JPS63174B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、切削加工及び研削加工のみならず測
定及び組立て作業をも達成し得る高度の汎用性を
追求してこれを具現化した複合機械に関し、NC
（数値制御）の完全且つ高度の利用により、特に、
多種少量生産品についての機械工場の無人化を企
図し得るものである。

＜背景技術＞ 一般に、旋盤やフライス盤或いは研削盤等の工
作機械は、ある程度の汎用性を持たせることによ
り、それぞれどのような品物に対しても一応その
加工目的を達するような機能を備えてはいるもの
の、やはりある一定の範囲内でしか使用できない
という限界があつた。これは、複雑形状を有する
少量生産の品物を多種類製作する場合において、
特に大きな欠点となつて現れる。つまり、これら
の工作機械を用いて複雑形状を有する少量生産の
品物を製作しようとする場合、この品物の製作に
必要な加工の種類に応じて多種多様の前記工作機
械を用意しなければならず、工場敷地内に占める
上記工作機械の設置床面積の割合が非常に大きく
なるばかりでなく、自動化を考えた場合にはその
搬送工程も大変複雑になる。しかも、少量生産の
品物を多種類製作するため、装置をトランスフア
化することは困難であり、前記工作機械を一台一
台備えること自体無駄が多く、個々の工作機械の
稼動率も非常に低くなる。従つて、上記のような
複雑形状を有する少量生産の品物を多種類製作す
るような場合、従来の工作機械を使用すると経済
的バランスを取ることがほとんど不可能であつ
た。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 近年、急激に開発が進んでいるマシニングセン
タやNCによる万能工作機械等の複合工作機械
は、一台が従来の汎用工作機械の二〜三台分に匹
適する機能を有するものであり、前述した工作機
械をより汎用化するものとして注目されている。
しかし、上記マシニングセンタでは自動工具交換
装置（ATC）を用いて工具の交換による汎用化
を図つているため、両端支持によつて行なう旋削
が構造的に不可能である上、歯車の加工に関する
機能を有する複合工作機械も少なく、特に品物の
一貫製作及び産業界の一大要請でもある省力化と
いう点に関して、これらの複合工作機械の決定的
な欠点は上記品物の測定や組立て等を行うことが
できないことである。従つて、前記品物の測定や
組立てに関しては、従来から行われているような
手作業や上記測定や組立て等の機能を有する機械
を別途使用しなければならなかつた。

＜発明の目的＞ 本発明はNCの利用を高度に図り、加工用の工
具や測定用各種機器或いは組立て用の組付け器具
等の各種作動部材を交換自在とすると共に各種作
動部材を具えた機械を共働して切削や研削加工作
業のみならず、測定及び組立て作業をも成し得る
複合機械の提供を目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の複合機械は、ワーク支持用のアタツチ
メントと、加工工具を具えた加工用アタツチメン
トと、測定機器を具えた測定用のアタツチメント
と、ベツド上で前後動及び左右動自在に支持され
たコラムとこのコラムの前面に沿つて上下動自在
に支持され且つ前記アタツチメントが作業形態に
応じて選択的に着脱自在に取付けられる主軸頭と
をそれぞれ有する三台の機械本体と、ワークを支
持し得るワーク載置台とを具え、前記三台の機械
本体のうちの二台の機械本体を前記ワーク載置台
を隔ててこれらの主軸頭が相互に相対向するよう
に設置し、更にもう一台別の前記機械本体をその
主軸頭が前記二台の機械本体の主軸頭が相対向す
る方向に対して直角の方向に前記ワーク載置台を
向くように設置したことを特徴とするものであ
る。

＜作用＞ 被加工物の切削或いは研削加工を行う場合に
は、三台のうちの一台ないし二台の機械本体に支
持用のアタツチメントを取付けて被加工物を支持
するか若しくはワーク載置台で被加工物を固定支
持するか或いは三台のうちの二台の機械本体に取
付けた支持用のアタツチメントとワーク載置台と
で被加工物を固定支持し、被加工物を支持しない
少なくとも一台の機械本体に加工工具を具えた加
工用のアタツチメントを取付けて加工作業を行
う。

被測定物の加工状態を測定する場合には、三台
のうち一台ないし相対向する二台の機械本体に支
持用のアタツチメントを取付けて被測定物を支持
するか若しくはワーク載置台で被測定物を固定支
持し、被測定物を支持しない一台ないし相対向す
る二台の機械本体に測定機器を具えた測定用のア
タツチメントを取付けて測定作業を行う。

被組立て部材の組立てを行う場合には、三台の
うちの少なくとも二台の機械本体に支持用のアタ
ツチメントを取付けてそれぞれ被組立て部材を支
持させ、これらを相互に組付けるか若しくはこれ
らをワーク載置台に固定支持された別の被組立て
部材に組付けることによつて組立て作業を行う。

＜実施例＞ 本発明による複合機械の一実施例の全体の配置
状況を表す第１図及びその主要部の外観を表す第
２図に示すように、ワークを載置或いは固定する
ワーク載置台４００の周囲には、このワーク載置
台４００を180度隔てて相対向する二台の第一及
び第二機械本体１００，２００と、これらの第
一，第二機械本体１００，２００が相対向する方
向（以下、この方向をＺ軸方向と記す）に対して
直角の方向（以下この方向をＸ軸方向と記す）に
ワーク載置台４００を向く第三機械本体３００と
が設置されており、更にワーク載置台４００を隔
てた第三機械本体３００の反対側には、これらの
周囲に環状に設けられた主搬送路１とワーク載置
台４００とを接続し、ワーク載置台４００に対し
てワークを搬入或いは搬出するワーク搬送路２が
設けられている。

ワーク載置台４００の外観を表す第３図及びそ
の内部構造を表す第４図ａ及びその矢視Ｂ部を拡
大した第４図ｂに示すように、Ｘ軸方向の案内面
を有する架台４０１には、この架台４０１に設け
られたＸ軸駆動モータ４０２及びＸ軸送りねじ４
０３により前記案内面に沿つてＸ軸方向に移動自
在のテーブルベース４０４が懸架されており、
又、この架台４０１にはＸ軸駆動モータ４０２に
連動してテーブルベース４０４を架台４０１に対
して任意の位置で固定する固定シリンダ４０５が
設置されている。又、テーブルベース４０４の上
端には、このテーブルベース４０４に設けられた
Ｙ軸駆動モータ４０６によりウオーム減速装置４
０７を介し、Ｘ―Ｚ平面（水平面）に対して垂直
な軸（以下、この軸をＹ軸と記す）を回転軸とす
る回転テーブル４０８が設置されており、テーブ
ルベース４０４とこの回転テーブル４０８との間
には、環状の固定用円板４０９が回転テーブル４
０８と一体に固設され、この固定用円板４０９を
挾んでテーブルベース４０４と回転テーブル４０
８とには、固定用円板４０９に向けてそれぞれ固
定片４１０を一体に取付けた管状の固定用チユー
ブ４１１がチユーブ保持具４１２内で固定用円板
４０９に対して膨張及び縮少自在に装着されてい
る。従つて、固定用チユーブ４１１内へ高圧流体
を供給すると、この固定用チユーブ４１１が膨張
して固定片４１０が固定用円板４０９の両面に圧
接するため、回転テーブル４０８はその任意の回
転位置でテーブルベース４０４に対して固定され
るが、テーブルベース４０４と回転テーブル４０
８とには前記Ｙ軸駆動モータ４０６の回転停止位
置を制御する位置検出器４１３が設けられ、これ
によつてテーブルベース４０４に対する回転テー
ブル４０８の回転量の割出しを行うようになつて
いる。

更に、回転テーブル４０８の上端には、ワーク
搬送路２を移動して回転テーブル４０８に対する
ワークの搬入或いは搬出を行うワークパレツト３
が回転テーブル４０８上へ固定自在に取付けられ
ており、このように、本実施例におけるワーク載
置台４００上のワークパルツト３はＸ軸移動及び
Ｙ軸回転の二動作を行い得るようになつている
が、ワークに対する所要作業によつてはＺ軸移動
やＸ軸回転或いはＺ軸回転等の機能を付加するこ
ともできる。

一方、ワーク載置台４００周囲の第一機械本体
１００、第二機械本体２００、第三機械本体３０
０は、本実施例においては同一の構成であるの
で、便宜上第三機械本体３００についてのみその
構成を説明すると、この第三機械本体３００の外
観を表す第５図及びその右側面を表す第６図及
び、更にＸ，Ｙ，Ｚの送り駆動機構の概略を表す
第７図に示すように、Ｚ軸方向の案内面を有する
架台（ベツド）３０１上には、この架台３０１に
設けられたＺ軸駆動モータ３０２とＺ軸送ねじ３
０３とにより前記案内面に沿つてＺ軸方向に移動
自在のコラムベース３０４が懸架されており、こ
のコラムベース３０４には、Ｚ軸駆動モータ３０
２に連動してこのコラムベース３０４を架台３０
１に対して任意の位置で固定する固定シリンダ３
０５が埋設されている。なお、Ｚ軸送りねじ３０
３には、Ｚ軸駆動モータ３０２を制御してコラム
ベース３０４の位置を検出するコラムベース位置
検出器３０６が設けられており、本実施例ではこ
れにレゾルバを使用している。又、Ｘ軸方向の案
内面を有するコラムベース３０４上には、このコ
ラムベース３０４に設けられた第７図に示すのと
同様の機構を有するＸ軸駆動モータ３０７と図示
しないＸ軸送りねじ及び固定シリンダにより前記
案内面に沿つてＸ軸方向に移動自在となると共に
その任意の位置でコラムベース３０４に対して固
定可能となるコラムム３０８が設置されている。
更に、ワーク載置台４００側を向くコラム３０８
の前面に設けたＹ軸方向の案内面上には、コラム
３０８に設けた前記同様の第７図に示すような機
構を有するＹ軸駆動モータ３０９及び図示しない
Ｙ軸送りねじ及び固定シリンダによつて、前記案
内面に沿つてＹ軸方向に昇降自在となると共にそ
の任意の位置で固定可能となる主軸頭３１０がワ
ーク載置台４００側を向いて突設されている。

主軸頭３１０の後方には主軸駆動モータ３１１
が設置され、この主軸駆動モータ３１１の回転は
主軸頭３１０内に取付けられた変速ギヤボツクス
３１２に接続する伝達ギヤ３１３を介して主軸３
１４へ伝達される。第８図ａはその伝達機構の概
略を表しており、本実施例では主軸３１４にその
回転速度を検出して主軸駆動モータ３１２を制御
する速度検出器３１５とこの主軸３１４の先端に
設けたオルダム継手３１６の回転位置を検出して
このオルダム継手３１６の溝山が後述するアタツ
チメントの交換時に常にＺ軸と平行となるように
主軸駆動モータ３１１の回転停止位置を制御する
位置検出器３１７とが設けられている。この主軸
３１４の固定機構は、第８図ａ中の矢視Ｂ部を拡
大した同図ｂに示すように、固定用円板３１８と
固定片３１９を具えた固定用チユーブ３２０とに
よつて行うものであり、前述のワーク載置台４０
０においてテーブルベース４０４に対する回転テ
ーブル４０８の固定機構と同様のものである。

前記主軸頭３１０の内部構造を表す第９図に示
すように、主軸頭３１０内には、先端に主軸３１
４同様のオルダム継手３２１を具えた補助制御軸
３２２とこの補助制御軸３２２を駆動する補助制
御軸駆動モータ３２３とが設置されており、この
補助制御軸３２２にはオルダム継手３２１の溝山
がアタツチメントの交換時に常にＺ軸と平行とな
るように補助制御軸駆動モータ３２３の回転停止
位置を制御する位置検出器３２４が設けられてい
る。主軸頭３１０前端のアタツチメント取付け面
３２５のＺ軸方向一端部（本実施例における第９
図では右側）からＸ軸方向に突出しているアタツ
チメント位置決め面３２６には、このアタツチメ
ント位置決め面３２６にＺ軸方向の他端部から水
平に移動して取付けられるアタツチメントの停止
及び位置決めを行うストツパ３２７が設けられて
おり、このストツパ３２７によつて停止及び位置
決めされるアタツチメントを更に正確に位置決め
する精密位置決め用シリンダ３２８は、前記アタ
ツチメント取付け面３２５へ突出自在に主軸頭３
１０内へ埋設されている。又、アタツチメント位
置決め面３２６上には、各種アタツチメントに対
する切削油供給用継手３２９及び圧空供給用継手
３３０及び圧油供給用継手３３１及び電気系統用
プラグ３３２が突設されており、これらは主軸頭
３１０の上面に取付けられた切削油供給用配管３
３３及び圧空供給用配管３３４及び圧油供給用配
管３３５及び電気系統用コード３３６にそれぞれ
接続している。更に、アタツチメントが嵌合して
これを保持する主軸頭３１０前端の上下の向い合
う突部３３７には、このアタツチメントを主軸頭
３１０に固定するアタツチメント固定シリンダ３
３８がそれぞれ対向した状態で設置されており、
上側の突部３３７の前面には、アタツチメントに
組込まれ且つ各アタツチメントに特有のコードが
施されたドツグ列に係合してこのコードを検出す
るリミツトスイツチ３３９が取付けられている。

主軸頭３１０の側方にはアタツチメント交換装
置３４０（第１１図参照）が設置されており、そ
のアタツチメント交換用案内板の機能を表す第１
０図に示すように、取付け具３４１によつてＺ軸
方向に軸止めされたアタツチメント交換用案内板
３４２には、主軸頭３１０の突部３３７と同一形
状の突部３４３がＺ軸方向と平行に形成されてお
り、このアタツチメント交換用案内板３４２が水
平及び垂直に90度回転するよう、取付け具３４１
には回転揺動モータ３４４が取付けられている。
なお、このアタツチメント交換用案内板３４２が
垂直となつた際には、主軸頭３１０の突部３３７
とこのアタツチメント交換用案内板３４２の突部
３４３とが一直線状となるように、取付け具３４
１の位置決めがなされている。更に、アタツチメ
ントの交換状態を表す第１１図に示すように、垂
直位置のアタツチメント交換用案内板３４２の側
方には、Ｚ軸方向に主軸頭３１０側へ進出自在と
なると共に回転自在のピストンロツド３４５を具
えたアタツチメント交換用シリンダ３４６が位置
しており、このピストンロツド３４５の先端に
は、後述する各アタツチメントの係合片に係合し
てアタツチメント交換用案内板３４２のアタツチ
メントを主軸頭３１０側へ送り込んだり、或いは
主軸頭３１０のアタツチメントをアタツチメント
交換用案内板３４２側へ引き込んだりする係合爪
３４７が取付けられている。

なお、水平位置のアタツチメント交換用案内板
３４２と主搬送路１との間には、第１図に示すよ
うに主搬送路１とこの水平位置のアタツチメント
交換用案内板３４２とを接続し、アタツチメント
交換用案内板３４２に対して各種アタツチメント
を搬入或いは搬出するアタツチメント搬送路４が
設けられている。

主軸頭３１０に取付けられるアタツチメント
は、ワーク支持用及びワーク加工用及びワーク測
定用及びワーク組立て用のものが種々あるが、そ
のうちのワーク加工用及びワーク支持用のアタツ
チメントについて第１２図ａ，ｂを参照しながら
説明する。なお、便宜的にこれらのアタツチメン
トは第三機械本体３００に取付けられるものとし
て説明するが、そのままの状態で第一及び第二機
械本体１００，２００に共用できるものである。

第１２図ａは、補助制御軸３２２により加工用
主軸５１６の方向を変えることができるライトア
ングルアタツチメント５１０の構造を表す透視図
であるが、主軸頭３１０先端の突部３３７と摺動
自在に嵌合する溝部５０１をＹ軸方向上下に形成
した本体５００の側面には、アタツチメント交換
用シリンダ３４６の係合爪３４７に係合する溝５
０２を具えた係合片５０３が固設されており、ア
タツチメント交換用シリンダ３４６のピストンロ
ツド３４５先端に取付けてある係合爪３４７は、
このピストンロツド３４５の回転により、溝５０
２に対して係合自在となつている。又、本体５０
０の上面には、主軸頭３１０のリミツトスイツチ
３３９に当接して各アタツチメントの作業内容に
応じた特有のコードを施してあるドツグ列５０４
が組込まれており、これらはすべてのアタツチメ
ントに共通した構成となつている。

ライトアングルアタツチメント５１０の加工用
主軸筒５１１と一体となり、且つこの加工用主軸
筒５１１の方向を変更する内歯車５１２に噛み合
うピニオン５１３を一端に具えた補助軸５１４の
他端には、補助制御軸３２２のオルダム継手３２
１の溝山に嵌合する溝山を具えたオルダム継手５
１５が設けられており、加工用主軸筒５１１に取
付けられた加工用主軸５１６と一体の傘歯車５１
７と噛み合う傘歯車５１８を一端に具えた駆動軸
５１９にも、主軸頭３１０の主軸３１４のオルダ
ム継手３１６の溝山に嵌合する溝山を具えたオル
ダム継手５２０が設けられている。これらのオル
ダム継手５１５，５２０は、共に本体５００の背
面から後方に突出しており、主軸頭３１０側のオ
ルダム継手３２１，３１６とそれぞれ連結するよ
うになつている。又、係合片５０３と反対側の本
体５００の側面には、切削油導入用継手５２１と
圧空導入用継手５２２とが設けられている。

予め補助軸５１４及び駆動軸５１９のオルダム
継手５１５，５２０の溝山がアタツチメント交換
用案内板３４２上でＺ軸方向と平行になるように
位置決めされたライトアングルアタツチメント５
１０は、主搬送路１からアタツチメント搬送路４
を経て水平位置のアタツチメント交換用案内板３
４２に取付けられると、回転揺動モータ３４４の
作動によつてこのアタツチメント交換用案内板３
４２と共に垂直に位置決めされる。しかるのち、
アタツチメント交換用シリンダ３４６の主軸頭３
１０側への進出と回転とにより、その係合片５０
３の溝５０２とアタツチメント交換用シリンダ３
４６のピストンロツド３４５の係合爪３４７とが
係合し、更にこのピストンロツド３４５の進出に
より、本体５００の溝部５０１が主軸頭３１０の
突部３３７に嵌合した状態でアタツチメント取付
け面３２５に沿つて横移動し、アタツチメント位
置決め面３２６上のストツパ３２７に接触する
と、アタツチメント交換用シリンダ３４６のピス
トンロツド３４５が回転して元の位置へ後退す
る。この時、精密位置決め用シリンダ３２８及び
アタツチメント固定シリンダ３３８が作動して、
主軸頭３１０へライトアングルアタツチメント５
１０を正確に位置決めして固定するが、主軸頭３
１０の主軸３１４及び補助制御軸３２２の先端の
アタツチメント取付け面３２５から突出している
オルダム継手３１６，３２１の溝山とライトアン
グルアタツチメント５１０の駆動軸５１９及び補
助軸５１４後端のオルダム継手５２０，５１５の
溝山とが結合すると同時に、アタツチメント位置
決め面３２６上の切削油供給用継手３２９及び圧
空供給用継手３３０とライトアングルアタツチメ
ント５１０の切削油導入用継手５２１及び圧空導
入用継手５２２との接続もそれぞれ完了する。
又、主軸頭３１０の上面に取付けられているコー
ド読取り用のリミツトスイツチ３３９が、本体５
００の上面に組込まれているドツグ列５０４のコ
ードを検出し、切削油供給用配管３３３及び圧空
供給用配管３３４にそれぞれ切削油及び圧空を供
給するための信号を与える。補助制御軸３２２は
後述するコントロールユニツトのNC指令により
ライトアングルアタツチメント５１０の加工用主
軸５１６の方向を任意に制御し、又、このNC指
令はライトアングルアタツチメント５１０の本体
５００と一体の切削油吐出管５２３から吐出され
る切削油及び圧空の混合比を任意に調節すること
ができる。

第１２図ｂは、ワークを掴んでロボツト的な役
目を果たす支持用アタツチメント５２４の一例の
構造を表す透視図であるが、この支持用アタツチ
メント５２４に限らず後述する他の支持用アタツ
チメントは組立て用のアタツチメントとしても兼
用できる。本体５００の形状等は前述のライトア
ングルアタツチメント５１０と同じであり、ワー
クを掴む二本の腕５２５が本体５００の前方に突
出している。本体５００内に位置する腕５２５の
後端部は油圧シリンダ５２６により連結されてお
り、この油圧シリンダ５２６は本体５００の係合
片５０３と反対側の側面に設けられた圧油導入用
継手５２７と連通している。腕５２５は油圧シリ
ンダ５２６の作動により互いに接近離反してワー
クを掴んだり離したりするが、前記本体５００の
側面に設けられた電気プラグ５２８に接続して、
この油圧シリンダ５２６の作動を制御する歪検出
器５２９を腕５２５の一方に取付け、ワークに対
する腕５２５の掴み力が過大となるのを防止して
いる。

この支持用アタツチメント５２４は前述のライ
トアングルアタツチメント５１０と同一の方法で
主軸頭３１０に取付けられ、同時にアタツチメン
ト位置決め面３２６上の圧油供給用継手３３１及
び電気系統用プラグ３３２とこの支持用アタツチ
メント５２４の圧油導入用継手５２７及び電気プ
ラグ５２８とがそれぞれ接続する。主軸頭３１０
の上面のリミツトスイツチ３３９が支持用アタツ
チメント５２４の上面のドツグ列５３０のコード
を検出すると、主軸頭３１０の圧油供給用配管３
３５へ圧油を供給する準備が完了し、又、歪検出
器５２９の出力コントロールユニツトに連結す
る。従つて、主軸頭３１０のＸ軸及びＹ軸及びＺ
軸方向への移動と腕５２５の動作とを連動させ
て、ワークを任意の位置で固定或いは運搬するこ
とができ、しかもワークの掴み力を常時点検する
ことが可能となる。この他、極く一般的な支持用
アタツチメントとして例えば市販の油圧で作動す
るクランク形三本爪（或いは四本爪）セレーテツ
ドチヤツクを利用し、オルダム継手３１６を介し
て主軸３１４とこのチヤツクとを連結する一方、
主軸頭３１０の圧油供給用配管３３５と接続し得
るような構成にすることも可能である。この場
合、主軸３１４の回転制御及び圧油供給の制御は
当然のことであるが機械本体１００，２００，３
００の方で行う。

なお、第１１図に示したアタツチメントはホブ
アタツチメント５３１であるが、このホブアタツ
チメント５３１には主軸頭３１０の補助制御軸３
２２に取付けたオルダム継手３２１と接続する図
示しない連結部材を具えた回転台５３２が前記補
助制御軸３２２の回転に伴つて回転台５３２上の
ホブ５３３をワークに対して任意の角度に傾斜で
きるように設置されており、この回転台５３２に
は、テーパ状をなす図示しないホブ軸を具えたホ
ブ軸支持台５３４へ主軸頭３１０の圧油供給用継
手３３１を介して導入される圧油によつて堅固に
支持されるホブ５３３が、図示しない加工用主軸
を介して主軸頭３１０の主軸３１４に取付けたオ
ルダム継手３１６の回転を受けてホブ軸を回転軸
として回転自在に取付けられている。又、組立て
作業時における部品の供給や位置確認及び検出方
法等は、従来から知られている公知手段を適宜選
定すれば良く、例えばワークを取付けたパレツト
がワーク載置台４００へ運ばれて来る時に必要な
部品をこのワーク載置台４００に予め並べて置く
方法が最も簡単である。この場合、必要な部品が
予め定められた場所に載置されているので、機械
本体１００，２００，３００の何れか少なくとも
一台に支持用アタツチメント５２４を取付けてお
くことにより組立て作業を行うことが可能とな
る。パレツト上の部品の存在は光電管等を利用
し、部品の存在を確認した場合のみ支持用アタツ
チメント５２４に作動の指令が与えられるが、部
品の位置確認はパレツト上の所定位置に予め部品
が載置されているので、この部品に対応した支持
用アタツチメント５２４が従来のNC工作機械に
組込まれたものと同じ位置検出装置により一定量
移動して部品を掴むようになつている。又、各部
品相互の組付けは、ワークの作業基準点及び載置
基準点を設定し、この基準点を中心としてワーク
を移動させるが、この場合には一方をフローテイ
ングチヤツク形式として寸法誤差に基づく量だけ
多めに一方のワークを移動させ、所定の圧力でワ
ークが相互に当接するようにする。

なお、フライスやドリル等の工具を取付ける極
く一般的な加工用アタツチメントに対してこれら
の工具を交換する方法は、本実施例においては第
５図に示すように、コラム３０８の上端に各種切
削或いは研削工具を環状に配置した既知の自動工
具交換装置３４８に使用しており、この加工用ア
タツチメント５３５に対する工具の自動固定機構
の概略を表す第１３図に示すように、加工用主軸
５３６のテーパ部に嵌入される工具ホルダ５３７
は、掴みボール５３８を具えたリテーナ５３９の
後方移動（図中、右方向）によつてこの工具ホル
ダ５３７のプレスタツド５４０が後方に引き込ま
れ、加工用主軸５３６と一体に固定される。

本実施例では、アタツチメント交換装置３４０
を主軸頭３１０の側方に設置すると共に自動工具
交換装置３４８を主軸頭３１０の上方に設置した
が、これらアタツチメント交換装置３４０及び自
動工具交換装置３４８の位置関係を逆にしても良
い。又、第１図ではワーク素材やワーク組立ての
際のパーツとなるボルト等のパーツ搬送路５を主
搬送路１と第二機械本体２００との間にだけ示し
たが、必要に応じて他の第一及び第三機械本体１
００，３００にもこのパーツ搬送路を設置するこ
とが可能である。

第一機械本体１００及び第二機械本体２００及
び第三機械本体３００及びワーク載置台４００の
制御系統は第１４図に示すようなものであるが、
第二及び第三機械本体２００，３００の制御系統
は第一機械本体１００と同一であるので、本図で
は省略した。

入力装置はテープリーダ又はコンピユータによ
る加工プログラムの読取りを行い、一ステツプ毎
にコントロールユニツトに指示を与えると共にこ
のコントロールユニツトより前ステツプ終了の信
号を受けたのち、次のステツプを読取る作業を行
う。前記コントロールユニツトは各制御装置に指
令を送り、各駆動軸では位置及び速度を、又、シ
リンダ及び弁等においてはON，OFFの指令を送
り、更に各機械本体１００，２００，３００及び
ワーク載置台４００の位置と速度等の機械状態の
確認のために各検出器より信号を受ける。モータ
制御装置は各電源装置のコントロールを行い、直
流モータ使用の場合においてはモータの始動又は
停止及び電圧によるモータスピードの制御を行
い、パルスモータ使用の場合はパルス発生指示
（始動）又はパルス周波数による速度制御を行う。
各モータ電源装置は、制御装置のコントロールに
応じて各モータへ電力を供給し、各モータの駆動
を行う。

次に、本実施例による複合機械を使用して第１
５図ａ，ｂに示すようなウオーム減速機１０のウ
オームホイール１１とその回転軸１２の部分の加
工及び組立て及びその測定例を第１６図以下の図
面を参照しながら順を追つて説明する。なお、ワ
ークはパレツト上の所定位置に載置され、このパ
レツトは各機械本体に対して常に一定位置でワー
クの受渡しを行うようになつているので、ワーク
相互の位置決めやワークに対する加工用アタツチ
メントや測定用アタツチメントや組立て用アタツ
チメントの位置決めを予め設定された基準点から
の座標としてプログラムしておくことによつて、
この位置決め作業は極めて正確に行うことができ
るようになつている。

第１図及び第１６図に示すように、ワーク素材
やボルト等のパーツ或いは各種アタツチメント等
をストツクする倉庫６から、主搬送路１及び図示
しないパーツ搬送路を介して送り込まれて来たパ
ーツパレツト上のワークであるウオーホイール素
材１１′を、第三機械本体３００に取付けた支持
用ヘツド５４１により掴み上げてＹ―Ｚ平面で90
度回転し、第一機械本体１００に取付けた外径チ
ヤツクヘツド５４２に支持させる。なお、ワーク
の形状に応じた支持用のアタツチメントを用いる
ことにより、あらゆるワークの取付け作業を行う
ことができる。

第１７図ａに示すように、第三機械本体３００
にタレツトアタツチメント５４３を付け替えて、
主軸頭３１０の主軸３１４でバイト５４４の割出
しを行うと共第一機械本体１００の外径チヤツク
ヘツド５４２の図示しない主軸の回転及びタレツ
トアタツチメント５４３のＹ軸及びＺ軸移動によ
り、ウオームホイール素材１１′の内径旋削を行
い、これを外径チヤツクアタツチメント５４２か
ら取り外して図示しないパーツパレツト７にスト
ツクしておく。なお、第１７図ｂに示すように第
二機械本体２００に外径チヤツクアタツチメント
５４２を取付ければ、ウオームホイール素材１
１′の掴み替え作業を行うことができ、その両側
端面の旋削加工が可能となる。又、外径旋削作業
も全く同じ方法で行うことができる。

第１図及び第１８図に示すように、倉庫６から
主搬送路１及びワーク搬送路２を介して送り込ま
れて来たワーク載置台４００上のワークパレツト
３に載置されたウオームホイール回転軸素材１
２′を第三機械本体３００に取付けた支持用アタ
ツチメント５４５により掴み上げると共に第一及
び第二機械本体１００，２００に取付けた加工用
アタツチメント５３５のセンタドリル５４６によ
つてセンタ穴加工を行う。なお、加工用アタツチ
メント５３５のセンタドリル５４６を交換して、
センタ穴の研削や掴み代の切削を行うこともでき
る。

第１９図に示すように、第一機械本体１００に
外径チヤツクアタツチメント５４２を付け替えて
この回転軸素材１２′の一端を第一機械本体１０
０に支持させる。

第２０図に示すように、第二機械本体２００に
取付けた心押しアタツチメント５４７により回転
軸素材１２′のセンタ押しを行い、第三機械本体
３００に付け替えたタレツトアタツチメント５４
３により、第１７図ａ同様の作用で回転軸素材１
２′の外径旋削を行う。なお、第三機械本体３０
０を静止させると同時に第一及び第二機械本体１
００，２００を同期させてＸ軸及びＺ軸方向に移
動させても、この外径旋削作業は可能である。
又、これと同様な方法でねじ切りやローレツト或
いはウオーム歯切り加工等を行うことができる。

第２１図に示すように、第一機械本体１００の
図示しない主軸を停止すると共に第三機械本体３
００に、エンドミル５４８を取付けた加工用アタ
ツチメント５３５を付け替えて、回転軸素材１
２′にキー溝１３加工を行うが、同様な方法でピ
ン穴や二面幅加工等の軸の二次加工を行うことが
できる。

第２２図に示すように、第一機械本体１００に
回転割出し可能な割出し用外径チヤツクアタツチ
メント５４９を付け替えて、これに回転軸素材１
２′を支持させたのち、図示しないパーツパレツ
ト７上に待機している前記ウオームホイール素材
１１′を第二機械本体２００に付け替えた支持用
アタツチメント５４１により、回転軸素材１２′
に組付ける。なお、この方法によりワーク同志の
組付け作業や、更に別のパーツをこれらワークに
組付けることができる。

第２３図に示すように、第三機械本体３００に
ウオームホイール素材１１′を固定支持する固定
支持用アタツチメント５５０により、回転軸素材
１２′に対してウオームホイール素材１１′を固定
支持したのち、図示しない第二機械本体２００の
加工用アタツチメント５３５に取付けられるドリ
ル５５１及びリーマ５５２及びタツプ５５３によ
り、ウオームホイール素材１１′及び回転軸素材
１２′の端面にねじ穴加工を行う。なお、この方
法により、ワーク相互を組合わせた状態での加工
が可能となる。

第１図及び第２４図に示すように、第二機械本
体２００に付け替えられたボルト締め付け用アタ
ツチメント５５４により倉庫６から主搬送路１及
びパーツ搬送路５を経て搬送されてきたパーツパ
レツト７上のボルト５５５をねじ穴１４に取付け
て締め付けを行い、回転軸素材１２′にウオーム
ホイール素材１１′を堅固に固定する。なお、こ
れと同様な方法により、リベツト締め等の作業も
可能である。ボルト５５５のねじ込みトルクはイ
ンパクトレンチ等の機構を利用して行えば良く、
これらの位置決めは回転軸素材１２′とウオーム
ホイール素材１１′の割出し回転を併用して行う
と良い。

第２５図に示すように、第一及び第二機械本体
１００，２００にそれぞれ心押しアタツチメント
５４７及び外径チヤツクアタツチメント５４２を
付け替えて、ウオームホイール素材１１′と一体
の回転軸素材１２′の両端を支持すると共に第三
機械本体３００に取付けた研削アタツチメント５
５６により、この回転軸素材１２′の外径研削を
行つて、回転軸１２を完成する。同様にして内径
研削等も行うことができるし、第２６図に示すよ
うに外径カム１５の研削も可能である。又、第２
７図ａ，ｂ，ｃに示すように各種ワーク１６の平
面研削もできる。なお、第２８図に示すように、
ホブアタツチメントのような歯面研削アタツチメ
ント５５７を使用すれば、ウオームホイール１１
の歯面研削が可能となる。

第２９図に示すように、第三機械本体３００に
ホブアタツチメント５３１を付け替えてウオーム
ホイール素材１１′の歯切り加工を行い、ウオー
ムホイール１１を完成する。同様にして第３０図
に示すように平歯車１７の歯切りや第３１図に示
すように歯車形削り用アタツチメント５５８によ
つて内歯車１８の歯切りやシエービング加工を行
うことができる。

第３２図に示すように、回転軸１２の中央部を
第三機械本体３００に取付けた支持用アタツチメ
ント５５９で支持する一方、第一及び第二機械本
体１００，２００に内側へ埋没自在のスプリング
センタ５６０を具えたセンタ付き外径チヤツクア
タツチメント５６１を付け替えて、これによりそ
れぞれ図示しないパーツパレツト上のアンギユラ
玉軸受１９（第１５図参照）の内環２０を掴み上
げ、回転軸１２の両端に軽く押し込む。

第３３図に示すように、第一及び第二機械本体
１００，２００に内側へ埋没自在のスプリングセ
ンタ５６２を具えたセンタ付き圧入アタツチメン
ト５６３を付け替えて、回転軸１２の両端に位置
する内環２０を回転軸１２へ圧入する。

第３４図に示すように、第一及び第二機械本体
１００，２００に再びセンタ付き外径チヤツクア
タツチメント５６１を付け替えて図示しないパー
ツパレツトからアンギユラ玉軸受１９の外環２１
と鋼球２２とを掴み上げ、回転軸１２と一体の内
環２０に挿入する。このままの状態から第三機械
本体３００の支持用アタツチメント５５９をキー
カツプリング５６４が取付けられた加工用アタツ
チメント５３５に交換し、ワーク載置台４００上
に待機している下部ハウジング２３に組込まれた
ウオーム歯車２４（第１５図参照）の回転軸２５
に前記キーカツプリング５６４を嵌め込んでウオ
ーム歯車２４を低速で回転させ、第一及び第二機
械本体１００，２００をウオームホイール回転軸
１２を挾んだ状態で下部ハウジング２３上へ移動
させ、ウオームホイール１１をウオーム歯車２４
に組付ける。

このウオーム歯車２４を組込んだ下部ハウジン
グ２３の製造は、予め前述の作業の前に行つてお
くか、或いは第４６図に示すように本実施例の複
合機械を二組設置して、前述のウオームホイール
１１とその回転軸１２の製造ラインとは異なつた
製造ラインで製造するが、後者のように各ワーク
の生産サイクルタイムの長短に応じて本発明によ
る複合機械を複数組設置した場合には、作業能率
を非常に高めることが可能となる。

このウオーム減速機１０のハウジングの加工工
程を説明すると、まず合せ面等の前加工を終了し
た図示しないパーツパレツト上の下部ハウジング
２３を第３５図に示すように第一機械本体１００
に取り付けた支持用アタツチメント５６５により
挾み起こしてワーク載置台４００上に固定する。
次に、この下部ハウジング２３同様の前加工を終
了した図示しないパーツパレツト７上の上部ハウ
ジング２６を第二機械本体２００に取付けた支持
用アタツチメント５６５により挾み起こして下部
ハウジング２３の上に載せる。

第３６図に示すように、これらの下部及び上部
ハウジング２３，２６を第一機械本体１００の支
持用アタツチメント５６５と第二機械本体２００
に付け替えた固定支持用アタツチメント５６６と
で挾みつけてワーク載置台４００上に固定し、第
三機械本体３００に取付けたライトアングル加工
用アタツチメント５６７により、これに段付きド
リル５６８及びタツプ５６９及びボルト５７０を
取付けるボルト締め付け治具５７１及びテーパリ
ーマ５７２及びテーパピン５７３を取付けるテー
パピン打込み治具５７４を順次付け替えて下部ハ
ウジング２３と上部ハウジング２６とをボルト５
７０及びテーパピン５７３で一体化する。

第３７図に示すように、ワーク載置台４００上
に固定された下部及び上部ハウジング２３，２６
を第一機械本体１００に付け替えられた加工用ア
タツチメント５３５により、順次正面フライス５
７５及びリーマ５７６及び中ぐりバイト５７７及
びタツプ５７８及びドリル５７９及びエンドミル
５８０等を交換すると同時にワーク載置台４００
を所定の回転位置に割り出して加工を行うが、上
部ハウジング２６の上端面は、ライトアングルア
タツチメント５１０を利用して加工を行う。しか
るのち、別に加工したウオーム歯車２４とその回
転軸２５とを下部ハウジング２３に組込み、下部
ハウジング２３から上部ハウジング２６を分解し
て取り外したのち、第３４図に示した工程を経て
再び下部ハウジング２３に上部ハウジング２６を
組付けてウオーム減速機１０を完成する。

なお、これらの加工や組立てと平行して各ワー
クの寸法測定等が行われ、随時修正加工がなされ
るが、ウオームホイール回転軸１２のようなワー
クと軸受等との嵌め合い部の外径を測定する場合
には、第３８図に示すような外径測定用アタツチ
メント５８１を使用する。この外径測定用アタツ
チメント５８１はワーク２７の回転数と測定ロー
ル５８２の回転数との比でワーク２７の外径を測
定するものであるが、同様な方法でワークの穴の
内径も測定することができる。第３９図はこの原
理を利用した内径測定用アタツチメント５８３を
表しており、ウオームホイール１１等の環状のワ
ーク２８に対して使用する。

ウオーム歯車回転軸２５の軸受に対する下部ハ
ウジング２３の嵌め合い部の穴等のように、第４
０図に示すような箱状のワーク２９に穿設した中
ぐり穴３０の真円度や内径等を測定するには、ダ
イヤルゲージ等の接触子５８４を具えた真円度測
定用アタツチメント５８５を使用する。同様に、
下部ハウジング２３と上部ハウジング２６との接
触面のような平面の測定には、第４１図に示すよ
うな平面度測定用アタツチメント５８６を使用す
るが、これらは表面粗さも測定可能である。

第４２図に示すように、ワーク３１に穿設した
穴３２の位置精度を測定するには、フローテイン
グセンタ５８７を具えた穴位置測定用アタツチメ
ント５８８が使用される。同様の原理で、ワーク
の長さや厚さ或いは幅の測定を行う長さ測定用ア
タツチメント５８９を第４３図に示した。

なお、レーザー光線の平行直進性を利用した光
学的測定用アタツチメント５９０は第４４図ａ，
ｂに示すようにそれぞれワーク３３，３４の長さ
や径等の測定が可能である。

ウオーム減速機１０の総合検査として、第４５
図に示すようにトルク測定アタツチメント５９１
のキーカツプリング５９２とウオーム歯車回転軸
２５とを連結して、トルク測定アタツチメント５
９１内の測定用モータ５９３の回転軸５９４を回
転自在に保つた状態からこの測定用モータ５９３
を駆動すると、測定用モータ５９３の回転軸５９
４には反対側に回ろうとする抵抗トルクが作用す
るので、これを回転軸５９４に接続するトルク測
定器で計測する。

＜発明の効果＞ 本発明の複合機械によると、ワーク載置台を囲
む三台の機械本体の主軸頭に対し、ワーク支持用
のアタツチメントか加工工具を具えた加工用のア
タツチメントか測定機器を具えた測定用のアタツ
チメントを作業形態に応じて選択的に着脱自在に
取付けるようにしたので、各種アタツチメントを
交換することによりワークの切削や研削加工の他
に組立てや寸法測定等の作業をNCにより自動的
に行うことができ、工場の無人化が可能となり、
しかも多種少量生産品のコストを低くすることが
できる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による複合機械の全体の配置図
であり、第２図はその主要部の外観を示す斜視図
である。又、第３図はワーク載置台の外観を示す
斜視図、第４図ａはその内部構造を示す縦断面
図、第４図ｂは同図ａ中のＢ部拡大図であり、第
５図は第三機械本体の外観を示す斜視図、第６図
はその側面図、第７図は送り駆動機構の斜視図、
第８図ａは主軸の機構を示す斜視図、第８図ｂは
同図ａ中のＢ部拡大図、第９図は主軸頭の構造を
示す斜視図、第１０図はアタツチメント交換用案
内板の機能を示す斜視図、第１１図はアタツチメ
ントの交換状態の外観を示す斜視図である。更
に、第１２図ａはライトアングルアタツチメント
の構造を示す透視図、同図ｂはワーク支持用アタ
ツチメントの構造を示す透視図、第１３図は加工
用アタツチメントに各種の工具を取付けるための
自動固定機構の概略を示す縦断面図、第１４図は
本実施例による複合機械の制御系統図である。一
方、第１５図は本実施例による複合機械を使用し
て製作したウオーム減速機の破断面で、ａは同図
ｂ中のＡ―Ａ矢視図、ｂは同図ａ中のＢ―Ｂ矢視
図である。又、第１６図以下はこの複合機械によ
るウオーム減速機の各種作業状態を示すものであ
り、第１６図はウオームホイール素材の取付け作
業を示す斜視図、第１７図ａは内径旋削加工を示
す斜視図、同図ｂはウオームホイール素材の掴み
替え作業を示す正面図、第１８図は回転軸素材の
センタ穴加工を示す斜視図、第１９図はこの回転
軸素材の取付け作業を示す斜視図、第２０図は前
記回転軸素材の外径旋削加工を示す斜視図、第２
１図はこれにキー溝等の二次加工を施している状
態を示す斜視図、第２２図は前記回転軸素材にウ
オーホイール素材を嵌め込む作業を示す斜視図、
第２３図はこの組立て状態でのねじ穴加工を示す
斜視図、第２４図はこれにボルトを取付ける作業
を示す斜視図、第２５図は前記回転軸素材の外径
研削加工を示す斜視図、第２６図は外径カムの研
削加工を示す正面図、第２７図ａはワークの平面
研削加工を示す斜視図、同図ｂはその側面の研削
作業を示す斜視図、同図ｃはそれらの作業状態を
示す正面図、第２８図はウオームホイールの歯面
研削作業を示す斜視図、第２９図はウオームホイ
ール素材の歯切り加工を示す斜視図、第３０図は
平歯車の歯切り加工を示す斜視図、第３１図は内
歯車の歯切り加工を示す斜視図、第３２図はウオ
ームホイール回転軸に玉軸受の内環を取付ける作
業を示す斜視図、第３３図はこの内環をウオーム
ホイール回転軸に圧入する作業を示す斜視図、第
３４図はワーク載置台上へこのウオームホイール
回転軸を設置する作業を示す斜視図、第３５図は
ウオーム減速機の下部ハウジングの上に上部ハウ
ジングを載せる作業を示す斜視図、第３６図はこ
の下部ハウジングと上部ハウジングとをボルト及
びテーパピンで組付ける作業を示す斜視図、第３
７図は組上がつたハウジングに切削加工を施して
いる状態を示す斜視図、第３８図及び第３９図は
測定用ロールによるそれぞれ軸の外径及び穴の内
径測定作業を示す斜視図、第４０図及び第４１図
は接触子によるそれぞれ穴の真円度及び平面の平
面度の測定作業を示す斜視図、第４２図は穴の位
置精度の測定作業を示す斜視図、第４３図はワー
クの長さ等を測定する状態を示す斜視図、第４４
図ａ，ｂはレーザー光線を利用してワークの長さ
等を測定する状態を示す斜視図、第４５図はウオ
ーム減速機のトルク測定作業を示す斜視図であ
る。更に、第４６図は本発明による複合機械を二
組設置した場合のその配置図である。 図面中、１は主搬送路、２はワーク搬送路、４
は第三機械本体のアタツチメント搬送路、５は第
二機械本体のパーツ搬送路、６は倉庫、１０はウ
オーム減速機、１１′はウオームホイール素材、
１２′はウオームホイール回転軸素材、１５は外
径カム、１６はワーク、１７は平歯車、１８は内
歯車、２０は軸受の内環、２１は軸受の外環、２
２は軸受の鋼球、２３は下部ハウジング、２４は
ウオーム歯車、２５はウオーム歯車回転軸、２６
は上部ハウジング、２７〜２９はワーク、３０は
中ぐり穴、３１はワーク、３２は穴、３３はワー
ク、１００は第一機械本体、２００は第二機械本
体、３００は第三機械本体、３０１は第三機械本
体の架台、３０２は第三機械本体のＺ軸駆動モー
タ、３０４は第三機械本体のコラムベース、３０
７は第三機械本体のＸ軸駆動モータ、３０８は第
三機械本体のコラム、３０９は第三機械本体のＹ
軸駆動モータ、３１０は第三機械本体の主軸頭、
３１１は第三機械本体の主軸駆動モータ、３１４
は第三機械本体の主軸、３２２は第三機械本体の
補助制御軸、３２３は第三機械本体の補助制御軸
駆動モータ、３４０は第三機械本体のアタツチメ
ント交換装置、３４２は第三機械本体のアタツチ
メント交換用案内板、３４４は第三機械本体のア
タツチメント交換用案内板の回転揺動モータ、３
４６は第三機械本体のアタツチメント交換用シリ
ンダ、３４８は第三機械本体の自動工具交換装
置、４００はワーク載置台、４０１はワーク載置
台の架台、４０２はワーク載置台のＸ軸駆動モー
タ、４０４はワーク載置台のテーブルベース、４
０６はワーク載置台のＹ軸駆動モータ、４０８は
ワーク載置台の回転テーブル、５００はアタツチ
メントの本体、５０４はアタツチメントのドツグ
列、５１０はライトアングルアタツチメント、５
２４は支持用アタツチメント、５３１はホブアタ
ツチメント、５３５は加工用アタツチメント、５
４１は支持用アタツチメント、５４２は外径チヤ
ツクアタツチメント、５４３はタレツトアタツチ
メント、５４５は支持用アタツチメント、５４７
は心押しアタツチメント、５４９は割出し用外径
チヤツクアタツチメント、５５０は固定支持用ア
タツチメント、５５４はボルト締め付け用アタツ
チメント、５５６は研削アタツチメント、５５７
は歯面研削アタツチメント、５５８は歯車形削り
用アタツチメント、５５９は支持用アタツチメン
ト、５６１はセンタ付き外径チヤツクアタツチメ
ント、５６３はセンタ付き圧入アタツチメント、
５６５は支持用アタツチメント、５６６は固定支
持用アタツチメント、５６７はライトアングル加
工用アタツチメント、５８１は外径測定用アタツ
チメント、５８３は内径測定用アタツチメント、
５８５は真円度測定用アタツチメント、５８６は
平面度測定用アタツチメント、５８８は穴位置測
定用アタツチメント、５８９は長さ測定用アタツ
チメント、５９０は光学的測定用アタツチメン
ト、５９１はトルク測定アタツチメントである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ワーク支持用のアタツチメントと、加工工具
   を具えた加工用のアタツチメントと、測定機器を
   具えた測定用のアタツチメントと、ベツド上で前
   後動及び左右動自在に支持されたコラムとこのコ
   ラムの前面に沿つて上下動自在に支持され且つ前
   記アタツチメントが作業形態に応じて選択的に着
   脱自在に取付けられる主軸頭とをそれぞれ有する
   三台の機械本体と、ワークを支持し得るワーク載
   置台とを具え、前記三台の機械本体のうちの二台
   の機械本体を前記ワーク載置台を隔ててこれらの
   主軸頭が相互に相対向するように設置し、更にも
   う一台別の前記機械本体をその主軸頭が前記二台
   の機械本体の主軸頭が相対向する方向に対して直
   角の方向に前記ワーク載置台を向くように設置し
   たことを特徴とする複合機械。