(57)【要約】【課題】複数の仕様のワークを共通のワークベースに位置決めクランプするにあたり、各仕様ごとに交換する必要のある専用治具の構造を簡素化する。【解決手段】各仕様のワークＷをワークベース８に位置決めクランプするにあたり、その都度、各仕様専用のカセット治具１０と左右一対のドリフト治具２１とを併用する。カセット治具１０の治具プレート１５は各仕様を通して共通形状とするも、シートパッド１９およびロケートピン２０の配置は各仕様独自のものとする。ドリフト治具２１は、ワークベース８に設けられたクランパー１１を各仕様のものに共通して使用するためにクランプ位置の高さを一定にする機能を有し、左右のドリフト治具２１，２１は連結バー４３にて互いに連結されている。【選択図】  図１０
2004306201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕様が異なる複数種類のワークのうちいずれか一つをワークベースに位置決めクランプして共通の工作機械にて機械加工を施すにあたり、
ワークベースに対する位置決め基準部がワークの仕様の違いにかかわらず共通化されていて且つワークに対する位置決め基準部がワークの仕様ごとに相違するように設定された特定の仕様のカセット治具を上記ワークベースに着脱可能に位置決め固定し、
このカセット治具を基準として該当する仕様のワークを位置決めするとともに、
ワークにはそのワークの仕様の違いにかかわらずクランプ部位を共通化させるための少なくとも左右一対のドリフト治具を着脱可能に装着し、
このドリフト治具をクランプ部位として、ワークベースに設けられたクランプ機構にてワークをワークベースにクランプするように構成してなり、
少なくとも左右一対のドリフト治具を相互に連結したことを特徴とする工作機械のワーク位置決め装置。
【請求項２】
少なくとも左右一対のドリフト治具を可撓性を有する連結部材にて相互に連結したことを特徴とする請求項１に記載の工作機械のワーク位置決め装置。
【請求項３】
各ドリフト治具は、ワークの特定の穴の座面に着座する一対のクランプピンとそれらクランプピン同士を連結しているクランプバーとから構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の工作機械のワーク位置決め装置。
【請求項４】
ワークと各ドリフト治具が正規の相対位置関係にあるときにのみそのワークへのドリフト治具のセットを可能とするべく、ワークと各ドリフト治具の相対位置関係が正規状態に対して１８０度異なる状態ではワークに対するドリフト治具のセットが不能となるように、少なくともいずれかのドリフト治具に規制部材を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の工作機械のワーク位置決め装置。
【請求項５】
機械加工時にドリフト治具に向かって排出されることになる切り屑をドリフト治具以外の領域に案内する切り屑排出ガイドをそのドリフト治具に設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに工作機械のワーク位置決め装置。
【請求項６】
上記ワークベースに隣接してワーク搬送用のコンベヤが配置されているとともに、ワークベースにはカセット治具に対してワークを昇降させるためのワークリフタが設けられていて、
このワークリフタは、
ワークベース側に設けられた昇降駆動手段と、
カセット治具のうちワークよりも下方位置に昇降可能に案内支持されているとともに上記昇降駆動手段によって昇降駆動され、ワークベースと上記コンベヤとの間でのワークの搬出入に際してそのワーク送給路として機能するべくコンベヤ側に向かって延びているワーク用レールと、
を備えていて、
上記ワーク用レールが上昇した状態ではその高さ位置が上記コンベヤの搬送レベルと同一高さとなるように設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の工作機械のワーク位置決め装置。
【請求項７】
上記ワークベースには、カセット治具の交換に際してワークベース上のカセット治具をコンベヤの搬送レベルと同一の高さ位置まで押し上げる治具リフタが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の工作機械のワーク位置決め装置。
【請求項８】
上記ワークベースは、治具フレームに対し水平な軸を回転中心として回転可能で且つ任意の回転位置に割り出し可能に支持されたチルト式のものとなっていて、
上記ワークリフタの昇降駆動手段および治具リフタは治具フレーム側に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の工作機械のワーク位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マシニングセンタに代表されるような工作機械のワーク位置決め装置に関し、特に仕様が異なる複数種類のワークを同一工作機械にて加工するにあたり、各仕様ごとに相違する治具を手作業による段取り替えによって併用しながら各仕様のワークを共通のワークベースに位置決めクランプするようにしたワーク位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
自動車用エンジンのシリンダヘッドのように外観形状がほとんど同一であっても細部の構造が微妙に相違する複数仕様のワークをマシニングセンタ等の共通のの工作機械にて加工する場合、その仕様の相違のために位置決め基準位置やクランプ位置が少しずつ異なるために、予め各仕様ごとに設定した位置決め治具を用いてワークベースにワークを位置決め固定することが有効であるとされている。特にマシニングセンタのように加工自由度が大きい工作機械とチルト回転による割り出し機能を備えたワークベースとを組み合わせて使用するような場合にはその傾向が一層顕著となる。
【０００３】
しかしながら、位置決め治具には少なくともロケート機能やクランプ機能およびリフト機能が必要不可欠であることから治具全体が複雑且つ大がかりなものとならざるを得ず、このような位置決め治具を各仕様ごとに用意したのでは設備費の著しい高騰を招くだけでなく、治具交換装置が必要となり好ましくない。特に、ワークのセットを作業者の手作業にて行うことを前提とした場合には、ワークの仕様ごとに交換することになる位置決め治具もまた作業者が取り扱いやすいものであることが望ましい。
【０００４】
その一方、例えば特許文献１に記載のように、シリンダヘッドの切削加工に際して同一の回転テーブル上に二つのシリンダヘッドを異なる姿勢で位置決めクランプした上で、加工の種類に応じていずれかのシリンダヘッドを加工位置に割り出すようにしたものも提案されているが、シリンダヘッドの仕様ごとに位置決め基準位置やクランプ位置が少しずつ異なるような場合には柔軟に対応することができず、設備の汎用性の面でなおも課題を残している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１５５２０１号公報  （図２）
本発明はこのような課題に着目してなされたもので、特にワークの搬出入や各仕様ごとの治具の交換（段取り替え）を作業者の手作業にて行うことを前提としつつも、ワークのクランプ機能は全ての仕様のワークに共通して使用できるようにする一方、ワークの仕様ごとに交換することになる治具は作業者が取り扱い容易なようにきわめて簡素な構造とした装置を提供しようとするものである。
【０００６】
なお、本発明は本出願人が先に提案している特願２００１−３１２５１２号に記載の発明と関連している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、仕様が異なる複数種類のワークのうちいずれか一つをワークベースに位置決めクランプして共通の工作機械にて機械加工を施すにあたり、ワークベースに対する位置決め基準部がワークの仕様の違いにかかわらず共通化されていて且つワークに対する位置決め基準部がワークの仕様ごとに相違するように設定された特定の仕様のカセット治具を上記ワークベースに着脱可能に位置決め固定し、このカセット治具を基準として該当する仕様のワークを位置決めするとともに、ワークにはそのワークの仕様の違いにかかわらずクランプ部位を共通化させるための少なくとも左右一対のドリフト治具を着脱可能に装着し、このドリフト治具をクランプ部位として、ワークベースに設けられたクランプ機構にてワークをワークベースにクランプするように構成されていることを前提としている。その上で、少なくとも左右一対のドリフト治具を相互に連結したことを特徴としている。
【０００８】
加工対象となるワークは例えば自動車用エンジンのシリンダヘッドとし、ドリフト治具を装着すべき部位は例えば各ワークに設定されたヘッドボルト取付穴（シリンダヘッドをシリンダブロックに固定するためのボルトを挿入する穴）の座面とする。
【０００９】
この場合、請求項２に記載のように、少なくとも左右一対のドリフト治具を例えば板ばねの如き可撓性を有する連結部材にて相互に連結することがドリフト治具相互間のピッチを保ちつつ各ドリフト治具に所定の自由度を持たせる上で望ましく、また請求項３に記載のように、各ドリフト治具は、ワークの特定の穴の座面に着座する一対のクランプピンとそれらクランプピン同士を連結しているクランプバーとから構成されているものとする。さらに、請求項４に記載のように、ワークと各ドリフト治具が正規の相対位置関係にあるときにのみそのワークへのドリフト治具のセットを可能とするべく、ワークと各ドリフト治具の相対位置関係が正規状態に対して１８０度異なる状態ではワークに対するドリフト治具のセットが不能となるように、少なくともいずれかのドリフト治具に規制部材を設けることが望ましい。
【００１０】
したがって、この請求項１に記載の発明では、ワークの仕様ごとに設定したカセット治具を併用することでワークベースに対するワークの位置決めがなされ、同時にドリフト治具を併用することでワークの仕様の違いにかかわらず共通のクランプ機構をもってワークがワークベースにクランプされる。これにより、各仕様ごとのカセット治具にクランプ機構を付帯させる必要がなくなるとともに、複数のドリフト治具が互いに連結されているために一回のドリフト治具の取り付けもしくは取り外し作業をもって必要数分のドリフト治具を取り付けたり取り外したりすることが可能となる。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、各仕様ごとに設定したカセット治具とともにドリフト治具を併用して、ワークの仕様の違いにかかわらずクランプ部位を共通化したことにより、各カセット治具にクランプ機構を付帯させる必要がないだけでなく、ワークベースに設けたクランプ機構を全てのワークのクランプに共通して使用することができ、各仕様ごとのカセット治具の構造を簡素化できるとともに、設備費の低減化に寄与できる。また、複数のドリフト治具が相互に連結されているので、必要数分のドリフト治具の取り付けもしくは取り外し作業が一回で済み、作業性が向上するほか、各ドリフト治具の取り付け間違いの発生を未然に防止できる効果がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１以下の図面は本発明の好ましい第１の実施の形態を示す図であって、マシニングセンタによる自動車エンジン用のシリンダヘッド（以下、これをワークと称する）の加工工程を示している。
【００１３】
図１〜３に示すように、主軸２との間での自動工具交換機能を有する横型のマシニングセンタ１に隣接してチルト式のワーク位置決め治具３が配置されているとともに、そのワーク位置決め治具３の外側にワーク搬送用のローラコンベヤ４が配置されている。そして、図１のステップ５の上に作業者Ｍが立ち、ローラコンベヤ４とワーク位置決め治具３との間でワークＷの搬出入を行うようになっている。すなわち、ローラコンベヤ４を使って前工程から送られてきたワークＷをワーク位置決め治具３にセットしてマシニングセンタ１による加工に供する一方、加工を終えたワークＷをそのワーク位置決め治具３からローラコンベヤ４側に取り出して次工程に送り出すことになる。
【００１４】
ワーク位置決め治具３は、図４〜６に示すように、脚状の治具フレーム６にブラケット７を介して略上向きコ字状をなすワークベース８を両持ち状態で軸受支持させたものであって、サーボモータ等を主体とするチルト駆動手段９のはたらきにより水平なチルト中心Ｃを回転中心として３６０°の任意の位置まで回転させることが可能であり、同時にその任意の位置に割り出して位置決めすることができるようになっている。
【００１５】
ここで、本実施の形態では、後述するようにワークベース８を仕様が異なる複数種類のワークＷに共通して使用するために、各々のワークＷを直接ワークベース８に位置決めすることはせずに、各ワークＷの仕様に応じて予め用意されたカセット治具１０を介してワークＷをワークベース８に位置決めするようになっている。同時に、ワークＷのクランプに際しても共通のクランパー１１にて各仕様のワークＷに対応するために、後述するように直接ワークＷをクランプすることなく各ワークＷの仕様ごとに予め用意されたドリフト治具２１を介してクランプするようになっている。
【００１６】
図７〜９には上記ワークベース８の詳細を示す。なお、構造の理解を容易にするためにワークベース８のみを取り出した状態を図１０〜１２に示す。これらの図７〜９および図１０〜１２に示すように、ワークベース８にはクランプ機構として左右一対のクランパー１１が設けられているほか、中央部に窓部１２が開口形成された基準シート面８ａには各ワークＷの仕様ごとのカセット治具１０を位置決めするにあたってその位置決め基準部となる複数の基準ブロック１３と同じく複数の偏心クランプナット１４が設けられている。なお、各仕様ごとのカセット治具１０の母体となる矩形状の治具プレート１５はその外形状およびサイズがワークＷの仕様の違いにかかわらず予め共通化されている。
【００１７】
上記クランパー１１は、クランプシリンダ（油圧シリンダ）１６の伸縮作動に応じてクランプアーム１７が９０°程度旋回しながら基準シート面８ａに対し接近離間動作すなわちクランプ，アンクランプ動作する公知の構造のものである。また、上記偏心クランプナット１４は、相手側のねじの回転操作によりその偏心量に応じて相対変位して、六角形のいずれかの平坦面を当接面として上記カセット治具１０を基準ブロック１３に押し付けてクランプするものである。したがって、後述するようにいずれの仕様のカセット治具１０であっても基準ブロック１３を位置決め基準部として基準シート面８ａ上の同一位置に位置決めクランプされるようになっている。
【００１８】
図１３，１４には特定の仕様のカセット治具の詳細を示す。なお、図１３，１４は構造の理解を容易にするために図７〜９からカセット治具１０のみを取り出した状態を示している。図７〜９および図１３，１４に示すように、仕様の違いにかかわらず共通形状とされた矩形状の治具プレート１５の中央部にはワークベース８と同様に窓部１８が開口形成されているとともに、その治具プレート１５にはワーク着座面となる複数のシートパッド１９のほか同じく複数のロケートピン２０が固定されている。これらのシートパッド１９およびロケートピン２０はいずれも当該カセット治具１０上に位置決めされることになるワークＷの位置決め基準部として機能するもので、各部の寸法Ｌ１〜Ｌ３はワークＷの仕様に応じて少しずつ異なっている。つまり、仕様が異なるカセット治具１０，１０同士を比較した場合に、母体となる治具プレート１５の形状は共通であってもシートパッド１９やロケートピン２０の配置はワークＷの仕様に応じて個々に異なっていることになる。そして、上記シートパッド１９やロケートピン２０を基準としてカセット治具１０上に位置決めされたワークＷは、図７〜９および図１０〜１２に示すようにそのワークＷに予め装着されるドリフト治具２１を介してクランパー１１によりカセット治具１０とともにワークベース８にクランプされるようになっている。なお、上記ドリフト治具２１はワークＷの仕様毎に専用化されたものが予め用意されており、その詳細については後述する。
【００１９】
また、カセット治具１０の治具プレート１５上には左右一対のワーク用レール２２が配置されている。これらのワーク用レール２２は図５，６に示すようにワークベース８側からワーク搬送用のローラコンベヤ４側に向かって延びており、後述するようにそのローラコンベヤ４とワークベース８との間でのワークＷの搬出入に際してワーク送給路として機能するようになっている。各ワーク用レール２２は、図１５に示すように治具プレート１５に固定されたホルダ２３にブッシュ２４とガイドロッド２５とを介して所定ストロークαだけ昇降可能に案内支持されていて、上記シートパッド１９やロケートピン２０によってワークＷが位置決めされた状態ではそのワークＷに接触しないように設定されている。そして、これらのワーク用レール２２は後述する昇降駆動手段としてのリフトシリンダ３４およびリフタテーブル３１とともにワークリフタ２６を形成していて、加工完了後に所定ストロークαだけリフトアップすることによりロケートピン２０とワークＷとの相互嵌合を解除しつつカセット治具１０からワークＷを浮上させることができるようになっている。
【００２０】
なお、上記一対のワーク用レール２２はワークＷの底面に接触してこれを支えるものであるが、図７〜９に示すように治具ベース１５には一対のワーク用レール２２とは別にワークＷの側面に接触してこれを案内する別のサイドレール２７が設けられている。また、上記ワーク用レール２２と平行となるようにワークベース８側にも左右一対の治具用レール２８が形成されており、この治具用レール２８は後述するようにカセット治具１０の交換の際に使用される。
【００２１】
ここで、上記カセット治具１０と併用されるドリフト治具２１について説明すると、図９，１２のほか図１７〜１９に示すように、このドリフト治具２１はいずれの仕様のものも左右一対の段付き軸状のクランプピン５９，５９を断面矩形状のクランプバー３０にて相互に連結して略コ字状もしくはＵ字状のものとして形成したもので、図１７から明らかなように、ワークＷの仕様の違いにかかわらず一つのワークＷについて左右一対のドリフト治具２１，２１が平面視にて略ハの字状の配置となるようにワークＷの上面から斜めに装着された上で使用される。
【００２２】
なお、図１６，１８から明らかなように、各ドリフト治具２１を形成しているクランプピン５９は大径軸部４０と小径のロケートピン部４１をもって段付き軸状のものとして形成されているが故に両者の境界部に段状部たるショルダー部４２が形成されている。また、左右一対のドリフト治具２１，２１の略ハの字状の配置は図１３に示したシートバッド１９，１９同士を結んだ線の配置と一致しており、これによりシートパッド１９，１９…の真上からワークＷのクランプ力が付与されるように設定されている。
【００２３】
上記のように、一つのワークＷについて同時使用されることになるその左右一対のドリフト治具２１，２１同士はクランプバー３０同士の間に架橋的に配置された可撓性を有する連結部材例えば所定厚みのばね板鋼等からなる連結バー４３を介して相互に連結されている。より詳しくは、各ドリフト治具２１におけるクランプバー３０には両側の把手部４４とともに板状のブラケット４５がボルト４６により共締め固定されており、これらのブラケット４５，４５同士が連結部材である連結バー４３を介してボルト４７により相互に連結されている。これにより、同時使用される二つのドリフト治具２１，２１同士は先に述べたハの字状の配置形態が自己保持される。なお、左右のドリフト治具２１，２１同士を連結している連結バー４３の両端にはそれぞれにボルト４７を挿入するための複数の取付穴が形成されているが、一方の取付穴は長穴４８（図１７参照）となっていて、ドリフト治具２１，２１同士のなす間隔が微調整可能となっている。また、各ドリフト治具２１におけるクランプバー４４の両側面に装着される把手部４４は図２０のように断面略三角形状のものとなっている。
【００２４】
各ドリフト治具２１のクランプバー３０の先端には例えばナイロン（登録商標）に代表されるような樹脂製で且つ平面視にて略Ｌ字状のパッド４９がボルト５０（図１９参照）にて装着されているとともに、一方のドリフト治具２１（図１７では右側のドリフト治具２１）におけるクランプバー３０の側面に把手部４４とともに共締め固定されたブラケット５１の先端には同じく樹脂製で且つ円柱状のパッド５２が図外のボルトにて装着されている。これらの各パッド４９，５２は、図１７の平面視にて各ドリフト治具２１をワークＷの正規位置に装着した状態ではワークＷの周縁部の縦壁面に内接するように設定されており、例えばワークＷに左右のドリフト治具２１，２１を装着する際に作業者が誤ってその向きを逆にして装着しようとしても、各パッド４９，５２がワークＷの周縁部の縦壁面に内接せず且つ各ドリフト治具２１，２１のクランプピン５９が後述する相手側の穴に正しく挿入されないように妨害する規制部材として機能する。
【００２５】
すなわち、図１７の平面視をもって示したようにワークＷに対する各ドリフト治具２１の正規装着状態においては、後述するようにそのワークＷに設定された多数のヘッドボルト取付穴５３，５３…のうち対角線上にある二つのヘッドボルト取付穴５３，５３に対して各ドリフト治具２１のロケートピン部４１を挿入して着座させるものであるから、左右一対のドリフト治具２１，２１を連結バー４３で相互に連結しただけでは、図１７のワークＷに対して、連結バー４３にて連結された左右一対のドリフト治具２１，２１の向きが１８０度反転していることに気付かずに装着したとしても、正規装着位置以外でも対角線上に位置する二つのヘッドボルト取付穴５３，５３同士のピッチが同じであるので、正規位置以外でも各ドリフト治具２１，２１のロケートピン部４１がいずれかのヘッドボルト取付穴５３，５３…に正規取付状態と同様に挿入されてしまう可能性がある。
【００２６】
そして、上記のような左右一対のドリフト治具２１，２１の反転姿勢による装着を妨害してこれを排除しようとしているのは、そのドリフト治具２１，２１の反転状態のままで各ドリフト治具２１，２１を介してワークＷをクランプしてしまうと、先に述べたようにシートパッド１９（図１３参照）の真上からワークＷをクランプすることができずに、クランプ力によってワークＷを変形させてしまって加工精度の低下を招くおそれがあるためである。
【００２７】
上記ドリフト治具２１は、図１６に示すように一対のクランプピン５９のロケートピン部４１をワークＷ側のボルト穴例えばワークに形成されている多数のヘッドボルト取付穴５３，５３…のうち特定のものを選択して嵌合させることで位置決めするようになっている。すなわち、同図に示すように各クランプピン５９のロケートピン部４１をヘッドボルト取付穴（ワークであるシリンダヘッドＷを相手側のシリンダブロックに固定するためのヘッドボルトを挿入するボルト穴）５３に挿入して、そのクランプピン５９側のショルダー部４２をヘッドボルト取付穴５３の座面５３ａに着座させることでワークＷと各ドリフト治具２１との三次元方向の相対位置決めがなされるようになっている。
【００２８】
つまり、各ドリフト治具２１は、例えば図１２に示すようにワークＷの仕様に応じて各部の寸法Ｌ４，Ｌ５等が微妙に異なっていたとしても、クランプに必要な寸法ＬをワークＷの仕様にかかわらず一定の値のものにする機能を有している。その結果として、ワークＷの仕様ごとにそれ専用のカセット治具１０およびドリフト治具２１を使用することを前提として、共通のクランパー１１にていずれの仕様のワークＷをも確実にクランプすることができるようになっている。
【００２９】
図７，８および図１０に示すように、上記ワークベース８の基準シート面８ａのうちカセット治具１０の左右両端部に相当する位置には左右一対のプッシュロッド２９が設けられている。このプッシュロッド２９はワークベース８に対し上下動可能に支持されているものの、基準シート面８ａ上にカセット治具１０が位置している状態ではその上端が基準シート面８ａよりも突出しないように圧縮コイルスプリング３０にて下方に付勢されている。
【００３０】
一方、図４〜６および図７に示すように、上記ワークベース８を支持している治具フレーム６側には、ワークベース８および各カセット治具１０の窓部１２，１８を通して昇降可能なリフタテーブル３１と、治具リフタとして治具リフトシリンダ３２が設けられている。
【００３１】
リフタテーブル３１は左右一対のガイドロッド３３にて案内されながらリフトシリンダ３４の伸縮動作に応じて昇降動作するようになっていて、先に述べたカセット治具１０側の一対のワーク用レール２２とともにワークリフタ２６を形成している。したがって、図１５に示すように、少なくともカセット治具１０上のワークＷがアンクランプ状態にあるとき、ワークベース８および各カセット治具１０の各窓部１２，１８を通してリフタテーブル３１を上昇させることにより、リフタテーブル３１はワークＷを直接リフトアップさせながら同時に左右一対のワーク用レール２２をストロークαだけリフトアップせるようになっている。
【００３２】
また、上記リフタテーブル３１の両側に設けられた左右一対の治具リフトシリンダ３２は図７，１０に示したワークベース８側のプッシュロッド２９の位置と一致していて、後述するように治具リフトシリンダ３２にてプッシュロッド２９を突き上げることによりワークベース８の基準シート面８ａに対してカセット治具１０が所定量だけリフトアップされるようになっている。
【００３３】
次に、以上のように構成された設備におけるワーク搬出入の手順について説明する。
【００３４】
最初に、ワークベース８には特定の仕様のカセット治具１０が予め位置決めクランプされていて、且つ一対のクランパー１１がアンクランプ状態にあるものとすると、図１，２に示したように作業者Ｍはローラコンベヤ４上を送られてくる該当する仕様のワークＷを手作業にてカセット治具１０上に搬入することになる。なお、この時にはワークベース８の基準シート面８ａが水平となるような位置すなわち図４，６に示す状態となるようにワークベース８が割り出されて停止している。
【００３５】
このワークＷの搬入に先立って、作業者Ｍは図９〜１２および図１７〜１９に示すようにワークＷの所定位置に該当する仕様の左右一対のドリフト治具２１をセットする。すなわち、連結バー４３にて相互に連結されている左右一対のドリフト治具２１，２１の把手部４４を持った上で、各ドリフト治具２１のクランプピン５９を該当するヘッドボルト取付穴５３に挿入して、図１６に拡大して示すようにクランプピン５９側のショルダー部４２をヘッドボルト取付穴５３の座面５３ａに着座させて位置決めする。この時、先に説明したように左右一対のドリフト治具２１の向きが１８０度反転していることに気付かずにそのまま装着しようとしたとしても、ワークＷに対して各パッド４９，５２が正しく内接しないため、各ドリフト治具２１の誤った姿勢での装着を未然に阻止することができる。
【００３６】
同時にこの段階では、ワークリフタ２６を形成しているリフタテーブル３１が図４，７に示す上昇限位置Ｑ１で停止しており、その結果として図６および図１５に示すようにカセット治具１０のワーク用レール２２は所定ストロークαだけリフトアップされて、そのワーク用レール２２はローラコンベヤ４の搬送レベルと同一高さ位置となっている。
【００３７】
作業者Ｍはローラコンベア４上のワークＷをワークベース８側に押し込み、そのワークＷをカセット治具１０の上に位置させる。すなわち、ワークＷを図７〜９に示したサイドレール２７に沿わせながらワーク送給路として機能する一対のワーク用レール２２上にて滑らせるようにして押し込むことで、そのワークＷはスムーズにカセット治具１０上に搬入され、最終的にはワークＷはリフタテーブル３１と一対のワーク用レール２２によって支えられることになる。
【００３８】
特定仕様のワークＷがカセット治具１０上に搬入されたならば、リフタテーブル３１を下降させる。このリフタテーブル３１の下降に伴いワーク用レール２２も図１５の所定ストロークαだけ下降することから、ワークＷはカセット治具１０上のロケートピン２０に自律的に嵌合しながらそのロケートピン２０によって位置決めされて、最終的にはシートパッド１９に着座した位置決め状態となる。この後、ワークベース８に付設されている一対のクランパー１１がクランプ動作して、図９〜１２に示すようにワークＷに予めセットされているドリフト治具２１を介してワークＷをカセット治具１０とともにワークベース８に堅固にクランプする。
【００３９】
以上をもってワークベース８に対するワークＷの位置決めクランプが完了し、ワークＷはワーク位置決め治具３自体のチルト機能によって適宜姿勢を変更しながら図１〜３に示したマシニングセンタ１による切削加工に供されることになる。なお、このような動作は、ワークＷの仕様が他の仕様のものであっても全く同様である。
【００４０】
マシニングセンタ１による加工が終了すると、ワークベース８は再び図４，６の状態となるように割り出されて停止する。この時のワークベース８とローラコンベヤ４との相対位置関係はワーク搬入時と全く同様であり、したがってワーク搬入時とは全く逆の手順で加工済みのワークＷの搬出を行う。
【００４１】
このワーク搬出作業に先立って、一対のクランパー１１をアンクランプ動作させた上で、リフタテーブル３１を上昇限位置まで上昇動作させる。これにより、先に述べたようにリフタテーブル３１はカセット治具１０上の加工済みのワークＷとともに一対のワーク用レール２２をリフトアップさせ、そのカセット治具１０上のロケートピン２０とワークＷとの嵌合を解除しながら、ワーク用レール２２の高さをローラコンベヤ４の搬送レベルに揃えるかたちとなる。これにより、そのワーク用レール２２上を滑らせるようにして加工済みのワークＷをワークベース８からローラコンベヤ４側に引き出せば容易にその搬出が行える。
【００４２】
ここで、次に加工すべきワークＷの仕様がその前の仕様のものと異なる場合には、その次のワークＷの搬入前にカセット治具１０を該当する仕様のものと交換する必要がある。
【００４３】
カセット治具１０の交換は、上記のような加工済みワークＷの搬出後に行うものとし、現在ワークベース８上に在席しているカセット治具１０をクランプしている偏心クランプナット１４（図８参照）をアンクランプ状態とした上で、ワークリフタ２６のリフタテーブル３１を上昇限位置Ｑ１まで上昇させ、さらに図４，７に示した治具フレーム６側の治具リフトシリンダ３２を伸長動作させて、その上方に位置するワークベース８側のプッシュロッド２９を所定ストロークだけ突き上げる。その結果、カセット治具１０は左右一対のワーク用レール２２とともにワークベース８から完全に浮上した状態となり、図７，８に示すようにカセット治具１０の下面とリフタテーブル３１の中央部上面、およびワークベース８側の治具用レール２８とがほぼ同一高さ位置となる。
【００４４】
この状態で、カセット治具１０を一対のワーク用レール２２とともにリフタテーブル３１上にて滑らせるようにして引き出しながら、左右一対の治具用レール２８に乗り移らせることで、これらリフタテーブル３１や治具用レール２８を使ってカセット治具１０をローラコンベヤ４側にスムーズに引き出すことができる。
【００４５】
こうして、加工済みワークＷのカセット治具１０を引き出し終えたならば、上記とは全く逆の手順で次に加工すべきワークＷの仕様に応じたカセット治具１０（一対のワーク用レール２２を含む）をワークベース８上に移載してクランプする。このカセット治具１０の交換が完了した段階では、治具リフトシリンダ３２の収縮動作によって一対のプッシュロッド２９は下降してはいても、ワークリフタ２６側のリフタテーブル３１はなおも上昇限位置Ｑ１にあり、先に述べたようにこのリフタテーブル３１を有効に使って次に加工すべきワークＷをカセット治具１０上に搬入して位置決めクランプし、以降は上記と同様の加工サイクルを繰り返すことになる。
【００４６】
このように本実施の形態によれば、マシニングセンタ１での加工対象となるワークＷの搬出入を手作業にて行うにあたり、そのワークＷの仕様に応じて治具の一部を交換する必要がある場合に、各仕様ごとのドリフト治具２１およびカセット治具１０として駆動源を持たないきわめて簡易な構造のものとすることができる。その上、左右一対のドリフト治具２１，２１同士を連結バー４３にて相互に連結してあるので、ワークＷへのドリフト治具２１，２１のセット作業は一回で済み、作業性が良好なものとなるほか、連結バー４３にて相互に連結してある左右一対のドリフト治具２１，２１には異なる向きでの装着を阻止する機能を有しているので、ワークＷの加工精度の低下につながるような各ドリフト治具２１，２１の誤装着を未然に防止できるようになる。しかも、左右一対のドリフト治具２１，２１同士は連結バー４３にて相互に連結されてはいても、連結バー自体の可撓性のために各ドリフト治具２１単独での自由度は確保されているため、ヘッドボルト取付穴５３の座面５３ａに対するクランプピン５９の密着性も向上する。
【００４７】
図２１以下の図面は本発明の第２の実施の形態を示し、ワークＷの仕様ごとに専用化されたドリフト治具の別の例を示している。なお、先の第１の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。
【００４８】
図１７において、第１の実施の形態でのワークＷのクランプ状態を前提とした上で、ワークＷの仕様によってはマシニングセンタ１での加工として例えば特開平６−２９７２８２号公報に記載のようなバルブフィニッシャー加工と称される加工を行うことがある。このバルブフィニッシャー加工は、図９にも示すようにワークベース８の下面側からカッタースピンドル６０を挿入して、給排気バルブ用バルブガイド６３（図２２参照）のバルブガイド穴６３ａの仕上げリーマ加工と、バルブガイド６３と同一軸線上に位置することになるバルブシートのシート面の仕上げ切削加工とを同時に行うもので、その際に加工工具であるリーマ６１の溝部を使ってツールホルダ６２側からリーマ６１の先端に向けて切削液を例えば２〜３ＭＰａ程度の圧力で噴射，供給することが行われる。その結果として、バルブガイド穴６３ａから上方に向けて切り屑とともに切削液が勢いよく噴射することになる。
【００４９】
ここで、図１７において、多数のバルブガイド６３，６３…のうち左右両端のバルブガイド６３Ａに着目した場合、バルブガイド６３Ａは平面視にてドリフト治具２１のクランプバー３０とオーバーラップしていることから、図２２にも示すようにバルブガイド６３Ａのバルブガイド穴６３ａから噴射された切削液はクランプバー３０と衝突して跳ね返り、そのままバルブガイド６３Ａに近接しているヘッドボルト取付穴５３に対するクランプピン５９の着座部を指向するようになる。ヘッドボルト取付穴５３の座面５３ａとクランプピン５９のショルダー部４２とは均等に圧接しているのが理想ではあるが、それぞれの加工精度のばらつきのためにクランプ力を付与すると両者の間にわずかな隙間が発生することがある。
【００５０】
そのため、上記のようにクランプバー３０で跳ね返った切削液がヘッドボルト取付穴５３に対するクランプピン５９の着座部を指向することによって、切削液に含まれる切り屑がクランプピン５９とヘッドボルト取付穴５３の座面５３ａとの間に入り込む可能性がある。そして、例えばクランプピン５９のショルダー部４２に切り屑が付着しているのを知らずにそのドリフト治具２１を繰り返し使用すると、ヘッドボルト取付穴５３の座面５３ａに圧痕や傷を発生させることとなって好ましくない。
【００５１】
なお、上記のような切り屑の噛み込みによる圧痕や傷の発生は、ワークＷをクランパー１１にてクランプしている状態においても起こる可能性がある。例えば、クランパー１１によるワークＷのクランプ中においてクランプシリンダ１６によるクランプ力が微妙に変動するようなことがあると、クランプピン５９のショルダー部４２とワークＷのヘッドボルト取付穴５３の座面５３ａとの間にわずかな隙間が発生する。そして、その隙間に上記のように切削液とともに勢いよく噴射された切り屑を噛み込んでしまい、クランプ力の変動によってヘッドボルト取付穴５３の座面５３ａに圧痕や傷が発生してしまうことになる。
【００５２】
そこで、この第２の実施の形態では、図２１，２２に示すように左右一対のドリフト治具１２１に切り屑排出ガイド６４を設けて、特定のバルブガイド６３Ａのバルブガイド穴６３ａから噴射される切削液が各ドリフト治具１２１のクランプパー３０と衝突しないように考慮してある。なお、図２１において、左右のドリフト治具１２１，１２１同士は図１７〜１９と同様に連結バー４３にて相互に連結される一方、クランプバー３０には複数のパッド４９，５２や把手部４４等が付帯することになるが、それらのパッド４９，５２や把手部４４等は図面の錯綜化を避けるために図示省略してある。
【００５３】
すなわち、図２１〜２４に示すように、各ドリフト治具１２１のクランプバー３０のうち正規装着状態において特定のバルブガイド６３Ａに対応する部分にはそのバルブガイド６３Ａに臨むように略パイプ状の切り屑排出ガイド６４を設けてある。この切り屑排出ガイド６４は、パイプ状のガイド本体６５のうちその上端部を直角に切除してクランプバー３０に対する取付凹部６６を形成する一方、ガイド本体６５うち円周方向の四分の一に相当する部分（図２６のβ相当部分）を切除することにより開口部６７を形成して、この開口部６７をもって外部に開口させてある。
【００５４】
さらに、上記取付凹部６６の開口平面に沿って同方向に延長するかのような形態で板状の取付ブラケット６８を溶接固定するとともに、取付凹部６６の直下であって且つ開口部６７と反対側に相当する位置には傾斜板６９を溶接固定してある。そして、図２１〜２３から明らかなように、切り屑排出ガイド６４を取付ブラケット６８とボルト７０とをもって各ドリフト治具１２１のクランプバー３０に固定した状態では、各切り屑排出ガイド６４の開口部６７同士が互いに向き合うようにして、言い換えるならば、図２１に示すようにワークＷに対する各ドリフト治具１２１の正規装着状態において、各開口部６７が切り屑排出ガイド６４に近接するクランプピン５９の位置に対してほぼ反対方向を指向しつつ外部に開口するように設定してある。
【００５５】
したがって、図２２に示したように、特定のバルブガイド６３Ａのバルブガイド穴６３ａの仕上げ加工の際にそのバルブガイド穴６３ａからクランプバー３０側に向かって切り屑を含んだ切削液Ｑが噴射したとしても、その切削液Ｑは図２５に示すように傾斜板６９に衝突することでその向きを変え、開口部６７からスムーズに外部に排出される。これにより、切り屑を含んだ切削液Ｑが特定のヘッドボルト取付穴５３とクランプピン５９との着座接触部側に噴射されることがなくなり、同着座接触部への切り屑の付着を未然に防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい第１の実施の形態として、マシニングセンタによるシリンダヘッドの加工工程の概略を示す正面説明図。
【図２】図１の平面説明図。
【図３】同じく図１の左側面説明図。
【図４】図３に示すワーク位置決め治具の要部拡大説明図。
【図５】図４の平面説明図。
【図６】図４の右側面説明図。
【図７】図４におけるワークベース部の拡大説明図。
【図８】図７の平面説明図。
【図９】図７の垂直断面説明図。
【図１０】図７の構造を模式化した構成説明図。
【図１１】同じく図８の構造を模式化した構成説明図。
【図１２】同じく図９の構造を模式化した構成説明図。
【図１３】図８に示したカセット治具のみの模式化した構成説明図。
【図１４】図１３の正面説明図。
【図１５】図９の要部拡大説明図。
【図１６】図９のＢ部拡大説明図。
【図１７】ワークであるシリンダヘッドとドリフト治具との関係を示す平面図。
【図１８】図１７の正面説明図。
【図１９】図１７の右側面説明図。
【図２０】図１７に示すクランプバーの断面説明図。
【図２１】本発明の第２の実施の形態としてワークであるシリンダヘッドとドリフト治具との関係を示す平面図。
【図２２】図２１におけるＭ方向矢視説明図。
【図２３】図２１におけるＪ方向矢視説明図。
【図２４】図２１におけるＫ方向矢視説明図。
【図２５】図２１におけるＬ方向矢視説明図。
【図２６】図２５の平面説明図。
【符号の説明】
１…マシニングセンタ（工作機械）
３…ワーク位置決め治具
４…ローラコンベヤ
６…治具フレーム
８…ワークベース
８ａ…基準シート面
１０…カセット治具
１１…クランパー（クランプ機構）
１３…基準ブロック（位置決め基準部）
１４…偏心クランプナット
１５…治具プレート
１９…シートパッド（位置決め基準部）
２０…ロケートピン（位置決め基準部）
２１…ドリフト治具
２２…ワーク用レール
２６…ワークリフタ
２８…治具用レール
３０…クランプバー
３１…リフタテーブル
３２…治具リフトシリンダ（治具リフタ）
３４…リフトシリンダ（昇降駆動手段）
４３…連結バー（連結部材）
４９…パッド（規制部材）
５２…パッド（規制部材）
５３…ヘッドボルト取付穴
５３ａ…座面
５９…クランプピン
６４…切り屑排出ガイド
１２１…ドリフト治具
Ｗ…ワーク（シリンダヘッド）
【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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