JP3678868B2

JP3678868B2 - 研磨装置

Info

Publication number: JP3678868B2
Application number: JP7440297A
Authority: JP
Inventors: 吉治伊藤; 淳町田
Original assignee: 日産車体株式会社
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2017-03-11
Also published as: JPH10249697A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、切削加工された金型の表面を研磨する研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、切削加工された金型の表面を研磨する装置としては、図１４に示すような自動金型研磨装置２０１が知られている（特開平７−１００７５４号公報参照）。
【０００３】
この自動金型研磨装置２０１は、金型２０２を研磨する砥石２０３が回転自在に設けられたツールヘッド２０４と、該ツールヘッド２０４が取り付けられた垂直多関節型のロボット２０５と、該ロボット２０５の動作を制御する動作制御装置２０６と、該動作制御装置２０６に接続された入力装置２０７とにより構成されており、該入力装置２０７より入力された研磨範囲や研磨範囲の形状等に基づき、前記ロボット２０５を作動して、前記金型２０２を研磨するように構成されている。
【０００４】
前記砥石２０３は、図示しない加圧シリンダーにより一定の圧力で前記金型２０２へ向けて付勢されるとともに、前記ツールヘッド２０４に揺動自在に保持されており、前記砥石２０３が研磨面に沿って移動するように構成されている。これにより、前記研磨面が湾曲している場合であっても、湾曲面に沿った均一の深さに研磨できるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記入力装置２０７に入力される前記研磨範囲の形状は、実際の形状、つまり前記金型２０２における研磨範囲の形状からなり、前記ロボット２０５を操作して、前記金型２０２の研磨面における複数の基準点へ移動するとともに、その移動距離を計測して記憶させるティーチングにより入力していた。このため、このティーチング行程においては、手間がかかるとともに、前記ロボット２０５を停止させなければならず、非効率的であった。
【０００６】
また、前記自動金型研磨装置２０１は、前記金型２０２の研磨面に沿って均一の深さで研磨するように構成されているため、例えば、研磨前における金型２０２の表面に、不用意な突出部分が形成されている場合、この突出部分においても均一の深さで研磨を行ってしまう。この場合、前記自動金型研磨装置２０１による研磨後において、熟練者による手作業により、前記突出部分を、一般部に合わせてさらに研磨しなければならない。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、ロボットを用いたティーチングを行うことなく、作業者による作業工程を軽減化することができる研磨装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明の研磨装置にあっては、産業用ロボットの研磨ヘッドに設けられた研磨部材をワークへ向けて付勢するとともに、前記研磨部材の付勢力を制御する圧力制御回路と、前記研磨部材が前記ワークから受ける反力を吸収する際の感度を制御する感度制御回路とを有する付勢手段を備え、前記研磨部材を回転しながら移動して前記ワークを研磨する研磨装置であって、前記産業ロボットの前記研磨部材の位置及び該位置における姿勢を、前記ワークのＣＡＤデータを用いて設定された前記研磨部材の移動経路を示す三次元データ及び前記移動経路における法線に沿った姿勢データに基づき制御し、かつ前記移動経路における曲率の変化に応じて前記付勢手段による付勢力を可変制御するとともに、前記ＣＡＤデータに基づき設定された座標データが示す部位にて前記付勢手段による付勢力を可変制御する制御手段と、前記研磨部材の前記付勢力及び前記感度の設定を、予めパターン化された感度圧力パターンのデータテーブルに基づいて設定する設定手段と、を備え、前記制御手段は、前記三次元データが示す前記移動経路に突出部分が形成されている場合、該突出部分を示す部位では、前記感度を低くして前記突出部分より受ける反力による前記研磨部材の逃げを抑制する。
【０００９】
すなわち、産業用ロボットは、ワークを研磨する研磨部材の位置及び該位置における姿勢が、前記ワークのＣＡＤデータを用いて設定された前記研磨部材の移動経路を示す三次元データ、及び前記移動経路における法線に沿った姿勢データに基づき、制御手段により制御される。
【００１０】
また、前記研磨部材は、付勢手段により前記ワークへ向けて付勢されるとともに、前記移動経路における曲率の変化に応じて、その付勢力が可変制御される。例えば、膨出した曲面の湾曲が大きな部分を研磨する際に、前記研磨部材と前記ワークとの接触面積減少により、単位当たりの付勢力が増加される場合には、前記付勢手段による付勢力が弱められる。
【００１１】
さらに、前記研磨部材は、付勢手段により前記ワークへ向けて付勢されるとともに、前記ＣＡＤデータに基づき設定された座標データが示す部位にて、その付勢力が可変制御される。このため、研磨前における前記ワークの表面に、不用意な突出部分が形成されている場合、この突出部分の位置を示す座標データを前記ワークのＣＡＤデータに基づき設定されるとともに、この座標データが示す部位にて、前記付勢手段による付勢力が高められる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかる研磨装置１を示すブロック図であり、切削加工を終えたワークとしての金型２の表面を研磨する装置が示されている。この研磨装置１は、取り付け台３に位置決めされた金型２を研磨する研磨ヘッド４と、該研磨ヘッド４が取り付けられた産業用ロボットとしての多軸ロボット５と、該多軸ロボット５を制御する制御手段としてのロボット制御装置６とにより構成されており、該ロボット制御装置６には、ＣＡＤ装置７にて作成されたデータをフロッピーディスク８を介して入力する入力装置９が接続されている。
【００１３】
前記研磨ヘッド４は、図２に示すように、前記多軸ロボット５に固定されるシリンダー１１と、該シリンダー１１内にスライドベアリング１２，１２を介して上下動可能に保持されたピストン１３と、該ピストン１３に軸受け１４，１４を介して回転自在に内嵌された砥石駆動軸１５とからなり、該砥石駆動軸１５の下端には研磨部材としての砥石１６が固定されている。前記砥石駆動軸１５の上端には、消音器１７を備えたエアモータ１８が接続されており、該エアモータ１８が回転制御された際に、下端に設けられた砥石１６が回転するように構成されている。この砥石駆動軸１５を回転自在に保持する前記ピストン１３は、第１及び第２の上部ダイアフラム１９，２０と、第１及び第２の下部ダイアフラム２１，２２とを介して、前記シリンダー１１に支持されており、前記両上部ダイアフラム１９，２０の間には、前記ピストン１３に形成された上部凹部２３と共に作動油を貯留する上部室２４が形成されている。また、前記両下部ダイアフラム２１，２２の間には、前記ピストン１３に形成された下部凹部２５と共に作動油を貯留する下部室２６が形成されており、前記上部凹部２３と下部凹部２５との間には、ピストン１３の一般部２７，２７より大径の大径部２８が形成されている。これにより、前記ピストン１３は、前記上部室２４の油圧によって下方へ付勢される一方、前記下部室２６の油圧によって上方へ付勢されるように構成されている。そして、この研磨ヘッド４は、その上端に傾斜角検知センサー２９が設けられている。
【００１４】
前記多軸ロボット５は、図１に示したように、ロボット本体３１と、該ロボット本体３１より延出するとともに、前記研磨ヘッド４が取り付けられたアーム３２とにより構成されており、該アーム３２は、複数のリンク３３，・・・がそれぞれ関節部３４，・・・にて連結されて形成されている。これにより、前記アーム３２は、各関節部３４，・・・における屈折及び旋回動作の組み合わせにより、先端に取り付けられた前記研磨ヘッド４を、任意の位置へ移動するとともに、任意の角度に維持できるように構成されている。
【００１５】
前記ロボット制御装置６は、前記多軸ロボット５のアーム３２における各関節部３４，・・・の動作制御、及び前記研磨ヘッド４における総ての制御を、前記入力装置９に入力されたデータに基づき行えるように構成されている。すなわち、前記ロボット制御装置６には、前記研磨ヘッド４の制御を司るとともに入力装置４１を備えたシーケンサー４２と、該シーケンサー４２からの出力信号に応じた制御電圧をコントロールする制御電圧コントローラ４３と、該制御電圧コントローラ４３からの圧力制御信号、感度制御信号、及び流量制御信号をそれぞれ増幅する第１〜第３のパワーアンプ４４〜４６が順に接続されている。前記圧力制御信号を増幅する第１のパワーアンプ４４には、前記研磨ヘッド４における砥石１６の付勢力を制御する圧力制御回路４７が接続されており、前記感度制御信号を増幅する第２のパワーアンプ４５には、前記砥石１６が金型２から受ける反力を吸収する際の感度を制御する感度制御回路４８が接続されている。また、前記流量制御信号を増幅する第３のパワーアンプ４６には、前記砥石１６を回転するエアモータ１８の回転を制御を行う回転制御回路４９が接続されている。
【００１６】
図３は、前記研磨ヘッド４の制御を行う制御回路のブロック図であり、前記圧力制御回路４７、前記感度制御回路４８及び、前記回転制御回路４９がエア回路５１に接続された状態が示されている。前記回転制御回路４９は、前記エア回路５１のエアーの圧力を、圧力調整弁５２により調整するとともに、電子式比例空圧流量調整弁５３により制御した後、前記エアモータ１８へ伝達するように構成されており、図１に示した第３のパワーアンプ４６からの信号に応じて前記電子式比例空圧流量調整弁５３が作動し、前記エアモータ１８の回転数が制御されるように構成されている。
【００１７】
前記圧力制御回路４７は、前記エア回路５１のエアーの圧力を、電磁弁６１により調整するとともに、電子式比例空圧調整弁６２により制御した後、空圧油圧変換器６３により、前記作動油の油圧に変換するように構成されており、図１に示した第１のパワーアンプ４４からの信号に応じて前記電子式比例空圧調整弁６２が作動し、前記作動油の油圧を所定の圧力設定できるように構成されている。前記空圧油圧変換器６３内には、前記電子式比例空圧調整弁６２からエアの供給を受ける空気室６４と、ダイアフラム６５により区画されるとともに、前記作動油が貯留された油室６６とが形成されており、該油室６６には、前記感度制御回路４８が接続されている。
【００１８】
該感度制御回路４８は、前記空圧油圧変換器６３からの前記作動油を、図２に示した前記研磨ヘッド４の上部室２４へ送る逆止弁７１と、図１に示した第２のパワーアンプ４５からの信号に応じて作動する電子式比例油圧流量調整弁７２とが並列に設けられており、前記圧力制御回路４７にて制御された油圧によって前記研磨ヘッド４の砥石１６を金型２へ向けて付勢する一方、前記砥石１６が金型２に不用意に形成された突出部分に当接し、金型２より反力を受けた際には、前記電子式比例油圧流量調整弁７２の制御状態に応じた流通量をもって、前記反力を前記空圧油圧変換器６３側へ逃がすことにより、前記砥石１６が上下動できるように構成されている。これにより、前記電子式比例油圧流量調整弁７２を制御することによって、前記金型２の凹凸に対して前記砥石１６が上下動する際の感度を設定できるように構成されている。
【００１９】
また、前記エア回路５１には、バランサ回路８１が設けられている。該バランサ回路８１は、前記エア回路５１のエアーの圧力を、電磁弁８２により調整するとともに、電子式比例空圧調整弁８３により制御した後、前述したものと同様の構成からなる空圧油圧変換器８４により、前記作動油の油圧に変換するように構成されており、空圧油圧変換器８４からの作動油は、図２に示した研磨ヘッド４の下部室２６に供給されている。これにより、前記研磨ヘッド４の砥石１６は、前記作動油の油圧によって上方へ向けて付勢されており、前記電子式比例空圧調整弁８３を制御することで、前記砥石１６に加わる加重、具体的には、砥石１６、砥石駆動軸１５、ピストン１３、及びエアモータ１８の自重を打ち消すことができるように構成されている。そして、前記電子式比例空圧調整弁８３には、コントローラアンプ８５を介して、前記研磨ヘッド４に設けられた傾斜角検知センサー２９が接続されており、該傾斜角検知センサー２９が前記研磨ヘッド４の傾斜角を検出するとともに、該傾斜角に応じて前記電子式比例空圧調整弁８３を制御することにより、前記砥石１６に加わる加重を、前記研磨ヘッド４の傾斜角に依存することなく、常にゼロに保てるように構成されている。
【００２０】
一方、前記シーケンサー４２には、図４に示すように、前記ロボット制御装置６より送られてくるＭコードに対応した感度圧力パターンのデータテーブル９１が、シーケンスプログラムと共に記憶されており、前記感度圧力パターンは、感度コード９２と圧力コード９３との組み合わせにより構成されている。前記シーケンスプログラムは、前記データテーブル９１に示された感度コード９２に基づき、前記感度制御回路４８における電子式比例油圧流量調整弁７２を制御するように構成されているとともに、前記データテーブル９１に示された圧力コード９３に基づき、前記圧力制御回路４７における電子式比例空圧調整弁６２を制御するように構成されている。そして、図５は、前記圧力コード９３と砥石１６に加えられる圧力との関係を示す図であり、ＰＢ〜Ｐ３へ向かうに従って、圧力が高まるように設定されている。また、図６は、前記感度コード９２と、前記金型２の凹凸に対して前記砥石１６が上下動する際の感度との関係を示す図であり、Ｇ４〜Ｇ０へ向かうに従って、感度が高くなるように、つまり、前記砥石１６が上下動し易くなるように設定されている。
【００２１】
前記ＣＡＤ装置７は、図１に示したように、前記金型２の型図面データ１０１や形状データ１０２からなるＣＡＤデータ１０３の作成及び加工を行う装置であり、キーボード１０４やマウス１０５等の入力手段からの入力によって、研磨を行う前記砥石１６の移動経路の指定と、前記金型２における特定箇所の位置指定と、位置指定した特定箇所におけるパターンコードの設定とを行えるように構成されている。また、前記ＣＡＤ装置７は、指定された移動経路を三次元データに変換する変換機能と、前記移動経路における法線に沿った姿勢データを前記三次元データより演算する演算機能と、前記三次元データの変化に基づき前述したＭコードを自動指定する自動指定機能と、入力された前記特定箇所から座標データを検索する検索機能と、該検索機能により検索された前記座標データに、入力された前記パターンコードに基づく感度及び圧力を、前記Ｍコードに反映させる反映機能とを有している。
【００２２】
以上の構成にかかる本実施の形態の具体的な動作を、図７〜図９に示すフローチャートに従って説明する。
【００２３】
図７は、前記ＣＡＤ装置７の動作を示すフローチャートであり、ＣＡＤ装置７は、先ずステップＳＡ１にて、前記金型２の型図面データ１０１及び形状データ１０２からなるＣＡＤデータ１０３を入力する。そして、図１に示したように、ＣＡＤ装置７に接続されたキーボード１０４やマウス１０５等の入力手段より、研磨経路、つまり前記研磨ヘッド４の移動経路を入力して（ＳＡ２）、該移動経路における三次元データを前記ＣＡＤデータより演算するとともに（ＳＡ３）、この三次元データのトレランス値からポイント群を設定し、ポイント数から曲率を演算する（ＳＡ４）。すなわち、図１０に示すように、このポイントＴは、前記三次元データ３Ｄが所定量のトレランスｔ変位する毎に設定されるポイントであり、前記研磨経路における曲率が大きく湾曲が大きい場合には、単位長Ｌ当たりのポイントＴ数が増加する一方、曲率が小さい場合には、単位長Ｌ当たりのポイントＴ数が減少する。
【００２４】
そして、ステップＳＡ５にて、前記単位長Ｌ当たりのポイントＴ数に基づき、前記三次元データに対応した圧力コード９３を設定する。具体的には、単位長Ｌ当たりのポイントＴ数が少なく、湾曲面の曲率が小さい場合には、高い圧力の圧力コード９３を設定する一方、単位長Ｌ当たりのポイントＴ数が多く、湾曲面の曲率が大きい場合には、低い圧力の圧力コード９３を設定した後、前記研磨経路における接線の垂線を前記三次元データに基づき演算して、これを法線とするとともに（ＳＡ６）、該法線の傾斜角及び傾斜方向を、前記三次元データに対応した姿勢データとする（ＳＡ７）。
【００２５】
このように、金型２を研磨する研磨ヘッド４の移動経路を、前記金型２の型図面データ１０１及び形状データ１０２からなるＣＡＤデータ１０３を用いてＣＡＤ装置７にて設定するので、多軸ロボット５を操作して、金型２の研磨面に設定された複数の基準点を記憶させるティーチング行程が不要となる。これにより、多軸ロボット５を停止させることなく、研磨作業を行うことができるので、作業効率を高めることができる。また、前記移動経路を示す三次元データ、及び前記移動経路における法線に沿った姿勢データは、ＣＡＤデータ１０３に基づき演算されるので、前記移動経路が金型２の湾曲部分に設定された場合であっても、前記三次元データより、該三次元データが示す位置に対応する法線に沿った前記姿勢データを容易に求めることができる。
【００２６】
次に、図８に示すように、ＣＡＤ装置７に接続されたキーボード１０４やマウス１０５等の入力手段より、修正箇所の入力があるか否かを判断し（ＳＡ８）、修正個所がある場合には、その修正位置の入力を行うとともに（ＳＡ９）、修正位置の修正座標データを前記ＣＡＤデータ１０３に基づき求めた後（ＳＡ１０）、修正位置のパターンコードの入力（ＳＡ１１）、及び該パターンコードが示す感度コード９２及び圧力コード９３を、前記単位長Ｌ当たりのトレランスＴ数を参照して決定する（ＳＡ１２）。すなわち、切削加工を終えた前記金型２の表面には、図１１に示すように、切削加工時に生じた不用意な突出部分１１１が形成されている場合があり、この突出部分１１１は、研磨行程にて研磨して取り除く必要がある。このため、前記金型２に光明丹１１２を塗布して前記突出部分１１１の有無を予め判断するとともに、前記金型２に突出部分１１１が発見された際には、この突出部分１１１の修正位置をＣＡＤ装置７に入力しておく。またこのとき、前記突出部分１１１の高さや範囲等を参照して、予め定められたパターンコード表より、適合するパターンコードを選択して入力する。このパターンコードは、前記修正位置にて、金型２を研磨する砥石１６の上下動を抑制する際の感度のパターン、及び前記砥石１６の付勢力の増加パターンを設定するコードであり、前記突出部分１１１の高さや範囲当に基づく矯正量により決定される。
【００２７】
そして、ステップＳＡ１３にて、前記三次元データと対応関係にある前記圧力コード９３に、前記三次元データと対応関係にある前記感度コード９２を付加して、前記三次元データに対応するＭコードを形成するとともに、前記三次元データ、該三次元データと対応関係にあるＭコード、前記三次元データと対応関係にある姿勢データを含む前記ＣＡＤデータを、フロッピーディスク８へ記録する（ＳＡ１４）。
【００２８】
一方、図９は、前記ロボット制御装置６の動作を示すフローチャートであり、該ロボット制御装置６は、先ずステップＳＢ１にて、前記フロッピーディスク８より、前記三次元データ、前記Ｍコード、前記姿勢データを含む前記ＣＡＤデータ１０３を読み込む。そして、多軸ロボット５のアーム３２を制御して、該アーム３２の先端に設けられた研磨ヘッド４の中心軸を、読み込まれた前記三次元データが示す位置へ移動するとともに（ＳＢ２）、研磨ヘッド４を前記三次元データに対応する姿勢データが示す傾斜角及び傾斜方向に維持する（ＳＢ３）。このように、前記研磨ヘッド４を、前記移動経路に対して常に垂直に維持することができるとともに、前記三次元データが示す位置に維持することができるので、砥石が揺動自在に設けられ、金型の表面をその表面形状に沿った均一の深さで研磨してしまう従来と比較して、切削後における金型２の表面に不用意な突出部分１１１が形成されている場合であっても、この突出部分１１１をＣＡＤデータ１０３に基づく形状に研磨することができる。
【００２９】
そして、前記シーケンサ４２に前記三次元データに対応するＭコードを出力して（ＳＢ４）、前記砥石１６が上下動する際の感度を、前記Ｍコードが示す感度コード９２の感度に設定するとともに、前記研磨ヘッド４の砥石１６に加わる圧力を、前記Ｍコードが示す圧力コード９３に設定しつつ、前記三次元データが示す前記研磨経路における研磨が完了するまで、前記各ステップＳＢ１〜ＳＢ４を実行する。このとき、前記三次元データが示す移動経路が、図１２に示すように、平面部から湾曲面へ向かって設定されている場合、移動経路において湾曲が次第に大きくなるので、単位長Ｌ当たりのトレランスＴ数が増加する。これにより、前記湾曲面における前記圧力コード９３は、平面部における圧力コード９３であるＰ０より低い圧力コード９３に設定されているので、前記砥石１６は、前記湾曲面へ弱い圧力で付勢される。なお、前記Ｍコードにおける感度コード９２は、他の部分と同様に、Ｇ０に設定されている。
【００３０】
具体的に、Ｍ１のＭコードが出力された際には、前記圧力制御回路４７を制御して前記研磨ヘッド４の砥石１６を、Ｐ０の圧力コード９３が示す圧力で付勢していた前記シーケンサ４２は、図４に示したデータテーブル９１を参照して、湾曲面に達した時点で、前記Ｐ０より弱いＰＡの圧力コード９３で付勢し、さらなる湾曲部位への移動に伴い、前記ＰＡより弱いＰＢの圧力コード９３にて付勢する。また、前記三次元データが湾曲面から平面部へ向かって設定されていて、Ｍ２のＭコードが出力された場合には、前記シーケンサー４２は、前記データテーブルを参照して、前記砥石１６を、湾曲面から平面部へ向かうに従って、ＰＢ〜ＰＡの圧力コード９３が示す圧力にて付勢する。このように、膨出した湾曲面における湾曲の大きさに伴い、前記砥石１６の付勢力を弱めることにより、該砥石１６と前記金型２との接触面積減少による単位面積当たりの付勢力の増大を防止することができるので、湾曲面の削りすぎを未然に防止することができる。
【００３１】
また、前記三次元データが示す移動経路に、図１３に示すように、突出部分１１１が不用意に形成さている場合には、該突出部分１１１を示す前記三次元データに対応したＭコードには、前記突出部分１１１の矯正量を参照して定められた感度及び圧力に対応するパターンコードに基づいたコードが設定されている。これにより、前記突出部分１１１における前記圧力コード９３は、他の部分におけるＰ０の圧力コード９３より高い圧力を示す圧力コード９３が設定されているとともに、前記感度コード９２は、他の部分におけるＧ０の感度コード９２より低い感度コード９２に設定されているので、前記砥石１６は、前記突出部分１１１へ強く付勢され、かつ前記突出部分１１１より反力を受けて上方へ向けた力が加わった場合であっても、上方への逃げが阻止される。
【００３２】
具体的に、図１３中にて左方へ移動するＭ３のＭコードが出力された際には、突出部分１１１より前方にて圧力コード９３がＰ０に、また感度コード９２がＧ０に設定されていた砥石１６は、突出部分１１１に差し掛かった時点で、前記Ｐ０より高いＰ１の圧力コード９３に設定されるとともに、前記Ｇ０より低いＧ１の感度コード９２の感度に設定される。そして、前記突出部分１１１の頂点に達するまで順に、前記圧力コード９３は、Ｐ２，Ｐ３に、また、前記感度コード９２は、Ｇ２、Ｇ３の感度に設定される。一方、前記頂点から離れるに従って、前記圧力コード９３は、Ｐ２，Ｐ１に、また前記感度コード９２は、Ｇ２、Ｇ１の感度に設定される。また、図１３中にて右方へ移動するＭ４のＭコードが出力された場合には、突出部分１１１に差し掛かった時点から突出部分１１１の頂点に達するまでの順に、前記圧力コード９３は、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に、また、感度コード９２は、Ｇ１，Ｇ２、Ｇ３の感度に設定される。一方、前記頂点から離れるに従って、前記圧力コード９３は、Ｐ２，Ｐ１に、また前記感度コード９２は、Ｇ２、Ｇ１の感度に設定される。
【００３３】
このように、切削行程にて金型２の表面に、不用意な突出部分１１１が形成されている場合であっても、前記砥石１６の付勢力を高めるとともに、砥石１６が上下動する際の感度を低く設定することにより、前記突出部分１１１における研磨率を高めることができるので、切削行程における金型２の表面に不用意な突出部分１１１を削り取り、ＣＡＤデータ１０３に基づく形状に研磨することができる。これにより、研磨後における修正作業が不要となるので、作業者による作業工程を軽減化することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の研磨装置にあっては、制御手段により制御される産業用ロボットは、ワークのＣＡＤデータを用いて設定された研磨部材の移動経路を示す三次元データ、及び前記移動経路における法線に沿った姿勢データに基づき、ワークを研磨する研磨部材の位置及び該位置における姿勢を制御するので、産業用ロボットを用いたティーチング作業が不要となる。これにより、産業用ロボットを停止させることなく、研磨作業を行うことができるので、作業効率を高めることができる。また、前記移動経路を示す三次元データ、及び前記移動経路における法線に沿った姿勢データは、ＣＡＤデータに基づき演算されるので、前記移動経路がワークの湾曲部分に設定された場合であっても、前記三次元データより、該三次元データが示す位置における法線に沿った前記姿勢データを容易に求めることができる。
【００３５】
そして、前記三次元データ及び前記姿勢データに基づき、前記研磨部材を前記移動経路に対して常に垂直に維持することができるので、研磨部材が、揺動自在に設けられ、ワークの表面を表面形状に沿った均一の深さで研磨してしまう従来と比較して、研磨前におけるワークの表面に不用意な突出部分が形成されている場合であっても、この突出部分をＣＡＤデータに基づく形状に研磨することができる。これにより、研磨後における修正作業が不要となるので、作業者による作業工程を軽減化することができる。
【００３６】
さらに、研磨部材を付勢手段によりワークへ向けて付勢するとともに、移動経路における曲率の変化に応じて、その付勢力を可変制御する研磨装置においては、膨出した湾曲面の湾曲が大きな部分を研磨する際に、前記研磨部材と前記ワークとの接触面積減少により、単位当たりの付勢力が増加される場合であっても、前記付勢手段による付勢力を弱めることができるので、前記湾曲面の削りすぎを未然に防止することができる。
【００３７】
また、研磨部材を付勢手段によりワークへ向けて付勢するとともに、ＣＡＤデータに基づき設定された座標データが示す部位にて、その付勢力を可変制御する研磨装置においては、研磨前における前記ワークの表面に、不用意な突出部分が形成されている場合、この突出部分の位置を示す座標データを前記ワークのＣＡＤデータに基づき設定するとともに、この座標データが示す部位にて、前記付勢手段による付勢力を高めることができる。これにより、前記突出部分における研磨率を高めることができるので、研磨前におけるワークの表面に不用意な突出部分が形成されている場合であっても、この突出部分をＣＡＤデータに基づく形状に研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態の研磨ヘッドを示す断面図である。
【図３】同実施の形態における制御回路を示すブロック図である。
【図４】同実施の形態におけるデータテーブルを示す図である。
【図５】同実施の形態における圧力コードと圧力の関係を示す図である。
【図６】同実施の形態における感度コードと感度の関係を示す図である。
【図７】同実施の形態のＣＡＤ装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】図７に続くフローチャートである。
【図９】同実施の形態のロボット制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】同実施の形態のトレランスの設定手順を示す説明図である。
【図１１】同実施の形態の金型における突出部分を示す要部の拡大図である。
【図１２】同実施の形態の湾曲面を研磨する状態を示す説明図である。
【図１３】同実施の形態の突出部分を研磨する状態を示す説明図である。
【図１４】従来例を示す模式図である。
【符号の説明】
１研磨装置
２金型（ワーク）
４研磨ヘッド
５多軸ロボット（産業用ロボット）
６ロボット制御装置（制御手段）
７ＣＡＤ装置
１６砥石（研磨部材）
４７圧力制御回路
４８感度制御回路
４９回転制御回路
９１データテーブル
１０３ＣＡＤデータ

Claims

産業用ロボットの研磨ヘッドに設けられた研磨部材をワークへ向けて付勢するとともに、前記研磨部材の付勢力を制御する圧力制御回路と、前記研磨部材が前記ワークから受ける反力を吸収する際の感度を制御する感度制御回路とを有する付勢手段を備え、前記研磨部材を回転しながら移動して前記ワークを研磨する研磨装置であって、
前記産業ロボットの前記研磨部材の位置及び該位置における姿勢を、前記ワークのＣＡＤデータを用いて設定された前記研磨部材の移動経路を示す三次元データ及び前記移動経路における法線に沿った姿勢データに基づき制御し、かつ前記移動経路における曲率の変化に応じて前記付勢手段による付勢力を可変制御するとともに、前記ＣＡＤデータに基づき設定された座標データが示す部位にて前記付勢手段による付勢力を可変制御する制御手段と、
前記研磨部材の前記付勢力及び前記感度の設定を、予めパターン化された感度圧力パターンのデータテーブルに基づいて設定する設定手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記三次元データが示す前記移動経路に突出部分が形成されている場合、該突出部分を示す部位では、前記感度を低くして前記突出部分より受ける反力による前記研磨部材の逃げを抑制することを特徴とする研磨装置。