JPH06312302A - ワーク支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】ワーク支持部の変更によって様々なワーククラ
ンプ姿勢に対応できるワーク支持装置を提供する。 【構成】コラム３の側面上方に上下方向に摺動可能に設
けられた第１支持装置４と、これに対向して上下方向に
摺動可能に設けられた第２支持装置５とを有し、それぞ
れ回転主軸を持つ。各主軸は主軸回転駆動モータ１７，
２３を有し、先端にワークＷを支持するワーク支持部に
相当する当接部材、小径センタ、ケレ、支持爪を備え
る。第２主軸２２に設けられワークＷに回転動力を伝達
するケレを所定角度回転させる際に、第２主軸回転駆動
モータ２３を単独制御し、ワークＷにケレが係合した状
態で第１主軸回転駆動モータ１７と第２主軸回転駆動モ
ータ２３とを同期制御する制御装置４６を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワーク支持装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関に用いられるピストンの
ようなワークの支持装置として、例えば図５に示すよう
なものがあり、このものは、工作機械６０のコラム６７
の側面に上下方向に対向して第１支持装置６８と第２支
持装置６９とが各々上下方向に摺動可能に設けられてお
り、第１支持装置６８と第２支持装置６９は連結バー７
０によって連結され、コラム６７に設置された進退駆動
モータ７１によってボールねじ７２、ナット７３を介し
て第１支持装置６８と第２支持装置６９とを一体的に進
退駆動するようになっている。

【０００３】第１支持装置６８内には、主軸７４が回転
可能に支承され、この主軸７４は主軸駆動モータ７５に
よって回転駆動されるようになっている。主軸７４の先
端には図５に示すようにワークＷ、すなわちピストンの
スカート部内周に形成された第１当接部Ｗｃに当接しワ
ークＷをセンタ支持する大径センタ７６が形成されてい
る。また、主軸７４内には作動軸７７が回転可能に挿通
され、この作動軸７７の先端には図６に示すようにケレ
７８が設けられ、後部にはこのケレ７８を所定角度回転
させる装置（図示せず）が設けられている。ケレ７８は
図７に示すようにピストンのスカート部内に挿入され、
２点鎖線に示す位置まで回転されることにより、ケレ７
８に形成された当接部７８ａがワークＷに形成された突
起部Ｗｂに当接し、主軸駆動モータ７５の作動による主
軸７４の回転動力をワークＷに伝達する。

【０００４】第２支持装置６９内にはラム７９が上下方
向に摺動可能に設けられており、このラム７９はラム用
進退駆動モータ８０によってボールねじ８１、ナット８
２を介して進退駆動されるようになっている。また、ラ
ム７９の先端には図６に示すようにワークＷの頂部に形
成された第２当接部Ｗｄに先端が当接しワークＷをセン
タ支持する小径センタ８３が回転可能に設けられてい
る。

【０００５】上記の構成において、先ず、図略の搬送装
置によってワークＷがクランプされた状態で主軸７４に
設けられたケレ７８に挿入される。次に、ラム用進退駆
動モータ８０の作動によってラム７９が上昇され、図６
に示すように、小径センタ８３の先端と大径センタ７６
とによってワークＷが挟持される。この状態で、図示し
ない装置によってケレ７８を図７の２点鎖線に示す位置
まで回転させることによってワークＷの突起部Ｗｂにケ
レ７８の当接部７８ａを当接させる。

【０００６】次に、主軸駆動モータ７５の作動によって
ワークＷを回転させるとともに進退駆動モータ７１の作
動によりワークＷを上下移動させて、図示しない加工装
置によってワークＷに所定の加工を行う。ここで、ワー
ク回転時に小径センタ８３は主軸回転方向に連れ回りし
ている。加工終了後、主軸駆動モータ７５の作動により
主軸７４を原位置に割り出して主軸７４を停止させる。
続いて、図示しない装置によってケレ７８を図７の実線
に示す原位置まで回転させる。

【０００７】次に、図示しない搬送装置によってワーク
Ｗがクランプされた後、ラム用進退駆動モータ８０の作
動によってラム７９を下降させ、図示しない搬送装置に
よってワークＷを搬出する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ワークＷのクランプ姿
勢のパターンとして、上記したようにワークＷの第１当
接部Ｗｃと第２当接部Ｗｄとに当接してクランプするク
ランプ姿勢Ａと、ワークＷの第２当接部Ｗｄにおいては
センタ支持するのみで、ワークＷの頂端面Ｗａとワーク
Ｗ内の頂端部Ｗｅとに当接してクランプするクランプ姿
勢Ｂとがあり、従来のように、挟持されたワークＷの回
転を片側駆動で行う場合に、駆動側の支持装置に回転動
力をワークＷに伝達するためのケレを設ける必要があ
り、さらに、ケレに対向する側ではワークＷの回転に対
して連れ回り可能にかつ回転時にすべりが生じても問題
がないようにワークＷに対してセンタ支持する必要があ
る。しかし、ワークＷの回転が片側駆動でクランプ姿勢
Ｂに対応するために、ケレに対向する側において、ワー
クＷの第２当接部Ｗｄにおけるセンタ支持の他に、ワー
クＷの頂端面Ｗａに当接支持する当接支持部を設け、そ
の当接支持部を有する部材を回転可能に設けたとして
も、ワークＷが回転駆動された時に、頂端面Ｗａと当接
支持部との間ですべりが生じ、頂端面Ｗａにきずが付い
てしまうので、クランプ姿勢Ｂに対応ができない。つま
り、ワーククランプ姿勢が制約されるという問題があっ
た。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のワーク支持装置
は、上述した問題を解決するためになされたもので、コ
ラムと、このコラムの上方に上下方向に摺動可能に設け
られた第１支持装置と、前記コラムの側面に前記第１支
持装置に対向して上下方向に摺動可能に設けられた第２
支持装置と、前記第１支持装置に対して前記第２支持装
置を相対移動させる進退駆動装置と、前記第１支持装置
本体内に回転可能に軸承された第１主軸と、前記第２支
持装置本体内に回転可能に軸承された第２主軸と、前記
第１主軸を回転駆動する第１回転駆動装置と、前記第２
主軸を回転駆動する第２回転駆動装置と、前記第１主軸
の先端および前記第２主軸の先端に各々設けられワーク
を支持するワーク支持部と、前記第１主軸もしくは前記
第２主軸に設けられ所定角度回転されることによりワー
クに係合し前記ワークに回転動力を伝達するケレと、前
記ワークに係合させるために前記ケレを所定角度回転さ
せる際に前記第１回転駆動装置もしくは前記第２回転駆
動装置を単独制御し、前記ワークに前記ケレが係合した
状態で前記ワークを回転駆動する際に前記第１回転駆動
装置と前記第２回転駆動装置とを同期制御する制御装置
とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】上記の構成において、第２支持装置上方にワー
クが搬入されると、進退駆動装置の作動により第２支持
装置が上昇され、第２支持装置側のワーク支持部がワー
クに当接し、ワークを支持する。次に、第２支持装置が
さらに上昇され、第１支持装置側のワーク支持部と第２
支持装置側のワーク支持部によってワークが挟持され
る。この時、ケレはワーク内に挿入されている。この状
態で、制御装置によって第１回転駆動装置もしくは第２
回転駆動装置を単独制御し、ケレを所定角度回転させ、
ワークに係合させる。次に、制御装置によって第１回転
駆動装置および第２回転駆動装置とを同期制御し、ワー
クを回転駆動する。ワークの加工終了後、主軸を原位置
に割り出して停止させる時も制御装置によって同期制御
を行う。

【００１１】

【実施例】本発明のワーク支持装置を図面に基づいて説
明する。図１、図２において、１は立形ピストン旋盤を
示す工作機械で、この工作機械１はベッド２と、このベ
ッド２上に固設されたコラム３と、このコラム３の側面
の上下方向に互いに対向して摺動可能に設けられた第１
支持装置４および第２支持装置５と、第１支持装置４と
第２支持装置５とによって挟持されたワーク（内燃機関
用ピストン）Ｗを切削するバイト６ａを有する加工装置
６と、前記コラム３の前方に配置され、第１支持装置４
と第２支持装置５との間にワークＷを搬入出するトラン
スファ装置７とによって主に構成されている。

【００１２】前記第２支持装置５は前記第１支持装置４
に設けられた第１駆動モータ８によってボールねじ９、
ナット１０を介して上下方向に進退されるようになって
いる。また、前記コラム３に設けられた第２駆動モータ
１１によってボールねじ１２、ナット１３を介して第１
支持装置４および第２支持装置５は一体的に上下方向に
進退駆動されるようになっている。ここで、第２支持装
置５は第１駆動モータ８によって後述するトランスファ
装置７のワーク把持部に対して干渉しない下降端位置、
ワーク把持部との受け渡しを行う中間位置、第１支持装
置４とによってワークＷを挟持する上昇端位置とに移動
制御されるようになっている。また、第２支持装置５が
上昇端位置でワークＷが挟持された位置が加工位置とな
る。

【００１３】また、第１支持装置４と第２支持装置５に
は各々切粉飛散防止用のシャッタ１４、１４が設けられ
ており、第２支持装置５の上下移動によって開閉するよ
うになっている。第１支持装置本体４ａ内には、図２に
示すように、ベアリング１５を介して第１主軸１６が回
転可能に軸承され、この第１主軸１６は第１支持装置本
体４ａの後部に設置された第１主軸回転駆動モータ１７
によって回転駆動されるようになっている。第１主軸１
６の先端にはワークＷの頂端面Ｗａに当接しワークＷの
位置決め基準となる当接支持部１８ａが形成された当接
部材１８が固着されている。ここで、当接支持部１８ａ
は、図４に示す位置で、ワークＷの頂端面Ｗａに当接す
るようになっている。この当接部材１８内に形成された
挿通穴１８ｂに所定量移動可能に小径センタ１９が設け
られており、この小径センタ１９はばね２０により図３
中下方向に付勢され、先端でワークＷに形成された第２
当接部Ｗｄに当接し、ワークＷに対してセンタ支持する
ようになっている。

【００１４】第２支持装置本体５ａ内には、ベアリング
２１を介して第２主軸２２が回転可能に軸承され、この
第２主軸２２は第２支持装置本体５ａの後部に設置され
た第２主軸回転駆動モータ２３によって回転駆動される
ようになっており、図略の定位置停止装置によって一定
角度位置に停止可能となっている。第２主軸２２内に形
成された挿通穴２２ａにはばね２４によって図２中上方
に付勢された作動軸２５がキー２６によって回転を規制
されて摺動可能に設けられている。作動軸２５の先端に
は、図３の実線に示すようにワークＷ内に挿入され、図
３の２点鎖線に示す位置に所定角度回転されることによ
りワークＷの突起部Ｗｂに当接し、第２主軸回転駆動モ
ータ２３の作動による第２主軸２２の回転動力をワーク
Ｗに伝達するケレ２７が固設され、このケレ２７の先端
がワークＷ内の底部に当接することによってワークＷは
ばね２４の付勢力で挟持される。また、先端にワークＷ
のスカート部の開口部内面に係合する支持爪２８が形成
された環状部材２９がケレ２６の外周に設けられてお
り、環状部材２９と作動軸２５との間に介挿されたばね
３０によって上下方向に環状部材２９が移動可能に作動
軸２５に保持されている。この支持爪２８はワーク搬入
出時にワークＷに形成された第１当接部Ｗｃに当接して
ワークＷを支持し、支持爪２８のみによってワークＷが
支持されている時はケレ２７の先端はワークＷに当接し
ないようになっている。

【００１５】ここで、各ばね２０、２４、３０の付勢力
の大きさはばね３０、ばね２０、ばね２４の順に大きく
なっている。これにより、第２支持部材５の支持爪２８
にワークＷが支持された状態で第２支持部材が第１駆動
モータ８の作動によって上昇端に移動される際、先ず、
ワークＷに形成された第２当接部Ｗｄが小径センタ１９
の先端に当接し、さらに第２支持装置が上昇すると、ば
ね２０の付勢力に負けてばね３０が縮み、さらに、第２
支持装置が上昇すると、ケレ２７の先端がワークＷの内
面に当接し、ワークＷを押し上げる。この時、ばね２０
はばね２４の付勢力に負けて縮み、さらに、第２支持装
置５が上昇すると、ワークＷの頂端面Ｗａが当接部材１
８の当接支持部１８ａに当接し、ばね２４の付勢力によ
ってワークＷは当接支持部１８ａとケレ２７の先端とで
挟持される。また、ばね３０の付勢力は弱いので、当接
支持部１８ａとケレ２７の先端とによってワークＷが挟
持された状態で単独制御によって第２主軸２２が所定角
度回転されると第１当接部Ｗｃと支持爪２８との間です
べりが生じ、ケレ２７の側面がワークＷの突起部Ｗｂに
当接する位置までケレ２７を回転させることができる。
これによってワークＷを常に一定の角度位置に割り出す
ことができる。

【００１６】前記トランスファ装置７のトランスファ本
体３１は、前記コラム３の前方の前記ベッド２上に支持
部材３２を介して固設されたガイドレール３３に摺動可
能に案内されており、支持部材３２に設置された図示し
ないトランスファ駆動モータによってボールねじ３５、
ナット３６を介して進退駆動されるようになっている。
トランスファ本体３１上にはワーク搬入出用の一対のワ
ーク把持装置３７が第２支持装置５の上下移動に干渉し
ないように離間して設けられている。ワーク把持装置３
７は、ワークＷをクランプするワーク把持部３９と、周
知のシリンダとラックアンドピニオン機構が内蔵されワ
ーク把持部３９をワーククランプ・アンクランプ動作さ
せる作動装置４２とから構成されている。

【００１７】図１中４６は前記各モータ８，１１，１
７，２３を制御する制御装置を示し、この制御装置４６
によって第１主軸回転駆動モータ１７、第２主軸回転駆
動モータ２３を各々単独制御するとともに同期制御を行
うようになっている。上記の構成における作動を説明す
る。先ず、図１に示すように、トランスファ装置７によ
りワーク搬入用のワーク把持部３９にクランプされた未
加工のワークＷが第２支持装置５の上方に搬送される。

【００１８】次に、第１駆動モータ８の作動により第２
支持装置５が中間位置まで上昇される。この時、環状部
材２９に設けられた支持爪２８がワークＷの第１当接部
Ｗｃに当接する。その後、作動装置４２の作動によりワ
ーク把持部３９がアンクランプされ、続いてワーク把持
部３９が第２支持装置５の上下移動に干渉しない位置ま
で移動される。

【００１９】次に、支持爪２８にワークＷが支持された
状態で、第１駆動モータ８の作動により第２支持装置５
が上昇端位置まで上昇される。これにより、ワークＷは
第１支持装置４に設けられた小径センタ１９によってセ
ンタ支持されるとともに、当接部材１８の当接支持部１
８ａに頂端面Ｗａが当接して当接支持部１８ａとケレ２
７の先端とによって挟持される。かかる第１支持装置４
と第２支持装置５との相対移動により、第１および第２
支持装置４，５に設けられた切粉飛散防止用のシャッタ
１４、１４が閉じられる。

【００２０】次に、制御装置４６によって第２主軸回転
駆動モータ２３を単独制御してケレ２７を図３の２点鎖
線に示す一定の角度位置まで回転させる。この時、ケレ
２７の側面がワークＷの突起部Ｗｂに当接し、ワークＷ
を角度位置決めする。この状態で、制御装置４６によっ
て第１主軸回転駆動モータ１７と第２主軸回転駆動モー
タ２３とを同期制御してワークＷを回転駆動するととも
に、第２駆動モータ１１によって第１支持装置４と第２
支持装置５とを一体的に上下移動させ、加工装置６のバ
イト６ａによってワークＷに所定の加工を行う。

【００２１】加工終了後、ワークＷをクランプした状態
で、制御装置４６によって第１主軸回転駆動モータ１７
と第２主軸回転駆動モータ２３とを同期制御して第１主
軸１６を原位置に割り出す。その後、制御装置４６によ
って第２主軸回転駆動モータ２３を単独制御してケレ２
７を図３の実線に示す位置まで回転させる。そして、第
１駆動モータ８の作動により第２支持装置５を中間位置
まで下降させ、次に、トランスファ装置７のワーク搬出
用のワーク把持部３９を加工済のワークＷに対応する位
置まで移動させる。続いて、ワーク把持部３９によって
加工済のワークＷをクランプし、トランスファ装置７の
作動によって加工済のワークＷを搬出する。

【００２２】以下、同様にワークＷの加工、ワークＷの
搬入出が繰り返し行われる。以上のように、第１支持装
置４の第１主軸１６を回転駆動する第１主軸回転駆動モ
ータ１７、第２支持装置５の第２主軸２２を回転駆動す
る第２回転駆動モータ２３を設け、第１主軸回転駆動モ
ータ１７および第２主軸回転駆動モータ２３を各々単独
制御するとともに同期制御する制御装置４６を設けた構
成であるので、上記実施例に示したワークＷの頂端面Ｗ
ａとワークＷ内の頂端部Ｗｅとに当接してワークＷをク
ランプするクランプ姿勢の他に、ワークＷを支持する部
分を変更することによって、ワークＷの第１当接部Ｗｃ
と第２当接部Ｗｄとに当接してクランプするクランプ姿
勢にも対応できる。なお、両クランプ姿勢において上下
逆となるクランプ姿勢に対応ができることはもちろんの
ことである。

【００２３】また、図４に示すように、ワークＷの頂端
面Ｗａにはバルブ逃し溝等の凹溝４７が形成されてお
り、この凹溝４７の位置が１８０度逆のワークＷの場合
においても、ワークＷの挟持前つまり、第２支持装置５
の支持爪２８によってワークＷが支持された状態で、第
１主軸回転駆動用モータ１７を単独制御することによっ
て当接部材１８に設けられた当接支持部材１８ａを１８
０度回転させてワークＷの頂端面Ｗａに対する適切な支
持位置に割り出すことができる。

【００２４】さらに、第１駆動モータ８によって第２支
持装置５を第１支持装置４に対して相対移動させること
によってワーククランプを行い、制御装置４６によって
第１主軸１６の単独制御を行ってケレ２７をワークＷに
係合させるようにし、その状態で第１主軸回転駆動モー
タ１７および第２主軸回転駆動モータ２３を同期制御し
てワークＷを回転駆動するようにしたので、装置全体の
機構をシンプル化することができた。

【００２５】

【発明の効果】本発明のワーク支持装置は、各主軸の各
回転駆動装置を同期制御して、挟持されたワークを回転
駆動するようにしたので、ワークに回転動力を伝達する
ケレを上下どちら側の支持装置に設けてもよく、また、
ワーク支持部とワークとの間にすべりが生じないため、
ワークの頂端面とワーク内の頂端部に当接して挟持する
クランプ姿勢、ワークの頂端面側をセンタ支持し、その
反対側でワークに支持部を当接させてワークを挟持する
クランプ姿勢共に対応することができる。

【００２６】また、各主軸の各回転駆動装置を単独制御
することによって、ケレのワークに対する係合ための回
転割り出しを簡単に行うことができるとともに、ワーク
支持部のワークの頂端面に対する支持位置が異なるワー
クの場合でも、ワーク挟持前にワークに対応したワーク
支持部の支持位置を簡単に割り出すことができる。さら
に、ワーク加工終了後の主軸の原位置割り出しをワーク
を挟持した状態で各主軸の各回転駆動装置の同期制御に
よって行えるので、ワーク支持部とワークとの間にすべ
りが生じないため、主軸の原位置割り出し時にワークに
傷を付けたり、ワークを変形させたりする恐れがなくな
る。

【００２７】また、さらに、進退駆動装置によって第２
支持装置を第１支持装置に対して相対移動させることに
よってワーククランプを行い、制御装置によって各主軸
の各回転駆動装置の単独制御を行ってケレを所定角度回
転させ、ワークに係合させるようにし、その状態で各回
転駆動装置を同期制御してワークを回転駆動するように
したので、装置全体の機構をシンプル化することができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるワーク支持装置の全体構
成を示す図である。

【図２】ワーク挟持状態を示す第１支持装置と第２支持
装置の部分拡大断面図である。

【図３】ワークとケレの係合状態を示す図である。

【図４】ワークの頂端面に対する当接支持部材の支持位
置を示す図である。

【図５】従来のワーク支持装置の全体構成を示す図であ
る。

【図６】従来のワーク挟持状態を示す第１支持装置と第
２支持装置の部分拡大断面図である。

【図７】従来におけるワークとケレの係合状態を示す図
である。

【符号の説明】

３ コラム ４ 第１支持装置 ５ 第２支持装置 ８ 第１駆動モータ １６ 第１主軸 １７ 第１主軸回転駆動モータ １８ 当接部材 １９ 小径センタ ２２ 第２主軸 ２３ 第２主軸回転駆動モータ ２７ ケレ ２８ 支持爪 ４６ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コラムと、このコラムの上方に上下方向
   に摺動可能に設けられた第１支持装置と、前記コラムの
   下方に前記第１支持装置に対向して上下方向に摺動可能
   に設けられた第２支持装置と、前記第１支持装置に対し
   て前記第２支持装置を相対移動させる進退駆動装置と、
   前記第１支持装置の本体内に回転可能に軸承された第１
   主軸と、前記第２支持装置の本体内に回転可能に軸承さ
   れた第２主軸と、前記第１主軸を回転駆動する第１回転
   駆動装置と、前記第２主軸を回転駆動する第２回転駆動
   装置と、前記第１主軸の先端および前記第２主軸の先端
   に各々設けられワークを支持するワーク支持部と、前記
   第１主軸もしくは前記第２主軸に設けられ所定角度回転
   されることによりワークに係合し前記ワークに回転動力
   を伝達するケレと、前記ワークに係合させるために前記
   ケレを所定角度回転させる際に前記第１回転駆動装置も
   しくは前記第２回転駆動装置を単独制御し、前記ワーク
   に前記ケレが係合した状態で前記ワークを回転駆動する
   際に前記第１回転駆動装置と前記第２回転駆動装置とを
   同期制御する制御装置とを備えたことを特徴とするワー
   ク支持装置。