JPH0818242B2 - 研摩機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は研摩機、詳しくは予め指定された研摩経路に
従って砥石を移動させ、ワークの加工面の研摩を行なう
研摩機に関するものである。

（従来の技術） 従来、この種の研摩機としては、砥石の研摩経路デー
タを記憶するための記憶手段を備え、この記憶手段に所
望する研摩経路のデータを記憶させて、その後、この記
憶された研摩経路データに基いて、ワークの加工面上に
おいて砥石を所定回数往復移動させて研摩を行なうもの
がある。そして、研摩経路データを記憶手段に記憶させ
るには、砥石近傍を作業者が自らの手で保持して実際に
この砥石を所望する研摩経路に沿って移動させ、そのデ
ータを記憶させている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記した研摩機においては、作業者が自ら
の手で砥石を移動させる必要があるため、ワークの形状
によっては不自然な姿勢でこの操作を行なわざるを得な
かった。また、作業者が砥石を移動させている時に何ら
かの故障でこの砥石が暴走してしまうと、作業者が砥石
とワークとの間に挟まれる事故も起り得る。

本発明の目的は、砥石を移動させるための研摩経路を
簡単に設定できる上に、その際に作業者が砥石を自らの
手で移動させる必要がなく、研摩経路の設定作業を安全
に遂行することができる研摩機を提供することにある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明の研摩機は、ワークを研摩するための砥石と、
前記砥石を移動させるための駆動手段と、任意の方向へ
傾動操作可能な操作ハンドルを備えたティーチング装置
と、前記操作ハンドルの傾動方向とワークの加工面に沿
って移動する砥石の移動方向とを対応させて、該操作ハ
ンドルの回動方向及び回動量に応じて研摩経路データを
出力するためのティーチングセンサと、前記ティーチン
グセンサから出力された研摩経路データを記憶する記憶
手段と、前記記憶手段に記憶された研摩経路データに従
ってワークの加工面上で砥石を移動させるべく、前記駆
動手段を駆動制御する制御手段とからなるものである。

（作用） ティーチング装置の操作ハンドルが傾動操作される
と、その回動方向とワークの加工面に沿って移動する砥
石の移動方向とが対応するので、ティーチング動作が簡
単となる。操作ハンドルの回動方向及び回動量に応じて
ティーチングセンサから研摩経路データが出力され、記
憶手段が研摩経路データを記憶する。研摩の際には、制
御手段が駆動手段を駆動制御して、記憶手段に記憶され
た研摩経路データに従い砥石を研摩経路に沿って移動さ
せ、ワークの加工面を研摩する。

このように、操作ハンドルを傾動させるだけの簡単な
操作で、研摩経路データを記憶手段に記憶させることが
でき、作業者が自らの手で砥石を移動させる必要がな
い。

（実施例） 以下、この発明を具体化した研摩機の一実施例を図面
に従って詳細に説明する。

さて、この研摩機のフレーム１は、第１図及び第２図
に示すように、左右方向に細長い基台２と、その基台２
の左右両端上面に立設された一対の支柱３と、その支柱
３の上端部間に架設固定された左右方向へ水平に延びる
上部支枠４とによりほぼ門型に構成されている。フレー
ム１の上部支枠４には側面形ほぼ四角枠状のＸ方向移動
体５が上下各一対の案内体6,7を介して左右方向へ移動
可能に支持されている。上部支枠４の左端にはサーボモ
ータよりなるＸ方向移動用モータ８が装着され、その回
転に伴いねじ棒９及びボールねじ部材10を介してＸ方向
移動体５が左右方向（Ｘ方向）へ移動されるようになっ
ている。

第２図及び第３図に示すように、前記Ｘ方向移動体５
には側断面形ほぼＵ字状のＹ方向移動体11が左右一対の
案内棒12を介して前後方向へ移動可能に支持されてい
る。Ｙ方向移動体11の後面にはサーボモータよりなるＹ
方向移動用モータ13が装着され、その回転に伴いねじ棒
14及びボールねじ部材15を介してＹ方向移動体11が前後
方向（Ｙ方向）へ移動されるようになっている。

第１図及び第２図に示すように、前記Ｙ方向移動体11
の前面には前後方向に延びる一水平軸線の周りで回動調
節可能な第１の回動体16が取付けられ、その前面には左
右方向に延びる一軸線の周りで回動調節可能な第２の回
動体17が支持されている。第２の回動体17には筒状のＺ
方向移動体18が上下方向へ移動可能に貫通支持され、そ
の下端には砥石ヘッド19が装着されている。第２の回動
体17の上面にはサーボモータよりなるＺ方向移動用モー
タ20が支持筒21を介して装着され、その回転に伴いねじ
棒22及びボールねじ部材23を介してＺ方向移動体18が上
下方向（Ｚ方向）へ移動されるようになっている。

前記フレーム１の両支柱３間において前後方向に延び
るように、基台２上には一対の案内レール24が配置され
ている。その案内レール24上にはテーブル25が複数の車
輪26を介して移動可能に支持され、その上面には成形用
金型等のワークＷが載置されるようになっている。そし
て、このテーブル25が図示しない自走用モータにより前
後方向に移動され、ワークＷを第２図に示すように前記
砥石ヘッド19の下方に対向した加工位置に搬入位置決め
したり、その加工位置から搬出したりするようになって
いる。

次に、前記砥石ヘッド19の構成を特に第４図及び第５
図に従って詳述すると、前記Ｚ方向移動体18の下端には
案内支持棒31が固定円板33及び可動円板34よりなる回転
カップリング32を介して取着されている。案内支持棒31
には摺動体35が上下動可能に支持され、その側部には支
持アーム36が左右方向に延びる支軸37を介して回動可能
に支持されている。支持アーム36の下端にはエアモータ
38が前後方向に延びる支軸39により支持筒体40を介して
傾動可能に支持され、常には複数のばね41の作用により
第４図に示す垂直位置に保持されている。支持筒体40の
下部には砥石42が揺動発生装置43を介して装着され、エ
アモータ38の回転に伴い揺動発生装置43を介して砥石42
が前後方向へ往復揺動されるようになっている。

第４図に示すように、前記摺動体35の側部には第１の
エアシリンダ44が装着され、そのピストン45から延びる
ロッド46の先端が前記回転カップリング32の可動円板34
に固定されている。そして、前記砥石ヘッド19の移動方
向をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の三方向の内のいずれか
二方向、例えばＸ方向とＹ方向に選択設定し、Ｘ方向移
動用モータ８及びＹ方向移動用モータ13の回転に伴い砥
石ヘッド19をＸ方向及びＹ方向に移動させながら、ワー
クＷ上の底部の加工面Wzを研摩する際に、この第１のエ
アシリンダ44の作用により摺動体35が残りの一方向であ
るＺ方向（下方）に移動付勢されて、砥石42が底部の加
工面Wzに対し押圧されるようになっている。

第５図に示すように、前記摺動体35の後部には第２の
エアシリンダ47が取付板48を介して支軸49により傾動可
能に支持され、そのピストン50から延びるロッド51の先
端が連結部材52を介して前記支持アーム36に連結されて
いる。摺動体35の前部にはばねストッパ53が支持体54を
介して取着され、支持アーム36に係合してその支持アー
ム36の休止位置を規制するようになっている。そして、
前記のように砥石ヘッド19のＸ方向及びＹ方向移動によ
りワークＷ上の底部の加工面Wzを研摩する際には、この
第２のエアシリンダ47が不作用状態にあって、第５図に
実線で示すように支持アーム36がばねストッパ53との係
合によりほぼ垂直な休止位置に保持されるようになって
いる。

また、前記砥石ヘッド19の移動方向を例えばＸ方向と
Ｚ方向との二方向に選択設定し、回転カップリング32を
介して砥石ヘッド19を第２図及び第５図に示す状態又は
その状態から180度回動させた状態に配置して、ワーク
Ｗ上の前後両側の加工面Wyを研摩する際には、第２のエ
アシリンダ47が作用状態に切換えられて支持アーム36が
第５図の反時計方向に回動され、砥石42が前後の加工面
Wyに押圧されるようになっている。さらに、砥石ヘッド
19の移動方向をＹ方向とＺ方向との二方向に選択設定
し、回転カップリング32を介して砥石ヘッド19を第２図
及び第５図に示す状態から右又は左に90度回動させた状
態に配置して、ワークＷ上の左右両側の加工面Wxを研摩
する場合にも、第２のエアシリンダ47が作用状態に切換
えられて支持アーム36が回動され、砥石42が左右の加工
面Wxに押圧されるようになっている。

一方、第１図に示すように、前記フレーム１の側部に
は、前記砥石ヘッド19の移動方向を選択設定するための
スイッチ等を備えた制御盤57が支持棒58を介して吊下支
持されている。又、この研摩機は、砥石ヘッド19の移動
に基づく研摩経路を予め記憶させる場合に手で持って使
用する操作手段としてのティーチング装置59を備えてい
る。

次に、前記ティーチング装置59におけるティーチング
工程及びそのティーチング工程が記憶された研摩経路デ
ータに基づく加工工程において、砥石42にかかる過負荷
を検出するための構成について説明する。第４図に示す
ように、前記第１のエアシリンダ44内には磁気センサ等
よりなる一対の第１の過負荷センサ61,62がピストン45
の移動両端に対向して配置されている。そして、XY方向
の加工面Wzを加工するに際して過負荷が発生した場合に
は、ピストン45の上又は下への異常接近に基づき上方の
センサ61又は下方のセンサ62が検出信号を出力する。
又、YZ方向の加工面WxあるいはXZ方向の加工面Wyを加工
する際には、上方の第１の過負荷センサ61が押し切り状
態（砥石42は下限位置）のピストン45を検出して砥石42
の正常位置を確認するようになっている。

第５図に示すように、前記第２のエアシリンダ47内に
は磁気センサ等よりなる一対の第２の過負荷センサ63.6
4がピストン50の移動両端に対向して配置され、加工面W
x,Wyの加工時において砥石42に対し左右方向若しくは前
後方向への過負荷が作用したとき、ピストン50の左又は
右への異常接近に基づき検出信号を検出するようになっ
ている。又、加工面Wzの加工時には、第５図において左
方のセンサ63が押し切り状態（支持アーム36は垂直位
置）のピストン50を検出して砥石42の正常位置を確認す
る。

一方、前記支持体54内には磁気センサ等よりなる第４
の過負荷センサ66が配設され、加工面Wzの加工時におい
て支持アーム36を第５図の時計方向に傾動させる過負荷
が発生した際には、前記ばねストッパ53の異常投入に基
づき検出信号を出力するようになっている。さらに、第
４図に示すように、前記エアモータ38の外側には磁気セ
ンサ等よりなる第３の過負荷センサ65が取着され、砥石
42に対し支軸39を中心とした傾動方向への過負荷が作用
したとき、支持アーム36との異常接近に基づき検出信号
を出力するようになっている。

次に、前記制御盤57上のスイッチの配置構成を第６図
に従って説明すると、制御盤57の左側上部には、手動操
作モーダ、ティーチングモード及び加工モードを選択す
るためのモード選択スイッチ71が設けられ、各選択位置
に対応して表示ランプ72a,72b,72cが配置されている。
モード選択スイッチ71の下方には前記砥石ヘッド19の移
動方向を選択するための方向選択スイッチ73が設けら
れ、YZ方向、XY方向及びXZ方向の選択位置に対応して表
示ランプ74a,74b,74cが配置されている。

前記制御盤57の中央部にはティーチングモードの操作
領域75が設けられ、その上部にはモード選択スイッチ71
によるティーチングモードの選択時に点灯される表示ラ
ンプ76が設けられている。この操作領域75内には、ティ
ーチング工程における砥石ヘッド19の移動速度を設定す
るための速度設定スイッチ77が設けられ、低速、中速及
び高速の設定位置に対応して表示ランプ78a,78b,78cが
配置されている。速度設定スイッチ77の下方には、ティ
ーチング工程において記憶可能な残り時間を表示するた
めの残り時間表示部79が設けられている。又、操作領域
75内の左側部には、ティーチング工程を開始するための
スタートスイッチ80及び終了するためのエンドスイッチ
81が設けられている。

前記制御盤57の右側部には加工モードの操作領域82が
設けられ、その上部にはモード選択スイッチ71による加
工モードの選択時に点灯される表示ランプ83が設けられ
ている。この操作領域82内の右側部には、加工工程の総
時間を予め指定するための時間指定部84及び加工工程の
残り時間を表示するための残り時間表示部85が設けられ
ている。又、操作領域82内の左側部には、加工工程を開
始するためのスタートスイッチ86及び終了するためのエ
ンドスイッチ87が設けられている。

次に、前記ティーチング装置59の構成を第７図に従っ
て説明すると、装置の前面右側には操作ハンドル91が突
設され、装置の前面に付された矢印に従って上方から左
側方への範囲内で任意の方向へ傾動操作することができ
る。装置前面の上部及び左側部には各一対の方向表示ラ
ンプ92,93,94,95が設けられ、前記制御盤57上の方向選
択スイッチ73により砥石ヘッド19の移動方向が選択され
たとき、例えばYZ方向の場合には表示ランプ92,95、XY
方向の場合には表示ランプ93,94、XZ方向の場合には表
示ランプ93,95がそれぞれ点灯されて、操作ハンドル91
の操作方向を支持するようになっている。

前記操作ハンドル91に対応してティーチング装置59内
には一対のエンコーダ96,97が設けられ、操作ハンドル9
1の傾動操作に伴い回動軸等を介して作動されて、その
回動方向及び回動量に応じて、前記X,Y,Z方向移動用の
各モータ8,13,20を駆動するための信号を出力するよう
になっている。又、装置の前面にはティーチング動作を
開始するためのスタートスイッチ98及び砥石ヘッド19の
移動速度をさらに低下させるための速度低下スイッチ99
が設けられている。

次に、前記のように構成された研摩機の制御回路を第
８図に従って説明すると、制御手段を構成する中央処理
装置（CPU）101にはリードオンリーメモリ（ROM）102と
記憶手段を構成するランダムアクセスメモリ（RAM）103
とが接続されている。ROM102には研摩機全体の動作を制
御するためのプログラム等が記憶され、RAM103にはティ
ーチング工程において前記ティーチング装置59により入
力される砥石ヘッド19の研摩経路データ等を記憶するよ
うになっている。

又、前記CPU101には制御盤57に設けられた各種のスイ
ッチからなるスイッチ群104、前記ティーチング装置59
及び前記第１〜第３の過負荷センサ61〜65よりなる過負
荷センサ群105が入力インターフェース106を介して接続
され、それらからの各種信号がCPU101に入力されるよう
になっている。さらに、CPU101には前記X,Y,Z方向移動
用の各モータ8,13,20、エアモータ38及び前記制御盤57
上とティーチング装置59上の各種表示ランプからなる表
示ランプ群107が出力インターフェース108及び駆動回路
109〜113を介して接続され、それらに対してCPU101から
駆動及び停止信号が出力されるようになっている。

次に、前記のように構成された研摩機の作用を説明す
る。

さて、この研摩機において、第２図に示すようにテー
ブル25上に成形用金型等のワークＷを載置して、砥石ヘ
ッド19の下方の加工位置に搬入位置決めし、砥石ヘッド
19を加工面Wx,Wy,Wzに沿って移動させて、研摩経路のテ
ィーチングを行う場合には、まず、制御盤57上のモード
選択スイッチ71によりティーチングモードを選択すると
ともに、方向選択スイッチ73により砥石ヘッド19の移動
方向を例えばX,Yの二方向のように選択設定する。次
に、ティーチング操作領域75の速度設定スイッチ77によ
り砥石ヘッド19の移動速度を例えば中速のように設定し
て、スタートスイッチ80を押すと、残り時間表示部79に
RAM103へのデータの記憶可能な残り時間が表示されると
ともに、ティーチング装置59上の表示ランプ93,94が点
灯されて、操作ハンドル91の操作方向が指示される。

そこで、操作ハンドル91を表示ランプ93,94の指示に
従いＸ方向、Ｙ方向あるいはそれらの中間方向等へ任意
に傾動操作すると、その回動方向及び回動量に応じてエ
ンコーダ96,97からCPU101に検出信号が出力される。そ
の検出信号に基づきCPU101からX,Y方向移動用モータ8,1
3に駆動信号が出力され、そのモータ8,13の作動により
砥石ヘッド19がX,Y方向へ所定量移動されるとともに、C
PU101からRAM103に同等の信号が出力されて、ならいの
速度に関係なく位置データのみが研摩経路データとして
記憶される。従って砥石ヘッド19の移動位置を確認しな
がら操作ハンドル91を傾動操作することにより、ワーク
Ｗ上の底部の加工面Wzに沿ったX,Y方向への研摩経路デ
ータを容易に記憶させることができる。

次に、この記憶された研摩経路データに基づいてワー
クＷ上の底部の加工面Wzを研摩する場合には、制御盤57
上のモード選択スイッチ71により加工モードを選択する
とともに、加工モード操作領域82の時間指定部84におい
て加工工程の総時間を指定する。この状態でスタートス
イッチ86を押すと、残り時間表示部85に加工工程の残り
時間を表示されるとともに、RAM103からCPU101に研摩経
路データが読み出されて、そのデータに基づき、X,Y方
向移動用モータ8,13に駆動信号が出力され、それによ
り、両モータ8,13が回転されて、砥石ヘッド19がＸ方向
及びＹ方向に移動される。

それとともに、第４図に示す第１のエアシリンダ44の
作用により砥石42がワークＷ上の底部の加工面Wzに押圧
された状態で、エアモータ38の作動に基づきその砥石42
に往復揺動が付与され、加工面Wzが所定の研摩経路に沿
って順次研摩される。そして、この研摩動作は、前記時
間設定部84において予め設定された時間が経過するま
で、砥石ヘッド19が研摩経路データに従いその経路を往
復移動することによって繰り返し行われる。

このように本実施例の研摩機においては、手元の操作
ハンドル91を傾動操作するだけで、簡単にRAM103に研摩
経路データを記憶させることができる。さらに、操作ハ
ンドル91の傾動方向と砥石ヘッド19の移動方向とが対応
しているため、操作が簡単なばかりでなく、誤操作を防
止することができる。

また、手元の操作ハンドル91により砥石ヘッド19を遠
隔操作して、その研摩経路データを記憶させることがで
きるため、作業者が自らの手で砥石を移動させる必要が
ない。従って、砥石42を移動させるために不自然な姿勢
をとったり、砥石42の暴走時に作業者に危険が及んだり
することがない。

なお、この発明は前記実施例の構成に限定されるもの
ではなく、例えば、加工工程における往復動作の指定
を、前記実施例の時間指定に代えて回数指定にする等、
この発明の趣旨から逸脱しない範囲で各部の構成を任意
に変更して具体化することも可能である。

発明の効果 以上詳述したように、本発明の研摩機によれば、砥石
を移動させるための研摩経路を簡単に設定できる上に、
その際に作業者が自らの手で砥石を移動させる必要がな
く、研摩経路の設定作業を安全に遂行することができる
という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した研摩機の一実施例を示す
部分破断正面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線における断
面図、第３図は第２図のＢ−Ｂ線における部分拡大断面
図、第４図は砥石ヘッド部分の構成を拡大して示す部分
断面図、第５図は同じく砥石ヘッド部分の構成を拡大し
て示す側面図、第６図は制御盤を拡大して示す正面図、
第７図はティーチング装置を拡大して示す正面図、第８
図は制御回路のブロック図である。 ８……駆動手段としてのＸ方向移動用モータ、13……駆
動手段のしてのＹ方向移動用モータ、20……駆動手段と
してのＺ方向移動用モータ、42……砥石、59……ティー
チング装置、91……操作ハンドル、101……制御手段と
してのCPU、103……記憶手段としてのRAM、Ｗ……ワー
ク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワーク（Ｗ）を研摩するための砥石（42）
   と、 前記砥石（42）を移動させるための駆動手段（8,13,2
   0）と、 任意の方向へ傾動操作可能な操作ハンドル（91）を備え
   たティーチング装置（59）と、 前記操作ハンドル（91）の傾動方向とワーク（Ｗ）の加
   工面に沿って移動する砥石（42）の移動方向とを対応さ
   せて、該操作ハンドル（91）の回動方向及び回動量に応
   じて研摩経路データを出力するためのティーチングセン
   サ（96,97）と、 前記ティーチングセンサ（96,97）から出力された研摩
   経路データを記憶する記憶手段（103）と、 前記記憶手段（103）に記憶された研摩経路データに従
   ってワーク（Ｗ）の加工面上で砥石（42）を移動させる
   べく、前記駆動手段（8,13,20）を駆動制御する制御手
   段（101）と からなる研摩機。