JP2001179585A - 曲面仕上げ研削・研磨方法とその装置 - Google Patents
曲面仕上げ研削・研磨方法とその装置Info
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
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Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ワークの詳細な設計形状データや計測等によ
る形状データの取得、人手による教示を必要としない曲
面仕上げ研削・研磨方法を提供する。 【解決手段】 曲面を有するワークWの表面をディスク
サンダー4により表面に倣って自動的に仕上げ研削・研
磨加工するに際し、ディスクサンダーをディスク4aの
加工点Pがワークの上面の被加工点Aの上方に位置する
状態から下降し、ディスクがワークの上面に接触した際
にディスクサンダーが受ける2軸方向力と1軸回りモー
メントを力覚センサ3により検出し、これらの検出値に
基づいてディスクサンダーを移動してディスクの加工点
とワークの上面の被加工点とを一致させた際のデータを
教示データとし、前記教示データに従ってディスクサン
ダーを移動してディスクの加工点とワークの上面の被加
工点を一致させ、かつディスクサンダーに一定の押付け
力を付与して仕上げ研削・研磨加工を行う。
る形状データの取得、人手による教示を必要としない曲
面仕上げ研削・研磨方法を提供する。 【解決手段】 曲面を有するワークWの表面をディスク
サンダー4により表面に倣って自動的に仕上げ研削・研
磨加工するに際し、ディスクサンダーをディスク4aの
加工点Pがワークの上面の被加工点Aの上方に位置する
状態から下降し、ディスクがワークの上面に接触した際
にディスクサンダーが受ける2軸方向力と1軸回りモー
メントを力覚センサ3により検出し、これらの検出値に
基づいてディスクサンダーを移動してディスクの加工点
とワークの上面の被加工点とを一致させた際のデータを
教示データとし、前記教示データに従ってディスクサン
ダーを移動してディスクの加工点とワークの上面の被加
工点を一致させ、かつディスクサンダーに一定の押付け
力を付与して仕上げ研削・研磨加工を行う。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、曲面を有する鋳造
物を鍛造物、機械加工物等のワークの表面をディスクサ
ンダー(ホイールグラインダを含む)により表面に倣っ
て自動的に仕上げ研削・研磨加工する曲面仕上げ研削・
研磨方法とその装置に関する。
物を鍛造物、機械加工物等のワークの表面をディスクサ
ンダー(ホイールグラインダを含む)により表面に倣っ
て自動的に仕上げ研削・研磨加工する曲面仕上げ研削・
研磨方法とその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】曲面を有するワークの表面をディスクサ
ンダーにより表面に倣って自動的に研削・研磨加工する
場合、図7に示すように、ディスクサンダー41をその
ディスク42の加工点PがワークWの上面の被加工点A
の上方に位置する状態から下降すると、ディスク42が
被加工点A以外の点BでワークWと接触し、ディスク4
2の加工点PとワークWの上面の被加工点Aが一致しな
いことがある。このため、ディスク42の加工点Pとワ
ークWの被加工点Aとを一致させるには、図8に示すよ
うに、ディスクサンダー41を所要傾斜角θ傾け、か
つ、ディスクサンダー4に一定の押付け力Ft を付与し
て行う必要がある。
ンダーにより表面に倣って自動的に研削・研磨加工する
場合、図7に示すように、ディスクサンダー41をその
ディスク42の加工点PがワークWの上面の被加工点A
の上方に位置する状態から下降すると、ディスク42が
被加工点A以外の点BでワークWと接触し、ディスク4
2の加工点PとワークWの上面の被加工点Aが一致しな
いことがある。このため、ディスク42の加工点Pとワ
ークWの被加工点Aとを一致させるには、図8に示すよ
うに、ディスクサンダー41を所要傾斜角θ傾け、か
つ、ディスクサンダー4に一定の押付け力Ft を付与し
て行う必要がある。
【0003】従来、曲面を有するワークの表面をディス
クサンダーにより表面に倣って自動的に研削・研磨加工
するには、ワークの形状データが存在する場合、その形
状データから作成した加工教示データを、又、ワークの
形状データが存在しない場合、計測等によって形状デー
タを得、それから作成した加工教示データあるいは人手
によって教示された加工教示データを垂直多関節ロボッ
ト等の取付機械に入力し、それらの加工教示データに基
づいてディスクサンダーを傾動、移動させて行う方法が
知られている。
クサンダーにより表面に倣って自動的に研削・研磨加工
するには、ワークの形状データが存在する場合、その形
状データから作成した加工教示データを、又、ワークの
形状データが存在しない場合、計測等によって形状デー
タを得、それから作成した加工教示データあるいは人手
によって教示された加工教示データを垂直多関節ロボッ
ト等の取付機械に入力し、それらの加工教示データに基
づいてディスクサンダーを傾動、移動させて行う方法が
知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の曲面仕
上げ研削・研磨方法の前者では、ワークの詳細な設計形
状データが必要となり、また、後者の計測等による場合
では、計測等のための装置が別途必要となり、かつ、人
手の教示による場合では、作業効率が低くなる不具合が
ある。そこで、本発明は、ワークの詳細な設計形状デー
タや計測等によるデータの取得、人手による教示を必要
としない曲面仕上げ研削・研磨方法とその装置を提供す
ることを目的とする。
上げ研削・研磨方法の前者では、ワークの詳細な設計形
状データが必要となり、また、後者の計測等による場合
では、計測等のための装置が別途必要となり、かつ、人
手の教示による場合では、作業効率が低くなる不具合が
ある。そこで、本発明は、ワークの詳細な設計形状デー
タや計測等によるデータの取得、人手による教示を必要
としない曲面仕上げ研削・研磨方法とその装置を提供す
ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の曲面仕上げ研削・研磨方法は、曲面を有す
るワークの表面をディスクサンダーにより表面に倣って
自動的に仕上げ研削・研磨加工するに際し、ディスクサ
ンダーをディスクの加工点がワークの上面の被加工点の
上方に位置する状態から下降し、ディスクがワークの上
面に接触した際にディスクサンダーが受ける2軸方向力
と1軸回りモーメントを力覚センサにより検出し、これ
らの検出値に基づいてディスクサンダーを移動してディ
スクの加工点とワークの上面の被加工点を一致させた際
のデータを教示データとし、前記教示データに従ってデ
ィスクサンダーを移動してディスクの加工点とワークの
上面の被加工点とを一致させ、かつ、ディスクサンダー
に一定の押付け力を付与して仕上げ研削・研磨加工を行
うことを特徴とする。前記仕上げ研削・研磨加工は、教
示データをワークの上面全面に亘って取得した後に行う
ことが好ましい。
め、本発明の曲面仕上げ研削・研磨方法は、曲面を有す
るワークの表面をディスクサンダーにより表面に倣って
自動的に仕上げ研削・研磨加工するに際し、ディスクサ
ンダーをディスクの加工点がワークの上面の被加工点の
上方に位置する状態から下降し、ディスクがワークの上
面に接触した際にディスクサンダーが受ける2軸方向力
と1軸回りモーメントを力覚センサにより検出し、これ
らの検出値に基づいてディスクサンダーを移動してディ
スクの加工点とワークの上面の被加工点を一致させた際
のデータを教示データとし、前記教示データに従ってデ
ィスクサンダーを移動してディスクの加工点とワークの
上面の被加工点とを一致させ、かつ、ディスクサンダー
に一定の押付け力を付与して仕上げ研削・研磨加工を行
うことを特徴とする。前記仕上げ研削・研磨加工は、教
示データをワークの上面全面に亘って取得した後に行う
ことが好ましい。
【0006】一方、曲面仕上げ研削・研磨装置は、曲面
を有するワークの表面をディスクサンダーにより表面に
倣って自動的に仕上げ研削・研磨加工する装置であっ
て、ワークの上方において工具ヘッドを3軸方向へ移動
可能な取付機械と、その工具ヘッドに、その下方の水平
な直線を曲率中心軸とする円弧面に沿う移動に伴って傾
斜可能で円弧面の曲率半径方向へ伸縮可能な傾斜・伸縮
機構、2軸方向と1軸回りモーメントを検出する力覚セ
ンサ及びディスクの加工点が前記円弧面の曲率中心軸上
に位置可能なディスクサンダーを順に連設してなる加工
装置と、そのディスクサンダーをディスクの加工点がワ
ークの上面の被加工点の上方に位置する状態から下降
し、ディスクがワークの上面に接触した際の力覚センサ
の検出値を入力し、これらの検出値に基づいてディスク
サンダーを移動してディスクの加工点とワークの上面の
被加工点とを一致させた際のデータを教示データとし、
この教示データに従ってディスクサンダーを移動してデ
ィスクの加工点とワークの上面の被加工点とを一致さ
せ、かつ、ディスクサンダーに一定の押付け力を付与し
て仕上げ研削・研磨加工を行うように取付機械と加工装
置に動作指令を出力する制御装置とを備えることを特徴
とする。前記制御装置は、教示データをワークの上面全
面に亘って取得した後、動作指令を出力することが好ま
しい。
を有するワークの表面をディスクサンダーにより表面に
倣って自動的に仕上げ研削・研磨加工する装置であっ
て、ワークの上方において工具ヘッドを3軸方向へ移動
可能な取付機械と、その工具ヘッドに、その下方の水平
な直線を曲率中心軸とする円弧面に沿う移動に伴って傾
斜可能で円弧面の曲率半径方向へ伸縮可能な傾斜・伸縮
機構、2軸方向と1軸回りモーメントを検出する力覚セ
ンサ及びディスクの加工点が前記円弧面の曲率中心軸上
に位置可能なディスクサンダーを順に連設してなる加工
装置と、そのディスクサンダーをディスクの加工点がワ
ークの上面の被加工点の上方に位置する状態から下降
し、ディスクがワークの上面に接触した際の力覚センサ
の検出値を入力し、これらの検出値に基づいてディスク
サンダーを移動してディスクの加工点とワークの上面の
被加工点とを一致させた際のデータを教示データとし、
この教示データに従ってディスクサンダーを移動してデ
ィスクの加工点とワークの上面の被加工点とを一致さ
せ、かつ、ディスクサンダーに一定の押付け力を付与し
て仕上げ研削・研磨加工を行うように取付機械と加工装
置に動作指令を出力する制御装置とを備えることを特徴
とする。前記制御装置は、教示データをワークの上面全
面に亘って取得した後、動作指令を出力することが好ま
しい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、本発明に係る曲面
仕上げ研削・研磨装置の実施の形態の一例を示す概略構
成図である。図中1は工具ヘッド1aを曲面を有するワ
ークWの上方において直角3軸X,Y,Z方向へ移動可
能な3軸加工機からなる取付機械である。取付機械1の
工具ヘッド1aには、その下方においてX軸と平行で水
平な直線を曲率中心軸とする円弧面に沿う移動に伴って
傾斜可能で円弧面の曲率半径方向へ伸縮可能な傾斜・伸
縮機構2と、Y,Z軸の2軸方向力とX軸の1軸回りモ
ーメントを検出する力覚センサ3と、ディスク4aの加
工点Pが前記円弧面の曲率中心軸上に位置可能なディス
クサンダー4とを下方へ順に連設してなる加工装置5が
装着されている。
て図面を参照して説明する。図1は、本発明に係る曲面
仕上げ研削・研磨装置の実施の形態の一例を示す概略構
成図である。図中1は工具ヘッド1aを曲面を有するワ
ークWの上方において直角3軸X,Y,Z方向へ移動可
能な3軸加工機からなる取付機械である。取付機械1の
工具ヘッド1aには、その下方においてX軸と平行で水
平な直線を曲率中心軸とする円弧面に沿う移動に伴って
傾斜可能で円弧面の曲率半径方向へ伸縮可能な傾斜・伸
縮機構2と、Y,Z軸の2軸方向力とX軸の1軸回りモ
ーメントを検出する力覚センサ3と、ディスク4aの加
工点Pが前記円弧面の曲率中心軸上に位置可能なディス
クサンダー4とを下方へ順に連設してなる加工装置5が
装着されている。
【0008】すなわち、取付機械1の工具ヘッド1aに
水平に取り付けた取付ベース6の下面には、図2、図3
に示すように、傾斜・伸縮機構2の傾斜機構の一部を構
成する2枚のガイドブラケット7がX軸方向へ適宜に離
隔して平行に垂設されており、2枚のガイドブラケット
7には、取付ベース6の下方においてX軸と平行で水平
な直線を曲率中心軸とする円弧面に沿うガイド溝8が対
向して形成されている。両ガイドブラケット7間には、
前記円弧面の曲率半径方向へ直線的に伸縮可能な油圧シ
リンダやねじジャッキ等の傾斜・伸縮機構2の伸縮機構
9が、基端部の対向する側面に取り付けた各2個のガイ
ドローラ10をそれぞれのガイド溝8に転動自在に係合
して装着されている。そして、伸縮機構9の基端部の上
面には、前記曲率中心軸を曲率中心軸とする円弧状のラ
ック11が取り付けられており、このラック11には、
前記ガイド溝8等と相俟って傾斜機構を構成すべく、取
付ベース6に取り付けられた電動機等のアクチュエータ
12の出力軸に取り付けたピニオン13が噛合されてい
る。
水平に取り付けた取付ベース6の下面には、図2、図3
に示すように、傾斜・伸縮機構2の傾斜機構の一部を構
成する2枚のガイドブラケット7がX軸方向へ適宜に離
隔して平行に垂設されており、2枚のガイドブラケット
7には、取付ベース6の下方においてX軸と平行で水平
な直線を曲率中心軸とする円弧面に沿うガイド溝8が対
向して形成されている。両ガイドブラケット7間には、
前記円弧面の曲率半径方向へ直線的に伸縮可能な油圧シ
リンダやねじジャッキ等の傾斜・伸縮機構2の伸縮機構
9が、基端部の対向する側面に取り付けた各2個のガイ
ドローラ10をそれぞれのガイド溝8に転動自在に係合
して装着されている。そして、伸縮機構9の基端部の上
面には、前記曲率中心軸を曲率中心軸とする円弧状のラ
ック11が取り付けられており、このラック11には、
前記ガイド溝8等と相俟って傾斜機構を構成すべく、取
付ベース6に取り付けられた電動機等のアクチュエータ
12の出力軸に取り付けたピニオン13が噛合されてい
る。
【0009】傾斜・伸縮機構2における伸縮機構9の先
端部には、前記力覚センサ3を介在してディスクサンダ
ー4が取付治具14によって取り付けられており、この
ディスクサンダー4のディスク4aの加工点Pは、傾斜
・伸縮機構2の伸縮機構9の作動によって前記円弧面の
曲率中心軸上に位置可能に設けられている。
端部には、前記力覚センサ3を介在してディスクサンダ
ー4が取付治具14によって取り付けられており、この
ディスクサンダー4のディスク4aの加工点Pは、傾斜
・伸縮機構2の伸縮機構9の作動によって前記円弧面の
曲率中心軸上に位置可能に設けられている。
【0010】図1において15はワークWの上面を撮像
するCCDカメラ等の撮像装置16からの画像情報を入
力して画像処理し、後述する制御装置の取付機械制御部
へワーク設置位置情報を出力する画像処理装置である。
17は取付機械1を制御する取付機械制御部18と加工
装置5を制御する加工装置制御部19からなる制御装置
で、取付機械制御部18は、取付機械1からの工具ヘッ
ド1aの3軸位置情報及び画像処理装置15からのワー
ク装置位置情報を入力し、加工装置制御部19へ位置信
号として出力する一方、加工装置制御部19から3軸動
作信号を入力し、取付機械1へ3軸動作指令を出力す
る。
するCCDカメラ等の撮像装置16からの画像情報を入
力して画像処理し、後述する制御装置の取付機械制御部
へワーク設置位置情報を出力する画像処理装置である。
17は取付機械1を制御する取付機械制御部18と加工
装置5を制御する加工装置制御部19からなる制御装置
で、取付機械制御部18は、取付機械1からの工具ヘッ
ド1aの3軸位置情報及び画像処理装置15からのワー
ク装置位置情報を入力し、加工装置制御部19へ位置信
号として出力する一方、加工装置制御部19から3軸動
作信号を入力し、取付機械1へ3軸動作指令を出力す
る。
【0011】加工装置制御部19は、後述するタッチセ
ンシングによる力覚センサ3の検出値を入力し、その検
出値に基づいて加工装置5のディスクサンダー4を移動
してディスク4aの加工点PとワークWの被加工点Aと
を一致させた際の3軸位置情報と傾斜角を教示データと
し、これを記憶しておく一方、この教示点データ及び取
付機械制御部18から入力される位置信号に従ってディ
スクサンダー4のディスク4aの加工点PとワークWの
被加工点Aとを一致させ、かつ、ディスクサンダー4に
一定の押付け力を付与して仕上げ研削・研磨加工を行う
ように、取付機械制御部18に3軸動作信号、加工装置
5の傾斜・伸縮機構2に機構動作指令及びディスクサン
ダー4にサンダー動作指令を出力する。
ンシングによる力覚センサ3の検出値を入力し、その検
出値に基づいて加工装置5のディスクサンダー4を移動
してディスク4aの加工点PとワークWの被加工点Aと
を一致させた際の3軸位置情報と傾斜角を教示データと
し、これを記憶しておく一方、この教示点データ及び取
付機械制御部18から入力される位置信号に従ってディ
スクサンダー4のディスク4aの加工点PとワークWの
被加工点Aとを一致させ、かつ、ディスクサンダー4に
一定の押付け力を付与して仕上げ研削・研磨加工を行う
ように、取付機械制御部18に3軸動作信号、加工装置
5の傾斜・伸縮機構2に機構動作指令及びディスクサン
ダー4にサンダー動作指令を出力する。
【0012】上記構成の曲面仕上げ研削・研磨装置によ
り曲面を有するワークWの表面を表面に倣って自動的に
仕上げ研削・研磨加工するには、先ず、図2、図3に示
すように、加工装置5のZ軸を鉛直にし、Z軸がガイド
溝8とその基点Oで交差するようにし、又、傾斜・伸縮
機構2の伸縮機構9を作動して所要距離L伸長し、ディ
スクサンダー4のディスク4aの加工点Pが、ガイド溝
8の曲率中心軸上に位置するように、換言すれば、ガイ
ド溝8の曲率半径Rとガイド溝8の基点Oからディスク
4aの加工点Pまでの距離が一致するようにし、かつ、
ディスク4aの加工点Pと力覚センサ3の中心Qまでの
距離rも求めておく。距離rは、ガイド溝8の基準点O
から力覚センサ3の中心Qまでの伸縮機構9を最も縮め
た状態の距離を基準距離r1 とすると、次式で表わされ
る。 r=R−(r1 +L)
り曲面を有するワークWの表面を表面に倣って自動的に
仕上げ研削・研磨加工するには、先ず、図2、図3に示
すように、加工装置5のZ軸を鉛直にし、Z軸がガイド
溝8とその基点Oで交差するようにし、又、傾斜・伸縮
機構2の伸縮機構9を作動して所要距離L伸長し、ディ
スクサンダー4のディスク4aの加工点Pが、ガイド溝
8の曲率中心軸上に位置するように、換言すれば、ガイ
ド溝8の曲率半径Rとガイド溝8の基点Oからディスク
4aの加工点Pまでの距離が一致するようにし、かつ、
ディスク4aの加工点Pと力覚センサ3の中心Qまでの
距離rも求めておく。距離rは、ガイド溝8の基準点O
から力覚センサ3の中心Qまでの伸縮機構9を最も縮め
た状態の距離を基準距離r1 とすると、次式で表わされ
る。 r=R−(r1 +L)
【0013】更に、ディスクサンダー4等の重量分の補
正をするため、力覚センサ3より下のディスクサンダー
4及び取付治具14の重心位置がZ軸上にある場合、Z
軸の傾斜角をθとすると、θ=0の角度で、ディスクサ
ンダー4等が宙に浮いて静止した状態でのZ軸方向の力
から重量Wtを求めた後、Z軸を任意傾斜角θ1 に設定
し、その時のX軸回りモーメントMX と重量Wt からZ
軸方向の重心位置rg(rg =MX / Wt ・sin θ1 )
を求め、以後、傾斜角θに応じて、Y軸方向力FY 、Z
軸方向FZ 及びX軸回りモーメントMX を以下の補正量
で補正する。 FY (Wt)=Wt・sin θ FZ (Wt)=Wt・cos θ MX (Wt)=Wt・rg ・sin θ
正をするため、力覚センサ3より下のディスクサンダー
4及び取付治具14の重心位置がZ軸上にある場合、Z
軸の傾斜角をθとすると、θ=0の角度で、ディスクサ
ンダー4等が宙に浮いて静止した状態でのZ軸方向の力
から重量Wtを求めた後、Z軸を任意傾斜角θ1 に設定
し、その時のX軸回りモーメントMX と重量Wt からZ
軸方向の重心位置rg(rg =MX / Wt ・sin θ1 )
を求め、以後、傾斜角θに応じて、Y軸方向力FY 、Z
軸方向FZ 及びX軸回りモーメントMX を以下の補正量
で補正する。 FY (Wt)=Wt・sin θ FZ (Wt)=Wt・cos θ MX (Wt)=Wt・rg ・sin θ
【0014】次に、撮像装置16による画像情報を画像
処理装置15において画像処理し、図4に示すように、
加工開始点AlS及び終了点AlEの2次元位置をワーク設
置位置情報として制御装置17の取付機械制御部18に
入力して教示する。
処理装置15において画像処理し、図4に示すように、
加工開始点AlS及び終了点AlEの2次元位置をワーク設
置位置情報として制御装置17の取付機械制御部18に
入力して教示する。
【0015】次いで、上述した準備工程を終了した後、
以下の各工程(a)〜(n)を行う。 (a)取付機械1をZ軸方向に操作し、Z軸を鉛直にし
た加工装置5を一番高い位置に移動しておいて、取付機
械1のX、Y軸方向への操作によって加工装置5におけ
るディスクサンダー4のディスク4aの加工点Pを画像
処理装置15から得た加工開始点AlSの上方に位置させ
る。 (b)取付機械1をZ軸方向へ操作し、図5に示すよう
に加工装置5を下降させてディスクサンダー4のディス
ク4aの加工点PをワークWの上面に押し付ける。 (c)ディスクサンダー4のディスク4aの加工点Pと
ワークWの加工開始点AlSとが一致せず、ディスク4a
が加工開始点AlS以外の点BでワークWと接触する場
合、図6に示すように、力覚センサ3で検出される接触
力Ft のY、Z軸方向分力FY 、FZ とX軸回りモーメ
ントMX に基づいて傾斜・伸縮機構2の傾斜機構を作動
し、X軸回りモーメントMX が、ディスク4aの加工点
Pに接触力Ft が作用した時の値となるように傾斜角θ
を増減させる傾斜動作をさせながら、取付機械1により
加工装置5を接近させ、(この時、伸縮機構は作動させ
ず、曲率半径を一定にしておく)、ディスク4aと加工
点PとワークWの加工開始点Alsと一致させる。なお、
X軸回りモーメントMX は、ディスク4aの加工点Pが
ワークWの加工開始点AlSで接触している場合、MX =
Ft ・r・sin θとなり、ワークWの点Bで接触してい
る場合、MX >Ft ・r・sin θとなり、又、ワークW
の点Cで接触している場合、MX <Ft ・r・sin θと
なる。 (d)ディスク4aの加工点PとワークWの加工開始点
Alsが一致した時の取付機械1の各軸位置情報(3次元
位置)と加工装置5の傾斜角θを加工開始点A lsの教示
点データとして制御装置17の加工装置制御部19に記
憶する。なお、ディスク4aの加工点PとワークWの加
工開始点AlSが、加工装置5の下降のみによって一致し
た場合、その時の取付機械1の各軸情報と加工装置5の
傾斜角θ(θ=0)を加工開始点AlSの教示点データと
して同様に制御装置17の加工装置制御部19に記憶す
る。 (e)(a)工程の位置まで戻り、加工装置5の傾斜角
θを0とする。 (f)加工方向(X軸方向)へ加工装置5を指定ピッチ
分移動する。 (g)(b)〜(d)工程を加工終了点AlEまで繰り返
す。 (h)送り方向(Y軸方向)へ加工装置5を指定ピッチ
分移動し、(a)〜(g)工程を繰り返す。 (i)(h)工程までを送り回数分(n回分)繰り返
す。以上で、タッチセンシングによるワークWの上面の
教示データの取得が完了する。
以下の各工程(a)〜(n)を行う。 (a)取付機械1をZ軸方向に操作し、Z軸を鉛直にし
た加工装置5を一番高い位置に移動しておいて、取付機
械1のX、Y軸方向への操作によって加工装置5におけ
るディスクサンダー4のディスク4aの加工点Pを画像
処理装置15から得た加工開始点AlSの上方に位置させ
る。 (b)取付機械1をZ軸方向へ操作し、図5に示すよう
に加工装置5を下降させてディスクサンダー4のディス
ク4aの加工点PをワークWの上面に押し付ける。 (c)ディスクサンダー4のディスク4aの加工点Pと
ワークWの加工開始点AlSとが一致せず、ディスク4a
が加工開始点AlS以外の点BでワークWと接触する場
合、図6に示すように、力覚センサ3で検出される接触
力Ft のY、Z軸方向分力FY 、FZ とX軸回りモーメ
ントMX に基づいて傾斜・伸縮機構2の傾斜機構を作動
し、X軸回りモーメントMX が、ディスク4aの加工点
Pに接触力Ft が作用した時の値となるように傾斜角θ
を増減させる傾斜動作をさせながら、取付機械1により
加工装置5を接近させ、(この時、伸縮機構は作動させ
ず、曲率半径を一定にしておく)、ディスク4aと加工
点PとワークWの加工開始点Alsと一致させる。なお、
X軸回りモーメントMX は、ディスク4aの加工点Pが
ワークWの加工開始点AlSで接触している場合、MX =
Ft ・r・sin θとなり、ワークWの点Bで接触してい
る場合、MX >Ft ・r・sin θとなり、又、ワークW
の点Cで接触している場合、MX <Ft ・r・sin θと
なる。 (d)ディスク4aの加工点PとワークWの加工開始点
Alsが一致した時の取付機械1の各軸位置情報(3次元
位置)と加工装置5の傾斜角θを加工開始点A lsの教示
点データとして制御装置17の加工装置制御部19に記
憶する。なお、ディスク4aの加工点PとワークWの加
工開始点AlSが、加工装置5の下降のみによって一致し
た場合、その時の取付機械1の各軸情報と加工装置5の
傾斜角θ(θ=0)を加工開始点AlSの教示点データと
して同様に制御装置17の加工装置制御部19に記憶す
る。 (e)(a)工程の位置まで戻り、加工装置5の傾斜角
θを0とする。 (f)加工方向(X軸方向)へ加工装置5を指定ピッチ
分移動する。 (g)(b)〜(d)工程を加工終了点AlEまで繰り返
す。 (h)送り方向(Y軸方向)へ加工装置5を指定ピッチ
分移動し、(a)〜(g)工程を繰り返す。 (i)(h)工程までを送り回数分(n回分)繰り返
す。以上で、タッチセンシングによるワークWの上面の
教示データの取得が完了する。
【0016】(j)制御装置17の加工装置制御部19
からサンダー動作指令を出力し、加工装置5のディスク
サンダー4を作動させる。 (k)教示データに基づいて、制御装置17の加工装置
制御部19から機構動作指令を出力し、加工装置5の傾
斜・伸縮機構2の傾斜機構を作動して教示された傾斜角
θとすると共に、加工装置制御部19からの3軸動作信
号を取付機械制御部18に出力し、この取付機械制御部
18から3軸動作指令を出力して取付機械1を作動さ
せ、ディスクサンダー4のディスク4aのワークWの加
工開始点A lSに接触する。 (l)制御装置17の加工装置制御部19から機構動作
指令を出力し、加工装置5の傾斜・伸縮機構2の伸縮機
構9を作動してZ軸方向に一定の押付け力を付与しなが
ら、教示データに従って加工終了点AlEまで仕上げ研削
・研磨加工する。 (m)Y軸方向に指定ピッチ分移動した加工開始点に移
動し、(k)〜(p)工程を繰り返す。 (n)(m)工程を送り回数分(n回分)繰り返す。
からサンダー動作指令を出力し、加工装置5のディスク
サンダー4を作動させる。 (k)教示データに基づいて、制御装置17の加工装置
制御部19から機構動作指令を出力し、加工装置5の傾
斜・伸縮機構2の傾斜機構を作動して教示された傾斜角
θとすると共に、加工装置制御部19からの3軸動作信
号を取付機械制御部18に出力し、この取付機械制御部
18から3軸動作指令を出力して取付機械1を作動さ
せ、ディスクサンダー4のディスク4aのワークWの加
工開始点A lSに接触する。 (l)制御装置17の加工装置制御部19から機構動作
指令を出力し、加工装置5の傾斜・伸縮機構2の伸縮機
構9を作動してZ軸方向に一定の押付け力を付与しなが
ら、教示データに従って加工終了点AlEまで仕上げ研削
・研磨加工する。 (m)Y軸方向に指定ピッチ分移動した加工開始点に移
動し、(k)〜(p)工程を繰り返す。 (n)(m)工程を送り回数分(n回分)繰り返す。
【0017】なお、上述した実施の形態においては、取
付機械1として3軸加工機を用いる場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、垂直多関節ロボ
ット、その他の直角3軸方向へ移動可能なものを用いて
もよい。又、取付機械1の各軸位置情報、ワークWの加
工位置情報が予め設定されている場合には、撮像装置1
6及び画像処理装置15は必要としない。
付機械1として3軸加工機を用いる場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、垂直多関節ロボ
ット、その他の直角3軸方向へ移動可能なものを用いて
もよい。又、取付機械1の各軸位置情報、ワークWの加
工位置情報が予め設定されている場合には、撮像装置1
6及び画像処理装置15は必要としない。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の曲面仕上
げ研削・研磨方法とその装置によれば、曲面を有するワ
ークの上面を仕上げ研削・研磨加工するための教示デー
タがワークの上面に対する加工装置のタッチセンシング
によって得られるので、従来のようにワークの詳細な設
計形状データや計測等による形状データの取得、人手に
よる教示を必要としないで、曲面を有するワークの上面
を自動的に仕上げ研削・研磨加工することができる。
げ研削・研磨方法とその装置によれば、曲面を有するワ
ークの上面を仕上げ研削・研磨加工するための教示デー
タがワークの上面に対する加工装置のタッチセンシング
によって得られるので、従来のようにワークの詳細な設
計形状データや計測等による形状データの取得、人手に
よる教示を必要としないで、曲面を有するワークの上面
を自動的に仕上げ研削・研磨加工することができる。
【図1】本発明に係る曲面仕上げ研削・研磨装置の実施
の形態の一例を示す概略構成図である。
の形態の一例を示す概略構成図である。
【図2】図1の曲面仕上げ研削・研磨装置における加工
装置の正面図である。
装置の正面図である。
【図3】図2の加工装置の側面図である。
【図4】図1の曲面仕上げ研削・研磨装置によるワーク
の曲面仕上げ研削・研磨加工の手順を示す説明図であ
る。
の曲面仕上げ研削・研磨加工の手順を示す説明図であ
る。
【図5】図1の曲面仕上げ研削・研磨装置によるタッチ
センシングの前工程を示す説明図である。
センシングの前工程を示す説明図である。
【図6】図1の曲面仕上げ装置によるタッチセンシング
の後工程を示す説明図である。
の後工程を示す説明図である。
【図7】曲面を有するワークをディスクサンダーで仕上
げ研削・研磨加工する場合の不具合を示す説明図であ
る。
げ研削・研磨加工する場合の不具合を示す説明図であ
る。
【図8】曲面を有するワークをディスクサンダーで仕上
げ研削・研磨加工を良好に行う場合を示す説明図であ
る。
げ研削・研磨加工を良好に行う場合を示す説明図であ
る。
1 取付機械 1a 工具ヘッド 2 傾斜・伸縮機構 3 力覚センサ 4 ディスクサンダー 4a ディスク 5 加工装置 8 ガイド溝 9 伸縮機構 10 ガイドローラ 11 ラック 12 アクチュエータ 13 ピニオン 17 制御装置 18 取付機械制御部 19 加工装置制御部 W ワーク P 加工点 A 被加工点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 公門 泰博 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 (72)発明者 山口 正道 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 Fターム(参考) 3C049 AA02 AA12 AA13 AC02 BA05 BA07 BB02 BC02 CA03 CB03 CB04 3C058 AA02 AA12 AA13 AC02 BA05 BA07 BB02 BB06 BC02 CA03 CB03 CB04
Claims (4)
- 【請求項1】 曲面を有するワークの表面をディスクサ
ンダーにより表面に倣って自動的に仕上げ研削・研磨加
工するに際し、ディスクサンダーをディスクの加工点が
ワークの上面の被加工点の上方に位置する状態から下降
し、ディスクがワークの上面に接触した際にディスクサ
ンダーが受ける2軸方向力と1軸回りモーメントを力覚
センサにより検出し、これらの検出値に基づいてディス
クサンダーを移動してディスクの加工点とワークの上面
の被加工点とを一致させた際のデータを教示データと
し、前記教示データに従ってディスクサンダーを移動し
てディスクの加工点とワークの上面の被加工点を一致さ
せ、かつディスクサンダーに一定の押付け力を付与して
仕上げ研削・研磨加工を行うことを特徴とする曲面仕上
げ研削・研磨方法。 - 【請求項2】 前記仕上げ研削・研磨加工は、教示デー
タをワークの上面全面に亘って取得した後に行うことを
特徴とする請求項1記載の曲面仕上げ研削・研磨方法。 - 【請求項3】 曲面を有するワークの表面をディスクサ
ンダーにより表面に倣って自動的に仕上げ研削・研磨加
工する装置であって、ワークの上方において工具ヘッド
を3軸方向へ移動可能な取付機械と、その工具ヘッド
に、その下方の水平な直線を曲率中心軸とする円弧面に
沿う移動に伴って傾斜可能で円弧面の曲率半径方向へ伸
縮可能な傾斜・伸縮機構、2軸方向力と1軸回りモーメ
ントを検出する力覚センサ及びディスクの加工点が前記
円弧面の曲率中心軸上に位置可能なディスクサンダーを
順に連設してなる加工装置と、そのディスクサンダーを
ディスクの加工点がワークの上面の被加工点の上方に位
置する状態から下降し、ディスクがワークの上面に接触
した際の力覚センサの検出値を入力し、これらの検出値
に基づいてディスクサンダーを移動してディスクの加工
点とワークの上面の被加工点とを一致させた際のデータ
を教示データとし、この教示データに従ってディスクサ
ンダーを移動してディスクの加工点とワークの上面の被
加工点とを一致させ、かつ、ディスクサンダーに一定の
押付け力を付与して仕上げ研削・研磨加工を行うように
取付機械と加工装置に動作指令を出力する制御装置とを
備えることを特徴とする曲面仕上げ研削・研磨装置。 - 【請求項4】 前記制御装置は、教示データをワークの
上面全面に亘って取得した後、動作指令を出力すること
を特徴とする請求項3記載の曲面仕上げ研削・研磨装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37320499A JP2001179585A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 曲面仕上げ研削・研磨方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37320499A JP2001179585A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 曲面仕上げ研削・研磨方法とその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001179585A true JP2001179585A (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=18501766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP37320499A Pending JP2001179585A (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 曲面仕上げ研削・研磨方法とその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001179585A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013158886A (ja) * | 2012-02-07 | 2013-08-19 | Disco Corp | 研削方法 |
WO2018235328A1 (ja) * | 2017-06-20 | 2018-12-27 | 愛知産業株式会社 | 自動研削装置 |
CN114800551A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-29 | 中南大学 | 一种针对复杂曲面的机器人力控磨抛装置及控制方法 |
CN115401550A (zh) * | 2022-10-14 | 2022-11-29 | 河北盛可居装饰材料有限公司 | 砂光装置及砂光设备 |
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37320499A patent/JP2001179585A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013158886A (ja) * | 2012-02-07 | 2013-08-19 | Disco Corp | 研削方法 |
WO2018235328A1 (ja) * | 2017-06-20 | 2018-12-27 | 愛知産業株式会社 | 自動研削装置 |
CN114800551A (zh) * | 2022-04-20 | 2022-07-29 | 中南大学 | 一种针对复杂曲面的机器人力控磨抛装置及控制方法 |
CN114800551B (zh) * | 2022-04-20 | 2024-04-19 | 中南大学 | 一种针对复杂曲面的机器人力控磨抛装置及控制方法 |
CN115401550A (zh) * | 2022-10-14 | 2022-11-29 | 河北盛可居装饰材料有限公司 | 砂光装置及砂光设备 |
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