JPH08252753A - 研削装置 - Google Patents
研削装置Info
- Publication number
- JPH08252753A JPH08252753A JP8637195A JP8637195A JPH08252753A JP H08252753 A JPH08252753 A JP H08252753A JP 8637195 A JP8637195 A JP 8637195A JP 8637195 A JP8637195 A JP 8637195A JP H08252753 A JPH08252753 A JP H08252753A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grinding
- drive mechanism
- circular grindstone
- rotary drive
- spring
- Prior art date
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Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 被研削物の大きな形状変化等に対しても過負
荷による機器破損を生じることがなく、また押圧力の適
正な制御が可能な研削装置を提供する。 【構成】 被研削物11の余材部11aを研削する円形
砥石23と、円形砥石23を保持すると共に回転させる
回転駆動機構25と、回転駆動機構25を摺動自在に支
持する支持フレーム12と、支持フレーム12に取り付
けられて回転駆動機構25に取り付けられた円形砥石2
3を余材部11aに対してスプリング20を介して押圧
駆動するサーボモータ18と、円形砥石23及び回転駆
動機構25を含む可動部分の重量を相殺するバランス用
シリンダ21とを有する。
荷による機器破損を生じることがなく、また押圧力の適
正な制御が可能な研削装置を提供する。 【構成】 被研削物11の余材部11aを研削する円形
砥石23と、円形砥石23を保持すると共に回転させる
回転駆動機構25と、回転駆動機構25を摺動自在に支
持する支持フレーム12と、支持フレーム12に取り付
けられて回転駆動機構25に取り付けられた円形砥石2
3を余材部11aに対してスプリング20を介して押圧
駆動するサーボモータ18と、円形砥石23及び回転駆
動機構25を含む可動部分の重量を相殺するバランス用
シリンダ21とを有する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋳物、プレス部品等に
発生する、ばり、堰跡等の余材部を除去する研削装置に
関する。
発生する、ばり、堰跡等の余材部を除去する研削装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】鋳型中に溶融物を流し込んでこれを凝固
させることにより鋳造品を得る製造方法では、鋳型間の
継ぎ目等に溶融物が付着した余分のばりや、溶融物流入
部の堰跡等の余材部が生じる。また、プレス加工におい
ても金型の合わせ面に同様にばりを生じて、寸法不良あ
るいは外観不良等をきたして製品価値を損なう原因とな
る。そのため、これを除くためにグラインダ等により研
削されるが、大量処理を行う場合には産業用ロボット等
を使用した自動研削処理が行われている。このような自
動化に対応した研削技術としては、例えば特開平1−1
21169号公報「溶接余盛の自動研削装置」に電子グ
ラインダの負荷電流が一定となるように該電子グライン
ダと被研削物との距離を調節し、該電子グラインダの負
荷電流が限界値に達したときに全ての動作を同時に停止
する技術が記載されている。
させることにより鋳造品を得る製造方法では、鋳型間の
継ぎ目等に溶融物が付着した余分のばりや、溶融物流入
部の堰跡等の余材部が生じる。また、プレス加工におい
ても金型の合わせ面に同様にばりを生じて、寸法不良あ
るいは外観不良等をきたして製品価値を損なう原因とな
る。そのため、これを除くためにグラインダ等により研
削されるが、大量処理を行う場合には産業用ロボット等
を使用した自動研削処理が行われている。このような自
動化に対応した研削技術としては、例えば特開平1−1
21169号公報「溶接余盛の自動研削装置」に電子グ
ラインダの負荷電流が一定となるように該電子グライン
ダと被研削物との距離を調節し、該電子グラインダの負
荷電流が限界値に達したときに全ての動作を同時に停止
する技術が記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平1−121169号公報に記載された技術では、グ
ラインダの被研削物への押圧力が、電子グラインダの走
行機構を駆動するモータのトルクにより生じるために、
わずかな距離の変化でグラインダ押圧力が大きく変化
し、そのために制御遅れが生じ所定の押圧力が得られな
いという問題があった。また、走行機構は、電子グライ
ンダの負荷電流の変化を読み取って、これを電気的に処
理して、走行用モータを回転させてピニオンを介して駆
動させるため、被研削材の急激な形状変化等に際して
は、必要とする距離の変化に走行機構が追随できず、制
御が発散しやすくなり、グラインダモータの過負荷とな
って装置停止を引き起こし、更には機器を破損するとい
うような問題があった。本発明はこのような事情に鑑み
てなされたもので、被研削物の大きな形状変化等に対し
ても過負荷による機器破損を生じることがなく、また押
圧力の適正な制御が可能な研削装置を提供することを目
的とする。
開平1−121169号公報に記載された技術では、グ
ラインダの被研削物への押圧力が、電子グラインダの走
行機構を駆動するモータのトルクにより生じるために、
わずかな距離の変化でグラインダ押圧力が大きく変化
し、そのために制御遅れが生じ所定の押圧力が得られな
いという問題があった。また、走行機構は、電子グライ
ンダの負荷電流の変化を読み取って、これを電気的に処
理して、走行用モータを回転させてピニオンを介して駆
動させるため、被研削材の急激な形状変化等に際して
は、必要とする距離の変化に走行機構が追随できず、制
御が発散しやすくなり、グラインダモータの過負荷とな
って装置停止を引き起こし、更には機器を破損するとい
うような問題があった。本発明はこのような事情に鑑み
てなされたもので、被研削物の大きな形状変化等に対し
ても過負荷による機器破損を生じることがなく、また押
圧力の適正な制御が可能な研削装置を提供することを目
的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の研削装置は、被研削物の余材部を研削する円形砥
石と、該円形砥石を保持すると共に回転させる回転駆動
機構と、該回転駆動機構を摺動自在に支持する支持フレ
ームと、該支持フレームに取り付けられて前記回転駆動
機構に取り付けられた前記円形砥石を前記余材部に対し
てスプリングを介して押圧駆動するサーボモータと、前
記円形砥石及び回転駆動機構を含む可動部分の重量を相
殺するバランス用シリンダとを有するように構成されて
いる。請求項2記載の研削装置は、請求項1記載の研削
装置において、前記スプリングの押圧距離を検出するセ
ンサが設けられ、前記サーボモータを制御して予め設定
されたスプリングの押圧距離を前記円形砥石に与えて研
削を行うように構成されている。請求項3記載の研削装
置は、請求項1記載の研削装置において、前記回転駆動
機構の駆動モータの電流を検知して、該電流が所定範囲
になるように前記サーボモータを駆動するように構成さ
れている。
記載の研削装置は、被研削物の余材部を研削する円形砥
石と、該円形砥石を保持すると共に回転させる回転駆動
機構と、該回転駆動機構を摺動自在に支持する支持フレ
ームと、該支持フレームに取り付けられて前記回転駆動
機構に取り付けられた前記円形砥石を前記余材部に対し
てスプリングを介して押圧駆動するサーボモータと、前
記円形砥石及び回転駆動機構を含む可動部分の重量を相
殺するバランス用シリンダとを有するように構成されて
いる。請求項2記載の研削装置は、請求項1記載の研削
装置において、前記スプリングの押圧距離を検出するセ
ンサが設けられ、前記サーボモータを制御して予め設定
されたスプリングの押圧距離を前記円形砥石に与えて研
削を行うように構成されている。請求項3記載の研削装
置は、請求項1記載の研削装置において、前記回転駆動
機構の駆動モータの電流を検知して、該電流が所定範囲
になるように前記サーボモータを駆動するように構成さ
れている。
【0005】スプリングとは、鋼等の弾性を利用してひ
ずみエネルギーを蓄え、又は衝撃を吸収することのでき
るコイル状、渦巻き状、板状あるいは竹の子状の弾性体
からなるばね等をいう。スプリングの押圧距離とは、無
負荷あるいは負荷時におけるスプリングの押圧方向にお
ける長さをいう。バランス用シリンダとは、空気、油あ
るいは水等の流体を圧力媒体として、シリンダ中のロッ
ドの位置を移動あるいは保持させることのできるシリン
ダをいう。回転駆動機構とは、スピンドルモータ等によ
りスピンドルモータ軸を介して円形砥石を回転させるこ
とのできる機構である。サーボモータは、サーボモータ
に連結するボールねじ軸を回転させることにより、ボー
ルねじ軸に嵌合されたボールねじナットの作用により可
動支持部材を移動させる働きを有する。
ずみエネルギーを蓄え、又は衝撃を吸収することのでき
るコイル状、渦巻き状、板状あるいは竹の子状の弾性体
からなるばね等をいう。スプリングの押圧距離とは、無
負荷あるいは負荷時におけるスプリングの押圧方向にお
ける長さをいう。バランス用シリンダとは、空気、油あ
るいは水等の流体を圧力媒体として、シリンダ中のロッ
ドの位置を移動あるいは保持させることのできるシリン
ダをいう。回転駆動機構とは、スピンドルモータ等によ
りスピンドルモータ軸を介して円形砥石を回転させるこ
とのできる機構である。サーボモータは、サーボモータ
に連結するボールねじ軸を回転させることにより、ボー
ルねじ軸に嵌合されたボールねじナットの作用により可
動支持部材を移動させる働きを有する。
【0006】
【作用】請求項1〜3記載の研削装置においては、円形
砥石を被研削物の余材部に対してスプリングを介して押
圧駆動するサーボモータと、前記円形砥石及び回転駆動
機構を含む可動部分の重量を相殺するバランス用シリン
ダとを有するので、被研削物の研削量の制御を該回転駆
動機構により行うことができると共に、被研削物と円形
砥石とが必要以上に接触して研削装置に過大な負荷が生
じた場合にはスプリングによって過大な負荷を吸収でき
る。さらに、バランス用シリンダによって可動部分の重
量が相殺されるため、前記可動部分を支持フレームに対
して移動させる際の制御動作が単純化されると共に、前
記回転駆動機構に急激な上下動が生じても、バランス用
シリンダの圧力媒体によってこれを吸収することが可能
である。特に、請求項2記載の研削装置においては、前
記スプリングの押圧距離を検出するセンサが設けられ、
前記サーボモータを制御して予め設定されたスプリング
の押圧距離を前記円形砥石に与えて研削を行うので、研
削異常が回避されて、かつ最適な研削量を維持して効率
的な研削を行うことができる。また、請求項3記載の研
削装置においては、前記回転駆動機構の駆動モータの電
流を検知して、該電流が所定範囲になるようにサーボモ
ータを駆動するので、駆動モータにかかる負荷を常に一
定の範囲に維持して過剰な負荷を生じることのない研削
を行える。
砥石を被研削物の余材部に対してスプリングを介して押
圧駆動するサーボモータと、前記円形砥石及び回転駆動
機構を含む可動部分の重量を相殺するバランス用シリン
ダとを有するので、被研削物の研削量の制御を該回転駆
動機構により行うことができると共に、被研削物と円形
砥石とが必要以上に接触して研削装置に過大な負荷が生
じた場合にはスプリングによって過大な負荷を吸収でき
る。さらに、バランス用シリンダによって可動部分の重
量が相殺されるため、前記可動部分を支持フレームに対
して移動させる際の制御動作が単純化されると共に、前
記回転駆動機構に急激な上下動が生じても、バランス用
シリンダの圧力媒体によってこれを吸収することが可能
である。特に、請求項2記載の研削装置においては、前
記スプリングの押圧距離を検出するセンサが設けられ、
前記サーボモータを制御して予め設定されたスプリング
の押圧距離を前記円形砥石に与えて研削を行うので、研
削異常が回避されて、かつ最適な研削量を維持して効率
的な研削を行うことができる。また、請求項3記載の研
削装置においては、前記回転駆動機構の駆動モータの電
流を検知して、該電流が所定範囲になるようにサーボモ
ータを駆動するので、駆動モータにかかる負荷を常に一
定の範囲に維持して過剰な負荷を生じることのない研削
を行える。
【0007】
【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに図1は本発明の一実施例に係る研削装置を説
明する断面図、図2は同装置の部分側断面図、図3
(A)、(B)はそれぞれ本発明の一実施例に係る研削
装置の説明図、図4は同装置のコイルばねの押圧距離を
制御する方法の説明図、図5は同装置の駆動モータの電
流値を制御する方法の説明図である。
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに図1は本発明の一実施例に係る研削装置を説
明する断面図、図2は同装置の部分側断面図、図3
(A)、(B)はそれぞれ本発明の一実施例に係る研削
装置の説明図、図4は同装置のコイルばねの押圧距離を
制御する方法の説明図、図5は同装置の駆動モータの電
流値を制御する方法の説明図である。
【0008】図1、図2に示すように、研削装置10は
円形砥石23、回転駆動機構25、支持フレーム12、
スプリングの一例であるコイルばね20、コイルばね2
0の可動支持部材15を押圧駆動するサーボモータ1
8、及びバランス用シリンダの一例であるエアシリンダ
21とにより構成されており、研削装置10の全体がア
ーム軸26に固定支持される構造となっている。円形砥
石23は、アルミナ砥粒等を含むリング状の砥石であ
り、その周囲を安全性を確保するために砥石カバー28
により覆われ、円形砥石23の露出した底面が研削面と
して使用される。回転駆動機構25によって円形砥石2
3を回転させて、円形砥石23を被研削物11の余材部
11aに接触させることにより被研削物11の表面が研
削される。回転駆動機構25は、円形砥石23を回転駆
動する図示しないスピンドルモータ及びスライドステー
16とからなり、リニアガイド24を介して支持フレー
ム12に摺動自在に取り付けられている。回転駆動機構
25のほぼ全重量はスライドステー16にかかるように
配置されている。そして、スピンドルモータは図示しな
い電気配線により電力が供給され、スピンドルモータの
駆動時における電流値(i)が検出されるように構成さ
れている。なお、図3(A)、(B)は本装置の外観を
示す説明図であり、(A)は支持フレーム12に対し、
回転駆動機構25の回転軸芯がほぼ平行に摺動するよう
にリニアガイド24を取り付けた例を、(B)は回転駆
動機構25aの回転軸芯を研削に適した1〜3゜の角度
で傾斜させてリニアガイド24aを取り付けた例をそれ
ぞれ示したものである。
円形砥石23、回転駆動機構25、支持フレーム12、
スプリングの一例であるコイルばね20、コイルばね2
0の可動支持部材15を押圧駆動するサーボモータ1
8、及びバランス用シリンダの一例であるエアシリンダ
21とにより構成されており、研削装置10の全体がア
ーム軸26に固定支持される構造となっている。円形砥
石23は、アルミナ砥粒等を含むリング状の砥石であ
り、その周囲を安全性を確保するために砥石カバー28
により覆われ、円形砥石23の露出した底面が研削面と
して使用される。回転駆動機構25によって円形砥石2
3を回転させて、円形砥石23を被研削物11の余材部
11aに接触させることにより被研削物11の表面が研
削される。回転駆動機構25は、円形砥石23を回転駆
動する図示しないスピンドルモータ及びスライドステー
16とからなり、リニアガイド24を介して支持フレー
ム12に摺動自在に取り付けられている。回転駆動機構
25のほぼ全重量はスライドステー16にかかるように
配置されている。そして、スピンドルモータは図示しな
い電気配線により電力が供給され、スピンドルモータの
駆動時における電流値(i)が検出されるように構成さ
れている。なお、図3(A)、(B)は本装置の外観を
示す説明図であり、(A)は支持フレーム12に対し、
回転駆動機構25の回転軸芯がほぼ平行に摺動するよう
にリニアガイド24を取り付けた例を、(B)は回転駆
動機構25aの回転軸芯を研削に適した1〜3゜の角度
で傾斜させてリニアガイド24aを取り付けた例をそれ
ぞれ示したものである。
【0009】図2に示すようにスライドステー16上に
固定配置された2本のガイドロッド13は支持フレーム
12内に設けられたブッシュ14内に沿って摺動するこ
とにより、コイルばね20および可動支持部材15のガ
イドとなっている。図1に示すように支持フレーム12
はコイルばね20及びエアシリンダ21とを介して回転
駆動機構25を弾性的に保持している。このため、研削
時に発生する外力により支持フレーム12及び回転駆動
機構25との間に大きな相対的な変位が生じても、電気
的な制御機構を介することなく、これに即応して弾性的
に吸収することができる。
固定配置された2本のガイドロッド13は支持フレーム
12内に設けられたブッシュ14内に沿って摺動するこ
とにより、コイルばね20および可動支持部材15のガ
イドとなっている。図1に示すように支持フレーム12
はコイルばね20及びエアシリンダ21とを介して回転
駆動機構25を弾性的に保持している。このため、研削
時に発生する外力により支持フレーム12及び回転駆動
機構25との間に大きな相対的な変位が生じても、電気
的な制御機構を介することなく、これに即応して弾性的
に吸収することができる。
【0010】コイルばね20は、スパイラル状に形成さ
れたばね鋼からなり、スライドステー16と可動支持部
材15とに挟まれるように構成されている。可動支持部
材15を押圧駆動するサーボモータ18は支持フレーム
12上に固定配置されており、カップリング17及び支
持部材15aを介してボールねじ軸19を回転させるこ
とができ、可動支持部材15内にはボールねじ軸19に
螺合する雌ねじ部からなるボールねじナット19bが取
り付けられている。従って、サーボモータ18を回転駆
動させると、カップリング17を介してボールねじ軸1
9が回転し、回転運動を拘束された可動支持部材15が
ガイドロッド13にガイドされながらボールねじ軸19
に沿って移動することができる。コイルばね20によっ
て生じる反力は、可動支持部材15、ボールねじナット
19b、ボールねじ軸19、転がり軸受19cを経て支
持フレーム12が受ける。
れたばね鋼からなり、スライドステー16と可動支持部
材15とに挟まれるように構成されている。可動支持部
材15を押圧駆動するサーボモータ18は支持フレーム
12上に固定配置されており、カップリング17及び支
持部材15aを介してボールねじ軸19を回転させるこ
とができ、可動支持部材15内にはボールねじ軸19に
螺合する雌ねじ部からなるボールねじナット19bが取
り付けられている。従って、サーボモータ18を回転駆
動させると、カップリング17を介してボールねじ軸1
9が回転し、回転運動を拘束された可動支持部材15が
ガイドロッド13にガイドされながらボールねじ軸19
に沿って移動することができる。コイルばね20によっ
て生じる反力は、可動支持部材15、ボールねじナット
19b、ボールねじ軸19、転がり軸受19cを経て支
持フレーム12が受ける。
【0011】エアシリンダ21は、図1に示すようにス
ライドステー16と支持フレーム12の下部との間にあ
って、スライドステー16にかかる全重量がロッド22
を介して支えられるよう配置されており、必要に応じて
空気圧(P)の調整ができるようになっている。従っ
て、円形砥石23の回転軸が傾いてエアシリンダ21に
かかる荷重が変化したような場合にも、空気圧(P)の
調整により回転駆動機構25による荷重と空気圧(P)
とをバランスさせることができ、コイルばね20による
円形砥石23の制御を単純化し研削を容易にすることが
できる。また、可動支持部材15には押圧距離を検出す
るセンサの一例であるレーザ変位計27が固定されてお
り、可動支持部材15及びスライドステー16間のコイ
ルばね押圧距離L1 を測定することができる。そのため
コイルばね20による反力Rを、ばね定数をKとして無
負荷時のコイルばね20の長さをL0 とした場合には、
R=−K・(L1 −L0 )として求めることができる。
さらに、支持フレーム12と回転駆動機構25との相対
距離L2 を測定するためのレーザ変位計27aが支持フ
レーム12上に設置されている。アーム軸26は図示し
ないロボット等の駆動装置の末端の支持軸となる部分で
あり、研削装置10を研削作業に必要な位置に位置決
め、固定することができるようになっている。
ライドステー16と支持フレーム12の下部との間にあ
って、スライドステー16にかかる全重量がロッド22
を介して支えられるよう配置されており、必要に応じて
空気圧(P)の調整ができるようになっている。従っ
て、円形砥石23の回転軸が傾いてエアシリンダ21に
かかる荷重が変化したような場合にも、空気圧(P)の
調整により回転駆動機構25による荷重と空気圧(P)
とをバランスさせることができ、コイルばね20による
円形砥石23の制御を単純化し研削を容易にすることが
できる。また、可動支持部材15には押圧距離を検出す
るセンサの一例であるレーザ変位計27が固定されてお
り、可動支持部材15及びスライドステー16間のコイ
ルばね押圧距離L1 を測定することができる。そのため
コイルばね20による反力Rを、ばね定数をKとして無
負荷時のコイルばね20の長さをL0 とした場合には、
R=−K・(L1 −L0 )として求めることができる。
さらに、支持フレーム12と回転駆動機構25との相対
距離L2 を測定するためのレーザ変位計27aが支持フ
レーム12上に設置されている。アーム軸26は図示し
ないロボット等の駆動装置の末端の支持軸となる部分で
あり、研削装置10を研削作業に必要な位置に位置決
め、固定することができるようになっている。
【0012】続いて、研削装置10を用いた研削方法を
図1、図4及び図5に基づいて説明する。まず、被研削
物11を所定の位置に配置して、図示しない工業用ロボ
ットのアーム軸26に取り付けられた研削装置10を工
業用ロボットを駆動させて被研削物11の近傍に位置決
めし、アーム軸26を固定する。このとき、アーム軸2
6はロボットによらず、単に台車上に固定して、台車を
移動できるような構成としてもよい。そして、円形砥石
23及び回転駆動機構25を含む可動部分の重量に相当
する力を発生させるためにエアシリンダ21に圧縮空気
を送入することにより、コイルばね20にかかる負荷が
零となるか、もしくは基準とする摺動位置にスライドス
テー16がくるように、コイルばね20の圧縮量の初期
設定を行う。
図1、図4及び図5に基づいて説明する。まず、被研削
物11を所定の位置に配置して、図示しない工業用ロボ
ットのアーム軸26に取り付けられた研削装置10を工
業用ロボットを駆動させて被研削物11の近傍に位置決
めし、アーム軸26を固定する。このとき、アーム軸2
6はロボットによらず、単に台車上に固定して、台車を
移動できるような構成としてもよい。そして、円形砥石
23及び回転駆動機構25を含む可動部分の重量に相当
する力を発生させるためにエアシリンダ21に圧縮空気
を送入することにより、コイルばね20にかかる負荷が
零となるか、もしくは基準とする摺動位置にスライドス
テー16がくるように、コイルばね20の圧縮量の初期
設定を行う。
【0013】次ぎに、ロボットを移動させ、研削装置1
0の円形砥石23を被研削物11の研削仕上げ基準面と
なるP1 点に接触させ、ロボット制御装置にP1 点の座
標データを記憶させる。同様に他方のP2 点の座標デー
タを記憶させる。その後、ロボットを自動運転で、記憶
したP1 点座標からP2 点座標に直線的に適切な速度で
移動させる。円形砥石23が余材部11aと接触する
と、研削装置10を摺動自由度方向に移動させる。この
際、適性研削量が得られるようにコイルばね20の押圧
距離を調整すべくサーボモータ18の回転速度および回
転量を、図示していない制御装置で制御することによ
り、余材部11aを研削して除去する。
0の円形砥石23を被研削物11の研削仕上げ基準面と
なるP1 点に接触させ、ロボット制御装置にP1 点の座
標データを記憶させる。同様に他方のP2 点の座標デー
タを記憶させる。その後、ロボットを自動運転で、記憶
したP1 点座標からP2 点座標に直線的に適切な速度で
移動させる。円形砥石23が余材部11aと接触する
と、研削装置10を摺動自由度方向に移動させる。この
際、適性研削量が得られるようにコイルばね20の押圧
距離を調整すべくサーボモータ18の回転速度および回
転量を、図示していない制御装置で制御することによ
り、余材部11aを研削して除去する。
【0014】以下に、適性研削量が得られるようにコイ
ルばね20の押圧距離を調整する制御方法について述べ
る。研削装置10により発生する円形砥石23の押圧力
は、被研削材11の基準面となるP1 点およびP2 点で
はほぼゼロであり、余材部11aでは基準面からの飛び
出し量が大きいほど大きな力を発生する必要があり、被
研削物11の基準面では研削は行われずに、余材部11
aのみを研削して除去する。すなわち、目標とするコイ
ルばね20の押圧距離L1 ′を、回転駆動機構25と支
持フレーム12の相対距離L2 に対して、図4に示す関
係に制御する。なお、図4は説明のための図であり、特
に正負の関係を規定するものではない。距離L2 と距離
L1 ′の基準とする摺動位置をLa およびLb とする。
距離L2 がLa ′になったとき、距離L1 ′をLb ′に
なるようにサーボモータ18の回転量を制御する。ちな
みに、可動支持部材15を固定した場合(制御しない場
合)は距離L1 ′は圧縮して使用するコイルばね20の
ばね定数Kによって規定されるLb 0 ′となる。このよ
うに制御することにより、見かけ上コイルばね20とは
異なるばね定数K′を実現することができる。円形砥石
23の押圧力は、コイルばね20に発生する反力R=−
K′・(L1 ′−Lb )により一意的に計算することが
できる。
ルばね20の押圧距離を調整する制御方法について述べ
る。研削装置10により発生する円形砥石23の押圧力
は、被研削材11の基準面となるP1 点およびP2 点で
はほぼゼロであり、余材部11aでは基準面からの飛び
出し量が大きいほど大きな力を発生する必要があり、被
研削物11の基準面では研削は行われずに、余材部11
aのみを研削して除去する。すなわち、目標とするコイ
ルばね20の押圧距離L1 ′を、回転駆動機構25と支
持フレーム12の相対距離L2 に対して、図4に示す関
係に制御する。なお、図4は説明のための図であり、特
に正負の関係を規定するものではない。距離L2 と距離
L1 ′の基準とする摺動位置をLa およびLb とする。
距離L2 がLa ′になったとき、距離L1 ′をLb ′に
なるようにサーボモータ18の回転量を制御する。ちな
みに、可動支持部材15を固定した場合(制御しない場
合)は距離L1 ′は圧縮して使用するコイルばね20の
ばね定数Kによって規定されるLb 0 ′となる。このよ
うに制御することにより、見かけ上コイルばね20とは
異なるばね定数K′を実現することができる。円形砥石
23の押圧力は、コイルばね20に発生する反力R=−
K′・(L1 ′−Lb )により一意的に計算することが
できる。
【0015】距離L2 が、La 以下となったときには、
距離L1 ′を基準とする摺動位置Lb に保持するように
制御することにより、被研削物11の基準面より深く円
形砥石23が移動することを防止できる。また、距離L
2 がLa ″以上となったときには、距離L1 ′をLb ″
に保持するように制御することにより、円形砥石23の
押圧力を一定基準値以下とし、スピンドルモータの過負
荷を防止することができる。サーボモータ18の回転速
度制御方法は、図4に示す目標とするコイルばね押圧距
離L1 ′と実際の測定距離L1 とのずれ量Δrに対し
て、比例制御または比例積分制御にて、速度制御する。
距離L1 ′を基準とする摺動位置Lb に保持するように
制御することにより、被研削物11の基準面より深く円
形砥石23が移動することを防止できる。また、距離L
2 がLa ″以上となったときには、距離L1 ′をLb ″
に保持するように制御することにより、円形砥石23の
押圧力を一定基準値以下とし、スピンドルモータの過負
荷を防止することができる。サーボモータ18の回転速
度制御方法は、図4に示す目標とするコイルばね押圧距
離L1 ′と実際の測定距離L1 とのずれ量Δrに対し
て、比例制御または比例積分制御にて、速度制御する。
【0016】次ぎに、適性研削量が得られるように、駆
動モータの電流値を検知して、サーボモータ18の回転
速度を制御する方法について述べる。適正研削量が維持
できるように予め設定した所要の電流量をスピンドルモ
ータに流して、円形砥石23を回転させ、図5に示すよ
うに時刻t1 として設定する。そして、サーボモータ1
8を一定速度で回転させることにより、可動支持部材1
5を押し下げる。これにより支持フレーム12の上部お
よび可動支持部材15間の相対距離が一定速度で増加し
て、コイルばね20を介して連接している回転駆動機構
25と支持フレーム12間の相対距離L2 も増大する。
この間は被研削物11と円形砥石23とが接触しておら
ず、回転駆動機構25による荷重がエアシリンダ21に
より相殺されているために、L1 −L0 =0の関係が維
持される。
動モータの電流値を検知して、サーボモータ18の回転
速度を制御する方法について述べる。適正研削量が維持
できるように予め設定した所要の電流量をスピンドルモ
ータに流して、円形砥石23を回転させ、図5に示すよ
うに時刻t1 として設定する。そして、サーボモータ1
8を一定速度で回転させることにより、可動支持部材1
5を押し下げる。これにより支持フレーム12の上部お
よび可動支持部材15間の相対距離が一定速度で増加し
て、コイルばね20を介して連接している回転駆動機構
25と支持フレーム12間の相対距離L2 も増大する。
この間は被研削物11と円形砥石23とが接触しておら
ず、回転駆動機構25による荷重がエアシリンダ21に
より相殺されているために、L1 −L0 =0の関係が維
持される。
【0017】時刻t2 においては、スピンドルモータに
よって回転する円形砥石23と被研削物11とが当接し
て、被研削物11の余材部11aの表面の研削がスター
トするが、サーボモータ18を一定速度で回転させてい
るために、L1 は同様に減少し続ける。しかし、円形砥
石23は被研削物11によってその位置が拘束されるた
めに、支持フレーム12と回転駆動機構25との相対距
離、即ちL2 は殆ど変化しない状態で推移する。従っ
て、L1 が減少する結果、コイルばね20により発生す
る反力R=−K・(L1 −L0 )が増大し、円形砥石2
3及び被研削物11間の負荷が増大して、被研削物11
が研削されてスピンドルモータの電流値(i)が上昇す
る。
よって回転する円形砥石23と被研削物11とが当接し
て、被研削物11の余材部11aの表面の研削がスター
トするが、サーボモータ18を一定速度で回転させてい
るために、L1 は同様に減少し続ける。しかし、円形砥
石23は被研削物11によってその位置が拘束されるた
めに、支持フレーム12と回転駆動機構25との相対距
離、即ちL2 は殆ど変化しない状態で推移する。従っ
て、L1 が減少する結果、コイルばね20により発生す
る反力R=−K・(L1 −L0 )が増大し、円形砥石2
3及び被研削物11間の負荷が増大して、被研削物11
が研削されてスピンドルモータの電流値(i)が上昇す
る。
【0018】時刻t3 からt4 においては、切削効率を
上げるためにサーボモータ18を高速で回転させて、円
形砥石23による余材部11aへの切り込み量を大きく
し、かつコイルばね20の変位量(L1 −L0 )を予め
安全な研削が可能なように設定した値の範囲に入るよう
にして研削を行った。この間は円形砥石23を介して被
研削物11の余材部11aにかかる押圧力が一定となる
ため、円形砥石23の磨耗による変形あるいは、欠損等
が生じても所定の研削量の範囲内で研削作業を行うこと
ができる。
上げるためにサーボモータ18を高速で回転させて、円
形砥石23による余材部11aへの切り込み量を大きく
し、かつコイルばね20の変位量(L1 −L0 )を予め
安全な研削が可能なように設定した値の範囲に入るよう
にして研削を行った。この間は円形砥石23を介して被
研削物11の余材部11aにかかる押圧力が一定となる
ため、円形砥石23の磨耗による変形あるいは、欠損等
が生じても所定の研削量の範囲内で研削作業を行うこと
ができる。
【0019】そして、時刻t4 からt5 においては、サ
ーボモータ18を更に駆動させて、可動支持部材15と
支持フレーム12間の相対距離L2 を制御することによ
りスピンドルモータの電流値(i)を一定範囲に維持し
て研削を行った。この間、エアシリンダ21及びコイル
ばね20とによりスライドステー16が弾性的に支持さ
れているため、微小な機械振動が円形砥石23に発生し
ても、そのために過大な電流の変化を生じることがな
く、制御系が安定し易いという利点がある。
ーボモータ18を更に駆動させて、可動支持部材15と
支持フレーム12間の相対距離L2 を制御することによ
りスピンドルモータの電流値(i)を一定範囲に維持し
て研削を行った。この間、エアシリンダ21及びコイル
ばね20とによりスライドステー16が弾性的に支持さ
れているため、微小な機械振動が円形砥石23に発生し
ても、そのために過大な電流の変化を生じることがな
く、制御系が安定し易いという利点がある。
【0020】しかし、時刻t5 において、円形砥石23
が被研削物11上の異物に接触して、円形砥石23が急
激に押し上げられて、回転駆動機構25と支持フレーム
12との相対距離L2 が減少したために、コイルばね2
0による反力R=−K・(L1 −L0 )が増大したが、
コイルばね20の作用により、従来のようなコイルばね
のない剛性の高い研削装置の場合に発生するような過大
な負荷を回避することができる。
が被研削物11上の異物に接触して、円形砥石23が急
激に押し上げられて、回転駆動機構25と支持フレーム
12との相対距離L2 が減少したために、コイルばね2
0による反力R=−K・(L1 −L0 )が増大したが、
コイルばね20の作用により、従来のようなコイルばね
のない剛性の高い研削装置の場合に発生するような過大
な負荷を回避することができる。
【0021】従って、本研削装置10を使用して制御量
(支持フレーム12と可動支持部材15間の相対距離、
エアシリンダ21の空気圧:P)を変化させて被制御量
(支持フレーム12と回転駆動機構25間の相対距離:
L2 、スピンドルモータの電流値:i)のフィードバッ
ク制御を行うことが可能である。そして、この場合に
は、フィードバック制御に即応できないような機械的変
動が生じてもコイルばね20及びエアシリンダ21によ
る機械系により研削装置10にかかるオーバーロードを
回避することができる。
(支持フレーム12と可動支持部材15間の相対距離、
エアシリンダ21の空気圧:P)を変化させて被制御量
(支持フレーム12と回転駆動機構25間の相対距離:
L2 、スピンドルモータの電流値:i)のフィードバッ
ク制御を行うことが可能である。そして、この場合に
は、フィードバック制御に即応できないような機械的変
動が生じてもコイルばね20及びエアシリンダ21によ
る機械系により研削装置10にかかるオーバーロードを
回避することができる。
【0022】
【発明の効果】請求項1〜3記載の研削装置において
は、円形砥石を被研削物の余材部に対してスプリングを
介して押圧駆動するサーボモータと、前記円形砥石及び
回転駆動機構を含む可動部分の重量を相殺するバランス
用シリンダとを有するので、被研削物の研削量の制御を
該回転駆動機構により行うことができると共に、被研削
物と円形砥石とが必要以上に接触して研削装置に過大な
負荷が生じた場合にはスプリングによって過大な応力を
吸収できる。また、バランス用シリンダによって可動部
分の重量が相殺されるため、前記可動部分を支持フレー
ムに対して移動させる際の制御動作が単純化されると共
に、前記円形砥石及び回転駆動機構に急激な上下動が生
じても、バランス用シリンダの圧力媒体によってこれを
吸収することが可能である。更に、バランス用シリンダ
の圧力及びスプリングの変位量をそれぞれ操作すること
により、研削装置の機械的剛性の制御が可能であるた
め、被研削物の種類、研削方法に応じて、適正な剛性を
維持して、自動研削等に際して効率的かつ安全な研削を
行うことができる。特に、請求項2記載の研削装置にお
いては、前記スプリングの押圧距離を検出するセンサが
設けられ、前記サーボモータを制御して予め設定された
押圧距離を前記円形砥石に与えて研削を行うので、研削
異常が回避されて、かつ最適な研削量を維持して効率的
な研削を行うことができる。また、請求項3記載の研削
装置においては、前記回転駆動機構の駆動モータの電流
を検知して、該電流が所定範囲になるようにサーボモー
タを駆動するので、駆動モータにかかる負荷を常に一定
の範囲に維持して過剰な負荷を生じることのない研削を
行える。
は、円形砥石を被研削物の余材部に対してスプリングを
介して押圧駆動するサーボモータと、前記円形砥石及び
回転駆動機構を含む可動部分の重量を相殺するバランス
用シリンダとを有するので、被研削物の研削量の制御を
該回転駆動機構により行うことができると共に、被研削
物と円形砥石とが必要以上に接触して研削装置に過大な
負荷が生じた場合にはスプリングによって過大な応力を
吸収できる。また、バランス用シリンダによって可動部
分の重量が相殺されるため、前記可動部分を支持フレー
ムに対して移動させる際の制御動作が単純化されると共
に、前記円形砥石及び回転駆動機構に急激な上下動が生
じても、バランス用シリンダの圧力媒体によってこれを
吸収することが可能である。更に、バランス用シリンダ
の圧力及びスプリングの変位量をそれぞれ操作すること
により、研削装置の機械的剛性の制御が可能であるた
め、被研削物の種類、研削方法に応じて、適正な剛性を
維持して、自動研削等に際して効率的かつ安全な研削を
行うことができる。特に、請求項2記載の研削装置にお
いては、前記スプリングの押圧距離を検出するセンサが
設けられ、前記サーボモータを制御して予め設定された
押圧距離を前記円形砥石に与えて研削を行うので、研削
異常が回避されて、かつ最適な研削量を維持して効率的
な研削を行うことができる。また、請求項3記載の研削
装置においては、前記回転駆動機構の駆動モータの電流
を検知して、該電流が所定範囲になるようにサーボモー
タを駆動するので、駆動モータにかかる負荷を常に一定
の範囲に維持して過剰な負荷を生じることのない研削を
行える。
【図1】本発明の一実施例に係る研削装置を説明する断
面図である。
面図である。
【図2】同装置の部分側断面図である。
【図3】(A)、(B)はそれぞれ本発明の一実施例に
係る研削装置の説明図である。
係る研削装置の説明図である。
【図4】同装置のコイルばねの押圧距離を制御する方法
の説明図である。
の説明図である。
【図5】同装置の駆動モータの電流値を制御する方法の
説明図である。
説明図である。
10 研削装置 11 被研削物 11a 余材部 12 支持フレーム 13 ガイドロッド 14 ブッシュ 15 可動支持部材 15a 支持部材 16 スライドステー 17 カップリング 18 サーボモータ 19 ボールねじ軸 19b ボールねじナット 19c 転がり軸受 20 コイルばね 21 エアシリンダ 22 ロッド 23 円形砥石 24 リニアガイド 24a リニアガイド 25 回転駆動機構 25a 回転駆動機構 26 アーム軸 27 レーザ変位計 27a レーザ変位計 28 砥石カバー
Claims (3)
- 【請求項1】 被研削物の余材部を研削する円形砥石
と、該円形砥石を保持すると共に回転させる回転駆動機
構と、該回転駆動機構を摺動自在に支持する支持フレー
ムと、該支持フレームに取り付けられて前記回転駆動機
構に取り付けられた前記円形砥石を前記余材部に対して
スプリングを介して押圧駆動するサーボモータと、前記
円形砥石及び回転駆動機構を含む可動部分の重量を相殺
するバランス用シリンダとを有することを特徴とする研
削装置。 - 【請求項2】 前記スプリングの押圧距離を検出するセ
ンサが設けられ、前記サーボモータを制御して予め設定
されたスプリングの押圧距離を前記円形砥石に与えて研
削を行う請求項1記載の研削装置。 - 【請求項3】 前記回転駆動機構の駆動モータの電流を
検知して、該電流が所定範囲になるように前記サーボモ
ータを駆動する請求項1記載の研削装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8637195A JPH08252753A (ja) | 1995-03-18 | 1995-03-18 | 研削装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8637195A JPH08252753A (ja) | 1995-03-18 | 1995-03-18 | 研削装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08252753A true JPH08252753A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=13885031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8637195A Withdrawn JPH08252753A (ja) | 1995-03-18 | 1995-03-18 | 研削装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08252753A (ja) |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-03-18 JP JP8637195A patent/JPH08252753A/ja not_active Withdrawn
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