JPS59178146A - スウエ−ジング加工方法 - 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】 本発明は、線桐、丸棒、パイプ等（以下線材等という）
を回転しながら摺動する工具で打撃して任意の形状に加
工するスウエージング加工方法に関する。

従来この種の加工は、第１図に示すようなへ／ドをもっ
た加工機（スウエージングマノン）によって行なわれて
いた。同図において、１はヘッド、２はスピンドルで、
中央には溝６が設けられている。４，４ａは溝６内に配
設されたガイド板で、このガイド＃ｉ、４　、４　ａの
間には、半円状の穴６゜６ａを備えたダイス５．５ａ、
座金７，７ａ及び端部にハンマーローラ９　、９　ａ　
’ｃ有ｉるスウエージングハンマー８．８ｍが摺動可能
に配置されておシ、ダイス５，５ａ間にけばね１０が介
装されていて、両ダイス５，５ａを常時外方に押圧して
いる。１１はスウエージング／・ンマー８．８ａ間に橋
絡されたりミント板で、セージングノーンマ−８，８ａ
の可動範囲を規制すると共に、後述のＴｊ−ラカーゴ１
３の損傷と騒音の発生を防止する。

１２は耐摩耗性材料からなる固定の外輪で、この外輪１
２とスピンドル２との間に１ｊ、７−ｉ定の間隔てロー
ラケージ１３に収容された多数のスウコニ−ジングロー
ラ１４が配置されており、各スウェージングローラ１４
は、スピンドル２の外周面と外輪１２の内周面とにそれ
ぞれ線接触している。

−ｌ−ｉｆｉ、’のように構成した加工機のヘッド１に
おいては、スピンドル２が例えば矢印ａ方向に回転する
と、これと接触するスウェージングローラ１４は矢印す
方向に転動しながらスピンドル２と同方向に移動する。

−力、スウェージングハンマー８゜８　ａ　Ｋ　トリつ
けたハンマーローラ９，９ａは、スピンドル２の回転に
伴なって、ローラケージ１３とスウェージングローラ１
４に交互に接触しながら転動する。ところで、スウェー
ジングローラ１４けローラケージ１６から僅かに突出し
ているため、ハンマーローラ９，９ａがローラケージ１
３からスウエージングローラ１４に乗上げると、スウェ
ージングハンマー８，８ａ、座金７，７ａ及びダイス５
，５ａはそれぞれ中心方向に肇位し、スウエージングロ
ーラ１４から外れると、ばね１ｏにより再び元の位置に
戻る。

しＩＣがって、ダイス５，５ａの半円状の穴６゜６ａで
構成する加工穴６ｂＫ純ｔ’４等を装入してスピンドル
２を回転させれば、ダイス５，５ａは上記の運動を高速
度で繰返し、線材等を打撃して加工穴６ｂの大きさに対
応した形状に成型する。

次に上記のようなヘッドを（Ｉｆｉｉえた加工機により
、線材を第２図に示すような形状に加工する場合の工程
を説明する。なお、第２図における各部の利法は次の通
υである。

Ｌ：　１５０關＋　１１　’　１０問、ｔ２　＋　Ｌ３
　＊　４　’　２０簡、ム：　３ｏ１ｗ　、　Ｌ６：　
５　［１期ｄｌ：３．ｏφ、ａｘ：２．８φ、ｄＢ：２
．２φ、ｄ４：１／１００テーバ、　ｄＢ：　１．８　
ｉｆ’　、　ｄｓ”Ｌ４　’ｌ’（１）外径２．８φ用
のダイスを備えた第１の加工機の加工穴に、外径３．０
φの線材（素材）を装入し、先端からｔ−までをａ２（
２，８φ〕に成型する。

この場合、ｔ２以下の長さは、その後の成型による伸張
を見込んで、経験則により定める。

（２）次のｔ、はｄ、（２ご２φ）に成型するのである
が、ｄ２（：２．ｓφ）から直ちにｄＢ（２，２φ）迄
加工することは、加工機の性能士困難なので、例えば２
５φ用のダイスを備えた第２の加工機で、先端からｔｓ
−Ｊで全２．５φに成型する。

（：（）　　（Ｉｌｌ　（２，２φ）用ダイスを備えた
第３の加工機により、再び先端かｔ−、４まで加工し、
ｄｓ　（２，２φ）に成型する。

（４）１／１ｏＵのテーパ用ダイスを備えた第４の加工
機により、１．４以下を成型する。

（５）次に、ｃｉｒ、ｃｌ、８φ）用のダイスを備えた
第５の加工機に、しり、先端からＬ８ｔでを１．８φに
成型する。

（Ｉ；）　　最彼にｄ６（１，４φ）用のダイスを備え
た第６の加工機によシ先端からｔ６の範囲を１．４φに
成型する。

このように、線材を第２図に示すような形状に加工する
ためには、最低６台の加工機（１台の加工機で加工する
場合は、その都度作業を中止してＩｌｌ工の径に適合し
た庁舎に交換する）が必要である。甘／こ、第３図に示
すように、６．０φの線材を、ｊ七ＡＬ１頭部の径ｄ１
が６．０φ、端部の径ｄ６が１，４φのデーパ状に加工
するためには、加工機の性能上一度に成型できないので
、ｄｌが５．Ｏφで、ｄ６が例えば、２．８φ、２．５
φ、２．２φ、１．８φ、１．４φの５種類のテーパー
用ダイスを順次テーパー成型しなければなら々い。この
ように、従来の加工機においては、いずれの場合も成型
作業がきわめて面倒であるばかりでなく、多大の工数を
必要とし、さらに線材等を加工穴から押込んで先端から
加工するため、加工中に曲り易いなど、多くの問題があ
った。

さらに、例えば第４図（ａ）に示すように、テーパー途
中に段部（大径部）を有する形状、（ｂ）に示すように
両端が大径で中間が小径の形状、（ｃｌに示すように両
端が大径で中火部が小径になるように外径が連続的に変
化する形状の製品等は、従来の加工機では成型不可能で
あった。また、このようなことから任意断面形状の製品
が得られず、所望の厚さをもった製品を得ることができ
ないので、拐料は無駄になることが多かった。

本発明は、上記のような従沫の問題点を解決するために
なされたもので、第２図、第６図に示すような形状のも
のは勿論、第４図（ａｔ　、　（ｂｌ　、（ｃ）に示す
ような任意形状の場合でも、１台の加工機で連続的かつ
自動的に成型可能で、かつ、材料の伸びを体積として逃
げさせるようにして材料の節約を可能にしたスウエージ
ング加工方法を提供するものである。

本発明に係るスウエージング加工方法は、上記の目的を
達成するために、加工穴を有しほぼ中央部に対向配置さ
れた工具と、その外側にそれぞれ槓を介して配置された
スウェージングハンマー等を有するスピンドルと、該ス
ピンドルの外側に配設された固定外輪との間に配置され
、前記スウエージングハンマーを間欠的に中心力向に移
動させる機構とを有するスウエージング加工機を備え、
被加工部材の素材寸法及び仕上がシ寸法に基づいて被加
工部材の素材長さを演算し、次に、該素材長さと仕上が
シ寸法に基づいて制御情報を演算し、該制御情報に基づ
いて被加工部材の軸方向の送り及び前記楔の進退を制御
することを特徴とするものである。

以下、本発明の実施例を１メ１商に九づいて説明する。

第５図は、本発明実施例の機溝部分のはすをｌ」りす構
成図である。１はヘッドで、その実施例を４１６図に示
す。な訃、第１図と同じ（効能の部分υＣは同じ符号を
付し、呪明を省略する。本発明にふ−いては、第１図の
座金７．７ａｒＣ代えて、ダイス５゜５ａとスウエージ
ングノ・ンマー８，８ａの間に喫７１．７１ａを介装し
、この喫７１．７１ａを、スピンドル２の駆動軸１６内
にプツシ１１フ全弁して回転かつ軸方向に摺動可能に配
置された摺動軸１５の先端に装着したものである。

再び第５図において、２１はサーボモータ、２２は減速
機、２３は減速機２２の出力軸で、雄ねじが設けられて
いる。２４は出力軸２６に螺合さｌまた雌ねじで、軸方
向には移動するが回転はし）、−いように構成きれてい
る。２５は雌ねじ２４の軸と摺動軸１５を支承する軸受
機構である。なふ、２６はモータ、歯′Ｍ、機構等から
なるスピンドル２の駆動装置である。

このように構成し斤ヘッドにおいては、駆動装置ｆ　２
６　ｖ（よシスヒンドル２を回転させると共に、→Ｊ−
ボモータ２１を可逆に回転してす・ノド２４を前進又Ｖ
ｉ　ｇ　＞Ｌ３させることにより、軸受機構２５で支持
さ）また摺動＋ｌｑｌ＋　１５を介してｆｆ７１，７１
ａを前後しく変位さ亡、これにより、ダイス５．５ａで
形成ノる加工穴６ｂを所望の大きさに変えることができ
る。

６１は線材的の送り機構で、サーボモータ６２、これに
駆動されるねじ棒３６、ねじ棒３６と噛合い、軸方向に
は移動するが回転はし々いように構成さ７（−ｉＪ動部
材３４及びこの可動部材６４と一体に構成さすまたｎ１
動チヤツク６５等からなっている。

なお、３６１６ＩＩ’ａ定グヤツク、６７け線材等の直
線機構で府２゜ 記７以・＆：ｉ　、本健りｉ実施例の制御装置部分の概
要令−）」＜１−構成図である１、 １１４図１しくおいて、８０けメイニ／ＣＰＵ、８１は
ＣＲ′「・九−ボー　ド、８２Ｈオペレーシヨンコンソ
ーハ、８３はＰ　１．ｔ　ＯＭ　−ＲＡ　Ｍ、８４は共
有ＲＡＭ、８５は入力インター７エイス、８６は出力イ
ンターフェイス、８７は強電盤である。

このメインｃｐｕａｏは、ＣＲＴ・キーボード８１によ
って入力され、Ｐｌも０．Ｍ・ＲＡ　Ｍ　８３及び共有
ＲＡ　Ｍ　８４に格納されたプログラム及びデータを演
算・解析し、その内容を後述する田−ボＣＰＵに引渡ず
機能と、第５Ｍに示した機構のシーケンス制御機能とを
備えている。前者の機能としては、入力づれたデータ中
法のデータをサーボＣＰＵにプログラム毎に引渡してい
る。すなわち、モード指定内容、プログラムステ・ノブ
番号、Ｇコード、モードフラグ、可動ナヤツク（線材）
の移動量、楔の移動量、可動チャック・楔の加速定数及
び減速定数等を引渡している。

後者のシーケンス機能としては、入力インターフェイス
８５に入力される入力群（１）、例えば、素拐検出スイ
ッチＳ１、チャック検出スイッチＳ２、カット検出スイ
ッチ８３等からの出力に基づいて、予め決められたシー
ケンスとの対応で適宜出力信号を送出する。これは、出
力インターフエイス８６からの出力群となって強電盤８
７に供給され、強電盤８７は機械側、例えばヘッドモー
タ２６等の作動を制御する。

また、同図において、９０はサーボＣＰＵであり、メイ
ンＣＰＵ８０からのデータに基づいてサーボコントロー
ルに必要々パラメータを計算し、その内容をサーボコン
トローラ９１のレジスタにセットする。入力インターフ
ェイス９２を入力して入力群（２）も供給される。この
入力群（２）は、サーボモータ２１．３２を制御するの
に必要な位置情報であシ、具体的には、もどジオ−バー
ラン検出スイッチＬｓＩ、原点検出スイッチＩｊＢ２、
送りオーバーラン検出スイッチＬｓ３、型閉オーバ−２
ン検出スインチＬ８４、原点検出スイッチ”８５　、型
開オーバーラン検出スイッチＬ８．等の出力信号である
。

なお、共有ｒｔＡ’Ｍ８４は、メイｙｃＰＵ８０及びサ
ーボＣＰＵ９０のいずれからも利用できるようにしたＲ
ＡＭであシ、このＲＡＭによシ演算時間の短縮等を可能
にしている。

サーボコントローラ９１の出力は、サーボアン７９３．
９４にそれぞれ供給され、サーボアンプ９３は、供給さ
れたデータ（アナログ指令）と川−ボモータ６２に連結
した速度発電′Ｍｋｇ５の帰還出力とにより、サーボモ
ータ６２を所定の速度に制御する。このとき、エンコー
ダ９６の出力が、可動チャック３５の位置情報としてサ
ーボコントローラ９１に帰還する。同様に、サーボアン
プ９４け、速度発電機９７の帰還出方等に基づいて、サ
ーボモータ２１を制御する。このとき、エンコーダ９８
の出力が楔７１，７１ａの変位としてサーボコントロー
ラ９１に帰還する。

以上の構成からガる本実施例におけるシステムのオペレ
ーションモートハ、オペレーションコンソール８２上の
モード切替スイッチにょシ次の７つのモードの選択が可
能になっている。

（１）　　システムモード （ｉｉ）　Ｍｎｘモード ６１１）　　プログラムモード ｌ１Ｖ）　　自動モード （Ｖｌ　　原点モード （Ｖｌｌ　　手動モード ｖｌ；　　計算モード 却下、各モー　ドについて簡単に説明する。

（１）７ステムモード このモードでは、制御に必要なパラメータをセットする
。すなわち、装置設定時に、装置個有な定数等を記憶さ
せる。パラメータの数としては、例えば最大２０程度設
定させるようにする。

（ｉｉ＋　　ＭｐＩモード このモードでは、１ブロツクのプログラムを入れて動作
確認をすることができる、すなわち、複数のブロックの
うち任意のブロック′ｆ確認することができる。例えば
、Ｇ０１Ｙ２０．０ＯＦｌｏｏと入力すると、可動チャ
ック６５を、ｙ″：５向に２　ｏ　ｗ　、、　１ｏｏｗ
／ｒｎｉ。

の速度で移動するように動作する。

（曲　プログラムモード Ｐ１１００−ＲＡＭ８３にプログラム数最大２０神類が
登録でき、各プログラムの入力編集（追加、削除等）も
可能とガっている、ｉｖ）　　自動モード 登録されたプログラムを呼び出し、かつプログラム実行
回数をセットする。その上で、所定の回数を加工する。

＜Ｖ　　原点モード 自動モードを実行する前に必ず可動チャック６５及び楔
７１．７’ｌａを原点に復帰させる、これは、原点検出
スイッチＬ８！　ｌ　Ｌｓｓ　　トエンコーダ９６．９
８の出力とのアンド条件で、μオーダで位置決めしてい
る。

（Ｖ／ｉ＋　　手動モード 可動チャック３５及び楔７１．７１ａをそれぞれ手動ボ
タンによシ移動・変位させる。

＆ｉｌ　　計算モード 予め製品の体積計算を実施し、該体積に基づいて被加工
部材の素材長さを決定すると共に、製品プログラムを決
定する。

以上の各モードは任意に選択できるものであるが、自動
モードを選択する前には、少なくともンステムモード、
プログラムモード及ヒ原点モー　トの各モードの動作を
終了していることが必要である。

次に、第５図、第６図及び第７図を参照し、本実施例に
より線材を第２図に示す形状に加工する場合の加工例の
概要を説明する。なお、プログラムモードによるプログ
ラムの登録は終了しているものとする。

（１）ｉ２図に示すような加工物の形状の諸元Ａ（各部
の径、テーパー等〕及びこの加工物を成形するのに必要
な諸元Ｂ（各部の長さ、加工に費する時間（線材の引張
多速度−１））の制御バラメークがセットされる（シス
テムモード）。

（２）径ｄ１の線材を第２図に示すような形状に成型す
るためにはどれだけの長さＬｌが必要かと計算する（計
算モード）。そして、製品プログラムが決定される。こ
の演算は、メインＣＰＵ８０でなされ、その結釆はＦＲ
ＯＭ−ＲＡＭ８３中のＲＡＭ領域に格納される。共有Ｒ
ＡＭ８４を介してサーボ動作の開始がサーボＣＰＵ９０
に伝えられると、ＣＰＵ９０は、必要に応じてＰＲＯＭ
　−ＲＡＭ８３の情報を呼び出して演算をする。

（３）可動チャック３５及び楔７１．７１ａを原点に戻
す（原点モード）。

（４）　　この後、自動運転を開始する（自動モード）
。

（５）　　自動運転が開始されると、メインＣＰＵ８０
は、入力群（１）の各スイッチからの信号に基づいてシ
ーケンス制御を行ない、サーボＣＰＵ９０は、各サーボ
モータ２１．３２を制御する。このとき、スイッチＬｓ
１　、　Ｌｓｓ　、　Ｌｓ４　、　Ｌａｇは制御オーバ
ーを検出するスイッチであり、該スイッチの出力信号が
あったとき、各サーボモータはその動作を停止する。

（６）　　まず、可動チャック３５によシ線材６０をク
ランプし、（固定チャック３６は開放）、サーボモータ
３２によ）可動部材６４を矢印Ｘ方向に送る。

（７）　　前記諸元Ｂのうち、加工に必要な線材ろ０の
長さＬ８に対応した信号ｂ１によりサーボモータ６２を
制御し、線材３０を力０工穴６ｂからり、だけ装入する
。

（８）　　スピンドル（２）の駆動装Ｒ２６によりスピ
ンドル２を回転させ、同時に、前記諸元Ａの信号ａｌに
よりサーボモータ２１を制御し、寸だ諸元Ｂのうち線材
ろ０の引張速度に対応する信号ｂ２によりサーボモータ
６２を制御スる、 これによシ、楔７１．７１ａは加工物の外形に応じてＸ
又はｙ方向に変位１−でダイス５・５ａの加工穴６ｃの
大きさを変化させ、一方、可動チャック３５は線材３０
をクランプした状態で、（ｉ号ｂｌにより制御された引
張速度で矢印ｙ方向に移動するので、線材６０は第２図
に示す所定の形状に成型される。

（９）加工が終って加工物がヘッド１から引出された時
点で、サーボＣＰＵ９０からの信号Ｖより両す−ポモ、
−夕２１．３２を停止させると共に、固定チャック３乙
により線材３０をクランプし、カッター（図示せず）に
より所定の寸法に切断する。

←Ｑ　このようにして、次々と自動的に線材３０を加し
切断する。

上記の説明では、線材を第２図に示すような形状に成型
する場合を示したが、本発明によれば、線材、丸棒、パ
イプ等を第２図乃至第４図に示す各種の形状その他任意
の形状のものを、自動的かつ短時間に成型することがで
きる。また、上記の実施例では本発明による加工の一例
を説明１１．だが、材料、加工物の形状等により適宜変
更しうろことは云うまでもない。その他装置各部の機構
、形状等も上記実施例に限定するものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、１台
の加工装置により、線材等を任意の形状に加工でき、加
工時間も大巾に短縮できる。そして、材料の伸びを体積
として逃がしているので、材料が節約され、例えばメガ
ネフレームの金パリ材料等では約５０％の節約が可能と
なっており、コスト低減に寄与する等、実施による動床
きわめて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスウエージングマシンのヘッドの一例を
示す正面図、第２図、第６図及び第４図ｔａｌ　、　（
ｂｌ　、　（ｃ）は線相等の加工例を示す側面図、第５
図は本発明実施例の機構部分の概要を示す説明図、第６
図はそのヘッド部分の実施例の縦断面図、第７図は前記
実施例の制御装置部分の概要を示す説明図である。 １：ヘッド、２ニスピンドル、５．５ａ：ダイス、８，
８ａ：スウエージングハンマ、？、９ａ゛ハンマーロー
ラ、１２：外輪、１６：ローラカーゴ、１４：スウエー
ジングローラ、１５：摺動ｑＩＩＩ＋、２１，３２：サ
ーボモータ、６０：線材、６１：送シ機構、６５：可動
チャック、７１゜７１ａ：楔＞　８０：メインＣＰＵ、
９０ニサーボＣＰＵ、９１：サーボコントローラ、９３
．９４：→ｌ−ボアンブ。 代理人　弁理士　木　村　三　朗 手続補正書（自発） 昭和５８年５月２７日 持ｍ庁長宮殿 １　事件の表示 特願昭５８−５０２５７号 ２　発明の名称 スウエーじンゲ加工方法 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　　株式会社　ジャパンロイヤル精機名称　　光洋
電子工業株式会社 ４　　代　　理　　人 〒１０５　東京都港区虎ノ門−丁目２１番１９号明細書
の１−発明の詳細な説明」の欄 （２）　　明細書第７頁第３行〜第４行「材料伸びよう
にして」を、「今までの機械では実現不可能であった任
意断面形状の綿祠加Ｉが可能となり、大幅な」と補正す
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 加工穴を治しほぼ中央部には内配置された工具と、（−
   の外側にそれぞれ楔を介して配録されたスウエーシンク
   ハンマー等を有スるスピンドルと、該スピンドルの外側
   に配設された固定外輪との間に配置され、前記ヌウエー
   ジングハンマーを間欠的に中心力量に移動させる機構と
   を有するセージング加工機を備え、 被加工部材の素材寸法及び仕上がり寸法に基づいて被加
   工部刊の累材長さを演算し、次に、該累杓長さと仕上が
   り寸法に基づいて制御情報を演ｑ−し、該制御情報に基
   づいて被加工部拐の軸方向の込り及び前記楔の進退を制
   御することを特徴とするスウエージング加工方法。