KR20030007946A

KR20030007946A - 자동기계가공시스템의 가공셀 및 자동호닝시스템

Info

Publication number: KR20030007946A
Application number: KR1020027016848A
Authority: KR
Inventors: 오오에히로유키; 후지무라토루; 츠지가즈히코; 도미타야스오
Original assignee: 가부시키가이샤 닛신세이사쿠쇼
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2003-01-23
Also published as: US20030121138A1; CN1275737C; HUP0302418A2; US6920678B2; WO2002083361A1; KR100640102B1; JP2002307264A; HU229586B1; CN1461250A

Abstract

소형경량이고 또한 구조가 간단하며, 공정수의 결정이나 변경이 용이하며, 설계가 용이하며, 장치비용의 저감화가 가능한 구성을 가진 자동기계가공시스템의 가공셀이다. 가공셀(A)은, 워크반송로(1)의 일부를 구성하는 반송장치(10)와, 단일의 공작기계로서의 정밀보링머신(5a) 또는 호닝머신(5b, 5c)과, 이들을 상호 연동하여 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 유닛구조를 가지는 동시에, 자동호닝시스템 등의 자동기계가공시스템의 기계가공부에 증감 가능하게 장치되는 구성으로 되어있다.

Description

자동기계가공시스템의 가공셀 및 자동호닝시스템{MACHINING CELL IN AUTOMATIC MACHINING SYSTEM, AND AUTOMATIC HONING SYSTEM}

예컨대, 공작물(이하, 워크로 칭함)의 내경면을 정밀하게 완성하는 가공법의 하나로서 호닝가공이 있다. 호닝가공에 있어서는, 호닝공구와 워크를 상대적으로 부동(浮動)의 상태에 두고, 호닝공구에 회전과 왕복운동을 줌과 아울러, 호닝공구의 숫돌을 쐐기(wedge) 또는 콘(cone)에 의해 확장시키면서, 워크 내경면에 정밀하게 완성을 행한다.

그런데, 최근에는, 자동차부품의 내경면 등, 다량생산품으로서의 워크의 내경면을 효율적으로 호닝가공하는 장치로서, 정렬배치된 복수의 호닝머신에 의해, 소정간격으로 반송되는 공작물에 대하여 순차 연속하여 호닝가공을 실시하는 자동호닝시스템이 개발되고 있다.

이런 종류의 자동호닝시스템은, 예컨대 도 30에 나타내는 바와 같이, 워크반송로(a)가 루프형상으로 설치됨과 아울러, 이 워크반송로(a)에 워크반입부(b), 워크가공부(c) 및 워크반출부(d)가 배열되게 된다.

그리고, 워크반입부(b)에 있어서, 부품공급장치(parts feeder) 등의 워크공급장치(e)에 의해 정렬되어 공급되는 워크(W)는, 로봇장치(f)에 의해, 워크반송로(a)의 착탈위치(P)에 대기하는 호닝지그(g)에 장착된다. 이 워크(W)가 장착유지된 호닝지그(g)는, 반입장치(h)에 의해 구멍계측장치(i)의 위치까지 보내져서, 구멍검출장치(i)에 의해 워크(W)의 피가공구멍의 구멍내경이 검출된다.

계속해서, 이 워크(W)가 유지된 호닝지그(g)는, 워크가공부(c)에 있어서, 전송장치(j)에 의해, 거침가공용 호닝머신(k) →제1계측장치(1), 중간가공용 호닝머신(m) →제2계측장치(n) →완성가공용 호닝머신(o) →제3계측장치(p)로 주기적으로 보내짐과 아울러, 각 장치의 위치까지 위치결정되어, 소정 호닝가공공정이 순차 자동으로 실행된다.

이와 같이 해서 워크가공부(c)에서 호닝가공을 완료한 워크(W)는, 브러시장치(q)에 의해 청소된 후, 워크반출부(d)의 반출장치(r), 귀환장치(s) 및 압입장치(t)에 의해 착탈위치(P)까지 보내져서, 재차 워크반입부(b)의 로봇장치(f)에 의해, 제3계측장치(p)의 계측결과에 따라서 선별되고, 양품은 양품반출슈트(u)로, 또한 불량품은 NC슈트(v)로 반출된다.

이 자동호닝시스템은, 가공해야 할 특정 워크(W)의 형상치수 및 가공조건 등에 대응하여 특화된 전용기로서 설계되고, 모든 구성부(a, b, c, d)는, 큰 장치프레임(도시생략)상에 고정적으로 일체로 설치됨과 아울러, 시스템 전체를 일괄적으로 제어하는 제어장치(x)에 의해 구동된다.

그러나, 이러한 특정 워크(W)의 전용기로서는 설계된 시스템구성에서는, 이하에 열거하는 바와 같은 여러가지 문제가 있었다.

(1) 호닝가공의 공정수는, 워크(W)의 구멍형상정밀도, 가공오차 및 요구형상정밀도에 의해 결정되지만, 시작단계에서의 구멍형상정밀도, 가공오차는 안정하지 않다.

이 때문에, 모든 구성부(a, b, c, d)가 큰 장치프레임상에 고정적으로 일체로 설치되고, 게다가, 시스템 전체가 하나의 제어장치(x)에 의해 일괄적으로 제어되는 구성에서는, 최종단계까지 공정수의 결정이 불가능하다.

(2) 동일한 이유에 의해, 워크(W)의 구멍정밀도에 변경이 있는 경우에도, 또한 워크(W)에 요구되는 가공정밀도에 변경이 있어도, 공정수를 변경할 수 없다.

(3) 또한, 마찬가지의 이유에서, 워크(W)의 생산수량이 예측곤란한 경우에는, 투자결정에 곤란이 따른다.

(4) 특정 워크(W)의 전용기로서 설계되어있기 때문에, 그 특정 워크(W)의 생산이 없어지면, 형상치수 및 가공조건 등이 다른 새로운 워크의 가공용으로서 사용하는데는, 시스템 전체의 기계구성을 개조할 필요가 있고, 또한 이러한 개조가 불가능하면, 시스템 자체가 폐기처분되어 버리며, 장치비용이 높게든다.

(5) 각 구성부(a, b, c, d)의 장치구조가 전체로서 하나의 장치를 이루는 구성이기 때문에, 각 구성장치의 구동원으로 되는 유압유닛이나, 가공시에 공급사용되는 연삭유탱크 등, 각 구성장치에 공유되는 장치는 대형으로 따로 설치되고, 시스템 전체가 복잡하고 대형화하여 장치비용이 크게 오름을 초래하여 왔다.

이들 문제의 대부분은, 상술한 자동호닝시스템에 한정되지 않고, 다량생산품으로서의 각종 기계부품 등의 워크를, 정렬배치된 복수의 공작기계에 의해, 순차연속하여 기계가공하는 자동기계가공시스템에 공통하는 것이었다.

본 발명은, 이러한 종래의 문제점을 감안하여 된 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 소형경량이고 또한 구조가 간단하며, 공정수의 결정이나 변경이 용이하며, 설계가 용이하고, 게다가 장치비용의 저감화가 가능한 구성을 구비한 자동기계가공시스템의 가공셀을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 복수의 상기 가공셀을 구비한 자동호닝시스템의 구조를 제공하는데 있다.

이 발명은, 자동기계가공시스템의 가공셀 및 자동호닝시스템에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, 예컨대 천공가공이 실시된 공작물을 워크반송로를 따라 소정간격으로서 순차 반송함과 아울러, 이 공작물에 대해서, 워크반송로의 도중 개소에 배치한 보링머신(boring machine)과 호닝머신(honing machine)에 의해 순차 연속하여 천공가공을 실시하는 자동호닝가공 등의 자동기계가공기술에 관한 것이다.

도 1은, 본 발명에 따른 일실시형태인 자동호닝시스템의 개략구성을 나타내는 평면도,

도 2는, 동 호닝시스템의 호닝가공부를 구성하는 정밀보링머신을 구비한 가공셀을 나타내는 정면도,

도 3은, 마찬가지로 동 가공셀을 나타내는 측면도,

도 4는, 동 가공셀의 하부를 확대하여 나타내는 측면도,

도 5는, 동 가공셀의 반송장치의 반송부를 나타내는 평면도,

도 6은, 동 가공셀의 반송장치의 반송부의 잠금장치를 분리한 상태를 나타내는 평면도,

도 7은, 동 반송부를 일부단면으로 나타내는 측면도,

도 8은, 동 가공셀의 반송장치의 귀환부를 나타내는 평면도,

도 9는, 동 귀환부를 일부 절개하여 나타내는 측면도,

도 10은, 동 귀환부를 나타내는 정면도,

도 11은, 동 자동호닝시스템의 정밀보링머신을 일부단면으로 나타내는 개략구성도,

도 12는, 동 자동호닝시스템의 계측장치의 주요부를 나타내는 종단면도,

도 13은, 동 호닝시스템의 호닝가공부를 구성하는 호닝머신을 구비하는 가공셀을 일부 가상선으로 나타내는 정면도,

도 14는, 마찬가지로 동 가공셀을 나타내는 측면도,

도 15는, 동 가공셀의 하부를 확대하여 나타내는 측면도,

도 16은, 동 가공셀의 반송장치의 반송부를 나타내는 평면도,

도 17은, 동 반송부를 일부 단면으로 나타내는 측면도,

도 18은, 동 반송부를 일부 절개하여 나타내는 평면도,

도 19는, 동 반송부를 나타내는 정면도,

도 20은, 동 자동호닝시스템의 호닝머신을 일부 단면으로 나타내는 개략구성도,

도 21은, 동 가공셀의 반송장치의 반송부에 대해서의 워크흐름방향의 조합교체요령을 설명하기 위한 평면도이고, 도 21의 (a)는 오른쪽으로 순환하는 경우, 도 21의 (b)는 왼쪽으로 순환하는 경우를 각각 나타내는 도면,

도 22는, 동 가공셀의 반송장치의 귀환부에 대해서의 워크흐름방향의 조합교체요령을 설명하기 위한 평면도이고, 도 22의 (a)는 오른쪽으로 순환하는 경우, 도 22의 (b)는 왼쪽으로 순환하는 경우를 각각 나타내는 도면,

도 23은, 동 귀환부의 워크흐름방향의 조합교체에 있어서의 구체적인 조합교체요령을 설명하기 위한 도면이고, 도 23의 (a)는 워크귀환장치의 구동부의 조합교체요령을 나타내는 평면도, 도 23의 (b)는 귀환부 전체의 조합교체요령을 일부 단면으로 나타내는 정면도를 각각 나타내는 도면,

도 24는, 동 가공셀의 호닝머신과 계측장치에 대해서의 워크흐름방향의 조합교체요령을 설명하기 위한 평면도이고, 도 24의 (a)는 오른쪽으로 순환하는 경우, 도 24의 (b)는 왼쪽으로 순환하는 경우를 각각 나타내는 도면,

도 25는, 동 자동호닝시스템에 사용하는 호닝지그를 나타내는 평면도,

도 26은, 동 호닝지그를 도 25의 X-X선을 따라서 나타내는 종단면도,

동 27은, 동 호닝지그를 도 25의 Y-Y선을 따라서 나타내는 종단면도,

도 28은, 동 호닝지그와 잠금장치의 관계를 나타내는 도면이고, 도 28의 (a)는 일부 절개하여 나타내는 평면도, 도 28의 (b)는 도 28의 (a)의 B-B선을 따른 단면도,

도 29는, 동 호닝지그와 위치결정장치의 관계를 나타내는 도면이고, 동 29의 (a)는 일부 절개하여 나타내는 평면도, 도 29의 (b)는 도 29의 (a)의 B-B선을 따른 단면도,

도 30은, 종래의 자동호닝시스템의 개략구성을 나타내는 평면도이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 가공셀은, 워크반송로를 따라서 워크를 소정간격마다 연속하여 반송함과 아울러, 이들 워크에 대하여, 순차연속하여 기계가공을 실시하는 자동기계가공시스템의 기계가공부를 구성하는 것으로서, 적어도 상기 워크반송로의 일부를 구성하는 반송장치, 단일의 공작기계 및 이들을 상호 연결하여 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 유닛구조를 구비함과 아울러, 상기 자동기계가공시스템의 기계가공부에 증감 가능하게 장치되는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시형태로서, 상기 반송장치는, 적어도 워크를 수납유지하는 가공지그를 탑재안내하는 반송레일과, 이 반송레일상에 탑재된 가공지그를 소정위치로 주기적으로 보내는 워크이동수단과, 이 워크이동수단에 의해 주기적으로 보내지는 가공지그를 상기 소정위치에 위치결정하는 위치결정수단을 구비하여 이루어진다. 또한, 상기 반송장치는, 가공공정을 완료한 워크를 수납유지하는 가공지그를 탑재안내하는 귀환레일과, 이 귀환레일상에 탑재된 가공지그를 귀환이동하는 워크귀환수단을 구비하여 이루어진다.

또한, 적어도 상기 반송장치의 반송레일 또는 귀환레일이 상기 워크반송로의 직선형상 부분의 일부를 구성하도록 정렬하여 위치결정 배치됨으로써, 상기 자동기계가공시스템의 기계가공부가 증감 가능하게 또는 배열전환 가능하게 조합시켜 형성되는 구조를 가진다. 또한, 상기 반송장치는, 워크흐름방향을 정역변경할 수 있는 구조를 가지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 자동호닝시스템은, 워크를 반송하는 워크반송로의 도중에 배치된 복수의 호닝머신에 의해, 상기 워크반송로를 따라서 소정간격으로 반송되는 워크에 대하여 순차연속하여 호닝가공을 실시하는 자동호닝시스템으로서, 워크에 대하여 호닝가공을 실시하는 호닝가공부는, 워크의 구멍에 보링가공을 실시하는 보링가공셀과, 워크에 대하여 호닝가공을 실시하는 호닝가공셀이, 증감 가능하게 접속배치되어 구성됨과 아울러, 이들 복수의 가공셀이 상호 연동하여 구동제어되는 구성으로 되고, 상기 보링가공셀은, 적어도 상기 워크반송로의 일부를 구성하는 반송장치, 단일의 보링머신 및 이들을 상호 연동하여 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 유닛구조를 가지며, 상기 호닝가공셀은, 적어도 상기 워크반송로의 일부를 구성하는 반송장치, 단일의 호닝머신 및 이들을 상호 연동하여 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 유닛구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시형태로서, 워크반입부를 구성하는 반입셀, 복수의 상기 가공셀, 및 워크반출부를 구성하는 반출셀이 직렬형상으로 정렬배치되어 이루어짐과 아울러, 상기 워크반송로가 루프형상으로 설치되어 있던지, 또는 워크반입부를 구성하는 반입셀, 복수의 상기 가공셀, 및 워크반출부를 구성하는 반출셀이 직렬형상으로 정렬배치되어 이루어짐과 아울러, 상기 워크반송로가 직선형상으로 설치되어 있다.

또한, 워크를 유지하여, 상기 워크반송로에 의해 반송되는 호닝지그를 구비하며, 이 호닝지그는, 상기 워크반송로상에 이동 가능하게 탑재되는 지그베이스와, 이 지그베이스에, 삼차원방향으로 요동 가능하게 설치된 요동체와, 이 요동체에 부착된 워크홀더를 구비하여 이루어진다. 이것에 대응하여, 상기 보링가공셀의 반송장치는, 상기 반송레일의 보링가공위치에 위치결정된 상기 호닝지그의 워크홀더를 고정지지하는 잠금수단(locking means)을 구비하고 있다.

게다가, 적어도 상기 가공셀에 있어서의 상기 반송장치의 반송레일 또는 귀환레일이 상기 워크반송로의 직선형상 부분의 일부를 구성하도록 정렬하여 위치결정배치됨으로써, 상기 자동호닝시스템의 호닝가공부가 조합형성되는 구조를 갖는다. 또한, 상기 반송장치는, 워크흐름방향을 정역(正逆)변경할 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 가공셀을 갖는 자동기계가공시스템, 일예로서, 상기 자동호닝시스템에 있어서는, 제어장치에 의해, 예컨대 이하의 순서로 소정 호닝가공이 자동적으로 연속하여 행해진다.

예컨대, 루프형상으로 설치된 워크반송로의 워크반입위치에서, 반입셀로 이루어지는 워크반입부에 의해, 워크가 워크반송로상의 호닝지그에 자동셋트된다. 이로써, 워크는 호닝지그의 플로팅(floating)구조에 의해 삼차원방향으로 요동 가능하게 유지된다.

구멍을 미리 형성된 워크가 셋트된 호닝지그는, 워크반송로로 반송되어, 복수의 가공셀로 이루어지는 호닝가공부의 가공위치까지 자동반송된 후 위치결정되고, 각 가공셀의 보링머신 및 호닝머신에 의한 소정 천공가공(보링머신에 의한 보링가공과 호닝머신에 의한 호닝가공)이 실시됨과 아울러, 계측장치에 의한 워크가공지름의 계측이 행해진다. 이 계측결과는, 워크의 양부(良否)판정에 이용됨과 아울러, 상기 가공셀의 보링머신 또는 호닝머신의 제어부로 피드백(feed back)되어, 다음 천공가공을 제어한다.

가공후의 워크를 유지한 호닝지그는, 반출셀로 이루어지는 워크반출부에 의해, 호닝가공부로부터 반출됨과 아울러, 상기 워크반입위치로 귀환반송된다.

이후, 재차 상기 워크반입부에 의해, 호닝지그로부터 워크가 꺼내짐과 아울러, 선별되어 배출된다.

특히, 본 발명의 자동호닝시스템에 있어서는, 워크는, 호닝가공셀의 호닝머신에 의한 호닝가공에 앞서, 보링가공셀의 보링머신에 의한 보링가공이 실시되기 때문에, 종래의 자동호닝시스템 보다 적은 공정수이고 또한 정밀한 천공가공이 달성될 수 있다.

즉, 호닝가공은, 구멍형상에 따른(예컨대, 구멍이 구부러져 있으면 구부러진 채로)가공을 한다. 소위 모방가공이기 때문에, 종래의 자동호닝시스템에 있어서의 최종 완성가공정밀도는 구멍의 가공정밀도의 영향을 받게 된다.

이것에 비하여, 본 발명의 자동호닝시스템에 있어서는, 호닝가공의 전가공으로서, 구멍을 강제적으로 절삭가공하는 보링가공이 행해짐으로써, 워크의 구멍에 대하여, i) 열처리변형 등에 의한 가공오차증대의 수정, ii) 가공정밀도(진원도, 원통도 등)에 구애되지 않고 관계없이 강제적인 수정, 및 iii) 종래의 호닝가공에서는 강제할 수 없었던 단면 직각도, 동심도 등의 수정이 행지지게 된다. 이 결과, 본 발명의 자동호닝시스템에 있어서의 최종 완성가공정밀도는 구멍의 가공정밀도의 영향을 완전히 받지 않고, 보다 정밀한 천공가공이 달성될 수 있게 된다.

또한, 상기 자동호닝시스템은, 가공셀이 증감 가능하게 접속배치되어, 상기 호닝가공부가 구성되어 있고, 소형경량이고 또한 구조가 간단하며, 공정수의 결정이나 변경이 용이하며, 설계가 용이하고, 게다가, 장치비용의 저감화가 가능하다.

즉, 호닝가공의 공정수는, 워크의 구멍형상정밀도, 가공오차 및 요구형상정밀도에 의해 결정되는 것이고, 따라서 시작단계에서의 구멍형상정밀도, 가공오차는 안정하지 않을 때, 본 발명의 가공셀은, 자동호닝시스템의 호닝가공부에 증감 가능하게 장치되는 구성으로 되어 있음으로써, 공정수를 조기 결정할 수 없더라도, 후일 유효하게 대응하는 것이 가능하다.

동일한 이유에 의해, 워크의 구멍정밀도에 변경이 있었던 경우라도, 또한 워크에 요구되는 가공정밀도에 변경이 있더라도, 증감 가능한 가공셀을 적절하게 조합시킴으로써, 신속하고 또한 용이하게 공정수를 변경할 수 있다.

또한, 동일한 이유에서, 워크의 생산수량의 예측이 곤란한 경우라도, 증감 가능한 가공셀을 포함한 다기종 교체, 가공분산을 고려함으로써, 투자결정이 용이하다.

게다가, 가공셀이, 워크반송로의 일부를 구성하는 반송장치, 단일의 호닝머신 및 이들을 상호 연동하여 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 유닛구조로 됨과 아울러, 증감 가능한 구성으로 되어 있음으로써, 당초 가공대상으로 된 특정 워크의 생산이 없어진 경우에, 형상치수 및 가공조건 등이 다른 새로운 워크의 가공용으로서 사용할 때, 그 워크의 형상치수 및 가공조건 등에 대응하여, 시스템의 일부를 개조 내지는 변경하거나, 가공셀을 적절하게 증감함으로써 유효하게 대응할 수 있다.

또한, 가공셀 자체가 유닛구조로 됨으로써, 그 구성장치의 구동원으로 되는 유압유닛이나, 가공시에 공급사용되는 연삭유탱크 등은 모두 각 가공셀마다 독립하여 소형으로 되고, 각 가공셀의 본체 프레임에 장치 가능하고, 시스템 전체가 간단하고 또한 소형화한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.

본 발명에 따른 자동호닝시스템을 도 1에 나타내고, 이 시스템은, 워크반송로(1)에 따라서 워크(W, W,...)를 소정간격마다 연속하여 반송함과 아울러, 이들 워크(W, W,...)에 대하여, 순차연속하여 호닝가공을 실시하는 것이다.

상기 자동호닝시스템은, 구체적으로는, 유닛구조로 된 복수 대(도시한 경우는 3대)의 가공셀(A₁, A₂, A₃)의 양측에, 반입셀(B)과 반출셀(C)이 직렬형상으로 정렬배치되게 되고, 이들 가공셀(A₁, A₂, A₃, B, C)에 의해, 루프형상으로 설치된 상기 워크반송로(1), 워크공급장치(2), 워크반입출구로봇(3), 구멍검출장치(4), 보링가공용의 보링머신(도시한 경우는 정밀보링가공용의 정밀보링머신)(5a), 정밀보링가공용의 제1계측장치(6a), 중간가공용의 제1호닝머신(5b), 중간가공용의 제2계측장치(6b), 완성가공용의 제2호닝머신(5c) 및 완성가공용의 제3계측장치(6c)의 주요부를 포함하여 구성되어 있다.

가공셀(A₁, A₂, A₃)은, 본 호닝시스템의 호닝가공부를 구성하는 것으로서, 모두 상기 호닝가공부에 증감 가능하게 장치되는 동일의 기본기계구조를 구비하여 이루어지며, 정밀보링머신(5a)을 구비하는 가공셀(A₁)의 구체적 구성이 도 2∼도 12에 나타내는 동시에, 호닝머신(5b 또는 5c)을 구비하는 가공셀(A₂, A₃)의 구체적 구성이 도 13∼도 20에 나타나 있다. 이하, 가공셀(A₁)과 가공셀(A₂, A₃)의 구체적 구성에 대하여 순차적으로 설명한다.

정밀보링머신(5a)을 구비하는 가공셀(A₁)은, 도 2∼도 12에 나타내는 바와 같이, 워크반송로(1)의 일부를 구성하는 반송장치(10), 단일의 정밀보링머신(공작기계)(5(5a)), 계측장치(6(6a)) 및 이들을 상호 연동하여 제어하는 제어부(7(7a))를 포함하여 이루어지는 유닛구조로 되어있다.

반송장치(10)는, 가공해야 할 워크(W)를 반송하는 반송부(11)와 가공후의 워크(W)를 반송하는 귀환부(12)로 이루어진다.

반송부(11)는, 도 4∼도 7에 나타내는 바와 같이, 반송레일(21), 워크이동장치(워크이동수단)(22) 및 위치결정장치(위치결정수단)(23)를 구비하여 이루어지고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 정밀보링머신(5a) 및 계측장치(6a)의 하측위치를 통과하도록 구성됨과 아울러, 반송부 기초대(24)상에 설치되어 있다. 이들 반송부(11)를 구성하는 반송레일(21) 및 귀환레일(45)은, 후술하는 바와 같이, 가공셀(A₁)의 설치기준부로서도 기능함과 아울러, 워크(W)의 흐름방향을 정역변경할 수 있는 구조도 가지고 있다.

반송레일(21)은, 워크(W)를 수납유지하는 호닝지그(20)를 탑재안내하는 것으로, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 호닝지그(20)를 안내하는 안내홈(21a)을 구비하여 이루어지는 직선형상의 안내레일의 형태로 됨과 아울러, 정밀보링머신(5a)의 가공위치 및 계측위치(6a)의 계측위치에는, 후술하는 바와 같이, 호닝지그(20)를 위치결정하기 위한 상기 위치결정장치(23)가 각각 설치되어 있다. 또한, 정밀보링머신(5a)의 가공위치에는, 상기 위치결정장치(23)에 의해 위치결정된 호닝지그(20)의 움직임을 고정지지하는 잠금장치(잠금수단)(27)가 설치되어 있다.

워크이동장치(22)는, 반송레일(21)상에 탑재된 호닝지그(20)를 소정위치로 주기적으로 보내는 것으로, 구체적으로는, 호닝지그(20)를 압압이동하는 실린더장치로 구성되고, 도시한 실시형태에 있어서는, 한쌍의 에어실린더장치(25, 26)로 구성되어 있다.

제1에어실린더장치(25)는, 상기 반송레일(21)의 안내홈(21a)을 따라서 왕복이동 가능하게 설치된 이동대(30)와, 이 이동대(30)를 왕복이동시키는 에어실린더(31)를 구비하여 이루어진다.

상기 이동대(30)는, 호닝지그(20)를 유지하는 구조(지그베이스 유지구조)가 전후에 소정간격으로서 2세트 설치되어 있고, 두개의 호닝지그(20)를 정렬유지하는 구조로 되어있다. 이들 전후 양쪽 지그베이스 유지구조는, 기본적으로 거의 동일하고, 구체적으로는, 호닝지그(20)의 팔레트 또는 지그베이스(35)의 전후단 가장자리를 전후로부터 결합유지하는 한쌍의 결합폴기구(engaging pawl mechanism)(36, 37)를 구비하여 이루어진다.

앞측의 결합기구(36)는, 전후 양측에 경사면을 갖는 좌우 한쌍의 결합폴(36a, 36a)과, 이들 결합폴(36a, 36a)을 항상 상방으로 탄발가압하는 탄발스프링(36b, 36b)으로 구성되어 있다. 이로써, 좌우 한쌍의 결합폴(36a, 36a)은, 호닝지그(20)의 지그베이스(35)의 전후양방향으로의 상대적인 이동을 허용하는 결합구조로 되어있다. 요컨대, 지그베이스(35)가 전후 양방향으로 상대적으로 이동하도록 할 때, 좌우 한쌍의 결합폴(36a, 36a)은, 그 전후 양측의 경사면의 작용에 의해, 탄발스프링(36a, 36a)의 탄발력에 대항하여 하강하고, 지그베이스(35)의 상대적인 이동을 허용한다.

또한, 뒤측의 양쪽 지그베이스 유지구조에 있어서의 앞측의 결합기구(36)는, 좌우의 한쌍이 상기 결합폴(36)과 탄발스프링(36b)으로 구성됨과 아울러, 다른 쪽이 상하방향으로 요동 가능한 결합폴(36c)과, 이 결합폴(36c)을 결합위치(도 7에나타내는 기립위치)와 결합해제위치(도시하지 않는 도복(倒伏)위치)의 사이에서 상하 항행으로 요동시키는 에어실린더(36d)로 구성되어 있고, 이 결합폴(36c)이, 뒤측의 결합기구(37)와 협동하여, 이 부위에 위치하는 지그베이스(35)를 위치결정 잠금하는 기능을 갖는다.

뒤측의 결합기구(37)는, 뒤측에만 경사면을 갖는 좌우 한쌍의 결합폴(37a, 37a)과, 이들 결합폴(37a, 37a)을 항상 상방으로 탄발가압하는 탄발스프링(37b, 37b)으로 구성되어 있다. 이로써, 좌우 한쌍의 결합폴(37a, 37a)은, 호닝지그(20)의 지그베이스(35)의 전방향으로의 상대적인 이동만을 허용하는 결합구조로 되어있다.

요컨대, 지그베이스(35)가 전방향으로 상대적인 이동하고자 할 때, 좌우 한쌍의 결합폴(37a, 37a)은, 그 뒤측의 경사면의 작용에 의해, 탄발스프링(36b, 36b)의 탄발력에 대항하여 하강하고, 지그베이스(35)의 상대적인 이동을 허용하는 한편, 지그베이스(35)가 후방향으로 상대적으로 이동하고자 하여도, 좌우 한쌍의 결합폴(37a, 37a)은, 그 앞측이 수직면으로 되어있기 때문에, 탄발스프링(36b, 36b)의 탄발력에 의해 하강하지 않고, 지그베이스(35)의 상대적인 이동을 결합정지한다.

상기 에어실린더(31)는, 반송레일(21)의 하측위치에 있어서 상기 반송부 기초대(24)에 수평으로 설치됨과 아울러, 그 피스톤로드(31a)가, 조인트(38)를 통하여 상기 이동대(30)에 접속되어 있다.

또한, 제2에어실린더장치(26)는, 제1에어실린더장치(25)의 이동대(30)의 하측에 있어서, 상기 반송레일(21)의 안내홈(21a)을 따라서 왕복이동 가능하게 설치된 이동대(40)와, 이 이동대(40)를 왕복이동시키는 에어실린더(41)를 구비하여 이루어진다.

상기 이동대(40)는, 그 앞끝위치에, 호닝지그(20)의 지그베이스(35)의 뒤끝 가장자리를 결합유지하는 결합폴기구(42)를 구비하여 이루어진다.

이 결합기구(42)는, 뒤측에만 경사면을 갖는 좌우 한쌍의 결합폴(42a, 42a)과, 이들 결합폴(42a, 42a)을 항상 상방으로 탄발가압하는 탄발스프링(42b, 42b)으로 구성되어 있다. 이로써, 좌우 한쌍의 결합폴(42a, 42a)은, 호닝지그(20)의 지그베이스(35)의 전방향으로 상대적인 이동만을 허용하는 구조로 되어있다.

요컨대, 지그베이스(35)가 전방향으로 상대적으로 이동하고자 할 때, 좌우 한쌍의 결합폴(42a, 42a)은, 그 뒤측의 경사면의 작용에 의해, 탄발스프링(42b, 42b)의 탄발력에 대항하여 하강하고, 지그베이스(35)의 상대적인 이동을 허용하는 한편, 지그베이스(35)가 후방향으로 상대적으로 이동하고자 하여도, 좌우 한쌍의 결합폴(42a, 42a)은, 그 앞측이 수직면으로 되어있기 때문에, 탄발스프링(42b, 42b)의 탄발력에 의해 하강하지 않고, 지그베이스(35)의 상대적인 이동을 결합저지한다.

또한, 이 이동대(40)의 결합폴기구(42)에 대응하여, 상기 제1에어실린더장치(25)의 이동대(30)의 후단부에는, 진입 오목부(30a)가 후방으로 개방형상으로 설치되어 있다.

상기 에어실린더(41)는, 상기 에어실린더(31)의 횡방향 반대측에 설치되어있고, 구체적으로는, 반송레일(21)의 하측위치에 있어서 상기 반송부 기초대(24)에 수평으로 설치됨과 아울러, 그 피스톤로드(41a)가, 조인트(43)를 통하여, 상기 이동대(40)에 접속되어 있다.

그러나, 상기 제1 및 제2에어실린더장치(25, 26)는, 상기 에어실린더(31, 41)가 서로 연동하여 구동하고, 반송레일(21)상에 탑재된 호닝지그(20)를 소정위치, 요컨대 호닝머신(5)의 가공위치와 계측위치(6)의 계측위치로 주기적으로 보낸다.

구체적으로는, 제1 및 제2에어실린더장치(25, 26)의 에어실린더(31, 41)의 피스톤로드(31a, 41a)가 물러나는 위치에 있을 때, 앞 위치, 중간 위치 및 뒤 위치의 호닝지그(20a, 20b, 20c)가, 각각 계측장치(6a)의 계측위치(도 5∼도 7의 Q₁위치), 정밀보링머신(5a)의 가공위치(도 5∼도 7의 Q₂위치) 및 대기위치(도 5∼도 7의 Q₃위치)에 있다. 이때, 상기 계측위치Q₁및 가공위치Q₂에 있는 앞 위치 및 중간 위치의 호닝지그(20a, 20b)는, 위치결정장치(23, 23)에 의해 각각 위치결정 유지됨과 아울러, 대기위치Q₃의 뒤 위치의 호닝지그(20c)는, 이동대(30)의 뒤측 지그베이스 유지구조에 의해 위치결정 유지되어 있다.

이 상태로부터, 상기 위치결정장치(23, 23)에 의한 위치결정 유지상태가 해제됨과 아울러, 상기 에어실린더(31, 41)의 피스톤로드(31a, 41a)가 순차 돌출동작한다.

요컨대, 우선, ①에어실린더(41)의 피스톤로드(41a)가 돌출동작함으로써, 앞위치의 호닝지그(20a)가, 후술하는 전방의 가공셀(이 경우는 가공셀(A₂))의 대기위치(도 16 및 도 17의 Q₃위치)로 주기적으로 보내진다.

계속해서, ②에어실린더(31)의 피스톤로드(31a)가 돌출동작함으로써, 중간 위치 및 뒤 위치의 호닝지그(20b, 20c)가, 가공위치(Q₂) 및 대기위치(Q₃)로부터, 계측위치Q₁및 가공위치Q₂로 각각 주기적으로 보내진다. 이들 계측위치Q₁및 가공위치Q₂로 보내진 중간 위치 및 뒤 위치의 호닝지그(20b, 20c)는, 위치결정장치(23)에 의해 각각 위치결정 유지됨과 아울러, 가공위치Q₂의 뒤 위치의 호닝지그(20c)는 또한, 잠금장치(27)에 의해 그 움짐임이 완전히 잠금고정된다.

계속해서, 상기 위치결정장치(23, 23)에 의한 위치결정 유지상태가 유지됨과 아울러, 이동대(30)의 뒤측 지그베이스 유지구조에 의한 위치결정 유지상태가 해제된 후, 이번에는 상기 에어실린더(31, 41)의 피스톤로드(31a, 41a)가 순차 물러나는 동작을 한다.

요컨대, 우선, ③에어실린더(31)가 물러나는 위치까지 물러나는 동작을 하여, 상기 중간 위치 및 뒤 위치의 호닝지그(20a, 20b)가 그 위치에 위치결정장치(23)에 의해 위치결정 유지된 채로, 상기 이동대(30)만이 도 6 및 도 7에 나타내는 위치로 이동 복귀하여, 제1에어실린더장치(25)에 있어서의 뒤측 지그베이스 유지구조(36, 37)가, 대기위치Q₃에 대기하는 후속의 호닝지그(20)의 지그베이스(35)를 결합유지함과 아울러, 앞측 지그베이스 유지구조(36, 37)가, 상기 가공위치Q₂에 있는 상기 뒤 위치의 호닝지그(20c)의 지그베이스(35)를 결합유지한다.

계속해서, ④에어실린더(41)가 물러나는 위치까지 물러나는 동작을 함으로써, 제2에어실린더장치(26)에 있어서의 결합폴기구(42)는, 상기 계측장치(6a)의 계측위치Q₁에 있는 상기 중간 위치의 호닝지그(20b)의 지그베이스(35)의 뒤측끝 가장자리에 결합한다.

또한, 이것에 관련하여, 반송레일(21)의 적소에는, 계측위치Q₁, 가공위치Q₂및 대기위치Q₃에 호닝지그(20)가 있는 것을 검지하는 근접스위치(145)가 설치되어 있다.

귀환부(12)는, 도 8∼도 10에 나타내는 바와 같이, 귀환레일(45), 워크귀환장치(워크귀환수단)(46)를 구비하여 이루어지고, 이들은 귀환부 기초대(48)상에 설치되어 있다. 이들 귀환부(12)를 구성하는 귀환레일(45)은, 후술하는 바와 같이, 상기 반송부(11)의 반송레일(21)과 함께 가공셀(A₁)의 설치기준부로서도 기능함과 아울러, 워크(W)의 흐름방향을 정역변경할 수 있는 구조도 가지고 있다.

귀환레일(45)은, 가공공정을 완료한 워크(W)를 수납유지하는 호닝지그(20)를 탑재안내하는 것으로, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 호닝지그(20)를 안내하는 안내홈(45a)을 구비하여 이루어지는 직선형상의 안내레일의 형태로 되어 있고, 도시한 실시형태에 있어서는, 워크귀환장치(46)의 안내주행면을 겸비한다.

워크귀환장치(46)는, 귀환레일(45)상에 탑재된 호닝지그(20)를 귀환이동하는것으로, 구체적으로는, 호닝지그(20)를 무단(無端)반송하는 무단반송장치로 구성되어 있다. 도시한 실시형태에 있어서는, 롤러체인식(roller chain type)의 반송장치(46)로 구성되어 있다.

이 반송장치(46)는, 한쌍의 롤러체인홀더(49, 49)상을 주행하여, 호닝지그(20)의 지그베이스(35)를 탑재반송하는 한쌍의 롤러체인(50, 50)과, 이들 롤러체인(50, 50)을 주행구동시키는 구동모터(51)를 구비하여 이루어진다.

롤러체인(50)은, 스프로킷휠(52)과 텐션가이드(tension guide)(53)에 감겨짐과 아울러, 상기 귀환레일(45)상에 부설된 롤러체인홀더(49) 위를 주행이동 가능하도록 설치되어 있다. 그리고 상기 구동모터(51)의 회전구동에 의해, 롤러체인(50)이 상기 호닝지그(20)의 지그베이스(35) 저면을 지지주행한다.

구동모터(51)는, 귀환부 기초대(48)에 설치고정됨과 아울러, 그 구동축(51a)이, 스프로킷휠(55a), 전동롤러체인(55b) 및 스프로킷휠(55c)을 통하여, 상기 스프로킷휠(52, 52)의 지지축(52a)에 구동연결되어 있다.

또한, 상기 롤러체인식의 반송장치(46)를 대신하여, 반송벨트식의 반송장치가 사용되어도 좋다.

정밀보링머신(5a)은, 구체적으로는 도 11에 나타내는 바와 같은 기립형의 것으로, 선단에 보링바(60)를 갖는 회전주축(61), 주축회전구동부(주축회전수단)(62), 주축이송구동부(주축이송수단)(63) 및 제어부(제어수단)(7a) 등을 주요부로서 구비하여 이루어진다.

보링바(60)는, 워크(W)의 피가공구멍 내경면을 절삭가공하는 것으로, 회전주축(61)의 선단 즉 하단에 교환 가능하게 장착됨과 아울러, 그 선단부분에는, 보링공구(60a)가 착탈 가능하게 설치되어 있다. 이 보링공구(60a)로서는, 초경공구 또는 다이아몬드공구 등이 사용되고, 워크(W)의 피가공구멍 내경면의 가공조건 등에 대응한 것이 적절하게 선택된다.

또한, 회전주축(61)은, 그 하단에 보링바(60)를 구비함과 아울러, 구동모터(65) 등을 포함하는 상기 주축회전구동부(62)와, 슬라이드본체(66), 이송나사기구(67), 구동모터(68) 등을 포함하는 상기 주축이송구동부(63)에 각각 연계되어 있다.

즉, 회전주축(61)은 슬라이드본체(66)에 회전 가능하게 축지지되어 있고, 이 슬라이드본체(66)가, 리니어가이드(70, 70)를 통하여, 기체(機體)(69)상의 상하방향으로 연장되는 리니어레일(71)상에 승강 가능하게 설치되어 있다. 또한, 슬라이드본체(66)는, 기체(69)에 설치된 상기 이송나사기구(67)의 너트부(67a)에 연결되어 있다. 이 이송나사기구(67)는 구체적으로는 볼나사로 이루어지고, 그 나사부(67b)가, 커플링(72)을 통하여, 상기 구동모터(68)의 모터축(68a)에 구동연결되어 있다.

그리고, 이 구동모터(68)의 회전구동에 의해, 이송나사기구(67)가 이송동작하여, 슬라이드본체(66)와 함께 회전주축(61) 즉 보링바(60)가, 워크(W)의 피가공구멍 내경면의 축선방향으로 이동(이송동작)되게 된다.

또한, 상기 회전주축(61)의 상단부에는 전동풀리(75a)가 설치되고, 이 전동풀리(75a)가, 전동벨트(75b)를 통하여, 구동모터(65)의 모터축(65a)에 설치된 전동풀리(75c)에 연결되어 있다.

그리고, 이 구동모터(65)의 회전구동에 의해, 전동기구(75a∼75c)를 통하여, 회전주축(61) 즉 보링바(60)가 축선둘레에 회전구동되게 된다.

또한, 상기 보링머신(5a)에 있어서는, 보링바(60)의 선단에 보링공구(60a)가 고정적으로 장착되는 구성으로 되어있지만, 보링바(60)에 보링공구(60a)가 돌출 물러남 가능하게 장착됨과 아울러, 이 보링공구(60a)에 소정 절삭동작을 부여하는 공구절삭수단을 가지는 구성으로 하여도 좋다.

제어부(7a)는, 정밀보링머신(5a)의 각 구동부의 동작을 상호 연동하여 자동제어하는 것으로, 구체적으로는 CPU, ROM, RAM 및 I/O포트 등으로 이루어지는 마이크로컴퓨터로 구성되어 있고, 보링가공을 실행시키기 위한 가공프로그램 등이 짜 넣어져 있다. 도면부호 81은 제어부(7a)를 설정조작하는 조작머신을 나타내고 있다.

그러나, 이상과 같이 구성된 정밀보링머신(5a)은, 그 구동부(65, 68)가, 제어부(7a)에 의해 상호 관련하여 자동제어되고, 워크반송부(11)를 반송되는 워크(W)의 구멍에 보링가공을 실시한다.

또한, 구체적으로는 도시하지 않지만, 상기 정밀보링머신(5a)이, 종래 공지와 같이, 보링공구(60a)에 소정 절삭동작을 부여하는 공구절삭기구(공구절삭수단)를 구비하여, 워크(W)의 구멍내경의 변화에 대응 가능한 구성으로 되어도 좋다.

계측장치(6a)는, 워크(W)의 가공지름을 계측하는 것으로, 구체적으로는 에어마이크로미터를 구비하며, 이 에어마이크로미터의 계측헤드(90)는, 도 12에 나타내는 바와 같이 주축(91)의 선단(하단)에 일체적으로 설치되어 있고, 이 주축(91)이, 워크(W)의 피가공구멍(92)의 축선방향 즉 상하방향으로 왕복이동 가능하게 되어있다.

상기 계측헤드(90)은, 워크(W)의 피가공구멍(92)의 내경 보다 작은 외경치수를 갖는 원통형상의 것으로, 그 외주면에는 계측용 공기를 분사하는 에어노즐(90a, 90a)이 지름방향 외방(外方)으로 향하여 설치되어 있다.

그리고, 계측헤드(90)가 워크(W)의 피가공구멍(92)내에 삽입된 형태에 있어서, 에어노즐(90a, 90a)로부터 계측용 공기가 분사되고, 피가공구멍(92)의 내경면과 계측헤드(90)의 외주면간의 간극(gap)에 의한 상기 계측용 공기의 압력변화로부터 피가공구멍(92)의 내경치수가 계측된다.

에어마이크로미터에 의해 계측되는 내경치수의 수는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 피가공구멍(92)에 있어서의 축방향길이에 대응하여 설정된다. 도시한 실시형태에 있어서는, 피가공구멍(92)에 있어서의 축방향의 4곳의 내경치수(d₁∼d₄)가 계측되고, 이들 4개의 계측값(d₁∼d₄)은, 도시하지 않은 에어마이크로미터의 환산제어부로 보내져서, 워크(W)의 피가공구멍(92)의 내경형상모드가 비교환산된다.

그리고, 상기 환산결과로부터, 워크(W)의 피가공구멍(92)의 구멍내경이 호닝가능범위내에 있는지 없는지가 판정되고, 만약 범위내에 있으면, 이하의 가공셀(A₂, A₃)의 호닝머신(5b, 5c)의 제어부(7b, 7c)로 호닝가공 실행의 명령신호가 보내지고, 한편 범위외에 있으면, 호닝머신(5b, 5c)의 제어부(7b, 7c)로 호닝가공 불필요한명령신호가 보내져서 호닝머신(5b, 5c)이 중지한다.

또한, 상기 에어마이크로미터를 대신하여, 전기마이크로미터가 사용되어도 좋다. 또한, 구체적으로는 도시하지 않지만, 구멍검출장치(4)의 구성 및 작용도 상기 계측장치(6a)와 동일하고, 정밀보링머신(5a)에 의한 보링가공전의 워크(W)의 피가공구멍(92)의 구멍내경이 보링가능범위내에 있는지 없는지가 판정된다.

도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 제어부(7a)가 수납된 제어박스(100)는, 상기 장치프레임(101)의 배면부 상부에 설치되어 있다. 또한, 가공셀(A₁)의 구동원으로 되는 급유장치(102)는, 장치프레임(101)의 하부 내부에 설치되고, 가공시에 필요한 회전주축(61) 등을 냉각하기 위한 스핀들쿨러(spindle cooler)(103)는 제어박스(100)상에 설치되고, 가공시에 발생하는 잘라낸 부스러기를 회수하는 부스러기 수용부(104)는 장치프레임(101)의 배면부 하부에 설치되어 있다.

호닝머신(5b 또는 5c)을 가지는 가공셀(A₂, A₃)은, 서로 동일구성으로 됨과 아울러, 그 주요부가 상술한 정밀보링머신(5a)을 가지는 가공셀(A1)과 공통하는 구성을 구비하여 이루어진다.

즉, 가공셀(A₂, A₃)은, 도 13∼도 20에 나타내는 바와 같이, 워크반송로(1)의 일부를 구성하는 반송장치(10), 단일의 호닝머신(공작기계)(5(5b, 5c)), 계측장치(6(6b, 6c)) 및 이들을 상호 연동하여 제어하는 제어부(7(7b, 7c))를 포함하여 이루어지는 유닛구조로 되어있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 제어부(7(7b,7c))의 프로그램구성을 적절하게 설정함으로써, 가공셀(A₂)이 중간가공용, 및 가공셀(A₃)이 완성가공용으로서 구성되어 있다.

반송장치(10), 계측장치(6(6b, 6c)) 및 제어부(7(7b, 7c)) 등의 구체적 구성은, 상술한 가공셀(A1)의 것과 실질적으로 동일하기 때문에, 동일한 구성부위 또는 요소에 대해서는 동일부호를 부여하여 그 상세한 설명을 생략하며, 주요한 다른 구성부분에 대해서만 적절하게 설명하는 것으로 한다.

호닝머신(5(5b, 5c))은, 구체적으로는 도 20에 나타내는 바와 같은 기립형의 것으로, 선단에 호닝공구(160)을 가지는 회전주축(161), 주축회전 구동부(주축 회전수단)(162), 주축 왕복구동부(주축 왕복수단)(163), 숫돌구동부(숫돌구동수단)(164) 및 제어부(제어수단)(7(7b, 7c)) 등을 주요부로서 구비하고 있다.

호닝공구(소위 호닝맨드릴(honing mandrel) 내지 호닝헤드)(160)는, 회전주축(161)의 선단 즉 하단에 교차 가능하게 장착되고, 그 내부에는, 지름방향으로 확대축소 가능하게 배치된 복수의 호닝숫돌(170, 170, …), 이것을 확장동작시키는 콘로드(도시생략) 및 호닝숫돌(170, 170, …)을 복귀동작시키는 복귀나사(도시생략) 등을 구비한다. 그리고, 상기 호닝숫돌(170, 170, …)은, 상기 콘로드의 내림에 따라서 확대동작되는 한편, 콘로드의 올림에 따라서 상기 복귀나사에 의해 축소동작되게 된다.

회전주축(161)은, 그 하단에 호닝공구(160)를 구비함과 아울러,구동축(171), 구동모터(172) 등을 포함하는 상기 주축 회전구동부(162)와, 슬라이드본체(173), 유압실린더(174) 등을 포함하는 상기 주축 왕복구동부(163)에 각각 연계되어 있다.

즉, 회전주축(161)은 슬라이드본체(173)에 회전 가능하게 축지지되어 있고, 이 슬라이드본체(173)가, 기체(173)상의 상하방향으로 연장되는 안내로드(176)상에 승강 가능하게 설치됨과 아울러, 기체(175)에 설치된 유압실린더(174)의 피스톤로드(174a)에 연결되어 있다.

그리고, 이 유압실린더(174)의 피스톤로드(174a)가 승강동작함으로써, 슬라이드본체(173)를 통하여, 회전주축(161) 즉 호닝공구(160)가 승강동작되게 된다.

또한, 회전주축(161)의 상단부는, 기체(175)의 헤드부(175a)에 회전 가능하게 설치된 구동축(171)에 키 맞춤 또는 스플라인 맞춤으로 하여, 이 구동축(171)에 대하여, 상하방향(축선방향)으로 상대적으로 이동 가능하고 또한 일체회전 가능하게 연결되어 있다.

구동축(171)의 상단부에는 전동풀리(177a)가 설치되고, 이 전동풀리(177a)가, 전동벨트(178)를 통하여, 구동모터(172)의 모터축에 설치된 전동풀리(177b)에 연결되어 있다.

그리고, 이 구동모터(172)의 회전구동에 의해, 구동축(171)을 통하여, 회전주축(161) 즉 호닝공구(160)가 회전구동되게 된다.

숫돌구동부(164)는, 상기 호닝숫돌(170, 170, …)에 절삭동작을 부여하는 것으로, 상기 호닝공구(160)의 콘로드(도시생략), 이 콘로드를 상하 움직이게 하는절삭구동기구(179) 및 구동원인 서보모터(180) 등을 가진다.

절삭구동기구(179)는 종래 주지의 구조이며, 기체(175)의 헤드부(175a)에 설치된 회전전달기구(181)를 통하여, 상기 서보모터(180)의 모터축에 연결되어 있다. 그리고, 이 서보모터(180)의 정방향으로의 회전구동에 의해, 상기 절삭구동기구(179)가 구동되어, 상기 호닝공구(160)내의 콘로드가 하방으로 이동하고, 호닝숫돌(170, 170, …)이 확장동작된다. 한편, 서보모터(180)의 역방향으로의 회전구동에 의해, 상기 콘로드가 상방으로 이동하고, 호닝숫돌(170, 170, …)이 호닝공구(160)내의 복귀나사에 의해 축소동작(복귀동작)된다.

또한, 호닝숫돌(170, 170, …)의 확대축소량을 구동제어하는 서보모터(180)의 회전량은, 로터리인코더 등의 위치검출기(182)에 의해 검출된다.

제어부(7(7b, 7c))는, 호닝머신(5(5b, 5c))의 각 구동부의 동작을 상호 연동하여 자동제어하는 것으로, 구체적으로는, CPU, ROM, RAM 및 I/O포트 등으로 이루어지는 마이크로컴퓨터로 구성되어 있고, 호닝가공을 실행하기 위한 소정 가공프로그램 등이 짜넣어져 있다.

또한, 상기 제어부(7(7b, 7c))에는, 구동모터(172), 유압실린더(174)의 유압제어밸브(174b), 서보모터(180) 및 위치검출기(182) 외에, 슬라이드본체(173)에 설치된 스케일(183)로부터 이 슬라이드본체(173)의 위치를 검출하는 위치검출기(184), 및 그외의 구동부 등이 전기적으로 접속되어 있고, 이들로부터 얻어지는 실제값 정보가 미리 설정된 각종 설정값과 비교 환산되어, 그 환산결과에 기초하여 각 구동부(162∼164)의 동작이 구동제어된다.

그러나, 이상과 같이 구성된 호닝머신(5(5b, 5c))은, 그 구동부(162, 163, 164)가, 제어부(7(7b, 7c))에 의해 상호 관련하여 자동 제어되고, 워크반송부(11)를 반송되는 워크(W)에 호닝가공을 실시한다. 이 경우, 각 호닝머신(5b, 5c)으로서는, 일정치수가공, 즉 호닝영역 전체에 걸쳐서 소정 절삭량을 갖는 균일한 호닝이 행해진다.

가공셀(A₂, A₃)의 계측장치(6(6b, 6c))의 계측값에 기초한 환산결과로부터, 호닝머신(5(5b, 5c))의 제어부(7(7b, 7c))로 피드백되어, 이것에 기초한 호닝가공이 행해진다. 또한, 완성가공용 계측장치(6c)의 환산결과는, 반입셀(B)의 워크선별장치(331)로도 워크(W)의 가공결과(양품이면 OK신호, 불량품이면 NG신호)로서 보내진다.

도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 가공셀(A(A₂, A₃))의 호닝머신(5(5b, 5c))의 구동원으로 되는 작동유탱크(201)를 포함하는 유압유닛(202)은, 각 가공셀(A(A₂, A₃))의 장치프레임(101)내에 설치되고, 가공시에 필요한 연삭유를 공급하는 연삭유탱크(204)는 각 가공셀(A)의 장치프레임(101)의 배면부 하부에 설치되어 있다.

이상과 같은 구성을 가지는 가공셀(A(A₁, A₂, A₃))은, 적어도 반송장치(10)에 있어서의 반송부(11)의 반송레일(21) 또는 복귀부(12)의 복귀레일(45) 중 어느 한쪽을 설치기준부로서 접속구성된다.

도시한 실시형태에 있어서는, 이들 양쪽 레일(21, 45)의 쌍방이 설치기준부로서 기능하고, 도 1을 참조하여 이들 양쪽 레일(21, 45)이 워크반송로(1)의 직선형상 부분의 일부를 구성하도록 정렬된 상태로, 가공셀(A(A₁, A₂, A₃))이 설치바닥(250)상에 위치결정배치됨으로써, 본 자동호닝시스템의 호닝가공부가 조합형성된다.

또한, 이와 같이, 복수의 가공셀(A(A₁, A₂, A₃))이 증감 가능하게 접속배치되어, 조합형성된 호닝가공부에 있어서는, 가공셀(A₁, A₂, A₃)의 제어부(7a, 7b, 7c)가 소정 관계로서 상호 연계하여, 이들 가공셀(A₁, A₂, A₃)은, 상호 연동하여 구동제어되는 구성으로 되어있다.

또한, 상기 가공셀(A(A₁, A₂, A₃))은, 워크(W)의 흐름방향을 정역변경할 수 있는 구조를 가진다.

즉, 가공셀(A(5a, 5b, 5c))의 반송부(11)는, 도 21의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 장치프레임(101)에 대하여 착탈 가능한 유닛구성으로 됨과 아울러, 이 유닛전체를 180°회전시켜서 배치변경하는 만큼, 워크(W)의 흐름방향으로 정역변경된다(도 21의 (a)가 오른쪽으로 순환, 도 21의 (b)가 왼쪽으로 순환).

또한, 가공셀A의 귀환부(12)는, 도 22의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 워크(W)의 흐름방향이 정역변경할 수 있다(도 22의 (a)가 오른쪽으로 순환, 도 22의 (b)가 왼쪽으로 순환).

구체적으로는, 도 23의 (a)에 나타내는 바와 같이, 구동모터(51) 등으로 이루어지는 워크귀환장치(46)의 구동부가 좌우로 재결합 가능한 구조로 되어있다. 또한, 귀환부 기초대(48)가, 도 23의 (b)에 나타내는 바와 같이, 장치프레임(101)에 대하여 착탈가능한 유닛구성으로 되어있다. 이로써, 상기 구동부를 재결합한 후, 이 유닛전체를 180°회전시켜 배치변경하는 것만으로, 도 22의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 워크(W)의 흐름방향이 정역변경된다.

또한, 가공셀(A(A₁, A₂, A₃))의 공작기계(정밀보링머신(5a), 호닝머신(5b, 5c))와 계측장치(6(6a, 6b, 6c))에 대해서는, 도 24의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이, 계측장치(6)가 상기 호닝머신(5)에 대하여 착탈 가능한 구성으로 됨과 아울러, 이 계측위치(6)를 호닝머신(5)에 대하여 좌우 재결합하는 것만으로, 워크(W)의 흐름방향이 정역변경된다(도 24의 (a)는 오른쪽으로 순환, 도 24의 (b)는 왼쪽으로 순환).

반입셀(B)은, 워크반송로(1)의 일부를 구성하는 반송장치(211)를 포함하여 이루어지는 유닛구조를 가지며, 도시한 실시형태에 있어서는, 이 반송장치(211) 외에, 상기 워크공급장치(2) 및 워크반입출로봇(3) 등으로 구성되어 있다.

반송장치(211)는, 가공해야 할 워크(W)를 반송하는 반송레일(215)과 반입장치(217)를 가지고 있다.

반송레일(215)은, 상술한 가공셀(A₁, A₂, A₃)의 반송레일(21)과 거의 동일구조를 가지고 있고, 구체적인 설명은 생략한다. 이 반송레일(215)은, 워크반송로(1)에 있어서의 반입위치(P₁)로부터 호닝가공부의 입구(P₂)의 부위까지를 형성하고 있다.

반입장치(217)는, 호닝지그(20)를 반입위치(P₁)로부터 호닝가공부의 입구(P₂) 즉 구멍검출장치(4)의 검출위치까지 반송하는 것으로, 구체적으로는 에어실린더장치로 이루어진다.

워크공급장치(2)는, 워크(W)를 워크반입출로봇(3)의 수취위치까지 공급하는 것으로, 구체적으로는, 가공되어야 할 워크(W, W, …)는 반송팰릿상에서 자세를 가지런히 하면서 순차연속하여 상기 수취위치까지 반송되고, 워크반입출로봇(3)을 대기한다.

워크반입출로봇(3)은, 구체적으로는 도시하지 않지만 종래 주지의 구조로 되고, 요동암의 형태로 된 장치본체와, 콜랙트 척(collect chuck)의 형태로 된 워크 척으로 구성되어 있다. 그리고, 상기 워크 척은, 상기 워크공급장치(2)의 수취위치와 상기 반입위치(P₁)에서 승강동작 및 축소·확대동작하여, 워크(W)를 착탈함과 아울러, 이들 양위치 사이에서 워크(W)를 처킹(chucking) 지지한 채로 수평방향으로 반송하고, 또한 워크반입위치(P₁)의 호닝지그(20)내에서, 워크(W)를 수직축둘레에 회전동작시킨다.

반출셀(C)은, 워크반송로(1)의 일부를 구성하는 반송장치(221)를 포함하여 이루어지는 유닛구조를 가지며, 도시한 실시형태에 있어서는, 이 반송장치(221) 외에, 브러시장치(222) 및 에어블로우장치(223) 등으로 구성되어 있다.

반송장치(221)는, 가공해야 할 워크(W)를 귀환반송하는 귀환레일(224)과 반출장치(225)를 가지고 있다.

귀환레일(224)는, 상술한 가공셀(A₁, A₂, A₃)의 반송레일(21)과 거의 동일구조를 가지고 있고, 구체적인 설명은 생략한다. 이 귀환레일(224)은, 워크반송로(1)에 있어서의 반출위치(P₃)로부터 귀환위치(P₄)의 부위까지를 형성하고 있다.

반출위치(225)는, 호닝지그(20)를 반출위치(P3)로부터 귀환위치(P₄)까지 반송하는 것으로, 구체적으로는 에어실린더장치로 이루어진다.

브러시장치(222) 및 에어블로우장치(223)는, 가공을 종료한 워크(W)의 피가공면을 브러시 또는 뿜어내는 공기에 의해 청소하는 것으로, 상기 반출위치(P₃) 및 귀환위치(P₄)에 각각 설치되어 있다.

그러나, 상기 반입셀(B), 가공셀(A₁, A₂, A₃) 및 반출셀(C)의 반송레일(215, 21, 21 및 21)과, 귀환레일(224, 45, 45 및 45)로 이루어지는 워크반송로(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 워크반입위치(P₁)로부터 시작하여, 구멍검출장치(4), 정밀보링머신(5a), 보링가공용 계측장치(6a), 중간가공용 호닝머신(5b) 중간가공용 계측장치(6b), 완성가공용 호닝머신(5c) 및 완성가공용 계측장치(6c)를 지난 후, 반출위치(P₃) 및 귀환위치(P₄)를 지나서, 재차 상기 워크반입위치(P₁)로 복귀하는 직사각형 루프형상으로 형성되어 있다.

또한, 워크(W)를 유지하여, 워크반송로(1)로 반송되는 호닝지그(20)는, 도 25∼도 27에 나타내는 바와 같이, 지그베이스(또는 팰릿)(35), 요동체(226) 및 워크홀더(227)를 주요부로 하여 구성되어 있다.

지그베이스(35)는, 도 25에 나타내는 바와 같이 평면 약 정방형상의 것으로, 상술한 바와 같이, 워크반송로(1)상에 이동 가능하게 탑재된다. 지그베이스(35)의 일측변 중앙부에는 걸림오목부(228)가 설치되어 있고, 이 걸림오목부(228)가, 도 29에 나타내는 바와 같이, 상술한 가공셀(A₂, A₃)에 있어서의 워크반송로(1)의 위치결정장치(23)와 탄발적으로 걸린다.

즉, 가공셀(A₂, A₃)의 위치결정장치(23)는, 예컨대, 걸림부로서 스트레이트코어핀(straight core pin)이나 걸림볼을 사용한 위치결정플런저(23a)의 형태로 되고, 각 호닝머신(5(5b, 5c))의 가공위치Q₂및 계측장치(6(6b, 6c))의 계측위치Q₁에 설치되어 있다. 그리고, 이들 각 위치결정장치(23)의 걸림부(23a)가, 상기 지그베이스(35)의 걸림오목부(228)에 탄발적으로 걸려서, 호닝지그(20)를 위치결정한다.

한편, 가공셀(A₁)의 위치결정장치(23)는, 앞측이 위치결정실린더(23b)의 형태로 됨과 아울러, 뒤측이 걸림부로 하여 스트레이트코어핀이나 걸림볼을 사용한 위치결정플런저(23c)의 형태로 되어, 이들 전후 양쪽 위치결정장치(23b, 23c)에 의해, 상기 지그베이스(35)의 전후단에 걸려서, 호닝지그(20)를 위치결정한다.

요동체(226)는, 지그베이스(35)에 삼차원방향으로 요동 가능하게 설치되어 있고, 제1요동부재(230)와 제2요동부재(231)로 이루어진다.

상기 제1요동부재(230)는, 상기 지그베이스(35)의 지지기둥(232, 232)에 X-크로스핀(233, 233)을 끼워 메달아 지지하는 형상으로 또한 요동 가능하게 설치되고, 이 제1요동부재(230)의 외측에, 제2요동부재(231)가, X-크로스핀(233)과 직교하는 Y-크로스핀(234, 234)을 끼워 메달아 지지하는 형상으로 또한 요동 가능하게 설치되어 있다.

이로써, 제2요동부재(231)는, 상기 X-크로스핀(233, 233)의 움직임(X-X축둘레의 회전)에, Y-크로스핀(234, 234)의 움직임(Y-Y축둘레의 회전)이 가해져서, 삼차원방향으로 요동 가능하게 되어있다. 이 결과, 후술하는 바와 같이, 호닝공구(160)에 대한 양호하고 또한 균일한 추종성이 확보되어, 가공정밀도차이의 발생이 방지됨과 아울러, 고정밀한 호닝가공을 확보할 수 있다.

또한, 워크홀더(227)는, 워크(W)를 위치결정 유지하는 것으로, 요동체(226)의 제2요동부재(231)에 교환 가능하고 또한 수평회전 가능하게 설치되어 있고, 이로써, 가공대상으로 되는 워크(W)의 형상치수의 변경에도 대응 가능한 구조로 되어있다.

이 워크홀더(227)는, 도 26 및 도 27에 나타내는 바와 같이, 원판형상의 홀더본체(227a)의 중앙부에, 워크(W)를 하측으로부터 지지하는 원통형상의 워크유지부(227b)가 기립형상으로 또한 일체적으로 설치됨과 아울러, 홀더본체(227a)의 일직경선상 위치에 워크(W)를 걸림고정하는 걸림핀(227c, 227c)이 기립형상으로 또한 일체적으로 설치되어 있다.

또한, 워크홀더(227)의 워크유지구조에 대응하여, 제2요동부재(231)의 저부(底部)에는, 워크홀더(227)의 홀더본체(227a)와 워크(W)의 플랜지부(245)를 수평방향으로 회전 가능하게 수용하는 수용공간(231a)이 형성됨과 아울러, 그 천정부에워크(W)의 플랜지부(245)를 탄발 가압하는 플런저(246, 46)가 설치되어 있다.

그러나, 구체적으로는 도시하지 않지만, 워크(W)의 워크홀더(227)로의 설치는, 상기 워크반입출로봇(3)에 의해, 워크(W)을 처킹하여, 워크(W)의 플랜지부(245)의 구멍부를 워크홀더(227)의 걸림핀(227c, 227c)에 삽입하여 걸면서, 하부구멍(247)을 워크유지부(227b)에 상측으로부터 삽입통과하여 지지하고, 이 상태 그대로, 워크(W)를 워크홀더(227)와 함께 워크유지부(227b)의 축선둘레에 회전시켜서, 플런저(246, 246)를 각각 탄발적으로 걸고, 이 상태를 유지한다. 한편, 워크(W)의 워크홀더(227)로부터의 분리는, 워크반입출로봇(3)에 의해 상기와 완전히 역의 순서로 자동적으로 행해진다.

또한, 호닝지그(20)는, 상술한 바와 같이, 요동체(226)의 삼차원방향으로의 요동에 의해, 호닝머신(5b, 5c)의 호닝공구(160)에 대한 워크(W)의 양호하고 균일한 추종성이 확보되어, 고정밀한 호닝가공이 확보되지만, 한편 정밀보링머신(5a)의 보링바(60)에 대해서는, 워크(W)는 고정된 상태로 있을 필요가 있다.

이러한 목적을 위해, 상술한 바와 같이, 정밀보링머신(5a)의 가공위치Q₂에는, 위치결정장치(23)에 의해 위치결정된 호닝지그(20)상의 워크(W)를 고정상태로 두는 잠금장치(27)가 설치되어 있다.

이 잠금장치(27)는, 상기 호닝지그(20)의 요동체(226)를 고정지지하는 것으로, 도시한 실시형태에 있어서는, 제2요동부재(231)를 고정지지하는 구조로 되어있다.

즉, 잠금장치(27)는, 지그위치결정베이스(300), 지그들어올림장치(301) 및 지그고정장치(302)를 주요부로서 구비한다.

지그위치결정베이스(300)는, 호닝지그(20)의 제2요동부재(226)를 위치결정지지하는 것으로, 반송부(11)의 반송레일(21)상에, 4개의 지지기둥(305, 305, …)에 의해 수평상태로 설치되어 있다.

지그위치결정베이스(300)의 중앙부에는, 정밀보링머신(5a)의 보링바(60)가 삽입통과 가능한 삽입통과구멍(306)이 형성되어 있다. 또한, 지그위치결정베이스 (300)의 하면에는, 제2요동부재(226)의 수평상태를 나타내기 위한 복수(도시한 것은 3개)의 위치결정기준 받침대(307, 307, 307)가 설치되어 있고, 이들 제2요동부재(226)의 상단면이 접촉지지된다. 또한, 지그위치결정베이스(300)의 하면에는, 수평방향의 위치결정을 행하는 복수(도시한 것은 2개)의 위치결정핀(308, 308)이 대향하여 설치되어 있고, 이것에 대응하여, 제2요동부재(226)의 상단면에는, 위치결정구멍(309, 309)이 형성되고, 이들에 상기 위치결정핀(308, 308)이 삽입 걸려짐으로써, 제2요동부재(226)의 수평방향의 위치결정이 된다.

지그들어올림장치(301)는, 호닝지그(20)를 수직상방으로 들어올리는 것으로, 반송부(11)의 반송레일(21, 21)간에 설치되어 있다. 이 지그들어올림장치(301)는, 밀어올리는 대(310) 및 밀어올리는 실린더(311)를 주요부로 하여 구성되어 있다.

밀어올리는 대(310)는, 반송레일(21, 21)사이에 있어서, 반송부 기초대(24)에 수직 상하방향으로 이동 가능하게 축지지된 승강로드(312)의 상단에, 수평상태로 설치 지지되어 있다. 이 밀어올리는 대(310)는 거의 원판형상으로 형성됨과 아울러, 그 상면에 3개의 밀어올리는 부재(313, 313, 313)가 설치되어 있고, 이들 선단의 걸림핀(313a, 313a, 313a)이 상기 제2요동부재(231)의 저면에 설치된 걸림구멍(도시생략)에 삽입하여 걸리도록 되어있다.

또한, 상기 승강로드(312)의 하단은, 커플링(314)을 통하여, 상기 밀어올리는 실린더(311)의 피스톤로드(311a)에 동축형상으로 연결되고, 밀어올리는 실린더(311)는 상기 반송부 기초대(24)에 설치고정되어 있다.

또한, 상기 밀어올리는 대(310)의 밀어올리는 부재(313, 313, 313)와, 상기 지그위치결정베이스(300)의 위치결정핀(308, 308)은, 서로 수평방향위치가 대응하도록 배치되어 있고, 이로써, 밀어올리는 대(310)의 밀어올리는 부재(313, 313, 313)에 의해 결합지지된 제2요동부재(226)는, 그 위치결정구멍(309, 309)이 그대로 상기 위치결정핀(308, 308)에 대응위치하게 된다.

지그고정장치(302)는, 지그들어올림장치(301)에 의해 들어올려져서, 지그위치결정베이스(300)에 고정지지된 제2요동부재(231)를 수평방향측방으로 가압고정하는 것으로, 에어실린더(320)를 주요부로서 구성되어 있다. 에어실린더(320)는, 설치브래킷(321)에 의해 상기 한쪽의 반송레일(21)에 설치지지되어 있고, 그 피스톤로드(320a)의 선단에 가압패드(322)가 설치되어 있다.

그러나, 가공셀(A₁)의 가공위치Q₂에 보내진 호닝지그(20)는, 우선 위치결정장치(23)(위치결정실린더(23b), 위치결정플런저(23c))에 의해 위치결정된 후, 지그들어올림장치(301)의 밀어올리는 대(310)에 의해, 제2요동부재(231)가 수직방향으로들어올려져서, 지그위치결정베이스(300)에 고정지지된다. 이 상태로, 제2요동부재(231) 즉 워크홀더(227)에 유지된 워크(W)는, 그 수평상태를 유지하면서 수평방향위치가 위치결정고정됨과 아울러, 호닝지그(20)의 다른 부분 즉 제1요동부재(230) 및 지그베이스(35)는 상기 제2요동부재(231)에 대하여 메달아 지지하는 상태로 지지되게 된다.

게다가, 지그고정장치(302)의 에어실린더(320)의 피스톤로드(320a)가 돌출동작하여, 가압패드(322)에 의해 제2요동부재(231)를 수평방향측방으로 가압고정하고, 이로써, 워크(W)는 정밀보링머신(5a)의 보링바(60)에 대하여 정확하게 위치결정고정되게 된다.

다음으로, 이상과 같이 구성된 자동호닝시스템을 사용한 호닝가공에 대하여 설명한다.

I.워크(W)의 반입:

워크(W, W, …)는, 워크공급장치(2)에 의해, 그 자세를 가지런히 하면서 순차연속하여 수취위치까지 반송된 후, 워크반입출로봇(3)에 의해 한개씩 처킹되어, 상술한 요령으로, 워크반송로(1)의 워크반입위치(P₁)에 대기하는 호닝지그(20)의 워크홀더(227)에 설치된다. 이로써, 워크(W)는, 호닝지그(20)의 플로팅구조에 의해 삼차원방향으로 요동 가능하게 유지된다.

II.워크(W)의 자동호닝:

i) 워크반입위치(P₁)의 호닝지그(20)에 대한 워크(W)의 설치공정이 완료되면, 반입장치(217)가 동작하여, 이 호닝지그(20)(이하 워크(W))를, 호닝가공부의 입구P₂즉 구멍검출장치(4)의 검출위치까지 반송하여, 위치결정장치(23)에 의한 위치결정이 된 후, 상기 구멍검출장치(4)가 워크(W)의 피가공구멍(92)의 구멍내경을 상술한 요령으로 검출하고, 이 검출결과를 정밀보링머신(5a) 및 호닝머신(5b, 5c)의 제어부(7(7a, 7b, 7c))로 보낸다.

ii) 이 경우, 우선 호닝가공의 전가공으로서, 정밀보링머신(5a)에 의해, 가공구멍(92)의 구멍내경이 호닝 가능범위로 되도록 정밀보링가공됨과 아울러, 이와 동시에, 열처리변형 등에 의해 가공오차증대의 수정이나 단면직각도, 동심도 등의 수정이 행해진 후, 각 호닝머신(5b, 5c)에 의한 호닝이 행해진다.

즉, 입구P₁에 위치하는 워크(W)는, 각 가공셀(A(A₁, A₂, A₃))의 반송부(11)에 의해, 정밀보링머신(5a) →보링가공용 제1계측장치(6a) →중간가공용 제2호닝머신(5b) →중간가공용 제2계측장치(6b) →완성가공용 제3호닝머신(5c) →완성가공용 제3계측장치(6c)로 순차 주기적으로 보내짐과 아울러, 각 장치의 위치에서 위치결정장치(23)에 의해 위치결정되어(정밀보링머신(5a)의 가공위치Q₁에서는, 또한 잠금장치(27)에 의해, 요동체(226)에 의한 워크홀더(227)의 요동이 잠금정지되어), 소정 공정(가공셀(A₁)의 정밀보링머신(5a), 가공셀(A₂, A₃)의 호닝머신(5b, 5c)에 의한 호닝가공과, 계측장치(6a, 6b, 6c)에 의한 워크가공지름의 계측)이 순차 실행된 후, 완성가공용 계측장치(6c)에 의한 워크(W)의 피가공구멍(92)의 계측결과(최종완성치수)를, 제2호닝머신(5c)으로 피드백함과 아울러,워크선별장치(331)로 위크(W)의 양부판정용 신호로서 보낸다.

III.워크(W)의 반출:

일련의 호닝가공을 지나서 반출위치P₃까지 반송된 워크(W)는, 반출장치(225)에 의해 귀환위치P₄를 지난 후, 각 가공셀(A(A₁, A₂, A₃))의 귀환부(12)에 의해, 재차 워크반입위치P₁까지 귀환반송된 후, 워크반출입로봇(3)에 의해 처킹되어, 상술한 요령으로, 호닝지그(20)의 워크홀더(227)로부터 분리되고, 워크선별장치(331)의 선별결과에 따라서 선별되어 배출슈트(332)로 배출된다.

한편, 워크(W)가 분리된 호닝지그(20)는, 워크반입위치P₁에서, 워크반입출로봇(3)에 의해 다음 워크(W)가 설치되는 것을 기대한다.

그러나, 이상과 같이 구성된 자동호닝시스템에 있어서는, 워크(W)가, 호닝머신(5b, 5c)에 의한 호닝가공에 앞서, 보링머신(5a)에 의한 보링가공이 실시되기 때문에, 종래의 자동호닝시스템 보다 정밀한 천공가공이 달성될 수 있다.

즉, 호닝가공은, 워크(W)의 구멍형상에 따른(예컨대, 구멍이 구부러져 있으면 구부러진 채로) 가공을 하는, 소위 모방가공이기 때문에, 종래의 자동호닝시스템에 있어서의 최종 완성가공정밀도는 구멍의 가공정밀도의 영향을 받게 된다.

이것에 비하여, 상기 자동호닝시스템에 있어서는, 호닝가공의 전가공으로서, 구멍을 강제적으로 절삭가공하는 보링가공이 정밀보링머신(5a)에 의해 행해진다. 이 때문에, 워크(W)의 구멍에 대하여, 1) 열처리변형 등에 의한 가공오차증대의 수정, 2) 가공정밀도(진원도, 원통도 등)에 구애되지 않고 강제적인 수정, 및 3) 종래의 호닝가공에서는 강제할 수 없었던 단면 직각도나 동심도 등의 수정이 행지지게 된다. 이 결과, 상기 자동호닝시스템에 따른 최종 완성가공정밀도는 워크(W)의 구멍이 가공정밀도의 영향을 완전히 받지 않고, 보다 정밀한 천공가공이 적은 공정수로 달성될 수 있게 된다.

또한, 상기 자동호닝시스템에 있어서는, 가공셀(A(A₁, A₂, A₃))이 증감 가능하게 접속배치되어, 호닝가공부가 구성되어 있고, 소형경량이고 또한 구조가 간단하며, 공정수의 결정이나 변경이 용이하며, 설계가 용이하고, 게다가 장치비용의 저감화가 가능하다.

즉, 호닝가공의 공정수는, 워크의 구멍형상정밀도, 가공오차 및 요구형상정밀도에 의해 결정되는 것이고, 따라서 시작단계에서의 구멍형상정밀도, 가공오차는 안정하지 않는 바, 상기 가공셀(A(A₁, A₂, A₃))은, 자동호닝시스템의 호닝가공부에 증감 가능하게 장치되는 구성으로 됨으로써, 공정수를 조기 결정할 수 없더라도, 후일 유효하게 대응하는 것이 가능하다.

동일한 이유에 의해, 워크(W)의 구멍정밀도에 변경이 있었던 경우에도, 또한 워크(W)에 요구되는 가공정밀도에 변경이 있어도, 증감 가능한 가공셀(A(A₁, A₂, A₃))을 적절하게 조합시킴으로써, 신속하고 또한 용이하게 공정수를 변경할 수 있다.

또한, 동일한 이유에서, 워크(W)의 생산수량의 예측이 곤란한 경우에도, 증감 가능한 가공셀(A)을 포함한 다기종 교체, 가공분산을 고려함으로써, 투자결정이용이하다.

게다가, 가공셀(A(A₁, A₂, A₃))이, 워크반송로(1)의 일부를 구성하는 반송장치(10), 단일의 공작기계(정밀보링머신(5a), 호닝머신(5b, 5c)) 및 이들을 상호 연동하여 제어하는 제어부(7(7a, 7b, 7c))를 포함하여 이루어지는 유닛구조로 됨과 아울러, 증감 가능한 구성으로 되어 있음으로써, 당초 가공대상으로 된 특정 워크(W)의 생산이 없어진 경우에, 형상치수 및 가공조건 등이 다른 새로운 워크(W)의 가공용으로서 사용할 때, 그 워크(W)의 형상치수 및 가공조건 등에 대응하여, 시스템의 일부를 개조 내지는 변경하거나, 가공셀(A)을 적절하게 증감함으로써 유효하게 대응할 수 있다.

또한, 가공셀(A(A₁, A₂, A₃)) 자체가 유닛구조로 됨으로써, 그 구성부인 스핀들쿨러(103), 부스러기 수용부(104), 유압유닛(102, 202), 스핀들쿨러(103) 및 연삭유탱크(204) 등은 모두, 각 가공셀(A(A₁, A₂, A₃))마다 독립적으로 소형으로 되고, 각 가공셀(A(A₁, A₂, A₃))의 장치프레임(101)에 장치 가능하고, 시스템 전체가 간단하고 또한 소형화한다.

또한, 상술한 실시예는 어디까지나 본 발명의 바람직한 실시형태를 나타내는 것으로서, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 여러가지 설계변경 가능하다.

예컨대, 도시한 실시형태에 있어서는, 워크반송로(1)가 루프형상으로 설치되어 있고, 호닝지그(20)가 워크반입장치P₁으로부터 재차 그 워크반입위치P₁으로 복귀하는 구성으로 되어 있지만, 직선형상으로 설치되어 다음 공정으로 연속하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 이 경우는, 도시하지 않지만, 예컨대, 워크(W)는 워크반입위치에서 호닝지그(20)에 설치됨과 아울러, 워크반출위치에서 이 호닝지그(20)로부터 분리되어, 호닝지그(20)만이 재차 상기 워크반입위치로 복귀되는 구성으로 된다.

호닝시스템을 구성하는 각 가공셀(A(A₁, A₂, A₃), B, C)의 내부 구성이나 그 각 구성부의 구체적 구조도, 도시한 실시형태에 한정되지 않고 변경 가능하다.

예컨대, 도시한 실시형태의 가공셀(A(A₁, A₂, A₃))에 있어서는, 계측장치(6)가 호닝머신(5)과 독립한 위치에 배치되어 있지만, 호닝머신(5)과 일체적으로 배치되어, 공정 중에 계측이 행해지는 구성으로 하여도 좋다.

또한, 도시한 실시형태는, 공작기계로서, 정밀보링머신(5a)을 구비한 가공셀(A₁)과, 호닝머신(5b 또는 5c)을 구비한 가공셀(A₂, A₃)로 이루어지는 천공가공용 자동호닝시스템이지만, 본 발명은 이들 단일 종류의 공작기계를 구비한 것이나, 또는 다른 종류의 공작기계를 구비한 것 등, 각종 자동공작기계시스템을 구축하는 것이 가능하다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 가공셀에 의하면, 적어도 워크반송로의 일부를 구성하는 반송장치, 단일의 공작기계 및 이들을 상호 연동하여 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 유닛구조를 가짐과 아울러, 상기 자동기계가공시스템의 기계가공부에 증감 가능하게 장치되는 구성으로 되어있기 때문에, 예컨대 상기 공작기계로서 호닝머신을 가지는 자동호닝시스템을 예로 든 경우에, 이하에 열거하는 바와 같은 여러가지 효과가 얻어지며, 소형경량이며 또한 구조가 간단하며, 공정수의 결정이나 변경이 용이하며, 설계가 용이하고, 게다가, 장치비용의 저감화가 가능한 구성을 구비한 자동기계가공시스템의 가공셀을 제공할 수 있다.

(1) 호닝가공의 공정수는, 워크의 구멍형상정밀도, 가공오차 및 요구형상정밀도에 의해 결정되는 것이며, 따라서 시작단계에서의 구멍형상정밀도, 가공오차는 안정하지 않는 바, 본 발명의 가공셀은, 자동호닝시스템의 호닝가공부에 증감 가능하게 장치되는 구성으로 되어있기 때문에, 공정수를 조기 결정할 수 없더라도, 후일 유효하게 대응하는 것이 가능하다.

(2) 동일한 이유에 의해, 워크의 구멍정밀도에 변경이 있었던 경우에도, 또한 워크에 요구되는 가공정밀도에 변경이 있더라도, 증감 가능한 가공셀을 적절하게 조합시킴으로써, 신속하고 또한 용이하게 공정수를 변경할 수 있다.

(3) 또한, 동일한 이유에서, 워크의 생산수량의 예측이 곤란한 경우에도, 증감 가능한 가공셀을 포함한 다기종 교체, 공정분산을 고려함으로써 투자결정이 용이하다.

(4) 워크반송로의 일부를 구성하는 반송장치, 단일의 호닝머신 및 이들을 상호 연동하여 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 유닛구조로 되고, 증감 가능한 구성으로 되어있기 때문에, 당초 가공대상으로 된 특정 워크의 생산이 없어졌을 경우, 형상치수 및 가공조건 등이 다른 새로운 가공용으로서 사용할 때에는, 그 워크의 형상치수 및 가공조건 등에 대응하여, 시스템의 일부를 개조 내지는 변경하거나, 가공셀을 적절히 증감함으로써 유효하게 대응할 수 있고, 장치비용의 저감화가 가능하다.

(5) 가공셀 자체가 유닛구조로 되어, 그 구성장치의 구도원으로 되는 유압유닛이나, 가공시에 공급사용되는 연삭유탱크 등은 모두 각 가공셀마다 독립적으로 소형이고, 각 가공셀의 본체프레임에 장치가능하고, 시스템 전체가 간단하고 또한 소형화하여, 이 점에서도 장치비용의 저감화가 실현된다.

(6) 또한, 공작기계로서 상기 호닝머신의 전가공을 행하는 정밀보링머신을 구비하는 자동호닝시스템에 있어서는, 워크는, 호닝머신에 의한 호닝가공에 앞서, 보링머신에 의한 보링가공이 실시되기 때문에, 워크의 구멍에 대하여, 열처리변형 등에 의한 가공오차증대의 수정, 가공정밀도(진원도, 원통도 등)에 구애되지 않고 강제적으로 수정, 및 종래의 호닝가공에서는 강제할 수 없었던 단면직각도나 동심도 등의 수정이 행해지게 된다.

이 결과, 본 발명의 자동호닝시스템에 있어서의 최종 완성가공정밀도는 구멍의 가공정밀도의 영향을 완전히 받지 않고, 보다 정밀한 천공가공이 적은 공정수로 달성될 수 있게 된다.

Claims

워크반송로를 따라서 공작물을 소정간격마다 연속하여 반송함과 아울러, 이들 공작물에 대하여, 순차연속하여 기계가공을 실시하는 자동기계가공시스템의 기계가공부를 구성하는 것으로서,

적어도, 상기 워크반송로의 일부를 구성하는 반송장치와, 단일의 공작기계와, 이들을 상호 연동하여 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 유닛구조를 구비함과 아울러, 상기 자동기계가공시스템의 기계가공부에 증감 가능하게 장치되는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동기계가공시스템의 가공셀.
제1항에 있어서, 상기 반송장치는, 적어도, 공작물을 수납유지하는 가공지그를 탑재안내하는 반송레일과, 이 반송레일상에 탑재된 상기 가공지그를 소정위치로 주기적으로 보내는 워크이동수단과, 이 워크이동수단에 의해 주기적으로 보내지는 상기 가공지그를 상기 소정위치에 위치결정하는 위치결정수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동기계가공시스템의 가공셀.
제2항에 있어서, 상기 워크이동수단은 상기 가공지그를 압압이동하는 실린더장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동기계가공시스템의 가공셀.
제2항에 있어서, 상기 반송장치는 가공공정을 완료한 공작물을 수납유지하는가공지그를 탑재안내하는 귀환레일과, 이 귀환레일상에 탑재된 가공지그를 귀환이동하는 워크귀환수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동기계가공시스템의 가공셀.
제4항에 있어서, 상기 워크귀환수단은 상기 가공지그를 무단(無端)반송하는 무단반송장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동기계가공시스템의 가공셀.
제1항에 있어서, 상기 공작기계는 공작물의 피가공구멍 내경면의 축선방향으로 왕복이동 가능하게 됨과 아울러, 축선둘레에 회전 가능하게 축지지되어서 이루어지는 회전주축과, 회전주축을 축선둘레에 회전구동하는 주축회전수단과, 회전주축을 상기 피가공구멍 내경면의 축선방향으로 이동시키는 주축이송수단과, 회전주축 선단에 장착되고, 상기 피가공구멍 내경면을 절삭가공하는 보링공구를 가지는 보링바와, 상기 주축회전수단 및 주축이송수단의 동작을 상호 연동하여 자동제어하는 제어수단을 구비하여 이루어지는 보링머신인 것을 특징으로 하는 자동기계가공시스템의 가공셀.
제6항에 있어서, 상기 보링머신은, 상기 보링공구에 소정 절삭동작을 부여하는 공구절삭수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동기계가공시스템의 가공셀.
제1항에 있어서, 상기 공작기계는, 공작물의 피가공구멍 내경면의 축선방향으로 왕복이동 가능하게 됨과 아울러, 축선둘레에 회전 가능하게 축지지되어 이루어지는 회전주축과, 회전주축을 축선둘레에 회전구동하는 주축회전수단과, 회전주축을 상기 피가공구멍 내경면의 축선방향으로 왕복동작시키는 주축왕복수단과, 회전주축 선단에 장착되고, 상기 피가공구멍 내경면을 따른 숫돌면을 갖는 호닝숫돌을 확대축소 가능하게 가지는 호닝공구와, 이 호닝공구의 호닝숫돌에 소정 절삭동작을 부여하는 숫돌구동수단과, 상기 주축회전수단, 주축왕복수단 및 숫돌구동수단의 동작을 상호 연동하여 자동제어하는 제어수단을 구비하는 호닝머신인 것을 특징으로 하는 자동기계가공시스템의 가공셀.
제2항에 있어서, 적어도, 상기 반송장치의 반송레일이 상기 워크반송부의 직선형상 부분의 일부를 구성하도록 정렬하여 위치결정 배치됨으로써, 상기 자동기계가공시스템의 기계가공부가 조합형성되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 자동기계가공시스템의 가공셀.
제4항에 있어서, 적어도, 상기 반송장치의 반송레일 및 귀환레일이 상기 워크반송로의 직선형상 부분의 일부를 구성하도록 정렬하여 위치결정 배치됨으로써, 상기 자동기계가공시스템의 기계가공부가 조합형성되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 자동기계가공시스템의 가공셀.
제1항에 있어서, 상기 반송장치는, 워크흐름방향을 정역(正逆)변경할 수 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 자동기계가공시스템의 가공셀
제1항에 있어서, 상기 공작물의 가공지름을 계측하는 계측장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동기계가공시스템의 가공셀.
공작물을 반송하는 워크반송로의 도중에 배치된 복수의 호닝머신에 의해, 상기 워크반송로를 따라서 소정간격으로 반송되는 공작물에 대하여 순차연속하여 호닝가공을 실시하는 자동호닝시스템으로서,

공작물에 대하여 호닝가공을 실시하는 호닝가공부는, 적어도, 공작물에 대하여 호닝가공을 실시하는 호닝가공셀이 증감 가능하게 접속배치되어 구성됨과 아울러, 이들 복수의 호닝가공셀이 상호 연동하여 구동제어되는 구성으로 되고,

상기 호닝가공셀은, 적어도, 상기 워크반송로의 일부를 구성하는 반송장치와, 단일의 호닝머신과 이들을 상호 연동하여 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 유닛구조를 가지는 것을 특징으로 하는 자동호닝시스템.
제13항에 있어서, 상기 호닝가공부는, 공작물의 하부구멍에 정밀보링가공을 실시하는 보링가공셀과, 공작물에 대하여 호닝가공을 실시하는 상기 호닝가공셀이 증감 가능하게 접속배치되어 구성됨과 아울러, 이들 복수의 가공셀이 상호 연동하여 구동제어되는 구성으로 되고,

상기 정밀보링가공셀은, 적어도, 상기 워크반송로의 일부를 구성하는 반송장치와, 단일의 보링머신과, 이들을 상호 연동하여 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 유닛구조를 가지는 것을 특징으로 하는 자동호닝시스템.
제13항 또는 제14항에 있어서, 워크반입부를 구성하는 반입셀과, 복수의 상기 가공셀과, 워크반출부를 구성하는 반출셀이 직렬형상으로 정렬배치되어서 이루어짐과 아울러, 상기 워크반송로가 루프형상으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동호닝시스템.
제15항에 있어서, 상기 반입셀은, 적어도, 상기 워크반송로의 일부를 구성하는 반송장치를 포함하여 이루어지는 유닛구조를 가지는 것을 특징으로 자동호닝시스템.
제15항에 있어서, 상기 반출셀은, 적어도, 상기 워크반송로의 일부를 구성하는 반송장치를 포함하여 이루어지는 유닛구조를 가지는 것을 특징으로 하는 자동호닝시스템.
제13항 또는 제14항에 있어서, 워크반입부를 구성하는 반입셀과, 복수의 상기 가공셀과, 워크반출부를 구성하는 반출셀이 직렬형상으로 정렬배치되어 이루어짐과 아울러, 상기 워크반송로가 직선형상으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동호닝시스템.
제18항에 있어서, 상기 반입셀은, 적어도, 상기 워크반송로의 일부를 구성하는 반송장치를 포함하여 이루어지는 유닛구조를 가지는 것을 특징으로 하는 자동호닝시스템.
제18항에 있어서, 상기 반출셀은, 적어도, 상기 워크반송로의 일부를 구성하는 반송장치를 포함하여 이루어지는 유닛구조를 가지는 것을 특징으로 하는 자동호닝시스템.
제13항 또는 제14항에 있어서, 공작물을 유지하여, 상기 워크반송로에 의해 반송되는 호닝지그를 구비하며,

이 호닝지그는, 상기 워크반송로상에 이동 가능하게 탑재되는 지그베이스;

이 지그베이스에, 삼차원방향으로 요동 가능하게 설치된 요동체; 및

이 요동체에 설치된 워크홀더를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동호닝시스템.
제21항에 있어서, 상기 보링가공셀의 반송장치는, 상기 반송레일의 보링가공위치에 위치결정된 상기 호닝지그의 워크홀더를 고정지지하는 잠금수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자동호닝시스템.
제13항에 있어서, 상기 호닝가공셀의 호닝머신은, 공작물의 피가공구멍 내경면의 축선방향으로 왕복이동 가능하게 됨과 아울러, 축선둘레에 회전 가능하게 축지지되어서 이루어지는 회전주축과, 회전주축을 축선둘레에 회전구동하는 주축회전수단과, 회전주축을 상기 피가공구멍 내경면의 축선방향으로 왕복동작시키는 주축왕복수단과, 회전주축 선단에 장착되고, 상기 피가공구멍 내경면을 따른 숫돌면을 갖는 호닝숫돌을 확대축소 가능하게 가지는 호닝공구와, 이 호닝공구의 호닝숫돌에 소정의 절삭동작을 부여하는 숫돌구동수단과, 상기 주축회전수단, 주축왕복수단 및 숫돌구동수단의 동작을 상호 연동하여 자동제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동호닝시스템.
제14항에 있어서, 상기 보링가공셀의 보링머신은, 공작물의 피가공구멍 내경면의 축선방향으로 왕복이동 가능하게 됨과 아울러, 축선둘레에 회전 가능하게 축지지되어서 이루어지는 회전주축과, 회전주축을 축선둘레에 회전구동하는 주축회전수단과, 회전주축을 상기 피가공구멍 내경면의 축선방향으로 이동시키는 주축이송수단과, 회전주축 선단에 장착되고, 상기 피가공구멍 내경면을 절삭가공하는 보링공구를 가지는 보링바와, 상기 주축회전수단 및 주축이송수단의 동작을 상호 연동하여 자동제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동호닝시스템.
제13항 또는 제14항에 있어서, 적어도, 상기 가공셀에서의 상기 반송장치의 반송레일 또는 귀환레일이 상기 워크반송로의 직선형상 부분의 일부를 구성하도록정렬하여 위치결정 배치됨으로써, 상기 자동호닝시스템의 호닝가공부가 조합형성되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 자동호닝시스템.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 반송장치는, 워크흐름방향을 정역변경할 수 있는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 자동호닝시스템.