JPH04115565U - グラインダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 教示に基づくティーチングラインに沿ってロ
ボットのアームを動かしグラインダによるワークの研摩
作業等を行なう場合、ワークに凹凸があると砥石等がワ
ークを切り込んでしまったり逆にワークに砥石等が当ら
なかったりするので、これを防止する。 【構成】 ロボットのアーム１に取り付けたベース１０
に、グラインダ３の重心位置に配置した回動軸１３を介
して回動自在にグラインダ３を取り付け、回動軸１３か
ら離れた位置に配置したエアシリンダ１４とダンパ１７
とによりベース１０とグラインダ３とを連結し、エアシ
リンダ１４におけるロッド１４ｂのストロークの中間位
置でワイヤブラシホィール２１が被研摩面５ａに当るよ
うにすることにより、被研摩面５ａに凹凸があった場合
のワークへの切り込みやワークにワイヤブラシホィール
２１が当らなくなることの防止となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、回転する砥石等を被加工物に一定の押圧力で押しつけるグラインダ 装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

被加工物における外表面をロボットに取り付けたグラインダによって研摩する 場合、グラインダを外表面に沿って移動させるとともに一定の圧力で押圧する必 要がある。図７はグラインダ装置の構成図であり、図のようにロボットのアーム １に力検出器２を介してグラインダ３が取り付けられ、グラインダ３に具えられ るとともに回転駆動される砥石４がワーク５の被研摩面５ａに一定の押圧力で押 圧される。

【０００３】 次に、図８（ａ）〜（ｄ）に基づいてロボットによるワークの研摩作業を説明 する。図８（ａ）に示すようにロボットのアーム１はティーチングライン６に沿 って図中の左から右へ動き、それによって砥石４は回転しながら右方へ移動する 。移動に伴うワーク５の被研摩面５ａから砥石４への反力Ｆ₁が力検出器２によ って検出され、図８（ｂ）に示すように被研摩面５ａの低い位置へ砥石４が移動 することにより砥石４がεだけ下がると、基準の反力Ｆ₀に対して反力Ｆ₁が小さ くなり、ティーチングライン６が−Ｚの方向へ補正される。これによりＦ₁＝Ｆ₀ となる。

【０００４】 逆に、図８（ｃ）に示すように砥石４の位置がεだけ上がると、基準の反力Ｆ ₀ に対して反力Ｆ₁が大きくなり、ティーチングライン６が＋Ｚの方向へ補正され 、Ｆ₁＝Ｆ₀となる。図８（ｄ）のようにＦ₁＝Ｆ₀であればティーチングライン６ の補正は行われない。このように、砥石４の反力を検出し、この反力からティー チングラインを設定し、ティーチングラインに沿ってアームを動かすことにより 補正しながら倣い制御を行っている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところが被研摩面の変化を検出してこの変化にアームを追従させるまでに応答 時間がかかるため、グラインダの送り速度が速いと補正制御の速度が追いつかず 、このため砥石がワークに強く押圧されてワークを切り込んだり逆にワークに砥 石が当らなかったりする。

【０００６】 また、補正が可能な砥石とワークとの距離は、砥石を用いる場合で１.０〜５. ０ｍｍ／分、ワイヤブラシを用いる場合で１０〜２０ｍｍ／分となり、ワークの 寸法誤差を考慮するとそれ以上になることもある。そして、この条件下で０.１ 〜１.０ｍｍ程度の微調整を必要とするため、制御の遅れはワークの仕上面を悪 化させることになる。

【０００７】 一方、一般的にグラインダの自重が力検出器に加わるためにグラインダの姿勢 を変えると力検出器の出力値に影響を与えることになり、その補正が必要になる ことから適正な制御をする場合には制御が複雑になる。

【０００８】 そこで本考案は、斯る課題を解決したグラインダ装置を提供することを目的と する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

斯る目的を達成するための本考案の構成は、ロボットのアームにベースを固定 し、グラインダの重心位置に配置した回動軸を介してグラインダを回動自在にベ ースに取り付け、グラインダの回転する砥石等がワークに押圧されるように回動 軸のまわりにグラインダを付勢するためのエアシリンダを、回動軸から離れた位 置におけるベースとグラインダとの間に介在させたことを特徴とし、あるいはロ ボットのアームにベースを固定し、ベースとグラインダとのうちのいずれか一方 にエア式のロータリーアクチュエータの本体を固定し、他方にはロータリーアク チュエータの出力軸を固定するとともに、当該出力軸の軸心をグラインダの重心 位置に設定したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】

請求項１のグラインダ装置においてはエアーシリンダが、そして請求項２のグ ラインダ装置においてはロータリーアクチュエータが砥石等をワークへ押圧する 付勢手段として働く。従ってワークの被研摩面に凹部があれば砥石等は被研摩面 へ向かって移動し、逆に凸部があれば被研摩面から離れる。このため、砥石等が ワークを切り込んだり、逆にワークから離れてしまったりすることがなく、適正 な研摩が可能である。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。本考案によるグ ラインダ装置の実施例１の構成を、図１（ａ），（ｂ）に示す。アーム１にベー ス１０が取り付けられ、ベース１０にグラインダ３を保持するホルダ２３が回動 自在に取り付けられる。即ち、ベース１０の両側に下方へ突出する一対のアーム １１が取り付けられ、一対のアーム１１間に配置されたホルダ２３が一対の軸受 １２と一対の回動軸１３とを介して一対のアーム１１に取り付けられる。この回 動軸１３はグラインダ３の重心位置に配置される。

【００１２】 回動軸１３と離れた位置には、ベース１０とグラインダ３との間にエアシリン ダ１４が設けられる。図１（ｂ）に示すようにコの字形のステー１５がベース１ ０の側面に固着され、グラインダ３の一方側に固着した支持軸１６とステー１５ の一端との間にエアシリンダ１４が設けられる一方、グラインダ３の他方側に固 着した支持軸１８とステー１５の他端との間にダンパ１７が設けられる。

【００１３】 エアシリンダ１４においては、シリンダ本体１４ａが回動自在にステー１５の 一端に結合され、ロッド１４ｂの先端に結合された軸受１９に支持軸１６が回動 自在に支持される。一方、ダンパ１７においては、ダンパ本体１７ａが回動自在 にステー１５の一端に結合され、ロッド１７ｂの先端に結合された軸受２０に支 持軸１８が回動自在に支持される。

【００１４】 グラインダ３にはワイヤブラシホィール２１が取り付けられ、図示しないモー タによって駆動される。

【００１５】 次に斯るグラインダ装置の作用を説明する。グラインダ３はベース１０に対し て回動軸１３のまわりに回動自在である。図１（ａ）においてロッド１４ｂがシ リンダ本体１４ａ内へ引っ込む方向へエアによる圧力を加えると、ワイヤブラシ ホィール２１を被研摩面５ａへ押圧することができ、押圧力はエアの圧力によっ て調整できる。ワイヤブラシホィール２１が回動する動作の範囲はロッド１４ｂ のストロークによって決定され、研摩作業時のロッド１４ｂの基準位置がストロ ークの中間位置となるようにロボットの教示の際に調整しておく必要がある。

【００１６】 エアシリンダ１４による押圧力を加えながらワイヤブラシホィール２１による 被研摩面５ａの研摩を行なうと、被研摩面５ａの凹凸に対してロボットのアーム １が追従できない場合があっても、ワイヤブラシホィール２１に対して被研摩面 ５ａが接近するとエアシリンダ１４内のエアが圧縮されてワイヤブラシホィール ２１が被研摩面５ａから逃げ、逆にワイヤブラシホィール２１に対して被研摩面 ５ａが離れるとエアの圧力によってワイヤブラシホィール２１が被研摩面５ａに 接近する。従って、ワークを切り込んだり、逆にワークにワイヤブラシホィール ２１が当らないということはない。

【００１７】 エアシリンダ１４と並列にダンパ１７が設けられることから、グラインダ３に 不意な力が加わって回動軸１３のまわりに回転振動を生じようとしても、これが 防止される。また、ワイヤブラシホィール２１を図１（ａ）のように上方から被 研摩面５ａへ押圧する場合だけでなく横あるいは下から押圧する場合等があるが 、どのような姿勢においてもワイヤブラシホィール２１を一定の押圧力で被研摩 面へ押圧することができる。これは、回動軸１３がグラインダ３の重心位置にあ ることにより、グラインダ３の自重がワイヤブラシホィール２１の押圧力に影響 を与えないからである。

【００１８】 次に、実施例２を図２（ａ），（ｂ）に基づいて説明する。この実施例は、実 施例１のワイヤブラシホィールに代えてオフセット砥石２２を用いたものであり 、その他の構成，作用は実施例１と同じなので説明を省略する。このほか、オフ セット砥石２２だけでなくバフに取り変えることもでき、この場合には研摩，み がきが行なえる。

【００１９】 次に、実施例３を図３（ａ），（ｂ）に示す。図のように、アーム１１に軸受 １２を介して回動軸１３が回動自在に支持され、回動軸１３の一端にはホルダ２ ３が固着される。この回動軸１３の軸心は前記実施例と同様にグラインダ３の重 心位置に設けられる。そして、アーム１１の外側にエア式のロータリーアクチュ エータ２４が固着されるとともにその出力軸２４ａがキー２５を介して回動軸１ ３と連結される。

【００２０】 ロータリーアクチュエータ２４は、図３（ｂ）に示すように構成される。左右 一対のシリンダ室２６を形成したシリンダ２７内に一対のピストン２８，２９が 移動自在に具えられ、双方のピストン２８，２９間に回転自在に設けられた出力 軸２４ａにピニオン３０が取り付けられるとともにこのピニオン３０が夫々のピ ストン２８，２９の外周面に形成されたラック２８ａ，２９ａと噛み合う。３１ ，３２はシリンダ室２６，２６へエアを送るためのエア供給孔である。

【００２１】 図３（ａ）ではグラインダ３の右側のみの構造を示してあるが、図中のグライ ンダ３の左側は右側と対称に構成される。

【００２２】 斯るグラインダ装置においては、図３（ｂ）に示す破線矢印方向あるいは実線 矢印方向へエアが流れることによってピストン２８，２９が上下動し、出力軸２ ４ａが時計方向あるいは反時計方向へ回動する。これにより図３（ａ）の回動軸 １３が回動し、砥石等が被研摩面へ押圧される。従って、ピストン室２６内に一 定の圧力を加えてピストン２８，２９を中立位置にしておけば、実施例１のよう にエアシリンダを設けた場合と同様に作用する。その他の構成，作用は実施例１ と同様なので説明を省略する。

【００２３】 次に、実施例４を図４（ａ），（ｂ）に基づいて説明する。この実施例は図１ の実施例を一部変更したものなので、異なる部分のみを説明する。図４（ｂ）に 示すように回動軸１３に取り付けたねじりばね３３の一端が、回動軸１３の端部 にあって半径方向へ伸びる溝３４内に嵌め込まれる一方、他端がアーム１１に植 設したピン３５によって回動しないように拘束される。一方、ダンパ１４はステ ー１５の両端に取り付けられる。

【００２４】 この場合においても、ねじりばね３３によってワイヤブラシホィール２１が回 動するストロークの中間位置を基準に研摩作業が行われるようにロボットに教示 を行う。

【００２５】 ワークへのワイヤブラシホィール２１の押圧力はねじりばね３３の強さを変え ることで調整でき、ワイヤブラシホィール２１の動く範囲はダンパ１４のストロ ークによって規制される。その他の構成，作用は実施例１と同様なので説明を省 略する。

【００２６】

【考案の効果】

以上の説明からわかるように、本考案によるグラインダ装置によれば回転する 砥石等を一定の圧力で被研摩面へ押圧するエアシリンダやエア式のロータリーア クチュエータを具えたので、被研摩面に凹凸があってもグラインダが回動軸まわ りに回動することにより砥石等が被研摩面から逃げる方向あるいは接近する方向 へ移動し、ワークを切り込んだり逆にワークに砥石等が当らなかったりするとい うことはない。従って、被加工面のあらし，研摩，みがき，ポリッシング等の一 定の押圧力で加工する作業をロボット化できる。

【００２７】 また、グラインダの重心位置に回動軸を配置したので、グラインダの自重が砥 石等の押圧力に影響を与えず、グラインダの作業姿勢のいかんに拘らず適正な加 工が行なえる。

【００２８】 グラインダの回動範囲内でワークの加工誤差を吸収してしまうので、一定の仕 上精度となり、ティーチングポイントもあまり精密である必要がなくティーチン グ工数の削減となる。

【００２９】 エアシリンダ等により砥石等に一定の押圧力を付与するだけの構成なので、複 雑な制御を必要とせず、構成が簡単である。そして、押圧力はエアの圧力を変え るだけでよいことから調整が容易であり、バネを用いた場合と異なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】グラインダ装置の実施例１に係り、図１（ａ）
は構成図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視図。

【図２】グラインダ装置の実施例２に係り、図２（ａ）
は構成図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ矢視図。

【図３】グラインダ装置の実施例３に係り、図３（ａ）
は要部断面図、図３（ｂ）はロータリーアクチュエータ
の構成図。

【図４】グラインダ装置の実施例４に係り、図４（ａ）
は構成図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ部の拡大図。

【図５】グラインダ装置の実施例５に係り、図５（ａ）
は構成図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＤ部の拡大図。

【図６】図４（ａ），図５（ａ）のＥ−Ｅ矢視断面図。

【図７】従来のグラインダ装置の構成図。

【図８】図８（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はグライ
ンダ装置の作用説明図。

【符号の説明】

１…アーム ３…グラインダ ５…ワーク ５ａ…被研摩面 １０…ベース １３…回動軸 １４…エアシリンダ ２１…ワイヤブラシホィール ２２…オフセット砥石 ２４…ロータリーアクチュエータ ２４ａ…出力軸

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロボットのアームにベースを固定し、グ
   ラインダの重心位置に配置した回動軸を介してグライン
   ダを回動自在にベースに取り付け、グラインダの回転す
   る砥石等がワークに押圧されるように回動軸のまわりに
   グラインダを付勢するためのエアシリンダを、回動軸か
   ら離れた位置におけるベースとグラインダとの間に介在
   させたことを特徴とするグラインダ装置。
2. 【請求項２】 ロボットのアームにベースを固定し、ベ
   ースとグラインダとのうちのいずれか一方にエア式のロ
   ータリーアクチュエータの本体を固定し、他方にはロー
   タリーアクチュエータの出力軸を固定するとともに、当
   該出力軸の軸心をグラインダの重心位置に設定したこと
   を特徴とするグラインダ装置。