2022050965 A JP2022050965 A JP 2022050965A JP 2020157175 A JP2020157175 A JP 2020157175A JP 2020157175 A JP2020157175 A JP 2020157175A JP 2022050965 A JP2022050965 A JP 2022050965A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grinding
- metal plate
- self
- scanning
- propelled
- 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.)
- Granted
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 76
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 claims description 42
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 16
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 3
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 9
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Abstract
Description
本発明は、屋内で金属板上を自走して金属板の研削を行う自走式研削装置および自走式研削方法、ならびに金属板の製造方法に関する。 The present invention relates to a self-propelled grinding apparatus and a self-propelled grinding method for self-driving on a metal plate indoors to grind the metal plate, and a method for manufacturing the metal plate.
従来、厚板鋼材等の金属板の表面に存在する疵の手入れを自動的に行う研削装置としては、厚板鋼材の両側にレール等のリニアスライド装置を敷設し、このガイドに沿って厚板の圧延方向(長手方向)を走行する台車に、幅方向に移動可能なスライダに1つまたは複数の研削装置を設けた門型研削装置が知られている(例えば、特許文献1および特許文献2)。 Conventionally, as a grinding device that automatically cleans defects existing on the surface of a metal plate such as a thick plate steel material, linear slide devices such as rails are laid on both sides of the thick plate steel material, and the thick plate is guided along this guide. A portal type grinding device in which one or more grinding devices are provided on a slider movable in the width direction on a carriage traveling in the rolling direction (longitudinal direction) is known (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). ).
特許文献1,2に示されたような門型研削装置は、装置全体が大型になり、しかも、既存の工場のレイアウトを含めた極めて大掛りな投資を必要とする。 A gantry grinding device as shown in Patent Documents 1 and 2 has a large size as a whole and requires an extremely large investment including the layout of an existing factory.
特許文献3には、事前に厚板鋼材表面の疵位置を、ワイヤを経由して研削装置に入力し、その位置情報のもとに研削装置を移動させて疵の研削手入を行う自走式表面研削装置が提案されている。これにより、特許文献1および特許文献2の装置よりも小型化できるとされている。 In Patent Document 3, the flaw position on the surface of the thick plate steel material is input to the grinding device via a wire in advance, and the grinding device is moved based on the position information to perform the grinding maintenance of the flaw. A type surface grinding device has been proposed. As a result, it is said that the device can be made smaller than the devices of Patent Document 1 and Patent Document 2.
しかし、特許文献3に示された自走式表面研削装置は、装置自体を小型化することができるが、次のような問題がある。事前に疵位置を入力する必要があるため、研削装置への位置情報および疵深さ情報の事前計測とその入力作業などの付随作業を必要とする。リニアスライド装置、軌道レール等の付帯装置を敷設しないことを前提とした場合、厚板鋼材表面における研削装置の自己位置を十分な精度で測定できない。装置を疵位置に導く必要性から、厚板鋼材の長手方向に敷設される台車と軌道レールが必要になり、その付帯作業が発生する。また、疵位置情報の精度は、この台車用軌道レールの敷設時精度の影響を受けるため、厚板サイズの変更や厚板反転時、あるいは新しい厚板ごとに軌道レールを設置する必要があり、極めて煩雑な作業を伴う。 However, although the self-propelled surface grinding apparatus shown in Patent Document 3 can be miniaturized, it has the following problems. Since it is necessary to input the flaw position in advance, it is necessary to perform ancillary work such as pre-measurement of position information and flaw depth information to the grinding device and input work thereof. If it is assumed that ancillary devices such as a linear slide device and a track rail are not laid, the self-position of the grinding device on the surface of the plate steel cannot be measured with sufficient accuracy. Due to the need to guide the device to the flaw position, a bogie and track rail laid in the longitudinal direction of the plank steel material are required, and incidental work is required. In addition, the accuracy of the flaw position information is affected by the accuracy when laying the track rail for the bogie, so it is necessary to install the track rail when changing the plate size, reversing the plate, or for each new plate. It involves extremely complicated work.
そこで、特許文献4には、三角測量の原理に基づいて屋内空間内での自己位置測定を行う屋内位置測定システムを構成し、屋内位置測定システム信号を発信または受信する航法用信号発信機もしくは航法用信号受信機を、研削装置を備えた台車に設置し、屋内位置測定システム信号を用いて自己位置を認識し、かつ疵位置を教示する自走式研削装置が提案されている。この技術によれば、教示された疵位置に基づいて、金属板のマーキングや画像処理用のマークを用いることなく、金属板上における台車の位置および角度を高精度で認識することができ、そのように認識した自己位置と目標位置からの偏差を演算し、その偏差に応じて台車を所定の目標位置に自律走行させることができる。 Therefore, in Patent Document 4, an indoor position measurement system that performs self-position measurement in an indoor space based on the principle of triangular measurement is configured, and a navigation signal transmitter or navigation that transmits or receives an indoor position measurement system signal. A self-propelled grinding device has been proposed in which a signal receiver is installed on a carriage equipped with a grinding device, a self-position is recognized using an indoor position measurement system signal, and a flaw position is taught. According to this technique, the position and angle of the dolly on the metal plate can be recognized with high accuracy based on the taught flaw position without using the marking of the metal plate or the mark for image processing. The deviation from the self-position and the target position recognized as described above can be calculated, and the dolly can be autonomously driven to a predetermined target position according to the deviation.
しかし、特許文献4の自走式研削装置は、屋内位置測定システムを用いて予め測定した情報に基づいて、金属板の表面に分散して存在する疵を高精度でかつ煩雑な作業を伴うことなく短時間で手入れすることができるが、研削部分の深さの違いにより段差が生じ、研削後の品質を十分に保てないことがある。 However, the self-propelled grinding apparatus of Patent Document 4 involves highly accurate and complicated work for flaws dispersed on the surface of a metal plate based on information measured in advance using an indoor position measuring system. It can be cleaned in a short time without any problems, but the difference in the depth of the ground portion may cause a step, and the quality after grinding may not be sufficiently maintained.
また、重研削時に研削開始時から狙い研削深さに合わせて押付荷重を設定すると研削端部に「段付き」ができてしまい、一方、工具の送り速度を遅くすることで狙い研削深さを達成する方法では研削効率の低下が避けられない。 In addition, if the pressing load is set according to the target grinding depth from the start of heavy grinding during heavy grinding, a "step" will be created at the grinding end, while the target grinding depth will be increased by slowing the feed rate of the tool. The method to be achieved inevitably reduces the grinding efficiency.
研削深さは送り速度変更点付近において変わるので、特に、定常部の狙い研削深さをより深くする重研削時にはそれが急峻で研削目として目で見てわかる程度に現われてしまう懸念があり、研削深さの急峻な変化を抑制することが求められる。 Since the grinding depth changes near the feed rate change point, there is a concern that it will be steep and appear as a grind to the extent that it can be visually recognized, especially during heavy grinding where the target grinding depth of the stationary part is made deeper. It is required to suppress abrupt changes in grinding depth.
したがって、本発明は、自己位置制御に関して精度が高く、かつ研削部分の深さを調整して均一化できるとともに、狙い研削深さに対して精度良く研削することができ、研削深さの急峻な変化を抑制することができる自走式研削装置および自走式研削方法、ならびに金属板の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, according to the present invention, the self-position control is highly accurate, the depth of the grinding portion can be adjusted and made uniform, and the target grinding depth can be accurately ground, and the grinding depth is steep. It is an object of the present invention to provide a self-propelled grinding device and a self-propelled grinding method capable of suppressing a change, and a method for manufacturing a metal plate.
上記課題を解決するため、本発明は以下の(1)~(15)を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides the following (1) to (15).
(1) 位置測定手段からの情報に基づいて金属板上を自走し、金属板表面を研削する自走式研削装置であって、
金属板表面上を走行する台車と、
前記台車に搭載され、研磨工具を前記金属板に接触させて研削する研削部と、
前記研削部を前記金属板の表面と平行な方向に走査させる走査アクチュエータと、
前記研削部を昇降させ、前記研削部を前記金属板に垂直に所与の押付荷重で押付ける昇降アクチュエータと、
前記走査アクチュエータの走査と前記昇降アクチュエータの押付荷重を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記研削部により前記金属板の表面を研削する際に、前記走査アクチュエータの走査速度を、研削開始位置と研削定常部で変化させるように制御するとともに、前記昇降アクチュエータの押付荷重を前記走査アクチュエータの動きと連動してセットアップするように制御することを特徴とする自走式研削装置。
(1) A self-propelled grinding device that self-propells on a metal plate based on information from a position measuring means and grinds the surface of the metal plate.
A dolly that runs on the surface of a metal plate and
A grinding unit mounted on the trolley and grinding a polishing tool in contact with the metal plate,
A scanning actuator that scans the ground portion in a direction parallel to the surface of the metal plate, and
An elevating actuator that raises and lowers the grinding portion and presses the grinding portion vertically against the metal plate with a given pressing load.
A control unit that controls the scanning of the scanning actuator and the pressing load of the elevating actuator,
Have,
When the surface of the metal plate is ground by the grinding unit, the control unit controls the scanning speed of the scanning actuator so as to change between the grinding start position and the grinding steady portion, and the pressing load of the elevating actuator. A self-propelled grinding device, characterized in that it is controlled to be set up in conjunction with the movement of the scanning actuator.
(2) 前記制御部は、前記走査アクチュエータの前記研削開始位置から前記研削定常部までの走査速度をV0、前記研削定常部の移動速度をV1とした場合に、前記走査アクチュエータの走査速度がV0>V1となるように制御することを特徴とする(1)に記載の自走式研削装置。 (2) In the control unit, when the scanning speed from the grinding start position of the scanning actuator to the grinding steady portion is V0 and the moving speed of the grinding steady portion is V1, the scanning speed of the scanning actuator is V0. The self-propelled grinding apparatus according to (1), which is controlled so as to have> V1.
(3) 前記制御部は、前記研削開始位置から前記研削定常部までの間の走査速度が、前記研削定常部に向けて走査速度が小さくなるような複数段階となるように制御することを特徴とする(1)に記載の自走式研削装置。 (3) The control unit is characterized in that the scanning speed from the grinding start position to the grinding steady portion is controlled to be in a plurality of stages so that the scanning speed becomes smaller toward the grinding steady portion. The self-propelled grinding apparatus according to (1).
(4) 前記制御部は、前記昇降アクチュエータの研削開始位置の押付荷重をP0、研削定常部の押付荷重をP1とした場合に、P0≦P1となるように前記昇降アクチュエータの押付荷重を制御することを特徴とする(1)から(3)のいずれかに記載の自走式研削装置。 (4) The control unit controls the pressing load of the elevating actuator so that P0 ≦ P1 when the pressing load of the grinding start position of the elevating actuator is P0 and the pressing load of the grinding steady portion is P1. The self-propelled grinding apparatus according to any one of (1) to (3).
(5) 前記制御部は、前記押付荷重がP0からP1まで徐々に変化するように前記昇降アクチュエータを制御することを特徴とする(4)に記載の自走式研削装置。 (5) The self-propelled grinding apparatus according to (4), wherein the control unit controls the elevating actuator so that the pressing load gradually changes from P0 to P1.
(6) 前記研削部の前記研磨工具は、研磨布紙を有することを特徴とする(1)から(5)のいずれかに記載の自走式研削装置。 (6) The self-propelled grinding apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the polishing tool of the grinding portion has a polishing cloth.
(7)前記研削部の前記研磨工具は、前記研磨布紙を研削方向に対して垂直方向に複数枚積層して構成されることを特徴とする(6)に記載の自走式研削装置。
(7) The self-propelled grinding apparatus according to (6), wherein the polishing tool of the grinding unit is configured by laminating a plurality of abrasive cloths in a direction perpendicular to the grinding direction.
(8)位置測定手段からの情報に基づいて金属板上を自走する自走式研削装置により、金属板表面を研削する自走式研削方法であって、
前記自走式研削装置は、金属板表面上を走行する台車と、前記台車に搭載され、研磨工具を前記金属板に接触させて研削する研削部と、前記研削部を前記金属板の表面と平行な方向に走査させる走査アクチュエータと、前記研削部を昇降させ、前記研削部を前記金属板に垂直に所与の押付荷重で押付ける昇降アクチュエータとを有し、
前記研削部により前記金属板の表面を研削する際に、前記走査アクチュエータの走査速度を、研削開始位置と研削定常部で変化させるように制御するとともに、前記昇降アクチュエータの押付荷重を前記走査アクチュエータの動きと連動してセットアップするように制御することを特徴とする自走式研削方法。
(8) A self-propelled grinding method for grinding the surface of a metal plate by a self-propelled grinder that runs on the metal plate based on information from a position measuring means.
The self-propelled grinding device includes a trolley that runs on the surface of a metal plate, a grinding portion that is mounted on the trolley and grinds by bringing a polishing tool into contact with the metal plate, and the grinding portion that is mounted on the surface of the metal plate. It has a scanning actuator for scanning in parallel directions and an elevating actuator for raising and lowering the grinding portion and pressing the grinding portion vertically against the metal plate with a given pressing load.
When the surface of the metal plate is ground by the grinding portion, the scanning speed of the scanning actuator is controlled so as to change between the grinding start position and the grinding steady portion, and the pressing load of the elevating actuator is applied to the scanning actuator. A self-propelled grinding method characterized in that it is controlled to be set up in conjunction with movement.
(9)前記走査アクチュエータの前記研削開始位置から前記研削定常部までの走査速度をV0とし、前記研削定常部の走査速度をV1とした場合に、前記走査アクチュエータの走査速度をV0>V1となるように制御することを特徴とする(8)に記載の自走式研削方法。 (9) When the scanning speed from the grinding start position of the scanning actuator to the grinding steady portion is V0 and the scanning speed of the grinding steady portion is V1, the scanning speed of the scanning actuator is V0> V1. The self-propelled grinding method according to (8), wherein the self-propelled grinding method is characterized.
(10)前記研削開始位置から前記研削定常部までの間の走査速度が、前記研削定常部に向けて走査速度が小さくなるような複数段階となるように制御することを特徴とする(8)に記載の自走式研削方法。 (10) The scanning speed from the grinding start position to the grinding steady portion is controlled to be in a plurality of steps so that the scanning speed becomes smaller toward the grinding steady portion (8). The self-propelled grinding method described in.
(11)前記昇降アクチュエータの研削開始位置の押付荷重をP0、研削定常部の押付荷重をP1とした場合に、P0≦P1となるように前記昇降アクチュエータの押付荷重を制御することを特徴とする(8)から(10)のいずれかに記載の自走式研削方法。 (11) When the pressing load at the grinding start position of the elevating actuator is P0 and the pressing load of the grinding steady portion is P1, the pressing load of the elevating actuator is controlled so that P0 ≦ P1. The self-propelled grinding method according to any one of (8) to (10).
(12)前記押付荷重がP0からP1まで徐々に変化するように前記昇降アクチュエータを制御することを特徴とする(11)に記載の自走式研削方法。 (12) The self-propelled grinding method according to (11), wherein the elevating actuator is controlled so that the pressing load gradually changes from P0 to P1.
(13)前記研削部の前記研磨工具として、研磨布紙を用いることを特徴とする(8)から(12)のいずれかに記載の自走式研削方法。 (13) The self-propelled grinding method according to any one of (8) to (12), wherein a polishing cloth is used as the polishing tool of the grinding portion.
(14)前記研削部の前記研削工具として、前記研磨布紙を研削方向に対して垂直方向に複数枚積層して構成されたものを用いることを特徴とする(13)に記載の自走式研削方法。 (14) The self-propelled type according to (13), wherein a plurality of abrasive cloths are laminated in a direction perpendicular to the grinding direction as the grinding tool of the grinding unit. Grinding method.
(15)表面に疵が存在する金属板に対して、位置測定手段からの位置情報に基づいて金属板上を自走する自走式研削装置により、該疵の研削除去を行って金属板を製造する金属板の製造方法であって、
前記自走式研削装置は、金属板表面上を走行する台車と、前記台車に搭載され、研磨工具を前記金属板に接触させて研削する研削部と、前記研削部を前記金属板の表面と平行な方向に走査させる走査アクチュエータと、前記研削部を昇降させ、前記研削部を前記金属板に垂直に所与の押付荷重で押付ける昇降アクチュエータとを有し、
前記研削部により前記金属板の表面を研削する際に、前記走査アクチュエータの走査速度を、研削開始位置と研削定常部で変化させるように制御するとともに、前記昇降アクチュエータの押付荷重を前記走査アクチュエータの動きと連動してセットアップするように制御することを特徴とする金属板の製造方法。
(15) For a metal plate having a defect on the surface, the metal plate is ground and removed by a self-propelled grinding device that runs on the metal plate based on the position information from the position measuring means. It is a method of manufacturing a metal plate to be manufactured.
The self-propelled grinding device includes a trolley that runs on the surface of a metal plate, a grinding portion that is mounted on the trolley and grinds by bringing a polishing tool into contact with the metal plate, and the grinding portion that is mounted on the surface of the metal plate. It has a scanning actuator for scanning in parallel directions and an elevating actuator for raising and lowering the grinding portion and pressing the grinding portion vertically against the metal plate with a given pressing load.
When the surface of the metal plate is ground by the grinding portion, the scanning speed of the scanning actuator is controlled so as to change between the grinding start position and the grinding steady portion, and the pressing load of the elevating actuator is applied to the scanning actuator. A method for manufacturing a metal plate, which is characterized by being controlled so as to be set up in conjunction with movement.
本発明では、位置測定手段からの情報に基づいて金属板上を自走し、金属板表面を研削する自走式研削装置において、研削装置は、研削対象である金属板と研磨布紙を接触させて研削する研削部と前記金属板表面に平行な面に存在する任意の二軸方向に走査させる操作アクチュエータと前記研削部を金属板表面に接触させるための上下昇降アクチュエータを有するともに、前記の二軸方向に走査させるアクチュエータの移動速度を研削開始位置と研削定常部で変化させることにより、研削部分の深さを均一化させることが可能となる。また、併せて昇降アクチュエータの押付荷重を走査アクチュエータの動きと連動してセットアップするように制御するので、非研削部から研削開始部、研削定常部にかけて狙い研削深さに対して精度良く研削することができ、研削深さの急峻な変化を抑制することができる。このため、金属板の先端尾端においても板厚を均一にすることができる。 In the present invention, in a self-propelled grinding device that self-propells on a metal plate based on information from a position measuring means and grinds the surface of the metal plate, the grinding device contacts the metal plate to be ground and the polishing cloth. It has a grinding part for grinding, an operation actuator for scanning in any biaxial direction existing on a surface parallel to the surface of the metal plate, and a vertical elevating actuator for bringing the grinding part into contact with the surface of the metal plate. By changing the moving speed of the actuator that scans in the biaxial direction between the grinding start position and the grinding steady portion, it is possible to make the depth of the grinding portion uniform. At the same time, the pressing load of the elevating actuator is controlled to be set up in conjunction with the movement of the scanning actuator, so it is possible to grind accurately with respect to the target grinding depth from the non-grinding part to the grinding start part and the grinding steady part. It is possible to suppress abrupt changes in the grinding depth. Therefore, the plate thickness can be made uniform even at the tip and tail ends of the metal plate.
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
<自走式研削装置を含む全体システム>
最初に本発明に係る自走式研削装置を含む全体システムについて説明する。
図1は自走式研削装置を含む全体システムの一例を示す斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<Overall system including self-propelled grinding equipment>
First, the entire system including the self-propelled grinding apparatus according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an overall system including a self-propelled grinding device.
図1に示すように、自走式研削装置を含む全体システム100は、位置測定手段としての屋内位置測定システム200と、自走式研削装置300(以下、単に研削装置300と記す)とを有する。
As shown in FIG. 1, the
本例において用いる屋内位置測定システム200は、研削装置300の位置測定手段を構成し、三角測量の原理に基づいて屋内空間での自己位置測定を行うものである。具体的には、屋内位置測定システム200は、屋内に設置された複数の航法用送信機11と、航法用受信機12と、位置演算用ソフトウェアを含むホストコンピュータ13とから構成される。
The indoor
研削装置300は、金属板上を自走して金属板の表面の微小な疵(欠陥)を研削除去(疵取り)するものであり、台車14と、台車14に設けられた、疵取対象である金属板10を研削する研削部22と、研削部22を駆動するための駆動系と、研削装置300を別途与えられる所定の目標位置に自律走行させるための制御系とを備えている。研削装置300の詳細な構成は後述する。
The grinding
屋内位置測定システム200には、例えばIGPS(Indoor Global Positioning System)を適用することができる。IGPSは、衛星航法システム(GPS:Global Positioning System)を屋内位置測定システムに適用したものである。IGPSについては、米国特許第6,501,543号明細書に詳細に記載されている。
For example, IGPS (Indoor Global Positioning System) can be applied to the indoor
屋内位置測定システム200にIGPSを適用する場合は、各航法用送信機11は、回転ファンビーム(扇形ビーム)を射出する。回転ファンビームはレーザファンビームであってもよく、他の光放射手段であってもよい。航法用受信機12は研削装置300の台車14に搭載され、送信機から射出される回転ファンビームを受信する。このとき、回転ファンビームは所定の角度でずれており、これを受信する受信機の3次元座標値(以下、「座標値」という)、すなわち位置または高さを測定することができる。航法用受信機12が受信した受信情報はホストコンピュータ13に無線伝送され、ホストコンピュータ13により、三角測量の原理に従って、航法用受信機12の位置を演算する。複数の送信機11から受信した信号を用いて、また演算を繰り返すことにより、航法用受信機12を搭載した走行中の研削装置300の位置情報をリアルタイムで得ることができる。
When applying IGPS to the indoor
<研削装置>
次に、本発明の一実施形態に係る研削装置300について説明する。
<Grinding device>
Next, the grinding
図2は、本発明の一実施形態に係る研削装置300を示すブロック図、図3は研削装置300を示す側面図、図4は研削装置300示す上面図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a grinding
本実施形態において、研削装置300は、上述したように、台車14と、研削部22と、研削部22を駆動するための駆動系と、研削装置300を所定の目標位置に自律走行させるための制御系とを備えている。台車14は、走行用の車輪20と、車輪を駆動および旋回させるためのモータ21とを有する。研削部22の駆動系は、研削部22を金属板10の表面に平行な方向に走査させる走査アクチュエータ15と、上下にスライドして研削部22を昇降させ、研削部22を金属板10に垂直に所与の押付荷重で押し付ける昇降アクチュエータ16とを有する。
In the present embodiment, as described above, the grinding
図2に示すように、研削装置300の制御系は、搭載コンピュータ18を有する。また、制御系は、I/Oボード17と、コントローラおよびドライバを含み、駆動制御部19とを備えている。駆動制御部19は、車輪用のモータ21、ならびに研削部22の駆動系を構成する走査アクチュエータ15および昇降アクチュエータ16を制御する。上記ホストコンピュータ13もこの制御系の一部として機能する。制御系のホストコンピュータ13以外のものは台車14に搭載される。I/Oボード17は、ホストコンピュータ13と搭載コンピュータとの間の信号の授受を行う。
As shown in FIG. 2, the control system of the grinding
ホストコンピュータ13は、図2に示すように、上述した屋内位置測定システム200の航法用受信機12の位置を演算するための現在位置演算用ソフトウェア31と、目標研削位置、経路情報を設定し、また搭載コンピュータ18からの検査データ、研削位置情報を評価する設定・評価ソフトウェア32とを有する。なお、研削装置300の制御系として、ホストコンピュータ13を用いずに、搭載コンピュータ18のみで制御するようにしてもよい。
As shown in FIG. 2, the
図3、図4に示すように、研削装置300の基部は台車14により構成され、車輪20はその一方の端部近傍に設けられている。そして、台車14の車輪20に対応する部分に航法用受信機12が取り付けられている。台車14の他方の端部には、台車14の長手方向に直交する方向に延在する枠部材41が取り付けられており、走査アクチュエータ15は、金属板10の表面に平行な方向である、枠部材41の延在方向およびそれとは異なる方向(例えば枠部材41の延在方向に垂直な方向)に研削部22を走査させることが可能となっている。すなわち、金属板10の表面に平行な二軸方向に研削部22を走査させることが可能となっている。研削部22は、昇降アクチュエータ16を介して走査アクチュエータ15に取り付けられており、昇降アクチュエータ16とともに走査アクチュエータ15により走査される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the base of the grinding
車輪20と枠部材41との間の部分には、研削装置300を金属板10に固定するための固定部42が設けられている。固定部42は例えば電磁石からなる。台車14の固定部42に対応する部分には、従動車輪43が設けられている。従動車輪43は、駆動側の車輪20の動きに応じて自由に向きを変えることが可能となっている。
A fixing
搭載コンピュータ18は、駆動制御部19と一体となって、台車14の車輪20側端部に載置されている。
The on-
研削部22は、例えば、研磨工具を金属板10に接触させて金属板10を研削するものである。研磨工具としては研磨布紙を用いることができる。研磨布紙は、基材に研磨材(砥粒)を接着剤で固定して構成される。基材としては、不織布、布、紙、メッシュ等が挙げられる。研磨布紙は可撓性を有するため、研削部分の深さの違いによる段差を軽減できる。
The grinding
研磨工具として研磨布紙を用いる場合には、研削部22は、例えば図5に示すように構成することができる。すなわち、研削部22としては、研磨布紙をディスク状にくりぬいた薄い研磨布紙ディスク51を研削方向に対して垂直方向に複数枚積層して構成される研磨工具50を有するものとすることができる。この場合、研削部22は、研磨工具50の両側をディスクホイール52で固定し、支持部53に回転可能に取り付けることにより構成され、研磨工具50を回転機構(図示せず)により回転させることにより金属板10を研削することができる。研磨布紙をエンドレスベルト状にして研削部を構成してもよい。ただし、この場合は、研磨布紙ディスク51を研削方向に対して垂直方向に複数枚積層する構成よりも大型となり、寿命も短くなる。
When using abrasive cloth as a polishing tool, the grinding
研削装置300は、目標ルートに沿って自律走行する機能と、金属板10の疵取りを行う機能の2つの機能を有する。
The grinding
前者の機能については、例示した屋内位置測定システム200のような位置測定手段からの情報に基づいて、搭載コンピュータ18、駆動制御部19、車輪20、およびモータ21が担う。すなわち、前述のホストコンピュータ13における演算結果である研削装置300の位置情報および目標研削位置に関する情報は、それぞれ無線通信により搭載コンピュータ18に無線伝送され、搭載コンピュータ18において目標研削位置に対する現在位置の偏差を演算する。同偏差のうち研削装置300の位置に依存する偏差が0となるように、駆動制御部19から車輪用のモータ21に速度指令等の制御信号を出力して、車輪20の速度およびステアリング角度のフィードバック制御を行うことで目標走行ルートに沿った自律走行を行わせる。
The former function is carried out by the on-
後者の機能については、金属板10と接触させて研削を行う研削部22、研削部22を走査させる走査アクチュエータ15、研削部22を金属板10に押し付ける昇降アクチュエータ16、搭載コンピュータ18、および駆動制御部19が担う。すなわち、搭載コンピュータ18においてホストコンピュータ13からの目標研削位置と現在台車位置情報より、研削部22を走査する走査アクチュエータ15の必要走査量を演算し、駆動制御部19はその必要走査量分だけ走査アクチュエータ15を走査させ、研削部22を初期位置に設定する。走査アクチュエータ15の位置情報は搭載コンピュータ18にフィードバックされ、台車現在位置情報と合わせて研削位置情報として演算される。疵取りのための研削データはI/Oボード17を介して搭載コンピュータ18に取り込み、研削位置情報と合わせて、ホストコンピュータ13に無線送信する。
Regarding the latter function, the grinding
実際の研削の際には、研削装置300を停止させ、例えば電磁石からなる固定部42により研削装置300を金属板10に固定し、昇降アクチュエータ16を下方にスライドさせて研削部22の研磨工具を金属板10に押し付ける。そして、駆動制御部19による制御に基づいて、走査アクチュエータ15により研削部22を金属板10表面に平行な方向、例えば二軸方向に走査させることにより、金属板10表面の疵を含む部分を研削除去する。
At the time of actual grinding, the grinding
このとき、駆動制御部19は、研削部22により金属板10を研削する際に、二軸方向に走査させる走査アクチュエータ15の走査速度を、研削開始位置と研削定常部とで変化させるように制御するとともに、昇降アクチュエータ16の押付荷重を走査アクチュエータ15の動作と連動してセットアップするように制御する。ここで、研削定常部とは、所定の研削深さで均一に研削することを目標とした部分をいう。
At this time, the
研削開始位置から定常部までの間(研削開始部)の走査速度(移動速度)をV0とし、研削定常部での走査速度(移動速度)をV1とすると、V0>V1となるように制御することが好ましい。また、研削開始位置の押付荷重をP0、研削定常部の押付荷重をP1とすると、P0≦P1となるように押付荷重を設定することが好ましい。このとき、P0からP1まで徐々に押付荷重を変化させることが好ましい。 If the scanning speed (moving speed) from the grinding start position to the steady portion (grinding start portion) is V0 and the scanning speed (moving speed) at the grinding steady portion is V1, control is performed so that V0> V1. Is preferable. Further, assuming that the pressing load at the grinding start position is P0 and the pressing load at the grinding steady portion is P1, it is preferable to set the pressing load so that P0 ≦ P1. At this time, it is preferable to gradually change the pressing load from P0 to P1.
また、研削開始位置から研削定常部までの間(研削開始部)の走査速度(移動速度)を、定常部に向けて走査速度が小さくなるような複数段階としてもよい。例えば、研削開始位置を含む第1段階の走査速度をV01、その後の第2段階の走査速度をV02とする場合、V01>V02>V1としてもよい。 Further, the scanning speed (moving speed) from the grinding start position to the grinding steady portion (grinding start portion) may be set to a plurality of steps so that the scanning speed decreases toward the steady portion. For example, when the scanning speed of the first stage including the grinding start position is V01 and the scanning speed of the second stage thereafter is V02, V01> V02> V1 may be set.
また、走査アクチュエータ15の走査速度を、研削定常部と研削終了部とで変化させるように制御するとともに、昇降アクチュエータ16の押付荷重を走査アクチュエータ15の動作と連動してセットアップするように制御してもよい。この場合に、研削定常部終了位置から研削終了位置までの間(研削終了部)の走査速度(移動速度)をV2とすると、V2>V1となるように制御することが好ましい。また、研削終了位置の押付荷重をP2とすると、P2≦P1となるように押付荷重を設定することが好ましく、P1からP2まで徐々に押付荷重を変化させることが好ましい。さらに、研削定常部終了位置から研削終了位置までの間(研削終了部)の走査速度(移動速度)を、研削終了位置に向けて走査速度が大きくなるような複数段階としてもよい。
Further, the scanning speed of the
<研削動作>
次に、研削装置300における疵取り動作について説明する。
<Grinding operation>
Next, the flaw removing operation in the
最初に、金属板10の位置および姿勢情報を取得し、金属板10の座標系を設定する。次いで、目標疵取り位置を含む目標疵取り範囲の教示(マッピング)を行う。この際には、適宜の手段により金属板10の疵を検出して金属板10上の疵の位置を認識するとともに、それに基づいて、疵取り範囲を設定する。
First, the position and attitude information of the
次に、目標疵取り経路を設定し、位置測定手段である屋内位置測定システム200からの情報に基づいて、研削装置300を、金属板10上の目標疵取り経路に沿って自走させ、研削を行う。
Next, a target defect removal path is set, and based on the information from the indoor
このとき、ホストコンピュータ13における演算結果である研削装置300の位置情報および目標研削位置に関する情報は、それぞれ位置測定手段である屋内位置測定システム200から無線通信により搭載コンピュータ18に無線伝送され、搭載コンピュータ18において目標研削位置に対する現在位置の偏差を演算する。その偏差に基づいて、研削装置300を所定の目標位置に自律走行させるように制御する。より具体的には、同偏差のうち研削装置300の位置に依存する偏差が0となるように、駆動制御部19から車輪用モータ21に速度指令等の制御信号を出力して、車輪20の正転・逆転・停止を指示するとともに、車輪20の速度、ステアリング角度のフィードバック制御を行うことで目標走行ルートに沿った自律走行を行う。
At this time, the position information of the grinding
そして、目標疵取り位置近傍で、研削装置300を停止させ、例えば電磁石からなる固定部42により研削装置300を固定し、走査アクチュエータ15により研削部22を目標疵取り位置の初期位置に設定する。次いで、昇降アクチュエータ16を下方にスライドさせて研削部22を金属板10に押し付ける。この状態で、走査アクチュエータ15により研削部22を金属板10表面に平行な二軸方向に走査させるとともに、金属板10表面を研削し、表面の疵を除去する。
Then, the grinding
この際に、駆動制御部19は、走査アクチュエータ15の走査速度(移動速度)を、研削開始位置と研削定常部とで変化させるように制御するとともに、昇降アクチュエータ16の押付荷重を走査アクチュエータ15の動作と連動してセットアップするように制御する。
At this time, the
このように、走査アクチュエータ15を金属板10表面に平行な二軸方向に走査させるようにし、その走査速度(移動速度)を研削開始位置と研削定常部とで変化させることにより、研削部分の深さを調整して均一化することが可能となる。また、併せて、走査アクチュエータ15の走査速度の変更に連動させて、昇降アクチュエータ16の押付荷重を、走査アクチュエータ15の動作と連動させてセットアップ制御することにより、狙い研削深さに対して精度良く研削することができ、研削深さの急峻な変化を抑制することができる。このため、金属板の先端尾端においても板厚を均一にすることができる。
In this way, the
隣接する2か所において超音波厚み系による板厚を測定した際に、その差分をDμmとすると、この値が許容値D0より大きいときに「段付き」ありと判定され問題となる。一般的な研削では、研削対象となる疵の深さがD0より大きいと、非研削部と研削部との板厚差分DがD>D0となり「段付き」と判定される。本実施形態では、上記構成により、非研削部と研削開始部、研削開始部と研削定常部のそれぞれの板厚差分をD1、D2(D=D1+D2)とした場合に、D1<D0かつD2<D0とすることができ、「段付き」を解消することができる。また、研削深さが深い場合等、押付荷重が一定であると、狙い研削深さで精度良く研削することが困難な場合があるが、昇降アクチュエータ16の押付荷重を、走査アクチュエータ15の動作と連動させてセットアップ制御することにより、狙い研削深さに対して精度良く研削することが可能となる。さらに、非研削部から研削定常部にかけて研削深さの急峻な変化を抑制することができる。
When the plate thickness is measured by the ultrasonic thickness system at two adjacent locations and the difference is D μm, when this value is larger than the permissible value D0, it is determined that there is a “step”, which causes a problem. In general grinding, when the depth of the flaw to be ground is larger than D0, the plate thickness difference D between the non-grinding portion and the ground portion becomes D> D0, and it is determined to be “stepped”. In the present embodiment, when the plate thickness difference between the non-grinding portion and the grinding start portion and the grinding start portion and the grinding steady portion are D1 and D2 (D = D1 + D2) according to the above configuration, D1 <D0 and D2 < It can be set to D0, and "stepping" can be eliminated. Further, if the pressing load is constant, such as when the grinding depth is deep, it may be difficult to grind accurately at the target grinding depth. However, the pressing load of the elevating
研削開始位置から定常部までの間の走査速度V0と、研削定常部での走査速度V1とを、V0>V1となるように制御することが好ましい。これにより、過研削になりやすい研削開始部の研削深さを小さくすることができ、研削深さをより均一にすることができる。 It is preferable to control the scanning speed V0 from the grinding start position to the steady portion and the scanning speed V1 at the grinding steady portion so that V0> V1. As a result, the grinding depth at the grinding start portion, which tends to be overgrown, can be reduced, and the grinding depth can be made more uniform.
また、研削開始位置の押付荷重P0と、研削定常部の押付荷重P1とを、P0≦P1となるように設定することが好ましい。これにより、過研削になりやすい研削開始時の押付荷重を小さくして研削深さを小さくし、研削定常部で押し付け荷重を大きくして狙い研削深さにすることができる。 Further, it is preferable to set the pressing load P0 at the grinding start position and the pressing load P1 at the grinding steady portion so that P0 ≦ P1. As a result, it is possible to reduce the pressing load at the start of grinding, which tends to cause over-grinding, to reduce the grinding depth, and to increase the pressing load at the grinding steady portion to achieve the target grinding depth.
さらに、P0からP1まで徐々に押付荷重を変化させることが好ましい。このように押付荷重を線形に加減算することにより、非研削部から研削開始位置を経て研削定常部にかけての研削深さがなだらかに推移し、研削端部において「段付き」をより確実に防止して高精度研削が可能となる。このため、D>2×D0となるような重研削の場合でも、非研削部から研削開始位置を経て研削定常部にかけて、どの二か所の板厚を測定してもD<D0となるような、狙い研削深さに対して精度よく、非研削部から研削定常部にかけてなだらかに研削深さを推移させることが可能となる。 Further, it is preferable to gradually change the pressing load from P0 to P1. By linearly adding and subtracting the pressing load in this way, the grinding depth from the non-grinding portion to the grinding steady portion through the grinding start position changes gently, and "stepping" is more reliably prevented at the grinding end portion. High-precision grinding is possible. Therefore, even in the case of heavy grinding where D> 2 × D0, D <D0 is obtained even if the plate thickness at any of the two locations is measured from the non-grinding portion to the grinding steady portion through the grinding start position. In addition, it is possible to change the grinding depth gently from the non-grinding portion to the grinding steady portion with high accuracy with respect to the target grinding depth.
さらにまた、研削開始位置から研削定常部までの間の走査速度を、定常部に向けて走査速度が小さくなるような複数段階としてもよい。これにより、非研削部と研削定常部の板厚差分Dが大きい場合にも、「段付き」を抑制しつつ研削深さをより高精度に調整することができる。 Furthermore, the scanning speed from the grinding start position to the grinding steady portion may be set to a plurality of steps so that the scanning speed decreases toward the steady portion. As a result, even when the plate thickness difference D between the non-grinding portion and the grinding stationary portion is large, the grinding depth can be adjusted with higher accuracy while suppressing "stepping".
また、走査アクチュエータ15の走査速度を、研削定常部と研削終了位置とで変化させるように制御するとともに、昇降アクチュエータ16の押付荷重を走査アクチュエータ15の動作と連動してセットアップするように制御してもよい。これにより、研削端部である研削終了部においても研削深さを調整することが可能となるとともに、「段付き」を抑制することができる。
Further, the scanning speed of the
この場合に、研削定常部終了位置から研削終了位置までの間の走査速度V2が、V2>V1となるように制御することが好ましい。これにより、研削終了部の研削深さも小さくすることができる。また、研削終了位置の押付荷重をP2とした場合に、P2≦P1となるように設定することが好ましい。これにより、研削終了部と定常部の研削深さを調整することができ、研削深さをより均一にすることができる。さらに、P1からP2まで徐々に押付荷重を変化させることにより、重研削の場合でも、研削定常部から研削終了部を経て非定常部にかけて高精度の研削が可能となる。さらに、研削定常部終了位置から研削終了位置までの間の走査速度を、研削終了位置に向けて走査速度が大きくなるような複数段階とすることにより、研削終了部の研削深さを小さくできるとともに、研削深さをより高精度に調整することができる。 In this case, it is preferable to control the scanning speed V2 from the grinding end position to the grinding end position so that V2> V1. As a result, the grinding depth at the end of grinding can also be reduced. Further, when the pressing load at the grinding end position is P2, it is preferable to set P2 ≦ P1. As a result, the grinding depths of the grinding end portion and the stationary portion can be adjusted, and the grinding depth can be made more uniform. Further, by gradually changing the pressing load from P1 to P2, even in the case of heavy grinding, high-precision grinding becomes possible from the grinding stationary portion to the unsteady portion through the grinding end portion. Further, by setting the scanning speed from the grinding steady portion end position to the grinding end position to a plurality of steps so that the scanning speed increases toward the grinding end position, the grinding depth of the grinding end portion can be reduced. , The grinding depth can be adjusted with higher accuracy.
また、研削部22の研磨工具として可撓性を有する研磨布紙を用いることにより、研削深さを均一にする効果をより大きくすることができる。図5に示すように、研磨布紙をディスク状にくりぬいた薄い研磨布紙ディスク51を、研削方向に対して垂直方向に複数枚積層して研削部22を構成することにより、研削部22を小型化することができ、また、寿命も長くすることができる。
Further, by using a flexible polishing cloth as the polishing tool of the grinding
さらに、研削装置300は、位置測定手段からの情報に基づいて金属板10上を自走するものであるため、特許文献1、2のような装置全体を大型にする必要がなく小型化を実現することができ、特許文献3のような付随作業や、リニアスライド装置、軌道レール等の付帯装置、煩雑な作業が不要である。さらに、位置測定手段として屋内位置測定システム200を用いることにより、金属板のマーキングや画像処理用のマークを用いることなく、金属板上における研削装置300の位置および角度を高精度で認識することができ、かつ認識した自己位置と目標位置からの偏差を演算し、その偏差に応じて研削装置300を所定の目標位置に自律走行させるので、目標走行ルートに対する直進性を確保することができる。
Further, since the grinding
ここでは、金属板として厚鋼板を用い、その表面を上記図1に示すシステムを用いて研削した。研削装置の構成については、図2~4に示すものを用いた。また、研削部としては図5に示すような研磨布紙を積層した構造の研磨工具を有するものを用いた。 Here, a thick steel plate was used as the metal plate, and the surface thereof was ground using the system shown in FIG. As the configuration of the grinding device, those shown in FIGS. 2 to 4 were used. Further, as the grinding portion, a grinding tool having a structure in which polishing cloth paper was laminated as shown in FIG. 5 was used.
本発明範囲内の実施例1として、図6に示す条件にて研削実験を行った。図6では、研削開始位置および研削終了位置の送り速度(走査速度)を10mm/s、定常部の送り速度(走査速度)を5mm/sとし、また、押付荷重を走査アクチュエータの走査と連動するように、研削開始位置および研削終了位置の押付荷重を30N、定常部の押付荷重を60Nとし、研削開始部側では30Nから60Nまで徐々に増加させ、研削終了部側では60Nから30Nまで徐々に減少させた。また、本発明の範囲から外れる比較例1,2として図7、図8に示す条件で研削実験を行った。図7の比較例1では、研削部全体に亘り、送り速度(走査速度)を5mm/sとし、押付荷重を30Nとした。また、図8の比較例2では、研削開始位置および研削終了位置の送り速度(走査速度)を10mm/s、定常部の送り速度(走査速度)を5mm/sとし、押付荷重は30Nと一定とし、走査速度と連動したセットアップ制御は行わなかった。 As Example 1 within the scope of the present invention, a grinding experiment was conducted under the conditions shown in FIG. In FIG. 6, the feed speed (scanning speed) of the grinding start position and the grinding end position is set to 10 mm / s, the feed speed (scanning speed) of the stationary portion is set to 5 mm / s, and the pressing load is interlocked with the scanning of the scanning actuator. As described above, the pressing load at the grinding start position and the grinding end position is 30N, the pressing load at the stationary portion is 60N, the grinding start portion side is gradually increased from 30N to 60N, and the grinding end portion side is gradually increased from 60N to 30N. Reduced. Further, as Comparative Examples 1 and 2 outside the scope of the present invention, a grinding experiment was conducted under the conditions shown in FIGS. 7 and 8. In Comparative Example 1 of FIG. 7, the feed rate (scanning speed) was set to 5 mm / s and the pressing load was set to 30 N over the entire grinding portion. Further, in Comparative Example 2 of FIG. 8, the feed rate (scanning speed) of the grinding start position and the grinding end position is set to 10 mm / s, the feed rate (scanning speed) of the stationary portion is set to 5 mm / s, and the pressing load is constant at 30 N. The setup control linked to the scanning speed was not performed.
これらについて研削部分の板厚を超音波厚み計により測定した。この場合、上述したように、隣接する2か所において板厚を測定し、その差分をDμmとすると、この値が許容値D0より大きい時に段付きありと判定され問題となる。図7に示した比較例1の研削条件では、研削部と非研削部の境界にて研削定常部の狙い研削深さDが許容値D0(例えば100μm)を超え、段付きと判定されることが多かった。 For these, the plate thickness of the ground portion was measured with an ultrasonic thickness gauge. In this case, as described above, if the plate thickness is measured at two adjacent locations and the difference is D μm, it is determined that there is a step when this value is larger than the allowable value D0, which causes a problem. Under the grinding conditions of Comparative Example 1 shown in FIG. 7, the target grinding depth D of the grinding steady portion exceeds the allowable value D0 (for example, 100 μm) at the boundary between the ground portion and the non-grinding portion, and it is determined to be stepped. There were many.
一方、図8の比較例2では、工具送り速度を研削開始部で大きくなるように変更することで、非研削部―研削開始部の境界、および研削開始部―研削定常部の境界それぞれの板厚差分D1、D2がそれぞれ許容値D0(例えば100μm)未満とすることができ、ほぼ段付き判定を避けることが可能であったが、押付荷重が30Nと一定であり、走査速度と連動したセットアップ制御は行わなかったため、研削開始部と研削定常部の狙い研削深さの調整が不十分となった。 On the other hand, in Comparative Example 2 of FIG. 8, by changing the tool feed rate so as to increase at the grinding start portion, the plate at the boundary between the non-grinding portion and the grinding start portion and the boundary between the grinding start portion and the grinding steady portion are respectively. The thickness differences D1 and D2 could be less than the allowable value D0 (for example, 100 μm), respectively, and it was possible to avoid the stepped determination. Since no control was performed, the adjustment of the target grinding depth at the grinding start part and the grinding steady part was insufficient.
これに対して、図6の実施例1では、研削開始部および研削終了部と研削定常部で工具送り速度(走査速度)を調整し、押付荷重について走査速度と連動したセットアップ制御を行い、押付荷重を線形に加減算することにより、図9に示す結果が得られた。図9の横軸は研削開始部からの工具送り方向の距離であり、縦軸はそれぞれの点における板厚をプロットしたものである。図9から、段付きもなく、研削開始部と研削定常部の狙い研削深さが十分調整され、かつ昇降アクチュエータの押付荷重を線形に加減算することにより非研削部から研削開始部、研削定常部にかけてなだらかに研削深さが遷移していることがわかる。図10は研削開始部側の押付荷重を線形に加減算した領域Aと、研削終了部側の押付荷重を線形に加減算した領域Bの工具送り方向の板厚の遷移を示す図である。図9および図10から、隣り合う2点間の板厚差分Dはいずれも許容上限値D0未満であり、領域A、Bにおいて板厚は線形に遷移し、研削ワーク全長にわたって、段付きの発生がないことが確認された。 On the other hand, in the first embodiment of FIG. 6, the tool feed speed (scanning speed) is adjusted at the grinding start portion, the grinding end portion, and the grinding steady portion, and the pressing load is set up and controlled in conjunction with the scanning speed for pressing. By linearly adding and subtracting the load, the result shown in FIG. 9 was obtained. The horizontal axis of FIG. 9 is the distance in the tool feed direction from the grinding start portion, and the vertical axis is a plot of the plate thickness at each point. From FIG. 9, there is no step, the target grinding depth of the grinding start part and the grinding steady part is sufficiently adjusted, and the pressing load of the elevating actuator is linearly added or subtracted so that the grinding start part and the grinding steady part are from the non-grinding part. It can be seen that the grinding depth gradually transitions toward. FIG. 10 is a diagram showing the transition of the plate thickness in the tool feed direction between the region A in which the pressing load on the grinding start portion side is linearly added and subtracted and the region B in which the pressing load on the grinding end portion side is linearly added and subtracted. From FIGS. 9 and 10, the plate thickness difference D between two adjacent points is less than the allowable upper limit value D0, the plate thickness transitions linearly in the regions A and B, and stepping occurs over the entire length of the grinding work. It was confirmed that there was no.
次に、狙い研削深さが250μmと深い場合に、図11に示す比較例3の条件にて研削実験を行った。図11に示すように、研削開始部における工具の送り速度(走査速度)を段階的に変更させ(研削開始位置を含む第1段階の送り速度を15mm/s、第2段階の送り速度を10mm/s)とし、研削定常部の送り速度(走査速度)を5mm/sとし、押付荷重は30Nと一定とした。その結果、比較例3では、狙い研削深さが250μmと深くても、ほぼ段付き判定を避けることが可能であったが、押付荷重が30Nと一定であり、走査速度と連動したセットアップ制御は行わなかったため、研削開始部と研削定常部の狙い研削深さの調整が不十分であった。また、段階的に変更させる工具の送り速度は研削定常部よりも高速に設定するため、走査アクチュエータのストロークが有限であることを考慮すれば、多段速度切り替えは、研削定常部のストロークを減らしてしまうデメリットもある。 Next, when the target grinding depth was as deep as 250 μm, a grinding experiment was conducted under the conditions of Comparative Example 3 shown in FIG. As shown in FIG. 11, the feed rate (scanning speed) of the tool at the grinding start portion is changed stepwise (the feed rate of the first stage including the grinding start position is 15 mm / s, and the feed rate of the second stage is 10 mm. / S), the feed rate (scanning speed) of the grinding steady portion was set to 5 mm / s, and the pressing load was set to 30 N, which was constant. As a result, in Comparative Example 3, even if the target grinding depth was as deep as 250 μm, it was possible to almost avoid the step determination, but the pressing load was constant at 30 N, and the setup control linked with the scanning speed was performed. Since this was not done, the adjustment of the target grinding depth at the grinding start part and the grinding steady part was insufficient. In addition, since the feed rate of the tool to be changed stepwise is set to be higher than that of the steady grinding portion, considering that the stroke of the scanning actuator is finite, the multi-step speed switching reduces the stroke of the steady grinding portion. There is also a demerit that it ends up.
一方、実施例2として、図12に示すように、研削開始部および研削終了部において、図11と同様送り速度を段階的に変化させ、図6の実施例1と同様、押付荷重を走査アクチュエータの走査と連動するように、研削開始位置および研削終了位置の押付荷重を30N、定常部の押付荷重を60Nとし、研削開始部側では30Nから60Nまで徐々に増加させ、研削終了部側では60Nから30Nまで徐々に減少させ、狙い研削深さが800μmと極めて深い研削を行った。その結果、上述した段階的な工具送り速度設定のデメリットはあるものの、狙い研削深さが800μmと深くても、段付きもなく、研削開始部と研削定常部の狙い研削深さが十分調整され、かつ昇降アクチュエータの押付荷重を線形に加減算することにより非研削部から研削開始部、研削定常部にかけてなだらかに研削深さが遷移する研削を行うことができた。 On the other hand, as the second embodiment, as shown in FIG. 12, at the grinding start portion and the grinding end portion, the feed speed is changed stepwise as in FIG. 11, and the pressing load is scanned by the scanning actuator as in the first embodiment of FIG. The pressing load at the grinding start position and the grinding end position is set to 30N, the pressing load at the stationary portion is set to 60N, and the pressing load is gradually increased from 30N to 60N on the grinding start portion side and 60N on the grinding end portion side so as to be linked with the scanning of. The target grinding depth was 800 μm, which was extremely deep. As a result, although there is a demerit of the stepwise tool feed speed setting described above, even if the target grinding depth is as deep as 800 μm, there is no step, and the target grinding depth of the grinding start portion and the grinding steady portion is sufficiently adjusted. In addition, by linearly adding and subtracting the pressing load of the elevating actuator, it was possible to perform grinding in which the grinding depth gradually transitions from the non-grinding portion to the grinding start portion and the grinding stationary portion.
送り速度を段階的に変化させて研削深さを調整する場合には、速度切り替え点で段付きとならないよう、すなわち許容値D0(例えば100μm)を超えないように設定する必要がある。また送り速度を速めることで研削深さを浅くするため、多段速度切り替えは、定常研削部のストロークを減らしてしまうデメリットがある。走査速度を、徐々に加減させるなど、速度切り替えをより多段にした場合も同様で、定常研削部のストロークを減らしてしまうデメリットがある。 When adjusting the grinding depth by changing the feed rate step by step, it is necessary to set it so that it does not have a step at the speed switching point, that is, it does not exceed the allowable value D0 (for example, 100 μm). In addition, since the grinding depth is made shallower by increasing the feed rate, switching to multiple speeds has the disadvantage of reducing the stroke of the steady grinding section. The same applies when the speed switching is made in more stages, such as gradually adjusting the scanning speed, and there is a demerit that the stroke of the steady grinding portion is reduced.
図6の実施例1もしくは図12の実施例2のように押付荷重を走査アクチュエータの走査と連動するように、研削開始部・終了部側では徐々に増加・減少させることで、定常研削部のストロークをなるべく減らすことなく、段付きもなく、研削開始部と研削定常部の狙い研削深さが十分調整され、かつ昇降アクチュエータの押付荷重を線形に加減算することにより非研削部から研削開始部、研削定常部にかけてなだらかに研削深さが遷移する研削を行うことができた。 As in Example 1 of FIG. 6 or Example 2 of FIG. 12, the pressing load is gradually increased / decreased on the grinding start portion / end portion side so as to be interlocked with the scanning of the scanning actuator, so that the steady grinding portion can be used. The aiming grinding depth of the grinding start part and the grinding steady part is sufficiently adjusted without reducing the stroke as much as possible, and there is no step. It was possible to perform grinding in which the grinding depth transitions gently toward the grinding steady part.
<他の適用>
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、研削装置自身の位置を測定する位置測定手段として、IPGSを適用した例について示したが、これに限らず、IPGSと同じ三角測量の原理に基づいたものとして、例えば、上記実施形態とは逆に、研削装置側に航法用送信機を搭載するものを用いることができる。このような例として、オフィスビル内を自律走行する清掃ロボットに搭載されたレーザ三角測量技術が挙げられる(例えば、http://robonable.typepad.jp/news/2009/11/25subaru.html参照)。具体的には、研削装置の本体に設置された航法用送信機と、屋内に設置された複数のリフレクタと、位置演算用ソフトウェアを含むホストコンピュータとから構成される屋内位置測定システムを挙げることができる。
<Other applications>
The present invention is not limited to the above embodiment and can be variously modified. For example, an example in which IPGS is applied as a position measuring means for measuring the position of the grinding device itself has been shown, but the present invention is not limited to this, and is based on the same triangulation principle as IPGS. On the contrary, a device equipped with a navigation transmitter on the grinding device side can be used. An example of this is laser triangulation technology mounted on a cleaning robot that autonomously travels in an office building (see, for example, http://robonable.typepad.jp/news/2009/11/25subaru.html). .. Specifically, an indoor position measurement system consisting of a navigation transmitter installed in the main body of the grinding device, a plurality of reflectors installed indoors, and a host computer including position calculation software can be mentioned. can.
また、位置測定手段としては、以上のような三角測量の原理に基づいて屋内空間での自己位置測定を行う屋内位置測定システム以外に、例えば、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)等の他の測定手段を用いることもできる。 Further, as the position measuring means, in addition to the indoor position measuring system that performs self-position measurement in an indoor space based on the above-mentioned principle of triangulation, for example, other measuring means such as SLAM (Simultaneus Localization and Mapping). Can also be used.
さらに、研削装置の制御系を構成するコンピュータとして、自身に搭載されている搭載コンピュータと、位置測定手段との連携制御を行うためのホストコンピュータを用いた例を示したが、搭載コンピュータのみを用いてもよい。 Furthermore, as an example of using a host computer for coordinating control between the on-board computer mounted on the own and the position measuring means as the computer constituting the control system of the grinding device, only the on-board computer is used. You may.
さらにまた、上記実施形態では、走査アクチュエータが研削部を金属板の表面に沿った二軸方向に走査させる例を示したが、金属板の表面に沿った任意の方向に走査できれば二軸方向に限定されず、一軸方向に走査可能な構成であってもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the scanning actuator has shown an example in which the grinding portion is scanned in the biaxial direction along the surface of the metal plate, but if it can be scanned in any direction along the surface of the metal plate, it is biaxial. The configuration is not limited, and a configuration capable of scanning in the uniaxial direction may be used.
10 金属板
11 航法用送信機
12 航法用受信機
13 ホストコンピュータ
14 台車
15 走査アクチュエータ
16 昇降アクチュエータ
17 I/Oボード
18 搭載コンピュータ
19 駆動制御部
20 車輪
21 モータ
22 研削部
31 現在位置演算用ソフトウェア
32 設定・評価ソフトウェア
100 全体システム
200 屋内位置測定システム
300 自走式研削装置
10
Claims (15)
金属板表面上を走行する台車と、
前記台車に搭載され、研磨工具を前記金属板に接触させて研削する研削部と、
前記研削部を前記金属板の表面と平行な方向に走査させる走査アクチュエータと、
前記研削部を昇降させ、前記研削部を前記金属板に垂直に所与の押付荷重で押付ける昇降アクチュエータと、
前記走査アクチュエータの走査と前記昇降アクチュエータの押付荷重を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記研削部により前記金属板の表面を研削する際に、前記走査アクチュエータの走査速度を、研削開始位置と研削定常部で変化させるように制御するとともに、前記昇降アクチュエータの押付荷重を前記走査アクチュエータの動きと連動してセットアップするように制御することを特徴とする自走式研削装置。 It is a self-propelled grinding device that runs on a metal plate based on information from a position measuring means and grinds the surface of the metal plate.
A dolly that runs on the surface of a metal plate and
A grinding unit mounted on the trolley and grinding a polishing tool in contact with the metal plate,
A scanning actuator that scans the ground portion in a direction parallel to the surface of the metal plate, and
An elevating actuator that raises and lowers the grinding portion and presses the grinding portion vertically against the metal plate with a given pressing load.
A control unit that controls the scanning of the scanning actuator and the pressing load of the elevating actuator,
Have,
When the surface of the metal plate is ground by the grinding unit, the control unit controls the scanning speed of the scanning actuator so as to change between the grinding start position and the grinding steady portion, and the pressing load of the elevating actuator. A self-propelled grinding device, characterized in that it is controlled to be set up in conjunction with the movement of the scanning actuator.
前記自走式研削装置は、金属板表面上を走行する台車と、前記台車に搭載され、研磨工具を前記金属板に接触させて研削する研削部と、前記研削部を前記金属板の表面と平行な方向に走査させる走査アクチュエータと、前記研削部を昇降させ、前記研削部を前記金属板に垂直に所与の押付荷重で押付ける昇降アクチュエータとを有し、
前記研削部により前記金属板の表面を研削する際に、前記走査アクチュエータの走査速度を、研削開始位置と研削定常部で変化させるように制御するとともに、前記昇降アクチュエータの押付荷重を前記走査アクチュエータの動きと連動してセットアップするように制御することを特徴とする自走式研削方法。 It is a self-propelled grinding method that grinds the surface of a metal plate by a self-propelled grinder that runs on the metal plate based on the information from the position measuring means.
The self-propelled grinding device includes a trolley that runs on the surface of a metal plate, a grinding portion that is mounted on the trolley and grinds by bringing a polishing tool into contact with the metal plate, and the grinding portion that is mounted on the surface of the metal plate. It has a scanning actuator for scanning in parallel directions and an elevating actuator for raising and lowering the grinding portion and pressing the grinding portion vertically against the metal plate with a given pressing load.
When the surface of the metal plate is ground by the grinding portion, the scanning speed of the scanning actuator is controlled so as to change between the grinding start position and the grinding steady portion, and the pressing load of the elevating actuator is applied to the scanning actuator. A self-propelled grinding method characterized in that it is controlled to be set up in conjunction with movement.
前記自走式研削装置は、金属板表面上を走行する台車と、前記台車に搭載され、研磨工具を前記金属板に接触させて研削する研削部と、前記研削部を前記金属板の表面と平行な方向に走査させる走査アクチュエータと、前記研削部を昇降させ、前記研削部を前記金属板に垂直に所与の押付荷重で押付ける昇降アクチュエータとを有し、
前記研削部により前記金属板の表面を研削する際に、前記走査アクチュエータの走査速度を、研削開始位置と研削定常部で変化させるように制御するとともに、前記昇降アクチュエータの押付荷重を前記走査アクチュエータの動きと連動してセットアップするように制御することを特徴とする金属板の製造方法。 A metal that manufactures a metal plate by grinding and removing the flaws on a metal plate with flaws on the surface by a self-propelled grinding device that runs on the metal plate based on the position information from the position measuring means. It ’s a method of manufacturing boards.
The self-propelled grinding device includes a trolley that runs on the surface of a metal plate, a grinding portion that is mounted on the trolley and grinds by bringing a polishing tool into contact with the metal plate, and the grinding portion that is mounted on the surface of the metal plate. It has a scanning actuator for scanning in parallel directions and an elevating actuator for raising and lowering the grinding portion and pressing the grinding portion vertically against the metal plate with a given pressing load.
When the surface of the metal plate is ground by the grinding portion, the scanning speed of the scanning actuator is controlled so as to change between the grinding start position and the grinding steady portion, and the pressing load of the elevating actuator is applied to the scanning actuator. A method for manufacturing a metal plate, which is characterized by being controlled so as to be set up in conjunction with movement.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020157175A JP7255575B2 (en) | 2020-09-18 | 2020-09-18 | Self-propelled grinding device, self-propelled grinding method, and metal plate manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020157175A JP7255575B2 (en) | 2020-09-18 | 2020-09-18 | Self-propelled grinding device, self-propelled grinding method, and metal plate manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022050965A true JP2022050965A (en) | 2022-03-31 |
JP7255575B2 JP7255575B2 (en) | 2023-04-11 |
Family
ID=80854765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020157175A Active JP7255575B2 (en) | 2020-09-18 | 2020-09-18 | Self-propelled grinding device, self-propelled grinding method, and metal plate manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7255575B2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59142054A (en) * | 1983-01-28 | 1984-08-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Removing method and device of surface flaw on wire rod |
JPH0680545U (en) * | 1993-04-19 | 1994-11-15 | 東電工業株式会社 | Turbine horizontal flange polisher |
JPH07237107A (en) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Nkk Corp | Self-propelled flaw removing device |
JP2006026840A (en) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Asahi Kasei Homes Kk | Coating film removing device |
US20150290761A1 (en) * | 2014-04-15 | 2015-10-15 | Vertical Concrete Polishing Inc. | Method and apparatus for applying a uniform texture to a substantially vertical surface |
JP2018075707A (en) * | 2016-10-28 | 2018-05-17 | Jfeスチール株式会社 | Self-propelled flaw removing device and flaw removing method |
-
2020
- 2020-09-18 JP JP2020157175A patent/JP7255575B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59142054A (en) * | 1983-01-28 | 1984-08-15 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Removing method and device of surface flaw on wire rod |
JPH0680545U (en) * | 1993-04-19 | 1994-11-15 | 東電工業株式会社 | Turbine horizontal flange polisher |
JPH07237107A (en) * | 1994-02-28 | 1995-09-12 | Nkk Corp | Self-propelled flaw removing device |
JP2006026840A (en) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Asahi Kasei Homes Kk | Coating film removing device |
US20150290761A1 (en) * | 2014-04-15 | 2015-10-15 | Vertical Concrete Polishing Inc. | Method and apparatus for applying a uniform texture to a substantially vertical surface |
JP2018075707A (en) * | 2016-10-28 | 2018-05-17 | Jfeスチール株式会社 | Self-propelled flaw removing device and flaw removing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7255575B2 (en) | 2023-04-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6566001B2 (en) | Self-propelled scooping device and scooping method | |
CN110080049B (en) | Device and method for repairing steel rail by increasing and decreasing materials by combining laser cladding and machining | |
KR102041490B1 (en) | Method for profiling a laid rail and processing vehicle | |
CN103118840B (en) | The method of automatic measurement and correction glass plate processing dimension and apparatus for working glass sheet | |
CN112296822B (en) | Polishing method of steel pipe end spiral weld polishing robot | |
EP1072353B1 (en) | Metal plate cutting machine | |
KR20130080532A (en) | A cleaning machine system for deposited slag at steel supports | |
ES2968875T3 (en) | System and method for dressing a grinding wheel based on feedback | |
JP2004503699A (en) | Method for polishing rails and apparatus for performing the method | |
JP3011009B2 (en) | Self-propelled flaw removal device | |
JPH1082007A (en) | Device for obtaining design track-place | |
JP7255575B2 (en) | Self-propelled grinding device, self-propelled grinding method, and metal plate manufacturing method | |
CN100548570C (en) | Be used to prevent the device of displacement of retainer | |
JP2017131974A (en) | Scraping device and method for installed machine | |
JP7342916B2 (en) | Self-propelled flaw removal device, flaw removal method, and metal plate manufacturing method | |
CN210060644U (en) | Ground grinding robot | |
US9610734B2 (en) | Indexing cart for three-dimensional object printing | |
JP5037383B2 (en) | Grinding apparatus and grinding control method | |
US20040060471A1 (en) | Device for measuring a rail segment for a magnetic levitation railway | |
JP5313472B2 (en) | Lathe device for wheels | |
JP2022067244A (en) | Metal plate grinding device and grinding method as well as metal plate manufacturing method | |
JP2005534523A (en) | Method and apparatus for producing precision prefabricated concrete parts | |
JP2022025347A (en) | Metal plate grinding device and grinding method, and metal plate manufacturing method | |
KR101379027B1 (en) | Automatic Grinding Carriage and Controlling Method for the Same | |
CN111727104B (en) | Ground grinding robot |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220425 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230131 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230208 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230228 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230313 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7255575 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |