JPH0525572B2

JPH0525572B2 -

Info

Publication number: JPH0525572B2
Application number: JP58167041A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sato; Kozo Katsube; Heijiro Kawakami; Keizo Nakano; Nobuaki Marukawa
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1983-09-09
Filing date: 1983-09-09
Publication date: 1993-04-13
Also published as: JPS6056417A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はテーパロツドの加工装置の制御方法に
係り、特に連続一貫してテーパロツドを生産する
ことのできる精度の高い制御方法に関するもので
ある。

近年自動車や鉄道車両等の乗り心地の改善のた
めに、従来の線径一定のコイルバネに代えて、線
径の変化するテーパロツドをコイルバネに用いる
所謂非線形特性を持つテーパコイルバネの普及が
著しい。

このようなテーパコイルバネに用いるテーパロ
ツドは中央部が大径で左右両端にいくほど径の小
さくなる形状のものが用いられているが、かかる
テーパロツドの製造は、従来切削加工によつて所
定の線径を有する線材或いは棒材等の金属ロツド
を所望のテーパ状に機械加工することにより形成
されているために、切削による材料のロスが大き
く、又このようなバネ用線材は圧延状態のままで
は引張強度が非常に高いため、切削バイトの寿命
が著しく短くこの面からコスト高となる。

これらの対策として素材を軟化焼鈍することも
考えられるが、かかる工程の付加によるコストア
ツプが著しい。

このような点から一定線径の金属ロツドに適宜
の手段によつて温度勾配を与え、この温度勾配に
基づく塑性程度の違いを利用して塑性加工するこ
とにより、温度勾配部分をテーパ状に成形する塑
性加工方法（特開昭58−16728号公報参照）が知
られているが、この方法では材料を停止させた状
態で材料に温度勾配を与える工程と、同じく材料
の停止状態において材料に引張等による塑性加工
を施す工程と、加工された材料を排出するための
工程とを順番に経る必要があり、このため材料の
流れが一旦中断される所謂バツチ加工となり、そ
の能率が悪いと共に材料内における温度勾配の制
御は極めて困難で寸法精度の高い金属ロツドの製
造方法には不向きである。

上記のようなダイスを使用しない塑性加工方法
としては、その他に線材を一対のローラと巻取ド
ラムとの間で把持し、その中間部分で加熱し前記
ドラムの周速をローラの周速よりも高速となし
て、線材に塑性加工を施しつつ冷却する連続形ダ
イレス引抜装置（塑性と加工Vol.20、No.224（1979
−９）参照）が知られているが、この場合にはロ
ーラとドラムとの周速の比が一定であるため、引
き抜かれた線材の線形は常に一定であり、テーパ
ロツドの加工には不向きであると共に、巻取ドラ
ムに巻き付けて線材を引き出すため線材と巻取ド
ラムとのスリツプがない反面、巻取ドラムに巻き
取られた線材に曲がり癖がつき後工程をいたずら
に複雑化すると共に、一定長に切断されたテーパ
ロツドを引抜装置において直接製造することがで
きず、テーパロツドの製造装置としては不適当で
ある。

従つて本発明の目的とする処は、テーパロツド
をダイレス方式の下において、連続した高精度に
製造し得る方法を提供することであり、その要旨
とする処が、金属材料を把持して一定速度で送り
出す一対以上の定速送りローラと、上記定速送り
ローラより金属材料の送り方向下流側に設けられ
た加熱装置と、上記加熱装置より更に下流側に設
けられた冷却装置と、上記冷却装置より更に下流
側に設けられ、金属材料を把持して上記定速送り
ローラの送り速度以上の速度で金属材料を送り出
す一対以上の変速牽引ローラとを有してなるテー
パロツド加工装置の制御方法において、上記加熱
装置と冷却装置との間で走行する金属材料の温度
を測定すると共に、加熱装置よりも金属材料の送
り方向下流部で変形後の金属材料の外径を測定
し、更に加熱冷却前後における金属材料の走行速
度を測定することにより、上記温度情報、外径情
報、走行速度情報に基づいて加熱装置を制御する
と共に上記定速送りローラでの金属材料の送り速
度V₁、断面積A₁と上記変速牽引ローラでの金属
材料の送り速度V₂、断面積A₂との間にV₁×A₁＝
V₂×A₂の関係が成り立つように該変速牽引ロー
ラを駆動する点にあるテーパロツド加工装置制御
方法を提供せんとするものである。

続いて添付した図面を参照して本発明を具体化
した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。

ここに第１図は本発明の一実施例に係る制御装
置に使用するテーパロツドの加工装置全体の工程
図、第２図は本発明の原理を説明するための引出
速度と製造されたロツドの外径との関係を示すグ
ラフ、第３図はテーパロツドを形成するための引
出速度の時間的変化を示すグラフ、第４図は製造
中のロツドの軸方向の距離に対する温度及び引張
強度の関係を示すグラフ、第５図は上記実施例に
係る制御方法に使用することのできる制御回路の
概略を示すブラツク図、図６は同制御回路に用い
ることのできるマイクロコンピユータ内の信号の
流れを示すブロツク図である。

本発明の基礎となるテーパロツドの加工装置は
線材、棒材その他のあらゆる円形断面金属材料を
加工する場合に適用することができ、その内第１
図に示したものは円筒コイルバネに使用すること
のできるテーパロツドを製造するための装置の一
例である。

図において１は金属材料で、一対以上の定速送
りローラ２によつて把持されつつ、一定の送り速
度で矢印３で示す送り方向へ送られる。上記定速
送りローラ２は図では一対しか示されていない
が、例えば適当角度分位相を変えて複数対使用す
ることにより、その把持力を増大せしめることも
可能であり、金属材料１に対する把持力を増大さ
せるため、その外周面を金属材料１の円形断面の
外周円弧に等しい半径の円弧溝を形成したものを
使用することが望ましい。そしてこれらの定速送
りローラ２の把持力は、多くの場合一方の定速送
りローラを金属材料１に対して付勢する油圧シリ
ンダ４によつて発生させるものであるが、かかる
油圧シリンダは他の付勢手段としてのバネ材等の
弾性体に置き換えることも可能である。

上記の定速送りローラ２によつて送り出された
金属材料１は、続いて金属材料１の送り速度を検
出する計尺メータ５を経て定速送りローラ２の材
料送り方向下流側に設けられた加熱装置６内へ誘
導される。図に示した加熱装置６は、ワークコイ
ル７及び該ワークコイル７を励磁する高周波発振
器８等よりなる高周波加熱装置であるが、かかる
加熱装置は上記のような高周波加熱装置ばかりで
なく、例えば誘導加熱装置その他の非接触形加熱
装置を用いることができる。但しこの発明では金
属材料１を連続的に走行させた状態で加熱するも
のであるため、前記従来技術（特開昭57−199517
号公報参照）に記載されたような通電形の接触式
加熱装置は不適当である。

図示の如く加熱装置６のワークコイル７内を通
過した金属材料１は、上記加熱装置６の更に下流
側に設けた冷却装置９内へ引き込まれる。

この冷却装置９は冷媒として油や水を使用する
ものが用いられ、前段の焼入槽９_aと後段の冷媒
回収部９_bとより構成されている。上記焼入槽９_a
は金属材料１の方向へ冷却油等を吹きつけるノズ
ル１０と、吹き付けられた冷媒を冷媒回収部９_b
に向かつて貫流させる略円筒状の還流部１１と、
前記ノズル１０へ送り込む冷媒を一時的に貯留す
るための一時貯留部１２とによつて概略構成さ
れ、前記ノズル１０は吹き出された冷媒が還流部
１１の方向へ全て流出し、加熱装置６の方向へは
流れ出さないように下流側の冷媒回収部９_bの方
向へ若干傾斜した状態で指向されている。

加熱装置６を出た金属材料１は前記ノズル１０
の中心を通り、更に還流部１１を貫通して冷媒回
収部_b内を通り抜ける。冷媒回収部_bは還流部１１
から流出する油等の冷媒を底部１３内に一時貯留
すると共に、還流部１１を通過して来た金属材料
１に付着した冷媒を金属材料１から剥離させて回
収するためのもので、金属材料１はこの冷媒回収
部９_b内に設けた合成ゴム等よりなる鍔１４に当
接することにより、この鍔１４によつてその表面
に付着した冷媒が機械的に掻き取られ、底部１３
へ回収されると共に更に上記鍔１４の下流側に設
けた空気ノズル等よりなるエアワイパ１５内を通
過することにより、その表面に付着した微量の冷
媒が圧縮エアによつて吹き飛ばされて底部１３へ
回収される。

上記冷却装置９を通り越した金属材料１は前記
計尺メータ５と同様の計尺メータ５′によつて冷
却後の走行速度が検出され、更に冷却装置９の下
流側に設けた一体以上の変速牽引ローラ１６に把
持され、前記矢印３で示される送り方向に送り出
される。

変速牽引ローラ１６はDCモータ１７によつて
速度制御され、送り出される金属材料１に形成さ
れるテーパ度合に応じて変速制御され、その周速
V₂は定速送りローラ２の周速V₁以上の速度に制
御される。

上記変速牽引ローラ１６は冷却装置９を通過す
る時に、その外径が固定されたテーパロツドとし
ての金属材料１を把持して強制的に送り出すもの
であるから、対となつた変速牽引ローラ１６，１
６の中心１６_a，１６_aの間の距離は通過する金属
材料１の外径に応じて変化させる必要があるた
め、両変速牽引ローラ１６及び１６はそれぞれ油
圧シリンダ１８及び１８によつて金属材料１の方
向に付勢され、金属材料１の中心が常に一定の位
置を通過するように構成されている。

こうして変速牽引ローラ１６によつて送り出さ
れる金属材料１は、該変速牽引ローラ１６よりも
更に下流側に設けられ線径計測器１９を経て下流
側に送られる。この線径計測器１９（形状測定
器）は図示のような２個のローラで金属材料１を
挟み込み、両ローラの軸間距離を検出するタイプ
のものであつてもよく、又光センサ等を用いて線
径を検出するもの等種々の接触式又は非接触式の
センサが使用されると共に、その検出位置（取付
位置）は冷却装置９と加熱装置６との間であつて
もよい。

上記線径計測器１９を通つた金属材料１は必要
に応じて焼戻炉２０へ送られ、焼戻処理を経た後
所定の位置で切断されるか又は線径計測器１９を
経た後すぐに切断された後、焼戻処理が行われ
る。

加熱装置６に入る前及び冷却装置９から出た後
の金属材料１の送り量は前記計尺メータ５及び
５′によつて測定され、電気信号に変換されて速
度制御装置２１へ送られる。この速度制御装置２
１は金属材料１に所定のテーパ角度を与えるべ
く、計尺メータ５，５′からの信号に応じて変速
牽引ローラ１６の送り速度を制御する他、製造さ
れたテーパロツドの外径を検出する線経計測器１
９からの信号を入力し、その値が異常なものであ
れば、加工装置全体を停止したり、又はその異常
部分のロツドを排除するべく、後工程のカツタ等
へ排除信号を送出する等加工装置全体の運転状態
の制御を司るものである。

又前記加熱装置６の出口部分には、加熱装置６
を出た直後の金属材料１の温度を測定する輻射形
の温度検出器２２が設けられており、この温度検
出器２２に接続された温度制御装置２３によつて
この温度検出器２２からの出力が一定となるよう
に（即ち加熱装置６から出た直後の金属材料１の
温度が一定となるように）高周波発振器８を制御
して、ワークコイル７によつて金属材料１に与え
られる熱量を制御する。

続いて上記テーパロツドの加工装置の作用につ
いて説明する。定速送りローラ２によつて定速で
送り出された金属材料１は加熱装置６を通過する
うちに加熱され、その出口部分において最高温度
となる。この温度は例えば必要に応じて900度乃
至1000度又はそれ以下若しくはそれ以上の高温に
まで制御することができ、この時点で金属材料１
の引張強度が著しく低下し、変速牽引ローラ１６
による送り速度V₂が定速送りローラ２による送
り速度V₁よりも速い速度には、この最高温度に
なつた部分で材料の塑性変形が生じ、その断面積
が減少する。

こうして断面積が減少した金属材料１は、続い
て冷却装置９内を通ることにより冷却され引張強
度が増大するため、急激に断面積の変化がなくな
り外径が固定されていく。

今仮に第２図ａに示す如く、送り速度V₁が10
ｍ／minで変速牽引ローラ１６の引張速度V₂も同
様に10ｍ／minの場合、12φの金属材料１の外径
は変化することなく一定で、加熱装置６内におけ
る加熱域及び加熱装置６と冷却装置９との間の変
形域、更には冷却装置９内の冷却域において何処
を取つても12φ一定の径を保つ。

一方第２部ｂに示すように、定速送りローラ２
の送り速度V₁が10ｍ／minを一定に保つたまま、
変速牽引ローラ１６の引出し速度V₂を約11.9ｍ／
minとした場合、冷却装置９内を冷却域で冷却さ
れた後の金属材料１の外径は、約11φに減少（減
面率６％）する。これは金属材料１の何処を取つ
ても単位時間当たりに通過する金属材料１の体積
が一定に保たれることに起因するもので、例え
ば、第１図に示すように定速送りローラ２で把持
された部分の金属材料１の断面積をA₁とし、加
熱され塑性加工を受けた後冷却されて塑性変形が
なくなつた状態における金属材料１の断面積を
A₂とすると、断面積がA₂の部分における金属材
料１の走行速度は変速牽引ローラ１６の引出速度
V₂と一致し、A₁における材料の送り量と、A₂に
おける材料の送り量とが一致することにより、
A₁×V₁＝A₂×V₂が成り立ち、断面積A₂は断面積
A₁とV₁／V₂の積として計算されるからであり、
V₁とV₂の速度比が大きいほど減面率は低下し、
材料が細くなつて引き出されるためである。その
ため、例えば第２図ｃに示すように、送り速度
V₁を一定（10ｍ／min）のままで、変速牽引ロー
ラ１６の引張速度V₂を14.4ｍ／minに設定する
と、供給側で12φであつた材料は冷却域において
10φまで絞られる（減面率30.5％）ことになる。

上記第２図に示したのは、定速送りローラ２の
送り速度V₁を一定とした状態で、変速牽引ロー
ラ１６の引張速度V₂を段階的に変化させた場合
を示したものであるが、この説明から、もし変速
牽引ローラ１６の引出速度V₂を連続的に変化さ
せた場合には、それに伴つて冷却後の材料の断面
積も連続的に変化し、テーパ付きのロツドを製造
し得ることが理解される。

第３図はこのようなテーパロツドを製造する際
のテーパ形状に対応する変速牽引ローラ１６の引
出速度の変化を示したもので、例えば両端の大径
部R_a及びR_bの外径が12φで、両大径部の中央部に
10φの小径部R_c（長さL₀）を有し、上記大径部R_a
及びR_bと小径部R_cとの間が一様なテーパ部R_d及
びR_e（それぞれ長さはＬ）により構成されたテー
パロツドの各部位が冷却装置９の冷却点（冷却に
より塑性変形が停止する点）を通過する際の定速
牽引ローラ１６の引出速度V₂の変化を示すもの
であり、定速送りローラ２の送り速度V₁を10
ｍ／minとした場合について示している。

ここで前述の説明で明らかな如く、大径部R_a、
R_b及び小径部R_cが冷却点を通過する時には、引
出速度V₂は10ｍ／min及び14.4ｍ／min（一定）に
設定され、その間のテーパ部R_d及びR_eが冷却点
を通過する時に、引出速度V₂が漸増又は漸減す
る。この漸増又は漸減の度合は引出速度V₂が減
面率（塑性変形前後の材料の直径の二乗に反比
例）に反比例するものであるから、ほぼ二次曲線
的に変化するものである。

上記のような冷却開始点を何処に求めるか、換
言すれば変形域をどの程度の距離として確保する
かは、材料の特性、使用する加熱装置の種類、材
料の外径、到達する最高温度等によつて種々の対
応が考えられるが、原則的には第４図に示したグ
ラフによつて説明される。即ち第４図は走行する
材料の加熱域、変形域、冷却域における各場所に
対応する材料の温度及び引張強度の関係を示すも
ので、実線は材料の表面における温度及び引張強
度、破線は材料の中心部における温度及び引張強
度、一点鎖線は両者の平均的な引張強度を示すも
ので、加熱装置６による加熱は表面より始まるこ
とにより、図示の如く表示温度の変化と中心部に
おける温度の変化との間には遅れを生じ、表面温
度が最高温度を過ぎた後変形域に入ると除々に低
下するのに対して、中心温度は変形域においても
除々に上昇し、両者の温度が一致した時点から冷
却を開始することにより、材料に一様な焼入が施
されるようにすることが望ましい。

焼入開始時点を上記のような表面と中心部の温
度の一致点を選ぶことにより、材料の引張強度が
一様となつた時点、即ち最も一様な塑性変形が得
られる時点を選んで塑性加工を行うことにより、
変形後の材料の断面形状を真円状に保つことが可
能となる。

又この方法では変速牽引ローラ１６の引出速度
の制御のみによつて、材料のテーパ程度を制御す
ることができるので、材料の外径やテーパ程度等
を極めて高精度に維持することができ、又引出速
度V₂を適宜に変化させることにより任意の断面
変化を材料に発生させることができ、しかも材料
の送り、排出、加熱を完全な連続状態下において
達成することができるので、生産能率を最高度ま
で向上させることが可能となり、且つ機械的な切
削に頼るものではないから材料の歩留りや工具の
歩留りについても、従来のテーパロツドの製造方
法と比べて比較にならない低コスト化を達成し得
るものである。

続いて第５図及び第６図に示したブロツク図を
参照して本発明の基礎となるテーパロツド加工装
置の制御装置について説明する。ここに第５図は
同制御装置の信号の流れを示すブロツク図、第６
図は同制御回路に用いることの出来る演算装置部
分の信号の流れを説明する為のブロツク図であ
る。

尚第１図に示した構成要素と共通する要素には
同一の符号を使用する。但しこの場合線径計測器
１９は、加熱装置６と冷却装置９との間に設けら
れ、冷却点における金属材料１を外径を測定す
る。第１図に示した速度制御装置２１は第５図に
おけるマイクロコンピユータＡ及びこれによつて
駆動される後記の速度パターン測定部とを含むも
のである。

マイクロコンピユータＡは、内部に周知の中央
処理ユニツトCPU、プログラム内蔵用のリード
オンリーメモリROM、一時記憶装置RAM、入
出力インターフエース回路等によつて構成され、
CPUに接続された出力インターフエース回路に
は基準速度発生器３０と、係数設定器３１、時間
関数発生器３２、及び切換器３３，３４がそれぞ
れ接続されている。

又温度検出器２２からの温度信号は温度制御装
置２３にフイードバツクされると共に変換装置Ｂ
を経てマイクロコンピユータＡへ伝達される。温
度制御装置２３は加熱装置６への入力電流等を制
御するための電源装置３５に接続されており、上
記温度制御装置２３はマイクロコンピユータＡの
出力インターフエース回路に接続されていること
により、マイクロコンピユータＡから送出される
温度設定値により加熱装置６の温度が適切に制御
される。例えば計尺メータ５及び５′からの速度
信号に応じて加熱装置６の加熱度合を調整し金属
材料１の可塑度合を調整し、最適のテンシヨン条
件を得たり、後記する変速牽引ローラ１６の送り
速度の調整を行つて金属材料１のテーパ度合を所
定の値に調整する等の制御を行うことが出来る。

更に前記したように金属材料１の外径は線径計
測器１９によつて検出され、その値がマイクロコ
ンピユータＡに入力されることにより、マイクロ
コンピユータＡは金属材料１の外径の変化に応じ
て後述するように変速牽引ローラ１６の増速度を
変化させ、製品としての金属材料１の外径及びテ
ーパ度合を任意に調整することが可能である。

又基準速度発生器３０の出力側は、第１の自動
速度調整器ASR−１及び第１の自動電流調整器
ACR−１を経て第１の直流電源装置３６に接続
され、この第１の直流電源装置３６の出力端は定
速送りローラ２を駆動するDCモータDCM−１に
接続されており、DCモータDCM−１の回転速度
は第１のパネルジエネレータPLG−１により検
出され、第１のＦ／Ｖコンバータ３７を経て第１
の自動速度調整器ASR−１の入力側にフイード
バツクされている。

又前記基準速度発生器３０の出力信号は加減算
器３８に伝達され、後述する掛算器３９又は前記
切換器３４からの信号に加算され、第２の自動速
度調整器ASR−２及び第２の自動電流調整器
ACR−２を経て、第２の直流電源装置４０に伝
達され、この第２の直流電源装置４０の出力信号
は変速牽引ローラ１６を駆動するDCモータDCM
−２に印加される。DCモータDCM−２の回転数
は第２のパネルジエネレータPLG−２により検
出され、第２のＦ／Ｖコンバータ４１を経て加減
算器３８にフイードバツクされる。

前記基準速度発生器３０は以上の説明で明白な
如く、定速送りローラ２を駆動するDCモータ
DCM−１を定速回転させるための基準設定値Ｃ
を発生させるためのもので、前記係数設定器３１
は定速送りローラ２に対する変速牽引ローラ１６
の増速度合を決定する係数αを設定するもので、
該係数設定器３１からの出力信号は掛算器４２及
び４３に入力される。

一方時間関数発生器３２は時間関数ｔに発生さ
せるもので、その出力信号ｔは前記掛算器４２に
入力されると同時に掛算器４４に入力されて、t²
が演算され、このt²の信号が掛算器４３に入力さ
れることにより、掛算器４３の出力信号はαt²と
なり、且つ掛算器４３からの出力信号はαtとな
る。

この発明では前記の温度制御装置２３、基準速
度発生器３０、係数設定器３１及び時間関数発生
器３２をマイクロコンピユータＡが駆動すること
により、加熱装置６による加熱程度や定速送りロ
ーラ２及び変速牽引ローラ１６の送り速度を、マ
イクロコンピユータＡのROMに内蔵されたプロ
グラムに従つて設定し、所望のテーパ形状を得る
ことができるものであるが、さらに各数値を手動
によつてキーボード等から与えてやることも可能
なように構成しておくことが望ましい。第５図に
おける設定器はこれら手動による数値設定のため
の機能を有するキーボード等を表し、温度制御装
置２３には手動設定器２３_aが、基準速度発生器
３０には手動設定器３０_aが、係数設定器３１に
手動設定器３１_aが、時間関数発生器３２には手
動設定器３２_aがそれぞれ接続されている。

尚時間関数発生器３２には、変速牽引ローラ１
６の送り速度を定速送りローラ２の送り速度より
も、加速するか減速するかの指令を与えるための
加減速指令器４５が接続されている。

従つて前記温度検出器２２からの温度情報、線
径計測器１９からの外径情報、計尺メータ５及び
５′からの速度情報を入力したマイクロコンピユ
ータＡはこれらの情報から適切な指令情報を基準
速度発生器３０、温度制御装置２３、切換器３
３，３４、係数設定器３１、時間関数発生器３２
に送り、変速牽引ローラ１６の増速度合を調整し
て金属材料１のテーパ度合を所定の値に調整す
る。

このような調整はマイクロコンピユータＡによ
り自動的に行うこともできるが、手動設定器によ
り手動で行うことも可能である。

例えばマイクロコンピユータＡ又は手動設定器
３０_aから基準速度発生器３０に基準速度指令信
号が与えられると、基準速度発生器３０は基準設
定値Ｃの信号を、第１の自動速度調整器ASR−
１及び第１の自動電流調整器ACR−１を経て、
第１の直流電源装置３６に送り込み、この直流電
源装置３６によつてDCモータDCM−１が所定の
基準速度で回転され、定速送りローラ２が金属材
料１を所望の一定の設定速度で加熱装置６、冷却
装置９を経て変速牽引ローラ１６に向けて送り出
す。

今例えばマイクロコンピユータＡが係数設定器
３１を駆動していない状態では切換器３３及び３
４から発生する信号は０レベルであるため、掛算
器３９又は切換器３４から加減算器３８に伝達さ
れる信号は０レベルであり、基準速度発生器３０
から送出される基準設定値Ｃがそのまま加減算器
３８を経て第２の自動速度調整器ASR−２に伝
達され、更に第２の自動電流調整器ACR−２を
経て、第２の直流電源装置４０に伝達される。従
つてこの場合DCモータDCM−２もDCモータ
DCM−１と同一速度で回転され、速度牽引ロー
ラ１６の送り速度と定速送りローラ２の送り速度
とが同一となるため金属材料１は塑性加工を受け
ず、加熱冷却の前後における外径が一定のまま送
り出されることになる。

次にマイクロコンピユータＡ又は手動設定器３
１_aから係数指令信号を係数設定器３１に送出し
て、係数設定器３１が所望の係数αに対応する設
定値信号を掛算器４２，４３に送り出し、又マイ
クロコンピユータＡ又は手動設定器３２ａから与
えられる指令信号によつて時間関数発生器３２が
時間関数ｔを掛算器４２，４３及び４４に送出し
ている状態を考える。ここで例えばマイクロコン
ピユータＡが切換器３３を駆動して、掛算器４２
の出力側と掛算器３９の入力側を連結し掛算器４
３の出力側と掛算器３９の入力側を遮断し且つマ
イクロコンピユータＡからの信号によつて切換器
３４をOFF状態とすると、時間関数発生器３２
からの時間関数ｔの信号と係数設定器３１からの
係数αに対応する設定値信号とが、掛算器４２で
掛け合わされαtの信号となり切換器３３を経て掛
算器３９に伝達され、ここで基準設定値Ｃと上記
αtが掛け合わされ、速度指令信号Catが加減算器
３８に伝達される。加減算器３８には基準速度発
生器３０からの基準設定値Ｃの信号が伝達されて
おり、これが速度指令信号Cαtと加算され、Ｃ＋
Cαtの速度指令信号が第２の自動速度調整器ASR
−２及び第２の自動電流調整器ACR−２を経て
第２の直流電源装置４０に伝達され、変速牽引ロ
ーラ１６を定速送りローラ２に対してCαの分だ
け増速駆動し、加熱前の金属材料１の外径に対し
て加熱冷却後の金属材料１の外径を縮小させる。

この場合切換器３３を切り換えて掛算器４３と
掛算器３９とを接続する如くなせば、加減算器３
８に伝達される速度指令信号はCαt²となり、テ
ーパ部分の形状パターンが変化する。同様に切換
器３３を遮断しマイクロコンピユータＡからの切
り換え信号によつて、切換器３４を切り換えて掛
算器４２と加減算器３８を接続した場合には、掛
算器４２からの出力αtが切換器３４を経て加減算
器３８に伝達され、変速牽引ローラ１６がＣ＋αt
の送り速度で駆動される。又マイクロコンピユー
タＡからの信号によつて切換器３４を切り換え、
掛算器４３と加減算器３８とを接続すると掛算器
４３からの出力αt²が加減算器３８に伝達され、
変速牽引ローラ１６がＣ＋αt²で駆動される。

上記のように切換器３３及び３４を操作するこ
とにより、定速送りローラ２の速度を一定に保つ
たまま、変速牽引ローラ１６の送り速度を種々に
変化させることが可能となり、このような速度パ
ターンに基づき金属材料１のテーパ度合を種々に
制御することができる。

例えば加速（又は減速）度合をαt又はCαtとし
た場合、Ｃやαの値によつて程度は異なるがテー
パ部の断面形状は二次曲線となり、αt²又はCαt²
とした場合は直線状となる。

こうして種々のパターンに基づき変速牽引ロー
ラ１６を駆動することにより、金属材料１のテー
パ度合を一定に、又は任意に調整することが可能
となる。

尚第１及び第２のパルスジエネレータPLG−
１及びPLG−２からの信号が、それぞれ第１及
び第２の自動速度調整器ASR−１及びASR−２
の入力側にフイードバツクされることにより第１
及び第２のDCモータDCM−１及びDCM−２の
急速な速度変動が防止される。

本発明は以上述べた如く、金属材料を保持して
一定速度で送り出す一対以上の定速送りローラ
と、上記定速送りローラより金属材料の送り方向
下流側に設けられた加熱装置と、上記加熱装置よ
り更に下流側に設けられた冷却装置と、上記冷却
装置より更に下流側に設けられ、金属材料を保持
して上記定速送りローラの送り速度以上の速度で
金属材料を送り出す一対以上の変速牽引ローラと
を有してなるテーパロツド加工装置の制御方法に
おいて、上記加熱装置と冷却装置との間で走行す
る金属材料の温度を測定すると共に、加熱装置よ
りも金属材料の送り方向下流部で変形後の金属材
料の外径を測定し、更に加熱冷却前後における金
属材料の走行速度を測定することにより、上記温
度情報、外径情報、走行速度情報に基づいて加熱
装置を制御すると共に上記定速送りローラでの金
属材料の送り速度V₁、断面積A₁と上記変速牽引
ローラでの金属材料の送り速度V₂、断面積A₂と
の間にV₁×A₁＝V₂×A₂の関係が成り立つように
該牽引ローラを駆動することを特徴とするテーパ
ロツド加工装置の制御方法であるから、テーパロ
ツドが連続的に製造され、従来のようにバツチ式
の製造装置でないので極めて能率がよく、しかも
テーパの程度を金属材料の温度情報、外径情報、
速度情報に基づいて厳密に制御することが出来る
ので寸法精度のよいテーパロツドを製造すること
が出来るテーパロツド加工装置の制御方法を提供
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る制御装置に使
用するテーパロツド加工装置全体の工程図、第２
図は本発明の原理を説明するための引出速度と製
造されたロツドの外径との関係を示すグラフ、第
３図はテーパロツドを形成するための引出速度の
時間的変化を示すグラフ、第４図は製造中のロツ
ドの軸方向の距離に対する温度及び引張速度の関
係を示すグラフ、第５図は上記実施例に係る制御
方法に使用することのできる制御回路の概略を示
すブロツク図、第６図は同制御回路に用いること
のできるマイクロコンピユータ内の信号の流れを
示すブロツク図である。（符号の説明）、１……金属材料、２……定速
送りローラ、４……油圧シリンダ、５，５′……
計尺メータ、６……加熱装置、９……冷却装置、
１６……変速牽引ローラ、１７……DCモータ、
１８……油圧シリンダ、１９……線径計測器、２
０……焼戻炉、２１……速度制御装置、２３……
温度制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１金属材料を把持して一定速度で送り出す一対
以上の定速送りローラと、上記定速送りローラよ
り金属材料の送り方向下流側に設けられた加熱装
置と、上記加熱装置より更に下流側に設けられた
冷却装置と、上記冷却装置より更に下流側に設け
られ、金属材料を把持して上記定速送りローラの
送り速度以上の速度で金属材料を送り出す一対以
上の変速牽引ローラとを有してなるテーパロツド
加工装置の制御方法において、上記加熱装置と冷
却装置との間で走行する金属材料の温度を測定す
ると共に、加熱装置よりも金属材料の送り方向下
流部で変形後の金属材料の外径を測定し、更に加
熱冷却前後における金属材料の走行速度を測定す
ることにより、上記温度情報、外径情報、走行速
度情報に基づいて加熱装置を制御すると共に上記
定速送りローラでの金属材料の送り速度V₁、断
面積A₁と上記変速牽引ローラでの金属材料の送
り速度V₂、断面積A₂との間にV₁×A₁＝V₂×A₂
の関係が成り立つように該変速牽引ローラを駆動
することを特徴とするテーパロツド加工装置の制
御方法。