JPH0357421Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、工作機械やロボツト等に供せられ
て、砥石などの研削工具のワークに対する押付力
を制御する研削工具の制御装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来、この種の装置として、目標研削量を得る
ために、砥石がいかなる姿勢であつても、砥石等
の自重と、砥石を持ち上げるアクチユエータの力
との差をワークへの押付力として設定しているも
のが知られている。すなわち、目標研削量が同一
であれば、アクチユエータの持上力は、砥石の姿
勢にかかわらず一定に設定されていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、砥石がワークの曲面に沿つて３次元的
に駆動される場合には、砥石の姿勢によつて押付
力が変化し、目標の研削量を高い精度で達成でき
ないという問題があつた。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題を解決するためになされた本考案は、
第１図に示すように、ワークの被研削面に対して
直交する回転軸ｍ１に取り付けられた円盤状の研
削工具ｍ２に所望の押付力を発生させるための持
上力を付勢するエアシリンダｍ３に対して、該持
上力を可変制御するとともに、上記研削工具ｍ２
を３次元的に移動制御する研削工具の制御装置で
あつて、 研削工具ｍ２の自重Ｗと姿勢角Ａとからエアシ
リンダｍ３の付勢方向に作用する研削工具ｍ２の
自重に基づく引下力WcosAを求め、ワークの目
標研削量から一意的に定められた研削工具ｍ２の
押付力Ｆを前記引下力WcosAから減算した結果
を、上記エアシリンダｍ３の持上力FSとして演
算する持上力演算手段ｍ４と、 この持上力演算手段ｍ４の演算結果に基いて上
記エアシリンダｍ３を駆動する制御手段ｍ５と、 を具備してなる。

［作用］ ワークの目標研削量は、第２図に示すように、
研削工具の押付力により一意的に決まる。したが
つて、目標研削量を得るには、所定の押付力にな
るように、研削工具の押付力を高い精度で制御す
る必要がある。

本考案では、持ち上げ力演算手段ｍ４によつ
て、研削工具ｍ２の自重Ｗと姿勢角Ａとから、エ
アシリンダｍ３の持上力FS＝WcosA−Ｆを演算
し、制御手段ｍ５が、この持ち上げ力FS＝
WcosA−Ｆに基いてエアシリンダｍ３を駆動す
る。したがつて、研削工具ｍ２により曲面等を研
削仕上する際などに、常に一定の研削量にて研削
することができ、高い精度で目標研削量に従つた
研削加工を行うことができる。

また、円盤状の研削工具ｍ２をワークの被研削
面に対して直交する回転軸ｍ１に取り付けた構成
であり、持上力を付勢するのはダンパとしても機
能するエアシリンダｍ３であるから、研削中に研
削工具ｍ２とワークの被研削面との密着性が良好
に保たれ、振動の発生ということがない。

これを例えば、特開昭55−164464号公報に記載
された装置の様に、コイルスプリングで研削工具
を付勢する構成とした場合にはコイルスプリング
の共振による振動の問題が考えられる。また、こ
の公報記載の装置の様に、円盤状の砥石の円周面
でワークを研削する構成とした場合には、ワーク
との密着性が不良となつて振動が発生し易い。

加えて、この公報記載の装置では、姿勢は姿勢
として制御し、押付力は押付力として制御してお
り、フイードバツク制御によつて押付力と姿勢と
を一定に保つ構成を採用している。押付力につい
てフイードバツク制御するということは、最適値
を中心に上下させて制御することになるから、制
御の行き過ぎ等を生じ、さらに振動を助長するこ
ととなつている。

本考案は、演算によつてエアシリンダの持上力
を求めて制御するものであり、また特に倣い研削
装置に限つている訳ではないということもあつ
て、こうしたフイードバツク制御を実行しなくて
よいのである。そして、こうしたフイードバツク
制御を実行していないことも振動が発生し難いと
いう顕著な作用を奏する上で重要な構成となつて
いる。

［実施例］ 以下、本考案の一実施例を図面にしたがつて説
明する。第３図において、１はいわゆる門型の加
工機本体で門型の支柱部３には、上下方向に移動
可能な梁材５が架け渡してあり、該梁材５を包み
込むようにヘツド７が設けられている。このヘツ
ド７の下方には、ワーク９を乗せるパレツト１０
が設けられており、パレツト１０は、移動テーブ
ル１２によつて紙面の表裏方向に移動可能になつ
ている。

上記ヘツド７には、第４図に示すように、アタ
ツチメント２０を介してアクチユエータ２２によ
り上下動する研摩工具としての砥石２４が取り付
けられている。上記アクチユエータ２２は、空気
圧により駆動されるピストン、シリンダおよびば
ねから構成されている。

上記砥石２４の３次元的な移動制御およびアク
チユエータ２２の押圧力の制御については、制御
装置３０の指令に基いて行なわれる。すなわち、
制御装置３０は、入力部３１、メインCPU３２、
１軸〜６軸を演算制御する１〜６軸CPU４１〜
４６、６軸CPU４６の指令により作動するレギ
ユレーターコントローラ５０、電気信号を空気圧
に変換する電空レギユレータ５２および空気圧を
電気信号に変換する空電レギユレータ５４から構
成されている。

つぎに動作について説明する。

なお、以下の説明でカツコで示す番号は第５図
のフローチヤートの処理ステツプを示す。第４図
に示す入力部３１に、５軸が動作するためのデー
タと併せて目標研削量を得るための押付力Ｆのデ
ータが設定され、この入力部３１からメイン
CPU３２へデータが送られる。CPU３２は、６
軸の各データを振り分け（110）、各CPU４１〜
４６に送る。１〜５軸CPU４１〜４５では、与
えられたデータを処理し（210）〜（250）、各軸
を動作させ、機械本体の５軸動作を行なう（310）
〜（350）。これと同時に、６軸CPU４６には、
上記押付力Ｆのデータと、砥石２４の鉛直方向の
姿勢角Ａのデータが送られ、これらのデータに基
いてアクチユエータ２２の持上力を演算する
（400）。すなわち、第４図に示すように、砥石２
４等の自重をＷ、アクチユエータ２２の持上力を
FSとすると、持上力FSは、 FS＝WcosA−Ｆ にて求められる。

この持上力FSの制御信号は、レギユレーター
コントローラ５０に送られ（410）、該コントロー
ラ５０は上記制御信号に応じて電空レギユレータ
５２を動作させる（420）。これにより、該レギユ
レータ５２により駆動されるアクチユエータ２２
のシリンダは、持上力FSを発生する（430）。

したがつて、上記構成によれば、砥石２４がワ
ーク９の曲面に沿つて移動し、砥石２４の姿勢が
傾いてもワーク９への押付力Ｆを一定にすべくア
クチユエータ２２の持上力が制御される。したが
つて、目標研削量が高い精度で実現できる。

なお、アクチユエータ２２に加わる圧力を空電
レギユレータ５４にて電気信号に変換し、CPU
４６にてフイードバツク制御を実行することによ
り、目標研削量の精度をより向上させることがで
きる。

また、フイードバツク制御の手段として、砥石
の回転駆動軸に歪ゲージを設け、この検出信号を
動歪計およびＡ／Ｄ変換器を介してCPUに入力
することにより、直接フイードバツク制御して精
度を高めることもできる。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、研削工
具の自重と姿勢角とからエアシリンダの持上力を
演算し、エアシリンダを駆動して一定の押付力を
得られる様に制御しているから、曲面等を研削仕
上する際などにも、常に一定の研削量にて研削す
ることができ、高い精度で目標研削量に従つた研
削加工を行うことができる。

また、円盤状の研削工具をワークの被研削面に
対して直交する回転軸を取り付けたことと、ダン
パとしても機能するエアシリンダにて持上力を付
勢することとしたことに加えて、フイードバツク
制御ではないということからも、研削中に研削工
具とワークの被研削面との密着性を良好に保つこ
とができ、振動が発生するということがない。こ
の結果、極めて精度よく、研削加工を施すことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の構成を示す概略構成図、第２
図は本考案の作動を説明するグラフ、第３図は本
考案の一実施例による概略構成図、第４図は同実
施例の要部を示す説明図、第５図は同実施例のフ
ローチヤートである。 ｍ２，２４……研削工具（砥石）、ｍ３，２２
……エアシリンダ、ｍ４，３２……持上力演算手
段（メインCPU）、ｍ５，３０……制御手段。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ワークの被研削面に対して直交する回転軸に取
   り付けられた円盤状の研削工具に所望の押付力を
   発生させるための持上力を付勢するエアシリンダ
   に対して、該持上力を可変制御するとともに、上
   記研削工具を３次元的に移動制御する研削工具の
   制御装置であつて、 研削工具の自重と姿勢角とからエアシリンダの
   付勢方向に作用する研削工具の自重に基づく引下
   力を求め、ワークの目標研削量から一意的に定め
   られた研削工具の押付力を前記引下力から減算し
   た結果を、上記エアシリンダの持上力として演算
   する持上力演算手段と、 この持上力演算手段の演算結果に基いて上記エ
   アシリンダを駆動する制御手段と、 を具備してなる研削工具の制御装置。