JPH03110035A - 数値制御転造盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、精密転造を行なうための数値制御転造盤に
関する。

［従来の技術］ 従来の左右１対のロールダイスを相対的に接離して転造
を行なう方式の転造盤においては、安価であるにもかか
わらず大きな転造圧が得られ、しかも比較的精度の高い
製品が得られることから、ロールダイスの接離に油圧装
置が用いられて来た。

また、ロールダイスの回転には汎用モータ（三相モータ
）が用いられているのが普通である。

しかしながら、転造品に対して要求される精度が高まる
と共に従来は転造では考えられなかった複雑又は微細な
加工が必要になるにつれて、従来の油圧方式では、ロー
ルダイスの実際の回転速度に正確に対応する転造圧と主
軸台の送り速度の設定が容易でないこと、ロールダイス
を所定の範囲において転造開始位置から転造終了位置ま
で正確に回動させるのが困難であること、転造中に油圧
装置の圧油の温度が変化して前記送り速度に影響を及ぼ
すことなどのために、市場の要請に応えられないか転造
条件の設定のために高度の熟練と段取に多大の工数を必
要とするという不具合があった。

［発明が解決しようとする課題］ この発明の目的は、数値制御装置を用いて、１対のロー
ルダイスを所望の回転速度で又は所望角度だけ回転させ
、これに対応して両ロールダイスを所定のタイミングで
所定距離だけ所定速度で接離させることによって、高精
度の転造を行なう数値制御転造盤を提供することにある
。

［課題を解決するための手段］ 以上の目的を達成するため、この発明に基づく数値制御
転造盤は、共にフィードバック機構を有し実質的に並置
された１対のロールダイスを回転させる回転装置とこれ
らロールダイスを接離させる送り装置とを数値制御装置
で制御するように構成されている。

この回転装置は両ロールダイスを回転させる第１サーボ
モータを有し、この送り装置は第２サーボモータの回転
を両ロールダイスを相対的に接離する直進運動に変換す
る回転・直進変換機構とを有し、両サーボモータの回転
出力をそれぞれのデコーダを介して数値制御装置のＣＰ
ＵとこのＣＰＵとそれぞれのサーボモータに接続されＯ
Ｐアンプ機能を有する駆動部へ送るフィードバック機構
を具備する構成にすることが出来る。

［作用］ この発明においては、共にフィードバック機構を有する
ロールダイス回転用の回転装置の回転速度又は回転位置
及び回転角とロールダイス接離用の移動装置の接離速度
及び接離量を数値制御装置で制御し、自動的な精密転造
を可能にする。

［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明の転造盤の１実施例の概略機構の平
面図である。

本図において、２は転造盤本体１のベツド３上の左側に
固定された左主軸台であり、左主軸６が軸受７を介して
左主軸台２に支承されている。４は左主軸６に対して直
角方向に接離可能にガイドウェー５により摺動案内され
る右主軸台であり、右主軸台４に軸受８を介して右主軸
９が左主軸６と平行に支承されている。

両生軸６，９の先端のテーパ部１０．１１にロールダイ
ス１２．１３が嵌装固定され、両生軸の後端にウオーム
ホイール１４．１５が固定されている。

転造盤本体１の右側面の後部及び前部にそれぞれ第１サ
ーボモータ１６及び第２サーボモータ１７が設けられて
いる。

第１０図に示すように、第１サーボモータ１６は、これ
の回転速度と回転角を検出する第１バルスコーダ１８を
有し、第１デコーダ１９を介して第１駆動部２０に接続
されている。この第１駆動部２０はＯＰアンプ部を有し
、ＣＰＵ２１と第１サーボモータ１６に接続されており
、第１デコーダ１９と共に第１フィードバック機構を構
成する。

又、第２サーボモータ１７は、これの回転速度を検出す
る第２バルスコーダ２２を有し、第２デコーダ２３を介
してＯＰアンプ機能を有する第２駆動部４０に接続され
ており、第２デコーダ２３と共に第２フィードバック機
構を構成する。

２５は歯車軸で、その一端はカップリングを介して第１
サーボモータ１６の回転軸に接続され、他端にはこれと
共軸に右主軸９駆動用のスプライン軸２６がカップリン
グを介して接続されている。

このスプライン軸２６にスプライン継手２７が嵌装され
、その出力軸２８に右主軸９のウオームホイール１５に
噛合するウオーム２９が設けられている。

第１図において、歯車軸２５の回転又は回動は歯車列３
０を経て最終歯車の歯車軸３１に伝達される。この歯車
軸３１は歯車軸２５と同速度、同方向へ駆動され、これ
に左主軸６駆動用のスプライン軸３２が右主軸駆動用の
スプライン軸２６に平行に延びるように接続されている
。

スプライン軸３２にピッチ合せ継手３３．４１が同軸３
２の長手方向へ摺動可能に嵌装され、その出力軸３４に
左主軸６のウオームホイール１４に噛合するウオーム３
５が接続されている。そして、左右の主軸６，９は同回
転速度で同回転方向へ駆動される。第１サーボモータ１
６からウオームホイール１４までの要素を総合して回転
装置と名付けるが、これにおいては、ピッチ合せ継手３
３．４１の係合を外し、継手４１のみを回転させること
によって、両ロールダイス１２．１３のピッチ合せを行
なうことができる。

２４は第２サーボモータ１７の回転を直進運動に変換す
る回転・直進変更機構であり、ボールねじ３７とこれに
螺合するめねじ３８から成る。ボールねじ３７は、一端
がカップリングを介して第２サーボモータ２１の出力軸
３６に接続されると共に、スプライン軸２６．３２に平
行に延びている。また、ボールねじ３８は右主軸台４内
に形成されている。ここで、第２サーボモータ１７と回
転・直進変換機構２４との組合せを送り装置と名付ける
ことにする。

このように構成された転造盤の回転装置及び送り装置は
、ＣＰＵ２１と上述の２つのフィートノくツク機構を含
む数値制御装置３９に接続され、同装置３９から所定の
回転ないし回動指令を受けるようになっている。

４２は両ロールダイス１２．１３間のフレ調整装置であ
る。まず、両ロールダイス１２．１３をゆっくりと回転
させてインジケータにより両ロールダイス各々のフレと
その位置を測定し、しかる後、このフレ調整装置４２に
よって左ロールダイス１２のみを回転させて両ロールダ
イスのフレが最小になるようにする。この装置４２は左
主軸台２上の手前からアクセス可能な場所にあるために
、操作が容易である。

第１０図において、４３は、マイクロスイッチや光電素
子等を含む被転造物検出器で有り、両ロールダイス１２
．１３の間の転造位置に被転造物が位置した時に、これ
を検知してＣＰＵ２１へ検知信号を発するものである。

但し、被転造物を手動で両ロールダイス１２．１３間に
設定する時は、この被転造物検出器４３は省略される。

第２図は、被転造物の例で、ＯＡ機器に用いられる精密
ＤＣモータの回転軸４４の外周面に円周方向に並んで斜
に延びる傾斜溝４５を形成したものである（以下、この
回転軸を代表例゛として被転造物４４と呼ぶことにする
）。これらの傾斜溝４５は、例えば、幅が０．５ｍｍ、
長さが５０ｍｍ、深さが０．０５ｍｍ、公差が１　／　
１００　ｍ、ｍ台であり、従来の油圧式転造盤では転造
不可能なものであった。

第３図は、これらの傾斜溝４５を形成するための右転造
ロール１３の外周面の展開図であり、これに傾斜溝４５
に対応する突起４６が形成されている。

第４図は、右ロールダイス１３の作業角度位置を示し、
Ｚ３は初期角度位置、ＺＯは右ロールダイス１３が被転
造物４４に接する接触角度位置、Ｚｌは転造終了角度位
置及びスパークアウト開始角度位置、及びＺ２はスパー
クアウト角度終了位置を示す。

第５図乃至第９図は、右ロールダイス１３の作動経過を
示す。図中Ｘｉ、Ｘ２及びＸ３は、それぞれ、右ロール
ダイス１３の初期送り位置、被転造物４４への接触送り
位置及び転造終了送り位置（スパークアウト送り位置）
を示す。

次に、第５図乃至第１１図を参照して上記の実施例の作
動を説明する。

まず、第５図に示すように、右主軸台４を後退させて右
ロールダイス１３を初期角度位置Ｚ３及び初期送り位置
Ｘ１に位置させる。次いで、第１１図にステップＳ１で
示す通り電源をＯＮにすると、次のステップＳ２でＣＰ
Ｕ２１が加工命令を受信する。この加工命令には、ステ
ップＳ１乃至８１２を実行するものが含まれている。

次いで、図示しない被転造物供給装置から被転造物４４
が両ロールダイス１２．１３間に自動供給されると被転
造物検出器４３で検出され、その検出信号がＣＰＵ２１
へ送られるとステップＳ３による被転造物４４のセツテ
ィングが実行され、次のロールダイス回転工程であるＳ
４へ進行する。

なお、ここで、被転造物４４が手動供給された場合、第
１０図の被転造物検出器４３及び第１１図のステップＳ
３が省略される。

次のステップＳ５においては、右ロールダイス１３が第
４図の矢印Ａ方向へ第５図の初期角度位置Ｚ３から第６
図の接触角度位置ＺＯまで所定の回転速度で回転する接
近信号が第１駆動部２０を介して第１サーボモータ１６
へ伝達されてこれを回転させる。この第１サーボモータ
の出力はそれ自体が有する第１パルスコーダ１８によっ
て補正されるが、第１パルスコーダ１８からの出力は第
１デコーダ１９を介して第１駆動部２０ヘフィードバッ
クされ、ここでＣＰＵ２１からの出力信号と比較されて
、それらの差分だけ第１サーボモータ１６を駆動する。

第１サーボモータ１６の回転は、一方では、歯車軸２５
、スプライン軸２６、スプライン継手２７を介してウオ
ーム２９に伝達され、これに噛合するウオームホイール
１５を介して右主軸９を回転させ、他方では、歯車列３
０、歯車軸３１、スプライン軸３２、ピッチ合せ継手３
３．４１を介してウオーム３５を回転ないし回動させる
。これによって、左右のロールダイス１２．１３は同速
度で同方向へ回転する。この場合、右ロールダイス１３
は最終的には接触角度位置ＺＯをとることになる。

他方、第１デコーダ１９からの出力はＣＰＵ２１に入力
され、このＣＰＵから上記の右ロールダイス１３の回転
に同期して、右ロールダイス１３を第５図の初期送り位
置Ｘ１から第６図の接触送り位置Ｘ２へ回転させる信号
を第２駆動部４０を介して第２サーボモータ１７へアウ
トプットされる。第２サーボモータ１７の出力は自らの
第２バルスコーダ２２によって補正されると共に、この
第２パルスコーダ２２と第２デコーダ２３を介して第２
駆動部４０ヘフィードバックされ、ここで得られたＣＰ
Ｕ２１からの出力信号との差が再び第２サーボモータ１
７へ送られ、これを正確な角度へ回転させる。そして、
第２デコーダ２３からの出力はＣＰＵ２１へ入力され、
第１デコーダ１９からの出力と同調させられる。

この結果、第２サーボモータ１７の回転はボールねじ３
７に伝達され、これに螺合しているめねじ３８を有する
右主軸台４を前進させる。これによって右ロールダイス
１３は、第５図の初期送り位置ｘ１から第６図の接触位
置ｘ２まで移動し、右ロールダイス１３が接触回転角度
位置ｚＯで被転造物４４に接触する。

これが完了すると、転造開始ステップＳ６が実行される
。

すなわち、ステップＳ７において、ＣＰＵ２１から第１
駆動部２０を介して第１サーボモータ１６へ、右ロール
ダイス１３を第６図の接触角度位置ＺＯから第７図の転
造終了角度位置Ｚ１まで所定回転数で回転する転造信号
がアウトプットされ、これに同期してＣＰＵ２１から第
２駆動部４０を介して第２サーボモータ１７へ、右ロー
ルダイス１３を第６図の接触送り位置Ｘ２から第７図の
転造終了送り位置Ｘ３まで所定送り速度で送る送り信号
がアウトプットされる。このステップＳ７における信号
の伝達及び転造盤の作動はステップＳ５における場合と
同じであるから、詳細な説明は省略する。

これによって、右ロールダイス１３は第６図から第７図
の転造を行なうことになる。

次に、ステップＳ８のスパークアウトの工程に入る。す
なわち、ステップＳ９において、右ロ−ルダイス１３を
、転造終了送り位置Ｘ３に留めたまま、転進終了角度位
置Ｚ１からスパークアウト終了位置Ｚ２まで所定の速度
で回転させるスパークアウト信号をＣＰＵ２１から第１
サーボモータ１６へアウトプットする。この信号の制御
は上記と同じである。この間、右ロールダイス１３の送
りに位置を転造終了位置、換言すれば、スパークアウト
送り位置Ｘ３に留めておくためには、第１デコーダ１９
からの出力に応答して、ＣＰＵ２１が第２サーボモータ
１７に回転をしない指令を与えるか、ＣＰＵ２１が第２
サーボモータ１７に指令を送らないようにする。かくて
、右ロールダイス１３がスパークアウト位置Ｘ３及びス
パークアウト終了角度位置Ｚ２に位置した第８図の状態
でスパークアウトが終了する。

次いで、ステップＳ１０の右ロールダイス１３の逃げ工
程について説明する。ステップＳｌｌにおいて、ＣＰＵ
２１は、右ロールダイス１３を第８図から第９図の状態
になるように、スパークアウト終了角度位置Ｚ２から初
期角度位置Ｚ３まで回転する復帰信号を第１サーボモー
タ１６に与え、また、第１デコーダ１９からの出力に応
答してＣＰＵ２１が第２サーボモータ１７にスパークア
ウト送り位置Ｘ３から初期送り位置Ｘ１へ戻る復帰指令
が与えられる。この場合、第２サーボモータ１７が逆転
し、右主軸台４が後退する外は、前述の場合と同様であ
るから、詳細な説明は省略する。このようにして、１つ
の転造工程が完了する。

最後に、ＣＰＵ２１は連続転造を行なうか否かを判断し
、ｙｅｓの場合はステップＳ３へ戻って転造を継続し、
これに対して、ｎｏの場合は、転造は終了になる。

以上の作動において、ロールダイス１２．１３の回転速
度ないしは第１サーボモータ１６の回転速度と１対１の
関係にあり、かつ、右主軸台４の送り速度も第２サーボ
モータ１７の回転速度と１対１の関係にあるため、ロー
ルダイスの回転及び接離は数値制御装置３９の指令通り
行なわれ、極めて精度の高い転造を行なうことが出来る
。

更に、ロールダイスの一部を転進に用いる場合、ロール
ダイスの転造始点と転造終点を特別の位置決め手段を必
要とせずに常に同じ位置に設定出来るので、このような
特殊の転造にも用いることが出来る。

［効果］ 以上の通りこの発明に基づく数値制御転造盤は数値制御
装置とフィードバック機構とを採用することにより、ロ
ールダイスの回転速度ないし回転角を正確に制御すると
共にこれに同期させてロールダイス同志の接離速度及び
接離量を正確に制御するものであるから、格別の段取を
必要とすることなく高精度の転造を行なえるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づく数値制御転造盤の１実施例の
概略機構の平面図、第２図は本発明に基づいて転造され
る被転造物の１例の斜視図、第３図は第２図の被転造物
を転造するための右ロールダイスの外周面の平面展開図
、第４図は第２図の被転造物を転造するための右ロール
ダイスの作動角度位置を示す概略図、第５図乃至第９図
は第４図の右ロールダイスの作動図、第１０図は本発明
を実施するためのブロックダヤグラムの１実施例、第１
１図は第１０図のブロックダイヤグラムに基づいて第５
図乃至第９図の右ロールダイスの作動を実現するフロー
チャートである。 １・・・転造盤本体、２・・・左主軸台、４・・・右主
軸台、６・・・左主軸、９・・・右主軸、１２．１３・
・・ロールダイス、１６・・・第１サーボモータ、１７
・・・第２サーボモータ、１９・・・第１デコーダ、２
ｏ・・・第１駆動部、２１・・・ＣＰＵ、２３・・・第
２デコーダ、２４・・・回転・直進変換機構、８７・・
・ボールねじ、３８・・・めねじ、３９・・・数値制御
装置、４４・・・被転造物。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）１対のロールダイスを実質的に平行にかつ相対的
   に接離可能に設けた転造盤において、数値制御装置の指
   令に応答して前記両ロールダイスを回転させるフィード
   バック機構付き回転装置と、前記数値制御装置の指令に
   応答して前記両ロールダイスを接離させるフィードバッ
   ク機構付き送り装置とを具備することを特徴とする数値
   制御転造盤。
2. （２）前記回転装置は前記両ロールダイスを回転させる
   第１サーボモータを具備し、該回転装置のフィードバッ
   ク機構は、該第１サーボモータ及び数値制御装置のＣＰ
   Ｕに結合された第１デコーダと、該第１デコーダと前記
   第１サーボモータに接続され前記ＣＰＵからの第１サー
   ボモータ回転指令値と前記第１サーボモータの回転出力
   とを比較し前記第１サーボモータへ両者の差値の回転を
   指令する第１駆動部とを具備し、前記送り装置は第２サ
   ーボモータと該第２サーボモータの回転を前記両ロール
   ダイスを相対的に接離させる直進運動に変換する回転・
   直進変換機構とを具備し、前記送り装置のフィードバッ
   ク機構は、前記第２サーボモータ及び前記ＣＰＵに結合
   された第２デコーダと、該第２デコーダと前記第２サー
   ボモータに接続され前記ＣＰＵからの第２サーボモータ
   回転指令値と前記第２サーボモータの回転出力とを比較
   し前記第２サーボモータへ両者の差値の回転を指令する
   第２駆動部とを具備し成ることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の数値制御転造盤。