JPS6253305B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は切削加工とともに切削加工に必要なワ
ークの組立作業を行うことのできる複合工作機械
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年FMS（フレキシブル生産システム）化に
伴い、工作機械の一層の多目的化が要求され、工
作機械の切削、研削等の加工機能を拡大するた
め、加工用主軸部をユニツト化し、この主軸ユニ
ツトを、工作機械のコラムに沿つて移動するサド
ルに着脱自在に装着する技術が開発されている
（例えば、特願昭55−106459号、特開昭57−
114337号）。

ワークの切削加工においては、複数のワークを
組合せ、これを工作機械に取付けて合せ加工を行
うような場合がある。このような場合、従来は、
一次加工済みのワークをそれぞれ工作機械から取
外し、これらを作業者がノツクピン、ボルト等を
用いて組立てし、再び工作機械へ取付けて合せ加
工を行つていた。このため、ワークの取外し、組
立て、工作機械へ取付けた後の心出し等の作業を
要し、加工時間がかかるとともに、加工の自動化
を図る上でネツクとなつていた。

〔発明の目的〕

本発明はこのような点を考慮してなされたもの
であり、切削加工とともに、切削加工に必要なワ
ークの組立作業を行うことのできる複合工作機械
を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明による複合工作機械は、ワークチヤツク
機能ユニツトが装着されている第１の加工セルお
よび第２の加工セルと、ワーク組立機能ユニツ
ト、ワーク組立解除機能ユニツトおよび切削機能
ユニツトが互いに交換可能に装着される第３の加
工セルとからなり、第１の加工セルおよび第２の
加工セルは、装着されたチヤツク機能ユニツトが
互いに対向する位置関係で配置されているととも
に、第１の加工セルはチヤツク機能ユニツトが第
３の加工セルの機能ユニツトに相対向する位置ま
で旋回可能であることを特徴としている。

本発明によれば、第１の加工セルに取付けられ
ているワークに、第２の加工セルに取付けられて
いるワークを組合せ、第３の加工セルにより結合
組立てした後、合せ加工を行うことができる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例について
説明する。

第１図は本発明による複合工作機械の一実施例
を示す平面図である。複合工作機械１００は、互
いに対向する位置関係で配置された第１の加工セ
ル１０および第２の加工セル２０と、この第１の
加工セル１０と第２の加工セル２０の配置ライン
に対し直交する方向に配置された第３の加工セル
３０とから構成されている。第１の加工セル１０
および第２の加工セル２０は、それぞれベツト１
１，２１上を直線方向に摺動自在に配置されてい
るとともに、ワークをチヤツキングするチヤツク
爪１２，２２を備えたワークチヤツク機能ユニツ
ト１３，２３が装着されている。これらのワーク
チヤツク機能ユニツト１３，２３は、例えば特開
昭57−114337号（特願昭55−106459号）公報に記
載されているような方法、すなわちカービツクカ
ツプリングとクランプ爪を用いる方法で、他の機
能ユニツトと交換可能に装着されている。また、
チヤツク爪１２，２２の開閉は、各セルに設けた
自動開閉機構により自動的に開閉可能とされてい
る。

第３の加工セル３０には、ワークの組立てに必
要な機能、例えばノツクピン打込み、ボルト締付
け、ノツク下穴加工（キリ、リーマ）およびリー
マ穴清掃等の機能を発揮し得る機能ユニツト（こ
れらを総称してワーク組立機能ユニツトとす
る）、組立てられたワークの組立解除を行う機
能、例えばノツクピン引抜きおよびボルト外し等
の機能を発揮し得る機能ユニツト（これらを総称
してワーク組立解除機能ユニツトとする）および
ワークの切削加工、例えばキリ加工、中ぐり加工
等の機能を発揮し得る機能ユニツト（これらを総
称してワーク切削機能ユニツトとする）が、互い
に交換可能に装着されるようになつている。この
機能ユニツトの交換装置も、前述したと同様に、
例えば特開昭57−114337号公報に記載されている
方法で行うことができる。また、第３の加工セル
３０は、ベツト３１上を第１の加工セル１０と第
２の加工セル２０の配置ラインと平行に摺動する
ことのできるサドル３２上に搭載されているとと
もに、サドル３２上を第１の加工セル１０と第２
の加工セル２０の配置ラインと直交する方向に移
動可能とされている。

第１の加工セル１０は、また第３の加工セル３
０に装着されている機能ユニツト３３に相対向す
る位置まで旋回可能に、ベツト１１上に配置され
ている。第３の加工セル３０に装着されている機
能ユニツト３３には、それぞれの機能に応じた機
能工具（例えばノツク打ち工具、ボルト締め工
具、ノツク引抜き工具、ボルト外し工具等）が交
換装着されるが、これは通常の切削工具と同様
に、第３の加工セル３０に付属あるいは隣接して
配設されたATC（自動工具交換装置）３４によ
り行うことができる。

次にこのような構成からなる本実施例の作用に
ついて説明する。第２図Ａ〜Ｊは本実施例による
複合工作機械を用いて、２つのワークを合せ加工
する場合のプロセスを示す説明図である。

まずワークＡ（例えば、ギヤボツクス本体）に
２面の基準面加工、合せ面加工、合せ面のボルト
用タツプ穴およびノツク穴加工が、ワークＢ（例
えば、ギヤボツクス蓋）に２面の基準面加工、合
せ面加工、ボルト穴およびノツク穴加工が、それ
ぞれ予加工される。

第２図 Ａ 第１の加工セル１０のワークチヤツク機能ユ
ニツト１３の先端にワークＡをチヤツキングす
る。また、第２の加工セル２０のワークチヤツ
ク機能ユニツト２３の先端にワークＢをチヤツ
キングする。第３の加工セル３０にワーク組立
機能、ワーク組立解除機能の両機能を備えた機
能ユニツト３３を装着し、この機能ユニツト３
３にノツク打ち工具４１を、ATC３４を用い
て交換取付けする。このノツク打ち工具４１に
は、使用するノツクピンが内蔵されている。

第２図 Ｂ 第１の加工セル１０を旋回して第３の加工セ
ル３０と向い合せ、ワークＡのノツク穴に、ノ
ツク打ち工具４１で、ワークＢ引掛け用のノツ
クピン５１をノツクピン５１の長さの半分程度
の深さに打ち込む。

第２図 Ｃ 第１の加工セル１０を再び旋回して第２の加
工セル２０と向い合せ、互いに接近させること
によりワークＡのノツクピン５１に対しワーク
Ｂのノツク穴を嵌挿する。続いて第２の加工セ
ル２０のチヤツク爪２２を緩めると、ワークＢ
はワークＡのノツクピン５１に引掛けられた状
態となる。第１の加工セル１０と第２の加工セ
ル２０とを離間する。

第２図 Ｄ 第１の加工セル１０を旋回して第３の加工セ
ル３０と向い合せる。ATC３４によりノツク
打ち工具４１を取外し、ボルト締め工具４２を
機能ユニツト３３に取付ける。このボルト締め
工具４２には、締付け用ボルト５２が内蔵され
ている。機能ユニツト３３を作動させて、ボル
ト締め工具４２によりワークＡ、ワークＢに対
しボルト５２の締め付けを行い、ワークＡとワ
ークＢとの合せ固定を行う。

第２図 Ｅ 第３の加工セル３０のボルト締め工具４２を
取外し、キリ加工用工具４３と交換する。キリ
加工用工具４３により、ワークＡおよびワーク
Ｂに、位置決め用ノツクの下キリ穴加工を行
う。続いてキリ加工用工具４３をリーマ加工用
工具と交換し、下キリ穴を利用してリーマ加工
を行う。

第２図 Ｆ 第３の加工セル３０にリーマ加工用工具と交
換にノツク打ち工具４４を装着する。このノツ
ク打ち工具４４には、引抜き用頭部の設けられ
た位置決め用ノツクピン５４が内蔵されてい
る。機能ユニツト３３を作動させ、ノツク打ち
工具４４により、ワークＡおよびワークＢに対
しノツクピン５４を打ち込む。ノツクピン５４
の打ち込み前に、リーマ穴の清掃が行われる
が、これは機能ユニツト３３に清掃工具を装着
することにより行うことができる。

以上の一連の行程により、ワークＡおよびワ
ークＢの合せ固定が行われる。

第２図 Ｇ 第３の加工セル３０にワーク切削機能ユニツ
ト３５を交換装着し、このワーク切削機能ユニ
ツト３５にキリ加工用工具を取付けて、ワーク
ＡおよびワークＢに対し中ぐり用の下穴加工を
行う。続いてキリ加工用工具と中ぐり加工用工
具４５とを交換し、ワークＡおよびワークＢに
対し中ぐり合せ加工を行う。

第２図 Ｈ 第３の加工セル３０の中ぐり加工用工具４５
およびワーク切削機能ユニツト３５を取外し、
機能ユニツト３３を装着する。ATC３４によ
り、機能ユニツト３３にノツク抜き工具４６を
取付ける。このノツク抜き工具４６には、ノツ
クピン５４の頭部に係合するフツクが設けられ
ており、頭部とフツクとを係合させて引張るこ
とにより、ノツクピン５４を引抜く。

第２図 Ｉ ATC３４により、ノツク抜き工具４６を取
外し、ボルト外し工具４７を取付ける。ボルト
外し工具４７は先端にボルト５２の頭部に係合
する係合部を備え、ボルト外し工具４７を回転
させることによりボルト５２の緩め外しがなさ
れる。

第２図 Ｊ 第１の加工セル１０のワークチヤツク機能ユ
ニツト１３にワークＡおよびワークＢを取付け
た状態で第１の加工セル１０を旋回し、第２の
加工セル２０と向い合せる。続いて第１の加工
セル１０と第２の加工セル２０を接近させ、第
２の加工セル２０のチヤツク爪２２でワークＢ
をチヤツキングする。再び第１の加工セル１０
と第２の加工セル２０とを離間させると、ワー
クＡおよびワークＢはそれぞれ第１の加工セル
１０および第２の加工セル２０にチヤツキング
された状態となり、分解される。

以上のプロセスは一般のシーケンス制御技術を
用いて制御することができる。

なお、本実施例では、ATC３４を第３の加工
セル３０に付属させているため、中ぐり合せ加工
を第３の加工セル３０を用いて行つたが、ATC
を第２の加工セル２０にも付属させれば、第２の
加工セル２０のチヤツクと中ぐり加工用工具とを
交換することにより、第２の加工セル２０を用い
て中ぐり合せ加工を行うことも可能である。

また、本実施例では機能ユニツト３３として、
ワーク組立機能およびワーク組立解除機能の両機
能を備えたものを用いた例を示したが、それぞれ
別個の機能ユニツトとし、交換装着するようにし
てもよい。

また、第２図Ｂ，Ｃを示す工程で用いたノツク
ピン５１は、ワークＢをワークＡに引掛けて運搬
するための運搬用ノツクピンであり、同様の機能
を発揮するものであれば、他の構造のものであつ
てもよい。例えば、ワークＡおよびワークＢに係
合部を設け、この係合部を用いてワークＡおよび
ワークＢを直接仮結合させることができる。この
場合には、第２図Ａ，Ｂの工程が不要となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、第３の
加工セルに対し、所定の機能ユニツトを交換装着
することにより、複数のワークを合せ加工するこ
とができる。これにより、単一のワーク加工では
得られない加工精度を得ることができるととも
に、合せ加工のための段取り作業等も不要で、加
工効率の大幅な向上を図ることができる。本発明
による複合工作機械は、工作機械の高精度３次元
位置決め能力を利用し、ワークの切削加工ととも
に、加工に必要なワークの組立てを行うことので
きる、いわゆる複合生産システムにおいて用いる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２
図Ａ〜Ｊは本発明による複合工作機械の一連の動
作を示す説明図である。 １０……第１の加工セル、１２……チヤツク
爪、１３……ワークチヤツク機能ユニツト、２０
……第２の加工セル、２２……チヤツク爪、２３
……ワークチヤツク機能ユニツト、３０……第３
の加工セル、３３……機能ユニツト、３４……
ATC（自動工具交換装置）、３５……ワーク切削
機能ユニツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ワークチヤツク機能ユニツトが装着されてい
   る第１の加工セルおよび第２の加工セルと、ワー
   ク組立機能ユニツト、ワーク組立解除機能ユニツ
   トおよびワーク切削機能ユニツトが互いに交換可
   能に装着される第３の加工セルとからなり、前記
   第１の加工セルおよび第２の加工セルは、装着さ
   れた前記機能ユニツトが互いに対向する位置に配
   置されているとともに、前記第１の加工セルはチ
   ヤツク機能ユニツトが第３の加工セルの前記機能
   ユニツトに相対向する位置まで旋回可能であるこ
   とを特徴とする複合工作機械。