JPH0542462A - 研磨工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な構成で砥石の研磨面がワークの加工面
に均一に密着し、均一な研磨加工ができること。 【構成】 ワーク１の加工面２に沿って移動されるホル
ダ３をその移動方向に延びる板ばねにより彎曲状に形成
するとともに、そのホルダ３の先端部に４個のスプリン
グ６を配し、ホルダ３と砥石台座４との間にワーク１の
加工面２に対して垂直方向に作用する押圧力を付与し、
砥石５の研磨面をワーク１の加工面２に略均一に圧接す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金型等のワークを研磨
する研磨工具に関するものであり、特に、平面、曲面ま
たは溝面からなる加工面を振動研磨するのに好適な研磨
工具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の研磨工具として、特願昭
６３−２８９３６５号に掲載の技術を挙げることができ
る。

【０００３】図４乃至図６は平面からなる加工面を研磨
する従来の研磨工具を示し、図４は研磨状態を示す正面
図、図５は底面図、図６は側面図である。

【０００４】図４乃至図６において、２１は金型等のワ
ーク、２２は前記ワーク２１の平面状の加工面、２３は
図示しない振動発生工具を介してロボットのアーム等に
連結される板ばね等の弾性材よりなるホルダ、２４は前
記ホルダ２３の先端部に固着された砥石であり、その研
磨面２５はワーク２１の加工面２２に対応して平面状に
形成されている。

【０００５】そして、上記のように構成された従来の研
磨工具において、ロボットのアームによりホルダ２３に
所定の押圧力が付与されると、そのホルダ２３の弾性力
を介して砥石２４の研磨面２５がワーク２１の加工面２
２に圧接される。この状態で、振動発生工具及びロボッ
トのアームが駆動されると、砥石２４が振動状態で加工
面２２に沿って移動されて、その研磨面２５により加工
面２２の平面が平滑に研磨される。

【０００６】なお、この他の研磨工具に関する技術とし
て、特開平２−４８１５９号、特開平２−３０３７０２
号、特開平３−４３１５２号公報に記載のものがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の研
磨工具では、砥石２４の研磨面２５が比較的広い面積で
連続する平坦面で構成されていた。したがって、研磨加
工のときには、砥石２４の研磨面２５とワーク２１の加
工面２２とを均一に密着する必要があり、ホルダ２３を
支持しているロボット（図示せず）を正確にティーチン
グする必要があった。

【０００８】また、研磨能率を高めるために、ホルダ２
３にロボット等の外部機構から押圧力を付与すると、ワ
ーク２１の加工面２２の端部が作用点になり、砥石２４
の研磨面２５の先端が浮上がっていた。このために、ワ
ーク２１の端部が過研磨状態となり、加工面２２全面に
亘り均一な研磨ができないという弊害があった。なお、
このような弊害は、加工面２２が平面のみならずワーク
２１が傾斜している場合や、曲面の場合にも起こってい
た。

【０００９】さらに、従来の研磨工具においては、加工
面２２に対する砥石２４の圧接力が専らロボット等の外
部機構から付与されるので、強い圧接力が必要な場合
は、ロボット等に特別な押圧装置を組込む必要があり、
コスト高を招いていた。そのうえ、ロボットが強い押圧
力を付与する場合、ロボットのアームに過大なモーメン
トが作用するため、そのモーメントに十分に抗し得る剛
性を備えた大型のロボットを使用する必要もあった。

【００１０】そこで、この発明は、簡易な構成で砥石の
研磨面がワークの加工面に均一に密着し、均一な研磨加
工ができる研磨工具の提供を課題とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる研磨工具
は、駆動手段によりワークの加工面に沿って移動される
ホルダをその移動方向に延びる弾性部材により形成する
とともに、そのホルダと砥石台座との間に所定の押圧力
を付与し、砥石の研磨面をワークの加工面に略均一に圧
接するものである。

【００１２】

【作用】本発明の研磨工具においては、駆動手段により
ワークの加工面に沿って移動される弾性部材からなるホ
ルダと砥石台座との間に所定の押圧力を付与し、砥石の
研磨面をワークの加工面に略均一に圧接するものである
から、研磨加工のときに、研磨面と加工面とが均一に密
着し、均一な研磨ができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の各実施例について説明をす
る。

【００１４】図１及び図２は本発明の第一実施例の研磨
工具を示し、図１は研磨状態を示す正面図、図２は底面
図である。図３は本発明の第二実施例の研磨工具による
研磨状態を示す一部断面を含む正面図である。

【００１５】〈第一実施例〉図１及び図３において、１
は金型等のワーク、２は前記ワーク１の平面状の加工
面、３は図示しない振動発生工具を介してロボットのア
ーム等に連結される板ばねよりなるホルダであり、その
基端側ほど加工面２から上方へ離間するように彎曲状に
形成されている。４は前記ホルダ３の先端部に可動可能
な状態で支持された台座、５は前記台座４の下面に固着
された砥石であり、その研磨面はワーク１の加工面２に
対応して平面状を呈している。なお、砥石５としては、
例えば、ダイヤモンドまたは立方晶窒化硼素からなる砥
粒をメタルボンドまたは鋳鉄ボンドと共に成形したの
ち、それを焼結したものを使用できる。６はホルダ３の
先端部と台座４との間に介在するスプリングであり、ホ
ルダ３と台座４との間に所定の押圧力を付与する。７は
台座４をホルダ３に可動状態で支持する軸、８は軸７を
ホルダ３から外れないようにストッパーとして機能する
ナットである。

【００１６】次に、上記のように構成された第一実施例
の研磨工具の動作を説明する。ロボットのアーム（図示
せず）によりホルダ３に所定の押圧力が付与されると、
砥石５の研磨面がホルダ３の弾性力を介してワーク１の
加工面２に倣うように圧接される。このとき、４個のス
プリング６により砥石５は加工面２にバランスよく均一
に押圧される。即ち、ワーク１の加工面２に対して垂直
方向に作用するスプリング６の押圧力により砥石５は加
工面２にバランスよく押圧される。この場合、ロボット
のアームがホルダ３に作用させる押圧力は、ホルダ３が
全撓み量の約半分ほど撓曲する程度に設定される。ま
た、加工面２に対する砥石５の圧接力は、ホルダ３を構
成する板ばねの弾性係数とスプリング６のバネ定数との
関係で適宜の値に設定される。

【００１７】この状態で、振動発生工具及びロボットの
アームが駆動されると、砥石５が振動状態で加工面２に
沿って移動されて、砥石５の研磨面６により加工面２が
平滑に研磨される。この場合、ホルダ３及びスプリング
６による押圧力が作用し砥石５の研磨面６はワーク１の
加工面２に略均一に圧接されるので、砥石５の研磨面が
ワーク１の加工面２に均一に密着した状態で研磨加工を
行なうことができる。なお、振動発生工具として圧縮空
気式アクチュエータを使用した場合は、砥石５の振動ス
トロークは５〜１０ｍｍ、また、その振動数は１０００
〜７０００回程度が好ましい。

【００１８】このように、上記第一実施例の研磨工具
は、ワーク１の加工面２に沿って移動されるホルダ３を
その移動方向に延びる板ばねにより彎曲状に形成すると
ともに、そのホルダ３の先端部に４個のスプリング６を
配し、ホルダ３と砥石台座４との間にワーク１の加工面
２に対して垂直方向に作用する押圧力を付与し、砥石５
の研磨面をワーク１の加工面２に略均一に圧接するもの
である。

【００１９】したがって、上記第一実施例の研磨工具に
よれば、ホルダ３と砥石台座４との間に作用するスプリ
ング６の押圧力により、砥石５の研磨面はワーク１の加
工面２に略均一に圧接されるので、研磨加工のときに、
研磨面と加工面２とが均一に密着し、均一な研磨ができ
る。また、ロボット等の外部機構からホルダ３に押圧力
を付与しても、従来のように、ワーク１の加工面２の端
部が作用点になり砥石５の研磨面の先端が浮上がらな
い。このため、ホルダ３を支持しているロボット（図示
せず）を従来ほど正確にティーチングする必要がなく、
ワーク１の傾斜に対しても比較的ラフなティーチングで
よい。さらに、ホルダ３の押圧力を高めて前後左右に若
干の位置ズレが生じても、このズレをスプリング６の弾
性力により吸収することができる。この結果、単位砥石
面積当りの研磨圧力を常時略一定の値に維持でき、高精
度の研磨作業を安定した状態で行なうことができる。

【００２０】〈第二実施例〉図３に示す本発明の第二実
施例において、９はユニバーサルジョイント、１０はユ
ニバーサルジョイント９を回動可能な状態で支持するピ
ン、１１はユニバーサルジョイント９及びピン１０が内
蔵されているネジホルダ、１２は自在継手として機能す
るボールジョイントであり、このボールジョイント１２
はユニバーサルジョイント９、ピン１０、及びネジホル
ダ１１で構成されている。１３はユニバーサルジョイン
ト９に接続されたロッドエンド、１４はロッドエンド１
３のボス部に挿入されているスプライン軸、１５はホル
ダ３の端部に配設されたエアーシリンダであり、このエ
アーシリンダ１５を介してホルダ３とスプライン軸１４
が接続されている。１６は板ばねにより形成されたホル
ダ３が装着されている駆動工具であり、この駆動工具１
６はロボットアーム等（図示せず）によって保持されて
いる。また、この駆動工具１６はワーク１の加工面２に
沿ってホルダ３を移動させる駆動手段として機能する。
なお、本実施例でも、砥石５は台座４に固着されてい
る。そして、台座４がナット８によってボールジョイン
ト１２に取付けられている。

【００２１】上記のように構成された第二実施例の研磨
工具においては、砥石５の研磨面はボールジョイント１
２により前後左右に自在に傾斜し、ロッドエンド１３と
スプライン軸１４により上下方向にスライドする。そし
て、エアーシリンダ１５による所定の押圧力がスプライ
ン軸１４及びロッドエンド１３を介してボールジョイン
ト１２に伝達され、この押圧力がワーク１の加工面２に
対して垂直方向に作用することにより、砥石５の研磨面
はワーク１の加工面２に圧接される。この状態で、振動
発生工具である駆動工具１６及びロボットのアームによ
り砥石５を加工面２に沿って振動及び移動することによ
り、砥石５の研磨面によりワーク１の平面状の加工面２
が平滑に研磨される。また、ワーク１の傾斜に対して
も、ボールジョイント１２によって砥石５の研磨面は追
従する。

【００２２】このように、上記第二実施例の研磨工具
は、ワーク１の平面からなる加工面２に沿って移動され
るホルダ３をその移動方向に延びる板ばねにより形成す
るとともに、そのホルダ３の先端部にエアーシリンダ１
５を取付け、このエアーシリンダ１５にスプライン軸１
４及びボールジョイント１２を接続し、ホルダ３と砥石
台座４との間にワーク１の加工面２に対して垂直方向に
作用する押圧力を付与し、砥石５の研磨面をワーク１の
加工面２に略均一に圧接するものである。

【００２３】したがって、上記第二実施例の研磨工具に
よれば、第一実施例と同様、ホルダ３と砥石台座４との
間に作用するエアーシリンダ１５等の押圧力により、砥
石５の研磨面はワーク１の加工面２に略均一に圧接され
るので、研磨加工のときに、研磨面と加工面２とが均一
に密着し、均一な研磨ができる。また、ロボット等の外
部機構からホルダ３に押圧力を付与しても、従来のよう
に、ワーク１の加工面２の端部が作用点になり砥石５の
研磨面の先端が浮上がらない。このため、ホルダ３を支
持しているロボット（図示せず）を従来ほど正確にティ
ーチングする必要がない。しかも、本実施例では、加工
面２の前後及び左右方向の傾斜に対しても、ボールジョ
イント１２によって砥石５の研磨面が追従し、ラフなテ
ィーチングで均一な研磨ができるので、研磨加工用のプ
ログラム等のソフトが簡易になり、ロボットの精度も要
求されず、安価な装置となる。この結果、高精度の研磨
作業を安定した状態で行なうことができる。さらに、加
工面２に対して砥石５の強い圧接力が必要な場合でも、
ロボット等に特別な押圧装置を組込む必要がなく、ロボ
ットに作用するモーメントを軽減できるので、小型で安
価なロボットを使用することができる。

【００２４】なお、前記第一実施例ではスプリング６を
４個所に配設して、押圧力の安定化を図ったが、スプリ
ング６の個数は１個でもよく、また複数個でもよく、特
に、限定されるものではない。

【００２５】また、前記第一実施例では、ホルダ３が彎
曲状の板ばねにより形成されているが、本発明を実施す
る場合はこれに限定されるものではなく、従来例と同様
に直線状に形成することもできる。しかしながら、本実
施例のように彎曲状に形成した場合は、ホルダ３の撓み
量を十分に確保して、ロボットのアームによる押圧力の
加減を容易に行なうことができるという効果が得られ
る。同様の理由により、上記第二実施例の直線状のホル
ダ３を彎曲状の板ばねによって形成してもよい。

【００２６】更に、前記各実施例では、砥石５の砥粒と
して、ダイヤモンドまたは立方晶窒化硼素を例示した
が、砥粒の材質はこれに限定されるものではなく、例え
ば、アルミナ系、グリーンカーボランダム系、ジルコニ
ア系の砥粒を使用してもよく、或いは、砥粒をボンドと
共に焼結した砥石に代えて、所定形状の金属素材に上記
各砥粒を電着したものを使用することも可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の研磨工具
は、ホルダと、砥石とを備え、駆動手段によりワークの
加工面に沿って移動される弾性部材からなるホルダと砥
石台座との間に所定の押圧力を付与し、砥石の研磨面を
ワークの加工面に略均一に圧接することにより、研磨加
工のときに、研磨面と加工面とが均一に密着し、均一な
研磨ができるので、ロボット等のティーチングが比較的
ラフでよいだけでなく、高精度の研磨作業を安定した状
態で行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第一実施例の研磨工具による研
磨状態を示す一部断面を含む正面図である。

【図２】図２は本発明の第一実施例である研磨工具を示
す平面図である。

【図３】図３は本発明の第二実施例の研磨工具による研
磨状態を示す一部断面を含む正面図である。

【図４】図４は従来の研磨工具による研磨状態を示す正
面図である。

【図５】図５は従来の研磨工具を示す底面図である。

【図６】図６は従来の研磨工具を示す側面図である。

【符号の説明】

１ ワーク ２ 加工面 ３ ホルダ ４ 台座 ５ 砥石 ６ スプリング ７ 軸 ８ ナット ９ ユニバーサルジョイント １０ ピン １１ ネジホルダ １２ ボールジョイント １３ ロッドエンド １４ スプライン軸 １５ エアーシリンダ １６ 駆動工具

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【手続補正書】

【提出日】平成３年１２月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】この状態で、振動発生工具及びロボットの
アームが駆動されると、砥石５が振動状態で加工面２に
沿って移動されて、砥石５の研磨面により加工面２が平
滑に研磨される。この場合、ホルダ３及びスプリング６
による押圧力が作用し砥石５はワーク１の加工面２に略
均一に圧接されるので、砥石５の研磨面がワーク１の加
工面２に均一に密着した状態で研磨加工を行なうことが
できる。なお、振動発生工具として圧縮空気式アクチュ
エータを使用した場合は、砥石５の振動ストロークは５
〜１０ｍｍ、また、その振動数は１０００〜７０００回
程度が好ましい。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動手段によりワークの加工面に沿って
   移動可能とし、前記移動方向に延びる弾性部材により形
   成されたホルダと、 前記ホルダと砥石台座との間に付与される所定の押圧力
   により研磨面がワークの加工面に略均一に圧接される砥
   石とを具備することを特徴とする研磨工具。