專利名稱：加工線模塊和加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在串聯(lián)排列的加工機械處加工工件的加工線模塊及其加工 設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，加工線模塊是用于加工工件的多個加工機械和非加工設(shè)備的組合，各加工 機械具有具體的加工用途，而非加工設(shè)備用于不同于加工工件的操作，諸如清洗、干燥和組 裝(專利文獻(xiàn)1)。為了提高加工線模塊的制造能力，不得不增加包括加工機械和非加工設(shè) 備的許多機械。因此，不得不顯著增加用于提高制造能力的投資。需要增加許多的各種機 械和設(shè)備。然而，如果實際生產(chǎn)量低于估計量，則認(rèn)為新投資的機械和設(shè)備是多余的，并且 新增加的投資是過度的。近來，在所有的工業(yè)領(lǐng)域中，需要提供一種制造線，其制造能力總是適合當(dāng)前需求 量，并且能根據(jù)工業(yè)需求改變機械/設(shè)備的數(shù)量。然而，在機械制造線中，由于簡單地指定 各機械的諸如粗加工、精加工、組裝、清潔、泄露檢測、測量和鉆削的用途，所以難于提供這 樣的可變制造線。還未研發(fā)出用于提高制造效率的合成機械/設(shè)備以及用于將多個合成機 械/設(shè)備布置成一行的緊湊的輸送裝置?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本未審專利公開1-16620

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題為了解決以上缺點，本發(fā)明的目的是提供一種制造加工機械，其具有帶有新穎輸 送裝置的多種加工功能，以便與根據(jù)需求改變的制造量對應(yīng)。解決問題的手段為了解決以上問題，根據(jù)第一發(fā)明的加工線模塊的特征在于，加工線模塊包括多 功能加工機械，所述多功能加工機械用于對工件進(jìn)行機械加工；至少一個非加工設(shè)備，所述 非加工設(shè)備不用于對工件進(jìn)行機械加工，其中至少一個多功能加工機械能夠?qū)ぜM(jìn)行機 械加工并測量工件；以及輸送機械，所述輸送機械包括用于在加工機械與非加工設(shè)備之間 輸送工件的機器人，并且能夠在對加工線模塊中的工件的一系列操作中連續(xù)地操作工件。為了解決以上問題，根據(jù)第二發(fā)明的加工線模塊的特征在于，在根據(jù)第一發(fā)明的 加工線模塊中，所述多功能加工機械具有精加工功能和測量功能。為了解決以上問題，根據(jù)第三發(fā)明的加工線模塊的特征在于，在根據(jù)第一發(fā)明的 加工線模塊中，非加工設(shè)備包括用于組裝工件的組裝裝置和用于清潔工件的清潔裝置中的 至少一個。為了解決以上問題，如權(quán)利要求1所述的加工線模塊，所述加工線模塊的特征在于，在根據(jù)第一發(fā)明的加工線模塊中，所述輸送機械包括軌道，所述軌道沿所述加工機械、 所述非加工設(shè)備設(shè)置；和搬送器，所述工件能安置在所述搬送器上；以及機器人，所述機器 人具有七根軸，所述輸送機械的特征在于，所述機器人布置在所述加工機械與非加工設(shè)備 之間的位置處并沿所述軌道運動，并且沿搬送器與加工機械或非加工設(shè)備之間的行程、力口 工機械之間的行程以及加工機械與非加工設(shè)備之間的行程輸送工件。為了解決以上問題，根據(jù)第五發(fā)明的加工設(shè)備的特征在于包括多個加工線模塊， 其中每個加工線模塊是第一至第四發(fā)明中的一個加工線模塊。
本發(fā)明的效果根據(jù)第一發(fā)明的加工線模塊，加工線模塊是用于在一系列操作中加工工件的最小 單元。因此，根據(jù)第一發(fā)明的加工線模塊能夠相對于工件串聯(lián)地操作諸如機械加工、組裝等 的必需的過程。如果需要的產(chǎn)品量增加，則能夠提供附加的加工線模塊。根據(jù)第二發(fā)明的加工線模塊，多功能加工機械具有精加工功能和測量功能，使得 串聯(lián)地將相對于成品產(chǎn)品的精加工操作和測量操作添加到必需的操作中。根據(jù)第三發(fā)明的加工線模塊，非加工設(shè)備包括用于將部件組裝在工件上的組裝機 械和用于清潔工件的清潔機械中的至少一個。因此，在串聯(lián)的必需的操作中，包括用于將部 件附接在工件上的組裝操作和用于清潔工件的清潔操作。根據(jù)第四發(fā)明的加工線模塊，輸送機械包括軌道，所述軌道沿加工機械和非加工 設(shè)備布置；搬送器，工件設(shè)定在搬送器上并且沿軌道運送該搬送器；機器人，所述機器人具 有用于在加工機械與非加工設(shè)備之間輸送工件的七根軸，并且能夠在對加工線模塊中的工 件的一系列的工作過程中連續(xù)地操作工件。對于搬送器和機器人而言，不需要提供使它們 運動的驅(qū)動裝置。能簡化加工線模塊的結(jié)構(gòu)，并能降低制造成本。根據(jù)第五發(fā)明的加工設(shè)備，即使增加/減少需求生產(chǎn)量，由于加工設(shè)備可只選擇 根據(jù)第一發(fā)明至第四發(fā)明的必需的加工線模塊并組合選擇的加工線模塊，所以加工設(shè)備能 平穩(wěn)地對應(yīng)這樣的變化。


圖1是根據(jù)實施例1的加工線模塊的輪廓的平面圖。圖2A是根據(jù)實施例1的加工線模塊中的第一多功能加工機械的工作示例的透視 圖。圖2B是根據(jù)實施例1的加工線模塊中的第一多功能加工機械的工作示例的透視 圖。圖2C是根據(jù)實施例1的加工線模塊中的第二多功能加工機械的工作示例的透視 圖。圖2D是根據(jù)實施例1的加工線模塊中的第二多功能加工機械的工作示例的透視 圖。圖2E是根據(jù)實施例1的加工線模塊中的第三多功能加工機械的工作示例的透視 圖。圖2F是根據(jù)實施例1的加工線模塊中的第三多功能加工機械的工作示例的透視 圖。
圖2G是根據(jù)實施例1的加工線模塊中的多功能精加工機械的工作示例的透視圖。
圖2H是根據(jù)實施例1的加工線模塊中的多功能精加工機械的工作示例的透視圖。圖3是部件和托盤的透視圖。圖4是實施例1中的加工線模塊中的多功能組裝裝置的輪廓的透視圖，其中能操 作多個功能。圖5是根據(jù)實施例1的加工線模塊的組裝裝置的平面圖。圖6是根據(jù)實施例1的加工線模塊中的清潔裝置的輪廓的透視圖。圖7是根據(jù)實施例1的加工線模塊中的清潔裝置的輪廓的平面圖。圖8是用于示出根據(jù)實施例1的加工線模塊中的加工線模塊中的輸送裝置的一部 分的局部平面圖。圖9是根據(jù)實施例1的加工線模塊中的輸送機械的透視圖。圖10是根據(jù)實施例1的加工線模塊中的輸送機械的透視圖。圖11示出根據(jù)實施例1的加工線模塊的多功能精加工機械的主軸裝置的整體結(jié) 構(gòu)，并且在剖視圖中示出該結(jié)構(gòu)的一部分。圖12是如圖11所示的主軸裝置的剖視圖。圖13是圖12中的剖視圖的主要部分的放大圖。圖14是附接至主軸裝置的工具的一個示例的剖視圖。圖15是如圖14所示的工具的另一剖視圖。圖16是圖14中沿線A-A的工具的剖視圖。圖17是圖14中沿線B-B的工具的剖視圖。圖18是圖14中的工具的剖視圖，其中使拉桿向后運動。圖19是圖18中的工具的另一剖視圖。圖20是圖16中的工具的剖視圖，其中使拉桿向后運動。圖21是圖18中的工具的剖視圖，其中使拉桿進(jìn)一步向后運動。圖22是圖21中的工具的另一剖視圖。圖23是圖20中的工具的剖視圖，其中使拉桿進(jìn)一步向后運動。圖24是示出根據(jù)實施例2的加工線模塊的輪廓的平面圖。圖25是示出根據(jù)實施例3的加工設(shè)備的輪廓的平面圖。
具體實施例方式將參考以下的實施例描述本發(fā)明。實施例1參考附圖，將描述實施例1。圖1是根據(jù)實施例1的加工線模塊的輪廓的平面圖。 圖2A至2H分別是加工工件的示例的透視圖。從圖2A至圖2H，按次序示出對工件的加工操 作。圖3是部件和托盤的透視圖。圖4是能一體地操作多個功能的多功能組裝機械的輪廓的透視圖。圖5是多功能 組裝裝置的平面圖。圖6是清潔裝置的輪廓的透視圖。圖7是清潔裝置的輪廓的平面圖。 圖8是示出加工線模塊中的輸送裝置的一部分的局部平面圖。圖9和圖10分別是輸送裝置 的透視圖。圖11至22示出一體地操作多個功能的多功能精加工機械的各部件的剖視圖。
如圖1所示，處理線模塊101包括部件儲存與供應(yīng)部102，其用于為處理工件儲存必需的工具和供應(yīng)工具；第一多功能加工機械103和第二多功能加工機械104，其中第一 和第二多功能加工機械設(shè)置在部件儲存與供應(yīng)部102旁邊并具有用于加工工件的多個功 能；第三多功能加工機械105，其中第三多功能加工機械105與第二多功能加工機械并置并 具有用于加工工件的多個功能；加工機械106，其設(shè)置成相對于第三多功能加工機械105配 對，其中加工機械106具有用于精加工和測量工件的多個功能；組裝機械107，其設(shè)置在與 第一及第二多功能加工機械以一定間隔相對的位置，其中組裝機械107具有多個功能；清 潔機械108，其設(shè)置在與第三多功能加工機械105及精加工機械106以一定間隔相對的位 置；以及輸送裝置109，其用于將工件輸送至各加工機械103-106、組裝機械107和清潔機 械108。在組裝機械107的相對于清潔機械108而言的相反側(cè)，設(shè)置用于引入工件的材料道 110和用于輸送已粗加工和精加工的產(chǎn)品的精加工產(chǎn)品道111。例如，道110和111包括滾 柱式輸送器。在材料道110的入口側(cè)，為操縱各種加工過程的操作者設(shè)置工作臺112。輸送 裝置109設(shè)置用于將從材料道110供應(yīng)來的工件通過各加工機械103-106和組裝機械107 輸送至清潔裝置108。以下描述輸送裝置109的操作。部件儲存與供應(yīng)部102包括部件儲存擱板121、相對于部件儲存擱板121具有某一 間隔的部件供應(yīng)擱板122、設(shè)置在部件儲存擱板121與部件供應(yīng)擱板122之間的部件供應(yīng)機 器人123。在部件儲存擱板121上，儲存有用于加工加工線模塊中的工件的必需的部件。從 部件儲存擱板121拾取必需的部件，并通過部件供應(yīng)機器人123將所述必需的部件供應(yīng)至 部件供應(yīng)擱板122上的部件托盤。部件供應(yīng)機器人123包括照相機。因此，部件供應(yīng)機器 人123能識別必需的部件并獨立地傳送至托盤。圖3示出設(shè)置有具有螺栓125和強制插塞 127的多個軸承蓋126的部件托盤128。這些對應(yīng)于如圖2A至2H所示用于處理工件(氣 缸體)的必需的部件。部件托盤128由如上所述的輸送裝置109輸送至諸如組裝機械107 的預(yù)定位置。如圖2A和2B所示，第一多功能加工機械103加工工件124的兩側(cè)表面124a和 124b。這些表面124a和124b是用于在隨后的加工過程中設(shè)定工件124的基準(zhǔn)面。將工件 124倒置并通過安置工具130固定在設(shè)置于第一多功能加工機械103的臺上的工件安置機 座129上。使工件214在水平面中旋轉(zhuǎn)，使得能加工兩側(cè)表面124a和124b。第二多功能加 工機械104類似于第一多功能加工機械103。然而，如圖2C和圖2D所示，工件通過安置工 具132以直立方式固定在作業(yè)安置臺131上。使工件214在水平面中旋轉(zhuǎn)，使得能加工兩 表面124c和124d、也就是說氣缸體的上表面和下表面。第三多功能加工機械175同樣是多功能加工機械。如圖2E和圖2F所示，工件通過 安置工具134以相對于圖2A和圖2B所示方式旋轉(zhuǎn)180°的方式安置在作業(yè)安置機座133 上。第三多功能加工機械105操作凸臺過程和螺紋過程，以便將伸出部124e上的諸如空調(diào) 的輔助工具附接在工件124的兩側(cè)表面。精加工機械107如上所述是用于精加工和測量工件的多功能精加工加工機械。如 圖2G和圖2H所示，工件124通過安置工具137以側(cè)向延伸方式固定在設(shè)置于工件安置臺 135上的安置工具136上。精加工工件124的上表面124c和兩側(cè)表面124a和124b，并精 加工氣缸體的孔124f。此外，由精加工機械106測量孔124f的內(nèi)徑。在下文中詳細(xì)地描述 多功能精加工機械106。
多功能加工機械107形成為長方形的室141，并且內(nèi)部空間被分成多段。鄰近加 工機械103和104在室141的壁141a上，設(shè)置有輸送入口 /出口開口部142。在室141的 側(cè)面中，緊接輸送入口 /出口開口部142設(shè)置有作業(yè)設(shè)定臺143。面對作業(yè)設(shè)定臺142設(shè) 置有具有三根軸的工作頭144。在工作頭144旁邊，具有臨時放置相應(yīng)的工作頭的工作頭 臺145。在作業(yè)設(shè)定臺143的側(cè)部處，設(shè)置有用于相對于工件工作的各種工具，并且各種工 具的位置是可改變的。作為各種工具，設(shè)置有塞壓配工具146、中間泄露工具147、曲柄蓋工 具148和精加工泄漏工具149。相對于輸送入口 /出口開口部142在工具設(shè)定臺143的近 側(cè)處，設(shè)置有部件托盤設(shè)定空間150。相對于部件托盤設(shè)定空間150在工具設(shè)定臺143的近 側(cè)處，設(shè)置有部件輸送機器人151。在工作設(shè)定臺143的相對于部件輸送機器人153而言 的 相反側(cè)處，設(shè)置有工件輸送機器人152。通過輸送入口 /出口開口部142由輸送裝置109朝作業(yè)設(shè)定臺132輸送工件124。 在作業(yè)設(shè)定臺143上傳送的工件由工件輸送機器人152傳送至工作頭144，以便操作各種工 作。另一方面，如圖3所述的部件托盤128由輸送裝置109從輸送入口 /出口開口部142 輸送至作業(yè)設(shè)定臺143。通過部件輸送機器人151使傳送的部件托盤128運動至部件托盤 設(shè)定空間150。部件托盤128中的各種部件由部件輸送機器人151根據(jù)必需的需求供應(yīng)至 超出工作頭144之外的工作部。清潔機械108是能夠中間清潔和精加工清潔的多功能清潔機械。清潔機械108形 成為具有多段的室161。在室161距加工機械105和106近的壁161a中，設(shè)置有輸送入口 /出口開口部162。在室161的中心部分，設(shè)置有具有分度機構(gòu)的工件支撐裝置163。作業(yè) 支撐裝置163包括四個腿部164，各腿部相對于相鄰的腿部角度地分開90°，并具有工件支 撐臺165。在室161中，緊接在輸送入口 /出口開口部162內(nèi)設(shè)置有工件輸送入口 /出口站 166。此外，第一中間清潔站167、第二中間清潔站168、精加工清潔站169分別設(shè)置有90° 的角形。在圖6中，作為清潔裝置，在第一中間清潔站167處設(shè)置有中間清潔噴嘴170和 171，并在精加工清潔站163處設(shè)置有精加工清潔噴嘴172。清潔機器人173的自由度相對 地高，使得清潔機器人173具有去除在工件124上出現(xiàn)的毛刺的能力和清潔局部斑點的能 力。設(shè)置兩個中間清潔站(第一中間清潔站167和第二中間清潔站168)的原因是根據(jù)必 需的需求選擇中間清潔站中的一個中間清潔站。因此，在清潔裝置108外設(shè)置有用于回收 清潔液并凈化清潔液的凈化設(shè)備174。接下來，將描述輸送裝置109。輸送裝置109包括機器人和搬送器。在僅由機器人操作工件的運動的情況下，機 器人的操作空間不得不變寬，不得不增加多個機器人和/或機器人必須可運動。在任何情 況下，用于以上機器人必需的設(shè)備不得不大，并且不得不增加用于以上機器人的投資量。在 輸送機械109中，將機器人和搬送器組合，以便在寬的區(qū)域中輸送工件，但用于輸送機械 109必需的設(shè)備緊湊，并且沒有很大程度地增加輸送機械109的投資。如圖1所示，從在材料道110和精加工產(chǎn)品道111旁邊的部分到第一多功能加工 機械103和多功能組裝機械107排列第一軌道181。沿第一軌道181運送第一搬送器182。 第一搬送器182包括放置有工件的工件接納機座182a和從工件接納機座182a的兩側(cè)(第 一搬送器182沿牽引方向的兩橫向側(cè))延伸的拖臂部182b和182c。從第二多功能加工機械104與多功能組裝機械107之間的部分到第三多功能加工機械105與清潔機械108之間 的部分布置第二軌道183。沿第二軌道183運送第二搬送器184。如圖8至圖10所詳細(xì)示 出的，第二搬送器184包括工件接納機座184a和從工件接納機座184a的兩側(cè)(第二搬送 器184沿牽引方向的兩橫向側(cè))延伸的拖臂部184b和184c。第一搬送器和第二搬送器具 有相同的結(jié)構(gòu)。 第一輸送機器人185布置在第一道181的材料道110的側(cè)邊處。第二輸送機器人 186布置在第一軌道181與第二軌道183之間。第三輸送機器人187布置在第二軌道183 的相對于第二輸送機器人186而言的相反側(cè)。這些輸送機器人185、186和187沒有搬送器 裝置，也就是說沒有運動功能。這些輸送機器人不能在地板上運行并固定在地板上。這些 輸送機器人185、186和187是具有七個或超過七個關(guān)節(jié)的多關(guān)節(jié)臂機器人。在頂端處，設(shè) 置有通過打開/閉合手指188a來夾持/松開工件的夾持器188。第二輸送機器人186布置在第一多功能加工機械103與第二多功能加工機械104 之間的部分處并布置在從第一軌道181延伸的線上。第二輸送機器人186不面對第一多功 能加工機械103和第二多功能加工機械104。同樣地，第三輸送機器人187不面對第三多功 能加工機械105和多功能精加工機械106。然而，第二輸送機器人105和第三輸送機器人 是具有七個或超過七個關(guān)節(jié)的多關(guān)節(jié)臂機器人，使得第二輸送機器人186通過多關(guān)節(jié)臂的 扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)運動能夠到第一多功能加工機械103、第二多功能加工機械104，而第三輸送機器 人187通過多關(guān)節(jié)臂的扭轉(zhuǎn)運動能夠到第三多功能加工機械105和多功能精加工機械。圖 8示出第三輸送機器人187，該第三輸送機器人187的夾持器188通過多關(guān)節(jié)臂的扭轉(zhuǎn)運動 正朝多功能精加工機械106接近。第一輸送機器人185操作，使得將部件托盤擱板122上的部件托盤128輸送至第 一搬送器182的工件接納機座182a，將工件124從材料道110的端部輸送至第一搬送器182 的工件接納機座182a，并將第一搬送器182的工件接納機座182a上的工件124輸送至精加 工產(chǎn)品道111。第二輸送機器人186操作，使得將第一搬送器182的工件接納機座182a上的部件 托盤128從多功能組裝機械107的輸送入口 /出口開口部142輸送至室141中的工件設(shè)定 臺143，并在第一搬送器182的工件接納機座182a與諸如第一多功能加工機械103、第二 多功能加工機械104、多功能組裝機械107的機械之間輸送工件124，和將工件124從機械 103、104和107中的一個輸送至機械103、104和107中的另一個。第二輸送機器人186同 樣操作，以將工件從第二搬送器184的工件接納機座184a輸送/輸送至第二搬送器184的 工件接納機座184a。第三輸送機器人187操作，使得在第二搬送器184的工件接納機座184a與諸如第 三多功能加工機械105、多功能精加工機械106和清潔機械108的機械之間輸送工件124， 并且還將工件124從第三多功能加工機械105、多功能精加工機械106和清潔機械108中的 一個輸送至第三多功能加工機械105、多功能精加工機械106和清潔機械108中的另一個。圖9和圖10示出如何由第三輸送機器人187輸送第二搬送器184。在第二軌道 183上運送第二搬送器184，并將工件124設(shè)定在第二搬送器184的工件接納機座184a上。 如圖9所示，第二搬送器184的工件接納機座184a位于第三輸送機器人187的可動區(qū)域D 夕卜。如圖8所示，第二搬送器184的工件接納機座184a位于第二輸送機器人186的可動區(qū)域D外。
如圖9所示，設(shè)置在第三輸送機器人的頂端部處的夾持器188不能達(dá)到位于夾持 器188的可動區(qū)域D外的第二搬送器184的作業(yè)接納機座184c上的工件。然而，夾持器 188能達(dá)到第二搬送器184的拖臂184c。第三輸送機器人187的夾持器188勾住第二搬送 器184的拖臂184c，使得能根據(jù)第三機器人187的運動沿第二軌道183拖第二搬送器184。 圖10示出第二搬送器184接近靠近第三輸送機器人187的位置。在第二搬送器184接近 第三輸送機器人187的情況下，第三輸送機器人187的夾持器188能夾持工件124。接下來，將描述多功能精加工機械106。多功能精加工機械6能精加工作為工件124的柱體的孔的內(nèi)表面并測量該內(nèi)表 面。圖11示出多功能精加工機械106的主軸裝置的局部剖視圖。圖12是圖11中的主要 部分的放大圖。圖13是圖12中的主要部分的放大圖。圖14示出適合于主軸的工具的剖 視圖。圖15是適合于主軸的工具的另一剖視圖。圖16是圖14中沿線A-A的剖視圖。圖 17是圖14中沿線B-B的剖視圖。圖18至圖20分別是如圖14、圖15和圖16所示的工具 的另一剖視圖。圖21至圖23分別是如圖14、圖15和圖16所示的工具的又一剖視圖。如圖11和圖12所示，多功能精加工機械106的主軸裝置1包括主軸13，其通過 軸承12由殼體11容納并支撐；和作為能夠插入軸向孔13a的主軸驅(qū)動軸的主軸側(cè)拉桿14， 其沿前后方向形成在主軸13的軸線上。主軸13接納工具支架15和夾具機構(gòu)16，通過該夾具機構(gòu)16能使主軸13和工具 支架15在主軸13的前端一體地旋轉(zhuǎn)。一對測量空氣供應(yīng)通道13b沿軸向方向穿透周壁， 并且各測量空氣供應(yīng)通道相對于軸線相對地布置。通過主軸側(cè)傳動齒輪17和主軸驅(qū)動電 機側(cè)傳動齒輪18由作為第一驅(qū)動裝置的主軸驅(qū)動電機18使主軸13旋轉(zhuǎn)。設(shè)置在測量空氣供應(yīng)通道13b的前端(鄰近工具的端部)處的開口部面對如下所 述在工具2中形成的測量空氣供應(yīng)通道31d。設(shè)置在測量空氣供應(yīng)通道13b的后端(與工 具的端部相反)處的開口部面對空氣測微計的空氣供應(yīng)連接單元20，用于將測量空氣供應(yīng) 到測量空氣供應(yīng)通道13b中?？諝夤?yīng)連接單元20在前后方向上沿軸向方向可液壓地運動。如果使空氣供應(yīng) 連接單元20朝工具偏移，則使球形止回閥20b的設(shè)置在測量空氣供應(yīng)通道20a的前端處的 球20c與空氣供應(yīng)連接單元20接觸并被該空氣供應(yīng)連接單元20擠壓，使得釋放測量空氣 通道20a。因此，能將從空氣供應(yīng)部21噴射的測量空氣供應(yīng)到測量空氣供應(yīng)通道13b中。 在如圖11至圖13所示的實施例的情況下，一個測量空氣供應(yīng)部21將測量空氣供應(yīng)至在主 軸13的下半側(cè)指示的測量空氣供應(yīng)通道13b。另一測量空氣供應(yīng)部21將測量空氣供應(yīng)至 在主軸13的上半側(cè)指示的測量空氣供應(yīng)通道13b。在主軸側(cè)拉桿14的前端處，由夾具機構(gòu)16接納工具支架15的直徑較小部15a。 在軸線上，設(shè)置有用于將冷卻劑供應(yīng)至工具2的冷卻劑供應(yīng)通道14a。在后端處設(shè)置有用于 供應(yīng)冷卻劑的軟管(未示出)附接入的總關(guān)節(jié)24。在主軸側(cè)拉桿14的后端處，拉桿驅(qū)動軸 23通過軸承22支撐工具支架。在拉桿驅(qū)動軸23的周圍表面上，設(shè)置有用于與固定在殼體11上的螺母25接合的 螺釘部，使得經(jīng)由拉桿驅(qū)動軸傳動齒輪26和拉桿驅(qū)動電機傳動齒輪27由拉桿驅(qū)動電機28 使拉桿驅(qū)動軸23旋轉(zhuǎn)。
也就是說，由拉桿驅(qū)動電機28使拉桿驅(qū)動軸23旋轉(zhuǎn)，然后使與螺母25接合的螺釘部23a在軸向方向上偏移。此時，拉桿驅(qū)動軸23通過軸承支撐主軸側(cè)拉桿14。因此，不 會將拉桿驅(qū)動軸23的旋轉(zhuǎn)力傳遞至主軸拉桿14。只傳遞在軸向方向上的運動。因此，當(dāng)由拉桿驅(qū)動電機28使拉桿驅(qū)動軸23旋轉(zhuǎn)時，在從旋轉(zhuǎn)的拉桿驅(qū)動軸23 釋放主軸側(cè)拉桿14的同時，僅使主軸側(cè)拉桿14在軸向方向上偏移。因此，使主軸側(cè)拉桿14 在軸向方向上偏移，使得通過由主軸側(cè)拉桿14的前后運動打開/閉合的筒夾30，能夠使可 拆地連接至主軸拉桿14的(如下所述的)工具側(cè)拉桿32在軸向方向上運動。在如上所述的主軸裝置中，如圖14至圖17所示，根據(jù)實施例附接至主軸裝置的工 具2是直徑可變并通常用于球磨和珩磨的工具。大體上，工具2包括工具體31、由在工具 體31的軸向方向上的軸向孔31在前后方向上可動地支撐的工具側(cè)拉桿32和如下所述的 附接至工具體31的多個刀部和磨石。工具體31包括冷卻劑供應(yīng)通道31c，其用于使冷卻劑流動并設(shè)置在工具體31的 周圍表面31b上；以及一對測量空氣供應(yīng)通道316，測量空氣從空氣測微計和相對于軸線相 對布置的測量空氣供應(yīng)通道被供應(yīng)到該對測量空氣供應(yīng)通道316中。冷卻劑供應(yīng)通道31c 的一端面對工具體31的軸向孔31a的開口表面，冷卻劑供應(yīng)通道31d在工具體31中朝工 具體31的前端延伸，并且冷卻劑供應(yīng)通道31c的另一端設(shè)置在工具體31的前端。測量空 氣供應(yīng)通道31d的主軸側(cè)開口部面對在主軸13中形成的測量空氣供應(yīng)通道13b。測量空氣 供應(yīng)通道31d的工具前側(cè)開口連接至在工具體31的周壁31b中形成的測量空氣噴嘴33。 此外，工具體31包括止動回轉(zhuǎn)機構(gòu)34，其用于使工具側(cè)拉桿32相對于工具體31在前/后 方向上運動和使工具側(cè)拉桿32與工具體31結(jié)合地旋轉(zhuǎn)。作為第一工作構(gòu)件的三個中間精加工構(gòu)件35和一個精加工構(gòu)件36以及作為第二 工作構(gòu)件的四個珩磨構(gòu)件37適合于工具體31，并且能夠使它們沿徑向方向偏移。如圖16和圖17所示，在中間精加工構(gòu)件35、精加工構(gòu)件36和珩磨構(gòu)件37當(dāng)中， 四個構(gòu)件、也就是說三個中間精加工構(gòu)件35和精加工構(gòu)件36徑向布置有恒定的間隔角， 而各珩磨構(gòu)件37以具有恒定間隔角的方式徑向布置在四個構(gòu)件中相鄰的構(gòu)件之間的間隔 中。在工具側(cè)拉桿32中，沿從工具側(cè)拉桿14的軸線延伸的線設(shè)置有用于將冷卻劑供 應(yīng)至工具體31的冷卻劑供應(yīng)通道31c的冷卻劑供應(yīng)通道32a。在冷卻劑供應(yīng)通道31c的工 具的前側(cè)的一個開口端連接至主軸拉桿14的冷卻劑供應(yīng)通道14a的開口部。另一方面，工 具的前端相反的開口部面對工具體31的冷卻劑供應(yīng)通道31c的軸向孔31a的開口部。因 此，從主軸裝置1供應(yīng)的冷卻劑供應(yīng)至工作部。如圖14所示，中間精加工構(gòu)件35包括沿軸向方向延伸的柱形中間切削工具保持 構(gòu)件35a和由中間切削工具保持構(gòu)件35a固定的中間切削工具35b。中間精加工切削工具 保持構(gòu)件35a的后端(圖14中的右側(cè))通過螺釘38固定在工具體31上(如圖16所示)。 另一方面，在面對工具體31的表面上相對于螺釘38的工具的前端側(cè)處，沿與軸向方向垂直 的方向形成有切口部35c。從中間精加工切削工具35a的切口部35c附接中間精加工切削 工具35b，并且該中間精加工切削工具35b相對于工具的前端朝外部徑向方向延伸。同樣地，精加工構(gòu)件36包括沿軸向方向延伸的柱形精加工切削工具保持構(gòu)件36a 和由精加工切削工具保持構(gòu)件36a固定的精加工切削工具36b。精加工切削工具保持構(gòu)件36a的后端(圖14中的右側(cè))通過螺釘38固定在工具體31上(如圖16所示)。另一方 面，在面對工具體31的表面上相對于螺釘38的工具的前端側(cè)處，沿與軸向方向垂直的方向 形成有切口部36c。從精加工切削工具保持構(gòu)件36的切口部36c附接精加工切削工具36b， 并且該精加工切削工具36b相對于工具的前端朝外部徑向方向延伸。
在工具側(cè)拉桿的外周表面上，分別設(shè)置有面對中間精加工構(gòu)件35的傾斜部(在下 文中，其被稱為“中間精加工錐形表面32b”)和面對精加工構(gòu)件36的傾斜部(在下文中， 其被稱為“精加工錐形表面32c”)。在實施例中，中間精加工構(gòu)件錐形表面32b從主軸側(cè)向工具的前端傾斜，以便稍 微增大錐形表面與軸向方向之間的距離(例如，傾斜角為2° )。精加工構(gòu)件錐形表面32c 在主軸側(cè)拉桿14的相對于工具體31的可動區(qū)域中從主軸側(cè)向工具的前端傾斜，以便稍微 增大錐形表面與軸向方向之間的距離(例如，傾斜角為3° )。在從可動的工具的前端到工 具的前端的錐形表面處，稍微減小錐形表面與軸向方向之間的距離。在中間精加工構(gòu)件錐 形表面32b和精加工構(gòu)件錐形表面32c相比較時，前者傾斜的程度大于后者傾斜的程度。在中間精加工切削工具保持部35a與中間精加工構(gòu)件錐形表面32a之間的空間和 精加工切削工具保持構(gòu)件36a與精加工構(gòu)件錐形表面32c之間的空間中，作為第一傳動裝 置的錐形傳動銷39在徑向方向上穿透兩空間。傳動銷39包括兩個半球39a和插入兩個半 球39a之間的插入構(gòu)件39b，其中半球39a和插入構(gòu)件39b由固定在工具體31上的柱形保 持構(gòu)件40保持，并且能沿保持構(gòu)件40的縱向方向裂開。半球39a布置成以便通過插入構(gòu) 件39b接觸半球39a的球面。半球39a的放置表面接觸中間精加工切削工具保持構(gòu)件35a 與中間精加工構(gòu)件錐形表面32b中的一個、或精加工切削工具保持構(gòu)件36a與精加工構(gòu)件 錐形表面32c中的一個。如圖15所示，珩磨構(gòu)件37包括在珩磨構(gòu)件37的徑向方向上布置的板形磨石保持 構(gòu)件37a和固定在磨石保持構(gòu)件37a的外球面上的磨石37b。珩磨構(gòu)件37在徑向方向上穿 透工具體31，并能沿該徑向方向裂開。磨石保持構(gòu)件37a包括兩個傾斜面37a和37d，其中 傾斜面37a和37d設(shè)置在面對工具側(cè)拉桿32的表面上，并朝從主軸側(cè)到工具的前端的方向 延伸和將臺階部夾在中間，以便稍微減小工具側(cè)拉桿的軸線與相對于徑向方向的外周表面 之間的距離。圖15示出沿圖17中的線C-C的透視圖。此外，在珩磨構(gòu)件37與工具側(cè)拉桿32之間的空間處設(shè)置有磨石延伸板41。磨石 延伸板41具有大致與磨石保持構(gòu)件37a的厚度相等的厚度。磨石延伸板41和保持構(gòu)件將 臺階部夾在中間。磨石延伸板41的外周表面41a和珩磨構(gòu)件37的內(nèi)周表面41b從主軸向 工具的前端傾斜，以便稍微減小外周表面與工具側(cè)拉桿32的軸向中心之間的距離。因此， 磨石延伸板41的外周表面傾斜面41a的形狀大致相當(dāng)于珩磨構(gòu)件37的內(nèi)周傾斜面41b的 形狀。磨石延伸板41附接在工具側(cè)拉桿32的表面上。在工具側(cè)拉桿32的前端處，包括柱 形構(gòu)件47，使得一體地形成柱形構(gòu)件47與工具側(cè)拉桿32。磨石延伸構(gòu)件41的內(nèi)周表面配 合到設(shè)置于柱形構(gòu)件47處的狹縫47a中。還在柱形構(gòu)件47上形成有用于傳動銷的狹縫 47b，使得錐形傳動銷39穿過狹縫47b。在磨石延伸板41上固定有磨石互鎖銷42，并且該磨石互鎖銷42從磨石延伸板41 的端部突出。在磨石保持部37a中，設(shè)置有從磨石延伸板41突出的磨石互鎖銷42插入的 孔37e。磨石互鎖板41與孔部37e與珩磨構(gòu)件37的傾斜面37c和37d以及磨石延伸板41的傾斜面41a和41b平行延伸。
如圖14和圖15所示，在工具體31的前端處設(shè)置有具有底表面的筒狀體46，以便 覆蓋工具側(cè)拉桿32的前端。在筒狀體46的底表面處形成有貫穿孔。將具有底表面的儲存 有液壓彈簧43的第二筒狀體45插入貫穿孔。液壓彈簧43與工具側(cè)拉桿32的頂端部接觸， 并朝主軸側(cè)擠壓工具側(cè)拉桿32。第二筒狀體45 —體地連接至柱狀部47的頂端部。位于第一筒狀體46的內(nèi)部的第二筒狀體45的開口部的外周邊緣形成凸緣部。在 第一筒狀體46的內(nèi)部，第二筒狀體45的凸緣部與第一筒狀體46的底表面之間插入有膜片 制動器44。膜片制動器通過第二筒狀體45朝工具側(cè)拉桿32擠壓液壓彈簧43。接下來，描述在如上所述的包括多功能加工機械106的加工線模塊101中用于處 理工件124的操作的示例。(1)材料的引入；(2)通過第一多功能加工機械103的處理；(3)通過第二多功能加工機械104的處理；(4)通過第三多功能加工機械105的處理；(5)清潔機械108中的中間清潔和真空干燥；(6)通過多功能加工機械107的泄露測試；(7)通過多功能加工機械107附接和緊固蓋帽；(8)通過多功能加工機械106的精加工；(9)通過多功能加工機械106的珩磨；(10)通過多功能加工機械106的檢查；(11)清潔機械108中的最終清潔和真空干燥；(12)通過多功能組裝機械107組裝壓配塞；(13)通過多功能組裝機械107的泄露測試；以及(14)輸送精加工的產(chǎn)品在下文中，詳細(xì)描述如上所述的各過程。(1)材料的引入首先，由材料道110輸送作為材料的工件124。在示例中，工件124為氣缸體。當(dāng) 工件接近入口側(cè)端(在第一輸送機器人185旁邊)時，工件124被第一輸送機器人185夾 持并被放置在第一搬送器182的工件接納機座182a上。此時，沿第一軌道181將第一搬送 器182輸送至第一輸送機器人185旁邊的位置。當(dāng)將工件124放置在第一搬送器182的工 件接納機座182a上時，沿第一軌道181由第二輸送機器人186將第一搬送器182傳送至第 二輸送機器人186旁邊的位置。如上所述，通過用第一輸送機器人185的夾持器188勾住 和拉動第一搬送器182的臂部182b來操作由第二輸送機器人186輸送的第一搬送器183 的運動。(2)通過第一多功能加工機械103處理輸送至第二輸送機器人186旁邊的位置的第一搬送器182的工件接納機座182a 上的工件124由第二輸送機器人186的夾持器188夾持，以便將工件124設(shè)定在第一多功 能加工機械103的工件安置機座129上(見圖2A和圖2B)。第二輸送機器人186具有七根 軸，以便能將工件124平穩(wěn)地設(shè)定在第一多功能加工機械103的工件安置機座129上。如圖2A和2B所示，處理工件124的兩端面124a和124b。(3)通過第二多功能加工機械104的處理在結(jié)束由第一多功能加工機械103的操作之后，由第一輸送機器人185從第一多功能加工機械103的工件安置機座129拾取工件124。然后，由第一輸送機器人185將工件 124設(shè)定在鄰近第一多功能加工機械103的第二多功能加工機械104的工件安置機座131 上(見圖2C和圖2D)。如圖2C和圖2D所示，工件124在工件安置機座131上的布置不同 于在工件安置機座129上的布置。如圖2C和2D所示，處理工件124的上表面124c和下表 面 124c。(4)通過第三多功能加工機械105的處理當(dāng)結(jié)束由第二多功能加工機械104的操作之后，工件124被第二輸送機器人186 的夾持器188夾持并被放置于第二搬送器184的工件接納機座184a上，其中該第二搬送器 184在第二軌道183上的第二輸送機器人186旁邊的位置處等待。當(dāng)將工件124放置在工 件接納機座184a上時，由第二輸送機器人186的夾持器188接合第二搬送器184的臂部 184a。然后，沿第二軌道183由第二搬送器機器人186推動第二搬送器184。盡可能根據(jù)第 二機器人186的拉長距離使第二搬送器184運動。如圖9所示，接下來，使第三輸送機器人 187延伸，使得夾持器188的手指188a勾住第二搬送器184的臂部184c。將第三輸送機器 人186折疊起來，使得第二搬送器184在第二軌道183上運動至第三輸送機器人187的邊 緣部。限制第二輸送機器人186和第三輸送機器人187的行程。即使用于使工件124運動 的距離超過行程，也能通過利用由機器人186和187推/拉的搬送器182沿比機器人186 和187的行程長的距離輸送工件124。在第二軌道183上輸送至第三輸送機器人187的端部的第二搬送器184的工件接 納機座184a上放置的工件124由第三輸送機器人187的夾持器188夾持(見圖10)，在以 相同的方式保持工件124的同時，通過使第三輸送機器人187旋轉(zhuǎn)來輸送工件并將工件安 置在第三多功能加工機械105的作業(yè)安置機座133上。如圖2E和2F所示，由第三多功能 加工機械105在工件124上形成多個凸形部124e。(5)清潔機械108中的中間清潔和真空干燥將由第三多功能加工機械105處理的工件124輸送至清潔機械108，以便清潔工件 124。如圖8所示，清潔機械108的輸送入口 /出口開口部162位于第三輸送機器人187的 可動區(qū)域D內(nèi)。因此，通過用第三輸送機器人187的夾持器188夾持第三多功能加工機械 105的工件安置機座133上的工件124、并使第三輸送機器人187旋轉(zhuǎn)來操作工件從第三多 功能加工機械105到清潔機械108的運動，以便將工件124直接傳到輸送入口 /出口開口 部162。將工件124放置在工件接納機座165上，其中該工件接納機座165在位于輸送入口 /出口開口部162內(nèi)的輸送入口 /出口站166處等待。接下來，通過分度旋轉(zhuǎn)工件支撐機械 163來操作腿部166的旋轉(zhuǎn)運動，使得將工件接納機座165輸送至第一中間清潔站167。在 第一中間清潔站167處，用從中間清潔噴嘴170和171噴射的清潔液清潔工件124。在清潔 工件124之后，由真空吸料吹制來操作水切。在中間清潔操作中，優(yōu)選地利用第一中間清潔 站167和第二中間清潔站168。(6)通過多功能加工機械107的泄露測試在由清潔機械108中間清潔工件124之后，在多功能組裝機械107中操作泄露測試。在將工件124從清潔機械108輸送至多功能組裝機械107的情況下，首先由第三輸送 機器人夾持返回至清潔機械108的輸送入口 /出口站163的工件214。然后，將工件124放 置在第二搬送器184的工件接納機座184a上，其中該第二搬送器184在第二軌道183上的 第三輸送機器人187旁邊的位置處等待。接下來，第三輸送機器人187的夾持器188勾在 第二搬送器184的臂部184c上。通過使第三輸送機器人187延伸，使第二搬送器184沿第 二軌道183運動。盡可能根據(jù)第三輸送機器人187的最大擴展朝第二輸送機器人186輸送 第二搬送器184。接下來，第二輸送機器人186的夾持器188勾在第二搬送器184的臂部 184b處。于是，在使工件接納機座184a運動至靠近第二輸送機器人186的位置之前，通過 使第二輸送機器人186收縮來使第二搬送器184沿第二軌道183運動。由第二輸送機器人186夾持第二搬送器184的工件接納機座184a上的工件214。 通過使第二輸送機器人186旋轉(zhuǎn)，通過輸送入口 /出口開口部142將工件124放置在工件 安置機座143上。通過工件輸送機器人152使工件124運動至超出操作頭144之外的位置， 以便用操作頭144和中間泄漏工具147操作泄露測試。(7)通過多功能加工機械107附接和緊固蓋帽 如圖3所示，將布置有軸承蓋126、強制插塞127等的部件托盤128從部件供應(yīng)擱 板122供應(yīng)至部件托盤設(shè)定空間150。由第一輸送機器人185在第一搬送器182的工件接 納機座182a上輸送部件托盤128。由第二輸送機器人186通過輸送入口 /出口開口部142 將部件托盤128從工件接納機座182輸送至多功能組裝機械107的工件安置機座143。然 后，由部件輸送機器人151將部件托盤128輸送至部件托盤設(shè)定空間150。在工件124上，通過操作頭144和蓋帽緊固工具148用螺栓125緊固來附接軸承
蓋 126 ο(8)通過多功能加工機械106的精加工在由多功能組裝機械107組裝軸承蓋126之后，將工件124輸送至用于精加工工 件124的多功能精加工機械106。首先，由工件輸送機器人152將工件124輸送至超出工 作頭144之外靠近工件安置機座142的輸送入口 /出口開口部142的位置。接下來，通過 輸送入口 /出口開口部142將設(shè)置在第二輸送機器人186的前端處的夾持器188插入多功 能組裝機械107，以便夾持工件124并從多功能組裝機械107拔出。另一方面，使第二搬送 器184在靠近第二輸送機器人186的側(cè)邊處的第二軌道183上等待。將由第二輸送機器人 186拾取的工件124放置在第二搬送器184的工件接納機座184a上。第二輸送機器人186 的夾持器188勾在第二搬送器184的臂部184b處，并且朝第三輸送機器人187推在第二軌 道183上的第二搬送器184。在通過推第二輸送機器人186使第二搬送器184沿預(yù)定距離 運動之后，使第三輸送機器人187延伸，并且第三輸送機器人187的夾持器188勾在第二搬 送器184的臂部84c處。如圖10所示，折疊第三機器人187，使得沿第二軌道183朝靠近第 三輸送機器人187的部分輸送第二搬送器184。由第三輸送機器人187的夾持器188夾持第二搬送器184的工件接納機座184c 上的工件124。通過操作第三輸送機器人187，將工件124輸送至多功能精加工機械106的 工件安置機座135。如圖2G和圖2H所示，工件124被設(shè)定在工件安置機座135的安置工具 136處并由安置工具137固定。圖8示出由第三輸送機器人187設(shè)定在多功能精加工機械 106處的工件124。
如圖2G和2H所示，由多功能精加工機械106精加工工件24的上表面和下表面。(9)通過多功能加工機械106的珩磨接下來，描述通過多功能精加工機械106的鉆削和珩磨過程的操作。首先，在多功能精加工機械106的主軸裝置1中通過拉桿驅(qū)動電機28使拉桿驅(qū)動 軸23旋轉(zhuǎn)。通過主軸側(cè)拉桿14(在下文中，其被稱為“中間精加工布置”)將工具側(cè)拉桿32 輸送至中間精加工位置(如圖18至圖20所示)。在中間精加工布置處，中間精加工錐形表面32b和精加工錐形表面32c在如圖18 和圖20所示面對錐形傳動銷39的位置處沿徑向方向的寬度比如圖14至圖16所示的寬。 因此，使用于與中間精加工錐形表面32b和精加工錐形表面32c接觸的錐形傳動銷39在保 持構(gòu)件40朝外部徑向方向裂開，使得擠壓中間精加工切削工具保持構(gòu)件35a和對應(yīng)中間精 加工切削工具35b與精加工切削工具保持構(gòu)件36a的精加工切削工具36b的位置。如上所述，用螺釘將中間精加工切削工具保持構(gòu)件35a的基端、也就是說中間精 加工切削工具保持構(gòu)件35a相對于在軸向方向上的寬度的偏置位置固定在工具體31上，并 將切口 35c設(shè)置在面對工具側(cè)拉桿32的表面41f處。因此，當(dāng)由錐形傳動銷39擠壓表面 41f時，使表面41f在從切口部35c到中間精加工切削工具35b的側(cè)邊處的一部分彈性變 形，使得中間精加工切削工具35b朝外部徑向方向偏移。同樣地，用螺釘將精加工切削工具保持構(gòu)件36a的基端、也就是說精加工切削工 具保持構(gòu)件36a相對于在軸向方向上的寬度的偏置位置固定在工具體31上，并將切口 36c 設(shè)置在面對工具側(cè)拉桿32的表面42f處。因此，當(dāng)由錐形傳動銷39擠壓表面42f時，使表 面42f在從切口部36c到精加工切削工具36b的側(cè)邊處的一部分彈性變形，使得精加工切 削工具36b朝外部徑向方向偏移。此時，中間精加工錐形表面32b的傾斜角不同于精加工錐形表面32c的傾斜角。中 間精加工錐形表面32b在面對錐形傳動銷39的部分處沿徑向方向的寬度寬于精加工錐形 表面在面對錐形傳動銷39的部分處沿徑向方向的寬度。因此，在中間處理布置處，中間精 加工切削工具35b在外部徑向方向上比精加工切削工具36b突出得多。此外，在與如圖19和圖20所示的狀態(tài)和如圖15所示的狀態(tài)相比較時，如圖19和 圖20所示的珩磨構(gòu)件37朝磨石延伸板41偏移、也就是說朝內(nèi)部徑向方向偏移。無論如何， 磨石37b的表面在徑向方向上位于中間切削工具35b的外徑的內(nèi)側(cè)位置。在中間處理布置中，使工具側(cè)拉桿32運動，以便中間精加工切削工具36b的外徑 相對大于精加工切削工具36b和磨石37b的外徑。例如，中間精加工切削工具35b的外徑 比精加工切削工具需要的外徑小0. 1mm。如上所述，使工具側(cè)拉桿32運動至中間精加工布置，通過主軸驅(qū)動電機19使主軸 13旋轉(zhuǎn)，以便用中間精加工切削工具35b中間精加工工件。在中間精加工之后，在維持主軸13旋轉(zhuǎn)的同時，通過拉桿驅(qū)動電機28使拉桿驅(qū)動 軸23旋轉(zhuǎn)。因此，如圖21至圖23所示經(jīng)由主軸側(cè)拉桿14使工具側(cè)拉桿32向后運動至精 加工處理位置(在下文中，其被稱為“精加工處理布置”)。在使工具側(cè)拉桿32從中間精加工布置向精加工布置運動的情況下，通過液壓彈 簧43和膜片制動器44朝主軸側(cè)加壓工具側(cè)拉桿32，使得能可靠地跟隨經(jīng)由筒夾30連接至 主軸側(cè)拉桿32的工具側(cè)拉桿32。
在精加工布置處，精加工錐形表面32b和精加工錐形表面32在如圖21和圖23所 示面對錐形傳動銷39的位置處沿徑向方向的寬度比如圖18至圖20所示的寬。因此，使與 中間精加工錐形表面32b和精加工錐形表面32c接觸的錐形傳動銷30在保持構(gòu)件40朝外 部徑向方向裂開，以便還擠壓中間精加工切削工具保持構(gòu)件35a、精加工切削工具保持構(gòu)件 36a的與中間物精加工切削工具35b和精加工切削工具36b對應(yīng)的部分。因此，從切口部35c到中間精加工切削工具35b的側(cè)邊處的彈性變形在中間精加 工切削工具35b中相對較大。使中間精加工切削工具35b朝外部徑向方向運動。同樣地， 從切口部36c到精加工切削工具36b的側(cè)邊處的彈性變形在精加工切削工具36b中相對較 大。使精加工切削工具36b朝外部徑向方向運動。此時，中間精加工錐形表面32b的傾斜角與精加工錐形表面32c的傾斜角彼此不 同。如圖18和圖19所示在將精加工布置與中間精加工布置相比較時，中間精加工錐形表 面32b在面對錐形傳動銷39的部分處沿徑向方向的寬度窄于精加工錐形表面32c在面對 錐形傳動銷39的部分處沿徑向方向的寬度。因此，在精加工布置中，精加工切削工具36b 朝外部徑向方向比中間精加工切削工具35b突出得多。與如圖20所示的相比較，如圖22所示的珩磨構(gòu)件37的位置朝磨石延伸板41 (朝 向內(nèi)徑向方向)偏移。能將磨石37b的表面維持在精加工切削工具36b的外徑內(nèi)的位置。如上所述，在精加工布置中，使工具側(cè)拉桿32運動，以便精加工切削工具36b的外 徑大于中間精加工切削工具35b的外徑和磨石37b的外徑。例如，將精加工切削工具36b 的直徑設(shè)定為精加工直徑。在精加工之后，通過拉桿驅(qū)動電機28使拉桿驅(qū)動軸23旋轉(zhuǎn)，以便經(jīng)由主軸側(cè)拉桿 14使工具側(cè)拉桿32向前運動(例如運動至中間精加工布置)。因此，中間精加工錐形表面 32b在面對錐形傳動銷39的部分處的寬度和精加工錐形表面32c在面對錐形傳動銷39的 部分處的寬度在徑向方向上變窄。在錐形傳動銷39在保持構(gòu)件40中朝內(nèi)部徑向方向裂開 的情況下，中間精加工切削工具35a的變形部和精加工切削工具36a的變形部通過它們的 恢復(fù)力朝軸線運動。在將所述狀態(tài)與如圖21至圖23所示的狀態(tài)相比較時，使該狀態(tài)下的 中間精加工切削工具35b和精加工切削工具36b朝內(nèi)部徑向方向運動。(10)通過多功能加工機械106的檢查在通過中斷主軸驅(qū)動電機19停止主軸13的旋轉(zhuǎn)運動之后，通過空氣測微計測量 在工件124中形成的孔的直徑。將描述如何通過空氣測微計測量孔的直徑。在由空氣測微計測量孔的直徑的情況 下，如圖13所示的NC裝置3向定序器29c輸出測量命令。當(dāng)從定序器29c向控制裝置29b 輸出測量命令時，A/D轉(zhuǎn)換器29a、測量空氣供應(yīng)源29d和空氣供應(yīng)連接單元20根據(jù)向控制 裝置29b輸入的測量命令開始控制。當(dāng)通過液壓壓力使空氣供應(yīng)連接單元20朝工具2運 動時，通過測量空氣供應(yīng)通道13b和測量空氣供應(yīng)通道31d從相應(yīng)的測量空氣噴嘴33噴射 通過A/D轉(zhuǎn)換器29a從測量空氣供應(yīng)源29d供應(yīng)的測量空氣。此時，A/D轉(zhuǎn)換器29a檢測測量空氣的(與測量空氣的流動量對應(yīng)的)壓力值，并 向控制裝置29b輸出壓力檢測信號。在控制裝置29b中，根據(jù)從A/D轉(zhuǎn)換器29a輸出的壓 力檢測信號檢測測量空氣的流動量。從測量空氣的流動量和表明測量空氣的流動量與孔的 直徑之間的關(guān)系的先前存儲數(shù)據(jù)來判斷，檢測在工件中形成的孔的直徑。
16
在通過空氣測微計完成測量之后，根據(jù)測量的結(jié)果由主軸驅(qū)動電機19使拉桿驅(qū) 動軸23旋轉(zhuǎn)，并經(jīng)由主軸側(cè)拉桿14使主軸側(cè)拉桿14前進(jìn)至珩磨位置(如圖14至圖16所 示的位置)(在下文中，其被稱為“珩磨布置”)。在如圖14至圖16所示的珩磨布置中，中間精加工錐形表面32b在面對錐形傳動 銷39的部分處的寬度和精加工錐形表面32c在面對錐形傳動銷39的部分處的寬度在徑向 方向上變得比如圖10至圖20所示的窄。因此，與中間精加工錐形表面32b和精加工錐形 表面321c接觸的錐形傳動銷30在保持構(gòu)件40中進(jìn)一步朝內(nèi)部徑向方向滑動，并且錐形傳 動銷39被儲存在工具體31中。因此，使彈性變形的中間精加工切削工具保持構(gòu)件35和切削工具保持構(gòu)件36a恢 復(fù)到初始方式。相對于中間精加工布置和精加工布置，使中間精加工切削工具35b和精加 工切削工具36b朝內(nèi)部徑向方向偏移。反之，使珩磨構(gòu)件37沿磨石延伸板41的傾斜部41和41b朝外部徑向方向運動， 然后使珩磨構(gòu)件37朝徑向方向向外運動。因此，與中間精加工切削工具35b和精加工切削 工具36b的外徑相比較，磨石37b的外徑朝外部徑向方向突出。如上所述，在珩磨布置中，使工具側(cè)拉桿32運動，以便磨石37b的外徑大于中間精 加工切削工具35b和精加工切削工具36b的外徑。例如，磨石37b的直徑設(shè)定具有士20 μ m 公差的精加工直徑。此外，在實施例中，在珩磨操作中總是由空氣測微計檢測在工件24中形成的孔的 直徑。取決于檢測狀態(tài)，在工件124中形成的孔的直徑變成在珩磨操作中需要的尺寸以前， 由拉桿驅(qū)動電機28調(diào)節(jié)工具側(cè)拉桿32的位置。在空氣測微計識別在工件中形成的孔的直徑是需要的尺寸之后，通過拉桿驅(qū)動電 機28使工具側(cè)拉桿32的位置向后運動至如圖18至圖20所示的中間精加工布置。在使主軸側(cè)拉桿14從珩磨布置向后運動的情況下，使磨石延伸板41相對于珩磨 構(gòu)件37朝主軸運動。珩磨構(gòu)件37和磨石延伸板41與磨石互鎖銷42連接。在如上所述使 珩磨構(gòu)件37運動的情況下，將磨石互鎖銷42插入孔37e。然后，朝內(nèi)部徑向方向拉珩磨構(gòu) 件37，使得珩磨構(gòu)件37能朝內(nèi)部徑向方向運動。當(dāng)磨石37b的直徑變小時，停止主軸驅(qū)動電機19，然后停止主軸驅(qū)動電機19的旋 轉(zhuǎn)運動。完成多功能精加工機械106的作業(yè)操作。如上所述，根據(jù)該實施例的多功能精加工機械106，能僅通過一臺機械操作從通過 切削工具的球磨過程到用磨石的珩磨過程的一系列工作過程，使得改善操作效率，并降低 與過程相關(guān)的制造成本。(11)清潔機械108中的最終清潔和真空干燥在完成通過多功能精加工機械106的工作和檢測操作之后，從第三輸送機器人 187拾取工件124，并將工件124從輸送入口和出口開口部162輸送至清潔機械108。在清 潔機械108中，將工件124放置在工件接納機座165上，其中該工件接納機座165在輸送入 口和出口開口部162內(nèi)的輸送入口和出口站166處等待。通過工件支撐裝置163的分度旋 轉(zhuǎn)使腿部164旋轉(zhuǎn)，使得將工件接納機座165輸送至精加工清潔站169。在精加工清潔站 169中，用從精加工清潔噴嘴172噴射的清潔液清潔工件124。清潔機器人173可朝工件 124上的目標(biāo)噴射清潔液，使得能去除在工作操作中出現(xiàn)的毛刺。在清潔之后，通過真空吸
17料吹制去除把工件124弄濕的清潔液，并干燥工件124。通過工件支撐機械163的工件接納 機座165的分度旋轉(zhuǎn)使清潔并干燥的工件124運動至清潔機械108中的輸送入口和出口站 166。(12)通過多功能組裝機械107組裝壓配塞由第三輸送機器人187夾持位于清潔機械108中的輸送入口和出口站166處的工 件接納機座125上的工件124。使工件124運動至清潔機械108外的位置，并將該工件124 放置在第三輸送機器人187旁邊等待的第二搬送器184的工件接納機座184a上。然后，在 第二軌道183上通過第三輸送機器人187和第二輸送機器人186使第二搬送器184運動至 第二輸送機器人186旁邊的位置。由第二輸送機器人186夾持運動至靠近第二輸送機器人 186的位置的第二搬送器184的工件接納機座184a上的工件124，然后通過多功能組裝機 械107的輸送入口和出口開口部142將工件124放置在室141中的工件安置機座143上。 然后，通過工件輸送機器人152使工件124運動至超出工作頭144之外的位置。通過塞壓 配工具146等將強制插塞127組裝在工件124的預(yù)定位置處。如上所述，通過部件托盤128 將強制插塞124預(yù)先供應(yīng)至部件托盤空間150。(13)通過多功能組裝機械107的泄露測試在泄露測試中，精加工泄漏工具149檢測組裝有強制插塞127的工件124是否泄
Mo(14)輸送精加工的產(chǎn)品在多功能組裝機械107中完成泄露測試之后，輸送作為精加工產(chǎn)品的工件124。在 輸送作為精加工產(chǎn)品的工件124的情況下，通過工件輸送機器人152將在泄露測試中已檢 測的工件124輸送至靠近作業(yè)安置機座143的輸送入口和出口開口部142的位置。第二輸 送機器人186的夾持器188通過輸送入口和出口開口部142夾持工件124。將夾持的工件 124放置在位于靠近第二輸送機器人186的位置處的第一搬送器182的工件接納機座182a 上。由第二輸送機器人186推第一搬送器182，然后通過第一輸送機器人185在第一軌道 181上朝第一輸送機器人185拉第一搬送器182。然后，由第一輸送機器人185夾持第一搬 送器182的工件接納機座182a上的工件124，并將該工件124輸送至精加工產(chǎn)品道111。在 精加工產(chǎn)品道111上輸送工件124。如上所述，在實施例的加工線模塊101中，多功能精加工機械106不僅包括加工功 能，而且包括檢測功能。此外，通過采用包括機器人185、186和187以及搬送器182和184 的新的輸送機械109，實現(xiàn)提供其中串聯(lián)地插入、處理、檢測和組裝工件124的緊湊的設(shè)備。 通過組合加工線模塊101，即使產(chǎn)品的需求量變化，該設(shè)備也能容易地制造產(chǎn)品。實施例2圖24示出根據(jù)本發(fā)明的加工線模塊的輪廓的第二實施例。加工線模塊201包括作為加工機械的托盤自動交換(APC)機械，使得能減少加工 機械的總數(shù)。加工線模塊201包括第一多功能加工機械202和作為多功能精加工機械的第 二多功能加工機械203。加工線模塊201還包括與圖1所示實施例中的大致相同的部件儲 存與供應(yīng)部102、多功能組裝機械107、清潔機械108，但這些機械在圖24中的布局不同于在 圖1中的布局。由于加工機械的總數(shù)減少，所以用于輸送工件的輸送裝置204不同于如圖 1所示的加工線模塊101中的工件輸送裝置109。輸送裝置204由一條軌道、在該軌道上運送的一臺搬送器和位于道205的兩端處的兩臺輸送機器人207和208形成。在加工線模塊201的實施例2中，托盤自動交換機械能自動的改變夾具，適合于加 工機械的工具自動轉(zhuǎn)位裝置能自動地改變工具，并提供具有七根軸的機器人，使得平穩(wěn)并 且柔性地制造產(chǎn)品。盡管實施例1和2描述了作為多功能加工機械的加工機械，但本發(fā)明可以是專用 機械與多功能組裝機械的組合。盡管清潔機械和多功能組裝機械被描述成非加工設(shè)備，但 本發(fā)明可根據(jù)需求提供它們中的一個。重要的是，在通過組合加工機械、非加工機械和輸送 機械的單線模塊中實現(xiàn)一系列整體操作、也就是說諸如切割和鉆削的工作操作、諸如組裝 和輸送操作的非工作操作。實施例3圖25是用于示出加工設(shè)備的實施例3的輪廓的平面圖。加工設(shè)備301包括如圖1所示的加工線模塊101和相似的四個加工線模塊302a、 302b、302c和302d的組合。部件儲存與供應(yīng)部303和304可分別公共地用于相鄰的加工線 模塊302a和302b以及相鄰的加工線模塊302c和302d。部件儲存與供應(yīng)部303和304的 結(jié)構(gòu)與如圖1所示的部件儲存與供應(yīng)部102的結(jié)構(gòu)相同。在實施例3中，增加具有用于一系列操作必需的功能的加工機械和包括加工機械 的組合的加工線模塊101等。因此，即使取決于需求增加產(chǎn)品量，實施例3也能對應(yīng)于產(chǎn)品 量。在各加工線模塊302a-302d中，可處理從開始到結(jié)束的一系列操作。能容易地控制產(chǎn) 品量的調(diào)節(jié)。即使加工線模塊中的一個加工線模塊具有任何問題，也可不完全停止制造線。
權(quán)利要求
加工線模塊，其特征在于，所述加工線模塊包括用于對工件進(jìn)行機械加工的多個加工機械和不用于對所述工件進(jìn)行機械加工的非加工設(shè)備的組合，其中所述多個加工機械中的至少一個加工機械是能夠?qū)λ龉ぜM(jìn)行機械加工并測量所述工件的多功能加工機械；以及輸送機械，所述輸送機械包括用于在所述加工機械和所述非加工設(shè)備之間輸送所述工件的機器人，并且能夠在對所述加工線模塊中的工件的一系列操作中連續(xù)地操作所述工件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工線模塊，所述加工線模塊的特征在于，所述多功能加工 機械具有精加工功能和測量功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工線模塊，所述加工線模塊的特征在于，所述非加工設(shè)備 包括用于組裝工件的組裝裝置和用于清潔所述工件的清潔裝置中的至少一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工線模塊，所述加工線模塊的特征在于，所述輸送機械包 括軌道，所述軌道沿所述加工機械、所述非加工設(shè)備設(shè)置；和搬送器，所述工件能安置在 所述搬送器上；以及機器人，所述機器人具有七根軸，所述輸送機械的特征在于，所述機器 人布置在所述加工機械與非加工設(shè)備之間的位置處并沿所述軌道運動，并且在所述搬送器 與所述加工機械或非加工設(shè)備之間、在所述加工機械之間以及在所述加工機械與所述非加 工設(shè)備之間輸送所述工件。
5.加工設(shè)備，其特征在于包括多個加工線模塊，其中每個加工線模塊是如權(quán)利要求1 至4中的任一項所述的加工線模塊。
全文摘要
一種加工線模塊，包括具有多個加工功能的多個機械(103-106)以及諸如輸送機械的非加工設(shè)備(107、108)，這些機械和設(shè)備能夠協(xié)作，以便即使需要的量發(fā)生變化也能生產(chǎn)需要的量。用于對工件(124)進(jìn)行機械加工的多個加工機械(103-106)和用于處理工件的非加工設(shè)備(107、108)。一個加工機械(106)是多功能精加工機械，其具有除對工件(124)進(jìn)行機械加工的功能以外的測量工件的功能。輸送機械(109)具有用于在加工機械之間、以及在加工機械與非加工設(shè)備之間輸送工件(124)的機器人(185-187)。
文檔編號B23Q41/02GK101959644SQ20098010720
公開日2011年1月26日 申請日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
發(fā)明者山下貢丸, 平尾健一郎, 藤村宜孝 申請人:三菱重工業(yè)株式會社