JPS60207756A - 研削加工方法 - 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】 （技術分野） この発明は研削加工方法に関するもので、特に板金製箱
体の角部のようなコーナ部を自動的に研削又は研磨する
のに好適な研削加工方法に係る。

（従来技術） 従来より、板金製の箱体は、４枚の側板を互いに直交し
て配設すると共に、互いに相隣接する側縁部を外側から
溶接することによって製造されている。この場合、溶接
ビードが凸状に盛り上がって形成されるため、その外観
を向上するために、溶接ビード部を削除している。この
作業は、通常はハンドグラインダを用いた手作業によっ
て行われており、そのため仕上がり品質が一定せず、ま
た作業者の疲労によって作業能率が低下してしまうとい
う問題点がある。

そこで、上記作業を自動化する試みが種々なされており
、現在のところ、超硬カッタや研削砥石を用いて、上記
のようなコーナ部に傾斜した平面状の面取りを施す装置
が実用化されている。しかしながら、上記装置において
は、カッタや砥石は、予め定められた軌跡を直線的に移
動しながら研削を行うだけであり、したがって比較的肉
薄の箱体を加工するに際して、箱体の位置決め誤差が存
する場合や、箱体に溶接に起因する寸法誤差の存する場
合には、全く研削されない部分が生じたり、あるいは内
部まで貫通して研削される部分が生じてしまうという欠
点がある。

（発明の目的） この発明は上記に鑑みなれたもので、その目的は、箱体
のコーナ部等の研削すべき交差部に、位置決め誤差や、
寸法誤差の存する場合にでも、コーナ部に沿って正確に
良好な研削加工を行うことのできる研削加工方法を提供
することにある。

（発明の構成及び作用） 上記目的に沿うこの発明の研削加工方法は、互いに交差
する平面の交差部近傍を研削するための研削加工方法に
おいて、まず一方の平面を長手方向に沿って研削すると
共に、この研削中にこの平面の位置情報を検出し、次い
で他方の平−面を長手方向に沿って研削すると共に、研
削中にこの平面の位置情報を検出し、上記において検出
された両面の位置情報から交差部近傍の位置情報をめ、
この位置情報に従って交差部近傍を研削することを特徴
とするものとなる。

上記のように、予め各平面の位置情報をめておき、これ
ら情報から得られる交差部近傍の位置情報に基づいて交
差部を研削するようにしであるので、交差部に位置決め
誤差や、寸法誤差が存する場合にでも、交差部に正確に
沿う研削加工が行えることになり、良好な研削加工を行
うことが可能となる。しかも、各平面の研削と同時に該
平面の位置を検出するようにしであるので、加工と検出
とを同時に行うことができ、きわめて能率的である。

（実施例） 次ぎにこの発明の研削加工方法の実施例について説明す
るが、まずその際に使用する加工装置の一例につき図面
を参照しつつ詳細に説明する。

図において、１は基台であって、この基台１上ニハ本体
フレーム２が取着されている。この本体フレーム２は、
上記基台工に対して、上下方向の位置を調整可能に配置
されたものであって、その上面には長手方向に延びる平
行な一対のレール３．３が配設されている。また、上記
本体フレーム２における上記レール３．３の間の位置に
は、水平方向駆動軸としてのボールねじ４が回転可能に
軸支されており、このボールねじ４を、本体フレーム２
の一端部に固着した電動機６によって、歯車減速機構７
を介して回転駆動し得るようなされている。なお、上記
本体フレーム２の側部には、被加工材を固定するための
マグネット５が取着されている。

上記本体フレーム２上には、搬送フレーム８が載置され
ているが、この搬送フレーム８はその裏面側に、上記レ
ール３．３に嵌合すると共に、上記レール３．３上を摺
動し得る摺動部材９．９が取着されている。またさらに
、この搬送フレーム８の裏面側には、ボールナツト１１
が固着され、このボールナツト１１が上記ボールねじ４
に螺合し、ボールねじ４の回転によって搬送フレーム８
を水平方向（以下、Ｈ方向という）に駆動し得るような
されている。

上記搬送フレーム８上には、互いに平行に配設された一
対の案内レール１２．１２が取着されているが、この案
内レール１２はその先端側に円周の略４分の１の長さを
有する円弧状部分を有するもので、その基端側か上記搬
送フレーム８に固着され、その自由端側は上記搬送フレ
ーム８の搬送方向（Ｈ方向）とは直交する方向へと延び
ている。

また、上記案内レール１２．１２のうちの一方のレール
１２の外側面には、上記と同様な円弧状に形成されたラ
ック１３が取着されている。なお、上記搬送フレーム８
の上記各案内レール１２．１２の内側の位置には、上記
と略同様な形状の補助レール１４．１４が配置されてい
る。

１６は回動フレームであって、この回動フレーム１６の
両側部にはそれぞれ、上記案内レール１２の上面を転動
する第１案内ローラ１７と、上記案内レール１２の裏面
を転動する第２案内ローラ１８と、上記補助レール１４
の上面を転動する第３案内ローラ１９とが軸支されてい
る。すなわち、上記第１案内ローラ１７と第２案内ロー
ラ１８とで案内レール１２を、その両側から挟持するこ
とによって、上記回動フレーム１６を上記案内レール１
２．１２に沿ってその周方向（以下、Ｒ方向という）に
回動可能に支持すると共に、補助レール１４と第３案内
ローラ１９を設けることによって、上記支持状態を確実
なものとしている訳である。上記第１案内ローラ１７と
第２案内ローラ１８とは、第５図に示すように、その両
軸心を結んだ延長線が、上記案内レール１２における円
弧状部の中心を通るような位置関係に配置されており、
その結果、上記第１案内ローラ１７と第２案内ローラ１
８とは、上記円弧状部の曲率中心を、その回転中心とし
て、案内レール１２に沿って移動することになる。一方
、上記第３案内ローラ１９は、第１案内ローラ１７と第
２案内ローラ１８との軸心を結ぶ線よりも、その回転中
心に対して、所定角度θだけ離れた位置に配設されてい
るが、この結果、この第３案内ローラ１９用の補助レー
ル１４における円弧状部は、案内レール１２の円弧状部
に対して、その起点Ｂと終点Ｃとが上記角度θだけ位相
した位置に形成されている。なお、補助レール１４にお
ける直線部の表面が、上記案内レール１２の直線部の表
面よりも低い位置に存するのは、上記第３案内ローラ１
９が、上記第１案内四−ラ１７と第２案内ローラ１８と
の軸心を結ぶ方向に対して、第１案内ローラ１７よりも
低い位置に存するためである。

そして上記のような３つの案内ローラ１７．１８．１９
を有する回動フレーム１６には、さらにこの回動フレー
ム１６を駆動するための電動機２１が取着されている。

この電動機２１は、図のように上記回動フレーム１６に
下向きに取りつけられており、その出力軸にはベベルギ
ヤ２２が取着されている。一方、上記フレーム１６にお
ける、上記第１案内ローラ１７とは同一軸心上の位置に
は、駆動軸２３が軸支されており、この駆動軸２３に、
ベベルギヤ２４とピニオン２６とが固着されている。そ
して、上記ベベルギヤ２４は電動機２１側のベベルギヤ
２２に、また上記ピニオン２６は前記したラック１３に
それぞれ咬み合わされてお、す、電動機２１の出力軸が
回転することによって、一対のベベルギヤ２２．２４を
介してピニオン２６を駆動し、回動フレーム１６全体を
案内レール１２に沿って、Ｒ方向に回動し得るようなさ
れている。なお、２５は電磁ブレーキであって、電動機
２１の出力軸の回転を阻止し、回動フレーム１６を所望
の回転位置に保持するのに用いるものである。

上記回動フレーム１６には、さらに工具支持フレーム２
７が支持され、この工具支持フレーム２７が、工具駆動
手段２０゛によって、被加工面に対して近接、離反する
方向（以下、Ｚ方向という）に駆動されるようなされて
いるので、次ぎにこの工具駆動手段２０について説明す
る。まず、上記回動フレーム１６には、工具支持フレー
ム２７を駆動するためのＤＣサーボモータ２８が上向に
取着されており、その出力軸は歯車減速機構２９を介し
てボールねし３１に接続され、このボールねじを回転駆
動し得るようなされている。一方、３２は流体によって
駆動されるシリンダ、例えばエアシリンダであって、こ
のエアシリンダ３２の側部にボールナツト３３が固着さ
れ、このボールナツト３３が上記ボールねじ３１に蝮合
している。

すなわち、上記サーボモータ２８によって、ボールねじ
３１及びボールナンド３３を介して、上記エアシリンダ
３２を上下方向に駆動し得るようなされている。そして
、上記エアシリンダ３２のロンド先端部に上記工具支持
フレーム２７が取着され、さらにこの工具支持フレーム
２７にエアグラインダ３４等の回転工具が取着されてい
る。また、第４図に示すように、上記エアシリンダ３２
０側部と工具支持フレーム２７の自由端部とにそれぞれ
凹所３９．４０が形成されており、この凹所３９．４０
内に上記回動フレーム１６側に設けたレール４１．４２
が嵌入し、上下方向に駆動されるエアシリンダ３２と工
具支持フレーム２７とを案内し得るようなされている。

なお、３６はサーボモータ２８用の電磁ブレーキ、３７
はエアシリンダ３２用のブレーキである。このようにサ
ーボモータ２８とエアシリンダ３２とにそれぞれブレー
キ３６．３７を付加するのは、エアグラインダ３４によ
って定圧研削と定切込み研削との両者を行い得るように
するためである。すなわち、エアシリンダ３２用のブレ
ーキ３７を作動させてそのロンドを固定し、サーボモー
タ２８を駆動して、エアグラインダ３４を下降させるこ
とによって定切込み研削を行い、一方、サーボモータ用
の電磁ブレーキ３６を作動させてその出力軸を固定し、
エアシリンダ３２のロンドを駆動してエアグラインダ３
４を下降させることによって、定圧研削を行うものであ
る。

また、回動フレーム１６におけるエアグラインダ３４の
、搬送フレーム８による搬送方向前方の位置には、倣い
スタイラス３８が配置されており、この倣いスタイラス
３８によって直交２平面の倣い研削完了後の平面パター
ンを記憶し、この記憶に基づいて被加工体のコーナ部の
円弧状軌跡を演算し、この演算軌跡に基づいて上記ＤＣ
サーボモータ２８の２方向への作動を制御し得るような
されている。

次に本発明方法の具体例を、上記装置を用いて、板金製
箱体等の被加工体Ａのコーナ部を研削する場合を例に挙
げて説明する。

（１）まず、被加工材Ａの側板を、本体フレーム２のマ
グネット５に吸着させる。

（２）本体フレーム２を下降させ、倣いスタイラス３８
を被加工体Ａの上面に接触させると共に、被加工体Ａの
コーナ部（正確には加工しようとするＲ部の中心位置）
を案内レール１２０曲率中心と略同位置に位置させる。

なおこの際、グラインダ３４は被加工体Ａのコーナ部近
傍の上面を研削し得るよう下向に配置されているものと
する。

（３）エアシリンダ３２を作動させて、グラインダ３４
を下降させ、砥石を被加工体Ａの上面に接触させる。そ
してこの状態で、ブレーキ３７を作動させ、エアシリン
ダ３２の出力軸をロックする。

（４）サーボモータ２８を作動させることにより、グラ
インダ３４を所定距離だけ引上げる。

（５）搬送フレーム８を後退させることにより、グライ
ンダ３４を、被加工体Ａの後端部よりもさらに後方（以
下、元位置という）に位置させる。

（６）サーボモータ２８によってグラインダ３４を下降
させる。下降距離は、上記引上げた距離に、さらに切込
量を付加した距離とする。

（７）グラインダ３４を作動させると共に、搬送フレー
ム８を前方（Ｈ方向）へと駆動して研削を行う。この場
合研削中は、被加工体Ａの上面の高さ方向の位置が変動
する訳であるが、倣いスタイラス３Ｂによってこの変動
を検出する。そして、この検出量に応じて、サーボモー
タ２８を駆動し、グラインダ３４の上下方向の位置を調
整しながら、被加工材Ａの上面に沿って研削を行う。ま
たこの際、検出された被加工体への長手方向に沿う上記
変動量は記憶装置に記憶しておくものとする。

（８）上面の研削が終了すると、グラインダ３４を停止
すると共に、エアシリンダ３２及びサーボモータ２８を
それぞれ作動させてグラインダ３４を引き上げ、搬送フ
レーム８を元位置へと復帰させる。

（９）電動ｔａ２１を駆動することにより、回動フレー
ム１６を案内レール１２に沿って、Ｒ方向に回動させ、
グラインダ３４と倣いスタイラス３８とをそれぞれ横向
きに配置する。

（１０）そして今度は、被加工体Ａのコーナ部近傍の側
面を、搬送フレーム８を若干前進させた後、上記（３）
〜（７）と同様な手順によって研削する。

（１１）この部分の研削が終了すると、グラインダ３４
を停止すると共に、サーボモータ２８によって所定量り
だけグラインダ３４を引き上げる。

（１２）搬送フレーム８を元位置に復帰させる。

（１３）回動フレーム１６を、電動機２１によって所定
の角度だけ回動させ、この状態でブレーキ２５を作動さ
せてＲ軸をロックする。

（１４）サーボモータ２８によってグラインダ３４を、
上記引き上げた量りに、さらに補正量αを加えた量だけ
下降させる。この補正量αは、案内レール１２の中心位
置と、セットされた被加工体へのコーナ部の位置（正確
にはコーナ部におけるＲ部の中心位置）との間に生じる
誤差を補正するためのもので、上記の上面及び側面の各
研削中に検出したコーナ部の位置に応じて種々変化させ
ながら研削を行うためのものである。なお、この補正量
αについては後述する。

（１５）グラインダ３４を作動させ、搬送フレーム８を
駆動することによってコーナ部を斜めに研削する。

（１６）上記の研削が終了すると、上記（１１）〜（１
５）の手順を所用の回数だけ、グラインダ３４が下向き
状態になるまで繰り返してコーナ部を完了する。

次に上記した補正量αをめる手順について説明する。い
ま、案内レール１２０曲率中心位置と、加工しようとす
るＲ部の中心位置とが一致している場合について考える
と、この場合にはグラインダ３４の位置をＺ方向に変動
させる必要はなく、所定の位置に保持した状態において
、回動フレーム１６を回動させればよい。ところが、第
６図に示すように、被加工体Ａをセントする際に位置決
め誤差が生じたり、あるいは被加工体Ａそのものに長手
方向に沿う変形が存することにより、案内レール１２の
曲率中心位置Ｏと、加工しようとするＲ部の中心位置Ｐ
とが一致していない場合には、上記のようにグラインダ
３４のＺ方向の位置を保持したままでは、Ｒ部を加工す
ることができない。

したがって、この場合には、グラインダ３４のＲ方向の
位置に応じて、２方向の位置を変動させる。

まず、コーナ部の直角度の変化量をきわめて少ないもの
とすると、被加工体Ａ０）Ｒ部近傍の上面及び側面の位
置は既に検出されているので、この検出量から、加工し
ようとするＲ部の中心位置Ｐと、案内レール１２０曲率
中心位置０とのずれをめることができる。いま、実際の
Ｒ部の中心位置Ｐから、案内レール１２と同じ半径の円
を描いた場合、この仮想円と案内レール１２との間には
、第６図に示すように、径方向にαだけのずれが住しる
。したがって、グラインダ３４のＺ方向位置を、Ｒ方向
の位置に応じて、上記ずれ量αだけ修正することによっ
て、グラインダ３４が、上記仮想円上を移動したのと、
実質的に同じ結果を得ることができる。この結果、加工
すべきＲ部の中心位置が、案内レール１２０曲率中心位
置からずれている場合であっても、Ｒ部を所定の形状に
研削加工することが可能となる。なお、この場合に使用
する砥石の幅は、加工すべきＲ部の半径よりも、十分に
大きな寸法とするのが好ましい。

上記実施例は、比較的大型の板金製箱体のように、コー
ナ部の直角度の変化量（誤差）が少ない被加工体への場
合に好適な方法であるが、コーナ部における角度誤差が
比較的大きい被加工体Ａの場合や、コーナ部の角度が本
来直角でない場合には、第７図に示すように一つの平面
につき２回以上の研削、検出を行うことによって、該面
の傾斜角度をめ、両面の傾斜角度から交差部の位置をめ
ると共に、この位置情報に基づいて交差部を研削するよ
うにすればよい。

なお、上記いずれの実施例においても、交差部をＲ状（
断面円弧状）に研削する例を示しているが、交差部の断
面形状はこれに限定されるものではない。

上記研削方法によれば、コーナ部の位置が、被加工体Ａ
そのものの変形誤差や、位置決め誤差に起因してずれて
いるような場合であっても、常にコーナ部に正しく沿っ
て研削加工することができるので、良好な加工を行うこ
とが可能となる。しかも、平面の研削と同時に咳面の位
置情報を検出するようにしであるので、きわめて能率の
よい研削加工を行うことが可能である。さらに、上記の
ように円弧状に湾曲した案内レールを用い、回転工具を
この案内レールに沿って移動させ、コーナ部を研削する
ようにした場合には、回転工具は、検出した２平面の位
置情報に基づく演算補正量に応じて、２方向の一方向に
み位置制御するだけで、Ｒ部を加工することができ、そ
の制御が簡単なものとなり、便利である。

以上にこの発明の研削加工方法の一実施例の説明をした
が、この発明方法は上記実施例に限られるものではなく
、種々変更して実施することが可能である。例えば上記
においては、グラインダをＲ方向に所定の角度だけ移動
すると共に、この角度で固定し、長平方向に沿う研削を
行い、次いでさらにＲ方向に所定の角度だけ移動させる
という加工手順を示しているが、例えば、第８図に示す
ように、グラインダをＲ方向に往復動させながら、長手
方向に研削していくことも可能である。さらに上記にお
いては、２方向の駆動源として、エアシリンダとサーボ
モータの両者を併用した例を示しているが、サーボモー
タのみで実施することもある。なお本発明でいう研削に
は、砥石で被加工体の表面を削り取る全ての加工法が含
まれることは明白であろう。

（発明の効果） この発明の研削加工方法は上記のように構成されたもの
であり、したがってこの発明の研削加工方法によれば、
被加工体の交差部に位置決め誤差や寸法誤差の存する場
合にでも、従来方法のように研削を行えない部分や、内
側まで研削されてしまう部分を生じることはなく、該交
差部に正しく沿って良好な研削を行うことが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法の一例の実施に供する加工装置
を示す全体の正面図、第２図はその要部の正面図、第３
図はその側面図、第４図はその平面図、第５図は上記装
置において用いる案内レールと補助レールとの一例を示
す側面図、第６図は上記装置におけるＺ軸方向の補正方
法を説明するための説明図、第７図（ａｌ　（ｂ）はこ
の発明方法の他の実施例の説明図、第８図は研削手順の
変更例を示す説明図である。 Ａ・・・被加工体。 特許出願人　ダイキン工業株式会社 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに交差する平面の交差部近傍を研ＩＩするため
   の研削加工方法において、まず一方の平面を長手方向に
   沿って研削すると共に、この研ＤＩ中にこの平面の位置
   情報を検出し、次し）で（一方の平面を長手方向に沿っ
   て研削すると共に、研削中にこの平面の位置情報を検出
   し、上記におし１て検出された両面の位置情報から交差
   部近傍の位置情報をめ、この位置情報に従って交差部近
   傍を研削することを特徴とする研１！ｉ１１加工方法。 用いた加工装置。