JP3922404B2 - ピストンリング加工装置のワーククランプ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は複数のワークを積層した状態で加工するピストンリング加工機のワーククランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来ピストンリングのようなワークの内外周面を加工する場合、複数のワークを積層して円筒状とし、この円筒の両端を軸方向より加圧することによりワークをクランプしており、クランプ力は１０トンにも及ぶため、強力なワーククランプ手段を必要とする。
【０００３】
またワークをクランプする際、所定枚数のワークが適正な位置に搬入されてクランプされたかを検出する一方、加工中切削負荷により各ワークがバラバラにならないよう所定のクランプ力でクランプされているかなどを検出する必要がある。
【０００４】
一方クランプ装置において、ワークが正常にクランプされたかを検出する方法や装置が従来から数多く提案され、また実用化されている。
例えば特開昭５７−８１９３１号公報では、トランスファバーに設けられた各フィンガにリミットスイッチを設けて、このリミットスイッチからの信号によりワークのミスグリップを検出するミスグリップ検出装置が提案されている。
【０００５】
また特開平７−２８５０４５号公報では、流体圧で動作するクランプ本体の一部にリミットスイッチを設けて、このリミットスイッチからの信号によりワークの有無を、また各クランプ本体へ供給される流体圧をプレッシャスイッチで検出することにより、ワークのクランプを検出するようにしたワーククランプ装置が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前者公報のミスグリップ検出装置では、ワークのミスグリップは検出できても、ワークが所定の圧力でクランプされたかは検出することができないため、ピストンリング加工機のワーククランプ装置には採用できない。
【０００７】
また後者公報のワーククランプ装置では、ワークの有無や、ワークがクランプされたかを検出することができるが、積層したワークをクランプするワーククランプ装置に採用した場合、所定枚数のワークがクランプされたかなどが検出できないため、ワークの数が不足した状態で加工を開始することがあり、その結果工具がクランプ手段などと干渉して両者が損傷するなどの不具合があると共に、加工中ワークがバラバラになっても検出することができないため、遠心力によりワークが飛散したり、工具の間に挟まるなどして、安全ガードや工具などが損傷するなどの不具合もあった。
【０００８】
この発明はかかる従来の不具合を改善するためになされたもので、クランプされたワークの正常、異常が正確に検出できるピストンリング加工機のワーククランプ装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明は、積層された複数のワークを、上下部ワーク支持手段の少なくとも一方に設けられた液圧シリンダへ供給される液圧によりクランプして、ワークの内外周面を同時に加工するピストンリング加工機のワーククランプ装置において、上記液圧シリンダへ供給される液圧よりワークのクランプ力を検出するクランプ検出手段と、上記液圧シリンダに設けられたピストンのストロークよりワークのミスクランプ及びクランプ、アンクランプを検出するワーク検出手段と、上記各検出手段からの信号により正常、異常を判断する制御手段とを具備し、
前記ワーク検出手段を、ピストンのストロークを拡大するレバーと、このレバーにより動作される複数のリミットスイッチより構成したものである。
【００１０】
上記構成により、ワークのクランプ状態がクランプ検出手段とワーク検出手段より検出できるため、搬入されたワークの枚数が不足している場合、クランプ信号がクランプ検出信号を出力しても、ワーク検出手段がミスクランプ検出信号を出力するため、ワークの枚数が不足しているのを確実に検出することができる。これによってワークの枚数が不足したまま加工を開始して、工具を損傷したり、加工中ワークがバラバラになって工具や安全ガードなどを損傷するなどの不具合を未然に防止することができる。
【００１１】
またワークの枚数が不足していたり、加工中ワークがバラバラになった場合、加工機本体を非常停止させることができるため、加工機本体の自動運転が安全に行えるようになる。
またワーク検出手段は、上記構成であるから、ピストンの僅かな動きでも、複数のリミットスイッチにより確実に検出することができるため、検出精度が向上する。
【００１２】
上記目的を達成するため請求項２記載の発明は、積層された複数のワークを、上下部ワーク支持手段の少なくとも一方に設けられた液圧シリンダへ供給される液圧によりクランプして、ワークの内外周面を同時に加工するピストンリング加工機のワーククランプ装置において、自動運転モード及び空運転モードを選択する運転モード選択手段と、上記液圧シリンダへ供給される液圧よりワークのクランプ力を検出するクランプ検出手段と、上記液圧シリンダに設けられたピストンのストロークよりワークのミスクランプ及びクランプ、アンクランプを検出するワーク検出手段と、上記各検出手段からの信号により正常、異常を判断すると共に、上記運転モード選択手段により空運転モードが選択されているときには、ワーク検出手段よりミスクランプ検出信号が入力されても、加工機本体の運転を可能にする制御手段とを具備し、
前記ワーク検出手段を、ピストンのストロークを拡大するレバーと、このレバーにより動作される複数のリミットスイッチより構成したものである。
【００１３】
上記構成により、予め運転モード選択手段により自動運転モードを選択しておくことにより、ワークの内外周の加工が自動的に行えると共に、搬入されたワークの枚数が不足していたり、加工中ワークがバラバラになった場合、加工機本体を非常停止させることができるため、加工機本体の自動運転が安全に行える。
【００１４】
また加工プログラムのチェックなどを行う場合は、運転モード選択手段で空運転モードを選択することにより、ワーク検出手段によりミスクランプが検出されても加工機本体の運転が可能となるため、加工機本体にワーク装着せずに加工機本体を運転して、加工プログラムのチェックなどが行えるようになる。
またワーク検出手段は、上記構成であるから、ピストンの僅かな動きでも、複数のリミットスイッチにより確実に検出することができるため、検出精度が向上する。
【００１７】
上記目的を達成するため請求項３記載の発明は、クランプ検出手段を圧力スイッチより構成したものである。
【００１８】
上記構成により、クランプ力の変化が検出できるため、ワークが所定のクランプ力でクランプされているかの判断が容易に行えるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して詳述する。
図において１は加工機本体で、ベッド１ａ上にコラム１ｂが設置されており、コラム１ｂの前側にＺ軸駆動手段３により上下動方向（Ｚ軸方向）へ移動自在なＺ軸スライド２が設けられている。
上記Ｚ軸スライド２は、隅角部に支柱２ａを配置した箱形構造となっていて、コラム１ｂの前面にＺ軸方向に布設されたボール式リニアガイドよりなるガイドレール１ｃに支承されていると共に、コラム１ｂの上部に設置されたＮＣ制御されるサーボモータよりなるＺ軸モータ４により上下動されるようになっている。
【００２０】
すなわち上記Ｚ軸モータ４の回転軸４ａには、図４に示すようにボールねじよりなるねじ軸５が接続されていて、このねじ軸５にＺ軸スライド２に固着されたナット部材５ａが螺合されており、Ｚ軸モータ４によりねじ軸５と正逆回転させることにより、ガイドレール１ｃに沿ってＺ軸スライド２が上下動できるようになっていると共に、Ｚ軸スライド２の上部にワイヤロープなどの索条６の一端が結着されている。
索条６の中間部は、コラム１ｂの上記に回転自在に支承されたプーリ７を迂回されていると共に、索条６の他端側には、コラム１ｂの後側に設けられたカウンタウエイト８が吊り下げられていて、小容量のＺ軸モータ４により上記Ｚ軸スライド２が上下動できるようになっている。
【００２１】
また上記Ｚ軸スライド２には、上下方向に離間して、上部ワーク支持手段１０と、下部ワーク支持手段１１が設けられている。
上部ワーク支持手段１０は、図４に示すようにＺ軸スライド２の上部に設けられた液圧シリンダ１２の下方に設けられていて、液圧シリンダ１２の上部に収容されたピストン１２ａの下方に、上部スピンドル１０ａを有している。
【００２２】
上記上部スピンドル１０ａは円筒状をなしていて、複数の軸受け１３を介して液圧シリンダ１２の下部に上下動及び回転自在に支承されていると共に、上部スピンドル１０ａの外周部に嵌合されたリング１０ｂの上面に、上記ピストン１２ａの下面側がスラスト軸受け１４を介して当接されていて、液圧シリンダ１２の液圧室１２ｂへ液圧を供給することにより、ピストン１２ａを介して上部スピンドル１０ａを下方へ例えば１０トンの圧力で加圧できるようになっている。
【００２３】
上記液圧シリンダ１２の中心部には、上端が液圧シリンダ１２の上面に固着された固定軸１０ｃが設けられている。
この固定軸１０ｃの下端側はピストン１２ａを貫通して上部スピンドル１０ａの中心部に達しており、下端部に設けられたばね座１０ｄ上には、上記スラスト軸受け１４より小型のスラスト軸受け１４ａを介して上部スピンドル１０ａをアンクランプ方向へ付勢するリターンばね１０ｅが複数設けられている。
【００２４】
そして上記液圧シリンダ１２の液圧室１２ｂには、図１０に示す液圧回路より高圧及び低圧の液圧が供給できるようになっている。
すなわち液圧源４０と液圧室１２ｂの間には、液圧源４０からの高圧を液圧室１２ｂへ供給する電磁弁４１と、液圧源４０からの高圧を一部リリーフすることにより低圧とするパイロットリリーフ弁４２が設けられていて、ワーク１６を加工するときには、液圧室１２ｂへ高圧を、また例えばプログラムチェックなどのように、ワーク１６をクランプせずに運転する場合には、パイロットリリーフ弁４２により設定された低圧が液圧室１２ｂへ供給できるようになっていると共に、電磁弁４１と液圧室１２ｂを接続する管路４３の途中には、プレッシャスイッチよりなるクランプ検出手段４４が設けられていて、このクランプ検出手段４４により、ワーク１６のクランプ、アンクランプ状態が検出できるようになっている。
【００２５】
また上記ピストン１２ａには、ワーク１６の状態を検出するワーク検出手段４５の作動杆４５ａの一端が接続されている。
作動杆４５ａの他端は液圧シリンダ１２の上方へ突出されていて、先端部にレバー４５ｂの一端部が枢着されている。
上記レバー４５ｂは図５に示すように、中間部が支点４５ｃにより回動自在に支承されていると共に、レバー４５ｂの他端側は、リミットスイッチ群４５1 ，４５2 ，４５3 方向に突出されていて、これらリミットスイッチ群４５1 〜４５3 を作動するようになっている。
【００２６】
上記リミットスイッチ群４５1 〜４５3 のうち上段はミスクランプ検出用リミットスイッチ４５1 、中段はクランプ検出用リミットスイッチ４５2 、下段はアンクランプ検出用リミットスイッチ４５3 となっていて、ピストン１２ａのストロークＳによりワーク１６の状態、すなわちミスクランプや、クランプ及びアンクランプが検出できるようになっている。
【００２７】
なおレバー４５ｂの支点４５ｃから両端までのレバー比Ｌ1 ：Ｌ2 は、対象ワーク１６の最小厚±１枚分をリミットスイッチが検出できる値となっている。
【００２８】
一方上部スピンドル１０ａの下部には、下部ワーク支持手段１１に設けられた下部クランプヘッド１１ｆの間でワーク１６をクランプする上部クランプヘッド１０ｆが設けられていると共に、上部スピンドル１０ａの外周部には、Ｃ軸駆動手段１８を構成するギヤ列１８ａの従動ギヤ１８ｂがキー止めされている。
上記Ｃ軸駆動手段１８は、図４に示すようにコラム１ｂの上部にＮＣ制御されるサーボモータよりなるＣ軸モータ１９を有して、このＣ軸モータ１９は減速機２０の入力軸２０ａに接続されている。
【００２９】
上記入力軸２０ａには、加工時ワーク１６に回転ムラが発生しないよう回転を安定させるフライホィール２０ｂが取付けられていると共に、減速機２０の減速比は、ＮＣ装置の内部単位に小数点が発生しないよう、ワーク１回転に対し、Ｃ軸モータ１９のアブソリュート指令が３６０°となるように予め設定されている。
そして減速機２０の出力軸２０ｃは、スプライン軸よりなる駆動軸１８ｃの上端にスプライン係合されていて、上記Ｃ軸モータ１９により減速機２０を介して駆動軸１８ｃが正逆回転できるようになっている。
【００３０】
上記駆動軸１８ｃはワーク１６の軸心と平行するよう上下方向に回転自在に支承されていて、中間部と下端部に上部ワーク支持手段１０及び下部ワーク支持手段１１にそれぞれ設けられたギヤ列１８ａの駆動ギヤ１８ｄがスプライン係合されている。
これら駆動ギヤ１８ｄは中間ギヤ１８ｅを介して上部スピンドル１０ａの外周部及び下部スピンドル１１ａの外周部に設けられた従動ギヤ１０ｂに噛合されていて、Ｃ軸モータ１９により駆動軸１８ｃ及びギヤ列１８ａを介して上部スピンドル１０ａ及び下部スピンドル１１ａを同方向へ同期回転できるようになっている。
【００３１】
上記下部スピンドル１１ａも、上部スピンドル１０ａと同様に円筒状に形成されていて、軸受け２１を介してＺ軸スライド２側に回転自在に支承されていると共に、Ｚ軸スライド２と、下部スピンドル１１ａの外周部にキー止めされた従動ギヤ１８ｂの間にスラスト軸受け２２が介在されている。
そして上記下部スピンドル１１ａの上部に、上部スピンドル１０ａに取付けられた上部クランプヘッド１０ｆの間でワーク１６をクランプするクランプヘッド１１ｆが設けられている。
【００３２】
なお、Ｃ軸モータ１９により上部スピンドル１０ａ及び下部スピンドル１１ａを同期させて回転駆動する際、駆動軸１８ｃのスプラインやギヤ列１８ａのバックラッシュにより、上下スピンドル１０ａ，１１ａに回転ムラが発生して位相ずれが生じる。
これを防止するため、ワーク１６の加工時には、Ｃ軸を一方向に回転させて上下ギヤ列１８ａのバックラッシュを除去した状態でロックタイトなどのロック手段（図示せず）で下部スピンドル１１ａのプレート１１ｇが固定できるようになっている。
【００３３】
一方上記コラム１ｂのほぼ中間部には、ワーク１６の外周面を加工する外周加工手段２４が、そしてベッド１ａ上には、ワーク１６の内周面を外周面と同時に加工する内周面加工手段２５が設置されている。
外周加工手段２４は図６に示すように、コラム１ｂに水平に固着された筒状のガイド部材２４ａ内にボールスプライン２４ｂを介して工具支持部材２４ｃがＸ軸方向に移動自在に支承されている。
【００３４】
上記工具支持部材２４ｃのワーク１６側端部には、ワーク１６の外周面を切削加工する工具２６が工具取付け部材２４ｄを介して着脱自在に取付けられていると共に、工具支持部材２４ｃの反対側の端部には、ナット部材２７ａが固着されていて、このナット部材２７ａにボールねじよりなるねじ軸２７の一端側が螺挿されている。
上記ねじ軸２７の他端側は、ブラケット２８を介してコラム１ｂに取付けられたサーボモータよりなるＸ軸モータ２９が接続されていて、このＸ軸モータ２９によりねじ軸２７を正逆回転されることにより、工具２６をワーク１６の接離方向へ移動できるようになっている。
【００３５】
またワーク１６の内周面を加工する内周加工手段２５は、図７ないし図９に示すように、ベッド１ａ上に上記Ｘ軸と平行するＵ軸方向に布設されたリニアガイドよりなるガイドレール３１上に支承されたＵ軸スライド２５ａを有している。
上記Ｕ軸スライド２５ａの上部は切粉が排出されやすいように，また冷却液がＵ軸モータ３２側へ浸入しないように屋根形のカバー２５ｃにより覆われていると共に、Ｕ軸スライド２５ａの下部とベッド１ａの上面間には、Ｕ軸スライド２５ａをＵ軸方向へ駆動するリニアサーボモータよりなるＵ軸モータ３２が設置されている。
【００３６】
上記Ｕ軸スライド２５ａの先端側は下部スピンドル１１ａの下方に達していて、先端部にほぼ垂直に設けられたボーリングバー２５ｂの下端が固着されている。
上記ボーリングバー２５ｂの上端側は、下部スピンドル１１ａ内を通ってワーク１６内に達しており、上端部にワーク１６の内周を切削する工具３３が着脱自在に取付けられている。
【００３７】
なお図８中３４はＵ軸スライド２５ａの原点位置を検出するＵ軸原点検出手段、３５はＵ軸スライド２５ａの位置を検出するリニアスケールなどのスライド位置検出手段で、これら検出手段３４，３５により検出された信号はＺ軸モータ４、Ｃ軸モータ１９、Ｘ軸モータ２９、Ｕ軸モータ３２などをＮＣ制御する制御手段（図示せず）へ入力されるようになっている。
【００３８】
次に上記構成されたピストンリング加工機のワーククランプ装置の作用を図１２に示すフローチャートも参照して説明する。
加工に当っては複数のピストンリングを位相を揃えて積層することにより円筒状のワーク１６を形成し、図示しないハンドキャリヤ治具により上下方向よりクランプして、その状態を保持したまま加工機本体１へ搬入し、上部スピンドル１０ａ及び下部スピンドル１１ａのクランプヘッド１０ｆ，１１ｆの間にセットしたら、ワーク１６の位相割出しを行う（図１２のステップＳ１）。
【００３９】
次に図示しないセレクトスイッチよりなる運転モード選択手段により自動運転モードを選択すると、液圧シリンダ１２の液圧室１２ｂに液圧源４０より高圧の液圧が供給されて、ピストン１２ａとともに上部スピンドル１０ａが下降され、上部スピンドル１０ａのクランプヘッド１０ｆと、下部スピンドル１１ａのクランプヘッド１１ｆの間で、ワーク１６の中心線が上下スピンドル１０ａ，１１ａの中心と一致するようにクランプされる（ステップＳ２）すると共に、ステップＳ３でクランプ検出手段４４からの信号を基に、ワーク１６が正常なクランプ力でクランプされたかを制御手段が判断する。
【００４０】
このとき積層されたワーク１６の枚数が所定枚数より不足している場合でも、液圧室１２ｂ内の圧力が規定圧力に達すると、クランプ検出手段４４よりクランプ信号が制御手段へ入力するため、ワーク１６の不足は検出できない。
そこで制御手段はステップＳ４で、ワーク検出手段４５より入力する信号によりピストン１２ａのストロークＳを検出して、ワーク１６の枚数が所定枚数あるかを判断する。
【００４１】
すなわちワーク１６の枚数が所定枚数ある場合は、ワーククランプ時レバー４５ｂが中段のワーク検出用リミットスイッチ４５2 を動作させるため、このワーク検出用リミットスイッチ４５2 と、クランプ検出手段４４からの信号によりワーク１６が正常にクランプされたのを検出することができるが、ワーク１６の枚数が不足していると、クランプ検出手段４４でクランプ信号が検出されても、レバー４５ｂにより上段のミスクランプ検出用リミットスイッチ４５1 が動作される。
【００４２】
これによって制御手段は、クランプ検出手段４４からの信号と、ミスクランプ検出用リミットスイッチ４５1 からの信号によりワーク１６が所定枚数に達していないことを判断することができる。
そしてワーク１６の枚数が不足している場合は、ミスグリップ信号を出力して加工機本体１の運転開始を中止すると同時に、表示手段などにミスクランプを表示する。
【００４３】
一方制御手段へクランプ検出手段４４と、クランプ検出用リミットスイッチ４５2 から検出信号が入力すると、制御手段はステップＳ５で自動運転の準備が完了したと判断し、ステップＳ６で自動運転信号ＯＮとともにワーク１６の内外周の加工を開始する。
【００４４】
ワーク１６の加工は、Ｃ軸モータ１９によりＣ軸駆動手段１８を介して上下スピンドル１０ａ，１１ａを同期回転させて、ワーク１６を回転させると共に、外周加工手段２４に設けた工具２６をワーク１６の例えば下端側よりワーク１６の外周面を切削加工し、同時に内周加工手段２５の工具３３によりワーク１６の内周面を下端側より切削加工する。
【００４５】
またワーク１６の内外周面は、異なる自由曲線により形成されているため、Ｃ軸の回転に同期させてＸ軸モータ２９及びＵ軸モータ３２を別個にＮＣ制御してワーク１６の内外周面を同時に加工すると共に、加工の進行とともにＺ軸モータ４によりＺ軸スライド２を下降させて、ワーク１６の全長に亘って内外周を切削加工するもので、ワーク１６の内周加工中に発生した切粉は下部スピンドル１１ａ内を通って下方へ落下するため、切粉がワーク１６内に停滞することがなく、これによって切粉により加工面が損傷されたり、ワーク１６と工具３３の間に切粉が食み込んで、工具が破損したり、工具寿命が早期に低下することがないと共に、これらの原因で加工精度が低下するなどの心配がない。
【００４５】
一方ワーク１６の加工中、何等かの理由で瞬間的に液圧室１２ｂ内の圧力が低下すると、クランプ力が不足して、切削抵抗や回転による遠心力でワーク１６が図１１に示すようにバラバラになって周囲へ飛散する。
バラバラになったワーク１６は、下部クランプヘッド１１ｆとボーリングバー２５ｂの間や、外周面を加工する工具２６と内周面を加工する工具３３の間などに挾まって、下部クランプヘッド１１ｆやボーリングバー２５ｂ、工具２６，３３などを破損したり、周囲に飛散したワーク１６が安全ガードなどを破損するなどの不具合を発生する。
【００４６】
かかる不具合を防止するため、ワーク１６の加工中はステップＳ７でクランプ検出手段４４が検出するクランプ力と、クランプ検出用リミットスイッチ４５2 からの信号を常に確認し、何れかの信号がＯＦＦになった場合（ステップＳ８）、ステップＳ９で加工機本体１を非常停止させる。
加工装置本体１の駆動系は、何れもサーボモータを駆動源としているため、非常停止信号によりきわめて少ない惰走量で各駆動系を非常停止させることができるため、バラバラになったワーク１６が飛散したり、ワーク１６が工具などを破損するのを未然に防止することができるようになる。
【００４７】
以上のようにしてワーク１６の加工が完了したら、Ｕ軸モータ２９及びＵ軸モータ３２によりＸ軸スライド２及びＵ軸スライド２５ａを元の位置まで後退させ、またＺ軸モータ４によりＺ軸スライド２を元の位置まで上昇させた後、液圧シリンダ１２の液圧室１２ｂの液圧を排出して、リターンばね１０ｅの作用で上部スピンドル１０ａを上昇させ、ワーク１６をアンクランプする。
その後ハンドキャリヤ治具により各ピストンリングの位相がずれないようにワーク１６を上下方向よりクランプして、各クランプヘッド１０ｆ，１１ｆの間よりワーク１６を搬出するもので、新たなワーク１６を加工する場合は上記動作を繰返せばよい。
【００４８】
以上はワーク１６の内外周を同時に加工するときの作用であるが、作成した加工プログラムのチェックなどを行う場合は、ワーク１６を装着しないで加工機本体１を運転する所謂「空運転」を実施する。
【００４９】
この空運転を実施する場合は、運転モード選択手段により空運転モードを選択する。
これによって液圧シリンダ１２の液圧室１２ｂに液圧が供給されてピストン１２ａがストロークエンドまで下降され、液圧室１２ｂ内の圧力が規定圧に達すると、クランプ検出手段４４よりクランプン検出信号が制御手段へ入力される。
【００５０】
またピストン１２ａがストロークエンドに達したことにより、レバー４５ｂがミスクランプ検出用リミットスイッチ４５1 を動作させるため、ミスクランプ検出用リミットスイッチ４５1 よりミスクランプ検出信号が制御手段へ入力されるが、運転モード選択手段により予め空運転モードが選択されているため、制御手段はミスクランプと判断せず、加工プログラムを実行する。
これによってワーク無しの状態で加工機本体１を空運転することができるため、加工プログラムのチェックなどが行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の正面図である。
【図２】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の側面図である。
【図３】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の要部の拡大図である。
【図４】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置のＣ軸及びＺ軸駆動手段の断面図である。
【図５】図４のＡ円内の拡大図である。
【図６】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の外周加工手段の断面図である。
【図７】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の内周加工手段の平面図である。
【図８】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の内周加工手段の側面図である。
【図９】図８のＢ方向からの矢視図である。
【図１０】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の液圧回路図である。
【図１１】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の作用説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の作用を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１…加工装置本体
１ａ…ベッド
１ｂ…コラム
１ｃ…ガイドレール
２…Ｚ軸スライド
３…Ｚ軸駆動手段
４…Ｚ軸モータ
４ａ…回転軸
５…ねじ軸
６…索条
７…プーリ
８…カウンタウエイト
１０…上部ワーク支持手段
１０ａ…上部スピンドル
１０ｂ…リング
１０ｃ…固定軸
１０ｄ…ばね座
１０ｅ…リターンばね
１０ｆ…上部クランプ
１１…下部ワーク支持手段
１１ａ…下部スピンドル
１１ｆ…下部クランプヘッド
１１ｇ…プレート
１２…液圧シリンダ
１２ａ…ピストン
１２ｂ…液圧室
１３…軸受け
１４…スラスト軸受
１４ａ…スラスト軸受
１６…ワーク
１８…Ｃ軸駆動手段
１８ａ…ギヤ列
１８ｂ…従動ギヤ
１８ｃ…駆動軸
１８ｄ…駆動ギヤ
１８ｅ…中間ギヤ
１９…Ｃ軸モータ
２０…減速機
２０ａ…入力軸
２０ｂ…フライホィール
２０ｃ…出力軸
２１…軸受け
２２…スラスト軸受け
２４…外周加工手段
２４ａ…ガイド部材
２４ｂ…ボールスプライン
２４ｃ…工具支持部材
２５…内周加工手段
２５ａ…Ｕ軸スライド
２５ｂ…ボーリングバー
２５ｃ…カバー
２６…工具
２７…ねじ軸
２７ａ…ナット部材
２８…ブラケット
２９…Ｘ軸モータ
３１…ガイドレール
３２…Ｕ軸モータ
３４…Ｕ軸原点検出手段
３５…スライド位置検出手段
４０…液圧源
４１…電磁弁
４２…パイロットリリーフ弁
４３…管路
４４…クランプ検出手段
４５…ワーク検出手段
４５ａ…作動杆
４５ｂ…レバー
４５ｃ…支点
４５1 …ミスクランプ検出用リミットスイッチ
４５2 …クランプ検出用リミットスイッチ
４５3 …アンクランプ検出用リミットスイッチ
【発明の属する技術分野】
この発明は複数のワークを積層した状態で加工するピストンリング加工機のワーククランプ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来ピストンリングのようなワークの内外周面を加工する場合、複数のワークを積層して円筒状とし、この円筒の両端を軸方向より加圧することによりワークをクランプしており、クランプ力は１０トンにも及ぶため、強力なワーククランプ手段を必要とする。
【０００３】
またワークをクランプする際、所定枚数のワークが適正な位置に搬入されてクランプされたかを検出する一方、加工中切削負荷により各ワークがバラバラにならないよう所定のクランプ力でクランプされているかなどを検出する必要がある。
【０００４】
一方クランプ装置において、ワークが正常にクランプされたかを検出する方法や装置が従来から数多く提案され、また実用化されている。
例えば特開昭５７−８１９３１号公報では、トランスファバーに設けられた各フィンガにリミットスイッチを設けて、このリミットスイッチからの信号によりワークのミスグリップを検出するミスグリップ検出装置が提案されている。
【０００５】
また特開平７−２８５０４５号公報では、流体圧で動作するクランプ本体の一部にリミットスイッチを設けて、このリミットスイッチからの信号によりワークの有無を、また各クランプ本体へ供給される流体圧をプレッシャスイッチで検出することにより、ワークのクランプを検出するようにしたワーククランプ装置が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前者公報のミスグリップ検出装置では、ワークのミスグリップは検出できても、ワークが所定の圧力でクランプされたかは検出することができないため、ピストンリング加工機のワーククランプ装置には採用できない。
【０００７】
また後者公報のワーククランプ装置では、ワークの有無や、ワークがクランプされたかを検出することができるが、積層したワークをクランプするワーククランプ装置に採用した場合、所定枚数のワークがクランプされたかなどが検出できないため、ワークの数が不足した状態で加工を開始することがあり、その結果工具がクランプ手段などと干渉して両者が損傷するなどの不具合があると共に、加工中ワークがバラバラになっても検出することができないため、遠心力によりワークが飛散したり、工具の間に挟まるなどして、安全ガードや工具などが損傷するなどの不具合もあった。
【０００８】
この発明はかかる従来の不具合を改善するためになされたもので、クランプされたワークの正常、異常が正確に検出できるピストンリング加工機のワーククランプ装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するため請求項１記載の発明は、積層された複数のワークを、上下部ワーク支持手段の少なくとも一方に設けられた液圧シリンダへ供給される液圧によりクランプして、ワークの内外周面を同時に加工するピストンリング加工機のワーククランプ装置において、上記液圧シリンダへ供給される液圧よりワークのクランプ力を検出するクランプ検出手段と、上記液圧シリンダに設けられたピストンのストロークよりワークのミスクランプ及びクランプ、アンクランプを検出するワーク検出手段と、上記各検出手段からの信号により正常、異常を判断する制御手段とを具備し、
前記ワーク検出手段を、ピストンのストロークを拡大するレバーと、このレバーにより動作される複数のリミットスイッチより構成したものである。
【００１０】
上記構成により、ワークのクランプ状態がクランプ検出手段とワーク検出手段より検出できるため、搬入されたワークの枚数が不足している場合、クランプ信号がクランプ検出信号を出力しても、ワーク検出手段がミスクランプ検出信号を出力するため、ワークの枚数が不足しているのを確実に検出することができる。これによってワークの枚数が不足したまま加工を開始して、工具を損傷したり、加工中ワークがバラバラになって工具や安全ガードなどを損傷するなどの不具合を未然に防止することができる。
【００１１】
またワークの枚数が不足していたり、加工中ワークがバラバラになった場合、加工機本体を非常停止させることができるため、加工機本体の自動運転が安全に行えるようになる。
またワーク検出手段は、上記構成であるから、ピストンの僅かな動きでも、複数のリミットスイッチにより確実に検出することができるため、検出精度が向上する。
【００１２】
上記目的を達成するため請求項２記載の発明は、積層された複数のワークを、上下部ワーク支持手段の少なくとも一方に設けられた液圧シリンダへ供給される液圧によりクランプして、ワークの内外周面を同時に加工するピストンリング加工機のワーククランプ装置において、自動運転モード及び空運転モードを選択する運転モード選択手段と、上記液圧シリンダへ供給される液圧よりワークのクランプ力を検出するクランプ検出手段と、上記液圧シリンダに設けられたピストンのストロークよりワークのミスクランプ及びクランプ、アンクランプを検出するワーク検出手段と、上記各検出手段からの信号により正常、異常を判断すると共に、上記運転モード選択手段により空運転モードが選択されているときには、ワーク検出手段よりミスクランプ検出信号が入力されても、加工機本体の運転を可能にする制御手段とを具備し、
前記ワーク検出手段を、ピストンのストロークを拡大するレバーと、このレバーにより動作される複数のリミットスイッチより構成したものである。
【００１３】
上記構成により、予め運転モード選択手段により自動運転モードを選択しておくことにより、ワークの内外周の加工が自動的に行えると共に、搬入されたワークの枚数が不足していたり、加工中ワークがバラバラになった場合、加工機本体を非常停止させることができるため、加工機本体の自動運転が安全に行える。
【００１４】
また加工プログラムのチェックなどを行う場合は、運転モード選択手段で空運転モードを選択することにより、ワーク検出手段によりミスクランプが検出されても加工機本体の運転が可能となるため、加工機本体にワーク装着せずに加工機本体を運転して、加工プログラムのチェックなどが行えるようになる。
またワーク検出手段は、上記構成であるから、ピストンの僅かな動きでも、複数のリミットスイッチにより確実に検出することができるため、検出精度が向上する。
【００１７】
上記目的を達成するため請求項３記載の発明は、クランプ検出手段を圧力スイッチより構成したものである。
【００１８】
上記構成により、クランプ力の変化が検出できるため、ワークが所定のクランプ力でクランプされているかの判断が容易に行えるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して詳述する。
図において１は加工機本体で、ベッド１ａ上にコラム１ｂが設置されており、コラム１ｂの前側にＺ軸駆動手段３により上下動方向（Ｚ軸方向）へ移動自在なＺ軸スライド２が設けられている。
上記Ｚ軸スライド２は、隅角部に支柱２ａを配置した箱形構造となっていて、コラム１ｂの前面にＺ軸方向に布設されたボール式リニアガイドよりなるガイドレール１ｃに支承されていると共に、コラム１ｂの上部に設置されたＮＣ制御されるサーボモータよりなるＺ軸モータ４により上下動されるようになっている。
【００２０】
すなわち上記Ｚ軸モータ４の回転軸４ａには、図４に示すようにボールねじよりなるねじ軸５が接続されていて、このねじ軸５にＺ軸スライド２に固着されたナット部材５ａが螺合されており、Ｚ軸モータ４によりねじ軸５と正逆回転させることにより、ガイドレール１ｃに沿ってＺ軸スライド２が上下動できるようになっていると共に、Ｚ軸スライド２の上部にワイヤロープなどの索条６の一端が結着されている。
索条６の中間部は、コラム１ｂの上記に回転自在に支承されたプーリ７を迂回されていると共に、索条６の他端側には、コラム１ｂの後側に設けられたカウンタウエイト８が吊り下げられていて、小容量のＺ軸モータ４により上記Ｚ軸スライド２が上下動できるようになっている。
【００２１】
また上記Ｚ軸スライド２には、上下方向に離間して、上部ワーク支持手段１０と、下部ワーク支持手段１１が設けられている。
上部ワーク支持手段１０は、図４に示すようにＺ軸スライド２の上部に設けられた液圧シリンダ１２の下方に設けられていて、液圧シリンダ１２の上部に収容されたピストン１２ａの下方に、上部スピンドル１０ａを有している。
【００２２】
上記上部スピンドル１０ａは円筒状をなしていて、複数の軸受け１３を介して液圧シリンダ１２の下部に上下動及び回転自在に支承されていると共に、上部スピンドル１０ａの外周部に嵌合されたリング１０ｂの上面に、上記ピストン１２ａの下面側がスラスト軸受け１４を介して当接されていて、液圧シリンダ１２の液圧室１２ｂへ液圧を供給することにより、ピストン１２ａを介して上部スピンドル１０ａを下方へ例えば１０トンの圧力で加圧できるようになっている。
【００２３】
上記液圧シリンダ１２の中心部には、上端が液圧シリンダ１２の上面に固着された固定軸１０ｃが設けられている。
この固定軸１０ｃの下端側はピストン１２ａを貫通して上部スピンドル１０ａの中心部に達しており、下端部に設けられたばね座１０ｄ上には、上記スラスト軸受け１４より小型のスラスト軸受け１４ａを介して上部スピンドル１０ａをアンクランプ方向へ付勢するリターンばね１０ｅが複数設けられている。
【００２４】
そして上記液圧シリンダ１２の液圧室１２ｂには、図１０に示す液圧回路より高圧及び低圧の液圧が供給できるようになっている。
すなわち液圧源４０と液圧室１２ｂの間には、液圧源４０からの高圧を液圧室１２ｂへ供給する電磁弁４１と、液圧源４０からの高圧を一部リリーフすることにより低圧とするパイロットリリーフ弁４２が設けられていて、ワーク１６を加工するときには、液圧室１２ｂへ高圧を、また例えばプログラムチェックなどのように、ワーク１６をクランプせずに運転する場合には、パイロットリリーフ弁４２により設定された低圧が液圧室１２ｂへ供給できるようになっていると共に、電磁弁４１と液圧室１２ｂを接続する管路４３の途中には、プレッシャスイッチよりなるクランプ検出手段４４が設けられていて、このクランプ検出手段４４により、ワーク１６のクランプ、アンクランプ状態が検出できるようになっている。
【００２５】
また上記ピストン１２ａには、ワーク１６の状態を検出するワーク検出手段４５の作動杆４５ａの一端が接続されている。
作動杆４５ａの他端は液圧シリンダ１２の上方へ突出されていて、先端部にレバー４５ｂの一端部が枢着されている。
上記レバー４５ｂは図５に示すように、中間部が支点４５ｃにより回動自在に支承されていると共に、レバー４５ｂの他端側は、リミットスイッチ群４５1 ，４５2 ，４５3 方向に突出されていて、これらリミットスイッチ群４５1 〜４５3 を作動するようになっている。
【００２６】
上記リミットスイッチ群４５1 〜４５3 のうち上段はミスクランプ検出用リミットスイッチ４５1 、中段はクランプ検出用リミットスイッチ４５2 、下段はアンクランプ検出用リミットスイッチ４５3 となっていて、ピストン１２ａのストロークＳによりワーク１６の状態、すなわちミスクランプや、クランプ及びアンクランプが検出できるようになっている。
【００２７】
なおレバー４５ｂの支点４５ｃから両端までのレバー比Ｌ1 ：Ｌ2 は、対象ワーク１６の最小厚±１枚分をリミットスイッチが検出できる値となっている。
【００２８】
一方上部スピンドル１０ａの下部には、下部ワーク支持手段１１に設けられた下部クランプヘッド１１ｆの間でワーク１６をクランプする上部クランプヘッド１０ｆが設けられていると共に、上部スピンドル１０ａの外周部には、Ｃ軸駆動手段１８を構成するギヤ列１８ａの従動ギヤ１８ｂがキー止めされている。
上記Ｃ軸駆動手段１８は、図４に示すようにコラム１ｂの上部にＮＣ制御されるサーボモータよりなるＣ軸モータ１９を有して、このＣ軸モータ１９は減速機２０の入力軸２０ａに接続されている。
【００２９】
上記入力軸２０ａには、加工時ワーク１６に回転ムラが発生しないよう回転を安定させるフライホィール２０ｂが取付けられていると共に、減速機２０の減速比は、ＮＣ装置の内部単位に小数点が発生しないよう、ワーク１回転に対し、Ｃ軸モータ１９のアブソリュート指令が３６０°となるように予め設定されている。
そして減速機２０の出力軸２０ｃは、スプライン軸よりなる駆動軸１８ｃの上端にスプライン係合されていて、上記Ｃ軸モータ１９により減速機２０を介して駆動軸１８ｃが正逆回転できるようになっている。
【００３０】
上記駆動軸１８ｃはワーク１６の軸心と平行するよう上下方向に回転自在に支承されていて、中間部と下端部に上部ワーク支持手段１０及び下部ワーク支持手段１１にそれぞれ設けられたギヤ列１８ａの駆動ギヤ１８ｄがスプライン係合されている。
これら駆動ギヤ１８ｄは中間ギヤ１８ｅを介して上部スピンドル１０ａの外周部及び下部スピンドル１１ａの外周部に設けられた従動ギヤ１０ｂに噛合されていて、Ｃ軸モータ１９により駆動軸１８ｃ及びギヤ列１８ａを介して上部スピンドル１０ａ及び下部スピンドル１１ａを同方向へ同期回転できるようになっている。
【００３１】
上記下部スピンドル１１ａも、上部スピンドル１０ａと同様に円筒状に形成されていて、軸受け２１を介してＺ軸スライド２側に回転自在に支承されていると共に、Ｚ軸スライド２と、下部スピンドル１１ａの外周部にキー止めされた従動ギヤ１８ｂの間にスラスト軸受け２２が介在されている。
そして上記下部スピンドル１１ａの上部に、上部スピンドル１０ａに取付けられた上部クランプヘッド１０ｆの間でワーク１６をクランプするクランプヘッド１１ｆが設けられている。
【００３２】
なお、Ｃ軸モータ１９により上部スピンドル１０ａ及び下部スピンドル１１ａを同期させて回転駆動する際、駆動軸１８ｃのスプラインやギヤ列１８ａのバックラッシュにより、上下スピンドル１０ａ，１１ａに回転ムラが発生して位相ずれが生じる。
これを防止するため、ワーク１６の加工時には、Ｃ軸を一方向に回転させて上下ギヤ列１８ａのバックラッシュを除去した状態でロックタイトなどのロック手段（図示せず）で下部スピンドル１１ａのプレート１１ｇが固定できるようになっている。
【００３３】
一方上記コラム１ｂのほぼ中間部には、ワーク１６の外周面を加工する外周加工手段２４が、そしてベッド１ａ上には、ワーク１６の内周面を外周面と同時に加工する内周面加工手段２５が設置されている。
外周加工手段２４は図６に示すように、コラム１ｂに水平に固着された筒状のガイド部材２４ａ内にボールスプライン２４ｂを介して工具支持部材２４ｃがＸ軸方向に移動自在に支承されている。
【００３４】
上記工具支持部材２４ｃのワーク１６側端部には、ワーク１６の外周面を切削加工する工具２６が工具取付け部材２４ｄを介して着脱自在に取付けられていると共に、工具支持部材２４ｃの反対側の端部には、ナット部材２７ａが固着されていて、このナット部材２７ａにボールねじよりなるねじ軸２７の一端側が螺挿されている。
上記ねじ軸２７の他端側は、ブラケット２８を介してコラム１ｂに取付けられたサーボモータよりなるＸ軸モータ２９が接続されていて、このＸ軸モータ２９によりねじ軸２７を正逆回転されることにより、工具２６をワーク１６の接離方向へ移動できるようになっている。
【００３５】
またワーク１６の内周面を加工する内周加工手段２５は、図７ないし図９に示すように、ベッド１ａ上に上記Ｘ軸と平行するＵ軸方向に布設されたリニアガイドよりなるガイドレール３１上に支承されたＵ軸スライド２５ａを有している。
上記Ｕ軸スライド２５ａの上部は切粉が排出されやすいように，また冷却液がＵ軸モータ３２側へ浸入しないように屋根形のカバー２５ｃにより覆われていると共に、Ｕ軸スライド２５ａの下部とベッド１ａの上面間には、Ｕ軸スライド２５ａをＵ軸方向へ駆動するリニアサーボモータよりなるＵ軸モータ３２が設置されている。
【００３６】
上記Ｕ軸スライド２５ａの先端側は下部スピンドル１１ａの下方に達していて、先端部にほぼ垂直に設けられたボーリングバー２５ｂの下端が固着されている。
上記ボーリングバー２５ｂの上端側は、下部スピンドル１１ａ内を通ってワーク１６内に達しており、上端部にワーク１６の内周を切削する工具３３が着脱自在に取付けられている。
【００３７】
なお図８中３４はＵ軸スライド２５ａの原点位置を検出するＵ軸原点検出手段、３５はＵ軸スライド２５ａの位置を検出するリニアスケールなどのスライド位置検出手段で、これら検出手段３４，３５により検出された信号はＺ軸モータ４、Ｃ軸モータ１９、Ｘ軸モータ２９、Ｕ軸モータ３２などをＮＣ制御する制御手段（図示せず）へ入力されるようになっている。
【００３８】
次に上記構成されたピストンリング加工機のワーククランプ装置の作用を図１２に示すフローチャートも参照して説明する。
加工に当っては複数のピストンリングを位相を揃えて積層することにより円筒状のワーク１６を形成し、図示しないハンドキャリヤ治具により上下方向よりクランプして、その状態を保持したまま加工機本体１へ搬入し、上部スピンドル１０ａ及び下部スピンドル１１ａのクランプヘッド１０ｆ，１１ｆの間にセットしたら、ワーク１６の位相割出しを行う（図１２のステップＳ１）。
【００３９】
次に図示しないセレクトスイッチよりなる運転モード選択手段により自動運転モードを選択すると、液圧シリンダ１２の液圧室１２ｂに液圧源４０より高圧の液圧が供給されて、ピストン１２ａとともに上部スピンドル１０ａが下降され、上部スピンドル１０ａのクランプヘッド１０ｆと、下部スピンドル１１ａのクランプヘッド１１ｆの間で、ワーク１６の中心線が上下スピンドル１０ａ，１１ａの中心と一致するようにクランプされる（ステップＳ２）すると共に、ステップＳ３でクランプ検出手段４４からの信号を基に、ワーク１６が正常なクランプ力でクランプされたかを制御手段が判断する。
【００４０】
このとき積層されたワーク１６の枚数が所定枚数より不足している場合でも、液圧室１２ｂ内の圧力が規定圧力に達すると、クランプ検出手段４４よりクランプ信号が制御手段へ入力するため、ワーク１６の不足は検出できない。
そこで制御手段はステップＳ４で、ワーク検出手段４５より入力する信号によりピストン１２ａのストロークＳを検出して、ワーク１６の枚数が所定枚数あるかを判断する。
【００４１】
すなわちワーク１６の枚数が所定枚数ある場合は、ワーククランプ時レバー４５ｂが中段のワーク検出用リミットスイッチ４５2 を動作させるため、このワーク検出用リミットスイッチ４５2 と、クランプ検出手段４４からの信号によりワーク１６が正常にクランプされたのを検出することができるが、ワーク１６の枚数が不足していると、クランプ検出手段４４でクランプ信号が検出されても、レバー４５ｂにより上段のミスクランプ検出用リミットスイッチ４５1 が動作される。
【００４２】
これによって制御手段は、クランプ検出手段４４からの信号と、ミスクランプ検出用リミットスイッチ４５1 からの信号によりワーク１６が所定枚数に達していないことを判断することができる。
そしてワーク１６の枚数が不足している場合は、ミスグリップ信号を出力して加工機本体１の運転開始を中止すると同時に、表示手段などにミスクランプを表示する。
【００４３】
一方制御手段へクランプ検出手段４４と、クランプ検出用リミットスイッチ４５2 から検出信号が入力すると、制御手段はステップＳ５で自動運転の準備が完了したと判断し、ステップＳ６で自動運転信号ＯＮとともにワーク１６の内外周の加工を開始する。
【００４４】
ワーク１６の加工は、Ｃ軸モータ１９によりＣ軸駆動手段１８を介して上下スピンドル１０ａ，１１ａを同期回転させて、ワーク１６を回転させると共に、外周加工手段２４に設けた工具２６をワーク１６の例えば下端側よりワーク１６の外周面を切削加工し、同時に内周加工手段２５の工具３３によりワーク１６の内周面を下端側より切削加工する。
【００４５】
またワーク１６の内外周面は、異なる自由曲線により形成されているため、Ｃ軸の回転に同期させてＸ軸モータ２９及びＵ軸モータ３２を別個にＮＣ制御してワーク１６の内外周面を同時に加工すると共に、加工の進行とともにＺ軸モータ４によりＺ軸スライド２を下降させて、ワーク１６の全長に亘って内外周を切削加工するもので、ワーク１６の内周加工中に発生した切粉は下部スピンドル１１ａ内を通って下方へ落下するため、切粉がワーク１６内に停滞することがなく、これによって切粉により加工面が損傷されたり、ワーク１６と工具３３の間に切粉が食み込んで、工具が破損したり、工具寿命が早期に低下することがないと共に、これらの原因で加工精度が低下するなどの心配がない。
【００４５】
一方ワーク１６の加工中、何等かの理由で瞬間的に液圧室１２ｂ内の圧力が低下すると、クランプ力が不足して、切削抵抗や回転による遠心力でワーク１６が図１１に示すようにバラバラになって周囲へ飛散する。
バラバラになったワーク１６は、下部クランプヘッド１１ｆとボーリングバー２５ｂの間や、外周面を加工する工具２６と内周面を加工する工具３３の間などに挾まって、下部クランプヘッド１１ｆやボーリングバー２５ｂ、工具２６，３３などを破損したり、周囲に飛散したワーク１６が安全ガードなどを破損するなどの不具合を発生する。
【００４６】
かかる不具合を防止するため、ワーク１６の加工中はステップＳ７でクランプ検出手段４４が検出するクランプ力と、クランプ検出用リミットスイッチ４５2 からの信号を常に確認し、何れかの信号がＯＦＦになった場合（ステップＳ８）、ステップＳ９で加工機本体１を非常停止させる。
加工装置本体１の駆動系は、何れもサーボモータを駆動源としているため、非常停止信号によりきわめて少ない惰走量で各駆動系を非常停止させることができるため、バラバラになったワーク１６が飛散したり、ワーク１６が工具などを破損するのを未然に防止することができるようになる。
【００４７】
以上のようにしてワーク１６の加工が完了したら、Ｕ軸モータ２９及びＵ軸モータ３２によりＸ軸スライド２及びＵ軸スライド２５ａを元の位置まで後退させ、またＺ軸モータ４によりＺ軸スライド２を元の位置まで上昇させた後、液圧シリンダ１２の液圧室１２ｂの液圧を排出して、リターンばね１０ｅの作用で上部スピンドル１０ａを上昇させ、ワーク１６をアンクランプする。
その後ハンドキャリヤ治具により各ピストンリングの位相がずれないようにワーク１６を上下方向よりクランプして、各クランプヘッド１０ｆ，１１ｆの間よりワーク１６を搬出するもので、新たなワーク１６を加工する場合は上記動作を繰返せばよい。
【００４８】
以上はワーク１６の内外周を同時に加工するときの作用であるが、作成した加工プログラムのチェックなどを行う場合は、ワーク１６を装着しないで加工機本体１を運転する所謂「空運転」を実施する。
【００４９】
この空運転を実施する場合は、運転モード選択手段により空運転モードを選択する。
これによって液圧シリンダ１２の液圧室１２ｂに液圧が供給されてピストン１２ａがストロークエンドまで下降され、液圧室１２ｂ内の圧力が規定圧に達すると、クランプ検出手段４４よりクランプン検出信号が制御手段へ入力される。
【００５０】
またピストン１２ａがストロークエンドに達したことにより、レバー４５ｂがミスクランプ検出用リミットスイッチ４５1 を動作させるため、ミスクランプ検出用リミットスイッチ４５1 よりミスクランプ検出信号が制御手段へ入力されるが、運転モード選択手段により予め空運転モードが選択されているため、制御手段はミスクランプと判断せず、加工プログラムを実行する。
これによってワーク無しの状態で加工機本体１を空運転することができるため、加工プログラムのチェックなどが行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の正面図である。
【図２】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の側面図である。
【図３】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の要部の拡大図である。
【図４】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置のＣ軸及びＺ軸駆動手段の断面図である。
【図５】図４のＡ円内の拡大図である。
【図６】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の外周加工手段の断面図である。
【図７】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の内周加工手段の平面図である。
【図８】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の内周加工手段の側面図である。
【図９】図８のＢ方向からの矢視図である。
【図１０】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の液圧回路図である。
【図１１】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の作用説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態になるピストンリング加工装置の作用を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１…加工装置本体
１ａ…ベッド
１ｂ…コラム
１ｃ…ガイドレール
２…Ｚ軸スライド
３…Ｚ軸駆動手段
４…Ｚ軸モータ
４ａ…回転軸
５…ねじ軸
６…索条
７…プーリ
８…カウンタウエイト
１０…上部ワーク支持手段
１０ａ…上部スピンドル
１０ｂ…リング
１０ｃ…固定軸
１０ｄ…ばね座
１０ｅ…リターンばね
１０ｆ…上部クランプ
１１…下部ワーク支持手段
１１ａ…下部スピンドル
１１ｆ…下部クランプヘッド
１１ｇ…プレート
１２…液圧シリンダ
１２ａ…ピストン
１２ｂ…液圧室
１３…軸受け
１４…スラスト軸受
１４ａ…スラスト軸受
１６…ワーク
１８…Ｃ軸駆動手段
１８ａ…ギヤ列
１８ｂ…従動ギヤ
１８ｃ…駆動軸
１８ｄ…駆動ギヤ
１８ｅ…中間ギヤ
１９…Ｃ軸モータ
２０…減速機
２０ａ…入力軸
２０ｂ…フライホィール
２０ｃ…出力軸
２１…軸受け
２２…スラスト軸受け
２４…外周加工手段
２４ａ…ガイド部材
２４ｂ…ボールスプライン
２４ｃ…工具支持部材
２５…内周加工手段
２５ａ…Ｕ軸スライド
２５ｂ…ボーリングバー
２５ｃ…カバー
２６…工具
２７…ねじ軸
２７ａ…ナット部材
２８…ブラケット
２９…Ｘ軸モータ
３１…ガイドレール
３２…Ｕ軸モータ
３４…Ｕ軸原点検出手段
３５…スライド位置検出手段
４０…液圧源
４１…電磁弁
４２…パイロットリリーフ弁
４３…管路
４４…クランプ検出手段
４５…ワーク検出手段
４５ａ…作動杆
４５ｂ…レバー
４５ｃ…支点
４５1 …ミスクランプ検出用リミットスイッチ
４５2 …クランプ検出用リミットスイッチ
４５3 …アンクランプ検出用リミットスイッチ
Claims (3)
- 積層された複数のワーク１６を、上下部ワーク支持手段１０，１１の少なくとも一方に設けられた液圧シリンダ１２へ供給される液圧によりクランプして、ワーク１６の内外周面を同時に加工するピストンリング加工機のワーククランプ装置において、上記液圧シリンダ１２へ供給される液圧よりワーク１６のクランプ力を検出するクランプ検出手段４４と、上記液圧シリンダ１２に設けられたピストン１２ａのストロークよりワーク１６のミスクランプ及びクランプ、アンクランプを検出するワーク検出手段４５と、上記各検出手段４４，４５からの信号により正常、異常を判断する制御手段とを具備し、前記ワーク検出手段４５を、ピストン１２ａのストロークを拡大するレバー４５ｂと、このレバー４５ｂにより動作される複数のリミットスイッチ４５ １ 〜４５ ３ より構成してなることを特徴とするピストンリング加工機のワーククランプ装置。
- 積層された複数のワーク１６を、上下部ワーク支持手段１０，１１の少なくとも一方に設けられた液圧シリンダ１２へ供給される液圧によりクランプして、ワーク１６の内外周面を同時に加工するピストンリング加工機のワーククランプ装置において、自動運転モード及び空運転モードを選択する運転モード選択手段と、上記液圧シリンダ１２へ供給される液圧よりワーク１６のクランプ力を検出するクランプ検出手段４４と、上記液圧シリンダ１２に設けられたピストン１２ａのストロークよりワーク１６のミスクランプ及びクランプ、アンクランプを検出するワーク検出手段４５と、上記各検出手段４４，４５からの信号により正常、異常を判断すると共に、上記運転モード選択手段により空運転モードが選択されているときには、ワーク検出手段４５よりミスクランプ検出信号が入力されても、加工機本体１の運転を可能にする制御手段とを具備し、前記ワーク検出手段４５を、ピストン１２ａのストロークを拡大するレバー４５ｂと、このレバー４５ｂにより動作される複数のリミットスイッチ４５ １ 〜４５ ３ より構成してなることを特徴とするピストンリング加工機のワーククランプ装置。
- クランプ検出手段４４を圧力スイッチより構成してなる請求項１または２記載のピストンリング加工機のワーククランプ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17377397A JP3922404B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | ピストンリング加工装置のワーククランプ装置 |
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