JPH08252753A - 研削装置 - Google Patents
研削装置Info
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- 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
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- JP
- Japan
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- grinding
- drive mechanism
- circular grindstone
- rotary drive
- spring
- Prior art date
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- 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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