JP2002001433A - 歪み矯正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの曲げ過ぎや曲げ不足を少なくするこ
とにより、歪み矯正作業にかかる時間を短縮でき、矯正
作業にともなうワークの疲労を少なくする。 【解決手段】 歪み矯正装置１は、ラム２７、ワーク支
持機構１０、サーボモータ３６、動力伝達機構４４、歪
みセンサ１９及び制御装置５１を備える。ラム２７は、
棒状をなすワークＷの半径方向（上下方向）へ往復動可
能に設けられている。ワーク支持機構１０は、ワークＷ
の歪み部分をラム２７に向けた状態で、同ワークＷを支
持する。動力伝達機構４４は、サーボモータ３６の回転
を直線往復動に変換してラム２７に伝達し、そのラム２
７を前記歪み部分に押圧させて歪みを矯正する。制御装
置５１は、歪みセンサ１９の検出結果に基づき、前記歪
み部分の歪み量を所定範囲に収めるためのラム２７の目
標位置を求め、ラム２７がその目標位置へ移動するよう
にサーボモータ３６を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シャフト等の棒状
をなすワークの歪み（半径方向における撓み）を取り除
くために用いられる歪み矯正装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、棒状をなすワークの歪みを、ラム
と呼ばれる硬質の部材を押し当てることにより取り除く
ようにした歪み矯正装置が知られている。この装置で
は、油圧シリンダが用いられており、そのシリンダから
下方へ出没するピストンロッドの下端に前記ラムが取付
けられる。ワークは横置きにされ、その歪み部分がラム
に向けられた状態で、すなわち、歪んだ部分が最も高く
なる回転位相にされた状態で、ワーク支持機構によって
支持される。そして、ワークの歪み量が許容範囲内に収
まるように油圧シリンダが駆動制御される。ピストンロ
ッドとともにラムが下降してワークを押圧する。この押
圧によりワークが曲げられ、前記歪み部分が矯正され
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
歪み矯正装置においては、ラムの停止位置が必ずしも一
定にはならない。これは、主として、ラムのアクチュエ
ータとして油圧シリンダを使用していることによる。す
なわち、ピストンロッドの停止に際し、油圧回路での油
の流れを、電磁弁等の方向制御弁によって切替えている
が、その切替え動作が油を介して油圧シリンダに伝達す
るまでに若干の時間を要する。方向制御弁の切替えから
若干遅れてピストンロッドが停止するため、ラムが目標
位置を越えて停止するものと考えられる。また、早めに
油圧回路を切替えたとしても、前記と同様の理由によ
り、ラムが目標位置に停止するとは限らない。さらに、
油温の上昇にともなう油圧の変動も、ラムの停止位置が
ばらつく原因の１つであると考えられる。

【０００４】そして、このことが、ワークの曲げ過ぎ、
曲げ不足を引き起こしている。いずれの場合も、再度油
圧シリンダを駆動してラムをワークに押し当てることに
より対処しているが、歪みの矯正作業に時間がかかって
しまい、作業効率の低下を招いている。また、ワークを
曲げ過ぎた場合には、それを矯正するために反対方向に
ワークを曲げるが、この作業を何度も行っているうち
に、ワークが金属疲労を引き起こすおそれがある。

【０００５】そこで、本発明の課題は、ワークの曲げ過
ぎや曲げ不足を少なくすることにより、歪み矯正作業に
かかる時間を短縮でき、矯正作業にともなうワークの疲
労を少なくできる歪み矯正装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、棒状をなすワークの半径方向へ往復動可能に設けら
れた押圧部材と、前記ワークの歪み部分を前記押圧部材
に向けた状態で、同ワークを支持するワーク支持機構
と、サーボモータと、前記サーボモータの回転を直線往
復動に変換して前記押圧部材に伝達し、その押圧部材を
前記歪み部分に押圧させて歪みを矯正する動力伝達機構
と、前記ワークの歪み量を検出する歪み量検出器と、前
記歪み量検出器の検出結果に基づき、前記歪み部分の歪
み量を所定範囲に収めるための前記押圧部材の目標位置
を求め、押圧部材がその目標位置へ移動するように前記
サーボモータを制御する制御手段とを備えている。

【０００７】従って、歪み矯正に際しては、ワークの歪
み部分が押圧部材に向けられた状態で、そのワークがワ
ーク支持機構により支持される。一方、ワークの歪み量
が歪み量検出器によって検出される。そして、制御手段
により、歪み量検出器の検出結果に基づき、歪み部分の
歪み量を所定範囲に収めるための押圧部材の目標位置が
求められる。押圧部材がその目標位置へ移動するように
サーボモータが制御される。この制御により、サーボモ
ータの回転が動力伝達機構により押圧部材に伝達され、
押圧部材がワークの半径方向へ往復動する。押圧部材が
ワークに押し当てられると、前記歪み部分が曲げられ
て、歪みが矯正される。

【０００８】ここで、本発明では、押圧部材を往復動さ
せるためのアクチュエータとしてサーボモータが用いら
れている。サーボモータには、指令信号に対する応答性
が要求されるため、通常のモータに比べて、頻繁な始動
・停止が可能であり、発生トルクが大きい、慣性が小さ
い等の特徴がある。従って、前述したサーボモータの制
御により、動力伝達機構を介して、押圧部材を前記目標
位置に正確に停止させることが可能である。特に、作動
のために油を用いていないので、油圧シリンダを用いた
場合に比べ応答性に優れ、所望のタイミングでサーボモ
ータの回転が停止する。その結果、高い精度で押圧部材
が目標位置に停止し、その押圧部材によりワークの歪み
部分が適正量曲げられて、歪み量が所定範囲に収まる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記動力伝達機構は、前記ワークの半
径方向へ往復動可能、かつ回転不能に設けられるととも
に、前記押圧部材に連結されたねじ軸と、前記ねじ軸に
螺合され、かつ前記サーボモータにより回転駆動される
ナットとを備えている。

【００１０】従って、サーボモータが回転すると、その
回転はナットに伝達され、同ナットがねじ軸の回りを回
転する。回転が止められているねじ軸は、前記ナットの
回転によりワークの半径方向へ移動し、これにともなっ
て押圧部材が同方向へ移動する。この動力伝達機構は、
ねじ軸及びナットといった機械部品の組合せにより構成
されており、サーボモータの動きが、これらのねじ軸及
びナットを介して押圧部材に瞬時に伝達される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を、図面に従って説明する。本実施形態での歪み矯
正の対象となるのは、棒状をなし、かつ円形の断面形状
を有するワークＷである。ただし、断面の大きさは一定
でなくてもよく、長さ方向における部分部分によって異
なっていてもよい。また、ワークＷの材質は特に限定さ
れない。ここでは、断面が一様である金属製のシャフト
がワークＷとされている。

【００１２】図１，３に示すように、歪み矯正装置１
は、その土台部分を構成するベッド２と、ベッド２に対
し垂直に立ったコラム３とを備えている。ベッド２の上
には、テーブル４が水平方向へ往復動可能に取付けられ
ている。詳しくは、図４に示すように、ベッド２の上に
は一対のガイドレール５が固定され、テーブル４の下面
には一対のサドルサポート（支持脚）６が固定されてお
り、これらのサドルサポート６がガイドレール５にスラ
イド可能に嵌合されている。ベッド２の上であってテー
ブル４の後方（図４の左方）には、テーブル送り用のサ
ーボモータ７が設置されている。このサーボモータ７の
出力軸には、カップリング（図示略）を介して送りねじ
２０が連結されている。一方、テーブル４の後面にはナ
ット（図示略）が固定されており、このナットに前記送
りねじ２０が螺合されている。そして、サーボモータ７
の作動にともなう送りねじ２０の回転がナットに伝達さ
れることにより、同ナットが送りねじ２０に沿って移動
する。これにともない、サドルサポート６がガイドレー
ル５に沿ってスライドし、テーブル４がベッド２の上で
往復動する。

【００１３】図２，４に示すように、テーブル４上の一
方（図２の左方）の端部には主軸台８が固定され、その
主軸台８には主軸頭９が軸１１により上下方向へ回動自
在に支持されている。主軸頭９には、駆動軸としての主
軸１２と、その主軸１２を回転駆動するためのステッピ
ングモータ１３とが設けられている。さらに、主軸台８
の上には、主軸頭９を下から支えるダンパ１４が設けら
れている。テーブル４上の他方（図２の右方）の端部に
おいて、前記主軸台８と対向する箇所には心押台１５が
固定されている。心押台１５には、前記主軸頭９と同様
にして、心押頭２９が軸（図示略）により上下方向へ回
動可能に支持されている。心押頭２９には、回動自在に
支持された従動軸としての心押軸１６と、その心押軸１
６を水平方向へ出没させるアクチュエータとが設けられ
ている。アクチュエータとしては、ここではエアシリン
ダ１７が用いられているが、これに限られない。また、
心押台１５の上には、心押頭２９を下から支えるダンパ
３０が設けられている。前記ワークＷは、その両端面の
中心にあけられたセンター穴に、前記主軸１２及び心押
軸１６の各先端が挿入されることによって支持される。
そして、これらの主軸台８、主軸１２、ステッピングモ
ータ１３、心押台１５、心押軸１６、エアシリンダ１７
等によって、ワーク支持機構１０が構成されている。

【００１４】図２に示すように、テーブル４上であっ
て、主軸台８と心押台１５との間には、ワークＷを下側
から受ける複数のサポータ１８と、歪み量検出器として
の複数の歪みセンサ１９とが設けられている。サポータ
１８及び歪みセンサ１９の各数は特に限定されないが、
ここでは前者が４つに、後者が３つに設定されている。
各歪みセンサ１９は、ばねによって常に上方へ付勢され
てワークＷに下方から接触している。すなわち、歪みセ
ンサ１９はワークＷの形状（歪み）に追従して変位し、
ワークＷとの接触箇所（高さ）に基づき歪み量を検出す
る。

【００１５】さらに、主軸台８の近傍には、歪み矯正後
のワークＷを主軸１２から押出すための押出し装置２１
が設けられている。また、テーブル４には、押出し装置
２１によって押出されたワークＷをテーブル４の前方
（図３，４の右方）へ払出すための払出し装置２２が設
けられている。図４に示すように、払出し装置２２は、
軸２３により支持されたアーム２４と、そのアーム２４
に連結されたアクチュエータとしてのエアシリンダ２５
と、軸２３の近傍に設置されたワーク受け２６とを備え
ている。この払出し装置２２では、通常は、アーム２４
が二点鎖線で示す箇所に位置しているが、歪み矯正後
に、アーム２４がエアシリンダ２５の押上げ力によっ
て、軸２３を支点として上方へ回動し、実線で示す位置
に至る。すると、ワークＷがその傾斜したアーム２４に
沿って転がり、ワーク受け２６に導かれる。

【００１６】図２に示すように、ワークＷの上方には、
押圧部材としてのラム２７が、ワークＷの半径方向であ
る上下方向へ往復動可能に設けられている。ラム２７は
焼き入れが施された鋼板によって形成されており、その
下端部には、ワークＷの断面形状に合わせて円弧状の凹
部（図３参照）２８が設けられている。

【００１７】このラム２７を往復動させる機構について
説明すると、図１，３に示すように、コラム３上部の取
付板３１には、左右一対のガイドシャフト３２が上下方
向へ往復動可能に挿通されている。両ガイドシャフト３
２の下端部にはプレート３３が固定されている。一方、
取付板３１の上にはケース３４が取付けられており、そ
の上面の後部（図３の左側部）には減速機３５を介して
ＡＣサーボモータ３６が取付けられている。サーボモー
タ３６は、サーボ機構において、入力信号に応じて制御
対象である機械負荷を操作、駆動するモータである。サ
ーボ機構とは、物体の位置、角度等を制御量として、目
標値の任意の変化に追従するように構成された自動制御
系である。このサーボ機構においては、通常、目標の回
転角と実際の回転角とが２つの回転角センサによって電
圧信号に変換され、その差が増幅されて、サーボモータ
３６が回転される。２つの回転角センサの電圧信号の差
が演算され、その差に基づき、迅速かつ正確に目標の回
転角まで負荷が回転される。前記減速機３５の出力軸３
５ａはケース３４の内部に入り込んでおり、その出力軸
３５ａにタイミングプーリ３７が取付けられている。

【００１８】また、ケース３４内の前部には、ナット３
８が軸受３９により回動可能に支持されており、このナ
ット３８の上部にタイミングプーリ４１が一体回転可能
に取付けられている。このタイミングプーリ４１と、前
記減速機側のタイミングプーリ３７とにはタイミングベ
ルト４２が掛けられている。ナット３８にはねじ軸４３
が螺合されている。ねじ軸４３は、その下端部において
前記プレート３３に固定されており、回転不能となって
いる。そして、ねじ軸４３の下端部又はプレート３３に
ラム２７が固定されている。ここでは、これらのねじ軸
４３とナット３８として、ボールねじが用いられてい
る。ボールねじは、ねじ軸４３の雄ねじとナット３８の
雌ねじとの間に鋼球（ボール）を入れたねじであり、雄
ねじと雌ねじの間のすべり接触による摩擦抵抗を，転が
り抵抗に置きかえて軽減するものである。上記機構中、
両タイミングプーリ３７，４１、タイミングベルト４
２、ナット３８、ねじ軸４３等によって、サーボモータ
３６の回転を直線往復動に変換してラム２７に伝達する
動力伝達機構４４が構成されている。

【００１９】なお、ねじ軸４３は、ダストカバー４５に
よって覆われている。ダストカバー４５は、ごみ等がね
じ軸４３等に付着するのを防止できるものであればよ
く、ここでは、布によって蛇腹状に形成されたものが用
いられている。また、図１，３中の４６は、作業者の手
等が歪み矯正装置１を含む所定の空間内に入ったとき
に、そのことを検出して警告するための左右一対（図１
では右側のもののみ図示）のエリアセンサである。ま
た、４７は、ガイドシャフト３２が基準位置（原点）に
達したことを検出するリミットスイッチである。

【００２０】前述した歪みセンサ１９、リミットスイッ
チ４７は、制御手段としての制御装置５１の入力側に接
続され、サーボモータ７，３６、ステッピングモータ１
３、エアシリンダ１７，２５、押出し装置２１は制御装
置５１の出力側に接続されている。制御装置５１は、各
種センサ１９，４７等の検出値に基づき、サーボモータ
７，３６等の各種アクチュエータを制御する。

【００２１】次に、前記構成の歪み矯正装置１を用いて
ワークＷの歪みを矯正する作業について説明する。図５
〜７は、制御装置５１によって実行される処理の一部で
ある。図５は、ワークＷの弾性変形量をチェックするた
めのルーチンを示し、図６，７は、チェックした弾性変
形量に基づき、歪みを矯正するためのルーチンを示して
いる。

【００２２】まず、図５の弾性変形量チェックルーチン
の実行に先立ち、人手により、多数本のワークＷのうち
から無作為に複数本（例えば３本）を選ぶ。そのうちの
１本を、サポータ１８の上に置き、エアシリンダ１７を
作動させて心押軸１６を心押台１５から突出させる。心
押軸１６の先端が一方のセンター穴に入り込み、ワーク
Ｗが主軸台８側へ押される。他方のセンター穴に主軸１
２の先端が入り込み、ワークＷが主軸１２及び心押軸１
６によって両側から支持される。この状態では、ワーク
Ｗはサポータ１８から若干（１．５〜２．０ｍｍ程度）
浮上がる。

【００２３】弾性変形量チェックルーチンでは、制御装
置５１はまずステップＳ１０において、サーボモータ７
を制御することにより、所定の歪みセンサ１９がラム２
７の下方に位置するまでテーブル４を移動させる。ステ
ップＳ２０において、サーボモータ３６を制御すること
により、ラム２７を、ワークＷに接する位置まで下降さ
せる。ステップＳ３０において、ラム２７を、予め定め
ておいた距離ｄだけ下降させ、ステップＳ４０におい
て、歪みセンサ１９の値を、ワークＷの弾性変形量ｅ１
として読込む。

【００２４】次に、ステップＳ５０において、ラム２７
を前記距離ｄだけ上昇させる。すなわち、ワークＷを元
の位置へ戻す。ステップＳ６０において、そのときの歪
みセンサ１９の値を、ワークＷの弾性変形量ｅ２として
読込む。そして、ステップＳ７０において、ステップＳ
４０，Ｓ６０での両弾性変形量ｅ１，ｅ２が等しいかど
うかを判定する。この判定条件が満たされていないと、
すなわち、ラム２７の押圧により曲げられたワークＷが
自身の弾性復元力によって元の状態に戻っていると、ス
テップＳ９０において、前記距離ｄに所定値、例えば
０．１ｍｍを加算及び更新し、前記ステップＳ３０へ戻
る。

【００２５】一方、ステップＳ７０の判定条件が満たさ
れていると、すなわち、ラム２７の押圧により曲げられ
たワークＷが元の状態に戻らなくなると、ステップ８０
において、そのときのラム２７の位置を、ワークＷが弾
性復元しなくなる位置としてメモリ（記憶手段）に記憶
する。ステップＳ１００において、歪みセンサ１９が接
しているワークＷの３箇所について、前記ラム２７の位
置を記憶したかどうかを判定し、満たされていないとス
テップＳ１０へ戻り、満たされていると弾性変形量チェ
ックルーチンを終了する。このように、３つの歪みセン
サ１９の接触している箇所に関し、ワークＷが弾性復元
しなくなるときのラム２７の位置をメモリに記憶する。

【００２６】なお、本実施形態では、ワークＷ間におけ
る前記ラム２７の位置のばらつきを考慮して、上記弾性
変形量チェックルーチンを複数本（３本）のワークＷに
関して行うようにしている。そして、各ワークＷに関し
て記憶した複数箇所（３箇所）のラム２７の位置の平均
値を求め、この値を以後の処理に用いるようにしてい
る。

【００２７】次に、図６，７の歪み矯正処理ルーチンで
は、制御装置５１はまずステップＰ１０において、サー
ボモータ７を制御することにより、所定の歪みセンサ１
９がラム２７の下方に位置するまでテーブル４を移動さ
せる。ステップＰ２０において、ステッピングモータ１
３を作動させて、主軸１２及び心押軸１６によって支持
されたワークＷを、所定の単位角度α（例えば０．９
°）回転させる。このとき、ステッピングモータ１３に
よって主軸１２が回転駆動されるが、心押軸１６はこれ
に追従して回転する。ステップＰ３０において、歪みセ
ンサ１９によるワークＷの歪み量をメモリに記憶する。
ステップＰ４０において、ワークＷが１回転（３６０°
回転）したかどうかを判定し、満たされていないとステ
ップＰ２０へ戻る。このように、ワークＷの歪み量が所
定角度α刻みでメモリに記憶される。このときには、前
述したようにワークＷがサポータ１８からわずかに浮上
がっているため、回転によりワークＷがサポータ１８に
接触することがない。このため、正確な歪み量を検出及
び記憶することができる。

【００２８】ステップＰ４０の判定条件が満たされてい
ると、ステップＰ５０において、前記ステップＰ３０で
記憶した値の中で一番歪み量の多い回転位相を割出す。
ステップＰ６０において、前記弾性変形量チェックルー
チンで求めた、ワークＷが弾性復元しなくなるときのラ
ム２７の位置（平均値）に基づき、歪み量を所定範囲に
収めるためのラム２７の目標位置を決定する。例えば、
ワークＷが弾性復元しなくなるときのラム２７の位置そ
のものを目標位置としてもよいし、これを補正した位置
を目標位置としてもよい。補正方法としては、所定値を
加算したり、所定の係数（補正係数）を乗算したりする
ことが挙げられる。また、目標位置の算出に際しては、
前記ステップＰ５０の回転位相での歪み量を考慮しても
よい。

【００２９】次に、図７のステップＰ７０において、前
記ステップＰ５０で割出した回転位相となるように、ワ
ークＷを回転させる。この回転位相では、ワークＷの最
も大きく歪んだ部分が上側、すなわちラム２７側を向く
ことになる。ステップＰ８０において、ラム２７が前記
ステップＰ６０での目標位置まで下降するようにサーボ
モータ３６を制御し、その後、ラム２７を上昇させる。

【００３０】ステップＰ９０において、歪みセンサ１９
による歪み量が許容範囲の上限値以下であるかどうかを
判定し、ステップＰ１００において、歪み量が許容範囲
の下限値以上であるかどうかを判定する。両判定条件が
満たされていると、すなわち、歪み量が所定の許容範囲
内に収まっていると、ステップＰ１１０において、上記
の矯正処理をワークＷの３箇所（歪みセンサ１９の接し
ている箇所）について行ったかどうかを判定する。この
判定条件が満たされていないとステップＰ１０へ戻り、
満たされていると歪み矯正処理ルーチンを終了する。

【００３１】これに対し、前記ステップＰ９０，Ｐ１０
０のいずれか一方が満たされていないと、ステップＰ１
２０〜１４０で補正矯正処理を行う。詳しくは、前記ス
テップＰ９０の判定条件が満たされていないと、すなわ
ち、ラム２７によるワークＷの矯正が足りないと、ステ
ップＰ１２０で前記目標位置を補正する。そして、ラム
２７を補正位置まで下降させた後、上昇させ、ステップ
Ｐ９０へ戻る。ステップＰ１００の判定条件が満たされ
ていないと、すなわち、ラム２７によるワークＷの矯正
が過剰であると、ステップＰ１３０においてワークＷを
１８０°回転させる。ステップＰ１４０において、ラム
２７を所定距離下降させた後上昇させ、ステップＰ９０
へ戻る。これらのステップＰ１２０〜Ｐ１４０の処理に
より、歪み量が許容範囲内に収まる。

【００３２】上述したように、本実施形態によると、歪
み矯正に際しては、ワークＷの歪み量が歪みセンサ１９
によって検出される。制御装置５１により、歪みセンサ
１９の検出結果に基づき、歪み部分の歪み量を所定範囲
に収めるためのラム２７の目標位置が求められる。ワー
クＷの歪み部分がラム２７に向けられた状態で、そのワ
ークＷがワーク支持機構１０により支持される。ラム２
７が前記目標位置へ移動するようにサーボモータ３６が
制御される。この制御により、サーボモータ３６の回転
が動力伝達機構４４によりラム２７に伝達されてラム２
７が昇降する。すなわち、サーボモータ３６が回転する
と、その回転は減速機３５、タイミングプーリ３７、タ
イミングベルト４２及びタイミングプーリ４１を介して
ナット３８に伝達され、同ナット３８がねじ軸４３の回
りを回転する。回転が止められているねじ軸４３は、ナ
ット３８の回転により上下方向へ移動し、これにともな
ってラム２７が同方向へ移動する。ラム２７が目標位置
まで下降する過程でワークＷに押下げ力が加わり、前記
歪み部分が曲げられて、歪みが矯正される。

【００３３】ここで、本実施形態では、ラム２７を往復
動させるためのアクチュエータとしてサーボモータ３６
を用いている。サーボモータには、指令信号に対する応
答性が要求されるため、通常のモータに比べて、頻繁な
始動・停止が可能であり、発生トルクが大きい、慣性が
小さい等の特徴がある。また、動力伝達機構４４が、減
速機３５、タイミングプーリ３７，４１、タイミングベ
ルト４２、ねじ軸４３及びナット３８といった機械部品
の組合せにより構成されており、サーボモータ３６の回
転が、これらの機械部品を介してラム２７に瞬時に伝達
される。従って、これらのサーボモータ３６の制御と、
動力伝達機構４４による動力伝達とにより、ラム２７を
前記目標位置に正確に停止させることが可能である。ま
た、サーボモータ３６の作動のために油を用いていない
ので、油圧シリンダを用いた場合（従来技術に相当）に
比べ応答性に優れ、サーボモータ３６が所望のタイミン
グで回転が停止する。

【００３４】その結果、ラム２７によりワークＷの歪み
部分を適正量曲げて、歪み量を許容範囲内に収めること
ができる。ワークＷの曲げ過ぎ、曲げ不足の頻度が低く
なり、歪み量を許容範囲内に収めるまでに要する時間が
短くなり、歪み矯正作業全体に要する時間を短縮でき
る。また、ワークＷを曲げ過ぎると、それを矯正するた
めにワークＷを反対方向へ曲げるが、これを繰り返して
いると、金属疲労を起こすおそれがある。これに対し本
実施形態では、曲げ過ぎの頻度が低くなることに加え、
曲げ過ぎの程度も小さくなるので、曲げの繰り返しに起
因する金属疲労の発生を防止することができる。

【００３５】本実施形態は前述した事項以外にも次の特
徴を有する。 （ａ）ラムを往復動させるためのアクチュエータとして
油圧シリンダを用いた場合（従来技術に相当）、その作
動時にピストンロッドが比較的大きな音をともなって往
復動するばかりか、その油圧シリンダに加圧した油を供
給する油圧ユニット、とりわけ油圧ポンプからも大きな
音が発生する。従って、歪み矯正装置の作動にともなう
騒音の問題も無視できない。これに対し、サーボモータ
３６を用いている本実施形態では、その作動音が非常に
小さい。また、油圧ユニットが不要であるため、その作
動にともなう音の発生もない。従って、歪み矯正装置１
の作動にともない生ずる音が非常に小さく、騒音の問題
を解消できる。

【００３６】（ｂ）ラムを往復動させるためのアクチュ
エータとして油圧シリンダを用いた場合（従来技術に相
当）には、油圧ユニットにおける油圧ポンプの作動にと
もない油温が上昇するため、これを冷却する装置が別途
必要となる。これに対し、サーボモータを用いている本
実施形態では、もともと油を用いていないので、このよ
うな冷却装置を設ける必要がない。

【００３７】（ｃ）仮に、テーブルを往復動させるため
のアクチュエータとして油圧シリンダを用いた場合に
は、テーブルを所望の位置に正確に停止させることが難
しい。右から左へ移動させた場合の停止位置と、左から
右へ移動させた場合の停止位置との間でずれが生ずる場
合がある。そして、特に、短いワークの場合には、この
ずれによる影響が大きく、歪みの矯正精度の低下を招く
ことがある。これに対し、本実施形態では、サーボモー
タ７を用いているため、テーブル４を所望の位置に正確
に停止させることができる。

【００３８】（ｄ）仮に、主軸頭９が主軸台８に固定さ
れ、心押頭２９が心押台１５に固定されていると、ワー
クＷの両端部が固定状態にあることから、ラム２７によ
ってワークＷの所望の歪み部分が曲げられたとき、それ
とは異なる箇所が新たに歪んでしまうおそれがある。こ
れに対し、本実施形態では、主軸頭９が軸１１により主
軸台８に支持され、心押頭２９が軸により心押台１５に
支持された、いわゆるフローティング機構が採用されて
いる。このため、ラム２７によってワークＷの歪み部分
が曲げられて、そのワークＷの全体が下方へ撓もうとし
たとき、その撓みに追従して、主軸頭９及び心押頭２９
が上方へ回動する。ワークＷの両端部に対し、これらを
移動不能に保持しようとする力が加わらない。所望の歪
み部分の矯正にともない、別の箇所が新たに歪むのを防
止することができる。

【００３９】（ｅ）ワークＷの歪みを矯正する１つの方
法として、ラムを少しずつ（一定距離ずつ）下降させる
とともに、その下降毎に、歪み量が許容範囲に入ってい
るかどうかを判定し、この許容範囲に入るまで、前記ラ
ムの下降を繰り返す方法が考えられる。しかし、これで
は、最終的には歪みを許容範囲に収めることができるも
のの、矯正作業に長い時間がかかる。これに対し、本実
施形態では、歪み量を許容範囲に収めるための目標位置
を求め、ラム２７をその目標位置へ一気に移動させ、そ
の後、必要に応じて目標位置を補正するようにしてい
る。このため、効率よくラム２７を移動させ、矯正作業
時間を一層短くすることができる。

【００４０】（ｆ）ワークＷの弾性変形量は、たとえ同
じ外径であっても、材質の種類、熱処理の有無、熱処理
の方法等の要素によって異なってくる。従って、これら
を考慮せずに、例えば外径のみによってラムの目標位置
を決定すると、ワークの歪み部分を曲げ過ぎたり曲げ足
りなかったりする。これに対し、本実施形態では、ワー
クＷが弾性復元しなくなるときのラム２７の位置（平均
値）を求め、これに基づいてラム２７の目標位置を決め
ている。このため、前述した材質の種類、熱処理の有無
等の影響を排除でき、歪み部分の曲げ過ぎや曲げ不足を
少なくすることができる。

【００４１】なお、本発明は次に示す別の実施形態に具
体化することができる。 （１）前記実施形態では、歪み矯正処理ルーチンにおい
て、各ワークＷの３箇所について、歪み量が同程度であ
るとして、１箇所ずつ歪み量を検出し、歪み矯正処理を
行っている。これに代えて、最初に３箇所についての歪
み量を検出し、その歪み量の多い箇所から順に歪み矯正
処理を行うようにしてもよい。一般に、歪み矯正を行う
と、その影響が隣の箇所の歪みに及ぶ場合があるが、前
記のように歪み量の多い箇所から歪みを矯正してゆく
と、その影響が、歪み矯正の箇所が変わる毎に次第に小
さくなる。このため、補正矯正処理を少なくしたり不要
にしたりすることができる。

【００４２】（２）動力伝達機構４４において、タイミ
ングプーリ３７，４１及びタイミングベルト４２の組合
せをギヤに変更したり、スプロケット及びチェーンの組
合せに変更したりしてもよい。

【００４３】（３）前記実施形態では、ワーク支持機構
１０として、主軸１２及び心押軸１６をワークＷのセン
ター穴に挿入して同ワークＷを支持するタイプを採用し
たが、これに代えて、ワークの両端部の外周面に複数
（例えば３つ）のローラを接触させ、これらのローラに
よって同ワークを支持するタイプを採用してもよい。こ
のタイプでは、ローラの回転によりワークを回転させる
ことができる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ワーク
の曲げ過ぎや曲げ不足を少なくすることにより、歪み矯
正作業にかかる時間を短縮でき、矯正作業にともなうワ
ークの疲労を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における歪み矯正装置の部
分断面図である。

【図２】図１の部分拡大断面図である。

【図３】歪み矯正装置の一部を破断して示す側面図であ
る。

【図４】図３の部分拡大側面図である。

【図５】制御装置によって実行される弾性変形量チェッ
クルーチンを説明するフローチャートである。

【図６】歪み矯正処理ルーチンを説明するフローチャー
トである。

【図７】同じく歪み矯正処理ルーチンを説明するフロー
チャートである。

【符号の説明】

１ 歪み矯正装置 １０ ワーク支持機構 １９ 歪み量検出器としての歪みセンサ ２７ 押圧部材としてのラム ３６ サーボモータ ３８ ナット ４３ ねじ軸 ４４ 動力伝達機構 ５１ 制御手段としての制御装置 Ｗ ワーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒状をなすワークの半径方向へ往復動可
   能に設けられた押圧部材と、 前記ワークの歪み部分を前記押圧部材に向けた状態で、
   同ワークを支持するワーク支持機構と、 サーボモータと、 前記サーボモータの回転を直線往復動に変換して前記押
   圧部材に伝達し、その押圧部材を前記歪み部分に押圧さ
   せて歪みを矯正する動力伝達機構と、 前記ワークの歪み量を検出する歪み量検出器と、 前記歪み量検出器の検出結果に基づき、前記歪み部分の
   歪み量を所定範囲に収めるための前記押圧部材の目標位
   置を求め、押圧部材がその目標位置へ移動するように前
   記サーボモータを制御する制御手段とを備えることを特
   徴とする歪み矯正装置。
2. 【請求項２】 前記動力伝達機構は、 前記ワークの半径方向へ往復動可能、かつ回転不能に設
   けられるとともに、前記押圧部材に連結されたねじ軸
   と、 前記ねじ軸に螺合され、かつ前記サーボモータにより回
   転駆動されるナットとを備えるものであることを特徴と
   する請求項１に記載の歪み矯正装置。