JP2883630B2 - フライス加工装置 - Google Patents

フライス加工装置

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義広 安藤
正明 井澤
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、加工ラインに搬送されたワークに対し、順
次スライス加工を行うフライス加工装置に関する。この
フライス加工装置は例えばV型エンジンのシリンダブロ
ックの上部に形成された上部傾斜面をフライス加工する
場合に利用できる。
<従来の技術> 従来のフライス加工装置で、ワークの加工対象傾斜面
をフライス加工するものは、先端にフライス加工工具を
有し前記加工対象傾斜面に垂直な回転主軸をもつ加工ヘ
ッドがコラムに設けられ、このコラムが横送りテーブル
と縦送りテーブルを上下に重ね合わせた送り装置上に設
置されていた。
<発明が解決しようとする課題> 上述したフライス加工装置は回転主軸の発熱(回転摩
擦熱)等による軸方向(ワークの切込み方向)の伸びに
よって変化するフライス加工工具の切込み量を補正する
場合、前記加工対象傾斜面に対して垂直な方向に加工ヘ
ッドを主軸の熱変位分だけ移動させる方法が考えられ
る。この場合、加工ヘッドをコラムに対して加工対象傾
斜面と垂直な方向に移動可能に案内し、加工ヘッドを移
動させる送り装置が必要となり、構造が複雑となると共
にコスト高になる。
この問題を解決するために、ワークの固定治具などに
対して不動の加工基準点から加工済傾斜面までの高さを
計測し、この計測値と、予め設定、記憶された基準寸法
値の差により縦送りテーブルの送り量を演算して縦送り
テーブルを補正送りするようにした装置が提案されてい
るが、このものは、基準寸法値の測定はワークの加工基
準穴(シリンダブロックではクランク軸穴)の1個所を
測定点としているため、ワークの位置決め位置のバラツ
キや加工基準穴直径のバラツキにより、前記測定個所が
ばらつくので測定精度が低下し、加工ヘッドの送り量を
正確に補正することができない。
<課題を解決するための手段> 本発明のスライス加工装置は、ベッドと、このベッド
に保持され、固定治具に保持されたワークに対して往復
移動可能な横送りテーブルと、前記ワークに接近及び離
間する方向に往復移動可能な縦送りテーブルと、この縦
送りテーブルを駆動する縦送り駆動部とをもつ送り装置
と、前記縦送りテーブルの移動方向に対して所定角度傾
斜した前記ワークの加工対象傾斜面を加工するフライス
加工工具を有し、この加工対象傾斜面に対して垂直な軸
線回りに回転する主軸と、この主軸を回転駆動させる回
転駆動部をもち、前記送り装置と一体的に移動可能に保
持された加工ヘッドと、固定治具に対して不動の前記ワ
ークの加工基準点を通る加工対象傾斜面と直交する線上
でワークの加工基準穴の2点位置をワーク加工前にそれ
ぞれ計測する第1計測装置並びに第2計測装置と、前記
第1計測装置と第2計測装置により、加工対象傾斜面と
直交する方向のワークの加工基準穴中心の加工基準点か
らのずれを演算子、前記加工基準点から加工対象傾斜面
間での距離が一定になるように前記ワークの加工基準穴
中心の加工基準点からのずれに基づいて前記縦送りテー
ブルの送り補正量を演算し、この送り補正量を加味した
縦送りテーブルの送り量を前記縦送り駆動部に出力する
制御装置とから構成されたものである。
<作用> 上記の構成により、加工前のワークが位置決めされる
と、ワークの固定治具に対して不動の加工基準点を通
り、縦送りテーブルの移動方向に対して所定角度傾斜し
た加工対象傾斜面と直交する線上で、加工基準穴の2点
位置を第1計測装置と第2計測装置により測定し、加工
対象傾斜面と直交する方向のワーク加工基準穴中心の加
工基準点からのずれを演算し、加工基準点からワークの
上面までの距離が一定になるように前記ずれに基づいて
ワークの位置決め位置のバラツキや加工基準穴のバラツ
キを吸収するよう縦送りテーブルの送り量を補正するも
のである。
<実施例> 以下発明の実施例を第1図〜第3図に基づいて説明す
る。本実施例のフライス加工装置は、ベッド1と、送り
装置2と、加工ヘッド3と、計測装置4と、制御装置5
とからなる。
ベッド1には送り装置2が保持されている。この送り
装置2は横送りテーブル20と、横送りテーブ20を駆動す
る横送り駆動部200と、縦送りテーブル21と、縦送りテ
ーブル21を駆動する縦送り駆動部210とからなる。
横送りテーブル20は、ベッド1の案内面10に摺動自在
に保持されており、固定治具60に載置、保持されたワー
ク6に対して並列的に往復移動可能となっている。
横送り駆動部200は、ベッド1に保持された横送りサ
ーボモータ200Mと、一端を横送りサーボモータ200Mに連
結し、他端を横送りテーブル20に固定されたナット部材
(図示せず)にネジ係合するネジ軸200Pとを備えてい
る。このネジ軸200Pは、横送りサーボモータ200Mにより
正逆回転駆動され、その回転量とネジピッチに対応した
移動量で前記ナット部材及び横送りテーブル20を往復移
動させるものである。
縦送りテーブル21は、前記横送りテーブル20の案内面
200a上を横送りテーブル20の摺動方向と直交する方向に
摺動自在に保持されており、前記ワーク6に接近及び離
間する方向に往復移動可能となっている。
縦送り駆動部210は、横送りテーブル20に保持された
縦送りサーボモータ210Mと、一端を縦送りサーボモータ
210Mに連結し、他端を縦送りテーブル21に固定されたナ
ット部材210Nにネジ係合するネジ軸210Pとを備えてい
る。このネジ軸210Pは縦送りサーボモータ210Mにより正
逆回転駆動され、その回転量とネジピッチに対応した移
動量で前記ナット部材210N及び縦送りテーブル21を往復
移動させるものである。
加工ヘッド3は、縦送りテーブル21と一体的に形成さ
れたコラム21Aに連結され、かつその軸心が前記縦送り
テーブル21の移動方向に対して所定角度傾斜した前記ワ
ーク6の加工対象傾斜面61に対して垂直となっている。
この加工ヘッド3は、ワーク6の加工対象傾斜面6を加
工するスライス加工工具301を有しこの加工対象傾斜面6
1に垂直な主軸30と、主軸30を回転駆動させる回転駆動
部31とをもち、前記縦送りテーブル21と一体的に移動可
能に保持されている。
回転駆動部31はコラム21Aに保持された主軸駆動モー
タ31Mと、主軸駆動モータ31Mに連結された駆動プーリ31
0と、主軸30の他端に保持された従動プーリ311と、前記
駆動クーリ310及び従動プーリ311との間に張設された駆
動ベルト312とからなる。
計測装置4は固定治具60側に設けられている。この計
測装置4は、ワーク6の加工基準穴62(シリンダブロッ
クの場合はクランク軸穴)の2位置をそれぞれ計測する
第1計測装置41a並びに第2計測装置41bと、ワーク6の
加工基準穴中心から加工対象傾斜面61までの高さを計測
する第3計測装置42とからなり、第1、2、3計測装置
41a、41b、42は固定治具60に位置決めクランプされたワ
ーク6に対して接近、離間する方向に旋回可能なアーム
43に設けられている。44はアーム旋回用シンダである。
アーム43がワーク6側へストッパエンドまで旋回した
ときは、第1、第2、第3計測装置は正確な位置に位置
決めされたワーク6の加工基準穴62の中心、すなわち加
工基準点(後述するワーク6の固定治具60に対して不動
である)を通る加工対象傾斜面61と直交する線上に位置
決めされる。
前記第1、2計測装置41a、41bは前記加工基準穴62の
2点位置にそれぞれ接触するフィーラ45、46をもち、第
3計測装置42は前記加工傾斜面61に接触するフィーラ47
をもっている。
制御装置5は、前記計測装置4からの信号を入力する
インタフェース50と、このインタフェース50からの信号
を処理する中央処理装置51と、この中央処理装置51にて
処理された信号を記憶するメモリ52と、中央処理装置51
の信号をインタフェース53を介して送られる駆動回路5
4、55とを有し、駆動回路54は縦送りサーボモータ210M
制御し、駆動回路55は横送りサーボモータ200Mを制御す
るものである。尚、この制御装置5は公知のNC装置を用
いることができる。
70はワーク6を搬送するトランスファバーであり、図
示しない駆動装置及び連動機構によってワーク6を加工
ラインの長手方向へ搬送移動およびワーク6を固定治具
60に載置、持ち上げるための昇降動を行うことができ
る。
次に本実施例によるフライス加工装置の作用を説明す
る。
本実施例で用いるワーク6としては、例えば車両のV
型6気筒エンジンのシリンダブロックで、3個づつのボ
アを配列した対称形状の2つの対称傾斜面をもつバンク
を有している。また、このエンジンブロックは下部中央
部に前記対称傾斜面の長手方向と平行な位置にクランク
軸穴62を備えている。このワーク6は前記トランスファ
バー70によって加工ステーションの固定治具60上に搬入
された後、基準シート71に載置され、図略のノックピン
により位置決めされ、クランプ装置72、73、74、75によ
って固定される。
計測装置4のアーム旋回用シリンダ44が制御装置5か
らの指令によって駆動し、アーム43を旋回して第1、
2、3、計測装置41a、41b、42を加工前ワーク6に接近
位置する。これによって、第1、2計測装置41a、41bの
それぞれのフィーラ45、46はクランク軸穴62の中心(加
工基準点)を挾んだ径方向の2点位置(第3図α、β)
に当接し、測定信号α、βは制御装置5へ入力され、ワ
ーク6の位置決めのバラツキによる加工対象傾斜面61と
直交する方向のクランク軸穴62の中心の加工基準点から
のずれ量(ロ)を演算し、加工基準点から加工対象傾斜
面61までの距離が一定になるように縦送りテーブル21の
送り補正量(ニ)を演算する。そして、アーム43をワー
ク6と反対側へ旋回する。
次いで縦送りサーボモータ210Mが制御装置5からの駆
動指令に応じて正転駆動し、縦送りテーブル21をワーク
6に接近する方向(X1方向)へ前記送り補正量(ニ)分
だけ移動させる。これによってフライス加工工具3は、
所定の加工位置にまで移動し、かつ回転しつつ加工対象
傾斜面61に当接してフライス加工を行う。
加工終了後、横送りサーボモータ200Mが制御部5から
の駆動指令に応じて正回転駆動し、第3計測装置42のフ
ィーラ47は加工対象傾斜面61(第3図γ)に当接する。
上記3点(α、β、γ)の測定信号は制御装置5に入
力され、この制御装置5によって主軸30の熱変位、加工
工具301の摩擦に起因する傾斜面61と直交する方向の加
工誤差(イ)を演算し、メモリ52に記憶する。
そして、次に加工されるワークに対しては、前のワー
クの加工後にメモリ52に記憶された加工誤差(イ)と、
今回のワークのクランク軸穴62の中心の加工基準点から
のずれ量(ロ)とを加算して、加工対象傾斜面61と直交
する方向のワークの加工対象傾斜面61のずれ量(ハ)を
演算し、加工基準点から加工対象傾斜面61までの距離が
一定になるように送り補正量(ニ)を設定する。
そして、この送り補正量(ニ)の信号を加工時に駆動
回路54より縦送りサーボモータ210Mに駆動指令して出力
し、縦送りテーブル21の送り量を補正するのである。
<発明の効果> 以上のように本発明によると、ワークの固定治具に対
して不動の加工基準点を通り、縦送りテーブルの移動方
向に対して所定角度傾斜した加工対象傾斜面と直交する
線上で、加工基準穴の2点位置を測定し、加工対象傾斜
面と直交する方向のワーク加工基準穴中心の加工基準点
からのずれを演算し、加工基準点からワークの上面まで
の距離が一定になるように前記ずれに基づいて縦送りテ
ーブルの送り量を補正するようにしたことにより、ワー
クに位置決め位置のバラツキや加工基準穴直径のバラツ
キを吸収し、ワークの加工基準点から加工対象傾斜面ま
での寸法精度を高精度に維持してフライス加工すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図はフライス加工装
置の平面図、第2図は側面図、第3図はワークの測定説
明図である。 1…ベッド、2…送り装置、3…加工ヘッド、4…計測
装置、5…制御装置、6…ワーク、20…横送りテーブ
ル、21…縦送りテーブル、210M…縦送りサーボモータ、
41a…第1計測装置、41b…第2計測装置、42…第3計測
装置、45、46、47…フィーラ、60…固定治具、61…加工
対象傾斜面、62…加工基準穴。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井澤 正明 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田 工機株式会社内 (72)発明者 寺村 哲夫 愛知県刈谷市朝日町1丁目1番地 豊田 工機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−288961(JP,A) 実開 昭61−169518(JP,U) 実開 昭63−161647(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23C 1/00 B23C 9/00 B23Q 17/22 B23Q 15/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベッドと、このベッドに保持され、固定治
    具に保持されたワークに対して往復移動可能な横送りテ
    ーブルと、前記ワークに接近及び離間する方向に往復移
    動可能な縦送りテーブルと、この縦送りテーブルを駆動
    する縦送り駆動部とをもつ送り装置と、前記縦送りテー
    ブルの移動方向に対して所定角度傾斜した前記ワークの
    加工対象傾斜面を加工するフライス加工工具を有し、こ
    の加工対象傾斜面に対して垂直な軸線回りに回転する主
    軸と、この主軸を回転駆動させる回転駆動部をもち、前
    記送り装置と一体的に移動可能に保持された加工ヘッド
    と、固定治具に対して不動の前記ワークの加工基準点を
    通る加工対象傾斜面と直交する線上でワークの加工基準
    穴の2点位置をワーク加工前にそれぞれ計測する第1計
    測装置並びに第2計測装置と、前記第1計測装置と第2
    計測装置により、加工対象傾斜面と直交する方向のワー
    クの加工基準穴中心の加工基準点からのずれを演算し、
    前記加工基準点から加工対象傾斜面間での距離が一定に
    なるように前記ワークの加工基準穴中心の加工基準点か
    のずれに基づいて前記縦送りテーブルの送り補正量を演
    算し、この送り補正量を加味した縦送りテーブルの送り
    量を前記縦送り駆動部に出力する制御装置とから構成さ
    れたフライス加工装置。
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JP6036613B2 (ja) * 2013-09-04 2016-11-30 トヨタ自動車株式会社 シリンダブロック
JP7119603B2 (ja) * 2018-06-07 2022-08-17 株式会社ジェイテクト 加工システム及び加工方法

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