JPH0592350A - 仕上げ加工方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被加工物の仕上げ加工処理にて仕上げ加工精
度を高める。その仕上げ加工処理における装置の制御を
簡単に行う。 【構成】 工具１３の回転軸方向Ｘの位置を位置検知セ
ンサ１６で加工工程中監視し、工程の開始から終了まで
その位置が目標位置にある場合、仕上げ加工が完了した
ものと判断する。その工程中の一部にでもセンサ１６が
工具位置が目標位置にないことを検出すると、コントロ
ーラ１７はアクチュエータ１４，１５を駆動して加工工
程を繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は仕上げ加工方法および仕
上げ加工装置に関し、軸方向摺動型（スラストフローテ
ィングタイプ）加工工具による仕上げ加工に際し、軸方
向位置センサにより加工中の加工工具の軸方向位置を検
出して仕上げ作業完了を判定することにより、自動仕上
げ加工の仕上げ精度を向上させたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、スラストフローティングタイプの
仕上げ加工装置としては、例えば以下のようなものがあ
った。すなわち、この装置は、ホルダにてディスクサン
ダ、カップブラシ等の工具をその回転軸方向にフローテ
ィングする機構を有し、ホルダに内蔵したエアモータの
駆動により、この工具を回転軸方向に被加工物に対して
押し付けて加工するものである。また、ホルダは例えば
ロボットハンド等に取り付けられている。したがって、
この装置では、回転する工具をその回転軸方向に沿って
移動させ、被加工物に対してその回転工具を一定の押し
付け力で押し付け、例えばビード、バリ等を研削加工す
るものであった。さらに、そのビードの延在方向に沿っ
てホルダを移動することにより、ビードをその長さ方向
に沿ってすべて研削するものである。

【０００３】しかしながら、このような仕上げ加工方法
にあっては、ビードの凹凸にならって、その凹凸に対し
て所定角度傾斜する方向に工具の回転軸方向を一致さ
せ、その工具を回転軸方向に付勢することにより、その
ビードの加工を行っていた。また、ホルダにより工具を
ビードの延在する方向に予め教示された経路に沿って走
行させて、ビードの加工を行っていた。このため、ビー
ドの延在方向においては、その仕上げ面も凹凸になって
しまっていた。すなわち、ビードの凹凸量がその延在方
向の各部分について必ずしも一定ではないことから、そ
のビードの高さによっては、これを加工する場合にその
仕上げ面もわずかに高さの異なる加工となるものであ
る。

【０００４】そこで、ロボットハンドに力トルクセンサ
を介して回転工具を取り付け、その被加工物に対する押
し付け力を制御する押し付け力制御機能を備えた仕上げ
加工装置も既に知られている。この押し付け力制御機能
により、ティーチングポイント毎に工具の押し付け力を
変更して設定するものである。したがって、この装置を
用いての仕上げ加工は、ビードの高さに合わせてティー
チングポイントを定め、このティーチングポイント毎に
工具の押し付け力が異なるように設定してビードを加工
するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者に
おける仕上げ加工方法にあっては、その仕上げ面も加工
部位毎に凹凸になってしまう（仕上げ精度が悪い）とい
う課題があった。また、後者の仕上げ加工装置、およ
び、仕上げ加工方法にあっては、構成が複雑で、ティー
チングが煩雑であること、その仕上げ加工に際しての制
御方法が複雑であること、および、その仕上げ判断が厳
密なものではないこと等の欠点があった。

【０００６】そこで、本発明は、制御方法が簡単で、仕
上がり面を精度良く均一とすることができる仕上げ加工
方法およびその装置を提供することを、その目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、被加工物に対する工具回転軸方向の距離を変更可能
に支持された工具を用い、所定経路に沿ってこの工具を
移動して上記被加工物を加工する加工工程を繰り返す仕
上げ加工方法にあって、上記加工工程中の上記工具の工
具回転軸方向の位置を検出し、この工具が、この加工工
程の開始からその終了までの間、上記被加工物の仕上げ
目標位置に応じて定まる所定目標位置に維持された場合
には、その仕上げ加工が完了したものと判定する仕上げ
加工方法である。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、工具と被
加工物との間の工具回転軸方向の距離を変更可能な工具
支持手段と、この工具を予め定められた経路に沿って移
動する工具移動手段と、工具の移動中、被加工物の所定
目標面に対する工具回転軸方向の距離を維持して被加工
物を加工する加工工程を繰り返すよう制御する制御手段
と、を備えた仕上げ加工装置であって、上記工具の上記
回転軸方向位置を検出する検出手段と、この検出手段に
より検出した上記工具の工具回転軸方向位置に基づい
て、被加工物の仕上げ加工の完了を判定する判定手段
と、を備えた仕上げ加工装置である。

【０００９】

【作用】請求項１に記載の発明に係る仕上げ加工方法で
は、所定の経路に沿って工具を移動し被加工物を加工す
る。この加工工程を繰り返すことにより、すなわち、該
経路を繰り返し移動しながら、加工を行うことにより、
被加工物の仕上げ加工を行う。そして、この繰り返しに
あって加工工程の開始から終了までの間、工具の回転軸
方向位置が所定目標位置に維持されると、仕上げ加工を
終了と判定する。

【００１０】また、請求項２に記載の発明に係る仕上げ
加工装置では、被加工物を加工する場合の工具の工具回
転軸方向の位置を検出し、この検出位置に基づいて、例
えば加工工程の開始から終了までの間、工具が目標位置
に位置し続けた場合は加工が終了したものと判定する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１〜図４は本発明の一実施例を説明する
ための図である。図１は本発明の一実施例に係る仕上げ
加工装置の概略構成を示すブロック図である。また、図
２および図３は一実施例に係る仕上げ加工装置で実行さ
れるプログラムを示すフローチャートである。図４は仕
上げ加工装置を用いての仕上げ加工方法を説明するため
の模式図である。

【００１２】図１において示すように、１１はモータユ
ニットであって、ケーシング内に例えばモータを内蔵し
ている。このモータユニット１１のケーシングの一端部
からモータの回転軸１２が突出して設けられ、この回転
軸１２の突出端部にはディスクサンダ等の工具１３が取
り付けられている。すなわち、工具１３はモータにより
駆動されて回転軸回りに所定速度で回転することができ
る構成である。この工具１３は被加工物Ｗ表面のビー
ド、バリ等を研削加工するために被加工物Ｗに対して近
接して配設されるものである。

【００１３】そして、このモータユニット１１のケーシ
ングは図示していないがホルダに保持され、このホルダ
はさらにロボットハンド等に支持されている。このモー
タユニット１１はホルダを介して軸方向アクチュエータ
１４によって上記回転軸１２の軸方向（矢印Ｘ方向）に
往復動自在に設けられている。この軸方向Ｘへの移動機
構としては、例えば対向して配設されて、モータユニッ
ト１１を回転軸方向Ｘに往復動させるための一対のピス
トンにより構成することができる。または、四節リンク
機構によりこのモータユニット１１を回転軸方向Ｘに往
復動自在に支持し、エアシリンダ等で往復動させること
もできる。また、このモータユニット１１はホルダおよ
びロボットハンドを介して所定の経路方向に、すなわ
ち、上記軸方向Ｘとは異なる方向に移動可能に設けられ
ている。１５はこの工具１３が所定の方向に移動するよ
うに例えばロボットハンドを駆動する工具移動アクチュ
エータである。

【００１４】さらに、このモータユニット１１のケーシ
ングに近接して位置検知センサ１６が固設されており、
この位置検知センサ１６は工具１３の被加工物Ｗ表面に
対する高さ位置、すなわち工具１３の回転軸１２の軸方
向の位置を検知するものである。位置検知センサ１６と
しては、例えば周知の光電式センサ、磁気式センサ、近
接スイッチ等を使用することができる。

【００１５】この位置検知センサ１６の検知信号は、コ
ントローラ１７の入出力部１８に入力されている。コン
トローラ１７は、マイクロコンピュータで構成され、入
出力部１８の他にもＣＰＵ１９、ＲＯＭ２０、ＲＡＭ２
１を有している。コントローラ１７ではこの位置検知セ
ンサ１６からの入力等に基づいて上記軸方向アクチュエ
ータ１４、工具移動アクチュエータ１５を制御駆動する
ものである。例えば軸方向アクチュエータ１４を駆動し
て被加工物Ｗに対して工具１３を所定の押し付け力で押
し付けるとともに、工具移動アクチュエータ１５を駆動
して被加工物Ｗのビードの延在する方向に沿って工具１
３を移動、走行させることができる。その他、コントロ
ーラ１７はモータユニット１１のモータの駆動を制御す
るように構成してもよい。

【００１６】図２、図３を用いてこの装置を用いての被
加工物Ｗの仕上げ加工（ビードの仕上げ加工）について
説明する。図２、図３はコントローラ１７のＣＰＵ１９
によって実行される工具１３による加工処理、および、
位置検知センサ１６による監視処理の手順を示すフロー
チャートである。

【００１７】まず、ティーチング経路を例えば入力機器
またはＲＯＭ２０からＲＡＭ２１に読み込み（Ｓ２
１）、センサフラグＳＦをリセットする（Ｓ２２）。セ
ンサフラグＳＦは位置検知センサ１６の入力信号がＯＮ
の場合に０、ＯＦＦの場合に１となるものである。そし
て、工具移動アクチュエータ１５を駆動して工具１３を
加工開始位置Ａに移動する（Ｓ２３）。加工開始位置Ａ
は図４に示すように通常ビードの一端に設定されてい
る。そして、上記ティーチング経路は図４にて破線で示
すようにビードの延在する一定の方向に沿って設定され
ているものである。また、加工終了位置Ｂはこのビード
の延在方向の他端に設定されている。

【００１８】次に、軸方向アクチュエータ１４を駆動し
てモータユニット１１をビードに対して接近する方向に
移動し、工具１３をその回転軸方向の最下端位置に設定
する（Ｓ２４）。この最下端位置が仕上げ加工について
の目標位置となるものである。ここで、モータを駆動し
て工具１３を所定速度で回転させながら、工具移動アク
チュエータ１５を駆動して加工終了位置Ｂに向けて工具
１３を移動させる（Ｓ２５）。すなわち、ビードの研削
加工を行うものである。この場合、加工を円滑にするた
め、回転軸１２の軸方向に所定の逃げを許容する機能を
付加しておいてもよいことはもちろんである。そして、
所定時間毎に工具１３が加工終了位置Ｂに到達したか否
かを、例えば経路方向の位置センサ（図示していない）
の検出信号によって判断する（Ｓ２６）。位置Ｂに到達
すると（Ｓ２６でＹＥＳ）、センサフラグＳＦが１であ
るか０であるかを判断する（Ｓ２７）。ＳＦが１であれ
ば、位置検知センサ１６の検出信号がＯＦＦであって、
工具１３が上記目標位置に到達していないことを示すた
め、ビードの仕上げ加工が完了していないものと判断し
てステップＳ２２に戻る。そして、２サイクルを実行す
るものとする（Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２５→Ｓ２
６）。このように加工工程を繰り返し、例えば図４に示
すように３サイクルも終了後ビード面が平坦に研削され
ると、位置検知センサ１６の検出信号が加工工程の開始
から終了まで継続してＯＮとなっている。このため、セ
ンサフラグＳＦは０であり、仕上げ加工作業は終了した
ものと判断し（Ｓ２７でＮＯ）、このプログラムは終了
する。

【００１９】また、上記プログラムが実行される場合に
あって、位置検知センサ１３による工具１３の軸方向下
端の位置は以下の手順により監視されている。すなわ
ち、上記加工作業中において、所定時間毎に、例えば１
０ｍｓ毎に繰り返して位置監視処理は実行されているも
のである。まず、位置検知センサ１６により検出信号を
読み込む（Ｓ３１）。この検出信号は、例えば図４に示
すように、ティーチング経路にあって工具１３の軸方向
の最下端位置を示すもので、最下端位置にある場合をＯ
Ｎ、ない場合をＯＦＦとする。換言すると、ビードが所
定高さに突出して残っていればＯＦＦである。次に、検
出信号がＯＦＦか否かを判断し（Ｓ３２）、ＯＦＦであ
ればセンサフラグＳＦを１とする（Ｓ３３）。未だビー
ドの加工が終了していないことを示すものである。ＯＮ
であれば（Ｓ３２でＮＯ）、センサフラグＳＦは０の状
態とする。

【００２０】図４はこの装置を用いての仕上げ加工の方
法を模式的に示している。すなわち、ビードの延在する
方向に沿ってティーチング経路を設定する。同時に、こ
のティーチング経路においては加工開始位置Ａと加工終
了位置Ｂとが設定されている。また、このティーチング
経路にあって工具１３の軸方向の最下端位置が上記被加
工物Ｗ（ビード）の仕上げ目標位置に応じて定められて
いる。この最下端位置が所定目標位置となるものであ
る。

【００２１】このティーチング経路（Ａ→Ｂ）に沿って
工具が移動してビードを研削加工することにより加工工
程が実行される。例えば加工工程の１サイクルではビー
ドの高さが少しだけ低くなると、次のサイクルではさら
に低くなる。この場合、ビードの一部に高い部分が残っ
ていると加工工程中にてセンサ１６信号はＯＦＦとなる
区間があるため、さらに加工工程が繰り返され、例えば
３サイクル期間中信号がＯＦＦであれば仕上げ加工が終
了したものと判断し、該作業は終了する。

【００２２】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、その仕上げ加工に際しての制御方法が簡単であり、
また、その仕上げ判断を厳密なものとすることができる
結果、仕上がり面が精度良く均一なものとすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る仕上げ加工装置の概
略構成を示すそのブロック図である。

【図２】 本発明の一実施例に係る仕上げ加工装置で実
行されるプログラムを示すフローチャートである。

【図３】 本発明の一実施例に係る仕上げ加工装置で実
行されるプログラムを示すフローチャートである。

【図４】 本発明の一実施例に係る仕上げ加工工程を説
明するための模式図である。

【符号の説明】

１１・・・モータユニット（工具支持手段）、１２・・
・回転軸、１３・・・工具、１４・・・軸方向アクチュ
エータ（工具支持手段）、１５・・・工具移動アクチュ
エータ（工具移動手段）、１６・・・位置検知センサ
（検出手段）、１７・・・コントローラ（制御手段、判
定手段）、Ｗ・・・被加工物、Ｘ・・・工具回転軸方向

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物に対する工具回転軸方向の距離
   を変更可能に支持された工具を用い、所定経路に沿って
   この工具を移動して上記被加工物を加工する加工工程を
   繰り返す仕上げ加工方法にあって、 上記加工工程中の上記工具の工具回転軸方向の位置を検
   出し、 この工具が、この加工工程の開始からその終了までの
   間、上記被加工物の仕上げ目標位置に応じて定まる所定
   目標位置に維持された場合には、その仕上げ加工が完了
   したものと判定することを特徴とする仕上げ加工方法。
2. 【請求項２】 工具と被加工物との間の工具回転軸方向
   の距離を変更可能な工具支持手段と、 この工具を予め定められた経路に沿って移動する工具移
   動手段と、 工具の移動中、被加工物の所定目標面に対する工具回転
   軸方向の距離を維持して被加工物を加工する加工工程を
   繰り返すよう制御する制御手段と、 を備えた仕上げ加工装置であって、 上記工具の上記回転軸方向位置を検出する検出手段と、 この検出手段により検出した上記工具の工具回転軸方向
   位置に基づいて、被加工物の仕上げ加工の完了を判定す
   る判定手段と、 を備えたことを特徴とする仕上げ加工装置。