JP2010115667A - スピニング加工装置及びスピニング加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】手動操作式のローラ移動操作具を操作して被加工材をスピニング加工する際に、当該ローラ移動操作具の操作状態が一定に維持されていない場合であっても、被加工材を所望の形状及び厚さに適切かつ簡便に成形し得る技術を提供する。
【解決手段】スピニング加工装置に、維持指令の入力に従って、維持指令の入力時点におけるローラ移動操作具３５の操作状態に対応するように、横送り機構Ｒｚ及び縦送り機構Ｒｘ夫々の作動を維持する加工状態維持手段４０を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転する成形型に板状の被加工材を押し付けてその被加工材を成形型の外周面に沿う形状に加工するローラと、駆動流体の流体圧によりローラを成形型の回転軸心と平行な横方向に移動させる横送り機構と、駆動流体の流体圧によりローラを成形型の回転軸心に交差する縦方向に移動させる縦送り機構と、ローラの横方向及び縦方向夫々での移動方向及び移動速度を指令する手動操作式のローラ移動操作具と、ローラ移動操作具の操作状態に基づいて横送り機構及び縦送り機構夫々の作動を制御する制御手段とを備えたスピニング加工装置及びそのスピニング加工装置を用いた被加工材のスピニング加工方法に関する。

かかるスピニング加工装置は、ローラを被加工材を介在させた状態で成形型の外周面に押し付け、その外周面に沿わせて移動させることで、被加工材を成形型の外周面に沿う形状にスピニング加工（いわゆる絞り加工）するものである（例えば、特許文献１及び２参照。）。この場合には、オペレータ（作業者）が手動操作式のジョイスティック（ローラ移動操作具の一例）を操作してローラの横方向及び縦方向夫々での移動方向及び移動速度を指令することにより、上記のように被加工材をスピニング加工することができる。

ここで、上記被加工材のスピニング加工時におけるオペレータのジョイスティックの操作によるローラの移動軌跡を記憶してプログラム化し、別の被加工材のスピニング加工時に、当該プログラム化された移動軌跡に沿ってローラを自動的に移動させることが行われている。これにより、オペレータがジョイスティックを操作しなくても被加工材のスピニング加工を自動的に行うことが可能となっている。この場合、オペレータがジョイスティックを操作して被加工材をスピニング加工する作業は一度だけでよい。さらに、その後の他の被加工材のスピニング加工は、オペレータによる被加工材のスピニング加工と同様の加工精度であるにもかかわらず、労力を掛けずに簡便に行うことができる。

特開昭５８−１１９４２５号公報 特開平１０−２１１５２６号公報

上記スピニング加工装置においては、一度だけであるにしても、オペレータが実際にジョイスティックを操作して被加工材をスピニング加工することが必要となる。このジョイスティックは、例えば、その倒れ方向や倒れ量に応じてローラを被加工材に押し付ける方向及び押し付ける度合いが変化するように構成されているので、被加工材を目的の形状及び厚さに正確に成形するには非常に熟練した操作技能が要求される。特に、被加工材に対して一定の押圧力を与えて目的の形状及び厚さに成形する際には、ジョイスティックの倒れ方向及び倒れ量が変化しないように一定に保ち続けることが要求される。

しかしながら、オペレータが熟練した操作技能を有するとしても、ジョイスティックの倒れ方向及び倒れ量を所定時間の間、一定に保ち続けることは非常に困難である。例えば、この所定時間が１分間や２分間の長時間にわたる場合や、また、微少な操作状態の変化に対応して押し付ける方向及び押し付ける度合いが変化するようにジョイスティックが感度よく構成されている場合などには、特に困難となる。
仮に、ジョイスティックの倒れ方向及び倒れ量が一定とならない場合には被加工材への押圧力が経時的に変化し、目的とする被加工材の形状や厚みが得られないという問題がある。例えば、被加工材が所望の形状よりも変形した形状の製品が成形されたり、被加工材自体が破損してしまったり、また、被加工材の厚さが所望の厚さよりも変化した製品が成形されてしまう問題がある。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、手動操作式のローラ移動操作具を操作して被加工材をスピニング加工する際に、当該ローラ移動操作具の操作状態が一定に維持されていない場合であっても、被加工材を所望の形状及び厚さに適切かつ簡便に成形し得るスピニング加工装置及びスピニング加工方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るスピニング加工装置は、回転する成形型に板状の被加工材を押し付けてその被加工材を成形型の外周面に沿う形状に加工するローラと、
駆動流体の流体圧により前記ローラを前記成形型の回転軸心と平行な横方向に移動させる横送り機構と、
駆動流体の流体圧により前記ローラを前記成形型の回転軸心に交差する縦方向に移動させる縦送り機構と、
前記ローラの前記横方向及び前記縦方向夫々での移動方向及び移動速度を指令する手動操作式のローラ移動操作具と、
前記ローラ移動操作具の操作状態に基づいて前記横送り機構及び前記縦送り機構夫々の作動を制御する制御手段とを備えたスピニング加工装置であって、
その第１特徴構成は、維持指令の入力に従って、当該維持指令の入力時点における前記ローラ移動操作具の操作状態に対応するように、前記横送り機構及び前記縦送り機構夫々の作動を維持する加工状態維持手段が設けられた点にある。

上記特徴構成によれば、加工状態維持手段が、維持指令の入力に従って、当該維持指令の入力時点における操作状態と同様の作動状態となるように、横送り機構及び縦送り機構夫々の作動を維持する。例えば、この維持指令は、ローラ移動操作具の操作状態の維持が必要な場合に指令される。これにより、手動操作式のローラ移動操作具の操作状態が一定に維持されていない場合であっても、維持指令の入力時点におけるローラの横方向及び縦方向夫々での移動方向及び移動速度をそのまま維持して、被加工材に対する押圧力を一定に保ち続けることができる。例えば、ローラ移動操作具の操作状態を一定に維持する必要がある時間が比較的長い時間（例えば、１分間以上）である場合には、オペレータによるローラ移動操作具の操作状態が微少に変化することがある。このような場合であっても、オペレータによるローラ移動操作具の操作状態に関係なく、被加工材に対する押圧力を一定に維持したままスピニング加工を行うことができる。
よって、手動操作式のローラ移動操作具を操作して被加工材をスピニング加工する際に、当該ローラ移動操作具の操作状態が一定に維持されていない場合であっても、被加工材を所望の形状及び厚さに適切かつ簡便に成形することができる。

本発明に係るスピニング加工装置の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記制御手段が、前記ローラ移動操作具の操作状態に基づいて前記横送り機構及び前記縦送り機構夫々の作動を制御する手動運転モードと、予め記憶している時系列的な制御データに基づいて前記横送り機構及び前記縦送り機構夫々の作動を制御する自動運転モードとを実行可能に構成され、
前記手動運転モードにおいて制御データを記憶するティーチング処理の実行中に、前記ローラ移動操作具の操作状態に基づいて前記横送り機構及び前記縦送り機構夫々の作動を制御するときの制御データに加えて、前記制御手段が前記維持指令の入力時点における前記ローラ移動操作具の操作状態に対応するように、前記横送り機構及び前記縦送り機構夫々の作動が維持されるときの制御データも記憶する点にある。

上記特徴構成によれば、手動運転モードにおいて制御データを記憶するティーチング処理の実行中に、加工状態維持手段が維持指令の入力時点におけるローラ移動操作具の操作状態に対応する横送り機構及び縦送り機構夫々の作動が維持されるときの制御データをも記憶させることができる。これにより、手動運転モードにおけるティーチング処理の実行中に記憶された両制御データに基づいて、自動運転モードを実行することができる。すなわち、オペレータによるローラ移動操作具の操作状態に基づく横送り機構及び縦送り機構夫々の作動状態を示す制御データに加えて、加工状態維持手段による維持指令の入力時点の横送り機構及び縦送り機構夫々の作動状態を示す制御データに基づいて、自動運転モードを実行することができる。したがって、手動運転モードにおいて、ローラ移動操作具の操作状態が一定に維持されていない場合があっても、その場合には維持指令の入力時点の横送り機構及び縦送り機構夫々の作動状態を示す制御データを用いることで、より正確な制御データに基づいて自動運転を実行することが可能となる。

本発明に係るスピニング加工装置の第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、前記ローラ移動操作具が、中立位置からその周囲への倒れ方向に基づいて前記ローラの前記横方向及び前記縦方向のいずれか一方又は両方での移動方向の指令が可能な操作レバーを備えて、その操作レバーの倒れ量に基づいて前記横送り機構又は前記縦送り機構への駆動流体の流体圧を指令するように構成され、
前記加工状態維持手段が、前記維持指令の入力時点における前記ローラ移動操作具の操作状態としての前記操作レバーの倒れ方向及び倒れ量に対応するように、前記横送り機構及び前記縦送り機構夫々の作動を維持制御する点にある。

上記特徴構成によれば、ローラ移動操作具としての操作レバーの倒れ方向によりローラの移動方向、及び倒れ量により横送り機構及び縦送り機構への駆動流体の流体圧を指令することができる。加えて、加工状態維持手段が、維持指令の入力時点における操作レバーの倒れ方向及び倒れ量に対応するように横送り機構及び縦送り機構の作動状態を維持させる。
これらにより、１個の操作レバーにより、横方向及び縦方向でのローラの移動方向の調整に加えて、成形型の形状に応じて、ローラの移動速度及びローラにより被加工材を成形型に押し付ける押圧力を適切かつ簡便に調整することができる。また、適切かつ簡便に調整されたローラの移動方向、移動速度、押圧力が一定となるように横送り機構及び縦送り機構の作動状態を一定に維持することができる。
よって、手動操作式の操作レバーを操作して被加工材をスピニング加工する際に、当該操作レバーの操作状態が一定に維持されていない場合であっても、被加工材を所望の形状及び厚さに、より一層適切かつ簡便に成形することができる。

本発明に係るスピニング加工装置の第４特徴構成は、上記第１〜第３特徴構成のいずれか１つに加えて、前記加工状態維持手段の維持指令に基づく維持状態が、維持解除指令の入力、若しくは前記維持指令の入力時点から所定時間経過後における前記ローラ移動操作具の再操作により終了される点にある。

上記特徴構成によれば、加工状態維持手段の維持指令に基づく維持状態は、比較的簡便な操作である維持解除指令の入力、若しくは維持指令の入力時点から所定時間経過後におけるローラ移動操作具の再操作により終了される。これにより、ローラ移動操作具の操作状態の維持（維持状態）が必要ではなくなった場合に、簡便な操作で当該維持状態を解除することができる。なお、維持状態を解除した後に被加工材のスピニング加工を継続したい場合には、解除時にローラ移動操作具の操作を適切に行っておくことが必要である。
よって、ローラ移動操作具の操作状態の維持及びその解除を、簡便かつ確実に行うことができる。

上記目的を達成するための本発明に係る被加工材のスピニング加工方法は、
前記ローラにより前記被加工材を前記成形型の外周面に沿う形状に加工する加工工程を実行する被加工材のスピニング加工方法であって、その第１特徴構成は、
上記第１から第４特徴構成のいずれか１つのスピニング加工装置を用いて、
前記加工工程において、維持指令の入力に従って、当該維持指令の入力時点における前記ローラ移動操作具の操作状態に対応するように、前記ローラの前記横方向及び前記縦方向夫々での移動方向及び移動速度を維持したまま前記被加工材の加工を行う加工状態維持工程を実行する点にある。

上記特徴構成によれば、加工状態維持工程として、維持指令の入力に従って、当該維持指令の入力時点における操作状態と同様の作動状態となるように、横送り機構及び縦送り機構夫々の作動を維持制御することができる。例えば、この維持指令は、ローラ移動操作具の操作状態の維持が必要な場合に指令される。これにより、加工工程において手動操作式のローラ移動操作具の操作状態が一定に維持されていない場合であっても、維持指令の入力時点におけるローラの横方向及び縦方向夫々での移動方向及び移動速度をそのまま維持して、被加工材に対する押圧力を一定に保ち続けることができる（加工状態維持工程）。例えば、加工工程において、ローラ移動操作具の操作状態を一定に維持する必要がある時間が比較的長い時間（例えば、１分間以上）である場合には、オペレータによるローラ移動操作具の操作状態が微少に変化することがある。このような場合であっても、加工状態維持工程を実行することでオペレータによるローラ移動操作具の操作状態に関係なく、被加工材に対する押圧力を一定に維持したままスピニング加工を行うことができる。
よって、手動操作式のローラ移動操作具を操作して被加工材をスピニング加工する際に、当該ローラ移動操作具の操作状態が一定に維持されていない場合であっても、被加工材を所望の形状及び厚さに適切かつ簡便に成形することができる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
図１に示すように、スピニング加工装置は、成形型１を回転駆動する成形型回転駆動部Ｄと、回転する成形型１に板状の被加工材Ｗを押し付けるようにローラ２を成形型１の回転軸心Ｐと平行な横方向（Ｚ方向）及び成形型１の回転軸心Ｐに交差する縦方向（Ｘ方向）に移動駆動するローラ駆動部Ｒとを備えて構成されている。また、スピニング加工装置は、このスピニング加工装置の運転を制御する制御手段３と、その制御手段３に各種制御指令を指令する操作手段４とを備えて構成されている。
そして、スピニング加工装置は、ローラ２を被加工材Ｗに押し付けた状態で成形型１の外周面に沿わせて、成形型１の先端Ｅ１から基端Ｅ２に向けて移動させることにより、被加工材Ｗを成形型１の外周面に沿う形状にスピニング（絞り）加工するように構成されている。

図１に示すように、成形型回転駆動部Ｄは、モータ（図示省略）により回転駆動される主軸５と、その主軸５に取り付けられる成形型１と、被加工材Ｗを成形型１の先端Ｅ１に押し当てて固定する心押し台６とを備えて構成されている。成形型回転駆動部Ｄは、被加工材Ｗを成形型１と心押し台６とにより挟持した状態で、成形型１と一体的に回転させるように構成されている。

図１及び図２に示すように、ローラ駆動部Ｒは、駆動流体としての作動油の圧力（流体圧に相当する）によりローラ２を横方向Ｚに移動させる横送り機構Ｒｚと、作動油の圧力によりローラ２を縦方向Ｘに移動させる縦送り機構Ｒｘとを備えて構成されている。
図１に示すように、基台７上に、横方向Ｚに沿って移動自在に横方向送り台８が設けられ、その横方向送り台８上に、縦方向Ｘに沿って移動自在に縦方向送り台９が設けられている。その縦方向送り台９上に、周方向に沿ってローラ２を複数並べて取り付け可能なローラ支持具１０が回転操作自在に設けられている。
ローラ２は、それ自体が回転軸心Ｑ周りに回転自在にローラ支持具１０に設けられている。
そして、ローラ支持具１０を図１中に示す矢印の如く回転させることにより、複数のローラ２から使用するローラ２を選択することができるように構成されている。

図２に示すように、横送り機構Ｒｚは、横方向送り台８を横方向Ｚに沿って往復移動させることによりローラ２を横方向Ｚに往復移動させる横送り用油圧シリンダ１１と、その横送り用油圧シリンダ１１の作動を制御する横送り用制御弁１２とを備えて構成されている。また、横送り機構Ｒｚは、油路１３を通して作動油を横送り用油圧シリンダ１１に加圧供給するポンプ１４と、横送り用油圧シリンダ１１から作動油が戻されるタンク１５とを備えて構成されている。

縦送り機構Ｒｘは、縦方向送り台９を縦方向Ｘに沿って往復移動させることにより、ローラ２を縦方向Ｘに沿って往復移動させる縦送り用油圧シリンダ１６と、その縦送り用油圧シリンダ１６の作動を制御する縦送り用制御弁１７とを備えて構成されている。また、縦送り機構Ｒｘは、油路１８を通して作動油を縦送り用油圧シリンダ１６に加圧供給するポンプ１９と、縦送り用油圧シリンダ１６から作動油が戻されるタンク２０と、油路１８における油圧を所定の圧力に設定するリリーフ弁２１とを備えて構成されている。
更に、油路１８に対して２系統のバイパス油路２４，２５が接続されている。一方のバイパス油路２４には、後述する手動運転モード時に縦送り用油圧シリンダ１６に供給される作動油の圧力を減圧調整する手動運転時減圧手段２６が設けられている。他方のバイパス油路２５には、後述する自動運転モード時に縦送り用油圧シリンダ１６に供給される作動油の圧力を減圧調整する自動運転時減圧手段２９が設けられている。

手動運転時減圧手段２６は、作動油の一部をバイパス油路２４を通して通流させることにより縦送り用油圧シリンダ１６に供給される作動油の圧力を減圧する構成であり、バイパス油路２４を開閉する開閉弁２７と一対の絞り弁２８とを備えて構成されている。自動運転時減圧手段２９も同様の構成であり、バイパス油路２５を開閉する開閉弁３０と一対の絞り弁３１とを備えて構成されている。

横送り用制御弁１２及び縦送り用制御弁１７は夫々、電磁式のサーボ弁からなる方向切換弁にて構成されている。これらサーボ弁は、作動油の流れる方向を切り換えて横送り用油圧シリンダ１１や縦送り用油圧シリンダ１６の伸長収縮を切り換えることに加えて、ソレノイドの励磁電流値を調整して作動油の流量を調整することにより、横送り用油圧シリンダ１１や縦送り用油圧シリンダ１６より現出される圧力、即ち、ローラ２を被加工材Ｗに押し付ける押圧力を調整自在に構成されている。ちなみに、横送り用制御弁１２や縦送り用制御弁１７のソレノイドの励磁電流値が大きくなるほど、横送り用油圧シリンダ１１や縦送り用油圧シリンダ１６に供給される作動油の圧力が高くなって、ローラ２の移動速度が速くなり、ローラ２により被加工材Ｗを押圧する押圧力も大きくなる。

図１に示すように、本実施形態では、縦方向Ｘは、横方向Ｚに直交する方向に対して、成形型１の先端Ｅ１から基端Ｅ２に向かうローラ２の進行方向と反対側に傾斜する（傾斜角度は例えば３０°）方向に設定されている。

更に、ローラ駆動部Ｒには、横方向送り台８における横方向Ｚでの位置、即ち、ローラ２の横方向Ｚでの位置を検出する横方向位置検出器２２と、縦方向送り台９における縦方向Ｘでの位置、即ち、ローラ２の縦方向Ｘでの位置を検出する縦方向位置検出器２３とが設けられている。これら横方向位置検出器２２や縦方向位置検出器２３は、横方向送り台８や縦方向送り台９の移動に伴って所定のピッチ毎にパルス信号を出力するように構成されたリニアスケールやエンコーダを用いて構成される。

制御手段３は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリ、記憶部（図示省略）等からなり、当該ＣＰＵにより所定のプログラムを実行して情報を処理することができる公知の情報処理手段で構成されている。制御手段３は、後述する操作手段４からの各種指令を受けて、横送り機構Ｒｚ及び縦送り機構Ｒｘへ供給される作動油の圧力制御指令等、スピニング加工装置の運転の制御に関する指令を出力することができる。例えば、制御手段３は、手動運転モードと自動運転モードとを実行可能に構成されている。なお、詳細は後述するが、制御手段３は、加工状態維持スイッチ３６から出力される維持指令等が入力され、この維持指令の入力時点におけるローラ移動操作具３５の操作状態に対応するように、横送り機構Ｒｚ及び縦送り機構Ｒｘの作動状態を維持させる加工状態維持手段４０を備える。

手動運転モードは、オペレータ（作業者）がローラ２の動きを見ながらそのローラ２を成形型１の外周面に沿わせて移動させるように、ローラ移動操作具３５及び加工状態維持スイッチ３６を操作する運転モードである。その手動運転モードの実行中は、ティーチング処理が実行可能である。このティーチング処理は、ローラ移動操作具３５の操作状態、及び加工状態維持スイッチ３６からの制御指令に基づいて横送り機構Ｒｚ及び縦送り機構Ｒｘ（具体的には、横送り用制御弁１２及び縦送り用制御弁１７）夫々の作動を制御するときの制御データを、時系列的に制御手段３内の記憶部に記憶する処理である。
自動運転モードは、ティーチング処理により得られた制御データ（予め記憶部に記憶されている制御データでもよい）により、横送り用制御弁１２及び縦送り用制御弁１７等が制御されて、ローラ２が手動運転モードにおける軌跡と同様の軌跡で自動的に移動される運転モードである。

図１及び図２に示すように、操作手段４には、手動運転モードを選択する手動運転スイッチ３２、自動運転モードを選択する自動運転スイッチ３３、運転開始を指令する運転開始スイッチ３４、ローラ２の横方向Ｚ及び縦方向Ｘ夫々での移動方向と移動速度を指令する手動操作式のローラ移動操作具３５、ティーチング処理の終了を指令するティーチング終了スイッチ３７等が設けられている。また、操作手段４には、横送り機構Ｒｚ及び縦送り機構Ｒｘの作動状態を、ローラ移動操作具３５の操作状態に対応する作動状態に維持するための維持指令を出力する加工状態維持スイッチ３６が設けられている。この加工状態維持スイッチ３６は、手動運転モードにおいて操作され維持指令を出力した後に、再度操作されると横送り機構Ｒｚ及び縦送り機構Ｒｘの作動状態の維持（維持状態）を解除する維持解除指令を出力可能に構成されている。

図１及び図２に示すように、ローラ移動操作具３５は、中立位置からその周囲への倒れ方向に基づいてローラ２の横方向Ｚと縦方向Ｘとのいずれか一方又は両方での移動方向の指令が可能な操作レバー３５ａを備えて構成されている。その操作レバー３５ａの倒れ量に基づいて、その倒れ量が大きくなるほど大きくする状態で横送り機構Ｒｚ又は縦送り機構Ｒｘ（具体的には、横送り用制御弁１２及び縦送り用制御弁１７）への作動油の圧力を指令するように構成されている。

ローラ移動操作具３５について、更に説明を加えると、このローラ移動操作具３５の操作レバー３５ａは、いわゆるジョイスティックにて構成されている。
つまり、操作レバー３５ａは、中立位置からその周り３６０°いずれの方向にも傾け操作自在に設けられ、中立位置を中心とする十字状に横方向Ｚに対応する方向と縦方向Ｘに対応する方向とが設定されている。操作レバー３５ａの倒れる方向に基づいて、横方向Ｚでの移動方向の指令と縦方向Ｘでの移動方向の指令とを同時にすることを許容する状態で、横方向Ｚでの移動方向を択一的に指令し、縦方向Ｘでの移動方向を択一的に指令するように構成されている。
又、横方向Ｚ及び縦方向Ｘ夫々に対応する方向での操作レバー３５ａの倒れ量に基づいて、その倒れ量が大きくなるほど大きくする状態で、横送り用制御弁１２及び縦送り用制御弁１７夫々のソレノイドの励磁電流値を指令するように構成されている。

例えば、操作レバー３５ａを図１に示す「−Ｘ」に向けて真っ直ぐに倒すと、ローラ２を縦方向Ｘに沿って回転軸心Ｐに近づく方向に移動させる（以下、前進移動させると記載する場合がある）ことが指令される。操作レバー３５ａを図１に示す「−Ｚ」に向けて真っ直ぐに倒すと、ローラ２を横方向Ｚに沿って成形型１の基端方向に移動させる（以下、前進移動させると記載する場合がある）ことが指令される。操作レバー３５ａを図１に示す「−Ｘ」と「−Ｚ」との間に倒すと、ローラ２を縦方向Ｘに沿って前進移動させ且つ横方向に沿って前進移動させることが指令されることになる。
又、ローラ移動操作具３５は、操作レバー３５ａの「−Ｘ」側、「＋Ｘ」側、「−Ｚ」側及び「＋Ｚ」の夫々の側への倒れ量に応じた信号を制御手段３に出力するように構成されている。

そして、制御手段３は、操作レバー３５ａの倒れる方向に基づいて、横送り用制御弁１２や縦送り用制御弁１７により作動油の通流方向を切り換えて横送り用油圧シリンダ１１や縦送り用油圧シリンダ１６を出退操作する。また、制御手段３は、横送り用制御弁１２については、操作レバー３５ａの「−Ｚ」側又は「＋Ｚ」側いずれかの側への倒れ量に応じた励磁電流を流すように構成されている。同様に、制御手段３は、縦送り用制御弁１７については、操作レバー３５ａの「−Ｘ」側又は「＋Ｘ」側いずれかの側への倒れ量に応じた励磁電流を流すように構成されている。

縦送り機構Ｒｘの油路１８の圧力は、リリーフ弁２１により、縦送り用制御弁１７の励磁電流値を最大に設定したときに所定の自動運転用圧力（例えば３５ｋｇ／ｃｍ²）となるように設定されている。
手動運転時減圧手段２６は、開閉弁２７を開弁することにより作動状態となる。そして、その作動状態において、絞り弁２８は、縦送り用制御弁１７の励磁電流値を最大に設定した状態のときに、縦送り用油圧シリンダ１６に供給される作動油の圧力を、例えば３〜７ｋｇ／ｃｍ²の範囲の手動運転用圧力に低下させるように調整される。
つまり、ローラ移動操作具３５によりローラ２を移動操作する手動運転モードでは、自動運転用圧力が縦送り用油圧シリンダ１６に印加されると、被加工材Ｗの反発による逃げや、成形型１に被加工材Ｗを押し込み過ぎたときの逃げを許容することができないので、縦送り用油圧シリンダ１６に手動運転用圧力を印加するように構成されている。

自動運転時減圧手段２９は、開閉弁３０を開弁することにより作動状態となる。そしてその作動状態において、絞り弁３１は、縦送り用油圧シリンダ１６に供給される作動油の圧力を、例えば１ｋｇ／ｃｍ²程度低下させるように調整される。
つまり、自動運転モードが継続して行われると、成形型１の温度が上昇することにより成形型１が膨張して、縦送り用油圧シリンダ１６に自動運転用圧力が印加されたままでは、ローラ２を被加工材Ｗに押し付ける押圧力が増大して被加工材Ｗの肉厚が薄くなる等の不具合が生じる。そこで、成形型１の温度が上昇すると自動運転時減圧手段２９を作動させて縦送り用油圧シリンダ１６に印加される圧力を低下させることにより、被加工材Ｗの肉厚が薄くなる等の不具合の発生を防止するように構成されている。
そして、図１に示すように、成形型１の温度を検出する温度検出器３８が設けられている。尚、その温度検出器３８の温度センサ３８ａは、成形型１の所定の箇所に設けられている。

次に、このスピニング加工装置を用いたスピニング加工方法の手動運転モードを説明する。
本発明に係るスピニング加工方法の手動運転モードは、操作レバー３５ａの倒れ方向及び倒れ量に基づいてローラ２を移動させて、被加工材Ｗをスピニング加工する加工工程を実行するように構成されている。そして、当該加工工程において、操作レバー３５ａの操作状態の維持が必要な場合におけるローラ２の移動方向及び移動速度を維持したまま、被加工材Ｗの加工を行う加工状態維持工程を実行するように構成されている。すなわち、加工状態維持工程においては、操作レバー３５ａの操作状態に関係なく、ローラ２の横方向Ｚ及び縦方向Ｘ夫々での移動方向及び移動速度を維持したまま、被加工材Ｗの加工を行うことができる。

オペレータは、操作手段４の手動運転スイッチ３２を押して、手動運転モードに設定する。このように手動運転モードに設定されると、制御手段３により、手動運転時減圧手段２６の開閉弁２７が開弁されて手動運転時減圧手段２６が作動状態となるので、縦送り用油圧シリンダ１６に供給される作動油の圧力が自動運転モード時よりも低くなるように調整される。
続いて、オペレータは、運転開始スイッチ３４を押して運転開始を指令して、ティーチング処理の実行を開始し（加工工程に相当する）、成形型１の外周面の形状やローラ２の動きを見ながら、ローラ２を先端Ｅ１から基端Ｅ２に向けて成形型１の外周面に沿って移動させるようにローラ移動操作具３５を操作し、ローラ２が成形型１の基端Ｅ２に達すると、ティーチング終了スイッチ３７を押してティーチング処理の終了を指令する。

そして、このようにローラ移動操作具３５を操作する手動運転モードにおいて、ローラ移動操作具３５の操作状態を維持して、ローラ２の被加工材Ｗに対する押圧力を一定に維持する必要がある場合には、オペレータは加工状態維持スイッチ３６を押して維持指令を指令し、加工状態維持工程を実行してスピニング加工を行う。この状態が、本願にいう維持状態である。

以下、例えば、図３に示すように、手動運転モードのティーチング処理において、成形型１の外周面に沿ってローラ２を移動させ、成形型１の先端Ｅ１から基端Ｅ２に向かって、平板状の被加工材Ｗをスピニング加工する場合について説明する。ここで、ローラ２は、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順に移動する。
なお、図３では、ローラ２の移動による被加工材Ｗの加工状態、操作レバー３５ａとしてのジョイスティックの操作状態、及び被加工材Ｗに対するローラ２の押圧力付与方向を示している。

先ず、図３に示すように、ローラ２が成形型１の先端Ｅ１において被加工材Ｗに当たった状態（図３のＡ時点）から、成形型１の外周面に沿う状態で、ローラ２を成形型１の基端Ｅ２に向かって移動させる。この場合、操作レバー３５ａとしてのジョイスティックを「−Ｘ」側への倒れ量が１００％、「−Ｚ」側への倒れ量が約３０％になる状態で、「−Ｘ」と「−Ｚ」との間に倒す（図３のＡ時点）。これにより、ローラ２が被加工材Ｗに対して「−Ｘ」と「−Ｚ」との中間の方向（縦方向送り台９の縦方向Ｘにおける「−Ｘ」と横方向送り台８の横方向Ｚにおける「−Ｚ」との中間の方向）に押圧力を付与する。
この状態では、横送り用油圧シリンダ１１に供給される作動油の圧力は最大値の３０％に調整されることになり、横方向Ｚにおけるローラ２の進行速度が最大速度の３０％に調整される。
すると、ローラ２は、Ａ時点からＢ時点の成形型１の外周面の形状に沿って、全体的に「−Ｚ」方向（横方向送り台８の横方向Ｚにおける「−Ｚ」方向）に移動する。この際、横方向送り台８は「−Ｚ」方向（横方向送り台８の横方向Ｚにおける「−Ｚ」方向）に移動し、縦方向送り台９は「＋Ｘ」方向（縦方向送り台９の縦方向Ｘにおける「＋Ｘ」方向）に移動する。
尚、本実施形態における倒れ量等の数値については一例であって、本発明を限定するものではない。

次に、ローラ２がＢ時点に到達すると、成形型１の外周面の形状が、成形型１の回転軸心Ｐに対して傾斜する角度が比較的小さくなるが、Ａ時点からＢ時点への移動と同様に、ジョイスティックを「−Ｘ」側への倒れ量が１００％、「−Ｚ」側への倒れ量が３０％になる状態で、「−Ｘ」と「−Ｚ」との間に倒す（図３のＢ時点）。これにより、ローラ２が被加工材Ｗに対して「−Ｘ」と「−Ｚ」との中間の方向（縦方向送り台９の縦方向Ｘにおける「−Ｘ」と横方向送り台８の横方向Ｚにおける「−Ｚ」との中間の方向）に、押圧力を付与する。

Ｂ時点からＣ時点に至るＢ→Ｃ期間においては、成形型１の外周面の形状が一定の勾配で比較的長く形成されている。このような外周面に沿ってローラ２を移動させて被加工材Ｗをスピニング加工する際には、ジョイスティックの操作状態を一定に維持することが必要となる。そこで、Ｂ→Ｃ期間の開始時点であるＢ時点において、オペレータが加工状態維持スイッチ３６を押して、維持指令を加工状態維持手段４０に出力する。加工状態維持手段４０は維持指令の入力を受け、入力時点におけるジョイスティックの操作状態を示す制御データを制御手段３の記憶部に記憶させ、記憶された制御データに基づいてローラ２の移動方向及び進行速度を維持制御する（加工状態維持工程）。
これにより、Ｂ→Ｃ期間においては、ジョイスティックの操作状態に関係なく、ローラ２の移動方向及び進行速度を一定に維持したまま、被加工材Ｗの加工を行うことができる。すなわち、Ｂ→Ｃ期間が比較的長い時間（例えば、１分間や２分間）であり、オペレータがジョイスティックの操作状態を一定に維持できない場合であっても、確実に被加工材Ｗに対するローラ２の押圧力を一定に維持することができる。なお、ジョイスティックの倒れ方向が中立位置であるにもかかわらず、Ｂ→Ｃ期間における押圧力の付与方向は、上記Ｂ時点での押圧力付与方向と同一の「−Ｘ」と「−Ｚ」との中間の方向（縦方向送り台９の縦方向Ｘにおける「−Ｘ」と横方向送り台８の横方向Ｚにおける「−Ｚ」との中間の方向）である。

ここで、図４（ａ）に示すように、上記のようにＢ時点からＣ時点に至るＢ→Ｃ期間において加工状態維持工程を実行して被加工材Ｗの加工を行った場合には、被加工材Ｗの表面の加工状態（図３のＬ領域の加工表面）を、非常に平滑な状態で成形することができる。これは、被加工材Ｗに対するローラ２の押圧力を確実に一定に維持することができているため、安定したスピニング加工が実施できているためと考えられる。
一方、図４（ｂ）に示すように、Ｂ時点からＣ時点に至るＢ→Ｃ期間において加工状態維持工程を実行せずに、オペレータがジョイスティックを操作して可能な限り操作状態を一定に維持しようとした場合であっても、被加工材Ｗの周方向に複数の僅かな溝Ｓ（凹凸）が形成されることがある。これは、オペレータがジョイスティックの操作状態を一定に維持できず、被加工材Ｗに対する押圧力が微妙に変化して、被加工材Ｗの厚みが微妙に変化した結果であると考えられる。
したがって、上記のように、ジョイスティックの操作状態を比較的長時間一定に維持することが必要な場合には、上記加工状態維持工程を実行するとよいことが判明した。

続いて、加工状態維持工程が実行されてローラ２がＣ時点まで到達した際には、オペレータが加工状態維持スイッチ３６を再度押して、維持解除指令を加工状態維持手段４０に出力する。加工状態維持手段４０は維持解除指令の入力を受けて維持状態を終了させ、加工状態維持工程は終了する。この加工状態維持工程が終了すると、ジョイスティックの操作に対応してローラ２を移動させることが可能となる。
このＣ時点においては、成形型１の外周面に沿う状態で、ローラ２を成形型１の基端Ｅ２に向かって移動させるため、ジョイスティックを「＋Ｘ」側への倒れ量が１００％、「−Ｚ」側への倒れ量が約３０％になる状態で、「＋Ｘ」と「−Ｚ」との間に倒す（図３のＣ時点）。これにより、ローラ２が被加工材Ｗに対して「＋Ｘ」と「−Ｚ」との中間の方向（縦方向送り台９の縦方向Ｘにおける「＋Ｘ」と横方向送り台８の横方向Ｚにおける「−Ｚ」との中間の方向）に、押圧力を付与する。そして、オペレータは、Ｃ時点からＤ時点に至るＣ→Ｄ期間においても同様のジョイスティックの操作を行ない、ティーチング終了スイッチ３７を押して被加工材Ｗの加工工程を終了する。

なお、成形型１の外周面の形状が一定の勾配で比較的長く形成されている箇所は、運転中にオペレータが成形型１の外周面の形状を見て認定するようにしても良いし、あるいは、成形型１の形状のデータ（例えばＣＡＤのデータ）に基づいて、予め決めておいても良い。

制御手段３は、運転開始スイッチ３４が押されて運転開始が指令されてから、ティーチング終了スイッチ３７が押されてティーチング処理の終了が指令されるまでの間、横送り用制御弁１２及び縦送り用制御弁１７夫々の方向切り換えのデータや励磁電流値のデータや、横方向位置検出器２２及び縦方向位置検出器２３夫々からの位置データ等からなる制御データを所定のサンプリング時間毎に読み込んで、記憶部に時系列的に記憶する。

次に、自動運転モードにおける制御手段３の制御動作について、説明を加える。
制御手段３は、操作手段４の自動運転スイッチ３３が押されて自動運転モードに設定された状態で、運転開始スイッチ３４が押されると、記憶している時系列的な制御データに基づいて、横送り用制御弁１２及び縦送り用制御弁１７等の作動を制御する。従って、この自動運転モードでは、ローラ２が手動運転モードにおける軌跡と同様の軌跡で移動するように自動的に移動操作されることになる。

又、制御手段３は、自動運転モードの実行中に温度検出器３８にて検出される成形型１の温度が所定の減圧用設定温度以上になると、自動運転時減圧手段２９の開閉弁３０を開弁して自動運転時減圧手段２９を作動状態にする。すると、縦送り用油圧シリンダ１６に供給される作動油の圧力が低下されるので、成形型１が膨張することに起因した被加工材Ｗの肉厚が薄くなる等の不具合の発生を防止することができる。
尚、成形型１の温度検出を行わないで、自動運転時減圧手段２９を作動状態にして自動運転を行ってもよい。

〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（Ａ） 上記実施形態では、加工状態維持スイッチ３６により指令された維持指令に基づく維持状態を終了させる際に、この加工状態維持スイッチ３６を再度押す構成を例示した。しかしながら、確実に維持状態を終了させることができる構成であれば、特にこの構成に限定されない。例えば、加工状態維持手段４０の入力した維持指令の入力時点から所定時間経過後（例えば、入力時点から５秒程度経過後）に、オペレータがローラ移動操作具３５を再操作することにより終了させる構成としてもよい。

（Ｂ） 上記実施形態においては、ティーチング処理時の手動運転モード時に、加工状態維持工程を実行する構成を例示した。しかしながら、オペレータが手動操作でローラ移動操作具３５を操作する手動運転モード時に加工状態維持工程を実行する構成であれば、特にこの構成に限定されない。すなわち、ティーチング処理時ではない手動運転モード時においても、加工状態維持工程を実行する構成とすることができる。

（Ｃ） 上記実施形態においては、１本の操作レバー３５ａにより、横方向Ｚ及び縦方向Ｘ夫々における移動方向及び移動速度の夫々を指令するようにローラ移動操作具３５を構成した。これに代えて、横方向Ｚに対応する操作レバーと縦方向Ｘに対応する操作レバーとを各別に設けて、それら各別の操作レバーにより、横方向Ｚの移動方向及び移動速度と縦方向Ｘの移動方向及び移動速度とを各別に指令するように構成しても良い。

（Ｄ） 手動運転時減圧手段２６を、減圧調整する圧力を異ならせる形態で複数系統設けて、被加工材Ｗの種類や強度に応じて、作動状態とする手動運転時減圧手段２６を選択するように構成しても良い。

（Ｅ） 手動運転時減圧手段２６を、減圧調整する圧力を異ならせる形態で複数系統設けて、被加工材Ｗの強度に応じて、作動状態とする手動運転時減圧手段２６を選択するように構成しても良い。

以上説明したように、手動操作式のローラ移動操作具を操作して被加工材をスピニング加工する際に、当該ローラ移動操作具の操作状態が一定に維持されていない場合であっても、被加工材を所望の形状及び厚さに適切かつ簡便に成形し得るスピニング加工装置及びスピニング加工方法を提供することができる。

実施形態に係るスピニング加工装置の概略構成を示す図 実施形態に係るスピニング加工装置の横送り機構及び縦送り機構の構成を示す概略図 ローラの移動による被加工材の加工状態を示す概略図 （ａ）加工状態維持工程を実行した場合における被加工材の表面の加工状態を示す概略図，（ｂ）加工状態維持工程を実行しない場合における被加工材の表面の加工状態を示す概略図

符号の説明

１ 成形型
２ ローラ
３ 制御手段
３５ 操作レバー（ローラ移動操作具）
３６ 加工状態維持スイッチ
４０ 加工状態維持手段
Ｐ 成形型の回転軸心
Ｒｘ 縦送り機構
Ｒｚ 横送り機構
Ｗ 被加工材

Claims (5)

1. 回転する成形型に板状の被加工材を押し付けてその被加工材を成形型の外周面に沿う形状に加工するローラと、
   駆動流体の流体圧により前記ローラを前記成形型の回転軸心と平行な横方向に移動させる横送り機構と、
   駆動流体の流体圧により前記ローラを前記成形型の回転軸心に交差する縦方向に移動させる縦送り機構と、
   前記ローラの前記横方向及び前記縦方向夫々での移動方向及び移動速度を指令する手動操作式のローラ移動操作具と、
   前記ローラ移動操作具の操作状態に基づいて前記横送り機構及び前記縦送り機構夫々の作動を制御する制御手段とを備えたスピニング加工装置であって、
   維持指令の入力に従って、当該維持指令の入力時点における前記ローラ移動操作具の操作状態に対応するように、前記横送り機構及び前記縦送り機構夫々の作動を維持する加工状態維持手段が設けられたスピニング加工装置。
2. 前記制御手段が、前記ローラ移動操作具の操作状態に基づいて前記横送り機構及び前記縦送り機構夫々の作動を制御する手動運転モードと、予め記憶している時系列的な制御データに基づいて前記横送り機構及び前記縦送り機構夫々の作動を制御する自動運転モードとを実行可能に構成され、
   前記手動運転モードにおいて制御データを記憶するティーチング処理の実行中に、前記ローラ移動操作具の操作状態に基づいて前記横送り機構及び前記縦送り機構夫々の作動を制御するときの制御データに加えて、前記制御手段が前記維持指令の入力時点における前記ローラ移動操作具の操作状態に対応するように、前記横送り機構及び前記縦送り機構夫々の作動が維持されるときの制御データも記憶する請求項１に記載のスピニング加工装置。
3. 前記ローラ移動操作具が、中立位置からその周囲への倒れ方向に基づいて前記ローラの前記横方向及び前記縦方向のいずれか一方又は両方での移動方向の指令が可能な操作レバーを備えて、その操作レバーの倒れ量に基づいて前記横送り機構又は前記縦送り機構への駆動流体の流体圧を指令するように構成され、
   前記加工状態維持手段が、前記維持指令の入力時点における前記ローラ移動操作具の操作状態としての前記操作レバーの倒れ方向及び倒れ量に対応するように、前記横送り機構及び前記縦送り機構夫々の作動を維持制御する請求項１又は２に記載のスピニング加工装置。
4. 前記加工状態維持手段の維持指令に基づく維持状態が、維持解除指令の入力、若しくは前記維持指令の入力時点から所定時間経過後における前記ローラ移動操作具の再操作により終了される請求項１から３の何れか一項に記載のスピニング加工装置。
5. 前記ローラにより前記被加工材を前記成形型の外周面に沿う形状に加工する加工工程を実行する被加工材のスピニング加工方法であって、
   請求項１から４の何れか一項に記載のスピニング加工装置を用いて、
   前記加工工程において、維持指令の入力に従って、当該維持指令の入力時点における前記ローラ移動操作具の操作状態に対応するように、前記ローラの前記横方向及び前記縦方向夫々での移動方向及び移動速度を維持したまま前記被加工材の加工を行う加工状態維持工程を実行する被加工材のスピニング加工方法。

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