JPH078385B2 - 捻れ矯正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被加工物を所定の形状に塑性加工する際に生
じた捻れを矯正する捻れ矯正装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、自動車の窓枠用モール等の各種断面形状を有
する長尺状の被加工物を曲げ加工する曲げ装置として、
特公昭58-43165号公報に記載されているモール曲げ装置
が知られている。この装置は、材料曲げ用ガイドローラ
エレメントを被加工物の送出方向と直交する面内で移動
して、所定の形状に塑性加工するものである。この塑性
加工の際に、曲げ加工誤差を伴う場合があり、この場合
には、塑性加工後に、曲げ矯正装置を用いて曲げ矯正し
て、所定の形状にしていた。このような装置として、特
開昭63-36920号公報に記載されている曲げ矯正装置が提
案されている。この曲げ矯正装置は、塑性加工後に、所
定の形状に対する誤差量を求め、被加工物の所定箇所を
固定し、被加工物の矯正箇所をクランプ手段によりクラ
ンプして、クランプ手段を誤差量に応じて目標位置に移
動して、曲げ矯正するものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、こうした従来の曲げ矯正装置では、曲げ
矯正はできるが、捻れまでは矯正できなった。例えば、
塑性加工する際に、被加工物を所定の方向に曲げた曲げ
角度の誤差の他に、被加工物の長手方向の軸の廻りに捻
れが生じる場合がある。曲げ矯正では、この捻れまでを
も矯正することはできず、捻れが生じた場合には、例え
ば、作業者が、その都度、捻れと逆方向に被加工物を捻
り、矯正していたので、作業効率が悪いという問題があ
った。

そこで本発明は上記の課題を解決することを目的とし、
被加工物の捻りを自動的に矯正することができる捻れ矯
正装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は課題を解決するため
の手段として次の構成を取った。即ち、第１図に例示す
る如く、 塑性加工された長尺状の被加工物M1の所定箇所を固定す
る固定機構M2により固定された前記被加工物M1の先端ま
での途中で、前記被加工物M1を基準台に押し付けて略正
規の形状に捻り仮固定する仮固定機構M3を有し、 前記仮固定機構M3により固定された前記被加工物M1の先
端に向かって移動可能に支承した移動台を移動させる移
動機構M4の前記移動台に、前記被加工物M1の先端をチャ
ックするチャック機構M5を、前記被加工物M1の長手方向
の廻りに回転自在に載置すると共に、前記チャック機構
M5の回転を検出する回転検出器M6を設け、 かつ、回転を伝達・遮断可能なクラッチM7を介して前記
チャック機構M5を回転させる回転駆動機構M8を配置し、 更に、前記移動台を前記被加工物M1の先端に向けて移動
し、前記先端をチャックした後、前記クラッチM7を遮断
すると共に、前記仮固定機構M3による仮固定を解除し、
前記被加工物M1の捻れにより回転される前記チャック機
構M5の回転を前記回転検出器M6により検出して、前記被
加工物M1の捻れ量を検出する捻れ量検出制御手段M9と、 前記捻れ量検出後、前記回転駆動機構M8を制御して、前
記クラッチM7を接続すると共に、前記捻れ量に応じて、
その逆方向に前記チャック機構M5を回転させる矯正制御
手段M10とを備えたことを特徴とする捻れ矯正装置の構
成がそれである。

［作用］ 前記構成を有する捻れ矯正装置は、固定機構M2が被加工
物M1の所定箇所を固定し、仮固定機構M3が、被加工物M1
の先端までの途中で、被加工物M1を基準台に押し付けて
被加工物M1を略正規の形状に捻り仮固定する。そして、
捻れ量検出制御手段M8が、移動機構M4を制御して、移動
台を被加工物M1の先端に向かって移動させ、チャック機
構M5が先端をチャックする。その後、クラッチM7を遮断
すると共に、仮固定機構M3による仮固定を解除して、回
転検出器M6が被加工物M1の捻れによる回転されるチャッ
ク機構M5の回転を検出し、被加工物M1の捻れ量を検出す
る。更に、矯正制御手段M10が、クラッチM7を接続し、
回転駆動機構M8を制御して、捻れ量に応じて、その逆方
向にチャック機構M5を回転させて、被加工物M1の捻れを
矯正する。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例である捻れ矯正装置の概略正
面図である。１は被加工物で、本実施例では、断面が略
コの字状の長尺状の素材を、自動車の窓枠に用いられる
モール等の逆Ｕの字状に塑性加工したものである。尚、
被加工物１としては、断面が円形のパイプ等は、塑性加
工により捻れが生じても、一般に、曲げ矯正のみで形状
が矯正されてしまうので、被加工物１としては、断面が
円形以外のものが捻れ矯正の対象となる。

この被加工物１の所定箇所に、固定機構２が、第３図に
示すように、本実施例では、塑性加工された被加工物１
の曲げられた角の近傍に設けられている。この固定機構
２は、第４図に示すように、機枠４上に載置されたブラ
ケット６に固定された固定台８を備えている。固定台８
には、被加工物１の断面の外形形状に応じて形成された
固定部10が設けられている。また、ブラケット６には固
定用シリンダ12が、被加工物１の長手方向と直交する方
向にロット14を伸長するように取り付けられており、ロ
ット14にはラック16が取り付けられている。

このラック16には、固定台８に、被加工物１の長手方向
と平行する軸の廻りに、回動可能に支承されたピニオン
18が歯合されている。このピニオン18と対向して、ラッ
ク16の背面16aに接触し、固定台８に回動可能に支承さ
れたバックアップローラ20が設けられている。また、前
記ピニオン18には、クランパ22が一体的に取り付けられ
ており、クランパ22のクランプ部22aは、被加工物１を
固定台８の固定部10に押し付けて、被加工物１を固定で
きる形状に形成されている。

一方、この固定機構２に対応した被加工物１の所定箇所
から、被加工物１の先端に向かってまっすぐに延びてい
る途中で、先端付近に仮固定機構24が設けられている。
この仮固定機構24は、第２図、第５図に示すように、機
枠４上に固定されたブラケット26上に、被加工物１の長
手方向と直交する方向に摺動可能に支承された基準台28
を備えている。そして、この基準台28は、ブラケット26
に取り付けられた基準台用シリンダ30により駆動されて
摺動するようにされている。また、基準台28には、被加
工物１の断面の下側の外形形状に応じた基準部32が形成
されており、基準部32の両側には、上方に拡開したガイ
ド部34が形成されている。この基準部32は、基準台28が
基準台用シリンダ30により駆動されて最も上昇されたと
きに、前記固定機構２の固定部10とこの基準部32とに被
加工物１を載せた際に、被加工物１が捻れの内正規の形
状となるように形成されている。

また、ブラケット26には、仮固定用シリンダ36が、その
ロット38を、被加工物１の長手方向と直交する方向に伸
長するように、固定されており、ロット38にはラック39
が取り付けられている。このラック39には、その両側に
平行に歯が形成されており、ブラケット26に回動可能に
支承された２個のピニオン40,42にそれぞれ歯合され
て、ラック39が移動すると互いに逆方向に回動するよう
にされている。尚、ピニオン40,42は、被加工物１の長
手方向と平行する軸の廻りに回動できるようにされてい
る。

そして、それぞれのピニオン40,42には、アーム44,46一
体的に取り付けられており、アーム44,46は、それぞれ
円弧状に形成されており、ピニオン40,42の回動に伴っ
て揺動して、例えば、第５図に二点鎖線で示す被加工物
１の位置から矢印で示すように、被加工物１を抱き込む
ようにして、被加工物１を基準部32に向かって移動し
て、被加工物１の下側を基準部32に押し付けるようにさ
れている。

一方、被加工物１の先端付近には、移動機構48が設けら
れている。この移動機構48は、機枠４上に載置されたブ
ラケット50に、被加工物１の長手方向と平行に、２本の
ガイドバー52（１本のみ図示する）の両端が固着されて
いる。このガイドバー52には、摺動自在に移動台54が支
承されており、移動台54は、ブラケット50に取り付けら
れた移動用シリンダ56により駆動されて、移動するよう
にされている。そして、移動台54には、チャック機枠58
が載置されており、チャック機枠58には、回転軸60が被
加工物１の長手方向に沿って同軸上に、ベアリング62,6
4により回転自在に支承されて設けられている。

この回転軸60の端には、プーリ66が固定されており、こ
のプーリ66には、チャックハウジング68が固定されてい
る。チャックハウジング68には、回転軸60の軸方向に摺
動孔70が穿設されており、摺動孔70には、ガイド部材72
が摺動可能に挿入されている。このガイド部材72は、チ
ャックハウジング68の端に取り付けられたプレート73に
より、抜け止めされると共に、ガイド部材72の廻り止め
がなされている。そして、ガイド部材72には、その軸方
向にその断面が被加工物１の外形形状と同じほぼ矩形の
挿入孔74が穿設されており、また、挿入孔74に連通し
て、被加工物１の先端に向かって拡開した、断面矩形の
ガイド孔76が形成されている。

更に、前記挿入孔74内には、コレット78が挿入されてお
り、このコレット78と挿入孔74との間の隙間は、ほぼ被
加工物１の板厚とほぼ同じが僅かに大きい程度にされて
いる。このコレット78には、その軸方向に貫通孔80が穿
設されており、貫通孔80の先端は縮径されてテーパ孔82
が形成されている。そして、この貫通孔80には、チャッ
クハウジング68の摺動孔70内に収納されて固定された拡
開軸84が、挿入されている。そして、拡開軸84の先端に
は、貫通孔80のテーパ孔82に対応したテーパ部86が形成
されており、コレット78がテーパ部86に向かって押され
ると、拡開軸84のテーパ部86によって、コレット78を拡
開させ、その外形を膨らませることができるようにされ
ている。しかも、摺動孔70内に収納されたばね87によ
り、コレット78が拡開軸84から離間する方向に付勢され
ている。尚、チャック機枠58、回転軸60、ベアリング6
2,64、プーリ66、チャックハウジング68、ガイド部材7
2、プレート73、コレット78、拡開軸84、ばね87により
チャック機構88が構成されている。

また、前記プーリ66には、チャック機枠58に固定された
回転検出機89の回転軸に取り付けられたプーリ90との間
に、ベルト92が張設されている。この回転検出機89とし
ては、例えば、回転に応じてパルス信号を出力するエン
コーダや、回転に応じてサイン波、コサイン波の信号を
出力するレゾルバ等の回転を検出できるものであればよ
い。

一方、回転軸60の後端には、電磁クラッチ92が取り付け
られると共に、一組のベアリング96,98により回転自在
に支承されたプーリ100が設けられている。前記電磁ク
ラッチ92は、外部から励磁信号が入力されると、回転軸
60とプーリ100とが連結され、回転を伝達できるように
されるものである。また、励磁信号が入力されないとき
には、回転の伝達を遮断して、回転軸60とプーリ100と
がそれぞれ別個に自由に回転できるようにされたもので
ある。

そして、前記プーリ100には、チャック機枠58に固定さ
れた回転用モータ102の回転軸に取り付けられたプーリ1
04との間に、ベルト106が張設されている。これらのプ
ーリ90,104、回転用モータ102、ベルト106により回転駆
動機構108が構成されている。

尚、第３図に示す本実施例では、被加工物１の形状に従
って、その両端の直線部分に、それぞれ前記固定機構
２、仮固定機構24、移動機構48、チャック機構88、回転
検出機89、電磁クラッチ92、回転駆動機構108が２組配
置されている。

次に、本実施例の電気系統を第７図に示すブロック図に
よって説明する。本装置は電子制御回路150によって駆
動・制御され、この電子制御回路150は、周知のCPU15
2、ROM154、RAM156を論理演算回路の中心として構成さ
れ、外部のモータ等との入出力を行う入出力回路158を
コモンバス160を介して相互に接続されて構成されてい
る。

CPU152は、回転検出器89からの信号を入出力回路158を
介して入力し、この信号及びROM154、RAM156内のデータ
に基づいてCPU152は、入出力回路158を介して電磁クラ
ッチ92、回転用モータ102、固定用制御弁152、仮固定用
制御弁164、基準台用制御弁165、移動用制御弁166に駆
動信号を出力し、各機構を制御するようにされている。

尚、固定用制御弁162は、入力される信号に基づいて、
図示しない空気圧回路を切り換え、固定用シリンダ12の
動作を制御する周知の制御弁である。また、同様に、仮
固定用制御弁164は、仮固定用シリンダ36の、基準台用
制御弁165は基準台用シリンダ30の、移動制御弁166は、
移動用シリンダ56の動作を制御する周知の制御弁であ
る。

次に、前述した電子制御回路150において行われる処理
について、第８図に示すフローチャートによって説明す
る。

まず、塑性加工された被加工物１の所定箇所を、固定機
構２に合わせてセットしてから、入出力回路158を介し
て固定用制御弁162に切り換え信号を出力し、固定用シ
リンダ12を押し側に駆動する。すると、ラック16が移動
して、ピニオン18が回転し、第４図に二点鎖線で示す位
置から実線で示すように、クランパ22を固定台８の固定
部10に向けて揺動する。そして、クランパ22のクランプ
部22aにより、被加工物１を固定部10に押し付け、クラ
ンプ部22aと固定部10とで被加工物１を挟持して固定す
る（ステップ200）。

被加工物１が塑性加工された際には、被加工物１の長テ
ーパ方向の軸の廻りに捻れが生じる場合がある。この捻
れが生じた被加工物１を固定機構２により固定すると、
例えば、第５図に二点鎖線で示すように、基準台28の基
準部32から浮き上がって、しかもその形状が、捻れがな
い正規の形状に対して、捻れた状態で固定される。そし
て、捻れの程度や曲げの誤差の程度に応じてそれぞれ異
なった姿勢となる。

次に、仮固定用制御弁164に切り換え信号を出力して、
仮固定用シリンダ36を押し側に駆動し、ラック39を移動
する。これにより、両ピニオン40,42が互いに逆方向に
回転し、両アーム44,46が互いに逆方向に揺動して、第
５図に二点鎖線で示す位置から実線で示すように、被加
工物１を抱き込むようにして被加工物１を基準台28の基
準部32に押し付けて、仮固定する（ステップ210）。こ
のように、本実施例では、円弧状の両アーム44,46を互
いに逆方向に揺動して、両アーム44,46により被加工物
１をその円弧内に抱き込むようにして、捻れ等の程度に
応じて異なった姿勢にある被加工物１を、基準部32に押
し付ける。この際、ガイド部34は、アーム44,46により
抱き込まれた被加工物１を、基準部32に案内する。そし
て、被加工物１が基準部32に押し付けられるときには、
被加工物１は、その捻れの程度に応じて、その捻れとは
逆方向に捻られて、基準部32に押し付けられる。基準部
32に押し付けられると、被加工物１は、捻れが解消され
た略正規の形状となる。

続いて、電磁クラッチ92に励磁信号を出力し、電磁クラ
ッチ92を接続して、電磁クラッチ92を介してプーリ94と
回転軸60との間で、回転を伝達可能にする（ステップ22
0）。そして、回転用モータ102を駆動して、プーリ10
4、ベルト106、プーリ94、電磁クラッチ92を介して回転
軸60を回転する。前記仮固定されると、被加工物１は、
捻れが解消されたほぼ正規の形状になる。よって、被加
工物１が正規の形状のときに、被加工物１の先端をガイ
ド部材72の挿入孔74に挿入できるガイド部材72の位置
を、基準位置として定め、その基準位置に回転軸60が回
転されたときに、図示しないスイッチが押下されるよう
に、スイッチを配置し、あるいは、回転検出器89により
検出される回転角度からその基準位置に回転されたこと
を検出する。そして、基準位置煮まで回転されたとき
に、回転用モータ102の駆動を停止する。これにより、
被加工物１の略コの字状断面と、ガイド部材72の挿入孔
74の略コの字状断面との位相が一致する（ステップ23
0）。

その後、入出力回路158を介して、移動用制御弁166に制
御信号を出力して、移動用シリンダ56により、移動台54
を被加工物１の先端に向かって移動する（ステップ24
0）。そして、ガイド部材72の挿入孔74に、ガイド孔76
によりガイドされた被加工物１の先端が進入すると、被
加工物１の先端でコレット78が、ばね87の付勢力に抗し
て押されて、コレット78が拡開軸84に向かって移動す
る。すると、コレット78のテーパ孔82が、拡開軸84のテ
ーパ部86に当り、コレット78が拡開される。このコレッ
ト78の拡開により、被加工物１の先端が挿入孔74に押し
付けられて、チャックされる。

被加工物１の先端がチャックされる位置にまで、移動台
54が移動されると、次に、仮固定用制御弁164を切り換
えて、仮固定用シリンダ36を引き側に駆動して、ラック
39、ピニオン40,42を介して、両アーム44,46を互いに逆
方向に、第５図に二点鎖線で示すように、抱き込んでい
る被加工物１を解放するように揺動する。また、基準台
用制御弁165を切り換えて、基準台用シリンダ30を引き
側に駆動して、基準台28を引き下げて、基準部32を被加
工物１から引き離し、仮固定を解除する（ステップ25
0）。

続いて、電磁クラッチ92への励磁信号の出力を停止し、
電磁クラッチ92を遮断状態とする（ステップ260）。電
磁クラッチ92を遮断すると、仮固定した際に捻っていた
被加工物１が、仮固定の解放により、その反発力で塑性
加工の際に生じた捻れの状態に捻れる。それに伴って、
ガイド部材72が回転され、それと共に、チャックハウジ
ング68、プーリ66、回転軸60が回転される。よって、ベ
ルト92、プーリ90を介して、その回転が回転検出器89に
より検出され、ガイド部材72の基準位置からの回転角度
を、被加工物１の捻れ量として検出する（ステップ27
0）。

次に、この検出した捻れ量が、予め設定された許容基準
内であるか否かを判断する（ステップ280）。許容基準
を超えているときには、電磁クラッチ92に励磁信号を出
力して、伝達状態とする（ステップ）。そして、前記捻
れ量に基づいて、予め実験等により、矯正量を算出する
（ステップ300）。本実施例では、この矯正量は、捻れ
と逆方向に被加工物１を捻ったときに、被加工物１に生
じている捻れ量を解消するのに必要な、予め実験等によ
り求めた、スプリングバック量をも加味した値である。
本実施例では、種々の捻れ量に対応した矯正量を予め実
験等により求めて、捻れ量と矯正量とを対応させたマッ
プとしてRAM156に記憶している。

そして、回転用モータ102を駆動して、電磁クラッチ92
等を介して、回転軸60を回転し、その回転を、回転検出
器89により検出しながら、前記算出した矯正量となるよ
うにガイド部材72を回転する（ステップ310）。これに
より、被加工物１は、その捻れ方向とは逆方向に、矯正
量だけ捻られ、捻れ矯正される。

その後、前記ステップ260以下の処理を繰り返し、再
び、電磁クラッチ92を遮断状態にする（ステップ26
0）。すると、被加工物１のスプリングバックによりガ
イド部材72が回転され、この回転を回転検出器89により
検出する（ステップ270）。検出した回転に基づいて、
ガイド部材72の基準位置からの回転角度を捻れ量とし検
出し、捻れ量が許容基準内にあるか否かを判断する（ス
テップ280）。次に、再び基準内にないときには、電磁
クラッチ92を伝達状態にする（ステップ290）。そし
て、再度検出した捻り量に基づいて、矯正量を算出し
（ステップ300）、の矯正量に基づいて、ガイド部材72
を回転駆動して（ステップ310）、捻れを矯正する。

一方、ステップ260以下の処理を実行して、ステップ280
の処理により許容基準内にあると判断されると、移動用
制御弁166に制御信号を出力して切り換え、移動用シリ
ンダ56を引き側に駆動して、移動台54を被加工物１の先
端から遠ざかる方向に移動する（ステップ320）。これ
により、まず、拡開軸84がコレット78から引き抜かれる
方向に移動されて、また、ばね87の付勢力でコレット78
が押し出されて、拡開軸84のテーパ部86が、コレット78
のテーパ孔82から離間する。よって、コレット78の外形
が縮小し、被加工物１のチャックを解放する。そして、
更に、移動台54が移動されて、挿入孔74から被加工物１
の先端が引き出される。

続いて、固定用制御弁162に制御用信号が出力されて切
り換えられ、固定用シリンダ12が引き側に駆動されて、
ラック16、ピニオン18を介してクランパ22が、第３図に
二点鎖線で示すように、被加工物１の固定を解放するよ
うに揺動される（ステップ330）。ステップ330の処理を
実行すると、一旦本制御処理の実行を停止する。

尚、前記ステップ240〜270の処理の実行が、捻れ量検出
制御手段M9として働き、ステップ280〜290の処理の実行
が、矯正制御手段M10として働く。

前述した如く、本実施例の捻れ矯正装置は、被加工物１
の所定箇所を固定機構２により固定し（ステップ20
0）、この固定機構２と被加工物１の先端までの途中
で、仮固定機構24により被加工物１を捻り略正規の形状
で仮固定する（ステップ210）。そして、被加工物１の
先端を、チャック機構88によりチャックしてから、仮固
定機構による仮固定を解除し（ステップ220〜250）、電
磁クラッチ92を遮断する（ステップ260）。そして、被
加工物１の捻れにより回転されるチャック機構88の回転
から捻れ量を検出し（ステップ270）、電磁クラッチ92
を伝達状態にする（ステップ290）。次に、捻れ量から
矯正量を算出し（ステップ300）、チャック機構88を矯
正量に応じて回転して（ステップ310）、捻れを矯正す
る。また、ステップ260以下の処理を繰り返し、より精
度よく捻れの矯正を行なう。

従って、塑性加工により被加工物に捻れが生じても、そ
の捻れの状態に関わらず、被加工物１を捻り略正規の形
状に仮固定して、その捻れ量を検出し、捻れ量に基づい
て被加工物１を逆方向に捻り、自動的に捻れを矯正する
ことができる。

以上本発明はこの様な実施例に何等限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる
態様で実施し得る。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の捻れ矯正装置は、塑性加工
により被加工物に捻れが生じても、その捻れの状態に関
わらず、その捻れ量を検出し、捻れ量に基づいて被加工
物を逆方向に捻り、自動的に捻れを矯正することができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を励磁するブロック図、第
２図は本発明の一実施例としての捻れ矯正装置の概略正
面図、第３図は本実施例の捻れ矯正装置の概略配置図、
第４図は第２図のAA拡大断面図、第５図は第２図のBB拡
大断面図、第６図は本実施例のチャック機構を中心とし
た拡大断面図、第７図は本実施例の電気系統の構成を示
すブロック図、第８図は本実施例の電子制御回路におい
て行われる制御処理の一例を示すフローチャートであ
る。 M1,1……被加工物、M2,2……固定機構 M3,24……仮固定機構、M4,48……移動機構 M5,88……チャック機構 M6,89……回転検出器 92……電磁クラッチ M8,108……回転駆動機構 150……電子制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塑性加工された長尺状の被加工物の所定箇
   所を固定する固定機構により固定された前記被加工物の
   先端までの途中で、前記被加工物を基準台に押し付けて
   略正規の形状に捻り仮固定する仮固定機構を有し、 前記仮固定機構により固定された前記被加工物の先端に
   向かって移動可能に支承した移動台を移動させる移動機
   構の前記移動台に、前記被加工物の先端をチャックする
   チャック機構を、前記被加工物の長手方向の廻りに回転
   自在に載置すると共に、前記チャック機構の回転を検出
   する回転検出器を設け、 かつ、回転を伝達・遮断可能なクラッチを介して前記チ
   ャック機構を回転させる回転駆動機構を配置し、 更に、前記移動台を前記被加工物の先端に向けて移動
   し、前記先端をチャックした後、前記クラッチを遮断す
   ると共に、前記仮固定機構による仮固定を解除し、前記
   被加工物の捻れにより回転される前記チャック機構の回
   転を前記回転検出器により検出して、前記被加工物の捻
   れ量を検出する捻れ量検出制御手段と、 前記捻れ量検出後、前記回転駆動機構を制御して、前記
   クラッチを接続すると共に、前記捻れ量に応じて、その
   逆方向に前記チャック機構を回転させる矯正制御手段と
   を備えたことを特徴とする捻れ矯正装置。