專利名稱：超磨粒設(shè)置設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將超磨粒安裝在制造模具上的超磨粒設(shè)置設(shè) 備，所述制造模具用于在諸如砂輪、整形工具、修整工具等之類磨具的 制造過程中將超磨粒布置在這種磨具的研磨面上。
背景技術(shù)：
在制造諸如砂輪、整形工具、修整工具等之類磨具的過程中，經(jīng)常 遇到的情況是利用諸如金剛石、CBN (立方氮化硼)等之類*粒來形 成磨具的研磨面。在這種情況下，磨具應(yīng)具有均勻布置的超磨粒以使研 磨面能夠在研磨操作中沒有任何局部不均衡地研磨工件。為此，在制造 磨具的過程中，采用一種所謂的"顆粒轉(zhuǎn)移方法"，在這種方法中將布 置在凹型制造模具的內(nèi)表面上的超磨粒轉(zhuǎn)移到凸型磨具的外研磨面上， 而將布置在凸型制造模具的外表面上的超磨粒轉(zhuǎn)移到凹型磨具的內(nèi)研 磨面上。已經(jīng)實施借助于以與超磨粒應(yīng)該設(shè)置在磨具的研磨面中相同的 圖案或排列布置超磨粒的方式來在用來形成磨具的研磨面的制造模具 的模具表面上形成磨粒層。將超磨粒設(shè)置在制造模具上是一項需要精確 性的作業(yè)，并且迄今為止都是由熟練技工手工進(jìn)行的。然后，由于該作 業(yè)是對精確作業(yè)步驟進(jìn)行固定的重復(fù)，因此為了使效率和生產(chǎn)率更高， 已考慮圖21所示的超磨粒設(shè)置機(jī)器人100。在超磨粒設(shè)置機(jī)器人1Q0 中，吸嘴102設(shè)置為可通過移動機(jī)構(gòu)(未示出)而沿水平方向和豎直方 向移動，并且作為制造模具的碳質(zhì)模具CW由夾持機(jī)構(gòu)(未示出)支撐 以便可繞其軸線旋轉(zhuǎn)并能夠以期望的傾斜角度上下進(jìn)行調(diào)整的方式放 置。在該現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，首先，使碳質(zhì)模具CW如圖22所示地向上 傾斜以使碳質(zhì)模具CW的安裝面水平放置，然后如圖23所示地使吸嘴 102水平前進(jìn)以將超磨粒D放置于安裝面的最右端，并且如圖24所示地使吸嘴102豎直下降以將每個超磨粒D安裝在安裝面上。
用于磨具的碳質(zhì)模具CW的形成在碳質(zhì)模具CW中的孔的開口直徑 可能會較小或者碳質(zhì)模具CW可能依賴于要制造的工具的形狀而將陡 峭的斜錐形表面、很小的圓形表面、深溝槽或凹槽等作為安裝面。然而， 在公知的超磨粒設(shè)置機(jī)器人系統(tǒng)中，不能夠同時執(zhí)行碳質(zhì)模具CW的傾 斜運(yùn)動和吸嘴102的前進(jìn)運(yùn)動，并且也不能夠執(zhí)行吸嘴沿傾斜向下方向 的移動操作。由此，例如如圖25所示，當(dāng)碳質(zhì)模具CW傾斜、然后吸 嘴102直線前進(jìn)時，有時候與吸嘴102的安裝操作發(fā)生干涉，其中吸嘴 102撞擊碳質(zhì)模具CW的端面或者除吸嘴102的末端外的任意其它部分 與碳質(zhì)模具CW的突出部接觸。因此，該公知設(shè)置機(jī)器人系統(tǒng)不能夠?qū)?應(yīng)該在其上布置超磨粒D的表面形狀復(fù)雜的碳質(zhì)模具CW進(jìn)行作業(yè)， 并且有時候不能執(zhí)行設(shè)置作業(yè)。這自然導(dǎo)致需要人手在碳質(zhì)模具上的不 可能由公知設(shè)置機(jī)器人系統(tǒng)完成的部分上執(zhí)行設(shè)置而作為單獨(dú)的作業(yè) 步驟。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的主要目的是提供一種改進(jìn)的超磨粒設(shè)置設(shè)備，其能夠 對具有形狀復(fù)雜的表面的制造模具執(zhí)行設(shè)置作業(yè)。
簡而言之，根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于布置超磨粒的超磨粒設(shè)置設(shè)備， 該超磨粒設(shè)置設(shè)備用來在用于制造磨具的制造模具的表面上形成所述磨 具的研磨面。該設(shè)備包括夾持和提升機(jī)構(gòu)，其用于夾持以水平狀態(tài)放置 的所述制造模具并用于將所述制造模具轉(zhuǎn)動至豎立位置以便使所述制造 模具的軸線水平延伸；以及六軸控制機(jī)器人，其包括帶有三個受控軸的基 臂機(jī)構(gòu)和帶有附連至所述基臂機(jī)構(gòu)的三個受控軸的腕部單元，其中所述腕 部單元的三個受控軸包括第六軸，所述第六軸用于使端臂繞所述笫六軸 自身的軸線轉(zhuǎn)動；與所述第六軸相交的第五軸，所述第五軸用于4吏所述端 臂和所述第六軸繞其自身的軸線樞轉(zhuǎn)；以及笫四軸，所述笫四軸用于4吏所 述端臂、所述笫六軸和所述第五軸繞所述第四軸自身的與所述第五軸相交 的軸線轉(zhuǎn)動，并且其中所述基臂機(jī)構(gòu)的三個受控軸包括第三軸，所述第 三軸與所述第四軸相交而水平延伸；第二軸，所述第二軸平行于所述第三 軸延伸；以及第一軸，所述第一軸包括以可樞轉(zhuǎn)方式支撐所述第二軸的旋 轉(zhuǎn)構(gòu)件，以用于使所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件繞自身的沿豎向延伸的軸線轉(zhuǎn)動。所述i殳 備進(jìn)一步包括超磨粒供給裝置，所i^磨粒供給裝置設(shè)置有用于儲存所述超磨粒的顆粒儲存器和用于將儲存在所述顆粒儲存器中的超磨粒逐一分
離至吸附位置的顆粒分離機(jī)構(gòu)；以及吸嘴，其以可拆卸方式安裝在所述六 軸控制機(jī)器人的端臂上并設(shè)置有彎曲而具有吸嘴端的鼻部，所述吸嘴端偏 離所述第五軸及所述第六軸，所述鼻部用于在吸附位置將超磨粒吸附至所 述吸嘴端。
利用這種結(jié)構(gòu)，安裝在所述六軸控制機(jī)器人的端臂上的吸嘴將由所 述超磨粒供給裝置逐一供給的超磨粒吸至吸嘴的吸嘴端。然后，每個由 所述吸嘴保持的超磨粒從所述制造模具的一側(cè)設(shè)置在被所述夾持和提 升機(jī)構(gòu)夾持并提升至豎立位置以更容易地設(shè)置的制造模具上。在這種設(shè) 置作業(yè)中，需要在使所述吸嘴的鼻部的軸線垂直于所述制造模具的安裝 面延伸的情況下將每個超磨粒推壓到所述安裝面上。在現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)置 裝置中，難以同步控制制造模具的傾斜運(yùn)動和吸嘴沿豎直方向及前后方 向的運(yùn)動，因此，當(dāng)除所述吸嘴的吸嘴端外的任意其它部分與所述制造 模具的突出部接觸時，在所述設(shè)置作業(yè)中發(fā)生干涉。
然而，在本發(fā)明中，例如以如下方式執(zhí)行所述設(shè)置作業(yè)。首先，在 所述制造模具的正面前方確定基準(zhǔn)位置，吸附有超磨粒的吸嘴應(yīng)定位于 該位置。在確定所述基準(zhǔn)位置后，控制所述六軸控制機(jī)器人在所述吸附 位置從所述顆粒儲存器吸取超磨粒并返回至所述基準(zhǔn)位置。然后，使帶 有超磨粒的吸嘴沿與豎直方向和左-右方向中的任一個方向傾斜的方向 (即，沿著沿假想圓錐上的斜邊的方向)移動至非常接近所述制造模具 的安裝面的位置。通過控制繞所述第一軸至第五軸中的一部分或全部的 轉(zhuǎn)動來完成該線性運(yùn)動。然后，通過控制所述第六軸、第五軸和第四軸 等之中的一個或多個軸的轉(zhuǎn)動來使所述吸嘴的彎曲鼻部的軸線定向為 垂直于所述安裝面，并且通過沿所述彎曲鼻部的軸線移動所述吸嘴來將 噴嘴上的超磨粒推壓到所述安裝面上。也是通過控制所述機(jī)器人的第一 軸至第五軸中的一個或多個軸來完成該推壓運(yùn)動。在完成超磨粒的安裝 后，吸嘴移動至所述超磨粒供給裝置，將另一個超磨粒吸附至其吸嘴端 并移動至所述基準(zhǔn)位置。此后，以與上述相同的方式經(jīng)360度角跨越整 個圓周面在所述制造模具的安裝面上執(zhí)行設(shè)置。這樣，可以通過對沿著 傾斜方向的線性運(yùn)動進(jìn)行的簡化控制操作來完成每次設(shè)置。
進(jìn)一步地，在所述制造模具釆取具有開口直徑小的孔的圓柱形形狀 的情形下，可通過另一種筒化的控制操作來完成每個超磨粒在所述安裝面上的設(shè)置，其中所述吸嘴通過平行于所述制造模具的軸線的運(yùn)動進(jìn)入 所述孔，然后沿吸嘴的鼻部的軸線移動，從而不會引起所述吸嘴的任何 部分與所述制造模具的任何突出部接觸。
進(jìn)一步地，由于所述吸嘴的鼻部彎曲地偏離所述第五軸和第六軸， 所以可通過在所述吸嘴的彎曲鼻部處跨過所述制造模具的突出部來消 除吸嘴與制造模具的接觸。進(jìn)一步地，由于在使吸嘴的附連至所述機(jī)器 人的端臂上的基端部分與制造模具的軸線幾乎平行的情況下執(zhí)行安裝 作業(yè)，所以可防止在設(shè)置作業(yè)中發(fā)生吸嘴與制造模具的突出部接觸而引 起的干涉。此外，通過轉(zhuǎn)動所述第六軸、第五軸和第四軸等中的一部分 或全部，可以在不使制造模具繞其軸線轉(zhuǎn)動的情況下與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)置 系統(tǒng)的方式一樣地沿制造模具的內(nèi)表面或外表面安裝超磨粒。因此，可 提高設(shè)置作業(yè)的自動化程度。


通過連同附圖參考本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，可容易地理解并且更好 地理解本發(fā)明的前述及其它目的以及許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，其中在幾幅圖中
始終用相同的參考標(biāo)號表示相同或相應(yīng)的部件，并且在所述附圖中
圖l是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式中的超磨粒設(shè)置設(shè)備的示意 性結(jié)構(gòu)的平面圖2是該實施方式中的超磨粒設(shè)置設(shè)備的側(cè)視圖3是包括在超磨粒設(shè)置設(shè)備中的裝載臺裝置的剖視圖4是包括在超磨粒設(shè)置設(shè)備中的夾持和提升裝置的側(cè)視圖5是示出包括在超磨粒設(shè)置設(shè)備中的顆粒供給裝置以及吸嘴的操 作狀態(tài)的側(cè)視圖6是示出在超磨粒設(shè)置設(shè)備中的制造模具上的設(shè)置狀態(tài)的立體
圖7是示出在超磨粒設(shè)置設(shè)備中確定制造模具的基準(zhǔn)面和孔中心的 方式的立體圖8是在超磨粒設(shè)置設(shè)備中使用的直角吸嘴的側(cè)視圖;圖9是在超磨粒設(shè)置設(shè)備中使用的短鼻緩角吸嘴的側(cè)視圖； 圖IO是在超磨粒設(shè)置設(shè)備中使用的長鼻緩角吸嘴的側(cè)視圖； 圖11是用于控制超磨粒設(shè)置設(shè)備的系統(tǒng)控制器的示意性方框圖； 圖12是示出吸嘴的末端在設(shè)置操作中沿其移動的路徑的圖； 圖13是用于示出利用直角吸嘴的設(shè)置操作中的一種狀態(tài)的說明圖； 圖14是用于示出利用直角吸嘴的設(shè)置操作中的另一種狀態(tài)的說明
圖15是用于示出利用直角吸嘴的設(shè)置操作中的再一種狀態(tài)的說明
圖16是用于示出利用直角吸嘴的設(shè)置操作中的又一種狀態(tài)的說明
圖17是用于示出利用長鼻緩角吸嘴從小直徑開口側(cè)設(shè)置的操作中 的一種狀態(tài)的說明圖18是用于示出利用直角吸嘴從小直徑開口側(cè)設(shè)置的操作中的另
一種不同狀態(tài)的說明圖19是用于示出利用直角吸嘴從小直徑開口側(cè)設(shè)置的操作中的又 一種不同狀態(tài)的說明圖20是用于示出利用直角吸嘴從小直徑開口側(cè)設(shè)置的操作中的再 一種不同狀態(tài)的說明圖21是用于示出現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置設(shè)備中利用直角吸嘴的設(shè)置操作中 的一種狀態(tài)的說明圖22是用于示出現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置設(shè)備中利用直角吸嘴的設(shè)置操作中 的另一種狀態(tài)的說明圖23是用于示出現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置設(shè)備中利用直角吸嘴的設(shè)置操作中 的再一種狀態(tài)的說明圖24是用于示出現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置設(shè)備中利用直角吸嘴的設(shè)置操作中的又一種狀態(tài)的說明圖；以及
圖25是用于示出現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置設(shè)備中利用直角吸嘴從小直徑開口 側(cè)設(shè)置的操作中的一種狀態(tài)的說明圖。
具體實施例方式
下文中，將參照附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式中的超磨粒 設(shè)置設(shè)備。圖l是示出超磨粒設(shè)置設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的平面圖，并且圖 2是示出超磨粒設(shè)置設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。用于制造諸如砂輪、 整形工具、修整工具等之類磨具的制造模具CW例如由碳制成并采取在 相反端具有平端面的大體圓柱形形狀。在該圖示的實施方式中，例如在 構(gòu)成凹型模具的制造模具CW的內(nèi)表面上執(zhí)行超磨粒的設(shè)置。
用參考標(biāo)號2表示的超磨粒設(shè)置設(shè)備包括裝載臺裝置4，其用于 將制造模具CW裝載至預(yù)定夾持位置；作為夾持和提升機(jī)構(gòu)的夾持和提 升裝置6，其用于夾持和提升所裝載的制造模具CW;超磨粒供給裝置 8，其用于儲存金剛石磨粒D作為已按類型分類的超磨粒并用于供給金 剛石磨粒D以使所述金剛石磨粒D如下所述地被逐一吸?。涣S控制 機(jī)器人10，其用于選擇性地吸取金剛石磨粒D并用于將所述金剛石磨 粒D逐一安裝在制造模具CW上；以及系統(tǒng)控制器37，其用于按照預(yù) 定的程序信息控制前述各種裝置4、 6、 8和機(jī)器人10。
如圖1和圖3所示，裝載臺裝置4包括上部臺12，其采取具有弧 形相反端的長形形狀；滑動機(jī)構(gòu)14，其設(shè)置在上部臺12的下方；多個 滑桿16，其由滑動機(jī)構(gòu)14滑動，以夾持制造模具CW;以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 18,其用于使上部臺12與滑動機(jī)構(gòu)14一起沿水平方向轉(zhuǎn)動。在上部臺 12的兩個位置處形成有裝載和固定部分20，并且每個部分20從圖l看 以同心、逐級方式突起。在每個裝載和固定部分20處形成有沿上部臺 12的較短的長度方向延伸的四對導(dǎo)槽22。所述兩個裝載和固定部分20 可在制造模具CW被裝載的裝載位置(從圖1看在右側(cè))與能夠使夾持 和提升裝置6夾住制造模具CW的夾持位置(從圖1看在左側(cè))之間轉(zhuǎn) 過180度角。向上延伸的滑桿16分別被沿導(dǎo)槽22引導(dǎo)并從導(dǎo)槽22突 出。四對滑桿16通過滑動機(jī)構(gòu)14關(guān)于每個裝載和固定部分20的中心 對稱地滑動以在它們移動地彼此靠近時夾住制造模具CW。如圖3所示， 滑動機(jī)構(gòu)14容納于外殼框架24中并設(shè)置有一對滑動構(gòu)件26,所述外殼框架24在其上端固定于上部臺12的背面上，所述一對滑動構(gòu)件26可 在夾持驅(qū)動電機(jī)(未示出)的作用下通過齒輪齒條機(jī)構(gòu)(未示出)滑動。 滑動構(gòu)件26在其相反的端部處固定于從滑桿16向上突出的托架上。滑 桿16通過所述夾持驅(qū)動電機(jī)的操作與對稱(即，向彼此離開的方向) 滑動的滑動構(gòu)件26 —起滑動。
如圖3所示，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)18設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸28，所述旋轉(zhuǎn)軸28從上部 臺12的中心向下突出。旋轉(zhuǎn)軸28由軸架30經(jīng)抗磨軸承(未示出)以 可旋轉(zhuǎn)的方式支撐。軸架30在其基部固定于支腿架32上，所述支腿架 32借助于螺栓等固定于設(shè)備基座34上。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)36容納于支腿框 架32中并經(jīng)減速齒輪(未示出)耦接至旋轉(zhuǎn)軸28的下端。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電 機(jī)36的旋轉(zhuǎn)可由系統(tǒng)控制器37控制，并且在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)36運(yùn)轉(zhuǎn)時， 上部臺12可在裝載位置與夾持位置之間轉(zhuǎn)過180度角。
如圖1和圖4所示，夾持和提升機(jī)構(gòu)6包括夾持機(jī)構(gòu)40，其用于 夾持制造模具CW;提升機(jī)構(gòu)42，其用于將夾持機(jī)構(gòu)40從水平狀態(tài)提 升至升起狀態(tài)或豎立狀態(tài)；以及作為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的水平轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)44，其用 于使處于豎立狀態(tài)的夾持機(jī)構(gòu)40繞豎直軸線轉(zhuǎn)動。
夾持機(jī)構(gòu)40設(shè)置有一對卡盤構(gòu)件46,所述卡盤構(gòu)件46用于圍繞在 制造模具CW的周面上的兩個沿直徑方向相反的部分。卡盤構(gòu)件46由 兩個支腿構(gòu)件48固定和保持，所述支腿構(gòu)件48在其底部被引導(dǎo)而沿彼 此靠近或彼此離開的方向移動并可通過卡緊氣缸49致動，從而卡盤構(gòu) 件46可通過卡緊氣缸49開啟和閉合?？ňo氣缸49與氣泵(未示出) 連通。通過設(shè)置在氣泵與卡緊氣缸49之間的空氣連通管上的電磁閥(未 示出)來控制從氣泵供給至卡緊氣缸49的空氣，并且所述電磁閥可由 系統(tǒng)控制器37控制。
卡緊氣缸49固定于安裝在所述兩個支腿構(gòu)件48的下端之間的支撐 框架50上。支撐框架50從與安裝卡緊氣缸49的一個端部相反的另一 個端部突出水平旋轉(zhuǎn)軸51 。水平旋轉(zhuǎn)軸51由旋轉(zhuǎn)底架52經(jīng)抗磨軸承(未 示出)支撐而可在夾持和提升裝置6保持在升起位置時繞其沿豎直方向 延伸的軸線旋轉(zhuǎn)。水平旋轉(zhuǎn)軸51可通過安裝在旋轉(zhuǎn)底架52上的轉(zhuǎn)動氣 缸43旋轉(zhuǎn)。水平旋轉(zhuǎn)軸51和轉(zhuǎn)動氣缸43等構(gòu)成水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)44。轉(zhuǎn) 動氣缸43與氣泵(未示出)連通。通過設(shè)置在氣泵與轉(zhuǎn)動氣缸43之間 的另一個空氣連通管上的另一個或第二電磁閥(未示出)來控制從氣泵供給至轉(zhuǎn)動氣缸43的空氣，并且第二電磁闊可由系統(tǒng)控制器37控制。
旋轉(zhuǎn)底架52固定于提升旋轉(zhuǎn)軸60的一端上，所述提升旋轉(zhuǎn)軸60 經(jīng)抗磨軸承62支撐而可在固定在設(shè)備基座34上的提升機(jī)構(gòu)基座61中 旋轉(zhuǎn)并可繞正交于水平旋轉(zhuǎn)軸51的水平軸線旋轉(zhuǎn)。提升旋轉(zhuǎn)軸60具有 固定于其另一端上的轉(zhuǎn)盤64，所述轉(zhuǎn)盤64從其圓周面突出擺臂66。擺 臂66的末端連接至提升氣缸68的活塞，所述提升氣缸68的基端部分 由固定在設(shè)備基座34上的托架69支撐，并且可沿豎直方向樞轉(zhuǎn)。提升 氣缸68與氣泵(未示出)連通，并且在氣泵與所述提升氣缸68之間設(shè) 置了另一個或第三電磁閥(未示出)。通過由系統(tǒng)控制器37控制的第三 電磁閥的開啟/閉合操作控制從氣泵供給至提升氣缸68的空氣。在提升 氣缸68操作時，擺臂66擺動，使得提升旋轉(zhuǎn)軸60在90度的范圍內(nèi)旋 轉(zhuǎn)以在水平狀態(tài)與豎立狀態(tài)或升起狀態(tài)之間擺動夾持機(jī)構(gòu)40。因而，超 磨粒設(shè)置設(shè)備2被構(gòu)造成在制造模具CW被穩(wěn)定地保持的水平狀態(tài)下 (即，制造模具CW的軸線豎直延伸)執(zhí)行制造模具CW的轉(zhuǎn)移，并 且在升起狀態(tài)下執(zhí)行設(shè)置作業(yè)，所述升起狀態(tài)使設(shè)置作業(yè)更容易地從制 造模具CW的一側(cè)進(jìn)行。
如圖1和圖2所示，六軸控制機(jī)器人10在夾持和提升裝置6前方 固定安裝在設(shè)備基座34上。機(jī)器人10采取的結(jié)構(gòu)是帶有三個受控軸 的腕部單元72附連至帶有三個受控軸的基臂機(jī)構(gòu)70的第二臂78，并且 吸嘴74 (74a， 74b)以可拆卸方式附連至腕部單元72的端軸或端臂。
基臂機(jī)構(gòu)70的結(jié)構(gòu)如下。亦即，旋轉(zhuǎn)基座73安裝在固定于設(shè)備基 座34上的機(jī)器人基座71上并且可繞垂直于水平面的第一軸線Jl轉(zhuǎn)動。 這樣就通過將旋轉(zhuǎn)基座73與固定在設(shè)備基座34上的機(jī)器人基座71經(jīng) 第一軸線Jl結(jié)合從而節(jié)省了空間。第一臂76與旋轉(zhuǎn)基座73結(jié)合從而 可繞水平的第二軸線J2沿豎向擺動。前述笫二臂78結(jié)合于第一臂76 的末端從而可繞平行于第二軸線J2的第三軸線J3沿豎向擺動。
腕部單元72的結(jié)構(gòu)如下。即，笫三臂80與基臂機(jī)構(gòu)70的第二臂 78的末端結(jié)合從而可繞垂直于(即交叉)第三軸線J3的第四軸線J4 轉(zhuǎn)動。第四臂82與笫三臂80的末端結(jié)合從而可繞垂直于(即交叉)第 四軸線J4的第五軸線J5樞轉(zhuǎn)。作為端臂的第五臂84與第四臂82的端 部結(jié)合從而可繞垂直于(即交叉)第五軸線J5的第六軸線J6旋轉(zhuǎn)。作 為末端執(zhí)行器的吸嘴74以可拆卸方式附連至第五臂84的端部。吸嘴74與負(fù)壓供給泵或真空泵(未示出)連通并在其上施加有負(fù)壓時將金剛石
磨粒D吸至其吸嘴端。如圖1所示，吸嘴端或鼻部74n彎曲90度角、 45度角和30度角的三種吸嘴74、 74a、 74b (參照圖8至10 )儲存在 工具盒或管嘴盒88中。在該具體實施方式
中，圖8所示的吸嘴74具有 直角鼻部74n (下文稱為"直角吸嘴")，圖9所示的吸嘴74a具有短緩 角鼻部74n (下文稱為"短鼻緩角吸嘴")，并且圖10所示的吸嘴74b 具有長緩角鼻部74n (下文稱為"長鼻緩角吸嘴")。
就吸嘴替換而言，控制六軸控制機(jī)器人10接近管嘴盒88，使得任 意在腕部單元72上使用的吸嘴返回至管嘴盒88中的管嘴支撐框架(未 示出)中的空缺管嘴支撐框架，然后選擇性地將另一個吸嘴附連至腕部 單元72。因而，腕部單元72上的每個吸嘴74 (74a, 74b)與所述真空 泵以及另一個或第四電磁閥(兩者都未示出)一起構(gòu)成用于將金剛石磨 粒D吸至吸嘴末端部分的吸附裝置。
在圖11中集中以參考標(biāo)號10J標(biāo)出的諸如伺服電機(jī)之類的六個致動 器設(shè)置為用于分別驅(qū)動第一受控軸至笫六受控軸Jl-J6并可由機(jī)器人控 制器374控制，所述機(jī)器人控制器由包括在系統(tǒng)控制器37中的微型計 算機(jī)等構(gòu)成。
對設(shè)置在第五臂或端臂84末端處的卡盤部作用弱電流，所述卡盤 部用于選擇性地附連吸嘴74-74b。因而，當(dāng)直角吸嘴74的末端連續(xù)接 觸被夾持和提升機(jī)構(gòu)6保持為豎立的制造模具CW的前端面上的多個位 置時，系統(tǒng)控制器37的機(jī)器人控制器374起到基準(zhǔn)面計算裝置的作用， 以用于計算制造模具CW的端面上的相應(yīng)接觸點(diǎn)的坐標(biāo)從而獲得用于 設(shè)置作業(yè)的基準(zhǔn)面，在此為了便于解釋而假定直角吸嘴74的末端已附 連至腕部單元72。進(jìn)一步地，當(dāng)每個接觸點(diǎn)沿制造模具CW的徑向向 內(nèi)移動時，可以確定這種徑向向內(nèi)運(yùn)動中的接觸端點(diǎn)，即，限定制造模 具CW的內(nèi)表面的開口的圓上的位置，并且通過對制造模具CW的前 端面上的多個位置重復(fù)該步驟，系統(tǒng)控制器37的機(jī)器人控制器374起 到孔中心計算裝置的作用，以用于計算形成在制造模具CW中的孔的中 心的坐標(biāo)?；鶞?zhǔn)面和孔中心的信息存儲在存儲裝置376中并用來校準(zhǔn)六 軸控制機(jī)器人70的坐標(biāo)。因而，可基于已輸入控制程序中的制造模具 形狀來在制造模具CW的內(nèi)表面上在編程目標(biāo)位置處精確地設(shè)置金剛 石磨粒D。這樣，每個吸嘴74、 74a、 74b還用作與包括在如圖11所示的系統(tǒng)控制器37中的接觸傳感器377電連接的接觸感應(yīng)探頭，因此由 彈性金屬材料制成。
進(jìn)一步地，機(jī)器人控制器374基于所述信息確定如圖12所示的虛 擬圓錐或假想圃錐，所述圓錐的頂點(diǎn)BP被限定為用于沿各斜邊向所述 圓錐的基圓上的那些位置進(jìn)行設(shè)置操作的起點(diǎn)，并且所述圓錐的基圓上 的那些位置被設(shè)定為接近制造模具CW的安裝面上的安裝目標(biāo)位置，稍 后進(jìn)一步說明這一點(diǎn)連同超磨粒設(shè)置設(shè)備2的操作。該具體實施方式
的 顯著特征之一在于使超磨粒D沿所述假想圓錐的各斜邊向基圓上接近 安裝目標(biāo)位置的那些位置移動。
再參照圖1,超磨粒供給裝置8設(shè)置在一側(cè)的一個位置處，該位置 與六軸控制機(jī)器人10和保持在豎立位置的夾持機(jī)構(gòu)40幾乎等距。供給 裝置8包括水平盤狀盒或盤狀托盤90，在所述盤狀盒或盤狀托盤上等角 度間隔地設(shè)置有多個(該具體實施方式
中為六個)漏斗狀儲存桶或儲存 容器92作為儲存器。盤狀托盤卯可通過分度驅(qū)動電機(jī)(未示出)繞豎 直旋轉(zhuǎn)軸(未示出)旋轉(zhuǎn)，以選擇性地使儲存容器92轉(zhuǎn)向至供給位置 SP。如圖2和圖5清楚示出的，在每個儲存容器92中設(shè)置有提升桿94 并且所述提升桿94可移動以從儲存容器92的漏斗部的底部沿豎向突 出。當(dāng)將每個儲存容器92選擇性地轉(zhuǎn)向至供給位置SP時，每個這種被 轉(zhuǎn)向至供給位置SP的儲存容器92的提升桿94與設(shè)置在供給位置SP 下方的提升氣缸的活塞桿(兩者都未示出)對齊，從而使得一個顆粒D 從容納在儲存容器92中的其它多個金剛石磨粒D升起并與所述其它多 個金剛石磨粒D分離。雖然未示出，但是每個提升桿94被彈簧偏置為 通?？s回至低位置并在頂端具有用于將單個超磨粒D保持于其上的小 凹部。因而，分離機(jī)構(gòu)包括提升桿94和提升氣缸。包括光發(fā)射器96a 和光傳感器96b的光電探測器96橫跨在供給位置SP向上移動的提升桿 94設(shè)置，從而光電探測器96可以檢測如圖1和圖5所示保持在提升桿 94頂部上的吸附位置的單個金剛石磨粒D的存在/缺失以及品質(zhì)(即， 使用的合適性)。
參照圖11，所示出的系統(tǒng)控制器37包括操作員儀表板371、致動器 控制PLC (可編程邏輯控制器)372、致動器驅(qū)動電路373、前述機(jī)器 人控制器374、伺服電機(jī)驅(qū)動電路375、存儲裝置376以及前述接觸傳 感器377。操作員儀表板371用于輸入各種控制指令、數(shù)據(jù)和程序，并且連接至接觸傳感器377、光電探測器96和操作員儀表板371的致動器 控制PLC372按照預(yù)先儲存的預(yù)定順序控制程序(未示出)經(jīng)致動器驅(qū) 動電路373控制諸如前述各種致動器和驅(qū)動電機(jī)(所述機(jī)器人伺服電機(jī) 除外)之類的各種邏輯功能致動器的操作。機(jī)器人控制器374可按照預(yù) 先儲存在存儲裝置376中的基準(zhǔn)面計算程序376a、孔空心計算程序376b 和磨粒設(shè)置程序376c操作，并且通過伺服電機(jī)驅(qū)動電路375控制用于 六軸控制機(jī)器人10的第一軸至第六軸Jl-J6的伺服電機(jī)IOJ，這一點(diǎn)在 下文進(jìn)行詳述。接觸傳感器377可在基準(zhǔn)面計算程序376a和孔中心計 算程序376b中每個的執(zhí)行期間在每個吸嘴74、 74a、 74b的末端與制造 模具CW接觸時操作并將接觸信號輸入至致動器控制PLC372。前述光 電探測器96也連接至致動器控制PLC372以輸入位于所述吸附位置上 的每個超磨粒D的存在/缺失信息和品質(zhì)信息。致動器控制PLC372和 機(jī)器人控制器374以交互方式連接以進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信，從而能夠如下 文所詳述地以已編程的預(yù)定順序來控制機(jī)器人10和前述各種致動器及 驅(qū)動電機(jī)執(zhí)行超磨粒設(shè)置作業(yè)。
C操作)
下文將描述有關(guān)如上構(gòu)造的超磨粒設(shè)置設(shè)備2的操作。首先，在裝 載臺裝置4的裝載位置(從圖1看在右邊)將制造模具CW裝載在裝載 和固定部分20上。此時，制造模具CW在穩(wěn)定的水平狀態(tài)下放置。在 裝載和固定部分20上，通過驅(qū)動用于滑動機(jī)構(gòu)14的桿驅(qū)動電機(jī)(未示 出)使得兩對滑桿16沿相應(yīng)的導(dǎo)槽22滑動，從而制造模具CW由所述 兩對滑桿16保持。然后，操作旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)36以使上部臺12轉(zhuǎn)過180 度角。因而，制造模具CW從裝載位置移動至夾持位置并在夾持位置被 兩對滑桿16解除夾持。隨后，通過操作提升氣缸68將預(yù)先保持在豎立 位置的夾持機(jī)構(gòu)40放倒至水平狀態(tài)，在水平狀態(tài)下夾持機(jī)構(gòu)40的兩個 卡盤構(gòu)件46位于制造模具CW的相反側(cè)。通過操作卡緊氣缸49使兩個 卡盤構(gòu)件46都閉合，并且在所述兩個卡盤構(gòu)件的圓周面上沿直徑方向 相對的部分處夾住制造模具CW。然后，在制造模具CW被夾住的情況 下，操作提升機(jī)構(gòu)42的提升氣缸68以推動的方式擺動擺臂66，使得提 升旋轉(zhuǎn)軸60轉(zhuǎn)過90度角從而將夾住制造模具CW的夾持機(jī)構(gòu)40提升 至升起位置或豎立位置。因而，在該豎立狀態(tài)下，從制造模具CW—側(cè) 進(jìn)行的設(shè)置作業(yè)變得容易，并且這還有利地在布置設(shè)置設(shè)備2中的各種 裝置時節(jié)省了空間。通過致動器控制PLC372來按照預(yù)定順序控制程序控制控制裝載臺裝置4以及夾持和提升機(jī)構(gòu)6的前述操作。
其后，六軸控制機(jī)器人10開始操作，核對制造模具CW的ID號， 并且為所識別的制造模具CW選擇用于安裝金剛石磨粒D的安裝程序。 系統(tǒng)控制器37的機(jī)器人控制器374按照通過參考或結(jié)合所選的安裝程 序執(zhí)行的磨粒設(shè)置程序376c來控制六軸控制機(jī)器人10,由此使六軸控 制機(jī)器人10在包括在所選的安裝程序中的布置數(shù)據(jù)的指示下執(zhí)行設(shè)置 作業(yè)，具體如下
首先，六軸控制機(jī)器人10移動至吸嘴盒88并選擇性地將適合于設(shè) 置作業(yè)的吸嘴74、 74a、 74b之一附連至第五臂84的末端。此時，從圖 8至圖10所示的吸嘴中選擇一個能夠使其鼻部74n的軸線定位為垂直 于模具內(nèi)表面的要在其上安裝金剛石磨粒D的安裝面并且能夠處理制 造模具CW的安裝面上的槽等的深度的吸嘴。為了便于在本段進(jìn)行解 釋，假定直角吸嘴74附連至機(jī)器人10的腕部單元72。然后，按照儲存 在存儲裝置376中的基準(zhǔn)面計算程序376a操作機(jī)器人10的控制器374。 因此，六軸控制機(jī)器人10移動而接近由夾持和提升裝置6保持夾住的 制造模具CW并使直角吸嘴74的末端與制造模具CW的面向端面接觸。 這種接觸引起弱電流流過制造模具CW，從而接觸傳感器377響應(yīng)于接 觸信號而檢測到這種接觸。將在這種接觸時獲得的接觸位置數(shù)據(jù)收集作 為用于制造模具CW的一組點(diǎn)群數(shù)據(jù)并儲存在系統(tǒng)控制器37的存儲裝 置376中。在制造模具CW的面向端面上的多個點(diǎn)中的每個處執(zhí)行這種 接觸操作，并且機(jī)器人控制器374根據(jù)這樣收集的點(diǎn)群數(shù)據(jù)來計算用于 設(shè)置作業(yè)的基準(zhǔn)面。因而，執(zhí)行基準(zhǔn)面計算程序376a的機(jī)器人控制器 374在該步驟中起到基準(zhǔn)面計算裝置的作用并計算基準(zhǔn)面的三維坐標(biāo)。
隨后，操作機(jī)器人控制器374執(zhí)行儲存在存儲裝置376中的孔中心 計算程序376b。因而，與制造模具CW的面向端面保持接觸的直角吸 嘴74向制造模具CW的中心移動，并且找到在到達(dá)制造模具CW的孔 時解除接觸的位置以將該位置儲存在存儲裝置376中作為用于制造模具 CW的三維點(diǎn)群數(shù)據(jù)的一部分。在制造模具CW的面向端面上的多個點(diǎn) 中的每個處執(zhí)行該作業(yè)步驟，由此通過機(jī)器人控制器374計算出制造模 具CW的孔中心作為三維坐標(biāo)，所述機(jī)器人控制器374在該步驟中借助 孔中心計算程序376b起到孔中心計算裝置的作用。因而，利用這樣計 算出來和儲存的信息來校準(zhǔn)機(jī)器人10的三維坐標(biāo)。因此，通過計算出的基準(zhǔn)面的坐標(biāo)和計算出的孔中心的坐標(biāo)校準(zhǔn)六軸控制機(jī)器人10應(yīng)該 開始磨粒安裝程序的程序起點(diǎn)的三維坐標(biāo)。因此，機(jī)器人控制器37變 得隨時可起到安裝控制裝置的作用并控制六軸控制機(jī)器人10以如下方 式與致動器控制PLC372配合起動用于金剛石磨粒D的設(shè)置作業(yè)。
亦即，超磨粒供給裝置8由致動器控制PLC372以下列順序控制。 首先，將容納要安裝的金剛石磨粒D的儲存容器92轉(zhuǎn)向至供給位置SP， 并且一金剛石磨粒D通過由提升氣缸(未示出)向上推動的提升桿94 如圖5所示地與其它金剛石磨粒D分離而突出至吸附位置。此時，光電 探測器96對突出至吸附位置的金剛石磨粒D的存在/缺失和品質(zhì)(亦即， 使用的適合性)進(jìn)行判斷。如果沒有金剛石磨粒存在或者品質(zhì)不適于使 用，則再次執(zhí)行突出另一個金剛石磨粒的步驟。
在磨粒設(shè)置程序376c中，機(jī)器人控制器374則控制六軸控制機(jī)器人 10以將直角吸嘴74移至吸附位置并將金剛石磨粒D吸取到直角吸嘴74 的末端上。通過檢查由壓力傳感器(未示出)在六軸控制機(jī)器人10的 吸附運(yùn)動前后所檢測到的壓力之間的差異來判斷金剛石磨粒D是否在 直角吸嘴74上。如果沒有正確完成吸附，則將直角吸嘴74上的金剛石 磨粒D扔到圖1所示的NG (廢品)箱98內(nèi)，并且再次執(zhí)行吸附步驟。 毋容置疑，所述壓力傳感器設(shè)置在空氣通路管道上，所述空氣通路管道 將真空泵(未示出)連接至位于機(jī)器人10的腕部單元72上的直角吸嘴 74。
接下來，如圖6所示，吸附在直角噴嘴74上的金剛石磨粒D由六 軸控制機(jī)器人10轉(zhuǎn)移至在被夾持和提升裝置6夾住的制造模具CW前 方的安裝開始位置或基準(zhǔn)位置BP(參照圖12)。如之前所述，基準(zhǔn)位置 BP位于圖12所示的虛擬圓錐或假想圓錐的頂點(diǎn)上。通過基于之前計算 并存儲的關(guān)于制造模具CW的基準(zhǔn)面和孔中心計算的信息并且還基于 由制造模具CW的安裝面上的安裝程序指定的安裝目標(biāo)位置的計算來 獲得所述假想圓錐。這里，虛擬圓錐被確定為將頂點(diǎn)BP限定為用于沿 各斜邊向所述圓錐的基圓上的那些位置進(jìn)行設(shè)置操作的起點(diǎn)，并且在所 述圓錐的基圓上的那些位置被設(shè)定為接近制造模具CW的安裝面上的 安裝目標(biāo)位置的位置。因而，根據(jù)所述安裝程序的布置數(shù)據(jù)所指定的那 樣將金剛石磨粒D安裝在制造模具CW的內(nèi)表面上。
例如，如圖13和圖14所示，將金剛石磨粒D吸附于其上的直角吸嘴74從作為安裝基準(zhǔn)位置的頂點(diǎn)BP線性地移動至所述圓錐的基圓上的 與所述安裝面隔開預(yù)定短距離的位置處。此時，通過主要控制例如第一 軸至第五軸Jl-J5中的一部分或全部的旋轉(zhuǎn)來使直角吸嘴74沿著所述 假想圓錐的斜邊的傾斜方向線性地向前移動。然后，如圖15和圖16所 示，通過轉(zhuǎn)動第六軸至第四軸J6-J4中的一部分或全部等來將直角吸嘴 74的鼻部74n設(shè)為使所述鼻部74n的軸線垂直于安裝面，并且通過接 近所述安裝面并然后推壓于所述安裝面上來將吸附在直角吸嘴74末端 上的金剛石磨粒D設(shè)置在安裝面上。由于預(yù)先已將粘合劑涂敷至制造模 具CW的安裝面上，所以已設(shè)置在安裝面上的金剛石磨粒D被所述粘 合劑保持并粘附于安裝面上。
進(jìn)一步地，如圖18所示，可能遇到的情況是，金剛石磨粒D應(yīng)設(shè) 置在制造模具CW的傾斜安裝面上的點(diǎn)B處，所述制造模具CW的孔 具有小的直徑開口。這種情況下，如圖19所示，直角吸嘴74通過平行 于制造模具CW的軸線進(jìn)行移動而從制造模具CW的前面進(jìn)入保持豎 立的制造模具CW內(nèi)。然后，轉(zhuǎn)動直角吸嘴74使鼻部74n的軸線在點(diǎn) B處垂直于傾斜安裝面，并且然后移動直角吸嘴74以將保持于所述直 角吸嘴74上的金剛石磨粒D推壓在傾斜安裝面上。通過以這種方式重 復(fù)前述設(shè)置操作，即使在這種設(shè)置作業(yè)不可能由現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)置機(jī)器人 系統(tǒng)完成的情況下也可完成設(shè)置作業(yè)，并因此可進(jìn)一步提高磨粒設(shè)置作 業(yè)的自動化程度。
進(jìn)一步地，可能遇到的情況是，依賴于制造模具CW的安裝面的形 狀，難以從制造模具CW的一側(cè)安裝金剛石磨粒D。這種情況下，操作 夾持和提升裝置6的水平轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)44將制造模具CW水平轉(zhuǎn)過180度 角，從而可以從制造模具CW的另一側(cè)或相反側(cè)完成設(shè)置作業(yè)。
進(jìn)一步地，可以選擇性地采用如圖10所示的鼻部74n彎曲約30度 角的長鼻緩角吸嘴74b，該長鼻緩角吸嘴74b的彎曲角度和鼻長與典型 地在圖8中示出的直角吸嘴74和如圖9所示的鼻部彎曲約45度角的短 鼻緩角吸嘴74a不同。這種情況下，通過如圖17所示地采用長鼻緩角 吸嘴74b可防止如果釆用直角吸嘴74或短鼻緩角吸嘴74a中的任一種 吸嘴則可能由于所述任一種吸嘴的除末端之外的任意其它部分與制造 模具CW的突出部接觸而發(fā)生的干涉。即，在釆用長鼻緩角吸嘴74b 的情形中，可通過將長鼻緩角吸嘴74b從小直徑開口側(cè)插入制造模具CW內(nèi)并且然后通過將吸嘴74b的鼻部74n的軸線設(shè)定為垂直于安裝面 來將金剛石磨粒D設(shè)置在傾斜地面向制造模具另一側(cè)的小直徑開口的 安裝面上而不會與制造模具CW的其它部分發(fā)生任何干涉。這種設(shè)置操 作有效地利用了長鼻緩角吸嘴74b的優(yōu)勢。這有利地使在制造才莫具CW 的內(nèi)表面上的各種安裝面上執(zhí)行精確的設(shè)置作業(yè)成為可能。
已在其上完成金剛石磨粒D的設(shè)置作業(yè)的制造模具CW被夾持和提 升機(jī)構(gòu)6降至水平狀態(tài)并在裝栽臺裝置4的夾持位置處被放置在裝載和 固定部分20上。然后，夾持和提升機(jī)構(gòu)6釋放制造模具CW并向上轉(zhuǎn) 動至豎立位置以準(zhǔn)備進(jìn)行模具替換。由于另一個或新的制造模具CW已 被滑桿16夾在另一裝栽和固定部分20上，所以隨后上部臺12轉(zhuǎn)動半 圈從而調(diào)換已設(shè)置有金剛石磨粒D的制造模具CW和新的制造模具CW 的相互位置。將已在其上完成設(shè)置作業(yè)的制造模具CW從裝載臺裝置4 拾起并轉(zhuǎn)移至下一個制造工序，同時新的制造模具CW在夾持和提升機(jī) 構(gòu)6下降后被夾持和提升機(jī)構(gòu)6夾住并提升至豎立位置，從而通過六軸 控制機(jī)器人IO以與上述相同的方式執(zhí)行金剛石磨粒D的設(shè)置作業(yè)。毋 容置疑，主要在致動器控制PLC374的控制下控制已設(shè)置有金剛石磨粒 D的制造模具CW的卸載操作和新的制造模具CW的裝載操作。
根據(jù)前述典型地在圖1和圖2中示出的超磨粒設(shè)置設(shè)備2，由超磨 粒供給裝置8供給的金剛石磨粒D被六軸控制機(jī)器人10逐一吸取、轉(zhuǎn) 移并安裝在被夾持和提升機(jī)構(gòu)6夾住并提升的制造模具CW的安裝面上 的各個編程目標(biāo)位置上。因此，可在無需人手操作的情況下提高用于制 造模具CW的設(shè)置作業(yè)的自動化程度。
進(jìn)一步地，如圖12-14所示，在設(shè)置每個超磨粒D的過程中，吸嘴 74 (74a, 74b)首先定位于在位于制造模具CW前方的、與制造模具 CW的軸線平行的基準(zhǔn)位置BP處，然后沿前述假想圓錐上的斜邊的方 向移動，所述圓錐從基準(zhǔn)位置BP向接近制造模具CW上的安裝目標(biāo)位 置的那些位置伸展。因此，可通過對沿傾斜方向的線性運(yùn)動進(jìn)行簡化控 制搮作而完成每次i殳置。
進(jìn)一步地，在制造模具CW采取所具有的孔在一側(cè)的開口直徑小的 圓柱形的情形中，可通過另 一種簡化的控制操作將每個超磨粒D設(shè)置在 安裝面上，其中例如如圖18和圖19所示，吸嘴74 (74a， 74b )通過 沿平行于制造模具CW的軸線的方向移動進(jìn)入所述孔，然后沿吸嘴74(74a， 74b)的鼻部74n的軸線移動，而不引起吸嘴74 (74a, 74b) 的任何部分與制造模具CW的任何突出部接觸。
進(jìn)一步地，如圖1所示，由于吸嘴盒88設(shè)置為用于儲存鼻彎曲角 度互不相同的多個吸嘴74、 74a、 74b，所以可以選擇性地采用具有適 于制造模具CW的安裝面并易于跨過制造模具CW的突出部的吸嘴。 因而，可沿垂直于安裝面的方向定向所選吸嘴的彎曲鼻部74n的軸線， 從而可進(jìn)一步提高設(shè)置作業(yè)的自動化程度。
進(jìn)一步地，由于提供了分為多種類型的金剛石磨粒D以供選用，所 以可以選擇性地在制造模具CW的不同安裝面上安裝不同的磨粒。此 外，可在多個不同種類或類型的制造模具CW上連續(xù)執(zhí)行設(shè)置作業(yè)。因 此，由于制造模具CW的制造占用于制造每個磨具的工藝相當(dāng)大的一部 分，所以可顯著地提高制造磨具的效率。
進(jìn)一步地，即使在難以從制造模具CW—側(cè)完成所述安裝作業(yè)的特 定步驟的情形中，也可通過轉(zhuǎn)動制造模具CW以使制造模具CW的一 側(cè)與另一側(cè)互換而容易地完成所述步驟。因而，可以在不需要人工干預(yù) 的情況下自動地完成設(shè)置作業(yè)的所有步驟，從而顯著地提高制造模具的 效率。
進(jìn)一步地，由于通過在安裝作業(yè)之前檢測制造模具CW的實際位置 來校準(zhǔn)制造模具CW上的要安裝金剛石磨粒D的編程目標(biāo)位置，所以 可在制造模具CW上的編程目標(biāo)位置處精確地安裝金剛石磨粒D。
此外，例如如圖17所示，制造模具CW的孔可能在其相反端具有 大開口和小開口并且可能具有傾斜安裝面，所述傾斜安裝面設(shè)置為更靠 近所述大開口而非小開口，從而傾斜地面向小開口。這種情況下，選擇 鼻部74n比其它吸嘴74、 74a的鼻部長并以緩角(例如，約30度)彎 曲的長鼻緩角吸嘴74b并將所述長鼻緩角吸嘴74b附連至六軸控制機(jī)器 人10的端臂84，從而可更容易地從小開口側(cè)將超磨粒D安裝在靠近大 開口的傾斜安裝面上。
盡管在前述實施方式中采用金剛石磨粒作為超磨粒D，但也可采用 CBN (立方氮化硼)磨氺立。
進(jìn)一步地，盡管在前述實施方式中制造模具CW是采取大體圃柱形形狀的凹型模具，其中在所述凹型模具的內(nèi)表面上執(zhí)行超磨粒的設(shè)置作 業(yè)，但也可用凸型模具代替這種凹型模具，這種情況下可在所述凸型模 具的外周面上執(zhí)行超磨粒的設(shè)置作業(yè)。在凸型模具的外表面上設(shè)置超磨
粒的過程中，附連至六軸控制機(jī)器人10的吸嘴74上的每個顆粒D也可 從安裝起始位置BP (參照圖12)沿著沿假想圓錐上的斜邊的傾斜方向 線性地移動。這可通過經(jīng)計算獲得頂角是銳角并且軸線較長的假想圓錐 完成，即，通過采用長形假想圓錐完成。
顯然，根據(jù)以上教示內(nèi)容可以對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的改型和變型。 因此需要理解的是，在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可采取不同于在此所述 的方式來實施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種用于布置超磨粒的超磨粒設(shè)置設(shè)備，該超磨粒設(shè)置設(shè)備用來在用于制造磨具的制造模具的表面上形成所述磨具的研磨面，該設(shè)備包括夾持和提升機(jī)構(gòu)，其用于夾持以水平狀態(tài)放置的所述制造模具并用于將所述制造模具轉(zhuǎn)動至豎立位置以便使所述制造模具的軸線水平延伸；六軸控制機(jī)器人，其包括帶有三個受控軸的基臂機(jī)構(gòu)和帶有附連至所述基臂機(jī)構(gòu)的三個受控軸的腕部單元，其中所述腕部單元的三個受控軸包括第六軸，所述第六軸用于使端臂繞所述第六軸自身的軸線轉(zhuǎn)動；與所述第六軸相交的第五軸，所述第五軸用于使所述端臂和所述第六軸繞自身的軸線樞轉(zhuǎn)；以及第四軸，所述第四軸用于使所述端臂、所述第六軸和所述第五軸繞自身的與所述第五軸相交的軸線轉(zhuǎn)動，并且其中所述基臂機(jī)構(gòu)的三個受控軸包括第三軸，所述第三軸與所述第四軸相交而水平延伸；第二軸，所述第二軸平行于所述第三軸延伸；以及第一軸，所述第一軸包括以可樞轉(zhuǎn)方式支撐所述第二軸的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，以用于使所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件繞自身的沿豎向延伸的軸線轉(zhuǎn)動；超磨粒供給裝置，其設(shè)置有用于儲存所述超磨粒的顆粒儲存器和用于將儲存在所述顆粒儲存器中的超磨粒逐一分離至吸附位置的顆粒分離機(jī)構(gòu)；以及吸嘴，其以可拆卸方式安裝在所述六軸控制機(jī)器人的端臂上并設(shè)置有彎曲而具有吸嘴端的鼻部，所述吸嘴端偏離所述第五軸及所述第六軸，所述鼻部用于在吸附位置將超磨粒吸附至所述吸嘴端。
2. 如權(quán)利要求1所述的超磨粒設(shè)置設(shè)備，進(jìn)一步包括吸嘴盒，其用于儲存包括前述吸嘴在內(nèi)的多個吸嘴，所述多個吸嘴 的吸嘴角互相不同且能夠選擇性地附連至所述六軸控制機(jī)器人的端臂。
3. 如權(quán)利要求1所述的超磨粒設(shè)置設(shè)備，其中所述超磨粒供給裝 置包括用于按種類儲存所述超磨粒的多個顆粒儲存器。
4. 如權(quán)利要求1所述的超磨粒設(shè)置設(shè)備，其中所述夾持和提升機(jī) 構(gòu)包括轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)用于使處于豎立位置的所述制造模具繞豎直軸線轉(zhuǎn)半圏。
5. 如權(quán)利要求1所述的超磨粒設(shè)置設(shè)備，其中所述制造模具采取 大體圓柱形形狀，具有在其徑向中心部處的孔和在其軸向相反端處的平 端面，所述設(shè)備進(jìn)一步包括接觸傳感器，其用于檢測所述吸嘴的吸嘴端與所述制造模具的面向 所述六軸控制機(jī)器人的平端面之一的接觸；基準(zhǔn)面計算裝置，其用于在所述吸嘴與所述制造模具的面向所述六 軸控制機(jī)器人的平端面之一上的多個位置接觸時基于所述接觸傳感器 所確定的多個接觸點(diǎn)來計算用于所述制造模具的安裝基準(zhǔn)面的三維坐 標(biāo)；孔中心計算裝置，其用于根據(jù)當(dāng)所述六軸控制機(jī)器人的端臂上的吸 嘴在所述吸嘴從各個所述接觸點(diǎn)向所述孔的中心移動的途中與所述制 造模具的面向所述六軸控制機(jī)器人的平端面之一脫離時所確定的位置 來計算形成在所述制造模具中的孔的中心的三維坐標(biāo)；以及機(jī)器人控制裝置，其用于在基于由所述基準(zhǔn)面計算裝置和所述孔中 心計算裝置計算出的所述基準(zhǔn)面和所述孔中心的三維坐標(biāo)校準(zhǔn)所述機(jī) 器人的坐標(biāo)后按照磨粒安裝程序來控制所述六軸機(jī)器人。
6. 如權(quán)利要求5所述的超磨粒設(shè)置設(shè)備，其中在將所述吸嘴所支 撐的超磨粒安裝在所述超磨粒要被安裝的目標(biāo)安裝位置之一上的過程 中，所述機(jī)器人控制裝置控制所述六軸控制機(jī)器人使得附連至所述六軸 控制機(jī)器人的所述吸嘴上的超磨粒沿假想圓錐上的斜邊移動，所述假想 圓錐的基圓沿著多個目標(biāo)安裝位置設(shè)置。
7. 如權(quán)利要求6所述的超磨粒設(shè)置裝置，其中所述機(jī)器人控制裝 置能夠基于所述磨粒安裝程序以及由所述基準(zhǔn)面計算裝置和所述孔中 心計算裝置計算出的所述基準(zhǔn)面和所述孔中心的三維坐標(biāo)通過計算來 獲得所述假想圓錐。
8. 如權(quán)利要求2所述的超磨粒設(shè)置裝置，其中 所述制造模具的所述孔在其相反端具有大開口和小開口并且具有傾斜安裝面，所述傾斜安裝面設(shè)置為更靠近所述大開口而非所述小開 口，從而傾斜地面向所述小開口；并且所述多個吸嘴包括長鼻緩角吸嘴，所述長鼻緩角吸嘴的鼻部比其它吸嘴的鼻部長并且以小于45度角的緩角彎曲，在將超磨粒安裝在所述傾斜安裝面上的過程中所述長鼻緩角吸嘴附連至所述六軸控制機(jī)器人的端臂。
全文摘要
一種超磨粒設(shè)置設(shè)備，其設(shè)置為在用于制造磨具的制造模具的表面上布置超磨粒。所述設(shè)備包括夾持和提升機(jī)構(gòu)，其用于夾持處于水平狀態(tài)的模具并用于使模具轉(zhuǎn)動至豎立狀態(tài)；六軸控制機(jī)器人，其包括帶有三個受控軸的基臂機(jī)構(gòu)和帶有附連至基臂機(jī)構(gòu)的三個受控軸的腕部單元；超磨粒供給裝置，其具有用于儲存超磨粒的顆粒儲存器和用于將儲存在顆粒儲存器中的超磨粒逐一分離至吸附位置的顆粒分離機(jī)構(gòu)；以及吸嘴，其以可拆卸方式安裝在機(jī)器人的端臂上并設(shè)置有彎曲鼻部，所述彎曲鼻部用于在吸附位置處將超磨粒吸至其吸嘴端。
文檔編號B24D18/00GK101450465SQ200810177700
公開日2009年6月10日 申請日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月3日
發(fā)明者小林孝道, 杉田和彥, 榊原貞雄, 清水宏益 申請人:豐田萬磨株式會社