TW201811496A

TW201811496A - 硏磨裝置

Info

Publication number: TW201811496A
Application number: TW106121577A
Authority: TW
Inventors: 藤澤眞一; 笹木恵太
Original assignee: 日商川崎重工業股份有限公司
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2018-04-01
Also published as: CN109414794B; JP6741491B2; US20190202022A1; WO2018003765A1; KR20190018517A; TWI640397B; JP2018001311A; EP3479953A1; EP3479953A4; KR102177705B1; CN109414794A

Abstract

提供可簡單進行微細處之去毛邊或倒角等研磨之研磨裝置。

研磨裝置10，於前端具有研磨工件40之研磨構件30，且，具備第一手臂13，於前端具有研磨工件40之研磨構件30，且將前述研磨構件30直線往復運動；第二手臂13，於前端具有把持前述工件40之把持部20，且藉由旋轉往復運動擺動前述工件40。

Description

研磨裝置

本發明是關於研磨工件以進行去毛邊或倒角等之研磨裝置。

以往，作為去毛邊裝置，例如，已知於專利文獻1顯示之去毛邊裝置。此去毛邊裝置，係對向於工件之端面周緣設置磨石，旋轉驅動磨石，使磨石沿著工件之端面周緣移動。

【先前技術文獻】 【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2016-078199號公報

專利文獻1之去毛邊裝置，由於僅研磨工件之端面周緣，因此在欲研磨與此連接之工件端面時，為了改變磨石相對工件之位置必須重新安裝磨石，操作繁瑣。此外，以旋轉之磨石進行之研磨，有無法研磨微細處及具有平滑性之場所等之情形。

本發明是為了解決如上述課題而完成者，其目的在提供一種可簡單進行微細處之去毛邊或倒角等研磨之研磨裝置。

為了達成上述目的，本發明一形態之研磨裝置，具備：第一手臂，於前端具有研磨工件之研磨構件，且將前述研磨構件直線往復運動；第二手臂，於前端具有把持前述工件之把持部，且藉由旋轉往復運動擺動前述工件。

藉由前述構成，可研磨工件之角及連接於該角之面，將毛邊等除去。此外，藉由直線往復運動之研磨構件，可將微細處一邊維持平滑性一邊研磨而將其毛邊等除去。另外，第一臂及第二臂之動作是直線往復運動及旋轉往復運動而相當單純，故容易教示(教導)這些動作。

此研磨裝置中，前述第二手臂可藉由與前述研磨構件直線往復運動之方向正交之軸為中心旋轉往復運動，以擺動前述工件。藉此，可有效研磨工件之角及連接於該角之面。

此研磨裝置中，前述第一手臂具有複數個前述研磨構件，複數個前述研磨構件，可以前述第一手臂之軸為中心於周方向相距間隔配置而旋動。藉此，藉由以第一臂之軸為中心將複數個研磨構件旋動，可對工件以既定之位置關係配置研磨構件。

此研磨裝置中，前述第一手臂進一步具有吸附部，前述吸附部可將吸附之前述工件供給至前述把持部。藉此，即使是較小之工件或較薄之工件亦可以吸附部吸附並供給至把持部。

此研磨裝置中，前述第一手臂進一步具有攝影機，可根據以前述攝影機拍攝之影像進行以前述吸附部吸附之前述工件與前述把持部之位置對準。藉此，可根據根據以攝影機拍攝之工件之影像，將工件與把持部配置為既定之位置關係。

此研磨裝置，可以具備前述第一手臂及前述第二手臂之機器人構成。藉此，藉由使用可替換前端之泛用機器人，僅需替換前端即可進行工件之研磨作業。

本發明，具有於以上說明之構成，可發揮簡單進行微細處之去毛邊或倒角等研磨之效果。

10‧‧‧研磨裝置

11‧‧‧機器人

13‧‧‧手臂

20‧‧‧把持部

22‧‧‧夾持構件

30‧‧‧研磨構件

30a‧‧‧第一研磨構件(研磨構件)

30b‧‧‧第二研磨構件(研磨構件)

30c‧‧‧第三研磨構件(研磨構件)

31‧‧‧吸附部

32‧‧‧攝影機

40‧‧‧工件

圖1是概略顯示適用實施形態1之研磨裝置之機器人之一例之全體構成之俯視圖。

圖2是概略顯示圖1之機器人之控制裝置之構成之功能方塊圖。

圖3是概略顯示以攝影機拍攝工件之狀態之立體圖。

圖4是概略顯示將以吸附部吸附之工件供給至把持部之狀態之立體圖。

圖5是概略顯示以第一研磨構件研磨工件之狀態之立體圖。

圖6是概略顯示以第二研磨構件研磨工件之狀態之立體圖。

圖7A是工件之立體圖。圖7B是從底端側觀察工件之俯視圖。圖7C是從其底端側觀察使工件同軸擺動之狀態之俯視圖。圖7D是從其底端側觀察使工件偏心擺動之狀態之俯視圖。圖7E是從其底端側觀察切口以研磨構件研磨切口面之狀態之俯視圖。圖7F是從其底端側觀察切口以研磨構件研磨連接於切口面之角之狀態之俯視圖。

以下，一邊參照圖式一邊說明理想之實施形態。另外，以下之說明中，於全圖中對於相同或相當之要素賦予相同之參照符號，省略其重複之說明。此外，為了易於理解，圖示中將各構成要素以示意方式顯示。另外，將一對手臂張開之方向稱為左右方向，將平行於基軸之方向稱為上下方向，將正交於左右方向及上下方向之方向稱為前後方向。

(實施形態1)

本實施形態1之研磨裝置10，是可研磨工件40(圖3)進行去毛邊或倒角等之裝置。針對以圖1顯示之機器人11構成本發明之研磨裝置10之情形加以說明。不過，研磨裝置10並不限定於以機器人11構成之情形。另外，關於此機器人11，雖說明水平多關節型之雙臂機器人，但亦可採用水平多關節型、垂直多關節型等其他機器人。

機器人11，如圖1所示，具備台車12、支持於台車12之一對機器人手臂(以下，有僅記載為「手臂」之情形)13、13、收納於台車12內之控制裝置14。各手臂13，是水平多關節型機器人手臂，具備手臂部15、手腕部17、手部18、19。另外，左側之手臂13及右側之手臂13除了手部18、19以外可實質為相同構造。此外，左側之手臂13與右側之手臂13可獨立動作或彼此關連動作。

手臂部15，在本例中，是以第一連桿15a與第二連桿15b構成。第一連桿15a，藉由旋轉關節J1與固定於台車12之上面之基軸16連結，可繞通過基軸16之軸心之旋轉軸線L1旋動。第二連桿15b，藉由旋轉關節J2與第一連桿15a之前端連結，可繞被第一連桿15a之前端規定之旋轉軸線 L2旋動。

手腕部17，藉由直動關節J3與第二連桿15b之前端連結，可相對於第二連桿15b升降移動。各手部18、19，藉由旋轉關節J4與手腕部17之下端連結，可繞被手腕部17之下端規定之旋轉軸線L3旋動。此實施形態中，旋轉軸線L3是於上下方向延伸。

右側手部18，由可將右側手部18對手腕部17裝卸之裝著部18a、把持工件40之把持部20構成，把持部20設於右側之手臂(第二臂)13之前端。另外，關於右側手部18之細節將於後述。

左側手部19，由可將左側手部19對手腕部17裝卸之裝著部19a、研磨工件40之研磨構件30構成，研磨構件30設於左側之手臂(第一臂)13之前端。另外，關於左側手部19之細節將於後述。

左側手部19，可進一步具有吸附工件40之吸附部31，吸附部31設於左側之手臂(第一臂)13之前端。吸附部31透過配管35連接於真空產生裝置36。真空產生裝置36，例如，是真空泵或CONVUM(註冊商標)等，使吸附部31產生負壓之裝置，設於台車12或手臂13。於配管35，例如設有開閉閥(未圖示)。藉由開閉閥進行配管35之開放或關閉，據以進行由吸附部31進行之吸附與其解除。此真空產生裝置36之動作與開閉閥之開閉是由控制裝置14控制。藉此，真空產生裝置36，透過吸附部31吸引，可吸附工件40。

上述構成之各手臂13，具有各關節J1~J4。此外，於手臂13，以對應於各關節J1~J4之方式，設有驅動用之伺服馬達(不圖示)、及檢測該伺服馬達之旋轉角之編碼器(不圖示)。此外，兩支手臂13、13之第1連桿15a、15a之旋轉軸線L1，位於相同直線上，一方之手臂13之第1連桿15a與另一方之手臂13之第1連桿15a於上下設置高低差配置。

控制裝置14，如圖2所示，具備CPU等運算部14a、ROM、RAM等記憶部14b、伺服控制部14c。控制裝置14，是具備例如微控制器等電腦之機器人控制器。另外，控制裝置14，可由集中控制之單一控制裝置14構成、或由彼此協同動作以進行分散控制之複數個控制裝置14構成。

於記憶部14b，儲存有作為機器人控制器之基本程式、各種固定資料等資訊。運算部14a，藉由讀出並實行儲存於記憶部14b之基本程式等軟體，控制機器人11之各種動作。亦即，運算部14a生成機器人11之控制指令，並將該控制指令輸出至伺服控制部14c。伺服控制部14c，根據由運算部14a生成之控制指令，控制對應於機器人11之各手臂13之關節J1~J4之伺服馬達之驅動。

接著，針對右側手部18與左側手部19，參照圖3~圖6進行說明。另外，圖3~圖6中，為了容易理解，省略了配管35。又，此處，雖是右側手部18由把持部20構成、左側手部19由研磨構件30構成，但亦可以是右側手部18由研磨構件30構成、左側手部19由把持部20構成。

左側手部19，是由研磨構件30、吸附部31、攝影機32構成。該研磨構件30、吸附部31、攝影機32分別安裝於基台(左基台)33。左基台33，連接於手腕部17，以於上下方向延伸之旋轉軸線L3(圖1)為中心旋動。

研磨構件30，於左側手部19具備一個或複數個(本實施形態中，為三個)。例如，三個研磨構件30，由第一研磨構件30a、第二研磨構件30b、第三研磨構件30c構成，以手臂13之軸為中心於周方向相距一間隔配置，以該軸為中心旋動。此機器人11中，手臂13之軸是於手腕部17之上下方向延伸之手腕部17之旋轉軸線L3。

第一研磨構件30a，例如，是於金屬線等之表面附有磨粒或細小之多數個溝槽或突起之線銼刀。第一研磨構件30a可以是可變形者。第一研磨構件30a，於上下方向延伸，其上下端分別固定於C字狀之第一支持構件34a，透過第一支持構件34a安裝於左基台33。第一支持構件34a，相對於手腕部17之軸於徑方向延伸。

第二研磨構件30b與第三研磨構件30c，是平坦之銼刀，或是例如由尼龍等樹脂以薄片之編織狀形成之布銼刀亦可。此場合，第二研磨構件30b與第三研磨構件30c，為柔軟、具有伸縮性與可撓性、且可以是可變形者。該第二研磨構件30b與第三研磨構件30c，與作為研磨對向之後述切口面40e為相同尺寸或比該切口面40e大，且於上下方向延伸之縱尺寸最長、正交於上下方向之厚度尺寸最短。

第二研磨構件30b，配置於第一研磨構件30a與第三研磨構件30c之間，其網目形成為比第三研磨構件30c粗。第二研磨構件30b，固定於C字狀之第二支持構件34b，透過第二支持構件34b安裝於左基台33。第三研磨構件30c，固定於C字狀之第三支持構件34c，透過第三支持構件34c安裝於左基台33。第二研磨構件30b與第三研磨構件30c，配置成其厚度方向與以手腕部17之軸為中心之周方向一致。第二研磨構件30b與第三研磨構件30c之各研磨面，以及第二支持構件34b與第三支持構件34c，相對於手腕部17之軸於徑方向延伸。

吸附部31，例如，將工件40從第一托板41供給至把持部20，或將研磨後之工件40從把持部20移動至第二托板42。吸附部31之前端，是以橡膠等彈性材料形成之吸附墊，具有往下方向開口之帽形狀。吸附部31，以其開口朝向下方之方式安裝於第二支持構件34b之下面上。不過，吸附部31之位置只要在左側手部19中位於下部，並不限定於上述位置。例如，設置於第一支持構件34a、第三支持構件34c、或攝影機32之下面等皆可。

吸附部31，透過第二支持構件34b與左基台33連接於手腕部17。藉此，吸附部31因手腕部17於上下方向延伸之軸為中心之旋動而旋動，於正交於上下方向之面中，吸附部31之方向與吸附於吸附部31之工件40之方向可改變。

攝影機32，拍攝第一托板41中之工件40，將拍攝之影像輸出至控制裝置14。控制裝置14解析影像後，判定工件40之方向。攝影機32，以從各研磨構件30相距間隔、相對手腕部17之軸於徑方向延伸之方式，安裝於左基台33。

右側手部18由把持部20構成，把持部20安裝於基台(右基台)24。右基台24連接於手腕部17，以於上下方向延伸之軸為中心藉由手腕部17之旋動而旋動。

把持部20，例如，具有一對夾持構件21。一對夾持構件21，於正交於上下方向之方向延伸，透過調整構件23安裝於右基台24。此外，於一對夾持構件21連接有擺動構件22。

擺動構件22連接於致動器(未圖示)等，一對夾持構件21可旋轉往復運動地安裝於把持部20。在旋轉往復運動中，一對夾持構件21可以於正交於上下方向之方向延伸之軸為中心以既定角度往復旋動。藉此，一對夾持構件21，以於正交於上下方向之方向延伸之軸為中心沿著圓弧移動。另外，擺動之軸並不限定於正交於上下方向之方向。

例如，如圖7C與圖7D所示，工件40以後述研磨構件30相對於直線往復運動之方向(箭頭之方向)正交之旋轉軸(黑圓圈)為中心旋轉往復運動。此旋轉軸，可如圖7C所示，相對於工件40設置為同軸，或如圖7D所示，從工件40離開而偏心設置。另外，旋轉往復運動之旋轉軸，並不限定於正交於直線往復運動之方向之方向。

調整構件23連接於致動器(不圖示)等，直線地移動，且以一對夾持構件21彼此之間隔變化之方式，連接於一對夾持構件21之一方或雙方。藉由此調整構件23，一對夾持構件21縮小彼此之間隔而將工件40夾住並把持。

接著，針對利用上述構成之機器人11進行之研磨工件40進行去毛邊或倒角等之方法，參照圖3~圖7進行說明。此方法是由控制裝置14控制。

如圖3所示，於機器人11之前方左側，配置有第一托板41，於第一托板41上配置有工件40此外，於機器人11之前方右側配置有第二托板42。

工件40，如圖7A所示，例如是平板矩形狀之零件，於中央設有貫通孔40b，且設有將此貫通孔40b與一端連接之狹縫40c。另外，圖7B~圖7F中，為了容易理解，將狹縫40c之寬度放大描繪。

如圖7A所示，工件40，例如是於縫紉機使用之線導引件，且是以陶瓷形成。工件40，通常在因燒結而硬化前被研磨。工件40是大致矩形狀之大致平板零件，具有一對對向之主面。將此工件40之一端稱為底端40a，將平行於底端40a且對向之端稱為頂端，將位於底端40a與頂端之間且正交於該底端40a與頂端之兩個端稱為側端。

於工件40設有貫通孔40b與狹縫40c。貫通孔40b，例如是圓柱形狀，貫通一對之主面間，且由內周面40d包圍。於貫通孔40b與底端40a之間，設有狹縫40c。如圖7B所示，若將從工件40從其底端40a觀察，狹縫40c是從一方主面到另一方主面、從一方側端朝向另一方側端之傾斜切口，由一對切口面40e之間之間隙形成。各切口面40e平坦，且相對於各主面傾斜設置。狹縫40c之寬度，例如是縫紉機線之直徑程度之尺寸。

於上述工件40，縫紉機線通過一對切口面40e間之狹縫40c，插入由內周面40d包圍之貫通孔40b。因此，此時為了避免縫紉機線因摩擦而斷掉，必須研磨貫通孔40b之內周面40d與連接於該貫通孔40b之內周面40d之角、以及切口面40e與連接於該切口面40e之角。然而，此研磨範圍不在同一面上，且細小又非常複雜。

因此，首先，以手臂部15與手腕部17移動左側手部19，使攝影機32位於第一托板41之工件40上。以攝影機32拍攝工件40，將其影像輸出至控制裝置14。

之後，以手腕部17旋動左基台33，使吸附部31移動至所拍攝之工件40上。藉由手腕部17使吸附部31下降，以吸附部31吸附工件40。藉由手腕部17使吸附部31吸附之工件40上升，並以手臂部15使工件40移動，藉由手腕部17與手臂部15將工件40從第一托板41搬送至把持部20。

此時，控制裝置14，根據以攝影機32拍攝之工件40之影像判定工件40之方向，根據判定結果進行工件40與把持部20之位置對準。例如，如圖4所示，以工件40之頂端成為調整構件23側，工件40之側端配置於一對夾持構件21間之方式，改變工件40之方向。

接著，以一對夾持構件21夾持工件40，吸附部31解除吸附以把持部20把持工件40。此時，工件40之底端40a位於左側手部19側。

如圖5所示，將第一研磨構件30a從工件40之底端40a通過狹縫40c插入貫通孔40b。使第一研磨構件30a接觸貫通孔40b之內周面40d，並使第一研磨構件30a藉由手腕部17而於上下方向往復移動。此時，如圖7C或圖7D所示，以擺動構件22使把持部20擺動。藉此，工件40即因擺動構件22之旋轉往復運動而擺動。擺動構件22之軸，在與第一研磨構件30a直線往復運動之方向正交之方向(本實施形態中，為左右方向)延伸。

藉此，包圍工件40之內周面40d與連接於該包圍工件40之內周面40d之角之既定範圍之全體，即一邊接觸第一研磨構件30a、第一研磨構件30a 進行直線往復運動。如此，即能研磨工件40之貫通孔40b之既定範圍整體以進行去毛邊或倒角。

接著，使第一研磨構件30a往左側移動，從工件40之貫通孔40b通過狹縫40c並貫穿。之後，藉由以手腕部17之軸為中心旋動，第二研磨構件30b取代第一研磨構件30a位於工件40之前。

如圖6所示，使第二研磨構件30b往把持部20側移動，插入狹縫40c。此時，亦使第二研磨構件30b接觸狹縫40c之切口面40e，使第二研磨構件30b於上下方向往復移動，並藉由擺動構件22使把持部20擺動。藉此，如圖7C或圖7D所示，工件40以擺動構件22之軸為中心往復旋轉擺動，且工件40之第二研磨構件30b進行直線往復運動。

因此，如圖7E所示，第二研磨構件30b平行地接觸平坦之切口面40e，且如圖7F所示，第二研磨構件30b亦接觸連接於切口面40e之角。此處，由於第二研磨構件30b是以柔軟之布銼刀等形成，故第二研磨構件30b可沿著連接於切口面40e之角變形以研磨角。如此，即能研磨工件40之切口面40e與連接於該工件40之切口面40e之角全體研磨，而更確實地進行去毛邊或倒角。

另外，同樣地，使第二研磨構件30b往左側移動，通過工件40之狹縫40c並貫穿。之後，將手腕部17以其軸為中心旋動，使第三研磨構件30c 往工件40之前移動。將此第三研磨構件30c插入狹縫40c，接觸狹縫40c之切口面40e。在此，使第三研磨構件30c於上下方向往復移動，且將把持部20藉由擺動構件22擺動。藉此，可藉由第三研磨構件30c將工件40之切口面40e與連接於該工件40之切口面40e之角全體研磨而更確實地進行去毛邊或倒角。

將以此方式研磨後之工件40之上面，再度以吸附部31加以吸附。又，放寬一對夾持構件21之間隔，解除由把持部20進行之工件40之把持。藉此，以吸附部31把持工件40，從把持部20搬送至第二托板42。

根據上述構成，將研磨構件30直線往復運動，且藉由以與研磨構件30直線往復運動之方向正交之軸為中心之旋轉往復運動使工件40擺動。藉此，不僅是邊緣等之一部分，亦包含其周圍來研磨工件40，故可簡單且確實地進行去毛邊與倒角。

又，各研磨構件30，於上下方向直線狀地延伸較長，於正交於上下方向之厚度方向則較薄。另外，各研磨構件30於上下方向直線往復運動。藉此，對於工件40，可將貫通孔40b與狹縫40c等小型且狹窄之處研磨成平滑。

另外，若欲將一方之手臂13固定而僅移動另一方之手臂13進行同樣之動作，勢必要對可動部教示複雜之動作。相對於此，第一手臂13之動作是直線往復運動，第二手臂13之動作是直線往復運動與旋轉往復運動而相當單純，故容易教示(教導)這些動作。

複數個研磨構件30，以手臂13之軸為中心於周方向相距一間隔配置，以此軸為中心旋動。因此，藉由以手臂13之軸為中心使左側手部19旋動，可使工件40與位於工件40前之研磨構件30之位置關係固定。因此，無需調整研磨構件30相對於工件40之位置。

又，吸附部31係將吸附之工件40供給至把持部20。例如，即使是厚度較薄之工件40亦可藉由吸附部31確實且簡單地取得工件40，供給至把持部20。

又，係根據以攝影機32拍攝之影像進行以吸附部31吸附之工件40與把持部20之位置對準。藉此，把持部20以既定方向把持工件40，故可使以把持部20把持之工件40與配置於既定方向之各研磨構件30之方向之關係固定。因此，可以既定角度使各研磨構件30接觸工件40進行研磨。

又，研磨裝置10係以具備第一手臂13與第二手臂13之機器人11構成。此研磨裝置10中，把持部20透過裝著部18a可裝卸地裝著於右側之手臂13之手腕部17，各研磨構件30透過裝著部19a可裝卸地裝著於左側之手臂13之手腕部17。藉由使用可替換把持部20與各研磨構件30等前端之泛用機器人11之使用，只要替換前端即可進行工件40之研磨作業。

又，上述實施形態中，右側手部18雖透過裝著部18a連結於手腕部17，但右側手部18亦可直接連結於手腕部17。此外，左側手部19雖透過裝著部19a連結於手腕部17，但左側手部19亦可直接連結於手腕部17。

由以上之說明，對該發明所屬技術領域之通常知識者而言，本發明之眾多改良或其他實施形態是顯而易見的。因此，上述說明應僅作為例示來解釋，是為了實行本發明之最理想態樣對該發明所屬技術領域之通常知識者教示之目的而提供者。在不脫離本發明精神之前提下，可實質變更其構造及/或功能之詳細。

【產業上之可利用性】

本發明，作為可簡單進行微細處之去毛邊或倒角等研磨之研磨裝置是非常有用的。

Claims

一種研磨裝置，具備：第一手臂，於前端具有研磨工件之研磨構件，且將前述研磨構件直線往復運動；第二手臂，於前端具有把持前述工件之把持部，且藉由旋轉往復運動擺動前述工件。
如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中，前述第二手臂，係藉由與前述研磨構件直線往復運動之方向正交之軸為中心旋轉往復運動，據以擺動前述工件。
如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中，前述第一手臂具有複數個前述研磨構件，複數個前述研磨構件，以前述第一手臂之軸為中心於周方向相距間隔配置而旋動。
如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中，前述第一手臂進一步具有吸附部，前述吸附部將吸附之前述工件供給至前述把持部。
如申請專利範圍第4項之研磨裝置，其中，前述第一手臂進一步具有攝影機，根據以前述攝影機拍攝之影像進行以前述吸附部吸附之前述工件與前述把持部之位置對準。
如申請專利範圍第1至5項中任一項之研磨裝置，其係以具備前述第一手臂及前述第二手臂之機器人構成。