JP2012171089A

JP2012171089A - 加工設備および加工方法

Info

Publication number: JP2012171089A
Application number: JP2011038972A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kunitake; 豊国武; Hideki Oka; 秀樹岡
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2012-09-10

Abstract

【課題】加工精度および生産効率の向上を図ることができるのはもちろんのこと、コストを低減することができる加工設備および加工方法を提供する。
【解決手段】基台１０１上にインデックステーブル１０２が回転可能に設けられている。インデックステーブル１０２は、回転駆動部１０４により回転駆動される。インデックステーブル１０２は、円周方向９０度間隔で４個のステーションに分割され、各ステーションには、コンロッドＷを立設して支持する固定部１０３Ａ〜１０３Ｄが設けられている。ステージ１０１Ｓには、インデックステーブル１０２の振動を検出する振動検出部１１０が設けられている。振動検出部１１０は、大端部用加工部１０６および小端部用加工部１０７によるコンロッドＷの孔部の加工時に振動検出を行う。コンロッドＷの孔部の加工後、振動検出部１１０による検出値が所定の閾値を超えている場合、設備の稼働を停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インデックステーブル上のワークの孔部を加工する加工設備および加工方法に係り、ワークの孔部の加工精度向上技術に関する。

インデックステーブルを備えた加工設備では、インデックステーブルが回転して一周する間にワークに各種工程を行う。具体的には、インデックステーブルの周囲には、所定の工程を行うステージが円周方向で等間隔に設けられ、インデックステーブルは、ステージ数に対応した数のステーションに分割され、それらステーションにワークが固定される。

たとえばインデックステーブルの各ステーションに、ワークとして複数のコンロッドを配置し、コンロッドに多軸加工を連続的に行う場合、たとえば図５に示す加工設備１０を用いる。加工設備１０は、基台１０１上にインデックステーブル１０２が回転可能に設けられている。インデックステーブル１０２は、回転駆動部１０４により回転駆動される。たとえばインデックステーブル１０２の側面底部には、かさ歯車部が形成され、回転駆動部１０４のシャフトの先端部には、かさ歯車部が形成され、回転駆動部１０４のシャフトをモータにより回転させることにより、インデックステーブル１０２を回転させる。

たとえばインデックステーブル１０２は、円周方向９０度間隔で４個のステーションに分割され、各ステーションには、複数（たとえば４個）のコンロッドＷを立設して支持する固定部１０３Ａ〜１０３Ｄが設けられている。

インデックステーブル１０２の周囲では、ステージ１０１Ｓ〜１０１Ｖが円周方向で９０度間隔に設けられている。ステージ１０１Ｓにおけるインデックステーブル１０２とは反対側は、コンロッドＷの搬送ライン（図示略）に接続されている。ステージ１０１Ｓにはロボット１０５設けられている。ロボット１０５は、インデックステーブル１０２の固定部から搬送ラインへコンロッドＷの払出を行うとともに、搬送ラインからインデックステーブル１０２の固定部へのコンロッドＷの投入を行う。インデックステーブル１０２へ投入されるコンロッドＷは、たとえば小端部および大端部の孔部に粗加工が施されたものである。インデックステーブル１０２から払出されるコンロッドＷは、インデックステーブル１０２上での一連の工程を終えたものである。

ステージ１０１Ｔには、コンロッドＷの大端部の孔部に対して多軸加工を行う大端部用加工部１０６が設けられている。たとえば大端部用加工部１０６は、対向するステーションの固定部に対して接近離間可能に設けられ、４個のコンロッドの大端部の孔部に対して仕上げ加工を同時に行う多軸ヘッドを備えている。大端部用加工部１０６の多軸ヘッドは、たとえば４本の中ぐり工具Ｓ１を有している。

ステージ１０１Ｕには、コンロッドＷの小端部の孔部に対して多軸加工を行う小端部用加工部１０７が設けられている。たとえば小端部用加工部１０７は、対向するステーションの固定部に対して接近離間可能に設けられ、４個のコンロッドＷの小端部の孔部に対して仕上げ加工を同時に行う多軸ヘッドを備えている。小端部用加工部１０７の多軸ヘッドは、たとえば４本の中ぐり工具Ｓ２を有している。

ステージ１０１Ｖには、コンロッドＷの大端部および小端部の孔部の内径を測定する計測部１０８が設けられている。

加工設備１０では、インデックステーブル１０２の回転により、固定部１０３Ａ〜１０３Ｄがステージ１０１Ｓ〜１０１Ｖに対向する位置に停止する毎に、ステージ１０１Ｓのロボット１０５は、対向する固定部に対してコンロッドＷの投入／払出を行い、ステージ１０１Ｔの大端部用加工部１０６は、対向する固定部におけるコンロッドＷの大端部の孔部に対して仕上げ加工を行い、ステージ１０１Ｕの小端部用加工部１０７は、対向する固定部におけるコンロッドＷの小端部の孔部に対して仕上げ加工を行い、ステージ１０１Ｖの計測部１０８は、対向する固定部におけるコンロッドＷの小端部および大端部の孔部の内径の計測を行う。

コンロッドＷの大端部および小端部の孔部には、ミクロンオーダーの加工精度が要求されている。しかしながら、加工設備１０では、コンロッドＷの大端部および小端部の孔部の仕上げ加工において多軸加工を行っているため、振動が生じる虞が大きく、加工精度が低下してしまう。特に、従来では、多軸加工を施した全てのコンロッドＷの大端部および小端部の孔部の内径を計測することにより、加工精度を調べていたため、生産効率が低かった。

そこで、振動発生源である大端部用加工部１０６および小端部用加工部１０７の工具側に振動検出部を設け、加工精度を低下させる振動を検出することが考えられる（たとえば特許文献１）。

特開２００５−３２４２８７号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、大端部用加工部および小端部用加工部の工具側の振動検出を行っているため、全ての工具に振動検出部を設ける必要があり、その結果、コストが増大してしまう。

したがって、本発明は、加工精度および生産効率の向上を図ることができるのはもちろんのこと、コストを低減することができる加工設備および加工方法を提供することを目的とする。

本発明の加工設備は、基台と、基台上で回転可能に支持されるとともにワークが固定されるインデックステーブルと、インデックステーブルの周囲に設けられるとともに、固定状態にあるインデックステーブル上のワークの孔部に加工を行う加工部と、ワークの孔部の加工時にインデックステーブルの振動を検出する振動検出部とを備えたことを特徴とする。

本発明の加工設備では、基台上でインデックステーブルが回転可能に支持され、インデックステーブルの周囲に加工部が設けられているから、各領域にワークが固定されたインデックステーブルを回転させ、インデックステーブルの所定領域を加工部に対向させることができる。次いで、加工部は、対向する領域上のワークの孔部に加工を行うことができる。所定領域上のワークの加工後、インデックステーブルを回転させ、インデックステーブルの次の領域を加工部に対向させることができる。次いで、加工部は、次の領域上のワークの孔部に加工を行うことができる。このようにインデックステーブルの各領域のワークの孔部の加工を連続的に行うことができる。

ここで本発明の加工設備では、振動検出部は、加工部によるワークの孔部の加工時、インデックステーブルの振動を検出する。この場合、ワークの加工後、振動検出部による検出値が所定値を超えているとき、加工精度が悪いと判定し、設備の稼働を停止することができるから、加工精度が悪いワークが外部へ払出されることを防止することができる。したがって、外部へ払出されるワークの加工精度の悪化を防止することができる。また、このような効果は、加工後のワークの孔部の内径の計測による加工精度の判定なしに得ることができるから、孔部の内径の計測工程を省略することができ、その結果、生産効率の向上を図ることができる。さらに、振動検出部は、インデックステーブルのみの振動の検出を行うので、全ての加工部の工具に振動検出部を設ける必要がないから、コストの低減を図ることができる。

本発明の加工方法は、本発明の加工設備を用いた加工方法である。すなわち、本発明の加工方法は、本発明の加工設備を用い、振動検出部は、加工部によるワークの孔部の加工時、インデックステーブルの振動を検出し、ワークの加工後、振動検出部による検出値が所定の閾値を超えている場合、ワークの加工精度が悪いと判定し、設備の稼働を停止することを特徴とする。

本発明の加工設備あるいは加工方法によれば、加工精度および生産効率の向上を図ることができるのはもちろんのこと、コストを低減することができる。

本発明の一実施形態に係る加工設備の概略構成を表す上面図である。本発明の一実施形態に係る加工設備の一部構成を表し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図、（Ｃ）は側断面図である。本発明の一実施形態に係る加工設備による振動検出を説明するためのフローチャートである。本発明の一実施形態に係る加工設備の変形例の一部構成を表す上面図である。従来の加工設備の概略構成を表す上面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る加工設備１００の概略構成を表す上面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る加工設備１００の一部構成を表し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図、（Ｃ）は側断面図である。なお、本実施形態では、図５と同様な構成要素には同符号を付し、その説明は省略している。

加工設備１００は、加工時にインデックステーブル１０２の振動を検出する振動検出部１１０を備えている。振動検出部１１０は、センサ１１１、反射板１１２、および、支持部１１３を有している。センサ１１１は、反射板１１２に向けて発光し、反射板１１２からの反射光を受光してセンサ１１１と反射板１１２との距離を測定する。反射板１１２は、固定部１０３Ａ〜１０３Ｄを有する各ステーションに設けられ、インデックステーブル１０２の外周縁部に配置されている。

支持部１１３は、たとえば水平部材１１３Ａおよび垂直部材１１３Ｂを有し、垂直部材１１３Ｂは、基台１０１が固定される面と同一面に固定され、水平部材１１３Ａは、垂直部材１１３Ｂの上端部からインデックステーブル１０２に向かって延在している。支持部１１３は、たとえばロボット１０５を有するステージ１０１Ｓの領域に配置される。

また、加工設備１００には、振動検出部１１０により測定された距離が所定の閾値を超えているか否かを判定する振動判定部（図示略）が設けられ、加工設備１００の各手段を統括制御する制御部（図示略）が設けられている。

多軸加工時の振動検出部１１０による振動検出について、おもに図１〜３を参照して説明する。

加工設備１００では、たとえば図１に示すようにインデックステーブル１０２が位置決め／固定がなされた状態にある場合、大端部用加工部１０６が固定部１０３Ｂに接近して固定部１０３Ｂ内のコンロッドＷの孔部の多軸加工を行うとともに、小端部用加工部１０７は固定部１０３Ｃに接近して固定部１０３Ｃ内のコンロッドＷの孔部の多軸加工を行った後、大端部用加工部１０６および小端部用加工部１０７は固定部１０３Ｂ，１０３Ｃから離間し、インデックステーブル１０２の固定が解除される。

続いて、インデックステーブル１０２は、時計回りに９０度回転し、位置決め／固定がなされる。これにより、固定部１０３Ａは大端部用加工部１０６に対向し、固定部１０３Ｂは小端部用加工部１０７に対向する。次に、大端部用加工部１０６は固定部１０３Ａに接近して固定部１０３Ａ内のコンロッドＷの孔部の多軸加工を行うとともに、小端部用加工部１０７は、固定部１０３Ｂに接近して固定部１０３Ｂ内のコンロッドＷの孔部の多軸加工を行う。次いで、大端部用加工部１０６および小端部用加工部１０７は固定部１０３Ａ，１０３Ｂから離間し、インデックステーブル１０２の固定が解除される。

このように加工設備１００による加工では、図３に示すインデックステーブル１０２の固定解除（ステップＳ１１）、インデックステーブル１０２の回転（ステップＳ１２）、インデックステーブル１０２の位置決め／固定（ステップＳ１３）、加工部１０６，１０７の多軸ヘッドによる多軸加工（ステップＳ１４）、多軸加工完了（ステップＳ１５）といった一連の動作を行うことができる。

ここで本実施形態では、ステップＳ１３においてインデックステーブル１０２の位置決め／固定をした後から、ステップＳ１５において加工部１０６，１０７による多軸加工が完了するまでの間、振動検出部１１０は、インデックステーブル１０２の振動を検出する（ステップＳ１６）。この場合、振動検出部１１０のセンサ１１１が、センサ１１１と反射板１１２との距離を測定する。続いて、振動判定部は、ステップＳ１７において、測定された距離と所定の閾値との比較を行い、加工精度を判定する。この場合、測定された距離が所定の閾値以下であるときには加工精度が良いと判定され、その結果、自動運転が継続され、ステップＳ１１以降の動作が行われる。一方、測定された距離が所定の閾値を超えているときには、加工精度が悪いと判定され、その結果、アラームが鳴り、設備の稼働が停止される（ステップＳ１８）。この場合、振動原因を除去して設備の稼働を再開する。

このようにして加工精度に悪影響を与える振動が検出されないときには、一連の動作が繰り返されることにより、複数のコンロッドＷの大端部および小端部の孔部の仕上げ加工を連続的に行うことができる。一方、加工精度に悪影響を与える振動が検出されたときは設備の稼働が停止され、加工精度の悪いコンロッドＷは、搬送ラインへ払出されない。

以上のように本実施形態では、加工精度が悪いコンロッドＷが外部へ払出されることを防止することができるから、外部へ払出されるコンロッドＷの加工精度の悪化を防止することができる。また、このような効果は、加工後のコンロッドＷの孔部の内径の計測による加工精度の判定なしに得ることができるから、孔部の内径の計測工程を省略することができ、その結果、生産効率の向上を図ることができる。なお、必要に応じて計測工程を行ってもよいが、計測工程を行わない場合には、図１に示すステージ１０１Ｖを設けなくてもよいから、インデックステーブル１０２の回りにステージ１０１Ｓ〜１０１Ｕを１２０度間隔で設けることができ、図４に示すように、反射板１１２をインデックステーブル１０２上に１２０度間隔で設けることができる。

さらに、振動検出部１１０は、インデックステーブル１０２のみの振動の検出を行うので、全ての加工部の工具に振動検出部１１０を設ける必要がないから、コストの低減を図ることができる。特に、以上のような効果は、ワークとしてコンロッドＷを用いてコンロッドＷの孔部の連続多軸加工を行う場合、顕著に得ることができる。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば本発明の振動検出手法が適用される設備としては、上記実施形態の加工設備１００に限定されるものではなく、本発明の振動検出手法は、インデックステーブルを用いてワークの孔部に加工を行う種々の設備に適用可能である。本発明の振動検出部は、上記実施形態の振動検出部１１０に限定されるものではなく、公知の振動検出手段を用いることができる。

１００…加工設備、１０１…基台、１０２…インデックステーブル、１０６…大端部用加工部（加工部）、１０７…小端部用加工部（加工部）、１１０…振動検出部、Ｓ１，Ｓ２…中ぐり工具、Ｗ…コンロッド（ワーク）

Claims

基台と、
前記基台上で回転可能に支持されるとともにワークが固定されるインデックステーブルと、
前記インデックステーブルの周囲に設けられるとともに、固定状態にある前記インデックステーブル上の前記ワークの孔部に加工を行う加工部と、
前記ワークの孔部の加工時に前記インデックステーブルの振動を検出する振動検出部とを備えたことを特徴とする加工設備。
請求項１に記載の加工設備を用い、
前記振動検出部は、前記加工部による前記ワークの前記孔部の加工時、前記インデックステーブルの振動を検出し、
前記ワークの加工後、前記振動検出部による検出値が所定の閾値を超えている場合、前記ワークの加工精度が悪いと判定し、設備の稼働を停止することを特徴とする加工方法。