JP6837312B2 - 回転塑性加工システムおよびユニット搬送台車 - Google Patents

回転塑性加工システムおよびユニット搬送台車 Download PDF

Info

Publication number
JP6837312B2
JP6837312B2 JP2016204508A JP2016204508A JP6837312B2 JP 6837312 B2 JP6837312 B2 JP 6837312B2 JP 2016204508 A JP2016204508 A JP 2016204508A JP 2016204508 A JP2016204508 A JP 2016204508A JP 6837312 B2 JP6837312 B2 JP 6837312B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
plastic working
spindle
work
rotary plastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016204508A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018065161A (ja
Inventor
卓矢 山崎
卓矢 山崎
彰彦 水野
彰彦 水野
重雄 村田
重雄 村田
直也 薮内
直也 薮内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd filed Critical Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2016204508A priority Critical patent/JP6837312B2/ja
Publication of JP2018065161A publication Critical patent/JP2018065161A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6837312B2 publication Critical patent/JP6837312B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Turning (AREA)

Description

本発明は、ワークを回転させて塑性加工を施す回転塑性加工システムと、回転塑性加工システムに用いられるユニット搬送台車とに関する。
かかる回転塑性加工システムでは、ワークが装置に保持された状態で、主軸機構により回転される。そしてワークに加工ローラが押し付けられて、塑性加工が施され、製品が製造される。例えば特許文献1の装置では、円板状の金属素材の中央部分を治具にクランプし、前記金属素材の外周部分を前記治具から突出した状態で前記金属素材を回転させるとともに、前記外周部分に成形型(ローラ)を押し付けて増肉加工を行う。
特開平09−066330号公報
ところで上述したような加工装置では、ワークを保持する部材(金型等)や加工ローラは、製造する製品に適合するものが用いられる。したがって製造する製品を変更する場合には、ワークを保持する部材や加工ローラを、以降製造する製品に適合するものへと交換する必要がある。この、いわゆる段取り換えの作業には、従来は1時間程度の時間を要していた。なぜなら、ワークを保持する部材や加工ローラは多数のボルトで強固に固定されている上に、装置の内部の作業スペースは小さいため、作業性が悪いからである。
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転塑性加工装置の段取り換えに要する時間を短縮し、装置の稼働率を高めることにある。
上記目的を達成するための回転塑性加工システムの特徴構成は、
ワーク保持ユニットが交換可能である回転塑性加工装置と、
前記回転塑性加工装置の内部の交換作業位置と、前記回転塑性加工装置の外部の待機位置との間で、前記ワーク保持ユニットを移動させるユニット搬送台車と、
前記回転塑性加工装置を制御して前記ワーク保持ユニットの交換作業を実行する交換制御部とを有する回転塑性加工システムであって、
前記回転塑性加工装置は、前記ワーク保持ユニットを支持して回転させる主軸機構および心押機構とを有し、前記ワーク保持ユニットは、前記主軸機構および前記心押機構に対して相対回転することにより前記主軸機構および前記心押機構に対して着脱され、
前記交換制御部は、
前記ユニット搬送台車が前記ワーク保持ユニットを前記交換作業位置へ移動させた後、
前記回転塑性加工装置を制御して、
前記心押機構を前記ワーク保持ユニットに向けて移動させ、
前記心押機構と前記ワーク保持ユニットとを接触させ、
前記ワーク保持ユニットと前記主軸機構とを接触させ、
前記主軸機構を回転させて前記ワーク保持ユニットを前記主軸機構および前記心押機構に対して装着する点にある。
上記の特徴構成によれば、まずユニット搬送台車が、回転塑性加工装置の内部の交換作業位置と、回転塑性加工装置の外部の待機位置との間でワーク保持ユニットを移動させるから、重いユニットを回転塑性加工装置へ搬入・搬出する作業をユニット搬送台車に行わせて、作業時間を短縮することが可能となる。そして交換制御部が、回転塑性加工装置を制御してワーク保持ユニットの交換作業を実行する。具体的には、交換制御部が主軸機構を回転させてワーク保持ユニットを主軸機構および心押機構に対して装着するから、ワーク保持ユニットの回転塑性加工装置への取付を自動的に行うことができ、さらに作業時間を短縮することが可能となる。すなわち上記の特徴構成によれば、回転塑性加工装置の段取り換えに要する時間を短縮し、装置の稼働率を高めることができる。
上記目的を達成するための回転塑性加工システムの特徴構成は、
加工ローラ支持ユニットが交換可能である回転塑性加工装置と、
前記回転塑性加工装置の内部の交換作業位置と、前記回転塑性加工装置の外部の待機位置との間で、前記加工ローラ支持ユニットを移動させるユニット搬送台車と、
前記回転塑性加工装置を制御して前記加工ローラ支持ユニットの交換作業を実行する交換制御部とを有する回転塑性加工システムであって、
前記回転塑性加工装置は、ワークへの加工時に前記加工ローラ支持ユニットを保持して移動させるローラ保持移動機構を有し、前記加工ローラ支持ユニットは、前記ローラ保持移動機構に対して着脱され、
前記交換制御部は、
前記ユニット搬送台車が前記加工ローラ支持ユニットを前記交換作業位置へ移動させた後、前記回転塑性加工装置を制御して、
前記ローラ保持移動機構を移動させて前記加工ローラ支持ユニットに接触させ、
前記加工ローラ支持ユニットを前記ローラ保持移動機構に対して装着する点にある。
上記の特徴構成によれば、まずユニット搬送台車が、回転塑性加工装置の内部の交換作業位置と、回転塑性加工装置の外部の待機位置との間でワーク保持ユニットを移動させるから、重いユニットを回転塑性加工装置へ搬入・搬出する作業をユニット搬送台車に行わせて、作業時間を短縮することが可能となる。そして交換制御部が、回転塑性加工装置を制御して加工ローラ支持ユニットの交換作業を実行する。具体的には、交換制御部がローラ保持移動機構を移動させて加工ローラ支持ユニットに接触させ、加工ローラ支持ユニットをローラ保持移動機構に対して装着するから、加工ローラ支持ユニットの回転塑性加工装置への取付を自動的に行うことができ、さらに作業時間を短縮することが可能となる。すなわち上記の特徴構成によれば、回転塑性加工装置の段取り換えに要する時間を短縮し、装置の稼働率を高めることができる。
上記目的を達成するためのユニット搬送台車の特徴構成は、上記回転塑性加工システムに用いられるユニット搬送台車である点にある。
回転塑性加工装置の概要を示す正面図 回転塑性加工システムの概要を示す上面図 交換作業位置と待機位置とを示す概略断面図 交換作業位置を示す正面図 ユニット搬送台車の概要を示す正面図 ユニット搬送台車の構造を示す詳細図 ワーク保持ユニットの構造を示す部分断面図 図6のα矢視部分断面図 図6のβ矢視断面図 図6のγ矢視図 図8のδ矢視図 ローラ保持移動機構への加工ローラ支持ユニットの固定動作の説明図 ローラ保持移動機構への加工ローラ支持ユニットの固定動作の説明図 ローラ保持移動機構への加工ローラ支持ユニットの固定動作の説明図 ローラ保持移動機構への加工ローラ支持ユニットの固定動作の説明図 ローラ保持移動機構への加工ローラ支持ユニットの固定動作の説明図 主軸機構および心押機構へのワーク保持ユニットの固定動作の説明図 主軸機構および心押機構へのワーク保持ユニットの固定動作の説明図 主軸着脱機構およびネジ機構の説明図 クランプ部材の形状を示す上面図 主軸着脱機構の説明図 クランプ部材の形状を示す上面図 主軸着脱機構の説明図
(第1実施形態)
<回転塑性加工システムの概要>
以下、本実施形態に係る回転塑性加工システム1について図面に基づいて説明する。以下では、図中の矢印UP、矢印DW、矢印FR、矢印BK、矢印LH及び矢印RHで示した方向を、それぞれ上方向、下方向、前方向、後方向、左方向及び右方向と定義して説明を行う。
回転塑性加工システム1は、図2に示す通り、回転塑性加工装置2、ユニット搬送台車3および制御部4を有して構成される。図1に示す回転塑性加工装置2は、ワークWをワーク保持ユニットAに保持させた状態で、主軸機構10により回転させ、加工ローラ支持ユニット60に支持された加工ローラ63を押し付けて、ワークWに塑性加工を施す装置である。図2に示す通り、ユニット搬送台車3は、回転塑性加工装置2の前側に配置されて、ワーク保持ユニットAおよび加工ローラ支持ユニット60を支持して、これらを回転塑性加工装置2の内部と外部との間で移動させる。回転塑性加工装置2の前側には複数のユニット搬送台車3が配置されて、ワーク保持ユニットAおよび加工ローラ支持ユニット60の回転塑性加工装置2からの取り外し、および回転塑性加工装置2への取り付けの作業が行われる。
<回転塑性加工装置の概要>
図1に示す通り、回転塑性加工装置2は、主軸機構10、心押機構20、主軸側部材30、心押側部材40、ローラ保持移動機構50および加工ローラ支持ユニット60を有して構成される。主軸側部材30と心押側部材40との間に、ワークWが挟持される。すなわち、ワーク保持ユニットAが主軸側部材30と心押側部材40とを有して構成される。
回転塑性加工装置2で加工されるワークWは、円板または円柱状の素材である。ワークWの素材としては、回転塑性加工装置2で加工可能なものであれば好適に用いられるが、例えばステンレスや鉄合金、アルミ合金製の素材が用いられる。
主軸側部材30は、後述する主軸着脱機構Bを介して主軸機構10に取り付けられる。心押側部材40は、後述する心押着脱機構Cを介して心押機構20に取り付けられる。そして主軸機構10がモータ(図示なし)により回転され、心押機構20とともにワーク保持ユニットAが回転し、ワークWが回転する。
加工ローラ支持ユニット60は、後述するローラ着脱機構Fを介してローラ保持移動機構50に取り付けられる。そしてローラ保持移動機構50がアクチュエータ(図示なし)により移動され、加工ローラ支持ユニット60に支持された加工ローラ63がワークWに押し付けられる。以上の様にしてワークWに対して塑性加工が施される。なお回転塑性加工装置2へのワーク保持ユニットAおよび加工ローラ支持ユニット60の着脱については、後に詳しく説明する。
<ユニット搬送台車>
ユニット搬送台車3は、図3および図4に示す通り、上台車80および下台車90を有して構成される。上台車80には、ワーク保持ユニットA(主軸側部材30および心押側部材40)と、加工ローラ支持ユニット60とが搭載される。そして上台車80は、下側に車輪88を有する。
下台車90は、図4に示す通り、下側に車輪92を有し、回転塑性加工装置2の前側を左右および前後方向に移動可能である。下台車90は、上側にレール91を有する。そしてレール91の上側に、上台車80の車輪88が係合する状態で、上台車80が載置される。これにより上台車80は、レール91の上側を前後方向に移動することができる。そして上台車80は、図3に示すように、下台車90の上から後方向へ移動して、回転塑性加工装置2の内部へと進入することができる。
これによりユニット搬送台車3の上台車80は、図3に示すように、ワーク保持ユニットAを、回転塑性加工装置2の内部の交換作業位置P1と、回転塑性加工装置2の外部の待機位置P3との間で移動させることができる。ワーク保持ユニットAの交換作業位置P1は、主軸機構10と心押機構20との間である。そしてワーク保持ユニットAがユニット搬送台車3の上台車80によって交換作業位置P1に配置された際、ワーク保持ユニットAの中心軸と主軸機構10の回転軸Gとが一致する。
またユニット搬送台車3の上台車80は、図3に示すように、加工ローラ支持ユニット60を、回転塑性加工装置2の内部の交換作業位置P2と、回転塑性加工装置2の外部の待機位置P4との間で移動させることができる。加工ローラ支持ユニット60の交換作業位置P2は、図2に示される様に、主軸機構10の回転軸Gを間に挟んだ両側に位置し、ローラ保持移動機構50の近傍に位置する。
次に図6から図10を参照して、主軸側部材30、心押側部材40、主軸着脱機構B、心押着脱機構Cの詳細な構造と、ワーク保持ユニットAのユニット搬送台車3への搭載に関する構造について説明する。
<主軸側部材、主軸着脱機構>
図6および図7に示される通り、主軸側部材30は、円柱状の部材であって、凹状部位30aおよびフランジ部位30bを有する。主軸側部材30の上側は、ワークWおよび加工する製品に合わせた形状に形成されている。主軸側部材30の上側には、製品を加工製造する通常の運転時にはワークWが載置されるが、ワーク保持ユニットAの交換(段取り換え)を行う際には、主軸側部材30の保護のため、ダミーワークVが載置される。
図7に示される通り、凹状部位30aは、主軸側部材30の下側の面に形成された、上側に窪んだ部位である。フランジ部位30bは、主軸側部材30の下側の端部に形成された、フランジ状の部位である。フランジ部位30bの下側の面には、嵌合穴30cが形成されている。
図7に示される通り、フランジ部位30bの外周を囲む形態で、クランプナット31が配置される。クランプナット31は、下方が開放した円筒状の部材であって、上側の底面の貫通孔に主軸側部材30が貫通した状態となっている。クランプナット31の中心軸は、主軸機構10の回転軸Gと一致している。クランプナット31の内側には、雌ネジ31aが形成されている。クランプナット31とフランジ部位30bの上側面との間に、皿バネ32が配置される。皿バネ32は、主軸側部材30の外周全体に配置される。
図7に示される通り、クランプナット31の上端の外周に、切欠き部位31bが形成されている。切欠き部位31bは、クランプナット31の前側、右側および左側の3箇所に形成されている。切欠き部位31bは、主軸側部材30をユニット搬送台車3に載置した際、下支持板84の段差側面84bと接触して、クランプナット31の下支持板84に対する相対回転を抑制する。
ここで主軸機構10の上端には、図7に示される通り、クランプ部材11が接続されている。クランプ部材11は、円柱状の部材であり、その中心軸は主軸機構10の回転軸Gと一致している。クランプ部材11の外周には、雄ネジ11aが形成されている。クランプ部材11の雄ネジ11aと、クランプナット31の雌ネジ31aとが係合することで、主軸側部材30が主軸機構10に取り付けられる。つまりクランプ部材11とクランプナット31とによって、主軸着脱機構Bが構成されている。主軸着脱機構Bは、主軸機構10と主軸側部材30との間に設けられ、主軸機構10と主軸側部材30とを着脱する。本実施形態では、主軸着脱機構Bは、雄ネジ11aと雌ネジ31aとを有するネジ機構Eである。雄ネジ11aはクランプ部材11の外周に形成され、雌ネジ31aはクランプナット31の内側に形成されているから、雄ネジ11aおよび雌ネジ31aの中心軸が主軸機構10の回転軸Gと一致している。
図7に示される通り、クランプ部材11の上側の面には、凸状部位11bおよび嵌合ピン11cが形成されている。凸状部位11bが、主軸側部材30の凹状部位30aに嵌まり込んで、主軸側部材30の主軸機構10に対するセンタリングが行われる。そして嵌合ピン11cが主軸側部材30の嵌合穴30cに嵌合することで、主軸機構10の回転を主軸側部材30に伝える。
<心押側部材、心押着脱機構>
図6および図7に示される通り、心押側部材40は、円柱状の部材であって、凹状部位40aおよびフランジ部位40bを有する。心押側部材40の下側は、ワークWおよび加工する製品に合わせた形状に形成されている。心押側部材40の下側には、製品を加工製造する通常の運転時にはワークWが接触するが、ワーク保持ユニットAの交換(段取り換え)を行う際には、心押側部材40の保護のため、主軸側部材30に載置されたダミーワークVと接触する。
図7に示される通り、凹状部位40aは、心押側部材40の上側の面に形成された、下側に窪んだ部位である。フランジ部位40bは、心押側部材40の上側の端部に形成された、フランジ状の部位である。フランジ部位40bの上側の面には、嵌合穴40cが形成されている。
図7に示される通り、フランジ部位40bの外周を囲む形態で、クランプナット41が配置される。クランプナット41は、上方が開放した円筒状の部材であって、下側の底面の貫通孔に心押側部材40が貫通した状態となっている。クランプナット41の中心軸は、主軸機構10および心押機構20の回転軸Gと一致している。クランプナット41の内側には、雌ネジ41aが形成されている。クランプナット41とフランジ部位40bの下側面との間に、皿バネ42が配置される。皿バネ42は、心押側部材40の外周全体に配置される。
図7に示される通り、クランプナット41の下端の外周に、切欠き部位41bが形成されている。切欠き部位41bは、クランプナット41の前側、右側および左側の3箇所に形成されている。切欠き部位41bは、心押側部材40をユニット搬送台車3に載置した際、上支持板82の段差側面82bと接触して、クランプナット41の上支持板82に対する相対回転を抑制する。
ここで心押機構20の下端には、図7に示される通り、クランプ部材21が接続されている。クランプ部材21は、円柱状の部材であり、その中心軸は主軸機構10および心押機構20の回転軸Gと一致している。クランプ部材21の外周には、雄ネジ21aが形成されている。クランプ部材21の雄ネジ21aと、クランプナット41の雌ネジ41aとが係合することで、心押側部材40が心押機構20に取り付けられる。つまりクランプ部材21とクランプナット31とによって、心押着脱機構Cが構成されている。心押着脱機構Cは、心押機構20と心押側部材40との間に設けられ、心押機構20と心押側部材40とを着脱する。本実施形態では、心押着脱機構Cは、雄ネジ21aと雌ネジ41aとを有するネジ機構Eである。雄ネジ21aはクランプ部材21の外周に形成され、雌ネジ41aはクランプナット41の内側に形成されているから、雄ネジ21aおよび雌ネジ41aの中心軸が主軸機構10および心押機構20の回転軸Gと一致している。
図7に示される通り、クランプ部材21の下側の面には、凸状部位21bおよび嵌合ピン21cが形成されている。凸状部位21bが、心押側部材40の凹状部位40aに嵌まり込んで、心押側部材40の心押機構20に対するセンタリングが行われる。そして嵌合ピン21cが心押側部材40の嵌合穴40cに嵌合することで、心押側部材40の回転を心押機構20に伝える。
ワーク保持ユニットAの主軸機構10および心押機構20への着脱が行われる際には、図17に示す通り、心押機構20の下側と心押側部材40の上側とを接触させ、主軸側部材30の下側と主軸機構10の上側とを接触させ、主軸機構10を回転させる。そうすると、図18に示される通り、主軸機構10のクランプ部材11の雄ネジ11aが、主軸側部材30のクランプナット31の雌ネジ31aに締め込まれる。そしてダミーワークVの上下で生じる摩擦力によって主軸機構10の回転が主軸側部材30から心押側部材40へ伝えられる。すると心押側部材40のクランプナット41の雌ネジ41aが、心押機構20のクランプ部材21の雄ネジ21aに対して締め込まれる(図18参照)。なおこのとき、心押機構20の回転を抑制する回転抑制機構(図示なし)を作動させて、雌ネジ41aと雄ネジ21aとの螺合を促進してもよい。
<ワーク保持ユニットのユニット搬送台車への搭載に関する構造>
図6から図10を参照して、ワーク保持ユニットAのユニット搬送台車3への搭載に関する構造について説明する。
図6および図7に示される通り、ユニット搬送台車3の上台車80は、載置台81、上支持板82、中支持板83、下支持板84、支柱85を有して構成される。水平に配置された載置台81のU字穴81cの周囲に、4本の支柱85が上下方向に延びて配置される。中支持板83が、載置台81の上側に、支柱85に支持されて配置される。上支持板82が、中支持板83の上側に、支柱85に支持されて配置される。スプリング86が、載置台81と中支持板83との間、および中支持板83と上支持板82との間に配置される。上支持板82および中支持板83は、支柱85に沿って上下方向に移動可能であり、スプリング86によって上方に付勢される。下支持板84は、中支持板83と載置台81との間に、連結部材87を介して中支持板83に支持された状態で配置される。連結部材87は上下方向に伸縮が可能であり、下支持板84は中支持板83に対して移動可能である。
図7に示される通り、主軸側部材30は、中支持板83に支持される。詳しくは、主軸側部材30の中央付近の外周面に形成された溝と、中支持板83のU字状の穴とが係合して、主軸側部材30が中支持板83に支持される。
図7に示される通り、クランプナット31は、下支持板84の下側に位置する。下支持板84は、図7および図8に示すように、U字状の穴を有し、その周囲に段差が設けられて、水平面に平行な段差平面84aと、水平面に垂直な段差側面84bとが形成されている。そして図7および図8に示すように、クランプナット31の3つの切欠き部位31bが、下支持板84の段差側面84bと接触した状態となっている。クランプナット31の上側の面は、下支持板84の段差平面82aと接触した状態となっている。この状態では、クランプナット31の3つの切欠き部位31bと、下支持板84の段差側面84bとの接触により、クランプナット31と段差側面84bとの相対回転が抑制されている。
図7に示される通り、心押側部材40は、上支持板82に支持される。上支持板82は、図10に示すように、U字状の穴を有し、その周囲に段差が設けられて、水平面に平行な段差平面82aと、水平面に垂直な段差側面82bとが形成されている。そして図7および図10に示すように、クランプナット41の3つの切欠き部位41bが、上支持板82の段差側面82bと接触した状態となっている。図7に示される通り、クランプナット41の下側の面は、上支持板82の段差平面82aと接触した状態となっている。この状態では、クランプナット41の3つの切欠き部位41bと、上支持板82の段差側面82bとの接触により、クランプナット41と段差側面82bとの相対回転が抑制されている。
上支持板82、中支持板83および下支持板84が上下方向に移動可能であることから、ユニット搬送台車3へは、様々な寸法のワーク保持ユニットAが搭載可能である。また、ワーク保持ユニットAの主軸機構10および心押機構20への取付の際には、心押機構20の下降に伴って、主軸側部材30および心押側部材40が心押機構20に押されて下降し、主軸側部材30の下面と主軸機構10の上面とが接触する(図17参照)。そして主軸機構10が回転されると、主軸機構10のクランプ部材11の雄ネジ11aが、主軸側部材30のクランプナット31の雌ネジ31aに締め込まれ、心押側部材40のクランプナット41の雌ネジ41aが、心押機構20のクランプ部材21の雄ネジ21aに対して締め込まれる(図18参照)。
図19は、主軸機構10のクランプ部材11の雄ネジ11aが、主軸側部材30のクランプナット31の雌ネジ31aに締め込まれた状態を示している。ネジ機構E(雄ネジ11aおよび雌ネジ31a)の締付により、皿バネ32が圧縮され、フランジ部位30bがクランプ部材11へ押し付けられ、もって主軸側部材30と主軸機構10との間に強固な結合が実現している。
次に図11から図16を参照して、加工ローラ支持ユニット60およびローラ保持移動機構50の構造と、ローラ保持移動機構50に対する加工ローラ支持ユニット60の固定に関する構造について説明する。
<加工ローラ支持ユニット>
加工ローラ支持ユニット60は、図11および図12に示すように、支持板61、支持部材62および加工ローラ63を有する。支持板61は、長方形の板であり、四隅に4つの貫通穴61aが形成されている。加工ローラ63は、ワークWに加工を施すローラ状の工具である。加工ローラ63は、その回転軸が主軸機構10の回転軸Gと平行となる姿勢にて、支持部材62に支持されて、支持板61に取り付けられている。支持部材62の下面には、凹部62aが形成されている。凹部62aは、加工ローラ支持ユニット60が載置台81のユニット載置部位81aに載置された際、ユニット保持ピン81dと係合する。
<ローラ保持移動機構>
ローラ保持移動機構50は、図12に示すように、保持部材51および有頭ピン52を有する。保持部材51は、加工ローラ支持ユニット60の支持板61とほぼ同じ形状の長方形の板である。有頭ピン52は、軸部52a、頭部52bおよびスプリング52cを有する。頭部52bは、その直径が軸部52aよりも大きく形成されており、軸部52aに沿って移動可能な状態で、スプリング52cを介して軸部52aの先端に取り付けられている。4つの有頭ピン52が、保持部材51の四隅であって、加工ローラ支持ユニット60の支持板61の貫通穴54cに対応する位置に配置されている。
<クランププレート>
クランププレート70は、図11および図12に示すように、長方形の板状の部材である。クランププレート70には、2つの円形穴70a、2つの長穴70bおよび被保持部70cが形成されている。円形穴70aは、クランププレート70の下端付近と中央付近とに配置されており、その間隔はローラ保持移動機構50の有頭ピン52の間隔に等しく、その直径は有頭ピン52の頭部52bよりも若干大きく形成されている。長穴70bは、それぞれの円形穴70aから上方向に延びて形成されている。長穴70bの幅は、有頭ピン52の軸部52aの直径よりも大きく、頭部52bの直径よりも小さい。クランププレート70は、図12に示すように、円形穴70aの付近が最も薄く、円形穴70aから長穴70bに沿って上方向に向かうに連れて徐々に厚くなるように形成されている。
図12に示される通り、クランププレート70は、加工ローラ支持ユニット60が載置台81のユニット載置部位81aに配置された状態で、加工ローラ支持ユニット60の支持板61の加工ローラ63の側の表面に接して配置される。このとき、クランププレート70の円形穴70aと、支持板61の貫通穴61aとが一致するように、クランププレート70が配置される。またこのとき、クランププレート70の下端の被保持部70cに、載置台81のクランププレート保持部位81bのピンが挿入された状態となっている。
<ローラ保持移動機構に対する加工ローラ支持ユニットの固定>
ローラ保持移動機構50に対する加工ローラ支持ユニット60の固定は、次の様にして行われる。ローラ保持移動機構50がアクチュエータ(図示なし)により、載置台81に載置された加工ローラ支持ユニット60の近傍に移動される(図12)。そしてローラ保持移動機構50が右方向へ移動されて、有頭ピン52が貫通穴61aおよび円形穴70aに挿入され、頭部52bがクランププレート70の右側に位置する(図13)。
この状態でローラ保持移動機構50が上方向へ移動されると、有頭ピン52が挿入された加工ローラ支持ユニット60は共に上方向へ移動する。一方、クランププレート70は、下端の被保持部70cに、載置台81のクランププレート保持部位81bのピンが挿入された状態となっているから、元の位置に留まる(図14)。このとき、クランププレート70は加工ローラ支持ユニット60およびローラ保持移動機構50に対して相対的に移動し、有頭ピン52の軸部52aは、クランププレート70の長穴70bの中を上方向に移動することになる。クランププレート70の厚みは、上側が大きくなっているから、クランププレート70の右側の面によって、有頭ピン52の頭部52bが右方向へ押されることになる。そうするとスプリング52cが圧縮されて、頭部52bは左方向へ付勢される。つまり、有頭ピン52が貫通穴61aに挿入されて、有頭ピン52の頭部52bとクランププレート70とが嵌合することにより、加工ローラ支持ユニット60がローラ保持移動機構50に対して固定される(図15)。
そしてローラ保持移動機構50が左方向へ移動されると、クランププレート70の被保持部70cと、載置台81のクランププレート保持部位81bのピンとの係合が外れる(図16)。以上の様にして、ローラ保持移動機構50に対して加工ローラ支持ユニット60が固定される。
<ワーク保持ユニットおよび加工ローラ支持ユニットの交換作業>
以下、交換制御部4aにより実行されるワーク保持ユニットAおよび加工ローラ支持ユニット60の交換作業(段取り換え)について説明する。
ある製品の生産が終了すると、ワーク保持ユニットAを取り外す準備を行う。ワーク保持ユニットAおよび加工ローラ支持ユニット60が載置されていない、空のユニット搬送台車3を、回転塑性加工装置2の正面に配置し、上台車80を回転塑性加工装置2の内部に進入させる。そして、主軸側部材30および心押側部材40を、上台車80の上支持板82、中支持板83および下支持板84に支持させる。
交換制御部4aが、主軸機構10の駆動モータを制御して、主軸機構10を回転させて、雄ネジ11aと雌ネジ31aとの螺合を解除し、雄ネジ21aと雌ネジ41aとの螺合を解除し、ワーク保持ユニットAを主軸機構10および心押機構20から取り外す。
交換制御部4aが、ローラ保持移動機構50を移動させて、クランププレート70の下端の被保持部70cに、載置台81のクランププレート保持部位81bのピンを挿入させる(図14)。次に交換制御部4aがローラ保持移動機構50を下方に移動させて、加工ローラ支持ユニット60を載置台81のユニット載置部位81aに載置する(図13)。このときクランププレート70は、ローラ保持移動機構50および加工ローラ支持ユニット60に対して相対的に上方に移動し、有頭ピン52の頭部52bとクランププレート70との嵌合が解除され、加工ローラ支持ユニット60のローラ保持移動機構50に対する固定が解除される。そして交換制御部4aがローラ保持移動機構50を左方向へ移動させて、加工ローラ支持ユニット60のローラ保持移動機構50からの取り外しが完了する(図12)。
そしてユニット搬送台車3の上台車80を前方向へ移動させて、回転塑性加工装置2の外部へ退出させる。
続いて、次に生産する製品に対応するワーク保持ユニットAおよび加工ローラ支持ユニット60を、ユニット搬送台車3へ載置して、回転塑性加工装置2の正面に配置する。そして上台車80を回転塑性加工装置2の内部に進入させて、ワーク保持ユニットAを交換作業位置P1に配置し、加工ローラ支持ユニット60を交換作業位置P2に配置する。
交換制御部4aが回転塑性加工装置2を制御して、心押機構20を下方向に移動して、心押機構20の下側と心押側部材40の上側とを接触させ、主軸側部材30の下側と主軸機構10の上側とを接触させる。そして交換制御部4aが、主軸機構10を回転させる(図17参照)。そうすると、主軸機構10のクランプ部材11の雄ネジ11aが、主軸側部材30のクランプナット31の雌ネジ31aに締め込まれる。そして上述したダミーワークVの上下で生じる摩擦力によって主軸機構10の回転が主軸側部材30から心押側部材40へ伝えられる。すると心押側部材40のクランプナット41の雌ネジ41aが、心押機構20のクランプ部材21の雄ネジ21aに対して締め込まれる(図18参照)。こうしてワーク保持ユニットAの主軸機構10および心押機構20への取付が完了する。
次に交換制御部4aが、ローラ保持移動機構50を移動させて、載置台81に載置された加工ローラ支持ユニット60の近傍に配置する(図12)。そしてローラ保持移動機構50を右方向へ移動して、有頭ピン52を貫通穴61aおよび円形穴70aに挿入し、頭部52bをクランププレート70の右側に位置させる(図13)。次に交換制御部4aが、ローラ保持移動機構50を上方向へ移動して、加工ローラ支持ユニット60をローラ保持移動機構50へ固定する(図14)。そして交換制御部4aが、加工ローラ支持ユニット60を左方向へ移動して、クランププレート70の被保持部70cと、載置台81のクランププレート保持部位81bのピンとの係合を解除する。
そしてユニット搬送台車3の上台車80を前方向へ移動させて、回転塑性加工装置2の外部へ退出させる。以上により、ワーク保持ユニットAおよび加工ローラ支持ユニット60の交換作業が完了する。
(第2実施形態)
以下の説明では、第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する場合がある。上述の第1実施形態では、主軸着脱機構Bがネジ機構E(雄ネジ11aおよび雌ネジ31aにより構成された。第2実施形態では主軸着脱機構Bが、クランプナット31に形成された径方向に延びる挿入ピン31fと、クランプ部材11の外周に形成された溝部位11fとを有して構成される。
第2実施形態に係るクランプ部材11は、図20および図21に示すように、溝部位11fおよび開口部11gを有する。溝部位11fは、円柱状のクランプ部材11の外周に形成された、略水平方向に延びる溝である。開口部11gは、溝部位11fの一方の端に形成された、上側、すなわち主軸側部材30の側に開口する部位である。溝部位11fは、開口部11gの側から周方向に進むにつれて、下方向に傾斜して形成されている。本実施形態では、4組の溝部位11fおよび開口部11gが、クランプ部材11に形成されている。
第2実施形態に係るクランプナット31は、図21に示すように、挿入ピン31fを有する。挿入ピン31fは円柱状の突起であって、クランプナット31の内側の面から水平方向に突出して形成されている。挿入ピン31fの高さは、クランプ部材11の溝部位11fの深さより若干小さい。本実施形態では、4本の挿入ピン31fが、クランプナット31の内側の、クランプ部材11の開口部11gに対応する位置に形成されている。
主軸側部材30が上方向から下降して、クランプナット31とクランプ部材11とが接触すると、クランプナット31の挿入ピン31fが、クランプ部材11の開口部11gを通って、クランプ部材11の溝部位11fに進入する。そして主軸機構10が回転すると、挿入ピン31fが溝部位11fの奥へと進む。溝部位11fは下方向に傾斜、すなわち主軸側部材30から徐々に遠ざかるよう傾斜しているから、クランプナット31とクランプ部材11との間に上下方向に締結力が発生し、これにより主軸側部材30が主軸機構10に固定される。すなわち本実施形態では、主軸着脱機構Bは、ワーク保持ユニットAの側に形成された径方向に延びる挿入ピン31fと、主軸機構10の側の外周に形成された溝部位11fとを有し、挿入ピン31fが溝部位11fに進入してワーク保持ユニットAと主軸機構10とが相対回転することでワーク保持ユニットAが主軸機構10に装着される。なお、心押着脱機構Cも同様に構成される。
(第3実施形態)
第3実施形態では主軸着脱機構Bが、クランプ部材11に形成された径方向に突出する突出部位11kと、クランプナット31内周に形成された嵌合溝31kとを有して構成される。
第3実施形態に係るクランプ部材11は、図22および図23に示すように、突出部位11kを有する。突出部位11kは、円柱状のクランプ部材11の外周に形成された、略水平方向に突出する部位である。突出部位11kの下側の面、すなわち主軸側部材30から遠い側の面は、周方向に沿って下方向に傾斜して形成されている。本実施形態では、4つの突出部位11kが、クランプ部材11に形成されている。
第3実施形態に係るクランプナット31は、図23に示すように、嵌合溝31kおよび開口部31mを有する。嵌合溝31kは、円筒状のクランプナット31の内側の面に形成された、略水平方向に延びる溝である。開口部31mは、嵌合溝31kの一方の端に形成された、下側、すなわち主軸機構10の側に開口する部位である。嵌合溝31kの下側の面、すなわち主軸機構10に近い側の面は、突出部位11kの下側の面と同様に、周方向に沿って下方向に傾斜して形成されている。嵌合溝31kの深さは、クランプ部材11の突出部位11kの高さより若干大きい。本実施形態では、4組の嵌合溝31kおよび開口部31mが、クランプ部材11の突出部位11kに対応する位置に形成されている。
主軸側部材30が上方向から下降して、クランプナット31とクランプ部材11とが接触すると、クランプ部材11の突出部位11kが、クランプナット31の開口部31mを通って、クランプナット31の嵌合溝31kに進入する。そして主軸機構10が回転すると、突出部位11kが嵌合溝31kの奥へと進む。突出部位11kの下側の面と嵌合溝31kの下側の面とは共に下方向に傾斜、すなわち主軸側部材30から徐々に遠ざかるよう傾斜しているから、クランプナット31とクランプ部材11との間に上下方向に締結力が発生し、これにより主軸側部材30が主軸機構10に固定される。なお、心押着脱機構Cも同様に構成される。
(他の実施形態)
(1)上述の実施形態では、ユニット搬送台車3の移動、および上台車80の移動は、作業員が行うことを想定して説明した。ユニット搬送台車3および上台車80がモータやアクチュエータ等により自動で移動するよう構成してもよい。例えば、上台車80の車輪88および下台車90の車輪92をモータ駆動としてもよい。例えば、回転塑性加工装置2に油圧シリンダ等のアクチュエータを設け、回転塑性加工装置2の前側に停止したユニット搬送台車3から、上台車80を後方向へ引いて回転塑性加工装置2の内部へ移動させ、上台車80を前方向へ押して回転塑性加工装置2から退出させるよう構成してもよい。
この場合、交換制御部4aが上述のモータやアクチュエータ等を制御して、ワーク保持ユニットAおよび加工ローラ支持ユニット60の交換作業(段取り換え)を、全自動で行うよう構成することが可能である。
(2)上述の実施形態では、ワーク保持ユニットAと加工ローラ支持ユニット60との両方を交換することを想定して説明した。回転塑性加工システム1、回転塑性加工装置2およびユニット搬送台車3を、装置構成や加工・ワークの種別に応じて、ワーク保持ユニットAと回転塑性加工装置2の一方を交換するよう構成・動作させることも可能である。
(3)上述の第2実施形態では、主軸着脱機構Bが、クランプナット31に形成された径方向に延びる挿入ピン31fと、クランプ部材11の外周に形成された溝部位11fとを有して構成される例を説明した。クランプナット31に溝部位を設け、クランプ部材11に挿入ピンを設ける構成も可能である。また挿入ピン31fと溝部位11fの数は、2組、3組、および5組以上も可能である。
(4)上述の第3実施形態では、主軸着脱機構Bが、クランプ部材11に形成された径方向に突出する突出部位11kと、クランプナット31内周に形成された嵌合溝31kとを有して構成される例を説明した。クランプ部材11に嵌合溝を設け、クランプナット31に突出部位を設ける構成も可能である。嵌合溝31kと突出部位11kの数は、2組、3組、および5組以上も可能である。
なお上述の実施形態(他の実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
1 :回転塑性加工システム
2 :回転塑性加工装置
3 :ユニット搬送台車
4 :制御部
4a :交換制御部
10 :主軸機構
11 :クランプ部材
11a :雄ネジ
11b :凸状部位
11c :嵌合ピン
11f :溝部位
11g :開口部
11k :突出部位
20 :心押機構
21 :クランプ部材
21a :雄ネジ
21b :凸状部位
21c :嵌合ピン
30 :主軸側部材
30a :凹状部位
30b :フランジ部位
30c :嵌合穴
31 :クランプナット
31a :雌ネジ
31b :切欠き部位
31f :挿入ピン
31k :嵌合溝
31m :開口部
32 :皿バネ
40 :心押側部材
40a :凹状部位
40b :フランジ部位
40c :嵌合穴
41 :クランプナット
41a :雌ネジ
41b :切欠き部位
42 :皿バネ
50 :ローラ保持移動機構
51 :保持部材
52 :有頭ピン
52a :軸部
52b :頭部
52c :スプリング
54c :貫通穴
60 :加工ローラ支持ユニット
61 :支持板
61a :貫通穴
62 :支持部材
62a :凹部
63 :加工ローラ
70 :クランププレート
70a :円形穴
70b :長穴
70c :被保持部
80 :上台車
81 :載置台
81a :ユニット載置部位
81b :クランププレート保持部位
81c :U字穴
81d :ユニット保持ピン
82 :上支持板
82a :段差平面
82b :段差側面
83 :中支持板
84 :下支持板
84a :段差平面
84b :段差側面
85 :支柱
86 :スプリング
87 :連結部材
88 :車輪
90 :下台車
91 :レール
92 :車輪
A :ワーク保持ユニット
B :主軸着脱機構
C :心押着脱機構
E :ネジ機構
F :ローラ着脱機構
G :回転軸
P1 :交換作業位置
P2 :交換作業位置
P3 :待機位置
P4 :待機位置
V :ダミーワーク
W :ワーク

Claims (3)

  1. ワーク保持ユニットが交換可能である回転塑性加工装置と、
    前記回転塑性加工装置の内部の交換作業位置と、前記回転塑性加工装置の外部の待機位置との間で、前記ワーク保持ユニットを移動させるユニット搬送台車と、
    前記回転塑性加工装置を制御して前記ワーク保持ユニットの交換作業を実行する交換制御部とを有する回転塑性加工システムであって、
    前記回転塑性加工装置は、前記ワーク保持ユニットを支持して回転させる主軸機構および心押機構とを有し、前記ワーク保持ユニットは、前記主軸機構および前記心押機構に対して相対回転することにより前記主軸機構および前記心押機構に対して着脱され、
    前記交換制御部は、
    前記ユニット搬送台車が前記ワーク保持ユニットを前記交換作業位置へ移動させた後、
    前記回転塑性加工装置を制御して、
    前記心押機構を前記ワーク保持ユニットに向けて移動させ、
    前記心押機構と前記ワーク保持ユニットとを接触させ、
    前記ワーク保持ユニットと前記主軸機構とを接触させ、
    前記主軸機構を回転させて前記ワーク保持ユニットを前記主軸機構および前記心押機構に対して装着する、
    回転塑性加工システム。
  2. 加工ローラ支持ユニットが交換可能である回転塑性加工装置と、
    前記回転塑性加工装置の内部の交換作業位置と、前記回転塑性加工装置の外部の待機位置との間で、前記加工ローラ支持ユニットを移動させるユニット搬送台車と、
    前記回転塑性加工装置を制御して前記加工ローラ支持ユニットの交換作業を実行する交換制御部とを有する回転塑性加工システムであって、
    前記回転塑性加工装置は、ワークへの加工時に前記加工ローラ支持ユニットを保持して移動させるローラ保持移動機構を有し、前記加工ローラ支持ユニットは、前記ローラ保持移動機構に対して着脱され、
    前記交換制御部は、
    前記ユニット搬送台車が前記加工ローラ支持ユニットを前記交換作業位置へ移動させた後、前記回転塑性加工装置を制御して、
    前記ローラ保持移動機構を移動させて前記加工ローラ支持ユニットに接触させ、
    前記加工ローラ支持ユニットを前記ローラ保持移動機構に対して装着する、
    回転塑性加工システム。
  3. 請求項1又は2に記載の回転塑性加工システムに用いられるユニット搬送台車。
JP2016204508A 2016-10-18 2016-10-18 回転塑性加工システムおよびユニット搬送台車 Active JP6837312B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016204508A JP6837312B2 (ja) 2016-10-18 2016-10-18 回転塑性加工システムおよびユニット搬送台車

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016204508A JP6837312B2 (ja) 2016-10-18 2016-10-18 回転塑性加工システムおよびユニット搬送台車

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018065161A JP2018065161A (ja) 2018-04-26
JP6837312B2 true JP6837312B2 (ja) 2021-03-03

Family

ID=62086617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016204508A Active JP6837312B2 (ja) 2016-10-18 2016-10-18 回転塑性加工システムおよびユニット搬送台車

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6837312B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018065161A (ja) 2018-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7371158B2 (en) Plating removing apparatus for two-piece wheel
KR101114705B1 (ko) 틸트 장치
JP4342928B2 (ja) 工作機械の工具交換装置
CN105710730A (zh) 一种用于工件加工的机床
EP1439928B1 (en) Coupling device particularly for vehicle wheels undergoing surface finishing
JP6534571B2 (ja) 金属加工装置およびクランプ治具
JP6293567B2 (ja) 工作機械及び工作機械における刃物台の着脱方法
JP4382099B2 (ja) 工作機械
CN104245227A (zh) 立式加工中心的五面加工用角度头的自动工具交换装置
KR20160109000A (ko) 터렛 공구대 및 이를 갖는 공작 기계
KR101383442B1 (ko) 자동차 브레이크 시스템의 캘리퍼 하우징 가공용 고속 툴 체인저
JP6837312B2 (ja) 回転塑性加工システムおよびユニット搬送台車
JP6405994B2 (ja) ロールヘミング加工装置
JP6815160B2 (ja) 回転塑性加工装置、回転塑性加工システムおよび加工ローラ支持ユニット
JP6951186B2 (ja) 回転塑性加工装置、およびワーク保持ユニット
KR200475328Y1 (ko) 브레이크용 백플레이트 가공장치
JP5531951B2 (ja) 自動組み付け装置
CN215546948U (zh) 一种电机壳体的加工装置
JP6190667B2 (ja) 工作機械
CN211193056U (zh) 一种车轮铣削加工精定位的装置
JP5936492B2 (ja) 工作機械
JP6759112B2 (ja) 回転塑性加工装置
CN114310377B (zh) 一种重型汽车后悬支座专用机床夹具
JP2003326431A (ja) 工作機械
JP7192578B2 (ja) 加工装置およびワークの支持治具

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20190912

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200826

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200901

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201124

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210118

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210202

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210209

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6837312

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150