JP2577678B2

JP2577678B2 - ガラス製品の表面加工装置

Info

Publication number: JP2577678B2
Application number: JP4024822A
Authority: JP
Inventors: 豊坂東
Original assignee: Toyo Glass Co Ltd
Current assignee: Toyo Glass Co Ltd
Priority date: 1992-01-14
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1997-02-05
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: JPH05185349A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス食器あるいはガ
ラス容器の表面に経済的に効率よくカット加工を施すこ
とのできるガラス製品の表面加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ガラス食器あるいはガラス容器
に付加価値を付けるために、製品の表面に溝あるいは絵
柄を彫り込むことは知られている。この種の溝あるいは
絵柄を彫り込むための従来の加工機は、カット動作を各
要素動作に分解した上で、各要素動作をカムにより、あ
るいは電気的に制御して、必要な各要素動作を得るよう
に構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の従来の加工機は、ガラス食器あるいはガラス容器を単
に加工するだけであり、製品の加工機への脱着は作業員
が行なわなければならず、そのまゝでは工程を完全に無
人化することはできないという問題がある。

【０００４】また、従来の加工機は、各要素動作をカム
によりあるいは電気的に制御するので、溝あるいは絵柄
を変更したり、製品の大きさや、形状を変更したりする
場合には、その型変え調整時間が長くなるという問題が
ある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、製品の脱着を含
めて工程の無人化を図ることができると共に、型替え調
整時間を短縮し、多品種少量生産に適するガラス製品の
表面加工装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ロボットのアームの先端にチャックを介
してガラス製品を把持し、このガラス製品の研削予定部
を、ホイール駆動盤のホイールに押し当てて、ガラス製
品の研削予定部にカット加工を施すようにしたことを特
徴とするものである。

【０００７】またチャックは、ガラス製品の凹部内面を
把持する爪部材と、ガラス製品の凹部内を真空吸引する
吸着機構とを有するものであってもよい。

【０００８】更にホイール駆動盤は、研削圧力が増大す
る際にホイールを後退させるためのフローティング機構
を有するものであってもよい。

【０００９】

【作用】本考案によれば、ロボットのアームの先端にチ
ャックを介して把持されるガラス製品を、ホイール駆動
盤のホイールに押し当てて、ガラス製品の研削予定部に
カット加工を施す。この場合、チャックが、ガラス製品
の凹部内面を把持する爪部材と、ガラス製品の凹部内を
真空吸引する吸着機構とを有するものとすれば、エアー
洩れにより吸着機構が動作しなくなったとしても、爪部
材によりガラス製品が把持され、その脱落が防止される
ので、チャック機能は確保される。ホイール駆動盤は、
研削圧力が増大する際にホイールを後退させるためのフ
ローティング機構を有するものとすれば、ガラス製品の
押し付け力が増大する際に、ホイールが自動的に後退し
て、研削圧力が自動的に調整されるので、ガラス製品の
表面にはなめらかなカットラインが得られる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明によるガラス製品の表面加工装
置の一実施例を図面を参照して説明する。

【００１１】図１において、１は基礎ベースを示し、こ
の基礎ベース１上には、ロボット３、及びホイール駆動
盤５が搭載されている。ロボット３は、所定の教示デー
タに従って動作するアーム１１を有し、このアーム１１
の先端にはガラス食器あるいはガラス容器を把持するた
めのチャック１３が取付けられている。

【００１２】まずチャック１３を説明すると、このチャ
ック１３は、図２に示すように、真空吸着式のチャック
であり、アーム１１の先端に固定されるフランジ１００
を有している。このフランジ１００にはシリンダ１０１
が取付けられ、このシリンダ１０１にはボルト１０３を
介してシリンダヘッド１０５が固定されている。このシ
リンダヘッド１０５の先端にはマウスヘッド１０７が固
定され、このマウスヘッド１０７の先端には、ゴム材１
０７ａが焼き付けられている。このマウヘッド１０７及
びゴム材１０７ａは、シール部材を構成している。

【００１３】マウスヘッド１０７の内周には、ホルダ１
０９が固着され、このホルダ１０９には爪部材１１１が
ピン結合されており、この爪部材１１１の先端にはゴム
１１３が貼着されている。更に、シリンダヘッド１０５
の外周には、ディストリビュータ１１５が嵌め合わさ
れ、このディストリビュータ１１５はワッシャ１１７及
びナット１１９を介してシリンダヘッド１０５の外周上
に固定されている。

【００１４】また、シリンダ１０１内にはピストン１２
１が収納され、このピストン１２１に固定されたピスト
ンロッド１２３は、シリンダヘッド１０５、マウスヘッ
ド１０７及びホルダ１０９を貫通して延出し、その端部
１２３ａにはロッドトップ１２５が固定されている。こ
のロッドトップ１２５は、ピストンロッド１２３が軸方
向に摺動した場合に、それと一体的に移動して、上述の
爪部材１１１を側方に押し広げるためのものである。

【００１５】ディストリビュータ１１５に開口する３つ
のポート１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃのうち、ポート
１１５ａ，１１５ｂはエアー用のポートであり、ポート
１１５ａは通路１２７を通じて空間１２９に連通し、ポ
ート１１５ｂは通路１３１を通じて空間１３３に連通し
ている。また、ポート１１５ｃはバキューム用のポート
であり、このポート１１５ｃは空間１３５及び通路１３
７を通じてマウスヘッド１０７の外部に連通している。

【００１６】これによれば、ロボット３のアーム１１の
先端にガラス容器１３９をチャックするに際し、まずガ
ラス容器１３９の口部にゴム材１０７ａが当接するま
で、その内部１３９ａに爪部材１１１を挿入する。

【００１７】そして、ディストリビュータ１１５のポー
ト１１５ｂにエアーを供給し、ピストンロッド１２３及
びロッドトップ１２５を移動させて、爪部材１１１を側
方に押し広げることにより、ガラス容器１３９の中心を
チャック１３の中心に合わせるように心出しする。

【００１８】この心出しを行なった後には、ポート１１
５ｃからバキュームして、ガラス容器１３９を吸着す
る。この際、マウスヘッド１０７にゴム材１０７ａが焼
き付けられているので、ガラス容器１３９に多少の口部
精度不良があっても、ある程度収納され、ほぼ確実に吸
着される。

【００１９】即ち、このチャック１３では、バキューム
により吸着するだけでなく、爪部材１１１でもガラス容
器１３９を内部１３９ａから押圧保持するので、ガラス
容器１３９の口部とマウスヘッド１０７のゴム材１０７
ａとの隙間からエアー漏れがあったとしても、ガラス容
器１３９が直ちに脱落することはない。

【００２０】一方、上述のホイール駆動盤５は、剛性の
高い架台２１上に載置され、この架台２１は４本のアジ
ャストボルト２３を介して基礎ベース１上に固定されて
いる。２５は位置決め用のブラケットである。

【００２１】このホイール駆動盤５は、ガラス食器ある
いはガラス容器１３９の表面に溝加工を施すためのダイ
ヤモンドホイール２７を有している。このホイール２７
は、駆動機構２９を介して回転駆動されると共に、フロ
ーティング機構５３を介して矢印Ｘの方向に移動するよ
う構成されている。

【００２２】駆動機構２９はＡＣサーボモータ３１を含
み、このサーボモータ３１は架台２１に固定されたブラ
ケット３３に固定されており、このブラケット３３は位
置決めボルト３５により位置決めされている。このブラ
ケット３３は上方に延出し、その上端には２つの軸受３
７，３９が固設され、この軸受３７，３９にはボールス
プライン４１が回転並びに軸方向移動自在に支持されて
いる。

【００２３】ボールスプライン４１の軸上にはスプライ
ン軸に沿ってプーリ４３が嵌め合され、このプーリ４３
にはタイミングベルト４５が巻回され、このタイミング
ベルト４５はＡＣサーボモータ３１のプーリ４７に連結
されている。

【００２４】また、ボールスプライン４１の軸端にはギ
ヤボックス４９が配置され、このギヤボックス４９には
マイタギヤ（図示せず）が内蔵され、このマイタギヤを
介して、ボールスプライン４１の軸端はホイール２７を
支持するシャフト５１に連結されている。これによれ
ば、ＡＣサーボモータ３１の回転はボールスプライン４
１に伝達され、さらにギヤボックス４９内のマイタギヤ
を介してホイール２７のシャフト５１に伝達される。

【００２５】フローティング機構５３はボールスライド
５５を含み、このボールスライド５５は、架台２１に固
定されたベース５７上にスライド自在に設けられてい
る。そして、上述のギヤボックス４９、及びホイール２
７はこのボールスライド５５上に固定され、このボール
スライド５５は、ブラケット３３に固定されたエアシリ
ンダ５９のロッド端に連結されている。これによれば、
エアシリンダ５９の圧力以上の荷重がホイール２７に作
用した場合に、ホイール２７及びギヤボックス４９と一
体になってボールスライド５５が、ガラス食器あるいは
ガラス容器１３９側から後退するようになっている。

【００２６】これらの構成によると、ボールスライド５
５上に固定されるのは、被駆動系、すなわちギヤボック
ス４９、及びホイール２７の類いであり、それらの重量
は極力小さく抑えられている。重量の大きい駆動系、す
なわちＡＣサーボモータ３１などは、ボールスライド５
５上から外されて、架台２１上に固定されている。従っ
て、移動部分の重量が小さいので、慣性力が小さく、ボ
ールスライド５５の移動がスムーズになる。

【００２７】また、架台２１にはポンプ６１が搭載さ
れ、このポンプ６１はクーラントタンク６３から研削液
を吸い上げ、これをチューブ（図示せず）を介してホイ
ール２７とガラス容器１３９との間に供給するようにな
っている。

【００２８】そして、研削液の残りはホッパー６５によ
り回収され、ここからフロータンク６７に落とされ、こ
のフロータンク６７においてオーバーフローした研削液
のみが上述のクーラントタンク６３に回収される。これ
によれば、フロータンク６７の底にはガラス研削屑が沈
下し、この研削屑を除去した後の研削液のみがクーラン
トタンク６３に回収されるので、ポンプ６１の保護が図
られる。

【００２９】図３は研削液、バキューム及びエアーの制
御回路図である。

【００３０】回路Ａは研削液の制御回路であり、バルブ
６９を励磁すると、ガラス容器１３９とホイール２７と
の間に研削液が供給される。７０は絞り弁である。

【００３１】回路Ｂはガラス容器１３９をチャックする
ための制御回路である。まずバルブ７１を励磁すること
により、図２に示すように、爪部材１１１をガラス容器
１３９の内面に押し当て、チャック１３とガラス容器１
３９とを心出しし、次いで、バルブ７２を励磁すること
により、ガラス容器１３９の内部１３９ａをバキューム
して、ガラス容器１３９を吸着把持する。

【００３２】ガラス容器１３９が完全に吸着されると、
圧力スイッチ７３がオンになり、チャック完了信号が出
力される。この信号は研削中継続して出力される。研削
中にガラス容器１３９が割れたり、ガラス壁に孔があい
たりすると、圧力スイッチ７３がオフとなる。この場合
にはただちに研削を中止し、破損品を破棄する。ただ
し、この実施例では、バキュームが働かなくても、爪部
材１１１がガラス容器１３９を内側から保持するのでガ
ラス容器１３９は脱落しない。

【００３３】研削後、ガラス容器１３９を外すには、バ
ルブ７４を励磁することにより、ガラス容器１３９の内
部１３９ａを正圧にし、次いで、バルブ７１を消磁する
ことにより、爪部材１１１をガラス容器１３９の内面か
ら外す。なお７５は負圧計、そして９１はエアーフィル
タ、９２は圧力調整弁、９３は圧力計である。

【００３４】回路Ｃは研削圧力を調整するための制御回
路である。

【００３５】同回路Ｃにおいて、バルブ７６は研削圧力
を選択するためのバルブであり、バルブ７６を非励磁に
すると、リリーフ付き減圧弁７７により減圧された圧力
（圧力計７８）により研削が行われ、バルブ７６を励磁
すると、リリーフ付き減圧弁７９により減圧された圧力
（圧力計８０）により研削が行われる。各リリーフ付き
減圧弁７７、７９は、ホイール２７に作用する圧力が増
大し、エアーシリンダ５９が押し戻されて、制御回路Ｃ
に設定圧力以上がかかった時にその圧力を大気に開放さ
せて、ホイール２７を後退させるための手段を構成す
る。

【００３６】研削中は、バルブ８１を非励磁にすると共
に、バルブ８２，８３を励磁し、エアーシリンダ５９の
ロッドを突出させる。これによれば、ボールスライド５
５に把持されたギヤボックス４９、及びホイール２７は
所定の位置まで前進する。

【００３７】ところで、ホイール２７を所定の位置まで
前進させた状態において、このホイール２７にガラス容
器１３９を押し付けることにより、ガラス容器１３９の
表面に溝あるいは絵柄を彫り込む。

【００３８】たとえば、所定幅の溝を彫り込む際には、
ホイール２７を前進させた状態で、ロボット３のアーム
１１の先端を制御し、ガラス容器１３９をホイール２７
に押し当てる。ロボット３は教示データに基づいてガラ
ス容器１３９を動かし、溝の彫り込み予定部をホイール
２７に向ける。ガラス容器１３９の湾曲する外周面には
モール（「周方向に延びる微小な凹凸」）が存在するの
で、一般に、外周面上に略一定幅の溝加工を施すのは困
難である。この実施例によれば、ガラス容器１３９の外
周面にモールが存在して、ホイール２７に作用する圧力
が微小に変化（増大）したとしても、リリーフ付き減圧
弁７７，７９が存在するので、その作用によりホイール
２７はスムーズに後退するので、常に略一定の圧力によ
り研削が行われることになり、よって略一定幅の溝加工
が可能になる。この際、ガラス容器１３９の表面は曲面
であり、研削軌跡は複雑になるので、ロボット３には６
軸制御のハンドリングロボットが用いられる。

【００３９】カット模様には、幅の太いカットから細い
カットまで種々あり、同一の研削軌跡内においてもカッ
ト幅は変化する。このカット幅の太細は、ホイール２７
の回転数、ロボット３による研削送り速度、ガラス容器
１３９をホイール２７に押し当てる力（以下、研削圧力
という）により決定される。ただし、ホイール２７の回
転数は、ホイールの保護及び磨耗を考慮した場合に、あ
る程度の回転数以下にまで下げることはできない。また
ロボット３による研削送り速度は、生産性を考慮した場
合に、ある程度の速度以下にまで下げることはできな
い。

【００４０】この中でも、カット幅の大小は、ホイール
２７の回転数、及び研削圧力に大きく左右され、同一カ
ットラインで太幅から細幅に変化させる場合、あるいは
細幅から太幅に変化させる場合等には、特に研削圧力に
左右され、これを制御することにより、溝幅をなめらか
に変化させることができる。

【００４１】しかして、研削圧力を高くすると溝幅は太
くなり、それを低くすると溝幅は細くなる。従って、所
定の圧力で研削している最中に研削圧力を下げると、カ
ットラインは太幅から細幅に変化する。

【００４２】この実施例では、研削の途中で研削圧力を
下げるために、図３の回路Ｃを利用する。まず研削時に
は、バルブ８１を非励磁とし、バルブ８２，８３を励磁
とし、エアーシリンダ５９のロッドを突出させ、ホイー
ル２７を前進させて、ガラス容器１３９を研削する。そ
して、研削の途中で溝幅を細くしたい場合には、バルブ
８３を非励磁にすると共に、バルブ８１を励磁する。こ
れらは、所定条件（例えば、途中で溝幅を細くするな
ど）の下にホイール２７を強制的に後退させるための手
段を構成する。

【００４３】これによれば、所定の圧力で研削している
最中に、エアシリンダ５９へのエアー供給圧が低下する
ので、ガラス容器１３９に押されて、エアーシリンダ５
９のロッドが後退し、研削圧力が低下して、カットライ
ンは太幅から細幅になめらかに変化する。従って、ガラ
ス容器１３９の表面には、太幅から細幅になめらかに変
化する美しいカットラインが刻まれる。

【００４４】この際、エアシリンダ５９へのエアー供給
量は、流量制御弁８４により制御され、エアーシリンダ
５９からの排気量は、流量制御弁８５により制御され
る。従って、制御弁８４，８５を調整することにより、
エアシリンダ５９のロッドの後退速度をコントロールす
ることができるので、カット幅の減少率を任意の減少率
に調整することができる。

【００４５】また本実施例によれば、カット工程の全自
動化が図れる。

【００４６】即ち、図２に示すように、チャック１３に
工夫が施されているので、ガラス容器１３９はチャック
１３に確実に把持される。従って、ロボット３に教示デ
ータを与えておけば、カット工程の全自動化が図れる。

【００４７】図４は、本実施例によるシステムの配置で
ある。中央にホイール駆動盤５が配され、これに対向し
てロボット３が配される。このロボット３のアーム１１
は教示データに従って、パレット１５１からガラス容器
１３９を取り出し、このガラス容器１３９をホイール駆
動盤５のホイール２７に押し当てて、その表面を研削し
た後、この研削後のガラス容器１３９を元の位置に戻
す。

【００４８】そして、パレット１５１のガラス容器１３
９全てを加工した後は、パレット１５３に収納されたガ
ラス容器１３９を加工する。１５５は入出力盤であり、
ホイール駆動盤５に対してホイール２７の回転数や教示
データを与える。また１５７はロボット制御盤であり、
１５９は教示データ確認、及び教示データ作成のための
ＣＲＴ付操作盤である。このＣＲＴ付操作盤１５９には
フロッピーディスクドライブ装置が接続されており、フ
ロッピーディスクに教示データを記憶させた後には、そ
のフロッピーディスクをロボット制御盤１５７に差し込
み、教示データを与える。教示データを記憶させる際に
は、ロボット３を実際制御するパルスデータのまゝでは
ロボット３間の移植ができないためＸＹＺの座標変換を
行なった後に記憶させる。他のロボット３にデータを教
示する場合には、ＸＹＺの座標変換を行なったデータで
入力し、それを制御盤１５７内でパルスデータに変換し
た後、ロボット３に実際の動作を開始させる。

【００４９】パレット１５１，１５３は８行１２列、９
６個のガラス容器１３９を収納できるようになってい
る。ハンドリング手順としては、ｎ行ｍ列目のガラス容
器１３９を取り出して加工し、元の位置に戻したなら
ば、（ｎ＋１）行ｍ列目のガラス容器１３９を取りだし
て加工する。そして、ｍ列が完了したならば（ｍ＋１）
列にシフトし、順に取り出して加工する。

【００５０】これによれば、ガラス容器１３９のハンド
リング及び研削に要する１個当りの時間を約３．５分と
して、１１時間以上に亘って無人運転を行うことができ
る。なお、この実施例では、コンベヤ（図示せず）によ
りパレット１５１，１５３を移送するよう構成すれば、
２４時間の無人運転も達成することができる。

【００５１】これらから明らかなように、この装置は、
カット工程の全自動化を達成できるものである。また、
ロボット３の教示データは、フロッピーディスク１５９
に格納されるので、このフロッピーディスク１５９を用
いてロボット間のソフト移植や、再読み込みをきわめて
簡単に行うことができる。

【００５２】従って、異なるカットへの型変えに要する
時間を短縮することができ、少品種多量加工から多品種
少量加工までを容易に達成することができる。

【００５３】以上、一実施例を参照して本発明を説明し
たが、本発明は、これに限定されるものでないことは明
らかである。

【００５４】例えば、ホイール駆動盤５に目立て用砥石
を付設しておき、この目立て用砥石を利用して定期的に
ホイール２７の研磨を行うようにしてもよい。ガラス製
品を２０〜３０個研削すると、ホイールの研削能率が悪
化し、カット溝幅が狭くなったり、ガラス面に焼き付き
を起こしたりする。従って、カット工程の全自動化を達
成するためには、ホイール２７の研削能力を常に一定に
維持するために、ホイール２７の研磨を自動化に組み込
むことが望ましい。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、被駆動系の重量を減らし、慣
性力を減じた上で、この被駆動系を、ガラス製品側へ前
進させるばかりではなく、設定圧力以上の研削圧力が加
わった時にはスムーズに後退させるように構成したの
で、例えば凹凸を有するガラス製品の研削予定部にホイ
ールを押し当てて、溝加工を施すに際し、一定幅のきれ
いな溝加工を施すことができる。請求項２に記載の発明
によれば、ホイール駆動盤を強制的に後退させる手段を
備えているので、この手段を動作させることにより、ホ
イールで研削する溝加工の幅を任意に広げることがで
き、例えば太幅の溝から細幅の溝に一様に変化する溝加
工等を簡単に施すことができる。請求項３に記載の発明
によれば、ワイングラスなどの内部を有するガラス製品
の表面にカット加工を施すに際し、ガラス製品の内部に
進入する本体を通じて、その内側から爪部材及び吸着機
構を介して当該ガラス製品を把持するので、言うまでも
なくガラス製品の表面には把持手段が介在しないので、
きわめて簡単にガラス製品の表面を溝加工することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガラス製品の表面加工装置の一実
施例を示す正面図である。

【図２】同じく、チャックを示す縦断面図である。

【図３】同じく、回路図である。

【図４】同じく、表面加工装置の配置を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

３ロボット５ホイール駆動盤１１アーム１３チャック２７ホイール３１サーボモータ５３フローティング機構６１ポンプ６３クーラントタンク６５ホッパー１１１爪部材１３９ガラス容器１５１，１５３パレット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２４Ｂ 41/06 Ｂ２４Ｂ 41/06 ＺＢ２５Ｊ 15/06 Ｂ２５Ｊ 15/06 Ａ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ロボットのアームの先端にチャックを介
してガラス製品を把持し、このガラス製品の湾曲する外
周面上に位置する研削予定部を、ホイール駆動盤のホイ
ールに押し当てて、ガラス製品の研削予定部に略一定幅
の溝加工を施すようにしたガラス製品の表面加工装置に
おいて、前記ホイール駆動盤を駆動系と前記ホイール及
び動力伝達機構を含む被駆動系とに分離してこの被駆動
系の重量を軽減し、この被駆動系を前記ガラス製品側へ
空気圧力で前進させる制御回路を設け、この制御回路に
は前記ガラス製品に設定圧力以上の研削圧力がかかった
時に、前記加工される溝幅を略一定幅に維持するため
に、前記ホイールを後退させる手段を設けたことを特徴
とするガラス製品の表面加工装置。
【請求項２】ロボットのアームの先端にチャックを介
してガラス製品を把持し、このガラス製品の湾曲する外
周面上に位置する研削予定部を、ホイール駆動盤のホイ
ールに押し当てて、ガラス製品の研削予定部に溝加工を
施すようにしたガラス製品の表面加工装置において、前
記ホイール駆動盤を空気圧力で前記ガラス製品の側へ前
進させる制御回路を設け、この制御回路には前記溝幅を
溝加工の途中で太幅から細幅に変化させるために、前記
ホイールを強制的に後退させる手段を設けたことを特徴
とするガラス製品の表面加工装置。
【請求項３】ロボットのアームの先端にチャックを介
してガラス製品を把持し、このガラス製品の研削予定部
を、ホイール駆動盤のホイールに押し当てて、ガラス製
品の研削予定部にカット加工を施すようにしたガラス製
品の表面加工装置において、前記チャックは、ガラス製
品の内部に進入する本体と、この本体に設けられ、前記
内部の内壁を把持する爪部材と、前記本体に設けられ、
前記内部を密閉するシール部材と、前記本体に設けら
れ、前記シール部材で密閉された前記内部を真空引きし
て、前記ガラス製品を吸着する手段とを備えたことを特
徴とするガラス製品の表面加工装置。