JPH0650122Y2

JPH0650122Y2 - ロボット用グラインダー

Info

Publication number: JPH0650122Y2
Application number: JP1988037943U
Authority: JP
Inventors: ▲つよし▼ 金岩; 周一中田; 勇将鳥居; 雅史南方; 和男東; 雅弘山下
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Koki KK
Priority date: 1988-03-23
Filing date: 1988-03-23
Publication date: 1994-12-21
Anticipated expiration: 2003-03-23
Also published as: JPH01143343U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、ロボット用グラインダーに関する。

［従来の技術］従来のロボット用グラインダーは、ロボットの手首に取
り付けられる基部と、一端が基部に揺動自在に保持され
他端に砥石を回転自在に保持するグラインダーと、グラ
インダーの他端と基部との間に介置され、他端を一方向
に押付ける押付け装置と、手動圧力調節装置を備え、こ
の手動圧力調節装置を手動操作して押付け装置に一定の
エア圧を供給する圧力流体供給部とからなる。

［考案が解決しようとする課題］従来のロボット用グラインダーは、被加工部材の研削時
に、粗削り、仕上げ削りに応じてグラインダーの被研削
部材への押圧力を変化させる場合、その都度、前記圧力
調節装置を手動操作により調節するため、研削加工条件
の変化に伴う対応が遅くなる。又、手動操作する煩わし
さがある。

本考案は前記従来の問題点を解決したロボット用グライ
ンダー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］本考案のロボット用グラインダーは、ロボットの手首に
取り付けられる基部と、該基部に移動自在に支持され砥石を回転自在に保持する
グラインダーと、該グラインダーと該基部との間に介在され該砥石を一方
向に押付ける押付け装置と、圧力供給源からの圧力流体を該押付け装置に供給する圧
力流体通路と該圧力流体通路に設置され該砥石をワーク
を近づける方向と遠ざける方向とに移動するために該圧
力流体の供給方向を切換える切換弁および該切換弁を介
して該押付け装置へ供給される該圧力流体の圧力を調節
する圧力調節装置をもつ圧力流体供給手段と、該グラインダーの動作軌跡に対応する該ロボットの手首
の動作軌跡を制御するロボット制御手段と、該ロボット制御手段による制御時に該砥石の切込み開始
および切込み終了を指令する切込み指令と、粗削りおよ
び仕上げ削りを指令する研削指令からなる指令手段と、該指令手段にて切込み開始指令もしくは切込み終了指令
が与えられた時に該切換弁を電気的に作動させて該砥石
をワークより離接させ、研削指令にて粗削り指令が与え
られた時は該砥石を該ワークに押し付ける力を大きく
し、仕上げ削り指令が与えられた時は該砥石を該ワーク
に押し付ける力を小さくするように該圧力調節装置の作
動を電気的に制御する制御部をもつ圧力制御手段と、か
らなり、該圧力制御手段により、該押付け装置を制御して該グラ
インダーの押付け圧力を自動的に変化させることを特徴
とする。

［考案の作用および効果］本考案のロボット用グラインダーは、被加工部材の研削
時に、粗削り、仕上げ削りに応じて圧力制御手段の制御
部により圧力流体供給手段の切換弁および圧力調節装置
の作動を電気的に制御する。これによって圧力供給手段
から押付け装置に供給される圧力流体の供給方向及び供
給圧力が制御される。これに応じて押付け装置はグライ
ンダーの押付け圧力を自動的に変化させる。

さらに本考案ロボット用グラインダーによれば、ロボッ
ト制御手段にて手首の動作軌跡を制御し、この手首の移
動中において、圧力制御手段にて制御される押付け装置
を有し、指令手段の指令に応じて圧力制御手段によって
押付け装置を制御することで、手首に取り付けられた砥
石のワークへの離接および粗削り、仕上げ削りによる押
し付け力の変化の制御を行う。これによって以下の効果
が得られる。すなわち、ロボット制御手段にて手首の動
作軌跡を与えておけば、押し付け指令および研削指令を
与えるのみで、粗削りと仕上げ削りとでいちいち別々に
動作軌跡の教示を行うことなく、ワークへの押し付け力
を自動的に変化させることができる。

従って、従来の手動操作によってグラインダーの押付け
圧力を変化させる場合よりも研削加工条件の変化に伴な
う対応が早くなる。また、手動操作により前記圧力を変
化させる煩わしさを解消できる。

［実施例］本考案の実施例のロボット用グラインダーを第１図〜第
６図に基づいて説明する。

本実施例のロボット用グラインダーは、基部１と、グラ
インダー２と、押付け装置３と、圧力流体供給手段４
と、ロボット制御手段および指令手段を含む圧力制御手
段５とを構成要素としている。

基部１は、第２図に示すように、ロボット10の第２アー
ム15の先端に装着された手首16に取り付けられている。

ロボット10は、ベース12と、ベース12上で軸心線Ｓを中
心として矢印J1方向に旋回可能に保持された旋回部材13
と、旋回部材13の上部に矢印J2方向の角度で揺動可能に
装着された第１アーム14と、一端を第１アーム14の他端
に矢印J3方向の角度で揺動可能に装着された第２アーム
15と、この第２アーム15の他端に揺動および旋回可能に
装着された手首16とからなる。また、ロボット10は、後
記する圧力制御手段５によって駆動を制御される図略の
サーボモータを備えている。

グラインダー２は、その一端20を基部１に揺動自在に保
持されている。前記他端21に砥石22を回転自在に保持し
ている。このグラインダ２−は、砥石22を回転する駆動
源として電気モータ（図示しない）を備えている。

押付け装置３は、第１図に示すように、グラインダー２
の他端21と基部１の間に介置され、シリンダ30と、その
内部に摺動自在に収容され前記他端21を一方向（P1方
向）に押付けるピストン31とからなる。また、シリンダ
30は、ピストン31によって区分された第１圧力作用室30
1および第２圧力作用室302を備えている。

圧力流体供給手段４は、第１図に示すように、圧力供給
源Ｐからの圧力流体を押付け装置３に供給する圧力流体
通路40と、圧力流体通路40に設置され圧力流体の供給方
向を切換える切換弁41と、前記切換弁41を介して押付け
装置３へ供給される圧力流体の圧力を調節する圧力調節
装置42とをもつ。圧力流体通路40は、前記圧力供給源Ｐ
と圧力調節装置42とを接続する第１通路40a、切換弁41
と押付け装置３とを接続する第２通路40b及び第３通路4
0cとからなる。第１通路40aには、圧力供給源Ｐの下流
側にドレン排出器400a、減圧弁401a、圧力計402aからな
る空気圧調整ユニットＵと、オイルミストセパレータ40
3aが配設されている。前記第２通路40b及び第３通路40c
の各一端はそれぞれ押付け装置３のシリンダ30の第１圧
力作用室301及び第２圧力作用室302に接続している。

切換弁41は、５ポート２位置切換弁を用いている。この
切換弁41は、後記する圧力制御手段５のCPU500からの指
令信号500aを受けて作動する第１出力インターフェス51
1からの駆動信号500bに応じて切換位置ＡあるいはＢの
いずれかに切換え作動するようになっている。切換弁41
の各ポート411、412、413、414、415は、それぞれ第１
通路40aの他端、第２通路40bの他端、第１排圧通路40d
の一端、第２排圧通路40eの一端に接続している。ま
た、第１排圧通路40dの他端および第２排圧通路40eの他
端には、それぞれ消音器P1およびP2が設置されている。

圧力調節装置42は、例えば比例電磁式リリーフ減圧弁
（通称、電空レギュレターと称している。）を用いてい
る。この圧力調節装置42は、後記する圧力制御手段５の
CPU500からの指令信号500cを受けて作動する第２出力イ
ンターフェス521からの駆動信号500dに応じて電圧値を
印加されるようになっている。また、圧力調節装置42
は、この電圧値に対応する電流値の変化に比例して作動
するようになっている。圧力調節装置42は、圧力供給源
Ｐから第１通路40aに送出された流体圧を前記電流値を
大きさに比例した値に減圧、調節できるようになってい
る。

圧力制御手段５は、第１図に示す前記切換弁１および圧
力調節装置42の作動を電気的に制御する制御部50をも
つ。この制御部50は、第３図に示すCPU500と、このCPU5
00にそれぞれ第１信号線510及び第２信号線520によって
接続された第１出力インターフェース511と、第２出力
インターフェース521とを備えている。CPU500は、パネ
ル発生回路501と、現在位置カウント502と、比較回路50
3と、メモリ504とを備えている。メモリ504は、予め加
工用プログラムを記憶している。即ち、メモリ504は、
第５図に示す予め設定されたグラインダー20による粗削
り圧力設定値ａ（50kg/cm²）及び仕上げ削り圧力設定値
ｂ（30kg/cm²）に等しい粗削り用基準電圧設定値及び仕
上げ削り用基準電圧設定値を記憶している。また、メモ
リ504は、押付け装置３によるグラインダー２による押
付け圧力として、第６図に示す削り始めP1より順次加圧
され前記粗削り圧力設定値ａ及び仕上げ削り圧力設定値
ｂに達すると共に、両圧力設定値ａ、ｂより削り終りP2
に移行するに伴って順次減圧するよう設定したデータを
記憶している。又、メモリ504は、グラインダー20の研
削動作軌跡及び移動量に対応するロボット10の手首16の
動作軌跡及び移動量を予め入力ティーチング操作によっ
て記憶している。第１出力インターフェース511は、切
換弁41に接続し、CPU500からの指令信号500aに基づい
て、駆動信号500bを切換弁41に伝達するものである。第
入力出力インターフェース521は、圧力調節装置42に接
続し、CPU500からの指令信号500bに基ずいて、駆動信号
500cを圧力調節装置42に伝達するものである。駆動装置
54は、圧力制御手段５のCPU500から第３信号線530によ
り伝達される指令パネル500eに基づいてサーボモータに
パルス分配するものである。

また前記メモリ504と、CPU500と、第３信号線530と、駆
動装置54とで、グラインダー２の動作軌跡に対応するロ
ボット10の手首16の動作軌跡を制御するロボット制御手
段を構成している。

また前記メモリ504と、CPU500と、第２信号線520と、第
２出力インターフェース521と、圧力調節装置42とで、
前記ロボット制御手段による制御時に砥石22の切込み開
始および切込み終了を指令する切込み指令と、粗削りお
よび仕上げ削りを指令する研削指令からなる指令手段を
構成している。

本実施例のロボット用グラインダーによる研削加工作業
に先立つ準備として、被研削加工物６を加工台７に載置
し、図示しない固定治具によって位置固定する。

CPU500は、第３図に示すメモリ504に記憶した設定値に
基づいて指令信号500aを第１信号線510より第１出力イ
ンターフェース511に出力する。第１出力インターフェ
ース511は駆動信号500bを切換弁41に伝達する。これに
応じて切換弁41は第１図で示す位置Ｂより位置Ａに切換
える。次いでCPU500は、第３図で示すメモリ504に記憶
した粗削り圧力設定値に基づいて指令信号500cを第２信
号線520より第２出力インターフェース521に出力する。
第２出力インターフェース521は、前記粗削り圧力設定
値に対応する電流値1aを圧力調節装置42に与える。かつ
圧力調節装置42を電気的に制御するどとによって圧力供
給源Ｐから第１通路40aに送出された圧力流体を設定値
どおりに減圧する。この圧力流体は、第１図の示すよう
に切換位置Ａを保持する切換弁41より第２通路41bを介
して押付け装置３の第１圧力作用室301に作用する。こ
の場合、前記押付け装置３の第２圧力作用室302は、第
３通路40cおよび切換弁41を介して第２排圧通路40eに連
通する。これによって第２圧力作用室302内の圧力は、
排圧される。しかして、ピストン31が第１圧力作用室30
1内の圧力によって矢印Z1方向に押し出されグラインダ
ー２の他端21を押付け、砥石22は回転するとともに、被
研削加工物６を設定値50kg/cm²どおりの圧力で押圧しな
がら研削する。また、CPU500はメモリ504に記憶した研
削量及び研削動作軌跡に基づいてパルス信号500eを第３
信号線530より駆動装置54に出力する。駆動装置54は、
これに基づいてロボット10のサーボモータに駆動パルス
を配分してサーボモータを駆動し、ロボット10を作動さ
せる。これによってグラインダー２は、砥石22により被
研削加工物６の研削加工対象領域の粗削り工程を完了す
る。すると、CPU500は、圧力調節装置42への電流の付与
を停止させる指令信号を出力するとともに、切換弁41を
切換位置Ｂに移行させる指令信号を出力する。なお切換
弁41が、切換位置Ｂにある場合には、第１通路40aと第
３通路40cとが接続する。また第３通路40cと第１排圧通
路40dとが接続する。ここで圧力供給源Ｐからの圧力流
体を第３通路40cより押付装置３の第２圧力作用室302に
供給すると、ピストン31は矢印Z2方向に移動し、グライ
ンダー２の他端21を引戻して砥石22を被研削加工物６よ
り遠ざける。

ここにおいて、グラインダー２による被研削物６仕上げ
削り工程に移行すべく、予め設定された設定値に基づい
て圧力制御手段５より圧力調整装置42を作動させ、押付
け装置３に作用する流体圧を変化することによってグラ
インダー２の押付け圧力は自動的に変化し、仕上げ削り
用の設定圧値30kg/cm²となる。なお仕上げ削り工程で
は、先に説明した粗削り工程の場合とグラインダー２に
よる研削加工物への押圧力が異なるのみでその作用は同
じである。従ってその説明を省略する。

本実施例のロボット用グラインダーによれば、ロボット
制御手段にて手首16の動作軌跡を制御し、この手首16の
移動中において、圧力制御手段５にて制御される押付け
装置３を有し、指令手段の指令に応じて圧力制御手段５
によって押付け装置３を制御することで、手首16に取り
付けられた砥石22の被研削加工物６への離接および粗削
り、仕上げ削りによる押し付け力の変化の制御を行う。
これによって以下の効果が得られる。

すなわち、ロボット制御手段にて手首16の動作軌跡を与
えておけば、押し付け指令および研削指令を与えるのみ
で、粗削りと仕上げ削りとでいちいち別々に動作軌跡の
教示を行うことなく、被研削加工物６への押し付け力を
自動的に変化させることができる。

従って、粗削り工程から仕上げ削り工程に移行する途中
で圧力調節装置を手動により操作しなくて済む。

次に、第４図に示す本実施例のCPU500におけるルーチン
のフローチャートについて説明する。図示のように電源
の投入により切換弁41、圧力調節装置42、駆動装置54を
初期状態として初期設定し（ステップS100）、次にステ
ップS102で駆動装置54を作動させてグラインダー２を被
研削加工物６に対応する加工開始位置に移動させる。

ステップS104で粗削り指令かどうかのチェックが実行さ
れる。

ステップS104で粗削り指令であると判断された時は、ス
テップS106へ移り圧力調節装置42に粗削り用電流値1aを
与える。これにより圧力調節装置42は、流体圧力源Ｐか
ら第１通路40aに送出された流体の圧力を粗削り用圧力5
0kg/cm²に減圧、調節する。

ステップS104で粗削り指令でないと判断された時はステ
ップS116にジャンプする。

ステップS108で切換弁41をＡの位置に切換える。これに
より前記圧力調節装置42より減圧、調節された流体圧力
は、第２通路40bより押付け装置３の第１圧力作用室301
に供給される。ピストン31が矢印Z1方向に移動し、かつ
グラインダー２の他端21を押圧する。

ステップS110で砥石22を回転させながらグラインダー２
を被研削加工物６に沿って移動させる。この場合、予め
CPU500のメモリ504に記憶された砥石22の研削動作軌跡
に基づいて、CPU500より駆動装置54にパネル信号が伝達
され、サーボモータを駆動し、かつロボット10及びグラ
インダー２を移動する。

ステップS112で粗削り完了かどうかのチェックが実行さ
れる。ステップS112で粗削り完了であると判断された時
はステップS114へ移行し砥石22の回転を停止する。次い
でステップS116で切換弁41をＢの位置に切換える。又、
ステップS112で粗削り完了でないと判断された時は、ス
テップS110にリターンする。

又、ステップ116よりステップS118に移行した場合、及
びステップS104よりステップS118にジャンプした場合
に、ステップS118で仕上げ削り指令かどうかチェックが
実行される。

ステップS118で仕上げ削り指令と判断された時は、ステ
ップS120に移り圧力調節装置42に仕上げ削り用の電流値
1bを与える。これにより圧力調節装置42は、流体圧力源
Ｐから第１通路40aに送出された流体の圧力を仕上げ削
り用圧力30kg/cm²に減圧調節する。

ステップS122で切換弁41をＡの位置に切換える。

ステップS124で砥石22を回転させながらグラインダー２
を被研削加工物６に沿って移動させる。

ステップS126で仕上げ削り完了かどうかのチェックが実
行される。ステップS126で仕上げ削り完了であると判断
された時はステップS128へ移行し切換弁41をＢの位置に
切換える。又、ステップS126で仕上げ削り完了でないと
判断された時はステップS124にリターンする。

ステップS130で圧力調節装置42に電流Ibの付与を停止
し、砥石22の回転を停止する。

又、ステップ130よりステップ132に移行した場合、及び
ステップS118よりステップ132にジャンプした場合、グ
ラインダー２を原位置に復帰させる。

なお、他の実施例として、第６図に示すように圧力上昇
が終わるときと圧力下降が始まるときのグラインダー２
の位置をメモリ504に記憶させておき、この記憶された
位置と現在位置カウント502からの現在位置とを比較回
路503で比較し、圧力調節装置42に付与される電流の値
をコントロールしても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本考案実施例を示すもので、第１図は
圧力流体の回路および制御部からの指令回路との結合し
て示す回路図である。第２図は外観正面図である。第３
図はダイヤグラムを示す。第４図はフローチャートを示
す。第５図はグラインダーの移動量と押付け装置による
一方向への押付け圧力との関係を示す図である。第６図
はグラインダーによる被研削加工物への粗削りおよび仕
上げ削りによる圧力差を示す図である。１…基部、10…ロボット 18…手首、２…グラインダー 20…一端、21…他端 22…砥石、３……押付け装置４…圧力流体供給手段、40…圧力流体通路 40a…第１通路、40b…第２通路 40c…第３通路、41…切換弁 42…圧力調整装置、５…圧力制御手段 50…制御部、500…CPU Ｐ…圧力供給源

フロントページの続き (72)考案者鳥居勇将愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地豊田工機株式会社内 (72)考案者南方雅史愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地豊田工機株式会社内 (72)考案者東和男愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)考案者山下雅弘愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献特開昭61−117059（ＪＰ，Ａ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ロボットの手首に取り付けられる基部と、該基部に移動自在に支持され砥石を回転自在に保持する
グラインダーと、該グラインダーと該基部との間に介在され該砥石を一方
向に押付ける押付け装置と、圧力供給源からの圧力流体を該押付け装置に供給する圧
力流体通路と該圧力流体通路に設置され該砥石をワーク
に近づける方向と遠ざける方向とに移動するために該圧
力流体の供給方向を切換える切換弁および該切換弁を介
して該押付け装置へ供給される該圧力流体の圧力を調節
する圧力調節装置をもつ圧力流体供給手段と、該グラインダーの動作軌跡に対応する該ロボットの手首
の動作軌跡を制御するロボット制御手段と、該ロボット制御手段による制御時に該砥石の切込み開始
および切込み終了を指令する切込み指令と、粗削りおよ
び仕上げ削りを指令する研削指令からなる指令手段と、該指令手段にて切込み開始指令もしくは切込み終了指令
が与えられた時に該切換弁を電気的に作動させて該砥石
をワークより離接させ、研削指令にて粗削り指令が与え
られた時は該砥石を該ワークに押し付ける力を大きく
し、仕上げ削り指令が与えられた時は該砥石を該ワーク
に押し付ける力を小さくするように該圧力調節装置の作
動を電気的に制御する制御部をもつ圧力制御手段と、か
らなり、該圧力制御手段により、該押付け装置を制御して該グラ
インダーの押付け圧力を自動的に変化させることを特徴
とするロボット用グラインダー。