JPH0230208Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、プラスチツク成形用の金型などの表
面を研磨するための研磨用ロボツトの砥石取付装
置に関するものである。

〔従来の技術とその課題〕

本考案者は、この種の研磨用ロボツトの砥石取
付装置について下記のような提案を行つている
（実願昭60−174094号参照）。すなわち、ロボツト
のアームの先端にＬ字形大ブラケツトが下向きに
固設され、そのＬ字形大ブラケツトにＬ字形小ブ
ラケツトが添設され、Ｌ字形小ブラケツトの水平
部には第１のエアシリンダーが載置され、その第
１のエアシリンダーの下方にはストツパーが設け
られ、ストツパーはその第１のエアシリンダーの
駆動により出没自在とされている。Ｌ字形小ブラ
ケツトの垂直部には、固定部と可動部とからなる
スライドユニツトが装着され、可動部のスライド
ユニツト内には第２のエアシリンダーが内蔵さ
れ、可動部のスライドユニツトの側部には砥石駆
動用モータが装着され、その砥石駆動用モータか
ら、砥石が吊設されている。

ところが、かかる提案では、砥石は砥石駆動用
モータとその他を合わせた重量に加え、第２のエ
アシリンダーの押圧力、すなわち、この両者によ
つて研磨面に押圧される。この状態で砥石駆動用
モータを回転させると、その回転動は往復動変換
装置によつて往復動に変換され、みがき作業を行
う。この場合、研磨面が水平面（砥石の往復動方
向と平行な面）であれば、砥石は一定押付力で研
磨面に押つけられた状態で往復動を行うので、良
好なみがき面が得られる。しかしながら、研磨面
が水平面でない場合には、砥石の往復動は斜面を
登降する往復動となる。この斜登降のうち水平方
向分移動は、砥石駆動用モータから往復動変換装
置を介して行われるが、上下方向分移動は、砥石
が水平移動しようとして斜面にぶつかり、斜面か
ら受ける反力によつて上方に押し上げられ、或い
は水平移動によつて斜面から離れようとするの
を、砥石駆動用モータとその他を合わせた重量に
加え、第２のエアシリンダの押圧力によつて押し
下げられることによつて行われる。上記、砥石を
押し下げる力のうち第２のエアシリンダの押圧力
によるものは常に一定の大きさに保たれるから、
みがき作業にとつて有害ではないが、砥石駆動用
モータとその他を合わせた重量によるものは、慣
性力であるから変動する。すなわち、砥石が斜面
に上り始める時には上向きの加速を得なければな
らぬから押付力は大きく、上り終わつた時には上
向きには減速しなければならぬから押付力は小さ
くなる。同様に、砥石が斜面を下り始める時には
下向きの加速を得なければならぬから押付力は小
さく、下り終わつた時には下向きに減速しなけれ
ばならぬから押付力は大きくなる。以上要約すれ
ば、砥石は、斜往復動の下端では研磨面に強く押
付けられ、上端では弱く押付けられる。その結
果、砥石は研磨面に対しタタキ現象を発生し、み
がき作業にとつて有害となる。

これを更にいえば、プレーバツク形の研磨用ロ
ボツトの俯仰自在のアームの先端に、油圧シリン
ダーを設け、この油圧シリンダーのピストンロツ
ドにブラケツトを固着し、このブラケツトに、砥
石が直結された砥石回転用モータおよび砥石揺動
用モータを装着し、曲面からなる研磨面にも良好
に追従できる研磨用ロボツトが知られている（特
開昭58−102669号公報参照）。

しかしながら、かかる研磨用ロボツトでは、ア
ームがロボツト本体に俯仰自在に取付けられ、し
かも、アームの先端に油圧シリンダーを介して、
砥石やモータが装着されているブラケツトを取付
けているので、前述のタタキ現象は全くないが、
仮に砥石に上下方向の振動が発生したとすれば、
砥石と回転用モータおよび振動用モータとは一体
化してその往復動慣性力は大となり、やはりタタ
キ現象は発生する。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本考案は、従来技術のかかる問題点を解
決するために案出されたもので、その要旨とする
ところは、水平揺動する多関節の最先のアーム６
の先端に、水平部をもつブラケツト４９を一体的
に吊設し、該ブラケツト４９の水平部に、砥石２
５に研磨用押圧力を与える縦形エアシリンダー５
０、砥石駆動用モータ５１、および該モータ５１
で垂直軸まわりに回転する回転筒体６０をそれぞ
れ装着し、該回転筒体６０に、ボールスプライン
５９を内蔵して該回転筒体６０とボールスプライ
ン縦軸５６の上方部とを連動連結し、該ボールス
プライン縦軸５６の下端に、回転を往復動に変換
する往復動変換装置の回転軸を連結し、該往復動
変換装置のスライダー６６に前記砥石２５を取付
け、前記往復動変換装置を前記エアシリンダー５
０の縦形ピストンロツド５３に一体的に装着した
ことを特徴とする研磨用ロボツトの砥石取付装置
にある。

〔作用〕

エアシリンダーおよび砥石駆動用モータをON
にして、多関節のアームを水平揺動させると、砥
石は、砥石駆動用モータからの動力が往復動変換
装置により変換されて、往復動をしながら、しか
も、エアシリンダーにより押圧されながら所定の
研磨面を研磨していく。このとき、研磨面が砥石
の往復動方向と平行でない面になれば、砥石は往
復動の他に上下方向の振動が発生する。このと
き、上下方向に振動する部材は、砥石、往復動変
換装置およびピストンロツドに止まり、砥石駆動
用モータとその他を合わせた比較的重量大な部分
は上下振動部分からは切離されている。

〔実施例〕

本考案の構成を作用とともに、添付図面に示す
実施例により詳細に説明する。

第１図は本考案の実施例の一部断面分解図、第
２図は第１図のＡ部詳細断面図、第３図は第２図
のＸ〜Ｘ断面図、第４図は第２図のＹ方向側面
図、第５図は本実施例のエア回路図である。

先ず、本実施例の金型用の研磨用ロボツトの概
要について説明する。

第１図において、ロボツト本体２６の側面には
上下方向に摺動するスライド部材１が設けられ、
このスライド部材１の前面には、上下２個設けら
れた突出ブラケツト２を介して基軸３が固着され
ている。この基軸３の上方に第１アーム４が回動
自在に枢支され、第１アーム４の基部には第１レ
バー５が一体的に突設されている。前記基軸３の
下方には、第２アーム６を揺動させるため、第２
レバー７が回動自在に枢支されている。第２レバ
ー７の先端に、上部第２レバーピン１８′を介し
て、連結レバー８が枢支され、連結レバー８の先
端に、連結ピン９を介して、第２アーム６の基部
が回動自在に枢支されている。前記第１アーム４
の先端に第２アーム６が、回転自在のアームピン
１０を介して、連結されている。

第１レバーピン１１を介して、第１レバー５の
先端と、第１のハイリードボールネジ１２のナツ
ト１３とが回動自在に連結されている。第１のハ
イリードボールネジ１２のネジ軸１４の一端に、
第１サーボモータ１５が、クラツチ（図示せず）
を介して、連結され、他端に第１エンコーダ１６
が連結されている。これらのサーボモータ１５お
よびエンコーダ１６はコ字形ブラケツト１７で支
持され、コ字形ブラケツト１７が前記突出ブラケ
ツト２より延出した突部２′を基部として揺動自
在に枢支されている。

前記第２レバー７の先端と、第２レバーピン１
８を介して、第２のハイリードボールネジ１８の
ナツト２０とが回動自在に連結されている。第２
のハイリードボールネジ１９のネジ２１の一端に
第２サーボモータ２２が、クラツチ（図示せず）
を介して、連結され、他端に第２エンコーダ２３
が連結されている。これらのサーボモータ２２お
よびエンコーダ２３はコ字形ブラケツト２４で支
持され、コ字形ブラケツト２４は前記下方の突出
ブラケツト２の突出ブラケツト２′を基部として
揺動自在に枢支されている。

なお、２５は第２アーム６の先端に吊設された
砥石を示し、砥石２５は後述の砥石駆動用エアモ
ータ５１で微振動される。

第１および第２アーム４，６は以上のような構
成になつているので、スライド部材１を適宜位置
に停止させて、第１および第２サーボモータ１
５，２２のクラツチを切り、作業者が砥石２５の
近傍を把持してプラスチツク成形用の金型（図示
せず）の表面に沿つて移動させ、エンコーダ１
６，２３を介して、ロボツトに教示する。かかる
場合、第１および／または第２アーム４，６は矢
印ａ，ｄのように揺動するが、例えば、第１アー
ム４が矢印ａのように揺動すれば、第１レバー５
も同時に矢印ｂのように揺動するから、ブラケツ
ト１７も矢印ｃのように若干揺動しながら、ナツ
ト１３を螺進させて、ネジ軸１４に回動を与え、
第１エンコーダ１６を回動させる。この場合、ボ
ールネジ１２はハイリード形の機構を採用してい
るので、作業者にとつて極めて軽い操作力で、ナ
ツト１３は螺進する。

次いで、第１および第２サーボモータ１５，２
２のクラツチを入れ、操作盤（図示せず）上の記
憶再生用のスイツチを入れれば、（これらのサー
ボモータ１５，２２により、第１および第２のハ
イリードボールネジ１２，１９が同時、または個
別に、正逆転を伴いながら回転する。例えば、第
１ハイリードボールネジ１２のネジ軸１４が回動
すれば、ネジ軸１４に矢印ｃのように若干の揺動
を生じながらナツト１３が螺進する。その結果、
第１レバー５が揺動し、それによつて、第１アー
ム４が矢印ａ方向に揺動して所定の位置に停止す
る。次いで、第２のハイリードボールネジ１９の
ネジ軸２１が回動すれば、ネジ軸２１に矢印ｆの
ような若干の揺動を与えながら、ナツト２０が螺
進する。その結果、第２レバー７が揺動し、それ
によつて、連結レバー８を介して、第２アーム６
が揺動して砥石２５を所定の位置に停止させ、次
いで、微振動している砥石２５により金型の表面
が研磨される。

なお、前記スライド部材１はロボツト本体２６
に対して上下に摺動するが、その上下摺動させる
構造は次のとおりである。すなわち、ロボツト本
体２６の側面に軸受ブラケツト２７，２７が突設
され、軸受ブラケツト２７に、軸受２８を介し
て、ボールネジ２９が縦設されている。ボールネ
ジ２９のネジ軸３０にナツト３１が螺合され、ナ
ツト３１に、Ｌ字形部材３２を介して、前記上下
スライド部１が固定されている。ネジ軸３０の上
端に、ジヨイント３３を介して、第３サーボモー
タ３４および第３エンコーダ３５が連結されてい
る。

また、第１図中、３６はセンサー、３７は制御
装置を示す。

ここにおいて、本実施例の砥石取付装置は第２
図、第３図および第４図のように構成されてい
る。すなわち、第２アーム６の先端にＬ字形大ブ
ラケツト４６が下向きにナツト４７で固設され、
Ｌ字形大ブラケツト４６の垂直部にＬ字形小ブラ
ケツト４９が、ボルト４８を介して、添設されて
いる。Ｌ字形小ブラケツト４９の水平部には、第
１のエアシリンダー５０と、ストツパーを備えた
第２のエアシリンダー１０８とが載置されてい
る。また、これに砥石駆動用エアモータ５１も載
置されている。Ｌ字形小ブラケツト４９の垂直部
には、ころがり接触のクロスローラガイド５２の
固定部５２ａが添設され、その固定部５２ａにク
ロスローラガイド５２の可動部５２ｂが上下方向
にガイドするよう添設されている。可動部５２ｂ
には第１のエアシリンダー５０から連設されたピ
ストンロツド５３が固着されている。このピスト
ンロツド５３には往復動変換ホルダ５４が１対の
レバー５５でもつて、ワンタツチ式に着脱自在に
行うよう装着されている。往復動変換ホルダ５４
内には、ボールスプライン軸５６の基部５６ａが
ボールベアリング５７で支持され、ボールスプラ
イン軸５６の基部５６ａの下面側にはスライダー
ガイド部５８が固定されている。

ボールスプライン軸５６には、ボールスプライ
ン５９を介して、縦軸で回転する回転筒体６０が
嵌合され、回転筒体６０にプーリ６１が固定され
ている。プーリ６１はベルト６２、プーリ６３を
介して、前記エアモータ５１と連結されている。

ボールスプライン軸５６の基部５６ａの下端に
は偏心ロツド６４が吊設され、偏心ロツド６４
は、ニードルベアリングを介して、前記スライダ
ー６６が駆動されるようになつており、スライダ
ー６６はスライダーガイド５８で案内されるよう
になつている。スライダー６６の下側には砥石２
５が吊設されている。

なお、第２図中、６７はＬ字形大ブラケツト４
６とＬ字形小ブラケツト４９とを固着する連結部
材、６８は回転筒体６０を支持するカバー体、６
９は位置決め用のキーを示す。

次に、かかる砥石取付装置のエア回路について
説明する。第５図において、１０１はフイルタレ
ギユレータ、１０２はエアレギユレータ、１０３
は精密減圧弁、１０４は圧力スイツチ、１０５，
１０６はソレノイドバルブ、１０７はロツクアツ
プシリンダーで、第１図における上下スライド部
１の重量とバランスをとるものである。１０８
は、前記第２のエアシリンダー、１１０はスピー
ドコントローラ、１１１，１１２はサイレンサを
示す。

本実施例の砥石取付装置の動作は、次のように
して行われる。すなわち、先ず、教示であるが、
第１のエアシリンダー５０により往復動変換ホル
ダ５４が若干持上げられ、一方、第２のエアシリ
ンダー１０８のストツパーを若干降下させ、各エ
アシリンダー５４，１０８が中立状態で教示す
る。したがつて、その操作は軽快に行うことがで
き、しかも、第２アーム６に内蔵されているセン
サー３６に、操作の際に生じるシヨツクを防止し
ている。

次に、再生時には第１のエアシリンダー５０に
より砥石２５に押圧力を与えるとともに、第２の
エアシリンダー１０８により第２のエアシリンダ
ー１０８のストツパーを引上げておき、上下方向
の間隔を広げ教示時と再生時との上下方向の誤差
を吸収する。また第２アーム６内のセンサー３６
にも悪影響を及ぼさないようにしている。

そこで、砥石駆動用エアモータ５１を駆動すれ
ば、プーリ６３、ベルト６２およびプーリ６１を
介して、回転筒体６０が回転され、更に、ボール
スプライン５９を介してボールスプライン軸５６
が回転し、スライダー６６に往復振動が与えら
れ、砥石２５が研磨面を研磨する。

次に、本考案の参考例の回転砥石取付装置につ
いて説明するが、第６図において、回転ホルダ５
４ａ内のスプライン軸５６の基部５６ｂが軸支さ
れている。その基部５６ｂには砥石２５が吊設さ
れている。７０はスラストベアリング、７１は前
記ピストンロツド５３と回転方向を位置決めする
キー６９が嵌挿されるキー溝を示す。

なお、第１図において、スライダーガイド５８
の往復動変換ホルダー５４に対する取付位置を変
更することにより、砥石の往復動振動方向を任意
に変えることができる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、 往復微振動して研磨する砥石の往復動方向に
対し、平行でない研磨面を研磨するのに砥石が
直面した際、水平揺動するアームに取付けられ
た砥石は上下方向の力を受け、往復動の影響で
上下振動をし始めるが、砥石駆動用モータ、エ
アシリンダーおよび、これらが装着されたブラ
ケツトに対し、この砥石の上下振動は、ボール
スプラインにより遮断されるので、砥石駆動用
モータ、エアシリンダーおよびブラケツトは上
下振動せず、したがつて、上下振動における往
復動慣性力を小さくすることができる。ひいて
は上下振動による砥石押圧力の変動を極力小さ
くすることができ、その結果、タタキ現象を回
避することができる。

研磨面が傾斜している場合など、砥石と研磨
面との接触にギヤツプが生じた場合、エアシリ
ンダーおよびボールスプラインの協働によつ
て、そのギヤツプを解消すべく即座に対応する
ことができ、したがつて、みがき精度に悪影響
を与えない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の一部断面分解図、第
２図は第１図のＡ部詳細断面図、第３図は第２図
のＸ〜Ｘ断面図、第４図は第２図のＹ方向側面
図、第５図は本実施例のエア回路図、第６図は本
考案の参考例の回転砥石取付装置の断面図であ
る。 ６……第２アーム、２５……砥石、４６，４９
……Ｌ字形大ブラケツト、Ｌ字形小ブラケツト、
５０……第１のエアシリンダー、５１……砥石駆
動用エアモータ、５６……スプライン軸、５７…
…ボールスプライン、６１，６３……プーリ、６
２……ベルト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 水平揺動する多関節の最先のアーム６の先端
   に、水平部をもつブラケツト４９を一体的に吊設
   し、 該ブラケツト４９の水平部に、砥石２５に研磨
   用押圧力を与える縦形エアシリンダー５０、砥石
   駆動用モータ５１、および該モータ５１で垂直軸
   まわりに回転する回転筒体６０をそれぞれ装着
   し、 該回転筒体６０に、ボールスプライン５９を内
   蔵して該回転筒体６０とボールスプライン縦軸５
   ６の上方部とを連動連結し、 該ボールスプライン縦軸５６の下端に、回転を
   往復動に変換する往復動変換装置の回転軸を連結
   し、該往復動変換装置のスライダー６６に前記砥
   石２５を取付け、 前記往復動変換装置を前記エアシリンダー５０
   の縦形ピストンロツド５３に一体的に装着したこ
   とを特徴とする研磨用ロボツトの砥石取付装置。