JPH05277902A - ワークの加工方法および加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ワークの被加工部に対して適確な加工作業を
実施し得るワークの加工方法および加工装置を提供す
る。 【構成】 加工方法として、まず計測工程においてワー
クの被加工部の位置を計測し、次の工程においてこの位
置のデータを保管し、次の工程で保管された位置のデー
タに基づいて加工を施す。ワークの加工装置１として、
ワークＷに対して近接センサ１１１を計測用移動手段１
２０により移動させてワークＷにおける被加工部Ｗ
ａ′，Ｗｂ′…の位置を計測する測定機１００と、この
計測された位置のデータに基づいて、加工工具２１０を
測定機１００における計測用移動手段１２０と同一の態
様を成す加工用移動手段２２０により移動させてワーク
Ｗの被加工部Ｗａ′，Ｗｂ′…に加工作業を実施する加
工機２００とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークの加工方法およ
び加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、２サイクルエンジンにおけるシ
リンダポートの面取りを、加工装置を用いて実施する場
合には、上記加工装置の治具に固定したワークに対し
て、該加工装置に装着された回転砥石等の加工工具を、
上記２サイクルエンジンの製作図面に記載されているシ
リンダポートの形状、および各部の寸法に基づいて移動
制御することにより、面取り加工作業を実施している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記エンジ
ンにおけるシリンダポートの開口縁部、すなわち実際に
製造されたワークにおける被加工部の形状および寸法
は、各種の要因に基づく製造誤差によって、上記製作図
面に記載された形状および寸法との間に「ずれ」が生じ
ることは避けられない。このため、ワークの被加工部に
対して製作図面を基準として加工作業を実施する上記従
来の構成では、ワークの被加工部に対して適確な加工作
業を実施することは極めて困難である。本発明は上記実
状に鑑みて、ワークの被加工部に対して適確な加工作業
を実施し得るワークの加工方法および加工装置を提供す
ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に関わるワークの
加工方法では、計測工程においてワークにおける被加工
部の位置を計測し、次の工程において上記計測工程にお
いて計測された被加工部の位置のデータを保管し、次の
工程で上記計測工程において計測が実施された上記ワー
クに対し上記位置のデータに基づいて加工を施すことに
よって上記目的を達成している。また、本発明に関わる
加工装置では、ワークに対し計測用センサを計測用移動
手段により移動させて上記ワークにおける被加工部の位
置を計測する測定機と、この測定機において計測された
上記ワークの被加工部における位置のデータに基づい
て、加工工具を上記測定機における計測用移動手段と同
一の態様を成す加工用移動手段により移動させ、上記ワ
ークの被加工部に加工作業を実施する加工機とを設ける
ことによって上記目的を達成している。

【０００５】

【作用】上記ワークの加工方法および加工装置では、ワ
ークの被加工部に加工を施す際、製作図面に記載されて
いる被加工部の位置や形状を基準とせず、ワークに形成
された実際の被加工部における位置や形状に基づいて、
該被加工部に対し加工作業が実施される。

【０００６】

【実施例】以下、一実施例を示す図面に基づいて、本発
明を詳細に説明する。図１ないし図３に、本発明に関わ
るワーク加工方法および加工装置を、自動二輪車用２サ
イクルエンジンのシリンダポートを成形する際のワーク
加工方法および面取り加工装置として適用した例を示
す。

【０００７】上記面取り加工装置１は、図１からも明ら
かなように、測定機１００と加工機２００とを具備して
おり、これら測定機１００と加工機２００とは、互いに
隣接する態様でフロアに並設されている。

【０００８】上記測定機１００は、図１および図２に示
すように、後述する計測用プローブ１１０を装着した移
動ヘッド１０１と、この移動ヘッド１０１を互いに直交
する３軸方向へ移動させるためのヘッドフィードユニッ
ト１０２とを備えており、上記移動ヘッド１０１とヘッ
ドフィードユニット１０２とによって、上記計測用プロ
ープ１１０を計測工程時において後述する態様で移動さ
せるための計測用移動手段１２０が構成されている。

【０００９】また、移動ヘッド１０１の下方域にはワー
クを固定するためのワーク保持手段１０３が設けられて
いるとともに、該ワーク保持手段１０３の前方域（図中
左方域）にはワーク搬送用のコンベア１０４が設置され
ている。なお、図中の符号１０５ａと１０５ｂとは、上
記コンベア１０４以外の各要素を囲う固定カバーと可動
カバーである。

【００１０】上記計測用プローブ１１０は、図４および
図５に示すように上下方向に沿って延びるスピンドル１
１０Ａと、該スピンドル１１０Ａの先端部（下端部）に
設けられた計測ヘッド１１０Ｂとから構成されており、
上記計測ヘッド１１０Ｂには計測用センサとしての近接
センサ１１１が設けられている。

【００１１】上記近接センサ１１１はブラケット１１２
に取り付けられており、該ブラケット１１２は、スピン
ドル１１０Ａに固設されたガイドレール１１３およびス
ライダ１１４を介して図中の左右方向に沿って移動可能
に設けられている。

【００１２】さらに上記ブラケット１１２は、ヘッドケ
ーシング１１５に取り付けられたシリンダアクチュエー
タ１１６の作動ロッド１１６ａに固設されており、該シ
リンダアクチュエータ１１６の動作に基づいて、上記近
接センサ１１１はヘッドケーシング１１５に形成された
開口１１５ａを介して、ワークとの間に所定の間隔を設
定するべく前後方向（図中の左右方向）に移動する。

【００１３】また、上記計測用プローブ１１０は、上記
測定機１００における移動ヘッド１０１に設けられた図
示していない駆動手段により、計測作業時においてワー
クを走査するべく、上記スピンドル１１０Ａの軸線を中
心として回転される。

【００１４】一方、上記加工機２００は、図１および図
３に示すように、加工工具２１０を装着した移動ヘッド
２０１と、この移動ヘッド２０１を互いに直交する３軸
方向へ移動させるためのヘッドフィードユニット２０２
とを備えており、上記移動ヘッド２０１とヘッドフィー
ドユニット２０２とによって、上記加工工具２１０を加
工工程時に後述する態様で移動させるための加工用移動
手段２２０が構成されている。

【００１５】上記移動ヘッド２０１に装着されている加
工工具２１０は、上下方向に沿って延びるスピンドル２
１０Ａと、該スピンドル２１０Ａの先端（図中の下端）
に固設された砥石２１０Ｂとから構成されており、上記
移動ヘッド２０１に設けられた駆動用モータ（図示せ
ず）によって、上記スピンドル２１０Ａの軸線を中心と
して高速で駆動回転される。

【００１６】上記移動ヘッド２０１の下方域には、ワー
クを固定するためのワーク保持手段２０３が設けられて
いるとともに、該ワーク保持手段２０３の前方域（図中
左方域）には、上記測定機１００におけるコンベア１０
４と並設される態様で、ワーク搬送用のコンベア２０４
が設置されている。

【００１７】また、上記移動ヘッド２０１の下方域に
は、上記加工工具２１０における砥石２１０Ｂの表面の
修正や成形を行なうための工具ドレッサー２０５が設け
られている。なお、図中の符号２０６ａと２０６ｂと
は、上記コンベア２０４以外の各要素を囲う固定カバー
と可動カバーである。

【００１８】ここで、上述した加工装置１は、図１ない
し図３から明らかなように、基本構成を同じくする２台
の装置に対し、一方の装置に計測用プローブ１１０を装
備させるための構成を付加して測定機１００とし、他方
の装置に加工工具２１０を装備させるための構成を付加
して測定機２００としたものである。

【００１９】このため、上記測定機１００における計測
用移動手段１２０と、加工機２００における加工用移動
手段２２０とは、移動ヘッド１０１と２０１との構成に
若干の相違があるものの、その基本的構成は互いに同一
であり、動作態様においても相違するところはない。

【００２０】また、上記加工装置１は、図６に示す如く
構築された制御系３００によって制御されており、この
制御系３００は、上記測定機１００の動作制御を司る測
定機側制御系３１０と、上記加工機２００の動作制御を
司る加工機側制御系３２０とから構成されている。

【００２１】上記測定機側制御系３１０および加工機側
制御系３２０は、それぞれ制御装置としてパーソナルコ
ンピュータ３１１および３２１を用いており、各種デー
タを保管する手段としては、上記各パーソナルコンピュ
ータ３１１および３２１の内部メモリ、あるいはハード
ディスク３１２および３２２等の外部メモリを用いてい
る。また、上述した制御系３００では、測定機側制御系
３１０のパーソナルコンピュータ３１１と、上記加工機
側制御系３２０のパーソナルコンピュータ３２１との間
において各種データの受け渡しが行なわれる。

【００２２】一方、上記加工装置１が対象とするワーク
（シリンダスリーブ）Ｗには、図７に示す如く給排気ポ
ートや掃気ポート等の開口Ｗａ，Ｗｂ，Ｗｃ，Ｗｄ，Ｗ
ｅ，Ｗｆ，Ｗｇ，Ｗｈ、および切欠きＷｉ，Ｗｊが形成
されており、上記加工装置１は、上記開口および切欠き
におけるエッジ部Ｗａ′，Ｗｂ′，Ｗｃ′，Ｗｄ′，Ｗ
ｅ′，Ｗｆ′，Ｗｇ′，Ｗｈ′、およびＷｉ′，Ｗｊ′
を被加工部として研削加工を実施するものである。

【００２３】上記構成の加工装置１によって、上記ワー
クＷの被加工部に対して研削加工を実施する場合、先ず
ワークＷを測定機１００に搬入し、ワーク保持手段１０
３における図示していない治具に上記ワークＷをセット
する。

【００２４】次いで、計測用移動手段１２０の動作によ
り、計測用プローブ１１０を上記ワークＷの上方域から
下降させて、ワークＷにおけるボアＷ′の内部に上記計
測用プローブ１１０を挿入する。

【００２５】上記近接センサ１１１が、ボアＷ′の上縁
部を検出した時点で、上記計測用プローブ１１０の下降
を一旦停止させ、この時点における計測用プローブ１１
０の位置を、ワークＷの高さ方向における０原点とす
る。

【００２６】一方、上記計測用プローブ１１０を回転さ
せ、図８に示すように互いに直角を成す４方向において
上記近接センサ１１１とボアＷ′との間隔を計測し、こ
のデータに基づいて計測用プローブ１１０の中心とボア
Ｗ′の中心とのずれ量δｘ，δｙを算出し、計測用プロ
ーブ１１０を上記ずれ量δｘ，δｙだけ水平移動させ
て、計測用プローブ１１０の中心軸ＯｐとボアＷ′の中
心軸Ｏｗとを互いに一致させる。

【００２７】なお、ボアＷ′の上縁部を近接センサ１１
１が検出した時点で計測用プローブ１１０の下降を一旦
停止させることなく、上述した計測用プローブ１１０と
ボアＷ′との芯合せを行なうことも可能である。

【００２８】上述したワークＷの高さ方向における０原
点の設定と、計測用プローブ１１０とボアＷ′との芯合
せを行なったのち、上記計測用プローブ１１０を、移動
ヘッド１０１に設けられた駆動手段（図示せず）によっ
て約６０rpm の速度で回転させつつ、上記計測用移動手
段１２０によって上記ボアＷ′の内部において下降さ
せ、上記計測用プローブ１１０における近接センサ１１
１により、上記ボアＷ′の内周面全域を走査する。

【００２９】上記近接センサ１１１は、ワークＷにおけ
る被加工部、すなわち各開口および切欠きＷａ，Ｗｂ，
Ｗｃ…等における、各々のエッジ部Ｗａ′，Ｗｂ′，Ｗ
ｃ′…の特定点を計測し、これら各エッジ部Ｗａ′，Ｗ
ｂ′，Ｗｃ′…における位置のデータ、すなわち、図８
（ａ）に示す如きボアＷ′の上縁部からの寸法Ｈａ，Ｈ
ｂ，Ｈｃ…と、図８（ｂ）に示す如き基準軸からの中心
角θａ，θｂ，θｃ，θｄ…とは、測定機側制御系３１
０における制御装置としてのパーソナルコンピュータ３
１１に送られ、各開口および切欠きＷａ，Ｗｂ，Ｗｃ…
毎に編集されて記憶保管される。

【００３０】上記ワークの被加工部に対する位置の計測
が終了したのち、測定機１００におけるワーク保持手段
１０３から、ワーク払い出し手段１０６によって上記ワ
ークＷをコンベア１０４上に搬出し、次いで上記コンベ
ア１０４およびコンベア２０４によって移送されたワー
クＷを加工機２００に搬入し、ワーク保持手段２０３に
おける図示していない治具に上記ワークＷをセットす
る。

【００３１】なお、上記ワークＷを搬出した測定機１０
０には、直ちに続行するワークが搬入され、計測工程の
終了した上記ワークＷに対して加工機２００において後
述する加工作業が実施されると同時に、上記続行するワ
ークに対して測定機１００において上述した計測作業が
実施される。

【００３２】上記加工機２００に対するワークＷのセッ
トが完了すると、測定機側制御系３１０における制御装
置としてのパーソナルコンピュータ３１１から、先に測
定機１００において計測されたワークＷにおける被加工
部の位置のデータが、加工機側制御系３２０における制
御装置としてのパーソナルコンピュータ３２１へ送信さ
れる。

【００３３】次いで、加工工具２１０を移動ヘッド２０
１に設けられた駆動用モータ（図示せず）によって高速
回転させるとともに、上記加工機側制御系３２０のパー
ソナルコンピュータ３２１が受信した被加工部の位置の
データに基づいて加工用移動手段２２０を動作制御し、
上記加工工具２１０の砥石２１０Ｂを、各開口および切
欠きＷａ，Ｗｂ，Ｗｃ…等における、各々のエッジ部Ｗ
ａ′，Ｗｂ′，Ｗｃ′…に倣って移動させることによ
り、該エッジ部Ｗａ′，Ｗｂ′，Ｗｃ′…の研削加工
（バリ取り加工）が行なわれる。なお、上記加工作業時
における加工工具２１０の位置決めには、測定時におけ
る位置ずれ量が加味されることは言うまでもない。

【００３４】このように、上記測定機１００において計
測されたワークＷの被加工部の位置データに基づいて、
上記加工機２００において上記被加工部に対する加工作
業が実施されるので、ワークＷにおける被加工部の位置
が製作図面に対して「ずれ」を生じている場合であって
も、上記被加工部に対する適確な加工作業を実施するこ
とができる。

【００３５】また、上記加工装置１では、ワーク毎に被
加工部の位置を計測し、この計測作業により得られた位
置データに基づいて、上記ワークの被加工部に対して加
工作業を実施しているので、同種類のワークを複数個に
亘って加工する場合、製作図面に対する被加工部のずれ
量が、各ワーク毎にばらついていても、個々のワークの
被加工部に対して適確な加工作業を実施することができ
る。

【００３６】さらに、先に述べたように、加工装置１に
おける測定機１００と加工機２００とは、互いに基本構
成を同じくする装置により構成されているため、外的条
件、例えば熱変形に対して測定機１００と加工機２００
とは互いに同様な傾向で変形することとなり、測定機１
００でのワークに対する計測作業と、上記加工機２００
でのワークに対する加工作業との間において誤差が生じ
難く、ワークに対して適確な加工作業を実施することが
できる。

【００３７】上記ワークＷの被加工部に対する加工作業
を終了したのち、該ワークＷはワーク払い出し手段２０
７によって加工機２００からコンベア２０４上に搬出さ
れ、上記ワークＷは該コンベア２０４を介して次なる工
程へと移送されて行く。

【００３８】なお、上述した加工装置１では、測定機１
００と加工機２００とを各々１台ずつ有しているが、ワ
ークに対する測定機での計測作業時間に対して、加工機
での加工作業時間が短くて済む場合には、１台の測定機
に対して２台以上の加工機を配置することにより、複数
個のワークを効率よく連続して加工することが可能とな
る。

【００３９】また、計測用プローブに設けられる測定セ
ンサとしては、実施例に示した近接センサ以外にも、例
えば反射形光電センサ等の各種センサを採用することも
可能であり、さらに上記測定センサを、計測用プローブ
に対し上下方向に沿って複数個設置することにより、上
記計測用プローブを上下動させることなく、回転動作の
みによってワーク内周面の全域を走査することができ、
これにより計測作業に掛かる時間を短縮することが可能
となる。

【００４０】また、本発明に関わるワーク加工方法およ
び加工装置は、実施例に示した自動二輪車用２サイクル
エンジンのシリンダポートを成形する際のみならず、様
々なワークを対象とするワークの加工方法および加工装
置としても、有効に適用し得るものであることは言うま
でもない。

【００４１】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明に関わる
ワークの加工方法では、計測工程においてワークにおけ
る被加工部の位置を計測し、次の工程において上記計測
工程において計測された被加工部の位置のデータを保管
し、次の工程で上記計測工程において計測が実施された
上記ワークに対し上記位置のデータに基づいて加工を施
すよう構成したので、製作図面に対する実際の被加工部
のずれに関わりなく、該ワークの被加工部に対して適確
な加工作業を施すことが可能となった。また、本発明に
関わるワークの加工装置では、ワークに対して計測用セ
ンサを計測用移動手段により移動させ、上記ワークにお
ける被加工部の位置を計測する測定機と、この測定機に
おいて計測された上記ワークの被加工部における位置の
データに基づいて、加工工具を上記測定機における計測
用移動手段と同一の態様を成す加工用移動手段により移
動させ、上記ワークの被加工部に加工作業を実施する加
工機とを設けたので、上記測定機においてワークの計測
を行なったのち、上記加工機において該ワークに対し加
工作業を実施することにより、製作図面に対する実際の
被加工部のずれに関わりなく、該ワークの被加工部に対
して適確な加工作業を施すことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わる加工装置を示す全体正面図。

【図２】加工装置における測定機を示す全体側面図。

【図３】加工装置における加工機を示す全体側面図。

【図４】測定機における計測用プローブを一部省略して
示す側面図。

【図５】図４におけるＡ−Ａ線断面側面図。

【図６】本発明に関わる加工装置の制御系を示すブロッ
ク図。

【図７】（ａ），（ｂ），および（ｃ）は、加工の対象
となるワークを示す断面側面図、他方より見た断面側面
図、および断面平面図。

【図８】（ａ）および（ｂ）は、測定機の計測用プロー
ブによる計測作業の実際を示す概念的な断面側面図およ
び断面平面図。

【図９】測定機の計測用プローブによる計測作業の実際
を概念的に示す平面断面図。

【符号の説明】

１…工作機械、 １００…測定機 １１０…計測用プローブ、 １１０Ａ…スピンドル、 １１０Ｂ…計測ヘッド、 １１１…近接センサ（計測用センサ）、 １２０…計測用移動手段、 ２００…加工機 ２１０…加工工具、 ２１０Ａ…スピンドル、 ２１０Ｂ…砥石、 ２２０…加工用移動手段、 ３００…制御系、 ３１１，３２１…パーソナルコンピュータ（制御装
置）、 Ｗ…ワーク、 Ｗａ′，Ｗｂ′，Ｗｃ′，Ｗｄ′，Ｗｅ′， Ｗｆ′，Ｗｇ′，Ｗｈ′，Ｗｉ′，Ｗｊ′…エッジ部
（被加工部）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークにおける被加工部の位置を計
   測する計測工程と、 上記計測工程において計測された被加工部の位置のデー
   タを保管する工程と、 上記計測工程において計測が実施された上記ワークに対
   し、上記位置データに基づいて加工を施す工程と、 を含むことを特徴とするワークの加工方法。
2. 【請求項２】 計測用センサと、該計測用センサを
   移動させる計測用移動手段とを備え、ワークに対して上
   記計測用センサを上記計測用移動手段により移動させ、
   上記ワークにおける被加工部の位置を計測する測定機
   と、 加工工具と、上記測定機における計測用移動手段と同一
   の態様を成す加工用移動手段とを備え、上記測定機にお
   いて計測された上記ワークの被加工部における位置のデ
   ータに基づいて、上記加工工具を上記加工用移動手段に
   より移動させ、上記ワークの被加工部に加工作業を実施
   する加工機と、 を具備して成ることを特徴とする加工装置。