JP3741229B2

JP3741229B2 - 転輪製造装置

Info

Publication number: JP3741229B2
Application number: JP09803996A
Authority: JP
Inventors: 泰久塚本; 浩八田; 達也仲泉; 雅則山口; 巌乙丸
Original assignee: Komatsu Ltd; Komatsu Machinery Corp
Current assignee: Komatsu Ltd; Komatsu Machinery Corp
Priority date: 1996-04-19
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2016-04-19
Also published as: JPH09286359A

Description

【０００１】
【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装置に関する。
【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、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、従来ではまず転輪をほぼ中央より２分割した状態のワークａを鍛造や鋳造などの手段で製造する。
そして両端に鍔ｂを有するワークａの場合は、図１の（イ）に示すように外径及び端面を基準に一対のワークａを位置決めし、互に突き合せた開先部ｃを溶接することにより各ワークａを一体化している。
【０００５】
また踏面ｄの中央に鍔ｂを有する転輪の場合は、図１の（ロ）に示すように内径及び端面を基準に一対のワークａを位置決めし、互に突き合せた開先部ｃを溶接して各ワークａを一体化することにより製造している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記従来の製造方法では、転輪としての接合精度を保証するため、ワークａを接合する前に、ワークａの次の個所を予め機械加工する必要がある。
まず転輪としてもっとも重要な鍔幅寸法Ｗを確保するため、開先部ｃ側の端面と鍔ｂ側端面及び鍔ｂの外周面を機械加工する。
【０００７】
また踏面ｄの真円度及び同軸度を確保するため、図２の（イ）に示すような転輪の場合は、接合面にインロー加工ｅを行ったり、図２の（ロ）に示すような転輪の場合は、基準となる内径加工を行うと共に、それぞれ踏面ｄの外周面の加工を行っている。
【０００８】
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、得られる転輪が高価となる不具合があった。
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製造装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、転輪のほぼ中央より２分割し、踏面３ａ及び鍔部３ｂを有した形状をなし、かつ鍛造または鋳造で製作された一対のワークを、開先部を対向させた状態で把持する把持手段と、上記把持手段に設けられ、かつ上記鍔部に形成された基準面と、上記踏面に当接することにより、各ワークを同一軸線上に位置決めする位置決め手段と、上記各ワークの開先部側端面を突き合せて、各鍔部間の鍔幅寸法を計測し、鍔幅寸法に誤差がある場合は、誤差分だけ開先部側の端面を切除する切削手段と、上記各ワークの開先部側端面を突き合させた状態でワークを回転させる手段と、突き合されたワークの開先部を溶接する溶接手段とを具備した構成としたものである。
【００１２】
上記構成により、把持手段で把持したワークの開先部側端部を互に突き合せて、各ワークの鍔幅寸法を計測した際に、鍔幅寸法に誤差があると、一旦各ワークを離間させて、各ワークの開先部側端面を誤差分だけ切削手段により切除した後、再び各ワークの開先部側端面を突き合せて開先部を溶接することができるため、ワーク製作段階で鍔幅寸法に誤差があっても、誤差を修正して各ワークを溶接一体化することができる。
これによって工程の途中でワークを不良品として排出する必要がないため不良品の発生頻度が大幅に低減できると共に、鍔幅寸法に誤差のない品質の良好な転輪が得られるようになる。
【００１３】
また請求項２に記載の発明は、ワーク把持手段に、上記鍔部に形成された基準面を把持手段側の基準面に当接させる押圧手段を設けたものである。
【００１４】
上記構成により鍔部に形成された基準面を把持手段側の基準面に確実に当接することができるため、ワーク軸方向の位置決め精度が向上する。
【００１５】
さらに請求項３記載の発明は、各ワークの開先部側端面を当接して各鍔部間の鍔幅寸法を計測する手段と、得られた計測値と基準値を比較して、計測値が基準値の許容範囲を越えた場合に、その誤差を算出する手段と、得られた誤差に応じて切削手段を制御する手段とより構成したものである。
【００１６】
上記構成により、鍔幅寸法の誤差を計測し、誤差が基準値の許容値を越えた場合、その誤差に応じてワークの開先部側端面を切除した後、再びワークの開先部側端面を突き合せて開先部を溶接する作業が全て自動的に行えるため、省力化とともに生産性の向上が図れる。
【００１７】
【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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
一方装置本体４の架台４ａを後部には、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。
【００２５】
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。
【００２６】
次に上記構成された転輪製造装置の作用説明すると、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。
【００２７】
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の同軸度を確保できるようになる。
【００２８】
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。
【００２９】
そして得られた鍔幅寸法Ｗが基準値と一致するかを比較し、基準値の許容範囲を越える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。
【００３０】
上記測定により誤差が検出された場合は、一旦可動側の主軸ヘッド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。
【００３１】
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。
【００３２】
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６₂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。
【００３３】
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の同軸度の精度の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せ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。
【００３４】
以上は両端部に鍔部３ｂを有する転輪を製造する場合であるが、次に踏面３ａの中央部分に鍔部３ｂを有する転輪を製造する場合の作用を図９ないし図１２に示す図面を参照して詳述する。
予め鍛造や鋳造などの手段で精度よく製作したワーク３を、鍔部３ｂ側の端面を突き合せた状態でワーク搬入出装置２のグリッパ２ｆで把持し、チャック９の上方より図９の仮想線に示すように解放された爪体９ａの間に搬入する。
【００３５】
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９の実線に示すように３方より軽く把持したら、可動側の主軸ヘッド６₂を固定側の主軸ヘッド６₁側へ前進させて、図１０に示すように鍔部３ｂ側の端面を互に突き合せて、爪体９ａに形成された基準面９ｂにワーク３の鍔部３ｂに形成された基準面３ｃを当接させて、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の同軸度を確保できるようになると共に、この方法で位置決めを行う場合は、プッシャ１１でワーク３を押圧する必要がないため、プッシャ１１を省略することができる。
【００３６】
一方可動側の主軸ヘッド６₂を前進させて各ワーク３を突き合せたときの主軸ヘッド６₂の移動量から鍔幅寸法Ｗ′を測定する。
そして得られた鍔幅寸法Ｗ′が基準値と一致するかを比較し、基準値の許容範囲を越える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ことは、前述した実施の形態と同様である。
上記測定により誤差が検出された場合は、一旦可動側の主軸ヘッド６₂を図１１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１１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の鍔部３ｂに形成された開先部３ｄ側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。
【００３７】
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側端部を再び突き合せ、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１２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を溶接一体化するもので、以下の作用は前述した実施の形態と同様なので説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）及び（ロ）は従来の転輪の製造方法を示す説明図である。
【図２】（イ）及び（ロ）は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製造装置の作用を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態になる転輪製造装置の作用を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態になる転輪製造装置の作用を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態になる転輪製造装置の作用を示す説明図である。
【図９】この発明の他の実施の形態になる転輪製造装置の作用を示す説明図である。
【図１０】この発明の他の実施の形態になる転輪製造装置の作用を示す説明図である。
【図１１】この発明の他の実施の形態になる転輪製造装置の作用を示す説明図である。
【図１２】この発明の他の実施の形態になる転輪製造装置の作用を示す説明図である。
【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

転輪のほぼ中央より２分割し、踏面３ａ及び鍔部３ｂを有した形状をなし、かつ鍛造または鋳造で製作された一対のワーク３を、開先部３ｄを対向させた状態で把持する把持手段と、
上記把持手段に設けられ、かつ上記鍔部３ｂに形成された基準面３ｃと、上記踏面３ａに当接することにより、各ワーク３を同一軸線上に位置決めする位置決め手段と、
上記各ワーク３の開先部３ｄ側端面を突き合せて、各鍔部３ｂ間の鍔幅寸法Ｗを計測し、鍔幅寸法Ｗに誤差がある場合は、誤差分だけ開先部３ｄ側の端面を切除する切削手段と、
上記各ワーク３の開先部３ｄ側端面を突き合させた状態でワーク３を回転させる手段と、
突き合されたワーク３の開先部３ｄを溶接する溶接手段とを具備したことを特徴とする転輪製造装置。
ワーク把持手段に、上記鍔部３ｂに形成された基準面３ｃを把持手段側の基準面９ｂに当接させる押圧手段を設けてなる請求項１記載の転輪製造装置。
各ワーク３の開先部３ｄ側端面を当接して各鍔部３ｂ間の鍔幅寸法Ｗを計測する手段と、得られた計測値と基準値を比較して、計測値が基準値の許容範囲を越えた場合に、その誤差を算出する手段と、得られた誤差に応じて切削手段を制御する手段とを具備してなる請求項１記載の転輪製造装置。