JP2609988C - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】 この発明はホーニング治具および自動ホーニングシステムに関し、さらに詳細
には、簡単かつ軽量なフローティング構造により工作物を三次元方向へ揺動可能
に保持するとともに、迅速かつ高精度な自動ホーニング加工を可能とする技術に
関する。 【０００２】 【従来の技術】 工作物（以下、ワークと称する）の径面、例えばワークの内径面を鏡面に仕上
げる加工法の一つとしてホーニング加工がある。ホーニング加工においては、ホ
ーニングツールとワークを相対的に浮動の状態におき、ホーニングツールに回転
と往復運動を与えるとともに、ホーニングツールの砥石をウェッジまたはコーン
により拡張させながら、ワーク内径面に精密仕上げを行う。 【０００３】 ところで、ホーニング砥石とワークを相対的に浮動の状態におく方法としては
、ホーニング砥石側またはワーク側のいずれか一方のみを浮動状態におくのが一
般的であり、前者は大寸法で重いワークを加工する場合に、また後者は小寸法で
軽量のワークを加工する場合に採用されている。 【０００４】 ワークを浮動状態に保持するホーニング治具としては、従来種々の構造のもの が開発されており、その一例を図１３に示す（実公昭５５−４１４６５号公報参
照）。 【０００５】 このホーニング治具は、トランスファ機械装置のホーニング盤に対応した位置
に配置される据付型のものであって、トランスファ機械装置の搬送経路上に固定
的に配置された治具ベースａに、中間サポートｂがベアリングｃ，ｃを介してＹ
−Ｙ軸回りに揺動可能に支持されるとともに、この中間サポートに、工作物Ｗを
クランプする揺動体ｄがＸ−クロスピンｅを介してＸ−Ｘ軸回りに揺動可能に支
持されてなり、これにより、揺動体ｄが三次元方向へ揺動可能とされている。 【０００６】 また、上記揺動体ｄには、ワークＷをクランプする上下一対のクランプ爪ｆ，
ｇと、下側クランプ爪ｇを昇降動作させる油圧等を用いた駆動手段（図示省略）
が設けられている。ｈはワークＷの位置を調整するためのローディングアーム、
ｉはワークＷを搬送するコンベアベルトをそれぞれ示している。 【０００７】 そして、ワークＷは、上記コンベアベルトｉにより搬送経路に沿って搬送され
るとともに、その途中に配された上記ホーニング治具の位置で停止されて、この
ホーニング治具にクランプ支持される。つまり、このワークＷは、下側クランプ
爪ｇの上に置かれるとともに、その位置決めがローディングアームｈによりなさ
れると、下側クランプ爪ｇが上記駆動手段により上昇されて、ワークＷは上側ク
ランプ爪ｆとの間にクランプされた後、このワークＷの加工穴ｊに対して、下側
からホーニングツールｋによるホーニング加工が施される。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、このような構造では、以下に列挙するような問題があった。 (1)下側クランプ爪ｇの駆動手段が上述のごとく油圧等を用いるため、アクチュ
エータとしての油圧シリンダやその油圧配管等を必要とする。したがって、ホー
ニング治具自体およびその周辺装置が大型複雑化して、その重量もワークＷに比
較して過度に大きくなる傾向があった。 【０００９】 特に、揺動体ｄの重量増大は、ワークＷのホーニングツールｋに対する追従性
の低下ひいては加工精度の低下を招くこととなり、この傾向はワークＷの重量が
小さくなればなるほど顕著であった。 【００１０】 (2)油圧配管が必要なため、相対的に可動な部位にはロータリジョイント等を必
須とするなどその配管処理が難しく、駆動手段自体も複雑となる。 【００１１】 (3)Ｘ−Ｘ軸回りの揺動がＸ−クロスピンｅ支持（摺動支持）によるものであり
、一方、Ｙ−Ｙ軸回りの揺動がベアリングｃ，ｃ支持（転がり支持）によるもの
であり、これら両者の支持部における回転抵抗は前者の方が大きい。これがため
、揺動体ｄのＸ−Ｘ軸回りとＹ−Ｙ軸回りの揺動性さらには、これにクランプさ
れるワークＷのホーニングツールに対する追従性に差異を生じてしまい、やはり
加工精度の低下を招くことになる。 【００１２】 (4)さらに、このような構造は、ホーニング治具を搬送するようなタイプ、いわ
ゆるトランスファ型のホーニング盤においては使用することができなかった。 すなわち、前述したように、このホーニング治具は、ワークＷと共に上記コン
ベアベルト１で搬送されるタイプではなく、このコンベアベルトｉの搬送経路途
中において、各ホーニング盤に対応した位置に固定的に配置される据付タイプの
ものである。これがため、従来のホーニング治具は、上記トランスファ型のホー
ニング盤においては使用することができなかった。 【００１３】 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、小型軽量かつ構造簡単で、トランスファー型のホーニング盤にも適用
可能なホーニング治具および高精度の自動ホーニング加工が可能な自動ホーニン
グシステムを提供することにある。 【００１４】 【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するため、本発明のホーニング治具は、工作物を保持するとと
もに、自動ホーニングシステムのワーク搬送部により工作物と一体で搬送される
ものであって、このワーク搬送部の搬送路上に移動可能に載置される治具ベース
と、この治具ベースに三次元方向へ揺動可能に設けられた揺動体と、この揺動体
に取外し可能に取り付けられ、工作物を取外し可能に保持するワークホルダとを
備えてなることを特徴とする。 【００１５】 また、本発明の自動ホーニングシステムは、上記ホーニング治具を適用できる
ものであって、ループ状または直線状に設けられ、上記ホーニング治具を搬送す
るワーク搬送装置を備えたワーク搬送部と、このワーク搬送部の途中箇所に配置
されて、上記ワーク搬送装置により搬送される工作物にホーニング加工を施す少
なくとも一つのホーニング盤と、上記ワーク搬送部の途中箇所に配置されて、工
作物の加工径を計測する少なくとも一つの計測装置と、上記ワーク搬送装置、ホ
ーニング盤および計測装置を相互に連動して自動制御する制御装置とを備えてな
ることを特徴とする。 【００１６】 【作用】 本発明のホーニング治具を用いた自動ホーニングシステムにおいては、まず、
ホーニング治具のワークホルダにワークを手作業でセットした後、このワークホ
ルダを治具ベース上に設けられた揺動体に取り付けると、ワークはホーニング治
具のフローティング構造により三次元方向へ揺動可能に保持される。 【００１７】 このようにしてワークを取り付けたホーニング治具を、自動ホーニングシスム
のワーク搬送部の搬入位置で搬送路上に載置すると、制御装置により、例えば以
下の順序で所定のホーニング加工が自動的に行われる。 【００１８】 ホーニング治具は、ワーク搬送装置により、ホーニング位置まで自動搬送され
た後位置決めされて、ホーニング盤による所定のホーニング加工が施される。続
いて、再びワーク搬送装置により、計測位置まで自動搬送された後位置決めされ て、計測装置によるワーク加工径の計測が行われる。この計測結果は、ワークの
良否判定に利用されるとともに、ホーニング盤の制御部へフィードバックされて
次のホーニング加工を制御する。 【００１９】 【実施例】 以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。 【００２０】 実施例１ 本発明に係る自動ホーニングシステムを図１に示し、このシステムは、ワーク
搬送部１、荒加工用ホーニング盤２、荒加工用計測装置３、仕上げ加工用ホーニ
ング盤４、仕上げ加工用計測装置５および制御装置６を主要部として構成されて
いる。以下、各構成装置毎に詳細に説明する。 【００２１】 Ａ．ワーク搬送部１： ワーク搬送部１は、ワークＷを保持するホーニング治具１０を一連のホーニン
グ工程に従って搬送するもので、ホーニング治具１０の搬送経路を構成する搬送
路１１、この搬送路１１に沿ってホーニング治具１０を搬送するワーク搬送装置
１２などを主要部として備えてなる。 【００２２】 搬送路１１は、具体的には図１に示すように、ワーク着脱位置Ａから始まって
、荒加工用ホーニング盤２、荒加工用計測装置３、仕上げ加工用ホーニング盤４
および仕上げ加工用計測装置５を経た後、再び上記ワーク着脱位置Ａへ戻る矩形
ループ状に形成されている。 【００２３】 この搬送路１１は図２に示すように、ホーニング治具１０を案内する案内溝１
１ａを備えてなる案内レールの形態とされるとともに、各ホーニング盤２，４の
加工位置と計測装置３，５の計測位置における両側壁部１１ｂ，１１ｂには、後
述するように、上記ホーニング治具１０を位置決めするための位置決め装置１３
がそれぞれ設けられている。 【００２４】 ワーク搬送装置１２は、矢符(1)のごとく、ホーニング治具１０を着脱位置Ａ
からホーニング加工部の入口Ｂ₁まで搬送する搬入装置１２ａ、矢符(2)のごとく
、ホーニング治具１０をホーニング加工部の入口Ｂ₁から出口Ｂ₂まで搬送するト
ランスファ装置１２ｂ、矢符(3)のごとく、出口Ｂ₂から帰還位置Ｃまで搬送する
搬出装置１２ｃ、矢符(4)のごとく、帰還位置Ｃから押込み位置Ｄまで搬送する
帰還装置１２ｄ、およびこの押込み位置Ｄから上記着脱位置Ａまで押し込む押込
装置１２ｅから構成され、これら各装置１２ａ〜１２ｅはいずれも油圧シリンダ
からなる。 【００２５】 トランスファ装置１２ｂは、複数（図示例では４つ）のホーニング治具１０，
１０，…を、上記荒加工用ホーニング盤２、荒加工用計測装置３、仕上げ加工用
ホーニング盤４および仕上げ加工用計測装置５まで順次連続してタクト送りする
ように駆動制御され、その他の装置１２ａ〜１２ｅは、各ホーニング治具１０を
一ずつ搬送するように駆動制御される。 【００２６】 なお、帰還位置Ｃから着脱位置Ａまでの距離が短い場合は、上記押込装置１２
ｅを省略して、帰還装置１２ｄにより、ホーニング治具１０を着脱位置Ａまで搬
送するように構成してもよい。また、ワーク搬送装置１２の各構成装置１２ａ〜
１２ｅは、上述した油圧シリンダに替えてエアシリンダから構成されてもよい。 【００２７】 Ｂ．ホーニング治具１０： ホーニング治具１０は、ワークＷを保持するとともに、上記ワーク搬送部１に
よりワークＷと一体で搬送されるものであって、図２ないし図５に示すように、
治具ベース２０、揺動体２１およびワークホルダ２２を主要部として構成されて
いる。 【００２８】 治具ベース２０は、図２に示すように平面略正方形状のもので、ワーク搬送部
１の案内レール１１上に移動可能に載置される。治具ベース２０の各辺中央部に は係止凹部（係止部）２０ａ〜２０ｄがそれぞれが設けられており、対向する一
対の係止凹部２０ａ，２０ｂまたは２０ｃ，２０ｄが、それぞれ前述したワーク
搬送部１の位置決め装置１３と弾発的に係止する。 【００２９】 すなわち、位置決め装置１３は、具体的には図２に示すように、係止ボール１
３ａと弾発スプリング１３ｂからなるボールプランジャの形態で、上記各ホーニ
ング盤２，４の加工位置と計測装置３，５の計測位置において、ワーク搬送部１
の案内レール１１の両側壁部１１ｂ，１１ｂに対向状に左右一対設けられている
。そして、これら各位置決め装置１３，１３の係止ボール１３ａ，１３ａが、上
記治具ベース２０の係止凹部２０ａ，２０ｂまたは２０ｃ，２０ｄに弾発的に係
止して、ホーニング治具１０を位置決めする。 【００３０】 揺動体２１は、治具ベース２０に三次元方向へ揺動可能に設けられており、第
１揺動部材２５と第２揺動部材２６とからなる。 【００３１】 上記第１揺動部材２５は、上記治具ベース２０の支持柱２３，２３にＸ−クロ
スピン２７，２７を介して揺動可能に設けられ、この第１揺動部材２５の内側に
、第２揺動部材２６が、Ｘ−クロスピン２７と直交するＹ−クロスピン２８，２
８を介して揺動可能に設けられている。これにより、第２揺動部材２６は、上記
Ｘ−クロスピン２７，２７の動き（Ｘ−Ｘ軸回りの回転）に、Ｙ−クロスピン２
８，２８の動き（Ｙ−Ｙ軸回りの回転）が加わって、三次元方向へ揺動可能とさ
れている。 【００３２】 また、上記Ｘ−クロスピン２７は、図４に示すように、その基端部が第１揺動
部材２５に取付け固定されるとともに、その先端部が、その軸方向への移動を許
容するラジアル軸受２９を介して、上記支持柱２３にそれぞれ軸支されている。
一方、上記Ｙ−クロスピン２８は、図５に示すように、その基端部が第１揺動部
材２５に取付け固定されるとともに、その先端部が、その軸方向への移動を許容
するラジアル軸受３０を介して、第２揺動部材２６にそれぞれ軸支されている。 【００３３】 なお、上記Ｘ−クロスピン２７とＹ−クロスピン２８の取付構造は、図示のも
のと逆の構成にしてもよい。つまり、図４および図５において、Ｘ−クロスピン
２７とＹ−クロスピン２８は、その一端部がそれぞれ支持柱２３と第２揺動部材
２６に固定されるとともに、その他端部がそれぞれラジアル軸受２９，３０を介
して第１揺動部材２５に軸支されてもよい。 【００３４】 これにより、第２揺動部材２６は、上述した三次元方向への揺動に加えて、上
記Ｘ−クロスピン２７およびＹ−クロスピン２８の軸方向、つまり、Ｘ−Ｘ軸方
向およびＹ−Ｙ軸方向へもそれぞれ水平移動可能とされている。また、このよう
なラジアル軸受２９，３０の使用により、第２揺動部材２６さらにはここに取り
付けられるワークホルダ２２の動きが軽くなるとともに、Ｘ−Ｘ軸回りとＹ−Ｙ
軸回りの揺動性（回転抵抗）がほぼ均一となる。この結果、後述するように、ホ
ーニングツールに対する良好かつ均一な追従性が確保されて、加工精度差の発生
が防止されるとともに、高精度なホーニング加工を確保することができる。 【００３５】 なお、上記ラジアル軸受２９，３０としては、図示例においてはブッシュ（含
油軸受またはテフロンコーティングブッシュを含む）が用いられているが、ボー
ル軸受などのより円滑な動きを担保する軸受構造を採用してもよい。 【００３６】 図３および図４において、３１は第１揺動部材２５の揺動量を調整する調整ね
じ、３２は第２揺動部材２６の揺動量を調整する調整ねじ、図５において、３３
は第２揺動部材２６の水平移動量を調整する調整ねじをそれぞれ示している。ま
た、図示しないが、支持柱２３，２３にも、第１揺動部材２５の水平移動量を調
整する調整ねじが、Ｘ−クロスピン２７の軸線と平行に設けられている。 【００３７】 ワークホルダ２２は、ワークＷが取外し可能に、かつ一体的に組み込まれるも
ので、ワークＷが一体的に組み込まれるもので、上記揺動体２１の第２揺動部材
２６に取外し可能に取り付け固定される。このワークホルダ２２は、ワーク固定 部３５と、このワーク固定部３５を第２揺動部材２６に取り付ける取付部３６と
を備える。 【００３８】 ワーク固定部３５は、ワークＷを係脱可能に係止固定するもので、固定部本体
３７と、この固定部本体３７に設けられた一対のワーク固定部材３８，３８とか
ら構成されている。 【００３９】 固定部本体３７は、その中央部に上下方向へ貫通する保持穴３９を備え、この
保持穴３９に、ワークＷが下側から挿入される構造とされている。これに関連し
て、保持穴３９の下端縁部３９ａは、図４および図５に示すように、ワークＷの
段部４０が下側から係止する係止肩部とされるとともに、ここに、ワークＷのフ
ランジ穴４１に挿入係止される回止めピン４２が下向きに取付け固定されている
。 【００４０】 左右一対のワーク固定部材３８，３８は、ワークＷを固定部本体３７に係脱可
能に係止固定するもので、図６に示すように、固定部本体３７の上下方向中央部
に、支軸４３，４３を介してそれぞれ枢支されており、これにより水平方向へ開
閉可能とされている。 【００４１】 ワーク固定部材３８の内周面３８ａは円筒面に形成されて、上記保持穴３９の
一部を形成しており、またこの内周面３８ａの下端には係止フランジ４４が設け
られている。そして、ワーク固定部材３８，３８は、その閉止状態において、ワ
ークＷの外周部を両側から抱持状に保持するとともに、上記係止フランジ４４が
ワークＷの環状溝（外周段部）４５に係合して、このワークＷを固定部本体３７
に一体的に固定する。 【００４２】 また、これら両ワーク固定部材３８，３８は、閉止状態において、その先端部
３８ｂ，３８ｂ同士が、固定プレート４６により固定可能とされている。この固
定プレート４６は、図６(a),(b)に示すように、その基端部４６ａが一方のワー ク固定部材３８の支持ピン３８ｃに回動可能に支持されるとともに、その先端部
の係止溝４６ｂが、他方のワーク固定部材３８の固定ピン３８ｄに係合可能とさ
れている。 【００４３】 取付部３６は、上記第２揺動部材２６にワーク固定部３５を吊持状にかつ取外
し可能に取付け固定するためのもので、図２に示すような平面形状に形成されて
いる。この取付部３６の中央部には、ワークＷを挿通する挿通穴３６ａが設けら
れるとともに、この挿通穴３６ａの外周部分３６ｂが、固定ボルト５０，５０，
…により、ワーク固定部３５上端面に一体的に取付け固定される。 【００４４】 また、取付部３６の両端部には、係止凹部３６ｃ，３６ｃがそれぞれ設けられ
ており、これら係止凹部３６ｃ，３６ｃは、第２揺動部材２６に取付けられた固
定ボルト５１，５１に係合可能とされている。 【００４５】 なお、上記取付部３６とワーク固定部３５の固定部本体３７は一体成形された
一体物としてもよく、この場合は固定ボルト５０，５０，…が不要となる。 【００４６】 しかして、ワークＷをホーニング治具１０に取り付けるには、手作業により以
下の手順で行う（図７参照） 【００４７】 ワークＷを、ワークホルダ２２のワーク固定部３５に一体的に取り付ける。 この場合、まずワーク固定部材３８，３８を両側へ開いた状態で（図６二点鎖
線参照）、ワークＷを固定部本体３７の保持穴３９に下側から挿入しながら、ワ
ークＷのフランジ穴４１を回止めピン４２に合わせて、保持穴３９に位置決めす
る。 【００４８】 この状態で、上記ワーク固定部材３８，３８を閉じて、ワークＷを両側から抱
持状に挟んで固定部本体３７に一体的に固定した後、固定プレート４６を回動し
て（図６(b)の矢符方向）、その係止溝４６ｂを固定ピン３８ｄに係合させ、ワ ーク固定部材３８，３８を閉止固定する。 【００４９】 ワークＷが取り付けられたワークホルダ２２を、揺動体２１の第２揺動部材
２６上に上側から取り付ける。 【００５０】 この場合、まずワークホルダ２２の取付部３６の係止段部を、第２揺動部材２
６の内径上端部に嵌合係止させる（図７の２点鎖線参照）。続いて、図８に示す
ように取付部３６を時計方向へ回転させて、その係止凹部３６ｃ，３６ｃを、そ
れぞれ第２揺動部材２６の固定ボルト５１，５１に嵌合係止させ、ワークホルダ
２２を、第２揺動部材２６の内側に吊持状に取付け固定する。 【００５１】 Ｃ．ホーニング盤２，４： ホーニング盤２，４は、具体的には図９に示すような立形のもので、先端にホ
ーニングツール６０を備える回転主軸６１、主軸回転駆動部（主軸回転手段）６
２、主軸往復駆動部（主軸往復手段）６３、砥石駆動部（砥石駆動手段）６４お
よび制御部（制御手段）６５などを主要部として備えてなる。６６は電源を示す
。 【００５２】 ホーニングツール（いわゆるホーニングマンドレルないしホーニングヘッド）
６０は、回転主軸６１の先端つまり下端に交換可能に装着され、その内部には、
径方向へ拡縮可能に配された複数のホーニング砥石７０，７０，…、これを拡張
動作させるコーンロッド１００（図１１参照）およびホーニング砥石７０，７０
，…を復帰動作させる復帰ばね（図示省略）等を備える。そして、上記ホーニン
グ砥石７０，７０，…は、上記コーンロッド１００の下動に伴って拡開動作され
る一方、コーンロッド１００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。 【００５３】 なお、コーンロッド１００の拡張動作が図示のものと逆となるように、つまり
、コーンロッド１００の上動に伴ってホーニング砥石７０，７０，…が拡開動作 される一方、コーンロッド１００の下動に伴ってホーニング砥石７０，７０，…
が縮閉動作されるように構成されてもよい。 【００５４】 回転主軸６１は、その下端にホーニングツール６０を備えるとともに、駆動軸
７１，駆動モータ７２等を含む上記主軸回転駆動部６２と、スライド本体７３，
油圧シリンダ７４等を含む上記主軸往復駆動部６３とにそれぞれ連係されている
。 【００５５】 すなわち、回転主軸６１はスライド本体７３に回転可能に軸支されており、こ
のスライド本体７３が、機体７５上の上下方向へ延びる案内ロッド７６上に昇降
可能に設けられるとともに、機体７５に取り付けられた油圧シリンダ７４のピス
トンロッド７４ａに連結されている。そして、この油圧シリンダ７４のピストン
ロッド７４ａが昇降動作することにより、スライド本体７３を介して、回転主軸
６１つまりはホーニングツール６０が昇降動作されることとなる。 【００５６】 また、回転主軸６１の上端部は、機体７５のヘッド部７５ａに回転可能に設け
られた駆動軸７１にキー嵌合またはスプライン嵌合されて、この駆動軸７１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。 【００５７】 駆動軸７１の上端部には伝動プーリ７７ａが取り付けられ、この伝動プーリ７
７ａが、伝動ベルト７８を介して、駆動モータ７２のモータ軸に取り付けられた
伝動プーリ７７ｂに連結されている。そして、この駆動モータ７２の回転駆動に
より、駆動軸７１を介して、回転主軸６１つまりはホーニングツール６０が回転
駆動されることとなる。 【００５８】 砥石駆動部６４は、上記ホーニング砥石７０，７０，…に切込み動作を与える
もので、上記ホーニングツール６０のコーンロッド１００（図１１）、このコー
ンロッド１００を上下動させる切込み駆動機構７９および駆動源であるサーボモ ータ８０等を備える。 【００５９】 切込み駆動機構７９は従来周知の構造で、機体７５のヘッド部７５ａに設けら
れた回転伝達機構８１を介して、上記サーボモータ８０のモータ軸に連結されて
いる。そして、このサーボモータ８０の正方向への回転駆動により、上記切込み
駆動機構７９が駆動されて、上記ホーニングツール６０内のコーンロッド１００
が下方へ移動し、ホーニング砥石７０，７０，…が拡張動作される。一方、サー
ボモータ８０の逆方向への回転駆動により、上記コーンロッド１００が上方へ移
動し、ホーニング砥石７０，７０，…がホーニングツール６０内の復帰ばねによ
り縮閉動作（復帰動作）される。 【００６０】 なお、ホーニング砥石７０，７０，…の拡縮量を駆動制御するサーボモータ８
０としては、具体的にはステッピングモータが用いられており、その回転量がロ
ータリエンコーダ等の位置検出器８２により検出される。 【００６１】 制御部６５は、ホーニング盤２，４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で構成されている。 。 【００６２】 この制御部６５には、ホーニング加工を実行させるための加エプログラム等が
組み込まれており、図１０に示すように、主制御部６５ａ、主軸回転駆動部６２
を制御する主軸回転制御部６５ｂ、主軸往復駆動部６３を制御する主軸往復制御
部６５ｃ、および砥石駆動部６４を制御する砥石制御部６５ｄなどから構成され
る。 。 【００６３】 主制御部６５ａには、各駆動部６２，６３，６４の駆動に必要な種々の情報、
例えば、ホーニングツール６０の回転速度、昇降速度、切込み速度および動作タ
イミング（ｓｉｎ関数等の任意の関数波形信号）、あるいは、ホーニング砥石７
０，７０，…の基準位置（ストローク位置）Ａ，Ｂ（図１１参照）やストローク 幅Ｓ（図１１参照）を、ＮＣ（数値制御）データとして予めまたはキーボード等
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上記各制御部
６５ｂ〜６５ｄを制御する。 。 【００６４】 また、上記各制御部６５ｂ〜６５ｄには、駆動モータ７２、油圧シリンタ７４
の油圧制御弁７４ｂ、サーボモータ８０および位置検出器８２のほか、スライド
本体７３に設けられたスケール８３からこのスライド本体７３の位置を検出する
位置検出器８４、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６５ａ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６２〜６４の動作が駆
動制御される。 。 【００６５】 しかして、以上のように構成されたホーニング盤２，４は、ワーク搬送部１の
途中箇所に配置されて、その駆動部６２，６３，６４が、制御部６５により以下
に述べるように相互に関連して自動制御され、ワーク搬送装置１２により搬送さ
れるワークＷにホーニング加工を施す。 【００６６】 まず、主軸往復駆動部６３により、ホーニングツール６０のホーニング砥石
７０，７０，…がワークＷの被加工穴Ｗａに対する加工最下位置Ｂ（図１１二点
鎖線位置）まで下降された後、主軸回転駆動部６２により、ホーニングツール６
０に回転運動が与えられる。 【００６７】 続いて、主軸回転駆動部６２と主軸往復駆動部６３により、上記ホーニング
ツール６０に回転運動と往復運動（昇降ストロークＳ）が与えられながら、砥石
駆動部６４により、ホーニング砥石７０，７０，…に一定の切込み（拡張）が与
えられて、上記被加工穴Ｗａの加工域全体をホーニング仕上げする。 【００６８】 設定された切込み量でのホーニング加工が終了すると、ホーニング砥石７０
，７０，…が砥石駆動部６４により縮閉された後、ホーニングツール６０は再び 上昇して、初期位置へ復帰される。 【００６９】 なお、上記の工程において、まず、主軸回転駆動部６２により、ホーニング
ツール６０に回転運動が与えられながら、主軸往復駆動部６３により、ホーニン
グツール６０のホーニング砥石７０，７０，…がワークＷの被加工穴Ｗａに対す
る加工最下位置Ｂ（図１１二点鎖線位置）まで下降される構成としてもよい。 【００７０】 Ｄ．計測装置３，５： 計測装置３，５はワークＷの内径面Ｗａの加工径を計測するもので、具体的に
はエアーマイクロメータを備え、このエアーマイクロメータの計測ヘッド９０は
、図１２に示すように主軸９１の先端（下端）に一体的に取り付けられており、
この主軸９１が、ワークＷの被加工穴Ｗａの軸線方向つまり上下方向へ往復移動
可能とされている。 【００７１】 上記計測ヘッド９０は、ワークＷの被加工穴Ｗａの内径よりも小さい外径寸法
を有する円筒状のもので、その外周面には、計測用空気を噴射するエアーノズル
９０ａ，９０ａが径方向外方へ向けて設けられている。 【００７２】 そして、計測ヘッド９０がワークＷの被加工穴Ｗａ内に挿入された状態におい
て、エアーノズル９０ａ，９０ａから計測用空気が噴射され、被加工穴Ｗａの内
径面と計測ヘッド９０の外周面間のギャップによる上記計測用空気の圧力変化か
ら被加工穴Ｗａの内径寸法が計測される。 【００７３】 図示例の場合、エアーマイクロメータによって計測される内径寸法は、図１２
に示すように、被加工穴Ｗａにおける軸方向の４か所のもの（ｄ₁〜ｄ₄）であり
、これら４つの計測値ｄ₁〜ｄ₄は、図示しないエアーマイクロメータの演算制御
部へ送られて、ワークＷの被加工穴Ｗａの内径形状モードが比較演算される。 【００７４】 そして、この演算結果は、荒加工用計測装置３であれば、荒加工用ホーニング
盤２の制御部６５へフィードバックされて、これに基づいた荒ホーニング加工が
行われる。あるいはこのフィードバックに加えて、上記演算結果が仕上げ加工用
ホーニング盤４の制御部６５へもフィードフォワードされ、これにより、荒加工
時の穴径および円筒度に基づいて、仕上げホーニング加工のストローク位置Ａ，
Ｂ、ストローク幅Ｓあるいは砥石７０，７０，…の拡張量が制御されて、より高
精度な加工が行われる。 【００７５】 一方、仕上げ加工用計測装置５であれば、上記演算結果は、荒加工用計測装置
３と同様に、仕上げ加工用ホーニング盤４の制御部６５へフィードバックされて
、これに基づいた仕上げホーニング加工が行われるとともに、ワーク着脱位置Ａ
に配置された表示ランプ装置９５へも送られて、ワークＷの加工結果（良品であ
ればＯＫ表示、不良品であればＮＧ表示）が点灯表示される。 この場合の表示タイミングは、その計測されたワークＷが着脱位置Ａに来たと
きで、作業者はその表示を見てワークＷの選別を行うことになる。 【００７６】 例えば、上記計測された内径形状モードが円筒度の高いもの（被加工穴Ｗａの
内径面形状が均一な円筒面）であれば、ホーニング領域全体（つまりストローク
幅Ｓ）にわたる均一なホーニングが行われ、一方、被加工穴Ｗａの内径面に不均
一な部分があれば、まずこの不均一部分のみ短いストローク幅のホーニングが局
部的に行われた後、ホーニング領域全体にわたる均一なホーニングが行われる。 【００７７】 なお、上記計測装置３，５の計測ヘッド９０が、上下方向への往復移動に加え
て回転動作するように駆動されて、被加工穴Ｗａの真円度も計測される構成とし
てもよい。また、図示しないが、荒加工用ホーニング盤２の前側のステーション
、例えばホーニング加工部の入口Ｂ₁にワークＷの下穴を測定する計測装置を設
け、その計測結果に基づいて、荒加工用ホーニング盤２の砥石拡張量を制御する
ように構成してもよい。 【００７８】 Ｅ．制御装置６： 制御装置６は、ワーク搬送装置１およびこの搬送経路途中に配された上記各装
置２〜５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で構成されている
。 。 【００７９】 この制御部６は、ホーニング治具１０がワーク搬送部１のワーク着脱位置Ａに
搬入載置された時点から、所定のホーニング加工等を経て再びワーク着脱位置Ａ
へ戻ってくるまでの一連の工程プログラムが組み込まれており、具体的には、各
装置１〜５の動作タイミングなどがＮＣデータとして予めまたはキーボードによ
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各装置１〜５をシ
ーケンス制御する。 。 【００８０】 次に、以上のように構成された自動ホーニングシステムを用いたホーニング加
工について説明する。 。 【００８１】 Ｉ．ワークＷのホーニング治具１０への取付けと搬入： ワークＷを前述した要領・手順で、手作業によりホーニング治具１０に取り付
ける（組み込む）。 【００８２】 つまり、まず、ホーニング治具１０のワークホルダ２２にワークＷを手作業で
セットした後、このワークホルダ２２を、ホーニングシステムの着脱位置Ａに待
機する治具ベース２０上の揺動体２１に、前述した要領で取り付ける。これによ
り、ワークＷは、ホーニング治具１０のフローティング構造により三次元方向へ
揺動可能に保持される。 【００８３】 なお、上記治具ベース２０と揺動体２１はワークホルダ２２と分離可能なユニ
ットとして、ワーク搬送部１の案内レール１１上に常時載置されている。 。 【００８４】 II．ワークＷの自動ホーニング： 上記のように着脱位置Ａのホーニング治具１０にワークＷを搬入した後、起動
ボタン（図示省略）を押すと、制御装置６により、以下の順序でワークＷに対す
る自動ホーニングが行われる。 。 【００８５】 ｉ）搬入装置１２ａが作動して、ワークＷを保持したホーニング治具１０（以下
ワークＷ）は、ホーニング加工部の入口Ｂ₁まで搬送されて、加工ラインに搬入
される。 。 【００８６】 ii）入口Ｂ₁に位置するワークＷは、トランスファ装置１２ｂにより、荒加工用
ホーニング盤２→荒加工用計測装置３→仕上げ加工用ホーニング盤４→仕上げ加
工用計測装置５とタクト送りされるとともに、各装置の位置で位置決め装置１３
により位置決めされて、所定の工程が順次実行される。 。 【００８７】 すなわち、荒加工用ホーニング盤２でワークＷに対する荒ホーニング加工が行
われた後、荒加工用計測装置３がワークＷの被加工穴Ｗａの加工状態を計測し、
この計測結果を荒加工用ホーニング盤２へフィードバックし、あるいは、さらに
仕上げ加工用ホーニング盤４へもフィードフォワードする。 。 【００８８】 続いて、仕上げ加工用ホーニング盤４でワークＷに対する精密な仕上げホーニ
ング加工が行われた後、仕上げ加工用計測装置５がワークＷの被加工穴Ｗａの最
終仕上状態を計測し、その計測結果を、仕上げ加工用ホーニング盤４へフィード
バックするとともに、前述したように表示ランプ装置９５へ送ってワークＷの良
否判定に利用される。 。 【００８９】 iii）一連のホーニング加工を経て出口Ｂ₂まで搬送されたワークＷは、搬出装置
１２ｃにより帰還位置Ｃまで搬送され、加工ラインから搬出される。 iv）さらにこのワークＷは、帰還装置１２ｄにより押込み位置Ｄまで搬送された
後、押込装置１２ｅにより着脱位置Ａへ押し込まれる。 。 【００９０】 III．ワークＷの搬出とホーニング治具１０からの取外し： 着脱位置Ａに搬送されたホーニング治具１０から、ワークホルダ２２を前述と
逆の要領・手順でシステム外へ取り出した後、このワークホルダ２２からワーク
Ｗを手作業により取り出し、このワークＷを、表示ランプ装置９５の表示（ＯＫ
表示またはＮＧ表示）に従って選別する。 。 【００９１】 しかして、以上のように構成された自動ホーニングシステムにおいては、ワー
クＷの搬入からホーニング加工完了後の搬出まで自動で行われ、ホーニング加工
の省力化が図られている。 。 【００９２】 しかも、荒加工用ホーニング盤２および仕上げ加工用ホーニング盤４によるホ
ーニングに際しては、ワークＷがホーニング治具１０により三次元方向へ揺動可
能に保持されて、フローティング状態にあるため、ワークＷはホーニング盤２，
４のホーニングツール６０に対する追従性が良好に保たれて、高い加工精度が確
保される。つまり、たとえワークＷの外径と被加工穴Ｗａとの正確な芯出しおよ
び平行状態が確保されていなくても、揺動体２１特に第２揺動部材２６の三次元
方向への動きにより、これらのズレが吸収されて精密なホーニングが実現する。 。 【００９３】 なお、上述した実施例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、種々設計変更可能である。 。 【００９４】 例えば、図示例においてはワーク搬送部１の搬送経路はループ状とされて、ホ
ーニング治具１０が着脱位置Ａから再びこの着脱位置Ａへ戻る構成とされている
が、直線状に設けられて次工程へ連続する構成とすることも可能である。 。 【００９５】 また、図示例においては、計測装置３，５がホーニング盤２，４と独立したス
テーションに配置されているが、ホーニング盤２，４と一体的に（同じステーシ
ョンにある場合を含む）配置されて、インプロセスで計測が行われる構成として もよい。 。 【００９６】 さらに、ホーニングシステムを構成する各装置の具体的構造は、図示例に限定
されることなく変更可能である。 。 【００９７】 【発明の効果】 以上詳述したように、本発明のホーニング治具は、自動ホーニングシステムの
ワーク搬送部の搬送路上に移動可能に載置される治具ベースと、この治具ベース
に三次元方向へ揺動可能に設けられた揺動体と、この揺動体に取外し可能に取り
付けられたワークホルダとを備えてなり、従来のような油圧シリンダ等の動力機
構や駆動源を何ら備えていないため、ホーニング治具の大幅な小型軽量化と構造
簡略化が可能となる。 。 【００９８】 したがって、比較的軽量で小寸法のワークであっても、ホーニング治具自体の
重量がワークに比較して過度に大きくなることもなく、ホーニングツールに対す
るワークの追従性が良好で、高い加工精度を確保することが可能である。 。 【００９９】 さらに、手作業によりワークの取付け・取外しを行う構造として、余分ないし
は無用の付属品等を一切排したきわめてシンプルな構成としたので、ホーニング
自体の製品単価が低く、特に、複数のホーニング治具を自動搬送するトランスフ
ァ型のホーニング盤用として有利である。 。 【０１００】 また、本発明の自動ホーニングシステムによれば、制御装置により、ワーク搬
送部、ホーニング盤および計測装置が相互に連動して自動制御される構成とされ
ているから、ワークの搬入からホーニング加工完了後の搬出まで自動で行われ、
ホーニング加工の省力化を図ることができ、さらに上記本発明のホーニング治具
を採用することにより、システム全体の簡素化・高精度化も実現する。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明に係る一実施態様である自動ホーニングシステムの概略構成を示す平面
図である。 【図２】 同自動ホーニングシステムに用いるホーニング治具を示す平面図である。 【図３】 同ホーニング治具を示す一部断面で示す正面図である。 【図４】 同ホーニング治具を図２のIV−IV線に沿って示す縦断面図である。 【図５】 同ホーニング治具を図２のＶ−Ｖ線に沿って示す縦断面図である。 【図６】 同ホーニング治具のワークホルダを示す図で、図６(a)は図３のVI−VI線に沿
って示す平面断面図、図６(b)は正面図である。 【図７】 同ホーニング治具のワーク取付け要領を説明するための分解縦断面図である。 【図８】 同ホーニング治具の取付部の嵌合係止要領を説明するための平面図である。 【図９】 同自動ホーニングシステムのホーニング盤を一部断面で示す概略構成図である
。 【図１０】 同ホーニング盤の制御部の構成を示すブロック図である。 【図１１】 同ホーニング盤のホーニングツールの動作を説明するための縦断面図である。 【図１２】 同自動ホーニングシステムの計測装置の要部を示す縦断面図である。 【図１３】 従来のホーニング治具を示す図で、図１３(a)は一部を断面で示す平面図、図
１３(b)は縦断面図である。 【符号の説明】 Ｗ ワーク １ ワーク搬送部 ２ 荒加工用ホーニング盤 ３ 荒加工用計測装置 ４ 仕上げ加工用ホーニング盤 ５ 仕上げ加工用計測装置 ６ 制御装置 １０ ホーニング治具 １１ 搬送路 １２ ワーク搬送装置 １３ 位置決め装置 １２ａ 搬入装置 １２ｂ トランスファ装置 １２ｃ 搬出装置 １２ｄ 帰還装置 ２０ 治具ベース ２１ 揺動体 ２２ ワークホルダ ２５ 第１揺動部材 ２６ 第２揺動部材 ２７ Ｘ−クロスピン ２８ Ｙ−クロスピン ３５ ワーク固定部 ３８ ワーク固定部材 ３９ 保持穴 ４４ 係止フランジ（ワーク係止部） ６０ ホーニングツール ６１ 回転主軸 ６２ 主軸回転駆動部（主軸回転手段） ６３ 主軸往復駆動部（主軸往復手段） ６４ 砥石駆動部（砥石駆動手段） ６５ 制御部（制御手段） ７０ ホーニング砥石 ９５ 表示ランプ装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 工作物を保持するとともに、自動ホーニングシステムのワーク
   搬送部により工作物と一体で搬送されるものであって、 このワーク搬送部の搬送路上に移動可能に載置される治具ベースと、 この治具ベースに三次元方向へ揺動可能に設けられた揺動体と、 この揺動体に取外し可能に取り付けられ、工作物を取外し可能に保持するワー
   クホルダとを備えるとともに、 上記揺動体は、第１揺動部材と第２揺動部材とからなり、 上記第１揺動部材は、Ｘ−クロスピンを介して、上記治具ベースに揺動可能に
   およびＸ−クロスピンの軸方向へ移動可能に設けられ、 上記第２揺動部材は、上記Ｘ−クロスピンと直交するＹ−クロスピンを介して
   、上記第１揺動部材の内側に揺動可能およびＹ−クロスピンの軸方向へ移動可能
   に設けられ、 上記ワークホルダは、工作物を係脱可能に係止固定するワーク固定部と、上記
   揺動体の第２揺動部材に吊持状にかつ取り外し可能に取付け固定される取付部と
   を備える ことを特徴とするホーニング治具。 【請求項２】 上記ワーク固定部は、工作物を挿入保持する固定部本体と、こ
   の固定部本体に工作物を固定する一対のワーク固定部材とからなり、 上記固定部本体は、その中央部に上下方向へ貫通する保持穴を備え、この保持
   穴に、工作物が挿入かつ位置決め可能とされ、 上記一対のワーク固定部材は、上記固定部本体に開閉可能に設けられるととも
   に、その閉止状態において、上記保持穴に挿入位置決めされた工作物の外周部を
   両側から抱持状に係止固定する請求項１ に記載のホーニング治具。 【請求項３】 上記一対のワーク固定部材は、上記固定部本体に水平方向へ開
   閉可能に枢支されており、 各ワーク固定部材は、上記保持穴の一部を形成する円筒内周面を備えるととも
   に、工作物の外周段部に係止するワーク係止部を備える請求項２ に記載のホーニング治具。 【請求項４】 上記治具ベースに、上記ワーク搬送部の位置決め装置と弾発的
   に係止する係止部が設けられている請求項１に記載のホーニング治具。 【請求項５】 ループ状または直線状に設けられ、請求項１ないし４のいずれ
   か一つに記載のホーニング治具を搬送するワーク搬送装置を備えたワーク搬送部
   と、 このワーク搬送部の途中箇所に配置されて、上記ワーク搬送装置により搬送さ
   れる工作物にホーニング加工を施す少なくとも一つのホーニング盤と、 上記ワーク搬送部の途中箇所に配置されて、工作物の加工径を計測する少なく
   とも一つの計測装置と、 上記ワーク搬送装置、ホーニング盤および計測装置を相互に連動して自動制御
   する制御装置と を備えてなることを特徴とする自動ホーニングシステム。 【請求項６】 上記計測装置は、上記ホーニング盤と独立して配置されている
   請求項５に記載の自動ホーニングシステム。 【請求項７】 上記計測装置は、上記ホーニング盤と一体的に配置されている
   請求項５に記載の自動ホーニングシステム。 【請求項８】 上記ワーク搬送部は、上記ホーニング治具を載置案内する搬送
   路と、この搬送路上に載置されたホーニング治具を上記ホーニング盤および計測
   装置へタクト送りするワーク搬送装置と、このワーク搬送装置によりタクト送り
   されるホーニング治具を上記ホーニング盤の加工位置および計測装置の計測位置
   にそれぞれ位置決めする位置決め装置とを備えてなる請求項５に記載の自動ホー
   ニングシステム。 【請求項９】 上記ホーニング盤は、工作物の被加工径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、回転主軸を上記被加工径面
   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、上記被 加工径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
   砥石駆動手段と、上記主軸回転手段、主軸往復手段および砥石駆動手段の動作を
   相互に連動して自動制御する制御手段とを備える請求項５に記載の自動ホーニン
   グシステム。 【請求項１０】 上記計測装置は、工作物の被加工径面の軸線方向へ往復移動
   可能とされたシャフト先端に空気マイクロメータが取り付けられてなる請求項５
   に記載の自動ホーニングシステム。