JP2011189401A - スピニング加工方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第一の記憶媒体21に製品の目標形状データを複数の断面形状の形式で格納し、第二の記憶媒体22にブランクの形状データをブランク外周形状の形式で格納するとともに、各々の記憶手段に格納されたブランクの形状データから目標形状データに到るまでの加工ローラ5の複数の過渡的な経路データを平面上の点座標列で表されるデータ形式で第三の記憶媒体23に格納し、過渡的な経路データと主軸3の回転角度に基づき、加工ローラ5の半径方向変位及び主軸方向変位を補間計算し、加工ローラ5を追従させるようにして、ブランク1を成形型2に押し付け、異形断面形状の製品1bを成形する。
【選択図】図1
Description
また、下記特許文献2にみられるように、加工ローラに装着した力センサからのフィードバックにより加工ローラの押し付け力を制御し、異形断面形状の成形型に倣ってブランクを成形することにより、成形型の断面形状に倣ってブランクを成形する手段を備えたものも提案されている。
そこで、本発明は、先行技術の問題を解決するため、製品の最終形状とブランク形状から、破断の発生しない加工ローラの位置制御を簡単に導出可能とするとともに、加工ローラの複数回の経路により、製品側面と主軸が平行な部分をも有する異形断面形状の製品をも成形可能なスピニング加工方法及びこれを効率よく実施するためのスピニング加工装置を提供することを目的とする。
すなわち、第一の記憶媒体に製品の目標形状データを複数の断面形状の形式で記憶し、第二の記憶媒体にブランクの形状データをブランク外周形状の形式で記憶し、第三の記憶媒体にブランクの形状データから、目標形状データに到るまでの加工ローラの複数の過渡的な経路データを、目標形状データを基準とした複数の半径方向の変位と主軸方向の変位とからなる平面上の点座標列として記憶し、製品形状データ及びブランク形状データに基づいて、加工ローラ経路データ及び主軸回転角度に対応して、加工ローラの実際の半径方向変位及び主軸方向変位を補間計算により求め、それに加工ローラを追従させることによって、ブランクを成形型に押し付けるので、平面上の曲線として表わされた加工ローラの経路から、主軸の回転と同期した加工ローラの往復運動を導出し、その往復運動をブランク外周に沿った動きから製品の異形断面形状に沿った動きまで、連続的に変化させることができて、加工ローラの複数回の経路でブランクを徐々に製品形状に近づける際の最適な加工ローラの経路を簡便に設計することができ、ブランクに破断等を発生させることなく、精度の高い加工を実現することができる。
第三の記憶媒体23には、ブランク1の形状データから段階的に目標形状データに到るまでの加工ローラ5の過渡的な経路が、目標形状データを基準とした過渡的な経路として記憶されており、そのデータ形式は、所定の主軸回転角θにおける断面についての、目標形状データに対する半径方向の変位と主軸方向の変位とからなる平面上の点座標列データであり、詳細については後述する。
ここで、第一の記憶媒体21に納められた異形断面形状1bの目標形状データを参照し、主軸方向の変位に関して、
(式1) Xp(k)<Xt<Xp(k+1)
が成り立つ断面形状の番号kを求める。
すると、
(式2) Yp(Xt,θ)={Xt−Xp(k)}・Yp(k+1,θ)/{Xp(k+1)−Xp(k)}+{Xp(k+1)−Xt}・Yp(k,θ)/{Xp(k+1)−Xp(k)}
という計算により、主軸方向変位がXt、主軸回転角がθのときの異形断面形状1bに関する半径方向変位Yp(Xt,θ)が求められる。
(式3) Yt=Syt・Yb(θ)+(1−Syt)・Yp(Xt,θ)
という計算により、加工ローラ5の実際の半径方向変位Ytが求められる。
なお、以上の補間演算は、スピニング加工装置10の制御装置20に実装されるプログラムにより実現される。
図6は教示再生方式の構成を示す図である。操作レバー23の操作により加工ローラ5の過渡的な半径方向の変位Sytと主軸方向の変位Xtを指定し、第一の記憶媒体21に納められた異形断面形状1bの目標形状データ、第二の記憶媒体22に納められたブランク1の形状データとともに演算部24に与えて、加工ローラ5の実際の半径方向変位Ytを補間計算し、加工を行う。操作レバー23によってXtを増減すれば、それにしたがって加工ローラ5の主軸方向の変位Xtも増減する。また操作レバー23によってSytを増減すると、Sytの値を1に近づければ加工ローラ5の軌道はブランク1の外周形状に近づき、Sytの値を0に近づければ加工ローラ5の軌道は異形断面形状1bの断面形状に近づく。
1a 平板(素材)
1b 目標とする製品の異形断面形状
2 成形型
3 主軸
4 モータ
5 加工ローラ
6 直動テーブル
7 直動テーブル
10 スピニング加工装置
20 制御装置
21 第一の記憶媒体
22 第二の記憶媒体
23 第三の記憶媒体
24 演算部
25 制御器
Claims (4)
- 回転角センサ付モータにより駆動される主軸と、ブランクを装着して前記主軸により回転し、主軸に直交する断面が円形ではない異形断面形状の成形型と、前記ブランクに接触して成形加工を行う加工ローラと、前記加工ローラを前記主軸方向及び半径方向に駆動するアクチュエータにより、前記ブランクを前記成形型に倣わせて成形加工を行うスピニング加工方法において、
第一の記憶媒体に製品の目標形状データを複数の断面形状の形式で格納する工程と、
第二の記憶媒体に前記ブランクの形状データをブランク外周形状の形式で格納する工程と、
第三の記憶媒体に前記ブランクの形状データから、前記目標形状データに到るまでの前記加工ローラの複数の過渡的な経路データを、前記目標形状データを基準とした複数の半径方向の変位と主軸方向の変位とからなる平面上の点座標列で表されるデータ形式で格納する工程とを備え、
前記製品形状データ及びブランク形状データに対応して、前記過渡的な経路データ及び主軸回転角度に基づき、前記加工ローラの実際の半径方向変位及び主軸方向変位を補間演算する工程と、
前記加工ローラを前記補間演算により求めた半径方向変位及び主軸方向変位に追従させるよう位置制御を行うことによって、前記ブランクを前記成形型に押し付けて成形を行う工程とからなるスピニング加工方法。 - 前記加工ローラに操作レバーを介し手動で動作指令を与える工程と、該動作指令に基づいて、前記過渡的な経路データにおける半径方向の変位と主軸方向の変位を、平面上の点座標として指定する工程とを更に備えた請求項1のスピニング加工方法。
- 回転角センサ付モータにより駆動される主軸と、ブランクを装着して前記主軸により回転し、主軸に直交する断面が円形ではない異形断面形状の成形型と、前記ブランクに接触して成形加工を行う加工ローラと、前記加工ローラを前記主軸方向及び半径方向に駆動するアクチュエータを備えたスピニング加工装置において、
製品の目標形状データを複数の断面形状の形式で格納した第一の記憶媒体と、前記ブランクの形状データをブランク外周形状の形式で格納した第二の記憶媒体と、前記ブランクの形状データから、前記目標形状データに到るまでの前記加工ローラの複数の過渡的な経路データを、前記目標形状データを基準とした複数の半径方向の変位と主軸方向の変位とからなる平面上の点座標列で表されるデータ形式で格納した第三の記憶媒体とを備え、
前記製品形状データ及びブランク形状データに対応して、前記過渡的な経路データ及び主軸回転角度に基づき、前記加工ローラの実際の半径方向変位及び主軸方向変位を補間演算する補間演算手段と、前記加工ローラを該補間演算手段により求めた半径方向変位及び主軸方向変位に追従させる位置制御手段とを具備したことを特徴とするスピニング加工装置。 - 前記加工ローラに手動で動作指令を与えるための操作レバーを備え、前記過渡的な経路データにおける半径方向の変位と主軸方向の変位を、前記操作レバーの操作により、平面上の点座標として指定可能としたことを特徴とする、請求項3のスピニング加工装置。
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