JP2016203243A - 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に開示されている。特許文献1に開示の技術によれば、ロール成形時に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によってリムワークを挟み込んだ状態で各ロール型を回転させつつ2つのロール型間の間隔が調整される。 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 technique is disclosed in Patent Document 1 below. According to the technique disclosed in Patent Document 1, each roll mold is rotated while the rim work is sandwiched between a top roll mold disposed on the outer periphery side of the rim work and a bottom roll mold disposed on the inner periphery side of the rim work during roll forming. The spacing between the two roll molds is adjusted.
ところで、上記のロール成形の終了時に回転状態のボトムロール型から環状のリムワークが払い出される。リムワークは、払い出し前にボトムロール型と一体状に回転しているため、ボトムロール型が高速回転している場合には払い出し後においても惰性によって高速回転する。従って、払い出されたリムワークが高速回転したままで床面に接地して空回りするとこのリムワークのリムワーク外周が傷付くことがあった。また、払い出されたリムワークが高速回転したままで床面に接地すると、リムワークが床面上を回転しつつ移動した後に壁などに高速で衝突することで生じる騒音が問題に成り得る。 By the way, at the end of the above roll forming, the annular rim work is paid out from the rotating bottom roll mold. Since the rim work rotates integrally with the bottom roll type before paying out, when the bottom roll type rotates at high speed, the rim work rotates at high speed even after paying out due to inertia. Accordingly, when the discharged rim work rotates at a high speed and comes into contact with the floor surface and rotates freely, the rim work outer periphery of the rim work may be damaged. Further, when the rim work that has been paid out contacts the floor surface while rotating at a high speed, the noise generated by the high-speed collision with the wall after the rim work moves while rotating on the floor surface may be a problem.
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、ロール成形後にロール型から払い出される環状のリムワークについて生じ得る不具合を解消する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-mentioned points, and one of its purposes is to eliminate problems that may occur in an annular rim work that is paid out from a roll mold after roll forming in the manufacture of an automobile wheel rim. It is to provide effective technology.
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)及び制御装置(170)を備える。第1駆動機構(120)は、第1ロール型(150)を回転駆動する。第2駆動機構(130,140)は、第2ロール型(160)を回転駆動する。制御装置(170)は、ロール成形の後に第2ロール型(160)の回転数がロール成形の終了時の回転数を下回る目標回転数になるように第2駆動機構(130,140)を制御する機能を果たす。ここでいう「ロール成形の終了時の回転数を下回る目標回転数」なる記載は、目標回転数がロール成形の終了時の回転数よりも小さくなる種々の形態を包含する主旨に基づくものであり、本記載には、目標回転数が0(ゼロ)よりも大きく且つロール成形の終了時の回転数よりも小さい形態は勿論、目標回転数が0(ゼロ)である形態も含まれる。 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), and a control device (170). The first drive mechanism (120) rotationally drives the first roll mold (150). The second drive mechanism (130, 140) rotationally drives the second roll type (160). The control device (170) controls the second drive mechanism (130, 140) so that the rotation speed of the second roll mold (160) is lower than the rotation speed at the end of roll forming after roll forming. Fulfills the function of Here, the description “the target rotational speed below the rotational speed at the end of roll forming” is based on the gist including various forms in which the target rotational speed is smaller than the rotational speed at the end of roll forming. This description includes not only a mode in which the target rotational speed is larger than 0 (zero) and smaller than the rotational speed at the end of roll forming, but also a mode in which the target rotational speed is 0 (zero).
この製造装置によれば、ロール成形後に第2ロール型から払い出される環状のリムワークの回転速度を低く抑えることができる。その結果、払い出し後のリムワークが低速回転するか或いは殆ど回転しないため、このリムワークのリムワーク外周が傷付き難くなり、且つ払い出し後のリムワークが壁等に高速で衝突して大きな騒音が発生するのを抑制できる。 According to this manufacturing apparatus, the rotational speed of the annular rim work paid out from the second roll mold after roll forming can be kept low. As a result, the rim work after being paid out rotates at a low speed or hardly rotates, so that the outer periphery of the rim work becomes difficult to be damaged, and the rim work after being paid out collides with a wall or the like at a high speed to generate a large noise. Can be suppressed.
上記の製造装置(100)では、第2駆動機構(130,140)は、第2ロール型(160)を回転駆動するために当該第2ロール型(160)と一体回転するモータ軸(131,141)とモータ軸(131,141)の回転角を検出するエンコーダ(130a,140a)とを有するサーボモータ(130,140)によって構成されるのが好ましい。この場合、制御装置(170)は、エンコーダ(130a,140a)によって検出されたモータ軸(131,141)の回転角に基づいて第2ロール型(160)の回転数が目標回転数になるようにサーボモータ(130,140)をフィードバック制御する。 In the manufacturing apparatus (100), the second drive mechanism (130, 140) includes the motor shaft (131, 140) that rotates integrally with the second roll mold (160) to rotationally drive the second roll mold (160). 141) and a servo motor (130, 140) having an encoder (130a, 140a) for detecting the rotation angle of the motor shaft (131, 141). In this case, the control device (170) causes the rotation speed of the second roll type (160) to be the target rotation speed based on the rotation angle of the motor shaft (131, 141) detected by the encoder (130a, 140a). The servo motors (130, 140) are feedback-controlled.
この製造装置によれば、ロール成形後に第2ロール型から払い出される環状のリムワークの回転速度を低く抑えることができる一方で、環状のリムワークの1回のロール成形に要するサイクルタイムを短縮して生産性を向上させることができる。 According to this manufacturing apparatus, the rotational speed of the annular rim work paid out from the second roll mold after roll forming can be kept low, while the cycle time required for one roll forming of the annular rim work is shortened to produce. Can be improved.
上記の製造装置(100)は、更に可動装置(132,142)を備えるのが好ましい。この可動装置(132,142)は、第2ロール型(160)を構成する2つの分割ロール(161,162)の少なくとも一方を第2ロール型(160)の回転中心に沿った方向に駆動することによって、2つの分割ロール(161,162)をこれらの分割ロール(161,162)が互いに係合して第2ロール型(160)を形成する係合状態と2つの分割ロール(161,162)が離間してこれら2つの分割ロール(161,162)の間にリムワーク(W)を払い出すための空間(163)を形成する離間状態とに設定可能である。 The manufacturing apparatus (100) preferably further includes a movable device (132, 142). The movable device (132, 142) drives at least one of the two split rolls (161, 162) constituting the second roll mold (160) in a direction along the rotation center of the second roll mold (160). Accordingly, the two split rolls (161, 162) are engaged with each other by the split rolls (161, 162) to form a second roll mold (160), and the two split rolls (161, 162). ) Are separated to form a separated state in which a space (163) for delivering the rim work (W) is formed between the two divided rolls (161, 162).
この製造装置によれば、2つの分割ロールが係合状態から離間状態へと切り替わるように可動装置を制御してリムワークを払い出すための空間を形成することによって、リムワークを第2ロール型から円滑に払い出すことが可能になる。 According to this manufacturing apparatus, the rim work can be smoothly removed from the second roll type by controlling the movable device so that the two split rolls are switched from the engaged state to the separated state to form a space for discharging the rim work. It becomes possible to pay out.
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。この製造方法は、少なくとも第1ステップから第3ステップまでの3つのステップを含む。この製造方法では、これら3つのステップ以外の1又は複数のステップが更に追加されてもよいし、或いはこれら3つのステップのうちの複数のステップが統合されてもよい。第1ステップは、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)と第2ロール型(160)とによって挟み込んだ状態でこれら2つのロール型(150,160)間の間隔(d)を調整することでリムワーク(W)をロール成形するステップである。第2ステップは、第1ステップの後に、第1ロール型(150)及び第2ロール型(160)が互いに離間するようにこれら2つのロール型(150,160)間の間隔(d)を広げて第2ロール型(160)の回転数がロール成形の終了時の回転数を下回る目標回転数になるように制御するステップである。第3ステップは、第2ステップの後に、第2ロール型(160)からリムワーク(W)を払い出すステップである。 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). This manufacturing method includes at least three steps from the first step to the third step. In this manufacturing method, one or a plurality of steps other than these three steps may be further added, or a plurality of steps among these three steps may be integrated. In the first step, the rim work (W) was sandwiched between 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). In this state, the rim work (W) is roll-formed by adjusting the distance (d) between these two roll dies (150, 160). In the second step, after the first step, the interval (d) between the two roll dies (150, 160) is widened so that the first roll dies (150) and the second roll dies (160) are separated from each other. In this step, the second roll mold (160) is controlled to have a target rotational speed that is lower than the rotational speed at the end of roll forming. The third step is a step of paying out the rim work (W) from the second roll mold (160) after the second step.
この製造方法によれば、ロール成形後に第2ロール型から払い出される環状のリムワークの回転速度を低く抑えることができる。その結果、払い出し後のリムワークが低速回転するか或いは殆ど回転しないため、このリムワークのリムワーク外周が傷付き難くなり、且つ払い出し後のリムワークが壁等に高速で衝突して大きな騒音が発生するのを抑制できる。 According to this manufacturing method, the rotational speed of the annular rim work paid out from the second roll mold after roll forming can be kept low. As a result, the rim work after being paid out rotates at a low speed or hardly rotates, so that the outer periphery of the rim work becomes difficult to be damaged, and the rim work after being paid out collides with a wall or the like at a high speed to generate a large noise. Can be suppressed.
上記の製造方法では、第2ロール型(160)を回転駆動するために当該第2ロール型(160)と一体回転するモータ軸(131,141)とモータ軸(131,141)の回転角を検出するエンコーダ(130a,140a)とを有するサーボモータ(130,140)を用いるのが好ましい。この場合、第2ステップでは、エンコーダ(130a,140a)によって検出されたモータ軸(131,141)の回転角に基づいて第2ロール型(160)の回転数が目標回転数になるようにサーボモータ(130,140)をフィードバック制御するのが好ましい。 In the above manufacturing method, in order to rotationally drive the second roll mold (160), the rotation angles of the motor shaft (131, 141) and the motor shaft (131, 141) that rotate integrally with the second roll mold (160) are set. Servo motors (130, 140) having encoders (130a, 140a) for detection are preferably used. In this case, in the second step, the servo is performed so that the rotation speed of the second roll mold (160) becomes the target rotation speed based on the rotation angle of the motor shaft (131, 141) detected by the encoder (130a, 140a). The motors (130, 140) are preferably feedback controlled.
この製造方法によれば、ロール成形後に第2ロール型から払い出される環状のリムワークの回転速度を低く抑えることができる一方で、環状のリムワークの1回のロール成形に要するサイクルタイムを短縮して生産性を向上させることができる。 According to this manufacturing method, the rotational speed of the annular rim work paid out from the second roll mold after roll forming can be kept low, while the cycle time required for one roll forming of the annular rim work is shortened for production. Can be improved.
上記の製造方法では、第3ステップにおいて、第2ロール型(160)を形成するように係合する2つの分割ロール(161,162)の少なくとも一方をこれら2つの分割ロール(161,162)が離間するように第2ロール型(160)の回転中心に沿った方向に駆動して2つの分割ロール(161,162)の間にリムワーク(W)を払い出すための空間(163)を形成するのが好ましい。 In the manufacturing method described above, in the third step, at least one of the two divided rolls (161, 162) engaged so as to form the second roll mold (160) is used as the two divided rolls (161, 162). A space (163) for driving out the rim work (W) is formed between the two divided rolls (161, 162) by driving in the direction along the rotation center of the second roll mold (160) so as to be separated from each other. Is preferred.
この製造方法によれば、2つの分割ロールを離間させてリムワークを払い出すための空間を形成することによって、リムワークを第2ロール型から円滑に払い出すことが可能になる。 According to this manufacturing method, it is possible to smoothly pay out the rim work from the second roll mold by forming a space for paying out the rim work by separating the two divided rolls.
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、ロール成形後にロール型から払い出される環状のリムワークの回転速度を低く抑えることが可能になった。 As described above, according to the present invention, in the production of an automobile wheel rim, it is possible to keep the rotational speed of the annular rim work paid out from the roll mold after roll forming low.
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、床面(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Y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 a floor surface (mounting surface) M, an upper support base 101b disposed above the base 101a, and a guide frame that connects the base 101a and the upper support base 101b. 101c. 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 Y.
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, when the third servo motor 110 rotates the power transmission shaft 114 via the drive gear 112 and the driven gear 113, the movable support base 102 moves in the vertical direction. 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」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 rotational drive servo motor that rotationally drives the top roll mold 150 and constitutes the “first drive mechanism” 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をモータ軸131に沿って左右方向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をモータ軸141に沿って左右方向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。これら可動装置132,142が本発明の「可動装置」に相当する。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)との間でボトムロール型160の回転中心に沿った方向(モータ軸131の延びる方向)に直線的に移動する。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)との間でボトムロール型160の回転中心に沿った方向(モータ軸141の延びる方向)に直線的に移動する。 On the upper surface of the base 101a, a movable device 132 that supports the second A servo motor 130 slidably in the left-right direction Y along the motor shaft 131, and the second B servo motor 140 slides in the left-right direction Y along the motor shaft 141. The movable device 142 that is supported is provided in a state of being separated from each other in the left-right direction Y. These movable devices 132 and 142 correspond to the “movable device” of the present invention. 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 moved 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. It moves linearly in the direction along the rotation center of the mold 160 (direction in which the motor shaft 131 extends). 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 moved 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. It moves linearly in a direction along the rotation center of the mold 160 (direction in which the motor shaft 141 extends).
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。これら左側分割ボトムロール161及び右側分割ボトムロール162が本発明の「2つの分割ロール」に相当する。 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. These left divided bottom roll 161 and right divided bottom roll 162 correspond to “two divided rolls” of the present invention.
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、右側分割ボトムロール162との係合が解除された離間状態になり、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、左側分割ボトムロール161との係合が解除された離間状態になり、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互いに係合した係合状態になり、上下方向Xについてトップロール型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、第2A,第2B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」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。 When the second A servo motor 130 is in the second position, the left divided bottom roll 161 is in a separated state in which the engagement with the right divided bottom roll 162 is released, and 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 in a separated state in which the engagement with the left divided bottom roll 161 is released, and 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. A bottom roll mold 160 is formed which is in an engaged state and is disposed opposite to the top roll mold 150 in the vertical direction X. 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 together with the motor shafts 131 and 141 when the second A and second B servo motors 130 and 140 are operated. Rotate. 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” of the present invention. 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.
第2A,第2Bサーボモータ130,140は、前記のサーボモータ110,120と同様のサーボ機構式の電動モータとして構成されている。即ち、第2Aサーボモータ130は、ボトムロール型160を構成する左側分割ボトムロール161を回転駆動するために当該左側分割ボトムロール161と一体回転するモータ軸131と、モータ軸131の回転角(モータ回転位置)を検出するエンコーダ(位置検出手段)130aとを備えている。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、ボトムロール型160を構成する右側分割ボトムロール162を回転駆動するために当該右側分割ボトムロール162と一体回転するモータ軸141と、モータ軸141の回転角(モータ回転位置)を検出するエンコーダ(位置検出手段)140aとを備えている。このため、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。ここでいう第2A,第2Bサーボモータ130,140が本発明の「サーボモータ」に相当する。 The 2A and 2B servomotors 130 and 140 are configured as servomechanism type electric motors similar to the servomotors 110 and 120 described above. That is, the 2A servo motor 130 includes a motor shaft 131 that rotates integrally with the left divided bottom roll 161 in order to rotationally drive the left divided bottom roll 161 that constitutes the bottom roll mold 160, and a rotation angle of the motor shaft 131 (motor And an encoder (position detecting means) 130a for detecting the rotational position). 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 includes a motor shaft 141 that rotates integrally with the right divided bottom roll 162 in order to rotationally drive the right divided bottom roll 162 that constitutes the bottom roll mold 160, and a rotation angle of the motor shaft 141 ( And an encoder (position detection means) 140a for detecting the motor rotation position). Therefore, the second B servo motor 140 outputs detection information from the encoder 140a to the control device 170 and is driven and controlled by a control signal output from the control device 170. The second A and second B servo motors 130 and 140 here correspond to the “servo motor” of the present invention.
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 second A 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. Thereby, the bottom roll mold 160 formed by the left divided bottom roll 161 and the right divided bottom roll 162 rotates. Further, when roll forming the rim work W, the first servo motor 120 is controlled so that the top roll mold 150 rotates in the opposite direction and at the same speed as the bottom roll mold 160. 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〜図5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. 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. 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.
最終的なロール成形の終了時には、回転状態のボトムロール型160から環状のリムワークWが払い出される。この払い出しは、制御装置170が第2Aサーボモータ130をその第1位置から第2位置に向けて移動させるように可動装置132を制御し、且つ第2Bサーボモータ140をその第1位置から第2位置に向けて移動させるように可動装置142を制御することによって実行される。この場合、図3に示されるように、ボトムロール型160は、左側分割ボトムロール161が左方向Y1に移動し、且つ右側分割ボトムロール162が右方向Y2に移動して離間状態になることによって左右に分割され、両ロール161,162間にリムワークWを払い出すための空間、即ち払い出し空間163を形成する。この払い出し空間163の左右方向Yについての距離がリムワークWのワーク幅Wcを上回ることで、リムワークWは両ロール161,162による保持から解放されて重力にしたがって下方向X1に払い出される。 At the end of the final roll forming, the annular rim work W is paid out from the bottom roll mold 160 in the rotating state. In this payout, the control device 170 controls the movable device 132 to move the second A servo motor 130 from the first position toward the second position, and the second B servo motor 140 is moved from the first position to the second position. This is done by controlling the movable device 142 to move toward the position. In this case, as shown in FIG. 3, the bottom roll mold 160 has the left divided bottom roll 161 moved in the left direction Y1 and the right divided bottom roll 162 moved in the right direction Y2 to be separated. A space for paying out the rim work W, that is, a payout space 163 is formed between the rolls 161 and 162. When the distance in the left-right direction Y of the payout space 163 exceeds the work width Wc of the rim work W, the rim work W is released from the holding by the both rolls 161 and 162 and is paid out in the downward direction X1 according to gravity.
ところで、リムワークWは、払い出し前にボトムロール型160と一体状に回転しているため、ボトムロール型160が高速回転している場合には払い出し後においても惰性によって高速回転する。従って、図4が参照されるように、払い出されたリムワークWが高速回転したまま床面Mに接地して空回りすると、このリムワークWのリムワーク外周が傷付くことが懸念される。また、払い出されたリムワークWが高速回転したまま床面Mに接地すると、このリムワークWが床面M上を回転しつつ移動した後に壁Lに高速で衝突することで生じる騒音が問題に成り得る。一方で、ロール成形の終了時にボトムロール型160の回転数が惰性回転によって所望のレベルまで下がるのを待っていると1回のロール成形に要するサイクルタイムが延びてホイールリムの生産性が低下するという問題が生じ得る。 By the way, since the rim work W is rotated integrally with the bottom roll mold 160 before being paid out, when the bottom roll mold 160 is rotated at a high speed, the rim work W is rotated at a high speed by inertia even after being paid out. Therefore, as shown in FIG. 4, there is a concern that the outer periphery of the rim work W of the rim work W may be damaged if the rim work W that has been paid out contacts the floor surface M while rotating at a high speed and idles. Further, when the rim work W that has been paid out contacts the floor M while rotating at high speed, noise generated by the rim work W colliding with the wall L at high speed after moving on the floor M becomes a problem. obtain. On the other hand, if the number of rotations of the bottom roll mold 160 is lowered to a desired level by inertial rotation at the end of roll forming, the cycle time required for one roll forming is extended and the productivity of the wheel rim is lowered. The problem can arise.
そこで、本実施の形態では、制御装置170は、ロール成形終了後のボトムロール型160の回転数(回転速度)を短時間で所望のレベルまで低下させるように第2A,第2Bサーボモータ130,140を駆動制御することによって、ボトムロール型160から払い出されるリムワークWの回転数(回転速度)を低く抑え、或いはリムワークWの回転が停止するように制御している。この制御の具体例を、図5を参照しつつ以下に説明する。 Therefore, in the present embodiment, the control device 170 causes the second A, second B servo motors 130, and so on to reduce the rotational speed (rotational speed) of the bottom roll mold 160 after roll forming to a desired level in a short time. By controlling the driving of 140, the rotational speed (rotational speed) of the rim work W paid out from the bottom roll mold 160 is kept low, or the rotation of the rim work W is stopped. A specific example of this control will be described below with reference to FIG.
上記のロール成形において、ボトムロール型160の回転数(以下、単に「ロール回転数」ともいう)Rが図5に示されるタイムチャートにしたがって調整されるように、制御装置170によって第2A,第2Bサーボモータ130,140が駆動制御される。このタイムチャートによれば、ロール回転数Rは、リムワーク投入後の時間Ta(典型的には、1〜2秒)の間、第1回転数Raに維持された後、時間Tbの間に第1回転数Raから第2回転数Rbへと上げ調整される。この上げ調整では、エンコーダ130a,140aによって実際に検出されたモータ軸131,141のモータ回転数(単位時間当たりの回転角の変化量)と、設定された目標回転数(即ち、第1回転数Raを上回る第2回転数Rb)とを比較し、実際のモータ回転数がこの目標回転数に一致するように第2A,第2Bサーボモータ130,140をフィードバック制御する。その結果、ボトムロール型160のロール回転数Rが第2回転数Rbになるように制御される。ロール回転数Rが第2回転数Rbに達した状態で、両ロール型150,160間の間隔dを調整するように第3サーボモータ110が駆動制御されることによって、時間Tc(典型的には、2〜3秒)の間に実質的なロール成形工程が実行される。尚、このロール成形工程において必要に応じてロール回転数Rを調整するようにしてもよい。このロール成形工程が本発明の「第1ステップ」に相当する。 In the roll forming described above, the control device 170 controls the second A and the second A so that the rotation speed R (hereinafter also simply referred to as “roll rotation speed”) R of the bottom roll mold 160 is adjusted according to the time chart shown in FIG. The 2B servo motors 130 and 140 are driven and controlled. According to this time chart, the roll rotation speed R is maintained at the first rotation speed Ra for a time Ta (typically 1 to 2 seconds) after the rim work is charged, and then the roll rotation speed R is increased during the time Tb. Adjustment is performed by increasing the rotation speed Ra from the first rotation speed Ra to the second rotation speed Rb. In this increase adjustment, the motor rotation speed (change amount of rotation angle per unit time) of the motor shafts 131 and 141 actually detected by the encoders 130a and 140a and the set target rotation speed (that is, the first rotation speed). The second rotational speed Rb) exceeding Ra is compared, and the second A and second B servomotors 130 and 140 are feedback-controlled so that the actual motor rotational speed matches the target rotational speed. As a result, the roll rotation speed R of the bottom roll mold 160 is controlled to be the second rotation speed Rb. The third servo motor 110 is driven and controlled to adjust the distance d between the two roll dies 150 and 160 in a state where the roll rotational speed R has reached the second rotational speed Rb, so that the time Tc (typically 2 to 3 seconds), a substantial roll forming process is performed. In addition, you may make it adjust roll rotation speed R as needed in this roll forming process. This roll forming process corresponds to the “first step” of the present invention.
ロール成形工程の後で、ロール成形されたリムワークWの払い出し前の準備処理を行う。この準備処理には、第1の準備処理及び第2の準備処理が含まれる。第1の準備処理は、トップロール型150及びボトムロール型160が上下方向Xについて互いに離間するように両ロール型150,160間の間隔dを広げるために第3サーボモータ110を駆動制御する処理である。第2の準備処理は、ロール回転数Rを時間Tdの間に第2回転数Rbから第1回転数Raへと下げ調整する処理である。この下げ調整(第2の準備処理)では、エンコーダ130a,140aによって実際に検出されたモータ軸131,141のモータ回転数(単位時間当たりの回転角の変化量)と、予め設定されて制御装置170の記憶手段(メモリ)に記憶された目標回転数(即ち、第2回転数Rbを下回る第1回転数Ra)とを比較し、実際のモータ回転数がこの目標回転数に一致するように第2A,第2Bサーボモータ130,140をフィードバック制御する。この目標回転数は、制御装置170の演算によって設定されるものであってもよい。その結果、ボトムロール型160のロール回転数Rが第1回転数Raになるように制御される。第2の準備処理は、第1の準備処理の後に実行されてもよいし、或いは第1の準備処理と同時並行で実行されてもよい。ここでいう準備処理が本発明の「第2ステップ」に相当する。 After the roll forming process, a preparatory process is performed before the roll-formed rim work W is dispensed. This preparation process includes a first preparation process and a second preparation process. The first preparation process is a process of driving and controlling the third servo motor 110 so as to widen the distance d between the two roll molds 150 and 160 so that the top roll mold 150 and the bottom roll mold 160 are separated from each other in the vertical direction X. It is. The second preparation process is a process of adjusting the roll rotational speed R to be decreased from the second rotational speed Rb to the first rotational speed Ra during the time Td. In this lowering adjustment (second preparation process), the motor speeds of the motor shafts 131 and 141 actually detected by the encoders 130a and 140a (the amount of change in the rotation angle per unit time) and the control device set in advance are set. The target rotational speed (that is, the first rotational speed Ra lower than the second rotational speed Rb) stored in the storage means (memory) 170 is compared, and the actual motor rotational speed matches this target rotational speed. The second A and second B servo motors 130 and 140 are feedback-controlled. This target rotational speed may be set by calculation of the control device 170. As a result, the roll rotation speed R of the bottom roll mold 160 is controlled to be the first rotation speed Ra. The second preparation process may be executed after the first preparation process, or may be executed in parallel with the first preparation process. This preparation process corresponds to the “second step” of the present invention.
その後、可動装置132,142によってボトムロール型160が左右に分割される。この場合、時間Tdは、ロール成形工程の終了時からボトムロール型160が左右に分割し始めるまでの時間になる。ロール回転数Rが第1回転数Raの状態で時間Te(典型的には、1〜2秒)の間にボトムロール型160が左右に分割されることによってリムワークWを払い出す処理が実行される。この処理では、2つの分割ロールである左側分割ボトムロール161及び右側分割ボトムロール162をボトムロール型160の回転中心(即ち、第2A,第2Bサーボモータ130,140のモータ軸131,141)に沿って互いの接合が解除される方向に相対移動させる。この処理が本発明の「第3ステップ」に相当する。 Thereafter, the bottom roll mold 160 is divided into left and right by the movable devices 132 and 142. In this case, the time Td is the time from the end of the roll forming process until the bottom roll mold 160 starts to be divided into left and right. When the roll rotation speed R is the first rotation speed Ra, the bottom roll mold 160 is divided into left and right portions during a time Te (typically 1 to 2 seconds), and the process of paying out the rim work W is executed. The In this process, the left divided bottom roll 161 and the right divided bottom roll 162, which are two divided rolls, are set at the rotation center of the bottom roll mold 160 (that is, the motor shafts 131 and 141 of the second A and second B servo motors 130 and 140). A relative movement is made in the direction in which the mutual joining is released along the direction. This process corresponds to the “third step” of the present invention.
上記の3つのステップを実行した場合、リムワークW1回のロール成形に要する加工時間、所謂、サイクルタイムTtは、時間Taと時間Tbと時間Tcと時間Tdと時間Teを合計した時間になる。尚、本実施の形態では、これら3つのステップ以外の1又は複数のステップが更に追加されてもよいし、或いはこれら3つのステップのうちの複数のステップが統合されてもよい。 When the above three steps are executed, the processing time required for one roll forming of the rim work W, so-called cycle time Tt, is the sum of time Ta, time Tb, time Tc, time Td, and time Te. In the present embodiment, one or a plurality of steps other than these three steps may be further added, or a plurality of steps among these three steps may be integrated.
上記のロール回転数Rの調整では、一実施例として、第1回転数Raを0rpm(回/分)、第2回転数Rbを450rpmに設定し、且つ回転数上げ調整に要する時間Tb及び回転数下げ調整に要する時間Tdをそれぞれ0.5秒に設定している。この場合、450rpmで回転していたボトムロール型160が0.5秒間で停止した状態でリムワークWが払い出されるため、払い出されたリムワークWが床面M上で空回りすることがない。 In the adjustment of the roll rotation speed R, as an example, the first rotation speed Ra is set to 0 rpm (times / minute), the second rotation speed Rb is set to 450 rpm, and the time Tb and rotation required for the rotation speed increase adjustment are set. Each time Td required for the number reduction adjustment is set to 0.5 seconds. In this case, since the rim work W is paid out in a state where the bottom roll mold 160 rotating at 450 rpm is stopped in 0.5 seconds, the paid out rim work W does not idle on the floor surface M.
この実施例の変更例として、第1回転数Raを150rpm、第2回転数Rbを600rpmに設定することもできる。この場合、ボトムロール型160が0.5秒間で600rpmから150rpmまで低下した状態でリムワークWが払い出されるため、払い出されたリムワークWの回転速度を低く抑えることができる。 As a modification of this embodiment, the first rotation speed Ra can be set to 150 rpm and the second rotation speed Rb can be set to 600 rpm. In this case, since the rim work W is paid out in a state where the bottom roll mold 160 is lowered from 600 rpm to 150 rpm in 0.5 seconds, the rotational speed of the paid out rim work W can be kept low.
上記の実施例及び変更例によれば、払い出し後のリムワークWが低速回転するか、或いは殆ど回転しないため、払い出し後のリムワークWのリムワーク外周が傷付き難くなり、且つ払い出し後のリムワークWが壁等に高速で衝突して大きな騒音が発生するのを抑制できる。 According to the above-described embodiments and modifications, the rim work W after paying out rotates at a low speed or hardly rotates, so that the rim work outer periphery of the rim work W after paying out is hardly damaged, and the rim work W after paying out is a wall. It is possible to suppress the generation of large noises due to high-speed collisions.
尚、第1回転数Raは必要に応じて0(ゼロ)rpmから150rpmまでの範囲に属する回転数の中から選択され、且つ第2回転数Rbは必要に応じて450rpmから600rpmまでの範囲に属する回転数の中から選択され得る。 The first rotational speed Ra is selected from the rotational speeds in the range from 0 (zero) rpm to 150 rpm as necessary, and the second rotational speed Rb is in the range from 450 rpm to 600 rpm as necessary. It can be selected from the number of rotations to which it belongs.
また、本実施の形態では第2A,第2Bサーボモータ130,140によるフィードバック制御を用いてボトムロール型160の回転数を高精度で制御するため、ボトムロール型160の加減速を速やかに行うことが可能になる。一方で、これら第2A,第2Bサーボモータ130,140に代えてインバータを用いた公知のモータ制御では、回生動作によるインバータ内部の電圧上昇等の問題によって短時間での加減速を行うのに限界があることが知られている。本発明者による検討の結果、このモータ制御を用いた場合、ボトムロール型160の回転数を、例えば0rpmから450rpmまで上昇させたり450rpmから0rpmまで低下させたりするのに、1秒間以上の時間を要することが判明した。これに対して、本実施の形態では、ボトムロール型160の回転数を短時間で所望の回転数に制御できるようにしたため、加速に係る時間Tb及び減速に係る時間Tdを0.5秒間という短い時間に設定することができる。その結果、前記のサイクルタイムTtを短縮することができ、ホイールリムの生産性を高めることが可能になる。 Further, in this embodiment, since the rotation speed of the bottom roll mold 160 is controlled with high accuracy using feedback control by the 2A and 2B servo motors 130 and 140, the bottom roll mold 160 is quickly accelerated and decelerated. Is possible. On the other hand, in the known motor control using an inverter instead of these 2A and 2B servo motors 130 and 140, it is limited to perform acceleration / deceleration in a short time due to a problem such as a voltage rise inside the inverter due to a regenerative operation. It is known that there is. As a result of the study by the present inventor, when this motor control is used, it takes a time of 1 second or more to increase the rotational speed of the bottom roll mold 160, for example, from 0 rpm to 450 rpm or from 450 rpm to 0 rpm. It turned out to be necessary. On the other hand, in the present embodiment, since the rotation speed of the bottom roll mold 160 can be controlled to a desired rotation speed in a short time, the time Tb related to acceleration and the time Td related to deceleration are 0.5 seconds. Can be set to a short time. As a result, the cycle time Tt can be shortened, and the wheel rim productivity can be increased.
尚、時間Tb及び時間Tdは、必要に応じて1秒間を下回る時間(0.30秒から0.99秒までの範囲に属する時間)の中から選択され得る。好ましい時間Tb及び時間Tdとして、0.35秒から0.90秒までの範囲に属する時間が選択される。より好ましい時間Tb及び時間Tdとして、0.40秒から0.80秒までの範囲に属する時間が選択される。最も好ましい時間Tb及び時間Tdとして、0.45秒から0.70秒までの範囲に属する時間が選択される。 Note that the time Tb and the time Td can be selected from a time shorter than 1 second (a time belonging to a range from 0.30 seconds to 0.99 seconds) as necessary. As a preferable time Tb and time Td, a time belonging to a range from 0.35 seconds to 0.90 seconds is selected. As a more preferable time Tb and time Td, a time belonging to a range from 0.40 seconds to 0.80 seconds is selected. As the most preferable time Tb and time Td, a time belonging to a range from 0.45 seconds to 0.70 seconds is selected.
また、本実施形態では、トップロール型150及びボトムロール型160の回転角を検出するのに、モータ軸の回転角を検出するエンコーダ(位置検出手段)が搭載された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。 Further, in the present embodiment, since the servo motor equipped with the encoder (position detecting means) for detecting the rotation angle of the motor shaft is used to detect the rotation angle of the top roll mold 150 and the bottom roll mold 160, the position There is no need to provide a detection means separately, and it is possible to construct a system that is structurally simple and inexpensive.
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、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でフィードバック制御することによって回転駆動する場合について記載していた。しかしながら、本発明では、トップロール型150及びボトムロール型160をフィードバック制御を行わない電動モータで回転駆動させてもよい。この場合、上記の第2の準備処理を行う際には、フィードバック制御を行わずに、ロール回転数Rを時間Tdの間に第2回転数Rbから第1回転数Raへと下げ調整する。
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。
なお、エンコーダを内蔵していない電動モータを採用する場合には、電動モータとは独立したエンコーダによって、この電動モータのモータ軸の回転角を検出し、この電動モータをフィードバック制御する。
In the above embodiment, the case where both the top roll mold 150 and the bottom roll mold 160 are rotationally driven by feedback control with a servo motor has been described. However, in the present invention, the top roll mold 150 and the bottom roll mold 160 may be rotationally driven by an electric motor that does not perform feedback control. In this case, when the second preparation process is performed, the roll rotation speed R is adjusted to be decreased from the second rotation speed Rb to the first rotation speed Ra during the time Td without performing feedback control.
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.
When an electric motor not incorporating an encoder is employed, the rotation angle of the motor shaft of the electric motor is detected by an encoder independent of the electric motor, and the electric motor is feedback-controlled.
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、上記の実施形態ではこれら2つの分割ロール161,162の双方が可動装置132,142によって左右方向Yにスライド移動可能に構成される場合について記載したが、本発明では、左右の分割ロール161,162のうちの少なくとも一方を左右方向Yにスライド移動可能とする構造を採用することができる。この場合、左右の分割ロール161,162のそれぞれに第2A,第2Bサーボモータ130,140のそれぞれを割り当てる代わりに、左右の分割ロール161,162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。更に、分割ロール161,162が分割される分割方向は左右方向Yに限定されるものではなく必要に応じて種々の方向に分割方向を設定することができる。 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. In the above embodiment, the case where both of these two split rolls 161 and 162 are configured to be slidable in the left-right direction Y by the movable devices 132 and 142 is described. However, in the present invention, the left and right split rolls 161 are configured. , 162 can be slidably movable in the left-right direction Y. In this case, instead of assigning the second A and second B servo motors 130 and 140 to the left and right split rolls 161 and 162, a structure in which the servo motor is assigned to only one of the left and right split rolls 161 and 162, respectively. Can be adopted. Furthermore, the dividing direction in which the dividing rolls 161 and 162 are divided is not limited to the left-right direction Y, and the dividing directions can be set in various directions as necessary.
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.
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、130a,140a…エンコーダ、131,141…モータ軸、132,142…可動装置、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、163…払い出し空間、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, 130a, 140a ... Encoder, 131, 141 ... Motor shaft, 132, 142 ... Movable device, 140 ... 1st 2B servo motor, 150 ... top roll type, 160 ... bottom roll, 161 ... left divided bottom roll, 162 ... right divided bottom roll, 163 ... dispensing space, 170 ... control device, W ... rim work
Claims (6)
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駆動機構と、
前記ロール成形の後に前記第2ロール型の回転数が前記ロール成形の終了時の回転数を下回る目標回転数になるように前記第2駆動機構を制御する制御装置と、
を備える、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 drive mechanism for rotationally driving the second roll mold;
A control device for controlling the second drive mechanism so that the rotation speed of the second roll mold is lower than the rotation speed at the end of the roll molding after the roll forming;
An automobile wheel rim manufacturing apparatus comprising:
前記第2駆動機構は、前記第2ロール型を回転駆動するために当該第2ロール型と一体回転するモータ軸と前記モータ軸の回転角を検出するエンコーダとを有するサーボモータによって構成され、
前記制御装置は、前記エンコーダによって検出された前記モータ軸の回転角に基づいて前記第2ロール型の回転数が前記目標回転数になるように前記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装置。 The vehicle wheel rim manufacturing apparatus according to claim 1,
The second drive mechanism is constituted by a servo motor having a motor shaft that rotates integrally with the second roll mold and an encoder that detects a rotation angle of the motor shaft to rotationally drive the second roll mold.
The control device feedback-controls the servo motor so that the rotation speed of the second roll type becomes the target rotation speed based on a rotation angle of the motor shaft detected by the encoder. manufacturing device.
前記第2ロール型を構成する2つの分割ロールの少なくとも一方を前記第2ロール型の回転中心に沿った方向に駆動することによって、前記2つの分割ロールをこれらの分割ロールが互いに係合して前記第2ロール型を形成する係合状態と前記2つの分割ロールが離間してこれら2つの分割ロールの間に前記リムワークを払い出すための空間を形成する離間状態とに設定可能な可動装置を備える、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 according to claim 1 or 2,
By driving at least one of the two divided rolls constituting the second roll type in a direction along the rotation center of the second roll type, the two divided rolls are engaged with each other. A movable device that can be set to an engaged state forming the second roll mold and a separated state in which the two divided rolls are separated to form a space for delivering the rim work between the two divided rolls. An apparatus for manufacturing a wheel rim for an automobile.
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ロール型と前記第2ロール型とによって挟み込んだ状態でこれら2つのロール型間の間隔を調整することで前記リムワークをロール成形する第1ステップと、
前記第1ステップの後に、前記第1ロール型及び前記第2ロール型が互いに離間するようにこれら2つのロール型間の間隔を広げて前記第2ロール型の回転数が前記ロール成形の終了時の回転数を下回る目標回転数になるように制御する第2ステップと、
前記第2ステップの後に、前記第2ロール型から前記リムワークを払い出す第3ステップと、
を含む、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,
By adjusting the distance between the two roll molds while 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. A first step of roll forming the rim work;
After the first step, the interval between the two roll dies is widened so that the first roll dies and the second roll dies are separated from each other. A second step of controlling the target rotational speed to be lower than the rotational speed of
A third step of paying out the rim work from the second roll mold after the second step;
The manufacturing method of the wheel rim for motor vehicles containing this.
前記第2ロール型を回転駆動するために当該第2ロール型と一体回転するモータ軸と前記モータ軸の回転角を検出するエンコーダとを有するサーボモータを用い、
前記第2ステップでは、前記エンコーダによって検出された前記モータ軸の回転角に基づいて前記第2ロール型の回転数が前記目標回転数になるように前記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 producing a wheel rim for an automobile according to claim 4,
In order to rotationally drive the second roll mold, a servo motor having a motor shaft that rotates integrally with the second roll mold and an encoder that detects a rotation angle of the motor shaft is used.
In the second step, a wheel rim for an automobile that feedback-controls the servo motor so that the rotation speed of the second roll type becomes the target rotation speed based on the rotation angle of the motor shaft detected by the encoder. Manufacturing method.
前記第3ステップにおいて、前記第2ロール型を形成するように係合する2つの分割ロールの少なくとも一方をこれら2つの分割ロールが離間するように前記第2ロール型の回転中心に沿った方向に駆動して前記2つの分割ロールの間に前記リムワークを払い出すための空間を形成する、自動車用ホイールリムの製造方法。 A method for producing a wheel rim for an automobile according to claim 4 or 5,
In the third step, at least one of the two divided rolls engaged so as to form the second roll mold is arranged in a direction along the rotation center of the second roll mold so that the two divided rolls are separated from each other. A method for producing a wheel rim for an automobile, wherein a space for driving and delivering the rim work is formed between the two divided rolls.
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