JP3475376B2 - 疵取り研削方法 - Google Patents

疵取り研削方法

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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、鋼板等の板状物体、
特に厚板精整作業に用いられる鋼板表面疵の自動研削装
置による研削において、疵の識別と、疵の研削と、そし
て、研削された疵の状況の検査作業を全て自動化で実施
することができる、疵取り研削方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、若年労働者の不足は、我国産業界
の大きな問題となっており、特に危険の伴う重労働作業
を強いられる職種ではその傾向が著しく、産業用ロボッ
ト等の自動化技術が開発されそして適用されている。鉄
鋼産業における代表的な重労働作業としてグラインダに
よる研削作業が挙げられる。この作業における上記問題
の解決策として、特開昭59−187485号公報に研
削ロボット(以下、「先行技術1」という)、特開昭6
2−63059号公報に表面疵自動研削装置(以下、
「先行技術2」という)等が提案されている。
【0003】また、鋼板疵の識別装置と表面自動研削装
置とを結合させた技術として、特公昭61−3216号
公報に、識別疵除去装置(以下、「先行技術3」とい
う)が提案されている。先行技術1〜3は、疵取り検査
前の疵識別工程を自動化し、重労働作業そのものから人
手を開放するものである。
【0004】また、疵の識別を自動化した装置として、
特開平5−149933号公報に、無人走行式探傷装置
(以下、「先行技術4」という)、特開平5−2098
69号公報に、厚板用自走行式探傷装置(以下、「先行
技術5」という)が提案されている。
【0005】先行技術4、5は、厚板のオフライン自動
探傷装置に関するものであり、以下、に示す特徴を
有している。
【0006】 土間に設置された設備でありながら、
板端部を自動識別することによって、識別機が自動的に
位置認識可能である。
【0007】 NC的に識別装置の走行量を制御する
こと、および、によって欠陥位置の自動識別が可能で
ある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】先行技術1、2は、疵
採り研削工程のみを自動化する提案であり、人間が中腰
姿勢で疵検査をしなければならないという問題点は解決
されていない。
【0009】先行技術3は、研削前の疵検査工程につい
てはこれを自動化している。しかしながら、鋼板等の板
状物体の表面疵研削工程においては、下記〜の問題
がある。
【0010】 疵深さを識別して研削必要量を決めな
ければならない。
【0011】 研削後に研削部分が鋼板厚公差下限を
下回っていないことを確認しなければならない。
【0012】 研削部分に疵が残っていないことを確
認しなければならない。
【0013】先行技術3では、上記〜の自動化は不
可能であった。
【0014】先行技術4、5は、欠陥位置の自動識別は
自動で可能であるが、欠陥の手直し(疵の研削)の自動
化および欠陥手直しの評価の自動化は実現されていな
い。このように、従来の技術では、鋼板の疵の識別と手
直しとそして手直し評価の3つの工程の各々が、別々の
機械または場所で行なわれている。従って、以下の〜
に示すような問題があった。
【0015】 前記3つの工程で別々の機械に仕事を
させるためには、機械から機械へ情報を伝達してやらな
ければならないが、鋼板の疵識別、手直しおよび手直し
評価に関しては、それを自動的に実施可能な技術は従来
提案されていない。
【0016】 厚板の疵識別、手直しおよび手直し評
価に関しては、上記が自動化されていない。従って、
例えば、疵検査前に板厚を測定して手入れ可否を判断す
るという仕事と、手入れ完了後に再度板厚を測定して厚
公差下限を確認するという2つの仕事が発生しているが
この作業は自動化されていない。
【0017】 手直しの前後において、その手直し作
業に使用する手入機を出し入れするためのロスタイムが
生じる。
【0018】従って、この発明の目的は、疵の識別と、
手直しと、そして、手直しの評価の3工程を全て自動化
することができる、疵取り研削方法を提供することにあ
る。
【0019】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
板状物体の疵の位置および疵の状況を前記板状物体の幅
方向にわたり検査可能、且つ、研削後の研削部分の残存
疵の状況を検査可能な、疵検査機構と、前記疵検査機構
を前記板状物体の長手方向に走行させるための走行機構
と、前記板状物体の長手方向に走行自在の、研削機を有
する研削ロボットと、前記研削ロボットに搭載された、
対象物体までの距離を測定するための、距離測定機構
と、前記疵検査機構および前記距離測定機構からの信号
に基づき、前記疵検査機構、前記走行機構、前記研削ロ
ボットおよび前記距離測定機構の動作を制御する制御部
とからなり、前記研削機および前記距離測定機構は、前
記研削ロボットにより前記板状物体の幅方向に移動自在
であり、前記板状物体の疵を研削するとともに研削後の
研削部分の残存疵の状況を検査可能である、疵検査機構
を有する疵取り研削装置を用い、前記距離測定機構から
前記板状物体の表面までの距離L 2 を測定し、前記距離
測定機構から前記板状物体が載置された地表面までの地
表面距離L 1 から前記距離L 2 を減じて前記板状物体の厚
さL 6 を求め、次いで、前記疵検査機構によって前記板
状物体の疵の位置、疵の深さL 3 、疵の幅および長さを
求め、前記板状物体の疵の深さL 3 から必要研削深さL 4
を求め、前記必要研削深さL 4 および前記疵の幅及び長
さを基にして前記板状物体の疵を研削して前記疵を除去
し、更に、前記疵検査機構によって研削後の研削部分の
残存疵を検査する疵取り研削方法において、 前記板状物
体の厚さL 6 から前記必要研削深さL 4 を減じた板状物体
の研削前厚さ(L 6 −L 4 )と、前記板状物体の厚公差の
下限値とを比較することに特徴を有するものである。
【0020】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記研削機と前記距離測定機構とは、前記
板状物体の長手方向同一線上に配置されていることに特
徴を有するものである。請求項3記載の発明は、請求項
1または2記載の方法により前記疵を研削した後の研削
部分の底部から前記距離測定機構までの距離である切削
部分距離L 5 を測定し、次いで、前記板状物体の厚さL 6
から前記研削部分の深さ(L 5 −L 2 )を減じて板状物体
の研削後厚さ{L 6 −(L 5 −L 2 )}を求め、前記板状
物体の研削後厚さ{L 6 −(L 5 −L 2 )}と、前記板状
物体の厚公差の下限値とを比較することに特徴を有する
ものである。
【0021】
【作用】地上に置かれた板状物体の幅方向にわたり検査
可能な疵検査機構は、板状物体上を、走行機構により板
状物体の長手方向に走行することによって、板状物体の
疵の位置および疵の深さ、疵の幅および長さなどを検出
し、その信号を制御部に伝送する。制御部は、疵の位置
を認識し、研削ロボットを制御して距離測定機構を疵の
位置まで移動させ、距離測定機構により、疵の位置での
距離測定機構から板状物体の表面までの距離(以下、
「表面距離」という)を検出し、既に認識されている距
離測定機構から板状物体が載置された地表面までの距離
(以下、「地表面距離」という)から、板状物体の厚さ
を計算する。次いで、板状物体の厚さから疵検査機構に
より検出した疵の深さを減じて、疵の底部から板状物体
の底面までの距離(以下、「研削前厚さ」という)を推
定する。研削前厚さが厚公差下限を下回っていれば、板
状物体は不合格の決定がなされる。
【0022】制御部は、板状物体の厚さと疵の深さとを
比較して、研削機により研削すべき深さ(以下、「必要
研削深さ」という)を決定し、必要研削深さを研削する
ための研削諸元を決定する。そして、制御部は、これに
より研削ロボットを制御して研削機で疵を研削する。研
削終了後、制御部は、疵検査機構に研削部分の残存疵検
査をさせ、残存疵が存在しないことを確認する。
【0023】同時に、制御部は、距離測定機構に、距離
測定機構から研削後の切削部分の底部までの距離(以
下、「切削部分距離」という)を測定させる。更に、制
御部は、切削部分距離から表面距離を減じ、この値を鋼
板厚から減じて、切削部分の底部から板状物体の底面ま
での距離(以下、「研削後厚さ」という)を推定する。
研削後厚さが板状物体厚公差下限以上の場合であること
を確認したら、当該鋼板は合格として疵取り工程を完了
する。一方、制御部は、板状物体の研削後厚さが板状物
体厚公差下限以下の場合には、当該板状物体は不合格と
する。
【0024】本発明装置は、研削ロボットに搭載された
研削機と距離測定機構とが、板状物体の長手方向同一線
上に配置され、研削機および距離測定機構が、同時に同
速度で且つ同一方向に移動自在であることにより、研削
後すぐに疵研削部の厚さ測定ができ、作業効率が良い。
【0025】
【実施例】次に、この発明を図面を参照しながら説明す
る。
【0026】図1は、この発明の1実施例に係る装置と
鋼板との位置関係を示す平面図、図2〜5は、この発明
の1実施例を時系列的に説明する平面図、図6は、この
発明の1実施例を示す鋼板上の疵の位置における断面図
である。
【0027】この発明は、鋼板1が有する疵13を識別
し、識別した疵13を研削し、研削した疵の状況を判定
する、疵検査機構を有する疵取り研削装置を用いる疵取
り研削方法である。
【0028】鋼板1の幅方向両端部の外側には、鋼板1
の長手方向に2本のレール9、9aが敷設されている。
なお、可動機構の動きの方向を説明するため、鋼板の長
手方向をX方向、鋼板の幅方向をY方向とし、図1〜5
中にX軸、Y軸を示した。
【0029】レール9と9aとの間にわたり渦流式表面
疵探傷装置架台10が設けられており、架台10には、
鋼板1の幅方向を網羅できる範囲で複数の渦流式表面疵
探傷装置12が搭載されている。11は架台10をレー
ル9、9aに沿って走行させるための渦流式表面疵探傷
装置架台走行機構である。探傷装置12は鋼板1上にお
いてX方向に走行し、鋼板1上の表面疵13の位置、疵
13の深さ、疵13の幅および長さなどを測定可能とな
っている。
【0030】レール9aには、走行機構8を有する研削
ロボット2が、レール9aに沿って走行自在に設けられ
ている。研削ロボット2は、第2ロボットアーム4と、
第2ロボットアーム4の先端に電動機7を有する軸を介
して軸着された、第1ロボットアーム3とを有してい
る。第1ロボットアーム3は、鋼板1の長手方向と同一
方向の先端部3aを有するT字型形状に形成されてい
る。先端部3aの一方端にはグラインダ5が、他方端に
は距離測定センサ6が、その中心が、常に、X方向の同
一線上に位置するように取り付けられている。距離測定
センサ6としては、例えば、レーザ距離計等を用いれば
よい。このようなグラインダ5および距離測定センサ6
は、研削ロボット2の走行作用により、X方向に移動自
在であり、且つ、第1、第2ロボットアーム3、4の作
用により、Y方向に、移動自在である。
【0031】研削ロボット2および探傷装置12は、制
御部(図示せず)のコンピュータ制御によってX、Y方
向の運動を制御されており、制御部は、常に、研削ロボ
ット2のX、Y方向の位置、探傷装置12のX方向の位
置、距離測定センサ6のX、Y方向の位置および距離測
定センサ6の地表面14からの高さ(地表面距離)を認
識している。なお、制御部は、図示しないが、ホストコ
ンピュータ(以下、「コンピュータA」という)と、研
削ロボット制御用コンピュータ(以下、「コンピュータ
B」という)とからなっている。
【0032】次に、この発明の実施例の作用を図1〜6
により時系列的に説明する。
【0033】先ず、架台10は、走行レール9、9a上
をX方向に移動して図1の状態から図2の状態に移行す
る。この間に探傷装置12は鋼板1上の疵13を検出し
て、その位置、疵の深さを制御部のコンピュータAに伝
送する。
【0034】次に、研削ロボット2、グラインダ5およ
び測定距離センサ6がコンピュータAの制御のもとで、
X、Y方向に移動して、疵13の位置における距離測定
センサ6から鋼板1の表面までの距離(表面距離)L2
を、距離測定センサ6によって測定して図3の状態に移
行する。
【0035】ホストコンピュータAは、既に認識してい
る距離測定センサ6から地表面14までの距離(地表面
距離)L1 と表面距離L2 より、(L1 −L2 )を鋼板
厚さL6 とする。また、探傷装置12が測定した疵深さ
3 をもとにして、先ず、必要研削深さL4 を推定す
る。次いで、研削前厚さ(L6 −L4 )が鋼板1の厚公
差下限を下回っていなければ、コンピュータBに研削指
示をだす。コンピュータBは、必要研削深さを得るため
の研削諸元を決定し、研削ロボット2に疵13の位置を
必要研削深さL4 だけ研削するように指令する。一方、
下回っていれば、この時点で不合格とする。
【0036】次いで、研削ロボット2は、コンピュータ
Bの制御によって、グラインダ5による疵13の研削を
実施する。研削後、距離測定センサ6は、距離測定セン
サ6から切削部分の底部までの距離(切削部分距離)L
5 を測定する。前記工程完了後、図4の状態に移行す
る。
【0037】次いで、架台10がコンピュータAの制御
によって、図4の状態に移行する。この間に、探傷装置
12は、鋼板1上の疵13の位置を探傷して研削部分に
残存疵がないかどうかが確認される。
【0038】次いで、コンピュータAにより、鋼板厚L
6 、切削部分距離L5 、表面距離L2 のデータから、研
削後厚さ{L6 −(L5 −L2 )}が、鋼板の厚公差下
限を下回っていないことを確認したら、合格として疵取
り工程を完了する。一方、研削後厚さが鋼板の厚公差下
限を下回っていれば不合格とする。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、板状物体の幅方向全てを同時に検査可能な、疵の識
別および疵の深さを測定する疵検査機構と、研削機およ
び距離測定機構を板状物体長手方向同一線上に設け、疵
取り研削後すぐに疵取り研削部の厚さ測定ができる研削
ロボットとを、同じ走行レール上を移動可能な装置配置
とすることにより、それらが同時に同じ量だけ板状物体
の長手方向に移動可能となり、板状物体の幅、長手方向
の位置決め、疵の識別、手直しおよび手直しの評価の3
工程を、極めて高い精度で全部自動化でき、省人化を達
成でき、疵取り研削工程の能率が向上し、設備の規模が
縮小でき、かくして、工業上有用な効果がもたらされ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の1実施例に係る装置と鋼板との位置
関係を示す平面図である。
【図2】この発明の1実施例を時系列的に説明する平面
図である。
【図3】この発明の1実施例を時系列的に説明する平面
図である。
【図4】この発明の1実施例を時系列的に説明する平面
図である。
【図5】この発明の1実施例を時系列的に説明する平面
図である。
【図6】この発明の1実施例を示す鋼板上の疵の位置に
おける断面図である。
【符号の説明】
1 鋼板 2 研削ロボット 3 第1ロボットアーム 3a 先端部 4 第2ロボットアーム 5 グラインダ 6 距離測定センサ 7 電動機 8 研削ロボット走行機構 9 走行レール 10 渦流式表面疵探傷装置架台 11 渦流式表面疵探傷装置架台走行機構 12 渦流式表面疵探傷装置 13 疵 14 地表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−144991(JP,A) 特開 平3−136760(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B24B 27/033 B24B 49/10 B24B 27/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】板状物体の疵の位置および疵の状況を前記
    板状物体の幅方向にわたり検査可能、且つ、研削後の研
    削部分の残存疵の状況を検査可能な、疵検査機構と、 前記疵検査機構を前記板状物体の長手方向に走行させる
    ための走行機構と、 前記板状物体の長手方向に走行自在の、研削機を有する
    研削ロボットと、 前記研削ロボットに搭載された、対象物体までの距離を
    測定するための、距離測定機構と、 前記疵検査機構および前記距離測定機構からの信号に基
    づき、前記疵検査機構、前記走行機構、前記研削ロボッ
    トおよび前記距離測定機構の動作を制御する制御部とか
    らなり、 前記研削機および前記距離測定機構は、前記研削ロボッ
    トにより前記板状物体の幅方向に移動自在であり、 前記板状物体の疵を研削するとともに研削後の研削部分
    の残存疵の状況を検査可能である、疵検査機構を有する
    疵取り研削装置を用い、 前記距離測定機構から前記板状物体の表面までの距離L
    2 を測定し、前記距離測定機構から前記板状物体が載置
    された地表面までの地表面距離L 1 から前記距離L 2 を減
    じて前記板状物体の厚さL 6 を求め、次いで、前記疵検
    査機構によって前記板状物体の疵の位置、疵の深さ
    3 、疵の幅および長さを求め、前記板状物体の疵の深
    さL 3 から必要研削深さL 4 を求め、前記必要研削深さL
    4 および前記疵の幅及び長さを基にして前記板状物体の
    疵を研削して前記疵を除去し、更に、前記疵検査機構に
    よって研削後の研削部分の残存疵を検査する疵取り研削
    方法において、 前記板状物体の厚さL 6 から前記必要研削深さL 4 を減じ
    た板状物体の研削前厚さ(L 6 −L 4 )と、前記板状物体
    の厚公差の下限値とを比較することを特徴とする疵取り
    研削方法。
  2. 【請求項2】前記研削機と前記距離測定機構とは、前記
    板状物体の長手方向同一線上に配置されている請求項1
    記載の疵取り研削方法。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の方法により前記疵
    を研削した後の研削部分の底部から前記距離測定機構ま
    での距離である切削部分距離L5を測定し、次いで、前
    記板状物体の厚さL6から前記研削部分の深さ(L5−L
    2)を減じて板状物体の研削後厚さ{L6−(L5
    2)}を求め、前記板状物体の研削後厚さ{L6−(L
    5−L2)}と、前記板状物体の厚公差の下限値とを比較
    する請求項1または2記載の疵取り研削方法。
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