JPS6159867B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工作機械の前部にパレツトに取り付け
られたワークを自動的に搬送し、且つ工作機械に
対するパレツトの角度を任意に設定してワークに
角度孔を加工することができるようにしたパレツ
ト型治具台式加工装置に関する。

内燃機関のシリンダヘツドには吸気弁、排気弁
のガイド孔が斜めに形成され、このように角度孔
となつているガイド孔をシリンダヘツドに加工す
る場合には従来において、内燃機関は多量生産さ
れるためシリンダヘツド位置決め取付用治具台や
ガイド孔加工用工作機械を専用加工装置として製
作し、ガイド孔の角度と対応した角度をもたせた
該治具台、工作機械によりシリンダヘツドの切削
孔開け加工を行つていた。しかしながら近年需要
者の要求の多様化により自動車の内燃機関は種々
の仕様のタイプのものが設計、製造され、これに
応じてガイド孔の角度の変更が行われることとな
り、これによると数種の内燃機関に適合する治具
台や工作機械を製作し用意することが必要にな
る。このため多くの設備費用がかかり、又、搬送
パレツト型に製作される治具台については多数製
作されるこれらの治具台を貯蔵しておくスペース
上の問題が生じ、更に、シリンダヘツド位置決め
用としての治具台は高度の精度をもつて加工しな
ければならないため、新機種の内燃機関毎に新ら
たな治具台を製作しなければならないことは費用
等の点で極めて不利である。

本発明は内燃機関のシリンダヘツドの如く斜め
の角度孔を加工することが必要なワークについて
の以上の如き問題を解決するために成されたもの
である。

本発明の目的は、ワークの角度孔の角度が変更
されても同一の治具台、工作機械を用いて該孔の
加工を行え、複数種のワークについての汎用性を
有し、以つて共用生産を可能とし、治具台の兼用
化を図ることができるなどにより設備費用を大幅
に減少させることができる加工装置を提供する処
にあり、この目的を達成するために本発明は、軸
頭交換式工作機械の前部の門型の機枠内に水平に
旋回し、個々に任意な旋回角度を割り出すことが
できる２つのロータリテーブルを併設し、該ロー
タリテーブルに支持部材を固定設置し、該支持部
材に治具台を介してワークを支持させ、ロータリ
テーブルの旋回動により任意な角度をもつた角度
孔を２つのワークに同時に加工することができる
ようにしたことを特徴とする。

以上に加えて本発明の目的は、治具台をレール
に沿つて搬送自在なパレツトとするとともに、該
パレツトの上記支持部材への搬入、加工後の支持
部材からの搬出を手作業によらず自動作業で行
え、これによりパレツトの上記汎用性と該自動化
との相乗効果によつて生産性を飛躍的に向上させ
ることができる加工装置を提供する処にあり、こ
の目的を達成するために本発明は、上記機枠内に
配設されたロータリテーブル上の支持部材にパレ
ツトを係合支持する少なくとも上下のレールを設
け、該レールと連結できると共に複数の機枠間の
パレツトの搬出入を行う搬送レールを機枠の両側
に設け、且つ機枠の上記工作機械との反対側には
パレツト搬送装置を配設したことを特徴とする。

以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。

第１図は本発明に係る装置の斜視図で、第２
図、第３図、第４図は同装置の正面図、側面図、
平面図である。第３図、第４図にて示されている
工作機械１０はワークＷに角度孔を加工するため
のものであり、前面に加工ヘツド１１を備えてい
る。該加工ヘツド１１は駆動手段等を内蔵した本
体１２の前後左右に計４個設けられ、これらの加
工ヘツド１１は本体１２の廻りを旋回することに
より前面に配置されるヘツドの交換が成され、従
つて本実施例では工作機械１０は軸頭交換式工作
機械となつている。前面に配置された特定の加工
ヘツド１１は本体１２の駆動手段との接続が行わ
れて前方へ移動し、ワークＷの加工を行う。夫々
の加工ヘツド１１にはワークＷに行う加工の種類
に応じてドリル、タツプ等の工具１３が取り付け
られ、工具１３は第４図の通り左右列１３−１，
１３−２に分離装備されている。

工作機械１０の前部には基台１４上に載置され
てロータリテーブル１５が配置され、該ロータリ
テーブル１５も第２図の通り左右に２個１５−
１，１５−２用意されている。ロータリテーブル
１５は上部の旋回盤１５ａと下部のベース盤１５
ｂとからなり、第１図の通り旋回盤１５ａに形成
されたリングギヤ１６には直流モータ１７の駆動
軸となつているウオームギヤ１７ａが噛合し、モ
ータ１７の駆動によつてベース盤１５ｂに対し旋
回盤１５ａが水平に角度割り出し旋回動を行い、
その割り出し角度で停止する。具体的には該モー
タ１７は駆動軸の回転に伴つてパルスを発信し、
該パルス信号により割出角度の誤差を修正するセ
ミクローズドの電気回路によつて駆動され、ロー
タリテーブル１５に動力を伝達する手段が上記ウ
オームギヤ１７ａであること、モータ１７は直流
モータであること、及び該セミクローズド電気回
路によつてロータリテーブル１５の旋回停止角度
を無限に近い極めて高度の精度とすることができ
る。

夫々のロータリテーブル１５には治具本体とし
ての支持部材１８が１個づつ１８−１，１８−２
が設置され、夫々の支持部材１８は下部において
旋回盤１５ａに固定され、従つて支持部材１８は
旋回盤１５ａと一体に垂直軸廻りに旋回する。上
記基台１４には第２図の通り縦フレーム１９ａ，
１９ｂ、横フレーム１９ｃからなる門型の機枠１
９が起立設置され、該機枠１９の内部にロータリ
テーブル１５及び支持部材１８が配置される。機
枠１９の上辺部材となつている横フレーム１９ｃ
には軸受２０で回転自在に支承されてセンタ軸２
１がロータリテーブル１８の旋回中心と同芯的に
組み付けられ、左右の支持部材１８−１，１８−
２毎に設けられるこれらのセンタ軸２１−１，２
１−２の下端は横フレーム１９ｃから突出して支
持部材１８−１，１８−２の上面に結合され、こ
のため支持部材１８の上端はロータリテーブル１
５の旋回中心と同芯的に軸承されている。

第３図の通りロータリテーブル１５にはクラン
プ手段２２が設けられ、該クランプ手段２２はピ
ストン型の押圧ロツド２３と、該ロツド２３の押
圧力によりピン２４ａを支点として揺動せしめら
れるクランプアーム２４とからなり、上記旋回盤
１５ａの外周面に形成された環状溝２５にアーム
２４が係合して挾圧力を付与することにより旋回
盤１５ａは上記ベース盤１５ｂに固定状態とな
る。以上のロータリテーブルクランプ手段２２は
第４図の通りロータリテーブル１５の周囲に複数
個設けられるとともに、夫々のロータリテーブル
１５−１，１５−２毎に設けられる。又、第２図
の通り機枠１９の横フレーム１９ｃには支持部材
１８のクランプ手段を構成するピストン型クラン
プピン２６が出没自在に下向きに組み付けられ、
該クランプピン２６は夫々の支持部材１８−１，
１８−２について上記センタ軸２１−１，２１−
２の両側に２個設けられる。

ロータリテーブル１５に垂直に起立設置された
支持部材１８の前面にはレール２７が設けられて
おり、該レール２７は水平に旋回するロータリテ
ーブル１５の旋回盤１５ａの旋回面と平行に上下
２本２７Ａ，２７Ｂあり、これらのレール２７
Ａ，２７Ｂは第３図の通り内側、外側の分割され
た各レール片２７Aa，２７Ab，２７Ba，２７Bb
の組み合せからなる。内側レール片２７Aa，２
７Baは支持部材１８の前面に固着され、外側レ
ール片２７Ab，２７Bbは支持部材１８に組み付
けられたピストン型クランプピン２８，２９の先
部に固定され、該クランプピン２８，２９の進退
動により外側レール片２７Ab，２７Bbは内側レ
ール片２７Aa，２７Baに対し接近動、離間動す
る。以上のようにクランプピン２８，２９の作動
によつて間隔が変わる内側、外側の各レール片２
７Aa，２７Ab，２７Ba，２７Bbによつて構成さ
れた上下２本のレール２７Ａ，２７Ｂは第２図の
通り左右の支持部材１８−１，１８−２毎に独立
したレール２７Ａ−１，２７Ａ−２，２７Ｂ−
１，２７Ｂ−２として形成される。これらの独立
レール２７Ａ−１，２７Ａ−２，２７Ｂ−１，２
７Ｂ−２は水平方向に直列的に配置され、且つ上
下の間隔は同じに設定される。

第３図の通り支持部材１８にはパレツト位置決
め用のピストン型ピン３０が支持部材１８の前面
から出没自在に組み込まれており、該パレツト位
置決めピン３０も左右の支持部材１８−１，１８
−２毎に設けられる。

第２図の通り上記機枠１９の左右両側にはパレ
ツト３１を搬送するためのレール３２，３３が水
平に配置され、パレツト３１は第２図において左
から右へ搬送されるため左側のレール３２は搬入
用レールであり、右側のレール３３は搬出用レー
ルである。搬入用レール３２の右端は機枠１９の
縦フレーム１９ａに結合保持され、その左側は前
加工工程に延び、搬出用レール３３の左端は機枠
１９の縦フレーム１９ｂに結合保持され、その右
端は次加工工程に延びる。搬入用、搬出用の夫々
のレール３２，３３は上下２本の平行なレール３
２Ａ，３２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂからなり、これら
のレールと支持部材１８に設けられたレール２７
Ａ，２７Ｂとは分割されているが、パレツト３１
の受け渡しが成されるように連続性は確保されて
いる。本実施例では本発明に係る加工装置による
角度孔加工工程と上記前加工工程、次加工工程と
が一直線上に並ぶように加工ラインが設置され、
従つてロータリテーブル１５の旋回原位置即ちロ
ータリテーブル１５が旋回し始める以前の位置
と、旋回して角度を割り出し、加工終了後、ロー
タリテーブル１５が旋回復帰した復帰位置とが同
じになつており、このため搬入用、搬出用の両レ
ール３２Ａ，３２Ｂ，３３Ａ，３３Ｂはロータリ
テーブル１５の旋回原位置における支持部材１８
に設けられたレール２７Ａ，２７Ｂと直列的に並
ぶように配置されている。従いパレツト３１の支
持部材１８への自動搬入、支持部材１８からパレ
ツト３１の自動搬出は容易に達成することができ
る。

本実施例では垂直の縦置型とされたパレツト３
１は上下２本のレール３２Ａ，３２Ｂ，３３Ａ，
３３Ｂによつて係合支持されながら搬送されるこ
とになるが、搬入用、搬出用の各レールの本数は
これに限定されるものではなく、例えばパレツト
の形状等に応じて本数、その配置位置を任意に定
めることができるものであり、縦置型のパレツト
３１を支持する上で必要な少なくとも上下のレー
ルから構成されていればよく、支持部材１８に設
けられたレール２７についても同じである。

第１図、第２図にて示された３４は角度孔加工
時にワークＷに供給される切削油の排出路であ
り、該排出路３４は上記基台１４の上面にロータ
リテーブル１８−１，１８−２を囲んで形成さ
れ、又、３５は上記工作機械１０及びロータリテ
ーブル１５を制御するための操作盤である。

次に本発明に係る加工装置による加工作業を述
べる。

パレツト３１には内燃機関のシリンダヘツドの
如きワークＷが位置決めされて取り付けられ、パ
レツト３１はワーク取付用の治具台である。搬入
用レール３２に係合されたパレツト３１は該レー
ル３２に沿つて前加工工程から本発明に係る加工
装置まで搬送され、該搬送は任意な搬送手段、例
えばトランスフアバーによつて成される。パレツ
ト３１は搬入用レール３２から支持部材１８のレ
ール２７に乗り移つて該レール２７に係合支持さ
れ、支持部材１８−１，１８−２毎にパレツト３
１−１，３１−２が保持される。第２図中右側の
パレツト３１−２は左側の支持部材１８−１のレ
ール２７Ａ−１，２７Ｂ−１を経て右側の支持部
材１８−２のレール２７Ａ−２，２７Ｂ−２に乗
り移る。この後、上記パレツト位置決めピン３０
が支持部材１８から突出作動してパレツト３１の
背面に形成されている位置決め孔に挿入し、これ
によりパレツト３１は支持部材１８に位置決めさ
れる。次いで上記クランプピン２８，２９が後退
動し、これにより支持部材１８のレール２７Ａ，
２７Ｂを構成している上記外側のレール片２７
Ab，２７Bbが引き寄せられ、これによりパレツ
ト３１は内側、外側のレール片２７Aa，２７
Ab，２７Ba，２７Bbによつて挾着され、レール
２７Ａ，２７Ｂによるパレツト３１の装着クラン
プが成され、以後、レール２７Ａ，２７Ｂを介し
てパレツト３１を支持した支持部材１８は治具本
体としての機能を担うことになる。

以上のように本発明では搬入用レール３２から
パレツト３１を受け渡された支持部材１８のレー
ル２７はパレツト３１のクランプ手段ともなつて
おり、搬入用レール３２と搬出用レール３３との
連結レールとして本来支持部材１８に設けられて
いるレール２７を用いてパレツト３１のクランプ
が行えるものである。

この後、上記モータ１７の駆動によりロータリ
テーブル１５の旋回盤１５ａの水平旋回が開始さ
れ、パレツト３１に取り付けられたワークＷの種
類に応じてモータ１７のシーケンス回路で設定さ
れている角度まで旋回盤１５ａ、支持部材１８、
パレツト３１、ワークＷが一体に旋回し、所望の
角度の割り出しが行われる。旋回盤１５ａの停止
後、上記クランプ手段２２による旋回盤１５ａの
クランプ、及び上記クランプピン２６による支持
部材１８のクランプが成される。次いで、上記工
作機械１０の前面に位置している加工ヘツド１１
が前進し、加工ヘツド１１の上記工具１３による
ワークＷの角度孔加工が行われる。該加工時にお
ける加工ヘツド１１の前進は第４図にて示されて
いるヘツド１１の２本のガイドバー３６が第２図
にて示されている機枠１９のガイド孔３７に挿入
することによるガイド作用をもつて行われる。

角度孔加工は切削加工であるためワークＷを介
して支持部材１８に前方への押圧力としての大き
な加工負荷が作用するが、支持部材１８の上端は
上記センタ軸２１によつて軸承されていること、
及び本実施例では支持部材１８は該センタ軸２１
から離れた位置においてクランプピン２６によつ
てクランプされているため、支持部材１８の下部
がロータリテーブル１５に結合されていても、上
記セミクローズド電気回路によつて高精度に割り
出された支持部材１８、ワークＷの角度を維持し
且つ垂直姿勢を維持して角度孔加工が行えるもの
である。

以上の角度孔加工は加工ヘツド１１に前述の如
く工具１３が左右に分離された工具１３−１，１
３−２として装備されているため、左右のパレツ
ト３１−１，３１−２に取り付けられたワークＷ
−１，Ｗ−２は同一の加工ヘツド１１によつて加
工されることとなる。又、左右のロータリテーブ
ル１５−１，１５−２は個別のモータ１７によつ
て独立に旋回せしめられるものであるため、左右
のワークＷ−１，Ｗ−２を異なる旋回角度とする
ことができ、これにより角度の相違する角度孔を
ワークＷ−１，Ｗ−２別に同一の加工ヘツド１１
によつて加工できる。更に、本実施例では工作機
械１０は加工ヘツド１１の交換が可能な軸頭交換
式工作機械であるため、加工ヘツド１１の交換の
たび毎にロータリテーブル１５−１，１５−２の
旋回を行い、工作機械１０に対するワークＷ−
１，Ｗ−２の角度姿勢の変更を行うことにより、
ロータリテーブル１５の個数と工作機械１０に用
意されている加工ヘツド１１の個数とを積算した
加工種類、本実施例においては８種類の加工を同
一の加工ステーシヨンにおいて行えるものであ
る。

特に本発明によれば、パレツト３１をロータリ
テーブル１５によつて旋回させ、工作機械１０に
対するワークＷの角度を変更できるため、ワーク
Ｗに加工すべき角度孔の角度が変更されても、同
一のパレツトを用い、且つ同一の工作機械１０を
用いてこれの加工が行えるものであり、これに加
えて、パレツト３１に取り付けるワークＷの種類
が相違し、加工ラインに角度孔の角度が異なるワ
ークを順次流しても、ロータリテーブル１５のモ
ータ１７等を制御するシーケンス回路をワーク流
れ順序に従つて設定しておけば、一連の加工作業
を自動作業として行える。

以上の各利点に加え本発明においては以下の特
長を備える。即ち、本発明では搬入用、搬出用の
レール３２，３３及び支持部材１８のレール２７
を上下に配置してパレツト３１を縦置きタイプと
したが、これらのレールを工作機械の前後方向に
同一高さ位置で配置することによりパレツトを横
置きタイプとすることも技術上可能であり、しか
しこれによると支持部材のレールは支持部材の旋
回とともに工作機械の加工ヘツドの前進高さレベ
ルと干渉する高さをもつて工作機械側に突出する
こととなり、このため支持部材の旋回角度の大き
さによつては加工ヘツドの前進が行えず、ワーク
に加工できる角度孔の角度が制約されることとな
り、レール３２，３３，２７を以上の如く上下に
配置することによりこのような問題は生じない。

ワークＷの加工完了後、加工ヘツド１１を後退
させ、クランプ手段２２、クランプピン２６のク
ランプを解放し、ロータリテーブル１５を旋回復
帰させ、クランプピン２８，２９の前進動によつ
てレール２７によるパレツト３１のクランプを解
放し、位置決めピン３０によるパレツト３１の位
置決めを解除する。次いで前述の搬送手段によつ
てパレツト３１をレール２７から搬出用レール３
３に乗り移らせ、次加工工程に送り出す。該送り
出しのさい、左右のワークＷ−１，Ｗ−２をとも
に次加工工程に送るのではなく、左側のワークＷ
−１を左側のロータリテーブル１５−１において
加工し終えた後、右側のロータリテーブル１５−
２において加工すべく該ロータリテーブル１５−
２の支持部材１８−２のレール２７Ａ−２，２７
Ｂ−２に乗り移らせてここで搬送を停止してもよ
い。このような搬送方法は一例としてワークＷが
シリンダヘツドの場合に、該シリンダヘツドに左
右対称的に吸気弁、排気弁のガイド孔を斜めに加
工するために行われる。

第５図は本実施例のように工作機械１０の前部
に複数個のロータリテーブル１５が配置され、か
かる工作機械１０が加工ライン上に複数台設置さ
れた場合に、夫々のロータリテーブル１５毎にパ
レツト３１を搬入し、搬出させていくためのトラ
ンスフア搬送手段を示す。加工ラインと平行に一
台の工作機械１０について用意されたロータリテ
ーブル１５の個数と同数のトランスフアバー３
８、本実施例では２本のトランスフアバー３８−
１，３８−２を配置し、夫々のトランスバー３８
−１，３８−２は爪３８−１ａ，３８−２ａを備
える。該爪３８−１ａ，３８−２ａは第３図の通
りトランスフアバー３８−１，３８−２の回転と
ともに起倒動し、水平に倒した爪３８−１ａ，３
８−２ａの間にパレツト３１−１，３１−２を挾
み込む。トランスフアバー３８−１は同一工作機
械１０について用意されたロータリテーブル１５
−１，１５−２の間隔と同じピツチ分移動し、ト
ランスフアバー３８−２は隣接した工作機械１０
相互のロータリーテーブル１５−１，１５−２の
間隔と同じピツチ分移動する。これにより各工作
機械１０のロータリテーブル毎にパレツト３１−
１，３１−２は搬入、搬出され、それぞれの工作
機械で順次ワークの加工が行われ、工作機械１０
相互の間にアイドルのパレツトが生じることなく
迅速に搬送加工作業が行える。

加工ラインの終点３９に達したパレツトからは
ワークが取り外れ、空のパレツトは循環ライン４
０を経て加工ラインの始点４１に戻り、順次送ら
れてくるワークを待機する。

以上の説明で明らかなように本発明によれば、
工作機械の前部の門型の機枠内に水平に旋回し
個々に任意な角度を割り出す２つのロータリテー
ブルを配置し、該ロータリテーブルに支持部材を
固定設置し、ワークを取り付けたパレツトを該支
持部材に支持させたため、ロータリテーブルの旋
回動によつて２つのワークに任意な角度の角度孔
を同時に加工することができるようになり、角度
孔の角度が変更された複数種のワークについて汎
用性を有し、これらのワークを同一パレツト、同
一工作機械によつて共用加工でき、パレツト等の
共用化による設備費用の大幅な減少を達成し、そ
の効果は頗る大である。又本発明によれば、機枠
内に配設されたロータリテーブル上の支持部材に
パレツトを係合支持するレールを設けるととも
に、該レールと連結でき、且つ複数の機枠間のパ
レツトの搬出入を行う搬送レールを機枠の両側に
設け、更にパレツト搬送用の２ピツチ搬送装置を
設けたため、複数の機枠内に配設されたロータリ
テーブルへのパレツトの搬出入及びロータリテー
ブルでのワークの加工が容易となり作業が連続的
に効率よく、且つ自動作業で行えるようになり、
上記パレツト等の共用化と併せ生産性を飛躍的に
向上させることができるようになり、作業性、生
産性に寄与するところ頗る大である。又レールを
上下に設けてワーク及びパレツトを立てたまま搬
送し、加工できるため装置の設置面積を小さく維
持でき、且つ加工にあたつてパレツトの上下をク
ランプしているため特に長物のワークの長手軸回
りの加工が安定して可能となる。更に門型の機枠
内でパレツトを立てたまま旋回させるため、機枠
の前後に工作機械とパレツトの搬送装置を配設す
ることができ、装置が複雑化せず且つ装置のレイ
アウトが容易となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は工作
機械を除いた装置の正面斜視図、第２図は正面
図、第３図は側面図、第４図は一部破断の平面
図、第５図は搬送手段のトランスフアバー及びそ
の作動を示す平面図である。 尚図面中、１０は工作機械、１５はロータリテ
ーブル、１８は支持部材、２７はレール、３１は
パレツト、３２は搬入用レール、３３は搬出用レ
ール、Ｗはワークである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワークを縦型パレツトに取付けて搬送し、加
   工する装置において、 水平に旋回して個々に任意な旋回角度を割り出
   す２つのロータリテーブルが併設された門型の機
   枠を一直線上に等ピツチで複数配設し、 上記ロータリテーブルには、その上部が上記機
   枠に回動自在に軸承され、その上下部が任意の旋
   回角度で上記機枠にクランプされる支持部材を固
   設し、 該支持部材には上記パレツトと係合して、該パ
   レツトを搬送し、且つパレツトのクランプが可能
   な少なくとも上下のレールをロータリテーブルの
   旋回面に平行に設け、 上記支持部材のレールと連結可能で、各機枠間
   のパレツトの搬出入を行う搬送レールを機枠の両
   側に設け、 各機枠の前部には上記ロータリテーブル上のパ
   レツト内のワークに進退して２つのワークの同時
   加工を行う軸頭交換式工作機械を配設し、 各機枠の後部にはパレツトを機枠内の２つのロ
   ータリテーブルの一方から他方へ搬送すると共
   に、パレツトを隣り合う機枠の互いに隣接するロ
   ータリテーブル間に搬送する２ピツチパレツト搬
   送装置を配設したことを特徴とするパレツト型治
   具台式加工装置。