JPH11104945A - 自動金型研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は金型の相対向する面を同時にかつ均一
に自動研磨する自動金型研磨装置を提供する。 【解決手段】自動金型研磨装置１は、多関節ロボットの
アーム先端に研磨ツール２０が取り付けられ、研磨ツー
ル２０は、空圧シリンダ２２によりストッパ２３をスト
ップ板２５のストップ穴２５ａに嵌入させてリニアガイ
ド２４によるＸ方向の移動を規制した状態で、押圧プレ
ート２９を引き上げて揺動アーム３０ａ、３０ｂを介し
て砥石３８ａ、３８ｂの先端を閉じて、ワークＷのリブ
部Ｗａ内に挿入する。次に、ストッパ２３を引き上げて
リニアガイド２４による砥石３８ａ、３８ｂのＸ方向の
移動を可能とした後、空圧シリンダ２８により押圧プレ
ート２９を下方に押し下げ、２枚の砥石３８ａ、３８ｂ
をリブ部Ｗａの壁面に押圧する。砥石３８ａ及び砥石３
８ｂは、回動軸３５ａ及び回動軸３５ｂを中心に回動し
てリブ部Ｗａの壁面に密着して押圧され、この状態でピ
エゾ振動機構２６により上下方向に振動されて、リブ部
Ｗａの壁面を研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動金型研磨装置
に関し、詳細には、金型の相対向する面を均一に自動研
磨する自動金型研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金型加工の自動化が進む中、研磨
作業は、時間のかかる作業にも関わらず、自動化が遅れ
ており、主に熟練者の手作業により行われてきた。

【０００３】そこで、従来、例えば、特開平７−１００
７５４号公報記載の自動金型研磨装置が提案されてい
る。この自動金型研磨装置は、垂直多関節ロボットのア
ームの作業端にツールヘッドを取り付け、このツールヘ
ッドの先端に研磨部材ホルダーを取り付け、前記研磨部
材ホルダーで研磨部材を自在継手を介して保持し、前記
ツールヘッドに、前記研磨部材を回転させるモータ装置
と、前記研磨部材を被研磨面に対して略一定の圧力で加
圧する加圧装置とを設け、さらに前記研磨部材に、異な
る研磨方向を持つ少なくとも２つの研磨工程を所望の回
数だけ実施させる動作制御装置を設け、この動作制御装
置により第１の研磨工程では被研磨面の予定の開始点か
ら被研磨面の予定の終了点まで、予定の方向に沿って順
次前記研磨部材を動かし、次の研磨工程では上記予定の
終了点を開始点として、上記予定の方向と異なった方向
に沿って、第１の工程における上記予定の開始点に向か
って研磨部材を動かすように構成したことを特徴として
いる。

【０００４】したがって、この従来の自動金型研磨装置
によれば、金型の広い平面や曲面を熟練者による手作業
によらず、自動的に研磨することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の自動金型研磨装置にあっては、金型の広い平
面や曲面を自動研磨することはできるが、リブ部などの
細かな箇所を研磨する際には、相変わらず、熟練者のヤ
スリや砥石等による手作業により研磨する必要があり、
金型の研磨作業を自動化する上で、なお改良の必要があ
った。

【０００６】そこで、請求項１記載の発明は、少なくと
も２枚を一組として相対向して配設された研磨部材を保
持するとともに少なくとも２枚１組の研磨部材を相互に
離隔する方向に付勢して金型の相対向する各面に同時に
押し付ける保持押圧手段を、４自由度以上の位置決め手
段に保持された移動保持手段で、研磨部材の押圧方向に
移動自在に保持して、保持押圧手段により金型の相対向
する面に均等の圧力で押圧させるとともに、各研磨部材
に振動手段により所定の振動を付与することにより、金
型のリブ部等のように相対する面を研磨する際、それら
の面に同時に同じ圧力で研磨部材を押し付け、研磨部材
を振動させながら移動させて、金型の相対する面を同時
に、かつ、均一に研磨する自動金型研磨装置を提供する
ことを目的としている。

【０００７】請求項２記載の発明は、研磨部材として、
少なくともその研磨面が平板形状に形成されたものを使
用することにより、金型のリブ部等の相対する平面で構
成される部位を同時に、かつ、均一に研磨することので
きる自動金型研磨装置を提供することを目的としてい
る。

【０００８】請求項３記載の発明は、研磨部材として、
少なくともその研磨面が円弧状に形成されたものを使用
することにより、金型の円筒形状の内側等の相対する面
が曲面で構成される部位を適切に研磨することのできる
自動金型研磨装置を提供することを目的としている。

【０００９】請求項４記載の発明は、保持押圧手段とし
て、相対向する金型の傾斜角度に応じて、研磨部材を回
転させる回転機構を備えたものを使用することにより、
少なくとも２枚以上の相対する研磨部材を、金型の相対
向する面の傾斜角度にあわせて各々自由回転させて、金
型の相対する面が平行でない場合も、当該面に自然に沿
って同時に、かつ、均一に研磨することのできる自動金
型研磨装置を提供することを目的としている。

【００１０】請求項５記載の発明は、移動保持手段を、
リニアガイドで構成することにより、研磨部材を金型の
相対向する面に押し付けた際に、安価で、かつ、簡単な
構造で、当該相対する面への押圧力を同じ圧力にし、金
型の相対向する面を同時により一層均一に研磨すること
のできる小型で安価な自動金型研磨装置を提供すること
を目的としている。

【００１１】請求項６記載の発明は、移動保持手段を、
位置決め手段に取り付けられた筐体と、筐体に保持され
るとともに研磨部材の押圧方向に配設されて保持押圧手
段の歯合するボールネジと、各研磨部材に金型の面から
かかる負荷を検出する圧力検出手段と、ボールネジを回
転駆動するモータと、圧力検出手段の検出結果に応じ
て、モータを駆動してボールネジを回転させ保持押圧手
段を研磨部材の押圧方向に移動させる制御手段と、を備
えたものとすることにより、研磨部材を金型の相対向す
る面に押し付けた際に、当該相対する面への押圧力をよ
り一層正確に同じ圧力にし、金型の相対向する面を同時
により一層均一に研磨することのできる自動金型研磨装
置を提供することを目的としている。

【００１２】請求項７記載の発明は、圧力検出手段にか
かる圧力から研磨部材に対して押圧方向に作用する重量
を補正することにより、研磨部材を傾けた状態で使用し
た場合にも、研磨部材が金型の相対向する面に均一な押
圧力で押圧し、金型の傾斜した方向等で相対向する面を
も同時により一層均一に研磨することのできる自動金型
研磨装置を提供することを目的としている。

【００１３】請求項８記載の発明は、研磨部材を振動さ
せる振動手段として、ピエゾ素子の振動を利用したもの
を使用することにより、振動手段を小型で、安価なもの
とし、小型で、かつ、安価に金型の相対向する面を同時
に、かつ、均一に研磨することのできる自動金型研磨装
置を提供することを目的としている。

【００１４】請求項９記載の発明は、位置決め手段とし
て、スカラタイプの多関節ロボットを使用することによ
り、研磨部材を広い範囲において金型の任意の位置に位
置決め可能とし、金型の広い範囲の相対向する面を同時
に、かつ、均一に研磨することのできる自動金型研磨装
置を提供することを目的としている。

【００１５】請求項１０記載の発明は、位置決め手段と
して、６自由度の垂直多関節ロボットを使用することに
より、研磨部材をより一層広い範囲において金型の任意
の位置に位置決め可能とし、金型のより一層広い範囲の
相対向する面を同時に、かつ、均一に研磨することので
きる自動金型研磨装置を提供することを目的としてい
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の自
動金型研磨装置は、相対向する面を有した金型を自動研
磨する自動金型研磨装置であって、少なくとも２枚を一
組として相対向して配設された研磨部材と、前記研磨部
材を保持するとともに前記少なくとも２枚１組の研磨部
材を相互に離隔する方向に付勢して前記金型の相対向す
る各面に同時に押し付ける保持押圧手段と、前記保持押
圧手段を前記研磨部材の押圧方向に移動自在に保持し
て、前記保持押圧手段により前記金型の前記相対向する
面に均等の圧力で押圧させる移動保持手段と、前記各研
磨部材に所定の振動を付与する振動手段と、前記移動保
持手段を保持して前記研磨部材を前記金型の研磨位置に
移動させる４自由度以上の位置決め手段と、を備えるこ
とにより、上記目的を達成している。

【００１７】上記構成によれば、少なくとも２枚を一組
として相対向して配設された研磨部材を保持するととも
に少なくとも２枚１組の研磨部材を相互に離隔する方向
に付勢して金型の相対向する各面に同時に押し付ける保
持押圧手段を、４自由度以上の位置決め手段に保持され
た移動保持手段で、研磨部材の押圧方向に移動自在に保
持して、保持押圧手段により金型の相対向する面に均等
の圧力で押圧させるとともに、各研磨部材に振動手段に
より所定の振動を付与しているので、金型のリブ部等の
ように相対する面を研磨する際、それらの面に同時に同
じ圧力で研磨部材を押し付けて、研磨部材を振動させな
がら移動させることができ、金型の相対する面を同時
に、かつ、均一に研磨することができる。

【００１８】この場合、例えば、請求項２に記載するよ
うに、前記研磨部材は、少なくともその研磨面が平板形
状に形成されていてもよい。

【００１９】上記構成によれば、研磨部材として、少な
くともその研磨面が平板形状に形成されたものを使用し
ているので、金型のリブ部等の相対する平面で構成され
る部位を同時に、かつ、均一に研磨することができる。

【００２０】また、例えば、請求項３に記載するよう
に、前記研磨部材は、少なくともその研磨面が円弧状に
形成されていてもよい。

【００２１】上記構成によれば、研磨部材として、少な
くともその研磨面が円弧状に形成されたものを使用して
いるので、金型の円筒形状の内側等の相対する面が曲面
で構成される部位を適切に研磨することができる。

【００２２】さらに、例えば、請求項４に記載するよう
に、前記保持押圧手段は、前記相対向する金型の傾斜角
度に応じて、前記研磨部材を回転させる回転機構を備え
ていてもよい。

【００２３】上記構成によれば、保持押圧手段として、
相対向する金型の傾斜角度に応じて、研磨部材を回転さ
せる回転機構を備えたものを使用しているので、少なく
とも２枚以上の相対する研磨部材を、金型の相対向する
面の傾斜角度にあわせて各々自由回転させることがで
き、金型の相対する面が平行でない場合も、当該面に自
然に沿って同時に、かつ、均一に研磨することができ
る。

【００２４】また、例えば、請求項５に記載するよう
に、前記移動保持手段は、リニアガイドで構成されてい
てもよい。

【００２５】上記構成によれば、移動保持手段を、リニ
アガイドで構成しているので、研磨部材を金型の相対向
する面に押し付けた際に、安価で、かつ、簡単な構造
で、当該相対する面への押圧力を同じ圧力にすることが
でき、金型の相対向する面を同時により一層均一に研磨
することのできる自動金型研磨装置を小型で安価なもの
とすることができる。

【００２６】さらに、例えば、請求項６に記載するよう
に、前記移動保持手段は、前記位置決め手段に取り付け
られた筐体と、前記筐体に保持されるとともに前記研磨
部材の押圧方向に配設されて前記保持押圧手段の歯合す
るボールネジと、前記各研磨部材に前記金型の面からか
かる負荷を検出する圧力検出手段と、前記ボールネジを
回転駆動するモータと、前記圧力検出手段の検出結果に
応じて、前記モータを駆動して前記ボールネジを回転さ
せ前記保持押圧手段を前記研磨部材の押圧方向に移動さ
せる制御手段と、を備えたものであってもよい。

【００２７】上記構成によれば、移動保持手段を、位置
決め手段に取り付けられた筐体と、筐体に保持されると
ともに研磨部材の押圧方向に配設されて保持押圧手段の
歯合するボールネジと、各研磨部材に金型の面からかか
る負荷を検出する圧力検出手段と、ボールネジを回転駆
動するモータと、圧力検出手段の検出結果に応じて、モ
ータを駆動してボールネジを回転させ保持押圧手段を研
磨部材の押圧方向に移動させる制御手段と、を備えたも
のとしているので、研磨部材を金型の相対向する面に押
し付けた際に、当該相対する面への押圧力をより一層正
確に同じ圧力にすることができ、金型の相対向する面を
同時により一層均一に研磨することができる。

【００２８】また、例えば、請求項７に記載するよう
に、前記制御手段は、前記圧力検出手段にかかる圧力か
ら前記研磨部材に対して前記押圧方向に作用する重量を
補正してもよい。

【００２９】上記構成によれば、圧力検出手段にかかる
圧力から研磨部材に対して押圧方向に作用する重量を補
正しているので、研磨部材を傾けた状態で使用した場合
にも、研磨部材が金型の相対向する面に均一な押圧力で
押圧することができ、金型の傾斜した方向等で相対向す
る面をも同時により一層均一に研磨することができる。

【００３０】さらに、例えば、請求項８に記載するよう
に、前記振動手段は、ピエゾ素子の振動を利用したもの
であってもよい。

【００３１】上記構成によれば、研磨部材を振動させる
振動手段として、ピエゾ素子の振動を利用したものを使
用しているので、振動手段を小型で、安価なものとする
ことができ、小型で、かつ、安価に金型の相対向する面
を同時に、かつ、均一に研磨することができる。

【００３２】また、例えば、請求項９に記載するよう
に、前記位置決め手段は、スカラタイプの多関節ロボッ
トであってもよい。

【００３３】上記構成によれば、位置決め手段として、
スカラタイプの多関節ロボットを使用しているので、研
磨部材を広い範囲において金型の任意の位置に位置決め
可能とすることができ、金型の広い範囲の相対向する面
を同時に、かつ、均一に研磨することができる。

【００３４】さらに、例えば、請求項１０に記載するよ
うに、前記位置決め手段は、６自由度の垂直多関節ロボ
ットであってもよい。

【００３５】上記構成によれば、位置決め手段として、
６自由度の垂直多関節ロボットを使用しているので、研
磨部材をより一層広い範囲において金型の任意の位置に
位置決め可能とすることができ、金型のより一層広い範
囲の相対向する面を同時に、かつ、均一に研磨すること
ができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。

【００３７】図１〜図９は、本発明の自動金型研磨装置
の第１の実施の形態を示す図であり、図１は、本発明の
自動金型研磨装置の第１の実施の形態を適用した自動金
型研磨装置１の概略構成図である。

【００３８】図１において、自動金型研磨装置１は、ロ
ボット（位置決め手段）１０に研磨ツール２０が取り付
けられており、金型であるワークＷの自動研磨を行う。

【００３９】ロボット１０は、例えば、４自由度以上の
スカラタイプの多関節ロボットが使用されており、アー
ム１１の先端のツール取付プレート１２に研磨ツール２
０が取り付けられている。ロボット１０は、コンピュー
タ等のロボット制御部１３により制御されて、設定され
た動作を行う。

【００４０】研磨ツール２０は、図２及び図３に示すよ
うに、ロボット１０のツール取付プレート１２に支持部
材２１を介して空圧シリンダ２２が固定されており、空
圧シリンダ２１のピストン軸の先端には、ストッパ２３
が固定されている。空圧シリンダ２１は、空気圧により
ストッパ２３を、図２に矢印Ｚで示すＺ方向（上下方
向）に移動させる。

【００４１】支持部材２１の下端には、リニアガイド２
４を介してストップ板２５が取り付けられており、スト
ップ板の中央部には、上記空圧シリンダ２２により下方
に移動されたストッパ２３の嵌合するストップ穴２５ａ
が形成されている。リニアガイド２４は、図２に矢印Ｘ
で示すＸ方向（左右方向）に移動自在にストップ板２５
を支持している。したがって、ストップ板２５は、空圧
シリンダ２２がストッパ２３を引き上げて、ストッパ２
３がストップ板２５のストップ穴２５ａから外れている
ときには、図２中矢印Ｘで示すＸ方向に移動自在とな
り、空圧シリンダ２２がストッパ２３を押し下げて、ス
トッパ２３がストップ板２５のストップ穴２５ａに嵌入
すると、ストッパ２３によりＸ方向の移動が規制され
る。上記支持部材２１、空圧シリンダ２２、ストッパ２
３、リニアガイド２４及びストップ板２５は、移動保持
手段として機能する。

【００４２】ストップ板２５の下面には、ピエゾ振動機
構２６が取り付けられており、ピエゾ振動機構２６の下
端には、取付部材２７が固定されている。ピエゾ振動機
構（振動手段）２６は、ピエゾ振動素子を内蔵して、図
２中両矢印で示すように、取付部材２７に所定振動数で
所定振動幅の振動をＺ方向に付与する。

【００４３】取付部材２７の下面には、空圧シリンダ２
８が取り付けられており、空圧シリンダ２８のピストン
軸２８ａには、押圧プレート２９が連結されている。押
圧プレート２９は、その下面が外方に向かって開いたテ
ーパー面２９ａが形成されており、この押圧プレート２
９のテーパー面２９ａには、一対の揺動アーム３０ａ、
３０ｂの上端部に回転可能に取り付けられたベアリング
３１ａ、３１ｂが当接している。

【００４４】揺動アーム３０ａ、３０ｂは、軸３２を中
心に上記ベアリング３１ａ、３１ｂ側の先端が近接する
方向及び離隔する方向に揺動可能に支持されており、軸
３２は、図３に示すように、取付部材２７に固定された
一対の側板３３に取り付けられている。そして、揺動ア
ーム３０ａと揺動アーム３０ｂの間の軸３２よりも上方
の位置には、揺動アーム３０ａ、３０ｂを離隔する方向
に付勢する圧縮バネ３４が配設されている。

【００４５】したがって、揺動アーム３０ａ、３０ｂ
は、押圧プレート２９が空圧シリンダ２８により、図４
に示すように、下方に移動されると、ベアリング３１
ａ、３１ｂが押圧プレート２９のテーパー面２９ａに沿
って上方に移動して、圧縮バネ３４の押圧力に抗してベ
アリング３１ａ、３１ｂ側が近接する方向に軸３２を中
心として揺動し、また、押圧プレート２９が空圧シリン
ダ２８により、図５に示すように、上方に移動される
と、ベアリング３１ａ、３１ｂが押圧プレート２９のテ
ーパー面２９ａに沿って下方に移動して、圧縮バネ３４
の付勢力によりベアリング３１ａ、３１ｂ側が離隔する
方向に軸３２を中心として揺動する。

【００４６】揺動アーム３０ａと揺動アーム３０ｂの下
端部には、回動軸３５ａ及び回動軸３５ｂを介して二股
状のツールホルダ３６ａ、３６ｂが回動軸３５ａを中心
に回動可能に取り付けられており、ツールホルダ３６ａ
及びツールホルダ３６ｂには、固定部材３７ａ及び固定
部材３７ｂにより平板状の砥石（研磨部材）３８ａ及び
砥石（研磨部材）３８ｂが固定されている。

【００４７】上記取付部材２７、空圧シリンダ２８、揺
動アーム３０ａ、３０ｂ、ベアリング３１ａ、３１ｂ、
軸３２、側板３３、圧縮バネ３４、回動軸３５ａ、３５
ｂ、ツールホルダ３６ａ、３６ｂ及び固定部材３７ａ、
３７ｂは、全体として、保持押圧手段として機能し、上
記揺動アーム３０ａ、３０ｂ、回動軸３５ａ、３５ｂ及
びツールホルダ３６ａ、３６ｂは、回転機能として機能
する。

【００４８】再び、図１において、この研磨ツール２０
には、ツール制御部４０が接続されており、ツール制御
部４０は、上記空圧シリンダ２２、ピエゾ振動機構２６
及び空圧シリンダ２８の駆動を制御する。そして、研磨
対象の金型であるワークＷは、ワーク台４１上にセット
される。

【００４９】次に、本実施の形態の作用を説明する。自
動金型研磨装置１によりワークＷを研磨するには、ま
ず、ワークＷをワーク台４１上にセットし、ロボット制
御部１３によりロボット１０を制御して、研磨ツール２
０をワークＷのリブ部Ｗａ上に移動させる。このとき、
ツール制御部４０は、空圧シリンダ２２を駆動させて、
ストッパ２３を押し下げ、ストップ板２５のストップ穴
２５ａ内にストッパ２３を嵌入させて、リニアガイド２
４によるストップ板２５のＸ方向の移動を規制する。ま
た、ツール制御部４０は、空圧シリンダ２８を駆動させ
て、図５に示したように、押圧プレート２９を引き上
げ、揺動アーム３０ａ、３０ｂを介して砥石３８ａ、３
８ｂの先端部を閉じた状態にする。

【００５０】ロボット制御部１３は、上記状態で研磨ツ
ール２０をリブ部Ｗａの真上まで移動させると、研磨ツ
ール２０を下方に下げて、図２に示すように、砥石３８
ａ、３８ｂをワークＷのリブ部Ｗａ内に挿入する。

【００５１】砥石３８ａ、３８ｂがリブ部Ｗａ内に挿入
されると、空圧シリンダ２２を駆動して、ストッパ２３
を引き上げ、ストッパ２３をストップ板２５のストップ
穴２５ａから抜き取って、リニアガイド２４によるスト
ップ板２５のＸ方向の移動を可能とする。次に、ツール
制御部４０が空圧シリンダ２８を適当量駆動して、図４
に示したように、押圧プレート２９を下方に押し下げ、
２枚の砥石３８ａ、３８ｂを、図６に示すように、リブ
部Ｗａの壁面に押圧する。

【００５２】このとき、砥石３８ａ及び砥石３８ｂは、
回動軸３５ａ及び回動軸３５ｂを介して揺動アーム３０
ａ及び揺動アーム３０ｂに回動可能に支持されたツール
ホルダ３６ａ及びツールホルダ３６ｂに固定されている
ため、図６に示したように、リブ部Ｗａの壁面が揺動ア
ーム３０ａ、３０ｂと平行であると、図７に砥石３８ａ
について示すように、砥石３８ａ、３８ｂは、揺動アー
ム３０ａ、３０ｂと平行の状態を保っているが、図８に
示すように、リブ部Ｗａの壁面が揺動アーム３０ａ、３
０ｂに対して傾斜していると、図８に両矢印で示すよう
に、砥石３８ａ、３８ｂがリブ部Ｗａの壁面に押圧され
ると、図９に砥石３８ａについて示すように、砥石３８
ａ及び砥石３８ｂは、ツールホルダ３６ａ及びツールホ
ルダ３６ｂを介して回動軸３５ａ及び回動軸３５ｂを中
心に、リブ部Ｗａの壁面に平行な状態に回動して、リブ
部Ｗａの壁面に密着する状態で押圧される。

【００５３】また、砥石３８ａと砥石３８ｂは、リニア
ガイド２４によりＸ方向に移動自在となっているため、
砥石３８ａと砥石３８ｂにかかる負荷の相違に応じて、
Ｘ方向に移動し、リブ部Ｗａの相対する壁面に均一に押
圧される。

【００５４】上述のようにして、砥石３８ａと砥石３８
ｂがリブ部Ｗａの相対する壁面に均一に押圧されると、
ツール制御部４０は、ピエゾ振動機構２６を駆動させ
て、砥石３８ａ、３８ｂを上下方向（Ｚ方向）に振動さ
せ、この砥石３８ａ、３８ｂの振動によりワークＷのリ
ブ部Ｗａの壁面を研磨する。

【００５５】ロボット制御部１３は、上記研磨を行いつ
つ、研磨ツール２０を図２及び図３で示すＺ方向及びＹ
方向に移動させ、ワークＷのリブ部Ｗａの全面について
研磨を行う。上記処理をワークＷの研磨の必要な部分全
てについて行うことにより、リブ部Ｗａ等の細かく、対
応する面を有する部分をも、自動的に研磨することがで
きる。

【００５６】このように、本実施の形態の自動金型研磨
装置１は、金型であるワークＷのリブ部Ｗａ等のように
相対する面を研磨する際、それらの面に同時に同じ圧力
で研磨部材である砥石３８ａ、３８ｂを押し付けて、砥
石３８ａ、３８ｂを振動させながら移動させているの
で、金型の相対する面を同時に、かつ、均一に研磨する
ことができる。

【００５７】また、砥石３８ａ、３８ｂとして、少なく
ともその研磨面が平板形状に形成されたものを使用して
いるので、ワークＷのリブ部Ｗａ等の相対する平面で構
成される部位を同時に、かつ、均一に研磨することがで
きる。

【００５８】さらに、相対向するワークＷのリブ部Ｗａ
の傾斜角度に応じて、砥石３８ａ、３８ｂを回転させて
いるので、ワークＷの相対する面が平行でない場合も、
当該面に自然に沿って同時に、かつ、均一に研磨するこ
とができる。

【００５９】また、リニアガイド２４を使用して、砥石
３８ａ、３８ｂを砥石３８ａ、３８ｂの押圧方向に移動
可能としているので、ワークＷの相対向する面に押し付
けた際に、安価で、かつ、簡単な構造で、当該相対する
面への押圧力を同じ圧力にすることができ、自動金型研
磨装置１を小型で、安価なものとすることができるとと
もに、ワークＷの相対向する面を同時により一層均一に
研磨することができる。

【００６０】さらに、ピエゾ素子の振動を利用したピエ
ゾ振動機構２６により、砥石３８ａ、３８ｂを振動させ
ているので、振動機構を小型で、安価なものとすること
ができ、小型で、かつ、安価に金型の相対向する面を同
時に、かつ、均一に研磨することができる。

【００６１】スカラタイプの多関節ロボット１０を使用
しているので、砥石３８ａ、３８ｂを広い範囲において
ワークＷの任意の位置に位置決め可能とすることがで
き、ワークＷの広い範囲の相対向する面を同時に、か
つ、均一に研磨することができる。

【００６２】なお、上記実施の形態においては、砥石３
８ａ、３８ｂとして、平板状のものを使用したが、砥石
３８ａ、３８ｂは、平板状のものに限るものではなく、
例えば、図１０に示すように、少なくとも研磨側の面が
円弧状に形成された砥石３９ａ及び砥石３９ｂ（図１１
参照）であってもよく、このように研磨側の面が円弧状
に形成された砥石３９ａ、３９ｂを用いると、図１１に
示すように、ワークＷに円筒状のリブ部Ｗｂが形成され
ている場合にも、当該円筒状のリブ部Ｗｂの壁面に円弧
形状の砥石３９ａ、３９ｂを適切に押圧して、同時に、
かつ、均一に研磨することができる。

【００６３】図１２〜図１４は、本発明の自動金型研磨
装置の第２の実施の形態を示す図である。

【００６４】本実施の形態は、上記第１の実施の形態の
リニアガイドを、変更したものであり、第１の実施の形
態と同様の自動金型研磨装置に適用したものである。そ
こで、本実施の形態の説明においては、第１の実施の形
態と同様の構成部分には、同一の符号を付して、その詳
細な説明を省略するとともに、第１の実施の形態で用い
た符号を必要に応じて使用して、以下説明する。

【００６５】図１２において、研磨ツール５０は、第１
の実施の形態のロボット１０のアーム１１の先端のツー
ル取付プレート１２に取り付けられており、ツール取付
プレート１２には、支持部材５１が取り付けられてい
る。

【００６６】支持部材（筐体）５１は、一対のベアリン
グ５２を保持しており、ベアリング５２は、ボールネジ
５３を回転可能に支持している。ボールネジ５３には、
モータ５４が連結されており、モータ５４には、エンコ
ーダ５５が取り付けられている。エンコーダ５５は、モ
ータ５４の回転を検出して、エンコーダパルスを図１に
示したツール制御部４０に出力する。

【００６７】ボールネジ５３には、歯車部材５６が歯合
しており、歯車部材５６は、取付部材５７が固定されて
いる。取付部材５７の下面には、ロードセル（圧力検出
手段）５８が取り付けられている。ロードセル５８の下
面には、第１の実施の形態と同様のピエゾ振動機構２６
が取り付けられており、ピエゾ振動機構２６の下面に
は、取付部材２７が取り付けられている。

【００６８】取付部材２７には、第１の実施の形態と同
様に、空圧シリンダ２８、押圧プレート２９、揺動アー
ム３０ａ、３０ｂ、側板３３、圧縮バネ３４、回動軸３
５ａ、３５ｂ、ツールホルダ３６ａ、３６ｂ及び砥石３
８ａ、３８ｂ等が取り付けられている。

【００６９】上記ロードセル５８には、砥石３８ａ、３
８ｂにかかるＸ方向の負荷がピエゾ振動機構２６を介し
て伝達され、ロードセル５８は、当該Ｘ方向の負荷力Ｆ
を検出して、図示しないツール制御部４０に出力する。

【００７０】ツール制御部（制御手段）４０は、図１４
に示す制御処理部６０を備え、制御処理部６０は、減算
器６１、積分器６２、加算器６３及びＰＩＤ（プロポー
ショナル・インテグラル・デリバティ）器６４等を備え
ている。減算器６１は、ロードセル５８の検出した負荷
力Ｆから目標力Ｆｒを減算して、積分器６２に出力す
る。この目標力Ｆｒは、本実施の形態の研磨ツール５０
を水平状態で使用する際は、「０」（Ｆｒ＝０）であ
り、６自由度の垂直多関節ロボットのアームに取り付け
て、研磨ツール５０を傾けて使用する場合には、当該傾
斜角度に応じて重力により発生する力をＦｒとして用い
ることにより、重力による影響をキャンセル（補正）す
ることができる。

【００７１】積分器６２は、減算器６１の減算結果を積
分処理して、加算器６３に出力し、加算器６３は、積分
器６２の積分結果に目標角度θｒを加算して、ＰＩＤ器
６４に出力する。ＰＩＤ器６４には、加算器６３の出力
が入力されるとともに、エンコーダ５５の検出したモー
タ５４の回転角θが入力され、ＰＩＤ器６４は、加算器
６３の加算結果をＰＩＤ処理して、モータ５４に出力す
る。モータ５４は、当該ＰＩＤ処理結果に応じた回転角
度θだけ回転して、ボールネジ５３を回転駆動する。

【００７２】次に、本実施の形態の作用を説明する。本
実施の形態の自動金型研磨装置は、研磨ツール５０をワ
ークＷのリブ部Ｗａの真上に移動し、砥石３８ａ、３８
ｂを閉じた状態で研磨ツール５０を下方に下げて、砥石
３８ａ、３８ｂをワークＷのリブ部Ｗａ内に挿入する
と、空圧シリンダ２８を適当量駆動して、押圧プレート
２９により砥石３８ａ、３８ｂをリブ部Ｗａの壁面に押
圧する。

【００７３】砥石３８ａ及び砥石３８ｂは、回動軸３５
ａ及び回動軸３５ｂを介して揺動アーム３０ａ及び揺動
アーム３０ｂに回動可能に支持されたツールホルダ３６
ａ及びツールホルダ３６ｂに固定されているため、ツー
ルホルダ３６ａ及びツールホルダ３６ｂを介して回動軸
３５ａ及び回動軸３５ｂを中心に、リブ部Ｗａの壁面に
平行な状態に回動して、リブ部Ｗａの壁面に密着する状
態で押圧される。

【００７４】このとき、砥石３８ａ、３８ｂにかかる負
荷がロードセル５８に伝達され、ロードセル５８は、当
該負荷に応じた負荷力Ｆをツール制御部４０に出力す
る。ツール制御部４０は、当該負荷力Ｆに応じてモータ
５４を回転駆動させ、ボールネジ５３を回転させて、砥
石３８ａ、３８ｂをＸ方向に移動させる。

【００７５】したがって、砥石３８ａ、３８ｂは、リブ
部Ｗａの相対する壁面に均一に押圧され、この状態で、
ピエゾ駆動機構２６が振動して、砥石３８ａ、３８ｂを
上下方向に振動させると、砥石３８ａ、３８ｂにより適
切にリブ部Ｗａの相対向する面を同時に、かつ、均一に
研磨することができる。また、砥石３８ａ、３８ｂを傾
けた状態で使用した場合にも、砥石３８ａ、３８ｂがワ
ークＷの相対向する面に均一な押圧力で押圧することが
でき、ワークＷの傾斜した方向等で相対向する面をも同
時により一層均一に研磨することができる。このとき、
ロボット１０として、６自由度の垂直多関節ロボットを
使用すると、砥石３８ａ、３８ｂをより一層広い範囲に
おいてワークＷの任意の位置に位置決め可能とすること
ができ、ワークＷのより一層広い範囲の相対向する面を
同時に、かつ、均一に研磨することができる。

【００７６】なお、上記実施の形態においては、目標力
Ｆｒを水平状態では、「０」としていたが、水平状態に
おいても、目標力Ｆｒに所望の値を入力することによ
り、２個の砥石３８ａ、３８ｂのうち一方のみをワーク
Ｗ面に押圧させることができ、１面のみの研磨を行うこ
とができる。

【００７７】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。

【００７８】

【発明の効果】請求項１記載の発明の自動金型研磨装置
によれば、少なくとも２枚を一組として相対向して配設
された研磨部材を保持するとともに少なくとも２枚１組
の研磨部材を相互に離隔する方向に付勢して金型の相対
向する各面に同時に押し付ける保持押圧手段を、４自由
度以上の位置決め手段に保持された移動保持手段で、研
磨部材の押圧方向に移動自在に保持して、保持押圧手段
により金型の相対向する面に均等の圧力で押圧させると
ともに、各研磨部材に振動手段により所定の振動を付与
しているので、金型のリブ部等のように相対する面を研
磨する際、それらの面に同時に同じ圧力で研磨部材を押
し付けて、研磨部材を振動させながら移動させることが
でき、金型の相対する面を同時に、かつ、均一に研磨す
ることができる。

【００７９】請求項２記載の発明の自動金型研磨装置に
よれば、研磨部材として、少なくともその研磨面が平板
形状に形成されたものを使用しているので、金型のリブ
部等の相対する平面で構成される部位を同時に、かつ、
均一に研磨することができる。

【００８０】請求項３記載の発明の自動金型研磨装置に
よれば、研磨部材として、少なくともその研磨面が円弧
状に形成されたものを使用しているので、金型の円筒形
状の内側等の相対する面が曲面で構成される部位を適切
に研磨することができる。

【００８１】請求項４記載の発明の自動金型研磨装置に
よれば、保持押圧手段として、相対向する金型の傾斜角
度に応じて、研磨部材を回転させる回転機構を備えたも
のを使用しているので、少なくとも２枚以上の相対する
研磨部材を、金型の相対向する面の傾斜角度にあわせて
各々自由回転させることができ、金型の相対する面が平
行でない場合も、当該面に自然に沿って同時に、かつ、
均一に研磨することができる。

【００８２】請求項５記載の発明の自動金型研磨装置に
よれば、移動保持手段を、リニアガイドで構成している
ので、研磨部材を金型の相対向する面に押し付けた際
に、安価で、かつ、簡単な構造で、当該相対する面への
押圧力を同じ圧力にすることができ、金型の相対向する
面を同時により一層均一に研磨することのできる自動金
型研磨装置を小型で安価なものとすることができる。

【００８３】請求項６記載の発明の自動金型研磨装置に
よれば、移動保持手段を、位置決め手段に取り付けられ
た筐体と、筐体に保持されるとともに研磨部材の押圧方
向に配設されて保持押圧手段の歯合するボールネジと、
各研磨部材に金型の面からかかる負荷を検出する圧力検
出手段と、ボールネジを回転駆動するモータと、圧力検
出手段の検出結果に応じて、モータを駆動してボールネ
ジを回転させ保持押圧手段を研磨部材の押圧方向に移動
させる制御手段と、を備えたものとしているので、研磨
部材を金型の相対向する面に押し付けた際に、当該相対
する面への押圧力をより一層正確に同じ圧力にすること
ができ、金型の相対向する面を同時により一層均一に研
磨することができる。

【００８４】請求項７記載の発明の自動金型研磨装置に
よれば、圧力検出手段にかかる圧力から研磨部材に対し
て押圧方向に作用する重量を補正しているので、研磨部
材を傾けた状態で使用した場合にも、研磨部材が金型の
相対向する面に均一な押圧力で押圧することができ、金
型の傾斜した方向等で相対向する面をも同時により一層
均一に研磨することができる。

【００８５】請求項８記載の発明の自動金型研磨装置に
よれば、研磨部材を振動させる振動手段として、ピエゾ
素子の振動を利用したものを使用しているので、振動手
段を小型で、安価なものとすることができ、小型で、か
つ、安価に金型の相対向する面を同時に、かつ、均一に
研磨することができる。

【００８６】請求項９記載の発明の自動金型研磨装置に
よれば、位置決め手段として、スカラタイプの多関節ロ
ボットを使用しているので、研磨部材を広い範囲におい
て金型の任意の位置に位置決め可能とすることができ、
金型の広い範囲の相対向する面を同時に、かつ、均一に
研磨することができる。

【００８７】請求項１０記載の発明の自動金型研磨装置
によれば、位置決め手段として、６自由度の垂直多関節
ロボットを使用しているので、研磨部材をより一層広い
範囲において金型の任意の位置に位置決め可能とするこ
とができ、金型のより一層広い範囲の相対向する面を同
時に、かつ、均一に研磨することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動金型研磨装置の第１の実施の形態
を適用した自動金型研磨装置の概略構成図。

【図２】図１の研磨ツールの砥石がワークのリブ部に挿
入されている状態の拡大正面断面図。

【図３】図１の研磨ツールの拡大側面断面図。

【図４】図１の研磨ツールの砥石が開かれている状態の
拡大正面断面図。

【図５】図１の研磨ツールの砥石が閉じられている状態
の拡大正面断面図。

【図６】壁面が平行なリブ部に砥石が押し付けられてい
る状態の断面図。

【図７】図１の研磨ツールの砥石が揺動アームに対して
平行な状態の部分拡大斜視図。

【図８】壁面が非平行なリブ部に砥石が押し付けられて
いる状態の断面図。

【図９】図１の研磨ツールの砥石が揺動アームに対して
回動している状態の部分拡大斜視図。

【図１０】研磨面が円弧状の砥石が取り付けられている
揺動アームの拡大斜視図。

【図１１】図１０の砥石がリブ部の円弧状の壁面に押し
付けられている状態の断面図。

【図１２】本発明の自動金型研磨装置の第２の実施の形
態を適用した自動金型研磨装置の研磨ツールの拡大正面
断面図。

【図１３】図１２の研磨ツールの拡大側面断面図。

【図１４】図１２の研磨ツールのＸ方向の移動制御系を
示すブロック図。

【符号の説明】

１ 自動金型研磨装置 １０ ロボット １１ アーム １２ ツール取付プレート １３ ロボット制御部 ２０ 研磨ツール ２１ 支持部材 ２２ 空圧シリンダ ２３ ストッパ ２４ リニアガイド ２５ ストップ板 ２５ａ ストップ穴 ２６ ピエゾ振動機構 ２７ 取付部材 ２８ 空圧シリンダ ２８ａ ピストン軸 ２９ 押圧プレート ２９ａ テーパー面 ３０ａ、３０ｂ 揺動アーム ３１ａ、３１ｂ ベアリング ３２ 軸 ３３ 側板 ３４ 圧縮バネ ３５ａ、３５ｂ 回動軸 ３６ａ、３６ｂ ツールホルダ ３７ａ、３７ｂ 固定部材 ３８ａ、３８ｂ 砥石 ４０ ツール制御部 ４１ ワーク台 Ｗ ワーク Ｗａ リブ部 ５０ 研磨ツール ５１ 支持部材 ５２ ベアリング ５３ ボールネジ ５４ モータ ５５ エンコーダ ５６ 歯車部材 ５７ 取付部材 ５８ ロードセル ６０ 制御処理部 ６１ 減算器 ６２ 積分器 ６３ 加算器 ６４ ＰＩＤ器

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対向する面を有した金型を自動研磨する
   自動金型研磨装置であって、少なくとも２枚を一組とし
   て相対向して配設された研磨部材と、前記研磨部材を保
   持するとともに前記少なくとも２枚１組の研磨部材を相
   互に離隔する方向に付勢して前記金型の相対向する各面
   に同時に押し付ける保持押圧手段と、前記保持押圧手段
   を前記研磨部材の押圧方向に移動自在に保持して、前記
   保持押圧手段により前記金型の前記相対向する面に均等
   の圧力で押圧させる移動保持手段と、前記各研磨部材に
   所定の振動を付与する振動手段と、前記移動保持手段を
   保持して前記研磨部材を前記金型の研磨位置に移動させ
   る４自由度以上の位置決め手段と、を備えたことを特徴
   とする自動金型研磨装置。
2. 【請求項２】前記研磨部材は、少なくともその研磨面が
   平板形状に形成されていることを特徴とする請求項１記
   載の自動金型研磨装置。
3. 【請求項３】前記研磨部材は、少なくともその研磨面が
   円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１記載
   の自動金型研磨装置。
4. 【請求項４】前記保持押圧手段は、前記相対向する金型
   の傾斜角度に応じて、前記研磨部材を回転させる回転機
   構を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のい
   ずれかに記載の自動金型研磨装置。
5. 【請求項５】前記移動保持手段は、リニアガイドで構成
   されていることを特徴とする請求項１から請求項４のい
   ずれかに記載の自動金型研磨装置。
6. 【請求項６】前記移動保持手段は、前記位置決め手段に
   取り付けられた筐体と、前記筐体に保持されるとともに
   前記研磨部材の押圧方向に配設されて前記保持押圧手段
   の歯合するボールネジと、前記各研磨部材に前記金型の
   面からかかる負荷を検出する圧力検出手段と、前記ボー
   ルネジを回転駆動するモータと、前記圧力検出手段の検
   出結果に応じて、前記モータを駆動して前記ボールネジ
   を回転させ前記保持押圧手段を前記研磨部材の押圧方向
   に移動させる制御手段と、を備えたことを特徴とする請
   求項１から請求項４のいずれかに記載の自動金型研磨装
   置。
7. 【請求項７】前記制御手段は、前記圧力検出手段にかか
   る圧力から前記研磨部材に対して前記押圧方向に作用す
   る重量を補正することを特徴とする請求項６記載の自動
   金型研磨装置。
8. 【請求項８】前記振動手段は、ピエゾ素子の振動を利用
   していることを特徴とする請求項１から請求項７のいず
   れかに記載の自動金型研磨装置。
9. 【請求項９】前記位置決め手段は、スカラタイプの多関
   節ロボットであることを特徴とする請求項１から請求項
   ８のいずれかに記載の自動金型研磨装置。
10. 【請求項１０】前記位置決め手段は、６自由度の垂直多
    関節ロボットであることを特徴とする請求項１から請求
    項８のいずれかに記載の自動金型研磨装置。