JPS6099564A - Tool pressing force detecting apparatus - Google Patents
Tool pressing force detecting apparatusInfo
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- JPS6099564A JPS6099564A JP20656683A JP20656683A JPS6099564A JP S6099564 A JPS6099564 A JP S6099564A JP 20656683 A JP20656683 A JP 20656683A JP 20656683 A JP20656683 A JP 20656683A JP S6099564 A JPS6099564 A JP S6099564A
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- spring
- tool
- arm
- lever
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- Pending
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- 241000282994 Cervidae Species 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/16—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、例えばグラインダロボットにおいて、砥石を
加工物に押付ける力を検出するため、ロボットアームの
砥石支持機構として組込み使用される工具押付力検出装
置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to a tool pressing force that is incorporated and used as a grindstone support mechanism of a robot arm in order to detect the force that presses a grindstone against a workpiece in a grinder robot, for example. This invention relates to a detection device.
（発明が解決すべき従来技術の問題点）従来、押付スプ
リングにより加工物に工具を押付け、φその際における
押付スプリングの圧縮によシ差動変圧器のコアを移動さ
せることによって工具の押付力を検出しようとした工具
押付力検出装置があるが、この検出装置では、押付力に
対応するスプリングの歪量をコア移動量で検出する構造
であるため、検出精度を向上させるためにはコア移動量
を大きくする必要があシ、どうしても構造的に大きくな
ってしまうという不具合を免れないＯ
（発明の目的）
本発明は、前記従来の問題点を解決するために創案され
たもので、加工物に対して工具を押付は等する力（本願
明細書では単に工具押付力と総称する。）をロードセル
で精度良く検出すると共にその検出範囲を大きくするこ
とができ、これによって工具押付力を制御し易くするこ
とを目的とする。(Problems in the Prior Art to be Solved by the Invention) Conventionally, a tool is pressed against a workpiece by a pressing spring, and the pressing force of the tool is applied by moving the core of the differential transformer due to the compression of the pressing spring at that time. There is a tool pressing force detection device that attempts to detect tool pressing force, but this detection device has a structure that detects the amount of spring distortion corresponding to the pressing force by the amount of core movement. It is necessary to increase the amount of the workpiece, and the problem of structurally large size is unavoidable. The load cell can accurately detect the force that is the same when pressing the tool against the load cell (hereinafter simply referred to as the tool pressing force), and the detection range can be enlarged, thereby controlling the tool pressing force. The purpose is to make it easier.
（発明の構成ン
本発明の工具押付力検出装置は、加工物に対して工具を
アームによジアーム方向と直角方向に押付は等するよう
にした加工装置において、前記アームに、工具をレバー
先端に備えた反工具作用方向側へ回動可能なレバーを取
付け、該レバーの回動中心から工具作用点までの距離（
Ｌ）よシ短い距離（Ｌ′）に位置するよう、レバーとア
ームとの間にスプリングと該スプリング力を検出可能な
ロードセルとを介装したことを特徴とする。(Component of the Invention) The tool pressing force detection device of the present invention is provided in a processing device in which a tool is pressed against a workpiece by an arm in a direction perpendicular to the direction of the arm. Attach a lever that can be rotated in the opposite direction of tool action, and determine the distance from the center of rotation of the lever to the point of tool action (
L) A spring and a load cell capable of detecting the spring force are interposed between the lever and the arm so as to be located at a much shorter distance (L').
（実 施 例）
以下、本発明の一実施例を、グラインダロボットのアー
ム先端に備えた砥石支持機構を示す第１図および第２図
によシ説明する。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2, which show a grindstone support mechanism provided at the tip of an arm of a grinder robot.
図中１は先端アームで、該先端アーム１は前後、左右、
上下に平行移動可能なロボットアームの先端に装着され
ている。この先端アーム１の先端部は、回転軸２が軸受
３によシ両端支持された状態で回転可能な構造となって
いる。この回転軸２にはスプリングケース４が軸受５に
よ多回転可能に取付けられ、該スプリングケース４には
レバー６が取付けられている。また、回転軸２には、回
転軸２方向と直角方向に延びる回動アーム７が中央部で
一体に連結されている。レバー６の先端部には、砥石８
を出力軸に装着した電動またはエアグラインダ９が砥石
８を回転可能に装着されている。前記スプリングケース
４には、回転軸２の中心から等距離（Ｌ′）の位置にス
プリング収納部１１．１２とが設けられている。スプリ
ング収納部１１．１２には蓋１３が装着され、該蓋１３
とスプリング収納部１１．１２の底部中央とにはガイド
孔１４．１５が設けられている。前記スプリング収納部
１１．１２には、ガイド孔１４゜１５を介して蓋１３側
に突出するピン１６．１７が配置され、かつ、該ピン１
６ 、１７に突出力を付勢するスプリング１８．１９が
収められている。回動アーム７の砥石８側端部には、ビ
ン１６が当接し、該ビン１６を介してスプリング１８の
力を検出するロードセル２０が装着されている。In the figure, 1 is the tip arm, and the tip arm 1 is front and rear, left and right,
It is attached to the tip of a robot arm that can move vertically in parallel. The distal end portion of the distal end arm 1 is configured to be rotatable with a rotating shaft 2 supported at both ends by bearings 3. A spring case 4 is rotatably mounted on a bearing 5 on the rotating shaft 2, and a lever 6 is mounted on the spring case 4. Further, a rotating arm 7 extending in a direction perpendicular to the direction of the rotating shaft 2 is integrally connected to the rotating shaft 2 at the center thereof. A grindstone 8 is attached to the tip of the lever 6.
An electric or air grinder 9 having a grinding wheel 8 mounted on its output shaft is mounted so that the grindstone 8 can be rotated. The spring case 4 is provided with spring storage portions 11 and 12 at positions equidistant (L') from the center of the rotating shaft 2. A lid 13 is attached to the spring storage portion 11.12, and the lid 13
A guide hole 14.15 is provided at the center of the bottom of the spring housing 11.12. A pin 16.17 that protrudes toward the lid 13 side through the guide hole 14.15 is disposed in the spring storage portion 11.12, and the pin 16.17
6 and 17 house springs 18 and 19 that bias the ejection force. A load cell 20 is attached to the end of the rotary arm 7 on the side of the grindstone 8, which is in contact with a bottle 16 and which detects the force of the spring 18 via the bottle 16.
回動アーム７の反砥石８側端部にはピン１７に当接する
調整ネジ２１が螺入されている。回転軸２の一端には、
該回転軸２を介して回動アーム７を傾動させる駆動装置
２２（第１図に歯車機構の一部のみが示される。）が接
続されておシ、該駆動装置２２を介して回動アーム７は
例えば先端アーム１方向に治った第２図に示す状態に保
持されている。An adjustment screw 21 that abuts the pin 17 is screwed into the end of the rotating arm 7 on the side opposite to the grindstone 8 . At one end of the rotating shaft 2,
A driving device 22 (only a part of the gear mechanism is shown in FIG. 1) is connected to tilt the rotating arm 7 via the rotating shaft 2. 7 is maintained in the state shown in FIG. 2, for example, with the distal arm 1 directed.
（作 用）
砥石８を図示しない加工物に押付けると、レバー６を介
しスプリングケース４が回転軸２を中心として反押付方
向側に回動し、該レバー６と回動アーム７との間でスプ
リング１８．１９が負荷トルクと釣合うように変形する
。この変形によって生じたスプリング力の変化量は、ビ
ン１６を介してロードセル２０によシ検出される。検出
原点となるスプリング力は、調整ネジ２１によシ調整設
定される。(Function) When the grindstone 8 is pressed against a workpiece (not shown), the spring case 4 rotates in the opposite pressing direction around the rotating shaft 2 via the lever 6, and the space between the lever 6 and the rotating arm 7 is rotated. The springs 18 and 19 are deformed to balance the load torque. The amount of change in spring force caused by this deformation is detected by the load cell 20 via the bottle 16. The spring force serving as the detection origin is adjusted and set using the adjustment screw 21.
次に、加工物に対する押付けで砥石８の先端に直角に作
用する負荷Ｆと、ロードセル２０によシ検出されるスプ
リング力（正確には変化量）ＦＩとの関係をめる。尚、
第３図は第２図に示された検出装置部分の概要を線図的
に示す。この第３図中、２３は回転軸２の中心と負荷Ｆ
が作用する砥石８の先端とを結ぶ線分（長さＬ）を示す
。Next, the relationship between the load F acting perpendicularly on the tip of the grindstone 8 due to pressing against the workpiece and the spring force (more precisely, the amount of change) FI detected by the load cell 20 is determined. still,
FIG. 3 diagrammatically shows an overview of the detection device part shown in FIG. In this Figure 3, 23 is the center of the rotating shaft 2 and the load F.
shows a line segment (length L) connecting the tip of the grindstone 8 on which it acts.
負荷Ｆが作用すると、レバー６は、出力軸２を中心とし
て回動し、スプリング力作用点位置と工具作用点位置で
反工具作用方向側にδ、Ｘだけ変位し、釣合い状態が得
られる。第４図はこのような負荷状態を、レバー６が回
動せず、回動アーム７が実線位置から想像線位置へ回動
した状況で牙、す。この第４図中、Ｆ、 、 Ｆ２はス
プリング力、ｋ、 、 ｋ、はバネ定数、Ｌ′ は回転
軸２からスプリング力作用点位置までのレバー６方向に
沿った距離を示す。When the load F is applied, the lever 6 rotates around the output shaft 2, and is displaced by δ and X in the opposite tool action direction between the spring force action point position and the tool action point position, and a balanced state is obtained. FIG. 4 shows such a loaded state with the lever 6 not rotating and the rotating arm 7 rotating from the solid line position to the imaginary line position. In FIG. 4, F, , F2 are spring forces, k, , k are spring constants, and L' is a distance along the direction of the lever 6 from the rotating shaft 2 to the point of application of the spring force.
しかして、回転軸２のまわシの力の釣合い関係式は、線
分２３に直角に作用する負荷Ｆの成分をＦｎとすれば、
Ｌ’
Ｆｎ−−（Ｆｔ −Ｆｔ）
ことで、
Ｆ、＝十に、δ
Ｆ ＝−ｋ δ
であるから、
Ｌ′
Ｆｎ ＝ −（ｋ、 ＋ ｋ、）δ
ここで、
スプリング１８．１９に同一バネ定数（ｋ、＝に２）の
ものを使用すれば、
となる。Therefore, the balance relational expression of the force of rotation of the rotating shaft 2 is as follows: If Fn is the component of the load F acting perpendicularly to the line segment 23, then L' Fn--(Ft - Ft), F, = 10, and δ F = -k δ, so L' Fn = -(k, + k,) δ Here, use springs with the same spring constant (k, = 2) as springs 18.19. Then, .
一方、力の作用点とスプリング力作用点の位置の変位置
に関しては、 Ｌ
Ｘ−一 δ
Ｌ′
であるから、Ｘの位置を制御する上では機械的ゲ ４゜
インＬ ／ Ｌ’ が小さい方が望ましいが、Ｌ／Ｌ’
を小さくするとａは大きくなるが、ロードセルを用いる
事によシ、δの変位置にはは関係なく力Ｆを検出できる
。On the other hand, regarding the displacement of the position of the force application point and the spring force application point, L It is more desirable, but L/L'
If a is made smaller, a becomes larger, but by using a load cell, the force F can be detected regardless of the displacement position of δ.
一方、（１）式よシカの検出量Ｆ、はＬ／Ｌ’ を小さ
くすると小さくなるが、それに対応した検出範囲のロー
ドセルを選択する事によシ検出器の精度を上げる事がで
きる。On the other hand, according to equation (1), the deer detection amount F becomes smaller as L/L' is reduced, but the accuracy of the deer detector can be improved by selecting a load cell with a corresponding detection range.
（発明の効果）
以上の通シ、本発明は、梃の原理を有効に利用して、加
工物に対して工具８を押付は等する時工具８がアーム７
に対して移動するｉｔ （Ｘ）に比べてスプリング１８
．１９の変形量（δ）を大きくし、かつ、工具押付力Ｆ
に比べてスプリング１８．１９に作用する負荷Ｆ、 、
Ｆ２を小さくすることができる構成であるから、ロー
ドセル２０によシ工具押付力を精度良く検出でき、かつ
、その検出範囲を大きくできる。従って工具押付力を制
御し易くなシ、ロボットによる作条の自動化に役立つ。(Effects of the Invention) As described above, the present invention effectively utilizes the principle of leverage, and when the tool 8 is pressed evenly against the workpiece, the arm 7
Spring 18 compared to it (X) moving against
．． 19, the amount of deformation (δ) is increased, and the tool pressing force F
The load F acting on the spring 18.19 compared to ,
Since the configuration is such that F2 can be reduced, the tool pressing force can be accurately detected by the load cell 20, and the detection range can be increased. Therefore, it is easy to control the tool pressing force, which is useful for automation of cutting by robots.
第１図、第２図は本発明の実施例を要部断面にて示す平
面図、側面図、第３図、第４図は作用説明用の概要図で
ある。
１・・先端アーム、２・・回転軸、
３．５・・軸受、４・・スプリングケース、６・・レバ
ー、７・・回動アーム、８・・砥石、９・・グラインダ
、１１．１２・・スプリング収納部、１３・・蓋、１４
．１５・・ガイド孔、１６．１７−＠ピン、１８，１９
・・スプリング、２０・・〜ロードセル、２１・・調整
ネジ、２２・・駆動歯車。FIGS. 1 and 2 are a plan view and a side view showing an embodiment of the present invention in cross section of essential parts, and FIGS. 3 and 4 are schematic diagrams for explaining the operation. 1. Tip arm, 2. Rotating shaft, 3.5. Bearing, 4. Spring case, 6. Lever, 7. Rotating arm, 8. Grindstone, 9. Grinder, 11.12・・Spring storage part, 13・・Lid, 14
．． 15...Guide hole, 16.17-@pin, 18,19
・・Spring, 20・・Load cell, 21・・Adjustment screw, 22・・Drive gear.
Claims (1)
向に押付は等するようにした加工装置において、前記ア
ームに、工具をレバー先端に備えた反工具作用方向側へ
回動可能なレバーを取付け、該レバーの回動中心から工
具作用点までの距離（Ｌ）よシ短い距離（Ｌ′）に位置
するよう、レバーとアームとの間にスプリングと該スプ
リング力を検出可能なロードセルとを介装したことを特
徴とする工具押付力検出装置。In a processing device in which a tool is pressed against a workpiece by an arm in a direction perpendicular to the direction of the arm, the arm is provided with a lever that is rotatable in a direction opposite to the tool action direction and has a tool at the tip of the lever. Install a spring and a load cell capable of detecting the spring force between the lever and the arm so that the lever is located at a distance (L') shorter than the distance (L) from the center of rotation of the lever to the point of application of the tool. A tool pressing force detection device characterized by being interposed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20656683A JPS6099564A (en) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | Tool pressing force detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20656683A JPS6099564A (en) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | Tool pressing force detecting apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6099564A true JPS6099564A (en) | 1985-06-03 |
Family
ID=16525510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20656683A Pending JPS6099564A (en) | 1983-11-02 | 1983-11-02 | Tool pressing force detecting apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6099564A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63127827A (en) * | 1986-11-18 | 1988-05-31 | Kobe Steel Ltd | Electrolytic buffing compound polishing device |
| CN106959185A (en) * | 2017-03-10 | 2017-07-18 | 浙江华电器材检测研究所 | Jack handle operates force test system |
| US11344994B2 (en) * | 2017-07-18 | 2022-05-31 | Fabio Perini S.P.A. | Grinding unit for cutting machine and machine comprising said unit |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5484690A (en) * | 1977-12-19 | 1979-07-05 | Kiyousan Kinzoku Kougiyou Kk | Automatic polishing machine |
-
1983
- 1983-11-02 JP JP20656683A patent/JPS6099564A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN106959185A (en) * | 2017-03-10 | 2017-07-18 | 浙江华电器材检测研究所 | Jack handle operates force test system |
| US11344994B2 (en) * | 2017-07-18 | 2022-05-31 | Fabio Perini S.P.A. | Grinding unit for cutting machine and machine comprising said unit |
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