JPS5937049A - 鋳バリ取り作業の加工状態検出装置 - Google Patents

鋳バリ取り作業の加工状態検出装置

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JPS5937049A
JPS5937049A JP57143151A JP14315182A JPS5937049A JP S5937049 A JPS5937049 A JP S5937049A JP 57143151 A JP57143151 A JP 57143151A JP 14315182 A JP14315182 A JP 14315182A JP S5937049 A JPS5937049 A JP S5937049A
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JP
Japan
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machined
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casting
machining
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JP57143151A
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Satoru Morikawa
森川 哲
Koichi Nishine
西根 浩一
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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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
    • B24B49/00Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は銭バリ取り作業等の鋳仕上げ作業に於るグライ
ンダの加工状態を定量的に検出する為の方法に係り、特
に未加工の鋳肌面と加工済表面との光沢の差異を検出す
ることにより加工状態の検出を行う方法に関する。
従来ゲラインダニ具による鋳バリ取り加工は、はとんど
の場合手作業によって?i才)れており、鋳バリの加工
状態の観察は、作業者が目視によって行っていた。しか
し鋳仕」・、げ作業は、一般に粉塵、騒音等の悪環境−
Fで行われるものであり、作業者に対する健康上等の見
地からその自動化が求められている。
鋳仕上げ作業の自動化を図る場合には、グラインダの鋳
肌面への吹込量を検出し、て加工1miの平坦化を図る
必要があるが、このグラインダの吹込量の調節は、鋳バ
リの形状の複雑さ等によって自動化することが難しく、
従来よりたとえばグラインダ駆動モータの負荷を検出し
て負荷の変動によってグラインダの吹込量を推測する等
の方法が用いられているが、鋳仕上げ作業の場合、実際
に観察したいのはQlJ物表面表面工幅、若しくは鋳肌
への工具の吹込量であり、鋳バリや鋳肌の形状が複雑な
場合には、グラインダの負荷が必ずしもこの様な加工状
態と一致しない為、良好な加工状態を得るには至ってい
ない。このような問題点はグラインダを作東者が遠隔操
縦するマスタースレーブB、IIマニプレータ等に於て
も同様で、対象加工物と作業者との距離が離れている為
、その加工状態の正確な杷握は困難であった。
従って本発明の目的はグラインダによる加工状態を決定
する要因の内でも最も重要な加工幅及び鋳肌面λの工具
の吹込量を簡単且つ確実に検出し得るような方法を提供
することにあり、その要旨とする拠が、グラインダによ
る鋳物表面の加工状態を検出する方法に於て、研削され
た鋳物の加工面より反射される光量によって加工状態を
検出する様になした点にある鋳仕上げ作業の加工状態検
出方法を提供するものである。
即ち、鋳物の鋳放し表面(鋳肌)は、微少な凹凸を有し
ていることから、光が乱反射し光沢のない黒褐色の表面
を構成している。この鋳肌をゲラインダニ共によって研
削、研摩すると、その加工面は平坦な面となり光沢を発
し反射率の良い全1−j1面となる。本発明はこのよう
な研削前後の鋳物表向の光沢の違い、即ち光の反射率の
違いを利用して鋳バリの加工状態、取り分は加工痕の幅
の検出を行うものである。
検出すべき鋳バリの加工状態としては次の3態様がある
■鋳バリのみを加工している状態 ■鋳バリ根元部を加工している状態 (■鋳物表面(鋳肌)をも加工している状態一般に鋳バ
リの幅は上端部はど狭く根元部に行くに従って広くなる
、所謂篩状を形成しており、加工面即ち加工後の幅を検
出することによって上記■〜■のどの状態の加工を行っ
ているかを判断することができる。又鋳肌面に食い込ん
で加工している場合には、その加工痕の幅を検出するこ
とによってグラインダの吹込量をも検出することが可能
である。
第1図は」1記のような3一つの加工状態を説明する為
のもので、同図(3)は加工[表面を平面的に見た状態
を示し、同図(b)は加工表面を断面で見たものであり
、又同図(C)は加工時の鋳バリと砥石との関係を側面
から見たものである。そして何れの図に於ても上段が前
記■の鋳パリのみを加工しCいる状態を表わし、中段は
■の鋳バリの根元部を加工している状態で、下段には■
の鋳肌そのものを削り込んでいる状態を示すものである
。上記の3つの状態に於る加工痕(八〇)、(A2)、
(A3)の幅(l0入(j2)、(13)は、図に示す
ように砥石(B)が鋳バIJ (C)のみを削っている
上段の状態に於ては、鋳バリ(C)自体の幅に一致し、
その値は鋳バリの大きさにもよるが例えば約3〜5間程
度で、加工痕(A1)は鋳肌CD)と比べて光沢のある
金属面を呈する。砥石(B)が中段の様に鋳バIJ C
C)の根元部を加工している状態では、加工痕(A2)
の幅(12〕は例えば10〜15m程度である。また、
下段の様にグラインダ(B)が鋳バ!J CC)の根元
を通り越して鋳肌面(D)に喰い込んで鋳肌自体を加工
している状態に於ては、加工痕(A3)の幅(13)は
、グラインダの直径、吹込量(d)、及びグラインダの
傾斜角度(α)によって変化し、たとえばグラインダの
傾余1角度(α)が15°で180φy+L/’mのグ
ラインダを使用した場合、吹込量が0.2〜1mの範囲
で加工痕の幅(13)は30〜50鴎程度となる。但し
ゲラインダニ具としてディスク型グラインダを使用した
場合の例である。
このようにグラインダによって削られた加工痕の幅を検
出することによってグラインダが現在■〜■のどの状態
で加工作条を行っているかが一目瞭然に判別でき、又特
に加工痕の幅が広い場合には、この幅の値からゲライン
ダニ共の鋳肌面への噴込mが計算できるのである。
従って本発明は」1記したグラインダによる加工痕の幅
を光学的に検出し、グラインダが現在上記の■〜■のど
の状態で鋳仕上げ作業を?jっているか、又グラインダ
がどの程度鋳肌面に喰い込んでいるか等の加工状態を明
確に検出するものである。
続いて第2図以下の添付図面を参照して本発明を具体化
した実施例につき詳しく説明する。ここに第2図は本発
明の一実施例である鋳仕上げ作業の加工状態検出方法の
原理を説明するもので、同図(a)は鋳物とイメージセ
ンサとの配置関係を示す側面図、(+3)は同正面図、
(C)は同イメージセンサと鋳物加工面に対応したイメ
ージセンサの各画素に於る出力関係を示すグラフ、第3
図は同検出方法に用いる装置のブロック図、第4図は鋳
肌面に喰い込んで加工中の砥石と鋳物との関係を示すも
ので、同図(a)はその正面図、(b)は側面図、(C
)は加工表面の平面図である。
第2図に於て、α)は光検出素子で投光器(2)から鋳
物表面(3目こ向けて照射された光(4)の鋳物表面か
らの反射光(5)を受光するもので、たとえば64〜2
048個の画素を有する一次元配列のイメージセンサ等
によって構成されている。このようなイメージセンサの
構造はCCD (charge coupleddev
ice)やMOS、フォトダイオードアレー、フォトト
ランジスターアレー、ITV等がある。各画素(6)、
(6)・・・は、受光する光量に応じて出力値が変化し
、鋳物面からの反射光量が多い相出力が高くなる。鋳物
の表面のうちグラインダで研削されていない部分は、細
い凹凸を有する鋳肌面(D)であるから反射光は四方に
散乱し、fハ肌面(D)からの反射光量が少ない為、鋳
肌面の」二部に配設した画素からの出力は小さく、又グ
ラインダ研削による加工痕(A)は平坦な金属面を呈し
、係る金属面からの反射光量は大きいので加工痕(A)
の上部に位置する画素(6)からの出力は大きくなり、
このような各画素からの出力値の大小を検出することに
より加重[痕p幅を検出し得るものである。
このような加工痕の幅を検出する回路は第3図に示され
る。この場合、鋳物表面(3)からの反射光を受けた光
検出用画素を含む光検出回路(7)は反射光量に応じた
出力を増幅回路(8)に送り、増幅された出力値と基(
■4値設定回路(9)からの設定出力とを比較回路(1
αに於て比較し、その差の分の出力を判断回路(11)
に送出する。判断回路0旧こ於ては、増幅回路18)か
らの出力値(W□)が基準値設定回路(9)からの出力
値(W2)よりも大きい場合に、反射光を受けた部分の
鋳物表面が加工(& (A)の部分であると判断して、
ハイレベルの出力を演算回路azに送出する。文通に基
準値(W2)よりも検出値(W□)の方が小さいと判断
した場合には演算回路O2への出力をローレベルにする
。第3図に示した機器構成に於ては増幅回路(8)、比
較回路(101,判断回路(Illが画素の数だけ設け
られているが、これらの回路を共通にして各画素からこ
れらの共通回路に時分割でそれぞれの画素の出力を取り
込むようになしでも良い。
演算回路uりに於ては、出力がハイレベルである判断回
路の数を算出しその数値に応じた出力をモニターや他の
制御系よりなる外部回路03に送出する。
従ってこの演算回路からの出力値が加工痕の幅に対応す
る。外部回路03が単に加工痕の幅のみを表示するモニ
ター回路であった場合には演算回路07Jからの出力値
を加工痕の幅に対応する数値に変換してディスプレー装
置等によって表示したり、演算回路Oaからの出力番こ
よって鋳バリのみの加工状態か、鋳バリ根元部の加工状
態か、又は鋳肌表面をも加工している状態であるかのい
ずれかの状態であることを表示する。このような判断は
演算回路(12からの出力値を上記3つの状態に対応し
た基準値と比較して判断する。又外部回路+13)がマ
ニプレータやロボットの腕部に対するグラインダの取り
付は角度を可変とするサーボモータ等の制御系と連結さ
れている場合には、上記演算回路0渇からの出力がある
設定された上限値と下限値の間にあるようにサーボモー
タを自動制御し、加工状纏を一定に保つように制御して
も良い。
更に又、上記外部回路に於ては鋳肌面へのグラインダの
噴込深さを一定に保つような制御をなすこともできる。
これは第4図に示すように、砥石(B)の鋳肌l/l1
(D)への噴込深さくd)は、前記したように砥石の外
径と砥石の鋳肌面1こ対する角度(c4が決まり、噴込
深さくd)が決定されると、加工痕の幅(1)が一義的
に決まることによる。即ち、上記したようなイメージセ
ンサ等の光検出素子からの信号によって、加工痕の幅を
検出すると、砥石の外径と角度(→より砥石の噴込深さ
I’llち研削深さくd)が自動的に検出される。従っ
て、上記演算回路O力からの出力値が予め設定された上
限値と一ト限値の間に入るように411(石(■りの鋳
肌面に対する角度(α)をサーボモータ等によって制御
すれば、研削深さくd)をある一定の幅に自動的に規制
できるものである。
上記したようなイメージセンサ等は一次元配例のものを
使用でき、加工痕を検出する為に砥石の後部を覆う砥石
カバー等に取り付けることが可能でアリ、イメージセン
サの大きさと加工痕の大きさを整合させる為に、イメー
ジセンサの前部にレンズ等の集光装置を設ける如くなし
ても良い。
本発明は以上述べた如くグラインダによる鋳物表面の加
工状態を検出する方法に於て、研削された鋳物の加工+
biより反射される光量によって加工状態を検出するよ
うになしたことを特徴とする鋳仕上げ作業の加工状態検
出方法であるから、工具の負荷等1こよって加工状態を
間接的に検出する場合と異なり、加工痕の幅を直接検出
することができるので、作業者の目視による作業と同様
の臨機応変の制御が可能となり、しかも作業者はマニプ
レータ等による遠隔操縦をする場合に於ても目視による
作業と同様の高度の追従性を得ることができ、遠隔操縦
に特有の疲労を感じることなく、しかも美しい加工面を
得ることができるものである
【図面の簡単な説明】
第1図はグラインダによる加工状態を説明する為のもの
で、同図(a)は加工表面の平面図、同図(b)は加工
表面の断面図、又同図(C)は加工時の鋳バリと砥石と
の関係を示す側面図、第2図は本発明の一実施例である
鋳仕上げ作業の加工状態検出方法の原理を説明するもの
で、同[ffl (a)は鋳物とイメージセンサとの配
置関係を示す側面図、(b)は同正面図、(C)は同イ
メージセンサと鋳物加工16目こ対応したイメージセン
サの各画素に於る出力関係を示すグラフ、第3図は同検
出方法に用いる装置のブロック図、$4図は鋳肌面に喰
い込んで加工中の砥石と鋳物との関係を示すもので、同
図(a)はその正面図、(#J)は1111面図、(り
は加工表面の平面図である。 (符号の説明) ■・・−光檜出紮子、  2・・・投光器3・・・釣物
表in、  6・・・画素7・・・)°r:検出回路、
 12・・・演算回路13・・・外部回路、  A・・
・加工痕I(・・・イ低石 (クラインタつ、C・−・
vJバリD・・・嶋朋5面。 出願人 株式会社 神戸製鋼所 代理人 弁理士 本 庄 武 男 −2( 第4図 (a) (C) (b)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  グラインダによる鋳物表面の加工状態を検出
    する方法において、研削された鋳物の加工面を含む鋳物
    表面より反射される光景によって加工状態を検出するよ
    うになしたことを特徴とする鋳仕上げ作業の加工状態検
    出方法。
  2. (2)鋳物表面より反射される光量によって加工痕の幅
    を検出することによって加工状態の検出をなすようにし
    た特許請求の範囲第1項記載の鋳仕上げ作業の加工状態
    検出方法。
JP57143151A 1982-08-18 1982-08-18 鋳バリ取り作業の加工状態検出装置 Granted JPS5937049A (ja)

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