JPS6124091B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自由鍛造における鋼塊のねじれ矯正方
法に関する。

昨今では自由鍛造作業を自動化しているが、完
全な自動化ではなく、長尺の鋼塊を鍛造する場合
にその一端から他端までの一連の鍛造作業（以下
１パスと称す）をしている間におけるプレスとこ
の鋼塊を把持するマニプレータとを連動させるも
の、あるいは各パスごとのデータをコンピユータ
にインプツトしておき、プレスとマニプレータと
をプログラム制御するもの等がある。このいずれ
の場合もその自動運転を行なつているのはプレス
の上下動、マニプレータの前後進、マニプレータ
トングの回転及び昇降等の各動作のみであり、こ
の鍛造中に発生する鋼塊の曲り、ねじれに対して
は何らの措置もなされておらず、この曲り、ねじ
れに対する修正措置はすべてオペレータの手作業
に委ねられている。ところが特にこの鋼塊のねじ
れ矯正のためのトング回転量の補正には熱練を要
し、そのねじれ量がある程度大きくなるともはや
矯正は不可能となるだけに、このねじれに対する
措置が講じられていない上述の自動機により生産
されるものは品質も安定せず、またこの機械を用
いて省力化を図るにも不十分なものであつた。

そこで本発明はかかる従来の自動鍛造機の欠陥
を除去し、プログラム運転における完全自動化を
促進して省力化、品質の安定化を企図した自由鍛
造が可能を提供すべくなしたもので、その鋼塊の
初期の鍛造又はそれぞれのパスの初期の鍛造にお
いて所要の手段で鋼塊のねじれを矯正し、以後の
圧押により鋼塊のねじれが残つた場合又は新たに
発生した場合には、その圧押ストロークまでに得
られた鋼塊のねじれ量とトング回転補正量とこれ
により矯正されたねじれ矯正量のデータを任意の
組数用いて所要の関係を求め、鋼塊のねじれ量に
対する最適のトング回転補正量を決め、前の鋼塊
の圧押が完了して上金敷が上昇し次の圧押が始ま
るまでの間にトング回転位置を補正位置にセツト
し、次の圧押によりねじれを矯正することを特徴
とするものである。

以下本発明の自由鍛造における鋼塊のねじれ矯
正方法を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明のねじれ矯正方法に使用する一
例を例すもので鋼塊１の一端をマニプレータ２の
トング３により把持し他端は自由端とするも、プ
レス（図示せず）に取付けられた上下金敷４，５
により押圧されるようになつている。

このマニプレータ２は第２図に示すように鋼塊
１の鍛造開始点Ａから１バイト（金敷により順次
押圧されていく鋼塊の１ストロークの送り量ａの
ことをいう。）毎の送りとともに後退するもので
あり、このマニプレータ２が有するトング３は、
オイルモータ６によりギヤ７，８及びピール軸９
を介して回転し得るようになつている。

このピール軸９はさらに伸延され、その端部に
回転位置検知部材１０を有し、この検知部材１０
はパルス発信機等からなり、ピール軸９のすなわ
ちトング３の回動位置を適切な分解能により検知
するものであり、この検知部材１０からの信号に
より後述の如くねじれの検知及び矯正を行うよう
になつている。

前記オイルモータ６には図示しない油圧駆動源
から切換弁１１を介して導管１２，１３が連通さ
れ、この両導管１２，１３から供給される圧油に
よりモータ６を回転するようになつているが、こ
のモータ６の回転は制御する必要があるため、両
導管１２，１３にはそれぞれ圧力検知部材１４，
１５を配設してあり、またこのモータ６への圧油
の供給を断ち無負荷状態を作るために切換弁１６
を有するバイパス回路１７を両導管１２，１３間
に設けてある。又ブレーキバルブ等実際の装置に
は必要であるが、本制御には直接関係なきため図
からは省略した。

これら各機器はすべてマニプレータ制御装置１
８によつて制御するようになつているが、詳細は
後述する。なお図中１９はプレス制御装置であ
る。

次に作用について説明する。

まずねじれ量の検出を行う。

引張鍛造（マニプレータ２を後退させつつ鋼塊
を送つていく鍛造方法）を開始するに際し、まず
鋼塊を正しい位置（第３図におけるXo―Xo，Yo
―Yoの位置）にセツトし、この位置をマニプー
レータ制御装置１８に記憶させる。

かゝる操作の後にそのパス（押圧開始点Ａから
押圧完了点Ｃまでのトータル送り量ｌの鍛造作業
をいう。）の鍛造を開始し、鋼塊１のＡ点からＢ
点まで押圧し、このAB間にねじれ量θ_Xを生じた
とする。

この場合のねじれは第３図ａに示すように把持
した金敷４，５が正しい位置にあるとすれば、ト
ング３側すなわちＡ点がXo―Xo、Yo―Yoからθ
_Xだけ回動していることになり、その軸位置Xa―
Xa、Ya―Yaをとることになる。すなわちこのね
じれはＡ点近傍の鋼塊１を把持しているトング３
の回転変位となつて表われることにより、このト
ング３の変位はピール軸９を介して回転位置検知
部材１０により検知されることになる。

この検知部材１０からの位置信号と前述の予め
マニプレータ制御装置１８に記憶させた位置とを
比較すれば、その差と回転方向とによりねじれ角
及びねじれ方向を知ることができる。

ここにおいてこのねじれの検出は金敷４，５に
よる圧押完了直前に行うことが好ましい。それは
この押圧によつて生じるねじれをも含め各バイト
毎のねじれをトータルしたねじれ量を検出するた
めである。したがつて第４図に示す全プレススト
ロークＳ中特に押圧ストロークS₁の下部反転信号
ａと合致させて検出のタイミングを決定すればよ
い。

しかしその上金敷４が上昇して鋼塊１が両金敷
４，５の拘束から解放されてしまつた場合には、
このＢ点の傾斜θ_bはその時点におけるトング３
の正規の位置からの傾斜θ_aより、θ_b＝θ_X−θ_a
から検知することができる（第３図ｂ参照）。

ここにこの鋼塊１のAB間が比較的長く、弾性
ねじれ変形量が大きく検出誤差として無視できな
い場合には、押圧完了直前すなわち上金敷４の上
昇直前にオイルモータ６の両導管１２，１３を連
動すべくバイパス回路１７の切換弁１６を開き、
オイルモータ６のブレーキトルクを零にし、この
トング３をフリーの状態にして前記にして前記弾
性ねじれ変形量を除去する。またこのオイルモー
タ６のブレーキトルクを零にする以外の方法とし
ては鋼塊に作用するブレーキトルクの大きさを検
出し（例えばオイルモータ６の両ポートの圧力を
圧力検知部材１４，１５により検知し、その差圧
からトルクを計算できる。）鋼塊のAB間の距離及
びその間の断面形状寸法から弾性ねじれ変形量を
計算し、それをθ_Cとし、最初に述べた方法で検
出されたねじれ量θ_X（これは弾性変形の分だけ
誤差を含んでいる）の補正値をθ′_Xとすればθ′_X
＝θ_X＋θ_Cとして、弾性変形の誤差を含まないね
じれ量θ′_Xを求めることができる。

次に上記ねじれ量の矯正をなすには、下記のよ
うな矯正の仕方をすることができる。

すなわち前のストロークにおいて発生したねじ
れ量θ_X1、これを矯正するためのトング矯正回転
量θ_Y1、この回転量により矯正されたねじれ矯正
量θ_Z1等のデータを用い、前のストロークにおい
て完全に矯正できない残りのねじれ量又は新たに
発生したねじれ量を矯正するものである。

この方法を第５図により詳述すれば、プレスの
第１ストロークの押圧中にねじれ量θ_X1を生じ、
トング３をθ_Y1だけ正規の位置より矯正し第２ス
トロークの押圧を開始したところθ_Z1のねじれ量
が矯正されたがまだθ_X2のねじれ量が残つたとす
る。

ここに例えばθ_Yoとθ_Zoとの間に θ_Yo＝Ｋθ_Zo Ｋ；比例定数 という比例関係があれば第１ストロークの値より Ｋ＝θ_Y1／θ_Z1 となり、第２ストロークのトング矯正回転量θ_Y2
は θ_Y2＝Ｋθ_Z2＝θ_Ｙ１／θ_Ｚ１・θ_X2 となる。

なお上記θ_Yoとθ_Zoとは比例関係にあるとの前
提において説明したが、適当な関係すなわちθ_Yo
＝（θ_Zo）なる関係があればよく、この場合に
おいても第ｎ番目のストロークで鋼塊にねじれ量
θ_Xoがある場合、それまでのｎ組のデータから適
当な任意の個数のデータを用いθ_Yo＝（θ_Zo）
の関係を求め、この関係に従いθ_Yo＝（θ_Xo）
により矯正回転量θ_Yoを求めトングの位置を修正
し、押圧によりねじりを矯正する。この場合、第
１図に示すようにトング３の正規の位置からのず
れは、回転位置検知部材１０によつて検出され、
トング３の正規の位置への修正はオイルモータ６
によりギア７，８、ピール軸９を介してトング３
を回転することにより行われる。

ただこの方法ではねじれの最初の矯正をなす場
合のデータがないため、トリング３がはじめてず
れた際には、最初に設定された正規の位置までト
ング３を戻し、次の圧下から前述の方法に従つて
トング３の矯正を行うようにすればよい。

この方法によれば、鋼塊、金敷が有する特有な
条件、例えば材質、温度むら、金敷の加工面の条
件等に従い、検出、矯正を行うことができる。

以上のように本発明によれば、被加工物のねじ
れをマニプレータトングを介して検知部材により
取り出し、これをマニプレータ制御装置、トング
駆動部等を用いて矯正するようにしたため、オペ
レータの手作業により修正を行う必要はなく、熱
練されていないオペレータであつても容易にねじ
れを矯正した鍛造作業ができ、しかもプログラム
運転も可能となり、自動鍛造機の完全自動化が達
成でき、省力化及び品質の安定化を図ることがで
きるというきめて優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る方法によりねじれの矯正
をなす装置の一例を示す概略説明図、第２図は第
１図の要部拡大図、第３図ａ，ｂは鋼塊のねじれ
状態の説明図、第４図はプレスストロークと時間
との関係を示す説明図、第５図はプレスストロー
クとトングの矯正状態との関係を示す説明図であ
る。 １…鋼塊、２…マニプレータピール、３…マニ
プレータトング、４，５…金敷、６…オイルモー
タ、１０…回動位置検知部材、１８…マニプレー
タ制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ その鋼塊の初期の鍛造又はそれぞれのパスの
   初期の鍛造において所要の手段で鋼塊のねじれを
   矯正し、以後の圧押により鋼塊のねじれが残つた
   場合又は新たに発生した場合には、その圧押スト
   ロークまでに得られた鋼塊のねじれ量とトング回
   転補正量とこれにより矯正されたねじれ矯正量の
   データを任意の組数用いて所要の関係を求め、鋼
   塊のねじれ量に対する最適のトング回転補正量を
   決め、前の鋼塊の圧押が完了して上金敷が上昇し
   次の圧押が始まるまでの間にトング回転位置を補
   正位置にセツトし、次の圧押によりねじれを矯正
   することを特徴とする自由鍛造における鋼塊のね
   じれ矯正方法。