特許 7312439 加圧式歪取装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-12

(45)【発行日】2023-07-21

(54)【発明の名称】加圧式歪取装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 1/06 20060101AFI20230713BHJP

   B21D 43/00 20060101ALI20230713BHJP

   B30B 1/32 20060101ALI20230713BHJP

【ＦＩ】

B21D1/06 A

B21D43/00 W

B30B1/32 Z

B21D43/00 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019126253

(22)【出願日】2019-07-05

(65)【公開番号】P2021010928

(43)【公開日】2021-02-04

【審査請求日】2022-04-20

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成３０年７月１１日～平成３０年７月１２日に開催された展示会「“第６回ものづくり岡崎フェア２０１８”」において、発明品である加圧式歪取装置（商品名：「自動加圧式歪取装置『ＤＡＩＭＯＮ』型式ＤＭＳＨＱ－Ｃ１０」、以下「商品」と称する。）を、出展ブース内で公開した。また、この出展ブースの場で、この商品のカタログを配布した。さらに、自社のウェブサイトで、この商品を公開した。

(73)【特許権者】

【識別番号】515208234

【氏名又は名称】株式会社エスティー

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】迫田 俊一

(72)【発明者】

【氏名】迫田 邦裕

【審査官】永井 友子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０２６８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１２０３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２７４８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３２０７３９９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１０－２９６３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８１２２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｄ １／０６

Ｂ２１Ｄ ４３／００

Ｂ３０Ｂ １／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物を載置する定盤の左右方向を跨ぐと共に、左右方向かつ上下方向と直交する前後方向に移動可能な門型形状のフレームと、押圧力を発生させる油圧シリンダと、を有し、
主軸ヘッドが、該フレームの梁部を摺動可能に垂下して懸架され、該油圧シリンダは、該フレームの梁部から下方側で、該主軸ヘッドと着脱可能に装着された加圧式歪取装置において、
前記フレームの移動に伴う動力源となる第１のサーボモータと、
前記主軸ヘッドの移動に伴う動力源となる第２のサーボモータと、
前記第１のサーボモータ及び前記第２のサーボモータを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記第１のサーボモータ及び前記第２のサーボモータの操作を行うモータ操作部と、前記第１のサーボモータ及び前記第２のサーボモータの駆動に数値制御を行うモータ制御部と、前記モータ制御部で制御された電気的な情報を保存可能な記憶部を有すること、
前記被加工物が前記定盤上に載置された状態の下、前記主軸ヘッドは、前記被加工物上に存在する相対原点を通る仮想垂線上の基準位置に配置可能であり、
前記記憶部は、前記主軸ヘッドを前記基準位置に配置するにあたり、前記フレームの移動に伴った前記第１のサーボモータの動きと、前記主軸ヘッドの移動に伴った前記第２のサーボモータの動きに関する前記電気的な情報を保存すること、
を特徴とする加圧式歪取装置。

【請求項2】

請求項１に記載する加圧式歪取装置において、
前記定盤に載置した前記被加工物のうち、前記油圧シリンダによる押圧力を加える１以上の加圧部位の真上に、前記フレームと前記主軸ヘッドとを移動させて配置させるプログラムが、前記制御手段の前記記憶部に格納されていること、
を特徴とする加圧式歪取装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載する加圧式歪取装置において、
前記被加工物に有した歪みの状態を、定量的に把握可能な歪量把握手段を備えていること、
を特徴とする加圧式歪取装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、押圧力を金属製板材の表面に加え、この金属製板材に生じている歪を、変形させて除去する加圧式歪取装置に関する。

【背景技術】

【0002】

缶や、輸送用車両の床材等の製品は、プレス機により、金属製板材からなる被加工物（ワーク）への加工を経て形成されており、プレス時には、必然的に歪みがワークに生じてしまう。そのため、プレス後の後工程では、歪取装置を用いて、歪みが取り除かれている。その歪取装置の一例が、特許文献１に開示されている。

【0003】

特許文献１は、本出願人により特許出願された文献であり、被加工物を載置する定盤の左右方向を跨ぐと共に、左右方向かつ上下方向と直交する前後方向に移動可能な門型形状のフレームと、押圧力を発生させる油圧シリンダと、を備えた加圧式歪取装置である。この加圧式歪取装置では、主軸ヘッドが、フレームの梁部を摺動可能なスライド部に垂下され、定盤の上面に対し、油圧シリンダは、そのロッドを、垂直方向下向きとする姿勢で、主軸ヘッドの支持板と着脱可能に懸架されている。加圧式歪取装置による歪取り作業では、歪部位を有したワーク（歪付きワーク）が、定盤上に載置してセットされると、作業者は、油圧シリンダのロッド先端に装着した押圧ヘッドを、この歪部位に対応した位置に配置するため、フレームを、定盤の前後方向に手動で移動させると共に、主軸ヘッドを、フレームの梁部の左右方向に手動で移動させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５９３０１０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の加圧式歪取装置では、フレームの前後方向の移動と、主軸ヘッドの左右方向の移動が、何れも手動となっている。そのため、作業者は、１つずつ歪付きワークの歪取り作業を行う度に、主軸ヘッドを、歪付きワークの歪部位に対応した位置に配置させる主軸ヘッド位置決め作業を行わなければならない。特に、実際の歪取り作業では、同じ仕様の歪付きワークが、例えば、数～十数個と、ある程度まとまった数量のロット数で作業現場に供給されて歪取り作業を行う第１の場合や、特注品のような歪付きワークが僅かに１つ、継続的でありながらも、不定期に期間を空けて断続的に作業現場に持ち込まれて歪取り作業を行う第２の場合等がある。

【0006】

第１の場合、何れの歪付きワークとも、歪取り作業は、同じような要領で行われることが多い。その段取り作業では、定盤上において、歪付きワークを定盤内に搬入またはその搬出時に、歪付きワークの載置場所から主軸ヘッドを一時的に待避させる位置と、歪付きワークの歪部位を押圧ヘッドで加圧する位置との間で、主軸ヘッドを移動させている。このような主軸ヘッドの移動は、歪付きワーク毎に繰り返される。そのため、フレームの移動や主軸ヘッドの移動にあたり、作業者の負担は大きくなっていた。

【0007】

また、第２の場合には、作業者は、僅か１つの歪付きワーク向けの段取り作業を、頻繁に行わないことも一因にあって、段取り作業を、その都度、効率良く行うことができない虞があった。特に、産業界では近年、働き手の人材が不足しているという問題や、技術を伝承する後継者が不足しているという問題があり、歪取り作業を効率良く行うことができるよう、新たな加圧式歪取装置の開発が望まれていた。

【0008】

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、歪取り作業に係る作業性を向上させることより、被加工物に生じていた歪みを、効率良く取り除くことができる加圧式歪取装置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】

【0009】

本発明に係る加圧式歪取装置は、上記目的を達成するために、以下の構成を有する。
（１）被加工物を載置する定盤の左右方向を跨ぐと共に、左右方向かつ上下方向と直交する前後方向に移動可能な門型形状のフレームと、押圧力を発生させる油圧シリンダと、を有し、主軸ヘッドが、該フレームの梁部を摺動可能に垂下して懸架され、該油圧シリンダは、該フレームの梁部から下方側で、該主軸ヘッドと着脱可能に装着された加圧式歪取装置において、前記フレームの移動に伴う動力源となる第１のサーボモータと、前記主軸ヘッドの移動に伴う動力源となる第２のサーボモータと、前記第１のサーボモータ及び前記第２のサーボモータを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１のサーボモータ及び前記第２のサーボモータの操作を行うモータ操作部と、前記第１のサーボモータ及び前記第２のサーボモータの駆動に数値制御を行うモータ制御部と、前記モータ制御部で制御された電気的な情報を保存可能な記憶部を有すること、を特徴とする。
（２）（１）に記載する加圧式歪取装置において、前記定盤に載置した被加工物のうち、前記油圧シリンダによる押圧力を加える１以上の加圧部位の真上に、前記フレームと前記主軸ヘッドとを移動させて配置させるプログラムが、前記制御手段の前記記憶部に格納されていること、を特徴とする。
（３）（１）または（２）に記載する加圧式歪取装置において、被加工物に有した歪みの状態を、定量的に把握可能な歪量把握手段を備えていること、を特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

上記構成を有する本発明の加圧式歪取装置の作用・効果について説明する。
（１）被加工物を載置する定盤の左右方向を跨ぐと共に、左右方向かつ上下方向と直交する前後方向に移動可能な門型形状のフレームと、押圧力を発生させる油圧シリンダと、を有し、主軸ヘッドが、該フレームの梁部を摺動可能に垂下して懸架され、該油圧シリンダは、該フレームの梁部から下方側で、該主軸ヘッドと着脱可能に装着された加圧式歪取装置において、フレームの移動に伴う動力源となる第１のサーボモータと、主軸ヘッドの移動に伴う動力源となる第２のサーボモータと、第１のサーボモータ及び第２のサーボモータを制御する制御手段と、を備え、制御手段は、第１のサーボモータ及び第２のサーボモータの操作を行うモータ操作部と、第１のサーボモータ及び第２のサーボモータの駆動に数値制御を行うモータ制御部と、モータ制御部で制御された電気的な情報を保存可能な記憶部を有すること、を特徴とする。

【0011】

この特徴により、作業者は、歪部位を有した被加工物を１つずつ、その歪取り作業を行う度に、主軸ヘッドを、その歪部位に配置させる段取り作業を行うにあたり、フレームと主軸ヘッドとを、被加工物の歪部位上に配置するまでの工程を、被加工物の数量に依らず、自動で、簡単に行うことができる。また、段取り作業を全て、被加工物を１つずつ、作業者の手で行っていた特許文献１の加圧式歪取装置に比べ、歪取り作業に掛かる作業者の負担が、大幅に削減できる。

【0012】

従って、本発明に係る加圧式歪取装置によれば、歪取り作業に係る作業性を向上させることより、被加工物に生じていた歪を、効率良く取り除くことができる、という優れた効果を奏する。

【0013】

（２）に記載する加圧式歪取装置において、定盤に載置した被加工物のうち、油圧シリンダによる押圧力を加える１以上の加圧部位の真上に、フレームと主軸ヘッドとを移動させて配置させるプログラムが、制御手段の記憶部に格納されていること、を特徴とする。

【0014】

この特徴により、歪部位を有した被加工物が複数、同じ仕様である場合等には、段取り作業自体が効率良く行うことができるようになり、段取り作業に要する時間も、例えば、従来比の１／２以下等と、大幅に短縮できることから、歪取り作業の生産性は、飛躍的に向上する。

【0015】

（３）に記載する加圧式歪取装置において、被加工物に有した歪みの状態を、定量的に把握可能な歪量把握手段を備えていること、を特徴とする。

【0016】

この特徴により、油圧シリンダの押圧力で被加工物の歪みを取り除くのにあたり、被加工物の歪部位に押圧力を掛けるその位置で、歪量把握手段によりその歪みの大きさを簡単に把握することができることから、歪部位において、歪量の把握と、歪みの除去に必要な油圧シリンダの押圧力の付与を、合理的に効率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態に係る加圧式歪取装置を示す正面図である。

【図2】図１に示す加圧式歪取装置の定盤を、上方から見た平面図であり、定盤下面側に構成されたフレーム送り機構を示す説明図である。

【図3】図１に示す加圧式歪取装置で、フレーム送り機構と主軸ヘッド送り機構に用いているベルトの一部を示す側面図である。

【図4】図１に示す加圧式歪取装置のうち、主軸ヘッド及びそのスライド部を示す側面図と共に、門型フレームの梁部を、図１中、Ａ－Ａ矢視断面で示した図である。

【図5】図１に示す加圧式歪取装置のフレームの梁部を、上方から見た図であり、梁部後方側に構成された主軸ヘッド送り機構を示す説明図である。

【図6】加圧式歪取装置の定盤に載置したワークの加圧部位を、例示的に示した説明図である。

【図7】加圧式歪取装置の操作ユニットを示す説明図である。

【図8】図７に示す操作ユニットの表示画面を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る加圧式歪取装置について、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本発明の加圧式歪取装置は、例えば、缶や、輸送用車両の床材等の製品を、その材料である金属製板材を加工して製造するにあたり、金属製板材をプレスや溶接、熱処理等の加工を施した直後の状態にある被加工物（ワーク）に、その表面上に必然的に生じた歪部位を、押圧力をかけて加圧することにより、変形させて取り除く目的で用いられる。

【0019】

図１は、実施形態に係る加圧式歪取装置を示す正面図である。図２は、図１に示す加圧式歪取装置の定盤を、上方から見た平面図であり、定盤下面側に構成されたフレーム送り機構を示す説明図である。なお、図１に示す加圧式歪取装置１において、図１中、左右方向を「左右方向ＬＲ」とし、上下方向を「上下方向ＶＴ」（または垂直方向ＶＴ）とし、図２中、上下方向下側を「前後方向ＦＢ」の「前側Ｆ」とし、上側を「前後方向ＦＢ」の「後側Ｂ」として、加圧式歪取装置１の方向を定義し、図３以降についても、図１及び図２で定義した方向に準じる。また、図面を見易くするため、図１以降の各図は、電気配線、油圧配管、エア配管、配管機器、カバー等の図示を省略している。

【0020】

図１に示すように、加圧式歪取装置１は、大別して、装置本体部２と操作制御部３とからなり、装置本体部２は、本実施形態では、架台１５上に設置されている。装置本体部２は、定盤１０と、フレーム２０と、主軸ヘッド４０等を有している。操作制御部３は、操作ユニット８０と、電気制御ユニット９０（制御手段）とを一体化したユニットであり、本実施形態では、装置本体部２と別置で設けられている。定盤１０は、鋼材（骨材）により、四角枠状に組み合わされた枠内に、リブを縦横にクロスして剛性と強度を高めた定盤フレームの上部に、上面１１を有する板材を溶接で固着して構成されている。定盤１０の上面１１には、歪部位を有したワークＷが載置される。

【0021】

フレーム２０は、定盤１０の左右方向ＬＲを跨ぐと共に、左右方向ＬＲかつ上下方向ＶＴと直交する前後方向ＦＢに移動可能な門型形状で構成されている。具体的には、フレーム２０は、互いに平行な２本の柱部２１の上部同士を、梁部２３で繋ぎ合わせた門型形状になっている。柱部２１は、下側に受け部２２を有した略Ｌ字状に形成されており、柱部２１の下部には、転動ローラ１４が転動可能に軸支されている。転動ローラ１４は、定盤１０の側部１２に設けたガイドレール１３上を転動しながら走行する。受け部２２は、定盤１０の側部１２下からその定盤１０中央側に延設されて側部１２と係合可能となっており、ガイドレール１３と共に、後述する油圧シリンダ４５による加圧時に、垂直方向ＶＴ下向きの押圧力に伴う反力を受けることができている。

【0022】

＜フレーム２０の送り機構＞
図２に示すように、定盤１０の上面１１をなす板材の下側にある空間（四方向の側部１２に囲まれた内部空間）には、フレーム送り機構３０が配設されている。具体的には、フレーム送り機構３０は、定盤１０の上面１１をなす板材の下側にある空間に、定盤１０の左右方向ＬＲ中央を定盤１０の前後方向ＦＢに沿って配置されている。フレーム送り機構３０は、動力源である第１サーボモータ３１（第１のサーボモータ）の駆動に基づいて、フレーム２０を、定盤１０の前後方向ＦＢに自在に移動させるための機構である。フレーム送り機構３０は、第１サーボモータ３１のほか、２つのプーリ３２と、ベルト３３と、連結部３４と、駆動力伝達部材３５等からなる。

【0023】

図３は、図１に示す加圧式歪取装置で、フレーム送り機構と主軸ヘッド送り機構に用いているベルトの一部を示す側面図である。第１サーボモータ３１は、数値制御に基づき回転する電動モータであり、本実施形態では、エンコーダとブレーキを内蔵したステッピングモータである。第１サーボモータ３１の出力軸は、前後方向ＦＢの後側Ｂにある駆動側のプーリ３２に、ダイレクトドライブで連結されている。従動側のプーリ３２は、前後方向ＦＢの前側Ｆに、定盤１０の板材の下に配設され、２つのプーリ３２には、ベルト３３が掛け渡されている。

【0024】

図３に示すように、ベルト３３は、複数の歯を断続的に有し、一定のピッチによる間隔を有して、歯先と歯底とを交互に連続して形成したタイミングベルトである。プーリ３２は、複数の歯を断続的に有し、一定のピッチによる間隔を有して、歯先と歯底とを交互に連続して形成されたタイミングプーリであり、プーリ３２の歯とベルト３３の歯とは、互いに噛合い可能となっている。

【0025】

図２に示すように、連結部３４が、ベルト３３の一部分に固定して取付けられている。この連結部３４は、フレーム２０の２本の柱部２１のうち、片側の柱部２１の受け部２２と、１つの駆動力伝達部材３５によって連結されている。これにより、第１サーボモータ３１が駆動すると、その回転が駆動側のプーリ３２に伝達されて、第１サーボモータ３１と連動するプーリ３２の回転に伴って、ベルト３３は、２つのプーリ３２と相対的に走行する。連結部３４は、ベルト３３の走行により、対向するプーリ３２，３２同士の内側の範囲内を、前後方向ＦＢに往来できる。第１サーボモータ３１による駆動力は、連結部３４の走行に連動した駆動力伝達部材３５によって、柱部２１に伝達される。

【0026】

かくして、フレーム２０は、定盤１０のガイドレール１３上で転動ローラ１４が転動しながら、定盤１０に対し、前後方向ＦＢに移動することができる。なお、図２に示すように、定盤１０の前後方向ＦＢ両端には、４つのストッパ３６が設けられており、定盤１０に対し、フレーム２０の移動範囲は、ストッパ３６で規制されている。

【0027】

ところで、ベルト３３の連結部３４は、本実施形態では、１つの駆動力伝達部材３５で、フレーム２０の片側の柱部２１の受け部２２と連結されている。しかしながら、フレーム送り機構３０は、定盤１０の左右方向ＬＲ中央を定盤１０の前後方向ＦＢに沿って配置されているため、定盤１０に対し、フレーム２０の回転モーメントはほとんど作用しない。そのため、第１サーボモータ３１の回転を、１つの駆動力伝達部材３５を介して、ベルト３３に伝達する構造となっていても、フレーム２０の柱部２１が、定盤１０の側部１２と局部的に接触することが抑制されている。従って、フレーム２０は、定盤１０の前後方向ＦＢを滑らかに移動することができている。

【0028】

次に、主軸ヘッド４０について、説明する。図４は、図１に示す加圧式歪取装置のうち、主軸ヘッド及びそのスライド部を示す側面図と共に、門型フレームの梁部を、図１中、Ａ－Ａ矢視断面で示した図である。図５は、図１に示す加圧式歪取装置のフレームの梁部を、上方から見た図であり、梁部後方側に構成された主軸ヘッド送り機構を示す説明図である。

【0029】

＜主軸ヘッド４０の送り機構＞
図１及び図４に示すように、主軸ヘッド４０は、油圧シリンダ４５を支持すると共に、歪量計測ユニット６０（歪量把握手段）を装着している。主軸ヘッド４０は、フレーム２０の梁部２３全周を覆う略口字型形状に形成されたスライド部４１に垂下して懸架されている。スライド部４１は、図４及び図５に示すように、梁部２３の転動ガイド２５に保持された状態になっており、梁部２３の転動面２４に転動ローラ４２が転動することで、主軸ヘッド４０は、梁部２３を左右方向ＬＲに摺動可能となっている。

【0030】

図４及び図５に示すように、主軸ヘッド送り機構７０が、フレーム２０において、両方の柱部２１上部同士の間を、梁部２３に沿って繋ぐ位置に配設されている。主軸ヘッド送り機構７０は、動力源である第２サーボモータ７１（第２のサーボモータ）の駆動に基づいて、主軸ヘッド４０を、梁部２３の左右方向ＬＲに自在に移動させるための機構である。主軸ヘッド送り機構７０は、第２サーボモータ７１のほか、２つのプーリ７２と、ベルト７３と、中間プーリ７４と、テンショナー７５等からなる。

【0031】

第２サーボモータ７１は、数値制御に基づき回転する電動モータであり、本実施形態では、エンコーダとブレーキを内蔵したステッピングモータである。第２サーボモータ７１の出力軸は、左右方向ＬＲに左側Ｌ（図５中、左側）にある駆動側のプーリ７２に、ダイレクトドライブで連結されている。従動側のプーリ７２は、左右方向ＬＲに右側Ｒ（図５中、右側）に配設され、２つのプーリ７２には、フレーム送り機構３０で用いるベルト３３と同様のベルト７３が掛け渡されている（図３参照）。

【0032】

また、プーリ３２と同様、プーリ７２も、複数の歯を断続的に有し、一定のピッチによる間隔を有して、歯先と歯底とを交互に連続して形成されたタイミングプーリであり、プーリ７２の歯とベルト７３の歯とは、互いに噛合い可能となっている。駆動側のプーリ７２の近傍と従動側のプーリ７２の近傍には、テンショナー７５が設けられており、テンショナー７５による調整により、ベルト７３の張力が調節される。

【0033】

中間プーリ７４は、プーリ７２の歯と同じ諸元で形成された歯を有し、中間プーリ７４の歯は、ベルト７３の歯と互いに噛合い可能となっている。中間プーリ７４は、スライド部４１に軸支されており、ベルト７３との噛合時に、ベルト７３の走行に伴って、自転しながら従動するタイミングプーリである。スライド部４１は、中間プーリ７４による自転運動を、梁部２３の左右方向ＬＲへの直線運動に変換する機構を備えている。

【0034】

図５に示すように、ベルト７３は、中間プーリ７４に噛合った状態で、テンショナー７５と共に、２つのプーリ７２の間に掛け渡されている。これにより、第２サーボモータ７１が駆動すると、その回転が駆動側のプーリ７２に伝達されて、第２サーボモータ７１と連動するプーリ７２の回転に伴って、ベルト７３は、中間プーリ７４と噛合いながら、２つのプーリ７２の間を、相対的に走行する。これにより、第２サーボモータ７１による駆動力は、ベルト７３の走行に伴う中間プーリ７４の自転運動に基づいて、スライド部４１に伝達される。そのため、このスライド部４１は、ベルト７３の走行により、対向するプーリ７２，７２同士の内側の範囲内を、左右方向ＬＲに往来できる。

【0035】

かくして、主軸ヘッド４０は、梁部２３の転動面２４上で転動ローラ４２が転動しながら、梁部２３に対し、左右方向ＬＲに移動することができる。なお、図５に示すように、両方の柱部２１上部には、ストッパ７６が設けられており、フレーム２０の梁部２３に対し、主軸ヘッド４０の移動範囲は、ストッパ７６で規制されている。

【0036】

＜油圧シリンダ４５の機能＞
前述したように、主軸ヘッド４０は、油圧シリンダ４５を支持すると共に、歪量計測ユニット６０（図１参照）を装着している。図１及び図４に示すように、油圧シリンダ４５は、主軸ヘッド４０のスライド部４１と第１支持板４７との間に、ロッド４６を下向きとした姿勢で配置され、スライド部４１に固定された２本の支持板懸架部材４８により、ロッド側（図１の下側）の端面を保持した状態で、着脱可能に固定して取付けられている。

【0037】

また、図４に示すように、主軸ヘッド４０には、２本の連結部材５１が、フレーム２０の梁部２３を挟む上下に延びており、円筒状の連結部材ガイド５２内を摺動可能に挿通して保持されている。２本の連結部材５１では、その下端同士が、第２支持板４９で連結されていると共に、その上端同士も、ロッド連結部材６５で連結されている。第２支持板４９には、押圧ヘッド位置調整部材５３が着脱可能に装着されており、ワークＷに接触させる押圧ヘッド５４が、この押圧ヘッド位置調整部材５３の下端に着脱可能に装着されている。

【0038】

歪取り作業を行うときには、油圧シリンダ４５のロッド４６を下向きに伸長することにより、油圧シリンダ４５の推進力が、第２支持板４９を押圧して、押圧ヘッド位置調整部材５３を介して、押圧ヘッド５４に、ワークＷへの押圧力として伝達される。これにより、ワークＷに有する歪みは、この押圧力による加圧で変形されて取り除かれる。

【0039】

＜歪量計測ユニット６０の機能＞
歪量計測ユニット６０は、ワークＷに有した歪みの状態を、定量的に計測可能なユニットである。歪量計測ユニット６０は、図１及び図４に示すように、油圧シリンダ４５のロッド４６の動作方向に沿って動作可能に配設され、ワークＷの上面Ｗａ（表面）に接触可能な押圧ヘッド５４と、動いた分の押圧ヘッド５４の変位を検知する変位検出部（図示省略）と、変位検出部により検出された変位を表示する表示部６６と、を有する。歪量計測ユニット６０は、流体であるエアの流れを制御することにより、ロッド６２を、エアシリンダ６１と相対的に伸縮させる単動押出し式の空圧シリンダを備えている。エアシリンダ６１は、その反ロッド側を、主軸ヘッド４０のスライド部４１に対向させ、ロッド６２を上向きにした姿勢で、ロッド６２先端位置より低い位置に、エアシリンダ懸架部材６３を介して、エアシリンダ固定部材６４に固定されている。このエアシリンダ６１は、エア圧力調整弁６７と連通して接続されている。

【0040】

歪量計測ユニット６０では、エアシリンダ６１のロッド６２が短縮（図４中、下側に引いた状態）すると、連結部材５１と連結した第２支持板４９は下がるため、第２支持板４９の降下に伴って、押圧ヘッド５４は、定盤１０上に載置されたワークＷの上面Ｗａに接触するようになる。このとき、押圧ヘッド５４は、ワークＷに接触する測定触子の役割を担う。歪量計測ユニット６０でワークＷの歪みを計測している最中では、油圧シリンダ４５のロッド４６の動きは一時的に中断されており、油圧シリンダ４５の推進力は、油圧シリンダ４５のロッド４６から第２支持板４９に作用しない。

【0041】

＜操作制御部３の構成＞
次に、加圧式歪取装置１の操作制御部３について、説明する。図７は、加圧式歪取装置の操作ユニットを示す説明図であり、図７に示す操作ユニットの表示画面を、図８に示す。図１、図７、及び図８に示すように、操作制御部３は、操作ユニット８０と電気制御ユニット９０とを一体化したユニットである。電気制御ユニット９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等、公知の構成のマイクロコンピュータを備え、操作ユニット８０に設けたモータ操作部８２と、モータ制御部９１と、記憶部９２と、シーケンス制御を行うＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等を有している。モータ操作部８２は、第１サーボモータ３１及び第２サーボモータ７１の操作を担う。モータ制御部９１は、第１サーボモータ３１及び第２サーボモータ７１への数値制御を行い、回転方向、回転速度、回転量等の駆動を制御している。記憶部９２は、プログラムのほか、パルス数の設定値やＸ－Ｙ座標値等のデータの記憶を行う。電気制御ユニット９０は、第１サーボモータ３１及び第２サーボモータ７１への駆動の操作を行う操作ユニット８０のモータ操作部８２と電気的に接続されている。

【0042】

モータ制御部９１は、第１サーボモータ３１及び第２サーボモータ７１と電気的に接続されている。モータ制御部９１は、コントローラとサーボドライバを含み、セミクローズドループ方式により、第１サーボモータ３１と第２サーボモータ７１との駆動制御を行う。コントローラは、動作の指令（目標値）をサーボドライバに出力し、サーボドライバは、第１サーボモータ３１と第２サーボモータ７１に対し、コントローラの指令に追従した動力信号を出力してモータを駆動する。また、サーボドライバは、第１サーボモータ３１のエンコーダや第２サーボモータ７１のエンコーダからフィードバック信号を入力し、コントローラは、サーボドライバからフィードバック信号を入力する。

【0043】

ＰＬＣは、モータ制御部９１のほか、油圧シリンダ４５に作動油を供給する油圧ユニットの電磁弁、油圧ユニットの他で作動油の流量を制御する電磁弁、歪量計測ユニット６０におけるエアシリンダ６１のロッド６２の動作を制御する電磁弁等、加圧式歪取装置１に装備された電装機器と電気的に接続されている。

【0044】

電気制御ユニット９０は、定盤１０の上面１１を、左右方向ＬＲを「Ｘ軸」とし、前後方向ＦＢを「Ｙ軸」とするＸ－Ｙ座標系の平面とみなし、上面１１に対する主軸ヘッド４０の位置とフレーム２０の位置とを、Ｘ－Ｙ座標値で制御している。また、図７及び図８に示すように、操作ユニット８０内のディスプレイ８１には、フレーム２０の梁部２３の左右方向ＬＲに対する主軸ヘッド４０の位置情報は、「Ｘ標値」で、定盤１０の前後方向ＦＢに対するフレーム２０の位置情報は、「Ｙ標値」で、それぞれ表示される。

【0045】

図７に示すように、操作ユニット８０のモータ操作部８２では、ジョイスティックレバー８３は、第１サーボモータ３１により、主軸ヘッド４０をＸ方向に移動させる操作と、第２サーボモータ７１により、フレーム２０をＹ方向に移動させる操作を行う機能である。送り速度変換スイッチ８４は、第１サーボモータ３１の駆動と第２サーボモータ７１の駆動を制御することにより、主軸ヘッド４０の送り速度や、フレーム２０の送り速度を、高速・中速・低速の３段階に分けて切り替える。

【0046】

操作ユニット８０の油圧シリンダ操作部８５は、油圧シリンダ４５のロッド４６の昇降を操作する。すなわち、矯正下降は、ロッド４６を伸長させ、押圧ヘッド５４を、定盤１０に載置したワークＷの表面Ｗａに接触させて加圧を行う。押圧ヘッド５４による加圧時間は、電気制御ユニット９０に設けたタイマ機能によって設定可能になっている。矯正上昇は、ロッド４６を油圧シリンダ４５内に収めて、定盤１０に載置したワークＷの表面Ｗａから押圧ヘッド５４を離間させて、加圧の解除を行う。操作ユニット８０の計測機器操作部８６は、歪量計測ユニット６０において、エアシリンダ６１のロッド６２を短縮させ、押圧ヘッド５４を、定盤１０上に載置されたワークＷの上面Ｗａに接触させる。

【0047】

ところで、実際の歪取り作業には、同じ仕様の歪付きワークＷが、例えば、数～十数個と、ある程度まとまった数量のロット数で作業現場に供給されて歪取り作業を行う場合がある。また、特注品のような歪付きワークＷが僅かに１つ、継続的でありながらも、不定期に期間を空けて断続的に作業現場に持ち込まれて歪取り作業を行う場合等もある。このような場合に備えて、加圧式歪取装置１には、自動運転プログラムが、電気制御ユニット９０の記憶部９２に格納されている。図６は、加圧式歪取装置の定盤に載置したワークの加圧部位を、例示的に示した説明図である。

【0048】

自動運転プログラムは、定盤１０に載置したワークＷのうち、油圧シリンダ４５による押圧力を加える１以上の加圧部位Ｐ（例えば、図６中、第１～第５計測対比位置Ｐ１～Ｐ５）と、歪量計測ユニット６０により押圧ヘッド５４をワークＷの表面Ｗａに接触させる計測基準位置（例えば、図６中、計測基準位置Ｐ０）の真上に、フレーム２０と主軸ヘッド４０とを移動させて配置させるプログラムである。自動運転プログラムでは、例えば、図６に示すワークＷが、同一の仕様で複数あり、これらのワークＷの歪取り作業を行うにあたり、歪部位を有した全ての加圧部位Ｐ（第１～第５計測対比位置Ｐ１～Ｐ５）と計測基準位置Ｐ０との位置情報を設定・登録することが可能になっている。

【0049】

また、フレーム２０と主軸ヘッド４０とを、最初に計測基準位置Ｐ０の真上に配置した後、第１計測対比位置Ｐ１、第２計測対比位置Ｐ２と続き、最後に第５計測対比位置Ｐ５に配置していく順序も、設定・登録することが可能になっている。また、計測基準位置Ｐ０と加圧部位Ｐは、ワークＷの種類によって異なるため、複数種の自動運転プログラムが、ワークＷの仕様に応じて、自在に計測基準位置Ｐ０と加圧部位Ｐとを設定でき、登録して保存可能となっている。

【0050】

さらに、電気制御ユニット９０では、図１に示すように、上下方向ＶＴに沿い、かつ定盤１０の上面１１にある特定点Ｑを通る仮想垂線Ｍ上に主軸ヘッド４０を配置させるまでに、電気制御ユニット９０は、フレーム２０の移動に伴った第１サーボモータ３１の動きと、主軸ヘッド４０の移動に伴った第２サーボモータ７１の動きに関する電気的な情報を、記憶部９２に保存可能となっている。特定点Ｑは、主軸ヘッド４０を加圧部位Ｐ上に配置し、押圧ヘッド５４をワークＷの加圧部位Ｐに接触させて加圧するときや、主軸ヘッド４０を計測基準位置Ｐ０上に配置し、押圧ヘッド５４をワークＷの計測基準位置Ｐ０に接触させて、後述する基準距離を計測するときに、その主軸ヘッド４０の位置関係を、定盤１０の上面１１を基準に、Ｘ－Ｙ座標系の座標値（図８参照）で規定したポイントである。

【0051】

加圧式歪取装置１で歪取り作業を行う要領について、説明する。図６に示すように、作業者は、歪みを含んだワークＷの上面Ｗａに対し、計測時に正とする基準部位を、計測基準位置（例えば、図６に示すＰ０）として設定する。次に、作業者は、計測基準位置Ｐ０と異なる部位で、ワークＷの表面Ｗａに生じている歪部位の存在を視覚等で確認し、この歪部位を計測対比位置（本実施形態では、図６に、第１計測対比位置Ｐ１、第２計測対比位置Ｐ２、第３計測対比位置Ｐ３、第４計測対比位置Ｐ４、第５計測対比位置Ｐ５の５つを例示）として設定する。

【0052】

計測基準位置Ｐ０は、歪量ゼロ（または、許容範囲以内の歪量でゼロに近い大きさ）の部位であり、測定上、「正」の部位として、第１～第５計測対比位置Ｐ１～Ｐ５との相対原点となり得る基準位置である。押圧ヘッド５４が、計測基準位置Ｐ０に向けて下降すると、その移動に伴ったエアシリンダ６１のロッド６２の相対変位（基準距離）が、歪量計測ユニット６０の表示部６６と、操作ユニット８０のディスプレイ８１に表示される。

【0053】

次に、作業者は、一旦エアシリンダ６１のロッド６２を原点位置に復帰させた後、フレーム２０とスライド部４１を必要に応じて移動させ、再びロッド６２を下降させて、押圧ヘッド５４を、第１の歪部位（第１計測対比位置Ｐ１）に接触させる。そして、押圧ヘッド５４が、第１計測対比位置Ｐ１に向けて下降すると、その移動に伴ったエアシリンダ６１のロッド６２の相対変位（対比距離）が、表示部６６とディスプレイ８１に表示される。

【0054】

次に、作業者は、計測基準位置Ｐ０に対し、表示された基準距離と、第１計測対比位置Ｐ１に対し、表示された対比距離との高低差（距離差）を確認する。次に、作業者は、押圧ヘッド５４を第１計測対比位置Ｐ１に接触したままの状態で、油圧シリンダ４５のロッド４６を下方に推進させ、この高低差が限りなく０に近づくよう、油圧シリンダ４５の押圧力を、第２支持板４９を介して押圧ヘッド５４に伝達させる。

【0055】

第２～第５計測対比位置Ｐ２～Ｐ５のそれぞれについても、第１計測対比位置Ｐ１と同様の要領で、押圧ヘッド５４を、第２計測対比位置Ｐ２等に接触させ、作業者は、第２計測対比位置Ｐ２等に向けた下降に伴うエアシリンダ６１のロッド６２の相対変位（対比距離）を、表示部６６とディスプレイ８１で確認する。そして、作業者は、押圧ヘッド５４を、第２計測対比位置Ｐ２等に接触したままの状態で、油圧シリンダ４５のロッド４６を下方に推進させ、基準距離と対比距離との高低差（距離差）が限りなく０に近づくよう、油圧シリンダ４５の押圧力を、第２支持板４９を介して押圧ヘッド５４に伝達させる。かくして、本実施形態の加圧式歪取装置１は、歪部位において、歪量の計測と歪みの除去を行う。

【0056】

次に、本実施形態に係る加圧式歪取装置１の作用・効果について説明する。本実施形態に係る加圧式歪取装置１は、ワークＷを載置する定盤１０の左右方向ＬＲを跨ぐと共に、左右方向ＬＲかつ上下方向ＶＴと直交する前後方向ＦＢに移動可能な門型形状のフレーム２０と、押圧力を発生させる油圧シリンダ４５と、を有し、主軸ヘッド４０が、フレーム２０の梁部２３と摺動可能に垂下して懸架され、油圧シリンダ４５は、フレーム２０の梁部２３から下方側で、主軸ヘッド４０と着脱可能に装着された加圧式歪取装置において、フレーム２０の移動に伴う動力源となる第１サーボモータ３１と、主軸ヘッド４０の移動に伴う動力源となる第２サーボモータ７１と、第１サーボモータ３１及び第２サーボモータ７１を制御する電気制御ユニット９０と、を備え、電気制御ユニット９０は、第１サーボモータ３１及び第２サーボモータ７１の操作を行うモータ操作部８２（操作ユニット８０）と、第１サーボモータ３１及び第２サーボモータ７１の駆動に数値制御を行うモータ制御部９１と、モータ制御部９１で制御された電気的な情報を保存可能な記憶部９２を有すること、を特徴とする。

【0057】

この特徴により、作業者は、歪付きワークＷを１つずつ、その歪取り作業を行う度に、主軸ヘッド４０を、その歪付きワークＷの歪部位に配置させる段取り作業を行うにあたり、フレーム２０と主軸ヘッド４０とを、ワークＷの加圧部位Ｐ上に配置するまでの工程を、歪付きワークＷの数量に依らず、操作ユニット８０を操作するだけで、自動で簡単に行うことができる。また、段取り作業を全て、歪付きワークＷを１つずつ、作業者の手で行っていた特許文献１の加圧式歪取装置に比べ、歪取り作業に掛かる作業者の負担が、大幅に削減できる。

【0058】

さらに、先に歪取り作業を行った歪付きワークＷの後、それに続いて、次に同じ仕様の歪付きワークＷにも歪取り作業を行う場合や、先に歪取り作業を行った歪付きワークＷの後、例えば、数日、数か月等のように、一定の期間を置いて、この歪付きワークＷと同じ仕様の歪付きワークＷの歪取り作業を行う場合もある。このような場合、歪取り作業を行った先の歪付きワークＷの段取り作業で、フレーム２０の移動に伴った第１サーボモータ３１の動きと、主軸ヘッド４０の移動に伴った第２サーボモータ７１の動きに関する電気的な情報が、記憶部９２に保存されていると、次の歪付きワークＷの歪取り作業に向けて行う段取り作業は、記憶部９２に保存されている第１サーボモータ３１の動きと第２サーボモータ７１の動きに基づいて行うことができる。そのため、歪付きワークＷが複数、同じ仕様である場合には、歪取り作業の段取り作業を行う上で、作業者の手間を省くことができる。

【0059】

従って、本実施形態に係る加圧式歪取装置１によれば、歪取り作業に係る作業性を向上させることより、歪付きワークＷに生じていた歪みを、効率良く取り除くことができる、という優れた効果を奏する。

【0060】

また、本実施形態に係る加圧式歪取装置１では、電気制御ユニット９０は、定盤１０に載置したワークＷのうち、油圧シリンダ４５による押圧力を加える１以上の加圧部位Ｐの真上に、フレーム２０と主軸ヘッド４０とを移動させて配置させる自動運転プログラムが、記憶部９２に格納されていること、を特徴とする。この特徴により、歪付きワークＷが複数、同じ仕様である場合等には、段取り作業自体が効率良く行うことができるようになり、段取り作業に要する時間も、例えば、従来比の１／２以下等と、大幅に短縮できることから、歪取り作業の生産性は、飛躍的に向上する。

【0061】

すなわち、前述したように、同じ仕様の歪付きワークＷが、例えば、数～十数個と、ある程度まとまった数量のロット数で作業現場に供給されて歪取り作業を行う場合や、特注品のような歪付きワークＷが僅かに１つ、継続的でありながらも、不定期に期間を空けて断続的に作業現場に持ち込まれて歪取り作業を行う場合等がある。このような場合、特に、作業者は、段取り作業を行う上で、フレーム２０と主軸ヘッド４０とを、ワークＷの加圧部位Ｐ上に配置するのに、操作ユニット８０を操作して行うことができるため、工程内容の簡素化が実現できている。また、たとえ段取り作業に不慣れな作業者であっても、このような段取り作業は、違和感なく簡単に行うことができる。さらに、産業界では近年、働き手の人材が不足しているという問題や、技術を伝承する後継者が不足しているという問題があるが、加圧式歪取装置１は、歪取り作業を効率良く行うことができるため、このような問題の解決策の一つとして貢献することができる。

【0062】

また、本実施形態に係る加圧式歪取装置１では、ワークＷに有した歪の状態を、定量的に把握可能な歪量計測ユニット６０を備えていること、を特徴とする。この特徴により、油圧シリンダ４５の押圧力でワークＷの歪みを取り除くのにあたり、ワークＷに押圧力を掛けるその位置で、歪量計測ユニット６０によりその歪みの大きさを簡単に把握することができることから、歪部位において、歪量の把握と、歪みの除去に必要な油圧シリンダ４５の押圧力の付与を、合理的に効率良く行うことができる。それ故に、歪取り作業を行う上で、その段取り作業が、より一層簡素化できる。

【0063】

特に、定盤１０の上面１１に載置されたワークＷに、歪部位が複数箇所に亘って分散している場合、複数の歪部位に対して、歪取り作業を、一箇所毎ずつ順番に行うとき、必要に応じてフレーム２０や主軸ヘッド４０を移動するだけで、それぞれの歪部位で、歪量の把握と加圧による歪の除去とを、合理的にかつ容易に行うことができる。そのため、歪取り作業に対し、作業者に掛かる作業負担を削減することができる。また、歪取り作業の生産性が向上するため、歪取りを行う加工コストの低減化に寄与することができる。

【0064】

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。

【0065】

（１）例えば、実施形態では、主軸ヘッド４０の駆動源（第１サーボモータ３１）とフレーム２０の駆動源（第２サーボモータ７１）に、エンコーダとブレーキを内蔵したステッピングモータを、それぞれ用いたが、本発明の第１のサーボモータ及び第２のサーボモータは、コンピュータ数値制御（CNC：computerized numerical control)により、フルクローズドループ方式で制御可能なサーボモータであっても良い。
（２）実施形態では、フレーム２０を、フレーム送り機構３０の下で移動させ、主軸ヘッド４０を、主軸ヘッド送り機構７０の下で移動させた。しかしながら、フレーム送り機構３０や主軸ヘッド送り機構７０に代えて、フレームは、第１のサーボモータの駆動をボールネジに伝達して移動させ、主軸ヘッドは、第２のサーボモータの駆動をボールネジに伝達して移動させるものであっても良い。

【0066】

（３）実施形態では、油圧シリンダ４５の押圧力を、垂直方向下向きに作用させてワークＷの歪取りを行う加圧式歪取装置１について、説明した。しかしながら、本発明の加圧式歪取装置は、主軸ヘッドにアタッチメントを装着し、このアタッチメントに取付けた油圧シリンダのロッドによる押圧力を、水平方向に作用させて被加工物の歪取りを行う水平方向押圧機能を具備させた構成としても良い。
（４）実施形態では、ワークＷにおいて、歪部位である計測対比位置と、計測基準位置との高低差を、歪量計測ユニット６０で確認し、この高低差が限りなく０に近づくよう、手動で油圧シリンダ４５の押圧力を計測対比位置に作用させて、歪取りを行った。しかしながら、本発明の加圧式歪取装置は、計測対比位置と計測基準位置との高低差について、歪量把握手段により得られた計測データと連動させた上で、油圧シリンダによる加圧量を自動で制御して、被加工物の歪取りを行っても良い。

【符号の説明】

【0067】

１ 加圧式歪取装置
１０ 定盤
１１ （定盤の）上面
２０ フレーム
２３ 梁部
３１ 第１サーボモータ（第１のサーボモータ）
４０ 主軸ヘッド
４５ 油圧シリンダ
６０ 歪量計測ユニット（歪量把握手段）
７１ 第２サーボモータ（第２のサーボモータ）
８０ 操作ユニット
８２ モータ操作部
９０ 電気制御ユニット（制御手段）
９１ モータ制御部
９２ 記憶部
Ｍ 仮想垂線
Ｐ 加圧部位
Ｑ 特定点
Ｗ ワーク（被加工物）
ＦＢ 前後方向
ＬＲ 左右方向
ＶＴ 上下方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】