JPH0635105B2 - 自動砥石掛け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動砥石掛け装置に関し、一層詳細には、所定
の軌跡に沿って移動自在なロボットアームに把持機構を
介してフローチング支持される砥石によりワークの加工
面の切削屑やばり等を除去する一方、前記ロボットアー
ムの移動作用下に前記砥石にドレッシングを施すと共
に、当該砥石の残量を検出してこれが使用可能であるか
否かを判別するよう構成し、これによって多数のワーク
に対しても砥石掛け作業を自動的に且つ効率的に遂行可
能にした自動砥石掛け装置に関する。

［発明の背景］ 一般に、工場内において、ワークに対し種々の加工作業
が施されており、その際、前記ワークの加工面には切削
屑、打痕並びにばり等が存在する場合が多い。従って、
通常、加工終了後のワークの加工面に対し砥石掛けを施
すことにより、前記加工面の切削屑やばり等を除去する
作業が行われている。

そこで、従来から、この種の砥石掛け作業を自動的に行
うべく種々の装置が提案されており、例えば、実開昭第
61−148558号にその技術的思想が開示されている。これ
を第１図に示す。

すなわち、第１のシリンダ２にスライドベース４が係合
しており、このスライドベース４はその両端部をガイド
レール６a 、６b により支持されている。前記スライド
ベース４の下端部には鉛直下方向に延在して第２のシリ
ンダ８が保持されており、このシリンダ８から延在する
ピストンロッド８a に昇降板10が係着されている。この
昇降板10に支持棒12の一端部が保持されており、この支
持棒12はガイドレール６b にその長手方向に形成された
ガイド溝13に嵌合し、前記昇降板10の回動を防止する機
能を営む。

昇降板10には支持ボルト14ａ、14ｂの一端が嵌合し、こ
の支持ボルト14ａ、14ｂの他端に保持板16が係着される
と共に、夫々の支持ボルト14ａ、14ｂにばね部材18ａ、
18ｂを介装し、且つナット部材20ａ、20ｂを介して前記
昇降板10に進退自在に装着する。さらに、保持板16には
砥石22が固定されている。

このような構成において、先ず、第２シリンダ８の駆動
作用下に昇降板10を下降させ、保持板16に固定されてい
る砥石22をばね部材18ａ、18ｂの弾発力を介し所定の押
圧力でワークＷの表面に当接させる。次いで、第１シリ
ンダ２を駆動してスライドベース４をガイドレール６a
、６b の案内作用下に水平方向に往復移動させると共
に、前記ワークＷを所定方向に半島することによって砥
石22を介しワークＷに対し砥石掛けを施している。

ところで、前記の従来技術では、砥石22を固着する保持
板16は実質的に２本の支持ボルト14ａ、14ｂに昇降板10
に支持されている。このため、ワークＷの隅角部に砥石
掛けを行うべく砥石22の一隅角部を前記ワークＷの隅角
部に押圧しようとすると、この砥石22が、第１図中、二
点鎖線に示すように傾斜する虞がある。これによって、
前記ワークＷの隅角部近傍に砥石22を作用させることが
出来ないと共に、この隅角部に丸みが形成されてしまう
という不都合が指摘されている。

しかも、砥石22を保持板16に対し、例えば、ボルト締め
等により固定しているため、使用可能な砥石の大きさが
制限されると共に、前記ボルト締めを強固に行えば砥石
22が破損してしまう危険が惹起する。

さらにまた、砥石22によりワークＷに対し砥石掛け作業
を行っていくと、この砥石22に目詰まりが生じるために
周期的にドレッシングを施す必要がある。その際、実質
的に作業者自身が砥石22のドレッシング作業を行ってお
り、前述した砥石掛け作業全体の自動化が達成されない
という欠点が露呈している。

一方、砥石22の使用を継続していくとこの砥石22自体が
損耗する。そして、砥石22の残量が所定量以下となるワ
ークＷに発生しているばり等を確実に除去することが出
来ず、加工品質のばらつきが惹起してしまう。この結
果、作業者により砥石22の残量を確認する作業が必要と
なり、砥石掛け作業の自動化が一層困難となる問題が顕
在化している。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、楔型の締結部材を使用して砥石を固定したホル
ダを少なくとも４個所でフローチング支持すると共にロ
ボットアームに装着されて変位自在な把持機構と、前記
砥石に自動的にドレス作業を施すドレッシング機構と、
当該砥石が所定の厚みを有しているか否かを検出する残
量検知機構とを設けることにより、前記砥石を常時好適
に使用可能な状態に維持することが出来、前記砥石掛け
作業を自動的に且つ高精度に遂行することを可能とした
自動砥石掛け装置を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は、砥石を着脱自
在に支持しロボットアームの変位作用下にワークに対し
砥石掛けを行うための把持機構と、前記砥石の作業面に
自動的にドレッシングを施すためのドレッシング機構
と、砥石残量検知機構とを備え、 前記砥石残量検知機構は、砥石に係合し進退自在な移動
棒体と前記移動棒体の変位によって付勢され前記砥石の
肉厚が所定の範囲内にあるか否かを自動的に検出する検
知手段とを含むことを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係る自動砥石掛け装置について好適な実
施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

第２図において、参照符号30は本実施態様に係る自動砥
石掛け装置を示し、当該自動砥石掛け装置30はロボット
32に装着されると共に砥石34を保持して所定の方向に変
位自在な把持機構36と、前記砥石34にドレス作業を施す
ためのドレッシング機構38と、この砥石34の損耗状態を
検出する残量検知機構40とから基本的に構成される。こ
の場合、ドレッシング機構38と残量検出機構40とは作業
台42の上部にあってパレット44を介して搬送されてくる
ワークＷの両外方に位置して載設される。

前記ロボット32はレール46上を矢印方向に進退自在な基
台48を含み、この基台48上に回転自在な本体50が載設さ
れる。本体50には矢印方向に揺動自在な第１のアーム52
が係合し、この第１アーム52の端部に矢印方向に揺動自
在な第２のアーム54が連結される。さらに、前記第２ア
ーム54の先端部には手首部56が矢印方向に揺動自在に係
合すると共に、、この手首部56に把持機構36が取着され
る。

第３図および第４図に示すように、前記把持機構36は矩
形状を呈し且つ断面コ字状のケーシング58を有し、この
ケーシング58の平面部には実質的に砥石34の隅角部近傍
に対応する位置にあって孔部60ａ乃至60ｄが穿設され
る。前記孔部60ａ乃至60ｄに支持ロッド62ａ乃至62ｄが
嵌合し、前記支持ロッド62ａ乃至62ｄを介してホルダ64
がケーシング58に支持される。すなわち、ホルダ64は矩
形状を呈し、前記ケーシング58の内壁面との間に所定の
間隙を画成すべくその外形寸法を選択している。前記ホ
ルダ64の上下両面部には夫々凹部66、68が形成され、前
記凹部68を画成する長尺な内壁面70ａと短尺な内壁面70
ｂとは下方向に対し外方に傾斜している。

さらに、凹部66と68とを遮断する壁部71にはケーシング
58の孔部60ａ乃至60ｄに対応する位置にあって螺孔72ａ
乃至72ｄを穿設すると共に、夫々所定の位置に螺孔74
ａ、74ｂ並びに76ａ、76ｂと孔部78とが形成される。前
記孔部78には光センサ等の検出手段80を装着し、この検
出手段80を介して砥石34の有無を検出する。この場合、
前記砥石34は実質的にホルダ64の凹部68の寸法よりも小
さく選択されており、略矩形状を呈している。

そこで、凹部68を画成する長尺な内壁面70ａに楔型の第
１の締結部材82が配設される。前記第１締結部材82の一
側面には内壁面70ａの傾斜に対応する傾斜面84が形成さ
れると共に、夫々の螺孔74ａ、74ｂに対応する位置には
後述するボルトを遊嵌するための孔部86ａ、86ｂが穿設
される。一方、短尺な内壁面70ｂに第２の締結部材88が
配設され、この第２締結部材88には前記内壁面70ｂに対
応する傾斜面90が形成され、且つ夫々螺孔76ａ、76ｂに
対応して孔部92ａ、92ｂが穿設される。また、凹部68を
画成する長尺且つ垂直な内壁面と短尺且つ垂直な内壁面
とに夫々、例えば、アセタール樹脂等の樹脂系材料から
なる角状パッド94、96を配設する。従って、第１および
第２連結部材82、88の孔部86ａ、86ｂおよび92ａ、92ｂ
にボルト98ａ乃至98ｄを遊嵌し夫々の先端部を螺孔74
ａ、74ｂ並びに76ａ、76ｂに螺入して砥石34をホルダ64
に保持する。

次いで、支持ロッド62ａ乃至62ｄの両端部に螺子部100a
乃至100dおよび102a乃至102dが形成されており、前記螺
子部100a乃至100dを螺孔72ａ乃至72ｄに螺入する。そし
て、支持ロッド62ａ乃至62ｄにコイルスプリング104a乃
至104dを外嵌すると共に、ケーシング58の孔部60ａ乃至
60ｄの上方に露呈する螺子部102a乃至102dにフランジ付
ナット部材106a乃至106dを嵌合する。この場合、夫々の
ナット部材106a乃至106dの直径は孔部60ａ乃至60ｄより
も大きく選択されており、これによってホルダ64がケー
シング58にフローチング状態で保持されるに至る。

第５図ａおよびｂに示すように、ドレッシング機構38は
作業台42上に立設される支柱108 を有し、この支柱108
の上部には受台110 が載設される。前記受台110 には、
例えば、ダイヤモンド砥粒を含むドレッシング砥石112
が装着されると共に、この受台110 の側部に砥石34にエ
ア等の圧力流体を導出してこの砥石34の加工面を清浄す
るためのノズル部材114 が係着される。このノズル114
には流体導出用通路116 が穿設されており、この通路11
6 の一端には図示しない流体供給源に接続される管路11
8 が連通する一方、前記通路116 の他端は鉛直方向に開
口している。

残量検出機構40は、第６図ａおよびｂに示すように、作
業台42上に立設される支柱120 を有し、この支柱120 の
上端面120aから所定の深さ位置に平面部122が形成され
る。前記平面部122の中央部に段付孔部126 が穿設さ
れ、この段付孔部126 に移動棒体128 が遊嵌する。前記
移動棒体128 の上部には段付孔部126 より直径の大きな
大径部130 が形成されると共に、前記移動棒体128 の下
端部に検出部材132 が装着される。前記大径部130 と段
付孔部126 を画成する底壁部との間にコイルスプリング
134 を介装し、このコイルスプリング134 の弾発力を介
し移動棒体128 を所定の高さ位置に位置決めしておく。

ここで、支柱120 には近接スイッチ等の検出手段136 が
設けられ、この検出手段136 は移動棒体128 に外力が作
用しない際に検出部材132 を検知する位置に位置決めさ
れている（第６図ａ参照）。なお、前記移動棒体128 に
外力が作用しない際に検出部材132 が検出手段136 の上
方にあってこの検出手段136 により検知されない状態に
配置されるよう構成することも出来る。いずれにしても
所望の肉厚を有する砥石34が移動棒体128 に係合する
際、検出部材132 が検出手段136 の検知範囲から離間し
て下方に変位すればよい。

本実施態様に係る自動砥石掛け装置は基本的には以上の
ように構成されるものであり、次にその作用並びに効果
について説明する。

先ず、ホルダ64に砥石34を装着する作業について説明す
る。すなわち、ホルダ64の凹部68を画成する垂直な内壁
面に夫々パッド94、96を当接させると共に、前記パッド
94、96に砥石34の一の長辺と短辺とを当接させる。一
方、前記砥石34の他方の長辺と短辺と内壁面70ａ、70ｂ
との間に夫々第１および第２締結部材82、88を嵌合し、
夫々の締結部材82、88の孔部86ａ、86ｂ、92ａ、92ｂに
ボルト98ａ乃至98ｄを遊嵌し夫々の先端部を螺孔74ａ、
74ｂ、76ａ、76ｂに螺合する。

その際、夫々の締結部材82、88には傾斜面84、90が設け
られており、前記傾斜面84、90が同様に傾斜する内壁面
70ａ、70ｂに係合することによって当該締結部材82、88
は砥石34側に移動することになる。従って、砥石34は夫
々のパッド94、96側に押圧され、夫々の締結部材82、88
と前記パッド94、96とにより４方向から強固に押圧保持
されてホルダ64に対ししっかりと装着されるに至る。こ
こで、特に、パッド94、96にアセタール樹脂等の樹脂系
材料を用いているため、前述した砥石34の装着時にこの
砥石34が破損することを阻止し得るという利点が顕在化
する。しかも、夫々の締結部材82、88が移動すると共に
砥石34の４隅を保持するため、その上、この砥石34のの
寸法にある程度のばらつきがあっても容易に対応するこ
とが可能となり、市販の砥石を用いることも出来る。

そこで、このような準備作業が終了した後、作業台42の
所定の位置に対しパレット44を介してワークＷが搬送さ
れてくる。次いで、ロボット32を駆動し本体50、第１ア
ーム52、第２アーム54および手首部56を夫々所定の方向
に変位させることにより前記手首部56に装着されている
把持機構36を介して砥石34が前記ワークＷの加工面に対
し砥石掛け作業を行う。

その際、砥石34はホルダ64を介しケーシング58に対し４
本の支持ロッド62ａ乃至62ｄを介してフローチング状態
で支持されている。このため、ワークＷの加工面の面積
が比較的小さく、あるいはその加工面の隅角部に対し砥
石掛け作業を行う際であっても前記砥石34を水平方向に
対し確実に保持することが出来、当該砥石34の隅各部に
より前記ワークＷの加工面、あるいはその隅角部の砥石
掛け作業を遂行することが可能となる。すなわち、支持
ロッド62ａ乃至62ｄは実質的に砥石34の４隅に可及的に
近接して配設されており、前記砥石34の一隅角部をワー
クＷの隅角部に押圧しても、夫々の支持ロッド62ａ乃至
62ｄに外装されているコイルスプリング104a乃至104dの
弾発作用下に前記砥石34が不要に傾斜することがない。
従って、前記ワークＷの隅角部に砥石34の一隅角部を確
実に係合させることが出来、前記ワークＷの隅角部に丸
みが形成される等の不都合を阻止し得るという効果が挙
げられる。また、砥石34を保持しているホルダ64がコイ
ルスプリング104a乃至104dを介しケーシング58にフロー
チング状態で支持されているため、ワークＷの加工面が
傾斜していても、前記砥石34をこのワークＷの加工面に
正確に係合することが可能となる。

しかも、ホルダ64には検出手段80が装着されており、こ
の検出手段80を介し砥石34の有無を検出している。従っ
て、ロボット32の作業時において砥石34が破損して落下
したとき、その情報を自動的に且つ迅速に検知して前記
ロボット32の駆動を即座に停止することが出来る。

このようにしてワークＷの加工面における砥石掛け作業
を終了した後、このワークＷはパレット44を介して次な
る作業位置へと搬送されると共に、当該装置30の砥石掛
け作業位置には新たなワークＷを載設したパレット44が
搬送されてくる。

ところで、ワークＷの砥石掛け作業を継続していくと砥
石34の目詰まりが発生するため、前記砥石34に対し周期
的にドレス作業を施す。すなわち、ロボット32を駆動し
て把持機構36をドレッシング機構38側に変位させ、第５
図ｂに示すように、砥石34をドレッシング砥石112 に沿
って矢印方向に変位させることによりこの砥石34の作業
面に対しドレッシングを施す。次に、砥石34が矢印方向
に移動してノズル部材114 側に至ると、管路118 に接続
されている図示しない流体供給源から通路116 に圧力流
体、例えば、圧力空気が導入され、この圧力空気は前記
通路116 の鉛直上方向に開放する端部から砥石34のドレ
ッシング終了後の作業面に対し噴射される。従って、こ
の砥石34の作業面に付着している砥粒等が除去され、前
記ドレッシング終了後の砥石34によりワークＷの砥石掛
け作業を再開すれば、この砥石34の作業面に不要な付着
物が存在しないために前記ワークＷに対し高精度な砥石
掛け作業を遂行することが出来る。

一方、当該装置30によりワークＷに対し砥石掛け作業を
行っていけば、砥石34自体が損耗していく。このため、
前記砥石34の消耗状態を周期的に残量検知機構40により
検出する。すなわち、ロボット32の駆動作用下に把持機
構36を残量検知機構40側に移動させ、この把持機構36を
前記残量検知機構40を構成する支柱120 の上方から下降
変位させる。従って、第６図ｂに示すように、砥石34が
移動棒体128 の上部に設けられている大径部130 を鉛直
下方向に押圧し、この移動棒体128 がコイルスプリング
134 の弾発力に抗して矢印方向に変位する。そして、前
記砥石34を保持するホルダ64の端面が支柱120 の上端面
120aに当接する際に前記移動棒体128 が砥石34の肉厚に
対応した位置において位置決めされる。

ここで、移動棒体128 の下部側に装着されている検出部
材132 が検出手段136 の検出範囲外に移動すれば（第６
図ｂ参照）、砥石34の肉厚が砥石掛け作業に十分な厚さ
を有していることが検出される。一方、前記検出部材13
2 が検出手段136 の検知範囲内にあれば、砥石34は使用
に適さないものであることが検出され、このため、前記
砥石34を新たな砥石34と交換する。従って、砥石34が所
定量以下に損耗した状態でワークＷに対し砥石掛け作業
を行う虞がなく、前記ワークＷの加工面における砥石掛
け作業の精度劣化を阻止することが可能となる。

このように、本実施態様ではロボット32を介し把持機構
36に装着されている砥石34によりワークＷの加工面に対
し砥石掛け作業を行うと共に、所定期間毎にドレッシン
グ機構38並びに残量検知機構40を介し前記砥石34のドレ
ス作業並びに残量検知作業を自動的に且つ連続して遂行
している。従って、砥石掛け作業全体を自動的に且つ効
率的に遂行することが出来ると共に、砥石34を常に最適
な状態に維持して高品質な砥石掛け作業を遂行し得ると
いう効果が挙げられる。しかも、ホルダ64に設けられて
いる検出手段80により砥石34がこのホルダ64に保持され
ているか否かを検出することにより、前記砥石34の不慮
の落下を即座に検出することが出来、且つ当該砥石34を
保持していない把持機構36を不要に動作させてしまうと
いう不都合を阻止すること可能となる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、砥石を保持する把持機
構をロボットアームを介し変位させてワークの砥石掛け
作業を行うと共に、前記砥石のドレス掛けを行うドレッ
シング機構と、当該砥石が所定の肉厚を有するか否かを
検出するための残量検出機構とを備えている。このた
め、ワークに対するドレス掛け作業を連続して且つ自動
的に遂行することが出来るという効果を得られる。しか
も、把持機構では砥石をフローチング状態で少なくとも
４個所により支持しており、前記砥石が不要に傾斜する
ことがなくワークの加工面に沿って確実に且つ高精度に
砥石掛け作業を遂行することが可能となる。さらに、砥
石を楔型の締結部材によりホルダに対し強固に保持する
ことが出来、前記砥石の交換作業を容易にすると共に、
前記交換作業時にこの砥石が破損したりホルダから落下
することを阻止することが可能となる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係る自動砥石掛け装置の概略側面
図、 第２図は本発明に係る自動砥石掛け装置の概略構成図、 第３図は当該自動砥石掛け装置を構成する把持機構の分
解斜視図、 第４図は第３図に示す把持機構の縦断面図、 第５図ａおよびｂは当該自動砥石掛け装置を構成するド
レッシング機構の概略断面説明図、 第６図ａおよびｂは当該自動砥石掛け装置を構成する残
量検知機構の縦断説明図である。 30……自動砥石掛け装置、32……ロボット 34……砥石、36……把持機構 38……ドレッシング機構、40……残量検出機構 62ａ〜62ｄ……支持ロッド、64……ホルダ 70ａ、70ｂ……内壁面、80……検出手段 82、88……締結部材、94、96……パッド 112 ……ドレッシング砥石、114 ……ノズル部材 128 ……移動棒体、136 ……検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−28563（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−10171（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭63−31884（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】砥石を着脱自在に支持しロボットアームの
   変位作用下にワークに対し砥石掛けを行うための把持機
   構と、前記砥石の作業面に自動的にドレッシングを施す
   ためのドレッシング機構と、砥石残量検知機構とを備
   え、 前記砥石残量検知機構は、砥石に係合し進退自在な移動
   棒体と前記移動棒体の変位によって付勢され前記砥石の
   肉厚が所定の範囲内にあるか否かを自動的に検出する検
   知手段とを含むことを特徴とする自動砥石掛け装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、把持機構は
   ロボットアームに取着されるケーシングと、多角形状の
   砥石を保持するホルダとを含み、前記ホルダをケーシン
   グに対し当該砥石の各隅角部近傍に対応し且つ少なくと
   も４個所以上で弾性体を介してフローチング状態で支持
   することを特徴とする自動砥石掛け装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の装置において、ホルダに砥
   石を収容するための凹部を設けると共に、前記凹部を画
   成する一以上の内壁面にテーパ面を形成し、前記テーパ
   面に対応する傾斜面を形成し前記砥石に係合する一以上
   の締結部材とパッドとを介して当該砥石をホルダの凹部
   内に押圧保持することを特徴とする自動砥石掛け装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の装置において、パッドは実
   質的に砥石より硬度の小さな、好ましくは、樹脂系材料
   で形成されることを特徴とする自動砥石掛け装置。
5. 【請求項５】請求項２または３記載の装置において、ホ
   ルダに砥石の有無を検出する検知手段を設けることを特
   徴とする自動砥石掛け装置。
6. 【請求項６】請求項１記載の装置において、ドレッシン
   グ機構は実質的に砥石に対しドレスを施すドレッシング
   砥石と、前記ドレス終了後の砥石に圧力流体を噴射して
   当該砥石の清浄作業を行うノズル部材とから構成するこ
   とを特徴とする自動砥石掛け装置。
7. 【請求項７】請求項１記載の装置において、砥石残量検
   知機構は、砥石を保持するホルダの端部を前記砥石残量
   検知機構に対する砥石の位置決め基準とすることを特徴
   とする自動砥石掛け装置。