JP3753786B2

JP3753786B2 - Honing processing state detection method and honing machine

Info

Publication number: JP3753786B2
Application number: JP11919796A
Authority: JP
Inventors: 雅彦飯泉; 雅彦勝
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2016-05-14
Also published as: JPH09300205A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物の加工穴のホーニング加工を行った後に、上記加工穴の直径を測定してホーニング加工状態を検出する方法及び同方法と使用するホーニング盤並びにホーニングツール、マスターリングに係り、さらに詳細には、被加工物の加工穴に対する加工状態検出位置を知ることができ、かつそのときのホーニングツール及び被加工物の温度をも検知することのできるホーニング加工状態検出方法及び同方法に使用するホーニング盤並びにホーニングツール、マスターリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明に係る先行例として、例えば特開昭６２−２７７２６２号公報がある。この先行例の構成は、図３に示すごとき構成である。すなわち、ホーニング盤に上下動可能かつ回転可能に備えたスピンドル１０１の下端部にホーニングツール１０３を着脱交換可能に備えている。上記ホーニングツール１０３のツール本体１０５には放射方向（径方向）へ移動可能の砥石シュー１０７が周方向に等間隔に設けてあると共に、上記ツール本体１０５を被加工物（ワーク）Ｗの加工穴ＷＨに沿って軸方向に案内する複数のガイド部材１０９が等間隔に設けてある。そして、上記ガイド部材１０９のうちの適宜のガイド部材１０９には、エアーマイクロメータの測定部としての定寸ノズル１１１が設けてある。
【０００３】
さらに、前記ツール本体１０５の内部には、前記砥石シュー１０７を放射外方向へ押進して、砥石シュー１０７に備えた砥石１１３を前記加工穴ＷＨの内周面へ圧接するためのテーパ部１１５を備えたロッド１１７が上下動可能に内装されている。
【０００４】
そして、前記スピンドル１０１内には、流体圧シリンダによって上下動されることにより、前記ロッド１１７を押下げ自在の押し棒１１９が上下動可能に内装されている。さらにスピンドル１０１には、前記定寸ノズル１１１に接続してツール本体１０５に設けたエアー通路１２１に連通する管路１２３が設けてあり、この管路１２３は、空気圧を電圧に変換するＡ／Ｅ変換器１２５に接続してある。このＡ／Ｅ変換器１２５の検出値はアンプ１２７によって増幅され、ロータリートランス１２９を介して制御部１３１に接続してある。
【０００５】
前述のごとき構成においては、ホーニングツール１０３を用いて被加工物Ｗの加工穴ＷＨのホーニング加工を行った後、ホーニングツール１０３に備えた定寸ノズル１１１から加工穴ＷＨの内周面へエアーを噴出したときの背圧をＡ／Ｅ変換器１２５により検出することによって、定寸ノズル１１１と加工穴ＷＨの内周面との間の間隙寸法を測定し、加工穴ＷＨの直径を測定するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のごとき構成においては、被加工物の加工穴の直径を測定するとき、上記加工穴の軸方向及び回転方向の測定位置を検知することができないものであり、また測定時におけるホーニングツール、被加工物の温度を検出することができないものである。
【０００７】
さらに、前述のごとき構成においては、ホーニングツールに備えた定寸ノズルとＡ／Ｅ変換器とが比較的遠く離れた構成であるので、定寸ノズルからエアーを噴出したときの背圧を検出するとき、管路抵抗等によって背圧の立上がりがだれる傾向にあり、検出の感度向上に問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、請求項１に係る発明は、ホーニング盤におけるスピンドルの端部に装着したホーニングツールによって被加工物の加工穴のホーニング加工を行った後、上記ホーニングツールに備えたエアーマイクロメータの測定部としての定寸ノズルから前記加工穴の内周面へエアーを噴出したときの背圧を前記スピンドルの先端部付近において検出して前記加工穴の直径を測定する際、基準温度時に対する熱膨張の補正を行うために被加工物の温度を測定すると共に前記ホーニングツールのツール本体に埋設した温度センサによってホーニングツール自体の温度を測定し、前記加工穴の軸方向に対するホーニングツールの位置および前記加工穴に対するホーニングツールの回転角位置を検出するホーニング加工状態検出方法である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、先端部にホーニングツールを着脱交換可能なスピンドルを回転自在かつ軸方向に往復動自在に備えてなるホーニング盤において、前記スピンドルの回転角を検出する回転角検出器と、スピンドルの軸方向の往復動位置を検出するストローク位置検出器とを備え、前記ホーニングツールに備えた定寸ノズルからエアーを噴出したときの背圧を検出するためのエアー圧センサを、前記スピンドルの先端部付近に設け、基準温度時に対する熱膨張の補正を行うために前記ホーニングツール自体の温度を検出する温度センサを、前記ホーニングツールのツール本体に埋設して備え、かつ被加工物の温度を測定するための温度センサを備えている構成である。
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のホーニング盤において、エアー圧センサ用のアンプ及びエアー圧センサの検出値を送信する発信器並びに上記アンプ及び発信器用の電源をスピンドルの先端部付近に備え、前記発信器は、ホーニングツールに備えた温度センサの検出値を送信する発信器を兼ねるものである。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明は、ホーニング盤におけるスピンドルの端部に装着したホーニングツールによって被加工物の加工穴のホーニング加工を行った後、上記ホーニングツールに備えたエアーマイクロメータの測定部としての定寸ノズルから前記加工穴の内周面へエアーを噴出したときの背圧を前記スピンドルの先端部付近において検出して前記加工穴の直径を測定する際、基準温度時に対する熱膨張の補正を行うために被加工物の温度を測定すると共に前記ホーニングツールのツール本体に埋設した温度センサによってホーニングツール自体の温度を測定し、前記加工穴の軸方向に対するホーニングツールの位置および前記加工穴に対するホーニングツールの回転角位置を検出するホーニング加工状態検出方法である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、先端部にホーニングツールを着脱交換可能なスピンドルを回転自在かつ軸方向に往復動自在に備えてなるホーニング盤において、前記スピンドルの回転角を検出する回転角検出器と、スピンドルの軸方向の往復動位置を検出するストローク位置検出器とを備え、前記ホーニングツールに備えた定寸ノズルからエアーを噴出したときの背圧を検出するためのエアー圧センサを、前記スピンドルの先端部付近に設け、基準温度時に対する熱膨張の補正を行うために前記ホーニングツール自体の温度を検出する温度センサを、前記ホーニングツールのツール本体に埋設して備え、かつ被加工物の温度を測定するための温度センサを備えている構成である。
【００１２】
したがって、請求項１，２の発明によれば、加工穴の直径を測定するときの、軸方向位置及び回転角位置を検出することができ、加工後における加工穴の歪み位置や歪み方向等を正確に検出することができる。よって、前記歪み位置や歪み方向等を知ることにより、ホーニングツールの特性を把握することができ、加工穴の精度管理、ホーニングツールの寿命管理等の向上を図ることができる。
【００１３】
また、ホーニングツール自体の温度を測定するものであるから、加工穴の直径を測定するときにおけるホーニングツールの温度を知ることができ、基準温度時に対する熱膨脹等の補正を行うことができ、加工穴の精度管理をより向上できるものである。
【００１４】
さらに、ホーニングツール自体の温度を測定する温度センサを当該ホーニングツール自体に埋設して備えてなるものであるから、ホーニングツール自体の温度を検出することができ、例えばホーニング加工時におけるホーニングツールの加工部へのクーラントの供給量を制御しての温度管理が可能になり、被加工物の加工穴の加工精度の向上を図ることができる。また、ホーニングツールに備えた定寸ノズルからエアーを噴出し背圧を検出して加工穴の直径を測定するときのホーニングツールの温度を検出して熱膨脹の補正を行うことが可能になる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のホーニング盤において、エアー圧センサ用のアンプ及びエアー圧センサの検出値を送信する発信器並びに上記アンプ及び発信器用の電源をスピンドルの先端部付近に備え、前記発信器は、ホーニングツールに備えた温度センサの検出値を送信する発信器を兼ねるものであるから、ホーニングツールに備えた定寸ノズルからエアーを噴出したときの背圧の検出結果を無線で送受信できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１を参照するに、ホーニング盤（全体的構成は図示省略）に備えたスピンドル１は、ホーニング盤の本体に備えた例えば流体圧シリンダ等のごときリニアアクチュエータ３の作動によって軸方向（図１において上下方向）に往復動するように設けられていると共に、適宜位置に備えたモータ等のごときロータリーアクチュエータ５の作用によって軸心回りに回転するように設けられている。なお、ホーニング盤におけるスピンドル１を軸方向に往復動するための構成及び軸心回りに回転するための構成は公知の構成でも良いものであるから、スピンドル１を往復動しかつ回転するための構成についてのより詳細な説明は省略する。
【００１７】
前記スピンドル１の往復動のストローク位置を検出するために、前記スピンドル１の１部にはストローク位置検出器７が設けられている。このストローク位置検出器７は、軸方向の基準位置（例えばスピンドル１を最上昇せしめた位置）からのスピンドル１の軸方向のストローク位置を検出し得る構成であれば良く、例えばマグネスケール等のごときリニアスケールを使用することができる。本例においては、前記リニアアクチュエータ３における作動ロッド３Ｒのストローク位置を検出すべく上記作動ロッド３Ｒに設けてある。
【００１８】
したがって、リニアアクチュエータ３を作動してスピンドル１を軸方向に往復動するとき、ストローク位置検出器７によって、軸方向の基準位置からの移動位置を検出することができるものである。
【００１９】
前記ロータリーアクチュエータ５の作動によってスピンドル１が回転されるとき、回転方向の基準位置からのスピンドル１の回転角位置を検出するために、回転角検出器９が設けてある。
【００２０】
この回転角検出器９は、基準位置からのスピンドル１の回転角位置を検出し得る構成であれば良く、例えばロータリーエンコーダが使用可能である。上記回転角検出器９はスピンドル１に直接設けることも可能であるが、本例において前記ロータリーアクチュエータ５に設けてある。
【００２１】
したがって、ロータリーアクチュエータ５を作動してスピンドル１を回転するとき、回転方向の基準位置（例えばロータリーエンコーダにおいて原点パルスを出力する位置）からのスピンドル１の回転角位置を検出することができる。
【００２２】
前記スピンドル１の先端部（下端部）には、被加工物（ワーク）Ｗの加工穴ＷＨのホーニング加工を行うホーニングツール１１が着脱交換可能に装着してある。このホーニングツール１１のツール本体１３には放射方向（径方向）へ移動可能な複数の砥石シュー１５が周方向に等間隔に配置してあり、各砥石シュー１５には砥石１７が取付けてある。また、上記ツール本体１３の外周面には、被加工物Ｗの加工穴ＷＨに沿ってホーニングツール１１を案内するガイド部材１９が等間隔に配置してあり、適宜位置のガイド部材１９には、エアーマイクロメータにおける測定部としての定寸ノズル２１が設けてある。さらに前記ツール本体１３内には、前記砥石シュー１５を放射外方向へ押進するためのテーパ部２３Ｔを備えたロッド２３が上下動可能に、かつ上方向へ付勢して内装されている。
【００２３】
前記スピンドル１内には、上記ロッド２３を押し下げる押し棒２５を備えた流体圧シリンダ２７が内装されている。また、上記スピンドル１には、前記ホーニングツール１１における定寸ノズル２１に接続したエアー通路（エアー配管）２９と接続可能のエアー供給路（エアー配管）３１が設けてあり、このエアー供給路３１はエアー源（図示省略）に接続してある。
【００２４】
前記スピンドル１の下端部付近には、定寸ノズル２１からエアーを噴出したときの背圧を検出するエアー圧センサ（Ａ／Ｅ変換器）３３が設けてある。さらに、このエアー圧センサ３３に近接した位置には、前記ツール本体１３自体の温度を検出すべくツール本体１３に埋設して備えた温度センサ３５との接続端子３７が設けてあると共に、前記エアー圧センサ３３及び温度センサ３５用のアンプ（図示省略）及び発信器３９が設けてあり、かつ上記発信器３９等の電源としてのバッテリ４１が設けてある。
【００２５】
図２を参照するに、前記発信器３９に対応して受信器４３が設けてあり、この受信器４３は圧力、温度を演算する演算処理装置４５に接続してある。さらに、内径を予め高精度に加工したマスターリング４７に温度センサ４９が設けてあり、この温度センサ４９はアンプ５１を介して前記演算処理装置４５に接続してある。この演算処理装置４５はホーニング制御回路５３に接続してあり、このホーニング制御回路５３には前記回転角検出器９及びストローク位置検出器７が接続してある。
【００２６】
以上のごとき構成において、予め内径を高精度に加工したマスターリング４７内にホーニングツール１１を位置決めし、ホーニングツール１１に備えた定寸ノズル２１からマスターリング４７の内周面にエアーを噴出したときの背圧をエアー圧センサ３３により検出することにより、マスターリング４７の内周面と定寸ノズル２１との間の間隙寸法を検出することができ、基準としてのマスターリングの内周面に対する定寸ノズル２１の位置を検出することができる。
【００２７】
上述のごとく定寸ノズル２１の位置を検出した後、ホーニングツール１１を被加工物Ｗの加工穴ＷＨ内に配置し、流体圧シリンダ２７を作動してロッド２３を押し下げ、砥石シュー１５を放射外方向へ移動せしめて砥石１７を加工穴ＷＨの内周面に圧接した状態において、リニアアクチュエータ３によってスピンドル１を軸方向に往復動すると共に、ロータリーアクチュエータ５によってスピンドル１を回転することにより、前記ホーニングツール１によって加工穴ＷＨのホーニング加工が行われる。
【００２８】
上述のごとくホーニング加工を行った後、ホーニングツール１に備えたエアーマイクロメータの測定部としての定寸ノズル２１から加工穴ＷＨの内周面へエアーを噴出したときの背圧をエアー圧センサ３３によって検出することにより、上記加工穴ＷＨの内周面と定寸ノズル２１との間の間隙寸法を測定することができ、加工穴ＷＨの直径が許容値内にあるか否かの加工状態を検出することができる。
【００２９】
上述のごとく加工穴ＷＨの加工状態を検出するとき、スピンドル１の軸方向の基準位置からのスピンドル１の移動量をリニアスケール７によって検出することにより、加工穴ＷＨの上端部からの定寸ノズル２１の位置を検出することができる。なお、この場合、スピンドル１を軸方向の基準位置に位置決めしたときの、定寸ノズル２１と加工穴ＷＨの上端部との位置的関係は予め測定しておくものである。
【００３０】
また、ロータリーアクチュエータ５によってスピンドル１を回転したとき、回転角検出器９によって回転方向の基準位置（原点位置）からの回転角位置を検出することにより、上記原点位置に対する測定位置の回転角位置を検知することができる。
【００３１】
したがって、加工穴ＷＨの軸方向の複数個所においてスピンドル１を所定角度毎回転して加工穴ＷＨの直径を測定することにより、加工穴ＷＨの微少の歪みを立体的に検知することができる。よって、ホーニング加工時に歪みを生じ易い方向を把握でき、品質管理向上に役立てることができる。また、加工穴ＷＨの微少な歪みを立体的に検知することにより、例えばホーニングツール１の特性によって歪みを生じるものとして把握することができ、品質管理向上及びホーニングツール１の寿命管理に効果的に役立てることができるものである。
【００３２】
前述のごとくホーニングツール１の定寸ノズル２１からのエアーを噴出して背圧を検出するとき、エアー圧センサ３３はスピンドル１の下端部付近に設けてあって、定寸ノズル２１に近接して設けてあるから、エアー配管の管路抵抗が少なく、前記背圧の立上りを迅速に、かつ感度良く検出することができるものである。
【００３３】
また、前述のごとく、加工穴ＷＨの加工状態を検出するとき、ツール本体１３に設けた温度センサ３５によってツール本体１３自体の温度を測定することができる。さらに、マスターリング４７に設けた温度センサ４９によってマスターリング４７の温度を測定することができる。上記マスターリング４７は、被加工物Ｗの上側に配置してあって、被加工物Ｗへかけるクーラントが同時にかけられているものであって、被加工物Ｗの温度と常にほぼ等しい状態に保持されている。したがって、マスターリング４７の温度を測定することは被加工物Ｗの温度を測定することにほぼ等しいものである。
【００３４】
したがって、前記ホーニングツール１１の検出温度及びマスターリング４７の検出温度を演算処理装置４５に入力し、例えば２０℃の基準温度に対する温度補正の演算処理（熱膨脹の補正処理）を行うことができ、加工精度の維持管理を容易に行うことができるものである。
【００３５】
前記定寸ノズル２１からエアーを噴出したときのエアー圧センサ３３の検出値及びホーニングツール１の温度センサ３５の検出値は発信器３９によって受信器４３へ送信することができるので、スピンドル１に対する配線等の構成が簡単になるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るホーニングツールの概略的な構成を示す断面説明図である。
【図２】本発明に係る装置の構成を概略的に示したブロック図である。
【図３】従来のホーニングツールの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１スピンドル
７ストローク位置検出器
９回転角検出器
１１ホーニングツール
１３ツール本体
２１定寸ノズル
３３エアー圧センサ
３５温度センサ
３９発信器
４７マスターリング
４９温度センサ
Ｗ被加工物
ＷＨ加工穴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for detecting a honing state by measuring the diameter of the processed hole after performing a honing process on a processed hole of a workpiece, and a honing machine, a honing tool, and a master ring used therewith. In more detail, a honing process state detection method and method capable of knowing a machining state detection position with respect to a machining hole of the workpiece and also detecting a honing tool and the temperature of the workpiece at that time Related to honing machine, honing tool and master ring.
[0002]
[Prior art]
As a prior example according to the present invention, there is, for example, JP-A-62-277262. The configuration of this prior example is the configuration shown in FIG. That is, the honing tool 103 is detachably / replaceably provided at the lower end portion of the spindle 101 that can move up and down and rotate on the honing machine. The tool body 105 of the honing tool 103 is provided with grindstone shoes 107 movable in the radial direction (radial direction) at equal intervals in the circumferential direction, and the tool body 105 is formed in a machining hole of a workpiece (workpiece) W. A plurality of guide members 109 for guiding in the axial direction along WH are provided at equal intervals. An appropriate guide member 109 among the guide members 109 is provided with a fixed-size nozzle 111 as a measurement part of an air micrometer.
[0003]
Further, inside the tool main body 105, the grindstone shoe 107 is pushed outward in the radial direction, and a tapered portion 115 for pressing the grindstone 113 provided in the grindstone shoe 107 against the inner peripheral surface of the processing hole WH. The rod 117 provided with is mounted so as to be movable up and down.
[0004]
In the spindle 101, a push rod 119 that can be pushed down by the fluid pressure cylinder is provided so as to move up and down. Further, the spindle 101 is provided with a pipe 123 connected to the fixed size nozzle 111 and communicating with an air passage 121 provided in the tool main body 105. The pipe 123 is an A / E that converts air pressure into voltage. It is connected to the converter 125. The detection value of the A / E converter 125 is amplified by an amplifier 127 and connected to the control unit 131 via a rotary transformer 129.
[0005]
In the configuration as described above, the honing tool 103 is used to perform the honing of the processing hole WH of the workpiece W, and then air is supplied from the fixed size nozzle 111 provided in the honing tool 103 to the inner peripheral surface of the processing hole WH. By detecting the back pressure when ejected by the A / E converter 125, the gap dimension between the fixed size nozzle 111 and the inner peripheral surface of the machining hole WH is measured, and the diameter of the machining hole WH is measured. It is.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, in the abovementioned constituent elements described above, when measuring the diameter of the machined hole of the workpiece, are those not capable of detecting the measurement position in the axial direction and the rotational direction of the processed hole, also the honing tool during measurement The temperature of the workpiece cannot be detected.
[0007]
Further, in the configuration as described above, the sizing nozzle provided in the honing tool and the A / E converter are relatively distant from each other, so the back pressure when air is ejected from the sizing nozzle is detected. Sometimes, there is a tendency for the back pressure to rise due to pipe resistance or the like, and there is a problem in improving detection sensitivity.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the conventional problems as described above, and the invention according to claim 1 performs the honing process on the processing hole of the workpiece by the honing tool attached to the end of the spindle in the honing machine. Thereafter, back pressure is detected in the vicinity of the tip of the spindle when air is ejected from a fixed-size nozzle as a measurement part of an air micrometer provided in the honing tool to the inner peripheral surface of the machining hole. When measuring the diameter of the honing tool itself is measured by a temperature sensor embedded in the tool body of the honing tool and the temperature of the workpiece is measured in order to correct the thermal expansion relative to the reference temperature. Detects the position of the honing tool with respect to the axial direction of the machining hole and the rotation angle position of the honing tool with respect to the machining hole It is a Ningu processing state detection method.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a honing machine comprising a spindle capable of attaching and detaching a honing tool at a front end portion thereof and capable of rotating and reciprocating in an axial direction, and a rotation angle detector for detecting a rotation angle of the spindle. An air pressure sensor for detecting a back pressure when air is ejected from a fixed-size nozzle provided in the honing tool. A temperature sensor for detecting the temperature of the honing tool itself to correct thermal expansion relative to a reference temperature, embedded in the tool body of the honing tool, and the temperature of the workpiece It is the structure provided with the temperature sensor for measuring .
The invention according to claim 3 is the honing machine according to claim 2, wherein the amplifier for the air pressure sensor, the transmitter for transmitting the detected value of the air pressure sensor, and the power source for the amplifier and the transmitter near the tip of the spindle The transmitter also serves as a transmitter for transmitting a detection value of a temperature sensor provided in the honing tool .
[0010]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the honing tool mounted on the end of the spindle in the honing machine is used for honing the work hole of the workpiece, and then the measuring unit of the air micrometer provided in the honing tool is used. When measuring the diameter of the processed hole by detecting the back pressure when air is blown from the small nozzle to the inner peripheral surface of the processed hole in the vicinity of the tip of the spindle, the thermal expansion is corrected with respect to the reference temperature. In order to measure the temperature of the workpiece, the temperature of the honing tool itself is measured by a temperature sensor embedded in the tool body of the honing tool, and the position of the honing tool relative to the axial direction of the machining hole and the honing tool for the machining hole are measured. This is a honing process state detection method for detecting the rotation angle position.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a honing machine comprising a spindle capable of attaching and detaching a honing tool at a front end portion thereof and capable of rotating and reciprocating in an axial direction, and a rotation angle detector for detecting a rotation angle of the spindle. An air pressure sensor for detecting a back pressure when air is ejected from a fixed-size nozzle provided in the honing tool. A temperature sensor for detecting the temperature of the honing tool itself to correct thermal expansion relative to a reference temperature, embedded in the tool body of the honing tool, and the temperature of the workpiece It is the structure provided with the temperature sensor for measuring .
[0012]
Therefore, according to the first and second aspects of the invention, it is possible to detect the axial position and rotational angle position when measuring the diameter of the processed hole, and to determine the strain position and strain direction of the processed hole after processing. It can be detected accurately. Therefore, by knowing the strain position, strain direction, and the like, the characteristics of the honing tool can be grasped, and the accuracy management of the machining hole, the life management of the honing tool, and the like can be improved.
[0013]
Further, since it is intended to measure the temperature of the honing tool itself, it is possible to know the temperature of the honing tool at the time of measuring the diameter of the machined hole, the correction of the thermal expansion or the like can be carried out for at the reference temperature, It is possible to improve the accuracy control of the machined hole.
[0014]
Furthermore, since the temperature sensor for measuring the temperature of the honing tool itself is embedded in the honing tool itself, the temperature of the honing tool itself can be detected. For example, the honing tool is processed during the honing process. Temperature control is possible by controlling the amount of coolant supplied to the part, and the machining accuracy of the machining hole of the workpiece can be improved. Further, it is possible to correct the thermal expansion by detecting the temperature of the honing tool when measuring the diameter of the processing hole by ejecting air from a fixed size nozzle provided in the honing tool and detecting the back pressure.
[0015]
The invention according to claim 3 is the honing machine according to claim 2, wherein the amplifier for the air pressure sensor, the transmitter for transmitting the detected value of the air pressure sensor, and the power source for the amplifier and the transmitter near the tip of the spindle Since the transmitter also serves as a transmitter for transmitting the detection value of the temperature sensor provided in the honing tool, the detection result of the back pressure when air is ejected from the fixed-size nozzle provided in the honing tool Can be transmitted and received wirelessly.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Referring to FIG. 1, a spindle 1 provided in a honing machine (whose overall configuration is not shown) is moved axially (in FIG. 1) by operation of a linear actuator 3 such as a fluid pressure cylinder provided in the main body of the honing machine. It is provided so as to reciprocate in the vertical direction), and is provided so as to rotate around the axis by the action of a rotary actuator 5 such as a motor provided at an appropriate position. Since the configuration for reciprocating the spindle 1 in the axial direction and the configuration for rotating around the shaft center in the honing machine may be known configurations, the configuration for reciprocating and rotating the spindle 1 A more detailed description of is omitted.
[0017]
In order to detect the stroke position of the reciprocating motion of the spindle 1, a stroke position detector 7 is provided in a part of the spindle 1. The stroke position detector 7 only needs to be configured to detect the axial stroke position of the spindle 1 from the axial reference position (for example, the position where the spindle 1 is raised to the highest position). A linear scale can be used. In this example, the operating rod 3R is provided to detect the stroke position of the operating rod 3R in the linear actuator 3.
[0018]
Therefore, when the linear actuator 3 is operated to reciprocate the spindle 1 in the axial direction, the stroke position detector 7 can detect the movement position from the reference position in the axial direction.
[0019]
When the spindle 1 is rotated by the operation of the rotary actuator 5, a rotation angle detector 9 is provided to detect the rotation angle position of the spindle 1 from the reference position in the rotation direction.
[0020]
The rotation angle detector 9 may be configured to detect the rotation angle position of the spindle 1 from the reference position, and for example, a rotary encoder can be used. The rotation angle detector 9 can be provided directly on the spindle 1, but is provided on the rotary actuator 5 in this example.
[0021]
Therefore, when the rotary actuator 5 is operated to rotate the spindle 1, the rotation angle position of the spindle 1 from the reference position in the rotation direction (for example, the position where the origin pulse is output in the rotary encoder) can be detected.
[0022]
A honing tool 11 for performing a honing process on a machining hole WH of a workpiece (workpiece) W is detachably mounted on the tip (lower end) of the spindle 1. A plurality of grindstone shoes 15 movable in the radial direction (radial direction) are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the tool main body 13 of the honing tool 11, and a grindstone 17 is attached to each grindstone shoe 15. Further, guide members 19 for guiding the honing tool 11 along the machining hole WH of the workpiece W are arranged at equal intervals on the outer peripheral surface of the tool main body 13. A fixed-size nozzle 21 is provided as a measurement unit in the air micrometer. Further, a rod 23 having a taper portion 23T for pushing the grindstone shoe 15 radially outward is housed in the tool body 13 so as to be movable up and down and urged upward.
[0023]
A fluid pressure cylinder 27 having a push rod 25 for pushing down the rod 23 is housed in the spindle 1. Further, the spindle 1 is provided with an air supply path (air pipe) 31 that can be connected to an air passage (air pipe) 29 connected to the fixed size nozzle 21 in the honing tool 11. It is connected to an air source (not shown).
[0024]
Near the lower end of the spindle 1, an air pressure sensor (A / E converter) 33 for detecting back pressure when air is ejected from the fixed size nozzle 21 is provided. Further, at a position close to the air pressure sensor 33, there is provided a connection terminal 37 with a temperature sensor 35 embedded in the tool body 13 so as to detect the temperature of the tool body 13 itself. An amplifier (not shown) and a transmitter 39 for the pressure sensor 33 and the temperature sensor 35 are provided, and a battery 41 as a power source for the transmitter 39 and the like is provided.
[0025]
Referring to FIG. 2, a receiver 43 is provided corresponding to the transmitter 39, and this receiver 43 is connected to an arithmetic processing unit 45 for calculating pressure and temperature. Further, a temperature sensor 49 is provided on a master ring 47 whose inner diameter is processed with high accuracy in advance, and this temperature sensor 49 is connected to the arithmetic processing unit 45 via an amplifier 51. The arithmetic processing unit 45 is connected to a honing control circuit 53, and the rotation angle detector 9 and the stroke position detector 7 are connected to the honing control circuit 53.
[0026]
In the configuration as described above, when the honing tool 11 is positioned in the master ring 47 whose inner diameter has been processed with high precision in advance, and air is ejected from the fixed size nozzle 21 provided in the honing tool 11 to the inner peripheral surface of the master ring 47. By detecting the back pressure of the master ring 47 with the air pressure sensor 33, the gap dimension between the inner peripheral surface of the master ring 47 and the fixed size nozzle 21 can be detected. The position of the short nozzle 21 can be detected.
[0027]
After detecting the position of the sizing nozzle 21 as described above, the honing tool 11 is placed in the machining hole WH of the workpiece W, the fluid pressure cylinder 27 is operated to push down the rod 23, and the grinding wheel shoe 15 is removed from the radiation. In the state where the grindstone 17 is moved in the direction and pressed against the inner peripheral surface of the machining hole WH, the spindle 1 is reciprocated in the axial direction by the linear actuator 3 and the spindle 1 is rotated by the rotary actuator 5, thereby the honing. The tool 1 performs honing of the processing hole WH.
[0028]
After performing the honing process as described above, the air pressure sensor 33 indicates the back pressure when the air is ejected from the fixed size nozzle 21 as the measurement part of the air micrometer provided in the honing tool 1 to the inner peripheral surface of the processing hole WH. , The gap dimension between the inner peripheral surface of the processing hole WH and the fixed size nozzle 21 can be measured, and the processing state of whether or not the diameter of the processing hole WH is within an allowable value. Can be detected.
[0029]
As described above, when detecting the machining state of the machining hole WH, the linear scale 7 detects the amount of movement of the spindle 1 from the axial reference position of the spindle 1, so that the fixed size nozzle from the upper end of the machining hole WH is detected. 21 positions can be detected. In this case, the positional relationship between the fixed size nozzle 21 and the upper end of the processing hole WH when the spindle 1 is positioned at the axial reference position is measured in advance.
[0030]
When the spindle 1 is rotated by the rotary actuator 5, the rotation angle detector 9 detects the rotation angle position from the reference position (origin position) in the rotation direction, thereby determining the rotation angle position of the measurement position with respect to the origin position. Can be detected.
[0031]
Therefore, by measuring the diameter of the processed hole WH by rotating the spindle 1 at a predetermined angle at a plurality of positions in the axial direction of the processed hole WH, it is possible to detect a slight distortion of the processed hole WH in a three-dimensional manner. Therefore, the direction in which distortion is likely to occur during honing can be grasped, which can be used for improving quality control. Further, by detecting the slight distortion of the machining hole WH in three dimensions, it can be understood that the distortion is caused by the characteristics of the honing tool 1, for example, and it is effective in improving quality control and managing the life of the honing tool 1. It can be useful.
[0032]
As described above, when the back pressure is detected by jetting air from the sizing nozzle 21 of the honing tool 1, the air pressure sensor 33 is provided near the lower end of the spindle 1 and close to the sizing nozzle 21. Since it is provided, the pipe line resistance of the air pipe is small, and the rise of the back pressure can be detected quickly and with high sensitivity.
[0033]
Further, as described above, when detecting the machining state of the machining hole WH, the temperature of the tool body 13 itself can be measured by the temperature sensor 35 provided in the tool body 13. Further, the temperature of the master ring 47 can be measured by a temperature sensor 49 provided on the master ring 47. The master ring 47 is arranged on the upper side of the workpiece W, and the coolant applied to the workpiece W is applied at the same time. The master ring 47 is always kept substantially equal to the temperature of the workpiece W. Has been. Therefore, measuring the temperature of the master ring 47 is almost equivalent to measuring the temperature of the workpiece W.
[0034]
Therefore, the detected temperature of the honing tool 11 and the detected temperature of the master ring 47 can be input to the arithmetic processing unit 45 to perform a temperature correction calculation process (thermal expansion correction process) with respect to a reference temperature of 20 ° C., for example. It is possible to easily maintain and manage accuracy.
[0035]
Since the detected value of the air pressure sensor 33 and the detected value of the temperature sensor 35 of the honing tool 1 when air is ejected from the fixed size nozzle 21 can be transmitted to the receiver 43 by the transmitter 39, wiring to the spindle 1 is possible. The configuration of the above is simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view showing a schematic configuration of a honing tool according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of an apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view showing a configuration of a conventional honing tool.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spindle 7 Stroke position detector 9 Rotation angle detector 11 Honing tool 13 Tool main body 21 Fixed size nozzle 33 Air pressure sensor 35 Temperature sensor 39 Transmitter 47 Master ring 49 Temperature sensor W Workpiece WH Processing hole

Claims

After honing a work hole of a workpiece by a honing tool attached to an end of a spindle in a honing machine, the inside of the work hole is formed from a fixed size nozzle as a measurement part of an air micrometer provided in the honing tool. When measuring the diameter of the drilled hole by detecting the back pressure when air is blown to the peripheral surface in the vicinity of the tip of the spindle, the temperature of the workpiece is adjusted to correct the thermal expansion with respect to the reference temperature. Measuring and measuring the temperature of the honing tool itself with a temperature sensor embedded in the tool body of the honing tool, and detecting the position of the honing tool with respect to the axial direction of the machining hole and the rotational angle position of the honing tool with respect to the machining hole Honing processing state detection method characterized by this.

In a honing machine comprising a spindle with a honing tool that can be attached and detached at the tip and capable of rotating and reciprocating in the axial direction, a rotation angle detector for detecting the rotation angle of the spindle, and a reciprocating movement of the spindle in the axial direction A stroke position detector for detecting a position, and an air pressure sensor for detecting back pressure when air is ejected from a fixed-size nozzle provided in the honing tool is provided near the tip of the spindle, and a reference A temperature sensor for detecting the temperature of the honing tool itself for correcting thermal expansion with respect to temperature is embedded in the tool body of the honing tool, and a temperature sensor for measuring the temperature of the workpiece. honing machine, characterized in that it comprises.

The honing machine according to claim 2, comprising an amplifier for an air pressure sensor and a transmitter for transmitting a detection value of the air pressure sensor, and a power source for the amplifier and the transmitter in the vicinity of a tip end portion of the spindle, A honing machine that also serves as a transmitter for transmitting a detection value of a temperature sensor provided in a honing tool .