JPS5976761A - テイ−チング・プレ−バツク自動研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動研削加工装置に係り、特に、被削物の外面
に連続的あるいは不連続に突出したパリを除去するため
の自動研削装置に関する。

鋳造技術において、鋳型の合わせ目に生じる所謂鋳パリ
は形状的に大小の差こそあれ不可避であると同時に、該
鋳パリの除去作業もまた不可避の作業である。しかし形
状の複雑さやパリの不均一さ等の問題のために機械化が
遅れ、手作業に頼っているのが現状であるが、騒音、粉
塵、振動を伴いかつ重労働であるなど、作業環境は極め
て悪いのが実状である。そこでこのような作業を改善せ
んとしてパリ取シを自動化した装ｆケが既に提案されて
いる。例えは特公昭５４−３７７２０や特開昭５３−１
２６５９４があシ、それぞれ効果的な作用を成し得るも
のである。

本発明はこのような現状に鑑みて成されたものであシ、
その目的とするところは、パリ取り作業を自動化して作
業者の労力負担を軽減し作業環境を改善する汎用装置を
提供することである。この目的を達成するために、グラ
インダを具えた研削ヘッドと、該研削ヘッドを上下方向
と左右方向に二次元的に移動させるための駆動手段と被
削物（以下ワークと記す）を載置する回転テーブルとこ
れらの動きを制御する制御装置とを有する自動研削加工
装置を提供するものである。

以丁、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は研削装置の外観を示したもので、１は研削ヘッ
ド、２はフレーム、３はアーム、４は回転テーブル、５
はベースである。６は、研削ヘッド１に取り付けられた
グラインダである、３第２図及び第５図はフレーム２の
所要断面により上下方向駆動機構を詳細に示した図で、
１０は駆動用モータ、１１はモータ１０に連結されたネ
ジ軸、１２はネジ軸１１に係合されたナツト、１３及び
１４はガイドレールで、各々ベアリング１５．１６及び
１７．１８を係止している。１９はナツト１２とベアリ
ング１５．１６及び１７．１８を一体に連結する板部材
で、アーム６を支承して成る。２０は重錘で、支柱２１
によってガイドされて上下方向に移動可能に構成され、
チェーン２２によって吊下され、チェーン２２の他端は
ナツト１２に延設した止部材２６に係止されている。第
４図はアーム６の詳細図で、支持板６９及び４１の間に
ガイドバー６６及び６４を係止して成る３、６０はモー
タでナツト６２を係合したネジ軸３１と連結されている
。ガイドバー３６及び６４には各々、ガイド受６５及び
６６並びに６７及び３８が嵌合されていて、ナツト６２
と共に板部材１９に係止されている。第５図は研削ヘッ
ド１０所要断面図である。６はグラインダでベルト４２
．ベルトプーリ４６．軸４４．ギヤ４５．ギヤ４６．軸
４７゜ベルトプーリ４８．ベル）４９．ベルトプーリ５
１゜軸５２の順路で駆動用のモータ４０の動力が伝達さ
れる。５６及び５４はティーチングセンサでリング５５
に係止されていて、トルクモー′夕５０によってギヤ５
６．ギヤ５７．軸５８．ギヤ５９゜リングギヤ６６の順
路で回動される。６１はケースであって箱体６２に回転
可能に支持されていて、モータ６０によってチェーンホ
イル６６、チェーン６４．チェーンホイル６５の順路で
伝動されて回転する。

以上のように構成された本発明実施例における作用効果
は次の通υである。

捷ず、荷投手段によってモデルワーク７０が回転テーブ
ル４上に搬送され、適切な止具（図示せず）によって固
定される。このとき、研削ヘッド１はモデルワーク７０
の搬送に支障のないように配慮された位置にて停止待機
される。そして操作盤８からの入力によって制御装置７
を教示モードに設定する。教示モード設定時において研
削ヘッド１に設けたトルクモータ５０が駆動されてギヤ
５６及び５７．軸５８．ギヤ５９．リングギヤ６６を経
てリング５５が回転され、ティーチングセンサ５３が第
６図の位置に設定される。これで教示準備ができ、次に
教示動作を行う。操作盤８から研削ヘツ、ド１の移動方
向を入力した後、操作盤８に設けた手動ノ・ンドル７２
を回してティーチングセンサ５３を所望の位置に設定す
る。手動ノ・ンドル７２にはパルス発生手段が連結され
ていて、手動ハンドル７２の回転に応じたノくルスを発
生し、該パルスと駆動モータとのパルスとが一定の比を
もって対応するようにモータが駆動制御さノしる１、ま
た、移動速度については、高速と微速とが選択し得るよ
うに構成され手動ノ・ンドル７２０１回転に対する移動
量を切シ換えるように成きれている。

すなわち、ティーチングセンサ５６がモデルワーク７０
の近傍に到達するまでは高速で移動し、次いで速度を切
シ換えて微速でモデルワーク７０に接近する。そして、
ティーチングセンサ５６がモデルワーク７０に接触する
とティーチングセンサ５６から信号が発せられる。該信
号によって原位置すなわち移動を開始した位置から信号
発生時までのパルス数が計数され、操作盤８からの記憶
指令によって計数されたパルス数に応じた位置が制御装
置７の記憶装置９に記憶される。ティーチングセンサ５
３がモデルワーク７０に接触して発生する信号は、また
、各駆動モータ１０．３０，６０゜８０と手動ハンドル
７２との関連を遮断し、それ以後は手動ハンドル７２に
よる研削ヘッド１の前進は不可能となるように構成され
ている。こうして一点が記憶される。一点の教示が終了
すれば研削ヘッド１はモデルワーク７０が回転テーブル
４と共に回転しても支承のない位置まで離される。

Ｕｃいてモデルワーク７０を所定角度回転するものであ
るが、該回転動作も前記した研削ヘッド１の移動と同様
、操作盤８からの指令によシ手動ハンドル７２を回転し
てモータ８０を駆動することで操作し得ると共に高速、
微速を選択的に使用し得るものである。モデルワーク７
０の回転角度についてもパルス計数によって角度が記憶
される。以下、前記と同様の操作によって前記と異る別
の一点の位置が記憶される。以上の操作を所要回数繰り
返すことによってモデルワーク７０の外周の形状が記憶
される。ここで教示されるモデルワーク７０の外面位置
は当然のことながらパリの発生する位置であり、従って
教示される外形はパリ除去後の理想形状として記憶され
るものである。

例えば、回転テーブル４にモデルワーク７０を載置し、
操作盤８からトルクモータ５０を駆動してリング５５を
回転させティーチングセンサ５６を第６図の状態にセッ
トする。ワークの被加工面が上面の場合には更に操作盤
８がらモータ６Ｑを駆動してチェーンホイル６５を介し
てチェーン６４を回転させ、チェーンホイル６５によっ
テケース６１を箱体６２に対して回転させてティーチン
グセンサ５４が下向きになってモデルヮー、’／　７０
　ノ上面７３に酒楼可能にセットする。ここで、ケース
６１の箱体６２に挿入された端部においてディスク６８
が延設されていて、該ディスク６８に係合するブレーキ
６７が箱体６２内に設けられておシ、通常はブレーキ６
７が作動状態にあってディスク６８を挾持して箱体６２
に対してケース６１が回転しないように固定し、モータ
６ｏの作動時にブレーキ６７が休止してケー２６１が回
転し得るように構成されている。こうしてティーチング
センサ５６又は５４は所定の向きにセットされる。

まずモデルワーク７０の上面７６のティーチングを行う
ためにモータ６０を駆動してネジ軸３１を回転させる。

ネジＩＩＩＩＩＩ３１は２枚の支持板６９及び４１並び
に２本のガイドバー６３及び６４で構成された枠組内に
おいてただ回転するのみである。

ネジ軸３１が回転すると該ネジ軸６１に係合したナツト
６２はネジ軸５１の回転方向によって右又は左へ移動し
ようとするが、ナツト６２は板部材１９に固定されてい
て左右方向には移動し得ないため、相対的にネジ軸６１
がナツト３２にネジ込まれたシネジ戻されたりしてアー
ム３全体を左右方向に移動させることになる。さて、原
位置にある研削ヘッド１はモデルワーク７０に接近しな
ければならない、すなわちアーム６を図示右方向に移さ
せるべくモータ３０が駆動される。この時、前記の通り
操作盤８に設けた手動ノ・ンドル７２の回転方向によっ
てアーム６の移動方向が選択される。手動ノ・ンドル７
２の回転によって生じるノ（ルスに応じてモ・−り６０
が駆動されて研削ヘッド１は概略所定位置の上方位置に
セットされる。次いで操作盤８で移動方向を切り換えて
上下移動にするように設定する。手動）・ンドル７２を
回動すると発生パルスに応じてモータ１０が回転してネ
ジ＋ＩＡｂ　１１を回転させる。ネジ軸１１にはナツト
１２が係合しており、またネジ軸１１はフレーム２に回
転可能に支持されていて上下に移動不能であるので、ネ
ジ軸１１０回転によってネジ軸１１に係合したナツト１
２がネジ軸１１０回転力向に応じて上下に移動するもの
である。ナツト１２にに４板部材１９が固定されていて
ナツト１２の移動と共に該板部材１９も移動する。一方
、板部材１９にはベアリング１５，１６．１７及び１８
が固定されており、該ベアリング１５，１６及び１７．
１８は各々、フレーム２に固定されたガイドレール１３
゜１４に係合していて、板部材１９の上下動を円滑にし
ている。更に、板部利１９に１、止部側２３が延設され
ていて該止部材２６に係止し／こチェーン２２をチェー
ンホイル２４．２５に倦き用ケて他端を升＠２０に係止
してアームろの重九；をＩｎ−虜１１！　２０のｖ量と
を均衡させ、ネジ軸１１とナツト１２及びモータ１０に
対する負荷を軽減すると共に摩耗を抑制して精度を維持
するものである。こうして、操作盤８の手動・・ンドル
７２を回転すると、七−タ１０によってネジ軸１１が回
転されてナツト１２が下降し、アーム６もナツト１２と
一体に下降するため、アーム６の先端に係止された研削
ヘッド１も下降する。前記の通υ、下降速度は操作盤８
において切り換え可能であるので、一定位置までは高速
で下降し、それ以後は微速で下降するようにして位置設
定を容易にしている。こうしてティーチングセンサ５４
をモデルワーク７０の所定位置に当接させるのであるが
、所望位置にティーチングセンサ５４を位置づけるため
に研削ヘッド１の移動方向を操作盤８から適宜回数切シ
換えて最適位置にセットされる。こうして必要点におけ
る形状がティーチングセンサ５４によって検出、記憶さ
れる。次にモデルワーク７０の側面７４におけるパリの
位置を教示する。まず、操作盤８からモータ６０を駆動
して研削ヘッド１を回転させ、グラインダ６が第８図に
示す状態になるようにセットする。以下は前記と同様の
操作によシ、ティーチングセンサ５６をモデルワーク７
０の側面７４のパリ発生位置に当接させて当該位置情報
を記憶装置に読み込む。モータ８０を駆動して回転テー
ブル４を回転し該回転テーブル４上に固定されたモデル
ワーク７０とティーチングセンサ５６との対応位置を変
えて必要位置における位置情報を全て記憶装置に読み込
む。こうして、ワーク上面７３及びワーク側面７４のパ
リ発生位置と仕上シ形状がティーチングによって記憶さ
れたことになる。

これらの情報は研削ヘッド１の上下位置、左右位置、グ
ラインダ６の向き（第８図又は第９図の状態の別）、及
び回転テーブル４０回転角度として記憶される。

研削作業の開始に当り、回転テーブル４上にワーク７１
が固定される。この時１回転テーブル４は予め設定され
た旅回転位置で停止してい′る。ここで、モデルワーク
７０に対して個々のワーク７１が形状的に変形していた
匂、あるいは回転テーブル４上に固定する際の位置ずれ
が生じる場合には、複数点についてその形状をサンプリ
ングして教示データとのずれを補完するような修正機能
を具えている。通常・け、クランプ方法を考慮すること
で位置ずれを防止し得るためサンプリングと修正機能は
使用しなくても済むように考慮されるべきである。回転
テーブル４上に固定されたワーク７１に対し、制御装置
７では教示データを読み出して教示順序に従って各モー
タを駆動して研削加工を実行する。研削加工の実行開始
は操作盤８からの指令で行い、開始信号によってモータ
４０が駆動されてベルトプーリ６９．ベルト４２．ベル
トプーリ４３．軸４４．ギヤ４５及び４６．軸４７．ベ
ルトプーリ４８．ベルト４９．ベルトプーリ５１．軸５
２の順に伝動されてグラインダ６が回転する。リング５
５及びティーチングセンサ５６は第７図に示す状態に保
持され、研削加工の際にティーチングセンサ５３．５４
やリング５５がワーク７１に当接しないように配慮され
る。また、グラインダ６の径の値を予め入力することに
よってティーチングセンサ５３．５４で読み込んだデー
タと演算してグラインダ６がワーク７１の形状に沿って
パリを研削するように制御される。ワーク７１の表面に
形成されるパリは不定形状で時には不連続であり、その
ためにグラインダ６に加わる負荷は著しく変動するが、
グラインダ乙に対する過大負荷は危険であるため、一定
負荷以上になった場合に該負荷を軽減するように配慮さ
れなければならない。この方法として種々の方法が採ら
れ得る。グラインダ乙に対するパリの食い込み速度を小
さくするために回転テーブル４の回転Ｍ度を切り換える
方法。

負荷が小さくなるように除々にグラインダ６をワーク７
１から遠ざけてゆきながら一定の負荷範囲内で連続的に
研削を行う方法、無負荷になるところまでグラインダ６
を後退させた後再び前進して研削する動作を繰り返して
断続的に研削を行う方法など、制御プログラムにおいて
選択的に使用される。研削開始時において、グラインダ
６は回転しながら所定距離から微速でワーク７１に接近
し、教示経路の研削開始位置まで到達したら回転テーブ
ル４が回転を開始して研削を開始する。このとき、研削
開始位置に到達する前に前記のような過負荷状態が生じ
た場合は前記と同様に負荷を軽減するように研削ヘッド
１が制御される。

こうして研削加工が終了すれば研削ヘッド１は原位置に
戻って停止する。そして回転テーブル４上のワーク７１
が交換されて、再び前記の順序で研削が実行される。研
削加工を行ううちにグラインダ６が摩耗して除々にその
径が変化し、初期入力したグラインダ６径のデータと実
際値との差が生じるため、グラインダ径計測センサ７９
を設ｆｆて、例えばワーク交換時等において適宜グライ
ンダ径を計測し、計測されたデータを初期入力したデー
タを比較演算して、グラインダ６が最゛適状態でワーク
７１に接するように補正され得る。

さて、ティーチングセンサ５３．５４で教示されたデー
タを基に実際に研削実用するためには制御装置において
演算処理を行ってグラインダ６の移動を制御している。

教示の際は予め指定された数の位置のみを記憶している
。教示データは円筒座標として記憶装置に取り込まれ、
演算装置において理想グラインダを想定して教示データ
を一旦直交座標に変換する。次いで実際のグラインダ６
の径のデータを加えて円筒座標と直交座標を混在させた
複合円筒座標として最終的に設定して各モータを駆動制
御している。

本−発明においては、グラインダ６は上下、左右の二次
元的な移動しか行わない構成であるが、これは鋳ばシの
研削といった比較的重研削であるのでグラインダ乙の位
置精度を高めるために移動軸に剛性を与えることを目的
とした構造で、そのためにワーク７１を回転テーブル４
と共に回転させてグラインダ６がワーク７１　に対して
相対的に移動し得るように成しである。そのために研削
におけるワーク７１の寸法精度の向上を達成している。

一方、教示において、一般的にティーチングに使用され
ている工具の移動軌跡を教示する方式を使用せず、本発
明ではワークの形状を教示する方式を採っているのは前
記した軸構成に起因しているもので、ティーチングにお
いてワーク形状の直線部分の始点、終点の各近傍の２点
を、また曲線部分においては円弧の一部分として同一曲
率部分の始点、終点及び中間点の６点を、また円形状物
については円周上の６点をそれぞれ教示データとして記
憶することでティーチングを完了し得る。

従って全周に旦って工具軌跡を教示するよりも短時間で
教示し得ると共に、ワーク形状をより精確に教示し得る
ものである。

以上において詳述したように、本発明によれば操作盤に
よって容易にティーチングが行なうことカテキ、シかも
ワークのあらゆる位置と方向に対してティーチング及び
再生による研削加工を施すことが可能で極めて汎用性に
富んだ効果的な装置である。また、ティーチングの際、
工具の移動軌跡ではなくワークの形状を記憶させること
によってティーチングを容易にし、かつ高い寸法精度を
維持し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成を表わす外観図、第２図
ないし第４図は駆動機構を拡大して表わした図、第５図
は要部縦断側面図、第６図ないし第９図は要部の動きを
説明するための拡大図、第１０図及び第１１図は参考図
である。 １：研削ヘッド　　２：フレーム ３：アーム　　　　４：回転テーブル ５：ベース　　　　　６：グラインダ Ｚ：制御装置　　　８：操作盤 ９：記憶装置　　　１ｏ：モータ ６０：モータ　　　　４０：モータ Ｅ３ＣＪ：％−タ７９：グラインダ径計測センサ 代理人　弁理士　木　村　三　朗 第１０ 第２図 第　３　図 第４図 第６図　　　　第γ１〆］ 第１０図 ％願昭５７−１８５７２９号 ２１発明の名称 ティーチング・プレーバック自動研削装置３．１山市を
すると ・Ｉｔ　ｌ’ｌとの閉１に特　許　　　出願人４、代」
甲へ １１１す「　　　　東車都港１メ虎ノ門−１°１１２１
番１９号６−　　？＋ｌｉ　ＩＦ、　（１）　λ・１　
象明細書の図面の簡単な説明の桐 ４、図面の簡単な説明 （１）明細書の第１８頁第７行〜第８行に、「拡大図、
第１０図及び第１１図は参考図である。」とあるのを、
［拡大図である。−１と訂正する。 （２）図面の第１０図及び第１１図を削除する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 研削ヘッドと研削ヘッドを上下方向に移動させる手段と
   研削ヘッドを左右方向に移動させる手段と研削ヘッドを
   左右方向移動軸線のまわりに旋回させる手段とワークを
   載置する回転テーブルとを含む研削装置と、ワークの形
   状を教示する手段と教示されたワークの形状を記憶する
   記憶装置と記憶されたワークの形状を読み出して研削装
   置を駆動するだめの演算処理装置とを含む制御装置とか
   ら成り、演算処理装置はグラインダの負荷トルクを検出
   して設定トルクと比較演算し過負荷を回避すべく研削ヘ
   ッドを駆動する機能とグラインダの摩耗蓋を検出して摩
   耗量を補うべく研削ヘッドを駆動する機能とを有するこ
   とを特徴とするティーチングプレーバック自動研削装置
   。