JPH04300162A - 表面仕上げ方法および装置 - Google Patents

表面仕上げ方法および装置

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JPH04300162A
JPH04300162A JP3169063A JP16906391A JPH04300162A JP H04300162 A JPH04300162 A JP H04300162A JP 3169063 A JP3169063 A JP 3169063A JP 16906391 A JP16906391 A JP 16906391A JP H04300162 A JPH04300162 A JP H04300162A
Authority
JP
Japan
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workpiece
polishing
robot
belt
force
Prior art date
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Pending
Application number
JP3169063A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirokazu Naga
博和 那賀
Tei Hayasaka
早坂 禎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00Other grinding machines or devices
    • B24B27/033Other grinding machines or devices for grinding a surface for cleaning purposes, e.g. for descaling or for grinding off flaws in the surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00Other grinding machines or devices
    • B24B27/0023Other grinding machines or devices grinding machines with a plurality of working posts

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属鋳造品などの表面
を研磨したりバリ取り作業を自動で行う表面仕上げ方法
と装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ダイキャスト鋳造製品ではバリが発生し
、また金型表面のヒートクラック(熱疲労による細かい
割れ目)により製品表面にヒートチェック(細かい縞状
の模様)が発生する。そこでこのバリを取ったり、表面
を研磨あるいは研削(以下単に研磨という)する必要が
ある。従来はこの作業を手作業で行っていたが、近年こ
れを産業用ロボットにより行うことが考えられている。
【0003】すなわち産業用ロボットによりワークを掴
んで研磨ツールに接触させ、ワークを研磨ツールに接触
させながら所定の軌跡に従って移動させるものである。 しかし多数のワークを処理するにつれて研磨ツールは摩
滅してゆくのに対し、ロボットの軌跡は一定であるから
、研磨が不完全になったり、全く研磨ができなくなるな
どの問題があった。
【0004】そこで研磨ツールの摩耗量を検出してロボ
ットによるワークの移動軌跡を修正することが考えられ
ている。しかしこの場合には研磨ツールの押圧力を検出
するセンサーやトルクセンサなどが必要になるばかりで
なく、ロボットのワーク移動軌跡を変化させる特殊な機
能を付加する必要があり、装置が複雑になるという問題
が生じる。
【0005】また研磨ツールの偏摩耗があるとこの研磨
ツールを整形し直す必要が生じ装置の稼動率も低下する
という問題も生じ得る。さらにロボットによるワークの
移動軌跡が何らかの理由で変化し、万一ワークが研磨ツ
ールに過大な力で押圧されることがあると、ロボットの
モータを傷めることになる。そこでこの場合の保護装置
が必要となる。このためロボットが複雑になるという問
題もあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、ロボ
ットに特殊な機能を付加する必要がなく、簡単な構造で
研磨ツールの摩耗による影響を受けないようにすること
ができ、また稼働率の低下を招くこともなく、ロボット
に過大な力が加わることもなくロボットの保護装置を簡
単にすることができる表面仕上げ方法を提供することを
目的とする。またこの方法の実施に直接使用する装置を
提供することを他の目的とする。
【0007】
【発明の構成】本発明によれば前記の目的は、ワークを
多関節産業用ロボットにより研磨機の研磨部に運び、前
記ワークの表面を研磨する方法において、前記研磨機の
研磨部を前記ワークに対する押圧力がほぼ一定になるよ
うに後退可能に保持しながら研磨することを特徴とする
表面仕上げ方法により達成される。
【0008】また他の目的は、ワークを保持する多関節
産業用ロボットにより、前記ワークを研磨機の研磨部に
運び、前記ワークの表面を研磨する表面仕上げ装置にお
いて、前記研磨機は前記ワークに対する押圧力がほぼ一
定になるように研磨部を進退動させる追従機構を備える
ことを特徴とする表面仕上げ装置により達成される。
【0009】
【実施例】図1は本発明の一実施例装置を示す斜視図、
図2は他の実施例の斜視図、図3はこれらの実施例の使
用状況を示す平面図である。
【0010】図1および図3において符号10は産業用
垂直多関節ロボットである。このロボット10は作業室
12(図3)の中央付近に設置され、そのアーム14の
先端に掴んだワークを所定幅の円形の軌跡内で自由に移
動する。ワーク16は搬入コンベア18によって作業室
12内に搬入され、ロボット10のア−ム14の先端に
保持される。
【0011】このロボット10は垂直軸X1 回りに回
転する回転台10aと、この回転台10aの上端に水平
軸X2 を中心にして前後に揺動する前後揺動アーム1
0bとを備え、前記アーム14はこの前後揺動アーム1
0bの上端に水平軸X3 により回動自在に連結されて
いる。 またこのアーム14の回動端には手首関節10cが取付
けられ、ここに保持するワーク16をア−ム14の長手
方向の軸X4 、アーム14の軸Dに直交する2つの軸
X5 、X6 の回りにそれぞれ回動可能としている。
【0012】ロボット10はこの掴んだワーク16を前
記軌跡上に順に配列された各種の研磨ツールA、B、…
、Fに予め教え込まれた軌跡に従って運び、それぞれ研
磨ツールA〜Fにおいてワーク16を予め教え込まれた
姿勢に回転したり往復させたりすることにより所定の表
面領域の研磨を行う。ここにワ−ク16の軌跡は研磨ツ
−ルの摩耗に関係なく一定となっている。そしてこの作
業が終るとワーク16を搬出コンベア20に移して外へ
搬出するものである。
【0013】ここに研磨ツールAはベルトサンダー、B
はRサンダー、Cはロングサンダー、Dはドリルマシン
、Eはデスクマシン、さらにFはホイールサンダーであ
る。ドリルマシンDを除くA〜C、E、Fのツ−ルは、
それぞれ研磨部が下降自在とされ、ワ−ク16が上方か
ら押圧されると下方へ後退するようになっている。
【0014】次にベルトサンダーAを図1に基づいて説
明する。この図で符号30は支持台であり、この支持台
30の上端面には、揺動杆32がその中央付近の水平な
支点34によってほぼ水平に取付けられている。この揺
動杆32の両端にはガイドローラ36、38が取付けら
れている。40は電動モータ42に取付けられた駆動ロ
ーラ、44はテンションローラである。これらのローラ
36、38、40、44には研磨ベルト46が巻き掛け
られ、テンションローラ44により所定の張力が付与さ
れている。このベルト46のローラ36、38間の下面
には揺動杆32に固定したプラテン(図示せず)が摺接
している。
【0015】48はエアシリンダであり、その上端は揺
動杆32の下面に連結され、その下端は支持台30に突
設した支持腕49に連結されている。このエアシリンダ
48には図示しないエアポンプから一定の空気圧が供給
されエアシリンダ48は常に縮む方向の一定の力を発生
する。
【0016】ロボット10により運ばれたワーク16は
、支点34を中心にしてエアシリンダ48の反対側で揺
動杆32の上方のベルト46に上方から押付けられる。 すると揺動杆32は支点34を中心にして図1の矢印で
示すように下方向に揺動する。エアシリンダ48の収縮
力は常に一定であるから、ベルト46とワーク16との
接触力すなわち押圧力も常に一定である。この状態でロ
ボット10はワーク16の表面をベルト46に接触させ
ながら回動させたり往復動作させる。このようにして表
面の研磨が行われる。すなわちこれらによりワーク16
の押圧力がほぼ一定になるように研磨部を後退させる追
従機構50が形成される。なおこの追従方向の剛性はロ
ボット10のア−ム14の上下方向の剛性よりも小さく
設定される。このためこの研磨部に大きな下向きの力が
加ってもこの研磨部側が下降するのでロボット10のサ
−ボモ−タに負荷フィ−ドバック回路などの特別な保護
装置を用いることなくサ−ボモ−タの電流値を一定に保
ちつつサ−ボモ−タの保護ができる。
【0017】なおこのベルトサンダーAでは略水平に走
行するベルト46に上方からワーク16を押圧し、ベル
ト46が下方へ移動するようにしたから、ロボット10
が高速でワーク16を移動させて急停止した時に生じる
ワーク16の上下振動を、サンダーAの揺動杆32の揺
動によって吸収でき、ロボット10に予期しない過大な
力が加わるのを防止できる。
【0018】ここにワーク16に対するベルト46の押
圧力は種々の方法で設定可能である。例えばワーク16
の移動軌跡の座標を手動入力により修正し、この座標を
上下方向に適宜寸法だけ平行移動させるようにして押圧
力を変更できる。またベルト46に接触するワーク16
の支点34からの距離を変えることによりこの押圧力を
変えることもできる。例えばワーク16の保持位置を支
点34に接近させればこの押圧力は増え、反対に離せば
減少する。この場合ロボット10によるワーク16の保
持位置を水平面上で平行移動させるように座標の補正を
行えばよい。さらにまたベルト46側のエアシリンダ4
8の空気圧を変更することによっても、この押圧力は修
正可能である。
【0019】一方、ワーク16とベルト46との接触面
積はワーク16の研磨部位により変化するから、一定の
押圧力で研磨したのでは接触面積が小さい部分に対して
は接触圧が過大になる。また垂直多関節ロボットでは周
囲の温度変化によるアーム10b、14等の長さ変化に
より、ワーク16の保持位置や移動軌跡が変化する。こ
の変化はこの種のロボットでは主としてワーク16の上
下方向およびア−ム14の長手方向の位置の変化となっ
て現れる。
【0020】そこでこのような接触面積や温度の変化に
対して研磨量が適正になるようにすることが必要になる
。このためにこの実施例では上下方向の位置変化に対し
ては前記のようにワークの人手による位置座標の上下方
向の補正により、またア−ム14の長手方向の位置変化
に対してはエアシリンダ48の空気圧の変更による水平
な研磨面の上下方向の押圧力により対応している。従っ
て、ツ−ルがロボットの回りの周上に配置されることに
よって、ツ−ルに対するロボットの水平方向における座
標軸方向がツ−ル毎に異なっていてもワ−クの移動軌跡
の補正が容易に行える。またベルト46の送り速度を変
えたり、ベルト46に接触中におけるワーク16の往復
動作速度を変更することによっても対応できる。例えば
研磨部位の幅が広い時にはワ−ク16を研磨面に近づけ
、幅が狭い時には遠くする。またバリの高さが高い時に
はベルト46の送り速度を速くしたりワ−ク16を一方
のプ−リ36に接近させることで対応できる。
【0021】このベルトサンダーAでの研磨が終るとロ
ボット10はワーク16をRサンダーBに運び、ワーク
16の所定の曲率をもった隅をサンダー仕上げする。ロ
ボット10はさらにロングサンダC、トリルマシンD、
デスクマシンEで所定の領域の研磨処理を行った後、ホ
イールサンダーFにワーク16を運ぶ。
【0022】ホイールサンダーFは図2に示すように、
支持台60に水平に保持された回転駆動軸62と、この
駆動軸62に取付けられた研磨ホイール64とを有する
。駆動軸62は図示しない電動モータによって一定速度
で回転される。ホイール64には複数の可撓性板状部材
66を等間隔に放射状に取付けると共に、これらの板状
部材66を無端状のサンドペーパ68で覆い、このサン
ドペーパ68を周方向に移動自在としたものである。 この詳細な構造は特開平2−167674号に開示され
ているからここではこれ以上説明しない。
【0023】従ってロボット10がワーク16をこのサ
ンドペーパ68に接触させれば、板状部材66と共にサ
ンドペーパ68が傾き、サンドペーパ68がワーク16
の表面を研磨する。この時の接触抵抗によりサンドペー
パ68は周方向に少しづつ移動し、サンドペーパ68の
外周を均一にワーク16に当てながら研磨することがで
きる。ここに板状部材66の傾きによりワーク16のホ
イール64半径方向の距離変化が吸収され、またこの板
状部材66の復元力および遠心力により、ワーク16に
はほぼ一定の接触圧でサンドペーパ68が接触する。す
なわちこれらによりワーク16に研磨部を追従させる追
従機構70が形成される。
【0024】このホイールサンダーFでは、研磨量の調
整はロボット10によるワーク16の移動軌跡を人手で
変更することにより可能であるが、ホイール64の回転
速度を変えたり、ワーク16の移動速度を変えることに
よっても可能である。
【0025】以上の実施例はベルトサンダーAとホイー
ルサンダーFとに本発明を適用したものであるが、本発
明はこれ以外の種々の研磨ツールに適用することが可能
であることは勿論である。また本発明は研磨ツ−ルを水
平方向あるいは斜め方向に追従可能とし、ワ−クを水平
や斜め方向に押圧するものであってもよい。さらにワ−
クは鋳造品だけでなく、板金製品や樹脂製品であっても
よい。
【0026】
【発明の効果】請求項1の発明は以上のように、研磨機
の研磨部をワークに対する押圧力がほぼ一定になるよう
に後退可能としたから、ロボット側には特別な機能を付
加することなく研磨材の摩耗による研磨位置の変化など
の影響を受けないようにでき、良好に研磨を続けること
ができる。従って特殊なセンサや特殊な装置を別途設け
る必要がなく構造が簡単になる。また稼動率の低下を招
くこともない。さらにワークが研磨部に万一大きな力で
押圧されても、研磨部側が後退するからロボットに過大
な力が加わらず、ロボットの保護装置を簡単にできる。 また請求項2の装置によれば、この請求項1の方法の実
施に直接用いる表面仕上げ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例装置を示す図
【図2】他の実
施例を示す斜視図
【図3】これらの実施例の使用状況を示す平面図
【符号の説明】
10  多関節産業用ロボット 16  ワーク 50、70  追従機構 A  ベルトサンダー F  ホイールサンダー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ワークを保持する多関節産業用ロボッ
    トにより、前記ワークを研磨機の研磨部に運び、前記ワ
    ークの表面を研磨する方法において、前記研磨機の研磨
    部を前記ワークに対する押圧力がほぼ一定になるように
    後退可能に保持しながら研磨することを特徴とする表面
    仕上げ方法。
  2. 【請求項2】  ワークを保持する多関節産業用ロボッ
    トにより、前記ワークを研磨機の研磨部に運び、前記ワ
    ークの表面を研磨する表面仕上げ装置において、前記研
    磨機は前記ワークに対する押圧力がほぼ一定になるよう
    に研磨部を進退動させる追従機構を備えることを特徴と
    する表面仕上げ装置。
JP3169063A 1991-02-08 1991-06-14 表面仕上げ方法および装置 Pending JPH04300162A (ja)

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US07/831,979 US5241792A (en) 1991-02-08 1992-02-06 Method and apparatus for surface finishing

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JP3-60751 1991-02-08
JP6075191 1991-02-08
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