JPH11188597A - グラインダ、そのチェンジャー機構及び供給受取機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動研削装置に最適なグラインダ、チェンジ
ャー機構及び供給受取装置を提供する。 【解決手段】 グラインダはアタッチメントにグライン
ダ本体を前側ホルダーで揺動自在に取付け、本体の後方
部位を後側ホルダーで抱持して下方に付勢して上下動自
在に支持する。チェンジャー機構はハウジング内にガイ
ドロッドを内蔵し、その先端面にグラインダの位置決め
ピンが嵌まり込む受け穴を形成し、ガイドロッドにはボ
ールチャックを設け、ピストンの上下動にてボールチャ
ックで位置決めピンをロックする。供給受取機構はベー
ス部にテーブルの一端側を揺動自在に支持し、他端側を
上方付勢し、テーブルにグラインダの位置決め穴に嵌ま
り込む位置決めピンを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はグラインダ、その
チェンジャー機構及び供給受取機構に関し、特に自動研
削装置に最適なグラインダ及び機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】大型船舶の部品、例えばスクリューやラ
ダー等は鉄鋼材料を用いて鋳造法によって製造されるこ
とが多いが、かかる船舶部品は型ばらしを行った後、表
面を研削して表面仕上げを行う必要がある。

【０００３】ところで、上述の船舶部品自体は例えば５
０トン等のように非常に大型であるばかりでなく、部品
毎に形状が異なって研削すべき箇所も変動する。そこ
で、その表面仕上げを行う場合、船舶部品の周囲に足場
を組立て、作業者がグラインダを手に持って表面の研削
を行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の作業
に用いられるクラインダは５〜６ｋｇと重く、作業が非
常に行ない難いばかりでなく、研削による粉塵が周囲に
飛散して作業雰囲気が非常に悪く、作業者の負担が非常
に大きく、しかも危険であった。

【０００５】これに対し、本件発明者らは、大型ワーク
の任意の表面部位を自動的に研削する自動研削装置であ
って、研削すべき大型ワークが載置されるテーブルと、
該テーブルの側方に配置され、そのアーム先端を空間内
の任意の位置に移動させうるロボットと、該ロボットの
アーム先端に取付けられ、その回転する砥石にて上記大
型ワークの表面部位を研削するグラインダと、作業者の
ティーチング操作に応じて上記ロボットを作動させこれ
により上記グラインダに上記大型ワークの研削すべき表
面部位に対する研削の倣い動作をさせるティーチング操
作部と、該倣い動作中における上記ロボットの動きを記
憶し、自動研削指令によって上記ロボットを上記記憶し
た動きに制御するとともに上記グラインダの砥石を回転
作動させる制御装置と、を備えたことを特徴とする大型
ワークの自動研削装置を開発するに至った。

【０００７】ところで、かかる自動研削装置において、
研削途中でグラインダの砥石が摩耗した時に作業者が手
作業でグラインダを交換しなければならないとすると、
自動化の利点が損なわれる。また、ワークの種類や形状
によっては研削中にグラインダに過大な負荷が作用する
ことがあるが、ロボットにグラインダを直接取付けるよ
うにすると、ロボットが悪影響を受け、ティーチングの
やり直しをする必要が生じ、最悪の場合にはロボットが
故障するおそれがある。また、グラインダを自動交換す
る場合においてもグラインダの位置決めが正確に行われ
ていないと、同様の問題が懸念される。従って、上述の
自動研削装置を実用化する上で、過大な負荷を吸収しう
るグラインダ、グラインダを自動的に交換でき、しかも
交換中に過大な負荷が作用してもそれを吸収しうるチェ
ンジャー機構及び供給受取機構の開発が望まれる。

【０００８】本発明は、かかる点に鑑み、過大な負荷を
吸収しうるグラインダを提供することを課題とし、又グ
ラインダを自動的に交換でき、しかも交換中に過大な負
荷が作用してもそれを吸収しうるチェンジャー機構及び
供給受取機構を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明に係るグ
ラインダは、ワークを研削・研磨するためのグラインダ
において、機構部分に取付けられうるアタッチメント
と、その回転軸に砥石が取付けられたグラインダ本体
と、上記アタッチメントに幅方向に延びる取付ピンの回
りに揺動自在に取付けられ、上記グラインダ本体の前方
部位を着脱可能に抱持する前側ホルダーと、上記グライ
ンダ本体の後方部位を着脱可能に抱持する後側ホルダー
と、該後側ホルダーを上記アタッチメントに対して下方
に付勢して上下動自在に支持する支持機構と、を備えた
ことを特徴とする。

【００１０】本発明に係るグラインダの特徴はアタッチ
メントに対してグラインダ本体の後方部位を上下揺動自
在とし、かつ下方に付勢するようにした点にある。これ
により、グラインダ本体の前方部位の砥石に過大な負荷
が作用してもグラインダ本体が揺動することによってこ
れを吸収することができ、ロボット等への悪影響を回避
できる。

【００１１】支持機構は後側ホルダーをアタッチメント
に対して下方に付勢して上下動自在に支持できればどの
ような構造でもよいが、簡単な構造という観点からは、
後側ホルダーに取付けられ、アタッチメントを上下動自
在に挿通するガイドシャフトと、該ガイドシャフトの上
方部位に取付けられたストッパーと、ガイドシャフト外
周のストッパーとアタッチメントとの間に縮装されたコ
イルばねとから構成されるのがよい。

【００１２】また、グラインダをロボットのアーム先端
に取付け、ティーチングを行って自動研削を行う場合、
上述のようにグラインダ本体が上下動自在な状態、即ち
フローティング状態にあると、正確なティーチングがで
きないおそれがある。そこで、アタッチメントにはグラ
インダ本体後方部位の上方への動きを規制しうるストッ
パー機構を設けるのが好ましい。このストッパー機構は
グラインダ本体後方部位の上方への動きを規制できれば
どのような構造でもよいが、簡単な構造という観点から
は、アタッチメントに固定されたブラケットと、該ブラ
ケットに幅方向に延びる取付ピン回りに揺動自在に取付
けられ、後側ホルダーと当接しうるストッパーと、ブラ
ケットに差込み引抜き可能に支持され、差込み時にスト
ッパーの揺動を規制するロックレバーとから構成される
のが好ましい。

【００１３】また、本発明に係るグラインダのチェンジ
ャー機構は、グラインダを取付けるべき機構部分に対し
てグラインダを自動接離しうるチェンジャー機構であっ
て、上記グラインダに上方に延びて取付けられ、先端部
に環状凹溝を有する位置決めピンと、上記機構部分に固
定されたほぼ密閉型のハウジングと、該ハウジング内に
内蔵され、その先端面が外方に露出され、該先端面に上
記位置決めピンが嵌まり込む受け穴が形成されたガイド
ロッドと、該ガイドロッドに複数のボールを上記受け穴
内に対して出没自在に設けて構成され、突出時に上記位
置決めピンの環状凹溝に上記複数のボールが嵌合可能で
あり、上記位置決めピンの引抜きにて上記複数のボール
が受け穴内面内に没入しうるボールチャックと、上記ガ
イドロッドとハウジングとの間に上記ガイドロッドの軸
線方向に摺動自在に収容され、その下方摺動時に上記ボ
ールチャックの複数のボールを上記受け穴内への突出状
態に保持する一方、上方摺動時に上記複数のボールの受
け穴内面内への没入を許容するピストンと、上記ハウジ
ングに形成され、上記ハウジングとガイドロッドとの間
の上記ピストンによって区画された空間内に流体を供給
して上記ピストンを上下摺動させるための一対の流体供
給通路と、を備えたことを特徴とする。

【００１４】本発明に係るチェンジャー機構の特徴はガ
イドロッドの先端面にグラインダ側の位置決めピンを収
容し、ピストンを上下動させてボールチャックで位置決
めピンをロックするようにした点にある。これにより、
グラインダを自動的に接合離脱させることができる。チ
ェンジャー機構はどのような構造のグラインダにも適用
可能であるが、自動交換時にグラインダとの間で過大な
負荷が発生するおそれがあるので、これを吸収しうる構
造のグラインダ、即ち上述の構造のグラインダに適用す
るのが好ましい。この場合、そのアタッチメントの上部
に位置決めピンを設けるのがよい。

【００１５】また、本発明に係るグラインダの供給受取
装置は、グラインダを取付けるべき機構部分に対してグ
ラインダを自動接離するチェンジャー機構に向けてグラ
インダを供給し、上記チェンジャー機構から離脱された
グラインダを受取る供給受取機構であって、ベース部
と、上記ベース部に一端側で取付ピンの回りに揺動自在
に支持されたテーブルと、上記ベース部の他端側に立設
され、上記テーブルの他端側を上下動自在に挿通したガ
イドピンと、上記ガイドピンの外周の上記ベース部とテ
ーブルとの間に縮装されたコイルばねと、上記テーブル
に立設され、上記グラインダに設けられた位置決め穴に
嵌まり込む位置決めピンと、を備えたことを特徴とす
る。

【００１６】本発明に係る供給受取機構の特徴はグライ
ンダを搭載するテーブルを揺動可能とし、コイルばねで
付勢するようにした点にある。これにより、グラインダ
をチェンジャー機構に供給し、あるいはチェンジャー機
構からのグラインダを受とる際に両者の位置にずれがあ
ると、テーブルが揺動して荷重を吸収するので、チェン
ジャー機構やグラインダに過大な負荷が使用して故障の
原因となるのを確実に防止できる。

【００１７】グラインダの供給及び受取を行う上で、ベ
ース部、テーブル、ガイドピン、コイルばね及び位置決
めピンの組合せを２つ備え、チェンジャー機構から離脱
されたグラインダを受取り、該チェンジャー機構にグラ
インダを供給しうるようになすのが好ましい。

【００１８】供給受取機構はどのような構造のグライン
ダにも適用可能であるが、供給時や受取時にグラインダ
との間で過大な負荷が発生するおそれがあるので、これ
を吸収しうる構造のグラインダ、即ち上述の構造のグラ
インダに適用するのが好ましい。この場合、そのアタッ
チメントの下部に位置決め穴を設けるのがよい。

【００１９】また、自動研削を行う場合、研削の作業領
域外から領域内にグラインダを移送できるのが好まし
い。そこで、グラインダの供給受取装置に、フロア上に
設置されるベース台と、該ベース台の上方に水平方向に
延びて取付けられ、２つのベース部を各々スライド自在
に支持する２対のガイドシャフトと、上記２つのベース
部のうち、一方を上記チェンジャー機構からのグライン
ダを受取る受取位置と該グラインダをそのテーブルから
取出す取出位置との間でスライドさせ、他方をそのテー
ブルにグラインダをセットするセット位置と該セットさ
れたグラインダがチェンジャー機構によって取出される
取出位置との間でスライドさせる流体シリンダと、を更
に備えるのがよい。

【００２０】

【作用及び発明の効果】本発明のグラインダによれば、
アタッチメントに対してグラインダ本体の後方部位を上
下揺動自在に支持し、かつ下方に付勢するようにしたの
で、グラインダ本体の前方部位の砥石に過大な負荷が作
用すると、グラインダ本体が揺動することによってこれ
を吸収し、ロボット等への悪影響を回避できる。

【００２１】また、本発明のチェンジャー機構によれ
ば、ガイドロッドの先端受け穴内にグラインダ側の位置
決めピンを収容し、ピストンを上下動させてボールチャ
ックを受け穴内に出没させて位置決めピンをロックする
ようにしたので、グラインダを自動的に接合離脱させる
ことができる。

【００２２】さらに、本発明の供給受取機構によれば、
グラインダを搭載するテーブルを揺動可能とし、コイル
ばねで付勢するようにしたので、グラインダをチェンジ
ャー機構に供給し、あるいはチェンジャー機構からのグ
ラインダを受取る際に両者の位置にずれがあってもテー
ブルが揺動して荷重を吸収するので、チェンジャー機構
やグラインダに過大な負荷が使用することはなく、故障
のおそれを解消することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す具体例
に基づいて詳細に説明する。図１ないし図１７は本発明
に係るグラインダ、チェンジャー機構及び供給受取機構
を備えた大型ワークの自動研削装置の好ましい実施形態
を示す。図において、フロア上にはテーブル１０、ロボ
ット２０及びトラバーサ（供給受取機構）３０がレイア
ウトされ、その領域を囲んで安全柵４０が配置されてい
る。

【００２４】テーブル１０はターンテーブル１１と該タ
ーンテーブル１１の両側に配置された一対の固定テーブ
ル１２、１２との組合せからなり、ターンテーブル１１
では図４に示されるようにフロア上にベース１１０が固
定され、該ベース１１０には縦型の支軸１１１が軸受に
て回転自在に支持され、該支軸１１１にはテーブル１１
２の中央が固定される一方、支軸１１１には減速機付き
駆動モータ１１３の回転が伝達されるように構成されて
いる。また、テーブル１１２とベース１１１との間には
２個のリミットスイッチ（図示せず）が設けられてお
り、原点位置及び割出位置が検出されてテーブル１１２
の回転位置が６０°毎に６等分割されるようになってい
る。

【００２５】また、ロボット２０には６軸垂直多関節ロ
ボットが用いられ、そのアーム先端にはグラインダ５０
が着脱可能に取付けられ、又ロボット２０はスライダ機
構２１上に搭載されている。このスライダ機構２１では
図５の(a)(b)に示されるようにフロア上にベース台２１
０が固定され、該ベース台２１０にはテーブル２１４が
スライド自在に支持されるとともにリング状ギア２１１
が固定され、上記テーブル２１４上にはロボット２０が
搭載されている。また、リング状ギア２１１にはねじ棒
２１２が螺合され、該ねじ棒２１２はテーブル２１３の
下側に回転自在に支持されている。また、テーブル２１
４には減速機付き駆動モータ２１３が取付けられ、該駆
動モータ２１３の出力軸とねじ棒２１２とはベルト機構
（又はチェーン機構）によって連結され、ねじ棒２１２
が回転されることによってテーブル２１４、従ってロボ
ット２０が所定距離だけ、例えば７００ｍｍ進退できる
ようになっている。

【００２６】トラバーサ３０は図６及び図７に示される
ように、安全柵４０に形成された開口の外側と内側にま
たがって配置され、トラバーサ３０の安全柵４０の外側
部分は開閉可能な安全カバー３１でカバーされている。
このトラバーサ３０ではフロア上にベース台３２が固定
され、該ベース台３２上の左右両側には各々前後一対の
ブラケットが所定の間隔をあけて固定され、前後の両ブ
ラケット間には一対のガイドシャフト３４、３４が固定
され、二対のガイドシャフト３４、３４には各々第１、
第２のスライダ３５、３５がスライド自在に支承されて
いる。また、安全柵４０の内側に位置するブラケットに
はエアーシリンダ３３、３３が取付けられ、該エアーシ
リンダ３３、３３のロッドは第１、第２のスライダ３
５、３５に固定され、第１、第２のスライダ３５、３５
は安全柵４０の外側のツール供給取出位置（図７の２点
鎖線参照）と内側のツール自動交換位置（図７の実線参
照）との間でスライドされるようになっている。また、
ベース台３２には光の透過によって第１、第２のスライ
ダ３５、３５上のクラインダ５０の有無を検出する二対
のセンサー３１６・・・とグラインダ５０の種類を判別
する一対のセンサー３１７、３１７が配置され、その信
号が後述の制御装置９１に入力されるようになってい
る。

【００２７】また、スライダ３５には図９に示されるよ
うにその本体（ベース部）３１０上にテーブル３６が先
端側の支持ピン３７の回りに揺動自在に支持され、該テ
ーブル３６には位置決めピン３８と受けピン３９とが固
定されている。このテーブル３６とスライダ本体３１０
との間には後端側にガイドピン３１１が介設され、該ガ
イドピン３１１の上方部位には水平出し用ストッパー３
１３が取付けられ、又ガイドピン３１１の外周にはコイ
ルばね３１２が縮装されてテーブル３６が水平状態に付
勢されている一方、スライダ本体３１０にはテーブル３
６の下方揺動を規制するストッパー３１４が固定される
とともに、センサー３１５が取付けられており、その信
号が後述の制御装置９１に入力され、グラインダ５０の
アタッチメント５１とスライダ３５の位置決めピン３６
とが位置ずれを起こした時に機構の保護を行うととも
に、ロボット２０を停止させるようになっている。

【００２８】さらに、ベース台３２の側方上面には図８
の(a)(b)に示されるように、一対のセンサー６０、６０
がブラケット６１、６１によって所定の高さにかつ相互
に所定の間隔をあけて設けられ、その信号は後述の制御
装置９１に入力されており、グラインダ５０の砥石５２
がセンサー６０、６０間の光を遮断した時のグラインダ
５０の位置から砥石５２の摩耗量を演算して検出される
ようになっている。

【００２９】また、ロボット２０とグラインダ５０との
間には図１０に示されるようにグラインダ５０の過大な
偏荷重を吸収するクラッチ機構７０と、グラインダ５０
を自動接離するチェンジャー機構８０が介設されてい
る。

【００３０】チェンジャー機構８０では図１１に示され
るように、ハウジング８１内にガイドロッド８２が内蔵
され、該ガイドロッド８２にはグラインダ５０側の位置
決めピン５４が嵌まり込む受け穴８３が形成され、該受
け穴８３に臨んでボールチャック８４・・・が出没可能
に配設されている。また、ガイドロッド８２とハウジン
グ８１との間にピストン８５が介在され、該ピストン８
５が区画されるハウジング８１内にはエアー通路８６、
８７が連通して形成され、該エアー通路８６、８７にエ
アーが供給されてピストン８５が上下にスライドし、下
方スライド時にボールチャック８４・・・がグラインダ
５０側の位置決めピン５４の凹溝に嵌まり込んでグライ
ンダ５０をロボット２０に取付けるようになっている。
また、ハウジング８１にはグラインダ駆動用のエアー通
路８８が形成され、該エアー通路８８はグラインダ５０
のロボット２０のアームへの取付け時にグラインダ５０
のエアー通路５５と自動的に連通されるようになっい
る。また、エアー通路８８の出口側にはＯリング８９が
設けられ、連通時にエアー通路５５の周縁と密着してエ
アー洩れを防止するようになっている。なお、８１０は
グラインダ５０側の回り止めピン５６が嵌まり込む回り
止め用穴である。

【００３１】他方、クラッチ機構７０では図１１に示さ
れるように、ロボット２０のアーム先端にハウジング７
１が固定され、該ハウジング７１内にはピストン７２が
内蔵され、該ピストン７２の先端半球状部には取付フラ
ンジ７３が揺動可能に取付けられ、該取付フランジ７３
にはチェンジャー機構８０のハウジング８１が固定され
ている。このハウジング７１下端面には同一円周上の１
２０°間隔の位置に位置決めピン７５・・・が取付けら
れ、該位置決めピン７５・・・は取付フランジ７３の位
置決め穴に嵌まり込んで取付フランジ７３を位置決めす
るようになっている。さらに、ピストン７２とハウジン
グ７１との間にはばね部材７４が縮装され、又ピストン
７２で区画されるハウジング７１内にはばね圧減少用の
エアー通路７６及びばね圧増加用のエアー通路７７が連
通して形成され、該エアー通路７６、７７からのエアー
供給量を調整することによってばね部材７４のばね圧を
調整できるようになっており、グラインダ５０側からチ
ェンジャー機構８０に過大な偏荷重が作用した時に取付
フランジ７３がばね部材７４のばね力に抗してピストン
７２の先端半球状部の回りに揺動して過大な偏荷重を吸
収してロボット２０側への影響を回避するようになって
いる。また、取付フランジ７３にはその外周縁の１２０
°間隔の位置にセンサー７８・・・が取付けられ、その
信号は後述の制御装置９１に入力されており、取付フラ
ンジ７３が揺動した時にこれが検出されてロボット２０
が停止されるようになっている。

【００３２】他方、グラインダ５０では図１０、図１３
〜図１７に示されるように、アタッチメント５１はボッ
クス状をなし、該アタッチメント５１内にはグラインダ
本体５１０の前方部位及び後方部位が上下のホルダー対
５１３、５１４及び５１６、５１７で挟持されてボルト
締結され、前方部位のホルダー５１４は取付ピン５１５
によってアタッチメント５１に揺動自在に取付けられて
いる。他方、後方部位のホルダー５１６には一対のガイ
ドシャフト５１８、５１８が立設され、該ガイドシャフ
ト５１８はアタッチメント５１を上方に挿通してその上
端には筒状のストッパー５２１が取付けられ、該ストッ
パー５２１とアタッチメント５１との間にはコイルばね
５２０が縮装され、後方部位のホルダー５１６、従って
グラインダ本体５１０の後方部位が上方に付勢されてい
る。また、アタッチメント５１の上面前方部位にはブラ
ケット５２２が固定され、該ブラケット５２２内にはス
トッパー５２３が前側の取付ピン５２５の回りに揺動自
在に取付けられ、該ストッパー５２３とアタッチメント
５１との間にはストッパー５２３を上方に付勢するばね
部材が介在されている。また、ブラケット５２２にはロ
ックレバー５２６がガイドピン５２７によって前後スラ
イド自在に取付けられ、該ロックレバー５２６をブラケ
ット５２２内に差込むことによってストッパー５２３を
下方揺動状態にロックできるようになっている。また、
アタッチメント５１には上述のように上面にツール取付
台５３が固定され、該ツール取付台５３には位置決めピ
ン５４、回り止めピン５６が固定されるとともにエアー
通路５５が形成されている。

【００３３】また、図１において、９０はティーチング
操作部、９１は制御装置で、ティーチング操作部９１に
は例えばティーチング用プログラミングペンダント操作
ボックスが用いられ、作業者のティーチング操作に応じ
てターンテーブル１１を回転させるとともにロボット２
０及びスライダ機構２１を作動させこれによりグライン
ダ５０に大型ワークＷの研削すべき表面部位に対する研
削の倣い動作をさせるようになっている。

【００３４】また、制御装置９１は倣い動作時のグライ
ンダ５０の種類を記憶するとともに、倣い動作中におけ
るターンテーブル１１の回転位置と該回転位置における
倣い動作中のロボット２０及びスライダ機構２１の動き
を記憶し、自動研削指令によってロボット２０を制御し
てグラインダ５０をトラバーサ３０まで移動させてチェ
ンジャー機構８０を利用し、倣い動作中に記憶した種類
のグラインダ５０を装着し又は交換した後、ターンテー
ブル１１を倣い動作中の回転位置に回転させかつスライ
ダ機構２１及びロボット２０を記憶した動きに制御する
とともに、グラインダ５０の砥石５１１を回転させるよ
うになっている。また、制御装置９０は研削動作の制御
中に所定時間間隔で研削動作を停止させ、センサー６
０、６０間にグラインダ５０の砥石５１１の外周縁を位
置させてその時のロボット２０の位置情報から砥石５１
１の摩耗量を演算し、所定の摩耗量に達した時にロボッ
ト２０を制御して摩耗砥石５１１を有するグラインダ５
０をトラバーサ３０まで移動させてチェンジャー機構８
０を利用して新しい砥石５１１を有するグラインダ５０
と交換させるようになっている。

【００３５】ここで、ティーチング操作部９０によるグ
ラインダの倣い動作は例えばグラインダによる複数段の
研削ラインのうち、開始ラインの始端から終端までの動
作とし、制御装置９１にはグラインダ５０のウィービン
グ量、研削送り速度、研削の繰返し数を入力し、制御装
置９１によってグラインダ５０を入力量だけウィービン
グさせつつ開始ラインの始端から終端に向けて移動させ
該動作を入力数だけ繰返すという方法が採用できる。

【００３６】次に、大型ワーク、例えば船舶部品Ｗの自
動研削方法について説明する。船舶部品Ｗを研削する場
合、船舶部品Ｗを原点位置にあるターンテーブル１１上
に載置し、制御装置９１に動作条件、具体的にはスライ
ダ機構２１の前後位置、ターンテーブル１１の回転位
置、グラインダ５０の種類、グラインダ５０の送り速度
（例えば、５ｍｍ／ｓ〜３０ｍｍ／ｓ、実用的には１０
ｍｍ／ｓ〜２０ｍｍ／ｓの範囲から選択する）、グライ
ンダ５０のウィービング量（例えば、２０ｍｍ〜６０ｍ
ｍの範囲から選択するが、実用的には４０ｍｍがよ
い）、研削の繰返し数を入力するとともに、ティーチン
グ操作部９０を用いてロボット２０を制御して複数段の
うちの上段（開始）研削ラインの始端から終端にわたっ
てグラインダ５０を移動させ、そのときの位置データと
入力されたウィービング量及び繰返し数から船舶部品Ｗ
の研削すべき表面部位の位置データを演算して制御装置
９１内に記憶させる。ティーチングの際にはグラインダ
５０は図１６及び図１７の(d) に示されるようにロック
レバー５２６を押し込んでストッパー５２３を下方揺動
状態にロックし、グラインダ本体５１１を水平位置でロ
ックしておく。

【００３７】同様に、ターンテーブル１１の原点位置に
おける船舶部品Ｗの研削すべき他の表面部位についても
各種条件の入力及び倣い動作を行う。ターンテーブル１
１の原点位置おけるティーチングが済むと、ターンテー
ブル１１を６０°だけ回転させ、上記と同様に各種条件
の入力及び倣い動作を行ない、同様にしてターンテーブ
ル１１の各回転位置におけるティーチングを行う。な
お、グラインダ５０の種類、グラインダ５０の送り速度
及びグラインダ５０のウィービング量については一連の
作業において変更する必要がない場合には同一の値にし
ておくこともできる。

【００３８】こうして準備が完了すると、グラインダ５
０のロックレバー５２６を引き出してストッパー５２３
を上方揺動状態として図１４及び図１６に示されるよう
にグラインダ本体５１１を揺動可能とする。これによ
り、グラインダ５０に作用する過大な負荷や船舶部品Ｗ
の凹凸による研削作業への影響を吸収することができ
る。また、ロボット２０、ターンテーブル１１及びスラ
イダ機構２１は制御装置９１の制御信号によって原点位
置（スライダ機構２１は後端位置が原点位置である）に
復帰するので、安全柵４０の外側部位にあるトラバース
３０の第１のスライダ３５に選択した種類のグラインダ
５０をセットする。

【００３９】次に、自動研削スイッチをＯＮさせると、
制御装置９１の制御信号によって第１、第２のスライダ
３５、３５が共に内側にスライドし、第１のスライダ３
５側のセンサー３１６、３１６によってグラインダ５０
が所定の位置に達したことが検知されると、制御装置９
１の制御信号によってロボット２０が動作を開始し、ア
ーム先端の既に取付けられているグラインダ５０を第２
のスライダ３５まで移動させ、チェンジャー機構８０を
開いて該グラインダ５０を第２のスライダ３５上に戻
す。この時、アーム先端のグラインダ５０が第２のスラ
イダ３５に対して位置ずれを起こすと、図９の(c) に示
されるようにスライダ３５のテーブル３６がコイルばね
３１２のばね力に抗して下方に揺動してストッパー３１
４に当り、センサー３１５が位置ずれを検知してロボッ
ト２０を停止させるので、ロボット２０に過大な負荷が
作用することはない。また、ロボット２０が停止してい
るので、作業者が手作業でグラインダ５０を第２のスラ
イダ３５に位置決めすることができる。なお、ロボット
２０のアーム先端にグラインダ５０が取付けられていな
い場合にはかかる動作は行われない。アーム先端のグラ
インダ５０が取り外されると、次にロボット２０はアー
ムを第１のスライダ３５側に移動させ、同様にチェンジ
ャー機構８０を利用して第１のスライダ３５上のグライ
ンダ５０をアーム先端にセットする。

【００４０】こうしてグラインダ５０のセットが済む
と、第１、第２のスライダ３５、３５は安全柵４０の外
側までスライドするので、作業者は第２のスライダ３５
上のグラインダ５０を取り出し、第１のスライダ３５上
に次のグラインダ５０をセットし、これにより繰返し運
転が可能となる。

【００４１】また、アーム先端にグラインダ５０がセッ
トされると、ロボット２０はグラインダ５０をセンサー
６０、６０間に移動させ、センサー６０、６０間の光が
遮断された時点におけるロボット２０の位置情報から砥
石５１１の径を演算する。グラインダ５０にはストレー
ト型とアングル型とがあり、ストレート型の場合には図
８の(a) に示されるようにセンサー６０、６０間に移動
させ、アングル型の場合には図８の(b) に示されるよう
にセンサー６０、６０間に移動させて砥石径を演算す
る。

【００４２】砥石径の演算が済むと、ロボット２０は原
点位置に復帰し、ターンテーブル１１は制御装置９１の
制御信号を受け、制御装置９１内に記憶されている研削
を行うべき回転位置に回転し、スライダ機構２１も研削
を行うべき前後位置に移動する。但し、研削を行うべき
位置が後端位置の場合にはスライダ機構２１は動作しな
い。

【００４３】次に、ロボット２０が制御装置９１の制御
信号を受け、記憶している動きに対応して上段の研削ラ
インについて入力された量のウィービングを行ないなが
ら、その始端から終端に向けて移動して研削を行ない、
同様に入力回数だけ下方に位置をずらしながら研削を行
う。

【００４４】その際、所定時間、例えば３０分の経過毎
に、即ち研削タイムアップ毎にロボット２０は制御装置
９１の制御信号を受けて研削動作を停止してグラインダ
５０の砥石５１１の摩耗量を測定し、所定量まで摩耗し
ていなければ再び研削動作を継続する。グラインダ５０
の砥石５１１が所定量まで摩耗していると、今度は制御
装置９１は上記よりも短い時間、例えば１０分の経過毎
に摩耗量の測定を行ない、砥石５１１が所定の限界量ま
で摩耗していると、制御装置９１はグラインダ５０のセ
ットの場合と同様の制御を行ない、ロボット２０、ター
ンテーブル１１及びスライド機構２１を原点位置に復帰
させ、新しい砥石５１１を有するグラインダ５０と交換
する。

【００４５】アーム先端に新品のグラインダ５０がセッ
トされると、上記と同様に研削を継続する。１つ表面部
位の研削が済むと、ターンテーブル１１のその回転位置
における次の表面部位の研削が同様にして行われ、作業
が完了すると、ロボット２０及びスライダ機構２１は原
点位置に復帰された後、ターンテーブル１１が次の回転
位置に回転され、上記と同様にしてターンテーブル１１
の次の回転位置における研削作業が開始される。

【００４６】こうして船舶部品Ｗの全てについて必要な
研削作業が行われると、ロボット２０、スライダ機構２
１及びターンテーブル１１は全て原点位置に復帰し、ト
ラバーサ３０の第２のスライダ３５が前進してロボット
２０はアーム先端のグラインダ５０を第２のスライダ３
５上に置き、第２のスライダ３５が後退して自動運転か
完了する。

【００４７】研削すべきワークＷが超大型の場合には今
度は超大型ワークＷをクレーン等を利用して固定テーブ
ル１２、１２上に載置し、ターンテーブル１１の制御を
除いて上記と同様の制御を行って研削を行ない。ロボッ
ト２０の到達範囲外についてはクレーン等を用いて超大
型ワークＷを持ち上げて回転させ、ロボット２０側にき
た表面部位を自動研削することができる。

【００４８】図１８は本発明の第２の実施形態を示す。
本例ではフロア上に２つの組合テーブル１０、１０を配
置する一方、走行レール９０、９０を組合テーブル１
０、１０の配列方向に延びて配置し、該走行レール９
０、９０上にスライダ機構２１を走行可能に搭載してい
る。また、安全柵４０には組合テーブル１０、１０に対
向して開口を設けてトラバーサ３０、３０を配置してい
る。

【００４９】本例では一方の組合テーブル１０で大型ワ
ークＷの研削を行っている間に、他方の組合テーブル１
０で研削の完了した大型ワークＷを搬出して次の大型ワ
ークＷを組合テーブル１０上にセットすることができ、
作業効率を大幅にアップできることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るグラインダ、チェンジャー機構
及び供給受取機構う備えた大型ワークの自動研削装置の
好ましい実施形態を示す全体構成図である。

【図２】 上記研削装置を示す側面構成図である。

【図３】 上記研削装置を示す正面構成図である。

【図４】 上記研削装置におけるターンテーブルを示す
構成図である。

【図５】 上記研削装置におけるスライダ機構２１の正
面構成(a) 及び側面構成(b) を示す図である。

【図６】 上記研削装置におけるトラバーサを示す側面
図である。

【図７】 上記トラバーサを示す平面図である。

【図８】 上記研削装置においてストレート型(a) 及び
アングル形(b) のグラインダの砥石摩耗量を検出する方
法を示す図である。

【図９】 上記トラバーサにおける位置ずれ対策部分の
機構の平面(a) 、側面(b) 及び位置ずれ時の状態(c) を
示す図である。

【図１０】 上記研削装置におけるクラッチ機構、チェ
ンジャー機構及びグラインダの関係を示す図である。

【図１１】 図１０の要部拡大断面図である。

【図１２】 図１１においてグラインダに過大負荷が作
用したときの状態を示す図である。

【図１３】 上記研削装置におけるグラインダの平面
(a) 、側面構成(b) 及び底面(c) を示す図である。

【図１４】 上記グラインダにおける負荷吸収のための
作用を説明するための図である。

【図１５】 図１３のグラインダにおける前方部位(a)
及び後方部位(b) の要部断面図である。

【図１６】 ストレート型を取付けたグラインダを示す
図である。

【図１７】 上記グラインダにおける本体ロック機構を
示す図である。

【図１８】 本発明の第２の実施形態を示す図である。

【符号の説明】

１０ 組合テーブル １１ ターンテーブル １２ 固定テーブル ２０ ロボット ２１ スライダ機構 ３０ トラバーサ（移送機構） ３５ スライダ ４０ 安全柵 ５０ グラインダ ５１ アタッチメント ５１０ グラインダ本体 ５１１ 砥石 ６０ 砥石摩耗量検出用センサー ７０ クラッチ機構 ８０ チェンジャー機構 ９０ ティーチング操作部 ９１ 制御装置 Ｗ 大型
ワーク

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを研削・研磨するためのグライン
   ダにおいて、 機構部分に取付けられうるアタッチメントと、 その回転軸に砥石が取付けられたグラインダ本体と、 上記アタッチメントに幅方向に延びる取付ピンの回りに
   揺動自在に取付けられ、上記グラインダ本体の前方部位
   を着脱可能に抱持する前側ホルダーと、 上記グラインダ本体の後方部位を着脱可能に抱持する後
   側ホルダーと、 該後側ホルダーを上記アタッチメントに対して下方に付
   勢して上下動自在に支持する支持機構と、を備えたこと
   を特徴とするグラインダ。
2. 【請求項２】 上記支持機構は、上記後側ホルダーに取
   付けられ、上記アタッチメントを上下動自在に挿通する
   ガイドシャフトと、該ガイドシャフトの上方部位に取付
   けられたストッパーと、上記ガイドシャフト外周の上記
   ストッパーとアタッチメントとの間に縮装されたコイル
   ばねとから構成されている請求項１記載のグラインダ。
3. 【請求項３】 上記アタッチメントには上記グラインダ
   本体の後方部位の上方への動きを規制しうるストッパー
   機構が設けられている請求項１記載のグラインダ。
4. 【請求項４】 上記ストッパー機構は、上記アタッチメ
   ントに固定されたブラケットと、該ブラケットに幅方向
   に延びる取付ピン回りに揺動自在に取付けられ、上記後
   側ホルダーと当接しうるストッパーと、上記ブラケット
   に差込み引抜き可能に支持され、差込み時に上記ストッ
   パーの揺動を規制するロックレバーとから構成されてい
   る請求項４記載のグラインダ。
5. 【請求項５】 グラインダを取付けるべき機構部分に対
   してグラインダを自動接離しうるチェンジャー機構であ
   って、 上記グラインダに上方に延びて取付けられ、先端部に環
   状凹溝を有する位置決めピンと、 上記機構部分に固定されたほぼ密閉型のハウジングと、 該ハウジング内に内蔵され、その先端面が外方に露出さ
   れ、該先端面に上記位置決めピンが嵌まり込む受け穴が
   形成されたガイドロッドと、 該ガイドロッドに複数のボールを上記受け穴内に対して
   出没自在に設けて構成され、突出時に上記位置決めピン
   の環状凹溝に上記複数のボールが嵌合可能であり、上記
   位置決めピンの引抜きにて上記複数のボールが受け穴内
   面内に没入しうるボールチャックと、 上記ガイドロッドとハウジングとの間に上記ガイドロッ
   ドの軸線方向に摺動自在に収容され、その下方摺動時に
   上記ボールチャックの複数のボールを上記受け穴内への
   突出状態に保持する一方、上方摺動時に上記複数のボー
   ルの受け穴内面内への没入を許容するピストンと、 上記ハウジングに形成され、上記ハウジングとガイドロ
   ッドとの間の上記ピストンによって区画された空間内に
   流体を供給して上記ピストンを上下摺動させるための一
   対の流体供給通路と、を備えたことを特徴とするグライ
   ンダのチェンジャー機構。
6. 【請求項６】 上記グラインダが請求項１ないし４のい
   ずれかに記載のグラインダであり、上記アタッチメント
   の上部に上記位置決めピンが設けられている、請求項５
   記載のグラインダのチェンジャー機構。
7. 【請求項７】 グラインダを取付けるべき機構部分に対
   してグラインダを自動接離するチェンジャー機構に向け
   てグラインダを供給し、上記チェンジャー機構から離脱
   されたグラインダを受取る供給受取機構であって、 ベース部と、 上記ベース部に一端側で取付ピンの回りに揺動自在に支
   持されたテーブルと、上記ベース部の他端側に立設さ
   れ、上記テーブルの他端側を上下動自在に挿通したガイ
   ドピンと、 上記ガイドピンの外周の上記ベース部とテーブルとの間
   に縮装されたコイルばねと、 上記テーブルに立設され、上記グラインダに設けられた
   位置決め穴に嵌まり込む位置決めピンと、を備えたこと
   を特徴とするグラインダの供給受取装置。
8. 【請求項８】 上記ベース部、テーブル、ガイドピン、
   コイルばね及び位置決めピンの組合せを２つ備え、上記
   チェンジャー機構から離脱されたグラインダを受取り、
   該チェンジャー機構にグラインダを供給しうるようにな
   した、請求項７記載のグラインダの供給受取装置。
9. 【請求項９】 上記グラインダが請求項１ないし４のい
   ずれかに記載のグラインダであり、上記アタッチメント
   の下部に上記位置決め穴が形成されている、請求項８記
   載のグラインダのチェンジャー機構。
10. 【請求項１０】 フロア上に設置されるベース台と、 該ベース台の上方に水平方向に延びて取付けられ、２つ
    の上記ベース部を各々スライド自在に支持する２対のガ
    イドシャフトと、 上記２つのベース部のうち、一方を上記チェンジャー機
    構からのグラインダを受取る受取位置と該グラインダを
    そのテーブルから取出す取出位置との間でスライドさ
    せ、他方をそのテーブルにグラインダをセットするセッ
    ト位置と該セットされたグラインダがチェンジャー機構
    によって取出される取出位置との間でスライドさせる流
    体シリンダと、を更に備えた請求項８記載のグラインダ
    の供給受取装置。