JPH0529808Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔作業上の利用分野〕 本考案は、ワークに孔加工を行つた後、加工孔
にブツシユ等のワークとは別部品の圧入部品（以
下、別部品と記載）を嵌合する圧入装置に関し、
特に圧入装置が圧入位置と退避位置とに移動する
と共に加工孔の公差の判定機能を有する圧入装置
を備えた工作機械に関する。

〔従来の技術〕

従来、ワークにブツシユ等の別部品を嵌合する
必要のある際には、まず、旋盤等でワークに所用
の加工を施し、嵌合用の加工孔を穿設したのち、
ワークを取りはずし、例えば組立機械によつて部
品を取付けていた。しかし、芯出しの効率などを
考慮すると、上記の２工程は連続して実施するこ
とが好ましく、近年は、ワークを主軸端にチヤツ
クで把持したまま、自動工具交換方式、もしくは
タレツト割出し方式により穿孔から洗滌までの工
程を実施し、更に刃物台を退避させて圧入装置と
交代させ、予め軸芯を対応させた圧入ヘツドに装
着されているブツシユ等をワークの加工孔へ圧入
させる方式に移行しつつある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、従来にはかかる工程集約を目的とし
てワークに対して嵌合孔の穿設加工に引き続き、
この嵌合孔の洗滌、およびこの嵌合孔への別部品
の圧入動作を同一工作機械上で一貫して行える装
置がなかつた。また、一般にNC旋盤により実施
されるが、言うまでもなく、公差の問題が存在す
る。孔径が基準よりも大き過ぎて、公差がプラス
側へ不良の場合は、基準どおりのブツシユを嵌合
しても弛くて脱落するし、孔径が基準よりも小さ
過ぎて、公差がマイナス側へ不良の場合は、基準
どおりのブツシユを嵌合できない。しかし、穿孔
作業後にワークを一旦検査機へ移動するのでは、
手間と時間の無駄が惜しく、かと言つて、そのま
まブツシユの嵌合を行うと、殊に弛過ぎる場合
に、脱落し易い状態の不良品を見逃すことにな
り、品質管理上好ましくない。

本考案は、このような問題点に鑑みてなされた
もので、ワークに対して嵌合孔の穿設と洗滌、お
よび別部品の圧入を同一場所で実施し、しかも圧
入作業中に嵌合孔径の公差の良否を判定できる判
定手段を備えた工作機械の圧入装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案において、上記の問題点を解決するため
の手段は、工作機械に取付け具を設け、この取付
け具に取付けられたワークに孔を切削加工し、こ
の取付け具に取付けられた状態を維持して前記加
工孔に圧入部品を圧入するための圧入装置を備え
た工作機械であつて、前記工作機械の基部に移動
自在に設けられ、前記ワークの加工孔中心線上を
前記ワークに前記圧入部品の圧入動作を行う位置
と、前記切削加工時に前記ワークより離隔した退
避位置との間を移動する圧入装置本体と、前記ワ
ークの加工孔中心線と同一中心線上の前記圧入本
体上を進退移動自在に設けられ、前記ワークと対
向する軸端に前記圧入部品が取付けられるクイル
と、このクイルを駆動するために前記圧入装置本
体に設けられ、前記ワーク側に第１の室が反ワー
ク側に前記第１の室の受圧面積より大きい受圧面
積を有する第２の室が形成されたシリンダと、こ
のシリンダに圧力流体を供給するために設けら
れ、前記第１の室に供給する第１の切り換え部
と、前記第２の室に供給する第２の切り換え部
と、前記第１の室および前記第２の室に供給する
第３の切り換え部とを有し、前記第２の切り換え
部により圧力流体を前記第２の室に供給して前記
圧入部品を高圧圧入し、前記第３の切り換え部に
より圧力流体を前記第１の室および前記第２の室
へ供給して前記圧入部品を低圧圧入する圧力供給
方向切り換え手段と、前記クイルが前記ワーク側
に前進動作したとき、前記クイルに取付けられた
前記圧入部品が前記ワークの前記加工孔の挿入口
に当接する圧入開始位置および前記圧入部品が前
記加工孔の孔底に達する圧入終了位置に移動した
ことを検出する位置検出手段と、前記圧入部品を
低圧圧入した際、低圧圧入開始後所定時間内に前
記クイルが圧入終了位置に移動したことを前記位
置検出手段が検出した場合を前記加工孔の寸法が
プラスの公差不良とする第１の孔径判定手段と、
この第１の孔径判定手段においてプラスの公差不
良でないと判定された場合、前記圧力供給方向切
り換え手段を切り換えて前記圧入部品を高圧圧入
し、高圧圧入開始後所定時間内にクイルが圧入終
了位置に移動したことを前記位置検出手段が検出
した場合を前記加工孔の寸法が合格とし、検出で
きない場合を前記加工孔の寸法がマイナスの公差
不良とする第２の孔径判定手段とからなり、前記
ワーク加工直後に圧入状態の合否を判定する機能
を有して前記圧入部品を前記ワークに圧入するよ
うに工作機械内に構成したことを特徴とする圧入
装置を備えた工作機械とするものである。

なお、圧入開始位置及び圧入終了位置の検出は
必ずしも実際にブツシユ等の別部品が孔縁に接触
したか否かを検出するものとは限らず、別部品を
保持する圧入ヘツドの工程が圧入開始及び圧入終
了に対応する位置に達したか否かを検出するだけ
でも差支えない。

〔作用〕

切削加工を行う刃物台と圧入動作を行う圧入装
置との干渉を避けるため圧入装置本体を退避位置
へ移動可能としたことにより、同一工作機械での
工程集約ができる。また、ワーク側に第１の室
が、反ワーク側に第１の室の受圧面積より大きい
受圧面積を有する第２の室がシリンダに形成さ
れ、圧力供給方向切り換え手段を用いて第２の切
り換え部により圧力流体を第２の室に供給して圧
入部品を高圧圧入し、第３の切り換え部により圧
力流体を第１の室および第２の室へ供給して面積
差による荷重で圧入部品を低圧圧入する構成にし
たことにより、クイルの低圧圧入、高圧圧入、及
び後退の３種類の動作を一つのコンパクトなシリ
ンダを用いてできる。更に、嵌合孔の孔径は、ブ
ツシユ等の別部品が、低圧でも容易に圧入できる
ようでは弛過ぎると考えられ、高圧でも圧入でき
ないようでは狭過ぎると考えられる。そこで、別
部品が孔口に接する圧入開始位置を通過したとき
にタイマー等のカウントを始め、所定時間内に、
低圧で圧入終了が検出された場合はプラス側の不
良、低圧では圧入されず、高圧では圧入終了が検
出された場合は合格、高圧でも圧入終了が検出さ
れない場合はマイナス側の不良とするものであ
る。

〔実施例〕

以下、本考案を、実施例とその図面を参照して
詳細に説明する。

第１図は、本考案に係わる一実施例の圧入装置
付工作機械を示す構成図である。同図において、
工作機械はNC旋盤であつて、図中左方に示され
るように、主軸１１を軸受を介して回転可能に支
持するヘツドストツク１２が配設され、主軸１１
の先端の取付具１３によりワーク１４を把持して
回転させ、一方で、Ｘ−Ｚの２方向に移動可能な
刃物台１５に、旋回・割出し可能なタレツトヘツ
ド１６が取付けられ、複数本数の工具を等間隔で
旋回させ、工具が加工位置に割出されて、前記ワ
ーク１４に対する所用の加工および孔加工を行
う。孔加工が終了すると、加工跡にエア及びクー
ラントを吹き付けて洗滌したのち、ブツシユ１７
が組み込まれることになる。第１図では洗滌工具
１６ａが加工孔位置に割り出されている状態を示
す。ブツシユ１７の嵌合は、ブツシユ圧入装置に
より行なわれ、前記刃物台１５を退避させたの
ち、芯押し台１８によりブツシユ１７をワーク１
４の孔芯へ圧入させるものである。

芯押し台１８自体も、通常は、図中実線で示さ
れる待機位置へ退避していて、圧入時にのみ図中
２点鎖線で示される作業位置へ進出するが、この
大きな移動は退避ストローク用シリンダ１９によ
り行われ、その移動工程d₁が退避ストロークであ
る。芯押し台１８はブツシユ１７等を圧入させる
ヘツドとしてのクイル２０を備えていて、作業位
置へ進出したのち、さらにクイル２０を突出させ
ることによりブツシユ１７等をワーク１４へ圧入
させるが、このクイル２０の小移動は芯押し台１
８に配設された圧入ストローク用シリンダ１２に
より行われ、その移動工程d₂が圧入ストロークで
ある。上記の退避ストローク用シリンダ１９及び
圧入ストローク用シリンダ２１は、後記する油圧
回路２２からの油圧によつて駆動される。また、
芯押し台１８には、クイル２０と平行に連動する
ロツド２３が軸支され、このロツド２３に装着さ
れたドツグ２４の位置を検出するリミツトスイツ
チであるクイル位置センサ２５が配設されてい
る。

第２図は、そのクイル位置センサを詳細に示す
説明図である。第２図において、クイル２０と平
行に連動するロツド２３には、２つのドツグ２４
ａ及び２４ｂが装着されていて、これらのドツグ
２４ａ及び２４ｂが３個のリミツトスイツチLS
−１，LS−２及びLS−３に接触することによ
り、クイル２０の位置が検出されることになつて
いる。第１のドツグ２４ａはクイル２０の前進端
で第１のリミツトスイツチLS−１に接触して圧
入終了を確認し、第２のドツグ２４ｂは、クイル
２０の前進途中で第２のリミツトスイツチLS−
２に接触して圧入開始を確認すると共にクイル２
０の後退端で第３のリミツトスイツチLS−３に
接触して後退位置を確認する。

第３図は、上記の油圧回路の一例を示す油圧回
路図で、加圧ポンプ（図示せず）のプレツシヤポ
ートＰ及びタンクポートＴからの２本の流路が、
２路３段の油圧切換バルブ２６を介して、前記圧
入ストローク用シリンダ２１の前後両サイドへ連
結されている。２路３段の油圧切換バルブ２６
は、３段のうち２段２６ｃ及び２６ｂを高圧及び
低圧の前進に使用され、残りの１段２６ａを後退
用に使用されている。圧入ストローク用シリンダ
２１のピストンの第２の室の受圧面（前進用受圧
面）２１ａの面積は第１の室の受圧面（後退用受
圧面）２１ｂの面積よりも大きく、高圧前進の場
合、油圧は前進用受圧面２１ａに導かれ、後退の
場合、油圧は後退用受圧面２１ｂに導かれてそれ
ぞれ一方向へ駆動するが、低圧前進の場合、プレ
ツシヤポートＰ側の油圧がピストンの両サイドに
導かれて、両面の面積差分だけ生じた差圧が前進
駆動力となる。

第４図は、上記の各リミツトスイツチ及び油圧
回路からのデータに基づく第１、第２の孔径判定
手段の一例を示す構成図である。第４図におい
て、リミツトスイツチLS−１，LS−２，LS−３
及び油圧回路２２は、インターフエイスを介し
て、CPU２７のメインバスに接続され、データ
信号を入出力する。油圧回路２２は専用の操作盤
２２ａによつて制御されるが、その操作盤２２ａ
には、孔径判定結果を示す「＋NG」、「OK」、
「−NG」などの表示灯及びアラーム赤灯が付設
されている。CPU２７のメインバスには、通常
の入出力手段２８として、CRTデイスプレイ及
びキーボードが接続されている。なお、CRTデ
イスプレイにアラームメツセージを表示したり、
管理データ等を表示、処理し得るようにしてもよ
い。また、このCPU２７は、工作機械がCNC機
械である場合、本体のCPUで兼ねることもでき
る。

第４図において、第１、第２の孔径判定手段側
は、２個のタイマ２９ａ及び２９ｂを備え、各デ
ータ信号を処理するゲート素子の組合わせで構成
されている。その信号処理の経路を、第５図の操
作手順フローチヤートを参照しつつ、以下説明す
る。

さて、第１図で説明したワークに対する加工や
洗滌が終了し、刃物台１５が退避すると、第５図
のフローチヤートの第１段に示されるように、芯
押し台１８の前進が指令され、退避ストローク用
シリンダ１９により油圧駆動されて芯押し台１８
が前進する。この油圧駆動はすべて前記操作盤２
２ａから自動制御される。芯押し台１８が前進端
に到達すると、次に、クイル２０の前進が指令さ
れる。予めブツシユ１７を装着されたクイル２０
は前記圧入開始位置まで高速前進させられる。ク
イル２０がブツシユ１７の圧入開始位置に到達し
たことが第２のセンサLS−２によつて検知され
ると、操作盤２２ａ上の位置灯が点灯するので、
まず、低圧圧入が開始される。ここで、第４図に
示す孔径判定手段には、圧入開始信号が「LS−
２」信号と共に入力され、この両信号の一致がア
ンド・ゲート１０１で確認されると、第１のタイ
マ２９ａがカウントを開始する。一方、クイル２
０がブツシユ１７の圧入終了位置に到達すると、
第１のセンサLS−１から検知信号が発されるが、
この「LS−１」信号が、第１のタイマ２９ａが
カウントアツプする前に入力されると、スルーゲ
ート１０２から「＋NG」信号が出力され、カウ
ントアツプするまで入力されない場合は、スルー
ゲート１０３から圧力切換指令信号が出力され
て、高圧圧入が開始されると共に、この信号によ
り、第２のタイマ２９ｂがカウントを開始する。
尚、「＋NG」信号もしくは圧力切換指令信号の
いずれかが、オア・ゲート１０４によつて確認さ
れると、第１のタイマ２９ａはリセツトされる。
次に、第２のタイマ２９ｂがカウントアツプした
時点で、前記した「LS−１」信号が入力された
か否かの判定が行われ、入力された場合はアン
ド・ゲート１０５でタイマ信号との一致を確認さ
れて「OK」信号として出力され、入力されない
場合は、そのアンド・ゲート１０５からは当然
“０”出力となり、スルーゲート１０６が閉鎖さ
れないままタイマ信号を通過させて、「−NG」
信号を出力する。尚、「OK」信号もしくは「−
NG」信号のいずれかが、オア・ゲート１０７に
よつて確認されると、第２のタイマ２９ｂは第１
のタイマ２９ａと同じくリセツトされる。上記の
「＋NG」、「OK」、「−NG」の各信号は、CPUバ
スおよびインターフエイスＩ／Ｆを経由して、前
記操作盤２２ａ上の各表示等を点灯させると共
に、そのいずれか一つがオア・ゲート１０８によ
つて確認されると後退指令信号が出力され、油圧
切換バルブ２６が後退側へ切換えられて、クイル
２０は前記第３のセンサLS−３が検知信号を発
するまで後退する。操作手順としては、更に芯押
し台１８の後退が指令され、芯押し台１８が後退
端に到達すると、終了になる。

〔考案の効果〕

以上、説明したとおり、本考案によれば、ワー
ク側に第１の室が、反ワーク側に第１の室の受圧
面積より大きい受圧面積を有する第２の室がシリ
ンダに形成され、圧力供給方向切り換え手段を用
いて第２の切り換え部により圧力流体を第２の室
に供給して圧入部品を高圧圧入し、第３の切り換
え部により圧力流体を第１の室および第２の室へ
供給して面積差による荷重で圧入部品を低圧圧入
する構成にしたことにより、ピストンの低圧圧
入、高圧圧入、及び後退の３種類の動作を１つの
コンパクトなシリンダを用いてできるようにし、
工作機械上に容易に取付けることができる。従つ
て、同一工作機械での工程集約ができるため、段
取り時間の短縮や、生産効率の向上が図れるとい
う顕著な効果を有するものである。また第１、第
２の孔径判定手段および位置検出手段とを設け、
それらからのデータを判定することにより、ワー
クに対する嵌合孔の穿設と洗滌、および別部品の
圧入を一連の工程として実施する工作機械を構築
し、圧入作業中に嵌合孔の孔径公差の良否を判定
できる判定手段を備え省力化と品質管理の両面に
効果の多大な圧入装置を備えた工作機械を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の構成図、第２図は
圧入ヘツドの位置センサの説明図、第３図は実施
例の油圧回路図、第４図は孔径判定手段の一例の
構成図、第５図は本考案の一操作例を示すフロー
チヤートである。 １４……ワーク、１５……刃物台、１６……タ
レツトヘツド、１７……ブツシユ、１８……芯押
し台、１９……退避ストローク用シリンダ、２０
……クイル、２１……圧入ストローク用シリン
ダ、２２……油圧回路、２５……クイル位置セン
サ、２６……油圧切換バルブ、２７……CPU、
２９ａ，２９ｂ……タイマ、１０１〜１０８……
ゲート素子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 工作機械に取付け具を設け、この取付け具に取
   付けられたワークに孔を切削加工し、この取付け
   具に取付けられた状態を維持して前記加工孔に圧
   入部品を圧入するための圧入装置を備えた工作機
   械であつて、 前記工作機械の基部に移動自在に設けられ、前
   記ワークの加工孔中心線上を前記ワークに前記圧
   入部品の圧入動作を行う位置と、前記切削加工時
   に前記ワークより離隔した退避位置との間を移動
   する圧入装置本体と、 前記ワークの加工孔中心線と同一中心線上の前
   記圧入本体上を進退移動自在に設けられ、前記ワ
   ークと対向する軸端に前記圧入部品が取付けられ
   るクイルと、 このクイルを駆動するために前記圧入装置本体
   に設けられ、前記ワーク側に第１の室が反ワーク
   側に前記第１の室の受圧面積より大きい受圧面積
   を有する第２の室が形成されたシリンダと、 このシリンダに圧力流体を供給するために設け
   られ、前記第１の室に供給する第１の切り換え部
   と、前記第２の室に供給する第２の切り換え部
   と、前記第１の室および前記第２の室に供給する
   第３の切り換え部とを有し、前記第２の切り換え
   部により圧力流体を前記第２の室に供給して前記
   圧入部品を高圧圧入し、前記第３の切り換え部に
   より圧力流体を前記第１の室および前記第２の室
   へ供給して前記圧入部品を低圧圧入する圧力供給
   方向切り換え手段と、 前記クイルが前記ワーク側に前進動作したと
   き、前記クイルに取付けられた前記圧入部品が前
   記ワークの前記加工孔の挿入口に当接する圧入開
   始位置および前記圧入部品が前記加工孔の孔底に
   達する圧入終了位置に移動したことを検出する位
   置検出手段と、 前記圧入部品を低圧圧入した際、低圧圧入開始
   後所定時間内に前記クイルが圧入終了位置に移動
   したことを前記位置検出手段が検出した場合を前
   記加工孔の寸法がプラスの公差不良とする第１の
   孔径判定手段と、 この第１の孔径判定手段においてプラスの公差
   不良でないと判定された場合、前記圧力供給方向
   切り換え手段を切り換えて前記圧入部品を高圧圧
   入し、高圧圧入開始後所定時間内にクイルが圧入
   終了位置に移動したことを前記位置検出手段が検
   出した場合を前記加工孔の寸法が合格とし、検出
   できない場合を前記加工孔の寸法がマイナスの公
   差不良とする第２の孔径判定手段とからなり、 前記ワークを加工直後に圧入状態の合否を判定
   する機能を有して前記圧入部品を前記ワークに圧
   入するように工作機械内に構成したことを特徴と
   する圧入装置を備えた工作機械。