加工ラインモジュール及び加工設備
【課題】複数の機能を備えた加工機を開発し、更に今までにない搬送手段を採用することにより、生産量のニーズの増減に容易に対応できるようにする。
【解決手段】ワーク１２４に対し機械加工を行う複数の加工機１０３−１０６と、ワーク１２４に対し機械加工以外の作業を行う非加工設備１０７、１０８との組み合わせからなり、前記複数の加工機１０３−１０６のうちの一つの加工機１０６はワーク１２４に対する機械加工機能だけでなくワーク１２４に対する計測機能も備える機能集約仕上げ加工機であり、更に前記加工機同士の間、前記加工機と前記非加工設備との間でワークの搬送を行う、ロボット１８５−１８７を用いた搬送装置１０９を備え、ワーク１２４に対する一連の作業が行えるようにした加工ラインモジュールである。
【解決手段】ワーク１２４に対し機械加工を行う複数の加工機１０３−１０６と、ワーク１２４に対し機械加工以外の作業を行う非加工設備１０７、１０８との組み合わせからなり、前記複数の加工機１０３−１０６のうちの一つの加工機１０６はワーク１２４に対する機械加工機能だけでなくワーク１２４に対する計測機能も備える機能集約仕上げ加工機であり、更に前記加工機同士の間、前記加工機と前記非加工設備との間でワークの搬送を行う、ロボット１８５−１８７を用いた搬送装置１０９を備え、ワーク１２４に対する一連の作業が行えるようにした加工ラインモジュールである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに対し一連の加工等を行う加工ラインモジュール及び加工設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、機械加工品の加工ラインは、それぞれの加工工程に特化した加工設備や非加工設備の一連の組み合わせで構成されている(特許文献１)。例えば、ワークに対しそれぞれの機械加工を行う多数の加工機（工作機械）と、ワークの洗浄、乾燥、部品の組み付けなどのワークに対する非加工作業を行う多数の装置とを並べて配置した構成となっている。このような加工ラインで生産能力を増大するには、一連のすべての設備(機械及び装置)を増やす必要があり、増産投資も大幅に増加する。一連のすべての設備を増やすので、増産量が予想通りとならない場合には過剰設備、過剰投資となってしまう。
【０００３】
近年、あらゆる生産分野において生産要求量とライン能力が常に均等でかつ量変動に比例してライン増減が可能となるようなニーズが増してきているが、機械加工ラインではそれがなかなか達成できない。その主な原因は、上記加工ラインは、所詮工程特化(粗加工、仕上げ加工、組み付け、洗浄、リークテスト、計測、研削など)の機能でしかなく、これらを効率的に機能させる複合化させた設備や、これらをコンパクトにラインとして構成するための搬送手段などが未開発であることによる。
【０００４】
【特許文献１】特公平1-16620号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述のような技術的状況に鑑み、複数の機能を備えた加工機を開発し、更に今までにない搬送手段を採用することにより、生産量のニーズの増減に容易に対応できるようにする目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する第１の発明に係る加工ラインモジュールの構成は、ワークに対し機械加工を行う複数の加工機と、ワークに対し機械加工以外の作業を行う非加工設備との組み合わせからなり、前記複数の加工機のうちの少なくとも一つの加工機はワークに対する機械加工機能だけでなくワークに対する計測機能も備える機能集約加工機であり、更に前記加工機間、前記加工機と前記非加工設備との間でワークの搬送を行う、ロボットを用いた搬送装置を備え、ワークに対する一連の作業が行えるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
上記課題を解決する第２の発明に係る加工ラインモジュールの構成は、第１の発明に係る加工ラインモジュールにおける前記機能集約加工機が、仕上げ加工機能と計測機能とを備えるものであることを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決する第３の発明に係る加工ラインモジュールの構成は、第１の発明に係る加工ラインモジュールにおける前記非加工設備が、ワークに対する部品の組み付けを行う組立装置及びワークの洗浄を行う洗浄装置の少なくともいずれか一方であることを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する第４の発明に係る加工ラインモジュールの構成は、第１の発明に係る加工ラインモジュールにおいて、前記搬送装置が、前記加工機及び前記非加工設備に沿って設けられたレールと、このレール上に配され、ワークを搭載可能な台車と、前記加工機と前記非加工設備との間に配置され、前記台車を前記レールに沿って移動させ、かつ前記台車と前記加工機又は前記非加工設備との間、前記加工機間、前記加工機と前記非加工設備との間でワークを搬送する７軸ロボットとからなるものであることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第５の発明に係る加工設備は、第１乃至第４の発明に係る加工ラインモジュールのいずれかを複数組み合わせてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記第１の発明に係る加工ラインモジュールによれば、加工ラインモジュールが、ワークに対する一連の作業が行える最小単位となっており、加工ラインモジュールのみで、ワークに対し機械加工、組み付けなどの所望の一連の作業を行うことができる。そして、生産量の増加の要求に対しては、当該加工ラインモジュールを追加することにより対応することができる。
【００１２】
上記第２の発明に係る加工ラインモジュールによれば、機能集約加工機が、仕上げ加工機能と計測機能とを備えるものであるので、ワークに対する一連の加工として仕上げ加工、加工後の計測を行うことができる。
【００１３】
上記第３の発明に係る加工ラインモジュールによれば、非加工設備が、ワークに対する部品の組み付けを行う組立装置及びワークの洗浄を行う洗浄装置の少なくともいずれか一方であるので、ワークに対する一連の加工として、ワークに対する部品の取付け、洗浄などを行うことができる。
【００１４】
上記第４の発明に係る加工ラインモジュールによれば、搬送装置が、前記加工機及び前記非加工設備に沿って設けられたレールと、このレール上に配され、ワークを搭載可能な台車と、前記加工機と前記非加工設備との間に配置され、前記台車を前記レールに沿って移動させ、かつ前記台車と前記加工機又は前記非加工設備との間、前記加工機間、前記加工機と前記非加工設備との間でワークを搬送する７軸ロボットとからなるものとしたので、台車を駆動装置を有するものとする必要がなく、又ロボットを走行可能なものとする必要がなく、加工ラインモジュールの簡素化、低コスト化が図れる。
【００１５】
上記第５の発明に係る加工設備によれば、上記第１乃至第４の発明の加工ラインモジュールのいずれかを複数組み合わせてなるので、生産量の増大、減少に容易に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施の形態１
以下、図面を用いて本件発明の実施の形態１について説明する。
図１は実施の形態１に係る加工ラインモジュールの概略平面図であり、図２Ａ−図２Ｈはワークに対する加工例及び加工手順を示す斜視図、図３はパーツとトレーを示す斜視図、図４は機能集約組立装置の概略斜視図、図５はその概略平面図、図６は洗浄装置の概略斜視図、図７はその概略平面図、図８は加工ラインモジュールにおける搬送装置の一部を示す部分平面図、図９、１０は搬送装置を示す斜視図、図１１−図２２は機能集約仕上げ加工機の各部を示す断面図である。
【００１７】
図１に示すように、加工ラインモジュール１０１は、ワークに対し必要な部品を貯蔵し、かつ供給するパーツ貯蔵・供給部１０２と、パーツ貯蔵・供給部１０２に隣接しかつ対をなす如く設けられ、ワークに対しそれぞれ複数の加工を行う加工機（工作機械）としての第１機能集約加工機１０３及び第２機能集約加工機１０４と、第２機能集約加工機１０４に並べて設けられ、ワークに対し複数の加工を行う加工機としての第３機能集約加工機１０５と、この第３機能集約加工機１０５と対をなす如く並べて設けられ、ワークに対し仕上げ加工及び計測を行い得る機能集約仕上げ加工機１０６と、第１及び第２機能集約加工機１０３、１０４に対向しかつ第１及び第２機能集約加工機１０３、１０４に対して間隔をあけて設けられた機能集約組立装置１０７と、第３機能集約加工機１０５と機能集約仕上げ加工機１０６に対向しかつ第３機能集約加工機１０５及び機能集約仕上げ加工機１０６に対して間隔をあけて設けられた洗浄装置１０８と、各加工機１０３−１０６、機能集約組立装置１０７及び洗浄装置１０８にワークを搬送する搬送装置１０９とを備える。機能集約組立装置１０７の前記洗浄装置１０８と反対側の隣には、ワークを搬入するための素材投入レーン１１０と、加工及び組立終了後の完成品を搬出する完成品投入レーン１１１が設けられている。これらのレーン１１０、１１１は例えばローラコンベアなどで構成される。素材投入レーン１１０の投入端側の側方には、作業者による各種作業のための作業台１１２が設けられている。搬送装置１０９は、素材投入レーン１１０から供給されるワークを各加工機１０３−１０６、機能集約組立装置１０７、洗浄装置１０８に運ぶものであり、その詳細については後述する。
【００１８】
パーツ貯蔵・供給部１０２は、パーツ貯蔵棚１２１と、パーツ貯蔵棚１２１と間隔をあけて設けられたパーツ供給棚１２２と、パーツ貯蔵棚１２１とパーツ供給棚１２２との間に設けられたパーツ供給ロボット１２３とからなる。パーツ貯蔵棚１２１には当該加工ラインモジュール１０１でのワークに対する作業に必要なパーツが貯蔵される。パーツ貯蔵棚１２１から、必要なパーツがパーツ供給ロボット１２３により取り出され、パーツ供給棚１２２にあるパーツトレーに供給される。パーツ供給ロボット１２３は、カメラを有し、独自にパーツを認識してパーツを取り出し、トレーに移すことができるようになっている。図３には、図２Ａ−図２Ｈに示したワーク１２４（シリンダブロック）に必要なパーツである、ボルト１２５付きのベアリングキャップ１２６、及び埋め栓１２７を、パーツトレー１２８に配した様子を示す。パーツトレー１２８は、前述の搬送装置１０９により、機能集約組立装置１０７など所定の箇所に運ばれる。
【００１９】
第１機能集約加工機１０３は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、ワーク１２４の両端面１２４ａ、１２４ｂを加工するものである。これらの面１２４ａ、１２４ｂが、後の加工でワーク１２４をセッティングする際の基準面となる。なお、ワーク１２４は、第１機能集約加工機１０３のテーブルに設けられているワーク取付台１２９に取付具１３０により反転した状態で固定され、水平面内で回転されることによりその両端面１２４ａ、１２４ｂが加工される。第２機能集約加工機１０４も第１機能集約加工機１０３と同様の加工機であるが、図２Ｃ、図２Ｄに示すように、ワーク取付台１３１に、ワーク１２４は立てた状態で取付具１３２により固定され、水平面内で回転されることによりシリンダブロックの上面及び下面である二面１２４ｃ、１２４ｄが加工される。
【００２０】
第３機能集約加工機１０５も機能集約加工機で、図２Ｅ、図２Ｆに示すように、ワーク１２４は、ワーク取付台１３３に、図２Ａ、図２Ｂで示した状態とは１８０度反転した状態で、取付具１３４により固定される。この第３機能集約加工機１０５では、ワーク１２４の両側面にある凸部１２４ｅなどに、エアコンなどの補器を取り付けるためのボス加工、ねじ加工などがなされる。
【００２１】
機能集約仕上げ加工機１０７は、前述の如く仕上げ加工と計測を行う機能集約加工機であり、ワーク１２４は、図２Ｇ、図２Ｈに示すように、ワーク取付台１３５上に設けられた取付治具１３６に横向き状態で取付具１３７により固定される。そして、ワーク１２４の上面１２４ｃ及び両端面１２４ａ、１２４ｂが仕上げ加工されると共に、シリンダブロックのボア１２４ｆの仕上げ加工がなされる。更に、ボア１２４ｆの内径の計測が当該機能集約仕上げ加工機１０６により計測される。この機能集約仕上げ加工機１０６の詳細については後述する。
【００２２】
機能集約組立装置１０７は、区画された直方状の部屋１４１として構成されている。部屋１４１の加工機１０３、１０４側の壁１４１ａには、搬入・搬出口１４２が設けられている。部屋１４１内には、この搬入・搬出口１４２につなげてワーク載置台１４３が設けられており、ワーク載置台１４３に対し、３軸を有する作業ヘッド１４４が設けられている。作業ヘッド１４４の側方には、各作業用ヘッドを仮置きする作業ヘッド置き台１４５が設けられている。ワーク載置台１４３の端部には、ワークに対し種々の作業を行うための治具が位置交換可能に設けられている。治具としては、プラグ圧入治具１４６、中間リーク治具１４７、キャップ締め付け治具１４８、完成リーク治具１４９が備えられている。ワーク載置台１４３の側方において前記搬入・搬出口１４２の近くにはパーツトレー置き場１５０が設けられている。ワーク載置台１４３のパーツトレー置き場１５０が設けられている側には、パーツ移動用ロボット１５１が設けられている。ワーク載置台１４３のパーツ移動用ロボット１５１が設けられている側と反対側には、ワーク移動用ロボット１５２が設けられている。
【００２３】
ワーク１２４は、搬送装置１０９により、搬入・搬出口１４２を通してワーク載置台１４３に搬入される。ワーク載置台１４３上に搬入されたワーク１２４は、ワーク移動用ロボット１５２により作業ヘッド１４４に移動され、種々の作業がなされる。一方、図３に示したパーツトレー１２８も搬送装置１０９により、搬入・搬出口１４２からワーク載置台１４３に搬入される。搬入されたパーツトレー１２８は、パーツ移動用ロボット１５１によりパーツトレー置き場１５０に移される。パーツトレー１２８のパーツは、パーツ移動用ロボット１５１により、必要に応じ作業ヘッド１４４下のワークに供給される。
【００２４】
洗浄装置１０８は、中間洗浄機能と完成洗浄機能とを備えた機能集約型の洗浄装置である。洗浄装置１０８は区画された部屋１６１として構成されている。部屋１６１の加工機１０５、１０６側の壁１６１ａには、搬入・搬出口１６２が設けられている。部屋１６１の中央部には割り出し機構付きのワーク支持装置１６３が設けられている。ワーク支持装置１６３は、９０度間隔で配置された４つの脚部１６４を有し、各脚部１６４には、それぞれワーク受台１６５が設けられている。
【００２５】
部屋１６１内においては、搬入・搬出口１６２のすぐ内側がワークの搬入・搬出ステーション１６６となっており、更に９０度間隔で、第１中間洗浄ステーション１６７、第２中間洗浄ステーション１６８、完成洗浄ステーション１６９が設定されている。各洗浄ステーション１６7、１６８、１６９には、洗浄装置が設置されている。図６では、洗浄装置として、第１中間洗浄ステーション１６７に設けられている中間洗浄用ノズル１７０、１７１及び完成洗浄ステーション１６９に設けられている完成洗浄用ノズル１７２が現れている。ワーク支持装置１６３の中央部の上には洗浄ロボット１７３が設置されている。洗浄ロボット１７３は多自由度のロボットであり、ワーク１２４に生じたバリを除去するバリ取り、局部的に洗浄を行う狙い撃ち洗浄などの機能を備える。中間洗浄ステーションが二つ（第１中間洗浄ステーション１６７と第２中間洗浄ステーション１６８）備えられているのは、必要に応じ使い分け等するためである。洗浄に使われた洗浄液は再生されて再度使われる。そのため、洗浄装置１０８の外側には、洗浄液を回収して再生させる浄化設備１７４が設けられている。
【００２６】
次に、搬送装置１０９について説明する。
この搬送装置１０９はロボットと台車を使った搬送装置である。ワークの移動をロボットだけで行おうとすると、各ロボットの届く範囲を大きくする、ロボットの台数を増やす、ロボットを駆動走行できるようにすることになる。いずれにしても設備の大型化やコストアップを招くことになる。この搬送装置１０９では、ロボットと台車との組み合わせにより、広範囲でのワークの搬送が可能で、しかもコンパクトでコストアップを招くことのない搬送装置を実現している。
【００２７】
図１に示すように、ワークの搬入搬出を行う素材投入レーン１１０と完成品投入レーン１１１の端部近傍から第１機能集約加工機１０３と機能集約組立装置１０７との間にかけて第１レール１８１が敷かれ、この第１レール１８１に沿って移動可能に第１台車１８２が設けられている。第１台車１８２は、ワークを乗せるワーク受台１８２ａと、ワーク受台１８２ａの両側(第１台車１８２の移動方向両側)に張り出した設けられた牽引用のアーム部１８２ｂ、１８２ｃを備えている。第２機能集約加工機１０４と機能集約組立装置１０７との間から第３機能集約加工機１０５と洗浄装置１０８との間にかけて第２レール１８３が敷かれており、この第２レール１８３に沿って移動可能に第２台車１８４が設けられている。第２台車１８４は、図８−図１０に詳細に現れているように、ワーク受台１８４ａを有し、その両側(第２台車１８４の移動方向両側)に牽引用のアーム部１８４ｂ、１８４ｃが張り出して設けられている。なお、前述の第１台車１８２も第２台車１８４と同様の構造となっている。
【００２８】
第１レール１８１の素材投入レーン１１０側の側方に第１搬送ロボット１８５が設置され、第１レール１８１と第２レール１８３との間に第２搬送ロボット１８６が設置され、第２レール１８３の第２搬送ロボット１８６が設置されている側とは反対側の側方に第３搬送ロボット１８７が設置されている。これらの搬送ロボット１８５、１８６、１８７はキャリアレス、つまり走行装置は備えていず、床面上を移動できるようにはなっていない固定型のロボットである。搬送ロボット１８５、１８６、１８７は、いずれも７軸以上の多関節ロボットであり、先端には、指１８８ａが開閉してワークなどを把持及び解放可能なグリッパ１８８が備えられている。
【００２９】
第２搬送ロボット１８６は、第１レール１８１の延長上で、第１機能集約加工機１０３と第２機能集約加工機１０４との間に設置されており、第１機能集約加工機１０３、第２機能集約加工機１０４には正対していない。同様に、第３搬送ロボット１８７も第３機能集約加工機１０５、機能集約仕上げ加工機１０６には正対していない。しかし、第２搬送ロボット１８６、第３搬送ロボット１８７は７軸以上の多関節ロボットであるので、ひねりの動作ができ、第２搬送ロボット１８６は第１機能集約加工機１０３、第２機能集約加工機１０４に、第３搬送ロボット１８７は第３機能集約加工機１０５、機能集約仕上げ加工機１０６にそれぞれアクセスできる。図８には、第３搬送ロボット１８７がひねり動作によりそのグリップ１８８が機能集仕上げ約加工機１０６に接近している様子を示す。
【００３０】
第１搬送ロボット１８５は、パーツ供給棚１２２上にあるパーツトレー１２８を第１台車１８２のワーク受台１８２ａに移し、素材投入レーン１１０の端部からワーク１２４を第１台車１８２のワーク受台１８２ａに移し、第１台車１８２のワーク受台１８２ａ上のワーク１２４を完成品投入レーン１１１に移す作業をなす。
【００３１】
第２搬送ロボット１８６は、第１台車１８２のワーク受台１８２ａ上のパーツトレー１２８を機能集約組立装置１０７の搬入・搬出口１４２から部屋１４１内におけるワーク載置台１４３上に移し、第１台車１８２のワーク受台１８２ａと第１、第２機能集約加工機１０３、１０４及び機能集約組立装置１０７との間、第１機能集約加工機１０３、第２機能集約加工機１０４、機能集約組立装置１０７それぞれの間でワーク１２４の搬送を行う。第２搬送ロボット１８６は、更に第２台車１８４のワーク受台１８４ａとの間でのワークの受け渡しも行う。
【００３２】
第３搬送ロボット１８７は、第２台車１８４のワーク受台１８４ａと第３機能集約加工機１０５、機能集約仕上げ加工機１０６及び洗浄装置１０８との間、第３機能集約加工機１０５、機能集約仕上げ加工機１０６、洗浄装置１０８それぞれの間でワークの搬送を行う。
【００３３】
第３搬送ロボット１８７による第２台車１８４の移動例を図９、図１０に示す。第２レール１８３上に第２台車１８４が位置し、第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上にはワーク１２４が乗せられている。図９において、第２台車１８４のワーク受台１８４ａは、第３搬送ロボット１８７の可動範囲Ｄ外にある。図８においても、第２台車１８４のワーク受台１８４ａは、第２搬送ロボット１８６の可動範囲Ｄの外にある。
【００３４】
図９に示すように、第３搬送ロボット１８７の先端のグリッパ１８８は、その可動範囲Ｄの外側にある第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上のワーク１２４には届かないが、第２台車１８４の牽引用アーム１８４ｃには届く。第３搬送ロボット１８７のグリッパ１８８を第２台車１８４の牽引用アーム１８４ｃに引っ掛け、第３搬送ロボット１８７の動きにより第２台車１８４を第２レール１８３に沿って牽引し、第２台車１８４を第３搬送ロボット１８７側に引き寄せる。第２台車１８４が第３搬送ロボット１８７近くに引き寄せられた状態を図１０に示す。第２台車１８４が近くに来たことにより、第３搬送ロボット１８７は、そのグリッパ１８８によりワーク１２４を把持することができるようになる。
【００３５】
次に機能集約仕上げ加工機１０６について説明する。
機能集約仕上げ加工機６は、ワーク１２４に対しシリンダボアの内面の仕上げ加工とその内面の計測をも行うことができる。図１１は機能集約仕上げ加工機１０６における主軸装置を示す部分断面図、図１２は図１１の要部拡大図、図１３は図１２の要部拡大図、図１４は主軸装置に装着される工具を示す断面図、図１５は主軸装置に装着される工具の他の断面図、図１６は図１４のＡ−Ａ矢視断面図、図１７は図１４のＢ−Ｂ矢視断面図、図１８乃至図２０はそれぞれ図１４，１５，１６に示す工具の他の状態を示す断面図、図２１乃至図２３はそれぞれ図１４，１５，１６に示す工具の更に他の状態を示す断面図である。
【００３６】
図１１及び図１２に示すように、機能集約仕上げ加工機１０６における主軸装置１は、ハウジング１１にベアリング１２を介して回動自在に収納支持される主軸１３と、主軸１３の軸線上に形成された軸孔１３ａに前後進可能に挿通される主軸側駆動軸としての主軸側ドローバー１４とを備えている。
【００３７】
主軸１３には、先端部に工具ホルダー１５を引き込み、この工具ホルダー１５を主軸１３と一体回転可能にするクランプ機構１６が設けられると共に、その周壁に軸方向に沿って貫通する二つの計測エア供給路１３ｂが軸心を挟んで対向するように穿設されている。この主軸１３は、主軸側伝達ギヤ１７及び主軸駆動モーター側伝達ギヤ１８を介して、第一の駆動手段としての主軸駆動モーター１９によって回転駆動される。
【００３８】
計測エア供給路１３ｂは先端側（工具側の端部）の開口部が工具２に形成された後述する計測エア供給路３１ｄに対向配置され、また、基端側（工具側とは反対の端部）の開口部が、計測エア供給路１３ｂに計測エアを供給するエアマイクロメータのエア供給接続ユニット２０に対向配置されている。
【００３９】
エア供給接続ユニット２０は油圧により軸方向に前後進可能に構成されており、工具側に移動すると計測エア通路２０ａの先端に設けられたボールチェックバルブ２０ｂのボール２０ｃが主軸１３側に当接して押圧され、計測エア通路２０ａが解放される。これによりエア供給部２１から噴射される計測エアを計測エア供給路１３ｂに供給することができるようになっている。なお、図１１乃至図１３に示す例では、一つの計測エア供給部２１が図中下方の計測エア供給路１３ｂに計測エアを供給し、他の計測エア供給部２１が図中上方の計測エア供給路１３ｂに計測エアを供給するように構成されている。
【００４０】
また、主軸側ドローバー１４はその先端部のクランプ機構１６で工具ホルダー１５の端面の小径部１５ａを引き込むことにより、工具ホルダー１５を主軸１３と一体にクランプするようになっており、その軸線上に工具２側にクーラントを供給するためのクーラント供給路１４ａを有すると共に、その基端部にはクーラントを供給する図示しないホースが接続されるトータルジョイント２４が装着されている。この主軸側ドローバー１４の基端側はベアリング２２を介してドローバー駆動シャフト２３に支持されている。
【００４１】
ドローバー駆動シャフト２３は、その周面にネジ部２３ａが形成されて、ハウジング１１側に固定されたナット２５に螺合するように構成される一方、ドローバー駆動シャフト側伝達ギヤ２６、ドローバー駆動モーター側伝達ギヤ２７を介してドローバー駆動モーター２８により回転駆動されるように構成されている。
【００４２】
即ち、ドローバー駆動シャフト２３はドローバー駆動モーター２８によって回転駆動されると、ネジ部２３ａがナット２５に螺合していることにより軸方向に移動する。このとき、ドローバー駆動シャフト２３はベアリング２２を介して主軸側ドローバー１４を支持しているため、主軸側ドローバー１４にはドローバー駆動シャフト２３の回転は伝達されず、軸方向の運動のみが伝達される。
【００４３】
つまり、ドローバー駆動モーター２８によりドローバー駆動シャフト２３が回転駆動すると、主軸側ドローバー１４はドローバー駆動シャフト２３とは回転を切り離された状態で軸方向の移動のみを行う。このようにして主軸側ドローバー１４を軸方向に移動させることにより、主軸側ドローバー１４の前後進により開閉動作を行うコレット３０を介して主軸側ドローバー１４に着脱可能に連結された後述する工具側ドローバー３２を軸方向へ駆動させることができる。
【００４４】
上述した主軸装置に対し、図１４乃至図１７に示すように、本実施形態に係る主軸装置に装着される工具２は、ボーリング加工とホーニング加工とを兼用可能に構成されたボーリング加工及びホーニング加工兼用可変径工具であり、主に、工具本体３１と、工具本体３１の軸線上にある軸孔３１ａに軸方向に沿って前後進可能に支持される工具側ドローバー３２と、工具本体３１に設けられた後述する複数の刃部及び砥石とから構成されている。
【００４５】
工具本体３１は、その周壁３１ｂにクーラントの流路となるクーラント供給路３１ｃ、及び、軸心を挟んで対向するように形成され、エアマイクロメータから計測エアが供給される二つの計測エア供給路３１ｄを備えている。クーラント供給路３１ｃは主軸側の端部が工具本体３１の軸孔３１ａの表面に開口し他端側が工具本体３１の先端側に向かって延びている。また、計測エア供給路３１ｄは主軸側の開口部が主軸１３に形成された計測エア供給路１３ｂに対向するように配置され、工具先端側の開口部が工具本体３１の周壁３１ｂに設けられた測定エアノズル３３に連通されている。更に、工具本体３１は工具側ドローバー３２を工具本体３１に対して前後進可能に且つ一体に回転させるための回り止め機構３４を備えている。
【００４６】
そして、この工具本体３１には、上述した刃部である第一の加工部材としての三つの中仕上げ用部材３５及び一つの仕上げ用部材３６と、第二の加工部材としての四つのホーニング用部材３７が径方向に移動可能な状態で取り付けられている。
【００４７】
これら中仕上げ用部材３５、仕上げ用部材３６及びホーニング用部材３７は、図１６及び図１７に示すように中仕上げ用部材３５及び仕上げ用部材３６の四つの部材が周方向に等間隔に配置されると共に、これらの部材の間にそれぞれホーニング用部材３７が等間隔に配置された状態となっている。
【００４８】
また、工具側ドローバー３２はその軸線上に、上述した工具本体３１のクーラント供給路３１ｃへクーラントを供給するクーラント供給路３２ａを備えている。クーラント供給路３２ａはその先端側の開口部が主軸側ドローバー１４のクーラント供給路１４ａの開口部に連通する一方、工具先端側の開口部が工具本体３１のクーラント供給路３１ｃの軸孔３１ａ側の開口部に対向している。これにより、主軸装置１側から供給されるクーラントを加工部まで供給するように構成されている。
【００４９】
図１４に示すように、中仕上げ用部材３５は軸方向に延びる柱状の中仕上げバイト保持部３５ａと、該中仕上げバイト保持部３５ａに固定される中仕上げバイト３５ｂとから構成されている。中仕上げバイト保持部３５ａはその基端側（図１４では右側）がネジ３８（図１６参照）によって工具本体３１に固定される一方、その工具本体３１に対向する面のネジ３８より工具先端側に、軸方向に直交する方向に沿って形成された切り欠き部３５ｃを有している。そして、中仕上げバイト保持部３５ａの切り欠き部３５ｃより工具先端側の径方向外方に中仕上げバイト３５ｂが取り付けられている。
【００５０】
同様に、仕上げ用部材３６は軸方向に延びる柱状の仕上げバイト保持部３６ａと、該仕上げバイト保持部３６ａに固定される仕上げバイト３６ｂとから構成されている。仕上げバイト保持部３６ａはその基端側（図１４では右側）がネジ３８によって工具本体３１に固定される一方、その工具本体３１に対向する面のネジ３８より工具先端側に、軸方向に直交する方向に沿って形成された切り欠き部３６ｃを有し、仕上げバイト保持部３６ａの切り欠き部３６ｃより先端側の径方向外方に仕上げバイト３６ｂが取り付けられている。
【００５１】
そして、工具側ドローバー３２の外周面にあって中仕上げ用部材３５に対向する部分、及び、工具側ドローバー３２の外周面にあって仕上げ用部材３６に対向する部分には、それぞれ傾斜部（以下、それぞれ中仕上げ用テーパー面、仕上げ用テーパー面と呼称する）３２ｂ，３２ｃが設けられている。
【００５２】
本実施形態において、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂは主軸側から工具先端側に向かうに従って軸心からの距離が漸増するように傾斜している（例えば、傾斜角２度）。また、仕上げ部材用テーパー面３２ｃは主軸側からほぼ主軸側ドローバー１４の工具本体３１に対する可動範囲で工具先端に向かうに従って軸心からの距離が漸増するように傾斜し（例えば、傾斜角３度）、それより工具先端側においては工具先端側に向かって軸心からの距離が漸減するように傾斜している。即ち、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂに比較して仕上げ部材用テーパー面３２ｃの傾斜角度が大きくなるように構成されている。
【００５３】
そして、中仕上げバイト保持部３５ａと中仕上げ部材用テーパー面３２ｂとの間、及び、仕上げバイト保持部３６ａと仕上げ部材用テーパー面３２ｃとの間には、それぞれ径方向に貫通するように設けられた第一の伝達手段としてのテーパー伝達ピン３９が介在している。テーパー伝達ピン３９は、工具本体３１に固定された円筒状の保持部材４０に、二つの半球体３９ａと、これらの間に介装される介装部材３９ｂとを保持部材４０の長手方向に摺動自在に収容して構成されている。半球体３９ａは、それぞれその球面部分が介装部材３９ｂに接するように配置され、平面部分が中仕上げバイト保持部３５ａ或いは中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、または、仕上げバイト保持部３６ａ或いは仕上げ部材用テーパー面３２ｃに当接するようになっている。
【００５４】
また、図１５に示すように、ホーニング用部材３７は板状に形成された砥石保持部３７ａと、該砥石保持部３７ａの径方向外側の周面に固着された砥石３７ｂとからなり、工具本体３１に該工具本体３１を径方向に貫通するように且つ径方向に摺動可能に構成されている。砥石保持部３７ａは工具側ドローバー３２に対向する面に、段部を挟んで主軸側から工具先端側に向かって、工具側ドローバー３２の中心に対する半径方向の寸法が漸減する二つの傾斜面３７ｃ，３７ｄを備えている。なお、図１５は図１７のＣ−Ｃ矢視図である。
【００５５】
更に、ホーニング用部材３７と工具側ドローバー３２との間には、砥石拡張プレート４１が設けられている。砥石拡張プレート４１は、砥石保持部３７ａとほぼ同等の厚みを有するものであって、その砥石拡張プレート４１の外周面に、ホーニング用部材３７の内周面と概ね同一形状となるように、段部を挟んで主軸側から工具先端側に向かって、工具ドローバー３２の中心に対する半径方向の寸法が漸減するように傾斜する二つの傾斜面４１ａ，４１ｂを有している。なお、この砥石拡張プレート４１は工具側ドローバー３２の表面に貼り付けられた状態となっている。工具側ドローバー３２の先端部には工具側ドローバー３２と一体をなすように円筒部材４７が被せられており、この円筒部材４７に設けられたスリット４７ａに砥石拡張プレート４１の内周部が嵌合している。なお、円筒部材４７には、伝達ピン用スリット４７ｂも形成されており、そこにテーパー伝達ピン３９が通されている。
【００５６】
このような砥石拡張プレート４１には、砥石連動用ピン４２が砥石拡張プレート４１の段部から一端が突出するように固着され、また、砥石保持部３７ａには砥石連動用ピン４２の砥石拡張プレート４１から突出した部分を摺動可能に嵌入する孔部３７ｅが形成されている。これら砥石連動用ピン４２及び孔部３７ｅは、ホーニング用部材３７の傾斜面３７ｃ，３７ｄ及び砥石拡張プレート４１の傾斜面４１ａ，４１ｂに平行に延びるように設けられている。
【００５７】
なお、図１４及び図１５に示すように、工具本体３１の先端には工具側ドローバー３２の先端を覆うように有底の第一の筒状体４６が設けられている。この筒状体４６の底部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に、油圧スプリング４３が収納された有底の第二の筒状体４５が挿通されている。油圧スプリング４３は、工具側ドローバー３２の先端に当接し該工具側ドローバー３２を主軸側に付勢している。第二の筒状体４５は筒状部材４７の先端と一体に結合されている。
【００５８】
また、第一の筒状体４６の内部に位置する第二の筒状体４５の開口部の外周縁にはフランジ部が形成されており、第一の筒状体４６の内部であって、該第二の筒状体４５のフランジ部と第一の筒状体４６の底部との間に皿バネ４４が介装されている。この皿バネ４４は、第二の筒状体４５を介して油圧スプリング４３を工具側ドローバー３２側に付勢している。
【００５９】
次に、上記機能集約仕上げ加工機１０６を含む当該加工ラインモジュール１０１によるワーク１２４に対する加工及び作業手順の一例を説明する。この例は、以下の生産順序でなされる。
（１）素材の投入
（２）第１機能集約加工機１０３による加工
（３）第２機能集約加工機１０４による加工
（４）第３機能集約加工機１０５による加工
（５）洗浄装置１０８による中間洗浄及び真空乾燥
（６）機能集約組立装置１０７によるリークテスト
（７）機能集約組立装置１０７によるキャップの組み付けと締め付け
（８）機能集約仕上げ加工機１０６による仕上げ加工
（９）機能集約仕上げ加工機１０６によるホーニング加工
（１０）機能集約仕上げ加工機１０６による検査
（１１）洗浄装置１０８による完成洗浄及び真空乾燥
（１２）機能集約組立装置１０７による埋め栓の組み付け
（１３）機能集約組立装置１０７によるリークテスト
（１４）完成品の搬出
【００６０】
以下、上記生産手順の各手順を詳細に説明する。
（１）素材の投入
先ず、素材投入レーン１１０により素材であるワーク１２４が搬入される。この例では、ワーク１２４はシリンダブロックである。素材投入レーン１１０の投入側端部(第１搬送ロボット１８５側端部)にワーク１２４が来ると、ワーク１２４は、第１搬送ロボット１８５により把持されて第１台車１８２のワーク受台１８２ａ上に乗せられる。なお、このとき第１台車１８２は、第１レール１８１に沿って第１搬送ロボット１８５側に移動されている。第１台車１８２のワーク受台１８２ａ上にワークが乗せられると、第２搬送ロボット１８６により、第１台車１８２は第１レール１８１に沿って移動され、第１レール１８１の第２搬送ロボット１８６側端まで移動される。第２搬送ロボット１８６による第１台車１８２の移動は、前述したように、第１搬送ロボット１８５のグリッパ１８８の指１８８ａを、第１台車１８２のアーム部１８２ｂに引っ掛けて引き寄せることにより行う。
【００６１】
（２）第１機能集約加工機１０３による加工
第２搬送ロボット１８６側に移動された第１台車１８２のワーク受台１８２ａ上のワーク１２４は、第２搬送ロボット１８６のグリッパ１８８に把持されて第１機能集約加工機１０３のワーク取付台１２９にセットされる(図２Ａ及び図２Ｂ)。第２搬送ロボット１８６は、７軸を有しているので、ワーク１２４の第１機能集約加工機１０３のワーク取付台１２９へのセットは支障なく行える。第１機能集約加工機１０３により、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、ワーク１２４の端面１２４ａ、１２４ｂの加工がなされる。
【００６２】
（３）第２機能集約加工機１０４による加工
第１機能集約加工機１０３による加工が終了すると、ワーク１２４は、第１搬送ロボット１８５により第１機能集約加工機１０３のワーク取付台１２９から取り出され、そのまま第１搬送ロボット１８５により、第１機能集約加工機１０３の隣に位置する第２機能集約加工機１０４のワーク取付台１３１にセットされる(図２Ｃ及び図２Ｄ)。ワーク１２４は、図２Ｃ及び図２Ｄに示すように、図２Ａ及び図２Ｂとは異なる向きでセットされる。第２機能集約加工機１０４においては、図２Ｃ及び図２Ｄに示すようにワーク１２４の上面１２４ｃと下面１２４ｃの加工がなされる。
【００６３】
（４）第３機能集約加工機１０５による加工
第２機能集約加工機１０４による加工が終了すると、ワーク１２４は、第２搬送ロボット１８６のグリップ１８８により把持されて、第２レール１８３の第２搬送ロボット１８６の側の端に待機されている第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上に乗せられる。ワーク受台１８４ａ上にワーク１２４が乗せられると、第２台車１８４は、そのアーム部１８４ａに第２搬送ロボット１８６のグリッパ１８８が係合され、第２搬送ロボット１８６が伸びることにより押されて第２レール１８３に沿って移動される。第２台車１８４は、第２搬送ロボット１８６が伸びる限度で移動される。次に、図９に示すように、第３搬送ロボット１８７が伸びてそのグリッパ１８８の指１８８ａが、第２台車１８４のアーム部１８４ｃに引っ掛けられ、第３搬送ロボット１８６が折り畳むように駆動されることによって第２台車１８４は第２レール１８３に沿って移動され、第２レール１８３の第３搬送ロボット１８７側の端まで移動される。つまり、第２搬送ロボット１８６及び第３搬送ロボット１８７のストロークが限られていて、ワーク１２４を移動させる距離がそれを超える場合であっても、当該ロボット１８６、１８７によりレール１８１、１８３に沿って押し引きされる台車１８２、１８４を使うことにより、ロボット１８６、１８７のストローク以上の範囲でワーク１２４を搬送することができるのである。
【００６４】
第２レール１８３の第３搬送ロボット１８７側の端まで移動された第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上のワーク１２４は、第３搬送ロボット１８７のグリッパ１８８により把持され(図１０参照)、更に第３搬送ロボット１８７の回動等により第３機能集約加工機１０５のワーク取付台１３３に所定の姿勢で移動され固定される。第３機能集約加工機１０５により、ワーク１２４には図２Ｅ及び図２Ｆで示すように、多数の凸部１２４ｅなどの加工がなされる。
【００６５】
（５）洗浄装置１０８による中間洗浄及び真空乾燥
第３機能集約加工機１０５により加工されたワーク１２４は、洗浄のため洗浄装置１０８に移される。第３機能集約加工機１０５から洗浄装置１０８へのワーク１２４の移動は、図８に示すように、洗浄装置１０８の搬入・搬出口１６２が第３搬送ロボット１８７の可動範囲Ｄ内にあることから、第３搬送ロボット１８７のグリッパ１８８で第３機能集約加工機１０５のワーク取付台１３３上のワーク１２４を掴み、第３搬送ロボット１８７の旋回駆動等により、直接洗浄装置１０８の搬入・搬出口１６２より直接搬入することによりなされる。ワーク１２４は、搬入・搬出口１６２の内側の搬入・搬出ステーション１６６に待機しているワーク受台１６５上に乗せられる。次に、ワーク支持装置１６３の割り出し回転による脚部１６４の旋回により、ワーク受台１６５は第１中間洗浄ステーション１６７に移動される。第１中間洗浄ステーション１６７においてワーク１２４は、中間洗浄用ノズル１７０、１７１から噴き出す洗浄液により洗浄される。ワーク１２４の洗浄後、真空引きによるブローにより水切りがなされる。なお、中間洗浄には、必要に応じ第１と第２の中間洗浄ステーション１６７、１６８を選択的にを使うこともできる。
【００６６】
（６）機能集約組立装置１０７によるリークテスト
洗浄装置１０８により中間洗浄がされた後のワーク１２４は、次に機能集約組立装置１０７にてリークテストがなされる。洗浄装置１０８から機能集約組立装置１０７へワーク１２４を移動するには、先ず、洗浄装置１０８の搬入・搬出ステーション１６３に戻されたワーク１２４を第３搬送ロボット１８７で掴み、第２レール１８３に沿って第３搬送ロボット１８７側に待機されている第２台車１８４のワーク受台１８４ａに載せる。次に、第３搬送ロボット１８７のグリッパ１８８を第２台車１８４のアーム部１８４ｃに引っ掛けて、第３搬送ロボット１８７を伸ばすことにより、第２レール１８３に沿って第２台車１８４を移動させる。第３搬送ロボット１８７の伸びる限度まで第２台車１８４を第２搬送ロボット１８６側に押し出す。次いで、第２搬送ロボット１８６のグリッパ１８８を第２台車１８４のアーム部１８４ｂに引っ掛け、第２搬送ロボット１８６を縮める如く作動させ第２台車１８４を第２レール１８３に沿って移動させ、第２搬送ロボット１８６の近くまで移動させる。
【００６７】
第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上のワーク１２４を第２搬送ロボット１８６で掴み、第２搬送ロボット１８６の回動等により、搬入・搬出口１４２を通してワーク載置台１４３上にワーク１２４を移す。ワーク１２４は、ワーク移動用ロボット１５２により作業ヘッド１４４の下に送られ、そこで、作業ヘッド１４４及び中間リーク治具１４７を用いてリークテストがなされる。
【００６８】
（７）機能集約組立装置１０７によるキャップの組み付けと締め付け
機能集約組立装置１０７内のパーツトレー置き場１５０には、図３に示すようにベアリングキャップ１２６、埋め栓１２７などを配したパーツトレー１２８が供給される。パーツトレー１２８は、パーツ供給棚１２２より第１搬送ロボット１８５によって第１台車１８２のワーク受台１８２ａ上に移され、第２搬送ロボット１８６によりワーク受台１８２ａから搬入・搬出口１４２を通して機能集約組立装置１０７のワーク載置台１４３上に移され、パーツ移動用ロボット１５１によりパーツトレー置き場１５０に移される。
【００６９】
ワーク１２４には、作業ヘッド１４４及びキャップ締め付け治具１４８により、ベアリングキャップ１２６がボルト１２５を締め付けることにより取り付けられる。
【００７０】
（８）機能集約仕上げ加工機１０６による仕上げ加工
機能集約組立装置１０７においてベアリングキャップ１２６が組み付けられた後、ワーク１２４は、仕上げ加工のため機能集約仕上げ加工機１０６に搬送される。先ず、ワーク移動用ロボット１５２により、ワーク１２４は、ワーク移動用ロボット１５２により作業ヘッド１４４の下方よりワーク載置台１４３の搬入・搬出口１４２近くに移動される。次いで、第２搬送ロボット１８６の先端のグリッパ１８８が搬入・搬出口１４２から機能集約組立装置１０７に入り込み、ワーク１２４を把持して機能集約組立装置１０７外に取り出す。一方、第２レール１８３の第２搬送ロボット１８６寄りに第２台車１８４が待機しており、第２搬送ロボット１８６により取り出されたワーク１２４は、第２台車１８４のワーク受台１８４ａに乗せられる。そして、第２搬送ロボット１８６がそのグリッパ１８８を第２台車１８４のアーム部１８４ｂに係合させて第２台車１８４を第３搬送ロボット１８７側に向けて第２レール１８３に沿って押して行く。第２搬送ロボット１８６が所定距離第２台車１８４を押すと、次いで、第３搬送ロボット１８７が伸びてそのグリッパ１８８が第２台車１８４のアーム部８４ｃに引っ掛けられる。そして、第３搬送ロボット１８７が、図１０に示すように折り畳まれる如く作動されることによって、第２台車１８４は、第２レール１８３に沿って第３搬送ロボット１８７近くに移動される。
【００７１】
第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上のワーク１２４は、第３搬送ロボット1８７のグリッパ１８８により把持され、第３搬送ロボット１８７の作動により、機能集約仕上げ加工機１０６のワーク取付台１３５に移動され、図２Ｇ及び図２Ｈに示すようにワーク取付台１３５の取付治具１３６にセットされ、取付具１３７により固定される。図８には、第３搬送ロボット１８７によりワーク１２４を機能集約仕上げ加工機１０６にセットしている状態を示す。
【００７２】
機能集約仕上げ加工機１０６により先ず図２Ｇ、図２Ｈに示すように、ワーク２４の上面及び両側面の仕上げ加工がなされる。
【００７３】
（９）機能集約仕上げ加工機１０６によるホーニング加工
次に機能集約仕上げ加工機１０６による穴あけ加工及びホーニングの手順について説明する。
先ず、機能集約仕上げ加工機１０６の主軸装置１におけるドローバー駆動モーター２８によってドローバー駆動シャフト２３を回転駆動し、主軸側ドローバー１４を介して工具側ドローバー３２を中仕上げ加工位置（図１８乃至図２０に示す位置）に移動させる（以下、この状態を中仕上げ加工配置と呼称する）。
【００７４】
図１８及び図２０に示すように、中仕上げ加工配置においては、図１４乃至図１６に示した状態に比較して中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、仕上げ部材用テーパー面３２ｃのそれぞれテーパー伝達ピン３９に対向する位置の径方向の幅が大きくなっている。そのため、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、仕上げ部材用テーパー面３２ｃに当接しているテーパー伝達ピン３９は、保持部材４０内を径方向外側に向かって摺動し、中仕上げバイト保持部３５ａ、仕上げバイト保持部３６ａの概ね中仕上げバイト３５ｂ、仕上げバイト３６ｂに対応する位置を押圧する。
【００７５】
ここで、中仕上げバイト保持部３５ａは、上述したように該中仕上げバイト保持部３５ａの基端側、換言すると、軸方向の幅に対して偏った位置をネジ止めされることにより工具本体３１に固定されていると共に、工具側ドローバー３２に対向する面４１ｆに切り欠き部３５ｃを有している。そのため、テーパー伝達ピン３９によって押圧されると、主に切り欠き部３５ｃから中仕上げバイト３５ｂ側の部分が弾性変形を生じ、それに伴って、中仕上げバイト３５ｂが径方向外側へと移動する。
【００７６】
また、仕上げバイト保持部３６ａについても同様に、基端側、即ち、軸方向の幅に対して偏った位置をネジ止めされることにより工具本体３１に固定されていると共に、工具側ドローバー３２に対向する面４２ｆに切り欠き部３６ｃを有しているため、テーパー伝達ピン３９によって押圧されると、主に切り欠き部３６ｃから仕上げバイト３６ｂ側の部分が弾性変形を生じ、それに伴って、仕上げバイト３６ｂが径方向外側へと移動する。
【００７７】
このとき、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂと仕上げ部材用テーパー面３２ｃとはその傾斜角が異なり、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂのテーパー伝達ピン３９に対向する位置の径方向の幅が、仕上げ部材用テーパー面３２ｃのテーパー伝達ピン３９に対向する位置の径方向の幅に比較して大きくなる。そのため、中仕上げ加工配置においては中仕上げバイト３５ｂが仕上げバイト３６ｂに比較して径方向外側に突出した状態となる。
【００７８】
更に、図１９及び図２０に示すように、ホーニング用部材３７は、図１５に示した状態に比較して砥石拡張プレート４１側、即ち径方向内側に移動し、砥石３７ｂの表面が少なくとも中仕上げバイト３５ｂの外径より径方向内側に位置する状態となる。
【００７９】
即ち、中仕上げ加工配置においては、中仕上げバイト３５ｂの外径が仕上げバイト３６ｂ、砥石３７ｂの外径に比較して大きくなるように工具側ドローバー３２を移動させる。なお、中仕上げバイト３５ｂの外径は、例えば、要求される完成径より直径が０．１ｍｍ程度小さくなるようにする。
【００８０】
上述したように工具側ドローバー３２を中仕上げ加工位置に移動させたら、主軸駆動モーター１９によって主軸１３を回転駆動し、ワークに対して中仕上げバイト３５ｂによる中仕上げ加工を行う。
【００８１】
中仕上げ加工が終了したら、続いて主軸１３の回転は維持しつつ、ドローバー駆動モーター２８によってドローバー駆動シャフト２３を回転駆動し、主軸側ドローバー１４を介して工具側ドローバー３２を仕上げ加工位置（本実施形態では、図２１乃至図２３に示す位置）に後退させた状態（以下、このような状態を仕上げ加工配置と呼称する）とする。
【００８２】
なお、中仕上げ加工配置から仕上げ加工配置へ工具側ドローバー３２を移動させる際、油圧スプリング４３及び皿バネ４４によって工具側ドローバー３２が主軸側へ付勢されるため、コレット３０を介して主軸側ドローバー１４に連結されている工具側ドローバー３２を主軸側ドローバー１４に確実に追従させることができる。
【００８３】
図２１及び図２３に示すように、仕上げ加工配置においては、図１８乃至図２０に示した状態に比較して更に中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、仕上げ部材用テーパー面３２ｃのそれぞれテーパー伝達ピン３９に対向する位置の径方向の幅が大きくなっている。そしてそれに伴い、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、仕上げ部材用テーパー面３２ｃに当接しているテーパー伝達ピン３９は、保持部材４０内を径方向外側に向かって更に摺動し、中仕上げバイト保持部３５ａ、仕上げバイト保持部３６ａの概ね中仕上げバイト３５ｂ、仕上げバイト３６ｂに対応する位置を更に押圧する。
【００８４】
これにより、中仕上げバイト３５ｂは更に切り欠き部３５ｃから中仕上げバイト３５ｂ側の部分の弾性変形が大きくなり、中仕上げバイト３５ｂが径方向に対してより外側へ移動した状態となる。また、仕上げバイト３６ｂについても同様に、切り欠き部３６ｃから仕上げバイト３６ｂ側の部分の弾性変形が大きくなり、仕上げバイト３６ｂが径方向に対してより外側へと移動した状態となる。
【００８５】
そしてこのとき、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂと仕上げ部材用テーパー面３２ｃとはその傾斜角の違いにより、図１８乃至図１９に示した中仕上げ加工配置の場合と異なり、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂのテーパー伝達ピン３９に対向する位置の径方向の幅が、仕上げ部材用テーパー面３２ｃのテーパー伝達ピン３９に対向する位置の径方向の幅に比較して小さくなっている。そのため、仕上げ加工配置においては仕上げバイト３６ｂが中仕上げバイト３５ｂに比較して径方向外側に突出した状態となる。
【００８６】
また、図２２に示すように、ホーニング用部材３７は、図２０に示した状態に比較してより砥石拡張プレート４１側（径方向内側）に移動し、砥石３７ｂの表面が仕上げバイト３６ｂの外径より径方向内側に位置する状態を維持する。
【００８７】
このように、仕上げ加工配置においては、仕上げバイト３６ｂの外径が中仕上げバイト３５ｂ、砥石３７ｂの外径に比較して大きくなるように工具側ドローバー３２を移動させる。例えば、仕上げバイト３６ｂの外径は完成径に設定される。
【００８８】
このようにして仕上げ加工を行ったら、ドローバー駆動モーター２８によってドローバー駆動シャフト２３を回転駆動し、主軸側ドローバー１４を介して工具側ドローバー３２を前進（例えば、中仕上げ加工位置まで）させる。これにより、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、仕上げ部材用テーパー面３２ｃのテーパー伝達ピン３９に対向する位置は径方向の幅が小さくなり、保持部材４０内でテーパー伝達ピン３９が径方向内側へ摺動すると共に、中仕上げバイト保持部３５ａ及び仕上げバイト保持部３６ａの弾性変形している部分が復元力により軸心方向に移動する。これにより図２１乃至図２３に示す状態に比較して中仕上げバイト３５ｂ、仕上げバイト３６ｂが径方向内側へ移動する。
【００８９】
（１０）機能集約仕上げ加工機１０６による検査
続いて主軸駆動モーター１９を停止して主軸１３の回転駆動を停止させた後、エアマイクロメータを用いてワーク１２４に形成された穴の径を計測する。
【００９０】
以下に、エアマイクロメータによる穴の径の計測について説明する。エアマイクロメータによる穴の径の計測を行う場合、図１３に示すＮＣ装置３からシーケンサ２９ｃへ計測指令が出力されて、シーケンサ２９ｃから制御装置２９ｂに計測指令信号が出力されると、制御装置２９ｂによってＡ／Ｄ変換機２９ａや計測エア供給源２９ｄ、エア供給接続ユニット２０の制御が開始される。油圧によってエア供給接続ユニット２０が工具２側へ移動されると、計測エア供給源２９ｄからＡ／Ｄ変換機２９ａを介して供給される計測エアが、計測エア供給路１３ｂ、計測エア供給路３１ｄを介して測定エアノズル３３の噴き出し口からそれぞれ噴出する。
【００９１】
このときにＡ／Ｄ変換機２９ａでは計測用エアの圧力（計測用エアの流量に相当）を検出し、この検出信号を制御装置２９ｂへ出力する。制御装置２９ｂでは、Ａ／Ｄ変換機２９ａから出力された圧力検出信号から計測エアの流量を求め、この計測用エアの流量と、予め記憶されている計測用エア流量と穴径の関係を表すデータに基づいて被測定物の加工穴の直径を求めるようになっている。
【００９２】
そして、エアマイクロメータによる計測が終了したら、計測結果に基づいて主軸駆動モーター１９によりドローバー駆動シャフト２３を回転駆動させ、主軸側ドローバー１４を介して工具側ドローバー３２をホーニング加工位置（本実施形態では、図１４乃至図１６に示す位置）まで前進させた状態（以下、このような状態をホーニング加工配置と呼称する）とする。
【００９３】
図１４乃至図１６に示すように、ホーニング加工配置においては、図１８乃至図２０に示した状態に比較して中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、仕上げ部材用テーパー面３２１ｃのそれぞれテーパー伝達ピン３９に対向する位置の径方向の幅が小さくなっている。そのため、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、仕上げ部材用テーパー面３２ｃに当接しているテーパー伝達ピン３９は、保持部材４０内を更に径方向内側に向かって摺動し、工具本体３１内に収まった状態となる。
【００９４】
これにより、中仕上げバイト保持部３５ａ及び仕上げバイト保持部３６ａは弾性変形が解消されてもとの形状に戻り、中仕上げバイト３５ｂ、仕上げバイト３６ｂが中仕上げ加工配置、仕上げ加工配置に比較して径方向内側へ移動した状態となる。
【００９５】
これに対し、ホーニング用部材３７は、砥石拡張プレート４１の傾斜部４１ａ，４１ｂに沿って径方向外側へ移動し、ホーニング用部材３７が径方向外側へ移動する。これにより、砥石３７ｂの外径が中仕上げバイト３５ｂ及び仕上げバイト３６ｂの外径に比較して径方向外側に突出した状態となる。
【００９６】
このように、ホーニング加工配置においては、砥石３７ｂの外径が中仕上げバイト３５ｂ、仕上げバイト３６ｂの外径に比較して大きくなるように工具側ドローバー３２を移動させる。例えば、砥石３７ｂの外径は完成径＋２０μｍ程度となるように設定される。
【００９７】
更に、本実施形態では、ホーニング加工を行う際にエアマイクロメータを用いて常時ワーク２４の穴の直径を監視し、加工の状態に応じてドローバー駆動モーター２８により工具側ドローバー３２の位置を補正しつつ、ワーク１２４の穴の直径が要求寸法になるまでホーニング加工を行うものとする。
【００９８】
エアマイクロメータによる計測によってワーク１２４の穴の直径が所定の寸法に達したら、ドローバー駆動モーター２８を用いて工具側ドローバー３２の位置を例えば図１８乃至図２０に示した中仕上げ加工位置まで後退させる。
【００９９】
ここで、ホーニング加工位置から主軸側ドローバー１４を後退させる場合には、砥石拡張プレート４１がホーニング用部材３７に対して主軸側へ移動することとなる。ホーニング用部材３７と砥石拡張プレート４１とは砥石連動用ピン４２によって連結されているため、上述したようにホーニング用部材３７が移動すると砥石連動用ピン４２が孔部３７ｅに進入し、これに伴いホーニング用部材３７が径方向内側へ引っ張られるように移動することによりホーニング用部材３７が径方向内側へ移動する。
【０１００】
このようにして砥石３７ｂの外径を縮小させたら、主軸駆動モーター１９を停止して主軸１３の回転を停止させ、機能集約仕上げ加工機１０６による加工処理を終了する。
【０１０１】
以上に説明したように、本実施形態に係る機能集約仕上げ加工機１０６によれば、バイトによるボーリング加工から砥石を用いたホーニング加工までの一連の加工工程を一台の機械で行うことができるため、作業性の向上、及び、加工にかかるコストの低減が図れる。
【０１０２】
（１１）洗浄装置１０８による完成洗浄及び真空乾燥
機能集約仕上げ加工機１０６による加工及び検査が終了すると、ワーク１２４は、第３搬送ロボット１８７より取り出されて、搬入・搬出口１６２から洗浄装置１０８内に搬入される。洗浄装置１０８においては、ワーク１２４は、搬入・搬出口１６２の内側の搬入・搬出ステーション１６６に待機しているワーク受台１６５上に乗せられる。ワーク支持装置１６３の割り出し回転による脚部１６４の移動によりワーク受台１６５は完成洗浄ステーション１６９に移動される。完成洗浄ステーション１６９においてワーク１２４は、完成洗浄用ノズル１７２からの洗浄液により洗浄される。ワーク１２４は、また、洗浄ロボット１７３に備えられた洗浄ノズルより噴出される洗浄水によっても洗浄がなされる。洗浄ロボット１７３は、ワーク１２４の所定箇所に狙いを定めて洗浄水を噴き付けることができ、加工により生じたバリも除去することができる。洗浄後、ワーク１２４に付着している洗浄水はブローにより真空引き等により噴き飛ばされ、かつ乾燥される。洗浄・乾燥後のワーク１２４は、ワーク支持装置１６３のワーク受台１６５の割り出し回転により洗浄装置１０８の搬入・搬出ステーション１６６に移動される。
【０１０３】
（１２）機能集約組立装置１０７による埋め栓の組み付け
第３搬送ロボット１８７により、洗浄装置１０８の搬入・搬出ステーション１６６に位置するワーク受台１２５上のワーク１２４は把持されて洗浄装置１０８外に取り出され、第３搬送ロボット１８７側に待機している第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上に移され、第２台車１８４は、第３搬送ロボット１８７、第２搬送ロボット１８６により、第２レール１８３の第２搬送ロボット１８６側に移動される。第２搬送ロボット１８６側に来た第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上のワーク１２４は、第２搬送ロボット１８６により把持されて、機能集約組立装置１０７の搬入・搬出口１４２より部屋１４１内のワーク載置台１４３に置かれる。この後、ワーク１２４は、ワーク移動用ロボット１５２により作業ヘッド１４４の下方に移動され、プラグ圧入治具１４６などにより埋め栓１２７がワーク１２４の所定の箇所にそれぞれ圧入により組み付けられる。なお、埋め栓１２７は、前述のようにパーツトレー１２８により予めパーツトレー置き場１５０に供給されている。
【０１０４】
（１３）機能集約組立装置１０７によるリークテスト
埋め栓１２７が組み付けられたワーク１２４は、完成リーク治具１４９を用いて漏れがないかどうか検査される。
【０１０５】
（１４）完成品の搬出
機能集約組立装置１０７にてリークテストが終了したワーク１２４は、完成品として搬出される。完成品であるワーク１２４を搬出するには、先ず、リークテストが終了したワーク１２４を、ワーク移動用ロボット１５２によりワーク載置台１４３における搬入・搬出口１４２近くに移動する。第２搬送ロボット１８６のグリッパ１８８が搬入・搬出口１４２から入り込んでワーク１２４を掴み、第２搬送ロボット１８６側に移動されている第１台車１８２のワーク受台１８２ａに乗せる。第１台車１８２は、第２搬送ロボット１８６に押され、次いで第１搬送ロボット１８５により引っ張られて第１レール１８１の第１搬送ロボット１８５側に移動される。この後、第１台車１８２のワーク受台１８２ａ上のワーク１２４は、第１搬送ロボット１８５により掴まれ、搬出レーン１１１に移される。搬出レーン１１１上を移動されてワーク１２４は搬出される。
【０１０６】
以上説明したように、この実施の形態１に係る加工ラインモジュール１０１によれば、機械加工だけでなく検査の機能も備えた機能集約仕上げ加工機１０６を備え、更に、今までにない、ロボット１８５、１８６、１８７と台車１８２、１８４とからなる搬送装置１０９を採用することにより、ワーク１２４の投入から加工、検査、部品の組み付け等の一連の作業が行えるコンパクトな設備が実現できる。また、この加工ラインモジュール１０１を組み合わせることにより、生産量のニーズの増減に容易に対応することができる。
【０１０７】
実施の形態２
図２４は、実施の形態２に係る加工ラインモジュール２０１の概略図である。
この加工ラインモジュール２０１は、加工機に自動パレット交換装置（ＡＰＣ）を備えて加工機の数を更に減らしたものである。第１機能集約加工機２０２と、第２機能集約加工機２０３としての機能集約仕上げ加工機を有している。レイアウトは異なるがパーツ貯蔵・供給部１０２、機能集約組立装置１０７、洗浄装置１０８を備える点については図１に示した加工ラインモジュール１０１と同じである。加工機の数が少なくなったことから、ワークを運搬する搬送装置２０４の構成は、図１に示した加工ラインモジュール１０１における搬送装置１０９とは違ったものとなっている。搬送装置２０４は、一つのレール２０５、それに沿って移動する一つの台車２０６、レール２０５の両端にそれぞれ設けられた７軸の搬送ロボット２０７、２０８とからなる。
【０１０８】
この実施の形態２に係る加工ラインモジュール２０１は、自動パレット交換装置による自動での治具の交換、加工機に備えられた自動工具交換装置（ＡＴＣ）による自動での工具の交換、７軸ロボットの使用等により更にフレキシビリティを有する。
【０１０９】
なお、実施の形態１及び２においては、加工機をいずれも機能集約加工機としたが、専用機と機能集約加工機との組み合わせであってもよい。また、非加工設備として洗浄装置と機能集約組立装置を備えているが、必要に応じどちらか一つとされることもある。要は、要求される、切削、研削などの機械加工、組立などの非加工作業、及びそれらの搬送の一連の作業が、一つのラインモジュールで完了するように加工機、非加工設備、搬送装置を組み合わせるのである。
【０１１０】
実施の形態３
図２５は、実施の形態３に係る加工設備の平面概略図である。
この加工設備３０１は、図１に示した加工ラインモジュール１０１と同様の構成の４つの加工ラインモジュール３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄを組み合わせたものである。パーツ貯蔵・供給部３０３、３０４は、隣り合う加工ラインモジュール３０２ａと３０２ｂ、３０２ｃと３０２ｄとで共用することができる。パーツ貯蔵・供給部３０３、３０４の構成は、図１に示したパーツ貯蔵・供給部１０２と同じである。なお、図２５において、図１に示した機器と同じものには同じ符号を付して示してある。
【０１１１】
この実施の形態３に示すように、ワークの一連の加工に必要な機能を備えた加工機、装置、設備の組み合わせである加工ラインモジュール１０１を増設することにより、生産数の増大の要求に応えることができる。各加工ラインモジュール３０２ａ−３０２ｄにより、所定の加工開始から所定の加工終了までの一連の作業が行えるので、生産量の調整が容易となり、また、一部の加工ラインモジュールに不具合があった場合でも生産が完全に停止することはない。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る加工ラインモジュールの概略平面図である。
【図２Ａ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける第１機能集約加工機による加工例の斜視図である。
【図２Ｂ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける第１機能集約加工機による加工例の斜視図である。
【図２Ｃ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける第２機能集約加工機による加工例の斜視図である。
【図２Ｄ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける第２機能集約加工機による加工例の斜視図である。
【図２Ｅ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける第３機能集約加工機による加工例の斜視図である。
【図２Ｆ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける第３機能集約加工機による加工例の斜視図である。
【図２Ｇ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける機能集約仕上げ加工機による加工例の斜視図である。
【図２Ｈ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける機能集約仕上げ加工機による加工例の斜視図である。
【図３】パーツトレーの斜視図である。
【図４】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける機能集約組立装置の概略斜視図である。
【図５】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける機能集約組立装置の概略平面図である。
【図６】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける洗浄装置の概略斜視図である。
【図７】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける洗浄装置の概略平面図である。本発明の図である。
【図８】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける搬送装置の一部を示す部分平面図である。
【図９】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける搬送装置の斜視図である。
【図１０】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける搬送装置の斜視図である。
【図１１】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける機能集約仕上げ加工機の主軸装置全体の構造を示す部分断面図である。
【図１２】図１１に示した主軸装置の主軸を示す構造断面図である。
【図１３】図１２の要部拡大図である。
【図１４】主軸装置に装着される工具の一例を示す断面図である。
【図１５】図１４に示す工具の他の断面図である。
【図１６】図１４のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図１７】図１４のＢ−Ｂ断面図である。
【図１８】図１４に示す工具においてドローバーを後退させた状態を示す断面図である。
【図１９】図１８に示す工具の他の断面図である。
【図２０】図１６に示す工具においてドローバーを後退させた状態を示す断面図である。
【図２１】図１８に示す工具においてドローバーを更に後退させた状態を示す断面図である。
【図２２】図２１に示す工具の他の断面図である。
【図２３】図２０に示す工具においてドローバーを更に後退させた状態を示す断面図である。
【図２４】実施の形態２に係る加工ラインモジュールの概略平面図である。
【図２５】実施の形態３に係る加工設備の概略平面図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１ 機能集約仕上げ加工機の主軸装置、１３ 主軸、１４ 主軸側ドローバー、１５ 工具ホルダ、３１ 工具本体、３２ 工具側ドローバー、３３ 測定エアノズル、３５ｂ 中仕上げバイト、３６ｂ 仕上げバイト、３７ ホーニング用部材、３７ｂ 砥石、１０１ 加工ラインモジュール、１０２ パーツ貯蔵・供給部、１０３ 第１機能集約加工機、１０４ 第２機能集約加工機、１０５ 第３機能集約加工機、１０６ 機能集約仕上げ加工機、１０７ 機能集約組立装置、１０８ 洗浄装置、１０９ 搬送装置、１１０ 投入レーン、１１１ 搬出レーン、１２１ パーツ貯蔵棚、１２２ パーツ供給棚、１２３ パーツ供給ロボット、１２４ ワーク（シリンダブロック）、１２６ ベアリングキャップ、１２７ 埋め栓、１２８ パーツトレー、１２９，１３１，１３３，１３５ ワーク取付台、１４４ 作業ヘッド、１４６ プラグ圧入治具、１４７ 中間リーク治具、１４８ キャップ締め付け治具、１４９ 完成リーク治具、１５０ パーツトレー置き場、１５１ パーツ移動用ロボット、１５２ ワーク移動用ロボット、１６２ 搬入・搬出口、１６３ ワーク支持装置、１６４ 脚部、１６５ ワーク受台、１６６ 搬入・搬出ステーション、１６７ 第１中間洗浄ステーション、１６８ 第２中間洗浄ステーション、１６９ 完成洗浄ステーション、１７３ 洗浄ロボット、１８１ 第１レール、１８２ 第１台車、１８２ａ ワーク受台、１８２ｂ，１８２ｃ アーム部、１８３ 第２レール、１８４ 第２台車、１８４ａ ワーク受台、１８４ｂ，１８４ｃ アーム部、１８５ 第１搬送ロボット、１８６ 第２搬送ロボット、１８７ 第３搬送ロボット、１８８ グリッパ、２０１ 加工ラインモジュール、３０１ 加工設備。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに対し一連の加工等を行う加工ラインモジュール及び加工設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、機械加工品の加工ラインは、それぞれの加工工程に特化した加工設備や非加工設備の一連の組み合わせで構成されている(特許文献１)。例えば、ワークに対しそれぞれの機械加工を行う多数の加工機（工作機械）と、ワークの洗浄、乾燥、部品の組み付けなどのワークに対する非加工作業を行う多数の装置とを並べて配置した構成となっている。このような加工ラインで生産能力を増大するには、一連のすべての設備(機械及び装置)を増やす必要があり、増産投資も大幅に増加する。一連のすべての設備を増やすので、増産量が予想通りとならない場合には過剰設備、過剰投資となってしまう。
【０００３】
近年、あらゆる生産分野において生産要求量とライン能力が常に均等でかつ量変動に比例してライン増減が可能となるようなニーズが増してきているが、機械加工ラインではそれがなかなか達成できない。その主な原因は、上記加工ラインは、所詮工程特化(粗加工、仕上げ加工、組み付け、洗浄、リークテスト、計測、研削など)の機能でしかなく、これらを効率的に機能させる複合化させた設備や、これらをコンパクトにラインとして構成するための搬送手段などが未開発であることによる。
【０００４】
【特許文献１】特公平1-16620号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述のような技術的状況に鑑み、複数の機能を備えた加工機を開発し、更に今までにない搬送手段を採用することにより、生産量のニーズの増減に容易に対応できるようにする目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する第１の発明に係る加工ラインモジュールの構成は、ワークに対し機械加工を行う複数の加工機と、ワークに対し機械加工以外の作業を行う非加工設備との組み合わせからなり、前記複数の加工機のうちの少なくとも一つの加工機はワークに対する機械加工機能だけでなくワークに対する計測機能も備える機能集約加工機であり、更に前記加工機間、前記加工機と前記非加工設備との間でワークの搬送を行う、ロボットを用いた搬送装置を備え、ワークに対する一連の作業が行えるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
上記課題を解決する第２の発明に係る加工ラインモジュールの構成は、第１の発明に係る加工ラインモジュールにおける前記機能集約加工機が、仕上げ加工機能と計測機能とを備えるものであることを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決する第３の発明に係る加工ラインモジュールの構成は、第１の発明に係る加工ラインモジュールにおける前記非加工設備が、ワークに対する部品の組み付けを行う組立装置及びワークの洗浄を行う洗浄装置の少なくともいずれか一方であることを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する第４の発明に係る加工ラインモジュールの構成は、第１の発明に係る加工ラインモジュールにおいて、前記搬送装置が、前記加工機及び前記非加工設備に沿って設けられたレールと、このレール上に配され、ワークを搭載可能な台車と、前記加工機と前記非加工設備との間に配置され、前記台車を前記レールに沿って移動させ、かつ前記台車と前記加工機又は前記非加工設備との間、前記加工機間、前記加工機と前記非加工設備との間でワークを搬送する７軸ロボットとからなるものであることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第５の発明に係る加工設備は、第１乃至第４の発明に係る加工ラインモジュールのいずれかを複数組み合わせてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記第１の発明に係る加工ラインモジュールによれば、加工ラインモジュールが、ワークに対する一連の作業が行える最小単位となっており、加工ラインモジュールのみで、ワークに対し機械加工、組み付けなどの所望の一連の作業を行うことができる。そして、生産量の増加の要求に対しては、当該加工ラインモジュールを追加することにより対応することができる。
【００１２】
上記第２の発明に係る加工ラインモジュールによれば、機能集約加工機が、仕上げ加工機能と計測機能とを備えるものであるので、ワークに対する一連の加工として仕上げ加工、加工後の計測を行うことができる。
【００１３】
上記第３の発明に係る加工ラインモジュールによれば、非加工設備が、ワークに対する部品の組み付けを行う組立装置及びワークの洗浄を行う洗浄装置の少なくともいずれか一方であるので、ワークに対する一連の加工として、ワークに対する部品の取付け、洗浄などを行うことができる。
【００１４】
上記第４の発明に係る加工ラインモジュールによれば、搬送装置が、前記加工機及び前記非加工設備に沿って設けられたレールと、このレール上に配され、ワークを搭載可能な台車と、前記加工機と前記非加工設備との間に配置され、前記台車を前記レールに沿って移動させ、かつ前記台車と前記加工機又は前記非加工設備との間、前記加工機間、前記加工機と前記非加工設備との間でワークを搬送する７軸ロボットとからなるものとしたので、台車を駆動装置を有するものとする必要がなく、又ロボットを走行可能なものとする必要がなく、加工ラインモジュールの簡素化、低コスト化が図れる。
【００１５】
上記第５の発明に係る加工設備によれば、上記第１乃至第４の発明の加工ラインモジュールのいずれかを複数組み合わせてなるので、生産量の増大、減少に容易に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
実施の形態１
以下、図面を用いて本件発明の実施の形態１について説明する。
図１は実施の形態１に係る加工ラインモジュールの概略平面図であり、図２Ａ−図２Ｈはワークに対する加工例及び加工手順を示す斜視図、図３はパーツとトレーを示す斜視図、図４は機能集約組立装置の概略斜視図、図５はその概略平面図、図６は洗浄装置の概略斜視図、図７はその概略平面図、図８は加工ラインモジュールにおける搬送装置の一部を示す部分平面図、図９、１０は搬送装置を示す斜視図、図１１−図２２は機能集約仕上げ加工機の各部を示す断面図である。
【００１７】
図１に示すように、加工ラインモジュール１０１は、ワークに対し必要な部品を貯蔵し、かつ供給するパーツ貯蔵・供給部１０２と、パーツ貯蔵・供給部１０２に隣接しかつ対をなす如く設けられ、ワークに対しそれぞれ複数の加工を行う加工機（工作機械）としての第１機能集約加工機１０３及び第２機能集約加工機１０４と、第２機能集約加工機１０４に並べて設けられ、ワークに対し複数の加工を行う加工機としての第３機能集約加工機１０５と、この第３機能集約加工機１０５と対をなす如く並べて設けられ、ワークに対し仕上げ加工及び計測を行い得る機能集約仕上げ加工機１０６と、第１及び第２機能集約加工機１０３、１０４に対向しかつ第１及び第２機能集約加工機１０３、１０４に対して間隔をあけて設けられた機能集約組立装置１０７と、第３機能集約加工機１０５と機能集約仕上げ加工機１０６に対向しかつ第３機能集約加工機１０５及び機能集約仕上げ加工機１０６に対して間隔をあけて設けられた洗浄装置１０８と、各加工機１０３−１０６、機能集約組立装置１０７及び洗浄装置１０８にワークを搬送する搬送装置１０９とを備える。機能集約組立装置１０７の前記洗浄装置１０８と反対側の隣には、ワークを搬入するための素材投入レーン１１０と、加工及び組立終了後の完成品を搬出する完成品投入レーン１１１が設けられている。これらのレーン１１０、１１１は例えばローラコンベアなどで構成される。素材投入レーン１１０の投入端側の側方には、作業者による各種作業のための作業台１１２が設けられている。搬送装置１０９は、素材投入レーン１１０から供給されるワークを各加工機１０３−１０６、機能集約組立装置１０７、洗浄装置１０８に運ぶものであり、その詳細については後述する。
【００１８】
パーツ貯蔵・供給部１０２は、パーツ貯蔵棚１２１と、パーツ貯蔵棚１２１と間隔をあけて設けられたパーツ供給棚１２２と、パーツ貯蔵棚１２１とパーツ供給棚１２２との間に設けられたパーツ供給ロボット１２３とからなる。パーツ貯蔵棚１２１には当該加工ラインモジュール１０１でのワークに対する作業に必要なパーツが貯蔵される。パーツ貯蔵棚１２１から、必要なパーツがパーツ供給ロボット１２３により取り出され、パーツ供給棚１２２にあるパーツトレーに供給される。パーツ供給ロボット１２３は、カメラを有し、独自にパーツを認識してパーツを取り出し、トレーに移すことができるようになっている。図３には、図２Ａ−図２Ｈに示したワーク１２４（シリンダブロック）に必要なパーツである、ボルト１２５付きのベアリングキャップ１２６、及び埋め栓１２７を、パーツトレー１２８に配した様子を示す。パーツトレー１２８は、前述の搬送装置１０９により、機能集約組立装置１０７など所定の箇所に運ばれる。
【００１９】
第１機能集約加工機１０３は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、ワーク１２４の両端面１２４ａ、１２４ｂを加工するものである。これらの面１２４ａ、１２４ｂが、後の加工でワーク１２４をセッティングする際の基準面となる。なお、ワーク１２４は、第１機能集約加工機１０３のテーブルに設けられているワーク取付台１２９に取付具１３０により反転した状態で固定され、水平面内で回転されることによりその両端面１２４ａ、１２４ｂが加工される。第２機能集約加工機１０４も第１機能集約加工機１０３と同様の加工機であるが、図２Ｃ、図２Ｄに示すように、ワーク取付台１３１に、ワーク１２４は立てた状態で取付具１３２により固定され、水平面内で回転されることによりシリンダブロックの上面及び下面である二面１２４ｃ、１２４ｄが加工される。
【００２０】
第３機能集約加工機１０５も機能集約加工機で、図２Ｅ、図２Ｆに示すように、ワーク１２４は、ワーク取付台１３３に、図２Ａ、図２Ｂで示した状態とは１８０度反転した状態で、取付具１３４により固定される。この第３機能集約加工機１０５では、ワーク１２４の両側面にある凸部１２４ｅなどに、エアコンなどの補器を取り付けるためのボス加工、ねじ加工などがなされる。
【００２１】
機能集約仕上げ加工機１０７は、前述の如く仕上げ加工と計測を行う機能集約加工機であり、ワーク１２４は、図２Ｇ、図２Ｈに示すように、ワーク取付台１３５上に設けられた取付治具１３６に横向き状態で取付具１３７により固定される。そして、ワーク１２４の上面１２４ｃ及び両端面１２４ａ、１２４ｂが仕上げ加工されると共に、シリンダブロックのボア１２４ｆの仕上げ加工がなされる。更に、ボア１２４ｆの内径の計測が当該機能集約仕上げ加工機１０６により計測される。この機能集約仕上げ加工機１０６の詳細については後述する。
【００２２】
機能集約組立装置１０７は、区画された直方状の部屋１４１として構成されている。部屋１４１の加工機１０３、１０４側の壁１４１ａには、搬入・搬出口１４２が設けられている。部屋１４１内には、この搬入・搬出口１４２につなげてワーク載置台１４３が設けられており、ワーク載置台１４３に対し、３軸を有する作業ヘッド１４４が設けられている。作業ヘッド１４４の側方には、各作業用ヘッドを仮置きする作業ヘッド置き台１４５が設けられている。ワーク載置台１４３の端部には、ワークに対し種々の作業を行うための治具が位置交換可能に設けられている。治具としては、プラグ圧入治具１４６、中間リーク治具１４７、キャップ締め付け治具１４８、完成リーク治具１４９が備えられている。ワーク載置台１４３の側方において前記搬入・搬出口１４２の近くにはパーツトレー置き場１５０が設けられている。ワーク載置台１４３のパーツトレー置き場１５０が設けられている側には、パーツ移動用ロボット１５１が設けられている。ワーク載置台１４３のパーツ移動用ロボット１５１が設けられている側と反対側には、ワーク移動用ロボット１５２が設けられている。
【００２３】
ワーク１２４は、搬送装置１０９により、搬入・搬出口１４２を通してワーク載置台１４３に搬入される。ワーク載置台１４３上に搬入されたワーク１２４は、ワーク移動用ロボット１５２により作業ヘッド１４４に移動され、種々の作業がなされる。一方、図３に示したパーツトレー１２８も搬送装置１０９により、搬入・搬出口１４２からワーク載置台１４３に搬入される。搬入されたパーツトレー１２８は、パーツ移動用ロボット１５１によりパーツトレー置き場１５０に移される。パーツトレー１２８のパーツは、パーツ移動用ロボット１５１により、必要に応じ作業ヘッド１４４下のワークに供給される。
【００２４】
洗浄装置１０８は、中間洗浄機能と完成洗浄機能とを備えた機能集約型の洗浄装置である。洗浄装置１０８は区画された部屋１６１として構成されている。部屋１６１の加工機１０５、１０６側の壁１６１ａには、搬入・搬出口１６２が設けられている。部屋１６１の中央部には割り出し機構付きのワーク支持装置１６３が設けられている。ワーク支持装置１６３は、９０度間隔で配置された４つの脚部１６４を有し、各脚部１６４には、それぞれワーク受台１６５が設けられている。
【００２５】
部屋１６１内においては、搬入・搬出口１６２のすぐ内側がワークの搬入・搬出ステーション１６６となっており、更に９０度間隔で、第１中間洗浄ステーション１６７、第２中間洗浄ステーション１６８、完成洗浄ステーション１６９が設定されている。各洗浄ステーション１６7、１６８、１６９には、洗浄装置が設置されている。図６では、洗浄装置として、第１中間洗浄ステーション１６７に設けられている中間洗浄用ノズル１７０、１７１及び完成洗浄ステーション１６９に設けられている完成洗浄用ノズル１７２が現れている。ワーク支持装置１６３の中央部の上には洗浄ロボット１７３が設置されている。洗浄ロボット１７３は多自由度のロボットであり、ワーク１２４に生じたバリを除去するバリ取り、局部的に洗浄を行う狙い撃ち洗浄などの機能を備える。中間洗浄ステーションが二つ（第１中間洗浄ステーション１６７と第２中間洗浄ステーション１６８）備えられているのは、必要に応じ使い分け等するためである。洗浄に使われた洗浄液は再生されて再度使われる。そのため、洗浄装置１０８の外側には、洗浄液を回収して再生させる浄化設備１７４が設けられている。
【００２６】
次に、搬送装置１０９について説明する。
この搬送装置１０９はロボットと台車を使った搬送装置である。ワークの移動をロボットだけで行おうとすると、各ロボットの届く範囲を大きくする、ロボットの台数を増やす、ロボットを駆動走行できるようにすることになる。いずれにしても設備の大型化やコストアップを招くことになる。この搬送装置１０９では、ロボットと台車との組み合わせにより、広範囲でのワークの搬送が可能で、しかもコンパクトでコストアップを招くことのない搬送装置を実現している。
【００２７】
図１に示すように、ワークの搬入搬出を行う素材投入レーン１１０と完成品投入レーン１１１の端部近傍から第１機能集約加工機１０３と機能集約組立装置１０７との間にかけて第１レール１８１が敷かれ、この第１レール１８１に沿って移動可能に第１台車１８２が設けられている。第１台車１８２は、ワークを乗せるワーク受台１８２ａと、ワーク受台１８２ａの両側(第１台車１８２の移動方向両側)に張り出した設けられた牽引用のアーム部１８２ｂ、１８２ｃを備えている。第２機能集約加工機１０４と機能集約組立装置１０７との間から第３機能集約加工機１０５と洗浄装置１０８との間にかけて第２レール１８３が敷かれており、この第２レール１８３に沿って移動可能に第２台車１８４が設けられている。第２台車１８４は、図８−図１０に詳細に現れているように、ワーク受台１８４ａを有し、その両側(第２台車１８４の移動方向両側)に牽引用のアーム部１８４ｂ、１８４ｃが張り出して設けられている。なお、前述の第１台車１８２も第２台車１８４と同様の構造となっている。
【００２８】
第１レール１８１の素材投入レーン１１０側の側方に第１搬送ロボット１８５が設置され、第１レール１８１と第２レール１８３との間に第２搬送ロボット１８６が設置され、第２レール１８３の第２搬送ロボット１８６が設置されている側とは反対側の側方に第３搬送ロボット１８７が設置されている。これらの搬送ロボット１８５、１８６、１８７はキャリアレス、つまり走行装置は備えていず、床面上を移動できるようにはなっていない固定型のロボットである。搬送ロボット１８５、１８６、１８７は、いずれも７軸以上の多関節ロボットであり、先端には、指１８８ａが開閉してワークなどを把持及び解放可能なグリッパ１８８が備えられている。
【００２９】
第２搬送ロボット１８６は、第１レール１８１の延長上で、第１機能集約加工機１０３と第２機能集約加工機１０４との間に設置されており、第１機能集約加工機１０３、第２機能集約加工機１０４には正対していない。同様に、第３搬送ロボット１８７も第３機能集約加工機１０５、機能集約仕上げ加工機１０６には正対していない。しかし、第２搬送ロボット１８６、第３搬送ロボット１８７は７軸以上の多関節ロボットであるので、ひねりの動作ができ、第２搬送ロボット１８６は第１機能集約加工機１０３、第２機能集約加工機１０４に、第３搬送ロボット１８７は第３機能集約加工機１０５、機能集約仕上げ加工機１０６にそれぞれアクセスできる。図８には、第３搬送ロボット１８７がひねり動作によりそのグリップ１８８が機能集仕上げ約加工機１０６に接近している様子を示す。
【００３０】
第１搬送ロボット１８５は、パーツ供給棚１２２上にあるパーツトレー１２８を第１台車１８２のワーク受台１８２ａに移し、素材投入レーン１１０の端部からワーク１２４を第１台車１８２のワーク受台１８２ａに移し、第１台車１８２のワーク受台１８２ａ上のワーク１２４を完成品投入レーン１１１に移す作業をなす。
【００３１】
第２搬送ロボット１８６は、第１台車１８２のワーク受台１８２ａ上のパーツトレー１２８を機能集約組立装置１０７の搬入・搬出口１４２から部屋１４１内におけるワーク載置台１４３上に移し、第１台車１８２のワーク受台１８２ａと第１、第２機能集約加工機１０３、１０４及び機能集約組立装置１０７との間、第１機能集約加工機１０３、第２機能集約加工機１０４、機能集約組立装置１０７それぞれの間でワーク１２４の搬送を行う。第２搬送ロボット１８６は、更に第２台車１８４のワーク受台１８４ａとの間でのワークの受け渡しも行う。
【００３２】
第３搬送ロボット１８７は、第２台車１８４のワーク受台１８４ａと第３機能集約加工機１０５、機能集約仕上げ加工機１０６及び洗浄装置１０８との間、第３機能集約加工機１０５、機能集約仕上げ加工機１０６、洗浄装置１０８それぞれの間でワークの搬送を行う。
【００３３】
第３搬送ロボット１８７による第２台車１８４の移動例を図９、図１０に示す。第２レール１８３上に第２台車１８４が位置し、第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上にはワーク１２４が乗せられている。図９において、第２台車１８４のワーク受台１８４ａは、第３搬送ロボット１８７の可動範囲Ｄ外にある。図８においても、第２台車１８４のワーク受台１８４ａは、第２搬送ロボット１８６の可動範囲Ｄの外にある。
【００３４】
図９に示すように、第３搬送ロボット１８７の先端のグリッパ１８８は、その可動範囲Ｄの外側にある第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上のワーク１２４には届かないが、第２台車１８４の牽引用アーム１８４ｃには届く。第３搬送ロボット１８７のグリッパ１８８を第２台車１８４の牽引用アーム１８４ｃに引っ掛け、第３搬送ロボット１８７の動きにより第２台車１８４を第２レール１８３に沿って牽引し、第２台車１８４を第３搬送ロボット１８７側に引き寄せる。第２台車１８４が第３搬送ロボット１８７近くに引き寄せられた状態を図１０に示す。第２台車１８４が近くに来たことにより、第３搬送ロボット１８７は、そのグリッパ１８８によりワーク１２４を把持することができるようになる。
【００３５】
次に機能集約仕上げ加工機１０６について説明する。
機能集約仕上げ加工機６は、ワーク１２４に対しシリンダボアの内面の仕上げ加工とその内面の計測をも行うことができる。図１１は機能集約仕上げ加工機１０６における主軸装置を示す部分断面図、図１２は図１１の要部拡大図、図１３は図１２の要部拡大図、図１４は主軸装置に装着される工具を示す断面図、図１５は主軸装置に装着される工具の他の断面図、図１６は図１４のＡ−Ａ矢視断面図、図１７は図１４のＢ−Ｂ矢視断面図、図１８乃至図２０はそれぞれ図１４，１５，１６に示す工具の他の状態を示す断面図、図２１乃至図２３はそれぞれ図１４，１５，１６に示す工具の更に他の状態を示す断面図である。
【００３６】
図１１及び図１２に示すように、機能集約仕上げ加工機１０６における主軸装置１は、ハウジング１１にベアリング１２を介して回動自在に収納支持される主軸１３と、主軸１３の軸線上に形成された軸孔１３ａに前後進可能に挿通される主軸側駆動軸としての主軸側ドローバー１４とを備えている。
【００３７】
主軸１３には、先端部に工具ホルダー１５を引き込み、この工具ホルダー１５を主軸１３と一体回転可能にするクランプ機構１６が設けられると共に、その周壁に軸方向に沿って貫通する二つの計測エア供給路１３ｂが軸心を挟んで対向するように穿設されている。この主軸１３は、主軸側伝達ギヤ１７及び主軸駆動モーター側伝達ギヤ１８を介して、第一の駆動手段としての主軸駆動モーター１９によって回転駆動される。
【００３８】
計測エア供給路１３ｂは先端側（工具側の端部）の開口部が工具２に形成された後述する計測エア供給路３１ｄに対向配置され、また、基端側（工具側とは反対の端部）の開口部が、計測エア供給路１３ｂに計測エアを供給するエアマイクロメータのエア供給接続ユニット２０に対向配置されている。
【００３９】
エア供給接続ユニット２０は油圧により軸方向に前後進可能に構成されており、工具側に移動すると計測エア通路２０ａの先端に設けられたボールチェックバルブ２０ｂのボール２０ｃが主軸１３側に当接して押圧され、計測エア通路２０ａが解放される。これによりエア供給部２１から噴射される計測エアを計測エア供給路１３ｂに供給することができるようになっている。なお、図１１乃至図１３に示す例では、一つの計測エア供給部２１が図中下方の計測エア供給路１３ｂに計測エアを供給し、他の計測エア供給部２１が図中上方の計測エア供給路１３ｂに計測エアを供給するように構成されている。
【００４０】
また、主軸側ドローバー１４はその先端部のクランプ機構１６で工具ホルダー１５の端面の小径部１５ａを引き込むことにより、工具ホルダー１５を主軸１３と一体にクランプするようになっており、その軸線上に工具２側にクーラントを供給するためのクーラント供給路１４ａを有すると共に、その基端部にはクーラントを供給する図示しないホースが接続されるトータルジョイント２４が装着されている。この主軸側ドローバー１４の基端側はベアリング２２を介してドローバー駆動シャフト２３に支持されている。
【００４１】
ドローバー駆動シャフト２３は、その周面にネジ部２３ａが形成されて、ハウジング１１側に固定されたナット２５に螺合するように構成される一方、ドローバー駆動シャフト側伝達ギヤ２６、ドローバー駆動モーター側伝達ギヤ２７を介してドローバー駆動モーター２８により回転駆動されるように構成されている。
【００４２】
即ち、ドローバー駆動シャフト２３はドローバー駆動モーター２８によって回転駆動されると、ネジ部２３ａがナット２５に螺合していることにより軸方向に移動する。このとき、ドローバー駆動シャフト２３はベアリング２２を介して主軸側ドローバー１４を支持しているため、主軸側ドローバー１４にはドローバー駆動シャフト２３の回転は伝達されず、軸方向の運動のみが伝達される。
【００４３】
つまり、ドローバー駆動モーター２８によりドローバー駆動シャフト２３が回転駆動すると、主軸側ドローバー１４はドローバー駆動シャフト２３とは回転を切り離された状態で軸方向の移動のみを行う。このようにして主軸側ドローバー１４を軸方向に移動させることにより、主軸側ドローバー１４の前後進により開閉動作を行うコレット３０を介して主軸側ドローバー１４に着脱可能に連結された後述する工具側ドローバー３２を軸方向へ駆動させることができる。
【００４４】
上述した主軸装置に対し、図１４乃至図１７に示すように、本実施形態に係る主軸装置に装着される工具２は、ボーリング加工とホーニング加工とを兼用可能に構成されたボーリング加工及びホーニング加工兼用可変径工具であり、主に、工具本体３１と、工具本体３１の軸線上にある軸孔３１ａに軸方向に沿って前後進可能に支持される工具側ドローバー３２と、工具本体３１に設けられた後述する複数の刃部及び砥石とから構成されている。
【００４５】
工具本体３１は、その周壁３１ｂにクーラントの流路となるクーラント供給路３１ｃ、及び、軸心を挟んで対向するように形成され、エアマイクロメータから計測エアが供給される二つの計測エア供給路３１ｄを備えている。クーラント供給路３１ｃは主軸側の端部が工具本体３１の軸孔３１ａの表面に開口し他端側が工具本体３１の先端側に向かって延びている。また、計測エア供給路３１ｄは主軸側の開口部が主軸１３に形成された計測エア供給路１３ｂに対向するように配置され、工具先端側の開口部が工具本体３１の周壁３１ｂに設けられた測定エアノズル３３に連通されている。更に、工具本体３１は工具側ドローバー３２を工具本体３１に対して前後進可能に且つ一体に回転させるための回り止め機構３４を備えている。
【００４６】
そして、この工具本体３１には、上述した刃部である第一の加工部材としての三つの中仕上げ用部材３５及び一つの仕上げ用部材３６と、第二の加工部材としての四つのホーニング用部材３７が径方向に移動可能な状態で取り付けられている。
【００４７】
これら中仕上げ用部材３５、仕上げ用部材３６及びホーニング用部材３７は、図１６及び図１７に示すように中仕上げ用部材３５及び仕上げ用部材３６の四つの部材が周方向に等間隔に配置されると共に、これらの部材の間にそれぞれホーニング用部材３７が等間隔に配置された状態となっている。
【００４８】
また、工具側ドローバー３２はその軸線上に、上述した工具本体３１のクーラント供給路３１ｃへクーラントを供給するクーラント供給路３２ａを備えている。クーラント供給路３２ａはその先端側の開口部が主軸側ドローバー１４のクーラント供給路１４ａの開口部に連通する一方、工具先端側の開口部が工具本体３１のクーラント供給路３１ｃの軸孔３１ａ側の開口部に対向している。これにより、主軸装置１側から供給されるクーラントを加工部まで供給するように構成されている。
【００４９】
図１４に示すように、中仕上げ用部材３５は軸方向に延びる柱状の中仕上げバイト保持部３５ａと、該中仕上げバイト保持部３５ａに固定される中仕上げバイト３５ｂとから構成されている。中仕上げバイト保持部３５ａはその基端側（図１４では右側）がネジ３８（図１６参照）によって工具本体３１に固定される一方、その工具本体３１に対向する面のネジ３８より工具先端側に、軸方向に直交する方向に沿って形成された切り欠き部３５ｃを有している。そして、中仕上げバイト保持部３５ａの切り欠き部３５ｃより工具先端側の径方向外方に中仕上げバイト３５ｂが取り付けられている。
【００５０】
同様に、仕上げ用部材３６は軸方向に延びる柱状の仕上げバイト保持部３６ａと、該仕上げバイト保持部３６ａに固定される仕上げバイト３６ｂとから構成されている。仕上げバイト保持部３６ａはその基端側（図１４では右側）がネジ３８によって工具本体３１に固定される一方、その工具本体３１に対向する面のネジ３８より工具先端側に、軸方向に直交する方向に沿って形成された切り欠き部３６ｃを有し、仕上げバイト保持部３６ａの切り欠き部３６ｃより先端側の径方向外方に仕上げバイト３６ｂが取り付けられている。
【００５１】
そして、工具側ドローバー３２の外周面にあって中仕上げ用部材３５に対向する部分、及び、工具側ドローバー３２の外周面にあって仕上げ用部材３６に対向する部分には、それぞれ傾斜部（以下、それぞれ中仕上げ用テーパー面、仕上げ用テーパー面と呼称する）３２ｂ，３２ｃが設けられている。
【００５２】
本実施形態において、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂは主軸側から工具先端側に向かうに従って軸心からの距離が漸増するように傾斜している（例えば、傾斜角２度）。また、仕上げ部材用テーパー面３２ｃは主軸側からほぼ主軸側ドローバー１４の工具本体３１に対する可動範囲で工具先端に向かうに従って軸心からの距離が漸増するように傾斜し（例えば、傾斜角３度）、それより工具先端側においては工具先端側に向かって軸心からの距離が漸減するように傾斜している。即ち、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂに比較して仕上げ部材用テーパー面３２ｃの傾斜角度が大きくなるように構成されている。
【００５３】
そして、中仕上げバイト保持部３５ａと中仕上げ部材用テーパー面３２ｂとの間、及び、仕上げバイト保持部３６ａと仕上げ部材用テーパー面３２ｃとの間には、それぞれ径方向に貫通するように設けられた第一の伝達手段としてのテーパー伝達ピン３９が介在している。テーパー伝達ピン３９は、工具本体３１に固定された円筒状の保持部材４０に、二つの半球体３９ａと、これらの間に介装される介装部材３９ｂとを保持部材４０の長手方向に摺動自在に収容して構成されている。半球体３９ａは、それぞれその球面部分が介装部材３９ｂに接するように配置され、平面部分が中仕上げバイト保持部３５ａ或いは中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、または、仕上げバイト保持部３６ａ或いは仕上げ部材用テーパー面３２ｃに当接するようになっている。
【００５４】
また、図１５に示すように、ホーニング用部材３７は板状に形成された砥石保持部３７ａと、該砥石保持部３７ａの径方向外側の周面に固着された砥石３７ｂとからなり、工具本体３１に該工具本体３１を径方向に貫通するように且つ径方向に摺動可能に構成されている。砥石保持部３７ａは工具側ドローバー３２に対向する面に、段部を挟んで主軸側から工具先端側に向かって、工具側ドローバー３２の中心に対する半径方向の寸法が漸減する二つの傾斜面３７ｃ，３７ｄを備えている。なお、図１５は図１７のＣ−Ｃ矢視図である。
【００５５】
更に、ホーニング用部材３７と工具側ドローバー３２との間には、砥石拡張プレート４１が設けられている。砥石拡張プレート４１は、砥石保持部３７ａとほぼ同等の厚みを有するものであって、その砥石拡張プレート４１の外周面に、ホーニング用部材３７の内周面と概ね同一形状となるように、段部を挟んで主軸側から工具先端側に向かって、工具ドローバー３２の中心に対する半径方向の寸法が漸減するように傾斜する二つの傾斜面４１ａ，４１ｂを有している。なお、この砥石拡張プレート４１は工具側ドローバー３２の表面に貼り付けられた状態となっている。工具側ドローバー３２の先端部には工具側ドローバー３２と一体をなすように円筒部材４７が被せられており、この円筒部材４７に設けられたスリット４７ａに砥石拡張プレート４１の内周部が嵌合している。なお、円筒部材４７には、伝達ピン用スリット４７ｂも形成されており、そこにテーパー伝達ピン３９が通されている。
【００５６】
このような砥石拡張プレート４１には、砥石連動用ピン４２が砥石拡張プレート４１の段部から一端が突出するように固着され、また、砥石保持部３７ａには砥石連動用ピン４２の砥石拡張プレート４１から突出した部分を摺動可能に嵌入する孔部３７ｅが形成されている。これら砥石連動用ピン４２及び孔部３７ｅは、ホーニング用部材３７の傾斜面３７ｃ，３７ｄ及び砥石拡張プレート４１の傾斜面４１ａ，４１ｂに平行に延びるように設けられている。
【００５７】
なお、図１４及び図１５に示すように、工具本体３１の先端には工具側ドローバー３２の先端を覆うように有底の第一の筒状体４６が設けられている。この筒状体４６の底部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に、油圧スプリング４３が収納された有底の第二の筒状体４５が挿通されている。油圧スプリング４３は、工具側ドローバー３２の先端に当接し該工具側ドローバー３２を主軸側に付勢している。第二の筒状体４５は筒状部材４７の先端と一体に結合されている。
【００５８】
また、第一の筒状体４６の内部に位置する第二の筒状体４５の開口部の外周縁にはフランジ部が形成されており、第一の筒状体４６の内部であって、該第二の筒状体４５のフランジ部と第一の筒状体４６の底部との間に皿バネ４４が介装されている。この皿バネ４４は、第二の筒状体４５を介して油圧スプリング４３を工具側ドローバー３２側に付勢している。
【００５９】
次に、上記機能集約仕上げ加工機１０６を含む当該加工ラインモジュール１０１によるワーク１２４に対する加工及び作業手順の一例を説明する。この例は、以下の生産順序でなされる。
（１）素材の投入
（２）第１機能集約加工機１０３による加工
（３）第２機能集約加工機１０４による加工
（４）第３機能集約加工機１０５による加工
（５）洗浄装置１０８による中間洗浄及び真空乾燥
（６）機能集約組立装置１０７によるリークテスト
（７）機能集約組立装置１０７によるキャップの組み付けと締め付け
（８）機能集約仕上げ加工機１０６による仕上げ加工
（９）機能集約仕上げ加工機１０６によるホーニング加工
（１０）機能集約仕上げ加工機１０６による検査
（１１）洗浄装置１０８による完成洗浄及び真空乾燥
（１２）機能集約組立装置１０７による埋め栓の組み付け
（１３）機能集約組立装置１０７によるリークテスト
（１４）完成品の搬出
【００６０】
以下、上記生産手順の各手順を詳細に説明する。
（１）素材の投入
先ず、素材投入レーン１１０により素材であるワーク１２４が搬入される。この例では、ワーク１２４はシリンダブロックである。素材投入レーン１１０の投入側端部(第１搬送ロボット１８５側端部)にワーク１２４が来ると、ワーク１２４は、第１搬送ロボット１８５により把持されて第１台車１８２のワーク受台１８２ａ上に乗せられる。なお、このとき第１台車１８２は、第１レール１８１に沿って第１搬送ロボット１８５側に移動されている。第１台車１８２のワーク受台１８２ａ上にワークが乗せられると、第２搬送ロボット１８６により、第１台車１８２は第１レール１８１に沿って移動され、第１レール１８１の第２搬送ロボット１８６側端まで移動される。第２搬送ロボット１８６による第１台車１８２の移動は、前述したように、第１搬送ロボット１８５のグリッパ１８８の指１８８ａを、第１台車１８２のアーム部１８２ｂに引っ掛けて引き寄せることにより行う。
【００６１】
（２）第１機能集約加工機１０３による加工
第２搬送ロボット１８６側に移動された第１台車１８２のワーク受台１８２ａ上のワーク１２４は、第２搬送ロボット１８６のグリッパ１８８に把持されて第１機能集約加工機１０３のワーク取付台１２９にセットされる(図２Ａ及び図２Ｂ)。第２搬送ロボット１８６は、７軸を有しているので、ワーク１２４の第１機能集約加工機１０３のワーク取付台１２９へのセットは支障なく行える。第１機能集約加工機１０３により、図２Ａ及び図２Ｂに示したように、ワーク１２４の端面１２４ａ、１２４ｂの加工がなされる。
【００６２】
（３）第２機能集約加工機１０４による加工
第１機能集約加工機１０３による加工が終了すると、ワーク１２４は、第１搬送ロボット１８５により第１機能集約加工機１０３のワーク取付台１２９から取り出され、そのまま第１搬送ロボット１８５により、第１機能集約加工機１０３の隣に位置する第２機能集約加工機１０４のワーク取付台１３１にセットされる(図２Ｃ及び図２Ｄ)。ワーク１２４は、図２Ｃ及び図２Ｄに示すように、図２Ａ及び図２Ｂとは異なる向きでセットされる。第２機能集約加工機１０４においては、図２Ｃ及び図２Ｄに示すようにワーク１２４の上面１２４ｃと下面１２４ｃの加工がなされる。
【００６３】
（４）第３機能集約加工機１０５による加工
第２機能集約加工機１０４による加工が終了すると、ワーク１２４は、第２搬送ロボット１８６のグリップ１８８により把持されて、第２レール１８３の第２搬送ロボット１８６の側の端に待機されている第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上に乗せられる。ワーク受台１８４ａ上にワーク１２４が乗せられると、第２台車１８４は、そのアーム部１８４ａに第２搬送ロボット１８６のグリッパ１８８が係合され、第２搬送ロボット１８６が伸びることにより押されて第２レール１８３に沿って移動される。第２台車１８４は、第２搬送ロボット１８６が伸びる限度で移動される。次に、図９に示すように、第３搬送ロボット１８７が伸びてそのグリッパ１８８の指１８８ａが、第２台車１８４のアーム部１８４ｃに引っ掛けられ、第３搬送ロボット１８６が折り畳むように駆動されることによって第２台車１８４は第２レール１８３に沿って移動され、第２レール１８３の第３搬送ロボット１８７側の端まで移動される。つまり、第２搬送ロボット１８６及び第３搬送ロボット１８７のストロークが限られていて、ワーク１２４を移動させる距離がそれを超える場合であっても、当該ロボット１８６、１８７によりレール１８１、１８３に沿って押し引きされる台車１８２、１８４を使うことにより、ロボット１８６、１８７のストローク以上の範囲でワーク１２４を搬送することができるのである。
【００６４】
第２レール１８３の第３搬送ロボット１８７側の端まで移動された第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上のワーク１２４は、第３搬送ロボット１８７のグリッパ１８８により把持され(図１０参照)、更に第３搬送ロボット１８７の回動等により第３機能集約加工機１０５のワーク取付台１３３に所定の姿勢で移動され固定される。第３機能集約加工機１０５により、ワーク１２４には図２Ｅ及び図２Ｆで示すように、多数の凸部１２４ｅなどの加工がなされる。
【００６５】
（５）洗浄装置１０８による中間洗浄及び真空乾燥
第３機能集約加工機１０５により加工されたワーク１２４は、洗浄のため洗浄装置１０８に移される。第３機能集約加工機１０５から洗浄装置１０８へのワーク１２４の移動は、図８に示すように、洗浄装置１０８の搬入・搬出口１６２が第３搬送ロボット１８７の可動範囲Ｄ内にあることから、第３搬送ロボット１８７のグリッパ１８８で第３機能集約加工機１０５のワーク取付台１３３上のワーク１２４を掴み、第３搬送ロボット１８７の旋回駆動等により、直接洗浄装置１０８の搬入・搬出口１６２より直接搬入することによりなされる。ワーク１２４は、搬入・搬出口１６２の内側の搬入・搬出ステーション１６６に待機しているワーク受台１６５上に乗せられる。次に、ワーク支持装置１６３の割り出し回転による脚部１６４の旋回により、ワーク受台１６５は第１中間洗浄ステーション１６７に移動される。第１中間洗浄ステーション１６７においてワーク１２４は、中間洗浄用ノズル１７０、１７１から噴き出す洗浄液により洗浄される。ワーク１２４の洗浄後、真空引きによるブローにより水切りがなされる。なお、中間洗浄には、必要に応じ第１と第２の中間洗浄ステーション１６７、１６８を選択的にを使うこともできる。
【００６６】
（６）機能集約組立装置１０７によるリークテスト
洗浄装置１０８により中間洗浄がされた後のワーク１２４は、次に機能集約組立装置１０７にてリークテストがなされる。洗浄装置１０８から機能集約組立装置１０７へワーク１２４を移動するには、先ず、洗浄装置１０８の搬入・搬出ステーション１６３に戻されたワーク１２４を第３搬送ロボット１８７で掴み、第２レール１８３に沿って第３搬送ロボット１８７側に待機されている第２台車１８４のワーク受台１８４ａに載せる。次に、第３搬送ロボット１８７のグリッパ１８８を第２台車１８４のアーム部１８４ｃに引っ掛けて、第３搬送ロボット１８７を伸ばすことにより、第２レール１８３に沿って第２台車１８４を移動させる。第３搬送ロボット１８７の伸びる限度まで第２台車１８４を第２搬送ロボット１８６側に押し出す。次いで、第２搬送ロボット１８６のグリッパ１８８を第２台車１８４のアーム部１８４ｂに引っ掛け、第２搬送ロボット１８６を縮める如く作動させ第２台車１８４を第２レール１８３に沿って移動させ、第２搬送ロボット１８６の近くまで移動させる。
【００６７】
第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上のワーク１２４を第２搬送ロボット１８６で掴み、第２搬送ロボット１８６の回動等により、搬入・搬出口１４２を通してワーク載置台１４３上にワーク１２４を移す。ワーク１２４は、ワーク移動用ロボット１５２により作業ヘッド１４４の下に送られ、そこで、作業ヘッド１４４及び中間リーク治具１４７を用いてリークテストがなされる。
【００６８】
（７）機能集約組立装置１０７によるキャップの組み付けと締め付け
機能集約組立装置１０７内のパーツトレー置き場１５０には、図３に示すようにベアリングキャップ１２６、埋め栓１２７などを配したパーツトレー１２８が供給される。パーツトレー１２８は、パーツ供給棚１２２より第１搬送ロボット１８５によって第１台車１８２のワーク受台１８２ａ上に移され、第２搬送ロボット１８６によりワーク受台１８２ａから搬入・搬出口１４２を通して機能集約組立装置１０７のワーク載置台１４３上に移され、パーツ移動用ロボット１５１によりパーツトレー置き場１５０に移される。
【００６９】
ワーク１２４には、作業ヘッド１４４及びキャップ締め付け治具１４８により、ベアリングキャップ１２６がボルト１２５を締め付けることにより取り付けられる。
【００７０】
（８）機能集約仕上げ加工機１０６による仕上げ加工
機能集約組立装置１０７においてベアリングキャップ１２６が組み付けられた後、ワーク１２４は、仕上げ加工のため機能集約仕上げ加工機１０６に搬送される。先ず、ワーク移動用ロボット１５２により、ワーク１２４は、ワーク移動用ロボット１５２により作業ヘッド１４４の下方よりワーク載置台１４３の搬入・搬出口１４２近くに移動される。次いで、第２搬送ロボット１８６の先端のグリッパ１８８が搬入・搬出口１４２から機能集約組立装置１０７に入り込み、ワーク１２４を把持して機能集約組立装置１０７外に取り出す。一方、第２レール１８３の第２搬送ロボット１８６寄りに第２台車１８４が待機しており、第２搬送ロボット１８６により取り出されたワーク１２４は、第２台車１８４のワーク受台１８４ａに乗せられる。そして、第２搬送ロボット１８６がそのグリッパ１８８を第２台車１８４のアーム部１８４ｂに係合させて第２台車１８４を第３搬送ロボット１８７側に向けて第２レール１８３に沿って押して行く。第２搬送ロボット１８６が所定距離第２台車１８４を押すと、次いで、第３搬送ロボット１８７が伸びてそのグリッパ１８８が第２台車１８４のアーム部８４ｃに引っ掛けられる。そして、第３搬送ロボット１８７が、図１０に示すように折り畳まれる如く作動されることによって、第２台車１８４は、第２レール１８３に沿って第３搬送ロボット１８７近くに移動される。
【００７１】
第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上のワーク１２４は、第３搬送ロボット1８７のグリッパ１８８により把持され、第３搬送ロボット１８７の作動により、機能集約仕上げ加工機１０６のワーク取付台１３５に移動され、図２Ｇ及び図２Ｈに示すようにワーク取付台１３５の取付治具１３６にセットされ、取付具１３７により固定される。図８には、第３搬送ロボット１８７によりワーク１２４を機能集約仕上げ加工機１０６にセットしている状態を示す。
【００７２】
機能集約仕上げ加工機１０６により先ず図２Ｇ、図２Ｈに示すように、ワーク２４の上面及び両側面の仕上げ加工がなされる。
【００７３】
（９）機能集約仕上げ加工機１０６によるホーニング加工
次に機能集約仕上げ加工機１０６による穴あけ加工及びホーニングの手順について説明する。
先ず、機能集約仕上げ加工機１０６の主軸装置１におけるドローバー駆動モーター２８によってドローバー駆動シャフト２３を回転駆動し、主軸側ドローバー１４を介して工具側ドローバー３２を中仕上げ加工位置（図１８乃至図２０に示す位置）に移動させる（以下、この状態を中仕上げ加工配置と呼称する）。
【００７４】
図１８及び図２０に示すように、中仕上げ加工配置においては、図１４乃至図１６に示した状態に比較して中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、仕上げ部材用テーパー面３２ｃのそれぞれテーパー伝達ピン３９に対向する位置の径方向の幅が大きくなっている。そのため、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、仕上げ部材用テーパー面３２ｃに当接しているテーパー伝達ピン３９は、保持部材４０内を径方向外側に向かって摺動し、中仕上げバイト保持部３５ａ、仕上げバイト保持部３６ａの概ね中仕上げバイト３５ｂ、仕上げバイト３６ｂに対応する位置を押圧する。
【００７５】
ここで、中仕上げバイト保持部３５ａは、上述したように該中仕上げバイト保持部３５ａの基端側、換言すると、軸方向の幅に対して偏った位置をネジ止めされることにより工具本体３１に固定されていると共に、工具側ドローバー３２に対向する面４１ｆに切り欠き部３５ｃを有している。そのため、テーパー伝達ピン３９によって押圧されると、主に切り欠き部３５ｃから中仕上げバイト３５ｂ側の部分が弾性変形を生じ、それに伴って、中仕上げバイト３５ｂが径方向外側へと移動する。
【００７６】
また、仕上げバイト保持部３６ａについても同様に、基端側、即ち、軸方向の幅に対して偏った位置をネジ止めされることにより工具本体３１に固定されていると共に、工具側ドローバー３２に対向する面４２ｆに切り欠き部３６ｃを有しているため、テーパー伝達ピン３９によって押圧されると、主に切り欠き部３６ｃから仕上げバイト３６ｂ側の部分が弾性変形を生じ、それに伴って、仕上げバイト３６ｂが径方向外側へと移動する。
【００７７】
このとき、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂと仕上げ部材用テーパー面３２ｃとはその傾斜角が異なり、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂのテーパー伝達ピン３９に対向する位置の径方向の幅が、仕上げ部材用テーパー面３２ｃのテーパー伝達ピン３９に対向する位置の径方向の幅に比較して大きくなる。そのため、中仕上げ加工配置においては中仕上げバイト３５ｂが仕上げバイト３６ｂに比較して径方向外側に突出した状態となる。
【００７８】
更に、図１９及び図２０に示すように、ホーニング用部材３７は、図１５に示した状態に比較して砥石拡張プレート４１側、即ち径方向内側に移動し、砥石３７ｂの表面が少なくとも中仕上げバイト３５ｂの外径より径方向内側に位置する状態となる。
【００７９】
即ち、中仕上げ加工配置においては、中仕上げバイト３５ｂの外径が仕上げバイト３６ｂ、砥石３７ｂの外径に比較して大きくなるように工具側ドローバー３２を移動させる。なお、中仕上げバイト３５ｂの外径は、例えば、要求される完成径より直径が０．１ｍｍ程度小さくなるようにする。
【００８０】
上述したように工具側ドローバー３２を中仕上げ加工位置に移動させたら、主軸駆動モーター１９によって主軸１３を回転駆動し、ワークに対して中仕上げバイト３５ｂによる中仕上げ加工を行う。
【００８１】
中仕上げ加工が終了したら、続いて主軸１３の回転は維持しつつ、ドローバー駆動モーター２８によってドローバー駆動シャフト２３を回転駆動し、主軸側ドローバー１４を介して工具側ドローバー３２を仕上げ加工位置（本実施形態では、図２１乃至図２３に示す位置）に後退させた状態（以下、このような状態を仕上げ加工配置と呼称する）とする。
【００８２】
なお、中仕上げ加工配置から仕上げ加工配置へ工具側ドローバー３２を移動させる際、油圧スプリング４３及び皿バネ４４によって工具側ドローバー３２が主軸側へ付勢されるため、コレット３０を介して主軸側ドローバー１４に連結されている工具側ドローバー３２を主軸側ドローバー１４に確実に追従させることができる。
【００８３】
図２１及び図２３に示すように、仕上げ加工配置においては、図１８乃至図２０に示した状態に比較して更に中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、仕上げ部材用テーパー面３２ｃのそれぞれテーパー伝達ピン３９に対向する位置の径方向の幅が大きくなっている。そしてそれに伴い、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、仕上げ部材用テーパー面３２ｃに当接しているテーパー伝達ピン３９は、保持部材４０内を径方向外側に向かって更に摺動し、中仕上げバイト保持部３５ａ、仕上げバイト保持部３６ａの概ね中仕上げバイト３５ｂ、仕上げバイト３６ｂに対応する位置を更に押圧する。
【００８４】
これにより、中仕上げバイト３５ｂは更に切り欠き部３５ｃから中仕上げバイト３５ｂ側の部分の弾性変形が大きくなり、中仕上げバイト３５ｂが径方向に対してより外側へ移動した状態となる。また、仕上げバイト３６ｂについても同様に、切り欠き部３６ｃから仕上げバイト３６ｂ側の部分の弾性変形が大きくなり、仕上げバイト３６ｂが径方向に対してより外側へと移動した状態となる。
【００８５】
そしてこのとき、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂと仕上げ部材用テーパー面３２ｃとはその傾斜角の違いにより、図１８乃至図１９に示した中仕上げ加工配置の場合と異なり、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂのテーパー伝達ピン３９に対向する位置の径方向の幅が、仕上げ部材用テーパー面３２ｃのテーパー伝達ピン３９に対向する位置の径方向の幅に比較して小さくなっている。そのため、仕上げ加工配置においては仕上げバイト３６ｂが中仕上げバイト３５ｂに比較して径方向外側に突出した状態となる。
【００８６】
また、図２２に示すように、ホーニング用部材３７は、図２０に示した状態に比較してより砥石拡張プレート４１側（径方向内側）に移動し、砥石３７ｂの表面が仕上げバイト３６ｂの外径より径方向内側に位置する状態を維持する。
【００８７】
このように、仕上げ加工配置においては、仕上げバイト３６ｂの外径が中仕上げバイト３５ｂ、砥石３７ｂの外径に比較して大きくなるように工具側ドローバー３２を移動させる。例えば、仕上げバイト３６ｂの外径は完成径に設定される。
【００８８】
このようにして仕上げ加工を行ったら、ドローバー駆動モーター２８によってドローバー駆動シャフト２３を回転駆動し、主軸側ドローバー１４を介して工具側ドローバー３２を前進（例えば、中仕上げ加工位置まで）させる。これにより、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、仕上げ部材用テーパー面３２ｃのテーパー伝達ピン３９に対向する位置は径方向の幅が小さくなり、保持部材４０内でテーパー伝達ピン３９が径方向内側へ摺動すると共に、中仕上げバイト保持部３５ａ及び仕上げバイト保持部３６ａの弾性変形している部分が復元力により軸心方向に移動する。これにより図２１乃至図２３に示す状態に比較して中仕上げバイト３５ｂ、仕上げバイト３６ｂが径方向内側へ移動する。
【００８９】
（１０）機能集約仕上げ加工機１０６による検査
続いて主軸駆動モーター１９を停止して主軸１３の回転駆動を停止させた後、エアマイクロメータを用いてワーク１２４に形成された穴の径を計測する。
【００９０】
以下に、エアマイクロメータによる穴の径の計測について説明する。エアマイクロメータによる穴の径の計測を行う場合、図１３に示すＮＣ装置３からシーケンサ２９ｃへ計測指令が出力されて、シーケンサ２９ｃから制御装置２９ｂに計測指令信号が出力されると、制御装置２９ｂによってＡ／Ｄ変換機２９ａや計測エア供給源２９ｄ、エア供給接続ユニット２０の制御が開始される。油圧によってエア供給接続ユニット２０が工具２側へ移動されると、計測エア供給源２９ｄからＡ／Ｄ変換機２９ａを介して供給される計測エアが、計測エア供給路１３ｂ、計測エア供給路３１ｄを介して測定エアノズル３３の噴き出し口からそれぞれ噴出する。
【００９１】
このときにＡ／Ｄ変換機２９ａでは計測用エアの圧力（計測用エアの流量に相当）を検出し、この検出信号を制御装置２９ｂへ出力する。制御装置２９ｂでは、Ａ／Ｄ変換機２９ａから出力された圧力検出信号から計測エアの流量を求め、この計測用エアの流量と、予め記憶されている計測用エア流量と穴径の関係を表すデータに基づいて被測定物の加工穴の直径を求めるようになっている。
【００９２】
そして、エアマイクロメータによる計測が終了したら、計測結果に基づいて主軸駆動モーター１９によりドローバー駆動シャフト２３を回転駆動させ、主軸側ドローバー１４を介して工具側ドローバー３２をホーニング加工位置（本実施形態では、図１４乃至図１６に示す位置）まで前進させた状態（以下、このような状態をホーニング加工配置と呼称する）とする。
【００９３】
図１４乃至図１６に示すように、ホーニング加工配置においては、図１８乃至図２０に示した状態に比較して中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、仕上げ部材用テーパー面３２１ｃのそれぞれテーパー伝達ピン３９に対向する位置の径方向の幅が小さくなっている。そのため、中仕上げ部材用テーパー面３２ｂ、仕上げ部材用テーパー面３２ｃに当接しているテーパー伝達ピン３９は、保持部材４０内を更に径方向内側に向かって摺動し、工具本体３１内に収まった状態となる。
【００９４】
これにより、中仕上げバイト保持部３５ａ及び仕上げバイト保持部３６ａは弾性変形が解消されてもとの形状に戻り、中仕上げバイト３５ｂ、仕上げバイト３６ｂが中仕上げ加工配置、仕上げ加工配置に比較して径方向内側へ移動した状態となる。
【００９５】
これに対し、ホーニング用部材３７は、砥石拡張プレート４１の傾斜部４１ａ，４１ｂに沿って径方向外側へ移動し、ホーニング用部材３７が径方向外側へ移動する。これにより、砥石３７ｂの外径が中仕上げバイト３５ｂ及び仕上げバイト３６ｂの外径に比較して径方向外側に突出した状態となる。
【００９６】
このように、ホーニング加工配置においては、砥石３７ｂの外径が中仕上げバイト３５ｂ、仕上げバイト３６ｂの外径に比較して大きくなるように工具側ドローバー３２を移動させる。例えば、砥石３７ｂの外径は完成径＋２０μｍ程度となるように設定される。
【００９７】
更に、本実施形態では、ホーニング加工を行う際にエアマイクロメータを用いて常時ワーク２４の穴の直径を監視し、加工の状態に応じてドローバー駆動モーター２８により工具側ドローバー３２の位置を補正しつつ、ワーク１２４の穴の直径が要求寸法になるまでホーニング加工を行うものとする。
【００９８】
エアマイクロメータによる計測によってワーク１２４の穴の直径が所定の寸法に達したら、ドローバー駆動モーター２８を用いて工具側ドローバー３２の位置を例えば図１８乃至図２０に示した中仕上げ加工位置まで後退させる。
【００９９】
ここで、ホーニング加工位置から主軸側ドローバー１４を後退させる場合には、砥石拡張プレート４１がホーニング用部材３７に対して主軸側へ移動することとなる。ホーニング用部材３７と砥石拡張プレート４１とは砥石連動用ピン４２によって連結されているため、上述したようにホーニング用部材３７が移動すると砥石連動用ピン４２が孔部３７ｅに進入し、これに伴いホーニング用部材３７が径方向内側へ引っ張られるように移動することによりホーニング用部材３７が径方向内側へ移動する。
【０１００】
このようにして砥石３７ｂの外径を縮小させたら、主軸駆動モーター１９を停止して主軸１３の回転を停止させ、機能集約仕上げ加工機１０６による加工処理を終了する。
【０１０１】
以上に説明したように、本実施形態に係る機能集約仕上げ加工機１０６によれば、バイトによるボーリング加工から砥石を用いたホーニング加工までの一連の加工工程を一台の機械で行うことができるため、作業性の向上、及び、加工にかかるコストの低減が図れる。
【０１０２】
（１１）洗浄装置１０８による完成洗浄及び真空乾燥
機能集約仕上げ加工機１０６による加工及び検査が終了すると、ワーク１２４は、第３搬送ロボット１８７より取り出されて、搬入・搬出口１６２から洗浄装置１０８内に搬入される。洗浄装置１０８においては、ワーク１２４は、搬入・搬出口１６２の内側の搬入・搬出ステーション１６６に待機しているワーク受台１６５上に乗せられる。ワーク支持装置１６３の割り出し回転による脚部１６４の移動によりワーク受台１６５は完成洗浄ステーション１６９に移動される。完成洗浄ステーション１６９においてワーク１２４は、完成洗浄用ノズル１７２からの洗浄液により洗浄される。ワーク１２４は、また、洗浄ロボット１７３に備えられた洗浄ノズルより噴出される洗浄水によっても洗浄がなされる。洗浄ロボット１７３は、ワーク１２４の所定箇所に狙いを定めて洗浄水を噴き付けることができ、加工により生じたバリも除去することができる。洗浄後、ワーク１２４に付着している洗浄水はブローにより真空引き等により噴き飛ばされ、かつ乾燥される。洗浄・乾燥後のワーク１２４は、ワーク支持装置１６３のワーク受台１６５の割り出し回転により洗浄装置１０８の搬入・搬出ステーション１６６に移動される。
【０１０３】
（１２）機能集約組立装置１０７による埋め栓の組み付け
第３搬送ロボット１８７により、洗浄装置１０８の搬入・搬出ステーション１６６に位置するワーク受台１２５上のワーク１２４は把持されて洗浄装置１０８外に取り出され、第３搬送ロボット１８７側に待機している第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上に移され、第２台車１８４は、第３搬送ロボット１８７、第２搬送ロボット１８６により、第２レール１８３の第２搬送ロボット１８６側に移動される。第２搬送ロボット１８６側に来た第２台車１８４のワーク受台１８４ａ上のワーク１２４は、第２搬送ロボット１８６により把持されて、機能集約組立装置１０７の搬入・搬出口１４２より部屋１４１内のワーク載置台１４３に置かれる。この後、ワーク１２４は、ワーク移動用ロボット１５２により作業ヘッド１４４の下方に移動され、プラグ圧入治具１４６などにより埋め栓１２７がワーク１２４の所定の箇所にそれぞれ圧入により組み付けられる。なお、埋め栓１２７は、前述のようにパーツトレー１２８により予めパーツトレー置き場１５０に供給されている。
【０１０４】
（１３）機能集約組立装置１０７によるリークテスト
埋め栓１２７が組み付けられたワーク１２４は、完成リーク治具１４９を用いて漏れがないかどうか検査される。
【０１０５】
（１４）完成品の搬出
機能集約組立装置１０７にてリークテストが終了したワーク１２４は、完成品として搬出される。完成品であるワーク１２４を搬出するには、先ず、リークテストが終了したワーク１２４を、ワーク移動用ロボット１５２によりワーク載置台１４３における搬入・搬出口１４２近くに移動する。第２搬送ロボット１８６のグリッパ１８８が搬入・搬出口１４２から入り込んでワーク１２４を掴み、第２搬送ロボット１８６側に移動されている第１台車１８２のワーク受台１８２ａに乗せる。第１台車１８２は、第２搬送ロボット１８６に押され、次いで第１搬送ロボット１８５により引っ張られて第１レール１８１の第１搬送ロボット１８５側に移動される。この後、第１台車１８２のワーク受台１８２ａ上のワーク１２４は、第１搬送ロボット１８５により掴まれ、搬出レーン１１１に移される。搬出レーン１１１上を移動されてワーク１２４は搬出される。
【０１０６】
以上説明したように、この実施の形態１に係る加工ラインモジュール１０１によれば、機械加工だけでなく検査の機能も備えた機能集約仕上げ加工機１０６を備え、更に、今までにない、ロボット１８５、１８６、１８７と台車１８２、１８４とからなる搬送装置１０９を採用することにより、ワーク１２４の投入から加工、検査、部品の組み付け等の一連の作業が行えるコンパクトな設備が実現できる。また、この加工ラインモジュール１０１を組み合わせることにより、生産量のニーズの増減に容易に対応することができる。
【０１０７】
実施の形態２
図２４は、実施の形態２に係る加工ラインモジュール２０１の概略図である。
この加工ラインモジュール２０１は、加工機に自動パレット交換装置（ＡＰＣ）を備えて加工機の数を更に減らしたものである。第１機能集約加工機２０２と、第２機能集約加工機２０３としての機能集約仕上げ加工機を有している。レイアウトは異なるがパーツ貯蔵・供給部１０２、機能集約組立装置１０７、洗浄装置１０８を備える点については図１に示した加工ラインモジュール１０１と同じである。加工機の数が少なくなったことから、ワークを運搬する搬送装置２０４の構成は、図１に示した加工ラインモジュール１０１における搬送装置１０９とは違ったものとなっている。搬送装置２０４は、一つのレール２０５、それに沿って移動する一つの台車２０６、レール２０５の両端にそれぞれ設けられた７軸の搬送ロボット２０７、２０８とからなる。
【０１０８】
この実施の形態２に係る加工ラインモジュール２０１は、自動パレット交換装置による自動での治具の交換、加工機に備えられた自動工具交換装置（ＡＴＣ）による自動での工具の交換、７軸ロボットの使用等により更にフレキシビリティを有する。
【０１０９】
なお、実施の形態１及び２においては、加工機をいずれも機能集約加工機としたが、専用機と機能集約加工機との組み合わせであってもよい。また、非加工設備として洗浄装置と機能集約組立装置を備えているが、必要に応じどちらか一つとされることもある。要は、要求される、切削、研削などの機械加工、組立などの非加工作業、及びそれらの搬送の一連の作業が、一つのラインモジュールで完了するように加工機、非加工設備、搬送装置を組み合わせるのである。
【０１１０】
実施の形態３
図２５は、実施の形態３に係る加工設備の平面概略図である。
この加工設備３０１は、図１に示した加工ラインモジュール１０１と同様の構成の４つの加工ラインモジュール３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、３０２ｄを組み合わせたものである。パーツ貯蔵・供給部３０３、３０４は、隣り合う加工ラインモジュール３０２ａと３０２ｂ、３０２ｃと３０２ｄとで共用することができる。パーツ貯蔵・供給部３０３、３０４の構成は、図１に示したパーツ貯蔵・供給部１０２と同じである。なお、図２５において、図１に示した機器と同じものには同じ符号を付して示してある。
【０１１１】
この実施の形態３に示すように、ワークの一連の加工に必要な機能を備えた加工機、装置、設備の組み合わせである加工ラインモジュール１０１を増設することにより、生産数の増大の要求に応えることができる。各加工ラインモジュール３０２ａ−３０２ｄにより、所定の加工開始から所定の加工終了までの一連の作業が行えるので、生産量の調整が容易となり、また、一部の加工ラインモジュールに不具合があった場合でも生産が完全に停止することはない。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る加工ラインモジュールの概略平面図である。
【図２Ａ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける第１機能集約加工機による加工例の斜視図である。
【図２Ｂ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける第１機能集約加工機による加工例の斜視図である。
【図２Ｃ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける第２機能集約加工機による加工例の斜視図である。
【図２Ｄ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける第２機能集約加工機による加工例の斜視図である。
【図２Ｅ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける第３機能集約加工機による加工例の斜視図である。
【図２Ｆ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける第３機能集約加工機による加工例の斜視図である。
【図２Ｇ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける機能集約仕上げ加工機による加工例の斜視図である。
【図２Ｈ】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける機能集約仕上げ加工機による加工例の斜視図である。
【図３】パーツトレーの斜視図である。
【図４】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける機能集約組立装置の概略斜視図である。
【図５】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける機能集約組立装置の概略平面図である。
【図６】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける洗浄装置の概略斜視図である。
【図７】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける洗浄装置の概略平面図である。本発明の図である。
【図８】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける搬送装置の一部を示す部分平面図である。
【図９】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける搬送装置の斜視図である。
【図１０】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける搬送装置の斜視図である。
【図１１】実施の形態１に係る加工ラインモジュールにおける機能集約仕上げ加工機の主軸装置全体の構造を示す部分断面図である。
【図１２】図１１に示した主軸装置の主軸を示す構造断面図である。
【図１３】図１２の要部拡大図である。
【図１４】主軸装置に装着される工具の一例を示す断面図である。
【図１５】図１４に示す工具の他の断面図である。
【図１６】図１４のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図１７】図１４のＢ−Ｂ断面図である。
【図１８】図１４に示す工具においてドローバーを後退させた状態を示す断面図である。
【図１９】図１８に示す工具の他の断面図である。
【図２０】図１６に示す工具においてドローバーを後退させた状態を示す断面図である。
【図２１】図１８に示す工具においてドローバーを更に後退させた状態を示す断面図である。
【図２２】図２１に示す工具の他の断面図である。
【図２３】図２０に示す工具においてドローバーを更に後退させた状態を示す断面図である。
【図２４】実施の形態２に係る加工ラインモジュールの概略平面図である。
【図２５】実施の形態３に係る加工設備の概略平面図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１ 機能集約仕上げ加工機の主軸装置、１３ 主軸、１４ 主軸側ドローバー、１５ 工具ホルダ、３１ 工具本体、３２ 工具側ドローバー、３３ 測定エアノズル、３５ｂ 中仕上げバイト、３６ｂ 仕上げバイト、３７ ホーニング用部材、３７ｂ 砥石、１０１ 加工ラインモジュール、１０２ パーツ貯蔵・供給部、１０３ 第１機能集約加工機、１０４ 第２機能集約加工機、１０５ 第３機能集約加工機、１０６ 機能集約仕上げ加工機、１０７ 機能集約組立装置、１０８ 洗浄装置、１０９ 搬送装置、１１０ 投入レーン、１１１ 搬出レーン、１２１ パーツ貯蔵棚、１２２ パーツ供給棚、１２３ パーツ供給ロボット、１２４ ワーク（シリンダブロック）、１２６ ベアリングキャップ、１２７ 埋め栓、１２８ パーツトレー、１２９，１３１，１３３，１３５ ワーク取付台、１４４ 作業ヘッド、１４６ プラグ圧入治具、１４７ 中間リーク治具、１４８ キャップ締め付け治具、１４９ 完成リーク治具、１５０ パーツトレー置き場、１５１ パーツ移動用ロボット、１５２ ワーク移動用ロボット、１６２ 搬入・搬出口、１６３ ワーク支持装置、１６４ 脚部、１６５ ワーク受台、１６６ 搬入・搬出ステーション、１６７ 第１中間洗浄ステーション、１６８ 第２中間洗浄ステーション、１６９ 完成洗浄ステーション、１７３ 洗浄ロボット、１８１ 第１レール、１８２ 第１台車、１８２ａ ワーク受台、１８２ｂ，１８２ｃ アーム部、１８３ 第２レール、１８４ 第２台車、１８４ａ ワーク受台、１８４ｂ，１８４ｃ アーム部、１８５ 第１搬送ロボット、１８６ 第２搬送ロボット、１８７ 第３搬送ロボット、１８８ グリッパ、２０１ 加工ラインモジュール、３０１ 加工設備。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに対し機械加工を行う複数の加工機と、ワークに対し機械加工以外の作業を行う非加工設備との組み合わせからなり、前記複数の加工機のうちの少なくとも一つの加工機はワークに対する機械加工機能だけでなくワークに対する計測機能も備える機能集約加工機であり、更に前記加工機間、前記加工機と前記非加工設備との間でワークの搬送を行う、ロボットを用いた搬送装置を備え、ワークに対する一連の作業が行えるようにしたことを特徴とする加工ラインモジュール。
【請求項２】
前記機能集約加工機は、仕上げ加工機能と計測機能とを備えるものであることを特徴とする請求項１に記載の加工ラインモジュール。
【請求項３】
前記非加工設備が、ワークに対する部品の組み付けを行う組立装置及びワークの洗浄を行う洗浄装置の少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項１に記載の加工ラインモジュール。
【請求項４】
前記搬送装置が、前記加工機及び前記非加工設備に沿って設けられたレールと、このレール上に配され、ワークを搭載可能な台車と、前記加工機と前記非加工設備との間に配置され、前記台車を前記レールに沿って移動させ、かつ前記台車と前記加工機又は前記非加工設備との間、前記加工機間、前記加工機と前記非加工設備との間でワークを搬送する７軸ロボットとからなるものであることを特徴とする請求項１に記載の加工ラインモジュール。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の加工ラインモジュールを複数組み合わせてなることを特徴とする加工設備。
【請求項１】
ワークに対し機械加工を行う複数の加工機と、ワークに対し機械加工以外の作業を行う非加工設備との組み合わせからなり、前記複数の加工機のうちの少なくとも一つの加工機はワークに対する機械加工機能だけでなくワークに対する計測機能も備える機能集約加工機であり、更に前記加工機間、前記加工機と前記非加工設備との間でワークの搬送を行う、ロボットを用いた搬送装置を備え、ワークに対する一連の作業が行えるようにしたことを特徴とする加工ラインモジュール。
【請求項２】
前記機能集約加工機は、仕上げ加工機能と計測機能とを備えるものであることを特徴とする請求項１に記載の加工ラインモジュール。
【請求項３】
前記非加工設備が、ワークに対する部品の組み付けを行う組立装置及びワークの洗浄を行う洗浄装置の少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項１に記載の加工ラインモジュール。
【請求項４】
前記搬送装置が、前記加工機及び前記非加工設備に沿って設けられたレールと、このレール上に配され、ワークを搭載可能な台車と、前記加工機と前記非加工設備との間に配置され、前記台車を前記レールに沿って移動させ、かつ前記台車と前記加工機又は前記非加工設備との間、前記加工機間、前記加工機と前記非加工設備との間でワークを搬送する７軸ロボットとからなるものであることを特徴とする請求項１に記載の加工ラインモジュール。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の加工ラインモジュールを複数組み合わせてなることを特徴とする加工設備。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図２Ｇ】
【図２Ｈ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図２Ｇ】
【図２Ｈ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１０−７６００６（Ｐ２０１０−７６００６Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４３６２０（Ｐ２００８−２４３６２０）
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２４日（２００８．９．２４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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