JPH081504A - 塗装パテの研摩方法 - Google Patents

塗装パテの研摩方法

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JPH081504A
JPH081504A JP13689294A JP13689294A JPH081504A JP H081504 A JPH081504 A JP H081504A JP 13689294 A JP13689294 A JP 13689294A JP 13689294 A JP13689294 A JP 13689294A JP H081504 A JPH081504 A JP H081504A
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JP
Japan
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polishing
polishing tool
unit
machined
tool
Prior art date
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Application number
JP13689294A
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English (en)
Inventor
文雄 ▲吉▼永
Fumio Yoshinaga
Kazuo Kanda
和生 神田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】鉄道車両や道路車など複雑形状を有する大型部
品の塗装パテ研摩を能率良く、安定して滑らかに加工で
きる加工方法と加工機を提供する。 【構成】加工機は、走行ユニットの上にコラムユニット
があり、スライドユニット、傾斜旋回ユニット、スピン
ドルユニットの動作部分で構成される。加工機の前面に
は変位センサがある。スピンドルユニットの先端部に伸
縮機構を介して研摩工具が取り付く。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、客車や機関車などの鉄
道車両、タンクロ−リなどの道路車両、その他大型構造
物、などの塗装工程において、表面の凹凸やうねりなど
のひずみや変形を平滑に修正するために塗布するパテの
研摩加工の方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の塗装パテ研ぎ装置は、例えば特開
平2−24051に示すように回転する研摩工具を所定
圧力で被加工面に押し付けて所定振幅で上下に往復動さ
せながら長手方向に移動させることにより研摩するもの
がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これには次の問題点が
あつた。
【0004】1.被加工面を追跡するため研摩工具は直
動アクチュエ−タで常時押し付け放しであるため、加工
途中に開口部や段付き部があると工具の突っ込みやひっ
かかりの危険性があり、これを防止するためには開口部
や段付き部の手前でアクチュエ−タのストロ−ク分だけ
研摩工具を後退させなければならないので、後退時間の
走行ユニットの移動距離だけ加工が残るという問題があ
った。
【0005】また、アクチュエ−タの前進方向の作動は
滑らかであるが後退方向では背圧がかかり抵抗が大きく
なるため、車両のように長尺の部品では加工機との位置
ずれがあるので加工がアクチュエ−タ前進方向の片道に
限定されるという問題があった。
【0006】2.車両のように上下方向(周方向)に円
弧曲面や傾斜面がある部品では、円板状の研摩工具を長
手方向に移動させる方法では工具作用面が平面的に作用
するため加工面が多角形になりやすく、工具パス境界部
に稜線や段差が生じるという問題があり、適用範囲は円
弧曲面では大きな半径、傾斜面では小さな角度に限定さ
れていた。
【0007】なお、特開平2−24051の実施例の中
では研摩ヘッドを揺動させる構造が説明されているが、
安定して作動できる揺動角度は機構的に小さい範囲に限
られるため、大きな揺動角度を必要とする小さな半径や
大きな角度には対応することができないという問題があ
った。
【0008】3.小さな半径の円弧曲面や大きな角度の
傾斜面の加工ができないこと、といった問題があった。
【0009】本発明はこれらの問題点を解決し、適用で
きる部品形状や寸法の範囲が大きく、加工能率も大きな
塗装パテ研摩の方法と加工機を提供するものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段を説明する。 1.被加工面を研摩工具で追跡する手段として、各ユニ
ットを予め入力したデ−タ座標で制御して移動させると
同時に、加工機前面に変位センサを設けて被加工面まで
の距離を測定し、加工機制御の計画座標と実際座標との
差を補正して研摩工具の作用面が被加工面に接近位置に
なるように制御し、これに研摩工具あるいは研摩工具取
付部の伸縮作用を加え、研摩工具を被加工面に押し当て
て移動させる手段を採用した。
【0011】2.円弧曲面や傾斜面がある被加工面に対
応する手段として、スピンドルユニット即ち研磨工具回
転軸を被加工面の直角面内で傾斜させる傾斜旋回ユニッ
トを設け、研摩工具の作用面を常に被加工面の概接線方
向に対面させる手段を採用した。これに加え、研摩工具
の作用面が被加工面の概接線方向を常に維持するよう
に、円弧曲面や傾斜面の断面方向である上下方向(周方
向)に移動させる方法を採用した。
【0012】
【作用】上記の手段による作用を説明する。 1.研摩工具は被加工面の接触位置に来るように制御さ
れているので、開口部や段付き部での研摩工具はの後退
は研摩工具あるいは研摩工具取付部の伸縮量だけ後退さ
せるだけで工具の突込みやひっかかりを防止することが
できるので、粗かじめの入力デ−タによる制御で開口部
や段付き部の直前まで加工を進めることができる。
【0013】2.研摩工具の被加工面の追跡は加工機の
制御でほとんどを満足するので、研摩工具あるいは研摩
工具取付部での伸縮は弾性材料とバネなどの機械部品の
作用で十分に対応することができる。このため、研摩工
具の往復で加工機と被研摩面との間に出入りがあって
も、往復共に研摩加工を行うことができる。
【0014】3.傾斜旋回ユニットは研摩工具回転軸を
被加工面の概略直角面内で傾斜させることにより、加工
機コラムと概略平行平面はもとより円弧曲面や傾斜面に
対しても研摩工具の作用面を常に被加工面の概接線面に
対面させる。加えて、研摩工具を円弧曲面や傾斜面の断
面方向である上下方向(周方向)移動させることによ
り、円弧曲面や傾斜面を滑らかに追跡し、研摩加工を行
うことができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図8により
説明する。図1は本発明の一実施例の塗装パテ研摩加工
機の全体図で、Aは加工機本体部分、Bは研摩工具、C
は被加工物を示す。加工機本体部分Aは大別して、研摩
工具Bを把持して回転させるスピンドルユニット1、ス
ピンドルユニット1を被加工物Bの加工面の概略直角面
内で傾斜させる(θ軸)傾斜旋回ユニット2、スピンド
ルユニット1及び傾斜旋回ユニット2を案内し移動させ
る(前後方向:y軸)スライドユニット3、スライドユ
ニット3を案内し移動させる(上下方向:z軸)コラム
ユニット4、コラムユニット4を案内し被加工物Bと対
面して移動させる(左右方向:x軸)走行ユニット5と
で構成されている。これらの各ユニット1〜5の動きは
電気的に制御され、この制御盤6と操作盤7が走行ユニ
ット5の上にある。さらに、走行ユニット5の上には吸
塵機8があり、パテ研摩加工で発生する粉塵を補集す
る。走行ユニット5は、被加工物Cの加工対象面が概平
行になるように設けてある2本のレ−ル9の上を往復移
動する 図1において、被加工物Cは電車車体を想定したシェル
状部品の一部分を示している。この中では、断面輪郭は
概直線平面部a、傾斜面部b、円弧曲面部c,d,など
複数の要素で構成されており、長手方向には連続面の部
分以外に、窓抜き等の開口部や段付き部がある。この外
面に塗装が行なわれ、仕上げ塗装の前段階で表面の凹凸
やうねりなどのひずみや変形を修正するためにパテ付
け、パテ研摩の作業が加えられる。車両本体のようにシ
ェル状の部品では、図1に示す加工機を2台対面して設
けて両側から加工を行なう。
【0016】パテ研摩は、スピンドルユニット1の先端
に取り付けた研摩工具Bを回転させ、被加工面に押し当
てて移動させると行なわれる。被加工物が電車体のよう
に大型構造部品では製作途中で表面に凹凸やうねりなど
のひずみや変形が発生している。また、長手方向におい
ては、長尺のシェル状部品のため加工機の動きと正確に
平行に設置することはかなり困難であり、位置ずれが発
生する。これらのひずみや変形、位置ずれを測定し、加
工機の動き即ち研摩工具の位置を補正して動かすために
変位センサ10があある。
【0017】まず、請求項1及び請求項2に対応する被
加工面の追跡の仕方につて説明する。図1において、傾
斜旋回ユニット、スライドユニット、コラムユニット、
及び走行ユニットの駆動源である電動機12、13、1
4、15にはエンコ−ダ16、17、18、19がもう
けられており、電動機の回転量を検知、指令することが
できる。制御盤6及び操作盤7からの制御、操作により
各ユニットを位置決めすることができる。制御軸とし
て、x,y,z,θの4軸があり、このうちx,z,θ
は図面寸法にもとずく計画座標で位置決め制御を行い、
y軸について被加工面を計測して出入りを補正した位置
決め制御を行う。これに加えて、スピンドルユニットの
先端に設けられている研摩工具、及び研摩工具取付部は
例えば図2のような機構により適度の力とストロ−クで
伸縮することができるので、被加工面にひずみや変形、
位置ずれがあっても的確に被加工面を追跡することがで
きる。
【0018】研摩工具、及び研摩工具取付部の構造並び
に作用を図2により説明する。図2において、Bは研摩
工具、Dは研摩工具取付部である。研摩工具Bは金属製
の工具プレ−ト21に弾力的で伸縮性があるゴムシ−ト
22を接着した円板で、このゴムシ−ト22に作用面E
を有する研摩材シ−ト23が接着シ−ト41で接着され
ているものである。工具取付部Dは、主軸先端部の主軸
フランジ31と工具取付用の取付プレ−トとをを設け、
これらをガイドピン33と圧縮コイルバネ34とで連結
したものである。(この連結構造にはベロ−など同じ機
能のものが各種ある)このように、研摩工具研摩B及び
工具取付部Dともに弾性ゴム、圧縮コイルバネという機
械的性質が一定した弾性部品を使用するので、これらの
バネ定数を決定することで、研摩工具の押し当て力を一
定に設定することができる。また、伸縮(前進,後退)
ともに押し当て力は一定であるので、被加工面との間に
出入りがあっても研摩工具は安定して追跡することがで
きる。
【0019】研摩工具の作用面の計測補正による位置制
御について図3,図4,図5により説明する。まず、測
定は、図3,図4に示すように変位センサ10で被加工
物Cの表面までの距離を測定する。この測定点は被加工
物の寸法や形状により予め決定されている点である。C
`は計画上の被加工面を示し、図3は計画よりも実物が
近い場合、図4は計画よりも実物が遠い場合を示す。計
画と実物との差Δy1,Δy2が補正値である。この補
正値により、y軸方向のスライドユニットの移動を補正
して制御する。この制御による研摩工具の作用面の位置
は、図5に示すように被加工物Cの表面から少し入り込
んだ位置にする。これに研摩工具あるいは研摩工具取付
部の伸縮作用を加えることにより、被加工面を安定して
追跡することができる。また、加工機制御の範囲外は研
摩工具あるいは研摩工具取付部の伸縮ストロ−クだけと
することができるので、加工機をレスポンス良く動かす
ことができる。
【0020】次に、前記に加え、請求項3及び請求項4
に対応する被加工面の追跡の仕方について説明する。前
記までは研摩工具の出入りに関する範囲が主体であり、
上下,左右方向の移動までは立ち入って説明していな
い。しかし、本発明のもうひとつの目的は円弧曲面や傾
斜面などの形状も加工ができることにあるので、この内
容について図6,図7,図8を用いて説明する。
【0021】図6は従来の技術による場合を説明する図
である。従来のものは、研摩工具を被加工面に押し当て
て所定振幅で上下に往復動させながら長手方向に移動さ
せることにより加工するもので、適用範囲は前述のよう
に平面又は大きな半径の円弧曲面や角度小さい傾斜面に
限定されていた。図6の例では、ハッチングを施した部
分が適用範囲で、その他は適用不可又は困難な部分を示
す。b部のように横幅の狭い部分も工具の往復回数が多
くなるので、適用困難である。
【0022】図7は本発明による一つの実施例を説明す
るものである。本発明によると、前述のように傾斜旋回
ユニットにより、平行平面はもとより円弧曲面や傾斜面
に対しても研摩工具の作用面を常に被加工面の概接線面
に対面させることができる。また、研摩工具は前進、後
退ともに一定の力で押し当てることができる。これらに
より、研摩工具を断面の上下方向に移動させることによ
り、円弧曲面や傾斜面を含む面でも安定して滑らかに加
工することができる。図7の中のL1,L2,L3,L
4は被加工物の形状に対応する工具経路のパタ−ンの例
を示す。
【0023】図8は、長手送りと上下送りを使い分ける
場合を示す。長尺部品で概平行平面においては、工具を
長手に移動させた方が工具のパス回数が少なくなるので
能率的である。図8の例では、ハッチング部を長手送り
するものである。円弧曲面や傾斜面、横幅の狭い部分で
は上下送りを行なう。L(r),L(s),L(b)はそれぞ
れの工具経路のパタ−ンの例を示す。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、以上説明したように研
摩工具をレスポンス良く均一、適切に作用させることが
できるので、開口部や段付き部周囲での加工残りを少な
くすることができ、工具移動の往復ともに加工を行なう
ことができるので高能率のパテ研摩加工を行なうことが
できる。また、半径の小さな円弧曲面や角度の大きな傾
斜面のパテ研摩加工を安定して滑らかに行なうことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の加工機全体図を示す。
【図2】本発明の一実施例の研摩工具及び研摩工具取付
部を示す。
【図3】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。
【図4】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。
【図5】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。
【図6】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。
【図7】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。
【図8】本発明の一実施例の動作を説明するための図で
ある。
【符号の説明】
A…機械本体部分、B…研摩工具、C…被加工物、1ス
ピンドルユニット、2…傾斜旋回ユニット、3…スライ
ドユニット、4…コラムユニット、5…走行ユニット、
6…制御盤、7…操作盤、8吸塵機、9…レ−ル、10
…変位センサ、11〜15…電動機、16〜19…エン
コ−ダ、21…工具プレ−ト、22…ゴムシ−ト、23
…研摩材シ−ト、31…主軸フランジ、32…工具取付
プレ−ト。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加工機の前面に設けた変位センサで被加工
    面までの距離を計測して加工機制御の計画座標と実際座
    標との差を補正して研摩工具の回転軸のスピンドルユニ
    ットを出入りさせて研摩工具の作用面が被加工面に接触
    位置になるように制御し、これに研摩工具あるいは研摩
    工具取付部の伸縮作用を加え、研摩工具を被加工面に押
    し当てて被加工面を追跡すること、を特徴とする塗装パ
    テの研摩方法。
  2. 【請求項2】請求項1において、スピンドルユニットを
    被加工面の概略直角面内で傾斜させること、を特徴とす
    る塗装パテの研摩方法。
  3. 【請求項3】請求項2において、スライドユニットを被
    加工面の上下方向に移動させて研摩加工し、次にコラム
    を被加工面の長手方向にピッチ送りし、前記と同様に順
    次加工を行うこと、を特徴とする塗装パテの研摩方法。
  4. 【請求項4】請求項2の構成において、傾斜旋回ユニッ
    トでスピンドルユニットを被加工面の概略直角面内で傾
    斜させて研摩工具の作用面を常に被加工面の概略接線面
    に対面させ、かつスピンドルユニットを直動アクチュエ
    −タで常時前進方向に作動させて研摩工具を被加工面に
    押し当てることにより被加工面を追跡し、スピンドルユ
    ニットと傾斜旋回ユニットとを搭載するスライドユニッ
    トを被加工面の上下方向に送って研摩加工することを特
    徴とする塗装パテの研摩方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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