JPH035887B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は金属板を回転させながら絞りローラ
により絞り加工を施すスピニング加工機に関する
ものである。

〔従来の技術〕

第１０図は従来のスピニング加工機の要部を示
すものである。

第１０図において、１は主軸５に固定した成形
型、２は心押軸で金属板からなる円板状の素材３
は成形型１と心押軸２で挾まれて旋回する。

６は絞りローラで、アーム７の先端に回転自在
に取付けてある。

上記アーム７は往復台８上に進退自在に取付け
られ、往復台８はガイド枠１０に沿つて、アーム
７の進退方向と直角の方向に往復するが、この往
復台８は油圧シリンダ９により駆動される。

上記ガイド枠１０には固定ゲージ１１を固定
し、この固定ゲージ１１には軸１３を中心に回転
する可動ゲージ１２を取付けるが、このゲージ１
２は、油圧シリンダ１４により回動させる。

また、前記アーム７の後端にはサーボ弁１５を
設けてその作用片１６を前記ゲージ１１，１２に
接触させ、このサーボ弁１５によりアーム７の駆
動用油圧シリンダを制御して絞りローラ６をゲー
ジ１１，１２にならわせて動かすようにする。

上記の従来例においては電気的なプログラム制
御方式により、各油圧シリンダ９，１４の油圧回
路を制御して最初は可動ゲージ１２を往復台８の
１往復毎に一定角度矢印方向に回動して素材３を
鎖線のように徐々に成形型１の方に絞り込み、最
後に作用片１６を固定型にならわせて素材３の仕
上げ絞りを行う。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の加工機においては絞りロー
ラ６を可動ゲージ１２や固定ゲージ１１にならわ
せて動かすものであるから、成形型１に応じてゲ
ージ１１，１２を用意する必要がある。

また、素材となる各種金属板の方向性や伸び率
が特定できないため、成形型１とゲージ１１，１
２のセツテイングに長時間を要するなどの問題が
あつた。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために、この発明は、
縦送り用油圧シリンダと横送り用油圧シリンダに
より操作される絞りローラとともに縦送り方向に
移動するローラ台と、このローラ台を横送り方向
に移動させる横送台とを設け、各油圧シリンダに
固定したサーボモータで駆動されるピニオンギヤ
に噛合して縦送り方向および横送り方向に移動す
る縦送り用ラツクギヤと横送り用ラツクギヤをそ
れぞれ設け、ローラ台および横送台にはローラ台
と縦送り用ラツクギヤの僅かなずれおよび横送台
と横送り用ラツクギヤの僅かなずれを検出して、
このずれを減少させる方向に各油圧シリンダを働
かせる縦送り用サーボ弁と横送り用サーボ弁とを
それぞれ設け、各サーボモータにはそれぞれの回
転角をパルス信号として位置決めコントローラに
入力するパルスエンコーダをそれぞれ設け、さら
に、手動操作により各サーボモータに駆動信号を
入力してサーボモータを駆動することにより絞り
ローラを一定の順序で動かして位置決めコントロ
ーラおよびシーケンサに作業手順を記憶させるテ
イーチング操作を設けて、位置決めコントローラ
に記憶させた位置情報およびシーケンサに記憶し
た作業手順でローラ台と横送台を駆動するように
し、さらに仕上工程においてはリリーフ弁により
一定圧力に制限された油圧により縦送りシリンダ
を働かせて仕上加工を行なうようにしたものであ
る。

〔作用〕

この発明は上記の構成であり、最初にテイーチ
ングを行う。

すなわち、成形型に素材をセツトし、成形型と
ともに素材を回転させた状態において、テイーチ
ング用操作装置を操作して縦送り用および横送り
用のサーボモータにより各ピニオンギヤを駆動
し、各ラツクギヤを移動させると、各サーボ弁が
駆動されて油圧シリンダが働き、絞りローラが操
作される。

この操作により成形型に取付けた素材を粗加工
し、ついで仕上げ加工となる。

仕上げ加工においては縦送り用のサーボモータ
とピニオンギヤはフリーとなり、縦送り用油圧シ
リンダに加わる油圧はリリーフ弁により一定圧力
に保持されて絞りローラが一定の圧力で素材に圧
着した状態となるから、この状態で横送り用のサ
ーボモータとサーボ弁の作用で仕上げ加工を行
う。

上記のテイーチング操作の際の各サーボモータ
の回転数は各パルスエンコーダからのパルス信号
として、位置決めコントローラに入力され、この
信号が絞りローラの原点からの位置を示す数値と
して位置決めコントローラに記憶される。

こうしてテイーチング操作が終ると、テイーチ
ング操作により絞り加工された製品を成形型から
外し、新しい素材を成形型にセツトして生産工程
に入る。

生産工程ではシーケンサからの作業手順の情報
と、位置決めコントローラからの位置情報にもと
づいて各サーボモータが駆動され、これによる各
サーボ弁の働きで、各油圧シリンダが働いてテイ
ーチング時と同じ動作を絞りローラに与えて素材
の粗加工を行う。

素材の粗加工が終るとシーケンサからの信号
で、縦送り用の油圧シリンダは一定圧力で絞りロ
ーラを素材に押し付ける状態となり、位置決めコ
ントローラによる横送り用油圧シリンダの制御に
より仕上加工を行い、製品の完成となる。

〔実施例〕

第１図に示す実施例において、２１は主軸２５
に固定した成形型、２２は心押軸で金属板からな
る円板状の素材２３は成形型２１と心押軸２２で
挾まれて旋回する。

２６は絞りローラで、アーム２７の先端に回転
自在に取付けてある。

上記アーム２７は横送台２８上のローラ台２４
に固定してあり、このローラ台２４は横送台２８
上のガイド枠３２に沿つて進退するよう取付けら
れ、かつ縦送り用の油圧シリンダ２９で駆動され
る。

また、横送台２８はガイド枠３０に沿つてロー
ラ台２４の進退方向と直角の方向に往復するが、
この横送台２８は横送り用の油圧シリンダ３１に
より駆動される。

上記ガイド枠３０上にブラケツト３５を固定す
る。このブラケツト３５は第４図のように屈曲し
たもので、その上端一側に電磁クラツチ３６およ
びサーボモータ３７を取付け、電磁クラツチの出
力軸にピニオンギヤ３８を固定する。

また、ブラケツト３５の水平部上に固定したガ
イド台３９にはシリンダ３１と平行の移動レール
４０を摺動自在に装着してその上に固定した横送
り用ラツクギヤ４１を上記ピニオンギヤ３８に噛
合させる。

上記のガイド台３９と移動レール４０として株
式会社テーエチケー（本社東京都）社製品のリニ
アボールベアリングを用いることによりきわめて
円滑な作動が得られる。

第２図、第５図の４５は前記横送台２８上に固
定した支持台で、この台４５上に横送り用サーボ
弁４６と、前記ガイド台３９と同じガイド台３９
を固定する。

支持台４５上には、第５図のように軸４７を始
点として揺動し得るレバー４８を設け、前記移動
レール４０の端部に固定した連結部材４９に、横
軸５２により揺動自在に取付けたスライドベアリ
ング５０に上記レバー４８を摺動自在に嵌合さ
せ、サーボ弁４６の作用片５１をレバー４８の側
部に接触させる。

上記サーボ弁４６はスプリングリタン式のメカ
ニカルサーボ弁で、レバー４８により作用片５１
が第５図に向つて左に押されると内部のスプール
がスプリングを圧縮して左へ動き、レバー４８が
右に動くと内部のスプールはスプリングに押され
て作用片５１とともに右へ動くものである。

第３図の５３はガイド枠３２に固定したブラケ
ツトで、このブラケツト５３にはサーボモータ５
４、電磁クラツチ５５を固着し、電磁クラツチ５
５の出力軸にはピニオンギヤ５６を固定する。

第３図の５８はローラ台２４の移動方向と平行
する移動レールで、前記移動レール４０と同様の
手段でブラケツト５３とローラ台２４上に移動自
在に支承し、この移動レール５８上に固定した縦
送り用ラツクギヤ５９を前記ピニオンギヤ５６に
噛合させる。

第３図の６１はローラ台２４上の支持台６２に
固定した縦送り用サーボ弁、６３は支持台６２に
下端を軸により取付けた揺動自在のレバーで、こ
のレバー６３に前記サーボ弁６１の作用片６４を
接触させる。上記サーボ弁６１も前記サーボ弁４
６と同じ構造のものである。

上記移動レール５８の端部に固定した連結部材
６５に取付けたスライダベアリング（図示省略）
を前記レバー６３に嵌合させるが、この部分の構
造は前記連結部材４９とレバー４８の連結構造と
同じである。

第６図の油圧回路図において、７０は油圧ポン
プやその駆動用モータ、油タンクなどからなる油
圧ユニツト、７１は縦送り用の油圧シリンダ２９
用の油圧回路で、サーボ弁６１を介して油圧シリ
ンダ２９の前後のポートに通じ、その途中に油圧
回路７１を連通又は遮断する電磁弁７２を有して
いる。

また、上記油圧シリンダ２９の前後のポートに
通じる仕上用油圧回路７４には別の仕上用電磁弁
７３を連結し、この弁７３の一方のポートを前記
回路７１のタンク側に連通させ、他方のポートを
油圧ユニツト７０のポンプポートとタンクポート
に通じるリリーフ弁７５に連通させる。

横送り用油圧シリンダ３１の前後のポートに通
じる油圧回路７７は前記サーボ弁４６を介して前
記油圧ユニツト７０のタンクポートとポンプポー
トに連通させる。

上記各サーボモータ３７，５４はアクチユエー
タとドライバーとがセツトになつたパルスモータ
を用い、それぞれパルスエンコーダ４３，４４を
付属させて、パルス信号により回転する機能と、
回転によりパルス信号を発する機能を有してい
る。

第７図の電気回路図において、８０はテイーチ
ング用操作装置で、操作ハンドル８１の縦と横方
向の操作に対応する回路が閉じて、テイーチング
用中間ユニツト８２を介し、マイクロコンピユー
タを用いた位置決めコントローラ８３に操作信号
が入力されるように接続し、同コントローラ８３
の出力により高速カウンタ８５，８６を経てサー
ボモータ３７，５４を駆動する回路を構成する。

また、高速カウンタ８５，８６およびパルスエ
ンコーダ４３，４４にはそれぞれ第８図のように
フイードバツク回路８８，８９，９０，９１を設
ける。

その他、第７図中の９２，９３はそれぞれ横送
台２８、ローラ台２４の原点用リミツトスイツ
チ、９４，９５はテイーチング操作時の安全用リ
ミツトスイツチ、９６はシーケンサである。

つぎに作用を説明すれば、最初に第１図のよう
に素材２３をセツトした状態で主軸２５とともに
素材２３を回転させ、第７図のテイーチング用操
作装置８０の操作ハンドル８１を操作して第８図
のように中間ユニツト８２に操作信号を送り、位
置決めコントローラ８３、高速カウンタ８５，８
６を経てサーボモータ３７，５４を駆動する。

サーボモータ３７の駆動により電磁クラツチ３
６を介してピニオンギヤ３８が回転し、ラツクギ
ヤ４１を移動させる。

こうしてラツクギヤ４１が移動すると、これと
一体の移動レール４０、連結部材４９が動き、こ
の部材４９によりレバー４８が傾斜してサーボ弁
４６の作用片５１が動き、油圧シリンダ３１への
油圧回路を切換える。

上記の作用で油圧シリンダ３１が働き、横送台
２８を第１図の矢印ａの方向に移動させる。

上記のハンドル８１の操作はサーボモータ５４
も回転させているから、電磁クラツチ５５を介し
てピニオンギヤ５６が回り、ラツクギヤ５９の移
動により連絡部材６５を介しレバー６３が傾斜し
て作用片６４を動かし、サーボ弁６１により油圧
シリンダ２９を働かせてローラ台２４を矢印ｂの
ように移動させているから絞りローラ台２６が素
材２３を第１図のイのように成形し、その後ハン
ドル８１を中立に戻すことにより絞りローラ２６
は原点に戻る。

上記のハンドル操作の繰返しにより素材２３を
第１図のロ，ハ，ニのように徐々に絞り込んで粗
加工を行う。

上記の操作は第６図の電磁弁７２が開、電磁弁
７３が閉の状態で油圧回路７１により行われてい
るが、つぎに仕上工程に入ると電磁弁７２が閉
じ、電磁弁７３が開となつて、リリーフ弁７５を
含む仕上用油圧回路７４に切換わり、リリーフ弁
７５で制限された油圧で働くシリンダ２９により
絞りローラ２６が素材２３を成形型２１に押し付
けながらハンドル操作により第１図の実線のよう
に製品９７を成形する。

上記のような操作ハンドル８１によるテイーチ
ング操作は第８図のパルスエンコーダ４３，４４
からフイードバツク回路９０，９１，８８，８９
により高速カウンタ８５，８６を経て位置決めコ
ントローラ８３にフイードバツクされて各位置毎
の原点からの数値情報として記憶される。

こうしてテイーチングが終り、ローラ台２４と
横送台２８を原点に復帰させると、主軸２５を停
止させて、成形型２１から製品９７を外し、つぎ
の素材２３をセツトして自動運転に入る。

自動運転に入ると、位置決めコントローラ８３
からの位置情報およびシーケンサ９６からの作業
手順を指示する情報が第９図のように高速カウン
タ８５，８６を経てサーボモータ３７，５４に入
力されてテイーチング時と同じ作用でサーボ弁４
６，６１が働き油圧シリンダ３１，２９によつて
テイーチング時と同じ動きを絞りローラ２６に与
えて絞り加工を行う。

また、このとき、シーケンサ９６からの信号で
電磁弁７２が開き電磁弁７３が閉じ、高速カウン
タ８５，８６により速い速度で絞りローラ２６が
動くから主軸２５の回転を速めて高速加工が行え
る。

こうして粗形状を形成したのち、シーケンサ９
６からの信号で、電磁弁７２が閉じ電磁弁７３が
開き、電磁クラツチ５５が切れて、絞りローラ２
６による仕上工程に入り、製品９７が成形された
条件で各部は原位置に戻る。

〔効果〕

この発明は上記のように、絞りローラとともに
縦送り方向に移動するローラ台と、このローラ台
を横送り方向に移動させる横送台とを設け、各油
圧シリンダによりローラ台と横送り台を操作して
絞りローラを自在に動かし得るようにし、各油圧
シリンダに固定したサーボモータで駆動されるピ
ニオンギヤに噛合して縦送り方向および横送り方
向に移動する縦送り用ラツクギヤと横送り用ラツ
クギヤをそれぞれ設け、ローラ台および横送り台
にはローラ台と縦送り用ラツクギヤの僅かなずれ
および横送り台と横送り用ラツクギヤの僅かなず
れを検出して、このずれを減少させる方向に各油
圧シリンダを働かせる縦送り用サーボ弁と横送り
用サーボ弁とをそれぞれ設けたものであるから、
小型のサーボモータを制御するだけで絞りローラ
を油圧で駆動できるので大型の素材も容易に加工
できるものであるが、さらに以下に列記する効果
がある。

各サーボモータにはそれぞれの回転角をパルス
信号として位置決めコントローラに入力するパル
スエンコーダをそれぞれ設け、さらに、手動操作
により位置決めコントローラおよびシーケンサに
信号を入力するとともに、サーボモータを駆動し
て絞りローラを一定の順序で動かして位置決めコ
ントローラおよびシーケンサに作業手順を記憶さ
せるテイーチング装置を設けたから、最初に作業
手順や操作量をシーケンサや位置決めコントロー
ラに記憶させておけば、その後は記憶された手順
と操作量でローラ台と横送り台を駆動して素材を
加工するので、従来のようなゲージが不要とな
り、加工する製品の変更の場合もテイーチングを
やりなおすだけでよいから、ゲージ方式のものと
比較して製品の変更が極めて容易となる。

仕上工程においてはリリーフ弁により一定圧力
に制限された油圧によつて縦送りシリンダを働か
せて仕上加工を行なうものであるから圧力調整が
自動的に行われ、成形型に素材とのギヤツプがな
く、素材の硬度の違いに対しても瞬時に対応でき
るものである。

最近のスピニング加工機において、縦送りのみ
シーケンサを用いて一軸のみの数値を決める方式
のものがあるが、このような一軸制御では素材の
硬軟の差や作動油の温度変化に対応できない。し
かし、この発明においては縦送りと横送りの二軸
でクロス制御するものであるから、テイーチング
による軌跡と同じ軌跡を温度差に関係なく完全に
通過してテイーチングと全く同じ加工を行なうこ
とができる。

従来の送り装置では同一スピードで移動するた
め、成形型に直角の段がある場合のように、形状
によつては送りスピードに変化が生じて送り目が
一定に保てないという問題が生じるが、この発明
装置の場合は位置決めコントローラへのテイーチ
ングによつて一定に保つことができる。

低速でテイーチングしたのち、位置決めコント
ローラへの指示により２倍速、３倍速の作業を行
うようにし、これに応じて主軸の回転も２倍速、
３倍速としてきわめて能率のよい加工ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明装置の一実施例を示す平面
図、第２図は第１図の矢印Ａから見た正面図、第
３図は第１図の矢印Ｂから見た側面図、第４図は
第２図Ｃ−Ｃ線の拡大縦断側面図、第５図はサー
ボ弁の駆動機構を示す一部切欠拡大正面図、第６
図は油圧回路図、第７図は制御系統図、第８図は
テイーチング系統を示すブロツク図、第９図は出
力系統を示すブロツク図、第１０図は従来装置の
一例を示す平面図である。 ２１……成形型、２３……素材、２４……ロー
ラ台、２６……絞りローラ、２８……横送台、２
９，３１……油圧シリンダ、３７，５４……サー
ボモータ、３８，５６……ピニオンギヤ、４１，
５９……ラツクギヤ、４３，４４……パルスエン
コーダ、４６，６１……サーボ弁、７０……油圧
ユニツト、７２，７３……電磁弁、７５……リリ
ーフ弁、８０……テイーチング用操作装置、８３
……位置決めコントローラ、９６……シーケン
サ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 縦送り用の油圧シリンダと横送り用の油圧シ
   リンダによつて操作される絞りローラにより成形
   型の外側に保持した素材に絞り加工を施すように
   したスピニング加工機において、絞りローラとと
   もに縦送り方向に移動するローラ台と、このロー
   ラ台を横送り方向に移動させる横送台とを設け、
   各油圧シリンダに固定したサーボモータで駆動さ
   れるピニオンギヤに噛合して縦送り方向および横
   送り方向に移動する縦送り用ラツクギヤと横送り
   用ラツクギヤをそれぞれ設け、ローラ台および横
   送台にはローラ台と縦送り用ラツクギヤの僅かな
   ずれおよび横送台と横送り用ラツクギヤの僅かな
   ずれを検出して、このずれを減少させる方向に各
   油圧シリンダを働かせる縦送り用サーボ弁と横送
   り用サーボ弁とをそれぞれ設け、各サーボモータ
   にはそれぞれの回転角をパルス信号として位置決
   めコントローラに入力するパルスエンコーダをそ
   れぞれ設け、さらに、手動操作により各サーボモ
   ータに駆動信号を入力してサーボモータを駆動す
   ることにより絞りローラを一定の順序で動かして
   位置決めコントローラおよびシーケンサに作業手
   順を記憶させるテイーチング装置を設けて、位置
   決めコントローラに記憶させた位置情報およびシ
   ーケンサに記憶した作業手順でローラ台と横送台
   を駆動するようにし、さらに仕上工程においては
   リリーフ弁により一定圧力に制限された油圧によ
   り縦送りシリンダを働かせて仕上加工を行なうよ
   うにしたことを特徴とするスピニング加工機。