JP6915394B2 - Work shape correction method - Google Patents
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本発明は、ワークの形状矯正方法に関する。 The present invention relates to a method for correcting the shape of a work.
ワークの寸法が許容範囲内となるように、ワークを部分的に押圧してワークの形状を矯正する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。 A technique is known in which the work is partially pressed so that the dimensions of the work are within an allowable range to correct the shape of the work (see, for example, Patent Document 1).
上記のような矯正の際には、支持台に設けられた位置決め部にワークを位置決めしてから、ワークをクランプしてワークの形状を矯正することが考えられる。この場合、位置決め部とワークとの間に隙間があると、矯正時にワークへの押圧によってワークの位置がその隙間の分だけずれる可能性がある。これにより、ワークの矯正後の寸法精度が低下する可能性がある。 In the case of the above-mentioned correction, it is conceivable to position the work on the positioning portion provided on the support base and then clamp the work to correct the shape of the work. In this case, if there is a gap between the positioning portion and the work, the position of the work may shift by the amount of the gap due to pressing against the work during straightening. This may reduce the dimensional accuracy of the workpiece after straightening.
そこで本発明は、矯正後の寸法精度の低下が抑制されたワークの形状矯正方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for correcting the shape of a work in which a decrease in dimensional accuracy after correction is suppressed.
上記目的は、支持台にセットされクランプされていないワークを、前記支持台に設けられた位置決め部により前記ワークの位置ずれが規制されるまで所定方向に押圧することにより、前記ワークの位置を事前にずらしておく工程と、事前に位置がずらされた前記ワークをクランプする工程と、クランプされた前記ワークを、前記所定方向に押圧部材により押圧することにより変形させて矯正する工程と、前記押圧部材が前記ワークから退避した状態で距離センサにより前記ワークの矯正された箇所の寸法を測定する工程と、測定された前記寸法が許容範囲外の場合に、再度、クランプされた前記ワークを、前記所定方向に前記押圧部材により押圧することにより変形させて矯正する工程と、を備えたワークの形状矯正方法によって達成できる。 The above purpose is to press the work set on the support base and not clamped in a predetermined direction until the positioning portion provided on the support base regulates the displacement of the work, thereby preliminarily positioning the work. A step of shifting the work, a step of clamping the work whose position has been shifted in advance, a step of deforming and correcting the clamped work by pressing it with a pressing member in a predetermined direction, and the pressing. The step of measuring the dimension of the corrected portion of the work by the distance sensor while the member is retracted from the work, and when the measured dimension is out of the permissible range, the clamped work is re-clamped. This can be achieved by a method of shape correction of a work including a step of deforming and correcting by pressing with the pressing member in a predetermined direction.
本発明によれば、矯正後の寸法精度の低下が抑制されたワークの形状矯正方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for correcting the shape of a work in which a decrease in dimensional accuracy after correction is suppressed.
図1Aは、ワーク10の形状を矯正する矯正装置1の概略構成図であり、図1Bは、矯正装置1のブロック図である。矯正装置1は、支持台20、矯正機構30a〜30e、昇降装置40、及び距離センサSa〜Seを備えている。
FIG. 1A is a schematic configuration diagram of a
ワーク10は、略平板状に形成された平板部11、平板部11よりも高い位置にある段部12、段部12から略鉛直上方に延びた鉛直部13、を有する。平板部11には、2つの位置決め孔14が形成されている。ワーク10は、例えば車両等に用いられるアルミダイカスト鋳造部品であるが、金属製であればこれに限定されず、ワーク10の形状も上記のようなものに限定されない。
The
支持台20の上面には、支持部22a〜22cが固定されており、支持部22a〜22cによりワーク10が支持されている。支持部22a〜22cは、ワーク10の形状に対応するように高さが異なっている。具体的には、支持部22aは段部12を支持し、支持部22b及び22cは平板部11を支持しており、支持部22aは支持部22b及び22cのそれぞれよりも高く形成されている。また、ワーク10の上面には、支持部22a〜22cのそれぞれよりも長い2つの位置決めピン24が形成されている。図1Aでは、2つの位置決めピン24がワーク10の位置決め孔に挿入されることによりワーク10が位置決めされて、支持台20にセットされた状態を示している。位置決めピン24は、支持台20の上面に設けられている。
Support
昇降装置40は、サーボ機構又は流体圧シリンダによりクランパ42a〜42cを上下に昇降させる装置である。クランパ42a〜42cはそれぞれ支持部22a〜22cの鉛直上方側に位置するように調整されている。昇降装置40がクランパ42a〜42cを下降させることにより、クランパ42a〜42cはそれぞれ支持部22a〜22cとの間でワーク10を押圧する。これにより、ワーク10はクランプされる。
The
距離センサSa〜Seは、後述するワーク10の矯正位置までの距離を測定する。矯正機構30a〜30eは、詳しくは後述するが、ワーク10を押圧することによりワーク10を塑性変形してワーク10の形状を矯正する。図1Aにおいては、矯正機構30b及び30eのみを示し、矯正機構30a、30c、及び30dについては図示を省略してある。矯正機構30bは鉛直部13の所定箇所を矯正する。矯正機構30eは平板部11の所定箇所を矯正する。
The distance sensors Sa to Se measure the distance to the correction position of the
コントローラ100は、矯正機構30a〜30e、昇降装置40、及び距離センサSa〜Seに電気的に接続されており、矯正装置1全体の動作を制御する。コントローラ100は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及び記憶装置等を備える。コントローラ100は、距離センサSa〜Seのそれぞれの出力値に基づいて、矯正機構30a〜30eを制御する。
The
図2Aは、支持台20にセットされたワーク10を上方から見た図である。矯正機構30a〜30e、及び距離センサSa〜Seは、それぞれ、ワーク10の各所定箇所に対向して配置されている。矯正機構30a及び30bは、鉛直部13の所定箇所を矯正する。矯正機構30cは、段部12の所定箇所を矯正する。矯正機構30d及び30eは、平板部11の所定箇所を矯正する。尚、図2Aにおいて理解を容易にするために、矯正機構30a〜30e、距離センサSa〜Seを平面的に示している。従って、例えば図1Aに示したように矯正機構30eのE軸は鉛直方向に沿っているが、図2Aにおいては理解を容易にするために平面方向に展開して記載している。
FIG. 2A is a view of the
矯正機構30a〜30eはそれぞれ押圧部材32a〜32e、アクチュエータ34a〜34eを有している。押圧部材32a〜32eは、それぞれアクチュエータ34a〜34eによりA軸〜E軸方向にワーク10に対して進退させられる。また、押圧部材32a〜32eは、ワーク10の各箇所を押圧することによりワーク10を塑性変形させる。具体的には、押圧部材32a及び32bは、鉛直部13の所定箇所を押圧する。押圧部材32cは、段部12の所定箇所を押圧する。押圧部材32d及び32eは、平板部11の所定箇所を押圧する。アクチュエータ34a〜34eは、それぞれ押圧部材32a〜32eをA軸〜E軸方向に進退自在に駆動する。アクチュエータ34a〜34eは、例えばサーボモータにより駆動される電動アクチュエータや、気圧や油圧により駆動されるシリンダである。A軸〜E軸方向は、互いに平行ではなく交差するように設定されているが、これに限定されない。押圧部材32b及びアクチュエータ34bは、それぞれ他の押圧部材及びアクチュエータよりも大きく形成されているがこれに限定されない。
The
距離センサSa〜Seはそれぞれ、押圧部材32a〜32eによりそれぞれ押圧されるワーク10の矯正箇所の距離を測定することにより、矯正箇所の寸法を測定する。具体的には、距離センサSa及びSbは、それぞれ押圧部材32a及び32bにより押圧される鉛直部13の矯正箇所の距離を測定する。距離センサScは、押圧部材32cにより押圧される段部12の矯正箇所を測定する。距離センサSd及びSeは、それぞれ押圧部材32d及び32eにより押圧される平板部11の矯正箇所の距離を測定する。距離センサSa〜Seとしては、例えばレーザ変位計であるが、接触式の変位計であってもよい。尚、距離センサSbは3つ設けられており、距離センサSeは2つ設けられており、その他距離センサSa、Sc、及びSdはそれぞれ1つ設けられているが、これに限定されない。
The distance sensors Sa to Se measure the dimensions of the straightened portion by measuring the distance of the straightened portion of the
矯正方法は、詳しくは後述するが、ワーク10の矯正箇所の寸法を距離センサで確認しながら、この矯正箇所での寸法が予め定められた許容範囲内に含まれるまで、繰り返し矯正箇所が押圧されて変形される。ワーク10の各矯正箇所での寸法がそれぞれに対応した許容範囲内に含まれると、ワーク10の形状の矯正が完了する。
The straightening method will be described in detail later, but while checking the dimensions of the straightened portion of the
ここで、図2Aに示すように、ワーク10には2つの位置決め孔14が形成されており、2つの位置決め孔14にそれぞれ2つの位置決めピン24が挿入されて支持台20にセットされている。このようにセットされた状態でクランパ42a〜42cによりワーク10がクランプされて、上述したワーク10の形状が矯正されると、矯正中に以下のような問題が生じる可能性がある。
Here, as shown in FIG. 2A, two
図2B及び図2Cは、位置決め孔14及び位置決めピン24の拡大図である。図2Bに示すように、位置決め孔14への位置決めピン24の挿入の容易性を考慮して、位置決め孔14の内径は位置決めピン24の外径よりも大きく形成されている。即ち、位置決め孔14の内径と位置決めピン24の外径との間には隙間が設けられている。このため、例えばワーク10がクランプされた状態であっても、押圧部材32a〜32eの何れかからワーク10の形状を矯正するための押圧力がワーク10に作用した際にワーク10が滑り位置がずれる可能性がある。例えば、図2Bの状態でクランプされていても、矯正中でのワーク10への押圧力によりワーク10の位置がずれて図2Cの状態となる可能性がある。
2B and 2C are enlarged views of the
このため、距離センサSa〜Seのそれぞれにより測定された各矯正箇所の寸法が、実際に塑性変形された後の寸法であるのか、上記のように位置ずれが生じた後の寸法なのかは判別できない。このため、ワーク10の各矯正箇所での寸法がそれぞれに対応した許容範囲内に含まれていたとしても、実際には上記のような位置ずれが発生しており、矯正完了後でのワーク10の寸法精度が低下する可能性がある。図3Aは、矯正完了後での距離センサの出力値と実際の寸法とをプロットしたグラフである。横軸は矯正箇所の寸法を測定する距離センサの出力値を示しており、縦軸は矯正箇所の実際の寸法を示している。図3Aに示すように、距離センサの出力値と実際の寸法との相関の度合は低く、位置ずれが発生している可能性がある。このため、上述のように距離センサSa〜Seに基づいてワーク10の寸法を確認しながらワーク10の形状を矯正したとしても、矯正完了後でのワーク10の寸法精度が低下している可能性がある。
Therefore, it is determined whether the dimension of each straightening portion measured by each of the distance sensors Sa to Se is the dimension after the actual plastic deformation or the dimension after the misalignment occurs as described above. Can not. Therefore, even if the dimensions of the
本実施例での矯正制御では、ワーク10の形状が矯正される前に、ワーク10をアンクランプした状態で位置決めピン24によりそれ以上の位置ずれが規制されるまでワーク10の位置を事前にずらしておく押込みが実行される。即ち、ワーク10の矯正前に予めワーク10の位置ずれを意図的に生じさせておくことにより、矯正中でのワーク10の位置ずれの発生を抑制する。図3Bは、矯正前に押込みを実行した場合での矯正完了後での距離センサの出力値と実際の寸法とをプロットしたグラフである。図3Bに示すように、距離センサの出力値と実際の寸法とは略比例関係となり、図3Aの場合よりも相関の程度が大きいことがわかる。このため、矯正完了後のワーク10の寸法精度の低下が抑制される。
In the straightening control in this embodiment, before the shape of the
次に、コントローラ100が実行する矯正制御について具体的に説明する。図4は、矯正制御の一例を示したフローチャートである。ワーク10の位置決め孔14に位置決めピン24が挿入されて支持部22a〜22c上にセットされた状態で矯正装置1が起動されると、距離センサSa〜Seの出力値に基づいてワーク10が支持台20にセットされたか否かが判定される(ステップS1)。具体的には、距離センサSa〜Seの出力値が距離センサSa〜Se毎に設定された所定範囲内にそれぞれ属する場合には肯定判定がなされ、何れかの出力値が対応する所定範囲内に属さない場合には、ワーク10はセットされていない又は正常にセットされていないものとして異常判定がなされて(ステップS3)、本制御は終了する。
Next, the correction control executed by the
ステップS1で肯定判定の場合には、昇降装置40によりクランパ42a〜42cが下降してワーク10を支持部22a〜22cに向けて所定の荷重で押圧し、ワーク10はクランプされる(ステップS5)。次に、再び距離センサSa〜Seの出力値に基づいて、ワーク10の形状が矯正可能であるか否かが判定される(ステップS7)。具体的には、距離センサSa〜Seの出力値が距離センサSa〜Se毎に設定された所定範囲内にそれぞれ属する場合には肯定判定がなされ、何れかの出力値が対応する所定範囲内に属さない場合には、否定判定がなされる。ステップS7で否定判定の場合には、ワーク10は矯正不能な形状であるとして異常判定がなされ(ステップS8)、昇降装置40が上昇してクランパ42a〜42cがワーク10から退避して、ワーク10がアンクランプされ(ステップS9)、本制御は終了する。
In the case of an affirmative determination in step S1, the
ステップS7で肯定判定の場合には、昇降装置40がクランパ42a〜42cをワーク10から僅かに離れる程度、例えば0.5mm程度離間させて、ワーク10がアンクランプされる(ステップS11a)。次に、矯正機構30aの押圧部材32aによりワーク10の鉛直部13のA軸方向への押込みが実行される(ステップS13a)。これによりワーク10は、位置決めピン24により位置ずれが規制されるまでA軸方向にずらされる。従って、その後のA軸方向での矯正中でのワーク10の位置ずれが抑制される。尚、上記の押込みでワーク10に付与される押圧力は、アンクランプ状態で位置決めピン24により位置ずれが規制されるまでワーク10の位置はずれるが、ワーク10は変形しない程度に設定されている。
In the case of an affirmative determination in step S7, the lifting
次に、ワーク10は再度クランプされ(ステップS15a)、鉛直部13のA軸方向での矯正が実行される(ステップS17a)。具体的には次のようにして実行される。最初に、距離センサSaに基づいて押圧部材32aにより押圧されるワーク10の鉛直部13の矯正箇所までの距離が測定される。次に、ワーク10の鉛直部13の矯正箇所が押圧部材32aにより矯正用の押圧力で押圧される。矯正用の押圧力は、上述した押込み用の押圧力よりも大きな力であり、ワーク10を塑性変形できる大きさに設定されている。次に、ワーク10の鉛直部13から押圧部材32aが退避されて、再度距離センサSaに基づいてワーク10の鉛直部13の矯正箇所のA軸方向での寸法が測定される。押圧部材32aによりワーク10が押圧された状態ではなくワーク10から退避された状態で矯正箇所のA軸方向での寸法が測定される理由は、ワーク10への押圧力が解除された後のスプリングバックによる戻り量が反映された矯正箇所の寸法を測定するためである。
Next, the
次に、矯正箇所のA軸方向での寸法の合否判定がなされる(ステップS19a)。具体的には、ワーク10の鉛直部13の矯正箇所のA軸方向での寸法が予め定められた許容範囲内の場合には肯定判定がなされ、許容範囲外の場合には否定判定がなされる。ステップS19aで否定判定の場合には、再度ステップS17aの処理が実行される。即ち、矯正箇所のA軸方向での寸法が合格するまで、繰り返しA軸方向での矯正が実行される。
Next, a pass / fail determination of the dimensions of the corrected portion in the A-axis direction is made (step S19a). Specifically, an affirmative judgment is made when the dimension of the straightened
ステップS19aで肯定判定の場合には、上記と同様の処理がB軸〜E軸の順に実行される。具体的には、ワーク10はアンクランプされ(ステップS11b)、押圧部材32bによりB軸方向にワーク10が押込まれて(ステップS13b)、ワーク10は再クランプされ(ステップS15b)、B軸方向でのワーク10の鉛直部13の矯正が実行され(ステップS17b)、矯正後でのB軸方向でのワーク10の鉛直部13の寸法の合否判定が実行され(ステップS19b)、ステップS19bで否定判定の場合には、再度ステップS17bが実行される。
In the case of an affirmative determination in step S19a, the same processing as described above is executed in the order of the B axis to the E axis. Specifically, the
ステップS19bで肯定判定の場合には、同様に、ワーク10はアンクランプされ(ステップS11c)、押圧部材32cによりC軸方向にワーク10が押込まれ(ステップS13c)、ワーク10は再クランプされ(ステップS15c)、C軸方向でのワーク10の段部12の矯正が実行され(ステップS17c)、矯正後でのC軸方向でのワーク10の段部12の寸法の合否判定が実行され(ステップS19c)、ステップS19cで否定判定の場合には再度ステップS17cの処理が実行される。
In the case of an affirmative determination in step S19b, the
ステップS19cで肯定判定の場合には、ワーク10はアンクランプされ(ステップS11d)、押圧部材32dによりD軸方向にワーク10が押込まれ(ステップS13d)、ワーク10は再クランプされ(ステップS15d)、D軸方向でのワーク10の平板部11の矯正が実行され(ステップS17d)、矯正後でのD軸方向でのワーク10の平板部11の寸法の合否判定が実行され(ステップS19d)、ステップS19dで否定判定の場合には再度ステップS17dの処理が実行される。
If a positive judgment is made in step S19c, the
ステップS19dで肯定判定の場合には、ワーク10はアンクランプされ(ステップS11e)、押圧部材32eによりE軸方向にワーク10が押込まれ(ステップS13e)、ワーク10は再クランプされ(ステップS15e)、E軸方向でのワーク10の平板部11の矯正が実行され(ステップS17e)、矯正後でのE軸方向でのワーク10の平板部11の寸法の合否判定が実行され(ステップS19e)、ステップS19eで否定判定の場合には再度ステップS17eの処理が実行される。
If a positive judgment is made in step S19d, the
ステップS19eで肯定判定の場合には、距離センサSa〜Seに基づいてA軸〜E軸の全ての方向でのワーク10の寸法の合否判定がなされ(ステップS21)、否定判定の場合には、何れかの寸法が許容範囲内にないとして異常判定がなされ(ステップS23)、アンクランプされる(ステップS25)。ステップS21で肯定判定の場合には、ワーク10の形状は正常に矯正されたとしてアンクランプされる(ステップS25)。以上の矯正制御により、A軸〜E軸の全ての方向での矯正後のワーク10の寸法精度の低下が抑制される。
In the case of affirmative determination in step S19e, the pass / fail determination of the dimensions of the
ステップS13a、S13b、S13c、S13d、及びS13eの工程は、それぞれ、支持台20にセットされクランプされていないワーク10を、支持台20に設けられた位置決めピン24によりワーク10の位置ずれが規制されるまでA軸〜E軸方向に押圧することにより、ワーク10の位置を事前にずらしておく工程の一例である。ステップS15a、S15b、S15c、S15d、及びS15eの工程はそれぞれ、事前に位置がずらされたワーク10をクランプする工程の一例である。ステップS17a、S17b、S17c、S17d、及びS17eの工程は、それぞれ、クランプされたワーク10を、A軸〜E軸方向に押圧することにより変形させる工程の一例である。
In the steps S13a, S13b, S13c, S13d, and S13e, the
位置決め部の一例として、ワーク10の位置決め孔14に挿入される位置決めピン24を説明したが、これに限定されない。例えば、位置決め部は、セット台に設けられた突起状又は壁状の部分であり、ワークの外周面の一部に当接することによりワークを位置決めするものであってもよい。この場合も、クランプされていないワークを、位置決め部により位置ずれが規制されるまで所定方向に押圧して事前にワークの位置をずらしておき、その後にワークをクランプし、同じ所定方向にワークを押圧して変形させればよい。
As an example of the positioning unit, the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the examples of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific examples, and various modifications and modifications are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
1 矯正装置
10 ワーク
14 位置決め孔
20 支持台
24 位置決めピン(位置決め部)
30a〜30e 矯正機構
32a〜32e 押圧部材
34a〜34e アクチュエータ
40 昇降装置
42a〜42c クランパ
100 コントローラ
Sa〜Se 距離センサ
1
30a to
Claims (1)
事前に位置がずらされた前記ワークをクランプする工程と、
クランプされた前記ワークを、前記所定方向に押圧部材により押圧することにより変形させて矯正する工程と、
前記押圧部材が前記ワークから退避した状態で距離センサにより前記ワークの矯正された箇所の寸法を測定する工程と、
測定された前記寸法が許容範囲外の場合に、再度、クランプされた前記ワークを、前記所定方向に前記押圧部材により押圧することにより変形させて矯正する工程と、を備えたワークの形状矯正方法。
The position of the work is shifted in advance by pressing the work set on the support base and not clamped in a predetermined direction until the positioning portion provided on the support base regulates the displacement of the work. Process and
The process of clamping the work that has been displaced in advance, and
A step of deforming and correcting the clamped work by pressing it with a pressing member in the predetermined direction.
A step of measuring the dimension of a corrected portion of the work by a distance sensor with the pressing member retracted from the work, and a step of measuring the dimensions of the corrected portion of the work.
A method for correcting the shape of a work , comprising a step of deforming and straightening the clamped work by pressing the clamped work in a predetermined direction with the pressing member when the measured dimensions are out of the permissible range. ..
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