JP2014223690A - Piston ring processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,内燃機関、圧縮機関等に使用されるピストンリングに関し,特にキーストン形状を上下側面として有する圧力リングを高精度で加工できるピストンリング加工装置に関する。 The present invention relates to a piston ring used in an internal combustion engine, a compression engine, and the like, and more particularly to a piston ring processing apparatus that can process a pressure ring having a keystone shape as upper and lower side surfaces with high accuracy.
内燃機関のピストンには、3〜4本のピストンリングが装着される。一般に、上部の2〜3本のピストンリングは圧力リングと呼ばれ、燃焼室とクランク室との気密性を保持し、ピストンの熱をシリンダに伝達し放熱する機能を有する。また、下部の1〜2本のピストンリングはオイルコントロールリングと呼ばれ、シリンダライナ内壁面に油膜を形成しつつ過剰なオイルを掻き落とす機能を有している。 Three to four piston rings are attached to the piston of the internal combustion engine. In general, the upper two or three piston rings are called pressure rings and have a function of maintaining the airtightness between the combustion chamber and the crank chamber, and transferring the heat of the piston to the cylinder to dissipate heat. Further, the lower one or two piston rings are called oil control rings and have a function of scraping off excess oil while forming an oil film on the inner wall surface of the cylinder liner.
燃焼圧力が高く、運転期間も長いディーゼルエンジンに装着される圧力リングには、燃焼生成物やカーボン残渣がピストン溝内に堆積し、固着するのを防止するために、ピストンリングの上下側面にキーストン加工を施して使用している。キーストン形状のピストンリングは、例えば特許文献1に開示されている。 In order to prevent the combustion products and carbon residue from accumulating in the piston groove and sticking to the pressure ring attached to the diesel engine with high combustion pressure and long operation period, the keystone is attached to the upper and lower sides of the piston ring. Used with processing. A keystone-shaped piston ring is disclosed in, for example, Patent Document 1.
従来、キーストンリングの上下側面の研削加工は、片側ずつ、2台の研削盤を使用していた。研削盤を2台使用することで、設備間のワーク搬送に煩雑になり、連続加工の開始から完了までに設備の待ち時間が発生し、加工時間が長くなってしまう。当然、2台の設備となれば、イニシャルコスト、メンテナンスコスト、設置スペースも必要となり、経済的ではない。キーストン加工ではないが、平行なピストンリング上下側面を同時に研削加工する方法が、例えば特許文献2、3に開示されている。
Conventionally, the grinding process of the upper and lower side surfaces of the keystone ring has used two grinding machines for each side. Use of two grinding machines complicates the work transfer between the facilities, and the waiting time of the facilities is generated from the start to the completion of continuous processing, resulting in a long processing time. Naturally, if two units are used, initial cost, maintenance cost, and installation space are required, which is not economical. Although not keystone processing, methods for simultaneously grinding the upper and lower side surfaces of parallel piston rings are disclosed in
従来、キーストン加工の精度を確保するために、研削盤を2台使用することによって、設備間のワーク搬送に煩雑になり、連続加工の開始から完了までに設備の待ち時間が発生し、加工時間が長くなるという欠点がある。ピストンリングのキーストン加工の場合、その両面を同時に研削加工をすると、砥石軸の2軸の加工量のバランスが制御できないため、精度が良くない。 Conventionally, the use of two grinding machines to ensure the accuracy of keystone processing complicates the work transfer between facilities, resulting in equipment waiting time from the start to the end of continuous processing, and the processing time. Has the disadvantage of becoming longer. In the case of pistonstone keystone processing, if both surfaces are ground simultaneously, the balance between the processing amounts of the two axes of the grinding wheel shaft cannot be controlled, so accuracy is not good.
本発明は、ピストンリングの側面を精度良くかつ効率的に加工することができるピストンリング加工装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the piston ring processing apparatus which can process the side surface of a piston ring accurately and efficiently.
本発明に係るピストンリング加工装置は、ピストンリングを供給可能な供給手段と、ピストンリングを挟持する挟持手段と、ピストンリングの加工中、当該ピストンリングを回転可能に保持する保持手段と、前記保持手段によって保持されたピストンリングの側面を加工する加工手段と、前記供給手段と前記保持手段の間で前記挟持手段を移動させる移動手段とを有し、前記挟持手段は、前記加工手段によってピストンリングの一面の加工が終了したとき、前記保持手段に保持されたピストンリングを受け取り、当該ピストンリングを反転させて前記保持手段にピストンリングを保持させ、前記加工手段は、反転されたピストンリングの二面を加工する。 A piston ring processing apparatus according to the present invention includes a supply means capable of supplying a piston ring, a clamping means for clamping the piston ring, a holding means for rotatably holding the piston ring during the processing of the piston ring, and the holding Processing means for processing a side surface of the piston ring held by the means, and moving means for moving the clamping means between the supply means and the holding means, the clamping means being a piston ring by the processing means. When the processing of the one surface is finished, the piston ring held by the holding means is received, the piston ring is inverted, and the holding means holds the piston ring. Process the surface.
好ましくはピストンリング加工装置はさらに、前記保持手段または前記加工手段の軸中心をピストンリングの側面に形成される加工形状に応じて旋回させる旋回手段を含む。好ましくは前記挟持手段は、ピストンリングの外周面を挟持する一対のアーム部材と、当該アーム部材に接続された回転軸とを含む。好ましくは前記旋回手段は、ピストンリングの側面に形成されるキーストンの角度に応じて旋回させる。好ましくは前記保持手段は、少なくとも2つの保持手段を含み、一方の保持手段によって保持された一方のピストンリングが前記加工手段によって加工されている間に、他方の保持手段は他方のピストンリングを保持する。好ましくは前記挟持手段は、少なくとも2つの挟持手段を含み、前記移動手段は、少なくとも2つの挟持手段をそれぞれ独立して移動させる。好ましくは前記加工手段は、少なくとも2つの加工手段を含み、一方の加工手段は、ピストンリングの一面を加工し、他方の加工手段は、ピストンリングの二面を加工する。 Preferably, the piston ring processing apparatus further includes a turning means for turning an axis center of the holding means or the processing means in accordance with a processing shape formed on a side surface of the piston ring. Preferably, the clamping means includes a pair of arm members that clamp the outer peripheral surface of the piston ring, and a rotating shaft connected to the arm members. Preferably, the turning means turns according to an angle of a keystone formed on a side surface of the piston ring. Preferably, the holding means includes at least two holding means, and while the one piston ring held by one holding means is being processed by the processing means, the other holding means holds the other piston ring. To do. Preferably, the clamping means includes at least two clamping means, and the moving means moves the at least two clamping means independently of each other. Preferably, the processing means includes at least two processing means, one processing means processes one surface of the piston ring, and the other processing means processes two surfaces of the piston ring.
本発明によれば、ピストンリングの側面を精度良くかつ効率的に加工することができる。さらに本発明によれば、ピストンリング加工装置の省スペース化、小型化を図ることができる。 According to the present invention, the side surface of the piston ring can be processed accurately and efficiently. Furthermore, according to the present invention, space saving and size reduction of the piston ring processing apparatus can be achieved.
次に、本発明のピストンリング加工装置の好ましい実施形態について説明する。好ましい態様では、ピストンリング加工装置は、ピストンリングの側面にキーストンを形成するために用いられる。ピストンリングの一方の側面が角度を有し、他方の側面が0度であるハーフキーストンリング、または両方の側面が角度を有するキーストンリングが知られている。このようなキーストンリングは、ピストンのリング溝内でピストンリングが半径方向に移動することによって生じるサイドクリアランスの変化を抑制する。また、ピストンリングの側面の加工は、キーストンに限らず、側面に段差が形成されたもの、アンダーカットが形成されたものがあり、本発明は、このような加工にも適用することができる。以下、図面を参照し、本発明の実施例を詳細に説明する。但し、図面は、発明を分かり易く説明するために強調されており、必ずしも実際の装置や製品と同一スケールではないことに留意すべきである。 Next, a preferred embodiment of the piston ring processing apparatus of the present invention will be described. In a preferred embodiment, the piston ring processing apparatus is used to form a keystone on the side surface of the piston ring. A half keystone ring is known in which one side of the piston ring has an angle and the other side is 0 degrees, or a keystone ring in which both sides have an angle. Such a keystone ring suppresses a change in side clearance caused by the piston ring moving in the radial direction within the ring groove of the piston. Further, the processing of the side surface of the piston ring is not limited to the keystone, and there are those in which a step is formed on the side surface and those in which an undercut is formed, and the present invention can also be applied to such processing. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, it should be noted that the drawings are emphasized for easy understanding of the invention and are not necessarily on the same scale as actual devices and products.
図1は、本発明の実施例に係るピストンリング加工装置の全体の要部を示す概略平面図である。同図に示すように、本実施例に係るピストンリング加工装置100は、ピストンリングの給排を可能にするピストンリング給排部10と、各部へのピストンリングの受け渡しを可能にするロボットハンド20と、加工すべきピストンリングを保持するワーク軸30と、ワーク軸30に保持されたピストンリングの側面を加工する砥石装置40とを含んで構成される。これらの各部は、単一のテーブルまたは複数のテーブルに搭載されることができる。
FIG. 1 is a schematic plan view showing the main part of the entire piston ring processing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, a piston ring processing apparatus 100 according to this embodiment includes a piston ring supply /
ピストンリング給排部10は、複数のピストンリングを収容し、かつ側面が未加工のピストンリングをロボットハンド20へ供給し、側面が加工されたピストンリングをロボットハンド20から受け取る。ピストンリング給排部10の具体的な構成はここには開示しないが、ピストンリング給排部10は、公知の手段を用いて構成することができる。
The piston ring supply /
ロボットハンド20は、ピストンリングを着脱可能に挟持し、当該ピストンリングを搬送する機能を有する。ロボットハンド20は、図1に示すような破線Xで示す経路を移動することができ、すなわち、ピストンリング給排部10との間でピストンリングの受け渡しをする位置P1、待機位置P2、ワーク軸30との間でピストンリングの受け渡しを可能とする位置P3を移動することが可能である。
The
ロボットハンド20は、ピストンリングを挟持し搬送することができる構成であれば特に限定されないが、その一構成例を図2に示す。図2(A)は、ピストンリングを挟持していないときのロボットハンドの平面図を示し、図2(B)は、ピストンリングを挟持した状態のロボットハンドの平面図を示している。ロボットハンド20は、一対のアーム部材22と、一対のアーム部材22に接続された回転軸24とを備える。一対のアーム部材22の少なくとも一方は、図示しないモータ等の駆動を利用してアーム部材の間隔が狭まる方向Q、またはその反対に間隔が広がる方向Qに移動することができる。一対のアーム部材22は、その間隔を調整することで、ピストンリングPRの外周を一定の接圧で挟持することができる。
The
回転軸24は、図示しないモータ等の駆動を利用してアーム部材22の表裏が反転するような方向Rに回転することが可能である。好ましい例では、一方の側面の加工が終了したピストンリングがワーク軸30からロボットハンド20に受け取られたとき、回転軸24が180度回転し、ピストンリングの側面を反転させる。なお、図2に示すロボットハンド20は、アーム部材22がQ方向に移動可能な例を示したが、アーム部材20を2つの部材に分割し、分割されたアーム部材をQ方向と直交する方向に移動可能に構成されてもよい。
The rotating
ワーク軸30は、円柱状の部材であって、図示しないモータ等の駆動により回転可能でありかつ所定の角度θの範囲で旋回することが可能である。ワーク軸30は、ロボットハンド20を介してピストンリングの受け渡しを行うとき、図3(A)に示すように、旋回角θ=0であり、ワーク軸30の軸中心C1がロボットハンド20の軸中心C2(ピストンリングの概略中心)にほぼ一致する。他方、ピストンリングの側面をキーストン加工するとき、ワーク軸30の回転軸C1は、図3(B)に示すように、キーストン角度に対応する旋回角θkとなる。
The
ロボットハンド20が位置P3に存在するとき、ロボットハンド20に挟持されたピストンリングがワーク軸30へ移載され、あるいはワーク軸30で保持されたピストンリングがロボットハンド20に移載される。図4に、本実施例のワーク軸30の構成例を示す。ワーク軸30の端部には、環状またはリング状のワーク軸治具32が取付けられる。ワーク軸治具32の中央に形成される空間34の内径は、好ましくは、ピストンリングPRの外径(合口が開いたときの概略の外径)よりも小さく、他方、ロボットハンド20によって挟持された状態のピストンリングPRの外径よりも幾分だけ大きい。その結果、ロボットハンド20からワーク軸治具32へのピストンリングPRの移送を容易にし、かつピストンリングPRが空間34の内壁によって弾性的に押圧された状態でワーク軸治具32によって保持される。
When the
ワーク軸30の端部の近傍には、第1のプッシャー50が配置される。第1のプッシャー50は、図5に示すように、ピストンリングPRとほぼ等しいかそれよりも小さい外径のリング52と、中心から放射状に延びる複数の爪部54とを含む。第1のプッシャー部50は、図示しないモータ等の駆動により、ワーク軸30の軸方向C1に移動可能である。図4(A)に示すように、ロボットハンド20がワーク軸治具32と対向する位置P3に位置決めされたとき、第1のプッシャー50がワーク軸30に向けて移動され、これにより、ロボットハンド20に挟持されたピストンリングPRがワーク軸治具32の空間34内に移載される。最終的に、ピストンリングPRは、図4(B)に示すように一方の側面がワーク軸30の端部に接触される。このとき、ピストンリングPRの高さは、ワーク軸治具32の高さよりも大きく、ピストンリングの反対の側面、すなわち加工すべき側面がワーク軸治具32内で外部に向けて露出される。
A
また、ワーク軸30の内部には、その端部から外部に向けて移動可能な第2のプッシャー60が収容されている。第2のプッシャー60は、例えば第1のプッシャー50と同様に、図5に示すように、ピストンリングPRとほぼ等しいかそれよりも小さい外径のリング62と、中心から放射状に延びる複数の爪部64とを含む。第2のプッシャー部60は、図示しないモータ等の駆動により、ワーク軸30の軸方向C1に移動可能である。図4(C)に示すように、ロボットハンド20がワーク軸治具32と対向する位置P3に位置決めされたとき、第2のプッシャー60がロボットハンド20に向けて移動し、これにより、ワーク軸治具32によって保持されたピストンリングPRがロボットハンド20内に移動される。このとき、ロボットハンド20の一対のアーム部材22の間隔は、ワーク軸治具34の外径よりも幾分だけ大きく、ピストンリングPRの移送がスムースが行われる。
In addition, a
砥石装置40は、公知の構成によって構成されるが、例えば、図1に示すように、モータ42と、モータ42の回転軸に掛けられた回転ベルト44と、回転ベルト44によって回転される砥石46とを備える。また、砥石装置40は、図示しないモータ等の駆動によってワーク軸30に対し接近もしくは離間する方向Y1およびこれと直交する方向Y2に移動可能に構成される。ワーク軸30に回転可能に保持されたピストンリングPRの側面を加工するとき、砥石装置40は、方向Y1およびY2方向に移動され、旋回されたワーク軸30に対して位置決めされる。そして、回転する砥石46が回転するピストンリングPRの側面に接触し当該側面を研磨する。ある好ましい態様では、砥石46をY2方向に移動させることでピストンリングの側面のトラバース研磨が実施される。図6は、砥石装置40によってピストンリングPRの側面が加工されている様子を示す図である。
Although the
次に、本実施例のピストンリング加工装置の電気的な構成例を説明する。図7は、ピストンリング加工装置100の電気的な構成を示すブロック図である。同図に示すように、ピストンリング加工装置100は、ワーク軸30を回転および旋回させるワーク軸駆動部200、ロボットハンド20による挟持およびその移動を行うロボットハンド駆動部210、第1および第2のプッシャー50、60を移動させるプッシャー駆動部220、砥石の回転および砥石装置を移動させる砥石装置駆動部230、ロボットハンド20との間でピストンリングの供給ないし排出を可能にするピストンリング給排駆動部232、位置検出部240、表示部250、プログラムメモリ260およびデータメモリ270、および各部を制御する制御部280を含む。
Next, an example of the electrical configuration of the piston ring processing apparatus of this embodiment will be described. FIG. 7 is a block diagram showing an electrical configuration of the piston ring processing apparatus 100. As shown in the figure, the piston ring processing apparatus 100 includes a work
ワーク軸駆動部200、ロボットハンド駆動部210、プッシャー駆動部220、および砥石装置駆動部230は、モータ等の動力を利用するリンク機構、歯車機構、ベルト機構等の公知の動力伝達手段を用い、制御部280の制御の下において、ワーク軸30、ロボットハンド20、第1および第2のプッシャー50、60を駆動する。
The work
位置検出部240は、ワーク軸30、ロボットハンド20、第1および第2のプッシャー50、60、砥石装置40の位置を検出する位置検出センサを含み、その検出結果を制御部280へ提供する。制御部280は、これらの位置検出結果に基づき各部の駆動を制御する。なお、ここには図示しないが、位置検出部240に加えて、各部を制御するために必要な種々のセンサ、例えば、角度センサ、圧力センサ等を設けるようにしてもよい。
The
表示部250は、警告等のアラームを表示したり、その他、加工状態に関する情報を表示する。プログラムメモリ260は、ピストンリングの加工をするための動作シーケンスを制御するプログラム等を記憶する。データメモリ270は、ピストンリングの加工に必要なデータ等を記憶する。制御部280は、プログラムメモリ260に記憶されたプログラムを実行することで各部を制御する。
The
次に、本実施例によるピストンリング加工装置の動作について説明する。先ず、待機位置P2のロボットハンド20がピストンリング給排部10の位置P1へ移動され、ロボットハンド20は、ピストンリング給排部10から加工すべきピストンリングを受け取り、これを挟持する。なお、ここでのピストンリングの受け渡しは、ワーク軸30において説明したようなプッシャーを利用することができる。
Next, the operation of the piston ring processing apparatus according to this embodiment will be described. First, the
次に、ピストンリングを挟持したロボットハンド20は、ワーク軸30に対向する位置P3へ移動される。このとき、ワーク軸30は、図3(A)に示すように旋回角θ=0にリセットされた状態にある。ロボットハンド20に挟持されたピストンリングは、図4(A)に示すように、第1のプッシャー50によってワーク軸治具32へ向けて移動され、図4(B)に示すようにワーク軸治具32内に保持される。ピストンリングがワーク軸30に保持されると、ロボットハンド20が待機位置P2に戻り、ワーク軸30が図3(B)に示すように旋回される。このときの旋回角θkは、ピストンリングの側面に形成されるキーストンの角度に対応する。
Next, the
ワーク軸30が回転されると、次に、砥石装置40の砥石46が回転されるとともに、待機位置からワーク軸30に向けてY1方向およびY2方向に移動される。砥石装置40のY1およびY2方向の移動量は、データメモリ270等に予め記憶されており、砥石装置駆動部230は、位置検出部240からの検出位置情報を参照しつつその移動量を制御する。砥石装置よる研磨が終了すると、砥石装置40は待機位置に戻り、ワーク軸30が旋回角θ=0の位置にリセットされる。
When the
次に、待機位置P2から位置P3へロボットハンド20が移動され、図4(C)に示すように、第2のプッシャー60がピストンリングをロボットハンド20内へ押し出し、ロボットハンド20は、図2(B)に示すようにピストンリングを挟持する。次に、ロボットハンド20は、回転軸24を180度反転させる。これにより、ピストンリングの加工された側面がワーク軸30側を向き、未加工の側面が砥石装置40側に露出される。そして、ロボットハンド20に挟持されたピストンリングが再びワーク軸治具32内に保持され、その後、ロボットハンド20が待機位置P2へ移動した後、ワーク軸30が旋回および回転され、砥石装置40がY1およびY2方向に移動し、ピストンリングの他方の側面のキーストン加工が行われる。
Next, the
ピストンリングの両面の加工が終了すると、上記した方法により、ピストンリングがロボットハンド20によって挟持され、ロボットハンド20が位置P1へ移動され、そこで加工が終了されたピストンリングがピストンリング給排部10へ排出される。排出が終了すると、ロボットハンド20は、次に加工すべきピストンリングを受け取り、上記と同様の工程によりピストンリングのキーストン加工が実施される。このように本実施例によれば、テーブル上に、ピストンリング給排部10、ロボットハンド20、ワーク軸30および砥石装置40を搭載することで、比較的省スペースなピストンリング加工装置を提供することができる。また、ロボットハンド20によりピストンリングの側面の向きを反転させることで、1つのワーク軸においてピストンリングの両側面の加工が容易になる。さらに、ワーク軸30を任意の角度に旋回可能にすることで、キーストン角度を自在に選択することができる。
When the processing of both surfaces of the piston ring is completed, the piston ring is clamped by the
なお、上記実施例では、ワーク軸30を旋回させることでキーストン加工を行うようにしたが、ワーク軸の旋回角は単なる例示であって、ワーク軸がリセットされたときの角度はゼロ度に限定されるものではない。また、ワーク軸30は、必ずしも旋回されることを要しない。例えば、図8に示すように、砥石装置40の回転軸C3を旋回させるようにしてもよい。勿論、ワーク軸30および砥石装置40の双方を旋回可能にしてもよい。
In the above embodiment, the keystone processing is performed by turning the
また、上記実施例では、ワーク軸30に保持されたピストンリングが加工されている間、ロボットハンド20は、待機位置P2において、ワーク軸30からのピストンリングを受け取るために、空の状態になければならない。言い換えれば、ピストンリングの一方の側面の加工が終了するまで、次の処理を行うことができない。そこで、複数組のロボットハンドを用意し、ピストンリングの処理効率を改善させることができる。
In the above embodiment, while the piston ring held on the
図9は、2組のロボットハンド20−1、20−2を用いた例を示しており、それぞれの移動経路を破線X1、X2で示している。ロボットハンド20−1、20−2は、ロボットハンド駆動部210によってそれぞれ独立に駆動制御される。例えば、ピストンリングAの一面を加工している間に、ロボットハンド20−2は、次に加工すべきピストンリングBをピストンリング給排部10で受け取る。ピストンリングAの一面の加工が終了すると、ピストンリングAがロボットハンド20−1に受け取られ、ロボットハンド20−2に挟持されたピストンリングBがワーク軸30に保持される。ピストンリングBの加工が行われている間に、ロボットハンド20−1は、ピストンリングAを反転する。そして、ピストンリングBの一面の加工が終了すると、ピストンリングBがロボットハンド20−2に受け取られ、ピストンリングAがロボットハンド20−1によってワーク軸に移される。ピストンリングAの二面を加工している間、ロボットハンド20−2が180度反転される。ピストンリングAの二面の加工が終了すると、ピストンリングAがロボットハンド20−1に受け取られ、ピストンリングBがロボットハンド20−2によってワーク軸30へ移される。ピストンリングBの二面が加工されている間、ロボットハンド20−1は、ピストンリングAを挟持しつつ位置P1へ移動され、ピストンリングAをピストンリング給排部10へ排出し、次に加工すべきピストンリングCを受け取り、待機位置P2へ移動される。このような多重処理は、さらに多数のロボットハンドを備えることによって、より効率的にピストンリングの搬送および加工を行うことができ、処理時間の短縮を図ることが可能になる。
FIG. 9 shows an example using two sets of robot hands 20-1 and 20-2, and the respective movement paths are indicated by broken lines X1 and X2. The robot hands 20-1 and 20-2 are independently driven and controlled by the robot hand driving unit 210. For example, while processing one surface of the piston ring A, the robot hand 20-2 receives the piston ring B to be processed next by the piston ring supply /
次に、本発明の第2の実施例について説明する。第1の実施例では、ピストンリング加工装置は、1つのワーク軸30と、1つの砥石装置40とを備えるものであるが、第2の実施例に係るピストンリング加工装置は、2つのワーク軸と、1つの砥石装置とを含んで構成される。図10は、第2の実施例に係るピストンリング加工装置100Aの概略構成を示す図であり、図1と同様の構成については同一参照番号を付し、その説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the piston ring processing apparatus includes one
第2の実施例では、上記したように、2つのワーク軸30−1、30−2が設けられ、ワーク軸30−1、30−2は、それぞれワーク軸駆動部200によって独立に駆動制御される。また、第2の実施例によるワーク軸30−1、30−2が第1の実施例のワーク軸30と異なる点は、ワーク軸30−1、30−2が軸方向Z1、Z2に移動可能な点である。図10に示す例では、2つワーク軸30−1、30−2の軸方向は互いに平行であり、2つのワーク軸30−1、30−2は、砥石装置40の回転軸C3との間にキーストン角度に対応する角度が設定されるように、軸中心Ca、Cbの旋回機構を有する。また、ロボットハンド20の軸方向もワーク軸30−1、30−2の同じ角度で傾斜され、これにより、第1および第2のプッシャー50、60等によるピストンリングの受け渡しを可能にしている。さらに、砥石装置40は、2つのワーク軸30−1、30−2に保持されたピストンリングの加工を行うために、Y1方向とこれに直交するY2方向に移動可能に構成される。
In the second embodiment, as described above, the two work shafts 30-1 and 30-2 are provided, and the work shafts 30-1 and 30-2 are independently driven and controlled by the work
次に、第2の実施例によりピストンリング加工装置の動作について説明する。図11(A)は、ピストンリングAが加工されている例を示し、図11(B)は、ピストンリングBが加工されている例を示している。図11(A)に示すように、ワーク軸30−1に保持されているピストンリングAが砥石装置40によって加工されている間に、ワーク軸30−2にピストンリングBが保持される。次に、ピストリンリングAの加工が終了すると、図11(B)に示すように、ワーク軸30−1がZ1方向の待機位置に移動し、砥石装置40がワーク軸30−2に保持されたピストンリングBを加工する。ピストンリングBの加工中に、ピストンリングAがワーク軸30−1からロボットハンドに受け取られ、そこで180度反転された後、ワーク軸30−1に保持される。ピストンリングBの加工が終了すると、砥石装置40は、再び図11(A)に示すように、ワーク軸30−1に保持されたピストンリングAの他方の面を加工する。その間、ロボットハンド20は、ピストンリングBを反転させ、これをワーク軸30−2へ移動させる。
Next, the operation of the piston ring machining apparatus according to the second embodiment will be described. 11A shows an example in which the piston ring A is processed, and FIG. 11B shows an example in which the piston ring B is processed. As shown in FIG. 11A, while the piston ring A held on the workpiece shaft 30-1 is being processed by the
さらに好ましい態様では、図11Aに示すように、ワーク軸30−1とワーク軸30−2間でピストンリングの挟持、搬送を行う第2のロボットハンド20−2が用意される。第2のロボットハンド20−2は、図の破線X2で示すようにワーク軸30−1、30−2間を移動可能であり、一方のワーク軸で加工が終了されたピストンリングを受け取り、その向きを180度反転させて他方のワーク軸へ移送する機能を有する。このような第2のロボットハンド20−2は、少なくともワーク軸30−1、30−2間で移動できれば十分である。但し、図11Aに示す例では、第2のロボットハンド20−2は、待機位置P4と、ワーク軸30−1、30−2に対向する位置P3との間で移動可能な構成となっている。 In a more preferred embodiment, as shown in FIG. 11A, a second robot hand 20-2 is provided that sandwiches and conveys the piston ring between the work shaft 30-1 and the work shaft 30-2. The second robot hand 20-2 can move between the work shafts 30-1 and 30-2 as indicated by a broken line X2 in the figure, and receives the piston ring that has been processed by one of the work shafts. It has a function of reversing the direction by 180 degrees and transferring it to the other workpiece axis. It is sufficient that such second robot hand 20-2 can move at least between the workpiece axes 30-1 and 30-2. However, in the example shown in FIG. 11A, the second robot hand 20-2 is configured to be movable between a standby position P4 and a position P3 facing the workpiece axes 30-1 and 30-2. .
処理シーケンスの一例を示せば、第1のロボットハンド20によってピストンリングAがワーク軸30−1に移載され、そこでピストンリングAの一面が加工される。一面の加工が終了されたピストンリングAは、第2のロボットハンド20−2によって受け取られ、第2のロボットハンド20−2がピストンリングAの向きを180度反転させた後、ピストンリングAをワーク軸30−2へ移載させ、そこで二面が加工される。この間、第1のロボットハンド20がピストンリング給排部10から次に加工すべきピストンリングBを受け取り、このピストンリングBをワーク軸30−1へ移載させ、ピストンリングBの一面が加工される。ワーク軸30−2においてピストンリングAの二面の加工が終了すると、第1のロボットハンド20は、ワーク軸30−2からピストンリングAを受け取り、これをピストンリング給排部10へ排出する。第1のロボットハンド20は、次に加工すべきピストンリングCを受け取り、ワーク軸30−1へピストンリングCを搬送する。他方、ワーク軸30−1で一面の加工が終了されたピストンリングBが第2のロボットハンド20−2によってワーク軸30−2へ移載され、そこで二面の加工が行われる。
If an example of a processing sequence is shown, the piston ring A will be transferred to the workpiece | work axis | shaft 30-1 by the
このような構成により、ワーク軸30−1は、ピストンリングの一面を加工するために使用され、ワーク軸30−2は、ピストンリングの二面を加工するために使用され、ピストンリングの連続的な加工を実施することができる。 With such a configuration, the workpiece shaft 30-1 is used for machining one surface of the piston ring, and the workpiece shaft 30-2 is used for machining two surfaces of the piston ring, and the piston ring is continuously formed. Can be processed.
第2の実施例によれば、一方のワーク軸で一方のピストンリングを加工している間に、他方のワーク軸に他方のピストンリングの加工の準備を行うことができるため、ピストンリングの加工に要する時間の短縮を図ることができる。 According to the second embodiment, while one piston ring is being processed by one work shaft, preparation for processing the other piston ring can be performed on the other work shaft. Can be shortened.
次に、本発明の第3の実施例について説明する。第2の実施例は、2組のワーク軸と1つの砥石装置とを含むものであるが、第3の実施例は、2組のワーク軸と2組の砥石装置とを含んで構成され、これら2組のワーク軸および砥石装置は、ワーク軸駆動部200および砥石装置駆動部230によって駆動制御される。これは、言い換えれば、第1の実施例のワーク軸と砥石装置を複数包含する構成に等しい。図12は、第3の実施例に係るピストンリング加工装置100Cの要部を示す図である。同図に示すように、一方のワーク軸30−1に対して一方の砥石装置40−1が割り当てられ、他方のワーク軸30−2に対して他方の砥石装置40−2が割り当てられ、その動作は、第1の実施例のときと同様に行われる。また、図9に示したように、2組のロボットアーム20が用意され、ロボットアーム20−1、20−2は、ワーク軸30−1、軸30−2とピストンリング給排部10との間に複数のピストンリングの搬送ルートを形成する。さらに好ましい態様では、図12に示すように、ワーク軸30−1とワーク軸30−2間でピストンリングの挟持、搬送を行うロボットハンド20−3が用意され、ロボットハンド20−3は、破線X3で示すような移動が可能である。このような構成により、ワーク軸30−1は、ピストンリングの一面を加工するために使用され、ワーク軸30−2は、ピストンリングの二面を加工するために使用され、ピストンリングの連続的な加工を実施することができる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The second embodiment includes two sets of work shafts and one grindstone device, while the third embodiment includes two sets of work shafts and two sets of grindstone devices. The pair of work shafts and the grindstone device are driven and controlled by the work
図13は、第3の実施例によるピストンリング加工装置を用いたときのピストンリングのパイプライン処理シーケンス一例を示す図である。先ず、時間T1において、ピストンリング給排部10から取り出されたピストンリングPR1がロボットハンド20−1にセットされる。
FIG. 13 is a diagram showing an example of a piston ring pipeline processing sequence when the piston ring machining apparatus according to the third embodiment is used. First, at time T1, the piston ring PR1 taken out from the piston ring supply /
時間T2において、ピストンリングPR1がロボットハンド20−1によりワーク軸30−1にセットされ、ピストンリングPR1の一面が加工される。また、その間に、次のピストンリングPR2がロボットハンド20−2にセットされる。 At time T2, the piston ring PR1 is set on the work shaft 30-1 by the robot hand 20-1, and one surface of the piston ring PR1 is processed. In the meantime, the next piston ring PR2 is set in the robot hand 20-2.
時間T3において、ピストンリングPR1がロボットハンド20−3を介してワーク軸30−2にセットされ、ピストンリングPR1の二面が加工される。ピストンリングPR2がロボットハンド20−2によりワーク軸30−1にセットされ、ピストンリングPR2の一面が加工される。また、ロボットハンド20−1には、ピストンリング給排部10においてピストンリングPR3がセットされる。
At time T3, the piston ring PR1 is set on the work shaft 30-2 via the robot hand 20-3, and two surfaces of the piston ring PR1 are processed. The piston ring PR2 is set on the work shaft 30-1 by the robot hand 20-2, and one surface of the piston ring PR2 is processed. Further, the piston ring PR3 is set in the piston ring supply /
時間T4において、ピストンリングPR3がロボットハンド20−1によりワーク軸30−1にセットされ、ピストンリングPR3の一面が加工される。ピストンリングPR2がロボットハンド20−3によりワーク軸30−1からワーク軸30−2に搬送され、ピストンリングPR2の二面が加工される。ロボットハンド20−2は、ワーク軸30−2で加工されたピストンリングPR1をピストンリング給排部10へ排出した後、ピストンリングPR4がセットされる。
At time T4, the piston ring PR3 is set on the work shaft 30-1 by the robot hand 20-1, and one surface of the piston ring PR3 is processed. The piston ring PR2 is transported from the work shaft 30-1 to the work shaft 30-2 by the robot hand 20-3, and two surfaces of the piston ring PR2 are processed. The robot hand 20-2 sets the piston ring PR4 after discharging the piston ring PR1 processed by the work shaft 30-2 to the piston ring supply /
時間T5において、ピストンリングPR4がロボットハンド20−2によりワーク軸30−1にセットされ、ピストンリングPR4の一面が加工される。ピストンリングPR3がロボットハンド20−3によりワーク軸30−1からワーク軸30−2に搬送され、ピストンリングPR3の二面が加工される。ロボットハンド20−1は、ワーク軸30−2で加工されたピストンリングPR2をピストンリング給排部10へ排出した後、ピストンリングPR5がセットされる。
At time T5, the piston ring PR4 is set on the work shaft 30-1 by the robot hand 20-2, and one surface of the piston ring PR4 is processed. The piston ring PR3 is transported from the work shaft 30-1 to the work shaft 30-2 by the robot hand 20-3, and two surfaces of the piston ring PR3 are processed. The robot hand 20-1 sets the piston ring PR5 after discharging the piston ring PR2 processed by the work shaft 30-2 to the piston ring supply /
このように、第3の実施例によれば、ピストンリングの表面および裏面の加工を連続的に効率良く行うことができ、ピストンリングのキーストン加工に要する時間を短縮することができる。 As described above, according to the third embodiment, the front and back surfaces of the piston ring can be processed continuously and efficiently, and the time required for the keystone processing of the piston ring can be shortened.
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Is possible.
10:ピストンリング給排部
20:ロボットハンド
22:アーム部材
24:回転軸
30:ワーク軸
32:ワーク軸治具
34:治具空間
40:砥石装置
42:モータ
44:駆動ベルト
46:砥石
50:第1のプッシャー
60:第2のプッシャー
100、100A:ピストンリング加工装置
PR:ピストンリング
10: Piston ring supply / discharge unit 20: Robot hand 22: Arm member 24: Rotating shaft 30: Work shaft 32: Work shaft jig 34: Jig space 40: Grinding wheel device 42: Motor 44: Drive belt 46: Grinding wheel 50: First pusher 60: second pusher 100, 100A: piston ring processing device PR: piston ring
Claims (7)
ピストンリングを供給可能な供給手段と、
ピストンリングを挟持する挟持手段と、
ピストンリングの加工中、当該ピストンリングを回転可能に保持する保持手段と、
前記保持手段によって保持されたピストンリングの側面を加工する加工手段と、
前記供給手段と前記保持手段の間で前記挟持手段を移動させる移動手段とを有し、
前記挟持手段は、前記加工手段によってピストンリングの一面の加工が終了したとき、前記保持手段に保持されたピストンリングを受け取り、当該ピストンリングを反転させて前記保持手段にピストンリングを保持させ、前記加工手段は、反転されたピストンリングの二面を加工する、ピストンリング加工装置。 A piston ring processing device for processing a piston ring,
Supply means capable of supplying a piston ring;
Clamping means for clamping the piston ring;
Holding means for rotatably holding the piston ring during processing of the piston ring;
Processing means for processing the side surface of the piston ring held by the holding means;
Moving means for moving the clamping means between the supply means and the holding means;
The clamping means receives the piston ring held by the holding means when the machining means finishes processing of one surface of the piston ring, reverses the piston ring, causes the holding means to hold the piston ring, and The processing means is a piston ring processing device that processes two surfaces of the inverted piston ring.
The processing means includes at least two processing means, wherein one processing means processes one surface of the piston ring, and the other processing means processes two surfaces of the piston ring. Piston ring processing device as described in one.
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