WO2010073823A1

WO2010073823A1 - 工作機械

Info

Publication number: WO2010073823A1
Application number: PCT/JP2009/068924
Authority: WO
Inventors: 二井谷　春彦; 宜孝藤村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2010-07-01
Anticipated expiration: 2011-06-26
Also published as: JP2010155300A

Abstract

　部品の組み付け／分解の機能を有すると共に、部品を組み付けた状態で加工できる工作機械を提供する。そのため、第１主軸２３及び第２主軸２６を有する工作機械１０において、シリンダーブロックＷ１に開口部を有するダミーヘッドＷ２をボルトにより組み付けると共にボルトを取り外すボルト用工具を、第１主軸２３に取り付け、シリンダーブロックＷ１を研磨するホーニング用工具Ｔ２を、第２主軸２７に取り付け、ボルト用工具を用いて、シリンダーブロックＷ１にダミーヘッドＷ２を組み付け、その後、第１主軸２３に取り付ける工具を、シリンダーブロックＷ１を切削する切削用工具Ｔ１に交換し、切削用工具Ｔ１、ホーニング用工具Ｔ２を用いて、ダミーヘッドＷ２の開口部を通して、シリンダーブロックＷ１を加工する。

Description

工作機械

　本発明は、ワークの加工を行う工作機械に関する。

　工作機械は、部品（ワーク）１つ１つに対して加工を行うのが一般的であり、その後、加工後の複数の部品を組み付けて、製品を完成するようにしている。
特開２００７－２３７３７５号公報特公昭６０－０５２８８３号公報特許第３２７０６８３号公報特開昭６１－０９５８４５号公報特開昭６３－３００８２８号公報実開平１－１０６１３８号公報

　製品によっては、複数の部品を組み付けた状態で、工作機械での加工を行わなければならない場合や行ったほうが製品の性能が向上する場合もある。例えば、自動車エンジンを例に取ると、通常、シリンダーブロック単体に工作機械でシリンダーボアの加工、仕上げを行った後、シリンダーブロックにシリンダーヘッドを組み付けて、エンジンを完成している。その場合、シリンダーヘッドの組み付けの際に、組み付け時の力により、ボア内面の形状に変形が発生するおそれがある。そのため、現状では、ピストンのクリアランスを大きく取り、そして、そのクリアランスを埋めるため、ピストンリングの張力も十分大きく取っていた。その結果、ボア内面とピストンリングとの摩擦が増えてしまい、エンジンの燃費悪化の原因となっていた。

　従って、燃費向上のためにボア内面の変形を防止するためには、実際のシリンダーヘッドを組み付けた状態で、ボアの加工ができればよいが、それは物理的に不可能であるため、シリンダーヘッドと同等の変形が発生するダミーヘッドを組み付けた状態で、ボアを加工する方法が提案されている。

　図１２は、ダミーヘッドを用いたシリンダーブロックの工作機械のラインを示すブロック図である。このラインでは、まず、ダミーヘッド組み付け機６１を用いて、シリンダーブロックにダミーヘッドを組み付ける。その後、シリンダーボア切削加工機６２を用いて、ダミーヘッドが組み付けられたシリンダーブロックにシリンダーボアを切削加工し、次に、シリンダーボアホーニング加工機６３を用いて、切削されたシリンダーボアをホーニング加工する。一連の加工終了後、ダミーヘッド分解機６４を用いて、シリンダーブロックからダミーヘッドを取り外し、ダミーヘッド搬送装置６５を用いて、取り外されたダミーヘッドをダミーヘッド組み付け器６１へ搬送している。上記手順を繰り返すことで、ダミーヘッドを取り付けた状態で、シリンダーブロックにシリンダーボアを加工している。

　このように、現状では、ダミーヘッド組み付け機６１、シリンダーボア切削加工機６２、シリンダーボアホーニング加工機６３、ダミーヘッド分解機６４を別々に設け、ダミーヘッド組み付け機６１とダミーヘッド分解機６４との間に、シリンダーボア切削加工機６２及びシリンダーボアホーニング加工機６３を配置し、ダミーヘッド搬送装置６５で接続することで、ライン化を図っている。この方法では、ライン全体にかかる設備投資等のコストが高くなり、又、フレキシブルな生産が難しいという問題があった。

　更に、作業の効率化のために各装置で同時に作業を行うとなると、装置毎にダミーヘッド及び取り付け用ボルトが必要となり、その分のコストがかかってしまい、又、ダミーヘッドやボルトは使用する度に摩耗、塑性変形していくため、その管理が必要であり、数がおおくなると、その分の管理負担も増大してしまう。

　本発明は上記課題に鑑みなされたもので、部品の組み付け／分解の機能を有すると共に、部品を組み付けた状態で加工できる工作機械を提供することを目的とする。

　上記課題を解決する第１の発明に係る工作機械は、
　少なくとも１つ以上の主軸を有する工作機械において、
　ワークに他の部材をボルトにより組み付けると共に前記ボルトを取り外す組付工具を、前記主軸の１つに取り付け、ワークを加工する加工工具を、前記主軸の１つに取り付け、
　前記組付工具を用いて、前記ワークに他の部材を組み付け、前記加工工具を用いて、前記ワークを加工することを特徴とする。

　上記課題を解決する第２の発明に係る工作機械は、
　少なくとも１つ以上の主軸を有する工作機械において、
　ワークに他の部材をボルトにより組み付けると共に前記ボルトを取り外す組付工具を、前記主軸の１つに取り付け、他の部材を取り付けた状態でワークを加工する加工工具を、前記主軸の１つに取り付け、
　前記組付工具を用いて、前記ワークに他の部材を組み付け、前記加工工具を用いて、前記他の部材と共に前記ワークを加工することを特徴とする。

　上記課題を解決する第３の発明に係る工作機械は、
　上記第１又は第２の発明に記載の工作機械において、
　前記主軸に取り付ける工具を多数収容すると共に、前記主軸へ取り付ける工具を交換する工具交換装置を設け、
　当該工具交換装置に収容する工具を、少なくとも前記組付工具及び前記加工工具としたことを特徴とする。

　上記課題を解決する第４の発明に係る工作機械は、
　上記第１～第３の発明のいずれかに記載の工作機械において、
　前記加工工具は、前記ワークを切削する切削工具及び前記ワークを研磨する研磨工具、又は、前記切削工具若しくは前記研磨工具であることを特徴とする。

　上記課題を解決する第５の発明に係る工作機械は、
　上記第４の発明に記載の工作機械において、
　前記主軸を２つとすると共に、
　一方の主軸を、高出力、高剛性の高能率加工用のものとして、前記組付工具及び前記切削工具を交互に取り付け、
　他方の主軸を、軽量で高速、高精度な精密加工用のものとして、前記研磨工具を取り付けることを特徴とする。

　上記課題を解決する第６の発明に係る工作機械は、
　上記第４又は第５の発明に記載の工作機械において、
　前記研磨工具を成型するためのドレッサーを設け、
　前記主軸に前記研磨工具を取り付けて、前記研磨工具を成型することを特徴とする。

　上記課題を解決する第７の発明に係る工作機械は、
　上記第１～第６の発明のいずれかに記載の工作機械において、
　当該工作機械の機内又は機外に、前記ワークに前記他の部材を仮置きすると共に、前記ボルトを取り外した後の前記他の部材を前記ワークから搬出する搬送装置を設けたことを特徴とする。

　上記課題を解決する第８の発明に係る工作機械は、
　上記第１～第７の発明のいずれかに記載の工作機械において、
　前記主軸に取り付けた前記組付工具を用いて、前記ワークに前記他の部材を組み付ける場合、当該主軸の負荷を監視することにより、組み付け時の組み付け力を制御することを特徴とする。

　本発明によれば、工作機械内で部品の組み付け／分解を行うことで、工程を１つの工作機械に集約し、組み付けにかかる設備のコストを大幅に低減し、更に、フレキシブルな生産を実現することができる。

本発明に係る工作機械の実施形態の一例を説明するブロック図である。本発明に係る工作機械の実施形態の一例と搬送装置とを図示した斜視図である。本発明に係る工作機械の実施形態の一例と搬送装置とを図示した上面図である。本発明に係る工作機械の実施形態の一例と搬送装置とを図示した側面図である。本発明に係る工作機械の実施形態の一例を示す正面図である。本発明に係る工作機械の実施形態の一例における工具交換時の様子を示す斜視図である。ボルト用工具を取り付けた主軸を説明する図である。ホーニング用工具を取り付けた主軸を説明する図である。ダミーヘッドを取り付けたシリンダーブロックへのシリンダーボア加工を説明する図である。シリンダーブロックへのクランク穴加工を説明する図である。コンロッドへのクランク穴加工を説明する図である。ダミーヘッドを用いたシリンダーブロックの工作機械のラインを示すブロック図である。

　１０　工作機械
　１１　ベッド
　１３　Ｘ軸コラム
　１６　Ｚ軸コラム
　２３　第１主軸
　２６　第２主軸
　３２　テーブル
　３５　工具マガジン
　３７　ドレッサー
　５０　搬送ロボット
　Ｔ１　切削用工具
　Ｔ２　ホーニング用工具
　Ｔ３　ボルト用工具
　Ｗ１　シリンダーブロック
　Ｗ２　ダミーヘッド

　以下、本発明に係る工作機械の実施形態例を、図１～図１１を用いて説明する。

（実施例１）
　図１は、本実施例の工作機械を説明するブロック図である。又、図２は、本実施例の工作機械と搬送装置とを図示した斜視図であり、図３は、本実施例の工作機械と搬送装置とを図示した上面図、図４は、本実施例の工作機械と搬送装置とを図示した側面図である。又、図５は、本実施例の工作機械を示す正面図である。なお、ここでは、ワークが配置される部分を正面又は前面としている。又、本実施例では、エンジンのシリンダーボア加工を例にとって説明をするが、後述するように、組付け後の加工を行っている他の製品の加工にも適用可能である。

　本実施例の工作機械１０は、１つの工作機械内において、少なくとも、部品の組み付け／分解の機能と、部品を組み付けた状態で加工できる機能とを有し、これらの機能による工程を１つの工作機械に集約したものである。例えば、エンジンのシリンダーボア加工の場合には、図１に示すように、ダミーヘッド組み付け機能Ｂ１、シリンダーボア切削加工機能Ｂ２、シリンダーボアホーニング加工機能Ｂ３、ダミーヘッド分解機能Ｂ４を有している。従来と比較すると（図１２参照）、ダミーヘッド搬送用の装置が不要となり、装置コストの削減が可能である。

　本実施例の工作機械１０における一連の工程の概略を説明すると、順に、ダミーヘッド組み付け機能Ｂ１において、ダミーヘッドをシリンダーブロックに組み付け、シリンダーボア切削加工機能Ｂ２において、ダミーヘッドを組み付けたシリンダーブロックにシリンダーボアの切削加工を行い、シリンダーボアホーニング加工機能Ｂ３において、ダミーヘッドを組み付けて切削加工したシリンダーブロックにシリンダーボアのホーニング加工を行い、ダミーヘッド分解機能Ｂ４において、加工後のシリンダーブロックからダミーヘッドを分解することになる。

　次に、上記機能を有する本実施例の工作機械１０の構成を、図２～図５を用いて、具体的に説明をする。

　本実施例の工作機械１０には、その下部に１対のベッド１１が設けられている。１対のベッド１１の上面には、Ｙ軸方向に平行に１対のガイドレール１２が設けられており、１対のガイドレール１２を介して、ベッド１１上にＸ軸コラム１３が設けられている。このＸ軸コラム１３は、ベッド１１の後側に設けられたＹ軸モータ１４により、ガイドレール１２上をＹ軸方向に往復移動可能となっている。

　又、Ｘ軸コラム１３にも、Ｘ軸方向に平行に１対のガイドレール１５が設けられており、１対のガイドレール１５を介して、Ｘ軸コラム１３の前面にＺ軸コラム１６が設けられている。このＺ軸コラム１６は、Ｘ軸コラム１３に設けられたＸ軸モータ１７により、ガイドレール１５上をＸ軸方向に往復移動可能となっている。

　Ｚ軸コラム１６の前面側には、Ｚ軸方向に平行に２対のガイドレール２１、２４が設けられおり、ガイドレール２１を介して第１主軸２３が、ガイドレール２４を介して第２主軸２６が、Ｚ軸コラム１６に設けられている。第１主軸２３には、その上部に第１Ｚ軸モータ２２が設けられ、その先端に切削用工具Ｔ１が取り付けられている。又、第２主軸２６には、その上部に第２Ｚ軸モータ２５が設けられ、その先端にホーニング用工具Ｔ２が取り付けられている。そして、第１主軸２３は、第１Ｚ軸モータ２２により、ガイドレール２１上をＺ軸（鉛直）方向に往復移動可能となっており、又、第２主軸２６は、第２Ｚ軸モータ２５により、ガイドレール２４上をＺ軸方向に往復移動可能となっている。

　このように、本実施例の工作機械１０は、第１主軸２３と第２主軸２６からなる２つの主軸を有し、それらを鉛直（Ｚ軸）方向に立設させた構成である。そして、第１主軸２３、第２主軸２６は、共に鉛直方向の旋回軸を有し、又、各々独立してＺ軸方向に移動可能であり、ワーク（シリンダーブロックＷ１、ダミーヘッドＷ２）に対して鉛直方向に各々異なる加工を行うことが可能である。

　１対のベッド１１の間の前側の空間には、ワークを保持するためのテーブル３２が設けられている。このテーブル３２は、ベッド１１に設けられたテーブル駆動装置３１により、Ｘ軸と平行な軸を回転軸として、回転可能になっている。従って、テーブル３２にワークを保持させた後、テーブル駆動装置３１でテーブル３２を所望の角度に回転させることにより、切削用工具Ｔ１、ホーニング用Ｔ２による加工を所望の方向に行うことが可能である。

　又、１対のベッド１１間の中央部から後方にかけて、工具を多数収容する長円形状の工具マガジン３５（工具交換装置）が配置されている。工具マガジン３５には、工具を把持するように構成された把持部３６を、ループ状に複数配置している。この把持部３６は、図示しない駆動モータにより、ベッド１１の上面と平行な平面上を順次周回移動可能となっている。工具交換の際には、所望の工具を把持する把持部３６を工具交換位置まで移動し（後述の図６参照）、その工具交換位置へ第１主軸２３、第２主軸２６を移動させることで、第１主軸２３、第２主軸２６へ取り付ける工具を、所望の工具へ交換可能となっている。

　このように、第１主軸２３、第２主軸２６において、工具は着脱可能である。従って、本実施例の工作機械１０において、工具マガジン３５は、少なくとも、ワークを切削する切削用工具Ｔ１（加工工具／切削工具）と、ワークを研磨するホーニング用工具Ｔ２（加工工具／研磨工具）と、ボルトによる部品の組み付け／取り外しを行うボルト用工具Ｔ３（組付工具）とを有する。切削用工具Ｔ１、ボルト用工具Ｔ３は、第１主軸２３側へ交互に取り付け、ホーニング用工具Ｔ２は、第２主軸２６側へ取り付けている。なお、第１主軸２３は、主軸ヘッドが高出力、高剛性の高能率加工用のものがよく、第２主軸２６は、軽量で高精度な精密加工用のものがよい。このように、第１主軸２３と第２主軸２６とは、各々用途が異なり、異なる加工をワークに対して実施可能である。又、高能率にホーニング加工を行う場合、ホーニング加工用工具Ｔ２を高出力の第１主軸２３に取り付けて加工してもよい。

　又、本実施例の工作機械１０は、ホーニング用工具Ｔ２を成型するためのドレッサー３７を有しており、このドレッサー３７をベッド１１に設けている。

　本実施例の工作機械１０の機外には、ワーク搬送用の搬送ロボット５０（搬送装置）が設けられている。搬送ロボット５０は、工作機械１０の前方に配置されたものであり、Ｘ軸方向に平行な１対の搬送レール５１と、１対の搬送レール５１上に設けられた搬送台５２と、搬送台５２に上に設けられ、搬送台５２をＸ軸方向に往復移動可能とする搬送用モータ５４と、搬送台５２に設けられ、ワークであるシリンダーブロックＷ１、ダミーヘッドＷ２を各々保持して搬送するロボットアーム５４とを有している。又、組み付け前のダミーヘッドＷ２を置くための置き台５５が搬送台５２に設けられている。

　この搬送ロボット５０は、他のラインからのシリンダーブロックＷ１をロボットアーム５４に保持して、工作機械１０の正面まで搬送し、その後、シリンダーブロックＷ１を工作機械１０のテーブル３２に乗せている。そして、シリンダーブロックＷ１をテーブル３２に保持させた後、置き台５５上のダミーヘッドＷ２を、ロボットアーム５４を用いて、シリンダーブロックＷ１上に仮置きしている。このダミーヘッドＷ２は、加工前に、工作機械１０のボルト用工具Ｔ３を用いて、シリンダーブロックＷ１に取り付けられ、一連の加工の終了後には、ボルト用工具Ｔ３を用いて、シリンダーブロックＷ１から取り外される。その後、搬送ロボット５０は、ロボットアーム５４を用いて、シリンダーブロックＷ１から取り外したダミーヘッドＷ２を置き台５５上に乗せた後、シリンダーブロックＷ１を保持して、他のラインへ搬送することになる。なお、ダミーヘッドＷ２の搬送機能については、工作機械１０の機内に別途設けるようにしてもよい。

　次に、図６～図８を用いて、本実施例の工作機械１０での工具交換及び本実施例の工作機械１０で使用する工具について説明する。なお、図６は、工具交換時における本実施例の工作機械を示す斜視図であり、図７は、ボルト用工具を取り付けた主軸、図８は、ホーニング用工具を取り付けた主軸を説明する図である。

　工具交換の際には、Ｘ軸コラム１３を工具マガジン３５の交換作業位置まで移動して行う。例えば、第１主軸２３の工具を切削用工具Ｔ１からボルト用工具Ｔ３に交換する場合には、Ｘ軸コラム１３を工具マガジン３５の交換作業位置まで移動し、現在空状態である切削用工具Ｔ１把持用の把持部３６も交換作業位置まで移動させる。そして、空状態の把持部３６に切削用工具Ｔ１を戻して把持させる。その後、ボルト用工具Ｔ３を把持している把持部３６を交換作業位置へ移動させて、第１主軸２３にボルト用工具Ｔ３を取り付けることで、工具交換が実施される。

　このボルト用工具Ｔ３は、図７に示すように、第１主軸２３に取り付けられており、シリンダーブロックＷ１上に乗せられたダミーヘッドＷ２のボルト４１を締め付けたり、又は、取り外したりするときに使用される。第１主軸２３に取り付けられたボルト用工具Ｔ３を用いて、ボルト４１を締め付けるときには、第１主軸２３のモータ負荷を監視することにより、ボルト４１の締め付けトルク（組み付け力）を所望の大きさに制御するようにする。又、ボルト４１の締め付けるときと、取り外すときの工具自体を変更しても良く、例えば、ボルト４１の締め付けるときには、トルクレンチ機能付きのボルト用工具を用い、ボルト４１の締め付け時のトルクが常に一定になるようにしてもよい。又、モータ負荷ではなく、主軸内部に内臓された力センサやボルト用工具内部に内蔵された力センサを用いて、高精度にトルクを監視する方法をとってもよい。

　又、第２主軸２６には、ホーニング用工具Ｔ２が取り付けられるが、ホーニング加工の精度を保つためには、ホーニング用工具Ｔ２の砥石３８の状態を整えることが望ましい。そのため、本実施例の工作機械１０には、ベッド１１の内壁部分にドレッサー３７が設けてあり、このドレッサー３７を用いて、研削用の砥石３８の成型（ドレッシング）が可能である。

　従来、シリンダーボアの切削加工とホーニング加工とは、別々の装置で行われていたため、後の工程となるホーニング加工では、切削加工の位置に追従できるようにホーニング加工を行う必要があり、そのため、ホーニング用工具はフローティング状態で保持されていた。ところが、ホーニング用工具がフローティング状態である場合、ドレッシングを行いたくても、ホーニング用工具が動いてしまい、ドレッシングを実施することは難しかった。従って、一旦ホーニング用工具を取り外し、円筒研削盤を用いて成型を行うため、稼動を大きく阻害していた。

　これに対して、本実施例の工作機械１０では、１つの装置内で切削加工、ホーニング加工を行うため、切削加工、ホーニング加工時の位置精度が高く、ホーニング用工具Ｔ２をフローティング状態とする必要がなくなるため、ドレッサー３７を用いたドレッシングが可能となり、砥石３８の状態を整えることができる。ドレッシングを行う際には、第２主軸２７にホーニング用工具Ｔ２を取り付けて、第２主軸２７によりホーニング用工具Ｔ２を所定角度回転させて、所望の砥石３８を選択すると共に、第２Ｚ軸モータ２５によりホーニング用工具Ｔ２をＺ軸方向に往復移動させて、砥石３８をドレッシングして、その状態を整えることができる。

　次に、シリンダーブロックへのシリンダーボア加工を例にとり、前述の図１～図９も参照して、一連の工程の動作を説明する。

　予め、工作機械１０において、第１主軸２３に対して、工具マガジン３５からボルト用工具Ｔ３を選択して、取り付けておく。又、第２主軸２６に対しては、工具マガジン３５からホーニング用工具Ｔ２を選択して、取り付けておく。その際には、図６に示すように、Ｘ軸コラム１３と共に第１主軸２３、第２主軸２６を工具交換位置へ移動し、各々、工具交換位置において、所望の工具を取り付けている。

　次に、搬送ロボット５０を用いて、シリンダーブロックＷ１を他のラインから工作機械１０の正面まで搬送し、工作機械１０のテーブル３２にシリンダーブロックＷ１を置いて保持させる（図３等参照）。その後、置き台５５に置いてあるダミーヘッドＷ２をシリンダーブロックＷ１の所定位置に仮置きする。

　そして、第１主軸２３に取り付けたボルト用工具Ｔ３を用い、ダミーヘッドＷ２の複数のボルト４１を所定の締め付けトルクで締め付けることにより、ダミーヘッドＷ２をシリンダーブロックＷ１へ取り付ける（図１で示したダミーヘッド組み付け機能Ｂ１）。

　例えば、エンジンが直列４気筒エンジンである場合、シリンダーブロックの上面に、４つの開口部を有するダミーヘッドを１つ取り付けることになる。又、エンジンがＶ型６気筒エンジンである場合、図９に示すように、シリンダーブロックＷ１の上面に、３つの開口部４０を有するダミーヘッドＷ２を２つ取り付けることになる。

　又、Ｖ型６気筒エンジンである場合には、ダミーヘッドＷ２を２つ取り付ける必要があるが、その場合には、テーブル３２も使用している。具体的には、１つ目のダミーヘッドＷ２を仮置きする位置が水平となるように、テーブル駆動装置３１を用いて、テーブル３２と共にシリンダーブロックＷ１を回転している。その後、当該位置に１つ目のダミーヘッドＷ２を仮置きし、第１主軸２３のボルト用工具Ｔ３で複数のボルト４１を締め付けて、ダミーヘッドＷ２をシリンダーブロックＷ１へ取り付けている。同様に、２つ目のダミーヘッドＷ２を仮置きする位置が水平となるように、テーブル駆動装置３１を用いて、テーブル３２と共にシリンダーブロックＷ１を回転し、当該位置に２つ目のダミーヘッドＷ２を仮置きし、第１主軸２３のボルト用工具Ｔ３で複数のボルト４１を締め付けて、ダミーヘッドＷ２をシリンダーブロックＷ１へ取り付けるようにしている。

　なお、ダミーヘッドＷ２には、各シリンダーボアに対応して、シリンダーボアの加工径より大きい開口部が形成されている。例えば、シリンダーブロックＷ１がＶ型６気筒エンジン用である場合には、各ダミーヘッドＷ２には、シリンダーボアの加工径より大きい３つの開口部４０が、各々のシリンダーボアに対応して形成されている。切削用工具Ｔ１、ホーニング用工具Ｔ２は、この開口部４０を通って、シリンダーブロックＷ１への加工を行うことになる。

　ダミーヘッドＷ２をシリンダーブロックＷ１へ取り付けた後、第１主軸２３に取り付ける工具を、ボルト用工具Ｔ３から切削用工具Ｔ１へ変更する。この場合、工具マガジン３５へボルト用工具Ｔ３を戻すと共に、工具マガジン３５から切削用工具Ｔ１を選択して、第１主軸２３に取り付ける。

　そして、第１主軸２３に取り付けた切削用工具Ｔ１を用い、ダミーヘッドＷ２の開口部４０を通して、ダミーヘッドＷ２を組み付けたシリンダーブロックＷ１にシリンダーボアの切削加工を行う。切削加工後、今度は、第２主軸２６に取り付けたホーニング用工具Ｔ２を用い、ダミーヘッドＷ２の開口部４０を通して、シリンダーブロックＷ１にシリンダーボアのホーニング加工を行う（図１で示したシリンダーボア切削加工機能Ｂ２、シリンダーボアホーニング加工機能Ｂ３）。

　この一連の加工工程において、シリンダーブロックＷ１を保持するテーブル３２側は動かす必要はなく、Ｚ軸コラム１６をＸ軸モータ１７によりＸ軸方向に動かせば、所望の加工位置において、第１主軸２３から第２主軸２６へ変更することになる。そのため、加工時の位置精度を確保した状態で、切削加工に続き、ホーニング加工を実施することになり、従来のように、ホーニング工具Ｔ２をフローティングさせて保持する必要はない。又、シリンダーブロックＷ１へのシリンダーボアの切削加工、ホーニング加工は、ダミーヘッドＷ２を組み付けた状態で行っているので、実際のシリンダーヘッドを組み付けたときのシリンダーボア内面の変形を抑制することができる。

　一連の加工工程後、第１主軸２３に取り付ける工具を、切削用工具Ｔ１からボルト用工具Ｔ３へ変更する。この場合、工具マガジン３５へ切削用工具Ｔ１を戻すと共に、工具マガジン３５からボルト用工具Ｔ３を選択して、第１主軸２３に取り付ける。

　そして、第１主軸２３に取り付けたボルト用工具Ｔ３を用い、シリンダーブロックＷ１へ締め付けたダミーヘッドＷ２の複数のボルト４１を取り外すことにより、ダミーヘッドＷ２をシリンダーブロックＷ１から取り外している（図１で示したダミーヘッド分解機能Ｂ４）。

　その後、搬送ロボット５０を用いて、シリンダーブロックＷ１上面のダミーヘッドＷ２を置き台５５へ戻すと共に、加工後のシリンダーブロックＷ１を工作機械１０から次のラインへ搬送する（図３等参照）。

　このように、本実施例の工作機械１０は、２つの主軸を有する構成であり、２つの主軸の先端に取り付けた工具を交互に動作させることにより、１つの工作機械内で複数の機能を実施することができ、所望の工程を順次実施可能にしている。その結果、複数の工程を１つの工作機械に集約し、組み付けにかかる設備のコストを大幅に低減可能とし、更に、フレキシブルな生産を実現することもできる。なお、高精度、若しくは、高速加工が要求されない場合は、１つの主軸だけで組み付け、切削及び研磨加工を行ってもよい。同様に、加工対象によっては更に増やすようにしてもよい。

　上述したように、本実施例では、シリンダーブロックへのシリンダーボア加工を例にとって説明してきたが、本発明は、それだけに限るものではない。例えば、図１０に示すように、シリンダーブロックＷ３（ワーク）に支持部材Ｗ４（他の部材）をボルト４２で取り付け、支持部材Ｗ４と共にシリンダーブロックＷ３に、クランクシャフト用のクランク穴４３を加工する場合や、図１１に示すように、コンロッドＷ５（ワーク）に支持部材Ｗ６（他の部材）をボルト４４で取り付け、支持部材Ｗ６と共にシリンダーブロックＷ５に、クランクシャフト用のクランク穴４５を加工する場合等にも適用可能である。

　本発明に係る工作機械は、特に、部品同士を組み付けた状態でワークの加工を行う場合に好適なものである。又、立形工作機械に限定することはなく、横形工作機械等にも適用可能である。

Claims

　少なくとも１つ以上の主軸を有する工作機械において、
　ワークに他の部材をボルトにより組み付けると共に前記ボルトを取り外す組付工具を、前記主軸の１つに取り付け、ワークを加工する加工工具を、前記主軸の１つに取り付け、
　前記組付工具を用いて、前記ワークに他の部材を組み付け、前記加工工具を用いて、前記ワークを加工することを特徴とする工作機械。
　少なくとも１つ以上の主軸を有する工作機械において、
　ワークに他の部材をボルトにより組み付けると共に前記ボルトを取り外す組付工具を、前記主軸の１つに取り付け、他の部材を取り付けた状態でワークを加工する加工工具を、前記主軸の１つに取り付け、
　前記組付工具を用いて、前記ワークに他の部材を組み付け、前記加工工具を用いて、前記他の部材と共に前記ワークを加工することを特徴とする工作機械。
　請求項１又は請求項２に記載の工作機械において、
　前記主軸に取り付ける工具を多数収容すると共に、前記主軸へ取り付ける工具を交換する工具交換装置を設け、
　当該工具交換装置に収容する工具を、少なくとも前記組付工具及び前記加工工具としたことを特徴とする工作機械。
　請求項１から請求項３のいずれかに記載の工作機械において、
　前記加工工具は、前記ワークを切削する切削工具及び前記ワークを研磨する研磨工具、又は、前記切削工具若しくは前記研磨工具であることを特徴とする工作機械。
　請求項４に記載の工作機械において、
　前記主軸を２つとすると共に、
　一方の主軸を、高出力、高剛性の高能率加工用のものとして、前記組付工具及び前記切削工具を交互に取り付け、
　他方の主軸を、軽量で高速、高精度な精密加工用のものとして、前記研磨工具を取り付けることを特徴とする工作機械。
　請求項４又は請求項５に記載の工作機械において、
　前記研磨工具を成型するためのドレッサーを設け、
　前記主軸に前記研磨工具を取り付けて、前記研磨工具を成型することを特徴とする工作機械。
　請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の工作機械において、
　当該工作機械の機内又は機外に、前記ワークに前記他の部材を仮置きすると共に、前記ボルトを取り外した後の前記他の部材を前記ワークから搬出する搬送装置を設けたことを特徴とする工作機械。
　請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の工作機械において、
　前記主軸に取り付けた前記組付工具を用いて、前記ワークに前記他の部材を組み付ける場合、当該主軸の負荷を監視することにより、組み付け時の組み付け力を制御することを特徴とする工作機械。