JP2794691B2 - Processing machine with camshaft rotation control mechanism - Google Patents

Processing machine with camshaft rotation control mechanism

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JP2794691B2
JP2794691B2 JP62014121A JP1412187A JP2794691B2 JP 2794691 B2 JP2794691 B2 JP 2794691B2 JP 62014121 A JP62014121 A JP 62014121A JP 1412187 A JP1412187 A JP 1412187A JP 2794691 B2 JP2794691 B2 JP 2794691B2
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JP
Japan
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cam
control mechanism
speed
rotation control
rotation
Prior art date
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JPS63183730A (en
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高 吉開
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NSK Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、加工機に関し、より詳細にはカム軸の回転
を制御する回転制御機構の付いた塑性加工機等に関す
る。 (従来の技術) 従来、塑性加工機等において型、ロール等の工具が取
り付けられているスライドまたは旋回部を有する駆動方
法は、油圧によるものが多いが、通常の油圧の場合、高
精度の制御が難しく、また高価で複雑な油圧サーボの場
合、高精度の制御は可能だが、メンテナンス(特にゴ
ミ)や、制御の複雑さのため問題がある。また、その他
の駆動方法として、ボールネジを直接または減速機を介
して駆動し、ボールネジの先端に取り付けられた工具の
動きを制御する方法もある。しかしながら、この方法で
は、モータの回転速度と、ボールネジに取り付けられた
工具の移動速度の比(減速比)が一定である。このため
高速を出せるようにすると低荷重となり、高荷重を出せ
るようにすると、全ストロークにわたって低速となって
しまう。若し、高速で高荷重を出そうとすれば、巨大な
モータが必要となる。 油圧及びボールネジにより工具を駆動することは、以
上のような問題があるので、スピニング成形、転造成
形、回転成形、曲げ加工等を行なうため、カム軸を有す
る塑性加工機を使用することが知られている。この種の
塑性加工機では、加工している被加工物、即ち対象物が
変わると、カムによって駆動されるスライドまたは旋回
部に取り付けてある型、ロール等の動きを変え、その際
にカムの交換や、タイミングの調整を行なっている。 加工工具である型やロールを往復または旋回させる駆
動源としてカムを用いる場合、次のような利点がある。 カムの圧力角の選び方により、自由にカムフォロアー
の位置、速度、加速度を決定できる。カム軸を一定回転
速度で一定トルクの条件(モータの出力一定)の下で駆
動させると、圧力角を小さく取れば、低速で高荷重の出
力が得られ、圧力角を大きくすると、高速で低荷重の出
力が得られる。これは、カムそのものに可変減速機とし
ての機能があり、塑性加工機にとっては理想的な機能と
考えられる。また、この結果モータの容量を小さく出来
る。 カムとカムフォロアーとは、転がり接触するため、エ
ネルギーの損失が少ない。更に、モータによって駆動す
るため安定した動きが実現できる。即ち、負荷変動、温
度変動による動きのバラツキが少なくなる。 (発明が解決しようとする問題点) 塑性加工機にカムを利用すると、上述のような利点を
得られるが、カム利用には同時に次のような欠点があ
る。 カムにより移動させられる型やロールの移動量が一
定であり、移動量を調整することが難しかった。 カムのパターンは、通常固定されており、即ち位相
とカムリフト量の関係が固定されている。このため加工
する対象物が変わると、異なるカムパターンを有するカ
ムが必要となり、カムを一々交換する必要があった。 更に、カム軸とその他の機械部分の動きとのタイミ
ング、または複数のカム同士のタイミングを変えるとき
にはカムの取り付け位置をずらす必要があった。 これらの欠点のうち、欠点はカムの特性上やむを得
ないことであるが、実際に問題となるのは型やロールの
前進端位置である。これは、別の方法、例えば、カムフ
ォロアーとロールとを繋いでいる部分の長さをネジ等で
手動または電動により可変することで、前進端位置を固
定ストロークを有するカムでも可変とすることができ
る。従来は、この方法が一般に行なわれている。 しかしながら、上記欠点については、従来カムを交
換することでしか解決できず、加工力の大きい場合カム
も必然的に大型になり、その交換には多大な労力と時間
とを費やしていた。また、欠点については、タイミン
グの調整はカムの取り付け位置をずらすため、あまり高
精度にはカムのタイミングが実現できず、トライアンド
エラーにより最終的に調整することになり、これに手間
取ることが多かった。 したがって、本発明の目的は、加工工具の前進端位置
を可変とすることができると同時に、加工する対象物が
変わっても、異なるパターンを有するカムを必要とせ
ず、カムを一々交換しなくても済み、カムの取り付け位
置をずらすことなく、カム軸とその他の部分の動きとの
タイミング、または複数のカム同士のタイミングを高精
度で変えることができるカム軸の回転制御機構付塑性加
工機を提供することである。 (問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するため、本発明に係る被加工物を
加工する工具を移動させるカムと、該カムを回転自在に
軸支するカム軸とを備えた加工機であって、 前記カムは、被加工物に前記工具が未接触時に被加工
物に予め定められた距離急速前進する急速前進部と該急
速前進部に次いで前記工具で被加工物を加工する時の送
り量を与える低速加工送り部を有し、前記カム軸の回転
を制御する回転制御機構を有する加工機において、 前記低速加工送り部の全低速加工ストロークは単位カ
ム回転角度当たりのストローク量が等しくなるよう形成
され、かつ所望の実低速送りストロークと等しいかそれ
よりも大きく設定されたカムと、前記回転制御機構は、
カム開始角度から前記低速送りストローク開始までの回
転角度の間の角速度(ω)が、次式で表せるように、前
記カム軸を制御することを特徴としている。 ここで、 ω2:一定角度で送る時の基本定角速度 θ1:基本急速前進の終了角度 θ2:実低速送りストロークが開始する基本低速開
始角度 である。 (作用) 以上のように本発明の塑性加工機は、複数の異なる圧
力角パターンを有する単一のカムと、カム軸の回転速度
を1サイクル中で可変に制御する回転制御機構を有して
いるので、加工する対象物が変わっても、異なるパター
ンをゆうするカムを必要とせず、カムを一々交換しなく
ても済み、カムの取り付け位置をずらすことなく、カム
軸とその他の部分の動きとのタイミング、または複数の
カム同士のタイミングを高精度で変えることができる。
『圧力角』とは、カム面とカムフオロアー(従動接触
子)との接点における(共通)法線と接触子の運動方向
とのなす角として定義でき、カム形状を決める要素であ
る。本明細書中ではカム形状もしくはカムパターンと解
して差し支えない。 (実施例) 以下、添付図面を参照して本発明の一実施例を詳細に
説明する。尚、図面において同一部分は同一符号で示さ
れている。 第1図は、本発明の塑性加工機、すなわち回転成形機
1の部分構造を示す正面図である。尚、図面においては
カム駆動される1軸分のみ示されている。加工工具、す
なわちロール2は、被加工物を加工するため、回転成形
機1の前進端位置において主軸台11に固定されている。
ロール2は、ほぼ同軸に配置され、主軸台11に設けられ
たロール前進端調節用のネジ3により前進端位置を調節
され、設定位置に自由に調整される。ネジ3は、ギアボ
ックス5及びパルスモータ6により移動させられる。ネ
ジ3は、ロール2と反対側の一端部において、カムフォ
ロアー9の一端と当接しており、このカムフォロアー9
から所定の押圧力を受ける。カムフォロアー9の他端は
カム7と当接しており、カム7から所定の押圧力を受け
る。カム7はカム軸8に固定されており、このカム軸8
は、不図示の減速機構を介して、制御モータ、すなわち
サーボモータ10に連結している。従って、カム軸8の回
転はサーボモータ10により制御される。尚、主軸台11
は、スライド4上で往復運動するようになっている。 本実施例においてはカム7は、第2図に示すような形
状のカムパターンを有している。カム7は、第3図に示
すカム曲線を有し、第2図に示す形状を有するカムであ
る。第2図から分かるように、カム7の圧力角パターン
は複数の異なる曲率半径を有するカムパターンからな
り、サーボモータ10によりその回転が制御されている。
例えば、第2図に示すカム7は、第3付から分かるよう
に総ストロークaのカムであり、圧力角パターンで見る
と、最初θからθまで急速前進の空送りがあり、次
にθからθまでストローク(全低速加工ストロー
ク)bだけ低速の加工送りがあり、その後θからθ
まで保持、θからθまで急速後退が続く。このカム
7をサーボモータ10により一定回転速度で回転させる
と、第3図の横軸θ゜を時間tsに置き変えたS−T曲線
となる。 第4図のカム曲線は、低速の加工ストロークが、cで
表されているカムによるものである。第2図に示すカム
7(第3図のカム曲線で示されるカム)を用い第4図に
示される加工ストロークcを有する低速加工送りのカム
曲線を作る方法を以下述べる。 即ち、第2図のカム7のカム曲線を第3図を用いて、
まずカム7を用い、加工に適する角速度を設定する。 この時の基本となるべき諸元は第3図を用いれば以下
のように定義される。 θ1:基本急速前進終了角度であり、急速前進の基本回転
角度である。 θ2:カム7を用いて種々の実低速送りストロークcを得
るカム曲線における実低速送りストロークが開始する
(任意の)基本低速開始角度である。 θ3:実低速送りストロークcと同時に全低速加工ストロ
ークbの終了する基本低速終了角度である。 ω1:カム7の開始角度θからθの間の基本となる角
速度であり、基本急速前進角速度である。 ω2:カム7を用いて一定角速度で送る時の基本低速角速
度(θ→θ360)である。 ω3:第4図のようなカム曲線を第3図のカム曲線で得る
時の実低速送りストロークcを送る角速度 尚、ω、ω、ωの大小関係は加工に適する基本
加工条件(例えば、試験加工)により任意の関係に定め
ることができる。一例として第2図のカムのA部分にお
ける回転数を低下させ、この部分の角速度をωとする
第5図及び第6図に示すようにカム軸を回転制御するこ
とができる。この時、(第5図第6図の様によるには)
カム7におけるストロークbはストローク(実低速送り
ストローク)cよりも大きく設定しておく。第5図及び
第6図に示すようにカム軸を回転制御すると、第7図に
示すようなS−T曲線が得られる。 尚、上述の説明ではストロークb、ストロークc、ス
トロークaの順に加工することを説明したが、カム7の
適切に回転制御(正転、逆転制御等)することでストロ
ークb、ストロークc、ストロークb、ストロークa、
ストロークb等の順で加工することもできる。 第8図は、第4図のカム曲線を有するカムを一般に行
われるように一定の回転数で回転させた場合(例えば角
速度ωとした)のS−T曲線を示している。第7図及
び第8図を比較対照して分かるとおり、第7図及び第8
図においては、急速前進の空送り部を除いて低速加工送
りが同じパターンと成っている。この空送り部において
は、工具に被加工物が当たる前の状態となっているので
加工には何等影響を与えない。この時、角速度ω(r.
p.m.)は、サイクルタイムを長くせず、且モータに必要
な最大回転数を最小とするものに選定することが好まし
いが、これは次の式により決定される。 式(1)においてt4は、カム7が1回転する時間
(秒)であり、右項の{ }内の の意味は第3図において、加工ストロークcを進めるた
めの回転角度を意味し、この値をθから減算すること
はθの値を求めることに他ならない。また、ωがr.p.
m.(毎分あたりの回転数)で表されているから、60/t4
はカムの1サイクルの平均角速度、すなわちω(第5
図及び第6図)になる。以下の関係を用い(1)式を変
形すると、以下の(2)式のようになる。 ωθ=ωθ − (2) ωは空送り部の角速度(r.p.m.)を示している。空送
り部の角速度は、第4図のカム曲線では、θ→θ
角速度に相当し、第2図のカム7から得られる第3図の
カム曲線を用い、第4図のような実低速送りストローク
曲線を得る時は、空送り部はθ→θ(第3図の)と
なり、この区間の角速度ωに相当する。 従って、第3図のカム曲線を有するカム7をωでθ
→θ360を回転する従来の方法と同じく本願でθ
θ間(空送り部)を となるように選べば、本願で実低速送りストロークcの
区間(第5図及び第6図の)θ→θを仮にωより
小さいωとしても(サイクルが低下するが)全サイク
ル中の空送り部のサイクル上昇分で、そのサイクル低下
分を補うことができ、かつθ→θ間を第3図に示す
カム曲線のカム7を用い、第4図のような実低速送りス
トロークを有するカム曲線を有するような角速度ω
回転させることができる。 このようにすれば、一つのカムをパターンの違うカム
として自由に使用できる。本実施例においては、説明を
簡単にするため、第3図及び第4図に示すカムでは、送
りパターンが切り替わり、θは、θからθまでは同
じものとしたが、このθが異なるものであっても第3図
のカムは、第4図のカムを表わすことができる。 本発明に関するカムは、例えば塑性加工用に使用され
るものであり、塑性加工の工具に必要な十分な荷重を生
じることができ、このさいに第3図に示すカム曲線を有
するカムを選ぶと、カムの1サイクル中に減速比が変化
するようになる。また第7図に示すように、工具を移動
させるのに、第6図に示すようにカム軸を回転制御する
場合、モータ軸にかかるトルクは第10図に示す通りにな
る。当然のことならが、ここでカム軸8とサーボモータ
10との間に減速比のかなり大きな減速機を介在させなけ
ればならないが、本実施例による加工例の場合、加工時
の高荷重と、空送り時の高速を達成するために必要なモ
ータトルクは、ボールネジによる加工時にくらべて、か
なり小さく出来る。これは、ボールネジによる加工の場
合減速比が一定であるためである。従って、小型のサー
ボモータを使用することができ、効率が向上する。 尚、カム軸と他の機械部分の動きとのタイミングや、
複数のカム相互間のタイミングを高精度に調整するのに
は、サーボモータの回転開始の時間を任意にずらして制
御することが出来るので、機械的なカムの位相調整も不
要となる。この回転制御は、第9図に示すフローチャー
トにより行なわれる。先ず、指令プログラム12により、
カム軸の所定の回転制御及び回転速度に関するプログラ
ムが入力され、偏差カウンター13がそれをカウントし、
デジタル/アナログ変換器(D/A交換器)14及び増幅
器、すなわちアンプ15を介して、サーボモータ10に入力
される。サーボモータ10の回転数は回転検出器16及びエ
ンコーダ17により、常時モニタされて、その結果はアン
プ15及び偏差カウンター13にそれぞれフィードバックさ
れる。 以上説明したように、カムが可変減速機構を有するこ
とから、カムの圧力角が小さい部分(高荷重、低速部)
では、カムの圧力角が大きい部分(低荷重、高速部)の
組み合わせでモータ容量を小さく出来、前述のカム軸の
回転制御と合せて効率が良く、フレキシブルな駆動シス
テムを作ることができる。 (発明の効果) 以上詳細に説明した本発明の塑性加工機によれば、次
のような効果が得られる。 加工工具の前進端位置を可変とすることができると同
時に、容量の小さいモータを使用することができ、加工
する対象物が変わっても、異なるパターンを有するカム
を必要とせず、カムを一々交換しなくても済み、カムの
取り付け位置をずらすことなく、カム軸とその他の部分
の動きとのタイミング、または複数のカム同士のタイミ
ングを高精度で変えることができる。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a processing machine, and more particularly to a plastic working machine equipped with a rotation control mechanism for controlling the rotation of a cam shaft. (Prior Art) Conventionally, in a plastic working machine or the like, a driving method having a slide or a turning portion to which a tool such as a mold or a roll is attached is often based on hydraulic pressure. In the case of a hydraulic servo which is difficult and expensive and complicated, high-precision control is possible, but there are problems due to maintenance (particularly dust) and complexity of the control. As another driving method, there is a method of driving a ball screw directly or via a speed reducer to control the movement of a tool attached to the tip of the ball screw. However, in this method, the ratio (reduction ratio) between the rotational speed of the motor and the moving speed of the tool attached to the ball screw is constant. For this reason, if a high speed can be provided, the load becomes low, and if a high load can be provided, the speed becomes low over the entire stroke. If you try to get a high load at high speed, you need a huge motor. Driving a tool with hydraulic pressure and a ball screw has the above-mentioned problems. Therefore, it is known to use a plastic working machine having a camshaft to perform spinning forming, rolling forming, rotational forming, bending, and the like. Have been. In this type of plastic working machine, when the workpiece to be machined, that is, the object, changes, the movement of a mold or a roll attached to a slide or a turning portion driven by a cam changes, and at that time, They are changing and adjusting the timing. When a cam is used as a drive source for reciprocating or turning a mold or a roll as a processing tool, there are the following advantages. The position, speed and acceleration of the cam follower can be freely determined by selecting the pressure angle of the cam. When the camshaft is driven at a constant rotation speed under a constant torque condition (motor output is constant), if the pressure angle is small, a high load output can be obtained at a low speed. The output of the load is obtained. This is considered to be an ideal function for a plastic working machine because the cam itself has a function as a variable speed reducer. As a result, the capacity of the motor can be reduced. Since the cam and the cam follower are in rolling contact with each other, there is little energy loss. Furthermore, since the motor is driven by the motor, a stable movement can be realized. That is, variations in movement due to load fluctuation and temperature fluctuation are reduced. (Problems to be Solved by the Invention) When a cam is used in a plastic working machine, the above advantages can be obtained, but the use of a cam has the following disadvantages at the same time. The amount of movement of the mold and the roll moved by the cam was constant, and it was difficult to adjust the amount of movement. The cam pattern is usually fixed, that is, the relationship between the phase and the cam lift is fixed. Therefore, when an object to be processed changes, a cam having a different cam pattern is required, and the cams need to be replaced one by one. Further, when changing the timing of the movement of the camshaft and other mechanical parts, or the timing of a plurality of cams, it is necessary to shift the mounting position of the cams. Among these drawbacks, the drawback is that it is unavoidable due to the characteristics of the cam, but what actually matters is the forward end position of the mold and roll. This is another method, for example, by changing the length of the portion connecting the cam follower and the roll manually or electrically with a screw or the like, so that the forward end position can be changed even with a cam having a fixed stroke. it can. Conventionally, this method is generally performed. However, the above drawbacks can be solved only by replacing the conventional cam, and when the processing force is large, the cam is inevitably large in size, and the replacement requires a great deal of labor and time. As for the disadvantage, since the timing adjustment shifts the mounting position of the cam, the timing of the cam cannot be realized with very high accuracy, and the final adjustment is performed by trial and error, which often takes time. Was. Therefore, an object of the present invention is to make the forward end position of a processing tool variable, and at the same time, even if an object to be processed changes, a cam having a different pattern is not required, and the cam is not replaced one by one. A plastic processing machine with a camshaft rotation control mechanism that can change the timing of the movement of the camshaft and other parts or the timing of multiple cams with high precision without shifting the mounting position of the cam To provide. (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a cam for moving a tool for processing a workpiece according to the present invention, and a cam shaft for rotatably supporting the cam are provided. A processing machine, wherein the cam processes the workpiece with the tool after the rapid advancing part and the rapid advancing part that abruptly advances the workpiece a predetermined distance when the tool is not in contact with the workpiece. A processing machine having a low-speed machining feed unit for giving a feed amount when performing the rotation, and having a rotation control mechanism for controlling rotation of the cam shaft, wherein a total low-speed machining stroke of the low-speed machining feed unit is a stroke per unit cam rotation angle. A cam formed to have the same amount and set to be equal to or larger than a desired actual low-speed feed stroke, and the rotation control mechanism includes:
The camshaft is controlled so that the angular velocity (ω) between the cam start angle and the rotation angle from the start of the low-speed feed stroke can be expressed by the following equation. Here, ω 2 : basic constant angular velocity when feeding at a constant angle θ 1 : end angle of basic rapid advance θ 2 : basic low speed start angle at which actual low speed feed stroke starts. (Operation) As described above, the plastic working machine of the present invention has a single cam having a plurality of different pressure angle patterns and a rotation control mechanism for variably controlling the rotation speed of the cam shaft in one cycle. The camshaft and other parts can be moved without changing the position of the cam, eliminating the need for a cam that moves in a different pattern even if the object to be machined changes. , Or the timing of a plurality of cams can be changed with high precision.
The “pressure angle” can be defined as an angle between the (common) normal line at the contact point between the cam surface and the cam follower (follower contact) and the direction of movement of the contact, and is an element that determines the cam shape. In this specification, it may be understood as a cam shape or a cam pattern. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same parts are indicated by the same reference numerals. FIG. 1 is a front view showing a partial structure of a plastic working machine of the present invention, that is, a rotary forming machine 1. In the drawings, only one axis driven by the cam is shown. The processing tool, that is, the roll 2 is fixed to the headstock 11 at the forward end position of the rotary molding machine 1 for processing the workpiece.
The roll 2 is disposed substantially coaxially, and its forward end position is adjusted by a roll advance end adjusting screw 3 provided on the headstock 11, and is freely adjusted to a set position. The screw 3 is moved by a gear box 5 and a pulse motor 6. The screw 3 is in contact with one end of the cam follower 9 at one end opposite to the roll 2.
And receives a predetermined pressing force. The other end of the cam follower 9 is in contact with the cam 7 and receives a predetermined pressing force from the cam 7. The cam 7 is fixed to a camshaft 8, and the camshaft 8
Is connected to a control motor, that is, a servomotor 10 via a speed reduction mechanism (not shown). Therefore, the rotation of the camshaft 8 is controlled by the servomotor 10. The headstock 11
Reciprocates on the slide 4. In this embodiment, the cam 7 has a cam pattern having a shape as shown in FIG. The cam 7 has a cam curve shown in FIG. 3 and has a shape shown in FIG. As can be seen from FIG. 2, the pressure angle pattern of the cam 7 comprises a plurality of cam patterns having different radii of curvature, the rotation of which is controlled by the servomotor 10.
For example, the cam 7 shown in FIG. 2 is a cam having a total stroke a as can be seen from the third appendix, and when viewed from the pressure angle pattern, there is a rapid advance idle feed from θ 0 to θ 1 first, and then theta until only a stroke (full slow working stroke) b 1 from theta 3 has slow processing feed, theta 4 from subsequent theta 3
, And rapid retreat from θ 4 to θ 0 continues. Rotation at a constant rotational speed by the cam 7 servomotor 10, the S-T curve was changed every other horizontal axis θ゜Wo time t s of Figure 3. The cam curve in FIG. 4 is due to the cam having a low machining stroke represented by c. A method of producing a cam curve of low-speed machining feed having a machining stroke c shown in FIG. 4 using the cam 7 (cam shown by the cam curve in FIG. 3) shown in FIG. 2 will be described below. That is, the cam curve of the cam 7 in FIG.
First, an angular velocity suitable for processing is set using the cam 7. The basic specifications at this time are defined as follows using FIG. θ 1 is the basic rapid advance end angle, which is the basic rotation angle of rapid advance. θ 2 : An (arbitrary) basic low speed start angle at which the actual low speed feed stroke starts in the cam curve for obtaining various actual low speed feed strokes c using the cam 7. θ 3 is a basic low speed end angle at which the entire low speed machining stroke b ends at the same time as the actual low speed feed stroke c. ω 1 is a basic angular velocity between the start angle θ 0 and θ 2 of the cam 7, and is a basic rapid advance angular velocity. ω 2 : Basic low-speed angular velocity (θ 0 → θ 360 ) when feeding at a constant angular velocity using the cam 7. ω 3 : angular speed at which the actual low-speed feed stroke c is obtained when a cam curve as shown in FIG. 4 is obtained by the cam curve in FIG. 3. Note that the magnitude relationship between ω 1 , ω 2 and ω 3 is a basic processing condition suitable for processing. An arbitrary relationship can be determined by (for example, test processing). Reducing the rotational speed of the part A of the cam of FIG. 2 as an example, it is possible to rotate control cam shaft to indicate angular velocity of this portion Figure 5 and Figure 6 and omega 3. At this time (as shown in FIG. 5 and FIG. 6)
The stroke b of the cam 7 is set to be larger than the stroke (actual low-speed feed stroke) c. When the rotation of the camshaft is controlled as shown in FIGS. 5 and 6, an ST curve as shown in FIG. 7 is obtained. In the above description, the machining is performed in the order of the stroke b, the stroke c, and the stroke a. However, the stroke b, the stroke c, and the stroke b can be controlled by appropriately controlling the rotation of the cam 7 (forward rotation, reverse rotation control, and the like). , Stroke a,
Processing can be performed in the order of the stroke b and the like. Figure 8 shows the S-T curve when rotated (e.g. by an angular velocity omega 2) at a constant rotational speed as is done in general a cam having a cam curve of Figure 4. As can be seen by comparing FIGS. 7 and 8, FIG. 7 and FIG.
In the drawing, the low-speed machining feed has the same pattern except for the idle feed portion that is rapidly moving forward. In this idle feeding section, the processing is not affected at all because it is in a state before the workpiece hits the tool. At this time, the angular velocity ω 1 (r.
pm) is preferably selected so as not to increase the cycle time and to minimize the maximum number of revolutions required for the motor, which is determined by the following equation. In the equation (1), t 4 is the time (second) for the cam 7 to make one rotation, and the value in {} in the right term Means the rotation angle for advancing the machining stroke c in FIG. 3, and subtracting this value from θ 3 is nothing less than finding the value of θ 2 . Also, ω is rp
m. (revolutions per minute), 60 / t 4
Is the average angular velocity of one cycle of the cam, that is, ω 2 (fifth
FIG. 6 and FIG. 6). By transforming equation (1) using the following relationship, the following equation (2) is obtained. ω 1 θ 1 = ω 2 θ 2 − (2) ω indicates the angular velocity (rpm) of the idle feeding portion. The angular velocity of the idle feed portion corresponds to the angular velocity of θ 0 → θ 1 in the cam curve of FIG. 4, and uses the cam curve of FIG. 3 obtained from the cam 7 of FIG. When the actual low-speed feed stroke curve is obtained, the idle feed portion becomes θ 0 → θ 2 (FIG. 3), which corresponds to the angular velocity ω in this section. Accordingly, the cam 7 having a cam curve of FIG. 3 in omega 2 theta
0 → theta 360 theta in same application with the conventional methods of rotating the 0
between θ 2 (jump feed) In this application, if the section of the actual low-speed feed stroke c (FIGS. 5 and 6) θ 2 → θ 3 is assumed to be ω 3 smaller than ω 2 (although the cycle is reduced), the entire cycle empty feed unit cycle increase in the in, it can compensate for that cycle decreased amount, and using the cam 7 of the cam curve showing between theta 2 → theta 3 in FIG. 3, real slow like Figure 4 it can be rotated at an angular velocity omega 3 as having a cam curve having a feed stroke. In this way, one cam can be used freely as a cam having a different pattern. In this embodiment, for the sake of simplicity, in the cams shown in FIGS. 3 and 4, the feed pattern is switched, and θ is the same from θ 1 to θ 3 , but this θ is different. The cam of FIG. 3 can represent the cam of FIG. The cam according to the present invention is used, for example, for plastic working, and can generate a sufficient load necessary for a tool for plastic working. In this case, when a cam having a cam curve shown in FIG. 3 is selected. The speed reduction ratio changes during one cycle of the cam. When the rotation of the cam shaft is controlled as shown in FIG. 6 to move the tool as shown in FIG. 7, the torque applied to the motor shaft is as shown in FIG. Naturally, here the camshaft 8 and the servomotor
Although a speed reducer with a considerably large reduction ratio must be interposed between 10 and 10, in the case of the machining example according to the present embodiment, the motor torque required to achieve a high load during machining and a high speed during idle feed. Can be considerably smaller than when machining with a ball screw. This is because the reduction ratio is constant in the case of processing with a ball screw. Therefore, a small servomotor can be used, and the efficiency is improved. The timing between the movement of the camshaft and other mechanical parts,
In order to adjust the timing between the plurality of cams with high precision, the rotation start time of the servomotor can be controlled by arbitrarily shifting, so that the mechanical cam phase adjustment is not required. This rotation control is performed according to the flowchart shown in FIG. First, by the command program 12,
A program relating to predetermined rotation control and rotation speed of the camshaft is input, and the deviation counter 13 counts it,
The signal is input to the servomotor 10 via a digital / analog converter (D / A exchanger) 14 and an amplifier, that is, an amplifier 15. The number of rotations of the servo motor 10 is constantly monitored by the rotation detector 16 and the encoder 17, and the result is fed back to the amplifier 15 and the deviation counter 13, respectively. As described above, since the cam has the variable speed reduction mechanism, the portion where the cam pressure angle is small (high load, low speed portion)
Thus, the motor capacity can be reduced by the combination of the portions where the pressure angle of the cam is large (low load, high speed portion), and an efficient and flexible drive system can be made in combination with the above-described cam shaft rotation control. (Effect of the Invention) According to the plastic working machine of the present invention described in detail above, the following effects can be obtained. The forward end position of the processing tool can be changed, and at the same time, a small-capacity motor can be used.Even if the object to be processed changes, the cam having a different pattern is not required, and the cams are replaced one by one. The timing of the movement of the cam shaft and other parts or the timing of the plurality of cams can be changed with high accuracy without shifting the mounting position of the cam.

【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の一実施例を示す塑性加工機の部分断
面図であり、 第2図は、本願発明を説明するカムのカムパターンの例
を示す図であり、 第3図は、第2図に対応するカム曲線を示すグラフであ
り、第4図は、第3図のカム曲線から低速の加工ストロ
ークがcとして表される本願発明から得たい所望の異な
るカムのカム曲線を示すグラフであり、 第5図及び第6図は、第2図のカムを用い第3図のカム
曲線を有する本願発明を説明するカムのカム軸の回転制
御を示すグラフであり、 第7図は、第2図のカムを用い第4図及び第8図に示す
カム曲線のうち急速前進する間を改善して得られた本願
発明の回転制御によって得られたS−T曲線を示すグラ
フであり、 第8図は、回転数を一定(ω)としたとき、第2図の
カムを用いて得られる本願発明の望ましいS−T曲線の
一例を示す曲線であり、 第9図は、本願発明のカムの回転角度及び回転速度を制
御するためのフローチャートを示す図であり、 第10図は、本願発明のカム軸を回転制御した場合、モー
タにかかるトルクを示すグラフである。 [主要部分の符号の説明] 1……塑性加工機 2……ロール 7……カム 8……カム軸 10……サーボモータ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a partial sectional view of a plastic working machine showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an example of a cam pattern of a cam for explaining the present invention. FIG. 3 is a graph showing a cam curve corresponding to FIG. 2, and FIG. 4 is a desired curve desired to be obtained from the present invention in which a low-speed machining stroke is represented as c from the cam curve of FIG. 5 and 6 are graphs showing cam curves of different cams, and FIGS. 5 and 6 are graphs showing cam cam shaft rotation control for explaining the present invention having the cam curves of FIG. 3 using the cams of FIG. FIG. 7 is a graph showing the S-axis obtained by the rotation control of the present invention obtained by using the cam of FIG. 2 and improving the cam curve shown in FIGS. 4 and 8 during the rapid advance. is a graph showing the T curve, FIG. 8, when the rotational speed is constant (omega 2), second It is a curve which shows an example of a desirable ST curve of this invention obtained using the cam of the figure, FIG. 9 is a figure which shows the flowchart for controlling the rotation angle and rotation speed of the cam of this invention. FIG. 10 is a graph showing the torque applied to the motor when the rotation of the camshaft of the present invention is controlled. [Description of Signs of Main Parts] 1 ... Plastic processing machine 2 ... Roll 7 ... Cam 8 ... Cam shaft 10 ... Servo motor

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.被加工物を加工する工具を移動させるカムと、該カ
ムを回転自在に軸支するカム軸と該カム軸の回転数を制
御する回転制御機構とを備えた回転制御機構付加工機で
あって、 前記カムは、少なくとも被加工物に前記工具が未接触時
に被加工物に予め定められた距離急速前進する急速前進
部と該急速前進部に次いで前記工具で被加工物を加工す
る時の送り量を与える低速加工送り部を有し、 前記回転制御機構はカム軸の回転速度を1サイクル中で
可変に制御することを特徴とするカム軸の回転制御機構
付加工機。 2.前記低速加工送り部の全低速加工ストロークは所望
の実低速送りストロークと等しいかそれよりも大きく設
定されたカムと、前記回転制御機構は、カム開始角度か
ら前記所望の低速送りストローク開始までの回転角度の
間の角速度(ω)が、次式で表せるように、前記カム
軸を制御することを特徴とする特許請求の範囲第1項に
記載の回転制御機構付加工機。 ここで、 ω2:一定角度で送る時の基本定角速度 θ1:所望の異なるパターンのカムをωで回転させると
きの回転開始から急速前進の終了角度 θ2:所望の実低速送りストロークが開始する基本低速開
始角度 3.前記回転制御機構は、制御モータを含むことを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の回転制御機構付加
工機。 4.前記カムは、異なる曲率半径を有するカムパターン
から成る単一のカムであることを特徴とする特許請求の
範囲第3項に記載の回転制御機構付加工機。
(57) [Claims] A processing machine with a rotation control mechanism, comprising: a cam for moving a tool for processing a workpiece; a cam shaft rotatably supporting the cam; and a rotation control mechanism for controlling the number of rotations of the cam shaft. The cam includes at least a rapid advancing portion that abruptly advances the workpiece by a predetermined distance when the tool does not contact the workpiece, and a feed when the workpiece is machined by the tool subsequent to the rapid advancing portion. A rotation control mechanism for variably controlling a rotation speed of the camshaft in one cycle, wherein the rotation control mechanism variably controls a rotation speed of the camshaft in one cycle. 2. A cam in which the total low-speed machining stroke of the low-speed machining feed section is set to be equal to or larger than a desired actual low-speed feed stroke, and the rotation control mechanism performs rotation from a cam start angle to the start of the desired low-speed feed stroke 2. The processing machine with a rotation control mechanism according to claim 1, wherein the camshaft is controlled so that an angular velocity ([omega] 1 ) between the angles can be expressed by the following equation. Here, omega 2: constant angular basic constant angular velocity when sending in theta 1: different desired end angle rapidly advanced from the start of rotation when rotating the cam pattern ω 2 θ 2: desired real slow feed stroke 2. Basic low speed start angle to start The processing machine with a rotation control mechanism according to claim 1, wherein the rotation control mechanism includes a control motor. 4. The processing machine with a rotation control mechanism according to claim 3, wherein the cam is a single cam composed of cam patterns having different radii of curvature.
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