JPH01153268A - 研磨工具着脱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は研磨工具着脱装置に関するものであり、特に
、研磨工具と研磨工具支持装置との接合及び離脱が容易
にでき、ロボット等による自動研磨装置に利用が可能な
研磨工具着脱装置に関するものでおる。

［従来の技術］ 第６図は従来の研磨工具の使用例を示す斜視図である。

図において、（１）は金型等の被研磨体、（２）は被研
磨体（１）を研磨する砥石、（３）はエアーによる回転
式の研磨工具、（４）は研磨工具（３）にエアーを供給
するエアーホースである。

従来の研磨工具は上記のように構成されており、作業者
が研磨工具（３）を直接手で持って研磨作業を行なって
いた。

エアーホース（４）からは、通常、工場エアー圧１．０
〜７．０　［Ｎｇ／ｃｍ］のエアーが研磨工具（３）内
のモータ（図示せず）に供給され、モータｔ、１１００
０〜１６０００　［ｒｌ）ｍ］の高速で回転する。そし
て、このモータの回転軸の先端部に設置された砥石（２
）も同一回転速度で回転する。

この回転状態にある砥石（２）を被研磨体（１）に押圧
して、被研磨体（１）の面取り或いはパリ取り等の各種
の研磨加工を行なっていた。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような従来の研磨工具では、作業者が手で持って
研磨作業を行なうものであった。

したがって、このような人間による手作業では、研磨加
工の精度及び品質の安定、或いは作業効率の向上の点で
問題があった。

そこで、機械による自動化が要求され、各種の自動研磨
装置が開発された。そして、同時に研磨加工技術も向上
した。また、それに伴って各種の研磨工具＠脱装置も開
発された。例えば、実開昭５８−１９１９４４＠、実開
昭６２−８１５５７号公報等に記載の研磨加工技術の向
上を月相した装置が考案され、また、実開昭６１−７１
３８９号、同７１３９０号、同１３１２９５号、実開昭
５７−１７０９８１、実開昭６０−１８６１４６号、及
び実開昭６２−３９９４１号公報等に記載の研磨工具着
脱装置も考案された。

ところが、上記のような従来の研磨工具＠脱装置におい
ては、研磨工具（３）と支持装置との着脱動作を作業名
が行なわなければならなかったり、或いは、着脱動作を
自動で行なうにしても極めて正確な精度が要求されたり
して、必ずしも完全で安定した自動化を行なうには適さ
ないという問題点があった。

そこで、この発明はかかる問題点を解消するためになさ
れたものであり、ロボットの可動腕等の支持装置への研
磨工具の着脱動作が自動で、簡単に、しかも短時間で行
なえる研磨工具着脱装置を得ることを課題とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明にかかる研磨工具着脱装置は、研磨工具（３）
の端部に位置するフランジ（５）の中央部に垂設した接
続金具（１３）、前記接続金具（１３）の上面中央部に
設けた凹部（１３ａ）、前記接続金具（１３）の側面部
全周に設けた断面略■の字状の環状溝部（１３ｂ）から
なる研磨工具側のジヨイント機構（Ａ＞と、研磨工具（
３）取付用の抑圧シリンダー（１４）に組付けられ、接
続金具（１３）の凹部（１３ａ）と嵌合可能な凸部（２
４ａ＞を中央部に有する芯出金（２４）、前記芯出金（
２４）の周縁部に延設したハウジング（２７）に配設し
た複数のシリンダー（３６）。

（３７）、前記複数のシリンダー（３６）、（３７）に
より可動する連結棒（３４）、（３５）、前記連結棒（
３４）、（３５）の先端部に組付けられ接続金具（１３
）の環状溝部（１３ｂ）と嵌合可能なクランパー（３０
）、（３１）とからなる研磨工具支持装置側のホールド
機構（Ｂ）とを具慨するものである。

［作用］ この発明の研磨工具着脱装置においては、研磨工具側の
ジヨイント機４ｇ（Ａ＞として、研磨工具（３）の端部
に位置するフランジ（５）の中央部に略円柱状の接続金
具（１３）を垂設し、この接続金具（１３）の上面中央
部に逆截頭円錐状の凹部（１３ａ）を設け、この接続金
具（１３）の側面部全周に亘り断面略Ｖの字状の環状溝
部（１３ｂ）を設けたものである。一方、研磨工具支持
装置側のホールド機＠（Ｂ）として、ロボット腕（１６
）の先端部に位置する研磨工具（３）の抑圧用の抑圧シ
リンダー（１４）に接続金具（１３）の凹部（１３ａ）
と嵌合可能な凸部（２４ａ）を中央部に有する芯出金（
２４）を組付け、この芯出金（２４）の周縁部に延設し
たハウジング（２７）に複数のシリンダー（３６）、（
３７）を配′設し、この複数のシリンダー（３６）、（
３７）により連結棒（３４）、（３５）を可動させ、こ
の連結棒（３４）、（３５）の先端部に接続金具（１３
）の環状溝部（１３ｂ）と嵌合可能な凸部（３０ａ）、
（３１ａ＞を有するクランパー（３０）、（３１）を組
付けたものである。したがって、接続金具（１３）の凹
部（１３ａ＞と芯出金（２４）の凸部（２４ａ＞との嵌
合動作により研磨工具側のジヨイント機構（Ａ＞と研磨
工具支持装置側のホールド機構（Ｂ）との結合時の上下
方向の位置決めができ、また、シリンダー（３６）。

（３７）を作動させクランパー（３０）、（３１）を開
閉させることにより研磨工具側のジヨイント機構（Ａ＞
と研磨工具支持装置側のホールドＵＮｆ３（Ｂ）との結
合時の前後左右方向の位置決めと、ジヨイント機構（Ａ
　＞とホールド機構（Ｂ）との結合及び離脱の各動作を
自動で行なうことができ−る。

［実施例］ 第１図はこの発明の研磨工具着脱装置の一実施例に用い
る研磨工具を示す一部断面を含む正面図、第２図はこの
発明の研磨工員＠脱装置の一実施例を示す縦断面図、第
３図は第２図の研磨工具着脱装置のＸ−Ｘ矢視による一
部断面を含む平面図、第４図はこの発明の研磨工具＠脱
装置と装着状態にある研磨工具の外観を示す正面図、第
５図はこの発明の研磨工具着脱装置を備えた自動ω１磨
装置仝休を示す斜視図である。なお、図中、（１）から
（３）は上記従来例の構成部分と同一または相当する構
成部分である。

この発明の研磨工具着脱装置の一実施例を各図を用いて
以下に説明する。

まず、第１図において、（５）は研磨工具（３）の反砥
石（２）側の端部に位置するフランジ、（６）はこのフ
ランジ（５）との固定用に形成された研磨工具（３）の
鍔、（７）はフランジ（５）と鍔（６）とを締結するボ
ルトで必る。（８）は研磨工具（３）の駆動源であるエ
アー式モータ（図示せず）のモータ軸、（９）はモータ
軸（８）と共に回転するスライド軸、（１０）はスライ
ド軸（９）の先端部に締付固定されている砥石軸、（１
１）はスライド軸（９）を摺動自在に軸支するニードル
ベアリング、（１２）はスライド軸（９）のスライド量
を制限するスライドストッパーである。（１３）はフラ
ンジ（５）の中央部に垂設した略円柱状の接続金具であ
り、この上面中央部には逆截頭円錐状の凹部（１３ａ）
が設けられている。また、この接続金具（１３）の側面
部には全周に亘り断面略Ｖの字状の環状溝部（１３ｂ）
が設けられている。そして、この接続金具（１３）全体
で研磨工具側のジヨイント機構（Ａ）を構成している。

なお、この研磨工具（３）の砥石（２）内には磁石（２
ａ）が内蔵されている。したがって、例えば、金型等の
金属製の磁性体からなる被研磨体（１）を研磨加工する
際には、砥石（２）と被研磨体（１）とに吸引力が働き
、被研磨体（１）と砥石（２）との接触状態が維持され
る。このため、被研磨体（１）の被研磨面の形状に応じ
てスライド軸（９）が上下にスライドして追従するので
、極めて正確な倣い研磨加工ができる。

次に、第２図及び第３図について説明する。

第２図において、（１４）は研磨工具（３）を被研磨体
（１）の方向に押圧する抑圧シリンダー、（１５）は抑
圧シリンダー（１４）をロボット等に設置するためのシ
リンダー取付部材、（１６）はロボッｌ−本体から延出
した可動式のロボット腕である。（１７）は押圧シリン
ダー（１４）のシリンダー軸であり、図の上下方向にス
ライドする。

（１８）はシリンダー軸（１７）の先端面に設置した当
金であり、ボルト（１９）により固定されている。（２
０）はシリンダー取付部材（１５）の周縁部に穿設され
たスライド孔（１５ａ）に挿通されているガイドピンで
あり、先端部には（２１）の可動範囲制限用のワッシャ
がボルト（２２）により固定されている。（２３）はガ
イドピン（２０）の撮動を吸収し、ガイドピン（２０）
を摺動可能に支持しているブツシュでおる。（２４）は
抑圧シリンダー（１４）のシリンダーｐＨ（１７）に組
付けられている芯出金でおり、中央部には接続合具（１
３）の凹部（１３ａ＞と嵌合可能な凸部（２４ａ＞が形
成されている。（２５）は芯出金（２４）とで当金（１
８）を挾持する押え板、（２６）は押え板（２５）と芯
出金（２４）を固定しているネジ、（２７）は芯出金（
２４）の周縁部に延設したハウジングである。（２８）
はハウジング（２７）の反芯出金（２４）側の開口部に
設置したリングであり、この中央部には接続金具（１３
）が挿通可能な大きざの挿入孔（２８ａ）が穿設されて
いる。（２９）は芯出金（２４）の凸部（２４ａ）と接
続金具（１３）の凹部（１３ａ）との圧接面に介在する
Ｏリング、（３０）及び（３１）は接続金具（１３）の
環状溝部（１３ｂ）と嵌合可能な凸部（３０ａ＞、（３
１ａ＞を有するクランパー、（３２）及び（３３）はク
ランパー（３０）、（３１）の反凸部（３０ａ＞。

（３１ａ）側に設置されたホルダー、（３４）及び（３
５）はホルダー（３２）、（３３）によりクランパー（
３０・）、（３１）に結合されている連結棒、（３６）
及び（３７）はハウジング（２７）に配設され連結棒（
３４）、（３５）を可動させるシリンダーである。（３
８）は連結棒（３４）、（３５）を中心に螺旋状にハウ
ジング（２７）とホルダー（３２）、（３３）との間に
挿入されたスプリングであり、クランパー（３０）。

（３１）を常に接続金具（１３）方向に附勢している。

（３９）は研磨工具（３）のモータにエアーを供給する
エアー管であり、芯出金（２４）及び接続金具（１３）
内に形成されている。このエアー管（３９）は芯出金（
２４）の凸部（２４ａ）と接続金具（１３）の凹部（１
３ａ）との当接部で連通しており、０リング（２９）が
エアー漏れ防止機能を果している。

第３図において、（４０）は２個の対向するクランパー
（３０）、（３１）が中央位置で接続金具（１３）を固
定するための位置決め用のストッパーでおる。（４１）
は２１固のクランパー（３Ｑ）、（３１）に挿通して設
置したガイドバーであり、クランパー（３０）、（３１
）が平行移動する際の案内棒である。

以上の芯出金（２４）、シリンダー（３６）。

（３７）、連結棒（３４）、（３５）及びクランパー（
３０）、（３１）は第１図の説明で述べたジヨイント機
構（Ａ＞と結合可能なボールド機構（Ｂ）を構成してい
る。

第４図はこの発明の研磨工具＠脱装置と装着状態にある
研磨工具（３）の外観を示す正面図であり、図中の各構
成部分は第１図から第３図の各構成部分と同一でおる。

この実施例の研磨工具＠脱装置では、接続金具（１３）
の凹部（１３ａ）と芯出金（２４）の凸部（２４ａ）と
の嵌合動作によって、研磨工具側のジヨイント機構（Ａ
）と研磨工具支持装置側のホールド機構（Ｂ）との結合
時の上下方向の位置決めができる。また、シリンダー（
３６）、（３７）を作動させ、クランパー（３０）、（
３１）を開閉させることにより研磨工具側のジヨイント
機構（Ａ＞と研磨工具支持装置側のホールド機構（Ｂ）
との結合時の前後左右方向の位置決め、及びジヨイント
機構（Ａ＞とホールド機構（Ｂ）との＠脱ができる。し
たがって、ジヨイント機構（Ａ＞とホールド機構（８）
とは、常に一定の位置関係を維持しつつ着脱できるので
、ジヨイント機構（Ａ＞とホールド機構（Ｂ）との結合
及び離脱の各動作の自動化を行なうことができる。

第５図は、この発明の研磨工具着脱装置を備えた自動研
磨装置全体を示す斜視図である。

図において、（４２）は被研磨体（１）等を載置する加
工台であるワークテーブル、（４３）はワークテーブル
（４２）内に内蔵されている加工液槽、（４４）は研磨
工具（３）を支持するとともに所定の研磨加工を行なう
ロボット、（４５）は各種の研磨工具（３）等が備え付
けであるツールスタンド、（４６）はロボツ１〜（４４
）の研磨加工時の動作を制御するロボットコントローラ
、（４７）はロボット（４４）がツールスタンド（４５
）内の研磨工具（３）との交換動作等を制υ１１する工
具自動交換制御装置でおる。

ここで、この実施例の研に工具着脱装置による研磨工具
（３）の着脱動作、及びこの着脱装置を有する研磨装置
による研磨動作について以下に説明する。

？ＪＩ磨工具（３）が着脱可能な構造のツールスタンド
（４５）内には、予め複数の研磨工具（３）が収納され
ている。これらの各研磨工具（３）は全てジヨイント機
構（Ａ＞を有している。

一方、ロボッ１〜（４４）のロボット腕（１６）の先端
部には、研磨工具（３）の押圧用の抑圧シリンダー（１
４）と、研磨工具（３）のジヨイント機構（Ａ＞との着
脱が可能なホールド機構（Ｂ）とを有している。

まず、ホールド機構（８）に研磨工具（３）のジヨイン
ト機構（Ａ）が装着されていない場合の動作について述
べる。

この場合は、ロボット（４４）のロボット腕（１６）が
ツールスタンド（４５）付近に接近したとき、エアー調
節によりホールド機構（Ｂ）のシリンダー（３６）、（
３７）が作動し、ホルダー（３２）、（３３）を開放状
態にする。そして、ホールド機構（Ｂ）のリング（２８
）の挿入孔（２８ａ＞から希望する研磨工具（３）の接
続金具（１３）を挿入する。この接続金具（１３）の凹
部（１３ａ）は芯出金（２４）の凸部（２４ａ＞と当接
状態となり、ホールド１ｌｉｓ（Ｂ）内のほぼ中央の所
定の位置に収納される。この状態でホールド機構（Ｂ）
のシリンダー（３６）、（３７）を作動させる。次に、
クランパー（３０）、（３１）が閉鎖する方向に作動し
、接続金具（１３）の環状溝部（１３ｂ）とクランパー
（３０）。

（３１）の凸部（３０ａ＞、（３１ａ）とが嵌合状態と
なり、接続金具（１３）を確実に固定する。

これで、研磨工具（３）のジヨイント機構（Ａ＞と研磨
工具支持装置側のホールドｌ１ｌ（Ｂ）との結合動作を
完了する。以上の動作は工具自動交換制御装置（４７）
の指令により行なわれる。

この後、ロボット（４４）は研磨工具（３）を′ｌＡ＠
シたロボット腕（１６）をワークテーブル（４２）まで
移動させ、被研磨体（１）の研磨加工を行なう。この研
磨加工動作はロボットコントローラ（４６）からの指令
により行なわれる。

この研磨加工の際に、被研磨体（１）の若干の凹凸はス
ライド軸（９）で吸収できる。数字的には、Ｏ〜２５［
＃］の範囲で追従が可能であり、この範囲内であればロ
ボット（４４）はラフなティーチングであってもよい。

また、砥石（２）内には磁石（２ａ）が内蔵されており
、被研磨体（１）との間に吸引力が作用するが、この吸
引力不足の場合にも、上部の押圧シリンダー（１４）は
Ｏ〜５０［ｍ］の範囲内で抑圧できる。したがって、こ
の研磨工具（３）は極めて正確な倣い研磨加工を行うこ
とができる。

一方、この抑圧シリンダー（１４）は工具自動交換制御
装置（４７）の指令により、シリンダー軸（１７）を引
き上げることもできる。このとき、ホールド機構（Ｂ）
は４本のかイドピン（２０）によりシリンダー取付部材
（１５）に支持されているので、円滑にスライド動作が
行なわれる。

なお、研磨工具（３）による研磨加工の最中は、ホール
ド機構（Ｂ）とジヨイント機構（Ａ＞とは固定状態にあ
る。特に、このホールド機構（Ｂ）では、接続金具（１
３）を左右から挟圧するための補助的な手段として、ス
プリング（３８）が設置されている。したがって、何ら
かの故障等によりシリンダー（３６）、（３７）へのエ
アーの供給が遮断されても、研磨加工の最中に研磨工具
（３）がホールド機構（Ｂ）から外れる事故を防止する
ことができるので、極めて安全性を高くすることができ
る。

また、研磨工具（３）を取外す場合には、このスプリン
グ（３８）の押圧力に抗してシリンダー（３６）、（３
７）を作動させることにより、容易に取り外すことがで
きる。

次に、研磨工具（３）を交換する場合の動作について述
べる。

この場合は、ロボット（４４）のロボット腕（１６）が
ツールスタンド（４５）付近に接近し、装着状態にある
研磨工具（３）をツールスタンド（４５）の所定の位置
に収納する。そして、エアー調節によりホールド機構（
Ｂ）のシリンダー（３６）、（３７）を作動させ、ホル
ダー（３２）、（３３）を開放状態にし、接続金具（１
３）をホールド機構（Ｂ）から扱き取り、研磨工具（３
）の取外しができる。

その後、別の研磨工具（３）を装着するために、新たな
研磨工具（３）の接続金具（１３）をホールド機構（Ｂ
）のリング（２８）の挿入孔（２８ａ）に挿入する。そ
して、シリンダー（３６）。

（３７）を作動させて、クランパー（３０）。

（３１）を閉鎖し、接続金具（１３）を固定する。

このようにして、別の研磨工具（３）と交換することが
できる。

以上述べたように、この実施例の研磨工具着脱装置によ
れば、研磨工具（３）の着脱動作を自動で、簡単に、し
かも短時間で行なうことができる。

したがって、例えば、砥石（２）の形状及び粒度の異な
る各種の研磨工具（３）をツールスタンド（４５）に収
納しておき、被研磨体（１）の被研磨面に応じて研磨工
具（３）を適宜選定し、研磨加工を行なうようなプログ
ラムによる自動研磨ができる。或いは、全て同一種類の
研磨工具（３）をツールスタンド（４５）に収納してお
き、研磨加工による砥石（２）の浦粍の度合に応じて適
宜研磨工具（３）を自動釣に変換できるようにしてもよ
い。このように、この実施例の研磨工具＠脱装置を採用
すれば、研磨装置の自動化を促進でき、利用範囲が拡大
する。

ところで、上記実施例では研磨工具（３）として回転式
のエアー工具を用いた装置について説明をしたが、例え
ば、撮動式等の他の方式の研磨工具（３）であってもよ
い。

また、上記実施例ではシリンダー（３６）。

（３７）及びクランパー（３０）、（３１）を各々２個
設置した装置について説明したが、本発明を実施する場
合には、これに限定されるものではない。例えば、前後
左右の４方向から接続金具（１３）を挾持する方式でお
ってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明の研磨工具着脱装置は、
接続金具の凹部と芯出金の凸部との嵌合動作により研磨
工具側のジヨイント機構と研磨工具支持装置側のホール
ド機構との結合時の垂直及び水平方向の位置決めができ
、また、シリンダーを作動させクランパーを開閉させる
ことにより研磨工具側のジヨイント機構と研磨工具支持
装置側のホールド機構との結合時の前後左右方向の位置
決めと、ジヨイント機構とホールド機構との結合及び離
脱の各動作を行なうことができるので、研磨工具の着脱
動作を自動で、簡単に、しかも短時間ででき、研磨装置
の自動化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の研磨工具着脱装置に用い
る研磨工具を示す一部断面を含む正面図、第２図はこの
発明の研磨工具＠脱装置の一実施例を示す縦断面図、第
３図は第２図の研磨工具着脱装置のＸ−Ｘ矢視による一
部断面を含む平面図、第４図はこの発明の一実施例の研
磨工具着脱装置と装着状態にある研磨工具の外観を示す
正面図、第５図はこの発明の一実施例の研磨工具着脱装
置を備えた自動研磨装置全体を示す斜視図、第６図は従
来の研磨工具の使用例を示す斜視図でおる。 図において、 ３：研磨工具、　　　　　　１３：接続金具、１３ａ：
凹部、　　　　　１３ｂ：環状溝部、１４：押圧シリン
ダー、　　２４：芯出金、２４ａ：凸部、　　　　　　
２７：ハウジング、３４．３５：連結棒、３６．３７：
シリンダー、Ａ：ジヨイント機構　　　　　Ｂ：ホール
ド機構、である。 なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）研磨工具の端部の中央部に垂設した接続金具と、
   前記接続金具の上面中央部に設けた凹部と、前記接続金
   具の側面部全周に設けた断面略Ｖの字状の環状溝部とか
   らなる研磨工具側のジョイント機構と、 研磨工具取付用の押圧シリンダーに組付けられ、接続金
   具の凹部と嵌合可能な凸部を中央部に有する芯出金と、
   前記芯出金の周縁部に延設したハウジングに配設した複
   数のシリンダーと、前記複数のシリンダーにより可動す
   る連結棒と、前記連結棒の先端部に組付けられ接続金具
   の環状溝部と嵌合可能なクランパーとからなる研磨工具
   支持装置側のホールド機構と、 を具備することを特徴とする研磨工具着脱装置。
2. （２）前記接続金具の凹部と嵌合可能な凸部を中央部に
   有する芯出金は、エアー供給管路としたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の研磨工具着脱装置。