JP3074580B2

JP3074580B2 - バリ取り研削装置

Info

Publication number: JP3074580B2
Application number: JP04183145A
Authority: JP
Inventors: 公平川口
Original assignee: 三立精機株式会社
Priority date: 1992-06-17
Filing date: 1992-06-17
Publication date: 2000-08-07
Anticipated expiration: 2015-08-07
Also published as: JPH06756A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バリ取り研削装置にお
ける低摩擦型シリンダによる加圧制御部に関し、特に、
ピストンロッドに生成される軽い加圧力を砥石ユニット
に正確に付与できるようにした新規な加圧力制御技術で
ある。

【０００２】

【従来技術と問題点】従来、ワークの内周、外周、上
面、下面等のバリ取り研磨を行うには、砥石ヘッドをロ
ボットの手首に取付けて３次元制御するか、ＮＣ制御装
置により砥石ヘッドを３軸制御する方法によっている。
上記制御方式を採用したバリ取り研磨機は、機構的にも
制御系的にも高度な技術力で製作されたものとしての高
い評価が有る。

【０００３】しかし、ロボットの手首に取付けて３次元
制御するバリ取り研磨機では、多軸制御系のメカニズム
を必要とし更にこの剛性が低く、バリ取りヘッドを支持
することに問題がある。また、多軸制御系を装備してメ
カニズムを駆動制御するプログラム作成にティーチング
方式を採用したとしても、各ワーク形状の偏差による形
状追従制御は困難である。更に、ＮＣ制御装置により砥
石ヘッドを３軸制御する方法では、ワーク形状の偏差に
よる形状追従のプログラム作成に困難を極め、ワーク形
状の偏差による形状追従のバリ取り加工に不向きである
など、多くの課題をもっている。また、曲面形状を持つ
ワークの糸面取りを高精度に行うには、砥石のワークへ
の加圧力を小さくし、且つ砥石ユニットの質量を軽くし
ないと希望する糸面取りが保証出来ない。これを充たす
条件として、軽い加圧力を発生するエアーシリンダと質
量の軽い砥石ユニットとの組合せが望まれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来の
問題点を一挙に解決すべく、低摩擦型シリンダによる加
圧制御部において、ピストンロッドに生成される軽い加
圧力を砥石ユニットに正確に付与できるようにした新規
なバリ取り研削装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する為の
本発明は、旋回テーブル又はＸＹテーブルに把持したワ
ークの外周縁乃至内周縁の面取りを行う砥石ユニット
と、前記砥石ユニットの砥石がワーク形状に倣うとき軽
い加圧力をワークに対して付与する低摩擦型シリンダの
加圧制御部と、前記砥石ユニット及び加圧制御部を進退
動させる移動部材とを具備したバリ取り研削装置におい
て、上記低摩擦型シリンダの加圧制御部は、ピストンロ
ッドの両側軸部を支持すべく、シリンダ内に嵌合させた
ブッシュに凹環状の一対の静圧軸受を設け、上記静圧軸
受の凹環状に連絡する流体導入路は、シリンダ空間の反
砥石側に開口するとともに流体ポートに連絡され、上記
流体ポートに供給されるエアの大部分をピストンロッド
を砥石側へ前進させて加圧力を付与するシリンダ空間内
に送り込み、且つ残りのエアを上記静圧軸受の凹環状へ
導入するようになし、また、上記ピストンロッドの砥石
側となる前側軸部の内孔に弾性バネを装入させるととも
に、前側軸部の外周に筒体を螺合するほかその内部に作
動杆を納め、上記作動杆を内孔の弾性バネで所定の加圧
力にて砥石側に付与させ、上記作動杆の先端部で砥石ユ
ニットにピストンロッドの加圧力を付与することを特徴
としたものである。

【０００６】

【発明の作用】上記構成により、低摩擦型シリンダの加
圧制御部は、ピストンロッドの両側軸部が静圧軸受の凹
環状に軽く支持されるとともに、ピストンロッドに砥石
側へ前進させて軽い加圧力が付与される。更に、上記加
圧力はピストンロッドの砥石側となる前側軸部の内孔の
弾性バネが作動杆を所定の加圧力にて砥石側に付与さ
せ、且つその突出量が筒体を螺合調節により調節され
る。これにより、上記作動杆の先端部で砥石ユニットの
垂直姿勢を微調節出来るとともに、ピストンロッドの加
圧力をエア圧により微調節して、ークの上面外周縁や内
周縁の曲面形状を持つワークの糸面取りを高精度に行う
ことができる。

【０００７】

【実施例】以下、図に示す実施例により、本発明のバリ
取り研削装置を説明する。図１は、本発明のバリ取り研
削装置の一部切欠き断面図である。図２は本発明の加圧
制御部のエアシリンダを断面で示す部分拡大図である。
図３は加圧制御部の平面図である。図４は砥石ユニット
部の正面図である。図５は変形実施例を示す砥石ユニッ
ト部の作用図である。図６は本発明による面取り加工例
を示す平面図と側断面図である。図７は従来型と本発明
の低摩擦型シリンダの加圧力を比較して示す説明作用図
である。

【０００８】図１において、バリ取り研削装置１００の
全体断面を示しており、この実施例が本発明装置のすべ
てを開示するものではなく、発明の一実施態様に過ぎな
い。先端に砥石（ツール）１を持つエアグラインダ２が
砥石ユニット２０に取付けられている。この砥石ユニッ
ト２０は、垂下する揺動杆３の下端部のホルダ４に付設
されている。この揺動杆３の上端は支持ブラケット１１
に支軸１２で枢支され、移動台１３上に配置する加圧制
御部１０の低摩擦型シリンダ１４のピストンロッド１６
に連接する加圧杆１５によって時計方向の加圧力Ｆ１が
付与されている。また、上記加圧制御部１０の移動台１
３は、機体５のコラム部５Ａに敷設した基台６上の２本
のガイドレール７，８にスライダ９，９を係合させ、長
ストロークのシリンダＣｏにより、ストロークＬだけ前
後方向に移動させる移動部材４０に連結している。

【０００９】尚、上記シリンダＣｏのピストンロッド４
１は、移動台１３の前端部下面に付設する金具４１Ａと
連結している。これにより、砥石１をワークＷの外周縁
に対して接触させた前進位置（イ）と、砥石１をワーク
Ｗから大きく離反させる後退位置（ロ）間をストローク
させる。３０の旋回テーブルのチヤツクは、ワークＷを
把持してゆっくり旋回し、機体５の前部に備えている。
その旋回は、モータＭからギヤ列３１，３２を介して駆
動されるターンテーブル３３によって行われ、その回転
量がセンサＳによって検出され、電気制御箱Ｃによつて
モータＭの起動、停止をコントロールする。砥石１とワ
ークＷとの研削部には、切削油がノズルＮから噴出され
る。この切削油は、切削油ユニットＯＣから送り出さ
れ、使用後の排油が受皿から回収される。

【００１０】次に、前記加圧制御部１０の詳細構成を図
２，３で説明する。シリンダ１４内には、これにはまる
ピストン１７を低摩擦係数の材質であるテフロン等の樹
脂製としている。前記ピストン１７を中腹部に嵌着する
ピストンロッド１６の両側軸部１６Ａ，１６Ｂは、これ
に嵌合する外周面のシリンダの両側ブッシュ１９，１
９′に凹環状の静圧軸受３４，３５を構成する。前記静
圧軸受３４，３５の凹環状３４Ａ，３５Ａに連絡する流
体導入路ａは、シリンダ壁内に形成され、且つこの流体
導入路ａはシリンダ空間Ｃ１内に導入する流体ポートＰ
１に連結している。

【００１１】しかして、流体ポートＰ１に供給されるエ
アＡ１の大部分は、ピストン１７を作動するシリンダ１
４の空間Ｃ１内に送り込まれ、その一部が静圧軸受３
４，３５の凹環状３４Ａ，３５Ａへ導入されて静圧軸受
を形成し、外部へ放出する関係に構成されている。図示
では、ポートＰ１にエアＡ１が供給されると、ピストン
１７は図示の左側（砥石ユニット側）へ加圧力Ｆ１で移
動し、静圧軸受も構成する。また、ポートＰ２にエアＡ
２が供給されると、ピストン１７は図示の右側（反砥石
ユニット側）へ移動する。尚、ピストンロッド１６の後
側軸部１６Ｂは、一対ガイドローラ３６，３７により挟
持案内され、スムースなピストンロツドの摺動を支配さ
れている。

【００１２】上記ピストンロッド１６の前側軸部１６Ａ
は、大径としてこの内孔１６Ｃに弾発バネ３８を装入し
ており、また外周螺子部１６Ｄに螺合する筒体３９内に
作動杆４２が納められ、その支軸４２Ａを内孔１６Ｃに
所定の力Ｆ２を付与されて支持している。また、中腹環
４２Ｂと前側軸部１６Ａとの間には、作動杆４２のまわ
り止め用の係止ピン４３が係合し、バネ３８で４２Ｂの
前側を筒体３９の端面に押し付ける一方、軸方向の摺動
を許容している。この作動杆４２の先端部は、加圧杆１
５が連結されていて、移動台１３の前端に固設された支
持ブラケツト１１に支軸１２で枢支（枢支位置Ｏ）して
いる垂下姿勢の揺動杆３の加圧位置Ｏ１に対し、加圧力
Ｆ１を付与する関係になっている。尚、加圧杆１５と揺
動杆３との連接は、枢支部材１５Ａにより係合されてい
る。

【００１３】上記揺動杆３は、その長さＬ２を調節する
ための構成は、揺動杆３の係合溝３Ａに係合する支持杆
３Ｂを締付ボルト３Ｃによつて固定され、目盛板ｍを見
ながらその全長Ｌ２を調節できる。上記支持杆３Ｂの下
端部には、ホルダ４との連結具３Ｄを備え、砥石１のワ
ークＷに対する姿勢（接触角度）を調節する。

【００１４】しかして、支点位置Ｏに対して支点長比率
Ｌ１の短い位置Ｏ１に加圧力を付与する低摩擦型シリン
ダ１４と、支点長比率Ｌ２の長い位置Ｏ２に砥石１が配
置する関係を成している。これにより、シリンダ１４の
加圧力Ｆ１が砥石１におよぼす加圧力Ｆ３は、Ｆ３＝
（Ｌ１／Ｌ２）×Ｆ１の公式で表現でき、Ｌ１／Ｌ２の
比率に比例して、ワークＷへの砥石１の加圧力Ｆ３を軽
いものにしている。尚、前記筒体３９を手で回動操作す
ることで、作動杆４２が軸方向に移動して、その全長が
調節され、砥石１のワークＷに対する接触する位置決め
が簡単に行われる構成になつている。

【００１５】図５は、前記砥石ユニツト２０の砥石１を
ワークＷに当接させる位置決め機構方式を変更した実施
例を示している。支軸１２の上側と支持ブラケット１１
のピン５０間に圧装させ、揺動杆３に対して反時計方向
への回動力Ｆ２′を付与している。５１は調節ピンで、
揺動杆３の反時計方向への回動角を規制する。

【００１６】続いて、図１，図６で本発明によるワーク
Ｗの糸面取り作用を説明する。先ず、旋回テーブルのチ
ヤツクにワークＷを把持し、このワークＷの外周縁Ｗ１
に対して砥石１の位置Ｏ２を上下調節し且つその接触角
の姿勢も筒体３９の螺合位置を調節することで微調節さ
れる。この後、低摩擦型シリンダ１４にエアＡ１を圧入
して所定の加圧力Ｆ１を発生させる。この加圧力Ｆ１
は、揺動杆３の支点長比率Ｌ１／Ｌ２に基づき、砥石１
には、軽い加圧力Ｆ３が付与されることになり、この軽
い加圧力Ｆ３がワークＷの外周縁Ｗ１に与えられる。こ
の加圧力Ｆ３は、ワークＷの旋回中心Ｏ３からの半径ｒ
が変化しても、軽く進退するピストンロッド１６により
変動することがほとんど見られない。

【００１７】上記条件設定後に、モータＭの起動で旋回
テーブルをゆっくり回転させることで、ワークＷを旋回
させ、ワークＷの外周縁Ｗ１（イ，ロ，ハ，ニ）を糸面
取りする。ワークＷの１回転をセンサＳが感知してモー
タＭを停止すると共に、移動部材４０のシリンダＣＯを
作動させて砥石ユニット２０をストロークＬだけ後退さ
せ、ワークＷのバリ取り作業を終了する。尚、ワークＷ
の交換は、作業者により行うか、オートローダにより行
われる。

【００１８】上記砥石ユニットにおける砥石１のワーク
Ｗの外周縁Ｗ１に対する加圧力Ｆ３は、図７に見るよう
ワークＷの外周縁Ｗ１（イ，ロ，ハ，ニ）の全周にわた
って均一な数値（５０から１００ｇ）に制御され、砥石
がワーク半径ｒに軽く追従し、ワークの糸面取りが高精
度に行われる。しかし、従来の加圧シリンダによると、
加圧力Ｆ３は２００から５００ｇの大きな値以下にする
ことが出来ず、ワークＷの外周縁Ｗ１（イ′ロ′，
ハ′，ニ′）に大きな加圧力Ｆ３で接し、その糸面取り
精度を不均一にしていた。

【００１９】しかして、上記本発明の実施例によると、
ピストンロッドの砥石側となる前側軸部の内孔の弾性バ
ネが作動杆を所定の加圧力にて砥石側に付与させ、且つ
その突出量が筒体を螺合調節により調節されるから、上
記作動杆の先端部で砥石ユニットの垂直姿勢を微調節出
来るとともに、大きな外力とそのストロークをここで吸
収して砥石ユニットを保護する効果が発揮される。更
に、ピストンロッドの加圧力をエア圧により微調節し
て、ワークの上面外周縁や内周縁の曲面形状を持つワー
クの糸面取りを高精度に行うことができる効果がある。

【００２０】

【他の実施例】本発明は、上記一実施例に限定されるこ
となく発明の要旨内での設計変更が可能であること勿論
である。例えば、ワークＷの内周縁を対象としても良
く。更に、砥石ユニツトを上下の高さ方向に変位する加
圧力制御部を備え、３次元形状ワークのバリ取り加工に
対応させてもよい。更に、加圧力制御部の構成の構成も
前記実施例に限定されるものではなく、適宜に設計変更
が可能である。また、旋回テーブルに替えて前後、左右
方向へ移動するＸＹテーブルを採用してもよい。

【００２１】

【効果】本発明によるときは、低摩擦型シリンダの加圧
制御部は、ピストンロッドの両側軸部が静圧軸受の凹環
状に軽く支持されるとともに、ピストンロッドに砥石側
へ前進させて軽い加圧力が付与され、更に、上記加圧力
はピストンロッドの砥石側となる前側軸部の内孔に納め
た弾性バネが作動杆を所定の軽い加圧力にて砥石側に付
与させたから、砥石ユニットからワークの外周縁等に付
与される加圧力が軽い作用力となり、ワークの糸面取り
を高精度に行える効果が発揮される。

【００２２】更に、砥石ユニツトへの加圧力は、エア圧
や弾性バネの圧力調節により、ワークの糸面への加圧力
が微調節できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバリ取り研削装置の一部切欠き断面図
である。

【図２】本発明の加圧制御部のエアシリンダを断面で示
す部分拡大図である。

【図３】加圧制御部の平面図である。

【図４】砥石ユニット部の正面図である。

【図５】変形実施例を示す砥石ユニット部の作用図であ
る。

【図６】本発明による面取り加工例を示す平面図と側断
面図である。

【図７】従来型と本発明の低摩擦型シリンダの加圧力を
比較して示す説明作用図である。

【符号の説明】

１砥石２エアグラインダ３揺動杆４ホルダ１０加圧制御部１４低摩擦型シリンダ１６ピストンロッド１７ピストン１６Ａ，１６Ｂ両側軸部１６Ｃ内孔１６Ｄ外周１９，１９′ ブッシュ２０砥石ユニット３０ワークテーブル３３旋回テーブル３４Ａ，３５Ａ凹環状３４，３５静圧軸受３８弾性バネ３９筒体４０移動部材４２作動杆１００バリ取り研削装置１４低摩擦型シリンダＬ１／Ｌ２支点長比率Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３加圧力ａ流体導入路Ａ１エアＣ１シリンダ空間Ｐ１流体ポートＷワーク

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】旋回テーブル３３又はＸＹテーブルに把持
したワークＷの外周縁Ｗ１乃至内周縁の面取りを行う砥
石ユニット２０と、前記砥石ユニットの砥石１がワーク
形状に倣うとき軽い加圧力をワークに対して付与する低
摩擦型シリンダ１４の加圧制御部１０と、前記砥石ユニ
ット及び加圧制御部を進退動させる移動部材４０とを具
備したバリ取り研削装置１００において、上記低摩擦型
シリンダ１４の加圧制御部１０は、ピストンロッド１６
の両側軸部１６Ａ，１６Ｂを支持すべく、シリンダ１４
内に嵌合させたブッシュ１９，１９′に凹環状３４Ａ，
３５Ａの一対の静圧軸受３４，３５を設け、上記静圧軸
受の凹環状に連絡する流体導入路ａは、シリンダ空間Ｃ
１の反砥石側に開口するとともに流体ポートＰ１に連絡
され、上記流体ポートに供給されるエアＡ１の大部分を
ピストンロッド１６を砥石１側へ前進させて加圧力Ｆ１
を付与するシリンダ空間Ｃ１内に送り込み、且つ残りの
エアＡ１を上記静圧軸受の凹環状へ導入するようにな
し、また、上記ピストンロッド１６の砥石側となる前側
軸部１６Ａの内孔１６Ｃに弾性バネ３８を装入させると
ともに、前側軸部１６Ａの外周１６Ｄに筒体３９を螺合
させ、その内部に作動杆４２を納め、上記作動杆を内孔
の弾性バネで所定の加圧力Ｆ２にて砥石１側に付与さ
せ、上記作動杆４２の先端部で砥石ユニット２０に作動
杆４２の加圧力Ｆ２を付与することを特徴とするバリ取
り研削装置。