JPH0724723A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】被研磨面に対して面直を維持する自己追従機能
を備えた研磨装置を提供する。 【構成】モ−タ１２を収納したハウジング１１に対して
研磨部材１８が、部材２７、２５、２２、ピン２８、２
９からなる自在継手を利用して、モ−タ出力軸１２ａ回
りに全方位揺動可能として連結されている。モ−タ出力
軸１２ａと、研磨部材１８のシャフト１８ａとが自在継
手１６を介して連動されている。研磨部材１８のシャフ
ト１８ａを、モ−タ出力軸１２ａに対して偏心させるこ
ともできる。研磨部材１８と共に揺動される部材２２に
対して設けた複数のア−ム３０に対して、ハウジング１
１に設けたエアシリンダ３３のロッド３３ａを当接させ
て、研磨部材１８を所定の基本姿勢位置に固定保持する
こともできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、研磨装置に関し、より
詳しくは、作業ロボットのハンドに装着されて３次元の
曲面を研磨するのに好適なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両組立においては、ボデイ塗装工程に
続いて塗装検査工程が設けられ、塗膜の欠陥を発見した
ときには、再塗装工程に移して、欠陥部位の研磨の後に
部分的な再塗装が行われている。このような研磨作業を
自動化すべく、特開昭５８ー６４１５７号公報には、ロ
ボットのハンドに装着された研磨部材が開示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の車両
のボデイは微妙な曲面で形成されている。このため、例
えばテイーチングによりロボットに研磨作業を教えたと
しても、車体の微妙な曲面に追従して研磨部材を面直に
維持しつつ作業を行わせるのは実際上難しいという問題
を有していた。

【０００４】そこで、本発明の目的は、被研磨面に対し
て面直を維持する自己追従機能を備えた研磨装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明にあっては次のような構成としてある。すな
わち、ハウジングに収容されたモータと、前記ハウジン
グに対して、所定軸線に対して全方位に揺動可能に取付
けられた研磨部材と、前記研磨部材の揺動を吸収する揺
動吸収手段を含み、前記モ−タの回転を該研磨部材に伝
達する回転伝達手段と、を備えた構成としてある。本発
明の好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２
以下に記載の通りである。

【０００６】

【発明の効果】請求項１に記載された本発明によれば、
研磨部材を研磨対象とされるワ−クに押付けたとき、研
磨部材はワ−クからの反力を受けて自動的に当該ワ−ク
に対して面直となるように姿勢変更されるので、ワ−ク
の曲面を研磨するときでも、研磨部材を常にワ−クに対
して面直な姿勢として良好な研磨を行なうことができ
る。

【０００７】請求項２に記載したような構成とすること
により、平担面を研磨するようなときは、研磨部材を基
本姿勢位置に固定保持しておくことにより、研磨部材の
不要な揺動を防止しつつ、良好な研磨を行なうことがで
きる。この場合、請求項３に記載したような構成とする
ことにより、姿勢保持手段を、簡単な構成により得るこ
とができる。

【０００８】請求項４に記載したような構成とすること
により、互いに直交する２本の軸線を有する自在継手を
２つ用いるという簡単な構成によって、研磨部材の全方
位の揺動と研磨部材への回転駆動力伝達とを行なうこと
ができる。

【０００９】請求項５に記載したような構成とすること
により、オフセットを利用して、手作業で研磨を行なう
ときと同じような運動を研磨部材に与えることができ
る。

【００１０】請求項６に記載したような構成とすること
により、ロボットを利用した研磨を行なって、研磨の自
動化の上で好ましいものとなる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付した図面に基
づいて説明する。図１において、符号１は、吊り下げ型
のテイ−チング式ロボットで、このロボット１は、本体
２から順次延びる第１アーム３、第２アーム４、第３ア
ーム５を有する。第１アーム３と第２アーム４とは第１
回転連結部６を介して連結され、第２アーム４と第３ア
ーム５とは第２回転連結部７を介して連結されて、これ
ら第１、第２の回転連結部６、７にはそれぞれ、図外の
ポテンショメータが配設されている。このようなロボッ
ト１は従来から既知であるのでこれ以上の説明は省略す
る。

【００１２】第３アーム５の先端には、取付具８及び押
圧検出器９を介して、研磨装置１０が取付られている。
研磨装置１０の詳細が、図２、図３に示される。この研
磨装置１０は、ハウジング１１を有し、ハウジング１１
にはモータ１２がその出力軸１２ａを下方に向けて収容
され、出力軸１２ａは、ハウジング１１との間に介装さ
れたベアリング１３により支持されている。

【００１３】出力軸１２ａには、揺動吸収手段を構成す
る自在継手１６が連結されている。この、自在継手１６
は、互いに直交する２本の揺動軸線（揺動軸線を構成す
るピンを符号４１、４２で示す）を有して互いに全方位
に揺動可能とされた上側部材１６ａと下側部材１６ｂと
を有し、上側部材１６ａが第１ピン１４を介して、モ−
タ出力軸１２ａに対して同軸上で一体回転するように取
付られている。また、下側部材１６ｂには、ピン１５を
介して、第１スリ−ブ２０が同軸上で一体回転するよう
に取付けられている。

【００１４】下側部材１６ｂの下端面には、偏心した位
置において偏心シャフト１７が一体形成されている。こ
の偏心シャフト１７に対して、研磨部材１８の中心から
伸びシャフト１８ａが同軸上において一体回転されるよ
うに取付けられている。

【００１５】偏心シャフト１７の回りには第１スリーブ
２０が配設され、第１スリーブ２０と偏心シャフト１７
との間に第２ベアリンク２１が介装されている。また、
第１スリーブ２０の回りには第２スリーブ２２が配設さ
れ、第２スリーブ２２と第１スリーブ２０との間に第３
ベアリング２４が介装されている。

【００１６】第２スリーブ２２は、その上端がリング部
材２５を介してハウジング１１に取付られている。より
具体的に説明すると、ハウジング１１は、下方に延びる
スカート部２７を有し、このスカート部２７に対して上
記リング部材２５は、同軸上に配置された一対のピン２
８を介して揺動自在に取付られている。他方、第２スリ
ーブ２２は、リング部材２５に対して、同軸上に配置さ
れた一対のピン２９を介して揺動自在に取付られてい
る。ピン２８の軸線とピン２９の軸線とは互いに直交し
ており、各部材部２２、２５、２７、２８、２９によっ
て、研磨部材１８をハウジング１１に対して、モ−タ出
力軸１２ａ回りに３６０度揺動可能とするつまり出力軸
１２ａを中心にして全方位揺動可能とする自在継手を構
成している。

【００１７】第２スリーブ２２は、径方向外方に向けて
延びる３本のアーム３０を有し、これらアーム３０は、
第２スリーブ２２の周回り方向に等間隔（１２０度間
隔）に合計３個設けられている。他方、ハウジング１１
は、スカート部２７の上端部に径方向外方に延びるフラ
ンジ部３２を有し、フランジ部３２には、上記アーム３
０に対応する位置に、夫々、エアシリンダ３３が設けら
れ、これら３本のエアシリンダ３３は下方に向けて取付
られて、そのストッパ部材としてのピストンロッド３３
ａの先端がアーム３０の先端部に臨んでいる。

【００１８】ここで、モ−タ出力軸１２ａと研磨部材１
８のシャフト１８ａとが互いに平行となる基本姿勢位置
を示す図３において、モ−タ出力軸１２ａの軸線上にお
いて、各自在継手の揺動軸線の延長線つまりピン４１、
４２、２８、２９の延長線が合致するように設定されて
いる。

【００１９】以上のような構成において、研磨の際は、
ロボット１が、研磨装置１０をテイ−チングされた所定
の軌跡に沿って移動させる。このとき、研磨装置１０つ
まり研磨部材１８は、所定の押圧力でもって、研磨対象
となるワ−クＷ（実施例では自動車ボディ）に押付けら
れる。ワ−クにＷに押付けられた研磨部材１８は、ワ−
クＷからの反力を受けて、もっとも安定した姿勢、つま
り研磨部材１８の研磨面１８ｂがワ−クＷに対して面直
な姿勢となるように、当該研磨部材１８がハウジング１
１に対して揺動される（ピン２８、２９を利用した全方
位揺動）。

【００２０】モ−タ１２を回転駆動することにより回転
される研磨部材１８は、ワ−クＷに対して常に面直な姿
勢を保持しつつ研磨を行なうことになる。勿論、研磨部
材１８の揺動は、自在継手１６によって吸収されて、モ
−タ１２から研磨部材１８へ回転駆動力が円滑に伝達さ
れることになる。そして、研磨部材１８が回転する際、
そのシャフト１８ａが、モ−タ出力軸１２ａにオフセッ
トされているため、手作業のときに手先を円運動させな
がら研磨するときと同じような動きが当該研磨部材１８
に与えられることになる。

【００２１】エアシリンダ３３を作動させて、そのピス
トンロッド３３ａ先端をア−ム３０の先端部に当接させ
ることにより、図３に示すように、研磨部材１８のシャ
フト１８ａがモ−タ出力軸１２ａと平行、つまり研磨面
１８ｂがモ−タ出力軸１２ａと直交する平面内に位置す
るような基本姿勢位置に当該研磨部材１８が固定、保持
される。この基本姿勢位置において、ワ−クＷの平担面
を研磨することができる。

【００２２】なお、研磨作業においては、押圧検出器９
からの信号を受けて、図外のロボット用制御装置により
押圧力の調整が行われて、研磨部材１０のワ−クＷに対
する押圧力が一定とされる。また、ピシトンロッド３３
ａのア−ム３０からの離間距離を所定距離に設定してお
くことにより、研磨部材１８の不必要に大きな揺動を規
制することができる。

【００２３】以上実施例について説明したが、本発明は
例えば次のような場合をも含むものである。 （1)ハウジング１１に対して研磨部材１８を全方位揺動
可能とするには、適宜の種々の手法を採択することがで
き、例えば弾性部材を利用するようにしてもよい。より
具体的には、例えば、ハウジング１１と第２スリ−ブ２
２とを、モ−タ出力軸１２ａ回りに所定間隔をあけて複
数（３個以上が好ましい）設けた弾性部材により連結す
るようにしてもよい。 （2)自在継手１６は、例えば弾性筒体によって構成する
等、揺動を吸収しつつ回転伝達し得る適宜の手法を採択
し得る。 （3)研磨部材１８のシャフト１８ａとモ−タ出力軸１２
ａ（自在継手１６における下側部材１６ｂの回転中心）
とをオフセットさせないようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】テイーチングロボットに装着した状態の研磨装
置の斜視図。

【図２】研磨装置の分解斜視図。

【図３】研磨装置の縦断面図。

【符号の説明】

１：ロボット １０：研磨装置 １１：ハウジング １２：モータ １２ａ：モータ出力軸 １６：回転伝達用自在継手 １７：偏心シャフト ２０：第１スリーブ ２２：第２スリーブ ２８、２９：連結用ピン（全方位揺動用自在継手） ３３：エアシリンダ（ストッパ部材と駆動手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングに収容されたモータと、 前記ハウジングに対して、所定軸線に対して全方位に揺
   動可能に取付けられた研磨部材と、 前記研磨部材の揺動を吸収する揺動吸収手段を含み、前
   記モ−タの回転を該研磨部材に伝達する回転伝達手段
   と、を備えていることを特徴とする研磨装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記研磨部材を前記ハウジングに対して所定の揺動姿勢
   となる基本姿勢位置に保持する姿勢保持手段をさらに備
   えているもの。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記姿勢保持手段が、 それぞれ前記ハウジングに保持されると共に前記研磨部
   材に対して当接、離間可能とされ、前記所定軸線回りに
   略等間隔に配設された３個以上のストッパ部材と、 前記ハウジングに設けられ、前記各ストッパ部材を駆動
   するための駆動手段と、から構成されているもの。
4. 【請求項４】請求項１において、 互いに直交する２つの揺動軸線を有する自在継手によっ
   て前記研磨部材を前記ハウジングに連結することによ
   り、該研磨部材が前記所定軸線を中心として全方位に揺
   動可能とされ、 前記揺動吸収手段が、互いに直交する２つの揺動軸線を
   有する自在継手によって構成されているもの。
5. 【請求項５】請求項２において、 前記所定軸線に対して前記モ−タの出力軸が一致するよ
   うに設定され、 前記基本姿勢位置が、前記研磨部材の研磨面が前記モ−
   タの出力軸と直交する位置とされ、 前記基本姿勢位置において、前記研磨部材の回転軸線と
   モ−タの出力軸とが互いに平行でかつ所定距離だけオフ
   セットされているもの。
6. 【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれか１項に
   おいて、 前記研磨装置が、テイーチングロボットのハンドに装着
   されるもの。