JPH02224838A - 電気駆動式転造装置 - 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〕 本発明は、機械部品の動力伝達用のねじ歯車等を形成す
る転造装置に関し、とくにモータを駆動源とする転造装
置に関する。

〔従来の技術〕

−ｍの転造装置は、フレームに一対のコラムを設け、各
コラムの相対向するスライドホルダに転造ダイスが取付
けられたスライダを摺動自在に保持させている。フレー
ムの上部には油圧シリンダが配置されており、油圧シリ
ンダの出力軸からランクとピニオン機構を介して各スラ
イダをスライドホルダに沿って昇降させるようにしてい
る。

しかしながら、上述の転造装置では、ピニオンによる入
力をラックとピニオンとを介して出力するようにしてい
たために、大きな入力が必要となり、大出力の油圧シリ
ンダを用いなければならなかった。そのため、油圧シリ
ンダによる大入力方式では油圧ポンプも大型化し、油圧
配管の継目における圧力も高いために、シールが設けら
れていても、オイルリーク等が生ずるトラブルが多いと
いう欠点があり、また、装置が大型堅牢化するために騒
音振動も大きく、作業環境に問題があった。

そこで、小さな入力で稼働することができ、作動流体の
リーク発生や作業環境の悪化を招くことのない転造装置
が、先に本出願人により提案されている（特開昭６３−
２３５０３６号公輻）０号公報に開示されている転造装
置では、スライダを電気式サーボモータに連結される送
りねじによって昇降させるようにしている。第５図に示
すように転造ダイス１が取付けられた各スライダ２には
、それぞれラック３が設けられており、このラック３は
ビニオン４を介して相互に同期的に連係されている。

このように構成された転造装置においては、相互の転造
ダイス１のスライダ２がラック３とビニオン４により連
係されているために、一方のスライダ２のみが速（移動
することはなく、安定した同期作動によるトルク伝達が
行える。

［発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、第５図に示す転造装置にも解決されるべ
き問題が存在していた。すなわち、ラックとビニオンに
よる同期機構は、歯車の加工精度に起因するガタにらり
、累積ピッチ誤差が発生し、転造精度を高精度に維持す
ることが難しいという問題がある。また、スライダを機
械的に同期させるので機構が複雑となた、装置のコスト
が高くなるという問題がある。

本発明は、上記の問題に着目し、ラックおよびビニオン
等のような機械的同期機構を用いることなく、各スライ
ダの移動速度を同期させることのできる転造装置を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的に沿う本発明に係る電気駆動式転造装置は、フ
レームの一対のコラムにスライドホルダをそれぞれ設け
、該各スライドホルダに転造ダイスが取付けられたスラ
イダを移動自在に保持させ、該各スライダを電気式サー
ボモータに連結される送りねじによって昇降させるよう
にした電気駆動式転造装置において、前記各電気式サー
ボモータに該各電気式サーボモータに連結される位置検
出器からのフィードバンク信号を比較演算し該演算結果
に基づいて前記両スライダの速度が同期するように各電
気式サーボモータを速度指令パルスを出力するコントロ
ーラを接続したものから成る。

〔作用〕

このように構成された電気駆動式転造装置においては、
各スライダの位置が位置検出器によってコントローラに
フィードバックされ、コントローラにおいてその差が比
較演算される。そして、コントローラは、その比較演算
された結果に基づいて、各電気式サーボモータへ出力す
る速度指令パルスを調整する。つまり、転造時には両ス
ライダの位置が各位置けんしつ器によって確実に把握さ
れ、移動速度の同期が外れそうな場合は速度指令パルス
を補正することにより、両スライドの速度を制御するよ
うにしているので、高精度な同期が可能となる。

したがって、従来のように機械的な同期機構が不要とな
り、ｖｉ置のコストの低減がはかれる。また、歯車の加
工精度に起因するガタにより発生する累積ピンチ誤差も
解消さ、転造精度が高められる。

〔実施例〕

以下に、本発明に係る電気駆動式転造装置の望ましい実
施例を、図面を参照して説明する。

第１図ないし第４図は、本発明の一実施例を示しており
、とくにウオームギヤの転造を行なう場合に適用したも
のを示している０図中、１１は転造装置を示しており、
ベースに設けられたフレーム１３には上方に延びる一対
のコラム１４が設けられている。各コラム１４の相対向
する内側面には、スライドホルダ１５．１５’が相対向
して設けられている。

フレーム１３の上部には、２個の電気式サーボモータ（
ＡＣサーボモータ）１６．１６′が取付けられている。

各ＡＣサーボモータ１６．１６′には、後述する速度検
出器および位置検出器が内蔵されている。各電気式サー
ボモータ１６．１６′の出力軸には、上下方向に延びる
送りねじとしてのボールねじ１７．１７′が連結されて
いる。各スライドホルダ１５．１５’には、スライダ１
８．１８′が上下方向に摺動自在に保持されている。一
方のボールねじ１７はスライダ１８と螺合しており、ス
ライダ１日はボールねじ１７の回転によってスライドホ
ルダ１５に沿って昇降するようになっている。他方のス
ライダ１８′も同様に構成されている。各スライダ１８
．１８′には円筒状のワーク（素材）２３を転造加工す
る転造ダイス１９が設けられている。

一方の転造ダイス１７と他方の転造ダイス１７′との間
は所定の間隔に設定されており、両転造ダイス１９．１
９′の一側には主軸センタ２１が位置しており、他側に
は心軸台センタ２２が位置している。転造加工される素
材２３の端面ば、この主軸センタ２１と心軸台センタ２
２とによって回動自在に押圧保持されている。

第３図はＡＣサーボモータ１６と、ボールねじ１７と、
スライダ１８との連結関係を示している。ＡＣサーボモ
ータ１６を図に示す矢印Ａに示す方向に回転させると、
ボールねじ１７を介してスライダエ８に取付けられた転
造ダイス１９は下方向に移動し、逆にＡＣサーボモータ
１６を矢印Ｂ方向に示す方向に回転させると、転造ダイ
ス１９は上方向に移動するようになっている。なお、他
方のＡＣサーボモータ１６′とボールねじ１７’とスラ
イダ１８′の連結関係もこれに準じている。

第４図は、ＡＣサーボモータ１６の制御ブロック線図を
示している０図において、３１はコントローラ（コント
ローラモジュール）を示しており、コントローラ３１は
、外部信号に基づいて比較演算する機能を有しており、
比較演算された結果に応じて速度指令パルスを出力する
機能を有する。コントローラ３１、は、一方のＡＣサー
ボモータ１６と、他方のＡＣサーボモータ１６′の両方
の制御を行なうものであり、他方のＡＣサーボモータ１
６′の制御構成は一方のＡＣサーボモータ１６の制御構
成に準じるので、一方のＡＣサーボモータ１６の制御構
成のみについて説明する。

コントローラ３１は、偏差カウンタ３２と接続されてお
り、コントローラ３１からの速度指令パルスは、偏差カ
ウンタ３２に入力されるようになっている。

偏差カウンタ３２は、デジタル・アナログ変換器３３と
接続されており、入力パルス数と後述する位置検出器か
らのフィードバックされたパルス数とを差引き演算して
、指令パルス数と一致するようにデジタル・アナログ変
換器３３に指令するよ、うになっている、デジタル・ア
ナログ変換器３３では、入力パルスを電圧に置き喚えて
速度を指令する。

デジタル・アナログ変換器３３は、速度アンプ３４と接
続されている。速度アンプ３４は、電圧に置き換えられ
た速度上帝をさらに電流に置き換えて電流指令としてい
る。速度アンプ３４は、電流制限器３５に接続されてお
り、このｉｆＬ制限器３５では制限電流偵を指令してい
る。これは、２系統のＡＣサーボモータ１６．１６′の
負荷が予想以上に大きく、異常な電流が流れることを防
止するためである。

電流制限器３５は、電流アンプ３６に接続されており、
電流制限器３５の電流指令はこの電流アンプ３Ｇで増幅
される。電流アンプ３６は、電流トランス３７に接続さ
れており、増幅された電流指令は電流トランス３７によ
って検出され、この検出値は電流アンプ３６の入力側に
フィードバックされるようになっている。この電流トラ
ンス３７は、ＡＣサーボモータ１６と接続されている。

ＡＣサーボモータ１６には、モータの出力軸と機械的に
連結された速度検出ｉ？１ｉ３８と、位置検出器３９が
内蔵されている。速度検出器３８は出力軸の回転速度、
すなわちスライダ１８の移動速度を間接的に検出するも
のであり、位置検出器３９はモータの出力軸の回転量（
モータの回転量とボールねじの回転量は同一である）、
すなわちスライダ１８の位置を間接的に検出するもので
ある。速度検出器３８は、速度アンプ３４と接続されて
おり、スライダ１８の移動速度信号を速度アンプ３４０
入力側にフィードバックするようになっている０位置検
出器３４は、コントローラ３１および偏差カウンタ３２
に接続゛されており、スライダ１８の位置信号はコント
ローラ３１および偏差カウンタ３２の入力側にフィード
バックされるようになっている。

同様に、他方のＡＣサーボモータ１６′を制御ｎする構
成も上述に準じており、偏差カウンタ３２′デジタルア
ナログ変換器３３′、速度アンプ３４′電流制限器３５
′、電流アンプ３６′、電流トランス３７′、速度検出
器３８′、位置検出器３９′から構成されている。

コントローラ３１には、上述したように一方のモ−夕例
の位置検出器３９と、他方のモータ側の位置検出器３９
′からのフィードバック信号が入力されている。コント
ローラ３１では、入力された信号を比較演算し、この演
算結果に基づいて両方のスライダ１８．１８′が同じ位
置へ到達するように、各ＡＣサーボモータ１６．１６′
へ出力する速度指令パルスを調整する。

つぎに、上記の電気駆動式転造装置における作用につい
て説明する。

まず、円筒状の素材２３が主軸センタ２１と６軸センタ
２２によって回動自在に保持される。素材２３の支持が
確認されると、コントローラ３１から両方のＡＣサーボ
モータ１６．１６′の各制御系に速度舟令パルスが出力
され、各ＡＣサーボモータ１６１．１６’は回転駆動さ
れる。各ＡＣサーボモータ１６．１６′が回転すると、
各ボールねじ１７．１７′が正回転し、各スライダ１８
．１８′は対応するスライドホルダ１５．１５′に沿っ
て相互に近接し、素材２３は各スライダ１８．１８′に
取付けられた転造ダイス１９．１９’によって両側から
押圧される。したがって、素材２３は転造ダイス１９．
１９′によって転造加工され、素材２３はウオームギヤ
に形成される。

この場合、各スライダ１８．１８′の位置は、間接的に
位置検出器３８．３８′によって検出され、この検出値
はコントローラ３１にフィードバックされる。

そして、コントローラ３１では各フィードバック信号を
比較演算し、両スライダ１８．１８′が同期するように
速度指令パルスを制御するので、各スライダ１８．１８
′の移動速度は、はぼ完全に同期される。

このように、電気信号によって同期を行なう構成では非
常に短い時間でスライダの速度制御処理ができ、左右の
スライダの同期は高精度に維持される。したがって、左
右のスライダ１８．１８′を機械的に連動させる必要も
なく、機構の簡素化がはかれる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る電気駆動式転造装置
によるときは、各電気式サーボモータに、位置検出器か
らのフィードバック信号を比較演算しこの演算結果に基
づいて両スライダが同期するように各モータに速度指令
パルスを出力するコントローラを接続したので、各スラ
イダの移動速度をほぼ完全に同期させることができる。

したがって、従来装置のように、ランクおよびビニオン
等のような機械的同期機構が不要となり、装置のコスト
を低減することができる。また、歯車の加工精度に起因
するガタによる累積ピッチ誤差の発生を解消することが
でき、転造精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る電気駆動式転造装置の
正面図、 第２図は第１図のｎ−ｎ線に沿う断面図、第３図は第１
図におけるスライダ移動機構の概略構成図、 第４図は第１図の装置の制御ｎブロック線図、第５図は
従来の電気駆動式転造装置の要部断面図、 である。 １３・・・・・・フレーム １５．１５’・・・・・・スライドホルダ１６．１６′
・・・・・・電気式サーボモータ（ＡＣサーボモータ） １７．１７′・・・・・・送りねじ（ボールねじ）１８
．１８′・・・・・・スライダ １９．１９’・・・・・・転造ダイス ３１・・・・・・コントローラ ３９．３９′・・・・・・位置検出８ 特　許　出　願　人　　　トヨタ自動車株式会社第１ 図 第３図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、フレームの一対のコラムにスライドホルダをそれぞ
   れ設け、該各スライドホルダに転造ダイスが取付けられ
   たスライダを移動自在に保持させ、該各スライダを電気
   式サーボモータに連結される送りねじによって昇降させ
   るようにした電気駆動式転造装置において、前記各電気
   式サーボモータに、該各電気式サーボモータに連結され
   る位置検出器からのフィードバック信号を比較演算し該
   演算結果に基づいて前記両スライダの速度が同期するよ
   うに各電気式サーボモータに速度指令パルスを出力する
   コントローラを接続したことを特徴とする電気駆動式転
   造装置。