워크 체결 방법 및 워크 체결 장치

워크 체결 방법 및 워크 체결 장치{METHOD AND APPARATUS FOR FASTENING WORKPIECE}

본 발명은 워크 체결 기술의 개량에 관한 것이다.

축에 캠을 일체 형성하여 이루어진 캠 샤프트가 널리 실용되고 있다. 캠 샤프트를 대직경 환봉(또는 후벽 통)으로부터 깎아내면 깎는 양이 많아져 재료의 수율이 좋지 않다. 단조품으로부터 기계 가공으로 캠 샤프트를 제조하는 경우는, 재료 수율은 좋아지지만, 단조기나 단조 금형이 필수가 되어 소량 생산에서는 제조 비용이 커진다.

조립 캠 샤프트라면, 단조나 직경이 큰 둥근 막대가 불필요하고, 소량 생산에도 적합하다. 조립 캠 샤프트에는, 예컨대 둥근 통형상의 샤프트 본체에 캠 로브(cam Lobe, 캠 돌기)를 위치 결정하여, 코킹법으로 고정하여 이루어진 것이 알려져 있다(예컨대 특허문헌 1(도 2), 특허문헌 2(도 5) 참조).

특허문헌 1의 도 2에 나타낸 바와 같이, 샤프트(4)(괄호 내 숫자는 특허문헌 1에 기재된 부호를 나타냄. 이하 동일)에 캠 로브(2)가 끼워져, 한쌍의 융기부(9, 9)로 고정되어 있다. 융기부(9, 9)는 코킹 피크에 해당한다.

융기부는, 특허문헌 2의 도 5에 나타낸 바와 같이, 외주에 돌기(99)(괄호 내 숫자는 특허문헌 2에 기재된 부호를 나타냄. 이하 동일)를 갖는 롤러(65c)로 커팅함으로써 형성된다.

경질 재료를 커팅하기 때문에, 롤러(65c)의 돌기(99)가 서서히 마모된다. 마모가 진행되면 융기부의 높이가 점점 낮아져, 미리 정해진 체결력을 얻기 어려워진다. 롤러(65c)가 마모되더라도, 체결력이 저하되지 않도록 하는 것이 요구된다.

또한, 샤프트는 수천개를 일괄적으로 제조한다. 이 때의 제조 단위는 로드라고 불린다. 1 로드 내의 샤프트는 불균일 경향이 동일하기 때문에, 외경의 불균일은 작다. 그러나, 어떤 로드의 처리에 다른 로드를 계속해서 처리하면, 외경의 불균일은 커진다. 또는, 온도 변화에 의해 유압 제어 기구의 정밀도가 변동하는 소위 온도 드리프트의 영향을 받아, 가공량이 불균일해지는 경우도 있다. 이와 같이 여러가지 요인으로 체결력이 변동하여, 미리 정해진 체결력에 도달하지 않는 것이 출현할 가능성이 있다. 그 때문에, 전수를 슬립 토크 검사를 행함으로써 사양을 확인해 왔다. 전수 검사이므로 검사 비용이 커진다.

체결력이 저하되지 않도록 하는 것이 요구되는 가운데, 롤러(코킹 롤러)가 마모되는 온도 드리프트의 영향을 받거나 또는 샤프트 본체의 외경이 변동하는 경우라 하더라도, 미리 정해진 체결력을 얻을 수 있는 워크 체결 기술이 요구된다.

본 발명은, 코킹 롤러로 대표되는 가공 공구가 마모되는 온도 드리프트의 영향을 받거나 또는 샤프트 본체로 대표되는 제1 워크의 외경이 변동하는 경우라 하더라도, 미리 정해진 체결력을 얻을 수 있는 워크 체결 기술을 제공하는 것을 과제로 한다.

청구항 1에 따른 발명은, 목표치에 기초하여 제1 워크에 가공을 하는 제1 가공 공정과, 상기 제1 워크의 가공 개소를 향해 제2 워크를 압박하는 압박 공정과, 이 압박 공정에서의 압박 하중을 취득하는 하중 취득 공정과, 취득한 하중에 기초하여 상기 목표치를 수정하는 목표치 수정 공정을 포함하며, 상기 제1 워크에 상기 제2 워크를 체결하는 워크 체결 방법으로서,

상기 목표치 수정 공정에서 상기 목표치가 수정된 경우는, 그 수정후에 실시되는 상기 제1 가공 공정은, 수정후의 목표치에 기초하여 다음 제1 워크에 가공을 한다.

청구항 2에 따른 발명에서는, 목표치 수정 공정은 제2 워크를 미리 정해진 위치까지 압박했을 때의 압박 하중에 기초하여 목표치를 수정한다.

청구항 3에 따른 발명에서는, 제1 가공 공정은 축형의 제1 워크의 외주를 코킹하여 융기시키는 공정이며, 압박 공정은 제2 워크에 형성한 관통 구멍에 제1 워크를 삽입 관통시키고, 제1 가공 공정에서 형성한 융기에 제2 워크의 관통 구멍의 가장자리를 압박한다.

청구항 4에 따른 발명에서는, 압박 공정의 후에, 압박 공정에 의해 압박된 제2 워크의 위치 정보를 취득하는 위치 정보 취득 공정과, 취득된 위치 정보에 기초하여 제1 워크에 가공을 하는 제2 가공 공정을 포함하고, 제2 워크는 제1 가공 공정에 의한 가공 개소와 제2 가공 공정에 의한 가공 개소의 사이에서 제1 워크에 체결된다.

청구항 5에 따른 발명에서는, 제1 워크는 샤프트 본체이고, 제2 워크는 캠 로브이다.

청구항 6에 따른 발명에 의하면, 목표치에 기초하여 제1 워크에 가공을 하는 제1 가공 기구와, 상기 제1 워크의 가공 개소를 향해 제2 워크를 압박하는 압박 기구와, 이 압박 기구에 의한 압박 하중을 취득하는 하중 취득 기구와, 취득한 하중에 기초하여 상기 목표치를 수정하고, 다음 제1 워크를 위해 상기 제1 가공 기구에 수정후의 목표치를 부여하는 제어부를 포함하고, 제1 워크에 상기 제2 워크를 체결하는 워크 체결 장치가 제공된다.

청구항 1에 따른 발명에서는, 하중에 기초하여 목표치를 수정하는 목표치 수정 공정을 가지며, 이 목표치 수정 공정에서 목표치가 수정된 경우는, 그 수정후에 실시되는 제1 가공 공정은 수정후의 목표치에 기초하여 다음 제1 워크에 가공을 한다. 즉, 가공 공구의 경시 변화나 워크의 로드마다의 불균일 등에 의해 압박 하중이 변동한 경우에는, 목표치를 수정하여 대응하기 때문에, 제1 워크와 제2 워크 사이의 체결력의 저하를 억제할 수 있고, 미리 정해진 체결력을 얻을 수 있다.

청구항 2에 따른 발명에서는, 제2 워크를 미리 정해진 위치까지 압박했을 때의 압박 하중에 기초하여 목표치를 수정한다. 제2 워크를 미리 정해진 위치까지 압박했을 때에 압박 하중을 계측한다. 제1 워크에 형성하는 가공 개소의 치수나 제2 워크의 치수에 불균일이 있더라도, 결정된 조건(미리 정해진 위치)으로 압박 하중을 계측하기 때문에 계측의 신뢰성이 높아진다. 즉, 미리 정해진 위치에서의 압박 하중을 이용함으로써, 동일 조건에 기초하여, 개개의 제2 워크의 압박 하중을 다음 워크의 가공량에 반영할 수 있다.

청구항 3에 따른 발명에서는, 축형의 제1 워크의 외주를 코킹하여 융기시키고, 제2 워크에 형성한 관통 구멍에 제1 워크를 삽입 관통시키고, 제1 가공 공정에서 형성한 융기에 제2 워크의 관통 구멍의 가장자리를 압박한다. 축형의 제1 워크의 외형 치수의 불균일이나, 제2 워크의 관통 구멍의 내경(구멍 직경)의 불균일이 있더라도, 제1 워크와 제2 워크 사이의 체결력의 저하를 억제할 수 있다.

청구항 4에 따른 발명에서는, 압박 공정의 후에, 압박 공정에 의해 압박된 제2 워크의 위치 정보를 취득하는 위치 정보 취득 공정과, 취득된 위치 정보에 기초하여 제1 워크에 가공을 하는 제2 가공 공정을 포함하기 때문에, 제1 가공 공정에 의한 가공 개소와 제2 가공 공정에 의한 가공 개소 사이에 제1 워크를 체결하는 경우, 적절한 체결력을 얻을 수 있다. 즉, 제1 가공 공정에 관해서는, 압박 하중을 반영한 목표치에 기초하는 가공을 함으로써 제1 워크와 제2 워크의 체결을 확실한 것으로 하고, 제2 가공 공정에서는, 제2 워크의 위치 정보에 기초하는 적절한 위치에 가공을 할 수 있기 때문에, 제1 워크와 제2 워크의 체결을 바람직하게 서포트할 수 있다.

청구항 5에 따른 발명에서는, 제1 워크는 샤프트 본체이고, 제2 워크는 캠 로브이며, 본 발명에 의하면, 샤프트에 캠 로브를 적절한 체결력으로 체결할 수 있다.

청구항 6에 따른 발명에 의하면, 목표치에 기초하여 제1 워크에 가공을 하는 제1 가공 기구와, 제1 워크의 가공 개소를 향해 제2 워크를 압박하는 압박 기구와, 이 압박 기구에 의한 압박 하중을 취득하는 하중 취득 기구와, 취득한 하중에 기초하여 목표치를 수정하고, 다음 제1 워크를 위해 제1 가공 기구에 수정후의 목표치를 부여하는 제어부를 포함하고, 제1 워크에 제2 워크를 체결하는 워크 체결 장치가 제공된다. 가공 공구의 경시 변화나 워크의 로드마다의 불균일 등에 의해 압박 하중이 변동한 경우에는, 목표치를 수정하여 대응하기 때문에, 본 발명의 워크 체결 장치에 의해, 제1 워크와 제2 워크 사이의 체결력의 저하를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 워크 체결 장치의 측면도이다.
도 2는 샤프트 본체의 측면도이다.
도 3은 캠 로브의 정면도이다.
도 4는 캠 로브의 단면도이다.
도 5는 도 1의 화살표 5의 방향으로 본 도면이다.
도 6은 제1 가공 기구의 작용도이다.
도 7은 도 1의 화살표 7의 방향으로 본 도이다.
도 8은 제1 코킹 공정 및 압박 공정을 설명하는 도면이다.
도 9는 압박 하중과 슬립 토크의 상관을 설명하는 도면이다.
도 10은 제2 코킹 공정을 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 워크 체결 방법을 설명하는 플로우도이다.
도 12는 압박 목표 하중을 정하는 순서의 일례를 설명하는 도면이다.
도 13은 절입량을 정하는 순서의 일례를 설명하는 도면이다.
도 14는 재가공 플로우도이다.

본 발명의 실시형태를 첨부 도면에 기초하여 이하에 설명한다. 또, 도면은 부호의 방향으로 보는 것으로 한다.

<실시예>

도 1에 나타낸 바와 같이, 워크 체결 장치(10)는, 베이스(11)와, 이 베이스(11)에 세워진 상자형 프레임(12)과, 이 상자형 프레임(12)의 상부에 설치되는 주축대(13)와, 상자형 프레임(12)의 하부에 설치되는 심압대(14)와, 상자형 프레임(12)에 세로로 또한 서로 평행하게 설치되어 있는 랙(15), 직선 가이드(16) 및 볼나사(17)와, 직선 가이드(16)에 의해 수직 이동 가능하게 안내되어 랙(15)에 맞물리는 피니언(18) 및 이 피니언(18)을 구동시키는 제1 구동 모터(19)를 갖는 제1 가공 기구(20)와, 이 제1 가공 기구(20)보다 하위에 배치되고 직선 가이드(16)에 의해 수직 이동 가능하게 안내되어 랙(15)에 맞물리는 피니언(21) 및 이 피니언(21)을 구동시키는 제2 구동 모터(22)를 갖는 제2 가공 기구(23)와, 이 제2 가공 기구(23)보다 하위에 배치되고 직선 가이드(16)에 의해 수직 이동 가능� ��게 안내되어 볼나사(17)로 이동되는 압박 기구(25)를 구비하고 있다.

주축대(13)는 제1 워크로서의 샤프트 본체(26)를 파지하고 축둘레에 회전시키는 주요 부재이며, 샤프트 본체(26)를 척킹(chucking)하는 콜릿(27)과, 이 콜릿(27)을 회전시키는 스핀들 모터(28)를 구비하고 있다.

심압대(14)는 주축대(13)와 함께 샤프트 본체(26)를 지지하는 부재이며, 센터(29)와, 이 센터(29)를 승강시키는 실린더 유닛(31)을 구비하고 있다.

압박 기구(25)는, 볼나사(17)와, 이 볼나사(17)를 회전시키는 제3 구동 모터(32)와, 볼나사(17)에 의해 이동되는 슬라이더(33)와, 이 슬라이더(33)에 고정되어 정면으로 연장되는 브래킷(34)과, 이 브래킷(34)에 의해 지지되는 팔레트(35)를 포함한다. 또, 브래킷(34)에는, 팔레트(35)를 수직축 둘레에 회전시키는 팔레트 선회 모터(36)가 구비되어 있다.

또한 워크 체결 장치(10)는, 제1 가공 기구(20)에 부설되어 제1 코킹 롤러(38)의 높이 위치를 검출하는 제1 위치 센서(39)와, 제2 가공 기구(23)에 부설되어 제2 코킹 롤러(41)의 높이 위치를 검출하는 제2 위치 센서(42)와, 슬라이더(33)에 부설되어 팔레트(35)의 상면의 높이 위치를 검출하는 제3 위치 센서(43)와, 제1∼제3 위치 센서(39, 42, 43)로부터의 위치 정보에 기초하여 제1∼제3 구동 모터(19, 22, 32)를 제어하는 제어부(45)를 구비하고 있다.

제어부(45)는 제3 구동 모터(32)의 전류치를 압박 하중으로 환산함으로써 압박 하중을 구하는 하중 취득 기구(44)를 구비하고 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 워크의 일구체예인 샤프트 본체(26)는 강제의 통체이다. 중공부에 센터(29)의 선단이 진입한다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 제2 워크의 일구체예인 캠 로브(46)는 샤프트 본체(26)의 외경보다 약간 큰 내경의 관통 구멍(47)을 갖는다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 코킹 오목부(48)와 제2 코킹 오목부(49)가 캠 로브(46)의 상하면에 또한 관통 구멍(47)의 가장자리에 형성되어 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 가공 기구(20)는, 도면의 표리 방향으로 승강하는 승강 프레임(51)과, 이 승강 프레임(51)의 양단부로부터 연장되어 있는 2개의 서브 프레임(52, 52)과, 이들 서브 프레임(52, 52)의 선단에 V자형으로 설치되는 레일(53, 53)과, 이들 레일(53, 53)에 각각 이동 가능하게 부착되는 서브 슬라이더(54, 54)와, 이들 서브 슬라이더(54, 54)에 의해 지지되고 베이스부측에 랙(55, 55)이 형성되고 선단에 좌우의 제1 코킹 롤러(38L, 38R)(L은 좌측, R은 우측을 나타내는 첨자. 도면은 아래로부터 보고 있기 때문에, 좌우가 반대로 된다.)를 갖는 플레이트(56, 56)와, 승강 프레임(51)의 중앙에 부착되어 있는 구동원(57)과, 이 구동원(57)에 지지되고 샤프트 본체(26)를 향하여 이동함과 함께 양 측면에 랙(58, 58)이 형성되고 선단에 중앙 제1 코킹 롤러(38C)(C는 중앙을 나 타내는 첨자)를 갖는 이동 부재(59)와, 승강 프레임(51) 또는 서브 프레임(52, 52)에 회전 가능하게 부착되고 랙(58, 58)에 의해 회전되는 퍼스트 피니언(61, 61) 및 이 퍼스트 피니언(61, 61)에 의해 회전됨과 함께 랙(55, 55)에 맞물려 있는 세컨드 피니언(62, 62)을 구비한다.

구동원(57)에 의해 이동 부재(59)를 전진시키면, 중앙의 제1 코킹 롤러(38C)가 전진하기 시작한다. 동시에 퍼스트 피니언(61) 및 세컨드 피니언(62)이 회전하기 시작하고, 좌우의 제1 코킹 롤러(38L, 38R)가 서로 접근하도록 이동하기 시작한다.

3개의 제1 코킹 롤러(38L, 38R, 38C)는 샤프트 본체(26)를 무게 중심(도면 중심)으로 하는 정삼각형의 정점에 항상 위치하고 있다.

그 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이, 3개의 제1 코킹 롤러(38L, 38R, 38C) 사이에 샤프트 본체(26)가 끼인다. 제1 코킹 롤러(38L, 38R, 38C)는 외주가 돌출되어 있다. 샤프트 본체(26)를 회전시키면, 제1 코킹 롤러(38L, 38R, 38C)는 샤프트 본체(26)에 파고들어 제1 코킹 피크를 형성한다.

제2 가공 기구(23)는 제2 코킹 롤러(41L, 41R, 41C)를 구비하고 있는 점이 상이하지만 그 외에는 제1 가공 기구(20)와 동일한 구조이므로, 상세한 구조 설명은 생략한다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 팔레트(35)는, 등피치로 형성한 복수의 관통공(64)과, 제1 워크로서의 캠 로브(46)나 식별 링(65)의 탑재 위치 및 탑재 자세를 결정하는 위치 결정편(66)이나 위치 결정핀(67)을 구비하고 있다. 관통공(64)에 센터(도 1, 부호 29)가 통과한다.

이상의 구성을 포함하는 워크 체결 장치(10)를 이용하여 실시하는 조립 캠 샤프트의 제조 방법을 다음에 설명한다.

도 8의 (a)에 나타낸 바와 같이, 로봇 또는 사람 손으로 샤프트 본체(26)를 콜릿(27)에 삽입한다. 콜릿(27)을 폐쇄함(직경을 축소함)으로써, 콜릿(27)에 샤프트 본체(26)가 매달린다.

도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상승하는 센터(29)에 의해 샤프트 본체(26)의 하부의 위치 결정을 행한다.

도 8의 (c)에 나타낸 바와 같이, 샤프트 본체(26)를 미리 정해진 회전 속도로 회전시키면서, 제1 코킹 롤러(38, 38)를 샤프트 본체(26)에 파고들게 한다.

도 8의 (d)에 나타낸 바와 같이, 샤프트 본체(26)의 외주를 코킹하여 융기시킨다. 그 결과, 제1 코킹 피크(68)가 형성된다.

도 8의 (e)에 나타낸 바와 같이, 제1 코킹 롤러(38, 38)를 대기 위치로 되돌리고, 제1 코킹 피크(68)의 근방을 비운다.

도 8의 (f)에 나타낸 바와 같이, 팔레트(35)를 상승시켜 캠 로브(46)를 제1 코킹 피크(68)에 압박한다. 그렇게 하면, 제1 코킹 피크(68)가 소성 변형하고, 그 일부가 도 4에 나타내는 제1 코킹 오목부(48)에 유입된다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 압박 하중에 비례하여 슬립 토크가 증가한다. 즉, 압박 하중이 커질수록 소성 변형이 진행되어, 제1 코킹 오목부(48)에 보다 많은 살이 유입되기 때문에 슬립 토크가 증가한다. 요구 토크가 Ts일 때의 압박 하중이 Fp라고 하면, 도 8의 (f)에서, 압박 하중이 Fp에 도달했을 때에 팔레트(35)의 상승을 종료한다.

또, 압박 하중의 측정은 로드 셀[예컨대 캠 로브(46)와 팔레트(35) 상면의 사이에 개재시킴]로 실시하는 것이 바람직하지만, 본 예에서는, 제3 구동 모터(32)의 전류치를 하중 취득 기구(도 1, 부호 44)에 의해, 압박 하중으로 환산함으로써 압박 하중을 구한다.

도 10의 (a)에 나타낸 바와 같이, 팔레트(35)를 하강시킨다. 캠 로브(46)는 제1 코킹 피크(68)에 맞물려 있기 때문에 낙하하지 않는다.

도 10의 (b)에 나타낸 바와 같이, 캠 로브(46)의 하측이 비었다면, 제2 코킹 롤러(41, 41)로 샤프트 본체(26)의 캠 로브(46)의 하면 근방을 코킹한다.

도 10의 (c)에 나타낸 바와 같이, 캠 로브(46)는 제1 코킹 피크(68)와 제2 코킹 피크(69) 사이에 끼워지도록 하여 샤프트 본체(26)에 부착하여 고정된다.

이상을 반복함으로써, 복수개의 캠 샤프트 구성 요소를 샤프트 본체(26)에 고정할 수 있다.

이상에 설명한 조립 캠 샤프트의 제조 방법은 플로우도를 이용하여 다음과 같이 설명할 수 있다. 이 플로우는 제어부(도 1, 부호 45)에 의해 실행된다.

도 11의 ST01에서, 캠 로브에 관한 목표 위치 Ps를 입력한다. 샤프트 본체의 어디에 캠 로브를 설치할지는 설계 도면 등에서 결정되어 있기 때문에, 목표 위치 Ps는 일률적으로 정해진다.

또한, 이후의 ST17에 대비하여, 재가공의 필요 여부를 입력함과 함께 실사용상 허용되는 위치 어긋남 a를 입력한다.

아울러, 압박 목표 하중 Ls를 입력한다. 압박 목표 하중 Ls는, 예컨대 도 12를 이용하여, 요구되는 슬립 토크 Ts로부터 압박 목표 하중 Ls가 정해진다. 또한, 실사용상 허용되는 슬립 토크의 허용 상한치 Ts2와 허용 하한치 Ts1로부터 정해지는 허용 상한 하중 Ls2 및 허용 하한 하중 Ls1을 입력한다.

도 11의 ST02에서, 제1 코킹 롤러에 의한 제1 절입량을 입력한다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 다수의 시험 제작품으로부터 절입량과 압박 하중의 상관을 조사해 놓는다. 이 상관을 이용하여, 압박 하중이 Ls일 때의 절입량을 정하고, 이것을 제1 절입량으로서 입력한다.

또, 제1 절입량은 이후에 수정되기 때문에, 이 단계에서는 초기값으로서 취급된다. 초기값이기 때문에, 제1 절입량은 샤프트 본체의 외경(설계치. 이 설계치에는 공차를 포함시키지 않음)의 외주면에 제1 코킹 롤러가 접촉했을 때부터의 전진 거리, 즉 절입 깊이로 정의된다.

도 11의 ST03에서, 제1 절입량에 기초하여, 샤프트 본체에 제1 코킹 피크를 형성한다.

다음으로, ST04에서, 압박 기구로 캠 로브를 제1 코킹 피크에 압박한다.

이 압박 공정 중, 캠 로브의 위치 정보를 취득하고(ST05), 캠 로브가 목표 위치 Ps에 도달할 때까지 압박을 계속한다(ST06).

캠 로브가 목표 위치 Ps에 도달하면 제3 구동 모터의 전류치를 측정하고(ST07), 제3 구동 모터를 정지하고(ST08), 측정에서 얻은 전류치를 하중으로 환산하여(ST09), 얻어진 환산 하중이 허용 하중 범위에 들어가는지의 여부를 조사한다(ST10).

들어가는 경우는, ST05에서 얻은 캠 로브의 위치 정보를 취득하고, 이 위치 정보에 기초하여 제2 코킹 피크의 위치를 결정한다(ST11). 구체적으로는, 도 1에 나타내는 제3 위치 센서(43)에 의해 팔레트(35)의 상면 위치를 검출할 수 있다. 본 실시예에서는, 팔레트(35)의 상면은, 도 10의 (c)에 나타내는 캠 로브(46)의 하면에 합치하고 있기 때문에, 캠 로브(46)의 하면의 높이 위치를 검출할 수 있다. 도 10의 (c)에서, 캠 로브(46)의 하면으로부터 L만큼 내려간 위치를 제2 코킹 롤러의 높이로 한다. L은, 조립 캠 샤프트를 시험 제작하고 이 데이터를 축적함으로써, 캠 로브마다 미리 정해 놓는다.

도 11의 ST12에서, 결정된 코킹 위치에 기초하여 제2 코킹 롤러로 샤프트 본체에 제2 코킹 피크를 형성한다.

미리 정해진 작업 모두가 종료하거나, 또는 휴게 시간에 들어가거나 또는 종업 시간에 이르는 등의 이유로 작업을 끝내는지의 여부를 조사하고(ST13), 작업을 계속하는 경우는 다음으로 진행한다.

ST14에서, 환산 하중과 Ls(압박 목표 하중)을 비교한다. 환산 하중이 Ls 이상이면, 압박 과잉으로서 (제1 절입량-β)를 새로운 제1 절입량으로 하는 수정을 행한다(ST15). 환산 하중이 Ls 미만이면, 압박 부족으로서 (제1 절입량+β)를 새로운 제1 절입량으로 한다(ST16). 또, β는 예컨대 제1 절입량의 (0.1%∼5%)의 범위에서 경험적으로 선택한 값이다.

ST03에서의 제1 절입량은 ST15 또는 ST16에서 수정된 제1 절입량으로 치환된다. 그 결과, 다음 샤프트 본체에는, 제1 절입량에 기초하여 제1 코킹 피크가 형성된다.

ST15 또는 ST16에 의한 수정이 실시되기 때문에, 제1 코킹 롤러의 경시 변화나 샤프트 본체나 캠 로브의 로드마다의 불균일 등에 의해 압박 하중이 변동한 경우에는 목표치를 수정하여 대응한다. 그 결과, 샤프트 본체와 캠 로브 사이의 체결력의 저하를 억제할 수 있다.

ST10에서 환산 하중이 허용 하중 범위에서 벗어난 경우에는, ST17에서 재가공의 필요 여부를 조사한다. ST01에서 재가공 필요로 되었을 때에는 (A)로 진행하고, 불필요라고 된 경우는 ST18로 진행한다.

로봇을 이용하여 샤프트 본체를 워크 체결 장치로부터 해제하여 1차 보관 장소로 이동할 때에, 가속력이나 진동이 가해지기 때문에, 캠 로브의 탈락이 우려된다. 그 대책으로서, ST18에서 제2 코킹 피크를 형성하고, 그 후에 불량품으로서 배출한다(ST19).

ST10에서 환산 하중이 허용 하중 범위에서 벗어났다고 판단된 경우에는, 환산 하중이 허용 상한 하중 Ls2보다 큰 경우와, 허용 하한 하중 Ls1보다 작은 경우가 있다. 환산 하중이 허용 상한 하중 Ls2보다 큰 경우에는, 재가공의 여지가 없기 때문에 불량품으로 처리한다. 한편, 허용 하한 하중 Ls1보다 작은 경우는, 재가공의 여지가 있다.

따라서, 도 14에서, ST20에서 환산 하중이 허용 하한 하중 Ls1 미만인지의 여부를 조사한다. 즉, 허용 하중 범위에서 벗어났다고 판단된 환산 하중이, 허용 상한 하중 Ls2보다 큰지, 또는 허용 하한 하중 Ls1보다 작은지를 조사한다. ST20이 미만이 아닌 경우는, 환산 하중이 허용 상한 하중 Ls2보다 크다고 판단하여, 제2 코킹 피크를 형성하고(ST21), 불량품으로서 배출한다(ST22).

ST20에서 환산 하중이 허용 하한 하중 Ls1 미만일 때에는, 제3 구동 모터를 재운전하여 추가적인 압박을 행한다(ST23). 제3 구동 모터의 전류치를 연속적으로 측정하고(ST24), 측정에서 얻은 전류치를 하중으로 환산하고(ST25), 얻어진 환산 하중이 압박 목표 하중 Ls에 도달할 때까지 제3 구동 모터의 운전을 계속한다(ST26).

환산 하중이 압박 목표 하중 Ls에 도달하면 제3 구동 모터를 정지하고(ST27), 그 때의 캠 로브의 위치를 측정한다(ST28).

ST29에서, 측정 위치가 허용 위치 범위, 즉 (Ps-a) 이상 (Ps+a) 이하의 범위에 들어가는지의 여부를 조사한다. a는 ST01에서 입력된 허용 어긋남이다.

범위에 들어가지 않으면, 치수적으로 불합격이라고 판정되기 때문에, 제2 코킹 피크를 형성하고(ST30), 불량품으로서 배출한다(ST31).

측정 위치가 허용 위치 범위 내이면, 재가공이 유효해져, 제품을 합격 수준으로 높이는 것에 성공했다고 판정한다. 따라서, 도 11의 (B)로 진행하여, 도 11의 플로우를 실시한다.

또한, 제1 워크는 축, 제2 워크는 축에 압입되는 베어링이어도 좋다. 제1 워크로서의 축의 외주에 선반으로 절삭 가공(레이스 가공)을 하고, 이 가공 개소에 제2 워크로서의 베어링을 압박하여 압입한다. 압박 하중에 기초하여 레이스 가공시의 절삭량(절입 깊이)을 수정하도록 하면, 날의 마모나 축의 외경에 불균일이 있다 하더라도, 축과 베어링 사이의 체결력이 적정하게 유지된다.

따라서, 샤프트 본체나 축으로 대표되는 제1 워크와, 캠 로브나 베어링으로 대표되는 제2 워크에 관한 체결 방법은 다음과 같이 정리할 수 있다.

목표치에 기초하여 제1 워크에 가공을 하는 제1 가공 공정(도 11, ST03 상당)과, 상기 제1 워크의 가공 개소를 향해 제2 워크를 압박하는 압박 공정(도 11, ST04 상당)과, 이 압박 공정에서의 압박 하중을 취득하는 하중 취득 공정(도 11, ST09 상당)과, 취득한 하중에 기초하여 상기 목표치를 수정하는 목표치 수정 공정(도 11, ST15, 16 상당)을 포함하며, 상기 제1 워크에 상기 제2 워크를 체결하는 워크 체결 방법으로서, 상기 목표치 수정 공정에서 상기 목표치가 수정된 경우는, 그 수정후에 실시되는 상기 제1 가공 공정은 수정후의 목표치에 기초하여 다음 제1 워크에 가공을 한다.

본 발명은, 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 설계 변경이 가능하다. 예컨대, 상기 실시형태에서는, 제1 절입량을 매회 수정했지만, 환산 하중과 Ls(압박 목표 하중)의 차가 소정치 미만이면, 제1 절입량을 수정하지 않고 그대로의 값으로 다음 제1 워크에 가공을 해도 좋다.

10: 워크 체결 장치, 20: 제1 가공 기구, 23: 제2 가공 기구, 25: 압박 기구, 26: 제1 워크(샤프트 본체), 44: 하중 취득 기구, 45: 제어부, 46: 제2 워크(캠 로브).