JP6450640B2 - Coiling machine and coil spring manufacturing method - Google Patents

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Description

この発明は、コイルばねを製造するためのコイリングマシンと、コイルばねの製造方法に関する。   The present invention relates to a coiling machine for manufacturing a coil spring and a method for manufacturing the coil spring.

コイルばねを製造するコイリングマシンとして、例えば特許文献1に開示されているように、芯金を有しないコイリングマシンが知られている。この種のコイリングマシンは、材料ガイドの先端から送り出されたコイルばねの材料を、第1ピンと第2ピンとによって円弧状に曲げ、かつ、ピッチツールによってピッチ付けを行なうようにしている。第1ピンの外周部と第2ピンの外周部には、材料が入る溝が各ピンの周方向に形成されている。   As a coiling machine for manufacturing a coil spring, for example, as disclosed in Patent Document 1, a coiling machine having no cored bar is known. In this type of coiling machine, the material of the coil spring fed from the tip of the material guide is bent into an arc shape by the first pin and the second pin, and pitched by the pitch tool. In the outer peripheral portion of the first pin and the outer peripheral portion of the second pin, grooves into which the material enters are formed in the circumferential direction of each pin.

前記第1ピンと第2ピンの位置は、制御部に格納されたコンピュータプログラムと、コイルばねの形状に応じた制御用データなどに基いて制御される。すなわちコイルばねの形状に応じた制御用データに基いてアクチュエータ等を駆動することにより、第1ピンおよび第2ピンをコイル径に応じた位置に移動させている。また特許文献2に開示されているコイリングマシンのように、第1ピンと第2ピンの位置を、マシンセンタを基準として制御する技術も提案されている。   The positions of the first pin and the second pin are controlled based on a computer program stored in the control unit, control data corresponding to the shape of the coil spring, and the like. That is, the first pin and the second pin are moved to positions corresponding to the coil diameter by driving an actuator or the like based on control data corresponding to the shape of the coil spring. In addition, as in the coiling machine disclosed in Patent Document 2, a technique for controlling the positions of the first pin and the second pin with reference to the machine center has been proposed.

特開平11−197775号公報JP-A-11-197775 特開2013−226584号公報JP 2013-226484 A

成形前の材料は真っ直ぐであるため、コイルばねの成形を開始する際には、材料の先端部を第1ピンに向かって移動させつつ、マニュアル操作によって第1ピンを移動させながら材料の先端部をある程度曲げたのち、材料の先端部を第2ピンに向かって移動させ、第2ピンを移動させながら、材料を円弧状に曲げるという作業(先端部整形作業)が行われている。その際に、第1ピンの位置と第2ピンの位置とが各ピンの軸線方向にずれていることもあるし、第1ピンに対して第2ピンが傾いていることもある。   Since the material before molding is straight, when starting molding of the coil spring, the tip of the material is moved while moving the first pin by manual operation while moving the tip of the material toward the first pin. After bending the material to some extent, the work of moving the tip of the material toward the second pin and bending the material in an arc shape while moving the second pin (tip shaping work) is performed. At this time, the position of the first pin and the position of the second pin may be shifted in the axial direction of each pin, or the second pin may be inclined with respect to the first pin.

このため、第1ピンの溝を通って第2ピンに向かう材料の先端部が第2ピンの溝に入りにくいことがある。材料の先端部が第2ピンの溝に入らない場合、材料の送りを一旦停止させ、材料の先端部が第2ピンの溝に入るように作業者が治具等を用いて材料の先端部の位置を矯正する作業を行うことがある。しかしそのような作業は安全上格別な配慮が必要であるばかりか、熟練を要する作業でもあるなど、改善の余地があった。   For this reason, the tip part of the material which goes to the second pin through the groove of the first pin may not easily enter the groove of the second pin. If the tip of the material does not enter the groove of the second pin, the feed of the material is temporarily stopped, and the operator uses a jig or the like so that the tip of the material enters the groove of the second pin. Work to correct the position of the. However, such work not only requires special considerations for safety, but also requires work, so there is room for improvement.

従って本発明の目的は、コイルばねを製造する際に最初に行われる材料の先端部整形作業を安全にかつ能率良く行うことができるコイリングマシンと、コイルばねの製造方法を提供することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide a coiling machine and a method for manufacturing a coil spring that can safely and efficiently perform a material tip shaping operation that is initially performed when the coil spring is manufactured.

1つの実施形態は、材料送りローラによって移動するコイルばねの材料を第1ピンと第2ピンとの間で曲げることにより円弧部を形成するコイリングマシンであって、該コイリングマシンは前記材料の先端部を整形する作業(先端部整形作業)を自動化する制御部を有している。該制御部は、前記材料の先端部を前記第1ピンに向かって前進させる手段と、前記材料の先端部の位置を検出する検出手段と、前記先端部が前記第1ピンに到達した状態において前記先端部を第1ピンによって曲げる手段と、前記材料送りローラをアンクランプ位置に移動させる手段と、前記材料の先端部が第2ピンの溝の方向を向くように前記材料を軸線回り回動させる手段と、前記材料送りローラをクランプ位置に移動させる手段と、前記材料送りローラを回転させて前記材料を前進させることにより前記先端部を前記第2ピンの溝に入れる手段と、前記先端部を前記第1ピンと前記第2ピンとの間で曲げることによって先端側円弧部を形成する手段とを具備している。この制御部は、前記先端側円弧部から先のスクラップ部をカッティングツールによって切断する手段をさらに備えていてもよい。第1ピンと第2ピンとは、それぞれ、回転自在なローラ部材であってもよいし、あるいは回転しないピン部材であってもよい。   One embodiment is a coiling machine that forms an arc portion by bending a material of a coil spring moved by a material feed roller between a first pin and a second pin, and the coiling machine uses a tip of the material to A control unit for automating the shaping operation (tip portion shaping operation) is provided. The control unit includes means for advancing the tip of the material toward the first pin, detection means for detecting the position of the tip of the material, and the tip reaching the first pin. Means for bending the tip with a first pin, means for moving the material feed roller to an unclamp position, and turning the material about an axis so that the tip of the material faces the groove of the second pin Means for moving the material feed roller to a clamping position, means for rotating the material feed roller to advance the material, and inserting the tip into the groove of the second pin, and the tip And a means for forming a tip-side arc portion by bending between the first pin and the second pin. The control unit may further include means for cutting a scrap portion ahead of the tip side arc portion with a cutting tool. Each of the first pin and the second pin may be a rotatable roller member or a non-rotating pin member.

本実施形態のコイリングマシンは、前記第1ピンによって曲げられた前記材料の先端部が前記第2ピンの溝の方向を向くように前記材料を軸線回りに回動させる材料回転装置を具備している。材料回転装置の一例は、前記材料を挟むピンチローラを備えたピンチローラユニットと、前記ピンチローラを前記材料の送り方向に回転させるピンチローラ回転機構と、前記材料送りローラがアンクランプ位置に移動した状態において前記ピンチローラユニットを前記材料の軸線回りに回動させる回動機構とを有している。また、第1の位置と第2の位置とにわたって移動可能(例えば上下方向に移動可能)なマンドレルを備えていてもよい。   The coiling machine according to the present embodiment includes a material rotating device that rotates the material around an axis so that a tip portion of the material bent by the first pin faces a groove direction of the second pin. Yes. An example of the material rotating device includes a pinch roller unit including a pinch roller that sandwiches the material, a pinch roller rotating mechanism that rotates the pinch roller in the material feeding direction, and the material feeding roller has moved to an unclamping position. A rotation mechanism that rotates the pinch roller unit about the axis of the material in a state. Further, a mandrel that can move between the first position and the second position (for example, movable in the vertical direction) may be provided.

本発明によれば、第1ピンによって曲げられた材料の先端部を第2ピンの溝に向けて案内することができるため、材料の先端部が第2ピン以外の部分と干渉する不具合を防止することができる。このため作業者が治具等を用いて材料の先端部の向きを手作業で矯正するといった熟練を要する危険な作業が不要となり、コイリング開始時に行われる材料の先端部整形作業を安全にかつ能率良く行うことができる。   According to the present invention, since the tip end portion of the material bent by the first pin can be guided toward the groove of the second pin, the problem that the tip end portion of the material interferes with a portion other than the second pin is prevented. can do. This eliminates the need for skilled workers to manually correct the orientation of the tip of the material using a jig, etc., and makes it safe and efficient to perform the tip shaping of the material at the start of coiling. Can be done well.

1つの実施例に係るコイリングマシンを模式的に示す正面図。The front view which shows typically the coiling machine which concerns on one Example. 同コイリングマシンの材料回転装置の側面図。The side view of the material rotating apparatus of the coiling machine. 同コイリングマシンの電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electric constitution of the coiling machine. 同コイリングマシンの制御部の機能の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the function of the control part of the coiling machine. 同コイリングマシンに材料が供給される前の状態の正面図。The front view of the state before material is supplied to the coiling machine. 同コイリングマシンにおいて材料の先端部が材料ガイドから突出した状態を示す正面図。The front view which shows the state which the front-end | tip part of the material protruded from the material guide in the coiling machine. 同コイリングマシンにおいて材料の先端部が第1ピンと接した状態を示す正面図。The front view which shows the state which the front-end | tip part of material contact | connected the 1st pin in the same coiling machine. (A)(B)はそれぞれ同コイリングマシンの第1ピンと第2ピンとの位置関係の2つの例を示す側面図。(A) and (B) are side views showing two examples of the positional relationship between the first pin and the second pin of the coiling machine. 材料の先端部が回動する方向の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the direction where the front-end | tip part of material rotates. 同コイリングマシンにおいて材料の先端部が第2ピン付近まで移動した状態を示す正面図。The front view which shows the state which the front-end | tip part of material moved to the 2nd pin vicinity in the coiling machine. 同コイリングマシンにおいて材料の先端部がピッチツール付近まで移動した状態を示す正面図。The front view which shows the state which the front-end | tip part of material moved to the pitch tool vicinity in the coiling machine. 同コイリングマシンにおいて材料のスクラップ部が切断された状態を示す正面図。The front view which shows the state by which the scrap part of material was cut | disconnected in the coiling machine. コイルばねの一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of a coil spring.

以下に、1つの実施形態に係るコイリングマシンとコイルばねの製造方法について、図1から図13を参照して説明する。
図13はコイルばね1の一例を示している。コイルばね1は、ばね鋼からなる材料2を所定のピッチP(一定とは限らない)で螺旋状に成形したものである。コイルばね1の形態は様々であり、例えばコイル径とピッチが巻数位置に応じて変化していてもよい。すなわち円筒コイルばねをはじめとして、たる形コイルばね、鼓形コイルばね、テーパコイルばね、不等ピッチコイルばね、マイナスピッチの部分を有するコイルばね等など、様々な形態のコイルばねであってもよい。
Hereinafter, a method for manufacturing a coiling machine and a coil spring according to one embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 13.
FIG. 13 shows an example of the coil spring 1. The coil spring 1 is formed by spirally molding a material 2 made of spring steel at a predetermined pitch P (not necessarily constant). The form of the coil spring 1 is various. For example, the coil diameter and pitch may be changed according to the winding position. That is, various types of coil springs such as a cylindrical coil spring, a barrel coil spring, a drum coil spring, a taper coil spring, an unequal pitch coil spring, and a coil spring having a minus pitch portion may be used.

図1は、コイリングマシン10の一部を模式的に表わしている。コイリングマシン10は、コイルばねの材料2を矢印Fで示す方向(材料2の軸線X1に沿う方向)に移動させる複数の材料送りローラ(フィードローラ)11a,11bを備えている。材料送りローラ11a,11bは、図1に示すクランプ位置(材料2を挟む位置)と、図5に示すアンクランプ位置(材料2を解放する位置)とに移動させることができる。   FIG. 1 schematically shows a part of the coiling machine 10. The coiling machine 10 includes a plurality of material feed rollers (feed rollers) 11a and 11b that move the material 2 of the coil spring in the direction indicated by the arrow F (the direction along the axis X1 of the material 2). The material feeding rollers 11a and 11b can be moved to a clamping position (position where the material 2 is sandwiched) shown in FIG. 1 and an unclamping position (position where the material 2 is released) shown in FIG.

またコイリングマシン10は、材料2が挿入される材料ガイド12と、材料ガイド12の先端12aから送り出された材料2が最初に接する第1ピン13と、第1ピン13によって曲げられた材料2が接する第2ピン14とを有している。第1ピン13の外周部と第2ピン14の外周部には、それぞれ、周方向に連続する溝13a,14aが形成されている。本実施形態の第1ピン13と第2ピン14とは、それぞれ、軸を中心に回転自在なローラ部材であるが、他の実施形態では、第1ピンと第2ピンとがそれぞれ回転しないピン部材からなるものであってもよい。   In addition, the coiling machine 10 includes a material guide 12 into which the material 2 is inserted, a first pin 13 with which the material 2 fed from the tip 12a of the material guide 12 first contacts, and a material 2 bent by the first pin 13. And a second pin 14 in contact therewith. Grooves 13 a and 14 a that are continuous in the circumferential direction are formed in the outer peripheral portion of the first pin 13 and the outer peripheral portion of the second pin 14, respectively. The first pin 13 and the second pin 14 of the present embodiment are each a roller member that is rotatable about an axis. However, in other embodiments, the first pin and the second pin are each a pin member that does not rotate. It may be.

またこのコイリングマシン10は、ピッチツール15と、カッティングツール16と、受け刃17aを有するマンドレル17などを有している。ピッチツール15は、第2ピン14に対して材料2の移動方向前側に配置され、第2ピン14によって曲げられた材料2に接することにより、コイルばねのピッチ付けをなすようになっている。カッティングツール16は刃部16aを有し、カッティングツール16がマンドレル17に向かって矢印Z1で示す方向(図1に示す)に移動したときに、刃部16aと受け刃17aとの間で材料2が切断(剪断)される。マンドレル17は、アクチュエータによって第1の位置(図1、図5,図6等に実線で示す上昇位置)と、第2の位置(図7に実線で示す下降位置)とに移動することができる。   The coiling machine 10 includes a pitch tool 15, a cutting tool 16, a mandrel 17 having a receiving blade 17a, and the like. The pitch tool 15 is arranged on the front side in the moving direction of the material 2 with respect to the second pin 14, and contacts the material 2 bent by the second pin 14 to pitch the coil spring. The cutting tool 16 has a blade portion 16a. When the cutting tool 16 moves toward the mandrel 17 in the direction indicated by the arrow Z1 (shown in FIG. 1), the material 2 is between the blade portion 16a and the receiving blade 17a. Is cut (sheared). The mandrel 17 can be moved by the actuator to a first position (a raised position indicated by a solid line in FIGS. 1, 5 and 6) and a second position (a lowered position indicated by a solid line in FIG. 7). .

さらにこのコイリングマシン10は、材料2の先端部2a(図6に示す)の位置を検出する先端検出手段として機能するセンサ18と、材料2の移動方向に関して材料送りローラ11a,11bの上流側に配置された材料回転装置20とを備えている。以下に材料回転装置20について説明する。   Further, the coiling machine 10 includes a sensor 18 functioning as a tip detecting means for detecting the position of the tip 2a (shown in FIG. 6) of the material 2 and upstream of the material feed rollers 11a and 11b with respect to the moving direction of the material 2. The material rotating device 20 is provided. The material rotating device 20 will be described below.

図2は、材料回転装置20の一例を示している。この材料回転装置20は、ピンチローラユニット21と、ピンチローラユニット21を材料2の軸線X1(図1に示す)回りに回転させる回動機構22とを含んでいる。ピンチローラユニット21は、材料2を径方向から挟みつけるピンチローラ21a,21bと、ピンチローラ21a,21bを支持するフレーム25と、ピンチローラ21a,21bを材料2の送り方向に回転させるアクチュエータ26と、ピンチローラ21a,21bを互いに近付ける方向に付勢する押圧機構27などを有している。ピンチローラ21a,21bは、図1に2点鎖線で示すクランプ位置V1と、実線で示すアンクランプ位置V2とにわたって移動することができる。   FIG. 2 shows an example of the material rotating device 20. The material rotating device 20 includes a pinch roller unit 21 and a rotating mechanism 22 that rotates the pinch roller unit 21 around an axis X1 (shown in FIG. 1) of the material 2. The pinch roller unit 21 includes pinch rollers 21a and 21b that sandwich the material 2 from the radial direction, a frame 25 that supports the pinch rollers 21a and 21b, and an actuator 26 that rotates the pinch rollers 21a and 21b in the feed direction of the material 2. And a pressing mechanism 27 that urges the pinch rollers 21a and 21b toward each other. The pinch rollers 21a and 21b can move over a clamping position V1 indicated by a two-dot chain line in FIG. 1 and an unclamping position V2 indicated by a solid line.

回動機構22は、例えばボールねじとサーボモータとを用いるアクチュエータ30によって、ピンチローラユニット21を中立位置N(図2に示す)を境に、角度θ1,θ2をなす方向に回動させるように構成されている。ただしボールねじとサーボモータ以外のアクチュエータによってピンチローラユニット21を回動させるように構成してもよい。   The rotation mechanism 22 is configured to rotate the pinch roller unit 21 in a direction that forms angles θ1 and θ2 with respect to the neutral position N (shown in FIG. 2) by an actuator 30 that uses, for example, a ball screw and a servomotor. It is configured. However, you may comprise so that the pinch roller unit 21 may be rotated by actuators other than a ball screw and a servomotor.

このように本実施形態の材料回転装置20は、材料2を挟むピンチローラユニット21を材料2の軸線X1回りに回動させる回動機構22とを備えており、材料2が比較的短い場合(短尺材)に適している。これに対し、数十メートルから数百メートル以上に及ぶ長尺な材料を丸めたフープ材を載置する材料供給部(線出し機)から材料をコイリングマシンに供給する場合には、材料回転装置の他の例として、フープ材を乗せた材料供給部を材料の軸線回りに回動させるように構成してもよい。   As described above, the material rotating device 20 of the present embodiment includes the rotation mechanism 22 that rotates the pinch roller unit 21 sandwiching the material 2 around the axis X1 of the material 2, and the material 2 is relatively short ( Suitable for short materials. In contrast, when a material is supplied to a coiling machine from a material supply unit (liner) on which a hoop material obtained by rounding a long material ranging from several tens of meters to several hundred meters or more is placed, a material rotating device As another example, the material supply unit on which the hoop material is placed may be configured to rotate around the axis of the material.

第1ピン13は、材料ガイド12の先端12aに対して材料2の移動方向前側(移動方向下流側)に配置されている。第2ピン14は、第1ピン13に対して材料2の移動方向前側に配置されている。材料ガイド12の先端12aから第1ピン13に向かって送り出された材料2は、材料ガイド12の先端12aが実質的な曲げ開始点となって、第1ピン13との間で曲がる。   The first pin 13 is arranged on the front side in the movement direction of the material 2 (downstream in the movement direction) with respect to the tip 12 a of the material guide 12. The second pin 14 is disposed on the front side in the movement direction of the material 2 with respect to the first pin 13. The material 2 fed out from the front end 12a of the material guide 12 toward the first pin 13 is bent between the first pin 13 with the front end 12a of the material guide 12 serving as a substantial bending start point.

図3は、コイリングマシン10の電気的構成を示すブロック図である。コイリングマシン10は、コントローラとして機能するCPU(Central Processing Unit)40を備えている。このCPU40に、バスライン41を介してROM(Reed Only Memory)42、RAM(Random Access Memory)43、通信インタフェース部44、表示/操作用ドライバ45、材料送り用ドライバ46、第1ピン移動用ドライバ47、第2ピン移動用ドライバ48、ピッチツール用ドライバ49、カッティングツール用ドライバ50、ピンチローラ回転用ドライバ51、マンドレル移動用ドライバ52、回動機構用ドライバ53、センサ18などが接続されている。   FIG. 3 is a block diagram showing an electrical configuration of the coiling machine 10. The coiling machine 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 40 that functions as a controller. The CPU 40 is connected to a ROM (Reed Only Memory) 42, a RAM (Random Access Memory) 43, a communication interface unit 44, a display / operation driver 45, a material feed driver 46, a first pin moving driver via a bus line 41. 47, a second pin moving driver 48, a pitch tool driver 49, a cutting tool driver 50, a pinch roller rotating driver 51, a mandrel moving driver 52, a rotating mechanism driver 53, a sensor 18, and the like. .

ROM42には、CPU40を制御するためのプログラムや各種の固定的データが格納されている。RAM43は、コイルばねを成形するのに必要な各種データ等が格納されるメモリエリアを備えている。通信インタフェース部44は、通信回線(ネットワーク)を介して外部機器との間で行なうデータ通信を制御する。表示/操作用ドライバ45は、表示部(ディスプレイパネル)を備えた表示操作部55を制御する。表示操作部55を操作することにより、コイルばねの成形に必要な情報をRAM43等のメモリに格納することができる。   The ROM 42 stores a program for controlling the CPU 40 and various fixed data. The RAM 43 has a memory area for storing various data necessary for forming the coil spring. The communication interface unit 44 controls data communication performed with an external device via a communication line (network). The display / operation driver 45 controls a display operation unit 55 including a display unit (display panel). By operating the display operation unit 55, information necessary for forming the coil spring can be stored in a memory such as the RAM 43.

材料送り用ドライバ46は材料送りローラ11a,11bを回転させるためのモータ60を制御する。第1ピン移動用ドライバ47は、第1ピン13を駆動するためのアクチュエータを備えた第1ピン駆動機構61を制御する。第2ピン移動用ドライバ48は、第2ピン14を駆動するためのアクチュエータを備えた第2ピン駆動機構62を制御する。ピッチツール用ドライバ49は、ピッチツール15を駆動するためのアクチュエータを備えたピッチツール駆動機構63を制御する。カッティングツール用ドライバ50は、カッティングツール16を駆動するためのアクチュエータを備えたカッティングツール駆動機構64を制御する。ピンチローラ回転用ドライバ51は、ピンチローラユニット21(図2に示す)のアクチュエータ26を制御する。マンドレル移動用ドライバ52は、マンドレル17を移動(例えば上下方向に移動)させるためのマンドレル移動用アクチュエータ65を制御する。回動機構用ドライバ53は、材料回転装置20のアクチュエータ30を制御する。   The material feed driver 46 controls a motor 60 for rotating the material feed rollers 11a and 11b. The first pin moving driver 47 controls the first pin driving mechanism 61 including an actuator for driving the first pin 13. The second pin moving driver 48 controls the second pin driving mechanism 62 including an actuator for driving the second pin 14. The pitch tool driver 49 controls the pitch tool driving mechanism 63 including an actuator for driving the pitch tool 15. The cutting tool driver 50 controls a cutting tool drive mechanism 64 including an actuator for driving the cutting tool 16. The pinch roller rotating driver 51 controls the actuator 26 of the pinch roller unit 21 (shown in FIG. 2). The mandrel moving driver 52 controls a mandrel moving actuator 65 for moving the mandrel 17 (for example, moving in the vertical direction). The rotation mechanism driver 53 controls the actuator 30 of the material rotation device 20.

コイリングマシン10のCPU40を含む電気的構成は、材料送りローラ11a,11bの回転動作を制御する制御回路と、第1ピン13および第2ピン14の位置を第1ピン駆動機構61および第2ピン駆動機構62を介して制御する制御回路と、ピッチツール15の位置をピッチツール駆動機構63を介して制御する制御回路と、カッティングツール16の動作をカッティングツール駆動機構64を介して制御する制御回路などを含み、これらはコイリングマシン10の動作等を制御する制御部70として機能する。制御部70は、入力されたコイルばねの形状データ(例えばコイル径)に応じて、第1ピン13と第2ピン14のそれぞれの位置が変化するように、第1ピン駆動機構61と第2ピン駆動機構62を制御する。   The electrical configuration including the CPU 40 of the coiling machine 10 includes a control circuit that controls the rotation operation of the material feed rollers 11a and 11b, and the positions of the first pin 13 and the second pin 14 according to the first pin driving mechanism 61 and the second pin. A control circuit for controlling via the drive mechanism 62, a control circuit for controlling the position of the pitch tool 15 via the pitch tool drive mechanism 63, and a control circuit for controlling the operation of the cutting tool 16 via the cutting tool drive mechanism 64 These function as a control unit 70 for controlling the operation of the coiling machine 10 and the like. The controller 70 controls the first pin driving mechanism 61 and the second pin so that the positions of the first pin 13 and the second pin 14 change according to the input coil spring shape data (for example, the coil diameter). The pin driving mechanism 62 is controlled.

本実施形態の制御部70には、通信インタフェース部44を介してパーソナルコンピュータ80を接続することができる。パーソナルコンピュータ80は、ディスプレイパネルを備えた表示部81と、キーボードを備えた入力操作部82と、マウス等のポインティングデバイス83などを含んでいる。パーソナルコンピュータ80は、必要に応じて着脱可能な記憶媒体84を備えている。   A personal computer 80 can be connected to the control unit 70 of the present embodiment via the communication interface unit 44. The personal computer 80 includes a display unit 81 having a display panel, an input operation unit 82 having a keyboard, a pointing device 83 such as a mouse, and the like. The personal computer 80 includes a storage medium 84 that can be attached and detached as necessary.

以下に、コイルばねの成形を開始する際に最初に行われる材料2の先端部2aを成形する作業(先端部整形作業)について、図4から図12を参照して説明する。この作業(先端部整形作業)は制御部70に格納されたコンピュータプログラムと制御用の形状データに基づいてCPU40によって自動化されている。   Below, the operation | work (tip | end part shaping operation | work) which shape | molds the front-end | tip part 2a of the material 2 performed at the time of starting shaping | molding of a coil spring is demonstrated with reference to FIGS. This operation (tip portion shaping operation) is automated by the CPU 40 based on a computer program stored in the control unit 70 and shape data for control.

図4は、制御部70に格納されているコンピュータプログラムの機能の一例を示すフローチャートである。このコンピュータプログラムは、コイルばねの先端部整形作業を行う際に起動される。しかし状況によっては、先端部整形作業の一部を作業員がマニュアル操作により行ってもよい。   FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of functions of a computer program stored in the control unit 70. This computer program is activated when the tip of the coil spring is shaped. However, depending on the situation, an operator may perform part of the tip portion shaping operation manually.

図5は、材料2が供給される前のコイリングマシン10を示している。材料送りローラ11a,11bは、材料2の移動を妨げないように、上下方向に互いに離れた位置(アンクランプ位置)にて待機している。   FIG. 5 shows the coiling machine 10 before the material 2 is supplied. The material feed rollers 11a and 11b stand by at positions (unclamp positions) separated from each other in the vertical direction so as not to hinder the movement of the material 2.

図4に示されたステップS1では、材料2がピンチローラ21a,21bによって材料ガイド12に向けて移動することにより、先端部2aが第1ピン13向かって前進する。このときピンチローラ21a,21bは、クランプ位置に移動している。材料送りローラ11a,11bは、アンクランプ位置に移動している。材料2がピンチローラ21a,21bによって材料ガイド12に向かって前進すると、例えば図6に示されるように、材料2の先端部2aが材料ガイド12の先端12aから突き出る。   In step S <b> 1 shown in FIG. 4, the material 2 moves toward the material guide 12 by the pinch rollers 21 a and 21 b, so that the distal end portion 2 a moves forward toward the first pin 13. At this time, the pinch rollers 21a and 21b are moved to the clamp position. The material feed rollers 11a and 11b are moved to the unclamping position. When the material 2 is advanced toward the material guide 12 by the pinch rollers 21a and 21b, for example, as shown in FIG. 6, the leading end 2a of the material 2 protrudes from the leading end 12a of the material guide 12.

ステップS2では、先端部2aが所定位置に達したか否かが判定される。先端部2aが所定位置に達していなければステップS1に戻って、材料2がさらに前進する。例えば検出手段(センサ18)によって材料2の先端部2aが検出されると、ステップS3に移行し、材料2の移動が停止する。このとき材料2の先端部2aが材料ガイド12の先端12aから所定距離L1だけ突き出た位置で停止してもよい。   In step S2, it is determined whether or not the tip 2a has reached a predetermined position. If the tip 2a has not reached the predetermined position, the process returns to step S1 and the material 2 further advances. For example, when the tip 2a of the material 2 is detected by the detection means (sensor 18), the process proceeds to step S3, and the movement of the material 2 is stopped. At this time, the tip 2a of the material 2 may stop at a position where the tip 2a of the material guide 12 protrudes from the tip 12a by a predetermined distance L1.

ステップS4では、材料送りローラ11a,11bがクランプ位置に移動することにより、材料2が材料送りローラ11a,11b間に挟まれるとともに、ピンチローラ21a,21bがアンクランプ位置に移動する。このため材料2は材料送りローラ11a,11bによって移動することになる。   In step S4, the material feed rollers 11a and 11b move to the clamping position, whereby the material 2 is sandwiched between the material feed rollers 11a and 11b, and the pinch rollers 21a and 21b move to the unclamping position. Therefore, the material 2 is moved by the material feed rollers 11a and 11b.

ステップS5では、図7に示されるように材料送りローラ11a,11b間に挟まれた材料2が第1ピン13に向かって移動し、材料2の先端部2aが第1ピン13に到達した状態において第1ピン13が駆動されることにより、先端部2aが第1ピン13によって曲げられる。たとえば材料2の先端部2aが第1ピン13によって、マンドレル17に近づく方向に曲げられる。このときマンドレル17は、図7に2点鎖線で示す第1の位置から矢印Z2で示す方向に移動することにより、マンドレル17の下面が材料ガイド12の先端12aの直近の第2の位置に切換わる。そして材料2の先端部2aが第1ピン13によって曲げられたのち、マンドレル17が再び2点鎖線で示す第1の位置に移動(上昇)する。   In step S5, as shown in FIG. 7, the material 2 sandwiched between the material feed rollers 11a and 11b moves toward the first pin 13, and the leading end 2a of the material 2 reaches the first pin 13. When the first pin 13 is driven, the tip portion 2 a is bent by the first pin 13. For example, the tip 2 a of the material 2 is bent by the first pin 13 in a direction approaching the mandrel 17. At this time, the mandrel 17 is moved from the first position indicated by the two-dot chain line in FIG. 7 in the direction indicated by the arrow Z2, so that the lower surface of the mandrel 17 is cut to the second position closest to the tip 12a of the material guide 12. Change. And after the front-end | tip part 2a of the material 2 is bent by the 1st pin 13, the mandrel 17 moves (rises) to the 1st position shown with a dashed-two dotted line again.

図8(A)に示すように、第1ピン13と第2ピン14との位置が、ピンの軸線X2,X3に沿う方向に距離G分だけずれている場合、この状態のまま材料2の先端部2aを第2ピン14に向かって前進させると、材料2の先端部2aが第2ピン14の溝14aから外れてしまうことがある。特に第1ピン13と第2ピン14との間の距離L2が大きくなるほど、先端部2aが第2ピン14の溝14aから外れやすくなる。   As shown in FIG. 8A, when the positions of the first pin 13 and the second pin 14 are shifted by a distance G in the direction along the axis lines X2 and X3 of the pin, the material 2 remains in this state. When the distal end portion 2 a is advanced toward the second pin 14, the distal end portion 2 a of the material 2 may be detached from the groove 14 a of the second pin 14. In particular, as the distance L <b> 2 between the first pin 13 and the second pin 14 increases, the tip end portion 2 a is more likely to be detached from the groove 14 a of the second pin 14.

また図8(B)に示すように、第2ピン14が第1ピン13の前方に角度θ3をなして傾いていることもある。この場合も材料2の先端部2aを前進させると、材料2の先端部2aが第2ピン14の溝14aから外れてしまうことがある。このため従来は、作業者が治具等によって材料2の先端部2aの向きを矯正する必要があった。   Further, as shown in FIG. 8B, the second pin 14 may be inclined at an angle θ3 in front of the first pin 13. In this case as well, when the tip 2a of the material 2 is advanced, the tip 2a of the material 2 may come off from the groove 14a of the second pin 14. For this reason, conventionally, it has been necessary for an operator to correct the direction of the tip 2a of the material 2 with a jig or the like.

本実施形態の場合、図7に示されるように材料2の先端部2aが第1ピン13によって曲げられかつ第2の位置(2点鎖線に示す)に移動した状態において、ピンチローラ21a,21bによって挟まれている材料2を軸線X1回りに回転させる。このとき材料2の先端部2aは、第1ピン13と第2ピン14との間に位置している。   In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 7, the pinch rollers 21a and 21b are moved in a state in which the leading end 2a of the material 2 is bent by the first pin 13 and moved to the second position (indicated by a two-dot chain line). The material 2 sandwiched between the two is rotated around the axis X1. At this time, the tip 2 a of the material 2 is located between the first pin 13 and the second pin 14.

ステップS6では、材料送りローラ11a,11bがアンクランプ位置(図7に2点鎖線Yで示す)に移動し、かつ、ピンチローラ21a,21bがクランプ位置に移動する。この状態のもとで材料回転装置20を駆動することにより、材料2の先端部2aが第2ピン14の溝14aの方向を向くようにピンチローラユニット21が回動する(ステップS7)。   In step S6, the material feed rollers 11a and 11b move to the unclamping position (indicated by a two-dot chain line Y in FIG. 7), and the pinch rollers 21a and 21b move to the clamping position. By driving the material rotating device 20 in this state, the pinch roller unit 21 is rotated so that the tip 2a of the material 2 faces the groove 14a of the second pin 14 (step S7).

材料2が軸線X1回りに回動することにより、図9に示すように材料2の先端部2aが角度θだけ傾く。これにより、材料2の先端部2aが第1ピン13から第2ピン14に向かって移動したときに、先端部2aを第2ピン14の溝14aに入れることができるようになる。   By rotating the material 2 around the axis X1, the tip 2a of the material 2 is inclined by an angle θ as shown in FIG. Thereby, when the front end portion 2 a of the material 2 moves from the first pin 13 toward the second pin 14, the front end portion 2 a can be put into the groove 14 a of the second pin 14.

図4中のステップS8において、材料送りローラ11a,11bがクランプ位置に移動し、かつ、ピンチローラ21a,21bがアンクランプ位置に移動する。そして材料送りローラ11a,11bが回転し、材料2が前進することにより(ステップS9)、先端部2aが第2ピン14の溝14aに入る(ステップS10)。   In step S8 in FIG. 4, the material feed rollers 11a and 11b move to the clamping position, and the pinch rollers 21a and 21b move to the unclamping position. Then, the material feed rollers 11a and 11b rotate and the material 2 advances (step S9), so that the tip 2a enters the groove 14a of the second pin 14 (step S10).

図10に示すように材料送りローラ11a,11bによって材料2をさらに移動させることにより、材料2の先端部2aを第2ピン14とマンドレル17との間に位置させる。そして材料2を移動させながら、第1ピン13と第2ピン14を駆動し、先端部2aを第1ピン13と第2ピン14との間で曲げることによって、図11に示すように先端側円弧部2b´を形成する(図4中のステップS11とS12)。   As shown in FIG. 10, the material 2 is further moved by the material feed rollers 11 a and 11 b, so that the leading end 2 a of the material 2 is positioned between the second pin 14 and the mandrel 17. Then, the first pin 13 and the second pin 14 are driven while the material 2 is moved, and the distal end portion 2a is bent between the first pin 13 and the second pin 14 to move the distal end side as shown in FIG. An arc portion 2b ′ is formed (steps S11 and S12 in FIG. 4).

所定形状の先端側円弧部2b´が形成されたら、図12に示すようにカッティングツール16を受け刃17aに向かって移動させることによって、先端側のスクラップ部2xを切り落とす(図4中のステップS13)。この切断作業(ステップS13)は、場合によっては作業者が状況を確認し、異常がなければマニュアル操作によりボタン等のスイッチを操作することにより、カッティングツール16を動作させてスクラップ部2xを切断することもある。以上の一連の工程により、コイルばね1の先端部整形作業が終了する。   When the tip-side arc portion 2b ′ having a predetermined shape is formed, the cutting portion 16 is moved toward the cutting blade 17a as shown in FIG. 12, thereby cutting off the tip-side scrap portion 2x (step S13 in FIG. 4). ). In this cutting operation (step S13), in some cases, the operator confirms the situation, and if there is no abnormality, by operating a switch such as a button by manual operation, the cutting tool 16 is operated to cut the scrap portion 2x. Sometimes. The tip end shaping operation of the coil spring 1 is completed by the series of steps described above.

スクラップ部2xが切り落とされると先端側円弧部2b´が残る。この先端側円弧部2b´はコイルばねの一部(座巻部)となる。これ以降は、材料送りローラ11a,11bによって材料2を連続的に移動させることにより、コイルばね1の成形(コイリング)を行う。すなわち、材料ガイド12の先端12aから第1ピン13を経て第2ピン14に向けて移動する材料2が、第1ピン13と第2ピン14とによって円弧状に成形されることにより、図1に示されるように円弧部2bが連続的に形成される。   When the scrap portion 2x is cut off, the tip side arc portion 2b 'remains. This tip-side arc portion 2b 'becomes a part (end winding portion) of the coil spring. Thereafter, the material 2 is continuously moved by the material feed rollers 11a and 11b, thereby forming the coil spring 1 (coiling). That is, the material 2 that moves from the distal end 12a of the material guide 12 to the second pin 14 through the first pin 13 is formed into an arc shape by the first pin 13 and the second pin 14, thereby FIG. As shown in FIG. 2, the arc portion 2b is continuously formed.

円弧部2bの曲率半径は、第1ピン13と第2ピン14との間で最小になったあと、スプリングバックの影響により、ピッチツール15に近付くにつれて曲率半径が少しずつ増加してゆく。このためスプリングバックの影響を考慮して第2ピン14等の位置が制御される。こうして1個分のコイルばねが成形されたら、カッティングツール16が作動することによりコイルばねの後端(次に成形されるコイルばねの前端)が切断される。そののち、次の1個分のコイルばねの成形が連続して行われる。   After the radius of curvature of the circular arc portion 2b is minimized between the first pin 13 and the second pin 14, the radius of curvature gradually increases as it approaches the pitch tool 15 due to the influence of the springback. For this reason, the position of the second pin 14 and the like is controlled in consideration of the influence of the springback. When one coil spring is thus formed, the cutting tool 16 is operated to cut the rear end of the coil spring (the front end of the next coil spring to be formed). After that, the next one coil spring is continuously formed.

以上説明したように本実施形態のコイルばねの製造方法は下記の工程を含んでいる。
(1)材料2を材料ガイド12に向かって移動させ、
(2)材料ガイド12から送り出された材料2の先端部2aの位置を検出し、
(3)マンドレル17を第2の位置に移動させ、
(4)先端部2aを第1ピン13によってマンドレル17に近付ける方向に曲げ、
(5)マンドレル17を第1の位置に移動させ、
(6)材料送りローラ11a,11bをアンクランプ位置に移動させ、
(7)材料2の先端部2aが第2ピン14の溝14aに向かうように材料2を軸線X1回り回動させ、
(8)材料送りローラ11a,11bをクランプ位置に移動させ、
(9)材料送りローラ11a,11bによって材料2を移動させることにより、先端部2aを第2ピン14の溝14aに入れ、
(10)材料2を第1ピン13と第2ピン14との間で曲げることによって先端側円弧部2b´を形成し、
(11)先端側円弧部2b´から先のスクラップ部2xをカッティングツール16によって切り落とす。
As described above, the manufacturing method of the coil spring of this embodiment includes the following steps.
(1) Move material 2 toward material guide 12,
(2) Detect the position of the tip 2a of the material 2 sent out from the material guide 12,
(3) Move the mandrel 17 to the second position,
(4) The tip 2a is bent by the first pin 13 in a direction approaching the mandrel 17,
(5) Move the mandrel 17 to the first position,
(6) Move the material feed rollers 11a and 11b to the unclamping position,
(7) The material 2 is rotated about the axis X1 so that the tip 2a of the material 2 is directed to the groove 14a of the second pin 14,
(8) Move the material feed rollers 11a and 11b to the clamp position,
(9) By moving the material 2 by the material feed rollers 11a and 11b, the tip 2a is put into the groove 14a of the second pin 14,
(10) Forming the distal end side arc portion 2b ′ by bending the material 2 between the first pin 13 and the second pin 14,
(11) Cut off the scrap part 2x from the tip side arc part 2b ′ with the cutting tool 16.

なお本発明を実施するに当たって、材料送りローラや材料ガイド、第1ピンおよび第2ピン、ピッチツール、カッティングツール、材料回転装置をはじめとして、コイリングマシンを構成する各要素の構成や配置等の態様を必要に応じて種々に変更して実施できることは言うまでもない。また、長尺な材料を巻いたフープ材から材料をコイリングマシンに供給する場合には、フープ材を載置した材料供給部(線出し機)を材料の軸線回りに回動させるように材料回転装置を構成してもよい。   In carrying out the present invention, the configuration and arrangement of each element constituting the coiling machine, including the material feed roller, the material guide, the first and second pins, the pitch tool, the cutting tool, and the material rotating device. It goes without saying that various modifications can be made as necessary. In addition, when a material is supplied to a coiling machine from a hoop material wound with a long material, the material is rotated so that the material supply unit (liner) on which the hoop material is placed is rotated around the material axis. An apparatus may be configured.

1…コイルばね、2…材料、2a…先端部、2b…円弧部、2b´…先端側円弧部、10…コイリングマシン、11a,11b…材料送りローラ、12…材料ガイド、12a…材料ガイドの先端、13…第1ピン、13a…溝、14…第2ピン、14a…溝、15…ピッチツール、16…カッティングツール、17…マンドレル、18…センサ(先端検出手段)、20…材料回転装置、21…ピンチローラユニット、21a,21b…ピンチローラ、22…回動機構、70…制御部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coil spring, 2 ... Material, 2a ... Tip part, 2b ... Arc part, 2b '... Tip side arc part, 10 ... Coiling machine, 11a, 11b ... Material feed roller, 12 ... Material guide, 12a ... Material guide Tip, 13 ... first pin, 13a ... groove, 14 ... second pin, 14a ... groove, 15 ... pitch tool, 16 ... cutting tool, 17 ... mandrel, 18 ... sensor (tip detection means), 20 ... material rotating device 21 ... Pinch roller unit, 21a, 21b ... Pinch roller, 22 ... Rotation mechanism, 70 ... Control unit.

Claims (6)

コイルばねの材料を移動させる材料送りローラと、
前記材料が挿入される材料ガイドと、
前記材料ガイドの先端から送り出された前記材料が接する第1ピンと、
前記第1ピンに対し前記材料の移動方向前側に配置され、前記第1ピンとの間で前記材料を曲げることにより前記第1ピンとの間に円弧部を形成する第2ピンと、
前記第2ピンに対し材料の移動方向前側に配置され前記材料が接するピッチツールと、
前記第2ピンと前記ピッチツールとの間に配置され、マンドレルとの間で前記材料を切断するカッティングツールと、
前記第1ピンによって曲げられた前記材料の先端部が前記第2ピンの溝の方向を向くように前記材料を軸線回りに回動させる材料回転装置と、
を具備したことを特徴とするコイリングマシン。
A material feed roller for moving the material of the coil spring;
A material guide into which the material is inserted;
A first pin that contacts the material fed from the tip of the material guide;
A second pin that is disposed on the front side in the movement direction of the material with respect to the first pin, and that forms an arc portion with the first pin by bending the material with the first pin;
A pitch tool disposed on the front side in the movement direction of the material with respect to the second pin and in contact with the material;
A cutting tool disposed between the second pin and the pitch tool and cutting the material between a mandrel;
A material rotating device that rotates the material about an axis so that a tip portion of the material bent by the first pin faces a groove direction of the second pin;
A coiling machine characterized by comprising:
前記材料回転装置は、
前記材料を挟むピンチローラを備えたピンチローラユニットと、
前記ピンチローラを前記材料の送り方向に回転させるピンチローラ回転機構と、
前記材料送りローラがアンクランプ位置に移動した状態において前記ピンチローラユニットを前記材料の軸線回りに回動させる回動機構とを有したことを特徴とする請求項1に記載のコイリングマシン。
The material rotating device includes:
A pinch roller unit comprising a pinch roller for sandwiching the material;
A pinch roller rotating mechanism for rotating the pinch roller in the feed direction of the material;
2. The coiling machine according to claim 1, further comprising: a rotating mechanism that rotates the pinch roller unit around the axis of the material in a state in which the material feeding roller is moved to the unclamping position.
材料送りローラによって移動するコイルばねの材料を第1ピンと第2ピンとの間で曲げることにより円弧部を形成するコイリングマシンであって、
該コイリングマシンは前記材料の先端部整形作業を自動化する制御部を有し、
該制御部は、
前記材料の先端部を前記第1ピンに向かって前進させる手段と、
前記材料の先端部の位置を検出する検出手段と、
前記先端部が前記第1ピンに到達した状態において前記先端部を第1ピンによってマンドレルに近付ける方向に曲げる手段と、
前記材料送りローラをアンクランプ位置に移動させる手段と、
前記材料の先端部が第2ピンの溝の方向を向くように前記材料を軸線回り回動させる手段と、
前記材料送りローラをクランプ位置に移動させる手段と、
前記材料送りローラを回転させて前記材料を前進させることにより前記先端部を前記第2ピンの溝に入れる手段と、
前記先端部を前記第1ピンと前記第2ピンとの間で曲げることによって先端側円弧部を形成する手段と、
を具備したことを特徴とするコイリングマシン。
A coiling machine that forms an arc portion by bending a material of a coil spring moved by a material feed roller between a first pin and a second pin,
The coiling machine has a control unit that automates the tip shaping operation of the material,
The control unit
Means for advancing the tip of the material toward the first pin;
Detection means for detecting the position of the tip of the material;
Means for bending the tip portion toward the mandrel by the first pin in a state where the tip portion reaches the first pin;
Means for moving the material feed roller to an unclamping position;
Means for rotating the material about its axis so that the tip of the material faces the groove of the second pin;
Means for moving the material feed roller to a clamping position;
Means for rotating the material feed roller to advance the material to place the tip into the groove of the second pin;
Means for forming a tip side arc portion by bending the tip portion between the first pin and the second pin;
A coiling machine characterized by comprising:
前記マンドレルを第1の位置と第2の位置とに移動させる手段をさらに備えたことを特徴とする請求項3に記載のコイリングマシン。   The coiling machine according to claim 3, further comprising means for moving the mandrel between a first position and a second position. 前記先端側円弧部から先のスクラップ部をカッティングツールによって切断する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項3に記載のコイリングマシン。   The coiling machine according to claim 3, further comprising means for cutting a scrap portion ahead of the arc portion on the front end side with a cutting tool. 材料送りローラによって移動するコイルばねの材料を第1ピンと第2ピンとの間で円弧状に曲げて円弧部を形成するコイルばねの製造方法において、
前記材料を材料ガイドに向かって移動させ、
前記材料の先端部の位置を検出し、
前記材料の先端部を第1ピンによってマンドレルに近付ける方向に曲げ、
材料送りローラをアンクランプ位置に移動させ、
前記材料の先端部が第2ピンの溝の方向を向くように前記材料を軸線回り回動させ、
前記材料送りローラをクランプ位置に移動させ、
前記材料送りローラによって材料を移動させることにより前記先端部を前記第2ピンの溝に入れ、
前記材料を前記第1ピンと前記第2ピンとの間で曲げることによって先端側円弧部を形成し、
前記先端側円弧部から先のスクラップ部をカッティングツールによって切断することを特徴とするコイルばねの製造方法。
In the manufacturing method of the coil spring in which the material of the coil spring moved by the material feed roller is bent in an arc shape between the first pin and the second pin to form an arc portion,
Moving the material towards the material guide;
Detecting the position of the tip of the material,
Bending the tip of the material in a direction approaching the mandrel by a first pin;
Move the material feed roller to the unclamp position,
Rotating the material around its axis so that the tip of the material faces the groove of the second pin,
Moving the material feed roller to a clamping position;
By moving the material by the material feed roller, the tip is placed in the groove of the second pin,
Forming a circular arc on the tip side by bending the material between the first pin and the second pin;
A method of manufacturing a coil spring, comprising cutting a scrap portion ahead of the tip side arc portion with a cutting tool.
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