JP2003275838A - 輪体成形装置 - Google Patents
輪体成形装置Info
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- JP2003275838A JP2003275838A JP2002080796A JP2002080796A JP2003275838A JP 2003275838 A JP2003275838 A JP 2003275838A JP 2002080796 A JP2002080796 A JP 2002080796A JP 2002080796 A JP2002080796 A JP 2002080796A JP 2003275838 A JP2003275838 A JP 2003275838A
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- Japan
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- roller
- forming
- work
- mandrel
- screw
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Abstract
(57)【要約】
【課題】成形ローラを成形押圧方向に移動させる可動部
材を設け、この可動部材をNCサーボモータにより駆動
されるスクリュにてネジ送り制御することで、バックラ
ッシュや温度差に何等影響されることがなく、真円度の
高い高精度かつ高品質のワーク成形を行なうことができ
る輪体成形装置の提供を目的とする。 【解決手段】周面に輪体成形部を形成した成形ローラ3
0と、上記成形ローラ30に接離可能に対向され、中間
部周面に輪体成形部が、両側周面に規制部が形成された
マンドレル27と、上記マンドレル27の背面側に対設
され、マンドレル27の規制部と対接する摺接部が形成
されたサポートローラ34との3つの回転要素30,2
7,24を回転可能に軸支した輪体成形装置であって、
上記成形ローラ30を成形押圧方向に移動させる可動部
材6を設け、上記可動部材6をNCサーボモータ10に
より駆動されるスクリュ7にてネジ送り制御する制御手
段を備えたことを特徴とする。
材を設け、この可動部材をNCサーボモータにより駆動
されるスクリュにてネジ送り制御することで、バックラ
ッシュや温度差に何等影響されることがなく、真円度の
高い高精度かつ高品質のワーク成形を行なうことができ
る輪体成形装置の提供を目的とする。 【解決手段】周面に輪体成形部を形成した成形ローラ3
0と、上記成形ローラ30に接離可能に対向され、中間
部周面に輪体成形部が、両側周面に規制部が形成された
マンドレル27と、上記マンドレル27の背面側に対設
され、マンドレル27の規制部と対接する摺接部が形成
されたサポートローラ34との3つの回転要素30,2
7,24を回転可能に軸支した輪体成形装置であって、
上記成形ローラ30を成形押圧方向に移動させる可動部
材6を設け、上記可動部材6をNCサーボモータ10に
より駆動されるスクリュ7にてネジ送り制御する制御手
段を備えたことを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ベアリングのイ
ンナレース、アウタレース、ピロー等の輪体やゲージ、
スリーブ等の輪体またはプーリやその他円柱形状の自動
車部品などを所定形状に冷間圧延加工して成形するよう
な輪体成形装置に関する。
ンナレース、アウタレース、ピロー等の輪体やゲージ、
スリーブ等の輪体またはプーリやその他円柱形状の自動
車部品などを所定形状に冷間圧延加工して成形するよう
な輪体成形装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、上述例の輪体成形装置としては特
開平7−136730号公報に記載の装置がある。すな
わち、中央周面に輪体成形部を形成した成形ローラと、
この成形ローラと相対接離可能に対向され、中央周面に
輪体成形部を、両側周面に規制面をそれぞれ形成したマ
ンドレルと、このマンドレルの背面側に対設され、マン
ドレルの規制面と対接する摺接面を形成したサポートロ
ーラとを設け、上述の成形ローラ、マンドレル、サポー
トローラの3つの回転要素を平面上に平行に配設して、
回転可能に軸支したものにおいて、上述の成形ローラを
支持する可動枠を設け、この可動枠を油圧シリンダによ
りワークの成形押圧方向に移動させるように構成した輪
体成形装置である。
開平7−136730号公報に記載の装置がある。すな
わち、中央周面に輪体成形部を形成した成形ローラと、
この成形ローラと相対接離可能に対向され、中央周面に
輪体成形部を、両側周面に規制面をそれぞれ形成したマ
ンドレルと、このマンドレルの背面側に対設され、マン
ドレルの規制面と対接する摺接面を形成したサポートロ
ーラとを設け、上述の成形ローラ、マンドレル、サポー
トローラの3つの回転要素を平面上に平行に配設して、
回転可能に軸支したものにおいて、上述の成形ローラを
支持する可動枠を設け、この可動枠を油圧シリンダによ
りワークの成形押圧方向に移動させるように構成した輪
体成形装置である。
【0003】この従来装置によれば成形ローラとマンド
レルとの間で冷間圧延加工されるワークをある程度高精
度に成形することができる利点がある反面、上述の可動
枠が油圧シリンダによってワークの成形押圧方向に駆動
されているので、次のような問題点があった。
レルとの間で冷間圧延加工されるワークをある程度高精
度に成形することができる利点がある反面、上述の可動
枠が油圧シリンダによってワークの成形押圧方向に駆動
されているので、次のような問題点があった。
【0004】すなわち、油圧シリンダはその構成上、バ
ックラッシュ(backlash、背隙)が存在すると共に、油圧
オイルいわゆる作動油が温度差の影響を受けるので、動
作が不安定となり、成形されたワーク精度に限界があ
り、充分な高品質のワーク成形ができない問題点があっ
た。
ックラッシュ(backlash、背隙)が存在すると共に、油圧
オイルいわゆる作動油が温度差の影響を受けるので、動
作が不安定となり、成形されたワーク精度に限界があ
り、充分な高品質のワーク成形ができない問題点があっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、成形ロー
ラを成形押圧方向に移動させる可動部材を設け、この可
動部材をNCサーボモータにより駆動されるスクリュに
てネジ送り制御することで、バックラッシュや温度差に
何等影響されることがなく、真円度の高い高精度かつ高
品質のワーク成形を行なうことができる輪体成形装置の
提供を目的とする。
ラを成形押圧方向に移動させる可動部材を設け、この可
動部材をNCサーボモータにより駆動されるスクリュに
てネジ送り制御することで、バックラッシュや温度差に
何等影響されることがなく、真円度の高い高精度かつ高
品質のワーク成形を行なうことができる輪体成形装置の
提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明による輪体成形
装置は、周面に輪体成形部を形成した成形ローラと、上
記成形ローラに接離可能に対向され、中間部周面に輪体
成形部が、両側周面に規制部が形成されたマンドレル
と、上記マンドレルの背面側に対設され、マンドレルの
規制部と対接する摺接部が形成されたサポートローラと
の3つの回転要素を回転可能に軸支した輪体成形装置で
あって、上記成形ローラを成形押圧方向に移動させる可
動部材を設け、上記可動部材をNCサーボモータにより
駆動されるスクリュにてネジ送り制御する制御手段を備
えたものである。
装置は、周面に輪体成形部を形成した成形ローラと、上
記成形ローラに接離可能に対向され、中間部周面に輪体
成形部が、両側周面に規制部が形成されたマンドレル
と、上記マンドレルの背面側に対設され、マンドレルの
規制部と対接する摺接部が形成されたサポートローラと
の3つの回転要素を回転可能に軸支した輪体成形装置で
あって、上記成形ローラを成形押圧方向に移動させる可
動部材を設け、上記可動部材をNCサーボモータにより
駆動されるスクリュにてネジ送り制御する制御手段を備
えたものである。
【0007】上記構成の制御手段は、PLC(プログラ
マブル・ロジック・コントローラいわゆるシーケンサ)
やCPUまたはコンピュータで構成することができる。
上記構成によれば、上述の制御手段は可動部材をNCサ
ーボモータ(入力変化に対する応答性が早いモータ)によ
り駆動されるスクリュにてネジ送り制御(サーボ制御)
し、成形ローラは可動部材にてワークの成形押圧方向に
移動して、ワークを成形する。この結果、バックラッシ
ュや温度差に影響を受けることがなく、真円度の高い高
精度かつ高品質のワーク成形を行なうことができる。
マブル・ロジック・コントローラいわゆるシーケンサ)
やCPUまたはコンピュータで構成することができる。
上記構成によれば、上述の制御手段は可動部材をNCサ
ーボモータ(入力変化に対する応答性が早いモータ)によ
り駆動されるスクリュにてネジ送り制御(サーボ制御)
し、成形ローラは可動部材にてワークの成形押圧方向に
移動して、ワークを成形する。この結果、バックラッシ
ュや温度差に影響を受けることがなく、真円度の高い高
精度かつ高品質のワーク成形を行なうことができる。
【0008】この発明の一実施態様においては、上記成
形ローラとマンドレルとで圧延されるワークの径変化を
検出する検出手段を設け、上記制御手段は検出手段の出
力に基づいて成形ローラの送り速度を数値制御するもの
である。
形ローラとマンドレルとで圧延されるワークの径変化を
検出する検出手段を設け、上記制御手段は検出手段の出
力に基づいて成形ローラの送り速度を数値制御するもの
である。
【0009】上記構成の検出手段としては、ワークの径
変化を検出する位置検出手段を用いることができる。上
記構成によれば、NC制御されるサーボモータでスクリ
ュ、可動部材を介して成形ローラを押圧方向に移動させ
てワークを成形しつつ、ワークの径変化(転造数値)を検
出手段にて検出して制御手段にフィードバックし、この
検出手段の出力に基づいて成形ローラの送り速度を数値
制御するので、さらに高品質のワーク成形を行なうこと
ができる。
変化を検出する位置検出手段を用いることができる。上
記構成によれば、NC制御されるサーボモータでスクリ
ュ、可動部材を介して成形ローラを押圧方向に移動させ
てワークを成形しつつ、ワークの径変化(転造数値)を検
出手段にて検出して制御手段にフィードバックし、この
検出手段の出力に基づいて成形ローラの送り速度を数値
制御するので、さらに高品質のワーク成形を行なうこと
ができる。
【0010】この発明の一実施態様においては、上記検
出手段は磁気スケールに設定されたものである。上記構
成によれば、磁気スケールを用いたので10μm単位の
高精度位置検出ができる。なお、磁気スケールの理論的
な最小分解能は0.1μm程度である。この結果、ワー
ク径を高精度に検出できるので、適正な制御により成形
ローラの送り速度を数値制御することができる。
出手段は磁気スケールに設定されたものである。上記構
成によれば、磁気スケールを用いたので10μm単位の
高精度位置検出ができる。なお、磁気スケールの理論的
な最小分解能は0.1μm程度である。この結果、ワー
ク径を高精度に検出できるので、適正な制御により成形
ローラの送り速度を数値制御することができる。
【0011】この発明の一実施態様においては、上記ワ
ーク径の変化に対する成形ローラの送り速度は有段階に
数値制御されるものである。上記構成の有段階は、数段
階から10段階程度の範囲が望ましい。上記構成によれ
ば、成形ローラの送り速度を有段階に数値制御するの
で、、ワークの高精度を維持しつつ、入力設定の容易化
を図ることができ、特に、制御手段としてPLCを用い
る場合に有効となる。なお、成形ローラの送り速度を無
段階または無段階に近い多段階とする場合には、入力設
定が複雑化するばかりでなく、信号の伝送速度とNCサ
ーボモータの速度切り換えの円滑化が阻害される。
ーク径の変化に対する成形ローラの送り速度は有段階に
数値制御されるものである。上記構成の有段階は、数段
階から10段階程度の範囲が望ましい。上記構成によれ
ば、成形ローラの送り速度を有段階に数値制御するの
で、、ワークの高精度を維持しつつ、入力設定の容易化
を図ることができ、特に、制御手段としてPLCを用い
る場合に有効となる。なお、成形ローラの送り速度を無
段階または無段階に近い多段階とする場合には、入力設
定が複雑化するばかりでなく、信号の伝送速度とNCサ
ーボモータの速度切り換えの円滑化が阻害される。
【0012】この発明の一実施態様においては、加工前
のワークを加工位置に供給するX軸スクリュおよびサー
ボモータと、Y軸スクリュおよびサーボモータとを備
え、上記各モータがサーボ制御されるものである。
のワークを加工位置に供給するX軸スクリュおよびサー
ボモータと、Y軸スクリュおよびサーボモータとを備
え、上記各モータがサーボ制御されるものである。
【0013】上記構成によれば、ワークの供給も各サー
ボモータにより駆動されるスクリュにて移動供給される
ので、加工位置に対するワークの供給位置の精度が向上
し、ワークを正確に位置決め供給することができる。
ボモータにより駆動されるスクリュにて移動供給される
ので、加工位置に対するワークの供給位置の精度が向上
し、ワークを正確に位置決め供給することができる。
【0014】
【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面は輪体成形装置を示し、図1において、こ
の輪体成形装置はベース1上に架構2、レール3、固定
部材4を固定している。
述する。図面は輪体成形装置を示し、図1において、こ
の輪体成形装置はベース1上に架構2、レール3、固定
部材4を固定している。
【0015】また下部にガイド5,5を備えた可動部材
6を設け、この可動部材6のネジ孔6aをスクリュ7に
バッグラッシュがないように螺合し、このスクリュ7
(いわゆるネジ部材)の基部は減速機8の出力軸9に取付
けている。
6を設け、この可動部材6のネジ孔6aをスクリュ7に
バッグラッシュがないように螺合し、このスクリュ7
(いわゆるネジ部材)の基部は減速機8の出力軸9に取付
けている。
【0016】上述の減速機8にはNCサーボモータ10
が取付けられ、このサーボモータ10の回転軸11を駆
動することで、減速機8、出力軸9を介してスクリュ7
を回転し、このスクリュ7に螺合した可動部材6をワー
クWの成形押圧方向(図示左方)に移動させるように構成
している。
が取付けられ、このサーボモータ10の回転軸11を駆
動することで、減速機8、出力軸9を介してスクリュ7
を回転し、このスクリュ7に螺合した可動部材6をワー
クWの成形押圧方向(図示左方)に移動させるように構成
している。
【0017】この可動部材6の移動時には該部材6と一
体的に固定されたガイド5,5がレール3にて沿って摺
動するものである。ここで、上述のスクリュ7、出力軸
9、減速機8、NCサーボモータ10は一直線上に直結
されていて、いわゆるネジ送り直結型のNCサーボ機構
を構成している。
体的に固定されたガイド5,5がレール3にて沿って摺
動するものである。ここで、上述のスクリュ7、出力軸
9、減速機8、NCサーボモータ10は一直線上に直結
されていて、いわゆるネジ送り直結型のNCサーボ機構
を構成している。
【0018】一方、上述の可動部材6を跨ぐ2つの台1
2,13を設け、これらの台12,13の上方部には前
低後高に傾斜させたシュート14を設けて、このシュー
ト14に未加工のワークWをプールすべく構成すると共
に、シュート14傾斜下端部にはストッパ15を形成し
ている。
2,13を設け、これらの台12,13の上方部には前
低後高に傾斜させたシュート14を設けて、このシュー
ト14に未加工のワークWをプールすべく構成すると共
に、シュート14傾斜下端部にはストッパ15を形成し
ている。
【0019】また支柱16,16を立設し、これらの支
柱16,16間にはフレーム17を横架している。上述
のフレーム17には軸受18と軸受&カップリング19
とを取付け、これら両者18,19間にはX軸スクリュ
20を軸支すると共に、このX軸スクリュ20をサーボ
モータ21で駆動すべく構成している。
柱16,16間にはフレーム17を横架している。上述
のフレーム17には軸受18と軸受&カップリング19
とを取付け、これら両者18,19間にはX軸スクリュ
20を軸支すると共に、このX軸スクリュ20をサーボ
モータ21で駆動すべく構成している。
【0020】上述のXスクリュ20の回転により前後退
するスライダ22を設け、このスライダ22の下端には
ワークWをクランプおよびアンクランプする爪23(図
面では簡略的に示しているが左右方向に一対の開閉可能
な爪を有している)を取付けると共に、このスライダ2
2をサーボモータ24により駆動されるY軸スクリュ2
5にて上下動すべく構成している。
するスライダ22を設け、このスライダ22の下端には
ワークWをクランプおよびアンクランプする爪23(図
面では簡略的に示しているが左右方向に一対の開閉可能
な爪を有している)を取付けると共に、このスライダ2
2をサーボモータ24により駆動されるY軸スクリュ2
5にて上下動すべく構成している。
【0021】上述の各要素17〜25によりワーク搬入
ローダ26を構成し、上記各サーボモータ21,24を
サーボ制御することで、図1に仮想線で示すシュート1
4か端部のワークWを爪23でクランプし、スライダ2
2の上昇、前進、下降により上記ワークWを図1に実線
で示す加工位置に位置決め供給し、マンドレル27のワ
ークW内への挿入後に、爪23がワークWをアンクラン
プして、スライダ22を図1に仮想線で示す元位置に復
帰すべく構成している。
ローダ26を構成し、上記各サーボモータ21,24を
サーボ制御することで、図1に仮想線で示すシュート1
4か端部のワークWを爪23でクランプし、スライダ2
2の上昇、前進、下降により上記ワークWを図1に実線
で示す加工位置に位置決め供給し、マンドレル27のワ
ークW内への挿入後に、爪23がワークWをアンクラン
プして、スライダ22を図1に仮想線で示す元位置に復
帰すべく構成している。
【0022】図2は図1の要部拡大図、図3は図2の部
分平面図であって、上述の可動部材6の左右の側壁6
b,6b間には軸受28,28を介して成形ローラ軸2
9が軸支され、この成形ローラ軸29には、その中央周
面に輪体成形部30aが形成された成形ローラ30が一
体形成されている。この成形ローラ30にはモータ31
が連動され、このモータ31で成形ローラを所定方向
(図4、図5の矢印方向)に回転駆動すべく構成してい
る。
分平面図であって、上述の可動部材6の左右の側壁6
b,6b間には軸受28,28を介して成形ローラ軸2
9が軸支され、この成形ローラ軸29には、その中央周
面に輪体成形部30aが形成された成形ローラ30が一
体形成されている。この成形ローラ30にはモータ31
が連動され、このモータ31で成形ローラを所定方向
(図4、図5の矢印方向)に回転駆動すべく構成してい
る。
【0023】前述マンドレル27は図2、図3に示すよ
うにマンドレル装置32に設けられ、成形ローラ30に
対して接離可能に対向されると共に、マンドレル27の
中央部周面には輪体成形部27aが、両側周面には規制
部27b,27bがそれぞれ一体形成され、このマンド
レル27の両端部は軸受33,33で軸支されている。
このマンドレル27はサポートローラ34で間接駆動さ
れている。
うにマンドレル装置32に設けられ、成形ローラ30に
対して接離可能に対向されると共に、マンドレル27の
中央部周面には輪体成形部27aが、両側周面には規制
部27b,27bがそれぞれ一体形成され、このマンド
レル27の両端部は軸受33,33で軸支されている。
このマンドレル27はサポートローラ34で間接駆動さ
れている。
【0024】図3に示すように上述のマンドレル27は
マンドレル装置32により、同図に矢印aで示す成形押
圧方向と直交する方向(矢印b参照)に出し入れ可能に構
成されている。
マンドレル装置32により、同図に矢印aで示す成形押
圧方向と直交する方向(矢印b参照)に出し入れ可能に構
成されている。
【0025】また図2、図3に示すように、上述のマン
ドレル27の背面側に対設され、マンドレル27の規制
部27b,27bと対接する摺接部34a,34aをも
ったサポートローラ34(いわゆる受けローラ)を設け、
このサポートローラ34のローラ軸35を軸受36,3
6で軸支すると共に、このローラ軸35を上述のモータ
31とは別体のモータ37で所定方向(図4、図5の矢
印方向)に回転駆動すべく構成している。
ドレル27の背面側に対設され、マンドレル27の規制
部27b,27bと対接する摺接部34a,34aをも
ったサポートローラ34(いわゆる受けローラ)を設け、
このサポートローラ34のローラ軸35を軸受36,3
6で軸支すると共に、このローラ軸35を上述のモータ
31とは別体のモータ37で所定方向(図4、図5の矢
印方向)に回転駆動すべく構成している。
【0026】上述のサポートローラ34のローラ軸35
は軸方向のブラケット38を介して前述の架構2に回転
自在に取付けられている。すなわち、この輪体成形装置
は成形ローラ30と、マンドレル27と、サポートロー
ラ34との3つの回転要素を回転可能に軸支したもので
ある。
は軸方向のブラケット38を介して前述の架構2に回転
自在に取付けられている。すなわち、この輪体成形装置
は成形ローラ30と、マンドレル27と、サポートロー
ラ34との3つの回転要素を回転可能に軸支したもので
ある。
【0027】図4は待機状態の図2の要部を拡大して示
すワーク成形初期の拡大図、図5は待機状態の図2の要
部を拡大して示すワーク成形終期の拡大図であって、前
述の可動部材6の前部空間には油圧シリンダのようなア
クチュエータ40で前後進駆動される可動板41を設け
ている。この可動板41の前部には支軸としてのピン4
2およびリンク43を介してバックアップローラ44,
44が上下対称となるように取付けられている。
すワーク成形初期の拡大図、図5は待機状態の図2の要
部を拡大して示すワーク成形終期の拡大図であって、前
述の可動部材6の前部空間には油圧シリンダのようなア
クチュエータ40で前後進駆動される可動板41を設け
ている。この可動板41の前部には支軸としてのピン4
2およびリンク43を介してバックアップローラ44,
44が上下対称となるように取付けられている。
【0028】ここで、上述の各リンク43はバックアッ
プローラ44が成形ローラ30側に付勢されるように油
圧付勢されており、ワークWが成形により順次大径にな
るのに追従して、ワークWに転接する上下のバックアッ
プローラ44,44が上下対称かつ等角的に同期連動し
て、これら2つのバックアップローラ44,44により
ワークWの略中央部外周面を等しい押圧力で押圧して、
成形されるワークWの真円度向上を図るように構成して
いる。
プローラ44が成形ローラ30側に付勢されるように油
圧付勢されており、ワークWが成形により順次大径にな
るのに追従して、ワークWに転接する上下のバックアッ
プローラ44,44が上下対称かつ等角的に同期連動し
て、これら2つのバックアップローラ44,44により
ワークWの略中央部外周面を等しい押圧力で押圧して、
成形されるワークWの真円度向上を図るように構成して
いる。
【0029】ところで、サポートローラ34のブラケッ
ト38側には図4、図5に示すように、ワークWの径変
化を検出する位置検出手段としての磁気スケール45を
配設している。
ト38側には図4、図5に示すように、ワークWの径変
化を検出する位置検出手段としての磁気スケール45を
配設している。
【0030】この磁気スケール45は可動アーム46と
固定スケール47と、可動アーム46に取付けられた磁
気ヘッド48(磁束応答形の再生ヘッド)とを備え、上下
の可動アーム46がワークWの外周面に当接し、ワーク
Wの径変化に追従するように構成されている。
固定スケール47と、可動アーム46に取付けられた磁
気ヘッド48(磁束応答形の再生ヘッド)とを備え、上下
の可動アーム46がワークWの外周面に当接し、ワーク
Wの径変化に追従するように構成されている。
【0031】上述の固定スケール47は図6にその一部
分を拡大して示すようにスケール基盤49上に磁性媒体
50を形成して、同図に示すような磁界Hが得られるよ
うに構成したものである。なお、図6では正弦波の磁界
Hを示したが、これは方形波であってもよい。
分を拡大して示すようにスケール基盤49上に磁性媒体
50を形成して、同図に示すような磁界Hが得られるよ
うに構成したものである。なお、図6では正弦波の磁界
Hを示したが、これは方形波であってもよい。
【0032】つまり、この磁気スケール45はワークW
の径変化に追従して磁気ヘッド48が固定スケール47
上を移動することにより、ワークWの外径寸法の変化を
検出するように構成したものである。
の径変化に追従して磁気ヘッド48が固定スケール47
上を移動することにより、ワークWの外径寸法の変化を
検出するように構成したものである。
【0033】図7は輪体成形装置の制御回路を示し、制
御手段としてのPLC60(プログラマブル・ロジック
・コントローラいわゆるシーケンサ)を設けている。こ
のPLC60はその内部にCPU、ROM、RAMを有
すると共に、パルス読取部51、入力カード等により構
成される入力部52、出力カード等により構成される出
力部53、パルス出力部54を有するもので、このPL
C60は可動部材6をNCサーボモータ10により駆動
されるスクリュ7にてネジ送り制御するものである。
御手段としてのPLC60(プログラマブル・ロジック
・コントローラいわゆるシーケンサ)を設けている。こ
のPLC60はその内部にCPU、ROM、RAMを有
すると共に、パルス読取部51、入力カード等により構
成される入力部52、出力カード等により構成される出
力部53、パルス出力部54を有するもので、このPL
C60は可動部材6をNCサーボモータ10により駆動
されるスクリュ7にてネジ送り制御するものである。
【0034】また上述の磁気スケール45の磁気ヘッド
48には検出器としてのデテクタ55を接続し、このデ
テクタ55からの検出信号をPLC60のパルス読取部
51に入力すべく構成している。
48には検出器としてのデテクタ55を接続し、このデ
テクタ55からの検出信号をPLC60のパルス読取部
51に入力すべく構成している。
【0035】上述のパルス出力部54には増幅器56を
介してNCサーボモータ10を接続し、このNCサーボ
モータ10にはその回転数に応じてパルスを出力するエ
ンコーダ57を設け、このエンコーダ57をライン5
8、増幅器56、ライン59を介してパルス読取部51
に接続している。上述のパルス出力部54は増幅器56
に対してパルスを出力し、上述のパルス読取部51はエ
ンコーダ57の出力パルスを読取る。
介してNCサーボモータ10を接続し、このNCサーボ
モータ10にはその回転数に応じてパルスを出力するエ
ンコーダ57を設け、このエンコーダ57をライン5
8、増幅器56、ライン59を介してパルス読取部51
に接続している。上述のパルス出力部54は増幅器56
に対してパルスを出力し、上述のパルス読取部51はエ
ンコーダ57の出力パルスを読取る。
【0036】ここで、上述のパルス出力部54およびパ
ルス読取部51はNCサーボモータ10が1回転した時
にエンコーダ57が増幅器56に対して出力するパルス
数と、増幅器56のパラメータと、減速機8の減速比
と、スクリュ7におけるネジのピッチとを考慮して適切
にNC制御(Numerical Control、数値制御)を行なうよ
うに設定されている。
ルス読取部51はNCサーボモータ10が1回転した時
にエンコーダ57が増幅器56に対して出力するパルス
数と、増幅器56のパラメータと、減速機8の減速比
と、スクリュ7におけるネジのピッチとを考慮して適切
にNC制御(Numerical Control、数値制御)を行なうよ
うに設定されている。
【0037】上述のPLC60は磁気スケール45の磁
気ヘッド48で検出されるワークWの径変化の検出出力
(検出結果)に基づいてNCサーボモータ10を介して成
形ローラ30の送り速度を数値制御するが、この実施例
では図8に示すようにワークWの径つまり外径の変化に
対する成形ローラ30の送り速度は有段階に数値制御さ
れる。
気ヘッド48で検出されるワークWの径変化の検出出力
(検出結果)に基づいてNCサーボモータ10を介して成
形ローラ30の送り速度を数値制御するが、この実施例
では図8に示すようにワークWの径つまり外径の変化に
対する成形ローラ30の送り速度は有段階に数値制御さ
れる。
【0038】図8はワークWの径Dに対する成形ローラ
30の送り速度VのNC制御の内容を示し、横軸にワー
クWの径Dをとり、縦軸に成形ローラ30の送り速度V
をとっている。ここで図示の値はV5>V4>V3>V
2>V1>V0に設定されると共に、D1<D2<D3
<D4<D5<D6に設定され、D6は目標値、D5は
目標値に対して約99%成形された状態のワーク外径で
ある。
30の送り速度VのNC制御の内容を示し、横軸にワー
クWの径Dをとり、縦軸に成形ローラ30の送り速度V
をとっている。ここで図示の値はV5>V4>V3>V
2>V1>V0に設定されると共に、D1<D2<D3
<D4<D5<D6に設定され、D6は目標値、D5は
目標値に対して約99%成形された状態のワーク外径で
ある。
【0039】このように構成した輪体成形装置の作用を
図9に示すフローチャートを参照して、以下に詳述す
る。まず、図1に示すワーク搬入ローダ26でショート
14上の未加工のワークWを図1に実線で示す所定位置
にNC制御にて位置決め供給する。上述のワークWの供
給時にはマンドレル27は後退しており、ワークWの供
給後にマンドレル27が前進し、この前進の後に爪23
がワークWをアンクランプし、その後、ワーク搬入ロー
ダ26のスライダ22は図1に仮想線で示す元位置に復
帰する。
図9に示すフローチャートを参照して、以下に詳述す
る。まず、図1に示すワーク搬入ローダ26でショート
14上の未加工のワークWを図1に実線で示す所定位置
にNC制御にて位置決め供給する。上述のワークWの供
給時にはマンドレル27は後退しており、ワークWの供
給後にマンドレル27が前進し、この前進の後に爪23
がワークWをアンクランプし、その後、ワーク搬入ロー
ダ26のスライダ22は図1に仮想線で示す元位置に復
帰する。
【0040】次にステップS1で、サーボモータ10を
駆動する。サーボモータ10が駆動されると、減速機
8、出力軸9を介してスクリュ7が回転するので、図2
に示す待機状態の可動部材6は前進して、成形ローラ3
0がワークWと当接する成形初期状態となる(図4参
照)。
駆動する。サーボモータ10が駆動されると、減速機
8、出力軸9を介してスクリュ7が回転するので、図2
に示す待機状態の可動部材6は前進して、成形ローラ3
0がワークWと当接する成形初期状態となる(図4参
照)。
【0041】次にステップS2で、成形ローラ30のワ
ーク成形押圧方向への送り速度Vが車速V5となるよう
にパルス出力を行なう。成形ローラ30とマンドレル2
7とでワークWが圧延されると、ワークWの外径Dは順
次大きくなるので、次のステップS3で、現行のワーク
径Dが所定値D 1になったか否かを判定する。ワークW
の径Dは磁気スケール45により検出されるので、磁気
ヘッド48からの信号からの信号がデテクタ55を介し
てPLC60に常時フィードバック入力されることによ
り、上述の判定を実行することができる。そして、ステ
ップS3でのNO判定時にはステップS2にリターン
し、YES判定時には次のステップS4に移行する。
ーク成形押圧方向への送り速度Vが車速V5となるよう
にパルス出力を行なう。成形ローラ30とマンドレル2
7とでワークWが圧延されると、ワークWの外径Dは順
次大きくなるので、次のステップS3で、現行のワーク
径Dが所定値D 1になったか否かを判定する。ワークW
の径Dは磁気スケール45により検出されるので、磁気
ヘッド48からの信号からの信号がデテクタ55を介し
てPLC60に常時フィードバック入力されることによ
り、上述の判定を実行することができる。そして、ステ
ップS3でのNO判定時にはステップS2にリターン
し、YES判定時には次のステップS4に移行する。
【0042】このステップS4で、成形ローラ30のワ
ーク成形押圧方向への送り速度Vが速度V4となるよう
にパルス出力を行ない、次のステップS5で、現行のワ
ーク径Dが所定値D2になったか否かを判定し、NO判
定時にはステップS4にリターンする一方、YES判定
時には次のステップS6に移行する。
ーク成形押圧方向への送り速度Vが速度V4となるよう
にパルス出力を行ない、次のステップS5で、現行のワ
ーク径Dが所定値D2になったか否かを判定し、NO判
定時にはステップS4にリターンする一方、YES判定
時には次のステップS6に移行する。
【0043】このステップS6で、成形ローラ30のワ
ーク成形押圧方向への送り速度Vが速度V3となるよう
にパルス出力を行ない、次のステップS7で、現行のワ
ーク径Dが所定値D3になったか否かを判定し、NO判
定時にはステップS6にリターンする一方、YES判定
時には次のステップS8に移行する。
ーク成形押圧方向への送り速度Vが速度V3となるよう
にパルス出力を行ない、次のステップS7で、現行のワ
ーク径Dが所定値D3になったか否かを判定し、NO判
定時にはステップS6にリターンする一方、YES判定
時には次のステップS8に移行する。
【0044】このステップS8で、成形ローラ30のワ
ーク成形押圧方向への送り速度Vが速度V2となるよう
にパルス出力を行ない、次のステップS9で、現行のワ
ーク径Dが所定値D4になったか否かを判定し、NO判
定時にはステップS8にリターンする一方、YES判定
時には次のステップS10に移行する。
ーク成形押圧方向への送り速度Vが速度V2となるよう
にパルス出力を行ない、次のステップS9で、現行のワ
ーク径Dが所定値D4になったか否かを判定し、NO判
定時にはステップS8にリターンする一方、YES判定
時には次のステップS10に移行する。
【0045】このステップS10で、成形ローラ30の
ワーク成形押圧方向への送り速度Vが速度V1となるよ
うにパルス出力を行ない、次のステップS11で、現行
のワーク径Dが所定値D5になったか否かを判定し、N
O判定時にはステップS10にリターンする一方、YE
S判定時には次のステップS12に移行する。
ワーク成形押圧方向への送り速度Vが速度V1となるよ
うにパルス出力を行ない、次のステップS11で、現行
のワーク径Dが所定値D5になったか否かを判定し、N
O判定時にはステップS10にリターンする一方、YE
S判定時には次のステップS12に移行する。
【0046】このステップS12で、成形ローラ30の
ワーク成形押圧方向への送り速度Vが速度V0となるよ
うにパルス出力を行ない、次のステップS13で、現行
のワーク径Dが所定値D6になったか否かを判定し、N
O判定時にはステップS12にリターンする一方、YE
S判定時には次のステップS14に移行する。
ワーク成形押圧方向への送り速度Vが速度V0となるよ
うにパルス出力を行ない、次のステップS13で、現行
のワーク径Dが所定値D6になったか否かを判定し、N
O判定時にはステップS12にリターンする一方、YE
S判定時には次のステップS14に移行する。
【0047】この実施例では、ステップS12の車速V
0を零に設定し、ワーク径D5からワーク径D6への成
形はベンディングによって成形している。すなわち、ワ
ーク成形押圧方向への送り速度を零とし、ワーク径D1
〜ワーク径D5までの間に押圧力が各部に作用、蓄積さ
れている曲げ反力を利用してワーク径D5〜ワーク径D
6への成形を実行し、装置全体の耐久性を向上しつつ、
ワーク径の目標値(D 6参照)を得るように構成してい
る。
0を零に設定し、ワーク径D5からワーク径D6への成
形はベンディングによって成形している。すなわち、ワ
ーク成形押圧方向への送り速度を零とし、ワーク径D1
〜ワーク径D5までの間に押圧力が各部に作用、蓄積さ
れている曲げ反力を利用してワーク径D5〜ワーク径D
6への成形を実行し、装置全体の耐久性を向上しつつ、
ワーク径の目標値(D 6参照)を得るように構成してい
る。
【0048】また、ワークWの成形途中からワーク成形
終了時までの間においてはアクチュエータ40の作用に
より上下一対のバックアップローラ44,44がワーク
Wの外周面に転接するので、サイジングが不要となるよ
うに成形されている。
終了時までの間においてはアクチュエータ40の作用に
より上下一対のバックアップローラ44,44がワーク
Wの外周面に転接するので、サイジングが不要となるよ
うに成形されている。
【0049】上述のステップS14で、PLC60は可
動部材6等の各要素を図1に示す元位置に復帰させて成
形を終了する。なお成形後のワークWは例えば、前述の
スライダ22の動作による爪23でクランプされて搬出
される。
動部材6等の各要素を図1に示す元位置に復帰させて成
形を終了する。なお成形後のワークWは例えば、前述の
スライダ22の動作による爪23でクランプされて搬出
される。
【0050】このように上記実施例の輪体成形装置は、
中央周面に輪体成形部30aを形成した成形ローラ30
と、上記成形ローラ30に相対接離可能に対向され、中
央周面に輪体成形部27aが、両側周面に規制部27b
が形成されたマンドレル27と、上記マンドレル27の
背面側に対設され、マンドレル27の規制部27bと対
接する摺接部34bが形成されたサポートローラ34と
の3つの回転要素30,27,34を回転可能に軸支し
た輪体成形装置であって、上記成形ローラ30を成形押
圧方向に移動させる可動部材6を設け、上記可動部材6
をNCサーボモータ10により駆動されるスクリュ7に
てネジ送り制御する制御手段(PLC60参照)を備えた
ものである。
中央周面に輪体成形部30aを形成した成形ローラ30
と、上記成形ローラ30に相対接離可能に対向され、中
央周面に輪体成形部27aが、両側周面に規制部27b
が形成されたマンドレル27と、上記マンドレル27の
背面側に対設され、マンドレル27の規制部27bと対
接する摺接部34bが形成されたサポートローラ34と
の3つの回転要素30,27,34を回転可能に軸支し
た輪体成形装置であって、上記成形ローラ30を成形押
圧方向に移動させる可動部材6を設け、上記可動部材6
をNCサーボモータ10により駆動されるスクリュ7に
てネジ送り制御する制御手段(PLC60参照)を備えた
ものである。
【0051】この構成によれば、上述の制御手段(PL
C60参照)は可動部材6をNCサーボモータ10によ
り駆動されるスクリュ7にてネジ送り制御(サーボ制御)
し、成形ローラ30は可動部材6にてワークWの成形押
圧方向に移動して、ワークWを成形する。この結果、バ
ックラッシュや温度差に影響を受けることがなく、真円
度の高い高精度かつ高品質のワーク成形を行なうことが
できる。
C60参照)は可動部材6をNCサーボモータ10によ
り駆動されるスクリュ7にてネジ送り制御(サーボ制御)
し、成形ローラ30は可動部材6にてワークWの成形押
圧方向に移動して、ワークWを成形する。この結果、バ
ックラッシュや温度差に影響を受けることがなく、真円
度の高い高精度かつ高品質のワーク成形を行なうことが
できる。
【0052】また、上記成形ローラ30とマンドレル2
7とで圧延されるワークWの径変化を検出する検出手段
(磁気スケール45参照)を設け、上記制御手段(PLC
60参照)は検出手段(磁気スケール45参照)の出力に
基づいて成形ローラ30の送り速度を数値制御するもの
である。
7とで圧延されるワークWの径変化を検出する検出手段
(磁気スケール45参照)を設け、上記制御手段(PLC
60参照)は検出手段(磁気スケール45参照)の出力に
基づいて成形ローラ30の送り速度を数値制御するもの
である。
【0053】この構成によれば、NC制御されるサーボ
モータ10でスクリュ7、可動部材6を介して成形ロー
ラ30を押圧方向に移動させてワークWを成形しつつ、
ワークWの径変化(転造数値)を検出手段(磁気スケール
45参照)にて検出して制御手段(PLC60参照)にフ
ィードバックし、この検出手段の出力に基づいて成形ロ
ーラ30の送り速度を数値制御するので、さらに高品質
のワーク成形を行なうことができる。
モータ10でスクリュ7、可動部材6を介して成形ロー
ラ30を押圧方向に移動させてワークWを成形しつつ、
ワークWの径変化(転造数値)を検出手段(磁気スケール
45参照)にて検出して制御手段(PLC60参照)にフ
ィードバックし、この検出手段の出力に基づいて成形ロ
ーラ30の送り速度を数値制御するので、さらに高品質
のワーク成形を行なうことができる。
【0054】さらに、上記検出手段は磁気スケール45
に設定されたものである。この構成によれば、磁気スケ
ール45を用いたので10μm単位の高精度位置検出が
できる。なお、磁気スケールの理論的な最小分解能は
0.1μm程度である。この結果、ワーク径Dを高精度
に検出できるので、適正な制御により成形ローラ30の
送り速度Vを数値制御することができる。
に設定されたものである。この構成によれば、磁気スケ
ール45を用いたので10μm単位の高精度位置検出が
できる。なお、磁気スケールの理論的な最小分解能は
0.1μm程度である。この結果、ワーク径Dを高精度
に検出できるので、適正な制御により成形ローラ30の
送り速度Vを数値制御することができる。
【0055】加えて、上記ワーク径Dの変化に対する成
形ローラ30の送り速度Vは有段階に数値制御されるも
のである。この構成によれば、成形ローラ30の送り速
度Vを有段階に数値制御するので、、ワークWの高精度
を維持しつつ、入力設定の容易化を図ることができ、特
に、制御手段としてPLC60を用いる場合に有効とな
る。なお、成形ローラの送り速度を無段階または無段階
に近い多段階(図8の細線β参照)とする場合には、入力
設定が複雑化するばかりでなく、信号の伝送速度とNC
サーボモータの速度切り換えの円滑化が阻害される。
形ローラ30の送り速度Vは有段階に数値制御されるも
のである。この構成によれば、成形ローラ30の送り速
度Vを有段階に数値制御するので、、ワークWの高精度
を維持しつつ、入力設定の容易化を図ることができ、特
に、制御手段としてPLC60を用いる場合に有効とな
る。なお、成形ローラの送り速度を無段階または無段階
に近い多段階(図8の細線β参照)とする場合には、入力
設定が複雑化するばかりでなく、信号の伝送速度とNC
サーボモータの速度切り換えの円滑化が阻害される。
【0056】さらに、加工前のワークWを加工位置に供
給するX軸スクリュ20およびサーボモータ21と、Y
軸スクリュ25およびサーボモータ24とを備え、上記
各モータ21,24がサーボ制御されるものである。
給するX軸スクリュ20およびサーボモータ21と、Y
軸スクリュ25およびサーボモータ24とを備え、上記
各モータ21,24がサーボ制御されるものである。
【0057】この構成によれば、ワークWの供給も各サ
ーボモータ21,24により駆動されるスクリュ20,
25にて移動供給されるので、加工位置に対するワーク
Wの供給位置の精度が向上し、ワークWを正確に位置決
め供給することができる。
ーボモータ21,24により駆動されるスクリュ20,
25にて移動供給されるので、加工位置に対するワーク
Wの供給位置の精度が向上し、ワークWを正確に位置決
め供給することができる。
【0058】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の制御手段は、実施例のPLC60
に対応し、以下同様に、検出手段は、磁気スケール45
に対応するも、この発明は、上述の実施例の構成のみに
限定されるものではない。
において、この発明の制御手段は、実施例のPLC60
に対応し、以下同様に、検出手段は、磁気スケール45
に対応するも、この発明は、上述の実施例の構成のみに
限定されるものではない。
【0059】
【発明の効果】この発明によれば、成形ローラを成形押
圧方向に移動させる可動部材を設け、この可動部材をN
Cサーボモータにより駆動されるスクリュにてネジ送り
制御することで、バックラッシュや温度差に何等影響さ
れることがなく、真円度の高い高精度かつ高品質のワー
ク成形を行なうことができる効果がある。
圧方向に移動させる可動部材を設け、この可動部材をN
Cサーボモータにより駆動されるスクリュにてネジ送り
制御することで、バックラッシュや温度差に何等影響さ
れることがなく、真円度の高い高精度かつ高品質のワー
ク成形を行なうことができる効果がある。
【図1】 本発明の輪体成形装置を示す全体図。
【図2】 図1の要部拡大図。
【図3】 3つの回転要素の平面視図。
【図4】 成形初期の状態を示す断面図。
【図5】 成形終期の状態を示す断面図。
【図6】 磁気スケールの説明図。
【図7】 制御回路ブロック図。
【図8】 有段階数値制御の説明図。
【図9】 NC制御を示すフローチャート。
6…可動部材
7…スクリュ
10…NCサーボモータ
20…X軸スクリュ
21,24…サーボモータ
25…Y軸スクリュ
27a…輪体成形部
27b…規制部
27…マンドレル
30…成形ローラ
30a…輪体成形部
34…サポートローラ
34a…摺接部
45…磁気スケール(検出手段)
60…PLC(制御手段)
W…ワーク
Claims (5)
- 【請求項1】周面に輪体成形部を形成した成形ローラ
と、上記成形ローラに接離可能に対向され、中間部周面
に輪体成形部が、両側周面に規制部が形成されたマンド
レルと、上記マンドレルの背面側に対設され、マンドレ
ルの規制部と対接する摺接部が形成されたサポートロー
ラとの3つの回転要素を回転可能に軸支した輪体成形装
置であって、上記成形ローラを成形押圧方向に移動させ
る可動部材を設け、上記可動部材をNCサーボモータに
より駆動されるスクリュにてネジ送り制御する制御手段
を備えた輪体成形装置。 - 【請求項2】上記成形ローラとマンドレルとで圧延され
るワークの径変化を検出する検出手段を設け、上記制御
手段は検出手段の出力に基づいて成形ローラの送り速度
を数値制御する請求項1記載の輪体成形装置。 - 【請求項3】上記検出手段は磁気スケールに設定された
請求項2記載の輪体成形装置。 - 【請求項4】上記ワーク径の変化に対する成形ローラの
送り速度は有段階に数値制御される請求項2記載の輪体
成形装置。 - 【請求項5】加工前のワークを加工位置に供給するX軸
スクリュおよびサーボモータと、Y軸スクリュおよびサ
ーボモータとを備え、上記各モータがサーボ制御される
請求項1,2,3または4記載の輪体成形装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002080796A JP2003275838A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 輪体成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002080796A JP2003275838A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 輪体成形装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003275838A true JP2003275838A (ja) | 2003-09-30 |
Family
ID=29206489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002080796A Pending JP2003275838A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 輪体成形装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003275838A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014184471A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Toyota Motor Corp | 成型装置及び成型装置の制御方法 |
CN111872314A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-03 | 烟台吉森新材料科技有限公司 | 一种龙门式重型扩锻机组 |
CN112059079A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-11 | 诸城市圣阳机械有限公司 | 一种辗环机用芯辊多工位装置 |
-
2002
- 2002-03-22 JP JP2002080796A patent/JP2003275838A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014184471A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Toyota Motor Corp | 成型装置及び成型装置の制御方法 |
CN111872314A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-03 | 烟台吉森新材料科技有限公司 | 一种龙门式重型扩锻机组 |
CN111872314B (zh) * | 2020-07-31 | 2022-03-15 | 烟台吉森新材料科技有限公司 | 一种龙门式重型扩锻机组 |
CN112059079A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-11 | 诸城市圣阳机械有限公司 | 一种辗环机用芯辊多工位装置 |
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