JP2583696Y2 - ワーク加工ラインにおける工具交換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はワーク加工ラインにおけ
る工具交換装置に係わり、特にワーク加工ラインの占有
スペースの拡大化を招くことなく加工ラインに組み込ん
で設置し得るワーク加工ラインにおける工具交換装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】異種類のワークを混流して加工するワー
ク加工ラインにおいて、異種類のワークが搬送された際
に、加工機械の手前で当該ワークの搬送を一時停止さ
せ、これによりワーク無し状態の加工機械を搬送順に順
次生じさせてこれを停止し、その停止中に異種類用の工
具に交換することで、加工ラインの全面停止を避けて作
業能率の向上を図る様にした技術が、従来より例えば特
開昭６２−６８２５８号公報などに開示されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】ところで、上記工具交
換は作業者の手作業によって行うよりも、工具交換装置
によって自動化させた方が望ましいのであるが、従来の
工具交換装置は加工ステーションに加工機械に並べてあ
るいは対峙させて設けねばならないので、当該加工ステ
ーションの占有スペースが拡大化してしまうという課題
があった。

【０００４】本考案は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、スペースの拡大化を招くこ
とのないワーク加工ラインにおける工具交換装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案は上記の目的を達
成するために、ワークの加工ラインにおける加工ステー
ションの前工程に設けられて、該加工ステーションへの
ワークの搬入を一時停止可能な待機ステーションと、前
記加工ステーションに設置された加工機の工具を取り外
して回収保持する工具回収保持手段と予め保持した新た
な工具を加工機に装着する工具装着手段とを有する工具
交換治具と、該待機ステーションと該加工ステーション
との間に設けられ、該待機ステーションにワークを一時
停止させている間に、前記工具交換治具を加工ステーシ
ョンの上流側から加工ライン中に搬入して加工ラインに
沿わせて該加工ステーションの加工位置に移動させ、工
具交換後に該治具を該加工ステーションから搬出する治
具搬送手段と、を備えてワーク加工ラインにおける工具
交換装置を構成することを特徴とする。

【０００６】また、前記治具搬送手段は、前記加工ライ
ンに沿ってその上方に設置することが望ましい。

【０００７】更に、前記工具交換治具は、前記加工ステ
ーションにおいて、その工具回収保持手段と工具装着手
段との軸芯が加工機械の加工軸の軸芯と一致されて順次
停止されることが望ましい。

【０００８】

【作用】上記構成の本考案に係るワーク加工ラインにお
ける工具交換装置によれば、加工ステーションに設置さ
れた加工機械の工具交換が必要になった場合には、その
前工程に設けられた待機ステーションでワークの搬送が
一時停止され、加工ステーションがワーク無しの状態に
される。この状態で、工具交換用治具が治具搬送手段に
よって加工ステーションの上流側の加工ライン中に搬入
されると供に、加工ラインに沿って加工ステーションの
加工位置まで移動され、加工機械に装着された工具を取
り外して回収すると供に新たな工具を装着する。そし
て、工具交換が終了すると、工具交換治具は当該加工ス
テーションから加工ラインの外に搬出される。すなわ
ち、治具搬送手段を加工ラインのスペースを有効に利用
して配置するので、設置スペースの拡大化を招くことな
く工具交換装置を既存の加工ライン中に容易に組み込む
ことが可能で、生産能率の可及的な向上が図れる。

【０００９】

【実施例】以下に本考案の好適な一実施例を添付図面に
基づき詳述する。

【００１０】図１は本考案に係わる工具交換装置が設置
されたワーク加工ラインを示す部分平面図であり、この
実施例ではＶ型６気筒エンジンのシリンダブロック加工
ラインにおけるホーニング加工ステーションを例示して
いる。また、図２は図１中に示すII-II 線矢視方向の立
面図であり、図３は図２中に示すIII-III 線矢視方向の
側面図である。

【００１１】図１〜図３において、１０はローラコンベ
アでなるワークの搬送装置であり、この搬送装置１０上
にはパレット１２を介してワークたるシリンダブロック
１４がそのクランク軸方向を鉛直に載置されて順次移送
されるようになっている。そして、ホーニング加工ステ
ーション１６には、搬送装置１０の側方に位置して加工
機たるホーニング盤１８が、その加工軸２０が上記シリ
ンダブロック１４の一方のバンク１４ａの上面に対して
鉛直となるように傾斜されて設置されている。なお、こ
のホーニング盤１８には、Ｖ型６気筒エンジン用のシリ
ンダブロック１４の一方のバンク１４ａに形成される３
つのシリンダ１４ｂを同時にホーニング加工すべく、加
工軸２０を３軸備えている。

【００１２】また、搬送装置１０には、ホーニング加工
ステーション１６の上流側に位置されて、シリンダブロ
ック１４のホーニング加工ステーション１６への搬送を
一時停止可能とした待機ステーション２２がその前工程
として設けられている。この待機ステーション２２は、
搬送装置１０の搬送ローラ１０ａ，１０ａ間から上方に
向けて先端部のストッパー部２４ａが出没自在なシリン
ダ機構２４を備えてなり、シリンダ機構２４が伸長され
るとストッパ部２４ａが搬送ローラ１０ａ上を移動して
くるパレット１２に係合してシリンダブロック１４の搬
送を一時停止させ、もって次工程のホーニング加工ステ
ーション１６をワーク無し状態にするようになってい
る。

【００１３】ところで、待機ステーション２２とホーニ
ング加工ステーション１６との間には、ホーニング盤１
８の工具２６を自動的に交換する工具交換装置２８が設
けられている。この工具交換装置２８は、工具交換治具
３０と当該工具交換治具３０を搬送する治具搬送手段３
２とからなり、治具搬送手段３２は工具交換治具３０を
上記待機ステーション２２のすぐ下流側からワーク搬送
装置１０上のワーク加工ライン中に搬入すると供に、加
工ラインに沿ってホーニング加工ステーション１６の加
工位置まで移動させ、工具交換後に当該工具交換治具３
０をホーニング加工ステーション１６から加工ライン外
に搬出するようになっている。

【００１４】治具搬送手段３２についてさらに詳述する
と、当該治具搬送手段３２は工具交換治具３０を保持し
てこれを上下に昇降移動させる昇降移動手段３４と、こ
の昇降移動手段３４を保持してこの昇降移動手段３４を
ワーク搬送装置１０に沿って移動させる縦走移動手段３
６、並びにこの縦走移動手段３６を保持してこの縦走移
動手段３６を横走移動させる横走移動手段３８とからな
る。

【００１５】横走移動手段３８は、ワーク搬送装置１０
の上方を横断して設けられた主ビーム４０等からなる横
走用走行レール４２と、この横走用走行レール４２に吊
下されて自走する横走用搬機４４とを有する。横走用走
行レール４２の主ビーム４０はその左右の両端が支柱４
６，４６によって床に支持されて、ワーク搬送装置１０
の待機ステーション２２のすぐ下流側に設けられてお
り、その主ビーム４０の長手方向に沿ってその両側面に
はガイドレール４８が、またその下面にはラックギヤ５
０がそれぞれ取り付けられている。

【００１６】横走用搬機４４はワーク加工ラインに沿っ
て加工ステーション１６側に向けて縦に延びる副ビーム
５２を有し、この副ビーム５２はその上面に取付けられ
たフレーム５４によって、車輪５６を介して上記主ビー
ム４０のガイドレール４８に走行自在に係合されて片持
状態で吊下されている。また、上記ラックギヤ５０に噛
合するピニオンギヤ５８及びこのピニオンギヤ５８を駆
動する駆動モータ６０も副ビーム５２の上面に取り付け
られていて、駆動モータ６０によってピニオンギヤ５８
を回転駆動させると横走用搬機４４は横走用走行レール
４２に沿ってその下方を自走移動するようになってい
る。

【００１７】また、前記縦走移動手段３６は上記副ビー
ム５２の下面に取り付けられたボール送りネジ機構によ
って構成されている。すなわち、副ビーム５２の下面に
は、その長手方向の両端に軸受部材６４，６４が固定さ
れ、この軸受部材６４，６４に回転自在に軸支されて送
りネジ６６が設けられている。そして、送りネジ６６に
はこれを回転駆動させる駆動モータ６８が連結され、更
にこの送りネジ６６にはこれに噛合して逆Ｕの字状の移
動フレーム７０が設けられており、駆動モータ６８によ
って送りネジ６６を回転させると移動フレーム７０が副
ビーム５２の下方を長手方向に沿って移動するようにな
っている。

【００１８】また、前記昇降移動手段３４は上記移動フ
レーム７０に設けられている。すなわち、昇降移動手段
３４は工具交換治具３０が取付けられてこれを保持する
保持板７２と、この保持板７２に取付けられて上方に延
びる２本のガイドロッド７４，７４及びラックギヤ７６
とを有し、これら２本のガイドロッド７４，７４とラッ
クギヤ７６は移動フレーム７０の下端に取付けられたガ
イド板７８の案内孔８０を嵌通している。そして、ラッ
クギヤ７６は上記逆Ｕの字状の移動フレーム７０の左右
一対の側板部７０ａ，７０ａ間に挿通されるとともに、
さらにこの移動フレーム７０を貫通して上方に延出され
ている。また、移動フレーム７０の左右の側板部７０
ａ，７０ａ間には、当該両側板部７０ａ，７０ａに回転
自在に軸支されたピニオンギヤ８２が設けられており、
このピニオンギヤ８２には上記ラックギヤ７６が噛合さ
れている。また、ピニオンギヤ８２にはこれを回転駆動
させてラックギヤ７６を上下に移動させる駆動モータ８
４が連結されている。

【００１９】工具交換治具３０は、図２〜図４に示すよ
うに、ホーニング盤１８の３軸の加工軸２０にそれぞれ
装着された工具２６を取り外して回収保持する工具回収
保持手段８８と、その工具２６が取り外された加工軸２
０に対して新たな工具２６を装着する工具装着手段９０
とを有しており。これら工具回収保持手段８８と工具装
着手段９０とはそれぞれ３組づづ隣り合わせで並設され
ている。

【００２０】ここで、ホーニング盤１８の加工軸２０と
工具２６との脱着関係を説明すると、図５に示すように
なっている。すなわち、加工軸２０先端の軸芯部には工
具２６の基端部２６ａが挿入される凹部９２が形成さ
れ、この凹部９２内には挿入された工具基端部２６ａを
所定角度回転させることで当該工具２６を強固に固定係
止するチャッキング機構９４が設けられており、工具２
６と加工軸２０とを同軸に配置して、これらを相対的に
近設乃至離間移動させ、かつ所定角度回転させること
で、それらは相互に容易に脱着し得るようになってい
る。

【００２１】ところで、このようにして脱着される工具
２６に対し、上記工具回収保持手段８８と工具装着手段
９０とは同一の構成が採られている。すなわち、図４に
示すように、治具本体９６には円筒状のスリーブ９８が
回転可能に軸支され、かつこのスリーブ９８の外周部に
は図中には明示していないが、ウォームホイールギヤが
形成されていて、このウォームホイールギヤには治具本
体９６に軸支されたウォームギヤ１００が噛合されてお
り、このウォームギヤ１００の回転によってスリーブ９
８は所定角度回転されるようになっている。

【００２２】また、スリーブ９８の内側は工具２６の保
持部となっており、その内部には工具２６を把持する把
持機構１０２が設けられている。この把持機構１０２
は、スリーブ９８の周側部に等角度間隔で３か所に切欠
形成された溝部１０４と、各溝部１０４内に揺動自在に
軸支されて設けられたレバー状の爪部材１０６と、この
爪部材１０６の一端が係合するリング状の摺動部材１０
８とを有している。リング状の摺動部材１０８はスリー
ブ９８の軸芯部に同軸に設けられた軸部材１１０に摺動
自在に嵌合されている。またリング状の摺動部材１０８
は軸部材１１０の先端に係止されたスプリング１１２に
引っ張られてその先端側に付勢されていて、リング状の
摺動部材１０８が先端側に位置しているときには爪部材
１０６は他端側が径方向外方に開かれるようになってい
る。

【００２３】つまり、ホーニング盤１８の加工軸２０に
取付けられた工具２６の先端側がスリーブ９８内に挿入
され、その端面がリング状の摺動部材１０８に当接して
これを押圧すると、摺動部材１０８が後退して爪部材１
０６が揺動し、その他端部が径方向内方に向けて閉じて
工具２６に形成された凹部１１４に係合するようになっ
ている。また、爪部材１０６が凹部１１４に係合した状
態でスリーブ９８を回転させると、工具２６も一体的に
回転して工具２６と加工軸２０との係合が外れ、爾後加
工軸２０をスリーブ９８から相対的に離間移動させる
と、工具２６はスリーブ９８内に回収保持されるように
なっている。なお、この動作を逆に行えば、スリーブ９
８内に保持した工具２６が加工軸２０に装着されること
になる。

【００２４】また、このような構成の工具回収保持手段
８８と工具装着手段９０とを有する工具交換治具３０
は、そのスリーブ９８の軸芯方向がホーニング盤１８の
加工軸２０の傾きと一致するように傾斜されて、昇降移
動手段３４の保持板７２に取付けられるようになってい
て、工具交換治具３０を加工ステーション１６の加工位
置において、工具回収保持手段８８と工具装着手段９０
とを順次上記軸芯を一致させてセットすれば、ホーニン
グ盤１８の加工軸２０を進退作動させることで容易に工
具２６の交換を自動的に行えるようになっている。

【００２５】以降に、上述のように構成されたワーク加
工ラインにおける工具交換装置の作動について説明す
る。

【００２６】ワークの搬送ライン１０上を異種類のワー
ク，すなわちシリンダボア径の異なるシリンダブロック
１４が移送されてきたときや、ホーニング盤１８の工具
２６が磨耗したときなどのように、工具２６の交換をす
る必要が生じたときには、まず、待機ステーション２２
のシリンダ機構２４を作動させてストッパー部２４ａを
搬送装置１０の搬送ローラ１０ａ間から上方に突出させ
る。すると、搬送装置１０上を移送されるパレット１２
が、そのストッパ部２４ａに係止されて一時停止され、
シリンダブロック１４のホーニング加工ステーション１
６への搬送が中止されて当該ホーニング加工ステーショ
ン１６がワーク無しの状態になる。

【００２７】次に、治具搬送手段３２の横走移動手段３
８を作動させて、予め新しい工具を工具装着手段９０側
のスリーブ９８に保持させておいた工具交換治具３０
を、ワークの搬送装置１０の上方に移動させる。爾後、
昇降移動手段３４を作動させて工具交換治具３０を下降
させ、搬送装置１０直上の加工ライン中に搬入する。さ
らに、縦走移動手段３６を作動させ、工具交換治具３０
を加工ラインに沿わせてホーニング加工ステーション１
６まで移動させ、ホーニング盤１８の加工軸２０の延長
線上に工具回収保持手段８８側のスリーブ９８の軸心を
一致させて停止する。

【００２８】この状態で、ホーニング盤１８の加工軸２
０を回転させないで前進させ、先端部に取り付けられた
工具２６をスリーブ９８内に挿入し、加工軸２０から工
具２６を取り外し、当該スリーブ９８内に工具２６を回
収保持させると共に、加工軸２０を原点位置に後退させ
る。

【００２９】次に、再び縦走移動手段３６を作動させ、
工具交換治具３０の工具装着手段９０側のスリーブ９８
の軸心を加工軸２０の軸心の延長線上に一致させて停止
する。そして、再び加工軸２０を前進させて工具装着手
段９０側のスリーブ９８に保持された工具２６を当該加
工軸２０の先端に装着し、再度加工軸２０を原点位置に
後退させて戻す。

【００３０】このようにして、工具交換を終了したなら
ば、昇降移動手段３４を作動させて工具交換治具３０を
上昇させ、この加工ステーション１６から加工ライン外
に搬出すると供に、縦走移動手段３６並びに横走移動手
段３８を順次作動させて原点位置に復帰させ、工具回収
保持手段８８側のスリーブ９８内に回収した工具２６を
取り外すと供に、工具装着手段９０側のスリーブ９８に
次の工具交換に備えて新たな工具２６を取り付けてお
く。

【００３１】

【考案の効果】以上実施例で詳細に説明したように、本
考案に係わるワーク加工ラインの工具交換装置は、加工
ステーションの上流側にその前工程としてワークの搬送
を一時停止させる待機ステーションを設けると供に、待
機ステーションと加工ステーションとの間に、加工ステ
ーションに設置された加工機の工具を取り外して回収保
持する工具回収保持手段と予め保持した新たな工具を加
工機に装着する工具装着手段とを有する工具交換治具
を、待機ステーションにワークを一時停止させている間
に、加工ステーションの上流側から加工ライン中に搬入
すると供に加工ラインに沿わせて加工ステーションの加
工位置に移動させ、工具交換後に治具を加工ステーショ
ンから搬出する治具搬送手段を設けて構成するので、加
工ラインが占めるスペースを有効に利用してそのスペー
スの拡大化を防止しながら工具交換装置を配設すること
ができる。従って、既存のワーク加工ラインに容易に組
み込んで配設することができ、生産能率の可及的な向上
化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係わる工具交換装置が設置されたワー
ク加工ラインを示す部分平面図であり、Ｖ型６気筒エン
ジンのシリンダブロック加工ラインにおけるホーニング
加工ステーションを示す図である。

【図２】図１中に示すII-II 線矢視方向の立面図であ
る。

【図３】図２中に示すIII-III 線矢視方向の側面図であ
る。

【図４】工具交換治具の一部破断側面図である。

【図５】ホーニング盤の加工軸と工具との取付け関係を
示す側断面図である。

【符号の説明】

１０ 加工ラインを形成する搬送装置 １４ ワークたるシリンダブロック １６ 加工ステーション １８ 加工機たるホーニング盤 ２０ 加工軸 ２２ 待機ステーション ２６ 工具 ３０ 工具交換治具 ３２ 治具搬送手段 ８８ 工具回収保持手段 ９０ 工具装着手段

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの加工ラインにおける加工ステー
   ションの前工程に設けられて、該加工ステーションへの
   ワークの搬入を一時停止可能な待機ステーションと、 前記加工ステーションに設置された加工機の工具を取り
   外して回収保持する工具回収保持手段と予め保持した新
   たな工具を加工機に装着する工具装着手段とを有する工
   具交換治具と、 該待機ステーションと該加工ステーションとの間に設け
   られ、該待機ステーションにワークを一時停止させてい
   る間に、前記工具交換治具を該加工ステーションの上流
   側から加工ライン中に搬入すると供に該加工ラインに沿
   わせて該加工ステーションの加工位置に移動させ、工具
   交換後に該治具を該加工ステーションから搬出する治具
   搬送手段と、 を備えたことを特徴とするワーク加工ラインにおける工
   具交換装置。
2. 【請求項２】 前記治具搬送手段が、前記加工ラインに
   沿ってその上方に設置されたことを特徴とする請求項１
   記載のワーク加工ラインにおける工具交換装置。
3. 【請求項３】 前記工具交換治具は、前記加工ステーシ
   ョンにおいて、その工具回収保持手段と工具装着手段と
   の軸芯が加工機械の加工軸の軸芯と一致されて順次停止
   されることを特徴とする請求項１または２に記載のワー
   ク加工ラインにおける工具交換装置。