(57)【要約】【課題】円筒状のワークの外径にバラツキがあっても、加工後の製品の寸法精度を高く維持することができる絞り加工装置及びその制御方法を提供すること。【解決手段】円筒状のワークＷを保持する保持機構３と、該保持機構３に取り付けたワークＷに対して相対的に回転する絞り用工具Ｒとからなる絞り加工装置において、保持機構３に、該保持機構３の中心軸Ｍと直角方向に移動する複数のクランプ爪３１と、クランプ爪３１の移動距離を計測するための計測装置３７とを配設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のワークを保持する保持機構と、該保持機構に取り付けたワークに対して相対的に回転する絞り用工具とからなる絞り加工装置において、保持機構に、該保持機構の中心軸と直角方向に移動する複数のクランプ爪と、クランプ爪の移動距離を計測するための計測装置とを配設したことを特徴とする絞り加工装置。
【請求項２】
保持機構を、中空の本体と、該本体内を保持機構の中心軸と平行方向に摺動可能に配設した中空のピストン軸と、該ピストン軸の内面の傾斜部分に摺接する傾斜部分を形成したクランプ爪とから構成したことを特徴とする請求項１記載の絞り加工装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の絞り加工装置を用いて計測したクランプ爪の移動距離によって、ワークの直径を導出し、これに基づいて制御機構の加工用プログラムを選択又は補正することを特徴とする絞り加工装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状のワーク先端を縮管する絞り加工に使用される絞り加工装置及びその制御方法に関し、特に、円筒状のワークの外径にバラツキがあっても、加工後の製品の寸法精度を高く維持することができる絞り加工装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の絞り加工装置として、例えば、図６に示す、発明者等が先に提案した絞り加工装置がある（特許文献１参照）。
この絞り加工装置５０は、架体４上に主軸台５と保持台６とを配設し、主軸台５上に主軸機構２を固定するとともに、保持台６の走行レール６ａ上に主軸２０の軸芯方向に移動可能に配設したスライダー６ｂを介して、主軸２０と対向する位置に円筒状のワークＷを保持する保持機構７を配設するようにしている。
保持機構７は、円筒状のワークＷを把持固定する把持部材７１と、この把持部材７１を押圧するＬ字状の昇降枠７３に取り付けたシリンダ７２とを備え、昇降枠７３を主軸２０の軸芯方向と直角に移動可能となるように、スライダー６ｂ上に立設した支持台７４に配設したレール７４ａに取り付けるようにしている。
そして、絞り用工具Ｒを、主軸機構２の主軸２０の先端に取り付けた工具取付台２１に支持部材２２を介して半径方向に摺動可能に取り付ける。工具取付台２１の絞り用工具Ｒの半径方向への移行手段としては、工具取付台２１の内部に工具を半径方向に移行させるカム板を配備し、該カム板を主軸２０の内部に挿入するカム軸の先端に取り付けるとともに、主軸２０から差動歯車機構を介してカム軸に回転を伝動する構造が採用されている。
しかして、絞り加工に際しては、円筒状のワークＷを保持機構７の把持部材７１によって保持し、ワークＷの軸芯Ｍ’と主軸２０の軸芯Ｎとを昇降枠７３の移行によって一致させてから、スライダー６ｂを主軸２０の軸芯方向で工具取付台２１に向かって移動させることによってワークＷと主軸２０を軸芯方向に相対的に移動させつつ、絞り用工具Ｒを差動歯車機構によって主軸２０の軸芯に対して直角方向に移動させ、円筒状のワークＷの先端を縮管するようにしている。
【０００３】
ところで、この絞り加工装置５０は、保持機構７による円筒状のワークＷの保持方法として、シリンダ７２等を利用した押圧手段によって固定する方法を採用しているが、通常、加工に使用する円筒状のワークＷの外径にはバラツキがあるが、絞り加工における絞りローラの絞り量を決めるプログラムは一定のため、プログラムに外径の違いによる修正を行わない限り、円筒状のワークＷの外径のバラツキによって加工後の製品の寸法精度が低下するという問題があった。
この問題点を解消するために、取付前又は取付後に円筒状のワークＷの外径をノギス等の計測器具を用いて人手によって計測することも行われているが、計測の誤りや誤差が発生し、さらには、作業効率が低下するという問題があった。
【特許文献１】特開２００４−９０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来の絞り加工装置の有する問題点に鑑み、円筒状のワークの外径にバラツキがあっても、加工後の製品の寸法精度を高く維持することができる絞り加工装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の絞り加工装置は、円筒状のワークを保持する保持機構と、該保持機構に取り付けたワークに対して相対的に回転する絞り用工具とからなる絞り加工装置において、保持機構に、該保持機構の中心軸と直角方向に移動する複数のクランプ爪と、クランプ爪の移動距離を計測するための計測装置とを配設したことを特徴とする。
【０００６】
この場合において、保持機構を、中空の本体と、該本体内を保持機構の中心軸と平行方向に摺動可能に配設した中空のピストン軸と、該ピストン軸の内面の傾斜部分に摺接する傾斜部分を形成したクランプ爪とから構成することができる。
【０００７】
また、本発明の絞り加工装置の制御方法は、上記絞り加工装置を用いて計測したクランプ爪の移動距離によって、ワークの直径を導出し、これに基づいて制御機構の加工用プログラムを選択又は補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の絞り加工装置によれば、保持機構に、該保持機構の中心軸と直角方向に移動する複数のクランプ爪と、クランプ爪の移動距離を計測するための計測装置とを配設することにより、クランプ爪の移動距離から円筒状のワークの外径を導出することができる。
【０００９】
また、保持機構を、中空の本体と、該本体内を保持機構の中心軸と平行方向に摺動可能に配設した中空のピストン軸と、該ピストン軸の内面の傾斜部分に摺接する傾斜部分を形成したクランプ爪とから構成することにより、簡便にクランプ爪の移動距離を演算し、円筒状のワークの外径を導出することができる。
【００１０】
また、本発明の絞り加工装置の制御方法によれば、計測したクランプ爪の移動距離によってワークの直径を導出し、これに基づいて制御機構の加工用プログラムを選択又は補正することにより、適正な加工用プログラムによって円筒状のワークの外径のバラツキに応じた加工を行うことによって、加工後の製品の寸法精度を高く維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の絞り加工装置及びその制御方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１〜図５に、本発明の絞り加工装置の一実施例を示す。
この絞り加工装置１は、架体４上に主軸台５と保持台６とを配設し、主軸台５上に主軸機構２を固定するとともに、保持台６の走行レール６ａ上に主軸２０の軸芯方向に移動可能に配設したスライダー６ｂを介して、主軸２０と対向する位置に円筒状のワークＷを保持する保持機構３を配設するようにしている。
なお、従来例と同様、絞り用工具Ｒを配備した工具取付台２１を、回転する主軸２０の先端側に配設し、保持機構３を工具取付台２１に対向して配備する、所謂ワーク固定型の絞り加工装置のほか、保持機構を主軸先端側に配設し、これに対向して絞り用工具を配設したターレット台を配設する、所謂ワーク回転型の絞り加工装置にも適用することができる。
【００１３】
そして、この保持機構３は、円筒状のワークＷを把持する複数のクランプ爪３１を、保持機構３の中心軸Ｍと直角方向に移動可能に配設するもので、図２〜図４に示すように、中空の本体３５と、該本体３５内を保持機構３の中心軸Ｍと平行方向に摺動可能に配設する中空のピストン軸３２と、該ピストン軸３２の内面の傾斜部分３２ｂに摺接する傾斜部分３１ｂを形成するクランプ爪３１とを主要構成要素としている。
【００１４】
ピストン軸３２は、中空部分の内周面上に複数箇所（特に限定されるものではないが、本実施例においては、８箇所）にクランプ爪３１の傾斜部分３１ｂとその側面が摺接するＴ溝３２ｃを形成し、クランプ爪３１の保持（脱落防止）と、引き勝手の際に、クランプ爪３１の把持部分３１ａがワークＷから離間するようにしている。
そして、ピストン軸３２は、前部カバー３６ａ及び後部カバー３６ｂによって区画されたシリンダ室Ｃ１、Ｃ２に、本体３５に形成された油路３５ａ、３５ｂを介して導入される圧油の油圧力によって、本体３５内を保持機構３の中心軸Ｍと平行方向に移動するように構成している。
【００１５】
また、保持機構３には、クランプ爪３１が保持機構３の中心軸Ｍと直角方向に動く移動量を計測するための手段、特に限定されるものではないが、本実施例においては、電子スケールと、この電子スケールを読み取るためのスケールヘッド等からなる計測装置３７を配設するようにしている。
そして、この計測装置３７によって計測した移動量から、後述する円筒状のワークＷの外径を導出するようにしている。
【００１６】
この計測装置３７の配設位置は、本実施例においては、図１及び図３に示すように、ピストン軸３２の保持機構３の中心軸Ｍと平行方向への移動距離を計測することができる位置、具体的には、後部カバー３６ｂの側面に配設するようにしているが、これに限定されるものではなく、例えば、図３に２点鎖線で示す計測装置３７Ａのように、前部カバー３６ａに取り付けてクランプ爪３１の半径方向の移動距離を直接計測するようにすることもできる。
ここで、図１及び図３に示すように、ピストン軸３２の後部は保持機構３の本体３５よりも突出する構成としているため、計測装置３７をクランプ爪３１の移動量を直接計測することができる位置に配設する場合と比べてその取付が容易であり、特に、ワーク回転型の絞り加工装置の場合には、その構成上、ピストン軸３２の移動距離を計測することができる位置に配設することが好ましい。
【００１７】
そして、ピストン軸３２を嵌入した本体３５には、ピストン軸３２の外周に形成したピストンＰの両側をシリンダ室Ｃ１、Ｃ２に区画する前部カバー３６ａと後部カバー３６ｂをボルト等の固定手段で取り付ける。
【００１８】
クランプ爪３１は、保持機構３の中心軸Ｍに対して半径方向の移動可能、より具体的には、周囲より接近、離間可能となるように、クランプ爪３１の前部に取り付けたストッパプレート３４が前部カバー３６ａに対して摺接するように、より具体的には、ストッパプレート３４をリング状のカバー３３と前部カバー３６ａとで挟み込むように構成している。
【００１９】
クランプ爪３１は、その傾斜部分３１ｂがピストン軸３２の内面の傾斜部分３２ｂと摺接するようにしており、ピストン軸３２の保持機構３の中心軸Ｍと平行方向への移動によって、保持機構３の中心軸Ｍに対して直角方向に移動する。
クランプ爪３１が、保持機構３の中心軸Ｍに対し、周囲より接近していくことによってワークＷを保持するという、所謂ウェッジクランプ方式を採用しているため、保持後のワークＷの軸芯は保持機構３の中心軸Ｍと一致し、主軸２０の軸芯Ｎとの位置合わせは不要となる。
【００２０】
次に、クランプ爪３１の保持機構３の中心軸Ｍに対する直角方向への移動距離を計測することによって導出するワークＷの外径計測の方法について説明する。
図５に示すように、保持機構３の初期位置におけるクランプ爪３１の把持部分３１ａが形成する円周の半径が、Ｄｍ／２（一定）で、半径がＤｎ／２（Ｄｎ＜Ｄｍ）のワークＷを取り付けるとき、クランプ爪３１の移動距離ｓは、ｓ＝（Ｄｍ−Ｄｎ）／２となる。
また、クランプ爪３１の移動距離ｓは、クランプ爪３１、ピストン軸３２の傾斜部分３１ｂ、３２ｂの傾斜角度がα（一定）であって、ピストン軸３２の保持機構３の中心軸Ｍと平行方向への移動距離がＬの場合、
ｓ＝Ｌ・ｔａｎα
で表される。
したがって、ワークＷの外径Ｄｎは、
Ｄｎ＝Ｄｍ−２・Ｌ・ｔａｎα
となる。
【００２１】
このようにして、上記絞り加工装置１のピストン軸３２の保持機構３の中心軸Ｍと平行方向への移動距離Ｌを、計測装置３７によって計測し、計測した移動距離Ｌの値からワークＷの外径Ｄｎを演算し、ワークＷの外径Ｄｎの値に応じて、絞り用工具Ｒの主軸２０の軸芯Ｎ方向への移動と主軸２０の軸芯Ｎに対する直角方向への移動とを制御する制御機構（図示省略）の加工用プログラムを選択又は補正するようにしている。
この制御機構による制御は、例えば、ワークＷの外径が標準寸法よりも小さかった場合、絞り用工具Ｒの主軸２０の軸芯方向への移動を大きくなるようにプラグラムを補正するほか、計測したワーク外径に応じた加工用プログラムを予め多数記憶させておき、その中から最適な加工用プログラムを選択して実行するようにすることもできる。
これによって、素材である円筒状のワークＷの外径にバラツキがあった場合でも、加工後の製品の寸法精度を高く維持することができる。
【００２２】
以上、本発明の絞り加工装置及びその制御方法について、実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の絞り加工装置及びその制御方法は、円筒状のワークの外径にバラツキがあっても、加工後の製品の寸法精度を高く維持することができるという特性を有することから、製品の寸法精度を高く維持する必要のある製品の絞り加工を行う装置に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の絞り加工装置の一実施例を示す一部切り欠きの側面図である。
【図２】同絞り加工装置に使用する保持機構の正面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】保持機構のクランプ爪とピストン軸の関係を示す背面図である。
【図５】保持機構によるワーク外径の計測方法を説明する一部断面の側面図で、（ａ）はワークの保持前を、（ｂ）はワーク保持後を示す。
【図６】従来の絞り加工装置を示す一部切り欠きの側面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    絞り加工装置
２    主軸機構
２０  主軸
２１  工具取付台
３    保持機構
３１  クランプ爪
３２  ピストン軸
３５  本体
３５ａ  油路
３５ｂ  油路
３６ａ  前部カバー
３６ｂ  後部カバー
３７  計測装置
３７Ａ  計測装置
Ｃ１  シリンダ室
Ｃ２  シリンダ室
Ｐ    ピストン
Ｒ    絞り用工具
Ｗ    ワーク
【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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