JP5538003B2

JP5538003B2 - 多軸加工装置

Info

Publication number: JP5538003B2
Application number: JP2010054267A
Authority: JP
Inventors: 和紀河井; 登行筧; 怜内海
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-03-11
Also published as: JP2011183542A

Description

本発明は、多軸加工装置に関し、一層詳細には、例えば、クランクシャフト等からなるワークの受入口と払出口とを有する搬送手段を備え、前記ワークの受入口と払出口との間にワークを位置決め固定するワーク位置決め固定手段を設けるとともに、このワーク位置決め固定手段の配置位置に対応して、複数の回転工具を備えた多軸加工ユニットを変位させてワークに切削加工等を施す多軸加工装置に関する。

本出願人は、特開昭６１−１０３７１３号（特許文献１）において、多軸工作機械に係る技術的思想を提案している。この従来技術に係る多軸工作機械では、基台上にワークを着脱自在とする回転テーブルを設け、この回転テーブルに対して一組のタレットヘッドユニットが対向して配置される構成を採用している。それぞれのタレットヘッドユニットは、Ｘ軸方向に移動自在な第１インデックステーブルと、Ｙ軸方向に移動自在な第２インデックステーブルを備え、第２インデックステーブル上に約４５°の傾斜面を有するベースフレームが設けられている。このベースフレームに回転自在にタレットヘッドが設けられ、前記傾斜面に沿って複数の種類の異なる回転工具を装着したギャングヘッドが回転自在に支持されている。従って、回転工具自体はＸ軸方向とＹ軸方向に移動可能であり、しかも、タレットヘッドを回転させることによって異なる工具を回転テーブル上に位置決めされたワークに対して臨ませることが可能である。

特開昭６１−１０３７１３号公報

ところで、前記のような多軸工作機械では、回転テーブルの両側に互いに対峙するように複数のギャングヘッドが配置されており、これらの複数のギャングヘッドをインデックスさせて１つのワークを互いに反対方向から複数回にわたって切削加工を行う。このため、ワークに対するギャングヘッドのインデックス位置がずれることによって、ワークに対して精度高く加工をすることができないという難点がある。すなわち、ギャングヘッドに装着された回転工具でワークを加工しようとするとき、該ギャングヘッドのインデックス位置がずれてしまうと、全ての切削加工が所望の位置からずれて行なわれることになり、所定の品質を備えた製品を提供できなくなるばかりか、材料や加工時間を浪費するという不都合が露呈する。

また、作業者により、またはローダを用いて自動的にワークを搬送して該ワークを加工位置に正確に位置決めしようとすると、その取付作業や位置決め作業に相当長時間を必要とし、その結果、一台当たりの切削加工のためのサイクルタイムが増加する難点が露呈する。

一方、回転テーブルを用い、前記回転テーブルにワークを複数載置した上で、それぞれのワーク毎に個々のクランプ手段で位置決めし、１つのワークに対する加工が終了する毎に該回転テーブルを回転させ、次なる加工を行ない、その間に他のワークの投入又は払出しを行なう工程を営む場合もある。これによって加工のサイクルタイムが短縮する利点がある。しかしながら、回転テーブル上に複数配置されるクランプ手段のワークに対する位置決め精度にばらつきが生ずることが避けられず、それによってワークに対する加工精度が悪化せざるを得ない欠点もある。

本発明は、前記の不都合を克服するためになされたものであって、上流側にワークの投入口を設け、下流側にワークの払出口を供えたワーク搬送手段を有し、前記投入口と払出口との間に、ワークを位置決め固定するワーク位置決め固定手段を設けるとともに、このワーク位置決め固定手段に対応した位置に、複数種類の回転工具を装着した多軸加工ユニットを配置し、多軸加工ユニットは、前記ワーク搬送手段の長手方向に沿って移動可能であるとともに、前記長手方向に直交する方向にも移動可能とし、これによって全体として、多軸加工ユニットによる全ての切削加工等が精度良く行われることになり、しかも加工時間を短縮できるとともに製造コストも低廉になる多軸加工装置を提供することを目的とする。

請求項１で特定される発明は、複数の回転工具が設けられた単一の多軸加工ユニットにより１つのワークの複数個所に加工を行なう多軸加工装置であって、
前記多軸加工装置は、前記多軸加工ユニットに対面して前記ワークを搬送する搬送機構を備え、
前記搬送機構は、長尺な筐体と、前記筐体上の前記ワークの搬送方向上流側に設けられたワーク投入手段と、前記筐体上の前記ワークの搬送方向下流側に設けられたワーク払出手段とを有するとともに、前記ワーク投入手段とワーク払出手段との間の前記筐体上に、単一のワーク位置決め固定手段と前記ワーク投入手段とワーク位置決め固定手段とワーク払出手段との間で順次ワークを搬送する搬送手段とを備え、
前記筐体の底部は下方へ向けて傾斜角を有し、
前記多軸加工ユニットは前記ワーク位置決め固定手段に対応する位置に配置されたベースフレーム上で少なくとも前記ワークの搬送方向と平行に変位可能であるとともに、該ワークの搬送方向に直交して変位可能であることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ワーク位置決め固定手段によって位置決めされた単一のワークに対して多軸加工ユニットが変位し、しかも、ワーク位置決め固定手段に対応する位置にベースフレームが配置され、このベースフレーム上で多軸加工ユニットが２軸方向に移動可能であるために、ワークの固定された位置に対して、多軸加工ユニットは確実に変位することができ、しかも、精緻にワークに対する加工を施すことができるため、品質に優れた製品を得ることができる。

請求項２で特定される発明は、請求項１記載の多軸加工装置において、前記ワーク投入手段と前記ワーク位置決め固定手段との間に第１のワーク保持手段を配設し、該ワーク位置決め固定手段と前記ワーク払出手段との間に第２のワーク保持手段を配設し、前記ワーク投入手段と第１のワーク保持手段との第１の間隔と、前記第１のワーク保持手段と前記ワーク位置決め固定手段との第２の間隔と、該ワーク位置決め固定手段と前記第２のワーク保持手段の第３の間隔と、前記第２のワーク保持手段と前記ワーク払出手段との第４の間隔とがそれぞれ等距離に設定されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１記載の多軸加工装置において、ワーク投入手段と、第１のワーク保持手段と、ワーク位置決め固定手段と、第２のワーク保持手段と、ワーク払出手段との間で、等間隔に離間した距離が確保できるため、単一の搬送手段によって容易且つ確実にワークを順次送り出すことができ、加工工程中に他のワークの搬入、搬出が行なわれるため、搬送のためのサイクルタイムも短縮できる。

請求項３で特定される発明は、請求項１又は２記載の多軸加工装置において、前記ワークは前記ワーク位置決め固定手段に載置される軸部を有し、前記ワーク位置決め固定手段は前記ワークを前記ワークの前記軸部の軸方向で位置決めする位置決めブロックと該ワークを前記ワークの前記軸部の軸方向に直交する垂直方向で位置決め固定する第１のクランプ手段と、該ワークを水平方向で位置決め固定する第２のクランプ手段と、を備えることを特徴とする。

請求項３記載の多軸加工装置によれば、第１のクランプ手段と、第２のクランプ手段によって、垂直方向と水平方向でワークをクランプすることができるため、例えば、クランクシャフトのようなワークを確保するのに位置決め精度が十分に得られ好適である。

請求項４で特定される発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の多軸加工装置において、前記ワークはクランクシャフトであることを特徴とする。また、請求項５で特定される発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の多軸加工装置において、前記ワーク位置決め固定手段は、前記筐体上に配置される固定台を有し、前記固定台は、所定角度傾斜する傾斜面を上面に有するプレートを備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、特に、クランクシャフトの軸部を垂直方向から位置決めし、クランクシャフトのウエイト部を水平方向から位置決めできるため、位置決め精度が極めてよく加工可能である。

本発明に係る多軸加工装置によれば、ワークの位置決めと多軸加工ユニットの位置とが一対一の対応する関係で確実に固定できるため、多軸加工ユニットを構成する複数の工具で精度の優れた切削加工をワークに施すことができ、品質に優れ、加工時間も短縮されるとともにワーク搬送のためのサイクルタイムも短く、且つ低廉な製品を得ることが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態である多軸加工装置の斜視説明図である。図２は、図１に示す多軸加工装置を構成する位置決め固定部の斜視説明図である。図３は、シリンダとリンク部材とワークとの関係を示す一部省略斜視図である。図４は、図３で示されるワークを取り除いたシリンダとリンク部材との関係を示す一部省略斜視図である。図５は、図１に示す多軸加工装置を用いてワークに対して加工を施す際のワーク投入部にワークが載置された状態の概略正面説明図である。図６は、図５に示すワークが、ワーク位置決め固定部方向に移送される際の概略正面説明図である。図７は、ワークが位置決め固定部に移送され、さらにワーク保持部に対して次なるワークが載置された状態の正面説明図である。図８は、ワークであるクランクシャフトと加工穴の関係を示す一部省略斜視説明図である。

次に本発明に係る多軸加工装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

本実施の形態に係る多軸加工装置１０は、ワーク搬送機構１２と、多軸加工ユニット１４とを備える。ワーク搬送機構１２は、長尺な基台１６を有し、すなわち、基台１６は、鉄等の堅牢な金属体からなり、矩形形状を有する。基台１６の頂部には、前記基台１６よりも長尺な筐体１８が固着されており、該筐体１８の底部は下方へと指向する傾斜角を有する。加工時の切削油を回収するためである。前記筐体１８上にワーク投入手段としてのワーク投入部２０ａと、第１のワーク保持手段としての第１ワーク保持部２０ｂと、ワーク位置決め固定手段としてのワーク位置決め固定部２０ｃと、第２のワーク保持手段としての第２ワーク保持部２０ｄと、ワーク払出手段としてのワーク払出部２０ｅが互いに等間隔に立設されている。

ワーク投入部２０ａは、互いに対向して所定間隔離間して立設された支柱２２ａ、２２ｂを有する。実際、支柱２２ａ、２２ｂは、筐体１８の上面に固着された固定台２４に保持され、この固定台２４から支柱２２ａ、２２ｂは、垂直方向上方へと延在する。支柱２２ａ、２２ｂの頂部には、保持板２６ａ、２６ｂが固着され、これら保持板２６ａ、２６ｂのそれぞれにワークＷを保持するためのＶ字状の溝が刻設された保持ブロック２８ａ、２８ｂが設けられている。

第１ワーク保持部２０ｂは、ワーク投入部２０ａに対し、固定台の形状が異なる。すなわち、第１ワーク保持部２０ｂは、下方に開放された断面コ字状の固定台３０を有し、残余の支柱２２ａ、２２ｂ、保持板２６ａ、２６ｂ、保持ブロック２８ａ、２８ｂは、前記ワーク投入部２０ａと同様の構成を採用する。従って、簡単のために、これら支柱２２ａ、２２ｂ、保持板２６ａ、２６ｂ及び保持ブロック２８ａ、２８ｂに関して、第１ワーク保持部２０ｂの詳細な説明を省略する。なお、第２ワーク保持部２０ｄは、第１ワーク保持部２０ｂと同一の構造を採用し、また、ワーク払出部２０ｅも、第２ワーク保持部２０ｄと同一の構成を採用する。従って、簡単のために、前記第２ワーク保持部２０ｄ及びワーク払出部２０ｅについての詳細な説明を省略する。

次に、ワーク位置決め固定部２０ｃについて説明する。ワーク位置決め固定部２０ｃは、筐体１８上に配置される固定台３２を有する。固定台３２には、支持台３４が固着され、この支持台３４は、複数の垂直方向上方へと延在する脚部３６ａ、３６ｂによって支持される屈曲したプレート４０を備え（図２参照）、前記プレート４０の水平な上面には、図示しないシリンダによって筐体１８の長手方向と直交する方向へと変位自在な第１位置決めブロック４２が設けられる。第１位置決めブロック４２は、図示しないシリンダの付勢作用下に一対のガイドロッド４３ａ、４３ｂによって筐体１８の長手方向に直交する方向に変位自在である。第１位置決めブロック４２に近接して、多軸加工ユニット１４側にＶ字状の溝が刻設された載置ブロック４５が設けられる。

前記プレート４０は、所定角度傾斜する傾斜面を有し、この傾斜面には、シリンダ４４が固着されている。シリンダ４４のシリンダロッド４６には、回動自在にクランプ部材４８が枢着されている。クランプ部材４８は、支点５０を介して回動し、その先端部は、後述するワークＷ（例えば、クランクシャフト）を構成する軸部を押圧し、あるいは該軸部から離脱する。すなわち、シリンダ４４の付勢作用下に、シリンダロッド４６が図１において上方へと変位すると、クランプ部材４８は、支点５０を中心にして、その先端部が垂直方向下方へと変位する。一方、シリンダ４４のシリンダロッド４６を退動動作すれば、クランプ部材４８は、支点５０を中心にして、その先端部が図１において垂直方向上方へと変位する。

図２に詳細に示すように、プレート４０は、多軸加工ユニット１４側へと延在し、前記プレート４０の下方では、脚部３６ａ、３６ｂ間に橋架部５４が設けられる。橋架部５４の略中央部には、図２に示すように上方へと湾曲する膨出部５６が設けられ、この膨出部５６は、後述するシリンダ８２のシリンダロッドに連結されたロッド８４が、その下方空間を貫通するよう配設されている。

プレート４０に固着された第１位置決めブロック４２に対向して、第２位置決めブロック６０が設けられる。第２位置決めブロック６０は、所定間隔離間する一対のガイドロッド６２ａ、６２ｂに沿って変位自在である。すなわち、第２位置決めブロック６０は、第１位置決めブロック４２と同様に、図示しないシリンダの付勢作用下に、筐体１８の長手方向に直交する方向で変位自在である。

第２位置決めブロック６０に近接して、Ｖ字状の溝が切り込まれた載置ブロック６６が設けられる。前記第１位置決めブロック４２と共働してワークＷの軸部を載置するためである。載置ブロック６６は、第１位置決めブロック４２側の載置ブロック４５と対向配置される。

前記第２位置決めブロック６０に近接して、シリンダ６８が固設される。シリンダ６８のシリンダロッド７０は、その先端部にクランプ部材７２を有し、このクランプ部材７２は、支点７４を中心に揺動自在である。換言すれば、図２に示す通り、クランプ部材７２の先端部は、ワークＷ、すなわち、クランクシャフトのウェイト部分に対して、筐体１８の長手方向に直交する方向へと揺動して、第２位置決めブロック６０側に押圧力を付与し、または、その押圧力を解除する。

次に、前記のように構成されるワーク投入部２０ａ、第１ワーク保持部２０ｂ、第２ワーク保持部２０ｄの支柱２２ａ、２２ｂ間に配設される搬送手段について説明する。

図１に示されるように、筐体１８上において、ワーク投入部２０ａに近接して架台８０が立設され、この架台８０の内部に形成される空間を利用して、筐体１８の長尺な軸線に平行にシリンダ８２が配設される。シリンダ８２は、後述するリンク機構を上下方向へと変位させるためのアクチュエータである。シリンダ８２のシリンダロッドには、長尺なロッド８４が連結部材８６を介して結合されている。連結部材８６は、その長手方向の途上において第１の軸８８を介して後述するアーム９０を支承する。前記ロッド８４は、橋架部５４に形成された膨出部５６の内部空間を貫通し、連結ロッド８７に連結され、前記連結ロッド８７の先端部は第２の軸８９を介してアーム９０を回動自在に支承する。

具体的には、図３乃至図５に示すように、第１軸８８と第２軸８９は、その途上において、それぞれ屈曲するアーム９０の中央部を軸支し、アーム９０の一端部は連結部材８６（連結部材８７）に枢支され、その他端部は、短尺で且つ垂直方向に延在する第１のリンク部材９２と回動自在に連結されている。

前記第１リンク部材９２は、実質的に垂直方向へと延在する一対の平行な板体９１ａ、９１ｂを有し、前記板体９１ａ、９１ｂ間に枢軸９３を橋架している。前記アーム９０の先端部は、前記枢軸９３に係合する。前記板体９１ａ、９１ｂの垂直方向の途上には、それぞれローラ対９５ａ、９５ｂが軸支される（図４参照）。それぞれのローラ対９５ａ、９５ｂのローラ間には軸９７が橋架され、この軸９７により該ローラ間は所定距離離間する。前記第１リンク部材９２の上端部には、一組のローラ１１０ａ、１１０ｂが回転自在に軸支されている。

一方、架台８０の頂部には、長尺なシリンダ１００がその中央部分を揺動自在に保持されて配設される。図５から容易に了解されるように、シリンダ８２とシリンダ１００は、その長手方向が略平行に延在する。シリンダ１００から外部へと延在するシリンダロッド１０２の先端部は横架部材１０６に回転自在に係合する。すなわち、横架部材１０６は、前記ワーク投入部２０ａ、第１ワーク保持部２０ｂ、ワーク位置決め固定部２０ｃ及び第２ワーク保持部２０ｄに渡って延在する平行なロッド状の第２リンク部材１０４ａ、１０４ｂ間に橋架される。前記横架部材１０６は、その中央部分に垂下する係合部１１２を有し、前記シリンダロッド１０２の先端部は前記係合部１１２に回転自在に係合する。

前記第２リンク部材１０４ａは、前記ローラ対９５ａ、９５ｂを構成するローラ間の軸９７に載置されることにより該ローラ対９５ａ、９５ｂによって保持される。前記第２リンク部材１０４ｂも、同様に、前記ローラ対９５ａ、９５ｂに保持される。

前記第１リンク部材９２を構成する板体９１ａ、９１ｂのローラ１１０ａ、１１０ｂは前記第２リンク部材１０４ａ、１０４ｂの上面に接して前記ローラ対９５ａ、９５ｂとともに該第２リンク部材１０４ａ、１０４ｂを変位自在に挟持する。

多軸加工ユニット１４について説明すれば、該多軸加工ユニット１４は、ギャングヘッド１２０を備えた従来技術に係る機構を有し、当然ながら、ギャングヘッド１２０は多種類の複数の切削工具１２２を有し、図１において示すように矢印Ｘ−Ｙ方向に、すなわち、筐体１８の長手方向に沿い、あるいは該長手方向に直交して変位自在である。実際、本実施の形態では、ワーク位置決め固定部２０ｃに対応して多軸加工ユニット１４は、単一のベースフレーム１３０をＸＹ方向に変位可能である。

本発明に係る多軸加工装置は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。

まず、ワーク搬送機構１２にワークＷ１を載置する。この場合、ワークＷ１としては、前記のようにクランクシャフトを選択する。図８に示されるように、ワークには、参照符号２００ａ、２００ｂ及び２００ｃで示されるように、ねじ穴が切削加工されるとともに、参照符号２０２で示すキー溝への切削加工、そして参照符号２０４で示すザグリ加工が施される。これらの加工はギャングヘッド１２０に固着された切削工具１２２のうち、適宜の切削工具を選択して行われることは言うまでもない。

実際、ワークＷ１をワーク搬送機構１２に固定する場合に、ワーク投入部２０ａの保持ブロック２８ａ、２８ｂに対し、ワークＷ１の両端部が、そのＶ字状の溝を用いて位置決め固定される（図５参照）。そこで、シリンダ８２を付勢すると、このシリンダ８２から延在するシリンダロッドは、連結部材８６を変位させ、この連結部材８６に連結されたロッド８４は、図１において、矢印Ｘ１方向へと変位する。この結果、連結部材８６、８７に揺動自在に連結されたアーム９０は、図６に示すように、その他端部を上方へと変位させるように回動する。これによって、第１リンク部材９２も上昇し、ローラ対９５ａ、９５ｂに支承された第２リンク部材１０４ａ、１０４ｂも上方へと移動する。第２リンク部材１０４ａ、１０４ｂに係合するローラ１１０ａ、１１０ｂは、前記アーム９０の回動動作が上昇動作に変わる際に、前記第２リンク部材１０４ａ、１０４ｂの上面を滑動する。

このように第２リンク部材１０４ａ、１０４ｂが上昇すると、ワークＷ１は、第２リンク部材１０４ａ、１０４ｂによって上方へと変位し、すなわち、ワーク投入部２０ａ上の保持ブロック２８ａ、２８ｂより離脱する。そこで、架台８０に揺動自在に保持されたシリンダ１００が付勢されると、シリンダロッド１０２は、その先端部が横架部材１０６に係合しているので、上昇した第２リンク部材１０４ａ、１０４ｂを矢印Ｘ１方向へ変位させる。その際、シリンダ１００は、その中心部分が前記架台８０によって揺動自在に保持されているために、矢印Ｘ２方向の端部が下降し、矢印Ｘ１方向の端部が上昇するように回動する（図６参照）。そして、第２リンク部材１０４ａ、１０４ｂをワークＷ１とともに、矢印Ｘ１方向へと変位せしめ、ワークＷ１は、第１ワーク保持部２０ｂに接近する。そこで、シリンダ８２を退動動作させると、アーム９０は、第２リンク部材１０４ａ、１０４ｂを下降させ、この結果、ワークＷ１を第１ワーク保持部２０ｂの保持ブロック２８ａ、２８ｂ上へと載置する。ワークＷ１が移動することによって、空いた状態のワーク投入部２０ａには、さらにワークＷ２が供給され、該ワークＷ２は保持ブロック２８ａ、２８ｂ上に載置される。

シリンダ８２、シリンダ１００及びそれにともなって揺動するアーム９０の動作下に、次の工程では、ワークＷ１がワーク位置決め固定部２０ｃの載置ブロック４５、６６上に載置され、且つワークＷ２は、第１ワーク保持部２０ｂの保持ブロック２８ａ、２８ｂ上に載置される。ワーク位置決め固定部２０ｃ上では、載置ブロック４５、６６上のワークＷ１が第１位置決めブロック４２及び第２位置決めブロック６０の図示しないシリンダの付勢作用下に互いに接近するように変位すると、ワークＷ１の両端部がしっかりと位置決め固定される。次いで、シリンダ４４が付勢されて、そのシリンダロッド４６の上昇作用下にクランプ部材４８が下降し、ワークＷ１の軸部を上方から押圧する。一方、シリンダ６８が同時に付勢されて、そのシリンダロッド７０の水平方向への回転によりクランプ部材７２はワークＷ１のウエイト部分を第２位置決めブロック６０側へ押圧する。すなわち、ワークＷ１は、垂直方向と水平方向で固定されることになる。

そこで、多軸加工ユニット１４が付勢されて、矢印Ｘ２方向に沿って変位するとともに、矢印Ｙ１方向に沿って変位する。この結果、ギャングヘッド１２０に固着された切削工具１２２のうち、選択された工具により、まず、ねじ加工が施される。すなわち、ねじ穴２００ａ、２００ｂ、２００ｃがギャングヘッド１２０の矢印ＸＹ方向の変位によって、形成されるに至る。

次いで、別異の切削工具１２２が選択され、キー溝２０２や、ザグリ２０４がワークＷ１に形成されることになる。もちろん、この間、多軸加工ユニット１４は、矢印Ｘ及びＹ方向に変位して、ねじ穴２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、キー溝２０２、ザグリ２０４の部位に対応するように移動制御される。前記多軸加工ユニット１４によって、ねじ穴２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、キー溝２０２及びザグリ２０４の加工が完了すると、シリンダ４４が付勢されて、そのシリンダロッド４６の下降作用下にクランプ部材４８が上昇し、ワークＷ１の軸部から離脱せしめると同時に、シリンダ６８が付勢されて、そのシリンダロッド７０が回動してワークＷ１の第２位置決めブロック６０への押圧を解除する。次に、ワークＷ１は、第１位置決めブロック４２、第２位置決めブロック６０から図示しないシリンダの退動動作下に位置決め固定動作が解除され、自由な状態となる。そこで、再び、シリンダ８２及びシリンダ１００が付勢されて、ワークＷ１は、第２ワーク保持部２０ｄ側へと変位し、次にワーク位置決め固定部２０ｃ上にワークＷ２が位置決め固定され、多軸加工ユニット１４による加工に供されることになる。

このように複数のワークＷが、順次、ワーク搬送機構１２によって搬送されながら、ワーク位置決め固定部２０ｃでは、多軸加工ユニット１４を付勢することにより、切削工具１２２の回転動作下にねじ穴２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、キー溝２０２及びザグリ２０４の加工が施される。ワーク払出部２０ｅに至ったワークＷ１は、次いで、図示しないロボット等によって別異の加工工程へと移送される。

本実施の形態によれば、ワーク位置決め固定部２０ｃに対して、ギャングヘッド１２０を含む多軸加工ユニット１４は、その位置を変位自在に制御されながら、前記ワーク位置決め固定部２０ｃ上のワークＷに臨むことが可能となる。すなわち、ワーク位置決め固定部２０ｃと多軸加工ユニット１４とは、一対一の関係にある。従って、ワークＷについての位置決め精度がしっかりと確保でき、この結果、必要とされる加工工程をワークＷに対して全て営むことができる。これによって、サイクルタイムを短縮できるという効果が得られる。特に、ギャングヘッド１２０を用いる加工では、ワークに対するクランプ位置との関係で、クランプ精度が確保されないことにより、全ての加工部位がずれて加工されてしまい、穴明け加工の場合、単にその１つをバカ穴にするだけで、加工精度が確保されるものではない。前記のように、多軸加工ユニットのギャングヘッドをＸとＹの２軸方向に移動させながら、異なる工具で異なる加工工程を営ませるため、各切削工具の位置決め精度がずれると、そのずれは、重畳されて拡大される懸念がある。特に、加工穴の間隔が互いに極く接近したワーク、例えば、クランクシャフトの場合には、ねじ穴、キー溝、ザグリのような加工部位について、多軸加工ユニットをＸＹ方向に変位させる必要が生じた場合、位置決めされたワークに対し、一度に複数の加工を行なうことができないため、より一層加工位置精度のずれを発生させることのないように、慎重な制御が必要とされる。

これに対して、本発明のように、位置決めされたワークと複数の切削工具を保持する多軸加工ユニットとが一対一の関係であるために、位置ずれなく容易に且つ短時間に加工をすることができ、製造コストを低廉にすることが可能となるという効果が得られる。

しかも、１つのワークに対して単一の多軸加工ユニットが複数の加工工程を営む間、他のワークの投入や払出が行なわれるため、全体としてサイクルタイムが短縮されるという効果も奏する。

１０…多軸加工装置１２…ワーク搬送機構
１４…多軸加工ユニット１８…筐体
２０ａ…ワーク投入部２０ｂ…第１ワーク保持部
２０ｃ…ワーク位置決め固定部２０ｄ…第２ワーク保持部
２０ｅ…ワーク払出部２８ａ、２８ｂ…保持ブロック
４２…第１位置決めブロック４４、６８、８２、１００…シリンダ
４５、６６…載置ブロック４８、７２…クランプ部材
６０…第２位置決めブロック８４…ロッド
８６…連結部材９０…アーム
９２…第１リンク部材１０４ａ、１０４ｂ…第２リンク部材
１２０…ギャングヘッド１２２…切削工具

Claims

複数の回転工具が設けられた単一の多軸加工ユニットにより１つのワークの複数個所に加工を行なう多軸加工装置であって、
前記多軸加工装置は、前記多軸加工ユニットに対面して前記ワークを搬送する搬送機構を備え、
前記搬送機構は、長尺な筐体と、前記筐体上の前記ワークの搬送方向上流側に設けられたワーク投入手段と、前記筐体上の前記ワークの搬送方向下流側に設けられたワーク払出手段とを有するとともに、前記ワーク投入手段とワーク払出手段との間の前記筐体上に、単一のワーク位置決め固定手段と前記ワーク投入手段とワーク位置決め固定手段とワーク払出手段との間で順次ワークを搬送する搬送手段とを備え、
前記筐体の底部は下方へ向けて傾斜角を有し、
前記多軸加工ユニットは前記ワーク位置決め固定手段に対応する位置に配置されたベースフレーム上で少なくとも前記ワークの搬送方向と平行に変位可能であるとともに、該ワークの搬送方向に直交して変位可能であることを特徴とする多軸加工装置。
請求項１記載の多軸加工装置において、前記ワーク投入手段と前記ワーク位置決め固定手段との間に第１のワーク保持手段を配設し、該ワーク位置決め固定手段と前記ワーク払出手段との間に第２のワーク保持手段を配設し、前記ワーク投入手段と第１のワーク保持手段との第１の間隔と、前記第１のワーク保持手段と前記ワーク位置決め固定手段との第２の間隔と、該ワーク位置決め固定手段と前記第２のワーク保持手段の第３の間隔と、前記第２のワーク保持手段と前記ワーク払出手段との第４の間隔とがそれぞれ等距離に設定されていることを特徴とする多軸加工装置。
請求項１又は２記載の多軸加工装置において、前記ワークは前記ワーク位置決め固定手段に載置される軸部を有し、前記ワーク位置決め固定手段は前記ワークを前記ワークの前記軸部の軸方向で位置決めする位置決めブロックと該ワークを前記ワークの前記軸部の軸方向に直交する垂直方向で位置決め固定する第１のクランプ手段と、該ワークを水平方向で位置決め固定する第２のクランプ手段と、を備えることを特徴とする多軸加工装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の多軸加工装置において、前記ワークはクランクシャフトであることを特徴とする多軸加工装置。
請求項１乃至４のいずれかに記載の多軸加工装置において、前記ワーク位置決め固定手段は、前記筐体上に配置される固定台を有し、前記固定台は、所定角度傾斜する傾斜面を上面に有するプレートを備えることを特徴とする多軸加工装置。