JPH07124678A - Ｎｆｐ鍛造装置のチャッキング位置検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＮＦＰ鍛造装置のプログラム鍛造化を図る。 【構成】 ＮＦＰ鍛造装置の鍛造機の両側に被鍛造材の
先端を検出するセンサを設け、鍛造機の一側のチャック
ヘッドにより被鍛造材を把持して鍛造機に搬送し、鍛造
機により鍛伸されて押し出された被鍛造材の先端を鍛造
機の他側のセンサにより検出して被鍛造材の移動速度を
算出し、この移動速度と被鍛造材の圧下率とにより鍛造
機の他側のチャックヘッドのチャッキング位置を検出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＮＦＰ鍛造装置のチャ
ッキング位置検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】マニピュレータ装置に把持された被鍛造
材をその軸方向に対し直行する複数の方向から金敷によ
り同時に圧し、当該被鍛造材をスエージングにより鍛伸
（細径化、テーパ化等）するＮＦＰ鍛造装置は周知であ
る。図８は、このようなＮＦＰ鍛造装置（以下単に「鍛
造装置」という）を示し、加熱炉で鍛造温度に加熱され
た被鍛造材は、鍛造装置１のローディング（給材）装置
２に搬送され（矢印Ａ）、ブロックサポートを介して入
側のマニピュレータ装置３に供給される。マニピュレー
タ装置３は、チャック４により被鍛造材１０の後端１０
ｂを把持して片持状態で回転させながら前進し、先端１
０ａから鍛造機５の入側に搬送する。

【０００３】鍛造機５は、被鍛造材１０の外周均等位
置、例えば、９０度間隔で４個の金敷５ａ〜５ｄ（図）
を備え、これらの金敷５ａ〜５ｄは、被鍛造材１０の軸
方向に対して直角方向に同時に往復動し、被鍛造材１０
を圧下する。圧下されて順次鍛伸された被鍛造材１０
は、マニピュレータ装置３の前進と共に鍛造機５の出側
から押し出される。出側のマニピュレータ装置６は、チ
ャック７により被鍛造材１０の先端１０ａを把持して回
転させながら後退し、入側のマニピュレータ装置３に替
えて当該被鍛造材１０を引き出して、鍛造機５を通過
（パス）させる。

【０００４】次に、上述と反対に出側のマニピュレータ
装置６が被鍛造材１０を回転させながら前進して鍛造機
５に送り込み、再び圧下させる。入側のマニピュレータ
装置３は、圧下されて鍛造機５から送り出される被鍛造
材１０の後端１０ｂを把持して回転させながら後退し、
鍛造機５を通過させる。このようにしてマニピュレータ
装置３、６により被鍛造材１０を所定回数パスさせ、所
定の外径に鍛伸する。この鍛伸された被鍛造材１０は、
出側のマニピュレータ装置６からブロックサポートを介
してアンローディング装置８に送られ、切断機に搬送さ
れる（矢印Ｂ）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
鍛造装置１においては、マニピュレータ装置３、６によ
る被鍛造材１０のチャッキングは、手動により行ってい
る。これは、自動化する場合には、予め被鍛造材（素
材）１０の長さ等を考慮してマニピュレータ装置３、６
に位置情報を入力しておく必要があるという不便さがあ
る。しかも、位置情報が、例えば、１０パス以上の場合
にはその計算に長時間を要する。このためチャッキング
の自動化が困難である。

【０００６】更に、加熱炉から鍛造装置１に供給される
被鍛造材１０は、その長さがまちまち即ち、計算で算出
した長さに対して実際の被鍛造材の長さにバラツキが多
いために素材寸法が不確実であり、これに伴い各材料毎
に長さのデータを入力する必要があり、鍛造装置にスケ
ジュールを指示するのに非常に手間がかかる。このため
鍛造とマニピュレータ装置の動きとを自動制御してプロ
グラム鍛造を行うことが極めて困難であるという問題が
ある。

【０００７】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、鍛造とマニピュレータ装置の動きとを自動制御する
ことを可能としたＮＦＰ鍛造装置のチャッキング位置検
出方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、ＮＦＰ鍛造装置の鍛造機の両側に被
鍛造材の先端を検出するセンサを設け、鍛造機の一側の
チャックヘッドにより被鍛造材を把持して前記鍛造機に
搬送し、当該鍛造機により鍛伸されて押し出された前記
被鍛造材の先端を前記鍛造機の他側のセンサにより検出
し、この検出したときの前記被鍛造材の移動速度を算出
し、当該算出した移動速度と前記被鍛造材の圧下率とに
より前記鍛造機の他側のチャックヘッドのチャッキング
位置を検出するようにしたものである。

【０００９】

【作用】鍛造機の一側（入側）のマニピュレータ装置の
チャックヘッドにより被鍛造材を把持して鍛造機に搬送
し、鍛伸されて押し出された被鍛造材の先端を鍛造機の
他側に配置されたセンサにより検出して、このときの被
鍛造材の先端の速度を算出する。この算出した速度と被
鍛造材の圧下率とにより鍛造機の他側（出側）における
マニピュレータ装置のチャックヘッドのチャッキング位
置を検出する。これにより鍛造とマニピュレータ装置の
チャッキングの自動化を図ることができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。尚、図８と同一部材には同一符号を付して詳
細な説明を省略する。図１において、鍛造装置１は、鍛
造機５の入側に減速点センサ１１と原点センサ１２が、
出側に原点センサ１３が設置されており、これらのセン
サ１１〜１３は、例えば、光電センサにより構成されて
いる。即ち、減速点センサ１１、原点センサ１２、１３
は、投光器（発光素子）１１ａ、１２ａ、１３ａと、受
光器（受光素子）１１ｂ、１２ｂ、１３ｂとにより構成
され、投光器１１ａ〜１３ａと受光器１１ｂ〜１３ｂと
は、被鍛造材１０の移動方向を直角に横切って両側に対
抗して配置されている。そして、減速点センサ１１は、
鍛造機５の入側手前所定位置に、原点センサ１２は、鍛
造機５と減速点センサ１１との間の当該鍛造機５の入側
手前所定位置に、原点センサ１３は、鍛造機５の出側後
方所定位置に配置されている。これらのセンサ１１〜１
３は、制御装置１５に接続されている。

【００１１】各受光器１１ｂ〜１３ｂの出力は、夫々対
抗する投光器１１ａ〜１３ａから投光された光を受光し
ないときにはオンとなり、受光しているときにはオフと
なる。即ち、センサ１１〜１３の出力は、投光器１１ａ
〜１３ａから投光された光が被鍛造材１０により遮断さ
れるとオンとなり、遮断されないときにはオフとなる。
これにより被鍛造材１０の有無を検出することができ
る。

【００１２】入側及び出側の各マニピュレータ装置３、
６の送り機構には移動距離検出センサ例えば、エンコー
ダ（共に図示せず）が設けられており、これらのマニピ
ュレータ装置３、６の移動距離に応じた信号を出力して
制御装置１５に供給する。制御装置１５は、各センサ１
１〜１３、及び前記各エンコーダから入力される信号に
基づいてマニピュレータ装置３、６を制御する。制御装
置１５は、鍛造機５も制御する。また、マニピュレータ
装置３、６の走行に対してはオーバライド機能が設けら
れている。

【００１３】以下に図１乃至図４に示す鍛造装置、及び
図５乃至図７に示すフローチャートを参照しつつ作用を
説明する。図１において制御装置１５は、鍛造機５を駆
動すると共にマニピュレータ装置３のチャックヘッド４
にローディング装置から供給された被鍛造材１０の後端
１０ｂを把持させ（図８ステップＳ１、Ｓ２）、出側の
マニピュレータ装置６を出側原点センサ１２の位置から
所定距離Ｌ（例えば、600mm）の位置まで移動させて待
機させる（ステップＳ３）。マニピュレータ装置３は、
被鍛造材１０を片持して自動歩進で高速（例えば、30m/
min）前進し（ステップＳ４）、被鍛造材１０を鍛造機
５に水平に搬送する。

【００１４】制御装置１５は、減速点センサ１１の出力
がオンとなったか否か即ち、被鍛造材１０の先端１０ａ
が減速点センサ１１の位置に達したか否かを判定し、減
速点センサ１１の出力がオンとなったとき（ステップＳ
５）、マニピュレータ装置３の速度を所定速度（例え
ば、指令速度の1/2）に減速させる（ステップＳ６）。
次に、制御装置１５は、原点センサ１２がオンとなった
か否かを判定即ち、被鍛造材１０の先端１０ａが原点セ
ンサ１２に達したか否かを判定し、原点センサ１２の出
力がオンとなったときマニピュレータ装置３に設けられ
ているエンコーダからの信号を入力してチャックヘッド
４の位置検出を開始する（ステップＳ８）。

【００１５】マニピュレータ装置３は、前進に伴い被鍛
造材１０を鍛造機５に搬入（挿入）し、当該被鍛造材１
０は、先端１０ａから順次鍛伸される。制御装置１５
は、前記エンコーダから入力されるパルス信号をカウン
トし、チャックヘッド４が原点センサ１２から所定距離
前進したか否か即ち、被鍛造材１０の先端１０ａが鍛造
機５の金敷の中央位置Ｐに達したか否かを判定し（ステ
ップＳ９）、中央位置Ｐに達したときにはマニピュレー
タ装置３の速度を前記指示速度に増速する（ステップＳ
１０）。

【００１６】被鍛造材１０は、マニピュレータ装置３の
前進に伴い順次鍛伸され、鍛造機５の出側から押し出さ
れる。制御装置１５は、出側の原点センサ１３がオンに
なったか否か即ち、被鍛造材１０の先端１０ａが原点セ
ンサ１３に達したか否かを判定し（ステップＳ１１）、
原点センサ１３の出力がオンとなったとき当該被鍛造材
１０の出側の速度Ｖoutを算出する（ステップＳ１
２）。

【００１７】Ｖout＝Ｖin・（Ｄ0／Ｄ1)²・Ｄ ここに、Ｖin＝被鍛造材１０の入側速度、Ｄ0＝被鍛造
材１０の入側径、Ｄ1＝被鍛造材１０の出側径（Ｄ0＞Ｄ
1）、Ｄ＝補正値である。尚、値（Ｄ0／Ｄ1)²は、圧下
率の逆数である。次に、制御装置１５は、出側の原点セ
ンサ１３からマニピュレータ装置６が待機している位置
までの距離Ｌと、前記算出した被鍛造材１０の鍛造機５
からの出側の速度Ｖoutとにより前期距離Ｌ移動するに
必要なカウント値を算出する（ステップＳ１３）。即
ち、制御装置１５は、被鍛造材１０の圧下率と当該被鍛
造材１０の先端１０ａが原点センサ１３の位置を通過す
る速度Ｖoutから先端１０ａのチャッキング位置を検出
する。

【００１８】被鍛造材１０が所定距離前進（カウントア
ップした）したか否かを判定し（ステップＳ１４）、所
定距離前進したときには出側のマニピュレータ装置６に
チャッキング指令を出力し（ステップＳ１５）、チャッ
クヘッド７により被鍛造材１０の先端１０ａを把持させ
ると共に、当該マニピュレータ装置６を後退させる（ス
テップＳ１６）。このとき被鍛造材１０は、図３のよう
に先端１０ａがマニピュレータ装置６のチャックヘッド
７により、後端１０ｂがマニピュレータ装置３のチャッ
クヘッド４により把持された状態で搬送される。

【００１９】入側のマニピュレータ装置３は、鍛造機５
の手前所定位置まで前進するとリミットスイッチ（図示
せず）が作動して停止し、同時にチャックヘッド４が被
鍛造材１０の後端１０ｂを放す（ステップＳ１７）。こ
れにより被鍛造材１０は、マニピュレータ装置６のチャ
ックヘッド７により把持されて搬送され、鍛造機５によ
り鍛伸される。制御装置１５は、原点センサ１３が被鍛
造材１０の後端１０ｂを検出したか否か即ち、被鍛造材
１０の後端１０ｂが鍛造機５から抜け出して原点センサ
１３を通過したか否かを判定し（ステップＳ１８）、原
点センサ１３の出力がオフとなった時から所定時間（例
えば、３秒）経過した後（又は金敷電流値の低下を確認
した後）被鍛造材１０の１パス目の完了指令を出力し、
出側のマニピュレータ装置６を停止させて（ステップＳ
１９）、当該制御を終了する（図４）。これにより被鍛
造材１０が鍛造機５を１パスして第１回目の鍛伸が終了
する。

【００２０】次に、制御装置２５は、マニピュレータ装
置６を前進させると共に入側のマニピュレータ装置３を
鍛造機５から所定距離後退させて待機させ、鍛造機５の
金敷の間隔を所定間隔に設定して駆動し、鍛造機５の出
側から入側方向に被鍛造材１０を搬送して第２回目の鍛
伸を開始する。この第２回目の鍛伸は、前記ステップＳ
７〜ステップＳ１９の制御と同様にして行う。このよう
にして鍛造機５間を所定回数パスさせて被鍛造材１０を
所望の外径に鍛伸する。そして、所定の外径に鍛造され
た被鍛造材１０は、マニピュレータ装置６のチャックヘ
ッド７から放された後、アンローディング装置８から切
断機へと搬送される。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、原
点センサにより材料端面を検出し、チャックヘッドの位
置を測長器として利用することにより、鍛造とマニピュ
レータ装置の動きとを制御することができ、ローデング
装置から供給される素材の長さのバラツキに左右される
ことなくマニピュレータ装置のチャッキング位置の自動
化を図ることが可能となり、これによりプログラム鍛造
を行うことができ、作業能率の向上が図られるという優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＮＦＰ鍛造装置のチャッキング位
置検出方法を実施するためのＮＦＰ鍛造装置の一実施例
を示す概略構成図である。

【図２】図１の鍛造装置の作動を示す図である。

【図３】図１の鍛造装置の作動を示す図である。

【図４】図１の鍛造装置の作動を示す図である。

【図５】図１の鍛造装置の制御手順を示すフローチャー
トの一部である。

【図６】図５のフローチャートの残部である。

【図７】図６のフローチャートの残部である。

【図８】ＮＦＰ鍛造装置の概略構成図である。

【図９】図８の鍛造機の端面図である。

【符号の説明】

１ ＮＦＰ鍛造装置 ２ ローディング装置 ３、６ マニピュレータ装置 ４、７ チャックヘッド ５ 鍛造機 ８ アンローディング装置 １０ 被鍛造材 １１ 減速点センサ １２、１３ 原点センサ １４ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＮＦＰ鍛造装置の鍛造機の両側に被鍛造
   材の先端を検出するセンサを設け、鍛造機の一側のチャ
   ックヘッドにより被鍛造材を把持して前記鍛造機に搬送
   し、当該鍛造機により鍛伸されて押し出された前記被鍛
   造材の先端を前記鍛造機の他側のセンサにより検出し、
   この検出したときの前記被鍛造材の移動速度を算出し、
   当該算出した移動速度と前記被鍛造材の圧下率とにより
   前記鍛造機の他側のチャックヘッドのチャッキング位置
   を検出することを特徴とするＮＦＰ鍛造装置のチャッキ
   ング位置検出方法。