JPH07266166A - 工作機械及びその工作機械を使用したワーク加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工程毎に回転工具を交換しなくても良いよう
にして工具交換時間の省略を図ること、さらに、ワーク
のセット替えの時間の短縮化を図るものである。 【構成】 本発明に係る工作機械１０は、各々の加工工
程で使用される複数種類の回転工具がそれぞれ装着され
ている複数のスピンドル２５ａ等と、ワークｗを加工す
る際に、それぞれのスピンドル２５ａを予め決められた
経路でワークｗに対して相対移動させるスピンドル相対
移動機構２０と、ワークｗを位置決めして固定する治具
３２，３４を２台備えており、１台の治具３４が加工位
置に位置決めされている状態で、他の治具３２は待機位
置に位置決めされており、予め決められたタイミングで
各々の治具３２，３４を加工位置から待機位置、及び待
機位置から加工位置まで移動させるワーク移動位置決め
機構３０とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数種類のワークに対
して所定の加工を順番に施す工作機械及びその工作機械
を使用したワーク加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】これに関する従来技術が図８に示されて
いる。この工作機械は、車両の構成部品である左右のス
テアリングナックルｗ（以下、Ｌワークｗ、Ｒワークｗ
という）に対して孔開けやテーパ加工等、所定の加工を
行うための機械であり、各加工工程で使用される回転工
具８（ドリル、リーマ等）を回転させるためのスピンド
ル２を一軸備えている。前記スピンドル２は軸方向（Ｚ
軸方向）、高さ方向（Ｙ軸方向）、幅方向（Ｘ軸方向）
に移動できるようになっており、予め決められた経路に
従って移動することにより、加工位置に位置決めされた
Ｌワークｗ、Ｒワークｗに対して所定の加工を行えるよ
うになっている。また、前記工作機械は、各加工工程に
おいて使用される各種回転工具８を予め決められた待機
位置に保持するための工具保持具９を備えている。さら
に、前記工作機械には、その工具保持具９に保持されて
いる回転工具８を前記スピンドル２に取付けられている
回転工具８と交換するオートツールチェンジャー（図示
されていない）が設けられている。前記Ｌワークｗ、Ｒ
ワークｗを加工するには、先ず、最初の加工で使用され
る回転工具８がオートツールチェンジャー（以下、ＡＴ
Ｃという）によってスピンドル２に取付けられる。ま
た、前記Ｌワークｗ、Ｒワークｗが所定の加工位置に位
置決めされる。この状態で、前記工作機械が作動されて
スピンドル２が回転しながら予め決められた経路に従っ
て移動することにより、前記Ｌワークｗ、Ｒワークｗに
所定の加工が施される。このようにして最初の加工が終
了すると、ＡＴＣが作動して最初に使用された回転工具
８が工具保持具９に戻されるとともに、その工具保持具
９から次の加工に使用される回転工具８が取り出されて
スピンドル２に装着される。そして、再び工作機械が作
動されて、上記したようにスピンドル２が予め決められ
た経路に従って移動することにより、前記Ｌワークｗ、
Ｒワークｗに次の加工が施される。このようにＡＴＣに
より回転工具８を交換しながら繰り返しワークｗの加工
を行うことにより、前記ワークｗに孔開け加工やテーパ
加工等を順番に行うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
工作機械によると、１軸のスピンドル２で、ＡＴＣによ
り回転工具８を交換しながら加工を行う方式であるため
に、実際の加工時間のほかに回転工具８を交換するため
の時間が必要になり、総合的なワークｗの加工時間が長
くなるという問題がある。さらに、Ｌワークｗ、Ｒワー
クｗを同時に位置決めして加工する方式であるために、
別のＬワークｗ、Ｒワークｗを加工する場合には、加工
が完了したＬワークｗ、Ｒワークｗを取り外した後で別
のＬワークｗ、Ｒワークｗを位置決めして固定しなけれ
ばならない。このため、ワークｗのセット替えの間は工
作機械を停止させなければならず、結果的にワークｗの
加工時間が長くなるという問題がある。さらに、工作機
械の稼働率も低くなる。本発明の技術的課題は、スピン
ドルを複数設けて各々のスピンドルにそれぞれ所定の回
転工具を取り付け、前記スピンドルの移動経路を個別に
制御しながらワークの加工を行うことにより、工程毎に
回転工具を交換しなくても良いようにして工具交換時間
の省略を図ること、さらに、所定のワークを加工してい
る間に別のワークの位置決め固定を行えるようにして、
ワークｗのセット替えの時間を短縮し、工作機械の稼働
率を向上させようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段、作用、効果】

〔課題を解決するための請求項１に係る手段〕上記した
課題は、以下の特徴を有する工作機械によって解決され
る。即ち、請求項１に係る工作機械は、各々の加工工程
で使用される複数種類の回転工具がそれぞれ装着されて
いる複数のスピンドルと、複数種類のワークを加工する
際に、それぞれの回転工具が装着されているスピンドル
を予め決められた経路で前記ワークに対して相対移動さ
せるスピンドル相対移動機構と、前記ワークを位置決め
して固定する治具を複数台備えており、所定の治具がワ
ークの加工位置に位置決めされている状態で、他の治具
は待機位置に位置決めされており、予め決められたタイ
ミングで各々の治具を加工位置から待機位置、及び待機
位置から加工位置まで移動させるワーク移動位置決め機
構とを有している。 〔請求項１に記載された発明の作用〕本発明によると、
工作機械は複数のスピンドルを備えており、各々のスピ
ンドルに各々の加工工程で使用される回転工具が装着さ
れている。さらに、前記スピンドルは、スピンドル相対
移動機構の働きにより、ワークに対して予め決められた
経路で相対移動し、そのワークを加工できるようになっ
ている。このため、従来のように、加工工程毎に回転工
具を交換する必要がなくなり、工具交換時間を省略でき
る。また、ワーク移動位置決め機構において、所定の治
具がワークの加工位置に位置決めされている状態で、他
の治具は待機位置に位置決めされている。このため、所
定の治具に固定されているワークが加工されている間
に、次に加工するワークを他の治具に位置決めすること
ができる。そして、前記ワークの加工が完了した状態
で、ワーク移動位置決め機構により、所定の治具を加工
位置から待機位置に、また、他の治具を待機位置から加
工位置に移動させることにより、引き続き次のワークの
加工を行うことができる。したがって、ワークのセット
替えの時間を大幅に短縮することが可能になる。 〔請求項１に記載された発明の効果〕本発明によると、
回転工具を交換する必要がなくなるため、ワークの加工
時間が短縮される。さらに、ワークの加工中に、次に加
工するワークの位置決めを行えるために、ワークのセッ
ト替えの時間が大幅に短縮される。このため、工作機械
の稼働率が向上する。

【０００５】〔課題を解決するための請求項２に係る手
段〕上記した課題は、以下の特徴を有する工作機械によ
って解決される。即ち、請求項２に係る工作機械は、請
求項１に記載された工作機械において、加工しようとす
るワークの種類を判別するワーク種類判別手段と、ワー
ク種類判別手段からのワーク種類信号に基づいて、それ
ぞれのスピンドルがワーク種類に応じた経路でワークに
対して相対移動するように前記スピンドル相対移動機構
を制御するスピンドル制御手段と、ワーク種類判別手段
からのワーク種類信号に基づいて、その種類判別された
ワークを保持できるように前記治具の各部寸法を調節す
る治具調整機構とを有している。 〔請求項２に記載された発明の作用〕本発明によると、
ワーク種類判別手段によってワークの種類が判別され、
その判別されたワークの種類に基づいてスピンドル制御
手段がスピンドル相対移動機構を制御する。これによっ
て、それぞれのスピンドルがワーク種類に応じた経路で
加工ワークに対して相対移動できるようになる。また、
判別されたワークの種類に基づいて、治具調整機構は治
具の各部寸法を調節するために、前記治具はその種類判
別されたワークを位置決めできるようになる。この結
果、一台の工作機械で種類の異なるワークの加工が可能
になる。 〔請求項２に記載された発明の効果〕本発明によると、
一台の工作機械で複数種類のワークの加工を行えるため
に、工作機械の汎用性が高くなる。

【０００６】〔課題を解決するための請求項３に係る手
段〕上記した課題は、以下の特徴を有するワーク加工方
法によって解決される。即ち、請求項３に係るワーク加
工方法は、ワーク移動位置決め機構を備えている複数台
の工作機械がワーク加工工程順に配置されている加工設
備を使用して、ワークを順番に加工するワーク加工方法
において、工作機械は、加工が完了した一番目のワーク
を加工位置から待機位置に戻し、次に加工する二番目の
ワークを待機位置から加工位置に位置決めし、さらに、
その加工が完了した一番目のワークを待機位置から搬出
して、三番目のワークを待機位置に搬入した段階で、後
工程の全ての工作機械が同じ状態になるまで、その状態
を保持することを特徴とする。 〔請求項３に記載された発明の作用〕本発明によると、
最終工程の工作機械が完成した一番目のワークを待機位
置から搬出して、三番目のワークを待機位置に搬入した
段階で、全ての工作機械の待機位置には、三番目のワー
クが位置決めされている。また、この状態で全ての工作
機械の加工位置には、二番目のワークが位置決めされて
いる。同様に、最終工程の工作機械が完成した二番目の
ワークを待機位置から搬出して、四番目のワークを待機
位置に搬入した段階では、全ての工作機械の待機位置に
は、四番目のワークが位置決めされ、この状態で、全て
の工作機械の加工位置には、三番目のワークが位置決め
される。このように、前工程の工作機械は、後工程の全
ての工作機械が同じ状態になるまでその状態を保持して
いるために、前記ワークは確実に同じサイクルタイムで
順番に加工されることになり、途中の工作機械で他より
早く加工が終了したり、遅く終了しても、ワークの加工
に要するサイクルタイムが変動することはない。 〔請求項３に記載された発明の効果〕途中の工作機械の
加工スピードが他の工作機械より早くなったり、あるい
は遅れたりしても、各々のワークの加工に要するサイク
ルタイムは一定になる。

【０００７】

【実施例】以下、図１〜図７に基づいて本発明の一実施
例に係る工作機械１０の説明を行う。本実施例に係る工
作機械１０は、車両の構成部品である左右のステアリン
グナックルｗ（以下、Ｌワークｗ，Ｒワークｗという）
を加工するための機械であり、図１に前記工作機械１０
の全体斜視図、図２に両ワークｗを加工時に位置決めす
るＬ治具３２の縦断面図、図３にワーク置台４０および
ワーク種類判別機構７０の概要が示されている。ここ
で、工作機械１０のスピンドル（主軸）の軸方向をＺ軸
方向、ワークｗの搬送方向をＸ軸方向、高さ方向をＹ軸
方向として以後の説明を行う。

【０００８】前記工作機械１０は、ベース１２を備えて
おり、そのベース１２の上面に機械本体２０とターンテ
ーブル３０とが中心線を一致させた状態でＺ軸方向に位
置決めされている。機械本体２０は、Ｘ軸方向に移動自
在なサドル２２の上にコラム２４を備えており、このコ
ラム２４に上部加工ヘッド２５と下部加工ヘッド２６と
がＹ軸、Ｚ軸方向に所定距離だけ移動できるように支持
されている。さらに、上部加工ヘッド２５には、面削工
具が取付けられたスピンドル２５ａ（以下、面削スピン
ドル２５ａという）と、テーパボーリング工具が取付け
られたスピンドル２５ｂ（以下、テーパスピンドル２５
ｂという）が支持されており、前記サドル２２の移動に
よりＸ軸方向に予め決められた距離だけ移動できるよう
になっている。ここで、スピンドルとは回転工具に回転
駆動力を伝達する軸部をいう。また、下部加工ヘッド２
６には、面取り工具が取付けられたスピンドル２６ａ
（以下、面取りスピンドル２６ａという）と、孔開け工
具が取付けられたスピンドル２６ｂ（以下、孔開けスピ
ンドル２６ｂという）が支持されており、サドル２２の
移動によりＸ軸方向に予め決められた距離だけ移動でき
るようになっている。

【０００９】前記ターンテーブル３０は、中央に仕切り
壁３１が設けられた平面円形のテーブルであり、中心に
設けられた回転軸３３の回りを360 °回動できるように
なっている。また、ターンテーブル３０の上面には、Ｌ
ワークｗを位置決めして固定するためのＬ治具３２と、
Ｒワークｗを位置決めして固定するためのＲ治具３４と
が、前記仕切り壁３１に対して対称に設置されている。
ここで、前記Ｌ治具３２とＲ治具３４とは構造が同じで
あるために代表してＬ治具３２の説明を行う。前記Ｌ治
具３２は、図２（Ａ）に示されるように、Ｌワークｗの
基準下面ｓｄと基準周面ｓｅに当接してそのＬワークｗ
を位置決めする略筒状の可変基準金３２ａを備えてい
る。前記可変基準金３２ａは、周方向に分割されてお
り、その分割された各々の金片が半径方向に等しい寸法
だけ移動できるようになっている。この構造により、基
準周面ｓｅの外径が異なるワークｗでも良好に位置決め
することができるようになっている。さらに、Ｌ治具３
２には、可変基準金３２ａに位置決めされたＬワークｗ
の中央を上方から押圧してそのＬワークｗをクランプす
るためのクランプ金具３２ｋと、Ｌワークｗの突出部位
に下から当接してその位置でロックされるナチュラルク
ランプ３２ｎとが設けられている。これによって、Ｌ治
具３２にセットされたＬワークｗは加工が可能なように
位置決された状態で固定される。

【００１０】前記工作機械１０の搬入位置には、図１に
示されるように、次に加工を行うワークｗを保持すると
ともに、そのワークｗを予め決められた姿勢に変えるワ
ーク置台４０が設置されている。また、工作機械１０の
搬出位置には、加工が終了したワークｗを保持するとと
もに、次工程の工作機械において決められた姿勢に変え
るワーク置台４０が設置されている。ここで、前記ワー
ク置台４０は、搬入位置の置台も搬出位置の置台も等し
い構造であり、前記工作機械１０が複数台設置されてい
る設備（図４参照）では、前工程に設けられた工作機械
１０の搬出位置のワーク置台４０が次工程に設けられた
工作機械１０の搬入位置のワーク置台４０として機能す
る。前記ワーク置台４０は、図３に示されるように、前
述のＬ治具３２で使用された可変基準金３２ａと等しい
構造の可変基準金４２ａを備えており、この可変基準金
４２ａが図示されていない回動機構により予め決められ
た角度だけ回動されるようになっている。これによっ
て、前記可変基準金４２ａに位置決めされたワークｗが
水平方向に予め決められた角度だけ回動されて加工に必
要な姿勢に変えられる。

【００１１】前記工作機械１０には、図１に示されるよ
うに、ターンテーブル３０上の待機位置にあるＬ治具３
２あるいはＲ治具３４と、ワーク置台４０との間でワー
クｗを搬送するためのローダ５０が設置されている。前
記ローダ５０はＸ軸方向に設けられたレール５２に倣っ
て移動する走行体５４を備えており、この走行体５４の
下面に昇降機構５６が取り付けられている。また、前記
昇降機構５６の昇降部位には回動可能な状態でアーム５
８が水平に連結されており、そのアーム５８の先端下側
にワーク保持機構５９が取付けされている。ワーク保持
機構５９は、図３に示されるように、先端部にエアー駆
動式のチャック５９ｃを備えている。前記チャック５９
ｃは、周方向に等間隔で配置された三本の爪５９ｅを半
径方向に等しい寸法で変位させることにより、ワークｗ
を開口部ｗｏの内側から把持する構造であり、前記爪５
９ｅの先端はワークｗの下面を支えられるように鉤状に
折り曲げられている。また、前記爪５９ｅの先端部近傍
には、その爪５９ｅに対して平行な方向に回動できるよ
うにワーク支持片５９ｆが取付けられている。これによ
って、ワークｗの開口部ｗｏの壁面が高さ方向に傾いて
いてもワーク支持片５９ｆは確実に前記壁面に当接でき
るようになり、ワークｗの位置決めが確実に行える。

【００１２】さらに、ワーク保持機構５９の側面には、
ワークｗの種類の判別をするワーク種類判別機構７０が
取付けられている。ワーク種類判別機構７０は、ワーク
置台４０に位置決めされたワークｗのアブソーバ取付け
部ｗａの高さに基づいてワークｗの種類の判別をする装
置であり、基準位置から上方に変位可能な検出部７２
と、その検出部７２の変位量を回転角度に変換するリン
ク部７４、及び回転角度を計測する計測部７６とから構
成されている。この構造により、ローダ５０のワーク保
持機構５９がワークｗを把持する位置まで下降する過程
で、ワーク種類判別機構７０の検出部７２がワークｗの
アブソーバ取付け部ｗａに当接すると、検出部７２はワ
ークｗのアブソーバ取付け部ｗａによって基準位置から
上方に押し上げられる。そして、ワーク保持機構５９が
規定位置まで下降した状態で、前記検出部７２が基準位
置から押し上げられた量をリンク部７４によって回転角
度に変換し、その角度を計測部７６で測定することによ
り、間接的にワークｗのアブソーバ取付け部ｗａの高さ
を求めることができる。そして、このアブソーバ取付け
部ｗａの高さからワークｗの種類を判別することが可能
になる。前記ワーク種類判別機構７０によって判別され
たワークｗの種類は、図示されていない工作機械制御盤
に入力される。工作機械制御盤は内部にＣＰＵを備えて
おり、判別されたワークｗの種類に応じて、ワークｗを
加工する際の前記スピンドル２５ａ，２５ｂ，２６ａ，
２６ｂの移動経路を個別に制御できるようになってい
る。さらに、ワークｗの種類に応じてそのワークｗを位
置決めするＬ治具３２、Ｒ治具３４の可変基準金３２
ａ，３４ａの径を調整するとともに、ワーク置台４０の
可変基準金４２ａの径の調整も行えるようになってい
る。即ち、機械本体２０及び工作機械制御盤が本発明の
スピンドル相対移動機構及びスピンドル制御手段に相当
し、ターンテーブル３０及びＬ治具３２、Ｒ治具３４が
ワーク移動位置決め機構に相当する。また、Ｌ治具３
２、Ｒ治具３４の可変基準金３２ａ，３４ａ及び工作機
械制御盤が本発明の治具調整機構に相当する。

【００１３】次に、本実施例に係る工作機械の動作を、
左のステアリングナックル（Ｌワークｗ）から加工する
場合を例に説明する。前記Ｌワークｗが工作機械１０の
入側位置にあるワーク置台４０にセットされると、ワー
ク置台４０の回動機構が駆動されてＬワークｗは水平方
向に所定角度だけ回動されて加工姿勢に変えられる。次
に、ローダ５０の走行体５４が走行するとともにアーム
５８が回動して、ワーク保持機構５９がＬワークｗの真
上に位置決めされる。この状態で、ローダ５０の昇降機
構５６が動作することにより、ワーク保持機構５９が規
定位置まで下降して、チャック５９ｃがＬワークｗの開
口部ｗｏに挿入されてこの位置で拡開される。これによ
って、Ｌワークｗはワーク保持機構５９に把持される。
さらに、前記ワーク保持機構５９が規定位置まで下降す
る過程で、ワーク種類判別機構７０の検出部７２がＬワ
ークｗのアブソーバ取付け部ｗａに当接して上方に押し
上げられ、その押し上げられた量が回転角度に変換され
て、その角度値からＬワークｗの種類が判別される。

【００１４】このようにして、Ｌワークｗがワーク保持
機構５９に把持されると、ローダ５０の昇降機構５６が
動作してＬワークｗが持ち上げられ、さらに、走行体５
４等が作動されて、Ｌワークｗはターンテーブル３０の
待機位置にあるＬ治具３２の真上に位置決めされる。そ
して、前記昇降機構５６によりワーク保持機構５９が予
め決められた位置まで下降することにより、Ｌワークｗ
はＬ治具３２の可変基準金３２ａの上に位置決めされた
状態で載置される。なお、Ｌ治具３２の可変基準金３２
ａは、Ｌワークｗの種類に基づいて予めその径を調整さ
れている。Ｌワークｗが可変基準金３２ａに載置される
と、ワーク保持機構５９のチャック５９ｃが緩められて
Ｌワークｗの開口部ｗｏから抜き取られ、Ｌワークｗは
クランプ金具３２ｋと可変基準金３２ａとによってクラ
ンプされる。さらに、Ｌワークｗのアブソーバ取付け部
ｗａ等の下側にはナチュラルクランプ３２ｎの先端が当
接してその位置でロックされる。

【００１５】このようにして、ＬワークｗがＬ治具３２
に位置決めされた状態で固定されると、ターンテーブル
３０が 180°回動して、待機位置にあるＬ治具３２及び
Ｌワークｗが加工位置に位置決めされるとともに、今ま
で加工位置にあるＲ治具３４が待機位置に位置決めされ
る。そして、Ｌワークｗが加工位置に位置決めされた状
態で、機械本体２０の面削スピンドル２５ａ、テーパス
ピンドル２５ｂ、面取りスピンドル２６ａ及び孔開けス
ピンドル２６ｂが、加工工程に従って順番に作動されて
予め決められた経路で送られることにより、Ｌワークｗ
に対して面削加工、孔開け加工、テーパ加工及び面取り
加工が行われる。ここで、前記スピンドル２５ａ，２５
ｂ，２６ａ，２６ｂのＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の
送り量は、Ｌワークｗの種類に応じて予め決定されてい
る。また、Ｌワークｗの種類によって使用する工具（例
えば、ドリル）の径が異なる場合があるが、この場合に
は図示されていないドリル専用マガジンを使用すること
により、ターンテーブル３０が回転中にワークｗの種類
に応じて交換される。

【００１６】さらに、前記Ｌワークｗの加工が開始され
ると、次に加工されるＲワークｗが工作機械１０の入側
位置にあるワーク置台４０にセットされて、ここで加工
姿勢に変えられる。加工姿勢に変えられたＲワークｗ
は、前述のＬワークｗの場合と同様に、ローダ５０のワ
ーク保持機構５９に把持される際にその種類が判別され
た後、ターンテーブル３０の待機位置にあるＲ治具３４
の位置まで搬送されて、このＲ治具３４にセットされ
る。そして、この状態で、加工位置にあるＬワークｗの
加工が終了すると、次に、ターンテーブル３０が 180°
回動して、加工位置にあるＬ治具３２及びＬワークｗが
待機位置に位置決めされるとともに、今まで待機位置に
あるＲ治具３４及びＲワークｗが加工位置に位置決めさ
れる。そして、上記した手順でＲワークｗの加工が行わ
れる。また、ターンテーブル３０の待機位置に戻された
Ｌワークｗは、前記ローダ５０により工作機械１０の出
側位置にあるワーク置台４０まで搬送される。さらに、
前記Ｒワークｗの加工中に、次に加工される別のＬワー
クｗが種類判別されて待機位置まで搬送される。

【００１７】このように本実施例によると、工作機械１
０は複数のスピンドルを備えており、各々のスピンドル
に各々の加工工程で使用される回転工具が装着されてい
る。このため、従来のように、加工工程毎に回転工具を
交換する必要がなくなり、ワークｗの加工時間が短縮さ
れる。また、ターンテーブル３０の働きにより、一方の
ワークｗの加工中に、次に加工するワークｗの位置決め
ができるために、ワークｗのセット替えの時間を大幅に
短縮することができる。さらに、一台の工作機械１０で
複数種類のワークｗの加工が可能なために、工作機械１
０の汎用性が高くなる。

【００１８】図４〜図７は、本実施例に係る工作機械１
０を加工工程順に５台並べて設置したＬワークｗ，Ｒワ
ークｗの加工設備を表している。ここで、ワークｗは、
No.１〜No. ５工作機械によって順番に加工される。な
お、図中Ｌは、Ｌワークｗを表しており、Ｒは、Ｒワー
クｗを表している。図４には、前記加工設備の電気的構
成が示されている。No. １〜No. ５の工作機械は基本的
には同一の構成を備えている。即ち、工作機械の各軸を
制御するＣＰＵ６０と制御プログラム等を記憶するメモ
リ６１を主たる構成としている。No. １〜No. ５の工作
機械の各ＣＰＵ６０はそれぞれ連結され、データの授受
が可能になっている。そして、No. １の工作機械のＣＰ
Ｕ６０は、No. １の工作機械自体を各個制御する他に、
他のNo. ２〜No. ５の工作機械との連携を行うために集
中制御を行う。したがって、No. １の工作機械のメモリ
６１には、集中制御用のプログラムを記憶した集中制御
エリア６１ａと各個制御用のプログラムを記憶した各個
制御エリア６１ｂを有している。また、それぞれのＣＰ
Ｕ６０には、各個制御用の操作盤６２が取り付けられて
いる。また、No. ３の工作機械のＣＰＵ６０のみには集
中制御用の操作盤６４が取り付けられており、この操作
盤６４から与えられた信号はNo. １の工作機械のＣＰＵ
６０に送られるようになっている。さらに、各ターンテ
ーブル３０には、現在、工作機械の加工位置に位置決め
されている治具がＬ治具３２かＲ治具３４かを判別する
判別装置６３が取付けられている。また、図４（ｂ）に
示されるように、それぞれの工作機械１０のメモリ６１
には、ＲワークｗとＬワークｗの現在の状態を示すフラ
グ設定領域が設けられている。これは、その工作機械に
取付けられているＲワークｗ又はＬワークｗが未加工状
態の時は加工優先の状態を示すフラグを１とし、Ｒワー
クｗ又はＬワークｗが加工完了後のものは加工優先を０
として搬出優先の状態を示すフラグを１とするものであ
る。このようなフラグを設定することによって、現在の
ワークの状態を判別できるようになっている。図４
（ａ）は、No. １〜No. ５工作機械の加工位置にＬ治具
３２及びフラグが加工優先状態のＬワークｗが位置決め
されており、待機位置にＲ治具３４及びローダ５０によ
って搬入された加工優先状態のＲワークｗが位置決めさ
れている状態を表している。No. １〜No. ５工作機械に
おいて、Ｌワークｗの加工が終了すると、Ｌワークｗの
フラグは加工優先から搬出優先に変化し、図５に示され
るように、先ず、ターンテーブル３０が180 °回動して
Ｌ治具３２及びＬワークｗが待機位置に位置決めされ、
Ｒ治具３４及びＲワークｗが加工位置に位置決めされ
る。そして、この状態で、Ｒワークｗの加工が開始され
る。

【００１９】また、Ｒワークｗの加工とほぼ同時に、N
o. １〜No. ５工作機械のローダ５０が作動されて、加
工が終了したＬワークｗが点線で示されるように待機位
置から出側位置のワーク置台４０まで搬送される。ここ
で、No. １工作機械の出側位置のワーク置台４０は、N
o. ２工作機械の入側位置のワーク置台４０と兼用され
ている。同様に、No. ２工作機械の出側位置のワーク置
台４０はNo. ３工作機械の入側位置のワーク置台４０、
No. ３工作機械の出側位置のワーク置台４０はNo.４工
作機械の入側位置のワーク置台４０、No. ４工作機械の
出側位置のワーク置台４０はNo. ５工作機械の入側位置
のワーク置台４０と兼用されている。次に、各々の工作
機械の入側位置にあるワーク置台４０にセットされたＬ
ワークｗがローダ５０によってNo. １〜No. ５工作機械
の待機位置まで搬入されて、Ｌ治具３２にセットされ
る。この時、Ｌワークｗは加工優先に設定される。そし
て、No. １〜No. ５工作機械のＬ治具３２にＬワークｗ
がセットされた状態で、Ｒワークｗの加工が終了する
と、上記と同様な手順で、Ｒ治具３４及びＲワークｗが
待機位置に位置決めされ、Ｌ治具３２及びＬワークｗが
加工位置に位置決めされる。そして、Ｒワークｗが出側
位置のワーク置台４０まで搬送されるとともに、入側位
置のワーク置台４０にセットされたＲワークｗが待機位
置のＲ治具３４にセットされる。そして、以後、上記し
た加工が繰り返し実行されて、一対のＬワークｗ及びＲ
ワークｗの加工が交互に確実に行われるようになる。こ
のような過程において加工位置側のワークが全て同じ種
類であり、しかも、搬出優先状態となり同様に待機位置
のワークが全て加工優先であることが確認されて加工が
続行される。

【００２０】図６は、図５に示されるように、No. １〜
No. ５工作機械の加工位置にＲ治具３４及びＲワークｗ
が位置決めされており、待機位置にＬ治具３２及びＬワ
ークｗが位置決めされている状態から、No. １、No. ２
工作機械を操作盤６２を用いて個別に操作した状態を表
している。これによって、先ず、No. １、No. ２工作機
械のターンテーブル３０が180 °回動してＲ治具３４及
び加工が終了したＲワークｗが待機位置に位置決めさ
れ、Ｌ治具３２及びＬワークｗが加工位置に位置決めさ
れる。そして、この状態で、Ｌワークｗの加工が開始さ
れる。また、Ｌワークｗの加工とほぼ同時に、No. １、
No. ２工作機械のローダ５０が作動されて、加工が終了
したＲワークｗが点線で示されるように待機位置から出
側位置のワーク置台４０まで搬送される。次に、各々の
入側位置にあるワーク置台４０にセットされたＲワーク
ｗがローダ５０によってNo. １、No. ２工作機械の待機
位置まで搬入されてＲ治具３２にセットされる。この状
態においては、No. １、No.２の工作機械の加工位置に
おけるＬワークｗは搬出優先であり、待機位置における
Ｒワークｗは加工優先である。

【００２１】さらに、この状態で、加工設備の自動起動
を行うと、図７に示されるように、No. １、No. ２工作
機械はその状態のまま保持されて、No. ３〜No. ５工作
機械のターンテーブル３０が180 °回動してＲ治具３４
及び加工が終了したＲワークｗが待機位置に位置決めさ
れ、Ｌ治具３２及びＬワークｗが加工位置に位置決めさ
れる。そして、この状態で、Ｌワークｗの加工が開始さ
れる。また、Ｌワークｗの加工とほぼ同時に、No. ３〜
No. ５工作機械のローダ５０が作動されて、加工が終了
したＲワークｗが点線で示されるように待機位置から出
側位置のワーク置台４０まで搬送される。次に、各々の
入側位置にあるワーク置台４０にセットされたＲワーク
ｗがローダ５０によってNo. ３〜No. ５工作機械の待機
位置まで搬入されてＲ治具３２にセットされる。これは
No. １、No. ２工作機械の加工位置にあるのは搬出優先
のＬワークｗであるのに対し、No. ３〜No. ５工作機械
にあるのは搬出優先のＲワークｗであり、不一致の状態
にあるためである。したがって、全てを一致させるため
には、No. ３工作機械の入位置にあるＲワークｗを搬入
してNo. ３〜No. ５工作機械のＬワークｗを加工するの
である。このように、途中の工作機械において他より早
く加工が終了しても、その工作機械は待機位置にワーク
を搬入した段階で、後工程の全ての工作機械が同じ状態
になるまで、その状態を保持しているために、Ｌワーク
ｗ及びＲワークｗの加工に要するサイクルタイムが一定
になる。また、自動運転時には、確実にＬワークｗ又は
Ｒワークｗがそろった状態となるので、ＬワークｗとＲ
ワークｗとが交互に加工され、混在することがないため
に加工状態の管理が容易になる。つまり、Ｌワークｗと
Ｒワークｗは一対となった状態で順次加工される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る工作機械の全体斜視図
である。

【図２】本発明の一実施例に係る工作機械の治具及びワ
ークの縦断面図である。

【図３】本発明の一実施例に係る工作機械のワーク置台
及びワーク保持機構の側面図である。

【図４】本発明に係る工作機械を加工工程順に設置した
加工設備の平面図である。

【図５】本発明に係る工作機械を加工工程順に設置した
加工設備の平面図である。

【図６】本発明に係る工作機械を加工工程順に設置した
加工設備の平面図である。

【図７】本発明に係る工作機械を加工工程順に設置した
加工設備の平面図である。

【図８】従来の工作機械の斜視図である。

【符号の説明】

２０ 機械本体 ２５ａ 面削スピンドル ２５ｂ テーパスピンドル ２６ａ 面取りスピンドル ２６ｂ 孔開けスピンドル ３０ ターンテーブル ３２ Ｌ治具 ３４ Ｒ治具 ５０ ローダ ５９ ワーク保持機構 ７０ ワーク種類判別機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 拓男 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 都築 定明 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 松本 淳 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各々の加工工程で使用される複数種類の
   回転工具がそれぞれ装着されている複数のスピンドル
   と、 複数種類のワークを加工する際に、それぞれの回転工具
   が装着されているスピンドルを予め決められた経路で前
   記ワークに対して相対移動させるスピンドル相対移動機
   構と、 前記ワークを位置決めして固定する治具を複数台備えて
   おり、所定の治具がワークの加工位置に位置決めされて
   いる状態で、他の治具は待機位置に位置決めされてお
   り、予め決められたタイミングで各々の治具を加工位置
   から待機位置、及び待機位置から加工位置まで移動させ
   るワーク移動位置決め機構と、を有することを特徴とす
   る工作機械。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された工作機械におい
   て、 加工しようとするワークの種類を判別するワーク種類判
   別手段と、 ワーク種類判別手段からのワーク種類信号に基づいて、
   それぞれのスピンドルがワーク種類に応じた経路でワー
   クに対して相対移動するように前記スピンドル相対移動
   機構を制御するスピンドル制御手段と、 ワーク種類判別手段からのワーク種類信号に基づいて、
   その種類判別されたワークを保持できるように前記治具
   の各部寸法を調節する治具調整機構と、を有することを
   特徴とする工作機械。
3. 【請求項３】 ワーク移動位置決め機構を備えている複
   数台の工作機械がワーク加工工程順に配置されている加
   工設備を使用して、ワークを順番に加工するワーク加工
   方法において、 工作機械は、加工が完了した一番目のワークを加工位置
   から待機位置に戻し、次に加工する二番目のワークを待
   機位置から加工位置に位置決めし、さらに、その加工が
   完了した一番目のワークを待機位置から搬出して、三番
   目のワークを待機位置に搬入した段階で、後工程の全て
   の工作機械が同じ状態になるまで、その状態を保持する
   ことを特徴とするワーク加工方法。