KR102177705B1 - 연마 장치 - Google Patents

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게이타 사사키
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카와사키 주코교 카부시키 카이샤
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Abstract

연마 장치(10)는 작업물(40)을 연마하는 연마 부재(30)를 선단에 구비하고 또한 상기 연마 부재(30)를 직선 왕복 운동시키는 제1 암(13)과, 상기 작업물(40)을 파지하는 파지부(20)를 선단에 구비하고 또한 회전 왕복 운동에 의해 상기 작업물(40)을 요동시키는 제2 암(13)을 구비하고 있다.

Description

연마 장치
본 발명은 작업물(work)을 연마하여 디버링(deburring) 및 모따기 등을 수행하는 연마 장치에 관한 것이다.
종래 디버링 장치로서, 예를 들어, 특허문헌 1에 기재된 디버링 장치가 알려져 있다. 이러한 디버링 장치는 가공물의 단부면 가장자리에 마주하여 숫돌을 설치하고, 숫돌을 회전 구동하고, 숫돌을 작업물의 단부면 가장자리를 따라 이동시키고 있다.
일본 특허공개 특개2016-078199호 공보
특허문헌 1의 디버링 장치는 작업물의 단부면 가장자리만을 연마하기 때문에, 이에 연결되는 작업물의 단부면도 연마하려면 작업물에 대한 숫돌의 위치 변경을 위하여 숫돌을 다시 설치해야 할 필요가 있어 번거로움이 크다. 또한, 회전하는 숫돌은 미세한 장소와 평활성을 가지는 장소 등을 연마할 수 없는 것이 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 미세한 위치의 디버링 및 모따기 등의 연마를 쉽게 할 수 있는 연마 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 장치는 작업물을 연마하는 연마 부재를 선단에 구비하고 또한 상기 연마 부재를 직선 왕복 운동시키는 제1 암과, 상기 작업물을 파지하는 파지부를 선단에 구비하고 회전 왕복 운동에 의해 상기 작업물을 요동시키는 제2 암을 구비하고 있다.
이에 따르면, 작업물의 모서리와 그에 연결되는 면을 연마하여 바리 등을 제거할 수 있다. 또한, 직선 왕복 운동하는 연마 부재에 의해 미세한 장소를 평활성을 유지하면서 연마하여 그 바리 등을 제거할 수 있다. 나아가, 제1 암 및 제2 암의 움직임이 직선 왕복 운동과 회전 왕복 운동으로 단순하기 때문에, 이러한 움직임을 교시(티칭)하기 쉽다.
이러한 연마 장치에서는, 상기 제2 암은, 상기 연마 부재가 직선 왕복 운동하는 방향과 직교하는 축을 중심으로 한 회전 왕복 운동에 의해 상기 작업물을 요동시켜도 좋다. 이에 따라서, 작업물의 가장자리 및 그에 연결되는 모서리를 효율적으로 연마할 수 있다.
이러한 연마 장치에서는, 상기 제1 암은 복수의 상기 연마 부재를 구비하고, 복수의 상기 연마 부재는 상기 제1 암의 축을 중심으로 원주 방향으로 간격을 두고 배치되어 회동하여도 좋다. 이에 따르면, 제1 암의 축을 중심으로 복수의 연마 부재를 회동시킴으로써 작업물에 대해 소정의 위치 관계로 연마 부재를 배치할 수 있다.
이러한 연마 장치에서는, 상기 제1 암은 흡착부를 더 구비하고, 상기 흡착부는 흡착한 상기 작업물을 상기 파지부에 공급하여도 좋다. 이에 따르면, 작은 작업물이나 얇은 작업물이라도 흡착부에 의해 흡착하여 파지부에 공급할 수 있다.
이러한 연마 장치에서는, 상기 제1 암은 카메라를 더 구비하고, 상기 카메라에 의해 촬영된 이미지에 기초하여 상기 흡착부에 의해 흡착된 상기 작업물과 상기 파지부의 위치 정렬을 수행하여도 좋다. 이에 따르면, 카메라에 의해 촬영된 작업물의 이미지에 기초하여, 작업물과 파지부를 소정의 위치 관계로 배치할 수 있다.
이러한 연마 장치에서는 상기 제1 암 및 제2 암을 구비한 로봇으로 구성되어 있어도 좋다. 이에 따르면, 선단을 교체 가능한 범용의 로봇을 사용하여 선단을 교체하는 것만으로 작업물의 연마 작업이 가능해진다.
본 발명은 이상에서 설명한 구성을 구비하여, 미세한 위치의 디버링 및 모따기 등의 연마를 쉽게 할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 실시예 1에 따른 연마 장치를 적용한 로봇의 일례의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 로봇의 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 기능 블록도이다.
도 3은 카메라에 의해 작업물을 촬영하고 있는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 흡착부에 의해 흡착한 작업물을 파지하여 공급하고 있는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 작업물을 제1 연마 부재에 의해 연마하고 있는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 작업물을 제2 연마 부재에 의해 연마하고 있는 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 7a는 작업물의 사시도이다. 도 7b는 작업물을 저단부 측에서 바라본 평면도이다. 도 7c는 작업물을 동축(同軸)으로 요동시키고 있는 상태를 그 저단부 측에서 바라본 평면도이다. 도 7d는 작업물을 편심으로 요동시키고 있는 상태를 그 저단부 측에서 바라본 평면도이다. 도 7e는 노치 표면을 연마 부재로 연마하고 있는 상태를 그 저단부 측에서 바라본 평면도이다. 도 7f는 노치 면에 연결되는 모서리를 연마 부재로 연마하고 있는 상태를 그 저단부 측에서 바라본 평면도이다.
이하, 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에서는 모든 도면을 통해 동일 또는 대응하는 요소에는 동일한 참조 부호를 부여하고 그 중복 설명을 생략한다. 또한, 도면은 이해를 돕기 위해 각 구성 요소를 모식적으로 나타낸 것이다. 여기서, 한 쌍의 암을 펼친 방향을 좌우 방향으로 칭하고, 기축(基軸)의 축중심에 평행한 방향을 상하 방향으로 칭하고, 좌우 방향 및 상하 방향에 직교하는 방향을 전후 방향이라 칭한다.
(실시예 1)
본 실시예 1에 따른 연마 장치(10)는 작업물(40)(도 3)을 연마하여 디버링 및 모따기 등을 할 수 있는 장치이다. 도 1에 도시된 로봇(11)에 의해 본 발명에 따른 연마 장치(10)를 구성하는 경우에 대해 설명한다. 그러나, 연마 장치(10)는 로봇(11)으로 구성된 경우에 한정되지 않는다. 여기서, 로봇(11)으로 수평 다관절형의 쌍완(雙腕) 로봇을 설명하지만, 수평 다관절형·수직 다관절 형 등의 로봇을 채용할 수 있다.
로봇(11)은 도 1에 도시된 바와 같이, 대차(台車)(12)와, 대차(12)에 지지된 한 쌍의 로봇 암(이하, 단순히 「암」이라고 기재하는 경우가 있다)(13, 13)과, 대차(12) 내에 수납되는 제어 장치(14)를 구비한다. 각각의 암(13)은 수평 다관절형 로봇 암이고, 암부(15)와, 손목부(17)과, 핸드부(18, 19)를 구비한다. 여기서, 좌측 암(13) 및 우측 암(13)은 핸드부(18, 19)를 제외하고 실질적으로 동일한 구조로 되어도 좋다. 또한, 좌측 암(13) 및 우측 암(13)은 독립적으로 작동하거나 서로 관련되어 동작할 수 있다.
암부(15)는 본 예에서는 제1 링크(15a) 및 제2 링크(15b)로 구성되어 있다. 제1 링크(15a)는 대차(12)의 상면에 고정된 기축(16)과 회전 관절(J1)에 의해 연결되고, 기축(16)의 축 중심을 통과하는 회전 축선(L1) 둘레로 회동 가능하다. 제2 링크(15b)는 제1 링크(15a)의 선단과 회전 관절(J2)에 의해 연결되고, 제1 링크(15a)의 선단에 규정된 회전 축선(L2) 둘레로 회동 가능하다.
손목부(17)는 제2 링크(15b)의 선단과 직동(直動) 관절(J3)에 의해 연결되고, 제2 링크(15b)에 대해 승강 이동 가능하다. 각각의 핸드부(18, 19)는 손목부(17)의 하단과 회전 관절(J4)에 의해 연결되고, 손목부(17)의 하단에 규정된 회전 축선(L3) 둘레로 회동 가능하다. 본 실시예에서는, 회전 관절(L3)은 상하 방향으로 연장된다.
우측 핸드부(18)는 우측 핸드부(18)를 손목부(17)에 탈착 가능한 장착부(18a) 및 작업물(40)을 파지하는 파지부(20)에 의해 구성되어 있고, 파지부(20)는 우측 암(제2 암)(13)의 선단에 설치되어 있다. 여기서, 우측 핸드부(18)에 대한 자세한 내용은 후술한다.
좌측 핸드부(19)는 좌측 핸드부(19)를 손목부(17)에 탈착 가능한 장착부(19a) 및 작업물(40)을 연마하는 연마 부재(30)에 의해 구성되어 있고, 연마 부재(30)는 좌측 암(제1 암)(13)의 선단에 설치되어 있다. 여기서, 좌측 핸드부(19)에 대한 자세한 내용은 후술한다.
좌측 핸드부(19)는 작업물(40)을 흡착하는 흡착부(31)를 더 구비하여도 좋고, 흡착부(31)는 좌측 암(제1 암)(13)의 선단에 설치되어 있다. 흡착부(31)는 배관(35)을 통해 진공 발생 장치(36)에 연결되어 있다. 진공 발생 장치(36)는 예를 들어, 진공 펌프나 CONVUM(등록 상표) 등 흡착부(31)에 부압을 발생시키는 장치이며, 대차(12)나 암(13)에 설치되어 있다. 배관(23)에는 예를 들어, 개폐 밸브(미도시)가 설치되어 있다. 개폐 밸브에 의해 배관(35)을 개방 및 폐쇄하여 흡착부(31)에 의한 흡착 및 해제가 이루어진다. 이 진공 발생 장치(36)의 동작 및 개폐 밸브의 개폐는 제어 장치(14)에 의해 제어된다. 따라서, 진공 발생 장치(36)는 흡착부(31)를 통해 흡입하여, 작업물(40)을 흡착할 수 있다.
상기 구성의 각각의 암(13)는 각각의 관절(J1 ~ J4)을 구비한다. 그리고, 암(13)에는 각각의 관절(J1 ~ J4)에 대응하여, 구동용 서보 모터(미도시) 및 그 서보 모터의 회전각을 검출하는 인코더(미도시) 등이 설치되어 있다. 또한, 2개의 암(13, 13)의 제1 링크(15a, 15a)의 회전 축선(L1)은 동일 선상에 있고, 한쪽 암(13)의 제1 링크(15a)와 다른 쪽 암(13)의 제1 링크(15a)는 상하로 높이차를 가지고 배치되어 있다.
제어 장치(14)는 도 2에 도시된 바와 같이, CPU 등의 연산부(14a)와, ROM, RAM 등의 저장부(14b)와, 서보 제어부(14c)를 구비한다. 제어 장치(14)는 예를 들어 마이크로 컨트롤러 등의 컴퓨터를 구비한 로봇 컨트롤러이다. 또한, 제어 장치(14)는 집중 제어하는 단일의 제어 장치(14)로 구성되어 있어도 좋고, 서로 협력하여 분산 제어하는 복수의 제어 장치(14)에 의해 구성되어 있어도 좋다.
저장부(14b)에는 로봇 컨트롤러로서의 기본 프로그램, 각종 고정 데이터 등의 정보가 저장되어 있다. 연산부(14a)는 저장부(14b)에 저장된 기본 프로그램 등의 소프트웨어를 읽어 실행함으로써, 로봇(11)의 각종 동작을 제어한다. 즉, 연산부(14a)는 로봇(11)의 제어 지령을 생성하고, 이를 서보 제어부(14c)에 출력한다. 서보 제어부(14c)는 연산부(14a)에 의해 생성된 제어 명령에 기초하여, 로봇(11)의 각 암(13)의 관절(J1 ~ J4)에 대응하는 서보 모터의 구동을 제어하도록 구성되어 있다.
다음으로, 우측 핸드부(18) 및 좌측 핸드부(19)에 대해서, 도 3 ~ 도 6을 참조하여 설명한다. 또한,도 3 ~ 도 6에서는, 이해가 쉽도록 배관(35)을 생략하고 있다. 또한 여기에서는 우측 핸드부(18)는 파지부(20)로 구성되고, 좌측 핸드부(19)는 연마 부재(30)로 구성되어 있지만, 우측 핸드부(18)가 연마 부재(30)로 구성되고, 좌측 핸드부(19)가 파지부(20)로 구성되어 있어도 좋다.
좌측 핸드부(19)는 연마 부재(30) 및 흡착부(31) 이외에 카메라(32)에 의해 구성되어 있다. 이들은 각각 베이스(좌측 베이스)(33)에 설치되어 있다. 좌측 베이스(33)는 손목부(17)에 연결되어 있고, 상하 방향으로 연장되는 회전 축선(L3)(도 1)을 중심으로 회동한다.
연마 부재(30)는 하나 이상(본 실시예에서는 3개)이고, 좌측 핸드부(19)에 구비되어 있다. 예를 들어, 3개의 연마 부재(30)는 제1 연마 부재(30a), 제2 연마 부재(30b) 및 제3 연마 부재(30c)로 구성되어 있고, 암(13)의 축을 중심으로 원주 방향으로 간격을 두고 배치되어 있으며, 이 축을 중심으로 회동한다. 이러한 로봇(11)에서는 암(13)의 축은 손목부(17)의 상하 방향으로 연장되는 손목부(17)의 회전 축선(L3)이다.
제1 연마 부재(30a)는 예를 들어, 금속 와이어 등의 표면에 연마 입자 또는 미세한 다수의 홈이나 돌기가 구비된 실(絲) 줄(rasp)이다. 제1 연마 부재(30a)는 변형 가능하여도 좋다. 제1 연마 부재(30a)는 상하 방향으로 연장되고, 그 상하단의 각각은 C 자 형상의 제1 지지 부재(34a)에 고정되며, 제1 지지 부재(34a)를 통해 좌측 베이스(33)에 장착되어 있다. 제1 지지 부재(34a)는 손목부(17)의 축에 대하여 반경 방향으로 연장된다.
제2 연마 부재(30b) 및 제3 연마 부재(30c)는 평탄한 줄이고, 예를 들어, 나일론 등의 수지에 의해 얇은 편지(編地)로 형성된 천(布) 줄이라도 좋다. 이 경우 제2 연마 부재(30b) 및 제3 연마 부재(30c)는 유연하고 신축성 및 가요성을 가지며, 변형 가능하여도 좋다. 이들은 예를 들어, 연마 대상인 후술하는 노치면(40e)과 같거나 그보다 크고, 상하방을 향하여 연장되는 세로 치수가 가장 길고, 상하 방향에 직교하는 방향의 두께 치수가 가장 짧다.
제2 연마 부재(30b)는 제1 연마 부재(30a)와 제3 연마 부재(30c) 사이에 배치되고, 제3 연마 부재(30c)보다는 눈이 거칠게 형성되어 있다. 제2 연마 부재(30b)는 C 자형의 제2 지지 부재(34b)에 고정되고, 제2 지지 부재(34b)를 통해 좌측 베이스(33)에 설치되어 있다. 제3 연마 부재(30c)는 C 자형의 제3 지지 부재(34c)에 고정되고, 제3 지지 부재(34c)를 통해 좌측 베이스(33)에 설치되어 있다. 제2 연마 부재(30b) 및 제3 연마 부재(30c)는 그 두께 방향이 손목부(17)의 축을 중심으로 한 원주 방향과 일치하도록 배치되어 있다. 제2 연마 부재(30b)와 제3 연마 부재(30c)의 각각의 연마면 및 제2 지지 부재(34b)와 제3 지지 부재(34c)는 손목부(17)의 축에 대해 반경 방향으로 연장된다.
흡착부(31)는 예를 들어, 작업물(40)을 제1 팔레트(41)로부터 파지부(20)에 공급하고, 연마된 작업물(40)을 파지부(20)로부터 제2 팔레트(42)에 이동시키거나 한다. 흡착부(31)의 선단은 고무 등의 탄성 재료로 형성된 흡착 패드이고, 하방향으로 개구되는 캡 형상을 가지고 있다. 흡착부(31)는 그 개구가 하방을 향하도록 제2 지지 부재(34b)의 하면에 설치되어 있다. 그러나 흡착부(31)의 위치는 좌측 핸드부(19)의 범위 내에서 하부에 위치하기만 하면, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 지지 부재(34a), 제3 지지 부재(34c) 또는 카메라(32)의 하면 등에 설치되어 있어도 좋다.
흡착부(31)는 제2 지지 부재(34b) 및 좌측 베이스(33)를 통해 손목부(17)에 연결되어 있다. 이에 따라서, 흡착부(31)는 상하 방향으로 연장되는 축을 중심으로 손목부(17)의 회동에 의해 돌고, 상하 방향으로 직교하는 면에서 흡착부(31)의 방향 및 흡착부(31)에 흡착된 작업물(40)의 방향이 변한다.
카메라(32)는 제1 팔레트(41)의 작업물(40)을 촬영하고, 촬영한 이미지를 제어 장치(14)로 출력한다. 제어 장치(14)는 이미지를 분석하여 작업물(40)의 방향을 판정한다. 카메라(32)는 각각의 연마 부재(30)로부터 간격을 가지고, 손목부(17)의 축에 대해 반경 방향으로 연장되도록 좌측 베이스(33)에 설치되어 있다.
우측 핸드부(18)는 파지부(20)에 의해 구성되어 있고, 파지부(20)는 베이스(우측 베이스)(24)에 설치되어 있다. 우측 베이스(24)는 손목부(17)에 연결되어 있고, 상하 방향으로 연장되는 축을 중심으로 손목부(17)의 회동에 의해 돈다.
파지부(20)는 예를 들어, 한 쌍의 협지(挾持) 부재(21)를 구비하고 있다. 한 쌍의 협지 부재(21)는 상하 방향에 직교하는 방향으로 연장되는 조절 부재(23)를 통해 우측 베이스(24)에 설치되어 있다. 또한, 한 쌍의 협지 부재(21)에는 요동 부재(22)가 연결되어 있다.
요동 부재(22)는 액츄에이터(미도시) 등에 연결되어 있고, 한 쌍의 협지 부재(21)가 회전 왕복 운동 가능하게 파지부(20)에 설치되어 있다. 회전 왕복 운동에서는, 한 쌍의 협지 부재(21)가 상하 방향에 직교하는 방향으로 연장되는 축을 중심으로 소정 각도로 왕복하여 회동하여도 좋다. 이에 따르면, 한 쌍의 협지 부재(21)는 상하 방향에 직교하는 방향으로 연장되는 축을 중심으로 원호를 따라 움직인다. 여기서, 요동하는 축은 상하 방향에 직교하는 방향에 한정되지 않는다.
예를 들어, 도 7c 및 도 7d에 도시된 바와 같이, 후술하는 각각의 연마 부재(30)가 직선 왕복 운동하는 방향(화살표 방향)에 대하여 직교하는 회전축(점)을 중심으로 작업물(40)이 회전 왕복 운동한다. 이 회전축은 도 7c에 도시된 같이 작업물(40)에 대하여 동축(同軸)으로 설치되어 있어도 좋고, 도 7d에 도시된 바와 같이 작업물(40)로부터 떨어져 편심으로 설치되어 있어도 좋다. 또한, 회전 왕복 운동의 회전축은 직선 왕복 운동 방향에 직교하는 방향으로 한정되지 않는다.
조절 부재(23)는 액츄에이터(미도시) 등에 연결되어 있고, 직선으로 이동하여, 한 쌍의 협지 부재(21)의 상호 간격을 변화시키도록 한 쌍의 협지 부재(21)의 한쪽 또는 양쪽에 연결되어 있다. 이러한 조절 부재(23)에 의해 한 쌍의 협지 부재(21)는 서로의 간격을 축소시켜 작업물(40)을 끼워 파지한다.
다음으로, 상기 구성의 로봇(11)에 의해 작업물(40)을 연마하여 디버링 및 모따기 등을 수행하는 방법에 대해 도 3 ~ 도 7을 참조하여 설명한다. 이 방법은 제어 장치(14)에 의해 제어된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 로봇 (11)의 전방 좌측에는 제1 팔레트(41)가 배치되어 있고, 제1 팔레트(41)에 작업물(40)이 배치되어 있다. 또한, 로봇(11)의 전방 우측에는 제2 팔레트(42)가 배치되어 있다.
작업물(40)은 도 7a에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 평면 사각형 모양의 부품이고, 중앙에 관통공(40b)이 설치되어 있으며, 이 관통공(40b)과 일단을 연결하는 슬릿(40c)이 설치되어 있다. 여기서, 도 7b ~ 도 7f에서는 이해가 쉽도록, 슬릿(40c)의 폭을 넓게 묘사하였다.
도 7a에 도시된 작업물(40)은 예를 들어, 재봉틀에 사용되는 실 가이드이고, 세라믹에 의해 형성되어 있다. 작업물(40)은 일반적으로 소결에 의해 경화되기 전에 연마된다. 작업물(40)은 대략 직사각형의 대략 평판 부품이고, 한 쌍의 마주하는 주면(主面)을 구비한다. 이 작업물(40)의 일단부를 저단부(40a)라고 칭하고, 저단부에 평행하게 마주하는 단부를 천단(天端)부라고 칭한다. 저단부(40a)와 천단부 사이에서 그에 직교하는 2개의 단부를 측단부라고 칭한다.
작업물(40)에는 관통공(40b) 및 슬릿(40c)이 설치되어 있다. 관통공(40b)은 예를 들어, 원기둥 모양이고, 한 쌍의 주면 사이를 관통하고, 내주면(40d)에 의해 둘러싸여 있다. 관통공(40b)와 저단부(40a) 사이에 슬릿(40c)이 설치되어 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이 작업물(40)을 그 저단부(40a)에서 보면 슬릿(40c)은 한 쪽 주면에서 다른 쪽 주면에 걸쳐 한 쪽 측단부로부터 다른 쪽 측단부를 향하여 경사진 노치이고, 한 쌍의 노치면(40e) 사이의 간극에 의해 형성된다. 각각의 노치면(40e)은 편평하고, 각각의 주면에 대해 경사지게 설치된다. 슬릿(40c)의 폭은 예를 들어, 재봉사(絲)의 직경 정도의 크기이다.
이러한 작업물(40)에서, 재봉사는 한 쌍의 노치면(40e) 사이의 슬릿(40c)을 통과하고, 내주면(40d)에 의해 둘러싸인 관통공(40b)에 삽입된다. 따라서, 이 때 재봉사가 닳아 끊어지지 않도록, 관통공(40b)의 내주면(40d) 및 그에 연결되는 모서리, 또한 노치면(40e) 및 그에 연결되는 모서리를 연마할 필요가 있다. 그러나, 이 연마 범위는 동일면에 있지 않은 데다가, 미세하고, 매우 복잡하다.
따라서, 먼저 카메라(32)가 제1 팔레트(41)의 작업물(40) 상에 위치하도록, 좌측 핸드부(19)를 암부(15) 및 손목부(17)에 의해 이동시킨다. 카메라(32)에 의해 작업물(40)을 촬영하고 그 이미지를 제어 장치(14)로 출력한다.
그리고, 좌측 베이스(33)를 손목부(17)에 의해 회동시켜서, 촬영한 작업물(40) 상부에 흡착부(31)를 이동시킨다. 흡착부(31)를 손목부(17)에 의해 하강시켜 작업물(40)을 흡착부(31)에 의해 흡착한다. 흡착부(31)에 의해 흡착된 작업물(40)을 손목부(17)에 의해 상승시킴과 동시에, 작업물(40)을 암부(15)에 의해 이동시켜, 작업물(40)을 손목부(17)와 암(15)에 의해 제1 팔레트(41)에서 파지부(20)로 반송한다.
이때, 제어 장치(14)는 카메라(32)에 의해 촬영된 작업물(40)의 이미지에 따라 작업물(40)의 방향을 판정하고, 판정 결과에 기초하여 작업물(40)과 파지부(20)의 위치 정렬을 수행한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 작업물(40)의 천단부가 조절 부재(23) 쪽이 되고, 작업물(40)의 측단부가 한 쌍의 협지 부재(21)의 사이에 배치되도록 작업물(40)의 방향을 바꿀 수 있다.
그리고, 작업물(40)을 한 쌍의 협지 부재(21)에 의해 끼우고, 흡착부(31)는 흡착을 해제하여, 작업물(40)을 파지부(20)에 의해 파지한다. 이 때, 작업물(40)의 저단부(40a)가 좌측 핸드부(19) 쪽에 위치한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 연마 부재(30a)를 작업물(40)의 저단부(40a)로부터 슬릿(40c)을 통해 관통공(40b)에 삽입한다. 제1 연마 부재(30a)를 관통공(40b)의 내주면(40d)에 맞추고, 제1 연마 부재(30a)를 손목부(17)에 의해 상하 방향으로 왕복 이동시킨다. 이때, 도 7c 또는 도 7d에 도시된 바와 같이, 파지부(20)를 요동 부재(22)에 의해 요동시킨다. 따라서, 작업물(40)이 요동 부재(22)의 왕복 회전 운동에 의해 요동한다. 요동 부재(22)의 축은 제1 연마 부재(30a)가 직선 왕복 운동 방향과 직교하는 방향(본 실시예에서는 좌우 방향)으로 연장된다.
이에 따라서, 작업물(40)을 둘러싸는 내주면(40d)와 그에 이어지는 모서리의 소정 범위의 전체가 제1 연마 부재(30a)에 맞닿으면서, 제1 연마 부재(30a)가 직선 왕복 운동한다. 따라서, 작업물(40)의 관통공(40b)의 소정 범위를 전체적으로 연마하여 디버링 및 모따기 등을 할 수 있다.
이어서, 제1 연마 부재(30a)를 좌측으로 이동시켜서 작업물(40)의 관통공(40b)으로부터 슬릿(40c)을 통해 빼낸다. 그리고, 손목부(17)의 축을 중심으로 회동함에 따라서, 제1 연마 부재(30a) 대신에 제2 연마 부재(30b)가 작업물(40)의 앞에 위치한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2 연마 부재(30b)를 파지부(20) 쪽으로 이동시켜 슬릿(40c)에 삽입한다. 이 때에도, 제2 연마 부재(30b)를 슬릿(40c)의 노치면(40e)에 맞추고, 제2 연마 부재(30b)를 상하 방향으로 왕복 이동시킴과 동시에, 파지부(20)를 요동 부재(22)에 의해 요동한다. 이에 따르면, 도 7c 또는 도 7d에 도시된 바와 같이, 작업물(40)이 요동 부재(22)의 축을 중심으로 왕복 회전 요동되면서 작업물(40)의 제2 연마 부재(30b)가 직선 왕복 운동한다.
따라서, 도 7e에 도시된 바와 같이, 평평한 노치면(40e)에 제2 연마 부재(30b)가 평행하게 접하는것과 함께, 도 7f에 도시된 바와 같이, 노치면(40e)에 연결되는 모서리에 제2 연마 부재(30b)가 맞닿는다. 여기서, 제2 연마 부재(30b)는 유연한 천 줄 등으로 형성되어 있기 때문에, 제2 연마 부재(30b)는 노치면(40e)에 연결되는 모서리를 따라 변형하여 모서리를 연마할 수 있다. 따라서, 작업물(40)의 노치면(40e) 및 그에 연결되는 모서리를 전체적으로 연마하여 디버링 및 모따기 등을 보다 확실하게 할 수 있다.
나아가, 마찬가지로 제2 연마 부재(30b)를 좌측으로 이동시켜 작업물(40)의 슬릿(40c)을 통해 빼낸다. 그리고, 손목부(17)를 그 축을 중심으로 회동시켜서, 제3 연마 부재(30c)가 작업물(40) 앞으로 이동한다. 이러한 제3 연마 부재(30c)를 슬릿(40c)에 삽입하여 슬릿(40c)의 노치면(40e)에 맞춘다. 여기서, 제3 연마 부재(30c)를 상하 방향으로 왕복 이동시키면서 파지부(20)를 요동 부재(22)에 의해 요동시킨다. 이에 따라서, 제3 연마 부재(30c)에 의해 작업물(40)의 노치면(40e) 및 그에 연결되는 모서리를 전체적으로 연마하여 디버링 및 모따기 등을 더 확실하게 할 수 있다.
이와 같이 연마한 작업물(40)의 상면을 다시 흡착부(31)에 의해 흡착한다. 또한, 한 쌍의 협지 부재(21)의 간격을 넓혀 파지부(20)에 의한 작업물(40)의 파지를 해제한다. 이에 따라서, 작업물(40)을 흡착부(31)에 의해 유지하여 파지부(20)로부터 제2 팔레트(42)로 반송한다.
상기 구성에 의하면, 연마 부재(30)를 직선 왕복 운동시키는 동시에, 연마 부재(30)가 직선 왕복 운동 방향과 직교하는 축을 중심으로 회전 왕복 운동하도록 작업물(40)을 요동시킨다. 이에 따라서, 가장자리 등의 일부 뿐만 아니라 그 주위를 포함하여 작업물(40)을 연마하기 때문에, 디버링 및 모따기를 간단하고 확실하게 할 수 있다.
또한, 각각의 연마 부재(30)는 상하 방향으로 직선 형태로 길게 연장되고, 상하 방향에 직교하는 두께 방향으로 얇다. 나아가, 각각의 연마 부재(30)는 상하 방향으로 직선 왕복 운동한다. 따라서, 작업물(40)에서 관통 구멍(40b) 및 슬릿(40c) 등의 작고 좁은 장소를 원활하게 연마할 수 있다.
또한, 한 쪽의 암(13)을 고정하고 다른 쪽의 암(13)만을 움직여 동일하게 동작시키려고 하면, 가동부에 복잡한 동작을 교시하지 않으면 안된다. 이에 대해서, 제1 암(13)의 움직임이 직선 왕복 운동이고, 제2 암(13)의 움직임이 직선 왕복 운동과 회전 왕복 운동과 단순하기 때문에 이러한 움직임에 대한 교시(티칭)가 쉽다.
복수의 연마 부재(30)는 암(13)의 축을 중심으로 원주 방향으로 간격을 두고 배치되어 있고, 이 축을 중심으로 회전한다. 따라서, 암(13)의 축을 중심으로 좌측 핸드부(19)를 회동함으로써, 작업물 (40)과 작업물(40)의 앞에 위치하는 연마 부재(30)의 위치 관계를 일정하게 할 수 있다. 따라서, 작업물(40)에 대한 연마 부재(30)의 위치를 조정할 필요가 없다.
나아가, 흡착부(31)는 흡착한 작업물(40)을 파지부(20)에 공급한다. 예를 들어, 두께가 얇은 작업물(40)이라도 흡착부(31)에 의해 확실하고 쉽게 작업물(40)을 취득하여 파지부(20)에 공급할 수 있다.
또한, 카메라(32)에 의해 촬영된 이미지에 따라 흡착부(31)에 의해 흡착된 작업물(40)과 파지부(20)의 위치 정렬을 한다. 이에 따르면, 파지부(20)는 소정의 방향으로 작업물(40)을 파지하기 때문에 파지부(20)에 의해 파지된 작업물(40)과 소정의 방향으로 배치된 각각의 연마 부재(30)의 방향의 관계를 일정하게 할 수 있다. 따라서, 작업물(40)에 소정의 각도로 각각의 연마 부재(30)를 맞추고 연마를 할 수 있다.
나아가, 연마 장치(10)는 제1 암(13) 및 제2 암(13)을 구비한 로봇(11)에 의해 구성되어 있다. 이러한 연마 장치(10)는 파지부(20)가 장착부(18a)를 통해 우측 암(13)의 손목부(17)에 탈착 가능하게 장착되고, 각각의 연마 부재(30)가 장착부(19a)를 통해 좌측 암(13)의 손목부(17)에 탈착 가능하게 장착되어 있다. 이에 따라서, 파지부(20) 및 각각의 연마 부재(30) 등의 선단을 교체 가능한 범용의 로봇(11)을 사용함으로써, 선단을 교체하는 것만으로 작업물(40)의 연마 작업이 가능해진다.
여기서, 상기 실시예에서는 우측 핸드부(18)가 장착부(18a)를 통해 손목부(17)에 연결되었지만, 우측 핸드부(18)가 손목부(17)에 직접 연결되어 있어도 좋다. 또한, 좌측 핸드부(19)가 장착부(19a)를 통해 손목부(17)에 연결되어 있지만, 좌측 핸드부(19)가 손목부(17)에 직접 연결되어 있어도 좋다.
상기 설명으로부터 당업자에게는 본 발명의 많은 개량이나 다른 실시예가 명확할 것이다. 따라서, 상기 설명은 예시로서만 해석되어야 하고, 본 발명을 실시하는 최선의 형태를 당업자에게 교시할 목적으로 제공된 것이다. 본 발명의 사상을 벗어나지 않고, 그 구조 및/또는 기능의 상세를 실질적으로 변경할 수 있다.
본 발명은 미세한 장소의 디버링 및 모따기 등의 연마를 쉽게할 수 있는 연마 장치 등으로 유용하다.
10: 연마 장치
11: 로봇
13: 암
20: 파지부
22: 협지 부재
30: 연마 부재
30a: 제1 연마 부재(연마 부재)
30b: 제2 연마 부재(연마 부재)
30c: 제3 연마 부재(연마 부재)
31: 흡착부
32: 카메라
40: 작업물

Claims (6)

  1. 작업물을 연마하는 연마 부재를 선단에 구비하고, 상기 연마 부재를 직선 왕복 운동시키는 제1 암과,
    상기 작업물을 파지하는 파지부를 선단에 구비하고, 회전 왕복 운동에 의해 상기 작업물을 요동시키는 제2 암을 구비하며,
    상기 제2 암은 상기 연마 부재가 직선 왕복 운동하는 방향과 직교하는 축을 중심으로 한 회전 왕복 운동에 의해 상기 작업물을 요동시키고,
    상기 연마 부재는, 상기 제1 암에 의해 직선 왕복 운동하는 방향으로 연장되고, 회전 왕복 운동에 의해 요동하고 있는 상기 작업물에 맞닿으면서 직선 왕복 운동하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 암은 복수의 상기 연마 부재를 구비하고,
    복수의 상기 연마 부재는 상기 제1 암의 축을 중심으로 원주 방향으로 간격을 두고 배치되어 회동하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 암은 흡착부를 더 구비하고,
    상기 흡착부는 흡착한 상기 작업물을 상기 파지부에 공급하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 암은 카메라를 더 구비하고,
    상기 카메라에 의해 촬영된 이미지에 기초하여 상기 흡착부에 의해 흡착된 상기 작업물과 상기 파지부의 위치를 정렬하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 암 및 제2 암을 구비한 로봇으로 구성된 것을 특징으로 하는 연마 장치.
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