JPS63132724A - ラツクシヤフトの自動曲り取りプレス装置によるラツク部修正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ラックシャフトの曲り（歪み）をプレスラ
ムの押し込みによって修正する自動曲り取りプレス装置
によるラック部修正方法に関する。

〔従来の技術〕

ラックシャフトの自動曲り取り装置としては、例えば第
６図及び第７図に示すようなものが用いられている。

この装置は、曲り取りを行なうラックシャフト（以下「
ワーク」と略称する）１の両端を５ヘツドストツク２と
テールストック３とによって回転可能に支持し、ワーク
１のラック部１ａの軸方向の両端部付近をベース４に固
定した一対の受台５゜５で下方から受は止めて支持する
と共に、この受台５，５の間に配設したプレスラム６を
上方から下降させ、ラック部１ａの曲り最大位置に当接
させた後さらに押し込んで、ワーク１の曲りを修正する
ものである。

この作業に必要な諸動作は、第７図に示すように、中央
処理装置（以下ｒｃＰＵＪと略称する）７、このＣＰＵ
７への入力データ及び演算データ等を記憶するメモリ８
及びＣＰＵ７からの指令により各種の演算を行なう演算
器９等からなるコンピュータを用いて、次に述べるよう
にすべて自動的に行なわれる。

ワーク１にはヘッドストック２を介してサーボモータ１
０の回転が伝えられ、ワーク１を矢示方向に回転させる
。

サーボモータ１０には、タコゼネレータ１１とパルスゼ
ネレータ１２を直結してあり、ＣＰＵ７からの指令で位
置決め回路１３を介しサーボアンプ１４の出力によって
駆動される。

タコゼネレータ１１の出力をサーボアンプ１４に入力し
て速度フィードバックループを形成し、またパルスゼネ
レータ１２の出力を位置決め回路１３に入力して位置フ
ィードバックループを形成する。

位置決め回路１３は、ワーク１の回転方向の位置決めを
制御する。

ワーク１の曲りを計測するために、ワーク１の外周に当
接するレバー１５の振れを検出する振れセンサ１６を配
置し、ワーク１の回転に伴って変化する径方向の振れに
応じて発生する振れセンサ１６の出力をセンサアンプ１
７で増幅して、センサ入力回路１８を介しＣＰＵ７へ曲
り量データとして入力する。

また、レバー１５がワーク１のラック歯面１ｂに当接す
る期間は、振れセンサ１６がら発生する誤りデータを防
ぐため、ラック歯面１ｂの回転位置を検出する必要があ
る。

そのため、近接スイッチ（以下「Ｌ／ｓ」と略称する）
１９をラック部１ａに近接対向して設置してあり、ラッ
ク歯面１ｂの検知を行なっている。

このＬ／Ｓ　１９の検出信号を、ラック歯面１ｂがレバ
ー１５に当接中は振れ計測を中止させる計測中止位置信
号としてＣＰＵ７八入力する。

演算器９は、ＣＰＵ７からのワーク１の回転位置データ
及び曲り量データ等の回転計測結果に基づき、最大曲り
位置、最大曲り量及びその最大曲り量に応じてワークを
修正するための押し込み量を算出する。そしてこれらの
算出データはＣＰＵ７を介してメモリ８へ格納される。

一方、受台５に対向して配設されたプレスラム６は、減
速機２０を介して押し込み用のサーボモータ２１によっ
て駆動され、その回転方向によって下降又は上昇する。

サーボモータ２１には、タコゼネレータ２２とパルスゼ
ネレータ２３が直結されてお’ｖ、ｃｐｕ７からの指令
で位置決め回路２４を介してサーボアンプ２５によって
駆動される。

タコゼネレータ２２の出力をサーボアンプ２５に入力し
て速度フィードバックループを形成し。

またパルスゼネレータ２３の出方を位置決め回路２４に
入力して位置フィードバックグループを形成する。

ＣＰＵ７は、内部に格納された動作プログラムに従い、
位置決め回路１３．２４あるいは演算器９に命令を与え
て、諸動作を順次実行してワーク１の曲りの修正を自動
的に行なう。

このように構成された、自動曲り取りプレス装置による
従来のラックシャフトのラック部修正方法の動作手順を
第８図のフローチャートを参照して説明する。

この動作は、ＣＰＵ７に対する修正指示によってスター
トし、ステップのでは修正を行なうワーク１のラック部
１ａの最大曲り位置と最大曲り量を回転計測によって算
出する。

次に、ステップ■で最大曲り量が所定の許容範囲内にあ
る（ＯＫ）か否（ＮＧ）かを判断し、ＮＧならばステッ
プ■へ進み、ワーク１を回転して最大曲り位置がプレス
ラム６に対向する位置にくるように割り出し位置を算出
して位置決めする。

そして１次のステップ■に移り、最大曲り量に応じてそ
の曲りを修正するために必要なワーク修正押し込み量を
算出する。

次に、ステップ■へ進み、サーボモータ２１を駆動して
プレスラム６を下降させてワーク１に当接させ、さらに
算出させたワーク修正押し込み量だけワーク１を押し込
んだ後、プレスラム６を上昇して元に戻す。

プレスラム６が元の位置に復帰したら、再びステップ■
に戻る。そしてワーク１の回転計測を改めて行なって、
この計測結果で算出された最大重り量がＮＧのときはま
た修正を行ない、ＯＫならば、その時点で曲り修正が完
了となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来のラックシャフトのラッ
ク部修正方法にあっては、ワーク１の最大重り位置をそ
のまま押し込み位置として割り出して押し込み修正を行
なっていたため、第９図に示すように、ラック部のラッ
ク歯面１ｂに対して曲りの方向（実線矢示）が斜めであ
るときには。

ワークｌの外周に対する受台５とプレスラム６の当り方
が不安定になって、プレスラム６の下降による押し込み
力が破線矢示のように横方向に逃げるため、ワーク１が
回転変位してしまい、精度の高い修正が行なえないこと
があるという問題点があった。

この発明は、このような従来の問題点を解決することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明によるラックシャフトの自動曲り取りプレス装
置によるラック部修正方法は、上記の問題点を解決する
ため１曲り修正時の押し込み方向としてワークのラック
部の最大重り位置に対して。

あらかじめ定めた４方向のうちから最も近い１方向を選
択し、その方向にワークを割出して回転位置決めすると
共に、実際の最大重り位置と押し込み位置とのずれ角度
θを求め、ワークの最大重り位置での最大重り量に応じ
て算出した押し込み量にＣＯＳθを乗じて補正した押し
込み量によってワークの押し込み修正を行なうことを２
回以上繰返して曲りを修正することを特徴とする。

〔作　用〕

このようにすれば、ワーク１の最大重り位置がどのよう
な回転位置にあっても、受台とプレスラムに対するワー
クの外周の当り方が不安定となるような押し込み修正方
向を回避することができ。

押し込み中にワークが逃げて回転変位することを防ぎ１
曲り修正の精度を高めることができる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例を添付図面を参照して説明する
。

第１図は、この発明の一実施例を示すフローチャートで
あり、第７図に示したラックシャフトの自動曲り取りプ
レス装置を使用する場合の例であるが、第７図中のＣＰ
Ｕ７の内部に組込まれる動作プログラムを変更して、Ｃ
ＰＵ７による修正動作を、第１図のフローチャートに示
すように実行させるようにする。

この実施例では、ワーク１に対してその曲りを修正する
ための押し込み方向として、第２図に示すように、あら
かじめラック歯面１ｂに垂直な方向■と、この方向から
反時計廻りにほぼ１７４円周（９０°）毎に方向ｍ、ｍ
、ｔｖの４方向を定めておき、この４方向のうち最大重
り位置に最も近い１方向を選ぶ。

ワーク１の最大重り位置がどのような回転位置にあって
も、この４方向Ｉ〜■のうちのいずれか１方向を選んで
押し込み修正を行なうようにすれば、ワーク１に対する
受台５とプレスラム６の当り方が不安定となることはな
い。

二九は、上方からのプレスラム６の押し込み力と、下方
からの受台５の反作用の力が丁度−直線上で平衡するか
らである。

第３図は押し込み方向として第２図の方向■を選んだ場
合の例を示し、実線矢印はワーク１の最大重り位置の方
向と曲り量の大きさく実際の量ではない）を示すベクト
ル、破線矢印は押し込み方向の曲りの大きさを示すベク
トルで１両ベクトル間のずれ角−をθと、すると、破線
矢印のペクト夢の大きさは最大重り量の大きさにｃｏｓ
　Ｏを乗じた値になる。

この実施例によるラック部修正の動作手順を第１図のフ
ローチャートに従って説明する。

まず、ステップ■ではワーク１の回転計測によって、ワ
ーク１のラック部１ａの最大重り位置と最大重り量を算
出すると共に、Ｌ／５１９（第４図）によってラック歯
面１ｂの位置を検知する。

次に、ステップ■に進んでステップ■で求めた最大重り
量が所定の許容範囲内にある（ＯＫ）か否（ＮＧ）かを
判断し、ＮＧならばステップ■に進み。

ステップ■で求めた最大曲り位置とラック歯面１ｂの検
知位置とによって、あらかじめ定めた４方向■〜■のう
ち最大曲り位置に最も近い１方向を選択して、ワーク１
の回転方向の割出し位置を算出する（その詳細は後述す
る）、そして、ステップ■に進んでワーク１の位置決め
をする。

次にステップ■に進んで、最大曲り位置での最大曲り量
に対してその曲りを修正するために必要なワーク押し込
み量を算出する。

そして、ステップ■に進んでステップ■で算出された割
り出し位置とステップ■で求めた実際の最大曲り位置と
のずれ角度θを求め、ｃｏｓθの値を算出する（その詳
細は後述する）。

次のステップ■では、ステップ■で算出されたワーク修
正押し込み量にステップ■で算出されたｃｏｓθの値を
乗じて、ｃｏｓ補正押し込み量を算出する。

次にステップ■に進み、サーボモータ２１を駆動してプ
レスラム６の下降を制御してワーク１に当接させ、さら
にステップ■で算出されたｃｏｓ補正押し込み量だけワ
ーク１を押し込んで修正を行なった後、プレスラム６を
上昇して元に戻す。

プレスラム６が元の位置に復帰したら、再びステップ■
に戻ってワーク１の回転計測を行ない、その、計測結果
によって算出された最大曲り量を次のステップ■で判断
し、その最大曲り量がＮＧのときは再度修正を行ない、
ＯＫならばその時点で曲り修正が完了となる。

ここで、第４図を参照してステップ■における割出し位
置、すなわちワーク押し込み方向の算出方法について説
明する。

ワーク１に対してあらかじめ定めた押し込み方向は、す
でに第２図に示したようにＩ〜■の４方向とする。そし
て、これら４方向の夫々隣接する方向間を２等分する直
線ｘ−ｘ、ｙ−ｙを仮想する。

直線ｘ−ｘとＹ−Ｙは、方向Ｉ〜■が等角度間隔である
から互いに直交しており、ワーク１の外周を４等分する
。この４等分された各区間を夫々方向！〜■に対応させ
て区間Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄとする。

また、ＣＰＵ７によるワーク１の回転位置、ラック歯面
位置９劃出位置等の検出及び算出をすべてデジタル的に
行なうため、ワーク１の外周位置もデジタル的に分割し
ておく必要がある。

ここでは、ワーク１の外周を等分する分割数を５０ポイ
ントとし、回転位置は所定の基点を０ポイントとしてこ
の基点から反時計方向にカウントしたポイント数によっ
て割出すようにした場合について述べるが、分割数は必
ずしも５０ポイントに限るものではない。

ワーク１の回転計測の場合、Ｌ／Ｓ　１９はラック歯面
１ｂを検知し、第４図に示す状態でＯＮになる。このと
きのワーク１の位置をＬ／Ｓ位置とし、このＬ／Ｓ位置
にあるときのワーク１の頂点Ｐを分割ポイント数のカウ
ントの基点として０ポイントで表わすことにする。

頂点Ｐとワーク１の中心を結ぶ直線Ｚ−Ｚと直線Ｘ−Ｘ
とのなす角度αはＬ／Ｓ　ｌ　９による検知位置と区間
Ａの開始位置とのずれ角度であり、この角度αに相当す
るオフセット値のポイント数を加えて、最大曲り位置が
区間Ａ−Ｄのうちのどの区間にあるかを、下記の不等式
（１）〜（４）により判別する。

Ｕ３立置◆オフセット≦最大曲り位置＜Ｌ／Ｓ位置◆オ
フセット＋１２埠Ａ区間・・・（１） １位置◆オフセット＋１２≦最大曲り位置４／Ｓ位置＋
オフセット÷２５＃Ｂ区間・・・（２） しＳ位置＋オフセット十四≦最大曲り位置Ｏ位置＋オフ
セット＋３７＃Ｃ区間・・・（３） Ｌ／Ｓ位置÷オフセット÷３７≦最大曲り位置４／Ｓ位
置＋オフセット÷５０時り区間・・・（４） そして、押し込み位置（ワーク割出位ＩＩりを。

下記の式（５）〜（８）の計算によって求める。

Ａ区間：　Ｌ／Ｓ位置＋オフセット＋５・・・（５）Ｂ
区間：　Ｌ／Ｓ位置＋オフセット＋１８・・・（６）Ｃ
区間：　Ｌ／Ｓ位置＋オフセット＋３０・・・（７）Ｄ
区間：　Ｌ／Ｓ位置＋オフセット＋４３・・・（８）次
に、ワーク修正押し込み量の補正について説明する。

第５図に示すように、ワーク１に対する押し込み方向■
と最大曲り方向Ｆとのなす角度をθとし。

最大曲り量をＸ６　とすると、押し込み方向！の曲り量
は最大曲り量Ｘ０のｃｏｓ成分であるＸ１ｌｃｏｓθと
なるため、押し込み量はこれに対応するようにしなけれ
ばならない。

したがって、その押し込み量は ｃｏｇ補正押し込み量＝ｘ０に対する押し込み量Ｘｃｏ
ｓθとなる。

第５図は押し込み方向が■の場合を例示したが、他の方
向■〜■の場合でも同様である。

このｃｏｓ補正押し込み量によってラック部の曲り修正
を行なうと、その修正後も修正方向に直角な方向にＸ。

５ｉｎｏ分だけの曲りが残ることになるが、それは次回
の修正プロセスで修正されるので、２回以上の修正プロ
セスを行えばよい。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によるラックシャフ
トの自動曲り取りプレス装置によるラック部修正方法は
、曲り最大位置がどの方向にあっても、押し込み修正時
にワークに対するプレスラムと受台の当り方が不安定に
ならないように、押し込み方向としてあらかじめ定めた
４方向のうちの１方向を選んで修正するようにしたため
、押し込み修正中にワークが逃げて回転変位するような
ことがなくなり、精度の高い修正を行なうことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の修正動作の手順を示すフ
ロー図、 第２図は同じくそのあらかじめ定める押し込み方向を示
す説明図、 第３図は同じくその押し込み修正時の状態の一例を示す
説明図。 第４図は同じくそのワーク割出し位置の算出方法の説明
に供する図。 第５図は同じくそのｃｏｓ補正押し込み量の算出方法の
説明に供する図。 第６図及び第７図はこの発明に用いるラックシャフトの
自動曲り取りプレス装置の要部機構図及びシステムブロ
ック図、 第８図は従来のラック部修正方法の動作手順を示すフロ
ー図、 第９図は従来の押し込み修正時の状態の一例を示す説明
図である。 １・・・ラックシャフト（ワーク） １ａ・・・ラック部　　　　１ｂ・・・ラック歯面２・
・・ヘッドストック　　３・・・テールストック５・・
・受台　　６・・・プレスラム　　７・・・ＣＰＵ１６
・・・振れセンサ １７・・・近接スイッチ（Ｌ／Ｓ） Ｉ〜■・・・押し込み方向 第２図　　　　　第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　ラックシャフトの自動曲り取りプレス装置によるラ
   ック部修正方法において、曲り修正時の押し込み方向と
   して、ラックシャフトのラック部の最大曲り位置に対し
   て、あらかじめ定めた４方向のうちから最も近い１方向
   を選択し、その方向にラックシャフトを割り出して回転
   位置を決めると共に、実際の最大曲り位置と押し込み位
   置とのずれ角度θを求め、上記ラック部の最大曲り位置
   の最大曲り量に応じて算出した押し込み量にｃｏｓθを
   乗じて補正した押し込み量によつてラック部の押し込み
   修正を行なうことを２回以上繰返して曲りを修正するこ
   とを特徴とするラック部修正方法。