JP2886326B2 - 砥石自動交換装置 - Google Patents
砥石自動交換装置Info
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- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
作機械やロボットのエンド・エフェクタとしてグライン
ダを使用する場合において、必要に応じて砥石を交換す
る砥石自動交換装置に係る。
せ、可能な限り多目的の用途に対応可能とし、且つそれ
等の省力化、自動化を推進する傾向にある。
機能を具え工具を順次交換して各種加工作業を行うもの
や、作業ロボットのようにそのエンド・エフェクタとし
てメカニカル・ハンド、塗装スプレー、熔接ガン、グラ
インダ等の工具を必要に応じて自動的、遠隔的に交換す
るものが開発され、使用されている。
グラインダの自動的、遠隔的な交換がなされるのみであ
って、消耗品である砥石を自動的、遠隔的に交換する装
置は開発されていない。
ものであり、上記のように工具であるグラインダの自動
交換がなされても、消耗の都度手作業による砥石の交換
を行っていたのでは省力化、自動化を進める上で不都合
である。
おうとすれば、砥石を固定している治具の着脱、消耗し
た砥石の除去、新規の砥石の装着が可能な装置とする必
要がある。この種の装置は要求される自由度が大きいた
め、複雑な構造、構成となり、装置全体が大型化するお
それがある。さらには、制御性、操作性の面でも問題を
生じるおそれもあった。
交換のために必要最小限度の機能のみを有し、消耗品で
ある砥石を自動的、遠隔的に交換することができる砥石
自動交換装置を提供することを目的としている。
フェクタとして使用されているグラインダ本体のグライ
ンダ回転軸を切り欠き部に導いて非回動に支持する板状
に形成された回転軸固定部材と、この回転軸固定部材を
摺動可能に支持するスライド機構と、このスライド機構
を摺動可能に案内するレールを介して支持する枠構とを
有する回転軸固定機構と、前記グラインダ本体のグライ
ンダ回転軸に砥石を固定している砥石固定治具を固定す
る爪を有する爪部材と前記砥石固定治具を吸着する磁石
とを有する作動部材と、この作動部材を摺動可能に係合
する駆動軸と、この駆動軸を回転させる駆動部とを有す
る砥石固定治具回転機構と、前記グラインダ本体におい
て使用済みとなった砥石あるいは未使用の砥石を挟むク
ランプを備えた棚板を有して前記グラインダ本体の砥石
固定治具を外した後に前記砥石を前記クランプに挟み込
むことにより着脱可能に構成された砥石収納ラックと、
を有することを特徴とする。
記ロボットの操作によってグラインダ本体に設けられた
砥石固定治具を、回転軸固定部材の切り欠き部に押圧さ
せつつ必要に応じてスライド機構によってスライドさせ
ながら、あるいはスライド機構自身を枠構に設けられた
レールに沿って摺動させながら前記回転軸固定機構への
進入操作を行なう。
れた爪によって前記グラインダ本体に設置されている砥
石固定治具を固定し、磁石によってこの砥石固定治具を
吸着させる。砥石固定治具を吸着後、作動部材に係合さ
れた駆動軸を駆動部によって回転させて砥石固定治具を
グラインダ本体から離脱させる。
ダ本体から容易に取外しが可能であるため、砥石収納ラ
ックの棚板に備えられたクランプによってグラインダ本
体から砥石を取外しながら挟み込んで支持される。
の砥石をグラインダ本体に装着固定を行なうことができ
る。
構と砥石収納手段とを示す正面図、第2図は前記実施例
において砥石交換のなされるグラインダの移動、位置決
めを行うロボットの斜視図である。第1図において、1
はグラインダの砥石を固定している砥石固定治具の弛み
および締め付けを行う砥石固定治具着脱機構を示し、7
はグラインダ本体から取り外された使用済み砥石を収納
し且つ交換すべき新規の砥石を格納しておく砥石収納ラ
ックを示している。前記砥石固定治具着脱機構1と前記
砥石収納ラック7との間を、この図には現れていないグ
ラインダ本体が移動し、使用済みの砥石のグラインダ本
体からの離脱およびこれの砥石収納ラック7への収納
と、新規の砥石の砥石収納ラック7からの取出およびこ
れのグラインダ本体への装着とを行う。
体の回転軸固定機構2と、前記回転軸と同軸上に位置す
る砥石固定治具回転機構3と、この砥石固定治具回転機
構を駆動する駆動モータ4とを有する。さらに、前記砥
石固定治具着脱機構1の枠構1aには前記回転軸固定機構
2の位置を検知する位置センサ5と、前記砥石固定治具
回転機構3の回転数を検知する回転回数検出器6とが設
けられている。
インダ本体9を使用したロボットであり、前記実施例に
よる砥石交換の対象となるものである。このロボット8
の詳細については、後に砥石交換との関連で説明する。
転軸固定機構2および砥石固定治具回転機構3の詳細を
示す正面図、第3図Bは回転軸固定機構2の軸固定部材
の一部切欠平面図、第3図Cはその一部切欠正面図であ
る。第3図Aにおいて、回転軸固定機構2は第3図B、
第3図Cに詳細を示す回転軸固定部材21と、この回転軸
固定部材を可摺動に支持し枠構1aに沿って鉛直方向に可
摺動のスライド機構22と、このスライド機構を案内する
レール23、レールガイド24とを有する。
に垂直(水平)な面を有する板状であり、その基端をス
ライド機構22に可摺動に支持され、スライド機構23内に
前記基端両側に配置したばね21aにより突出方向のばね
力を加えられている。また、前記回転軸固定部材21の先
端にはグラインダ本体9の軸に係合するU字状切欠21b
が設けられている。前記回転軸固定部材21にはその長手
方向の2箇の長孔21cが設けられ、各長孔は前記スライ
ド機構22に植立した案内ピン22aに係合されている。
図、第4図Bはその底面図、第4図Cは第4図AのC−
C線における断面図である。第4図Aにおいて、駆動モ
ータ4の回転を伝える駆動軸32には中空筒状の作動部材
31が軸方向には可摺動、回転方向には拘束して係合され
ている。この作動部材31の下端には、第4図Bに示すよ
うに、底面に中心に関し対称位置に1対の爪31aを有す
る爪部材31bが着脱自在に取り付けられている。
突出した軸方向の突条32aを有する非円形断面とされ、
前記作動部材31の内腔断面は前記断面と相補形状のもの
とされている。作動部材31は前記非円形断面同士の係合
により、軸方向に可摺動に、回転方向には拘束して駆動
軸32と係合されることとなる。
り内側に開口31cが設けられている。この開口には第4
図Aに示すように段付円筒状の永久磁石34の小径部が挿
入、係合されている。さらに、前記駆動軸32端面と前記
永久磁石34の上面との間にはばね33が弾設され、前記作
動部材31に突出方向のばね力が加えられている。
の正面図、第5図Cは第5図AのC−C線における断面
図である。複数段(第5図Bにおいては2段のみ)に設
けられ円板状の砥石70を載置する棚板71の前縁には、グ
ラインダ本体との干渉を避けるための円弧上切欠71aが
設けられ、この切欠の周囲には砥石を押圧支持する3箇
のクランプ72が設けられている。
手順について説明する。これ等の図は砥石固定治具着脱
機構1におけるグラインダ本体9の動きを示している。
砥石交換の初期において、第6図Aに示すようにロボッ
ト8は、そのエンド・エフェクタであるグラインダ本体
9を、その砥石92が上向きの状態で回転軸固定機構2に
接近させる。前記のロボット8は、第2図に示したロボ
ットアーム8aの鉛直軸方向の運動の自由度Z、前記8aの
前記鉛直軸に垂直方向の伸縮の自由度R、前記アーム8a
を昇降自在に支持する支柱81のアーム8a摺動面から外れ
た位置にある鉛直軸回りの運動の自由度θ、前記アーム
8a先端にエンド・エフェクタであるグラインダ本体9を
装着する支持架(一種の雲台)8bの前記伸縮方向を軸と
する回転の自由度α、前記支持架8bの前記伸縮方向に垂
直な方向を軸とする回転の自由度γ、前記グラインダ本
体9の前記自由度γに垂直な方向を軸とする回転の自由
度β等の全ての運動の自由度を適宜活用してなされる。
を回転軸固定機構2に接近させた後、グラインダ本体9
を水平に移動させ(自由度R)てグラインダ回転軸93を
前記回転軸固定部材21の切欠21bに押圧し、グラインダ
回転軸93の中心と前記砥石固定治具回転機構3の回転中
心とが一致するまで前記グラインダ本体9を押し進め
る。この時、回転軸固定部材21はばね21aのばね力に抗
してスライド機構22内に押し込まれる。上記の状態にお
いて、前記回転軸固定部材21の切欠21bとグラインダ回
転軸93とは、接触はしているものの必ずしも完全な係合
状態にはないこともあり、グラインダ回転軸93がその回
転抑止状態にいるとは限らない。但し、第6図Aにおい
てはグラインダ回転軸93は切欠21bに完全に係合し、そ
の位置の決定と同時に回転も抑止された状態で示されて
いる。
いロボット8の操作(自由度Z)により、グラインダ本
体9を回転軸固定機構2とともに上昇させ、砥石固定治
具91を作動部材31の最下端面に設けた1対の爪31aに接
触させる。前記グラインダ本体9等をさらに上昇させれ
ば、作動部材31はばね33のばね力に抗して上昇され、爪
部材31b下端面の爪31aは砥石固定治具91に強く圧接され
ることとなる。この圧接状態において回転軸固定機構2
は所定位置まで上昇され、位置センサ5によって検知さ
れる。
3を緩め方向に起動し、前記爪31aを砥石固定治具91上
面の前記爪と対応する位置にある前記各図に現れていな
い穴に嵌入させる(第6図C)。この嵌入状態になるに
際し前記砥石固定治具回転機構3の作動部材31は爪31a
の軸長分だけ下降する。第6図Aに示すようにグライン
ダ回転軸93が回転抑止状態にある限り、前記砥石固定治
具回転機構3の駆動を継続すれば、砥石固定治具91を緩
めることができるわけである。
bが完全な係合状態になく、グラインダ回転軸93の回転
が抑止されていない場合には、砥石固定治具回転機構3
の駆動によりグラインダ回転軸93が停止固定治具91とと
もに回動する。この回動の間に軸の向きが適切となった
時点で、前記グラインダ回転軸93と前記切欠21bとの完
全な係合がなされ、グラインダ回転軸93は回転抑止状態
となり、それ以後において砥石固定治具91は緩められる
こととなる。
昇変位を、作動部材31がばね33に抗して駆動軸32に沿っ
て摺動し吸収している状態を示している。なお、この状
態において砥石固定治具91はこの図には現れていない前
述の段付の永久磁石34に吸着されている。
がさらに上昇し、これがグラインダ回転軸93の砥石固定
用のねじ部から離脱し、これから砥石交換に必要なだけ
離間するとこの離間したことを回転数検出器6が検知す
る。ロボット8は前記検知出力により前記グラインダ本
体9を回転軸固定機構2とともに下降させる(第6図
E)。
前記砥石92を載置させたまま前記砥石固定治具着脱機構
1から移動させ、砥石を再使用しない場合にはグライン
ダ本体9を砥石廃棄場所にもたらして砥石を廃棄し、再
使用がなされる場合には砥石収納ラック7にもたらし砥
石を前記砥石収納ラックに収納する。
される。すなわち、ロボット8の操作により砥石92を第
5図Aに示すように棚板71とクランプ72との間に挟み込
んで保持させ、グラインダ本体9を鉛直下方に下降させ
てグラインダ回転軸93を砥石92の中心孔から引き抜く。
これにより、砥石92はグラインダ本体9から離脱し、砥
石収納ラック7に収納されたこととなる。
代え、グラインダ回転軸93に新規の砥石を装着する手順
について説明する。新規の砥石は第5図Aに70で示すよ
うにして砥石収納ラック7に収納されている。先ず、前
記の使用済み砥石の収納とは逆にロボットの操作により
グラインダ本体9を新規の砥石に接近させ、これを上昇
させてグラインダ回転軸93を砥石の中心孔に係合させ
る。次いでグラインダ本体9に水平方向の運動を与える
ことにより、砥石を砥石収納ラック7から引き抜く。こ
れにより、砥石はグラインダ本体9に仮装着される。
規の砥石をグラインダ回転軸93に固定する。すなわち、
ロボット8を操作して第6図Eに示すようにグラインダ
本体9を水平に移動させ、グラインダ回転軸93を回転軸
固定機構2の固定部材21の切欠21bに係合させ、ばね力
に抗しながら前記固定部材21とともに移動を継続し、前
記グラインダ回転軸93の軸心が砥石回転機構3の回転軸
直下に位置するようにする。
グラインダ本体9を回転軸固定機構2とともに上昇さ
せ、砥石固定治具回転機構3の永久磁石が吸着保持して
いる砥石固定治具91にグラインダ回転軸93の上端を当接
させる。そのまま前記上昇を継続させると前記回転軸固
定機構2が位置センサ5に検出され、この検出出力によ
って駆動モータ4は固定治具91取り外し時とは逆方向に
起動される。
に、砥石固定治具回転機構3はグラインダ回転軸93のね
じ部に沿って下降し、砥石固定治具91は砥石92に対する
締付けを開始する。グラインダ回転軸93が固定部材21の
切欠21bに完全に係合されていない場合には、前記の砥
石固定治具回転機構3の回転とともに前記グラインダ回
転軸93も回動され、砥石固定治具91の螺入、砥石92に対
する締付けはなされないが、前記グラインダ回転軸93の
回転の初期においてそれと前記固定部材21の21bとの完
全な係合が得られ、以後は砥石92に対する締付けが開始
される。上記の締付け中、前記の砥石固定治具91の締付
けトルクに比例する駆動モータ4の作動電流は監視され
ており、この作動電流が規定値に達した時点で駆動モー
タ4への給電を停止させる。これにより、一定締付けト
ルクにより砥石92を締付け固定することができる。
にグラインダ本体9を回転軸固定機構2とともに下降さ
せ、さらに水平に移動させてグラインダ回転軸93を固定
部材21の切欠21bから離脱させる。
り、グラインダ本体9の砥石92の自動交換を実施するこ
とができる。
の砥石固定治具回転機構1によって行い、新旧砥石の交
換はロボット8の操作によって砥石収納ラック7を介し
て行わせるようにしてあるから、砥石92のグラインダ本
体9に対する装着、撤去を行う機構を特に設ける必要が
なく、簡単な構造でしかも小型な自動砥石交換装置とす
ることができる。
おいては、砥石をグラインダ回転軸に固定している砥石
固定治具の着脱を行う専用の砥石固定治具回転機構を設
け、砥石自体の交換、撤去等はロボットによるグライン
ダ本体の移動により砥石収納ラックを介してなされるよ
うにしてあるから、砥石のグラインダ回転軸に対する着
脱を行う特段の手段を設ける必要はなく、装置全体の構
成の簡素化、小形化を図ることができる。
と砥石収納手段とを示す正面図、第2図は前記実施例に
おいて砥石交換のなされるグラインダの移動、位置決め
を行うロボットの斜視図、第3図Aは回転軸固定機構2
および砥石固定治具回転機構3の詳細を示す正面図、第
3図Bは回転軸固定機構2の軸固定部材の一部切欠平面
図、第3図Cはその一部切欠正面図、第4図Aは砥石固
定治具回転機構3の一部切欠正面図、第4図Bはその底
面図、第4図Cは第4図AのC−C線における断面図、
第5図Aは砥石収納ラック7の平面図、第5図Bはその
正面図、第5図Cは第5図AのC−C線における断面
図、第6図A〜第6図Eの砥石の交換手順について説明
するための前記実施例の要部拡大正面図である。 1……砥石固定治具着脱機構、1a……枠構 2……回転軸固定機構、21……回転軸固定部材 22……スライド機構、3……砥石固定治具回転機構、31
……作動部材、4……駆動モータ、5……位置センサ、
6……回転数検出器、7……砥石収納ラック、70……砥
石(収納状態)、8……ロボット、9……グラインダ本
体、91……砥石固定治具、92……砥石、93……グライン
ダ回転軸
Claims (1)
- 【請求項1】ロボットのエンド・エフェクタとして使用
されているグラインダ本体のグラインダ回転軸を切り欠
き部に導いて非回動に支持する板状に形成された回転軸
固定部材と、この回転軸固定部材を摺動可能に支持する
スライド機構と、このスライド機構を摺動可能に案内す
るレールを介して支持する枠構とを有する回転軸固定機
構と、 前記グラインダ本体のグラインダ回転軸に砥石を固定し
ている砥石固定治具を固定する爪を有する爪部材と前記
砥石固定治具を吸着する磁石とを有する作動部材と、こ
の作動部材を摺動可能に係合する駆動軸と、この駆動軸
を回転させる駆動部とを有する砥石固定治具回転機構
と、 前記グラインダ本体において使用済みとなった砥石ある
いは未使用の砥石を挟むクランプを備えた棚板を有して
前記グラインダ本体の砥石固定治具を外した後に前記砥
石を前記クランプに挟み込むことにより着脱可能に構成
された砥石収納ラックと、 を有することを特徴とする砥石自動交換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2288554A JP2886326B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 砥石自動交換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2288554A JP2886326B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 砥石自動交換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04164565A JPH04164565A (ja) | 1992-06-10 |
JP2886326B2 true JP2886326B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=17731752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2288554A Expired - Lifetime JP2886326B2 (ja) | 1990-10-29 | 1990-10-29 | 砥石自動交換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2886326B2 (ja) |
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JPS5333093U (ja) * | 1976-08-27 | 1978-03-23 |
-
1990
- 1990-10-29 JP JP2288554A patent/JP2886326B2/ja not_active Expired - Lifetime
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