JP3722243B2 - 転輪の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は装軌式車両に使用する転輪の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来履帯により走行する装軌式車両の足まわりには、上転輪や下転輪などの転輪が多く使用されている。
【0003】
またこの種の転輪としては、例えば特開昭48−23132号公報や、実開昭63−43991号公報などで開示されているように、予め中央より2分割された状態でワークを成形した後、左右のワークを突き合せ溶接して一体化したものが多く使用されている。
【0004】
一方上記溶接構造を有する転輪を製造する場合、従来ではまず図1の(イ)に示すように、2分割された状態で鍛造されたワークaの端面bや踏面c、開先部dを、工作機械により図1の(ロ)に示す溶接前加工工程で所定の寸法になるよう機械加工を行い、次に図1の(ハ)に示す溶接工程で左右ワークaを突き合せて、突き合せ部を溶接することにより一体化する。
【0005】
その後図1の(ニ)に示す焼入れ工程で表面を焼入れ処理した後、さらに図1の(ホ)で示す仕上工程で端面bや踏面cを仕上げ加工して製品に仕上げている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の転輪の製造方法では、踏面cや開先部dを機械加工する際の基準面として、まず図2に示すように端面bを加工し、次に踏面cを加工している。
また左右ワークaを溶接した後の鍔幅寸法Wを確保するためと、左右ワークaの同軸度を確保するため、開先部dの溶接前加工を行っている。
【0007】
このため溶接前の機械加工部分が多くなって機械加工に長時間を必要とし、生産性が悪いと共に、機械加工により余分な部分を切除するため、材料の歩留まりが悪くなる上、設備が嵩むため、得られる転輪が高価となる不具合があった。
【0008】
この発明はかかる不具合を改善するためになされたもので、溶接前の機械加工を必要とせずに精度の高い転輪が得られる転輪の製造方法を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するため請求項1の発明は、転輪のほぼ中央より2分割し、踏面3a及び鍔部3bを有した形状のワークを、鍛造または鋳造で製作し、次にこれらワークの開先部を対向させた状態で、上記鍔部に形成された基準面と上記踏面を基準に各ワークを同一軸線上に位置決めし、次にこの状態で各ワークの開先部を突き合せて各鍔部間の鍔幅寸法を計測すると共に、鍔幅寸法が基準寸法の許容値内の場合、各ワークを同時に回転させながら開先部を溶接して、各ワークを一体化するようにしたものである。
【0010】
上記構成により、各ワークを同一軸線上に位置決めした際、踏面の同軸度を精度よく確保でき、また各ワークの開先部を突き合せることにより鍔幅寸法を精度よく確保することができるため、従来の溶接前の機械加工が不要となる。
【0011】
これによって機械加工に要する時間が不要となるため、生産性が大幅に向上すると共に、材料の歩留まりの向上と、工程数の減少により使用する機械設備の削減が図れることから、加工コストの低減により転輪を安価に提供することができる。
【0012】
一方請求項2記載の発明は、各ワークの開先部を突き合せて各鍔間の鍔幅寸法を計測し、鍔幅寸法が基準寸法の許容値を越えた場合、一旦各ワークを離間させて各開先部の端面を誤差分だけ切除した後再び開先部を突き合せて、開先部を溶接するようにしたものである。
【0013】
上記構成により、ワーク製作段階で、鍔幅寸法に誤差があっても、開先部の端面を誤差分だけ切除した後再び開先部を溶接することができるため、誤差のあるワークを不良品として工程外へ排出する必要がなく、これによって不良品の発生頻度を大幅に低減できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図3以下に示す図面を参照して詳述する。
図3は転輪を製造する製造装置の平面図、図4は同正面図で、これら図において1は自動溶接装置、2は上記自動溶接装置1へワーク3を搬入し、また溶接の完了したワーク3を搬出するワーク搬入出装置を示す。
【0015】
上記ワーク搬入出装置2は、自動溶接装置1の両側に立設された2本の支柱2aの両端間に、横桁2bがワークは搬入方向Aに横架されていて、この横桁2bに布設されたガイドレール2cに、移動体2dがワーク搬入方向Aに沿って移動自在に支承されている。
上記移動体2dには昇降杆2eが上下動自在に支承されていて、この昇降杆2eの下端にワーク3を把持するグリッパ2fが設けられている。
【0016】
また上記自動溶接装置1は、装置本体4と、汎用の溶接ロボット5より構成されており、装置本体4の手前側に溶接ロボット5が設置されている。
上記装置本体4は架台4aを有していて、この架台4a上に、ワーク搬入方向Aに離間して一対の主軸ヘッド6が設置されている。
【0017】
上記主軸ヘッド6のうち、一方の主軸ヘッド61 は架台4a上に固着され、他方の主軸ヘッド62 は、架台4a上にワーク搬入方向Aと平行するように布設されたガイドレール4b上のスライド4c上に固着されていて、スライドシリンダ4dによりスライド4cをガイドレール4bに沿って移動させることにより、一方の主軸ヘッド61 に対して、他方の主軸ヘッド62 が接離方向へ移動できるようになっている。
【0018】
上記各主軸ヘッド61 ,62 には、同一軸心上に主軸6aがそれぞれ回転自在に支承されていて、これら主軸6aは、無端ベルト7を介して接続された主軸モータ8により回転されるようになっていると共に、各主軸6aの互に対向する前端には、それぞれチャック9が取付けられている。
【0019】
上記各チャック9は、半径方向へ移動自在な例えば3本の爪体9aを有していて、これら爪体9aにより溶接すべきワーク3の踏面3aを3方よりクランプできるようになっており、各爪体9aの先端部には、ワーク3の鍔部3bに形成された基準面3cに当接することによりワーク3の軸方向の位置決めを行う基準面9bが形成されている。
【0020】
そして上記各主軸6aの後端側には、各チャック9の爪体9aを半径方向へ駆動するクランプシリンダ10と、主軸6の中心部に設けられたプッシャ11を、主軸6aの軸線方向へ移動させて、プッシャ11の先端に取付けられたアダプタプレート11aでワーク3を押圧することにより、ワーク3の基準面3cを爪体9aの基準面9bへ当接させるプッシャシリンダ12が設けられている。
【0021】
一方装置本体4の架台4a後部には、切削手段14と予熱手段15が設けられている。
上記切削手段14は、架台4a上に、主軸6aの軸線と平行する方向へ移動自在な移動台14aを有していて、この移動台14a上に刃物台14bと上記予熱手段15が設置されている。
上記刃物台14bは図示しない送り機構によりワーク3の接離方向へ移動自在となっていて、先端部の両側に、各チャック9には把持されたワーク3の開先部3dを同時に切削加工できる刃具14cが着脱自在に取付けられている。
【0022】
また予熱手段15は、送りシリンダ15aによりワーク3の接離方向に移動自在な予熱バーナ15bを有していて、この予熱バーナ15bによりワーク3の開先部分を予熱できるようになっている。
【0023】
次に上記構成された製造装置を使用して転輪を製造する方法を説明すると、まず転輪の中央部より左右に2分割し、踏面3a及び鍔部3bを有した状態のワーク3を鍛造または鋳造により製作し、次にこれらワーク3を2個1組としてワーク搬入出装置2により図3及び図4の左方より自動溶接装置1へ搬入する。
ワーク3の搬入に当っては、各ワーク3の開先部3dを互に突き合せた状態でワーク搬入出装置2のグリッパ2fによりワーク3の開先部3d付近を把持し、この状態で図5に示すように装置本体4の上方より各チャック9間にワーク3を搬入したら、解放された爪体9a側へワーク3を移動させて、各爪体9aの間にワーク3の鍔部3bを位置させる。
このときプッシャ11はプッシャシリンダ12によりアダプタプレート11aとともに後退させておく。
【0024】
次にこの状態でクランプシリンダ10により各爪体9aを中心方向へ移動させて、各爪体9aの先端でワーク3の踏面3aを図6に示すように3方より軽く把持すると共に、プッシャシリンダ12により各プッシャ11を前進させて、各プッシャ11の先端に取付けられたアダプタプレート11aでワーク3を押圧して、ワーク3の鍔部3bに形成された基準面3cを各爪体9aの基準面9bに当接させ、各ワーク3の軸方向の位置決めを行い、次にこの状態でさらに爪体9aにより踏面3aを3方よりクランプして、各ワーク3の径方向の位置決めを行う。
これによって、各ワーク3の踏面3aの同軸度が確保できるようになる。
【0025】
上記のようにして各チャック9によりワーク3を把持したら、可動側の主軸ヘッド62 をスライド駆動シリンダ4dにより固定側の主軸ヘッド61 側へ前進させて、各ワーク3の開先部3dを図6に示すように突き合せ、このときのスライド4cの移動量から、各ワーク3の鍔幅寸法Wを測定する。
なおこの測定は、スライド4cの移動量を検出する位置検出手段(図示せず)により行うことにより、精度の高い位置検出が可能である。
【0026】
そして得られた鍔幅寸法Wが設計値と一致するかを比較し、一致しない場合はその誤差を算出する。
なお、ワーク3は鍛造や鋳造により製造する際、必ず(+)側に誤差が発生するようにしてある。
【0027】
上記測定により誤差が検出された場合は、一旦可動側主軸ヘッド62 のチャック9を図7に示す位置まで後退させて、主軸モータ8により主軸6aを回転させ、かつ切削手段14の刃物台14bを図7に示すようにワーク3側へ前進させて、刃物台14bに所定の間隔で取付けられた一対の刃具14cにより、各ワーク3の開先部3d端面を同時に切削し、誤差分の取り代を切除する。
これによって各ワーク3間の鍔幅寸法Wに誤差があっても、この段階で誤差を修正することができる。
【0028】
以上のようにして誤差の修正が完了したら、再び可動側の主軸ヘッド62 を前進させて、各ワーク3の開先部3dを再び突き合せ、この状態で主軸6aを回転させて、予熱手段15の予熱バーナ15bによりワーク3の開先部3d付近を図8に示すように予熱する。
そして予熱が完了したら、ワーク3を回転させながら溶接ロボット5のトーチ5aにより各ワーク3の開先部3dを溶接して、各ワーク3を溶接一体化する。
【0029】
溶接ロボット5による溶接が完了したら、上方に待機していたワーク搬入出手段2のグリッパ2fを下降させて、ワーク3の溶接が完了した開先部3d付近を把持する。
そしてこの状態で各チャック9の爪体9aを解放したら、可動側の主軸ヘッド6を後退させた後、各チャック9間よりワーク3を抜き出して搬出コンベヤ17まで搬出し、次に溶接するワーク3を図3及び図4の左方より再び搬入する。
【0030】
以下上記動作を繰返してワーク3の溶接を行うもので、予め鍛造や鋳造によりワーク3の踏面3aや鍔部3bを精度よく製作することにより、溶接前の機械加工を必要とせずに、踏面3aの同軸度の精度が高い転輪が得られるようになる。また上記のようにして得られた転輪は高周波焼入れなどの熱処理により表面に焼入れが施されて製品となるもので、装軌式車両の足まわりを構成する上転輪や下転輪などに使用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の転輪の製造方法を示す説明図である。
【図2】従来の転輪の溶接前の機械加工部分を示す説明図である。
【図3】この発明の実施の形態になる転輪の製造方法に使用する転輪製造装置の平面図である。
【図4】この発明の実施の形態になる転輪の製造方法に使用する転輪製造装置の正面図である。
【図5】この発明の実施の形態になる転輪の製造方法を示す工程図である。
【図6】この発明の実施の形態になる転輪の製造方法を示す工程図である。
【図7】この発明の実施の形態になる転輪の製造方法を示す工程図である。
【図8】この発明の実施の形態になる転輪の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
3…ワーク
3a…踏面
3b…鍔部
3c…基準面
3d…開先部
W…鍔幅寸法
Claims (2)
- 転輪のほぼ中央より2分割し、踏面3a及び鍔部3bを有した形状のワーク3を、鍛造または鋳造で製作し、次にこれらワーク3の開先部3dを対向させた状態で、上記鍔部3bに形成された基準面3cと上記踏面3aを基準に各ワーク3を同一軸線上に位置決めし、次にこの状態で各ワーク3の開先部3dを突き合せて各鍔部3b間の鍔幅寸法Wを計測すると共に、鍔幅寸法Wが基準寸法の許容値内の場合、各ワーク3を同時に回転させながら開先部3dを溶接して、各ワーク3を一体化することを特徴とする転輪の製造方法。
- 各ワーク3の開先部3dを突き合せて各鍔3b間の鍔幅寸法Wを計測し、鍔幅寸法Wが基準寸法の許容値を越えた場合、一旦各ワーク3を離間させて各開先部3dの端面を誤差分だけ切除した後再び開先部3dを突き合せて、開先部3dを溶接することを特徴とする請求項1記載の転輪の製造方法。
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