WO1999037442A1

WO1999037442A1 - Meuleuse-presseuse

Info

Publication number: WO1999037442A1
Application number: PCT/JP1999/000198
Authority: WO
Inventors: Yuji Amano; Yasuhiro Hayakawa
Original assignee: Nitta Corporation
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 1999-07-29
Also published as: CA2319041C; AU747820B2; CA2319041A1; HK1035344A1; US6390888B1; WO1999037442A9; CN1138614C; CN1293604A; EP1057592A4; WO1999037442A8; AU1982899A; KR100526855B1; KR20010034116A; EP1057592A1

Description

シリンダ本体の底部又はピストンロッドのうち一方を固定板に、他方を前記固定板よりも下方に配置された移動板に、それぞれ取り付け、ガイドテ —ブル又はガイドのうち一方を移動板側に、他方をシリンダ本体の外周面に、それぞれ取り付けると共にガイドテーブルはガイドに対してボールを介したころがり摩擦状態で鉛直方向に案内されるものとしてあり、エア一シリンダは、ビストン及びピストンロッドの外周壁とシリンダ本体側の構成壁との摩擦係数をこれら相互間の気密性をメタルシールにより行うようにして低く設定すると共にピストンロッドを広範囲でボールブッシュにより進退自在に支持するものとしてあり、移動板に直接又は他部材を介してグラインダを取り付けると共に、ピストンによって区画される上下のシリンダ室の空気圧を調整することによりグラインダの被研削物への押し付け力が調節できるようにしてある。

また、この発明のグラインダ加圧装置は、グラインダ取付部と仕切板とを有する垂下部材と、前記仕切板の上下面に固定配置された上 ·下べローズシリンダと、前記上べローズシリンダの上面と下べローズシリンダの下面との面間距離を一定に保つ保持部材とを具備するものであって、前記保持部材を固定部 F又はロボット出力部に取り付けると共に前記グラインダ取付部にグラインダを取り付け、前記上 ·下べローズシリンダにそれぞれ所定圧の空気を供給するようにして使用されるものとしてある。図面の簡単な説明

第 1図は、この発明の実施形態 1のグラインダ加圧装置を使用した研削システムの空気回路を示す説明図である。

第 2図は、前記研削システムを構成するグラインダゃグラインダ加圧装置等の正面図である。

第 3図は、前記グラインダ加圧装置におけるエアーシリンダのビストンロッドが第 2図の状態から縮短した状態に変化したときの正面図である。第 4図は、前記グラインダ加圧装置の側面図である。

第 5図は、第 3図の A— A断面図である。

第 6図は、前記グラインダ加圧装置におけるエアーシリンダの説明図である。

第 7図は、前記グラインダ加圧装置に使用されているガイドとガイドテ —ブルを組み合わせた装置の一部断面斜視図である。

第 8図は、前記ガイドとガイドテーブルを組み合わせた装置の断面図である。

第 9図は、この発明の実施形態 2のグラインダ加圧装置を使用した研削システムの空気回路を示す説明図である。

第 ΐθϋΐは、前記実施形態 2の研削システムを構成するグラインダゃダラィンダ加圧装置等の正面図である。

第 11図は、前記実施形態 2の研削システムを構成するグラインダゃダラインダ加圧装置等の側面図である。発明を実施するための最良の形態

この発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。

〔実施形態 1〕

この実施形態の研削システムは、第 1図に示すように、グラインダ Gを支持したグラインダ加圧装置 GK と、前記グラインダ Gを回転駆動すると共に前記グラインダ加圧装置 GK に空気を送るコンプレッサ Cとを具備し、前記コンプレッサ Cとグラインダ G又はグラインダ加圧装置 GK とを繫ぐエアー配管路に、切替え弁 Kl， Κ2及び電空比例弁 3， Κ 並びに圧力センサ Pl， Ρ2 を設けている。以下にこの研削システムの主要構成部について説明する。

グラインダ Gは、図 1に示すように、コンプレッサ Cからの圧縮空気により砥石 gが回転駆動せしめられるエアー式のものが採用されており、上記した切替え弁 2 を介して圧縮空気が送られるようにしてある。

グラインダ加圧装置 GKは、第 2図や第 3図に示すように、固定板 2に鉛直姿勢のエアーシリンダ 1 におけるシリンダ本体 10©底部を取り付けると共に前記エアーシリンダ 1のピストンロッド 11の端部に移動板 3を取り付け、前記移動板 3側にガイドテーブル G2 を、前記シリンダ本体 100外周面にガイド G1 を、それぞれ取り付けると共に図 7及び図 8に示す如くガイドテ一ブル G2 はガイド G1に対してボール B (鋼球）を介したころがり摩擦状態で鉛直方向に案内されるものとしてある。また、このグラインダ加圧装置 GKでは、第 3図から第 5図に示す如く、グラインダ Gの位置検出が行えるように固定板 2に対する移動板 3の位置を検出するリニアセンサ RS を具備させてあり、さらに固定板 2と移動板 3の間に存在する機器及び部材を包囲する防塵用のジャバラ管 4を設けてある。そして、図

2や図 6に示すように、ビストン 12によって区画される上下のシリンダ室

13， 14の空気圧を調整することにより移動板 3に取付板 49を介して取り付けられたグラインダ Gの砥石 gの被研削物への押し付け力が調節できるようになつている。

エア一シリンダ 1は、第 6図に示すように、基本的にはシリンダ本体 10 と、前記シリンダ本体 10¾をシリンダ室 13， 1A とに区画するピストン 12 と、前記ピストン 12に連結されたピストンロッド 11とから成り、シリンダ室 13， 1 に対する空気の供給 ·排出によりピストン 12を移動せしめてシリンダ本体 10からのビストンロッド 11の突出量を変化せしめるものとしてある。なお、この実施形態では、第 6図に示すように、シリンダ本体 10Jま部材 10a〜： LOh等を組み合わせて構成してあり、気密性が要求される部材相互間には Oリング ORを配置させてある。

また、このエアーシリンダ 1では、第 6図に示すように、ピストン 12の外周壁と部材 lOdの内周壁相互、およびビストンロッド 11の外周壁と部材 iohの内周壁相互をそれぞれ低摩擦係数とすべく前記した各部材相互間をメタルシール MSにより気密化してあり、また、前記ピストンロッド 11を広範囲でボールブッシュ BSにより進退自在に支持されているものとしてある。なお、第 6図中、付号 19はグリス溝である。

固定板 2は、第 2図や第 3図に示すように側面から下面に連通する二系統の空気路 20， 21 を具備するものとしてあり、第 1図に示す如く他部材を介して固定部 Fに取り付けられている。

なお、第 1図や第 2図に示すように、電空比例弁 3を通った空気は空気路 20及びチューブ T1 を介してシリンダ室 14に供給され、他方、電空比例弁 K4 を通った空気は空気路 21及びチューブ T2 を介してシリンダ室 13 に供給されるようにしてある。

移動板 3と取付板 49とは、ボルト等により一体化されており、第 2図に示すように、取付板 49にはグラインダ Gが姿勢変化可能に取り付けられている。

ジャパラ管 4は、ゴム材により構成されていると共に第 2図に示すように外周尖り部 Oに芯線を埋設するようにしてあり、伸縮抵抗が非常に小さく且つ直径方向の保形性を有するものとしてある。なお、この実施形態のジャパラ管 4では、一部をメッシュとしてあり、前記メッシュから空気の出入りができるようになつている。

ガイド G1 とガイドテーブル G2 とは、第 7図や第 8図に示すように、ボール Bを介して一体化されており、ガイド G1 に対してガイドテ一ブル G2が移動したときにはボールが回転しながら循環運動するようになっている。前記ボール Bはガイド G1 に対して 45。のアンギユラコンタクト構造となっていると共にバランスの良い予圧がかけられており、よって、上下左右方向に同一定格荷重を持つと共に一定の低いころがり摩擦係数を維持するものとなっている。

なお、上記ガイド G1 は、第 2図や第 3図に示すように、エア一シリンダ 1のシリンダ本体 10の外面に垂直姿勢で取り付けられており、ガイドテ一ブル G2は同図に示す如く移動板 3に立設したブラケット 39に取り付けられている。また、ガイド G1 に対するガイドテーブル G2 の移動範囲は、上限 ·下限ストッパにより規定してある。

リニアセンサ Sは、上述した如くグラインダ Gの位置検出が行えるように固定板 2に対する移動板 3の位置を検出するものであるが、第 4図や第 5図に示すように、当該リニアセンサ RSはその本体 RS 1 をシリンダ本体 lOffillに、ロッド RS 2 を移動板 3に、それぞれ取り付けるようにして設置されている。なお、このリニアセンサ RSは、本体 RS 1 に対する口ッド RS 2 の進退抵抗が小さいものとしてある。

このグラインダ加圧装置 G は上記のような構成であるから、電空比例弁 Κ3， ί への電圧値又は電流値を変化させることによりシリンダ室 13， 14への空気の圧力を調整することができ、その結果、砥石 gの被研削物への押し付け力を所望に設定することができる。

また、このグラインダ加圧装置 GKに使用されているェアーシリンダ 1 は、ピストン 12の外周壁と部材 10dの内周壁相互、及びピストンロッド 11 の外周壁と部材 10hの内周壁相互をそれぞれ低摩擦係数としてあり、また、前記ピストンロッド 11を広範囲でボールブッシュ BSにより進退自在に支持されたものとしてあるから、砥石 gの磨耗やわずかな被研削物の位置ズレを生じた場合でも、砥石 gの被研削物への押し付け力は補償される。さらに、このグラインダ加圧装置 G を使用すれば、高価な機器を使用する必要はなく且つ制御も非常に簡単であるから安価なものとなる。ここで、この実施形態 1 においては以下の（1 )から（6) に示すような設計変更を採用することができる。

(1)上記実施形態では、二つの電空比例弁 K3， K を用いてエア一シリンダ 1のシリンダ室 13， 14の内圧を変化させることにより、グラインダ Gの上下動及び、砥石 gの被研削物への加圧力を設定するようにしているが、シリンダ室 13， 14 に送る空気圧を、一方は固定とし、他方は変化させることができるシステムとしてもよい。

(2 )被研削物を上下動させて当該被研削物に砥石 gを押し付けるシステムであれば、ェアーシリンダ 1のシリンダ室 13， 1 に送る空気圧は共に固定であってもよい。

(3) 上記実施形態のシステムに使用しているグラインダ Gはエアー式のものであるが、電気式のグラインダにもこのシステムは採用できる。

(4) 上記実施形態のシステムでは固定部 Fにグラインダ加圧装置 GKを介してグラインダ Gを取り付けているが、これに限定されるものではない。例えば、ロボットの出力部にグラインダ加圧装置 GKを介してグラインダ Gを取り付けるようにしてもよい。

(5)上記実施形態にかえて、鉛直姿勢のェアーシリンダ 1におけるピストンロッド 11の端部を固定板 2に、シリンダ本体 10の底部を移動板 3に、それぞれ取り付けるようにしてグラインダ加圧装置 GK を構成させてもよい。

(6) 上記実施形態にかえて、ガイド G1 を移動板 3側に、ガイドテ一ブル G2 をシリンダ本体 10®外周面に、それぞれ取り付ける構成を採るようにしてもよい。

〔実施形態 2〕

この実施形態の研削システムは、第 9図に示すように、グラインダ Gと、前記グラインダ Gを支持するグラインダ加圧装置 GK と、前記グラインダ Gを回転駆動すると共に前記グラインダ加圧装置 GK に空気を送るコンプレッサじと、第 100に示す前記グラインダ加圧装置 O を支持する架構 99 (固定部 Fに対応する）とを具備し、前記コンプレッサ Cとグラインダ G 又はグラインダ加圧装置 GK とを繋ぐエアー配管路に、切替え弁 l， 2 及び電空比例弁 3， 4並びに圧力センサ Pl， Ρ2 を設けている。

以下にこの研削システムの主要構成部について説明する。

グラインダ Gは、第 9図に示すように、コンプレッサ Cからの圧縮空気により砥石 gが回転駆動せしめられるエアー式のものが採用されており、上記した切替え弁 2 を介して圧縮空気が送られるようにしてある。

グラインダ加圧装置 GKは、第 10B1や第 11図に示すように、グラインダ Gを吊るす垂下部材 5と、前記垂下部材 5の後述する仕切板 51の上下面に固定配置された上 ·下べローズシリンダ 6 , 7と、前記上べローズシリンダ 3の上面と下べ口一ズシリンダ 7の下面との面間距離を一定に保つ保持部材 8と、グラインダ Gの位置検出をするリニアセンサ RS と、グラインダ Gが円滑に且つ同一姿勢を保ったままで上下動させるためのガイド機構

9とを具備している。

垂下部材 5は、第 100や第 11図に示すように、グラインダ取付部 50と仕切板 51とを 4本の連結棒 52により接続して構成されている。

保持部材 8は、第 10図や第 11図に示すように、厚肉の上板 80と、厚肉の下板 81と、前記上 ·下板 80， 81 を接続する 4本の連結棒 82とから構成されている。

上 -下べローズシリンダ 6， 7はジャバラ管の両端面を板材で塞いで成るもので、第 100や第 11図に示すように、上べローズシリンダ 6は上板 80 と仕切板 51との間に、下べ口一ズシリンダ 7は仕切板 51と下板 81との間に、それぞれ固定配置されている。ここで、第 ΙΟΕΙや第 11図に示すように、上ベローズシリンダ 6には上板 80に形成した空気路 80aから、下べローズシリンダ 7には下板 81に形成した空気路 81 aから、それぞれコンプレッサ C からの空気を供給できるようにしてある。なお、上べローズシリンダ 6を、ジャバラ管の両端面を上板 80と仕切板 51により塞いで構成し、下べローズシリンダ 7を、ジャバラ管の両端面を仕切板 51と下板 81により塞いで構成してもよい。

リニアセンサ RSは、第 11 図に示すように、本体 RS 1 が連結棒 82， 82間に架設された板材 83に取り付けられていると共にロッド RS 2 の端部がグラインダ取付部 50©上面部に取り付けられており、グラインダ Gの上下動に伴う入力軸部 51の進退によりグラインダ Gの位置検出が検出できるようにしてある。そして、砥石 gが被研削物 Wに押し付けられた状態において、グラインダ Gの位置が予め設定された位置と相違しているときに生じる上 -下ベローズシリンダ 6 , 7の弾性復帰力分を打ち消すべく、グラインダ Gの位置検出をしたリニアセンサ RSの出力情報に基づいて上 - 下ベロ一ズシリンダ 6， 7のうち一方に供給される空気の圧力を電空比例弁により変化させ、これにより砥石 gの磨耗やわずかな被研削物 Wの位置ズレを補償できるようにしてある。

ガイド機構 9は、第 100や第 11図に示すように、仕切板 51に設けた軸受け部 0と、上板 807^ら垂下した軸部 91とから構成され、前記軸部 91は軸受け部 90の孔に滑動自在に密揷入されている。よって、グラインダ Gの重量によって仕切板 51にモーメントが発生するが、仕切板 51は水平状態を維持したままで上下動することとなり、モーメントよりグラインダ Gの姿勢が変化するようなことはない。

このグラインダ加圧装置 GKは上記のような構成であるから、以下のような機能を有する。

グラインダ Gを上昇させるときには、下べ口一ズシリンダ 3の内圧を上ベローズシリンダ 6の内圧よりも高くすべく、電空比例弁 3， Αへの電 I 0

圧値又は電流値を変化させる。又、グラインダ Gの砥石 gを被研削物 Wに接触させるときには、徐々に下べ口一ズシリンダ 7の内圧を低くすべく、電空比例弁 K3への電圧値又は電流値を下げていく。

そして、グラインダ Gの砥石 gで被研削物 Wを加工するときには、上べローズシリンダ 6の内圧と下べローズシリンダ 7の内圧の関係を一定に保ち、砥石 gの被研削物 Wへの押し付け力を一定にする。なお、このように押し付け力を一定にした場合、砥石 gの磨耗やわずかな被研削物 Wの位置ズレを生じた場合でも、リニアセンサ RS等により砥石 gの被研削物 Wへの押し付け力は補償される。

その他、このグラインダ加圧装置 GKではリニアセンサ RS等によりグラインダ Gの位置を知ることができ、砥石 gの交換時期を検知できる。また、被研削物 Wの加工時において、圧力センサ Ρ1， Ρ2 を見ることにより過負荷検出ができる。更に、この実施形態のものであれば高価な機器を使用する必要はなく且つ制御も非常に簡単であるから安価なものとなる。ここで、この実施形態 2においては以下の（1)から（5) に示すような設計変更を採用することができる。

(1)上記実施形態では砥石 gが被研削物 Wに押し付けられた状態において、グラインダ Gの位置が予め設定された位置と相違しているときに生じる上 ·下べローズシリンダ 6 , 7の弾性復帰力分を打ち消すべく、グラインダ Gの位置検出をしたリニアセンサ RSの出力情報に基づいて上 -下ベローズシリンダ 6， 7のうち一方に供給される空気の圧力を電空比例弁により変化させるようにしてあるが、上 -下べローズシリンダ 6 , 7 の弾性係数を小さく設定した場合には、上記実施形態の如き形態を採用する必要はない。何故ならこの場合には、グラインダ Gの位置が予め設定された位置と相違しているときに生じる上 ·下べ口一ズシリンダ 6 , 7の弾性復帰力は、砥石 gの被研削物 Wへの押し付け力と比較して極めて小さいからである。

(2) 上記実施形態では、二つの電空比例弁 3， A を用いて上 ·下べ口一ズシリンダ 6 , 7の内圧を変化させることにより、グラインダ Gの上下動及び、砥石 gの被研削物 wへの加圧力を設定するようにしているが、上 .下べローズシリンダ 6， 7に送る空気圧を、一方は固定とし、他方は変化させることができるシステムとしてもよい。

(3)被研削物 Wを上下動させて当該被研削物 Wに砥石 gを押し付けるシステムであれば、上 '下べローズシリンダ 6 , 7に送る空気圧は共に固定であってもよい。

(A)上記実施形態のシステムに使用しているグラインダ Gはエアー式のものであるが、電気式のグラインダにもこのシステムは採用できる。

(5)上記実施形態のシステムでは架構 99である固定部 Fにグラインダ加圧装置 GKを介してグラインダ Gを取り付けているが、これに限定されるものではない。例えば、ロボッ卜の出力部にグラインダ加圧装置 GKを介してグラインダ Gを取り付けるようにしてもよい。産業上の利用可能性

以上のようにこの発明にかかるグラインダ加圧装置は、グラインダの種類にかかわらず、安価で且つ砥石の磨耗やわずかな被研削物の位置ズレを補償しなければならない部分の研削をするのに適している。

請求の範囲

1. 鉛直姿勢のエア一シリンダ（ 1 ) におけるシリンダ本体 do) の底部又はピストンロッド（11) のうち一方を固定板（ 2 ) に、他方を前記固定板（2 ) よりも下方に配置された移動板（3) に、それぞれ取り付け、ガイドテーブル（G2) 又はガイド（G1) のうち一方を移動板（3) 側に、他方をシリンダ本体（10) の外周面に、それぞれ取り付けると共にガイドテーブル（G2) はガイド（G1) に対してポール（B? を介したころがり摩擦状態で鉑直方向に案内されるものとしてあり、エア一シリンダ（ 1 ) は、ピストン（12) 及びピストンロッド（11) の外周壁とシリンダ本体（10) 側の構成壁との摩擦係数をこれら相互間の気密性をメタルシール（MS) により行うようにして低く設定すると共にピストンロッド（11) を広範囲でボールブッシュ（BS) により進退自在に支持するものとしてあり、移動板 (3) に直接又は他部材を介してグラインダ（G) を取り付けると共に、ピストン（12) によって区画される上下のシリンダ室（13) (1 ) の空気圧を調整することによりグラインダ（G) の被研削物への押し付け力が調節できるようにしてあることを特徴とするグラインダ加圧装置。

2. 固定板（2) に対する移動板（3) の位置を検出するリニアセンサ (RS) を具備させ、グラインダ（G) の位置検出が行えるようにしてあることを特徵とする請求項 1記載のグラインダ加圧装置。

3. リニアセンサ（RS) における本体（RSl ) 側がシリンダ本体（10) に、軸部（RS2 ) が移動板（3) に、それぞれ取り付けられていることを特徵とする請求項 2記載のグラインダ加圧装置。

4. 固定板（2) と移動板（3) の問に存在する機器及び部材を包囲する防塵用のジャバラ管（4) を設けてあり、前記ジャバラ管（4) は伸縮抵抗が非常に小さいものとしてあることを特徴とする請求項 1乃至 3のい

Claims

ずれかに記載のグラインダ加圧装置。

5. グラインダ取付部（50) と仕切板（51) とを有する垂下部材（5) と、前記仕切板（51) の上下面に固定配置された上 '下べローズシリンダ ( 6 ) (7) と、前記上べローズシリンダ（6) の上面と下べ口一ズシリンダ（7) の下面との面間距離を一定に保つ保持部材（8) とを具備するものであって、前記保持部材（8) を固定部（F) 又はロボット出力部に取り付けると共に前記グラインダ取付部（50) にグラインダ（G) を取り付け、前記上 ·下ベロ一ズシリンダ（ 6) (7) にそれぞれ所定圧の空気を供給するようにして使用されることを特徵とするグラインダ加圧装置。

6. 垂下部材（5) の仕切板（51) に持ち上げ力が作用するように、上 -下ベロ一ズシリンダ（6) (7) にそれぞれ空気を供給してあることを特徵とする請求項 5記載のグラインダ加圧装置。

7. 上 ·下べローズシリンダ（ 6 ) (7) にそれぞれ供給される空気の圧力は、少なくとも一方は変化できるようにしてあることを特徴とする請求項 5又は 6記載のグラインダ加圧装置。

8. 砥石（g) が被研削物（W) に押し付けられた状態におけるグラインダ（G) の位置が予め設定された位置と相違しているときに生じる上 - 下べローズシリンダ (6) (7) の弾性復帰力分を打ち消すべく、グラインダ（G) の位置検出をするリニアセンサ（RS) の出力情報に基づいて上 ■下ベロ一ズシリンダ（6) (7) のうち少なくとも一方に供給される空気の圧力を変化させるようにしてあることを特徴とする請求項 5又は 6記載のグラインダ加圧装置。

9. 砥石（g) が被研削物（W) に押し付けられた状態におけるグラインダ（G) の位置が予め設定された位置と相違しているときに生じる上 - 下べローズシリンダ（6) (7) の弾性復帰力分を打ち消すべく、グラインダ（G) の位置検出をするリニアセンサ（RS) の出力情報に基づいて上

.下べローズシリンダ（6) (7) のうち少なくとも一方に供給される空気の圧力を変化させるようにしてあることを特徴とする請求項 7記載のグラインダ加圧装置。

1 0. グラインダ（G) の位置が予め設定された位置と一定以上相違しているとリニアセンサ（RS) から出力されたときには、警報手段が出力状態になるか又はグラインダ（G) が停止するようにしてあることを特徴とする請求項 8記載のグラインダ加圧装置。

1 1. グラインダ（G) の位置が予め設定された位置と一定以上相違しているとリニアセンサ（RS) から出力されたときには、警報手段が出力状態になるか又はグラインダ（G) が停止するようにしてあることを特徴とする請求項 9記載のグラインダ加圧装置。

1 2. 上 ·下べローズシリンダ（6) (7) は、同一径であり且つ同一鉛直軸線上に配列してあることを特徴とする請求項 5又は 6記載のグラインダ加圧装置。

1 3. 上 '下べローズシリンダ（6) (7) は、同一径であり且つ同一鉛直軸線上に配列してあることを特徴とする請求項 7記載のグラインダ加圧

1 4. 上 ·下べローズシリンダ（6) (7) は、同一径であり且つ同一鉛直軸線上に配列してあることを特徵とする請求項 8記載のグラインダ加圧装置。

1 5. 上 ·下べローズシリンダ（6) (7) は、同一径であり且つ同一鉛直軸線上に配列してあることを特徴とする請求項 9記載のグラインダ加圧

1 6. 上 ·下べローズシリンダ（6) (7) は、同一径であり且つ同一鉛直軸線上に配列してあることを特徵とする請求項 1 0記載のグラインダ加圧装置。

1 7. 上 '下べローズシリンダ（6 ) (7) は、同一径であり且つ同一鉛直軸線上に配列してあることを特徴とする請求項 1 1記載のグラインダ加圧装置。