JP2615030B2

JP2615030B2 - 小径長尺のラインボーリングバ使用の加工装置とその加工方法

Info

Publication number: JP2615030B2
Application number: JP1731687A
Authority: JP
Inventors: 康夫多島
Original assignee: MITSUISEIKI KOGYO KABUSHIKI KAISHA
Current assignee: MITSUISEIKI KOGYO KABUSHIKI KAISHA
Priority date: 1987-01-29
Filing date: 1987-01-29
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JPS63185505A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は自動工具交換装置を有し、X,Y,Z軸方向に自
動制御可能な数値制御工作機械で小径長尺のラインボー
リングバによりワーク加工をする場合の加工方法および
装置に係り、特に段取り時間が少なく、加工精度を加工
するに好適な小径長尺のラインボーリングバ使用の加工
装置とその加工方法に関するものである。

従来の技術エンジンシリンダヘッド等のカム軸受部の如きものを
自動加工するには専用機的なラインボーリングマシン又
は数値制御工作機械が使用されるが、複数種類の加工に
対応すべく工具の自動工具交換装置を有するものが使用
される。また前記カム軸受部の如きものは直列に配設さ
れる複数個の軸受部を同時加工する必要があるため、比
較的小径で、かつ長手方向に伸延する小径長尺のライン
ボーリングバが使用される。この場合、所望のラインボ
ーリングバを主軸に装着し、該ラインボーリングバの撓
みを防止すべく長手方向にサポータを設け、これに枢支
された状態で加工するのが一般である。従来技術ではラ
インボーリングバを支持する前記サポータはもっぱら人
手によって段取りされるのが普通であった。

発明が解決しようとする問題点前記段取り作業としては、まずワークに見合うライン
ボーリングバ用のサポータを選択し、ワーク加工位置近
傍に設けられたサポータ支持台に該サポータを位置決め
して、X,Y,Z軸方向の位置調整，芯出し、等を行い、こ
れを前記サポータ支持に固定することが必要となる。従
って、必ず機械を停止して行わねばならず、機械稼動率
を低下せしめる不具合が生ずる。また前記作業には高度
の熟練を要し、かつ多くの時間を必要とする問題点があ
った。

本発明は以上の問題点を解決するもので、段取り時間
を短縮し、生産性を大巾に向上でき、多様なワークに迅
速に対応できると共に、高精度加工ができる小径長尺の
ラインボーリングバ使用のフレキシブルな加工装置とそ
の加工方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段本発明は以上の目的を達成するために、工具を収納す
るマガジンを有する自動工具交換装置を備えると共に小
径長尺のラインボーリングバを収納するマガジンを備
え、主軸を左右方向（以下、Ｘ軸方向という），上下方
向（以下、Ｙ軸方向という），前後方向（以下、Ｚ軸方
向という）に移動制御可能に支持する数値制御工作機械
の前記主軸に前記ラインボーリングバを装着してワーク
を加工するための加工装置であって、前記工作機械の主
軸と相対向する位置においてＹ軸およびＺ軸方向に沿っ
て移動可能に機械の不動側に支持されるラムと、該ラム
にＺ軸方向に沿って摺動自在に支持される摺動部を有す
ると共に前記ラインボーリングバの外径を枢支する軸受
部を貫通形成するサポートメタルと、前記ラム内に支持
された前記サポートメタルを前記ラムのＺ軸方向の所定
位置に移動して固定する移動保持機構および保持機構と
を備え、前記サポートメタルは、前記主軸およびマガジ
ンに装着可能なテーパを有すると共に前記サポートメタ
ルの前記軸受部に挿脱可能な軸部を有するサポートメタ
ルホルダを介して前記自動工具交換装置のマガジン内に
収納され、前記サポートメタルホルダは前記サポートメ
タルを前記ラム側に引き渡した後、サポートメタルから
外されて前記自動工具交換装置のマガジン内に単独収納
され、且つサポートメタルの引き取り時にサポートメタ
ルに係合してサポートメタルと共に自動工具交換装置の
マガジン内に収納され小径長尺のラインボーリングバ使
用の加工装置を構成するものである。また、前記サポー
トメタルおよびラインボーリングバは、前記ワークの形
状に見合う複数個及び／又は複数種類のものから構成さ
れることを特徴とする。また、前記サポートメタルの前
記軸受部に挿脱可能な軸部と前記主軸および自動工具交
換装置のマガジンに装着可能なテーパ部を有するサポー
トメタルホルダにより前記サポートメタルを保持したま
ま該サポートメタルホルダを前記自動工具交換装置のマ
ガジン内に収納する第１の手順と、数値制御工作機械の
自動工具交換機構を用いて前記サポートメタルを保持し
たサポートメタルホルダを主軸側に装着する第２の手順
と、主軸に保持されたサポートメタルホルダから前記サ
ポートメタルを前記ラム側に引き渡す第３の手順と、ラ
ム側に引き渡されたサポートメタルから引き出されたサ
ポートメタルホルダをマガジン内に収納する第４の手順
と、前記第４の手順と同期して行なわれ、ラム側に引き
渡されたサポートメタルを当該サポートメタルに係合す
る移動保持機構により移動し、該サポートメタルを該サ
ポートメタルに係合する保持機構によりラムの所定位置
に固持する第５の手順と、前記第１乃至第５の手順を繰
返し行なってワーク加工に必要なサポートメタルを前記
ラム側に固持する第６の手順と、前記ラインボーリング
バをそのマガジン内から主軸側に装着する第７の手順
と、主軸に装置された前記ラインボーリングバをラム側
に固持されているサポートメタルの軸受部に枢支せしめ
る第７の手順とを順次行なってラインボーリングバによ
りワーク加工を終了すると共に、加工完了後に前記ライ
ンボーリングバをそのマガジンに引き戻して収納する第
８の手順と、前記サポートメタルホルダをサポートメタ
ルに係着し当該サポートメタルおよびサポートメタルホ
ルダを自動工具交換装置のマガジン内に引き戻して収納
する第９の手順とを行なうことを特徴とする小径長尺の
ラインボーリングバ使用の加工方法を特徴とするもので
ある。

作用ワーク形状に対応せしめ、ラインボーリングバを枢支
するサポートメタルおよびラインボーリングバ自体をマ
ガジン収納位置と加工位置間で自動交換し、サポートメ
タル、ラインボーリングバおよびワーク間のそれぞれの
相互位置合せを数値制御装置により自動的に行ない、ラ
ム上に固定されたサポートメタルでラインボーリングバ
を枢支しながら所定のワーク加工を行うようにしたもの
である。

実施例以下、本発明方法の実施に好適な装置の実施例と加工
方法を図面に基づき説明する。

第１図および第２図に加工装置およびこれが適用され
る工作機械の全体概要構造を示す。

ラム１はラムサポート８に摺動可能に支持されＷ軸方
向（Ｚ軸方向と一致する機械の前後方向）に移動する。
またラムサポート８はベッド９上に載置されるラム用コ
ラム10に摺動可能に支持され、上下方向（Y₂軸方向）に
移動する。これによりラム１はY₂軸方向およびＷ軸方向
に移動可能となる。ラム１には後に説明するサポートメ
タル２（本実施例では２個のサポートメタル２を使用し
ているが、勿論これに限定しない）がＷ軸方向に沿って
摺動可能に支持される。サポートメタル２は同じく後に
説明する移動保持機構３により自動的にＷ軸方向に移動
され、所定位置において固定保持される。なお２個のサ
ポートメタル２の所定位置は説明の都合上［Ｉ］，［I
I］の符号で表示するが、この位置はワーク４の加工位
置に対応して設定される。

ワーク４はパレット11上に載置され、パレット11は自
転する回転テーブル12およびテーブル13上に搭載され
る。なおパレット11はパレットチェンジャ（APC）14か
ら左右方向（Ｘ軸方向）に沿って自動搬入される。

ベッド９上には主軸７を上下方向（Y₁軸方向）に沿っ
て摺動可能に支持するコラム15が搭載され、またコラム
15はベッド上に載置されるスライド案内面16上に前後方
向（Ｚ軸方向）に沿って摺動可能に支持される。

機械の本体側には一般工具およびサポートメタル２
（サポートメタルホルダ５を含む）を収納するためのマ
ガジン17、ラインボーリングバ６等を収納するためのマ
ガジン18、機械全体を自動制御するための制御装置19が
固定される。またマガジン17から所望の工具、サポート
メタル２および通常工具ホルダ等を自動交換するための
自動交換手段20等がそれぞれ付設される。複数個（図示
では４個）のラインボーリングバ６を着脱可能に収納す
るマガジン18はテーブル13上に固定するサブテーブル48
上にＸ軸方向に沿って摺動可能に支持される。この移動
はシリンダ49により行われる。モータ21,22,23,24,25は
それぞれラム１をＷ軸方向に、ラムサポート８をY₂軸方
向に、テーブル13をＸ軸方向に、コラム15をＺ軸方向
に、主軸７をY₁軸方向にそれぞれ移動するためのもので
ある。

第４図および第５図に示す如く、サポートメタル２は
ラインボーリングバ６の軸部を枢支する軸受孔26と、ラ
ム１の摺動面27に嵌合する摺動溝28と、サポートメタル
２をラム１側に固定するための蟻溝29とサポートメタル
２を摺動面27に沿って移動させる場合に用いる突起部38
等を有するブロック構造物からなる。サポートメタル２
はこれに着脱可能に係合するサポートメタルホルダ５
（第２図に概略示す）により保持され、一体的の結合体
としてマガジン17内に収納されると共に、マガジン17内
から取り出されてラム１の摺動面27内に挿入される。な
お挿入後サポートメタルホルダ５はサポートメタル２か
ら引き出され、マガジン17内に収納される。なおサポー
トメタルホルダ５はマガジン17および主軸９に装着され
るため、一般の工具ホルダと同一形状のテーパ部が形成
される。

第４図により移動保持機構３および保持機構3Aを説明
する。

まず保持機構3Aを説明する。

ラム１の摺動面27には前記の如く、サポートメタル２
が摺動可能に装着されると共に、摺動面27によりラム１
はラムサポート８に摺動可能に支持される。ラム１の内
部中心にはプッシュロッド30が貫通し、プッシュロッド
30の一端側にはこれを上下動（Y₂軸方向）させるための
シリンダ31が連結し、他端側にはサポートメタル２の蟻
溝29に係着する突出部32が形成される。またプッシュロ
ッド30を囲んで形成される穴33内には板ばね34が収納さ
れる。穴33内に一端側を底付き支持される板ばね34の他
端面はプッシュロッド30の一端側に螺着されるストッパ
35に当接する。シリンダ31が動作しない場合にはプッシ
ュロッド30はストッパ35を介し板ばね34により上方に押
圧され、突出部32がサポートメタル２の蟻溝29の図の上
方面に当り、サポートメタル２の摺動溝28をラム１の摺
動面27に押圧し、これに固定するようにする。従ってこ
の状態では突出部32の下面と蟻溝29の下面図には隙間δ
₁が形成される。また前記状態においてストッパ34はラ
ム１内の溝部36内に上下に間隙δ₂，δ₃を保って配置さ
れる。間隙δ₂はシリンダ31のストロークを規制するも
のであり、間隙δ₃はサポートメタル２がラム１から離
れた場合に板ばね34によりプッシュロッド30が上方に必
要以上移動しないようにするためのものである。ラム１
の上面にはシリンダ31と並設してシリンダ39が載置さ
れ、そのピストンロッド40はプッシュロッド30と並設さ
れ、その下端部をラム１から突出して配設される。

次に、移動保持機構３を説明する。第５図にも示す如
く、ラム１の側面には長手方向に沿ってガイドレール41
が固定され、ガイドレール41はブラケット42の一端側が
摺動可能に支持される。ブラケット42にはこれをガイド
レール41に沿って移動させるためのピストンロッド43お
よびシリンダ44が連結され、シリンダ44はラム１に固定
される。またブラケット42の他端側には爪37を枢支する
支持板45が固定される。爪37は揺動してサポートメタル
２の突起部38に着離可能に係合し、突起部38を挾持す
る。また爪37とブラケット42間には爪37を突起部38に押
圧する向きに付勢するスプリング46が架設される。また
爪37の枢支点から離れた位置にピストンロッド40が当
り、爪37を押圧することにより前記揺動が行われる。支
持板45に固定される調整ストッパボルト47は爪37と突起
部38との係合位置を規制するものである。

次に、本実施例の作用を簡単に説明する。

ワーク４はAPC14から所定位置に搬送され、ラム１も
これと対峙する所定位置に位置決めされる。マガジン17
には第２図に示す如く、サポートメタル２とこれを保持
するサポートメタルホルダ５とが一体的に結合して収納
される。自動交換手段20によりラム１の［II］位置に装
着されるサポートメタル２（以下、［II］のサポートメ
タル２という）が主軸７に装着され、更に、主軸７から
ラム１の［Ｉ］位置に装着され、移動保持機構３により
［Ｉ］位置に固定される。次に、［II］のサポートメタ
ル２のサポートメタルホルダ５が主軸７を介し、もとの
マガジン17内に収納される。この間に［II］のサポート
メタル２は［Ｉ］位置から［II］位置に移動保持機構3A
により移動される。この詳細動作は後に説明する。次
に、一方ではマガジン17内の［Ｉ］位置用のサポートメ
タル２とそのサポートメタルホルダ５との結合体が主軸
７を介し、ラム１の［Ｉ］位置に装着され固定される。
引続き［Ｉ］のサポートメタル２用のサポートメタルホ
ルダ５がマガジン17内に収納される。以上により［Ｉ］
および［II］のサポートメタル２がワーク４の所定位置
に順次位置決めされることになる（第５図に示す）。

次に、テーブル13のＸ軸方向の移動により、マガジン
18が主軸７に近接し、シリンダ49によるマガジン18の移
動を主軸７のY₁軸方向の移動によりラインボーリングバ
６と主軸７の中心軸が一線上に位置する。主軸７をＺ軸
方向に移動することにより、ラインボーリングバ６が主
軸７内に装着される。次に、主軸７をY₁軸方向,Z軸方向
に移動すると共に、テーブル13をＸ軸方向に移動せしめ
ることによりラインボーリングバ６を［Ｉ］および［I
I］のサポートメタル２の軸受孔26内に挿入することが
でき、所定位置に位置決めされる。以下、主軸７の回転
により所定の加工が行われる。加工完了後はまずライン
ボーリングバ６を引き抜き、これをマガジン18に収納し
た後、マガジン17内に収納するサポートメタル５により
［Ｉ］のサポートメタル２をラム１から取り外し、その
結合体をマガジン17内に収納する。その間に保持機構3A
により［II］のサポートメタル２を［Ｉ］位置に移動す
る。ここでマガジン17内のサポートメタルホルダ５によ
り［II］のサポートメタル２をラム１の［Ｉ］位置から
取り外し、その結合体をマガジン17内に収納される。そ
の間に加工済のワーク４はAPC14側に返却され、次のワ
ーク４が待機することになる。以下、前記と同様のこと
が繰返し行われる。勿論、ワークの形状が変化した場合
には、ラム１の位置の移動を行うと共に、マガジン17,1
8内に収納される前記ワーク形状に見合ったサポートメ
タルおよびラインボーリングバを前記の如く、自動位置
決めすればよい。

次に、移動保持機構３および保持機構3Aの動作を説明
する。

本実施例では前記の如く、サポートメタル２を
［Ｉ］，［II］位置に２個セットするものであるため、
移動保持機構３のシリンダ31,39およびこれに付随する
プッシュロッド30、ピストンロッド40等は予め［Ｉ］，
［II］位置に固定されて配設されている。シリンダ44に
よりラム１のガイドレール41に沿って長手方向に移動す
る部材、すなわちブラケット44、爪37等を説明の都合上
シフタと仮称する。

ラム１上に［Ｉ］，［II］のサポートメタル２が存在
しな状態（原点位置）では前記シフタは［II］位置に配
置され、爪37は閉状態にある。また［Ｉ］，［II］位置
のシリンダ31は作動し、プッシュロッド30を板ばね34に
抗して下方に押圧している。主軸７によりラム１の
［Ｉ］位置に［II］のサポートメタル２が押入される。
ここで［Ｉ］位置のシリンダ31が動作停止し、プッシュ
ロッド30が上方に引き上げられ［II］のサポートメタル
２が［Ｉ］位置で固定される。ここで［II］位置にある
シフタがシリンダ44により［Ｉ］位置に移動する。この
際爪37は開状態であるためシフタの爪37を閉とし、［I
I］のサポートメタル２の突起部38を爪37で挾持する。
シフタを［II］位置に移動し［II］のサポートメタル２
を［II］位置に移動する。［II］位置のシリンダ31の動
作を停止し、［II］のサポートメタル２を［II］位置に
固定する。この間［Ｉ］位置にあるシリンダ31が動作
し、プッシュロッド30を下げた状態に保っている。次
に、主軸７から［Ｉ］のサポートメタル２がラム１の
［Ｉ］位置に挿入される。ここでシリンダ31を停止し、
［Ｉ］位置に［Ｉ］のサポートメタル２を固定する。こ
れにより［Ｉ］，［II］のサポートメタル２の装着が完
了する。ラム１からサポートメタル２を取り外すには前
記と同様の動作により前記シフタを移動して行う。以上
これら機器の操作は制御装置19の電気制御により一元的
に行うことができる。

以上の如くして、所望のラインボーリングバ６を枢支
するサポートメタル２が自動的に定位置に位置決めされ
るため、手動によってサポートメタル２に類似するサポ
ートを位置決めする従来技術に較べ段取り時間を大巾に
短縮できると共に、すべての動作が自動的に行われるた
め段取り時間中にも機械を停止する必要が必ずしもな
い。よって生産性を向上することができる。またサポー
トメタル２の位置決めやラインボーリングバ６との芯出
しも自動的に、かつ高精度に行われるため、安定、かつ
高精度のワーク加工が行われることになる。

発明の効果以上の説明によって明らかな如く、本発明によればラ
インボーリングバを枢支するサポートメタルを自動交換
すると共に、サポートメタルの位置決め、芯出し等を機
械を停めることなく自動的に行うことにより段取り作業
時間を短縮し、生産上を大巾に向上すると共に、高精度
加工を実施できる効果が上げられる。またワーク形状が
変っても迅速に、かつフレキシブルに対応し得る効果も
上げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の配設された数値制御工作機械
の全体概要構造を示す側面図、第２図は第１図の上面
図、第３図はラインボーリングバを収納するマガジン構
造を示す部分側面図、第４図は実施例の移動保持機構等
の断面図、第５図は実施例の移動保持機構およびワーク
の加工状態を示す一部側面図である。１……ラム、２……サポートメタル、３……移動保持機
構、４……ワーク、５……サポートメタルホルダ、６…
…ラインボーリングバ、７……主軸、８……ラムサポー
ト、９……ベッド、10……ラム用コラム、11……パレッ
ト、12……回転テーブル、13……テーブル、14……パレ
ットチェンジャ（APC）、15……コラム、16……スライ
ドテーブル、17,18……マガジン、19……制御装置、20
……自動交換手段、21,22,23,24,25……モータ、26……
軸受孔、27……摺動面、28……摺動溝、29……蟻溝、30
……プッシュロッド、31,39,44……シリンダ、32……突
出部、33……穴、34……板ばね、35……ストッパ、36…
…溝部、37……爪、38……突起部、40,43……ピストン
ロッド、41……ガイドレール、42……ブラケット、45…
…支持板、46……スプリング、47……調整ストッパボル
ト、48……サブテーブル、49……シリンダ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】工具を収納するマガジンを有する自動工具
交換装置を備えると共に小径長尺のラインボーリングバ
を収納するマガジンを備え、主軸を左右方向（以下、Ｘ
軸方向という），上下方向（以下、Ｙ軸方向という），
前後方向（以下、Ｚ軸方向という）に移動制御可能に支
持する数値制御工作機械の前記主軸に前記ラインボーリ
ングバを装着してワークを加工するための加工装置であ
って、前記工作機械の主軸と相対向する位置においてＹ
軸およびＺ軸方向に沿って移動可能に機械の不動側に支
持されるラムと、該ラムにＺ軸方向に沿って摺動自在に
支持される摺動部を有すると共に前記ラインボーリング
バの外径を枢支する軸受部を貫通形成するサポートメタ
ルと、前記ラム内に支持された前記サポートメタルを前
記ラムのＺ軸方向の所定位置に移動して固定する移動保
持機構および保持機構とを備え、前記サポートメタル
は、前記主軸およびマガジンに装着可能なテーパを有す
ると共に前記サポートメタルの前記軸受部に挿脱可能な
軸部を有するサポートメタルホルダを介して前記自動工
具交換装置のマガジン内に収納され、前記サポートメタ
ルホルダは前記サポートメタルを前記ラム側に引き渡し
た後、サポートメタルから外されて前記自動工具交換装
置のマガジン内に単独収納され、且つサポートメタルの
引き取り時にサポートメタルに係合してサポートメタル
と共に自動工具交換装置のマガジン内に収納されること
を特徴とする小径長尺のラインボーリングバ使用の加工
装置。
【請求項２】前記サポートメタルおよびラインボーリン
グバは、前記ワークの形状に見合う複数個及び／又は複
数種類のものから構成されることを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の小径長尺のラインボーリングバ使
用の加工装置。
【請求項３】工具を収納するマガジンを有する自動工具
交換装置を備えると共に小径長尺のラインボーリングバ
を収納するマガジンを備え、主軸を左右方向（以下、Ｘ
軸方向という），上下方向（以下、Ｙ軸方向という），
前後方向（以下、Ｚ軸方向という）に移動制御可能に支
持する数値制御工作機械の前記主軸に前記ラインボーリ
ングバを装着し、前記工作機械の主軸と相対向する位置
においてＹ軸およびＺ軸方向に沿って移動可能に機械の
不動側に支持されるラムに前記ラインボーリングバの外
径を枢支する軸受部を有するサポートメタルをＺ軸方向
に摺動自在に支持せしめ、所定位置に移動固定された前
記サポートメタルに前記ラインボーリングバを枢支せし
めてワークの加工を行なう加工方法であって、前記サポ
ートメタルの前記軸受部に挿脱可能な軸部と前記主軸お
よび自動工具交換装置のマガジンに装着可能なテーパ部
を有するサポートメタルホルダにより前記サポートメタ
ルを保持したまま該サポートメタルホルダを前記自動工
具交換装置のマガジン内に収納する第１の手順と、数値
制御工作機械の自動工具交換機構を用いて前記サポート
メタルを保持したサポートメタルホルダを主軸側に装着
する第２の手順と、主軸に保持されたサポートメタルホ
ルダから前記サポートメタルを前記ラム側に引き渡す第
３の手順と、ラム側に引き渡されたサポートメタルから
引き出されたサポートメタルホルダをマガジン内に収納
する第４の手順と、前記第４の手順と同期して行なわ
れ、ラム側に引き渡されたサポートメタルを当該サポー
トメタルに係合する移動保持機構により移動し、該サポ
ートメタルを該サポートメタルに係合する保持機構によ
りラムの所定位置に固持する第５の手順と、前記第１乃
至第５の手順を繰返し行なってワーク加工に必要なサポ
ートメタルを前記ラム側に固持する第６の手順と、前記
ラインボーリングバをそのマガジン内から主軸側に装着
する第７の手順と、主軸に装置された前記ラインボーリ
ングバをラム側に固持されているサポートメタルの軸受
部に枢支せしめる第７の手順とを順次行なってラインボ
ーリングバによりワーク加工を終了すると共に、加工完
了後に前記ラインボーリングバをそのマガジンに引き戻
して収納する第８の手順と、前記サポートメタルホルダ
をサポートメタルに係着し当該サポートメタルおよびサ
ポートメタルホルダを自動工具交換装置のマガジン内に
引き戻して収納する第９の手順とを行なうことを特徴と
する小径長尺のラインボーリングバ使用の加工方法。