JPH0919858A - ビードの自動研削制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビードの残った箇所と仕上がった箇所とがま
だらになるようなことがなく、また砥石の押し付け力を
確実に一定にすることができ、更には研削中に砥石がビ
ードから外れることがないビードの自動研削制御方法を
提供する。 【解決手段】 押し付け力の計測値に基づき砥石の押し
付け力が一定になるように制御する押し付け力制御と、
ビード形状計測値に基づきビードの左右方向に対して倣
う左右倣い制御とを行いつつ、ビードの１層目の最初の
研削を行い、このときに記憶した走行位置、上下位置、
左右位置によって作成した教示データを基に以後の研削
を行う。また計測したビードの高さに応じて走行速度を
変える速度制御を行う。更には、計測したビードの高さ
に基づいて粗研削から仕上げ研削への切換えを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は溶接によって生起し
たビードの自動研削制御方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶接によって生起したビードの盛り上が
りを砥石によってワーク表面まで研削して面一に仕上げ
るビードの研削方法には、従来、バネ圧力やエアー圧力
によって一定の力で砥石をビードに押し付けて研削する
方法や、ロードセルを用いて押し付け力を計測して同様
に一定の力で砥石をビードに押し付けて研削する方法な
どがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一定の
押し付け力で砥石を押し付けながらビードを研削する従
来の方法では、ビードの高さが一定であればよいが高さ
がまちまちである場合には、ビードの高い箇所よりも低
い箇所の方が先にワーク表面に近づいてしまい、最後に
は、ビードの残った箇所と仕上がってしまった箇所とが
まだらに存在する状態となってしまうことになり、これ
以上は自動制御不能になってしまう。また、このビード
を高速で研削しようとすると必ずしも一定の押し付け力
にはならず、その追随には非常に難しいものがあった。

【０００４】また、ビードが長い場合には、直線的に研
削するのでは、砥石のセット位置ずれやビードの左右方
向（長手方向と直交する方向）のうねりなどにより、必
ずしもビードに沿って砥石を走行させることができず、
果てはビードから外れてしまうことになる。

【０００５】従って本発明は上記従来技術に鑑み、ビー
ドの残った箇所と仕上がってしまった箇所とがまだらに
なるようなことがなく、また砥石の押し付け力を確実に
一定にすることができ、更には研削中に砥石がビードか
ら外れることがないビードの自動研削制御方法及びその
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する第１
の自動研削制御方法は、溶接によって生起したビードの
盛り上がりを砥石によってワーク表面まで自動的に研削
して面一に仕上げるビードの自動研削制御方法であっ
て、前記砥石と共に移動する力計測手段によって前記ビ
ードに対する前記砥石の押し付け力を計測しこの計測値
に基づいて前記押し付け力が一定の指定値となるように
前記砥石を前記ビードの高さ方向に移動する押し付け力
制御と、前記砥石と共に移動するビード形状計測手段に
よって前記ビードの長手方向と直交する左右方向の特定
位置を計測しこの計測した左右方向の特定位置と前記砥
石の前記左右方向の位置とが常に一定の相対位置となる
よう制御する左右倣い制御とを行いつつ、前記砥石を前
記ビードの長手方向に走行させて前記ビードの１層目の
前記左右方向右端又は左端を研削すると共に、このと
き、前記押し付け力制御によって前記押し付け力が前記
指定値となったところの前記高さ方向の位置を走行位置
と共に順次記憶し、且つ、前記左右倣い制御によって倣
った前記左右方向の位置を走行位置と共に順次記憶する
第１の工程と、この第１工程によって記憶した前記走行
位置と高さ方向位置と左右方向位置とに基づき、前記左
右方向のピッチ量であるピックフィード量を考慮して、
教示データを作成し、この教示データを基に前記砥石を
送行させることによって、前記砥石を前記ピックフィー
ド量づつ前記左右方向に順次移動させる毎に前記ビード
の長手方向に往復走行させて１層目の１平面分の研削を
する第２の工程と、前記第１の工程によって記憶した前
記走行位置と高さ方向位置と左右方向位置とに基づき、
前記ピックフィード量と切り込み量とを考慮して、前記
ワーク表面までの各層の１平面分の教示データを作成
し、この教示データを基に前記砥石を送行させることに
よって、前記砥石を前記ピックフィード量づつ前記左右
方向に順次移動させる毎に前記ビードの長さ方向に往復
走行させて各層の１平面分の研削を順次行う第３の工程
とを有することを特徴とする。

【０００７】また第１の自動研削制御装置は、溶接によ
って生起したビードの盛り上がりを砥石によってワーク
表面まで自動的に研削して面一に仕上げるビードの自動
研削制御装置であって、前記砥石と共に移動して前記ビ
ードに対する前記砥石の押し付け力を計測する力計測手
段と、この力計測手段の計測値に基づいて前記押し付け
力が一定の指定値となるように前記砥石を前記ビードの
高さ方向に移動する押し付け力制御手段と、前記砥石と
共に移動して前記ビードの長手方向と直交する左右方向
の特定位置を計測するビード形状計測手段と、このビー
ド形状計測手段によって計測した前記左右方向の特定位
置と前記砥石の前記左右方向の位置とが常に一定の相対
位置となるよう制御する左右倣い制御手段と、前記砥石
を前記ビードの長手方向に走行させる走行手段と、前記
押し付け力制御手段による制御と前記左右倣い制御手段
による制御とを行いつつ、前記送行手段によって前記砥
石を前記ビードの長手方向に走行させて前記ビードの１
層目の前記左右方向右端又は左端を研削したときに、前
記押し付け力制御によって前記押し付け力が前記指定値
となったところの前記高さ方向の位置を走行位置と共に
順次記憶し、且つ、前記左右倣い制御によって倣った前
記左右方向の位置を走行位置と共に順次記憶する記憶手
段と、この記憶手段によって記憶した前記走行位置と高
さ方向位置と左右方向位置とに基づき、前記左右方向の
ピッチ量であるピックフィード量を考慮して、教示デー
タを作成し、この教示データを基に前記砥石を送行させ
ることによって、前記砥石を前記ピックフィード量づつ
前記左右方向に順次移動させる毎に前記ビードの長手方
向に往復走行させて１層目の１平面分の研削し、更に前
記記憶手段によって記憶した前記走行位置と高さ方向位
置と左右方向位置とに基づき、前記ピックフィード量と
切り込み量とを考慮して、前記ワーク表面までの各層の
１平面分の教示データを作成し、この教示データを基に
前記砥石を送行させることによって、前記砥石を前記ピ
ックフィード量づつ前記左右方向に順次移動させる毎に
前記ビードの長さ方向に往復走行させて各層の１平面分
の研削を順次行う数値制御手段とを備えたことを特徴と
する。

【０００８】第２の自動研削制御方法は、上記第１の自
動研削制御方法において、ビード形状計測手段によって
ビードの高さを計測し、この計測したビードの高さに基
づき、砥石の走行速度をビードの最とも低いところでは
最っとも速い指定速度としこれよりも高いところでは最
とも高いところとの高低差に応じて前記指定速度よりも
減速する速度制御を行うことを特徴とする。

【０００９】また第２の自動研削制御装置は、上記第１
の自動研削制御装置において、ビード形状計測手段によ
って計測したビードの高さに基づき、砥石の走行速度
を、ビードの最とも低い箇所では最とも速い指定速度と
し、これよりも高い箇所では最とも低い箇所との高低差
に応じて前記指定速度よりも減速するよう制御する速度
制御手段を備えたことを特徴とする。

【００１０】第３の自動研削制御方法は、上記第１又は
第２の自動研削制御方法において、ビード形状計測手段
によってビードの高さを計測し、この計測したビードの
高さの最低値と指定した仕上げ基準高さとを比較して、
前記最低値が前記仕上げ基準高さ以下となった時に粗研
削から仕上げ研削に切替えることを特徴とする。

【００１１】また第３の自動研削制御装置は、上記第１
又は第２の自動研削制御装置において、ビード形状計測
手段によって計測したビードの高さの最低値と指定の仕
上げ基準高さとを比較して、前記最低値が前記仕上げ基
準高さ以下となったときに粗研削から仕上げ研削に切替
える比較手段を備えたことを特徴とする。

【００１２】第４の自動研削制御方法は、上記第１、第
２又は第３の自動研削制御方法において、研削を開始す
る前に、ビード形状計測手段によってビードの幅と高さ
とを計測し、この計測したビードの幅及び高さと、ピッ
クフィード量及び切込み量とに基づいて、前記ビードの
左右方向切込み回数及び高さ方向切込み回数を自動的に
算出することを特徴とする。

【００１３】また第４の自動研削制御装置は、上記第
１、第２又は第３の自動研削制御装置において、研削を
開始する前に、ビード形状計測手段によって計測したビ
ードの幅及び高さと、ピックフィード量及び切込み量と
に基づいて、前記ビードの左右方向切込み回数及び高さ
方向切込み回数を自動的に算出する算出手段を備えたこ
とを特徴とする。

【００１４】従って上記第１の自動研削制御方法及びそ
の装置によれば、左右倣い制御と押し付け力制御とが行
なわれると共に、このときに記憶した各位置に基づいて
教示データを作成し、この教示データを基にプレイバッ
ク数値制御が行われるため、砥石はビードから外れるこ
となく走行し、また砥石の押し付け力は確実に所定の一
定値となる。

【００１５】また上記第２の自動研削制御方法及びその
装置によれば、ビードの高さに応じて砥石の走行速度を
変えることにより、次第にビードの高い箇所が低い箇所
に近づいて全体的にならされたビードの山になってい
く。

【００１６】また上記第３の自動研削制御方法及びその
装置によれば、計測したビードの高さの最低値と仕上げ
基準高さとの比較結果に基づいて、粗研削から仕上げ研
削への切替えが自動的に行われる。

【００１７】また上記第４の自動研削制御方法及びその
装置によれば、計測したビードの高さと幅から、左右方
向切込み回数と高さ方向切込み回数を算出して、砥石の
行路を自動的に決定する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００１９】図１は、本発明の実施例に係るビードの自
動研削制御方法を実現するための装置全体の構成を示し
た図である。同図に示すように、本装置は、砥石１を回
転させるグラインダ２を基本構成として、これに、ワー
クである母材４上のビード３を削り込んだり、砥石１の
押し付け力を制御するための上下軸８、ビード３をその
長手方向に研削していくための走行軸９、ビード３の長
手方向と直交する左右方向（以下単に左右方向という）
に移動させるための左右軸１０等の軸を有すると共に、
砥石１のビード３に対する押し付け力１１を検出するた
めのロードセル５と、ビード３の前記左右方向の断面形
状を計測するためのレーザスリット光源６やＴＶカメラ
７等のセンサ類とを有している。

【００２０】ここで押し付け力１１は、グラインダ２の
回転軸１３を介して、ロードセル５に押し付け反力１２
としてそのまま伝達される。

【００２１】図２は、本発明の実施例に係るビードの自
動研削制御方法を実現するための制御構成図である。同
図に示すように、計算機１５により、全体のグラインダ
作業を制御し、各軸の制御ついては、各軸アンプ（上下
軸アンプ１６、走行軸アンプ１８、左右軸アンプ２０）
に対して位置指令と速度制御を行う。このアンプの指令
を受け取って、各軸（上下軸８、走行軸９、左右軸１
０）が走行・制御され、このときの各軸の位置がそれぞ
れのエンコーダとそのカウンタ、インダクトシン、或る
いはマグネスケール等の位置検出器（上下軸位置検出器
１７、走行軸位置検出器１９、左右軸位置検出器２１）
を介して各軸アンプ１６，１８，２０に各々入力され
る。

【００２２】また、押し付け力１１は、ロードセル５か
ら計算機１５に入力される（押し付け力１１は、ロード
セルン５内に組み込まれた歪み計によりその力に応じた
電圧信号として検出され、この電圧信号がフィルタ回路
でノイズが除去された後Ａ／Ｄ変換されて計算機１５に
入力され、ここで荷重に変換されることになるが詳細は
省略する。なお、他の力センサを用いることもでき
る。）図中の１４はＴＶカメラ７によって撮られたスリ
ット光の画像を処理する画像処理装置であり、この画像
処理装置１４から計算機１５に画像処理結果が出力され
る。

【００２３】次に、制御の流れについて、図３及び図４
の制御の流れを示すフローチャートと、図５及び図６の
研削シーケンス図とに基づいて説明する。なお、図３中
の符号Ａ，Ｂは図４中の同符号Ａ，Ｂに各々続く。

【００２４】まず、前提条件として、グラインダ２をビ
ード３の長手方向のスタート部であって且つビード３の
左右方向のほぼ中心に持っていき（人がセッテイングす
る）初期設定しておくこと、ビード３の長手方向の研削
する指定長さＬを事前に計算機１５に指示しておくこ
と、研削のために必要な条件はデータベースに登録され
ていること等が必要である。

【００２５】次に、図３中の手順Ｓ１では、まず砥石１
の径の大きさ（磨耗度合い）の違いがるため、砥石１の
下端面位置を計測する。そのために、砥石１を上下軸８
によって下降させていきながら、このときのロードセル
５によって計測される押し付け力１１をモニタする。そ
して、この押し付け力１１が指定の荷重以上なったとこ
ろで上下軸８を停止させ、このときの位置を砥石１の下
端面Ｚ０であると定義する（下降速度を速めるとすぐに
は止まらずに行きすぎてしまうが、この行き過ぎ量を速
度との関係でデータベースに登録しておき、これによっ
て補正をすることも可能である）。この下端面Ｚ０を基
準にどれだけ上下軸８を下げたらどの程度の押し付け力
（研削量）が発生するかというデータベースを基に切り
込み量を決める（上下軸切り込み位置＝タッチ下端基準
位置Ｚ０−切り込み深さ、切り込み深さ＝ｆ（押し付け
力）、押し付け力＝ｆ（研削量））。

【００２６】続いて、この位置で手順Ｓ２のビード形状
計測を行う。ビード形状は、図６に示すように、レーザ
スリット光源６からビード３上に照射されたスリット光
２２をＴＶカメラ７で撮らえ、このＴＶカメラ７で撮ら
えたスリット光２２の画像を画像処理装置１４によって
画像処理することにより、スリット光２２を２値化して
線画化後、ビード３の盛り上がりの端部であるビード左
端ＢＬとビード右端ＢＲとを求め、ビード３の中心位置
ＢＣを求める。また、ビード３或るいは研削後のビード
３の高さＨを、ビード左右端より最とも出っ張った（最
とも高く盛り上った）ビード３の位置から求める。

【００２７】研削はジグザグに行うため、研削の帰路で
は、レーザスリット光源６やＴＶカメラ７等のセンサ類
が砥石１の進行方向後方に位置することになる（研削ヘ
ッドを回転させて常に砥石１の向きを同一方向に向ける
ことも可能であるが、一度持ち上げて砥削ヘッドを回転
させて再度押し付けながら研削するという動作が必要で
あるため能率が悪くなってしまう。従って、砥石ヘッド
はそのままの方向で、行ったり来たりすることにな
る。）。そこで帰路での計測では、砥削後のビード高さ
を計測・計算し、これを次の研削条件を自動決定するデ
ータとして用いることができる。

【００２８】手順Ｓ３では、計測したビード幅ＢＷ（＝
ビード右端ＢＲ−ビード左端ＢＬ）を基準にデータベー
スに持っている１回の切り込み幅（ピックフィード量）
ΔＹで横方向（左右方向）切り込み回数ＮＹ（＝ＢＷ／
ΔＹ（切り上げで整数化））を計算する。

【００２９】手順Ｓ４では、粗研削時と仕上げ研削時の
切り込み量をデータベースより求め、手順Ｓ５では、計
測したビード高さＨより、上記で求めた粗研削時と仕上
げ研削時の切り込み量を基準に深さ方向（ビードの高さ
方向）の切り込み回数ＮＺを計算する。

【００３０】手順Ｓ６では、砥石１を研削スタート位置
に移動する。即ち、上下方向の位置は、基準点Ｚ０より
一定量上の位置とし、左右方向の位置は、図６の如くビ
ード中心位置ＢＣを基準にピックフィード量ΔＹずつず
らしていった位置として計算して、この求まった上下位
置及び左右位置に上下軸８及び左右軸１０にて移動させ
る。

【００３１】手順Ｓ７ではグラインダ２の砥石１を回転
させ、手順Ｓ８では砥石１を上下軸８にて切り込み位置
まで下降させる。

【００３２】そして、手順Ｓ９で、「押し付け力制御」
＋「左右倣い制御」を行いつつ、走行軸９にて砥石１を
指定長さＬまで走行させながらビード３を研削する。

【００３３】「押し付け力制御」は、押し付け力Ｆｌを
常にモニタしておき、この押し付け力Ｆｌが指定の押し
付け力Ｆｃ±誤差量ΔＦの範囲内となるように上下軸８
を制御する。つまり、押し付け力Ｆｌが指定の押し付け
力Ｆｃ＋誤差量ΔＦ以上の時は、上下軸８を一定量ΔＺ
ａだけ上昇させる。逆に、押し付け力Ｆｌが指定の押し
付け力Ｆｃ−誤差量ΔＦ以下の時は、上下軸８を一定量
ΔＺａだけ下降させる。このようにして一定の押し付け
力Ｆｃになるように制御する。これにより砥石１に過度
な力を加えることなく安定して研削することが可能とな
る。また、この場合、高速に走行させながら研削してい
るため、中々一定の押し付け量にはならずにある程度上
下動することになる。そこで、次の研削のために指定の
押し付け力になったところの位置を記憶しておく（ｉ番
目に指定の押し付け力になった位置：走行位置Ｘ
（ｉ）、左右位置Ｙ（ｉ）、上下位置Ｚ（ｉ）の３種類
のテーブルに記憶しておく）。

【００３４】「左右倣い制御」は、一定間隔でビード形
状を計測してビード３の左端ＢＬ又はビード３の右端Ｂ
Ｒ（或るいは中心位置ＢＣでもよい）の左右方向の位置
が常に同じ位置に来るように制御する。つまり、ビード
３の左側を研削中はビード３の左端ＢＬを基準にして
（ビード３の幅が広い場合には、ビード３の片側しか見
えない場合がある。但し、中央部でビード３の一部しか
見えないということがないよう、中央部ではビード３の
全体が見えるようにＴＶカメラ７の焦点距離を設定して
おく必要がある。）、もし計測した新たな左端ＢＬ′が
基準となる左端ＢＬ−誤差ΔＢＬより左なら、左右軸１
０によって左に一定量ΔＹａだけ移動させ、計測した新
たな左端ＢＬ′が基準となる左端ＢＬ＋誤差ΔＢＬより
右なら左右軸１０によって右に一定量ΔＹａだけ移動さ
せる。

【００３５】また、このときの左右方向の倣い位置を記
憶しておく（ｊ番目に倣った位置：走行位置Ｘ（ｊ）、
左右位置Ｙ（ｊ）、ビード高さＨｂ（ｊ）の３種類のテ
ーブルに記憶しておく）。これは、いずれビード３の山
が研削されて低くなることによりビード形状が計測でき
ずに倣えなくなってしまうことに配慮し、１回目の倣い
位置を記憶しておき、これを基準に左右方向の制御は行
おうとするものであり、且つビード３の高さに応じて研
削の速度を制御して一定のビード高さにしようとするた
めに記憶するものである。但し、このときの走行位置Ｘ
（ｊ）は、レーザスリット光源６によって照射されるス
リット光２２の位置が研削位置とはずれているため、こ
のずれの距離Ｌｓ分だけ補正して記憶する必要がある
（Ｘ（ｊ）＝走行位置Ｘ±Ｌｓ、ここで、±は研削方向
によって決定されるものである）。

【００３６】また、この計測したビード３の最低の高さ
Ｈｂｍｉｎも仕上げに入るか否かの基準のために記憶し
ておく。

【００３７】そして手順Ｓ１０に示したように、指定長
さＬのところまで到達したら走行軸９による走行を停止
し、上下軸８にてグラインダ２を上昇させる。

【００３８】手順Ｓ１１では、次の動作のための教示デ
ータを生成する。これは、１回目に研削したときのデー
タを基に作成する。つまり、ｉ番目に指定の押し付け量
になった位置：走行位置Ｘ（ｉ）、左右位置Ｙ（ｉ）、
上下位置Ｚ（ｉ）を基準にする。

【００３９】走行軸９による帰りの動作は、テーブルの
最後から吐き出し、行きはテーブルの１番目から出力す
る。例えばｎ番目まで記憶していたとしたら、新たな走
行軸座標は、帰りは、ＸＮ（１）＝Ｘ（ｎ）、ＸＮ
（２）＝Ｘ（ｎ−１）、ＸＮ（３）＝Ｘ（ｎ−２）、Ｘ
Ｎ（４）＝Ｘ（ｎ−３）・・・、行きは、そのままＸＮ
（１）＝Ｘ（１）、ＸＮ（２）＝Ｘ（２）、ＸＮ（３）
＝Ｘ（３）・・・で出力する。

【００４０】また、このときの走行速度は、ビード３の
山の高さＨｂ（ｊ）に応じて計算する。つまり、最低の
ビード高さＨｂｍｉｎを基準として、このＨｂｍｉｎに
対する走行速度を一番速い速度Ｖｍａｘに設定すると共
に、このＨｂｍｉｎとの高低差Ｈｂ（ｊ）−Ｈｂｍｉｎ
に対する速度減速式（データベース）より、速度減速量
ΔＶ（ｊ）を計算し、ビード３の高さＨｂ（ｊ）（即ち
前記高低差）に応じた新たな走行速度Ｖｍａｘ−ΔＶ
（ｊ）を出力する。このことによりビード３の高い箇所
ではより遅く研削されるため多量に研削されることにな
り、次第にビード３の高い箇所が低い箇所に近づいて、
全体的にならされたビード３の山になっていく。このた
めビードの残った箇所と仕上がってしまった箇所とがま
だらになるようなことはない。

【００４１】左右軸１０による左右方向の移動に対して
は、ピックフィード量ΔＹだけ相対的にずらして出力す
る。つまり、順次左にピックフィードするなら、新たな
左右方向の座標は、帰りには、ＹＮ（１）＝Ｙ（ｎ）−
ΔＹ、ＹＮ（２）＝Ｙ（ｎ−１）−ΔＹ・・・となり、
行きは、ＹＮ（１）＝Ｙ（１）−ΔＹ、ＹＮ（２）＝Ｙ
（２）−ΔＹ・・・となる。

【００４２】上下軸８による上下方向の移動に対して
は、１回目の研削において指定の押し付け圧力になった
ところの高さを基準とし、走行軸９の方向性だけを考慮
してそのまま出力すればよい。但し、１平面分が終了し
たときには、１回の切り込み量分だけ（粗研削時なら粗
の研削深さまで、仕上げ研削時なら仕上げの研削深さま
で）一定量押し下げた位置にシフトして出力する。な
お、この例では１回目の研削において指定の押し付け力
になった位置のデータを基準に行ったが、もしビード３
が平坦でなく山なりになっていた場合には、端から中央
部に行くに従って山が高くなり同一の押し付け高さで研
削して行くと、中央部では押し付け力が通常よりも高く
なってしまうことになる。そこで機械的にパワーがない
場合（押し付け力に余裕がない設定）には、１平面分す
べてについて指定の押し付け力になる位置を記憶して、
１パスごとではなく、平面ごとに出力するようにしても
よい。

【００４３】この教示データを基に次の工程からは、数
値制御を行う。もし、指定回数分研削したら、手順Ｓ１
８へ、そうでなければ、１パスごとに数値制御による研
削を行う（Ｓ２４）。手順Ｓ１２では左右方向に左右軸
１０を動かしてピックフィード移動させ、手順Ｓ１３で
はグラインダ２の砥石１を上下軸８にて下降させる。そ
して、手順Ｓ１４にて左右・上下・走行の教示データに
基づき数値制御を行う。

【００４４】これにより、１回目のデータを基にしてい
るため高速に研削を行っても押し付け力が弱くなった
り、強くなったりせず、上下動の少ない一定の押し付け
力にて研削することができ、且つ、１回目のビード３に
倣ったデータを基にしているため砥石がビード３から外
れることがなくビード３の左右方向の研削位置がずれず
にビード３を正常に研削することができる。

【００４５】手順Ｓ１５では指定長さ分Ｌのところで走
行停止となる。さらに順次、ピックフィードして研削を
繰り返し（手順Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ２５）、１平面分の
研削を行う。

【００４６】１平面分の研削が終われば手順Ｓ１８にて
砥石１を上昇させる。

【００４７】１平面分の研削が終わったところで、記憶
されたビード３の最低の高さＨｂｍｉｎがデータベース
に記憶された仕上げ基準高さＨｂｆｉｎ以下なら仕上げ
モードに、そうでなければ粗モードを継続する（Ｓ２
６）。

【００４８】粗モードでは、手順Ｓ１９のように粗の指
定切り込み量だけ上下軸を下にシフトした１平面分の教
示データを作成する。この教示データを基に手順Ｓ２
０，Ｓ２１で１平面内の研削を同様にプレイバック数値
制御にて行う。これらの粗研削の手順を図４に示した。

【００４９】なお、このような研削を繰り返し行って何
平面分かの研削をする毎に、新たに手順Ｓ９の押し付け
力制御を行って（左右倣い制御は行わず教示データを基
にする）、上下方向の補正を行えば、更に正確な制御が
可能になる。

【００５０】最低ビード高さＨｂｍｉｎが仕上げ基準高
さＨｂｆｉｎ以下になったら仕上げモードに移行する
（Ｓ２６）。教示データとしては、１平面分のデータを
作成する。仕上げモードでは、残されたビード３の高さ
から何回削れば母材４の面まで仕上げられるかというデ
ータがデータベースに記憶されているので、この回数分
繰り返したら、制御を停止する。仕上げ研削時には、押
し付け力制御により一定の押し付け力になるよう制御す
る。勿論ここでも、粗研削時と同様に、押し付け力制御
を行った後、このときのデータを基に教示データを作成
してプレイバック数値制御を行ってもよい。これらの仕
上げ研削の手順Ｓ２２を図５に示した。

【００５１】また、砥石１は、次第に磨耗していくこと
が考えられるが、手順Ｓ１の砥石下面検出を、各パス毎
もしくは各層毎に砥石１を上昇後行って、下端面基準位
置Ｚ０を順次変更していけば、砥石１の磨耗はキャンセ
ルできる。

【００５２】このように、粗モードでは、一定のビード
の高さ（計測可能なビードの高さ。例えば０．１〜０．
５ｍｍ。）になるように制御し、仕上げ代を残して粗研
削を終了し、仕上げモードでは、残された仕上げ代分を
押し付け圧力制御を行いながら研削を繰り返し行うこと
で母材４の表面まで面一に仕上げることが可能になる。

【００５３】

【発明の効果】以上発明の実施の形態と共に具体的に説
明したように本発明によれば、溶接によって生起したビ
ードを自動的に研削してワーク表面まで面一に高精度に
仕上げることが可能になり、従来熟練作業者のノウハウ
に頼ってきたビードの研削作業の自動化が実現でき、大
幅な工数低減ができる。また、自動研削であるため、常
に一定な研削面が得られ、仕上げ精度を上げて品質を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るビードの自動研削制御方
法を実現するための装置全体を示す構成図である。

【図２】本発明の実施例に係るビードの自動研削制御方
法を実現するための制御構成図である。

【図３】本発明の実施例に係るビードの自動研削制御方
法における制御の流れを示すフローチャートである。

【図４】本発明の実施例に係るビードの自動研削制御方
法における制御の流れを示すフローチャートである。

【図５】粗研削時の研削シーケンスを示す説明図であ
る。

【図６】仕上げ研削時の研削シーケンスを示す説明図で
ある。

【図７】ビード形状の計測方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 砥石 ２ グラインダ ３ ビード ４ 母材 ５ ロードセル ６ レーザスリット光源 ７ ＴＶカメラ ８ 上下軸 ９ 走行軸 １０ 左右軸 １１ 押し付け力 １２ 押し付け反力 １３ 回転軸 １４ 画像処理装置 １５ 計算機 １６ 上下軸アンプ １７ 上下軸位置検出器 １８ 走行軸アンプ １９ 走行軸位置検出器 ２０ 左右軸アンプ ２１ 左右軸位置検出器 ２２ スリット光 ＢＣ ビード中心位置 ＢＬ ビード左端 ＢＲ ビード右端 ΔＹ ピックフィード量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 孝哉 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶接によって生起したビードの盛り上が
   りを砥石によってワーク表面まで自動的に研削して面一
   に仕上げるビードの自動研削制御方法であって、 前記砥石と共に移動する力計測手段によって前記ビード
   に対する前記砥石の押し付け力を計測しこの計測値に基
   づいて前記押し付け力が一定の指定値となるように前記
   砥石を前記ビードの高さ方向に移動する押し付け力制御
   と、前記砥石と共に移動するビード形状計測手段によっ
   て前記ビードの長手方向と直交する左右方向の特定位置
   を計測しこの計測した左右方向の特定位置と前記砥石の
   前記左右方向の位置とが常に一定の相対位置となるよう
   制御する左右倣い制御とを行いつつ、前記砥石を前記ビ
   ードの長手方向に走行させて前記ビードの１層目の前記
   左右方向右端又は左端を研削すると共に、このとき、前
   記押し付け力制御によって前記押し付け力が前記指定値
   となったところの前記高さ方向の位置を走行位置と共に
   順次記憶し、且つ、前記左右倣い制御によって倣った前
   記左右方向の位置を走行位置と共に順次記憶する第１の
   工程と、 この第１工程によって記憶した前記走行位置と高さ方向
   位置と左右方向位置とに基づき、前記左右方向のピッチ
   量であるピックフィード量を考慮して、教示データを作
   成し、この教示データを基に前記砥石を送行させること
   によって、前記砥石を前記ピックフィード量づつ前記左
   右方向に順次移動させる毎に前記ビードの長手方向に往
   復走行させて１層目の１平面分の研削をする第２の工程
   と、 前記第１の工程によって記憶した前記走行位置と高さ方
   向位置と左右方向位置とに基づき、前記ピックフィード
   量と切り込み量とを考慮して、前記ワーク表面までの各
   層の１平面分の教示データを作成し、この教示データを
   基に前記砥石を送行させることによって、前記砥石を前
   記ピックフィード量づつ前記左右方向に順次移動させる
   毎に前記ビードの長さ方向に往復走行させて各層の１平
   面分の研削を順次行う第３の工程とを有することを特徴
   とするビードの自動研削制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載するビードの自動研削制
   御方法において、 ビード形状計測手段によってビードの高さを計測し、こ
   の計測したビードの高さに基づき、砥石の走行速度を、
   ビードの最とも低い箇所では最とも速い指定速度とし、
   これよりも高い箇所では最とも低い箇所との高低差に応
   じて前記指定速度よりも減速するよう速度制御を行うこ
   とを特徴とするビードの自動研削制御方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載するビードの自動
   研削制御方法において、 ビード形状計測手段によってビードの高さを計測し、こ
   の計測したビードの高さの最低値と指定の仕上げ基準高
   さとを比較して、前記最低値が前記仕上げ基準高さ以下
   となったときに粗研削から仕上げ研削に切替えることを
   特徴とするビードの自動研削制御方法。
4. 【請求項４】 請求項１，２又は３に記載するビードの
   自動研削制御方法において、 研削を開始する前に、ビード形状計測手段によってビー
   ドの幅と高さとを計測し、この計測したビードの幅及び
   高さと、ピックフィード量及び切込み量とに基づいて、
   前記ビードの左右方向切込み回数及び高さ方向切込み回
   数を自動的に算出することを特徴とするビードの自動研
   削制御方法。
5. 【請求項５】 溶接によって生起したビードの盛り上が
   りを砥石によってワーク表面まで自動的に研削して面一
   に仕上げるビードの自動研削制御装置であって、 前記砥石と共に移動して前記ビードに対する前記砥石の
   押し付け力を計測する力計測手段と、 この力計測手段の計測値に基づいて前記押し付け力が一
   定の指定値となるように前記砥石を前記ビードの高さ方
   向に移動する押し付け力制御手段と、 前記砥石と共に移動して前記ビードの長手方向と直交す
   る左右方向の特定位置を計測するビード形状計測手段
   と、 このビード形状計測手段によって計測した前記左右方向
   の特定位置と前記砥石の前記左右方向の位置とが常に一
   定の相対位置となるよう制御する左右倣い制御手段と、 前記砥石を前記ビードの長手方向に走行させる走行手段
   と、 前記押し付け力制御手段による制御と前記左右倣い制御
   手段による制御とを行いつつ、前記送行手段によって前
   記砥石を前記ビードの長手方向に走行させて前記ビード
   の１層目の前記左右方向右端又は左端を研削したとき
   に、前記押し付け力制御によって前記押し付け力が前記
   指定値となったところの前記高さ方向の位置を走行位置
   と共に順次記憶し、且つ、前記左右倣い制御によって倣
   った前記左右方向の位置を走行位置と共に順次記憶する
   記憶手段と、 この記憶手段によって記憶した前記走行位置と高さ方向
   位置と左右方向位置とに基づき、前記左右方向のピッチ
   量であるピックフィード量を考慮して、教示データを作
   成し、この教示データを基に前記砥石を送行させること
   によって、前記砥石を前記ピックフィード量づつ前記左
   右方向に順次移動させる毎に前記ビードの長手方向に往
   復走行させて１層目の１平面分の研削し、更に前記記憶
   手段によって記憶した前記走行位置と高さ方向位置と左
   右方向位置とに基づき、前記ピックフィード量と切り込
   み量とを考慮して、前記ワーク表面までの各層の１平面
   分の教示データを作成し、この教示データを基に前記砥
   石を送行させることによって、前記砥石を前記ピックフ
   ィード量づつ前記左右方向に順次移動させる毎に前記ビ
   ードの長さ方向に往復走行させて各層の１平面分の研削
   を順次行う数値制御手段とを備えたことを特徴とするビ
   ードの自動研削制御装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載するビードの自動研削制
   御装置において、 ビード形状計測手段によって計測したビードの高さに基
   づき、砥石の走行速度を、ビードの最とも低い箇所では
   最とも速い指定速度とし、これよりも高い箇所では最と
   も低い箇所との高低差に応じて前記指定速度よりも減速
   するよう制御する速度制御手段を備えたことを特徴とす
   るビードの自動研削制御装置。
7. 【請求項７】 請求項５又は６に記載するビードの自動
   研削制御装置において、 ビード形状計測手段によって計測したビードの高さの最
   低値と指定の仕上げ基準高さとを比較して、前記最低値
   が前記仕上げ基準高さ以下となったときに粗研削から仕
   上げ研削に切替える比較手段を備えたことを特徴とする
   ビードの自動研削制御装置。
8. 【請求項８】 請求項５，６又は７に記載するビードの
   自動研削制御装置において、 研削を開始する前に、ビード形状計測手段によって計測
   したビードの幅及び高さと、ピックフィード量及び切込
   み量とに基づいて、前記ビードの左右方向切込み回数及
   び高さ方向切込み回数を自動的に算出する算出手段を備
   えたことを特徴とするビードの自動研削制御装置。