JP2015506852A - 複数の作業ステーションと回転テーブルを備えたホーニング機械 - Google Patents

Abstract

ワーク（１０２）の少なくとも１つの穴のホーニング加工を行うため、特にシリンダクランクケースのシリンダボアをホーニング加工するためのホーニング機械（１００）は、機械基台（１１０）と、機械基台のエッジ範囲内に配置された複数の垂直な支柱（１１２Ａ〜１１２Ｄ）と、支柱によって支持され、機械基台の上方に離して配置された機械上側部分（１２０）と、機械基台上に配置された回転テーブル（１３０）とを備え、この回転テーブルが垂直な回転テーブル軸（１３４）の回りに回転可能であり、かつ複数のワークホルダ（１３５）を備え、このワークホルダに保持されたワークが回転テーブルの回転によってホーニング機械の異なる作業ステーション（１４０、１５０、１６０）に順々に搬送可能であるように、ワークホルダが回転テーブル軸に対して半径方向に離してかつ周方向に互いにずらして配置されている。作業ステーションの少なくとも１個は機械上側部分（１２０）によって支持された少なくとも１個のホーニングユニット（１８０）を有するホーニングステーションであり、ホーニングユニットが垂直なスピンドル軸の回りに回転可能でスピンドル軸に対して平行に往復移動可能なホーニングスピンドルを有する。

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載した、ワークの少なくとも１つの穴のホーニング加工を行うためのホーニング機械、特にシリンダクランクケースのシリンダボアをホーニング加工するためのホーニング機械に関する。

ホーニングは幾何学的にはっきりしていない刃による切削方法である。この切削方法の場合、結合された切削材を有する多数の刃状のホーニング工具は、穴内でのホーニング加工中に、２つの成分からなる作業運動を行う。この作業運動は加工された内面の特徴的な表面構造をもたらし、この表面構造は一般的には交叉した加工痕を有する。従って、ホーニング機械のホーニングスピンドルからホーニング工具に伝達される作業運動は一般的に、軸方向に往復する往復運動と、これと重なる回転運動からなっている。ホーニング加工によって、寸法誤差および形状誤差と表面構造に関するきわめて高度な要件を満足する仕上げ加工された表面を作ることができる。従って、例えばエンジン製造の場合、シリンダクランクケース（ＺＫＧ）またはシリンダクランクケース内に組み込まれるシリンダスリーブ内のシリンダボアのシリンダ内壁、すなわち内面、例えばクランク軸軸受穴内の軸のための軸受面あるいはコンロッドアイの円筒状内面が、ホーニング加工される。コンロッド、歯車または他の動力機械または作業機械、例えばコンプレッサの部品の軸受面がしばしばホーニングによって加工される。

シリンダ内壁の加工の際、順々に続く、一般的な場合複数の異なるホーニング加工が実施される。このホーニング加工は例えば必要な基本形状を生じるための予備ホーニング加工と、最終的に必要な表面構造を生じる仕上げホーニング加工である。測定ステップによって加工結果をチェックすることができる。

シリンダクランクケースとホーニングによって加工される他のワークの大量生産の場合、しばしば複数のスピンドルを有するホーニング機械が使用される。このホーニング機械は例えば予備ホーニングユニットと仕上げホーニングユニットを備えている。この場合、予備ホーニング加工されたワークはホーニング機械内で仕上げホーニングユニットに直接移送可能である。測定、バリ取りのような他のプロセスのための加工装置はこのようなホーニング機械に統合可能である。製造能力を高めるために、ホーニング設備は搬送システムによってつなげられた配置構造の複数のホーニング機械を含むことができる。

ドイツ特許第１０２００７０４５６１９Ｂ４号明細書は、ワークを仕上げ加工するための装置を開示している。この装置は特にシリンダクランクケース内のシリンダボアのホーニング加工および／または精密中ぐりのために形成可能である。ほぼ長方形の輪郭を有するモジュール内には、互いに向き合う２つの縦辺側に、それぞれ１個または２個の水平方向に摺動可能なホーニング加工および／または精密中ぐりのための加工ユニットが設けられている。この加工ユニットはすべてのホーニング加工方法の実施および精密中ぐりに適するようにすべきである。モジュールは両縦辺側に沿った側壁を有するキャビンとして形成されている。加工ユニットは水平に移動可能なキャリッジに固定されている。このキャリッジは側壁の互いに向き合った内面に取り付けられた直線ガイドに沿って走行する。加工ユニットを支持する側壁の間には、操作者が端面側の通路を通って到達可能なサービス室が設けられている。ワークは側壁内の互いに一致する門形部を通ってそれぞれの作業ステーションに搬送される。この作業ステーションには、ワークはそれぞれ付設の縦辺側に配置された加工ユニットによって到達可能である。モジュールによって、できるだけ多くの異なる加工方法、少なくともいろいろなホーニング加工方法と精密中ぐりが、改造せずに実施可能である。

ドイツ特許出願公開第１０２００４０５３５０３Ａ１号明細書から、ワークをホーニング加工するためのホーニング設備が知られている。このホーニング設備は多数の作業ステーションを有し、この作業ステーションはそれぞれ、１個のワークに少なくとも１つの加工ステップを実施するように構成されている。この場合、作業ステーションの少なくとも一部が、１個のワークに少なくとも１つのホーニング加工を実施するためのホーニングステーションとして形成されている。搬送システムはワークを作業ステーションにおよび作業ステーションから搬送する働きをする。各作業ステーションは搬送システムに直接接続されている。ホーニング設備は制御装置を介して制御される。この構造により、加工すべきワークを装着するためあるいは加工されたワークを搬出するために、搬送システムによって各作業ステーションを他の作業ステーションの経過とは関係なく操作することができる。制御装置は個々の作業ステーションの使用可能性に依存してワークを分配し、それによってホーニング設備内のワークの流れを制御する。作業ステーションの故障時あるいは作業ステーションで保守整備を行う際、ワークの流れを迂回させることができる。このようなホーニング設備はその加工能力の使用可能性が高いという点で優れている。

本発明が解決しようとする課題は、ワークにいろいろなホーニング加工および場合によっては他の加工操作を、短いサイクルタイムで行うことができるホーニング機械を提供することである。特に、加工に供されない非生産時間をできるだけ短くして、シリンダクランクケースのシリンダボアの完全加工を行うことができるホーニング機械を提供することである。

この課題を解決するために、本発明は請求項１の特徴を有するホーニング機械を提供する。

有利な形態は従属請求項に記載されている。すべての請求項の内容は明細書の記載に関連付けられている。

ホーニング機械の機械基台または機械下側部分はエッジ範囲に複数の垂直な支柱を支持し、この支柱はさらに、機械基台の上方に垂直方向に離して配置された機械上側部分を支持している。機械基台がほぼ長方形の基本形状を有するときは、垂直な支柱を長方形の角の範囲に配置することができる。機械基台の他の横断面形状も可能である。機械基台と機械上側部分との間には、ホーニング機械の作業室が形成されている。この作業室は支柱の間の範囲において側方から操作者によってアクセス可能である。

機械基台上に配置された回転テーブルは、個々の作業ステーションの間でワークの迅速な移送を実現することができる機械内部の移送ユニットを形成する。機械内部の回転テーブル移送装置によって、ワークホルダの積み込みおよび荷降ろしを１個の積み込みステーションですませることができる。移送機械とは異なり、ワークをホーニング機械に供給したーホーニング機械の場所と同じ場所から、ワークを排出することができる。これは積み込みと荷降ろしと、特に外部の搬送システムに対するホーニング機械の接続を容易にする。必要な場合には、製造設備を形成するために、外部の搬送システムによって、他のホーニング機械および／またはその他の加工機械にホーニング機械をつなぐことができる。

ホーニング機械の場合、少なくとも１個のホーニングユニットが機械上側部分によって支持されている。その際、回転テーブルによってホーニングステーションの作業位置または加工位置に搬送したワークの穴を、ホーニングスピンドルによって支持されたホーニング工具を用いてホーニングによって加工することができるように、ホーニングユニットを配置するかまたは位置決め可能である。

垂直なスピンドル軸の回りに回転可能でスピンドル軸に対して平行に往復移動可能なホーニングスピンドルは、下方へ作業室内に挿入可能であり、一方、ホーニングユニットの若干のまたはすべての他の構成要素は機械上側部分の上方で作業室の外に配置することができる。特に、門形構造により、ホーニングユニットの構成要素を通って側方から作業室にアクセスすることが妨害されずにできる。門形構造はさらに、加工中の機械振動の制限のために望ましいことが判った。

機械上側部分は、蓋と同様に、作業室の上側を十分に閉鎖するように形成可能である。機械上側部分の上方に配置したホーニングユニットの構成要素は被覆する必要がない。というのは、この構成要素は作業室側が機械上側部分によって例えば冷却潤滑剤のはねかけに対して保護されるからである。

多くの実施形態において、機械基台は、両側の２つの縦辺側とこの縦辺側に対して垂直に延在する横辺側を有する長方形の横断面を有し、各縦辺側にホーニングステーションが配置されている。ホーニングステーションに属するワークの加工位置は、回転テーブル軸に関して互いに直径方向に向き合っている。回転テーブルを縦辺側の間の中央に配置することができるので、各縦辺側からのアクセスの良好なホーニング機械の対称構造が生じる。

各ホーニングユニットが１本のホーニングスピンドルを有するときには、順々に挿入可能な２個のホーニングユニットがワークの加工のために使用される。さらに、ホーニングステーションは同時にまたは平行して加工可能な２個以上のホーニングユニットを備えることができる。このようなホーニングステーションでは、ワークの２つ以上の穴の平行加工を行うことができる。それぞれ２個のホーニングユニットを備えた２つのホーニングステーションが設けられていると、全部で４個のホーニングユニットが使用される。このホーニングユニットのうちそれぞれ２個が同じワークを同時に加工することができる。従って、ホーニング機械においてワークで実施可能なホーニング加工に関する大きな柔軟性が生じる。このホーニング加工は一段でもよいし、複数段でもよい。

門形構造によって、側方から作業室にアクセス可能であるので、ホーニング機械をきわめてコンパクトな外形寸法に形成することができる。その際、回転テーブルは一方の縦辺側の範囲から反対側の縦辺側の範囲へワークを搬送するために利用可能である。多くの実施形態では、回転テーブルは機械基台の横方向の幅の６０％よりも大きな直径または７０％よりも大きな直径を有する。特にこの直径はこの幅の約７５％と約９５％との間である。ホーニング機械の外形寸法と比較して大きな回転テーブルは、ホーニング機械の外側エッジ範囲に配置した作業ステーションの操作を可能にする。この場合、同時に、横方向におけるホーニング機械のコンパクトな設計が可能である。

同時に、（ホーニング機械の幅と比較して）比較的大きな直径に基づいて、通常は、縦辺側に配置された直径方向に向き合う２個の作業ステーションに加えて、中間に位置する作業ステーションを設置することができる。この中間に位置する作業ステーションはホーニング加工の後で回転テーブルを９０°回転させることによって到達することができる。他の作業ステーションは例えばブラシユニットまたはワーク加工のための他の加工ユニットを含むことができる。さらに、作業ステーションに測定装置を設置することができるので、作業ステーションは測定ステーションとして形成される。

多くの実施形態では、ホーニングユニットが機械上側部分によって支持されたキャリッジに取り付けられている。キャリッジは好ましくは機械上側部分の上面に、すなわち作業室の外に配置されている。キャリッジは好ましくは、回転テーブル軸に対して同心的な基準円に対して接線方向に延びる移動方向に沿って直線的に移動可能である。その際、基準円の半径（半径（Ｈａｌｂｍｅｓｓｅｒ））は回転テーブル軸とワーク内の加工すべき穴との間の半径方向間隔に一致する。このワークは回転テーブルのワークホルダ内に保持されている。それによって、ホーニングユニットのホーニングスピンドルは加工すべき穴に対して同軸にキャリッジを移動させることによって位置決め可能であるが、接線方向にずれた位置にも位置決め可能である。

シリンダクランクケースがワークホルダ内に適切に配置されている場合には、ホーニングスピンドルによって、シリンダクランクケースの異なる穴に、加工のために順々に近づけることできる。これを可能にするために、多くの実施形態では、シリンダクランクケースが回転テーブルによって加工位置に位置決めされているときに、すべてのシリンダ軸が基準円の共通の一つの接線方向平面内にあるように、互いに平行なシリンダ軸を有する直列に配置された複数のシリンダボアを備えたシリンダクランクケースを保持するためのワークホルダが形成されている。

多くの実施形態では、例えばホーニング工具の摩耗の際または異なるホーニング加工に交替する際、工具交換が必要になる場合に、異なるホーニング工具をホーニングユニットにすばやく装備することができるようにするために、工具交換が自動化されている。そのために、多くの実施形態は、複数の加工工具を収容することができる工具マガジンを有する工具交換装置を備えている。好ましくは、ホーニングユニットが工具交換のためにホーニングステーションと工具交換装置との間で移動可能であるように、工具交換装置が直線移動可能なキャリッジの作業範囲内に配置されている。

１個の作業ステーションが工具ホルダの積み込みおよび荷降ろしのための積み込みステーションとして設けられている。回転テーブル移送装置により、１個の積み込みステーションで十分である。積み込みステーションが多くの実施形態において機械基台の横辺側に配置されているので、ワークを積み込みステーションからホーニングステーションにあるいはホーニングステーションから積み込みステーションに搬送するためには、回転テーブルの９０°の回転で十分である。これにより、搬送のためのきわめて短い非生産時間が生じる。

積み込みステーションの範囲での回転テーブルの積み込みまたは荷降ろしのために、いろいろな方法が存在する。多くの実施形態の場合には、回転テーブル上のワークホルダと外部の搬送装置との間の搬送あるいはその逆の方向への搬送を実施するために、積み込みロボットまたは横方向に往復移動する直線門形部材が設けられている。好ましくは積み込みステーションに振り子キャリッジ（シャトル）が付設され、この振り子キャリッジが回転テーブルの積み込みおよび荷降ろしのための内側の端位置と、機械基台と機械上側部分によって画成されたホーニング機械の作業室の外の外側の端位置との間で移動可能である。振り子キャリッジは例えば回転テーブル軸に対して半径方向に直線的に移動可能である。

外側の端位置が作業室の外にあることにより、適当な積み込み装置または掴み装置が機械上側部分によって邪魔されることなく、振り子キャリッジの積み込みと荷降ろしを上側から行うことができる。振り子キャリッジは例えば直線門形部材を用いてあるいはロボットによって積み込み可能であり、場合によっては手動で積み込み可能である。

新規な技術思想により、ホーニング機械を場合によっては複数（多数）のホーニングユニットによって構成することができ、このホーニングユニットはコンパクトな外形寸法を有し、大きな製造ラインに統合するために非常に適している。

これらの特徴および他の特徴は、特許請求の範囲、明細書および図面から明らかになる。この場合、個々の特徴はそれぞれ、単独であるいは相互組み合わせの形で複数個まとめて、本発明の一実施形態においておよび他の分野（形態）で実施することができ、それ自体保護の権能のある有利な実施である。本発明の実施形態が図に示してある。次に、この実施形態について詳しく説明する。

本発明の実施形態に係るホーニング機械の概略的な正面図である。 図１のホーニング機械の平面図である。 外部の門形積み込み器を備えた実施形態に係るホーニング機械の側面図である。 内部の積み込みシステムを備えた実施形態に係るホーニング機械の側面図である。

図１は本発明の実施形態に係るホーニング機械１００の概略的な側面図である。図２は図１のホーニング機械の平面図である。

ホーニング機械は互いに独立して制御可能な４個のホーニングユニットを有し、そしてシリンダクランクケース１０２の形をしたワークのシリンダボアを、先ず最初に予備ホーニング加工し、続いて仕上げホーニング加工するように形成されている。

ホーニング機械は上から見て長方形の機械基台１１０を有する。この機械基台はホーニング機械のすべての機械的構成要素を支持している。機械基台の上面にはその角の範囲内に、４本の垂直な支柱１１２Ａ〜１１２Ｄがボルト止めによって固定されている。同一に形成された各支柱は正方形の横断面を有し、内部が中空であり、そして最も近くにある機械基台の角に対して少しだけ内側にずらしてある。この場合、角との距離はそれぞれ、正方形横断面の辺の長さよりも短い。支柱は水平に配向されたねじり剛性の大きな板状の機械上側部分１２０を支持している。この機械上側部分は長方形の基本形状を有し、その下面１２２が支柱の上面に載っている。

機械座標系ＭＫＳのｙ方向に測定した機械基台の幅は例えば２４００ｍｍで、一般的には２０００〜２５００ｍｍである。機械上側部分はほぼ同じ幅を有する。機械上側部分は縦方向（機械座標系のｘ方向に対して平行な方向）において機械基台よりも短い。この場合、機械基台と機械上側部分の後側の横方向側面は垂直方向で重なっている。一方、機械基台は反対側の前面が機械上側部分の前側エッジから突き出ているので、この突き出ている範囲１１４には上側から自由にアクセス可能である。機械上側部分の下方でこの機械上側部分と機械下側部分との間にある直方体状範囲は、ホーニング機械の作業室１１５を形成している。この作業室は上側が機械上側部分によって十分に閉鎖されているが、支柱１１２Ａ〜１１２Ｄの間の範囲では側方からこの作業室にアクセス可能である。

機械基台上に回転テーブル１３０が取り付けられている。この回転テーブルはその下に配置された回転駆動装置１３２によって垂直な回転テーブル軸１３４の回りに制限されずに回転可能である。回転テーブルの上面には、４個のワークホルダ１３５が互いに９０°の等しい角度間隔をおいてかつ回転テーブル軸に対して等しい半径方向間隔をおいて取り付けられている。各ワークホルダは載置面、割り出し要素および空気圧式載置チェック装置を備え、個々のシリンダクランクケースを保持する働きをする。このシリンダクランクケースはワークホルダ内で動かぬように締付け固定される。その際、シリンダクランクケースは、直列に配置されたシリンダボアの互いに平行なシリンダ軸が基準円１３５の共通の接線方向平面１３６内に位置するように配向されている。Ｖ型エンジンのシリンダクランクケースを保持するための実施形態の場合、ワークホルダはさらに揺動装置を備えている。

回転テーブルは、ワークホルダ内に保持されたワークが回転テーブルの回転によってホーニング機械の異なる作業ステーションに順々に搬送され得るように、機械内部の移送システムとしての働きをする。ホーニング機械は本願において「回転テーブルモジュール」とも呼ばれる。

ホーニング機械では、ここで選択されているように、４個のワークホルダが回転テーブルに分配されている場合、全部で４個の作業ステーションをワークによって同時に始動させることができる。例示した構造の場合、作業ステーションは３個だけ使用される。前方の横辺側の中央に、積み込みステーション１４０が設けられている。この積み込みステーションの装置は、その都度１個のワークを作業室１１５の外から回転テーブル上の空のワークホルダへ搬送するためおよび／またはワークホルダから降ろすべきワークを作業室内部で外側へ搬送するために設けられている。この目的のために、本例の場合には、水平に移動可能な振り子キャリッジ（シャトル）１４２が設けられている。この振り子キャリッジはワークホルダの範囲内の内側の端位置と、作業室１１５の外にある外側の端位置との間で、直線的に往復移動可能である。外側の端位置が上側を機械上側部分によって覆われた作業室の外にあるので、振り子キャリッジの積み込みと荷降ろしは、例えば門形掴み具を用いて上側から可能である（図３参照）。

回転テーブルを時計回りに９０°回転させることにより、保持された工具が先ず最初に第１ホーニングステーション１５０の加工位置に搬送される。この第１ホーニングステーションはホーニング機械の第１縦辺側１０５にある。９０°だけさらに回転すると、ワークは両縦辺側の間の中央の装備されていない空ステーションに達する。さらに９０°回転すると、ワークは第２ホーニングステーション１６０の範囲内の加工位置に達する。この第２ホーニングステーションは第１縦辺側とは反対側の第２縦辺側１０６にある。両ホーニングステーションの加工位置は回転テーブル軸に関して対角線上にある。さらに９０°回転すると、ワークは再び積み込みステーション１４０の範囲に達する。

生産速度と機能に応じて、空ステーションに例えば寸法チェック装置、ブラシユニット等を取り付けることができる。

回転テーブルには他の工具ホルダおよび／または他の装置を取り付けることができる。実施形態では、４個の他の工具ホルダが、図示した工具ホルダに対してそれぞれ４５°だけずらして設けられている。この工具ホルダが寸法の異なるワークを保持するように形成されているので、異なる２種類のワークを同時に取り付け、積み込みと荷降ろしとの間で加工することができる。

各ホーニングステーション１５０、１６０はほぼ同一に構成された２個のホーニングユニットを装備している。このホーニングユニットは互いに独立して時間的にずらしてまたは同時に運転することができる。各ホーニングユニットは１本のホーニングスピンドルを有し、このホーニングスピンドルは回転駆動装置によって垂直なスピンドル軸回りに回転可能であり、かつ昇降駆動装置によってスピンドル軸に対して平行に往復移動可能である。ホーニングユニットはさらに、ホーニング要素を半径方向に送るためまたは半径方向に引き戻すための送りシステムを備えている。このホーニング要素はホーニングスピンドルによって支持されたホーニング工具の周囲に配置されている。ホーニング機械のすべてのホーニングユニットは機械上側部分１２０によって支持される。ホーニングユニット１８０（図１の右側）を例にして、ホーニングユニットの構造を詳しく説明する。

ホーニングユニット１８０はホーニングスピンドル１８４を軸承する働きをするスピンドルボックス１８２を備えている。このホーニングスピンドルはスピンドル軸を垂直にしてスピンドルボックス内を案内されている。スピンドル軸回りのホーニングスピンドルの回転は回転駆動装置１８６によって行われる。この回転駆動装置はスピンドルボックスの傍らに取り付けられ、チェーン伝動装置を介してホーニングスピンドルに作用する。ホーニング工具１８５を加工すべき穴に挿入する際あるいはこの穴からホーニング工具を引き出す際に、ホーニング駆動装置１８８はスピンドル軸に対して平行にホーニングスピンドルを垂直移動させる。さらに、ホーニング加工中に、所望なホーニングパラメータに相応してホーニング工具がワークの穴内で垂直方向に往復運動するように、昇降駆動装置を制御することができる。

場合によってはホーニング工具を二倍の幅で駆動できるようにするために、ホーニングユニットは互いに独立して操作可能な２個の送り装置を有する送りシステムを備えている。第１送り装置はサーボモータを有する第１幅駆動装置１９２を備えている。このサーボモータはホーニングスピンドルの中央を通過する押し棒に作用し、この押し棒を軸方向に摺動させることができる。この押し棒は中空の押し棒内に、この押し棒と同軸にかつこの押し棒と相対的に移動可能に配置されている。中空の押し棒は電気機械的な送り駆動装置１９４を備えた電気機械的な第２送り装置に属する。二倍の幅の送りシステムの構造はそれ自体公知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

ホーニングユニット１８０の上記構成要素は機械上側部分１２０によって支持されたキャリッジ２００上に取り付けられている。このキャリッジ２００は一対のガイドレール２０４上を走行する。このガイドレールは作業室１１５とは反対側の機械上側部分の上面で、機械座標系ＭＫＳのｘ方向に対して平行に延在し、互いに横方向間隔を有する。ガイドレールの間において機械上側部分には、ｘ方向に延在する切欠き１２４が設けられている。この切欠きを通って、ホーニングスピンドルまたはそれに取り付けられた駆動ロッドが下方へ作業室内まで案内されている。キャリッジを動かすための駆動はサーボモータを介して行われる。このサーボモータはガイドレールに対して平行に延在するボールキャスタ付きスピンドル２０６を駆動する。キャリッジの基礎板２０２の下面に固定されたスピンドルナットがボールキャスタ付きスピンドルに装着されている。基礎板はボールキャスタ付きスピンドルの範囲を越えて水平に延在し、それによってボールキャスタ付きスピンドルのためのカバーとしての働きをする。図１の実施形態では、キャリッジ２００がほぼ同一に形成され同時に作動し得る２個のホーニングユニットを支持する。反対側の縦辺側には、他のキャリッジが設けられている。このキャリッジも同一の２個のホーニングユニットを支持する。それによって、ホーニング機械１００はそれぞれ２個のホーニングユニットを備えた２個のホーニングステーションを有する。

垂直なホーニングスピンドルを内蔵するホーニングユニットはキャリッジによって全体が水平方向に機械座標系ＭＫＳのｘ軸に対して平行に移動可能である。この方向は「縦方向」あるいは「移動方向」と呼ばれる。その際、ホーニングスピンドルは回転テーブル軸１３４と同心的に延在する基準円１３７に対して接線方向に延在する線に沿って移動する。移動経路は好ましくは、各ホーニングスピンドルがワークの各穴に近づくことができるように設計されている。それによって、ワークを移動させずにワーク上で先ず最初に第１穴を加工し、そしてホーニングスピンドルを後退させ、ホーニングユニット全体をｘ方向に対して平行に縦方向に移動させ、そしてその後加工される第２の穴と同軸に位置決めすることができ、それにより同じホーニングユニットによって第２の穴を加工することができる。

水平な縦方向移動は、それと一直線上に配置された工具交換装置２２０の方へホーニングユニットを移動させるためにも利用可能である。各対のホーニングスピンドルのためにまたはホーニング機械の各縦辺側のために、複数の工具ホルダを有する回転テーブルマガジンを備えた工具交換装置が設けられている。

回転テーブルの積み込みまたは荷降ろしはいろいろな方法で行うことができる。図３に基づいて、ホーニング機械１００’の実施形態を説明する。この実施形態の場合、振り子キャリッジ（シャトル）１４２は門形積み込み器３００を介して積み込みおよび荷降ろしされる。この門形積み込み器は水平に（ｙ方向に対して平行に）および垂直に（ｚ方向に対して平行に）移動可能な掴みアーム３１０を有する。この掴みアームの下端には、それぞれ１個のシリンダクランクケースを掴むための掴み機構３１５が配置されている。掴みアームはホーニング機械の作業室１１５の完全に外で移動する。掴みアームは加工すべきワークを、図示していない入口ステーションで受け取ることができ、その後積み込み位置１４０の上方の位置へ水平に搬送し、そして振り子キャリッジ１４２上に降ろす。この振り子キャリッジは作業室１１５の外から中へのワークの搬送を行う。振り子キャリッジは、ワークを上側から回転テーブル上の工具ホルダ内に降ろすためにあるいは加工終了後ワークを持ち上げて外へ搬送するために、昇降駆動装置を備えている。

図３のホーニング機械１００’は図１および図２のホーニング機械１００とほぼ同じ構造をしている。縦辺側に沿って移動可能なキャリッジに、ホーニングユニット３２０が１個だけ取り付けられているので、ホーニング機械は３スピンドル型ホーニング機械である。同じことが図４の変形例にもあてはまる。

門形積み込み器等を備えた外部の積み込みおよび荷降ろしシステムの代わりとして、「回転テーブルモジュール」とも呼ばれるホーニング機械は内部の積み込みシステムを備えることができる。図４のホーニング機械１００″は内部の積み込みシステム４００を備えている。この積み込みシステムによって、中間に接続配置された門形キャリッジを使用せずに、作業室１１５の外の受け取りステーションからワークを直接受け取り、回転テーブル１３０上に降ろすことができる。内部の積み込みシステム４００はｙ方向に対して平行に水平に移動可能なキャリッジ４１０を備えている。このキャリッジは直線案内装置４２０の案内レールに沿って移動可能である。この直線案内装置は機械上側部分１２０の下方で、工具交換器とは反対のホーニング機械の側の支柱１１２Ｃ、１１２Ｄの内側側面にユニットとして取り付けられている。キャリッジ４１０は垂直方向に移動可能な掴みユニット４１５を支持している。直線案内装置はホーニング機械の狭い辺の側の全体にわたって延在し、一方の縦辺側（または両縦辺側）ではこの縦辺側を越えて外側に延在している。それによって、内部の積み込みシステムは加工すべきワークを回転テーブルモジュールの外で取り出しステーションから受け取り、回転テーブルの積み込みステーション内に搬送することができる。同様に、加工済みのワークが回転テーブルによって保持され、外側へ搬送される。

回転テーブルモジュール内でワークを受け取ることによって作業することもできる。このような実施形態の場合には、作業室１１５の内部に取り出しステーションが設けられ、ワークを外側から積み込む際、回転テーブルに降ろす前に、先ず最初にこの取り出しステーションにワークが運ばれる。内部の取り出しステーションから回転テーブルへあるいはその逆の方向変換移動は例えばロボット、揺動アームまたは段階式往復移送装置によって行うことができる。

図示したような（図示した様式）のホーニング機械は、１つまたは複数のホーニング加工を含むいろいろな加工プロセスのきわめて柔軟な形成を可能にする。１台だけのホーニング機械は一般的に５本以上のホーニングスピンドルと内部の回転テーブル移送装置を備えていない。機械上側部分の下方の作業室１１５には少なくとも三方から操作者がアクセス可能である。機械上側部分を支持する支柱は側方からのアクセスを実際に妨害しない。ホーニングステーションにおいて、ホーニングスピンドルはそれぞれ外側へ向きを変えられ、その都度の縦辺側の近くに移動し、従って側方からきわめて良好にアクセス可能である。ホーニング機械の内室、すなわち作業室１１５には、運転中も保守整備作業中も操作者が入ることはできない。機械の構想は、ワーク交換と工具交換のための非生産的時間がきわめて短いという点が優れている。

図示したようなモジュール構造のホーニング機械、すなわち回転テーブルモジュールは特に、同一の、類似のまたは異なる加工機械をつなぐために適している。例えば図１〜図４に示したような２台以上のホーニング機械を、その縦辺側を並べて次のように構成することができる。すなわち、同じ門形積み込み器によって積み込みステーションに近づいて操作することができるように構成することができる。これによって、ワークを最適に分配することができ、かつ個々のホーニング機械の能力を最適利用することができる。

ワークをホーニング機械へおよびホーニング機械から搬送するための搬送システムとして、例えば門形積み込み器または内部の積み込みシステムを使用することができる。回転テーブルの積み込みは積み込みシャトルによって生産時間と平行して行うことができる。振り子キャリッジ自体は直線門形部材またはロボットによってあるいは手動で荷積みすることができる。積み込みロボットまたは横方向に往復移動する直線門形部材が使用される場合には、シャトルなしに回転テーブルに直接積み込むことができる。必要な場合には、振り子キャリッジの移動軸を延長することができる。

ホーニング機械によっていろいろなホーニングプロセスを簡単に実現可能である。例えば、適当なホーニング工具をつなぐことにより、予備ホーニング加工のための第１ホーニングステーションと、仕上げホーニング加工のための第２ホーニングステーションを設置することができる。例えば精密中ぐりによって予備加工された加工すべきワークは先ず最初に、振り子キャリッジに降ろされ、この振り子キャリッジから空いたワークホルダに降ろされる。そして、回転テーブルを回転することにより、ワークは先ず最初に予備ホーニングステーションに移動させられる。この予備ホーニングステーションにおいてその都度２つの穴が予備ホーニングによって同時に加工される。ワークの他の穴の加工のために、キャリッジが適当な移動経路だけ移動させられるので、ホーニングスピンドルは他の対の穴を加工することができる。予備ホーニング加工の終了後、回転テーブルは、予備ホーニング加工されたワークが反対側のホーニングユニットの範囲に達するまで、１８０°だけ割り出しされる。この反対側のホーニングユニットでは、仕上げホーニング加工が適当な方法で行われる。仕上げホーニング加工の終了後、回転テーブルを９０°回転することによってワークは積み込み位置に戻される。この積み込み位置において、振り子キャリッジからワークを受け取り、外側へ搬送する。

場合によって必要な工具交換のために、２個のホーニングユニットを備えたキャリッジが長い移動経路を経て工具マガジンの方へ移動させられる。この工具マガジンでは、新しいホーニング工具によってホーニング加工を続けることができなくなる前に、自動的に工具交換が行われる。

Claims (15)

1. ワーク（１０２）の少なくとも１つの穴のホーニング加工を行うため、特にシリンダクランクケースのシリンダボアをホーニング加工するためのホーニング機械（１００、１００’、１００″）であって、
   機械基台（１１０）と、
   この機械基台のエッジ範囲内に配置された複数の垂直な支柱（１１２Ａ〜１１２Ｄ）と、
   この支柱によって支持され、前記機械基台の上方に離して配置された機械上側部分（１２０）と、
   前記機械基台上に配置された回転テーブル（１３０）とを備え、この回転テーブルが垂直な回転テーブル軸（１３４）の回りに回転可能であり、かつ複数のワークホルダ（１３５）を備え、このワークホルダに保持されたワークが前記回転テーブルの回転によって前記ホーニング機械の異なる作業ステーション（１４０、１５０、１６０）に順々に搬送可能であるように、前記ワークホルダが回転テーブル軸に対して半径方向に離してかつ周方向に互いにずらして配置され、前記作業ステーションの少なくとも１個が前記機械上側部分（１２０）によって支持された少なくとも１個のホーニングユニット（１８０）を有するホーニングステーションであり、前記ホーニングユニットが垂直なスピンドル軸の回りに回転可能で前記スピンドル軸に対して平行に往復移動可能なホーニングスピンドルを有することを特徴とするホーニング機械。
2. 前記機械基台（１１０）と前記機械上側部分（１２０）との間に、前記ホーニング機械の作業室（１１５）が形成され、前記機械上側部分の上方に配置された前記ホーニングユニットの構成要素が前記作業室側で前記機械上側部分によって保護されるように、前記機械上側部分が前記作業室の上側を閉鎖していることを特徴とする請求項１に記載のホーニング機械。
3. 前記作業室（１１２）が前記支柱（１１２Ａ〜１１２Ｄ）の間の範囲内で側方から操作者によってアクセス可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のホーニング機械。
4. 前記機械基台（１１０）が両側の２つの縦辺側（１０５、１０６）とこの縦辺側に対して垂直に延在する横辺側を有する長方形の横断面を有し、前記各縦辺側にホーニングステーション（１５０、１６０）が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のホーニング機械。
5. 前記機械基台（１１０）が両側の２つの縦辺側（１０５、１０６）とこの縦辺側に対して垂直に延在する横辺側を有する長方形の横断面を有し、前記回転テーブル（１３０）が前記縦辺側（１０５、１０６）の間の中央に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のホーニング機械。
6. 前記回転テーブルが前記機械基台の横方向の幅の６０％よりも大きな直径を有し、この直径が好ましくは前記幅の７０〜９０％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のホーニング機械。
7. 少なくとも１個のホーニングステーションが同時に作業可能な２個以上のホーニングユニットを備え、好ましくは２個のホーニングステーション（１５０、１６０）がそれぞれ２個のホーニングユニットを備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のホーニング機械。
8. 前記ホーニングユニットが前記機械上側部分（１２０）によって支持されたキャリッジ（２００）に取り付けられ、前記キャリッジが好ましくは前記作業室（１１５）の外で前記機械上側部分の上面に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のホーニング機械。
9. 前記キャリッジ（２００）が、前記回転テーブル軸に対して同心的な基準円（１３７）に対して接線方向に延在する移動方向に沿って直線的に移動可能であることを特徴とする請求項８に記載のホーニング機械。
10. 前記ホーニングユニットが工具交換のために前記ホーニングステーションと工具交換装置（２２０）との間で移動可能であるように、前記工具交換装置が前記キャリッジ（２００）の作業範囲内に配置されていることを特徴とする請求項８または９に記載のホーニング機械。
11. シリンダクランクケース（１０２）が前記回転テーブルによって加工位置に位置決めされているときに、すべてのシリンダ軸が前記基準円（１３７）の共通の一つの接線方向平面（１３６）内にあるように、互いに平行な前記シリンダ軸を有する直列に配置された複数のシリンダボアを有する前記シリンダクランクケースを保持するためのワークホルダが形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のホーニング機械。
12. 前記作業ステーションの１個は前記回転テーブル（１３０）の積み込みおよび荷降ろしのための積み込みステーション（１４０）であり、この積み込みステーションが好ましくは前記機械基台の横辺側に配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のホーニング機械。
13. 前記積み込みステーションに振り子キャリッジ（１４２）が付設され、この振り子キャリッジが前記回転テーブルの積み込みおよび荷降ろしのための内側の端位置と、前記機械基台と前記機械上側部分によって画成された前記ホーニング機械の作業室（１１５）の外にある外側の端位置との間で移動可能であることを特徴とする請求項１２に記載のホーニング機械。
14. ワークを加工するための複数の加工機械と、ワークを加工機械へおよび加工機械から搬送するための搬送システムとを備えた製造設備、特にシリンダクランクケースを加工するための製造設備において、
    前記加工機械の少なくとも１台が請求項１〜１３のいずれか一項に記載のホーニング機械であることを特徴とする製造設備。
15. 回転テーブル（１３０）の積み込みおよび荷降ろしのために、前記ホーニング機械の積み込みステーション（１４０）の範囲に、次の装置の少なくとも１つが設けられている、すなわち、
    前記回転テーブルの積み込みおよび荷降ろしのための内側の端位置と、前記ホーニング機械の作業室（１１５）の外にある外側の端位置との間で移動可能である振り子キャリッッジ（１４２）と、
    前記ホーニング機械の作業室１１５の完全に外で移動する水平および垂直に移動可能な掴みアーム（３１０）を備えた門形積み込み器（３００）と、
    ワークを前記作業室（１１５）の外の受け取りステーションから直接受け取って回転テーブル（１３０）上に降ろすように形成された内側の積み込みシステム（４００）と、
    積み込みロボットと、
    横方向往復運動する直線門形部材との少なくとも１つが設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の製造設備。

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