JPH02116466A

JPH02116466A - 研削装置

Info

Publication number: JPH02116466A
Application number: JP26931488A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Yamada; 守山田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-10-27
Filing date: 1988-10-27
Publication date: 1990-05-01

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、産業用ロボットに取り付けられて三次元曲面
を有するワークの研削加工あるいはパリ取り加工を行う
研削装置に関する。

（従来の技術）従来大型部品の三次元曲面の仕上げ加工は、作業員がハ
ンドグラインダを用いる手作業で行われており、ハンド
グラインダからできる研磨粉の舞う悪影響下で多くの工
数を要する作業である。

近年このような作業環境における作業員の作業を改善す
べく、産業用ロボット等を利用して自動化する試みがな
されているが、産業用ロボットの機能上の制限から単純
形状のワークや研削代の少ないいわゆる磨き加工に限ら
れ、またワークとしては小型のものに限られている。

（発明が解決しようとする課題）上述したように産業用ロボット等を利用した自動化は、
産業用ロボットの機能上の制限から単純形状のワークや
研削代の少ないいわゆる磨き加工に限られており、また
ワークに対する工具の位訂および傾きは、ロボットのテ
ィーチングによって決まり、ロボットのティーチングの
巧拙、テイ−チング点間の距離でワークと工具の位置関
係が定まり、ワークに対する工具の位置関係を適正条件
に制御することができない。

また産業用ロボット等を利用した自動化では、手作業で
行うワークに対して工具を揺動させるいわゆるウィービ
ング動作について何の考慮もしていない。

本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、ワークに
対する工具の位置関係を適正条件に制御しかつワークに
ウィービング作用をさせることで三次元曲面を有するワ
ークの研削加工あるいはパリ取り加工を自動化して行い
得るようにした研削装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明の研削装置は、ワークと工具との間の距離を測定
する距離センサと、この距離センサの測定信号によりワ
ークに対する工具のピッチング角およびローリング角を
調整する角度調整機構と、ワークまたは工具を１軸また
は２軸方向に動かしてワークエ貝に対して相対的にウィ
ービングさせるウィービング装置と、上記ピッチング角
、ローリング角およびウィービングの大きさを制御する
制御装置とを有して構成される。

（作用）本発明の研削＠置においては、工具を回転していない状
態でロボットのティーチングを行い、ついで工具を回転
させてティーチング点に沿って動かし、工具がワークに
近付くと、距離センサが作動し、ワークに対する工具の
位置関係を適正条件に制御し、また制御ｌＩ装置により
ワークにウィービング作用をさせるとともにピッチング
角、ローリング角およびウィービングの大きさを制御す
ることで三次元曲面を有するワークの研削加工あるいは
パリ取り加工を自動化できるようにしたものである。

（実施例）以下本発明の一実施例を図面につき説明する。

第１図において符号１は産業用ロボットのアームであっ
て、この産業用ロボットのアーム１の口出端部に設けた
取付フランジ１ａには、ピッチング装置２とローリング
装置３とを備えた角度調整機構４が取り付番プられてい
る。上記ピッチング装置２は、弧状の歯列を有する弓形
ラック５とこの弓形ラック５を支持するラックホルダ６
と駆動モータ７とを有する。ラックホルダ６はアーム１
の取付７ランジ１ａに取付けられ、このラックホルダ６
に駆動モータ７が固定される。駆動モータ７の駆動軸８
にビニオン９が装着され、このビニオン９は弓形ラック
５に噛み合っており、駆動モータ７の駆動により弓形ラ
ック５はラックホルダ６に案内されピッチング揺動ず・
るようになっている。

上記ローリング装ｅ４３は、弓形ラック１０とこの弓形
ラック１０を支持するラックホルダ１１と駆動モータ１
２とを有する。このラックホルダ１１はピッチング装置
２の弓形ラック５に固定される。また、ラックホルダ１
１には駆動モータ１２が取付けられる。駆動モータ１２
の駆動＠１３にはビニオン１４が装着され、このビニオ
ン１４は弓形ラック１１に噛み合っている。しかして、
駆動モータ１２の駆動により弓形ラック１０はラックホ
ルダ１１に案内されてローリングするようになっている
。

また角ＩＪＩ調整機構４に研削装置本体１５のベース１
６が取り付けられている。このベース１６に対して研削
装置水体１５の取付板１７はベース１６と、ばね装置１
８を介して支軸１つ廻りに回りＪ自在に連結されている
。

一方、上記研削装置本体１５の取付板１７には、アング
ルグラインダ２０が取り付（）られ、このアングルグラ
インダ２０の出力軸にオフセラｌ−１ｇ石２１が装着さ
れる。このオフセット砥石２１を囲むように３つの距離
センサ２２ａ、２２ｂ、２２Ｃが砥石外周側に配設され
ている。これら３つの距離センサ２２　ａ　、　２２　
ｂ　、　２２　ｃ　Ｇ、１、Ｊ１接触形の乙のであって
、オフセット砥石２１の位置検出装置を構成しており、
ワーク２３のオフセット砥′ｃＪ２１の当たり面に近い
面に近い３点を計測し、ワーク２３に対するＡフセット
砥石２１の傾きを検出する。すなわち距離センサ２２ａ
は、オフけット砥石２１の先端側に位置し、予め位置さ
れた標準値と比較することでローリング角度を検出し、
距離センサ２２ｂ、２２ｃは、オフセット砥石２１の両
側に位置し、相互の値を比較することでピッチング角度
を検出する。

他方、上記ワーク２３はウィービング機能を有するウィ
ービング装置２４に取付けられ、１クイ−ピング装置２
４はワーク２３を載置するワーク支持盤（ウィービング
板）２５を有する。このウィービング板２５は、第３図
および第４図に示すように、加工テーブルとしての取付
台２６の上面に設けた一対の案内レール２７．２７にガ
イド２８を介して摺動自在に取り付けられている。また
上記取付台２６の一対の案内レール２７．２７の間には
、案内レール２７と並列するようにスクリュシ１ノット
としてボールねじ２９が配置されている。

このボールねじ２９は、リミットスイッチ３０ａを備え
た軸受３１とリミットスイッチ３０ｂを備えた軸受３２
とにより軸支されている。

イして、上記ボールねじ２９とワーク支持盤２５はダブ
ルナツト３３で連結されている。上記ボールねじ２９は
一端に段Ｇノだカップリング３４を介して可逆回転可能
なモータ３５に連結されている。このモータ３５には速
度検出器３６および位置検出器３７が付設されている。

したがってモータ３５を作動させて、ボルルねじ２９を
回すと、ワーク支持５１１１２５が取付台２６に設けた
案内レール２７に沿って往復動じ、ワーク２３がウィー
ビングされることになる。

第５図は本発明による研削裂開を作動させる制ＯＩＩ装
置の制御ブロック図を示すものであり、オフセット砥石
２１を囲むように配設された位置検出装置としての３つ
の距離センサ２２ａ、２２ｂ。

２２ｃからの信号は、横ギャップ吊検出回路３８ａおよ
び縦ギャップ量検出回路３８ｂを介してロボットコント
ローラ４０に送られる。またモータ３５の速度検出器３
６からの信号は、電流検出回路３９を介してロボットコ
ントローラ４０に送られ、ここで比較演算された信号は
、ローリング制御部４１、ピッヂングｖｉ御部４２、ウ
ィービング■指令部４３、送り速度！、ＩＪ御部４４に
それぞれ送られ、ローリング１ＩＩＩ御部４１からの信
号によりローリング装置３の駆動モータ１２が制御され
てローリング角度が設定され、ピッチング制御ｉｌ１部
４２からの信号によりピッチング装置２の駆動モータ７
がｉ、ｌＩ　ｔｉｌｌされてピッチング角度が設定され
、またウィービング吊指令Ｍ４３からの信号によりウィ
ービング装置２４のモータ３５が制御されてウィービン
グ串が設定され、送り速瓜制御部４４からの信号にＪ：
リアングルグライング２０がルリ罪され、Ａノセット砥
石２１の回転数が制御される。

つぎに作用を説明する。

（１′？Ｉ′オフセット碩石２１を回転しでいない状態
でロボットの′ｊイーヂングを行い、ついでＡノヒット
砥石２１を回転させてティーチング点に沿って動かし、
オフセラ１〜砥石２１がワーク２３に近付くと、距離セ
ンサ２２ａ、２２ｂ、２２ｃが作動し、ワーク２３のオ
フセラ１〜砥石２１の当たり而に近い３点を計測し、ワ
ーク２３に対するオフセラ１へ砥石２１の傾きを検出づ
る。すなわち距離センサ２２ａは、オフセット砥石２１
の先端側に位置し、４？Ｊ準偵と比較することでローリ
ング角度を検出し、距離センサ２２ｂ、２２ｃは、オフ
セット砥石１８の両側に位置し、相互の値を比較するこ
とでピッチング角度を検出する。

これら検出値は横ギャップ■検出＠路３８ａおよび縦ギ
ャップ量検出回路３８ｂをロボットコントローラ４０に
フィードバックされ、このロボットコントローラ４０か
らの指令により、ロボットアーム１を動かし、かつピッ
チング装置２の駆動モータ７を作動させて弓形ラック５
を移動させ、あるいはローリング装置３の駆動モータ１
２を作動させて弓形ラック５を移動させ、ローリング角
度およびピッチング角度を所望値に制御する。このυｔ
ｗｍによりオフセット砥石２１を高速回転さＵでワーク
２３の表面を研削しながらティーチング軌跡に沿って進
行させる。

このようにして三次元油面を有するワーク２３に対する
オフセット砥石２１の位置と姿勢をワーク２３の形状に
対し常に最適となるように制御することができ、能率の
よい曲面研削あるいはパリ取り作業を行イ１うことがで
きる。

また、ワーク２３にウィービング装置２４によりウィー
ビング動作を与えるには、第３図および第４図に示すよ
うに、速度検出器３６および位置検出器３７に制御され
るモータ３５を作動させ、ボールねじ２９を回転させて
、リミットスイッチ３０ａを備えた軸受３１とリミット
スイッチ３０ｂを備えた軸受３２との間をワーク２３を
載置するワーク支持盤２５を動かすことで行う。

しかして制ｉｌｌ装置によりウィービング装置２４を作
動ｆｂｌＪ　ｔＸＩ　してワークにウィービング作用を
させるとともにピッチング角、ローリング角およびウィ
ービングの大きさを１Ｉ１１御することで三次元曲面を
有するワークの研削加工あるいはパリ取り加工を自動化
して行うことができる。

なお上記実施例ではワークを１軸方向に初かしたが、ワ
ークを１軸方向に動かすとともに工具を１軸方向に肋か
し、両名の移！ＩＪ　ｍを１．ＩＩ　Ｉｎすることでワ
ークを任意の方向に所要量だＧＪ１クイ−ピングさせる
こともできる。ウィービング装置を工具側に持たせるこ
ともできる。

本発明の変形例としては、研削工具としてオフセット砥
石ではなく平形砥石、カップ形砥石等がワークの材質に
応じて使用され、またピッチング角やローリング角の制
御を油圧シリンダを備えた油圧機構で行うことができる
。ざらにモータの電流を検出して、その値によりグライ
ンダ送り速度を制御すれば、研削面はより高品質なもの
になる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、ワークと工具との間
の距離を測定し、この測定信号によりワークに対する工
具のピッチング角およびローリング角を調整するととも
に、ワークまたは工具を１軸または２軸方向に相対的に
動かしワークをウィービングさせるようにしたので、ワ
ークの研削面に対する追従性が向上し、複雑形状のワー
クの曲面研削を能率良くかつ高精度に行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による研削ｖｔ置の側面図、第２図は同
正面図、第３図はウィービング装置の平面図、第４図は
同ウィービング装置の側面図、第５図は本発明による研
削装置の制御装置を示すブロック図である。１・・・産業用ロボットのアーム、２・・・ピッチング
装置、３・・・ローリング装置、１・・・角度調！！機
構、１５・・・研削装置本体、１６・・・ベース、１７
・・・取付板、１８・・・ばね装置、２０・・・アング
ルグライング、２１　・・・オフセット砥石、２２ａ、
２２ｂ、２２ｃ・・・距離センサ、２３・・・ワーク、
２４・・・ウィービング装置、２５・・・ワーク支持盤
、２９・・・ボールねじ、３８ａ・・・横ギャップ量検
出回路、３８ｂ・・・縦ギセップ吊検出回路、４０・・
・ロボットコントローラ、４１・・・ローリング１す御
部、４２・・・ピッチング制御部、４３・・・−クイー
ピング吊指令部、４４・・・送り速度制御部。第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

ワークと工具との間の距離を測定する距離センサと、こ
の距離センサの測定信号によりワークに対する工具のピ
ッチング角およびローリング角を調整する角度調整機構
と、ワークまたは工具を１軸または２軸方向に動かして
ワークを工具に対して相対的にウィービングさせるウィ
ービング装置と、上記ピッチング角、ローリング角およ
びウィービングの大きさを制御する制御装置とを有する
研削装置。