JP4611189B2 - Work positioning device - Google Patents
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Description
本発明はワーク位置決め装置に関し、例えば内燃機関用のシリンダヘッド等のワークに切削加工を施すにあたってそのワークを正確に位置決めするためのワーク位置決め装置に関するものである。 The present invention relates to a workpiece positioning apparatus, and more particularly to a workpiece positioning apparatus for accurately positioning a workpiece such as a cylinder head for an internal combustion engine when cutting the workpiece.
アルミニウム合金製のシリンダヘッドの機械加工ラインでは多種類(多車種または多形式)のシリンダヘッドを共通のラインに流すいわゆる多品種混流ライン形式もしくは多品種少量生産形式が主流となっているが、多種類のシリンダヘッドの加工に対応できるように加工設備に汎用性を持たせれば持たせるほどワークに位置決め精度が問題となりやすく(例えば特許文献1参照)、したがって多品種混流ライン形式ではあっても特定の工程ではなおも各種類毎の専用の加工装置を用いて加工を行っていることが多い。 In the machining line for cylinder heads made of aluminum alloy, the so-called multi-variety mixed-flow line type or multi-variety low-volume production type in which many types (multi-model or multi-type) of cylinder heads flow to a common line is the mainstream. The more versatile the machining equipment is so that it can handle various types of cylinder heads, the easier the positioning accuracy of the workpiece becomes (for example, see Patent Document 1). In this process, there are still many cases where processing is performed using a dedicated processing apparatus for each type.
例えば、鋳造後のシリンダヘッド粗材に付帯している湯口部および鋳ばりの除去を目的とした初期段階の仕上げ切削工程もその例であり、各形式ごとに用意された専用加工装置を用い、シリンダヘッドの外形状部を位置決め基準として位置決めして加工を行っている。
しかしながら、専用設備である以上はワーク形状が変更になるとそれに併せて設備改造もしくは新規設備の購入の必要があり、多大な設備投資と長期にわたる準備期間が必要となって好ましくない。 However, as long as it is a dedicated facility, when the workpiece shape is changed, it is necessary to modify the facility or purchase a new facility, which is not preferable because a large facility investment and a long preparation period are required.
これらの問題を解消する方策として、所定の治具にてシリンダヘッド粗材の位置決めを行う一方、汎用性のある産業用ロボットに仕上げ切削用のカッターユニットを持たせ、このロボット作業にて上記湯口部および鋳ばりの除去を目的とした仕上げ切削を行うようにした設備も提案されているが、上記と同様にワーク形状が変更になるとそれに併せてロボット軌跡データの修正等の段取り替え作業が必要となるほか、ワーク形状の変更が大幅なものである場合には上記治具もしくはカッターユニットの改造が必要となり、多大な設備投資と長期にわたる準備期間が必要となることに変わりはない。 As a measure to solve these problems, the cylinder head coarse material is positioned with a predetermined jig, while a general-purpose industrial robot is equipped with a cutter unit for finishing cutting, and the above-mentioned gate is provided by this robot work. Although equipment has also been proposed to perform finish cutting for the purpose of removing parts and cast-off, when the workpiece shape is changed as in the above, it is necessary to perform setup change work such as correction of robot trajectory data. In addition, if the workpiece shape is significantly changed, the jig or the cutter unit needs to be remodeled, which requires a great investment in equipment and a long preparation period.
その一方、加工対象となるシリンダヘッドが固定されるチルト式のワークテーブル(天地反転可能なワークテーブル)と、このワークテーブル上のシリンダヘッドに対して所定の切削加工を施す少なくとも一つの主軸と、を備えたマシニングセンタタイプの切削加工装置の採用を前提とした場合に、所定の搬送手段により搬送されてきたシリンダヘッドをリフタ機能を有する移載台車のリフタテーブルで一旦受け取って位置決めした上、この位置決めされたシリンダヘッドがワークテーブルと対面する位置まで上記移載台車を移動させ、その位置にてリフタテーブルをリフトアップさせることによりシリンダヘッドをワークテーブルに着座させつつそのワークテーブル側のクランパーにてクランプするようにすれば、リフターテーブルの昇降軌跡の真直度が保証されるかぎりにおいては、上記ワークテーブルからロケートピンを廃止して、設備の汎用性を維持しながらそのワークテーブルの構造を簡素化できることが判明した。 On the other hand, a tilt-type work table (work table that can be turned upside down) to which a cylinder head to be machined is fixed, and at least one spindle that performs a predetermined cutting process on the cylinder head on the work table, If it is assumed that a machining center type cutting machine equipped with a cylinder head is used, the cylinder head conveyed by a predetermined conveying means is once received and positioned by a lifter table of a transfer carriage having a lifter function. The transfer carriage is moved to a position where the cylinder head facing the work table is moved, and the lifter table is lifted up at that position so that the cylinder head is seated on the work table and clamped by a clamper on the work table side. If you do, lift the lifter table In long as straightness of the trace it is guaranteed, and the from the work table abolished the locating pins, were found to be possible to simplify the structure of the work table while maintaining the versatility of the equipment.
そこで、本発明は、例えば上記のようなマシニングセンタタイプの切削加工装置の採用した上で多品種少量生産を行うにあたり、シリンダヘッドに代表されるような複数種類のワークについて高精度な位置決めを行える汎用性の高いワーク位置決め装置を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention is a general-purpose that can perform high-precision positioning for a plurality of types of workpieces typified by a cylinder head, for example, when employing a machining center type cutting device as described above and performing multi-product small-volume production. An object of the present invention is to provide a work positioning device with high performance.
請求項1に記載の発明は、基盤とその基盤上に設けられた一対のロケートピンとを備えているとともに、複数の穴を有するワークについていずれかの二つの穴に上記ロケートピンを係合させることでそのワークを位置決めする装置であって、上記一対のロケートピンは、位置調整用アクチュエータの作動によって相互接近離間方向で個別に位置調整可能となっているとともに、上記各ロケートピンは、円錐形状のうち互いに対向する面と反対側の部分を軸心と平行な面をもって切除することにより一対の位置決め稜線部を有する略半円錐形状のものとして形成してあり、各ロケートピンをワーク側の穴にそれぞれ係合させて一次位置決めを行った後に、そのロケートピン同士を互いに離間する方向に移動させることで上記各位置決め稜線部を基準としてワークの最終位置決めを行うようになっていることを特徴としている。 The invention according to claim 1 is provided with a base and a pair of locate pins provided on the base, and by engaging the locate pin with any two holes of a workpiece having a plurality of holes. a device for positioning the workpiece, the pair of locating pins are both when has a separately positionable in a mutual approaching separation direction by the operation of the position adjustment actuator, each locator pin are each of conical The part opposite to the opposing surface is cut off with a surface parallel to the axis to form a semi-conical shape with a pair of positioning ridges, and each locating pin is engaged with a hole on the workpiece side. After performing the primary positioning, the positioning ridges are moved by moving the locating pins in directions away from each other. It is characterized by being adapted to perform the final positioning of the workpiece as a quasi.
この場合、上記位置調整用アクチュエータとしては例えば数値制御が可能なNCモータを採用するのが望ましい。 In this case, it is desirable to employ, for example, an NC motor capable of numerical control as the position adjusting actuator.
より望ましくは、請求項2に記載のように、上記各ロケートピンは少なくとも穴の位置および直径が異なる複数種類のワークに対応可能となっていて、そのロケートピンの直径を相手側の穴の直径よりも小さく形成する一方、上記位置調整用アクチュエータはワークの種別に応じてロケートピンの位置を調整するようになっているものとする。
More preferably, as described in
請求項1に記載の発明では、位置決め対象となる複数の穴を有するワークとしては、請求項3に記載のようにワーク本来の機能の上で必要な複数の穴を同一平面上に有しているもの、例えば点火栓取付穴もしくはインジェクションノズルボディ取付穴を有する内燃機関用のシリンダヘッドを想定している。なお、上記点火栓取付穴とは、1気筒4弁式ガソリンエンジン仕様のシリンダヘッドのうち点火栓(スパークプラグ)が取り付けられる穴をいい、同様にインジェクションノズルボディ取付穴とは、直噴式ディーゼルエンジンのシリンダヘッドのうちインジェクションノズルのボディが装着される穴をいう。このようにシリンダヘッド側の位置決め基準部を点火栓取付穴もしくはインジェクションノズルボディ取付穴としているのは、穴の大きさや位置が微妙に異なるものの、エンジン形式(シリンダヘッドの形式もしくは仕様)の相違やシリンダヘッドの外形状の相違にかかわらずその位置が比較的一定しているためである。
In the invention described in claim 1, the workpiece having a plurality of holes to be positioned has a plurality of holes necessary for the original function of the workpiece on the same plane as described in
また、請求項1に記載の発明におけるワーク位置決め装置は、例えば先に述べたマシニングセンタタイプの切削加工装置に適用することを想定している。より具体的には、加工対象となるシリンダヘッド等のワークが固定されるチルトタイプのワークテーブルと、このワークテーブル上のワークに対して所定の切削加工を施す少なくとも一つの主軸と、を備えたマシニングセンタタイプの切削加工装置の使用を前提とした場合に、所定の搬送手段により搬送されてきたワークをリフタ機能を有する移載台車のリフタテーブルで一旦受け取って位置決めした上、この位置決めされたワークがワークテーブルと対面する位置まで上記移載台車を移動させ、その位置にてリフタテーブルをリフトアップさせることによりワークをワークテーブルに着座させつつそのワークテーブル側のクランパーにてクランプするものとし、上記リフタテーブルとして請求項1に記載のワーク位置決め装置を採用するものとする。 The workpiece positioning apparatus according to the invention described in claim 1 is assumed to be applied to, for example, the machining center type cutting apparatus described above. More specifically, a tilt-type work table to which a workpiece such as a cylinder head to be processed is fixed, and at least one main spindle that performs predetermined cutting on the work on the work table are provided. When it is premised on the use of a machining center type cutting apparatus, the workpiece conveyed by a predetermined conveying means is once received and positioned by a lifter table of a transfer carriage having a lifter function, and then the positioned workpiece is The transfer carriage is moved to a position facing the work table, and the lifter table is lifted up at that position to clamp the work on the work table while being clamped by the work table side clamper. A work positioning device according to claim 1 is used as a table. To.
このようなマシニングセンタタイプの切削加工装置の使用を前提とした場合には、請求項4に記載のように、上記基盤上に各ロケートピンを上向き姿勢で配置してあることが望ましい。 When it is assumed that such a machining center type cutting apparatus is used, it is desirable that each locating pin is arranged in an upward posture on the base as described in claim 4 .
したがって、この請求項1に記載の発明では、先に述べたマシニングセンタタイプの切削加工装置の使用を前提とした場合、移載台車側の水平なリフタテーブルに対し例えばワークであるシリンダヘッドをシリンダブロックとの接合面を上にした状態で載置すれば、略半円錐形状のロケートピンとシリンダヘッド側の点火栓取付穴もしくはインジェクションノズルボディ取付穴とが係合し、その段階でシリンダヘッドを搬送するための移載台車側のリフタテーブルとワークであるシリンダヘッドとの相対位置決めがなされ、たとえ移載台車が移動しても両者の関係は不変である。 Therefore, according to the first aspect of the present invention, when it is premised on the use of the machining center type cutting device described above, a cylinder head as a workpiece, for example, is attached to a cylinder block on a horizontal lifter table on the transfer carriage side. Is placed with the joint surface facing up, the locating pin having a substantially semi-conical shape engages with the spark plug mounting hole or the injection nozzle body mounting hole on the cylinder head side, and the cylinder head is conveyed at that stage. Therefore, relative positioning of the lifter table on the transfer carriage side and the cylinder head as the work is performed, and even if the transfer carriage moves, the relationship between the two remains unchanged.
この時、各ロケートピンをワーク側の穴にそれぞれ係合させた段階でリフターテーブルに対するワークの一次位置決めがなされ、その後にロケートピン同士を互いに離間する方向に移動させることで上記各位置決め稜線部を基準としてワークの最終位置決めがなされることになる。すなわち、ロケートピン側の位置決め稜線部と点火栓取付穴もしくはインジェクションノズルボディ取付穴側の円筒面とが点接触するかたちとなり、この点接触をもって相対位置決めがなされることから、より高精度な位置決めが可能となる。 At this time, the primary positioning of the workpiece with respect to the lifter table is performed at the stage where each locating pin is engaged with the hole on the workpiece side, and then the locating pins are moved away from each other to make the positioning ridge line portion a reference. The final positioning of the workpiece is performed. That is, the positioning ridge line on the locate pin side and the spark plug mounting hole or the cylindrical surface on the injection nozzle body mounting hole side are in point contact, and relative positioning is performed by this point contact, enabling more accurate positioning. It becomes.
そして、切削加工装置側のワークテーブルの直下まで移載台車を移動させ、その移載台車自体のリフタ機能によりリフタテーブルをリフトアップさせると、リフタテーブルとワークであるシリンダヘッドとの相対位置決め状態を維持したままでシリンダヘッドのうちシリンダブロックとの接合面がワークテーブルに密着して着座するようになることから、この状態でワークテーブル側に付帯しているクランパーをクランプ動作させることにより、シリンダヘッドがワークテーブルに堅固にクランプされる。このシリンダヘッドのクランプ状態をもってロケートピンはその機能を失うことから、移載台車のリフタテーブルのみを下降させる。 Then, when the transfer carriage is moved to just below the work table on the cutting device side, and the lifter table is lifted up by the lifter function of the transfer carriage itself, the relative positioning state of the lifter table and the cylinder head as the workpiece is changed. Since the joint surface of the cylinder block with the cylinder block comes into close contact with the work table while maintaining the cylinder head, the clamp head attached to the work table side is clamped in this state. Is firmly clamped to the worktable. Since the locate pin loses its function when the cylinder head is clamped, only the lifter table of the transfer carriage is lowered.
このようなワークであるシリンダヘッドの移載過程において、予めリフタテーブルとシリンダヘッドとの相対位置決めがロケートピンによってなされていることから、リフタテーブルのリフトアップ軌跡の精度さえ保証されていれば、ワークテーブルとシリンダヘッドとの相対位置決め精度は一義的に定まることになる。 Since the relative positioning between the lifter table and the cylinder head is made in advance by the locate pin in the transfer process of the cylinder head, which is such a workpiece, the work table is only required if the lift-up path accuracy of the lifter table is guaranteed. The relative positioning accuracy between the cylinder head and the cylinder head is uniquely determined.
また、先に述べたようにエンジン形式の相違やシリンダヘッドの外形状の相違にかかわらず、位置決め基準部となる点火栓取付穴もしくはインジェクションノズルボディ取付穴の位置がほぼ一定してはいても、必ずしも完全に一致しているわけではない。そこで、各エンジン形式ごとの点火栓取付穴もしくはインジェクションノズルボディ取付穴位置の微妙な違いに対応するために、請求項2に記載のように位置調整用アクチュエータの作動により各ロケートピンの位置を例えばいわゆるNC制御方式にて切り換える。こうすることにより、多種類のシリンダヘッドの位置決めに対応でき、きわめて汎用性が高いものとなる。
In addition, as described above, regardless of the difference in the engine type and the difference in the outer shape of the cylinder head, even if the position of the spark plug mounting hole or the injection nozzle body mounting hole serving as the positioning reference portion is substantially constant, It does not necessarily match completely. Therefore, in order to cope with a subtle difference in the position of the spark plug mounting hole or the injection nozzle body mounting hole for each engine type, the position of each locate pin is so-called, for example, by the operation of the position adjusting actuator as described in
請求項1に記載の発明によれば、一対の位置決め稜線部を有する一対のロケートピンをワーク側の穴にそれぞれ係合させて一次位置決めを行った後に、そのロケートピン同士を互いに離間する方向に移動させることで上記各位置決め稜線部を基準としてワークの最終位置決めを行うようになっているため、ワークの種類あるいは形式の違いにかかわらず高精度な位置決めが可能となって、その位置決め精度が大幅に向上するほか、ロケートピン自体も位置調整可能であることから多種類,多形式のワークの位置決めに対応可能であるとともに、ワークの形状変更に際しても位置決め装置としての改造もしくは新設等が不要で設備投資を抑制でき、真の意味で汎用性の高いワーク位置決め装置を実現できる効果がある。 According to the first aspect of the present invention, after the primary positioning is performed by engaging the pair of locating pins having the pair of positioning ridge lines with the holes on the workpiece side, the locating pins are moved away from each other. As a result, the final positioning of the workpiece is performed based on each positioning ridge line as described above, enabling high-precision positioning regardless of the type or type of workpiece and greatly improving its positioning accuracy. In addition, the position of the locating pin itself can be adjusted, so it can be used for positioning of many types and types of workpieces, and it is not necessary to modify or newly install a positioning device when changing the shape of the workpiece, reducing capital investment. This has the effect of realizing a workpiece positioning device that is truly versatile.
図1以下の図面は本発明に係るワーク位置決め装置を用いた切削加工装置のより具体的な好ましい実施の形態を示す図であり、特に図1はその平面説明図を、図2は図1の左側面の拡大説明図を、図3は図2のA−A線に沿う断面図をそれぞれ示している。そして、本実施の形態の切削加工装置は先にも述べたようにダイカスト鋳造後のアルミニウム合金製シリンダヘッド粗材の外周面に不可避的に付帯している湯口部や鋳ばりの切削除去を目的とした仕上げ切削加工ラインに適用した例を示している。 1 and the following drawings are views showing a more specific preferred embodiment of a cutting apparatus using a workpiece positioning device according to the present invention, in particular FIG. 1 is a plan view thereof, and FIG. 2 is a plan view of FIG. 3 is an enlarged explanatory view of the left side surface, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. The cutting device of the present embodiment, as described above, aims to cut and remove the sprue portion and cast flash that are unavoidably attached to the outer peripheral surface of the aluminum alloy cylinder head rough material after die casting. It shows an example applied to the finish cutting line.
図1に示すように、上記仕上げ切削加工ラインは大別して、鋳造後のシリンダヘッド粗材(以下、ワークという)Wを搬入するための前詰めストレージ機能を有する搬入コンベア1と、並べて配置された2台のマシニングセンタ2,3と、搬入コンベア1によって搬入されたワークWを順次2台のマシニングセンタ2,3に供給するための自走可能な多関節型のハンドリングロボット4と、2台のマシニングセンタ2,3間にまたがって配設されたワーク搬出用の搬出コンベア(ベルトコンベア)5とを備えている。なお、各マシニングセンタ2,3は図2,3にも示すようにブース板6によって囲まれた独立ブース構造となっている。そして、各マシニングセンタ2,3とロボット走路7との間には、それら両者間を往復移動してハンドリングロボット4から供給されたワークWを受け取ってこれをマシニングセンタ2,3側に供給するための移載台車8がそれぞれに設けられている。
As shown in FIG. 1, the finish cutting process line is roughly divided and arranged side by side with a carry-in conveyor 1 having a front-packed storage function for carrying a cylinder head rough material (hereinafter referred to as a workpiece) W after casting. Two
各マシニングセンタ2,3は、先端に所定の切削工具Tが装着されることになる主軸9を備えた主軸ヘッド10のほか、ワークベースユニット11および自動工具交換装置(以下、ツールチェンジャーという)12等から構成されていて、周知のようにツールチェンジャー12のツールマガジン13には複数の切削工具Tが予め用意されていることから、主軸ヘッド10はその直交3軸の動作自由度を使ってツールマガジン13との間で自律的に工具交換を行う機能を有している。なお、各マシニングセンタ2,3はともに同一構造であるので、互いに共通する部分には同一符号を付してある。
Each
上記ワークベースユニット11は、NCモータ14の起動により360度割り出し回転可能なインデックスタイプのワークテーブル15を備えていて、後述するようにワークWを複数のクランパー16にてクランプした上で主軸10に対するワークWの姿勢を任意に変更することができるようになっている。ワークテーブル15は図1,2に示すように、ワークWが着座する部位以外の中央の大部分が中抜き形状とされた略矩形枠状ものとして形成されていて、複数のクランパー16にてワークWを堅固にクランプするようになっている。
The
一方、移載台車8はNCモータ23の起動により架台17上のレール18に沿って往復移動するようになっているとともに、リフトシリンダ19の伸縮作動によって昇降動作する基盤としてのリフタテーブル20を備えている。そして、図2に示すようにワーク受け取り位置P1にて下降状態にあるリフタテーブル20上にワークWを受け取った移載台車8はワーク引き渡し位置P2まで走行して、その位置にてリフタテーブル20をリフトアップさせることによりワークWをワークテーブル15側に引き渡すことになる。
On the other hand, the
上記リフタテーブル20の上面には図4の(A)に示すように左右一対のロケートピン21が設けられていて、これらのロケートピン21をワークW側の既存の取付穴22に係合させることでリフタテーブル20とワークWとの相対位置決めがなされるようになっている。各ロケートピン21には個別にNCモータ25が付設されており、このNCモータ25のはたらきによりロケートピン21が矢印a方向にスライドしてその位置を任意に調整することが可能となっている。
A pair of left and right locating pins 21 are provided on the upper surface of the lifter table 20 as shown in FIG. 4A. By engaging these locating
また、各ロケートピン21は図4のほか図5に示すように円錐台形状の一部を切除することにより略半円錐台形状に形成されているものであって、上記切除部はロケートピン21自体の軸心と平行な平面をもって切除することにより、各ロケートピン21には一対の位置決め稜線部24が形成されている。そして、ロケートピン21のうちその位置決め稜線部24を基準としてワークWの位置決めがなされるようになっている。
Further, each locating
さらに、上記ワークW側の取付穴22はワークWの種別の相違(エンジン、シリンダヘッドの形式もしくは仕様の相違)にかかわらずその位置がほぼ一定している部位が選定され、この実施の形態では図6,7に示すように直列4気筒タイプで且つ1気筒当たり4弁タイプのガソリンエンジン仕様の場合に四つある点火栓(スパークプラグ)取付穴22,22…のうち両端位置のものが上記ロケートピン21との係合部位として使用される。同様に、直噴ディーゼルエンジンの場合には上記点火栓取付穴22とほぼ同位置に設定されることになるインジェクションノズルボディ取付穴がロケートピン21との係合部位として使用される。
Further, the mounting
ここで、図4の(B)に示すように各ロケートピン21の直径は相手側の点火栓取付穴もしくはインジェクションノズルボディ取付穴等の取付穴22の直径よりも十分に小さく形成されているものの、上記のようにNCモータ25を作動させることにより各ロケートピン21の位置を微調整することが可能となっている。
Here, as shown in FIG. 4B, the diameter of each locating
したがって、以上のように構成された切削加工装置によれば、図1,2に示すようにダイカスト鋳造されたワークWとして複数の種別のものが混在するかたちで搬入コンベア1によって前詰め方式にてストレージされているものとすると、その搬入コンベア1上の最前列のワークWの種別が図示外のセンサによって検知される。例えばワークWの外観上の特徴を光電的に検出することでその種別が検知される。なお、各ワークWはシリンダヘッドとの接合面を上にした状態で待機している。そして、この種別検知後のワークWはロボットハンド26にて把持された上で例えば一方のマシニングセンタ2側のワーク受け取り位置P1で待機している移載台車8のリフタテーブル20上に移載される。
Therefore, according to the cutting apparatus configured as described above, as shown in FIG. 1 and FIG. If stored, the type of the work W in the front row on the carry-in conveyor 1 is detected by a sensor (not shown). For example, the type of the workpiece W is detected by photoelectrically detecting the appearance feature of the workpiece W. Each workpiece W stands by with its joint surface with the cylinder head facing upward. Then, the workpiece W after this type detection is gripped by the
それに先立って、上記の種別情報を受けてリフタテーブル20上のNCモータ25が作動し、各ワークWの種別ごとに予め設定されている位置までロケートピン21を移動させて位置決めする。これにより上記ロボットハンド26にて搬送されてきたワークWが移載台車8のリフタテーブル20上に載置されると、図4の(A),(B)に示すように各ロケートピン21がワークW側の取付穴22にスムーズに係合し、両者間のラフないわゆる一次位置決めがなされることになる。この時、各ロケートピン21と取付穴22とが単に係合しただけでは両者の間に隙間ができている可能性があり、位置決め精度の向上に限界がある。
Prior to this, the
そこで、リフタテーブル20上にワークWが移載されて各ロケートピン21と取付穴22とが係合し且つロボットハンド26がワークWを開放したならば、さらなるNCモータ25の作動により所定量だけ各ロケートピン21を図4の(B)および図7の矢印C方向に移動させる。その結果、各ロケートピン21につき一対の位置決め稜線部24がそれぞれ相手側である取付穴22の内筒面に圧接して二次的な位置決め機能を発揮し、これら位置決め稜線部24と取付穴22の内周面との点接触をもってワークWの最終的な位置決めがなされることになる。この位置決め完了状態を図8に示す。
Therefore, when the workpiece W is transferred onto the lifter table 20 and each locating
ここで、ハンドリングロボット4が一方のマシニングセンタ2側の移載台車8へのワークWの供給動作を終えると、ハンドリングロボット4は搬入コンベア1上の次のワークWを把持した上でロボット走路7上を他方のマシニングセンタ3側まで走行して、その他方のマシニングセンタ3側の移載台車8にワークWを供給することから、この他方のマシニングセンタ3側でももう一方のマシニングセンタ2側と全く同様の動作が繰り返されることになる。
When the handling robot 4 finishes supplying the workpiece W to the
このように、ワークWの種別に応じて略半円錐台形状のロケートピン21の位置を調整するとともに、各ロケートピン21とワークW側の取付穴22とが係合した後にさらにそのロケートピン21を取付穴22の径方向に移動させて該ロケートピン21側の位置決め稜線部24を取付穴22の内周面に圧接させて両者を点接触させることにより、ワークWの種別にかかわらずロケートピン21を共通して使用することを前提としつつも、いずれの種別のワークWについても確実かつ正確に位置決めすることができる。
As described above, the position of the substantially semi-conical
こうしてリフタテーブル20上のワークWの最終的な位置決めが完了すると、移載台車8は図2のほか図8,9に示すようにそのワーク受け取り位置P1からワーク引き渡し位置P2まで走行して停止する。このワーク引き渡し位置P2はワークベースユニット11のうちワークテーブル15の直下位置となるように予め設定されており、同時にワークテーブル15はワーク着座面を下向きにした水平状態で待機している。
When the final positioning of the workpiece W on the lifter table 20 is completed, the
上記のようにワーク引き渡し位置P2に移載台車8が位置決めされると、図2のほか図10に示すようにその移載台車8に付帯しているリフトシリンダ19が伸長動作し、リフタテーブル20上に位置決めされているワークWをリフタテーブル20ごと押し上げる。ワークWが押し上げられるとそのワークWの上面すなわちシリンダヘッドとの接合面となるべき部位がワークテーブル15に着座することから、その状態のままでワークテーブル15側に付帯している複数のクランパー16を作動させて、ワークWをワークテーブル15側の着座面に押し付けるようにしてクランプさせる。そして、ワークWがワークテーブル15側にクランプされたならばリフトシリンダ19が収縮動作してリフタテーブル20が下降し、さらに移載台車8全体が元のワーク受け取り位置P1まで移動して一時待機し、以降は上記と同様の動作を繰り返すことになる。
When the
このように、予め可動式のロケートピン21をもってリフタテーブル20に位置決めされているワークWをその位置決め状態のままでワークテーブル15側にクランプさせ、その後に上記ロケートピン21による位置決めを解除するようにしたことで、ワークWの種別にかかわらずロケートピン21による位置決め精度を維持したままでそのワークWをワークテーブル15側に移載して位置決めクランプすることができる。そして、ワークWの多種類対応のためにワークテーブル15がクランパー16以外のロケートピン等の位置決め手段を備えていない場合であっても、その位置決め精度の全てを上記リフタテーブル20側のロケートピン21の位置決め精度に依存することになるものの、上記のようにワークWの種別にかかわらず高精度な位置決めが行えることになる。
In this way, the workpiece W previously positioned on the lifter table 20 with the movable locate
ワークWがワークテーブル15に位置決めクランプされると、図2,3のほか図11の(A),(B)に示すようにワークテーブル15は適宜割り出し回転されて加工位置に応じワークWの姿勢を変更する一方(図11の(A),(B)は相互にワークWを180度反転させた状態を示している)、主軸9は加工位置もしくはワークWの種別に応じてツールチェンジャー12との間で工具Tの自動交換をい行いながら切削工具TにてワークWに付帯している湯口部の切断や鋳ばりの除去といった仕上げ切削加工を施すことになる。この場合、ワークWがワークテーブル15ごと360度回転可能となっているのに加えて、ワークテーブル15はいわゆる中抜き形状で且つフラット状のものとなっているため、ワークWのアンクランプ,クランプをし直すことなくそのワークWの6面の切削加工が可能である。また、ワークWの種別に応じた加工位置情報等は先の選択すべき工具Tの種別情報とともにマシニングセンタ2,3の制御装置に予め記憶・設定されており、加工すべきワークWの種別情報に応じて逐次呼び出される。
When the workpiece W is positioned and clamped to the workpiece table 15, the workpiece table 15 is appropriately indexed and rotated as shown in FIGS. 11A and 11B in addition to FIGS. 11 (A and B in FIGS. 11A and 11B show a state in which the workpiece W is inverted by 180 degrees with respect to each other), the
ワークWの切削加工が終了すると、ワークテーブル15は図10に示すように元の水平状態に復帰する一方、図1に示すようにそのワークテーブル15の真下で待機しているドロップリフタ27が作動する。すなわち、ドロップリフタ27のリフトシリンダ28の伸長作動によりそのテーブル29がワークWを受け取り可能な位置まで上昇し、その状態にてワークテーブル15側のクランパー16がアンクランプ動作することにより加工済みのワークWがドロップリフタ27のテーブル29に移載される。さらに、そのテーブル29が下降することにより加工済みのワークWはその下降位置で待機し、図2に示すように次のワークWの加工に際して移載台車8がワーク引き渡し位置P2まで前進してくることによりその移載台車8のリフタテーブル20にて搬出コンベア5側に押し出され、最終的には傾斜したシュート51を滑り落ちるようにして搬出コンベア5に移載されて後工程へと搬出され、以降は上記と同様の動作が繰り返されることになる。
When the cutting of the work W is completed, the work table 15 returns to the original horizontal state as shown in FIG. 10, while the
このように本実施の形態によれば、ワークWをマシニングセンタ2もしくは3側のワークベースユニット11に移載するためのリフタ機能付きの移載台車8にロケートピン21を設け、このロケートピン21を積極的に位置調整可能とするとともに、一次位置決め機能と二次位置決め機能とを発揮させるようにしたことにより、そのロケートピン21が多種類のワークWに対応可能なように汎用性をもつこととなるほか、ワークベースユニット11側のワークテーブル15は少なくとも多種類のワークWに対応可能なクランプ機能さえあればよく、ワークベースユニット11ひいてはマシニングセンタ2,3自体が汎用性の高いものとなり、シリンダヘッドの混流生産形態に無理なく対応できるようになる。
As described above, according to the present embodiment, the locating
なお、上記実施の形態では、主軸9とツールマガジン13との間での工具交換に際してツール交換用アームを使用することなく両者の間で直接的に工具交換を行う場合の例を示しているが、必要に応じて工具交換に際してツール交換用アームを使用するようにしてもよい。
In the above embodiment, an example is shown in which tool exchange is performed directly between the
8…移載台車
19…リフトシリンダ
20…リフタテーブル(基盤)
21…ロケートピン
22…取付穴(点火栓取付穴もしくはインジェクションノズルボディ取付穴)
24…位置決め稜線部
25…NCモータ(位置調整用アクチュエータ)
W…ワーク(シリンダヘッド粗材)
8 ...
21 ... Locate
24 ... Positioning
W ... Work (rough cylinder head)
Claims (4)
上記一対のロケートピンは、位置調整用アクチュエータの作動によって相互接近離間方向で個別に位置調整可能となっているとともに、
上記各ロケートピンは、円錐形状のうち互いに対向する面と反対側の部分を軸心と平行な面をもって切除することにより一対の位置決め稜線部を有する略半円錐形状のものとして形成してあり、
各ロケートピンをワーク側の穴にそれぞれ係合させて一次位置決めを行った後に、そのロケートピン同士を互いに離間する方向に移動させることで上記各位置決め稜線部を基準としてワークの最終位置決めを行うようになっていることを特徴とするワーク位置決め装置。 A device including a base and a pair of locate pins provided on the base, and positioning the work by engaging the locate pin with any two holes of the work having a plurality of holes. ,
The pair of locating pins are both when has a separately positionable in a mutual approaching separation direction by the operation of the position adjustment actuator,
Each of the locating pins is formed as a substantially semi-conical shape having a pair of positioning ridge lines by excising a portion of the conical shape opposite to the surface opposite to each other with a surface parallel to the axis.
After each positioning pin is engaged with the hole on the workpiece side for primary positioning, the positioning pins are moved away from each other so that the workpiece is finally positioned with reference to the positioning ridge line portion. A workpiece positioning device characterized by that.
そのロケートピンの直径を相手側の穴の直径よりも小さく形成する一方、
上記位置調整用アクチュエータはワークの種別に応じてロケートピンの位置を調整するようになっていることを特徴とする請求項1に記載のワーク位置決め装置。 Each of the above locate pins is compatible with at least a plurality of types of workpieces having different hole positions and diameters,
While forming the diameter of the locate pin smaller than the diameter of the counterpart hole,
2. The work positioning apparatus according to claim 1, wherein the position adjusting actuator adjusts the position of the locate pin in accordance with the type of the work.
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