JP3278798B2 - 円加工装置 - Google Patents
円加工装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動経路を記憶・
再生する搬送手段を用いて物品に円加工を行う装置に関
するものであり、特に搬送手段に保持された工具などの
ツールを円形状に沿って移動させつつ加工する円加工装
置に関するものである。
再生する搬送手段を用いて物品に円加工を行う装置に関
するものであり、特に搬送手段に保持された工具などの
ツールを円形状に沿って移動させつつ加工する円加工装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】移動経路の記憶・再生機能を有する搬送
手段、いわゆるロボット装置は、多くの分野で種々利用
されている。このような利用分野の中に、レーザ、プラ
ズマやウォータジェットノズル等の加工ツールを利用し
た加工分野がある。このような分野での利用形態として
は、レーザ照射ヘッドやウォータジェットノズル等の加
工ツールをロボット装置のロボットアームの先端部に装
着し、時々刻々の位置制御を行うことによって、ロボッ
トアームを移動させ、物品を加工するものが一般的であ
る。
手段、いわゆるロボット装置は、多くの分野で種々利用
されている。このような利用分野の中に、レーザ、プラ
ズマやウォータジェットノズル等の加工ツールを利用し
た加工分野がある。このような分野での利用形態として
は、レーザ照射ヘッドやウォータジェットノズル等の加
工ツールをロボット装置のロボットアームの先端部に装
着し、時々刻々の位置制御を行うことによって、ロボッ
トアームを移動させ、物品を加工するものが一般的であ
る。
【０００３】このような、一般のロボット装置における
位置制御では、ある点から他の点へのロボットアームの
直線移動は非常に高速に行うことができるため、直線状
の加工が短時間で行える。
位置制御では、ある点から他の点へのロボットアームの
直線移動は非常に高速に行うことができるため、直線状
の加工が短時間で行える。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ツールを円弧
状の滑らかな曲線に沿って移動させる場合、特に曲率半
径の小さい小径円の加工においては、円弧状の曲線の移
動の精度をあげるために、ロボットアームの移動速度を
低下させる必要がある。このため、実際の加工において
は、大半の時間を円加工に費やすこととなり、全体とし
て作業効率の低下を招き、また加工費用が高くなるとい
う欠点がある。
状の滑らかな曲線に沿って移動させる場合、特に曲率半
径の小さい小径円の加工においては、円弧状の曲線の移
動の精度をあげるために、ロボットアームの移動速度を
低下させる必要がある。このため、実際の加工において
は、大半の時間を円加工に費やすこととなり、全体とし
て作業効率の低下を招き、また加工費用が高くなるとい
う欠点がある。
【０００５】また、このような円加工を高速かつ高精度
に行うため、例えば、特公平７−１０５１５号に円加工
装置が開示されている。しかし、この円加工装置では、
ツールの位置を制御するモータが、ツールの移動する範
囲内に設けられているため、モータに接続されたケーブ
ル等がツールの回転移動を妨げ、ツールの移動及び物品
の加工を円滑に行うことができない場合がある。
に行うため、例えば、特公平７−１０５１５号に円加工
装置が開示されている。しかし、この円加工装置では、
ツールの位置を制御するモータが、ツールの移動する範
囲内に設けられているため、モータに接続されたケーブ
ル等がツールの回転移動を妨げ、ツールの移動及び物品
の加工を円滑に行うことができない場合がある。
【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、所望半径の円加工を行う場合にアームに取り付
けられたツールを高速かつ高精度で回転移動でき、ま
た、加工を円滑に行うことのできる円加工装置を提供す
るものである。
であり、所望半径の円加工を行う場合にアームに取り付
けられたツールを高速かつ高精度で回転移動でき、ま
た、加工を円滑に行うことのできる円加工装置を提供す
るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、互いに滑接に結合された第
１のアームの先端部及び第２のアームの先端部に枢着さ
れたツールと、第１のアームの尾端部を枢支する第１の
回転部材と、第２のアームの尾端部を枢支する第２の回
転部材と、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材の
回転角度を演算する演算手段と、前記第１の回転部材及
び前記第２の回転部材を回転駆動する回転部材駆動手段
と、前記回転部材駆動手段の駆動を制御する回転駆動制
御手段を備え、前記ツールの回転運動により円加工を行
う円加工装置において、前記第１の回転部材と前記第２
の回転部材がその回転中心が同心となる位置に配置され
ており、前記演算手段が、目標とする被加工円の半径デ
ータに基づいて前記回転角度を演算するものであり、前
記回転部材駆動手段が、前記ツール、前記第１のア−ム
及び前記第２のア−ムの移動領域の範囲外、かつ前記第
１の回転部材及び前記第２の回転部材の回転領域の範囲
外に設けられ、前記第１の回転部材と前記第２の回転部
材を別個独立に回転駆動するものであり、前記回転駆動
制御手段が、前記回転角度分だけ前記第１の回転部材と
前記第２の回転部材に互いに逆方向に回転させることに
より、前記ツールを前記半径データの距離の移動をさ
せ、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材に同方向
の回転をさせることにより、前記ツールに回転移動をさ
せるように前記回転駆動手段の駆動を制御するものであ
ることを特徴とする。
め、請求項１に係る発明は、互いに滑接に結合された第
１のアームの先端部及び第２のアームの先端部に枢着さ
れたツールと、第１のアームの尾端部を枢支する第１の
回転部材と、第２のアームの尾端部を枢支する第２の回
転部材と、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材の
回転角度を演算する演算手段と、前記第１の回転部材及
び前記第２の回転部材を回転駆動する回転部材駆動手段
と、前記回転部材駆動手段の駆動を制御する回転駆動制
御手段を備え、前記ツールの回転運動により円加工を行
う円加工装置において、前記第１の回転部材と前記第２
の回転部材がその回転中心が同心となる位置に配置され
ており、前記演算手段が、目標とする被加工円の半径デ
ータに基づいて前記回転角度を演算するものであり、前
記回転部材駆動手段が、前記ツール、前記第１のア−ム
及び前記第２のア−ムの移動領域の範囲外、かつ前記第
１の回転部材及び前記第２の回転部材の回転領域の範囲
外に設けられ、前記第１の回転部材と前記第２の回転部
材を別個独立に回転駆動するものであり、前記回転駆動
制御手段が、前記回転角度分だけ前記第１の回転部材と
前記第２の回転部材に互いに逆方向に回転させることに
より、前記ツールを前記半径データの距離の移動をさ
せ、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材に同方向
の回転をさせることにより、前記ツールに回転移動をさ
せるように前記回転駆動手段の駆動を制御するものであ
ることを特徴とする。
【０００８】第１の回転部材と第２の回転部材は、その
回転中心が同心であり、各々の回転部材は別個独立に回
転可能である。このため、第１の回転部材と第２の回転
部材を互いに逆方向に回転させることにより、二つの回
転部材の偏心量を調整することができる。
回転中心が同心であり、各々の回転部材は別個独立に回
転可能である。このため、第１の回転部材と第２の回転
部材を互いに逆方向に回転させることにより、二つの回
転部材の偏心量を調整することができる。
【０００９】ここで、回転角度は、目標とする被加工円
の半径デ−タから、演算手段によって決定される。そし
て、第１の回転部材と第２の回転部材の偏心量が該回転
角度と等しくなるように互いに逆方向に回転させるもの
である。この場合には、二つのアーム間のなす角度は変
化する。しかし、各アームの長さは一定であるため、両
アームの先端部に枢着されているツールが、回転部材の
回転中心から放射線状に延びる方向に移動するものであ
る。
の半径デ−タから、演算手段によって決定される。そし
て、第１の回転部材と第２の回転部材の偏心量が該回転
角度と等しくなるように互いに逆方向に回転させるもの
である。この場合には、二つのアーム間のなす角度は変
化する。しかし、各アームの長さは一定であるため、両
アームの先端部に枢着されているツールが、回転部材の
回転中心から放射線状に延びる方向に移動するものであ
る。
【００１０】また、第１の回転部材と第２の回転部材と
を同方向に回転させた場合、第１のアームと第２のアー
ムは、互いの相対的な位置関係を維持したまま回転部材
の回転方向に従って回転移動する。このとき、ツールと
回転部材の回転中心の距離は変化しないため、ツール
は、その位置と回転部材の回転中心との間の距離を半径
とし、回転部材の回転中心を中心とした円状の軌跡を描
くことになる。
を同方向に回転させた場合、第１のアームと第２のアー
ムは、互いの相対的な位置関係を維持したまま回転部材
の回転方向に従って回転移動する。このとき、ツールと
回転部材の回転中心の距離は変化しないため、ツール
は、その位置と回転部材の回転中心との間の距離を半径
とし、回転部材の回転中心を中心とした円状の軌跡を描
くことになる。
【００１１】第１の回転部材と第２の回転部材の逆方向
の回転は、二つの回転部材の偏心量が増加する方向、あ
るいは減少する方向のいずれでもよい。
の回転は、二つの回転部材の偏心量が増加する方向、あ
るいは減少する方向のいずれでもよい。
【００１２】本発明における円加工装置においては、第
１のアーム及び第２のアームは、それぞれ複数の関節部
を有するものでもよく、また、各々のアームが複数箇所
で互いに交差し、交差する部分において互いに枢着され
ているものでもよい。
１のアーム及び第２のアームは、それぞれ複数の関節部
を有するものでもよく、また、各々のアームが複数箇所
で互いに交差し、交差する部分において互いに枢着され
ているものでもよい。
【００１３】本発明における円加工装置においては、第
１のアームと第２のアームの各々の長さは、同一である
必要はなく、異なっていてもよい。
１のアームと第２のアームの各々の長さは、同一である
必要はなく、異なっていてもよい。
【００１４】本発明における円加工装置においては、第
１のアーム及び第２のアームは、ツールを枢着し、かつ
それぞれ第１の回転部材及び第２の回転部材に枢支され
るものであれば、その形状は、特に限定されるものでは
なく、例えば、リンクアーム、平板アームまたはディス
クアーム等を使用することができる。
１のアーム及び第２のアームは、ツールを枢着し、かつ
それぞれ第１の回転部材及び第２の回転部材に枢支され
るものであれば、その形状は、特に限定されるものでは
なく、例えば、リンクアーム、平板アームまたはディス
クアーム等を使用することができる。
【００１５】本発明における円加工装置においては、第
１の回転部材と第２の回転部材の同方向の回転速度は、
同一である必要はなく、異なっていてもよい。各回転部
材の回転速度が同一の場合には、正円状の加工を行うこ
とができる。一方、各回転部材の回転速度が異なる場合
には、楕円状もしくは渦巻き円状の加工を行うことがで
きる。
１の回転部材と第２の回転部材の同方向の回転速度は、
同一である必要はなく、異なっていてもよい。各回転部
材の回転速度が同一の場合には、正円状の加工を行うこ
とができる。一方、各回転部材の回転速度が異なる場合
には、楕円状もしくは渦巻き円状の加工を行うことがで
きる。
【００１６】請求項２にかかる発明は、請求項１にかか
る発明において、前記回転駆動手段が、前記第１の回転
部材を回転駆動する第１の回転駆動部と前記第２の回転
部材を回転駆動する第２の回転駆動部を備えたことを特
徴とする。
る発明において、前記回転駆動手段が、前記第１の回転
部材を回転駆動する第１の回転駆動部と前記第２の回転
部材を回転駆動する第２の回転駆動部を備えたことを特
徴とする。
【００１７】請求項３にかかる発明は、請求項２にかか
る発明において、前記回転駆動制御手段が、前記第１の
回転部材と前記第２の回転部材の同方向の回転を同速度
で駆動させるものであることを特徴とする。
る発明において、前記回転駆動制御手段が、前記第１の
回転部材と前記第２の回転部材の同方向の回転を同速度
で駆動させるものであることを特徴とする。
【００１８】請求項４にかかる発明は、請求項２または
請求項３にかかる発明において、前記第１のアーム及び
前記第２のアームが関節部を有するとともに、互いに交
差するものであり、その交差部において互いに枢着され
ていることを特徴とする。
請求項３にかかる発明において、前記第１のアーム及び
前記第２のアームが関節部を有するとともに、互いに交
差するものであり、その交差部において互いに枢着され
ていることを特徴とする。
【００１９】請求項５にかかる発明は、請求項４にかか
る発明において、前記第１の回転部材が円環形状であ
り、前記第２の回転部材が円環形状であることを特徴と
する。
る発明において、前記第１の回転部材が円環形状であ
り、前記第２の回転部材が円環形状であることを特徴と
する。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図示例とともに本発明の実
施形態について説明する。図１は、本発明の第一の実施
形態の円加工装置の位置決め部の概略図である。図２
は、この円加工装置の回転リング、アーム、ノズルの構
成を示したものである。図４は、図１における円加工装
置の位置決め部を上方から見た図である。
施形態について説明する。図１は、本発明の第一の実施
形態の円加工装置の位置決め部の概略図である。図２
は、この円加工装置の回転リング、アーム、ノズルの構
成を示したものである。図４は、図１における円加工装
置の位置決め部を上方から見た図である。
【００２１】この円加工装置は、移動経路の記憶・再生
機能を有する搬送手段としてウォータジェット噴射ノズ
ルを用いている。アーム１４とアーム１５の先端部には
ノズル１３が枢着されている。このノズル１３は、図示
しない軸受けで支持されており、このため自由に回転で
きるように構成されている。
機能を有する搬送手段としてウォータジェット噴射ノズ
ルを用いている。アーム１４とアーム１５の先端部には
ノズル１３が枢着されている。このノズル１３は、図示
しない軸受けで支持されており、このため自由に回転で
きるように構成されている。
【００２２】ノズル１３には、ノズルヘッド２１が装着
されており、該ノズルヘッド２１から高圧水を噴射しな
がら、アーム１４及びアーム１５を移動して、物品２２
を加工することができる。
されており、該ノズルヘッド２１から高圧水を噴射しな
がら、アーム１４及びアーム１５を移動して、物品２２
を加工することができる。
【００２３】アーム１４、１５は、リンクアームであ
り、アーム１４は、円環形状の回転リング１１に枢支さ
れ、アーム１５は円環形状の回転リング１２に枢支され
ている。また、アーム１４及び１５は、それぞれ一つの
関節部を有し、更に、互いに交差し、その交差部分にお
いて枢着されている。これによりアームを自由に伸縮す
ることができる。ここで、アーム１４とアーム１５の全
体の長さは等しく、各アームにおいて、ノズルから関節
点の距離と関節部から交差部の距離も等しくなるように
構成されている。
り、アーム１４は、円環形状の回転リング１１に枢支さ
れ、アーム１５は円環形状の回転リング１２に枢支され
ている。また、アーム１４及び１５は、それぞれ一つの
関節部を有し、更に、互いに交差し、その交差部分にお
いて枢着されている。これによりアームを自由に伸縮す
ることができる。ここで、アーム１４とアーム１５の全
体の長さは等しく、各アームにおいて、ノズルから関節
点の距離と関節部から交差部の距離も等しくなるように
構成されている。
【００２４】円環形状の回転リング１１と１２は、その
回転中心が同心となるように配置されている。また、回
転リング１１と１２は、それぞれの回転中心を軸とし
て、この軸に垂直な面を互いに平行に回転できるように
構成されている。ノズル１３は、回転リング１１及び１
２が回転する平面に平行な面内を移動できる。アーム１
４及び１５は、回転リング１１及び１２が回転する平面
に平行な面内を移動できる。
回転中心が同心となるように配置されている。また、回
転リング１１と１２は、それぞれの回転中心を軸とし
て、この軸に垂直な面を互いに平行に回転できるように
構成されている。ノズル１３は、回転リング１１及び１
２が回転する平面に平行な面内を移動できる。アーム１
４及び１５は、回転リング１１及び１２が回転する平面
に平行な面内を移動できる。
【００２５】回転駆動手段としてのモータ１６及び１７
は、回転リング１１及び１２の回転及びノズル、アーム
の移動を妨げないように回転リング１１、１２、アーム
１４、１５及びノズル１３から十分に離れた位置に配置
されている。
は、回転リング１１及び１２の回転及びノズル、アーム
の移動を妨げないように回転リング１１、１２、アーム
１４、１５及びノズル１３から十分に離れた位置に配置
されている。
【００２６】回転リング１１は、タイミングベルト１８
を介してモータ１６に接続されており、また、回転リン
グ１２は、タイミングベルト１９を介してモータ１７に
接続されている。このため、回転リング１１及び１２
は、それぞれ別個独立なモータ１６、１７の回転に従っ
て、互いに逆方向あるいは同方向に回転することができ
る。ここで、回転リング１１の回転と回転リング１２の
回転は同速度を保持するように制御されている。
を介してモータ１６に接続されており、また、回転リン
グ１２は、タイミングベルト１９を介してモータ１７に
接続されている。このため、回転リング１１及び１２
は、それぞれ別個独立なモータ１６、１７の回転に従っ
て、互いに逆方向あるいは同方向に回転することができ
る。ここで、回転リング１１の回転と回転リング１２の
回転は同速度を保持するように制御されている。
【００２７】本実施形態における円加工装置による円ま
たは円弧状の加工は以下のように行われる。
たは円弧状の加工は以下のように行われる。
【００２８】まず、加工すべき円または円弧の半径の値
から回転リングの偏心量を図示しない演算装置により求
める。この偏心量は、円弧の半径に対応したものであ
り、二つの回転リングを回転移動させるための回転角度
に相当するものである。
から回転リングの偏心量を図示しない演算装置により求
める。この偏心量は、円弧の半径に対応したものであ
り、二つの回転リングを回転移動させるための回転角度
に相当するものである。
【００２９】モータ１６及び１７は、回転リング４４と
回転リング４５を互いに逆方向にそれぞれ偏心量の二分
の一の角度づつ回転させる。例えば、回転リング４４
を、矢印４３ａの方向に、回転リング４５を、矢印４３
ｂの方向に偏心量の二分の一の角度だけ回転させる。
回転リング４５を互いに逆方向にそれぞれ偏心量の二分
の一の角度づつ回転させる。例えば、回転リング４４
を、矢印４３ａの方向に、回転リング４５を、矢印４３
ｂの方向に偏心量の二分の一の角度だけ回転させる。
【００３０】このとき、ア−ム４２ａ及びア−ム４２ｂ
のなす角度は減少するが、ア−ム４２ａ及びア−ム４２
ｂの長さは一定であるため、アーム４２ａ、４２ｂの先
端に装着されているノズル４１は、回転リングの回転中
心から放射線状に延びる直線方向４３ｃに移動すること
になる。
のなす角度は減少するが、ア−ム４２ａ及びア−ム４２
ｂの長さは一定であるため、アーム４２ａ、４２ｂの先
端に装着されているノズル４１は、回転リングの回転中
心から放射線状に延びる直線方向４３ｃに移動すること
になる。
【００３１】尚、回転リング４４を、矢印４３ｂの方向
に、回転リング４５を、矢印４３ａの方向に偏心量の二
分の一の角度だけ回転させた場合は、ノズル４２は、矢
印４３ｃと反対方向に移動する。
に、回転リング４５を、矢印４３ａの方向に偏心量の二
分の一の角度だけ回転させた場合は、ノズル４２は、矢
印４３ｃと反対方向に移動する。
【００３２】次に、モータ１６、１７により、回転リン
グ４４と回転リング４５を同方向に同速度で回転させ
る。この場合、アーム４２ａとアーム４２ｂは、互いの
相対的な位置関係を維持するとともに、ノズル４１と回
転リングの回転中心の距離も維持したまま、回転リング
の回転に従って回転移動する。このため、回転リング１
１、１２の中心をその中心として、ノズルと回転リング
の中心との間の距離を半径とする円弧状の軌跡上をノズ
ルが移動し、物品に円加工を施すことができる。
グ４４と回転リング４５を同方向に同速度で回転させ
る。この場合、アーム４２ａとアーム４２ｂは、互いの
相対的な位置関係を維持するとともに、ノズル４１と回
転リングの回転中心の距離も維持したまま、回転リング
の回転に従って回転移動する。このため、回転リング１
１、１２の中心をその中心として、ノズルと回転リング
の中心との間の距離を半径とする円弧状の軌跡上をノズ
ルが移動し、物品に円加工を施すことができる。
【００３３】回転駆動手段としてのモータ１６、１７の
駆動制御は次のように行われる。図３において、演算装
置３１は、所望の半径データから偏心量を計算するもの
である。パルス発生回路３２は、演算装置で計算された
偏心量に比例するパルス列を発生する。このパルス列
は、各々の回転リングに接続されたモータ３４及び３６
の駆動を制御するモータドライバ３３及び３５に入力さ
れる。そして、このパルス列により、モータ３４、３６
の回転量、すなわち、回転リング４４、４５の回転が制
御される。
駆動制御は次のように行われる。図３において、演算装
置３１は、所望の半径データから偏心量を計算するもの
である。パルス発生回路３２は、演算装置で計算された
偏心量に比例するパルス列を発生する。このパルス列
は、各々の回転リングに接続されたモータ３４及び３６
の駆動を制御するモータドライバ３３及び３５に入力さ
れる。そして、このパルス列により、モータ３４、３６
の回転量、すなわち、回転リング４４、４５の回転が制
御される。
【００３４】ここで、パルス発生回路３２で発生した同
一のパルス列が、モータドライバ３３及び３４にそれぞ
れ入力されるように構成されている。このため、モータ
３４とモータ３６は、各々に接続されている回転リング
を同速度で回転させるように駆動するものである。
一のパルス列が、モータドライバ３３及び３４にそれぞ
れ入力されるように構成されている。このため、モータ
３４とモータ３６は、各々に接続されている回転リング
を同速度で回転させるように駆動するものである。
【００３５】図６では、ノズルが加工する円の半径と二
つの回転リングの偏心量の関係を示している。点Ｏは、
回転リングの中心であり、弧Ｏ1Ｏ2は、回転リングであ
る。ＺＰＯ2及びＺＱＯ1 は、二つのアームであり、点
Ｙにおいて、互いに交差しており、かつ固定されてい
る。また、点Ｚはアームに装着されたノズルの中心であ
る。
つの回転リングの偏心量の関係を示している。点Ｏは、
回転リングの中心であり、弧Ｏ1Ｏ2は、回転リングであ
る。ＺＰＯ2及びＺＱＯ1 は、二つのアームであり、点
Ｙにおいて、互いに交差しており、かつ固定されてい
る。また、点Ｚはアームに装着されたノズルの中心であ
る。
【００３６】点Ｘは、アームの中心線ＺＹの延長線が回
転リング上の円弧Ｏ1Ｏ2と交差する点であり、点Ｘ’
は、直線ＯＸと直線Ｏ1Ｏ2が交差する点である。ＯＺ
は、ノズルと回転リングの中心との距離Ｌであるから、
円弧の半径となる。また、角度θは、二つの回転リング
の偏心量、角度φはＰＺＱのなす角度、すなわち二つの
アームのなす角度である。
転リング上の円弧Ｏ1Ｏ2と交差する点であり、点Ｘ’
は、直線ＯＸと直線Ｏ1Ｏ2が交差する点である。ＯＺ
は、ノズルと回転リングの中心との距離Ｌであるから、
円弧の半径となる。また、角度θは、二つの回転リング
の偏心量、角度φはＰＺＱのなす角度、すなわち二つの
アームのなす角度である。
【００３７】二つのアームの全長は等しく、各アームに
おいて、ノズルから関節部の距離と関節部から交差部の
距離も等しくなるように構成されていることから、Ｚ
Ｐ、ＰＹ、ＹＱ、ＱＺの長さはすべて等しい。このた
め、角度∠ＰＹＱ、∠ＱＺＰ、∠Ｏ1ＹＯ2はすべて等し
く、φとなる。
おいて、ノズルから関節部の距離と関節部から交差部の
距離も等しくなるように構成されていることから、Ｚ
Ｐ、ＰＹ、ＹＱ、ＱＺの長さはすべて等しい。このた
め、角度∠ＰＹＱ、∠ＱＺＰ、∠Ｏ1ＹＯ2はすべて等し
く、φとなる。
【００３８】このとき、円加工における所望半径Ｌは、
次の式で表される。 Ｌ＝ｒ−（ＸＹ＋ＹＺ） （ｒは、回転リングの半径） ここで、ＸＹは、ＸＸ’とＸ’Ｙの和であり、また、Ｘ
Ｘ’及びＸ’Ｙは、次の式で表される。 ＸＸ’＝ｒ−ｒｃｏｓ（θ／２） Ｘ’Ｙ＝ｌ1ｃｏｓ（φ／２） （ただし、ｌ1＝ＹＯ1）
次の式で表される。 Ｌ＝ｒ−（ＸＹ＋ＹＺ） （ｒは、回転リングの半径） ここで、ＸＹは、ＸＸ’とＸ’Ｙの和であり、また、Ｘ
Ｘ’及びＸ’Ｙは、次の式で表される。 ＸＸ’＝ｒ−ｒｃｏｓ（θ／２） Ｘ’Ｙ＝ｌ1ｃｏｓ（φ／２） （ただし、ｌ1＝ＹＯ1）
【００３９】従って、ＸＹは、以下の式で表される。 ＸＹ＝ｒ−ｒｃｏｓ（θ／２）＋ｌ1ｃｏｓ（φ／２） 次に、ｌ2＝ＰＹ とおくと、ＹＺは、以下の式で表さ
れる。 ＹＺ＝２ｌ2ｃｏｓ（φ／２）
れる。 ＹＺ＝２ｌ2ｃｏｓ（φ／２）
【００４０】従って、Ｌは、以下の式で表されることに
なる。 Ｌ＝ｒ−｛ｒ−ｒｃｏｓ（θ／２）＋ｌ1ｃｏｓ（φ／
２）＋２ｌ2ｃｏｓ（φ／２）｝
なる。 Ｌ＝ｒ−｛ｒ−ｒｃｏｓ（θ／２）＋ｌ1ｃｏｓ（φ／
２）＋２ｌ2ｃｏｓ（φ／２）｝
【００４１】また、 ｓｉｎ（θ／２）＝Ｘ’Ｏ1／ｒ ｓｉｎ（φ／２）＝Ｘ’Ｏ1／ｌ1 と表されることから、 ｃｏｓ（φ／２）＝ √｛１−（ｒ2／ｌ1 2）ｓｉｎ2
（θ／２）｝ これにより、半径Ｌは、以下の式で表される。 Ｌ＝ｒｃｏｓ（θ／２）−（ｌ1＋２ｌ2）√｛１−（ｒ
2／ｌ1 2）ｓｉｎ2 （θ／２）｝
（θ／２）｝ これにより、半径Ｌは、以下の式で表される。 Ｌ＝ｒｃｏｓ（θ／２）−（ｌ1＋２ｌ2）√｛１−（ｒ
2／ｌ1 2）ｓｉｎ2 （θ／２）｝
【００４２】これにより、所望半径Ｌは、偏心量θによ
り一意的に決定されることになる。従って、ノズルを回
転リングの中心Ｏから距離Ｌだけ離れた点Ｚに移動する
ためには、各回転リングを偏心量θとなるように回転さ
せればよいことがわかる。
り一意的に決定されることになる。従って、ノズルを回
転リングの中心Ｏから距離Ｌだけ離れた点Ｚに移動する
ためには、各回転リングを偏心量θとなるように回転さ
せればよいことがわかる。
【００４３】このように、本実施形態における円加工装
置では、二つの回転リング４４及び４５を互いに逆方向
に回転させることにより、ノズルを回転リングの回転中
心から放射線状に延びる方向に直線移動させることがで
き、また回転リング４４及び４５を同方向に同速度で回
転させることにより、ノズルに回転運動をさせ、物品に
対し円加工を行うことができる。
置では、二つの回転リング４４及び４５を互いに逆方向
に回転させることにより、ノズルを回転リングの回転中
心から放射線状に延びる方向に直線移動させることがで
き、また回転リング４４及び４５を同方向に同速度で回
転させることにより、ノズルに回転運動をさせ、物品に
対し円加工を行うことができる。
【００４４】尚、本実施形態においては、二つのア−ム
の全長が同一のものを使用しているが、本発明の効果を
達成するためには、これに限定されるものではなく、両
ア−ムの全長は異なっていてもよい。
の全長が同一のものを使用しているが、本発明の効果を
達成するためには、これに限定されるものではなく、両
ア−ムの全長は異なっていてもよい。
【００４５】本実施形態における二つのアームは、リン
クアームで構成されているが、アームの形状は、これに
限定されるものではなく、平板またはディスクであって
もよい。
クアームで構成されているが、アームの形状は、これに
限定されるものではなく、平板またはディスクであって
もよい。
【００４６】本実施形態においては、二つの回転リング
が同速度で回転するようにモータを制御しているが、こ
れに限定されるものではなく、二つの回転リングを異な
る回転速度で回転させるようにモ−タを制御してもよ
い。この場合においては、楕円状もしくは渦巻き円状の
加工を行うことができる。
が同速度で回転するようにモータを制御しているが、こ
れに限定されるものではなく、二つの回転リングを異な
る回転速度で回転させるようにモ−タを制御してもよ
い。この場合においては、楕円状もしくは渦巻き円状の
加工を行うことができる。
【００４７】図７及び図８は、本発明の第二の実施形態
における円加工装置の位置決め部の構成図である。本実
施形態の円加工装置においては、アームとして、リンク
アームを使用している。また、アームには、関節部を有
さず、かつ二つのアームが互いに交差しないものを使用
している。
における円加工装置の位置決め部の構成図である。本実
施形態の円加工装置においては、アームとして、リンク
アームを使用している。また、アームには、関節部を有
さず、かつ二つのアームが互いに交差しないものを使用
している。
【００４８】この円加工装置は、移動経路の記憶・再生
機能を有する搬送手段としてウォータジェット噴射ノズ
ルを用いている。アーム７２とアーム７３の先端部には
ノズル７１が枢着されている。ノズル７１には、ノズル
ヘッド８１が装着されており、該ノズルヘッド８１から
高圧水を噴射しながら、アーム７２及びアーム７３を移
動して、物品を加工するものである。
機能を有する搬送手段としてウォータジェット噴射ノズ
ルを用いている。アーム７２とアーム７３の先端部には
ノズル７１が枢着されている。ノズル７１には、ノズル
ヘッド８１が装着されており、該ノズルヘッド８１から
高圧水を噴射しながら、アーム７２及びアーム７３を移
動して、物品を加工するものである。
【００４９】アーム７２は、円環形状の回転リング７４
に枢支されており、アーム７３は円環形状の回転リング
７５に枢支されている。ここで、アーム７２とアーム７
３の長さは等しくなるように構成されている。
に枢支されており、アーム７３は円環形状の回転リング
７５に枢支されている。ここで、アーム７２とアーム７
３の長さは等しくなるように構成されている。
【００５０】円環形状の回転リング７４と７５は、その
回転中心が同心となるように配置されている。また、回
転リング７４と７５は、それぞれの回転中心を軸とし
て、この軸に垂直な面を互いに平行に回転できるように
構成されている。ノズル７１は、回転リング７４及び７
５が回転する平面に平行な面内を移動できる。アーム７
２及び７３は、回転リング７４及び７５が回転する平面
に平行な面内を移動できる。
回転中心が同心となるように配置されている。また、回
転リング７４と７５は、それぞれの回転中心を軸とし
て、この軸に垂直な面を互いに平行に回転できるように
構成されている。ノズル７１は、回転リング７４及び７
５が回転する平面に平行な面内を移動できる。アーム７
２及び７３は、回転リング７４及び７５が回転する平面
に平行な面内を移動できる。
【００５１】モータ８２及び８３は、回転リング７４及
び７５の回転及びノズル、アームの移動を妨げないよう
に回転リング７４、７５、アーム７２、７３及びノズル
ヘッド８１から十分に離れた位置に配置されている。
び７５の回転及びノズル、アームの移動を妨げないよう
に回転リング７４、７５、アーム７２、７３及びノズル
ヘッド８１から十分に離れた位置に配置されている。
【００５２】回転リング７４は、モータ８２に接続され
ており、また、回転リング７５は、モータ８３に接続さ
れている。このため、回転リング７４及び７５は、それ
ぞれ別個独立なモータ８２及び８３の回転に従って、互
いに逆方向あるいは同方向に回転することができる。
ており、また、回転リング７５は、モータ８３に接続さ
れている。このため、回転リング７４及び７５は、それ
ぞれ別個独立なモータ８２及び８３の回転に従って、互
いに逆方向あるいは同方向に回転することができる。
【００５３】本実施形態においても、第一の実施形態と
同様に、回転リング７４及び７５を互いに逆方向に回転
させることにより、ノズルを回転リングの回転中心から
放射線状に延びる方向に直線移動させることができ、ま
た回転リング７４及び７５を同方向に同速度で回転させ
ることにより、ノズルに回転運動をさせ、物品に対し円
加工を行うことができる。
同様に、回転リング７４及び７５を互いに逆方向に回転
させることにより、ノズルを回転リングの回転中心から
放射線状に延びる方向に直線移動させることができ、ま
た回転リング７４及び７５を同方向に同速度で回転させ
ることにより、ノズルに回転運動をさせ、物品に対し円
加工を行うことができる。
【００５４】尚、本実施形態においては、二つのア−ム
の全長が同一のものを使用しているが、本発明の効果を
達成するためには、これに限定されるものではなく、両
ア−ムの全長は異なっていてもよい。
の全長が同一のものを使用しているが、本発明の効果を
達成するためには、これに限定されるものではなく、両
ア−ムの全長は異なっていてもよい。
【００５５】本実施形態における二つのアームは、リン
クアームで構成されているが、アームの形状は、これに
限定されるものではなく、平板またはディスクであって
もよい。
クアームで構成されているが、アームの形状は、これに
限定されるものではなく、平板またはディスクであって
もよい。
【００５６】本実施形態においては、二つの回転リング
を同一の回転速度で回転させるようにモータを制御する
だけでなく、異なる回転速度で回転させるようにモ−タ
を制御してもよい。二つの回転リングを同じ回転速度で
回転させた場合は、正円状の加工を行うことができる。
一方、二つの回転リングを異なる回転速度で回転させた
場合は、楕円状、渦巻き円状もしくは直線またはこれら
の組合せの加工を行うことができる。
を同一の回転速度で回転させるようにモータを制御する
だけでなく、異なる回転速度で回転させるようにモ−タ
を制御してもよい。二つの回転リングを同じ回転速度で
回転させた場合は、正円状の加工を行うことができる。
一方、二つの回転リングを異なる回転速度で回転させた
場合は、楕円状、渦巻き円状もしくは直線またはこれら
の組合せの加工を行うことができる。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は、アーム
を装着した二つの回転部材を各々別個に回転可能とし
て、二つの回転部材の回転方向によって、ツールの直線
運動及び回転運動を制御しているため、径の異なる所望
半径の円加工を行う場合に、高速にツールを回転させる
ことができ、また、高い加工精度を維持することができ
る。
を装着した二つの回転部材を各々別個に回転可能とし
て、二つの回転部材の回転方向によって、ツールの直線
運動及び回転運動を制御しているため、径の異なる所望
半径の円加工を行う場合に、高速にツールを回転させる
ことができ、また、高い加工精度を維持することができ
る。
【００５８】また、二つの回転部材の回転を制御する制
御手段を回転に影響のない位置に配置しているため、物
品の加工の際に互いの回転部材の回転に影響を与えずに
円滑に円加工を行うことができる。
御手段を回転に影響のない位置に配置しているため、物
品の加工の際に互いの回転部材の回転に影響を与えずに
円滑に円加工を行うことができる。
【図１】本発明における第一の実施形態における円加工
装置の位置決め部分の斜視図である。
装置の位置決め部分の斜視図である。
【図２】本発明における第一の実施形態における円加工
装置の位置決め部分の構成図である。
装置の位置決め部分の構成図である。
【図３】本発明における第一の実施形態における回転駆
動制御部の構成図である。
動制御部の構成図である。
【図４】本発明における第一の実施形態における円加工
装置の位置決め部分の上面図である。
装置の位置決め部分の上面図である。
【図５】本発明における第一の実施形態における円加工
装置の回転リング部分の側面図である。
装置の回転リング部分の側面図である。
【図６】本発明における所望半径と偏心量の関係図であ
る。
る。
【図７】本発明の第二の実施形態における円加工装置の
位置決め部分の上面図である。
位置決め部分の上面図である。
【図８】本発明の第二の実施形態における円加工装置の
位置決め部分の側面図である。
位置決め部分の側面図である。
【符号の説明】 １１：回転リングＡ １２：回転リングＢ １３：ノズル １４：アーム １５：アーム １６：モータＡ １７：モータＢ １８：タイミングベルトＡ １９：タイミングベルトＢ ２１：ノズルヘッド ３１：演算装置 ３２：パルス発生回路 ３３：モータドライバＡ ３４：モータＡ ３５：モータドライバＢ ３６：モータＢ ４１：ノズル ４２ａ、４２ｂ：アーム ４３ａ、４３ｂ：回転リングの移動方向 ４３ｃ：ノズルの移動方向 ４４、４５：回転リング ４６ａ、４６ｂ：回転リングの移動方向 ４６ｃ：ノズルの移動方向 ４７ａ、４７ｂ：関節部 ４８：交差部 ７１：ノズル ７２、７３：アーム ７４、７５：回転リング ８１：ノズルヘッド ８２：モータＡ ８３：モータＢ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−62694（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B26F 3/00 B25J 9/06 B25J 9/10
Claims (5)
- 【請求項１】 互いに滑接に結合された第１のアームの
先端部及び第２のアームの先端部に枢着されたツール
と、第１のアームの尾端部を枢支する第１の回転部材
と、第２のアームの尾端部を枢支する第２の回転部材
と、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材の回転角
度を演算する演算手段と、前記第１の回転部材及び前記
第２の回転部材を回転駆動する回転部材駆動手段と、前
記回転部材駆動手段の駆動を制御する回転駆動制御手段
を備え、前記ツールの回転運動により円加工を行う円加
工装置において、 前記第１の回転部材と前記第２の回転部材がその回転中
心が同心となる位置に配置されており、 前記演算手段が、目標とする被加工円の半径データに基
づいて前記回転角度を演算するものであり、 前記回転部材駆動手段が、前記ツール、前記第１のア−
ム及び前記第２のア−ムの移動領域の範囲外、かつ前記
第１の回転部材及び前記第２の回転部材の回転領域の範
囲外に設けられ、前記第１の回転部材と前記第２の回転
部材を別個独立に回転駆動するものであり、 前記回転駆動制御手段が、前記回転角度分だけ前記第１
の回転部材と前記第２の回転部材に互いに逆方向に回転
させることにより、前記ツールを前記半径データの距離
の移動をさせ、前記第１の回転部材と前記第２の回転部
材に同方向の回転をさせることにより、前記ツールに回
転移動をさせるように前記回転駆動手段の駆動を制御す
るものであることを特徴とする円加工装置。 - 【請求項２】 前記回転駆動手段が、前記第１の回転部
材を回転駆動する第１の回転駆動部と前記第２の回転部
材を回転駆動する第２の回転駆動部を備えたことを特徴
とする請求項１に記載の円加工装置。 - 【請求項３】 前記回転駆動制御手段が、前記第１の回
転部材と前記第２の回転部材の同方向の回転を同速度で
駆動させるものであることを特徴とする請求項２に記載
の円加工装置。 - 【請求項４】 前記第１のアーム及び前記第２のアーム
が関節部を有するとともに、互いに交差するものであ
り、その交差部において互いに枢着されていることを特
徴とする請求項２または請求項３に記載の円加工装置。 - 【請求項５】 前記第１の回転部材が円環形状であり、
前記第２の回転部材が円環形状であることを特徴とする
請求項４に記載の円加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09738696A JP3278798B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 円加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09738696A JP3278798B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 円加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09262800A JPH09262800A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3278798B2 true JP3278798B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=14191084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09738696A Expired - Fee Related JP3278798B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 円加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3278798B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108499762A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-09-07 | 安徽省农业科学院土壤肥料研究所 | 一种自旋转喷头用调速组件 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100759057B1 (ko) * | 2006-10-25 | 2007-09-17 | 이용조 | 치아 복제 성형 장치 |
| JP5045378B2 (ja) | 2007-11-08 | 2012-10-10 | 信越半導体株式会社 | ワイヤソー装置 |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP09738696A patent/JP3278798B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108499762A (zh) * | 2018-05-28 | 2018-09-07 | 安徽省农业科学院土壤肥料研究所 | 一种自旋转喷头用调速组件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09262800A (ja) | 1997-10-07 |
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