JPH0524447Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、自動車搭載エンジンのシリンダラ
イナのシリンダボア内面等に対するスパイラル研
磨加工のクロスハツチを行うホーニング加工装置
によるクロスハツチの交叉角度について設定範囲
にあるか否かを監視する装置の機構に関する考案
である。

〈従来の技術〉 周知の如く、自動車のエンジンのシリンダブロ
ツクのシリンダライナのシリンダボア内面等のワ
ークの仕上げ加工は、当然のことながら、精密に
行わねばならず、この場合、軸方向研磨、或は、
周方向研磨のいずれか一方を独立して行うと、
各々に対する直交方向の精度不良が出る虞がある
ために、設定領域内で互いに交叉する方向のスパ
イラル状の研磨加工を行つて、第３図に示すクロ
スハツチ研磨面１が得られるようにしている。

そして、これらの交叉する研磨方向の角度は理
論、及び、実験により一定の加工公差範囲内にあ
ることが決められている。

而して、従来はホーニング盤によるクロスハツ
チ加工が完了したワークについて、例えば、数10
個に１個の割合いで抜き取りを行つて目視検査を
行つたり、その場合、クロスハツチ角が加工公差
より外れていると推定された場合にはワークのク
ロスハツチを所定の手段で実物を写し取り、分度
器によるチエツクを行つて品質管理を行つたりす
る等の監視を行つていた。

〈考案が解決しようとする課題〉 さりながら、該種従来のホーニング加工のクロ
スハツチの監視は、ワークに対するホーニング加
工を終了した後での監視であるために、リアルタ
イムでなく、不良品が生じた場合には再加工が出
来ず、製品歩留りが悪くなることが避けられない
という欠点があつた。

そして、監視が抜き取り検査で行われるため
に、最終製品に不良品が入りかねないという危険
がある難点があり、目視に頼る態様では極めて熟
練を要し、発見が遅れるという不都合さがあり、
場合によると、コスト高につながるという不利点
もあつた。

この考案の目的は上述従来技術に基づく自動車
のエンジンのシリンダブロツクのシリンダライナ
のシリンダボア内面等のワークに対するホーニン
グ加工のクロスハツチ検査の問題点を解決すべき
技術的課題とし、ホーニング加工を行つている最
中において、クロスハツチ角をリアルタイムで検
出して予め決められている加工公差範囲であるか
どうかをチエツクし、加工中に不良品が出ないよ
うに加工制御を行うことが出来、又、実際のホー
ニング加工のデータを記録して以後のホーニング
加工の加工資料に供することが出来るようにして
機械製造産業における加工技術利用分野に益する
優れたホーニング加工のクロスハツチ監視装置を
提供せんとするものである。

〈課題を解決するための手段〉 上述目的に沿い先述実用新案登録請求の範囲を
要旨とするこの考案の構成は、前述課題を解決す
るために、クロスハツチのホーニング加工装置２
のホーニングヘツド１０に対して回転装置１３と
昇降装置５とが設けられ、前者に設けられたクロ
スハツチ角度θのリアルタイム検出用の回転数検
出装置１５と後者に設けられたクロスハツチ角度
θのリアルタイム検出用の上下方向位置及び昇降
速度検出用の変位検出装置１２とがそれぞれ周波
数電圧変換器１７，１７′を介してアナログデジ
タル変換装置１８に電気的に接続され、上記変位
検出装置１２による上下方位置検出信号に基づい
て中央演算処理装置２１により検出されたホーニ
ングヘツド１０の位置がクロスハツチの有効領域
内にあるか否かを検出し、而して回転数検出装置
１５と変位検出装置１２とによりそれぞれ検出さ
れたホーニングヘツド１０の回転速度V₁と昇降
速度V₂，V₃とがアナログデジタル変換装置１８
を介して中央演算処理装置２１に入力されてホー
ニング加工中のクロスハツチ角θを θ＝tan^-1（V₂／V₁） ＋tan^-1（V₃／V₁） で該中央演算処理装置２１で演算するようにさ
れ、該中央演算処理装置２１が予めクロスハツチ
角加工公差を記憶しているRAM２２を介してク
ロスハツチ角度NG信号発信装置２５に接続さ
れ、加工中のクロスハツチ角と上記RAM２２に
記憶されている設定クロスハツチ角とを中央演算
処理装置２１が比較演算し、加工中のクロスハツ
チ角が上記クロスハツチ角加工公差範囲ではOK
信号を、範囲外ではNG信号をクロスハツチ角度
NG信号発信装置２５で発信するようにされてい
るホーニング加工のクロスハツチ監視装置とした
技術的手段を講じたものである。

〈作用〉 而して、ホーニングヘツドを回転装置により回
転させると共に、昇降装置により昇降させてワー
クの加工面に対しスパイラル状のホーニング加工
を施してワークにクロスハツチの研磨面を形成さ
せるようにし、その際、クロスハツチ形成有効範
囲内での回転速度検出装置によりホーニング加工
中に検出された回転方向のパルス数と変位検出装
置によつて検出された上下方向のパルス数とによ
り検出位置でのクロスハツチの角度とRAMに予
め記録されているクロスハツチの角度加工公差と
をホーニング加工中にリアルタイムで比較し、該
加工公差の範囲内であればホーニング加工を続行
し、検出されたクロスハツチの角度が加工公差の
範囲外であれば、NG信号を発信装置により発信
させて加工公差の範囲にクロスハツチ角があるよ
うに制御するようにしたり、加工を停止し、加工
した製品を廃棄したりし、又、この監視中におけ
るデータは記録されて必要に応じ、その後に出力
して後段のホーニング加工の資料に用いることが
出来るようにしたものである。

〈実施例〉 次に、この考案の１実施例を図面に基づいて説
明すれば以下の通りである。

第１図に示す態様において、２は自動車のエン
ジンのシリンダライナのボア内面に対するホーニ
ング加工装置であり、ベース３に立設されたスタ
ンド４の上部に設けられた昇降装置としての油圧
シリンダ５が制御装置６によつて切り換えられる
サーボバルブ７を介して所定サイクルで伸縮自在
であるようにされ、そのロツド８の下端にはユニ
バーサルジヨイント９，９を間にしてホーニング
加工用の砥石を放射状に組み込まれたホーニング
ヘツド１０が設けられて自動車のエンジンのシリ
ンダ１１のシリンダライナのワークのシリンダボ
ア内面１１′に対するクロスハツチのホーニング
加工を行うようにされている。

そして、その上下方向の位置は変位検出装置１
２により検出され、又、経時的な昇降レシプロパ
ルス数の検出により昇降速度も検出されるように
されている。

そして、スタンド４の上部には三相誘導電動機
１３が設けられてプーリ、タイミングベルト等の
伝動装置１４を介してロツド８と共にホーニング
ヘツド１０を回転するようにされており、三相誘
導電動機１３に付設された回転数検出装置１５は
検出するパルス数で該三相誘導電動機１３、即
ち、ホーニングヘツド１０の回転速度を検出する
ようにされている。

而して、ホーニングヘツド１０の変位検出装置
１２は制御装置６に電気的に接続されると共に、
三相誘導電動機１３の回転速度検出装置１５と共
にこの考案の要旨を成すクロスハツチ監視装置１
６に電気的に接続されている。

そして、該クロスハツチ監視装置１６の詳細は
第２図に示す様に、三相誘導電動機１３の回転速
度検出装置１５により検出された回転数を周波数
電圧変換器（Ｆ／Ｖ）１７に入力させ、パルス数
がアナログ電圧に変換される。

次いで、アナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ）１
８のチヤンネル２（ch2）に入力されてデジタル
信号に数値化され、パラレル入力ポート１９に入
力される。

一方、ホーニングヘツド１０に対する変位検出
装置１２から検出されたパルス信号は同様に周波
数電圧変換器（Ｆ／Ｖ）１７′によりアナログ電
圧に変換されて昇降速度が検出され、又、昇降位
置は検出パルス信号がカウンタ２０に入力されて
デジタル信号に変換されることで検出される。

そして、昇降速度は制御装置６により上昇端、
下降端近辺では減速され、該上昇端、下降端では
ゼロにされる。

昇降領域の内この区間を除いたクロスハツチ有
効領域を予めRAM２２に記憶しておき、カウン
タ２０に入力されたホーニングヘツド１０の位置
検出信号は中央演算処理装置（CPU）２１に入
力されて検出された位置がクロスハツチ有効領域
内に入つてるかどうか比較演算される。

そして、クロスハツチ有効領域に入つている場
合にパラレル入力ポート１９に入力されているホ
ーニングヘツド１０の回転速度V₁とホーニング
ヘツド１０の上昇速度V₂、或は、下降速度V₃を
同時にリアルタイムで測定する。

そして、クロスハツチ有効領域内の各ポイント
でのクロスハツチ角度θが中央演算処理装置
（CPU）２１により次の式の演算によつて求めら
れる。

θ＝tan^-1（V₂／V₁） ＋tan^-1（V₃／V₁） これによつて第３図、及び、第４図に示される
各々の速度の関係からクロスハツチ角θが計算さ
れる。

尚、上昇端、下降端近辺の減速、及び、停止領
域の時間は極めて短いため、実際のワークへのク
ロスハツチに与える影響はほとんど無い。

そして、１サイクルの間におけるクロスハツチ
角有効領域（予め設定しておく）でのクロスハツ
チ角θの平均値を算出し、パラレル出力ポート２
３を介してデータ表示器２４に各サイクルごとの
平均のクロスハツチ角をデジタル表示する。

又、各サイクルごとのクロスハツチ角θの平均
値が予めRAM２２に記憶されているクロスハツ
チ角の加工公差の範囲にあるか、範囲外にあるか
を各サイクルごとに比較し、パラレル出力ポート
２３′を介してクロスハツチNG信号発信装置と
してのアイソレーシヨン出力インターフエイス２
５を介して加工公差の範囲内であれば、OK信号
を出し、範囲外であれば、NG信号として出力す
る。

又、アイソレーシヨン出力インターフエイス２
５を介して各サイクルのクロスハツチ角度の平均
値、及び、全サイクル分の平均値を算出して
RAM２２に記憶するようにしておく。

尚、この間の制御はROM２６による記憶プロ
グラムによつて行われる。

このようにして、自動車のエンジンのシリンダ
ライナワークの内面に対するホーニングヘツド１
０によるクロスハツチのホーニング加工を行いな
がらリアルタイムで加工中でのホーニングヘツド
１０に位置、及び、昇降速度、回転速度を検出し
て中央演算処理装置２１により有効領域内で設定
されたクロスハツチ角度と検出されたクロスハツ
チ角度とを比較演算し、後者が設定加工公差の範
囲内にあるか、範囲外にあるかを監視し、範囲外
の場合にはNG信号を出す。

尚、この考案の実施態様は上述実施例に限るも
のでないことは勿論であり、例えば、所定サイク
ルでのリアルタイムのホーニング加工のクロスハ
ツチ角度が設定クロスハツチ角度より外れて加工
公差範囲外となつた時の加工サイクル数が許容サ
イクル数の範囲内の場合は制御装置６を介してホ
ーニング加工を続行し、所定サイクル数より外れ
た場合にはホーニングを停止してワークを廃棄す
る等して加工動力を節減し、砥石の摩耗を抑制す
るようにする等種々の態様が採用可能である。

又、設計的には制御装置６を介し加工公差範囲
内のクロスハツチ角度に制御して加工公差範囲内
のクロスハツチ角を有する製品のホーニング加工
を行うことが出来るようにすることも可能であ
る。

即ち、NG信号が出た場合は制御装置６を介し
てサーボバルブ７への油圧等の制御による昇降速
度V₂，V₃、及び、三相誘導電動機１３の回転速
度V₁を制御してホーニング加工中に加工公差範
囲内あるクロスハツチ角になるようなクロスハツ
チ角のホーニング加工を行うように制御すること
も可能である。

又、対象となるワークは自動車のエンジンのシ
リンダライナーに限るものでないことも勿論であ
り、他の種々のワークが対象となり得るものであ
る。

〈考案の効果〉 以上、この考案によれば、基本的に、自動車の
エンジンのワークのシリンダのシリンダボア等に
対するホーニング加工等において、加工されるク
ロスハツチの角度がリアルタイムで検出され、設
定角度の加工公差の範囲内にあるか、範囲外にあ
るかを当該ホーニング加工中に中央演算処理装置
（CPU）により検出することが出来るので、全て
のワークに対するホーニング加工が加工中に適正
クロスハツチであるか否かを監視することが出
来、加工の異常が早急に発見出来、加工中に適正
クロスハツチのホーニング加工が維持出来るよう
にされ、製品歩留りを向上させることが出来ると
いう優れた効果が奏される。

又、NG信号発信装置によりホーニング加工中
において、NG信号が発されるために所定の対処
をすることが出来るという効果も奏される。

又、ワークに対しホーニング加工装置をセツト
して作動させる状態において、マイクロコンピユ
ータ等の中央演算処理装置により精度高く監視が
出来るため、従来の如く目視による監視と異な
り、何ら熟練を要せず、確実に設定範囲の加工公
差範囲内のクロスハツチのホーニング加工を得る
ことが出来る優れた効果が奏される。

更に、ワークごとのクロスハツチ角度を記憶し
て外部からのデータ要求に対し、収集したデータ
を出力させることが出来るために、以後のホーニ
ング加工の品質管理に役立たせることが出来ると
いう優れた効果が奏される。

而して、不測にしてホーニング加工中にクロス
ハツチが設定加工公差範囲外となつた場合に制御
装置を介して適正なクロスハツチに戻せないホー
ニング加工プロセスが進行している場合には直ち
にホーニング加工を停止して当該ワークを廃棄す
る等することが出来るために不必要な動力も要ら
ず、ホーニング加工に用いる砥石の摩耗も可及的
に抑制することが出来るという装置耐久性上、
又、ランニングコスト低減上プラスするところが
大であるという優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案の１実施例の説明図であり、第
１図は全体概略システム図、第２図はホーニング
データ処理のフロー模式図、第３図はホーニング
加工のクロスハツチとクロスハツチ角度の模式
図、第４図はホーニングヘツドの昇降速度と回転
速度によるホーニング角度設定図である。 ２……ホーニング加工装置、５……昇降装置、
１２……変位検出装置、２１……中央演算処理装
置、１３……回転装置、１５……回転数検出装
置、１８……アナログデジタル信号変換装置、６
……クロスハツチ角、２５……NG信号発信装
置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 クロスハツチのホーニング加工装置２のホーニ
   ングヘツド１０に対して回転装置１３と昇降装置
   ５とが設けられ、前者に設けられたクロスハツチ
   角度θのリアルタイム検出用の回転数検出装置１
   ５と後者に設けられたクロスハツチ角度θのリア
   ルタイム検出用の上下方向位置及び昇降速度検出
   用の変位検出装置１２とがそれぞれ周波数電圧変
   換器１７，１７′を介してアナログデジタル変換
   装置１８に電気的に接続され、上記変位検出装置
   １２による上下方位置検出信号に基づいて中央演
   算処理装置２１により検出されたホーニングヘツ
   ド１０の位置がクロスハツチの有効領域内にある
   か否かを検出し、而して回転数検出装置１５と変
   位検出装置１２とによりそれぞれ検出されたホー
   ニングヘツド１０の回転速度V₁と昇降速度V₂，
   V₃とがアナログデジタル変換装置１８を介して
   中央演算処理装置２１に入力されてホーニング加
   工中のクロスハツチ角θを θ＝tan^-1（V₂／V₁） ＋tan^-1（V₃／V₁） で該中央演算処理装置２１で演算するようにさ
   れ、該中央演算処理装置２１が予めクロスハツチ
   角加工公差を記憶しているRAM２２を介してク
   ロスハツチ角度NG信号発信装置２５に接続さ
   れ、加工中のクロスハツチ角と上記RAM２２に
   記憶されている設定クロスハツチ角とを中央演算
   処理装置２１が比較演算し、加工中のクロスハツ
   チ角が上記クロスハツチ角加工公差範囲ではOK
   信号を、範囲外ではNG信号をクロスハツチ角度
   NG信号発信装置２５で発信するようにされてい
   ることを特徴とするホーニング加工のクロスハツ
   チ監視装置。