JPH0655318A - 中ぐり加工装置 - Google Patents

中ぐり加工装置

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JPH0655318A
JPH0655318A JP11034492A JP11034492A JPH0655318A JP H0655318 A JPH0655318 A JP H0655318A JP 11034492 A JP11034492 A JP 11034492A JP 11034492 A JP11034492 A JP 11034492A JP H0655318 A JPH0655318 A JP H0655318A
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JP
Japan
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quill
tool
piezoelectric actuator
work
spindle
Prior art date
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Pending
Application number
JP11034492A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Mizuno
正昭 水野
Tetsuo Teramura
哲夫 寺村
Shuzo Yamamoto
修三 山本
Katsuya Narisawa
克也 成沢
Kenichi Chibana
賢一 茅花
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】工具16をクイルの半径方向に変位させる圧電
アクチュエータ11を、工具ホルダ9内に設け、あらか
じめ設定した加工穴形状データに基づいて、クイル7の
回転及び軸方向送りに連動して圧電アクチュエータ11
の作動を制御する圧電アクチュエータ制御装置55aを
設けた。 【効果】加工穴形状データを変更することにより、所望
する穴形状に加工でき、また、応答性の良い圧電アクチ
ュエータを用いることにより、所望する穴形状を高精度
に加工が行える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はワークの穴加工を行う中
ぐり加工装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の中ぐり加工装置は、ワーク単品に
対して真円に加工するものであるが、自動車エンジンの
シリンダブロックのボア穴等を単品で真円状態に加工し
ても組付状態においては、他部品の組付による応力で穴
形状が変形してしまう。この対応策として加工時にワー
クにダミー部品の取付を行うことによりワークに応力を
与え、組付状態を再現して加工を行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ワークに取付けるダミ
ー部品の取付数に限界があり完全な組付状態の再現とな
っておらず、また、ダミー部品の取付により中ぐり加工
装置のクイルの長さが長くなり、クイルの剛性面で不利
になる等の問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題
を解決するためになされたもので、ワークに対して相対
的に進退する主軸ヘッドを設け、この主軸ヘッドに主軸
を回転可能に支承し、主軸の先端にクイルを固着し、前
記主軸とクイル内に相対回転を規制されて軸方向に摺動
自在にせり出し軸を挿通し、このせり出し軸をワークの
加工穴径に応じて進退させる進退駆動装置を設け、前記
クイルに工具を保持する工具ホルダをクイルの半径方向
に移動自在に設け、前記工具をワークの加工穴径に応じ
てクイルの半径方向の外方あるいは内方へ移動させるべ
く前記せり出し軸にせり出し軸の軸線に対して前記工具
のせり出し方向に傾斜し、前記工具ホルダと摺動可能に
係合する係合部を形成し、前記せり出し軸の進退により
前記工具のせり出しを行い、ワークの加工穴径に応じて
中ぐり加工を行う中ぐり加工装置において、前記クイル
の半径方向に前記工具を変位させる圧電アクチュエータ
を前記工具ホルダ内に設け、あらかじめ設定した加工穴
形状データに基づいて前記クイルの回転及び軸方向送り
に連動して圧電アクチュエータの作動を制御する制御装
置を設けたことを特徴とするものである。
【0005】
【作用】ワーク加工穴が組付状態で真円となるように、
ワーク加工時に制御装置によってあらかじめ設定した加
工穴形状データに基づいてクイルの回転及び軸方向送り
に連動して制御し、圧電アクチュエータを作動させ、工
具をクイルの半径方向に変位してワークの加工を行うの
で、この結果、ワーク加工穴が組付状態で真円となるよ
うに、所望する穴形状に加工できる。
【0006】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図1、図2において、1は固定ベースで、固定ベー
ス1上にはテーブル2が摺動可能に案内支持されてい
る。テーブル2は固定ベース1に設置されたテーブル駆
動用モータ3によって進退駆動される。テーブル2の前
部には、主軸ヘッド4が固設され、この主軸ヘッド4内
に主軸5が前記テーブル2の摺動方向と平行な軸線回り
に回転可能に支承されている。この主軸5は後部に係止
したプーリ6aを介してテーブル2上に設けられた回転
モータ6により回転駆動されるようになっている。主軸
5の先端には主軸5と同軸にクイル7が固着され、この
クイル7には、嵌合穴8がクイル軸線に直角に穿設され
ており、この嵌合穴8に工具ホルダ9が摺動可能に嵌合
されている。図3に示すように、工具ホルダ9には前記
嵌合穴8と同軸に嵌装孔10が形成され、この嵌装孔1
0に圧電アクチュエータ11が嵌装された保持部材12
を嵌装するとともに、この保持部材12にスペーサ13
を介して2枚のダイヤフラム14、14を固定し、該ダ
イヤフラム14、14により工具嵌着部15を支持す
る。工具嵌着部15には工具16を嵌着する。そして、
前記圧電アクチュエータ11には工具嵌着部15の押圧
駆動部材17を当接させるとともに、工具嵌着部15の
フランジ18を前記ダイヤフラム14に連結し、圧電ア
クチュエータ11に入力される駆動指令信号に応じて工
具16をクイル7の半径方向に進出駆動する。前記2枚
のダイヤフラム14、14は圧電アクチュエータ11の
作動により進出した工具16を後退させる。19は変位
センサであって圧電アクチュエータ11の作動による工
具く16の変位を検出する。また、図4に示すように、
工具ホルダ9には、この工具ホルダ9とクイル7の軸線
とに平行に切欠面20を形成し、この切欠面20には図
3に示すように工具16のせり出し方向、言い換えれば
図3において右下りの傾斜溝21が刻設されている。そ
して前記主軸5及びクイル7内にはせり出し軸22がキ
ーにより相対回転を規制されて軸方向に摺動可能に貫通
されており、このせり出し軸22には前記傾斜溝21よ
りも充分に長い案内キー23が刻設されていて、この案
内キー23が前記傾斜溝21に摺動可能に嵌合してい
る。従って、このせり出し軸22が移動すると工具ホル
ダ9はクイル7の半径方向に外方あるいは内方へ移動す
るようになっている。前記保持部材12には圧電アクチ
ュエータ11及び変位センサ19の配線24用の配線路
25が穿設されており、この配線路25は工具ホルダ9
に穿設さた配線路26に連通している。さらにこの配線
路26は前記クイル7及び主軸5に貫通して穿設された
配線路27に連通している。従って、圧電アクチュエー
タ11及び変位センサ19からの配線24は各配線路内
を通って、圧電アクチュエータ信号伝達装置28に設け
られたコネクター34に接続されている。
【0007】圧電アクチュエータ伝達装置28は図1に
示すように主軸ヘッド4が固設されている同一のテーブ
ル2上に固設された支持台29上に固設されており、ま
た、図5に示すように円筒中空穴30aを形成したハウ
ジング30と、ハウジング30の内側に固着され、主軸
軸心方向に突起した複数のブラシ31と、前記円筒中空
30aに挿入され、せり出し軸22が貫通する嵌装孔3
2aを有し、主軸5に固着された中空円筒部材32と、
この中空円筒部材32の外周に複数固着され信号伝達可
能に前記コネクタ34に接続された複数の円盤33と,
中空円筒部材32内に固設されたコネクタ34とで構成
されている。前記各ブラシ31と前記各円盤33とを各
々接触させることにより圧電アクチュエータ11への信
号及び変位センサ19からの信号を伝達している。ま
た、コネクタ34が固設される位置を主軸5内に穿設さ
れた配線路27に対応するように位置付け、配線路27
内を通ってくる配線24がコネクタ34に接触される。
配線24はコネクタ34からさらに中空円筒部材32内
を通って各円盤33に接続される。
【0008】前記せり出し軸22を進退作動して工具1
6のせり出しを行う進退駆動装置は図2に示す通りであ
る。すなわち、主軸ヘッド4が固設されている同一のテ
ーブル2上に固設した支持台35に前記せり出し軸22
と同心の円筒穴36を形成し、この円筒穴36内に中空
穴37aを有する連結部材37が摺動可能に嵌挿されて
おり、連結部材37の一端に前記せり出し軸し22の後
端が回転を許容し、軸方向の移動を拘束して連結してい
る。また、連結部材37の他端にはボールねじナット3
8が固着しており、このボールねじナット38をボール
ねじ39を介して支持台35に固設された進退駆動モー
タ40によって進退駆動することで、せり出し軸22を
進退駆動する。ここで、41は支持台35に摺動可能に
嵌挿されたパイロットバーで、このパイロットバー41
は連結部材37に形成されたアーム部37bと連結して
いる。
【0009】図1中、42は主軸5の回転量検出装置で
あり、また、図2中、3aはテーブル駆動モータ3に設
けられたテーブル2の移動量を検出するエンコーダであ
る。図6は中ぐり加工装置の制御系を示す概略のブロッ
ク図であり、NC装置(数値制御装置)50と、テーブ
ル2の制御系52と、主軸5の制御系53と、せり出し
軸22の制御系54と、圧電アクチュエータ11の制御
系55とからなり、NC装置50はメモリ51に記憶さ
れた加工穴形状データ(r、θ、l)、つまりクイル7
の軸方向送り位置lと、加工穴における回転角度θと、
回転角度θにおける加工穴半径rとにより各制御系に指
令を出す。ここで、加工穴形状データ(r、θ、l)
は、ワーク加工穴が組付状態で真円となるような非真円
加工のデータである。テーブル2の制御系52は、NC
装置50からの指令をパルス発生回路52a及び駆動回
路52bを介してテーブル駆動用モータ3に出し、エン
コーダ3aからの信号に基づき駆動回路52bでテーブ
ル2の送り量を補正する機構である。同様に、主軸5の
制御系53は、NC装置50からの指令をパルス発生回
路53a及び駆動回路53bを介して図示しない回転モ
ータに出し、回転量検出装置42からの信号に基づき、
駆動回路53bで、回転量を補正する機構である。せり
出し軸22の制御系54は、NC50からの指令をパル
ス発生回路54a及び駆動回路54bを介して進退駆動
モータ40に出し、せり出し軸22の図示しないワーク
に対するせり出し及び逃しを行う機構である。圧電アク
チュエータ11の制御系55は、NC装置50からの指
令により圧電アクチュエータ制御装置55aで、クイル
7の回転及び軸方向送りに連動させて圧電アクチュエー
タ11を変位させる変位量の信号を駆動回路55bを介
して圧電アクチュエータ11に出し、変位センサ19か
らの信号に基づき、圧電アクチュエータ制御装置55a
で圧電アクチュエータ11の変位量を補正する機構であ
る。
【0010】次に上述した構成における作動について説
明する。図示しない治具ベースに加工穴がクイル7と同
軸となるように図示しないワークが固定される。この状
態で、メモリ51に入力されたワークの加工穴形状デー
タ(r、θ、l)に基づき、NC装置50から各駆動部
に指令が出されると、まず、テーブル駆動用モータ3に
よって工具16がワーク加工位置に対応する位置までテ
ーブル2が駆動される。次に進退駆動モータ40によっ
てせり出し軸22が前進し、工具16を所定量せり出
す。そして、NC装置50からの指令(r、θ、l)に
基づき、テーブル駆動用モータ3、回転モータ6、圧電
アクチュエータ11が連動して作動され、工具16がク
イル7の半径方向に変位してワークの加工を開始する。
そして、テーブル2の送り位置l、クイル7の回転角度
θ、加工穴半径rの指令が順次NCから出され、ワーク
の穴加工が行われていき、工具16がワークの加工穴か
ら出ると、クイル7の送り及び回転、圧電アクチュエー
タ11の作動を停止させる。次に、進退駆動モータ40
によってせり出し軸22が後退し、工具16を原位置に
戻す。そして、テーブル駆動用モータ3によって、テー
ブル2を原位置まで後退させる。
【0011】以上のようにして、ワーク加工穴が組付状
態で真円となるような非真円加工が行える。また、応答
性の良い圧電アクチュエータを用いるので、所望する穴
形状に高精度に加工できる。
【0012】
【発明の効果】本発明の中ぐり加工装置は、回転及び軸
方向送り制御されるクイルに設けられた工具と工具ホル
ダの間に圧電アクチュエータを嵌挿し、圧電アクチュエ
ータの変位により工具がクイルの半径方向に変位するよ
うに構成し、前記圧電アクチュエータの変位量を制御装
置によってあらかじめ設定した加工穴形状データに基づ
いてクイルの回転及び軸方向送りに連動して作動させ、
工具をクイルの半径方向に変位してワークの加工を行う
ので、加工穴形状データを変更することにより、所望す
る穴形状に加工できる。また、応答性の良い圧電アクチ
ュエータを用いることにより、所望する穴形状に高精度
に加工が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例である中ぐり加工装置の前部の
縦断面図である。
【図2】本発明の実施例である中ぐり加工装置の後部の
縦断面図である。
【図3】圧電アクチュエータが設置された要部拡大断面
図である。
【図4】図1におけるA−A線で断面した拡大図であ
る。
【図5】圧電アクチュエータ信号伝達装置の拡大断面図
である。
【図6】中ぐり加工装置の制御系を示す概略のブロック
図である。
【符号の説明】
1 固定ベース 2 テーブル 3 テーブル駆動用モータ 4 主軸ヘッド 5 主軸 6 回転モータ 7 クイル 9 工具ホルダ 11 圧電アクチュエータ 12 保持部材 14 ダイヤフラム 16 工具 17 押圧駆動部材 19 変位センサ 22 せり出し軸 28 圧電アクチュエータ信号伝達装置 29、35 支持台 31 ブラシ 34 コネクタ 42 回転検出装置 50 NC装置(数値制御装置) 51 メモリ 55a 圧電アクチュエータ制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 修三 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 成沢 克也 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 茅花 賢一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワークに対して相対的に進退する主軸ヘ
    ッドを設け、この主軸ヘッドに主軸を回転可能に支承
    し、主軸の先端にクイルを固着し、前記主軸とクイル内
    に相対回転を規制されて軸方向に摺動自在にせり出し軸
    を挿通し、このせり出し軸をワークの加工穴径に応じて
    進退させる進退駆動装置を設け、前記クイルに工具を保
    持する工具ホルダをクイルの半径方向に移動自在に設
    け、前記工具をワークの加工穴径に応じてクイルの半径
    方向の外方あるいは内方へ移動させるべく前記せり出し
    軸にせり出し軸の軸線に対して前記工具のせり出し方向
    に傾斜し、前記工具ホルダと摺動可能に係合する係合部
    を形成し、前記せり出し軸の進退により前記工具のせり
    出しを行い、ワークの加工穴径に応じて中ぐり加工を行
    う中ぐり加工装置において、前記クイルの半径方向に前
    記工具を変位させる圧電アクチュエータを前記工具ホル
    ダ内に設け、あらかじめ設定した加工穴形状データに基
    づいて前記クイルの回転及び軸方向送りに連動して圧電
    アクチュエータの作動を制御する制御装置を設けたこと
    を特徴とする中ぐり加工装置
JP11034492A 1992-04-28 1992-04-28 中ぐり加工装置 Pending JPH0655318A (ja)

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JP11034492A JPH0655318A (ja) 1992-04-28 1992-04-28 中ぐり加工装置

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ID=14533381

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JP11034492A Pending JPH0655318A (ja) 1992-04-28 1992-04-28 中ぐり加工装置

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