JP4585339B2 - ロールフォーミング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロールによりワークをフォーミング加工するロールフォーミング装置に関する。

従来、この種のロールフォーミング装置として、互いに直交する２方向の一方をＸ軸方向、他方をＹ軸方向として、ベッド上に、Ｘ軸方向に対向する主軸台と心押台とを配置すると共に、Ｘ軸方向に可動の可動台を配置して、可動台上にＹ軸方向に対向する１対のロール支持台と、各ロール支持台を送りねじ機構を介してＹ軸方向に進退させる各ロール支持台駆動手段とを配置して成るものが知られている（例えば特許文献１参照。）。

このものでは、心押台を主軸台に向けてＸ軸方向に移動して、主軸台と心押台との間にワークを挟持し、両ロール支持台をＹ軸方向内方に移動すると共に可動台の動きでＸ軸方向に移動して、両ロール支持台に軸支したロールによりワークのフォーミング加工を行うようにしている。

ところで、各ロール支持台のワーク加工時におけるＹ軸方向位置はワークの径が変らない限り一定であり、各ロール支持台の送りねじ機構のねじ軸の特定部分が送りねじ機構のナットに螺合した状態でワークの加工が行われる。従って、ねじ軸の上記特定部分にのみワークの加工反力が作用し、該部分の偏摩耗を生じて、送りねじ機構の寿命が短くなる。
特開２０００−４２６４３号公報

本発明は、以上の点に鑑み、各ロール支持台の送りねじ機構の寿命をのばすことができるようにした耐久性に優れたロールフォーミング装置を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、互いに直交する２方向の一方をＸ軸方向、他方をＹ軸方向として、ベッド上に、Ｘ軸方向に対向する主軸台と心押台とを配置すると共に、Ｘ軸方向に可動の可動台を配置して、可動台上にＹ軸方向に対向する１対のロール支持台と、各ロール支持台を送りねじ機構を介してＹ軸方向に進退させる各ロール支持台駆動手段とを配置し、心押台を主軸台に向けてＸ軸方向に移動して、主軸台と心押台との間にワークを挟持し、両ロール支持台をＹ軸方向内方に移動すると共に可動台の動きでＸ軸方向に移動して、両ロール支持台に軸支したロールによりワークのフォーミング加工を行うロールフォーミング装置において、前記可動台はＸ軸方向に移動自在なＸ軸テーブルとＹ軸方向に移動自在なＹ軸テーブルとで構成され、両ロール支持台の位置がワークの軸線に関してＹ軸方向に対称になるようにＹ軸テーブルのＹ軸方向の変位量に基づいて各ロール支持台駆動手段を制御する制御手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、可動台をＹ軸方向一方に変位させると、ワーク加工時に両ロール支持台の位置がワークの軸線に関してＹ軸方向に対称になるように、Ｙ軸方向一方に位置するロール支持台のＹ軸方向内方への送り量が可動台の変位量分だけ大きくなり、Ｙ軸方向他方に位置するロール支持台のＹ軸方向内方への送り量が可動台の変位量分だけ小さくなる。従って、各ロール支持台の送りねじ機構のねじ軸のワーク加工反力が作用する部分（ワーク加工時に送りねじ機構のナットに螺合するねじ軸の部分）の位置が可動台のＹ軸方向変位に応じて変更される。その結果、ねじ軸の特定部分の偏摩耗を防止して、送りねじ機構の寿命をのばすことができる。

尚、可動台を手動でＹ軸方向に変位させることも可能であるが、送りねじ機構の寿命を確実にのばすには、可動台をＹ軸方向に変位する駆動源を設け、ワークの加工回数が所定数に達する度に駆動源により可動台をＹ軸方向に変位させることが望ましい。また、可動台のＹ軸方向変位量や方向も可変することが望ましい。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。図１は本実施形態のロールフォーミング装置の平面図、図２はワークの加工状態を示す模式図、図３（ａ）は初期位置における可動台とロール支持台との位置関係を示す模式図、図３（ｂ）は可動台をＹ軸方向に変位させた後の可動台とロール支持台との位置関係を示す模式図、図（ｃ）は可動台の変位量に応じてロール支持台の位置をＹ軸方向に変位させた後の可動台とロール支持台との位置関係を示す模式図である。

図１に示すように、本実施形態の装置はベッド１を備えている。ベッド１上には、互いに直交する２方向の一方をＸ軸方向、他方をＹ軸方向として、Ｘ軸方向に対向する主軸台２と心押台３とが配置されている。また、ベッド１上には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に可動の可動台４が配置されている。可動台４上には、Ｙ軸方向に対向する１対のロール支持台６，６が配置されている。ロール支持台６，６のＹ軸方向内方端にはロール６ａ，６ａが軸支されている。ワークＷは、主軸台２と心押台３との間に挟持され、各ロール６ａによりフォーミング加工される。

主軸台２は、ベッド１上に固定されている。心押台３は、ベッド１上のガイドレール７に沿ってＸ軸方向に移動自在となっている。そして、ベッド１上に取付けた心押台駆動源８により心押台３をＸ軸方向に移動させるようにしている。

主軸台２と心押台３とには、夫々スピンドル２ａ，３ａが軸支されており、主軸台２のスピンドル２ａをベッド１上のスピンドルモータ９によりベルト９ａを介して回転させるようにしている。図２に明示されているように、主軸台２のスピンドル２ａの先端にはマンドレル２ｂが取付けられている。一方、心押台３のスピンドル３ａの先端にはワーク押え３ｂが取付けられている。そして、主軸台２のスピンドル２ａ及びマンドレル２ｂを貫通するノックアウト兼用のセットピン２ｃを設け、セットピン２ｃに中心穴において嵌合セットされるワークＷを心押台３の主軸台２側への移動でマンドレル２ｂとワーク押え３ｂとの間に挟持するようにしている。

可動台４は、Ｘ軸方向に移動自在なＸ軸テーブル４ａとＹ軸方向に移動自在なＹ軸テーブル４ｂとで構成されている。Ｘ軸テーブル４ａは、ベッド１上に、Ｘ軸方向にのびるガイドレール１０で支持されている。そして、Ｘ軸テーブル４ａは、図示しないベッド１に取付けたサーボモータから成るＸ軸テーブル駆動源により図示しない送りねじ機構を介してＸ軸方向に移動される。Ｙ軸テーブル４ｂは、Ｘ軸テーブル４ａ上に、Ｙ軸方向にのびるガイドレール１１で支持されている。そして、Ｙ軸テーブル４ｂは、Ｘ軸テーブル４ａ上に取付けたサーボモータから成るＹ軸テーブル駆動源１２により送りねじ機構１２ａを介してＸ軸テーブル４ａに対しＹ軸方向に移動される。

各ロール支持台６は、Ｙ軸テーブル４ｂ上に、Ｙ軸方向にのびるガイドレール１３で支持されている。そして、各ロール支持台６は、Ｙ軸テーブル４ｂ上に取付けたサーボモータから成る各ロール支持台駆動源１４により送りねじ機構１４ａを介して、Ｙ軸方向に進退される。尚、送りねじ機構１４ａは、各ロール支持台駆動源１４により回転されるねじ軸１４ｂと、ねじ軸１４に螺合するように各ロール支持台６に固定したナット（図示せず）とで構成される。

心押台駆動源８とスピンドルモータ９とＸ軸テーブル駆動源とＹ軸テーブル駆動源１２とロール支持台駆動源１４とは、外部に設けた制御手段たるコントローラ１５により制御される。

ワークＷのフォーミング加工に際しては、先ず、心押台駆動源８を作動させることにより心押台３を主軸台２に向けてＸ軸方向に移動させ、上記の如くマンドレル２ｂとワーク押え３ｂとの間にワークＷを挟持する。この状態でスピンドルモータ９を作動させ、スピンドル２ａを駆動してワークＷを回転させる。次に、各ロール支持台駆動源１４を作動させ、各ロール支持台６を図３（ａ）に示す退避位置からＹ軸方向内方に移動し、両ロール支持台６に軸支した各ロール６ａをＹ軸方向両側からワークＷの周面に図２の実線示の如く食い込ませる。次いで、Ｘ軸テーブル駆動源を作動させ、Ｘ軸テーブル４ａをＸ軸方向に移動して、各ロール６ａによりワークＷの周面部分の肉をマンドレル２ｂ側にしごき出し、ワークＷを図２の仮想線示の形状にフォーミング加工する。

ワークＷの加工が修了すると、ピンドルモータ９の作動を停止し主軸台２のスピンドル２ａの回転を停止させると共に、各ロール支持台６を図３（ａ）に示す退避位置に戻しロール支持台駆動源１４の作動を停止させる。その後、心押台３を主軸台２から離間させて、加工済みのワークＷを取出し、１回のフォーミング加工を完了する。

上記の如くしてワークのフォーミング加工を繰返し行うが、ワークのフォーミング加工回数が予め設定される所定の回数に達したときは、Ｙ軸テーブル駆動源１２を作動させ、Ｙ軸テーブル４ｂを送りねじ機構１２ａを介してＹ軸方向に所定量だけ変位させる。

ここで、退避位置に存する各ワーク支持台６とワークＷの軸線との間のＹ軸方向距離をＬ、Ｙ軸テーブル４ｂの変位量ΔＬとして、Ｙ軸テーブル４ｂをＹ軸方向一方に変位させると、退避位置に存する各ロール支持台６がＹ軸テーブル４ｂと一体にＹ軸方向一方に変位し、ワークＷの軸線からのＹ軸方向距離はＹ軸方向一方に位置するロール支持台６ではＬ＋ΔＬ、Ｙ軸方向他方に位置するロール支持台６ではＬ−ΔＬになる。そこで、コントローラ１５により、各ロール支持台６がＹ軸方向他方にΔＬ分だけ変位するように各ロール支持台駆動源１４を作動させる。これにより、何れのロール支持台６もワークＷの軸線からのＹ軸方向距離は当初の距離Ｌになり、ワークＷの軸線に関して両ロール支持台６，６の位置はＹ軸方向に対称になる。

そして、ワークＷの加工に際して、各ロール支持台６を退避位置からＹ軸方向内方に移動させたとき、Ｙ軸方向一方に位置するロール支持台６の当初の退避位置からの移動量（送り量）はΔＬ分だけ大きくなり、Ｙ軸方向他方に位置するロール支持台６の当初の退避位置からの移動量はΔＬ分だけ小さくなる。これにより、各ロール支持台６の送りねじ機構１４ａのねじ軸１４ｂのワーク加工反力が作用する部分（ワーク加工時に送りねじ機構１４ａのナットに螺合するねじ軸１４ｂの部分）の位置がＹ軸テーブル４ｂのＹ軸方向変位に応じて変更される。その結果、ねじ軸１４ｂの特定部分の偏摩耗を防止して、送りねじ機構１４ａの寿命をのばすことができる。

尚、本実施形態では、Ｙ軸テーブル駆動源１２と各ロール支持台駆動源１４とを共々サーボモータで構成しているため、これら各駆動源１２，１４はコントローラ１５から指示される変位量分だけＹ軸テーブル４ｂと各ロール支持台６とをＹ軸方向に変位するように制御される。従って、コントローラ１５からＹ軸テーブル駆動源１２に対して出される変位方向及び変位量の指示信号とは変位方向が反対で変位量が等しい指示信号をコントローラ１５から各ロール支持台駆動源１４に出すことにより、両ロール支持台６，６をＹ軸テーブル４ｂの変位方向とは反対方向にＹ軸テーブル４ｂの変位量分だけ変位させることができる。ここで、Ｙ軸テーブル４ｂの変位方向と変位量は毎回異ならせることが望ましい。

また、Ｙ軸テーブル駆動源１２と各ロール支持台駆動源１４とをサーボモータで構成しない場合には、Ｙ軸テーブル４ｂと各ロール支持台６との変位量を図示しない計測手段によって計測し、計測されたＹ軸テーブル４ｂの変位量に基づいて、各ロール支持台６がＹ軸テーブル４ｂの変位方向とは反対方向にＹ軸テーブル４ｂの変位量分だけ変位するように各ロール支持台駆動源１４をフィードバック制御すればよい。また、上記実施形態では、Ｘ軸テーブル４ａ上にＹ軸テーブル４ｂを配置しているが、Ｙ軸テーブル４ｂ上にＸ軸テーブル４ａを配置してもよい。

本発明のロールフォーミング装置の一例を示す平面図。 ワークの加工の状態を示す図。 （ａ）初期位置における可動台とロール支持台との位置関係を示す模式図、（ｂ）可動台をＹ軸方向に変位させた後の可動台とロール支持台との位置関係を示す模式図、（ｃ）可動台の変位量に応じてロール支持台の位置をＹ軸方向に変位させた後の可動台とロール支持台との位置関係を示す模式図。

符号の説明

１…ベッド、 ２…主軸台、 ３…心押台、 ４…可動台、 ４ａ…Ｘ軸テーブル、 ４ｂ…Ｙ軸テーブル、 ６…ロール支持台、 ６ａ…ロール、 １２…Ｙ軸テーブル駆動源、 １４…ロール支持台駆動源、 １４ａ…送りねじ機構、 １５…コントローラ。

Claims (1)

1. 互いに直交する２方向の一方をＸ軸方向、他方をＹ軸方向として、ベッド上に、Ｘ軸方向に対向する主軸台と心押台とを配置すると共に、Ｘ軸方向に可動の可動台を配置して、可動台上にＹ軸方向に対向する１対のロール支持台と、各ロール支持台を送りねじ機構を介してＹ軸方向に進退させる各ロール支持台駆動手段とを配置し、心押台を主軸台に向けてＸ軸方向に移動して、主軸台と心押台との間にワークを挟持し、両ロール支持台をＹ軸方向内方に移動すると共に可動台の動きでＸ軸方向に移動して、両ロール支持台に軸支したロールによりワークのフォーミング加工を行うロールフォーミング装置において、
   前記可動台はＸ軸方向に移動自在なＸ軸テーブルとＹ軸方向に移動自在なＹ軸テーブルとで構成され、両ロール支持台の位置がワークの軸線に関してＹ軸方向に対称になるようにＹ軸テーブルのＹ軸方向の変位量に基づいて各ロール支持台駆動手段を制御する制御手段を備えることを特徴とするロールフォーミング装置。

Images