JP2016203242A - Manufacturing device and manufacturing method for vehicle wheel rim - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車用ホイールリムを製造する技術に関する。 The present invention relates to a technique for manufacturing an automobile wheel rim.
従来から、環状のリムワークをリムワーク外周側及びリムワーク内周側のそれぞれに配置したロール型を用いてロール成形する技術が知られている。この種の技術の一例が下記の特許文献１，２に開示されている。特許文献１に開示の技術によれば、リムワーク外周側に配置したトップロール型（単に、「トップロール」ともいう）とリムワーク内周側に配置したボトムロール型（単に、「ボトムロール」ともいう）とを用いたロール成形において、各ロール型の最適な加圧条件及び回転条件に合うように加圧及び回転が制御される。特許文献２に開示の技術によれば、リムワーク外周側に配置したトップロール型とリムワーク内周側に配置したボトムロール型とを用いたロール成形において、ボトムロール型に対するトップロール型の位置に応じて少なくとも一方のロール型の回転数が制御される。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a technique for roll forming using a roll mold in which an annular rim work is arranged on each of the outer periphery side and the inner periphery side of a rim work. An example of this type of technology is disclosed in Patent Documents 1 and 2 below. According to the technique disclosed in Patent Document 1, a top roll type (simply referred to as “top roll”) disposed on the rim work outer peripheral side and a bottom roll type (simply referred to as “bottom roll”) disposed on the rim work inner peripheral side. ) And the pressure and rotation are controlled so as to meet the optimum pressure and rotation conditions of each roll mold. According to the technique disclosed in Patent Document 2, in roll forming using a top roll type arranged on the outer peripheral side of the rim work and a bottom roll type arranged on the inner peripheral side of the rim work, depending on the position of the top roll type relative to the bottom roll type Thus, the rotational speed of at least one of the roll molds is controlled.
ところで、上記のロール成形では、トップロール型とボトムロール型とによってリムワークの内外周を挟み付けた状態で挟み付ける力を増やす際に、両ロール型間の間隔が徐々に縮まるように両ロール型の位置が制御される。この制御によれば、挟み付ける力が大きくなると各ロール型はリムワークから受ける抵抗によってその回転数が低下することが想定される。従って、各ロール型の回転数が低下したにもかかわらず両ロール型間の間隔が縮まった場合には、リムワークがその周方向に局部的な荷重を受けることによってリムワークの周方向に凹凸が形成される。その結果、リムワーク同士の寸法にバラツキが生じるためリムワークのロール成形を安定して行う妨げに成り得る。 By the way, in the above-mentioned roll forming, when increasing the clamping force in the state where the inner and outer circumferences of the rim work are sandwiched between the top roll mold and the bottom roll mold, both roll molds are used so that the interval between both roll molds is gradually reduced. Is controlled. According to this control, when the clamping force increases, it is assumed that the rotation speed of each roll type decreases due to the resistance received from the rim work. Therefore, when the interval between the roll dies is reduced despite the decrease in the rotation speed of each roll dies, unevenness is formed in the circumferential direction of the rim work by receiving a local load in the circumferential direction of the rim work. Is done. As a result, variations in the dimensions of the rim workpieces occur, which may hinder stable rim workpiece roll forming.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、自動車用ホイールリムの製造において環状のリムワークのロール成形を安定して行うのに有効な技術を提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and one of its purposes is to provide a technique effective for stably performing roll forming of an annular rim work in the manufacture of an automobile wheel rim. is there.
上記目的を達成するために、本発明にかかる自動車用ホイールリムの製造装置（１００）は、環状のリムワーク（Ｗ）をリムワーク外周側に配置した第１ロール型（１５０）とリムワーク内周側に配置した第２ロール型（１６０）との双方を用いてロール成形するための製造装置である。この製造装置（１００）は、第１駆動機構（１２０）、第２駆動機構（１３０，１４０）、間隔調整用サーボモータ（１１０）及び制御装置（１７０）を備えることを特徴とする。第１駆動機構（１２０）は、第１ロール型（１５０）を回転駆動する。第２機動機構（１３０，１４０）は、第２ロール型（１６０）を回転駆動する。間隔調整用サーボモータ（１１０）は、第１ロール型（１５０）及び第２ロール型（１６０）の少なくとも一方をこれら２つのロール型間の間隔（「距離」或いは「隙間」ともいう）の調整方向に駆動する。制御装置（１７０）は、第１ロール型（１５０）及び第２ロール型（１６０）のうちの少なくとも一方のロール型のロール成形初期からの総回転角と第１ロール型（１５０）及び第２ロール型（１６０）間の間隔に関するパラメータとについて予め定められた相関（ＭＰ１）に基づいて、そのパラメータが総回転角に応じた目標値になるように間隔調整用サーボモータ（１１０）をフィードバック制御する。ここでいう「パラメータ」として典型的には、第１ロール型（１５０）及び第２ロール型（１６０）間の間隔や、第１ロール型（１５０）と第２ロール型（１６０）との相対位置（例えば、第１ロール型（１５０）及び第２ロール型（１６０）の少なくとも一方のロール型の位置）が挙げられる。 In order to achieve the above object, an automobile wheel rim manufacturing apparatus (100) according to the present invention includes a first roll type (150) in which an annular rim work (W) is arranged on the rim work outer peripheral side and an inner rim work inner side. It is a manufacturing apparatus for roll-forming using both the 2nd roll type | mold (160) arrange | positioned. The manufacturing apparatus (100) includes a first drive mechanism (120), a second drive mechanism (130, 140), an interval adjusting servo motor (110), and a control device (170). The first drive mechanism (120) rotationally drives the first roll mold (150). The second mobile mechanism (130, 140) rotates the second roll mold (160). The interval adjusting servo motor (110) adjusts at least one of the first roll type (150) and the second roll type (160) between the two roll types (also referred to as "distance" or "gap"). Drive in the direction. The control device (170) controls the total rotation angle from the roll forming initial stage of at least one of the first roll mold (150) and the second roll mold (160) and the first roll mold (150) and the second roll mold (160). Based on a predetermined correlation (MP1) with respect to a parameter related to the interval between the roll dies (160), the interval adjusting servo motor (110) is feedback-controlled so that the parameter becomes a target value corresponding to the total rotation angle. To do. As the “parameter” here, typically, the distance between the first roll type (150) and the second roll type (160) and the relative relationship between the first roll type (150) and the second roll type (160). The position (for example, the position of at least one of the first roll mold (150) and the second roll mold (160)) can be mentioned.
上記の製造装置によれば、第１ロール型及び第２ロール型の少なくとも一方のロール型の総回転角に応じて両ロール型間の間隔を適正な値に制御することができる。これにより、両ロール型間の間隔を必要以上に狭くし過ぎることによって、両ロール型の回転数が低下するのを抑制できる。この場合、両ロール型間の間隔が両ロール型の回転数の低下と無関係に縮まることがない。その結果、リムワークがその周方向に局部的な荷重を受けてリムワークの周方向に凹凸が形成されるのを抑制でき、リムワーク同士の寸法のバラツキを抑えることでリムワークのロール成形を安定して行うことが可能になる。 According to said manufacturing apparatus, the space | interval between both roll type | molds can be controlled to an appropriate value according to the total rotation angle of at least one roll type of a 1st roll type | mold and a 2nd roll type | mold. Thereby, it can suppress that the rotation speed of both roll type | molds falls by narrowing the space | interval between both roll type | molds more than necessary. In this case, the interval between both roll dies does not shrink regardless of the decrease in the rotational speed of both roll dies. As a result, it is possible to suppress the formation of irregularities in the circumferential direction of the rim work by receiving a local load in the circumferential direction of the rim work, and to stably perform rim work roll forming by suppressing variation in the dimensions of the rim work. It becomes possible.
本発明では、上記の第１駆動機構（１２０）は、第１ロール型（１５０）と一体回転する第１モータ軸（１２１）の回転角を検出可能に構成された第１の回転駆動用サーボモータ（１２０）を備え、第２駆動機構（１３０，１４０）は、第２ロール型（１６０）と一体回転する第２モータ軸（１３１，１４１）の回転角を検出可能に構成された第２の回転駆動用サーボモータ（１３０，１４０）を備えるのが好ましい。更に、制御装置（１７０）は、間隔調整用サーボモータ（１１０）のフィードバック制御の際、第１の回転駆動用サーボモータ（１２０）によって検出された第１モータ軸（１２１）の回転角及び第２の回転駆動用サーボモータ（１３０，１４０）によって検出された第２モータ軸（１３１，１４１）の回転角の少なくとも一方を用いて総回転角を導出するのが好ましい。 In the present invention, the first drive mechanism (120) is configured to detect the rotation angle of the first motor shaft (121) that rotates integrally with the first roll mold (150). The second drive mechanism (130, 140) includes a motor (120), and is configured to be able to detect the rotation angle of the second motor shaft (131, 141) that rotates integrally with the second roll mold (160). It is preferable to provide a servo motor (130, 140) for rotational driving. Furthermore, the control device (170) controls the rotation angle of the first motor shaft (121) detected by the first rotation drive servomotor (120) and the first rotation angle during the feedback control of the interval adjustment servomotor (110). It is preferable to derive the total rotation angle using at least one of the rotation angles of the second motor shafts (131, 141) detected by the two rotation driving servomotors (130, 140).
この製造装置によれば、第１ロール型及び第２ロール型のうちの少なくとも一方のロール型の総回転角を導出するのに、モータ軸の回転角を検出する位置検出手段が搭載された間隔調整用サーボモータを用いるため、位置検出手段を別途設ける必要がなく、構造的にシンプルで且つ装置コストの安価なシステムを構築することが可能になる。また、トップロール型及びボトムロール型の駆動制御に間隔調整用サーボモータを用いることによって、トップロール型及びボトムロール型のそれぞれの回転位置及び回転数を高精度で制御し、且つトップロール型及びボトムロール型のそれぞれについて加減速を速やかに行うことができる。その結果、リムワークのロール成形に要する加工時間（サイクルタイム）を短く抑えることが可能になる。 According to this manufacturing apparatus, in order to derive the total rotation angle of at least one of the first roll type and the second roll type, the interval at which the position detection means for detecting the rotation angle of the motor shaft is mounted. Since an adjustment servo motor is used, it is not necessary to provide a separate position detecting means, and it is possible to construct a system that is structurally simple and inexpensive. Further, by using a servo motor for adjusting the distance for driving control of the top roll type and the bottom roll type, the rotational position and the number of rotations of the top roll type and the bottom roll type are controlled with high accuracy, and the top roll type and Acceleration / deceleration can be promptly performed for each of the bottom roll types. As a result, it is possible to shorten the processing time (cycle time) required for roll forming of the rim work.
上記目的を達成するために、本発明にかかる自動車用ホイールリムの製造方法は、環状のリムワーク（Ｗ）をリムワーク外周側に配置した第１ロール型（１５０）とリムワーク内周側に配置した第２ロール型（１６０）との双方を用いてロール成形する工程を含む。この製造方法では、ロール成形時に第１ロール型（１５０）及び第２ロール型（１６０）のそれぞれを回転させつつリムワーク（Ｗ）を第１ロール型（１５０）及び第２ロール型（１６０）によって挟み込んだ状態で第１ロール型（１５０）及び第２ロール型（１６０）の少なくとも一方を間隔調整用サーボモータ（１１０）によってこれら２つのロール型の間隔の調整方向に駆動するとともに、第１ロール型（１５０）及び第２ロール型（１６０）のうちの少なくとも一方のロール型のロール成形初期からの総回転角と第１ロール型（１５０）及び第２ロール型（１６０）間の間隔に関するパラメータとについて予め定められた相関（ＭＰ１）に基づいて、そのパラメータが総回転角に応じた目標値になるように間隔調整用サーボモータ（１１０）をフィードバック制御する。 In order to achieve the above object, a method for manufacturing a wheel rim for an automobile according to the present invention includes a first roll type (150) in which an annular rim work (W) is arranged on the rim work outer peripheral side and a first roll type (150) arranged on the rim work inner peripheral side. A step of roll forming using both the two-roll mold (160). In this manufacturing method, the rim work (W) is rotated by the first roll mold (150) and the second roll mold (160) while rotating each of the first roll mold (150) and the second roll mold (160) during roll forming. While sandwiched, at least one of the first roll type (150) and the second roll type (160) is driven in the direction of adjusting the interval between the two roll types by the interval adjusting servo motor (110), and the first roll Parameters relating to the total rotation angle from the initial roll forming of at least one of the mold (150) and the second roll mold (160) and the distance between the first roll mold (150) and the second roll mold (160) On the basis of a predetermined correlation (MP1) with respect to the interval adjusting servo motor ( 10) the feedback control of the.
上記の製造方法によれば、第１ロール型及び第２ロール型の少なくとも一方のロール型の総回転角に応じて両ロール型間の間隔を適正な値に制御することができる結果、リムワークのロール成形を安定して行うことが可能になる。 According to said manufacturing method, as a result of being able to control the space | interval between both roll type | molds to an appropriate value according to the total rotation angle of at least one roll type | mold of a 1st roll type | mold and a 2nd roll type | mold, Roll forming can be performed stably.
尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。 In the above description, in order to help the understanding of the invention, the reference numerals used in the embodiments are attached to the configuration of the invention corresponding to the embodiment in parentheses, but each constituent element of the invention is the reference numeral. It is not limited to the embodiment defined by.
以上のように、本発明によれば、自動車用ホイールリムの製造において環状のリムワークのロール成形を安定して行うことが可能になった。 As described above, according to the present invention, it is possible to stably roll-form an annular rim work in manufacturing a wheel rim for an automobile.
以下、本発明の自動車用ホイールリム（以下、単に「ホイールリム」ともいう）を製造するためのホイールリム製造装置の一実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、当該図面では、ホイールリム製造装置の上下方向（垂直方向）を矢印Ｘで示し、ホイールリム製造装置の左右方向（水平方向）を矢印Ｙで示している。 Hereinafter, an embodiment of a wheel rim manufacturing apparatus for manufacturing an automobile wheel rim (hereinafter also simply referred to as “wheel rim”) of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawing, the vertical direction (vertical direction) of the wheel rim manufacturing apparatus is indicated by an arrow X, and the horizontal direction (horizontal direction) of the wheel rim manufacturing apparatus is indicated by an arrow Y.
図１に示されるように、ホイールリム製造装置としてのロール成形装置１００は、複数の構成要素が組み付けられる金属製のフレーム部材１０１を備えている。フレーム部材１０１は、載置面Ｍ上に載置されるベース１０１ａと、ベース１０１ａの上方に配置された上部支持台１０１ｂと、ベース１０１ａと上部支持台１０１ｂとを連結するガイドフレーム１０１ｃと、を備えている。ガイドフレーム１０１ｃは、ベース１０１ａと上部支持台１０１ｂとの間に配置された可動支持台１０２を上下方向Ｘにガイド可能に構成されている。 As shown in FIG. 1, a roll forming apparatus 100 as a wheel rim manufacturing apparatus includes a metal frame member 101 to which a plurality of components are assembled. The frame member 101 includes a base 101a placed on the placement surface M, an upper support base 101b disposed above the base 101a, and a guide frame 101c that connects the base 101a and the upper support base 101b. I have. The guide frame 101c is configured to be able to guide the movable support base 102 disposed between the base 101a and the upper support base 101b in the vertical direction X.
上部支持台１０１ｂには、第３サーボモータ１１０が固定されている。この第３サーボモータ１１０のモータ軸１１１に固定された駆動ギヤ１１２は、モータ軸１１１と平行状に延在する動力伝達軸１１４に固定された被動ギヤ１１３と係合している。動力伝達軸１１４は、ベアリング１１５を介して上部支持台１０１ｂに軸回り回転可能に支持されている。動力伝達軸１１４の下部には、螺旋状のねじ山からなる雄ネジ部１１６が設けられる一方で、可動支持台１０２の上面に固定されたブラケット１０３の貫通穴には、動力伝達軸１１４の雄ネジ部１１６と螺合する雌ネジ部１０４が設けられている。雌ネジ部１０４及び雄ネジ部１１６は、雌ネジ部１０４と雄ネジ部１１６との間に充填された図示しない複数の鋼球とともに、動力伝達軸１１４をブラケット１０３に対して上下方向Ｘに摺動させる構造、所謂「ボールネジ機構」を構成する。このボールネジ機構によれば、鋼球のころがり運動を利用して摩擦抵抗を抑えることにより動力伝達軸１１４が円滑に摺動する動作を実現することができる。 A third servo motor 110 is fixed to the upper support base 101b. A drive gear 112 fixed to the motor shaft 111 of the third servo motor 110 is engaged with a driven gear 113 fixed to a power transmission shaft 114 extending in parallel with the motor shaft 111. The power transmission shaft 114 is supported by the upper support base 101b through a bearing 115 so as to be rotatable about its axis. A male screw portion 116 made of a helical thread is provided at the lower part of the power transmission shaft 114, while the male hole of the power transmission shaft 114 is inserted into the through hole of the bracket 103 fixed to the upper surface of the movable support base 102. A female screw portion 104 that is screwed with the screw portion 116 is provided. The female screw portion 104 and the male screw portion 116 slide the power transmission shaft 114 in the vertical direction X with respect to the bracket 103 together with a plurality of steel balls (not shown) filled between the female screw portion 104 and the male screw portion 116. A structure to be moved, that is, a so-called “ball screw mechanism” is configured. According to this ball screw mechanism, it is possible to realize an operation in which the power transmission shaft 114 slides smoothly by suppressing the frictional resistance using the rolling motion of the steel ball.
このボールネジ機構によれば、第３サーボモータ１１０が駆動ギヤ１１２及び被動ギヤ１１３を介して動力伝達軸１１４を軸回転させることによって、可動支持台１０２が上下方向Ｘに移動する。例えば、モータ軸１１１が所定方向に回転するように第３サーボモータ１１０が制御された場合に可動支持台１０２が上昇動作する。これに対して、モータ軸１１１が所定方向と逆方向に回転するように第３サーボモータ１１０が制御された場合に可動支持台１０２が下降動作する。即ち、第３サーボモータ１１０による駆動ギヤ１１２の回転運動は、被動ギヤ１１３及び動力伝達軸１１４を介して、可動支持台１０２の上下方向Ｘの直線的な昇降運動に変換される。 According to this ball screw mechanism, the third servomotor 110 rotates the power transmission shaft 114 via the drive gear 112 and the driven gear 113, so that the movable support base 102 moves in the vertical direction X. For example, when the third servo motor 110 is controlled so that the motor shaft 111 rotates in a predetermined direction, the movable support base 102 moves up. On the other hand, when the third servo motor 110 is controlled so that the motor shaft 111 rotates in the direction opposite to the predetermined direction, the movable support base 102 moves downward. That is, the rotational movement of the drive gear 112 by the third servo motor 110 is converted into a linear lifting movement in the vertical direction X of the movable support base 102 via the driven gear 113 and the power transmission shaft 114.
第３サーボモータ１１０は、モータ軸１１１の回転角（モータ回転位置）の検出が可能なエンコーダ１１０ａを搭載したサーボ機構式の電動モータとして構成されている。従って、第３サーボモータ１１０は、エンコーダ１１０ａによる検出情報を制御装置１７０に出力するとともに、制御装置１７０から出力される制御信号によって駆動制御される。具体的には、第３サーボモータ１１０の開始及び停止のタイミング、回転方向、回転速度等の制御パラメータが制御装置１７０によって制御される。制御装置１７０は、検出信号や制御信号の入出力のための出力手段、情報の演算を行うための演算処理手段（ＣＰＵ）、入力信号や演算結果を記憶するための記憶手段（メモリ）等を備える既知の制御装置として構成される。この制御装置１７０が本発明の「制御装置」に相当する。制御装置１７０は、駆動ギヤ１１２と被動ギヤ１１３とのギヤ比、及びねじ山１１６のピッチ間距離、第３サーボモータ１１０の回転角と後述のトップロール型１５０の上下方向Ｘの昇降位置との相関を示す初期情報を予め記憶しておくことによって、第３サーボモータ１１０のモータ回転角からトップロール型１５０の昇降位置を一義的に導出することができる。要するに、第３サーボモータ１１０のエンコーダ１１０ａは、トップロール型１５０の昇降位置を間接的に導出して制御装置１７０に出力する機能を果たす。 The third servo motor 110 is configured as a servo mechanism type electric motor equipped with an encoder 110a capable of detecting the rotation angle (motor rotation position) of the motor shaft 111. Accordingly, the third servo motor 110 outputs detection information from the encoder 110a to the control device 170 and is driven and controlled by a control signal output from the control device 170. Specifically, the control device 170 controls control parameters such as the start and stop timings, the rotation direction, and the rotation speed of the third servo motor 110. The control device 170 includes output means for inputting / outputting detection signals and control signals, arithmetic processing means (CPU) for calculating information, storage means (memory) for storing input signals and calculation results, and the like. It is configured as a known control device provided. This control device 170 corresponds to the “control device” of the present invention. The control device 170 includes a gear ratio between the drive gear 112 and the driven gear 113, a pitch distance between the threads 116, a rotation angle of the third servo motor 110, and a vertical position X ascending / descending position of the top roll mold 150 described later. By storing the initial information indicating the correlation in advance, the elevation position of the top roll mold 150 can be uniquely derived from the motor rotation angle of the third servo motor 110. In short, the encoder 110a of the third servo motor 110 serves to indirectly derive the elevation position of the top roll mold 150 and output it to the control device 170.
可動支持台１０２の下面には、第１ロール型であるトップロール型（単に、「トップロール」ともいう）１５０の回転軸１５１を軸回り回転可能に支持する支持アーム１０５と、回転軸１５１に同軸状に連結されたモータ軸１２１を備える第１サーボモータ１２０と、が固定されている。モータ軸１２１は、トップロール型１５０と一体回転するように構成されており、第１サーボモータ１２０が作動することによってトップロール型１５０がモータ軸１２１とともに軸回り回転する。第１サーボモータ１２０は、トップロール型１５０を回転駆動する回転駆動用サーボモータであり、本発明の「第１駆動機構（第１の回転駆動用サーボモータ）」を構成している。この第１サーボモータ１２０は、第３サーボモータ１１０と同様に、モータ軸１２１の回転角（モータ回転位置）の検出が可能なエンコーダ１２０ａを搭載したサーボ機構式の電動モータとして構成されている。従って、第１サーボモータ１２０は、エンコーダ１２０ａによる検出情報を制御装置１７０に出力するとともに、制御装置１７０から出力される制御信号によって駆動制御される。トップロール型１５０は、環状のリムワークＷのロール成形に用いる円柱状の金属部材であり、リムワークＷのリムワーク外周側に配置される。リムワークＷは、ホイールリムが形成される前の円筒状の金属部材であり、典型的には金属板片を環状に丸めた後の板両端を突き合わせて溶接することによって形成される。 On the lower surface of the movable support 102, a support arm 105 that supports a rotary shaft 151 of a top roll type (simply referred to as “top roll”) 150 as a first roll type so as to be rotatable about an axis, and a rotary shaft 151. A first servo motor 120 including a motor shaft 121 connected coaxially is fixed. The motor shaft 121 is configured to rotate integrally with the top roll mold 150, and the top roll mold 150 rotates about the axis together with the motor shaft 121 when the first servo motor 120 operates. The first servo motor 120 is a rotation driving servo motor that rotationally drives the top roll mold 150, and constitutes the “first driving mechanism (first rotation driving servo motor)” of the present invention. Similar to the third servo motor 110, the first servo motor 120 is configured as a servo mechanism type electric motor equipped with an encoder 120a capable of detecting the rotation angle (motor rotation position) of the motor shaft 121. Accordingly, the first servo motor 120 outputs detection information from the encoder 120 a to the control device 170 and is driven and controlled by a control signal output from the control device 170. The top roll mold 150 is a cylindrical metal member used for roll forming the annular rim work W, and is disposed on the rim work outer peripheral side of the rim work W. The rim work W is a cylindrical metal member before the wheel rim is formed, and is typically formed by butting both ends of a plate after a metal plate piece is rounded into a ring.
ベース１０１ａの上面には、第２Ａサーボモータ１３０を左右方向Ｙにスライド可能に支持する可動装置１３２と、第２Ｂサーボモータ１４０を左右方向Ｙにスライド可能に支持する可動装置１４２と、が互いに左右方向Ｙに離間した状態で設けられている。可動装置１３２は、第２Ａサーボモータ１３０の左右方向Ｙのスライド位置に関する情報を制御装置１７０に出力するとともに、制御装置１７０から出力される制御信号によって第２Ａサーボモータ１３０を左右方向Ｙに駆動する。この可動装置１３２によれば、第２Ａサーボモータ１３０が図１中の第１位置（実線で示されるロール加工位置）と第２位置（二点鎖線で示される退避位置）との間で直線的に移動することができる。可動装置１４２は、可動装置１３２と同様に、第２Ｂサーボモータ１４０の左右方向Ｙのスライド位置に関する情報を制御装置１７０に出力するとともに、制御装置１７０から出力される制御信号によって第２Ｂサーボモータ１４０を左右方向Ｙに駆動する。この可動装置１４２によれば、第２Ｂサーボモータ１４０が図１中の第１位置（実線で示されるロール加工位置）と第２位置（二点鎖線で示される退避位置）との間で直線的に移動することができる。 On the upper surface of the base 101a, a movable device 132 that supports the second A servo motor 130 so as to be slidable in the left-right direction Y and a movable device 142 that supports the second B servo motor 140 so as to be slidable in the left-right direction Y are It is provided in a state separated in the direction Y. The movable device 132 outputs information related to the slide position of the second A servomotor 130 in the left-right direction Y to the control device 170 and drives the second A servomotor 130 in the left-right direction Y by a control signal output from the control device 170. . According to this movable device 132, the 2A servo motor 130 is linear between the first position (roll processing position indicated by a solid line) and the second position (retracted position indicated by a two-dot chain line) in FIG. Can be moved to. Similar to the movable device 132, the movable device 142 outputs information regarding the slide position of the second B servo motor 140 in the left-right direction Y to the control device 170, and the second B servo motor 140 is controlled by a control signal output from the control device 170. Is driven in the left-right direction Y. According to this movable device 142, the 2B servo motor 140 is linear between the first position (roll processing position indicated by a solid line) and the second position (retracted position indicated by a two-dot chain line) in FIG. Can be moved to.
第２Ａサーボモータ１３０のモータ軸１３１には、第２ロール型であるボトムロール型（単に、「ボトムロール」ともいう）１６０の左側領域を構成する左側分割ボトムロール１６１が固定されている。同様に、第２Ｂサーボモータ１４０のモータ軸１４１にはボトムロール型１６０の右側領域を構成する右側分割ボトムロール１６２が固定されている。第２Ａサーボモータ１３０がその第２位置にあるとき、左側分割ボトムロール１６１は、モータ軸１３１によって片持状に支持される。第２Ｂサーボモータ１４０がその第２位置にあるとき、右側分割ボトムロール１６２は、モータ軸１４１によって片持状に支持される。これに対して、可動装置１３２，１４２によって左側分割ボトムロール１６１及び右側分割ボトムロール１６２が互いに近接してそれぞれの第１位置に設定されると、対向面同士が突き合せられて係合することによってトップロール型１５０に対向配置されるボトムロール型１６０が形成される。この場合、ボトムロール型１６０は、左右分割式（左右分離式）のロール型であり、モータ軸１３１及びモータ軸１４１の双方によって両持状に支持される。モータ軸１３１，１４１は、ボトムロール型１６０と一体回転するように構成されており、サーボモータ１３０，１４０が作動することによってボトムロール型１６０がモータ軸１３１，１４１とともに軸回り回転する。第２Ａサーボモータ１３０及び第２Ｂサーボモータ１４０は、ボトムロール型１６０を回転駆動する回転駆動用サーボモータであり、本発明の「第２駆動機構（第２の回転駆動用サーボモータ）」を構成している。ボトムロール型１６０は、リムワークＷのロール成形に用いる円柱状の金属部材であり、リムワークＷのリムワーク内周側に配置される。 A left divided bottom roll 161 constituting a left region of a bottom roll type (simply referred to as “bottom roll”) 160 which is a second roll type is fixed to the motor shaft 131 of the second A servomotor 130. Similarly, a right divided bottom roll 162 constituting the right region of the bottom roll mold 160 is fixed to the motor shaft 141 of the second B servo motor 140. When the second A servo motor 130 is in the second position, the left divided bottom roll 161 is supported in a cantilever manner by the motor shaft 131. When the second B servo motor 140 is in the second position, the right divided bottom roll 162 is supported in a cantilever manner by the motor shaft 141. On the other hand, when the left divided bottom roll 161 and the right divided bottom roll 162 are set close to each other and set to the first positions by the movable devices 132 and 142, the opposing surfaces are abutted and engaged with each other. As a result, a bottom roll mold 160 disposed opposite to the top roll mold 150 is formed. In this case, the bottom roll type 160 is a right / left split type (left / right separation type) roll type, and is supported by both the motor shaft 131 and the motor shaft 141 in a supported manner. The motor shafts 131 and 141 are configured to rotate integrally with the bottom roll mold 160, and the bottom roll mold 160 rotates about the axis together with the motor shafts 131 and 141 when the servo motors 130 and 140 are operated. The second A servo motor 130 and the second B servo motor 140 are rotational drive servo motors that rotationally drive the bottom roll type 160, and constitute the “second drive mechanism (second rotational drive servo motor)” of the present invention. doing. The bottom roll mold 160 is a cylindrical metal member used for roll forming of the rim work W, and is disposed on the rim work inner peripheral side of the rim work W.
サーボモータ１３０，１４０は、前記のサーボモータ１１０，１２０と同様に、それぞれがモータ軸１３１，１４１の回転角（モータ回転位置）の検出が可能なエンコーダ１３０ａ，１４０ａを搭載したサーボ機構式の電動モータとして構成されている。このため、第２Ａサーボモータ１３０は、エンコーダ１３０ａによる検出情報を制御装置１７０に出力するとともに、制御装置１７０から出力される制御信号によって駆動制御される。同様に、第２Ｂサーボモータ１４０は、エンコーダ１４０ａによる検出情報を制御装置１７０に出力するとともに、制御装置１７０から出力される制御信号によって駆動制御される。 Servo motors 130 and 140 are servo mechanism type electric motors equipped with encoders 130a and 140a, respectively, capable of detecting the rotation angles (motor rotation positions) of motor shafts 131 and 141, similarly to servo motors 110 and 120 described above. It is configured as a motor. For this reason, the second A servomotor 130 outputs detection information from the encoder 130 a to the control device 170 and is driven and controlled by a control signal output from the control device 170. Similarly, the second B servo motor 140 outputs information detected by the encoder 140 a to the control device 170 and is driven and controlled by a control signal output from the control device 170.
リムワークＷのロール成形時においては、左側分割ボトムロール１６１及び右側分割ボトムロール１６２が互いに同方向且つ同速度で回転するように、第２Ａサーボモータ１３０及び第２Ｂサーボモータ１４０が制御される。この場合、第３サーボモータ１３０のエンコーダ１３０ａによって検出された回転数と第２Ｂサーボモータ１４０のエンコーダ１４０ａによって検出された回転数との双方が一致するように、第２Ａサーボモータ１３０及び第２Ｂサーボモータ１４０がフィードバック制御される。これにより、左側分割ボトムロール１６１及び右側分割ボトムロール１６２によって形成されたボトムロール型１６０が回転する、更に、リムワークＷのロール成形時において、トップロール型１５０がボトムロール型１６０と逆方向且つ同速度で回転するように第１サーボモータ１２０が制御される。この場合、例えば第２Ａサーボモータ１３０のエンコーダ１３０ａによって検出された回転数と第１サーボモータ１２０のエンコーダ１２０ａによって検出された回転数との双方が一致するように、第１サーボモータ１２０がフィードバック制御される。 During roll forming of the rim work W, the second A servo motor 130 and the second B servo motor 140 are controlled such that the left divided bottom roll 161 and the right divided bottom roll 162 rotate in the same direction and at the same speed. In this case, the second A servo motor 130 and the second B servo are adjusted so that both the rotation speed detected by the encoder 130a of the third servo motor 130 and the rotation speed detected by the encoder 140a of the second B servo motor 140 coincide with each other. The motor 140 is feedback controlled. As a result, the bottom roll mold 160 formed by the left divided bottom roll 161 and the right divided bottom roll 162 rotates. Further, when the rim work W is formed by the roll, the top roll mold 150 is opposite to the bottom roll mold 160 in the same direction. The first servo motor 120 is controlled to rotate at a speed. In this case, for example, the first servomotor 120 performs feedback control so that both the rotational speed detected by the encoder 130a of the second A servomotor 130 and the rotational speed detected by the encoder 120a of the first servomotor 120 coincide. Is done.
次に、上記構成のロール成形装置１００を用いたホイールリムの製造方法について図１に加えて図２及び図３を参照しつつ説明する。この製造方法には、フレア加工を行う工程と、複数段階（典型的には三段階）のロール成形（「ロール加工」ともいう）を行う工程とが含まれている。フレア加工は、公知の加工技術であり詳細な説明は省略するが、金属製の円筒形素体の両端開口縁を切頭円錐形状の一対のフレア加工型によって挟み込んで加圧する技術である。このフレア加工によって得られた環状のリムワークＷに複数段階のロール成形が施されることによって、徐々にホイールリム形状が整えられて板ヒケやシワ等の発生が抑制される。 Next, a wheel rim manufacturing method using the roll forming apparatus 100 having the above-described configuration will be described with reference to FIGS. 2 and 3 in addition to FIG. This manufacturing method includes a step of performing flare processing and a step of performing multi-stage (typically three-stage) roll forming (also referred to as “roll processing”). The flare processing is a known processing technique and will not be described in detail, but is a technique in which both end opening edges of a metal cylindrical body are sandwiched between a pair of frusto-conical flaring molds and pressed. By subjecting the annular rim work W obtained by this flare processing to roll forming in a plurality of stages, the wheel rim shape is gradually adjusted to suppress the occurrence of plate sinks and wrinkles.
複数段階のロール成形のうちのそれぞれにおいて、特に図２が参照されるように、リムワークＷをリムワーク外周側に配置したトップロール型１５０とリムワーク内周側に配置したボトムロール型１６０（左側分割ボトムロール１６１及び右側分割ボトムロール１６２によって一体状に形成されたボトムロール型）との双方によって挟み込んだ状態でトップロール型１５０及びボトムロール型１６０のそれぞれを逆方向に回転させる。このとき、図２中の矢印で示されるように、トップロール型１５０をボトムロール型１６０に近づけるように第３サーボモータ１１０によってこれら２つのロール型１５０，１６０間の間隔（「距離」或いは「隙間」ともいう）の調整方向（上下方向Ｘ）に駆動する。第３サーボモータ１１０はトップロール型１５０を両ロール型１５０，１６０間の間隔（ロール型間隔）ｄの調整方向（上下方向Ｘ）に駆動する間隔調整用の電動モータであり、可動支持台１０２が下降動作するように第３サーボモータ１１０が制御されることによって間隔ｄが徐々に小さくなるように調整される。ここでいう第３サーボモータ１１０が本発明の「間隔調整用サーボモータ」に相当する。この場合、リムワークＷは、そのリムワーク外周面Ｗａがトップロール型１５０の型表面の形状に倣い、且つそのリムワーク内周面Ｗｂがボトムロール型１６０の型表面の形状に倣うようにして圧延される。その結果、所望の形状寸法に整えられたホイールリムが得られる。 In each of the multiple stages of roll forming, as particularly referring to FIG. 2, a top roll mold 150 in which the rim work W is disposed on the outer periphery side of the rim work and a bottom roll mold 160 (left divided bottom) disposed on the inner periphery side of the rim work. Each of the top roll mold 150 and the bottom roll mold 160 is rotated in the opposite direction while being sandwiched between both the roll 161 and the bottom roll mold integrally formed by the right divided bottom roll 162. At this time, as indicated by an arrow in FIG. 2, the third servomotor 110 moves the distance between the two roll dies 150, 160 (“distance” or “ It is driven in the adjustment direction (vertical direction X). The third servo motor 110 is an electric motor for adjusting the distance that drives the top roll mold 150 in the adjustment direction (vertical direction X) of the distance between the roll molds 150 and 160 (roll mold interval) d. The third servo motor 110 is controlled so that the distance d is lowered, so that the interval d is adjusted to be gradually reduced. The third servo motor 110 here corresponds to the “interval adjusting servo motor” of the present invention. In this case, the rim work W is rolled such that the rim work outer peripheral surface Wa follows the shape of the mold surface of the top roll mold 150 and the rim work inner peripheral surface Wb follows the shape of the mold surface of the bottom roll mold 160. . As a result, a wheel rim having a desired shape and dimension can be obtained.
各ロール成形では、トップロール型１５０とボトムロール型１６０とによってリムワークＷのリムワーク外周面Ｗａ及びリムワーク内周面Ｗｂを挟み付けた状態で挟み付ける力を増やす際には、両ロール型１５０，１６０間の間隔ｄが徐々に縮まるようにトップロール型１５０の位置が制御される。或いは、挟み付ける力を減らす際には、両ロール型１５０，１６０間の間隔ｄが徐々に増えるようにトップロール型１５０の位置が制御される。 In each roll forming, when increasing the clamping force with the top roll mold 150 and the bottom roll mold 160 sandwiching the rim work outer peripheral surface Wa and the rim work inner peripheral surface Wb, both roll molds 150, 160 are used. The position of the top roll mold 150 is controlled so that the interval d between them gradually decreases. Alternatively, when reducing the clamping force, the position of the top roll mold 150 is controlled so that the distance d between the roll molds 150 and 160 gradually increases.
ところで、間隔ｄを縮める制御によれば、挟み付ける力が大きくなると各ロール型はリムワークＷから受ける抵抗によってその回転数（単位時間当たりの回転角の変化量）が低下する。従って、各ロール型の回転数が低下したにもかかわらず両ロール型１５０，１６０間の間隔ｄが縮まった場合には、リムワークＷがその周方向に局部的な荷重を受けることによってリムワークＷに周方向の凹凸が形成される。その結果、リムワークＷのロール成形を安定して行う妨げに成り得る。 By the way, according to the control for shortening the interval d, when the clamping force is increased, the rotation speed (change amount of the rotation angle per unit time) of each roll type is reduced by the resistance received from the rim work W. Therefore, when the interval d between the two roll dies 150 and 160 is reduced despite the decrease in the rotation speed of each roll dies, the rim work W receives a local load in the circumferential direction thereof, thereby causing the rim work W to Unevenness in the circumferential direction is formed. As a result, the roll forming of the rim work W can be prevented from being stably performed.
そこで、本実施の形態では、制御装置１７０は、ロール成形時に各ロール型の回転数を適正回転数に調整するために、先ずトップロール型１５０のロール成形開始時からの総回転角（トップロール型１５０の絶対回転角）と両ロール型１５０，１６０間の適正な間隔ｄに関するパラメータとの相関を予め設定する。そして、制御装置１７０は、適正な間隔ｄに対応したパラメータの目標値が実現されるように第３サーボモータ１１０をフィードバック制御する。ここでいう「適正な間隔ｄ」とは、ロール成形初期にトップロール型１５０をボトムロール型１６０に向けて下降させる際にトップロール型１５０の回転数がボトムロール型１６０に比べて大幅に低下したり、ロール成形後期にトップロール型１５０をボトムロール型１６０から離すように上昇させる際にトップロール型１５０の回転数がボトムロール型１６０に比べて大幅に上昇したりする現象を抑制するのに有効な間隔として定義される。または、ここでいう「適正な間隔ｄ」とは、ロール成形初期にトップロール型１５０をボトムロール型１６０に向けて下降させる際にトップロール型１５０の回転数が予め想定している回転数に比べて大幅に低下したり、ロール成形後期にトップロール型１５０をボトムロール型１６０から離すように上昇させる際にトップロール型１５０の回転数が予め想定している回転数に比べて大幅に上昇したりする現象を抑制するのに有効な間隔として定義される。このときのロール成形方法の一例を、図３を参照しつつ説明する。尚、以下の説明では、便宜上、制御主体である制御装置１７０の記載を省略している。 Therefore, in the present embodiment, the controller 170 first adjusts the rotation speed of each roll mold to an appropriate rotation speed during roll forming, first, the total rotation angle (top roll from the start of roll forming of the top roll mold 150). The correlation between the absolute rotation angle of the mold 150) and a parameter relating to an appropriate distance d between the two roll molds 150 and 160 is set in advance. Then, the control device 170 feedback-controls the third servo motor 110 so that the target value of the parameter corresponding to the appropriate interval d is realized. Here, “appropriate distance d” means that when the top roll mold 150 is lowered toward the bottom roll mold 160 in the initial stage of roll forming, the rotational speed of the top roll mold 150 is significantly lower than that of the bottom roll mold 160. Or when the top roll mold 150 is lifted away from the bottom roll mold 160 in the latter stage of roll forming, the phenomenon that the rotational speed of the top roll mold 150 is significantly increased compared to the bottom roll mold 160 is suppressed. Defined as a valid interval. Alternatively, the “appropriate distance d” here refers to the rotation speed of the top roll mold 150 assumed in advance when the top roll mold 150 is lowered toward the bottom roll mold 160 in the initial stage of roll forming. When the top roll mold 150 is lifted away from the bottom roll mold 160 in the later stage of roll forming, the rotation speed of the top roll mold 150 is significantly higher than the rotation speed assumed in advance. It is defined as an interval that is effective in suppressing the phenomenon that occurs. An example of the roll forming method at this time will be described with reference to FIG. In the following description, for the sake of convenience, the description of the control device 170 that is the control subject is omitted.
図３に示されるように、ステップＳ１０１においてロール成形の開始を検出したことを条件にしてステップＳ１０２にすすむ。ステップ１０２では、トップロール型１５０の総回転角θを検出する。この場合、トップロール型１５０の総回転角θは、第１サーボモータ１２０のエンコーダ１２０ａを用いて検出されたモータ軸１２１の回転角から導出される。ステップＳ１０３では、ステップ１０２で検出した総回転角θに対応した、トップロール型１５０の適正な昇降位置、即ち目標とするべき目標昇降位置Ｐｔを、制御装置１７０の記憶手段（メモリ）に記憶された所定のマップＭＰ１に基づいて決定する。このマップＭＰ１は、トップロール型１５０の総回転角とトップロール型１５０の昇降位置との間の相関を示すものである。このマップＭＰ１は、運転条件等に応じて複数のマッピングデータの中から最適なものが適宜に抽出される。このマップＭＰ１によれば、トップロール型１５０の回転角の変化に連動（「同期」ともいう）してトップロール型１５０の昇降位置が変化する。この場合、トップロール型１５０の昇降位置は、第２Ａサーボモータ１３０のモータ軸１３１或いは第２Ｂサーボモータ１４０のモータ軸１４１の位置に対する第１サーボモータ１２０のモータ軸１２１の位置となる。本実施の形態のロール成形装置１００では、上下方向Ｘについてはボトムロール型１６０の位置が固定されており、トップロール型１５０及びボトムロール型１６０のうちトップロール型１５０のみの昇降位置が調整される。従って、トップロール型１５０の昇降位置は、両ロール型１５０，１６０間の間隔ｄに対応しており、当該間隔ｄに関するパラメータである。 As shown in FIG. 3, the process proceeds to step S102 on condition that the start of roll forming is detected in step S101. In step 102, the total rotation angle θ of the top roll mold 150 is detected. In this case, the total rotation angle θ of the top roll mold 150 is derived from the rotation angle of the motor shaft 121 detected using the encoder 120a of the first servo motor 120. In step S103, the appropriate lifting position of the top roll mold 150 corresponding to the total rotation angle θ detected in step 102, that is, the target lifting position Pt to be targeted is stored in the storage means (memory) of the control device 170. It is determined based on the predetermined map MP1. This map MP1 shows the correlation between the total rotation angle of the top roll mold 150 and the elevation position of the top roll mold 150. As this map MP1, an optimum one is appropriately extracted from a plurality of mapping data in accordance with operating conditions and the like. According to this map MP1, the elevation position of the top roll mold 150 changes in conjunction with the change in the rotation angle of the top roll mold 150 (also referred to as “synchronization”). In this case, the elevation position of the top roll mold 150 is the position of the motor shaft 121 of the first servomotor 120 with respect to the position of the motor shaft 131 of the second A servomotor 130 or the motor shaft 141 of the secondB servomotor 140. In the roll forming apparatus 100 of the present embodiment, the position of the bottom roll mold 160 is fixed in the vertical direction X, and the elevation position of only the top roll mold 150 of the top roll mold 150 and the bottom roll mold 160 is adjusted. The Therefore, the raising / lowering position of the top roll mold 150 corresponds to the distance d between the two roll molds 150 and 160, and is a parameter relating to the distance d.
マップＭＰ１において、ステップＳ１０３で検出した総回転角が例えばθａであるときに目標昇降位置がＰｔａに決定される。この場合、目標昇降位置Ｐｔａは、総回転角がθａであるときの両ロール型１５０，１６０間の間隔ｄの最適値ｄａに対応している。従って、トップロール型１５０の総回転角θがわかっている状態でトップロール型１５０の昇降位置を目標昇降位置Ｐｔａに制御することができれば、両ロール型１５０，１６０間の間隔ｄを適正に制御できる。目標昇降位置Ｐｔａは、トップロール型１５０の総回転角θと最適な間隔ｄとの関係について予め設定された第１の相関、及び間隔ｄとトップロール型１５０の昇降位置Ｐとの関係について予め設定された第２の相関の双方に基づいて定められる。例えば、総回転角θａに対応した最適な間隔ｄａを第１の相関に基づいて導出する。次に、この間隔ｄａに対応したトップロール型１５０の昇降位置Ｐａを第２の相関に基づいて導出する。導出したトップロール型１５０のこの昇降位置Ｐａが目標昇降位置Ｐｔａとなる。 In the map MP1, the target lift position is determined as Pta when the total rotation angle detected in step S103 is, for example, θa. In this case, the target lifting position Pta corresponds to the optimum value da of the distance d between the two roll dies 150 and 160 when the total rotation angle is θa. Therefore, if the elevation position of the top roll mold 150 can be controlled to the target elevation position Pta in a state where the total rotation angle θ of the top roll mold 150 is known, the distance d between the two roll molds 150 and 160 is appropriately controlled. it can. The target lifting position Pta is preliminarily set with respect to a first correlation set in advance with respect to the relationship between the total rotation angle θ of the top roll mold 150 and the optimum distance d, and with respect to the relationship between the distance d and the lifting position P of the top roll mold 150. It is determined based on both of the set second correlations. For example, the optimum interval da corresponding to the total rotation angle θa is derived based on the first correlation. Next, the elevation position Pa of the top roll mold 150 corresponding to the interval da is derived based on the second correlation. This lift position Pa of the derived top roll mold 150 becomes the target lift position Pta.
ステップＳ１０４では、トップロール型１５０の実際の昇降位置Ｐを検出する。ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で検出した昇降位置Ｐと目標昇降位置Ｐｔとを比較し、ステップＳ１０６において昇降位置Ｐが目標昇降位置Ｐｔに一致するように第３サーボモータ１１０を駆動制御する。この制御によれば、昇降位置Ｐが目標昇降位置Ｐｔに一致するまでステップＳ１０４からステップＳ１０６までの一連の処理が繰り返される。即ち、トップロール型１５０の昇降位置Ｐが総回転角θに応じた目標値である目標昇降位置Ｐｔに追従するように第３サーボモータ１１０がフィードバック制御される。トップロール型１５０の昇降位置Ｐは、制御装置１７０の記憶手段（メモリ）に予め記憶された前述の初期情報を用いることによって、第３サーボモータ１１０のエンコーダ１１０ａによって検出された回転数から間接的に導出される。この場合、第３サーボモータ１１０を用いたフィードバック制御を実行することによってマップＭＰ１に対する追従性を向上させることができる。 In step S104, the actual lift position P of the top roll mold 150 is detected. In step S105, the lift position P detected in step S104 is compared with the target lift position Pt. In step S106, the third servo motor 110 is driven and controlled so that the lift position P matches the target lift position Pt. According to this control, a series of processes from step S104 to step S106 are repeated until the lift position P matches the target lift position Pt. That is, the third servo motor 110 is feedback-controlled so that the raising / lowering position P of the top roll mold 150 follows the target raising / lowering position Pt which is a target value corresponding to the total rotation angle θ. The raising / lowering position P of the top roll mold 150 is indirectly determined from the number of revolutions detected by the encoder 110a of the third servo motor 110 by using the above-described initial information stored in advance in the storage means (memory) of the control device 170. To be derived. In this case, the followability to the map MP1 can be improved by executing feedback control using the third servo motor 110.
以上説明した本実施形態のロール成形装置１００及びロール成形方法によれば、トップロール型１５０の総回転角に応じて両ロール型１５０，１６０間の間隔を適正な値に制御することができる。これにより、ロール成形初期にトップロール型１５０を必要以上に下降させ過ぎて、即ち両ロール型１５０，１６０間の間隔を必要以上に狭くし過ぎることによって、トップロール型１５０の回転数が低下するのを抑制できる。この場合、両ロール型１５０，１６０間の間隔がトップロール型１５０の回転数の低下と無関係に縮まることがない。その結果、リムワークＷがその周方向に局部的な荷重を受けてリムワークＷの周方向に凹凸が形成されるのを抑制でき、リムワークＷ同士の寸法のバラツキを抑えることでリムワークＷのロール成形を安定して行うことが可能になる。また、ロール成形後期にトップロール型１５０を必要以上に上昇させ過ぎて、即ち両ロール型１５０，１６０間の間隔を必要以上に増やし過ぎることによって、トップロール型１５０が空回りするのを抑制できる。 According to the roll forming apparatus 100 and the roll forming method of the present embodiment described above, the distance between the two roll molds 150 and 160 can be controlled to an appropriate value according to the total rotation angle of the top roll mold 150. As a result, the number of rotations of the top roll mold 150 is reduced by lowering the top roll mold 150 more than necessary at the initial stage of roll forming, that is, by making the distance between the two roll molds 150 and 160 excessively narrow. Can be suppressed. In this case, the distance between the two roll molds 150 and 160 does not shrink regardless of the decrease in the rotational speed of the top roll mold 150. As a result, it is possible to prevent the rim work W from receiving a local load in the circumferential direction and to form irregularities in the circumferential direction of the rim work W. It becomes possible to carry out stably. Further, it is possible to suppress the top roll mold 150 from idling by raising the top roll mold 150 more than necessary in the latter stage of roll forming, that is, by increasing the distance between the two roll molds 150 and 160 more than necessary.
また、本実施形態では、トップロール型１５０の総回転角を導出するのに、モータ軸１２１の回転角を検出するエンコーダ（位置検出手段）１２０ａが搭載された第１サーボモータ１２０を用いるため、位置検出手段を別途設ける必要がなく、構造的にシンプルで且つ装置コストの安価なシステムを構築することが可能になる。また、トップロール型１５０及びボトムロール型１６０の駆動制御にサーボモータを用いることによって、トップロール型１５０及びボトムロール型１６０のそれぞれの回転位置及び回転数を高精度で制御し、且つトップロール型１５０及びボトムロール型１６０のそれぞれについて加減速を速やかに行うことができる。その結果、リムワークＷのロール成形に要する加工時間（サイクルタイム）を短く抑えることが可能になる。 Further, in the present embodiment, the first servo motor 120 on which the encoder (position detection means) 120a for detecting the rotation angle of the motor shaft 121 is used to derive the total rotation angle of the top roll mold 150, There is no need to separately provide a position detecting means, and it is possible to construct a system that is structurally simple and inexpensive. Further, by using a servo motor for driving control of the top roll mold 150 and the bottom roll mold 160, the rotational position and the number of rotations of the top roll mold 150 and the bottom roll mold 160 are controlled with high accuracy, and the top roll mold is used. Acceleration / deceleration can be performed quickly for each of the 150 and the bottom roll mold 160. As a result, it is possible to shorten the processing time (cycle time) required for roll forming the rim work W.
本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。 The present invention is not limited to the above-described exemplary embodiments, and various applications and modifications can be considered without departing from the object of the present invention. For example, each of the following embodiments to which the above embodiment is applied can be implemented.
上記の実施形態では、ロール成形時にトップロール型１５０及びボトムロール型１６０のうちトップロール型１５０のみの昇降位置を調整する場合について記載したが、本発明では、トップロール型及びボトムロール型のうちの少なくとも一方のロール型の昇降位置を調整する構造を採用することができる。 In the above embodiment, the case where only the top and bottom roll molds 150 are adjusted in the roll forming process is described. However, in the present invention, the top roll mold and the bottom roll mold are selected. The structure which adjusts the raising / lowering position of at least one roll type | mold can be employ | adopted.
上記の実施形態では、両ロール型１５０，１６０間の間隔に関するパラメータ（図３中のマップＭＰ１の縦軸）としてトップロール型１５０の昇降位置を用いる場合について記載したが、本発明では、このパラメータとしてトップロール型１５０の昇降位置以外のパラメータを用いることもできる。例えば、トップロール型１５０及びボトムロール型１６０のうちボトムロール型１６０のみの昇降位置が調整される構造では、当該パラメータとしてボトムロール型１６０の昇降位置を用いることができる。トップロール型１５０及びボトムロール型１６０の双方の昇降位置が調整される構造では、当該パラメータとして両ロール型１５０，１６０のそれぞれの昇降位置を用いることができる。また、当該パラメータとして両ロール型１５０，１６０間の間隔自体を用いることもできる。 In the above embodiment, the case where the elevation position of the top roll mold 150 is used as a parameter related to the distance between the two roll molds 150 and 160 (vertical axis of the map MP1 in FIG. 3) has been described. It is also possible to use parameters other than the lift position of the top roll mold 150. For example, in the structure in which the elevation position of only the bottom roll mold 160 of the top roll mold 150 and the bottom roll mold 160 is adjusted, the elevation position of the bottom roll mold 160 can be used as the parameter. In the structure in which the elevation positions of both the top roll mold 150 and the bottom roll mold 160 are adjusted, the elevation positions of the both roll molds 150 and 160 can be used as the parameters. Moreover, the space | interval itself between both roll type | molds 150 and 160 can also be used as the said parameter.
上記の実施形態では、ロール成形時にトップロール型１５０の総回転角を検出して第３サーボモータ１１０のフィードバック制御に用いる場合について記載したが、本発明では、トップロール型１５０の総回転角に代えてボトムロール型１６０の総回転角を検出して第３サーボモータ１１０のフィードバック制御に用いる構造を採用することもできる。
または、本発明では、ロール成形時にトップロール型１５０の総回転角及びボトムロール型１６０の総回転角を共に検出して第３サーボモータ１１０のフィードバック制御に用いる構造を採用することもできる。
In the above embodiment, the case where the total rotation angle of the top roll mold 150 is detected during roll forming and used for feedback control of the third servo motor 110 has been described, but in the present invention, the total rotation angle of the top roll mold 150 is used. Alternatively, a structure in which the total rotation angle of the bottom roll mold 160 is detected and used for feedback control of the third servo motor 110 may be employed.
Alternatively, in the present invention, it is possible to employ a structure that is used for feedback control of the third servo motor 110 by detecting both the total rotation angle of the top roll mold 150 and the total rotation angle of the bottom roll mold 160 during roll forming.
上記の実施形態では、トップロール型１５０及びボトムロール型１６０を共にサーボモータによって回転駆動する場合について記載したが、本発明では、これらトップロール型１５０及びボトムロール型１６０をサーボモータ以外の電動モータによって回転駆動する構造を採用することもできる。 In the above embodiment, the case where both the top roll mold 150 and the bottom roll mold 160 are rotationally driven by the servo motor has been described. However, in the present invention, the top roll mold 150 and the bottom roll mold 160 are used as electric motors other than the servo motor. It is also possible to adopt a structure that is driven to rotate.
上記の実施形態では、ボトムロール型１６０として左側分割ボトムロール１６１及び右側分割ボトムロール１６２によって構成された左右分割式のロール型を用いる場合について記載したが、本発明では、ボトムロール型として１つのロール型を用いることもできる。また、本発明では、ボトムロール型として左右分割式のロール型を用いる場合、左右の分割ロールのそれぞれにサーボモータを割り当てる代わりに、左右の分割ロールのうちのいずれか一方のみにサーボモータを割り当てる構造を採用することができる。 In the above embodiment, the case where the left and right split type roll roll configured by the left split bottom roll 161 and the right split bottom roll 162 is used as the bottom roll mold 160 is described, but in the present invention, one bottom roll mold is used. A roll type can also be used. Further, in the present invention, when a left-right split roll type is used as the bottom roll type, a servo motor is assigned to only one of the left and right split rolls instead of assigning a servo motor to each of the left and right split rolls. A structure can be adopted.
１００…ロール成形装置、１１０…第３サーボモータ、１２０…第１サーボモータ、１３０…第２Ａサーボモータ、１４０…第２Ｂサーボモータ、１５０…トップロール型、１６０…ボトムロール、１６１…左側分割ボトムロール、１６２…右側分割ボトムロール、１７０…制御装置、Ｗ…リムワーク DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Roll forming apparatus, 110 ... 3rd servo motor, 120 ... 1st servo motor, 130 ... 2A servo motor, 140 ... 2B servo motor, 150 ... Top roll type, 160 ... Bottom roll, 161 ... Left division bottom Roll, 162 ... right-side divided bottom roll, 170 ... control device, W ... rim work
Claims (3)
前記第１ロール型を回転駆動する第１駆動機構と、
前記第２ロール型を回転駆動する第２機動機構と、
前記第１ロール型及び前記第２ロール型の少なくとも一方をこれら２つのロール型間の間隔の調整方向に駆動する間隔調整用サーボモータと、
前記第１ロール型及び前記第２ロール型のうちの少なくとも一方のロール型のロール成形初期からの総回転角と前記第１ロール型及び前記第２ロール型間の間隔に関するパラメータとについて予め定められた相関に基づいて、前記パラメータが前記総回転角に応じた目標値になるように前記間隔調整用サーボモータをフィードバック制御する制御装置と、
を含む、自動車用ホイールリムの製造装置。 An apparatus for manufacturing a wheel rim for an automobile for roll forming using both a first roll type in which an annular rim work is arranged on the outer peripheral side of the rim work and a second roll type arranged on the inner peripheral side of the rim work,
A first drive mechanism for rotationally driving the first roll mold;
A second maneuvering mechanism for rotating the second roll mold;
An interval adjusting servomotor that drives at least one of the first roll type and the second roll type in an adjustment direction of the interval between the two roll types;
The total rotation angle from the initial roll forming of at least one of the first roll mold and the second roll mold and the parameter relating to the interval between the first roll mold and the second roll mold are determined in advance. A control device that feedback-controls the servomotor for adjusting the interval so that the parameter becomes a target value corresponding to the total rotation angle based on the correlation,
An apparatus for manufacturing wheel rims for automobiles, including:
前記第１駆動機構は、前記第１ロール型と一体回転する第１モータ軸の回転角を検出可能に構成された第１の回転駆動用サーボモータを備え、
前記第２駆動機構は、前記第２ロール型と一体回転する第２モータ軸の回転角を検出可能に構成された第２の回転駆動用サーボモータを備え、
前記制御装置は、前記間隔調整用サーボモータのフィードバック制御の際、前記第１の回転駆動用サーボモータによって検出された前記第１モータ軸の回転角及び前記第２の回転駆動用サーボモータによって検出された前記第２モータ軸の回転角の少なくとも一方を用いて前記総回転角を導出する、自動車用ホイールリムの製造装置。 The vehicle wheel rim manufacturing apparatus according to claim 1,
The first drive mechanism includes a first rotation drive servomotor configured to be able to detect a rotation angle of a first motor shaft that rotates integrally with the first roll mold.
The second drive mechanism includes a second rotation drive servomotor configured to detect a rotation angle of a second motor shaft that rotates integrally with the second roll mold,
The control device detects the rotation angle of the first motor shaft detected by the first rotation drive servomotor and the second rotation drive servomotor during feedback control of the interval adjustment servomotor. An automobile wheel rim manufacturing apparatus that derives the total rotation angle using at least one of the rotation angles of the second motor shaft.
前記ロール成形時に前記第１ロール型及び前記第２ロール型のそれぞれを回転させつつ前記リムワークを前記第１ロール型及び前記第２ロール型によって挟み込んだ状態で前記第１ロール型及び前記第２ロール型の少なくとも一方を間隔調整用サーボモータによってこれら２つのロール型間の間隔の調整方向に駆動するとともに、前記第１ロール型及び前記第２ロール型のうちの少なくとも一方のロール型のロール成形初期からの総回転角と前記第１ロール型及び前記第２ロール型間の間隔に関するパラメータとについて予め定められた相関に基づいて、前記パラメータが前記総回転角に応じた目標値になるように前記間隔調整用サーボモータをフィードバック制御する、自動車用ホイールリムの製造方法。 A method for manufacturing a wheel rim for an automobile, comprising a step of roll-forming using both a first roll mold in which an annular rim work is arranged on the outer peripheral side of the rim work and a second roll mold arranged on the inner peripheral side of the rim work,
The first roll mold and the second roll in a state where the rim work is sandwiched between the first roll mold and the second roll mold while rotating each of the first roll mold and the second roll mold during the roll forming. At least one of the dies is driven in the direction of adjusting the interval between the two roll dies by a servo motor for adjusting the interval, and at least one of the first roll dies and the second roll dies is initially rolled. Based on a predetermined correlation with respect to the total rotation angle from and a parameter relating to the interval between the first roll type and the second roll type, so that the parameter becomes a target value corresponding to the total rotation angle. A method for manufacturing a wheel rim for an automobile, wherein the distance adjusting servomotor is feedback-controlled.
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