JPS62282739A - 熱間鍛造装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （関連産業分野） この発明は、熱間鍛造装置に係り、特にコイル状線材を
巻戻した後矯正し、加熱し、その後熱間鍛造機に供給し
て所要製品に鍛造成形する熱間鍛造装置に関するもので
ある。

（従来技術） 従来、線材からナツト等を作る熱間鍛造装置は、直状の
線材を用い、加熱炉出側に設置されたフィードロールに
より間欠的に引抜供給され、その先端から切断された切
断片は所定寸法に鍛造加工されるのが一般的であった。

この場合、材料が直状であることからその長さに限度が
あり、次の直状材料との継ぎ目で可成り長い切断廃材が
生じ不経済である。このため冷間鍛造機において行われ
ているように線材をコイル形状とし巻戻し後矯正し、加
熱しその後に熱間鍛造機に供給するような装置があられ
れている。その代表的な例として以下の装置を挙げるこ
とができる。

すなわち、熱間鍛造機の主駆動クランク軸と連動させた
軸に２個のカムを固着し、一方のカムにより連接リンク
、レバー機構および連動棒を介して加熱装置入側の送り
ローラの正逆往復回転駆動を行い、他方のカムによりレ
バー伝動棒等を介して当該送りローラの逆転時に上部ガ
イトローラと材料とを上方に退避させ、送りローラの正
転時に上部ガイドローラが下降し、送りローラと協同し
材料を間欠的に鍛造プレスに供給するような゛材料供給
機構を有する熱間鍛造装置である（特開昭５８−３８６
３２号公報）。

しかしこのような装置は、比較的小径の材料の場合実用
可能であるが、材料が大径となった場合コイル巻き戻し
後の矯正機を多段としなければならず、材料の送り力を
付与する送りロール駆動力も必然的に大とする必要があ
り、理論的にみて巨大なレバー、リンク機構を要し実用
的でない。また直状線材を対象とした従来型装置の後段
の熱間鍛造機をそのまＮ利用し、前段に′本機構学的手
段を接続することは困難である。これはクランク主軸と
機械的に伝動される軸を付設することが不可能なためで
ある。さらに上記の如く、送りロールの逆転時に矯正後
の材料を上方に退避させるため曲げ変形の恐れがある。

また、このような送りロールの作動機構のために、材料
矯正機構に送りロール機能を兼ねさせることは不可能で
あり、矯正装置と、線材引抜供給ロールは別のものとせ
ざるを得なかった。

さらにまた、カムリンク、レバー機構による調節制御で
あるため自ずから精度に限界がありストッパーが不可欠
となり、切断長さ制御に際してのストッパー、リンクの
調節が必要でかつ応答性が悪いという問題があった。

本出願人はこのような問題を解決した熱間鍛造装置への
材料供給装置を特許出願した（特願昭６０−３８９０３
号）。この装置は矯正機と送りロールを別置としたもの
で、送りロールを大径にすることができるので、大きな
圧下刃を作用させても材料とロール間の面圧を低くおさ
えることができるため、材料の変形を起すことなく、強
力な引抜・送りが可能であるという利点がある反面、矯
正装置の後段に線材引抜供給ロールを設けた場合、矯正
ロールと引抜ロールとの間に引張力が働き、材料に残留
応力が残り引抜ロール通過後材料が変形してしまう恐れ
があること、大きなスペースを要すること、設備費用が
大となること、矯正機と送りロール間に張力が間欠的、
かつ高サイクルで作用するため、機械の各部分や基礎の
疲労劣化が大であること、さらには材料初期ヘッド部は
矯正機自走により材料送りをするため無張力であるが、
材料の本体胴中部は送りロールによる大きな張力が作用
するので、材料のヘッド部と本体胴中部で矯正条件が変
化して調整が繁雑となること等の問題がある。

（発明の解決しようとする問題点） この発明は、上記した従来型装置の問題点を除去するた
めになされたもので、可成り大径の材料でも材料の表面
が比較的滑りにくければ、別設従来設置されていた線材
引抜供給用送りロールを省略しても、例えばその入側に
ピンチロール対を有した送り機能を有する矯正機をもっ
て何等問題なく材料送りが可能であるとの新たな知見を
得、前記線材引抜供給用送りロールを省き、矯正機に材
料供給を兼用させた熱間鍛造装置の提供を主たる目的と
する。

又スペースがより少なくてすみ、設備費用も低減化され
、かつ、矯正のための引張抵抗は内方としてのみ作用し
、従って機械基礎の疲労の少ない熱間鍛造装置を提供し
ようとするものである。

（問題点の解決手段） 上記の目的を達成するためのこの発明の要旨とするとこ
ろは、線材コイル巻き戻し機構と、線材送り機能を有す
る矯正機構と、加熱手段と熱間鍛造機とを順次連設して
鍛造ラインを構成するとともに、熱間鍛造機の鍛造タイ
ミングを電気信号として取出し、その信号にもとづき熱
間鍛造機と機械的に独立した前記矯正機構の線材送り駆
動手段を制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

（発明の第１実施例） 以下、図面に基づきこの発明の一実施例を説明する。

第１図と第２図は本装置の概略組立図を示す側面図と平
面図であって、図中１は熱間自動鍛造機、２は線材加熱
装置、３はコイル状線材を加熱装置２内を通過させるた
めに必要な曲り度まで矯正するその入側にピンチロール
対３′を有すると共にその後段に曲げ矯正ロール３’　
、３’・・・が連設された矯正機であり、縦矯正機構及
び横矯正機構をもつ。この場合、矯正機３内の前記ピン
チロール対３′は線材引抜供給用ロールである。４は矯
正装置内の前記ピンチロール対駆動用モータ、４１は曲
げ矯正ロール３′・・・の駆動用モータである。

５は巻き戻し装置であり、巻き戻し・巻き取り駆動機構
及び簡易矯正機能をもっている。

次に供給装置の電気的な駆動制御について述べる。

本装置の制御構成を第３図に示す。制御装置は次のもの
から構成されている。すなわち、供給量設定器１１と位
置指令用演算器１２と、矯正装置内のピンチロール対駆
動用モータ４のモータ運転制御部１３及びモータ電源部
１４と、矯正装置内のピンチロール対駆動モータ４の回
転量を検出するパルスジェネレータ（Ｐ−Ｇ）１６と、
鍛造機回転位置検出器１７とからなる。なお１図示省略
したが、曲げ矯正ロール３′・・・の駆動用モータ４′
も同様にこれに同期制御するものである。

（第１実施例の作用） 本発明の構成は以上の通りであってその作用は。

鍛造機回転位置検出器１７からの同期信号により材料供
給タイミングが決定される。供給可能なタイミングは鍛
造機の１回転のうち一部分（例えば３６０°のうちｔｏ
ｏ’　）となる。鍛造機回転位置検出器１７は例えば鍛
造機メインシャフトに設けた扇形の鉄片１７ａとこれに
近接して設けた磁気式近接スイッチ１７ｂとにより構成
され、近接スイッチ１７ｂが鉄片１７ａを検出したとき
に供給可能を意味する同期信号が発生する。

同期信号に合せて、矯正装置内のピンチロール対駆動用
モータ４が駆動を開始し、供給量設定器１１により指示
される供給を行ない前記モータ４は停止する。

位置指令用演算器１２は鍛造機回転位置検出器１７の同
期信号に合せて、供給量設定器１１からの供給量指示お
よび矯正装置内のピンチロール対駆動用モータ４の回転
量を検出するパルスジェネレータ（Ｐ　−Ｇ）１６から
の回転量を比較し、速度制御信号を発生する。モータ運
転制御部１３はこの速度制御信号によりモータ電源部１
４へ矯正装置内のピンチロール対駆動用モータ４の制御
に適した波形の速度指令を与える。

この速度指令により、例えば直流モータを静止レオナー
ド制御方式または界磁電流制御方式で速度制御する。

同期信号、速度指令、材料の動き関係を第４図に示す。

（発明の第２実施例） この第２実施例は第１実施例における矯正装置内のピン
チロール対駆動用モータ４を油圧モータ４′にて駆動す
る場合の例である。その油圧による駆動例について第５
図を参照して説明する。

本装置の制御構成は次のものから構成されている。すな
わち、供給量設定器１１と位置指令用演算器１２と矯正
装置内のピンチロール対駆動用油圧モータ４′のサーボ
増幅器２０及び油圧源１８と電油サーボ弁１９と、油圧
モータ４′の回転量を検出するパルスジェネレータ（Ｐ
−Ｇ）１６と、鍛造機回転位置検出器１７とからなる。

なお、またこの場合にも第１実施例同様に、図示省略す
るが、曲げ矯正ロール３１・・・の駆動用モータ４′を
これに同期制御するものである。

（第２実施例の作用） 第２実施例の構成は以上の通りであってその作用は、鍛
造機回転位置検出器１７がらの同期信号により材料供給
タイミングが決定される。供給可能なタイミングは鍛造
機の１回転のうち一部分（例えば３６０°のうち１００
°）となる。鍛造機回転位置検出器１７は例えば鍛造機
メインシャフトに設けた扇形の鉄片１７ａとこれに近接
して設けた磁気式近接スイッチ１７ｂとにより構成され
、近接スイッチ１７ｂが鉄片Ｌ７ａを検出したときに供
給可能を意味する同期信号が発生する。

同期信号に合せて、矯正装置内のピンチロール対駆動用
油圧モータ４′が駆動を開始し、供給量設定器１１によ
り指示される供給を行ない油圧モータ４′は停止する。

位置指令用演算器１２は鍛造機回転位置検出器１７の同
期信号に合せて、供給量設定器１１からの供給量指示お
よび油圧モータ４′の回転量を検出するパルスジェネレ
ータ（Ｐ−Ｇ）１６からの回転量を比較し、速度制御信
号を発生する。サ−ボ増幅器２０はこの速度制御信号に
より電油サーボ弁１９へ油圧モータ４′の制御に適した
波形の速度指令を与える。

この速度指令により、例えばギヤ式油圧モータを直動式
油圧サーボ弁等で速度制御する。

なお、前記第１および第２実施例においては、矯正装置
がその入側にピンチロール対を備えるものである場合に
ついて説明したが、矯正装置は千鳥配置された曲げ矯正
ロール群にても送り機能を有するものであるから、前記
ピンチロールを備えないものであっても勿論よく、この
場合にはその曲げ矯正ロール群の駆動用モータ４″に対
してのみ制御信号を発することとすればよい。

（発明の効果） 矯正機を材料送り機能を有するローラ矯正機とし、その
鍛造ラインを線材引抜供給用送りロールを省略して構成
したので、材料送り駆動制御を矯正装置のロールの駆動
装置に対して行えばよく、設置スペース的にも、設備費
的にも非常に有利となった。さらには、矯正機後段の送
りロールを省略したから引張抵抗がなく、矯正のための
引張抵抗は矯正機内の内力としてのみ作用するので、機
械基礎の疲労が少くてすむ等の有利性を有している。

電気計装装置を付随的に設けるだけで、機構学的制御手
段を有するストッパ付設備と同等もしくはそれ以上の供
給精度を得ることができ、ストッパ設置による態形５（
例えばストッパで停止した後材料に反発力がかかり鍛造
後返りパリを生じたり、熱間鍛造機直前のローラ摺動に
より材料に傷が生じたりすること）を避けることができ
る。また、この発明の主たる対象である比較的大径（５
０ｍ径位）の材料でも矯正ロールにより巻き戻し、矯正
用の動力を賄うことができ、このための巨大なリンクレ
バー機構も一切不要である。

なお、従来装置の対象材料である比較的小径（２５ｍ径
位）のものを同ラインで処理することも可能である。こ
の場合、矯正機のピンチロールの駆動力を例えば１１０
にνから７０Ｋｗに下げるだけでよく、このとき余分な
曲げ矯正ロールは退避位置まで上昇或いは下降させれば
よい。このことからさらに発展させ、各種径を有する材
料の送り量および矯正段数をコンピュータにより設定し
、それに適合するよう制御することも可能である。

また、実施例の如き近接スイッチ等を利用すれば特別機
械的伝動手段を使用せずにすみ、既設ラインにそのま＼
発明の材料供給装置を組込むことができ、コスト的に大
きな利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の概略側面図。 第２図は同上概略平面図。 第３図は第１実施例の駆動制御機構ブロック図。 第４図は同期信号、速度指令、材料の動き関係線図であ
る。 第５図は第２実施例の駆動制御機構ブロック図。 図において； １　熱間自動鍛造機　２　線材加熱装置３　矯正機　　
　　　４　モータ ４′　油圧モータ　　　５　巻き戻し装置１１　　供給
量設定器　　１２　　位置指令用演算器１３　　モータ
運転制御部１４　　モータ電源部１６　　パルスジェネ
レータ（Ｐ　−Ｇ）１７　　鍛造機回転位置検出器 １８　　油圧源　　　　　１９　　電油サーボ弁２０　
　サーボ増幅器 以上 出願人　住友金属工業株式会社（外１名）代理人　弁理
士　大　橋　　　勇 第３図 第４図 時間 篤５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 線材コイル巻き戻し機構と、線材送り機能を有する矯正
   機構と、加熱手段と、熱間鍛造機とを順次連設して鍛造
   ラインを構成するとともに、熱間鍛造機の鍛造タイミン
   グを電気信号として取出し、その信号にもとづき熱間鍛
   造機と機械的に独立した前記矯正機構の線材送り駆動手
   段を制御する制御手段を設けたことを特徴とする熱間鍛
   造装置。