(57)【要約】【課題】  ピストンリングの側面を精度良くかつ効率的に加工することができるピストンリング加工装置を提供する。【解決手段】  ピストンリング加工装置１００は、ピストンリングの給排を行うピストンリング給排部１０と、ピストンリングを挟持しかつ搬送するロボットハンド２０と、ピストンリングを保持するワーク軸３０と、ワーク軸３０によって保持されたピストンリングの側面を加工する砥石装置４０とを有する。ロボットハンド２０は、砥石装置４０によってピストンリングの一面の加工が終了したとき、ワーク軸３０に保持されたピストンリングを受け取り、ピストンリングを１８０度反転させてワーク軸３０にピストンリングを保持させ、砥石装置４０によるピストンリングの二面の加工を可能にする。【選択図】    図１
2014223690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンリングを加工するピストンリング加工装置であって、
ピストンリングを供給可能な供給手段と、
ピストンリングを挟持する挟持手段と、
ピストンリングの加工中、当該ピストンリングを回転可能に保持する保持手段と、
前記保持手段によって保持されたピストンリングの側面を加工する加工手段と、
前記供給手段と前記保持手段の間で前記挟持手段を移動させる移動手段とを有し、
前記挟持手段は、前記加工手段によってピストンリングの一面の加工が終了したとき、前記保持手段に保持されたピストンリングを受け取り、当該ピストンリングを反転させて前記保持手段にピストンリングを保持させ、前記加工手段は、反転されたピストンリングの二面を加工する、ピストンリング加工装置。
【請求項２】
ピストンリング加工装置はさらに、前記保持手段または前記加工手段の軸中心をピストンリングの側面に形成される加工形状に応じて旋回させる旋回手段を含む、請求項１に記載のピストンリング加工装置。
【請求項３】
前記挟持手段は、ピストンリングの外周面を挟持する一対のアーム部材と、当該アーム部材に接続された回転軸とを含む、請求項１に記載のピストンリング加工装置。
【請求項４】
前記旋回手段は、ピストンリングの側面に形成されるキーストンの角度に応じて旋回させる、請求項１に記載のピストンリング加工装置。
【請求項５】
前記保持手段は、少なくとも２つの保持手段を含み、一方の保持手段によって保持された一方のピストンリングが前記加工手段によって加工されている間に、他方の保持手段は他方のピストンリングを保持する、請求項１に記載のピストンリングの加工装置。
【請求項６】
前記挟持手段は、少なくとも２つの挟持手段を含み、前記移動手段は、少なくとも２つの挟持手段をそれぞれ独立して移動させる、請求項５に記載のピストンリングの加工装置。
【請求項７】
前記加工手段は、少なくとも２つの加工手段を含み、一方の加工手段は、ピストンリングの一面を加工し、他方の加工手段は、ピストンリングの二面を加工する、請求項１ないし６いずれか１つに記載のピストンリング加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，内燃機関、圧縮機関等に使用されるピストンリングに関し，特にキーストン形状を上下側面として有する圧力リングを高精度で加工できるピストンリング加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のピストンには、３〜４本のピストンリングが装着される。一般に、上部の２〜３本のピストンリングは圧力リングと呼ばれ、燃焼室とクランク室との気密性を保持し、ピストンの熱をシリンダに伝達し放熱する機能を有する。また、下部の１〜２本のピストンリングはオイルコントロールリングと呼ばれ、シリンダライナ内壁面に油膜を形成しつつ過剰なオイルを掻き落とす機能を有している。
【０００３】
燃焼圧力が高く、運転期間も長いディーゼルエンジンに装着される圧力リングには、燃焼生成物やカーボン残渣がピストン溝内に堆積し、固着するのを防止するために、ピストンリングの上下側面にキーストン加工を施して使用している。キーストン形状のピストンリングは、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
従来、キーストンリングの上下側面の研削加工は、片側ずつ、２台の研削盤を使用していた。研削盤を２台使用することで、設備間のワーク搬送に煩雑になり、連続加工の開始から完了までに設備の待ち時間が発生し、加工時間が長くなってしまう。当然、２台の設備となれば、イニシャルコスト、メンテナンスコスト、設置スペースも必要となり、経済的ではない。キーストン加工ではないが、平行なピストンリング上下側面を同時に研削加工する方法が、例えば特許文献２、３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−２７９０４３号公報
【特許文献２】特開２００２−３０７２７２号公報
【特許文献３】実開平０４−７９０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、キーストン加工の精度を確保するために、研削盤を２台使用することによって、設備間のワーク搬送に煩雑になり、連続加工の開始から完了までに設備の待ち時間が発生し、加工時間が長くなるという欠点がある。ピストンリングのキーストン加工の場合、その両面を同時に研削加工をすると、砥石軸の２軸の加工量のバランスが制御できないため、精度が良くない。
【０００７】
本発明は、ピストンリングの側面を精度良くかつ効率的に加工することができるピストンリング加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るピストンリング加工装置は、ピストンリングを供給可能な供給手段と、ピストンリングを挟持する挟持手段と、ピストンリングの加工中、当該ピストンリングを回転可能に保持する保持手段と、前記保持手段によって保持されたピストンリングの側面を加工する加工手段と、前記供給手段と前記保持手段の間で前記挟持手段を移動させる移動手段とを有し、前記挟持手段は、前記加工手段によってピストンリングの一面の加工が終了したとき、前記保持手段に保持されたピストンリングを受け取り、当該ピストンリングを反転させて前記保持手段にピストンリングを保持させ、前記加工手段は、反転されたピストンリングの二面を加工する。
【０００９】
好ましくはピストンリング加工装置はさらに、前記保持手段または前記加工手段の軸中心をピストンリングの側面に形成される加工形状に応じて旋回させる旋回手段を含む。好ましくは前記挟持手段は、ピストンリングの外周面を挟持する一対のアーム部材と、当該アーム部材に接続された回転軸とを含む。好ましくは前記旋回手段は、ピストンリングの側面に形成されるキーストンの角度に応じて旋回させる。好ましくは前記保持手段は、少なくとも２つの保持手段を含み、一方の保持手段によって保持された一方のピストンリングが前記加工手段によって加工されている間に、他方の保持手段は他方のピストンリングを保持する。好ましくは前記挟持手段は、少なくとも２つの挟持手段を含み、前記移動手段は、少なくとも２つの挟持手段をそれぞれ独立して移動させる。好ましくは前記加工手段は、少なくとも２つの加工手段を含み、一方の加工手段は、ピストンリングの一面を加工し、他方の加工手段は、ピストンリングの二面を加工する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ピストンリングの側面を精度良くかつ効率的に加工することができる。さらに本発明によれば、ピストンリング加工装置の省スペース化、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例に係るピストンリング加工装置を示す概略平面図である。
【図２】図１に示すロボットハンドの概略構成を示し、図２（Ａ）は概略平面図、図２（Ｂ）は、ピストンリングを挟持した状態を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は、ワーク軸の旋回角がゼロの状態を示し、図３（Ｂ）は、ワーク軸がキーストン角度に応じて旋回された状態を示す図である。
【図４】本発明の実施例に係るワーク軸に設けられたワーク軸治具を説明する図であり、図４（Ａ）は、ワーク軸治具へピストンリングが挿入されるときの様子を示す概略断面図、図４（Ｂ）は、ワーク軸治具へピストンリングが保持された状態を示す概略断面図、図４（Ｃ）は、ワーク軸治具からピストンリングが押し出された様子を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施例に係るワーク治具からアームを押し出すためのプッシャーの平面図とその正面図である。
【図６】ピストンリングの側面が砥石装置によって加工されている様子を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施例に係るピストンリング加工装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施例に係るピストンリング加工装置において砥石装置が旋回される例を示す図である。
【図９】本発明の実施例に係るピストンリング加工装置において複数のロボットハンドが設けられる例を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係るピストンリング加工装置を示す概略平面図である。
【図１１】本発明の第２の実施例に係るピストンリング加工装置の動作を説明する図である。
【図１１Ａ】本発明の第２の実施例の他の好ましい態様に係るピストンリング加工装置を示す概略平面図である。
【図１２】本発明の第３の実施例に係るピストンリング加工装置の要部を示す概略平面図である。
【図１３】本発明の第３の実施例に係るピストンリングの処理シーケンスの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明のピストンリング加工装置の好ましい実施形態について説明する。好ましい態様では、ピストンリング加工装置は、ピストンリングの側面にキーストンを形成するために用いられる。ピストンリングの一方の側面が角度を有し、他方の側面が０度であるハーフキーストンリング、または両方の側面が角度を有するキーストンリングが知られている。このようなキーストンリングは、ピストンのリング溝内でピストンリングが半径方向に移動することによって生じるサイドクリアランスの変化を抑制する。また、ピストンリングの側面の加工は、キーストンに限らず、側面に段差が形成されたもの、アンダーカットが形成されたものがあり、本発明は、このような加工にも適用することができる。以下、図面を参照し、本発明の実施例を詳細に説明する。但し、図面は、発明を分かり易く説明するために強調されており、必ずしも実際の装置や製品と同一スケールではないことに留意すべきである。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係るピストンリング加工装置の全体の要部を示す概略平面図である。同図に示すように、本実施例に係るピストンリング加工装置１００は、ピストンリングの給排を可能にするピストンリング給排部１０と、各部へのピストンリングの受け渡しを可能にするロボットハンド２０と、加工すべきピストンリングを保持するワーク軸３０と、ワーク軸３０に保持されたピストンリングの側面を加工する砥石装置４０とを含んで構成される。これらの各部は、単一のテーブルまたは複数のテーブルに搭載されることができる。
【００１４】
ピストンリング給排部１０は、複数のピストンリングを収容し、かつ側面が未加工のピストンリングをロボットハンド２０へ供給し、側面が加工されたピストンリングをロボットハンド２０から受け取る。ピストンリング給排部１０の具体的な構成はここには開示しないが、ピストンリング給排部１０は、公知の手段を用いて構成することができる。
【００１５】
ロボットハンド２０は、ピストンリングを着脱可能に挟持し、当該ピストンリングを搬送する機能を有する。ロボットハンド２０は、図１に示すような破線Ｘで示す経路を移動することができ、すなわち、ピストンリング給排部１０との間でピストンリングの受け渡しをする位置Ｐ１、待機位置Ｐ２、ワーク軸３０との間でピストンリングの受け渡しを可能とする位置Ｐ３を移動することが可能である。
【００１６】
ロボットハンド２０は、ピストンリングを挟持し搬送することができる構成であれば特に限定されないが、その一構成例を図２に示す。図２（Ａ）は、ピストンリングを挟持していないときのロボットハンドの平面図を示し、図２（Ｂ）は、ピストンリングを挟持した状態のロボットハンドの平面図を示している。ロボットハンド２０は、一対のアーム部材２２と、一対のアーム部材２２に接続された回転軸２４とを備える。一対のアーム部材２２の少なくとも一方は、図示しないモータ等の駆動を利用してアーム部材の間隔が狭まる方向Ｑ、またはその反対に間隔が広がる方向Ｑに移動することができる。一対のアーム部材２２は、その間隔を調整することで、ピストンリングＰＲの外周を一定の接圧で挟持することができる。
【００１７】
回転軸２４は、図示しないモータ等の駆動を利用してアーム部材２２の表裏が反転するような方向Ｒに回転することが可能である。好ましい例では、一方の側面の加工が終了したピストンリングがワーク軸３０からロボットハンド２０に受け取られたとき、回転軸２４が１８０度回転し、ピストンリングの側面を反転させる。なお、図２に示すロボットハンド２０は、アーム部材２２がＱ方向に移動可能な例を示したが、アーム部材２０を２つの部材に分割し、分割されたアーム部材をＱ方向と直交する方向に移動可能に構成されてもよい。
【００１８】
ワーク軸３０は、円柱状の部材であって、図示しないモータ等の駆動により回転可能でありかつ所定の角度θの範囲で旋回することが可能である。ワーク軸３０は、ロボットハンド２０を介してピストンリングの受け渡しを行うとき、図３（Ａ）に示すように、旋回角θ＝０であり、ワーク軸３０の軸中心Ｃ１がロボットハンド２０の軸中心Ｃ２（ピストンリングの概略中心）にほぼ一致する。他方、ピストンリングの側面をキーストン加工するとき、ワーク軸３０の回転軸Ｃ１は、図３（Ｂ）に示すように、キーストン角度に対応する旋回角θｋとなる。
【００１９】
ロボットハンド２０が位置Ｐ３に存在するとき、ロボットハンド２０に挟持されたピストンリングがワーク軸３０へ移載され、あるいはワーク軸３０で保持されたピストンリングがロボットハンド２０に移載される。図４に、本実施例のワーク軸３０の構成例を示す。ワーク軸３０の端部には、環状またはリング状のワーク軸治具３２が取付けられる。ワーク軸治具３２の中央に形成される空間３４の内径は、好ましくは、ピストンリングＰＲの外径（合口が開いたときの概略の外径）よりも小さく、他方、ロボットハンド２０によって挟持された状態のピストンリングＰＲの外径よりも幾分だけ大きい。その結果、ロボットハンド２０からワーク軸治具３２へのピストンリングＰＲの移送を容易にし、かつピストンリングＰＲが空間３４の内壁によって弾性的に押圧された状態でワーク軸治具３２によって保持される。
【００２０】
ワーク軸３０の端部の近傍には、第１のプッシャー５０が配置される。第１のプッシャー５０は、図５に示すように、ピストンリングＰＲとほぼ等しいかそれよりも小さい外径のリング５２と、中心から放射状に延びる複数の爪部５４とを含む。第１のプッシャー部５０は、図示しないモータ等の駆動により、ワーク軸３０の軸方向Ｃ１に移動可能である。図４（Ａ）に示すように、ロボットハンド２０がワーク軸治具３２と対向する位置Ｐ３に位置決めされたとき、第１のプッシャー５０がワーク軸３０に向けて移動され、これにより、ロボットハンド２０に挟持されたピストンリングＰＲがワーク軸治具３２の空間３４内に移載される。最終的に、ピストンリングＰＲは、図４（Ｂ）に示すように一方の側面がワーク軸３０の端部に接触される。このとき、ピストンリングＰＲの高さは、ワーク軸治具３２の高さよりも大きく、ピストンリングの反対の側面、すなわち加工すべき側面がワーク軸治具３２内で外部に向けて露出される。
【００２１】
また、ワーク軸３０の内部には、その端部から外部に向けて移動可能な第２のプッシャー６０が収容されている。第２のプッシャー６０は、例えば第１のプッシャー５０と同様に、図５に示すように、ピストンリングＰＲとほぼ等しいかそれよりも小さい外径のリング６２と、中心から放射状に延びる複数の爪部６４とを含む。第２のプッシャー部６０は、図示しないモータ等の駆動により、ワーク軸３０の軸方向Ｃ１に移動可能である。図４（Ｃ）に示すように、ロボットハンド２０がワーク軸治具３２と対向する位置Ｐ３に位置決めされたとき、第２のプッシャー６０がロボットハンド２０に向けて移動し、これにより、ワーク軸治具３２によって保持されたピストンリングＰＲがロボットハンド２０内に移動される。このとき、ロボットハンド２０の一対のアーム部材２２の間隔は、ワーク軸治具３４の外径よりも幾分だけ大きく、ピストンリングＰＲの移送がスムースが行われる。
【００２２】
砥石装置４０は、公知の構成によって構成されるが、例えば、図１に示すように、モータ４２と、モータ４２の回転軸に掛けられた回転ベルト４４と、回転ベルト４４によって回転される砥石４６とを備える。また、砥石装置４０は、図示しないモータ等の駆動によってワーク軸３０に対し接近もしくは離間する方向Ｙ１およびこれと直交する方向Ｙ２に移動可能に構成される。ワーク軸３０に回転可能に保持されたピストンリングＰＲの側面を加工するとき、砥石装置４０は、方向Ｙ１およびＹ２方向に移動され、旋回されたワーク軸３０に対して位置決めされる。そして、回転する砥石４６が回転するピストンリングＰＲの側面に接触し当該側面を研磨する。ある好ましい態様では、砥石４６をＹ２方向に移動させることでピストンリングの側面のトラバース研磨が実施される。図６は、砥石装置４０によってピストンリングＰＲの側面が加工されている様子を示す図である。
【００２３】
次に、本実施例のピストンリング加工装置の電気的な構成例を説明する。図７は、ピストンリング加工装置１００の電気的な構成を示すブロック図である。同図に示すように、ピストンリング加工装置１００は、ワーク軸３０を回転および旋回させるワーク軸駆動部２００、ロボットハンド２０による挟持およびその移動を行うロボットハンド駆動部２１０、第１および第２のプッシャー５０、６０を移動させるプッシャー駆動部２２０、砥石の回転および砥石装置を移動させる砥石装置駆動部２３０、ロボットハンド２０との間でピストンリングの供給ないし排出を可能にするピストンリング給排駆動部２３２、位置検出部２４０、表示部２５０、プログラムメモリ２６０およびデータメモリ２７０、および各部を制御する制御部２８０を含む。
【００２４】
ワーク軸駆動部２００、ロボットハンド駆動部２１０、プッシャー駆動部２２０、および砥石装置駆動部２３０は、モータ等の動力を利用するリンク機構、歯車機構、ベルト機構等の公知の動力伝達手段を用い、制御部２８０の制御の下において、ワーク軸３０、ロボットハンド２０、第１および第２のプッシャー５０、６０を駆動する。
【００２５】
位置検出部２４０は、ワーク軸３０、ロボットハンド２０、第１および第２のプッシャー５０、６０、砥石装置４０の位置を検出する位置検出センサを含み、その検出結果を制御部２８０へ提供する。制御部２８０は、これらの位置検出結果に基づき各部の駆動を制御する。なお、ここには図示しないが、位置検出部２４０に加えて、各部を制御するために必要な種々のセンサ、例えば、角度センサ、圧力センサ等を設けるようにしてもよい。
【００２６】
表示部２５０は、警告等のアラームを表示したり、その他、加工状態に関する情報を表示する。プログラムメモリ２６０は、ピストンリングの加工をするための動作シーケンスを制御するプログラム等を記憶する。データメモリ２７０は、ピストンリングの加工に必要なデータ等を記憶する。制御部２８０は、プログラムメモリ２６０に記憶されたプログラムを実行することで各部を制御する。
【００２７】
次に、本実施例によるピストンリング加工装置の動作について説明する。先ず、待機位置Ｐ２のロボットハンド２０がピストンリング給排部１０の位置Ｐ１へ移動され、ロボットハンド２０は、ピストンリング給排部１０から加工すべきピストンリングを受け取り、これを挟持する。なお、ここでのピストンリングの受け渡しは、ワーク軸３０において説明したようなプッシャーを利用することができる。
【００２８】
次に、ピストンリングを挟持したロボットハンド２０は、ワーク軸３０に対向する位置Ｐ３へ移動される。このとき、ワーク軸３０は、図３（Ａ）に示すように旋回角θ＝０にリセットされた状態にある。ロボットハンド２０に挟持されたピストンリングは、図４（Ａ）に示すように、第１のプッシャー５０によってワーク軸治具３２へ向けて移動され、図４（Ｂ）に示すようにワーク軸治具３２内に保持される。ピストンリングがワーク軸３０に保持されると、ロボットハンド２０が待機位置Ｐ２に戻り、ワーク軸３０が図３（Ｂ）に示すように旋回される。このときの旋回角θｋは、ピストンリングの側面に形成されるキーストンの角度に対応する。
【００２９】
ワーク軸３０が回転されると、次に、砥石装置４０の砥石４６が回転されるとともに、待機位置からワーク軸３０に向けてＹ１方向およびＹ２方向に移動される。砥石装置４０のＹ１およびＹ２方向の移動量は、データメモリ２７０等に予め記憶されており、砥石装置駆動部２３０は、位置検出部２４０からの検出位置情報を参照しつつその移動量を制御する。砥石装置よる研磨が終了すると、砥石装置４０は待機位置に戻り、ワーク軸３０が旋回角θ＝０の位置にリセットされる。
【００３０】
次に、待機位置Ｐ２から位置Ｐ３へロボットハンド２０が移動され、図４（Ｃ）に示すように、第２のプッシャー６０がピストンリングをロボットハンド２０内へ押し出し、ロボットハンド２０は、図２（Ｂ）に示すようにピストンリングを挟持する。次に、ロボットハンド２０は、回転軸２４を１８０度反転させる。これにより、ピストンリングの加工された側面がワーク軸３０側を向き、未加工の側面が砥石装置４０側に露出される。そして、ロボットハンド２０に挟持されたピストンリングが再びワーク軸治具３２内に保持され、その後、ロボットハンド２０が待機位置Ｐ２へ移動した後、ワーク軸３０が旋回および回転され、砥石装置４０がＹ１およびＹ２方向に移動し、ピストンリングの他方の側面のキーストン加工が行われる。
【００３１】
ピストンリングの両面の加工が終了すると、上記した方法により、ピストンリングがロボットハンド２０によって挟持され、ロボットハンド２０が位置Ｐ１へ移動され、そこで加工が終了されたピストンリングがピストンリング給排部１０へ排出される。排出が終了すると、ロボットハンド２０は、次に加工すべきピストンリングを受け取り、上記と同様の工程によりピストンリングのキーストン加工が実施される。このように本実施例によれば、テーブル上に、ピストンリング給排部１０、ロボットハンド２０、ワーク軸３０および砥石装置４０を搭載することで、比較的省スペースなピストンリング加工装置を提供することができる。また、ロボットハンド２０によりピストンリングの側面の向きを反転させることで、１つのワーク軸においてピストンリングの両側面の加工が容易になる。さらに、ワーク軸３０を任意の角度に旋回可能にすることで、キーストン角度を自在に選択することができる。
【００３２】
なお、上記実施例では、ワーク軸３０を旋回させることでキーストン加工を行うようにしたが、ワーク軸の旋回角は単なる例示であって、ワーク軸がリセットされたときの角度はゼロ度に限定されるものではない。また、ワーク軸３０は、必ずしも旋回されることを要しない。例えば、図８に示すように、砥石装置４０の回転軸Ｃ３を旋回させるようにしてもよい。勿論、ワーク軸３０および砥石装置４０の双方を旋回可能にしてもよい。
【００３３】
また、上記実施例では、ワーク軸３０に保持されたピストンリングが加工されている間、ロボットハンド２０は、待機位置Ｐ２において、ワーク軸３０からのピストンリングを受け取るために、空の状態になければならない。言い換えれば、ピストンリングの一方の側面の加工が終了するまで、次の処理を行うことができない。そこで、複数組のロボットハンドを用意し、ピストンリングの処理効率を改善させることができる。
【００３４】
図９は、２組のロボットハンド２０−１、２０−２を用いた例を示しており、それぞれの移動経路を破線Ｘ１、Ｘ２で示している。ロボットハンド２０−１、２０−２は、ロボットハンド駆動部２１０によってそれぞれ独立に駆動制御される。例えば、ピストンリングＡの一面を加工している間に、ロボットハンド２０−２は、次に加工すべきピストンリングＢをピストンリング給排部１０で受け取る。ピストンリングＡの一面の加工が終了すると、ピストンリングＡがロボットハンド２０−１に受け取られ、ロボットハンド２０−２に挟持されたピストンリングＢがワーク軸３０に保持される。ピストンリングＢの加工が行われている間に、ロボットハンド２０−１は、ピストンリングＡを反転する。そして、ピストンリングＢの一面の加工が終了すると、ピストンリングＢがロボットハンド２０−２に受け取られ、ピストンリングＡがロボットハンド２０−１によってワーク軸に移される。ピストンリングＡの二面を加工している間、ロボットハンド２０−２が１８０度反転される。ピストンリングＡの二面の加工が終了すると、ピストンリングＡがロボットハンド２０−１に受け取られ、ピストンリングＢがロボットハンド２０−２によってワーク軸３０へ移される。ピストンリングＢの二面が加工されている間、ロボットハンド２０−１は、ピストンリングＡを挟持しつつ位置Ｐ１へ移動され、ピストンリングＡをピストンリング給排部１０へ排出し、次に加工すべきピストンリングＣを受け取り、待機位置Ｐ２へ移動される。このような多重処理は、さらに多数のロボットハンドを備えることによって、より効率的にピストンリングの搬送および加工を行うことができ、処理時間の短縮を図ることが可能になる。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。第１の実施例では、ピストンリング加工装置は、１つのワーク軸３０と、１つの砥石装置４０とを備えるものであるが、第２の実施例に係るピストンリング加工装置は、２つのワーク軸と、１つの砥石装置とを含んで構成される。図１０は、第２の実施例に係るピストンリング加工装置１００Ａの概略構成を示す図であり、図１と同様の構成については同一参照番号を付し、その説明を省略する。
【００３６】
第２の実施例では、上記したように、２つのワーク軸３０−１、３０−２が設けられ、ワーク軸３０−１、３０−２は、それぞれワーク軸駆動部２００によって独立に駆動制御される。また、第２の実施例によるワーク軸３０−１、３０−２が第１の実施例のワーク軸３０と異なる点は、ワーク軸３０−１、３０−２が軸方向Ｚ１、Ｚ２に移動可能な点である。図１０に示す例では、２つワーク軸３０−１、３０−２の軸方向は互いに平行であり、２つのワーク軸３０−１、３０−２は、砥石装置４０の回転軸Ｃ３との間にキーストン角度に対応する角度が設定されるように、軸中心Ｃａ、Ｃｂの旋回機構を有する。また、ロボットハンド２０の軸方向もワーク軸３０−１、３０−２の同じ角度で傾斜され、これにより、第１および第２のプッシャー５０、６０等によるピストンリングの受け渡しを可能にしている。さらに、砥石装置４０は、２つのワーク軸３０−１、３０−２に保持されたピストンリングの加工を行うために、Ｙ１方向とこれに直交するＹ２方向に移動可能に構成される。
【００３７】
次に、第２の実施例によりピストンリング加工装置の動作について説明する。図１１（Ａ）は、ピストンリングＡが加工されている例を示し、図１１（Ｂ）は、ピストンリングＢが加工されている例を示している。図１１（Ａ）に示すように、ワーク軸３０−１に保持されているピストンリングＡが砥石装置４０によって加工されている間に、ワーク軸３０−２にピストンリングＢが保持される。次に、ピストリンリングＡの加工が終了すると、図１１（Ｂ）に示すように、ワーク軸３０−１がＺ１方向の待機位置に移動し、砥石装置４０がワーク軸３０−２に保持されたピストンリングＢを加工する。ピストンリングＢの加工中に、ピストンリングＡがワーク軸３０−１からロボットハンドに受け取られ、そこで１８０度反転された後、ワーク軸３０−１に保持される。ピストンリングＢの加工が終了すると、砥石装置４０は、再び図１１（Ａ）に示すように、ワーク軸３０−１に保持されたピストンリングＡの他方の面を加工する。その間、ロボットハンド２０は、ピストンリングＢを反転させ、これをワーク軸３０−２へ移動させる。
【００３８】
さらに好ましい態様では、図１１Ａに示すように、ワーク軸３０−１とワーク軸３０−２間でピストンリングの挟持、搬送を行う第２のロボットハンド２０−２が用意される。第２のロボットハンド２０−２は、図の破線Ｘ２で示すようにワーク軸３０−１、３０−２間を移動可能であり、一方のワーク軸で加工が終了されたピストンリングを受け取り、その向きを１８０度反転させて他方のワーク軸へ移送する機能を有する。このような第２のロボットハンド２０−２は、少なくともワーク軸３０−１、３０−２間で移動できれば十分である。但し、図１１Ａに示す例では、第２のロボットハンド２０−２は、待機位置Ｐ４と、ワーク軸３０−１、３０−２に対向する位置Ｐ３との間で移動可能な構成となっている。
【００３９】
処理シーケンスの一例を示せば、第１のロボットハンド２０によってピストンリングＡがワーク軸３０−１に移載され、そこでピストンリングＡの一面が加工される。一面の加工が終了されたピストンリングＡは、第２のロボットハンド２０−２によって受け取られ、第２のロボットハンド２０−２がピストンリングＡの向きを１８０度反転させた後、ピストンリングＡをワーク軸３０−２へ移載させ、そこで二面が加工される。この間、第１のロボットハンド２０がピストンリング給排部１０から次に加工すべきピストンリングＢを受け取り、このピストンリングＢをワーク軸３０−１へ移載させ、ピストンリングＢの一面が加工される。ワーク軸３０−２においてピストンリングＡの二面の加工が終了すると、第１のロボットハンド２０は、ワーク軸３０−２からピストンリングＡを受け取り、これをピストンリング給排部１０へ排出する。第１のロボットハンド２０は、次に加工すべきピストンリングＣを受け取り、ワーク軸３０−１へピストンリングＣを搬送する。他方、ワーク軸３０−１で一面の加工が終了されたピストンリングＢが第２のロボットハンド２０−２によってワーク軸３０−２へ移載され、そこで二面の加工が行われる。
【００４０】
このような構成により、ワーク軸３０−１は、ピストンリングの一面を加工するために使用され、ワーク軸３０−２は、ピストンリングの二面を加工するために使用され、ピストンリングの連続的な加工を実施することができる。
【００４１】
第２の実施例によれば、一方のワーク軸で一方のピストンリングを加工している間に、他方のワーク軸に他方のピストンリングの加工の準備を行うことができるため、ピストンリングの加工に要する時間の短縮を図ることができる。
【００４２】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。第２の実施例は、２組のワーク軸と１つの砥石装置とを含むものであるが、第３の実施例は、２組のワーク軸と２組の砥石装置とを含んで構成され、これら２組のワーク軸および砥石装置は、ワーク軸駆動部２００および砥石装置駆動部２３０によって駆動制御される。これは、言い換えれば、第１の実施例のワーク軸と砥石装置を複数包含する構成に等しい。図１２は、第３の実施例に係るピストンリング加工装置１００Ｃの要部を示す図である。同図に示すように、一方のワーク軸３０−１に対して一方の砥石装置４０−１が割り当てられ、他方のワーク軸３０−２に対して他方の砥石装置４０−２が割り当てられ、その動作は、第１の実施例のときと同様に行われる。また、図９に示したように、２組のロボットアーム２０が用意され、ロボットアーム２０−１、２０−２は、ワーク軸３０−１、軸３０−２とピストンリング給排部１０との間に複数のピストンリングの搬送ルートを形成する。さらに好ましい態様では、図１２に示すように、ワーク軸３０−１とワーク軸３０−２間でピストンリングの挟持、搬送を行うロボットハンド２０−３が用意され、ロボットハンド２０−３は、破線Ｘ３で示すような移動が可能である。このような構成により、ワーク軸３０−１は、ピストンリングの一面を加工するために使用され、ワーク軸３０−２は、ピストンリングの二面を加工するために使用され、ピストンリングの連続的な加工を実施することができる。
【００４３】
図１３は、第３の実施例によるピストンリング加工装置を用いたときのピストンリングのパイプライン処理シーケンス一例を示す図である。先ず、時間Ｔ１において、ピストンリング給排部１０から取り出されたピストンリングＰＲ１がロボットハンド２０−１にセットされる。
【００４４】
時間Ｔ２において、ピストンリングＰＲ１がロボットハンド２０−１によりワーク軸３０−１にセットされ、ピストンリングＰＲ１の一面が加工される。また、その間に、次のピストンリングＰＲ２がロボットハンド２０−２にセットされる。
【００４５】
時間Ｔ３において、ピストンリングＰＲ１がロボットハンド２０−３を介してワーク軸３０−２にセットされ、ピストンリングＰＲ１の二面が加工される。ピストンリングＰＲ２がロボットハンド２０−２によりワーク軸３０−１にセットされ、ピストンリングＰＲ２の一面が加工される。また、ロボットハンド２０−１には、ピストンリング給排部１０においてピストンリングＰＲ３がセットされる。
【００４６】
時間Ｔ４において、ピストンリングＰＲ３がロボットハンド２０−１によりワーク軸３０−１にセットされ、ピストンリングＰＲ３の一面が加工される。ピストンリングＰＲ２がロボットハンド２０−３によりワーク軸３０−１からワーク軸３０−２に搬送され、ピストンリングＰＲ２の二面が加工される。ロボットハンド２０−２は、ワーク軸３０−２で加工されたピストンリングＰＲ１をピストンリング給排部１０へ排出した後、ピストンリングＰＲ４がセットされる。
【００４７】
時間Ｔ５において、ピストンリングＰＲ４がロボットハンド２０−２によりワーク軸３０−１にセットされ、ピストンリングＰＲ４の一面が加工される。ピストンリングＰＲ３がロボットハンド２０−３によりワーク軸３０−１からワーク軸３０−２に搬送され、ピストンリングＰＲ３の二面が加工される。ロボットハンド２０−１は、ワーク軸３０−２で加工されたピストンリングＰＲ２をピストンリング給排部１０へ排出した後、ピストンリングＰＲ５がセットされる。
【００４８】
このように、第３の実施例によれば、ピストンリングの表面および裏面の加工を連続的に効率良く行うことができ、ピストンリングのキーストン加工に要する時間を短縮することができる。
【００４９】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０：ピストンリング給排部
２０：ロボットハンド
２２：アーム部材
２４：回転軸
３０：ワーク軸
３２：ワーク軸治具
３４：治具空間
４０：砥石装置
４２：モータ
４４：駆動ベルト
４６：砥石
５０：第１のプッシャー
６０：第２のプッシャー
１００、１００Ａ：ピストンリング加工装置
ＰＲ：ピストンリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１１Ａ】
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【図１２】
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【図１３】
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