JPH0192052A - 加工装置の工具摩耗補正装置 - 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） 本発明は、砥石車により鋳造品のパリ取りを行う加工装
置等に適した工具摩耗補正装置に関する。

（従来技術） この種の加工装置においては、加工の度に砥石車等の工
具が摩耗し、これによりパリの取残し量等の加工誤差が
次第に増大するので、所定数の工作物を加工する毎に工
具の摩耗量を検出し、この摩耗量に応じて制御装置によ
り加工装置の作動状態を制御して、工具の摩耗による加
工誤差を補正するようにしている。しかして、この補正
間隔を定める前記工作物の加工数は一定であった。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、１回の加工における砥石車等の工具の摩耗量
は、工作物や工具の状態により変化して一定とはならな
い。一方、前記補正間隔は一定であるので、工具の摩耗
量が大なる場合は補正直前における前記加工誤差が大と
なって品質にばらつきを生じ、これを防止するために補
正間隔を減少させれば摩耗量が小なる場合には加工誤差
が許容限度よりも相当に小さいにも拘わらず補正が行わ
れるので無駄な補正時間を消費するという問題がある。

本発明は工具の摩耗量に応じて補正間隔を変化させて、
このような問題を解決しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） このために、本発明による加工装置の工具摩耗補正装置
は、第１図に示す如く、加工装置５の工具Ｔにより所定
数の工作物を加工する毎に摩耗量検出手段１により前記
工具Ｔの摩耗量を検出し、この摩耗量に応じて前記加工
装置５の作動状態を制御して工具Ｔの摩耗による加工誤
差を補正する制御装置２を備えてなる加工装置の工具摩
耗補正装置において、少なくとも１つの摩耗基準値を記
憶する記憶手段３と、前記摩耗量検出手段１により前記
工具Ｔの摩耗量を検出する毎に検出された摩耗量を前記
摩耗基準値と比較しそその直後における工作物の加工数
を定める前記所定数を、同摩耗量が大なる場合はその直
前における前記所定数よりも減少し、同摩耗量が小なる
場合はその直前における前記所定数よりも増大するよう
に決定する加工数演算手段４を備えたことを特徴とする
ものである。

（作用） 所定数の工作物を加工した後に制御装置２は摩耗量検出
手段１により工具Ｔの摩耗量を検出し、次いで加工数演
算手段４は直前の所定数の工作物を加工することにより
生じた工具Ｔの摩耗量を記憶手段３に予め記憶されてい
る摩耗基準値と比較し、次回に工具Ｔの摩耗量を検出し
て摩耗による加工誤差を補正するまでの工作物の加工数
を、前記摩耗量が大なる場合は前回の工作物の加工数よ
りも減少し、同摩耗量が小なる場合は前回の工作物の加
工数よりも増大するように決定する。次いで制御装置２
は工具の摩耗量の分だけ工具が工作物の加工面に接近す
るように加工装置５の作動状態を制御して工作物の加工
を行い、工具Ｔの摩耗による加工誤差を補正する。この
制御状態において先に決定された数の工作物を引き続い
て加工した後、制御装置２は再び摩耗量検印手段１によ
り工具Ｔの摩耗量を検出し、以下同様の作動を行う。

１回の所定数の工作物の加工の間における工具の摩耗量
が大なる場合には次回の摩耗補正までの間の工作物の加
工数は減少してその間における工具の摩耗量すなわち次
回の摩耗補正直前における最大の加工誤差を減少させ、
この摩耗量が小なる場合には次回の摩耗補正直前におけ
る最大の加工誤差を増大させることなく、次回の補正ま
での間の工作物の加工数を増大する。

（発明の効果） 上述の如く、本発明によれば工具の摩耗量に応じて補正
間隔が変化し、この摩耗量が大なる場合は次の摩耗補正
までの間の加工数が減少するので工具の摩耗による加工
誤差が過大となって品質にばらつきが生ずることがなく
、またこの摩耗量が小なる場合には次の摩耗補正までの
間の加工数が増大するので補正回数が減少し、これによ
り工作物１個当りの平均加工時間を減少させて生産性を
向上させることができる。

（実施例） 以下に第２図〜第７図により本発明の詳細な説明する。

第２図に示す如く、基台１０上には５軸制御の多関節型
ロボット１１と、フォトインクラブタ１３と、工作物Ｗ
を支持する取付台１５が設けられ、多関節型ロボット１
１の手首部１１ａには砥石車（工具）Ｔを備えたグライ
ンダ１２が取り付けられている。フォトインタラプタ１
３は投光部１３ａと光電スイッチ１３ｂよりなり、多関
節型ロボット１１の作動と協働して砥石車Ｔの半径を測
定し、これにより砥石車Ｔの摩耗量を検出するものであ
る。此等の各部は防塵カバー１６により覆われ、その内
部は集塵装置１７により吸引されている。

多関節型ロボット１１及びグラインダ１２の作動を制御
する電子制御装置は、第３図に示す如く、マイクロプロ
セッサ３０と記憶装置３１を主要な構成要素としている
。マイクロプロセッサ３１には、多関節型ロボット１１
の各軸を制御する６つのサーボモータＭ１〜Ｍ６を駆動
する６つのモー夕駆動回路Ｄｉ−Ｄ６及びグラインダ１
２を駆動する工具駆動回路３２が接続され、また操作盤
３３及び前記フォトインクラブタ１３が接続されている
。多関節ロボット１１の各軸に設けられた６個のエンコ
ーダＥ１〜Ｅ６は各軸の回動角を検出して、これを各モ
ータ駆動回路Ｄ１〜Ｄ６にフィードバックしている。記
憶装置３１のＲＯＭには多関節ロボット１１を含む加工
装置を作動させるためのプログラムデータが記憶され、
また記憶装置３１のＲＡＭには砥石車Ｔ及び工作物Ｗに
関する各教示データが記憶されている。此等の教示デー
タには次のものが含まれている。

ｒＯ：基準砥石半径 ｄｒａ：第１摩耗基準値（品質限界） ｄｒｂ：第２摩耗基準値（＝％ｄｒａ）ｄｒｃ：第３摩
耗基準値（＝　’Ａ　ｄ　ｒａ）砥石車Ｔの半径の測定
は、第４図に示す如く、フォトインタラプタ１３の投光
部１３ａから光電スイッチ１３ｂに向けて放射される光
線りが砥石車Ｔにより遮断されることを検出して行う、
マイクロプロセッサ３０は多関節型ロボット１１を作動
させて砥石車Ｔの軸線が光線りと平行となるようにして
砥石車Ｔを投光部１３ａと光電スイッチ１３ｂの間に近
付け、砥石車Ｔが光線Ｌｔ−遮った瞬間に多関節型ロボ
ット１１を停止させ、その状態における各軸の回動角に
基づいて砥石車Ｔの半径（第４図のｒｏまたはｒｎ）を
演算する。

マイクロプロセッサ３０は、第５図に示す如く砥石車Ｔ
が工作物Ｗの表面Ｗａに沿って移動するように多関節型
ロボット１１を作動させて表面Ｗａから突出するパリｗ
ｂを除去する。第５図（ａ）に示す如（砥石車Ｔの半径
がｒｏのときにパリＷｂが完全に除去されていた場合に
おいて、砥石車Ｔが摩耗してその半径がｒｎとなれば、
第５図（ｂｌに示す如く、摩耗量ｄｒ　（＝ｒｏ−ｒｎ
）に相当する高さのパリの取残しＷｃが生ずる。この状
態において摩耗量ｄｒだけ工具Ｔが工作物Ｗの表面Ｗａ
に接近するように、砥石車Ｔの移動軌跡の変更をマイク
ロプロセッサ３０により行えば、第５図（Ｃ）に示す如
くパリの取残しは０となる。このようなパリ取残し量の
補正は、所定数の工作物Ｗのパリ取り加工が行われる毎
になされるが、本実施例においてはこのような加工数Ｉ
は一定ではなく次のように変化する値となっている。

ｄｒ≧ｄｒａ：　　Ｉ＝１ ｄ　ＩＢ＞　ｄ　ｒ≧ｄｒｂ：　　１．＝前回のｌｘ％
ｄ　ｒｂ＞　ｄ　ｒ≧ｄｒｃ：　　Ｉ＝前回のＩのま＼
ｄｒｃ＞ｄｒ　　　　；　　Ｉ＝前回のＩＸ２但しｄｒ
＝ｒｏ−ｒｎ ｒＯ：前回の補正時の砥石車半径 ｒｎ：今回の補正時の砥石車半径 すなわち加工数■は、前回の補正と今回の補正の間の摩
耗量ｄｒがパリの取残し量の品質限界である第１摩耗基
準値ａｒａ以上となった場合は加工数が１つまり直ちに
再度のパリ取残し量の補正を行うようにし、摩耗量ｄｒ
が品質限界より多少減少してｄ　ｒａ＞　ｄ　ｒ≧ｄ　
ｒｂ　（＝　’Ａ　ｄ　ｒａ）となれば■をそれまでの
値の半分とし、ｄｒが更に減少してｄ　ｒｂ＞　ｄ　ｒ
≧ｄｒｃ（＝％ｄｒｃ）となればＩをそれまでの値のま
−とし、ｄｒが更に減少してｄ　ｒｃ＞ｄｒとなればＩ
をそれまでの値の２倍とするものである。すなわち加工
数■は摩耗量が大なる場合はそれまでの値よりも小とし
、摩耗量が小なる場合は大とするものである。なお加工
数■の最大値は３２個としている。

１回の加工における砥石車Ｔの摩耗量に影響を与える工
作物Ｗのパリの状態や砥石車Ｔの表面状態及び半径等の
時間的変化は、普通は急激に変化することはないので、
加工数Ｉの工作物Ｗのパリ取りの間における砥石車Ｔの
摩耗量ｄｒもそれ程急激に変化することはない。従って
加工数■の変化もなだらかである。

次に本実施例の作動を第６図に示すフローチャートによ
り説明する。このフローチャートによる動作を実行する
ための制御プログラムは記憶装置３１に記憶されている
。

先ずステップ１０１においてマイクロプロセッサ３０は
内蔵するワークカウンタのカウンタ値ｎに１を加えた後
、ステップ１０２において加工数■と比較し、カウンタ
値ｎが加工数■に達していなければそのま−ステップ１
１４に進んで、前回と同一条件でパリ取り加工を行う。

カウンタ値ｎが加工数■に達すれば制御動作はステップ
１０３に進んで砥石車Ｔの摩耗によるパリの取残しの補
正を行う。

ステップ１０３おいてマイクロプロセッサ３０は前述の
如くフォトインクラブタ１３を使用して砥石車Ｔの現在
の半径ｒｎを検出し、続くステップ１０４において基準
砥石半径ｒＯに対する砥石車Ｔの摩耗量Ｓ　（＝ｒＯ−
ｒｎ）を演算し、基準砥石半径ｒＯの場合の砥石車Ｔの
移動軌跡に対し摩耗量Ｓだけ砥石車Ｔが工作物Ｗの表面
Ｗａに接近するように座標変換を行う、ステップ１０５
においてマイクロプロセッサ３０は前回の摩耗補正から
今回の摩耗補正までの間における１個の工作物Ｗのパリ
取りによる砥石車Ｔの半径の摩耗量ｄｒ　（＝ｒｏ−ｒ
ｎ）を演算し、続くステップ１０６〜１１１によりｄｒ
≧ｄｒａならば■の値を１、とし、ｄ　ｒａ＞　ｄ　ｒ
≧ｄｒｂならば夏をそれまでの値の半分とし、ｄ　ｒｂ
＞　ｄ　ｒ≧ｄｒｃならば■をそれまでの値のま−とし
、ｄｒがそれ以外すなわちｄ　ｒｃ＞　ｄ　ｒならばＩ
をそれまでの値の２倍とした後、制御動作をステップ１
１２に進める。

マイクロプロセッサ３０はステップ１１２においてカウ
ンタ値ｎを０にリセットし、ステップ１１３において次
回の摩耗補正に備えてｒＯにｒｎＯ値を代入した後、ス
テップ１１４において前記座標変換により砥石車Ｔの摩
耗を補正して、第５図（Ｃ１の如くパリ取り加工を行う
。ステップ１１３が終了すれば、加工済の工作物Ｗが搬
出され、未加工の工作物Ｗが取付台１５上に取り付けら
れて加工が再開するまで第６図のフローチャートによる
動作は停止する。

第７図は半径がｒｏｌの新しい砥石車Ｔが装着された後
における工作物Ｗの加工数と砥石車半径ｒの関係を示す
ものである。第１個目の工作物Ｗのパリ取り加工開始時
には、次の摩耗補正までの加工数１０は所定の値に定め
られており、先ず砥石車Ｔの半径を検出して基準砥石車
半径ｒＯとの差を補正した後、第１個目の工作物Ｗのパ
リ取り加工が行われる。ＩＯ個のパリ取り加工後に測定
した砥石車半径はｒｌであり、この間の砥石車Ｔの摩耗
量ｄｒｌ（−ｒｏｌ−ｒｌ）は、図示の如（ｄ　ｒｂ＞
　ｄ　ｒｌ≧ｄｒｃであるので次の摩耗補正までの加工
数１１は前回のま−（−１０）である０次いで前述の如
（摩耗を補正して１１個のパリ取り加工を行った後に測
定した砥石半径はｒ２であり、図示の如（ｄ　ｒｃ＜　
ｄ　ｒ２　（＝ｒ２−ｒｌ）であるので次の摩耗補正ま
での加工数■２は前回の２倍である。

以下同様にその次の加工数■３は■２の２倍となり、更
にその次の加工数！４は■３の半分となる。

加工数■４の間における摩耗量ｄｒ５は、図示の如＜　
ｄ　ｒ５＞　ｄ　ｒａであるので加工数■５は１となり
、次いで加工数Ｉ６，１７は再び増加する。このように
砥石車Ｔの摩耗補正時に、その直前の補正間隔における
摩耗量ｄｒを３つの補正基準値ａｒａ。

ｄｒｂ、ｄｒｃと比較して、摩耗量ｄｒが大ならばその
直後の補正間隔における工作物Ｗの加工数を直前の補正
間隔における加工数よりも減少させ、これと逆に摩耗量
ｄｒが小ならばその直後の加工数Ｉを直前の加工数より
も減少させる。

なお、補正基準値の数は、上記実施例の如く３つには限
らず、任意である。また、砥石車Ｔを新しいものと交換
した場合に限らず、加工装置をしばらく停止した後に加
工を再開する場合の最初の加工数は前記所定の値■０と
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による加工装置の工具摩耗補正装置の構
成を示す図、第２図〜第７図は一実施例を示し、第２図
は加工装置の全体図、第３図は全体のブロック図、第４
図は砥石車がフォトインクラブタの光線を遮断する瞬間
の状態を示す図、第５図は砥石車が工作物を加工してい
る状態を示す図、第６図は制御プログラムのフローチャ
ート図、第７図は加工数に対する砥石車の摩耗状態を示
す図である。 符号の説明 １・・・摩耗量検知手段、２・・・制御装置、３・・・
記憶装置、４・・・加工数演算手段、５・・・加工装置
、Ｔ・・・工具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　加工装置の工具により所定数の工作物を加工する毎に
   摩耗量検出手段により前記工具の摩耗量を検出し、この
   摩耗量に応じて前記加工装置の作動状態を制御して工具
   の摩耗による加工誤差を補正する制御装置を備えてなる
   加工装置の工具摩耗補正装置において、少なくとも１つ
   の摩耗基準値を記憶する記憶手段と、前記摩耗量検出手
   段により前記工具の摩耗量を検出する毎に検出された摩
   耗量を前記摩耗基準値と比較してその直後における工作
   物の加工数を定める前記所定数を、同摩耗量が大なる場
   合はその直前における前記所定数よりも減少し、同摩耗
   量が小なる場合はその直前における前記所定数よりも増
   大するように決定する加工数演算手段を備えたことを特
   徴とする加工装置の工具摩耗補正装置。