JPH0489151A - 自動位相調整装置付転造盤 - 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、転造盤、特に、自動位相調整装置付転造盤
に関する。

［従来の技術］ セレーション、スプライン、歯車、ねじのような被加工
歯形をワークに転造するための従来の転造盤においては
、１台のモータを使用してこの回転を歯車なとの同期回
転機構によって転造工具が取付けられた左右主軸を同期
回転させて転造を行なっている。ここで、転造工具の位
相調整は、左右主軸の同期回転機構を接続しているカッ
プリングを緩め、手動により行なっている。所で、転造
工具は、ロールダイスが一般的であるから、以下に、ロ
ールダイスを例にとって説明する。

インフィード転造の場合、左右のロールダイスでワーク
に軽く押し跡をつけ、ワークを半回転より少し多く回転
させ、両ロールダイスの押し跡のずれを調べ、カップリ
ングで一方の転造工具をこれらの押し跡が重なるように
調整を繰り返し、最終的にワーク上のロールダイスの押
し跡を一致させるようにするか、予め、ピッチ合せゲー
ジ（位相合せゲージ）を両ロールダイス間に設定して同
ゲージに合うようにカップリングで一方の転造工具を調
整する。

また、セレーションやスプラインの強制通し転造の場合
は、主軸心高に合わせたピッチ合せ工具の刻線とロール
ダイスの刻線とを合せる。

しかし、従来の転造盤においては、位相合せを目視によ
って行なうため、十分な精度で調整することが容易では
なく、特に、セレーション、スプライン、歯車の転造の
場合は、ねじ転造の場合に比べて、ワークの外径に形成
される歯数が多いため、ロールダイスの位相合せに要求
される精度での調整か非常に難しいという問題があった
。

その上、転造中に位相差が生じた場合は、その検出が不
可能で、そのために製品が不良品になる場合があった。

また、位相合せは、上述のように、左右主軸の同期回転
機構を締結しているカップリングを緩め、手動で転造工
具を調整しながら行なうために、調整のための工数が多
くなり、かつ、そのための熟練を必要とするという問題
もあった。

［発明が解決しようとする課題］ この発明の目的は、位相合せゲージを用いる位相合せの
際は、この位相合せゲージをあまり高くない精度で短時
間に取付けることが出来、変位センサを用いて、位相調
整段階では、転造工具間の位相差を高精度で補正し、転
造段階では、その間中、転造工具間の位相差を高精度で
補正し続ける自動位相調整装置付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、この発明に基づく自動位相
調整装置付転造盤は、ワークをその中心軸上で一対のセ
ンタ部材で保持し、一対の転造工具で前記ワークを挟ん
で当該ワークを転造する転造盤において、前記一対の転
造工具をそれぞれ別個のサーボモータで駆動し、転造作
業時に前記転造工具間の位相差によって生じる前記ワー
クの、前記一対の転造工具の対称面に沿った変位量を検
出する変位センサを前記センタ部材の１の近傍に配設し
、前記変位センサからの前記センタ部材の変位量の信号
を受けて前記一対の転造工具間の位相差を解消するため
に前記サーボモータの一方又は双方の駆動速度を変化さ
せるための制御手段を前記変位センサに接続して構成さ
れる。

また、前記転造工具はロールダイス又は平ダイスで構成
することが出来る。

更に、前記変位センサは非接触式変位センサで構成する
ことも出来る。

［作用］ 位相合せ段取においては、センタ部材に挟持された位相
合せゲージを転造工具が追従するにつれて、変位センサ
がセンタ部材の変位を検出し、この変位を無くするよう
に、転造工具駆動用のサーボモータの一方又は双方を変
速させ、自動的に転造工具に位相を合わせる。また、転
造運転においては、その間中変位センサがセンタ部材の
変位を検出し続け、センタ部材の変位を常時零にするよ
うに前記のサーボモータを作動し、転造工具の位相を常
時自動的に一致させなから転造を行なう。

［実施例］ 以下、図面を参照して、この発明の実施例をインフィー
ド転造の場合を例にとって説明する。

第１図において、１は転造盤本体であり、そのベツド２
上に、左側には左主軸台３が固定されており、右側には
右主軸台４がピストン・シリンダ５．５によって左主軸
台３に対して接離するように設けられている。これらピ
ストン・シリンダ５５は、圧油源６とドレーン７に接続
されて圧油の方向制御と流量制御を行なう右主軸台駆動
装置としてのサーボ弁８に接続されている。

左右の主軸台３．４には、それぞれ、左主軸９及び右主
軸１０がそれらの軸の回りに回転自在に設けられており
、それらの先端に、転造工具の一種である左右のロール
ダイス１１及び１２がそれらの主軸に共軸にかつ互いに
平行に固定されている。また、両ロールダイス１１．１
２間にこれらに平行な軸心を有しかつ両ロールダイスの
前方及び後方に位置する一対のセンタ部材（前側センタ
部材及び後側センタ部材）１３．１４が、第２図に示す
ように、ベツド２上に固定されかつ頭部を連結部材１５
で連結補強された支持フレーム１６及び１７に支持固定
されている。

コレラのセンタ部材１３．１４間に、セレーション、ス
プライン、歯車、ねじなとの両ロールダイスの位相を一
致させる必要のある歯形が形成された位相合せゲージ又
はこのような歯形が形成されるワーク（被加工物）１８
が共軸に挟持される。

第１図及び第２図に示すように、後側センタ部材１４の
前端部上方にこれに接近するように変位センサ１９が後
側の支持フレーム１７に保持固定されている。この変位
センサ１９は、無接触式のものを用いることが出来、そ
の形式は、光学式、レーザ式、超音波式、渦電流式なと
の各種のものから選択することが出来る。そして、この
変位センサ１９は上下に調整可能にすると良い。更には
、これとは別に、変位センサ１９として、電子マイクロ
メータのような接触式のものを用いても良い。

第１図において、左主軸９は、その後端に設けられた減
速歯車列２０を介して、左主軸台３の後部に固定された
第１主軸サーボモータ装置２４に接続され、これによっ
て回転されるようになっている。

また、右主軸１０は、左主軸９と同様に、その後端に設
けられた減速歯車列２１を介して、右主軸台４の工具に
固定された第２主軸サーボモータ装置２９に接続され、
これによって回転されるようになっている。従って、減
速歯車列２１と第２主軸サーボモータ２９は右主軸台４
と一体になって移動する。

３０は、後に作用を説明するＣＮＣ装置（コンピュータ
数値制御装置）であり、第１主軸サーボモータ装置２４
、第２主軸サーボモータ装置２９、サーボ弁８、図示し
ないワーク供給装置等に接続されると共に、Ａ／Ｄ変換
回路３１、補正指令回路３２及び操作回路３３を介して
変位センサ１９に接続されている。なお、補正指令回路
３２は、補正値設定器３７により、転造条件に応じて補
正範囲や補正段数などが予め定められる。

更に、転造盤本体１は、ＣＮＣ装置３０に接続される未
加工ワーク有無検出装置３４及びその他の転造盤に必要
とされる装置ないしは部品を有しているが、説明を簡単
にするために、それらは省略する。

第３図及び第４図を参照して、制御手段である操作回路
３３は、位相合せ段取回路３５と、転造運転・位相調整
回路３６と、ＣＮＣ装置３０を両回路の何れかに手動又
は自動で切換えを行なうスイッチＳＷ（この実施例では
、便宜上、手動切換えとしである）から成る。

第３図乃至第８図を参照して、以下これらの図の順序に
従ってこの実施例の作用を説明する。前述のように歯形
が形成されるべきワークの転造は、予め左右のロールダ
イス１１．１２の位相合せ段取（ないしはピッチ合せ段
取）と、この後に行なわれる転造運転工程との２段階で
行なわれる。

ます、第４図において、位相合せ段取を開始させるため
、ステップ５１０１で示す通り、スイッチＳＷを手動で
ＣＮＣ装置３０と位相合せ段取回路３５とが接続される
ように設定する。

ステップ５１０２で、変位センサ１９がらの変位出力に
より、センタ部材１４が所定のセンタ高さを示している
か否かをチエツクする。Ｎｏの場合は、ステップ５１０
３で示すようにセンタ部材１３．１４を正規のものと交
換し、ステップ５１０４で変位センサ１９の出力を再設
定し、ステップ５１０２へ戻す。また、ステップ５１０
２でＹＥＳの場合は、ステップ５１０５の位相合せゲー
ジ１８が、例えば手動で、センタ部材１３゜１４間に設
定される。

変位センサ１９の出力はＡ／Ｄ変換回路３１でＡ／Ｄ変
換された後、補正指令回路３２に入力される。この補正
指令回路３２は、変位センサ１９の出力に応じて、左右
の主軸９．１０の双方又は一方に所定の遅速運動を与え
る出力を発生するもので、今の場合は、その出力は位相
合せ段取回路３５に入力され、これからＣＮＣ装置３０
に入力され、主軸台駆動装置（サーボ弁）８を駆動制御
して、ステップ８１０６に示す左右主軸間の心間距離を
所定の位相合せ距離に設定する。次いで、両主軸サーボ
モータ装置２４．２５が始動され、ステップ５１０７の
自動位相合せ段取が実行される。

所で、第７図に示すように、左右ロールダイス１１．１
２の位相θが同じであると、それらの間で転動される位
相合せゲージ又はワーク１８の軸心は両ロールダイスの
軸心と同じ高さにある。しかし、第８図に示すように、
両ロールダイスの位相がそれぞれ異なるθ１及びθ２で
ある時は、両ロールダイス及び位相合せゲージ又はワー
ク１８の半径をそれぞれＲ，ｒとすれば、 １＝（θ　２　−　　　θ　＋）　　　（Ｒ十　　　ｒ
）だけ、両ロールダイスの軸心より上下する。ここで、
（θ２−０１）〉Ｏであれば、位相合せゲージ又はワー
ク１８は第８図に示すように下かり、（θ２−　θ、）
〈Ｏであれば、これと反対に、位相合せゲージ又はワー
ク１８は上かる。従って、両ロールダイスの間に位相差
かあれば、それによる位相合せゲージ又はワーク１８の
上下ｉｔに対応して、両センタ部材の先端部が下又は上
へ撓む。

そこで、ステップ５１０７では、上記ｔに対応する後側
センタ部材１４の撓みを変位センサ１９が検出し、この
撓みが補正指令回路３２で補正信号に変換されてＣＮＣ
装置３０へ入力される。そして、 ＣＮＣ装置３０からの対応の指令によって、第１及び第
２主軸サーボモータ装置２４及び２９の第１及び第２主
軸サーボモータ３８及び４１（第３図）の双方又は一方
（一方の場合は、特に、第２主軸サーボモータ４１）に
対応の回転速度の遅速を生じさせる。第１及び第２主軸
サーボモータ３８及び４１の出力は、第１及び第２主軸
サーボモータ装置２４及び２９の第１及び第２エンコー
ダ４０及び３９（第３図）を介して位相信号としてＣＮ
Ｃ装置３０ヘフイードバツクされるようになっている。

このステップでは、両主軸が数回転する内に、第６図に
示すように両ロールダイス１１．１２間の位相差を零に
する操作を自動的に行なって、両ロールダイス間の位相
合せ（ピッチ合せ）が完了し、ステップ５１０８でその
ことが表示され、ステップ５１０９に示すように、ＣＮ
Ｃ装置３ｏの指令によりサーボ弁８及び右主軸台４が後
退して右主軸１０が休止位置へ復帰し、両主軸の回転が
停止させられる。この後、位相合せゲージ１８を外し、
位相合せ段取が終了する。

次いで、第５図に示すように、スイッチｓｗをステップ
５２０１の通り、転造運転側へ切換えると、ＣＮＣ装置
３ｏは転造運転・位相調整回路３６に接続され、この回
路３６からの信号に対応したＣＮＣ装置３ｏがらの指令
が主軸台駆動装置（サーボ弁）８を駆動し、右主軸台４
を左主軸台３に接近させて、ステップ５２０２の通り、
両ロールダイス１１．１２間の心間距離か所定の転造運
転用心間距離に設定され、転造準備完了としてステップ
５２０３の通り表示される。

これに続いて、ステップ５２０４のワーク設定が行なわ
れ、次のステップ５２０５の転造運転及び位相合せの操
作が行なわれる。そして、この転造運転中は、位相合せ
段取のステップ５１０７と同様の位相合せが継続して行
なわれる。即ち、ステップ５２０５において、第６図に
示すような両ロールダイス１１．１２間の位相差をチエ
ツクし、これを常に零にするようにしなから転造が行な
われる。従って、常に位相合せかされた状態でワークの
転造が行なわれ、位相（ピッチ）精度の高い製品が得ら
れることになる。

転造が完了すると、ステップ５２０６のように右主軸１
０が休止位置へ復帰し、これがステップ５２０７で表示
され、ステップ８２０８のようにワークが取外される。

続いて、ステップ５２０９で未加工ワーク有無検出器３
４（第３図）により次の転造されるべきワークかあるか
無いかがチエツクされ、ＹＥＳの場合はステップ５２０
２へ戻り、転造運転が繰り返される。これに対して、Ｎ
ｏの場合は、転造運転が終了する。

この発明は、以上に説明した、セレーションやスプライ
ンのインフィート転造ばかりでなく、それらの強制通し
転造にも適用出来る。即ち、既に知られているように、
強制通し転造においては、第２図のセンタ部材１３，１
４、連結部材１５、支持フレーム１６．１７の組合せ体
が、転造条件に応じて一体になってセンタ部材１３．１
４ないしはワーク１８の軸方向へ移動するようになって
いる。このため、当該組合せ体が、ＣＮＣ装置３０の指
令によって、転造条件に適合するように、前記軸方向へ
移動させると、変位センサ１９も、センサ部材１４との
間の相対位置関係を変化させることなく、支持フレーム
１７と共に前記軸方向へ移動するので、上述のインフィ
ード転造の場合と同様に、自動的に両ロールダイスの位
相を一致させる制御を行ないながら転造が行なわれるこ
とになる。なお、インフィード転造の場合は、ロールダ
イス１１．１２の幅はワーク１８の転造部分の長さより
も大きく設定されているが、強制通し転造の場合は、ワ
ーク１８はその両軸方向へ強制的に移動されなから転造
されるので、第２図に示すロールダイス１１とは異なり
、ワーク１８の転造部分の長さよりも短く形成されるこ
とは言うまでもない。

以上の位相合せ段取の場合に、左右ロールダイス１１．
１２の位相か位相合せゲージ上で完全に一致していなく
ても、これらの位相合せが自動的かつ容易に行なわれる
ので、ロールダイス１１゜１２の主軸９，１０への取付
けが簡単になる。

なお、この実施例においては、主軸台４を駆動する装置
としてピストン・シリンダ５，５、サーボ弁８などから
成る油圧装置を用いたが、ＮＣ制御されるサーボモータ
を用いてもよい。即ち、右主軸台４にその移動方向に延
びる雌ねじを形成し、これに螺合するボールねじをベツ
ド２に設け、右主軸台駆動装置としての、ＣＮＣ装置３
０の指令により作動するサーボモータでこのボールねじ
を回転制御し、右主軸台４を往復動させるようにしても
よい。

更に、一対のロールダイスを用いる代りに、平行に配設
される一対の平ダイスを用いても良い。

［効果］ 以上の通り、この発明の転造盤は、ワークを保持するセ
ンタ部材の近傍に変位センサを設け、転造工具間の位相
差によって生じるセンタ部材の変位を検出し、この変位
を零にするように転造工具相互間の位置を変え、転造工
具の位相合せを自動的に行なうものであるから、位相合
せ段取において短時間に自動的に高精度の位相合せを行
なうと共に、転造運転中は常時目動的に位置合せが行な
われるという効果がある。

加えて、位相合せ段取に先立ち、転造工具を位相精度上
粗く取付けることが出来るという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の自動位相調整装置付転造盤の１実
施例の概略平面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ線に沿っ
た矢視図で、センタ部材とワークと変位センサの関係を
取り出して示すもの、第３図は、第１図の転造盤のブロ
ックダイヤグラム、第４図は、第１図の転造盤の位相合
せのフローチャート、第５図は、第１図の転造盤の転造
運転のフローチャート、第６図は、第４図及び第５図の
フローチャートのステップ５１０７の自動位相合せ段取
並びにステップ５２０５の転造運転及び位相合せにおけ
る位相調整の方法を示す図、第７図及び第８図は、ロー
ルダイス間の位相関係の説明図である。 １・・・転造盤本体、２・・・ベツド、３・・・左主軸
台、４・・・右主軸台、８・・・サーボ弁（主軸台駆動
装置）、９・・・左主軸、１０・・・右主軸、１１．１
２・・・ロールダイス（転造工具）、１３．１４・・・
センタ部材、１８・・・ワーク、位相合せゲージ、１９
・・・変位センサ、２４・・・第１主軸サーボモータ装
置、２９・・・第２主軸サーボモータ装置、 ０・・・ＣＮＣ装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワークをその中心軸上で一対のセンタ部材で保持し
   、一対の転造工具で前記ワークを挟んで当該ワークを転
   造する転造盤において、前記一対の転造工具をそれぞれ
   別個のサーボモータで駆動し、転造作業時に前記転造工
   具間の位相差によって生じる前記ワークの、前記一対の
   転造工具の対称面に沿った変位量を検出する変位センサ
   を前記センタ部材の１の近傍に配設し、前記変位センサ
   からの前記センタ部材の変位量の信号を受けて前記一対
   の転造工具間の位相差を解消するために前記サーボモー
   タの一方又は双方の駆動速度を変化させるための制御手
   段を前記変位センサに接続して成る自動移送調整装置付
   転造盤。 ２、前記転造工具はロールダイスである請求項第１項に
   記載の自動移送調整装置付転造盤。 ３、前記転造工具は平ダイスである請求項第１項に記載
   の自動位相調整装置付転造盤。 ４、前記変位センサは非接触式変位センサである請求項
   第１項乃至第３項のいずれかの１項に記載の自動位相調
   整装置付転造盤。 ５、前記変位センサは接触式変位センサである請求項第
   １項乃至第３項のいずれかの１項に記載の自動位相調整
   装置付転造盤。