JPS63139657A - 研磨用ロボツトにおける工具軸の角度調整装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本゛発明は、プレス金型あるいはプラスチック成形用金
型などを研磨する研磨用ロボットにおける工具軸の角度
調整装置に関するものである。

（従来の技術） 金型などのように複雑な形状の曲面を研磨するに適した
従来の研磨用ロボットとしては、例えば特開昭６０−２
２８０６４号公報に記載されたようなものがある。これ
は、研磨工具を所要の向きで自動的に運動させることが
でき、複雑な形状の曲面部をも能率的に研磨できるティ
ーチング機能を持った研磨ロボットである。

（発明が解決しようとする問題点） 型の表面を砥石等で研磨するとき、磨き圧力が一定し、
均一な磨きを得ることかできるためには、砥石を押し付
ける力が常に磨き面に対し垂直であることが望ましい。

しかしながら従来の研磨用ロボットでは、研磨工具を′
ｉＪｌ！ＩＩさせるアームの揺動面の角度か固定的であ
り、しかも、研磨工具をアームの先端部に固定的に取り
付けていたために、被研磨面の向きに応じた治具を用意
して工具軸が被研磨面と直交するよう被研磨物を取り付
は直す必要性があった。

すなわち、前述したように研磨工具によって研磨作業を
行う場合は、研磨工具の回転軸を被研磨面に直交させな
ければ研磨工具のｆｆ１ｆｉ方向によって押付力（研磨
圧力）が変化して研磨むらを招いてしまうために、金型
などのように被研磨面の向きか多様にわたる場合はその
都度被研磨物を取付は直す必要性かあるので必ずしも効
率の高い研磨作業を行うことかできないという問題点が
あった。

なお、例えば実開昭５８−５９５５７号公報あるいは実
開昭６（１−１７９４６号公報に開示されているように
研六工具な被研磨面に押圧する手段の先端部に研磨−Ｌ
具を揺動自在に装着することにより、研磨工具の正面を
被研磨面に常に正対させるようにしたものもあるか、こ
の場合においても被研磨面と抑圧「段との間の相対角度
を所定値に保持させることが不可能であるので、被研磨
面の角度に応じて研磨圧力か変化して研磨むらか生じて
しまうというような問題があった。

本発明は、研磨工具を保持する工具軸を運動させるアー
ムの揺動面の角度を変化させることにより、前記工具軸
を的確に被研磨面に直交させることができる研磨作業性
に優れた研磨用ロボットの工具軸の角度調整装置を提供
することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 研磨工具を保持する工具軸を運動させるべく揺動するア
ームの揺動面を被研磨面に応じて傾倒調整して前記工具
軸の角度を変化させることかできる可傾機構を設けた構
成としている。

（作用） アームの揺動面を被研磨面と略平行にして工具軸を的確
に被研磨面と直交させることがてき、これにより、研磨
工具の押付力（研磨圧力）を安定させることかできる。

（実施例） 第１図から第４図は第１実施例て、第１図は研磨用ロボ
ットの全体を示す正面図、第２図は可傾機構の分解斜視
図、第３図はアーム駆動機構の概略平面図、第４図は工
具軸の取付部分を示す断面図、第５図、第６図は第２実
施例で、第５図は正面図、第６図は一部を破断した側面
図、第７図は第３実施例の側面図である。

第１実施例 第１図から第４図において、水平力向に沿うガイトレー
ル（ＵＡ示省略）に走行自在に装着したスライドベース
ｌに可傾機構２を介してＬ下方向に沿うコラム３の上端
を連結している。コラム３にはスライダ４を昇降自在に
装着している。また。

前記スライダ４の曲面にアーム駆＋ｊＪ機構５を装着す
ると共に、前記スライダ４に設けたへントル６を回動操
作することにより、アーム駆動機構５をスライダ４とと
もにコラム３に沿って昇降させることができるようにし
ている。

前記アーム駆動機構５にはコラム３と略４ｉ行な基軸７
を中心に揺動する第１アーム８と、該第１アーム８の先
端に枢軸９を介して連結した第２アームｌＯが設けられ
、この第２アームｌＯの先端に研磨工具（砥石）を取付
けるための工具軸１１か回転並びに昇降自在に設けられ
る。また、前記基軸７に隣接して設けられた回転軸１２
を中心に回動する駆動リンク１３と前記第２アームＩＯ
とをリンク１４及びピンＩｓ、　１６を介して枢支連結
している。

そして、アーム駆動機構５に設けた第１モータ１７で揺
動駆動される第１アーム８の動作と第２モータ１８で駆
動される駆動リンク１３の動作とをリンク１４を介して
合成させることにより、第２アームＩＯを揺動させて該
第２アームの先端に装着した工具軸を平面運動させ、こ
れにより、工具軸ＩＩに固定した研磨工具（砥石）を平
面運動させるようにしている。

なお、前記第１モータ１７及び第２モータ１８は例えば
油圧モータなどによって構成されており、このようなア
ームの駆動機構は前記した従来例と実質的に同一である
。

つぎに、第１図、第２図を参照して可傾機構２の具体構
造について説１Ｊする。スライドベースｌには旋回座２
０１を水平回動自在に装着しており、この旋回座２０１
に水平軸２０２を介してホルダ２０３を揺動自在に枢着
し、前記ホルダ２０３の下面にコラム３の上端を固定し
ている。また、前記水平軸２０２を介してホルダ２０３
につオームホイーＪし２０４を固定し、ブレーキ付モー
タ２０５によって回転駆動されるつオーム２０６を前記
つオームホイール２０４に噛合させている。

従って、旋回座Ｚ０１を手動または工具を用いて回転さ
せればコラム３を矢印Ａ方向に回動させることかでき、
一方、ブレーキ付モータ２０５でつオーム２０６を回転
させればつオームホイール２０４を介してホルダ２０３
が水平軸２０２を中心に第１図で前後方向に揺動させる
ことができるために、コラム３にスライダ４及びアーム
駆動機構５を介して装着されているアームの枢着軸（基
軸７）の角度（アームの揺動面）を所定の範囲で傾倒ｇ
Ｉ整することができる。２０７は旋回座２０１をスライ
ドベースｌに固定するためのロックピンであり、その上
端面に形成されているチャンバ２０８にオイルなどを供
給制御することにより、該ロックピン２０７を昇降させ
て旋回座２０１とスライドベースｌとの間の相対運動を
制御することができる。

次に、第４図を参照して研磨工具を保持する工具軸の取
付部分の具体構造について説明する。第２アームｌＯの
先端にはジヨイント１９を介してサポート２０を装着し
、このサポート２０に工具軸１１を摺動並びに回転自在
に装着している。

前記ジヨイント１９は、第２アーム１０の先端にボルト
２１で締付固定されたフランジ２２と、該フランジ２２
にボルト２３を介して相対回転可能に取り付けたディス
ク２４とで構成されている。そしてディスク２４にブラ
ケット２５を固定し、このブラケット２５にベアリング
２６を介してサポート２０を回転自在に取り付けている
。

また、サポート２０に工具軸１１を摺動自在にのみ装着
すると共に、サポート２０に固定した歯付プーリ２７と
、工具駆動機構としてブラケットＺ５に取り付けた油圧
モータ２８の出力軸に固定した歯付プーリ２９とを歯付
ベルト３０を介して連動させることにより、油圧モータ
２８を運転すると歯付プーリ２７゜２９及び歯付ベルト
３０を介してサポート２０が回転駆動され、このサポー
ト２０とともに工具軸１１が回転駆動されるようにして
いる。

なお、実施例では油圧モータ２８によって工具駆動機構
を構成しているが、この工具駆動機構の具体的な構造及
び連動機構は実施例に限定されない。

一方、前記ブラケット２５にはステー３１を介してエア
シリンダ３２を装着しており、このエアシリンダコ２の
ピストンロッドココの上端と前記工具軸１１の上端とを
プレート３４を介して結合することにより、エアシリン
ダ３２のピストンロッド３３を出没させて工具軸１１を
昇降作動させるようにしている。

なお、実施例ではこのようにエアシリンダ３２によって
工具軸１１の抑圧４段を構成しているが、他の構造の付
勢手段で抑圧手段を構成することもできる。３５は工具
軸ＩＩとプレート３４との間に介在させたニードルベア
リング、コロはプレート３４をピストンロット３３の上
端に締付固定するボルト、３７はフランジ２２とディス
ク２４とを締付固定するボルト２３のガイド孔である。

上記のように構成した研磨ロボットを実際に運転するに
は、まず、図示しないテーブル上に被研磨物を固定する
。次に、工具軸ｌｌを握ってその先端に装着されている
研磨工具を被研磨物の表面（被研磨面）に沿って移動さ
せて第１アーム８及び第２アームｌＯを実際の研磨作業
の場合と同様に移動（揺動）させ、この動きを図示しな
い記憶装置にティーチングする。また、このようなティ
ーチングに際しては、ハンドル６を操作してアーム駆動
機構５を適当な高さにセットすると共に、可傾機構２を
調整操作してアーム８．ＩＯの揺動面を被研磨面と略平
行にすることにより、アーム８゜ＩＯの揺動の円滑性を
確保すると同時にエアシリンダ３２による工具軸ＩＩの
押圧力を安定させる。そして、このようなティーチング
か終了した後に研磨作業を開始する。

実際の研磨作業時は第１アーム８及び駆動リンク１３が
第１モータ１７及び第２モータ１８によって駆動され、
これら各モータ１７．１８の駆動トルクが所定値より大
きくなった場合は図示しない摩擦クラッチ機構に滑りが
発生して第１アーム８及び駆動リンク１３が停止又は押
し戻される。したかって、摩擦クラッチ機構の最大伝達
トルクを適当な値に調整して減速機の伝達トルクを研磨
作業に必要な所定値に制限すれば、運動しているアーム
に作業者などが衝突したとしてもアームが停止又は押し
戻されるために、アームとの衝突による傷害事故を回避
することかでき、この種の研磨ロボットの安全性が向上
する。

また、研磨工具を被研磨物に押圧する力は、エアシリン
ダ３２により与えられている。このために、工具軸１１
（研磨工具）は工具部！ｌＪ機構として設けた油圧モー
タ２８で回転駆動されつつ、エアシリンダコ２による押
圧力を受けて被研磨面に所定の力で押圧保持され、しか
も、第２アームｌＯによる揺動制御を受けるために、研
磨面に沿って運動することになる。

即ち、第１アーム８及び駆動リンク１３．第２アーム１
０のＭ動にともなって第２アーム１０が揺動し、この第
２アーム１０の先端部に装着されているサポート２０が
所定の軌跡を辿って運動する。また、工具軸１１をエア
シリンダ３２によって先端に向って摺動付勢しているた
めに、工具軸１１が被研磨面に追従して昇降Ｍ動し、駆
動機構として設けた油圧モータ２８がサポート２０を介
して工具軸１１を回転させるために、工具軸１１の先端
に装着した研磨工具は回転しつつ研磨面に所定の圧力で
押圧された状態で該研磨面に沿って運動することになる
。

一方、研磨面の方向によってはアーム８，１０の揺動面
と被研磨面との平行度が大きく異る場合か生じる。この
ように被研磨面の角度が大きく変化した場合は、新たな
ティーチングに先立って可傾機構２を調整してアーム８
，１０の揺動面を被研磨面と略平行にセットし直すが、
局部的な研磨面の変化に対してはボルト２３を緩めてガ
イド孔３７に沿ってディスク２４を回動させて研磨工具
の方向（向き）を変えることができる。

したがって、いかなる研磨面に対してもアーム８、ｌＯ
を被研磨面と略平行に運動させることかでき、これによ
り、工具軸１１を常に被研磨面に略直交させて研磨工具
を被研磨面に正対させることができるために、従来のよ
うに被研磨物の取付角度を調整するという面倒な作業を
行う必要性がない、しかも、研磨工具の押付力を安定さ
せることかできるので研磨精度を高くすることができる
と同時に、作業性を向上させることができる。

第２実施例 第５図、第６図における可傾機構５０はスライダ４とア
ーム駆動機構５とを水平方向に沿うビン５１を介して枢
着してアーム駆動機構５をスライダ４の前面に左右揺動
回部に装着することにより、コラム３及びスライダ４を
残して装着を傾斜させるようにする。

なお、この実施例ではピン５１の前端に固定した頭部５
２をアーム駆動機構５に抜取め係合させると共に、ビン
５１の後端に固定したピストン５３の前後面にチャンバ
５４．５５を形成し、図示しない制御弁を介してこれら
のチャンバ５４．５５をオイルポンプの吐出口などに接
続することにより、第６図中右側のチャンバ５４にオイ
ルを供給したときにスライダ４とアーム駆動装置５との
相対回動を許容してピン５１を中心としてアーム駆動装
置５を左右に回動させることができ、第６図中左側のチ
ャンバ５５にオイルを供給したときにスライダ４とアー
ム駆動装置５との相対運動を阻止してアーム駆動装置５
の角度を固定することができるようにしている。

なお、第２実施例における他の構造は第１実施例と同じ
である。

第３実施例 第７図における可傾機構７０はコラム３の上端にボール
ジヨイント７１が設けられており、該ボールジヨイント
７１をスライドベースｌ内に傾動可能で、かつ固定でき
るように装着している。

これにより、コラム３を矢印Ａ方向およびＢ方向に回動
ならびに傾斜することができ、従って工具軸の取付角度
を変更することができる。

なお、第３実施例においても他の構造は第１実施例と同
じである。

（発明の効果） 研磨工具を保持する工具軸を運動させるべく揺動するア
ームの採動面の角度を変化させることにより、前記工具
軸を被研磨面に直交させることかできるようにしている
ために、研磨工具な被研磨面に常に安定した力で押圧す
ることができると共に、アームを安定よく揺動させるこ
とができるので研磨精度及び作業性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は第１実施例で、第１図は研磨ロボッ
トの正面図、第２図は可傾機構の具体例を示す分解斜視
図、第３図はアーム駆動機構の概略モ面図、第４図は工
具軸の取付部分を示す断面図である。 第５図、第６図は第２実施例で第５図は装置全体の正面
図、第６図は一部を破断した要部の側面図である。 第７図は第３実施例で装置全体の側面図である。 ｌ・・・スライドベース　　　２・・・可傾機構２０１
−・・旋回座　　　　　　２０２・・・水平軸２０：ｌ
　−・・ホルダ　　　　　２０４−・・つオームホイー
ル２０５・・・ブレーキ付モータ　２０６・・・ウオー
ム２０７・・・ロックピン　　　　３・・・コラム４・
・・スライダ　　　　　　５・・・アーム駆動装置６・
・・ハンドル　　　　　　７・・・基軸８・・・第１ア
ーム　　　　　９６６．枢軸ｌＯ・・・第２アーム　　
　　　１１−・・工具軸１２−・・回転軸　　　　　　
　１．３−・・駆動リンク１４・・・リンク　　　　　
　　１５．１６−・・ピン１７・・・第１モータ　　　
　　１８・・・第２モータ１９・・・ジヨイント　　　
　　２０・・・サポート２１−・・ボルト　　　　　　
　２２−・・フランジ２３−・・ボルト　　　　　　　
２４−・・ディスク２５・・・ブラケット　　　　　２
６−・・ベアリング２７−・・歯付プーリ　　　　　２
８−・サーボモータ２９−・・歯付プーリ　　　　　３
０−・・歯付ベルト３１・・・ステー　　　　　　　３
２・・・エアシリンダコ３・・・ピストンロッド　　　
３４−・・プレート３５−・・ニードルベアリング　３
６−・・ボルト３７・・・ガイド孔　　　　　　５０・
・・可傾機構５１・・・ピン　　　　　　　　５２−・
・頭部５３・・・ピストン　　　　　　５４．５５−・
・チャンバ７０−・・可傾機構　　　　　　７１・・・
ボールジヨイント特　許　出　願　人　アイダエンジニ
アリング株式会社代理人　弁理士　中　　　山　　　　
　　清第７　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コラムに昇降可能に装着したスライダに基端を揺動自在
   に枢着したアームと、該アームの先端部に摺動並びに回
   転自在に装着したアームの軸方向と直交する方向に沿う
   工具軸と、該工具軸の先端に装着した研磨工具と、前記
   工具軸を先端に向って摺動付勢する押圧手段と、前記工
   具軸を介して研磨工具を回転駆動する工具駆動機構と、
   前記アームを揺動駆動するアーム駆動機構とを備え、前
   記研磨工具を被研磨物の表面に所定の力で押圧保持させ
   た状態で回転させつつ前記アームを揺動させて研磨作業
   を行うよう構成した研磨ロボットにおいて、前記アーム
   の揺動面を傾倒調整して前記工具軸の角度を変化させる
   可傾機構を設けたことを特徴とする研磨ロボットにおけ
   る工具軸の角度調整装置。