JPH0446755A - 表面研磨装置 - Google Patents
表面研磨装置Info
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- JPH0446755A JPH0446755A JP2150286A JP15028690A JPH0446755A JP H0446755 A JPH0446755 A JP H0446755A JP 2150286 A JP2150286 A JP 2150286A JP 15028690 A JP15028690 A JP 15028690A JP H0446755 A JPH0446755 A JP H0446755A
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- polishing
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- axis
- workpiece
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Links
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Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
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。
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〕
本発明は表面研磨装置に関し、詳しくは倣いフライス盤
等の倣い制御装置を有する工作機械におけるワーク表面
の研磨装置に関するものである。
等の倣い制御装置を有する工作機械におけるワーク表面
の研磨装置に関するものである。
自由曲面を有するワークの加工、例えば金型の製作に際
しては、普通まず倣いフライス盤や立型マシニングセン
タ等の倣い制御装置を有する工作機械により荒仕上げ（
形状加工）を施し、この後、油砥石やスティック砥石、
更にはダイヤモンドペースト、ハンドグラインダ等の手
動研磨工具により平滑化加工、所謂、表面研磨加工（鏡
面加工）を施す、荒仕上げに際しては高度に自動化され
た工作機械を使用するため、極めて能率の高い自動加工
が可能である。一方、表面研磨加工においては作業者の
手仕上げに依存しているのが実情であり、表面研磨加工
工程を自動化し、作業能率と製品の寸法的な精度を向上
させるうえに大きな制約が認められていた。当然、斯か
る表面研磨加工工程の自動化の要請に対して種々の方策
が提案されており、本出願人は先に自己倣い研磨装置（
特開昭６０−２６３６６２号公報）を出願し、自動研磨
加工法を実用化した。
しては、普通まず倣いフライス盤や立型マシニングセン
タ等の倣い制御装置を有する工作機械により荒仕上げ（
形状加工）を施し、この後、油砥石やスティック砥石、
更にはダイヤモンドペースト、ハンドグラインダ等の手
動研磨工具により平滑化加工、所謂、表面研磨加工（鏡
面加工）を施す、荒仕上げに際しては高度に自動化され
た工作機械を使用するため、極めて能率の高い自動加工
が可能である。一方、表面研磨加工においては作業者の
手仕上げに依存しているのが実情であり、表面研磨加工
工程を自動化し、作業能率と製品の寸法的な精度を向上
させるうえに大きな制約が認められていた。当然、斯か
る表面研磨加工工程の自動化の要請に対して種々の方策
が提案されており、本出願人は先に自己倣い研磨装置（
特開昭６０−２６３６６２号公報）を出願し、自動研磨
加工法を実用化した。
（発明が解決しようとする課題〕
ところで、上述した特開昭６０−２６３６６２号公報に
示す研磨装置による自動研磨加工において、精密金型に
多く見られるポケット形状（凹形状）を磨く場合がある
。例えば第５図及び第６図に示すように、金型（１）に
荒仕上げを施して形成したポケット部（２）の内表面を
自動研磨する際、まずその底面部（３）（図示斜線部）
を表面倣いで、２次元で研磨する。更に、３次元倣いで
ポケット部（２）の側面部（４）と底面部（３）の２次
元研磨領域外部分（５）を同時に研磨する。
示す研磨装置による自動研磨加工において、精密金型に
多く見られるポケット形状（凹形状）を磨く場合がある
。例えば第５図及び第６図に示すように、金型（１）に
荒仕上げを施して形成したポケット部（２）の内表面を
自動研磨する際、まずその底面部（３）（図示斜線部）
を表面倣いで、２次元で研磨する。更に、３次元倣いで
ポケット部（２）の側面部（４）と底面部（３）の２次
元研磨領域外部分（５）を同時に研磨する。
この時、上記底面部（３）を研磨する際、ステインク砥
石等が２次元内で一定方向に変位して側面部（４）に接
触すると、倣い制御機能により、上（Ｚ）方向に移動し
、側面をも研磨することになる。この結果、底面部（３
）は良好に研磨されるが、側面部（４）の研磨精度は良
好には仕上がらないのが普通である。このため、底面部
（３）のみを自動研磨するため付加的な研ｗｉ域の設定
操作が必要となる。ところが、図示例の如く単純な形状
の場合には簡単な操作でよいが、精密金型によっては極
めて複雑なポケット形状があり、研磨領域設定操作に大
変な煩雑さを伴うという不具合があった。
石等が２次元内で一定方向に変位して側面部（４）に接
触すると、倣い制御機能により、上（Ｚ）方向に移動し
、側面をも研磨することになる。この結果、底面部（３
）は良好に研磨されるが、側面部（４）の研磨精度は良
好には仕上がらないのが普通である。このため、底面部
（３）のみを自動研磨するため付加的な研ｗｉ域の設定
操作が必要となる。ところが、図示例の如く単純な形状
の場合には簡単な操作でよいが、精密金型によっては極
めて複雑なポケット形状があり、研磨領域設定操作に大
変な煩雑さを伴うという不具合があった。
本発明は、先端に砥石を有する砥石回転軸と、上記砥石
回転軸を浮遊支持機構を介してＸ軸、Ｙ軸及びＹ軸方向
に弾性変位自在に支持すると共に、上記砥石をワーク表
面に押圧して倣い制御しながらワーク表面を定圧研磨さ
せる工作機械の主軸に装着した研磨工具本体と、上記砥
石回転軸のＸ軸、Ｙ軸及びＹ軸方向に対する各弾性変位
量を検出して上記工作機械の倣い制御用信号を送出する
検出機構と、ＸＹ面内で上記砥石回転軸の上部を囲む環
状金属線からなり、ワークのポケット部の底面部研磨加
工における環状金属線と砥石回転軸上部との接触による
電気的導通状態を検出して砥石回転軸のＸ又はＹ軸方向
の変位を検出する重壁接触検出器と、上記重壁接触検出
器で得られた接触検出信号により上記ポケットの底面部
研磨加工における砥石回転軸のピック動作を自動的に実
行させるピンク動作制御部とを具備したことを特徴とす
る。
回転軸を浮遊支持機構を介してＸ軸、Ｙ軸及びＹ軸方向
に弾性変位自在に支持すると共に、上記砥石をワーク表
面に押圧して倣い制御しながらワーク表面を定圧研磨さ
せる工作機械の主軸に装着した研磨工具本体と、上記砥
石回転軸のＸ軸、Ｙ軸及びＹ軸方向に対する各弾性変位
量を検出して上記工作機械の倣い制御用信号を送出する
検出機構と、ＸＹ面内で上記砥石回転軸の上部を囲む環
状金属線からなり、ワークのポケット部の底面部研磨加
工における環状金属線と砥石回転軸上部との接触による
電気的導通状態を検出して砥石回転軸のＸ又はＹ軸方向
の変位を検出する重壁接触検出器と、上記重壁接触検出
器で得られた接触検出信号により上記ポケットの底面部
研磨加工における砥石回転軸のピック動作を自動的に実
行させるピンク動作制御部とを具備したことを特徴とす
る。
〔−作用］
上記技術的手段によれば、金型、ポケット部の底面部の
自動研磨において研磨用のスティック砥石等がポケット
部の側面部に接触して砥石回転軸と重壁接触検出器の環
状金属線とが接触すると、両者の間が電気的導通状態と
なり、その接触検出信号により上記底面部研磨加工にお
ける砥石回転軸のピック動作を自動的に実行させる。
自動研磨において研磨用のスティック砥石等がポケット
部の側面部に接触して砥石回転軸と重壁接触検出器の環
状金属線とが接触すると、両者の間が電気的導通状態と
なり、その接触検出信号により上記底面部研磨加工にお
ける砥石回転軸のピック動作を自動的に実行させる。
本発明の実施例を第１図乃至第４図を参照して以下に説
明する。まず第１図及び第２図において（６）は砥石回
転軸、（７）は研磨工具本体、（８）は検出機構、（９
）は重壁接触検出器、（１０）はピック動作制御部であ
る。上記砥石回転軸（６）はエアモータからなり、その
先端に砥石、例えば工具ホルダ（１１）に固定されたス
ティック砥石（１２）を有し、スティック砥石（１２）
を工作物（１３）に接触させる。
明する。まず第１図及び第２図において（６）は砥石回
転軸、（７）は研磨工具本体、（８）は検出機構、（９
）は重壁接触検出器、（１０）はピック動作制御部であ
る。上記砥石回転軸（６）はエアモータからなり、その
先端に砥石、例えば工具ホルダ（１１）に固定されたス
ティック砥石（１２）を有し、スティック砥石（１２）
を工作物（１３）に接触させる。
研磨工具本体（７）は筒体で、その内部に砥石回転軸（
６）を浮遊支持機構（１４）を介してＸ軸、Ｙ軸及びＹ
軸方向に弾性変位自在に嵌装・支持すると共に、砥石（
１２）を工作物（１３）の表面に押圧して倣い制御しな
がらその表面を定圧研磨させる工作機械の主軸（図示せ
ず）に装着する。上記浮遊支持機構（１４）は、直動ボ
ールスライド（１７）を介して砥石回転軸（６）をＹ軸
方向に案内・支持するホルダ（１６）を、研磨工具本体
（７）の筒体内壁に突設した上下部各文壁（７ａ）
（７ｂ）の間に鋼球（１５）を介してＸＹ平面内で移動
自在に支持したものである。更に、砥石回転軸（６）の
上方に設けたフランジ（６ａ）と直動ボールスライド（
１７）の上端とを上下に変位するコイルバネ（１８）に
て連結してＺ軸方向のバランスを保持すると共に、研磨
工具本体（７）の筒体内壁と砥石回転軸（６）の上部と
を横に変位するコイルバネ（１９）にて連結してＸＹ平
面内における砥石回転軸（６）の求心性を付加する。
６）を浮遊支持機構（１４）を介してＸ軸、Ｙ軸及びＹ
軸方向に弾性変位自在に嵌装・支持すると共に、砥石（
１２）を工作物（１３）の表面に押圧して倣い制御しな
がらその表面を定圧研磨させる工作機械の主軸（図示せ
ず）に装着する。上記浮遊支持機構（１４）は、直動ボ
ールスライド（１７）を介して砥石回転軸（６）をＹ軸
方向に案内・支持するホルダ（１６）を、研磨工具本体
（７）の筒体内壁に突設した上下部各文壁（７ａ）
（７ｂ）の間に鋼球（１５）を介してＸＹ平面内で移動
自在に支持したものである。更に、砥石回転軸（６）の
上方に設けたフランジ（６ａ）と直動ボールスライド（
１７）の上端とを上下に変位するコイルバネ（１８）に
て連結してＺ軸方向のバランスを保持すると共に、研磨
工具本体（７）の筒体内壁と砥石回転軸（６）の上部と
を横に変位するコイルバネ（１９）にて連結してＸＹ平
面内における砥石回転軸（６）の求心性を付加する。
検出機構（８）は、Ｚ軸方向の変位検出器である差動ト
ランス（２０）と、ＸＹ軸方向の変位検出器である差動
トランス（２１） （但し、Ｘ軸方向の差動トランス
のみ図示）とを具備し、砥石回転軸（６）のＸ軸、Ｙ軸
及びＺ軸方向に対する各弾性変位量を検出して上記工作
機械の倣い制御用信号を送出する。ここで、各コイルバ
ネ（１８） （１９）を、砥石（１２）が工作物（１
３）の表面に接触していない中立状態で各差動トランス
（２０） （２１）の出力がそれぞれ零となるように
調整する。
ランス（２０）と、ＸＹ軸方向の変位検出器である差動
トランス（２１） （但し、Ｘ軸方向の差動トランス
のみ図示）とを具備し、砥石回転軸（６）のＸ軸、Ｙ軸
及びＺ軸方向に対する各弾性変位量を検出して上記工作
機械の倣い制御用信号を送出する。ここで、各コイルバ
ネ（１８） （１９）を、砥石（１２）が工作物（１
３）の表面に接触していない中立状態で各差動トランス
（２０） （２１）の出力がそれぞれ零となるように
調整する。
重壁接触検出器（９）は、第３図に示すように、ＸＹ面
内で砥石回転軸（６）の上部を囲む環状ばね鋼線からな
り、その一端を電気的絶縁物（２２）を介して研磨工具
本体（７）に固定すると共に、他端を電気的絶縁物（２
３）を介してマイクロメータヘッド（２４）の先端部の
アンビルと接触した状態にある。そして、ワークのポケ
ット部の底面部研磨加工時に砥石回転軸（６）の上部と
重壁接触検出器（９）のばねｗ４線との接触による電気
的導通状態を検出して砥石回転軸（６）のＸ又はＹ軸方
向の変位を検出する。
内で砥石回転軸（６）の上部を囲む環状ばね鋼線からな
り、その一端を電気的絶縁物（２２）を介して研磨工具
本体（７）に固定すると共に、他端を電気的絶縁物（２
３）を介してマイクロメータヘッド（２４）の先端部の
アンビルと接触した状態にある。そして、ワークのポケ
ット部の底面部研磨加工時に砥石回転軸（６）の上部と
重壁接触検出器（９）のばねｗ４線との接触による電気
的導通状態を検出して砥石回転軸（６）のＸ又はＹ軸方
向の変位を検出する。
ピック動作制御部（１０）はＣＰＵ等からなり、重壁接
触検出器（９）で得られた接触検出信号により工作機械
の主軸の倣い動作を制御し、上記ポケット部の底面部研
磨加工における砥石回転軸（６）のピック動作を自動的
に実行させる。
触検出器（９）で得られた接触検出信号により工作機械
の主軸の倣い動作を制御し、上記ポケット部の底面部研
磨加工における砥石回転軸（６）のピック動作を自動的
に実行させる。
上記構成に基づき本発明の動作を次に説明する。まず第
１図に示すように、−船釣な工作物（１３）の研磨加工
において、砥石（１２）が工作？１（１３）に接触する
と、砥石回転軸（６）は工作物（１３）の表面形状に対
応してその法線方向に変位することになる。その結果、
ＸＹＺの３軸方向の変位を検出する差動トランス（２０
） （２１）により、それらの変位に対応した出力Ｅ
、、ＥＶ、ＥＸが得らが一定になるように工作機械の主
軸の追従制御、即ち倣い制御が行われ、工作物（１３）
の表面の任意形状に倣いながら研磨加工を行うことがで
きる。
１図に示すように、−船釣な工作物（１３）の研磨加工
において、砥石（１２）が工作？１（１３）に接触する
と、砥石回転軸（６）は工作物（１３）の表面形状に対
応してその法線方向に変位することになる。その結果、
ＸＹＺの３軸方向の変位を検出する差動トランス（２０
） （２１）により、それらの変位に対応した出力Ｅ
、、ＥＶ、ＥＸが得らが一定になるように工作機械の主
軸の追従制御、即ち倣い制御が行われ、工作物（１３）
の表面の任意形状に倣いながら研磨加工を行うことがで
きる。
次に、第４図に示すように、ポケット部（２）の底面部
（３）の研磨加工において、底面中央部（３ａ）の研磨
ではＺ軸方向の変位成分が主で、この検出信号により表
面倣いが実行され、その結果、定圧で研磨加工される。
（３）の研磨加工において、底面中央部（３ａ）の研磨
ではＺ軸方向の変位成分が主で、この検出信号により表
面倣いが実行され、その結果、定圧で研磨加工される。
一方、Ｘ軸方向の倣い送りによりポケット部（２）の側
面部（４）に砥石（１２）が接触すると、砥石（１２）
にＸ軸方向の変位を生じる。そこで、この変位量が砥石
回転軸（６）と重壁接触検出器（９）との間眩１（ｆ）
に等しくなった時点で接触検出信号が重壁接触検出器（
９）から出力される。そして、ピンク動作制御部（ｌＯ
）により砥石回転軸（６）を制御してＹ軸方向にピック
量だけ送ると同時に、送り方向を自動的に反転させる。
面部（４）に砥石（１２）が接触すると、砥石（１２）
にＸ軸方向の変位を生じる。そこで、この変位量が砥石
回転軸（６）と重壁接触検出器（９）との間眩１（ｆ）
に等しくなった時点で接触検出信号が重壁接触検出器（
９）から出力される。そして、ピンク動作制御部（ｌＯ
）により砥石回転軸（６）を制御してＹ軸方向にピック
量だけ送ると同時に、送り方向を自動的に反転させる。
このようにしてポケット部（２）の底面部（３）の全体
が自動的に研磨加工される。
が自動的に研磨加工される。
尚、マイクロメータヘッド（２４）のアンビルを回転移
動させることにより、重壁接触検出器（９）の環状ばね
鋼線の半径が変化して上記間隙量（りを任意に設定する
ことができ、その結果、任意の変位量に対応して自動ピ
ックをかけることが可能となる。
動させることにより、重壁接触検出器（９）の環状ばね
鋼線の半径が変化して上記間隙量（りを任意に設定する
ことができ、その結果、任意の変位量に対応して自動ピ
ックをかけることが可能となる。
本発明によれば、自己倣いの表面研磨装置において砥石
回転軸のＸＹ面内の変位量に基づく電気的接触を利用し
た重壁接触検出器及びその接触検出信号により砥石回転
軸のピック動作を自動的に実行させるピック動作制御部
を設けたから、研磨領域を設定することなくワークのポ
ケット部の底面部の自動研磨が可能となり、大幅な操作
性向上を図ることができる。
回転軸のＸＹ面内の変位量に基づく電気的接触を利用し
た重壁接触検出器及びその接触検出信号により砥石回転
軸のピック動作を自動的に実行させるピック動作制御部
を設けたから、研磨領域を設定することなくワークのポ
ケット部の底面部の自動研磨が可能となり、大幅な操作
性向上を図ることができる。
第１図と第２図と第３図は本発明に係る表面研磨装置の
実施例を示す側断面図とその要部である重壁接触検出器
及びピック動作制御部のブロック図と重壁接触検出器の
平面図、第４図は本発明に係る表面研磨装置の動作を示
すワークのポケット部の側断面図、第５図と第６図はポ
ケット部の一具体例を示す斜視図と平面図である。 （６） −砥石回転軸、（７） −研磨工具本体、（８
） −検出機構、 （９） −重壁接触検出器、（Ｉ
ＯＬ−−−ピンク動作制御部。
実施例を示す側断面図とその要部である重壁接触検出器
及びピック動作制御部のブロック図と重壁接触検出器の
平面図、第４図は本発明に係る表面研磨装置の動作を示
すワークのポケット部の側断面図、第５図と第６図はポ
ケット部の一具体例を示す斜視図と平面図である。 （６） −砥石回転軸、（７） −研磨工具本体、（８
） −検出機構、 （９） −重壁接触検出器、（Ｉ
ＯＬ−−−ピンク動作制御部。
Claims (1)
- （１）先端に砥石を有する砥石回転軸と、上記砥石回転
軸を浮遊支持機構を介してＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に弾
性変位自在に支持すると共に、上記砥石をワーク表面に
押圧して倣い制御しながらワーク表面を定圧研磨させる
工作機械の主軸に装着した研磨工具本体と、上記砥石回
転軸のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向に対する各弾性変位量を
検出して上記工作機械の倣い制御用信号を送出する検出
機構と、ＸＹ面内で上記砥石回転軸の上部を囲む環状金
属線からなり、ワークのポケット部の底面部研磨加工に
おける環状金属線と砥石回転軸上部との接触による電気
的導通状態を検出して砥石回転軸のＸ又はＹ軸方向の変
位を検出する重壁接触検出器と、上記重壁接触検出器で
得られた接触検出信号により上記ポケット部の底面部研
磨加工における砥石回転軸のピック動作を自動的に実行
させるピック動作制御部とを具備したことを特徴とする
表面研磨装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2150286A JPH0446755A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 表面研磨装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2150286A JPH0446755A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 表面研磨装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0446755A true JPH0446755A (ja) | 1992-02-17 |
Family
ID=15493662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2150286A Pending JPH0446755A (ja) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | 表面研磨装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0446755A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0790975A (ja) * | 1993-09-22 | 1995-04-04 | Toyo Kogyo Kk | 化粧コンクリートブロック及びその化粧方法並びにその化粧装置 |
| JP2011136392A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 仕上げロボットの倣い装置および倣い方法 |
| JP2018126847A (ja) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 旭硝子株式会社 | 基材処理装置 |
-
1990
- 1990-06-08 JP JP2150286A patent/JPH0446755A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0790975A (ja) * | 1993-09-22 | 1995-04-04 | Toyo Kogyo Kk | 化粧コンクリートブロック及びその化粧方法並びにその化粧装置 |
| JP2011136392A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 仕上げロボットの倣い装置および倣い方法 |
| JP2018126847A (ja) * | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 旭硝子株式会社 | 基材処理装置 |
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