加工装置

摘要

本发明提供一种与以往相比能够提高加工工具的定位精度的加工装置。加工装置(1)具备旋转工具(2b)、设置于该旋转工具(2b)的外周的加工工具(2)以及将上述旋转工具(2b)支承为能够旋转的主轴头(3)。加工装置(1)具备使主轴头(3)朝垂直于旋转工具(2b)的旋转轴(R)的方向移动的驱动部、测定主轴头(3)在垂直于旋转轴(R)的平面中的位置的位置传感器(7)以及基于主轴头(3)的位置对驱动部(6)进行控制而使得加工工具(2)朝垂直于旋转工具(2b)的旋转轴(R)的方向移动的控制部。

权利要求

1.一种加工装置，其具备旋转工具、设置于所述旋转工具的外周的加工工具以及将所述旋转工具支承为能够旋转的主轴头，所述加工装置的特征在于，还具备：

驱动部，其通过伸长而对所述主轴头的壳体施力，从而使所述主轴头朝垂直于所述旋转工具的旋转轴的方向移动；

位置传感器，其测定所述主轴头在垂直于所述旋转轴的平面中的位置；以及控制部，其基于所述主轴头的所述位置对所述驱动部进行控制，使得所述加工工具朝垂直于所述旋转轴的方向移动。

2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述驱动部在垂直于所述旋转轴的两个以上方向与所述主轴头对置配置。

3.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述驱动部由压电促动器或者磁致伸缩部件构成。

4.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述控制部基于在所述加工工具的旋转角度中的所述主轴头的目标位置来对所述驱动部进行控制。

5.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述控制部利用所述主轴头的目标位置与所述主轴头的实际的位置的差量来进行反馈控制。

6.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述主轴头具备：使所述旋转工具旋转的主轴、将该主轴支承为能够旋转的轴承、使所述主轴旋转的马达以及计测所述马达的旋转角度的编码器。

7.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述驱动部包括：在垂直于所述旋转轴的第一方向上与所述主轴头对置的第一对驱动部；以及在垂直于所述旋转轴以及所述第一方向的第二方向上与所述主轴头对置的第二对驱动部。

8.根据权利要求7所述的加工装置，其特征在于，所述第一对驱动部和所述第二对驱动部分别配置在所述主轴头的两侧，并且以在单侧的驱动部的伸长与相反一侧的驱动部的收缩相等的差量控制来进行动作。

9.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于，所述驱动部由磁致伸缩部件构成。

说明书

加工装置

技术领域

[0001] 本发明涉及向加工对象物加工正圆形状或非正圆形状的曲面的加工装置。

背景技术

[0002] 以往，公知涉及珩磨机或者镗床的发明(参照下述专利文献1)。专利文献1作为生成非圆筒状的镗削面的设备而公开了具有以下的结构的设备(参照上述文献的权利要求1等)。

[0003] 上述文献所记载的设备具备能够往复运动且被旋转驱动的设备主轴。设备主轴能够连接至少一个加工用工具，经由进给机构向加工用工具传递动作。进给动作在方向转换后将加工用工具沿径向朝应加工的镗削面进给。另外，在上述进给机构的进给动作重叠有微小进给用的机构的进给动作，从而生成非圆筒状的镗削面。

[0004] 在上述文献的设备中，微小进给用的机构配置于被分配到设备主轴的工具安装单元内，并且，由与轴平行地工作的线性驱动器形成。线性驱动器的工作装置作用于进给杆。进给杆具备加工用工具与用于转换进给动作的方向的机构，配置于以能够更换的方式与工具安装单元连接的工具单元内。

[0005] 更具体而言，通过设置于加工工具的楔形的进给面与设置于进给杆的前端的楔形的进给面的滑动，将进给杆的轴向的进给动作转换成加工工具朝径向进给的进给动作(参照上述文献的权利要求15、0035段以及图5等)。

[0006] 专利文献1：日本特表2010-533597号公报

[0007] 上述专利文献1所记载的设备作为用于将基于线性驱动器的轴向的进给动作方向转换为朝径向的进给动作的机构，使用由设置于进给杆与加工用工具的楔形的进给面构成的传动机构。上述的机械式的传动机构因构成部件滑动而产生磨损等，从而存在使加工工具的定位精度降低的担忧。

发明内容

[0008] 本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种与以往相比能够提高加工工具的定位精度的加工装置。

[0009] 为了实现上述目的，本发明的加工装置具备：旋转工具、设置于上述旋转工具的外周的加工工具；以及将上述旋转工具支承为能够旋转的主轴头，上述加工装置的特征在于，还具备：驱动部，其使上述主轴头朝垂直于上述旋转工具的旋转轴的方向移动；位置传感器，其测定上述主轴头在垂直于上述旋转轴的平面中的位置；以及控制部，其基于上述主轴头的上述位置对上述驱动部进行控制，使得上述加工工具朝垂直于上述旋转轴的方向移动。

[0010] 更具体而言，作为上述加工装置的一方式的非正圆加工装置，其具备加工工具与使该加工工具旋转的主轴头，使上述加工工具沿着非正圆的工具旋转轨迹移动，该非正圆加工装置的特征在于，具备：压电促动器，其使上述主轴头朝垂直于上述加工工具的旋转轴的方向移动；位置传感器，其测定上述主轴头在垂直于上述旋转轴的平面中的位置；以及控制部，其基于上述主轴头的上述位置对上述压电促动器进行控制，使得上述加工工具沿着上述工具旋转轨迹移动。

[0011] 本发明的加工装置是在加工对象物加工正圆形状或者非正圆形状的面的装置，例如，能够用作对发动机的汽缸体等加工对象物进行镗削加工或者珩磨加工的镗削加工机或者珩磨加工机。作为加工工具，能够使用镗削加工用的切削工具或珩磨加工用的磨削工具等。

[0012] 主轴头能够具备：使旋转工具旋转的主轴、将该主轴支承为能够旋转的轴承、使主轴旋转的马达以及计测该马达的旋转角度的编码器。更具体而言，主轴头例如可以具备：使加工工具旋转的主轴、将该主轴支承为能够旋转的轴承、收容并保持该轴承的轴头壳体、使上述主轴旋转的马达以及计测该马达的旋转角度的编码器。

[0013] 驱动部也可以由压电促动器或者磁致伸缩部件构成。另外，驱动部也可以在垂直于旋转工具的旋转轴的两个以上方向与主轴头对置配置。更具体而言，使主轴头朝垂直于加工工具的旋转轴的方向移动的压电促动器或者磁致伸缩部件例如能够在与旋转轴垂直且相互垂直的X轴方向、Y轴方向这两个方向上分别配置于与主轴头的轴头壳体对置的位置。此外，压电促动器或者磁致伸缩部件也可以在垂直于旋转轴的三个以上方向与主轴头对置配置。

[0014] 构成驱动部的压电促动器或者磁致伸缩部件能够在垂直于旋转轴的各方向隔着主轴头的轴头壳体而相互对置配置。在该情况下，加工装置可以具备考虑压电促动器或者磁致伸缩部件的伸长动作与收缩动作之间的驱动力的差以及滞后来对相互对置的促动器或者磁致伸缩部件进行驱动的差量电路。

[0015] 作为测定主轴头在垂直于加工工具的旋转轴的平面中的位置的位置传感器，例如能够使用接触式或者非接触式的位移传感器。作为非接触式的位移传感器，虽不被特别地限定，但例如能够使用电容传感器、激光位移仪、超声波式位移仪、涡流式位移传感器、图像传感器等。另外，也能够在压电促动器或者磁致伸缩部件内部组装应变仪等传感器来对位置进行测定。

[0016] 对例如使用了压电促动器或者磁致伸缩部件的驱动部进行控制的控制部，例如可以具备CPU等运算装置、存储器或硬盘等存储装置、存储于该存储装置的程序、进行与传感器等外部设备之间的信号的输入输出的输入输出部等。另外，控制部也可以进一步由具备键盘等输入接口、监视器等显示装置的个人计算机构成。

[0017] 控制部例如能够将主轴头的位置与加工工具的旋转轴亦即旋转工具的旋转轴的位置的关系、加工工具的旋转轴亦即旋转工具的旋转轴的位置以及旋转角度与刀尖等加工部的位置的关系、作为加工部的位置的目标值的正圆或者非正圆的工具旋转轨迹等预先存储于存储装置。

[0018] 控制部能够基于在加工工具的旋转角度中的主轴头的目标位置来对驱动部进行控制。更具体而言，控制部例如基于存储于存储装置的程序，计算用于使加工工具的加工部沿着存储于存储装置的工具旋转轨迹移动的、加工工具的旋转角度与主轴头的位置的关系。控制部以满足计算出的加工工具的旋转角度与主轴头的位置的关系的方式，根据从编码器被输入的加工工具的旋转角度，控制压电促动器或者磁致伸缩部件的伸长量以及收缩量，从而使主轴头沿垂直于加工工具的旋转轴亦即旋转工具的旋转轴的方向随时移动。此外，控制部也可以预先将表示加工工具的旋转角度与主轴头的位置的数据表存储于存储装置，依次输出存储于存储部的加工工具的旋转角度与主轴头的位置。

[0019] 如上，控制部在使加工工具旋转而对加工对象物进行加工时，对驱动部所使用的压电促动器或者磁致伸缩部件进行控制，由此对主轴头作用外力，使工具旋转轨迹从正圆脱离而生成非正圆的工具旋转轨迹，从而对加工对象物进行非正圆的孔加工。即，控制部以满足固定主轴头而使加工工具旋转时的正圆的工具旋转轨迹与成为目标的非正圆的工具旋转轨迹之差亦即脱离量的方式对驱动部的压电促动器或者磁致伸缩部件进行驱动，从而使主轴头移动。

[0020] 另外，控制部能够使用上述主轴头的目标位置与上述主轴头的实际的位置的差量进行反馈控制。更具体而言，控制部能够基于例如存储于存储装置的程序，并使用计算出的主轴头的目标位置与从位置传感器被输入的主轴头的实际的位置的差量来进行反馈控制。由此，控制部能够基于由位置传感器计测出的主轴头的位置，以使加工工具沿着工具旋转轨迹移动的方式控制压电促动器。

[0021] 如根据以上的说明而能够理解的那样，根据本发明的加工装置，利用控制部对使用了压电促动器或者磁致伸缩部件的驱动部进行控制而使主轴头移动，由此能够使加工工具沿着成为目标的正圆或非正圆的工具旋转轨迹移动。因此，不需要使用使加工工具沿径向移动的以往那样的传动机构，从而与以往相比能够提高加工工具的定位精度。

附图说明

[0022] 图1是本发明的一实施方式的加工装置的示意的立体图。

[0023] 图2是图1所示的加工装置的框图。

[0024] 图3是表示图1所示的加工装置的工具旋转轨迹的一个例子的俯视图。

[0025] 图4是表示椭圆形的工具旋转轨迹与加工工具的位移量之间的关系的俯视图。

[0026] 图5是表示四边形的工具旋转轨迹与加工工具的位移量之间的关系的俯视图。

[0027] 图6是表示图4以及图5所示的加工工具的位移量与刀尖旋转角度之间的关系的图表。

[0028] 图7A是表示被正圆加工的缸心与被非正圆加工的缸心的概念图。

[0029] 图7B是表示被正圆加工的缸心与被非正圆加工的缸心的概念图。

[0030] 图8是表示成为目标的非正圆形状的一个例子的模型。

[0031] 图9是图8所示的非正圆形状的高度H1的俯视剖面图。

[0032] 图10是表示图8的各高度处的加工工具的位移量与刀尖旋转角度之间的关系的图表。

[0033] 图11是表示基于图1所示的加工装置的正圆加工或者非正圆加工的一个例子的流程图。

[0034] 符号说明

[0035] 1…加工装置；2b…旋转工具；2…加工工具；3…主轴头；6…驱动部；7…位置传感器；8…控制部；R…旋转轴；T…工具旋转轨迹；Tf…工具旋转轨迹；To…工具旋转轨迹；Ts…工具旋转轨迹。

具体实施方式

[0036] 以下，参照附图对本发明的加工装置的一实施方式进行说明。

[0037] 图1是本发明的一实施方式的加工装置1的示意的立体图。图2是图1所示的加工装置1的框图。

[0038] 本实施方式的加工装置1具备：旋转工具2b、设置于该旋转工具2b的外周的加工工具2以及将该旋转工具2b支承为能够旋转的主轴头3，使加工工具2沿着正圆或者非正圆的工具旋转轨迹移动，在作为加工对象物的工件W加工正圆形状或者非正圆形状的面。

[0039] 作为加工工具2，能够使用镗削加工用的切削工具或珩磨加工用的磨削工具等。即，加工装置1例如能够用作对作为工件W的汽缸体的缸心进行镗削加工或者珩磨加工的镗削加工机或者珩磨加工机。

[0040] 主轴头3例如具备轴头壳体31、马达32以及计测该马达32的旋转角度的编码器33。主轴头3的轴头壳体31经由挠性联轴节4而固定于安装基体5，且通过挠性联轴节4以从安装基体5悬吊的状态被支承。挠性联轴节4以允许主轴头3朝垂直于主轴的轴向的方向移动的方式变形。马达32被安装基体5支承。

[0041] 虽省略图示，但主轴头3进一步具备收容于轴头壳体31的内部且被轴头壳体31保持的轴承以及在轴头壳体31的内部被该轴承支承为能够旋转的主轴。主轴的一端连接于马达32的驱动轴，另一端连接于加工工具2，通过马达32的驱动轴的旋转而进行旋转，以使得加工工具2绕旋转工具2b的旋转轴R旋转。

[0042] 加工装置1进一步具备由压电促动器或者磁致伸缩部件构成的驱动部6、位置传感器7以及控制部8(参照图2)。作为磁致伸缩部件，例如能够使用由铽、镝、铁构成的单晶超磁致伸缩材料。此处，磁致伸缩是指磁性材料因来自外部的磁场的影响而弹性变形的物理现象，与压电促动器越相称，则响应速度越为高速，越能够产生较大的力，具有耐久性较高的特征。此外，超磁致伸缩材料是指例如磁致伸缩为2000ppm左右，与以往的磁致伸缩材料相比，磁致伸缩增大了二位数的程度。

[0043] 驱动部6在与主轴头3的主轴以及旋转工具2b的旋转轴R亦即加工工具2的旋转轴R垂直的方向上，配置为与轴头壳体31邻接，并配置在与轴头壳体31对置的位置。更具体而言，在与主轴头3的主轴以及加工工具2的旋转轴R垂直，并且相互垂直的X轴方向和Y轴方向这两个方向，分别在轴头壳体31的两侧各配置一个而合计为四个的驱动部6。

[0044] 各驱动部6以在伸长时相对于轴头壳体31分别向X轴正方向、X轴负方向、Y轴正方向以及Y轴负方向施加力的方式与轴头壳体31邻接配置。另外，各驱动部6在内部具有应变仪，且分别连接于控制部8。由此，各驱动部6分别基于应变仪的输出而被控制部8控制，使主轴头3朝与加工工具2的旋转轴R垂直的方向，即X轴正方向、X轴负方向、Y轴正方向以及Y轴负方向移动。此外，驱动部6能够通过差量控制来进行动作。此处，差量控制是指以在一侧的驱动部6例如伸长10μm时，相反一侧的驱动部6例如收缩10μm的方式进行控制的控制方法。

[0045] 位置传感器7在与主轴头3的主轴以及加工工具2的旋转轴R垂直的方向上，配置为与轴头壳体31邻接，并配置在与轴头壳体31对置的位置。更具体而言，在与主轴头3的主轴以及加工工具2的旋转轴R垂直，并且相互垂直的X轴方向和Y轴方向这两个方向上，分别在轴头壳体31的单侧各配置一个而合计为两个位置的传感器7。位置传感器7实际上对驱动部6按照控制部8的指示进行伸缩的情况进行监测。位置传感器7也可以在X轴方向与Y轴方向分别以相互对置的方式各配置一对，抵消热膨胀所引起的尺寸增加量来对实际的轴头壳体
31的移动量进行检测。各位置传感器7分别连接于控制部8。

[0046] 作为位置传感器7，能够使用例如接触式或者非接触式的位移传感器。作为非接触式的位移传感器，虽不被特别地限定，但例如能够使用电容传感器、激光位移仪、超声波式位移仪、涡流式位移传感器、图像传感器、在内部具有驱动部6的应变仪等。各位置传感器7分别对X轴方向、Y轴方向上的主轴头3至轴头壳体31的距离进行计测，基于计测出的距离，对主轴头3在垂直于加工工具2的旋转轴R的XY平面中的位置进行测定，将测定出的主轴头3的位置输出至控制部8。

[0047] 控制部8例如能够具备CPU等运算装置、存储器或硬盘等存储装置、存储于该存储装置的程序、进行与传感器等外部机器之间的信号的输入输出的输入输出部等。另外，控制部8也可以进一步由具备键盘等输入接口、监视器等显示装置的个人计算机构成。

[0048] 如图2所示，控制部8例如与马达32连接，对马达32输出控制信号。另外，控制部8与对马达32的旋转角度进行计测的编码器33连接，从编码器33输入马达32的驱动轴的旋转角度。另外，控制部8与位置传感器7连接，输入由位置传感器7测定出的主轴头3在XY平面中的位置。另外，控制部8与驱动部6连接，对驱动部6输出控制信号。

[0049] 图3是表示图1所示的加工装置1的工具旋转轨迹T的一个例子的俯视图。

[0050] 在图示的例子中，由实线表示的加工工具2例如是镗削加工用的切削工具。若在不对驱动部6进行驱动且将主轴头3在XY平面中的位置固定的状态下，使加工工具2绕旋转轴R旋转，则作为加工工具2的加工部的刀尖2a沿着双点划线所示的正圆的工具旋转轨迹Tc移动。为了使该正圆的工具旋转轨迹Tc沿着由实线表示的椭圆形的非正圆的工具旋转轨迹T移动，而需要根据加工工具2的旋转角度，使XY平面中的加工工具2的旋转轴R的位置移动。

[0051] 为此，例如，在控制部8的存储装置预先存储主轴头3的位置与加工工具2的旋转轴R的位置的关系、加工工具2的旋转角度以及旋转轴R的位置与刀尖2a的位置的关系、作为刀尖的位置的目标值的非正圆的工具旋转轨迹T等。控制部8基于例如存储于存储装置的程序，计算用于使加工工具2的刀尖2a沿着存储于存储装置的非正圆的工具旋转轨迹T移动的、加工工具2的旋转角度与主轴头3的位置的关系。

[0052] 另外，控制部8例如基于存储于存储装置的程序，以满足计算出的加工工具2的旋转角度与主轴头3的位置的关系的方式，根据从编码器33被输入的加工工具2的旋转角度，计算驱动部6的伸长量以及收缩量。然后，控制部8将与计算出的伸长量以及收缩量对应的控制信号向驱动部6输出。

[0053] 由此，控制部8使主轴头3朝垂直于加工工具2的旋转轴R的方向随时移动，以使加工工具2沿着被预先设定且存储于存储装置的工具旋转轨迹T移动的方式控制驱动部6。此外，控制部8能够具备考虑了驱动部6的伸长动作与收缩动作之间的驱动力之差和滞后来驱动相互对置的驱动部6的差量电路。

[0054] 如上，控制部8在使加工工具2旋转而加工工件W时，控制驱动部6向主轴头3作用外力，使工具旋转轨迹Tc从正圆脱离而生成非正圆的工具旋转轨迹T，从而对工件W进行非正圆的孔加工。即，控制部8以满足固定主轴头3并使加工工具2旋转时的正圆的工具旋转轨迹Tc与成为目标的非正圆的工具旋转轨迹T之差亦即脱离量δ的方式驱动驱动部6而使主轴头3移动。

[0055] 另外，控制部8基于从位置传感器7被输入的主轴头3的位置，以使加工工具2沿着预先被设定并存储于存储装置的工具旋转轨迹T移动的方式控制驱动部6。即，控制部8例如基于存储于存储装置的程序，并使用计算出的主轴头3的目标位置与从位置传感器7被输入的主轴头3的实际的位置的差量来进行反馈控制。

[0056] 以下，使用图4～图6对非正圆的工具旋转轨迹与加工工具2的旋转角度以及XY平面中的位移量的关系更加详细地进行说明。

[0057] 图4是表示椭圆形的工具旋转轨迹To与加工工具2的位移量δx、δy的关系的俯视图。图5是表示四边形的工具旋转轨迹Ts与加工工具2的位移量δx、δy的关系的俯视图。图6是表示相对于图4以及图5所示的各工具旋转轨迹To、Ts的加工工具2的刀尖旋转角度θ与位移量δx、δy的关系的图表。

[0058] 此外，在图6中，实线表示相对于图4所示的椭圆的工具旋转轨迹To的加工工具2的刀尖旋转角度θ与X轴方向的位移量δx，点划线表示相对于该轨迹的加工工具2的刀尖旋转角度θ与Y轴方向的位移量δy。另外，在图6中，虚线表示相对于图5所示的四边形的工具旋转轨迹Ts的加工工具2的刀尖旋转角度θ与X轴方向的位移量δx，双点划线表示相对于该轨迹的加工工具2的刀尖旋转角度与Y轴方向的位移量δy。

[0059] 为了使加工工具2的刀尖2a沿着图4所示的椭圆形的工具旋转轨迹To移动，通过控制部8控制与X轴方向对置的一对驱动部6以及与Y轴方向对置的一对驱动部6而使它们伸长或者收缩。然后，如图6的实线以及点划线所示，使加工工具2的X轴方向以及Y轴方向的位移量δx、δy与加工工具2的刀尖旋转角度θ对应地变化。由此，能够使加工工具2的刀尖2a沿着图4所示的椭圆形的工具旋转轨迹To移动。

[0060] 相同地，为了使加工工具2的刀尖2a沿着图5所示的四边形的工具旋转轨迹Ts移动，通过控制部8控制与X轴方向对置的一对驱动部6以及与Y轴方向对置的一对驱动部6而使它们伸长或者收缩。然后，如图6的虚线以及双点划线所示，使加工工具2的X轴方向以及Y轴方向的位移量δx、δy与加工工具2的刀尖旋转角度θ对应地变化。由此，能够使加工工具2的刀尖2a沿着图5所示的四边形的工具旋转轨迹Ts移动。

[0061] 如以上那样，本实施方式的加工装置1具备加工工具2与使该加工工具2旋转的主轴头3，使加工工具2沿着非正圆的工具旋转轨迹T、To、Ts移动。因此，加工装置1具备使主轴头3朝垂直于加工工具2的旋转轴R的方向移动的驱动部6、测定主轴头3在垂直于加工工具2的旋转轴R的XY平面中的位置的位置传感器7以及基于主轴头3的位置以使加工工具2沿着工具旋转轨迹T、To、Ts移动的方式控制驱动部6的控制部8。

[0062] 因此，根据本实施方式的加工装置1，为了使加工工具2朝垂直于旋转轴R的方向移动，不需要使用以往的传动机构，从而能够简化构造。另外，根据本实施方式的加工装置1，传动机构的滑动部不会如以往那样磨损，因此与以往相比能够提高加工工具2的定位精度。另外，作为驱动部6采用压电促动器或者磁致伸缩部件，从而能够使驱动部6小型化并且产生足够的力，进而能够实现响应速度的高速化。

[0063] 另外，根据本实施方式的加工装置1，能够通过位置传感器7直接测定主轴头3的位置，从而能够使用主轴头3的目标位置与从位置传感器7被输入的主轴头3的实际的位置的差量来进行驱动部6的反馈控制。由此，能够更加正确地控制加工工具2的刀尖2a的位移量δx、δy。

[0064] 另外，根据本实施方式的加工装置1，能够使保持主轴头3的工具的部分通用化，从而作为加工工具2能够使用通用工具。另外，能够利用通用主轴构造进行自动工具更换，从而不仅能够在相同工序中进行粗镗与精镗，还能够进一步进行向铣刀、钻头、丝锥等的工具更换。

[0065] 另外，根据本实施方式的加工装置1，加工工具2的工具旋转轨迹T、To、Ts通过驱动部6从正圆的工具旋转轨迹Tc在以旋转轴R为中心的径向既可以朝外侧(正方向)也可以朝内侧(负方向)位移。换言之，也能够与工具的刀尖2a的直径相比而缩小加工孔，还能够在工件W的加工后不按返回标记拔出刀尖2a。另外，基于能够实现高速响应的驱动部6的工具旋转轨迹T、To、Ts不仅能够形成椭圆，也能够形成四边形或锁眼形状。

[0066] 另外，虽省略图示，但在本实施方式的加工装置1中，控制部8也可以与使工件W朝加工工具2的旋转轴R方向移动的进给装置连接。在该情况下，控制部8向进给装置输出控制信号来控制进给装置，与加工工具2的旋转同步地使工件W朝旋转轴R方向输送，从而能够相对于工件W三维地形成正圆形状或者非正圆形状的缸心。

[0067] 以下，对使用了本实施方式的加工装置1的汽缸体的加工例进行说明。

[0068] 图7A以及图7B是表示被正圆加工的缸心Bc与被非正圆加工的缸心Bn的概念图。图7A是被三维地正圆加工的汽缸体的缸心Bc的概念图，图7B是被本实施方式的加工装置1三维地非正圆加工的汽缸体的缸心Bn的概念图。

[0069] 如图7A所示，汽缸体的缸心Bc在被三维地正圆加工后，若组装汽缸盖等，则因在组装后作用的应力等从正圆的圆筒形状向非正圆的圆筒形状变形。并且，缸心Bc在发动机的运转状态下，因汽缸内的燃烧热引起的热应力等，成为进一步较大地变形的非正圆的圆筒形状。

[0070] 与此相对，在发动机的运转状态下，为了使汽缸体的缸心Bn的形状尽可能地接近正圆的圆筒形状，能够使用加工装置1将汽缸体的缸心Bn的形状加工成图7B所示的非正圆的圆筒形状。该非正圆的圆筒形状的缸心Bn例如能够形成使对加工成正圆的圆筒形状的汽缸体的缸心Bc作用组装时的应力与运转状态的热应力而变形的形状逆转的形状。

[0071] 由此，如图7B所示，通过在汽缸盖的组装时作用于缸心Bn的应力与在发动机的运转状态下作用于缸心Bn的热应力，能够使缸心Bn的形状更加接近正圆的圆筒形状。由此，能够减少活塞的摩擦阻力，而期待燃料消耗率的提高。

[0072] 图8是表示在使用了本实施方式的加工装置1的加工中作为目标的非正圆形状F的一个例子的模型。更详细而言，该非正圆形状F呈使发动机的运转状态下的汽缸体的形状逆转的非正圆的圆筒形状。此外，在使用了加工装置1的加工中作为目标的形状不限定于非正圆形状F，也可以呈正圆形状，即正圆的圆筒形状。

[0073] 在图示的例子中，作为目标的非正圆形状F在高度方向上，其下部具有接近正圆的形状，中央部为了抵消缸盖螺栓紧固的影响而具有接近四边形的形状，上部具有接近朝一方向倾斜的椭圆形的形状。这些形状之间需要平滑地渐变。即，作为目标的非正圆形状F需要形状从上端至下端逐渐变化且平滑地连续。

[0074] 图9是图8所示的非正圆形状的高度H1的俯视剖面图。图10是表示图8所示的非正圆形状F的各高度H1至H8的加工工具2的位移量δx、δy与刀尖旋转角度θ的关系的图表。

[0075] 如图9所示，在高度H1，需要使加工工具2的刀尖2a沿着接近倾斜的椭圆的非正圆的工具旋转轨迹Tf移动。为此，本实施方式的加工装置1通过控制部8控制马达32以及驱动部6，并根据加工工具2的刀尖旋转角度θ，使加工工具2的X轴方向的位移量δx以及Y轴方向的位移量δy如图10所示变化。此时，加工装置1通过控制部8控制进给装置，通过进给装置将工件W朝加工工具2的旋转轴R方向输送，从而以描绘连续的螺旋的方式进行加工。

[0076] 相同地，加工装置1即使在图8所示的非正圆形状F的其他的高度位置H2至H8，也根据加工工具2的刀尖旋转角度θ，使加工工具2的X轴方向的位移量δx以及Y轴方向的位移量δy如图10所示变化。由此，加工装置1能够加工图8所示的非正圆的圆筒形状的非正圆形状F。

[0077] 此外，实际上，各高度H1至H8之间的形状逐渐变化且平滑地连续。因此，使用以工件W的进给间距分层形成作为目标的非正圆形状F时的非正圆的工具旋转轨迹Tf，能够对汽缸体的缸心加工为作为目标的三维的非正圆形状F。

[0078] 图11是表示基于本实施方式的加工装置1的非正圆加工的一个例子的流程图。更详细而言，图11示出了通过本实施方式的加工装置1，在汽缸体的缸心加工图8所示的非正圆的圆筒形状的流程。

[0079] 首先，在步骤S1中，使用常温将缸心加工为正圆的圆筒形状的汽缸体来组装发动机。接下来，在步骤S2中，使组装的发动机在测试工作台运转。接下来，在步骤S3中，测定发动机的运转时的缸心的内径形状。接下来，在步骤S4中，对在之前的步骤S3中测定出的缸心的内径形状进行数据插补而创建形状数据，创建3D模型。

[0080] 接下来，在步骤S5中，创建使在之前的步骤S4中创建出的形状数据逆转的逆转形状数据，创建逆转3D模型。接下来，在步骤S6中，将与加工工具2的刀尖2a的路径对应的加工工具2的位置数据作为刀尖2a的旋转一周的进给形状的点数据而进行抽取。接下来，在步骤S7中，向加工装置1的控制部8输入在之前的步骤S5、S6中创建出的逆转形状数据以及位置数据并实施非正圆加工。

[0081] 接下来，在步骤S8中，测定由加工装置1加工的汽缸体的缸心的内径形状。接下来，在步骤S9中，对在之前的步骤S8中测定出的缸心的内径形状进行数据插补而创建形状数据，创建3D模型。接下来，在步骤S10中，将在之前的步骤S9中创建出的实际的缸心的3D模型与作为目标值的加工形状的逆转3D模型进行相比，若这些形状不一致，则进入步骤S11。在步骤S11中，修正部件数据并返回步骤S7。

[0082] 另一方面，在步骤S10中，若实际的缸心的3D模型与逆转3D模型一致，则进入步骤S12。在步骤S12中，在对汽缸体的缸心内表面实施低摩擦化处理后，组装发动机。接下来，在步骤S13中，使在之前的步骤S12中组装的发动机在测试工作台运转。接下来，在步骤S14中，对使发动机运转的实际工作时的汽缸体的缸心的内径形状进行测定。

[0083] 接下来，在步骤S15中，对在之前的步骤S14中测定出的汽缸体的缸心的内径形状是否为正圆的圆筒形状进行判定。其结果是，在判定为不为正圆的圆筒形状的情况下，进入步骤S16，修正部件数据并返回步骤S5。另一方面，对于步骤S15中的判定的结果，在判定为是正圆的圆筒形状的情况下，进入步骤S17。在步骤S17中，确立在使发动机运转的实际工作时成为正圆的圆筒形状的加工数据，使用该加工数据实施具有非正圆的圆筒形状的缸心的汽缸体的量产加工。

[0084] 据此，积蓄与毛坯、车种对应的正圆形状或者非正圆形状的数据，根据生产计划，能够容易地量产加工在使发动机运转的实际工作时成为正圆的圆筒形状的缸心的汽缸体。

[0085] 以上，使用附图对本发明的实施方式进行了详述，但具体的构成不限定于该实施方式，即使存在不脱离本发明的主旨的范围的设计变更等，其也包含于本发明。

[0086] 例如，驱动部的个数不限定于四个。例如，也可以在X轴方向与Y轴方向，分别在主轴头的单侧配置驱动部，在其相反的一侧配置弹簧，通过驱动部的伸长与弹簧的收缩使主轴头移动。另外，为了实现主轴头的小型化，也可以将驱动部折回90°。另外，也可以不使加工工具旋转，而使工件旋转。另外，非正圆加工不仅对于缸心的内表面，也能够对于工件的外周面进行非正圆加工。