JP2623857B2

JP2623857B2 - 自動水研装置

Info

Publication number: JP2623857B2
Application number: JP1236336A
Authority: JP
Inventors: 晃彦菅田; 賢司田村; 政志村手
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1989-09-12
Filing date: 1989-09-12
Publication date: 1997-06-25
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JPH0398754A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、車両ボデー等に塗着された塗膜面を研摩す
るための水研装置に係り、より詳しくは偏心サンダーを
産業用ロボットに持たせて自動で水研するようにした自
動水研装置に関する。

（従来の技術）水研は、中塗後の塗膜面からブツ等の不良部分を除去
すると共に、上塗塗料の密着性を向上させる目的で行わ
れるもので、従来、一般にはホイール状のブラシあるい
はディスク状のブラシが用いられていた。ところで、最
近、車両ボデーの塗装は、高級車を中心に高外観品質が
要求されるようになって来ている。高外観品質を得るに
は、中塗後の塗膜面を平滑に研削する必要があるが、こ
れには、ブラシの押付力を上げるか、ブラシとして研削
力の強い研摩部材を使用するかして研削量を増加させな
ければならないようになる。しかしながら、前記ブラシ
を用いる水研によれば、押付力を上げると研ぎスジが発
生し、一方研削力の大きい研摩部材を用いると研削し過
ぎて下地が露出してしまう危険があり、その目的を達成
することは困難であった。

そこで、第３図に示すような偏心サンダーが注目さ
れ、現在、その利用が図られている。この偏心サンダー
は、本体１に圧縮エアにより回転駆動される回転軸２を
支持させ、この回転軸の一端にディスク３を、偏心量δ
として10〜20mm程度偏心して取付け、ディスク３の前面
に研摩部材４を、例えばタッチクローズ型ファスナーで
着脱自在に取付けるようにしたものである。なお同図
中、５は圧縮エアの通路６を形成しかつ把持部を兼用す
る把手、７は前記エア通路６のインレット側を開閉する
バルブ、８は前記バルブ７を操作するレバーをそれぞれ
表している。かゝる偏心サンダーによれば、ディスク３
すなわち研摩部材４が偏心回転するので研ぎスジが発生
し難くなり、研削量を増加して平滑性を確保することが
容易になる。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記偏心サンダーを用いる水研によれ
ば、ディスク３すなわち研摩部材４を被研削面（塗膜
面）に対して面直に当てると共にその押付力をある範囲
に制御しないと、一定の研削量を得るのが困難になると
いう制約があり、このため、その自動化はきわめて困難
で、人手による作業を余儀なくされるという問題があっ
た。

なお、前記ブラシに関しては、これを産業用ロボット
に持たせて自動水研することも可能であるが（例えば、
特開昭62−83066号公報参照）、産業用ロボットといえ
ども、現状、その動きには限界があり、単に産業用ロボ
ットに偏心サンダーを持たせても該偏心サンダーの面直
当りあるいは押付力を微妙に制御することは不可能で、
到底実用化に到らない。

本発明は、上記従来の問題を解決することを課題とし
てなされたもので、その目的とするところは、被研削面
に対して偏心サンダーを面直にかつ所定の押付力で押付
けできるようにし、もって汎用の産業用ロボットによる
自動水研を可能にした水研装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記目的を達成するため、産業用ロボット
に持たせたケーシングに軸方向へフローティング可能に
ロッドの一端部を支持させ、前記ケーシングから外部へ
延ばした前記ロッドの他端部に自在継手を介して偏心サ
ンダーを取付け、かつ前記自在継手にその動きをロック
・アンロックするクラッチ機構を内蔵し、前記自在継手
は、ボール部を中心に揺動するようになっており、前記
クラッチ機構は、前記ボール部に摩擦接触して該ボール
部の動きをロックする摩擦部材を備えているように構成
したことを特徴とする。

（作用）上記のように構成した自動水研装置においては、偏心
サンダーが自在継手により揺動可能となって被研削面に
追従するので、産業用ロボットにより略々偏心サンダー
を位置決めすれば、該偏心サンダーは被研削面に面直に
当たるようになる。また偏心サンダーの取付くロッドが
軸方向荷重を受けてフローティングするので、産業用ロ
ボットの制御によることなく押付力を所定の範囲内に維
持することができる。しかも自在継手のボール部に摩擦
部材を摩擦接触させてロックするので、偏心サンダーを
任意の姿勢でロックすることができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

第１図と第２図において、10は、自動車ボデーＷの搬
送ラインに沿って架設された架台で、架台10には多関節
の産業用ロボット11が吊下支持されている。ロボット11
は、こゝではティーチング・プレイバック式のものが用
いられ、制御装置12によって動作制御されるようになっ
ている。ロボット11の手首部11aには箱形のケーシング1
3がボルト等の締結手段（図示略）により固定されてお
り、このケーシング13にはロッド14の一端部が挿入され
ている。ロッド14は、前記ケーシング13に挿入された一
端にフランジ14aを有し、該フランジ14aをケーシング13
内に配設した一対の圧縮ばね15a,15bの間に位置させる
ことにより、該ケーシング13に軸方向へフローティング
可能に支持されている（第２図）。

16はボールジョイントで、上記ロッド14の他端に設け
たフランジ14bにボルト等の締結手段（図示略）により
取付けられている。ボールジョイント16は、球状の受面
17aを形成する凹所17bを有する受部材17と前記受面17a
に対応するボール部18aを一端に有する軸部材18とから
成っている。受部材17は前記ロッド14のフランジ14bに
固定される一方、軸部材18は、そのボール部18aを受部
材17の凹所17bに嵌入させて該受部材17に連結されてい
る。軸部材18のボール部18aは、受部材17の受面18aに沿
って摺動可能でかつ受部材17の凹所17bからの抜けが規
制されており、これにより、該軸部材18は受部材17に対
して任意揺動し得るようになっている。

20は偏心サンダーで、前記軸部材18の他端に設けたフ
ランジ18bに固定され、該軸部材18と一体に揺動する。
偏心サンダー20は、前出第３図に示したものと基本構成
を同一にするもので、本体21と、本体21に内蔵した回転
軸（図示略）に偏心して取付けられたディスク22と、デ
ィスク22の前面にタッチクローズ型ファスナーにより脱
着自在に取付けられた研摩部材23とを備えている。

しかして、ボールジョイント16の受部材17には受面17
aに開口する凹穴25が穿設され、この凹穴25には摩擦部
材26が摺動自在に内装されている。受部材17にはまた、
前記凹穴25の後部を外部に連通するエア通路27が設けら
れている。このエア通路25はエアホース28（第１図）を
介してエア源に接続されており、これにはバルブ（図示
略）の開閉により適宜圧縮エアが給送されるようになっ
ている。これら摩擦部材26、エア通路27等は空気圧クラ
ッチを構成し、いまエア通路27に圧縮エアを給送する
と、凹穴25内の摩擦部材26が前進し、その先端が軸部材
18のボール部18aを押圧してその摺動を規制し、これに
よって軸部材18の揺動が規制されるようになる。

一方、ロボット11の動作範囲内に位置するフロア29上
には、研摩部材交換装置30が設置されている。研摩部材
交換装置30は、ロボット11の動作により位置決めされた
偏心サンダー20のディスク22から研摩部材23を取外すた
めのクランプユニット31と同じくロボット11の動作によ
り位置決めされた該ディスク22に新たな研摩部材23′を
供給するための供給装置32とから概略構成されている。
クランプユニット31は、フロア29に立設した支柱33の上
端に取付けられたクランプ爪34と該クランプ爪34を開閉
動作させるシリンダ35とを備えている。研摩部材23はマ
ジックテープでディスク22に貼付いているだけであるた
め、シリンダ35の作動によりクランプ爪34にて研摩部材
23を挟み、そのまゝロボット11の作動でディスク22を上
動させれば、ディスク22から研摩部材23が切り離され
る。一方、供給装置32は、多数の新たな研摩部材23′を
段積み状態で保持するリフタ36を備えている。研摩部材
23′は、そのマジックテープ面を上方へ向けて載置され
ており、リフタ36の上昇により研摩部材23′をディスク
22に押し当てれば、該研摩部材23′はそのまゝディスク
22に装着される。なおクランプユニット31により取外さ
れた研摩部材23はクランプ爪34の開放により、その下の
ダストボックス37に落下するようになっている。

以下、上記のように構成した水研装置の作用を説明す
る。

中塗を終えた自動車ボデーＷが搬送装置（図示略）に
より搬送され、定位置にくると、ロボット11の作業開始
信号が発信され、ロボット11は、その手首部11aを移動
させて、既に回転している偏心サンダー20をボデーＷの
塗膜面（被研削面）に略々面直に押付ける。なお、手首
部11aの移動に際しては、予めボールジョイント16に圧
縮エアを給送し、摩擦部材26を前進させて該ボールジョ
イント16をロックしておき、偏心サンダー20がボデーＷ
に当接する瞬間に前記圧縮エアの給送を止めてボールジ
ョイント16をアンロックする。ボールジョイント16をア
ンロックしたことにより、そのボール部18aが受部材17
の受面17aに沿って摺動可能となり、前記ボデーＷへの
押付けに際して、ボールジョイント16の軸部材18すなわ
ち偏心サンダー20が揺動し、該偏心サンダー20はボデー
Ｗの塗膜面にほゞ面直に当る安定位置に変位して、その
面直状態を維持する。一方、偏心サンダー20がボデーＷ
に押付けられると同時に、ロッド14がケーシング13内の
一方の圧縮ばね15bを撓ませてロボット11の手首部11a側
へ移動する。この結果、圧縮ばね15bの反力はロッド14
とボールジョイント16を介して偏心サンダー20へ伝えら
れ、偏心サンダー20の押付力は所定の範囲に維持され
る。

偏心サンダー20の研摩部材23が摩耗して、その交換を
行わなければならい場合には、予め摩擦部材26の前進に
よりボールジョイント16をロックし、ロボット11の動作
により、先ず偏心サンダー20をクランプユニット31に対
して位置決めする。そして、シリンダ35の作動でクラン
プ爪34を開閉させて、研摩部材23をディスク22から取外
す。次にロボット11の動作により偏心サンダー20を供給
装置32に上に位置決めし、リフタ36の上昇により新たな
研摩部材23′をディスク22に移管貼着させ、これにて研
摩部材の交換は完了する。

なお、上記実施例においてロッド14をケーシング13に
フローティング可能に支持させるのに圧縮ばね15a,15b
を用いるようにしたが、このフローティング機構は任意
であり、例えばエアクッション、ラバークッション等を
用いることができる。

（発明の効果）以上、詳細に説明したように、本発明にかゝる自動水
研装置によれば、簡単な機械的な機構により偏心サンダ
ーを被研削面に対して面直にかつ所定の押付力で押付け
ることができ、偏心サンダーを汎用のロボットに持たせ
て自動水研することが可能になり、省力化はもちろん、
コスト低減、品質の向上等に著しく寄与し、その及ぼす
効果は大なるものがある。さらに偏心サンダーを任意の
姿勢でロックすることができるので、ロボットの教示作
業は簡単となり、しかも偏心サンダーを最短距離で移動
させることができて作業能率も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかゝる自動水研装置の全体構造を示
す模式図、第２図は偏心サンダーのロボットへの取付構
造を示す断面図、第３図はハンドタイプの偏心サンダー
の一般構造を示す断面図である。 11…産業用ロボット、13…ケーシング 14…ロッド、15a,15b…圧縮ばね 16…ボールジョイント、17…受部材 18…軸部材、18a…ボール部 20…偏心サンダー、23…研摩部材 26…摩擦部材、27…エア通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献実開昭62−42951（ＪＰ，Ｕ) 実開昭55−147239（ＪＰ，Ｕ) 実公昭53−52777（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】産業用ロボットに持たせたケーシングに軸
方向へフローティング可能にロッドの一端部を支持さ
せ、前記ケーシングから外部へ延ばした前記ロッドの他
端部に自在継手を介して偏心サンダーを取付け、かつ前
記自在継手にその動きをロック・アンロックするクラッ
チ機構を内蔵し、前記自在継手は、ボール部を中心に揺
動するようになっており、前記クラッチ機構は、前記ボ
ール部に摩擦接触して該ボール部の動きをロックする摩
擦部材を備えていることを特徴とする自動水研装置。