JPH04217454A - 研削グラインダ用緩衝装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば鋳造部品など
の加工表面を自動又は遠隔操縦で研磨するために、ロボ
ット又はマニプレータのアーム先端に研削グラインダを
装着する研削装置に係り、特に、アーム先端と研削グラ
インダとの間に緩衝装置を設け、この緩衝装置の緩衝機
能によって加工表面の凹凸に追従し、且つ、グラインダ
の全ゆる方向姿勢に対して重量の影響を受けずに、研削
グラインダの砥石を常に一定押付力で加工表面に接触さ
せることができる研削グラインダ用緩衝装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に鋳造によって製造された機械部品
は、機械仕上部品に比べ、許容寸法差が大きく、又、許
容差以上の寸法誤差があることも多く、さらに図示形状
以外の凹凸や形状の違いなどもある。特に部品が大きい
ものほどこの傾向は顕著である。

【０００３】一般に、使用上不都合のない寸法誤差や形
状誤差はそのまま残されることが多いが、しかし、鋳物
表面欠陥の検査、外観の改善、船のプロペラのように流
体抵抗を小さくするなどの理由で、鋳物表面を研磨して
滑らかにする要求も多い。

【０００４】特に表面検査のための研磨は、対象品が数
トンから百数十トンと大型の部品で、形状も複雑なもの
が多い。又、研削の目的が寸法や形状を整えるのではな
く、表面の粗度が重視され、ショットブラストのような
ナシ地状の仕上がり面でなく、光沢のある面が要求され
ることが多いので、通常は作業員が電動式または空圧式
のハンドグラインダを持って、仕上がり具合を見ながら
研削作業を行っている。

【０００５】人手による研削作業の場合、当然人力で持
てる程度の小さなグラインダしか使用することができず
、このため、研削量が少なく研削時間も長くかかること
になり、作業員の疲労などにより作業能率も悪い。 又、研削作業は粉塵が発生する作業で作業環境が悪く、
健康上も良くない作業であるため作業員に最も嫌われる
作業であり、作業員の確保も困難になりつつある。この
ような理由で、人手に頼らず、ロボットなどを使って研
削作業を自動化しようという傾向になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】鋳造部品の表面研磨を
機械化する目的で、６軸関節ロボット等のアーム先端に
グラインダを装着して、自動研削を行ったり、手動運転
式のマニプレータにグラインダを取付けて研削する試み
があるが、ロボットアームなりマニプレータに直接グラ
インダを取付けて行なう方法では、砥石を常に適正な押
付力で加工面に接触させるのは極めて困難であり、グラ
インダを強く押し付けると電動機が過負荷になって停止
したり、場合によっては砥石が割れるなどの事故を起こ
したりするし、反対に、押し付け力が不足すると研削で
きないことがある。したがって、砥石が加工面を一定の
量だけ研削していくためには、ロボットアームは加工面
に対して常に一定の間隔を保ち、加工面の形状に沿って
忠実に移動しなければならない。

【０００７】しかし、前述のように現物と図面寸法、形
状が一致していないことが多く、予定外の凹凸などもあ
って、ロボットの表面を忠実にたどらせるには、ティー
チング作業に膨大な時間がかかることになる。

【０００８】又、グラインダの押付力を一定に保つ工夫
として、押付け方向にクッションを効かせるためバネま
たはクッションシリンダを取付ける方法もあるが、これ
だけでは３次元曲面を研削する場合、グラインダの方向
姿勢の変化にともない、グラインダ部分の工具重量の変
化分が押付力に加減算され、有効押付力が大幅に変化し
、実用に耐えないのが実態である。

【０００９】又、この変化分を押付力検出センサーで検
出し、押付力を自動制御する方法も考えられるが、検出
精度の不良と、複雑な制御のために実用的ではない。

【００１０】さらに、凹凸のある加工面を均一な接触圧
力で研削していくのは、ティーチング方式によるロボッ
トの自動運転にしても、操縦レバーによる手動運転にし
ても、砥石の接触圧力を一定に保持しつつ、すなわち、
表面形状に一定間隔でロボットなりマニプレータを移動
させていくのは、実用的にはほとんど不可能である等の
欠点があり、この種の作業は人手でハンドグラインダを
持って行っているのが実情である。

【００１１】この発明は、上記のような課題に鑑み、そ
の課題を解決すべく創案されたものであって、その目的
とするところは、ある程度の凹凸や曲面などの高低差が
ある加工面に対して、ロボット又はマニプレータは直線
的に移動させても、グラインダのみが表面形状にならっ
て揺動し、砥石を常に一定押付力で加工表面に接触させ
ることのできる研削グラインダ用緩衝装置を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めにこの発明は、ロボット又はマニプレータのアーム先
端に装着される支持盤と、研削グラインダが装着される
揺動盤と、揺動盤を支持盤に揺動可能に連結する揺動レ
バーと、揺動盤および研削グラインダの重量に釣り合う
ように揺動レバーの延長上側に設けられたバランスウエ
イトと、グラインダ砥石を加工面に押し付ける力を揺動
盤に付与する流体圧シリンダと、を具備する構成よりな
るものである。

【００１３】ここで、揺動レバーを、揺動盤を支持盤に
リンク機構で平行方向に揺動可能に連結する一対のリン
クレバーから構成し、揺動盤を支持盤に平行方向に揺動
可能に支持して、揺動盤に装着された研削グラインダの
揺動時の砥石の角度を一定に保持する構成にしてもよく
、又螺子運動で傾動する傾斜盤を揺動盤に傾動可能に設
け、該傾斜盤に研削グラインダを装着してもよい。

【００１４】また、揺動レバーに主歯車、伝動歯車、従
歯車を回転自在に軸支し、支持盤と揺動レバーとの連結
側に軸支する主歯車を支持盤に拘束して連結軸支し、揺
動盤と揺動レバーとの連結側に軸支する従歯車を揺動盤
に一体的に連結軸止し、伝動歯車を主歯車と従歯車との
間に両者と相互に噛み合う状態に連接して揺動レバーに
奇数個軸支し、主歯車と従歯車の歯数を同一にし、揺動
盤を支持盤に平行方向に揺動可能に支持して、揺動盤に
装着された研削グラインダの揺動時の砥石の角度を一定
に保持する構成にしてもよく、又主歯車の側面にウォー
ム歯車を結合し、これと噛み合うウォームを支持盤に設
け、ウォームの回転駆動により主歯車、伝動歯車、従歯
車を回転させて、揺動盤を支持盤に対して傾動自在にし
、揺動盤に装着された研削グラインダの砥石の角度を調
整自在にしてもよい。

【００１５】更に、研削グラインダの揺動位置を揺動レ
バーの傾斜状態で検知すべく、流体圧シリンダのピスト
ン位置を検知する複数の位置センサーを流体圧シリンダ
の外周に、又は揺動レバーの傾斜角度を検知する複数の
位置センサーを揺動レバーの周辺に、それぞれ配置して
もよい。

【００１６】又、研削グラインダの電動機の負荷電流が
設定値を越えると作動して、流体圧シリンダの圧力を下
げる減圧装置を設けてもよい。

【００１７】

【作用】以上のような構成を有するこの発明は次のよう
に作用する。すなわち、ロボット又はマニプレータのア
ームを加工表面の形状に沿って忠実に動かさなくても、
揺動盤および研削グラインダは、揺動レバーによって、
加工表面の凹凸に沿って上下し、しかも、グラインダ砥
石を加工面に押し付ける力を揺動盤に付与する流体圧シ
リンダによって、砥石の接触圧力をほぼ一定に保ちなが
ら研削が行われる。

【００１８】研削加工面は品物の上面だけとは限らず、
研削時のグラインダの姿勢は、下向き、横向き、上向き
など、あらゆる姿勢で行われるが、揺動盤および研削グ
ラインダの重量に釣り合うように揺動レバーの延長上側
に設けられたバランスウエイトによって、機構部分はほ
ぼ重量バランスがとれており、研削グラインダの姿勢の
変化による砥石押付力の変化がない。

【００１９】

【実施例１】以下、図面に記載の実施例に基づいてこの
発明をより具体的に説明する。ここで、図１は研削グラ
インダ用緩衝装置の基本構造図、図２は研削グラインダ
用緩衝装置の機構図である。図３は研削グラインダ用緩
衝装置をロボットアームに装着して加工面を研削してい
る使用状態の一例である。

【００２０】図において、研削グラインダ用緩衝装置１
はロボットアームａの先端と研削グラインダｂとの間に
設けられ、該緩衝装置１の緩衝機能によって加工面ｄの
凹凸に追従して、研削グラインダｂの砥石ｃを常に一定
押付力で加工面ｄに接触させる装置である。

【００２１】研削グラインダ用緩衝装置１は、ロボット
アームａの先端に装着される支持盤２、研削グラインダ
ｂが装着される揺動盤２ａ、揺動盤２ａを支持盤２にリ
ンク機構で平行方向に揺動可能に連結する揺動レバー３
を構成する一対のリンクレバー４，５、揺動盤２ａおよ
び研削グラインダｂの重量に釣り合うようにリンクレバ
ー４の延長上側に設けられたバランスウエイト６、研削
グラインダｂの砥石ｃを加工面ｄに押し付ける力を揺動
盤２ａに付与する流体圧シリンダ７などから主に構成さ
れている。

【００２２】支持盤２は内部が中空な箱型の形状からな
り、その基端側はロボットアームａの先端に装着されて
いる。支持盤２の先端側には揺動レバー３を構成するリ
ンク機構からなる一対のリンクレバー４，５の一端側が
軸４ａ，５ａによって回転自在に連結されている。この
一対のリンクレバー４，５はその他端側が軸４ｂ，５ｂ
によって揺動盤２ａに回動自在に連結されている。また
、この一対のリンクレバー４，５は上下に平行に取付け
られている。この上下に平行に取付けられて揺動レバー
３を構成するリンクレバー４，５によって、揺動盤２ａ
は支持盤２に対して平行に又上下方向に揺動可能になっ
ている。

【００２３】この揺動盤２ａの前面には砥石ｃを有する
研削グラインダｂが装着されている。このため、研削グ
ラインダｂは支持盤２に対して上下揺動可能になってい
る。しかも、前述のように、揺動盤２ａは支持盤２に対
して平行移動するので、研削グラインダｂの砥石ｃが加
工面ｄに接触した状態で、ロボットアームａが上下に動
いても、砥石ｃの加工面ｄに対する接触角度は一定に保
持される。

【００２４】下側に取付けられたリンクレバー４は、そ
の一端部が軸４ａより支持盤２の内部にさらに延長され
ている。延長されたリンクレバー４の端部側にはバラン
スウエイト６が設けられている。バランスウエイト６は
リンクレバー４の軸４ａを支点としてその反対側にある
揺動盤２ａおよび研削グラインダｂの重さと釣り合うよ
うになっている。

【００２５】したがって、研削グラインダ用緩衝装置１
全体がどのような姿勢に動かされても、砥石ｃが加工面
ｄに接触する押付力が変化しない。また、バランスウエ
イト６はリンクレバー４の端部側に移動可能に取付けら
れており、揺動盤２ａおよび研削グラインダｂの重さに
応じて、軸４ａからの距離を変えて、その釣り合いモー
メントを調整することができるようになっている。

【００２６】上記支持盤２の内部には、流体圧シリンダ
７が軸８により取付けられており、流体圧シリンダ７の
ピストンロッド７ａの先端は軸９により上記リンクレバ
ー４の延長された側に連結されている。この流体圧シリ
ンダ７には例えば空圧シリンダが使用されている。

【００２７】空圧シリンダからなる流体圧シリンダ７の
ピストンヘッド側の配管口７ｂは大気に開放され、又ピ
ストンロッド７ａ側の配管口７ｃには、図２に図示する
ように空気源１０から減圧弁１１で所要圧力に調整され
た圧縮空気がチェック弁１２を経て供給されており、さ
らにアキュムレータ１３が接続され、ピストンの変移に
よる圧力変動を小さくしている。

【００２８】空圧シリンダからなる流体圧シリンダ７の
配管口７ｃには、上記のように常にほぼ一定の空気圧が
かかっているので、ピストンロッド７ａは引込み勝手に
なっており、リンクレバー４を矢印Ａの方向に回転させ
るように引っ張っている。この結果、砥石ｃには接触圧
力（押付力）が作用することになる。

【００２９】この実施例１では、砥石ｃを押し上げてい
くにつれて、リンクレバー４は矢印Ｂの方向に押され、
軸４ａと流体圧シリンダ７の中心線との距離Ｌ、すなわ
ち、シリンダ出力によるモーメントアームが小さくなっ
て砥石ｃの接触圧が減少する傾向に作用する。逆に、ピ
ストンロッド７ａが引き出されることにより、配管口７
ｃ側の容積が減少することにより圧力が上がり、シリン
ダ出力は大きくなって砥石ｃの接触圧は増大する傾向に
作用する。したがって、配管口７ｃ側に設けたアキュム
レータ１３の容積を適当に選ぶことにより、砥石ｃの接
触圧力（押付力）をほぼ一定に保持することができる。

【００３０】ロボットアームａは、ティーチング方式あ
るいは操縦レバーによって運転されるが、加工面ｄに凹
凸があっても、また、加工面ｄが波打っていても、ロボ
ットアームａを加工面ｄから一定の間隔をおいて移動さ
せる必要はなく、直線的に移動しても研削グラインダｂ
は加工面ｄの凹凸に追従して上下に揺動し、表面状態に
ならって動く。

【００３１】

【実施例２】ここで、図４は研削グラインダ用緩衝装置
の基本構造図、図５は研削グラインダ用緩衝装置の機構
図である。

【００３２】この実施例２が前記実施例１と異なる部分
は、揺動レバー３を構成する一対のリンクレバー４，５
と空圧シリンダからなる流体圧シリンダ７を上下逆に配
置し、流体圧シリンダ７の取付けをリンクレバー５の軸
５ａで兼用した点であり、又、研削グラインダｂの砥石
ｃの角度が９０度変化していて、砥石ｃの外周面が加工
面ｄに接触するようになっている点である。

【００３３】また、この実施例２の場合、配管口７ｃを
大気に開放し、配管口７ｂに空気圧をかけ、ピストンロ
ッド７ａを押出し勝手にして、砥石ｃに押付力をかける
ことになる。なお、研削グラインダｂは揺動盤２ａの下
面に装着されている。

【００３４】この実施例２では、図５に図示するように
、砥石ｃを押し上げていくにつれて、リンクレバー４は
矢印Ｂの方向に押され、軸５ａと流体圧シリンダ７の中
心線との距離Ｌが大きくなっていく。すなわち、空圧に
よるピストンの押し力は一定でも、砥石ｃに作用する押
付力は徐々に大きくなる。

【００３５】

【実施例３】ここで、図６は研削グラインダ用緩衝装置
の基本構造図、図７は図６のＭ−Ｍ矢視断面図、図８は
図６のＮ−Ｎ矢視断面図である。

【００３６】この実施例３が前記実施例１と異なる部分
は、前記実施例２と同じように、揺動レバー３を構成す
る一対のリンクレバー４，５と空圧シリンダからなる流
体圧シリンダ７を上下逆に配置し、流体圧シリンダ７の
取付けをリンクレバー５の軸５ａで兼用し、配管口７ｃ
を大気に開放し、配管口７ｂに空気圧をかけ、ピストン
ロッド７ａを押出し勝手にして、砥石ｃに押付力をかけ
る構成にしたことであり、さらにこれに、揺動盤２ａと
研削グラインダｂの間に研削グラインダｂの傾斜機構を
設けたことである。この傾斜機構を設けることにより、
ロボットアームａの姿勢を変えずに砥石ｃの接触角度を
調整可能にできる。この傾斜機構は前記実施例１および
実施例２にも適用できる。

【００３７】傾斜盤１４はその下部側に設けられた軸１
４ａにより揺動盤２ａの前面に回動自在に取付けられて
いる。この傾斜盤１４の前面には研削グラインダｂが取
付けられている。

【００３８】揺動盤２ａには、減速電動機１５がピン１
６によりトラニオン形式で回動自在に取付けられている
。減速電動機１５の出力軸はネジ棒１５ａになっており
、このネジ棒１５ａは揺動盤２ａの前面の傾斜盤１４側
に突出し、突出したネジ棒１５ａには雌ねじ１４ｂが螺
合されている。この雌ねじ１４ｂはピン１７によって傾
斜盤１４に回動自在に取付けられている。

【００３９】減速電動機１５でネジ棒１５ａを回転させ
ると、ネジ棒１５ａと螺合する雌ねじ１４ｂがネジ棒１
５ａ上を螺子運動してピン１６とピン１７の間隔が増減
し、軸１４ａを中心として傾斜盤１４と揺動盤２ａの傾
斜角度が変わる。このため、研削グラインダｂの砥石ｃ
の加工面ｄに対する接触角度が変わることになる。

【００４０】

【実施例４】ここで、図９は研削グラインダ用緩衝装置
の基本構造図、図１０は図９のＳ−Ｓ矢視断面図、図１
１は図９のＴ−Ｔ矢視断面図、図１２は研削グラインダ
用緩衝装置の機構図である。

【００４１】図において、研削グラインダ用緩衝装置１
はロボットアームａの先端と研削グラインダｂとの間に
設けられ、該緩衝装置１の緩衝機能によって加工面ｄの
凹凸に追従して、研削グラインダｂの砥石ｃを常に一定
押付力で加工面ｄに接触させる装置である。

【００４２】研削グラインダ用緩衝装置１は、ロボット
アームａの先端に装着される支持盤２、研削グラインダ
ｂが装着される揺動盤２ａ、揺動盤２ａを支持盤２に揺
動可能に連結する揺動レバー３、揺動盤２ａおよび研削
グラインダｂの重量に釣り合うように揺動レバー３の延
長上側に設けられたバランスウエイト６、研削グライン
ダｂの砥石ｃを加工面ｄに押し付ける力を揺動盤２ａに
付与する流体圧シリンダ７などから主に構成されている
。

【００４３】支持盤２は内部が中空な箱型の形状からな
り、その基端側はロボットアームａの先端に装着されて
いる。支持盤２の先端側には揺動レバー３の一端側が軸
３ａによって回転自在に連結されている。この揺動レバ
ー３はその他端側が軸３ｂによって揺動盤２ａに回動自
在に連結されている。また、揺動レバー３の軸３ａと軸
３ｂの真中には軸３ｃが設けられている。

【００４４】そして、支持盤２との連結側の軸３ａには
主歯車３ｄが回転自在に軸設され、揺動盤２ａとの連結
側の軸３ｂには従歯車３ｅが回転自在に軸設され、更に
、揺動レバー３の軸３ｃには伝動歯車３ｆが回転自在に
軸設されている。伝動歯車３ｆは主歯車３ｄおよび従歯
車３ｅと各々噛み合う状態に取り付けられている。伝動
歯車３ｆは主歯車３ｄの回転力を従歯車３ｅに伝達する
機能を果たす。即ち、伝動歯車３ｆは主歯車３ｄと噛み
合って回転し、伝動歯車３ｆと噛み合う他方の従歯車３
ｅを回転させる。

【００４５】ここで、主歯車３ｄおよび従歯車３ｅの歯
数は同一であり、また、主歯車３ｄと従歯車３ｅの間に
軸設される伝動歯車３ｆは１個に限定されるものではな
く、主歯車３ｄと従歯車３ｅの間隔が離れている場合に
は、例えば３個，５個等の奇数個の伝動歯車３ｆが軸設
され、主歯車３ｄと同一方向の回転力を従歯車３ｅに伝
達するように配置されている。また、その配置も必ずし
も一直線になくてもよい。

【００４６】支持盤２との連結側の軸３ａに軸設された
主歯車３ｄの側面には、ウォーム歯車３ｇがボルトなど
によって一体的に結合されている。このウォーム歯車３
ｇは主歯車３ｄと同じ軸３ａに軸支されていて、主歯車
３ｄと一体となって回転するように取り付けられている
。また、このウォーム歯車３ｇと噛み合うウォーム３ｈ
が支持盤２の先端側の側部に回転自在に設けられている
。

【００４７】このウォーム３ｈは支持盤２の側部に設け
られた姿勢調整用電動機３ｉに連動連結されていて、姿
勢調整用電動機３ｉの駆動力で回転して、ウォーム歯車
３ｇを回転させる。ウォーム歯車３ｇの回転に連動して
、このウォーム歯車３ｇと一体化されている主歯車３ｄ
は同時に回転する。回転する主歯車３ｄは伝動歯車３ｆ
を回転させ、伝動歯車３ｆを介して従歯車３ｅを同時に
回転させる。後述するように揺動盤２ａは従歯車３ｅと
一体となっている回転するように構成されているため、
揺動盤２ａも回動する。したがって、揺動盤２ａに装着
されている研削グラインダｂも回動して、研削グライン
ダｂの砥石の傾斜角度が変化する。

【００４８】この研削グラインダの傾斜機構は、研削途
中でロボットの姿勢制御と無関係に砥石の接触角度を微
調整することができる。

【００４９】ウォーム３ｈ及びウォーム歯車３ｇは通常
は停止しており、このため、主歯車３ｄは停止している
ウォーム歯車３ｇに拘束されて、通常、その回転が阻止
されて停止しており、主歯車３ｄは支持盤２に対して一
定位置で停止、つまり固定した状態になっている。

【００５０】また、揺動盤２ａとの連結側の軸３ｂに回
転自在に軸支された従歯車３ｅは、揺動盤２ａにボルト
等によって一体化されており、従歯車３ｅは揺動盤２ａ
と一体となって軸３ｂに回転自在に軸支されている。揺
動レバー３、及びこれに軸支された主歯車３ｄ、従歯車
３ｅ、伝動歯車３ｆ等によって、揺動盤２ａは支持盤２
に対して平行に又上下方向に揺動可能になっている。

【００５１】すなわち、後述するように揺動レバー３に
設けられた軸９と支持盤２に固定された軸８との間に、
流体圧シリンダ７が取り付けられている。流体圧シリン
ダ７は主に空圧シリンダーが用いられる。

【００５２】流体圧シリンダ７には、常にピストンロッ
ド７ａが引っ込められるように空気圧がかかっており、
揺動レバー３の右側は上方に引き上げられ、その結果、
研削グラインダｂは下方に押し付けられている。

【００５３】研削グラインダｂに装着された砥石ｃが押
し上げられると、揺動レバー３は反時計回りに動かされ
、軸３ｂの位置は上にあがりＸ１点からＸ２の点まで移
動する。

【００５４】しかし、この時、主歯車３ｄは回転せず、
伝動歯車３ｆは揺動レバー３に対して相対的に右回転し
、これに噛み合う従歯車３ｅは逆に左回転し、揺動盤２
ａおよびこれに装着された研削グラインダｂは揺動レバ
ー３の変位角度αだけ左回転する。

【００５５】すなわち、揺動レバー３がαだけ傾いても
、砥石ｃは最初の水平状態を保ったまま平行移動するこ
とになる。そして、揺動盤２ａは支持盤２に対して平行
移動するので、研削グラインダｂの砥石ｃが加工面ｄに
接触した状態で、ロボットアームａが上下に動いても、
砥石ｃの加工面ｄに対する接触角度は一定に保持される
。

【００５６】揺動レバー３は、その一端部が軸３ａより
支持盤２の内部にさらに延長されている。延長された揺
動レバー３の端部側にはバランスウエイト６が設けられ
ている。バランスウエイト６は揺動レバー３の軸３ａを
支点としてその反対側にある揺動盤２ａおよび研削グラ
インダｂの重さと釣り合うようになっており、揺動レバ
ー３は軸３ａを支点にして左右の重量が釣り合っている
。すなわち、研削グラインダｂ、揺動盤２ａなどによる
左回りのモーメントと、バランスウエイト６の右回りモ
ーメントが釣り合うようになっている。

【００５７】したがって、研削グラインダ用緩衝装置１
全体がどのような姿勢に動かされても、砥石ｃが加工面
ｄに接触する押付力が変化しない。また、バランスウエ
イト６は揺動レバー３の端部側に移動可能に取付けられ
ており、揺動盤２ａおよび研削グラインダｂの重さに応
じて、軸３ａからの距離を変えて、その釣り合いモーメ
ントを調整することができるようになっている。

【００５８】上記支持盤２の内部には、流体圧シリンダ
７のピストンロッド７ａの先端が軸８により取付けられ
ており、流体圧シリンダ７のシリンダヘッド側の先端は
軸９により上記揺動レバー３の延長された側に連結され
ている。

【００５９】空圧シリンダからなる流体圧シリンダ７は
、そのピストンヘッド側の配管口７ｂが大気に開放され
、又ピストンロッド７ａ側の配管口７ｃには、図１２に
図示するように空気源１０から減圧弁１１で所要圧力に
調整された圧縮空気がチェック弁１２を経て供給されて
おり、さらにアキュムレータ１３が接続され、ピストン
の変移による圧力変動を小さくしている。

【００６０】空圧シリンダからなる流体圧シリンダ７の
配管口７ｃには、上記のように常にほぼ一定の空気圧が
かかっているので、ピストンロッド７ａは引込み勝手に
なっており、揺動レバー３を軸３ａを回転支点として左
回り（矢印Ａの方向）に回転させるように引っ張ってい
る。

【００６１】この結果、砥石ｃには接触圧力（押付力）
が作用することになる。この実施例４では、砥石ｃを押
し上げていくにつれて、揺動レバー３は右回り（矢印Ｂ
の方向）に押され、軸４ａと流体圧シリンダ７の中心線
との距離Ｌ、すなわち、シリンダ出力によるモーメント
アームが小さくなって砥石ｃの接触圧が減少する傾向に
作用する。逆に、ピストンロッド７ａが引き出されるこ
とにより、配管口７ｃ側の容積が減少することにより圧
力が上がり、シリンダ出力は大きくなって砥石ｃの接触
圧は増大する傾向に作用する。したがって、配管口７ｃ
側に設けたアキュムレータ１３の容積を適当に選ぶこと
により、砥石ｃの接触圧力（押付力）をほぼ一定に保持
することができる。

【００６２】ロボットアームａは、ティーチング方式あ
るいは操縦レバーによって運転されるが、加工面ｄに凹
凸があっても、また、加工面ｄが波打っていても、ロボ
ットアームａを加工面ｄから一定の間隔をおいて移動さ
せる必要はなく、直線的に移動しても研削グラインダｂ
は加工面ｄの凹凸に追従して上下に揺動し、表面状態に
ならって動く。

【００６３】

【実施例５】ここで、図１３及び図１４は研削グライン
ダ用緩衝装置の機構図である。

【００６４】この実施例５では、研削グラインダｂの揺
動位置を、流体圧シリンダ７のピストンロッド７ａの位
置で検知し、あるいは、揺動レバー３又は揺動レバー３
の一方を構成するリンクレバー４の傾斜角で検知してい
る。

【００６５】このうち、図１３に示す例では、研削グラ
インダｂの揺動位置を流体圧シリンダ７のピストンロッ
ド７ａの位置で検知するもので、流体圧シリンダ７の外
周にセンサーとして機能する例えば磁気作動式スイッチ
が複数配置されている。これらのセンサーにより、流体
圧シリンダ７のピストンロッド７ａの位置、すなわち、
揺動レバー３又は揺動レバー３の一方を構成するリンク
レバー４の傾斜角度が検知できる。

【００６６】図１３（Ａ）（Ｂ）の実施例では、例えば
４個のセンサー１８，１９，２０，２１が流体圧シリン
ダ７の周囲に配置されている。センサー１８は砥石ｃが
加工面ｄに接触する前、センサー１９はある程度砥石ｃ
が押し込まれた位置、センサー２０はさらに押し込まれ
た位置、センサー２１は押し込み限界を示し、それぞれ
電気信号を発する。

【００６７】このセンサーの使用例としては、それぞれ
異なる色のランプを点灯するとか、異なる音色のブザー
を鳴らすなどで、運転者に警報を与える。あるいは、セ
ンサー２０ではロボットアームａの押し付け動作を制限
し、センサー２１ではロボットアームａを加工面ｄから
引き離すように制御するなどができる。

【００６８】又、図１４（Ａ）（Ｂ）に示すように、セ
ンサー１８，１９，２０，２１の代わりに、揺動レバー
３又は揺動レバー３の一方を構成するリンクレバー４の
周囲にセンサー１８ａ，１９ａ，２０ａ，２１ａを設け
、揺動レバー３又はリンクレバー４の傾斜角、すなわち
、砥石ｃの押し込み位置を検知することもできる。

【００６９】

【実施例６】ここで、図１５（Ａ）（Ｂ）は研削グライ
ンダ用緩衝装置の機構図である。

【００７０】この実施例６では、研削作業中にグライン
ダ電動機が過負荷、すなわち、電動機の電流が設定値を
越えた場合、図１５（Ａ）（Ｂ）の減圧装置２２を構成
する電磁切換弁２２ａを解放し、流体圧シリンダ７にか
かる圧力を、減圧弁１１の設定圧力より低く設定した減
圧装置２２を構成するリリーフ弁２２ｂの圧力まで下げ
て、砥石ｃの押付力を小さくし、研削グラインダｂの過
負荷を防止する。

【００７１】このため、チェック弁１２下流側の圧縮空
気供給通路の途中には、流体圧シリンダ７にかかる圧力
を下げる減圧装置２２としての電磁切換弁２２ａ及びリ
リーフ弁２２ｂが設けられている。この減圧装置２２の
電磁切換弁２２ａは電動機の電流が設定値を越えた場合
に作動して解放するように構成されている。

【００７２】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々
の改変をなし得ることは勿論である。

【００７３】

【発明の効果】以上の記載より明らかなように、この発
明に係る研削グラインダ用緩衝装置によれば、ロボット
又はマニプレータのアーム先端に取付けた研削グライン
ダで加工面を自動研削作業する場合、アーム先端と研削
グラインダとの間に研削グラインダ用緩衝装置を設ける
ことにより、ロボットまたはマニプレータの位置制御を
ラフにしても、加工面の凹凸に追従して、グラインダの
砥石が加工面から離れることなく、しかも、砥石の過度
な押し付けを防止して、接触圧力をほぼ一定に保持しな
がら加工面を研削することができる。

【００７４】また、請求項３又は５の構成のように、螺
子運動で傾動する傾斜盤を揺動盤に傾動可能に設け、該
傾斜盤に研削グラインダを装着した場合、又は主歯車の
側面にウォーム歯車を結合し、これと噛み合うをウォー
ムを支持盤に設け、ウォームの回転駆動により主歯車、
伝動歯車、従歯車を回転させて、揺動盤を支持盤に対し
て傾動自在にした場合には、研削途中でロボット又はマ
ニプレータの姿勢制御と無関係にグラインダの砥石の接
触角度を微調整することができる。

【００７５】更に、請求項６又７の構成のように、研削
グラインダの揺動位置を揺動レバーの傾斜状態で検知す
べく、流体圧シリンダのピストン位置を検知する複数の
位置センサーを流体圧シリンダの外周に、又は揺動レバ
ーの傾斜角度を検知する複数の位置センサーを揺動レバ
ーの周辺に、それぞれ配置した場合には、研削グライン
ダの揺動位置を把握でき、研削グラインダの揺動位置が
異常状態のとき、直ちに対応することができる。

【００７６】更にまた、請求項８の構成のように、研削
グラインダの電動機の負荷電流が設定値を越えると作動
して、流体圧シリンダの圧力を下げる減圧装置を設けた
場合には、研削作業中にグラインダ電動機が過負荷の状
態になっても、流体圧シリンダの圧力を下げて、砥石の
押付力を小さくし、これにより、グラインダ電動機の過
負荷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の研削グラインダ用緩衝装置の基本構
造図である。

【図２】実施例１の研削グラインダ用緩衝装置の機構図
である。

【図３】研削グラインダ用緩衝装置をロボットアームに
装着して加工面を研削している使用状態の一例である。

【図４】実施例２の研削グラインダ用緩衝装置の基本構
造図である。

【図５】実施例２の研削グラインダ用緩衝装置の機構図
である。

【図６】実施例３の研削グラインダ用緩衝装置の基本構
造図である。

【図７】図６のＭ−Ｍ矢視断面図である。

【図８】図６のＮ−Ｎ矢視断面図である。

【図９】実施例４の研削グラインダ用緩衝装置の基本構
造図である。

【図１０】図９のＳ−Ｓ矢視断面図である。

【図１１】図９のＴ−Ｔ矢視断面図である。

【図１２】実施例４の研削グラインダ用緩衝装置の機構
図である。

【図１３】（Ａ）（Ｂ）は実施例５の研削グラインダ用
緩衝装置の機構図である。

【図１４】（Ａ）（Ｂ）は実施例５の研削グラインダ用
緩衝装置の機構図である。

【図１５】（Ａ）（Ｂ）は実施例６の研削グラインダ用
緩衝装置の機構図である。

【符号の説明】

１：研削グラインダ用緩衝装置　　２：支持盤　　２ａ
：揺動盤　　３：揺動レバー　　３ａ：軸　　３ｂ：軸
　　３ｃ：軸　　３ｄ：主歯車　　３ｅ：従歯車　　３
ｆ：伝動歯車　　３ｇ：ウォーム歯車　　３ｈ：ウォー
ム　　３ｉ：姿勢調整用電動機　　４：リンクレバー　
　４ａ：軸　　４ｂ：軸　　５：リンクレバー　　５ａ
：軸　　５ｂ：軸　　６：バランスウエイト　　７：流
体圧シリンダ　　７ａ：ピストンロッド　　７ｂ：配管
口　　７ｃ：配管口　　８：軸　　９：軸　　１０：空
気源　　１１：減圧弁　　１２：チェック弁　　１３：
アキュムレータ　　１４：傾斜盤　　１４ａ：軸　　１
４ｂ：雌ねじ　　１５：減速電動機　　１５ａ：ネジ棒
　　１６：ピン　　１７：ピン　　１８：センサー　　
１８ａ：センサー　　１９：センサー　　１９ａ：セン
サー　　２０：センサー　　２０ａ：センサー　　２１
：センサー　　２１ａ：センサー　　２２：減圧装置　
　２２ａ：電磁切換弁　　２２ｂ：リリーフ弁　　ａ：
ロボットアーム　　ｂ：研削グラインダ　　ｃ：砥石　
　ｄ：加工面

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ロボット又はマニプレータのアーム先
   端に装着される支持盤と、研削グラインダが装着される
   揺動盤と、揺動盤を支持盤に揺動可能に連結する揺動レ
   バーと、揺動盤および研削グラインダの重量に釣り合う
   ように揺動レバーの延長上側に設けられたバランスウエ
   イトと、グラインダ砥石を加工面に押し付ける力を揺動
   盤に付与する流体圧シリンダと、を具備することを特徴
   とする研削グラインダ用緩衝装置。
2. 【請求項２】　　揺動レバーを、揺動盤を支持盤にリン
   ク機構で平行方向に揺動可能に連結する一対のリンクレ
   バーから構成し、揺動盤を支持盤に平行方向に揺動可能
   に支持して、揺動盤に装着された研削グラインダの揺動
   時の砥石の角度を一定に保持する請求項１記載の研削グ
   ラインダ用緩衝装置。
3. 【請求項３】　　螺子運動で傾動する傾斜盤を揺動盤に
   傾動可能に設け、該傾斜盤に研削グラインダを装着した
   請求項２記載の研削グラインダ用緩衝装置。
4. 【請求項４】　　揺動レバーに主歯車、伝動歯車、従歯
   車を回転自在に軸支し、支持盤と揺動レバーとの連結側
   に軸支する主歯車を支持盤に拘束して連結軸支し、揺動
   盤と揺動レバーとの連結側に軸支する従歯車を揺動盤に
   一体的に連結軸止し、伝動歯車を主歯車と従歯車との間
   に両者と相互に噛み合う状態に連接して揺動レバーに奇
   数個軸支し、主歯車と従歯車の歯数を同一にし、揺動盤
   を支持盤に平行方向に揺動可能に支持して、揺動盤に装
   着された研削グラインダの揺動時の砥石の角度を一定に
   保持する請求項１記載の研削グラインダ用緩衝装置。
5. 【請求項５】　　主歯車の側面にウォーム歯車を結合し
   、これと噛み合うウォームを支持盤に設け、ウォームの
   回転駆動により主歯車、伝動歯車、従歯車を回転させて
   、揺動盤を支持盤に対して傾動自在にし、揺動盤に装着
   された研削グラインダの砥石の角度を調整自在にする請
   求項４記載の研削グラインダ用緩衝装置。
6. 【請求項６】　　研削グラインダの揺動位置を揺動レバ
   ーの傾斜状態で検知すべく、流体圧シリンダのピストン
   位置を検知する複数の位置センサーを流体圧シリンダの
   外周に配置した請求項１記載の研削グラインダ用緩衝装
   置。
7. 【請求項７】　　研削グラインダの揺動位置を揺動レバ
   ーの傾斜状態で検知すべく、揺動レバーの傾斜角度を検
   知する複数の位置センサーを揺動レバーの周辺に配置し
   た請求項１記載の研削グラインダ用緩衝装置。
8. 【請求項８】　　研削グラインダの電動機の負荷電流が
   設定値を越えると作動して、流体圧シリンダの圧力を下
   げる減圧装置を設けた請求項１記載の研削グラインダ用
   緩衝装置。