JPH07110379B2 - 軸体の曲り矯正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば自動車用クランクシャフトやスクリュ
ーポンプ軸等の軸体の歪みや曲り等を矯正する軸体の曲
り矯正装置に関するものである。

（従来の技術） 従来の軸体の曲り矯正装置は、複数箇所にて軸体を支持
する支持部を有する架台と、支持部により支持された軸
体を押圧して曲りを矯正するための矯正ヘッドを昇降駆
動するシリンダ装置と、例えばダイヤルゲージ等からな
り架台上に設置されて計測ヘッドが軸体に当接する計測
器とを有し、曲り計測時に、軸体を回転させて計測器に
より曲り量を計測する構成であった（例えば実開昭54−
174639号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の構成では、計測器を架台上に設置するので架
台上の構造が複雑になる。また計測器が露出しているの
で軸体のセット時に計測器特に計測ヘッドを損傷しやす
い。また軸体の曲り量に応じて計測器を交換するかある
いは調整を頻繁に行なう必要がある。またこのことから
軸体の自動供給が困難であり、自動化を実現できない。
また軸体の曲り量を軸芯方向適当間隔おきの複数の位置
で計測する場合、計測器が多く必要である。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、本発明の軸体の曲り矯正装置
は、複数箇所にて軸体を支持する支持部を有する架台
と、前記支持部により支持された前記軸体を軸芯周りに
回動させる回転駆動装置と、前記支持部により支持され
た前記軸体を押圧して曲りを矯正するための矯正ヘッド
を昇降駆動するシリンダ装置と、このシリンダ装置を前
記支持部により支持された前記軸体の軸芯方向に移動さ
せる横送り装置と、これら回転駆動装置とシリンダ装置
と横送り装置とを制御する制御装置とを設け、前記シリ
ンダ装置に、前記矯正ヘッドの位置を検出する位置検出
器を内蔵させ、曲り計測時に、前記制御装置により前記
回転駆動装置および前記シリンダ装置を制御して、前記
支持部により支持された前記軸体を軸芯周りに連続的あ
るいは断続的に回転させ、この軸体に前記矯正ヘッドを
軽く当接させて、この矯正ヘッドの位置を前記位置検出
器により検出することにより前記軸体の曲りを計測する
構成としたものである。

（作用） 制御装置は、支持部により支持された軸体を軸芯周りに
連続的あるいは断続的に回転させ、この軸体に矯正ヘッ
ドを軽く当接させ、この矯正ヘッドの位置を位置検出器
により検出させて曲り計測を行なう。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図に基づいて説
明する。

第１図は本発明の一実施例における軸体の曲り矯正装置
の正面図、第２図は同側面図で、架台１上には例えばス
クリューポンプ軸等の軸体２の両端部を支持する支持部
３と、支持部３により支持された軸体２を軸芯周りに回
動させる回転駆動装置としてのサーボモータ４とが設置
されており、架台１上の４隅に立設された支柱５により
フレーム６が支持されている。フレーム６には横送り装
置としてのシリンダ装置７と、シリンダ装置７により第
１図の左右方向に移動せしめられるスライドベース８と
が設置されており、スライドベース８には軸体２を押圧
してその曲りを矯正する矯正ヘッド９を昇降駆動するシ
リンダ装置10が設置されている。架台１の下方近傍には
シリンダ装置7,10に作動油を供給する油圧ユニット11が
配置されており、架台１の側方にはサーボモータ４とシ
リンダ装置7,10とを制御する制御装置12が近接配置され
ている。

第３図は上記軸体の曲り矯正装置の要部の構成図で、制
御装置12はパーソナルコンピュータ14とプログラマブル
コントローラ15とにより構成されている。サーボモータ
４とシリンダ装置7,10とはプログラマブルコントローラ
15に電気的に接続されており、プログラマブルコントロ
ーラ15はパーソナルコンピュータ14に電気的に接続され
ている。シリンダ装置7,10は油圧配管を介して油圧ユニ
ット11に接続されている。

シリンダ装置10は、第４図のように、シリンダ16と、シ
リンダ16に摺動自在に嵌合するピストンロッド17と、後
述の制御回路を内蔵しかつ作動油を制御するサーボバル
ブ18と、ピストンロッド17の先端に一体に形成された矯
正ヘッド９の位置を検出する位置検出器19とにより構成
されている。シリンダ16には、油室20,21が形成されて
いると共に、フィルタモジュール22を介して油室20とサ
ーボバルブ18とを連通させる油路23と、フィルタモジュ
ール22を介して油室21とサーボバルブ18とを連通させる
油路24とが形成されている。位置検出器19は検出ロッド
25を有しており、検出ロッド25はピストンロッド17に軸
芯方向に沿ってほぼ全長にわたって形成された孔17aに
貫入している。サーボバルブ18の制御回路は、ケーブル
26を介して位置検出器19に接続されていると共に、ケー
ブル27を介してプログラマブルコントローラ15に接続さ
れている。位置検出器19は、例えばフィーデマン効果を
利用した磁歪式変位センサにより構成されており、ピス
トンロッド17の伸展量すなわち矯正ヘッド９の位置を検
出する。なお位置検出器19として直線式のエンコーダあ
るいはポテンショメータ等を用いてもよい。またシリン
ダ装置７はシリンダ装置10と同様の構成である。

サーボバルブ18に内蔵された制御回路は、第５図のよう
に、プログラマブルコントローラ15との信号授受を行な
うためのインターフェイス回路29と、位置検出器19から
の信号を処理するフィードバック信号処理回路30と、イ
ンターフェイス回路29およびフィードバック信号処理回
路30からの信号に基づいてPID演算を行なうPID演算回路
31と、PID演算回路31からの信号に基づいてサーボバル
ブ18のソレノイドにパルス幅変調された制御信号を出力
するPWM制御回路32とにより構成されている。

次に制御装置12の動作を示すフローチャートである第６
図を参照しながら動作説明を行なう。軸体２を支持部３
にセットして制御装置12のスタートボタン（図示せず）
を押すと、まずステップａにて軸体２の曲り計測がなさ
れる。すなわちシリンダ装置７が作動してスライドベー
ス８を所定の位置に移動させ、シリンダ装置10が作動し
て矯正ヘッド９を小さな力で軸体２に当接させる。なお
矯正ヘッド９を含むピストンロッド17の自重により矯正
ヘッド９を軸体２に当接させるようにしてもよい。そし
てサーボモータ４が作動して軸体２を軸芯周りに例えば
１回転させ、このとき位置検出器19により矯正ヘッド９
の位置が検出されて、そのデータがサーボバルブ18の制
御回路を介して制御装置12に供給される。そして曲りに
よる変形量を示す最大計測値が制御装置12の表示部（図
示せず）にディジタル表示される。なおサーボモータ４
により軸体２を軸芯周りに所定角度ずつ回動させて計測
してもよい。また計測箇所が軸体２の軸芯方向に複数箇
所ある場合は、シリンダ装置７によりシリンダ装置10が
順次次の計測箇所に送られ、各計測箇所毎に上記の計測
動作が行われる。

次にステップｂに進み、ステップａで計測した曲りの計
測値S1が予め制御装置12に設定された設定値S2以下であ
るか否かを判断する。

計測値S1が設定値S2以下でないと判断すれば、ステップ
ｃに進んで矯正点の割出しを行なう。すなわちシリンダ
装置７が作動してスライドベース８を移動させ、矯正す
べき位置にシリンダ装置10を位置させる。

次にステップｄに進み、軸体２の位置決めを行なう。す
なわちサーボモータ４が作動し、軸体２を回動させて曲
りの頂点が上向きになるようにする。

次にステップｅに進み、軸体２の曲りを自動矯正する。
すなわちシリンダ装置10が作動し、曲りの計測値S1と設
定値S2との差に応じた最適ストローク量で軸体２を矯正
ヘッド９により強固に押圧して曲りを矯正する。

次にステップｆに進み、学習を行なう。すなわち制御装
置12は、作業経験をもとに作業内容や与えられた条件を
理解・記憶し、何をなすべきかを判断して、最適の制御
を選択・実施する学習機能を有しており、したがって正
確かつ微妙な制御を行なうことができる。

次にステップａに戻り、再び同様の動作を行なう。すな
わち曲りの計測値S1が設定値S2以下になるまで、矯正ヘ
ッド９のストローク量を微調整しながら矯正作業を繰り
返す。

そしてステップｂにおいて曲りの計測値S1が設定値S2以
下であると判断すれば、ステップｇに進み、矯正作業が
完了したことを制御装置12の表示灯等（図示せず）で報
知し、動作を停止する。なお矯正箇所が軸体２の軸芯方
向に複数箇所ある場合は、シリンダ装置７によりシリン
ダ装置10が順次次の矯正箇所に送られ、各矯正箇所毎に
上記の矯正動作が行われて、全ての矯正箇所の矯正が完
了した後にステップｇに進む。

このように、位置検出器19をシリンダ装置10に内蔵させ
て、矯正ヘッド９を軸体２に軽く当接させることにより
軸体２の曲り計測を行なうようにしたので、従来装置の
ように計測器を架台１上に設置するという必要がないこ
とから、架台１上の構造が簡単になり、支持部３やサー
ボモータ４等の配置の自由度が大きい。また位置検出器
19をシリンダ装置10に内蔵させたので、従来装置のよう
に軸体２のセット時等に計測器を損傷するということが
なく、耐久性および信頼性の向上を図ることができる。
また位置検出器19をシリンダ装置10に内蔵させて、矯正
ヘッド９を軸体２に軽く当接させることにより軸体２の
曲り計測を行なうようにしたので、従来装置のように軸
体２の曲り量に応じて計測器を交換したり調整を頻繁に
行なったりする必要がなく、しかもこのことから軸体２
の自動供給が容易であり、完全自動化を実現できる。ま
たシリンダ装置10を軸体２の軸芯方向に移動させるシリ
ンダ装置７を設けたので、軸体２の曲りを軸芯方向任意
の位置で計測することができ、従来装置のように計測箇
所数に応じて計測器を多数設置するという必要がないこ
とから、コストダウンを図ることができる。また本実施
例のように、制御装置12に学習機能を持たせるようにす
れば、正確かつ微妙な制御を容易に行なうことができ、
矯正精度の向上を図ることができる。

（別の実施例） 上記実施例においては、回転駆動装置としてサーボモー
タ４を用いたが、本発明はこのような構成に限定される
ものではなく、サーボモータ４の代わりに例えばステッ
ピングモータ等を用いてもよい。

また上記実施例においては、横送り装置としてシリンダ
装置10と同様の構成のシリンダ装置７を用いたが、本発
明はこのような構成に限定されるものではなく、シリン
ダ装置７の代わりに例えばラック・ピニオン機構等を用
いてもよい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の軸体の曲り矯正装置によれ
ば、位置検出器をシリンダ装置に内蔵させて、矯正ヘッ
ドを軸体に軽く当接させることにより軸体の曲り計測を
行なうようにしたので、従来装置のように計測器を架台
上に設置するという必要がないことから、架台上の構造
が簡単になり、支持部や回転駆動装置等の配置の自由度
が大きい。

また位置検出器をシリンダ装置に内蔵させたので、従来
装置のように軸体のセット時等に計測器を損傷するとい
うことがなく、耐久性および信頼性の向上を図ることが
できる。

また位置検出器をシリンダ装置に内蔵させて、矯正ヘッ
ドを軸体に軽く当接させることにより軸体の曲り計測を
行なうようにしたので、従来装置のように軸体の曲り量
に応じて計測器を交換したり調整を頻繁に行なったりす
る必要がなく、しかもこのことから軸体の自動供給が容
易であり、完全自動化を実現できる。

またシリンダ装置を軸体の軸芯方向に移動させる横送り
装置を設けたので、軸体の曲りを軸芯方向任意の位置で
計測することができ、従来装置のように計測箇所数に応
じて計測器を多数設置するという必要がないことから、
コストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における軸体の曲り矯正装置
の正面図、第２図は同側面図、第３図は同要部構成図、
第４図はシリンダ装置の概略構成図、第５図はシリンダ
装置に内蔵された制御回路の回路ブロック図、第６図は
制御装置の動作を説明するフローチャートである。 １……架台、２……軸体、３……支持部、４……サーボ
モータ（回転駆動装置）、７……シリンダ装置（横送り
装置）、９……矯正ヘッド、10……シリンダ装置、12…
…制御装置、19……位置検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数箇所にて軸体を支持する支持部を有す
   る架台と、前記支持部により支持された前記軸体を軸芯
   周りに回動させる回転駆動装置と、前記支持部により支
   持された前記軸体を押圧して曲りを矯正するための矯正
   ヘッドを昇降駆動するシリンダ装置と、このシリンダ装
   置を前記支持部により支持された前記軸体の軸芯方向に
   移動させる横送り装置と、これら回転駆動装置とシリン
   ダ装置と横送り装置とを制御する制御装置とを設け、前
   記シリンダ装置に、前記矯正ヘッドの位置を検出する位
   置検出器を内蔵させ、曲り計測時に、前記制御装置によ
   り前記回転駆動装置および前記シリンダ装置を制御し
   て、前記支持部により支持された前記軸体を軸芯周りに
   連続的あるいは断続的に回転させ、この軸体に前記矯正
   ヘッドを軽く当接させて、この矯正ヘッドの位置を前記
   位置検出器により検出することにより前記軸体の曲りを
   計測する構成としたことを特徴とする軸体の曲り矯正装
   置。