JPH0740230A - ホーニング治具および自動ホーニングシステム - Google Patents
ホーニング治具および自動ホーニングシステムInfo
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- JPH0740230A JPH0740230A JP20832993A JP20832993A JPH0740230A JP H0740230 A JPH0740230 A JP H0740230A JP 20832993 A JP20832993 A JP 20832993A JP 20832993 A JP20832993 A JP 20832993A JP H0740230 A JPH0740230 A JP H0740230A
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Abstract
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。 【構成】 ホーニング治具15に保持されたワークW
は、ホーニング治具15のフローティング構造により三
次元方向へ揺動可能とされて、ホーニングツールに対す
るワークWの追従性を確保する。ワークWのホーニング
治具15への取付け取外し作業は、ワーク搬入出ロボッ
トにより自動で行い、まず、ワークWをワークホルダ2
7の支持杆40aに上側から回転可能に支持させた後、
このワークWを回転させて、ボールプランジャ46に弾
発係止させてセットする。
Description
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
うな構造では、以下に述べるような問題があった。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
め、本発明のホーニング治具は、工作物を保持して、自
動ホーニングシステムのワーク搬送部により搬送される
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、この揺動体上に一
体的に設けられたワークホルダとを備えてなることを特
徴とし、好適には、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、上記治具ベースに吊持状かつ揺動可能に
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揺動部材に
吊持状かつ揺動可能に設けられ、上記ワークホルダは、
上記第2揺動部材の中央部に起立状に設けられて、工作
物の内径穴を下側から挿通支持するワーク保持部と、こ
のワーク保持部に支持された工作物を係脱可能に弾発係
止するワーク固定部とを備える。
は、上記ホーニング治具を適用できるものであって、ル
ープ状に設けられ、工作物を搬送するワーク搬送装置を
備えたワーク搬送部と、このワーク搬送部により搬送さ
れるホーニング治具に対して、工作物を搬入・搬出する
ワーク搬入出装置と、上記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、ワーク搬入出装置、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し、好適には、上記ワーク搬入
出装置により搬出された加工後の工作物を選別するワー
ク選別装置を備える。
グシステムにおいては、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。
搬入装置が、ワークをワーク搬送部のホーニング治具に
自動セットする。これにより、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。
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。
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。
搬出装置が、加工後のワークをホーニング治具から取り
出してワーク選別装置へ供給し、ここでワークを選別排
出する。
説明する。
説明する。
のシステムは、ワーク搬送部1、パーツフィーダ2、ワ
ーク搬入ロボット(ワーク搬入装置)3、下穴検出装置
(計測装置)4、荒加工用ホーニング盤5,6、仕上加
工用ホーニング盤7,8、仕上加工用計測装置(計測装
置)9、ワーク搬出ロボット(ワーク搬出装置)10、
ワーク選別装置11および制御装置12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。
ワークWを保持するホーニング治具15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15
の搬送経路を構成する搬送路16、この搬送路16に沿
ってホーニング治具15を搬送するワーク搬送装置17
などを主要部として備えてなる。
に、ワーク搬入位置Aから始まって、下穴検出装置4、
荒加工用ホーニング盤5,6、仕上加工用ホーニング盤
7,8、仕上加工用計測装置9およびワーク搬出位置B
を経た後、再び上記ワーク搬入位置Aへ戻る矩形ループ
状に形成されている。
ニング治具15を案内する案内溝16aを備えてなる案
内レールの形態とされるとともに、下穴検出装置4の検
出位置、各ホーニング盤5〜8の加工位置および計測装
置9の計測位置における両側壁部16b,16bには、
後述するように、上記ホーニング治具15を位置決めす
るための位置決め装置18がそれぞれ設けられている。
く、ホーニング治具15を搬入位置Aからホーニング加
工部の入口P1 つまり下穴検出装置4の検出位置まで搬
送する搬入装置17a、矢符(2) のごとく、ホーニング
治具15をホーニング加工部の入口P1 から出口P2 ま
で搬送するトランスファ装置17b、矢符(3) のごと
く、出口P2 から搬出位置Bまで搬送する搬出装置17
c、および矢符(4) のごとく、搬出位置Bから上記搬入
位置Aまで搬送する帰還装置17dから構成され、これ
ら各装置17a〜17dはいずれも油圧シリンダからな
る。
では6つ)のホーニング治具15,15,…を、上記下
穴検出装置4、荒加工用ホーニング盤5,6、仕上加工
用ホーニング盤7,8、仕上加工用計測装置9およびホ
ーニング加工部の出口P2 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17a,17
c,17dは、各ホーニング治具15を一つずつ搬送す
るように駆動制御される。なお、ワーク搬送装置17の
各構成装置17a〜17d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。
は、ワークWをワーク搬入ロボット3の受取り位置Cま
で供給するもので、具体的には、加工されるべきワーク
W,W,…は姿勢を整えられながら順次連続して上記受
取り位置Cまで搬送され、ワーク搬入ロボット3を待機
する。
ボット10:これら両ロボット3,10はいずれもほぼ
同一構造とされ、図7に示すように、装置本体20aと
ワークチャック20bから構成されている。
に枢支された揺動アームの形態とされ、図示しない駆動
源により、第1の位置と第2の位置との間で水平方向へ
揺動可能とされている。つまり、ワーク搬入ロボット3
はワーク搬入側に配置されて、その揺動アーム20a
が、パーツフィーダ2の受取り位置(第1の位置)Cと
ワーク搬送部1のワーク搬入位置(第2の位置)Aとの
間で往復揺動可能とされる。一方、ワーク搬出ロボット
10は、ワーク搬出側に配置されて、その揺動アーム2
0aが、ワーク搬送部1のワーク搬出位置(第1の位
置)Bとワーク選別装置11の受取り位置(第2の位
置)Dとの間で往復揺動可能とされる。
20aの先端部に垂直下向きに設けられて、揺動アーム
20a内に配置された図示しない駆動源により、その垂
直軸線まわりに回転可能とされるとともに、垂直上下方
向へ昇降可能とされている。ワークチャック20bは、
具体的には内部の開閉部材の作用により開閉動作するコ
レットチャックの形態で、先端チャック部は、その縮閉
時においてワークWの被加工穴201内に挿入可能とさ
れるとともに、その拡開時において被加工穴201を内
側からチャッキングするように構成されている。
ークチャック20bは、第1の位置C,Bと第2の位置
A,Dで昇降動作および縮閉・拡開動作して、ワークW
を着脱するとともに、これら両位置間でワークWをチャ
ッキング支持したまま水平方向へ搬送し、またワーク搬
入、搬出位置A,Bのホーニング治具15内で、ワーク
Wを垂直軸まわりに回転動作させる。
15は、図2ないし図5に示すように、治具ベース2
5、揺動体26およびワークホルダ27を主要部として
構成されている。
略正方形状のもので、ワーク搬送部1の案内レール16
上に移動可能に載置される。治具ベース25の各辺中央
部には係止凹部(係止部)28a〜28dがそれぞれが
設けられており、対向する一対の係止凹部28a,28
bまたは28c,28dが、それぞれ前述したワーク搬
送部1の位置決め装置18と弾発的に係止する。
は図2に示すように、係止ボール18aと弾発スプリン
グ18bからなるボールプランジャの形態で、上記下穴
検出装置4の検出位置、各ホーニング盤5〜8の加工位
置、および計測装置9の計測位置において、ワーク搬送
部1の案内レール16の両側壁部16b,16b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18,18の係止ボール18a,18aが、上記
治具ベース25の係止凹部28a,28bまたは28
c,28dに弾発的に係止して、ホーニング治具15を
位置決めする。
向へ揺動可能に設けられており、第1揺動部材30と第
2揺動部材31とからなる。
25の支持柱32,32にX−クロスピン33,33を
介して吊持状にかつ揺動可能に設けられ、この第1揺動
部材30の外側に、第2揺動部材31が、X−クロスピ
ン33と直交するY−クロスピン34,34を介して吊
持状にかつ揺動可能に設けられている。これにより、第
2揺動部材31は、上記X−クロスピン33,33の動
き(X−X軸回りの回転)に、Y−クロスピン34,3
4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。
示すように、その基端部が支持柱32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35を介して、第1揺動部材30にそ
れぞれ軸支されている。一方、上記Y−クロスピン34
は、図5に示すように、その基端部が第2揺動部材31
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36を介して、第1
揺動部材30にそれぞれ軸支されている。
た三次元方向への揺動に加えて、上記X−クロスピン3
3およびY−クロスピン34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35,36
の使用により、第2揺動部材31さらにはここに取り付
けられるワークホルダ27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60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。
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。また、図2および図3において、37
は第1揺動部材30の揺動量を調整する調整ねじを示し
ている。
材31の揺動量を調整する調整ねじも設けられており、
さらに、これら第1および第2揺動部材30,31の水
平移動量を調整する調整ねじも設けられている。
保持するもので、上記揺動体26の第2揺動部材31に
一体的に取り付け固定されている。このワークホルダ2
7は、図4および図5に示すように、ワークWを下側か
ら支持するワーク保持部40と、ワークWを係止固定す
るワーク固定部41とを備える。
02を支持する支持杆40aと、取付けフランジ40b
とから構成されており、支持杆40aが第2揺動部材3
1の中央穴31aに下側から挿通されるとともに、取付
けフランジ40bが取付けボルト42をもって第2揺動
部材31に締付け固定されている。
た支持杆40aは、その内部が中空とされた筒状の軽量
構造とされて、ワークWの下部穴202を下側から回転
可能に挿通支持する。また、この支持杆40aの上端4
0cが、上記ワークWの下部穴202の段部を係止保持
する位置決め段部とされている。
0に支持されたワークWを係脱可能に弾発係止するもの
で、上記ワーク保持部40の外周位置に配置された一対
の固定部本体45,45と、これらに設けられたボール
プランジャ46,46とから構成されている。
示すように、ワーク保持部40を挟んでその両側に対向
配置されている。固定部本体45の下面45aは、平坦
面に形成されるとともに、上記ワーク保持部40の支持
杆40a上に位置決め支持されたワークWのフランジ2
03の上面203aに対して、これよりも若干高いほぼ
同一高さに設定されており、後述するように、支持杆4
0aの位置決め段部40cと共働して、ワークWの高さ
方向の位置決めを行う位置決め面として機能する。
45に下向きに設けられており、係止ボール46aと、
これを下方へ弾発付勢する弾発スプリング46bとから
構成されている。一対のボールプランジャ46,46の
位置は、ワークWのフランジ穴203b,203bにそ
れぞれ突入係止可能に配置されている。また、これに関
連して、固定部本体45の下面45aには、位置決めス
トッパ47(図6参照)がボールプランジャ46に隣接
して設けられており、これがワークWのフランジ203
の側縁を当接支持して、ワークWの回転方向の位置決め
を行うように構成されている。
の取付けは、前記ワーク搬入ロボット3により以下の順
序で自動的に行われる。
Wのフランジ203を位置させた状態で、ワークWの下
部穴202をワーク保持部40の支持杆40aに上側か
ら挿通支持させる。この状態で、ワークWの下部穴20
2の下端部が位置決め段部40cに係止保持されて、ワ
ークWの高さ方向の位置決めがなされる。
0aまわりに回転させて、図6に実線で示すように、ワ
ークWのフランジ203の側縁を位置決めストッパ4
7,47に当接係止させると、ワークWの回転方向の位
置決めがなされるとともに、これと同時に、ワークWの
フランジ穴203b,203bに、ボールプランジャ4
6,46の係止ボール46a,46aがそれぞれ弾発的
に係止して、この状態を保持する。
取り外しは、前記ワーク搬出ロボット10により、上記
と全く逆の順序で自動的に行われる。
〜8は、具体的には図8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)62、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。
ンドレルないしホーニングヘッド)60は、回転主軸6
1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1
00(図10参照)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。
ール60を備えるとともに、駆動軸71,駆動モータ7
2等を含む上記主軸回転駆動部62と、スライド本体7
3,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。
3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7
3を介して、回転主軸61つまりはホーニングツール6
0が昇降動作されることとなる。
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。
が取り付けられ、この伝動プーリ77a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。
0,70,…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10)、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。
機体75のヘッド部75aに設けられた回転伝達機構8
1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。
縮量を駆動制御するサーボモータ80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。
8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。。
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9に示すように、主制御部65a、主軸回転駆動部6
2を制御する主軸回転制御部65b、主軸往復駆動部6
3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。。
3,64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70,70,…の基準
位置(ストローク位置)A,B(図10参照)やストロ
ーク幅S(図10参照)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6
5b〜65dを制御する。。
駆動モータ72、油圧シリンダ74の油圧制御弁74
b、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。。
ング盤5〜8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17により搬送されるワークWにホーニング
加工を施す。この場合、第1および第2の荒加工用ホー
ニング盤5,6ならびに第1の仕上加工用ホーニング盤
7にあっては、定寸加工、つまりホーニング領域全体
(つまり図10におけるストローク幅S)にわたって所
定の切込量をもった均一なホーニングが行われる。一
方、第2の仕上加工用ホーニング盤8にあっては、自動
制御加工、つまり後述する仕上加工用計測装置9の計測
結果に基づいたホーニングが行われる。。
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1
0二点鎖線位置)まで下降された後、主軸回転駆動部6
2により、ホーニングツール60に回転運動が与えられ
る。。
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70,7
0,…に一定の切込み(拡張)が与えられて、上記被加
工穴201の加工域全体をホーニング仕上げする。。
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。。
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10
二点鎖線位置)まで下降される構成としてもよい。。
置9:これら両装置4,9はワークWの被加工穴201
の内径、つまり前者4にあっては加工前の内径(下穴内
径)を、後者9にあっては加工後の内径(仕上内径)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
11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201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。
穴201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。
工穴201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2
01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201の内
径寸法が計測される。
って計測される内径寸法は、図11に示すように、被加
工穴201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201の内径形状モードが比較演算
される。
演算結果から、さらにワークWの被加工穴201の下穴
内径がホーニング可能範囲内にあるか否かが判定され、
もし範囲内であれば各ホーニング盤5〜8の制御部65
へホーニング実行の命令信号が送られ、一方、範囲外で
あれば各ホーニング盤5〜8の各制御部65へホーニン
グ不要の命令信号が送られて、各ホーニング盤5〜8が
順次休止するとともに、ワーク選別装置11へ下穴NG
信号が送られる。
上記演算結果は、第2の仕上加工用ホーニング盤8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。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201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201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。
は、上記ワーク選別装置11へもワークWの加工結果
(良品であればOK信号、不良品であればNG信号)と
して送られる。
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201の真円度も計測される
構成としてもよい。
11は、ワーク搬出ロボット10により搬出されるワー
クWを選別するもので、下穴検出装置4からの検出信号
(下穴NG信号)および仕上加工用計測装置9からの計
測信号(良品であればOK信号、不良品であれば(+)
NG信号または(−)NG信号)を受け取って、所定の
選別動作を行う。
つの排出シュート11a,11b,11cと、ワークW
をこれらへ選択的に案内制御する案内機構(図示省略)
が設けられている。この案内機構は、ワークWをワーク
搬出ロボット10から受取り位置Dで受け取るととも
に、下穴NG信号または(+)NG信号を受け取った
時、ワークWを第1の排出シュート11aへ排出し、
(−)NG信号を受け取った時、ワークWを第2の排出
シュート11bへ排出し、また、OK信号を受け取った
時、ワークWを第3の排出シュート11cへ排出する。
9からのOK信号をさらに細分化するとともに、上記第
3の排出シュート11cをこのOK信号の種類に対応し
て複数に分割し、ワークWが良品である場合には、さら
にその寸法精度に等級(ランク)を付けて、この等級毎
にワークWを選別排出するように構成してもよい。
ク搬送部1およびこの搬送経路途中に配された上記各装
置2〜11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。。
がワーク搬送部1のワーク搬入位置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搬
入位置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1〜11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1〜11をシーケンス制御する。。
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。。
は、パーツフィーダ2により、その姿勢を整えられなが
ら順次連続して受取り位置Cまで搬送された後、ワーク
搬入ロボット3により一個ずつチャッキングされて、前
述した要領で、ワーク搬送部1のワーク搬入位置Aに待
機するホーニング治具15のワークホルダ27に取り付
けられる。これにより、ワークWは、ホーニング治具1
5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。。
ク搬入位置Aのホーニング治具15に対するワークWの
取付け工程が完了すると、搬入装置17aが作動して、
このホーニング治具15(以下ワークW)を、ホーニン
グ加工部の入口P1 つまり下穴検出装置4の検出位置ま
で搬送して、位置決め装置18による位置決めがなされ
た後、上記下穴検出装置4がワークWの被加工穴201
の下穴内径を前述した要領で検出し、この検出結果を各
ホーニング盤5〜8の制御部65へ送る。。
ホーニング可能範囲内にあれば、各ホーニング盤5〜8
によるホーニングが以下の要領で実行される。。
は、トランスファ装置17bにより、第1の荒加工用ホ
ーニング盤5→第2の荒加工用ホーニング盤6→第1の
仕上げ加工用ホーニング盤7→第2の仕上げ加工用ホー
ニング盤8→仕上加工用計測装置9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18により位置
決めされて、所定の工程が順次実行される。。
ニング盤5,6による荒ホーニング加工が順次行われ、
続いて、仕上げ加工用ホーニング盤7,8による精密な
仕上ホーニング加工が行われた後、仕上げ加工用計測装
置9がワークWの被加工穴201の最終仕上状態を計測
し、その計測結果を、第2の仕上げ加工用ホーニング盤
8へフィードバックするとともに、ワーク選別装置11
へ送る。。
行されず、同時にワーク選別装置11へも下穴NG信号
が送られる。。
工を経てまたはホーニング加工を経ないで出口P2 まで
搬送されたワークWは、搬出装置17cによりワーク搬
出位置Bまで搬送された後、ワーク搬出ロボット10に
よりチャッキングされて、前述した要領で、ホーニング
治具15のワークホルダ27から取り外され、ワーク選
別装置11の受取り位置Dへ搬出される。。
治具15は、帰還装置17dによりワーク搬入位置Aま
で搬送されて、ワーク搬入ロボット3により次のワーク
Wが取付けられるのを待機する。。
装置11は、上記受取り位置Dへ搬出されてくるワーク
Wについての加工情報、つまり下穴検出装置4からの検
出信号(下穴NG信号)または仕上加工用計測装置9か
らの計測信号(良品であればOK信号、不良品であれば
(+)NG信号または(−)NG信号)を予め受け取っ
ており、この情報に従って、このワークWを前述した要
領で3つの排出シュート11a,11b,11cのいず
れかへ選別排出する。。
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。。
ニングに際しては、ワークWがホーニング治具15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5〜8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201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26特に第2揺動部材3
1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。。
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。。
ワーク搬入位置Aでホーニング治具15に取付けられる
とともに、ワーク搬出位置Bでこのホーニング治具15
から取り外されて、ホーニング治具15のみが再びワー
ク搬入位置Aへ戻される構成とされているが、ホーニン
グ治具15と共にワークWも再びワーク搬入位置Aへ戻
して、ワーク搬入ロボット3にワークWの搬出動作も行
わせるように構成して、より簡素なシステム構成とする
ことも可能である。。
がホーニング盤と独立したステーションに配置されてい
るが、例えば仕上加工用計測装置9については、仕上加
工用ホーニング盤8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。。
体的構造も、図示例に限定されることなく変更可能であ
る。。
アーマイクロメータの計測ヘッド90に替えて、図12
に示すような栓ゲージ190を用いてもよい。この栓ゲ
ージ190は、小径側の通り部190aと大径側の止め
部190bが同軸上に連続して設けられてなり、これが
ワークWの被加工穴201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。。
穴201に入らなければ穴径小と判断されて、ホーニン
グ加工が行われず、通り部190aが被加工穴201に
入れば穴径適正と判断されて、ホーニング加工が行わ
れ、また、上記止め部90bが被加工穴201に入れば
穴径大と判断されて、ホーニング加工が行われない。。
出ロボット10の構造についても、ワークチャック20
bを有する二本の揺動アームからなるダブルアーム構造
とされて、搬入・搬出の両機能を備えるもの、ワークチ
ャック20bが2方向へ直線移動するX−Y型のもの、
あるいはスカラ型のものなど、図示例と同様な動作・機
能を有する種々の構造が採用可能である。。
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、
この揺動体に一体的に設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。。
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。。
取付け・取外しを自動的に行うことができる構造とし
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。。
よれば、制御装置により、ワーク搬送装置、ワーク搬入
出装置、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、さら
にその後の選別作業の自動化も可能とされて、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。
システムの概略構成を示す平面図である。
治具を示す平面図である。
す縦断面図である。
す縦断面図である。
よび図4のVI−VI線に沿って示す平面断面図である。
搬出ロボットの要部を示すとともに、同ホーニング治具
のワーク取付け・取外し要領を説明するための縦断面図
である。
部断面で示す概略構成図である。
図である。
説明するための縦断面図である。
を示す縦断面図である。
例の要部を示す縦断面図である。
(a) は一部を断面で示す平面図、図13(b) は縦断面図
である。
置) 4 下穴検出装置(計測装置) 5,6 荒加工用ホーニング盤 7,8 仕上げ加工用ホーニング盤 9 仕上加工用計測装置(計測装置) 10 ワーク搬出ロボット(ワーク搬出装
置) 11 ワーク選別装置 12 制御装置 15 ホーニング治具 16 搬送路 17 ワーク搬送装置 18 位置決め装置 25 治具ベース 26 揺動体 27 ワークホルダ 30 第1揺動部材 31 第2揺動部材 32 支持柱 33 X−クロスピン 34 Y−クロスピン 40 ワーク保持部 40a 支持杆 40c 位置決め段部 41 ワーク固定部 45 固定部本体 46 ボールプランジャ 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) 201 ワークの被加工穴 201 ワークの下部穴 203 ワークのフランジ 203b ワークのフランジ穴
Claims (16)
- 【請求項1】 工作物を保持して、自動ホーニングシス
テムのワーク搬送部により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、 この揺動体上に一体的に設けられたワークホルダとを備
えてなることを特徴とするホーニング治具。 - 【請求項2】 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
具ベースに吊持状かつ揺動可能に設けられ、 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揺動部材に吊持状かつ
揺動可能に設けられ、 上記ワークホルダは、上記第2揺動部材の中央部に起立
状に設けられて、工作物の内径穴を下側から挿通支持す
るワーク保持部と、このワーク保持部に支持された工作
物を係脱可能に弾発係止するワーク固定部とを備える請
求項1に記載のホーニング治具。 - 【請求項3】 上記ワーク保持部は、工作物の内径穴を
回転可能に支持する支持杆と、この支持杆に設けられ
て、工作物の高さ方向の位置決めを行う位置決め段部と
を備え、 上記ワーク固定部は、上記ワーク保持部の外周位置に配
置されるとともに、上記ワーク保持部の支持杆上に位置
決め支持した工作物の穴部に上側から弾発係止するよう
に構成されている請求項2に記載のホーニング治具。 - 【請求項4】 上記ワーク固定部は、上記ワーク保持部
の外周位置に配置された下向きボールプランジャの形態
とされて、上記ワーク保持部の支持杆上に位置決め支持
した工作物を支持杆まわりに回転させることにより、こ
の工作物の穴部に上側から弾発係止するように構成され
ている請求項3に記載のホーニング治具。 - 【請求項5】 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6】 ループ状に設けられ、工作物を搬送する
ワーク搬送装置を備えたワーク搬送部と、 このワーク搬送部により搬送されるホーニング治具に対
して、工作物を搬入・搬出するワーク搬入出装置と、 上記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、ワーク搬入出装置、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7】 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6に記載の自動ホーニングシ
ステム。 - 【請求項8】 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6に記載の自動ホーニングシ
ステム。 - 【請求項9】 上記ワーク搬送部は、工作物を収納保持
する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6に記載の自動ホーニングシステム。 - 【請求項10】 上記ホーニング治具として、請求項1
ないし5のいずれか一つに記載のホーニング治具が使用
される請求項6に記載の自動ホーニングシステム。 - 【請求項11】 上記ワーク搬入出装置は、上記ワーク
搬送部の搬入または搬出位置とワーク供給部または搬出
部との間で移動可能とされた装置本体と、この装置本体
に設けられて、工作物の穴部をチャッキング支持するワ
ークチャックとを備える請求項6に記載の自動ホーニン
グシステム。 - 【請求項12】 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6に記載の自動ホーニングシステム。 - 【請求項13】 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6に記載の
自動ホーニングシステム。 - 【請求項14】 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るとともに上記軸線ま
わりに回転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6に記載の自動ホー
ニングシステム。 - 【請求項15】 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栓ゲ
ージが取り付けられてなり、この栓ゲージは、小径通り
部と大径止め部が先端側から同軸上に連続して設けられ
ている請求項6に記載の自動ホーニングシステム。 - 【請求項16】 上記ワーク搬入出装置により搬出され
た加工後の工作物を選別するワーク選別装置を備える請
求項6に記載の自動ホーニングシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5208329A JP2609989B2 (ja) | 1993-07-29 | 1993-07-29 | ホーニング治具および自動ホーニングシステム |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0740230A true JPH0740230A (ja) | 1995-02-10 |
JP2609989B2 JP2609989B2 (ja) | 1997-05-14 |
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CN107175578A (zh) * | 2016-03-10 | 2017-09-19 | 宁夏银川大河数控机床有限公司 | 一种曲轴孔珩磨铰孔组合装置 |
CN115446729A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-12-09 | 重庆红江机械有限责任公司 | 一种立式珩磨机配重珩磨夹具及其安装方法 |
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1993
- 1993-07-29 JP JP5208329A patent/JP2609989B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN115446729A (zh) * | 2022-08-31 | 2022-12-09 | 重庆红江机械有限责任公司 | 一种立式珩磨机配重珩磨夹具及其安装方法 |
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