JP3523573B2 - Mass centering machine - Google Patents
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-
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23B5/18—Turning-machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor for turning crankshafts, eccentrics, or cams, e.g. crankpin lathes
-
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車エンジン
用のクランクシャフト等の回転体に、加工基準となる芯
出し用のセンター穴を形成するマスセンタリングマシン
に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車エンジン用のクランクシャフト
は、鋳造または鍛造にて一体成形された後、まず心出し
が行われる。心出しでは、クランクシャフトの回転軸と
慣性主軸とが一致する位置にセンター穴があけられる。
そしてセンター穴があけられたクランクシャフトは、セ
ンター穴を加工基準として、その後の必要な処理が施さ
れる。
【0003】心出しは、マスセンタリングマシンと呼ば
れる装置により行われる。マスセンタリングマシンの一
例は、特開昭64−434号公報に開示されている。こ
の公報に開示のマスセンタリングマシンでは、クランク
シャフトなどのワークは、一度保持されると、保持され
た状態のまま不釣合いが測定され、測定結果に基づいて
センター穴があけられる。マスセンタリングマシンの他
の例は、特願平10−297122号に開示されてい
る。このマスセンタリングマシンは、ワークの不釣合い
を測定する測定ステーションと、ワークに対してセンタ
ー穴をあける加工ステーションとが分離されていて、複
数のワークに対して、測定と、測定結果に基づく加工と
が並列的に行えるようになっている。
【0004】この発明は、後者のように、測定ステーシ
ョンと加工ステーションとが分離されたマスセンタリン
グマシンの改良に関するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】マスセンタリングマシ
ンにおいては、ワークの不釣合いを測定し、ワークに対
してセンター穴をあけるために、ワークを保持する保持
装置が必須である。ワークに対してセンター穴をあける
際には、ドリル等でセンター穴をあける時に生じるトル
クによってワークが動いたり回転したりすることのない
ように、ワークをしっかりと保持しなければならない。
このため、保持力の強い保持装置が必要である。よっ
て、保持装置の小型化や、軽量化が困難であるという課
題があった。
【0006】特に、測定ステーションと加工ステーショ
ンとが分離されたマスセンタリングマシンでは、測定ス
テーションの保持装置は保持力がさほど強力でなくても
よいが、加工ステーションの保持装置は保持力が強力で
なければならず、保持力の違いから、ワークの保持位置
が微妙にずれる等のおそれもある。一方、測定ステーシ
ョンでは、不釣合いの測定精度を上げるために、保持装
置の軽量化が図られており、保持装置は比較的小さな保
持力でワークを保持している。ところで、マスセンタリ
ングマシンが処理するワークは、上述したように鋳造ま
たは鍛造によって形成されて何ら加工のされていない状
態のものであり、ワークの表面はいわゆる黒皮で覆われ
た粗面である。このため、測定ステーションの保持装置
でワークが保持されたときには、保持力が弱いので、ワ
ーク表面にはほとんど保持跡がつかないが、加工ステー
ションの保持装置で保持されると、保持力が強いため、
ワーク表面に保持跡がつく。よって厳密に見ると、測定
ステーションにおける保持状態と、加工ステーションに
おける保持状態とが微妙に異なり、測定結果に基づいて
センター穴をあける際の精度向上が難しいという課題が
あった。
【0007】この発明は、以上の課題を解決するために
なされたものである。この発明の目的は、加工ステーシ
ョンにおける保持装置の小型,軽量化を実現できるマス
センタリングマシンを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
1記載の発明は、ワークを回転させた際の慣性中心を測
定するための測定ステーションと、 測定結果に基づ
き、ワークに対して、少なくともセンター穴をあけるた
めの加工ステーションとを有するマスセンタリングマシ
ンであって、前記加工ステーションには、ワークを保持
する保持装置が備えられ、保持装置には、ワークに対し
て点接触またはワークの軸方向に線接触する形状にさ
れ、クランプ時にワークの表面に食い込むようにされた
クランプ爪が含まれていることを特徴とするマスセンタ
リングマシンである。
【0009】
【0010】請求項1の構成によれば、加工ステーショ
ンの保持装置には、ワークに対して点接触またはワーク
の軸方向に線接触するクランプ爪が含まれている。ワー
クは、センター穴をあけるための加工時に、軸方向の推
力と回転トルクが加わる。クランプ爪は、ワークを軸方
向に見たときに、ワークに点接触している。よってワー
クに軸方向の推力と回転トルクが加わると、点接触した
クランプ爪がワーク表面に食い込むように作用して、軸
方向の推力と回転トルクに抗してワークが回転しようと
するのを妨げ、ワークをしっかりと保持する。
【0011】クランプ爪が、上述のようにワークに対し
て点接触またはワークの軸方向に線接触するから、クラ
ンプ爪に与えるクランプ力は小さなものでよい。従っ
て、クランプ力を与える油圧ユニット、エアユニット、
ソレノイドユニット等の小型,軽量化が可能であり、保
持装置全体の小型化および軽量化を図ることができる。
【0012】
【0013】
【発明の実施の形態】以下には、この発明の一実施形態
に係るマスセンタリングマシンについて具体的に説明を
する。まず、マスセンタリングマシン全体の構成および
動作について説明をする。この例のマスセンタリングマ
シンは回転体としてのクランクシャフトCsの心出しを
行うためのものであって、図1に見るように、クランク
シャフトCsの、回転軸と慣性主軸とのずれの状態を測
定する測定ステーション1と、当該測定ステーション1
による測定結果から求めたクランクシャフトCsの慣性
中心、またはその近傍の所定の位置に、加工基準となる
心出し用のセンター穴を形成する加工ステーション2
と、この両ステーション1、2間に配置されて、クラン
クシャフトCsの被加工部分のうち、この例では両軸端
部Cs1、Cs2の外径を測定する外径測定ステーショ
ン3と、クランクシャフトCsを、その姿勢をほぼ一定
に維持しつつ、未加工のクランクシャフトCsの供給部
4から各ステーション1〜3を経由して加工済みのクラ
ンクシャフトCsの取出し部5まで搬送する搬送手段6
と、そして上記各部の動作を制御する制御手段7とを備
えている。
【0014】上記各部のうち測定ステーション1は、図
2および図3に示すように基台11と、この基台11上
に複数のばね12…によって支持された振動枠13と、
この振動枠13上に配置された、クランクシャフトCs
の両軸端部Cs1、Cs2をそれぞれ把持して、当該ク
ランクシャフトCsを、一定の把持角度で固定した状態
で同期回転する一対の回転体把持円盤14、14と、こ
の一対の回転体把持円盤14、14の同期回転によって
発生する振動枠13の振動を測定するための振動検出器
15とを備えている。
【0015】なおこれらの図において符号16aは、上
記一対の回転体把持円盤14、14を同期回転させるた
めのモータであって、このモータ16aの回転が、ベル
ト16b、振動枠13内に配置されたシャフト16c、
およびベルト16d、16dを介して回転体把持円盤1
4、14に伝えられて、当該両回転体把持円盤14、1
4が同期回転される。なおモータ16aは、図では基台
11に取付けられているが、振動枠13上に取付けても
よい。モータ16aを振動枠13上に取付けると、基台
11と振動枠13とに跨るベルト16bを省略できるの
で、測定の精度が更に向上する。
【0016】上記回転体把持円盤14、14はそれぞ
れ、振動枠13上を、把持するクランクシャフトCsの
回転軸CsXと平行方向に摺動自在とされた一対の駆動
ヘッド17、17上に、回転自在に支持されている。そ
して、振動枠13と駆動ヘッド17との間に取付けられ
たネジ17aを回転させて、両駆動ヘッド17、17の
間隔を調整することで、一対の回転体把持円盤14、1
4の間隔が、測定するクランクシャフトCsのサイズに
あわせて調整可能とされている。
【0017】また、それぞれの回転体把持円盤14の、
互いに対向する面には、軸端部Cs1側を示す図3に見
るように、当該回転体把持円盤14が停止位置(図3の
位置)にあるときに、軸端部Cs1を下方から支持する
一対のワーク受14a、14aと、この両ワーク受14
a、14aに対して、軸端部Cs1を挟んでその上方に
配置されて、図中実線および一点鎖線で示すように互い
に回動開閉自在とされ、実線で示す閉状態においてワー
ク受14a、14aとの間で軸端部Cs1を把持して固
定するための、一対のクランプアーム14b、14bと
が設けられている。そして上記両ワーク受14a、14
aの、軸端部Cs1に対する2面の当接面がともに、当
該軸端部Cs1を把持してクランクシャフトCsを固定
する際の、位置の基準となる基準面に設定されている。
軸端部Cs2側についても同様である。
【0018】なお、上記のようにクランプアーム14
b、14bを回動開閉させる機構は、図示していない
が、例えば回転体把持円盤14内に組込んでもよいし、
あるいは駆動ヘッド17内や振動枠13上に組込んで、
カムなどの伝達機構を介してクランプアーム14b、1
4bを回動開閉させるようにしてもよい。なお、クラン
プアーム14b,14bによる押さえ力は、比較的小さ
な力でよいから、ばねにより押さえ力を発生させてもよ
い。
【0019】また、一対の回転体把持円盤14、14間
の、クランクシャフトCsの上方には、図2中に黒矢印
で示すように上下動可能で、かつ図4(a) に白矢印で示
す方向に左右同期して移動して、第1クランクピンCs
3を左右から挟むことで、クランクシャフトCsの、回
転体把持円盤14、14に対する把持角度を一定値に規
定するための、具体的には図4(b) に示すように第1ク
ランクピンCs3が、軸端部Cs1(および軸端部Cs
2)の直上に位置するように規定するための、一対のク
ランプ部材19、19が配置されている。
【0020】さらに一方の駆動ヘッド17内には、クラ
ンクシャフトCsを軸線の方向に位置決めし、かつ固定
するためのプッシュロッド機構18が配置されている。
このプッシュロッド機構18は、駆動ヘッド17に対し
て、クランクシャフトCsの軸線方向に摺動自在に配置
された円筒状のスリーブ18aと、このスリーブ18a
内を挿通され、かつスリーブ18aに対して、その前後
に設けられた18b、18bを介して回転自在に保持さ
れることで、回転体把持円盤14と同軸上に配置された
プッシュロッド18cと、そして図示していないが、上
記スリーブ18aを、駆動ヘッド17に対してクランク
シャフトCsの軸線方向に移動させる移動手段とを備え
ている。
【0021】そして上記の各部を、制御手段7からの制
御信号に基づいて以下のように動作させることで、クラ
ンクシャフトCsが、一定の把持角度で一対の回転体把
持円盤14、14に把持、固定されたのち、一対の回転
体把持円盤14、14が同期回転されて、上記クランク
シャフトCsの、回転軸CsXと慣性主軸とのずれの状
態が測定される。即ちまず、両回転体把持円盤14、1
4の、それぞれのクランプアーム14b、14bを、図
3中に一点鎖線で示すように互いに開いた状態で、ここ
では図示していない搬送手段6を動作させてやると、供
給部4から、当該搬送手段6によって未加工のクランク
シャフトCsが搬送されて、その軸端部Cs1、Cs2
が、両回転体把持円盤14、14の、それぞれのワーク
受14a…上に載置される。
【0022】次に、クランクシャフトCsの上方から一
対のクランプ部材19、19を下降させ、次いで当該ク
ランプ部材19、19を、図4(a) に白矢印で示すよう
に左右同期して移動させて、第1クランクピンCs3を
左右から挟んでやると、図4(b) に黒矢印で示したよう
にクランクシャフトCsが、基準面である各ワーク受1
4a…の当接面に当接した両軸端部Cs1、Cs2の外
周面に沿って回転して、同図に示したように、第1クラ
ンクピンCs3が軸端部Cs1(および軸端部Cs2)
の直上に位置するように、その把持角度が規定される。
【0023】次にこの状態を維持しつつ、前記プッシュ
ロッド機構18のスリーブ18aをクランクシャフトC
sの方向へ前進させて、プッシュロッド18cの先端を
一方の軸端部Cs1の端面に圧接してやると、反対側の
軸端部Cs2の端面が、他方の回転体把持円盤14に設
けた基準面14cに当接して、クランクシャフトCs
が、その軸線の方向に位置決めされ、かつ同方向に固定
される。なおこの際、プッシュロッド18cは、前記の
ようにスリーブ18aに対して回転自在に保持されてい
るため、クランクシャフトCsの、後述する測定のため
の回転を妨げることはない。
【0024】また、上記プッシュロッド機構18の動作
とほぼ同時に、両回転体把持円盤14、14上のそれぞ
れの、一対のクランプアーム14b、14bを、図3中
に実線で示すように閉じて、それぞれ2組のワーク受1
4aとクランプアーム14bとで、2方向から軸端部C
s1、Cs2を把持してやると、上記クランクシャフト
Csが、一対の回転体把持円盤14、14に対して、そ
の軸線と直交する方向に固定される。
【0025】そこで次に、クランプ部材19、19を開
いて上方へ退避させたのち、モータ16aを駆動して、
一対の回転体把持円盤14、14を高速で同期回転させ
ながら、振動検出器15を用いて、振動枠13に発生す
る振動を測定してやると、その測定データから、従来と
同様にクランクシャフトCsの、回転軸CsXと慣性主
軸とのずれの状態が求められる。具体的には、振動検出
器15を用いて測定された振動波形を、クランクシャフ
トCsの回転角度と照らし合わせることで、慣性主軸
の、回転軸CsXに対するずれの方向と距離とが割出さ
れる。
【0026】この操作も、制御手段7によって自動的に
行われ、測定結果が、当該制御手段7内に記憶される。
次に、測定が終了したクランクシャフトCsは、搬送手
段6によって、次工程である、両軸端部Cs1、Cs2
の外径を測定するための外径測定ステーション3に送ら
れる。またそれと同時に、新たな未加工のクランクシャ
フトCsが、上記搬送手段6によって、供給部4から測
定ステーション1に搬入される。
【0027】そして、先のクランクシャフトCsの、外
径測定ステーション3による外径測定と並行して、上記
と同様にして、測定ステーション1による新たなクラン
クシャフトCsの測定が行われる。外径測定ステーショ
ン3は、図5に示すように、クランクシャフトCsの軸
端部Cs1(軸端部Cs2も同様)を載置するVブロッ
ク31と、このVブロック31の2面の基準面31a、
31aに対してそれぞれ平行に配置され、かつ図中白矢
印で示すように、当該基準面31a、31aに対して直
交する方向に、エアシリンダ32、32の動作によって
平行移動可能な2枚の測定板33、33と、そしてこの
2枚の測定板33、33と、Vブロック31の2面の基
準面31a、31aとの距離を測定するための、一対の
差動トランス34、34とを備えている。
【0028】また、上記Vブロック31の上方には、先
の測定ステーション1と同様の、一対のクランプ部材3
5、35が設けられている。かかるクランプ部材35、
35は、上記Vブロック31の、2面の基準面31a、
31aに対して、先の測定ステーション1における、ワ
ーク受14a、14aの当接面(基準面)とクランプ部
材19、19との位置関係と一致するように配置されて
いる。したがってこのクランプ部材35、35を用い
て、前記と同様にクランクシャフトCsの第1クランク
ピンCs3を挟んでやると、当該クランクシャフトCs
が、上記基準面31a、31aに対して、測定ステーシ
ョン1における、ワーク受14a、14aの当接面に対
する角度と全く同じ角度で、Vブロック31上に載置さ
れる。
【0029】そしてこの載置状態で、エアシリンダ3
2、32を動作させて、図中二点鎖線で示すように、2
枚の測定板33、33をクランクシャフトCsの軸端部
Cs1に当接させ、かつこの2枚の測定板33、33と
基準面31a、31aとの距離を、前記差動トランス3
4、34を用いて測定してやると、軸端部Cs1(およ
び軸端部Cs2)の、上記2面の基準面31a、31a
を測定基準とする2方向の直径が求められる。
【0030】この操作も、制御手段7によって自動的に
行われ、測定結果が、当該制御手段7内に記憶される。
次に、測定が終了したクランクシャフトCsは、再び搬
送手段6によって、次工程である加工ステーション2に
送られる。またそれと同時に、次のクランクシャフトC
sが、上記搬送手段6によって、外径測定ステーション
3に搬入されるとともに、新たな未加工のクランクシャ
フトCsが、これも搬送手段6によって、供給部4から
測定ステーション1に搬入される。
【0031】そして、先のクランクシャフトCsの、加
工ステーション2による加工と並行して、外径測定ステ
ーション3による次のクランクシャフトCsの外径測定
と、測定ステーション1による新たなクランクシャフト
Csの測定とが行われる。加工ステーション2は、図6
および図7に示すように基台21上に、クランクシャフ
トCsの両軸端部Cs1、Cs2を把持して固定するた
めの、一対の固定手段22、22を備えている。両固定
手段22、22はそれぞれ、基台21上に配置された一
対の加工ヘッド20、20上に固定されている。
【0032】各固定手段22は、軸端部Cs1側を示す
図7に見るように、当該軸端部Cs1を下方から支持す
る一対のワーク受22a、22aと、この両ワーク受2
2a、22aに対して、軸端部Cs1を挟んでその上方
に、互いに回動開閉自在な状態で配置され、図に示す閉
状態においてワーク受22a、22aとの間で軸端部C
s1を把持して固定するための、一対のクランプアーム
22b、22bとを備えている。そして上記両ワーク受
22a、22aの、軸端部Cs1に対する2面の当接面
がともに、当該軸端部Cs1を把持してクランクシャフ
トCsを固定する際の、位置の基準となる基準面に設定
されている。軸端部Cs2側も同様である。
【0033】また、各ワーク受22aはそれぞれ、サー
ボモータ22bからギヤボックス22c、およびシャフ
ト22dを介して伝達される駆動力によって駆動され
る、カム機構を備えた直動ガイド22eによって、図7
中に黒矢印で示す方向に移動可能とされており、それに
よって、各ワーク受22a…上に両軸端部Cs1、Cs
2が載置されたクランクシャフトCsの把持位置が、そ
の軸線と直交する方向に微調整可能とされている。
【0034】また、軸端部Cs1側の、上記ワーク受2
2a、22a、およびクランプアーム22b、22bの
上方には、図7中に白矢印で示す方向に左右同期して回
動開閉して第1クランクピンCs3を左右から挟むこと
で、クランクシャフトCsの把持角度を、前記測定ステ
ーション1の回転体把持円盤14、14と同じ角度、す
なわち第1クランクピンCs3が、軸端部Cs1(およ
び軸端部Cs2)の直上に位置する角度に規定するため
の一対のクランプ部材22f、22fと、クランクシャ
フトCsの、この場合は図6にみるように第2クランク
ピンCs4のカウンタウエイトCs5にその側面から当
接して、当該カウンタウエイトCs5を軸端部Cs2の
方向に押圧するためのプッシュバー22gとが配置され
ている。
【0035】上記のうちクランプアーム22b、22b
は、それぞれその背後に配置された、油圧シリンダ22
h、22hからの駆動力によって回動開閉される。また
クランプ部材22f、22fは、その上方に配置された
油圧シリンダ22iの動作によって、図7において右側
のクランプ部材22fが回動開閉されるとともに、図示
しないギヤ機構によって、左側のクランプ部材22fが
同期して回動開閉される。さらにプッシュバー22g
は、やはりその上方に配置された油圧シリンダ22jに
よって動作される。
【0036】上記固定手段22、22の背後にはそれぞ
れ、両軸端部Cs1、Cs2の端面にセンター穴を形成
するとともに、当該両軸端部Cs1、Cs2に対してそ
の他の加工をするための加工スピンドル23a、23a
が配置されている。この加工スピンドル23a、23a
は、その後方に配置されたモータ23b、23bによっ
て回転駆動される。また上記加工スピンドル23a、2
3aとモータ23b、23bとはそれぞれ、加工ヘッド
20上に、直動ガイド23c、23cを介して、クラン
クシャフトCsの回転軸CsXと並行方向に前後動可能
に配置されており、サーボモータ23d、23dによっ
て駆動されるボールねじ23e、23eによって、上記
の方向に、両軸端部Cs1、Cs2の加工精度のオーダ
ーで精密に前後動される。
【0037】両加工スピンドル23a、23aのうち、
軸端部Cs1側の加工スピンドル23aには、この例の
場合、図8に示す組合せ刃具8が装着される。かかる組
合せ刃具8は、センター穴加工のためのドリル81と、
軸端部Cs1の外周面を旋削して軸外径を粗削りするた
めの外径削りバイト82と、そして軸端部Cs1の端面
を旋削して軸長を調整するための端面削りバイト83と
を組み合わせたものである。
【0038】一方、軸端部Cs2側の加工スピンドル2
3aには、図示していないが、上記のうちセンター穴加
工のためのドリル81と、軸端部Cs2の外周面を旋削
して軸外径を粗削りするための外径削りバイト82とを
組み合わせた組合せ刃具8が装着される。そして、上記
両組合せ刃具8によって、両軸端部Cs1、Cs2の端
面がセンター穴加工され、かつその軸外径が粗削り加工
されるとともに、一方の軸端部Cs1の端面が、軸長を
調整すべく端面削り加工される。
【0039】なお、両軸端部Cs1、Cs2の加工に、
図8に示す同じ組合せ刃具8を用いることで、上記の各
加工に加えて、軸長を調整すべく、他方の軸端部Cs2
の端面をも端面削り加工してもよい。また、両軸端部C
s1、Cs2への加工としては、センター穴加工だけを
行ってもよく、その場合には両スピンドル23a、23
aに、上記のような組み合わせ刃具ではなく、センター
穴加工用のドリルを装着すればよい。
【0040】上記の各部を備えた加工ステーション2に
おいては、まず前記のように外径測定ステーション3で
両軸端部Cs1、Cs2の外径が測定されたクランクシ
ャフトCsが、搬送手段6によって運び込まれる前に、
前述した測定ステーション1による測定結果と、上記外
径測定ステーション3による測定結果をもとに、クラン
クシャフトCsの把持位置を、その軸線と直交する方向
に微調整すべく、各ワーク受22a…の位置が、それぞ
れ所定量、移動される。
【0041】すなわち、測定ステーション1による測定
結果に基づいて、組合せ刃具8のうちセンター穴加工の
ためのドリル81の加工中心が、クランクシャフトCs
の慣性中心と一致するか、またはその近傍の、その後の
工程での不釣合いの修正が容易な範囲内に入るように、
クランクシャフトCsの把持位置を、その軸線と直交す
る方向に微調整すべく、各ワーク受22a…の位置が移
動される。またこの際、加工ステーション2にて形成さ
れたセンター穴を基準とする、両軸端部Cs1、Cs
2、センタージャーナル部、およびクランクピン部など
の各部の仕上げ加工などの、その後の工程を経て製品化
されるクランクシャフトCsの、上記各仕上げ面に、い
わゆる黒皮残りが発生するのを防止すべく、前述した外
径測定ステーション3による外径の測定結果を加味し
て、クランクシャフトCsの把持位置の、上記微調整を
行う範囲を制限してもよい。
【0042】すなわちクランクシャフトCsは、前述し
たように鋳造あるいは鍛造にて一体形成され、加工前の
表面は寸法精度の低い粗面となっている。そこで通常
は、予め所定の加工代を加えた寸法に形成されるが、も
しもその加工代が予定の厚みより小さい場合には、上記
微調整の程度次第では、仕上げ加工をした後も、上記の
各部に、いわゆる黒皮が残ってしまうおそれがある。か
かる黒皮残りを防止するには、クランクシャフトCs
の、加工前の各部の寸法を全て測定するのが最善である
が、それでは外径測定ステーション3が複雑になり、ま
た測定に時間がかかって、クランクシャフトCsの生産
性が低下するおそれがある。
【0043】そこでこの例では、クランクシャフトCs
のうち両軸端部Cs1、Cs2の外周面の加工代の厚み
を、その他の部分の加工代の厚みよりも小さめに設定す
るとともに、前記のように外径測定ステーション3によ
って、軸端部Cs1、Cs2の外径を代表的に測定し
て、その測定の結果、加工代が予定の厚みよりも小さい
ことが判明した場合には、微調整を行う範囲を、その少
ない分を差し引いた範囲に制限するようにしている。
【0044】この方法によれば、両軸端部Cs1、Cs
2の外周面に黒皮が残らないように微調整を行う範囲を
制限すると、自動的に、当該軸端部Cs1、Cs2より
も加工代の厚みが大きめに設定された他の部分に、黒皮
が残らないようにすることができる。またこの発明で
は、前記微調整の際に、上記測定ステーションでの測定
結果に、その後の工程で求めた多数のクランクシャフト
Csの、最終的な不釣合い修正の際に求められた不釣合
い分布のデータをフィードバックして、両軸端部Cs
1、Cs2の端面の、センター穴を形成する位置を、慣
性中心から所定の方向に所定量、意図的にシフトさせる
ことで、多数のクランクシャフトCsの、不釣合い分布
の中心を任意の、とくに不釣り合いの修正に好適な位置
に移動させることもできる。
【0045】即ち前述したように、クランクシャフトC
sの心出しにおいては、その修正可能な位置が、つまり
修正のための穴あけ加工が可能なカウンタウエイトが、
基本的に、両端に位置するクランクピン(第1クランク
ピンCs1と最終のクランクピン)のカウンタウエイト
に限定される。このため、例えば図4(a)(b)に示す第1
クランクピンCs3の場合は、当該第1クランクピンC
s3のカウンタウエイトCs6に穴あけ加工する位置を
持ってくるために、両軸端部Cs1、Cs2の端面の、
センター穴を形成する位置を、慣性中心からカウンタウ
エイトCs6の方向にシフトさせるのが好ましい。
【0046】これら一連の操作は、制御手段7に先に記
憶された測定結果、今回の測定結果、および最終的な不
釣合い修正機からフィードバックされた不釣合い分布の
データに基づいて、これも制御手段7によって自動的に
行われる。次に、上記のようにして、クランクシャフト
Csの把持位置を微調整すべく各ワーク受22a…の位
置の移動が完了した後、クランプアーム22b、22b
を開いた状態で、ここでは図示していない搬送手段6を
動作させてやると、外径測定ステーション3で外径の測
定が完了したクランクシャフトCsが搬送されて、その
軸端部Cs1、Cs2が、両固定部22、22の、それ
ぞれのワーク受22a…上に載置される。
【0047】次に、クランプ部材22f、22fを、図
7に白矢印で示すように左右同期して回動させて、第1
クランクピンCs3を左右から挟んでやると、クランク
シャフトCsが、各ワーク受22a…の当接面に当接し
た両軸端部Cs1、Cs2の外周面に沿って回転して、
その把持角度が、前記測定ステーション1の回転体把持
円盤14、14と同じ角度、すなわち第1クランクピン
Cs3が、軸端部Cs1(および軸端部Cs2)の直上
に位置する角度に規定される。
【0048】次にこの状態を維持しつつ、前記プッシュ
バー22gを動作させて、その先端を第2クランクピン
Cs4のカウンタウエイトCs5の側面に当接させてや
ると、反対側の軸端部Cs2の端面が、他方の固定手段
22に設けた基準22kの基準面に当接して、クランク
シャフトCsが、その軸線の方向に位置決めされ、かつ
同方向に固定される。また、上記プッシュバー22gの
動作とほぼ同時に、両固定手段22、22のそれぞれ
の、一対のクランプアーム22f、22fを、図7中に
実線で示すように閉じて、それぞれ2組のワーク受22
aとクランプアーム22fとで、2方向から軸端部Cs
1、Cs2を把持してやると、上記クランクシャフトC
sが、一対の固定手段22、22に対して、その軸線と
直交する方向に固定される。
【0049】そこで次に、加工スピンドル23a、23
aの組合せ刃具8を回転させながら、当該加工スピンド
ル23a、23aをそれぞれ、両軸端部Cs1、Cs2
の、端面の方向へ前進させてやると、まず組合せ刃具8
のドリル81によって、上記端面の、前述したように慣
性中心、またはその近傍の所定の位置に、加工基準とな
る心出し用のセンター穴が形成され、次いで外径削りバ
イト82によって両軸端部Cs1、Cs2の外周面が旋
削されて、軸外径が粗削りされるとともに、端面削りバ
イト83によって、上記両軸端部Cs1、Cs2の端面
が旋削されて、軸長が調整される。
【0050】なおかかる加工は、それぞれ別の加工スピ
ンドル上に装着された刃具を用いて、それぞれの刃具に
適した条件で行ってもよい。ただし上記のように、各加
工を1つの組合せ刃具8を用いて一度に行うようにする
と、加工ステーション2の構造を簡略化できるという利
点がある。また加工ステーション2における加工は、上
記の3種には限定されず、それ以外の加工を、加工ステ
ーション2上で行うようにしてもよい。
【0051】加工が終了したあとは、再び搬送手段6を
動作させてやると、加工済みのクランクシャフトCsが
取出し部5まで搬送され、そこから取出されて次工程に
回される。またそれと同時に、それぞれ上記搬送手段6
によって、次のクランクシャフトCsが加工ステーショ
ン2に搬入され、その次のクランクシャフトCsが外径
測定ステーション3に搬入されるとともに、新たな未加
工のクランクシャフトCsが、供給部4から測定ステー
ション1に搬入され、それぞれのステーション1〜3
で、並行してそれぞれの作業が行われる。
【0052】次に図9を参照して、加工ステーション2
(図7参照)の保持装置における課題について説明す
る。加工ステーション2の保持装置には、一対のワーク
受け22aおよび一対のクランプ部材22fが含まれて
いる。クランクシャフトの両軸端部Cs1、Cs2(以
下「ワークW」という。)は、それぞれ、一対のワーク
受け22aで斜め下方から受け止められ、かつ、一対の
クランプ部材22fで斜め上方から押さえられて保持さ
れる。
【0053】この保持装置が保持しているワークWが、
センター穴をあける等の加工時に加わるトルクにより回
転しないようにするためには、クランプ部材22fに非
常に強いクランプ力が要求されていた。このため、クラ
ンプ部材22fを駆動する油圧ユニットは、大型,大重
量の高圧タイプが必要であった。また、非常に強いクラ
ンプ力を受け止めるワーク受け22aの着座面222
は、摩耗しやすくまた欠損が発生しやすいという課題が
あった。
【0054】そこで、図10に示すように、この実施形
態では、保持装置におけるワーク受け22aおよび着座
面222は図9と同じ構成(従来と同様の構成)を採用
し、一方、クランプ部材22fの、ワークWを抑える爪
224を、ワークWの軸方向に見たとき、ワークWの表
面に点接触するクランプ爪224にした。より具体的に
は、保持装置には、ワークWの両端を保持するように一
対設けられている。そして各保持装置には、一対のワー
ク受け22aおよび一対のクランプ部材22fが含まれ
ている。ワーク受け22aには、ワークWを着座させる
ための着座面222が形成されている。一対の着座面2
22は、それぞれ、ワークWを斜め下方から受け止める
ことができる。一対のクランプ部材22fには、それぞ
れ、クランプ爪224が設けられている。クランプ爪2
24は、ワークWの軸方向に見て、ワークWに点接触す
る形状にされている。
【0055】かかる構成にすると、クランプ部材22f
のクランプ力が従来より小さくても、加工時に受けるト
ルクによりワークWが回転することのないように、ワー
クWを保持することができる。このため、クランプ部材
22fを駆動するための油圧ユニットの小型,軽量化が
可能となる。もちろん、クランプ部材22fを駆動する
のがエアユニットやソレノイドユニットの場合であって
も、それらユニットの小型,軽量化が可能である。
【0056】クランプ爪224を、上述のようにワーク
Wの軸方向に見て、ワークWに点接触する形状とした場
合、小さなクランプ力によっても、クランプ爪224が
ワークWの表面にしっかりと食い込む。そしてワークW
がトルクにより回転しようとするのを阻止する。図11
は、着座面222およびクランプ爪224の構成を説明
するための図であり、AはワークWの軸方向に見た図、
BはワークWの軸に直交方向に見た図である。図11A
に示すように、クランプ爪224は、ワークWの軸方向
に見ると、ワークWの表面に点接触する形状になってい
る。一方、ワークWの軸方向に直交方向に見ると、図1
1Bに示すように、クランプ爪224は、ワークWの軸
方向に線接触する。クランプ爪224をかかる形状にす
ると、ワークWが軸を中心に回転しようとしたとき、ク
ランプ爪224がワークWの表面に食い込むことにな
り、ワークWの回転が確実に阻止される。
【0057】図12A,B,Cは、いずれも、クランプ
爪224の変形例を示す図解図である。これら図12
A,B,Cは、ワークWの軸方向に直交方向にクランプ
爪224を見た状態を示す。なお、図12A,B,Cの
いずれのクランプ爪224も、ワークWの軸方向に見た
ときには、図11Aに示すクランプ爪224と同じ形状
をしている。図12Aに示すクランプ爪224は、逆三
角形状で、下端が尖っている。つまりこのクランプ爪
は、逆三角錐状に下方へ突出した爪となっている。
【0058】図12Bは、下方に膨らむように凸湾曲し
た形状のクランプ爪224である。図12Cは、幅方向
(ワークWの軸方向)中央部が矩形状に下方へ突出した
クランプ爪224である。いずれのクランプ爪224
も、ワークの軸方向に、ワーク表面に線接触するので、
図11で説明したクランプ爪224と同様に、爪がワー
クW表面に食い込み、ワークWの回転を確実に阻止す
る。
【0059】この発明にかかるクランプ爪の形状は、以
上の実施形態に限定されるものではなく、要は、ワーク
に対して点接触またはワークの軸方向に線接触するクラ
ンプ爪であればよい。次に、測定ステーション1におけ
る保持装置について説明をする。図3を参照して説明し
たように、測定ステーション1における保持装置も、基
本的には加工ステーションにおける保持装置と同じであ
り、一対のワーク受け14aと、一対のクランプアーム
14bとを含む構成であり、この保持装置が一対設けら
れていて、ワークの両端を保持する。
【0060】より具体的に説明すると、図13に示すよ
うに、各保持装置には、一対のワーク受け14aおよび
一対のクランプアーム14bが含まれている。ワーク受
け14aには、ワークWを着座させるための着座面14
1が形成されている。一対の着座面141は、それぞ
れ、ワークWを斜め下方から受け止めることができる。
一対のクランプアーム14bには、それぞれ、クランプ
爪142が備えられている。クランプ爪142は着座面
141に対向して設けられ、着座面141で受け止めら
れたワークWを着座面141へ押しつけるように、受け
止められた部分と反対側からワークWを押さえつける。
【0061】ところで、クランプ爪142が発生するク
ランプ力は、加工ステーション2におけるクランプ爪2
23のクランプ力に比べて小さなものでよい。そこで、
この実施形態では、ワークWが着座面141によって受
け止められ、クランプ爪142によって押さえつけられ
た状態で、さらに、ワーク押さえ150によって、ワー
クWを上方から下方へ押さえつけ、着座面141と接触
するワークW表面の黒皮で覆われた粗面に着座跡がつく
ようにした。
【0062】ワークWに着座跡をつけるようにワークW
を押さえつけたワーク押さえ150は、その後、上方に
引き上げられる。よってワーク押さえ150は、ワーク
の不釣合い測定時には機能しない。以上の実施形態で
は、ワーク押さえ150が、測定ステーション1の保持
装置に組み込まれている例を説明した。しかしながら、
測定ステーション1でワークの不釣合いが測定される前
に、ワークに対して前処理を施すための前処理ステーシ
ョンを設けてもよい。そしてこの前処理ステーションに
は、図13で説明したのとほぼ同様の構成であるが、図
13の保持装置の場合よりも大きな着座跡をワーク表面
に付けることができる着座面(141)を備えた保持装
置を配置し、ワークWを保持して、ワーク押さえ(1
5)によって強く押し付けることにより、ワーク表面に
大きな着座跡がつくようにしてもよい。大きな着座跡が
つけられたワークは、その後測定ステーション1、加工
ステーション2へと順次送られる。
【0063】たとえば、測定ステーションにおける保持
装置の着座面141がワークWの表面に対して凸湾曲し
たR面(たとえば、ワークWの軸方向(図13の紙面に
垂直な方向)に湾曲した曲面)である場合には、前処理
ステーションにおける保持装置の着座面(141)を平
坦面とすれば、前処理ステーションにおいて大きな着座
跡をつけることができる。また、前処理ステーションの
保持装置における着座面(141)を、ワークWの表面
にほぼ沿った凹湾曲面とすれば、さらに大きな着座跡を
ワークWの表面につけることができる。
【0064】なお、測定ステーション1におけるクラン
プ爪142は、焼き入れ平面爪を図示したが、クランプ
爪142を平面爪とせず、加工ステーション2に設けら
れたクランプ爪224と同様に、ワークWに対して点接
触またはワークWの軸方向に線接触するクランプ爪とし
てもよい。かかる形状のクランプ爪とすることにより、
より小さなクランプ力で、測定に必要なクランプ力を発
生することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
The present invention relates to an automobile engine.
Core, which serves as a machining reference, on a rotating body such as a crankshaft for
Mass centering machine that forms a center hole for feeding
About.
[0002]
2. Description of the Related Art Crankshafts for automobile engines
Is centered after being integrally formed by casting or forging
Is performed. In centering, the rotation axis of the crankshaft
A center hole is drilled at a position where the axis of inertia coincides.
And the crankshaft with the center hole is
After that, necessary processing is performed using the
It is.
[0003] Centering is called a mass centering machine.
It is performed by the device which is performed. One of mass centering machines
An example is disclosed in JP-A-64-434. This
The mass centering machine disclosed in
Once a workpiece such as a shaft is held,
The unbalance is measured in the state
A center hole is drilled. Other mass centering machines
Is disclosed in Japanese Patent Application No. 10-297122.
You. This mass centering machine is unbalanced
Measuring station for measuring
-The drilling station is separated from the
For a number of workpieces, measurement and processing based on the measurement results
Can be performed in parallel.
[0004] The present invention, as the latter, measures the measuring station.
Centering with separate installation and processing stations
It is related to the improvement of the machine.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION Mass centering machine
Measurement of the unbalance of the work,
To hold the workpiece in order to drill the center hole
Equipment is essential. Drill a center hole for the work
When drilling the center hole with a drill,
Work does not move or rotate
So that the work must be held firmly.
For this reason, a holding device having a strong holding force is required. Yo
And it is difficult to reduce the size and weight of the holding device.
There was a title.
In particular, the measuring station and the processing station
In a mass centering machine where the
The retention device of the station is not very strong
Good, but the holding device of the processing station has strong holding power
The work holding position
May be slightly displaced. On the other hand, the measurement station
In order to improve the measurement accuracy of the unbalance,
The holding device is relatively lightweight.
The work is held with strength. By the way,
The workpiece processed by the casting machine is cast or cast as described above.
Or forged without any processing
The surface of the work is covered with so-called black scale.
Rough surface. For this purpose, the holding device
When the workpiece is held at
There is almost no retention mark on the workpiece surface,
When held by the holding device of the
Retention marks are left on the work surface. So strictly speaking, measurement
Station holding state and processing station
Is slightly different from the holding state in
The problem is that it is difficult to improve the accuracy when drilling the center hole.
there were.
[0007] The present invention is to solve the above problems.
It was done. An object of the present invention is to provide a processing station
Mass that can realize a compact and lightweight holding device
Is to provide a centering machine.
[0008]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
The invention described in 1 isCenter of inertia when rotating workpieceMeasure
Measurement station to determine
To drill at least the center hole
Centering machine with machining station
The work station holds a workpiece.
Holding device, which holds the workpiece
Point contact or line contact in the axial direction of the workpieceShape
And cut into the surface of the workpiece when clamping
Mass center characterized by including clamp claws
It is a ring machine.
[0009]
[0010]ContractAccording to the configuration of claim 1, the processing station
Point holding or work contact
And a clamp claw that makes line contact in the axial direction. Wah
When machining to drill the center hole,
Force and rotational torque are added. Clamp claws are used to move the workpiece
When looking in the opposite direction, point contact is made with the work. Therefore
Point contact when axial thrust and rotational torque are applied to the
The clamp claw acts to bite into the work surface,
Work tries to rotate against thrust and rotational torque in the direction
And hold the work firmly.
[0011] As described above, the clamp claw is
Point contact or line contact in the axial direction of the workpiece.
The clamping force applied to the pump claw may be small. Follow
Hydraulic unit, air unit,
It is possible to reduce the size and weight of the solenoid unit, etc.
The size and weight of the entire holding device can be reduced..
[0012]
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below.
Specific description of the mass centering machine according to
I do. First, the configuration of the entire mass centering machine and
The operation will be described. Mass centering machine in this example
Shin has centered the crankshaft Cs as a rotating body.
To do, as shown in FIG.
Measure the state of displacement of the shaft Cs between the rotation axis and the principal axis of inertia.
Measuring station 1 to be determined and the measuring station 1
Of the crankshaft Cs obtained from the measurement results by the
At the center or at a predetermined position in the vicinity of the center, it becomes a processing reference
Processing station 2 for forming center hole for centering
And between the stations 1 and 2
In this example, both ends of the shaft of the shaft shaft Cs are processed.
Outer diameter measuring station for measuring the outer diameter of the parts Cs1 and Cs2
3 and the crankshaft Cs, the posture is almost constant
Of raw crankshaft Cs while maintaining
4 through stations 1 to 3
Conveying means 6 for conveying the ink shaft Cs to the take-out section 5
And control means 7 for controlling the operation of each of the above components.
I have.
The measuring station 1 of the above components is illustrated in FIG.
2 and FIG. 3, the base 11 and the base 11
A vibration frame 13 supported by a plurality of springs 12.
The crankshaft Cs disposed on the vibration frame 13
Gripping both ends Cs1 and Cs2 of
A state in which the rank shaft Cs is fixed at a fixed gripping angle
And a pair of rotating body gripping disks 14 and 14
By the synchronous rotation of the pair of rotating body gripping disks 14,
Vibration detector for measuring generated vibration of vibration frame 13
15 is provided.
In these figures, reference numeral 16a denotes an upper part.
The pair of rotating body gripping disks 14, 14 are synchronously rotated.
The rotation of the motor 16a
G, a shaft 16c arranged in the vibration frame 13,
And a rotating body gripping disk 1 via belts 16d, 16d
4 and 14 and the two rotating body gripping disks 14 and 1
4 is rotated synchronously. The motor 16a is a base in the figure.
11 but can be mounted on the vibration frame 13
Good. When the motor 16a is mounted on the vibration frame 13, the base
The belt 16b straddling the vibration frame 11 and the vibration frame 13 can be omitted.
Thus, the accuracy of the measurement is further improved.
The rotating body gripping disks 14, 14 are respectively
Of the crankshaft Cs gripping the vibration frame 13
A pair of drives slidable in a direction parallel to the rotation axis CsX.
The heads 17 are rotatably supported on the heads 17. So
Then, it is attached between the vibration frame 13 and the drive head 17.
By rotating the screw 17a, the drive heads 17, 17
By adjusting the interval, a pair of rotating body holding disks 14, 1
The interval of 4 corresponds to the size of the crankshaft Cs to be measured.
It can be adjusted accordingly.
Each of the rotating body gripping disks 14
The surfaces facing each other are shown in FIG. 3 showing the shaft end Cs1 side.
As shown in FIG.
Position), the shaft end Cs1 is supported from below.
A pair of work receivers 14a, 14a,
a, 14a, above the shaft end Cs1
Are placed on each other as shown by the solid and dashed lines in the figure.
Can be opened and closed freely, and when closed
The shaft end Cs1 is gripped between the bearings 14a, 14a and fixed.
And a pair of clamp arms 14b, 14b
Is provided. Then, the two work receivers 14a, 14
a of the two contact surfaces with respect to the shaft end portion Cs1
Holds the shaft end Cs1 and fixes the crankshaft Cs
In this case, it is set to a reference plane which is a reference for the position.
The same applies to the shaft end Cs2 side.
Note that, as described above, the clamp arm 14
The mechanism for rotating and opening the b and 14b is not shown.
However, for example, it may be incorporated in the rotating body gripping disk 14,
Alternatively, by assembling it in the drive head 17 or on the vibration frame 13,
The clamp arms 14b, 1
4b may be pivotally opened and closed. The clan
The holding force of the pull arms 14b, 14b is relatively small.
Force may be generated by a spring.
No.
Further, between a pair of rotating body holding disks 14,
Above the crankshaft Cs in FIG.
Can be moved up and down as shown by the arrow, and is indicated by a white arrow in FIG. 4 (a).
In the left and right direction in synchronization with the first crank pin Cs
3 between the left and right, the rotation of the crankshaft Cs
The gripping angle with respect to the rolling element gripping disks 14,
Specifically, as shown in FIG.
The rank pin Cs3 is connected to the shaft end Cs1 (and the shaft end Cs1).
2) A pair of clips to define the position just above
Lamp members 19 and 19 are arranged.
Further, the inside of one drive head 17 has a club.
Positions and secures the ink shaft Cs in the axial direction
A push rod mechanism 18 for performing the operation is disposed.
The push rod mechanism 18 moves the drive head 17
And slidably arranged in the axial direction of the crankshaft Cs
Cylindrical sleeve 18a, and this sleeve 18a
Through the inside of the sleeve 18a and before and after the sleeve 18a.
Rotatably held via 18b provided on the
As a result, it is arranged coaxially with the rotating body gripping disk 14.
Push rod 18c and not shown, but above
The sleeve 18 a is cranked with respect to the drive head 17.
Moving means for moving the shaft Cs in the axial direction.
ing.
The above-mentioned components are controlled by the control means 7.
By operating as follows based on the control signal,
The link shaft Cs is a pair of rotating body grips at a certain grip angle.
After being held and fixed to the holding disks 14, 14, a pair of rotations
The body gripping disks 14, 14 are rotated synchronously, and
The state of the displacement of the shaft Cs between the rotation axis CsX and the principal axis of inertia
Condition is measured. That is, first, both rotating body holding disks 14, 1
4, each clamp arm 14b, 14b
3 with each other open as shown by the dashed line
Then, when the conveying means 6 (not shown) is operated,
From the feeding section 4, the crank which has not been processed by the conveying means 6
The shaft Cs is conveyed and its shaft ends Cs1, Cs2
Are the respective workpieces of both rotating body gripping disks 14, 14.
Are placed on the receivers 14a.
Next, from above the crankshaft Cs,
Lower the pair of clamp members 19, 19, and then
The lamp members 19, 19 are indicated by white arrows in FIG.
And move the first crank pin Cs3
When sandwiched from the left and right, as shown by the black arrow in FIG.
The crankshaft Cs is connected to each work receiving 1
4a, outside of both shaft ends Cs1, Cs2 in contact with the contact surface
As shown in the same figure, the first
The link pin Cs3 is the shaft end Cs1 (and the shaft end Cs2).
The gripping angle is defined so as to be located directly above.
Next, while maintaining this state,
The sleeve 18a of the rod mechanism 18 is connected to the crankshaft C
s direction, and push the tip of the push rod 18c
When pressed against the end face of one shaft end Cs1,
The end face of the shaft end Cs2 is provided on the other rotating body gripping disk 14.
Abutting against the girder reference surface 14c and the crankshaft Cs
Are positioned in the direction of their axis and fixed in the same direction
Is done. At this time, the push rod 18c is
So as to be rotatable with respect to the sleeve 18a.
For the measurement of the crankshaft Cs, which will be described later,
It does not hinder the rotation of.
The operation of the push rod mechanism 18
Almost at the same time, each of the rotating body gripping disks 14, 14
The pair of clamp arms 14b, 14b
, Close as shown by the solid line, and
4a and the clamp arm 14b, the shaft end C from two directions.
When gripping s1 and Cs2, the crankshaft
Cs is applied to the pair of rotating body gripping disks 14, 14.
Is fixed in a direction orthogonal to the axis of
Next, the clamp members 19, 19 are opened.
And retracted upward, drive the motor 16a,
The pair of rotating bodies gripping disks 14, 14 are synchronously rotated at high speed.
While the vibration detector 15 is being used,
When measuring vibration, the measured data
Similarly, the rotational axis CsX of the crankshaft Cs is
The state of deviation from the axis is required. Specifically, vibration detection
The vibration waveform measured by the
By comparing with the rotation angle of Cs, the main axis of inertia
The direction and the distance of the deviation from the rotation axis CsX are determined.
It is.
This operation is also automatically performed by the control means 7.
The measurement result is stored in the control means 7.
Next, the measured crankshaft Cs is transferred to the carrier
By the step 6, the next step, both shaft end portions Cs1, Cs2
To outside diameter measuring station 3 for measuring outside diameter
It is. At the same time, a new raw crankshaft
The height Cs is measured from the supply unit 4 by the transport means 6.
It is carried into the fixed station 1.
Then, the outside of the previous crankshaft Cs
In parallel with the outer diameter measurement by the diameter measuring station 3,
In the same manner as in
The measurement of the shaft Cs is performed. Outer diameter measuring station
5, the shaft 3 of the crankshaft Cs, as shown in FIG.
V block for placing the end Cs1 (same for the shaft end Cs2)
, And two reference surfaces 31a of the V block 31,
31a are arranged in parallel with each other, and
As shown by the marks, the reference surfaces 31a, 31a
In the intersecting direction, by the operation of the air cylinders 32, 32
Two parallel movable measuring plates 33, 33, and
Two measurement plates 33, 33 and two bases of V block 31
For measuring the distance between the reference planes 31a and 31a, a pair of
And a differential transformer 34.
In addition, above the V block 31,
A pair of clamp members 3 similar to the measuring station 1 of FIG.
5, 35 are provided. Such a clamp member 35,
Reference numeral 35 denotes two reference surfaces 31a of the V block 31,
31a to the measurement station 1
Contact surfaces (reference surfaces) of the clamp receivers 14a, 14a and the clamp portion
Are arranged so as to match the positional relationship with the materials 19, 19
I have. Therefore, using these clamp members 35, 35
As described above, the first crankshaft Cs
When the pin Cs3 is sandwiched, the crankshaft Cs
Is a measuring station with respect to the reference surfaces 31a, 31a.
Of the work receiving parts 14a, 14a
Placed on the V-block 31 at exactly the same angle as
It is.
In this mounted state, the air cylinder 3
2 and 32 are operated, and as shown by the two-dot chain line in FIG.
The two measuring plates 33, 33 are connected to the shaft end of the crankshaft Cs.
Cs1 and the two measurement plates 33, 33
The distance between the reference transformers 31a and 31a is
4, 34, the shaft end Cs1 (and
And the two reference surfaces 31a, 31a of the shaft end Cs2).
Is measured in two directions.
This operation is also automatically performed by the control means 7.
The measurement result is stored in the control means 7.
Next, the measured crankshaft Cs is transported again.
By the feeding means 6, the processing station 2 which is the next process
Sent. At the same time, the next crankshaft C
s is an outer diameter measuring station by the transfer means 6
3 and a new raw crankshaft
From the supply unit 4 by the conveying means 6
It is carried into the measuring station 1.
Then, the addition of the crankshaft Cs
In parallel with the machining by
Measurement of the outer diameter of the next crankshaft Cs by option 3
And new crankshaft by measuring station 1
Cs is measured. Processing station 2 is shown in FIG.
And a crankshaft on the base 21 as shown in FIG.
To hold and fix both shaft ends Cs1 and Cs2 of Cs.
And a pair of fixing means 22, 22 for the purpose. Both fixed
Each of the means 22, 22 is provided on one of the bases 21.
It is fixed on a pair of processing heads 20, 20.
Each fixing means 22 indicates the shaft end Cs1 side.
As shown in FIG. 7, the shaft end Cs1 is supported from below.
A pair of work receivers 22a, 22a,
2a, 22a and above the shaft end Cs1
Are arranged so that they can be freely opened and closed with respect to each other.
In the state, the shaft end C between the work receivers 22a and 22a
A pair of clamp arms for gripping and fixing s1
22b, 22b. And both work
Two contact surfaces 22a, 22a with respect to the shaft end Cs1
Both hold the shaft end Cs1 and
Set to the reference plane as the position reference when fixing Cs
Have been. The same applies to the shaft end Cs2 side.
Each work receiver 22a is provided with a
From the motor 22b to the gear box 22c,
Driven by the driving force transmitted through the
7 by a linear motion guide 22e having a cam mechanism.
It is possible to move in the direction indicated by the black arrow inside,
Therefore, both shaft ends Cs1, Cs are placed on each work receiver 22a.
2 is placed on the crankshaft Cs,
Fine adjustment is possible in the direction orthogonal to the axis of
The work receiver 2 on the shaft end Cs1 side
2a, 22a and clamp arms 22b, 22b
The upper part is rotated in the left and right direction in the direction indicated by the white arrow in FIG.
Opening and closing the first crank pin Cs3 from left and right
Then, the grip angle of the crankshaft Cs is determined by the measurement step.
And the same angle as the rotating body gripping disks 14
That is, the first crank pin Cs3 is connected to the shaft end Cs1 (and
And the angle located just above the shaft end Cs2)
And a pair of clamp members 22f, 22f
The second crank as shown in FIG.
The counter weight Cs5 of the pin Cs4 is
And contact the counterweight Cs5 with the shaft end Cs2.
Push bar 22g for pressing in the direction
ing.
The clamp arms 22b, 22b
Are the hydraulic cylinders 22 arranged behind them, respectively.
It is opened and closed by the driving force from h and 22h. Also
The clamp members 22f and 22f are disposed above the clamp members 22f and 22f.
By the operation of the hydraulic cylinder 22i, the right side in FIG.
The clamp member 22f of FIG.
The left clamp member 22f is
It is opened and closed synchronously. 22g push bar
Is attached to the hydraulic cylinder 22j, which is also located above
It is operated.
Behind the fixing means 22, 22,
And a center hole is formed in the end face of both shaft ends Cs1 and Cs2.
And the shaft ends Cs1 and Cs2
Machining spindles 23a, 23a for other machining
Is arranged. This machining spindle 23a, 23a
Is driven by motors 23b, 23b
Driven to rotate. Further, the processing spindles 23a, 2
3a and the motors 23b and 23b are processing heads, respectively.
20 through the linear motion guides 23c, 23c.
Can move back and forth in parallel with the rotation axis CsX of the shaft Cs
And the servo motors 23d, 23d
Driven by ball screws 23e, 23e
Direction of the machining accuracy of the two shaft ends Cs1 and Cs2 in the direction of
-It is moved back and forth precisely.
Of the two working spindles 23a, 23a,
The machining spindle 23a on the shaft end Cs1 side has
In this case, the combination cutting tool 8 shown in FIG. 8 is attached. Such group
The matching blade 8 includes a drill 81 for machining a center hole,
Turning the outer peripheral surface of the shaft end Cs1 to roughly cut the shaft outer diameter
Outer diameter cutting tool 82 and the end face of shaft end Cs1
With an end face cutting tool 83 for turning and turning the shaft
Are combined.
On the other hand, the machining spindle 2 on the shaft end Cs2 side
Although not shown in FIG.
Turning the drill 81 for machining and the outer peripheral surface of the shaft end Cs2
And an outer diameter cutting tool 82 for rough cutting the shaft outer diameter.
The combined cutting tool 8 is mounted. And the above
Ends of both shaft end portions Cs1 and Cs2 by both combined cutting tools 8
The surface is center drilled and the outside diameter of the shaft is roughly cut
And the end face of one shaft end Cs1
The end face is cut to adjust.
For processing both shaft end portions Cs1 and Cs2,
By using the same combination blade 8 shown in FIG.
In addition to machining, to adjust the shaft length, the other shaft end Cs2
May also be subjected to an end surface cutting process. Also, both shaft ends C
As for processing to s1 and Cs2, only center hole processing
In that case, both spindles 23a, 23
a is not the combination tool as above, but the center
What is necessary is just to mount the drill for drilling holes.
The processing station 2 having the above-described components
First, at the outer diameter measuring station 3 as described above
Crankshaft whose outer diameters of both shaft ends Cs1 and Cs2 are measured
Before the raft Cs is carried by the transport means 6,
The measurement result by the measuring station 1 described above
Based on the measurement result by the diameter measuring station 3,
Position of the shaft Cs in the direction perpendicular to the axis
The position of each work receiver 22a
Is moved by a predetermined amount.
That is, measurement by the measuring station 1
Based on the results, the center hole
Processing center of drill 81 for crankshaft Cs
At or near the center of inertia of
In order to correct the imbalance in the process within the easy range,
Set the gripping position of the crankshaft Cs perpendicular to its axis.
Position of each work receiver 22a.
Be moved. Also, at this time, the
Shaft ends Cs1, Cs based on the center hole
2. Center journal, crankpin, etc.
Commercialized through subsequent processes such as finishing of each part of
Of the finished surface of the crankshaft Cs
To prevent the occurrence of so-called black scale residue,
Taking into account the measurement result of the outer diameter by the diameter measuring station 3
The fine adjustment of the gripping position of the crankshaft Cs
The range to be performed may be limited.
That is, the crankshaft Cs is as described above.
As before, it is integrally formed by casting or forging,
The surface is a rough surface with low dimensional accuracy. So usually
Is formed to a dimension with a predetermined processing allowance added in advance,
If the processing allowance is smaller than the planned thickness,
Depending on the degree of fine adjustment, even after finishing,
There is a possibility that so-called black scales may remain in each part. Or
In order to prevent the black scale residue, the crankshaft Cs
It is best to measure all dimensions of each part before processing
However, this complicates the outer diameter measuring station 3 and
Measurement takes time, production of crankshaft Cs
May be reduced.
Therefore, in this example, the crankshaft Cs
Of the machining allowance of the outer peripheral surface of both shaft ends Cs1 and Cs2
Is set smaller than the thickness of the machining allowance for other parts.
And the outer diameter measuring station 3 as described above.
Therefore, the outer diameters of the shaft ends Cs1 and Cs2 are typically measured.
As a result of the measurement, the processing allowance is smaller than the planned thickness
If it turns out that there is a small
It tries to limit to the range where the missing part is subtracted.
According to this method, both shaft end portions Cs1, Cs
The range for fine adjustment so that no black scale remains on the outer peripheral surface of 2
When it is restricted, the shaft ends Cs1 and Cs2 automatically
In other parts where the thickness of the processing allowance was set larger, black scale
Can be prevented from remaining. Also in this invention
Is the measurement at the measurement station during the fine adjustment.
As a result, the number of crankshafts determined in the subsequent process
Unbalance found during the final unbalance correction of Cs
Feedback of the distribution data, and both shaft ends Cs
1. The position where the center hole is formed on the end face of Cs2 is
Deliberately shift in a predetermined direction from the sex center
As a result, the unbalanced distribution of many crankshafts Cs
At the center of the arbitrarily, especially suitable for correction of imbalance
Can also be moved to
That is, as described above, the crankshaft C
In the centering of s, its correctable position is
Counter weights that can be drilled for correction,
Basically, the crank pins (first crank
Pin Cs1 and final crank pin) counterweight
Limited to. For this reason, for example, the first type shown in FIGS.
In the case of the crankpin Cs3, the first crankpin C
The position to drill the counterweight Cs6 of s3
To bring it, the end faces of both shaft ends Cs1, Cs2,
Position the center hole from the center of inertia to the counter
It is preferable to shift in the direction of eight Cs6.
These series of operations are previously recorded in the control means 7.
The memorized measurement results, the current measurement results, and the final
Of the unbalance distribution fed back from the balance corrector
Based on the data, this is also automatically performed by the control means 7.
Done. Then, as described above, the crankshaft
Position of each work receiver 22a ... to finely adjust the gripping position of Cs
After the movement of the clamp is completed, the clamp arms 22b, 22b
Is opened, and the transfer means 6 (not shown) is
After the operation, the outer diameter measurement station 3 measures the outer diameter.
The completed crankshaft Cs is transported and
The shaft ends Cs1 and Cs2 correspond to the two fixed portions 22 and 22 respectively.
Are placed on the respective work receivers 22a.
Next, the clamp members 22f, 22f are
As shown by the white arrow in FIG.
If you pinch the crank pin Cs3 from the left and right,
The shaft Cs comes into contact with the contact surface of each work receiver 22a.
Rotating along the outer peripheral surfaces of the two shaft ends Cs1 and Cs2,
The gripping angle is determined by the rotating body gripping of the measuring station 1.
The same angle as the disks 14, 14, ie the first crankpin
Cs3 is directly above the shaft end Cs1 (and the shaft end Cs2).
Is defined as an angle.
Next, while maintaining this state,
Activate the bar 22g and connect its tip to the second crankpin.
By contacting the counterweight of Cs4 to the side of Cs5
Then, the end face of the opposite shaft end Cs2 is fixed to the other fixing means.
22 abuts against a reference surface of a reference 22k provided on
The shaft Cs is positioned in the direction of its axis, and
It is fixed in the same direction. In addition, the push bar 22g
Almost simultaneously with the operation, each of the two fixing means 22, 22
Of the pair of clamp arms 22f, 22f in FIG.
Close as shown by the solid line, and
a and the shaft end Cs from two directions with the clamp arm 22f.
1. When Cs2 is gripped, the crankshaft C
s is the axis of the pair of fixing means 22,
It is fixed in the orthogonal direction.
Then, next, the machining spindles 23a, 23
a while rotating the combination blade 8 of FIG.
The two shaft ends Cs1, Cs2, respectively.
When it is advanced in the direction of the end face, first, the combined cutting tool 8
With the drill 81, the end face is
At the specified center or at a predetermined position in the vicinity thereof,
A center hole for centering is formed.
The outer peripheral surfaces of both shaft ends Cs1 and Cs2 are rotated by the seat 82.
The outer diameter of the shaft is roughly cut and the end face
End surfaces of the two shaft end portions Cs1 and Cs2
Is turned to adjust the axial length.
It should be noted that such processing is performed separately for each processing speed.
Using the blade mounted on the handle, each blade
It may be performed under suitable conditions. However, as described above,
Work using one combination blade 8 at a time
And that the structure of the processing station 2 can be simplified.
There are points. Processing at processing station 2
The other three types are not limited to
It may be performed on the second option.
After the processing is completed, the conveying means 6 is again
When it is operated, the processed crankshaft Cs
It is transported to the take-out section 5 and taken out from there for the next process
Turned. At the same time, at the same time,
The next crankshaft Cs
And the next crankshaft Cs has an outer diameter
It is carried into the measuring station 3 and a new
The engineer's crankshaft Cs is
Station 1 and each of stations 1 to 3
Then, each work is performed in parallel.
Next, referring to FIG.
The problem in the holding device (see FIG. 7) will be described.
You. The holding device of the processing station 2 has a pair of workpieces.
A receiver 22a and a pair of clamp members 22f are included.
I have. Both ends Cs1 and Cs2 of the crankshaft (hereinafter referred to as Cs1 and Cs2)
Below, it is called “work W”. ) Is a pair of workpieces
It is received by the receiver 22a from obliquely below, and a pair of
Pressed and held from obliquely above by the clamp member 22f
It is.
The work W held by the holding device is
Rotation is performed by torque applied during machining such as drilling a center hole.
In order to prevent rolling, the clamp member 22f must be
A strong clamping force has always been required. For this reason,
The hydraulic unit that drives the pump member 22f is large and heavy.
An amount of high pressure type was required. Also, a very strong club
The seating surface 222 of the work receiver 22a that receives the pumping force
Has a problem that it is easy to wear and
there were.
Therefore, as shown in FIG.
In the state, the work receiver 22a and the seat in the holding device are seated.
Surface 222 adopts the same configuration as FIG. 9 (the same configuration as the conventional one)
On the other hand, the claws of the clamp member 22f for suppressing the work W
224 when viewed in the axial direction of the work W, the table of the work W
The clamp claw 224 was in point contact with the surface. More specifically
, The holding device is designed to hold both ends of the workpiece W.
A pair is provided. Each holding device has a pair of words.
And a pair of clamp members 22a and a pair of clamp members 22f.
ing. The work W is seated on the work receiver 22a.
Seating surface 222 is formed. A pair of seating surfaces 2
22 receives the work W from diagonally below.
be able to. Each of the pair of clamp members 22f has
In addition, a clamp claw 224 is provided. Clamp claw 2
24 is a point contact with the workpiece W when viewed in the axial direction of the workpiece W
Shape.
With this configuration, the clamp member 22f
Even if the clamping force of
In order to prevent the workpiece W from rotating due to
Can be held. For this reason, the clamp member
Hydraulic unit for driving 22f has been reduced in size and weight.
It becomes possible. Of course, the clamp member 22f is driven.
Is the case of air unit or solenoid unit
However, these units can be reduced in size and weight.
The clamp pawl 224 is connected to the work as described above.
When viewed in the axial direction of W, the point of contact with the workpiece W
In this case, even if the clamping force is small,
It bites into the surface of the work W firmly. And work W
To prevent rotation due to torque. FIG.
Describes the configuration of the seating surface 222 and the clamp claw 224.
A is a diagram viewed in the axial direction of the workpiece W,
B is a diagram viewed in a direction orthogonal to the axis of the work W. FIG. 11A
As shown in the figure, the clamp claw 224 is
In the figure, it has a shape that makes point contact with the surface of the work W.
You. On the other hand, when viewed in a direction orthogonal to the axial direction of the workpiece W, FIG.
As shown in FIG. 1B, the clamp claw 224 is
Line contact in the direction. Make the clamp claw 224 have such a shape.
Then, when the work W tries to rotate around the axis,
The lamp claws 224 will bite into the surface of the work W.
As a result, the rotation of the work W is reliably prevented.
FIGS. 12A, 12B and 12C all show clamps.
It is an illustrative view showing a modification of the claw 224. These FIG.
A, B and C are clamped in the direction perpendicular to the axial direction of the workpiece W
This shows a state where the nail 224 is viewed. 12A, 12B, and 12C.
Each of the clamp claws 224 was viewed in the axial direction of the work W.
Sometimes the same shape as the clamp pawl 224 shown in FIG. 11A
You are. The clamp claw 224 shown in FIG.
It is angular and has a pointed lower end. In other words, this clamp claw
Is a claw projecting downward in an inverted triangular pyramid shape.
FIG. 12B shows a convex curve which swells downward.
The clamp claw 224 has a bent shape. FIG. 12C shows the width direction.
(Axial direction of workpiece W) The central part protrudes downward in a rectangular shape
It is a clamp claw 224. Any clamp pawl 224
Is also in line contact with the workpiece surface in the axial direction of the workpiece,
As in the case of the clamp pawl 224 described with reference to FIG.
Bites into the surface of the workpiece W to prevent the workpiece W from rotating.
You.
The shape of the clamp claw according to the present invention is as follows.
The present invention is not limited to the above-described embodiment.
Point or line contact in the axial direction of the workpiece
Any nails are acceptable. Next, in measuring station 1
The holding device will be described. Referring to FIG.
As described above, the holding device in the measuring station 1 is also
It is basically the same as the holding device in the processing station.
A pair of work receivers 14a and a pair of clamp arms
14b, and a pair of the holding devices is provided.
And hold both ends of the work.
More specifically, FIG.
Thus, each holding device has a pair of work receivers 14a and
A pair of clamp arms 14b are included. Work receiving
A seating surface 14 for seating the workpiece W is provided on the
1 is formed. The pair of seating surfaces 141 are each
Thus, the work W can be received from obliquely below.
Each of the pair of clamp arms 14b has a clamp
A claw 142 is provided. Clamp claw 142 is a seating surface
141 and is received by the seating surface 141.
So that the work W is pressed against the seating surface 141.
The work W is pressed down from the opposite side of the stopped portion.
By the way, the clamp claw 142 is generated.
The ramp force is applied to the clamp jaw 2 at the processing station 2.
23 may be smaller than the clamping force. Therefore,
In this embodiment, the work W is received by the seating surface 141.
And clamped by clamp claws 142
The work holder 150 is
WW is pressed down from above and contacts the seating surface 141
Sit marks appear on the rough surface covered with black scale on the surface of the workpiece W
I did it.
The work W is made to have a sitting mark on the work W.
After that, the work holder 150
Will be raised. Therefore, the work holder 150
Does not function when measuring unbalance. In the above embodiment
Means that the work holder 150 holds the measuring station 1
The example incorporated in the device has been described. However,
Before measurement of work unbalance at measurement station 1
Pre-processing station for pre-processing the workpiece
May be provided. And to this pretreatment station
Has almost the same configuration as that described with reference to FIG.
The surface of the workpiece has a larger seating mark than that of the 13 holding devices.
Holding device with a seating surface (141) that can be attached to
The work W is held by holding the work W
5) By pressing strongly on the work surface
A large seating mark may be obtained. Large seating marks
The attached work is then processed at measuring station 1,
It is sent to station 2 sequentially.
For example, holding at a measuring station
The seating surface 141 of the device is convexly curved with respect to the surface of the workpiece W.
R surface (for example, in the axial direction of the work W (in FIG.
Pre-processing when the curved surface is curved in the vertical direction)
Flatten the seating surface (141) of the holding device in the station.
Large seating at the pre-processing station
You can make a mark. Also, the pretreatment station
The seating surface (141) of the holding device is moved to the surface of the workpiece W.
If you have a concave curved surface almost along the
It can be attached to the surface of the work W.
[0064]In addition,Clan at measuring station 1
The claw 142 is illustrated as a hardened flat claw.
The claw 142 is not provided as a flat claw, but is provided in the processing station 2.
As with the clamp claw 224,
As a clamp jaw that touches or touches the workpiece W in the axial direction.
You may. By making the clamp claw of such a shape,
Generates clamping force required for measurement with smaller clamping force
Can live.
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態にかかるマスセンタリン
グマシンを示すブロック図である。
【図2】上記マスセンタリングマシンの測定ステーショ
ンを示す部分切欠き正面図である。
【図3】上記測定ステーションの、図2中III −III 線
断面図である。
【図4】同図(a)(b)は、上記測定ステーションにおい
て、回転体としてのクランクシャフトの把持角度を一定
にするための、クランプ部材の動作を示す断面図であ
る。
【図5】上記マスセンタリングマシンの外径測定ステー
ションを示す断面図である。
【図6】上記マスセンタリングマシンの加工ステーショ
ンを示す正面図である。
【図7】上記加工ステーションの断面図である。
【図8】上記加工ステーションの加工スピンドルに装着
される組合せ刃具の斜視図である。
【図9】加工ステーション2の保持装置における課題を
説明するための図である。
【図10】加工ステーションにおけるこの発明の一実施
形態にかかる保持装置の構成を示す図である。
【図11】加工ステーションにおける保持装置の着座面
およびクランプ爪の構成を説明するための図である。
【図12】加工ステーションにおける保持装置のクラン
プ爪の変形例を示す図解図である。
【図13】測定ステーションにおける保持装置の構成を
示す図である。
【符号の説明】
1 測定ステーション
2 加工ステーション
7 制御手段
Cs 回転体(クランクシャフト)
222 着座面
224 クランプ爪
142 クランプ爪
150 ワーク押さえBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a mass centering machine according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially cutaway front view showing a measuring station of the mass centering machine. FIG. 3 is a sectional view of the measuring station taken along line III-III in FIG. 2; FIGS. 4 (a) and 4 (b) are cross-sectional views showing the operation of a clamp member for keeping the grip angle of a crankshaft as a rotating body constant in the measurement station. FIG. 5 is a sectional view showing an outer diameter measuring station of the mass centering machine. FIG. 6 is a front view showing a processing station of the mass centering machine. FIG. 7 is a sectional view of the processing station. FIG. 8 is a perspective view of a combined cutting tool mounted on a processing spindle of the processing station. FIG. 9 is a diagram for explaining a problem in the holding device of the processing station 2. FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a holding device according to an embodiment of the present invention in a processing station. FIG. 11 is a view for explaining a configuration of a seating surface and a clamp claw of a holding device in a processing station. FIG. 12 is an illustrative view showing a modified example of a clamp claw of a holding device in a processing station; 13 is a diagram showing a configuration of a hold device that put the measuring station. [Description of Signs] 1 Measurement station 2 Processing station 7 Control means Cs Rotating body (crankshaft) 222 Seating surface 224 Clamp claw 142 Clamp claw 150 Work holder
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23Q 3/06 301 B23Q 3/18 G01M 1/38 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B23Q 3/06 301 B23Q 3/18 G01M 1/38
Claims (1)
るための測定ステーションと、 測定結果に基づき、ワ
ークに対して、少なくともセンター穴をあけるための加
工ステーションとを有するマスセンタリングマシンであ
って、 前記加工ステーションには、ワークを保持する保持装置
が備えられ、 保持装置には、ワークに対して点接触またはワークの軸
方向に線接触する形状にされ、クランプ時にワークの表
面に食い込むようにされたクランプ爪が含まれているこ
とを特徴とするマスセンタリングマシン。(57) [Claims] [Claim 1] A measuring station for measuring a center of inertia when a work is rotated, and a process for making at least a center hole in the work based on the measurement result. A machining center having a work station, wherein the processing station is provided with a holding device for holding the work, and the holding device has a shape that makes point contact or line contact with the work in the axial direction of the work. , Work table when clamping
A mass centering machine characterized in that it includes a clamp claw adapted to cut into a surface .
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