JP5588456B2 - Roller type molding machine - Google Patents

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Abstract

Roller profiling machine that comprises several forming stations which progressively shape a given material until obtaining a pre-designed profile with a section variable along the length of said profile, wherein, each forming station is placed over a head (2) that comprises at least: - first means arranged for a translation movement, horizontal and perpendicular to the direction in which the profile is advanced; and - second means arranged for a rotation movement; wherein, said head (2) is also inclined in a certain angle (±) with respect to the horizontal; being said angle configured to avoid a collision between the forming material and the rollers, wherein the machine also comprises at least one horizontal wheel (13) installed in a side structure facing the forming stations (2) configured to support the forming material that protrudes from the roller line and to record the movement and circulation speed of the forming material, being said movement synchronized and transmitted to its own gauging media, and wherein the information from the gauging media and from the first and second movement means is received by control media set to calculate the position of each head (2) during the whole profiling process and to command the positions for each one of said means.

Description

本発明は、可動式ヘッドに備えられているいくつかのローラ配置箇所を備えており、変形部を有している金属の成型物の製作を可能にする、ローラ式成型装置に関する。   The present invention relates to a roller-type molding apparatus that includes a number of roller arrangement portions provided in a movable head and makes it possible to produce a metal molding having a deformed portion.

成型装置は、いくつかのローラ式の成型箇所を用いた金属板の成型に対する処理に基づいている。これらの箇所は、平行に並んでいる回転軸に通して備え付けられているローラの複数の対によって一般的に構成されているが、それらは他の配置を有し得る。金属板は、ローラとローラとの間を通過するにしたがって変形を受ける。当該変形は、いくつかのローラ配置箇所を通過するときに、所望される部分を有している成型物が得られるまで材料に対して漸次的に形状を付与する。   The molding apparatus is based on a process for molding a metal plate using several roller-type molding points. These points are generally constituted by a plurality of pairs of rollers mounted through parallel rotating shafts, but they can have other arrangements. The metal plate is deformed as it passes between the rollers. The deformation gradually imparts a shape to the material as it passes through several roller locations until a molding having the desired portion is obtained.

この種類の成型装置は、連続的な部分を有している大量の成型物を形成する能力を有しているので、大量生産用であると考えられている。成型装置の汎用性は、複数組のローラを同じ装置に取り付け可能であることに基づいている。自由度をもたらす他の方法は、迅速に交換可能な“カセット”型の構造を使用することであり、ここで、当該構造にはローラ配置箇所が取り付けられている。他の装置の構造(例えば“タレット”型)または交換の自動化をもたらす構造は、使用頻度が低い。   This type of molding apparatus is considered to be for mass production because it has the ability to form a large number of moldings having continuous portions. The versatility of the molding apparatus is based on the fact that a plurality of sets of rollers can be attached to the same apparatus. Another way of providing freedom is to use a “cassette” type structure that is rapidly replaceable, where the structure is fitted with a roller location. Other device structures (eg, “turret” type) or structures that provide automated replacement are less frequently used.

成型装置によって、処理(例えば、打ち抜き、打刻、押し抜き、曲げ、溶接、切削、刻印など)を実施するための金属に衝撃を与える他の手段が、同じ生産ラインに導入され得る。これによって、必要に応じた連続的な処理によって完成品を得ることが可能である。   Depending on the molding equipment, other means of impacting the metal to perform the process (eg, stamping, stamping, punching, bending, welding, cutting, stamping, etc.) can be introduced into the same production line. As a result, a finished product can be obtained by continuous processing as required.

主に自動車産業部門において、成型物の長さの全体にわたって変形部を有している成型物に対する需要が増加している。これらの種類の部品は、他の金属変形加工(主に、モールドおよび金型を用いたプレス打ち抜き)によって得られている。このシステムは、製造業によって非常によく知られており、使用されているにもかかわらず、汎用性が非常に低い。それは、最終的な部品に任意の変更を加えるには、異なる手段が必要になるためである。また、同じ成型物の一定した製造に関する利益によって、このような成型装置がより大きな制約を受けている。   There is an increasing demand for molded articles having deformed portions over the entire length of the molded article, mainly in the automotive industry sector. These types of parts are obtained by other metal deformation processes (mainly press punching using a mold and a mold). This system is very well known by the manufacturing industry and, despite being used, is very inflexible. This is because different means are required to make any changes to the final part. Also, such molding equipment is more constrained by the benefits of consistent production of the same molding.

本発明の目的は、成型物の長さ全体にわたって変形部を有している金属の成型物の製造によってもたらされる技術的問題を解決することである。   The object of the present invention is to solve the technical problem posed by the production of a metal molding having deformations over the entire length of the molding.

本発明の目的の1つは、ローラを用いた成型によって成型物を得ることである。ここで、当該成型物の部分は変化する長さを有している。この種類の成型装置は、少なくとも二方向におけるサーボ制御されている動作に適合されているいくつかのヘッドを備えている。二方向におけるサーボ制御されている動作とは、回転運動、および成型物の進行方向に対して直交する水平方向の平行運動である。さらに、一対の成型ローラを収納するための2つの平行な回転軸を備えている成型箇所が各ヘッドの全体にわたって取り付けられている。減速モータが下側の回転軸を回転運動させ、この回転運動が単純な歯車システムによって上側の回転軸に伝達される。 One of the objects of the present invention is to obtain a molded article by molding using a roller. Here, the part of the molding has a varying length. This type of molding apparatus comprises several heads that are adapted for servo-controlled operation in at least two directions. The behavior that is servo-controlled in the two directions, rotational motion, and a parallel movement of the straight interlinked horizontally with respect to the traveling direction of the molded product. Further, a molding portion having two parallel rotation shafts for accommodating a pair of molding rollers is attached to the entire head. A reduction motor causes the lower rotary shaft to rotate, and this rotational motion is transmitted to the upper rotary shaft by a simple gear system.

すべての成型箇所は、上側の回転軸を収納する独立した構造を必要に応じて使用し得る。この構造は、2つの取り付け部が互いに180°の位置にあり得るように、対称に構築されている。したがって、双方向の開口部とともに回転軸を設置することが可能であり、成型ステーションのそれぞれに上側のローラを取り付け可能である。これによって、例えば、2つの異なる厚さの材料の加工が可能になる。このシステムによって、新たな部品の調整または取り付けの過程の採用が回避される。ヘッドは、回転しているときのローラと成型済みの材料との衝突を回避するために、水平面に対してある傾斜を有して配置されている。サーボモータのすべてが、各ヘッドの位置および動作を規定する数値制御にしたがう。   All molding points can use an independent structure that houses the upper rotating shaft as required. This structure is constructed symmetrically so that the two attachments can be 180 ° relative to each other. Therefore, it is possible to install a rotating shaft together with a bidirectional opening, and an upper roller can be attached to each of the molding stations. This allows, for example, processing of two different thickness materials. This system avoids the adoption of new component adjustment or installation processes. The head is arranged with a certain inclination with respect to the horizontal plane in order to avoid collision between the roller and the molded material as it rotates. All servo motors follow numerical controls that define the position and operation of each head.

また、上記成型装置は、複数の計数ホイールのシステムをさらに有しており、これによって、複数のホイールは、接触しているときに成型材料の動きを記録する。動作ベルトを介したこれらのすべてのホイールの同期化によって、成型装置は切断されている形態の処理が可能になる。コイルからの連続的なトレッドから作業が開始した場合には、単一の計数ホイールで十分である。いずれの場合においても、単一または複数の計数ホイールの動作がエンコーダに伝達され、エンコーダが数値制御機器に情報を送信する。   The molding apparatus further includes a plurality of counting wheel systems, whereby the plurality of wheels record the movement of the molding material when in contact. The synchronization of all these wheels via the operating belt allows the molding apparatus to process in a cut form. A single counting wheel is sufficient if work starts from a continuous tread from the coil. In either case, the motion of the single or multiple counting wheels is communicated to the encoder, which transmits information to the numerical control device.

あらかじめ切断されている形態を成型する場合、変化する経路の開始点を規定する、部品の最初の部分を検出するシステムが使用される。   When molding a pre-cut form, a system is used that detects the first part of the part that defines the starting point of the changing path.

明細書および特許請求の範囲の全体を通じて、“備えている”という用語およびその変化形は、その他の技術的な特徴、追加の要素、追加の構成部品または追加のステップを排除しない。当該分野の当業者にとって、本発明の他の目的、利点および特徴は、本発明の説明および応用例によって導出される。以下にともなっている例および図面は、例証として示されており、本発明を限定しない。さらに、本発明は、本明細書によって説明されている特定の実施形態および好ましい実施形態の考え得るすべての組合せを包含している。   Throughout the specification and claims, the term “comprising” and variations thereof do not exclude other technical features, additional elements, additional components, or additional steps. For those skilled in the art, other objects, advantages and features of the present invention are derived from the description and applications of the present invention. The following examples and figures are given by way of illustration and do not limit the invention. Furthermore, the present invention encompasses all possible combinations of the specific embodiments and preferred embodiments described by this specification.

変形部の形状を製作する成型装置のユニットの斜視図を示している。The perspective view of the unit of the shaping | molding apparatus which produces the shape of a deformation | transformation part is shown. 部品の入口から見た、成型ヘッドの正面図を示している。Fig. 2 shows a front view of the molding head as seen from the entrance of the part. あらかじめ切断されている形態の加工に使用される計数ホイールの詳細な斜視図を示している。Fig. 2 shows a detailed perspective view of a counting wheel used for machining in a pre-cut form.

図1の斜視図は、本発明に係るローラ式成型装置を示している。ここで、当該成型装置は、棚部、複数の脚部および複数の基板からなる少なくとも主台板(1)を備えている。主台板の上方に各種ヘッド(2)が配置されている。主台板は異なる成型箇所を支持している。   The perspective view of FIG. 1 shows a roller type molding apparatus according to the present invention. Here, the molding apparatus includes at least a main base plate (1) including a shelf, a plurality of legs, and a plurality of substrates. Various heads (2) are arranged above the main base plate. The main base plate supports different molding points.

図1に示されている例において、ローラ式成型装置は互いに独立している11のヘッド(2)を備えており、当該ヘッドはその下部において主台板(1)に連結されている。成型される材料が図1にしたがえば左から右に流れてゆき、仕上がった部品が右端から出てゆく。   In the example shown in FIG. 1, the roller-type molding apparatus includes eleven heads (2) that are independent from each other, and the heads are connected to the main base plate (1) at the lower part thereof. According to FIG. 1, the material to be molded flows from the left to the right, and the finished part exits from the right end.

サーボモータは、各ヘッド(2)の下方の領域に配置されており、回転運動(3)および平行運動(4)を起こす。平行運動は成型物の進行方向と直し、かつ水平である。これらのサーボモータのそれぞれは、ヘッド(2)の位置が常にわかるように、内部エンコーダを備えている。ヘッド(2)の上部には、ローラに回転運動を伝達する減速モータ(5)が設けられている。
The servo motor is arranged in a region below each head (2) and causes a rotational motion (3) and a parallel motion (4). Parallel motion is traveling direction Cartesian of moldings, and a horizontal. Each of these servo motors is provided with an internal encoder so that the position of the head (2) is always known. On the upper part of the head (2), there is provided a reduction motor (5) that transmits rotational motion to the rollers.

図2は、主台板(1)の上に取り付けられているヘッド(2)を示している。ここで、平行運動するサーボモータ(4)は、主台板の基板に固定され、ヘッドを支持しているプレート(14)に対して、直線的な平行運動(図2にしたがえば左から右に)を支軸によって伝達する。このプレート(14)は、直線的なレール(10)の上に順番に設置されている。また一方で、支持プレート(14)は回転サーボモータ(3)によって駆動される回転支軸(9)を収納しており、回転支軸はその下部にウォーム歯車を有している。へら絞りプレート(15)は、支軸(9)に固定されており、成型箇所の支持を担っている。この成型箇所は、成型ローラと成型される材料との衝突を回避するように、水平面に対してある傾斜を有して配置されている。この考えられる衝突は、規定されている経路と直交する方向における成型物に対する必要な曲げを形成するときに起こる。   FIG. 2 shows the head (2) mounted on the main base plate (1). Here, the servo motor (4) that moves in parallel is fixed to the substrate of the main base plate and is linearly moved in parallel to the plate (14) that supports the head (from the left according to FIG. 2). (Right) is transmitted by the support shaft. This plate (14) is installed in order on a linear rail (10). On the other hand, the support plate (14) accommodates a rotation support shaft (9) driven by the rotation servomotor (3), and the rotation support shaft has a worm gear at the lower part thereof. The spatula diaphragm plate (15) is fixed to the support shaft (9), and supports the molding site. This molding location is arranged with a certain inclination with respect to the horizontal plane so as to avoid collision between the molding roller and the material to be molded. This possible collision occurs when the necessary bending is formed on the molding in a direction orthogonal to the defined path.

成型箇所は、2つの構造に分けられている。第1の構造は、下側のローラ(8)の回転軸を支持している。この回転軸は、必要な回転運動を減速モータ(5)から受けて、ローラとローラとの間に通して成型される材料を流す回転軸である。各減速モータは周波数変換器によって順に制御されている。第1の構造の上方に配置されている第2の構造は上側のローラの回転軸を支持している。下側の回転軸の回転運動は、ギア(11)によって上側の回転軸に伝達される。   The molding part is divided into two structures. The first structure supports the rotating shaft of the lower roller (8). This rotating shaft is a rotating shaft that receives the necessary rotating motion from the reduction motor (5) and flows the material to be molded between the rollers. Each reduction motor is sequentially controlled by a frequency converter. The second structure disposed above the first structure supports the rotating shaft of the upper roller. The rotational motion of the lower rotary shaft is transmitted to the upper rotary shaft by the gear (11).

図2に示されている上側の構造は、ギア(11)および台座の位置について、対称になるように構築されているという特別な特徴を有している。この特徴によって、互いに180°をなしている2箇所における取り付けが可能である。これに加えて、両側に開口を有している上側の回転軸を取り付けることによって、上側のローラ(6、7)の両方を取り付け可能である。したがって、特定の必要性に応じて上側のローラまたは他のローラを取り付けることによって、2つの異なる厚さを有している材料を成型する性能を成型装置に付与し得る。上側の構造と下側の構造との接続は、複数の固定クランプフランジによって実施される。   The upper structure shown in FIG. 2 has the special feature that it is constructed symmetrically with respect to the position of the gear (11) and the pedestal. This feature allows attachment at two locations that are 180 degrees apart. In addition to this, it is possible to attach both upper rollers (6, 7) by attaching an upper rotary shaft with openings on both sides. Thus, the ability to mold materials having two different thicknesses can be imparted to the molding apparatus by attaching an upper roller or other roller according to specific needs. The connection between the upper structure and the lower structure is implemented by a plurality of fixed clamp flanges.

図3は成型装置の主要部を示す図である。図3において計数ホイールのシステム(13)が十分に理解され得る。この場合、3つの計数ホイールが確認できる。第1の成型ヘッドは、離散的な描写を用いて、透明であるかのように表わされている。複数の計数ホイールの配置は、あらかじめ長さ方向において切断されている形態を成型するために必要である。   FIG. 3 is a view showing a main part of the molding apparatus. In FIG. 3, the counting wheel system (13) can be fully understood. In this case, three counting wheels can be confirmed. The first molding head is represented as if it were transparent using a discrete depiction. The arrangement of the plurality of counting wheels is necessary for molding a form that has been cut in the length direction in advance.

ホイールは、一方で成型用ローラから突出している成型材料を支持し、他方で装置全体における成型材料の動きを記録する。したがってこれらのホイールは2つの機能を有している。この材料は、材料と計数ホイールとの間に滑りが確実に生じないように、1つ以上のローラを用いて調整されている。前部が第1の成型箇所に入る時点から、後部が最後の成型箇所から出るまで、信頼性のある部品の読み取りを達成するために必要と判断されるだけの数のホイールを配置することがあり得る。計数ホイールは、成型箇所と対向する側面構造(16)によって支持されている。図3の奥側には、ベルトによって同期化されているホイールのそれぞれと一体化されている滑車のシステムが側面構造に設けられている。同時に、このベルトのシステムは運動をエンコーダに伝達し、エンコーダは速度信号および位置信号を数値制御機器に送信する。この測定の精度は、必要にしたがって各ヘッドを規定する経路を正確に適合させるために必須である。   The wheel on the one hand supports the molding material protruding from the molding roller and on the other hand records the movement of the molding material throughout the device. These wheels therefore have two functions. This material is adjusted using one or more rollers to ensure that no slip occurs between the material and the counting wheel. From the point when the front part enters the first molding point until the rear part exits the last molding point, as many wheels as are deemed necessary to achieve reliable part reading can be placed. possible. The counting wheel is supported by a side structure (16) facing the molding location. On the far side of FIG. 3, a system of pulleys integrated with each of the wheels synchronized by the belt is provided on the side structure. At the same time, the belt system transmits motion to the encoder, which transmits the speed and position signals to the numerical control device. The accuracy of this measurement is essential to accurately adapt the path that defines each head as needed.

成型材料がコイルから連続的に成型される場合、例えば、エンコーダに直接的に送信する単一の計数ホイールで十分である。   If the molding material is continuously molded from the coil, for example, a single counting wheel that transmits directly to the encoder is sufficient.

本発明の成型装置は、独立して使用され得るか、または成型材料に他の処理を施す生産ラインに組み込まれ得る。さらに、本発明の成型装置は、成型の前後に配置されている他の手段が他の処理を実施し得るように、材料の転送および運転の停止を実行する供給装置として機能し得る。   The molding apparatus of the present invention can be used independently or incorporated into a production line that performs other processing on the molding material. Furthermore, the molding apparatus of the present invention can function as a feeding apparatus that performs material transfer and operation stop so that other means arranged before and after molding can perform other processes.

Claims (9)

成型物の長さ全体にわたって変形部を有しているあらかじめ設計された成型物が得られるまで、所定の材料を漸次的に成型する複数の成型箇所を備えているローラ式成型装置であって、
成型箇所のそれぞれがヘッド(2)の全体にわたって順に配置されており、
上記ヘッド(2)が、成型物の進行方向に対して直交する水平方向の平行運動のために構成されている第1の手段と、回転運動のために構成されている第2の手段とを少なくとも備えており、
上記ヘッド(2)が、さらに水平面に対してある角度(α)を有して傾斜しており、
上記成型装置が、ローラの行列から突出している上記成型材料を支持し、かつ成型材料の移動、および通過速度を記録するために構成されている少なくとも1つの水平ホイール(13)をさらに備えており、上記水平ホイールが成型箇所(2)と対向する側面構造に取り付けられており、
上記移動が同期化されており、上記水平ホイールの測定媒体に伝達され、
上記測定媒体ならびに上記第1の動作手段および上記第2の動作手段からの情報が制御媒体によって受信され、上記制御媒体が成型の処理全体を通じて各ヘッド(2)の位置を算出し、かつ上記手段のそれぞれの位置について指令するために設けられていることを特徴とする、装置。
A roller-type molding apparatus having a plurality of molding points for gradually molding a predetermined material until a pre-designed molding having a deformed portion over the entire length of the molding is obtained,
Each of the molding points is arranged in order over the entire head (2),
The head (2) comprises a first means for relative travel direction of the molded product is configured for translational movement in a straight intersects the horizontal direction and a second means arranged for rotational movement At least,
The head (2) is further inclined at an angle (α) with respect to a horizontal plane;
The molding apparatus further comprises at least one horizontal wheel (13) configured to support the molding material protruding from a matrix of rollers and to record the movement and passage speed of the molding material. The horizontal wheel is attached to the side structure facing the molding location (2),
The movement is synchronized and transmitted to the measuring medium of the horizontal wheel,
Information from the measurement medium and the first and second operating means is received by a control medium, the control medium calculates the position of each head (2) throughout the molding process, and the means A device, characterized in that it is provided for commanding each of the positions.
成型物の進行方向に対して直交する水平方向の平行運動のために構成されている上記第1の手段が、複数の直線的なレール(10)の上方に取り付けられている支持プレート(14)に第1の手段の動作を伝達する第1の駆動部()を備えている、請求項1に記載の成型装置。 Said first means is configured for translational movement in the horizontal direction perpendicular against the traveling direction of the molded article is a support plate which is mounted above the plurality of linear rails (10) (14) The molding apparatus according to claim 1, further comprising a first drive unit ( 4 ) for transmitting the operation of the first means. 回転運動のために構成されている上記第2の手段が、基板(15)を支持している回転支軸(9)に第2の手段の動作を伝達する第2の駆動部()を備えている、請求項1または2に記載の成型装置。 The second means configured for rotational movement has a second drive unit ( 3 ) for transmitting the operation of the second means to the rotation support shaft (9) supporting the substrate (15). The molding apparatus according to claim 1, wherein the molding apparatus is provided. 上記ヘッドのそれぞれが基板(15)の上方に位置している、請求項1〜3のいずれか1項に記載の成型装置。   The molding apparatus according to claim 1, wherein each of the heads is located above the substrate (15). 上記ヘッド(2)が、独立した複数の構造に取り付けられている複数の回転軸を備えており、
下側の上記構造が、下側の回転軸を作動させる駆動部(5)を支持しており、上側の上記構造が、上側の回転軸を収納しており、かつ少なくとも2つの異なる取り付け部を収納するために構築され、構成されており、
当該取り付け部が、複数の上側のローラを収納するために順に構成されている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の成型装置。
The head (2) includes a plurality of rotating shafts attached to a plurality of independent structures,
The lower structure supports the drive unit (5) for operating the lower rotating shaft, the upper structure houses the upper rotating shaft, and has at least two different mounting portions. Built and configured for storage,
The molding apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the attachment portion is configured in order to accommodate a plurality of upper rollers.
上側の上記ローラ(6、7)のそれぞれが異なる複数の厚さを有している材料を成型するために使用されており、位置のそれぞれが厚さのそれぞれに必要な調整に対応している、請求項5に記載の成型装置。   Each of the upper rollers (6, 7) is used to mold a material having a plurality of different thicknesses, each of which corresponds to the adjustment required for each thickness. The molding apparatus according to claim 5. 成型装置の調整に必要な時間を低減するために、上側の上記構造が、固定クランプフランジのシステムを介して下側の上記構造に取り付けられている、請求項5または6に記載の成型装置。   7. A molding apparatus according to claim 5 or 6, wherein the upper structure is attached to the lower structure via a system of fixed clamp flanges in order to reduce the time required for adjustment of the molding apparatus. 複数のホイール(13)が、あらかじめ切断されている全体の長さを有している成型材料の処理を可能にする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の成型装置。   The molding device according to claim 1, wherein the plurality of wheels (13) enable processing of molding material having an overall length that has been cut in advance. 単一のホイール(13)が、コイルからの成型材料の連続的な処理を可能にする、請求項1〜7いずれか1項に記載の成型装置。   8. Molding device according to any one of the preceding claims, wherein a single wheel (13) allows continuous processing of the molding material from the coil.
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