CN110871254B - 线材成形机以及线材成形品的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供能够提高生产率的线材成形机以及线材成形品的制造方法。线材成形机(10)反复进行如下循环动作：利用成形工具(21、22、23)将从线材供给装置(70)供给来的线材(90)成形为圆环(91)，并利用切断装置(30)从后续的线材(90)切离，线材成形机(10)具备基座驱动装置(40)，该基座驱动装置(40)具有与线材供给装置(70)同步地动作且能够与圆环(91)的后端部(91E)一起移动的可动基座(50)。切断装置(30)搭载于可动基座(50)，从而在与圆环(91)的后端部(91E)一起移动的同时切断线材(90)。

Description

线材成形机以及线材成形品的制造方法

技术领域

本发明涉及线材成形机以及线材成形品的制造方法，该线材成形机反复进行将从线材供给装置供给来的线材成形为线材成形品并从该线材将成形为线材成形品的部分切离的动作。以下，为了便于说明，将线材中的成形为成形品的部分简称为“线材成形品”，将除此以外的部分称为“后续的线材”。

背景技术

作为上述的线材成形机，已知成形活塞环、压缩螺旋弹簧、扭转螺旋弹簧等各种线材成形品的各种结构。另外，上述任一线材成形机都反复进行如下动作：间歇地供给恒定长度的线材来成形线材成形品，并从后续的线材切离(例如，参照专利文献1～3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-010937号公报

专利文献2：日本特开2001-239341号公报

专利文献3：日本特开昭63-020133号公报

发明内容

发明所要解决的课题

对于上述的现有的线材成形机，期望生产率的提高。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题而完成的本发明是一种线材成形机，其反复进行如下循环动作：利用成形工具将从线材供给装置供给来的线材成形为线材成形品，并利用切断装置从后续的线材切离，其中，所述线材成形机具备基座驱动装置，该基座驱动装置具有与所述线材供给装置同步地动作且能够与所述线材成形品的后端部一起移动的可动基座，所述切断装置搭载于所述可动基座，从而在与所述线材成形品的后端部一起移动的同时切断所述线材。

本发明是一种线材成形品的制造方法，其反复进行循环动作：利用成形工具将从线材供给装置供给来的线材成形为线材成形品，并从后续的线材切离，从而制造多个所述线材成形品，其中，一边与所述线材供给装置同步地在与所述线材成形品的后端部一起移动切断装置一边将所述线材成形品的后端部从后续的线材切离。

附图说明

图1的(A)是本发明的第一实施方式的线材成形机的主视图，(B)是线材成形为环状时的切断装置与夹持器的局部剖切主视图。

图2的(A)是在可动基座转动时的切断装置与夹持器的局部剖切主视图，(B)是与夹持器前进而切断线材的切断装置的主视剖视图。

图3的(A)是与夹持器后退的切断装置的主视剖视图，(B)是开始从转动终端位置回到转动原点位置的切断装置与夹持器的局部剖切主视图。

图4是切断线材时的切断装置与夹持器的立体图。

图5的(A)是线材成形机的机构图，(B)是其他实施方式的线材成形机的机构图。

图6是其他实施方式的线材成形机的切断装置的主视图。

附图标记说明

10线材成形机；30切断装置；31砂轮；40基座驱动装置；41第一驱动机构；42第二驱动机构；50可动基座；51第一可动基座；52第二可动基座；60夹持器；65夹持器；90线材；91圆环。

具体实施方式

[第一实施方式]

以下，对图1～图5所示的本实施方式的线材成形机10进行说明。如图1的(A)以及图4所示，线材成形机10通过第一～第三成形工具21、22、23将从线材供给装置70供给的线材90卷绕成圆弧状从而成形作为线材成形品的圆环91(例如，活塞环等C字状的圆环、参照图3)。线材90的剖面例如成为长方形、梯形、锥状、桶形或偏心桶形的形状，线材供给装置70将线材90以沿水平方向呈一直线状地延伸的方式供给。以下，将供给线材90的水平方向称为横向H1，将与该横向H1正交的水平方向称为前后方向H2(参照图5)。

第一～第三成形工具21、22、23例如被支承基座53(参照图1的(A))支承而向前方呈悬臂梁状延伸。另外，第一成形工具21配置在从上方与线材90中的从线材供给装置70延伸的直线部分抵接的位置，第二成形工具22配置在相对于第一成形工具21在线材90的供给方向的前方处稍微靠下方的位置。然后，线材90被线材供给装置70推压，被按压向第二成形工具22而朝向下方，且成形为圆弧状。另外，第三成形工具23配置在第一成形工具21与第二成形工具22之间，且从下方与线材90中的弯曲为圆弧状的部分抵接。由此，线材90成形为以在第三成形工具23的下方沿前后方向H2延伸的假想的卷绕中心C1(参照图1的(A))为中心的环状，成为作为线材成形品的圆环91。另外，在第二成形工具22的下方例如具备被支承基座53支承的引导工具24，该引导工具24从内侧与成形为圆弧状的线材90抵接。并且，调整第一～第三成形工具21、22、23以及引导工具24的位置来变更成形的线材90的圆弧的曲率半径。

如上述那样成形的圆环91通过切断装置30从后续的线材90切离(参照图2的(B)以及图4)。如图1的(B)所示，从后续的线材90切离前的圆环91由于后续的线材90的供给而以卷绕中心C1为中心进行旋转，并被引导工具24略微向前方引导而与后续的线材90的前侧重叠。相对于此，在本实施方式中，切断装置30与圆环91的后端部91E一起在转动的同时前后移动，且不停止线材90的供给而将圆环91从后续的线材90切离。

具体而言，切断装置30例如具备圆盘形的砂轮31，且该切断装置30被图5的(A)中示意性示出的砂轮移动机构40A支承。砂轮移动机构40A具有直线运动基座44以及第一可动基座51，该直线运动基座44被固定基座43支承为沿前后方向H2直线运动，该第一可动基座51被直线运动基座44支承为以卷绕中心C1为中心进行转动，且在第一可动基座51搭载有切断装置30。在切断装置30中，砂轮31例如配置在包含卷绕中心C1的面内的、卷绕中心C1的下方的位置。另外，直线运动基座44被未图示的第一伺服马达位置控制，且第一可动基座51被未图示的第二伺服马达控制。并且，通过作为前述的线材供给装置70的驱动源的未图示的供给用伺服马达、以及第一和第二伺服马达的控制，切断装置30的砂轮31进行与圆环91的后端部91E的动作同步的直线运动以及转动，从而如上所述，不停止线材90的供给地将圆环91从后续的线材90切离。

需要说明的是，例如，如图5的(B)所示，砂轮移动机构40A也可以构成为使直线运动基座47被由固定基座43支承为能够转动的转动基座46支承为能够直线运动，且在该直线运动基座47搭载有切断装置30。

如图2的(B)所示，在切断装置30的前方设置有夹持器60、65，该夹持器60、65用于在通过切断装置30切断线材90时，保持将该切断部位夹在中间的线材90的2个位置，且该夹持器60、65被夹持器移动机构40B支承。夹持器移动机构40B具有以卷绕中心C1为中心进行转动的第二可动基座52，夹持器60、65安装于该第二可动基座52。另外，夹持器60、65例如具有空气致动器或螺线管等动力源，且通过接通断开控制在夹持状态和松开状态之间切换。

需要说明的是，夹持器移动机构40B可以经由设置在其与砂轮移动机构40A之间的未图示的动力传达机构来使第二可动基座52从第二伺服马达接受到绕卷绕中心C1的旋转动力从而进行转动，夹持器移动机构40B也可以具备作为与第一驱动机构41不同的动力源的伺服马达，从而使第二可动基座52与第一驱动机构41的转动同步地进行转动。

需要说明的是，在本实施方式中，通过第一可动基座51、第二可动基座52、砂轮移动机构40A以及夹持器移动机构40B构成了“基座驱动装置40”。另外，在本实施方式中，通过使砂轮移动机构40A中的第一可动基座51转动的机构、以及使夹持器移动机构40B中的第二可动基座转动的机构构成了向圆环91的后端部91E的移动方向即第一方向驱动第一可动基座51以及第二可动基座52的“第一驱动机构41”。另外，通过使砂轮移动机构40A中的直线运动基座44相对于固定基座43而直线运动的机构构成了使第一可动基座51沿与所述第一方向交叉的方向移动的“第二驱动机构42”。另外，以下适当地将第一可动基座51与第二可动基座52合并称为可动基座50。

对本实施方式的线材成形机10的第一伺服马达、第二伺服马达、供给用伺服马达等进行控制以将切断装置30的砂轮31配置在以下的位置。即，在图1的(A)以及图1的(B)所示的转动原点位置，例如，将砂轮31配置在圆环91的卷绕中心C1的大致正下方的位置，转动终端位置在逆时针方向上从转动原点位置离开大致30～90度。并且，砂轮31以与线材90中的成形为圆弧状的部分(以下，称为“线材90的圆弧部”)相同的角速度从转动原点位置朝向转动终端位置转动(参照图2的(A))，在此期间，砂轮31前后往复地切断线材90(参照图2的(B))，将成形为圆弧状的线材90作为圆环91从后续的线材90切离(参照图3的(A)以及图3的(B))。

在此，线材供给装置70反复进行第一供给处理和第二供给处理，该第一供给处理以线材90的圆弧部的角速度为第一角速度ω1(参照图1的(A))的方式供给线材90，该第二供给处理以线材90的圆弧部的角速度为小于第一角速度ω1的第二角速度ω2(参照图2的(A))的方式供给线材90。并且，控制线材供给装置70的供给用伺服马达，以使得进行包括上述第一供给处理以及第二供给处理的供给循环动作的供给循环间的线材90的供给量成为圆环91的全长。另外，在线材供给装置70从停止状态启动时，在进行供给线材90的初始化处理以使线材90的圆弧部的角速度成为第二角速度ω2后，反复进行所述的供给循环的动作。

在线材90的圆弧部以恒定的第二角速度ω2移动期间，砂轮31以与线材90的圆弧部相同的恒定的第二角速度ω2从转动原点位置的附近位置朝向转动终端位置的附近位置转动。另外，例如在线材90的圆弧部从恒定的第二角速度ω2开始加速时，砂轮31降低转动的速度并停止，并使旋转方向反转(参照图3的(B))，在线材90的圆弧部以第一角速度ω1旋转期间，该砂轮31以大于第二角速度ω2的第三角速度ω3从转动终端位置向转动原点位置转动，从而回到原本的状态。

另外，在第一驱动机构41使第一可动基座51以恒定的第二角速度ω2转动期间，第二驱动机构42使第一可动基座51沿前后方向H2移动，以使得砂轮31进行开始切断线材90、结束切断(参照图2的(B))、反转并后退(参照图3的(A))、向后方远离后续的线材90的圆弧部的动作。

另外，夹持器60、65在可动基座50配置于转动原点位置的状态下成为松开状态。并且，在砂轮31以恒定的第二角速度ω2移动期间中的、开始线材90的切断前的时刻，夹持器60、65夹持线材90中的夹着切断预定位置的2个位置(参照图2的(A))，在砂轮31切断后从线材90离开后的时刻，夹持器60、65松开(在图3的(B)中示出了松开后的状态)。

从后续的线材90切离的圆环91(参照图3的(B))通过设置在线材成形机10的前面侧的未图示的排出机构而被排出并回收。

需要说明的是，为了上述的伺服马达彼此的同步，在控制器80(参照图1的(A))所具备的的控制基板的ROM存储有第一数据映射，该第一数据映射使供给用伺服马达的旋转位置与将前述的供给循环细分为多个的每个单位时间对应。并且，在操作控制器80时，每经过单位时间都对供给用伺服马达进行位置控制使其位于基于第一数据映射的旋转位置，由此，以线材90的圆弧部的角速度在第一角速度ω1与第二角速度ω2之间相互切换的方式供给线材90。另外，通过控制器80的速度变更按钮的操作，变更前述的单位时间来变更线材90的供给速度、以及第一角速度ω1和第二角速度ω2。

另外，在ROM存储有第二数据映射以及第三数据映射，该第二数据映射使第一伺服马达以及第二伺服马达的旋转位置与供给用伺服马达的每单位时间的各旋转位置对应，该第三数据映射使夹持器60、65的夹持与松开的时机与供给用伺服马达的每单位时间的各旋转位置对应。并且，根据供给用伺服马达的旋转位置，以维持第二数据映射的对应关系的方式将第一伺服马达、第二伺服马达控制为追随于供给用伺服马达，并且以维持第三数据映射的对应关系的方式控制夹持器60、65的动力源。

需要说明的是，在启动线材成形机10时，例如，通过手动操作从线材供给装置70供给线材90，在线材90成形为大致3/4的圆状的状态下停止。然后，在控制基板的CPU执行存储于控制基板的ROM的控制程序时，成为下述状态：执行前述的初始化处理，在线材供给装置70使线材90的圆弧部以恒定的第二角速度ω2转动的同时，基座驱动装置40使可动基座50以恒定的第二角速度ω2转动。然后，启动可动基座50的第一可动基座51以使其前进。将成为该第一可动基座51的前进的启动时机时的供给用伺服马达的旋转位置设定为第二数据映射中的成为第一可动基座51的前进的启动时机的位置并执行所述供给循环的剩余部分，随后执行反复进行所述供给循环的连续运转。

以上是关于本实施方式的线材成形机10的结构的说明。以下，对使用了本实施方式的线材成形机10以及线材成形机10的圆环91的制造方法的效果进行说明。如上所述，在本实施方式的线材成形机10以及制造方法中，能够不停止线材90的供给地依次制造多个线材成形品即圆环91。在此，在以往的线材成形机以及制造方法中，在线材90的成形中停止供给，因此有时在再供给时会在线材90留下成形开始痕迹，为了进行该成形开始痕迹的去除加工，生产效率的降低成为问题。

相对于此，根据本实施方式的线材成形机10以及制造方法，能够抑制成形开始痕迹的产生，因此能够取消或减少成形开始痕迹的去除加工，在实现生产效率的提高的同时也实现圆环91的品质提高。另外，在本实施方式的线材成形机10以及制造方法中，反复地在成形圆环91的循环动作的一个循环中的降低了线材90的供给速度的低速供给期间(第一可动基座51以小于角速度ω1的角速度移动期间)中切断线材90，因此能够使切断面的品质稳定。并且，在夹持线材90的状态将其切断，由此也能够使切断面的品质稳定。

另外，在本实施方式中，在使用剖面形成为例如长方形、梯形、锥状、桶形或偏心桶形的形状的线材作为线材90的情况下，只要线材供给装置70以使线材90的剖面的短边方向朝向圆环91的轴向的方式供给线材90，且使砂轮31在线材90的切断时沿圆环91的轴向移动，就能够容易地切断线材90。

[第二实施方式]

在第二实施方式中，在第二驱动机构42进行第一可动基座51的前进和后退期间，基于第一驱动机构41的第一可动基座51的转动的角速度为非恒定，在这一点上与上述第一实施方式不同。具体而言，在从切断装置30完成切断线材90起到该切断装置30向后方远离后续的线材90的圆弧部为止的期间，通过第一驱动机构41使第一可动基座51以比圆环91的后端部91E的切断面的角速度(即，第二可动基座52的角速度即第二角速度ω2)更快的角速度转动。在该结构中，从切断装置30完成切断线材起到第一可动基座51的角速度开始上升前，使夹持器60、65中的至少另一方夹持器65为松开状态即可。

在本实施方式中，砂轮31构成为在切断线材90时，在圆环91的后端部91E的移动方向即第一方向上以与线材90的后端部91E的切断面相同的速度移动，在该切断后，在所述第一方向上以比线材90的切断面快的速度移动从而远离该切断面，因此能够可靠地防止后续的线材90与砂轮31的干涉。

[其他实施方式]

(1)在上述实施方式中，设置了通过砂轮31来切断线材90的切断装置30，但也可以设置通过激光切断、喷水切断、或刀具来切断线材90的切断装置。作为具备刀具31W的切断装置30W的例子，如图6所示，列举出通过前后的刀具31W、31W来剪切线材90进而将其切断的情况。另外，在切断装置30通过激光、喷水来进行切断的情况下，也可以不具备第二驱动机构42。

(2)在上述实施方式中，为了切断线材90，使砂轮31沿圆环91的轴向移动，但只要使砂轮31沿与圆环91的后端部91E的移动方向即第一方向交叉的第二方向移动即可，例如也可以使砂轮31沿圆环91的径向移动。在该情况下，砂轮31的移动方向可以是上下方向，也可以是横向H1。

(3)在上述实施方式中，通过夹持器60、65夹持线材90的切断部位的两侧部分，但也可以通过夹持器60或夹持器65中的任一方夹持线材90的切断部位的一侧部分。另外，在上述实施方式中，也可以将夹持器60或夹持器65设置为一对，并将其配置在线材90的切断部位的两侧。

(4)在上述实施方式中，基于线材供给装置70的线材90的供给速度为非恒定，但也可以是恒定(例如，线材90的圆弧部的角速度成为第二角速度ω2的供给速度)。在该情况下，切断装置30在与线材成形品的后端部一起移动的同时切断线材90，从而能够缩短循环时间进而实现生产效率的提高。

(5)在上述实施方式中，线材成形机利用线材90形成的线材成形品是圆环91，但并不局限于此，例如也可以是压缩螺旋弹簧、拉伸所选弹簧、扭转螺旋弹簧等。作为形成这样的螺旋弹簧的线材成形机，在图6中示出了：通过成形工具T1成形线材90从而形成线圈部91W，通过切断装置30W切断线材90中的与线圈部91W的后端连续的直线部91S。该线材成形机也构成为使搭载于可动基座的切断装置30W在与线材成形品的后端部一起(与直线部91S一起)移动的同时切断线材90。在该情况下，即使采用在切断线材90时停止线材90的供给的以往的切断方法，也不会产生上述的“成形开始痕迹”，根据该图的结构，能够缩短循环时间进而实现生产效率的提高。需要说明的是，切断装置30W可以在由成形工具T1进行线材90的成形中进行线材90的切断，也可以在成形工具T1远离线材90时进行线材90的切断。

(6)在上述实施方式中，可动基座50是转动的结构，但其也可以是直线运动的结构。在该情况下，例如，如图6所示，可动基座与呈直线状移动的线材成形品的后端部(直线部91S)一起移动。

(7)在上述实施方式中，在通过砂轮31切断线材90时，第一可动基座51从转动原点位置朝向转动终端位置以与线材90的圆弧部相同的角速度转动，但其可以以比线材90的圆弧部慢的角速度转动，也可以以比线材90的圆弧部快的角速度转动。

Claims (5)

1.一种线材成形机，其反复进行如下循环动作：利用成形工具将从线材供给装置供给来的线材成形为以水平的第一中心轴为中心的连续的圆弧状，并利用切断装置切断该圆弧状的线材所包含的一定长度的环状的线材成形品的后端部，从而将所述线材成形品从后续的线材切离，其中，

所述线材成形机具备：

砂轮，其设置于所述切断装置，并被驱动以与所述第一中心轴的轴向正交的旋转轴为中心旋转；

基座驱动装置，其与所述线材供给装置同步地动作；

第一可动基座，其设置于所述基座驱动装置且搭载所述切断装置，并使所述砂轮相对于所述线材成形品的所述后端部在所述第一中心轴的轴向上对置；

第一驱动机构，其设置于所述基座驱动装置，并驱动所述第一可动基座以所述第一中心轴为中心旋转；

第二驱动机构，其设置于所述基座驱动装置，并驱动所述第一可动基座在所述第一中心轴的轴向上滑动；

第二可动基座，其设置于所述基座驱动装置，相对于所述第一可动基座以将所述线材成形为所述线材成形品的成形区域在所述第一中心轴的轴向上夹在中间的方式对置配置，并与所述第一可动基座一起被所述第一驱动机构驱动一同旋转，并且不被所述第二驱动机构驱动；以及

夹持器，其搭载于所述第二可动基座，并夹持所述线材中的由所述切断装置切断的切断部位的附近，

所述切断装置在与所述线材成形品的后端部一起移动的同时切断所述线材。

2.根据权利要求1所述的线材成形机，其中，

在所述循环动作的一个循环中设置有降低了线材供给速度的低速供给期间，在该低速供给期间中，所述基座驱动装置以及所述切断装置以切断所述线材的方式动作。

3.根据权利要求1所述的线材成形机，其中，

所述砂轮在切断所述线材时，以与所述线材的切断面相同的方向且相同的速度移动，在该切断后，以与所述线材的切断面相同的方向且比所述线材的切断面快的速度移动，从而与所述切断面分开。

4.根据权利要求2所述的线材成形机，其中，

所述砂轮在切断所述线材时，以与所述线材的切断面相同的方向且相同的速度移动，在该切断后，以与所述线材的切断面相同的方向且比所述线材的切断面快的速度移动，从而与所述切断面分开。

5.一种线材成形品的制造方法，其使用权利要求1至4中任一项所述的线材成形机，来制造多个线材成形品。

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