JPH01113129A - スピニング加工機 - 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で挟まれて旋回する。

６は絞りローラで、アーム７の先端に回転自在に取付け
である。

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に沿って、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１
２を取付けるが、このゲージ１２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になられせて動
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を固定型になられせ
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になられせて動かすもの
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１１．１２のセツティン
グに長時間を要するなどの問題があった。

〔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ックギヤと横送り用ラックギヤをそ
れぞれ設け、ローラ台および横送台にはローラ台と縦送
り用ラックギヤの僅かなずれおよび横送台と横送り用ラ
ン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人力
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ィ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ものである。

〔作用〕

この発明は上記の構成であり、最初にティーチングを行
う。

すなわち、成形型に素材をセットし、成形型とともに素
材を回転させた状態において、ティ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、各ラッ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。

上記のティ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。

こうしてティーチング操作が終ると、ティーチング操作
により絞り加工された製品を成形型から外し、新しい素
材を成形型にセッ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ィ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は心神軸で金属板からなる円板状の素材
２３は成形型２１と心神軸２２で挟まれて旋回する。

２６は絞りローラで、アーム２７の先端に回転自在に取
付けである。

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３
２に沿っ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に沿ってローラ台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上にブラケット３５を固定する。この
ブラケット３５は第４図のように屈曲したもので、その
上端−例に電磁クラッチ３６およびサーボモータ３７を
取付け、電磁クラッチの出力軸にピニオンギヤ３８を固
定する。

また、ブラケット３５の水平部上に固定したガイド台３
９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ックギヤ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（木社東京都）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はスプリングリク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図に向っ
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に固定したブラケットで、
このブラケット５３にはサーボモータ５４、電磁クラッ
チ５５を固定し、電磁クラッチ５５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ッ
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ックギヤ５・Ｓ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６
１も前記サーボ弁４６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
付けたスライドベアリング（図示省略）を前記レバー６
３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ント、７
１は縦送り用の油圧シリンダ２Ｓ川の油圧回路で、サー
ボ弁６１を介して油圧シリンダ２Ｓの前後のボートに通
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の前後のボートに通じる仕
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の一方のボートを前記回路７１のタンク側に
連通させ、他方のボートを油圧ユニット７０のポンプボ
ートとタンクボ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の前後のボートに通じる油圧
回路７７は前記サーボ弁４６を介して前記油圧ユニット
７０のタンクボートとポンプボートに連通させる。

上記各サーボモータ３７．５４はアクチュエータとドラ
イバーとがセットになっ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はティーチング用操
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、ティーチング用中間ユニット８２を
介し、マイクロコンピュ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図のようにフィードバンク
回路８８．８Ｓ、９０、Ｓｌ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の原点用リミットスインチ、９４．９５は
ティーチング操作時の安全用リミットスイッチ、Ｓ６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２
３をセントした状態で主軸２５とともに素材２３を回転
させ、第７図のティ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ット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８５．８６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ッチ３６を介し
てピニオンギヤ３８が回転し、ラックギヤ４１を移動さ
せる。

こうしてランクギヤ４１が移動すると、これと一体の移
動レール４０、連結部材４Ｓ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、電磁クラッチ５５を介してピニオンギヤ
５６が回り、ラックギヤ５９の移動により連結部材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２
４を矢印すのように移動させているから絞りローラ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
（鴫、（ハ）、に）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
って、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によるティーチンク操作
は第８図のパルスエンコーダ４３．４４からフィードバ
ンク回路９０，９１．８８．８９により高速カウンタ８
５．８６を経て位置決めコントローラ８３にフィードバ
ッ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。

こうしてティーチングが終り、ローラ台２４と横送台２
８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Ｓ７を外し、つぎの素材２３をセットし
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に入力されてティーチング時と同
じ作用でサーボ弁４６．６１が働き油圧シリンダ３１．
２９によってティーチング時と同じ動きを絞りローラ２
６に与えて絞り加工を行う。

また、このとき、シーケンサＳ６からの信号で電磁弁７
２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Ｓ６からの
信号で、電磁弁７２が閉じ電磁弁７３が開き、電磁クラ
ッチ５５が切れて、絞りローラ２６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１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、二〇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ックギヤと横送り用ラッ
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ックギヤの僅かなずれおよび横送り
台と横送り用ラッ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
記憶させるティ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
合もティ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
れた油圧によっ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
型と素材とのギャンプがなく、素材の硬度の違いや厚み
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
、こめような−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、
ティーチングによる軌跡と同じ軌跡を温度差に関係なく
完全に通過してティ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、形状によっては送り
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
ローラへのティーチングによって一定に保つことができ
る。

低速でティーチングしたのち、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図はティーチング系統を示すブロック図、第９図
は出力系統を示すブロック図、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、２Ｓ、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・・・
・・・ラックギヤ、４３．４４・・・・・・パルスエン
コーダ、４６．６１・・・・・・サーボ弁、７０・・・
・・・油圧ユニット、７２．７３・・・・・・電磁弁、
７５・・・・・・リリーフ弁、８０・・・・・・ティー
チング用操作装置、８３・・・・・・位置決めコントロ
ーラ、Ｓ６・・・・・・シーケンサ。 特許出願人　　株式会社山元金属製作所同　代理人　　
　鎌　　　１）　　文　　　二第３図 第２図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   っ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ックギヤと横送り用ラック
   ギヤをそれぞれ設け、ローラ台および横送台にはローラ
   台と縦送り用ラックギヤの僅かなずれおよび横送台と横
   送り用ラッ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ィーチング装置
   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。