JPH03193234A - 鍛造機用のマニピュレータ - 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、鍛造機、例えば鍛造しようとする工作物に対
して半径方向に作用を及ぼす複数のプランジャを備えた
マルチシランシャ型鍛造機用のマニピュレータであって
、工作物が、鍛造結果に従って周方向に回転運動させら
れるようになっておシ、マニピュレータが、予め選定さ
れた一定の回転数で回転するモータによって回転駆動さ
れて２シ、このモータが、ウオームギヤを介してマニピ
ュレータの回転軸に作用を及ぼしており、回転運動を行
っている工作物が、プランジャによる圧力作用段階前に
、即ち工作物への鍛造ゾＨ−の作用前に、静止状態にも
たらされ、圧力作用段階中にこの静止状態のまま維持さ
れており、駆動されるウオームが、軸方向移動可能に支
承されている形式のものに関する。このような鍛造機の
昇降回数は通常多いものであるか、もしくは一定である
。また、鍛造機は長さの長い工作物を鍛造するために特
に使用される。

〔従来の技術〕

上記形式の鍛造機では、マニピュレータによって、工作
物が鍛造結果に従って軸方向に移動しながら周方向に回
転させられる。この場合、一定速度で回転する電動モー
タが、ウオームギャヲ介シテマニぎユレータの回転軸に
作用を及ぼしている。それによシ、このマニピュレータ
は回転駆動される。この回転駆動によって回転させられ
ている工作物は、必要な機能に応じて、圧力作用段階中
に、一定に駆動されるウオームギヤと制動ばね機構との
組合せによって静止状態にもたらされる。また、公知の
構成において、駆動されるウオームは軸方向移動可能に
支承されており、かっばねパケットによって軸方向に支
持されているので、軸方向で２つの方向ヘシフトされる
。圧力作用段階中に、ばね作用によるトルクがマニピュ
レータの回転軸へ伝達されないようにするために、ディ
スクブレーキが設けられている。ウオームホイールによ
シ生じたマニピュレータの一定した回転運動は、このデ
ィスクブレーキによって、圧力作用段階前に制動されて
そのまま維持される。しかし、このような公知の構成で
は、電動モータが制動されても一定に回転し続けるので
、ウオームが、ばね応力に抗して、制動されたウオーム
ホイールからねじ抜かれてしまう。さらに、圧力作用段
階後にブレーキが解除されると、ウオームは緊張したば
ねによってセットバックされる。その結果、ウオームホ
イールひいてはマニピュレータのやっとこが、一定速度
よりも速い速度で駆動される。これによって、制動によ
シ生ぜしめられたマニピュレータの回転角の遅れが、取
り戻される。

しかし、ウオームのセットバック運動が付加的に加速す
る質量体と関連して行われる際には、これらウオームと
質量体とから成る機構は、中間位置を越えてセットバッ
クされ、上記ばねパケットとは反対側のばねパケット内
へ揺動しながら侵入し、その後部分的に戻される。次い
で、マニピュレータの回転運動が、次の作業段階の新た
な圧力作用段階の開始前に制動される。

上記揺動機構（ウオーム及び質量体から成る機構）では
、ばね応力と質量と速度とが物理的に直接に関係してい
る。また、構成上規定されたパラメータが維持されてい
る場合にのみ、上記機構は秩序正しく確実に機能する。

加工法が種々異なる（粗仕上げ及び精密仕上げ）のに応
じて、圧力作用時間と無負荷運転時間との比も変化する
。それによシ、上記機構のための種々異なるパラメータ
が得られる。

ｔｙｖ／上記揺動機構は、鍛造機の一定の昇降回転数と
関連していなければならない。回転質量が工作物の大き
さに応じて種々異なるように変化するので、質量の変化
による不利な作用が上記機構に及ぼされてしまう。さら
に、マニピュレータの運転時には、摩擦状態と緩衝状態
とが変化する。また、回転駆動装置内に必要なブレーキ
が摩耗する。さらには、摩擦制動装置の制動距離が不定
なので、それによ久鍛造機の機能に支障が生じる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、軸方向移動可能に支承されて駆動され
るウオームを備えた揺動機構の欠点を排除すると共に、
ウオームが能動的かつポジティブに軸方向に移動するよ
うな、はじめに述べた形式の鍛造機用マニピュレータを
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、本発明によればはじめに述べた形式のマニ
ピュレータにおいて、制御されて軸方向に作用する組合
せ式の駆動装置が、ウオームギヤのウオームに作用を及
ぼすことによって解決されている。

〔作用及び効果〕

本発明の構成によれば、油圧的に作動するピストン・シ
リンダユニットが、ウオームの自由端部に配置されてい
る。この場合、ピストン・シリンダユニットの一部分、
特にピストンが、軸方向移動可能な上記ウオームに固く
結合されており、ピストン・シリンダユニットの別の部
分、特にシリンダが、定置に配置されている。

ウオームの軸方向運動のために制御される組合せ式駆動
装置の構成によれば、ウオーム自身が、予め選定可能な
速度で回転するモータ式の駆動装置によって回転させら
れる。この場合、ウオームに対応した運動特性が、ウオ
ームの軸方向運動へ効果的に伝達される。このような駆
動機構の能動的な制御によって、マニピュレータの回転
軸は圧力作用段階前に静止状態にもたらされる。さらに
、この静止状態により生じた回転の遅れは、圧力作用段
階後にけ加的な加速によって、次の作業段階までには取
戻される。

本発明によるマニピュレータのさらなる利点は、鍛造機
が椙々異なる昇降回数で作動できることにあシ、また、
マニピュレータ回転軸の静止時間が、圧力作用時間に適
合して規定されるｔとにある。さらに、マニぎユレータ
回転軸は、所定の制御形式で調和のとれた運動を、特に
調和のとれた加速及び制動を行うことができる。また、
鍛造機の圧力作用段階中にマニピュレータが静止状態に
維持されていることによって、この他の機械的な装置、
例えばブレーキ、ばね、緩衝部材などは不要となる。そ
の結果、構成部材にかかる費用が削減され、機能性が高
められる。

本発明のさらに別の構成によれば、油圧的なピストン・
シリンダユニットが、サーボ制御装置として形成されて
いる。ウオームの軸方向運動のために予め規定される運
動特性は、このサーボ制御装置によって生せしめられる
。

有利には、上記サーボ制御装置は、実際値と目標値との
比較に基づいてフィードバック制御を行っている。

〔実施例〕

次に図示の実施例につき本発明を説明する。

第１図によるマニピュレータ１は、鍛造結果に従って工
作物２を軸方向に移動及び周方向に回転させる。この場
合、工作物２は、中心の回転軸３によって回転させられ
ており、回転軸３はマニピュレータケーシング４内に支
承されている。また、回転トルクが、回転軸３と固く結
合されたポス５によって導入される。回転軸３の前方自
由端部に設けられた、突出するっば６の所には、所定の
個数のやっとこレバー７が配置されている。これらのや
っとこレバー７は、ビン８を中心として旋回可能に支承
されており、かつ各自由端部にやっとこジョー９を支持
している。このやっとこショー９が、工作物２と係合す
るのである。このようなマニピュレータ１は、鍛造結果
に従って制御される。

マニピュレータ１の回転軸３を回転駆動させるために、
予め選定可能な回転数で一定に作動するモータが使用さ
れる。そしてこのモータは、ウオームギヤ１１ｔ−介し
てマニピュレータ１の回転軸３に作用している。ウオー
ムギヤ１１は、ウオームホイール１２とウオーム１３と
かう形成されている。この場合、ウォームホイール１２
が回転軸３と回転不能に結合されている。

ウオームホイール１２と噛合うウオーム１３は、軸方向
移動可能に支承されている。これによっテ、マニピュレ
ータ１の回転ｓ　３　カ’ｙ　、ｔ　−ム１３を介して
回転駆動される。ウオーム１３のための、駆動モータと
して回転数１１１されるモータが、伝達部材例えば歯付
きベルト１５を介してベルト車１６を駆動させ、ベルト
車１５によってウオーム１３が回転させられる。

上述したように、ウオーム１３は軸方向移動可能に支承
されている。ウオーム１３の一端部１８は、回転可能に
支承されたブシュ１９に係合しておシ、ブシュ１９は上
記ベルト車１６に固く結合されている。これに対して、
ウオーム１３の他端部２０には、油圧的に作動するぎス
トン・シリンダユニット２２が配置されている。

このピストン・シリンダユニット２２では、フレーム壁
２３又はその類似物に不動に支承されたシリンダ２４内
をｆストン２５が油圧的に移動できるよりになっている
。ピストン２５は、ブシュ２６又はその類似物を介して
ウオーム１３の他端部２０に軸方向移動不能に結合され
ている。このように、ウオーム１３は一端部１Ｂで支障
なく回転可能に、かつ他端部２０で支障なく軸方向移動
可能に支承されている。

油圧的に作動するピストン・シリンダユニット２２は、
有利にはサーボ制御装置２日として構成されている。ウ
オーム１３の軸方向運動のために予め規定され得る運動
特性は、このサーボ制御装置２８によって得られる。サ
ーボ制御装置２８は、実際値と目標値との比較に基づく
フィードバック制御を行っておシ、かつウオーム１３の
軸方向移動に対して作用を及ぼしている。その結果、プ
ランジャによる圧力作用段階前に、！ニビュレータ１０
回転軸３が静止状態にもたらされる。

軸方向運動を呵うよう駆動されるウオーム１３は、静止
状態において、適当な一定速度で矢印２９で示された方
向に移動し、それによりウオームホイール１２からねじ
抜かれる。この結果、ウオームホイール１２ひいてはマ
ニピュレータ１の回転軸３が、駆動装置１４〜１Ｂの一
定した駆動状態にもかかわらず静止状態にもたらされる
。鍛造機のシランジャによる圧力作用段階後には、軸方
向移動可能なウオーム１３が、サーボ制御装置２８によ
って矢印３０で示された方向にセットバックされる。そ
れにより、回転軸３が一定した駆動状態まで付加的に加
速される。このようにして、回転の適当な遅れは次の作
業段階までに取戻されるのである。組合せ式駆動装置と
して、ウオーム１３の軸方向移動に付加的な作用金及ぼ
すようプログラム制御されるサーボ制御装置２８によっ
て、回転可能なウオーム１３の軸方向運動が、能動的な
作用を受ける。さらに、鍛造機は、簡単な手段により種
々異なる昇降回数で作動させられる。マニピュレータ１
の回転数３の静止時間は、シランシャの圧力作用時間に
相応するよう予め規定される。本発明によるマニピュレ
ータ１に設けられた装置以外の装置、例えばブレーキ、
ばね及び緩衝部材などは不要である。これによシ、構成
上の費用は大きく減少し、装置全体の機能性が高められ
る。

第６図には、サーボ制御装置２８の構成が示されている
。このサーボ制御装置２８を成すピストン・シリンダユ
ニット２２は、油圧的に制御される。目標値は、最小出
力によって例えばステップモータ３１によって回転的に
入力される。このステップモータ３１は、例えば歯付き
ベルト３２のような伝達部材を介してベルト車３３を駆
動させて、サーボ制御装置２８のスピンドル・ナツト機
構３４に作用を及ぼす。その結果、入力軸の回転運動が
直線運動に転換されて、弁３５がピストン２５０所期の
運動方向に抗して開放される。ねじスピンドル３６とピ
ストン２５とが回転不能に結合されているので、弁３５
はピストン２５と直線的に直接結合されている。その結
果、ピストン２５の実際値が、閉鎖された機械的な制御
回路によって弁３５に作用を及ぼし、それにより、所定
の目標値が得られた後で弁３５が再び閉鎖される。ピス
トン位置を調節するために、ピストン２５の実際値が別
個の距離測定機構３７によって検出され、イス的制御装
置（即ちサーボ制御装置２８）によって所定の目標値と
比較される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明によるマニピュレータの１実施例を示すも
ので、 第１図はマニピュレータの概略的縦断面図、第２図は第
１図による線分■−Ｈに沿った一部ト析面図及び一部概
略図、第３図はウオームの軸方向運動を制御するサーボ
制御装置の概略図である。 １・・・マニピュレータ、２・−・工作物、３・・・回
転軸、４・・・マニピュレータケーシング、５・・・ボ
ス、６・・・つば、７・・・やっとこレバー　８・・・
ビン、９・・・やっとこジョー　１１・・・ウオームギ
ヤ、１２・−ウオームホイール、１３・−・ウオーム、
１４・・・駆動装置、１５・・・歯けきベルト、１６・
・・ベルト車、１８・・・一端部、１９・・・ブシュ、
２０・・・他端部、２２・・・ピストン・シリンダユニ
ット、２３・・・フレーム壁、２４・・・シリンダ、２
５・・・ピストン、２６・・・ブシュ、２８・・・サー
ボ制御装置、２日・・・静止状態のウオーム移動方向金
示す矢印、３０・・・戻し調節時のウオーム移動方向を
示す矢印、３１・・・ステップモータ、３２・・・歯付
きベルト、３３・・・ベルト車、３４・・・スピンドル
・ナツト機構、３５・・・弁、３６−・・ねじスピンド
ル、３７・・・距離測定機構 ３・・・回転軸 ２８・・・組合せ式の駆動装置 ＦＩＧ、　３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鍛造しようとする工作物に対して半径方向に作用を
   及ぼす複数のプランジャを備えたマルチプランジヤ型鍛
   造機のような鍛造機用のマニピュレータであつて、工作
   物（２）が、鍛造結果に従つて周方向に回転運動させら
   れるようになつており、マニピュレータ（１）が、予め
   選定された一定の回転数で回転するモータ（１４）によ
   つて回転駆動されており、このモータ（１４）が、ウォ
   ームギヤ（１１）を介してマニピュレータ（１）の回転
   軸（３）に作用を及ぼしており、回転運動を行つている
   工作物が、プランジャによる圧力作用段階前に静止状態
   にもたらされ、圧力作用段階中にこの静止状態のまま維
   持されており、駆動されるウォーム（１３）が、軸方向
   移動可能に支承されている形式のものにおいて、制御さ
   れて軸方向に作用する組合せ式の駆動装置（２８）が、
   ウォームギヤ（１１）のウォーム（１３）に作用を及ぼ
   すことを特徴とする、鍛造機用マニピュレータ。 ２、液圧的に作動するピストン・シリンダユニット（２
   ２）が、ウォーム（１３）の自由端部（２０）に取付け
   られており、ピストン・シリンダユニット（２２）の一
   部分が、軸方向移動可能な上記ウォーム（１３）に固く
   結合されており、ピストン・シリンダユニット（２２）
   の別の部分が、定置に配置されている、請求項１記載の
   マニピュレータ。 ６、液圧的なピストン・シリンダユニット（２２）が、
   組合せ式の駆動装置即ちサーボ制御装置（２８）として
   構成されており、ウォーム （１３）の軸方向運動のために予め規定される運動特性
   が、サーボ制御装置（２８）によつて生ぜしめられる、
   請求項１又は２記載のマニピュレータ。 ４、サーボ制御装置（２８）が、実際値と目標値との比
   較に基づいてフィードバック制御を行う、請求項１から
   ５までのいずれか１項記載のマニピュレータ。