JPH04201055A - 研磨装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はワークの研磨工程を自動化した研磨装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

ワークの研磨面の研磨では複数回の繰り返しか必要であ
り、この繰り返し研磨を自動的に行なうための研磨装置
が特開平１−２３４１５０号公報に開示されている。こ
の従来装置では研磨装置の制御部をティーチングモート
にした状態でこの制御部に接続されたティーチンク装置
の手動動作によってワークの研磨面に沿って砥石を移動
し、こ　、の移動経路上の複数点位置を指定して二軸に
平行な研磨領域面がティーチングされる。制御部は予め
設定された研磨経路パターンによって記憶された研磨領
域面をプレイハック研磨する。このプレイバック工程は
設定された回数だけ繰り返し遂行される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記研磨領域設定は砥石を移動するため
の３つの移動手段の各移動方向を表すＸ軸、Ｙ軸及びＺ
軸のうちの２軸によって決定される平面上でのみ可能で
あり、ティーチング経路の設定自由度は非常に低い。そ
のため、円錐面のような研磨面に対する研磨の自動化が
できず、研磨作業の効率低下がさけられない。

本発明はティーチング経路の設定自由度を高めて研磨作
業の効率を向上し得る研磨装置を提供することを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明では、３次元空間上の規定する３つの
座標の第１の座標方向に沿った移動経路を持つ第１の手
段と、第１の移動手段によって支持されるとともに、第
２の座標方向に沿った移動経路を持つ第２の移動手段と
、第２の移動手段によって支持されるとともに、第３の
座標方向に沿った移動経路を持つ第３の移動手段と、第
３の移動手段によって支持されるとともに、第３の座標
方向の周りの第４の座標方向に沿った移動経路を持つ第
４の移動手段と、第４の移動手段によって支持された砥
石と、前記第１、第２、第３及び第４の座標のうちの３
つの座標の選択によって砥石で研磨される領域を設定す
るための研磨領域設定手段と、前記設定された研磨領域
に従って前記選択された３つの座標方向の移動手段の複
合駆動データを記憶するとともに、この記憶された３方
向視合駆動データに基づいて前記選択された３つの座標
方向の移動手段の駆動を制御する駆動制御手段とにより
研磨装置を構成した。

〔作用〕

駆動制御手段はティーチングモードの状態で設定された
研磨領域に従って選択された３つの座標方向の移動手段
の複合駆動データを記憶する。プレイハックのモートの
状態では駆動制御手段は３方向へ同時に複合駆動される
駆動データを含む複合駆動データを逐次読み出し、この
続出データに基づいて選択された３つの座標方向の各移
動手段の駆動制御を行なう。これにより砥石が設定され
た研磨領域に沿って移動し、砥石の３方向への同時移動
も含む研磨のプレイバックが行われる。

〔実施例〕

以下、本発明を具体化した一実施例を第１〜４図に基つ
いて説明する。

基台１の左右両端部上には一対の支柱２が立設されてお
り、両支柱２の両端部間にはガイド枠３が架設支持され
ている。ガイド枠３上には第１の移動体４が移動可能に
支持されており、正逆転可能なモータ５の作動によって
ガイド枠３上を左右動（Ｘ方向）する。第１の移動体４
には第２の移動体６が前後方向（Ｙ方向）に移動支持さ
れており、正逆転可能なモータ７の作動によって前後動
する。第２の移動体６には支軸８が上下に移動可能に挿
通支持されており、正逆転可能なモータ９の作動によっ
て上下動（Ｘ方向）する。

支軸８の下端にはモータ１１Ａか止着されており、モー
タ１１Ａの出力ロットには支持枠１０が取り付けられて
いる。支持枠１ｏにはそ一タ１１Ｂが水平方向に支持さ
れている。支持枠１ｏにはガイドロット１２かモータ１
１Ｂの駆動ねじロッドｌｌａに平行になるように支持さ
れており、駆動ねじロッドｌｌａ及びガイドロッド１２
にはエアシリンダ１５か支持されている。エアシリンダ
１５はモータ１１Ｂの正逆作動によってガイドロッド１
２に沿って螺合移動する。エアシリンダ２９の駆動ロッ
ドにはエアモータ１３が支持されている。エアモータ１
３には砥石１４が取付けられており、エアモータ１３の
作動によって回転する。

砥石１４はエアシリンダ１５の作用圧によってワークＷ
に所定圧力で接触し、砥石１４の回転によってワークＷ
の接触部が研磨される。砥石１４はモータ１１．Ａの作
動によって軸８の周りを公転（ω方向）する。

第２図に示すように制御コンピュータＣにはスタートス
イッチ１６、停止スイ・ソチ１７、軸選択スイッチ１８
、研磨モード設定器１９、プレイバック回数設定器２０
、位置指定スイッチ２１及びティーチング装置２２か接
続されている。中央演算処理部ＣＰＵ、データメモリＣ
１及びプログラムメモリＣ２からなる制御コンピュータ
Ｃはスタートスイッチ１６、停止スイッチ１７、軸選択
スイッチ１８、研磨モード設定器１９、プレイバック回
数設定器２０、位置指定スイ・ソチ２１及びティーチン
グ装置２２からの入力情報、サーボモータ型の各モータ
５，７，９．１１Ａ、１１Ｂからのフィードバック信号
及びプログラムメモリＣ２内のプログラムデータに基づ
いて各モータ５，７゜９、１１Ａ、１１Ｂの駆動制御を
行なう。

ティーチング装置２２には５つのエンコーダ２３．２４
，２５，２６．２７が内蔵されている。

エンコーダ２３はティーチング装置２２上の操作レバー
２２ａの傾動方向及び傾動量に応じた信号を出力し、制
御コンピュータＣはエンコーダ２３からの信号に基づい
てモータ５の駆動を制御す、る。

以下、同様にエンコーダ２４と操作レバー２２ｂとモー
タ７、エンコーダ２５と操作し／＜　−２２Ｃとモータ
９、エンコーダ２６と操作し／＜　−２２ｄとモータｌ
ＩＡ、エンコーダ２７と操作レバー２２ｅとモータ１１
Ｂとが対応する。

第４図は研磨プログラムを示すフローチャートである。

以下、このフローチャートに従って研磨処理を説明する
。

スタートスイッチ１６のＯＮ操作によって制御コンピュ
ータＣはコマンド受付待機状態に入る。

研磨モード設定器１９の操作によってティーチングモー
ドを指令すると、制御コンピュータＣはティーチングモ
ードに入り、軸選択スイッチ１８の操作によってＸ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸及びω軸のうちの３軸を選択すれば制御コン
ピュータＣはこの選択３軸の座標のみの入力を許容する
。

３軸選択後、制御コンピュータＣはポイントティーチン
グ処理へ移行する。ポイント数設定器２８の操作によっ
てポイント数■を指定すると、制御コンピュータＣはポ
イント数１を記憶し、ティーチング装置２２からのエン
コーダ信号入力に備える。この状態で選択された３軸に
対応する操作レバー２２ａ〜２２ｅを操作すると、制御
コンピュータＣはティーチング装置２２からのエンコー
ダ信号を選択３軸に対応するモータに出力する。

この駆動制御状態で位置指定スイッチ２１のＯＮ操作を
行えば制御コンピュータＣはこのＯＮ操作時の砥石１４
の位置Ｐ１に対応するポイント位置データを記憶する。

第３図（ａ）の例ては６点Ｐ　１．　Ｐ　２．　Ｐ　ａ
、　Ｐ　４．　Ｐ　ｓ、　Ｐ　ｓがポイント位置となり
、ポイント位置Ｐ　２．　Ｐ　３．　Ｐ　ｓ、　Ｐ　ｓ
で表される曲面Ｓ１が研磨領域となる。点Ｐ１と点Ｐ４
とを結ぶ直線Ｌ１はＹ−Ｚ平面上にあり、Ｘ座標は一定
である。

従って、直線Ｌ１上の変位は座標Ｙ、　　Ｚて表される
。直線Ｌ１上を移動するのは砥石１４の公転中心である
。即ち、砥石１４はＸ−Ｙ平面上で直線り、を中心とし
て曲面Ｓ１に接する研磨を行なう。

ｒｌは砥石１４の公転半径である。従って、軸選択スイ
ッチ１８及び位置指定スイッチ２１は研磨領域設定手段
を構成する。

位置指定スイッチ２１のＯＮ操作回数、即ち指定された
ポイント数ｉが設定ポイント数１に達すると制御コンピ
ュータＣは砥石１４をポイント位置Ｐ２の位置へ復帰し
、ティーチングモードを解除して研磨モード選択に備え
る。

制御コンピュータＣでは設定された研磨領域面Ｓ１及び
第３図（ｃ）の研磨経路パターンＧに基づいて選択され
た３軸座標Ｙ、　　Ｚ、ωにおける複合駆動データを作
成記憶する。即ち、モータ７゜９、１１Ａ、１１Ｂの駆
動量を作成記憶する。ティーチンク工程完了後の研磨モ
ート設定器１９の選択操作によってプレイバックモート
を指令すれば制御コンピュータＣは記憶された複合駆動
データを順次読出し、この読出駆動量をモータ７．９゜
１１Ａ、１１Ｂに出力する。これにより砥石１４か研磨
領域面Ｓ１上で研磨経路パターンＧ′に沿って移動しつ
つ研磨領域面Ｓ１を研磨する。プレイハック回数設定器
２０によってプレイバック回数かＭに設定してあれば制
御コンピュータＣは研磨領域面Ｓ１の研磨を繰り返す。

このプレイバック回数ｍがＭに達すると複合駆動データ
の読出を停止し、通常モードへ復帰する。

第３図（ｂ）の研磨領域面Ｓ２は円錐面であり、直線Ｌ
２には砥石１４の公転中心、ｒ２は砥石１４の公転半径
である。研磨領域面Ｓ２の研磨では交点中心となる直線
Ｌ２はＺ軸に平行であり、直線Ｌ２上の公転中心変位は
Ｚ軸座標で表される。

研磨領域面Ｓ２の設定は第３図（ａ）の場合と同様にポ
イントＰ　ｙ、　Ｐ　ｇ、　Ｐ　９、Ｐ＋ｏ、　　Ｐｉ
ｌｌ　　ＰＩ３の位置指定により決定される。

すなわち、第３図（ｂ）の研磨領域面Ｓ２の設定では２
つの座標軸Ｚ、ωのみが選択される。

本実施例の研磨装置によれば第３図（ｂ）の比較的複雑
な円錐面形状の研磨領域面Ｓ２のみならず第３図（ａ）
のようなさらに複雑な曲面形状の研磨も可能である。即
ち、複合駆動データにはＹ軸、Ｚ軸及びω・軸の各方向
の移動成分を同時に含む時間領域かあり、プレイバック
工程ではモータ７．９．１１Ａ、　　１１Ｂかこの時間
領域で同時駆動される。従って、座標軸Ｙ、ｚ、ωの各
軸のいずれにも移動成分を持つ自動プレイハックを行な
うことができ、自動研磨経路の設定自由度が非常に高い
。このような設定自由度の高さによって自動研磨可能な
研磨領域面の形状種類が多様化し、研磨作業の効率が大
幅に向上する。

前記実施例ではＹ軸、Ｚ軸及びω軸の３つが選択された
が、勿論他の３つの軸の組合せ、例えばＸ軸、Ｙ軸及び
Ｚ軸の選択も行なうことかできる。

この場合には研磨領域面は平面となるが、この研磨平面
はＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸のいずれに対しても平行ではない
。

本発明は勿論前記実施例にのみ限定されるのではなく、
例えば特開平１−２３４１５０号公報に開示されるよう
なラインティーチングにおけるプレイバック研磨にも本
発明を適用することかできる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明は、砥石を移動するための４
つの移動手段のうちから選択された３つの移動手段の３
方向複合駆動データに基ついてプレイバック工程時に前
記選択された３つの移動手段の駆動制御したので、砥石
か３方向への同時移動も含む複合駆動データに対応する
移動経路に沿って自動的に移動するという研磨経路の高
い設定自由度か得られ、このような設定自由度の高さに
よって自動研磨可能な研磨面の形状種類が多様化して研
磨作業の効率を大幅に向上し得るという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を具体化した一実施例を示し、第１図は研
磨装置の斜視図、第２図は駆動制御コンピュータ及びデ
ィーチング装置のブロック図、第３図（ａ）、（ｂ）は
いずれもワーク上の研磨領域面を表す斜視図、第３図（
ｃ）は研磨経路パターンを示す線図、第４図は研磨プロ
グラムを示すフローチャートである。 第１の移動手段を構成する移動体４及びモータ５、第２
の移動手段を構成する移動体６及びモータ７、第３の移
動手段を構成する支軸８及びモータ９、第４の移動手段
を構成するモータ１１Ａ。 １１Ｂ、砥石１４、ティーチンク゛装置２２、研磨領域
設定手段を構成する軸選択スイッチ１８及び位置指定ス
イッチ２１、駆動制御手段としての制御コンピュータＣ
８ 特許出願人　株式会社　長瀬鉄工所 代理人　　弁理士　　恩１）博宣 （ほか１名） 図　　　　　　　　　。。９ （Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、３次元空間上の位置を規定する３つの座標（Ｘ、Ｙ
   、Ｚ）の第１の座標方向（Ｘ）に沿った移動経路を持つ
   第１の移動手段（４、５）と、第１の移動手段（４、５
   ）によって支持されると共に、第２の座標方向（Ｙ）に
   沿った移動経路を持つ第２の移動手段（６、７）と、 第２の移動手段（６、７）によって支持されると共に、
   第３の座標方向（Ｚ）に沿った移動経路を持つ第３の移
   動手段（８、９）と、 第３の移動手段（８、９）によって支持されると共に、
   第３の座標方向（Ｚ）の周りの第４の座標方向（ω）に
   沿った移動経路を持つ第４の移動手段（１１Ａ、１１Ｂ
   ）と、 第４の移動手段（１１Ａ、１１Ｂ）によって支持された
   砥石（１４）と、 前記第１、第２、第３及び第４の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ、ω
   ）のうちの３つの座標の選択によって砥石（１４）で研
   磨される領域を設定するための研磨領域設定手段（１８
   、２１）と、 前記設定された研磨領域に従って前記選択された３つの
   座標方向の移動手段の複合駆動データを記憶すると共に
   、この記憶された３つの座標方向の移動手段の駆動を制
   御する駆動制御手段（Ｃ）とにより構成したことを特徴
   とする研磨装置。