(57)【要約】【課題】バリ除去の精度向上と生産性向上を図る。【解決手段】グラインダにてワーク２００の表面を研削する研削装置１であって、ワーク２００を搬送する搬入コンベア２と、基準ワークに対するワーク２００の変位量を計測する計測装置４と、グラインダを所定の軌跡になぞって移動してワーク２００の表面のバリを除去する研削ロボット６Ａ〜６Ｄと、研削ロボット６Ａ〜６Ｄによる研削の際にワーク２００を支持する支持装置５と、バリ除去後のワーク２００を搬出する搬出コンベア７と、ワーク２００を計測装置４や支持装置５や搬出コンベア７に移送する移送ロボット３と、を備え、計測装置４により、個々のワーク２００について基準ワークに対する変位量を計測し、グラインダの移動軌跡を個々のワーク２００の変位量分だけ補正を行い、補正された軌跡になぞってグラインダを移動させてワーク２００のバリを除去する。【選択図】図１
2009142928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削ツールにてワークの表面を研削する研削装置であって、
基準ワークに対する個々のワークの変位量を計測する計測装置と、
前記研削ツールを所定の軌跡になぞって移動させる研削ロボットと、
前記計測装置により計測した個々のワークの変位量に基づいて個々のワークに対する前記軌跡を補正する制御装置と、
を備えることを特徴とする研削装置。
【請求項２】
研削ツールを所定の軌跡になぞって移動させてワークの表面を研削する研削方法であって、
個々のワークについて基準ワークに対する変位量を計測し、前記軌跡に対して個々のワーク毎に前記変位量分の補正を行い、個々のワーク毎に補正された軌跡になぞって前記研削ツールを移動させて個々のワークの表面を研削することを特徴とする研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ワークの表面に生じたバリ等を研削する研削方法と研削装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワークの表面に生じたバリを除去する研削装置には、ワークの仕上がり上の寸法誤差によるバリ取りへの悪影響（バリの取り残しや母材の研削など）を回避するために、研削ツールの進行方向前方をセンサで走査して被研削部（バリ）の位置、大きさ、高さの情報を取得し、この情報に基づいて、研削ツールを保持したロボットを制御し、適正な切り込み量の研削を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、研削ツールによるバリ取りの本研削に先立って、ワークを初期研削し、この初期研削時に母材とバリを撮影し、画像処理によって初期研削で生じた熱の伝播に基づく温度分布を計測し、この温度分布に基づいてバリの大きさ等を認識し、このバリ情報に基づいてワークを本研削する研削方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】実開昭６１−１４４９４９号公報
【特許文献２】特開平９−７０７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の研削装置では、センサを平面的に走査させているため、バリが生じている部分の母材が複雑な形状をしている場合には対応することができず、また、研削ツールの進行方向前方をセンサで走査しながらロボットの動きを補正する制御を行うので、処理時間が長くなり、生産性が低いという課題がある。
【０００５】
また、特許文献２に記載の研削方法では、母材とバリの形状が類似している場合はバリの認識が困難であるという課題がある。また、画像処理により温度分布を計測しているため、高速処理が困難で、生産性が低いという課題がある。
そこで、この発明は、生産性に優れた研削方法および研削装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この出願に係る発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
請求項１に係る発明は、研削ツール（例えば、後述する実施例におけるグラインダ１１１）にてワーク（例えば、後述する実施例におけるワーク２００）の表面を研削する研削装置（例えば、後述する実施例における研削装置１）であって、基準ワークに対する個々のワークの変位量を計測する計測装置（例えば、後述する実施例における計測装置４）と、前記研削ツールを所定の軌跡になぞって移動させる研削ロボット（例えば、後述する実施例における研削ロボット６Ａ〜６Ｄ）と、前記計測装置により計測した個々のワークの変位量に基づいて個々のワークに対する前記軌跡を補正する制御装置（例えば、後述する実施例におけるステップＳ１０６）と、を備えることを特徴とする研削装置である。
このように構成することにより、個々のワーク毎に計測した変位量に基づいて、研削ツールがなぞるべき軌跡を個々のワーク毎に補正することができるので、個々のワークの表面に生じているバリだけを確実に除去することができる。
また、計測装置による変位量の計測処理と、研削ロボットによる研削ツールでの研削処理は、順次連続して行うことができるので、生産性が向上する。
【０００７】
請求項２に係る発明は、研削ツール（例えば、後述する実施例におけるグラインダ１１１）を所定の軌跡になぞって移動させてワーク（例えば、後述する実施例におけるワーク２００）の表面を研削する研削方法であって、個々のワークについて基準ワークに対する変位量を計測し、前記軌跡に対して個々のワーク毎に前記変位量分の補正を行い、個々のワーク毎に補正された軌跡になぞって前記研削ツールを移動させて個々のワークの表面を研削することを特徴とする研削方法である。
このように構成することにより、個々のワーク毎に計測した変位量に基づいて、研削ツールがなぞるべき軌跡を個々のワーク毎に補正することができるので、個々のワークの表面に生じているバリだけを確実に除去することができる。
また、個々のワークの変位量の計測処理と、個々のワークに対する研削処理は、順次連続して行うことができるので、生産性が向上する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、ワークの表面に生じているバリだけ確実に除去することができるとともに、ワークの母材が研削されるのを防止することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明によれば、ワークの表面に生じているバリだけ確実に除去することができるとともに、ワークの母材が研削されるのを防止することができる。また、生産性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明に係る研削方法と研削装置の実施例を図１から図１３の図面を参照して説明する。なお、この実施例は、車両用エンジンの吸排気弁を作動させるカムシャフトを鋳造した際に、図１２に示すようにカムシャフト２００のパーティングラインに生じたバリ２１０を除去する研削装置の態様である。
【００１１】
図１から図３の図面に示すように、研削装置１は、共通ベース９の上に設置された搬入コンベア２、移送ロボット３、計測装置４、支持装置５、研削ロボット６Ａ〜６Ｄ、搬出コンベア７、を備えている。ここで、説明の都合上、水平面内における方向を図１に示すＸ方向、Ｙ方向と定義し、さらに、図１において紙面左側をＸ方向における手前側、紙面右側をＸ方向における奧側と定義する。
【００１２】
搬入コンベア２と搬出コンベア７は搬送方向をＸ方向として並んで配置されており、いずれもＸ方向奥側の部分を共通ベース９上に設置され、Ｘ方向手前側は共通ベース９の外に配置されている。また、搬入コンベア２の搬送方向はＸ方向手前側から奥側とされ、搬出コンベア７の搬送方向はＸ方向奥側から手前側とされている。計測装置４は、その長手方向をＹ方向に沿わせ、搬入コンベア２および搬出コンベア７よりもＸ方向奥側に隣接して配置されている。移送ロボット３は、計測装置４よりもＸ方向奥側に隣接して配置されている。支持装置５は、その長手方向をＸ方向に沿わせ、移送ロボット３よりもＸ方向奥側に隣接して配置されている。研削ロボット６Ａ〜６Ｄは、支持装置５を挟んでその両側に２基ずつ、それぞれ互いにＸ方向に離間して配置されている。
【００１３】
搬入コンベア２は電動モータにより駆動され、鋳造後のカムシャフト（以下、ワークと言うこともある）２００を１本ずつその軸心を水平姿勢に保持しながら、Ｘ方向手前側から奥側へと搬送する。搬入コンベア２の終端側所定位置に搬送されたワーク２００は、移送ロボット３によって計測装置４に移送される。
【００１４】
移送ロボット３は、共通ベース９の上に設置され水平面内３６０度回転可能な回転テーブル１１を備え、この回転テーブル１１にロボットアーム１２が上下方向に回転可能に支持され、さらにロボットアーム１２の先端にロボットハンドユニット１３が上下方向に回転可能且つ進退動可能に取り付けられている。ロボットハンドユニット１３の先端にはロボットハンド１４，１４が開閉可能に設けられており、このロボットハンド１４，１４でワーク２００を掴み、回転テーブル１１を回転させたり、ロボットアーム１２を回転させたり、ロボットハンドユニット１３を回転および進退動させることにより、ワーク２００を所望の位置に移送することができる。なお、移送ロボット３は電動モータや電動アクチュエータ等により駆動される。
【００１５】
計測装置４は、ワーク２００の全長と、ワーク２００の軸方向所定位置における径方向の曲がり（変位量）を計測する装置である。軸状のワーク２００であるカムシャフトは、鋳造後の全長は鋳造条件や周囲の環境等で許容寸法内の伸縮や曲がりが発生する。そのため、後述するティーチングロボットである研削ロボット６Ａ〜６Ｄによってワーク２００のパーティングラインに生じたバリ２１０を除去する場合に、伸縮や曲がりのない基準ワークに対する軌跡になぞって研削ロボット６Ａ〜６Ｄのグラインダを移動させると、バリ２１０のみを正確に除去することができない。そこで、この研削装置１では、個々のワーク２００の基準ワークに対する変位量分だけ、研削ロボット６Ａ〜６Ｄのグラインダの移動軌跡を補正することにより、バリ２１０のみを正確に除去することができるようにする。計測装置４は、この補正量を算出するための基礎データを取得する装置である。
【００１６】
計測装置４は、図４に示すように、共通ベース９に固定され図１におけるＸ方向に細長く延びるテーブル２０と、テーブル２０の上に固定され長手方向を図１におけるＸ方向に沿って延ばすガイドレール２１と、ガイドレール２１に嵌合し所定位置に位置決め固定された複数のワーク受け台２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃと複数のワーク確認センサ２３Ａ，２３Ｂと左右１対のチャック装置２４，２５と、複数の変位量計測装置２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃと、を備えている。
【００１７】
ワーク受け台２２Ａ〜２２Ｃは、移送ロボット３によって搬送されたワーク２００を受け取り、ワーク２００の軸心を図１におけるＹ方向且つ水平姿勢にして支持するものであり、 ワーク２００の軸方向に所定の間隔で配置されている。ワーク受け台２２Ａ〜２２Ｃは、ガイドレール２１に固定されたアクチュエータ２７に、ワーク２００を受けるワーク受部２８が昇降可能に支持されて構成されている。ワーク受部２８は例えば上部に断面Ｖ字形の溝を有し、該溝内にワーク２００を収容することでワーク２００が位置決めされるように構成されている。
【００１８】
ワーク確認センサ２３Ａ，２３Ｂは、ワーク２００がワーク受け台２２Ａ〜２２Ｃによって支持された状態にあるか否か、すなわちワーク２００が所定の位置にセットされているか否かを検出するためのものであり、ガイドレール２１に固定された支持脚部３０の上端にセンサ（例えば光電センサ）３１が取り付けられている。
一方のチャック装置２４は図４においてガイドレール２１の右端部に配置されており、他方のチャック装置２５は図４においてガイドレール２１の左端部に配置されている。
【００１９】
右側のチャック装置２４は、ガイドレール２１に固定された支持ブロック３５と、支持ブロック３５の上面に設けられたスライドレール３６にスライド可能に支持されたチャックユニット４０とを備えている。チャックユニット４０の基台４１はスライドレール３６にスライド可能に取り付けられており、アクチュエータ４２によって左側のチャック装置２５に接近離反する方向へ移動せしめられる。基台４１にはチャック本体４３が回転可能に取り付けられている、チャック本体４３の先端部には、ワーク２００の右端部を把持するためのチャック４４が取り付けられており、このチャック４４が径方向に拡縮することにより、ワーク２００の右端部をチャック４４で把持したり、チャック４４から離脱させることができる。また、支持ブロック３５には、チャック本体４３の退避時の定位置（以下、原位置という）を検出する近接スイッチ４５が取り付けられている。
【００２０】
左側のチャック装置２５は、ガイドレール２１に固定された支持ブロック４７と、支持ブロック４７の上面に設けられたスライドレール４８にスライド可能に支持されたチャックユニット５０とを備えている。チャックユニット５０の基台５１はスライドレール４８にスライド可能に取り付けられており、アクチュエータ５２によって右側のチャック装置２４に接近離反する方向へ移動せしめられる。基台５１にはチャック本体５３が回転可能に取り付けられており、チャック本体５３は、基台５１に固定された電動モータ５７によってベルト５８を介して回転駆動せしめられる。チャック本体５３の先端部には、ワーク２００の左端部を把持するためのチャック５４が取り付けられており、このチャック５４が径方向に拡縮することにより、ワーク２００の左端部をチャック５４で把持したり、チャック５４から離脱させることができる。また、支持ブロック４７には、チャック本体５３の退避時の定位置（以下、原位置という）を検出する近接スイッチ５５が取り付けられている。
この左右のチャック装置２４，２５によってワーク２００の両端部を把持し、電動モータ５７を運転することによって、ワーク２００を回転することができる。
【００２１】
変位量計測装置２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃは、チャック装置２４，２５によって支持されたワーク２００に対して、軸方向に互いに離間する所定位置に配置されている。変位量計測装置２６Ａ〜２６Ｃの構成は同一であるので、以下の説明では変位量計測装置２６Ａについて説明し、他の変位量計測装置２６Ｂ，２６Ｃの説明は省略する。
【００２２】
図５に示すように、変位量計測装置２６Ａは、ガイドレール２１に固定されたスタンド６１の上部に、支軸６２を中心にして上下方向に回動可能に支持された揺動アーム６３を備えている。揺動アーム６３の一端部には接触子６４が固定されており、接触子６４の上面６４ａは、ワーク２００の軸方向に沿う幅を狭く形成されるとともに、仕上げ精度の高い平滑面に形成されている。ワーク２００の曲がりを計測するときに、接触子６４の上面６４ａが、チャック装置２４，２５によって支持されたワーク２００における円筒部（例えばカムシャフトのジャ−ナル部）２０１の外周面に当接することができるように、変位量計測装置２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃの設置位置および揺動アーム６３の長さ等が予め設定されている。
【００２３】
揺動アーム６３の他端部は、スプリング６５を介して、スタンド６１の下部に固定されたポスト６６に連結されており、スプリング６５の引っ張り力によって揺動アーム６３の他端部を下方に付勢している。これにより、揺動アーム６３の一端部に設けられた接触子６４が上方に付勢されることとなり、ワーク２００の曲がりを計測するときに、接触子６４の上面６４ａをワーク２００の円筒部２０１から離反させないようにすることができ、ワーク２００を回転させたときに接触子６４の上面６４ａをワーク２００の円筒部２０１に対して相対摺動させることができる。
【００２４】
また、変位量計測装置２６Ａは、スタンド６１と平行に配置された接触式の変位センサ６７を備えている。変位センサ６７は、その先端部６７ａが揺動アーム６３において支軸６２とスプリング６５の取付部との間の下部に接触するように、本体部６７ｂがスタンド６１に設けた取付部材６８を貫通しセットボルト（図示略）により取付部材６８に固定されている。なお、本体部６７ｂの下部はポスト６６に設けられた孔に遊挿されている。変位センサ６７の先端部６７ａは本体部６７ｂから突出する方向へ付勢されて本体部６７ｂに対して進退動可能に取り付けられており、変位センサ６７はこの先端部６７ａの変位量を計測する。
【００２５】
ワーク２００の円筒部２０１が偏心している場合には、チャック装置２４，２５で支持したワーク２００を回転させると、円筒部２０１の外周面を相対摺動する接触子６４が上下方向に変位する結果、揺動アーム６３が支軸６２を中心に揺動し、これに伴って変位センサ６７の先端部６７ａが上下方向に変位する。この変位センサ６７の変位量を計測することにより、ワーク２００の径方向の変位量を計測することができる。
【００２６】
ここで、計測装置４におけるワーク２００の計測手順を説明する。なお、以下の動作は図示しない電子制御装置によって自動制御される。
初めに、ワーク２００を受け入れる前の計測装置４の状態を説明すると、両チャック装置２４，２５はワーク２００の受け入れの邪魔にならないように原位置まで退避しており（図４において実線で示す位置）、ワーク受け台２２Ａ〜２２Ｃはワーク２００の受け入れを許容する位置まで上昇している。また、左側のチャック装置２５のチャック５４は閉じており、右側のチャック装置２４のチャック４４は開いている。
【００２７】
この状態において、移送ロボット３がワーク２００を搬入コンベア２から計測装置４に搬送し、ワーク受け台２２Ａ〜２２Ｃのワーク受部２８の上に載置する。ワーク受部２８に載置されたワーク２００の軸中心は、チャック装置２４，２５のチャック４４，５４のほぼ中心になるように予め設定されている。なお、ワーク受け台２２Ａ〜２２Ｃのワーク受部２８の上にワーク２００を載置すると、変位量計測装置２６Ａ〜２６Ｃの各接触子６４の上面６４ａがそれぞれ対応するワーク２００の円筒部２０１に接触する。
【００２８】
次に、右側のチャック装置２４のアクチュエータ４２が作動してチャック本体４３を左方へ移動させる。そして、チャック４４が、ワーク２００の右端部に形成されたフランジ部２０２に突き当たったときにアクチュエータ４２が作動を停止して、チャック本体４３を停止し、チャック４４を閉じ動作させることによって、ワーク２００の右端を把持する。また、アクチュエータ４２の移動量に基づいてチャック本体４３の原位置からの移動距離が計測される。
【００２９】
次に、左側のチャック装置２５のアクチュエータ５２が作動してチャック本体５３を右方へ移動させる。そして、チャック５４の先端面がワーク２００の左端面２０３に当接したときにアクチュエータ５２が停止し、チャック本体５３を停止する。このときにアクチュエータ５２の移動量に基づいてチャック本体５３の原位置からの移動距離が計測される。チャック本体４３，５３の原位置は予めわかっているので、チャック本体４３の原位置からの移動距離とチャック本体５３の原位置からの移動距離を計測することにより、ワーク２００の全長を算出することができる。
【００３０】
次に、左側のチャック装置２５のチャック５４を一旦開き、その状態で再びアクチュエータ５２が作動してチャック本体５３を所定寸法だけ（図４において二点鎖線で示す位置まで）右方へ移動させた後に、チャック５４を閉じ動作させることによって、ワーク２００の左端部を把持する。
次に、ワーク受け台２２Ａ〜２２Ｃのワーク受部２８を下降して退避させ、ワーク２００を回転させたときにワーク受部２８がワーク２００と干渉しないようにする。
【００３１】
次に、電動モータ５７を運転して、ワーク２００を予め設定されたワーク２００における周方向の基準位置まで回転する。なお、前記基準位置は図示しないセンサにより検出される。
さらに、電動モータ５７を運転して、ワーク２００を前記基準位置から１回転させながら、変位量計測装置２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃによってそれぞれの部位における径方向の変位量を計測する。
計測後、電動モータ５７を停止し、ワーク受け台２２Ａ〜２２Ｃのワーク受部２８を上昇させ、両チャック装置２４，２５のチャック４４，５４を開いてワーク２００をワーク受部２８の上に載置した後に、両チャック装置２４，２５を原位置まで退避させる。
【００３２】
この後、図示しない電子制御装置が、ワーク２００の全長寸法および径方向の変位量の計測結果に基づいて、ワーク２００の全長に亘ってバリ発生部における径方向の変位量を推定算出する。この変位量の推定算出は、ワーク２００が全長に亘って肉厚の極端に異なる部位がないことから、鋳造後にワーク２００が均等に伸縮するものと考えられることに基づいて行い、計測された個々のワーク２００の全長と基準ワークの全長との比率に基づいて、個々のワーク２００の軸方向各部位における径方向の変位量を算出する。ここで、基準ワークとは鋳造後に伸縮や曲がりが生じない基準寸法通りに製造された場合のワークをいう。
【００３３】
また、計測後、ワーク２００は移送ロボット３によって計測装置４から支持装置５に移送される。
支持装置５は、研削ロボット６Ａ〜６Ｄによってワーク２００のバリ２１０を除去するときにワーク２００を移動不能に保持するものであり、図１に示すように、支持装置５はワーク２００をその軸心をＸ方向且つ水平姿勢にして支持する。
図２、図３に示すように、支持装置５は、共通ベース９の上に設置された架台７０の上に設けられている。
【００３４】
図７、図８に示すように、支持装置５は、架台７０の上に固定されたワーク受け台７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃと、ワーク下押さえ７３と、ワーク上押さえ７４とを備えている。
ワーク受け台７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃは、ワーク２００の軸方向に所定の間隔で配置されており、それぞれワーク２００の左端部、中間部、右端部を下側から受けて支持するように構成されている。ワーク受け台７２Ａ〜７２Ｃは、スタンド７５の上端にワーク２００を受ける受部７６が取り付けられて構成されている。また、ワーク受け台７２Ｃの上端にはワーク位置決め部材７７が固定されており、このワーク位置決め部材７７にワーク２００のフランジ部２０２の左側端面を突き当てることによって、ワーク２００を軸方向に位置決めすることができるようになっている。
【００３５】
ワーク下押さえ７３は、ワーク受け台７２Ｃの左側に隣接して配置されており、ワーク位置決め部材７７に隣接した位置でワーク２００を下側から受ける押さえ板７８を備え、この押さえ板７８を昇降するアクチュエータ７９が架台７０に固定されている。
【００３６】
ワーク上押さえ７４は、ワーク受け台７２Ｃの右側に設置されたスタンド８０を備えている。スタンド８０の中間部には、ピストンをワーク２００に対して接近離反させるアクチュエータ８１が固定されており、アクチュエータ８１のピストンの先端にはストップピン８２が固定されている。このストップピン８２はアクチュエータ８１の作動により、ワーク受け台７２Ａ〜７２Ｃによって支持されたワーク２００の右端面２０４に当接離反可能である。
【００３７】
スタンド８０の上端部からアーム８３が水平姿勢で左方（ワーク受け台７２Ａに接近する方向）へ延びており、このアーム８３に２つのアクチュエータ８４，８５が取り付けられている。アクチュエータ８４，８５はいずれもワーク２００の所定部位を上側から押さえる押さえ部材８６，８７を昇降するものである。押さえ部材８６はワーク下押さえ７３の押さえ板７８のほぼ真上に配置されていて、押さえ板７８と協働してワーク２００におけるフランジ部２０２の近傍を挟持可能である。また、押さえ部材８７はワーク受け台７２Ｂ，７２Ｃの間に配置されており、ワーク２００を上側から押さえ付けることが可能である。
【００３８】
ここで、支持装置５の動作を説明する。なお、以下の動作は図示しない電子制御装置によって自動制御される。
移送ロボット３によって計測装置４から移送されたワーク２００は、受け台７２Ａ〜７２Ｃのワーク受部７６の上に載置されるが、その際にワーク２００のフランジ部２０２がワーク受け台７２Ｃのワーク受部７６とワーク位置決め部材７７との間に配置され、また、ワーク２００のバリ２１０が水平面上に位置するようにセットされる。
【００３９】
次に、アクチュエータ８１を作動させてストップピン８２をワーク２００の右端面２０４に当接させ、さらにアクチュエータ８１によりワーク２００を左方へ押動して、ワーク２００のフランジ部２０２をワーク位置決め部材７７に当接させて軸方向の位置決めを行う。
次に、アクチュエータ７９，８４，８５を作動させて、押さえ板７８を上昇させるとともに、押さえ部材８６，８７を下降させて、ワーク２００を回動不能および軸方向移動不能に支持する。
【００４０】
この状態で研削ロボット６Ａ〜６Ｄを作動することによって、ワーク２００のバリ２１０を除去する。バリ除去後に、押さえ板７８を下降させるとともに、押さえ部材８６，８７を上昇させ、ストップピン８２を退避させることにより、ワーク２００を支持装置５から移動可能にする。
【００４１】
前述したように、研削ロボット６Ａ〜６Ｄは、支持装置５を挟んでその両側に２基ずつ配置されており、支持装置５で支持されたワーク２００の図７における左側略半分に生じたバリ２１０を研削ロボット６Ａ，６Ｃで除去し、同ワーク２００の図７における右側略半分に生じたバリ２１０を研削ロボット６Ｂ，６Ｄで除去することができるように配置されている。
【００４２】
研削ロボット６Ａ〜６Ｄは、後述するグラインダ１１１の研削刃１５４を、予め記憶しておいた軌跡になぞって移動する所謂ティーチングロボットであり、鋳造後に伸縮や曲がりが生じない基準寸法通りに製造された場合のワークを基準ワークとして、この基準ワークのバリ２１０を除去するときのグラインダ１１１の軌跡が基準軌跡として記憶されている。
【００４３】
研削ロボット６Ａ〜６Ｄはいずれも基本構成は同一であり、基準軌跡を異にするだけであるので、以下の説明では研削ロボット６Ａについて説明し、他の研削ロボット６Ｂ〜６Ｄの説明は省略する。
【００４４】
図３に示すように、研削ロボット６Ａは、共通ベース９の上に設置された架台１００の上に設けられている。架台１００には研削ロボット６Ａの基台１０１が固定されており、この基台１０１にアーム支持部１０２が図１においてＸ方向（支持装置５に支持されたワーク２００の軸方向）へ移動可能に取り付けられている。アーム支持部１０２は図示しないアクチュエータによって移動せしめることができるように構成されている。
【００４５】
アーム支持部１０２には第１アーム１０３が上下方向に回動可能に設けられ、第１アーム１０３の先端に第２アーム１０４が上下方向に回動可能に設けられている。
第２アーム１０４には、グラインダ装置１１０が第２アーム１０４の先端部外面に沿って移動可能に取り付けられている。
【００４６】
図９から図１１に示すように、グラインダ装置１１０は、第２アーム１０４の先端部外面に沿って移動する移動基台１０５に取り付けられており、移動基台１０５に固定されたベース１１２と、ベース１１２にスライドレール１１３を介して図１におけるＸ方向（支持装置５に支持されたワーク２００の軸方向）に移動可能に吊り下げられた第１フロート１１４と、第１フロート１１４にスライドレール１１５を介して図１におけるＹ方向（支持装置５に支持されたワーク２００の軸方向と直交する方向）に移動可能に吊り下げられた第２フロート１１６と、第２フロート１１６に吊り下げ固定されたグラインダ１１１と、を備えて構成されている。
【００４７】
第１フロート１１４の両端部には起立壁１１７，１１８が起立して設けられ、起立壁１１７には位置決めボルト１１９が螺合し、ロックナット１２０により移動不能に固定され、起立壁１１８にはスプリング支持ボルト１２１が螺合し、ロックナット１２２により固定されている。この位置決めボルト１１９とスプリング支持ボルト１２１との間にベース１１２が配置されていて、スプリング支持ボルト１２１に固定されたスプリング受け板１２３とベース１１２との間に設けられたスプリング１２４によって、ベース１１２が位置決めボルト１１９に接近する方向へ付勢され、これによりベース１１２が位置決めボルト１１９の先端に押しつけられている。
【００４８】
また、第２フロート１１６の両端部には起立壁１３７，１３８が起立して設けられ、起立壁１３７には位置決めボルト１３９が螺合し、ロックナット１４０により移動不能に固定され、起立壁１３８にはスプリング支持ボルト１４１が螺合し、ロックナット１４２により固定されている。この位置決めボルト１３９とスプリング支持ボルト１４１との間に第１フロート１１４が配置されていて、スプリング支持ボルト１４１に固定されたスプリング受け板１４３と第１フロート１１４との間に設けられたスプリング１４４によって、第１フロート１１４が位置決めボルト１３９に接近する方向へ付勢され、これにより第１フロート１１４が位置決めボルト１３９の先端に押しつけられている。
【００４９】
さらに、第２フロート１１６の両端部からはグラインダ取り付け部１５１，１５２が設けられており、このグラインダ取り付け部１５１，１５２によってグラインダ１１１が所定の角度姿勢に取り付けられている。グラインダ１１１は一般的なグラインダと同じであるので詳細な説明は省略するが、本体部１５３に内蔵された電動モータによって円板状の研削刃１５４が回転駆動され、研削刃１５４の外周面でワーク２００のバリ２１０を研削することができるようになっている。なお、研削刃１５４はその面内方向を鉛直方向に設定されている。
そして、グラインダ１１１による研削工程に入る際に、第１アーム１０３と第２アーム１０４が所定に動作し、図３、図８、図１２に示すように、グラインダ１１１の研削刃１５４をワーク２００の側方に位置させる。
【００５０】
また、第２フロート１１６には、グラインダ１１１に対する過負荷を検出するための近接スイッチ１５５が、第１フロート１１４の起立壁１１７に対向する位置に、ブラケット１２５を介して設置されている。近接スイッチ１５５はグラインダ１１１に対する負荷が正常であるときにはＯＮとなるように設置されている。
【００５１】
研削刃１５４は、第２フロート１１６のスプリング１４４の弾発力によってワーク２００に対して所定の圧力で押圧するように設定されているが、ワーク２００のバリ２１０の高さが大きい場合には過負荷状態となり、グラインダ１１１がワーク２００から通常以上の押圧力を受け、その結果、第２フロート１１６がスプリング１４４に抗して後方（図９において右方）に押されて変位する。このとき、第１フロート１１４はスライドレール１１３を介してベース１１２に連係されているため第２フロート１１６と同方向には変位することができない。そのため、近接スイッチ１５５と第１フロート１１４の起立壁１１７との距離が広がり、近接スイッチ１５５はＯＦＦとなる。これにより、研削刃１５４に対する過負荷を検出することができる。
【００５２】
近接スイッチ１５５のＯＦＦが検出されたときには、グラインダ１１１が過負荷状態であるので、このときには、グラインダ１１１の研削刃１５４の回転数は変更せずに、グラインダ１１１の送り速度（すなわち、研削ロボット６Ａ〜６Ｄの移動速度）を遅くする制御を行う。
【００５３】
なお、研削ロボット６Ａにおける研削刃１５４の軌跡をなぞる移動は、基台１０１に対するアーム支持部１０２の移動と、第２アーム１０４の回転により行われる。
バリ２１０を除去されたワーク２００は、移送ロボット３により支持装置５から搬出コンベア７に移送される。
搬出コンベア７は電動モータにより駆動され、ワーク２００をその軸心を水平姿勢に保持しながら、図１においてＸ方向奥側から手前側へと搬送する。
【００５４】
次に、研削装置１によるワーク２００のバリ除去手順を図１３のフローチャートに従って説明する。なお、このフローチャートに示されるバリ除去処理は、図示しない電子制御装置により自動的に行われる。
【００５５】
まず、ステップＳ１０１において、搬入コンベア２によりワーク２００を１つずつ搬入する。
次に、ステップＳ１０２に進み、搬入コンベア２の終端部に移送されたワーク２００を、移送ロボット３により計測装置４に移送し、計測装置４にセットする。
次に、ステップＳ１０３に進み、計測装置４によりワーク２００の全長および径方向の変位量を計測する。ワーク２００の計測装置４へのセット手順、ワーク２００の全長および径方向の変位量の計測手順については前述の通りであるので、ここでの説明は省略する。
【００５６】
次に、ステップＳ１０４に進み、ワーク２００の全長に亘ってバリ発生部における径方向の変位量を推定算出する。この変位量の推定算出は、前述したように鋳造後にワーク２００が均等に伸縮するという前提で、計測されたワーク２００の全長と基準ワークの全長との比率に基づいて、個々のワーク２００の軸方向各部位における径方向の変位量を推定算出する。
【００５７】
次に、ステップＳ１０５に進み、計測終了後のワーク２００を、移送ロボット３により計測装置４から支持装置５に移送し、支持装置５にセットする。ワーク２００の支持装置５へのセット手順は前述した通りであるので、ここでの説明は省略する。
次に、ステップＳ１０６に進み、ステップＳ１０４において推定算出した変位量に応じて、研削ロボット６Ａ〜６Ｄの移動軌跡を補正する。
【００５８】
次に、ステップＳ１０７に進み、研削ロボット６Ａ〜６Ｄを、ステップＳ１０６において補正した移動軌跡になぞらせて移動しながら、グラインダ１１１の研削刃１５４でワーク２００のバリ２１０を研削して除去する。
次に、ステップＳ１０８に進み、バリ除去完了後のワーク２００を、移送ロボットにより支持装置５から搬送コンベア７に移送し、搬送コンベア７で搬出して、一連のバリ除去処理を終了する。
【００５９】
このように、この研削装置１および研削方法によれば、研削ロボット６Ａ〜６Ｄによるバリ研削前に、個々のワーク毎に変位量を計測し、計測した変位量に基づいて個々のワーク２００毎にグラインダ１１１がなぞるべき軌跡を補正するので、ワーク２００の母材形状に倣った研削が可能となり、バリ２１０のみを確実に除去することができ、過度な研削を回避することができるとともに、バリ２１０の除去不良をなくすことができる。
【００６０】
なお、グラインダ１１１の研削刃１５４の摩耗分を考慮して移動軌跡を補正すると、さらにバリ除去精度を高めることができる。
また、研削ロボット６Ａ〜６Ｄによりバリ除去処理を行っている間に、次のワーク２００に対して計測装置４により変位量の計測処理を行うことができるので、生産性が向上する。
【００６１】
〔他の実施例〕
なお、この発明は前述した実施例に限られるものではない。
例えば、前述した実施例ではワークの変位量を計測する際に、軸方向の３カ所について変位量を計測したが、変位量の計測箇所は３カ所に限るものではなく、軸方向の少なくとも複数箇所を計測すれば、ワークの軸方向全長に亘る変位量を推定算出可能である。ただし、変位量の測定箇所が多いほど推定精度が高くなるので好ましい。
また、前述した実施例では、効率の関係で複数の研削ロボットを設けて作業を分割したが、研削ロボットは１台でも実施可能である。
また、ワークはカムシャフトに限るものではなく、種々の加工品に適用可能である。
また、研削ツールはグラインダに限るものではなく、種々のツールを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明に係る研削装置の実施例における平面図である。
【図２】前記研削装置の正面図である。
【図３】前記研削装置の側面図である。
【図４】前記研削装置における計測装置の正面図である。
【図５】前記計測装置の要部を拡大して示す側面図である。
【図６】前記計測装置の要部を拡大して示す正面図である。
【図７】前記研削装置における支持装置の正面図である。
【図８】前記支持装置の側面図である。
【図９】前記研削装置における研削ロボットの要部を拡大して示す正面図である。
【図１０】研削ロボットの要部平面図である。
【図１１】研削ロボットの要部側面図である。
【図１２】ワークに生じるバリを説明する図である。
【図１３】バリ除去処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１  研削装置
４  計測装置
６Ａ〜６Ｄ  研削ロボット
１７７  グラインダ（研削ツール）
２００  カムシャフト（ワーク）
Ｓ１０６  制御装置
【図１】
2009142928.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009142928.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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