(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラインダと、前記グラインダに備えたモータで駆動される走行、左右、上下、傾斜の位置決め軸と、前記位置決め軸を駆動するモータドライバと、前記グラインダに搭載した第１のＣＣＤカメラ、第２のＣＣＤカメラ、レーザスリット光源及び照明光源と、前記モータドライバを制御することにより前記グラインダを制御する制御手段とを有し、
前記レーザスリット光源は溶接ビードに対して上方からレーザスリット光を照射することにより前記溶接ビードの表面及びその近傍の母材面に光切断線を生成し、前記第１のＣＣＤカメラは斜め上方から前記光切断線を撮像し、前記制御手段は前記グラインダの押付力に応じて変化する前記グラインダの負荷電流又はロードセルの検出値をフィードバックして前記グラインダの押付力が適正押付力になるように前記グラインダの押付力制御を行うように構成すると共に、
前記制御手段では、
前記第１のＣＣＤカメラと前記レーザスリット光源とに基づく光切断法により、前記溶接ビードの断面形状から画像処理により前記溶接ビードの前記母材面からの高さや幅を求め、また、研削中の前記溶接ビードの高さの変化を前記溶接ビードの高さ方向のうねりとして捕らえ、更に、前記溶接ビードの幅方向の中心又はエッジの左右位置の変化を左右方向のうねりとして捕らえると共に、
前記第２のＣＣＤカメラと前記照明光源とに基づく陰影法により、前記溶接ビードの研削面幅を求めてこの研削面幅が前記溶接ビードの幅よりも大きくなったら仕上げ研削が完了したと判断し、または、前記溶接ビードの段差によって生じる影が無くなれば仕上げ研削が完了したと判断するよう構成し、
且つ、前記制御手段では、研削スタート時に前記グラインダを前記溶接ビードにタッチさせ設定押付力になったときの画面上の前記母材面における光切断線の第１の位置と、前記溶接ビードの幅方向の中央点の前記母材面からの高さＢＨ１とを求め、２層目以降も、前記グラインダを前記溶接ビードにタッチさせ設定押付力になったときの画面上の前記母材面における光切断線の第２の位置と、前記溶接ビードの幅方向の中央点の前記母材面からの高さＢＨ２とを求めて、前記溶接ビードの高さＢＨ１，ＢＨ２に基づき、ΔＨｇ＝ＢＨ１−ＢＨ２の式から前記溶接ビードの研削量ΔＨｇを求め、研削量や砥石径の変化に伴い前記グラインダとともに前記第１のＣＣＤカメラの位置が低くなって前記第１のＣＣＤカメラが前記母材面に近づくことにより生じる前記第１の位置と前記第２の位置の前記画面上のずれである前記光切断線の位置ずれΔＹを求め、この光切断線の位置ずれΔＹと前記溶接ビードの研削量ΔＨｇとに基づき、ΔＧｆ＝ΔＹ−ΔＨｇの式から砥石のへたりΔＧｆを求め、且つ、前記制御手段によって制御する前記グラインダの砥石の前記溶接ビードの長手方向に対する角度が初期と２層目以降とで同一の場合には前記角度をαとすると、この角度αと前記砥石のへたりΔＧｆとに基づき、ΔＤｆ＝ΔＧｆ／ＳＩＮ（α）の式から砥石径のへたりΔＤｆを求め、前記角度が初期と２層目以降とで異なる場合には、初期の新品時の砥石接点を中心に回転させた前記角度をβとすると、この角度βと前記砥石のへたりΔＧｆとに基づき、ΔＤｆ＝ΔＧｆ／ＳＩＮ（β）の式から砥石径のへたりΔＤｆを求めるように構成したことを特徴とする研削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は研削装置に関し、具体的には、研削面が母材面と面一になるまでグラインダで溶接ビードを研削する研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
グラインダによる余盛ビードや裏波ビードなどの研削作業において、研削対象となる溶接ビードは、ビード毎に高さや幅がまちまちであり、また、長手方向のうねり（高さ方向のうねりや左右方向のうねり）なども有している。
【０００３】
かかる溶接ビードに対して、従来（の研削装置に）は、この溶接ビードの形状や位置を検出する技術がなく、グラインダの負過電流やロードセル等を利用した押付力（研削力）制御と、予め設定した単純な研削パターンとによって溶接ビードを研削している。また、作業者が溶接ビードの状態を常に監視して、条件を設定しながら粗研削から仕上げ研削まで行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
即ち、従来は、大まかに溶接ビードを削り取ることは自動的にできるが、最終的に溶接ビードの高さ（研削面の高さ）を母材面と面一にして溶接部が平滑になるように自動的に仕上げることはできなかった。このため、研削作業に手間がかかり作業効率が悪かった。
【０００５】
従って本発明は上記従来技術に鑑み、溶接ビードの粗研削から仕上げ研削までを自動的に行うことができる研削装置を提供することを第１課題とする。
【０００６】
また、グラインダの砥石径の変化（摩耗量）を検出することができる研削装置を提供することを第２課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記第１及び第２課題を解決する本発明の研削装置は、グラインダと、前記グラインダに備えたモータで駆動される走行、左右、上下、傾斜の位置決め軸と、前記位置決め軸を駆動するモータドライバと、前記グラインダに搭載した第１のＣＣＤカメラ、第２のＣＣＤカメラ、レーザスリット光源及び照明光源と、前記モータドライバを制御することにより前記グラインダを制御する制御手段とを有し、
前記レーザスリット光源は溶接ビードに対して上方からレーザスリット光を照射することにより前記溶接ビードの表面及びその近傍の母材面に光切断線を生成し、前記第１のＣＣＤカメラは斜め上方から前記光切断線を撮像し、前記制御手段は前記グラインダの押付力に応じて変化する前記グラインダの負荷電流又はロードセルの検出値をフィードバックして前記グラインダの押付力が適正押付力になるように前記グラインダの押付力制御を行うように構成すると共に、
前記制御手段では、
前記第１のＣＣＤカメラと前記レーザスリット光源とに基づく光切断法により、前記溶接ビードの断面形状から画像処理により前記溶接ビードの前記母材面からの高さや幅を求め、また、研削中の前記溶接ビードの高さの変化を前記溶接ビードの高さ方向のうねりとして捕らえ、更に、前記溶接ビードの幅方向の中心又はエッジの左右位置の変化を左右方向のうねりとして捕らえると共に、
前記第２のＣＣＤカメラと前記照明光源とに基づく陰影法により、前記溶接ビードの研削面幅を求めてこの研削面幅が前記溶接ビードの幅よりも大きくなったら仕上げ研削が完了したと判断し、または、前記溶接ビードの段差によって生じる影が無くなれば仕上げ研削が完了したと判断するよう構成し、
且つ、前記制御手段では、研削スタート時に前記グラインダを前記溶接ビードにタッチさせ設定押付力になったときの画面上の前記母材面における光切断線の第１の位置と、前記溶接ビードの幅方向の中央点の前記母材面からの高さＢＨ１とを求め、２層目以降も、前記グラインダを前記溶接ビードにタッチさせ設定押付力になったときの画面上の前記母材面における光切断線の第２の位置と、前記溶接ビードの幅方向の中央点の前記母材面からの高さＢＨ２とを求めて、前記溶接ビードの高さＢＨ１，ＢＨ２に基づき、ΔＨｇ＝ＢＨ１−ＢＨ２の式から前記溶接ビードの研削量ΔＨｇを求め、研削量や砥石径の変化に伴い前記グラインダとともに前記第１のＣＣＤカメラの位置が低くなって前記第１のＣＣＤカメラが前記母材面に近づくことにより生じる前記第１の位置と前記第２の位置の前記画面上のずれである前記光切断線の位置ずれΔＹを求め、この光切断線の位置ずれΔＹと前記溶接ビードの研削量ΔＨｇとに基づき、ΔＧｆ＝ΔＹ−ΔＨｇの式から砥石のへたりΔＧｆを求め、且つ、前記制御手段によって制御する前記グラインダの砥石の前記溶接ビードの長手方向に対する角度が初期と２層目以降とで同一の場合には前記角度をαとすると、この角度αと前記砥石のへたりΔＧｆとに基づき、ΔＤｆ＝ΔＧｆ／ＳＩＮ（α）の式から砥石径のへたりΔＤｆを求め、前記角度が初期と２層目以降とで異なる場合には、初期の新品時の砥石接点を中心に回転させた前記角度をβとすると、この角度βと前記砥石のへたりΔＧｆとに基づき、ΔＤｆ＝ΔＧｆ／ＳＩＮ（β）の式から砥石径のへたりΔＤｆを求めるように構成したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施の形態に係る研削装置の全体構成図、図２は前記研削装置の光切断法による溶接ビード形状検出図、図３は前記研削装置の光切断法による溶接ビード位置ずれ検出図、図４及び図５は前記研削装置のグラインダに装着した砥石径の変化（摩耗量）の検出方法を示す説明図、図６は前記研削装置の陰影法構成図、図７は前記研削装置の陰影法状態図である。
【００１１】
＜構成＞
図１に示すように、母材５の溶接部には研削対象となる余盛ビードや裏波ビードなどの溶接ビード１が生じており、この溶接ビード１をグラインダ８に装着した砥石１３によって研削している。図中の４が研削面である。
【００１２】
グラインダ８は、モータで駆動される複数の位置決め軸（走行、左右、上下、傾斜等）を有するものであり、このグラインダ８にユニットとして、撮像手段であるＣＣＤカメラ２，６、光切断線生成手段であるレーザスリット光源３及び照明手段である照明光源７が搭載されている。これらのＣＣＤカメラ２，６、レーザスリット光源３及び照明光源７は、グラインダ８の上面から延びた支持棒２０の先端部に取り付けられており、グラインダ８の斜め上方に位置している。
【００１３】
レーザスリット光源３とＣＣＤカメラ２は、光切断法によって溶接ビード１の形状や位置ずれ（うねり）を検出する際に用いられるものであり、そのための適正位置に配置されている。レーザスリット光源３は、溶接ビード１に対して上方からレーザスリット光２１を照射することにより、溶接ビード１の表面及びその近傍の母材面５ａに光切断線１４を生成する。ＣＣＤカメラ２は、このレーザスリット光源３によって生成された光切断線１４を撮像するためのフィルタを組み込んだものであり、斜め上方から光切断線１４を撮像する。
【００１４】
照明光源７及びＣＣＤカメラ６は、陰影法によって溶接ビード形状を検出する際に用いられるものであり、そのための適正位置に配置されている。照明光源７は、研削面４及びその近傍の母材面５ａに照明光を当てる。ＣＣＤカメラ６は照明光源７によって照明光が当てられた溶接ビード１の表面及びその周辺の母材面５ａを撮像する。なお、照明光源７及びＣＣＤカメラ６の配置は、溶接ビード１の段差（研削面４の高さ）を求める場合と、溶接ビード１の研削面幅を求める場合とで異なる。
【００１５】
溶接ビード１の段差を求める場合には、図６（ａ）に示すように、照明光源７は溶接ビード１の幅方向の斜め上方に配置され、この位置から溶接ビード１の研削面４に向かって照明光２２を当てることにより溶接ビード１の段差による影を生起させ、ＣＣＤカメラ６は溶接ビード１の直上に配置され、照明光源７によって生起した溶接ビード１の段差による影を撮像する。
【００１６】
溶接ビード１の研削面幅を求める場合には、図６（ｂ）に示すように、照明光源７は溶接ビード１の長手方向の斜め上方に配置され、この位置から溶接ビード１の研削面４に向かって照明光２２を当て、ＣＣＤカメラ６は照明光源７と同様に溶接ビード１の長手方向の斜め上方に配置され、照明光源７によって照らされた溶接ビード１の研削面４及びその周辺の母材面５ａを撮像する。
【００１７】
また、図１に示すように、ＣＣＤカメラ２，６はそれぞれＴＶモニタ９に接続されており、このＴＶモニタ９にはＣＣＤカメラ２，６によって撮像した画像が映し出されるようになっている。更に、ＴＶモニタ９には、画像処理やグラインダ８の制御を行うためのコンピュータ（パーソナルコンピュータ）１０が接続されており、このコンピュータ１０で処理された画像も映し出される。
【００１８】
コンピュータ１０にはグラインダ８の位置決め軸を駆動するためのモータドライバ１１が接続されている。そして、コンピュータ１０では、詳細は後述するが、次のような処理が行われる。
【００１９】
▲１▼  ＣＣＤカメラ２とレーザスリット光源３とに基づく光切断法によって溶接ビード１の形状（幅、高さ）を得ると共に、この溶接ビード形状に基づいてグラインダ８の動作パターン１２を決定し、この動作パターン１２に基づいてモータドライバ１１を制御することにより、グラインダ８による溶接ビード１の研削を実行する。
▲２▼  前記光切断法によって得られた溶接ビード形状（高さ）に基づいて、溶接ビード１の上下方向（高さ方向）のうねりを求め、このうねりに基づいてグラインダ８の研削速度を制御する。
▲３▼  前記光切断法によって溶接ビード１の幅方向の位置ずれ（うねり）を求め、このうねりに沿って溶接ビード１の左右倣いを行う。
【００２０】
▲４▼  溶接ビード１の研削中に定期的（例えば１層毎）に砥石１３の角度を任意の角度に位置決め制御する。
▲５▼  前記光切断法によって得られた溶接ビード形状（高さ）、画面上の光切断線１４（母材面５ａ）の位置及び砥石１３の角度に基づいて、砥石径のへたり、即ち砥石径の変化（摩耗量）を検出する。そして、この検出結果に基づき、砥石径がある径以下になると、グラインダ８を自動停止させる。また、砥石１３の交換時期をコンピュータ１０の画面１０ａに表示する。
▲６▼  ＣＣＤカメラ６及び照明光源７に基づく陰影法によって溶接ビード１の段差（研削面４の高さ）又は研削面幅を求め、これらの段差又は幅に基づいて仕上げ研削が完了したか否かを判断する。
▲７▼  グラインダ８の押付力（研削力）に応じて変化するグラインダ８の負過電流値又はロードセルの検出値等をフィードバックして、グラインダ８の押付力（研削力）が適正（設定）押付力になるように、グラインダ８の押付力制御を行う。
【００２１】
＜作用・効果＞
従って、上記構成の研削装置では、次のようにして溶接ビード１の研削を行う。
【００２２】
▲１▼  まず、ＣＣＤカメラ２とレーザスリット光源３とに基づく光切断法によって溶接ビード１の形状（幅、高さ）を求める。即ち、レーザスリット光源３から溶接ビード１に向けてレーザスリット光２１を照射することによって得られる光切断線１４は、溶接ビード１の断面形状として得られる。そこで、図２に示すように、ＣＣＤカメラ２で光切断線１４を撮像し、この光切断線１４の画像をコンピュータ１０で画像処理して、輝度の異なる光切断線１４を形成する座標を求め、特異点として両側のビード端点１５を抽出する。
【００２３】
このとき、予め実際の初期寸法と画面上の画素数より画素率（ｍｍ／画素）を求めておくことにより、研削中に、ビード端点１５間の幅（画素数）からビード幅を求めることができ、更に、両側のビード端点１５の座標からビード中央点１６の座標も求め、母材面５ａからビード中央点１６までの高さ（画素数）からビード高さを求めることができる。
【００２４】
そして、この光切断法によって得られた溶接ビード１の幅及び高さにより、例えばグラインダ８の誘導ピッチ（左右移動ピッチ）１７や切り込み深さ１８を設定することによって、溶接ビード１の幅や高さに応じたグラインダ８の移動回数や切り込み回数を求めることできる。これにより、往復動等の動作パターン１２を決定することができ、この動作パターン１２に基づいてモータドライバ１１を制御することによって、溶接ビード１を自動的に研削することができる。
【００２５】
▲２▼  また、グラインダ８の押付力制御にて１層目を研削しながら、適正（設定）押付力になったグラインダ８の位置及び溶接ビード１の高さを記憶することによって、溶接ビード１の上下方向（高さ方向）のうねり（凹凸）を把握することができる。即ち、溶接ビード１の高さの変化を溶接ビード１の高さ方向のうねりとして捕らえる。
【００２６】
そして、溶接ビード１の一番低い部分は予め指定された一番速い速度で研削し、前記一番低い部分よりも高い部分は前記一番低い部分との差に応じて、前記一番速い速度よりも遅い速度で研削する。このことにより、溶接ビード１の高い部分は遅い速度でより多く研削し、溶接ビード１の低い部分は通常の速い速度で研削することになり、溶接ビード１の凹凸をならすことができる。
【００２７】
▲３▼  また、図３に示すように、研削スタート時にビード中央点１６が画面中央１９にくるようにセットすると、研削中に、溶接ビード１の左右方向のうねりがある場合には、ビード中央点１６と画面中央１９とにずれ（画素数）ΔＸが発生する。そこで、このずれΔＸを実際のずれに換算し、これをグラインダ８の位置決め軸にフィードバックして、ビード中央点１６が画面中央１９にくるように位置補正をする。即ち、溶接ビード１の幅方向の中心の変化を左右方向のうねりとして捕らえて、グラインダ８の位置決め制御を行う。この処理を定期的に行うことで溶接ビード１の左右倣いを行うことができる。なお、溶接ビード１のエッジの左右位置（ビード端点１５）の変化を左右方向のうねりとして捕らえてもよい。
【００２８】
▲４▼  また、砥石１３の角度を定期的（例えば１層毎）に変えるよう位置決め制御を行う。このことにより、長時間砥石１３の同じところが研削面４に当たることによって生じる砥石１３の目詰まり、目つぶれ、目こぼれ、焼付等による研削量の低下を防止することができる。
【００２９】
▲５▼  また、前記光切断法によって得られた溶接ビード形状（高さ）や画面上の光切断線１４（母材面５ａ）の位置に基づいて、砥石径の変化（摩耗量）を検出する。そして、この検出結果に基づき、砥石１３の径がある径以下になると、グラインダ８を自動停止させる。また、砥石１３の交換時期をコンピュータ１０の画面１０ａに表示する。ここで、砥石径変化の検出方法を図４及び図５基づいて詳述する。なお、図４（ａ）、（ｂ）の左側には、初期の研削状態例と、このときの溶接ビード形状（高さ）等の検出結果とを示し、右側には、２層目以降の研削状態例と、このときの溶接ビード形状（高さ）等の検出結果とを示す。また、図５（ａ）には、砥石１３の角度が初期と２層目以降とで同一の場合の砥石径変化の検出方法を示し、図５（ｂ）には、砥石１３の角度が初期と２層目以降とで異なる場合の砥石径変化の検出方法を示す。
【００３０】
まず、研削スタート時に、グラインダ８を溶接ビード１にタッチさせ適正（設定）押付力になったときの画面上の光切断線１４（母材面５ａ）の位置と、溶接ビード１の高さＢＨ１とを求めて記憶する。２層目以降にも、同様に画面上の光切断線１４の位置と、溶接ビード１の高さＢＨ２とを求める。
【００３１】
２層目以降には溶接ビード１の研削量分だけＣＣＤカメラ２の位置が低くなる（母材面５ａに近づく）ため、画面上の光切断線１４の位置がずれる。しかも、２層目以降に砥石１３が徐々に摩耗して砥石径が初期よりも小さくなった場合、砥石１３の先端（研削面４への接触部）からのＣＣＤカメラ２の相対的高さが変化する（低くなる）ため、その分、更に、ＣＣＤカメラ２の位置が低くなり、画面上の光切断線１４の位置がずれる。即ち、砥石１３が摩耗した場合、画面上の光切断線１４の位置ずれΔＹは、溶接ビードの研削量をΔＨｇ（＝ＢＨ１−ＢＨ２）とし、砥石１３のへたりをΔＧｆとすると、（１）式のようになる。
【００３２】
ΔＹ＝ΔＨｇ＋ΔＧｆ                                ・・・（１）
【００３３】
従って、画面上の光切断線１４の位置ずれΔＹから溶接ビードの研削量ΔＨｇを差し引けば砥石１３のへたりΔＧｆが求められ、この砥石１３のへたりΔＧｆと砥石１３の角度とから砥石径のへたり（変化）を求めることができる。
【００３４】
具体的には、図５（ａ）に示すように、砥石１３の角度が初期と２層目以降とで同一の場合、（２）式から溶接ビード１の研削量ΔＨｇを求め、このΔＨｇを用いて（３）式から砥石１３のへたりΔＧｆを求める。そして、初期の砥石１３の直径Ｄ０  と２層目以降の砥石１３の直径Ｄｉ  との差の半分である砥石径のへたりΔＤｆは、砥石１３の角度をαとすると、（４）式から求めることができる。
【００３５】
ΔＨｇ＝ＢＨ１−ＢＨ２                              ・・・（２）
ΔＧｆ＝ΔＹ−ΔＨｇ                                ・・・（３）
ΔＤｆ＝ΔＧｆ／ＳＩＮ（α）                            ・・・（４）
【００３６】
また、図５（ｂ）に示すように、砥石１３の角度が初期と２層目以降とで異なる場合、（５）式から溶接ビード１の研削量ΔＨｇを求め、このΔＨｇを用いて（６）式から砥石１３のへたりΔＧｆを求める。そして、初期の砥石１３の直径Ｄ０  と２層目以降の砥石１３の直径Ｄｉ  との差の半分である砥石径のへたりΔＤｆは、２層目以降の砥石１３の角度をβとすると、（７）式から求めることができる。但し、砥石１３の角度を変えても初期（新品時）の砥石接点を中心に回転するものとして計算している。
【００３７】
ΔＨｇ＝ＢＨ１−ＢＨ２                              ・・・（５）
ΔＧｆ＝ΔＹ−ΔＨｇ                                ・・・（６）
ΔＤｆ＝ΔＧｆ／ＳＩＮ（β）                            ・・・（７）
【００３８】
▲６▼  更に、ビード高さが低く（例えば０．５ｍｍ以下に）なった時点（光切断法ではビード高さの認識が困難になった時点）で仕上げビードと判断し、グラインダ８の位置決め軸を同時制御して、円弧状等の仕上げ動作パターン１２に基づいて仕上げ研削を行う。そして、この仕上げ研削が完了したか否かを、陰影法によって求める溶接ビード１の段差又は研削面幅に基づいて判断する。
【００３９】
即ち、溶接ビード１の段差に基づく場合には、図６（ａ）に示すように、照明光源７を溶接ビード１の幅方向の斜め上方に配置し、この位置から溶接ビード１の研削面４に向かって照明光２２を当てることにより溶接ビード１の段差による影を生起させ、ＣＣＤカメラ６を溶接ビード１の直上に配置し、照明光源７によって生起した溶接ビード１の段差による影を撮像する。図７（ａ）、（ｂ）において、２３が溶接ビード１の段差部であり、２４が段差部２３の影である。
【００４０】
そして、ＣＣＤカメラ６で撮像した影２４の画像を画像処理して、影２４とその周辺との輝度の差から影２４（即ち溶接ビード１の段差）を認識し、この溶接ビード１の段差が認識できなくなれば（即ち段差部２３の影２４が無くなれば）、研削面４が母材面５ａにほぼ面一になったものとして、仕上げ研削が完了したと判断する。
【００４１】
また、溶接ビード１の研削面幅に基づく場合には、図６（ｂ）に示すように、照明光源７を溶接ビード１の長手方向の斜め上方に配置し、この位置から溶接ビード１の研削面４に向かって照明光２２を当て、ＣＣＤカメラ６を照明光源７と同様に溶接ビード１の長手方向の斜め上方に配置し、照明光源７によって照らされた溶接ビード１の研削面４及びその周辺の母材面５ａを撮像する。図７（ｃ）において、Ｗは研削面４の幅である。
【００４２】
そして、ＣＣＤカメラ６で撮像した研削面４の画像を画像処理して、研削面４と母材面５ａの表面状態の違いによって光の反射方向が異なることで生じる輝度の差（研削面４が白色、母材面５ａが黒色）から研削面４の幅Ｗを認識し、この研削面幅Ｗがビード幅よりもある程度（例えば１０ｍｍ以上）広くなれば（ビード周辺の母材面５ａも若干削られた状態）、研削面４が母材面５ａにほぼ面一になったものとして、仕上げ研削が完了したと判断する。
【００４３】
以上のことから、本実施の形態に係る研削装置によれば、溶接ビード１の形状や位置を検出することで溶接ビード１の粗研削から仕上げ研削までを自動的に行うことができる。このため、研削作業に手間がかからず作業効率が向上する。
【００４４】
また、砥石径の変化（へたり）ΔＤｆを求めることができるため、砥石１３の交換時期を適切に判断することができ、砥石径がある径以下になったときにグラインダ８を自動停止させることもできる。
【００４５】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態と共に具体的に説明したように、本発明の研削装置は、グラインダと、前記グラインダに備えたモータで駆動される走行、左右、上下、傾斜の位置決め軸と、前記位置決め軸を駆動するモータドライバと、前記グラインダに搭載した第１のＣＣＤカメラ、第２のＣＣＤカメラ、レーザスリット光源及び照明光源と、前記モータドライバを制御することにより前記グラインダを制御する制御手段とを有し、
前記レーザスリット光源は溶接ビードに対して上方からレーザスリット光を照射することにより前記溶接ビードの表面及びその近傍の母材面に光切断線を生成し、前記第１のＣＣＤカメラは斜め上方から前記光切断線を撮像し、前記制御手段は前記グラインダの押付力に応じて変化する前記グラインダの負荷電流又はロードセルの検出値をフィードバックして前記グラインダの押付力が適正押付力になるように前記グラインダの押付力制御を行うように構成すると共に、
前記制御手段では、
前記第１のＣＣＤカメラと前記レーザスリット光源とに基づく光切断法により、前記溶接ビードの断面形状から画像処理により前記溶接ビードの前記母材面からの高さや幅を求め、また、研削中の前記溶接ビードの高さの変化を前記溶接ビードの高さ方向のうねりとして捕らえ、更に、前記溶接ビードの幅方向の中心又はエッジの左右位置の変化を左右方向のうねりとして捕らえると共に、
前記第２のＣＣＤカメラと前記照明光源とに基づく陰影法により、前記溶接ビードの研削面幅を求めてこの研削面幅が前記溶接ビードの幅よりも大きくなったら仕上げ研削が完了したと判断し、または、前記溶接ビードの段差によって生じる影が無くなれば仕上げ研削が完了したと判断するよう構成し、
且つ、前記制御手段では、研削スタート時に前記グラインダを前記溶接ビードにタッチさせ設定押付力になったときの画面上の前記母材面における光切断線の第１の位置と、前記溶接ビードの幅方向の中央点の前記母材面からの高さＢＨ１とを求め、２層目以降も、前記グラインダを前記溶接ビードにタッチさせ設定押付力になったときの画面上の前記母材面における光切断線の第２の位置と、前記溶接ビードの幅方向の中央点の前記母材面からの高さＢＨ２とを求めて、前記溶接ビードの高さＢＨ１，ＢＨ２に基づき、ΔＨｇ＝ＢＨ１−ＢＨ２の式から前記溶接ビードの研削量ΔＨｇを求め、研削量や砥石径の変化に伴い前記グラインダとともに前記第１のＣＣＤカメラの位置が低くなって前記第１のＣＣＤカメラが前記母材面に近づくことにより生じる前記第１の位置と前記第２の位置の前記画面上のずれである前記光切断線の位置ずれΔＹを求め、この光切断線の位置ずれΔＹと前記溶接ビードの研削量ΔＨｇとに基づき、ΔＧｆ＝ΔＹ−ΔＨｇの式から砥石のへたりΔＧｆを求め、且つ、前記制御手段によって制御する前記グラインダの砥石の前記溶接ビードの長手方向に対する角度が初期と２層目以降とで同一の場合には前記角度をαとすると、この角度αと前記砥石のへたりΔＧｆとに基づき、ΔＤｆ＝ΔＧｆ／ＳＩＮ（α）の式から砥石径のへたりΔＤｆを求め、前記角度が初期と２層目以降とで異なる場合には、初期の新品時の砥石接点を中心に回転させた前記角度をβとすると、この角度βと前記砥石のへたりΔＧｆとに基づき、ΔＤｆ＝ΔＧｆ／ＳＩＮ（β）の式から砥石径のへたりΔＤｆを求めるように構成したことを特徴とする。
【００４６】
従って、本発明の研削装置によれば、溶接ビードの形状や位置を検出することで溶接ビードの粗研削から仕上げ研削までを自動的に行うことができる。このため、研削作業に手間がかからず作業効率が向上する。
【００４８】
また、本発明の研削装置によれば、砥石径の変化（へたり）を求めることができるため、砥石の交換時期を適切に判断することができ、砥石径がある径以下になったときにグラインダを自動停止させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る研削装置の全体構成図である。
【図２】前記研削装置の光切断法による溶接ビード形状検出図である。
【図３】前記研削装置の光切断法による溶接ビード位置ずれ検出図である。
【図４】前記研削装置のグラインダに装着した砥石径の変化（摩耗量）の検出方法を示す説明図である。
【図５】前記研削装置のグラインダに装着した砥石径の変化（摩耗量）の検出方法を示す説明図である。
【図６】前記研削装置の陰影法構成図である。
【図７】前記研削装置の陰影法状態図である。
【符号の説明】
１  溶接ビード
２，６  ＣＣＤカメラ
３  レーザスリット光源
４  研削面
５  母材
５ａ  母材面
７  照明光源
８  グラインダ
９  ＴＶモニタ
１０  コンピュータ
１１  モータドライバ
１２  動作パターン
１３  砥石
１４  光切断線
１５  ビード端点
１６  ビード中央点
１７  誘導ピッチ
１８  切り込み深さ
１９  画面中央
２０  支持棒
２１  レーザスリット光
２２  照明光
２３  段差部
２４  影
【図１】
0003631897.tif 000002
【図２】
0003631897.tif 000003
【図３】
0003631897.tif 000004
【図４】
0003631897.tif 000005
【図５】
0003631897.tif 000006
【図６】
0003631897.tif 000007
【図７】
0003631897.tif 000008