JP2012030332A - Processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ギャングヘッドを用いてワークに加工を行う加工装置に関する。 The present invention relates to a processing apparatus that processes a workpiece using a gang head.
例えば、内燃機関(エンジン)を構成するシリンダブロックでは、複数のピストンが組み込まれるとともに、クランクシャフトが取り付けられている。さらに、このシリンダブロックには、ウォータポンプやオイルポンプ等の補機類が取り付けられる場合がある。従って、シリンダブロックの加工作業が相当に煩雑化している。 For example, in a cylinder block constituting an internal combustion engine (engine), a plurality of pistons are incorporated and a crankshaft is attached. Further, auxiliary equipment such as a water pump and an oil pump may be attached to the cylinder block. Therefore, the machining operation of the cylinder block is considerably complicated.
そこで、この種のワークを加工するために、複数の工具が一体に取り付けられ、複数の加工作業を同時に遂行することが可能なギャングヘッド(多軸ヘッド)を備える加工装置が使用されている。 Therefore, in order to process this type of workpiece, a processing apparatus is used that includes a gang head (multi-axis head) that can be attached to a plurality of tools and that can simultaneously perform a plurality of processing operations.
上記の加工装置として、例えば、特許文献1に開示されているガイドバー装置が知られている。このガイドバー装置は、ギャングヘッドを所定の加工位置に割り出すようにしてあるタレット装置に用いられるブッシュプレートのガイドバー装置に関するものである。
As said processing apparatus, the guide bar apparatus currently disclosed by
ガイドバー装置は、ブッシュプレートにブッシュと付勢バネによりギャングヘッド本体前方へ付勢されるガイドバーとを設け、ブッシュプレートの付勢バネによるギャングヘッド本体に対する前方への飛び出しを規制するフックを有し、ワーク加工時にブッシュにより工具を案内し、主軸に対して相対的にブッシュプレートを前後動するようにしている。 The guide bar device is provided with a bush and a guide bar that is biased forward of the gang head main body by a biasing spring on the bush plate, and has a hook that restricts forward protrusion of the bush plate against the gang head main body. In addition, the tool is guided by the bush during workpiece processing, and the bush plate is moved back and forth relative to the main shaft.
このガイドバー装置において、フックを、付勢バネを規制位置で係止して付勢バネのバネ力が規制位置より前方でガイドバーに影響しないように構成し、ガイドバーの外周にピストンを設けると共にピストンが摺動されるシリンダー室を備えたシリンダーをギャングヘッド本体に設け、前側のシリンダー室に供給する圧空の圧力をガイドバーがフックに係止されている付勢バネに当接して規制位置に位置されたままギャングヘッド本体と共に後退するように設定し、前側と後側のシリンダー室への圧空の供給を切り変えることで、ブッシュプレートを規制位置と規制位置より前方の工具交換位置との間で前後動させるように構成したことを特徴としている。 In this guide bar device, the hook is configured so that the urging spring is locked at the restricting position so that the spring force of the urging spring does not affect the guide bar in front of the restricting position, and the piston is provided on the outer periphery of the guide bar. A cylinder with a cylinder chamber in which the piston is slid is provided in the gang head body, and the pressure of the compressed air supplied to the front cylinder chamber is brought into contact with the biasing spring with which the guide bar is locked to the hook, thereby restricting the position. The bush plate is moved between the restriction position and the tool change position ahead of the restriction position by switching the supply of compressed air to the front and rear cylinder chambers. It is characterized by being configured to move back and forth between.
ところで、ワークとして用いられるシリンダブロックでは、特にクランクシャフトのジャーナルが挿入されるジャーナル孔に、高精度な加工が要求されている。このため、種類の異なるシリンダブロックの加工を行う際には、前記シリンダブロック毎に専用の位置決め治具が用いられている。各シリンダブロック毎に微少に変動する加工位置を、高精度に位置決めするためである。 By the way, in a cylinder block used as a workpiece, high precision machining is required particularly in a journal hole into which a journal of a crankshaft is inserted. For this reason, when processing different types of cylinder blocks, a dedicated positioning jig is used for each cylinder block. This is because the machining position that varies slightly for each cylinder block is positioned with high accuracy.
しかしながら、位置決め治具は、相当に高価なものであり、シリンダブロックの種類が多くなれば、前記位置決め治具も多数台用意しなければならない。これにより、設備費が高騰してしまい、経済的ではないという問題が指摘されている。 However, the positioning jig is quite expensive. If the number of types of cylinder blocks increases, a large number of positioning jigs must be prepared. As a result, the facility cost has soared, and it is pointed out that it is not economical.
本発明はこの種の問題を解決するものであり、経済的な構成で、多種類の異なるワークの加工を高精度且つ効率的に遂行することが可能な加工装置を提供することを目的とする。 The present invention solves this type of problem, and an object thereof is to provide a machining apparatus that can perform machining of various types of different workpieces with high accuracy and efficiency with an economical configuration. .
本発明は、ギャングヘッドを用いてワークに加工を行う加工装置に関するものである。この加工装置は、多種類の異なるワークを位置決め保持するための汎用型ワーク位置決め治具と、ギャングヘッドに回転駆動力を付与するとともに、前記ギャングヘッドを着脱自在な装置本体と、前記ギャングヘッドを、前記ワークに対して案内するガイド機構と、前記ギャングヘッドを、工具の軸方向に直交する面を揺動面として前記装置本体に対し揺動させる揺動機構とを備えている。 The present invention relates to a processing apparatus that processes a workpiece using a gang head. The processing apparatus includes a general-purpose workpiece positioning jig for positioning and holding a variety of different workpieces, a rotational driving force to the gang head, a device body to which the gang head can be attached and detached, and the gang head. A guide mechanism for guiding the workpiece, and a swinging mechanism for swinging the gang head relative to the apparatus main body with a surface orthogonal to the axial direction of the tool as a swinging surface.
また、この加工装置では、揺動機構は、凸側球面を有する第1部材と、前記凸側球面に摺接する凹側球面を有する第2部材とを備えることが好ましい。 In this processing apparatus, it is preferable that the swing mechanism includes a first member having a convex spherical surface and a second member having a concave spherical surface that is in sliding contact with the convex spherical surface.
さらに、この加工装置では、ワークは、エンジンを構成するシリンダブロックであり、工具は、前記シリンダブロックのジャーナル孔を加工する孔加工工具を備えることが好ましい。 Furthermore, in this processing apparatus, it is preferable that the workpiece is a cylinder block constituting an engine, and the tool includes a hole processing tool for processing a journal hole of the cylinder block.
本発明によれば、ギャングヘッドは、装置本体に対して揺動機構により揺動することができる。このため、ギャングヘッドに設けられている工具は、各ワークの微少に変動する加工位置に倣いながら、前記加工位置に対して所望の加工を容易に行うことが可能になる。 According to the present invention, the gang head can be swung with respect to the apparatus main body by the swing mechanism. For this reason, the tool provided in the gang head can easily perform desired machining on the machining position while following the machining position of each workpiece that varies slightly.
従って、多種類の異なるワークに対して専用のワーク位置決め治具が不要になり、汎用型ワーク位置決め治具を用いることができる。これにより、経済的な構成で、多種類の異なるワークの加工を高精度且つ効率的に遂行することが可能になる。 Accordingly, a dedicated workpiece positioning jig is not required for many different types of workpieces, and a general-purpose workpiece positioning jig can be used. As a result, it is possible to perform machining of many different types of workpieces with high accuracy and efficiency with an economical configuration.
図1〜図3に示すように、本発明の実施形態に係る加工装置10は、多軸加工機構12とワーク取り付け機構14とを備え、前記多軸加工機構12及び前記ワーク取り付け機構14は、基台16上に設けられる。
As shown in FIGS. 1 to 3, a
多軸加工機構12は、基台16上に載置される装置本体18を備え、前記装置本体18上には、鉛直軸回りに旋回自在な旋回テーブル20が設けられる。旋回テーブル20は、図示しないモータに連結されて旋回するとともに、前記旋回テーブル20には、複数、例えば、4つのギャングヘッド24が、回転軸心を中心に等角度(90°)間隔ずつ離間して着脱自在に取り付けられる。
The
装置本体18には、ワーク取り付け機構14に対面する面18aに沿って昇降(矢印Z方向)自在な昇降ユニット26が設けられる。昇降ユニット26は、装置本体18に取り付けられる昇降モータ28の作用下に、例えば、前記昇降モータ28に連結されるボールねじ(図示せず)の回転作用下に、面18aに沿って昇降する。昇降ユニット26には、スピンドルユニット30が内装され、前記スピンドルユニット30を構成するスピンドル連結部32が回転駆動される。
The apparatus
ギャングヘッド24は、図4に示すように、スピンドルユニット30に連結される連結板部材34を備える。この連結板部材34には、複数台の揺動機構36を介してギャングヘッド本体部38が、水平面を揺動面として揺動自在に連結される。連結板部材34は、水平方向に長尺状に構成されるとともに、スピンドル連結部32に連結される回転軸40が、鉛直軸回りに回転自在に取り付けられる。
As shown in FIG. 4, the
回転軸40には、駆動ギア44が継手部材(例えば、オルダム継手や自在継手)45を介して傾動自在に連結されるとともに、前記駆動ギア44は、ギャングヘッド本体部38に回転自在に支持される。駆動ギア44には、鉛直下方向に延在し、複数のベアリング46を介してギャングヘッド本体部38に回転自在なホルダ部48が設けられる。ホルダ部48には、後述するワークWであるシリンダブロックのジャーナル孔を加工するための工具50が着脱自在に取り付けられる。
A drive gear 44 is connected to the
ギャングヘッド本体部38には、駆動ギア44に噛合する複数のギア52からなるギアトレイン54が配設される。各ギア52は、ベアリング55を介して回転自在であり、前記ギア52の端部には、ホルダ部56が設けられる。各ホルダ部56には、必要に応じて、後述するシリンダブロックの孔部の加工を行うための工具58が取り付けられる。
The gang head
揺動機構36は、連結板部材34にねじ止めされる第1ケーシング60及びギャングヘッド本体部38にねじ止めされる第2ケーシング62を備える。第1ケーシング60内には凸側球面64aを有する第1部材64と、前記凸側球面64aに摺接する凹側球面66aを有する第2部材66とが収容される。第1部材64及び第2部材66は、好適には、球面座金により構成してもよい。
The
第2ケーシング62内には、同様に凸側球面68aを有する第1部材68と、前記凸側球面68aに摺接する凹側球面70aを有する第2部材70とが収容される。第1部材68及び第2部材70は、第1部材64及び第2部材66と逆向きに位置される。第2ケーシング62から第1ケーシング60に支持ロッド72が挿入され、前記支持ロッド72の先端が連結板部材34内に配置される。支持ロッド72の後端側は、大径部を構成しており、第1部材68に係止される。第1ケーシング60内には、第1部材64を第2部材66側に押圧するためのばね74が収容される。
Similarly, the
ギャングヘッド本体部38の底面両端縁部には、ガイド機構76を構成するガイドピン78が設けられる。装置本体18には、ギャングヘッド24を加工ステーションST1に案内するために、ガイド機構76を構成する一対のガイド筒体80が設けられる。各ガイド筒体80には、ガイドピン78が挿入されて、ギャングヘッド24をワークWに対して案内する。
Guide pins 78 constituting a
図1に示すように、装置本体18には、ガイド筒体80が設けられる面(ワーク取り付け機構14に対向する面)に、ガイドレール77が矢印Z方向に延在して設けられる。ガイドレール77には、例えば、モータ79の回転作用下に前記ガイドレール77に沿って昇降自在なサポートブッシュ81が配設される。サポートブッシュ81は、ギャングヘッド24に取り付けられる工具50をガイドする機能を有する。
As shown in FIG. 1, the apparatus
ワーク取り付け機構14は、図1〜図3に示すように、矢印Y方向に延在する一対のガイドレール82と、このガイドレール82に平行して延在する図示しないボールねじに連結されたモータ84とにより、矢印Y方向に進退可能なY軸ユニット86を備える。Y軸ユニット86は、多軸加工機構12側に対向して、鉛直方向から水平方向に所定角度、例えば、45°傾斜する傾斜面86aを有する(図1参照)。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
傾斜面86aには、矢印X方向に延在する一対のガイドレール88と、このガイドレール88に平行する図示しないボールねじに連結されたモータ90とにより、矢印X方向に進退可能なX軸ユニット92が載置される。X軸ユニット92には、パレット94が設けられるとともに、このパレット94は、モータ95を介して45°傾斜する傾斜軸を中心に旋回可能である。
On the
パレット94には、汎用型ワーク位置決め治具96が設けられる。ワーク位置決め治具96は、形状の異なる種々のワークW、すなわち、シリンダブロックを位置決め保持することができ、このワークWが待機ステーションST2に配置される際には、図1に示すように、加工孔(ジャーナル孔)Waが水平方向に向かって配置される。一方、ワークWが加工ステーションST1に配置される際には、すなわち、180°位相が変更される際には、加工孔Waが鉛直方向に配置される。
The
このように構成される加工装置10の動作について以下に説明する。
The operation of the
多軸加工機構12では、旋回テーブル20の各取付部位に、それぞれ種類の異なるワークWに対応して、予めギャングヘッド24が取り付けられる。一方、ワーク取り付け機構14では、ワーク位置決め治具96に対して所定のワークWが取り付けられる。
In the
そして、多軸加工機構12において、加工ステーションST1に対応してワークWの加工を行うギャングヘッド24が配置されると、昇降ユニット26に取り付けられたスピンドルユニット30に、ギャングヘッド24が連結される。
In the
次いで、ワーク取り付け機構14では、パレット94が、図1に示す待機姿勢から180°旋回されて、加工姿勢に配置される。さらに、Y軸ユニット86は、モータ84の駆動作用下にガイドレール82に沿って、矢印X方向に位置調整される一方、X軸ユニット92は、モータ90の作用下にガイドレール88の案内作用下に、矢印X方向に位置調整される。
Next, in the
このため、ワーク位置決め治具96に保持されているワークWは、加工孔Waが加工ステーションST1の加工位置に対応し、鉛直方向に延在して位置決め配置される(図1中、二点鎖線参照)。
For this reason, the workpiece W held by the
そこで、スピンドルユニット30が駆動されて、スピンドル連結部32が回転駆動されると、このスピンドル連結部32に連結される回転軸40が回転する(図4参照)。回転軸40には、駆動ギア44が傾動可能に連結されており、前記駆動ギア44のホルダ部48に装着されている工具50が回転する。駆動ギア44は、ギアトレイン54を構成しており、各ギア52にホルダ部56を介して取り付けられている工具58は、同様に回転する。
Therefore, when the
この状態で、昇降ユニット26は、昇降モータ28の回転作用下に装置本体18の面18aに沿って矢印Z方向下方(鉛直下方向)に移動する。従って、工具50により、ワークWの加工孔Waに粗加工処理が施されるとともに、他の工具58により、前記ワークWの他の孔部(図示せず)に対して粗加工処理が行われる。
In this state, the elevating
その際、ギャングヘッド24は、ガイドピン78がガイド筒体80に挿入されることにより、ガイド機構76を介してワークWに対し、正確に移動される。一方、昇降可能なサポートブッシュ81は、所定の高さ位置に調整されるため、工具50は、前記サポートブッシュ81に案内されて正確に移動することができる。
At that time, the
この場合、本実施形態では、ワーク位置決め治具96は、種々の形状の異なるワークWを取り付け可能な汎用型ワーク位置決め治具として構成されている。このため、ワーク位置決め治具96に対して、各ワークWの加工位置である加工穴Waの位置が微少に変動し易い。
In this case, in this embodiment, the
ここで、ギャングヘッド24は、スピンドルユニット30に連結される連結板部材34とギャングヘッド本体部38とが、揺動機構36を介して連結されている。揺動機構36は、第1ケーシング60内に、凸側球面64aと凹側球面66aとを摺接させて収容される第1部材64及び第2部材66と、第2ケーシング62内に、凸側球面68aと凹側球面70aとを摺接させて収容される第1部材68及び第2部材70とを備えている。そして、これらは、支持ロッド72により一体に支持されるとともに、第1部材64は、ばね74を介して第2部材66側に押圧されている。
Here, in the
従って、ギャングヘッド24では、ギャングヘッド本体部38が、工具50の軸方向に直交する面を揺動面として、連結板部材34に対し、すなわち、装置本体18に対し揺動可能である。これにより、ギャングヘッド24に設けられている工具50は、ワークWの加工孔Waに微少な加工位置の変動が惹起している際に、揺動機構36の作用下に揺動する。
Therefore, in the
このため、工具50は、加工孔Waの加工位置に倣いながら、前記加工孔Waに対して所望の加工を容易に行うことが可能になる。従って、多種類の異なるワークWに対して専用のワーク位置決め治具が不要になり、汎用型のワーク位置決め治具96を用いることができる。これにより、経済的な構成で、多種類の異なるワークWの加工を高精度且つ効率的に遂行することが可能になるという効果が得られる。
For this reason, the
10…加工装置 12…多軸加工機構
14…ワーク取り付け機構 18…装置本体
20…旋回テーブル 24…ギャングヘッド
26…昇降ユニット 30…スピンドルユニット
32…スピンドル連結部 34…連結板部材
36…揺動機構 38…ギャングヘッド本体部
40…回転軸 44…駆動ギア
48、56…ホルダ部 50、58…工具
52…ギア 54…ギアトレイン
60、62…ケーシング 64a、68a…凸側球面
64、66、68、70…部材 66a、70a…凹側球面
72…支持ロッド 74…ばね
76…ガイド機構 78…ガイドピン
80…ガイド筒体 86…Y軸ユニット
92…X軸ユニット 94…パレット
96…ワーク位置決め治具
DESCRIPTION OF
Claims (3)
多種類の異なる前記ワークを位置決め保持するための汎用型ワーク位置決め治具と、
前記ギャングヘッドに回転駆動力を付与するとともに、該ギャングヘッドを着脱自在な装置本体と、
前記ギャングヘッドを、前記ワークに対して案内するガイド機構と、
前記ギャングヘッドを、工具の軸方向に直交する面を揺動面として前記装置本体に対し揺動させる揺動機構と、
を備えることを特徴とする加工装置。 A processing device for processing a workpiece using a gang head,
A general-purpose workpiece positioning jig for positioning and holding a variety of different workpieces;
A rotational driving force is applied to the gang head, and the gang head is detachable from the apparatus main body,
A guide mechanism for guiding the gang head with respect to the workpiece;
A swing mechanism for swinging the gang head relative to the apparatus main body with a surface orthogonal to the axial direction of the tool as a swing surface;
A processing apparatus comprising:
前記凸側球面に摺接する凹側球面を有する第2部材と、
を備えることを特徴とする加工装置。 The processing apparatus according to claim 1, wherein the swing mechanism includes a first member having a convex spherical surface;
A second member having a concave spherical surface slidably contacting the convex spherical surface;
A processing apparatus comprising:
前記工具は、前記シリンダブロックのジャーナル孔を加工する孔加工工具を備えることを特徴とする加工装置。 The processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the workpiece is a cylinder block constituting an engine.
The said tool is provided with the hole processing tool which processes the journal hole of the said cylinder block, The processing apparatus characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010173433A JP2012030332A (en) | 2010-08-02 | 2010-08-02 | Processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010173433A JP2012030332A (en) | 2010-08-02 | 2010-08-02 | Processing apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012030332A true JP2012030332A (en) | 2012-02-16 |
Family
ID=45844388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010173433A Withdrawn JP2012030332A (en) | 2010-08-02 | 2010-08-02 | Processing apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012030332A (en) |
-
2010
- 2010-08-02 JP JP2010173433A patent/JP2012030332A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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