JP4382385B2

JP4382385B2 - 歪矯正方法及び装置

Info

Publication number: JP4382385B2
Application number: JP2003123780A
Authority: JP
Inventors: 利幸藤本; 博和山口
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyooki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyooki Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2003-04-28
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2023-04-28
Also published as: JP2004322187A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長軸部材に生じた歪を矯正する方法及び装置であって、特に歪矯正効率の向上を図る歪矯正方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、トランスミッション軸等といった、焼き入れや焼き戻し等の熱処理が施される長軸部材に対しては、熱処理時に生じる歪を取るために、歪矯正装置により歪矯正が行われる。この歪矯正は、長軸部材の歪量を測定した後、歪矯正装置のメモリに予め記憶された歪量と押し込み量との関係を示す矯正曲線に基づいて、測定された歪量から押し込み量を決定し、歪矯正装置のプレス装置にて決定した押し込み量だけ、長軸部材を押し込むことで行われる。
例えば、図８に示すように、駆動部１２０により上下駆動されるプレス装置１１３を、決定された押し込み量だけ下降させることで、受け台１１４・１１４に支持される長軸部材１０５が押し込まれる。
また、このプレス装置１１３による長軸部材１０５の押し込みは、押し込み開始位置から一定速度でプレス装置１１３を下降させて行われる。この際、長軸部材１０５のプレス装置１１３とは反対側に配置される変位計１１１にて検知される押し込み量がコントローラ１１５に入力され、押し込み量が目標位置まで達すると、駆動部１２０へ停止信号が出力されてプレス装置１１３が停止するような制御（所謂オープン制御）がなされていた。（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−３１４２３３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述の如く、従来の歪矯正は、オープン制御にてプレス装置を下降させるため、押し込み量が目標位置まで到達したことを変位計１１１にて確認してから、プレス装置１１３を停止させるまでに応答遅れが発生する。
例えば、図９に示すように、プレス装置１１３は初期位置では長軸部材との間に隙間を空けて配置されているため、下降を開始してから所定時間経過するまでの領域はプレス装置空走領域Ｒａとなり、長軸部材の変位は変化せず一定である。
その後、プレス装置が長軸部材１０５と接触してからは、プレス装置加圧領域Ｒｂとなって、長軸部材の変位は一定度合いで増加していき、変位が目標停止位置Ｙ１に達すると、停止信号が出力されてプレス装置１１３は停止するが、目標停止位置Ｙ１に達してから停止するまでにタイムラグがあるため、停止位置Ｙ２と目標停止位置Ｙ１との間には停止位置誤差ΔＹが生じる。
【０００５】
また、前記応答遅れ時間（タイムラグ）はプレス装置１１３の下降速度等によって変動し、停止位置誤差ΔＹの大きさも変動するため、実際の停止位置Ｙ２の精度が低下する。
停止位置Ｙ２の精度は歪矯正にとって重要であり、停止精度が低いと歪矯正回数が増加したり、歪矯正不能の原因となったりする。さらに、停止位置Ｙ２が目標停止位置Ｙ１から大きくずれると、長軸部材１０５が破損する等の問題が生じる。
【０００６】
これらの問題を解消するためには、変位計１１１にて検出される長軸部材１０５の変位情報（押し込み量の推移）をフィードバックして、プレス装置１１３の下降速度を制御することが望ましい。
しかし、変位計１１１にて長軸部材１０５の変位を捕らえてフィードバック制御することが可能となるのは、プレス装置１１３が長軸部材１０５に当接した後のプレス装置加圧領域Ｒｂのみであり、プレス装置空走領域Ｒａでは制御できない。
従って、変位計１１１からの変位情報に基づいて位置制御を行うためには、プレス装置が長軸部材１０５に確実に当接したことを精度良く把握する必要がある。
【０００７】
また、長軸部材の歪量の測定値のみから押し込み量を決定すると、長軸部材の軸径や、焼き入れ等の表面処理状態のばらつきによって、長軸部材の曲げ易さが変化した場合でも、押し込み量は一定となってしまうため、歪矯正の際に過矯正や矯正不足が発生する可能性が生じる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の歪矯正方法及び装置は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１においては、長軸部材の変位を計測して歪量を求める計測工程と、求めた歪量に基づいてプレス装置のパンチを下降して、長軸部材を加圧して押し込む押し込み工程とを備える歪矯正方法であって、押し込み工程では、プレス装置の動作開始から、プレス装置のパンチによる押し込み荷重が、該長軸部材の弾性変形領域内における所定の荷重に達するまでは、押し込み荷重に基づいてプレス装置の制御を行い、押し込み荷重が所定の荷重に達した後は、押し込まれる長軸部材の変位に基づいてプレス装置の制御を行い、前記押し込み荷重に基づいてプレス装置の制御を行う際には、前記押し込み荷重を検出し、検出した押し込み荷重の大きさに応じてパンチの下降速度が制御され、パンチの下降速度は、検出される荷重が大きくなるに従って減少し、前記長軸部材の変位に基づいてプレス装置の制御を行う際には、前記長軸部材の変位を検出し、検出した変位の大きさに応じてパンチの下降速度が制御され、パンチの下降速度は、検出される変位が大きくなるに従って減少する。
これにより、位置制御の開始時点から長軸部材の変位を正確に捕らえてフィードバック制御することができ、狙い通りの目標停止位置で高精度にプレス装置を停止させることが可能となって、歪矯正の精度を向上することができ、効率的な歪矯正を行うことができる。
【０００９】
また、請求項２においては、前記押し込み工程では、押し込み荷重に基づく制御の期間内における長軸部材の変位量を用いて初期変形補正量を算出し、前記計測工程にて求められた長軸部材の歪量に基づいて算出される初期目標押し込み量に、前記初期変形補正量を加算して目標押し込み量を算出し、該目標押し込み量から決定される目標停止位置までプレス装置による長軸部材の押し込みを行う。
これにより、長軸部材の軸径や、焼き入れ等の表面処理状態のばらつきによって、長軸部材の曲げ易さが変化した場合でも、その変化に応じて押し込み量を補正することが可能となり、過矯正や矯正不足がない高精度で効率の良い歪矯正を行うことができる。
【００１０】
また、請求項３においては、歪矯正装置は、長軸部材の変位を計測する計測手段と、下降により長軸部材に対する押し込み動作を行う押し込み手段と、押し込み手段による長軸部材に対する押し込み荷重を検出する荷重検出手段と、計測手段により計測された変位、及び荷重検出手段により検出された押し込み荷重に基づいて、押し込み手段の駆動制御を行う駆動部とを備え、前記駆動部は、プレス装置の動作開始から、プレス装置の押し込み荷重が、該長軸部材の弾性変形領域内における所定の荷重に達するまでは、押し込み荷重に基づいてプレス装置の制御を行い、押し込み荷重が所定の荷重に達した後は、長軸部材の変位量に基づいてプレス装置の制御を行い、前記駆動部により、前記押し込み荷重に基づいてプレス装置の制御を行う際には、前記押し込み荷重を検出し、検出した押し込み荷重の大きさに応じて押し込み手段の下降速度が制御され、押し込み手段の下降速度は、検出される荷重が大きくなるに従って減少し、前記駆動部により、前記長軸部材の変位に基づいてプレス装置の制御を行う際には、前記長軸部材の変位を検出し、検出した変位の大きさに応じてパンチの下降速度が制御され、パンチの下降速度は、検出される変位が大きくなるに従って減少する。
これにより、歪矯正動作の開始時に、押し込み荷重に基づく荷重制御を行い、その後に長軸部材の変位に基づく位置制御を行うといったように、荷重制御と位置制御との２段階の制御を行うことが可能となる。
そして、位置制御の開始時点から長軸部材の変位を捕らえてフィードバック制御することができ、狙い通りの目標停止位置で高精度にプレス装置を停止させることが可能となって、歪矯正の精度を向上することができ、効率的な歪矯正を行うことができる。
【００１１】
また、請求項４においては、前記駆動部は、プレス装置による長軸部材の押し込み量を、前記計測工程にて求めた長軸部材の歪量に基づいて算出される初期目標押し込み量に、押し込み荷重に基づく制御の期間内における長軸部材の変位量を用いて算出した初期変形補正量を加算して、算出する。
これにより、長軸部材の軸径や、焼き入れ等の表面処理状態のばらつきによって、長軸部材の曲げ易さが変化した場合でも、その変化に応じて押し込み量を補正することが可能となり、過矯正や矯正不足がない高精度で効率の良い歪矯正を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を添付の図面を用いて説明する。
【００１３】
まず、本発明の歪矯正方法に用いられる歪矯正装置について説明する。
図１に示す歪矯正装置１は、歪矯正を行う長軸部材５の歪量を測定する変位計１１と、歪測定時に長軸部材を両端から支持するための支持部材１２・１２と、長軸部材５における所望の箇所を押し込んで歪矯正を行うためのプレス装置１３と、歪矯正時に長軸部材５を受けるための受け部材１４・１４と、歪矯正装置１の作動・制御を行うコントローラ１５と、コントローラ１５からの指示に基づいてプレス装置１３を駆動するプレス駆動部２０とを備えている。
【００１４】
前記支持部材１２・１２は、支持する長軸部材５を、軸心を中心として回転させることができる回転機構を具備している。
また、プレス装置１３は、プレス駆動部２０によりパンチ１３ａが駆動されて上昇・下降動作を行うが、該パンチ部１３ａにはパンチ１３ａにかかる荷重の大きさを検出する荷重計１６が付設されている。
さらに、長軸部材５のプレス装置１３が配置される側の反対側には、変位計１１が設けられており、該変位計１１にて長軸部材５の変位を検出するようにしている。
荷重計１６及び変位計１１はコントローラ１５に電気的に接続されており、コントローラ１５は電気的にプレス駆動部２０に接続されている。
なお、長軸部材５は、主に、軸、ロッド、及びシャフト等の棒状部材であるが、それ以外のものでもアスペクト比が高い部材であれば適用可能である。
【００１５】
このように構成される歪矯正装置１においては、長軸部材５を支持部材１２・１２にて支持しつつ変位計１１により該長軸部材５の変位を計測し、その計測値からコントローラ１５にて歪量を求めた後、プレス装置１３をプレス駆動部２０により駆動し、パンチ１３ａにて長軸部材５を所定の押し込み量だけ押し込むことで、歪矯正を行うようにしている。
【００１６】
次に、この歪矯正方法について、図２に示すフローにより詳説する。
まず、歪矯正装置１の変位計１１により、長軸部材５の歪量及び歪の位相を計測する（Ｓ１０１）。
この計測は、長軸部材５を、支持部材１２・１２の回転機構により軸中心を中心に回転させながら、所定の測定箇所にて、回転方向における各位相の変位を断続的又は連続的に測定し、その測定値から歪量を算出することで行う。
なお、長軸部材５の歪量は、該長軸部材５が１回転する間に計測された変位の最大値と最低値との変位差とされる。
【００１７】
計測した歪量が予め定められた規格値以下であるか否かを判断し（Ｓ１０２）、歪量が規格値を超えていれば、歪量の計測結果から、最大変位が計測されたポイント（位相）を割り出して（Ｓ１０３）、その最大変位ポイントがプレス装置１３のパンチ１３ａ側に向くように長軸部材５を回転させる。また、計測した歪量に基づいて、長軸部材５をパンチ１３ａで押し込む量をコントローラ１５にて算出する。
なお、長軸部材５の押し込み量は、例えば、図３に示すような歪量と押し込み量との関係を示す矯正曲線５１を用いて、歪量の計測値から算出される。
また、計測した歪量が予め定められた規格値以下であった場合は、歪矯正は行われない。
【００１８】
その後、プレス装置１３を駆動部２０により作動させて、算出した押し込み量だけ、長軸部材５に対する押し込みを行うが、本歪矯正方法では、プレス装置１３による押し込み動作の制御を、パンチ１３ａにかかる荷重に基づく荷重制御と、長軸部材５の変位に基づく位置制御とを用いて行うようにしている。
歪矯正動作が開始されると、駆動部２０が、まず荷重制御にてプレス装置１３のパンチ１３ａを下降させる（Ｓ１０４）。
【００１９】
ここで、図４には、パンチ１３ａが下降動作を開始してからの長軸部材５の変位ｈ、及びパンチ１３ａにかかる荷重Ｔを示している。
パンチ１３ａは、歪矯正動作開始前の初期位置では、長軸部材５と隙間を空けて配置されているため、パンチ１３ａが下降動作を開始してから所定時間経過するまでの領域はプレス装置空走領域Ｒａとなり、長軸部材５の変位ｈは変化せず初期位置ｈ１で一定である。
その後、パンチ１３ａが長軸部材５と接触するとプレス装置加圧領域Ｒｂとなって、長軸部材５の変位ｈは増加していく。同時に、長軸部材５に当接するパンチ１３ａが受ける荷重Ｔも増加していく。
【００２０】
荷重制御によるパンチ１３ａの下降動作においては、荷重計１６が検出したパンチ１３ａの荷重Ｔがコントローラ１５にフィードバック入力され、検出された荷重Ｔの大きさに応じてパンチ１３ａの下降速度が制御される。
パンチ１３ａの下降速度は、検出される荷重Ｔが大きくなるに従って減少し、検出荷重Ｔが、予め定められた目標荷重Ｔａに達するとパンチ１３ａは停止する（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。
【００２１】
このように、荷重Ｔがコントローラ１５にフィードバックされ、目標荷重Ｔａに近づくにつれてパンチ１３ａの下降速度が減少するので、パンチ１３ａは目標とする停止位置を超えることなく、目標荷重Ｔａに達する位置に正確に停止することが可能となっている。長軸部材５は、この荷重制御の間に初期位置ｈ１から制御切換位置ｈ２までの荷重制御時変位量Ａｗだけ変位する。
なお、この目標荷重Ｔａは、長軸部材５にパンチ１３ａの先端が確実に当たった状態で押し込まれ、安定的に荷重が検出可能となっているとともに、該長軸部材５を塑性変形させない弾性変形領域の範囲内にある値としており、実験等により求めている。従って、荷重Ｔが目標荷重Ｔａとなる制御切換位置ｈ２が、安定して得られることとなっている。
【００２２】
次に、プレス装置１３の制御が位置制御に切り換えられて（Ｓ１０７）、プレス装置１３のパンチ１３ａが位置制御にて下降を開始する（Ｓ１０８）。
位置制御によるパンチ１３ａの下降動作においては、変位計１１が検出した長軸部材５の変位ｈがコントローラ１５にフィードバック入力され、検出された変位ｈの大きさに応じてパンチ１３ａの下降速度が制御される。
【００２３】
パンチ１３ａの下降速度は、検出される変位ｈが大きくなるに従って減少し、検出変位ｈが、コントローラ１５にて求められた前記押し込み量に基づいて算出される、目標停止位置ｈａに達するとパンチ１３ａが停止する（Ｓ１０９、Ｓ１１０）。
【００２４】
目標停止位置ｈａは、長軸部材５の初期位置ｈ１から目標変位量Ａだけ変位させた位置に設定されており、この目標変位量Ａは、図３に示す前記矯正曲線５１から決定される。
また、荷重制御時の長軸部材５の変位量である荷重制御時変位量Ａｗは、荷重制御が終了した時点（位置制御の開始時点）での長軸部材５の変位である制御切換位置ｈ２から、初期位置ｈ１を減じることにより求められる。
そして、目標停止位置ｈａは長軸部材５の塑性領域に入っており、長軸部材５がパンチ１３ａにて塑性領域まで押し込まれることで、塑性変形して歪が矯正されることとなる。
パンチ１３ａは、下降動作を停止した後上昇して、歪矯正動作が終了する（Ｓ１１１）。
【００２５】
以上の如く、歪矯正装置１は、長軸部材の歪量を計測する計測手段としての変位計１１と、長軸部材に対する押し込み動作を行う押し込み手段であるプレス装置１３と、プレス装置１３による長軸部材５に対する押し込み荷重を検出する荷重検出手段としての荷重計１６と、変位計１１により計測された変位ｈ、及び荷重計１６により検出された押し込み荷重Ｔに基づいて、プレス装置１３の駆動制御を行う駆動部２０とを備えている。
そして、この歪矯正装置１での歪矯正方法における押し込み工程では、プレス装置１３の動作開始から、プレス装置１３の押し込み荷重Ｔが、該長軸部材５の弾性変形領域内における所定の荷重Ｔａに達するまでは、押し込み荷重に基づいてプレス装置の制御を行い、押し込み荷重Ｔが所定の荷重Ｔａに達した後は、押し込まれる長軸部材５の変位ｈに基づいてプレス装置１３の制御を行うようにしている。
【００２６】
このように、歪矯正動作の開始から荷重制御にてプレス装置１３を制御し、その後、長軸部材５の弾性領域内でプレス装置１３の制御を位置制御に切り換えることで、まず、荷重制御にてフィードバック制御を行い、パンチ１３ａの停止位置（即ち位置制御の開始時点での長軸部材５の変位である制御切換位置ｈ２）を、ばらつきなく、安定して正確に把握することができる。
これにより、位置制御の開始時点からの長軸部材５の変位を正確に捕らえてフィードバック制御することが可能となり、狙い通りの目標停止位置ｈａで高精度にパンチ１３ａを停止させることが可能となって、歪矯正の精度を向上することができ、効率的な歪矯正を行うことができる。
【００２７】
また、本歪矯正方法では、前記目標押し込み量Ａを次のようにして求めることで、曲げ易さが異なる長軸部材５に対しても、その曲げ易さに応じた目標押し込み量Ａを正確に算出して、各々の長軸部材５に対して適正な歪矯正を行うことができる。
つまり、前述のように、目標押し込み量Ａを前記矯正曲線５１から直接求めるのではなく、矯正曲線５１から直接算出された押し込み量を初期目標押し込み量Ａｉとし、この初期目標押し込み量Ａｉに所定の補正量を加えたものを目標押し込み量Ａとして求める。
【００２８】
初期目標押し込み量Ａｉを補正して目標押し込み量Ａを求める具体的な方法については、図５と図６のフローとを用いて以下に説明する。
まず、長軸部材５の歪量を求める計測工程を経た後の押し込み工程では、矯正箇所の変位の最大ポイントを割り出した（Ｓ２１０）後に、矯正動作がスタートされ（Ｓ２１１）、プレス装置１３のパンチ１３ａが下降を開始する（Ｓ２１２）。
この下降制御は荷重制御にて行われ、荷重計１６にて検出される荷重Ｔが目標荷重値Ｔａに達すると（Ｓ２１３）、プレス装置１３が停止する（Ｓ２１４）。
【００２９】
この時点で、荷重制御時変位量Ａｗが求められ、この変位量Ａｗから次式（１）により初期変形補正量Ｃを算出する（Ｓ２１５）。
Ｃ＝Ａｗ×β ・・・（１）
ここで、βは、初期変形補正量Ｃを調整するための係数である。
【００３０】
次に、算出された初期変形補正量Ｃを、予め矯正曲線５１から決定されている初期目標押し込み量Ａｉに加えて、次式（２）により目標押し込み量Ａを求める（Ｓ２１６）。
Ａ＝Ａｉ＋Ｃ・・・（２）
【００３１】
目標押し込み量Ａが求められると目標停止位置ｈａが決定され、パンチ１３ａが下降を開始して（Ｓ２１７）、長軸部材５の変位ｈが目標停止位置ｈａに達するまで下降し、その後停止する（Ｓ２１８、Ｓ２１９）。
このように、初期目標押し込み量Ａｉから決定される初期目標停止位置ｈｉは、目標停止位置ｈａに補正される。
【００３２】
長軸部材の軸径や焼き入れ等の表面処理状態のばらつきにより曲げ易さが異なる長軸部材５に対して、荷重制御にて同じ目標荷重Ｔａに達するまで長軸部材５を押し込んだ場合、それぞれの長軸部材５についての荷重制御時変位量Ａｗは異なった値となる可能性があるため、初期目標押し込み量Ａｉをそのまま目標押し込み量Ａとすると、目標停止位置ｈａが、必ずしも適正な歪矯正を実現できる位置とならない。
しかし、前述のように、長軸部材５の曲げ易さを考慮しない初期目標押し込み量Ａｉに、曲げ易さにより変化する荷重制御時変位量Ａｗから求められる初期変形補正量Ｃを加えて、目標押し込み量Ａを決定することで、適正な歪矯正を行うことが可能となる。
【００３３】
即ち、歪矯正装置１にて行われる前記押し込み工程では、押し込み荷重Ｔに基づく荷重制御の期間内における長軸部材５の荷重制御時変位量Ａｗを用いて初期変形補正量Ｃを算出し、初期目標押し込み量Ａｉに、前記初期変形補正量Ｃを加えて目標押し込み量Ａを算出し、該目標押し込み量Ａから決定される目標停止位置ｈａまでプレス装置１３による長軸部材５の押し込みを行う。
これにより、長軸部材の軸径や、焼き入れ等の表面処理状態のばらつきによって、長軸部材５の曲げ易さが変化した場合でも、その変化に応じて押し込み量を補正することが可能となり、過矯正や矯正不足がない高精度で効率の良い歪矯正を行うことができる。
【００３４】
次に、以上の如く、プレス装置１３の下降制御を、荷重制御及びその後の位置制御にて行った場合の、目標停止位置ｈａでの停止位置ばらつきと、従来の制御を行った場合の停止位置ばらつきとの比較データを図７に示す。
図７に示すように、プレス装置の下降速度が低速の場合、中速の場合、及び高速の場合の何れの場合も、従来の制御でのばらつきに比べて、本発明の歪矯正方法におけるばらつきの方がかなり小さくなっており、本発明の歪矯正方法が停止位置ばらつきの改善に顕著な効果を奏することがわかる。
特に、プレス装置の下降速度が高速の場合には、本発明の歪矯正方法におけるばらつきの大きさは、従来の制御でのばらつきの大きさに対して１０分の１以下となっている。
【００３５】
なお、本実施形態では、長軸部材５の歪量を一箇所のみで計測した歪矯正装置１における歪矯正方法について説明したが、長軸部材５の歪量を複数箇所で計測する仕様の歪矯正装置においても同様に適用することができる。
歪量を複数箇所で計測する場合には、前記初期目標押し込み量Ａｉを、押し込みを行う箇所の歪量から求められた基本押し込み量に、他の箇所の歪量及び歪の位相を考慮して求めた補正押し込み量を加えて算出するようにすることで、長軸部材５の歪量や歪形状が変化した場合にも対応可能な初期目標押し込み量Ａｉを求めることができる。
【００３６】
また、本発明では、荷重制御と位置制御と用いてプレス装置１３を作動させているが、位置制御を行わずに荷重制御のみで歪矯正を行うことが可能である長軸部材５に対しては、前記目標停止位置ｈａを、目標荷重に置き換えて荷重制御のみによる制御を行えばよい。
さらに、本実施形態では、荷重検出に荷重計１６を用いているが、プレス装置の駆動装置に液圧アクチュエータを用いる場合は、荷重計１６の検出値を液圧にて代用することができ、電動式のプレス装置を用いた場合には負荷電圧で代用することも可能である。
【００３７】
そして、このような荷重制御と位置制御と用いた制御を実施するには、プレス装置の駆動装置に、サーボアンプ及びコントローラを有した液圧アクチュエータ、又は電動の加圧装置を用いるのが望ましい。
しかし、バルブ制御タイプの液圧アクチュエータでも、外部信号にてバルブ開度の制御を行うことができるもの（サーボバルブ等）であれば、本発明の荷重制御と位置制御とを用いた歪矯正方法を採ることで、パンチ１３ａの停止位置精度を向上することができる。
【００３８】
また、長軸部材５は、目標押し込み量Ａを超えて押し込まれると割れが発生することがあるため、歪矯正装置１においては、割れ発生の検知をＡＥ（Acoustic Emisson）センサ等を用いて行っているが、従来の位置制御のみの一段階で歪矯正を行っていた場合には、長軸部材５にパンチ１３ａが当たったときに発生するノイズの影響を除去することが困難であった。
しかし、本発明のように、一旦、荷重制御にて長軸部材５の弾性領域内にある目標荷重Ｔａとなる位置まで押し込みを行った後に、位置制御へ切り換えて塑性領域まで押し込むような歪矯正方法を採った場合、長軸部材５の割れは塑性領域にて発生するため、割れ発生の検知は位置制御へ切り換えた後のみで行えばよい。パンチ１３ａが長軸部材５に当たったときのノイズは荷重制御の際に生じるため、その後の位置制御時のみで割れ発生の検知を行えば、ノイズの影響を必然的に回避することが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、
狙い通りの目標停止位置で高精度にプレス装置を停止させることが可能となって、歪矯正の精度を向上することができ、効率的な歪矯正を行うことができる。
また、長軸部材の軸径や、焼き入れ等の表面処理状態のばらつきによって、長軸部材の曲げ易さが変化した場合でも、その変化に応じて押し込み量を補正することが可能となり、過矯正や矯正不足がない高精度で効率の良い歪矯正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の歪矯正方法に用いられる歪矯正装置を示す図である。
【図２】荷重制御と位置制御との２段階でプレス装置の制御を行う際のフローを示す図である。
【図３】矯正曲線を示す図である。
【図４】押し込み動作開始時からの長軸部材の変位及びパンチにかかる荷重の変化を示す図である。
【図５】押し込み動作開始時からの長軸部材の変位及びパンチにかかる荷重の変化を示す図であって、初期目標押し込み量を補正して目標押し込み量を求める方法を説明するための図である。
【図６】目標押し込み量を初期目標押し込み量に初期変形補正量を加えて求める際のフローを示す図である。
【図７】プレス装置の下降制御を荷重制御及びその後の位置制御にて行った場合の、目標停止位置での停止位置ばらつきと、従来の制御を行った場合の停止位置ばらつきとの比較データを示す図である。
【図８】従来の歪矯正方法に用いられていた歪矯正装置を示す図である。
【図９】従来の歪矯正方法における、押し込み動作開始時からの長軸部材の変位及びパンチにかかる荷重の変化を示す図である。
【符号の説明】
１歪矯正装置
５長軸部材
１１変位計
１３プレス装置
１３ａパンチ
１６荷重計
Ａ目標押し込み量
Ａｉ初期目標押し込み量
Ａｗ荷重制御時変位量
ｈ変位
ｈａ目標停止位置
Ｔ荷重
Ｔａ目標荷重

Claims

長軸部材の変位を計測して歪量を求める計測工程と、求めた歪量に基づいてプレス装置のパンチを下降して、長軸部材を加圧して押し込む押し込み工程とを備える歪矯正方法であって、
押し込み工程では、
プレス装置の動作開始から、プレス装置のパンチによる押し込み荷重が、該長軸部材の弾性変形領域内における所定の荷重に達するまでは、押し込み荷重に基づいてプレス装置の制御を行い、
押し込み荷重が所定の荷重に達した後は、押し込まれる長軸部材の変位に基づいてプレス装置の制御を行い、
前記押し込み荷重に基づいてプレス装置の制御を行う際には、
前記押し込み荷重を検出し、検出した押し込み荷重の大きさに応じてパンチの下降速度が制御され、パンチの下降速度は、検出される荷重が大きくなるに従って減少し、
前記長軸部材の変位に基づいてプレス装置の制御を行う際には、
前記長軸部材の変位を検出し、検出した変位の大きさに応じてパンチの下降速度が制御され、パンチの下降速度は、検出される変位が大きくなるに従って減少する、
ことを特徴とする歪矯正方法。
前記押し込み工程では、
押し込み荷重に基づく制御の期間内における長軸部材の変位量を用いて初期変形補正量を算出し、
前記計測工程にて求められた長軸部材の歪量に基づいて算出される初期目標押し込み量に、前記初期変形補正量を加算して目標押し込み量を算出し、
該目標押し込み量から決定される目標停止位置までプレス装置による長軸部材の押し込みを行うことを特徴とする請求項１に記載の歪矯正方法。
長軸部材の変位を計測する計測手段と、
下降により長軸部材に対する押し込み動作を行う押し込み手段と、
押し込み手段による長軸部材に対する押し込み荷重を検出する荷重検出手段と、
計測手段により計測された変位、及び荷重検出手段により検出された押し込み荷重に基づいて、押し込み手段の駆動制御を行う駆動部とを備え、
前記駆動部は、プレス装置の動作開始から、プレス装置の押し込み荷重が、該長軸部材の弾性変形領域内における所定の荷重に達するまでは、押し込み荷重に基づいてプレス装置の制御を行い、押し込み荷重が所定の荷重に達した後は、長軸部材の変位量に基づいてプレス装置の制御を行い、
前記駆動部により、前記押し込み荷重に基づいてプレス装置の制御を行う際には、
前記押し込み荷重を検出し、検出した押し込み荷重の大きさに応じて押し込み手段の下降速度が制御され、押し込み手段の下降速度は、検出される荷重が大きくなるに従って減少し、
前記駆動部により、前記長軸部材の変位に基づいてプレス装置の制御を行う際には、
前記長軸部材の変位を検出し、検出した変位の大きさに応じてパンチの下降速度が制御され、パンチの下降速度は、検出される変位が大きくなるに従って減少する、
ことを特徴とする歪矯正装置。
前記駆動部は、
プレス装置による長軸部材の押し込み量を、
前記計測工程にて求めた長軸部材の歪量に基づいて算出される初期目標押し込み量に、押し込み荷重に基づく制御の期間内における長軸部材の変位量を用いて算出した初期変形補正量を加算して、算出することを特徴とする請求項３に記載の歪矯正装置。