(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを金型にセンタリングした状態で加工ローラにより成形するスピニング加工方法であって、前記金型および前記加工ローラの熱膨張により金型の各ポイントの変位量、および加工ローラの半径の変位量を各々変位センサで計測し、その計測値に基づいて前記加工ローラの軌跡データを制御部で自動補正し、補正された軌跡データにより前記加工ローラを駆動させることを特徴とするスピニング加工方法。
【請求項２】
ワークを金型にセンタリングした状態で加工ローラにより成形するスピニング加工方法であって、成形時の前記加工ローラに加わる力を計測用ロードセルで計測し、その計測値に基づいて前記加工ローラの軌跡データを制御部で自動補正するときに、計測値を複数点平均化するとともに、その平均化の範囲に境界を設けて補正量を算出し、補正された軌跡データにより前記加工ローラを駆動させることを特徴とするスピニング加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、照明器具（反射笠）のスピニング加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スピニング加工においては、円板材料を金型にセンタリングした状態でクランプし、加工ローラにより加工を行っている。従来では、雰囲気温度、加工による発熱などにより金型と加工ローラの成形時のギャップ（相対位置）が変動し成形した製品に不具合が発生するのを回避するため以下の手段が取られている。
【０００３】
すなわち、第１の手段として、作業者が不具合が発生する前に加工時の状態やワークの成形状態を見て人手により加工ローラの位置を補正する。第２の手段として、金型及び加工ローラの温度を一定に保つために金型及び加工ローラを加熱、冷却する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人手による補正では作業者によって異なり、また作業に時間がかかるとともに正確に補正できず不良となることもある。
【０００５】
また、金型及び加工ローラの温度を一定にする方法は技術的に難しい。例えば、金型は回転体であるため中に流体を通して温度調整することは難しく、外側から温風、冷風を吹き付ける程度では金型の熱容量が大きいため短時間に温度変化させることは難しい。
【０００６】
また、加工ローラは移動するので、温風、冷風の吹き出し口を加工ローラに追従させて吹き付けることが難しい。また、金型及び加工ローラの温度を一定にする方法は温度コントロールの設備費用が高く、また設備スペースが大きくなるという問題がある。
【０００７】
したがって、この発明の目的は、金型と加工ローラの成形時のギャップの変動による製品の不具合を回避でき、かつ低コスト、省スペースを図ることができるスピニング加工方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためにこの発明の請求項１記載のスピニング加工方法は、ワークを金型にセンタリングした状態で加工ローラにより成形するスピニング加工方法であって、前記金型および前記加工ローラの熱膨張により金型の各ポイントの変位量、および加工ローラの半径の変位量を各々変位センサで計測し、その計測値に基づいて前記加工ローラの軌跡データを制御部で自動補正し、補正された軌跡データにより前記加工ローラを駆動させることを特徴とする。
【００１１】
このように、金型および加工ローラの熱膨張により金型の各ポイントの変位量、および加工ローラの半径の変位量を各々変位センサで計測し、その計測値に基づいて加工ローラの軌跡データを制御部で自動補正し、補正された軌跡データにより加工ローラを駆動させるので、金型と加工ローラの成形時のギャップの変動が自動的に補正される。このため、補正作業が不要になり、自動化を可能にしたことで生産性が向上する。また、製品の品質が向上し不良が少なくなり、比較的安価で、大きな設置スペースも不要である。また、変位量を計測するため温度フィードバックによる方法より補正量の信頼性が高く、また特別な駆動装置を付加することなく各ポイントについて細かい補正量の算出が可能になる。さらに、加工ローラの半径の変位量を計測するので、コンパクトな渦電流式変位センサを使用できる。このセンサは小さいため取付けが簡単である。
【００１５】
請求項２記載のスピニング加工方法は、ワークを金型にセンタリングした状態で加工ローラにより成形するスピニング加工方法であって、成形時の前記加工ローラに加わる力を計測用ロードセルで計測し、その計測値に基づいて前記加工ローラの軌跡データを制御部で自動補正するときに、計測値を複数点平均化するとともに、その平均化の範囲に境界を設けて補正量を算出し、補正された軌跡データにより前記加工ローラを駆動させることを特徴とする。
【００１６】
圧力フィードバックにより自動補正を行う請求項３に記載したスピニング加工方法においては、計測値を狙いの力に近づけることにより品質の良い成形ができるが、計測ポイントとその計測値から補正値を算出して次の加工で補正するポイントにずれが生じることがあり、このようなずれがある場合、発生する力の変動がしだいに大きくなり、製品の内面に凹凸が生じ不良になってしまう。そのため、上記のように計測値を複数点平均化するとともに、その平均化の範囲に境界を設けて補正量を算出するので、ずれによって発生する力の変動をなくすことができる。また、計測値と狙いの力との圧力差を単純に平均化して圧力フィードバックする方法では、圧力差が大きい部分において、平均化による弊害が生じて狙いの力に近づかないためその部分において成形異常が発生する場合があるが、加工状態が変化する部分を境界として平均化する範囲を分離することにより自動補正して成形した計測値は狙いの力に近いものとなり安定した加工が可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明の参考例１のスピニング加工方法を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１８】
図１はこの発明の参考例１において温度フィードバックによる方法を示す概念図、図２はこの発明の参考例１において金型温度計測方法を示す説明図、図３はこの発明の参考例１において加工ローラ温度計測方法を示す説明図である。
【００１９】
図１〜図３において、１はスピニングマシンの金型、２はワーク、３はテール、４は加工ローラ、５，６は放射温度計、７はＡ／Ｄ変換器、８は制御部（コンピュータ）、９は駆動装置である。ワーク２は金型１にセンタリングした状態でテール３によりクランプされる。金型１のワーク２を成形しても材料と接触しない部分に黒色塗料が塗ってあり、その黒色塗料塗布部１０を放射温度計５で測定する。同様に、加工ローラ４のワーク２を成形しても材料と接触しない部分に黒色塗料が塗ってあり、加工ローラ４が定位置で止まっている時にその黒色塗料塗布部１１を放射温度計６で測定する。１２は仕上げローラであり、加工ローラ４と切り替えて使用されワーク２の内面を滑らかにする。
【００２０】
つぎに、温度フィードバックによるスピニング加工方法について説明する。成形前に金型温度、加工ローラ温度、設備温度を測定し、その計測値をＡ／Ｄ変換器７によりＡ／Ｄ変換してその温度データを制御部８のコンピュータに入力する。制御部８は、事前に実験により求めた補正量算出の演算式に温度データを代入して補正量を求め、これに基づいて加工ローラ４の軌跡データを自動補正する。この補正された軌跡データにより駆動装置９は加工ローラ４を駆動させる。以上のことを毎回繰り返すことにより安定した成形が実現できる。
【００２１】
図１２（ａ）〜（ｄ）はデータモデルの補正量、温度、変位量、加工力のグラフを示す。ここでは補正量と温度のグラフを参照する。同グラフに示すように温度変化に伴って補正量が段階的に変化する。
【００２２】
以上のようにこの参考例１によれば、金型１および加工ローラ４の回転する金属面に黒色塗料を塗り、その黒色塗料塗布部１０，１１を放射温度計５，６で非接触で温度計測し、その計測値に基づいて加工ローラ４の軌跡データを制御部８で自動補正し、補正された軌跡データにより加工ローラ４を駆動させるので、金型１と加工ローラ４の成形時のギャップの変動が自動的に補正される。このため、補正作業が不要になり、自動化を可能にしたことで生産性が向上する。また、製品の品質が向上し不良が少なくなり、比較的安価で、大きな設置スペースも不要である。また、一般に金型のような鏡面は放射温度計で正確に計測できないが黒色塗料を塗った部分は正確な温度測定が可能となり、かつ放射温度計は非接触で離れたところに設置すればよいので取付けが簡単にできる。また、比較的環境の良い場所に取付けができるので故障し難い。
【００２３】
この発明の第１の実施の形態のスピニング加工方法を図４〜図６に基づいて説明する。
【００２４】
図４はこの発明の実施の形態において変位量フィードバックによる方法を示す概念図、図５はこの発明の実施の形態において金型の変位量計測方法を示す説明図、図６はこの発明の実施の形態において加工ローラの変位量計測方法を示す説明図である。
【００２５】
図４〜図６において、１３はＡ／Ｄ変換器、１４は制御部（コンピュータ）、１５は駆動装置、１６，１７は変位センサである。変位センサ１６，１７は、加工ローラ４のホルダ４ａに取付けてある。一方の変位センサ１６はレーザー式変位センサであり、図５に示すように金型１の変位量を計測する。変位センサ１６と金型１の距離が測定範囲内になるようにセンサ１６を金型１の曲面に沿った軌跡で動かすことで金型１の各ポイントの変位量を測定可能とする。他方の変位センサ１７は渦電流式変位センサであり、図６に示すように加工ローラ４の変位量を計測する。ただし、加工ローラ４が鉄の場合に限る。この変位センサ１７の取付位置は、加工時に金型１及びワーク２に当たらない部分を選ぶ。その他、参考例１と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００２６】
つぎに、変位量フィードバックによるスピニング加工方法について説明する。成形前に加工ローラ４のホルダ４ａに取付けた変位センサ１６を金型１の曲面に沿った軌跡で動かし金型１の各ポイントの変位量を測定する。また、変位センサ１７で加工ローラ４の半径の変位量を測定する。その計測値をＡ／Ｄ変換器１３によりＡ／Ｄ変換してその変位量データを制御部１４のコンピュータに入力する。上記の計測により各ポイントにおける金型１と加工ローラ４の先端の距離（ギャップ）の変位量が計算できる。制御部１４は、事前に実験により求めた補正量算出の演算式に変位量データを代入して補正量を求め、これに基づいて加工ローラ４の軌跡データを自動補正する。この補正された軌跡データにより駆動装置１５は加工ローラ４を駆動させる。以上のことを毎回繰り返すことにより安定した成形が実現できる。
【００２７】
ここでは図１２において、補正量と変位量のグラフを参照する。同グラフに示すように変位量の変化に伴って補正量が段階的に変化する。
【００２８】
以上のようにこの実施の形態によれば、金型１および加工ローラ４の熱膨張により金型１の各ポイントの変位量、および加工ローラ４の半径の変位量を各々変位センサ１６，１７で計測し、その計測値に基づいて加工ローラ４の軌跡データを制御部で自動補正し、補正された軌跡データにより加工ローラ４を駆動させるので、金型１と加工ローラ４の成形時のギャップの変動が自動的に補正される。このため、補正作業が不要になり、自動化を可能にしたことで生産性が向上する。また、製品の品質が向上し不良が少なくなり、比較的安価で、大きな設置スペースも不要である。また、変位量を計測するため第１の実施の形態の温度フィードバックによる方法より補正量の信頼性が高く、また特別な駆動装置を付加することなく各ポイントについて細かい補正量の算出が可能になる。さらに、加工ローラ４の半径の変位量を計測するので、コンパクトな渦電流式変位センサを使用できる。このセンサは小さいため取付けが簡単である。
【００２９】
この発明の参考例２のスピニング加工方法を図７〜図１１に基づいて説明する。
【００３０】
図７はこの発明の参考例２において力フィードバックによる方法を示す概念図、図８はこの発明の参考例２において力フィードバックによる方法を示す全体図、図９はこの発明の参考例２に用いる計測用ロードセルの拡大図、図１０はこの発明の参考例２の別の例で校正用ロードセルを設けた場合の全体図、図１１は図１０のＡ方向矢視図である。
【００３１】
図７〜図９において、１８は加工ローラのホルダ、１９は計測用ロードセル、２０はＡ／Ｄ変換器、２１は制御部（コンピュータ）、２２は駆動装置である。加工ローラのホルダ１８は、図９に示すようなＵ字形であり、加工ローラ４を取付けた側に計測用ロードセル１９を取付けている。また、計測用ロードセル１９の破損対策として反対側に調整ボルト２３が取付けてあり、計測用ロードセル１９の片側は調整ボルト２３と点接触にし、計測用ロードセル１９に曲げモーメントが加わらないようにする。点接触部２６は離れないように調整ボルト２３で加圧しておく。加圧ローラ４に力が加わると計測用ロードセル１９が圧縮される。予め加圧ローラ４に加わる力と計測用ロードセル１９に加わる力の関係を実験により求めておく。以上により計測用ロードセル１９にかかる圧縮力を測定することにより加工ローラ４に加わる力が求められる。その他、参考例１と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。
【００３２】
つぎに、力フィードバックによるスピニング加工方法について説明する。事前に最適加工時の加工ローラ４に加わる各ポイントの力を測定しデータとして制御部２１に記憶させておく。成形時に加工ローラ４に加わる各ポイントの力を計測用ロードセル１９で測定する。その計測値をＡ／Ｄ変換器２０によりＡ／Ｄ変換して制御部２１に入力する。測定した力と最適な力との差から各ポイントにおける加工ローラ４の位置補正量を算出し、これに基づいて加工ローラ４の軌跡データを自動補正する。つぎに補正された軌跡データで加工ローラ４を駆動装置２２により駆動し成形を行う。以上のことを毎回繰り返すことにより２回目以降は安定した成形が実現できる。
【００３３】
ここでは図１２において、補正量と加工力のグラフを参照する。同グラフに示すように加工力の変化に伴って補正量が段階的に変化する。
【００３４】
以上のようにこの参考例２によれば、成形時の加工ローラ４に加わる力を計測用ロードセル１９で計測し、その計測値に基づいて加工ローラ４の軌跡データを制御部で自動補正し、補正された軌跡データにより加工ローラ４を駆動させるので、金型１と加工ローラ４の成形時のギャップの変動が自動的に補正される。このため、補正作業が不要になり、自動化を可能にしたことで生産性が向上する。また、製品の品質が向上し不良が少なくなり、比較的安価で、大きな設置スペースも不要である。また、第２の実施の形態の変位量フィードバックによる方法ではミクロン単位の測定が必要になり精度良く計測するのが難しいが、力を測定することで変位量測定よも測定が簡単になる。さらに、参考例１の温度フィードバックによる方法では温度と補正量の関係を求めるために多くの実験を要するが、力を測定することで温度測定よりも補正量の算出が簡単である。また、ロードセルは市販品であり、ひずみゲージを貼り付ける方法に比べて精度、耐久性、取扱性が良い。
【００３５】
また、参考例２において、加工ローラのホルダ１８の熱膨張などにより、加工ローラ４に加わる力と計測用ロードセル１９に加わる力の関係が変動するおそれがある。加工ローラ４に加わる力を正確に測定するためには定期的に力の校正が必要となる。そのため、参考例２の別の例として図１０および図１１に示すように、校正用ロードセル２４をシリンダ２５の先端に取付ける。
【００３６】
この場合、加工ローラ４を校正用ロードセル２４の前面に動かす。シリンダ２５を前進させ校正用ロードセル２４を加工ローラ４に押し付ける。校正用ロードセル２４に加わる力と加工ローラのホルダ１８に付けられた計測用ロードセル１９に加わる力を同時に計測することにより、加工ローラ４に加わる力と計測用ロードセル１９に加わる力の関係が求められる。以上により計測用ロードセル１９の校正ができる。このような校正を自動で定期的に実施させる。
【００３７】
以上のように、校正用ロードセル２４を加工ローラ４に押し付けて校正用ロードセル２４と計測用ロードセル１９に加わる力をそれぞれ計測し、その計測結果に基づいて計測用ロードセル１９の校正を行うので、自動的に計測用ロードセル１９の校正ができる。また、測定する力の信頼性が高くなる。
【００３８】
また、参考例２に示すように圧力フィードバックにより自動補正を行う場合、計測ポイントとその計測値から補正を算出して次の加工で補正するポイントには通常ずれが生ずることがある。その理由は通常の安価な制御システムでは同時に２つの処理を実行できないめ、ある加工ポイントにおける圧力を計測すべき時間に別の処理（たとえば次のポイントに移動する処理）をしている可能性があるため、本来計測すべき時間より遅れて圧力を計測する場合が発生する。その場合その計測した圧力の計測ポイントは次に補正をかけるポイントがずれてしまうからである。
【００３９】
計測ポイントと補正するポイントにずれがある場合、加工を繰り返すとそのずれによって発生する力の変動がしだいに大きくなり、製品の内面に凹凸が生じ不良になってしまう。
【００４０】
また、ずれによって発生する力の変動を無くすために計測ポイントの前後の複数点で計測値と狙いの力との圧力差を単純に平均化して圧力フィードバックをする方法では、圧力差の変化が大きい部分において、平均化による弊害が生じ狙いの力に近づかないためその部分において成形異常が発生する場合がある。
【００４１】
この発明の第２の実施の形態のスピニング加工方法は上記課題を解決するものであり以下に示す。図１３は圧力フィードバックにより自動補正を行うスピニング加工の概念図、図１４はワークの一例を示す正面図、図１５は各加工ポイントにおける加工ローラにかかる力の計測値と狙いの力を表すグラフ、図１６は図１５から算出した各加工ポイントにおける圧力差（狙いの力と計測値の差）を表すグラフ、図１７は図１６の圧力差を計測ポイントの前後の複数点で単純に平均化したグラフ、図１８は図１７の圧力差をポイントＡに境界を設けて計測ポイントの前後の複数点で平均化したグラフ、図１９は図１７の圧力差を単純に平均化して補正量を算出し、自動補正加工した場合に圧力が部分的に狙いの力から外れることを表したグラフ、図２０は図１５〜１７におけるポイントＡの位置を示した説明図である。
【００４２】
このスピニング加工方法は、図１３に示すようにワーク（材料）２を金型１にセンタリングした状態で加工ローラ４により成形し、参考例２と同様に成形時の加工ローラ４に加わる力をロードセル１９で計測し、その計測値に基づいて加工ローラ４の軌跡データを制御部２１で自動補正し、補正された軌跡データにより加工ローラ４を駆動させる。
【００４３】
このような方法で図１４のようなワーク２を加工すると図１５に示すような計測値Ｓが得られる。これを狙いの力Ｔに近づけることにより品質の良い成形ができる。この狙いの力Ｔは実験により良品になる力の範囲を求めその範囲の中央の値を採用することで通常は設定する。
【００４４】
次に計測値Ｓと狙いの力Ｔ（圧力差）を求めると図１６に示すような細かいうねりのある曲線になる。またポイントＡでは急激に圧力差が増大している。このポイントＡは図２０に示すように直線移動から曲線移動に変わる屈曲点であり加圧状態が大きく変化する部分である。
【００４５】
この細かいうねりのある状態で補正量を算出し自動補正したスピニング加工を繰り返すとしだいにこの細かいうねりが大きなうねりになって成形不良が発生する。これは計測ポイントと補正ポイントのずれによる圧力差が毎回増幅されるためである。
【００４６】
上記の問題を防止するため図１６で求めた圧力差を計測ポイントを中心に前後の複数ポイントで単純に平均化すると図１７に示すような滑らかな曲線になる。しかしながら、ポイントＡで急激に圧力差が増大する部分を平均化するとポイントＡの手前は本来の圧力差より大きくなり、ポイントＡの直後は本来の圧力差より小さくなってしまう。この場合この圧力差から補正量を算出し、自動補正したスピニング加工を繰り返しても計測値Ｓは図１９のようにポイントＡの近くで狙いの力Ｔから外れ、その部分において成形異常が発生する場合がある。
【００４７】
そこでポイントＡを境界として圧力差を平均化する範囲を分離すると図１８の実線のようになり本来の圧力差に近いものになる。そして、この圧力差から補正量を算出し、自動補正した場合、計測値ＳはポイントＡの前後を含めて狙いの力Ｔに近いものとなる。
【００４８】
以上のようにこの実施の形態によれば、計測値Ｓと狙いの力Ｔの圧力差を複数点で平均化し、加工状態が変化する部分を境界として平均化する範囲を分離することにより自動補正して成形した計測値Ｓは狙いの力Ｔに近いものとなり安定した加工が可能になる。
【００４９】
また、圧力フィードバックにより自動補正を行うことによりスピニング加工そのものは自動化が可能になるが、スピニング加工に付帯する作業も自動化する必要があり、その構成を第３〜５の実施の形態として説明する。すなわち、従来では作業者が天穴カット時に発生する切粉を油塗布治具で拭き取っており、油塗布治具に付着した切粉は作業者が取り除いてている。また、万一、金型に切粉が残り、成形後ワーク内面に傷が発生した場合は作業者がすぐに金型に付着した切粉を取り除いている。しかしながら、スピニング加工を自動化した場合に天穴カット時に発生する切粉を油塗布治具で拭き取っても完全に拭き取ることができず、また油塗布治具に付着した切粉を除去しない油塗布治具に付着した切粉が油塗布時に金型に付着することがある。このように金型に切粉が残った状態でスピニング成形するとワーク内面に傷が発生する問題があった。また、一度金型に付着した切粉は容易に取れないので人が取り除かないかぎりワーク内面に傷のある不良品を作り続けることになる。
【００５０】
したがって、第３の実施の形態ではスピニング加工を自動化した時に天穴カット時に発生する切粉が金型に残らないようにした。図２１は天穴カット後に発生する切粉の金型への付着状態を示した概念図、図２２はロボットを使い油塗布治具で金型に油を塗布しながら金型に付着した切粉を拭き取る手順を示した概念図、図２３は油塗布治具に付着した切粉を吸引装置で吸い取る概念図である。図２１〜２３において、３０は突っ切りローラ、３１は切粉、３２は油塗布治具、３３はロボット、３４はエアーチャック、３５は吸引口、３６は吸引装置である。
【００５１】
図２１に示すように、天穴カット後に発生した切粉３１は金型１へ付着する。図２２に示すように、ロボット３３に油塗布治具３２をつかませ、矢印の順に金型１に油を塗布する。このとき、金型１に付着していた切粉３１が油塗布治具３２により拭き取られる。矢印の順に油を塗布すれば油塗布治具３２に付着した切粉３１が再び金型１に転移しても傷が残ってはいけない曲面部に転移する確率は小さくなる（直線部は小さな傷が残っても良い）。
【００５２】
次に図２３に示すように油塗布治具３２に付着した切粉３１を吸引装置３６で吸引し、切粉３１を除去する。これにより、油塗布治具３２に付着した切粉３１が次に油塗布する時に金型１に転移する心配がない。また、この吸引動作に時間がかかっても金型１への油塗布が終わっており、スピニング成形中に吸引動作を実施すれば生産時間が長くなることはない。
【００５３】
以上のようにスピニング加工を自動化しても天穴カット時に発生する切粉３１が金型１に残らないスピニング加工が可能になり、ワーク内面に不良が発生することはない。
【００５４】
また、従来では第１の方法として図２４のようにトリミングカット時に発生する切粉４２をシュート３７により箱３８に落とし、ある程度溜まったところで作業者がその箱３８から切粉４２をスクラップボックスに捨てていた。また、第２の方法として図２５にようにシュート３７から落ちてきた切粉４２をコンベア３９によりクラッシャ４０にて切粉４２を細かく砕いてスクラップボックス４１に捨てている。
【００５５】
しかしながら、第１の方法ではトリミングカットした切粉４２は、細長く箱の中に多くストックするためにはシュート３７と箱３８の落差を大きくする必要があり、段差を大きくできない場合は頻繁に箱３８に溜まった切粉４２を作業者が排出する必要がある。また、第２の方法ではコンベア３９とクラッシャ４０が必要となり大きなスペースと設備費用が必要になる。また、金型交換や設備のメンテナンス時にコンベアが邪魔になる。
【００５６】
したがって、第４の実施の形態ではトリミングカットした切粉を長時間、自動で、大きな設備スペースと費用をかけずに、また金型交換や設備メンテナンスの邪魔にならないように、スクラップボックスに排出するようにした。図２６はトリミングカットした切粉を当て板でカールさせる方法の説明図、図２７は当て板でカールした切粉をロボットでスクラップボックスに排出する説明図である。図２６および図２７において、４３はトリミングカッター、４４は当て板、４５はシュート、４６は箱、４７はロボット、４８はエアーチャック、４９はスクラップボックスである。図２６に示すようにトリミングカットした切粉４２をカッター４３から出たところで当て板４４にあてカールさせる。そして、図２７のようにカールされた切粉４２をシュート４５により箱４６に落とし、その箱４６をロボット４７につかませスクラップボックス４９に切粉４２を排出する。排出後空になったその箱４６を元の位置に戻す。ロボット４７は１回加工するたびに切粉４２を排出するので箱４６の大きさは１回分の切粉４２を受けるだけの容量で良い。この作業は生産時間に影響がでない時間に実行可能であり、生産時間が長くなる心配がない。
【００５７】
以上のようにトリミングカット時に発生する切粉４２を当て板４４でカールさせ、シュート４５により箱４６に落とし、その箱４６をロボット４７につかませてスクラップボックス４９に切粉４２を排出することにより、トリミングカットした切粉４２を長時間、自動で、大きな設備スペースと費用をかけずに、また、金型交換や設備メンテナンスの邪魔にならないように、スクラップボックス４９に排出することができる。
【００５８】
また、従来ではロボットハンドを複数準備し、作業によりハンドを交換して仕事をさせている。しかしながら、ロボットハンドを交換して作業させる場合、交換時間が必要であり、生産時間が長くなる。また、ハンドを交換するためにロボットハンドの費用が高くなる問題がある。
【００５９】
したがって、第５の実施の形態では一つのロボットハンドで複数の仕事を行い自動生産できるようにした。図２８は複数の仕事ができるロボットハンドの構造図である。同図において、５０は材料、５１は完成品、５２は吸着パッド（材料用）、５３は吸着パッド（天穴カットした廃材用）、５４は爪、５５はエアーチャック、５６はペンシルシリンダ（材料高さ検知用）、５７は前進限センサである。図２８に示すように外側の４つの吸着パッド５２により積載された材料５０を吸着し、スピニング加工機に供給する。積載された材料５０を吸着する時、ペンシルシリンダ５６を前進させ、ペンシルシリンダ５６の先端部が材料５０にぶつかったときにペンシルシリンダ５６の前進限センサ５７が切れるので積載された材料５０の高さが検知できる。次に図２２に示した油塗布治具を三つ爪のエアーチャック５５の爪５４の内側でチャックし（チャック閉）、金型に油塗布する。次にスピニング成形終了後、エアーチャックの横にある３つの吸着パッド５２により天穴カットした廃材を吸着してスクラップボックスに排出する。次に三つ爪の外側で完成品をチャックし（チャック開）、完成品積載装置に積載する。また、図２７に示したようにトリミングの切粉を入れた箱を三つ爪の内側でチャックし（チャック閉）、スクラップボックスに切粉を排出する。
【００６０】
以上のように図２７のようなロボットハンドの構造にすることにより以下の複数の仕事ができるようになり、ロボットを使用してスピニング加工が自動化できる。
【００６１】
１．積載された材料を吸着し、スピニング加工機に供給する仕事
２．金型に成形油を塗る仕事
３．天穴カットした廃材を吸着しスクラップボックスに排出する仕事
４．完成品をつかみ完成品積載装置に積載する仕事
５．トリミングの切粉をスクラップボックスに排出する仕事
【００６３】
【発明の効果】
この発明の請求項１記載のスピニング加工方法によれば、金型および加工ローラの熱膨張により金型の各ポイントの変位量、および加工ローラの半径の変位量を各々変位センサで計測し、その計測値に基づいて加工ローラの軌跡データを制御部で自動補正し、補正された軌跡データにより加工ローラを駆動させるので、金型と加工ローラの成形時のギャップの変動が自動的に補正される。このため、補正作業が不要になり、自動化を可能にしたことで生産性が向上する。また、製品の品質が向上し不良が少なくなり、比較的安価で、大きな設置スペースも不要である。また、変位量を計測するため温度フィードバックによる方法より補正量の信頼性が高く、また特別な駆動装置を付加することなく各ポイントについて細かい補正量の算出が可能になる。さらに、加工ローラの半径の変位量を計測するので、コンパクトな渦電流式変位センサを使用できる。このセンサは小さいため取付けが簡単である。
【００６６】
請求項２記載のスピニング加工方法によれば、計測値を複数点平均化するとともに、その平均化の範囲に境界を設けて補正量を算出するので、計測ポイントと補正するポイントのずれによって発生する力の変動をなくすことができる。また、計測値と狙いの力との圧力差を単純に平均化して圧力フィードバックする方法では、圧力差が大きい部分において、平均化による弊害が生じて狙いの力に近づかないためその部分において成形異常が発生する場合があるが、加工状態が変化する部分を境界として平均化する範囲を分離することにより自動補正して成形した計測値は狙いの力に近いものとなり安定した加工が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の参考例１において温度フィードバックによる方法を示す概念図である。
【図２】この発明の参考例１において金型温度計測方法を示す説明図である。
【図３】この発明の参考例１において加工ローラ温度計測方法を示す説明図である。
【図４】この発明の第１の実施の形態において変位量フィードバックによる方法を示す概念図である。
【図５】この発明の第１の実施の形態において金型の変位量計測方法を示す説明図である。
【図６】この発明の第１の実施の形態において加工ローラの変位量計測方法を示す説明図である。
【図７】この発明の参考例２において力フィードバックによる方法を示す概念図である。
【図８】この発明の参考例２において力フィードバックによる方法を示す全体図である。
【図９】この発明の参考例２に用いる計測用ロードセルの拡大図である。
【図１０】この発明の参考例２の別の例で校正用ロードセルを設けた場合の全体図である。
【図１１】図１０のＡ方向矢視図である。
【図１２】（ａ）はデータモデルの補正量、（ｂ）は温度、（ｃ）は変位量、（ｄ）は加工力のグラフである。
【図１３】この発明の第２の実施の形態において圧力フィードバックにより自動補正を行うスピニング加工の概念図である。
【図１４】ワークの一例を示す正面図である。
【図１５】各加工ポイントにおける加工ローラにかかる力の計測値と狙いの力を表すグラフである。
【図１６】図１５から算出した各加工ポイントにおける圧力差（狙いの力と計測値の差）を表すグラフである。
【図１７】図１６の圧力差を計測ポイントの前後の複数点で単純に平均化したグラフである。
【図１８】図１７の圧力差をポイントＡに境界を設けて計測ポイントの前後の複数点で平均化したグラフである。
【図１９】図１７の圧力差を単純に平均化して補正量を算出し、自動補正加工した場合に圧力が部分的に狙いの力から外れることを表したグラフである。
【図２０】図１５〜１７におけるポイントＡの位置を示した説明図である。
【図２１】天穴カット後に発生する切粉の金型への付着状態を示した概念図である。
【図２２】ロボットを使い油塗布治具で金型に油を塗布しながら金型に付着した切粉を拭き取る手順を示した概念図である。
【図２３】油塗布治具に付着した切粉を吸引装置で吸い取る概念図である。
【図２４】トリミングカットした切粉をシュートで箱に入れる従来の方法の説明図である。
【図２５】トリミングカットした切粉をコンベアで運搬し、クラッシャで砕いてスクラップボックスに入れる従来の方法の説明図である。
【図２６】トリミングカットした切粉を当て板でカールさせる方法の説明図である。
【図２７】当て板でカールした切粉をロボットでスクラップボックスに排出する説明図である。
【図２８】複数の仕事ができるロボットハンドの構造図である。
【符号の説明】
１  金型
２  ワーク
３  テール
４  加工ローラ
５，６  放射温度計
７，１３，２０  Ａ／Ｄ変換器
８，１４，２１  制御部
９，１５，２２  駆動装置
１０，１１  黒色塗料塗布部
１６，１７  変位センサ
１９  計測用ロードセル
２４  校正用ロードセル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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