JP4457962B2 - Workpiece machining method with multi-task machine - Google Patents

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Description

本発明は、自動工具交換装置を備え、種々の加工ツールにより複数の加工法でワークの加工を可能とする複合加工機によるワークの加工方法に関し、特に、ワーク加工開始から終了までを、効率的にプロセス一貫して加工可能にする複数の複合加工機によるワーク加工方法に関するものである。   The present invention relates to a workpiece processing method using a multi-tasking machine that includes an automatic tool changer and enables a workpiece to be processed by a plurality of processing methods using various processing tools. The present invention relates to a workpiece machining method using a plurality of multi-tasking machines that enables consistent processing.

工作機械には、その加工内容に応じて、旋盤、ボール盤、中ぐり盤、フライス盤、平削り盤、ブローチ盤、研削盤等があり、NC制御により単一の加工だけではなく種々の複合加工ができるものがある。また、例えば、旋削と研削を可能とするいわゆる複合加工機も種々提案されている(例えば、特許文献1)。また、FMSと称されるフレキシブル生産システムは、複数のNC工作機械と、これら工作機械間で移動でき、これらの工作機械に対しワークを搬入、搬出する、例えば、自動ワーク搬送装置と、各ワークに対応した加工プログラムに従ってシステム内の全ての工作機械或いは必要な工作機械を制御する制御装置とで構成されるもので、このようなFMS実現のための種々の生産方法が提案されている(例えば、特許文献2)。   Machine tools include lathes, drilling machines, boring machines, milling machines, planing machines, broaching machines, grinders, etc., depending on the content of the machining. There is something you can do. In addition, for example, various so-called combined processing machines capable of turning and grinding have been proposed (for example, Patent Document 1). In addition, a flexible production system called FMS can move between a plurality of NC machine tools and these machine tools, and loads and unloads workpieces to and from these machine tools. For example, an automatic workpiece transfer device and each workpiece In accordance with a machining program corresponding to the above, all the machine tools in the system or a control device for controlling the necessary machine tools are proposed, and various production methods for realizing such FMS have been proposed (for example, Patent Document 2).

特許文献1には、複数個貯蔵されている工具タレットを交換して、主軸頭にセットされた工具タレット内の工具により、旋削、ミーリング、穴あけ、研削加工を、XYZ軸に移動制御しながら行う複合加工機が開示されている。   In Patent Document 1, a plurality of stored tool turrets are exchanged, and turning, milling, drilling, and grinding are performed while controlling the movement to the XYZ axes with the tools in the tool turret set on the spindle head. A multi-task machine is disclosed.

特許文献2には、入力されるオーダ情報に基づいて熱処理設備で熱処理を行う熱処理スケジュールを作成し、この熱処理スケジュールに基づいて前工程設備で加工を行う前工程スケジュールを作成し、作成された前工程スケジュールに従って前工程設備で加工を行い、前工程設備で加工されたワークに対して熱処理スケジュールに従って熱処理設備で熱処理を行う、FMSによる生産方法が開示されている。
また、マシニングセンタを複数台並べ生産量の増減に対応できるようにした生産方法は、FTL(フレキシブル・トランスファ・ライン)と呼ばれ、例えば特許文献3に開示されている。
特公平7−61585号公報 特開2000−280149号公報 特開平7−148636公報
In Patent Document 2, a heat treatment schedule for performing heat treatment in a heat treatment facility based on input order information is created, and a previous process schedule for performing processing in a previous process facility is created based on the heat treatment schedule. A production method by FMS is disclosed in which processing is performed in a pre-process facility in accordance with a process schedule, and a workpiece processed in the pre-process facility is heat-treated in a heat treatment facility in accordance with a heat treatment schedule.
A production method in which a plurality of machining centers are arranged to cope with an increase or decrease in production volume is called FTL (flexible transfer line), and is disclosed in, for example, Patent Document 3.
Japanese Patent Publication No. 7-61585 JP 2000-280149 A Japanese Patent Laid-Open No. 7-148636

しかし、例えば、特許文献1のような複合加工機や種々の加工が可能なNCターニングセンタやマシニングセンタ等を組み合せて、例えば、特許文献2に示されるような種々の生産方法を基に、ワーク加工開始から終了までをプロセス一貫して加工可能にする効果的な生産方法は、十分な提案がなされてない状況である。特に、既存のFTLは切削加工のみが可能なマシニングセンタを複数台並べたものであり、焼入れ加工、及び研削加工をも含んだFTLは開示されてない。また、既存のFTLはいわゆる角物ワーク(エンジンのシリンダブロックなどの固定された状態のワークに対して加工を行うもの)用で、いわゆる軸物(エンジンのクランクシャフトなどのワークが回転された状態で加工が行われるもの)用のFTLは開示されてない。   However, for example, by combining a multi-tasking machine such as Patent Document 1 and an NC turning center or machining center capable of various processing, for example, based on various production methods as disclosed in Patent Document 2, workpiece machining An effective production method that makes it possible to process from start to finish consistently has not been sufficiently proposed. In particular, the existing FTL includes a plurality of machining centers capable of only cutting, and no FTL including quenching and grinding is disclosed. Also, the existing FTL is for so-called square objects (things that work on a fixed workpiece such as an engine cylinder block), and so-called shaft objects (engine crankshaft and other workpieces are rotated). FTLs for those that are processed) are not disclosed.

従って、本発明の目的は、自動工具交換装置を備え、種々の加工ツールにより複数の加工法でワークの加工を可能とする複合加工機を複数台並べ、生産数量の増減に効果的に対応できる加工方法あるいは生産方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an automatic tool changer and to arrange a plurality of multi-task machines capable of processing a workpiece by a plurality of processing methods using various processing tools, and can effectively cope with an increase or decrease in production quantity. It is to provide a processing method or a production method.

第1の発明は、ワークの形状を形成する形状加工ツール、前記ワークに熱処理加工を行う熱処理加工ツール、及び、前記ワークの仕上げ加工を行う仕上げ加工ツールから所定の順序で1つの加工ツールを選択し、複数種類の加工を前記ワークに対して選択的に行うことが可能な複合加工機を前記ワークの生産数量、前記複合加工機の稼動期間、及び、前記ワークの単位数量あたりの加工時間に応じて前記ワークの加工ラインに複数台配置する配置ステップと、前記ワークに一連の加工を行うための複数の加工工程の中から、前記加工ラインに配置された複数の前記複合加工機がそれぞれ分担する加工工程を、各加工工程の加工時間の積算時間がタクトタイムを超えないように決定する分担加工決定ステップと、前記ワークを前記加工工程の加工順序に基づいて複数の前記複合加工機の間で直列に受け渡すことによって前記加工工程の加工を複数の前記複合加工機で分担して実行させる分担加工ステップを有することを特徴とするワーク加工方法を提供する。 1st invention selects one processing tool in predetermined order from the shape processing tool which forms the shape of a workpiece | work, the heat processing tool which heat-processes to the said workpiece | work, and the finishing tool which performs the finishing process of the said workpiece | work A multi-tasking machine capable of selectively performing a plurality of types of processing on the work in terms of the production quantity of the work, the operation period of the multi-tasking machine, and the processing time per unit quantity of the work a placement step of placing a plurality in the processing line of the workpiece according to the previous SL from a plurality of processing steps for performing a series of machining the workpiece, a plurality of the composite processing machine disposed in the processing line, respectively A shared machining determination step for determining a machining process to be shared so that an accumulated time of machining times of each machining process does not exceed a tact time; and adding the workpiece to the machining process. A work machining method comprising: a shared machining step in which the machining of the machining process is shared and executed by the plurality of complex machines by passing in series between the plurality of complex machines based on an order. I will provide a.

上記発明において、前記配置ステップは、前記複数の複合加工機として第1より第3の複合加工機を前記加工ラインに配置し、前記分担加工ステップは、前記第1の複合加工機に旋削加工を分担させ、前記第2の複合加工機に焼入れ加工を分担させ、前記第3の複合加工機に研削加工を分担させるものであってもよい。   In the above invention, in the arranging step, a plurality of first multi-tasking machines are arranged on the processing line as the plurality of multi-tasking machines, and in the sharing processing step, the first multi-tasking machine is turned. You may make it share, make the said 2nd compound processing machine share a hardening process, and make the said 3rd compound processing machine share a grinding process.

本発明によれば、自動工具交換装置を備え、種々の加工ツールにより複数の加工法でワークの加工を可能とする複合加工機を複数台並べ、生産数量の増減に効果的に対応できる加工方法あるいは生産方法を提供することができる。   According to the present invention, a machining method that includes an automatic tool changer, and that can effectively cope with an increase or decrease in production quantity by arranging a plurality of multi-tasking machines that can machine a workpiece by a plurality of machining methods using various machining tools. Alternatively, a production method can be provided.

(本発明の実施の形態)
(複合加工機の構成)
以下、本発明の実施の形態を構成する複合加工機について図面を参照して説明する。尚、説明の便宜上、複合加工機の全体構成に係る位置関係を、複合加工機に向かって立つ使用者(図1において紙面下側に立つ)から見た状態として説明する。すなわち、使用者から見て、手前側を「前」、奥側を「後」、右側を「右」、左側を「左」、上側を「上」、下側を「下」として説明する。また、前方向をX軸方向、左方向をZ軸方向、上方向をY軸方向とする。また、以下の実施の形態において、図1乃至図5では、不特定の加工ツールである第1の加工ツール501aを不特定の加工ツールである第2の加工ツール501bに交換してワークを加工する場合を説明し、図6乃至図10では、旋削工具502、切削工具503、熱処理工具504、研削工具505、及び、表面仕上げ工具506の順序で各加工ツールを交換してワークを加工する場合を説明する。
(Embodiment of the present invention)
(Configuration of multi-task machine)
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a multi-task machine that constitutes an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. For convenience of explanation, the positional relationship related to the overall configuration of the multi-tasking machine will be described as a state viewed from a user standing on the multi-tasking machine (standing on the lower side in FIG. 1). That is, as viewed from the user, the front side is “front”, the back side is “rear”, the right side is “right”, the left side is “left”, the upper side is “up”, and the lower side is “lower”. The forward direction is the X-axis direction, the left direction is the Z-axis direction, and the upward direction is the Y-axis direction. In the following embodiment, in FIGS. 1 to 5, the first machining tool 501a, which is an unspecified processing tool, is replaced with the second processing tool 501b, which is an unspecified processing tool. FIGS. 6 to 10 illustrate a case where a workpiece is machined by replacing each machining tool in the order of a turning tool 502, a cutting tool 503, a heat treatment tool 504, a grinding tool 505, and a surface finishing tool 506. Will be explained.

図1は、実施の形態に係る複合加工機の平面図であり、図2は、図1に示す複合加工機の主軸台より後側を前から見た正面図である。   FIG. 1 is a plan view of the multi-tasking machine according to the embodiment, and FIG. 2 is a front view of the rear side of the multi-tasking machine shown in FIG.

この複合加工機1は、図示しないコンピュータ数値制御装置(CNC)により全体の駆動が制御されるものであり、複合加工機本体と図示しない付属装置からなる。主な付属装置は、レーザ発振器、オイル供給装置、冷却装置、エア供給機器、クーラント供給装置、切屑収集装置及びこれらの装置を複合加工機本体と接続するダクト装置等からなっている。   The multi-task machine 1 is controlled by a computer numerical control device (CNC) (not shown), and includes a multi-task machine body and an accessory device (not shown). Main accessory devices include a laser oscillator, an oil supply device, a cooling device, an air supply device, a coolant supply device, a chip collecting device, a duct device for connecting these devices to the multi-tasking machine body, and the like.

複合加工機1は、ベッド10上に載置され、軸物あるいは長尺状のワークWを回転駆動可能に支持するワーク支持駆動ユニット100と、加工ツールが着脱可能に装着されるホイール回転主軸ユニット200と、ホイール回転主軸ユニット200を搭載し、ベッド10上に装架された多自由度リンク機構300によりワークWに対して位置決め可能なリンクヘッド301と、加工ツールをホイール回転主軸ユニット200の所定位置に着脱する自動工具交換ユニット400とを有する。   The multi-task machine 1 is placed on a bed 10 and supports a workpiece support drive unit 100 that rotatably supports a shaft object or a long workpiece W, and a wheel rotation spindle unit 200 to which a processing tool is detachably mounted. A link head 301 that is mounted with the wheel rotation spindle unit 200 and can be positioned with respect to the workpiece W by the multi-degree-of-freedom link mechanism 300 mounted on the bed 10, and a predetermined position of the wheel rotation spindle unit 200. And an automatic tool changer unit 400 that is attached to and detached from the tool holder.

ワーク支持駆動ユニット100は、ベッド10上に載置された主軸台ベース101に、左右の主軸台スライドガイド102を介してスライド可能に移動可能な左右の主軸台103を有し、各々左右の主軸台103には、主軸105を所定の回転数で回転駆動する主軸駆動モータ104が搭載されている。各々左右の主軸台103は、左右独立にZ方向にスライドして、ワークWを所定の心間で挟持して、その位置を固定できる構成となっている。   The work support drive unit 100 has left and right headstocks 103 that are slidably movable via left and right headstock slide guides 102 on a headstock base 101 placed on a bed 10. Mounted on the base 103 is a spindle driving motor 104 that rotates the spindle 105 at a predetermined rotational speed. Each of the left and right headstocks 103 is configured to be able to slide in the Z direction independently on the left and right sides, hold the workpiece W between predetermined centers, and fix the position thereof.

ホイール回転主軸ユニット200は、第1の加工ツール501aを装着したホイール回転主軸201を、リンクヘッド301に搭載されたホイール回転主軸駆動モータ306の回転駆動力をトラクションドライブユニット202により回転力を伝達して第1の加工ツール501aを所定回転数で回転駆動する構成となっている。尚、上記のトラクションドライブユニット202は、転動体により振動が小さく回転伝動可能で研削加工にも好適であるが、他の伝達方法、例えば、ギアやベルトによる回転駆動方式、あるいは、ホイール回転主軸駆動モータ306との直結方式等により構成してもかまわない。   The wheel rotation spindle unit 200 transmits the rotation driving force of the wheel rotation spindle driving motor 306 mounted on the link head 301 to the wheel rotation spindle 201 mounted with the first processing tool 501a by the traction drive unit 202. The first machining tool 501a is rotationally driven at a predetermined rotational speed. The traction drive unit 202 has a small vibration and can be rotated and transmitted by a rolling element and is suitable for grinding. However, other transmission methods, for example, a rotation drive system using a gear or a belt, or a wheel rotation spindle drive motor You may comprise by the direct connection system etc. with 306. FIG.

ホイール回転主軸201は、第1の加工ツール501aのテーパ部510をクランプして、第1の加工ツール501aとホイール回転主軸201を強固に締結するクランプ部203を有している。具体的には、クランプ部203は、複合加工機用のHSKインターフェース規格等の互換性を有する規格により構成されている。   The wheel rotation main shaft 201 has a clamp portion 203 that clamps the tapered portion 510 of the first processing tool 501a and firmly fastens the first processing tool 501a and the wheel rotation main shaft 201. Specifically, the clamp unit 203 is configured by a compatible standard such as an HSK interface standard for a multi-task machine.

多自由度リンク機構300は、閉リンク機構を並列に配置した、いわゆるパラレルメカニズムといわれるものであり、ヘッド10上に載置された左右一対のリニアガイドベース302に設けられた左右合計で4つの送り機構と、ホイール回転主軸ユニット200を搭載したリンクヘッド301と送り機構とを連結する4本のリンク303とからなる。送り機構は、左右一対のリニアガイド304と、各リニアガイド304に対してX軸方向に移動可能に案内された2つのスライダ307と、このスライダ307の各々を独立して移動させるためのボールねじ308およびリンク駆動サーボモータ305とから構成されている。リンク303の一端が送り機構のスライダ307に各々旋回自在に結合支持され、他端がリンクヘッド301の所定の位置に旋回自在に連結支持される。このように構成されることにより、各リンク駆動モータ305を制御して各スライダの位置を独立して制御することにより、リンクヘッド301はX軸方向への移動、Z軸方向への移動、およびY軸回りの回転の3自由度の位置、姿勢制御が可能となっている。なお、この多自由度リンク機構300を構成する送り機構としては、ボールねじ308およびリンク駆動サーボモータ305に代えてリニアモータで各スライダを駆動する構成としてもよい。   The multi-degree-of-freedom link mechanism 300 is called a so-called parallel mechanism in which closed link mechanisms are arranged in parallel, and a total of four left and right linear guide bases 302 placed on the head 10 are provided. The feed mechanism includes a link head 301 on which the wheel rotation spindle unit 200 is mounted and four links 303 that connect the feed mechanism. The feed mechanism includes a pair of left and right linear guides 304, two sliders 307 guided so as to be movable in the X-axis direction with respect to each linear guide 304, and a ball screw for independently moving each of the sliders 307. 308 and a link drive servo motor 305. One end of the link 303 is coupled to and supported by the slider 307 of the feed mechanism so as to be pivotable, and the other end is coupled and supported at a predetermined position of the link head 301. With this configuration, the link head 301 moves in the X-axis direction, moves in the Z-axis direction, and controls the position of each slider independently by controlling each link drive motor 305, and Position and attitude control with three degrees of freedom of rotation about the Y axis is possible. The feed mechanism constituting the multi-degree-of-freedom link mechanism 300 may be configured such that each slider is driven by a linear motor instead of the ball screw 308 and the link drive servo motor 305.

リンクヘッド301のX軸方向位置、Z軸方向位置、及びY軸回りの回転角は、リニアガイド304に取付けられた図示しない位置センサ(光学式リニアスケール又は磁気式リニアスケール等)により4本の各リンク303の位置を各々検出し、これに基づいてリンクヘッド301の位置及び姿勢を制御するように構成される。尚、上記の位置検出は、リンクヘッド301またはホイール回転主軸ユニット200の特定箇所を、光学的方法、磁気的方法、又は、電気的方法によって検出する構成としてもよい。この場合は、リンクヘッド301またはホイール回転主軸ユニット200の異なる2点の少なくともX軸位置及びZ軸位置を検出することで、リンクヘッド301の位置及び姿勢が制御される。また、リンクヘッド301に搭載されたホイール回転主軸ユニット200上の第1の加工ツール501aは、各々所定の形状で構成され、所定の位置関係で結合固定されるので、上記リンクヘッド301の位置及び姿勢を制御することで、第1の加工ツール501aの加工点の位置も制御できる構成となっている。従って、加工中の前記ワークWの外形、加工位置、及び、加工角度等に応じた加工姿勢を第1の加工ツール501aに採らせることができる。   The position of the link head 301 in the X-axis direction, the Z-axis direction, and the rotation angle around the Y-axis is determined by four position sensors (such as an optical linear scale or a magnetic linear scale) attached to the linear guide 304. The position of each link 303 is detected, and the position and posture of the link head 301 are controlled based on the detected position. The position detection described above may be configured to detect a specific portion of the link head 301 or the wheel rotation spindle unit 200 by an optical method, a magnetic method, or an electrical method. In this case, the position and posture of the link head 301 are controlled by detecting at least the X-axis position and the Z-axis position of two different points of the link head 301 or the wheel rotation spindle unit 200. In addition, the first processing tools 501a on the wheel rotation spindle unit 200 mounted on the link head 301 are each configured in a predetermined shape and coupled and fixed in a predetermined positional relationship, so that the position of the link head 301 and By controlling the posture, the position of the processing point of the first processing tool 501a can also be controlled. Accordingly, it is possible to cause the first processing tool 501a to adopt a processing posture corresponding to the outer shape, processing position, processing angle, and the like of the workpiece W being processed.

自動工具交換ユニット400は、ベッド10上の所定の位置に載置され、種々の第2の加工ツール501bを保持可能な複数のツールポッド402を有したツールタレット403と、X軸回りに割出し制御をするサーボモータ404により構成されている。ツールポッド402の内部には、第2の加工ツール501bの先端部に形成された溝部407が所定の力以上で着脱可能となるよう、ボールブッシュ405による結合部406が形成されている。尚、ツールポッド402の数は、ツールタレット403の径を大きく設定することで、多数の本数をセット可能に構成できる。   The automatic tool changer unit 400 is placed at a predetermined position on the bed 10 and has a tool turret 403 having a plurality of tool pods 402 capable of holding various second processing tools 501b, and an index around the X axis. The servo motor 404 is configured to control. Inside the tool pod 402, a coupling portion 406 by a ball bush 405 is formed so that the groove portion 407 formed at the tip portion of the second processing tool 501b can be attached and detached with a predetermined force or more. The number of tool pods 402 can be configured such that a large number of tool pods 402 can be set by setting the diameter of the tool turret 403 large.

第1の加工ツール501a及び第2の加工ツール501bには、旋削加工に使用される旋削用電着ホイール等の旋削工具502、穴あけ、溝加工等に使用されるドリル、エンドミル等の切削工具503、レーザ焼入れヘッド等の熱処理工具504、研削加工に使用される砥石車(例えば、CBNホイール)等の研削工具505、超仕上げ、ELID研削等に使用される表面仕上げ工具506がある。尚、旋削用電着ホイール等の旋削工具502、穴あけ、溝加工等に使用されるドリル、エンドミル等の切削工具503は、主にワークWの形状を形成するのに使用されるので、形状加工ツールと総称することができる。また、砥石車等の研削工具505、超仕上げ、ELID研削等に使用される表面仕上げ工具506等は、主にワークWの精度、表面粗さ等を出すのに使用されるので、仕上げ加工ツールと総称することができる。そして、ホイール回転主軸ユニット200、多自由度リンク機構300、及び、自動工具交換ユニット400によって、形状加工ツール、熱処理加工ツール、及び、仕上げ加工ツールから所定の順序で1つの加工ツールが選択される。   The first machining tool 501a and the second machining tool 501b include a turning tool 502 such as an electrodeposition wheel for turning used for turning, a cutting tool 503 such as a drill used for drilling and grooving, an end mill, and the like. There is a heat treatment tool 504 such as a laser hardening head, a grinding tool 505 such as a grinding wheel (for example, CBN wheel) used for grinding, and a surface finishing tool 506 used for superfinishing, ELID grinding or the like. The turning tool 502 such as an electrodeposition wheel for turning, and the cutting tool 503 such as a drill and end mill used for drilling and grooving are mainly used to form the shape of the workpiece W. It can be collectively referred to as a tool. Further, a grinding tool 505 such as a grinding wheel, a surface finishing tool 506 used for super finishing, ELID grinding, etc. are mainly used for obtaining the accuracy, surface roughness, etc. of the workpiece W. Can be collectively referred to. Then, by the wheel rotation spindle unit 200, the multi-degree-of-freedom link mechanism 300, and the automatic tool change unit 400, one processing tool is selected in a predetermined order from the shape processing tool, the heat treatment processing tool, and the finishing processing tool. .

旋削工具502としては、バイト、へ一ルバイト等の工具を回転させない状態で使用するものの他、旋削用電着ホイール等の回転状態で使用する工具を装着可能である。ここで旋削用電着ホイールとは、ホイール母材の外周にバイトチップやダイヤモンド、CBN等の超砥粒を例えばニッケル等のメッキにより埋め込んだもので、ツールコストに優れる。   As the turning tool 502, a tool used in a rotating state such as an electrodeposition wheel for turning can be mounted in addition to a tool used in a state in which a tool such as a cutting tool or a cutting tool is not rotated. Here, the electrodeposition wheel for turning is obtained by embedding superabrasive grains such as a bite chip, diamond, and CBN on the outer periphery of a wheel base material by plating such as nickel, and is excellent in tool cost.

穴あけ、溝加工等に使用される切削工具503としては、ドリル、タップ、エンドミル、フライス工具等が装着可能で、これらの工具は工具の軸線回り、すなわちX軸と平行な軸線回りの回転駆動が必要であるので、Z軸と平行な軸回りの回転であるホイール回転主軸201の回転動カの方向を変換する必要がある。この回転方向変換機構はべベルギヤで構成することができ、工具内に組み込むことが可能である。また、ホイール回転主軸201の回転動カを用いることなく、工具内にモータ等の回転駆動手段を有する構成としてもよい。   As a cutting tool 503 used for drilling, grooving, etc., a drill, a tap, an end mill, a milling tool, etc. can be mounted. These tools are driven around the axis of the tool, that is, around the axis parallel to the X axis Since it is necessary, it is necessary to change the direction of the rotational movement of the wheel rotation main shaft 201 which is rotation around an axis parallel to the Z axis. This rotation direction changing mechanism can be constituted by a bevel gear and can be incorporated in a tool. Moreover, it is good also as a structure which has rotational drive means, such as a motor, in a tool, without using the rotational motion of the wheel rotation main axis | shaft 201. FIG.

レーザ焼入れヘッド等の熱処理工具504は、高エネルギ密度のレーザビームをワークWの表面に集束して照射する構成となっている。レーザビームは、炭酸ガスレーザ、高出力の半導体レーザ、レーザアレイ等により供給され、レーザビーム光源は、熱処理工具504に内蔵してもよく、また、熱処理工具504外の例えばベッド10上に載置して、レーザビーム光源から発するコリメートしたレーザビームを熱処理工具504上に搭載した集光手段により当該集光手段を位置制御して加工点へレーザビームを集束照射して構成するものであってもよい。尚、熱処理工具504を使用する場合には、ホイール回転主軸201の回転動力は使用しない。   A heat treatment tool 504 such as a laser quenching head is configured to focus and irradiate a surface of the workpiece W with a high energy density laser beam. The laser beam is supplied by a carbon dioxide laser, a high-power semiconductor laser, a laser array, or the like. The laser beam light source may be built in the heat treatment tool 504 or placed on the bed 10 outside the heat treatment tool 504, for example. Then, the collimated laser beam emitted from the laser beam light source may be configured to control the position of the condensing unit by the condensing unit mounted on the heat treatment tool 504 and focus and irradiate the processing point with the laser beam. . When the heat treatment tool 504 is used, the rotational power of the wheel rotation main shaft 201 is not used.

ホイール回転主軸ユニット200は、ホイール回転主軸201を停止状態に保持するブレーキ等の静止手段、ホイール回転主軸201の静止トルクが大きく設定できるホイール回転主軸駆動モータ301、又は、ホイール回転主軸201を停止状態に保持する回転停止サーボ剛性の大きな制御手段を有して構成することが好ましい。また、熱処理工具504等のように、回転状態で加工しないツールを使用する場合のための、第1の加工ツール501aをホイール回転主軸ユニット200に固定するツール装着部を有する構成とすることもできる。   The wheel rotation spindle unit 200 is a stationary means such as a brake for holding the wheel rotation spindle 201 in a stopped state, a wheel rotation spindle drive motor 301 capable of setting a large stationary torque of the wheel rotation spindle 201, or the wheel rotation spindle 201 in a stopped state. It is preferable to have a control means having a large rotation stop servo rigidity. Moreover, it can also be set as the structure which has the tool mounting part which fixes the 1st processing tool 501a to the wheel rotation spindle unit 200 for the case of using the tool which does not process in a rotation state like the heat processing tool 504 etc. .

研削加工に使用される砥石車(例えば、CBNホイール)である研削工具505は、CBN(Cubic Boron Nitride:立方晶窒化ホウ素)の砥粒を使用したCBNホイールで、高精度の研削加工が可能な構成となっている。   A grinding tool 505 that is a grinding wheel (for example, a CBN wheel) used for grinding is a CBN wheel that uses CBN (Cubic Boron Nitride) abrasive grains and is capable of high-precision grinding. It has a configuration.

表面仕上げ工具506による超仕上げ加工は、滑らかな表面を得るために砥石に振動を与える超音波発生装置等の加振手段を表面仕上げ工具506に内蔵していることが好ましい。また、表面仕上げ工具506によるELID研削加工は、ダイヤモンド砥粒を鋳鉄ボンド剤で固定した砥石車で構成し、また、電解液供給手段および電解電源を具備する構成とするのが望ましい。   The superfinishing process by the surface finishing tool 506 preferably incorporates an excitation means such as an ultrasonic generator that vibrates the grindstone in the surface finishing tool 506 in order to obtain a smooth surface. Further, the ELID grinding process by the surface finishing tool 506 is preferably constituted by a grinding wheel in which diamond abrasive grains are fixed with a cast iron bond agent, and further provided with an electrolytic solution supply means and an electrolytic power source.

(自動工具交換)
図3(a)、(b)は、自動工具交換ユニット400において、第1の加工ツール501a及び第2の加工ツール501bの着脱動作の状態における、各ユニットの位置関係を示す図である。図4(a)、(b)は、第1の加工ツール501aのツールタレット403への回収動作を示す図である。図5(a)、(b)、(c)、(d)は、第2の加工ツール501bのホイール回転主軸ユニット200への装着工程を示す図である。
(Automatic tool change)
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the positional relationship of each unit in the automatic tool changer unit 400 when the first machining tool 501a and the second machining tool 501b are attached and detached. FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating the recovery operation of the first processing tool 501a to the tool turret 403. FIG. FIGS. 5A, 5 </ b> B, 5 </ b> C, and 5 </ b> D are diagrams illustrating a process of attaching the second processing tool 501 b to the wheel rotation spindle unit 200.

ベッド10上の所定の位置に載置された自動工具交換ユニット400に対して、ホイール回転主軸ユニット200が多自由度リンク機構300により、所定の位置まで駆動され、第1の加工ツール501aの着脱動作が可能な状態になる。所定の位置は、第1の加工ツール501aの先端部に形成された溝部407とツールポッド402内部のボールブッシュ405による結合部406との位置により決定される。第1の加工ツール501aの種類により上記の所定の位置が異なる場合には、第1の加工ツール501aの種類で特定される所定の位置が、加工データとして入力され、NC制御による自動工具交換工程に反映される。   The wheel rotation spindle unit 200 is driven to a predetermined position by the multi-degree-of-freedom link mechanism 300 with respect to the automatic tool change unit 400 placed at a predetermined position on the bed 10, and the first machining tool 501 a is attached and detached. Operation is possible. The predetermined position is determined by the position of the groove portion 407 formed at the tip end portion of the first processing tool 501a and the coupling portion 406 by the ball bush 405 inside the tool pod 402. When the predetermined position differs depending on the type of the first processing tool 501a, the predetermined position specified by the type of the first processing tool 501a is input as processing data, and an automatic tool changing process by NC control is performed. It is reflected in.

図4(a)、(b)は、第1の加工ツール501aのツールタレット403への回収動作を説明する図である。ホイール回転主軸ユニット200に装着されている第1の加工ツール501aは、次の加工工程に移行するステップとして、第1の加工ツール501aのツールタレット403への回収を行う。まず、ホイール回転主軸ユニット200が多自由度リンク機構300により、所定の位置まで駆動され(図4(a))、次に、第1の加工ツール501aの先端部に形成された溝部407が所定の力以上で結合部406へ挿入される(図4(b))。溝部407は、ボールブッシュ405に所定の力で保持される。ホイール回転主軸ユニット200のクランプ部203でホイール回転主軸201に締結していた第1の加工ツール501aのテーパ部510はクランプ解除される。これらの動作が完了した後、ホイール回転主軸ユニット200は多自由度リンク機構300により自動工具交換ユニット400から離間して、回収動作が終了する。   FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining the recovery operation of the first processing tool 501a to the tool turret 403. FIG. The first machining tool 501a attached to the wheel rotation spindle unit 200 collects the first machining tool 501a into the tool turret 403 as a step to move to the next machining step. First, the wheel rotation spindle unit 200 is driven to a predetermined position by the multi-degree-of-freedom link mechanism 300 (FIG. 4A), and then a groove 407 formed at the tip of the first processing tool 501a is predetermined. It is inserted into the coupling part 406 with the force of (4 (b)). The groove 407 is held by the ball bush 405 with a predetermined force. The taper portion 510 of the first processing tool 501a that has been fastened to the wheel rotation main shaft 201 by the clamp portion 203 of the wheel rotation main shaft unit 200 is released from the clamp. After these operations are completed, the wheel rotation spindle unit 200 is separated from the automatic tool change unit 400 by the multi-degree-of-freedom link mechanism 300, and the recovery operation is completed.

図5(a)、(b)、(c)、(d)は、第2の加工ツール501bのホイール回転主軸ユニット200への装着動作を説明する図である。まず、ホイール回転主軸ユニット200が自動工具交換ユニット400から離間した状態において、第2の加工ツール501bがセットされたツールタレット403が割出し動作を行う。サーボモータ404により次工程で使用する第2の加工ツール501bがセットされたツールポッド402の部分が所定位置になるよう回転動作し、ツールタレット403の割出し動作が完了する(図5(a))。   FIGS. 5A, 5 </ b> B, 5 </ b> C, and 5 </ b> D are diagrams for explaining the mounting operation of the second processing tool 501 b on the wheel rotation spindle unit 200. First, in a state where the wheel rotation spindle unit 200 is separated from the automatic tool change unit 400, the tool turret 403 on which the second processing tool 501b is set performs an indexing operation. The servo motor 404 rotates so that the portion of the tool pod 402 on which the second processing tool 501b used in the next process is set reaches a predetermined position, and the indexing operation of the tool turret 403 is completed (FIG. 5A). ).

装着可能状態となった第2の加工ツール501bに対してホイール回転主軸ユニット200が接近し、ホイール回転主軸ユニット200のクランプ部203にテーパ部510が結合し、ホイール回転主軸201へ締結される。複合加工機用のHSKインターフェース規格によりクランプ部203が構成されている場合、第1の加工ツール501aのテーパ部510と端面は2面拘束により、ホイール回転主軸201に強固に締結される(図5(b))。   The wheel rotation spindle unit 200 approaches the second machining tool 501b in the attachable state, the taper portion 510 is coupled to the clamp portion 203 of the wheel rotation spindle unit 200, and is fastened to the wheel rotation spindle 201. When the clamp part 203 is configured in accordance with the HSK interface standard for the multi-tasking machine, the tapered part 510 and the end face of the first processing tool 501a are firmly fastened to the wheel rotation spindle 201 by the two-surface constraint (FIG. 5). (B)).

上記の加工ツール装着動作が完了した後、ホイール回転主軸ユニット200は多自由度リンク機構300により自動工具交換ユニット400から離間して、次工程のイニシャライズ位置に第1の加工ツール501aがセットされる(図5(c))。その後、ツールタレット403が回転し、イニシャライズ位置に戻り、第1の加工ツール501aのホイール回転主軸ユニット200への装着動作が終了する(図5(d))。   After the above processing tool mounting operation is completed, the wheel rotation spindle unit 200 is separated from the automatic tool changing unit 400 by the multi-degree-of-freedom link mechanism 300, and the first processing tool 501a is set at the initial position for the next process. (FIG. 5C). Thereafter, the tool turret 403 rotates and returns to the initialization position, and the operation of mounting the first processing tool 501a on the wheel rotation spindle unit 200 is completed (FIG. 5D).

以下の説明においては、実際に加工を行う加工ツールとして、旋削工具502、切削工具503、熱処理工具504、研削工具505、及び、表面仕上げ工具506により説明し、ホイール回転主軸ユニット200、又は、自動工具交換ユニット400のいずれの側に装着されている場合でも、第1の加工ツール501a及び第2の加工ツール501bのようには区別しないものとする。   In the following description, a turning tool 502, a cutting tool 503, a heat treatment tool 504, a grinding tool 505, and a surface finishing tool 506 will be described as processing tools that actually perform processing, and the wheel rotation spindle unit 200 or automatic No matter which side of the tool change unit 400 is mounted, the first processing tool 501a and the second processing tool 501b are not distinguished.

(旋削加工)
図6(a)、(b)は、ホイール回転主軸ユニット200に、旋削加工に使用される旋削工具502として旋削用電着ホイールを装着して、ワークWを旋削加工している状態を示す図である。旋削用電着ホイールをホイール回転主軸201で高速回転しながらワークWを旋削する場合は、通常のバイトによる旋削加工に比べて、ツール磨耗が1/10以下になり、また、ツールコストは1/2程度に低減できる。旋削工具502は、ワークWの端面を加工する場合は、多自由度リンク機構300により旋削工具502をY軸回りに旋回させる。図6(a)、(b)に示すように、ワークWの左右いずれの端面でも旋削工具502を旋回して加工でき、また、多自由度リンク機構300により、最適な旋削工具502の姿勢で切込み及び送り動作が可能である。
(Turning)
FIGS. 6A and 6B are views showing a state in which the workpiece W is turned by attaching an electrodeposition wheel for turning as a turning tool 502 used for turning to the wheel rotation spindle unit 200. FIG. It is. When the workpiece W is turned while the electrodeposition wheel for turning is rotated at high speed by the wheel rotation spindle 201, the tool wear becomes 1/10 or less, and the tool cost is 1/0, compared with the turning by a normal tool. It can be reduced to about 2. When machining the end face of the workpiece W, the turning tool 502 turns the turning tool 502 about the Y axis by the multi-degree-of-freedom link mechanism 300. As shown in FIGS. 6A and 6B, the turning tool 502 can be turned by either the left or right end face of the workpiece W, and the multi-degree-of-freedom link mechanism 300 can be used to achieve the optimum turning tool 502 posture. Cutting and feeding operations are possible.

(熱処理)
図7は、ホイール回転主軸ユニット200に、レーザ焼入れヘッド等の熱処理工具504を装着して、ワークWを熱処理加工している状態を示す図である。熱処理工具504がレーザ焼入れ用の加工ツールである場合は、高エネルギ密度のレーザビームをワークWの表面に集束して照射する。ワークWの加工面に形成されるレーザスポットは小径サイズなので、高エネルギ密度のレーザビームにより加熱される範囲はこの小径サイズ近傍であって、この範囲周辺が焼入れされる。ワークWの回転によりレーザスポットの位置は移動するので、加熱される範囲は急冷され、焼き戻し工程を設けることなく焼入れ工程が完了する。ワークWの長手方向に熱処理工具504を送り動作させながら焼入れ加工を施すと、ワークWの広範囲に焼入れ加工が可能となる。また、レーザビームによる加熱条件を変化させることで、焼き戻し加工等の種々の熱処理加工が可能となる。さらに、例えば、ワークWが樹脂材料の場合、短波長のレーザビームを集束して照射することで、ワークWの表面の改質等、種々の熱処理加工が可能となる。尚、熱処理工具504を使用する場合には、ホイール回転主軸ユニット200のホイール回転主軸201を停止状態に保持して加工を行う。
(Heat treatment)
FIG. 7 is a view showing a state in which a heat treatment tool 504 such as a laser hardening head is attached to the wheel rotation spindle unit 200 and the workpiece W is heat treated. When the heat treatment tool 504 is a laser hardening processing tool, a high energy density laser beam is focused on the surface of the workpiece W and irradiated. Since the laser spot formed on the processed surface of the workpiece W has a small diameter size, the range heated by the high energy density laser beam is near the small diameter size, and the periphery of this range is quenched. Since the position of the laser spot is moved by the rotation of the workpiece W, the heated range is rapidly cooled, and the quenching process is completed without providing a tempering process. When quenching is performed while feeding the heat treatment tool 504 in the longitudinal direction of the workpiece W, the workpiece W can be quenched in a wide range. Also, various heat treatments such as tempering can be performed by changing the heating conditions by the laser beam. Furthermore, for example, when the workpiece W is a resin material, various heat treatment processes such as modification of the surface of the workpiece W can be performed by focusing and irradiating a laser beam with a short wavelength. When the heat treatment tool 504 is used, the processing is performed while the wheel rotation main shaft 201 of the wheel rotation main shaft unit 200 is held in a stopped state.

(穴あけ、溝加工)
図8は、ホイール回転主軸ユニット200に、穴あけ、溝加工等に使用される切削工具503を装着して、ワークWの穴あけ、溝加工等を行っている状態を示す図である。切削工具503としてドリルをホイール回転主軸ユニット200へ装着し、ホイール回転主軸201の回転動力あるいは内蔵された回転手段によりドリルを回転させ、ワークWは回転させずに穴あけ加工を行う。溝加工の場合は、切削工具503として、エンドミルを装着し、ワークWへ切込んだ後、溝加工方向へ移動させることで所望の溝加工が可能となる。
(Drilling, grooving)
FIG. 8 is a diagram showing a state in which a cutting tool 503 used for drilling, grooving, or the like is mounted on the wheel rotation spindle unit 200 to perform drilling, grooving, or the like of the workpiece W. A drill is mounted on the wheel rotation spindle unit 200 as the cutting tool 503, the drill is rotated by the rotation power of the wheel rotation spindle 201 or a built-in rotation means, and the workpiece W is drilled without rotating. In the case of grooving, a desired grooving can be performed by attaching an end mill as the cutting tool 503, cutting it into the workpiece W, and then moving it in the grooving direction.

(研削加工)
図9は、ホイール回転主軸ユニット200に、研削工具505として砥石車(例えば、CBNホイール)を装着して、ワークWを研削加工している状態を示す図である。研削加工においては、図に示すように、砥石車をワークWに直角に当接させて加工するだけでなく、図6で旋削加工の説明をしたのと同様に、砥石車を傾斜させてのアングル研削が容易に可能となる。ワークWの外周面及び左右いずれの端面でも研削工具505を旋回させて加工でき、また、多自由度リンク機構300により、最適な研削工具505の姿勢で切込み及び送り動作が可能である。これにより、従来の砥石はもとより、砥石内の領域ごとに組成が異なっている傾斜組成砥石、あるいは、異なる砥石を組合せて形成した異種組成砥石等による新しい研削理論による研削加工を、最適な加工条件で行うこともできる。
(Grinding)
FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which a grinding wheel (for example, a CBN wheel) is mounted as the grinding tool 505 on the wheel rotation spindle unit 200 and the workpiece W is ground. In the grinding process, as shown in the figure, not only the grinding wheel is brought into contact with the workpiece W at a right angle, but also the grinding wheel is inclined as described in the turning process in FIG. Angle grinding can be easily performed. The grinding tool 505 can be swung on both the outer peripheral surface and the left and right end surfaces of the workpiece W, and the multi-degree-of-freedom link mechanism 300 can perform cutting and feeding operations with an optimum posture of the grinding tool 505. This makes it possible to perform grinding processing based on a new grinding theory using not only conventional grinding wheels but also graded composition grinding wheels that have different compositions for each region within the grinding wheel, or different composition grinding wheels formed by combining different grinding wheels. Can also be done.

(表面仕上げ加工)
ホイール回転主軸ユニット200に、種々の表面仕上げ工具506を装着して、ワークWの表面仕上げ加工が可能である。砥石に振動を与えながら表面仕上げ加工を行う超仕上げ加工、電解液の中でドレッシングを行いながら研削加工を行うELID研削等の表面仕上げ加工が可能である。その他、ラッピング、ポリッシング、バフ仕上げ等の表面仕上げも可能である。
(Surface finishing)
Various surface finishing tools 506 can be mounted on the wheel rotation spindle unit 200 to perform surface finishing of the workpiece W. Surface finishing such as super-finishing that performs surface finishing while applying vibration to the grindstone and ELID grinding that performs grinding while performing dressing in an electrolytic solution is possible. In addition, surface finishing such as lapping, polishing and buffing is also possible.

図10は、自動車の代表的な部品の一つである等速ジョイントの従来の加工ライン構成の一例を示す図である。加工をスタートすると、まず、ワークのセンタ穴加工(CEN)を行う。ワークのブランク素材を製造する段階でセンタ穴加工がされる場合は、この工程が省略される。次に、旋削加工(LA)により、ワークの外形加工を行う。仕上げ代を残してほぼ製品形状に外形加工を施す。加工時間を要するので、加工ラインにおいて旋盤を並列に稼動させる場合もある。旋削加工の一工程として、面取り加工(CHA)工程があるが、ワークのブランク素材を製造する段階で面取り部が形成される場合は、この工程が省略される。次に、穴あけ加工(DR)、スプライン加工(SPL)により必要な穴、溝加工が行われる。外形が仕上がった後に、焼入れ(HT1)焼き戻し(HT2)等の焼入れ加工(HT)が行われ、研削加工(GR)により表面仕上げと寸法精度を出す。研削加工は、加工時間を要するので、加工ラインにおいて研削盤を並列に稼動させる場合もある。最後に、内面加工を旋削によりハードターニング加工し、一連の加工が終了する。   FIG. 10 is a diagram showing an example of a conventional processing line configuration of a constant velocity joint which is one of typical parts of an automobile. When machining is started, first, center hole machining (CEN) of the workpiece is performed. This step is omitted when center hole machining is performed at the stage of manufacturing the blank material of the workpiece. Next, the outer shape of the workpiece is processed by turning (LA). The outer shape is almost finished on the product shape, leaving a finishing allowance. Since machining time is required, there are cases where lathes are operated in parallel on the machining line. Although there is a chamfering process (CHA) process as one process of turning, this process is omitted when the chamfered part is formed at the stage of manufacturing the blank material of the workpiece. Next, necessary holes and grooves are formed by drilling (DR) and spline processing (SPL). After the outer shape is finished, quenching (HT) such as quenching (HT1) and tempering (HT2) is performed, and surface finishing and dimensional accuracy are obtained by grinding (GR). Since grinding requires a processing time, the grinding machines may be operated in parallel on the processing line. Finally, the internal machining is hard-turned by turning, and a series of machining is completed.

(第1の実施の形態)
図10に示した等速ジョイントの加工ラインが、ワークのセンタ穴加工であるL1工程P101、旋削加工であるL2工程P102、面取り加工であるL3工程P103、穴あけ加工であるL4工程P104、スプライン加工であるL5工程P105、焼入れ加工であるY1工程P106、焼き戻し加工であるY2工程P107、研削加工であるG1工程P108、仕上げ加工であるG2工程P109の各工程により構成され、数量n個のワークWを各複合加工機が稼動時間Sで生産する場合について説明する。図11は、複合加工機1台、2台及び3台で加工する場合を示すものである。
(First embodiment)
The constant-velocity joint machining line shown in FIG. 10 includes an L1 process P101 that is center hole machining of a workpiece, an L2 process P102 that is turning, an L3 process P103 that is chamfering, an L4 process P104 that is drilling, and spline machining. L5 process P105, quenching process Y1 process P106, tempering process Y2 process P107, grinding process G1 process P108, and finishing process G2 process P109. A case where W is produced in each operation time S will be described. FIG. 11 shows a case where machining is performed by one, two and three multi-task machines.

形状加工工程であるL1工程、L2工程、L3工程、L4工程、及び、L5工程のそれぞれにおけるワークWの加工時間を、TL1、TL2、TL3、TL4、TL5とする。同様に、熱処理工程であるY1工程、Y2工程、研削仕上げ工程であるG1工程、G2工程のそれぞれにおけるワークWの加工時間を、TY1、TY2、TG1、TG2とする。ワークWの1個当たりに要する加工時間すなわち加工ラインのタクトタイムは、S/nであり、S/n時間毎に加工完成品が生産されることになる。この生産量を実現するために必要な複合加工機の台数N(Nは整数)を、N≧(TL1+TL2+TL3+TL4+TL5+TY1+TY2+TG1+TG2)÷(S/n)により決定する。 The processing time of the workpiece W in each of the shape processing steps L1, L2, L3, L4, and L5 is T L1 , T L2 , T L3 , T L4 , and T L5 . Similarly, the processing time of the workpiece W in each of the Y1 process and Y2 process that are heat treatment processes, the G1 process that is a grinding finishing process, and the G2 process is T Y1 , T Y2 , T G1 , and T G2 . The machining time required for each workpiece W, that is, the tact time of the machining line is S / n, and a finished product is produced every S / n time. The number N (N is an integer) of complex processing machines necessary to realize this production amount is expressed as N ≧ (T L1 + T L2 + T L3 + T L4 + T L5 + T Y1 + T Y2 + T G1 + T G2 ) ÷ (S / n )

次に、第1の複合加工機M1が分担加工すべき工程は、L1工程P101の加工時間TL1から順次積算して、TL1+TL2+・・・・がS/nとなるまでの工程であり、第2の複合加工機M2が分担加工すべき工程は、第1の複合加工機M1が分担加工する次の加工工程から同様に各加工工程の時間を積算してS/nとなるまでの工程である。以下、同様にして、第Nの複合加工機MNが分担加工すべき工程は、第(N−1)の複合加工機M(N−1)が分担加工すべき工程の次の加工工程から最後のG2工程P109までである。尚、各加工工程の積算時間は、タクトタイムに最も近い値になるように選択すればよい。また、後述する具体的な例では、説明を省略しているが、各加工工程における加工ツールの交換時間あるいはワークWの複合加工機への着脱時間等を含めて積算計算する必要がある。 Next, the processes to be shared by the first multi-tasking machine M1 are sequentially accumulated from the processing time T L1 of the L1 process P101 until T L1 + T L2 +... Becomes S / n. The process to be shared by the second multi-task machine M2 is S / n by adding up the times of the respective process steps in the same manner from the next process step shared by the first multi-function machine M1. It is a process until. Hereinafter, in the same manner, the process to be shared by the Nth multi-task machine MN is the last from the next process step to the process to be shared by the (N-1) multi-task machine M (N-1). Up to G2 step P109. In addition, what is necessary is just to select the integration time of each processing process so that it may become the value nearest to tact time. In a specific example to be described later, the description is omitted, but it is necessary to perform integration calculation including the time for exchanging the machining tool in each machining step or the time for attaching and detaching the workpiece W to the multi-tasking machine.

具体的な例として、1日の稼動時間を8時間(28800秒)とし、TL1=10秒、TL2=20秒、TL3=20秒、TL4=10秒、TL5=30秒、TY1=30秒、TY2=10秒、TG1=20秒、TG2=30秒であるとする。 As a specific example, the daily operation time is 8 hours (28800 seconds), T L1 = 10 seconds, T L2 = 20 seconds, T L3 = 20 seconds, T L4 = 10 seconds, T L5 = 30 seconds, It is assumed that T Y1 = 30 seconds, T Y2 = 10 seconds, T G1 = 20 seconds, and T G2 = 30 seconds.

1日の生産数量が、n=150個の場合
タクトタイムは28800÷150=192秒となり、必要な複合加工機の台数NはN≧(10+20+20+10+30+30+10+20+30)÷192=0.94を満たす最小の整数として、N=1台となる。この場合は、工程分割は不要であり、1台の複合加工機ですべての加工工程を行う(図11(a))。
When the production quantity per day is n = 150, the tact time is 28800 ÷ 150 = 192 seconds, and the required number N of complex processing machines is the smallest integer satisfying N ≧ (10 + 20 + 20 + 10 + 30 + 30 + 10 + 20 + 30) ÷ 192 = 0.94 , N = 1. In this case, the process division is not necessary, and all the machining processes are performed with one multi-task machine (FIG. 11A).

1日の生産数量が、n=300個の場合
タクトタイムは28800÷300=96秒となり、必要な複合加工機の台数NはN≧(10+20+20+10+30+30+10+20+30)÷96=1.875を満たす最小の整数として、N=2台となる。第1の複合加工機M1は、L1工程P101からL5工程P105までを分担加工し、加工時間は、10+20+20+10+30=90秒であり、第2の複合加工機M2は、Y1工程P106からG2工程P109までを分担加工し、加工時間は、30+10+20+30=90秒である(図11(b))。
When the production quantity per day is n = 300, the tact time is 28800 ÷ 300 = 96 seconds, and the required number N of multi-task machines is the smallest integer satisfying N ≧ (10 + 20 + 20 + 10 + 30 + 30 + 10 + 20 + 30) ÷ 96 = 1.875 N = 2 units. The first multi-task machine M1 performs shared processing from the L1 process P101 to the L5 process P105, the processing time is 10 + 20 + 20 + 10 + 30 = 90 seconds, and the second multi-task machine M2 from the Y1 process P106 to the G2 process P109. The processing time is 30 + 10 + 20 + 30 = 90 seconds (FIG. 11B).

1日の生産数量が、n=450個の場合
タクトタイムは28800÷450=64秒となり、必要な複合加工機の台数NはN≧(10+20+20+10+30+30+10+20+30)÷64=2.81を満たす最小の整数として、N=3台となる。第1の複合加工機M1は、L1工程P101からL4工程P104までを分担加工し、加工時間は、10+20+20+10=60秒であり、第2の複合加工機M2は、L5工程P105からY1工程P106までを分担加工し、加工時間は、30+30=60秒であり、第3の複合加工機M3は、Y2工程P107からG2工程P109までを分担加工し、加工時間は、10+20+30=60秒である(図11(c))。
When the daily production quantity is n = 450, the tact time is 28800 ÷ 450 = 64 seconds, and the required number N of multi-task machines is the smallest integer that satisfies N ≧ (10 + 20 + 20 + 10 + 30 + 30 + 10 + 20 + 30) ÷ 64 = 2.81 N = 3 units. The first multi-task machine M1 performs the shared processing from the L1 process P101 to the L4 process P104, the processing time is 10 + 20 + 20 + 10 = 60 seconds, and the second multi-task machine M2 from the L5 process P105 to the Y1 process P106. The machining time is 30 + 30 = 60 seconds, and the third multi-task machine M3 performs the shared machining from the Y2 process P107 to the G2 process P109, and the machining time is 10 + 20 + 30 = 60 seconds (FIG. 11 (c)).

上記の実施の形態により、ワークの生産数量、前記複合加工機の稼動期間、及び、前記ワークの単位数量あたりの加工時間に応じて必要な複合加工機の台数が求められ、これを加工ラインに配置して、各複合加工機が複数の加工工程を分担加工することができ、各複合加工機に遊びが生じることなく効率のよいワークWの加工が可能となる。   According to the above-described embodiment, the number of required multi-task machines is determined according to the work production quantity, the operation period of the multi-task machine, and the processing time per unit quantity of the work, and this is used as a processing line. Arranged, each multi-task machine can share a plurality of machining processes, and it is possible to efficiently process the workpiece W without any play in each multi-task machine.

(第2の実施の形態)
上記等速ジョイントの加工に代表される主要な加工工程のうち、旋削、焼入れ、及び研削加工を、上記説明した複合加工機により工程集約して加工する場合について説明する。図12は、本発明の実施の形態に係る加工方法の各ステップのフローを示す図である。また、図13は、本発明の実施の形態に係る加工ラインにおける工程のフローを示すもので、(a)は、加工種別による工程のフローを示す図であり、(b)は、複合加工機が分担加工するワークWの加工数量と加工種別による工程のフローを示す図である。尚、複合加工機により工程集約して加工する場合において、ワークWの各複合加工機間での受渡し時間よりも各複合加工機内での加工ツールの交換時間の方が一般的に時間を要するので、以下に示す種々の実施の形態では、ワークWの受け渡し時間を省略して検討する。
(Second Embodiment)
Of the main machining steps represented by the machining of the constant velocity joint, a case will be described in which turning, quenching, and grinding are performed by the above-described combined machining machine. FIG. 12 is a diagram showing a flow of each step of the processing method according to the embodiment of the present invention. FIG. 13 shows a process flow in the processing line according to the embodiment of the present invention. (A) shows a process flow according to the processing type, and (b) shows a combined processing machine. It is a figure which shows the flow of the process by the processing quantity and processing classification of the workpiece | work W which divide and process. In addition, in the case of processing integrated by a multi-tasking machine, the processing tool replacement time in each multi-tasking machine generally requires more time than the delivery time of the workpiece W between each multi-tasking machine. In the following various embodiments, the work W transfer time is omitted.

(配置ステップ)
ワークWを加工して所定数量の生産をする場合において、上記した複合加工機を複数台配置して加工ラインを構成する場合について説明する。製品を生産するのに要する加工の種類を、旋削加工、焼入れ加工、及び、研削加工とし、その生産数量を考慮して、使用する複合加工機の台数を決定し、その複数台の同一機種の複合加工機を加工ラインに配置する(配置ステップS101)。この配置ステップでは、ワークWを各加工工程間で加工順序に基づいて受け渡すよう、複合加工機が配置される。ここで、複数台の複合加工機は、複合加工機から次の加工を分担する複合加工機へのワークWの搬送経路に基づいて配置されるのが望ましい。なお、配置される複数の複合加工機は、2台以上で、上限は、この加工ラインを構成する工場スペースにより制限を受ける。
(Placement step)
In the case where a predetermined quantity is produced by processing the workpiece W, a case where a plurality of combined processing machines are arranged to form a processing line will be described. The types of processing required to produce a product are turning, quenching, and grinding, and the number of combined processing machines to be used is determined in consideration of the production quantity. The multi-tasking machine is placed on the processing line (placement step S101). In this arrangement step, the multi-tasking machine is arranged so that the workpiece W is delivered between the respective machining processes based on the machining order. Here, it is desirable that the plurality of multi-task machines be arranged based on the transport path of the workpiece W from the multi-task machine to the multi-task machine that shares the next processing. It should be noted that there are two or more combined processing machines to be arranged, and the upper limit is limited by the factory space constituting this processing line.

(分担加工決定ステップ)
配置ステップで決定した複合加工機の台数を基に、以下のように、各複合加工機の分担加工が決定される。この加工ラインで生産する生産数量をn個とし、旋削加工、焼入れ加工、及び、研削加工の各々の加工工程における単位時間当たりの生産数量を、各々、V、V、Vとする(図13(a))。各加工工程におけるn個の加工に要する時間は、旋削加工においてn/V、焼入れ加工においてn/V、研削加工においてn/Vである。これらの加工時間は、加工ラインを構成する各複合加工機に各々分担され、各複合加工機の各々の加工時間が求まる。ここで、各複合加工機の加工時間は、加工ライン上のすべての複合加工機において同じであるのが望ましい。ある複合加工機の加工時間が長いと、その他の複合加工機では加工できない遊びの時間が発生し、いわゆるクリティカルパスがその加工時間が長い複合加工機の工程にでき、これが加工ライン全体のクリティカルパスとなるからである。従って、この加工ラインの生産時間は、その加工時間が長い複合加工機の加工時間に律速され、生産効率が低下する。
(Shared processing decision step)
Based on the number of multi-tasking machines determined in the placement step, shared processing of each multi-tasking machine is determined as follows. The production quantity to be produced in this machining line is n, and the production quantities per unit time in each machining process of turning, quenching, and grinding are V L , V Y , and V G ( FIG. 13 (a)). The time required for the n processing in each processing step is n / V G in turning n / V L, the hardening process n / V Y, in grinding. These machining times are shared by the respective complex machines constituting the machining line, and the machining times of the respective complex machines are obtained. Here, it is desirable that the processing time of each composite processing machine is the same in all the composite processing machines on the processing line. If the machining time of one multi-tasking machine is long, play time that cannot be machined by other multi-tasking machines occurs, and the so-called critical path can be made into a multi-tasking machine process with a long machining time, which is the critical path of the entire machining line. Because it becomes. Therefore, the production time of this processing line is limited by the processing time of the multi-tasking machine having a long processing time, and the production efficiency is lowered.

上記のことから、各複合加工機の加工時間を同じにするように、各複合加工機が分担加工する加工の種類及び加工数量を決定する。この加工ラインに、同一機種の3台の複合加工機を配置した場合で、n/V<n/V<n/Vの場合について説明する。すなわち、旋削加工における加工時間よりも、焼入れ加工における加工時間の方が長く、さらに、焼入れ加工における加工時間よりも研削加工における加工時間の方が長い場合である。このとき、第1の加工工程に配置される第1の複合加工機M1は、旋削加工全部と次工程の焼入れ加工の一部を分担加工する。また、第2の加工工程に配置される第2の複合加工機M2は、焼入れ加工の一部と次工程の研削加工の一部を分担加工する。また、第3の加工工程に配置される第3の複合加工機M3は、研削加工の一部を分担加工する。 From the above, the type and amount of processing to be shared by each multi-tasking machine are determined so that the machining times of the multi-task machines are the same. This processing line, in case of arranging the three multifunction machines of the same model, for the case of n / V L <n / V Y <n / V G will be described. That is, the processing time in the quenching process is longer than the processing time in the turning process, and the processing time in the grinding process is longer than the processing time in the quenching process. At this time, the first multi-tasking machine M1 arranged in the first processing step performs all the turning processing and part of the quenching processing in the next step. In addition, the second multi-tasking machine M2 arranged in the second processing step performs part of the quenching process and a part of the next grinding process. Further, the third multi-task machine M3 arranged in the third processing step performs part of the grinding process.

ここで、第1の複合加工機M1が分担加工する焼入れ加工の加工数量をnとする。すなわち、第1の複合加工機M1は、n個のワークWを旋削加工し、n個のワークWを焼入れ加工することになる。また、第2の複合加工機M2が分担加工する研削加工の加工数量をnとする。よって、第2の複合加工機M2は、(n―n)個のワークWを焼入れ加工し、n個のワークWを研削加工することになる。また、第3の複合加工機M3は、(n―n)個のワークWを研削加工することになる。 Here, let n 1 be the quantity of quenching processed by the first multi-task machine M1. That is, the first multi-task machine M1 turns n workpieces W and quenches n 1 workpieces W. Further, the machining quantity of grinding the second composite machine M2 is shared processing to n 2. Therefore, the second multi-task machine M2 quenches (n−n 1 ) workpieces W and grinds n 2 workpieces W. Further, the third multi-task machine M3 grinds (n−n 2 ) workpieces W.

よって、第1の複合加工機M1の加工時間は、n/V+n/V、第2の複合加工機M2の加工時間は、(n―n)/V+n/V、第3の複合加工機M3の加工時間は、(n―n)/Vである。
これらの加工時間が等しくなるには、次の2式を満たす必要がある。
n/V+n/V=(n―n)/V+n/V
n/V+n/V=(n―n)/V
これより、n=n×V(1/V+1/V−2/V)/3
=n×V(2/V−1/V−1/V)/3
となる。従って、第1の複合加工機M1は、上記算出されたn個のワークWについて第2の複合加工機M2の焼入れ加工を分担加工するよう決定され、また、第2の複合加工機M2は、上記算出されたn個のワークWについて第3の複合加工機M3の研削加工を分担加工するよう決定される(分担加工決定ステップS102)。
Therefore, the machining time of the first combined machine M1 is n / V L + n 1 / V Y , and the machining time of the second combined machine M2 is (n−n 1 ) / V Y + n 2 / V G. , machining time of the third integrated mill M3 is (n-n 2) / V G.
In order for these processing times to be equal, the following two expressions must be satisfied.
n / V L + n 1 / V Y = (n−n 1 ) / V Y + n 2 / V G
n / V L + n 1 / V Y = (n−n 2 ) / V G
From this, n 1 = n × V Y (1 / V G + 1 / V Y −2 / V L ) / 3
n 2 = n × V G ( 2 / V G -1 / V Y -1 / V L) / 3
It becomes. Thus, the first composite machine M1 is determined to share processing quenching process of the second composite machine M2 for the calculated n 1 piece of the work W, also, the second composite machine M2 is Then, it is determined to share the grinding process of the third multi-task machine M3 with respect to the calculated n 2 workpieces W (shared machining determination step S102).

(分担加工ステップ)
分担加工決定ステップで決定した結果に基づいて、第1の複合加工機M1では、n個のワークWの旋削加工及びn個のワークWの焼入れ加工、また、第2の複合加工機M2では、(n―n)個のワークWの焼入れ加工及びn個のワークWの研削加工、また、第3の複合加工機M3では、(n―n)個のワークWを研削加工する(図13(b))。
(Shared processing step)
Based on the shared processing decision result of the decision in step, the first multi-axis machines M1, hardening processing of n turning and n 1 one workpiece W in the workpiece W, In the second composite machine M2 , (N−n 1 ) quenching of the workpieces W and grinding of n 2 workpieces W, and (n−n 2 ) workpieces W are ground in the third compound processing machine M3. (FIG. 13B).

第1の複合加工機M1は、旋削加工ツール502の装着工程により、旋削加工ツール502をホイール回転主軸ユニット200へ装着し、旋削加工ツール502をワークWの材質に適合した回転数で回転させ、供給されたn個のワークWを連続して旋削加工する。これが終了すると、機上焼入れを行うため、旋削加工ツール502をツールタレット403へ回収した後、熱処理加工ツール504をホイール回転主軸ユニット200へ装着する。熱処理加工ツール504により、n個のワークWの焼入れ加工を行う。第1の複合加工機M1で旋削加工のみ施され焼入れ加工されてない(n―n)個のワークWは第2の複合加工機M2へ搬送され供給される。また、第1の複合加工機M1で旋削加工及び焼入れ加工されたn個のワークWは第3の複合加工機M3へ搬送され供給される。搬送は、第1の複合加工機M1での個々のワークWの加工が終わり次第、順次複合加工機M2及びM3へ搬送され、次工程での待ち時間が発生しないように、各複合加工機間でのワークWの受け渡しが行われる。 The first multi-tasking machine M1 attaches the turning tool 502 to the wheel rotation spindle unit 200 by the attaching process of the turning tool 502, and rotates the turning tool 502 at a rotational speed suitable for the material of the workpiece W. The supplied n workpieces W are continuously turned. When this is completed, in order to perform on-machine quenching, the turning tool 502 is collected in the tool turret 403, and then the heat treatment tool 504 is mounted on the wheel rotation spindle unit 200. The heat treatment tool 504 quenches n 1 workpieces W. The (n−n 1 ) number of workpieces W that are only turned and not quenched by the first multi-task machine M1 are conveyed and supplied to the second multi-task machine M2. In addition, n one workpiece W that has been turned and quenched by the first multi-task machine M1 is conveyed and supplied to the third multi-task machine M3. As soon as the processing of the individual workpieces W in the first multi-function machine M1 is completed, the conveyance is sequentially carried to the multi-function machines M2 and M3 so that no waiting time is generated in the next process. The work W is transferred at

次に、第2の複合加工機M2では、まず、機上焼入れを行うため、熱処理加工ツール504をホイール回転主軸ユニット200へ装着する。熱処理加工ツール504により、第1の複合加工機M1から搬送されて来た(n―n)個のワークWの焼入れ加工を行う。機上焼入れ終了後、熱処理加工ツール504をツールタレット403へ回収し、研削加工ツール505をホイール回転主軸ユニット200へ装着する。ワークWを研削加工ツール505とワークWの材質に適合した回転数で回転させ、また、研削加工ツール505の材質に適合した回転数で回転させて研削加工を行う。研削加工は、機上焼入れした(n―n)個のワークWのうち、n個について研削加工を行う。第2の複合加工機M2で焼入れ加工のみされた(n―n―n)個のワークWは第3の複合加工機M3へ搬送され供給される。搬送は、第2の複合加工機M2での個々のワークWの加工が終わり次第、順次第3の複合加工機M3へ搬送され、次工程での待ち時間が発生しないように、複合加工機間での受け渡しが行われる。第2の複合加工機M2で焼入れ加工及び研削加工されたn個は加工終了となる。 Next, in the second combined processing machine M2, first, the heat treatment tool 504 is mounted on the wheel rotation spindle unit 200 in order to perform on-machine quenching. The heat treatment tool 504 quenches (n−n 1 ) workpieces W transferred from the first combined machine M1. After the on-machine quenching is completed, the heat treatment tool 504 is collected in the tool turret 403, and the grinding tool 505 is mounted on the wheel rotation spindle unit 200. Grinding is performed by rotating the workpiece W at a rotation speed suitable for the material of the grinding tool 505 and the workpiece W, and by rotating at a rotation speed suitable for the material of the grinding tool 505. Grinding is performed on n 2 of the (n−n 1 ) workpieces W quenched on the machine. The (n−n 1 −n 2 ) pieces of workpieces W that are only quenched by the second multi-task machine M2 are transported and supplied to the third multi-task machine M3. As for the conveyance, as soon as the processing of the individual workpieces W in the second multi-tasking machine M2 is finished, it is sequentially transferred to the third multi-task machine M3, so that no waiting time is generated in the next process. Delivery is done at. The n 2 pieces that have been quenched and ground by the second multi-task machine M2 are finished.

次に、第3の複合加工機M3では、研削加工ツール505の装着工程により、研削加工ツール505をホイール回転主軸ユニット200へ装着する。ワークWを研削加工ツール505とワークWの材質に適合した回転数で回転させ、また、研削加工ツール505の材質に適合した回転数で回転させて研削加工を行う。第1の複合加工機M1から搬送されたn個のワークWと第2の複合加工機M2から搬送された(n―n―n)個のワークWの合計(n―n)個について順次研削加工を行う。 Next, in the third multi-task machine M3, the grinding tool 505 is attached to the wheel rotation spindle unit 200 by the attaching process of the grinding tool 505. Grinding is performed by rotating the workpiece W at a rotation speed suitable for the material of the grinding tool 505 and the workpiece W, and by rotating at a rotation speed suitable for the material of the grinding tool 505. Total (n−n 2 ) of n 1 workpieces W transported from the first multi-tasking machine M1 and (n−n 1 −n 2 ) work Ws transported from the second multi-tasking machine M2. Grinding is performed sequentially on the pieces.

第2の複合加工機M2で焼入れ加工及び研削加工されるn個のワークWと、第3の複合加工機M3で研削加工される(n―n)個のワークWは、ほぼ同時に加工が終了し、すべての加工が終了する(分担加工ステップS103)。 The n 2 workpieces W that are quenched and ground by the second multi-task machine M2 and the (n 2 ) workpieces W that are ground by the third multi-task machine M3 are processed almost simultaneously. Is completed, and all the processing is completed (shared processing step S103).

上記示した本発明の実施の形態は、複合加工機3台で加工ラインを構成する例であったが、それ以外の台数であっても、上記同様の分担加工決定ステップにより、各複合加工機が加工するワークWの個数と加工種別を決定できるので、各複合加工機に遊びが生じることなく、効率のよい加工が可能である。また、配置する複合加工機の台数が増え、あるいは、各加工の単位時間当たりの生産数量が大きく異なる場合には、各々の複合加工機は、1及び2以上前の複合加工機に加工を分担してもらい、また、1及び2以上後の複合加工機の加工を分担して加工するよう、分担加工決定ステップを構成することもできる。さらに、それぞれの複合加工機へのワークWの搬入、チャックへの着脱、ワークWの搬出に要するワーク交換時間を考慮して、分担加工決定ステップを構成することもできる。   The embodiment of the present invention described above is an example in which a machining line is configured by three complex machines, but each complex machine can be performed by the same shared machining determination step as described above even if the number is other than that. Since the number of workpieces W to be processed and the type of processing can be determined, efficient processing is possible without causing play in each multi-task machine. Also, when the number of multi-tasking machines to be arranged increases, or when the production quantity per unit time of each process greatly differs, each multi-tasking machine shares processing with one or more previous multi-tasking machines. In addition, the shared processing determination step can be configured so as to share the processing of the composite processing machine after one or two or more. Furthermore, the shared machining determination step can be configured in consideration of the workpiece replacement time required for loading the workpiece W into each multi-tasking machine, attaching / detaching the workpiece W to / from the chuck, and unloading the workpiece W.

このような実施の形態により、最適な複合加工機の配置により、各複合加工機で加工終了したワークWを順次次の工程へ搬送する受け渡しを行うことができるので、各複合加工機に遊びが生じることなく効率のよいワークWの加工が可能となる。   With such an embodiment, it is possible to deliver the workpiece W, which has been processed by each multi-tasking machine, to the next process in order by arranging the multi-tasking machines optimally. It is possible to efficiently process the workpiece W without being generated.

(第3の実施の形態)
図14は、複合加工機3台で各々旋削、焼入れ、研削加工を分担加工する場合を示す図である。第2の実施の形態で説明したように、旋削、焼入れ、研削加工の各々の加工時間が等しい場合には、3台の各複合加工機に各工程を分担させて加工することができる。すなわち、第1の複合加工機M1に旋削加工を分担させ、第2の複合加工機M2に焼入れ加工を分担させ、第3の複合加工機M3に研削加工を分担させる。
(Third embodiment)
FIG. 14 is a diagram showing a case in which turning, quenching, and grinding are each performed by three combined processing machines. As described in the second embodiment, when the machining times of turning, quenching, and grinding are equal, each of the three processes can be shared and processed. That is, the first multi-function machine M1 is assigned to the turning process, the second multi-function machine M2 is assigned to the quenching process, and the third multi-function machine M3 is assigned to the grinding process.

(第4の実施の形態)
複合加工機2台で各々旋削、焼入れ、研削加工を分担加工する場合について説明する。図15は、複合加工機2台で分担加工する場合の第1の分担加工モード(a)と第2の分担加工モード(b)を示す図である。第1の分担加工モードは、第1の複合加工機M1に旋削加工と焼入れ加工を分担させ、第2の複合加工機M2に研削加工を分担させるモードであり、第2の分担加工モードは、第1の複合加工機M1に旋削加工を分担させ、第2の複合加工機M2に焼入れ加工と研削加工を分担させるモードである。
(Fourth embodiment)
A case will be described in which turning, quenching, and grinding are each performed by two compound processing machines. FIG. 15 is a diagram illustrating a first shared machining mode (a) and a second shared machining mode (b) when shared machining is performed by two multi-task machines. The first shared machining mode is a mode in which the first combined machine M1 is shared with turning and quenching, and the second combined machine M2 is divided in grinding, and the second shared machine mode is In this mode, the first multi-task machine M1 is assigned to the turning process, and the second multi-task machine M2 is assigned to the quenching process and the grinding process.

第2の実施の形態と同様に、生産数量をn個とし、旋削加工、焼入れ加工、及び、研削加工の各々の加工工程における単位時間当たりの生産数量を、各々、V、V、Vとする。各加工工程におけるn個の加工に要する時間は、旋削加工においてn/V、焼入れ加工においてn/V、研削加工においてn/Vである。ここで、旋削加工時間n/Vと焼入れ加工時間n/Vの和が、焼入れ加工時間n/Vと研削加工時間n/Vの和よりも小さいとき、すなわち、旋削加工時間n/Vが研削加工時間n/Vよりも小さいときは、第1の複合加工機M1に旋削加工と焼入れ加工を分担させ、第2の複合加工機M2に研削加工を分担させて加工を行う第1の分担加工モードを設定する。また、旋削加工時間n/Vと焼入れ加工時間n/Vの和が、焼入れ加工時間n/Vと研削加工時間n/Vの和よりも大きいとき、すなわち、旋削加工時間n/Vが研削加工時間n/Vよりも大きいときは、第1の複合加工機M1に旋削加工を分担させ、第2の複合加工機M2に焼入れ加工と研削加工を分担させて加工を行う第2の分担加工モードを設定する。 As in the second embodiment, the production quantity is n, and the production quantities per unit time in the machining processes of turning, quenching, and grinding are respectively V L , V Y , V G. The time required for the n processing in each processing step is n / V G in turning n / V L, the hardening process n / V Y, in grinding. Here, when the sum of the turning time n / V L and hardening processing time n / V Y is less than the sum of the hardening processing time n / V Y and grinding time n / V G, i.e., turning time n when / V L is less than the grinding time n / V G is the first composite machine M1 to share the turning and hardening processing, a processing by sharing the grinding to the second composite machine M2 A first shared machining mode to be performed is set. Further, when the sum of the turning time n / V L and hardening processing time n / V Y is greater than the sum of the hardening processing time n / V Y and grinding time n / V G, i.e., turning time n / when V L is greater than the grinding time n / V G is the first composite machine M1 to share the lathe, for machining by sharing quenching processing and grinding to the second composite machine M2 A second shared machining mode is set.

このような実施の形態により、研削加工、焼入れ加工、及び研削加工の各加工時間に基づいて第1あるいは第2の分担加工モードを実行するので、第1の複合加工機M1と第2の複合加工機M2との加工時間の差がより小さい状態でワークを加工することが可能となる。   According to such an embodiment, since the first or second shared processing mode is executed based on each processing time of grinding, quenching, and grinding, the first combined machine M1 and the second combined The workpiece can be machined in a state where the difference in machining time with the machining machine M2 is smaller.

(第5の実施の形態)
図16は、N台(Nは2以上の整数)の複合加工機を配置し、各複合加工機が分担加工する加工時間が所定の時間より大なるとき、(a)で示すように各複合加工機を並列に配置する加工分担の仕方とし、所定の時間より小なるとき(b)で示すように各複合加工機を直列に配置する加工分担の仕方とすることを示す図である。複数の複合加工機を使用してワークの加工を行う場合において、ワークの加工に要する加工時間は、各々の複合加工機が加工分担した各工程での加工時間と各々の複合加工機において加工ツールの交換に要する時間と、各々の複合加工機間でワークを受け渡すのに要する時間の合計である。但し、複合加工機間でワークを受け渡すのに要する時間は、複合加工機内での加工ツールの交換に要する時間に比べて小さいので、ワークの加工に要する時間は、各々の複合加工機が加工分担した各工程での加工時間と各々の複合加工機において加工ツールの交換に要する時間で主に決定される。
(Fifth embodiment)
FIG. 16 shows a case where N complex processing machines (N is an integer of 2 or more) are arranged, and when the processing time for each multi-tasking machine is greater than a predetermined time, as shown in FIG. It is a figure which shows setting it as the method of the work sharing which arrange | positions a processing machine in parallel, and makes it the method of the work sharing which arrange | positions each multi-tasking machine in series as shown in (b) when it becomes smaller than predetermined time. When machining multiple workpieces using multiple complex machines, the machining time required to machine the workpiece is the machining time in each process shared by each complex machine and the machining tool in each complex machine. This is the total time required for exchanging the workpiece and the time required for transferring the workpiece between the multi-task machines. However, the time required to transfer the workpiece between the multi-tasking machines is smaller than the time required to change the processing tool in the multi-tasking machine. Therefore, the time required to process the workpiece is processed by each multi-tasking machine. It is mainly determined by the processing time in each process and the time required to change the processing tool in each combined processing machine.

生産数量をn個とし、旋削加工、焼入れ加工、及び、研削加工の各々の加工工程における単位時間当たりの生産数量を、各々、V、V、Vとする。各加工工程におけるn個の加工に要する時間は、旋削加工においてn/V、焼入れ加工においてn/V、研削加工においてn/Vである。第1の複合加工機M1が分担加工する場合に要する加工ツールの交換時間をtk1とし、第2の複合加工機M2の加工ツールの交換時間をtk2とし、順次同様に定義して、第i番目の複合加工機Miの加工ツールの交換時間をtkiとし、第N番目の複合加工機MNの加工ツールの交換時間をtkNとする。また、1台の複合加工機で全工程を加工する場合の加工ツールの交換時間をtとする。 The production quantity is n, and the production quantities per unit time in each of the turning, quenching, and grinding processes are V L , V Y , and V G , respectively. The time required for the n processing in each processing step is n / V G in turning n / V L, the hardening process n / V Y, in grinding. The machining tool replacement time required when the first multi-tasking machine M1 performs shared machining is defined as t k1 , the machining tool replacement time of the second multi-tasking machine M2 is defined as t k2, and similarly defined in order. Let t ki be the replacement time of the processing tool of the i-th multi-tasking machine Mi, and let t kN be the replacement time of the processing tool of the N-th multi-tasking machine MN. Also, let t k be the processing tool replacement time when all the processes are processed with one multi-task machine.

N台の複合加工機を並列配置して、各複合加工機が全工程を(n/N)個ずつ加工する場合、各複合加工機が要する加工時間は次のようになり、これをTとおく。
n/(NV)+n/(NV)+n/(NV)+t=T
並列配置されたN台の複合加工機は、同時に各々加工するので、n個のワークWを加工する時間は、上記に示した値である。
When N multi-tasking machines are arranged in parallel and each multi-tasking machine processes (n / N) all processes, the processing time required for each multi-tasking machine is as follows, and this is expressed as T 0. far.
n / (NV L ) + n / (NV Y ) + n / (NVG G ) + t k = T 0
Since the N multi-tasking machines arranged in parallel process each one at the same time, the time for processing the n workpieces W is the value shown above.

次に、N台の複合加工機を直列配置して、各複合加工機が順次ワークWの受け渡しを行いながら、n個のワークWを加工する場合を考える。ここで、第1の複合加工機M1が旋削加工するワークWの個数をNL1とし、焼入れ加工するワークWの個数をNY1とし、研削加工するワークWの個数をNG1とする。同様にして、第i番目の複合加工機Miについて、旋削加工、焼入れ加工、研削加工するワークWの個数を各々、NLi、NYi、NGiとする。このとき、第1の複合加工機M1の加工時間は次のようになり、これをTとおく。
L1/V+NY1/V+NG1/V+tk1=T
同様に、第i番目の複合加工機Miの複合加工機Miの加工時間も次のようになり、Tとおく。
Li/V+NYi/V+NGi/V+tki=T
Next, consider a case where N composite processing machines are arranged in series, and each of the composite processing machines sequentially processes the workpieces W while processing n workpieces W. Here, the first composite machine M1 is the number of workpieces W to be turning as N L1, the number of workpieces W to be hardened processed with N Y1, the number of workpieces W to grinding and N G1. Similarly, for the i-th multi-tasking machine Mi, the numbers of workpieces W to be turned, quenched, and ground are N Li , N Yi , and N Gi , respectively. In this case, the processing time of the first composite machine M1 is as follows, placing it between T 1.
N L1 / V L + N Y1 / V Y + NG 1 / V G + t k1 = T 1
Similarly, the processing time of the multitasking machine Mi of the i-th multitasking machine Mi becomes as follows, placing the T i.
N Li / V L + N Yi / V Y + N Gi / V G + t ki = T i

ここで、図17は、N台の複合加工機を並列配置したときの加工時間Tと、直列配置したときの各複合加工機の加工時間T、・・、Ti、・・、Tの関係を線図で表したものである。N台の複合加工機を直列配置して、各複合加工機が順次ワークWの受け渡しを行いながら、n個のワークWを加工する場合には、トータルの加工時間は、各複合加工機の中で最も加工に時間を要する複合加工機に律速されるので、n個のワークWを加工する加工時間は、次のように表せる。
Max{T、・・、T、・・、T
すなわち、n個のワークWを加工する加工時間は、T、・・、T、・・、Tの中で最も大きい値となる。
Here, FIG. 17 shows the machining time T 0 when N complex machines are arranged in parallel and the machining times T 1 ,..., T i ,. The relationship of N is represented by a diagram. When N multi-tasking machines are arranged in series and each multi-tasking machine sequentially processes the workpieces W while processing n workpieces W, the total processing time is within each multi-tasking machine. Therefore, the machining time for machining n workpieces W can be expressed as follows.
Max {T 1 , ..., T i , ..., T N }
That is, processing time to process the n number of the workpiece W is, T 1, becomes · ·, T i, · ·, the largest value in T N.

以上から、Max{T、・・、T、・・、T}>Tのとき、すなわち、N台の複合加工機を直列配置して加工する加工時間の方がN台の複合加工機を並列配置して加工する加工時間よりも大きいときは、N台の複合加工機を並列配置して加工する。逆に、Max{T、・・、T、・・、T}<Tのとき、すなわち、N台の複合加工機を直列配置して加工する加工時間の方がN台の複合加工機を並列配置して加工する加工時間よりも小さいときは、N台の複合加工機を直列配置して加工する。 From the above, when Max {T 1 ,..., T i ,..., T N }> T 0 , that is, the processing time for processing with N combined processing machines arranged in series is N combined. When the processing time is longer than the processing time for arranging the processing machines in parallel, N complex processing machines are arranged in parallel for processing. Conversely, when Max {T 1 ,..., T i ,..., T N } <T 0 , that is, the processing time for processing by arranging N complex machines in series is N complex. When the machining time is shorter than the machining time for arranging the processing machines in parallel, N complex processing machines are arranged in series for processing.

このような実施の形態により、各複合加工機の直列配置と並列配置でのそれぞれの加工時間を演算し、最適な配置を判断して決定し、それに基づいて最適な複合加工機の配置により加工できるので、加工工程の集約が可能となり、加工時間の短縮が可能となる。   According to such an embodiment, each machining time in each of the multi-tasking machines is calculated in series and parallel, and the optimum layout is determined and determined, and based on this, machining is performed by the optimum multi-tasking machine layout. As a result, it is possible to consolidate the machining processes and shorten the machining time.

(第6の実施の形態)
上記の第5の実施の形態において、第2の加工時間の最大値が、第1の加工時間より小なるときで、N=3の場合のときの演算ステップ、及び、加工ステップについて説明する。すなわち、3台の複合加工機を直列配置して加工する加工時間の方が3台の複合加工機を並列配置して加工する加工時間よりも小さいとき、複合加工機3台で旋削、焼入れ、及び、研削加工を分担加工する場合について説明する。これは、第5の実施の形態において、Max{T、T、T}<Tのときである。
(Sixth embodiment)
In the fifth embodiment, calculation steps and machining steps when the maximum value of the second machining time is smaller than the first machining time and N = 3 will be described. In other words, when the processing time for processing with three multi-tasking machines arranged in series is smaller than the processing time for processing with three multi-tasking machines arranged in parallel, turning and quenching with three multi-tasking machines, And the case where a grinding process is shared is demonstrated. This is the case when Max {T 1 , T 2 , T 3 } <T 0 in the fifth embodiment.

第2の実施の形態で説明したのと同様に、同一機種の3台の複合加工機を配置した場合で、n/V<n/V<n/Vの場合について説明する。このとき、第1の加工工程に配置される第1の複合加工機M1は、旋削加工全部と次工程の焼入れ加工の一部を分担加工する。また、第2の加工工程に配置される第2の複合加工機M2は、焼入れ加工の一部と次工程の研削加工の一部を分担加工する。また、第3の加工工程に配置される第3の複合加工機M3は、研削加工の一部を分担加工する。 In a manner similar to that described in the second embodiment, in the case of arranging the three multifunction machines of the same model, for the case of n / V L <n / V Y <n / V G will be described. At this time, the first multi-tasking machine M1 arranged in the first processing step performs all the turning processing and part of the quenching processing in the next step. In addition, the second multi-tasking machine M2 arranged in the second processing step performs part of the quenching process and a part of the next grinding process. Further, the third multi-task machine M3 arranged in the third processing step performs part of the grinding process.

ここで、第1の複合加工機M1が分担加工する焼入れ加工の加工数量をnとする。すなわち、第1の複合加工機M1は、n個のワークWを旋削加工し、n個のワークWを焼入れ加工することになる。また、第2の複合加工機M2が分担加工する研削加工の加工数量をnとする。よって、第2の複合加工機M2は、(n―n)個のワークWを焼入れ加工し、n個のワークWを研削加工することになる。また、第3の複合加工機M3は、(n―n)個のワークWを研削加工することになる。 Here, let n 1 be the quantity of quenching processed by the first multi-task machine M1. That is, the first multi-task machine M1 turns n workpieces W and quenches n 1 workpieces W. Further, the machining quantity of grinding the second composite machine M2 is shared processing to n 2. Therefore, the second multi-task machine M2 quenches (n−n 1 ) workpieces W and grinds n 2 workpieces W. Further, the third multi-task machine M3 grinds (n−n 2 ) workpieces W.

よって、第1の複合加工機M1の加工時間は、n/V+n/V+tk1、第2の複合加工機M2の加工時間は、(n―n)/V+n/V+tk2、第3の複合加工機M3の加工時間は、(n―n)/V+tk3である。
これらの加工時間が等しくなるには、次の2式を満たす必要がある。
n/V+n/V+tk1=(n―n)/V+n/V+tk2
n/V+n/V+tk1=(n―n)/V+tk3
これより、
=V(n/V+n/V−2n/V+tk2―2tk1―2tk3)/3
=V(2n/V−n/V−n/V+2tk3―tk1―tk2)/3
となる。
Therefore, the processing time of the first multi-task machine M1 is n / V L + n 1 / V Y + tk1 , and the second multi-task machine M2 is (n−n 1 ) / V Y + n 2 / The processing time of V G + t k2 and the third combined processing machine M3 is (n−n 2 ) / V G + t k3 .
In order for these processing times to be equal, the following two expressions must be satisfied.
n / V L + n 1 / V Y + t k1 = (n−n 1 ) / V Y + n 2 / V G + t k2
n / V L + n 1 / V Y + t k1 = (n−n 2 ) / V G + t k3
Than this,
n 1 = V Y (n / V G + n / V Y −2n / V L + t k2 −2t k1 −2t k3 ) / 3
n 2 = V G (2n / V G -n / V Y -n / V L + 2t k3 -t k1 -t k2) / 3
It becomes.

従って、第1の複合加工機M1は、上記算出されたn個のワークWについて第2の複合加工機M2の焼入れ加工を分担加工するよう決定され、また、第2の複合加工機M2は、上記算出されたn個のワークWについて第3の複合加工機M3の研削加工を分担加工するよう決定される。この結果に基づいて、第1の複合加工機M1では、n個のワークWの旋削加工及びn個のワークWの焼入れ加工、また、第2の複合加工機M2では、(n―n)個のワークWの焼入れ加工及びn個のワークWの研削加工、また、第3の複合加工機M3では、(n―n)個のワークWを研削加工する。 Thus, the first composite machine M1 is determined to share processing quenching process of the second composite machine M2 for the calculated n 1 piece of the work W, also, the second composite machine M2 is Thus, it is determined that the grinding of the third multi-tasking machine M3 is shared with respect to the calculated n 2 workpieces W. Based on this result, the first multi-tasking machine M1 performs turning of the n workpieces W and the quenching of the n one work W, and the second multi-tasking machine M2 (n−n 1). ) Quenching of workpieces W and grinding of n 2 workpieces W, and (n−n 2 ) workpieces W are ground in the third combined machine M3.

このような実施の形態により、各複合加工機で旋削、焼入れ、及び、研削加工を分担して加工できるので、加工時間の短縮が可能となる。   According to such an embodiment, turning, quenching, and grinding can be shared by each composite processing machine, so that the processing time can be shortened.

(第7の実施の形態)
上記の第6の実施の形態において、第2の加工時間の最大値が、第1の加工時間より小なるとき、すなわち、3台の複合加工機を直列配置して加工する加工時間の方が3台の複合加工機を並列配置して加工する加工時間よりも小さいとき、複合加工機3台で旋削、焼入れ、及び、研削加工を分担加工する場合について説明する。第6の実施の形態において、旋削、焼入れ、研削加工の各々の加工時間が等しい場合には、3台の各複合加工機に各工程を分担させて加工することができる。この場合、加工ツールの交換は不要であり、加工ツールの交換時間を考慮する必要はない。すなわち、第1の複合加工機に旋削加工を分担させ、第2の複合加工機に焼入れ加工を分担させ、第3の複合加工機に研削加工を分担させることができる。
(Seventh embodiment)
In the above sixth embodiment, when the maximum value of the second processing time is smaller than the first processing time, that is, the processing time for processing with three multi-tasking machines arranged in series is better. A case where the turning, quenching, and grinding processes are shared by three composite processing machines when the processing time for processing the three composite processing machines in parallel will be described. In the sixth embodiment, when the machining times of turning, quenching, and grinding are the same, it is possible to perform the process by sharing each process with three multi-task machines. In this case, it is not necessary to replace the processing tool, and it is not necessary to consider the processing tool replacement time. That is, the first multi-tasking machine can share the turning process, the second multi-tasking machine can share the hardening process, and the third multi-tasking machine can share the grinding process.

このような実施の形態により、各複合加工機で各々、旋削、焼入れ、及び、研削加工を分担して加工できるので、加工時間の短縮が可能となる。   According to such an embodiment, each multi-tasking machine can perform processing by sharing turning, quenching, and grinding, so that the processing time can be shortened.

(第8の実施の形態)
上記の第6の実施の形態において、2台の複合加工機を直列配置して加工する加工時間の方が2台の複合加工機を並列配置して加工する加工時間よりも小さいとき、複合加工機2台で旋削、焼入れ、及び、研削加工を分担加工する場合について説明する。
(Eighth embodiment)
In the above sixth embodiment, when the processing time for processing two composite processing machines in series is smaller than the processing time for processing two composite processing machines in parallel, combined processing The case where the turning, quenching, and grinding processes are shared by two machines will be described.

第5の実施の形態と同様に、生産数量をn個とし、旋削加工、焼入れ加工、及び、研削加工の各々の加工工程における単位時間当たりの生産数量を、各々、V、V、Vとする。また、第1の複合加工機M1が分担加工する場合に要する加工ツールの交換時間をtk1とし、第2の複合加工機M2が分担加工する場合に要する加工ツールの交換時間をtk2とする。各加工工程におけるn個の加工に要する時間は、旋削加工においてn/V、焼入れ加工においてn/V、研削加工においてn/Vである。従って、旋削加工時間n/Vと焼入れ加工時間n/V及び加工ツールの交換時間tk1の和が、焼入れ加工時間n/Vと研削加工時間n/V及び加工ツールの交換時間tk2の和よりも小さいときは、第1の複合加工機M1に旋削加工と焼入れ加工を分担させ、第2の複合加工機M2に研削加工を分担させて加工を行う第1の分担加工モードを設定する。また、旋削加工時間n/Vと焼入れ加工時間n/V及び加工ツールの交換時間tk1の和が、焼入れ加工時間n/Vと研削加工時間n/V及び加工ツールの交換時間tk2の和よりも大きいときは、第1の複合加工機M1に旋削加工を分担させ、第2の複合加工機M2に焼入れ加工と研削加工を分担させて加工を行う第2の分担加工モードを設定する。 As in the fifth embodiment, the production quantity is n, and the production quantities per unit time in the machining processes of turning, quenching, and grinding are V L , V Y , V, respectively. G. Further, the processing tool replacement time required when the first multi-tasking machine M1 performs shared processing is t k1, and the processing tool replacement time required when the second multi-tasking machine M2 performs shared processing is t k2 . . The time required for the n processing in each processing step is n / V G in turning n / V L, the hardening process n / V Y, in grinding. Therefore, the sum of the turning time n / V L and hardening processing time n / V Y and exchange of working tools time t k1 is hardened machining time n / V Y and grinding time n / V G and exchange time of the processing tool When it is smaller than the sum of t k2 , the first shared machining mode in which the first multi-tasking machine M1 shares the turning and quenching processes and the second multi-tasking machine M2 performs the grinding process. Set. Further, the sum of the turning time n / V L and hardening processing time n / V Y and exchange of working tools time t k1 is hardened machining time n / V Y and grinding time n / V G and exchange time of the processing tool When it is larger than the sum of t k2 , the second shared machining mode in which the first multi-task machine M1 shares the turning process and the second multi-machine machine M2 shares the quenching process and the grinding process. Set.

このように、研削加工、焼入れ加工、及び研削加工の各加工時間に基づいて第1あるいは第2の分担加工モードを実行することで、第1の複合加工機M1と第2の複合加工機M2との加工時間の差がより小さい状態でワークWを加工することが可能となり、生産効率が向上する。   Thus, by executing the first or second shared processing mode based on the processing times of grinding, quenching, and grinding, the first combined machine M1 and the second combined machine M2 It is possible to machine the workpiece W in a state where the difference in machining time is smaller, and the production efficiency is improved.

(第9の実施の形態)
生産数量をn個とし、旋削加工、焼入れ加工、及び、研削加工の各々の加工工程における単位時間当たりの生産数量を、各々、V、V、Vとする。各加工工程におけるn個の加工に要する時間は、旋削加工においてn/V、焼入れ加工においてn/V、研削加工においてn/Vである。第1の複合加工機M1が分担加工する場合に要する加工ツールの交換時間をtk1とし、第2の複合加工機M2の加工ツールの交換時間をtk2とし、順次同様に定義して、第i番目の複合加工機Miの加工ツールの交換時間をtkiとし、第N番目の複合加工機MNの加工ツールの交換時間をtkNとする。また、第1の複合加工機M1へのワークWの搬入、チャックへの着脱、ワークWの搬出に要するワーク交換時間をtw1とし、第2の複合加工機M2のワーク交換時間をtw2とし、順次同様に定義して、第i番目の複合加工機Miのワーク交換時間をtwiとし、第N番目の複合加工機MNのワーク交換時間をtwNとする。また、1台の複合加工機で全工程を加工する場合の加工ツールの交換時間をtとする。
(Ninth embodiment)
The production quantity is n, and the production quantities per unit time in each of the turning, quenching, and grinding processes are V L , V Y , and V G , respectively. The time required for the n processing in each processing step is n / V G in turning n / V L, the hardening process n / V Y, in grinding. The machining tool replacement time required when the first multi-tasking machine M1 performs shared machining is defined as t k1 , the machining tool replacement time of the second multi-tasking machine M2 is defined as t k2, and similarly defined in order. Let t ki be the replacement time of the processing tool of the i-th multi-tasking machine Mi, and let t kN be the replacement time of the processing tool of the N-th multi-tasking machine MN. Also, loading of the workpiece W to the first composite machine M1, attached to and detached from the chuck, the workpiece exchange time required for unloading the workpiece W as t w1, the work replacement time of the second composite machine M2 and t w2 The workpiece changing time of the i-th multi- tasking machine Mi is defined as t wi and the work changing time of the N-th multi- tasking machine MN is defined as t wN . Also, let t k be the processing tool replacement time when all the processes are processed with one multi-task machine.

N台の複合加工機を並列配置して、各複合加工機が全工程を(n/N)個ずつ加工する場合、各複合加工機が要する加工時間は次のようになり、これをTとおく。
n/(NV)+n/(NV)+n/(NV)+t=T
並列配置されたN台の複合加工機は、同時に各々加工するので、n個のワークWを加工する時間は、上記に示した値となる。
When N multi-tasking machines are arranged in parallel and each multi-tasking machine processes (n / N) all processes, the processing time required for each multi-tasking machine is as follows, and this is expressed as T 0. far.
n / (NV L ) + n / (NV Y ) + n / (NVG G ) + t k = T 0
Since the N multi-tasking machines arranged in parallel process each one at the same time, the time for processing n workpieces W is the value shown above.

一方、N台の複合加工機を直列配置して、各複合加工機が順次ワークWの受け渡しを行いながら、n個のワークWを加工する場合を考える。ここで、第1の複合加工機M1が旋削加工するワークWの個数をnL1とし、焼入れ加工するワークWの個数をnY1とし、研削加工するワークWの個数をnG1とする。同様にして、第i番目の複合加工機Miについて、旋削加工、焼入れ加工、研削加工するワークWの個数を各々、nLi、nYi、nGiとする。このとき、第1の複合加工機M1の加工時間は次のようになり、これをTとおく。
L1/V+nY1/V+nG1/V+tk1+tw1=T
同様に、第i番目の複合加工機Miの複合加工機Miの加工時間も次のようになり、Tとおく。
Li/V+nYi/V+nGi/V+tki+twi=T
N台の複合加工機を直列配置して、各複合加工機が順次ワークWの受け渡しを行いながら、n個のワークWを加工する場合には、トータルの加工時間は、各複合加工機の中で最も加工及びワークWの受け渡しに時間を要する複合加工機に律速されるので、n個のワークWを加工する加工時間は、次のように表せる。
Max{T、・・、T、・・、T
すなわち、n個のワークWを加工する加工時間は、T、・・、T、・・、Tの中で最も大きい値となる。
On the other hand, let us consider a case where N multi-tasking machines are arranged in series, and each multi-tasking machine processes n workpieces W while sequentially transferring the workpieces W. Here, the first composite machine M1 is the number of workpieces W to be turning as n L1, the number of workpieces W to be hardened processed with n Y1, the number of workpieces W to grinding and n G1. Similarly, for the i-th multi-tasking machine Mi, the numbers of workpieces W to be turned, quenched, and ground are n Li , n Yi , and n Gi , respectively. In this case, the processing time of the first composite machine M1 is as follows, placing it between T 1.
n L1 / V L + n Y 1 / V Y + n G 1 / V G + t k1 + t w1 = T 1
Similarly, the processing time of the multitasking machine Mi of the i-th multitasking machine Mi becomes as follows, placing the T i.
n Li / V L + n Yi / V Y + n Gi / V G + t ki + t wi = T i
When N multi-tasking machines are arranged in series and each multi-tasking machine sequentially processes the workpieces W while processing n workpieces W, the total processing time is within each multi-tasking machine. Therefore, the machining time for machining n pieces of workpieces W can be expressed as follows, because the rate is limited by a multi-tasking machine that requires the most time for machining and delivery of workpieces W.
Max {T 1 , ..., T i , ..., T N }
That is, processing time to process the n number of the workpiece W is, T 1, becomes · ·, T i, · ·, the largest value in T N.

第1の加工モードをN台の前記複合加工機のそれぞれが複数種類の加工の全加工を(n/N)個のワークWに所定の順序で同時に加工を行うモードとし、第2の加工モードをn個の前記ワークをN台の複合加工機の間で受け渡すことによりN台の複合加工機がn個のワークWに施す複数種類の加工の中から選択した分担加工に基づいてn個のワークWに複数種類の加工を所定の順序で加工を行うモードとし、これらのモードを設定する加工モード設定ステップとする。   The first machining mode is a mode in which each of the N multi-tasking machines performs a plurality of types of machining on the (n / N) workpieces W simultaneously in a predetermined order, and the second machining mode. N pieces of workpieces are transferred between N multi-task machines, and n multi-task machines are selected from among a plurality of types of machining performed by n multi-task machines on n workpieces W. A mode in which a plurality of types of machining is performed on the workpiece W in a predetermined order is set as a machining mode setting step for setting these modes.

第1及び第2の加工モードの加工時間を演算する演算ステップでは、第1の加工モードの加工時間Tを演算し、また、第2の加工モードの加工時間、すなわち、Max{T、・・、T、・・、T}を演算する。そして、上記のTとMax{T、・・、T、・・、T}を比較して、その中から加工時間の短い加工モードを選択してワークWを加工する。すなわち、第1の加工モードの加工時間Tの方が加工時間が短い場合は、配置ステップにより、N台の複合加工機を並列に配置して、N台の複合加工機のそれぞれが複数種類の加工の全加工を(n/N)個のワークWに行う。一方、第2の加工モードの加工時間Max{T、・・、T、・・、T}の方が短い場合は、配置ステップにより、N台の複合加工機をワークWの受け渡しを考慮して直列に配置され、N台の複合加工機がn個のワークWに施す分担加工に基づいてn個のワークWに複数種類の加工を所定の順序で行う加工ステップにより加工する。 In the calculation step for calculating the machining time in the first and second machining modes, the machining time T 0 in the first machining mode is calculated, and the machining time in the second machining mode, that is, Max {T 1 , .., T i ,..., T N } are calculated. Then, T 0 and Max {T 1 ,..., T i ,..., T N } are compared, and a machining mode with a short machining time is selected, and the workpiece W is machined. That is, when the machining time T 0 in the first machining mode is shorter, N complex machines are arranged in parallel by the arrangement step, and each of the N complex machines has a plurality of types. (N / N) workpieces W are all processed. On the other hand, if the machining time Max {T 1 ,..., T i ,..., T N } in the second machining mode is shorter, N complex machines are transferred to the workpiece W by the placement step. In consideration of the shared processing performed by the N multi-tasking machines on the n workpieces W, the n workpieces W are processed in a predetermined order by performing a plurality of types of processing in a predetermined order.

このように、複数種類の加工時間、加工ツールの交換時間、及びワーク交換時間を考慮して、第1及び第2の加工モードの中から加工時間の短い加工モードで加工することが可能になり、生産効率が向上する。   As described above, in consideration of a plurality of types of machining times, machining tool exchange times, and workpiece exchange times, machining can be performed in a machining mode with a short machining time from the first and second machining modes. , Improve production efficiency.

(本発明の実施の形態の効果)
本発明の実施の形態によれば、以下の効果を有する。
(1)生産数量に応じて複合加工機を増減して配置し、この配置された台数に応じた最適な加工方法が本発明の実施の形態の方法により可能となるので、少量生産から大量生産まで対応可能な、ワーク加工開始から終了までプロセス一貫した効率のよい加工方法を実現することができる。
(2)複数の複合加工機を並置してワークを並行して加工する方法では、生産に必要な加工ツールをすべての複合加工機に備えることが必要であるが、本発明の実施の形態の加工方法によれば、各複合加工機が分担加工するのに必要な加工ツールのみを備えればよいので、加工ツールのコスト、維持メンテナンス等の点で大きな効果がある。
(3)工場スペースに制約があり、かつ、最適な生産システムを構築する場合に、本発明の実施の形態の加工方法を適用することで、工場スペースに適合した台数の複合加工機を配置し、この配置に適した加工方法を実施できるので、最も効率のよい生産システムを実現できる。
(Effect of the embodiment of the present invention)
The embodiment of the present invention has the following effects.
(1) The number of combined processing machines is increased or decreased according to the production quantity, and the optimum machining method according to the number of arranged machines can be realized by the method according to the embodiment of the present invention. It is possible to realize an efficient machining method that is process consistent from work start to finish.
(2) In the method of processing a workpiece in parallel by juxtaposing a plurality of multi-task machines, it is necessary to provide all multi-task machines with processing tools necessary for production. According to the processing method, it is only necessary to provide the processing tools necessary for each multi-tasking machine to perform shared processing, so that there are significant effects in terms of processing tool costs, maintenance and the like.
(3) When the factory space is limited and an optimum production system is constructed, the machining method according to the embodiment of the present invention is applied to arrange a number of multi-task machines suitable for the factory space. Since the processing method suitable for this arrangement can be carried out, the most efficient production system can be realized.

本発明の実施の形態を構成する複合加工機の平面図である。It is a top view of the compound processing machine which comprises embodiment of this invention. 図1に示す複合加工機の主軸台より後側を前から見た正面図である。It is the front view which looked at the rear side from the headstock of the compound processing machine shown in FIG. 1 from the front. 自動工具交換ユニット400において、第1の加工ツール501a及び第2の加工ツール501bの着脱動作の状態における、各ユニットの位置関係を示す図である。In the automatic tool change unit 400, it is a figure which shows the positional relationship of each unit in the state of the attachment or detachment operation | movement of the 1st processing tool 501a and the 2nd processing tool 501b. 第1の加工ツール501aのツールタレット403への回収動作を示す図である。It is a figure which shows collection | recovery operation | movement to the tool turret 403 of the 1st processing tool 501a. 第2の加工ツール501bのホイール回転主軸ユニット200への装着工程を示す図である。It is a figure which shows the mounting process to the wheel rotation spindle unit 200 of the 2nd processing tool 501b. ホイール回転主軸ユニット200に、旋削加工に使用される旋削工具502として旋削用電着ホイールを装着して、ワークWを旋削加工している状態を示す図である。It is a figure which shows the state which mounts the electrodeposition wheel for turning to the wheel rotation spindle unit 200 as the turning tool 502 used for turning, and is turning the workpiece W. ホイール回転主軸ユニット200に、レーザ焼入れヘッド等の熱処理工具504を装着して、ワークWを熱処理加工している状態を示す図である。It is a figure which shows the state which mounts | wears with the heat processing tool 504, such as a laser hardening head, to the wheel rotation spindle unit 200, and heat-processes the workpiece | work W. ホイール回転主軸ユニット200に、穴あけ、溝加工等に使用される切削工具503を装着して、ワークWの穴あけ、溝加工等を行っている状態を示す図である。It is a figure which shows the state which is equipped with the cutting tool 503 used for drilling, a groove process, etc. to the wheel rotation main shaft unit 200, and is drilling, a groove process, etc. of the workpiece | work W. ホイール回転主軸ユニット200に、研削工具505として砥石車(例えば、CBNホイール)を装着して、ワークWを研削加工している状態を示す図である。It is a figure which shows the state which attaches a grinding wheel (for example, CBN wheel) as the grinding tool 505 to the wheel rotation spindle unit 200 and grinds the workpiece W. 自動車の代表的な部品の一つである等速ジョイントの従来の加工ライン構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional process line structure of the constant velocity joint which is one of the typical components of a motor vehicle. 複合加工機1台、2台及び3台で加工する場合を示すものである。This shows the case of processing with one, two and three multi-task machines. 本発明の実施の形態に係る加工方法の各ステップのフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of each step of the processing method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る加工ラインにおける工程のフローを示すもので、(a)は、加工種別による工程のフローを示す図であり、(b)は、複合加工機が分担加工するワークWの加工数量と加工種別による工程のフローを示す図である。The flow of the process in the processing line which concerns on embodiment of this invention is shown, (a) is a figure which shows the flow of the process by a process classification, (b) is the workpiece | work W which a multi-tasking machine performs a shared processing. It is a figure which shows the flow of the process by the processing quantity and processing classification. 複合加工機3台で各々旋削、焼入れ、研削加工を分担加工する場合を示す図である。It is a figure which shows the case where each multi-tasking machine performs a shared process of turning, hardening, and grinding. 複合加工機2台で分担加工する場合の第1の分担加工モード(a)と第2の分担加工モード(b)を示す図である。It is a figure which shows the 1st shared processing mode (a) and 2nd shared processing mode (b) in the case of performing shared processing with two compound processing machines. 3台の複合加工機を配置し、各複合加工機が分担加工する加工時間が所定の時間より大なるとき、(a)で示す各複合加工機を並列に配置する加工分担の仕方とし、所定の時間より小なるとき(b)で示す各複合加工機を直列に配置する加工分担の仕方とすることを示す図である。When three multi-task machines are arranged and the machining time for each multi-task machine is greater than a predetermined time, the multi-task machines shown in FIG. It is a figure which shows that it is set as the method of the work sharing which arrange | positions each multi-tasking machine shown by (b) when it becomes shorter than this time. N台の複合加工機を並列配置したときの加工時間Tと、直列配置したときの各複合加工機の加工時間T、・・、Ti、・・、Tの関係を線図で表したものである。The machining time T 0 when the N number of multi-axis machines arranged in parallel, the processing time T 1 of the each composite machine when the series arrangement, · ·, T i, · ·, diagrammatically the relationship between T N It is a representation.

符号の説明Explanation of symbols

1 複合加工機 10 ベッド
100 ワーク支持駆動ユニット 101 主軸台ベース
102 主軸台スライドガイド 103 主軸台
104 主軸駆動モータ 105 主軸
200 ホイール回転主軸ユニット 201 ホイール回転主軸
202 トラクションドライブユニット 203 クランプ部
300 多自由度リンク機構 301 リンクヘッド
302 リニアガイドベース 303 リンク
304 リニアガイド 305 リンク駆動サーボモータ
306 ホイール回転主軸駆動モータ 307 スライダ
308 ボールねじ
400 自動工具交換ユニット 402 ツールポッド
403 ツールタレット 404 サーボモータ
405 ボールブッシュ 406 結合部
407 溝部
501a 第1の加工ツール 501b 第2の加工ツール
502 旋削工具 503 切削工具
504 熱処理工具 505 研削工具
506 表面仕上げ工具 510 テーパ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Combined processing machine 10 Bed 100 Work support drive unit 101 Spindle base 102 Spindle base slide guide 103 Spindle base 104 Spindle drive motor 105 Spindle 200 Wheel rotation spindle unit 201 Wheel rotation spindle 202 Traction drive unit 203 Clamp part 300 Multi-degree-of-freedom link mechanism 301 Link Head 302 Linear Guide Base 303 Link 304 Linear Guide 305 Link Drive Servo Motor 306 Wheel Rotating Spindle Drive Motor 307 Slider 308 Ball Screw 400 Automatic Tool Change Unit 402 Tool Pod 403 Tool Turret 404 Servo Motor 405 Ball Bush 406 Joint 407 Groove 501a First processing tool 501b Second processing tool 502 Turning tool 503 Cutting tool 504 Heat treatment Tool 505 grinding tool 506 surface finishing tool 510 taper portion

Claims (2)

ワークの形状を形成する形状加工ツール、前記ワークに熱処理加工を行う熱処理加工ツール、及び、前記ワークの仕上げ加工を行う仕上げ加工ツールから所定の順序で1つの加工ツールを選択し、複数種類の加工を前記ワークに対して選択的に行うことが可能な複合加工機を前記ワークの生産数量、前記複合加工機の稼動期間、及び、前記ワークの単位数量あたりの加工時間に応じて前記ワークの加工ラインに複数台配置する配置ステップと、
記ワークに一連の加工を行うための複数の加工工程の中から、前記加工ラインに配置された複数の前記複合加工機がそれぞれ分担する加工工程を、各加工工程の加工時間の積算時間がタクトタイムを超えないように決定する分担加工決定ステップと、
前記ワークを前記加工工程の加工順序に基づいて複数の前記複合加工機の間で直列に受け渡すことによって前記加工工程の加工を複数の前記複合加工機で分担して実行させる分担加工ステップを有することを特徴とするワーク加工方法。
A plurality of types of machining are selected by selecting one machining tool in a predetermined order from a shape machining tool for forming a workpiece shape, a heat treatment tool for performing heat treatment on the workpiece, and a finishing tool for finishing the workpiece. Machining of the workpiece according to the production quantity of the workpiece, the operation period of the complex machining machine, and the machining time per unit quantity of the workpiece. A placement step of placing multiple units on the line;
From a plurality of processing steps for performing a series of processing before Symbol workpiece, the machining process of the machining plurality of the composite processing machine disposed in a line is shared respectively, the accumulated time of the processing time of each process step A shared machining decision step that decides not to exceed the tact time;
There is a shared machining step in which the processing of the machining process is shared and executed by the plurality of multi-tasking machines by transferring the workpiece in series between the plurality of multi-tasking machines based on the machining order of the machining processes. A workpiece machining method characterized by that.
前記配置ステップは、前記複数の複合加工機として第1より第3の複合加工機を前記加工ラインに配置し、
前記分担加工ステップは、前記第1の複合加工機に旋削加工を分担させ、前記第2の複合加工機に焼入れ加工を分担させ、前記第3の複合加工機に研削加工を分担させることを特徴とする請求項1記載のワーク加工方法。
In the arranging step, a plurality of first and third compound machines are arranged on the processing line as the plurality of compound machines,
In the shared machining step, the first multi-tasking machine shares the turning process, the second multi-task machine shares the quenching process, and the third multi-task machine shares the grinding process. The workpiece machining method according to claim 1.
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