JP5554147B2 - 加工方法及び加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の加工面を持つワークを位置決め固定部で固定して加工する加工方法及び加工装置に関する。

例えば、車両に搭載される部品であるエンジンのシリンダブロックやミッションケース等（ワーク）に対する切削加工は、ワークをクランプ装置に位置決め固定し、所望の工具を設けた加工主軸によって行われる。

このようなクランプ装置を設けた加工装置として、特許文献１には、ターンテーブル上面に等間隔で複数設けられた位置決め装置と、該ターンテーブルで所定の加工位置に割り出されたワークを加工する加工主軸とを備えた構成が開示されている。

また、特許文献２には、加工主軸に対向設置されたターンテーブルに、２つのワーク固定部を４５°傾斜で設け、一方のワーク固定部を加工主軸に対して割り出した際に、ワークの加工面が加工主軸に対して直交配置される構成が開示されている。

実開平５−１６０９５号公報 特開２００８−１１４３０４号公報

上記特許文献１、２に記載の装置の場合、ワークの加工面と加工主軸との位置関係が常に１対１の関係に設定されている。すなわち、特許文献１に記載の装置では、位置決め装置及び加工機を１つ設けた構成と共に、それぞれ２つ設けた構成も開示されているが、ターンテーブルで割り出されるワークの加工面は、常に同一（テーブルの外側方向）の加工面のみである。また、特許文献２に記載の装置でも、加工主軸に対して割り出されるワークの加工面は常に同一の加工面のみである。

従って、これらの構成では、複数の加工面、例えば、ワークの２つ又は３つの側面に対する加工を行う必要がある場合、各加工面に対する加工の都度、クランプ装置へのワークの位置決め方向を変更して再調整する必要があり、作業工程が増加し、生産効率が低下する。

本発明は、上記従来の課題を考慮してなされたものであり、複数の加工面を持つワークに対しても、各加工面の加工を効率的に行うことができる加工方法及び加工装置を提供することを目的とする。

本発明に係る加工方法は、２つの位置決め固定部を回転中心対称に設けたクランプユニットを用い、ワークの複数の加工面を加工主軸によって加工する加工方法であって、一方の前記位置決め固定部に固定されたワークの第１加工面が前記加工主軸に対向するように前記クランプユニットの回転位相決めを行う第１位置決め工程と、前記第１位置決め工程の後、一方の前記位置決め固定部に固定されたワークの第１加工面を前記加工主軸により加工する第１加工工程と、前記第１加工工程の後、一方の前記位置決め固定部に固定されたワークの第２加工面と他方の前記位置決め固定部に固定されたワークの第１加工面とが前記加工主軸に対向するように前記クランプユニットの回転位相決めを行う第２位置決め工程と、前記第２位置決め工程の後、一方の前記位置決め固定部に固定されたワークの第２加工面と他方の前記位置決め固定部に固定されたワークの第１加工面とを前記加工主軸により同時に加工する第２加工工程とを有することを特徴とする。

また、本発明に係る加工装置は、複数の加工面を持つワークの加工装置であって、２つの位置決め固定部を回転中心対称に備え、前記位置決め固定部を所定の回転位相に設定可能なクランプユニットと、前記クランプユニットに加工前のワークを搬入し、加工後のワークを前記クランプユニットから搬出する搬送機構と、前記クランプユニットに対向して並設された複数の加工主軸とを備え、前記クランプユニットを回転させることで一方の前記位置決め固定部に固定されたワークのうちの少なくとも２以上の加工面を前記加工主軸により加工可能であると共に、前記加工主軸により、各位置決め固定部にそれぞれ位置決め固定された各ワークの異なる加工面を同時に加工可能であることを特徴とする。

このような方法及び装置によれば、２つの位置決め固定部を回転中心対称に設けたクランプユニットで複数の加工面を持つワークを位置決め固定し、各位置決め固定部にそれぞれ位置決め固定した各ワークの異なる加工面を、加工主軸によって同時に加工する。これにより、１つのクランプユニットに回転中心対称に設けた２つの位置決め固定部の回転位相を適宜設定するだけで、複数の加工面を持つ２つのワークの異なる加工面を同時に加工することができ、生産効率が向上する。

この場合、一方の位置決め固定部から加工後のワークを搬出し、該一方の位置決め固定部に加工前のワークを搬入している間に、他方の位置決め固定部に固定されたワークを加工すると、ワークの搬出及び搬入に要する工程中にも他のワークへの加工を行うことができるため、生産効率が一層向上する。

前記加工主軸は、複数の工具が集約された多軸加工ヘッドであると、ワークの各加工面への複数の穴加工等を一度に行うことができる。

前記ワークは、内燃機関のシリンダブロック又はミッションケースである場合、複数の加工面への複数の穴加工等が必要となるが、上記の加工方法及び加工装置を適用することにより、効率的な加工が可能となる。

本発明によれば、２つの位置決め固定部を回転中心対称に設けたクランプユニットで複数の加工面を持つワークを位置決め固定し、各位置決め固定部にそれぞれ位置決め固定した各ワークの異なる加工面を、加工主軸によって同時に加工する。これにより、１つのクランプユニットに回転中心対称に設けた２つの位置決め固定部の回転位相を適宜設定するだけで、複数の加工面を持つ２つのワークの異なる加工面を同時に加工することができ、生産効率が向上する。

本発明の一実施形態に係る加工装置の構成を模式的に示す平面図である。 図１に示す加工装置を構成するクランプユニットの正面図である。 図２に示すクランプユニットの一部省略側面図である。 図２に示すクランプユニットの一部省略平面断面図である。 図２に示すクランプユニットのターンテーブルを回転させた状態での一部省略側面図である。 ターンテーブルに設けられる位置決め固定部の斜視図である。 ワークの２面加工の手順を示すフローチャートである。 図８Ａは、一方の位置決め固定部にワークを搬入した状態を示す説明図であり、図８Ｂは、図８Ａに示す状態からターンテーブルを回転させて加工を行っている状態を示す説明図であり、図８Ｃは、図８Ｂに示す状態からターンテーブルを回転させ、他方の位置決め固定部にもワークを搬入した状態を示す説明図であり、図８Ｄは、図８Ｃに示す状態からターンテーブルを回転させて加工を行っている状態を示す説明図であり、図８Ｅは、図８Ｄに示す状態からターンテーブルを回転させ、一方の位置決め固定部でワークの入れ替えを行っている状態を示す説明図である。 ワークの３面加工の手順を示すフローチャートである。 図１０Ａは、一方の位置決め固定部にワークを搬入した状態を示す説明図であり、図１０Ｂは、図１０Ａに示す状態からターンテーブルを回転させて加工を行っている状態を示す説明図であり、図１０Ｃは、図１０Ｂに示す状態からターンテーブルを回転させて加工を行うと同時に、他方の位置決め固定部にもワークを搬入した状態を示す説明図であり、図１０Ｄは、図１０Ｃに示す状態からターンテーブルを回転させて加工を行っている状態を示す説明図であり、図１０Ｅは、図１０Ｄに示す状態からターンテーブルを回転させて加工を行うと同時に、一方の位置決め固定部でワークの入れ替えを行っている状態を示す説明図である。

以下、本発明に係る加工方法について、それを実施する装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る加工装置１０の構成を模式的に示す平面図である。本実施形態に係る加工装置１０は、２つのワークＷを同時に位置決め固定可能なクランプユニット（クランプ装置）１２と、クランプユニット１２に位置決め固定されたワークＷに対して所望の加工を施す加工ユニット（多軸加工ユニット）１４とを備え、図示しない制御盤（制御部）による制御作用下に、これらクランプユニット１２及び加工ユニット１４を適宜駆動制御する。

図１に示すように、クランプユニット１２はＸ方向に沿う搬送ライン（搬送機構）１６上に設置され、パレット１８に固定された状態で該搬送ライン１６上を搬送されるワークＷを、加工ユニット１４に対して位置決め固定する装置である。一方、加工ユニット１４は、該位置決め固定されたワークＷに対し、Ｙ方向に沿って移動しながら所望の加工を施す多軸加工ユニットである。以下、図１における搬送ライン１６の延在方向をＸ方向、加工ユニット１４がクランプユニット１２に対向する方向をＹ方向と規定して説明する。

本実施形態では、加工装置１０で加工するワークＷとして、内燃機関（エンジン）のシリンダブロックを例示するが、ワークＷとして、他の工作物、例えば車両のミッションケース等を適用することも勿論可能である。図１の平面図に示すように、ワークＷは、加工ユニット１４に対向可能な４側面のうち、一面がパレット１８を介してクランプユニット１２に位置決め固定され、他の２面乃至３面が穴加工や溝加工等の切削加工を受ける加工面となっている。

先ず、クランプユニット１２について説明する。

図２〜図４に示すように、クランプユニット１２は、ワークＷが固定されたパレット１８を位置決め固定する一対の位置決め固定部２０、２０を設けたターンテーブル機構２２と、ターンテーブル機構２２を回転可能に支持する筐体２４とを備える。パレット１８は、平板状の部材であって、ワークＷを固定する表面（固定面）に図示しない位置決めピン（又は位置決め穴）や係止爪等が設けられており、これによりワークＷを正確に且つ確実に位置決め固定することができる。パレット１８は、上記のように、ワークＷを位置決め固定した状態で前記搬送ライン１６上を搬送され、クランプユニット１２にクランプされる。

ターンテーブル機構２２は、鉛直軸を中心として回転可能に縦置きされた平板状のターンテーブル２６と、ターンテーブル２６の上端に設けられた回転円板２８を回転可能に支持する上部支持体３０と、ターンテーブル２６の下端に設けられた回転円板３２を回転可能に支持する下部支持体３４と、ターンテーブル２６を回転駆動するモータ（回転駆動源）３６とを備える。

上部支持体３０は、筐体２４の上部フレーム３８に固定され、回転円板２８の軸心から鉛直上方に延びた回転軸４０ａを回転可能に支持している。回転軸４０ａは、モータ３６からの回転駆動力を減速する減速機４２に対し、図示しないギヤ機構を介して連結されており、これによりターンテーブル機構２２では、ターンテーブル２６を所望の方向に回転させ、所望の回転位相に固定することができる。

下部支持体３４は、筐体２４の基台４３の上面に固定され、回転円板３２の軸心から鉛直下方に延びた回転軸４０ｂを回転可能に支持している。さらに、下部支持体３４は、回転円板３２の底面を図示しない滑り軸受やローラ等で支持することにより、ターンテーブル２６の荷重受けとしても機能する。これにより、下部支持体３４は、ワークＷの荷重も加算されたターンテーブル２６の荷重を受けながら、該ターンテーブル２６を円滑に回転可能に支持することができる。

ターンテーブル２６は、加工ユニット１４に対向可能な両面に位置決め固定部２０をそれぞれ設けて構成されており、モータ３６の駆動作用下に所望の回転位相に設定可能である。例えば、図２及び図３に示すように、ターンテーブル２６のワークＷの取付面がＸ方向に沿って加工ユニット１４に対面する回転位相では、ワークＷの加工面Ｗ１に対する加工が行われる。また、例えば、図５に示すように、ターンテーブル２６のワークＷの取付面がＹ方向に沿って加工ユニット１４に平行する回転位相では、ワークＷの加工面Ｗ２や加工面Ｗ３に対する加工が行われると共に、ターンテーブル２６へのワークＷ（パレット１８）の搬入及び搬出も行われる（図８Ａ等参照）。

図２〜図６に示すように、ターンテーブル２６の両面にそれぞれ設けられた２つの位置決め固定部２０、２０は、ターンテーブル２６の回転中心対称に設置されており、ターンテーブル２６と一体的に回転可能である。位置決め固定部２０は、ターンテーブル２６の表面の四隅に近接して配置された４つの位置決めピン４４と、ターンテーブル２６の上辺及び下辺に対応して設けられた進退アーム４６、４８とを備える。なお、図６では、図面の簡単のため、ターンテーブル２６の一面側の位置決め固定部２０のみを図示し、他面側の位置決め固定部２０を省略して図示している。

位置決めピン４４は、パレット１８の裏面（ワークＷの固定面とは反対側の面）に形成された４つの位置決め穴５０に嵌入されることにより、ターンテーブル２６に対してパレット１８を位置決めし、これによりワークＷの位置決めを行うものである。

進退アーム４６、４８は、ターンテーブル２６の上下で対向するように対称配置されており、その構成は略同様であるので、以下では上部の進退アーム４６について代表的に説明し、下部の進退アーム４８については進退アーム４６と同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

図４及び図６に示すように、進退アーム４６は、ターンテーブル２６に埋設されると共に、前記位置決めピン４４と平行した方向にロッド５２を進退させるシリンダ５４と、ロッド５２の先端が固定された平板状の受け部材５６と、受け部材５６の表面に複数の支柱５８を挟んで並設されたアーム部材６０とを備える。支柱５８による受け部材５６とアーム部材６０のオフセット幅（間隔）は、パレット１８の板厚と同等又は多少広く設定されている。

シリンダ５４は、例えば油圧シリンダやエアシリンダによって構成され、ロッド５２を進退させることで、受け部材５６及びアーム部材６０を前記位置決めピン４４と平行する方向、つまりターンテーブル２６に直交する方向に一体的に進退駆動することができる。受け部材５６の裏面にはガイドバー６２が突設されており、該ガイドバー６２がターンテーブル２２に直交形成されたガイド孔６４に案内されることで、受け部材５６及びアーム部材６０を安定して進退させることができる。

従って、位置決め固定部２０では、パレット１８（ワークＷ）の搬入・固定時、先ず、ターンテーブル２６をＸ方向に沿った回転位相（図２及び図４参照）に設定し、ロッド５２を前進位置に設定した状態で、受け部材５６とアーム部材６０との間にパレット１８をＸ方向に投入する。次いで、シリンダ５４を駆動してロッド５２を後退させることにより、パレット１８の上辺及び下辺を進退アーム４６、４８によって引き寄せ、パレット１８の位置決め穴５０にターンテーブル２６の位置決めピン４４を嵌入させる。

これにより、位置決め固定部２０では、位置決めピン４４による正確に位置決め作用と、上下のアーム部材６０によるターンテーブル２６側への引き寄せ作用とにより、パレット１８（ワークＷ）をターンテーブル２６の表面に正確に且つ確実に位置決め固定することができる。

一方、パレット１８（ワークＷ）の搬出・取外時には、シリンダ５４を駆動してロッド５２を前進させることにより、パレット１８の位置決め穴５０がターンテーブル２６の位置決めピン４４から抜去されると共に、アーム部材６０による引き寄せ力も解消されるため、受け部材５６とアーム部材６０との間にパレット１８をＸ方向に容易に引き抜くことができる。

このようなターンテーブル機構２２を支持する筐体２４は、基台４３のＸ方向両側部から門型に立設された一対の支柱６８、６８と、該支柱６８、６８間の上部を橋架する上部フレーム３８とを有する。

図２及び図４に示すように、一対の支柱６８、６８は、基台４３上におけるＹ方向で加工ユニット１４側に寄った位置に立設されており、支柱６８、６８間にターンテーブル２６を支持すると共に、基台４３上で支柱６８が設置されない部分は、搬送ライン１６の一部を構成している。そこで、ターンテーブル２６をＸ方向に沿った回転位相に設定した状態で（図２及び図４参照）、搬送ライン１６が該ターンテーブル２６の位置決め固定部２０と重なるように設定されており、これにより搬送ライン１６上をＸ方向に搬送されたパレット１８及びワークＷを位置決め固定部２０に対して容易に投入可能である。

図２及び図４に示すように、一対の支柱６８、６８の対向する内側面に形成された膨出部６８ａ、６８ａには、加工ユニット１４に向かう方向（Ｙ方向）に貫通したガイド孔７２、７２が形成されている。図４に示すように、各ガイド孔７２には、加工ユニット１４がワークＷに対する加工を行う際に、該加工ユニット１４のＸ方向両側から突出した一対のガイドロッド７４、７４がそれぞれ嵌挿され、これにより、加工ユニット１４とクランプユニット１２の位置決めがなされる。

図１〜図３に示すように、搬送ライン１６上でターンテーブル２６の側方には、該搬送ライン１６上をＸ方向に移動可能なトランスファーバー（搬送ロボット、搬送機構）７５が設置されている。トランスファーバー７５は、図３及び図４に示すようにＹ方向に揺動する搬送アーム７６を有する。搬送アーム７６の揺動動作により、搬送ライン１６上を搬送されたパレット１８（ワークＷ）を、ターンテーブル２６の位置決め固定部２０へとＸ方向に沿って搬入及び搬出することができる。

トランスファーバー７５は、例えば、図３に実線で示すように搬送アーム７６を鉛直方向に立てた状態でパレット１８をＸ方向に搬送する。次いで、図３に２点鎖線で示すように搬送アーム７６を傾けることで、パレット１８をターンテーブル２６に沿った姿勢へと変更することができ、その姿勢のままＸ方向に移動することにより、進退アーム４６、４８へのパレット１８の投入及び取出を行うことができる（図８Ａや図８Ｅ等も参照）。

次に、加工ユニット１４について説明する。

図１に示すように、加工ユニット１４は、例えば、６つのアーム７８を備える回転インデックス装置８０を有し、６０°刻みの間欠回転が可能であって、アーム７８のいずれか１つをクランプユニット１２の方向に位置決めすることができ、クランプユニット１２に対してＹ方向及びＸ方向に進退可能である。

加工ユニット１４は、アーム７８の先端に、ワークＷを加工するための多軸加工ヘッド８２を有する。多軸加工ヘッド８２は、ワークＷに対向する面に多種類の複数の切削工具Ｔを有するギャングヘッドとも呼ばれるものであり、ワークＷの所望の加工面に対し、複数の穴加工等を一挙に行うことができる。

次に、以上のように構成される加工装置１０によるワークＷの加工方法の一例として、ワークＷの２面（加工面Ｗ２、Ｗ３）を加工する加工方法について、図７のフローチャート及び図８Ａ〜図８Ｅの動作説明図を参照して説明する。

先ず、ターンテーブル２６の２つの位置決め固定部２０のいずれにもワークＷ（パレット１８）がない状態において、図７のステップＳ１では、一方の位置決め固定部２０にパレット１８に固定した第１ワークＷＡを搬入し、位置決め固定する（図８Ａ参照）。なお、当該加工方法によって連続して加工されるワークＷは通常同一のものを用いるが、理解の容易のため、ここではターンテーブル２６に搬入されるワークＷを順に、第１ワークＷＡ、第２ワークＷＢ、第３ワークＷＣ、と呼んで区別する。

ステップＳ１での第１ワークＷＡの搬入に関しては、上記したように、図８Ａに示すようにターンテーブル２６をＸ方向に沿った回転位相とし、受け部材５６とアーム部材６０との間にパレット１８を投入した後、ロッド５２を後退させてアーム部材６０を引き寄せる。そして、進退アーム４６、４８の引き寄せ力と位置決めピン４４の位置決め作用により、第１ワークＷＡをターンテーブル２６の表面に位置決め固定する。

次に、ステップＳ２において、モータ３６を回転駆動し、第１ワークＷＡが位置決め固定されたターンテーブル２６を時計方向に９０°回転し、該ターンテーブル２６がＹ方向に沿う回転位相に設定し、第１ワークＷＡの加工面Ｗ２を加工ユニット１４の多軸加工ヘッド８２に対面させる（図８Ｂ参照）。

続いて、加工ユニット１４をＹ方向に前進させ、一方の位置決め固定部２０に固定された第１ワークＷＡの加工面Ｗ２を多軸加工ヘッド８２の所定の工具Ｔを用いて加工する。すなわち、先ず、加工ユニット１４が前進し、多軸加工ヘッド８２に設けられた各ガイドロッド７４が筐体２４の各ガイド孔７２に挿入されることにより、該多軸加工ヘッド８２とターンテーブル２６とが確実に位置決めされる。続いて、さらに加工ユニット１４が前進すると共に、Ｘ方向にも適宜駆動制御され、これにより、加工面Ｗ２に所定の加工を行うことができる。

この際、当該加工方法では、第１ワークＷＡが位置決め固定部２０に正確に且つ確実に位置決め固定されており、さらにターンテーブル２６の回転位相も正確に設定されているため、加工ユニット１４による加工面Ｗ２の加工を精度よく行うことができる。特に、加工ユニット１４として、複数の工具Ｔで同時に加工する多軸加工ヘッド８２を用いた場合には、一度位置決め固定した第１ワークＷＡの加工面Ｗ２について、各工具Ｔで連続的に加工を行うため、多軸加工ヘッド８２と第１ワークＷＡとの位置決め精度が低い場合には、加工面Ｗ２の各加工部の精度が全体として低下する懸念がある。ところが、本実施形態の場合には、第１ワークＷＡと多軸加工ヘッド８２とは、ターンテーブル２６の位置決め固定部２０によって常に精度よく位置決めされるため、高い加工精度を得ることができる。

第１ワークＷＡの加工面Ｗ２への加工が終了すると、次に、ステップＳ３において、ターンテーブル２６を時計方向に９０°回転し、現在、ワークＷが固定されていない他方の位置決め固定部２０を搬送ライン１６に対応した位置に設定する（図８Ｃ参照）。続いて、ステップＳ１での第１ワークＷＡの搬入工程と略同様に、前記他方の位置決め固定部２０に第２ワークＷＢを搬入し、位置決め固定する。

ステップＳ４では、両位置決め固定部２０、２０に第１ワークＷＡ及び第２ワークＷＢが固定されたターンテーブル２６を時計方向に９０°回転し、第１ワークＷＡの加工面Ｗ３と第２ワークＷＢの加工面Ｗ２とが同時に多軸加工ヘッド８２に対面するように設定する（図８Ｄ参照）。続いて、加工ユニット１４をＹ方向に前進させ、各位置決め固定部２０に固定された第１ワークＷＡの加工面Ｗ３と第２ワークＷＢの加工面Ｗ２を多軸加工ヘッド８２の所定の工具Ｔを用いて同時に加工する。

なお、図８Ｄに示すように、この加工方法において、多軸加工ヘッド８２は、実質的に２つのワークＷＡ、ＷＢの各加工面Ｗ２、Ｗ３に同時に対応可能な位置に、各加工面Ｗ２、Ｗ３の加工に供される工具Ｔを設けた複数の加工主軸８２ａ、８２ｂを備える（図１も参照）。これら加工主軸８２ａ、８２ｂは、それぞれ１個の工具Ｔを有するものであってもよいし、それぞれ２個以上の工具Ｔを有するものであってもよい。また、両加工主軸８２ａ、８２ｂは、図示しない１つの駆動源（モータ）によって同時に駆動されるものであってもよく、別々の駆動源によって個別に駆動されるものであってもよい。勿論、このように、１つの多軸加工ヘッド８２をその対応領域によって２台の加工主軸８２ａ、８２ｂとして用いる構成以外にも、例えば、各加工面Ｗ２、Ｗ３に対してそれぞれ個別の多軸加工ヘッドや単軸加工ヘッドを設けた構成としてもよい。

従って、ステップＳ４により、第１ワークＷＡは所望の２つの加工面Ｗ２、Ｗ３の加工が完了するため、図８Ｅに示すように、ターンテーブル２６を時計方向に９０°回転し、加工が完了した第１ワークＷＡを固定した位置決め固定部２０を搬送ライン１６に対応した位置に設定し、該第１ワークＷＡの搬出と、次の第３ワークＷＣの搬入とを実行する（ステップＳ５）。なお、その後は、再び、ステップＳ２〜Ｓ５に示すものと同様な工程を連続的に行い、各ワークＷについて、順次加工面Ｗ２、Ｗ３の加工を行えばよい。

次に、本実施形態に係るワークＷの加工方法の他の例として、ワークＷの３面（加工面Ｗ１〜Ｗ３）を加工する加工方法について、図９のフローチャート及び図１０Ａ〜図１０Ｅの動作説明図を参照して説明する。

先ず、ターンテーブル２６の２つの位置決め固定部２０のいずれにもワークＷ（パレット１８）がない状態において、図９のステップＳ１１では、一方の位置決め固定部２０にパレット１８に固定した第１ワークＷＡを搬入し、位置決め固定する（図１０Ａ参照）。

次に、ステップＳ１２において、ターンテーブル２６を時計方向に９０°回転し、第１ワークＷＡの加工面Ｗ２を加工ユニット１４の多軸加工ヘッド８２に対面させる（図１０Ｂ参照）。続いて、加工ユニット１４をＹ方向に前進させ、一方の位置決め固定部２０に固定された第１ワークＷＡの加工面Ｗ２を多軸加工ヘッド８２の所定の工具Ｔを用いて加工する。

ステップＳ１３では、ターンテーブル２６を時計方向に９０°回転し、現在、ワークＷが固定されていない他方の位置決め固定部２０を搬送ライン１６に対応した位置に設定し（図１０Ｃ参照）、該他方の位置決め固定部２０に第２ワークＷＢを搬入し、位置決め固定する。同時に、加工ユニット１４をＹ方向に前進させ、多軸加工ヘッド８２に対面している第１ワークＷＡの加工面Ｗ１を所定の工具Ｔを用いて加工する。

ステップＳ１４では、両位置決め固定部２０、２０に第１ワークＷＡ及び第２ワークＷＢが固定されたターンテーブル２６を時計方向に９０°回転し、第１ワークＷＡの加工面Ｗ３と第２ワークＷＢの加工面Ｗ２とが同時に多軸加工ヘッド８２に対面するように設定する（図１０Ｄ参照）。続いて、加工ユニット１４をＹ方向に前進させ、各位置決め固定部２０に固定された第１ワークＷＡの加工面Ｗ３と第２ワークＷＢの加工面Ｗ２を多軸加工ヘッド８２の所定の工具Ｔを用いて同時に加工する。

なお、図１０Ｃ及び図１０Ｄに示すように、この加工方法において、多軸加工ヘッド８２は、実質的に２つのワークＷＡ、ＷＢの各加工面Ｗ２、Ｗ３に同時に対応可能な位置に、各加工面Ｗ２、Ｗ３の加工に供される工具Ｔを設けた複数の加工主軸８２ａ、８２ｂを備えると共に（図１も参照）、これら加工主軸８２ａ、８２ｂの一部を同時に使用して、１つのワークＷＡ等の加工面Ｗ１を加工可能に構成されている。勿論、これら加工主軸８２ａ、８２ｂの構成や変形例等については、上記した２面加工に係る加工方法の説明にて記載したものと同様に各種の構成を採用可能である。

従って、ステップＳ１４により、第１ワークＷＡは所望の３つの加工面Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３の加工が完了するため、図１０Ｅに示すように、ターンテーブル２６を時計方向に９０°回転し、加工が完了した第１ワークＷＡを固定した位置決め固定部２０を搬送ライン１６に対応した位置に設定し、該第１ワークＷＡの搬出と、次の第３ワークＷＣの搬入とを実行する（ステップＳ１５）。さらに、当該ステップＳ１５では、加工ユニット１４をＹ方向に前進させ、多軸加工ヘッド８２に対面している第２ワークＷＢの加工面Ｗ１を所定の工具Ｔを用いて加工する。なお、その後は、再び、ステップＳ２〜Ｓ５に示すものと同様な工程を連続的に行い、各ワークＷについて、順次加工面Ｗ１〜Ｗ３の加工を行えばよい。

以上のように、本実施形態によれば、ターンテーブル２６の回転中心対称に位置決め固定部２０を２台設けたクランプユニット１２と、加工主軸である多軸加工ユニット８２を設けた加工ユニット１４とを用い、例えば、図８Ｄに示すように第１ワークＷＡ及び第２ワークＷＢの異なる加工面Ｗ３、Ｗ２が加工ユニット１４に対向するように該クランプユニット１２の回転位相決めを行った後、各ワークＷＡ、ＷＢの異なる加工面Ｗ３、Ｗ２を同時に加工する。

これにより、１台のターンテーブル２６を有する１台のクランプユニット１２を用いて、２つのワークＷの異なる加工面を同時に加工することができる。しかも、ターンテーブル２６を順次所定角度回転させて所定の回転位相で固定するだけで、各ワークＷの他の加工面も連続的に加工することができ、生産効率を大幅に高めることができる。また、上記した３面加工に係る加工方法では、ターンテーブル２６への一方のワークＷの搬入及び搬出工程時（入れ替え時）にも、他方のワークＷの加工面Ｗ１に対する加工を実行することができるため（図１０Ｃ参照）、生産効率が一層向上する。

この場合、加工対象となるワークＷとしては機械加工が必要な各種の部品を適用可能であるが、例えば、内燃機関のシリンダブロックや車両のミッションケースは、各加工面に対し、それぞれ複数の穴加工や溝加工等が必要であるため、当該加工方法や加工装置１０を適用することにより、より効率的な生産が可能となる。

なお、上記において、本発明の好適な実施の形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

例えば、加工ユニット１４は、回転インデックス装置８０を用いた構成以外であってもよい。

１０…加工装置 １２…クランプユニット
１４…加工ユニット １６…搬送ライン
１８…パレット ２０…位置決め固定部
２２…ターンテーブル機構 ２４…筐体
２６…ターンテーブル ３６…モータ
４４…位置決めピン ４６、４８…進退アーム
７５…トランスファーバー ８２…多軸加工ヘッド
８２ａ、８２ｂ…加工主軸

Claims (8)

1. ２つの位置決め固定部を回転中心対称に設けたクランプユニットを用い、ワークの複数の加工面を加工主軸によって加工する加工方法であって、
   一方の前記位置決め固定部に固定されたワークの第１加工面が前記加工主軸に対向するように前記クランプユニットの回転位相決めを行う第１位置決め工程と、
   前記第１位置決め工程の後、一方の前記位置決め固定部に固定されたワークの第１加工面を前記加工主軸により加工する第１加工工程と、
   前記第１加工工程の後、一方の前記位置決め固定部に固定されたワークの第２加工面と他方の前記位置決め固定部に固定されたワークの第１加工面とが前記加工主軸に対向するように前記クランプユニットの回転位相決めを行う第２位置決め工程と、
   前記第２位置決め工程の後、一方の前記位置決め固定部に固定されたワークの第２加工面と他方の前記位置決め固定部に固定されたワークの第１加工面とを前記加工主軸により同時に加工する第２加工工程と、
   を有することを特徴とする加工方法。
2. 請求項１記載の加工方法において、
   一方の位置決め固定部から加工後のワークを搬出し、該一方の位置決め固定部に加工前のワークを搬入している間に、他方の位置決め固定部に固定されたワークを加工する工程を有することを特徴とする加工方法。
3. 請求項１又は２記載の加工方法において、
   前記加工主軸は、複数の工具が集約された多軸加工ヘッドであることを特徴とする加工方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の加工方法において、
   前記ワークは、内燃機関のシリンダブロック又はミッションケースであることを特徴とする加工方法。
5. 複数の加工面を持つワークの加工装置であって、
   ２つの位置決め固定部を回転中心対称に備え、前記位置決め固定部を所定の回転位相に設定可能なクランプユニットと、
   前記クランプユニットに加工前のワークを搬入し、加工後のワークを前記クランプユニットから搬出する搬送機構と、
   前記クランプユニットに対向して並設された複数の加工主軸と、
   を備え、
   前記クランプユニットを回転させることで一方の前記位置決め固定部に固定されたワークのうちの少なくとも２以上の加工面を前記加工主軸により加工可能であると共に、前記加工主軸により、各位置決め固定部にそれぞれ位置決め固定された各ワークの異なる加工面を同時に加工可能であることを特徴とする加工装置。
6. 請求項５記載の加工装置において、
   前記加工主軸は、一方の前記位置決め固定部に対し、加工後及び加工前のワークの入れ替えを行っているときに、他方の前記位置決め固定部に固定された前記ワークを加工可能であることを特徴とする加工装置。
7. 請求項５又は６記載の加工装置において、
   前記加工主軸は、複数の工具が集約された多軸加工ユニットであることを特徴とする加工装置。
8. 請求項５〜７のいずれか１項に記載の加工装置において、
   前記２台設けられた加工主軸は、それぞれ各前記位置決め固定部に対応して配置されていることを特徴とする加工装置。

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