(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工孔の内径が目標値となるようホーニングヘッドに設けた内径検出手段により加工孔の内径を測定しつつホーニング加工を行うにあたり、複数のワークを連続してホーニング加工を行ったときの、加工順序に従った所定ワーク数毎の加工終了後の内径平均値を、移動平均として移動平均算出手段により順次算出し、この移動平均値を基にして前記加工孔内径の目標値を補正手段により補正するホーニング加工の内径補正方法であって、前記移動平均を算出する際に必要となる所定ワーク数は、ホーニング加工を行う際の加工順序に従う時間経過に対する前記移動平均のデータが、ホーニング加工を行う際の前記時間経過に対する周囲温度とグラフ上でほぼ一致する変化曲線となる数値であることを特徴とするホーニング加工の内径補正方法。
【請求項２】
ホーニングヘッドに設けられ、加工孔の内径を検出する内径検出手段と、この内径検出手段が検出した内径値があらかじめ設定した目標値となるよう前記ホーニングヘッドの加工動作を行わせる加工動作制御手段と、複数のワークを連続してホーニング加工を行ったときの、加工順序に従った所定ワーク数毎の加工終了後の内径平均値を、移動平均として順次算出する移動平均算出手段と、ホーニング加工を行う際の周囲の温度を検出する温度検出手段と、前記移動平均算出手段により移動平均を求める際に必要となる所定ワーク数を、前記移動平均算出手段が算出した移動平均のホーニング加工を行う際の加工順序に従う時間経過に対するデータが、前記温度検出手段により検出した前記時間経過に対する温度とグラフ上でほぼ一致する変化曲線になる数値となるよう設定する移動平均取込データ数決定手段と、この移動平均取込データ数決定手段によって決定された移動平均取込データ数に基づき前記移動平均算出手段によって算出した移動平均値を基にして前記加工孔内径の目標値を補正し、前記加工動作制御手段にこの補正値を出力する補正手段とを有することを特徴とするホーニング加工の内径補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、加工孔の内径が目標値となるよう内径を測定しつつホーニング加工を行う際に、仕上がり加工径が目標値から所定範囲を越えてずれた場合に、前記目標値を補正するホーニング加工の内径補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ワークの加工孔内面、例えばエンジンのシリンダブロックにおけるシリンダボア内面を精密に仕上げるには、ホーニング加工が施される。ホーニング加工は、砥石を円周方向に複数配置したホーニングヘッドを、ワークの加工孔内にて高速で回転させると同時に軸方向に往復移動させて研削加工する（例えば特開昭６２−２７７２６２号公報参照）。
【０００３】
図４は、ワークＷに設けた加工孔Ｈに対してホーニング加工を行うホーニングヘッド１を中心とした要部の概略的な断面図である。上記ホーニングヘッド１は、図示しないホーニング盤に設けたスピンンドル２への取付部としてのシャンク３Ｓを上端部に設けた円筒状のヘッド本体３を備えている。このヘッド本体３の周方向には、複数のスリット５が適宜間隔に設けてあり、各スリット５には、外側部に砥石７を備えた砥石シュー９が放射方向（径方向）へ移動可能に設けてある。
【０００４】
なお、各砥石シュー９は、適宜に設けたリング状のスプリング１０の作用によって常に放射内方向へ付勢されている。
【０００５】
また、前記ヘッド本体３の外周面には、超硬ガイドよりなる複数のガイド部材１１が適宜間隔に設けてあり、適数のガイド部材１１には、ガイド部材１１の表面１１Ｆと加工孔Ｈの内周面ＨＦとの間隙（クリアランス）Ｌを測定するためのエアマイクロメータの測定部としてのエアノズル１３が設けてある。
【０００６】
前記ヘッド本体３内には、ヘッド本体３の軸方向へ移動可能なロッド１５を内装しており、このロッド１５には、前記各砥石シュー９を放射外方向へ押圧し拡開するための拡開テーパ部１７が設けてある。ロッド１５の上端部はヘッド本体３のシャンク３Ｓ内に突出しており、このロッド１５に取付けたフランジ部１９とシャンク３Ｓとの間に弾装したスプリング２１の作用によって、ロッド１５は常に上方向へ付勢保持されている。
【０００７】
上記のような構成において、ヘッド本体３のシャンク３Ｓをホーニング盤のスピンドル２に装着した後、ホーニングヘッド１をワークＷの加工孔Ｈ内に挿入し、前記スピンドル２を回転させるとともに上下動し、かつホーニング盤に設けた図示しない油圧シリンダにおいて上下動可能なピストンロッド２３によって前記ロッド１５を下降させることにより、各砥石シュー９は拡開用テーパ部１７の作用により、スプリング１０に抗して放射外方向へ移動される。各砥石シュー９が放射外方向へ移動されて拡開されることにより、各砥石シュー９に設けた砥石７が加工孔Ｈの内周面ＨＦへ圧接され、加工孔Ｈのホーニング加工が行われる。
【０００８】
上記したようなホーニング加工を行う際には、加工孔Ｈの内径を測定するが、このときガイド部材１１に設けたエアノズル１３から内周面ＨＦへ向けてエアを噴出し、ガイド部材１１の表面１１Ｆと加工孔Ｈの内周面ＨＦとの間の間隙Ｌの変化に対応したエア圧の変化を検出し、この検出値を、空気圧を電気信号に変換する図示しないＡ／Ｅ変換器によって電気信号に変換して加工孔Ｈの内径値を算出する。
【０００９】
上記したような内径測定を行いつつホーニング加工を行う際には、加工孔Ｈの目標とする内径値と同径の基準孔ＭＨを備えたマスタリングＭＲの内径を、上記したエアノズル１３によって測定し、加工孔Ｈの内径が基準孔ＭＨの内径に対して許容寸法内となるまで加工を継続する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ワークを複数連続して加工していく過程では、仕上がり径が例えば周囲温度などの影響によって変化し、目標値に対し許容範囲を越えてずれる場合がある。このため従来では、適当な数のワークを加工した後に、こららのワークの内径値を別途内径測定機にて測定している。そして、これらの測定値が目標値に対し許容範囲を越えてずれ、補正が必要と思われる場合には、ホーニング盤に対して作業者が適宜目標値を変更すべく補正値を入力した上で、ホーニング加工を継続する。
【００１１】
上記したように、従来の加工孔内径に対する補正方法では、加工終了後の敵数のワークの加工径を基にして、作業者が補正値を逐次入力しているので、作業性が悪く、入力ミスなどの発生も考えられ、高精度なホーニング加工が行えないという問題点があった。
【００１２】
そこで、この発明は、加工孔の内径が目標とする値に対して許容範囲を越えてずれている場合での、目標内径値に対する補正作業を容易にし、高精度なホーニング加工を行えるようにすることを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、第１に、加工孔の内径が目標値となるようホーニングヘッドに設けた内径検出手段により加工孔の内径を測定しつつホーニング加工を行うにあたり、複数のワークを連続してホーニング加工を行ったときの、加工順序に従った所定ワーク数毎の加工終了後の内径平均値を、移動平均として移動平均算出手段により順次算出し、この移動平均値を基にして前記加工孔内径の目標値を補正手段により補正するホーニング加工の内径補正方法であって、前記移動平均を算出する際に必要となる所定ワーク数は、ホーニング加工を行う際の加工順序に従う時間経過に対する前記移動平均のデータが、ホーニング加工を行う際の前記時間経過に対する周囲温度とグラフ上でほぼ一致する変化曲線となる数値であるホーニング加工の内径補正方法としてある。
【００１５】
第２に、ホーニングヘッドに設けられ、加工孔の内径を検出する内径検出手段と、この内径検出手段が検出した内径値があらかじめ設定した目標値となるよう前記ホーニングヘッドの加工動作を行わせる加工動作制御手段と、複数のワークを連続してホーニング加工を行ったときの、加工順序に従った所定ワーク数毎の加工終了後の内径平均値を、移動平均として順次算出する移動平均算出手段と、ホーニング加工を行う際の周囲の温度を検出する温度検出手段と、前記移動平均算出手段により移動平均を求める際に必要となる所定ワーク数を、前記移動平均算出手段が算出した移動平均のホーニング加工を行う際の加工順序に従う時間経過に対するデータが、前記温度検出手段により検出した前記時間経過に対する温度とグラフ上でほぼ一致する変化曲線になる数値となるよう設定する移動平均取込データ数決定手段と、この移動平均取込データ数決定手段によって決定された移動平均取込データ数に基づき前記移動平均算出手段によって算出した移動平均値を基にして前記加工孔内径の目標値を補正し、前記加工動作制御手段にこの補正値を出力する補正手段とを有する構成としてある。
【００１７】
【発明の効果】
第１の発明または第２の発明によれば、複数のワークを連続してホーニング加工を行ったときの、加工順序に従った所定ワーク数の内径平均値を、加工開始から時間経過とともに移動平均算出手段により順次算出して移動平均として求め、この移動平均値を基にして加工孔内径の目標値を補正手段により補正するようにしたため、補正作業は、手作業で行う必要がないことから容易なものとなり、これにより、入力ミスなどの発生が回避されて高精度なホーニング加工が可能となる。また、移動平均を求める際に必要となる所定ワーク数は、移動平均の時間経過に伴うデータが、ホーニング加工を行う際の時間経過に伴う周囲温度と、グラフ上でほぼ一致する変化曲線になる数値としたため、加工孔の目標値に対する補正値は、周囲温度に対応した適切なものとなり、より高精度なホーニング加工を行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１は、この発明の実施の一形態を示すホーニング加工の内径補正装置の全体構成を示すブロック図である。
【００２０】
ホーニング加工機２５としては、前記図４におけるホーニングヘッド１を中心とした要部の概略的な断面図で示したものと同様であり、図４をも参照しながら説明する。内径検出手段２７は、エアノズル１３を用いて加工孔Ｈの内径および、この加工内径に対する目標値となるマスタリングＭＲの基準孔ＭＨの内径をそれぞれ測定するエアマイクロメータであり、これら各測定値は、加工動作制御手段２９に入力される。加工動作制御手段２７は、内径検出手段２９が検出したマスタリングＭＲの基準孔ＭＨの測定値を、内蔵するメモリに格納し、この格納値（目標値）に対し加工孔Ｈの内径測定値が許容範囲内となるまで、ホーニング加工機２５に対して加工動作を行わせる。
【００２１】
上記内径検出手段２７で検出された加工孔Ｈの最終的な内径値、すなわちワークＷの加工終了後の仕上がり内径値は、加工順序に従って複数のワークＷについて移動平均算出手段３１に順次入力される。移動平均算出手段３１は、複数のワークＷを連続してホーニング加工を行ったときの、加工順序に従った所定ワーク数毎の仕上がり内径の平均値を、移動平均として加工開始から加工終了まで算出する。
【００２２】
移動平均取込ワーク数決定手段３３は、上記移動平均算出手段３１が移動平均を算出する際に必要となる所定ワーク数を決定するもので、その決定は、温度検出手段３５が検出する、ホーニング加工機２５が設置されている周囲の室内温度の時間経過に対する変化に、移動平均の時間経過に対する変化が、後述する図２および図３のグラフ上でほぼ一致する曲線となるときのワーク数としてある。
【００２３】
補正手段３７は、上記移動平均取込ワーク数決定手段３３によって決定されたワーク数に基づいて移動平均算出手段３１が算出した移動平均値の入力を受け、この移動平均値が加工孔Ｈの内径の目標値に対して許容範囲を越えてずれている場合に前記目標値を補正し、この補正値を前記加工動作制御手段２９に出力してホーニング加工を継続する。
【００２４】
図２は、午前１１時のホーニング加工開始から午後１９時の加工終了までにわたり、ワークＷ個々の仕上がり内径のばらつきを示したもので、ここでは、加工径の目標値を［基準径＋２０μｍ］としてこれに対してのばらつきを示している。この複数の加工径データに対し、破線、実線、一点鎖線は、移動平均を算出する際のワーク数をそれぞれ４個、１５個、３０個とした場合の移動平均データである。
【００２５】
一方、図３は午前１１時のホーニング加工開始から午後１９時の加工終了までにわたり、温度検出手段３５によって検出された室温の変化データである。この室温の変化データに最も近い前記図２における移動平均のデータは、実線で示すワーク数が１５個のものであり、このデータを基に、補正手段３５は加工孔Ｈの内径の目標値を補正すべく補正値を加工動作制御手段２９に出力し、加工動作制御手段２９はこの補正値に基づいてホーニング加工機２５に対して加工動作制御を行う。
【００２６】
上記移動平均を算出するためのワーク数の決定は、例えば２０個程度のワークを加工した後に、移動平均算出手段３１がワーク数の違いによる移動平均をそれぞれに算出し、これら各移動平均データのうち室温変化に最も近い状態となるワーク数を移動平均取込ワーク数決定手段３３が決定し、これに基づき移動平均算出手段３１がワーク数を１５個とした状態で、その後（２０個程度加工後）の移動平均を算出する。
【００２７】
上記したように、加工孔Ｈの目標内径値に対する補正作業は、移動平均算出手段３１が算出した移動平均値に基づいて補正手段３７が補正値を加工動作制御手段２９に出力することで行うことができ、手作業で行う必要がないことから容易なものとなり、これにより、入力ミスなどの発生が回避されて高精度なホーニング加工が可能となる。さらに、上記移動平均値を算出する際に必要となる所定ワーク数は、移動平均の時間経過に伴うデータが、ホーニング加工を行う際の時間経過に伴う周囲温度と、図２および図３に示すグラフ上でほぼ一致する変化曲線になる数としたため、補正値は、周囲温度に対応した適切なものとなり、より高精度なホーニング加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態を示すホーニング加工の内径補正装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１のホーニング加工の内径補正装置における加工孔内径の移動平均値の変化を示す説明図である。
【図３】図１のホーニング加工機が設置される室内温度の変化を示す説明図である。
【図４】ワークに設けた加工孔に対してホーニング加工を行うホーニングヘッドを中心とした要部の概略的な断面図である。
【符号の説明】
Ｗ  ワーク
Ｈ  加工孔
２７  内径検出手段
２９  加工動作制御手段
３１  移動平均算出手段
３３  移動平均取込ワーク数決定手段
３５  温度検出手段
３７  補正手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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