JP2534530B2 - スピニングマシンの絞り加工制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスピニングマシンにおける絞り加工軌跡を制
御する制御方法に関する。

〔従来の技術〕

上記スピニングマシンによる絞り加工を行なう手段と
しては、倣いテンプレートを用い、この倣いテンプレー
トに倣いローラを当接し、倣いローラは絞りローラと共
に軸心方向に移行すると共にテンプレートにより軸心と
直角方向に前後進し、この前後進を電気的に検出し、こ
の電気信号により絞りローラを同様に軸心と直角方向に
前後進して所定形状に絞り加工を行なう方法が採られて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記倣いテンプレートによる絞り加工によるときは、
多品種の製品を製作するに際しては、それぞれの製品に
対する倣いテンプレートを製作する必要があり高価とな
ると共に、テンプレートの取り付け調整等に手数を要
し、倣い機構が複雑であり、微調整が困難である等の問
題がある。

本発明はかかる点に鑑み、予めスピニングマシンとは
別個のコンピュータを利用し所要の絞り軌跡を描き、こ
れを記憶媒体に記憶させ、該記憶媒体を介してスピニン
グマシンにインプットすることにより多品種の切り換え
を容易ならしめることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための第１の発明は、記憶媒体の
記憶をスピニングマシンの制御機構に伝達し、記憶デー
タに基づき絞り加工を行うスピニングマシンにおいて、
コンピュータを利用し製品形状の絞り軌跡が画き、この
図形に加工条件を加味して絞り加工プログラムを形成し
NCデータに変換して記憶媒体に記憶させることを特徴と
することにある。

また第２の発明は多サイクル絞り加工に係り、記憶媒
体の記憶をスピニングマシンの制御機構に伝達し、記憶
データに基づき絞り加工を行うスピニングマシンにおい
て、コンピュータを利用し製品形状の絞り軌跡が画き、
この図形に加工条件を加味して絞り加工プログラムを形
成しこれに多サイクルパターンを合成して多サイクル絞
り加工サイクルの絞り軌跡をNCデータに変換して記憶媒
体に記憶させることを特徴とすることにある。

また第３の発明は同様に多サイクル絞り加工に係わ
り、記憶媒体の記憶をスピニングマシンの制御機構に伝
達し、記憶データに基づき絞り加工を行うスピニングマ
シンにおいて、コンピュータを利用し製品形状の絞り軌
跡が画き、この図形を基準とし、被加工物の回転中心に
対し半径方向に往復しつゝ順次上記絞り形状に沿って前
進する絞り軌跡を形成し、これをNCデータに変換して記
憶媒体に記憶させることを特徴とすることにある。

又第４の発明は上記第３の発明において、半径方向の
往復軌跡は円弧状としたことを特徴とするものである。

更に第５の発明は多サイクル絞り加工により筒状の被
加工物の中央部小径部に形成するもので、記憶媒体の記
憶をスピニングマシンの制御機構に伝達し、記憶データ
に基づき絞り加工を行うスピニングマシンにおいて、コ
ンピュータを利用し製品形状の絞り軌跡が画き、この図
形を基準とし、被加工物の回転軸軸線に沿って前後に往
復移行しつゝ順次回転軸線方向に移行して縮小部を形成
する絞り軌跡を形成し、これをNCデータに変換して記憶
媒体に記憶させることを特徴とするものである。

〔作 用〕

絞り軌跡はコンピュータを利用して画くから、加工に
必要な所要条件をインプットするのみで容易に画くこと
ができる。またその画面に表示することができるから、
補正等は簡単に行なうことができる。特に多サイクル絞
り加工においてはサイクルピッチ等の検討が容易であ
る。また絞り加工軌跡は記憶媒体にインプットして保存
し、所要の記憶媒体をスピニングマシンの制御機構に接
続することにより所定の絞り加工を自動的に行なうこと
ができる。

〔実施例〕

第１図乃至第４図は第１実施例を示す。第１図は全体
の概略説明図で、スピニングマシン１は回転主軸２と、
これに取り付けられるマンドレル３及びこのマンドレル
３に沿って平板状の被加工物Ｗを絞り加工するための絞
りロール４を備える。17は被加工物Ｗをマンドレル３に
押圧するテールストック。絞りロール４を取り付ける刃
物台５は往復台６上にマンドレル３に対し前後方向即ち
Ｘ軸方向に移動可能に載置され、往復台６は取付台16上
に前記Ｘ軸方向と直角のＺ軸方向に移動可能に載置され
る。7,8は刃物台５、往復台６をそれぞれ前後進させる
駆動シリンダ、9,10はサーボ弁である。また11,12は刃
物台５、往復台６の現在位置を検出する位置検出器であ
り、移行に伴い所定ピッチ毎にパルス信号を発するリニ
アスケールを用いる。

なお図の絞りロール４は１個のみを示したが複数個を
マンドレル３を中心として対称的に設けることもある。

13は刃物台５、往復台６を前後進させる制御機構であ
り、NC制御部14と入力部15とを備える。この入力部15は
NCデータを記憶する記憶媒体（例えばフロッピーディス
ク、ICカード、テープ等）ICを受け入れるようにしたも
のである。

20はこの記憶媒体ICに絞り加工プログラムを入力する
コンピュータであり、コンピュータ本体21とキーボード
部22及び表示部23を備える。本発明はこのコンピュータ
により製品形状または絞り形状（以下総称して絞り形状
という）を描くと共に、加工条件を加味して絞り加工プ
ログラムとし、NCデータに変換して上記記憶媒体ICに入
力するようにしたもので、その要領を第２図以下に示
す。

第２図はキーボード部22の操作により絞り形状を本体
21で演算し表示部23により表示した絞り形状24を示すも
のである。ただしポイントP1からポイントP2までは平坦
部であり、被加工物Ｗに対し絞り加工を必要とせず絞り
加工はポイントP2からポイントP3までである。

これに第３図に示す加工条件を付加する。即ち絞りロ
ール４の先端の待期位置Pa、スタート位置Pb等を付加す
る。これにより第４図に示す如く絞り加工サイクル線25
を描く。即ち待期位置Paからスタート位置Pbに至りポイ
ントP2から絞り加工を開始し、ポイントP3において絞り
加工を終了し、退避位置Pcに移行し、帰還回路26を経て
待期位置Paに戻るサイクルを形成する。なお第３図中、
仕上げ速度はポイントP2〜P3間の絞り加工中の絞りロー
ル移行速度であり、ローラ径は工具番号を示す。

上記絞り加工サイクル線に加工条件を加えた加工プロ
グラムはNC変換され、記憶媒体ICにインプットされる。
この記憶媒体ICをスピニングマシン１の制御機構13の入
力部15に挿入することにより制御機構13はデータを読み
取ることができ、これに基づいて絞り加工を行なう。

次に第５図乃至第８図は第２実施例を示す。本実施例
は多サイクル加工により所定の絞り形状とするもので、
第５図は多サイクル絞り加工サイクル線30を示す。但し
24は前例と同一の絞り形状線であり、31は多サイクル線
（パターン）、Pd、Pe、Pfはそれぞれ待期位置、スター
ト位置、退避位置を示す。この多サイクル絞り加工サイ
クル線30の形成要領を第６図以下に示す。

絞り形状線24は前記第１実施例と同一要領にて形成さ
れる。多サイクル線31の形成に際しては、先ず基点Peを
設定する。この点はスタート点を兼ねるもので、この基
点Peを通る水平の下部基準線32を描く。また絞り形状線
24の上方には上部基準線33を画く。この上部基準線33は
被加工物Ｗの外径に基づいて決定するもので、基準線の
先端側は絞り加工進行に伴い被加工物Ｗの外径が縮小す
るため絞り形状線24に近接した位置に設ける。

ついで、基点Peから始角Ａを付した直線（点線で示
す）34を引き上部基準線33との交点を35aとし、基点Pe
と交点35aとを任意の半径Ｒの曲線36aにて結ぶ。この曲
線36aは直線としてもよいが絞り加工軌跡となるもので
曲線が好ましい。

次に、下部基準線32上に一定のピッチ（以下サイクル
ピッチという）37を以て区切り点38a、38b・・・38nを
定め、点38aから上記始角Ａに倒れ角Ｂを加えた角度に
て直線を引き上部基準線33との交点を35bとし、点38aと
点35bとを上記半径Ｒを以てする曲線36bにより結ぶ。以
下順次倒れ角Ｂを追加して曲線36c・・・を形成する。
但し、下部基準線32上の最後の点38nを通り角度（Ａ＋n
B）を以て画いた直線と上部基準線33との交点を35（ｎ
＋１）、また両点を結ぶ曲線を36（ｎ＋１）とする。

次に第７図に示す如く各曲線36a、36b・・・と前記絞
り形状線24との交点40a、40b・・・とを半径Ｒの曲線41
a、41b・・・41nにて連結し、曲線36a、36b・・・、曲
線41a、41b・・・とにより前述のサイクル線31を構成す
る。なお、曲線41a、41b・・・は直線としても差支えな
い。

第７図において絞り形状線24と曲線36a、36b・・・の
重複部を省き、待期点Pd、退避点Pfを加味したのが第５
図である。

次に多サイクル絞り加工のプログラム製造要領を第５
図に基づいて説明する。待期位置にある絞りロールを先
ずスタート点Peに移行し、以下曲線36aに添い交点P4か
ら絞り形状線24に添い、交点40aから交点35aに至り被加
工物Ｗを外周方向に絞る。ついで中心方向に向かって絞
り、交点40bから絞り形状線24に添って復行し交点40aを
過ぎ適宜長の重複距離42を移行し、点43aにて折返し、
交点40bから交点35bに至る。以下同一要領にて絞り加工
を行ない最終点35（ｎ＋１）に至った後は退避位置Pfか
ら帰還回路44を経て待期位置Pdに戻り絞り加工を終了す
る。

以上の絞り加工軌跡に第８図の加工条件を加味して加
工プログラムとし、NC変換し、記憶媒体ICにインプット
される。

なお上記始角Ａ及び倒れ角Ｂはいわゆる絞り角度とな
るもので、これらは絞り形状線、被加工物の延展性、篠
り難易度によりサイクルピッチ37と共に経験的に決定す
る。

次に第９図及び第10は第３実施例を示す。本実施例は
多サイクル加工の他の実施例を示すもので、前記第２実
施例におけるサイクルピッチ37を０としたもので、その
他の始角Ａ及び倒れ角Ｂならびに半径Ｒは前例と同一
で、すべての曲線52a、52b・・・は基点即ちスタート点
Peを通過する。53a、53b・・・は基点Peを通る各直線と
上部基線３との交点、また54a、54b・・・は曲線52a、5
2b・・・と絞り形状線24との交点、また曲線55a、55b・
・・は前例と同様に53a−54b、53b−54c・・・を結ぶ曲
線であり、これら両曲線52a、52b・・・、55a、55b・・
・により多サイクル線51を形成し、この多サイクル線51
と絞り形状線24及び帰還回路56とにより多サイクル絞り
加工線50を形成する。

なお絞り加工プログラム製作要領は前例と同様であ
り、説明を省略する。

次に第11図乃至第12図は第４実施例を示す。本実施例
は多サイクル加工の更に他の実施例を示すもので、前記
第２実施例における倒れ角Ｂを０としたものでその他は
該第２実施例と同一である。即ち基点Peを通る下部基準
線32を一定ピッチ62を以て区切り点63a、63b・・・を定
め、各点から同一の始角Ａを以て直線（点線で示す）を
引き上部基準線33との交点を64a、64b・・・とし、この
交点と上記区切り点63a、63b・・・とを半径Ｒの曲線65
a、65b・・・にて接続し、絞り形状線24との交点を66
a、66b・・・とする。

次に第12図に示す如く64a−66b、64b−66c・・・間を
曲線67a、67b・・・で結び、上記曲線65a、65b・・・と
曲線67a、67b・・・とにより多サイクル線61を形成し、
この多サイクル線61と絞り形状線24及び帰還回路68とに
より多サイクル絞り加工サイクル線60を形成する。

絞り加工プログラム製作要領は第２実施例と同様であ
り、説明を省略する。

次に第13図は第５実施例を示す。本実施例は多サイク
ル絞り加工により筒状の被加工物の中央部を絞り加工に
より段付きの小径部を形成するようにしたものである。
即ち多サイクル絞り加工サイクル線70は分解可能のマン
ドレル80（変芯マンドレルでも可）の外径に添った絞り
形状線71と多サイクル線72及び帰還回路73とからなる。
図中Ｏはマンドレル中心線である。多サイクル線72は水
平方向に適宜間隔を存して多数の軌跡線74a、74b・・・
からなる。

絞り加工に際してはスタート点Pgからａ点を経てｂ点
に至り、以下ｃ→ｄ→ａに至る絞り加工を行ない適宜量
の重複距離を戻りｅ点に至る。次にｅ→ｆ→ｇ→ｃに至
る絞り加工を行ないｈ点まで戻る。以下これと同一要領
にて絞り加工を行ない、ｒ→ｓ→ｔ→ｕ→ｖに至って絞
り加工を終了し、帰還回路73を経て待期位置Phに至る。

これらの動きと前記各例に示した加工条件とによる加
工プログラムをNC変換し、記憶媒体ICに記憶させる。

以上の第２〜第５実施例の様に多サイクルパターンを
作成し、加工条件を付加してNCデータに変換する事で多
サイクル加工プログラムを作成する事ができる。上記の
多サイクルパターンは一実施例であり、被加工物により
多サイクルパターンを応用してパターンの種類も拡大で
きる。

〔発明の効果〕

本発明によるときは次の効果を有する。

請求項１によるときは絞り加工プログラムをスピニン
グマシンとは別個のコンピュータを利用し製品形状の絞
り軌跡を画き、この図形に加工条件を加味して絞り加工
プログラムを形成しNCデータに変換してこれを記憶媒体
にインプットし、該記憶媒体をスピニングマシンの制御
機構に伝達して絞り加工を行なうようにしたから、効果
的な絞り加工プログラムの製作を容易に行なうことがで
きると共に、多品種の切り換えは単に記憶媒体の交換の
みで容易に行うことができる。

また請求項２によるときは、同様にコンピュータを利
用し製品形状の絞り軌跡を画き、この図形に加工条件を
加味して絞り加工プログラムを形成しこれに多サイクル
パターンを合成して多サイクル絞り加工サイクルの絞り
軌跡をNCデータに変換し、これを記憶媒体にインプット
するようにしたから、多サイクルの絞り軌跡の設計検討
補正を容易かつ迅速に行なうことができる。

また請求項３によるとは、同様にコンピュータを利用
し製品形状の絞り軌跡を画き、この図形を基準とし、被
加工物の回転中心に対し半径方向に往復しつゝ順次上記
絞り形状に沿って前進する絞り軌跡を形成し、これを記
憶媒体にインプットするようにしたから、平板状被加工
物からの深絞り加工を容易に行なうことができる。

又請求項４によるときは、上記絞り加工の半径方向の
往復軌跡は円弧状としたことにより、絞り加工を円滑に
行うことができる。

また請求項５よるときは、同様にコンピュータを利用
し製品形状の絞り軌跡を画き、この図形を基準とし、被
加工物の回転軸軸線に沿って前後に往復移行しつゝ順次
回転軸線方向に移行して縮小部を形成する絞り軌跡を形
成し、これをNCデータに変換してこれを記憶媒体にイン
プットするようにしたから、筒状被加工物からの絞り加
工を多サイクルにより容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明方法の実施例を示し、第１図乃至第４図は第
１実施例に関し、第１図は全体概略説明図、第２図は絞
り形状線図、第３図は加工条件表、第４図は絞り加工サ
イクル線図、第５図乃至第８図は第２実施例に関し、第
５図は多サイクル絞り加工サイクル線図、第６図は多サ
イクル第１設計図、第７図は多サイクル第２設計図、第
８図は加工条件表、第９図及び第10図は第３実施例に関
し、第９図は多サイクル設計図、第10図は多サイクル絞
り加工サイクル線図、第11図及び第12図は第４実施例に
関し、第11図は多サイクル設計図、第12図は多サイクル
絞り加工サイクル線図、第13図は第５実施例の説明図で
ある。 １はスピニングマシン、13は制御機構、 20はコンピュータ、24は絞り形状線、ICは記憶媒体であ
る。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記憶媒体の記憶をスピニングマシンの制御
   機構に伝達し、記憶データに基づき絞り加工を行うスピ
   ニングマシンにおいて、コンピュータを利用し製品形状
   の絞り軌跡を画き、この図形に加工条件を加味して絞り
   加工プログラムを形成しNCデータに変換して記憶媒体に
   記憶させることを特徴とするスピニングマシンの絞り加
   工制御方法。
2. 【請求項２】記憶媒体の記憶をスピニングマシンの制御
   機構に伝達し、記憶データに基づき絞り加工を行うスピ
   ニングマシンにおいて、コンピュータを利用し製品形状
   の絞り軌跡を画き、この図形に加工条件を加味して絞り
   加工プログラムを形成しこれに多サイクルパターンを合
   成して多サイクル絞り加工サイクルの絞り軌跡をNCデー
   タに変換して記憶媒体に記憶させることを特徴とするス
   ピニングマシンの絞り加工制御方法。
3. 【請求項３】記憶媒体の記憶をスピニングマシンの制御
   機構に伝達し、記憶データに基づき絞り加工を行うスピ
   ニングマシンにおいて、コンピュータを利用し製品形状
   の絞り軌跡を画き、この図形を基準とし、被加工物の回
   転中心に対し半径方向に往復しつゝ順次上記絞り形状に
   沿って前進する絞り軌跡を形成し、これをNCデータに変
   換して記憶媒体に記憶させることを特徴とするスピニン
   グマシンの絞り加工制御方法。
4. 【請求項４】半径方向の往復軌跡は円弧状としたことを
   特徴とする請求項３記載のスピニングマシンの絞り加工
   制御方法。
5. 【請求項５】記憶媒体の記憶をスピニングマシンの制御
   機構に伝達し、記憶データに基づき絞り加工を行うスピ
   ニングマシンにおいて、コンピュータを利用し製品形状
   の絞り軌跡を画き、この図形を基準とし、被加工物の回
   転軸軸線に沿って前後に往復移行しつゝ順次回転軸線方
   向に移行して縮小部を形成する絞り軌跡を形成し、これ
   をNCデータに変換して記憶媒体に記憶させることを特徴
   とするスピニングマシンの絞り加工制御方法。