JPH10249697A

JPH10249697A - 研磨方法及び研磨装置

Info

Publication number: JPH10249697A
Application number: JP7440297A
Authority: JP
Inventors: Kichiji Ito; 吉治伊藤; Atsushi Machida; 淳町田
Original assignee: Nissan Shatai Co Ltd
Current assignee: Nissan Shatai Co Ltd
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 1998-09-22
Anticipated expiration: 2017-03-11
Also published as: JP3678868B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ロボットを用いたティーチングを行うことな
く、作業者による作業工程を軽減化することができる研
磨方法及び研磨装置を提供する。【解決手段】ＣＡＤ装置にて設定された金型の移動経
路示す三次元データと、研磨ヘッドの砥石の圧力及び感
度を示すＭコードと、研磨ヘッドの傾斜角を示す姿勢デ
ータをフロッピーディスク８より入力する（ＳＢ１）。
研磨ヘッドを、三次元データが示す位置へ移動するとと
もに（ＳＢ２）、姿勢データが示す傾斜角に維持する
（ＳＢ３）。シーケンサにＭコードを出力して（ＳＢ
４）、砥石が上下動する際の感度を、Ｍコードが示す感
度コードの感度に設定するとともに、砥石に加わる圧力
を、Ｍコードが示す圧力コードに設定して、金型をＣＡ
Ｄデータに基づく形状に研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、切削加工
された金型の表面を研磨する研磨方法及び研磨装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、切削加工された金型の表面を研磨
する装置としては、図１４に示すような自動金型研磨装
置２０１が知られている（特開平７−１００７５４号公
報参照）。

【０００３】この自動金型研磨装置２０１は、金型２０
２を研磨する砥石２０３が回転自在に設けられたツール
ヘッド２０４と、該ツールヘッド２０４が取り付けられ
た垂直多関節型のロボット２０５と、該ロボット２０５
の動作を制御する動作制御装置２０６と、該動作制御装
置２０６に接続された入力装置２０７とにより構成され
ており、該入力装置２０７より入力された研磨範囲や研
磨範囲の形状等に基づき、前記ロボット２０５を作動し
て、前記金型２０２を研磨するように構成されている。

【０００４】前記砥石２０３は、図示しない加圧シリン
ダーにより一定の圧力で前記金型２０２へ向けて付勢さ
れるとともに、前記ツールヘッド２０４に揺動自在に保
持されており、前記砥石２０３が研磨面に沿って移動す
るように構成されている。これにより、前記研磨面が湾
曲している場合であっても、湾曲面に沿った均一の深さ
に研磨できるように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記入
力装置２０７に入力される前記研磨範囲の形状は、実際
の形状、つまり前記金型２０２における研磨範囲の形状
からなり、前記ロボット２０５を操作して、前記金型２
０２の研磨面における複数の基準点へ移動するととも
に、その移動距離を計測して記憶させるティーチングに
より入力していた。このため、このティーチング行程に
おいては、手間がかかるとともに、前記ロボット２０５
を停止させなければならず、非効率的であった。

【０００６】また、前記自動金型研磨装置２０１は、前
記金型２０２の研磨面に沿って均一の深さで研磨するよ
うに構成されているため、例えば、研磨前における金型
２０２の表面に、不用意な突出部分が形成されている場
合、この突出部分においても均一の深さで研磨を行って
しまう。この場合、前記自動金型研磨装置２０１による
研磨後において、熟練者による手作業により、前記突出
部分を、一般部に合わせてさらに研磨しなければならな
い。

【０００７】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、ロボットを用いたティーチングを
行うことなく、作業者による作業工程を軽減化すること
ができる研磨方法及び研磨装置を提供することを目的と
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の研磨方法にあっては、産業用ロボットに設け
られた研磨部材を、回転しながら移動して、ワークを研
磨する研磨方法において、前記ワークのＣＡＤデータを
用いて前記研磨部材の移動経路を設定し、前記ＣＡＤデ
ータより、前記移動経路を示す三次元データ、及び前記
移動経路における法線に沿った姿勢データを演算し、前
記三次元データ及び前記姿勢データに基づき、前記研磨
部材の位置及び該位置における姿勢を、前記産業用ロボ
ットにより制御する。

【０００９】すなわち、ワークを研磨する研磨部材の移
動経路は、前記ワークの型図面データ及び形状データか
らなるＣＡＤデータに設定されるとともに、このＣＡＤ
データに基づき、前記移動経路を示す三次元データ、及
び前記移動経路における法線に沿った姿勢データが演算
される。そして、前記移動経路において、前記研磨部材
の位置及び該位置における姿勢は、前記ワークのＣＡＤ
データに基づき演算された前記三次元データ及び前記姿
勢データに基づき制御される。

【００１０】また、本発明の研磨装置にあっては、産業
用ロボットに設けられた研磨部材を、回転しながら移動
して、ワークを研磨する研磨装置において、前記産業ロ
ボットの前記研磨部材の位置及び該位置における姿勢
を、前記ワークのＣＡＤデータを用いて設定された前記
研磨部材の移動経路を示す三次元データ、及び前記移動
経路における法線に沿った姿勢データに基づき制御する
制御手段を備えている。

【００１１】すなわち、産業用ロボットは、ワークを研
磨する研磨部材の位置及び該位置における姿勢が、前記
ワークのＣＡＤデータを用いて設定された前記研磨部材
の移動経路を示す三次元データ、及び前記移動経路にお
ける法線に沿った姿勢データに基づき、制御手段により
制御される。

【００１２】さらに、前記産業用ロボットは、前記研磨
部材を前記ワークへ向けて付勢する付勢手段を有し、前
記制御装置は、前記移動経路における曲率の変化に応じ
て前記付勢手段による付勢力を可変制御する。

【００１３】すなわち、前記研磨部材は、付勢手段によ
り前記ワークへ向けて付勢されるとともに、前記移動経
路における曲率の変化に応じて、その付勢力が可変制御
される。例えば、膨出した曲面の湾曲が大きな部分を研
磨する際に、前記研磨部材と前記ワークとの接触面積減
少により、単位当たりの付勢力が増加される場合には、
前記付勢手段による付勢力が弱められる。

【００１４】また、前記産業用ロボットは、前記研磨部
材を前記ワークへ向けて付勢する付勢手段を有し、前記
制御装置は、前記ＣＡＤデータに基づき設定された座標
データが示す部位にて、前記付勢手段による付勢力を可
変制御する。

【００１５】すなわち、前記研磨部材は、付勢手段によ
り前記ワークへ向けて付勢されるとともに、前記ＣＡＤ
データに基づき設定された座標データが示す部位にて、
その付勢力が可変制御される。このため、研磨前におけ
る前記ワークの表面に、不用意な突出部分が形成されて
いる場合、この突出部分の位置を示す座標データを前記
ワークのＣＡＤデータに基づき設定されるとともに、こ
の座標データが示す部位にて、前記付勢手段による付勢
力が高められる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかる研磨
装置１を示すブロック図であり、切削加工を終えたワー
クとしての金型２の表面を研磨する装置が示されてい
る。この研磨装置１は、取り付け台３に位置決めされた
金型２を研磨する研磨ヘッド４と、該研磨ヘッド４が取
り付けられた産業用ロボットとしての多軸ロボット５
と、該多軸ロボット５を制御する制御手段としてのロボ
ット制御装置６とにより構成されており、該ロボット制
御装置６には、ＣＡＤ装置７にて作成されたデータをフ
ロッピーディスク８を介して入力する入力装置９が接続
されている。

【００１７】前記研磨ヘッド４は、図２に示すように、
前記多軸ロボット５に固定されるシリンダー１１と、該
シリンダー１１内にスライドベアリング１２，１２を介
して上下動可能に保持されたピストン１３と、該ピスト
ン１３に軸受け１４，１４を介して回転自在に内嵌され
た砥石駆動軸１５とからなり、該砥石駆動軸１５の下端
には研磨部材としての砥石１６が固定されている。前記
砥石駆動軸１５の上端には、消音器１７を備えたエアモ
ータ１８が接続されており、該エアモータ１８が回転制
御された際に、下端に設けられた砥石１６が回転するよ
うに構成されている。この砥石駆動軸１５を回転自在に
保持する前記ピストン１３は、第１及び第２の上部ダイ
アフラム１９，２０と、第１及び第２の下部ダイアフラ
ム２１，２２とを介して、前記シリンダー１１に支持さ
れており、前記両上部ダイアフラム１９，２０の間に
は、前記ピストン１３に形成された上部凹部２３と共に
作動油を貯留する上部室２４が形成されている。また、
前記両下部ダイアフラム２１，２２の間には、前記ピス
トン１３に形成された下部凹部２５と共に作動油を貯留
する下部室２６が形成されており、前記上部凹部２３と
下部凹部２５との間には、ピストン１３の一般部２７，
２７より大径の大径部２８が形成されている。これによ
り、前記ピストン１３は、前記上部室２４の油圧によっ
て下方へ付勢される一方、前記下部室２６の油圧によっ
て上方へ付勢されるように構成されている。そして、こ
の研磨ヘッド４は、その上端に傾斜角検知センサー２９
が設けられている。

【００１８】前記多軸ロボット５は、図１に示したよう
に、ロボット本体３１と、該ロボット本体３１より延出
するとともに、前記研磨ヘッド４が取り付けられたアー
ム３２とにより構成されており、該アーム３２は、複数
のリンク３３，・・・がそれぞれ関節部３４，・・・に
て連結されて形成されている。これにより、前記アーム
３２は、各関節部３４，・・・における屈折及び旋回動
作の組み合わせにより、先端に取り付けられた前記研磨
ヘッド４を、任意の位置へ移動するとともに、任意の角
度に維持できるように構成されている。

【００１９】前記ロボット制御装置６は、前記多軸ロボ
ット５のアーム３２における各関節部３４，・・・の動
作制御、及び前記研磨ヘッド４における総ての制御を、
前記入力装置９に入力されたデータに基づき行えるよう
に構成されている。すなわち、前記ロボット制御装置６
には、前記研磨ヘッド４の制御を司るとともに入力装置
４１を備えたシーケンサー４２と、該シーケンサー４２
からの出力信号に応じた制御電圧をコントロールする制
御電圧コントローラ４３と、該制御電圧コントローラ４
３からの圧力制御信号、感度制御信号、及び流量制御信
号をそれぞれ増幅する第１〜第３のパワーアンプ４４〜
４６が順に接続されている。前記圧力制御信号を増幅す
る第１のパワーアンプ４４には、前記研磨ヘッド４にお
ける砥石１６の付勢力を制御する圧力制御回路４７が接
続されており、前記感度制御信号を増幅する第２のパワ
ーアンプ４５には、前記砥石１６が金型２から受ける反
力を吸収する際の感度を制御する感度制御回路４８が接
続されている。また、前記流量制御信号を増幅する第３
のパワーアンプ４６には、前記砥石１６を回転するエア
モータ１８の回転を制御を行う回転制御回路４９が接続
されている。

【００２０】図３は、前記研磨ヘッド４の制御を行う制
御回路のブロック図であり、前記圧力制御回路４７、前
記感度制御回路４８及び、前記回転制御回路４９がエア
回路５１に接続された状態が示されている。前記回転制
御回路４９は、前記エア回路５１のエアーの圧力を、圧
力調整弁５２により調整するとともに、電子式比例空圧
流量調整弁５３により制御した後、前記エアモータ１８
へ伝達するように構成されており、図１に示した第３の
パワーアンプ４６からの信号に応じて前記電子式比例空
圧流量調整弁５３が作動し、前記エアモータ１８の回転
数が制御されるように構成されている。

【００２１】前記圧力制御回路４７は、前記エア回路５
１のエアーの圧力を、電磁弁６１により調整するととも
に、電子式比例空圧調整弁６２により制御した後、空圧
油圧変換器６３により、前記作動油の油圧に変換するよ
うに構成されており、図１に示した第１のパワーアンプ
４４からの信号に応じて前記電子式比例空圧調整弁６２
が作動し、前記作動油の油圧を所定の圧力設定できるよ
うに構成されている。前記空圧油圧変換器６３内には、
前記電子式比例空圧調整弁６２からエアの供給を受ける
空気室６４と、ダイアフラム６５により区画されるとと
もに、前記作動油が貯留された油室６６とが形成されて
おり、該油室６６には、前記感度制御回路４８が接続さ
れている。

【００２２】該感度制御回路４８は、前記空圧油圧変換
器６３からの前記作動油を、図２に示した前記研磨ヘッ
ド４の上部室２４へ送る逆止弁７１と、図１に示した第
２のパワーアンプ４５からの信号に応じて作動する電子
式比例油圧流量調整弁７２とが並列に設けられており、
前記圧力制御回路４７にて制御された油圧によって前記
研磨ヘッド４の砥石１６を金型２へ向けて付勢する一
方、前記砥石１６が金型２に不用意に形成された突出部
分に当接し、金型２より反力を受けた際には、前記電子
式比例油圧流量調整弁７２の制御状態に応じた流通量を
もって、前記反力を前記空圧油圧変換器６３側へ逃がす
ことにより、前記砥石１６が上下動できるように構成さ
れている。これにより、前記電子式比例油圧流量調整弁
７２を制御することによって、前記金型２の凹凸に対し
て前記砥石１６が上下動する際の感度を設定できるよう
に構成されている。

【００２３】また、前記エア回路５１には、バランサ回
路８１が設けられている。該バランサ回路８１は、前記
エア回路５１のエアーの圧力を、電磁弁８２により調整
するとともに、電子式比例空圧調整弁８３により制御し
た後、前述したものと同様の構成からなる空圧油圧変換
器８４により、前記作動油の油圧に変換するように構成
されており、空圧油圧変換器８４からの作動油は、図２
に示した研磨ヘッド４の下部室２６に供給されている。
これにより、前記研磨ヘッド４の砥石１６は、前記作動
油の油圧によって上方へ向けて付勢されており、前記電
子式比例空圧調整弁８３を制御することで、前記砥石１
６に加わる加重、具体的には、砥石１６、砥石駆動軸１
５、ピストン１３、及びエアモータ１８の自重を打ち消
すことができるように構成されている。そして、前記電
子式比例空圧調整弁８３には、コントローラアンプ８５
を介して、前記研磨ヘッド４に設けられた傾斜角検知セ
ンサー２９が接続されており、該傾斜角検知センサー２
９が前記研磨ヘッド４の傾斜角を検出するとともに、該
傾斜角に応じて前記電子式比例空圧調整弁８３を制御す
ることにより、前記砥石１６に加わる加重を、前記研磨
ヘッド４の傾斜角に依存することなく、常にゼロに保て
るように構成されている。

【００２４】一方、前記シーケンサー４２には、図４に
示すように、前記ロボット制御装置６より送られてくる
Ｍコードに対応した感度圧力パターンのデータテーブル
９１が、シーケンスプログラムと共に記憶されており、
前記感度圧力パターンは、感度コード９２と圧力コード
９３との組み合わせにより構成されている。前記シーケ
ンスプログラムは、前記データテーブル９１に示された
感度コード９２に基づき、前記感度制御回路４８におけ
る電子式比例油圧流量調整弁７２を制御するように構成
されているとともに、前記データテーブル９１に示され
た圧力コード９３に基づき、前記圧力制御回路４７にお
ける電子式比例空圧調整弁６２を制御するように構成さ
れている。そして、図５は、前記圧力コード９３と砥石
１６に加えられる圧力との関係を示す図であり、ＰＢ〜
Ｐ３へ向かうに従って、圧力が高まるように設定されて
いる。また、図６は、前記感度コード９２と、前記金型
２の凹凸に対して前記砥石１６が上下動する際の感度と
の関係を示す図であり、Ｇ４〜Ｇ０へ向かうに従って、
感度が高くなるように、つまり、前記砥石１６が上下動
し易くなるように設定されている。

【００２５】前記ＣＡＤ装置７は、図１に示したよう
に、前記金型２の型図面データ１０１や形状データ１０
２からなるＣＡＤデータ１０３の作成及び加工を行う装
置であり、キーボード１０４やマウス１０５等の入力手
段からの入力によって、研磨を行う前記砥石１６の移動
経路の指定と、前記金型２における特定箇所の位置指定
と、位置指定した特定箇所におけるパターンコードの設
定とを行えるように構成されている。また、前記ＣＡＤ
装置７は、指定された移動経路を三次元データに変換す
る変換機能と、前記移動経路における法線に沿った姿勢
データを前記三次元データより演算する演算機能と、前
記三次元データの変化に基づき前述したＭコードを自動
指定する自動指定機能と、入力された前記特定箇所から
座標データを検索する検索機能と、該検索機能により検
索された前記座標データに、入力された前記パターンコ
ードに基づく感度及び圧力を、前記Ｍコードに反映させ
る反映機能とを有している。

【００２６】以上の構成にかかる本実施の形態の具体的
な動作を、図７〜図９に示すフローチャートに従って説
明する。

【００２７】図７は、前記ＣＡＤ装置７の動作を示すフ
ローチャートであり、ＣＡＤ装置７は、先ずステップＳ
Ａ１にて、前記金型２の型図面データ１０１及び形状デ
ータ１０２からなるＣＡＤデータ１０３を入力する。そ
して、図１に示したように、ＣＡＤ装置７に接続された
キーボード１０４やマウス１０５等の入力手段より、研
磨経路、つまり前記研磨ヘッド４の移動経路を入力して
（ＳＡ２）、該移動経路における三次元データを前記Ｃ
ＡＤデータより演算するとともに（ＳＡ３）、この三次
元データのトレランス値からポイント群を設定し、ポイ
ント数から曲率を演算する（ＳＡ４）。すなわち、図１
０に示すように、このポイントＴは、前記三次元データ
３Ｄが所定量のトレランスｔ変位する毎に設定されるポ
イントであり、前記研磨経路における曲率が大きく湾曲
が大きい場合には、単位長Ｌ当たりのポイントＴ数が増
加する一方、曲率が小さい場合には、単位長Ｌ当たりの
ポイントＴ数が減少する。

【００２８】そして、ステップＳＡ５にて、前記単位長
Ｌ当たりのポイントＴ数に基づき、前記三次元データに
対応した圧力コード９３を設定する。具体的には、単位
長Ｌ当たりのポイントＴ数が少なく、湾曲面の曲率が小
さい場合には、高い圧力の圧力コード９３を設定する一
方、単位長Ｌ当たりのポイントＴ数が多く、湾曲面の曲
率が大きい場合には、低い圧力の圧力コード９３を設定
した後、前記研磨経路における接線の垂線を前記三次元
データに基づき演算して、これを法線とするとともに
（ＳＡ６）、該法線の傾斜角及び傾斜方向を、前記三次
元データに対応した姿勢データとする（ＳＡ７）。

【００２９】このように、金型２を研磨する研磨ヘッド
４の移動経路を、前記金型２の型図面データ１０１及び
形状データ１０２からなるＣＡＤデータ１０３を用いて
ＣＡＤ装置７にて設定するので、多軸ロボット５を操作
して、金型２の研磨面に設定された複数の基準点を記憶
させるティーチング行程が不要となる。これにより、多
軸ロボット５を停止させることなく、研磨作業を行うこ
とができるので、作業効率を高めることができる。ま
た、前記移動経路を示す三次元データ、及び前記移動経
路における法線に沿った姿勢データは、ＣＡＤデータ１
０３に基づき演算されるので、前記移動経路が金型２の
湾曲部分に設定された場合であっても、前記三次元デー
タより、該三次元データが示す位置に対応する法線に沿
った前記姿勢データを容易に求めることができる。

【００３０】次に、図８に示すように、ＣＡＤ装置７に
接続されたキーボード１０４やマウス１０５等の入力手
段より、修正箇所の入力があるか否かを判断し（ＳＡ
８）、修正個所がある場合には、その修正位置の入力を
行うとともに（ＳＡ９）、修正位置の修正座標データを
前記ＣＡＤデータ１０３に基づき求めた後（ＳＡ１
０）、修正位置のパターンコードの入力（ＳＡ１１）、
及び該パターンコードが示す感度コード９２及び圧力コ
ード９３を、前記単位長Ｌ当たりのトレランスＴ数を参
照して決定する（ＳＡ１２）。すなわち、切削加工を終
えた前記金型２の表面には、図１１に示すように、切削
加工時に生じた不用意な突出部分１１１が形成されてい
る場合があり、この突出部分１１１は、研磨行程にて研
磨して取り除く必要がある。このため、前記金型２に光
明丹１１２を塗布して前記突出部分１１１の有無を予め
判断するとともに、前記金型２に突出部分１１１が発見
された際には、この突出部分１１１の修正位置をＣＡＤ
装置７に入力しておく。またこのとき、前記突出部分１
１１の高さや範囲等を参照して、予め定められたパター
ンコード表より、適合するパターンコードを選択して入
力する。このパターンコードは、前記修正位置にて、金
型２を研磨する砥石１６の上下動を抑制する際の感度の
パターン、及び前記砥石１６の付勢力の増加パターンを
設定するコードであり、前記突出部分１１１の高さや範
囲当に基づく矯正量により決定される。

【００３１】そして、ステップＳＡ１３にて、前記三次
元データと対応関係にある前記圧力コード９３に、前記
三次元データと対応関係にある前記感度コード９２を付
加して、前記三次元データに対応するＭコードを形成す
るとともに、前記三次元データ、該三次元データと対応
関係にあるＭコード、前記三次元データと対応関係にあ
る姿勢データを含む前記ＣＡＤデータを、フロッピーデ
ィスク８へ記録する（ＳＡ１４）。

【００３２】一方、図９は、前記ロボット制御装置６の
動作を示すフローチャートであり、該ロボット制御装置
６は、先ずステップＳＢ１にて、前記フロッピーディス
ク８より、前記三次元データ、前記Ｍコード、前記姿勢
データを含む前記ＣＡＤデータ１０３を読み込む。そし
て、多軸ロボット５のアーム３２を制御して、該アーム
３２の先端に設けられた研磨ヘッド４の中心軸を、読み
込まれた前記三次元データが示す位置へ移動するととも
に（ＳＢ２）、研磨ヘッド４を前記三次元データに対応
する姿勢データが示す傾斜角及び傾斜方向に維持する
（ＳＢ３）。このように、前記研磨ヘッド４を、前記移
動経路に対して常に垂直に維持することができるととも
に、前記三次元データが示す位置に維持することができ
るので、砥石が揺動自在に設けられ、金型の表面をその
表面形状に沿った均一の深さで研磨してしまう従来と比
較して、切削後における金型２の表面に不用意な突出部
分１１１が形成されている場合であっても、この突出部
分１１１をＣＡＤデータ１０３に基づく形状に研磨する
ことができる。

【００３３】そして、前記シーケンサ４２に前記三次元
データに対応するＭコードを出力して（ＳＢ４）、前記
砥石１６が上下動する際の感度を、前記Ｍコードが示す
感度コード９２の感度に設定するとともに、前記研磨ヘ
ッド４の砥石１６に加わる圧力を、前記Ｍコードが示す
圧力コード９３に設定しつつ、前記三次元データが示す
前記研磨経路における研磨が完了するまで、前記各ステ
ップＳＢ１〜ＳＢ４を実行する。このとき、前記三次元
データが示す移動経路が、図１２に示すように、平面部
から湾曲面へ向かって設定されている場合、移動経路に
おいて湾曲が次第に大きくなるので、単位長Ｌ当たりの
トレランスＴ数が増加する。これにより、前記湾曲面に
おける前記圧力コード９３は、平面部における圧力コー
ド９３であるＰ０より低い圧力コード９３に設定されて
いるので、前記砥石１６は、前記湾曲面へ弱い圧力で付
勢される。なお、前記Ｍコードにおける感度コード９２
は、他の部分と同様に、Ｇ０に設定されている。

【００３４】具体的に、Ｍ１のＭコードが出力された際
には、前記圧力制御回路４７を制御して前記研磨ヘッド
４の砥石１６を、Ｐ０の圧力コード９３が示す圧力で付
勢していた前記シーケンサ４２は、図４に示したデータ
テーブル９１を参照して、湾曲面に達した時点で、前記
Ｐ０より弱いＰＡの圧力コード９３で付勢し、さらなる
湾曲部位への移動に伴い、前記ＰＡより弱いＰＢの圧力
コード９３にて付勢する。また、前記三次元データが湾
曲面から平面部へ向かって設定されていて、Ｍ２のＭコ
ードが出力された場合には、前記シーケンサー４２は、
前記データテーブルを参照して、前記砥石１６を、湾曲
面から平面部へ向かうに従って、ＰＢ〜ＰＡの圧力コー
ド９３が示す圧力にて付勢する。このように、膨出した
湾曲面における湾曲の大きさに伴い、前記砥石１６の付
勢力を弱めることにより、該砥石１６と前記金型２との
接触面積減少による単位面積当たりの付勢力の増大を防
止することができるので、湾曲面の削りすぎを未然に防
止することができる。

【００３５】また、前記三次元データが示す移動経路
に、図１３に示すように、突出部分１１１が不用意に形
成さている場合には、該突出部分１１１を示す前記三次
元データに対応したＭコードには、前記突出部分１１１
の矯正量を参照して定められた感度及び圧力に対応する
パターンコードに基づいたコードが設定されている。こ
れにより、前記突出部分１１１における前記圧力コード
９３は、他の部分におけるＰ０の圧力コード９３より高
い圧力を示す圧力コード９３が設定されているととも
に、前記感度コード９２は、他の部分におけるＧ０の感
度コード９２より低い感度コード９２に設定されている
ので、前記砥石１６は、前記突出部分１１１へ強く付勢
され、かつ前記突出部分１１１より反力を受けて上方へ
向けた力が加わった場合であっても、上方への逃げが阻
止される。

【００３６】具体的に、図１３中にて左方へ移動するＭ
３のＭコードが出力された際には、突出部分１１１より
前方にて圧力コード９３がＰ０に、また感度コード９２
がＧ０に設定されていた砥石１６は、突出部分１１１に
差し掛かった時点で、前記Ｐ０より高いＰ１の圧力コー
ド９３に設定されるとともに、前記Ｇ０より低いＧ１の
感度コード９２の感度に設定される。そして、前記突出
部分１１１の頂点に達するまで順に、前記圧力コード９
３は、Ｐ２，Ｐ３に、また、前記感度コード９２は、Ｇ
２、Ｇ３の感度に設定される。一方、前記頂点から離れ
るに従って、前記圧力コード９３は、Ｐ２，Ｐ１に、ま
た前記感度コード９２は、Ｇ２、Ｇ１の感度に設定され
る。また、図１３中にて右方へ移動するＭ４のＭコード
が出力された場合には、突出部分１１１に差し掛かった
時点から突出部分１１１の頂点に達するまでの順に、前
記圧力コード９３は、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に、また、感度
コード９２は、Ｇ１，Ｇ２、Ｇ３の感度に設定される。
一方、前記頂点から離れるに従って、前記圧力コード９
３は、Ｐ２，Ｐ１に、また前記感度コード９２は、Ｇ
２、Ｇ１の感度に設定される。

【００３７】このように、切削行程にて金型２の表面
に、不用意な突出部分１１１が形成されている場合であ
っても、前記砥石１６の付勢力を高めるとともに、砥石
１６が上下動する際の感度を低く設定することにより、
前記突出部分１１１における研磨率を高めることができ
るので、切削行程における金型２の表面に不用意な突出
部分１１１を削り取り、ＣＡＤデータ１０３に基づく形
状に研磨することができる。これにより、研磨後におけ
る修正作業が不要となるので、作業者による作業工程を
軽減化することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の研磨方法に
あっては、ワークを研磨する研磨部材の移動経路を、前
記ワークの型図面データ及び形状データからなるＣＡＤ
データを用いて設定するので、産業用ロボットを操作し
て、ワークの研磨面に設定された複数の基準点を記憶さ
せるティーチング行程が不要となる。これにより、産業
用ロボットを停止させることなく、研磨作業を行うこと
ができるので、作業効率を高めることができる。また、
前記移動経路を示す三次元データ、及び前記移動経路に
おける法線に沿った姿勢データは、ＣＡＤデータに基づ
き演算されるので、前記移動経路がワークの湾曲部分に
設定された場合であっても、前記三次元データより、該
三次元データが示す位置における法線に沿った前記姿勢
データを容易に求めることができる。

【００３９】そして、前記三次元データ及び前記姿勢デ
ータに基づき、前記研磨部材を前記移動経路に対して常
に垂直に維持することができるので、研磨部材が、揺動
自在に設けられ、ワークの表面を表面形状に沿った均一
の深さで研磨してしまう従来と比較して、研磨前におけ
るワークの表面に不用意な突出部分が形成されている場
合であっても、この突出部分をＣＡＤデータに基づく形
状に研磨することができる。これにより、研磨後におけ
る修正作業が不要となるので、作業者による作業工程を
軽減化することができる。

【００４０】また、本発明の研磨装置にあっては、制御
手段により制御される産業用ロボットは、ワークのＣＡ
Ｄデータを用いて設定された研磨部材の移動経路を示す
三次元データ、及び前記移動経路における法線に沿った
姿勢データに基づき、ワークを研磨する研磨部材の位置
及び該位置における姿勢を制御するので、産業用ロボッ
トを用いたティーチング作業が不要となる。これによ
り、産業用ロボットを停止させることなく、研磨作業を
行うことができるので、作業効率を高めることができ
る。また、前記移動経路を示す三次元データ、及び前記
移動経路における法線に沿った姿勢データは、ＣＡＤデ
ータに基づき演算されるので、前記移動経路がワークの
湾曲部分に設定された場合であっても、前記三次元デー
タより、該三次元データが示す位置における法線に沿っ
た前記姿勢データを容易に求めることができる。

【００４１】そして、前記三次元データ及び前記姿勢デ
ータに基づき、前記研磨部材を前記移動経路に対して常
に垂直に維持することができるので、研磨部材が、揺動
自在に設けられ、ワークの表面を表面形状に沿った均一
の深さで研磨してしまう従来と比較して、研磨前におけ
るワークの表面に不用意な突出部分が形成されている場
合であっても、この突出部分をＣＡＤデータに基づく形
状に研磨することができる。これにより、研磨後におけ
る修正作業が不要となるので、作業者による作業工程を
軽減化することができる。

【００４２】さらに、研磨部材を付勢手段によりワーク
へ向けて付勢するとともに、移動経路における曲率の変
化に応じて、その付勢力を可変制御する研磨装置におい
ては、膨出した湾曲面の湾曲が大きな部分を研磨する際
に、前記研磨部材と前記ワークとの接触面積減少によ
り、単位当たりの付勢力が増加される場合であっても、
前記付勢手段による付勢力を弱めることができるので、
前記湾曲面の削りすぎを未然に防止することができる。

【００４３】また、研磨部材を付勢手段によりワークへ
向けて付勢するとともに、ＣＡＤデータに基づき設定さ
れた座標データが示す部位にて、その付勢力を可変制御
する研磨装置においては、研磨前における前記ワークの
表面に、不用意な突出部分が形成されている場合、この
突出部分の位置を示す座標データを前記ワークのＣＡＤ
データに基づき設定するとともに、この座標データが示
す部位にて、前記付勢手段による付勢力を高めることが
できる。これにより、前記突出部分における研磨率を高
めることができるので、研磨前におけるワークの表面に
不用意な突出部分が形成されている場合であっても、こ
の突出部分をＣＡＤデータに基づく形状に研磨すること
ができる。

【００４４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示すブロック図であ
る。

【図２】同実施の形態の研磨ヘッドを示す断面図であ
る。

【図３】同実施の形態における制御回路を示すブロック
図である。

【図４】同実施の形態におけるデータテーブルを示す図
である。

【図５】同実施の形態における圧力コードと圧力の関係
を示す図である。

【図６】同実施の形態における感度コードと感度の関係
を示す図である。

【図７】同実施の形態のＣＡＤ装置の動作を示すフロー
チャートである。

【図８】図７に続くフローチャートである。

【図９】同実施の形態のロボット制御装置の動作を示す
フローチャートである。

【図１０】同実施の形態のトレランスの設定手順を示す
説明図である。

【図１１】同実施の形態の金型における突出部分を示す
要部の拡大図である。

【図１２】同実施の形態の湾曲面を研磨する状態を示す
説明図である。

【図１３】同実施の形態の突出部分を研磨する状態を示
す説明図である。

【図１４】従来例を示す模式図である。

【符号の説明】

１研磨装置２金型（ワーク）４研磨ヘッド５多軸ロボット（産業用ロボット）６ロボット制御装置（制御手段）７ＣＡＤ装置１６砥石（研磨部材）１０３ＣＡＤデータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】産業用ロボットに設けられた研磨部材
を、回転しながら移動して、ワークを研磨する研磨方法
において、前記ワークのＣＡＤデータを用いて前記研磨部材の移動
経路を設定し、前記ＣＡＤデータより、前記移動経路を
示す三次元データ、及び前記移動経路における法線に沿
った姿勢データを演算し、前記三次元データ及び前記姿
勢データに基づき、前記研磨部材の位置及び該位置にお
ける姿勢を、前記産業用ロボットにより制御することを
特徴とした研磨方法。
【請求項２】産業用ロボットに設けられた研磨部材
を、回転しながら移動して、ワークを研磨する研磨装置
において、前記産業ロボットの前記研磨部材の位置及び該位置にお
ける姿勢を、前記ワークのＣＡＤデータを用いて設定さ
れた前記研磨部材の移動経路を示す三次元データ、及び
前記移動経路における法線に沿った姿勢データに基づき
制御する制御手段を備えたことを特徴とする研磨装置。
【請求項３】前記産業用ロボットは、前記研磨部材を
前記ワークへ向けて付勢する付勢手段を有し、前記制御
装置は、前記移動経路における曲率の変化に応じて前記
付勢手段による付勢力を可変制御することを特徴とした
請求項２記載の研磨装置。
【請求項４】前記産業用ロボットは、前記研磨部材を
前記ワークへ向けて付勢する付勢手段を有し、前記制御
装置は、前記ＣＡＤデータに基づき設定された座標デー
タが示す部位にて、前記付勢手段による付勢力を可変制
御することを特徴とした請求項２記載の研磨装置。