專利名稱：金屬研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)和自動(dòng)替換方法
作為汽車用的燈具構(gòu)件的燈具本體和前面透鏡等合成樹(shù)脂制品一般都是用金屬模成形，本發(fā)明涉及金屬研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)和自動(dòng)替換方法，而上述這種研磨裝置正是用來(lái)對(duì)成形燈具本體和前面透鏡等合成樹(shù)脂制品的金屬模(它的成形面和襯墊面)進(jìn)行研磨的。
在制造用于成形燈具本體或前面透鏡等合成樹(shù)脂制品的金屬模時(shí)，先用切削或鍛造工藝把金屬模加工成規(guī)定的形狀；接著用電火花加工對(duì)金屬模的成形面或襯墊面進(jìn)行加工；最后用研磨工具把成形面或襯墊面精加工成鏡面。雖然用研磨工具的研磨工序有時(shí)是用人手進(jìn)行的，但是要把被加工面精加工成平滑面則需要熟練的技藝，而且作業(yè)的時(shí)間會(huì)變得相當(dāng)長(zhǎng)，因此最近企圖通過(guò)引入研磨加工用的機(jī)械手來(lái)得到高精度的研磨和縮短研磨工序時(shí)間。
即、把研磨工具裝在研磨加工用的機(jī)械手臂(它的前端心軸)上，將正在回轉(zhuǎn)的研磨工具按壓在金屬模的被研磨面上，同時(shí)沿被研磨面行進(jìn)，由此對(duì)被研磨面進(jìn)行研磨。
預(yù)先準(zhǔn)備多種研磨工具，這些研磨工具的顆粒表面粗糙度是從粗目到細(xì)目各不相同的，按照從粗目到細(xì)目的順序依次替換裝在臂(前端的心軸)上的研磨工具而進(jìn)行研磨作業(yè)。
但是，由于在上述以前的研磨工序中是用手工把研磨工具裝到研磨加工用的機(jī)械手前端部所設(shè)置的心軸上或從其上卸下的(即用手工進(jìn)行研磨工具的替換)，因?yàn)樵谔鎿Q研磨工具時(shí)就將研磨工序中斷，僅此就會(huì)使工序的時(shí)間加長(zhǎng)。
而且，由于在研磨工具替換中必需進(jìn)行這樣的作業(yè)，即用緊固件(彈簧筒夾機(jī)構(gòu))把研磨工具連接到研磨加工用的機(jī)械手的臂前端部(心軸)上，在替換研磨工具時(shí)，使用板手將緊固件(彈簧筒夾機(jī)構(gòu))放松、將用過(guò)的研磨工具從臂前端部(心軸)卸下后，把新的研磨工具安裝到臂前端部(心軸)上，將緊固件(彈簧筒夾機(jī)構(gòu))緊固，因而在研磨工具的替換中所花費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，而且使研磨工序拉長(zhǎng)。
為了替換研磨工具，作業(yè)人員必須中斷其他還在繼續(xù)中的作業(yè)，而且進(jìn)行研磨工具替換的主要人員不在場(chǎng)就不能進(jìn)行研磨工序，用手工替換研磨工具是使金屬模制造中生產(chǎn)效率降低的主要原因。
本發(fā)明是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題而作出的，其目的是提供一種能自動(dòng)進(jìn)行研磨工具替換的金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)和自動(dòng)替換方法。
為了達(dá)到上述目的而作出的本發(fā)明第一方面的金屬模研磨裝置是使裝在心軸上并與心軸成一體地回轉(zhuǎn)的研磨工具一邊壓在金屬模的被研磨面上、一邊沿被研磨面行進(jìn)地研磨被研磨面的，上述心軸是設(shè)置在金屬模研磨加工用的多軸機(jī)械手的臂上的，所述金屬模研模裝置的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為在上述心軸的前端部設(shè)置有左右一對(duì)水平系緊銷從垂直桿突出的T字形的工具夾，這垂直桿是與心軸同軸地形成一體的；在上述研磨工具上設(shè)置著一對(duì)能容許上述水平系緊銷從上方壓入結(jié)合并能向上方強(qiáng)行拉出的切口；在固定被研磨的金屬模的金屬模放置區(qū)域附近設(shè)有將多個(gè)研磨工具切口向上地按規(guī)定間隔配置的工具存放處和具有水平狹縫的工具脫離臺(tái)，該狹縫的幅度比上述工具夾的垂直桿的外徑大，但是比研磨工具的外徑?。煌ㄟ^(guò)將水平系緊銷從上方壓入到工具存放處上的現(xiàn)定的研磨工具的切口里，將研磨工具裝到工具夾上，通過(guò)使水平系緊銷從工具脫離臺(tái)的水平狹縫的下方向上方地通過(guò)而使研磨工具與工具夾脫離。
通過(guò)使多軸機(jī)械手的臂從工具存放處的規(guī)定的研磨工具上方降下，將工具夾的水平系緊銷壓入到研磨工具的切口里面將研磨工具裝到工具夾上；為使工具夾的水平系緊銷從工具脫離臺(tái)的水平狹縫的下方向上方地通過(guò)而使多軸機(jī)械手的臂上升，由此將水平系緊銷從切口強(qiáng)行拉出，使研磨工具與工具夾脫離，因而能用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)自動(dòng)地將研磨工具裝到工具夾上、和使其自動(dòng)地與工具夾脫離。
本發(fā)明第二方面的裝置在本發(fā)明第一方面所述的金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)中，使上述T字形工具夾的設(shè)有水平系緊銷的T字橫棒狀部借助銷能相對(duì)于垂直桿傾斜地連接，在上述水平系緊銷和研磨工具的切口相結(jié)合的狀態(tài)下，工具來(lái)和切口協(xié)動(dòng)而構(gòu)成萬(wàn)向接頭。
由于研磨工具是借助由工具夾和切口構(gòu)成的萬(wàn)向接頭而與心軸相連接，因而能總是追隨被研磨面的形狀。
本發(fā)明第三方面的裝置是在本發(fā)明第一或第二方面所述的金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)中，使上述研磨工具由圓筒形合成樹(shù)脂制研磨構(gòu)件保持環(huán)構(gòu)成，它把研磨構(gòu)件保持在下端部、并在側(cè)壁上相對(duì)向地形成上述切口；在上述切口的系緊銷被壓入側(cè)形成幅度比系緊銷的外徑還狹窄的捆緊部，而且將上述捆緊部的系緊銷導(dǎo)入部形成V字形。
在合成樹(shù)脂制的研磨構(gòu)件保持環(huán)中，捆緊部能隨著水平系緊銷壓入到切口里或者從切口強(qiáng)行地拉出而沿?cái)U(kuò)張方向彈性變形，從而能使水平系緊銷平滑地壓入到切口里，并能平滑地從切口脫出。
V字形的系緊銷導(dǎo)入部能容易地使水平系緊銷沿著導(dǎo)向切口的方向滑動(dòng)，從而能容易地將水平系緊銷壓入到切口里，而且能容易地使水平系緊銷沿著從切口逸脫方向滑動(dòng)，從而能容易地將水平系緊銷與切口脫離。
本發(fā)明第四方面的裝置是在本發(fā)明第一～第三方面之任意一項(xiàng)所述的金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)中，上述工具夾是用緊固件與心軸連接成一體的，在上述緊固件的外筒部的外周面上設(shè)置著一對(duì)與水平系緊銷相對(duì)應(yīng)的倒角部，它們是用于檢測(cè)工具夾的周向定位的。
由于設(shè)置在緊固件外筒部的外周面上的倒角部是和水平系緊銷對(duì)應(yīng)的，因而通過(guò)使這倒角部與工具脫離臺(tái)的水平狹縫和工具存放處上的研磨工具的切口相對(duì)應(yīng)地將工具夾定位，就能使水平系緊銷處于與工具脫離臺(tái)的水平狹縫和工具存放處上的研磨工具的切口相對(duì)應(yīng)的位置。
本發(fā)明第五方面的裝置是在本發(fā)明第一～第四方面之任意一項(xiàng)所述的金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)中，使上述工具脫離臺(tái)的水平狹縫沿著狹縫縱長(zhǎng)方向地傾斜，以便在水平系緊銷從水平狹縫的下方向上方通過(guò)時(shí)，一對(duì)水平系緊銷具有時(shí)間差地通過(guò)水平狹縫。
由于水平系緊銷與研磨工具的切口相嚙合，當(dāng)其向上方通過(guò)水平狹縫時(shí)，寬度比水平狹縫大的研磨工具與狹縫側(cè)緣部相碰而不能向上方移動(dòng)，因而就將水平系緊銷從切口強(qiáng)行拉出，使研磨工具和工具夾脫離。特別是由于水平狹縫是沿狹縫縱長(zhǎng)方向傾斜地延伸的，因而一對(duì)水平系緊銷是一個(gè)一個(gè)地依次通過(guò)水平狹縫，即，水平系緊銷是一個(gè)一個(gè)地從切口被強(qiáng)行地拉出。這樣，作用在左右各個(gè)水平系緊銷上的強(qiáng)行拉力就比水平狹縫是水平地延伸、而且將一對(duì)水平系緊銷同時(shí)從切口強(qiáng)行拉出時(shí)作用在左右各個(gè)水平系緊銷上的強(qiáng)行拉力大，因此各個(gè)水平系緊銷的強(qiáng)行拉出能平滑地進(jìn)行。
本發(fā)明第六方面的金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換方法，在使裝在金屬模研磨加工用多軸機(jī)械手的臂前端上并與臂內(nèi)的心軸成一體地回轉(zhuǎn)的研磨工具一邊壓在金屬模的被研磨面上、一邊沿被研磨面行進(jìn)地研磨被研磨面的金屬模研磨裝置中。
上述心軸的前端部設(shè)置具有左右一對(duì)水平系緊銷從垂直桿突出的T字形工具夾，這垂直桿是與心軸同軸地形成一體的；在上述研磨工具上設(shè)置一對(duì)能容許上術(shù)水平系緊銷從上方壓入結(jié)合并能向上方強(qiáng)行拉出的切口；在固定被研磨的金屬模的金屬模放置區(qū)域附近、設(shè)置使多個(gè)研磨工具切口向上地按規(guī)定間隔配置的工具存放處和具有水平狹縫的工具脫離臺(tái)，其中水平狹縫的寬度比所述工具夾的垂直桿的外徑大而比研磨工具的外徑??；使水平系緊銷從上述工具脫離臺(tái)的水平狹縫的下方向上方地通過(guò)，由此把使用過(guò)的研磨工具與工具夾脫離，此后把水平系緊銷從上述工具存放處的規(guī)定的研磨工具的上方壓入到切口里，由此把新的研磨工具裝到工具夾上。
由于在工具脫離臺(tái)上使臂上升、將使用過(guò)的研磨工具與工具夾脫離之后，在工具存放處使臂下降而將新的研磨工具裝到工具夾上，因而研磨工具的替換能自動(dòng)地進(jìn)行。
本發(fā)明第七方面的方法是在本發(fā)明第六方面所述的金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換方法中，用緊固件將上述工具夾與心軸連接成一體，在上述緊固件的外筒部的外周面上設(shè)置一對(duì)與水平系緊銷相對(duì)應(yīng)的工具夾周向定位檢測(cè)用的倒角部，在上述研磨工具脫離工序之前，以上述緊固件的外筒部切斷定位檢測(cè)用的光傳感器的光路之規(guī)定方式使心軸間歇地轉(zhuǎn)動(dòng)，將工具夾周向定位成倒角不切斷上述光路的規(guī)定位置(水平系緊銷處于與工具脫離臺(tái)的水平狹縫和工具存放處的研磨工具的切口相對(duì)應(yīng)的位置)。
一旦使心軸(緊固件)間歇地轉(zhuǎn)動(dòng)則每次使心軸(緊固件)靜止時(shí)，緊固件的倒角部的位置就沿周向變化。這樣，在光傳感器的光路被緊固件的外筒部外周面切斷的形態(tài)(光傳感器的光束被緊固件的外筒部外周面擋開(kāi)的形態(tài))下，使心軸(緊固件)間歇地轉(zhuǎn)動(dòng)，將工具夾(水平系緊銷)周向定位成倒角部處于不會(huì)切斷光傳感器的光路的位置(不會(huì)擋開(kāi)光傳感器的光束的位置)，由此就能把水平系緊銷定位在與工具脫離臺(tái)的水平狹縫和工具存放處上的研磨工具的切口相對(duì)應(yīng)的位置上。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明如下

圖1是表示作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的金屬模研磨裝置的整體結(jié)構(gòu)的立體圖；圖2是表示用在上述裝置中的金屬模研磨加工用的多軸機(jī)械手的立體圖；圖3是設(shè)置在上述機(jī)械手臂上的心軸周邊結(jié)構(gòu)的斷面圖；圖4是說(shuō)明金屬模研磨工序中的研磨工具的動(dòng)作的圖；圖5是表示被研磨面(曲面)上的相對(duì)于金屬模研磨加工用的多軸機(jī)械手的指示點(diǎn)的立體圖；圖6A、圖6B是表示研磨工具在被研磨面(曲面)上的動(dòng)作的立體圖；圖7是表示被研磨(平面)上的相對(duì)于金屬模研磨加工用的多軸機(jī)械手的指示點(diǎn)的立體圖；圖8A、圖8B是表示研磨工具在被研磨面(平面)上的動(dòng)作的立體圖；圖9是工具夾和研磨工具的立體圖；圖10是表示設(shè)置在研磨工具上的切口的圖；圖11是表示研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)的立體圖；圖12A是研磨工具脫離工序的說(shuō)明圖(表示研磨工具的一側(cè)就要碰到水平切縫側(cè)緣部之前的狀態(tài)的斷面圖)；圖12B是研磨工具脫離工序的說(shuō)明圖(表示研磨工具的一側(cè)碰到水平切縫側(cè)緣部、研磨工具傾斜到水平桿最大傾斜位置的狀態(tài)的斷面圖)；圖12C是研磨工具脫離工序的說(shuō)明圖(表示一側(cè)的水平系緊銷從切口脫離、另一系緊銷也要從切口脫離之前的狀態(tài)的斷面圖)；圖13是說(shuō)明水平系緊銷的周向定位檢測(cè)機(jī)構(gòu)的作用的圖；圖14是說(shuō)明機(jī)械手的臂前端的環(huán)形夾的動(dòng)作的立體圖；圖15是表示研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)的從研磨工具脫離工序直到安裝工序的流程圖。
下面，參照著附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1～圖15示出了本發(fā)明的一實(shí)施例，圖1是表示作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的金屬模研磨裝置的整體結(jié)構(gòu)的立體圖；圖2是表示用在上述裝置中的金屬模研磨加工用的多軸機(jī)械手的立體圖；圖3是設(shè)置在上述機(jī)械手臂上的心軸周邊結(jié)構(gòu)的斷面圖；圖4是說(shuō)明金屬模研磨工序中的研磨工具的動(dòng)作的圖；圖5是表示被研磨面(曲面)上的相對(duì)于金屬模研磨加工用的多軸機(jī)械手的指示點(diǎn)的立體圖；圖6A、圖6B是表示研磨工具在被研磨面(曲面)上的動(dòng)作的立體圖；圖7是表示被研磨(平面)上的相對(duì)于金屬模研磨加工用的多軸機(jī)械手的指示點(diǎn)的立體圖；圖8A、圖8B是表示研磨工具在被研磨面(平面)上的動(dòng)作的立體圖；圖9是工具夾和研磨工具的立體圖；圖10是表示設(shè)置在研磨工具上的切口的圖；圖11是表示研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)的立體圖；圖12A是研磨工具脫離工序的說(shuō)明圖(表示研磨工具的一側(cè)就要碰到水平切縫側(cè)緣部之前的狀態(tài)的斷面圖)；圖12B是研磨工具脫離工序的說(shuō)明圖(表示研磨工具的一側(cè)碰到水平切縫側(cè)緣部、研磨工具傾斜到水平桿最大傾斜位置的狀態(tài)的斷面圖)；圖12C是研磨工具脫離工序的說(shuō)明圖(表示一側(cè)的水平系緊銷從切口脫離、另一系緊銷也要從切口脫離之前的狀態(tài)的斷面圖)；圖13是說(shuō)明水平系緊銷的周向定位檢測(cè)機(jī)構(gòu)的作用的圖；圖14是說(shuō)明機(jī)械手的臂前端的環(huán)形夾的動(dòng)作的立體圖；圖15是表示研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)的從研磨工具脫離工序直到安裝工序的流程圖。
在這些附圖中，金屬模研磨裝置的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由下列構(gòu)件組成上面設(shè)置著金屬模放置區(qū)域12的機(jī)架10、將基端部固定在機(jī)架10上的金屬模研磨加工用的多軸機(jī)械手20、固定在機(jī)架10的前面?zhèn)炔⒃O(shè)有電源開(kāi)關(guān)、起動(dòng)開(kāi)關(guān)、停止開(kāi)關(guān)、復(fù)位開(kāi)關(guān)等的機(jī)械手控制用的控制器13、設(shè)置在機(jī)架10上的金屬模放置區(qū)域12附近的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)40。
如圖2所示，機(jī)械手20由額定輸出功率為譬如80W以下的6軸控制機(jī)械手構(gòu)成，其臂的前腕22能分別圍繞著第一肘節(jié)間軸(P軸)、第二肘節(jié)間軸(T軸)T、肘彎軸(E)軸，肩軸(S軸)和腰軸(W軸)而轉(zhuǎn)動(dòng)，而且與臂的前腕22成一體的氣動(dòng)軸24的心軸25能圍繞著肘滾軸(R軸)回轉(zhuǎn)。
而且氣動(dòng)軸24的心軸25能由裝在其中的氣動(dòng)馬達(dá)的作用而回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，并且由氣缸26的作用使心軸25靠向軸向前方，由此使裝在心軸25上的研磨工具35以一定壓力壓接在金屬模的被研磨面上，對(duì)被研磨面進(jìn)行研磨。另外，心軸25的轉(zhuǎn)速和沿軸向的靠接力可分別由設(shè)置在機(jī)械手20附近的氣動(dòng)馬達(dá)用的調(diào)節(jié)器14、氣缸用的調(diào)節(jié)器16加以調(diào)整。
即、在控制器13，如圖5、圖6A、圖6B中的符號(hào)A～F和圖7、圖8A、圖8B中的符號(hào)A～D所示，金屬模60的被研磨面62(參照?qǐng)D4)上，作為機(jī)械手20的臂的前腕22行進(jìn)基準(zhǔn)點(diǎn)的指示點(diǎn)由小型計(jì)算機(jī)18輸入，支承在臂前腕22上的研磨工具35在壓接在金屬模60的被研磨面62上的狀態(tài)下，被控制成讓該研磨工具35依次通過(guò)指示點(diǎn)。
圖4～圖6A、圖6B和圖7、圖8A、圖8B分別表示金屬模的被研磨面是曲面的情況和金屬模的被研磨面是平面的情況，圖6A、圖8A表示使研磨工具沿縱向行進(jìn)的狀態(tài)，圖6B、圖8B表示使研磨工具沿橫向行走的狀態(tài)。而且如圖4所示、裝在氣動(dòng)軸24的心軸25上的研磨工具35是將心軸25保持成與被研磨面62垂直的狀態(tài)下，在曲面狀的被研磨面62上、從點(diǎn)A到點(diǎn)B沿直線移動(dòng)，但是，由氣缸26的作用而靠向軸向前方的研磨工具35總是保持在與被研磨面62壓接的狀態(tài)下而行進(jìn)的。
氣動(dòng)軸24的心軸25的前端部如圖3所放大顯示地從支承在臂的前腕22上的心軸殼體24a呈中空?qǐng)A筒狀地向前方突出，楔形彈簧筒夾27被容納在向前方突出的圓筒部25a內(nèi)，圓筒部25a的外周面上形成有陽(yáng)螺紋25b，而且與內(nèi)周面形成有陰螺紋28a的圓筒狀系緊螺母28擰緊，把構(gòu)成研磨工具夾的環(huán)形夾30(的垂直桿31)把持成一體。即、心軸25的向前方突出圓筒部25a和楔形彈簧筒夾27以及系緊螺母28做成作為結(jié)合件的彈簧筒夾機(jī)構(gòu)26，由它將環(huán)形夾30(的垂直桿31)與心軸25連接成一體。
環(huán)形夾30如圖3、圖9、圖10、圖12A、圖12B、圖12C所示，圓形斷面的細(xì)長(zhǎng)垂直桿31的前端部被形成叉形，在這叉形前端31a上、矩形斷面的短的水平桿32被做成相對(duì)垂直桿31能傾斜地由銷連接的T字形(參照?qǐng)D12A、圖12B、圖12C)。在水平桿32的兩端分別設(shè)置著圓形斷面的水平系緊銷33、33。圖12A、圖12B、圖12C中的符號(hào)34表示將水平桿32連接到垂直桿的前端部31a上的連接銷，水平桿32(水平系緊銷33)能相對(duì)于垂直桿31傾斜±θ2角。
在作為緊固件的緊固螺母28的外周面上，如圖9、圖13所示，形成一對(duì)相對(duì)向的倒角部28a、28a，它們用于檢測(cè)環(huán)形夾的周向定位，使水平桿32(水平系緊銷33、33)沿周向處于與倒角部28a、28a相對(duì)應(yīng)的位置地用彈簧筒夾機(jī)構(gòu)26將環(huán)形夾30與心軸25連接成一體。
另一方面，研磨工具35的結(jié)構(gòu)則如圖9、圖10、圖12A、圖12B、圖12C所示，借助合成樹(shù)脂制的基板39a將圓盤狀的研磨構(gòu)件39與做成圓筒形的合成樹(shù)脂制的研磨構(gòu)件保持環(huán)36的下端部粘接成一體，在保持環(huán)36的側(cè)壁上設(shè)置著一對(duì)切口37，它們?cè)试S環(huán)形夾30的水平系緊銷33從上方壓入結(jié)合，并允許將其強(qiáng)行向上拉拔。
即，在切口37上的系緊銷被壓入側(cè)形成捆緊部38，它的幅度d2比系緊銷33的外徑d1狹窄(即d2＜d1)，由這捆緊部38防止與切口37結(jié)合的系緊銷33的脫出，使研磨工具35處于裝在環(huán)形夾30上的狀態(tài)。但做成隨著水平系緊銷33壓入到切口37里或者從切口37強(qiáng)行撥出，捆緊部38能向擴(kuò)大方向彈性變形，使水平系緊銷38能平滑地壓入到切口37里或從切口37平滑地脫出。
捆緊部38的系緊銷導(dǎo)入部38a做成V字形，這個(gè)V字形的系緊銷導(dǎo)入部38a能使壓入的水平系緊銷33沿著導(dǎo)引到切口37里的方向滑動(dòng)，使水平系緊銷3容易壓入到切口37里；而且能使從切口37中拔出的水平系緊銷33沿著逃脫方向滑動(dòng)，具有使水平系緊銷33容易從切口37脫出的作用。
由于在水平系緊銷33處于與研磨工具35的切口37相結(jié)合的狀態(tài)下，水平桿32(系緊銷33)能相對(duì)于垂直桿31上下地傾斜，而且能相對(duì)于切口37相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，因而環(huán)形夾30和切口37就協(xié)同地構(gòu)成萬(wàn)向接頭J(參照?qǐng)D3)。
研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)40主要由下列構(gòu)件組成設(shè)置在金屬模研磨裝置的機(jī)架10的右側(cè)角、如圖11所示地使切口37朝上、將多個(gè)研磨工具35沿左右方向(從機(jī)架10的正面?zhèn)瓤吹降淖笥曳较?等間隔地配置的作為工具存放處的工具臺(tái)41；具有幅度做成比環(huán)形夾30的垂直桿31(的叉狀前端部31a)的外徑大但比研磨工具35(保持環(huán)36)的外徑小的水平縫隙47的工具脫離臺(tái)45；作為檢測(cè)環(huán)形夾30在周向上定位的定位檢測(cè)機(jī)構(gòu)的一對(duì)發(fā)光、受光傳感器48、49。
在工具臺(tái)41上沿左右方向等間隔地設(shè)有13個(gè)工具容納孔42，除了左右方向中央(從左起第7個(gè)孔)的孔42外，在左右各6個(gè)孔42中分別容納著研磨工具35(35A～35F,35A′～35F′)。這時(shí)，右邊一半的研磨工具35(35A′～35F′)是備用的研磨工具，它在左邊一半的研磨工具35(35A～35F)不能裝到環(huán)形夾30上的場(chǎng)合下的使用。
在各個(gè)工具容納孔42的周緣部都附設(shè)著一對(duì)標(biāo)記43、43，用來(lái)表示被容納在孔42中的研磨工具35的一對(duì)切口37、37的位置，使切口37和上述標(biāo)記43一致地將所有的研磨工具35容納在孔里。
接著用發(fā)光、受光傳感器48、49將水平系緊銷33定位成與標(biāo)記43(切口37)相對(duì)應(yīng)，使這樣定位了的環(huán)形夾30從規(guī)定的研磨工具5的上方降下，經(jīng)過(guò)將水平系緊銷33壓入并結(jié)合到切口37里，就能把研磨工具35裝到環(huán)形夾30上。
雖然研磨工具35無(wú)論哪一個(gè)都是同樣大小，但其研磨作用各自不同，在研磨工具組35A～35F和研磨工具組35A′～35F′中，越往左側(cè)的研磨工具，其研磨構(gòu)件39的目越粗，越往右側(cè)的研磨工具，其研磨構(gòu)件39的目越細(xì)。即、從左側(cè)到右側(cè)依次地使研磨作用減小地排列研磨工具35，在研磨工具35A和35A′、35B和35B′、35C和35C′……等各組具有相同的研磨作用情況下，研磨工具組35A～35F和備用研磨工具組35A′～35F′相對(duì)應(yīng)。把工具臺(tái)41上的研磨工具35A～35F從左側(cè)依次裝到環(huán)形夾30上而加以使用，就能由此將金屬模的被研磨面一直磨削成鏡面。
工具脫離臺(tái)45由設(shè)有水平狹縫47的梯形狀箱形座46構(gòu)成，上述狹縫47是與工具臺(tái)41的縱長(zhǎng)方向相垂直地延伸(與一對(duì)標(biāo)記43、43的連接線的方向L1相平行地延伸)的；裝有研磨工具35的環(huán)形夾30在水平狹縫47向上方橫切地通過(guò)時(shí)，由狹縫側(cè)緣部47a將研磨工具35摘落。即，使裝著研磨工具35的將水平系緊銷33與水平狹縫47平行地定位的環(huán)形夾30從水平狹縫47向上方通過(guò)時(shí)，由于幅度比水平狹縫47的狹縫幅度大的研磨工具35碰到狹縫側(cè)緣部47a而不能向上方移動(dòng)，因而使水平系緊銷33從切口37處被強(qiáng)行拉拔，能使研磨工具35從環(huán)形夾30脫離。
另外，水平狹縫47是前方較低、后方較高地傾斜，如圖12A、圖12B、圖12C所示，這個(gè)傾斜角θ1比水平桿32相對(duì)于垂直桿31的最大傾斜角θ2還大。因此在環(huán)形夾30向上方橫切過(guò)水平狹縫47地通過(guò)時(shí)，一對(duì)水平系緊銷33中的每一個(gè)依次通過(guò)水平狹縫47，將水平系緊銷33中的每一個(gè)從切口37中強(qiáng)行地拉出。這樣，作用在各個(gè)水平系緊銷35上的強(qiáng)行拉力比水平狹縫水平地延伸、而且一對(duì)水平系緊銷同時(shí)從切口強(qiáng)行拉出時(shí)作用在各個(gè)水平系緊銷上作用的強(qiáng)行拉力大，因此用較小的力就可將研磨工具35與環(huán)形夾30脫開(kāi)，研磨工具脫開(kāi)時(shí)作用在機(jī)械手上的反作用力也就較小。
下面，參照?qǐng)D12A、圖12B、圖12C來(lái)說(shuō)明裝著研磨工具35的環(huán)形夾30通過(guò)水平狹縫47時(shí)，從環(huán)形夾30脫離的情況。
當(dāng)環(huán)形夾30從水平狹縫47的下方向上方上升時(shí)，如圖12A所示，研磨工具35(保持環(huán)36)的一側(cè)與水平狹縫側(cè)緣部47a相碰。接著，隨著環(huán)形夾30的上升，如圖12A的空白拉拔箭頭所示，由水平狹縫側(cè)緣部47a的作用，將研磨工具35(保持環(huán)36)的一側(cè)壓向下方，如圖12B所示地將研磨工具35化斜到相對(duì)于垂直桿31而言、水平桿32的傾斜變得困難的萬(wàn)向接頭J的最大傾斜位置。當(dāng)環(huán)形夾30進(jìn)一步上升時(shí)，如圖12C所示，隨著環(huán)形環(huán)30的上升，一側(cè)的水平系緊銷33從切口37中被強(qiáng)行地拉出，接著，另一側(cè)的水平系緊銷33也從切口37被強(qiáng)行拉出，使研磨工具35與環(huán)形夾30脫開(kāi)。
作為環(huán)形夾定位檢測(cè)機(jī)構(gòu)一對(duì)發(fā)光、受光傳感器48、49左右對(duì)向地配置在工具脫離臺(tái)45和工具臺(tái)41的附近，發(fā)光、受光傳感器48、49之間的光束的光路L與工具脫離臺(tái)45的水平狹縫47的延伸方向以及工具臺(tái)41的一對(duì)標(biāo)記43、43形成方向(與容納在工具臺(tái)41上的研磨工具35的一對(duì)切口37、37相對(duì)應(yīng)的方向)L1相垂直。
而且如圖13所示，使緊固螺母28的外周面切斷發(fā)光、受光傳感器48、49的光束的光路L地使環(huán)形夾30處于鉛直位置，使氣動(dòng)軸24(心軸25)間歇地轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖13的虛線所示，可使倒角部28a與光路L平行而處于不切斷光束的周向一定位置(即水平系緊銷33的延伸方向與工具脫離臺(tái)45的水平狹縫47的延伸方向及對(duì)應(yīng)于工具臺(tái)41的工具容納孔42周緣的標(biāo)記43的方向L1相平行的位置)地將環(huán)形夾30(水平系緊銷33)定位在周方向上。
即、如圖13的實(shí)線所示，在緊固螺母28的外周面切斷發(fā)光傳感器48的光束的光路L的狀態(tài)(即緊固螺母28的外周面擋開(kāi)發(fā)光傳感器48的光束的狀態(tài))下，在使心軸25(緊固螺母28)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每當(dāng)心軸25靜止時(shí)，緊固螺母28的倒角部28a的位置就沿周向發(fā)生變化。而且如圖13虛線所示，在倒角部28a處在不切斷光路L的位置時(shí)(即緊固螺母28的外周面不擋開(kāi)發(fā)光傳感器48的光束時(shí))，水平系緊銷33處于與工具脫離臺(tái)45的水平狹縫47及工具臺(tái)41的工具容納孔42周緣的標(biāo)記43相對(duì)應(yīng)的位置。
因此，通過(guò)使心軸25(緊固螺母28)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)到受光傳感器49能接收到從發(fā)光傳感器48發(fā)出的光束為止，就能將環(huán)形夾30(水平系緊銷33)周向定位，從而把水平系緊銷33定位在與工具脫離臺(tái)45的水平狹縫47或工具臺(tái)41的研磨工具的切口37相對(duì)應(yīng)的位置上。
然后，由發(fā)光、受光傳感器48、49定位了的環(huán)形夾30在工具脫離臺(tái)45上，讓使用過(guò)的研磨工具35脫離，接著在工具臺(tái)41上把新的研磨工具35裝上。
符號(hào)50是設(shè)置在工具脫離臺(tái)45附近的水平桿調(diào)整臺(tái)，在工具脫離工序之后、工具安裝工序之前，將環(huán)形夾30的前端部從上方壓緊在水平桿調(diào)整臺(tái)50的上端面52上，由此就能將水平桿32(水平系緊銷33)矯正成水平。
即，在工具脫離工序，有時(shí)因強(qiáng)行拉拔水平系緊銷33，使水平桿32(水平系緊銷33)保持在相對(duì)于水平而傾斜的狀態(tài)，當(dāng)在達(dá)樣狀態(tài)下進(jìn)行工具安裝工序時(shí)，就有不能使水平系緊銷33與研磨工具的切口37很好結(jié)合的可能。因此，使用水平桿調(diào)整臺(tái)50將水平桿32(水平系緊銷33)矯正成水平，從而能將水平系緊銷33在工具安裝工序順利地壓入到研磨工具35的切口37里。
圖14表示機(jī)械手的臂前端的環(huán)形夾之動(dòng)作，圖中的P1～P14表示機(jī)械手的臂的移動(dòng)點(diǎn)。這各個(gè)移動(dòng)點(diǎn)P1～P14由計(jì)算機(jī)18輸入，記憶在控制器13里。
P1是作為研磨工具替換工序開(kāi)始或結(jié)束的基準(zhǔn)點(diǎn)的工具替換開(kāi)始·結(jié)束點(diǎn)，P2是光傳感器檢測(cè)接近點(diǎn)、處在光傳感器48、49的光束的光路L的正上方。P3是在光傳感器檢測(cè)接近點(diǎn)P2正下方的工具接近確認(rèn)點(diǎn)，用于確認(rèn)緊固螺母28的中心到達(dá)光傳感器48、49的光束的光路L上、機(jī)械手的臂(環(huán)形夾)正確地進(jìn)入到工具替換工序的規(guī)定位置。
P4是從工具接近確認(rèn)點(diǎn)P3向前方水平移動(dòng)規(guī)定量(約相當(dāng)于緊固螺母28的半徑)、形成緊固螺母28的外周面切斷光傳感器48、49的光束的光路L之狀態(tài)(參照?qǐng)D13)的工具定位點(diǎn)，可間歇地轉(zhuǎn)動(dòng)氣動(dòng)軸24(心軸25)而使環(huán)形夾30(水平系緊銷33)周向定位。
P5是位于工具定位點(diǎn)P4前方的工具脫離第一接近點(diǎn)，P6是與工具脫離臺(tái)45的水平狹縫47的入口正對(duì)的工具脫離第二接近點(diǎn)，環(huán)形夾30的垂直桿31和水平狹縫47正對(duì)。P7是與工具脫離臺(tái)45的水平狹縫47的入口相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，裝在環(huán)形夾30上的研磨工具35處于水平狹縫47下方的位置。P8是與水平狹縫47的出口相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)、通過(guò)將環(huán)形夾30從這位置向正上方上升，就能借助水平狹縫側(cè)緣部47a將研磨工具35摘下，使其與環(huán)形夾30脫開(kāi)。
P9是水平桿修正第一接近點(diǎn)，P10是水平桿調(diào)整臺(tái)50正上方的水平桿修正第二接近點(diǎn)，從這第二接近點(diǎn)P10開(kāi)始使臂下降到水平桿修正點(diǎn)P11，將環(huán)形夾30前端部壓接在水平桿調(diào)整臺(tái)50上、將水平桿32(水平系緊銷33)矯正成水平。
P12是與工具臺(tái)41相接近的工具安裝接近點(diǎn)，P13(P13a、P13b、P13c、P13d、P13e、P13f)是工具安裝點(diǎn)，P13(P13a、P13b、P13c、P13d、P13e、P13f′)是備用工具安裝點(diǎn)。
P14是處于光傳感器檢測(cè)接近點(diǎn)P2的正下方的工具安裝確認(rèn)點(diǎn)，用來(lái)確認(rèn)環(huán)形夾30上所裝的研磨工具35進(jìn)入到光傳感器48、49的光束的光路L上、確實(shí)裝有研磨工具35。這個(gè)工具安裝確認(rèn)點(diǎn)P14是處在工具接近確認(rèn)點(diǎn)P2稍稍上方的位置上。
這樣，按照從P1→P2→P3→…P11→P12→P13→P2→P14→P2→P1的順序依次移動(dòng)機(jī)械手的臂(上所支承的環(huán)形夾30)，就能使裝在環(huán)形夾30上的使用過(guò)的工具脫離，而且能將新的工具裝到環(huán)形夾30上。
下面，參照?qǐng)D15說(shuō)明研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)40的工具替換處理的流程。
首先，在步驟S1，使將使用過(guò)的研磨工具裝在環(huán)形夾30上的臂移動(dòng)到工具替換開(kāi)始·結(jié)束點(diǎn)P1。接著，在步驟S2使臂經(jīng)過(guò)光傳感器檢測(cè)接近點(diǎn)P2而移動(dòng)到工具接近確認(rèn)點(diǎn)P3、由光傳感器48、49判別臂(環(huán)形夾)是否正確地進(jìn)入到工具替換工序的規(guī)定位置，若是YES，則進(jìn)行步驟S3、使臂移動(dòng)到工具定位點(diǎn)P4，此后進(jìn)行步驟S4。
另一方面，在步驟S2若判別為NO(即在光傳感器48、49不能確認(rèn)臂存在時(shí))，則進(jìn)行步驟S16，臨時(shí)停止臂的驅(qū)動(dòng)。然后在步驟S17使臂的姿勢(shì)沿前后、上下、左右移動(dòng)規(guī)定量，在步驟S18使臂再開(kāi)始驅(qū)動(dòng)，經(jīng)步驟S2而進(jìn)行步驟S4。
在步驟S4，使氣動(dòng)軸24(心軸25)轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定量，在步驟S5，由光傳感器48、49判別緊固件28的倒角部28a是否處在合適位置上。即在步驟S4和S5、使氣動(dòng)軸24間歇地轉(zhuǎn)動(dòng)到受光傳感器49成為接受從發(fā)光傳感器48發(fā)出的光束的狀態(tài)，由此將環(huán)形夾30(的水平系緊銷33)沿周向定位。在步驟S5若判別為YES(定位好)，則進(jìn)行步驟S6，使臂經(jīng)過(guò)工具脫離第一接近點(diǎn)P5而到工具脫離第二接近點(diǎn)P6。接著，進(jìn)行步驟S7，在工具脫離臺(tái)41上使研磨工具35脫離。即、使裝著研磨工具35的環(huán)形夾30從入口對(duì)應(yīng)點(diǎn)P7進(jìn)入工具脫離臺(tái)41內(nèi)，從水平狹縫出口對(duì)應(yīng)點(diǎn)P8向正上方上升，由此使研磨工具35與環(huán)形夾30脫離。
接著進(jìn)行步驟S8，使臂經(jīng)水平桿修正第一接近點(diǎn)P9而移動(dòng)到水平桿修正第二接近點(diǎn)P10。進(jìn)而在步驟S9，借助使臂下降，使環(huán)形夾30的前端部壓接在水平桿調(diào)整臺(tái)50上，將水平桿32(水平系緊銷33)矯正成水平。
接著，在步驟S10使臂移動(dòng)到工具安裝接近點(diǎn)P12，在步驟S11從位于工具臺(tái)41的最左側(cè)的研磨工具35A上方降下、在工具安裝點(diǎn)P13處將研磨工具35a裝在環(huán)形夾30上。
接著，在步驟S12使臂經(jīng)過(guò)光傳感器檢測(cè)接近點(diǎn)P2而到達(dá)下方的工具安裝確認(rèn)點(diǎn)P14。然后在步驟S13，使氣動(dòng)軸24(心軸25)間歇地轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈之后，在步驟S14，由光傳感器48、49判別是否裝有研磨工具35。若是YES(即如果確認(rèn)裝有)，則在步驟S15使臂回歸到工具替換開(kāi)始·結(jié)束點(diǎn)P1，結(jié)束研磨工具的替換。
另一方面，在步驟S14判別為NO的場(chǎng)合(不能用光傳感器48、49確認(rèn)裝有研磨工具35的場(chǎng)合)下，進(jìn)行步驟S19，使臂再次移動(dòng)到工具定位點(diǎn)P4。接著在步驟S20使氣動(dòng)軸24(心軸25)間歇地轉(zhuǎn)動(dòng)，在步驟S21、與步驟S5同樣地用光傳感器48、49將環(huán)形夾30(水平系緊銷33)周向定位。若定位完好，則進(jìn)行步驟S22、使臂移動(dòng)到水平桿修正第二接近點(diǎn)P10，在步驟S23、使臂下降，由此將環(huán)形夾30的前端部壓接在水平桿調(diào)整臺(tái)50上，將水平桿32(水平系緊銷33)矯正成水平。
接著，在步驟S24使臂移動(dòng)到備用工具安裝接近點(diǎn)(圖中沒(méi)表示)，在步驟S25，將臂(環(huán)形夾30)從研磨工具35A′的上方下降，在工具安裝點(diǎn)P13′將研磨工具35A′裝到環(huán)形夾30上。然后在步驟S26使臂經(jīng)過(guò)光傳感器檢測(cè)接近點(diǎn)P2而到達(dá)工具安裝確認(rèn)點(diǎn)P14。然后在步驟S27使氣動(dòng)軸24(心軸25)間歇地轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈之后，在步驟S28由光傳感器48、49判別研磨工具35A′是否裝上。
在步驟S28若判別為YES(即確認(rèn)備用研磨工具35A′已裝上的場(chǎng)合)，則在步驟S29使臂回歸到工具替換開(kāi)始·結(jié)束點(diǎn)P1，使研磨工具的替換結(jié)束。另一方面，在判別為NO(即在不能確認(rèn)備用研磨工具35A′已裝上的場(chǎng)合)，則進(jìn)行步驟S29，臨時(shí)停止臂的驅(qū)動(dòng)，然后進(jìn)行步驟S30，由手工作業(yè)將研磨工具裝上。接著，在步驟S31用手動(dòng)再次使臂驅(qū)動(dòng)，這時(shí)進(jìn)行步驟S15，使臂回歸到工具替換開(kāi)始·結(jié)束點(diǎn)P1，結(jié)束研磨工具的替換。
這樣，就能在每次結(jié)束使用研磨工具35而進(jìn)行的研磨作業(yè)時(shí)，自動(dòng)地依次替換研磨工具35，完成使用研磨工具35A(35A′)～35F(35F′)的研磨。
在上述實(shí)施例中，金屬模研磨加工用的多軸機(jī)械手20由6軸控制機(jī)械手構(gòu)成，以心軸25與被研磨面相垂直的方式沿曲面狀被研磨面62行進(jìn)，但是，即使利用不會(huì)改變心軸25相對(duì)于被研磨面的姿勢(shì)的5軸控制機(jī)械手構(gòu)成金屬模研磨加工用的多軸機(jī)械手20，在被研磨面是平面的場(chǎng)合下當(dāng)然沒(méi)問(wèn)題，即使被研磨面有些彎曲，由于借助萬(wàn)向接頭而與心軸25相連接的研磨工具35能追隨傾斜面(被研磨面)而移動(dòng)，因而也不會(huì)有任何問(wèn)題。
另外，上述實(shí)施例的環(huán)形夾30的結(jié)構(gòu)是水平桿32(水平系緊銷33)能相對(duì)于垂直桿31傾斜的，但在金屬模的被研磨面是平面的場(chǎng)合下，即使水平桿32(水平系緊銷33)的結(jié)構(gòu)是與垂直桿31形成一體而不能傾斜的也沒(méi)問(wèn)題。
此外，在上述實(shí)施例中、工具脫離臺(tái)41的水平狹縫47是傾斜地構(gòu)成的，但只要能忍受在研磨工具的脫離中需要較大的力這一點(diǎn)，也可把水平狹縫47做成水平的。
由上述說(shuō)明可見(jiàn)，若采用本發(fā)明第一方面所述的金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)，則由于能以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，把研磨工具自動(dòng)地裝到工具夾上并能自動(dòng)地卸下，因而能縮短金屬模研磨工序。
若采用本發(fā)明第二方面所述的裝置，由于研磨工具能確實(shí)地追隨被研磨面的形狀，因而即使被研磨面有些彎曲也可進(jìn)行高精度研磨。
若采用本發(fā)明第三方面所述的裝置，由于能把水平系緊銷平滑地壓入切口并能平滑地從切口強(qiáng)行拉出，因而能確實(shí)地將研磨工具裝到環(huán)形夾上并能確實(shí)地使其脫離，能無(wú)故障地完成金屬模研磨工序。
若采用本發(fā)明第四方面所述的裝置，由于使緊固件與心軸成一體地間歇轉(zhuǎn)動(dòng)、利用使用例如發(fā)光、受光傳感器的位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)設(shè)置在緊固件外筒部的外周面上的倒角進(jìn)行檢測(cè)，使倒角部(水平系緊銷)和工具存放處上的研磨工具之切口及工具脫離臺(tái)上的水平狹縫相對(duì)應(yīng)地將工具夾定位，因而能平滑地將水平系緊銷壓入到切口里，并能平滑地從切口強(qiáng)行拉出，能確實(shí)地完成研磨工具的安裝和卸脫。
若采用本發(fā)明第五方面所述的裝置，由于能隨著臂(環(huán)形夾)的上升，確實(shí)地把水平系緊銷一個(gè)個(gè)地從切口強(qiáng)行拉出，因而用稍許力就能確實(shí)地將研磨工具脫離。
若采用本發(fā)明第六方面所述的金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換方法，由于研模工具的替換是自動(dòng)進(jìn)行的，因而能縮短金屬模研磨工序所需要的時(shí)間，而且直到金屬模研磨工序結(jié)束，作業(yè)人員都可以不在研磨現(xiàn)場(chǎng)，能提高作業(yè)人員的工作效率和金屬模的生產(chǎn)效率。特別是在通宵而且無(wú)人在場(chǎng)地進(jìn)行金屬模研磨工序時(shí)，能顯著提高金屬模的生產(chǎn)效率。
若采用本發(fā)明第七方面所述的方法，由于在研磨工具脫離工序之前就能把水平系緊銷定位在與工具脫離臺(tái)的水平狹縫或工具存放處上的研磨工具的切口相對(duì)應(yīng)的位置上，因而能無(wú)故障地完成研磨工具的自動(dòng)替換，能提高金屬模的生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求
1．一種金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)，它是使裝在心軸上并與心軸成一體地回轉(zhuǎn)的研磨工具一邊壓在金屬模的被研磨面上、一邊沿被研磨面行進(jìn)地研磨被研磨面的，所述心軸是設(shè)置在金屬模研磨加工用的多軸機(jī)械手的臂上的，其特征在于在所述心軸的前端部設(shè)置有左右一對(duì)水平系緊銷從垂直桿突出的T字形的工具夾，這垂直桿與所述心軸同軸地形成一體；在所述研磨工具上設(shè)置著一對(duì)能容許所述水平系緊銷從上方壓入結(jié)合并能向上方強(qiáng)行拉出的切口；在固定被研磨的金屬模的金屬模放置區(qū)域附近設(shè)有將多個(gè)研磨工具切口向上地按規(guī)定間隔配置的工具存放處和具有水平狹縫的工具脫離臺(tái)，所述水平狹縫的寬度比所述工具夾的垂直桿的外徑大，但是比研磨工具的外徑小；通過(guò)將水平系銷從上方壓入到工具存放處的規(guī)定的研磨工具的切口里，將研磨工具裝到工具夾上，通過(guò)使水平系緊銷從工具脫離臺(tái)的水平狹縫的下方向上方地通過(guò)而使研磨工具與工具夾脫離。
2．如權(quán)利要求1所述的金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)，其特征在于所述T字形工具夾的設(shè)有所述水平系緊銷的T字橫棒狀部借助銷相對(duì)于垂直桿可傾斜地被連接，在所述水平系緊銷和所述研磨工具的切口相結(jié)合的狀態(tài)下，工具夾和切口協(xié)動(dòng)構(gòu)成萬(wàn)向接頭。
3．如權(quán)利要求1或2所述的金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)，其特征在于所述研磨工具由圓筒形合成樹(shù)脂制研磨構(gòu)件保持環(huán)構(gòu)成，該保持環(huán)把研磨構(gòu)件保持在下端部、側(cè)壁上相對(duì)向地形成有所述切口；在所述切口的系緊銷被壓入側(cè)形成寬度比系緊銷的外徑還狹窄的捆緊部，而且將所述捆緊部的系緊銷導(dǎo)入部做成V字形。
4．如權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)，其特征在于所述工具夾是用緊固件與所述心軸連接成一體的，在所述緊固件的外筒部的外周面上設(shè)置著一對(duì)與所述水平系緊銷相對(duì)應(yīng)的倒角部，所述倒角部是用于檢測(cè)所述工具夾的周向定位的。
5．如權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)，其特征在于所述工具脫離臺(tái)的水平狹縫是沿著狹縫縱長(zhǎng)方向傾斜的，以便在所述水平系緊銷從水平狹縫的下方向上方通過(guò)時(shí)，一對(duì)水平系緊銷具有時(shí)間差地通過(guò)水平狹縫。
6．一種金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換方法，它是使裝在心軸上并與心軸成一體地回轉(zhuǎn)的研磨工具一邊壓在金屬模的被研磨面上、一邊沿被研磨面行進(jìn)地研磨被研磨面的，所述心軸是設(shè)置在金屬模研磨加工用的多軸機(jī)械手的臂上的，其特征在于在所述心軸的前端部設(shè)置有左右一對(duì)水平系緊銷從垂直桿突出的T字形工具夾，這垂直桿與所述心軸同軸地形成一體；在所述研磨工具上設(shè)置一對(duì)能容許所述水平系緊銷從上方壓入結(jié)合并能向上方強(qiáng)行拉出的切口；在固定被研磨的金屬模的金屬模放置區(qū)域附近、設(shè)置使多個(gè)研磨工具切口向上地按規(guī)定間隔配置的工具存放處和具有水平狹縫的工具脫離臺(tái)，該水平狹縫的寬度比所述工具夾的垂直桿的外徑大，但比所述研磨工具的外徑??；使所述水平系緊銷從所述工具脫離臺(tái)的水平狹縫的下方向上方地通過(guò)，由此把使用過(guò)的研磨工具與所述工具夾脫離，此后把所述水平系緊銷從所述工具存放處的規(guī)定的研磨工具的上方壓入到切口里，由此把新的研磨工具裝到所述工具夾上。
7．如權(quán)利要求6所述的金屬模研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換方法，其特征在于所述工具夾利用緊固件與心軸連接成一體，在所述緊固件的外筒部的外周面上設(shè)置一對(duì)與所述水平系緊銷相對(duì)應(yīng)的工具夾周向定位檢測(cè)用的倒角部，在所述研磨工具脫離工序之前，以所述緊固件的外筒部切斷定位檢測(cè)用的光傳感器的光路之規(guī)定方式使心軸間歇地轉(zhuǎn)動(dòng)，將所述工具夾周向定位成所述倒角部不切斷所述光路的規(guī)定位置(水平系緊銷處于與工具脫離臺(tái)的水平狹縫和工具存放處的研磨工具的切口相對(duì)應(yīng)的位置)。
全文摘要
一種金屬研磨裝置的研磨工具自動(dòng)替換機(jī)構(gòu)和自動(dòng)替換方法。在把裝于機(jī)械手的臂的心軸上的研磨工具壓在金屬模的被研磨面上、使其沿被研磨面行進(jìn)地研磨被研磨面的研磨裝置中,在心軸的前端部設(shè)置T字形工具夾,在研磨工具上設(shè)一對(duì)切口,在金屬模放置區(qū)域附近,設(shè)有工具存放處(臺(tái))和工具脫離臺(tái),使臂上升,并使研磨工具與夾脫離之后,讓臂(夾)從工具存放處的研磨工具上方下降,將研磨工具裝在夾上,從而自動(dòng)地替換研磨工具。
文檔編號(hào)B25J15/04GK1232735SQ9910087
公開(kāi)日1999年10月27日 申請(qǐng)日期1999年2月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月13日
發(fā)明者常葉晉 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小系制作所