DE102008002214B4

DE102008002214B4 - Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils durch Zuführen eines Drahtes zu einem Werkzeug

Info

Publication number: DE102008002214B4
Application number: DE102008002214A
Authority: DE
Inventors: Ichiro Itaya
Original assignee: Itaya Seisakusho KK
Current assignee: Itaya Seisakusho KK
Priority date: 2007-06-05
Filing date: 2008-06-04
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2028-06-05
Also published as: DE102008002214A1; US20080302156A1; US8136379B2

Abstract

Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils durch Zuführen eines Drahtes (W) zu einem Werkzeug (221) und Drücken des Drahtes (W) gegen das Werkzeug (221), um den Draht (W) unter Kraft zu wickeln, aufweisend: eine Zuführwalze (212) zum Zuführen des Drahtes (W) zum Werkzeug (221); eine Walzenantriebseinheit zum drehbaren Antreiben der Zuführwalze (212); eine Werkzeughalteeinheit (222), welche das Werkzeug hin zu einem Formgebungsraum verschiebbar hält; eine Schneideinheit, welche einen scheibenförmigen Schleifstein (231) drehbar und beweglich hin zu dem Formgebungsraum (230) hält, zum Schneiden des Drahtes (W) durch Drehen des scheibenförmigen Schleifsteins (231); und eine Steuereinheit zum Steuern der Walzenantriebseinheit und Schneideinheit, um den scheibenförmigen Schleifstein (231) entlang einer Ebene zu bewegen, welche zu einer Wicklungswachstumsrichtung des schraubenförmigen Teils im Wesentlichen senkrecht ist, und den Draht (W) im Wesentlichen senkrecht zur Wicklungswachstumsrichtung zu schneiden, wobei die Werkzeughalteeinheit vertikal in einer Weise angeordnet ist, dass obere Werkzeugeinheit...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum Herstellen von schraubenförmigen Teilen, welche üblicherweise durch Schraubenfedern oder ähnliches veranschaulicht sind.
Beschreibung der verwandten Technik
Üblicherweise wird eine Feder durch schraubenförmiges Wickeln eines Drahtes durch eine Federherstellungsvorrichtung hergestellt, welche als Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils dient, und dann werden beide Enden der Feder unter Verwendung einer Schleifmaschine, welche anders als die Federherstellungsvorrichtung vorgesehen ist, in flache Oberflächen bearbeitet. Die Notwendigkeit der gesondert vorgesehenen Schleifmaschine verursacht hinsichtlich der Kosten und den Installationsorten der Maschine Probleme. Ferner verursacht die Notwendigkeit des Schleifverfahrens zusätzlich zum Federherstellungsverfahren eine verringerte Produktionseffizienz.
Die DD 200 558 A1 beschreibt eine Vorrichtung zumn Herstellen von Schraubendruckfedem, insbesondere schwerer Schraubendruckfedern. Bei dieser Vorrichtung werden gegen die rotierende Aufnahmevorrichtung vier spanende oder thermisch trennende Werkzeuge geführt, wobei die Werkzeuge von einem Antriebsblock gehalten werden, welcher auf einem Untergestell angeordnet ist.
Die DE 25 36 562 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum gleichzeitigen Schleiplanparallelen Stirnflächen rechtwinklig zur Federachse. Der Drahtendabschnitt an dem vom Draht getrennten Federkörperende wird mittels elektromagnetischer Strahlen durchtrennt, wobei der einstückige Drahtabfall entfernt wird.
Die DE 25 36 562 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum gleichzeitigen Schleifen beider Enden von Schraubenfedern. Die Schleifscheiben zum Schleifen der Federenden weisen elektrische Grundmassen auf, wobei eine Einrichtung zum Zuführen einer Elektrolytflüssigkeit in die Schleifzone beider Federenden und elektrische Leitungen vorgesehen sind, mittels deren die beiden Federenden über den Werkstückträger als Anoden und die elektrisch leitenden Grundmassen der Schleifscheiben als Kathoden schaltbar sind.
Um die Probleme zu lösen, haben die herkömmlichen Techniken vorgeschlagen, den durch eine Zuführwalze nach außen zugeführten Draht gegen ein Werkzeug zu drücken und den zugeführten Draht schraubenförmig zu wickeln und danach einen Laserstrahl vom Außenumfang des Helikoids zum Schneiden des Drahtes auszustrahlen oder einen Wasserstrahl zum Schneiden des Drahtes zu emittieren (vgl. das japanische Patent Nr. 2004851 ( US-Patent Nr. 5 285 669 A ) und das japanisehe Patent Nr. 3854242 B2 ).
Zudem ist heutzutage ein scheibenförmiger Schleifstein als Schleifstein handelsüblich, welcher in Maschinen zum Schneiden von Plattenmaterial verwendet werden kann. Der scheibenförmige Schleifstein kann harte und spröde Materialien, wie beispielsweise eine äußerst harte Legierung und Glas, magnetische Materialien, wie beispielsweise Ferrit, und andere schlecht schleifbare Verbundwerkstoffe präzise schneiden. Der scheibenförmige Schleifstein weist einen Außendurchmesser von 50 bis 300 mm, eine Stärke von 0,5 bis 1,0 mm und auf dem äußeren Umfangsabschnitt der sehr starren Legierung eine Diamantkorn-Schleifbeschichtungsschicht auf (vgl. http://www.heiwatec.co.jp).
Zudem ist nach http://www.discousa.com/jp/products/catalog/index.html eine scheibenförmige Klinge zum Zerschneiden in Chips (Schneidklinge) mit einer Stärke von 0,1 bis 0,4 mm handelsüblich, welche geeignet ist, um das präzise Schneiden von integrierten Halbleiterschaltungen, Glas, Keramik, Ferrit und ähnlichem umzusetzen.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Schneiden eines Drahtes unter Verwendung einer herkömmlichen Federherstellungsvorrichtung in Bezug auf 19 beschrieben.
Die herkömmliche Federherstellungsvorrichtung in 19 stößt den aus der Führung 11 heraus geschobenen Draht W gegen das Richtwerkzeug 21, um den Draht W schraubenförmig zu wickeln, und schneidet den Draht W mit dem vertikal verschiebbaren Schneidwerkzeug 23 und dem Dorn 24, welcher den Draht W in Zusammenarbeit mit dem Schneidwerkzeug 23 mit einer Scherkraft versieht.
Als nächstes wird in Bezug auf 20 bis 26A und 26B ein Bearbeitungsverfahren zum Abflachen beider Enden einer Feder durch eine herkömmliche Schleifmaschine beschrieben.
Wie oben erwähnt wurde, werden beim Herstellen einer Feder durch eine herkömmliche Federherstellungsvorrichtung die Oberflächen beider Endabschnitte der Feder nicht flach, da der Endabschnitt 5a des schraubenförmig gewickelten Drahtes in Radialrichtung abgeschnitten wird, wie in 23A und 23B gezeigt.
Daher werden beide Endabschnitte der Feder 5 auf eine Weise zu flachen Oberflächen geschliffen, dass die Feder zwischen den sich drehenden Schleifsteinen 131 angeordnet ist, wie in 20 bis 22 gezeigt.
24A und 24B zeigen die Form der Feder 5, bei welcher der jeweilige Umfang der Endabschnitte ideal geschliffen ist. Die Endabschnitte der Feder weisen ultradünne Abschnitte W1 auf, welche nach dem Schleifen an der Spitze des Drahtes W gebildet sind. Um zu verhindern, dass die ultradünnen Abschnitte W1 bei Gebrauch abbrechen und abfallen, werden die ultradünnen Abschnitte W1 nach dem Schleifverfahren abgeschnitten, wie in 25A und 25B gezeigt. Es wäre ideal, wenn ein Schleifbetrag der Endabschnitte ungefähr die gleiche Größe wie der Durchmesser des Drahtes aufweist, wie in 24A und 24B gezeigt. Wenn die Schleifmenge der Endabschnitte kleiner als der Drahtdurchmesser wird, wie in 26A und 26B gezeigt, ist es jedoch möglich, eine ähnliche Form wie die der Feder zu erhalten, deren beide Endabschnitte abgeschnitten sind. In diesem Fall ist die Schnittfläche des Endabschnitts 5b etwas kleiner als die Schnittfläche des idealen Endabschnitts 5a (d. h., da die Feder eine größere Oberfläche eines ungeschliffenen, abgerundeten Abschnitts aufweist, wird die Haltung der Feder instabil, wenn der Endabschnitt vertikal gestellt wird).
Nach der zuvor erwähnten japanischen Patentanmeldung Nr. 2004851 ( US 5 285 669 A ), besteht jedoch dadurch ein Nachteil, dass das Verwenden eines Lasterstrahls eine Wärmeverformung auf der Schnittfläche verursacht.
Zudem sind nach der zuvor erwähnten japanischen Patentschrift Nr. 3854242 B2 Sicherheitsmaßnahmen an der Umgebung notwendig, da ein Wasserstrahl mit einem besonders hohen Druck emittiert wird. Zudem entsteht ein Nachteil, wenn der auf den Draht auftreffende Wasserstrahl auf die Feder als vollendetes Produkt und andere Teile der Vorrichtung spritzt und sich auf dieselben schädigend auswirkt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Probleme vorgeschlagen. Die Aufgabe der Erfindung ist eine Technik umzusetzen, welche das Schneiden eines schraubenförmigen Teils und Abflachen der Oberfläche der Endabschnitte des Teils ohne Verwendung von Laserstrahlen oder einem Wasserstrahl mit einem besonders hohen Druck ermöglicht.
Zudem ist es Aufgabe der Erfindung eine Technik umzusetzen, welche ein schraubenförmiges Teil nicht nur schneiden, sondern auch die äußere Form eines schraubenförmigen Teils leicht bearbeiten kann.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen und die Aufgaben zu erfüllen, liefert die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils durch Zuführen eines Drahtes zu einem Werkzeug und Drücken des Drahtes gegen das Werkzeug, um den Draht unter Kraft zu wickeln, welche eine Zuführwalze zum Zuführen des Drahtes zum Werkzeug, eine Walzenantriebseinheit zum drehbaren Antreiben der Zuführwalze, eine Schneideinheit, welche einen scheibenförmigen Schleifstein drehbar und beweglich hält, zum Schneiden des Drahtes durch den sich drehenden, scheibenförmigen Schleifstein, und eine Steuereinheit zum Steuern der Walzenantriebseinheit und Schneideinheit aufweist, um den scheibenförmigen Schleifstein auf einer Ebene zu bewegen, welche zu einer Wicklungswachstumsrichtung des schraubenförmigen Teils im Wesentlichen senkrecht ist, und den Draht im Wesentlichen senkrecht zur Wicklungswachstumsrichtung zu schneiden.
Zudem liefert die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils durch Zuführen eines Drahtes zu einem Werkzeug und Drücken des Drahtes gegen das Werkzeug, um den Draht unter Kraft zu wickeln, welche Folgendes aufweist: eine Zuführwalze zum Zuführen des Drahtes zum Werkzeug, eine Walzenantriebseinheit zum drehbaren Antreiben der Zuführwalze, eine Schleifeinheit, welche einen scheibenförmigen Schleifstein drehbar und beweglich hält, zum Bearbeiten einer äußeren Form des schraubenförmigen Teils durch Schleifen des Teils mit dem sich drehenden, scheibenförmigen Schleifstein und eine Steuereinheit zum Steuern der Schleifeinheit, um die äußere Form des schraubenförmigen Teils durch Bewegen des scheibenförmigen Schleifsteins auf einer Ebene zu bearbeiten, welche zu einer Wicklungswachstumsrichtung des schraubenförmigen Teils im Wesentlichen senkrecht ist.
Zudem liefert die Erfindung ein Steuerverfahren einer Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils, welche eine Zuführwalze zum Zuführen eines Drahtes zu einem Werkzeug, eine Walzenantriebseinheit zum drehbaren Antreiben der Antriebswalze und zumindest eine Schneideinheit, welche einen scheibenförmigen Schleifstein mit einer Stärke gleich oder kleiner als ein Durchmesser des Drahtes drehbar und beweglich hält, zum Schneiden des Drahtes durch Drehen des scheibenförmigen Schleifsteins aufweist, wobei die Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils vorgesehen ist zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils durch Zuführen des Drahtes zum Werkzeug durch die Zuführwalze und Drücken des Drahtes gegen das Werkzeug, um den Draht unter Kraft zu wickeln, wobei das Verfahren den Schritt zum Steuern der Walzenantriebseinheit und der Schneideinheit aufweist, um den scheibenförmigen Schleifstein auf einer Ebene zu bewegen, welche zu einer Wicklungswachstumsrichtung des schraubenförmigen Teils im Wesentlichen senkrecht ist, und den Draht im Wesentlichen senkrecht zur Wicklungswachstumsrichtung zu schneiden.
Zudem liefert die Erfindung ein Steuerverfahren einer Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils, welche eine Zuführwalze zum Zuführen eines Drahtes zu einem Werkzeug, eine Walzenantriebseinheit zum drehbaren Antreiben der Zuführwalze und zumindest eine Schleifeinheit, welche einen scheibenförmigen Schleifstein mit einer Stärke gleich oder kleiner als ein Durchmesser des Drahtes drehbar und beweglich hält, zum Bearbeiten einer äußeren Form des schraubenförmigen Teils durch Schleifen des Teils mit dem sich drehenden, scheibenförmigen Schleifstein aufweist, wobei die Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils vorgesehen ist zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils durch Zuführen des Drahtes zum Werkzeug durch die Zuführwalze und Drücken des Drahtes gegen das Werkzeug, um den Draht unter Kraft zu wickeln, wobei das Verfahren den Schritt zum Steuern der Schleifeinheit aufweist, um die äußere Form des schraubenförmigen Teils durch Bewegen des scheibenförmigen Schleifsteins auf einer Ebene zu bearbeiten, welche zu einer Wicklungswachstumsrichtung des schraubenförmigen Teils im Wesentlichen senkrecht ist.
Nach der Erfindung ist es möglich, ein schraubenförmiges Teil zu schneiden und die Oberfläche der Endabschnitte des Teils ohne Verwendung von Laserstrahlen oder eines Wasserstrahls als Schneideinheit abzuflachen.
Zudem ermöglicht die Erfindung nicht nur das Schneiden eines schraubenförmigen Teils, sondern auch die leichte Bearbeitung der äußeren Form eines schraubenförmigen Teils.
Aufgrund der obigen Merkmale wird eine Nachbearbeitung unter Verwendung einer Schleifmaschine unnötig und die Produktionseffizienz kann erhöht werden. Da große Geräte zum Ausstrahlen von Laserstrahlen oder Emittieren eines Wasserstrahls nicht länger erforderlich sind und der Dorn und ähnliches unnötig werden, kann eine Federherstellungsvorrichtung zu geringen Kosten konfiguriert werden.
Andere Aufgaben und Vorteile neben den oben Erörterten sind Fachmännern aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung offensichtlich. In der Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, welche einen Teil derselben bilden und ein Beispiel der Erfindung veranschaulichen. Solch ein Beispiel erschöpft jedoch nicht die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung, und daher sollte auf die der Beschreibung folgenden Ansprüche zum Bestimmen des Bereiches der Erfindung Bezug genommen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beiliegenden Zeichnungen, welche in die Beschreibung eingebaut sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern der Prinzipien der Erfindung.
1 ist eine Perspektivansicht, welche ein äußeres Erscheinungsbild einer Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, in welcher ein scheibenförmiger Schleifstein einer Schleifsteinwerkzeugeinheit erkannt werden kann bzw. ersichtlich ist.
2 ist eine Vorderansicht von 1.
3A und 3B sind eine Perspektivansicht bzw. seitliche Schnittansicht der Schleifsteinwerkzeugeinheit.
4 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems einer Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Ablaufplan, welcher einen Arbeitsablauf zum Herstellen eines Teils beschreibt, welcher ein Verfahren 1 zum Schneiden eines Drahtes unter Verwendung der Herstellungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform enthält.
6A bis 6C sind erläuternde Ansichten des Schneidverfahrens 1.
7 ist ein Ablaufplan, welcher einen Arbeitsablauf zum Herstellen eines Teils beschreibt, welcher das Verfahren 2 zum Schneiden eines Drahtes unter Verwendung der Herstellungsvorrichtung nach der Ausführungsform enthält.
8A und 8B sind erläuternde Ansichten des Schneidverfahrens 2.
9A bis 9C sind eine Vorderansicht, Seitenansicht bzw. ein Querschnitt, welche eine äußere Form eines schraubenförmigen Teils zeigen, welches durch die Herstellungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform hergestellt wurde.
10A bis 10C sind Ansichten, welche eine äußere Form eines schraubenförmigen Teils zeigen, welches durch die Schleifsteinwerkzeugeinheit nach der Ausführungsform bearbeitet wird.
11 ist eine Perspektivansicht, welche ein äußeres Erscheinungsbild einer Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, in welcher ein scheibenförmiger Schleifstein einer Schleifsteinwerkzeugeinheit ersichtlich ist.
12 ist eine Vorderansicht der 11.
13 ist ein Ablaufplan, welcher einen Arbeitsablauf zum Herstellen eines Teils beschreibt, welcher ein Verfahren 3 zum Schneiden eines Drahtes unter Verwendung der Herstellungsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform enthält.
14 ist eine erläuternde Ansicht des Schneidverfahrens 3.
15 ist eine Perspektivansicht, welche ein äußeres Erscheinungsbild einer Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, in welcher ein scheibenförmiger Schleifstein einer Schleifsteinwerkzeugeinheit ersichtlich ist.
16 ist eine Perspektivansicht, welche ein äußeres Erscheinungsbild der Schleifsteinwerkzeugeinheit nach der dritten Ausführungsform zeigt.
17A und 17B sind eine Vorderansicht bzw. Seitenansicht der in 16 gezeigten Schleifsteinwerkzeugeinheit.
18A und 18B sind Ansichten, welche aus der Richtung Z bzw. X gezeigt werden und die Positions- bzw. Lageverhältnisse der Führung, des Helikoids, des Richtwerkzeugs und des scheibenförmigen Schleifsteins im Formgebungsraum zeigen.
19 ist eine erläuternde Ansicht eines Verfahrens zum Schneiden eines Drahtes unter Verwendung einer herkömmlichen Federherstellungsvorrichtung.
20 bis 22 sind erläuternde Ansichten eines Bearbeitungsverfahrens zum Abflachen der Oberflächen beider Endabschnitte einer Feder durch eine herkömmliche Schleifmaschine.
23A und 23B sind eine Vorderansicht bzw. Seitenansicht, welche eine äußere Form einer durch die herkömmliche Schleifmaschine bearbeiteten Feder zeigen.
24A und 24B sind eine Vorderansicht bzw. Seitenansicht, welche eine äußere Form einer durch die herkömmliche Schleifmaschine bearbeiteten Feder zeigen.
25A und 25B sind eine Vorderansicht bzw. Seitenansicht, welche eine äußere Form einer durch die herkömmliche Schleifmaschine bearbeiteten Feder zeigen.
26A und 26B sind eine Vorderansicht bzw. Seitenansicht, welche eine äußere Form einer durch die herkömmliche Schleifmaschine bearbeiteten Feder zeigen.
27A ist eine Perspektivansicht von vorne, welche ein äußeres Erscheinungsbild einer Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, in welcher ein scheibenförmiger Schleifstein einer Schleifsteinwerkzeugeinheit ersichtlich ist.
27B ist eine Perspektivansicht von hinten, welche ein äußeres Erscheinungsbild einer Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, in welcher ein scheibenförmiger Schleifstein einer Schleifsteinwerkzeugeinheit ersichtlich ist.
28 ist eine Vorderansicht von 27A.
29A ist eine Perspektivansicht von vorne, welche einen vertikal beweglichen Tisch der vorliegenden Ausführungsform zeigt, bei welchem die Abdeckung der unteren Werkzeugeinheit entfernt ist.
29B ist eine Perspektivansicht von hinten, welche den vertikal beweglichen Tisch der vorliegenden Ausführungsform zeigt, bei welchem die Abdeckung der unteren Werkzeugeinheit entfernt ist.
30A und 30B sind Perspektivansichten der in 27A bis 29B gezeigten Werkzeugeinheiten, welche in einer anderen Richtung gezeigt werden.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nach den beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben werden.
Zwar sind die folgenden Ausführungsformen als Beispiel geliefert, welches die vorliegende Erfindung umsetzt, aber es sollte klar sein, dass die Erfindung auf die Korrektur oder Modifikation der folgenden Ausführungsformen anwendbar ist bzw. eine Korrektur oder Modifikation derselben vorgenommen werden kann ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.
In den folgenden Ausführungsformen enthält ein „schraubenförmiges Teil” oder „Helikoid” federförmige Elemente, wie beispielsweise Schraubenfedern, sowie Antennen, welche durch das schraubenförmige Wickeln eines Drahtes erzeugt werden (siehe 9A bis 9C).
[Erste Ausführungsform]
1 ist eine Perspektivansicht, welche ein äußeres Erscheinungsbild einer Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Zeichnung ist ein scheibenförmiger Schleifstein einer Schleifsteinwerkzeugeinheit ersichtlich. 2 ist eine Vorderansicht der 1
Als Beispiel der Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils wird nachstehend eine Vorrichtung zum Herstellen einer Schraubenfeder beschrieben.
Wie in 1 und 2 gezeigt, weist die Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils nach der ersten Ausführungsform (nachstehend als Herstellungsvorrichtung bezeichnet) Folgendes auf: eine Drahtzuführeinheit 10, welche einen Draht W zu einem Formgebungsraum (Richtwerkzeug 21) über einem Formgebungstisch 1 zuführt, zwei Werkzeugeinheiten 20, welche gegen den von der Drahtzuführeinheit 10 zugeführten Draht W zum Biegen des Drahtes W unter Kraft und schraubenförmigen Wickeln desselben gedrückt werden, Schleifsteinwerkzeugeinheiten 30, welche als Schneideinheit zum Schneiden des Drahtes W durch einen ultradünnen, scheibenförmigen Schleifstein 31 dienen, welcher sich mit einer hohen Drehzahl dreht, und eine Messeinheit 40, welche eine Wicklungslänge und einen Außendurchmesser des scheibenförmigen Schleifsteins 31 misst.
Die Drahtzuführeinheit 10 weist eine Führung 11, welche den Draht W von einer Drahtversorgungsquelle (nicht gezeigt) zum Formgebungsraum führt, und ein Paar an vertikal angeordneten Zuführwalzen 12 auf, welche den Draht W mitten im Ablauf der Führung 11 fest greifen und den Draht W zum Formgebungsraum zuführen.
Eine der Zuführwalzen 12 (die Untere) wird durch eine Walzenantriebseinheit, wie beispielsweise ein Drahtzuführmotor (siehe 4), gedreht und die andere Zuführwalze 12 (die Obere) durch die vorangehende Walze durch eine Anordnung von Zahnrädern oder ähnlichem angetrieben. Die Drehung dieser Zuführwalzen 12 befördert den Draht W in Drahtzuführrichtung (Y-Achsen-Richtung) entlang einer Drahtzuführnut (nicht gezeigt), welche innerhalb der Führung 11 vorgesehen ist, und schiebt den Draht W aus dem Endabschnitt 11a der Führung 11 zum Formgebungsraum.
Alle Werkzeugeinheiten 20 weisen ein Richtwerkzeug 21 auf, welches gegenüber dem Endabschnitt 11a der Führung 11 angeordnet ist. Während der Draht W durch die Zuführwalzen 21 herausgeschoben wird, wird der Draht W gegen jedes Richtwerkzeug 21 gedrückt, wodurch er unter Kraft gebogen und schraubenförmig gewickelt wird, um ein Helikoid 2 zu bilden.
Der Endabschnitt jedes Richtwerkzeugs 21 weist eine Nut auf. Durch Vornehmen einer Feineinstellung des Winkels der Nut in Bezug auf die Zuführrichtung des Drahtes, wird der Draht W auf der Oberfläche (Y-Z-Ebene) gewickelt und wachsen gelassen, welche zur Wicklungswachstumsrichtung (X-Achsen-Richtung) im Wesentlichen senkrecht ist. Zudem kann jedes Richtwerkzeug 21 in Richtung der Werkzeugachse durch einen Antriebsmotor des Richtwerkzeugs hin- und herbewegt werden (siehe Zeichnungen). Durch Steuern des Richtwerkzeug-Antriebsmotors und Einstellen des Abstands zwischen dem Endabschnitt jedes Richtwerkzeugs 21 und dem Endabschnitt 11a der Führung 11 (genau gesagt, die Mitte des Wicklungsdurchmessers) ist es möglich, eine Schraubenfeder mit einem erwünschten Wicklungsdurchmesser (d. h. ein Außendurchmesser oder mittlerer Durchmesser der Wicklung) zu bilden. Zudem wird durch Einstellen der Zuführmenge des Drahtes W mit den Zuführwalzen 12 die Wicklungsanzahl des Helikoids bestimmt.
Normalerweise sind zwei Richtwerkzeuge 21 vorgesehen. Der Schnittpunkt der Achsenlinien, welche sich von den jeweiligen Werkzeugachsen erstrecken, entspricht nahezu der Mitte des Wicklungsdurchmessers. Jedes der Richtwerkzeuge ist in Bezug auf die Mitte des Wicklungsdurchmessers in einem Winkel von 90° angeordnet. Durch Verstellen der Position des Schnittpunktes der Achsenlinien, welche sich von den jeweiligen Werkzeugachsen erstrecken, von der Drahtzuführposition nach oben (Z-Achsen-Richtung), ist es möglich eine rechtsgängige Schraubenfeder zu bilden. Andererseits ist es durch Verstellen der Position des Schnittpunktes nach unten möglich, eine linksgängige Schraubenfeder zu bilden.
An das Richtwerkzeug 21 angrenzend ist ein Steigungswerkzeug 22 vorgesehen, welches eine Wicklungssteigung einstellt, indem es gegen den Draht W gestoßen wird, welcher schraubenförmig gewickelt wird. Durch einen Antriebsmotor des Steigungswerkzeugs (siehe 4), ist das Steigungswerkzeug 22 im Wesentlichen parallel zur Wicklungswachstumsrichtung beweglich und in einem vorbestimmten Winkel auf der Drehachse drehbar, welche im Wesentlichen parallel zur Wicklungswachstumsrichtung ist. Durch Steuern des Steigungswerkzeug-Antriebsmotors (siehe 4) ist es möglich, eine Schraubenfeder mit einer erwünschten Steigung zu bilden.
Wenn das Steigungswerkzeug 22 beim Wickeln des Drahtes W nicht dazwischen liegt, wird die Schraubenfeder keinen Raum zwischen den gewickelten Wicklungsabschnitten aufweisen. Wenn das Steigungswerkzeug 22 dazwischen liegt, wird eine Druckschraubenfeder gebildet, bei welcher die Wicklungsabschnitte mit einer gewünschten Steigung beabstandet sind.
Die Messeinheit 40 ist auf der Seite der Werkzeugeinheit (die in Bezug auf den Formgebungsraum den Zuführwalzen 12 gegenüberliegende Seite) auf dem Formgebungstisch 1 angeordnet. Die Messeinheit 40 misst eine Wicklungslänge basierend auf Bilddaten, welche durch Abtasten eines Bildes des sequentiellen Wachsenlassens des Helikoids mit einer CCD-Kamera oder ähnlichem erhalten werden. Die Messeinheit 40 misst auch einen Außendurchmesser des scheibenförmigen Schleifsteins, was später beschrieben werden wird.
Man beachte, dass eine gegenüber dem Formgebungstisch angeordnete Einspannvorrichtung zum Halten des freien Endes des Helikoids 2, welche später bei 6A bis 6C beschrieben werden wird, in den Zeichnungen ausgelassen wurde.
<Schleifsteinwerkzeugeinheit>
3A und 3B sind eine Perspektivansicht bzw. seitliche Schnittansicht einer Schleifsteinwerkzeugeinheit.
Die Schleifsteinwerkzeugeinheiten 30 sind auf eine Weise angeordnet, dass die scheibenförmigen Schleifsteine 31 entlang der vertikalen Richtung (Z-Achsen-Richtung) im Formgebungsraum zueinander weisen. Man beachte, dass entweder auf der Ober- oder der Unterseite zumindest eine Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 vorgesehen sein kann.
Die Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 lagert den scheibenförmigen Schleifstein 31 auf eine Weise, dass der scheibenförmige Schleifstein 31 in einem Zustand parallel zum Formgebungstisch 1 (parallel zur Y-Z-Ebene) drehbar ist. Während des Drehens des scheibenförmigen Schleifsteins 31 ist die Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 zumindest in Wicklungswachstumsrichtung (X-Achsen-Richtung) und entlang der Oberfläche beweglich, welche im Wesentlichen senkrecht zur Wicklungswachstumsrichtung (Richtung parallel zur Y-Z-Ebene) ist.
Die Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 weist Folgendes auf: eine Drehantriebseinheit 32, welche den scheibenförmigen Schleifstein 31 dreht, eine Einheit 33 zum Antreiben in X-Richtung, welche die Drehantriebseinheit 32 in Richtung der X-Achse antreibt, und eine Einheit 34 zum Antreiben in Z-Richtung, welche die Drehantriebseinheit 32 und Einheit 33 zum Antreiben in X-Richtung in Richtung der Z-Achse antreibt.
Die Drehantriebseinheit 32 weist Folgendes auf: eine Drehachse 32a, deren eines Ende am scheibenförmigen Schleifstein 31 angebracht ist, ein Drehachsengehäuse 32b, welches die Drehachse 32a derart lagert, dass die Achse 32a frei drehbar ist, und einen Drehantriebsmotor 32c, welcher mit einer Ausgangsachse 32d verbunden ist, welche am anderen Ende der Drehachse 32a angebracht ist und durch das Drehachsengehäuse 32b gelagert wird.
Die Einheit 33 zum Antreiben in X-Richtung weist Folgendes auf: ein Gehäuse 33a der Achse zum Antreiben in X-Richtung, welches mit dem Drehachsengehäuse 32b verbunden ist, eine Achse 33b zum Antreiben in X-Richtung, welche durch das Gehäuse 33a der Achse zum Antreiben in X-Richtung gelagert wird, um in Richtung der X-Achse verschiebbar zu sein, und einen Motor 33c zum Antreiben in X-Richtung, welcher mit einer Ausgangsachse 33d verbunden ist, welche an der Achse 33b zum Antreiben in X-Richtung über eine Kugelumlaufspindeleinrichtung oder ähnliches angebracht ist und die Achse 33b zum Antreiben in X-Richtung in einer Schiebebewegung in Richtung der X-Achse antreibt. Der Motor 33c zum Antreiben in X-Richtung wird durch das Gehäuse 33a der Achse zum Antreiben in X-Richtung gelagert.
Zudem weist die Einheit 34 zum Antreiben in Z-Richtung Folgendes auf: ein Gehäuse 34a einer Achse zum Antreiben in Z-Richtung, welches auf dem Formgebungstisch montiert ist, eine Achse 34b zum Antreiben in Z-Richtung, welche durch das Gehäuse 34a der Achse zum Antreiben in Z-Richtung gelagert wird, um in Richtung der Z-Achse verschiebbar zu sein, und mit dem Gehäuse 33a der Achse zum Antreiben in X-Richtung verbunden ist, und einen Motor 34c zum Antreiben in Z-Richtung, welcher mit einer Ausgangsachse 34d verbunden ist, welche an der Achse 34b zum Antreiben in Z-Richtung über eine Kugelumlaufspindeleinrichtung oder ähnliches angebracht ist und die Achse 34b zum Antreiben in Z-Richtung in einer Schiebebewegung in Richtung der Z-Achse antreibt. Der Motor 34c zum Antreiben in Z-Richtung wird durch das Gehäuse 34a der Achse zum Antreiben in Z-Richtung gelagert.
Man beachte, dass der scheibenförmige Schleifstein 31 an einer vom Richtwerkzeug 21 in Richtung der X-Achse entfernten Position auf dem Formgebungstisch 1 gebildet ist, um das Richtwerkzeug 21 nicht zu stören. Auch wird der Hubbereich des scheibenförmigen Schleifsteins 31 in Richtung der Z-Achse derart eingestellt, dass er das Richtwerkzeug nicht stört.
<Blockkonfiguration>
4 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems der Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine CPU 100 steuert die gesamte Vorrichtung. Eine Betätigungseinheit 101 erteilt Befehle zum Betätigen oder Anhalten der Vorrichtung und Einstellen verschiedener Parameter, wie z. B. eine Größe eines schraubenförmigen Teils. Die Betätigungseinheit 101 enthält eine Displayeinheit 102 zum Anzeigen des Operationsinhalts und des Vorrichtungsstatus. Man beachte, dass die CPU 100 einen Programmspeicher 103 zum Speichern eines Betätigungsablaufes und ein RAM 104 zur Verwendung als Arbeitsbereich enthält. Für die folgenden Motoren sind die Antriebseinrichtungen 105 bis 110 vorgesehen. Ein Drahtzuführmotor 111, z. B. ein Servomotor, dreht die Zuführwalze 12. Ein Richtwerkzeug-Antriebsmotor 112 zum Antreiben des Richtwerkzeugs, z. B. ein Servomotor, treibt das Richtwerkzeug 21 in Richtung der Werkzeugachse an. Ein Steigungswerkzeug-Antriebsmotor 113, z. B. ein Servomotor, dreht das Steigungswerkzeug 22. Ein Drehantriebsmotor 114, z. B. ein Servomotor, dreht den scheibenförmigen Schleifstein 31 mit einer vorbestimmten Drehzahl. Ein Motor 115 zum Antreiben in X-Richtung und ein Motor 116 zum Antreiben in Z-Richtung bewegen die Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 in Richtung der X-Achse bzw. der Z-Achse. Mit anderen Worten wird die Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 zumindest parallel zur Y-Z-Ebene bewegt, welche zur Wicklungswachstumsrichtung im Wesentlichen senkrecht ist, um den Draht W im Wesentlichen senkrecht zur Wicklungswachstumsrichtung zu schneiden.
Man beachte bei der oben beschriebenen Konfiguration, dass die Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 mit einem Motor zum Antreiben in Y-Richtung versehen werden kann, um den scheibenförmigen Schleifstein 31 in Richtung der Y-Achse zu bewegen.
Die Messeinheit 40 und Einspannvorrichtung 120, welche später beschrieben werden, sind mit der CPU 100 elektrisch verbunden, wie in 4 gezeigt, um durch die CPU 100 gesteuert zu werden.
<Schneidverfahren 1>
Als nächstes wird in Bezug auf 1 bis 4 und 5 bis 6A–6C ein Arbeitsablauf zum Herstellen eines Teils beschrieben, welcher ein Drahtschneidverfahren 1 unter Verwendung der zuvor erwähnten Herstellungsvorrichtung enthält.
Das Schneidverfahren 1 ist ein Arbeitsablauf zum Schneiden des Drahtes W, welcher in eine vorbestimmte Wicklungslänge wachsen gelassen wurde, während des Anhaltens der Zuführung des Drahtes W.
5 ist ein Ablaufplan, welcher einen Arbeitsablauf zum Herstellen eines Teils beschreibt, welcher das Drahtschneidverfahren 1 unter Verwendung der Herstellungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform enthält. 6A bis 6C sind erläuternde Ansichten des Schneidverfahrens 1. Zur Erleichterung der Erläuterung liefert die folgende Beschreibung einen Fall, in welchem das Richtwerkzeug 21 eine Schraubenfeder mit einem festgelegten Wicklungsdurchmesser, d. h. ein einheitlicher Wicklungsdurchmesser, herstellt.
Wenn das in 5 gezeigte Verfahren beginnt, stellt ein Benutzer im Schritt S1 verschiedene Parameter als Anfangseinstellung ein, d. h. die Drahtstärke (Durchmesser), eine Wicklungslänge und die Anzahl an herzustellenden Produkten. Die CPU 100 lässt die Drehung des scheibenförmigen Schleifsteins 31 anlaufen und treibt die Motoren zum Antreiben in X-Richtung und Z-Richtung an, um den scheibenförmigen Schleifstein 31 in die Ausgangsstellung zu bewegen. Hierin wird der scheibenförmige Schleifstein mit ca. 2500 bis 3000 U/Min gedreht. Unter den scheibenförmigen Schleifsteinen mit einem Außendurchmesser von 50 bis 300 mm und einer Stärke von 0,1 bis 5,0 mm, wird der für den scheibenförmigen Schleifstein 31 ausgewählt, welcher eine Stärke gleich oder kleiner als der Durchmesser des Drahtes W (z. B. 0,1 bis 20 mm) aufweist. Beispielsweise kann eine von Heiwa Technica Co. Ltd. (http://www.heiwa-tec.co.jp/) hergestellte Diamantschneidscheibe oder Feinschneidscheibe, eine von Disco Co. Ltd. (http://www.discousa.com/jp/products/catalog/index.html) hergestellte Klinge zum Zerschneiden in Chips oder eine durch Keihin Kogyosho Co. Ltd. erzeugte Scheibe zum Schneiden von Diamanten und CBN verwendet werden.
Im Schritt S2 erfasst die CPU 100 den Außendurchmesser des scheibenförmigen Schleifsteins 31 unter Verwendung der Messeinheit 40. Basierend auf dem Abweichungswert (Menge des Schleifabriebs) des Außendurchmessers des scheibenförmigen Schleifsteins 31, welcher basierend auf dem Erfassungsergebnis berechnet wurde, berechnet die CPU 100 eine Korrektur einer Bewegungsstrecke des scheibenförmigen Schleifsteins 31.
Im Schritt S3 steuert die CPU 100 den Drahtzuführmotor 111, den Richtwerkzeug-Antriebsmotor 112 und den Steigungswerkzeug-Antriebsmotor 113 basierend auf den im Schritt S1 eingestellten Parametern und der im Schritt S2 gegebenen korrigierten Bewegungsstrecke synchron und wickelt dadurch den Draht W mit einer erwünschten Steigung schraubenförmig, wie in 6A gezeigt.
Im Schritt S4 bestimmt die CPU 100, ob es Zeit zum Schneiden ist. Der Zeitpunkt zum Schneiden wird durch Erfassen der Wicklungslänge mit der Messeinheit 40 und Bestimmen, ob die erfasste Wicklungslänge den eingestellten Wert erreicht hat, welcher in Schritt 1 gegeben wurde, bestimmt. Der Schneidzeitpunkt kann auch dadurch bestimmt werden, ob die Länge des Drahtes W zugeführt wurde, welche der im Schritt S1 gegebenen Wicklungslänge entspricht. Bis der Zeitpunkt zum Schneiden des Drahtes bestimmt wird, werden der Drahtzuführmotor 111, der Richtwerkzeug-Antriebsmotor 112 und der Steigungswerkzeug-Antriebsmotor 113 wie programmiert kontinuierlich angetrieben.
Wenn im Schritt S4 der Schneidzeitpunkt bestimmt wird (JA im Schritt S4), fährt die Steuerung mit dem Schritt S5 fort. Die CPU 100 hält den Drahtzuführmotor 111 vorübergehend an und bewegt die Einspannvorrichtung 120 nach vorne, welche gegenüber dem Formgebungstisch angeordnet ist, wie in 6B gezeigt, um das freie Ende des gebildeten Helikoids 2 zu halten.
Im Schritt S6 steuert die CPU 100 den Motor zum Antreiben in Z-Richtung, wie in 6C gezeigt, um den Draht vom Außenumfang des Helikoids 2 unter Verwendung des scheibenförmigen Schleifsteins 31 zu schneiden, und bewegt dann den Schleifstein 31 in die Ausgangsstellung.
Im Schritt S7 wiederholt die CPU 100 die Steuerung von den Schritten S2 bis S6 bis die Anzahl an Helikoiden die herzustellende Anzahl erreicht, welche im Schritt S1 gegeben wird. Wenn die herzustellende Anzahl erreicht wird, wird die Steuerung zum Beenden des Programms im Schritt S8 ausgeführt und die Drehung des scheibenförmigen Schleifsteins 31 angehalten.
Gemäß dem vorangehenden Arbeitsablauf wird bei Vollendung des Schneidens des Drahtes durch den scheibenförmigen Schleifstein 31 gleichzeitig die Vorderkante des schraubenförmigen Teils gebildet, welches als nächstes herzustellen ist.
Durch das gleichzeitige Steuern der absteigenden Bewegung des scheibenförmigen Schleifsteins 31 der oberen Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 und der aufsteigenden Bewegung des scheibenförmigen Schleifsteins 31 der unteren Schleifsteinwerkzeugeinheit 30, um eine im Wesentlichen gleiche Bewegungsstrecke zu erzielen, kann das schraubenförmige Teil geschnitten werden, während es durch die oberen und unteren scheibenförmigen Schleifsteine 31 eingespannt wird. Daher ist es möglich ein Biegen des schraubenförmigen Teils und Schneiden des Drahtes ohne Verwendung der zuvor erwähnten Einspannvorrichtung 120 zu vermeiden.
<Schneidverfahren 2>
Als nächstes wird in Bezug auf 1 bis 4 und 7 bis 8A–8B ein Arbeitsablauf zum Herstellen eines Teils beschrieben, welcher ein Drahtschneidverfahren 2 unter Verwendung der zuvor erwähnten Herstellungsvorrichtung enthält.
Das Schneidverfahren 2 ist ein Arbeitsablauf zum Schneiden des Drahtes W, während dieser zugeführt und in eine schraubenförmige Gestalt wachsen gelassen wird.
7 ist ein Ablaufplan, welcher einen Ablauf zum Herstellen eines Teils beschreibt, welcher das Drahtschneidverfahren 2 unter Verwendung der Herstellungsvorrichtung nach der Ausführungsform enthält. 8A und 8B sind erläuternde Ansichten des Schneidverfahrens 2. Ähnlich dem oben beschriebenen Schneidverfahren 1, liefert die folgende Beschreibung zur Erleichterung der Erläuterung einen Fall, in welchem eine Schraubenfeder mit einem einheitlichen Wicklungsdurchmesser hergestellt wird.
In 7 ähneln die Schritte S1 bis S5 und S7 bis S8 denen des oben beschriebenen Schneidverfahrens 1. Der Unterschied zum Verfahren 1 liegt in den Schritten S16 und S17, welche auf den Schritt S5 folgen. Im Schritt S16 steuert die CPU 100 den Motor 116 zum Antreiben in Z-Richtung, wie in 8A gezeigt, um den Draht vom Außenumfang des Helikoids 2 unter Verwendung des scheibenförmigen Schleifsteins 31 nur durch die Länge zu schneiden, welche dem Drahtdurchmesser entspricht.
Im Schritt S17 steuert die CPU 100 gleichzeitig den Drahtzuführmotor 111 und den Motor 115 zum Antreiben in X-Richtung, um das Helikoid während des Wachsenlassens zu schneiden. 8B zeigt einen Zustand des Schneidens des des Helikoids 2, während es wachsen gelassen wird. Während das Helikoid 2 um eine Länge wächst, welche einer Wicklung entspricht (während der der Wicklung entsprechende Draht zugeführt wird), bewegt sich der scheibenförmige Schleifstein 31 um eine dem Drahtdurchmesser entsprechende Strecke in X-Richtung (Wicklungswachstumsrichtung). Man beachte, dass die Einspannvorrichtung 120 während des Haltens des Helikoids 2 auf der X-Achse verschiebbar ist.
Aufgrund dieser Schritte kann der Draht W geschnitten werden, während er zugeführt und wachsen gelassen wird. Daher ist die Herstellungszeit jedes Teils verkürzt und die Produktionseffizienz erhöht.
Nach der oben beschriebenen Ausführungsform kann der Endabschnitt eines schraubenförmigen Teils ohne Verwendung von Laserstrahlen oder einem Wasserstrahl mit besonders hohem Druck gleichzeitig geschnitten und abgeflacht werden. Daher wird eine Nachbearbeitung unter Verwendung einer Schleifmaschine unnötig und die Produktionseffizienz kann erhöht werden. Da große Vorrichtungen zum Ausstrahlen von Laserstrahlen oder Emittieren eines Wasserstrahls nicht länger erforderlich sind und der Dorn und ähnliches unnötig werden, kann die Federherstellungsvorrichtung zu geringen Kosten konfiguriert werden.
Unter den Druckschraubenfedern ist das obige Beispiel bei der Herstellung einer Feder mit einem kleinen Verhältnis (4 oder weniger) des Außendurchmessers zum Drahtdurchmesser (D/d) besonders effektiv. Wenn das Verhältnis D/d 4 oder weniger beträgt, verkleinert sich genauer der Innendurchmesser der Feder und folglich verkleinert sich der Dorn, welcher in den Wicklungsabschnitt interveniert bzw. eingreift, und wird unfähig, die Schneidlast auszuhalten, und die Haltbarkeit des Dorns verkürzt sich extrem.
Im Gegensatz dazu kann die oben beschriebene Ausführungsform weitaus vorteilhaft sein, da gilt, je kleiner das Verhältnis D/d der Feder (Feder mit einem kleinen Außendurchmesser), desto kürzer die Schneidzeit und kleiner die ultradünnen Abschnitte an beiden Enden der Feder. Daher ist es möglich, das herkömmliche Schneidproblem zu lösen und die mühselige Aufgabe zum Schleifen der Endflächen zu beseitigen, welche im Falle des Herstellens einer Feder mit einem kleinen Verhältnis D/d erforderlich war, und folglich möglich, eine äußerst revolutionäre Technologie umzusetzen.
[Modifikation der ersten Ausführungsform]
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird der scheibenförmige Schleifstein 31 der Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 zum Schneiden des Helikoids und Schleifen der Endabschnitte des Helikoids verwendet. In der Modifikation ist die Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 als Schleifeinheit zum Bearbeiten der äußeren Form des schraubenförmigen Teils adaptiert.
9A bis 9C sind eine Vorderansicht, Seitenansicht bzw. ein Querschnitt, welche eine äußere Form eines schraubenförmigen Teils zeigen, welches durch die Herstellungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform hergestellt wurde. 10A bis 10C sind Ansichten, welche eine äußere Form eines schraubenförmigen Teils zeigen, welches durch die Schleifsteinwerkzeugeinheit nach der Ausführungsform bearbeitet wird.
Das in 9A bis 9C gezeigte schraubenförmige Teil 2 ist eine Antenne, welche durch das schraubenförmige Wickeln eines Drahtes mit einem rechteckigen Querschnitt konfiguriert ist und auf einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung montiert ist, wie beispielsweise ein Mobiltelefon.
Durch Steuern der Betätigung der jeweiligen Einheiten 10 bis 40, welche in 1 bis 3B gezeigt sind, unter Verwendung der CPU 100 in 4 kann ein Draht durch die oben beschriebene Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils schraubenförmig gewickelt werden. Danach kann eine Nut 2a auf der äußeren Umfangsfläche durch Steuern der Betätigung der Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 und ein konischer Abschnitt 2c oder ein unebener Abschnitt 2b gebildet werden, wobei der Durchmesser an den Endabschnitten verringert wird.
Es muss nicht erwähnt werden, dass ähnlich der ersten Ausführungsform die Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 nach der Bearbeitung der äußeren Form des schraubenförmigen Teils das schraubenförmige Teil schneiden und die Endabschnitte des schraubenförmigen Teils schleifen kann.
Nach der Modifikation der ersten Ausführungsform kann die Herstellungsvorrichtung ein schraubenförmiges Teil nicht nur schneiden, sondern auch die äußere Form des schraubenförmigen Teils mit Leichtigkeit bearbeiten.
[Zweite Ausführungsform]
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird das Schneiden des Helikoids unter Verwendung von nur der Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 durchgeführt. In der zweiten Ausführungsform wird jedoch das Schneiden des Helikoids durch das zusammenwirkende Betätigen der Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 und der Lasereinheit 50 durchgeführt.
11 ist eine Perspektivansicht, welche ein äußeres Erscheinungsbild einer Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In der Zeichnung ist der scheibenförmige Schleifstein der Schleifsteinwerkzeugeinheit ersichtlich. 12 ist eine Vorderansicht von 11. Man beachte, dass die Einspannvorrichtung in 11 und 12 ausgelassen wurde.
Die in 11 und 12 gezeigte Konfiguration weist anstelle der Schleifsteinwerkzeugeinheit 30, welche in der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, eine Lasereinheit 50 auf. Man beachte, dass die Messeinheit 40 in der Zeichnung ausgelassen wurde. Für die Struktur wie die von 1, werden identische Bezugsnummern zugewiesen und die Beschreibungen derselben ausgelassen. Die Position der Lasereinheit 50 kann mit der Position der Schleifsteinwerkzeugeinheit 30, welche an der Unterseite vorgesehen ist, geschaltet werden.
Die Lasereinheit 50 wird durch die in 4 gezeigte CPU 100 gesteuert und kann ähnlich der Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 den Laserkopf 51 zumindest in Wicklungswachstumsrichtung (X-Achsen-Richtung) und Richtung entlang der Oberfläche bewegen, welche zur Wicklungswachstumsrichtung (Richtung parallel zur Y-Z-Ebene) im Wesentlichen senkrecht ist. Die Lasereinheit 50 dient zum Herstellen einer Schnittlinie auf einem Teil der Schnittstelle des Drahtes W, welcher schraubenförmig gewickelt wurde.
Wie in der herkömmlichen Technik beschrieben, enthält ein Helikoid, welches durch die Schleifsteinwerkzeugeinheit 30 geschnitten wird, an beiden Enden ultradünne Abschnitte.
Aufgrund der Lasereinheit 50, welche in der zweiten Ausführungsform zusätzlich vorgesehen ist, wird die Nachbearbeitung zum Entfernen der ultradünnen Abschnitte unnötig, da die ultradünnen Abschnitte gleichzeitig mit dem Ausführen des Schneidens des Drahtes durch den scheibenförmigen Schleifstein 31 entfernt werden können.
<Schneidverfahren 3>
Als nächstes wird in Bezug auf 4 und 11 bis 14 ein Arbeitsablauf zum Herstellen eines Teils beschrieben, welcher ein Drahtschneidverfahren 3 unter Verwendung der Herstellungsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform enthält.
Im Schneidverfahren 3 wird der Draht in eine vorbestimmte Wicklungslänge wachsen gelassen, dann das Zuführen des Drahtes angehalten und die Lasereinheit 50 stellt eine Schnittlinie auf einem Teil des Außenumgangs des Drahtes W vor dem Schneiden des Drahtes W her. Folglich können die ultradünnen Abschnitte an den Endabschnitten des Helikoids 2 gleichzeitig mit dem Schneiden des Drahtes entfernt werden, welches durch den scheibenförmigen Schleifstein 31 durchgeführt wird.
13 ist ein Ablaufplan, welcher einen Teil des Herstellungsablaufes beschreibt, welcher das Drahtschneidverfahren 3 unter Verwendung der Herstellungsvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform enthält. 14 ist eine erläuternde Ansicht des Schneidverfahren 3. Ähnlich den oben beschriebenen Schneidverfahren 1 und 2, liefert die folgende Beschreibung zur Erleichterung der Erläuterung einen Fall, in welchem eine Schraubenfeder mit einem einheitlichen Wicklungsdurchmesser hergestellt wird.
In 13 ähneln die Schritte S1 bis S5 und S6 bis S8 denen des oben beschriebenen Schneidverfahrens 1. Die Bearbeitung unterscheidet sich im Schritt S26, welcher auf den Schritt S5 folgt. Genauer steuert die CPU 100 im Schritt S26 die Lasereinheit 50, um eine Schnittlinie auf einem Teil des Außenumfangs des Drahtes W herzustellen, welche der Stelle entspricht, welche durch den scheibenförmigen Schleifstein 31 zu schneiden ist. Wie in 14 gezeigt, werden die Schnittlinien 3a und 4a an zwei Positionen auf der Vorderseite und Rückseite des Außenumfangs des Drahtes W in Y-Richtung hergestellt, welche sich als ultradünne Abschnitte 3 und 4 erweisen werden, wenn der Draht durch den scheibenförmigen Schleifstein 31 geschnitten werden wird.
Danach steuert die CPU 100 im Schritt S6 den Motor 116 zum Antreiben in Z-Richtung auf eine Weise, dass sich der scheibenförmige Schleifstein 31 über den ungeschnittenen Teil der Schnittlinien 3a und 4a an den zuvor erwähnten zwei Positionen bewegt, um den Draht zu schneiden, und entfernt dadurch die ultradünnen Endabschnitte des Drahtes W.
Nach der zweiten Ausführungsform wird die herkömmliche Betätigung zum Entfernen der ultradünnen Abschnitte unter Verwendung einer Feile oder ähnlichem unnötig und daher kann die Produktionseffizienz erhöht werden.
[Dritte Ausführungsform]
In den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen sind die scheibenförmigen Schleifsteine 31 der Schleifsteinwerkzeugeinheiten 30 derart vertikal (in Z-Richtung) angeordnet, dass die Bewegungsrichtung der scheibenförmigen Schleifsteine 31 zur Drahtzuführrichtung (Y-Richtung) orthogonal ist. In der dritten Ausführungsform ist ein scheibenförmiger Schleifstein 81 der Schleifsteinwerkzeugeinheit 80 jedoch auf eine Weise angeordnet, dass sich der scheibenförmige Schleifstein 81 entlang der Drahtzuführrichtung bewegt und der Drahtzuführrichtung entgegengesetzt positioniert ist. Genauer ist der scheibenförmige Schleifstein 81 an der Position angeordnet, an welcher das Richtwerkzeug 21 in der ersten Ausführungsform angeordnet ist, d. h. eine Position entlang der Drahtzuführrichtung und gegenüber der Führung 11.
15 ist eine Perspektivansicht, welche ein äußeres Erscheinungsbild einer Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Zeichnung ist der scheibenförmige Schleifstein der Schleifsteinwerkzeugeinheit ersichtlich. 16 ist eine Perspektivansicht, welche ein äußeres Erscheinungsbild der Schleifsteinwerkzeugeinheit nach der dritten Ausführungsform zeigt. 17A und 17B sind eine Vorderansicht bzw. Seitenansicht der in 16 gezeigten Schleifsteinwerkzeugeinheit. 18A und 18B sind Ansichten, welche aus Z- bzw. X-Richtung gezeigt werden und die Positionsverhältnisse der Führung, des Helikoids, Richtwerkzeugs und scheibenförmigen Schleifsteins im Formgebungsraum zeigen. Man beachte, dass die Einspannvorrichtung in 15 ausgelassen wurde.
In 15 bis 18A–18B weist die Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils nach der dritten Ausführungsform Folgendes auf: eine Drahtzuführeinheit 60, welche einen Draht W zu einem Formgebungsraum (Werkzeug) über dem Formgebungstisch zuführt, zwei Werkzeugeinheiten 70, welche zum Biegen unter Kraft und schraubenförmigen Wickeln des Drahtes W gegen den von der Drahtzuführeinheit 60 zugeführten Draht W gestoßen werden, eine Schleifsteinwerkzeugeinheit 80 und eine Lasereinheit 90. Man beachte, dass die Messeinheit, welche eine Wicklungslänge und einen Außendurchmesser des scheibenförmigen Schleifsteins misst, nicht in der Zeichnung gezeigt wird. Auch ist die Lasereinheit in 16, 17A und 17B ausgelassen. Die Funktionen der jeweiligen Einheiten 60 bis 90 ähneln denen, welche in der ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben wurden, und diese Einheiten werden durch die in 4 gezeigte CPU 100 gesteuert.
Die Drahtzuführeinheit 60 weist eine Führung 61, welche den Draht W von einer Drahtversorgungsquelle (nicht gezeigt) zum Formgebungsraum führt, und zwei Paare an vertikal angeordneten Zuführwalzen 62 auf, welche den Draht W mitten im Ablauf der Führung 61 fest greifen und den Draht W zum Formgebungsraum zuführen.
Jede der Werkzeugeinheiten 70 weist ein Richtwerkzeug 71 auf, welches gegenüber dem Endabschnitt 61a der Führung 61 angeordnet ist. Während der Draht W durch die Zuführwalzen 62 herausgeschoben wird, wird derselbe gegen jedes Richtwerkzeug 71 gestoßen und dadurch unter Kraft gebogen und schraubenförmig gewickelt, um ein Helikoid 2 zu bilden. Man beachte, dass die Werkzeugeinheiten 70 auf eine Weise angeordnet sind, dass die zwei Richtwerkzeuge normalerweise einen Winkel von 90° bilden.
Die Schleifsteinwerkzeugeinheit 80 ist auf eine Weise angeordnet, dass sich der Schleifstein 81 entlang der Drahtzuführrichtung bewegt und der Drahtzuführrichtung entgegengesetzt positioniert ist. Das Paar an Werkzeugeinheiten 70 ist an der Position angeordnet, an welcher die Schleifsteinwerkzeugeinheiten 30 in der ersten Ausführungsform angeordnet sind, d. h., das Paar an Werkzeugeinheiten 70 ist in Bezug auf den Formgebungsraum in Z-Richtung vertikal angeordnet.
Die Werkzeugeinheit 70 treibt das Richtwerkzeug 71 vertikal an. Am Endabschnitt 71a des Richtwerkzeugs 71 ist eine Nut gebildet, welche geneigt ist, um zum herausgeschobenen Draht zu weisen. Für andere Konfigurationen, welche denen von 1 ähneln, werden identische Bezugsnummern zugewiesen und die Beschreibungen derselben ausgelassen.
Die Schleifsteinwerkzeugeinheit 80 weist Folgendes auf: eine Schleifsteintrageinheit 82, welche den scheibenförmigen Schleifstein 81 drehbar lagert, einen Tisch 83 zum Antreiben in Y-Richtung, welcher die Schleifsteintrageinheit 82 in Y-Richtung bewegt, und einen Tisch 84 zum Antreiben in X-Richtung, welche den Tisch 83 zum Antreiben in Y-Richtung in X-Richtung bewegt, und eine Basis 85, welche den Tisch 84 zum Antreiben in X-Richtung lagert, um in X-Richtung beweglich zu sein. Man beachte, dass die Position des scheibenförmigen Schleifsteins 81 in Z-Richtung durch eine Stellschraube 86 eingestellt wird.
Zudem weist die Schleifsteinwerkzeugeinheit 80 Folgendes auf: einen Drehantriebsmotor 87, welcher den scheibenförmigen Schleifstein 81 dreht, einen Motor (nicht gezeigt) zum Antreiben in Y-Richtung, welcher den Tisch zum Antreiben in Y-Richtung in Y-Richtung bewegt, und einen Motor 88 zum Antreiben in X-Richtung, welcher den Tisch 84 zum Antreiben in X-Richtung in X-Richtung bewegt.
Man beachte, dass der Tisch 83 zum Antreiben in Y-Richtung vorgesehen sein kann, um durch einen Motor auch in Z-Richtung bewegt zu werden.
Die Lasereinheit 90, welche oben in Bezug auf die X-Richtung über dem scheibenförmigen Schleifstein 81 vorgesehen ist, ist an der Schleifsteintrageinheit 82 montiert. Ähnlich zum scheibenförmigen Schleifstein 81 ist die Lasereinheit 90 in Y-Z-Richtung beweglich.
Man beachte, dass das durch die Herstellungsvorrichtung nach der dritten Ausführungsform ausgeführte Schneidverfahren dem oben beschriebenen Schneidverfahren 1 ähnelt.
Wie oben erwähnt wurde, kann in der Modifikation der ersten Ausführungsform die Schleifsteinwerkzeugeinheit 80 nach der dritten Ausführungsform als Schleifeinheit angewendet werden, um die äußere Form eines schraubenförmigen Teils zu bearbeiten.
Nach der dritten Ausführungsform ist es möglich, einen großen Raum zur Anordnung des scheibenförmigen Schleifsteins 81 herzustellen. Daher ist es im Vergleich zur ersten und zweiten Ausführungsform möglich, den Außendurchmesser des Schleifsteins zu vergrößern und dadurch die Abriebsfläche zu vergrößern und die Haltbarkeit des Schleifsteins zu verlängern.
[Vierte Ausführungsform]
In der dritten Ausführungsform waren die Drahtzuführeinheit 60, die Werkzeugeinheit 7 und die Schleifsteinwerkzeugeinheit 80 jeweils auf einer separaten Vorrichtung montiert. Im Gegensatz dazu sind die Drahtzuführeinheit, die Werkzeugeinheit und die Schleifsteinwerkzeugeinheit in der vierten Ausführungsform alle auf der gleichen Vorrichtung montiert und außerdem die Werkzeugeinheit und die Schleifsteinwerkzeugeinheit auf einem gemeinsamen Tisch montiert, welcher vertikal beweglich sein kann.
27A und 27B sind eine Perspektivansicht von vorne und von hinten einer Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei ein scheibenförmiger Schleifstein einer Schleifsteinwerkzeugeinheit ersichtlich ist. 28 ist eine Vorderansicht von 27A. 29A und 29B sind Perspektivansichten von vorne und von hinten, welche den vertikal beweglichen Tisch der vorliegenden Ausführungsform zeigen, bei welchem die Abdeckung der unteren Werkzeugeinheit entfernt ist. 30A und 30B sind Perspektivansichten der in 27A bis 29B gezeigten Werkzeugeinheit, welche in einer anderen Richtung gezeigt werden.
In 27A bis 29B weist die Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils nach der vorliegenden Ausführungsform einen rechteckigen Basistisch 201, welcher auf der Oberseite einer kastenförmigen Basis (nicht gezeigt) montiert ist, und einen vertikal beweglichen Tisch auf, welcher auf dem Basistisch 201 angeordnet ist.
Die Drahtzuführeinheit 210 und Führung 211 sind auf dem Basistisch 201 montiert. Zudem sind die Werkzeugeinheit 220 und die Schleifsteinwerkzeugeinheit 230 auf dem vertikal beweglichen Tisch 202 montiert. Die Struktur einer Drahtzuführeinheit 210 ist mit der der dritten Ausführungsform identisch. Eine weitere Erläuterung wird daher ausgelassen werden.
Der vertikal bewegliche Tisch 202 ist in einem konkaven Abschnitt 201a angeordnet und wird durch die Antriebseinheit 203 des vertikal beweglichen Tisches, welche eine Zahnstangeneinrichtung (es wird nur eine Zahnstange 203b gezeigt) und einen vertikal antreibenden Motor 203a aufweist, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches angetrieben (von dem Draht als Mitte jeweils 20 mm nach oben und nach unten, daher insgesamt ca. 40 mm). Die Zahnstange 203b ist auf der Rückseite des vertikal beweglichen Tisches 202 angeordnet und der vertikal antreibende Motor 203b, welcher ein Ritzel (nicht gezeigt) antreibt, welches die Zahnstange 203b in Eingriff nimmt, ist auf der Rückseite des Basistisches 201 angeordnet.
Zudem ist die Schleifsteinwerkzeugeinheit 230 auf dem vertikal beweglichen Tisch 202 angeordnet, um entlang der Drahtzuführrichtung (Y-Richtung: Breitenrichtung) und auch entlang der senkrechten bzw. normalen Richtung (X-Richtung: Richtung nach vorne und nach hinten) der Tischfläche beweglich zu sein. Zudem sind die Werkzeugeinheiten 220 auf dem vertikal beweglichen Tisch 202 in Bezug auf die Drahtzuführrichtung derart in einem Winkel von ca. 45° angeordnet, dass die Schleifsteinwerkzeugeinheit 230 zwischen den oberen und unteren Werkzeugeinheiten positioniert ist. Man beachte, dass jede der Werkzeugeinheiten 200 vom vertikal beweglichen Tisch 202 entfernbar ist. Zudem kann zumindest eine der oberen und unteren Werkzeugeinheiten 220 auf dem vertikal beweglichen Tisch 202 in einem Winkel montiert sein, welcher die Drahtzuführrichtung orthogonal kreuzt.
Die Schleifsteinwerkzeugeinheit 230 wird durch die Einheit 233 zum Antreiben des Schleifsteins nach links und rechts, welche eine Kugelumlaufspindeleinrichtung (nicht gezeigt) und einen Motor 233a zum Antreiben in Y-Richtung aufweist, in Breitenrichtung angetrieben. Zudem kann die Schleifsteinwerkzeugeinheit 230 durch die Einheit zum Antreiben des Schleifsteins nach vorne und hinten, welche die Kugelumlaufspindeleinrichtung (nicht gezeigt) und einen Motor 234a zum Antreiben des Schleifsteins nach vorne und hinten aufweist, nach vorne und hinten angetrieben werden. Zudem kann die Schleifsteinwerkzeugeinheit 230 den Schleifstein 231 durch die Schleifsteindreheinheit 235 drehen, welche ein Zahnradgetriebe (nicht gezeigt) und einen Motor 235a zum Antreiben des Schleifsteins aufweist.
Jede der Werkzeugeinheiten 220 wird durch die Werkzeugschiebeeinheit 228, welche eine Zahnstangeneinrichtung 228b und 28c und einen Werkzeugschiebemotor 228a aufweist, zu einem Formgebungsraum (oder von demselben weg) verschiebbar angetrieben. Zudem wird jede der Werkzeugeinheiten 220 durch eine Feineinstellungseinheit 229, welche eine Kurbeleinrichtung 229b und einen Motor 229a zum Antreiben nach vorne und hinten aufweist, nach vorne und hinten angetrieben.
Die Werkzeugeinheiten 220, die in 30A und 30B gezeigt sind, weisen ein Richtwerkzeug 221, welches durch Biegen, Krümmen, Wickeln oder Schneiden unter Kraft des Drahtes ein schraubenförmiges Teil einer erwünschten Form bildet, einen Werkzeughalter 222, welcher das Richtwerkzeug 221 hält, einen Schieber 223, auf welchem der Werkzeughalter 222 angebracht ist, und eine Schieberführung 225 auf, welche den Schieber 223 zu einer Basis 224 verschiebbar lagert, wobei die Basis 224 an den vertikal beweglichen Tisch 202 montiert ist. Zudem ist der Werkzeughalter 222 mit einer Kurbeleinrichtung 229b der Feineinstellungseinheit 229 verbunden und schwenkt das Werkzeug auf einer Achse 226, welche zur Tischfläche parallel und zur Schieberichtung des Werkzeugs senkrecht ist, und nimmt dadurch eine Feineinstellung der Position des Endabschnitts 221a des Richtwerkzeugs in Bezug auf den Draht vor.
Eine Zahnstange 228c ist auf dem Schieber 223 angebracht und wird durch in Eingriff nehmen des Ritzels 228b, welches an der Ausgangswelle des Werkzeugschiebemotors 228a angebracht ist, angetrieben. Eine Abdeckung 227, welche den Schieber 223, die Basis 224 und die Schieberführung 225 schützt, ist an der Werkzeugeinheit 220 in einem Zustand angebracht, in welchem die Werkzeugeinheit 220 auf dem vertikal beweglichen Tisch 202 montiert ist.
Die Werkzeugarten, Positionen und ähnliches können selbstverständlich willkürlich eingestellt werden. Als Werkzeugeinheiten 220 können andere Werkzeuge als das in den Zeichnungen gezeigte Richtwerkzeug, z. B. Biegewerkzeuge, Haltewerkzeuge und ähnliche, welche verschiedene Formen aufweisen, montiert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der scheibenförmige Schleifstein 231 der Schleifsteinwerkzeugeinheit 230, wie es in der dritten Ausführungsformen zutrifft, derart positioniert, dass die Bewegungsrichtung des scheibenförmigen Schleifsteins 231 der Drahtzuführrichtung entgegengesetzt ist. Aus diesem Grund ist die Betätigung zum Schneiden des Drahtes mit der des Drahtschneidverfahrens 1 identisch, wie oben erwähnt wurde, welches durch Antreiben aller Antriebsmotoren 203a, 228a, 229a, 233a, 234a, 235a durch das in 4 gezeigte Steuersystem implementiert wird.
Nach der vorliegenden Erfindung ist es zusätzlich zum Effekt der dritten Ausführungsform durch den vertikal beweglichen Tisch 202, welcher in Bezug auf den Basistisch 201, auf welchem die Drahtzuführeinheit 210 montiert ist, vertikal beweglich ist (mit anderen Worten vertikal in Bezug auf den Draht W, welcher durch die Zuführwalze 212 zugeführt wird), möglich, die Drehachse 231a des scheibenförmigen Schleifsteins 231 der Schleifsteinwerkzeugeinheit 230 einzustellen, um mit der Mitte des Außendurchmessers des schraubenförmigen Teils übereinzustimmen. Selbst wenn die äußere Form des schraubenförmigen Teils verändert wird, ist es aus diesem Grund möglich, die relativen Positionen des Werkzeugs 221 und des scheibenförmigen Schleifsteins 231 erneut einzustellen.
Selbstverständlich kann, wie in der Modifikation der ersten Ausführungsform offenbart, die Schleifsteinwerkzeugeinheit 230 der vierten Ausführungsform als Schleifeinheit zum Bearbeiten der äußeren Farm des schraubenförmigen Teils adaptiert sein.
Zudem sind in der vorliegenden Ausführungsform die Lasereinheit und die Messeinheit, welche die Wicklungslänge und den Außendurchmesser des scheibenförmigen Schleifsteins misst, ausgelassen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und verschiedene Veränderungen und Modifikationen können innerhalb des Wesens und Bereiches der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Um die Öffentlichkeit vom Bereich der vorliegenden Erfindung in Kenntnis zu setzten, werden daher die folgenden Ansprüche aufgestellt.

Claims

Vorrichtung zum Herstellen eines schraubenförmigen Teils durch Zuführen eines Drahtes (W) zu einem Werkzeug (221) und Drücken des Drahtes (W) gegen das Werkzeug (221), um den Draht (W) unter Kraft zu wickeln, aufweisend: eine Zuführwalze (212) zum Zuführen des Drahtes (W) zum Werkzeug (221); eine Walzenantriebseinheit zum drehbaren Antreiben der Zuführwalze (212); eine Werkzeughalteeinheit (222), welche das Werkzeug hin zu einem Formgebungsraum verschiebbar hält; eine Schneideinheit, welche einen scheibenförmigen Schleifstein (231) drehbar und beweglich hin zu dem Formgebungsraum (230) hält, zum Schneiden des Drahtes (W) durch Drehen des scheibenförmigen Schleifsteins (231); und eine Steuereinheit zum Steuern der Walzenantriebseinheit und Schneideinheit, um den scheibenförmigen Schleifstein (231) entlang einer Ebene zu bewegen, welche zu einer Wicklungswachstumsrichtung des schraubenförmigen Teils im Wesentlichen senkrecht ist, und den Draht (W) im Wesentlichen senkrecht zur Wicklungswachstumsrichtung zu schneiden, wobei die Werkzeughalteeinheit vertikal in einer Weise angeordnet ist, dass obere Werkzeugeinheit (220) und untere Werkzeugeinheit (220) in einem 45° Grad Winkel bezüglich der Drahtzuführrichtung ist, und dass eine Drehachse des scheibenförmigen Schleifsteins (231) eingeklemmt ist zwischen oberen und unteren Werkzeugeinheiten (220), und wobei die Scheideinheit angeordnet ist in einer Weise, dass der scheibenförmige Schleifstein (231) gegenüber positioniert ist zu der Drahtzuführrichtung und das Rotationszentrum des Schleifsteins (231) ein Zentrum des Federndurchmessers des schraubenförmigen Teils trifft.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit die Steuerung auf eine Weise ausführt, dass die Drehung der Zuführwalze (212) mit der Bewegung des scheibenförmigen Schleifsteins (231), welcher durch die Schneideinheit angetrieben wird, synchron ist, um den Draht (W) im Wesentlichen senkrecht zur Wicklungswachstumsrichtung zu schneiden während der Draht (W) gewickelt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der scheibenförmige Schleifstein (231) eine Stärke gleich oder kleiner als ein Durchmesser des Drahtes (W) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, welche zudem eine Erfassungseinheit zum Erfassen eines Außendurchmessers des scheibenförmigen Schleifsteins (231) aufweist, wobei die Steuereinheit eine Bewegungsstrecke des durch die Schneideinheit angetriebenen, scheibenförmigen Schleifsteins (231) basierend auf einem Abweichungswert des Außendurchmessers des scheibenförmigen Schleifsteins (231) korrigiert, welcher anhand eines Erfassungsergebnisses der Erfassungseinheit berechnet wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 1, welche zudem eine Erfassungseinheit zum Erfassen einer Wicklungslänge des schraubenförmigen Teils aufweist, wobei die Steuereinheit die Drehung der durch die Walzenantriebseinheit angetriebenen Zuführwalzen (212) und die Bewegung des durch die Schneideinheit angetriebenen, scheibenförmigen Schleifsteins (231) basierend auf einer Wicklungslänge des schraubenförmigen Teils steuert, welche anhand des Erfassungsergebnisses der Erfassungseinheit berechnet wurde.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welche zudem eine Lasereinheit zum Schneiden eines Teils des schraubenförmig gewickelten Drahtes (W) durch einen Laser aufweist, wobei die Lasereinheit vor dem Schneiden des schraubenförmigen Teils durch die Schneideinheit eine einer Schnittposition entsprechende Schnittlinie auf dem Draht (W) derart herstellt, dass ein Endabschnitt des Drahtes (W), welcher nach dem Schneiden des schraubenförmigen Teils erzeugt wird, entfernt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Schneideinheit auf eine Weise angeordnet ist, dass sich der scheibenförmige Schleifstein (231) orthogonal zu einer Zuführrichtung des Drahtes (W) bewegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Vorderkante eines schraubenförmigen Teils, welches als nächstes herzustellen ist, gleichzeitig mit dem Vollenden des Schneidens durch die Schneideinheit gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Werkzeughalteeinheit und die Schneideinheit durch einen Tisch (202) getragen werden, welcher in Bezug auf den durch die Zuführwalze (212) zugeführten Draht (W) vertikal beweglich ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Tisch (202) gelagert wird, um durch einen Basistisch vertikal beweglich zu sein, auf welchem die Zuführwalze (212) und die Walzenantriebseinheit montiert sind.