JP2009279705A - 砥石接触感知方法およびその装置、ならびにホーニング加工方法およびホーニング盤 - Google Patents

Abstract

【課題】ホーニング砥石のワークの内周面に対する接触位置を、高い精度をもって感知することができる砥石接触感知技術を提供する。
【解決手段】ホーニングツール１を備えた回転主軸２を回転駆動する主軸回転駆動源とホーニング砥石１０、１０、…を切込み動作させる切込み駆動源として、それぞれ主軸回転駆動用サーボモータ１６および切込み駆動用サーボモータ３７が使用され、両サーボモータ１６、３７の動作から得られる各種電気的情報（回転数、トルク、電流値、溜まりパルス等）から、ホーニングツール１のホーニング砥石１０、１０、…の砥石面１０ａ、１０ａ、…ワークＷの内周面Ｗａに対する接触位置を感知する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、砥石接触感知方法およびその装置、ならびにホーニング加工方法およびホーニング盤に関し、さらに詳細には、ホーニング砥石を、ワークの内周面に対して、機械的に一定の切込み量をもって積極的に切込みながらホーニング加工を行うホーニング加工技術に適した砥石切込み技術に関する。

工作物（以下、ワークと称する。）に対して加工ツールを用いて切削加工や研削加工を行う各種の工作機械においては、ワークに対する加工ツールの位置決め、切込み等の動作を行うタイミングの判定あるいは動作制御を行うために、実際の加工ツールのワークに対する位置とりわけ接触位置を正確に特定する必要がある。

この目的のため、加工ツール近傍位置にタッチプローブ等の接触型センサやＡＥ（アコースティックエミッション）センサ等の非接触型センサが設けられて、実際のワークに対する加工ツールの接触位置を検出する接触感知装置が採用されている（例えば特許文献１参照）。

しかしながら、このような接触位置感知装置を採用する工作機械においては、加工ツールと別個独立した装置機器を装備しなければならないことから、工作機械全体の構造が大型複雑化するという問題があった。

また、このような装置構成は、ワークに対する加工ツールの加工空間が狭い場合にはセンサの設置空間や感知空間が確保できず採用することができなかった。

特に、ワークの穴内周面を鏡面に仕上げるホーニング加工においては、ホーニング砥石がワークの穴内に挿入されるため、その加工空間はきわめて狭く、従来の一般的な工作機械に採用される接触感知装置は採用不可能であった。

そして、このような事情もあって、従来のホーニング加工においては、ホーニング砥石とワークとの接触位置に関係なく、ホーニング砥石の最終拡張量（最終切込み量）が決められ、この最終拡張量を目標点として、ホーニング加工が実施される構成とされているのが一般的であった。

ところで、近時、例えば、雌雄嵌合する一対の部品の機械加工において、一方の部品の仕上がり寸法に対して他方の部品の仕上がり寸法を合わせる、いわゆるマッチング加工ないしは狙い加工というものが注目されており、ワークの穴内周面を仕上げ加工するホーニング加工においては、正にこのマッチング加工が最も期待されている。

このホーニング加工におけるマッチング加工いわゆるマッチホーニング加工においては、ホーニング砥石がワークの内周面に当たったところつまり接触位置からどれだけ削るという加工方法となり、このためには、ホーニング砥石とワークとの接触位置が加工基準位置となり、この接触位置を検出することが必須である。しかも、要求される仕上がり精度がサブミクロン単位となる高精度なホーニング加工においては、上記接触位置感知精度にもサブミクロン単位の高精度が要求されることになる。

特開２００５−２６２３８５号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ホーニング砥石のワークの内周面に対する接触位置を、高い精度をもって感知することができる砥石接触感知技術を提供することにある。

また、本発明の他の目的とするところは、上記砥石接触感知技術を適用して、加工サイクルタイムを短縮することができるとともに、高い仕上がり精度を確保することができるホーニング加工技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の砥石接触感知方法は、ホーニング砥石を備えるホーニングツールを、ワークの内周面の軸線方向へ往復移動するとともに、軸線まわりに回転させながら、上記ホーニング砥石に機械的駆動手段により一定の切込み量をもって切込み動作を与えて、ワークの内周面をホーニング加工おいて、上記ホーニング砥石のワークの内周面に対する接触を感知する方法であって、上記ホーニングツールを備えた回転主軸を回転駆動する主軸回転駆動源および上記ホーニング砥石を切込み動作させる切込み駆動源としてそれぞれ主軸回転駆動用サーボモータおよび切込み駆動用サーボモータを使用し、これら両サーボモータの動作から得られる各種電気的情報から上記ホーニング砥石のワークの内周面に対する接触位置を感知するようにしたことを特徴とする。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）（ａ）上記主軸回転駆動用サーボモータにより上記ホーニングツールを回転させながら、上記切込み駆動用サーボモータにより上記ホーニング砥石を予め設定された切込み量だけ急速に切込み動作させる急速拡張工程と、（ｂ）上記急速拡張工程終了後、上記切込み駆動用サーボモータにより上記ホーニング砥石を予め設定された中速度で切込み動作させながら、上記主軸回転駆動用サーボモータおよび切込み駆動用サーボモータの動作から得られる各種電気的情報により上記ホーニング砥石のワークの内周面に対する接触状態を高感度の予備接触感度で感知する予備接触感知工程と、（ｃ）上記予備接触感知工程終了後、上記切込み駆動用サーボモータにより上記ホーニング砥石を予め設定された低速度で切込み動作させながら、上記主軸回転駆動用サーボモータおよび切込み駆動用サーボモータの動作から得られる各種電気的情報により上記ホーニング砥石のワークの内周面に対する接触状態を上記予備接触感度よりも低い本接触感度で感知する本接触感知工程とを備えてなる。

（２）上記予備接触感知工程および本接触感知工程における上記電気的情報は、少なくとも上記主軸回転駆動用サーボモータの主軸電流値、主軸回転数および上記切込み駆動用サーボモータの拡張電流値を含む。

また、本発明のホーニング加工方法は、ホーニング砥石を備えるホーニングツールを、ワークの内周面の軸線方向へ往復移動するとともに、軸線まわりに回転させながら、上記ホーニング砥石に機械的駆動手段により一定の切込み量をもって切込み動作を与えて、ワークの内周面をホーニング加工する方法であって、上記砥石接触感知方法により上記ホーニング砥石のワークの内周面に対する接触位置を感知し、この接触位置を基準として、ホーニング砥石の切込み量を制御しながらワークの内周面をホーニング加工するようにしたことを特徴とする。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）（ａ）上記ホーニングツールを、上記ホーニング砥石のワークとの接触を感知させるストローク位置までストローク移動させる加工開始工程と、（ｂ）上記加工開始工程終了後、上記砥石接触感知方法を実行する砥石接触感知工程と、（ｃ）上記砥石接触感知工程終了後、回転する上記ホーニングツールをワークの内周面の軸線方向へ往復ストローク移動させながら、上記ホーニング砥石の切込み量を上記砥石接触感知工程で感知したホーニング砥石の接触位置を基準として制御して、ホーニング砥石によるワークの内周面のホーニング加工を行う加工工程とを備えてなる。

また、本発明の砥石接触感知装置は、ホーニング砥石を備えるホーニングツールを、ワークの内周面の軸線方向へ往復移動するとともに、軸線まわりに回転させながら、上記ホーニング砥石に機械的駆動手段により一定の切込み量をもって切込み動作を与えて、ワークの内周面をホーニング加工するホーニング盤に備えられて、上記ホーニング砥石のワークの内周面に対する接触を感知するものであって、上記ホーニングツールを備えた回転主軸を回転駆動する主軸回転駆動用サーボモータと、上記ホーニング砥石を切込み動作させる切込み駆動用サーボモータと、これら両サーボモータの動作から得られる各種電気的情報を監視して、その監視結果から上記砥石のワークの内周面に対する接触位置を感知する接触感知手段とを備えてなり、この接触感知手段は、上記本発明の砥石接触感知方法を実行するように構成されていることを特徴とする。

好適な実施態様として、上記サーボモータの複数種類の電気的情報の中から、上記接触感知手段で監視すべき電気的情報を選択設定する監視情報設定手段を備え、また、上記電気的情報は、少なくとも上記主軸回転駆動用サーボモータの主軸電流値、主軸回転数および上記切込み駆動用サーボモータの拡張電流値を含む。

さらに、本発明のホーニング盤は、ワークの内周面の軸線方向へ往復移動可能とされるとともに、軸線まわりに回転可能に軸支されてなる回転主軸と、回転主軸を軸線回りに回転駆動する主軸回転手段と、回転主軸を上記内周面の軸線方向へ往復動作させる主軸往復手段と、回転主軸先端に装着され、上記内周面に沿った砥石面を有するホーニング砥石を拡縮可能に備えるホーニングツールと、このホーニングツールのホーニング砥石に所定の切込み動作を与える砥石切込み手段と、上記ホーニング砥石のワークの内周面に対する接触を感知する砥石接触感知手段と、この砥石接触感知手段からの感知結果を受け取って、上記主軸回転手段、主軸往復手段および砥石切込み手段の動作を相互に連動して自動制御する制御手段とを備えてなり、上記砥石接触感知手段は、請求項６から８のいずれか一つに記載の砥石接触感知装置により構成されていることを特徴とする。

（１）本発明の砥石接触感知方法によれば、ホーニングツールを備えた回転主軸を回転駆動する主軸回転駆動源とホーニング砥石を切込み動作させる切込み駆動源として、それぞれ主軸回転駆動用サーボモータおよび切込み駆動用サーボモータを使用し、これら両サーボモータの動作から得られる各種電気的情報から、上記ホーニングツールのホーニング砥石のワークの内周面に対する接触位置を感知するようにしたから、ホーニング砥石のワークの内周面に対する接触位置を、高い精度をもって感知することができる。

すなわち、この砥石接触感知方法においては、従来の同種の感知技術のように、特別な装置機器を新設したり、基本的な機械的装置構成に修正を加えることなく、砥石のワークに対する接触感知を実現することができる。

特に、加工ツールであるホーニング砥石がワークの穴内に挿入されて、その加工空間がきわめて狭いホーニング加工においても、従来困難または不可能であったホーニング砥石のワーク内周面に対する接触感知が可能となる。

これにより、ホーニング加工技術分野において近時注目されかつ最も期待されているマッチング加工（狙い加工）つまりマッチホーニング加工（ホーニング砥石がワークの内周面に当たったところつまり接触位置からどれだけ削るというホーニング加工方法）が実現することとなる。

（２）さらに、上記砥石接触感知方法が、（ａ）上記主軸回転駆動用サーボモータにより上記ホーニングツールを回転させながら、上記切込み駆動用サーボモータにより上記ホーニング砥石を予め設定された切込み量だけ急速に切込み動作させる急速拡張工程（ステップ１）、（ｂ）上記急速拡張工程終了後、上記切込み駆動用サーボモータにより上記ホーニング砥石を予め設定された中速度で切込み動作させながら、上記主軸回転駆動用サーボモータおよび切込み駆動用サーボモータの動作から得られる各種電気的情報（回転数、トルク、電流値、溜まりパルス等）により上記ホーニング砥石のワークの内周面に対する接触状態を高感度の予備接触感度で感知する予備接触感知工程（ステップ２）、および（ｃ）上記予備接触感知工程終了後、上記切込み駆動用サーボモータにより上記ホーニング砥石を予め設定された低速度で切込み動作させながら、上記主軸回転駆動用サーボモータおよび切込み駆動用サーボモータの動作から得られる各種電気的情報（回転数、トルク、電流値、溜まりパルス等）により上記ホーニング砥石のワークの内周面に対する接触状態を上記予備接触感度よりも低い本接触感度で感知する本接触感知工程（ステップ３）という３段階の工程から構成されていることにより、ホーニング砥石のワーク内周面に対する接触感知を非常に高い精度をもって実現することができる。

これにより、要求される仕上がり精度がサブミクロン単位となる高精度なホーニング加工においても、上記接触位置感知をサブミクロン単位の高精度をもって実行することができ、高精度なマッチホーニング加工が実現することとなる。

（３）また、本発明の砥石接触感知方法によれば、従来、ホーニング砥石交換時初期に手作業で行っていた砥石張出し調整を、自動で行うことができる。

すなわち、ホーニング盤においては、ホーニングツールのホーニング砥石が使用により経時的に所定量摩耗すると新しいホーニング砥石と交換する構成とされており、ホーニング砥石の交換時には初期の砥石張出し調整を行って、ホーニング砥石の切込み基準位置を設定調整する必要がある。

従来、この砥石張出し調整作業は、熟練工が手作業で砥石張出し調整用のハンドルを操作して行っており、その調整精度は熟練した作業者の勘（ホーニング砥石が基準設定用ワークに当たったという感覚）が頼りであった。

本発明の砥石接触感知方法によれば、この砥石張出し調整がホーニング盤自体の機械動作により自動で行うことができ、作業者の熟練度に依存することなく、高精度な砥石張出し調整が安定してかつ迅速に行える。

（４）また、本発明の砥石接触感知方法によれば、従来、手作業で行っていたホーニング砥石のツルーイングを、自動で行うことができる。

すなわち、ホーニング砥石は、使用により経時的に摩耗等により型崩れして、回転主軸に対する振れや円筒度が低下するため、これを修正回復するツルーイングを適宜あるいは所定のインターバルをもって行うところ、従来のツルーイングは、作業者が手作業で、ツルーイング・ブロックやツルーイング・スリーブ等のツルーイング治具を用いて、このツルーイング治具に、ホーニング砥石を適当量だけ張出した状態のホーニングツールを挿入して、ホーニング砥石の砥石面をホーニング治具のツルーイング面に当てながら研磨するという方法が一般的にとられていたため、やはり、上記砥石張出し調整と同様に、そのツルーイング精度は熟練した作業者の勘が頼りであった。

本発明の砥石接触感知方法によれば、上記ツルーイング治具例えばツルーイング・スリーブをワークの代わりにホーニング盤に保持させることで、上記ホーニング砥石の張出しと回転動作等をホーニング盤自体の機械動作により自動で行うことができ、作業者の熟練度に依存することなく、高精度なツルーイングが安定してかつ迅速に行える。

（５）また、本発明のホーニング加工方法によれば、上記砥石接触感知方法により上記ホーニング砥石のワークの内周面に対する接触位置を感知し、この接触位置を基準として、ホーニング砥石の切込み量を制御しながらワークの内周面をホーニング加工するようにしたから、上述したマッチホーニング加工を効率よく実施することができる。

しかも、上記ホーニング加工方法の開始段階において、上記３段階の工程から構成される砥石接触感知方法を実行することにより、そのステップ１つまり主軸回転駆動用サーボモータにより上記ホーニングツールを回転させながら、上記切込み駆動用サーボモータにより上記ホーニング砥石を予め設定された切込み量だけ急速に切込み動作させる急速拡張工程の作用により、ホーニング砥石がワークを加工していない時間いわゆるエアカット時間を可及的に短縮することができ、その結果として、ホーニング加工の１サイクルにおける加工サイクルタイムの短縮化が可能となる。

（６）さらに、上述した砥石接触感知技術を適用した本発明の砥石接触感知装置およびホーニング盤によれば、上述した効果が有効に発揮されることはもちろん、従来一般的なホーニング盤の基本的な機械的装置構成がそのまま採用可能であり、マッチホーニング加工が可能なホーニング盤を安価に提供することが可能である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明に係るホーニング盤を図１に示し、このホーニング盤は、具体的にはワークＷの円筒状の加工穴の内周面Ｗａを加工する立形のもので、先端にホーニングツール１を備える回転主軸２、主軸回転駆動部（主軸回転手段）３、主軸往復駆動部（主軸往復手段）４、砥石切込み部（砥石切込み手段）５、砥石接触感知部（砥石接触感知手段）６および装置制御部（制御手段）７などを主要部として備えてなる。

ホーニングツール（いわゆるホーニングヘッド）１は、回転主軸２の先端つまり下端２ａに交換可能に装着されている。

このホーニングツール１の内部には、図２に示すように、径方向へ拡縮可能に配された複数のホーニング砥石１０、１０、…、これらホーニング砥石１０、１０、…を拡張動作させるコーンロッド１１およびホーニング砥石１０、１０、…を復帰動作させる復帰ばね（図示省略）等を備える。

各ホーニング砥石１０は、ワークＷの内周面Ｗａに沿った砥石面１０ａを有する。また、コーンロッド１１は、上記ホーニングツール１内において上下方向へ移動可能に設けられており、その先端ウェッジ１１ａが各ホーニング砥石１０の砥石台１０ｂを押圧する砥石拡張部とされるとともに、その上部である基部ロッド１１ｂが、後述する砥石拡張ロッド３５に連結されている。また、図示しないが、ホーニング砥石１０、１０、…は上記復帰ばねにより常時縮閉方向へ弾発的に付勢されている。

そして、上記ホーニング砥石１０、１０、…は、上記コーンロッド１１の下動に伴って拡開動作される一方、コーンロッド１１の上動に伴って上記復帰ばねにより縮閉動作されることとなる。

回転主軸２は、その下端にホーニングツール１を備えるとともに、駆動軸１５、動力伝達部２５ａ〜２５ｃおよび駆動モータ１６等を含む上記主軸回転駆動部３と、スライド本体１８、送りネジ機構１９、駆動モータ２０等を含む上記主軸往復駆動部４とにそれぞれ連係されている。

すなわち、回転主軸２はスライド本体１８に回転可能に軸支されており、このスライド本体１８は、案内レール２２により昇降案内されるとともに、昇降駆動源である上記送りネジ機構１９および駆動モータ２０に駆動連結されている。

上記案内レール２２は、機体２１上に上下方向へ直線状に延びて設けられ、この案内レール２２に上記スライド本体１８の摺動部１８ａが摺動案内可能に支持されている。また、スライド本体１８の摺動部１８ａには、送りネジ寄稿１９のナット体１９ａが一体的に連結固定され、このナット体１９ａが、機体２１に垂直上下方向へ延びるとともに回転可能に軸支された送りネジ１９ｂに上下方向へ螺進退可能に螺合されている。送りネジ１９ｂは、その上端部がカップリング２３を介して上記駆動モータ２０のモータ軸２０ａに駆動連結されている。この駆動モータ２０としては、ロータリエンコーダ等の位置検出センサ７３が一体的に内蔵されてなるサーボモータが使用されており、上記位置検出センサ７３により駆動モータ２０の回転量が検出される。

そして、この駆動モータ２０のモータ軸２０ａが回転駆動することにより、ボールねじ機構１９の送りネジ１９ｂが回転されて、ナット体２１ｂと一体のスライド本体１８が上下方向へ移動され、このスライド本体１８を介して、回転主軸２つまりはホーニングツール１が昇降動作されることとなる。

また、回転主軸２の上端部２ｂは、機体２１のヘッド部２１ａに回転可能に設けられた駆動軸１５にスプライン嵌合されて、この駆動軸１５に対して、上下方向（軸線方向）へ相対的に移動可能でかつ一体回転可能に連結されている。

具体的には、回転主軸２の上端部２ｂが、ロータリスプライン装置２４により、機体２１のヘッド部２１ａに上下方向へ摺動可能に軸支されるとともに、上記主軸駆動軸１５に同軸上にかつ一体回転可能に接続されている。

駆動軸１５には伝動プーリ２５ａが取り付けられ、この伝動プーリ２５ａが、伝動ベルト２５ｂを介して、駆動モータ１６のモータ軸１６ａに取り付けられた伝動プーリ２５ｃに連結されている。この駆動モータ１６は、後述するように、砥石接触感知部６の主要部も構成するもので、サーボモータが使用されている。この駆動モータ１６には、ロータリエンコーダ等の位置検出センサ６３が一体的に内蔵されており、この位置検出センサ６３により駆動モータ１６の回転量が検出される。そして、この駆動モータ１６の回転駆動により、駆動軸１５を介して、回転主軸２つまりはホーニングツール１が回転駆動されることとなる。

砥石切込み部５は、上記ホーニング砥石１０、１０、…に切込み動作を与えるもので、図１および HYPERLINK "http://www6.ipdl.ncipi.go.jp/Tokujitu/tjitemdrw.ipdl?N0000=231&N0500=1E#N/;%3e:%3e8?%3c;;///&N0001=48&N0552=9&N0553=000004" \t "tjitemdrw" 図５に示すように、砥石切込み駆動部（切込み駆動手段）３０および砥石切込み制御部（切込み制御手段）６２を主要部として備えてなる。

砥石切込み駆動部３０は、ホーニング砥石１０、１０、…に所定の切込み量をもった切込み動作を機械的に与えるもので、具体的には、上記ホーニングツール１のコーンロッド１１（図２）、砥石拡張ロッド３５（図２）、切り込み駆動機構３６および駆動モータ３７等を備える。

砥石拡張ロッド３５は、具体的には図示しないが、回転主軸２の下半部に設けられた軸穴内において、その軸線方向（上下方向）へ移動可能に設けられており、その下端部３５ａが上記コーンロッド１１の基部ロッド１１ｂに連結されるとともに（図２参照）、その上端部３５ｂが切込み駆動機構３６に連結されている。

この切込み駆動機構３６は、砥石拡張ロッド３５を上下方向（軸線方向）へ移動させるもので、従来公知のように、砥石拡張ロッド３５に連結された従動体４０およびこの従動体４０を上下動させる駆動ねじ軸部材４１を主要部として構成されている。

従動体４０は、回転主軸２に対して、相対的に上下方向へ摺動可能に設けられるとともに、この回転主軸２内に配された上記砥石拡張ロッド３５に対して、上下方向へ一体的に連結されている。

また、従動体４０は、これに一体固定された雌ねじ部材（図示省略）を介して、上記駆動ねじ軸部材４１に上下方向へ螺進退可能に係合されている。この駆動ねじ軸部材４１は、スライド本体１８に、回転主軸２と平行にかつ回転可能に軸支される。

駆動ねじ軸部材４１は、機体２１のヘッド部２１ａに回転可能に設けられた切込み駆動軸４２に連係されている。具体的には、この切込み駆動軸４２は、駆動ねじ軸部材４１と平行に軸支されるとともに、その上端部４２ａが、機体２１のヘッド部２１ａに回転可能に設けられた歯車機構４３の回転歯車軸４３ａにスプライン嵌合されて、この回転歯車軸４３ａに対して、上下方向へ相対的に移動可能でかつ一体回転可能に連結されている。

具体的には、切込み駆動軸４２の上端部４２ａが、ロータリスプライン装置４４により、機体２１のヘッド部２１ａに上下方向へ摺動可能に軸支されるとともに、上記回転歯車軸４３ａに同軸上にかつ一体回転可能に接続されている。この回転歯車軸４３ａは、歯車４３ｂと噛合し、この歯車４３ｂが駆動モータ３７のモータ軸３７ａに一体的に取付け固定されている。一方、切込み駆動軸４２は、歯車機構４４を介して上記駆動ねじ軸部材４１の上端部４１ａに駆動連結されている。

駆動モータ３７は、後述するように、主軸回転駆動部３の駆動モータ１６と同様に、砥石接触感知部６の主要部も構成するもので、サーボモータが使用されている。この駆動モータ３７には、ロータリエンコーダ等の位置検出センサ６４が一体的に内蔵されており、この位置検出センサ６４により駆動モータ３７の回転量が検出される。

そして、この駆動モータ３７のモータ軸３７ａの回転駆動により、切込み駆動軸４２が回転すると、駆動ねじ軸部材４１が回動されて、これに螺進退可能に螺合された従動体４０が、回転主軸２に対して相対的に下動または上動されることとなる。つまり、従動体４０の下動時は、これと一体の砥石拡張ロッド３５がコーンロッド１１を下方へ押動して、ホーニング砥石１０、１０、…が拡張動作される。一方、従動体４０の上動時は、砥石拡張ロッド３５の上動に伴って、ホーニングツール１内の復帰ばね（図示省略）によりホーニング砥石１０、１０、…が縮閉動作される。

砥石接触感知部（砥石接触感知手段、砥石接触感知装置）６は、ホーニング砥石１０、１０、…のワークＷの内周面Ｗａに対する接触を感知するもので、具体的には、上記主軸回転駆動部３および砥石切込み部５の駆動モータ１６および３７の動作から得られる各種電気的情報（回転数、トルク、電流値、溜まりパルス等）を監視して、その監視結果から上記ホーニングツール１のホーニング砥石１０、１０、…のワークＷの内周面Ｗａに対する接触位置を感知する構成とされ、主要部として、上記主軸回転駆動部３、上記砥石切込み部５および砥石接触感知制御部６０を備えてなる。
この目的のため、前述したように、上記両駆動モータ１６および３７は、サーボモータから構成されている。

図示の実施形態の砥石接触感知制御部６０は、上記主軸回転駆動部３の主軸回転駆動用サーボモータ１６および砥石切込み部５の切込み駆動用サーボモータ３７の動作から得られる各種電気的情報を監視しつつ、上記両サーボモータ１６、３７を相互に連動して駆動制御するもので、後述する装置制御部７の一部を構成している（図５参照）。

すなわち、この砥石接触感知制御部６０は、図３に示すように、後述する主制御部７０からの指令により、主軸回転制御部６１および砥石切込み制御部６２を介して主軸回転駆動用サーボモータ１６および切込み駆動用サーボモータ３７を回転制御し、後述する砥石接触感知工程（砥石接触感知方法）を実行する。

上記主軸回転制御部６１は、図３に示すように、演算部６１ａとモータ駆動部６１ｂとから構成されたサーボアンプであり、回転主軸２つまりは駆動モータ１６のモータ軸１６ａの回転数を検出するロータリエンコーダ等の位置検出センサ６３からの検出信号が上記演算部６１ａにフィードバック入力されて、この演算部６１ａが、上記入力された検出値（回転数）を砥石接触感知制御部６０からの指令値（回転数）と比較演算して、その演算結果に基づき、これら検出値と指令値を一致させるべく上記駆動モータ１６に検出値と指令値の誤差に比例した電力を供給する。

同様に、上記砥石切込み制御部６２は、図３に示すように、演算部６２ａとモータ駆動部６２ｂとから構成されたサーボアンプであり、切込み駆動軸４２つまりは駆動モータ３７のモータ軸３７ａの回転数を検出するロータリエンコーダ等の位置検出センサ６４からの検出信号が上記演算部６２ａにフィードバック入力されて、この演算部６２ａが、上記入力された検出値（回転数）を砥石接触感知制御部６０からの指令値（回転数）と比較演算して、その演算結果に基づき、これら検出値と指令値を一致させるべく上記駆動モータ３７に検出値と指令値の誤差に比例した電力を供給する。

砥石接触感知制御部６０はまた、主軸回転駆動用サーボモータ１６および切込み駆動用サーボモータ３７を回転制御しつつ、これらサーボモータ１６および３７の動作から得られる各種電気的情報を監視して、その監視結果、つまりこれら電気的情報を予め設定された設定値と比較した比較結果から、ホーニング砥石１０、１０、…のワークＷの内周面Ｗａに対する接触を判定感知する。

上記サーボモータ１６、３７の動作から得られる接触判定用の電気的情報としては、図示の実施形態の場合、図４に示すように、各サーボモータ１６および３７について、それぞれ回転数、トルク、電流値および溜まりパルスの４つの情報で、合計８つの電気的情報が利用され、これら電気的情報は上記主軸回転制御部６１および砥石切込み制御部６２を構成するサーボアンプからそれぞれ得られる。

また、これら電気的情報は、そのすべてが常時接触判定用として利用されるわけではなく、対象となるワークＷの材質、加工径等の形状寸法、ホーニングツール１の仕様（ツール径、ツールタイプ、砥石の種類、形状寸法等）や動作条件等に応じて適宜選択利用される。この目的のため、サーボモータ１６、３７の複数種類の電気的情報（図示の場合は上述の８種類）の中から、上記砥石接触感知部６で監視すべき電気的情報を選択設定する監視情報設定部（監視情報設定手段）６５を備える。

砥石接触感知制御部６０により実行される砥石接触感知工程（砥石接触感知方法）は、後述するホーニング加工工程（ホーニング加工方法）の初期の段階、つまり加工動作開始から砥石接触検出までの工程であり（図８参照）、具体的には以下の３工程から構成される。

このように砥石接触感知工程が３段階からなるのは、高精度な接触感知を実現しつつ加工動作開始から砥石接触検出までの時間を可及的に短縮させるためであり、本発明者らの種々の試験研究の結果として得られたものである。この３段階の砥石接触感知工程において、ステップ１およびステップ２は時間短縮実現のための工程で、ステップ３は感知精度を上げるための工程である。以下、図６を参照して詳細に説明する。

（Ａ）急速拡張工程（ステップ１）：
主軸回転駆動用サーボモータ１６によりホーニングツール１を回転させながら、切込み駆動用サーボモータ３７によりホーニング砥石１０、１０、…を予め設定された切込み量だけ急速に切込み動作させる（図６（ａ）→（ｂ））。

この場合の急速拡張時の切込み量Ｒは、ホーニング盤の設計上、ホーニング砥石１０、１０がワークＷの内周面Ｗａに当たらない拡張量が判明していることから、この拡張量を上記切込み量Ｒとして、この拡張位置まで速い速度で切込み動作させる。

具体的には、上記ホーニング砥石１０、１０、…が、上記切込み（拡張）原点位置（例えば、ホーニング砥石１０の砥石面１０ａがホーニングツール１の内部に格納された位置）からワークＷに接触するまでの拡張量の範囲は、機械（ホーニング盤）の設計上、機械の仕様とワークＷの下穴の公差とにより決定される。そこで、このホーニング砥石１０の拡張量の範囲の最大値を上記急速拡張時の切込み量Ｒとして設定して、この最大拡張位置まで速い速度で切込み動作するように構成されている。ちなみに、ホーニング砥石１０、１０、…の砥石面１０ａ、１０ａ、…がワークＷの内周面Ｗａに接触する位置まで急速拡張されると、ホーニング砥石１０、１０、…はワークＷに接触してしまう可能性がある。

（Ｂ）予備接触感知工程（ステップ２）：
上記急速拡張工程終了後、切込み駆動用サーボモータ３７により上記ホーニング砥石１０、１０、…を予め設定された中速度で切込み動作させながら、上記主軸回転駆動用サーボモータ１６および切込み駆動用サーボモータ３７の動作から得られる各種電気的情報によりホーニング砥石１０、１０、…の砥石面１０ａ、１０ａ、…がワークＷの内周面Ｗａに対する接触状態を高感度の予備接触感度で感知する（図６（ｂ）→（ｃ））。

すなわち、ホーニング砥石１０、１０、…の砥石面１０ａ、１０ａ、…がワークＷの内周面Ｗａに接触しても、食いつかない拡張速度（可能な限り速い速度）で拡張させる。この時、ホーニング砥石１０、１０、…の砥石面１０ａ、１０ａ、…とワークＷの内周面Ｗａの接触を敏感に感じとれるような設定（予備接触感度）で、上記主軸回転駆動用サーボモータ１６および切込み駆動用サーボモータ３７の動作から得られる各種電気的情報によりに従って、上記ホーニング砥石１０、１０、…の砥石面１０ａ、１０ａ、…とワークＷの内周面Ｗａとの接触・非接触状態を監視、解析する。

図示の実施形態においては、上記電気的情報として、切込み駆動用サーボモータ３７の動作から得られる拡張電流、ならびに主軸回転駆動用サーボモータ１６の動作から得られる主軸電流および主軸回転数を選択的に監視、解析する。これら３つの電気情報が採用されているのは、以下の理由による。

すなわち、機械の構成上、切込み駆動用サーボモータ３７とホーニング砥石１０、１０、…の間に、歯車機構４３、切込み駆動軸４２、歯車機構４４、駆動ねじ軸部材４１、従動体４０およびコーンロッド１１の先端ウェッジ１１ａ等があり、それら構成部品の捩れ等により不感帯（ロストモーション）が存在する。また、歯車機構４３、４４や先端ウェッジ１１ａを使用することで、切込み駆動用サーボモータ３７のトルクを非常に大きな力に変えてホーニング砥石１０、１０、…を張り出している。そのため、上記トルクの変化が非常に鈍くて、上記切込み駆動用サーボモータ３７の制御、監視だけでは高精度な予備接触位置検出は実現困難である。

一方、回転主軸２は、主軸回転駆動用サーボモータ１６の駆動力をタイミングベルトからなる伝動ベルト２５ｂで伝達されるだけなので、上記切込み駆動軸４２よりも、はるかにトルク、回転数等の変化を上記サーボモータ１６で検出しやすい。

このような理由から、本実施形態においては、切込み駆動用サーボモータ３７の動作から得られる拡張電流、ならびに主軸回転駆動用サーボモータ１６の動作から得られる主軸電流および主軸回転数の３つの電気情報が採用されている。

そして、ホーニング砥石１０、１０、…の砥石面１０ａ、１０ａ、…がワークＷの内周面Ｗａに接触すると、ホーニング砥石１０、１０、…とワークＷ間に摩擦が生じ、回転主軸２の回転動作に負荷がかかり、負荷がかかると回転主軸２の回転を維持するために主軸回転駆動用サーボモータ１６の主軸電流の電流値が上昇する。また回転主軸２の最大トルクに制限をかけることで、ある一定のトルク以上の負荷がかかると、上記電流値は一定のまま上がらなくなり、これにより回転主軸２の回転数（主軸回転数）が落ちてくる。

したがって、主軸回転駆動用サーボモータ１６の変化を、これら主軸電流および主軸回転数の変化により監視することで、高精度な予備接触位置検出を実現している。この場合、予備接触位置の判定は、監視対象となる電気情報（切込み駆動用サーボモータ３７の動作から得られる拡張電流、主軸回転駆動用サーボモータ１６の動作から得られる主軸電流および主軸回転数）のすべてが予め設定された設定値になった時点を総合的に判断して行うのか、あるいはいずれか一つの電気情報が上記設定値になった時点を予備接触位置とするかなどは、対象となるワークＷの材質、加工径等の形状寸法、ホーニングツール１の仕様（ツール径、ツールタイプ、砥石の種類、形状寸法等）や動作条件等を考慮して、試験的に決定される。

なお、この予備接触感知工程において、ホーニング砥石１０、１０、…の砥石面１０ａ、１０ａ、…はワークＷの内周面Ｗａに接触することになるが拡張速度がまだ予め設定された中速度と次工程の本接触感知工程における拡張速度に比較して速いことと、感度が上述のごとく敏感なため、接触位置検出（感知）のばらつきは大きい。

（Ｃ）本接触感知工程（ステップ３）：
上記予備接触感知工程終了後、切込み駆動用サーボモータ１６により上記ホーニング砥石１０、１０、…を予め設定された低速度（予備接触感知工程（ステップ２）におけるホーニング砥石１０、１０、…の切込み速度（中速度）よりも低い）で切込み動作させながら、主軸回転駆動用サーボモータ１６および切込み駆動用サーボモータ３７の動作から得られる各種電気的情報によりホーニング砥石１０、１０、…の砥石面１０ａ、１０ａ、…がワークＷの内周面Ｗａに対する接触状態を高感度の上記予備接触感度よりも低い本接触感度で感知する（図６（ｃ））。

すなわち、本接触感知工程は、基本的には上記予備接触感知工程と同様であるが、本接触感知工程においては、上記予備接触感知工程よりもホーニング砥石１０、１０、…の切込み速度（拡張速度）を遅くし、かつ感度を少し鈍らすことで接触位置検出（感知）のばらつきを小さくする。

換言すれば、上記予備接触感知工程においては、ホーニング砥石１０、１０、…のワークＷに対する接触時の食いつきを防止するため、早めに接触を感知して止める必要があることから、予備接触感度は高感度に設定されているが、一方、本接触感知工程において検出される砥石接触位置は、続く加工工程の基準開始位置を特定するためのものであるから、上記予備接触感知工程よりもホーニング砥石１０、１０、…の切込み速度をさらに遅くして、ホーニング砥石１０、１０、…のワークＷに対する接触時の食いつきの危険を回避しつつ、接触感度を逆に少し鈍らせることにより、接触位置感知のばらつきを小さくして、均一な位置検出を実現している。

以上の砥石接触感知工程(Ａ)→(Ｂ)→(Ｃ)の工程サイクルが図８（ｂ）に示されている。

装置制御部７は、ホーニング盤の各駆動部の動作を相互に連動して自動制御するもので、具体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートなどからなるマイクロコンピュータを主要部として構成されている。

この装置制御部７には、ホーニング加工を実行させるための加工プログラム等が組み込まれており、図５に示すように、主制御部７０、主軸回転駆動部３の駆動源を制御する上記主軸回転制御部６１、主軸往復駆動部４の駆動源を制御する主軸往復制御部７１、砥石切込み部５の駆動源を制御する上記砥石切込み制御部６２および上述した砥石接触感知部６の上記砥石接触感知制御部６０などから構成される。

主制御部７０には、上記各駆動部３、４、５の駆動源の駆動に必要な種々の情報、例えば、ホーニングツール１の回転速度および昇降速度、あるいは、ホーニング砥石１０、１０、…の基準位置（ストローク位置）Ｐ₁、Ｐ₂およびストローク幅Ｓ（図２参照）、または切込み速度および切込みタイミング等が、ＮＣ（数値制御）データとして予めまたは操作盤のキーボード等により適宜選択的に入力設定されており、これらのデータに従ってまた上述した砥石接触感知部６の感知結果を受け取って、上記各制御部６１、６２、７１を制御する。

また、これら各制御部６１、６２、７１には、サーボモータ１６、２０，３７および位置検出センサ６３、６４，７３、ならびにその他の駆動部等が電気的に接続されており、これらから得られる実際値情報が、上記主制御部７０および砥石接触感知制御部６０により予め設定された上記各種設定値と比較演算されて、その演算結果に基づき各駆動部３、４、５の動作が駆動制御される。

しかして、以上のように構成されたホーニング盤において、上記各駆動部３、４、５は、装置制御部７により相互に関連して自動制御され、これにより、ワーク保持治具８０に支持されたワークＷの内周面Ｗａに対して、ホーニングツール１による以下のホーニング加工工程（ホーニング加工方法）が行われる（図７のフローチャート参照）。

（１）加工開始工程：
主軸往復駆動部４の駆動モータ２０および送りネジ機構１９により、回転主軸２が下降して、これにより、ホーニングツール１が、ワーク保持治具６０に支持されたワークＷの内周面Ｗａに対して、そのホーニング砥石１０、１０、…とワークＷとの接触を感知させるストローク位置までストローク移動する（図６（ａ）参照）。

（２）砥石接触感知工程：
上記加工開始工程終了後、前述した砥石接触感知工程が行われる。つまり、（Ａ）急速拡張工程（ステップ１）→（Ｂ）予備接触感知工程（ステップ２）→（Ｃ）本接触感知工程（ステップ３）が順次連続して行われて（図６（ｂ）→（ｃ）参照）、ホーニング砥石１０、１０、…の砥石面１０ａ、１０ａ、…のワークＷの内周面Ｗａに対する接触位置が検出される。

（３）加工工程：
上記砥石接触感知工程終了後、主軸回転駆動用サーボモータ１６により回転するホーニングツール１は、上記駆動モータ２０および送りネジ機構１９によりワークＷの内周面Ｗａの軸線方向へ往復ストローク移動しながら、このホーニングツール１のホーニング砥石１０、１０、…が、切込み駆動用サーボモータ３７により上記砥石接触感知工程で感知したホーニング砥石１０、１０、…のワークＷに対する接触位置（具体的には砥石面１０ａ、１０ａ、…のワークＷの内周面Ｗａに対する接触位置）を基準として一定の切込み量をもって切り込み動作して、ホーニング砥石１０、１０、…によるワークＷの内周面Ｗａのホーニング加工が実行される。

図示の実施形態においては、このホーニング加工は、図８（ａ）に示すように、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み量が、大きな粗加工用切込み量である粗ホーニング工程（切込工程１）、中仕上げ加工用切込み量である中仕上げホーニング工程（切込工程２）および小さな仕上げ加工用切込み量である仕上げホーニング工程（切込工程３）の３工程からなり、これら３工程が終了すると（つまり、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み量が上記接触位置から予め設定した値（仕上げ寸法に対応）になると、切込み量がゼロのクリーンアップ工程を経て、戻し工程により初期位置に急速に縮小復帰して、ホーニング加工１サイクルが終了する。

（４）加工終了工程：
ホーニング加工１サイクルが終了した後、主軸往復駆動部４の駆動モータ２０および送りネジ機構１９により、回転主軸２が上昇して、ホーニングツール１が、下降開始位置である初期位置まで上昇復帰する。

以上のように、本実施形態の砥石接触感知方法によれば、ホーニングツール１を備えた回転主軸２を回転駆動する主軸回転駆動源とホーニング砥石１０、１０、…を切込み動作させる切込み駆動源として、それぞれ主軸回転駆動用サーボモータ１６および切込み駆動用サーボモータ３７が使用され、これら両サーボモータ１６、３７の動作から得られる各種電気的情報（回転数、トルク、電流値、溜まりパルス等）から、上記ホーニングツール１のホーニング砥石１０、１０、…の砥石面１０ａ、１０ａ、…―ワークＷの内周面Ｗａに対する接触位置を感知するようにしたから、ホーニング砥石１０、１０、…のワークＷの内周面Ｗａに対する接触位置を、高い精度をもって感知することができる。

すなわち、この砥石接触感知方法においては、従来の同種の感知技術のように、特別な装置機器を新設したり、基本的な機械的装置構成に修正を加えることなく、ホーニング砥石１０、１０、…のワークＷに対する接触感知を実現することができる。

これにより、ホーニング加工技術分野において近時注目されかつ最も期待されているマッチング加工（狙い加工）つまりマッチホーニング加工（ホーニング砥石がワークの内周面に当たったところつまり接触位置からどれだけ削るというホーニング加工方法（切削量（ホーニング砥石１０、１０、…がワークＷに接触した位置からの切込み量）＝測定値−狙い値）が実現することとなる。

さらに、上記砥石接触感知方法が、（ａ）主軸回転駆動用サーボモータ１６によりホーニングツール１を回転させながら、切込み駆動用サーボモータ３７によりホーニング砥石１０、１０、…を予め設定された切込み量だけ急速に切込み動作させる急速拡張工程（ステップ１）、（ｂ）上記急速拡張工程終了後、切込み駆動用サーボモータ３７によりホーニング砥石１０、１０、…を予め設定された中速度で切込み動作させながら、上記主軸回転駆動用サーボモータ１および切込み駆動用サーボモータの動作から得られる各種電気的情報（回転数、トルク、電流値、溜まりパルス等）により上記ホーニング砥石１０、１０、…のワークＷの内周面Ｗａに対する接触状態を高感度の予備接触感度で感知する予備接触感知工程（ステップ２）、および（ｃ）上記予備接触感知工程終了後、切込み駆動用サーボモータ３７によりホーニング砥石１０、１０、…を予め設定された低速度で切込み動作させながら、主軸回転駆動用サーボモータ１６および切込み駆動用サーボモータ３７の動作から得られる各種電気的情報により上記ホーニング砥石１０、１０、…のワークＷの内周面Ｗａに対する接触状態を上記予備接触感度よりも低い本接触感度で感知する本接触感知工程（ステップ３）という３段階の工程から構成されていることにより、ホーニング砥石のワーク内周面に対する接触感知を非常に高い精度をもって実現することができる。

これにより、要求される仕上がり精度がサブミクロン単位となる高精度なホーニング加工においても、上記接触位置感知をサブミクロン単位の高精度をもって実行することができ、高精度なマッチホーニング加工が実現することとなる。

また、本実施形態の砥石接触感知方法によれば、従来、ホーニング砥石１０、１０、…の交換時初期に手作業で行っていた砥石張出し調整を、自動で行うことができる（自動砥石張出し機能）。

すなわち、ホーニング盤においては、ホーニングツール１のホーニング砥石１０、１０、…が使用により経時的に所定量摩耗すると新しいホーニング砥石１０、１０、…と交換する構成とされており、ホーニング砥石１０、１０、…の交換時には初期の砥石張出し調整を行って、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み基準位置を設定調整する必要がある。

従来、この砥石張出し調整作業は、熟練工が手作業で砥石張出し調整用のハンドルを操作して行っており、その調整精度は熟練した作業者の勘（ホーニング砥石１０、１０、…が基準設定用ワークＷに当たったという感覚）が頼りであった。

また、本発明の砥石接触感知方法によれば、従来、手作業で行っていたホーニング砥石１０、１０、…のツルーイングを、自動で行うことができる（砥石ツルーイング機能）。

すなわち、ホーニング砥石１０、１０、…は、使用により経時的に摩耗等により型崩れして、回転主軸２に対する振れや円筒度が低下するため、これを修正回復するツルーイングを適宜あるいは所定のインターバルをもって行うところ、従来のツルーイングは、作業者が手作業で、ツルーイング・ブロックやツルーイング・スリーブ等のツルーイング治具を用いて、このツルーイング治具に、ホーニング砥石１０、１０、…を適当量だけ張出した状態のホーニングツール１を挿入して、ホーニング砥石１０、１０、…の砥石面１０ａ、１０ａ、…をホーニング治具のツルーイング面に当てながら研磨するという方法が一般的にとられていたため、やはり、上記砥石張出し調整と同様に、そのツルーイング精度は熟練した作業者の勘が頼りであった。

本実施形態の砥石接触感知方法によれば、上記ツルーイング治具例えばツルーイング・スリーブをワークＷの代わりにホーニング盤に保持させることで、上記ホーニング砥石１０、１０、…の張出しと回転動作等をホーニング盤自体の機械動作により自動で行うことができ、作業者の熟練度に依存することなく、高精度なツルーイングが安定してかつ迅速に行える。

また、本実施形態のホーニング加工方法によれば、上記砥石接触感知方法によりホーニング砥石１０、１０、…のワークＷの内周面Ｗａに対する接触位置を感知し、この接触位置を基準として、ホーニング砥石１０、１０、…の切込み量を制御しながらワークＷの内周面Ｗａをホーニング加工するようにしたから、上述したマッチホーニング加工を効率よく実施することができる。

しかも、上記ホーニング加工方法の開始段階において、上記３段階の工程から構成される砥石接触感知方法を実行することにより、そのステップ１つまり主軸回転駆動用サーボモータ１６によりホーニングツール１を回転させながら、切込み駆動用サーボモータ３７によりホーニング砥石１０、１０、…を予め設定された切込み量だけ急速に切込み動作させる急速拡張工程の作用により、ホーニング砥石１０、１０、…がワークＷを加工していない時間いわゆるエアカット時間を可及的に短縮することができ、その結果として、図８（ａ）に示すように、ホーニング加工の１サイクルにおける加工サイクルタイム（実線参照）が、従来のホーニング加工の加工サイクルタイム（二点鎖線参照）に比べて短縮される。

さらに、上述した砥石接触感知技術を適用した本実施形態の砥石接触感知装置（砥石接触感知部）およびホーニング盤によれば、上述した効果が有効に発揮されることはもちろん、従来一般的なホーニング盤の基本的な機械的装置構成がそのまま採用可能であり、マッチホーニング加工が可能なホーニング盤を安価に提供することが可能である。

なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内で種々の設計変更が可能である。一例として以下のような改変が可能である。

例えば、ホーニング盤の各基本構成部３、４、５等の具体的な構成は、同一機能を有する限り他の構成としてもよい。

一例として、図示の実施形態においては、主軸往復駆動部４の駆動源として送りねじ機構１９と駆動モータ２０とからなる回転駆動系の構成が採用されているが、スライド本体１８を昇降動作させる油圧シリンダ等の往復駆動系の構成が採用されても良い。

また、図示の実施形態においては、砥石接触感知工程の予備接触感知工程および本接触感知工程において監視する電気的情報として、前述したように主軸回転駆動用サーボモータ１６の主軸電流値、主軸回転数および切込み駆動用サーボモータ３７の拡張電流値が選択設定されているが、少なくともこれら電気的情報を含めば良く、目的に応じて他の電気的情報も追加的に採用可能である。

さらに、図示の実施形態においては、回転主軸１および切込み駆動軸４２の２つを駆動制御、監視して、ホーニング砥石１０、１０、…のワークＷに対する接触を検出させているが、目的に応じて、いずれか一方の駆動制御、監視するように選択設定することも可能である。この選択設定は監視情報設定部６５により行う。

また、図示の実施形態におけるホーニング加工方法における加工工程は、粗ホーニング工程（切込工程１）、中仕上げホーニング工程（切込工程２）および仕上げホーニング工程（切込工程３）の３工程からなるが、具体的な加工工程の構成は、目的応じて種々設計変更される。

さらに、本発明の砥石接触感知方法および装置は、図示の実施形態のようなホーニング加工だけでなく、研削、切削等の機構を有する他の工作機械にも採用可能である。

本発明に係る一実施形態であるホーニング盤の概略構成を一部断面で示す正面図である。 同ホーニング盤のホーニング砥石によるワーク内周面の加工状態を拡大して示す正面断面図である。 同ホーニング盤の砥石接触感知部の構成を示すブロック図である。 同砥石接触感知部の砥石接触感知制御部で監視する各種電気的情報を示すブロック図である。 同ホーニング盤の装置制御部の構成を示すブロック図である。 同砥石接触感知部の接触感知動作を説明するための概略図である。 同ホーニング盤のホーニング加工工程を示すフローチャートである。 図８（ａ）は同ホーニング盤のホーニング加工サイクルを示す線図、図８（ｂ）は同ホーニング加工サイクルにおける初期段階の砥石接触感知サイクルを示す線図である。

符号の説明

Ｗ ワーク
Ｗａ ワークの内周面
１ ホーニングツール
２ 回転主軸
３ 主軸回転駆動部（主軸回転手段）
４ 主軸往復駆動部（主軸往復手段）
５ 砥石切込み部（砥石切込み手段）
６ 砥石接触感知部（砥石接触感知手段、砥石接触感知装置）
７ 装置制御部（制御手段）
１０ ホーニング砥石
１０ａ 砥石面
１６ 主軸回転駆動用サーボモータ（駆動モータ）
１７ 位置検出センサ
３０ 切込み駆動部（切込み駆動手段）
６２ 砥石切込み制御部（切込み制御手段）
３７ 切込み駆動用サーボモータ（駆動モータ）
６０ 砥石接触感知制御部
６１ 主軸回転制御部
６２ 砥石切込み制御部
６３、６４ 位置検出センサ
６５ 監視情報設定部（監視情報設定手段）
７０ 主制御部
７１ 主軸往復制御部
７３ 位置検出センサ

Claims (9)

1. ホーニング砥石を備えるホーニングツールを、工作物の内周面の軸線方向へ往復移動するとともに、軸線まわりに回転させながら、前記ホーニング砥石に機械的駆動手段により一定の切込み量をもって切込み動作を与えて、工作物の内周面をホーニング加工において、前記ホーニング砥石の工作物の内周面に対する接触を感知する方法であって、
   前記ホーニングツールを備えた回転主軸を回転駆動する主軸回転駆動源および前記ホーニング砥石を切込み動作させる切込み駆動源としてそれぞれ主軸回転駆動用サーボモータおよび切込み駆動用サーボモータを使用し、
   これら両サーボモータの動作から得られる各種電気的情報から前記ホーニング砥石の工作物の内周面に対する接触位置を感知するようにした
   ことを特徴とする砥石接触感知方法。
2. （１）前記主軸回転駆動用サーボモータにより前記ホーニングツールを回転させながら、前記切込み駆動用サーボモータにより前記ホーニング砥石を予め設定された切込み量だけ急速に切込み動作させる急速拡張工程と、
   （２）前記急速拡張工程終了後、前記切込み駆動用サーボモータにより前記ホーニング砥石を予め設定された中速度で切込み動作させながら、前記主軸回転駆動用サーボモータおよび切込み駆動用サーボモータの動作から得られる各種電気的情報により前記ホーニング砥石の工作物の内周面に対する接触状態を高感度の予備接触感度で感知する予備接触感知工程と、
   （３）前記予備接触感知工程終了後、前記切込み駆動用サーボモータにより前記ホーニング砥石を予め設定された低速度で切込み動作させながら、前記主軸回転駆動用サーボモータおよび切込み駆動用サーボモータの動作から得られる各種電気的情報により前記ホーニング砥石の工作物の内周面に対する接触状態を前記予備接触感度よりも低い本接触感度で感知する本接触感知工程とを備えてなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の砥石接触感知方法。
3. 前記予備接触感知工程および本接触感知工程における前記電気的情報は、少なくとも前記主軸回転駆動用サーボモータの主軸電流値、主軸回転数および前記切込み駆動用サーボモータの拡張電流値を含む
   ことを特徴とする請求項２に記載の砥石接触感知方法。
4. ホーニング砥石を備えるホーニングツールを、工作物の内周面の軸線方向へ往復移動するとともに、軸線まわりに回転させながら、前記ホーニング砥石に機械的駆動手段により一定の切込み量をもって切込み動作を与えて、工作物の内周面をホーニング加工する方法であって、
   請求項１から３のいずれか一つに記載の砥石接触感知方法により前記ホーニング砥石の工作物の内周面に対する接触位置を感知し、この接触位置を基準として、ホーニング砥石の切込み量を制御しながら工作物の内周面をホーニング加工するようにした
   ことを特徴とするホーニング加工方法。
5. （１）前記ホーニングツールを、前記ホーニング砥石の工作物との接触を感知させるストローク位置までストローク移動させる加工開始工程と、
   （２）前記加工開始工程終了後、前記砥石接触感知方法を実行する砥石接触感知工程と、
   （３）前記砥石接触感知工程終了後、回転する前記ホーニングツールを工作物の内周面の軸線方向へ往復ストローク移動させながら、前記ホーニング砥石の切込み量を前記砥石接触感知工程で感知したホーニング砥石の接触位置を基準として制御して、ホーニング砥石による工作物の内周面のホーニング加工を行う加工工程とを備えてなる
   ことを特徴とする請求項４に記載のホーニング加工方法。
6. ホーニング砥石を備えるホーニングツールを、工作物の内周面の軸線方向へ往復移動するとともに、軸線まわりに回転させながら、前記ホーニング砥石に機械的駆動手段により一定の切込み量をもって切込み動作を与えて、工作物の内周面をホーニング加工するホーニング盤に備えられて、前記ホーニング砥石の工作物の内周面に対する接触を感知する砥石接触感知装置であって、
   前記ホーニングツールを備えた回転主軸を回転駆動する主軸回転駆動用サーボモータと、
   前記ホーニング砥石を切込み動作させる切込み駆動用サーボモータと、
   これら両サーボモータの動作から得られる各種電気的情報を監視して、その監視結果から前記砥石の工作物の内周面に対する接触位置を感知する接触感知手段とを備えてなり、
   この接触感知手段は、請求項１から３のいずれか一つに記載の砥石接触感知方法を実行するように構成されている
   ことを特徴とする砥石接触感知装置。
7. 前記サーボモータの複数種類の電気的情報の中から、前記接触感知手段で監視すべき電気的情報を選択設定する監視情報設定手段を備える
   ことを特徴とする請求項６に記載の砥石接触感知装置。
8. 前記電気的情報は、少なくとも前記主軸回転駆動用サーボモータの主軸電流値、主軸回転数および前記切込み駆動用サーボモータの拡張電流値を含む
   ことを特徴とする請求項６または７に記載の砥石接触感知装置。
9. 工作物の内周面の軸線方向へ往復移動可能とされるとともに、軸線まわりに回転可能に軸支されてなる回転主軸と、
   回転主軸を軸線回りに回転駆動する主軸回転手段と、
   回転主軸を前記内周面の軸線方向へ往復動作させる主軸往復手段と、
   回転主軸先端に装着され、前記内周面に沿った砥石面を有するホーニング砥石を拡縮可能に備えるホーニングツールと、
   このホーニングツールのホーニング砥石に所定の切込み動作を与える砥石切込み手段と、
   前記ホーニング砥石の工作物の内周面に対する接触を感知する砥石接触感知手段と、
   この砥石接触感知手段からの感知結果を受け取って、前記主軸回転手段、主軸往復手段および砥石切込み手段の動作を相互に連動して自動制御する制御手段とを備えてなり、
   前記砥石接触感知手段は、請求項６から８のいずれか一つに記載の砥石接触感知装置により構成されている
   ことを特徴とするホーニング盤。
   

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