JPS632694B2 - - Google Patents

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JPS632694B2
JPS632694B2 JP10586483A JP10586483A JPS632694B2 JP S632694 B2 JPS632694 B2 JP S632694B2 JP 10586483 A JP10586483 A JP 10586483A JP 10586483 A JP10586483 A JP 10586483A JP S632694 B2 JPS632694 B2 JP S632694B2
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JP
Japan
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punch
stroke
workpiece
pressurized
Prior art date
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Expired
Application number
JP10586483A
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English (en)
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JPS59232640A (ja
Inventor
Keiichi Nakamura
Hiroshi Asao
Shinobu Watanabe
Yoichi Kawada
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS59232640A publication Critical patent/JPS59232640A/ja
Publication of JPS632694B2 publication Critical patent/JPS632694B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/008Incremental forging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J13/00Details of machines for forging, pressing, or hammering
    • B21J13/08Accessories for handling work or tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は自由鍛造方法および装置に係り、特
に、加工精度の向上を志向した自由鍛造方法およ
び装置に関するものである。
〔発明の背景〕
一般に、大形の複雑形状品は多種少量生産品が
多く、その加工法としては切削加工等の機械加工
によつて行なわれているので、多大の加工工数を
要し、また材料歩留りが極めて悪いものであつ
た。
一方、材料歩留りの大幅向上と仕上げ加工時間
を短縮するために、密閉型精密鍛造を用いる場合
もあるが、設備費、金型費が高価であるから、限
られた加工品に適用されているにすぎない。
これに対して自由鍛造方法は、金型に相当する
ものとして、角ポンチと下金敷を使用すればよい
ので、汎用性があり、密閉型精密鍛造と比べて金
型費が大幅に低減する。このため、自由鍛造方法
は、従来より大形で単純形状を有する多種少量生
産品の加工に適用されてきた。
第1図は、従来の自由鍛造方法の実施に供せら
れる装置の要部を示す略示斜視図である。
この第1図において、1は、被加工物である板
厚Hの素材、2は、プレスのラム(図示せず)に
取付けられた角ポンチ、3は、前記プレスのベツ
ド(図示せず)に載置固定された下金敷である。
従来の自由鍛造による加工方法は、素材1の端
部をマニプユレータと呼ばれるハンドリング装置
(図示せず)によつて把握し、この素材1を、た
とえば長手方向(矢印方向)へ順次送りながら、
プログラム制御により、前記送りと連動して所定
のストロークで上下動する角ポンチ2と下金敷3
とで素材1を逐次加圧して、所定寸法の板厚hに
加工するものである。
しかし、このような従来の自由鍛造方法では、
同一のプログラムを使用して加工しても、素材1
の材質が変つたり、あるいは角ポンチ2、下金敷
3と素材1との間の摩擦条件に変化があつたりす
ると、素材1の材料流動状態が変化して、所望の
加工精度が得られないという欠点があつた。
また、素材1を把握するハンドリング装置も、
素材1を長手方向に送るとか、一方向に回転され
るとか程度の機能、すなわち高々2軸(このうち
1軸は変化、他の1軸は回転)の自由度を有する
ものであるので、加工品の形状にも制約があると
いう問題点もあつた。
〔発明の目的〕
本発明は、上記した従来技術の欠点を除去し
て、加工精度が優れ、且つ複雑形状の加工品を加
工することができる自由鍛造方法およびその実施
に直接使用される自由鍛造装置の提供を、その目
的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明に係る自由鍛造方法の構成は、少なくと
も3軸以上の自由度をもつて移動しうるように保
持された素材の被加圧部分を、ストロークを制御
することができるポンチによつて、毎回小さな被
加圧面積を加圧し、予め設定した加工品プロフイ
ルと加圧された前記被加圧部分のプロフイルとを
比較し、許容精度範囲以上に寸法の大きい加工個
所がある場合には、その個所を、前記ポンチのス
トロークを修正して再加工するという動作を繰返
して、所望形状の加工品を得るようにしたもので
ある。
また、本発明に係る自由鍛造装置の構成は、素
材を把握するフインガ部を有し、この素材を少な
くとも3軸以上の自由度をもつて移動させること
ができるハンドリング装置と、ストロークを制御
することができるポンチを有するプレスと、前記
素材の被加圧部分のプロフイルを計測することが
できる計測部と、この計測部から入力した前記プ
ロフイルに係る信号により予め設定した加工品プ
ロフイルと比較し、許容精度範囲以上に寸法の大
きい加工個所の寸法差と位置を計算し、この計算
値に基づいて前記加工個所を再加工するための再
加工情報を演算しこれを格納する電子計算機と、
この電子計算機から前記再加工情報を呼出し、前
記ハンドリング装置、プレス側へ出力し、それぞ
れ前記フインガ部の移動量、ポンチのストローク
量を指令することができるNC制御盤とを具備せ
しめるようにしたものである。
〔発明の実施例〕
以下本発明を実施例によつて説明する。
第2図は、本発明の一実施例に係る自由鍛造方
法の実施に供せられる自由鍛造装置の一例を示す
構成図、第3図は、第2図におけるハンドリング
装置、プレス、計測部を示す斜視図である。
図において、9は、素材1を把握することがで
きるフインガ部10を有し、このフインガ部10
をθ方向、Z方向(上下方向)に回転、移動させ
るθ軸駆動部、Z軸駆動部(いずれも図示せず)
を具備した剛性の高いハンドリング装置本体9a
を、X軸駆動部13、Y軸駆動部14を有する
XYテーブル15上にX,Y方向へ移動可能に載
置してなる、4軸(X,Y,Z,θ軸)の自由度
をもつハンドリング装置、7は、上ポンチ11と
これに対向する下ポンチ12とからなり、両ポン
チ11,12の加圧部の面積が素材1の被加圧部
分の面積よりも小さい一対のポンチを、上ポンチ
11のストロークを制御することができるように
して取付けたC型フレーム状のプレス、8は、こ
のプレス7のプレス側面7aに取付けられ、素材
1の被加圧部分のプロフイルを計測することがで
きる。レーザ利用の計測部、4は、この計測部8
から入力した前記プロフイルに係る信号により予
め設定してある加工品プロフイルと比較し、許容
精度範囲以上に寸法の大きい加工個所の寸法差と
位置を計算し、この計算値に基づいて前記加工個
所を再加工するための、前記フインガ部10の移
動量と上ポンチ11のストローク量からなる再加
工情報を演算しこれを格納する電子計算機、5
は、この電子計算機4から前記再加工情報を呼出
し、これをハンドリング装置9、プレス7側へ出
力し、それぞれフインガ部10の移動量、上ポン
チ11のストローク量を指令することができる
NC制御盤6は、シーケンサ16を介して入力し
た前記ストローク量に係る信号によつてプレス7
の上ポンチ11に前記ストロークを与える油圧サ
ーボである。
このように構成した自由鍛造装置によつて、第
4図に係る加工品を加工する動作を説明する。
第4図は、第2図に係る自由鍛造装置によつて
加工した加工品の一例を示す斜視図、第5図は、
第4図に係る加工品の素材を示す斜視図、第6図
は、第4図に係る加工品を加工する流れ図であ
る。
加工品17は、第4図に示すように、幅w1
第1段差部17aと幅w2の第2段差部17bと
を有する幅W、長さL、厚さHのものである。こ
れの素材1の幅、厚さは、いずれも加工品17と
同じくW,Hであるが、長さはL0>Lであり、
L0―Lは、ハンドリング装置9のフインガ部1
0での把握長さと、この把握部分の切断代であ
る。
まず、素材1をハンドリング装置9のフインガ
部10で把握する。
電子計算機4に、加工品プロフイル、許容精度
の情報を入力する。NC制御盤5に、加工条件に
係る、素材1の加工位置、加工順序、それぞれの
加工位置における上ポンチ11のストロークを入
力し、また計測条件に係る、計測位置、計測順序
を入力する。この実施例では、まず、第1段差部
17aを加工したのち、第2段差部17bを加工
する。また、各段差部17a,17bを細分して
毎回の被加圧面積が小さくなるように、すなわち
加工力が小さくなるように設定する。
ここで、自由鍛造装置をONにすると、X軸駆
動部13、Y軸駆動部14、Z軸駆動部が作動し
て、ハンドリング装置9のフインガ部10によつ
て素材1の最初の加工位置が上、下ポンチ11,
12間へ移動し、油圧サーボ6によつて上ポンチ
11が下降して加工を開始する。予め入力した加
工を終了するまで加工を繰返し、それが終了した
ならば、フインガ部10によつて加工品が計測部
8へ移動し、計測部8によつて加工品のプロフイ
ルを計測する。電子計算機4で、このプロフイル
と予め入力した加工品プロフイルとの比較を加工
品全域にわたつて行ない、許容精度範囲外になつ
た加工個所の位置と寸法差を計算し、この加工個
所を再加工するための、フインガ部10の移動量
と必要な上ポンチ11のストローク量を演算し、
この再加工情報を電子計算機4に格納する。
つぎに、この電子計算機4から前記再加工情報
を呼出し、これを一旦NC制御盤5に入れ、この
NC制御盤5からの指令によつて前記再加工を必
要とする個所を再加工し、再び加工品のプロフイ
ルの計測、プロフイル比較を行なう。これを繰返
して加工品のすべての位置で許容精度範囲内の寸
法に入れば、加工が終了し、自由鍛造装置が
OFFになつて停止する。
加工終了後、把握部分を切断すれば、第4図に
係る所望の加工品17が得られる。
以上説明した実施例によれば、加工品のプロフ
イルと、予め設定した加工品プロフイルとを比較
し、許容精度範囲内の寸法になるまで加工を繰返
すようにしたので、加工精度の優れた加工品が得
られる。また、この自由鍛造装置は、4軸の自由
度をもつて移動しうるように、フイルガ部10で
素材1を把握するようにしたので、従来のように
高々2軸の自由度をもつハンドリング装置を具備
した自由鍛造装置では加工できなかつた、たとえ
ば第4図に係る加工品17のような複雑形状の加
工品を加工することができる。さらに、毎回の被
加圧面積を小さくして加圧するようにしたので、
加工力が小さくなり、自由鍛造装置が小型にな
り、設備費を安価にすることができるという効果
もある。
なお、本実施例のハンドリング装置9は、4軸
(X,Y,Z,θ軸)の自由度をもつものである
が、加工品の形状によつては、3軸(たとえば
X,Y,Z軸)、あるいは5軸(たとえばX,Y,
Z,θ軸およびY軸まわりの回転)以上の自由度
をもつものであつてもよい。
さらに、本実施例では、プレス7の上ポンチ1
1を油圧サーボ6によつて駆動するようにした
が、油圧サーボの代りに、たとえばサーボモータ
を使用するようにしてもよい。
また、本実施例は、上ポンチ11のストローク
のみを制御するようにしたが、上ポンチ11、下
ポンチ12の両方のストロークを制御するように
してもよい。このようにすれば、上ポンチ11、
下ポンチ12の上、下両ポンチで加工することが
できるので、より複雑な加工品を、より短時間で
加工できるという効果を生ずるものである。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように本発明によれば、加
工精度が優れ、且つ複雑形状の加工品を加工する
ことができる自由鍛造方法およびその実施に使用
される自由鍛造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の自由鍛造方法の実施に供せら
れる装置の要部を示す略示斜視図、第2図は、本
発明の一実施例に係る自由鍛造方法の実施に供せ
られる自由鍛造装置の一を示す構成図、第3は、
第2図におけるハンドリング装置、プレス、計測
部を示す斜視図、第4図は、第2図に係る自由鍛
造装置によつて加工した加工品の一例を示す斜視
図、第5図は、第4図に係る加工品の素材の示す
斜視図、第6図a,bは、第4図に係る加工品を
加工する流れ図である。 1…素材、4…電子計算機、5…NC制御盤、
7…プレス、8…計測部、9…ハンドリング装
置、10…フインガ部、11…上ポンチ、12…
下ポンチ、17…加工品。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくとも3軸以上の自由度をもつて移動し
    うるように保持された素材の被加圧部分を、スト
    ロークを制御することができるポンチによつて、
    毎回小さな被加圧面積を加圧し、予め設定した加
    工品プロフイルと加圧された前記被加圧部分のプ
    ロフイルとを比較し、許容精度範囲以上に寸法の
    大きい加工個所がある場合には、その個所を、前
    記ポンチのストロークを修正し再加工するという
    動作を繰返して、所望形状の加工品を得ることを
    特徴とする自由鍛造方法。 2 素材を把握するフインガ部を有し、この素材
    を少なくとも3軸以上の自由度をもつて移動させ
    ることができるハンドリング装置と、ストローク
    を制御することができるポンチを有するプレス
    と、前記素材の被加圧部分のプロフイルを計測す
    ることができる計測部と、この計測部から入力し
    た前記プロフイルに係る信号により予め設定した
    加工品プロフイルと比較し、許容精度範囲以上に
    寸法の大きい加工個所の寸法差と位置を計算し、
    この計算値に基づいて前記加工個所を再加工する
    ための再加工情報を演算しこれを格納する電子計
    算機と、この電子計算機から前記再加工情報を呼
    出し、前記ハンドリング装置、プレス側へ出力
    し、それぞれ前記フインガ部の移動量、前記ポン
    チのストローク量を指令することができるNC制
    御盤とを具備したことを特徴とする自由鍛造装
    置。
JP10586483A 1983-06-15 1983-06-15 自由鍛造方法および装置 Granted JPS59232640A (ja)

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JPS59232640A JPS59232640A (ja) 1984-12-27
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Families Citing this family (6)

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JP2562942B2 (ja) * 1988-06-07 1996-12-11 株式会社日本製鋼所 大形鋼材の熱間鍛錬方法
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