JPS63260752A - 自動研摩機械 - Google Patents
自動研摩機械Info
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- JPS63260752A JPS63260752A JP9199987A JP9199987A JPS63260752A JP S63260752 A JPS63260752 A JP S63260752A JP 9199987 A JP9199987 A JP 9199987A JP 9199987 A JP9199987 A JP 9199987A JP S63260752 A JPS63260752 A JP S63260752A
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Landscapes
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔゛産業上の利用分野〕
本発明はワークを研摩する自動研摩機械に関し、特に研
摩送り運動に砥石の振動を重畳させて研摩する自動研摩
機械に関する。
摩送り運動に砥石の振動を重畳させて研摩する自動研摩
機械に関する。
熟練工に軌る金型等の曲面を有したワークの研摩には作
業時間とコストとが嵩む。この対策として砥石にワーク
に対する相対送り運動を与えると共に振動を重畳させて
ワーク表面を研摩する機械が使用されてきている。この
場合付与すべき振動は研摩効率上の観点から、ワーク表
面に接する平面内で砥石の送り方向と直交する方向に与
えることが好ましいということは周知である。従って金
型等の自由曲面の研摩に際しては、その研摩用砥石の移
動に伴なって、つまり研摩面の傾斜角度に応じて刻々砥
石の振動方向を変化させる必要がある。
業時間とコストとが嵩む。この対策として砥石にワーク
に対する相対送り運動を与えると共に振動を重畳させて
ワーク表面を研摩する機械が使用されてきている。この
場合付与すべき振動は研摩効率上の観点から、ワーク表
面に接する平面内で砥石の送り方向と直交する方向に与
えることが好ましいということは周知である。従って金
型等の自由曲面の研摩に際しては、その研摩用砥石の移
動に伴なって、つまり研摩面の傾斜角度に応じて刻々砥
石の振動方向を変化させる必要がある。
然しなから上述した一般の研摩機械では砥石に対する振
動の方向は一定方向に限定されている場合が多い。こう
した研摩機械を用いて金型等の自由曲面を研摩する場合
には、研摩工具自体又はワーク自体の取付姿勢を迅速に
変化させる必要があり、装置が大がかりになると共にワ
ークと研摩工具との干渉の生ずる危険性がある。
動の方向は一定方向に限定されている場合が多い。こう
した研摩機械を用いて金型等の自由曲面を研摩する場合
には、研摩工具自体又はワーク自体の取付姿勢を迅速に
変化させる必要があり、装置が大がかりになると共にワ
ークと研摩工具との干渉の生ずる危険性がある。
また砥石の振動方向を任意に設定する機械としては、2
次元平面内の方向設定に対しては2個の振動子を互いに
直交する方向に組み合わせ、また3次元空間内の方向設
定に対しては3個の振動子を互いに直交する方向に組み
合わせることが試みられている。然しなから、こうした
異なる振動方向の振動子の組み合わせ方式では、振動子
というばね要素が多次元的に組み合わされているため、
多自由度の振動が発生する。このため砥石に所望の振動
を与えるための各振動子の振動制御が複雑で困難となる
。
次元平面内の方向設定に対しては2個の振動子を互いに
直交する方向に組み合わせ、また3次元空間内の方向設
定に対しては3個の振動子を互いに直交する方向に組み
合わせることが試みられている。然しなから、こうした
異なる振動方向の振動子の組み合わせ方式では、振動子
というばね要素が多次元的に組み合わされているため、
多自由度の振動が発生する。このため砥石に所望の振動
を与えるための各振動子の振動制御が複雑で困難となる
。
依って本発明は斯る問題点の解決を図るべく、自由曲面
を有した金型などのワークの研摩作業を自動化すると共
に構造の簡単な、しかも砥石の振動方向制御の容易な研
摩機械を提供することを目的とする。
を有した金型などのワークの研摩作業を自動化すると共
に構造の簡単な、しかも砥石の振動方向制御の容易な研
摩機械を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段と作用〕上記発明目的に
鑑みて本発明は、砥石とワークとの相対送り運動に振動
を重畳させてワークを研摩する研摩機械であって、砥石
を取付ける砥石ヘッドとワークとの相対送り運動を行わ
せる相対送り連動手段と、該相対送り連動手段の駆動制
御を行う相対送り運動制御手段とを設け、前記砥石ヘッ
ドのハウジング内に印加電圧の大きさに応じて振動を発
生する振動子を複数個設け、前記複数個の振動子に連結
され前記振動子の振動の合成振動で振動する可動部材の
先端に前記砥石を設け、前記砥石に与えたい振動の方向
および振幅を指定する砥石振動指定手段を設け、該砥石
振動指定手段の出力を受けて前記各振動子に印加すべき
電圧の大きさおよび位相を演算決定し、該印加電圧を前
記各振動子に出力する印加電圧制御手段を具備したこと
を特徴とする自動研摩機械を提供する。
鑑みて本発明は、砥石とワークとの相対送り運動に振動
を重畳させてワークを研摩する研摩機械であって、砥石
を取付ける砥石ヘッドとワークとの相対送り運動を行わ
せる相対送り連動手段と、該相対送り連動手段の駆動制
御を行う相対送り運動制御手段とを設け、前記砥石ヘッ
ドのハウジング内に印加電圧の大きさに応じて振動を発
生する振動子を複数個設け、前記複数個の振動子に連結
され前記振動子の振動の合成振動で振動する可動部材の
先端に前記砥石を設け、前記砥石に与えたい振動の方向
および振幅を指定する砥石振動指定手段を設け、該砥石
振動指定手段の出力を受けて前記各振動子に印加すべき
電圧の大きさおよび位相を演算決定し、該印加電圧を前
記各振動子に出力する印加電圧制御手段を具備したこと
を特徴とする自動研摩機械を提供する。
この自動研摩機械によって、砥石に与えたい振動の方向
と振幅を指定すれば、各振動子に印加すべき電圧の大き
さおよび位相が一義的に決定される。この決定された印
加電圧で各振動子を振動させるとその合成振動が砥石に
伝達され、結局前記指定通りの方向と振幅で砥石は振動
する。砥石の送り方向およびワークの傾斜角度が変われ
ば、砥石振動指定手段の出力が変わり、それに応じて印
加電圧を制御することにより、常に適切な方向の振動を
砥石に付与することができる。このとき砥石やワークの
取付姿勢を変えることなく、振動子の印加電圧を制御す
るだけで、3次元任意方向の砥石振動が得られるのであ
る。
と振幅を指定すれば、各振動子に印加すべき電圧の大き
さおよび位相が一義的に決定される。この決定された印
加電圧で各振動子を振動させるとその合成振動が砥石に
伝達され、結局前記指定通りの方向と振幅で砥石は振動
する。砥石の送り方向およびワークの傾斜角度が変われ
ば、砥石振動指定手段の出力が変わり、それに応じて印
加電圧を制御することにより、常に適切な方向の振動を
砥石に付与することができる。このとき砥石やワークの
取付姿勢を変えることなく、振動子の印加電圧を制御す
るだけで、3次元任意方向の砥石振動が得られるのであ
る。
以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳細
に説明する。第1図は本発明に係る自動研摩機械の斜視
図、第2図は第1図の研摩工具の拡大部分縦断面図、第
3図は第2図の矢視線■−■による横断面図、第4図(
a)から(g)は第2図に示した研摩工具が2次元用に
使用された場合゛の作動原理説明図、第5図は第2図に
示した研摩工具が3次元用に使用された場合の作動原理
説明図、第6図(a)から(c)は第5図に加えて、3
個の振動子の駆動位相の関係を説明する原理説明図、第
7図は振動子を4個取付けた時の上面から見た原理説明
図、第8図は印加電圧制御手段の構成図、第9図はワー
クの1例の斜視図、第10図は第1図に示した自動研摩
機械をティーチングプレイバック式制御で駆動する場合
の領域設定斜視図、第11図は第1O図の後ティーチン
グプレイバック式制御によりワークを研摩する様子を示
した斜視図である。
に説明する。第1図は本発明に係る自動研摩機械の斜視
図、第2図は第1図の研摩工具の拡大部分縦断面図、第
3図は第2図の矢視線■−■による横断面図、第4図(
a)から(g)は第2図に示した研摩工具が2次元用に
使用された場合゛の作動原理説明図、第5図は第2図に
示した研摩工具が3次元用に使用された場合の作動原理
説明図、第6図(a)から(c)は第5図に加えて、3
個の振動子の駆動位相の関係を説明する原理説明図、第
7図は振動子を4個取付けた時の上面から見た原理説明
図、第8図は印加電圧制御手段の構成図、第9図はワー
クの1例の斜視図、第10図は第1図に示した自動研摩
機械をティーチングプレイバック式制御で駆動する場合
の領域設定斜視図、第11図は第1O図の後ティーチン
グプレイバック式制御によりワークを研摩する様子を示
した斜視図である。
まず第1図を参照すると、作業場の床に直接固定された
ベース102の一端側にはコラム104が立設されてい
る。該コラム104の上部にはコの字形ブラケット11
8を介して旋回アーム106が水平方向に延設されてい
る。該旋回アーム106はコの字形ブラケット118に
対して鉛直方向に取付けられた軸119を中心としてθ
方向に旋回可能となっている。この旋回駆動源はモータ
Mθである。旋回アーム106には該旋回アーム106
の長手方向に沿ったR方向に摺動可能なスライドヘッド
108が配設されている。このスライドヘッドlO8は
モータMRによって駆動され、該スライドヘッド108
には鉛直上下方向(Z方向)に駆動可能な主軸クイル1
10が取付けられている。この主軸クイル110の下端
には中心軸線25が一致する様に砥石48を有した砥石
ヘッドすなわち研摩工具100が取付けられている。主
軸クイル110はモータMZによって軸線25の方向Z
に上下動可能であると共に、その軸線25を中心とした
C方向に旋回可能である。この旋回用のモータは図示さ
れていない。ベース102上には二点鎖線で示すように
ワーク116が置かれる。
ベース102の一端側にはコラム104が立設されてい
る。該コラム104の上部にはコの字形ブラケット11
8を介して旋回アーム106が水平方向に延設されてい
る。該旋回アーム106はコの字形ブラケット118に
対して鉛直方向に取付けられた軸119を中心としてθ
方向に旋回可能となっている。この旋回駆動源はモータ
Mθである。旋回アーム106には該旋回アーム106
の長手方向に沿ったR方向に摺動可能なスライドヘッド
108が配設されている。このスライドヘッドlO8は
モータMRによって駆動され、該スライドヘッド108
には鉛直上下方向(Z方向)に駆動可能な主軸クイル1
10が取付けられている。この主軸クイル110の下端
には中心軸線25が一致する様に砥石48を有した砥石
ヘッドすなわち研摩工具100が取付けられている。主
軸クイル110はモータMZによって軸線25の方向Z
に上下動可能であると共に、その軸線25を中心とした
C方向に旋回可能である。この旋回用のモータは図示さ
れていない。ベース102上には二点鎖線で示すように
ワーク116が置かれる。
更にコラム104の両側には操作盤112と制御装置1
20とが配設されており、前述の4つの方向θ。
20とが配設されており、前述の4つの方向θ。
R,Z、Cの駆動を制御して研摩工具100をワーク1
16に対して適宜に相対運動させる。後述の如くこの研
摩作業中に、砥石48に対して振動を重畳させるべく振
動子の印加電圧制御手段140が設けられ、後述の各振
動子12A 、 12B 、 12Cに対する電圧の印
加制御を行なう。この制御に際して砥石48はワーク1
16の研摩面の形状、相対送り方向並びに刻々変化する
研摩場所(研摩点)の面方向に応じてその振動方向を変
化させる必要がある。
16に対して適宜に相対運動させる。後述の如くこの研
摩作業中に、砥石48に対して振動を重畳させるべく振
動子の印加電圧制御手段140が設けられ、後述の各振
動子12A 、 12B 、 12Cに対する電圧の印
加制御を行なう。この制御に際して砥石48はワーク1
16の研摩面の形状、相対送り方向並びに刻々変化する
研摩場所(研摩点)の面方向に応じてその振動方向を変
化させる必要がある。
また振動振幅を指定する必要がある。従って砥石振動指
定手段130を設け、振動の振幅を指定すると共に、前
述の制御装置120内のワーク116の研摩面の形状、
相対送り方向並びに刻々と変化する研摩点情報に基づい
て砥石48を振動させるべき方向を演算算出し、該方向
を前述の印加電圧制御手段140に対して送信する。こ
のとき砥石の振幅値や振動方向を手動入力で指定するこ
とも可能である。
定手段130を設け、振動の振幅を指定すると共に、前
述の制御装置120内のワーク116の研摩面の形状、
相対送り方向並びに刻々と変化する研摩点情報に基づい
て砥石48を振動させるべき方向を演算算出し、該方向
を前述の印加電圧制御手段140に対して送信する。こ
のとき砥石の振幅値や振動方向を手動入力で指定するこ
とも可能である。
前記制御装置120の1例として、ワーク116の研摩
面に対する座標数値が予め入力されており、該座標数値
に基づいて研摩工具100にワーク116に対する相対
送り運動を与える数値制御装置がある。砥石振動指定手
段130は前述の座標数値や研摩工具100の送り方向
並びに砥石48の現在位置情報に基づいて砥石48の振
動方向を算定する。
面に対する座標数値が予め入力されており、該座標数値
に基づいて研摩工具100にワーク116に対する相対
送り運動を与える数値制御装置がある。砥石振動指定手
段130は前述の座標数値や研摩工具100の送り方向
並びに砥石48の現在位置情報に基づいて砥石48の振
動方向を算定する。
砥石48に与えるべき振幅値は、数値制御装置に予め加
工情報と共に入力しておき砥石振動指定手段130が該
振幅値を抽出することもできるし、砥石振動指定手段1
30に直接手動入力することもできる。
工情報と共に入力しておき砥石振動指定手段130が該
振幅値を抽出することもできるし、砥石振動指定手段1
30に直接手動入力することもできる。
また前記制御装置120の他の例として、モデルをトレ
ーサで倣って得た変位情報に基づき研摩工具100をワ
ーク116に対し相対送り運動させる倣い制御装置があ
る。そしてこの倣い制御装置から出力される変位情報に
基づいて前記砥石振動指定手段130により砥石48の
振動方向を算定する。
ーサで倣って得た変位情報に基づき研摩工具100をワ
ーク116に対し相対送り運動させる倣い制御装置があ
る。そしてこの倣い制御装置から出力される変位情報に
基づいて前記砥石振動指定手段130により砥石48の
振動方向を算定する。
このときの砥石48の振幅値は、砥石振動指定手段13
0へ直接手動入力する。
0へ直接手動入力する。
更には、ワーク116上の所定領域を研摩すべく、ジョ
イスティック114を使用して研摩領域並びに研摩方向
・順序を制御装置120内にティーチング(ストア)し
、該ティーチング内容をプレイバックしてワーク116
を研摩するティーチングプレイバック式制御により相対
送り運動機構を駆動する場合は、前記砥石振動指定手段
130はティーチング内容と砥石48の現在位置情報と
に基づいて砥石48の振動方向を算定する。そのときの
砥石48の振幅値は砥石振動指定手段130へ直接手動
入力する。
イスティック114を使用して研摩領域並びに研摩方向
・順序を制御装置120内にティーチング(ストア)し
、該ティーチング内容をプレイバックしてワーク116
を研摩するティーチングプレイバック式制御により相対
送り運動機構を駆動する場合は、前記砥石振動指定手段
130はティーチング内容と砥石48の現在位置情報と
に基づいて砥石48の振動方向を算定する。そのときの
砥石48の振幅値は砥石振動指定手段130へ直接手動
入力する。
次に、第2図と第3図とを参照して研摩工具100の構
造を説明する。中心軸25を有しテーパシャンク36を
形成具備した押圧基台部14はそのテーパシャンク36
を第1図の自動研摩機械の主軸クイル110の下端に固
定し、以下に説明する振動装置を伴なった砥石48をワ
ークの研摩面に沿って所定方向に移動させ、ワークを研
摩する駆動力伝達部である。該押圧基台部14には前記
中心軸線25を中心としたシリンダ孔16が設けられて
おり、該シリンダ孔16の中にはピストンロフト24を
有したピストン22が軸線25の方向に摺動可能に配設
されている。該ピストン22の上部から流体圧力を作用
可能な位置には上部空気供給孔18がシリンダ孔16に
開口しており、またピストン22の下部から流体圧力を
作用可能な位置には下部空気供給孔20がシリンダ孔1
6に開口している。上部空気供給孔18から供給された
圧力空気はピストン22に配設された0−リング30と
押圧基台部14の蓋部に配設された他の0−リング29
とによってシールされている。一方下部空気供給孔20
から供給された圧力空気は後述の○−リング32と前記
0−リング30とによってシールされている。
造を説明する。中心軸25を有しテーパシャンク36を
形成具備した押圧基台部14はそのテーパシャンク36
を第1図の自動研摩機械の主軸クイル110の下端に固
定し、以下に説明する振動装置を伴なった砥石48をワ
ークの研摩面に沿って所定方向に移動させ、ワークを研
摩する駆動力伝達部である。該押圧基台部14には前記
中心軸線25を中心としたシリンダ孔16が設けられて
おり、該シリンダ孔16の中にはピストンロフト24を
有したピストン22が軸線25の方向に摺動可能に配設
されている。該ピストン22の上部から流体圧力を作用
可能な位置には上部空気供給孔18がシリンダ孔16に
開口しており、またピストン22の下部から流体圧力を
作用可能な位置には下部空気供給孔20がシリンダ孔1
6に開口している。上部空気供給孔18から供給された
圧力空気はピストン22に配設された0−リング30と
押圧基台部14の蓋部に配設された他の0−リング29
とによってシールされている。一方下部空気供給孔20
から供給された圧力空気は後述の○−リング32と前記
0−リング30とによってシールされている。
押圧基台部14には前記ピストンロッド24を囲繞する
円筒部26が前記中心軸線25を中心として突設されて
いる。該円筒部26の外表面に対して前記中心軸線25
の方向に相対移動可能な振動子保持体10が配設されて
いる。該振動子保持体10は前述のピストンロッド24
の下端部とネジ・ナンド締結によって前述の中心軸線2
5の方向にピストンロッド24と共に移動可能に連結さ
れている。前述の円筒部26と振動子保持体10との相
対的移動は、前述のピストン22の゛移動に伴なって振
動子保持体10が円筒部26の外表面と振動子保持体1
0に設けられた円筒孔33との間で摺動することによっ
て行なわれる。円筒部26とピストンロッド24との間
には0−リング32が配設されており、前述の下側空気
供給孔20から供給された圧力空気のシールを行なって
いる。こうして上側空気供給孔18又は下側空気供給孔
20から圧力空気を供給し、砥石48を常時ワークに対
して適切な押圧力(例えば2〜10に+r)で押圧する
よう調節ができる。
円筒部26が前記中心軸線25を中心として突設されて
いる。該円筒部26の外表面に対して前記中心軸線25
の方向に相対移動可能な振動子保持体10が配設されて
いる。該振動子保持体10は前述のピストンロッド24
の下端部とネジ・ナンド締結によって前述の中心軸線2
5の方向にピストンロッド24と共に移動可能に連結さ
れている。前述の円筒部26と振動子保持体10との相
対的移動は、前述のピストン22の゛移動に伴なって振
動子保持体10が円筒部26の外表面と振動子保持体1
0に設けられた円筒孔33との間で摺動することによっ
て行なわれる。円筒部26とピストンロッド24との間
には0−リング32が配設されており、前述の下側空気
供給孔20から供給された圧力空気のシールを行なって
いる。こうして上側空気供給孔18又は下側空気供給孔
20から圧力空気を供給し、砥石48を常時ワークに対
して適切な押圧力(例えば2〜10に+r)で押圧する
よう調節ができる。
振動子保持体10はハウジングになっておりその中心軸
線25から等距離でかつ、互いに等角度離間した位置に
3個の振動子12A 、 12B 、 12Cが保持さ
れている。これらの振動子12A 、 12B 。
線25から等距離でかつ、互いに等角度離間した位置に
3個の振動子12A 、 12B 、 12Cが保持さ
れている。これらの振動子12A 、 12B 。
12Cはリード線42が配設されており、印加電圧の大
きさに応じて伸長する。従ってこの性質を利用して交□
番電圧を与えることによって振動子を伸縮、部ち振動さ
せることができる。各振動子12A。
きさに応じて伸長する。従ってこの性質を利用して交□
番電圧を与えることによって振動子を伸縮、部ち振動さ
せることができる。各振動子12A。
12B 、 12Cの振動方向は前記軸vA25と平行
な方向となるよう保持している。振動子にはPZT(チ
タン酸ジルコン酸鉛)系セラミックスの薄板を円筒形状
に積層し、電圧を加えると軸方向に伸長する性質のもの
を用いている。例えば外径20寵、長さ45n+のもの
は、500vの交番電圧を作用させると約30μmの振
幅の振動を発生できる。
な方向となるよう保持している。振動子にはPZT(チ
タン酸ジルコン酸鉛)系セラミックスの薄板を円筒形状
に積層し、電圧を加えると軸方向に伸長する性質のもの
を用いている。例えば外径20寵、長さ45n+のもの
は、500vの交番電圧を作用させると約30μmの振
幅の振動を発生できる。
また数十から数千Hzの周波数の振動が可能である。
本実施例は第3図にも示す如く3個の振動子12A 、
12B 、 12Cを正三角形の角頂点に配設した形
態に成し、後で説明する様に3次元空間内の任意の方向
に砥石48 (第2図)を振動させるための配置である
。この3次元内の方向のうち特定の方向と言える一平面
内、即ち2次元内の任意の方向に砥石48を振動させる
には2つの振動子を用いただけでも可能である。孔52
の中心軸線は中心軸線25に対して振動子12Aの中心
軸線と対称な位置にあり、この孔52に振動子12Aと
同様な振動子を挿入保持し、後述の砥石保持具44に対
する振動子12B 、 12Cの連結を外し、該新振動
子と振動子12Aとの2つの振動子のみによって砥石4
8を一平面内の任意の方向に振動させることができる。
12B 、 12Cを正三角形の角頂点に配設した形
態に成し、後で説明する様に3次元空間内の任意の方向
に砥石48 (第2図)を振動させるための配置である
。この3次元内の方向のうち特定の方向と言える一平面
内、即ち2次元内の任意の方向に砥石48を振動させる
には2つの振動子を用いただけでも可能である。孔52
の中心軸線は中心軸線25に対して振動子12Aの中心
軸線と対称な位置にあり、この孔52に振動子12Aと
同様な振動子を挿入保持し、後述の砥石保持具44に対
する振動子12B 、 12Cの連結を外し、該新振動
子と振動子12Aとの2つの振動子のみによって砥石4
8を一平面内の任意の方向に振動させることができる。
孔52はこのための予備孔である。
前述の3つの振動子12A 、 12B 、 12Gの
下端には足38が各振動子12A 、 12B 、 1
2Gの中心軸線上に固着されており、これらの足38は
砥石48を固定した砥石軸50を先端に保持した砥石保
持具44に連結されている。この各足38と砥石保持具
44との連結は完全固定であり、各振動子12A 、
12B 、 12Cの伸縮に伴ない砥石保持具44は共
に動く、従って、砥石保持具44は振動子保持体10に
対して、即ち軸線25に対して可動である。
下端には足38が各振動子12A 、 12B 、 1
2Gの中心軸線上に固着されており、これらの足38は
砥石48を固定した砥石軸50を先端に保持した砥石保
持具44に連結されている。この各足38と砥石保持具
44との連結は完全固定であり、各振動子12A 、
12B 、 12Cの伸縮に伴ない砥石保持具44は共
に動く、従って、砥石保持具44は振動子保持体10に
対して、即ち軸線25に対して可動である。
皿ばね40は各足38を介して各振動子12A。
12B、12Cを常に上方に押し付け、各振動子に圧縮
方向の予圧をかけている。また砥石軸50はセットスク
リュー46によってワークの形状に合った各種形状の砥
石が着脱可能に固定されている。
方向の予圧をかけている。また砥石軸50はセットスク
リュー46によってワークの形状に合った各種形状の砥
石が着脱可能に固定されている。
該砥石軸50に取付固定された砥石48は、砥石軸50
を介して砥石保持具44に取付けられた状態では砥石4
8の中心(先端)が前記軸線25上に存在する様に配設
されている。
を介して砥石保持具44に取付けられた状態では砥石4
8の中心(先端)が前記軸線25上に存在する様に配設
されている。
以上の構成の研摩工具に対して、振動子の印加電圧制御
手段140(第1図)につき以下に記載する。
手段140(第1図)につき以下に記載する。
まず一平面内の任意の方向に砥石48を振動させる場合
に、2つの振動子を用いる方法を第4図を参照しながら
説明する。(a)では、砥石48を取付けた可動部材で
ある砥石保持具44を丁字形部材44Tで置き換え、点
Tは砥石48の先端中心を示している。2つの振動子A
、Bの各先端中心は丁字形部材44T上に位置し、それ
ぞれ点PA。
に、2つの振動子を用いる方法を第4図を参照しながら
説明する。(a)では、砥石48を取付けた可動部材で
ある砥石保持具44を丁字形部材44Tで置き換え、点
Tは砥石48の先端中心を示している。2つの振動子A
、Bの各先端中心は丁字形部材44T上に位置し、それ
ぞれ点PA。
PBとする。長さPA・○とPB・0とは共にL(振動
子Aと振動子Bの距離の1/2)であり、長さ0・Tは
BL(振動子先端と砥石48の先端との垂直距離)とす
る。図(b)は、図(a)の矢視b−bである。
子Aと振動子Bの距離の1/2)であり、長さ0・Tは
BL(振動子先端と砥石48の先端との垂直距離)とす
る。図(b)は、図(a)の矢視b−bである。
振動子A、Bは共に上下方向に振動するが、その振動の
振幅及び位相に応じて丁字形部材44Tの砥石位置Tは
図(c)から(g)までの如く1つのX−Z面内で各種
方向に振動移動する。該図(C)から(f)の中に点イ
、口、ハ、二として示された不動点、即ち丁字形部材4
4Tの振動の際動かないで振動の中心軸線となる軸線は
、点PA。
振幅及び位相に応じて丁字形部材44Tの砥石位置Tは
図(c)から(g)までの如く1つのX−Z面内で各種
方向に振動移動する。該図(C)から(f)の中に点イ
、口、ハ、二として示された不動点、即ち丁字形部材4
4Tの振動の際動かないで振動の中心軸線となる軸線は
、点PA。
0、PBとの位置関係において図(b)の各軸線イ′、
口、ハ、二に示す位置に対応する。図(g)の場合の不
動点(振動の中心軸線)は図(f)の点二が無限の遠く
に位置しているものと考えてよい。図(b)の中心軸線
イは点PA、PBの中間点Oの位置にあり、中心軸線口
は点PAとOとの間、中心軸線ハは点PBと0との間、
中心軸線二は点PA+PBの外側に位置していることを
表わしている。後述の如く振動子A、Bは例えば単振動
させればよく、各振動の振幅と位相の関係は表1の如く
なる。
口、ハ、二に示す位置に対応する。図(g)の場合の不
動点(振動の中心軸線)は図(f)の点二が無限の遠く
に位置しているものと考えてよい。図(b)の中心軸線
イは点PA、PBの中間点Oの位置にあり、中心軸線口
は点PAとOとの間、中心軸線ハは点PBと0との間、
中心軸線二は点PA+PBの外側に位置していることを
表わしている。後述の如く振動子A、Bは例えば単振動
させればよく、各振動の振幅と位相の関係は表1の如く
なる。
以下余白
表 1
ここで、BLOT字形部材44Tの足の長さく0− T
)。
)。
a=tan −’ (L/B L)、
LA=−L、LB=L。
ST:砥石Tの振動ストロークの半分
(例えば10〜15μm)、STく〈BL、−π/2く
γ≦π/2(図(d) のγ方向を正とする。)、 DA:振動子Aの振幅、 DB:振動子Bの振幅、 である。中心軸線イ、口、ハ、即ち図(C)、(d)。
γ≦π/2(図(d) のγ方向を正とする。)、 DA:振動子Aの振幅、 DB:振動子Bの振幅、 である。中心軸線イ、口、ハ、即ち図(C)、(d)。
(e)の場合には2つの振動子A、Bは反位相、即ち位
相をπだけずらせて振動させ、一方中心軸線二、即ち図
(f)、(g)の場合には同位相で振動させればよい。
相をπだけずらせて振動させ、一方中心軸線二、即ち図
(f)、(g)の場合には同位相で振動させればよい。
丁字形部材44Tの点Tの動きは、BLの長さに比べ砥
石の振動振幅STが十分小さいので、略直線と見なせる
。
石の振動振幅STが十分小さいので、略直線と見なせる
。
次に砥石を3次元内の任意の方向に振動させる方法につ
き、第5図と第6図(a)、 (b)、 (c)とを参
照しながら説明する。中心Oから等距離りにあり、互い
に120度ずつ離間した3つの振動子A、B、Cの加振
により、○・A線(図のX軸線上)から反時計方向に測
った任意角度θの方向のN−Z面内で砥石が振動する場
合について考える。
き、第5図と第6図(a)、 (b)、 (c)とを参
照しながら説明する。中心Oから等距離りにあり、互い
に120度ずつ離間した3つの振動子A、B、Cの加振
により、○・A線(図のX軸線上)から反時計方向に測
った任意角度θの方向のN−Z面内で砥石が振動する場
合について考える。
前述の第4図の場合と同様に丁字形部材44Tを考え、
先端Tは砥石48の中心(先端)を示している。r部材
と0・T部材とが直交している。第5図には該丁字形部
材44Tを正面に見た振動説明図、即ちN−Z面を垂直
に見た図が併示されている。このN−Z面内でのN軸に
対する砥石Tの振動方向γは第4図の場合と同様第5図
に示した方向を正の方向とする。また3個の振動子A。
先端Tは砥石48の中心(先端)を示している。r部材
と0・T部材とが直交している。第5図には該丁字形部
材44Tを正面に見た振動説明図、即ちN−Z面を垂直
に見た図が併示されている。このN−Z面内でのN軸に
対する砥石Tの振動方向γは第4図の場合と同様第5図
に示した方向を正の方向とする。また3個の振動子A。
B、Cの各先端位置PA 、PB 、PCのN−Z面へ
の投影位置のN座標を各々LA 、LB 、LCとする
。第5図のN′軸軸線図が煩雑になることを防止するた
めN軸線と平行に引いた補助線にすぎない。この場合の
丁字形部材44Tの振動の中心軸線(不動点)はlで示
しである。
の投影位置のN座標を各々LA 、LB 、LCとする
。第5図のN′軸軸線図が煩雑になることを防止するた
めN軸線と平行に引いた補助線にすぎない。この場合の
丁字形部材44Tの振動の中心軸線(不動点)はlで示
しである。
第6図(a)、 (b)、 CC)に示した各N方向の
振動の場合の中心軸線βの位置をイ、口、ハ、二の4つ
に分類している。即ちイは点P2に対し点P1と反対の
側にある場合、口は点PIに対し点P2と反対の側にあ
る場合、ハは点P2とOとの間にある場合、二は点P1
とOとの間にある場合を意味している。3つの振動子A
、B、Cを振動させる場合の各振動の振幅は次式で表わ
される。
振動の場合の中心軸線βの位置をイ、口、ハ、二の4つ
に分類している。即ちイは点P2に対し点P1と反対の
側にある場合、口は点PIに対し点P2と反対の側にあ
る場合、ハは点P2とOとの間にある場合、二は点P1
とOとの間にある場合を意味している。3つの振動子A
、B、Cを振動させる場合の各振動の振幅は次式で表わ
される。
OA= l LA −ST ・ (cosy)
/BL’−,ST −sin 7 1DB= 1L
IllsT・(cosr)/BL+5T−sin T
IDC= 1Lc−sT・(cosr)/BL+5T−
sin 7 +ここで、DA:振動子Aの振幅、 DB: 〃 B 〃 、 DC:瓢勅″!FCの孫幅、 BLOT字形部材44Tの足の長さ く0・T)、 ST:砥石Tの振動ストロークの半分、LA=Lcos
θ、 である。また各振動の位相関係は表2.3.4の如くな
り、各表2.3.4は各々第6図の(a)。
/BL’−,ST −sin 7 1DB= 1L
IllsT・(cosr)/BL+5T−sin T
IDC= 1Lc−sT・(cosr)/BL+5T−
sin 7 +ここで、DA:振動子Aの振幅、 DB: 〃 B 〃 、 DC:瓢勅″!FCの孫幅、 BLOT字形部材44Tの足の長さ く0・T)、 ST:砥石Tの振動ストロークの半分、LA=Lcos
θ、 である。また各振動の位相関係は表2.3.4の如くな
り、各表2.3.4は各々第6図の(a)。
(b)、 (c)に対応する。ここで、α、 =ta
n −’ (−LA/BL) 、α、 =jan
−’ (−LB/BL)、α、 =jan −’
(−LC/BL)、としておく。
n −’ (−LA/BL) 、α、 =jan
−’ (−LB/BL)、α、 =jan −’
(−LC/BL)、としておく。
以下余日
表 2 (0≦θ〈π/3の場合)
表 3(π/3≦θ〈2π/3の場合)表 4 (2π
/3≦θ〈πの場合) 以上の如<N−Z面の方向θと砥石Tの振動方向γとの
分類に応じて各々の振動子A、B、Cに振幅DA、DB
、DCを、また表2.3.4の様に位相の関係を与えれ
ば3次元空間内の所望の方向に砥石を振動させることが
できる。
/3≦θ〈πの場合) 以上の如<N−Z面の方向θと砥石Tの振動方向γとの
分類に応じて各々の振動子A、B、Cに振幅DA、DB
、DCを、また表2.3.4の様に位相の関係を与えれ
ば3次元空間内の所望の方向に砥石を振動させることが
できる。
更には、2次元の場合も3次元の場合も含めて砥石の位
置Sと振動子の先端位置d(第4図(d)及び第5図参
照)゛との関係は、 d =n−5・(cosy)/BL +5−sin r
=に−3(k=n(cosr)/BL+5inT)で表
わされる。ここで、Sは砥石の振動ストローりの中心点
を0とし、第4図の場合ではX−Z平面のX座標が正の
値となる側が正である砥石下の位置座標である。第5図
の場合ではN−Z平面のN座標が正となる側がSの正方
向である。一方nは第4図の場合では振動子のX座標、
第5図の場合では振動子先端のN座標である。dは第4
図及び第5図共に振動子先端のZ座標である。例えば2
つの振動子A、Bについて上記式を適用すると、砥石の
振動方向が定まれば となり、両振動子A、Bの振動位置d、、d、の比は一
定となる。従って、各振動子は同一周期を有した正弦波
どうし、又は同一周期を有した三角波どうし等の単純な
周期関数を用いて、Sの値(砥石の位置)に関係な(常
に振動位置の比(dll/dA)が一定値となる振動制
御を行なえばよい。このことは各振動子の駆動制御が簡
単であることを意味している。以上のことは振動子が3
個あっても同様である。
置Sと振動子の先端位置d(第4図(d)及び第5図参
照)゛との関係は、 d =n−5・(cosy)/BL +5−sin r
=に−3(k=n(cosr)/BL+5inT)で表
わされる。ここで、Sは砥石の振動ストローりの中心点
を0とし、第4図の場合ではX−Z平面のX座標が正の
値となる側が正である砥石下の位置座標である。第5図
の場合ではN−Z平面のN座標が正となる側がSの正方
向である。一方nは第4図の場合では振動子のX座標、
第5図の場合では振動子先端のN座標である。dは第4
図及び第5図共に振動子先端のZ座標である。例えば2
つの振動子A、Bについて上記式を適用すると、砥石の
振動方向が定まれば となり、両振動子A、Bの振動位置d、、d、の比は一
定となる。従って、各振動子は同一周期を有した正弦波
どうし、又は同一周期を有した三角波どうし等の単純な
周期関数を用いて、Sの値(砥石の位置)に関係な(常
に振動位置の比(dll/dA)が一定値となる振動制
御を行なえばよい。このことは各振動子の駆動制御が簡
単であることを意味している。以上のことは振動子が3
個あっても同様である。
次に振動子が4個設けられている場合を第7図に基づい
て説明する。まず隣り同志の振動子AおよびBで1つの
振動子の組を構成し、他の隣り同志の振動子CおよびD
でもう1つの振動子の組を構成する。ここで1組にした
振動子A、Bには常に同一の大きさおよび同一の位相の
電圧を印加し、別の1組の振動子C,Dにも常に同一の
大きさおよび同一の位相の電圧を印加する。つまり、あ
たかも振動子AとBとの中間位置に仮想の振動子Eが、
また振動子CとDとの中間位置に仮想の振動子Fが取付
けられていると考えることができる。
て説明する。まず隣り同志の振動子AおよびBで1つの
振動子の組を構成し、他の隣り同志の振動子CおよびD
でもう1つの振動子の組を構成する。ここで1組にした
振動子A、Bには常に同一の大きさおよび同一の位相の
電圧を印加し、別の1組の振動子C,Dにも常に同一の
大きさおよび同一の位相の電圧を印加する。つまり、あ
たかも振動子AとBとの中間位置に仮想の振動子Eが、
また振動子CとDとの中間位置に仮想の振動子Fが取付
けられていると考えることができる。
この場合砥石はXZ平面内で振動することになり、その
原理は前述の第4図の説明で振動子AをEに、振動子B
をFに置き換えたのと同じである。
原理は前述の第4図の説明で振動子AをEに、振動子B
をFに置き換えたのと同じである。
更に振動子の組み合せを変えて、振動子AおよびDで1
つの振動子の組を構成し、振動子BおよびCでもう1つ
の振動子の組を構成する。前述と同様に1組にした振動
子A、Dには常に同一の大きさおよび同一の位相の電圧
を印加し、別の1組の振動子B、Cにも常に同一の大き
さおよび同一の位相の電圧を印加する。すると今度は、
あたかも振動子BとCとの中間位置に仮想の振動子Gが
、振動子AとDとの中間位置に仮想の振動子Hが取付け
られていると考えることができる。この場合砥石はYZ
平面内で振動することになり、その原理は前述の第4図
の説明で振動子AをGに、振動子BをHに置き換えたの
と同じである。
つの振動子の組を構成し、振動子BおよびCでもう1つ
の振動子の組を構成する。前述と同様に1組にした振動
子A、Dには常に同一の大きさおよび同一の位相の電圧
を印加し、別の1組の振動子B、Cにも常に同一の大き
さおよび同一の位相の電圧を印加する。すると今度は、
あたかも振動子BとCとの中間位置に仮想の振動子Gが
、振動子AとDとの中間位置に仮想の振動子Hが取付け
られていると考えることができる。この場合砥石はYZ
平面内で振動することになり、その原理は前述の第4図
の説明で振動子AをGに、振動子BをHに置き換えたの
と同じである。
このように4個の振動子を用いると、振動子の組合せを
変えることにより、砥石をXZ平面内で振動させたり、
またはYZ平面内で振動させたり切換えることができる
。
変えることにより、砥石をXZ平面内で振動させたり、
またはYZ平面内で振動させたり切換えることができる
。
第1図の印加電圧制御手段140は、予め印加電圧の大
きさと振動子の振幅の対応関係がわかっているので、第
4図から第7図で説明したようにして求められた各振動
子の振幅および位相に応じて、電圧の大きさおよび電圧
の位相を決定し、砥石に所望の振動を与えることができ
る。
きさと振動子の振幅の対応関係がわかっているので、第
4図から第7図で説明したようにして求められた各振動
子の振幅および位相に応じて、電圧の大きさおよび電圧
の位相を決定し、砥石に所望の振動を与えることができ
る。
次に第1図および第8図を用いて研摩工具100の振動
子に電圧が印加されるまでの信号経路を、振動子が2つ
取付けられている場合について説明する。まず研摩工具
100の幾何学的寸法によって、前述のBLおよびLを
定数として経路136から手動で設定器60に入力する
。これに対して、振動子に与えるべき振動波形、その周
波数および振動の起動、停止並びに砥石48に与えるべ
き振動振幅STは制御装置120にワーク形状、研摩順
序、研摩条件などの他の加工情報と共に予め入力される
。この制御装置120に予め入力された情報は、研摩工
具とワークとの相対送り運動の制御に使われる一方、経
路132を通り砥石振動指定手段130に送り込まれる
。ここで砥石48に与えるべき振動の方向Tを演算決定
するのだが、このときワーク形状および砥石の相対送り
方向を考慮して、最も研摩効率の高い相対送り方向と直
交する方向にγが決定される。そして経路134を通り
、振動子に与えるべき振動波形、その周波数および振動
の起動、停止並びに砥石48に与えるべき振動振幅ST
および方向Tが設定器60に変数として入力される。そ
して設定器60は、入力されたBL。
子に電圧が印加されるまでの信号経路を、振動子が2つ
取付けられている場合について説明する。まず研摩工具
100の幾何学的寸法によって、前述のBLおよびLを
定数として経路136から手動で設定器60に入力する
。これに対して、振動子に与えるべき振動波形、その周
波数および振動の起動、停止並びに砥石48に与えるべ
き振動振幅STは制御装置120にワーク形状、研摩順
序、研摩条件などの他の加工情報と共に予め入力される
。この制御装置120に予め入力された情報は、研摩工
具とワークとの相対送り運動の制御に使われる一方、経
路132を通り砥石振動指定手段130に送り込まれる
。ここで砥石48に与えるべき振動の方向Tを演算決定
するのだが、このときワーク形状および砥石の相対送り
方向を考慮して、最も研摩効率の高い相対送り方向と直
交する方向にγが決定される。そして経路134を通り
、振動子に与えるべき振動波形、その周波数および振動
の起動、停止並びに砥石48に与えるべき振動振幅ST
および方向Tが設定器60に変数として入力される。そ
して設定器60は、入力されたBL。
L、ST、γの各数値は演算器62に送り、振動波形、
周波数および振動の起動、停止命令は発振器64に送る
ように信号を2分配する働きもする。
周波数および振動の起動、停止命令は発振器64に送る
ように信号を2分配する働きもする。
演算器62では、前述の表1の如く振動子A、Bの振幅
DA、DBおよび振動子AとBとの位相が演算決定され
る。一方発振器64は、所定の波形(正弦波、三角波な
ど)および所定の周波数の振動を発生させたり、止めた
りする。発振器64からの1つの出力は増幅器A6Bに
導かれ、もう1つの出力は位相制御器66を経由して増
幅器B70に導かれる。位相制御器66は、演算器62
からの位相の値がOなら発振器64の出力波形のまま、
位相がπなら発振器64からの出力波形の位相を反転す
る。そして増幅器A68および増幅器B70は、演算器
62で演算、決定した振動子Aに与えるべき振動振幅D
Aおよび振動子Bに与えるべき振動振幅DBを受は入れ
、そのDAおよびDBに対応する電圧を発生し、・経路
142を通って研摩工具100の振動子AおよびBにそ
れぞれ供給する。ここで振動子に電圧を与えたときの電
圧と振動振幅との対応関係を予め増幅器A68および増
幅器B70に記憶させておくことは言うまでもない。更
に、砥石振動指定手段130は、制御装置120からの
情報に基づいて砥石の振動方向γを演算決定するのでは
なく、手動で振動方向γおよび振幅STを入力できる形
式でも差しつかえない。
DA、DBおよび振動子AとBとの位相が演算決定され
る。一方発振器64は、所定の波形(正弦波、三角波な
ど)および所定の周波数の振動を発生させたり、止めた
りする。発振器64からの1つの出力は増幅器A6Bに
導かれ、もう1つの出力は位相制御器66を経由して増
幅器B70に導かれる。位相制御器66は、演算器62
からの位相の値がOなら発振器64の出力波形のまま、
位相がπなら発振器64からの出力波形の位相を反転す
る。そして増幅器A68および増幅器B70は、演算器
62で演算、決定した振動子Aに与えるべき振動振幅D
Aおよび振動子Bに与えるべき振動振幅DBを受は入れ
、そのDAおよびDBに対応する電圧を発生し、・経路
142を通って研摩工具100の振動子AおよびBにそ
れぞれ供給する。ここで振動子に電圧を与えたときの電
圧と振動振幅との対応関係を予め増幅器A68および増
幅器B70に記憶させておくことは言うまでもない。更
に、砥石振動指定手段130は、制御装置120からの
情報に基づいて砥石の振動方向γを演算決定するのでは
なく、手動で振動方向γおよび振幅STを入力できる形
式でも差しつかえない。
ワーク116の1例を第9図に示す。このワーク116
をティーチングプレイバック式制御で研摩する場合、一
平面で近似できる幾つかの領域に分割する。このうちの
1つの領域iを第10図に一点鎖線で示す矩形領域とし
て示す。第1図のジョイスティック114を使用して研
摩工具100の先端の砥石48にワーク116の表面上
の4点i1 、 i2 、 i3゜i4を通過させて領
域iを記憶させ、更に第11図に示す様に該領域i内で
まずD1方向に、次に該D1方向と交差するD2方向に
、各々ピックフィードを与えるように研摩経路と順序と
を指令する。
をティーチングプレイバック式制御で研摩する場合、一
平面で近似できる幾つかの領域に分割する。このうちの
1つの領域iを第10図に一点鎖線で示す矩形領域とし
て示す。第1図のジョイスティック114を使用して研
摩工具100の先端の砥石48にワーク116の表面上
の4点i1 、 i2 、 i3゜i4を通過させて領
域iを記憶させ、更に第11図に示す様に該領域i内で
まずD1方向に、次に該D1方向と交差するD2方向に
、各々ピックフィードを与えるように研摩経路と順序と
を指令する。
第1図の制御装置120内に記憶及び指令した制御情報
をプレイバックさせることにより領域iを研摩すること
ができる。このプレイバック研摩の際には、第2図に示
すピストン・シリンダ機構により砥石48を常時研摩面
に対して略一定圧力で押圧しながら研摩作業を行なうこ
とができる。そして砥石振動指定手段130が研摩点に
おけるワークの輪郭の傾斜角度と相対送り方向に応じて
、砥石の振動方向を決定し、印加電圧制御手段140が
前述の式や表に基づいて各振動子の振幅及び位相を演算
し、所定の電圧を各振動子に与えるのである。
をプレイバックさせることにより領域iを研摩すること
ができる。このプレイバック研摩の際には、第2図に示
すピストン・シリンダ機構により砥石48を常時研摩面
に対して略一定圧力で押圧しながら研摩作業を行なうこ
とができる。そして砥石振動指定手段130が研摩点に
おけるワークの輪郭の傾斜角度と相対送り方向に応じて
、砥石の振動方向を決定し、印加電圧制御手段140が
前述の式や表に基づいて各振動子の振幅及び位相を演算
し、所定の電圧を各振動子に与えるのである。
以上の説明から明らかな様に本発明によれば、砥石を空
間内の任意の方向に振動させることができ、自由曲面を
有した金型などのワークの研摩作業を自動化できると共
に、1次元方向に振動する振動子を簡単な制御で振動制
御させるコンパクトで構造の簡単な自動研摩機械を提供
することが可能となる。しかも各振動子に印加する電圧
の大きさおよび位相を制御することによって、振動子の
振動制御を簡単かつ確実に行うことのできる自動研摩機
械を提供することができる。
間内の任意の方向に振動させることができ、自由曲面を
有した金型などのワークの研摩作業を自動化できると共
に、1次元方向に振動する振動子を簡単な制御で振動制
御させるコンパクトで構造の簡単な自動研摩機械を提供
することが可能となる。しかも各振動子に印加する電圧
の大きさおよび位相を制御することによって、振動子の
振動制御を簡単かつ確実に行うことのできる自動研摩機
械を提供することができる。
゛第1図は本発明に係る自動研摩機械の斜視図、第2図
は第1図の研摩工具の拡大部分縦断面図、第3図は第2
図の矢視線m−mによる横断面図、第4図(a)から(
g)は第2図に示した研摩工具が2次元用に使用された
場合の作動原理説明図、第5図は第2図に示した研摩工
具が3次元用に使用された場合の作動原理説明図、第6
図(a)から(c)は第5図に加えて、3個の振動子の
駆動位相の関係を説明する原理説明図、第7図は振動子
を4個取付けたときの上面から見た原理説明図、第8図
は印加電圧制御手段の構成図、第9図はワークの1例の
斜視図、第10図は第1図に示した自動研摩機械をティ
ーチングプレイバック式制御で駆動する場合の領域設定
斜視図、第11図は第10図の後ティーチングプレイバ
ック式制御によりワークを研摩する様子を示した斜視図
。 10・・・振動子保持体、 12A 、 12B 、 12C・・・振動子、14・
・・押圧基台部、 16・・・シリンダ孔、18・・
・上部空気供給孔、 20・・・下部空気供給孔、 22・・・ピストン、 24・・・ピストンロッド
、25・・・中心軸線、 40・・・皿ばね、44・
・・砥石保持具、 48・・・砥石、100・・・研摩
工具、 106・・・旋回アーム、108・・・スラ
イドヘッド、 110・・・主軸クイル、 114・・・ジョイスティ
ック、116・・・ワーク、 120・・・制御装
置、130・・・砥石振動指定手段、 140・・・印加電圧制御手段。 第1図 第2図 第5図 (Q) 第6図 第9図
は第1図の研摩工具の拡大部分縦断面図、第3図は第2
図の矢視線m−mによる横断面図、第4図(a)から(
g)は第2図に示した研摩工具が2次元用に使用された
場合の作動原理説明図、第5図は第2図に示した研摩工
具が3次元用に使用された場合の作動原理説明図、第6
図(a)から(c)は第5図に加えて、3個の振動子の
駆動位相の関係を説明する原理説明図、第7図は振動子
を4個取付けたときの上面から見た原理説明図、第8図
は印加電圧制御手段の構成図、第9図はワークの1例の
斜視図、第10図は第1図に示した自動研摩機械をティ
ーチングプレイバック式制御で駆動する場合の領域設定
斜視図、第11図は第10図の後ティーチングプレイバ
ック式制御によりワークを研摩する様子を示した斜視図
。 10・・・振動子保持体、 12A 、 12B 、 12C・・・振動子、14・
・・押圧基台部、 16・・・シリンダ孔、18・・
・上部空気供給孔、 20・・・下部空気供給孔、 22・・・ピストン、 24・・・ピストンロッド
、25・・・中心軸線、 40・・・皿ばね、44・
・・砥石保持具、 48・・・砥石、100・・・研摩
工具、 106・・・旋回アーム、108・・・スラ
イドヘッド、 110・・・主軸クイル、 114・・・ジョイスティ
ック、116・・・ワーク、 120・・・制御装
置、130・・・砥石振動指定手段、 140・・・印加電圧制御手段。 第1図 第2図 第5図 (Q) 第6図 第9図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、砥石とワークとの相対送り運動に振動を重畳させて
ワークを研摩する研摩機械であって、砥石を取付ける砥
石ヘッドとワークとの相対送り運動を行わせる相対送り
運動手段と、該相対送り運動手段の駆動制御を行う相対
送り運動制御手段とを設け、前記砥石ヘッドのハウジン
グ内に印加電圧の大きさに応じて振動を発生する振動子
を複数個設け、前記複数個の振動子に連結され前記振動
子の振動の合成振動で振動する可動部材の先端に前記砥
石を設け、前記砥石に与えたい振動の方向および振幅を
指定する砥石振動指定手段を設け、該砥石振動指定手段
の出力を受けて前記各振動子に印加すべき電圧の大きさ
および位相を演算決定し、該印加電圧を前記各振動子に
出力する印加電圧制御手段を具備し、前記砥石に与える
振動の振動方向を所望の方向に制御してワークを研摩す
るようにしたことを特徴とする自動研摩機械。 2、前記振動子は、2個の振動子をその振動方向を平行
にして前記ハウジングの中心軸線に対して等配位置に設
け、前記印加電圧制御手段は、前記砥石の振動方向γお
よび振幅STを式 DA=|−L・ST・(cosγ)/BL+ST・si
nγ|DB=|L・ST・(cosγ)/BL+ST・
sinγ|ここでL:振動子Aと振動子Bとの距離の1
/2BL:振動子先端から砥石先端までの垂直距離 に変数として代入し求められる前記各振動子の振動子A
の振幅DAおよび振動子Bの振幅DBに応じて決定し、
前記振動子に与える印加電圧の位相は、前記砥石の振動
方向γによって決定し、前記砥石に振動を与えるように
した特許請求の範囲第1項に記載の研摩機械。 3、前記振動子は、3個の振動子をその振動方向を平行
にして前記ハウジングの中心軸線に対して等配位置に設
け、前記印加電圧制御手段は、前記砥石の振動方向θ、
γおよび振幅STを式DA=|L・(cosθ)・ST
・(cosγ)/BL+ST・sinγ|DB=|(−
(L/2)cosθ+(√3/2)Lsinθ)・ST
・(cosγ)/BL+ST・sinγ| DC=|(−(L/2)cosθ−(√3/2)Lsi
nθ)・ST・(cosγ)/BL+ST・sinγ| ここでL:3個の振動子A、B、Cの各先端を通る1つ
の円の半径 BL:振動子先端から砥石先端までの垂直 距離 に変数として代入し求められる前記各振動子の振動子A
の振幅DA、振動子Bの振幅DBおよび振動子Cの振幅
DCに応じて決定し、前記振動子に与える印加電圧の位
相は、前記砥石の振動方向θおよびγによって決定し、
前記砥石に振動を与えるようにした特許請求の範囲第1
項に記載の研摩機械。 4、前記振動子は、4個の振動子をその振動方向を平行
にして前記ハウジングの中心軸線に対して等配位置に設
け、該振動子の隣り合う2個ずつを組にして2組の振動
子を設定し、前記印加電圧制御手段は、前記2組の振動
子の組合せのうち一方の組合せの2個の振動子には常に
同一の大きさおよび同一の位相の電圧を印加し、他方の
組合せの2個の振動子にも常に同一の大きさおよび同一
の位相の電圧を印加するようにした特許請求の範囲第1
項に記載の研摩機械。 5、前記印加電圧制御手段は、前記4個の振動子A、B
、C、DをAおよびBとCおよびDとの2組とに組分け
する第1の組合せと、AおよびDとBおよびCとの2組
に組分けする第2の組合せとのどちらかに組合せ換え可
能にした特許請求の範囲第4項に記載の研摩機械。 6、前記相対送り運動制御手段は、予め数値で与えた加
工情報に基づき前記相対送り運動手段を駆動制御する数
値制御装置であり、前記砥石振動指定手段は、前記数値
制御装置内に蓄えられた加工情報に基づいて前記砥石に
与えるべき振動方向を決定するように構成した特許請求
の範囲第1項から第5項のいずれか1項に記載の自動研
摩機械。 7、前記相対送り運動制御手段は、トレーサでモデルを
倣って得た変位情報に基づき前記相対送り連動手段を駆
動制御する倣い制御装置であり、前記砥石振動指定手段
は、前記倣い制御装置からのトレーサの変位情報に基づ
き前記砥石に与えるべき振動方向を決定するように構成
した特許請求の範囲第1項から第5項のいずれか1項に
記載の自動研摩機械。 8、前記相対送り運動制御手段は、予め教示した研摩領
域および研摩条件に基づき前記相対送り運動手段を駆動
制御して前記相対送り運動を再現するようにしたティー
チングプレイバック制御装置であり、前記砥石振動指定
手段は、前記ティーチングプレイバック制御装置からの
加工情報に基づいて前記砥石に与えるべき振動方向を決
定するように構成した特許請求の範囲第1項から第5項
のいずれか1項に記載の自動研摩機械。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9199987A JPS63260752A (ja) | 1987-04-16 | 1987-04-16 | 自動研摩機械 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9199987A JPS63260752A (ja) | 1987-04-16 | 1987-04-16 | 自動研摩機械 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63260752A true JPS63260752A (ja) | 1988-10-27 |
Family
ID=14042116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9199987A Pending JPS63260752A (ja) | 1987-04-16 | 1987-04-16 | 自動研摩機械 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63260752A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05192864A (ja) * | 1991-06-04 | 1993-08-03 | Seva | 工具から研磨すべき部品への作用力の空気圧調整を行う研磨用機械装置 |
JP2009101454A (ja) * | 2007-10-23 | 2009-05-14 | Iwate Univ | 物体の研磨方法及び物体の研磨装置 |
JP2013129045A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Micron Seimitsu Kk | 高周波数振動内面研削盤 |
-
1987
- 1987-04-16 JP JP9199987A patent/JPS63260752A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05192864A (ja) * | 1991-06-04 | 1993-08-03 | Seva | 工具から研磨すべき部品への作用力の空気圧調整を行う研磨用機械装置 |
JP2009101454A (ja) * | 2007-10-23 | 2009-05-14 | Iwate Univ | 物体の研磨方法及び物体の研磨装置 |
JP2013129045A (ja) * | 2011-12-22 | 2013-07-04 | Micron Seimitsu Kk | 高周波数振動内面研削盤 |
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