JP2004261834A - 歪み修正方法および歪み修正装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】安定した高精度の歪み修正が得られる歪み修正方法および歪み修正装置を提供する。
【解決手段】クランクシャフト９０の歪み量を測定する歪み検出手段４０と、歪み量が測定されたクランクシャフト９０を架け渡して支持する一対のワーク固定支持台３１、３５と、歪み量とこの歪みの修正に要する押し込み量との関係によって予め設定された修正曲線に基づいて上記測定された歪み量の修正に要する押し込み量を押し込む加圧手段５０とを備えた歪み修正装置１であって、加圧手段５０による押し込みにあたり、加圧手段５０による押し込み荷重が予め設定された規定荷重に達した時点で、加圧手段５０による押し込み量を修正曲線に基づいて算出し、この算出した押し込み量を押し込む。
【選択図】 図２
【解決手段】クランクシャフト９０の歪み量を測定する歪み検出手段４０と、歪み量が測定されたクランクシャフト９０を架け渡して支持する一対のワーク固定支持台３１、３５と、歪み量とこの歪みの修正に要する押し込み量との関係によって予め設定された修正曲線に基づいて上記測定された歪み量の修正に要する押し込み量を押し込む加圧手段５０とを備えた歪み修正装置１であって、加圧手段５０による押し込みにあたり、加圧手段５０による押し込み荷重が予め設定された規定荷重に達した時点で、加圧手段５０による押し込み量を修正曲線に基づいて算出し、この算出した押し込み量を押し込む。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は歪み修正方法および歪み修正装置に関し、特に軸状のワークの歪みを修正する歪み修正方法および歪み修正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鍛造品や焼き入れ・焼き戻し等の熱処理が施されたクランクシャフト等の軸状のワークは、鍛造や熱処理に伴って生じる歪みを修正するために歪み修正装置によって修正される。
【０００３】
この歪み修正方法としては、ワークの歪み量を測定後、歪み量とこの歪みの修正に要する押し込み量との関係によって予め設定された修正曲線に基づいて修正に要する押し込み量を決定し、その押し込み量に基づいてワークを修正する歪み修正装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この歪み修正装置による修正方法の概要を図９を参照して説明する。図９は歪み修正装置１０１の概要を示す説明図である。修正する軸状のワーク１００は、このワーク１００に対して前進する左右の測定用センタ１０２によって芯出し支持されて回転される。ワーク１００の歪みは、ワーク１００を回転した状態で差動トランス１０４により測定される。この測定結果に基づいてワーク１００の歪み側、すなわち曲がっている側を加圧パンチ１０６側に向けて回転を停止させると共に、左右のセンタ１０２がワーク１００から退避してワーク１００をワーク受け１０３上に載った状態にする。
【０００５】
この状態で差動トランス１０４で押し込み量を監視しながら加圧パンチ１０６によりワーク１００を押し込むことによって、歪みを修正する。しかる後、加圧パンチ１０６を上昇させ、再び左右のセンタ１０２をワーク１００に対して前進させてワーク１００を芯出し支持し、再度ワーク１００を回転させて差動トランス１０４によって歪み量を計測し、歪み量が予め設定された公差以内、すなわち許容範囲内である場合には左右のセンタ１０２を後退させて歪みの修正を終了する。歪み量が公差を越える場合には、再度上記歪み修正を繰り返す。この修正に要する加圧パンチ１０６によるワーク１００の押し込み量は、予め実験或いはシミュレーション等によって設定されてＣＰＵ１０８に記憶された修正曲線に基づいて加圧制御部１０９によって制御される。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３０９６０００号公報（段落番号０００６、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載された歪み修正の方法によると、ワーク１００の歪み量を差動トランス１０４によって測定し、その測定結果に従って予めワーク１００毎に加圧パンチ１０６による押し込み量と歪み量の関係を実験的に求めて得られた修正曲線に基づいて、修正に要する加圧パンチ１０６による押し込み量を決定し、その押し込み量を加圧パンチ１０６によって押し込みすることによってワーク１００の歪み修正が行われる。
【０００８】
ここで、歪み修正にあたり加圧パンチ１０６によるワーク１００に対する押し込み荷重と加圧パンチ１０６の押し込み量、すなわち加圧パンチ１０６のストロークの関係は、図１０（ａ）の押し込み荷重−ストローク線図に破線で理想曲線を示すようにワーク１００の弾性域において荷重の付加開始と連動してストロークが比例的に増加し、塑性域において押し込み荷重に対して緩やかに湾曲してストロークが増加する挙動が望ましい。
【０００９】
しかし、実際の歪み修正作業にあたっては、ワーク１００とワーク受け１０３との間や、ワーク１００と加圧パンチ１０６との間等に異物等が噛み込まれたり、歪み修正装置１０１の機械的ガタや修正作動開始時の初期なじみ等に起因して無負荷状態にあっても加圧パンチ１０６のストロークが増加することがある。この無負荷状態でのストローク変化によって図１０（ａ）に修正時におけるワーク１００の実挙動曲線を実線で示すように、理想曲線との間に誤差δ１を有する。この誤差δ１に起因して図１０（ｂ）の修正量−押し込み量線図に示すように、修正量と押し込み量との関係を示す修正曲線と実挙動曲線との間に誤差δ２が発生し、修正量にバラツキが生じて十分な修正精度が達成できないことが懸念される。
【００１０】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の第１の目的は、修正量のバラツキを回避することによって安定した高精度の歪み修正が得られる歪み修正方法を提供することにある。
【００１１】
さらに、本発明の第２の目的は、上記歪み修正方法を確実に実施するための歪み修正装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成する請求項１に記載の歪み修正方法の発明は、一対のワーク固定支持台および該一対のワーク固定支持台に架け渡されたワークの上記両ワーク固定支持台間を押し込む加圧手段を有し、軸状のワークの歪み量を測定し、該歪み量が測定されたワークを上記一対のワーク固定支持台に架け渡して支持すると共に、歪み量と該歪みの修正に要する押し込み量との関係によって予め設定された修正曲線に基づいて上記測定された歪みの修正に要する押し込み量を上記加圧手段によって押し込んで上記ワーク歪みを修正する歪み修正方法において、上記加圧手段による押し込みにあたり、上記加圧手段による押し込み荷重が予め設定された規定荷重に達した時点で、加圧手段による押し込み量を上記修正曲線に基づいて算出し、該算出した押し込み量を押し込むことを特徴とする。
【００１３】
請求項１の発明によると、加圧手段による押し込み荷重が、予め設定された規定荷重に達した時点を基準として歪み量の修正に要する加圧手段による押し込み量を修正曲線に基づいて算出し、その算出された押し込み量を押し込むことによって、ワーク固定支持台とワークの間への異物の噛み込みや、歪み修正装置の初期なじみ等に起因する測定誤差の発生が回避でき、修正量のバラツキが抑制されて安定した高精度な歪み修正が得られる。
【００１４】
上記第２の目的を達成する請求項２に記載の歪み修正装置の発明は、軸状のワークの歪み量を測定する歪み検出手段と、該歪み量が測定されたワークを架け渡して支持する一対のワーク固定支持台と、該架け渡されて支持されたワークの一対のワーク固定支持台間を、歪み量と該歪みの修正に要する押し込み量との関係によって予め設定された修正曲線に基づいて上記測定された歪み量の修正に要する押し込み量を押し込む加圧手段とを備えた歪み修正装置において、上記加圧手段による押し込み荷重を測定する押し込み荷重測定手段を有し、上記加圧手段による押し込みにあたり、上記押し込み荷重測定手段によって測定された上記加圧手段による押し込み荷重が予め設定された規定荷重に達した時点で、加圧手段による押し込み量を上記修正曲線に基づいて算出し、該算出した押し込み量を押し込むことを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の方法を実施する歪み修正装置であって、押し込み荷重測定手段によって測定された加圧手段による押し込み荷重が、予め設定された規定荷重に達した時点を基準として歪み測定手段によって測定された歪み量の修正に要する加圧手段による押し込み量を修正曲線に基づいて算出し、その算出された押し込み量を押し込むことによって、ワーク固定支持台とワークの間への異物の噛み込みや、歪み修正装置の初期なじみ等に起因する測定誤差の発生が回避でき、修正量のバラツキが抑制されて安定した高精度な歪み修正が得られる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２の歪み修正装置において、上記歪み検出手段によって、上記加圧手段による上記押し込み量を検出することを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明によると、歪み検出手段によって加圧手段による押し込み量を検出することによって、歪み検出手段が押し込み量の検出機能を兼備するので、押し込み量検出手段を別途配置する必要がなく、構成の簡素化が得られる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３の歪み修正装置において、上記加圧手段は、パンチ支持部材と、該パンチ支持部材をワークに接離する方向に移動可能に嵌合保持するパンチガイド部材と、該パンチ支持部材の先端に上記ワークと対向して取り付けられた加圧パンチと、上記パンチ支持部材をワークに接離する方向に移動させるサーボモータとを有し、該サーボモータの駆動により上記パンチ支持部材をワークに接近する方向に移動せしめて上記加圧パンチによって押し込むことを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項２または３に記載の加圧手段の具体的例を示すものであって、サーボモータの正逆回転駆動によってパンチ部材をワークに接離する方向の移動を容易に制御することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に歪み修正装置において、上記押し込み荷重測定手段は、サーボモータを駆動する電力値の変化により上記規定荷重を検出することを特徴とする。
【００２１】
請求項５の発明によると、サーボモータの駆動に要する電力値の変化に基づいて押し込み荷重を検出することによって押し込み荷重測定手段が構成でき、別途押し込み荷重を検出するための押し込み荷重検出手段を配設する必要がなく、装置の簡素化、コンパクト化および制御の簡素化が得られ、設備コストおよびメンテナンスコストの低減が期待できる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項４の歪み検出装置において、上記押し込み荷重測定手段は、上記パンチ支持部材と加圧パンチとの間にロードセルを配設し、該ロードセルによって上記規定荷重を検出することを特徴とする。
【００２３】
請求項６の発明によると、押し込み荷重測定手段が、パンチ支持部材と加圧パンチとの間に配置したロードセルにより構成でき、ロードセルによって直接的に加圧パンチに作用する押し込み荷重を検知でき、より高精度の歪み修正が期待できる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項２または３の歪み修正装置おいて、上記加圧手段は、パンチ支持部材と、該パンチ支持部材をワークに接離する方向に移動可能に嵌合保持するパンチガイド部材と、該パンチ支持部材の先端に上記ワークと対向して取り付けられた加圧パンチと、上記パンチ支持部材をワークに接離する方向に移動させる油圧シリンダとを有し、上記押し込み荷重測定手段は、上記パンチ支持部材と加圧パンチとの間に配設されて上記押し込み荷重を検出するロードセルであって、上記油圧シリンダの駆動により上記パンチ支持部材をワークに接近する方向に移動せしめて上記加圧パンチによって押し込むことを特徴とする。
【００２５】
請求項７の発明は、請求項２または３に記載の加圧手段の具体的例を示すものであって、油圧シリンダによってパンチ部材をワークに接離する方向の移動を容易に制御することができ、かつパンチ支持部材と加圧パンチとの間に配置したロードセルにより直接的に加圧パンチに作用する押し込み荷重を検知でき、高精度の歪み修正が期待できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による歪み修正方法および歪み修正装置の実施の形態を、ワークがエンジンのクランクシャフトを例に図を参照して説明する。
【００２７】
（第１実施の形態）
本発明の第１実施の形態を図１乃至図７を参照して説明する。
【００２８】
本実施の形態における歪み修正する軸状のワークであるクランクシャフト９０は、例えば高炭素鋼の鍛造製であって、図７に側面図を示すようにその回転中心軸線Ｌ上に同軸上で配置された第１〜第５ジャーナル９１〜９５を有し、第１ジャーナル９１と第２ジャーナル９２、第２ジャーナル９２と第３ジャーナル９３、第３ジャーナル９３と第４ジャーナル９４、第４ジャーナル９４と第５ジャーナル９５はそれぞれウエブ９６およびクランクピン９７を介在して一体形成されている。
【００２９】
図１は歪み修正装置１の概略を示す正面図、図２は図１の要部拡大図、図３は図２のＡ矢視図、図４は図３のＢ矢視図である。
【００３０】
歪み修正装置１は、支持台２および支持台２に立設されたプレス支持枠３を有し、支持台２上に設けられたワーク回転駆動手段１０、ワーク固定手段３０、歪み検出手段４０、プレス支持枠３に設けられた加圧手段５０および制御装置７０を有し、ワーク回転駆動手段１０によって回転駆動されるクランクシャフト９０の歪み量を歪み検出手段４０により検出し、そのクランクシャフト９０をワーク固定手段３０上に載せ換え、歪み量の検出結果に基づいてワーク固定手段３０上に保持されたクランクシャフト９０を加圧手段５０により押し込むことによって歪みを修正するものである。
【００３１】
ワーク回転駆動手段１０は、図２および図３に示すようにクランクシャフト９０の第１ジャーナル９１および第５ジャーナル９５をそれぞれ回転自在に支持する一対の芯出し装置１１、２１を有している。
【００３２】
左の芯出し装置１１は図３および図４に示すように支持台２に上下方向に延在して立設された一対のパイロットバー１２ａ、１２ｂに架け渡されて上下移動自在に支持されたローラ支持部材１３を有し、ローラ支持部材１３にベアリング１４ａ、１４ｂおよび回転軸１５ａ、１５ｂを介してクランクシャフト９０の第１ジャーナル９１を支持する一対のローラ１６ａ、１６ｂが回転自在に並設されている。支持台２とローラ支持部材１３の間に架設された昇降シリンダ１７の伸縮によってローラ支持部材１３がパイロットバー１２ａ、１２ｂに沿って昇降してローラ１６ａ、１６ｂが上昇位置に上昇すると共に下降位置に下降する。
【００３３】
右の芯出し装置２１も同様に、支持台２に立設された一対のパイロットバー２２ａ、２２ｂに架け渡されて上下移動自在に支持されたローラ支持部材２３にベアリング２４ａ、２４ｂおよび回転軸２５ａ、２５ｂを介して第５ジャーナル９５を支持する一対のローラ２６ａ、２６ｂが回転自在に並設されている。支持台２とローラ支持部材２３の間に架設された昇降シリンダ２７の伸縮によってローラ支持部材２３がパイロットバー２２ａ、２２ｂに沿って昇降してローラ２６ａ、２６ｂが上昇位置に上昇し、かつ下降位置に下降する。さらに、回転軸２５ａを回転駆動する回転駆動手段である駆動モータ２８が設けられ、他方の回転軸２５ｂの回転位置を検出するワーク回転位置検出装置２９が設けられている。
【００３４】
そして、芯出し装置１１のローラ１６ａと１６ｂの間にクランクシャフト９０の第１ジャーナル９１を上方から載せ、かつ芯出し装置２１のローラ２６ａと２６ｂの間に第５ジャーナル９５を上方から載せることによってクランクシャフト９０が芯出しされた状態で回転自在に支持され、かつ駆動モータ２８によって回転駆動されるローラ２６ａによって第５ジャーナル９５を介してクランクシャフト９０が、その回転中心軸線Ｌを中心に回転駆動され、かつ第５ジャーナル９５によって回転駆動されるローラ２６ｂを介してその回転がワーク回転位置検出装置２９に入力されてクランクシャフト９０の回転位置が検出される。
【００３５】
ワーク固定手段３０は、互いに離間して芯出し装置１１および２１にそれぞれ隣接して配置された一対のワーク固定支持台３１および３５を有している。左のワーク固定支持台３１は、図２および図４に示すように芯出し装置１１に隣接して支持台２上に基部３２が取り付けられ、頂部に第１ジャーナル９１が上方から嵌合可能な凹状のワーク保持部３３ａが形成された板状のワーク受け部材３３が基部３２上に立設されている。同様に右のワーク固定支持台３５は、芯出し装置２１に隣接して支持台２上に基部３６が取り付けられ、頂部に第５ジャーナル９５が上方から嵌合可能な凹状のワーク保持部３７ａが形成されたワーク受け部材３７が基部３６上に立設されている。
【００３６】
そして、芯出し装置１１および２１のローラ支持部１３、２３が上昇位置において、ローラ１６ａと１６ｂの間に第１ジャーナル９１を上方から載せ、かつローラ２６ａと２６ｂの間に第５ジャーナル９５を上方から載せてクランクシャフト９０がセットされた状態から、それぞれの昇降シリンダ１７、２７を縮小してローラ支持部材１３、２３を下降位置に下降させると、その下降動作によってクランクシャフト９０が下降して、第１ジャーナル９１が左のワーク固定支持台３１のワーク保持部３３ａに受け渡され、かつ第５ジャーナル９５が右のワーク固定支持台３５のワーク保持部３７ａに受け渡されてクランクシャフト９０がワーク固定支持台３１、３５に移載される。一方、昇降シリンダ１７、２７を伸張してローラ支持部材１３、２３を下降位置から上昇位置に上昇させると、第１ジャーナル９１がローラ１６ａ、１６ｂに支持され、かつ第５ジャーナル９５がローラ２６ａ、２６ｂに支持されてクランクシャフト９０がワーク固定支持台３１、３５から芯出し装置１１、２１に受け渡される。
【００３７】
歪み検出手段４０は、芯出し装置１１と２１に架け渡されてセットされたクランクシャフト９０の第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４にそれぞれ対応して支持台２に配設された第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７を有している。
【００３８】
第１歪み検出装置４１は、図３および図５に示すように支持台２に基部４２が取り付けられ、この基部４２に揺動自在に支持されて先端４３ａが第２ジャーナル９２の下面に接触する測定子４３を有し、クランクシャフト９０の回転に伴う測定子４３の揺動によって第２ジャーナル９２の部分の歪み量を検出する差動トランスによって構成される。第２歪み検出装置４４および第３歪み検出装置４７もそれぞれ同様に、支持台２に取り付けられた基部４５、４８に支持された測定子４６、４９の先端４６ａ、４９ａがそれぞれ第３ジャーナル９３および第４ジャーナル９４の下面に接触してクランクシャフト９０の第３ジャーナル９３および第４ジャーナル９４の部分における歪み量をそれぞれ検出する差動トランスによって構成される。また、これら第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７は差動トランスに代えリニアゲージ等他の手段によって構成することもできる。
【００３９】
加圧手段５０は、図１および図２に示すようにプレス支持枠３に設けられたガイドレール５１ａおよびこのガイドレール５１ａに沿って移動するスライダ５１ｂによって形成されたリニアガイド５１によって、ベース５２が芯出し装置１１、２１上にセットされたクランクシャフト９０の上方でかつそのクランクシャフト９０の回転中心軸線Ｌの延在方向と平行に往復移動自在に支持されている。また、プレス支持枠３にベアリングボックス５３を介して回転自在に支持されたボールネジ５５ａと、ベース５２に設けられて図示しないボールを介在してボールネジ５５ａに螺合するナット部５５ｂとからなるボールネジ送り機構５５、およびボールネジ５５ａを回転駆動する駆動モータ５６を備えた加圧パンチ送り装置５４が設けられている。駆動モータ５６によるボールネジ５５ａの正逆回転によって、ベース５２がリニアガイド５１に案内されてクランクシャフト９０の回転中心軸線Ｌと平行に移動する。
【００４０】
ベース５２には、一対のワーク固定支持台３１と３５に架け渡されたワークとしてのクランクシャフト９０を、ワーク固定支持台３１と３５の間の部分を押し込む加圧パンチ装置６０が設けられている。加圧パンチ装置６０は、ベース５２に立設された円筒状のパンチガイド部材６４を有し、パンチガイド部材６４によって先端にクランクシャフト９０と対向して加圧パンチ６１が取り付けられた円筒状のパンチ支持部材６２を回転が阻止された状態でクランクシャフト９０と接離する上下方向に移動自在に保持している。パンチ支持部材６２の内周にはネジ穴が穿設され、ボールを介在してこのネジ穴に螺合するボールネジ６３によってボールネジ機構を形成し、このボールネジ６３の上端が歯車機構６５を介して回転駆動手段であるサーボモータ６６によって回転駆動される。
【００４１】
加圧パンチ装置６０のボールネジ６３を歯車機構６５を介してサーボモータ６６によって正逆回転することによって、ボールネジ機構によってパンチ支持部材６２が昇降し、パンチ支持部材６２の下端に取り付けられた加圧パンチ６１が昇降する。また、サーボモータ６６の駆動に要する電力値の変化に基づいてクランクシャフト９０を押圧した際の押し込み荷重が制御装置７０によって算出される。すなわち、サーボモータ６６の駆動に要する電力値の変化を検出することによって押し込み荷重測定手段が形成される。
【００４２】
ここで、図６（ａ）の押し込み荷重−ストローク線図に、押し込み荷重付与箇所となる例えばクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２を修正する際の加圧パンチ６１に付加される押し込み荷重と加圧パンチ６１の移動ストロークの変化、すなわち左右のワーク固定支持台３１、３５とクランクシャフト９０との間に異物等の噛み込みや、初期なじみ等に起因する無負荷状態での増加等を含んだクランクシャフト９０の実挙動曲線を示す。さらに、図６（ｂ）の修正量−押し込み量線図に、少なくとも無負荷状態でのストローク増加範囲を除いた規定荷重以上の荷重を付加した時のクランクシャフト９０の実挙動状態を示す実挙動曲線およびクランクシャフト９０の塑性変形域における加圧パンチ６１によるクランクシャフト９０の修正量との関係を示す。図６（ｂ）において修正量と押し込み量を示す修正曲線は、ほぼ相対関係にあり、規定荷重に達した時点でこの修正曲線に基づいて修正量、すなわち押し込み量を算出することによって修正曲線に倣った実挙動曲線が得れる。この加圧パンチ６１による加圧による歪み量と押し込み量の関係を示す修正曲線は、対象のクランクシャフト９０の第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のそれぞれの歪み量と押し込み量の関係を予め実験あるいはシミュレーション等によって確認し、このデータに基づいて設定し、制御装置７０に修正データとして記憶されている。また制御装置７０からの指示に従って各部が作動制御される。
【００４３】
さらに、芯出し装置１１の近傍位置にクランクシャフト９０に刻印を付するマーキング装置６７が、クランクシャフト９０の回転中心軸線Ｌと平行に移動自在に支持台２上に設けられている。このマーキング装置６７は予め定められた許容範囲に修正されたクランクシャフト９０に良品であることを示す刻印を施すものであるが、本発明と直接的な関係がないので詳細な説明は省略する。
【００４４】
次に、以上のように構成された修正装置１によるクランクシャフト９０の修正方法を説明する。
【００４５】
ワーク回転駆動手段１０の左右の芯出し装置１１、２１の昇降シリンダ１７、２７を伸張させてそれぞれのローラ支持部材１３、２３を上昇位置に保持した状態で、芯出し装置１１のローラ１６ａ、１６ｂ上に修正するクランクシャフト９０の第１ジャーナル９１を上方から載せ、かつ芯出し装置２１のローラ２６ａ、２６ｂに第５ジャーナル９５を上方から載せてクランクシャフト９０を芯出し装置１１と２１に架け渡してセットする。このセットされたクランクシャフト９０は芯出し装置１１のローラ１６ａ、１６ｂおよび芯出し装置２１のローラ２６ａ、２６ｂによって芯出しされ、かつ回転中心軸線Ｌを中心として回転自在に支持される。
【００４６】
芯出し装置１１および２１にセットされたクランクシャフト９０は、駆動モータ２８によって回転駆動されるローラ２６ａによって第５ジャーナル９５を介して中心軸線Ｌを中心に回転駆動され、かつ回転する第５ジャーナル９５によって回転駆動されるローラ２６ｂを介してその回転がワーク回転位置検出装置２９に入力されてクランクシャフト９０の回転位置が検出され、その検出された回転位置信号が制御装置７０に入力される。
【００４７】
一方、第１歪み検出装置４１の測定子４３の先端４３ａが回転するクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２の下面に接触し、回転する第２ジャーナル９２の下面の変化に追従して揺動する測定子４３の変位量に基づいて第２ジャーナル９２の部分におけるクランクシャフト９０の歪み量が検出され、かつその最大歪み量および最大歪み方向、すなわち曲がり方向の位置がワーク回転位置検出装置２９によって検出され、その歪み量データおよび最大歪み位置データが制御装置７０に送られる。同様に、第２歪み検出装置４４の測定子４６および第３歪み検出装置４７の測定子４９の先端４６ａ、４９ａを、回転するクランクシャフト９０の第３ジャーナル９３、第４ジャーナル９４の下面にそれぞれ接触し、測定子４６、４９の変位量に基づいて第３ジャーナル９３および第４ジャーナル９４のそれぞれの部分におけるクランクシャフト９０の歪み量が検出され、かつその最大歪み量および最大歪み方向位置がワーク回転位置検出装置２９によって検出され、それらの歪み量データおよび最大歪み位置データが制御装置７０に送られる。
【００４８】
制御装置７０において、第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７およびワーク回転位置検出装置２９によって検出された第２〜第４ジャーナル９２〜９４におけるそれぞれの最大歪み量および最大歪み位置に基づいて最も最大歪み量の大きいジャーナル、例えば第２ジャーナル９２を抽出し、その最大歪み方向が加圧パンチ装置６０側、本実施の形態では上方側となるように回転制御して駆動モータ２８を停止し、クランクシャフト９０の回転を停止する。
【００４９】
次に、芯出し装置１１、２１の昇降シリンダ１７、２７を縮小してローラ支持部材１３、２３を上昇位置から下降位置に下降させる。この下降動作によってローラ１６ａ、１６ｂよびローラ２６ａ、２６ｂに支持されたクランクシャフト９０が下降して、第１ジャーナル９１がワーク固定支持台３１のワーク保持部３３ａに受け渡され、かつ第５ジャーナル９５がワーク固定支持台３５のワーク保持部３７ａに受け渡されてクランクシャフト９０がワーク固定支持台３１、３５に移載される。
【００５０】
さらに、このクランクシャフト９０の下降と連動し、あるいは連動することなく加圧手段５０に設けられた加圧パンチ送り装置５４の駆動モータ５６によりボールネジ５５ａを正回転あるいは逆回転してボールネジ送り機構５５を介してベース５２を移動し、ベース５２に設けられた加圧パンチ装置６０のパンチ支持部材６２の下端に取り付けられた加圧パンチ６１をクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２と対向させて、駆動モータ５６を停止し、加圧パンチ装置６０を加圧位置に保持する。
【００５１】
この加圧パンチ装置６０を加圧位置に維持した状態で、サーボモータ６６により歯車機構６５を介してボールネジ６３を回転駆動し、ボールネジ送り機構によってパンチ支持部材６２を下降させて加圧パンチ６１によってワーク固定支持台３１と３５に第１ジャーナル９１および第５ジャーナル９５がそれぞれ保持されたクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２を上方から押し込み付与してクランクシャフト９０を修正する。
【００５２】
この加圧パンチ６１によるクランクシャフト９０の修正は、サーボモータ６６の駆動により下降する加圧パンチ６１がクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２に当接し、さらにサーボモータ６６により加圧パンチ６１を下降させて第２ジャーナル９２を押し込む。この加圧パンチ６１による第２ジャーナル９２の押し込みに要するサーボモータ６６の駆動に要する電力値の変化によって検出される加圧パンチ６１による第２ジャーナル９２の押し込み荷重が規定荷重に達した時点で、予め設定された修正曲線に基づいて最大歪み量に対応する修正量に相当する押し込み量を算出し、第１歪み検出装置４１によって第２ジャーナル９２の下降ストローク、すなわち押し込み量を検出しつつ、第２ジャーナル９２の部分における算出された最大歪み量に対応する修正量に相当する押し込み量だけサーボモータ６６により加圧パンチ６１を下降させて第２ジャーナル９２を押し込みクランクシャフト９０の歪みを修正する。
【００５３】
しかる後、サーボモータ６６により歯車機構６５を介してボールネジ６３を逆回転駆動し、ボールネジ送り機構によってパンチ支持部材６２を上昇させて加圧パンチ６１を第２ジャーナル９２から離間させる。
【００５４】
そして、再び芯出し装置１１および２１の昇降シリンダ１７、２７を伸張してローラ支持部材１３、２３を下降位置から上昇位置に上昇させる。この上昇動作によってワーク固定支持台３１および３５に支持されて歪みが修正されたクランクシャフト９０が、芯出し装置１１、２１のローラ１６ａ、１６ｂよびローラ２６ａ、２６ｂ上に移載され、かつこれらローラ１６ａ、１６ｂよびローラ２６ａ、２６ｂによって芯出しされ、かつ回転中心軸線Ｌを中心として回転自在に支持されて再び芯出し装置１１および２１にセットする。
【００５５】
芯出し装置１１および２１にセットされたクランクシャフト９０は、駆動モータ２８によってローラ２６ａを介して回転駆動され、かつワーク回転位置検出装置２９によってクランクシャフト９０の回転位置を検出する。そして、再び第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７によってそれぞれ第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４の部分における歪み量を測定する。
【００５６】
測定された第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４の各部分の歪み量が予め設定された許容値以下、すなわち許容範囲の場合には、駆動モータ２８によるクランクシャフト９０の回転を停止し、クランクシャフト９０にマーキング装置６７により良品であることを表示する刻印を施してクランクシャフト９０の修正工程を終了する。
【００５７】
一方、第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のいずれかの部分における歪み量が許容値以上、すなわち許容範囲を外れている場合は、再度クランクシャフト９０を回転駆動し、第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７によって第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のそれぞれの部分における最大歪み量および最大歪み方向位置を検出して、それらの歪み量データおよび最大歪み位置データを制御装置７０に送る。
【００５８】
制御装置７０において、それぞれの最大歪み量データおよび最大歪み位置データに基づいて最も最大歪み量の大きいジャーナル、例えば第３ジャーナル９３を抽出し、その最大歪み方向が加圧パンチ装置６０側となるように回転制御してクランクシャフト９０の回転を停止する。
【００５９】
次に、芯出し装置１１および２１のローラ支持部材１３、２３を上昇位置から下降位置に下降させてクランクシャフト９０をワーク固定支持台３１、３５に移載する。さらに、加圧パンチ送り装置５４の駆動モータ５６によりボールネジ５５ａを正回転あるいは逆回転してベース５２を移動し、加圧パンチ装置６０の加圧パンチ６１をクランクシャフト９０の第３ジャーナル９３と対向させる。
【００６０】
続いて、サーボモータ６６の駆動により下降する加圧パンチ６１がクランクシャフト９０の第３ジャーナル９３に当接し、さらにサーボモータ６６により加圧パンチ６１を下降させて第３ジャーナル９３を押し込み、加圧パンチ６１による第３ジャーナル９３の押し込みに要するサーボモータ６６の駆動に要する電力値の変化によって検出される加圧パンチ６１による第３ジャーナル９３の押し込み荷重が規定荷重に達した時点で、修正曲線に基づいて押し込み量を算出し、第２歪み検出装置４４によって第３ジャーナル９３の下降ストローク、すなわち押し込み量を検出しつつ、修正量に相当する押し込み量だけサーボモータ６６により加圧パンチ６１を下降させて第３ジャーナル９３を押し込みクランクシャフト９０の歪みを修正する。
【００６１】
しかる後、サーボモータ６６により歯車機構６５を介してボールネジ６３を逆回転駆動し、ボールネジ機構によってパンチ支持部材６２を上昇させて加圧パンチ６１を第３ジャーナル９３から離間させる。
【００６２】
そして、再び芯出し装置１１および２１の昇降シリンダ１７、２７を伸張してローラ支持部材１３、２３を下降位置から上昇位置に上昇させ、ワーク固定支持台３１および３５に支持されて修正されたクランクシャフト９０を、芯出し装置１１、２１のローラ１６ａ、１６ｂよびローラ２６ａ、２６ｂ上に移載して、再びクランクシャフト９０を回転駆動し、第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７によってそれぞれ第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４の部分における歪み量を測定する。
【００６３】
第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４の各部の歪み量が予め設定された許容値以下の場合には、クランクシャフト９０にマーキング装置６７により良品であることを表示する刻印を施しクランクシャフト９０の修正工程を終了する。一方、第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のいずれかの部分における歪み量が許容値以上の場合には、上記修正が繰り返される。
【００６４】
従って、本実施の形態によると、加圧パンチ６１による押し込み荷重が予め設定された規定荷重に達した時点を基準として、修正に要する加圧パンチ６１のストローク、すなわち押し込み量を修正曲線に基づいて算出し、その算出された押し込み量を押し込みことによって、ワーク固定支持台３１、３５とクランクシャフト９０の間への異物の噛み込みや、歪み修正装置１の初期なじみ等に起因する無負荷状態でのストローク増加等による測定誤差を回避でき、修正量のバラツキが抑制されて安定した高精度な歪み修正が得られる。
【００６５】
また、加圧パンチ６１を昇降するサーボモータ６６の正逆回転を切り換えることによって、加圧パンチ６１の昇降が容易に制御できる。さらに、サーボモータ６６の駆動に要する電力値の変化に基づいてクランクシャフト９０の押し込み荷重を検出することから、別途押し込み荷重を検出するための加圧センサ等の押し込み荷重検出手段を配設する必要がなく、装置の簡素化、コンパクト化および制御の簡素化が得られ、設備コストおよびメンテナンスコストの低減が期待できる。さらに、歪み検出手段４０によって押し込み量を検出する押し込み量検出機能を兼備し、押し込み量検出手段を別途配置する必要がなく、構成の簡素化が期待できる。
【００６６】
（第２実施の形態）
本発明の第２実施の形態を図８を参照して説明する。なお、図８は本実施の形態における歪み修正装置の要部示す説明図であり、本実施の形態は上記第１実施の形態と加圧手段５０のベース５２に取り付けられる加圧パンチ装置が異なり、他は第１実施の形態と同様の構成であることから、図８に上記図１乃至図７と同一部分に対応する符号を付することで該部の詳細な説明を省略し、異なる部分を主に説明する。
【００６７】
加圧手段５０のベース５２に設けられる加圧パンチ装置８０は、ベース５２に立設された円筒状のパンチガイド部材８１を有し、パンチガイド部材８１に上下移動自在にパンチ支持部材８２が摺動自在に嵌合支持され、パンチ支持部材８２の下端に押し込み荷重検出手段であるロードセル８３を介在して加圧パンチ６１が取り付けられている。
【００６８】
一方、パンチガイド部材８１の上端にシリンダロッド８４ａがパンチ支持部材８２の上端に連結し、かつ図示しない油圧切り換えバルブを介して供給される油圧によって伸縮する油圧シリンダ８４が設けられている。この加圧付与手段となる油圧シリンダ８４の伸縮によってパンチ支持部材８２がパンチガイド部材８１に案内されて昇降し、パンチ支持部材８２の下端にロードセル８３を介して取り付けられた加圧パンチ６１が昇降する。油圧シリンダ８４の伸張によりパンチ支持部材８２を下降させて加圧パンチ６１によってクランクシャフト９０を押し込んだ際の押し込み荷重がロードセル８３によって検出され、その荷重が制御装置７０に出力される。
【００６９】
次に、このように構成された修正装置１によるクランクシャフト９０の修正方法を説明する。
【００７０】
第１実施の形態と同様に、ワーク回転駆動手段１０の左右の芯出し装置１１、２１のローラ支持部材１３、２３を上昇位置に保持した状態で、芯出し装置１１、２１のローラ１６ａ、１６ｂおよびローラ２６ａ、２６ｂにクランクシャフト９０を載せて、クランクシャフト９０をセットする。クランクシャフト９０を駆動モータ２８によって回転駆動すると共に、ワーク回転位置検出装置２９によってクランクシャフト９０の回転位置が検出され、その検出された回転位置信号が制御装置７０に入力される。
【００７１】
一方、第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７によってクランクシャフト９０の第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のそれぞれの部分におけるクランクシャフト９０の歪み量が検出され、かつその最大歪み量および最大歪み方向位置がワーク回転位置検出装置２９によって検出され、それらの歪み量データおよび最大歪み位置データが制御装置７０に送られる。制御装置７０において、第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７およびワーク回転位置検出装置２９によって検出された第２〜第４ジャーナル９１〜９４におけるそれぞれの最大歪み量データおよび最大歪み位置データに基づいて最も最大歪み量の大きいジャーナル、例えば第２ジャーナル９２を抽出し、その最大歪み方向が加圧パンチ装置８０側となるように回転制御して駆動モータ２８を停止し、クランクシャフト９０の回転を停止する。
【００７２】
次に、芯出し装置１１、２１のローラ支持部材１３、２３を上昇位置から下降位置に下降させる。この下降動作によって第１ジャーナル９１がワーク固定支持台３１のワーク保持部３３ａに受け渡され、かつ第５ジャーナル９５がワーク固定支持台３５のワーク保持部３７ａに受け渡されてクランクシャフト９０がワーク固定支持台３１、３５に移載される。
【００７３】
一方、加圧パンチ送り装置５４によりベース５２を移動し、ベース５２に設けられた加圧パンチ装置８０のパンチ支持部材８２の下端に取り付けられた加圧パンチ６１をクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２と対向する加圧位置に保持する。
【００７４】
加圧パンチ装置８０を加圧位置に維持した状態で、油圧切り換えバルブを切り換えて油圧シリンダ８４の伸張動作によりパンチ支持部材８２を下降させて加圧パンチ６１によってワーク固定支持台３１と３５に第１ジャーナル９１および第５ジャーナル９５が保持されたクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２を上方から加圧してクランクシャフト９０を修正する。
【００７５】
この加圧パンチ６１によるクランクシャフト９０の修正は、油圧シリンダ８４の伸張動作により下降する加圧パンチ６１がクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２に当接し、さらに加圧パンチ６１を下降させて第２ジャーナル９２を押し込み、加圧パンチ６１による第２ジャーナル９２の押し込みに要する加圧パンチ６１による押し込み荷重がロードセル８３により検出される。この押し込み荷重が規定荷重に達した時点で修正曲線に基づいて押し込み量を算出し、第１歪み検出装置４１によって第２ジャーナル９２の下降ストローク、すなわち押し込み量を検出しつつ、第２ジャーナル９２の部分における最大歪み量に対応する修正量に相当する押し込み量だけ油圧シリンダ８４により加圧パンチ６１を下降させて第２ジャーナル９２を押し込みクランクシャフト９０の歪みを修正する。
【００７６】
しかる後、油圧切り換えバルブを切り換えて油圧シリンダ８４を収縮させ、その収縮動作によってパンチ支持部材８２を上昇させて加圧パンチ６１を第２ジャーナル９２から離間させる。
【００７７】
そして、再び芯出し装置１１および２１のローラ支持部材１３、２３を下降位置から上昇位置に上昇させて、ワーク固定支持台３１、３５に支持されて歪みが修正されたクランクシャフト９０を芯出し装置１１、２１のローラ１６ａ、１６ｂよびローラ２６ａ、２６ｂ上に移載し、芯出し装置１１、２１にセットする。芯出し装置１１および２１にセットされたクランクシャフト９０は、駆動モータ２８によって回転駆動され、再び第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７によってそれぞれ第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４の部分における歪み量が測定される。
【００７８】
第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４の各部分の歪み量が予め設定された許容値以下、すなわち許容範囲の場合には、クランクシャフト９０にマーキング装置６７により良品であることを表示する刻印を施して修正工程を終了する。
【００７９】
一方、第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のいずれかの部分における歪み量が許容値以上の場合には、再度クランクシャフト９０を回転駆動し、第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７によって第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のそれぞれの部分における最大歪み量および最大歪み方向位置を検出して、それぞれの最大歪み量データおよび最大歪み位置データに基づいて最も最大歪み量の大きいジャーナルを抽出し、同様の修正工程を繰り返す。
【００８０】
その結果、第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４の各部の歪み量が予め設定された許容値以下の場合には、クランクシャフト９０にマーキング装置６７により良品であることを表示する刻印を施しクランクシャフト９０の修正工程を終了する。一方、第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のいずれかの部分における歪み量が許容値以上の場合には、上記修正工程が繰り返される。
【００８１】
従って、本実施の形態によると、第１実施の形態と同様に、加圧パンチ６１による修正箇所の押し込み荷重が、予め設定された規定荷重に達した時点を基準として修正に要する加圧パンチ６１のストローク、すなわち押し込み量を修正曲線に基づいて算出して設定することから、ワーク固定支持台３１、３５とクランクシャフト９０の間に異物の噛み込みや、初期なじみ等に起因する測定誤差を回避でき、修正量のバラツキが抑制されて安定した高精度な歪み修正が得られる。
【００８２】
また、加圧パンチ６１の昇降を油圧シリンダ８４の伸縮により下端にロードセル８３を介在して加圧パンチ６１を支持するパンチ支持部材８２を直接的に昇降させることから、第１実施の形態の歯車機構６５やボール送り機構を介してサーボモータ６６の回転駆動によってクランクシャフト９０に押し込み荷重を付加する構造に比べ、構造の簡素化が得られると共に、ロードセル８３により直接的に加圧パンチ６１に作用する荷重、すなわち押し込み荷重が検知でき、より高精度の歪み修正が期待できる。
【００８３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば上記第１実施の形態では、サーボモータ６６の駆動電流の変化によって加圧パンチ６１に作用する押し込み荷重を検出する押し込み荷重検出手段を構成したが、第２実施の形態と同様にパンチ支持部材と加圧パンチ６１の間に押し込み荷重検出手段となるロードセルを配置し、直接的にロードセルによって押し込み荷重を検出するように変更することができる。この構成によりロードセルにより直接的に加圧パンチに作用する荷重、すなわち押し込み荷重が検知でき、より高精度の歪み修正が期待できる。また、上記各実施の形態では修正するワークとしてクランクシャフトを例に説明したが、カムシャフト等の他の軸状のワークの修正に適用することもできる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明した歪み修正方法の発明によると、軸状のワークの歪み量を測定し、この歪み量が測定されたワークを一対のワーク固定支持台に架け渡して支持すると共に、歪み量とこの歪みの修正に要する押し込み量との関係によって予め設定された修正曲線に基づいて測定された歪み量の修正に要する押し込み量を加圧手段によって押し込んで歪みを修正する歪み修正方法において、加圧手段による押し込み荷重が、予め設定された規定荷重に達した時点を基準として歪み量の修正に要する加圧手段による押し込み量を修正曲線に基づいて算出し、その算出された押し込み量を押し込むことによって、ワーク固定支持台とワークの間への異物の噛み込みや、歪み修正装置の初期なじみ等に起因する測定誤差を排除することができ、修正量のバラツキを抑制して安定した高精度な歪み修正を行うことができる。
【００８５】
また、歪み修正装置の発明によると、ワークの歪み量を測定する歪み検出手段と、この歪み量が測定されたワークを架け渡して支持する一対のワーク固定支持台と、架け渡されて支持されたワークの一対のワーク固定支持台間を、歪み量と該歪みの修正に要する押し込み量との関係によって予め設定された修正曲線に基づいて上記測定された歪み量の修正に要する押し込み量を押し込む加圧手段とを備えた歪み修正装置において、押し込み荷重検出手段を有し、押し込み荷重検出手段によって測定された加圧手段による押し込み荷重が、予め設定された規定荷重に達した時点を基準として歪み測定手段によって測定された歪み量の修正に要する加圧手段による押し込み量を修正曲線に基づいて算出し、その算出された押し込み量を押し込むので、ワーク固定支持台とワークの間への異物の噛み込みや、歪み修正装置の初期なじみ等に起因する測定誤差を排除することができ、修正量のバラツキを抑制して安定した高精度な歪み修正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による歪み修正方法および歪み修正装置の第１実施の形態の概要を示す歪み修正装置の正面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】図３のＢ矢視図である。
【図５】歪み検出手段の説明図である。
【図６】作用説明図であり、（ａ）は押し込み荷重−ストローク線図、（ｂ）は修正量−押し込み量線図である。
【図７】ワークであるクランクシャフトの側面図である。
【図８】本発明による歪み修正方法および歪み修正装置の第２実施の形態の概要を示す歪み修正装置の説明図である。
【図９】従来の歪み修正装置の概要説明図である。
【図１０】従来の作用説明図であり、（ａ）は押し込み荷重−ストローク線図、（ｂ）は修正量−押し込み量線図である。
【符号の説明】
１ 歪み修正装置
１０ ワーク回転駆動手段
３０ ワーク固定手段
３１、３５ ワーク固定支持台
４０ 歪み検出手段
５０ 加圧手段
６０ 加圧パンチ装置
６１ 加圧パンチ
６２ パンチ支持部材
６３ ボールネジ
６４ パンチガイド部材
６５ 歯車機構
６６ サーボモータ
７０ 制御装置
８０ 加圧パンチ装置
８１ パンチガイド部材
８２ パンチ支持部材
８３ ロードセル（押し込み荷重検出手段）
８４ 油圧シリンダ
９０ クランクシャフト（ワーク）
Ｌ 回転中心軸線
【発明の属する技術分野】
本発明は歪み修正方法および歪み修正装置に関し、特に軸状のワークの歪みを修正する歪み修正方法および歪み修正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鍛造品や焼き入れ・焼き戻し等の熱処理が施されたクランクシャフト等の軸状のワークは、鍛造や熱処理に伴って生じる歪みを修正するために歪み修正装置によって修正される。
【０００３】
この歪み修正方法としては、ワークの歪み量を測定後、歪み量とこの歪みの修正に要する押し込み量との関係によって予め設定された修正曲線に基づいて修正に要する押し込み量を決定し、その押し込み量に基づいてワークを修正する歪み修正装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この歪み修正装置による修正方法の概要を図９を参照して説明する。図９は歪み修正装置１０１の概要を示す説明図である。修正する軸状のワーク１００は、このワーク１００に対して前進する左右の測定用センタ１０２によって芯出し支持されて回転される。ワーク１００の歪みは、ワーク１００を回転した状態で差動トランス１０４により測定される。この測定結果に基づいてワーク１００の歪み側、すなわち曲がっている側を加圧パンチ１０６側に向けて回転を停止させると共に、左右のセンタ１０２がワーク１００から退避してワーク１００をワーク受け１０３上に載った状態にする。
【０００５】
この状態で差動トランス１０４で押し込み量を監視しながら加圧パンチ１０６によりワーク１００を押し込むことによって、歪みを修正する。しかる後、加圧パンチ１０６を上昇させ、再び左右のセンタ１０２をワーク１００に対して前進させてワーク１００を芯出し支持し、再度ワーク１００を回転させて差動トランス１０４によって歪み量を計測し、歪み量が予め設定された公差以内、すなわち許容範囲内である場合には左右のセンタ１０２を後退させて歪みの修正を終了する。歪み量が公差を越える場合には、再度上記歪み修正を繰り返す。この修正に要する加圧パンチ１０６によるワーク１００の押し込み量は、予め実験或いはシミュレーション等によって設定されてＣＰＵ１０８に記憶された修正曲線に基づいて加圧制御部１０９によって制御される。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３０９６０００号公報（段落番号０００６、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載された歪み修正の方法によると、ワーク１００の歪み量を差動トランス１０４によって測定し、その測定結果に従って予めワーク１００毎に加圧パンチ１０６による押し込み量と歪み量の関係を実験的に求めて得られた修正曲線に基づいて、修正に要する加圧パンチ１０６による押し込み量を決定し、その押し込み量を加圧パンチ１０６によって押し込みすることによってワーク１００の歪み修正が行われる。
【０００８】
ここで、歪み修正にあたり加圧パンチ１０６によるワーク１００に対する押し込み荷重と加圧パンチ１０６の押し込み量、すなわち加圧パンチ１０６のストロークの関係は、図１０（ａ）の押し込み荷重−ストローク線図に破線で理想曲線を示すようにワーク１００の弾性域において荷重の付加開始と連動してストロークが比例的に増加し、塑性域において押し込み荷重に対して緩やかに湾曲してストロークが増加する挙動が望ましい。
【０００９】
しかし、実際の歪み修正作業にあたっては、ワーク１００とワーク受け１０３との間や、ワーク１００と加圧パンチ１０６との間等に異物等が噛み込まれたり、歪み修正装置１０１の機械的ガタや修正作動開始時の初期なじみ等に起因して無負荷状態にあっても加圧パンチ１０６のストロークが増加することがある。この無負荷状態でのストローク変化によって図１０（ａ）に修正時におけるワーク１００の実挙動曲線を実線で示すように、理想曲線との間に誤差δ１を有する。この誤差δ１に起因して図１０（ｂ）の修正量−押し込み量線図に示すように、修正量と押し込み量との関係を示す修正曲線と実挙動曲線との間に誤差δ２が発生し、修正量にバラツキが生じて十分な修正精度が達成できないことが懸念される。
【００１０】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の第１の目的は、修正量のバラツキを回避することによって安定した高精度の歪み修正が得られる歪み修正方法を提供することにある。
【００１１】
さらに、本発明の第２の目的は、上記歪み修正方法を確実に実施するための歪み修正装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成する請求項１に記載の歪み修正方法の発明は、一対のワーク固定支持台および該一対のワーク固定支持台に架け渡されたワークの上記両ワーク固定支持台間を押し込む加圧手段を有し、軸状のワークの歪み量を測定し、該歪み量が測定されたワークを上記一対のワーク固定支持台に架け渡して支持すると共に、歪み量と該歪みの修正に要する押し込み量との関係によって予め設定された修正曲線に基づいて上記測定された歪みの修正に要する押し込み量を上記加圧手段によって押し込んで上記ワーク歪みを修正する歪み修正方法において、上記加圧手段による押し込みにあたり、上記加圧手段による押し込み荷重が予め設定された規定荷重に達した時点で、加圧手段による押し込み量を上記修正曲線に基づいて算出し、該算出した押し込み量を押し込むことを特徴とする。
【００１３】
請求項１の発明によると、加圧手段による押し込み荷重が、予め設定された規定荷重に達した時点を基準として歪み量の修正に要する加圧手段による押し込み量を修正曲線に基づいて算出し、その算出された押し込み量を押し込むことによって、ワーク固定支持台とワークの間への異物の噛み込みや、歪み修正装置の初期なじみ等に起因する測定誤差の発生が回避でき、修正量のバラツキが抑制されて安定した高精度な歪み修正が得られる。
【００１４】
上記第２の目的を達成する請求項２に記載の歪み修正装置の発明は、軸状のワークの歪み量を測定する歪み検出手段と、該歪み量が測定されたワークを架け渡して支持する一対のワーク固定支持台と、該架け渡されて支持されたワークの一対のワーク固定支持台間を、歪み量と該歪みの修正に要する押し込み量との関係によって予め設定された修正曲線に基づいて上記測定された歪み量の修正に要する押し込み量を押し込む加圧手段とを備えた歪み修正装置において、上記加圧手段による押し込み荷重を測定する押し込み荷重測定手段を有し、上記加圧手段による押し込みにあたり、上記押し込み荷重測定手段によって測定された上記加圧手段による押し込み荷重が予め設定された規定荷重に達した時点で、加圧手段による押し込み量を上記修正曲線に基づいて算出し、該算出した押し込み量を押し込むことを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の方法を実施する歪み修正装置であって、押し込み荷重測定手段によって測定された加圧手段による押し込み荷重が、予め設定された規定荷重に達した時点を基準として歪み測定手段によって測定された歪み量の修正に要する加圧手段による押し込み量を修正曲線に基づいて算出し、その算出された押し込み量を押し込むことによって、ワーク固定支持台とワークの間への異物の噛み込みや、歪み修正装置の初期なじみ等に起因する測定誤差の発生が回避でき、修正量のバラツキが抑制されて安定した高精度な歪み修正が得られる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２の歪み修正装置において、上記歪み検出手段によって、上記加圧手段による上記押し込み量を検出することを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明によると、歪み検出手段によって加圧手段による押し込み量を検出することによって、歪み検出手段が押し込み量の検出機能を兼備するので、押し込み量検出手段を別途配置する必要がなく、構成の簡素化が得られる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３の歪み修正装置において、上記加圧手段は、パンチ支持部材と、該パンチ支持部材をワークに接離する方向に移動可能に嵌合保持するパンチガイド部材と、該パンチ支持部材の先端に上記ワークと対向して取り付けられた加圧パンチと、上記パンチ支持部材をワークに接離する方向に移動させるサーボモータとを有し、該サーボモータの駆動により上記パンチ支持部材をワークに接近する方向に移動せしめて上記加圧パンチによって押し込むことを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項２または３に記載の加圧手段の具体的例を示すものであって、サーボモータの正逆回転駆動によってパンチ部材をワークに接離する方向の移動を容易に制御することができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に歪み修正装置において、上記押し込み荷重測定手段は、サーボモータを駆動する電力値の変化により上記規定荷重を検出することを特徴とする。
【００２１】
請求項５の発明によると、サーボモータの駆動に要する電力値の変化に基づいて押し込み荷重を検出することによって押し込み荷重測定手段が構成でき、別途押し込み荷重を検出するための押し込み荷重検出手段を配設する必要がなく、装置の簡素化、コンパクト化および制御の簡素化が得られ、設備コストおよびメンテナンスコストの低減が期待できる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項４の歪み検出装置において、上記押し込み荷重測定手段は、上記パンチ支持部材と加圧パンチとの間にロードセルを配設し、該ロードセルによって上記規定荷重を検出することを特徴とする。
【００２３】
請求項６の発明によると、押し込み荷重測定手段が、パンチ支持部材と加圧パンチとの間に配置したロードセルにより構成でき、ロードセルによって直接的に加圧パンチに作用する押し込み荷重を検知でき、より高精度の歪み修正が期待できる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項２または３の歪み修正装置おいて、上記加圧手段は、パンチ支持部材と、該パンチ支持部材をワークに接離する方向に移動可能に嵌合保持するパンチガイド部材と、該パンチ支持部材の先端に上記ワークと対向して取り付けられた加圧パンチと、上記パンチ支持部材をワークに接離する方向に移動させる油圧シリンダとを有し、上記押し込み荷重測定手段は、上記パンチ支持部材と加圧パンチとの間に配設されて上記押し込み荷重を検出するロードセルであって、上記油圧シリンダの駆動により上記パンチ支持部材をワークに接近する方向に移動せしめて上記加圧パンチによって押し込むことを特徴とする。
【００２５】
請求項７の発明は、請求項２または３に記載の加圧手段の具体的例を示すものであって、油圧シリンダによってパンチ部材をワークに接離する方向の移動を容易に制御することができ、かつパンチ支持部材と加圧パンチとの間に配置したロードセルにより直接的に加圧パンチに作用する押し込み荷重を検知でき、高精度の歪み修正が期待できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による歪み修正方法および歪み修正装置の実施の形態を、ワークがエンジンのクランクシャフトを例に図を参照して説明する。
【００２７】
（第１実施の形態）
本発明の第１実施の形態を図１乃至図７を参照して説明する。
【００２８】
本実施の形態における歪み修正する軸状のワークであるクランクシャフト９０は、例えば高炭素鋼の鍛造製であって、図７に側面図を示すようにその回転中心軸線Ｌ上に同軸上で配置された第１〜第５ジャーナル９１〜９５を有し、第１ジャーナル９１と第２ジャーナル９２、第２ジャーナル９２と第３ジャーナル９３、第３ジャーナル９３と第４ジャーナル９４、第４ジャーナル９４と第５ジャーナル９５はそれぞれウエブ９６およびクランクピン９７を介在して一体形成されている。
【００２９】
図１は歪み修正装置１の概略を示す正面図、図２は図１の要部拡大図、図３は図２のＡ矢視図、図４は図３のＢ矢視図である。
【００３０】
歪み修正装置１は、支持台２および支持台２に立設されたプレス支持枠３を有し、支持台２上に設けられたワーク回転駆動手段１０、ワーク固定手段３０、歪み検出手段４０、プレス支持枠３に設けられた加圧手段５０および制御装置７０を有し、ワーク回転駆動手段１０によって回転駆動されるクランクシャフト９０の歪み量を歪み検出手段４０により検出し、そのクランクシャフト９０をワーク固定手段３０上に載せ換え、歪み量の検出結果に基づいてワーク固定手段３０上に保持されたクランクシャフト９０を加圧手段５０により押し込むことによって歪みを修正するものである。
【００３１】
ワーク回転駆動手段１０は、図２および図３に示すようにクランクシャフト９０の第１ジャーナル９１および第５ジャーナル９５をそれぞれ回転自在に支持する一対の芯出し装置１１、２１を有している。
【００３２】
左の芯出し装置１１は図３および図４に示すように支持台２に上下方向に延在して立設された一対のパイロットバー１２ａ、１２ｂに架け渡されて上下移動自在に支持されたローラ支持部材１３を有し、ローラ支持部材１３にベアリング１４ａ、１４ｂおよび回転軸１５ａ、１５ｂを介してクランクシャフト９０の第１ジャーナル９１を支持する一対のローラ１６ａ、１６ｂが回転自在に並設されている。支持台２とローラ支持部材１３の間に架設された昇降シリンダ１７の伸縮によってローラ支持部材１３がパイロットバー１２ａ、１２ｂに沿って昇降してローラ１６ａ、１６ｂが上昇位置に上昇すると共に下降位置に下降する。
【００３３】
右の芯出し装置２１も同様に、支持台２に立設された一対のパイロットバー２２ａ、２２ｂに架け渡されて上下移動自在に支持されたローラ支持部材２３にベアリング２４ａ、２４ｂおよび回転軸２５ａ、２５ｂを介して第５ジャーナル９５を支持する一対のローラ２６ａ、２６ｂが回転自在に並設されている。支持台２とローラ支持部材２３の間に架設された昇降シリンダ２７の伸縮によってローラ支持部材２３がパイロットバー２２ａ、２２ｂに沿って昇降してローラ２６ａ、２６ｂが上昇位置に上昇し、かつ下降位置に下降する。さらに、回転軸２５ａを回転駆動する回転駆動手段である駆動モータ２８が設けられ、他方の回転軸２５ｂの回転位置を検出するワーク回転位置検出装置２９が設けられている。
【００３４】
そして、芯出し装置１１のローラ１６ａと１６ｂの間にクランクシャフト９０の第１ジャーナル９１を上方から載せ、かつ芯出し装置２１のローラ２６ａと２６ｂの間に第５ジャーナル９５を上方から載せることによってクランクシャフト９０が芯出しされた状態で回転自在に支持され、かつ駆動モータ２８によって回転駆動されるローラ２６ａによって第５ジャーナル９５を介してクランクシャフト９０が、その回転中心軸線Ｌを中心に回転駆動され、かつ第５ジャーナル９５によって回転駆動されるローラ２６ｂを介してその回転がワーク回転位置検出装置２９に入力されてクランクシャフト９０の回転位置が検出される。
【００３５】
ワーク固定手段３０は、互いに離間して芯出し装置１１および２１にそれぞれ隣接して配置された一対のワーク固定支持台３１および３５を有している。左のワーク固定支持台３１は、図２および図４に示すように芯出し装置１１に隣接して支持台２上に基部３２が取り付けられ、頂部に第１ジャーナル９１が上方から嵌合可能な凹状のワーク保持部３３ａが形成された板状のワーク受け部材３３が基部３２上に立設されている。同様に右のワーク固定支持台３５は、芯出し装置２１に隣接して支持台２上に基部３６が取り付けられ、頂部に第５ジャーナル９５が上方から嵌合可能な凹状のワーク保持部３７ａが形成されたワーク受け部材３７が基部３６上に立設されている。
【００３６】
そして、芯出し装置１１および２１のローラ支持部１３、２３が上昇位置において、ローラ１６ａと１６ｂの間に第１ジャーナル９１を上方から載せ、かつローラ２６ａと２６ｂの間に第５ジャーナル９５を上方から載せてクランクシャフト９０がセットされた状態から、それぞれの昇降シリンダ１７、２７を縮小してローラ支持部材１３、２３を下降位置に下降させると、その下降動作によってクランクシャフト９０が下降して、第１ジャーナル９１が左のワーク固定支持台３１のワーク保持部３３ａに受け渡され、かつ第５ジャーナル９５が右のワーク固定支持台３５のワーク保持部３７ａに受け渡されてクランクシャフト９０がワーク固定支持台３１、３５に移載される。一方、昇降シリンダ１７、２７を伸張してローラ支持部材１３、２３を下降位置から上昇位置に上昇させると、第１ジャーナル９１がローラ１６ａ、１６ｂに支持され、かつ第５ジャーナル９５がローラ２６ａ、２６ｂに支持されてクランクシャフト９０がワーク固定支持台３１、３５から芯出し装置１１、２１に受け渡される。
【００３７】
歪み検出手段４０は、芯出し装置１１と２１に架け渡されてセットされたクランクシャフト９０の第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４にそれぞれ対応して支持台２に配設された第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７を有している。
【００３８】
第１歪み検出装置４１は、図３および図５に示すように支持台２に基部４２が取り付けられ、この基部４２に揺動自在に支持されて先端４３ａが第２ジャーナル９２の下面に接触する測定子４３を有し、クランクシャフト９０の回転に伴う測定子４３の揺動によって第２ジャーナル９２の部分の歪み量を検出する差動トランスによって構成される。第２歪み検出装置４４および第３歪み検出装置４７もそれぞれ同様に、支持台２に取り付けられた基部４５、４８に支持された測定子４６、４９の先端４６ａ、４９ａがそれぞれ第３ジャーナル９３および第４ジャーナル９４の下面に接触してクランクシャフト９０の第３ジャーナル９３および第４ジャーナル９４の部分における歪み量をそれぞれ検出する差動トランスによって構成される。また、これら第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７は差動トランスに代えリニアゲージ等他の手段によって構成することもできる。
【００３９】
加圧手段５０は、図１および図２に示すようにプレス支持枠３に設けられたガイドレール５１ａおよびこのガイドレール５１ａに沿って移動するスライダ５１ｂによって形成されたリニアガイド５１によって、ベース５２が芯出し装置１１、２１上にセットされたクランクシャフト９０の上方でかつそのクランクシャフト９０の回転中心軸線Ｌの延在方向と平行に往復移動自在に支持されている。また、プレス支持枠３にベアリングボックス５３を介して回転自在に支持されたボールネジ５５ａと、ベース５２に設けられて図示しないボールを介在してボールネジ５５ａに螺合するナット部５５ｂとからなるボールネジ送り機構５５、およびボールネジ５５ａを回転駆動する駆動モータ５６を備えた加圧パンチ送り装置５４が設けられている。駆動モータ５６によるボールネジ５５ａの正逆回転によって、ベース５２がリニアガイド５１に案内されてクランクシャフト９０の回転中心軸線Ｌと平行に移動する。
【００４０】
ベース５２には、一対のワーク固定支持台３１と３５に架け渡されたワークとしてのクランクシャフト９０を、ワーク固定支持台３１と３５の間の部分を押し込む加圧パンチ装置６０が設けられている。加圧パンチ装置６０は、ベース５２に立設された円筒状のパンチガイド部材６４を有し、パンチガイド部材６４によって先端にクランクシャフト９０と対向して加圧パンチ６１が取り付けられた円筒状のパンチ支持部材６２を回転が阻止された状態でクランクシャフト９０と接離する上下方向に移動自在に保持している。パンチ支持部材６２の内周にはネジ穴が穿設され、ボールを介在してこのネジ穴に螺合するボールネジ６３によってボールネジ機構を形成し、このボールネジ６３の上端が歯車機構６５を介して回転駆動手段であるサーボモータ６６によって回転駆動される。
【００４１】
加圧パンチ装置６０のボールネジ６３を歯車機構６５を介してサーボモータ６６によって正逆回転することによって、ボールネジ機構によってパンチ支持部材６２が昇降し、パンチ支持部材６２の下端に取り付けられた加圧パンチ６１が昇降する。また、サーボモータ６６の駆動に要する電力値の変化に基づいてクランクシャフト９０を押圧した際の押し込み荷重が制御装置７０によって算出される。すなわち、サーボモータ６６の駆動に要する電力値の変化を検出することによって押し込み荷重測定手段が形成される。
【００４２】
ここで、図６（ａ）の押し込み荷重−ストローク線図に、押し込み荷重付与箇所となる例えばクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２を修正する際の加圧パンチ６１に付加される押し込み荷重と加圧パンチ６１の移動ストロークの変化、すなわち左右のワーク固定支持台３１、３５とクランクシャフト９０との間に異物等の噛み込みや、初期なじみ等に起因する無負荷状態での増加等を含んだクランクシャフト９０の実挙動曲線を示す。さらに、図６（ｂ）の修正量−押し込み量線図に、少なくとも無負荷状態でのストローク増加範囲を除いた規定荷重以上の荷重を付加した時のクランクシャフト９０の実挙動状態を示す実挙動曲線およびクランクシャフト９０の塑性変形域における加圧パンチ６１によるクランクシャフト９０の修正量との関係を示す。図６（ｂ）において修正量と押し込み量を示す修正曲線は、ほぼ相対関係にあり、規定荷重に達した時点でこの修正曲線に基づいて修正量、すなわち押し込み量を算出することによって修正曲線に倣った実挙動曲線が得れる。この加圧パンチ６１による加圧による歪み量と押し込み量の関係を示す修正曲線は、対象のクランクシャフト９０の第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のそれぞれの歪み量と押し込み量の関係を予め実験あるいはシミュレーション等によって確認し、このデータに基づいて設定し、制御装置７０に修正データとして記憶されている。また制御装置７０からの指示に従って各部が作動制御される。
【００４３】
さらに、芯出し装置１１の近傍位置にクランクシャフト９０に刻印を付するマーキング装置６７が、クランクシャフト９０の回転中心軸線Ｌと平行に移動自在に支持台２上に設けられている。このマーキング装置６７は予め定められた許容範囲に修正されたクランクシャフト９０に良品であることを示す刻印を施すものであるが、本発明と直接的な関係がないので詳細な説明は省略する。
【００４４】
次に、以上のように構成された修正装置１によるクランクシャフト９０の修正方法を説明する。
【００４５】
ワーク回転駆動手段１０の左右の芯出し装置１１、２１の昇降シリンダ１７、２７を伸張させてそれぞれのローラ支持部材１３、２３を上昇位置に保持した状態で、芯出し装置１１のローラ１６ａ、１６ｂ上に修正するクランクシャフト９０の第１ジャーナル９１を上方から載せ、かつ芯出し装置２１のローラ２６ａ、２６ｂに第５ジャーナル９５を上方から載せてクランクシャフト９０を芯出し装置１１と２１に架け渡してセットする。このセットされたクランクシャフト９０は芯出し装置１１のローラ１６ａ、１６ｂおよび芯出し装置２１のローラ２６ａ、２６ｂによって芯出しされ、かつ回転中心軸線Ｌを中心として回転自在に支持される。
【００４６】
芯出し装置１１および２１にセットされたクランクシャフト９０は、駆動モータ２８によって回転駆動されるローラ２６ａによって第５ジャーナル９５を介して中心軸線Ｌを中心に回転駆動され、かつ回転する第５ジャーナル９５によって回転駆動されるローラ２６ｂを介してその回転がワーク回転位置検出装置２９に入力されてクランクシャフト９０の回転位置が検出され、その検出された回転位置信号が制御装置７０に入力される。
【００４７】
一方、第１歪み検出装置４１の測定子４３の先端４３ａが回転するクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２の下面に接触し、回転する第２ジャーナル９２の下面の変化に追従して揺動する測定子４３の変位量に基づいて第２ジャーナル９２の部分におけるクランクシャフト９０の歪み量が検出され、かつその最大歪み量および最大歪み方向、すなわち曲がり方向の位置がワーク回転位置検出装置２９によって検出され、その歪み量データおよび最大歪み位置データが制御装置７０に送られる。同様に、第２歪み検出装置４４の測定子４６および第３歪み検出装置４７の測定子４９の先端４６ａ、４９ａを、回転するクランクシャフト９０の第３ジャーナル９３、第４ジャーナル９４の下面にそれぞれ接触し、測定子４６、４９の変位量に基づいて第３ジャーナル９３および第４ジャーナル９４のそれぞれの部分におけるクランクシャフト９０の歪み量が検出され、かつその最大歪み量および最大歪み方向位置がワーク回転位置検出装置２９によって検出され、それらの歪み量データおよび最大歪み位置データが制御装置７０に送られる。
【００４８】
制御装置７０において、第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７およびワーク回転位置検出装置２９によって検出された第２〜第４ジャーナル９２〜９４におけるそれぞれの最大歪み量および最大歪み位置に基づいて最も最大歪み量の大きいジャーナル、例えば第２ジャーナル９２を抽出し、その最大歪み方向が加圧パンチ装置６０側、本実施の形態では上方側となるように回転制御して駆動モータ２８を停止し、クランクシャフト９０の回転を停止する。
【００４９】
次に、芯出し装置１１、２１の昇降シリンダ１７、２７を縮小してローラ支持部材１３、２３を上昇位置から下降位置に下降させる。この下降動作によってローラ１６ａ、１６ｂよびローラ２６ａ、２６ｂに支持されたクランクシャフト９０が下降して、第１ジャーナル９１がワーク固定支持台３１のワーク保持部３３ａに受け渡され、かつ第５ジャーナル９５がワーク固定支持台３５のワーク保持部３７ａに受け渡されてクランクシャフト９０がワーク固定支持台３１、３５に移載される。
【００５０】
さらに、このクランクシャフト９０の下降と連動し、あるいは連動することなく加圧手段５０に設けられた加圧パンチ送り装置５４の駆動モータ５６によりボールネジ５５ａを正回転あるいは逆回転してボールネジ送り機構５５を介してベース５２を移動し、ベース５２に設けられた加圧パンチ装置６０のパンチ支持部材６２の下端に取り付けられた加圧パンチ６１をクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２と対向させて、駆動モータ５６を停止し、加圧パンチ装置６０を加圧位置に保持する。
【００５１】
この加圧パンチ装置６０を加圧位置に維持した状態で、サーボモータ６６により歯車機構６５を介してボールネジ６３を回転駆動し、ボールネジ送り機構によってパンチ支持部材６２を下降させて加圧パンチ６１によってワーク固定支持台３１と３５に第１ジャーナル９１および第５ジャーナル９５がそれぞれ保持されたクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２を上方から押し込み付与してクランクシャフト９０を修正する。
【００５２】
この加圧パンチ６１によるクランクシャフト９０の修正は、サーボモータ６６の駆動により下降する加圧パンチ６１がクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２に当接し、さらにサーボモータ６６により加圧パンチ６１を下降させて第２ジャーナル９２を押し込む。この加圧パンチ６１による第２ジャーナル９２の押し込みに要するサーボモータ６６の駆動に要する電力値の変化によって検出される加圧パンチ６１による第２ジャーナル９２の押し込み荷重が規定荷重に達した時点で、予め設定された修正曲線に基づいて最大歪み量に対応する修正量に相当する押し込み量を算出し、第１歪み検出装置４１によって第２ジャーナル９２の下降ストローク、すなわち押し込み量を検出しつつ、第２ジャーナル９２の部分における算出された最大歪み量に対応する修正量に相当する押し込み量だけサーボモータ６６により加圧パンチ６１を下降させて第２ジャーナル９２を押し込みクランクシャフト９０の歪みを修正する。
【００５３】
しかる後、サーボモータ６６により歯車機構６５を介してボールネジ６３を逆回転駆動し、ボールネジ送り機構によってパンチ支持部材６２を上昇させて加圧パンチ６１を第２ジャーナル９２から離間させる。
【００５４】
そして、再び芯出し装置１１および２１の昇降シリンダ１７、２７を伸張してローラ支持部材１３、２３を下降位置から上昇位置に上昇させる。この上昇動作によってワーク固定支持台３１および３５に支持されて歪みが修正されたクランクシャフト９０が、芯出し装置１１、２１のローラ１６ａ、１６ｂよびローラ２６ａ、２６ｂ上に移載され、かつこれらローラ１６ａ、１６ｂよびローラ２６ａ、２６ｂによって芯出しされ、かつ回転中心軸線Ｌを中心として回転自在に支持されて再び芯出し装置１１および２１にセットする。
【００５５】
芯出し装置１１および２１にセットされたクランクシャフト９０は、駆動モータ２８によってローラ２６ａを介して回転駆動され、かつワーク回転位置検出装置２９によってクランクシャフト９０の回転位置を検出する。そして、再び第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７によってそれぞれ第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４の部分における歪み量を測定する。
【００５６】
測定された第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４の各部分の歪み量が予め設定された許容値以下、すなわち許容範囲の場合には、駆動モータ２８によるクランクシャフト９０の回転を停止し、クランクシャフト９０にマーキング装置６７により良品であることを表示する刻印を施してクランクシャフト９０の修正工程を終了する。
【００５７】
一方、第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のいずれかの部分における歪み量が許容値以上、すなわち許容範囲を外れている場合は、再度クランクシャフト９０を回転駆動し、第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７によって第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のそれぞれの部分における最大歪み量および最大歪み方向位置を検出して、それらの歪み量データおよび最大歪み位置データを制御装置７０に送る。
【００５８】
制御装置７０において、それぞれの最大歪み量データおよび最大歪み位置データに基づいて最も最大歪み量の大きいジャーナル、例えば第３ジャーナル９３を抽出し、その最大歪み方向が加圧パンチ装置６０側となるように回転制御してクランクシャフト９０の回転を停止する。
【００５９】
次に、芯出し装置１１および２１のローラ支持部材１３、２３を上昇位置から下降位置に下降させてクランクシャフト９０をワーク固定支持台３１、３５に移載する。さらに、加圧パンチ送り装置５４の駆動モータ５６によりボールネジ５５ａを正回転あるいは逆回転してベース５２を移動し、加圧パンチ装置６０の加圧パンチ６１をクランクシャフト９０の第３ジャーナル９３と対向させる。
【００６０】
続いて、サーボモータ６６の駆動により下降する加圧パンチ６１がクランクシャフト９０の第３ジャーナル９３に当接し、さらにサーボモータ６６により加圧パンチ６１を下降させて第３ジャーナル９３を押し込み、加圧パンチ６１による第３ジャーナル９３の押し込みに要するサーボモータ６６の駆動に要する電力値の変化によって検出される加圧パンチ６１による第３ジャーナル９３の押し込み荷重が規定荷重に達した時点で、修正曲線に基づいて押し込み量を算出し、第２歪み検出装置４４によって第３ジャーナル９３の下降ストローク、すなわち押し込み量を検出しつつ、修正量に相当する押し込み量だけサーボモータ６６により加圧パンチ６１を下降させて第３ジャーナル９３を押し込みクランクシャフト９０の歪みを修正する。
【００６１】
しかる後、サーボモータ６６により歯車機構６５を介してボールネジ６３を逆回転駆動し、ボールネジ機構によってパンチ支持部材６２を上昇させて加圧パンチ６１を第３ジャーナル９３から離間させる。
【００６２】
そして、再び芯出し装置１１および２１の昇降シリンダ１７、２７を伸張してローラ支持部材１３、２３を下降位置から上昇位置に上昇させ、ワーク固定支持台３１および３５に支持されて修正されたクランクシャフト９０を、芯出し装置１１、２１のローラ１６ａ、１６ｂよびローラ２６ａ、２６ｂ上に移載して、再びクランクシャフト９０を回転駆動し、第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７によってそれぞれ第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４の部分における歪み量を測定する。
【００６３】
第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４の各部の歪み量が予め設定された許容値以下の場合には、クランクシャフト９０にマーキング装置６７により良品であることを表示する刻印を施しクランクシャフト９０の修正工程を終了する。一方、第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のいずれかの部分における歪み量が許容値以上の場合には、上記修正が繰り返される。
【００６４】
従って、本実施の形態によると、加圧パンチ６１による押し込み荷重が予め設定された規定荷重に達した時点を基準として、修正に要する加圧パンチ６１のストローク、すなわち押し込み量を修正曲線に基づいて算出し、その算出された押し込み量を押し込みことによって、ワーク固定支持台３１、３５とクランクシャフト９０の間への異物の噛み込みや、歪み修正装置１の初期なじみ等に起因する無負荷状態でのストローク増加等による測定誤差を回避でき、修正量のバラツキが抑制されて安定した高精度な歪み修正が得られる。
【００６５】
また、加圧パンチ６１を昇降するサーボモータ６６の正逆回転を切り換えることによって、加圧パンチ６１の昇降が容易に制御できる。さらに、サーボモータ６６の駆動に要する電力値の変化に基づいてクランクシャフト９０の押し込み荷重を検出することから、別途押し込み荷重を検出するための加圧センサ等の押し込み荷重検出手段を配設する必要がなく、装置の簡素化、コンパクト化および制御の簡素化が得られ、設備コストおよびメンテナンスコストの低減が期待できる。さらに、歪み検出手段４０によって押し込み量を検出する押し込み量検出機能を兼備し、押し込み量検出手段を別途配置する必要がなく、構成の簡素化が期待できる。
【００６６】
（第２実施の形態）
本発明の第２実施の形態を図８を参照して説明する。なお、図８は本実施の形態における歪み修正装置の要部示す説明図であり、本実施の形態は上記第１実施の形態と加圧手段５０のベース５２に取り付けられる加圧パンチ装置が異なり、他は第１実施の形態と同様の構成であることから、図８に上記図１乃至図７と同一部分に対応する符号を付することで該部の詳細な説明を省略し、異なる部分を主に説明する。
【００６７】
加圧手段５０のベース５２に設けられる加圧パンチ装置８０は、ベース５２に立設された円筒状のパンチガイド部材８１を有し、パンチガイド部材８１に上下移動自在にパンチ支持部材８２が摺動自在に嵌合支持され、パンチ支持部材８２の下端に押し込み荷重検出手段であるロードセル８３を介在して加圧パンチ６１が取り付けられている。
【００６８】
一方、パンチガイド部材８１の上端にシリンダロッド８４ａがパンチ支持部材８２の上端に連結し、かつ図示しない油圧切り換えバルブを介して供給される油圧によって伸縮する油圧シリンダ８４が設けられている。この加圧付与手段となる油圧シリンダ８４の伸縮によってパンチ支持部材８２がパンチガイド部材８１に案内されて昇降し、パンチ支持部材８２の下端にロードセル８３を介して取り付けられた加圧パンチ６１が昇降する。油圧シリンダ８４の伸張によりパンチ支持部材８２を下降させて加圧パンチ６１によってクランクシャフト９０を押し込んだ際の押し込み荷重がロードセル８３によって検出され、その荷重が制御装置７０に出力される。
【００６９】
次に、このように構成された修正装置１によるクランクシャフト９０の修正方法を説明する。
【００７０】
第１実施の形態と同様に、ワーク回転駆動手段１０の左右の芯出し装置１１、２１のローラ支持部材１３、２３を上昇位置に保持した状態で、芯出し装置１１、２１のローラ１６ａ、１６ｂおよびローラ２６ａ、２６ｂにクランクシャフト９０を載せて、クランクシャフト９０をセットする。クランクシャフト９０を駆動モータ２８によって回転駆動すると共に、ワーク回転位置検出装置２９によってクランクシャフト９０の回転位置が検出され、その検出された回転位置信号が制御装置７０に入力される。
【００７１】
一方、第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７によってクランクシャフト９０の第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のそれぞれの部分におけるクランクシャフト９０の歪み量が検出され、かつその最大歪み量および最大歪み方向位置がワーク回転位置検出装置２９によって検出され、それらの歪み量データおよび最大歪み位置データが制御装置７０に送られる。制御装置７０において、第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７およびワーク回転位置検出装置２９によって検出された第２〜第４ジャーナル９１〜９４におけるそれぞれの最大歪み量データおよび最大歪み位置データに基づいて最も最大歪み量の大きいジャーナル、例えば第２ジャーナル９２を抽出し、その最大歪み方向が加圧パンチ装置８０側となるように回転制御して駆動モータ２８を停止し、クランクシャフト９０の回転を停止する。
【００７２】
次に、芯出し装置１１、２１のローラ支持部材１３、２３を上昇位置から下降位置に下降させる。この下降動作によって第１ジャーナル９１がワーク固定支持台３１のワーク保持部３３ａに受け渡され、かつ第５ジャーナル９５がワーク固定支持台３５のワーク保持部３７ａに受け渡されてクランクシャフト９０がワーク固定支持台３１、３５に移載される。
【００７３】
一方、加圧パンチ送り装置５４によりベース５２を移動し、ベース５２に設けられた加圧パンチ装置８０のパンチ支持部材８２の下端に取り付けられた加圧パンチ６１をクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２と対向する加圧位置に保持する。
【００７４】
加圧パンチ装置８０を加圧位置に維持した状態で、油圧切り換えバルブを切り換えて油圧シリンダ８４の伸張動作によりパンチ支持部材８２を下降させて加圧パンチ６１によってワーク固定支持台３１と３５に第１ジャーナル９１および第５ジャーナル９５が保持されたクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２を上方から加圧してクランクシャフト９０を修正する。
【００７５】
この加圧パンチ６１によるクランクシャフト９０の修正は、油圧シリンダ８４の伸張動作により下降する加圧パンチ６１がクランクシャフト９０の第２ジャーナル９２に当接し、さらに加圧パンチ６１を下降させて第２ジャーナル９２を押し込み、加圧パンチ６１による第２ジャーナル９２の押し込みに要する加圧パンチ６１による押し込み荷重がロードセル８３により検出される。この押し込み荷重が規定荷重に達した時点で修正曲線に基づいて押し込み量を算出し、第１歪み検出装置４１によって第２ジャーナル９２の下降ストローク、すなわち押し込み量を検出しつつ、第２ジャーナル９２の部分における最大歪み量に対応する修正量に相当する押し込み量だけ油圧シリンダ８４により加圧パンチ６１を下降させて第２ジャーナル９２を押し込みクランクシャフト９０の歪みを修正する。
【００７６】
しかる後、油圧切り換えバルブを切り換えて油圧シリンダ８４を収縮させ、その収縮動作によってパンチ支持部材８２を上昇させて加圧パンチ６１を第２ジャーナル９２から離間させる。
【００７７】
そして、再び芯出し装置１１および２１のローラ支持部材１３、２３を下降位置から上昇位置に上昇させて、ワーク固定支持台３１、３５に支持されて歪みが修正されたクランクシャフト９０を芯出し装置１１、２１のローラ１６ａ、１６ｂよびローラ２６ａ、２６ｂ上に移載し、芯出し装置１１、２１にセットする。芯出し装置１１および２１にセットされたクランクシャフト９０は、駆動モータ２８によって回転駆動され、再び第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７によってそれぞれ第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４の部分における歪み量が測定される。
【００７８】
第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４の各部分の歪み量が予め設定された許容値以下、すなわち許容範囲の場合には、クランクシャフト９０にマーキング装置６７により良品であることを表示する刻印を施して修正工程を終了する。
【００７９】
一方、第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のいずれかの部分における歪み量が許容値以上の場合には、再度クランクシャフト９０を回転駆動し、第１〜第３歪み検出装置４１、４４、４７によって第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のそれぞれの部分における最大歪み量および最大歪み方向位置を検出して、それぞれの最大歪み量データおよび最大歪み位置データに基づいて最も最大歪み量の大きいジャーナルを抽出し、同様の修正工程を繰り返す。
【００８０】
その結果、第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４の各部の歪み量が予め設定された許容値以下の場合には、クランクシャフト９０にマーキング装置６７により良品であることを表示する刻印を施しクランクシャフト９０の修正工程を終了する。一方、第２〜第４ジャーナル９２、９３、９４のいずれかの部分における歪み量が許容値以上の場合には、上記修正工程が繰り返される。
【００８１】
従って、本実施の形態によると、第１実施の形態と同様に、加圧パンチ６１による修正箇所の押し込み荷重が、予め設定された規定荷重に達した時点を基準として修正に要する加圧パンチ６１のストローク、すなわち押し込み量を修正曲線に基づいて算出して設定することから、ワーク固定支持台３１、３５とクランクシャフト９０の間に異物の噛み込みや、初期なじみ等に起因する測定誤差を回避でき、修正量のバラツキが抑制されて安定した高精度な歪み修正が得られる。
【００８２】
また、加圧パンチ６１の昇降を油圧シリンダ８４の伸縮により下端にロードセル８３を介在して加圧パンチ６１を支持するパンチ支持部材８２を直接的に昇降させることから、第１実施の形態の歯車機構６５やボール送り機構を介してサーボモータ６６の回転駆動によってクランクシャフト９０に押し込み荷重を付加する構造に比べ、構造の簡素化が得られると共に、ロードセル８３により直接的に加圧パンチ６１に作用する荷重、すなわち押し込み荷重が検知でき、より高精度の歪み修正が期待できる。
【００８３】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば上記第１実施の形態では、サーボモータ６６の駆動電流の変化によって加圧パンチ６１に作用する押し込み荷重を検出する押し込み荷重検出手段を構成したが、第２実施の形態と同様にパンチ支持部材と加圧パンチ６１の間に押し込み荷重検出手段となるロードセルを配置し、直接的にロードセルによって押し込み荷重を検出するように変更することができる。この構成によりロードセルにより直接的に加圧パンチに作用する荷重、すなわち押し込み荷重が検知でき、より高精度の歪み修正が期待できる。また、上記各実施の形態では修正するワークとしてクランクシャフトを例に説明したが、カムシャフト等の他の軸状のワークの修正に適用することもできる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明した歪み修正方法の発明によると、軸状のワークの歪み量を測定し、この歪み量が測定されたワークを一対のワーク固定支持台に架け渡して支持すると共に、歪み量とこの歪みの修正に要する押し込み量との関係によって予め設定された修正曲線に基づいて測定された歪み量の修正に要する押し込み量を加圧手段によって押し込んで歪みを修正する歪み修正方法において、加圧手段による押し込み荷重が、予め設定された規定荷重に達した時点を基準として歪み量の修正に要する加圧手段による押し込み量を修正曲線に基づいて算出し、その算出された押し込み量を押し込むことによって、ワーク固定支持台とワークの間への異物の噛み込みや、歪み修正装置の初期なじみ等に起因する測定誤差を排除することができ、修正量のバラツキを抑制して安定した高精度な歪み修正を行うことができる。
【００８５】
また、歪み修正装置の発明によると、ワークの歪み量を測定する歪み検出手段と、この歪み量が測定されたワークを架け渡して支持する一対のワーク固定支持台と、架け渡されて支持されたワークの一対のワーク固定支持台間を、歪み量と該歪みの修正に要する押し込み量との関係によって予め設定された修正曲線に基づいて上記測定された歪み量の修正に要する押し込み量を押し込む加圧手段とを備えた歪み修正装置において、押し込み荷重検出手段を有し、押し込み荷重検出手段によって測定された加圧手段による押し込み荷重が、予め設定された規定荷重に達した時点を基準として歪み測定手段によって測定された歪み量の修正に要する加圧手段による押し込み量を修正曲線に基づいて算出し、その算出された押し込み量を押し込むので、ワーク固定支持台とワークの間への異物の噛み込みや、歪み修正装置の初期なじみ等に起因する測定誤差を排除することができ、修正量のバラツキを抑制して安定した高精度な歪み修正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による歪み修正方法および歪み修正装置の第１実施の形態の概要を示す歪み修正装置の正面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】図３のＢ矢視図である。
【図５】歪み検出手段の説明図である。
【図６】作用説明図であり、（ａ）は押し込み荷重−ストローク線図、（ｂ）は修正量−押し込み量線図である。
【図７】ワークであるクランクシャフトの側面図である。
【図８】本発明による歪み修正方法および歪み修正装置の第２実施の形態の概要を示す歪み修正装置の説明図である。
【図９】従来の歪み修正装置の概要説明図である。
【図１０】従来の作用説明図であり、（ａ）は押し込み荷重−ストローク線図、（ｂ）は修正量−押し込み量線図である。
【符号の説明】
１ 歪み修正装置
１０ ワーク回転駆動手段
３０ ワーク固定手段
３１、３５ ワーク固定支持台
４０ 歪み検出手段
５０ 加圧手段
６０ 加圧パンチ装置
６１ 加圧パンチ
６２ パンチ支持部材
６３ ボールネジ
６４ パンチガイド部材
６５ 歯車機構
６６ サーボモータ
７０ 制御装置
８０ 加圧パンチ装置
８１ パンチガイド部材
８２ パンチ支持部材
８３ ロードセル（押し込み荷重検出手段）
８４ 油圧シリンダ
９０ クランクシャフト（ワーク）
Ｌ 回転中心軸線
Claims (7)
- 一対のワーク固定支持台および該一対のワーク固定支持台に架け渡されたワークの上記両ワーク固定支持台間を押し込む加圧手段を有し、軸状のワークの歪み量を測定し、該歪み量が測定されたワークを上記一対のワーク固定支持台に架け渡して支持すると共に、歪み量と該歪みの修正に要する押し込み量との関係によって予め設定された修正曲線に基づいて上記測定された歪みの修正に要する押し込み量を上記加圧手段によって押し込んで上記ワーク歪みを修正する歪み修正方法において、
上記加圧手段による押し込みにあたり、上記加圧手段による押し込み荷重が予め設定された規定荷重に達した時点で、加圧手段による押し込み量を上記修正曲線に基づいて算出し、該算出した押し込み量を押し込むことを特徴とする歪み修正方法。 - 軸状のワークの歪み量を測定する歪み検出手段と、
該歪み量が測定されたワークを架け渡して支持する一対のワーク固定支持台と、
該架け渡されて支持されたワークの一対のワーク固定支持台間を、歪み量と該歪みの修正に要する押し込み量との関係によって予め設定された修正曲線に基づいて上記測定された歪み量の修正に要する押し込み量を押し込む加圧手段とを備えた歪み修正装置において、
上記加圧手段による押し込み荷重を測定する押し込み荷重測定手段を有し、
上記加圧手段による押し込みにあたり、上記押し込み荷重測定手段によって測定された上記加圧手段による押し込み荷重が予め設定された規定荷重に達した時点で、加圧手段による押し込み量を上記修正曲線に基づいて算出し、該算出した押し込み量を押し込むことを特徴とする歪み修正装置。 - 上記歪み検出手段によって、上記加圧手段による上記押し込み量を検出することを特徴とする請求項２に記載の歪み修正装置。
- 上記加圧手段は、
パンチ支持部材と、
該パンチ支持部材をワークに接離する方向に移動可能に嵌合保持するパンチガイド部材と、
該パンチ支持部材の先端に上記ワークと対向して取り付けられた加圧パンチと、
上記パンチ支持部材をワークに接離する方向に移動させるサーボモータとを有し、
該サーボモータの駆動により上記パンチ支持部材をワークに接近する方向に移動せしめて上記加圧パンチによって押し込むことを特徴とする請求項２または３に記載の歪み修正装置。 - 上記押し込み荷重測定手段は、
サーボモータを駆動する電力値の変化により上記規定荷重を検出することを特徴とする請求項４に記載の歪み修正装置。 - 上記押し込み荷重測定手段は、
上記パンチ支持部材と加圧パンチとの間にロードセルを配設し、該ロードセルによって上記規定荷重を検出することを特徴とする請求項４に記載の歪み検出装置。 - 上記加圧手段は、
パンチ支持部材と、
該パンチ支持部材をワークに接離する方向に移動可能に嵌合保持するパンチガイド部材と、
該パンチ支持部材の先端に上記ワークと対向して取り付けられた加圧パンチと、
上記パンチ支持部材をワークに接離する方向に移動させる油圧シリンダとを有し、
上記押し込み荷重測定手段は、
上記パンチ支持部材と加圧パンチとの間に配設されて上記押し込み荷重を検出するロードセルであって、
上記油圧シリンダの駆動により上記パンチ支持部材をワークに接近する方向に移動せしめて上記加圧パンチによって押し込むことを特徴とする請求項２または３に記載の歪み修正装置。
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