JPH05123812A - 鍛造機のためのマニピユレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マニピュレータの制御のための装置全体が、
機械構造的な形式で簡単かつ確実な機能を有するよう
に、鍛造機のためのマニピュレータを形成する。 【構成】 ピストンシリンダユニット（１２）の前方の
行程室（１８）と後方の行程室（１９）とが、弁（２
６）を介して導管（２８）によって接続可能であり、さ
らにピストンシリンダユニット（１２）がサーボ制御装
置（１７）として形成されており、該サーボ制御装置を
介して、ピストンシリンダユニット（１２）が制御可能
であるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鍛造品に半径方向で作
用する複数のラムを有する鍛造機、例えば多ラム−鍛造
機のためのマニピュレータであって、ワークが鍛造順序
に相応して軸方向で運動され、かつマニピュレータの送
り駆動装置が一定の速度で行われ、さらにマニピュレー
タのクランプ軸に、積極的に制御される軸方向に作用す
る重畳装置が時間的に作用し、さらにマニピュレータケ
ーシングに対して軸方向に移動可能なクランプ軸を支持
するために、少なくとも１つの液圧式に作用するピスト
ンシリンダユニットが配置されている形式のものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】公知の構成においては、クランプ軸がマ
ニピュレータケーシング内に軸方向で移動可能に支承さ
れ、かつばね部材を介して軸方向に支持され、従ってク
ランプ軸は両方向にずれることができる。圧力負荷段
中、ワークは鍛造工具によって停止状態で保持される。
一定に連続運転する駆動装置は、クランプ軸をばね張力
に抗して変位させることになる。圧力負荷段の終了後
に、クランプ軸は緊縮されたばねを介して再び戻され
る。戻し運動経過中に、及び加速された物質との協働に
おいて、戻されて中立位置が得られるだけでなく、機構
は、対抗して位置するばね部材において振動しかつ部分
的に再び戻され、この場合、次の作業サイクルの新しい
圧力負荷段が始まる前に、鍛造機に対するクランプ軸及
びワークの相対速度がゼロに、もしくはほぼゼロに戻さ
れる。

【０００３】振動機構においては、ばね張力、慣性力及
び速度が正に物理的な関係にある。このような機構にお
いては、構造的に確定されるパラメータが中止される場
合にしか、順序通りの機能が保証されない。種々異なる
加工形式（粗削り、精密加工）において既に、負荷時間
と無駄時間との比が変数を形成し、このことによって振
動機構のための種々のパラメータが得られる。

【０００４】振動機構は、鍛造機の不変の行程振動数へ
の関連を必要とする。質量はワークの大きさに関連して
種々異なるので、振動機構における質量変化によって不
都合な作用が生じる。

【０００５】さらに、鍛造プレス及び鍛造マニピュレー
タが同期的に制御可能である鍛造機にマニピュレータ制
御装置が設けられていることは公知である。このマニピ
ュレータは、行程時間において、及び鍛造作業のために
所望される送りにおいて調整される平均の速度によって
常に運動され、これに対して鍛造品を有するマニピュレ
ータのクランプは、往復台のために間歇的な運動を実施
し、要するにマニピュレータ全体より短い時間で次のプ
レス行程のために必要な位置に達する。マニピュレータ
の軸方向で移動可能なクランプ軸に、規定の時間のため
に制御可能な軸方向の重畳駆動装置を作用する。ケーシ
ングに対する軸方向に移動可能なクランプ軸の支持のた
めに、少なくとも１つの液圧式に作業するピストンシリ
ンダユニットが配置されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前述
の形式の鍛造機のためのマニピュレータを、マニピュレ
ータの制御のための装置全体が機械構造的な形式で簡単
かつ確実な機能を有して形成されるようにすることであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに講じた本発明の手段は、ピストンシリンダユニット
の前方の行程室と後方の行程室とが、弁を介して導管に
よって接続可能であり、さらにピストンシリンダユニッ
トがサーボ制御装置として形成されており、該サーボ制
御装置を介して、ピストンシリンダユニットが制御可能
であることにある。

【０００８】

【発明の効果】本発明によれば、圧力負荷段に達する前
に、クランプ軸ひいてはワークの速度が、鍛造機に対し
て確実にゼロにされる。このことは、ピストンシリンダ
ユニットの両方の行程室が直接接続されることによって
得られ、このことによって、ピストンシリンダユニット
の積極的な制御は外力にさらされる。さらに規定されな
いワーク長さが鍛造プロセスによって調整され、このこ
とによってマニピュレータに対するクランプ軸の軸方向
変位が自由にかつ強制されずに調整されることができ
る。サーボ制御装置によって、クランプ軸の軸方向運動
のための規定の運動特性が生ぜしめられる。さらに、ク
ランプ軸を所定の形式で、調和運動させることができ、
特に調和して加速され、かつ減速される。ワークを有す
るクランプ軸を、鍛造工場通過の開始前にも停止させる
ことができ、従ってクランプ軸は鍛造ジョーによって強
制される必要はない。クランプ軸の規定の方向によっ
て、軸の必要な移動距離が、従来の構成に対して著しく
減少され、かつ機械的な構成費が節減される。

【０００９】サーボ制御装置は、有利には、弁が、一面
では弁と液圧式に、かつ他面ではサーボ制御装置のスピ
ンドルナット機構と接続されるように形成されている。
サーボ制御装置によって、クランプ軸の軸方向運動のた
めの規定の運動特性が簡単に得られる。

【００１０】本発明の別の構成により、サーボ制御装置
が、ねじスピンドルを有しており、該ねじスピンドルが
ピストンシリンダユニットのピストンと回転不能に結合
されており、このことによって弁とピストンとの直線的
な直接な結合が得られる。

【００１１】

【実施例】図１のマニピュレータ１は、ワーク２を鍛造
順序に相応して軸方向に運動させる。送りは、駆動装
置、例えば液圧シリンダ３を介して行われ、該液圧シリ
ンダはマニピュレータケーシング４と結合されている。
クランプ軸５はマニピュレータケーシング４内に軸方向
で移動可能に支承されている。この軸方向の支承は、ク
ランプ軸５と不動に結合されたボス６を介して行われ
る。クランプ軸５の前方自由端部においては、突出する
フランジ７に規定された数のクランプレバー８が配置さ
れており、該クランプレバーは、ピン９を中心にして旋
回可能に支承され、かつ自由端部にクランプジョー１０
を支持しており、このクランプジョーはワーク２と係合
する。制御は、鍛造順序に従う。

【００１２】クランプ軸５の軸方向の支持は、ボス６の
周りに係合するスラスト軸受１１を介して行われ、この
スラスト軸受には、単数又は複数の液圧式に作動するピ
ストンシリンダユニット１２が配置されている。フレー
ム壁１３又は類似のものに定置に取り付けられたシリン
ダ１４内で、ピストンロッド１６によって不動にスラス
ト軸受１１と結合されているピストン１５が液圧式に摺
動可能である。

【００１３】液圧式に作動するピストンシリンダユニッ
ト１２は、有利にはサーボ制御装置１７として形成され
ており、従ってサーボ制御装置によって、クランプ軸５
の軸方向運動のための規定される運動特性を生ぜしめる
ことができる。フィードバックを有するサーボ制御装置
１７は、実際値と目標値との比較によって、クランプ軸
５の軸方向移動が、圧力負荷段に達する前にラムによっ
てクランプ軸５を停止させるように制御されることを可
能にしている。

【００１４】この場合、クランプ軸５は、マニピュレー
タ駆動装置の一定の送り速度に対抗する相応の一定の速
度で運動され、このことによって鍛造機に対するクラン
プ軸５及びワークの相対速度をゼロにする。圧力負荷段
中は、ピストンシリンダユニット１２の積極的な制御
が、シリンダの行程室１８及び１９の、導管２８を介す
る直接的な接続によって外力をかけられており、このこ
とによってクランプ軸５は、マニピュレータ１の液圧シ
リンダ３が一定であるにも拘らず、及び鍛造プロセスに
よるワークの規定されない縦膨張から生じるクランプ軸
５の重畳される運動によって、マニピュレータケーシン
グ４に対して自由にかつ強制されずに変位されることが
できる。鍛造機のラムによって圧力負荷段が終了した後
に、サーボ制御装置が再び作動され、クランプ軸５が戻
され、かつ次の作業サイクルが始まる前に、再び、対抗
するマニピュレータ速度まで加速される。クランク軸５
の軸方向移動に付加的に作用する重畳駆動装置としての
プログラミングされたサーボ制御装置１７によって、軸
方向運動経過に積極的に作用する。簡単な手段によっ
て、鍛造機は今や種々異なる行程振動数で作業すること
ができ、この場合マニピュレータのクランプ軸の相対的
な停止時間は、規定された方法で、ラムの圧力負荷時間
に適合することができる。さらに、マニピュレータケー
シングに対するクランプ軸の軸方向の変位の規定される
方向によって、移動距離のための構成スペースひいては
機械的な構造費用が著しく節減される。符号３０，３１
は、クランプ軸５の回転駆動装置を示している。

【００１５】図３にはサーボ制御装置の実施例が示され
ている。ピストンシリンダユニット１２は、サーボ液圧
式の弁によって制御される。目標値−入力は、最小出力
によって、例えばステップモータ２０によって回転式に
行われ、しかもこのステップモータは、伝達部材、例え
ばは付きベルト２１によってベルト車２２を駆動しかつ
サーボ液圧式の弁のスピンドルナット機構２３に作用
し、このことによって入力軸の回転運動は、弁２４の運
動がピストンの所望の運動方向とは反対に行われるよう
に線運動に変換される。ねじスピンドル２５がピストン
１５と回転不能に結合されることによって、弁２４が直
線的に直接ピストン１５と結合されており、従って、ピ
ストン１５の実際−位置は閉られた機械的な調整回路に
よって弁２４に作用し、このことにより所定の目標値に
達する際に弁２４は再び閉じられる。圧力負荷段中にお
ける積極的な制御の必要な中断のために、ピストンシリ
ンダユニット１２の両行程室１８及び１９は、弁２６の
切り換えによって互いに直接接続される。ピストン位置
ひいてはクランプ軸の位置をコントロールするために、
ピストン１５の実際値が別個の行程距離測定機構２７を
介して検出され、次いで電気的な制御装置内で所望の目
標値と比較される。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワークを軸方向で運動させるためのマニピュレ
ータの１実施例を示す概略的縦断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿ってスラスト軸及び配
置されたピストンシリンダユニットを破断した一部分を
平面図で示す概略的断面図である。

【図３】クランプ軸の軸方向運動の制御のためのサーボ
制御装置の１実施例を原理的に及び概略的に示す図であ
る。

【符号の説明】

１ マニピュレータ、 ２ ワーク、 ３ 液圧シリン
ダ、 ４ マニピュレータケーシング、 ５ クランプ
軸、 ６ ボス、 ７ フランジ、 ８ クランプレバ
ー、 ９ ピン、 １０ クランプジョー、 １１ ス
ラスト軸受、１２ピストンシリンダユニット、 １３
フレーム壁、 １４ シリンダ、１５ ピストン、 １
６ ピストンロッド、 １７ サーボ制御装置、 １
８，１９ 行程室、 ２０ ステップモータ、 ２１
歯付きベルト、 ２２ ベルト車、 ２３ スピンドル
ナット機構、 ２４ 弁、 ２５ ねじスピンドル、２
６ 弁、 ２７ 行程距離測定装置、 ２８ 導管、
３０，３１ 回転駆動装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鍛造品に半径方向で作用する複数のラム
   を有する鍛造機のためのマニピュレータであって、ワー
   クが鍛造順序に相応して軸方向で運動され、かつマニピ
   ュレータの送り駆動装置が一定の速度で行われ、さらに
   マニピュレータのクランプ軸に、積極的に制御される軸
   方向に作用する重畳装置が時間的に作用し、さらにマニ
   ピュレータケーシングに対して軸方向に移動可能なクラ
   ンプ軸を支持するために、少なくとも１つの液圧式に作
   用するピストンシリンダユニットが配置されている形式
   のものにおいて、前記ピストンシリンダユニット（１
   ２）の前方の行程室（１８）と後方の行程室（１９）と
   が、弁（２６）を介して導管（２８）によって接続可能
   であり、さらにピストンシリンダユニット（１２）がサ
   ーボ制御装置（１７）として形成されており、該サーボ
   制御装置を介して、ピストンシリンダユニット（１２）
   が制御可能であることを特徴とする鍛造機のためのマニ
   ピュレータ。
2. 【請求項２】 弁（２４）が、一面では弁（２６）と液
   圧式に、かつ他面ではサーボ制御装置（１７）のスピン
   ドルナット機構（２３）と接続されるようになっている
   請求項１記載のマニピュレータ。
3. 【請求項３】 サーボ制御装置（１７）がねじスピンド
   ル（２５）を有しており、該ねじスピンドルがピストン
   シリンダユニット（１２）のピストン（１５）と回転不
   能に結合されている請求項１または２記載のマニピュレ
   ータ。