線材成形機
【課題】従来より長い線材成形品を成形することが可能な線材成形機の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の線材成形機１０では、メインツールテーブル３０Ａとは反対側にサブツールテーブル３０Ｂを備えている。このサブツールテーブル３０Ｂの後方には、回転ヘッド３２が位置することはないので、その分、サブツールテーブル３０Ｂの後方スペースは、メインツールテーブル３０Ａ側より広く（奥行きが深く）なっている。従って、従来は、回転ヘッドと干渉するが故に成形することができなかった比較的長いコイルばねＣＳ２を、サブツールテーブル３０Ｂ側で成形することができる。
【解決手段】本発明の線材成形機１０では、メインツールテーブル３０Ａとは反対側にサブツールテーブル３０Ｂを備えている。このサブツールテーブル３０Ｂの後方には、回転ヘッド３２が位置することはないので、その分、サブツールテーブル３０Ｂの後方スペースは、メインツールテーブル３０Ａ側より広く（奥行きが深く）なっている。従って、従来は、回転ヘッドと干渉するが故に成形することができなかった比較的長いコイルばねＣＳ２を、サブツールテーブル３０Ｂ側で成形することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材送給装置が送給した線材を、ツール駆動機構が保持したツールにて成形する線材成形機に関し、特に、ティーチングモードで所望の動作をツール駆動機構に行わせて記憶し、その記憶した動作をプレイバックモードで再現可能な線材成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の線材成形機に備えたツール駆動機構は、線材送給方向と平行な軸回りに回転可能な回転ヘッドを備えている。その回転ヘッドにおける線材送給装置との対向面の外縁部からは、ヘッド端面突部が突出しており、そのヘッド端面突部における回転ヘッドの回転中心を向いた面にはツールテーブルが備えられている。また、ツールテーブルは、回転ヘッドの回転中心と直交した軸回りに回転駆動される。そして、例えば、成形ツールをツールテーブルに固定して、その成形ツールを回転ヘッドの回転中心軸上に配置すると共に、回転ヘッドの回転中心軸と線材送給装置の線材送給軸とを一致させ、線材送給装置が送給した線材を成形ツールに衝合させて成形していた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３８３９３３８号公報（段落［００２１］〜［００３６］、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上述した従来の線材成形機では、ツールテーブルの後方に回転ヘッドの本体部が位置しており、その回転ヘッドとの干渉を避けつつ線材を成形していたために、比較的短い線材成形品しか成形することができなかった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より長い線材成形品を成形することが可能な線材成形機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る線材成形機は、水平方向に延びた線材送給軸に沿って線材を送給可能な線材送給装置と、線材を成形するためのツールを保持しかつ任意の位置に移動するためのツール駆動機構と、ティーチングモードで所望の動作をツール駆動機構に行わせてその動作を記憶し、その記憶した動作をプレイバックモードでツール駆動機構に繰り返して再現させることが可能な制御装置とを備え、プレイバックモードで線材から複数の成形品を成形可能な線材成形機において、ツール駆動機構には、線材送給軸の軸方向で線材送給装置に対向したベース部材と、ベース部材を、線材送給軸と直交した水平横方向で往復駆動するためベース左右直動駆動軸と、ベース部材を、上下方向で往復駆動するためベース上下直動駆動軸と、ベース部材に対して、線材送給軸と平行なヘッド回転中心軸の回りに回転可能な回転ヘッドと、回転ヘッドを回転駆動するヘッド回転駆動軸と、回転ヘッドにおける線材送給装置との対向面のうちヘッド回転中心軸より離れた外縁部から突出したヘッド端面突部と、ヘッド回転中心軸と直交するテーブル回転中心軸の方向でヘッド端面突部を貫通し、ヘッド端面突部に回転可能に軸支されたテーブルシャフトと、テーブルシャフトのうちヘッド回転中心軸側を向いた端部に設けられて、ツールを固定可能なメインツールテーブルと、テーブルシャフトのうちメインツールテーブルと反対側の端部に設けられ、回転ヘッドの外側面より側方に突出し、ツールを固定可能なサブツールテーブルと、テーブルシャフトと共にメイン及びサブのツールテーブルを回転駆動するテーブル回転駆動軸とが備えられ、制御装置には、テーブル回転中心軸と任意の位置で直交しかつヘッド回転中心軸から平行にずれた仮想回転中心軸を、線材送給軸に対する任意の位置に設定するための仮想軸設定手段と、ティーチングモードで、仮想回転中心軸を中心にしてテーブル回転中心軸を旋回させるようにベース左右直動駆動軸とベース上下直動駆動軸とヘッド回転駆動軸とを制御する仮想軸制御手段とが備えられたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の線材成形機において、サブツールテーブルには、平行に延びた第１と第２の円柱突部を有する折り曲げ成形ツールが固定され、第１の円柱突部の中心軸を仮想回転中心軸に一致させ、第１と第２の円柱突部の間を線材が横切った状態で、仮想回転中心軸の回りに第２の円柱突部を旋回させて線材を折り曲げ可能としたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の線材成形機において、ツール駆動機構には、ベース部材を線材送給軸と平行な方向に往復駆動するためベース前後駆動軸が備えられたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
［請求項１の発明］
請求項１の構成では、回転ヘッドのヘッド端面突部に回転可能に軸支されたテーブルシャフトのうちヘッド回転中心軸側を向いた端部にメインツールテーブルが配置される一方、その反対側にサブツールテーブルが配置されている。そして、サブツールテーブルが回転ヘッドの外側面より側方に突出しているので、ツールをサブツールテーブルに固定した場合には、そのツールの後方には回転ヘッドが位置しなくなり、従来より長い線材成形品を成形することが可能になる。また、メインツールテーブルとサブツールテーブルとの２つを備えたことで、従来より多くのツールを保持可能となり、従来より複雑な形状も成形可能となる。
【０００９】
また、本発明の構成によれば、メインツールテーブルのツールを使用する際に、そのツールをヘッド回転中心軸上に配置すると共に、ヘッド回転中心軸と線材送給軸とを一致させれば、ティーチングを行う際には、回転ヘッドを回転駆動することで、ツールのうち線材との衝合点を一定位置に保持してツールの姿勢のみを変更する作業を容易に行うことができる。さらに、サブツールテーブルのツールを使用する際に、仮想回転中心軸をツールに貫通させるように設定し、仮装回転中心軸と線材送給軸とを一致させれば、ティーチングを行う際に、ツールをメインツールテーブルに固定した場合と同様に、ツールのうち線材との衝合点を一定位置に保持してツールの姿勢のみを変更する作業を容易に行うことができる。その上、本発明では、必要に応じて、仮想回転中心軸を、線材送給軸からずれた位置に設定したり、ツールから離れた位置に設定することができるので、ティーチング作業を行う際の回転軸の配置の自由度が高くなり、ティーチング作業の効率を上げることができる。
【００１０】
［請求項２の発明］
請求項２の構成によれば、折り曲げ成形ツールのうち第１の円柱突部の回りに線材を巻き付けるようにして線材を折り曲げることができる。これにより、折り曲げ部分の曲率半径が第１の円柱突部の半径に対応した一定の大きさになり、線材成形品の品質が安定する。
【００１１】
［請求項３の発明］
請求項３の構成では、ベース部材を線材送給軸と平行な方向に往復駆動するためベース前後駆動軸を備えたので、線材の成形の自由度が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１３に基づいて説明する。図１に示すように本実施形態の線材成形機１０は、ベースプレート１１上に、ツール駆動機構２０と線材送給装置１２とを水平方向で対峙させて備えている。また、これらツール駆動機構２０と線材送給装置１２は、コントローラ７０（本発明の「制御装置」に相当する）によって制御されている。
【００１３】
まず、線材送給装置１２について説明する。図３に示すように、線材送給装置１２には、上下に並んで対をなした送りローラ１３，１３が水平方向に３対設けられている。これら各対の送りローラ１３，１３の間に線材９０を挟み、上下の送りローラ１３，１３を対称回転させることで線材９０を水平方向に延びた架空の線材送給軸Ｊ１に沿って進退させることができる。また、各送りローラ１３は、サーボモータ１６によって駆動されるようになっており、これにより線材９０の送給量を制御することができる。
【００１４】
図１に示すように線材送給装置１２のうち、ツール駆動機構２０との対向面（以下、線材送給装置１２の前面１２Ａという）には、クイル１４が固定されている。クイル１４には、線材９０の断面形状に対応した、例えば、断面円形の線材挿通孔が貫通形成されている。そして、線材送給装置１２により送給された線材９０はこの線材挿通孔を通してツール駆動機構２０側に送給される。
【００１５】
図２に示すように、線材送給装置１２の前面１２Ａのうちクイル１４の側方には、切断ツール駆動機構５０が設けられている。切断ツール駆動機構５０は、クイル１４側を向いた前面に切断ツール５４を備え、図４に示した第１直動部５１Ａによって、切断ツール５４を上下方向に往復動し、図示しない第２直動部によって、切断ツール５４を水平方向に往復動させる構成になっている。なお、第１直動部５１は、ボールネジ機構５２とスライダ機構５３とからなり、駆動源としてのサーボモータ５１Ｍ１が、ボールネジ機構５２のボールネジ５２Ｂの一端部に連結されている。第２直動部５１Ｂも同様に構成になっており、サーボモータ５１Ｍ２を駆動源として備えている。そして、切断ツール駆動機構５０は、線材９０の成形中は、切断ツール５４を線材送給装置１２の側方に退避させており、成形が完了すると切断ツール５４をクイル１４の前方領域に進入させる。また、切断ツール５４は、サーボモータ５５により駆動されて、線材９０の基端部を切断する。
【００１６】
次に、ツール駆動機構２０について詳説する。図５及び図６に示すように、ツール駆動機構２０は、ベースプレート１１に固定された固定フレーム１１Ｈと、その内側で左右方向（線材送給軸Ｊ１と直交する水平方向）に直動可能な横可動フレーム４０と、さらにその内側で上下方向に直動可能な上下可動フレーム４１と、さらにその内側で前後方向（線材送給軸Ｊ１の方向）に直動可能な可動ベース４２（本発明の「ベース部材」に相当する）とを備えている。これにより、可動ベース４２は、ベースプレート１１に対して、上下、左右、前後の３方向に直動可能になっている。そして、ツール駆動機構２０には、可動ベース４２を上下、左右、前後の各可動方向の任意の位置に移動するための駆動軸としてベース左右直動駆動軸Ｂｘ，ベース上下直動駆動軸Ｂｙ，ベース前後直動駆動軸Ｂｚが設けられている。
【００１７】
ベース左右直動駆動軸Ｂｘは、以下のように構成されている。即ち、図５及び図６に示すように、ベースプレート１１の上面及び固定フレーム１１Ｈの上壁下面には、左右方向（図５における紙面に直交する方向、図６における左右方向）に延びたレール２２Ｓ１，２２Ｓ１が備えられ、横可動フレーム４０には、レール２２Ｓ１，２２Ｓ１に直動可能に係合したスライダ２２Ｓ２，２２Ｓ２が備えられている。また、ベースプレート１１にはレール２２Ｓ１と平行に延びたボールネジ２２Ｂ１が回転可能に支持され、横可動フレーム４０には、ボールネジ２２Ｂ１に螺合したボールナット２２Ｂ２が備えられている。さらに、ベースプレート１１には、左右直動機構の駆動源であるサーボモータ２２Ｍ（図６のみに示されている）が取り付けられ、そのサーボモータ２２Ｍの出力回転軸にボールネジ２２Ｂ１の一端部がギヤ連結されている。これらにより、ベース左右直動駆動軸Ｂｘが構成されて、可動ベース４２が、横可動フレーム４０と共にベースプレート１１に対して左右方向に直動可能になると共に、その直動範囲における任意の位置に位置決め制御することができる。
【００１８】
ベース上下直動駆動軸Ｂｙは、以下のように構成されている。即ち、図６に示すように、横可動フレーム４０の両側辺には、上下方向に延びたレール２３Ｓ１，２３Ｓ１が備えられており、上下可動フレーム４１の両側辺には、レール２３Ｓ１，２３Ｓ１に直動可能に係合したスライダ２３Ｓ２，２３Ｓ２が備えられている。また、横可動フレーム４０の一側辺には、レール２３Ｓ１と平行に延びたボールネジ２３Ｂ１が回転可能に支持されており、上下可動フレーム４１の一側辺にはボールネジ２３Ｂ１に螺合したボールナット２３Ｂ２が備えられている。また、横可動フレーム４０には、サーボモータ２３Ｍが取り付けられ、そのサーボモータ２３Ｍの出力回転軸にボールネジ２３Ｂ１の一端部が連結されている。さらに、上下可動フレーム４１の上壁には、１対の直動シリンダ６０，６０（油圧シリンダ、エアシリンダなど）から延びたシリンダロッド６１，６１の先端部が連結されており、これら直動シリンダ６０，６０とサーボモータ２３Ｍとが協働して、上下可動フレーム４１を上下動させるようになっている。これらにより、ベース上下直動駆動軸Ｂｙが構成され、そのベース上下直動駆動軸Ｂｙによって、可動ベース４２が、上下可動フレーム４１と共にベースプレート１１に対して上下方向に直動可能になると共に、その直動範囲における任意の位置に位置決め制御することができる。
【００１９】
ベース前後直動駆動軸Ｂｚは、以下のように構成されている。即ち、上下可動フレーム４１の上壁４１Ａと下壁４１Ｂとには、それぞれ線材９０の送給方向に延びて平行に並んだレール２１Ｓ１，２１Ｓ１が備えられ、可動ベース４２の上壁及び下壁にそれぞれ設けられたスライダ２１Ｓ２，２１Ｓ２が、それらレール２１Ｓ１，２１Ｓ１に直動可能に係合している。また、図５に示すように上下可動フレーム４１の下壁４１Ｂから起立して線材９０の送給方向で対向した１対の壁部の間には、レール２１Ｓ１，２１Ｓ１と平行に延びたボールネジ２１Ｂ１が差し渡されて回転可能に支持されている。そして、可動ベース４２から垂下した支持壁４２Ａ（図６を参照）にボールナット２１Ｂ２が固定され、そのボールナット２１Ｂ２とボールネジ２１Ｂ１とが螺合している。さらに、上下可動フレーム４１には、サーボモータ２１Ｍが取り付けられ、そのサーボモータ２１Ｍの出力回転軸にボールネジ２１Ｂ１の一端部が連結されている。これらにより、ベース前後直動駆動軸Ｂｚが構成され、そのベース前後直動駆動軸Ｂｚによって、可動ベース４２が、ベースプレート１１に対して前後方向に直動可能になると共に、その直動範囲における任意の位置に位置決め制御することができる。
【００２０】
上記した３つの直動駆動軸Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚによって可動ベース４２は、３次元空間の任意の位置に位置決め制御することができる。
【００２１】
図７に示すように、可動ベース４２には、線材送給軸Ｊ１と平行なヘッド回転中心軸Ｊ２の回りに回転可能な回転ヘッド３２が備えられ、ヘッド回転駆動軸Ｒａによって回転ヘッド３２が回転駆動される。具体的には、可動ベース４２には、線材送給軸Ｊ１の方向に延びた円筒シャフト３１Ｓがベアリングによって回転可能に軸支され、その円筒シャフト３１Ｓのうちクイル１４側の端部に回転ヘッド３２が固定されている。また、可動ベース４２のうち、クイル１４とは反対側の後面には、サーボモータ２４Ｍが取り付けられ、そのサーボモータ２４Ｍの出力回転軸と円筒シャフト３１Ｓとが平ギヤ２４Ｇ１，２４Ｇ２を介して連結されている。これらにより、ヘッド回転駆動軸Ｒａが構成され、回転ヘッド３２が、線材送給軸Ｊ１と平行なヘッド回転中心軸Ｊ２の回りに回転駆動されて、任意の回転位置決め制御することができる。
【００２２】
回転ヘッド３２における線材送給装置１２との対向面のうちヘッド回転中心軸Ｊ２より離れた外縁部には、線材送給装置１２側に向かってヘッド端面突部３４が突出形成されている。また、ヘッド端面突部３４を含む回転ヘッド３２の内部は空洞になっている。そして、ヘッド端面突部３４には、ヘッド回転中心軸Ｊ２と直交するテーブル回転中心軸Ｊ３の方向にテーブルシャフト３６が貫通して回転可能に軸支されている。また、テーブルシャフト３６のうちヘッド回転中心軸Ｊ２側を向いた一端部には、メインツールテーブル３０Ａが固定され、その反対側の他端部には、サブツールテーブル３０Ｂが固定されている。そして、これらメインとサブのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂが、ヘッド端面突部３４に備えたテーブル回転駆動軸Ｒｂによってテーブルシャフト３６と共に回転駆動される。
【００２３】
具体的には、回転ヘッド３２のうち円筒シャフト３１Ｓ寄りの本体部分の内部には、テーブルシャフト３６と平行に延びた中継シャフト３５が収容されて回転可能に軸支されている。そして、中継シャフト３５とテーブルシャフト３６との間は、ヘッド端面突部３４の内部で平ギヤ３５Ｇ２，３６Ｇ１により連結されている。また、円筒シャフト３１Ｓの軸芯部には、インナーシャフト３３Ｓが回転可能に軸支されており、そのインナーシャフト３３Ｓと中継シャフト３５との間が、回転ヘッド３２の内部で１対のベベルギヤ３３Ｇ１，３５Ｇ１により連結されている。さらに、可動ベース４２の後面側には、サーボモータ２５Ｍが固定され、その出力回転軸がインナーシャフト３３Ｓの後端部に連結されている。これらにより、テーブル回転駆動軸Ｒｂが構成され、そのテーブル回転駆動軸Ｒｂによって、メインとサブの両ツールテーブル３０Ａ，３０Ｂが、ヘッド回転中心軸Ｊ２と直交するテーブル回転中心軸Ｊ３を中心にしてテーブルシャフト３６と共に回転駆動される。
【００２４】
メインとサブのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂは、図８に示すように、平板を正三角形にカットしかつその正三角形の各角部を面取りした形状になっている。また、メインとサブのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂにおいて、テーブル回転中心軸Ｊ３を法線とした面は、平坦なツール固定面３０Ｐ１，３０Ｐ２（図７参照）になっている。そして、前記正三角形の図心をテーブル回転中心軸Ｊ３に一致させた状態にして、図７に示すように、両メインとサブのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂがテーブルシャフト３６に固定されている。
【００２５】
図８に示すように、ツール（図８の符号Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）は、各ツールテーブル３０Ａ，３０Ｂにおける三角形の各角部に交換可能にボルト固定されている。そして、線材９０を成形する際に何れかのツールが選択されると、選択されたツールが取り付けられた三角形の頂点と三角形の図心とを結ぶ線が、ヘッド回転中心軸Ｊ２と平行になるように配置される。これにより、選択されたツールが「使用位置」に位置決めされる。
【００２６】
メインツールテーブル３０Ａには、第１のコイルばね成形ツールＴ１と、第２のコイルばね成形ツールＴ２と、折り曲げツールＴ３とが取り付けられている。以下、各ツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３が前記「使用位置」に配置されていると仮定して形状を説明する。まず、第１のコイルばね成形ツールＴ１は、線材送給装置１２に向かって延びた角柱形状部を先端部に備え、その先端面Ｔ１１は、ヘッド回転中心軸Ｊ２に対して斜めにカットされている。その先端面Ｔ１１には、ヘッド回転中心軸Ｊ２が貫通すると共に、先端面Ｔ１１のうちヘッド回転中心軸Ｊ２との交点を含む位置に成形溝Ｔ１２が形成されてヘッド回転中心軸Ｊ２に対して傾斜する方向に延びている。
【００２７】
第２のコイルばね成形ツールＴ２は、線材送給装置１２に向かって延びた角柱形状部を先端部に備え、その先端面Ｔ２１とヘッド回転中心軸Ｊ２とが垂直に交差している。また、先端面Ｔ２１のうち一側縁部は、４５度に面取り加工された傾斜面Ｔ２２になっている。
【００２８】
折り曲げツールＴ３は、線材送給装置１２に向かって延びた角柱形状部を先端部に備え、その先端面Ｔ３３とヘッド回転中心軸Ｊ２とが垂直に交差している。その先端面Ｔ３３からは、第１円柱突部Ｔ３１と第２円柱突部Ｔ３２とが突出形成されている。それら第１と第２の円柱突部Ｔ３１，Ｔ３２は共に円柱状をなし、それらの先端部は半球状に丸みを帯びている。そして、第１円柱突部Ｔ３１の軸心に、丁度、ヘッド回転中心軸Ｊ２が重なっており、第１円柱突部Ｔ３１と第２円柱突部Ｔ３２との間隔は、線材９０が通過可能な大きさになっている。
【００２９】
サブツールテーブル３０Ｂにも、上記した第１のコイルばね成形ツールＴ１と、第２のコイルばね成形ツールＴ２と、折り曲げツールＴ３とが取り付けられている。そして、ヘッド回転中心軸Ｊ２から所定距離だけ平行移動した架空の中心軸が、各ツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３の先端面Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３３と第１円柱突部Ｔ３１とを貫通するように配置されている。
【００３０】
次に、線材送給装置１２及びツール駆動機構２０を駆動制御するためのコントローラ７０について説明する。図９に示すように、コントローラ７０は、前述した全てのサーボモータ１６，５１Ｍ，５２Ｍ，・・・のサーボアンプ７２と、それらサーボアンプ７２を介して各サーボモータを制御するための制御部７３とを、ケース７１に収容して備えている。また、制御部７３には、メモリ７３Ａ、ＣＰＵ７３Ｂが備えられると共に、例えば、ケース７１を貫通したケーブルを介して操作ボックス７４（本発明の「仮想軸設定手段」に相当する）が接続されている。その操作ボックス７４には、図１０に示すように、例えば、シャトルジョグ７４Ｊ、モニタ７４Ｃ及びテンキーボタン７４Ａ等が備えられている。そして、線材成形機１０は、例えば、操作ボックス７４のティーチングモードボタン７４Ｕ又はプレイバックモードボタン７４Ｖを押圧操作することでティーチングモードとプレイバックモード（自動運転モード）との何れかに切り替えられ、各モードに対応したプログラムがメモリ７３Ａからロードされて、ＣＰＵ７３Ｂにて実行される。そして、ティーチングモードにした場合には、操作ボックス７４を用いてティーチング作業を行うことができる。
【００３１】
さて、操作ボックス７４に備えた仮想軸設定ボタン７４Ｗを押圧操作すると、仮想回転中心軸Ｊ４を設定することができる。ここで、仮想回転中心軸Ｊ４は、図７及び図１１に示すように、テーブル回転中心軸Ｊ３と任意の位置で直交しかつヘッド回転中心軸Ｊ２から平行にずれた所望の位置に設定可能な回転中心軸であって、この仮想回転中心軸Ｊ４を設定すると、ティーチングモードにした際に、メイン又はサブのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂに固定されたツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３を仮想回転中心軸Ｊ４を中心に旋回させることができる。
【００３２】
より具体的には、仮想回転中心軸Ｊ４は、図１１に示すように、旋回オフセット量Ｌｒ、Ｘ座標オフセット量Ｌｘ及びＹ座標オフセット量Ｌｙの３つのデータによって特定される。旋回オフセット量Ｌｒは、ヘッド回転中心軸Ｊ２に対し、仮想回転中心軸Ｊ４がテーブル回転中心軸Ｊ３の方向にオフセットした量である。ここで、例えば、旋回オフセット量Ｌｒが「０」の場合は、仮想回転中心軸Ｊ４とヘッド回転中心軸Ｊ２とが一致した設定になる。また、旋回オフセット量Ｌｒを負の値にすると、例えば、仮想回転中心軸Ｊ４はテーブル回転中心軸Ｊ３と直交した状態を維持しつつ、ヘッド回転中心軸Ｊ２よりヘッド端面突部３４から離れた側（図１１における上方側）にオフセット（平行移動）した位置に設定される。一方、旋回オフセット量Ｌｒを正の値にすると、例えば、仮想回転中心軸Ｊ４はテーブル回転中心軸Ｊ３と直交した状態を維持しつつ、ヘッド回転中心軸Ｊ２からヘッド端面突部３４側にオフセットした位置に設定される。さらに、旋回オフセット量Ｌｒを、ヘッド回転中心軸Ｊ２とツールテーブル３０Ｂのツール固定面３０Ｐ２との間の距離より大きな正の値にすることで、仮想回転中心軸Ｊ４をツールテーブル３０Ｂのツール固定面３０Ｐ２よりさらにヘッド回転中心軸Ｊ２から離れた位置に設定することができる。
【００３３】
また、Ｘ座標オフセット量Ｌｘは、線材送給軸Ｊ１に対し、仮想回転中心軸Ｊ４が水平方向でオフセットした量であり、Ｙ座標オフセット量Ｌｙは、線材送給軸Ｊ１に対し、仮想回転中心軸Ｊ４が上下方向でオフセットした量である。
【００３４】
操作ボックス７４の仮想軸設定ボタン７４Ｗを押圧すると、メモリ７３Ａに記憶されている仮想回転中心軸Ｊ４の旋回オフセット量Ｌｒと、Ｘ座標オフセット量Ｌｘと、Ｙ座標オフセット量Ｌｙとが図１０に示すように、モニタ７４Ｃに表示される。初期状態では、これら全てのオフセット量Ｌｒ，Ｌｘ，Ｌｙは「０」になっている。即ち、初期状態では、仮想回転中心軸Ｊ４がヘッド回転中心軸Ｊ２と線材送給軸Ｊ１とに一致している。そこで、操作ボックス７４に備えたカーソル操作キー７４Ｄを用いて、モニタ７４Ｃ内でカーソルを、オフセット量Ｌｒ，Ｌｘ，Ｌｙの何れかのデータ表示部分に移動し、テンキーボタン７４Ａにて各オフセット量Ｌｒ，Ｌｘ，Ｌｙを変更することができる。そして、操作ボックス７４に備えた確定キーを押すことで、オフセット量Ｌｒ，Ｌｘ，Ｌｙを新規の値に設定し直すことができる。
【００３５】
操作ボックス７４に備えたティーチングモードボタン７４Ｕを押圧すると、ティーチングモードになり、線材進退ボタン７４Ｓ、Ｘ軸駆動ボタン７４Ｘ、Ｙ軸駆動ボタン７４Ｙ、Ｚ軸駆動ボタン７４Ｚ、ヘッド回転ボタン７４Ｒａ、テーブル回転ボタン７４Ｒｂ、仮想軸回転ボタン７４Ｒｃからなるピッチ送りボタン７４Ｐの押圧操作が有効になる。また、これらピッチ送りボタン７４Ｐに含まれる線材進退ボタン７４Ｓ、Ｘ軸駆動ボタン７４Ｘ等の全てのボタンは、「＋」動作用と「−」動作用のセットになっている。そして、各ピッチ送りボタン７４Ｐは、押し付けると所定の駆動軸が連続して作動し、ワンタッチ操作すると、所定の駆動軸が最小単位の１ピッチ毎、作動する。
【００３６】
具体的には、線材進退ボタン７４Ｓの「＋」又は「−」の操作によって線材送給装置１２が作動して線材９０が進退する。また、Ｘ軸駆動ボタン７４Ｘの「＋」又は「−」の操作によってベース左右直動駆動軸Ｂｘが作動して可動ベース４２が左右に直動し、Ｙ軸駆動ボタン７４Ｙの「＋」又は「−」の操作によってベース上下直動駆動軸Ｂｙが作動して可動ベース４２が上下に直動し、Ｚ軸駆動ボタン７４Ｚの「＋」又は「−」の操作によってベース前後直動駆動軸Ｂｚが作動して可動ベース４２が前後に直動する。さらに、ヘッド回転ボタン７４Ｒａの「＋」又は「−」の操作によってヘッド回転駆動軸Ｒａが作動して回転ヘッド３２が正転又は逆転し、テーブル回転ボタン７４Ｒｂの「＋」又は「−」の操作によってテーブル回転駆動軸Ｒｂが作動してメイン及びサブのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂが正転又は逆転する。また、仮想軸回転ボタン７４Ｒｃの「＋」又は「−」の操作を行ったときには、ベース左右直動駆動軸Ｂｘ（図６参照）とベース上下直動駆動軸Ｂｙ（図６参照）とヘッド回転駆動軸Ｒａ（図７参照）とが共に作動し、図１１に示すように、仮想回転中心軸Ｊ４を中心にしてテーブル回転中心軸Ｊ３が正転又は逆転する。
【００３７】
ティーチングモードになると、操作ボックス７４に備えたシャトルジョグ７４Ｊも有効になる。シャトルジョグ７４Ｊは、回転操作可能な摘み構造になっている。そして、左右何れかの方向に回転させると、その操作に連動して仮想回転中心軸Ｊ４を中心にしてテーブル回転中心軸Ｊ３が正転又は逆転する。
【００３８】
上記したように、ピッチ送りボタン７４Ｐのうち仮想軸回転ボタン７４Ｒｃ以外のボタン７４Ｓ，７４Ｘ，７４Ｙ，７４Ｚ，７４Ｒａ，７４Ｒｂを操作すると、各駆動軸が互いに連動することなく単独で作動する。これに対し、仮想軸回転ボタン７４Ｒｃの操作を行ったときには、ベース左右直動駆動軸Ｂｘ（図６参照）とベース上下直動駆動軸Ｂｙ（図６参照）とヘッド回転駆動軸Ｒａ（図７参照）とが共に作動する（即ち、連動する）。また、シャトルジョグ７４Ｊを操作した場合も、仮想軸回転ボタン７４Ｒｃの操作と同様に、ベース左右直動駆動軸Ｂｘとベース上下直動駆動軸Ｂｙとヘッド回転駆動軸Ｒａとが連動する。
【００３９】
そして、それらベース左右直動駆動軸Ｂｘとベース上下直動駆動軸Ｂｙとヘッド回転駆動軸Ｒａとを連動させるために、仮想軸回転ボタン７４Ｒｃが操作されたときには、制御部７３のＣＰＵ７３Ｂは、以下の仮想軸駆動演算プログラムＰＧ１を実行して、ベース左右直動駆動軸Ｂｘとベース上下直動駆動軸Ｂｙとヘッド回転駆動軸Ｒａの移動目標位置を演算する。なお、仮想軸駆動演算プログラムＰＧ１を実行しているＣＰＵ７３Ｂが、本発明に係る「仮想軸制御手段」に相当する。
【００４０】
ここで、上記仮想軸駆動演算プログラムＰＧ１による演算を行うに当たり、図１１に示すように、線材送給軸Ｊ１と直交する平面を設定すると共に、その平面において水平方向をＸ軸、鉛直方向をＹ軸としたＸＹ座標系を設定する。そして、ＸＹ座標系の平面（以下、「ＸＹ平面」という）のうち線材送給軸Ｊ１との交点を座標原点（０，０）とする。
【００４１】
仮想軸駆動演算プログラムＰＧ１を実行すると、図１２に示すように、ＣＰＵ７３Ｂは、仮想回転中心軸Ｊ４を特定するための旋回オフセット量Ｌｒと、Ｘ座標オフセット量Ｌｘと、Ｙ座標オフセット量Ｌｙのデータをメモリ７３Ａから取り込む（Ｓ１０）。次いで、図１１に示したＸＹ座標系において、そのＸＹ平面とヘッド回転中心軸Ｊ２との交点Ｐ２のＸＹ座標位置と、ＸＹ平面と仮想回転中心軸Ｊ４とが交点Ｐ４のＸＹ座標位置とを求める（図１２のＳ１１）。
【００４２】
次いで、交点Ｐ４を始点とし、交点Ｐ２を終点としたテーブル法線ベクトルｂ（図１１参照）と、座標原点（０，０）を始点とし、交点Ｐ４を終点とした仮想回転中心位置ベクトルａとを演算する（図１２のＳ１２）。これにより、現時点の交点Ｐ２の座標位置を示すヘッド回転中心位置ベクトルは、テーブル法線ベクトルｂと仮想回転中心位置ベクトルａとの和によって求めることができる。
【００４３】
次いで、図１０に示した仮想軸回転ボタン７４Ｒｃ又はシャトルジョグ７４Ｊの操作に応じた所定角θｐだけテーブル法線ベクトルｂを交点Ｐ４の回りに回転させ、その回転後のテーブル法線ベクトルｂと仮想回転中心位置ベクトルａとの和によって、所定角θｐ回転後の交点Ｐ２の座標位置を演算する（図１２のＳ１３）。
【００４４】
そして、上記の如く演算した交点Ｐ２の座標位置におけるＸ座標値を目標位置にしてベース左右直動駆動軸Ｂｘを位置決め制御し、交点Ｐ２の座標位置におけるＹ座標値を目標位置にしてベース上下直動駆動軸Ｂｙを位置決め制御し、さらに、所定角θｐの回転方向を逆向きにした角度を目標移動角にしてヘッド回転駆動軸Ｒａを位置決め制御して（図１２のＳ１４）、仮想軸駆動演算プログラムＰＧ１から抜ける。そして、所定周期で仮想軸駆動演算プログラムＰＧ１を繰り返して実行することで、仮想軸回転ボタン７４Ｒｃの操作に応じて、ベース左右直動駆動軸Ｂｘとベース上下直動駆動軸Ｂｙとヘッド回転駆動軸Ｒａとが連動し、図１１に示すように、仮想回転中心軸Ｊ４を中心にしてテーブル回転中心軸Ｊ３が旋回する。
【００４５】
本実施形態の線材成形機１０の構成に関する説明は以上である。次に、本実施形態の線材成形機１０の作用効果について説明する。例えば、図１３（Ａ）に示した比較的短いコイルばねＣＳ１を線材成形機１０で成形する場合には、メインツールテーブル３０Ａに取り付けられたツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３を使用する。そのために、ティーチングモードで所定の動作をツール駆動機構２０に実行させて記憶する。そして、その記憶した動作をプレイバックモード（自動運転モード）で繰り返して実行することで、線材９０からコイルばねＣＳ１を複数成形することができる。なお、コイルばねＣＳ１を成形する際のツール駆動機構２０の動作は、例えば、特開２００３−２９０８５９号公報に開示されている。
【００４６】
さて、図７に示すように、回転ヘッド３２の本体部は、線材送給方向においてメインツールテーブル３０Ａの後方に位置している。このため、比較的長い線材成形品は、メインツールテーブル３０ＡのツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３にて成形中に、回転ヘッド３２の本体部と干渉し、最後まで成形することができない。具体的には、例えば、図１３（Ａ）に示した比較的短いコイルばねＣＳ１は、メインツールテーブル３０ＡのツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３を用いて成形することができるものの、図１３（Ｂ）に示した比較的長いコイルばねＣＳ２は、図７に示すように、成形途中で回転ヘッド３２の本体部と干渉するため、成形することができない。しかしながら、サブツールテーブル３０ＢのツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３を用いれば、成形途中で回転ヘッド３２の本体部と干渉しなくなり、比較的長いコイルばねＣＳ２を成形することができる。
【００４７】
ところで、比較的短いコイルばねＣＳ１を成形するためのティーチングを行う際に、例えば、コイルばねのピッチを調整するには、線材送給軸Ｊ１をメインツールテーブル３０Ａの第１のコイルばね成形ツールＴ１における成形溝Ｔ１２の一箇所と交差するように配置し、その交点を一定に保持するように線材送給軸Ｊ１の周りに第１のコイルばね成形ツールＴ１を回動させる作業を行う。このとき、線材送給軸Ｊ１とヘッド回転中心軸Ｊ２とを一致させて、図１０に示した操作ボックス７４におけるヘッド回転ボタン７４Ｒａを操作すれば、上記ティーチング作業を容易に行うことができる。ところが、サブツールテーブル３０ＢのツールＴ１を使用する場合は、その第１のコイルばね成形ツールＴ１における成形溝Ｔ１２の一箇所に線材送給軸Ｊ１が交差するように配置すると、線材送給軸Ｊ１とヘッド回転中心軸Ｊ２を一致させることはできない。このような場合、仮想回転中心軸Ｊ４を、サブツールテーブル３０Ｂの第１のコイルばね成形ツールＴ１における成形溝Ｔ１２の一箇所と交差しかつ線材送給軸Ｊ１と一致する位置に設定する。そして、操作ボックス７４の仮想軸回転ボタン７４Ｒｃを操作することで、上記ティーチング作業を容易に行うことができる。即ち、本実施形態の線材成形機１０によれば、メインツールテーブル３０Ａの第１のコイルばね成形ツールＴ１を使用する場合とサブツールテーブル３０Ｂの第１のコイルばね成形ツールＴ１を使用する場合とで、同様の感覚で容易にティーチング作業を行うことができる。
【００４８】
また、サブツールテーブル３０Ｂの折り曲げツールＴ３を使用する場合は、その第１円柱突部Ｔ３１の軸心に一致した位置に仮想回転中心軸Ｊ４を設定にすれば、メインツールテーブル３０Ａの折り曲げツールＴ３を使用する場合と同様の感覚で容易にティーチング作業を行うことができる。即ち、折り曲げツールＴ３がメイン又はサブの何れのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂに取り付けられたかに拘わらず、折り曲げ成形ツールＴ３のうち第１円柱突部Ｔ３１の回りに線材９０を巻き付けるようにして線材９０を折り曲げる動作を、ティーチングにて実現することができる。そして、メイン又はサブの何れのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂの折り曲げツールＴ３を用いても、線材成形品における折り曲げ部分の曲率半径が第１円柱突部Ｔ３１の半径に対応した一定の大きさになり、線材成形品の品質が安定する。
【００４９】
このように、本実施形態の線材成形機１０では、メインツールテーブル３０Ａに加えてサブツールテーブル３０Ｂを備えたことで、従来より長い線材成形品を成形することが可能となる。また、コントローラ７０に備えた操作ボックス７４により、テーブル回転中心軸Ｊ３と任意の位置で直交しかつヘッド回転中心軸Ｊ２から平行にずれた仮想回転中心軸Ｊ４を、線材送給軸Ｊ１に対する任意の位置に設定することができるので、ツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３をサブツールテーブル３０Ｂに固定しても、メインツールテーブル３０Ａに固定した場合と同様の感覚でティーチング作業を行うことができる。しかも、本実施形態では必要に応じて仮想回転中心軸Ｊ４を、線材送給軸Ｊ１からずれた位置に設定したり、ツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３から離れた位置に設定することができるので、仮想回転中心軸Ｊ４の配置の自由度が高く、種々の形状の線材成形品のティーチングを容易に行うことができる。
【００５０】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００５１】
（１）上記実施形態では、メインツールテーブル３０Ａとサブツールテーブル３０Ｂとに、同じ成形ツールＴ１〜Ｔ３を固定していたが、各テーブル３０Ａ，３０Ｂで異なる成形ツールを固定してもよい。そうすれば、従来より、線材成形品の形状のバリエーションを増やすことができる。なお、ツール固定テーブルに固定された成形ツールの数は３つに限るものではなく、１つ或いは３つ以外の複数の成形ツールを固定してもよい。
【００５２】
（２）インナーシャフト３３Ｓと中継シャフト３５との間は、ベベルギヤ３３Ｇ１，３５Ｇ１によって連結されていたが、例えば、ウォームとウォームホイールによって連結してもよい。また、中継シャフト３５とテーブルシャフト３６との間は、平ギヤ３５Ｇ２，３６Ｇ１によって連結されていたが、例えば、プーリーとベルトで連結してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る線材成形機の側断面図
【図２】線材成形機の平面図
【図３】線材送給装置の部分断面図
【図４】線材切断装置の側面図
【図５】ツール駆動機構の側断面図
【図６】ツール駆動機構の背面図
【図７】可動ベースの拡大側断面図
【図８】ツールテーブルの平面図、
【図９】コントローラ（制御装置）の正面図
【図１０】操作ボックス（仮想軸設定手段）の正面図
【図１１】仮想回転中心軸を中心にして回転する回転ヘッドの正面図
【図１２】仮想軸駆動演算プログラムのフローチャート
【図１３】（Ａ）メインツールテーブル側で成形されるコイルばねの側面図，（Ｂ）サブツールテーブル側で成形されるコイルばねの側面図
【符号の説明】
【００５４】
１０ 線材成形機
１２ 線材送給装置
２０ ツール駆動機構
３０Ａ メインツールテーブル
３０Ｂ サブツールテーブル
３１Ｓ 円筒シャフト
３２ 回転ヘッド
４２ 可動ベース
７０ コントローラ（制御装置）
７３Ｂ ＣＰＵ（仮想軸制御手段）
７４ 操作ボックス（仮想軸設定手段）
９０ 線材
Ｂｘ ベース左右直動駆動軸
Ｂｙ ベース上下直動駆動軸
Ｂｚ ベース前後直動駆動軸
Ｊ１ 線材送給軸
Ｊ２ ヘッド回転中心軸
Ｊ３ テーブル回転中心軸
Ｊ４ 仮想回転中心軸
ＰＧ１ 仮想軸駆動演算プログラム（仮想軸設定手段）
Ｒａ ヘッド回転駆動軸
Ｒｂ テーブル回転駆動軸
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ ツール
Ｔ３１ 第１円柱突部
Ｔ３２ 第２円柱突部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材送給装置が送給した線材を、ツール駆動機構が保持したツールにて成形する線材成形機に関し、特に、ティーチングモードで所望の動作をツール駆動機構に行わせて記憶し、その記憶した動作をプレイバックモードで再現可能な線材成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の線材成形機に備えたツール駆動機構は、線材送給方向と平行な軸回りに回転可能な回転ヘッドを備えている。その回転ヘッドにおける線材送給装置との対向面の外縁部からは、ヘッド端面突部が突出しており、そのヘッド端面突部における回転ヘッドの回転中心を向いた面にはツールテーブルが備えられている。また、ツールテーブルは、回転ヘッドの回転中心と直交した軸回りに回転駆動される。そして、例えば、成形ツールをツールテーブルに固定して、その成形ツールを回転ヘッドの回転中心軸上に配置すると共に、回転ヘッドの回転中心軸と線材送給装置の線材送給軸とを一致させ、線材送給装置が送給した線材を成形ツールに衝合させて成形していた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３８３９３３８号公報（段落［００２１］〜［００３６］、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上述した従来の線材成形機では、ツールテーブルの後方に回転ヘッドの本体部が位置しており、その回転ヘッドとの干渉を避けつつ線材を成形していたために、比較的短い線材成形品しか成形することができなかった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より長い線材成形品を成形することが可能な線材成形機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る線材成形機は、水平方向に延びた線材送給軸に沿って線材を送給可能な線材送給装置と、線材を成形するためのツールを保持しかつ任意の位置に移動するためのツール駆動機構と、ティーチングモードで所望の動作をツール駆動機構に行わせてその動作を記憶し、その記憶した動作をプレイバックモードでツール駆動機構に繰り返して再現させることが可能な制御装置とを備え、プレイバックモードで線材から複数の成形品を成形可能な線材成形機において、ツール駆動機構には、線材送給軸の軸方向で線材送給装置に対向したベース部材と、ベース部材を、線材送給軸と直交した水平横方向で往復駆動するためベース左右直動駆動軸と、ベース部材を、上下方向で往復駆動するためベース上下直動駆動軸と、ベース部材に対して、線材送給軸と平行なヘッド回転中心軸の回りに回転可能な回転ヘッドと、回転ヘッドを回転駆動するヘッド回転駆動軸と、回転ヘッドにおける線材送給装置との対向面のうちヘッド回転中心軸より離れた外縁部から突出したヘッド端面突部と、ヘッド回転中心軸と直交するテーブル回転中心軸の方向でヘッド端面突部を貫通し、ヘッド端面突部に回転可能に軸支されたテーブルシャフトと、テーブルシャフトのうちヘッド回転中心軸側を向いた端部に設けられて、ツールを固定可能なメインツールテーブルと、テーブルシャフトのうちメインツールテーブルと反対側の端部に設けられ、回転ヘッドの外側面より側方に突出し、ツールを固定可能なサブツールテーブルと、テーブルシャフトと共にメイン及びサブのツールテーブルを回転駆動するテーブル回転駆動軸とが備えられ、制御装置には、テーブル回転中心軸と任意の位置で直交しかつヘッド回転中心軸から平行にずれた仮想回転中心軸を、線材送給軸に対する任意の位置に設定するための仮想軸設定手段と、ティーチングモードで、仮想回転中心軸を中心にしてテーブル回転中心軸を旋回させるようにベース左右直動駆動軸とベース上下直動駆動軸とヘッド回転駆動軸とを制御する仮想軸制御手段とが備えられたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の線材成形機において、サブツールテーブルには、平行に延びた第１と第２の円柱突部を有する折り曲げ成形ツールが固定され、第１の円柱突部の中心軸を仮想回転中心軸に一致させ、第１と第２の円柱突部の間を線材が横切った状態で、仮想回転中心軸の回りに第２の円柱突部を旋回させて線材を折り曲げ可能としたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の線材成形機において、ツール駆動機構には、ベース部材を線材送給軸と平行な方向に往復駆動するためベース前後駆動軸が備えられたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
［請求項１の発明］
請求項１の構成では、回転ヘッドのヘッド端面突部に回転可能に軸支されたテーブルシャフトのうちヘッド回転中心軸側を向いた端部にメインツールテーブルが配置される一方、その反対側にサブツールテーブルが配置されている。そして、サブツールテーブルが回転ヘッドの外側面より側方に突出しているので、ツールをサブツールテーブルに固定した場合には、そのツールの後方には回転ヘッドが位置しなくなり、従来より長い線材成形品を成形することが可能になる。また、メインツールテーブルとサブツールテーブルとの２つを備えたことで、従来より多くのツールを保持可能となり、従来より複雑な形状も成形可能となる。
【０００９】
また、本発明の構成によれば、メインツールテーブルのツールを使用する際に、そのツールをヘッド回転中心軸上に配置すると共に、ヘッド回転中心軸と線材送給軸とを一致させれば、ティーチングを行う際には、回転ヘッドを回転駆動することで、ツールのうち線材との衝合点を一定位置に保持してツールの姿勢のみを変更する作業を容易に行うことができる。さらに、サブツールテーブルのツールを使用する際に、仮想回転中心軸をツールに貫通させるように設定し、仮装回転中心軸と線材送給軸とを一致させれば、ティーチングを行う際に、ツールをメインツールテーブルに固定した場合と同様に、ツールのうち線材との衝合点を一定位置に保持してツールの姿勢のみを変更する作業を容易に行うことができる。その上、本発明では、必要に応じて、仮想回転中心軸を、線材送給軸からずれた位置に設定したり、ツールから離れた位置に設定することができるので、ティーチング作業を行う際の回転軸の配置の自由度が高くなり、ティーチング作業の効率を上げることができる。
【００１０】
［請求項２の発明］
請求項２の構成によれば、折り曲げ成形ツールのうち第１の円柱突部の回りに線材を巻き付けるようにして線材を折り曲げることができる。これにより、折り曲げ部分の曲率半径が第１の円柱突部の半径に対応した一定の大きさになり、線材成形品の品質が安定する。
【００１１】
［請求項３の発明］
請求項３の構成では、ベース部材を線材送給軸と平行な方向に往復駆動するためベース前後駆動軸を備えたので、線材の成形の自由度が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１３に基づいて説明する。図１に示すように本実施形態の線材成形機１０は、ベースプレート１１上に、ツール駆動機構２０と線材送給装置１２とを水平方向で対峙させて備えている。また、これらツール駆動機構２０と線材送給装置１２は、コントローラ７０（本発明の「制御装置」に相当する）によって制御されている。
【００１３】
まず、線材送給装置１２について説明する。図３に示すように、線材送給装置１２には、上下に並んで対をなした送りローラ１３，１３が水平方向に３対設けられている。これら各対の送りローラ１３，１３の間に線材９０を挟み、上下の送りローラ１３，１３を対称回転させることで線材９０を水平方向に延びた架空の線材送給軸Ｊ１に沿って進退させることができる。また、各送りローラ１３は、サーボモータ１６によって駆動されるようになっており、これにより線材９０の送給量を制御することができる。
【００１４】
図１に示すように線材送給装置１２のうち、ツール駆動機構２０との対向面（以下、線材送給装置１２の前面１２Ａという）には、クイル１４が固定されている。クイル１４には、線材９０の断面形状に対応した、例えば、断面円形の線材挿通孔が貫通形成されている。そして、線材送給装置１２により送給された線材９０はこの線材挿通孔を通してツール駆動機構２０側に送給される。
【００１５】
図２に示すように、線材送給装置１２の前面１２Ａのうちクイル１４の側方には、切断ツール駆動機構５０が設けられている。切断ツール駆動機構５０は、クイル１４側を向いた前面に切断ツール５４を備え、図４に示した第１直動部５１Ａによって、切断ツール５４を上下方向に往復動し、図示しない第２直動部によって、切断ツール５４を水平方向に往復動させる構成になっている。なお、第１直動部５１は、ボールネジ機構５２とスライダ機構５３とからなり、駆動源としてのサーボモータ５１Ｍ１が、ボールネジ機構５２のボールネジ５２Ｂの一端部に連結されている。第２直動部５１Ｂも同様に構成になっており、サーボモータ５１Ｍ２を駆動源として備えている。そして、切断ツール駆動機構５０は、線材９０の成形中は、切断ツール５４を線材送給装置１２の側方に退避させており、成形が完了すると切断ツール５４をクイル１４の前方領域に進入させる。また、切断ツール５４は、サーボモータ５５により駆動されて、線材９０の基端部を切断する。
【００１６】
次に、ツール駆動機構２０について詳説する。図５及び図６に示すように、ツール駆動機構２０は、ベースプレート１１に固定された固定フレーム１１Ｈと、その内側で左右方向（線材送給軸Ｊ１と直交する水平方向）に直動可能な横可動フレーム４０と、さらにその内側で上下方向に直動可能な上下可動フレーム４１と、さらにその内側で前後方向（線材送給軸Ｊ１の方向）に直動可能な可動ベース４２（本発明の「ベース部材」に相当する）とを備えている。これにより、可動ベース４２は、ベースプレート１１に対して、上下、左右、前後の３方向に直動可能になっている。そして、ツール駆動機構２０には、可動ベース４２を上下、左右、前後の各可動方向の任意の位置に移動するための駆動軸としてベース左右直動駆動軸Ｂｘ，ベース上下直動駆動軸Ｂｙ，ベース前後直動駆動軸Ｂｚが設けられている。
【００１７】
ベース左右直動駆動軸Ｂｘは、以下のように構成されている。即ち、図５及び図６に示すように、ベースプレート１１の上面及び固定フレーム１１Ｈの上壁下面には、左右方向（図５における紙面に直交する方向、図６における左右方向）に延びたレール２２Ｓ１，２２Ｓ１が備えられ、横可動フレーム４０には、レール２２Ｓ１，２２Ｓ１に直動可能に係合したスライダ２２Ｓ２，２２Ｓ２が備えられている。また、ベースプレート１１にはレール２２Ｓ１と平行に延びたボールネジ２２Ｂ１が回転可能に支持され、横可動フレーム４０には、ボールネジ２２Ｂ１に螺合したボールナット２２Ｂ２が備えられている。さらに、ベースプレート１１には、左右直動機構の駆動源であるサーボモータ２２Ｍ（図６のみに示されている）が取り付けられ、そのサーボモータ２２Ｍの出力回転軸にボールネジ２２Ｂ１の一端部がギヤ連結されている。これらにより、ベース左右直動駆動軸Ｂｘが構成されて、可動ベース４２が、横可動フレーム４０と共にベースプレート１１に対して左右方向に直動可能になると共に、その直動範囲における任意の位置に位置決め制御することができる。
【００１８】
ベース上下直動駆動軸Ｂｙは、以下のように構成されている。即ち、図６に示すように、横可動フレーム４０の両側辺には、上下方向に延びたレール２３Ｓ１，２３Ｓ１が備えられており、上下可動フレーム４１の両側辺には、レール２３Ｓ１，２３Ｓ１に直動可能に係合したスライダ２３Ｓ２，２３Ｓ２が備えられている。また、横可動フレーム４０の一側辺には、レール２３Ｓ１と平行に延びたボールネジ２３Ｂ１が回転可能に支持されており、上下可動フレーム４１の一側辺にはボールネジ２３Ｂ１に螺合したボールナット２３Ｂ２が備えられている。また、横可動フレーム４０には、サーボモータ２３Ｍが取り付けられ、そのサーボモータ２３Ｍの出力回転軸にボールネジ２３Ｂ１の一端部が連結されている。さらに、上下可動フレーム４１の上壁には、１対の直動シリンダ６０，６０（油圧シリンダ、エアシリンダなど）から延びたシリンダロッド６１，６１の先端部が連結されており、これら直動シリンダ６０，６０とサーボモータ２３Ｍとが協働して、上下可動フレーム４１を上下動させるようになっている。これらにより、ベース上下直動駆動軸Ｂｙが構成され、そのベース上下直動駆動軸Ｂｙによって、可動ベース４２が、上下可動フレーム４１と共にベースプレート１１に対して上下方向に直動可能になると共に、その直動範囲における任意の位置に位置決め制御することができる。
【００１９】
ベース前後直動駆動軸Ｂｚは、以下のように構成されている。即ち、上下可動フレーム４１の上壁４１Ａと下壁４１Ｂとには、それぞれ線材９０の送給方向に延びて平行に並んだレール２１Ｓ１，２１Ｓ１が備えられ、可動ベース４２の上壁及び下壁にそれぞれ設けられたスライダ２１Ｓ２，２１Ｓ２が、それらレール２１Ｓ１，２１Ｓ１に直動可能に係合している。また、図５に示すように上下可動フレーム４１の下壁４１Ｂから起立して線材９０の送給方向で対向した１対の壁部の間には、レール２１Ｓ１，２１Ｓ１と平行に延びたボールネジ２１Ｂ１が差し渡されて回転可能に支持されている。そして、可動ベース４２から垂下した支持壁４２Ａ（図６を参照）にボールナット２１Ｂ２が固定され、そのボールナット２１Ｂ２とボールネジ２１Ｂ１とが螺合している。さらに、上下可動フレーム４１には、サーボモータ２１Ｍが取り付けられ、そのサーボモータ２１Ｍの出力回転軸にボールネジ２１Ｂ１の一端部が連結されている。これらにより、ベース前後直動駆動軸Ｂｚが構成され、そのベース前後直動駆動軸Ｂｚによって、可動ベース４２が、ベースプレート１１に対して前後方向に直動可能になると共に、その直動範囲における任意の位置に位置決め制御することができる。
【００２０】
上記した３つの直動駆動軸Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚによって可動ベース４２は、３次元空間の任意の位置に位置決め制御することができる。
【００２１】
図７に示すように、可動ベース４２には、線材送給軸Ｊ１と平行なヘッド回転中心軸Ｊ２の回りに回転可能な回転ヘッド３２が備えられ、ヘッド回転駆動軸Ｒａによって回転ヘッド３２が回転駆動される。具体的には、可動ベース４２には、線材送給軸Ｊ１の方向に延びた円筒シャフト３１Ｓがベアリングによって回転可能に軸支され、その円筒シャフト３１Ｓのうちクイル１４側の端部に回転ヘッド３２が固定されている。また、可動ベース４２のうち、クイル１４とは反対側の後面には、サーボモータ２４Ｍが取り付けられ、そのサーボモータ２４Ｍの出力回転軸と円筒シャフト３１Ｓとが平ギヤ２４Ｇ１，２４Ｇ２を介して連結されている。これらにより、ヘッド回転駆動軸Ｒａが構成され、回転ヘッド３２が、線材送給軸Ｊ１と平行なヘッド回転中心軸Ｊ２の回りに回転駆動されて、任意の回転位置決め制御することができる。
【００２２】
回転ヘッド３２における線材送給装置１２との対向面のうちヘッド回転中心軸Ｊ２より離れた外縁部には、線材送給装置１２側に向かってヘッド端面突部３４が突出形成されている。また、ヘッド端面突部３４を含む回転ヘッド３２の内部は空洞になっている。そして、ヘッド端面突部３４には、ヘッド回転中心軸Ｊ２と直交するテーブル回転中心軸Ｊ３の方向にテーブルシャフト３６が貫通して回転可能に軸支されている。また、テーブルシャフト３６のうちヘッド回転中心軸Ｊ２側を向いた一端部には、メインツールテーブル３０Ａが固定され、その反対側の他端部には、サブツールテーブル３０Ｂが固定されている。そして、これらメインとサブのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂが、ヘッド端面突部３４に備えたテーブル回転駆動軸Ｒｂによってテーブルシャフト３６と共に回転駆動される。
【００２３】
具体的には、回転ヘッド３２のうち円筒シャフト３１Ｓ寄りの本体部分の内部には、テーブルシャフト３６と平行に延びた中継シャフト３５が収容されて回転可能に軸支されている。そして、中継シャフト３５とテーブルシャフト３６との間は、ヘッド端面突部３４の内部で平ギヤ３５Ｇ２，３６Ｇ１により連結されている。また、円筒シャフト３１Ｓの軸芯部には、インナーシャフト３３Ｓが回転可能に軸支されており、そのインナーシャフト３３Ｓと中継シャフト３５との間が、回転ヘッド３２の内部で１対のベベルギヤ３３Ｇ１，３５Ｇ１により連結されている。さらに、可動ベース４２の後面側には、サーボモータ２５Ｍが固定され、その出力回転軸がインナーシャフト３３Ｓの後端部に連結されている。これらにより、テーブル回転駆動軸Ｒｂが構成され、そのテーブル回転駆動軸Ｒｂによって、メインとサブの両ツールテーブル３０Ａ，３０Ｂが、ヘッド回転中心軸Ｊ２と直交するテーブル回転中心軸Ｊ３を中心にしてテーブルシャフト３６と共に回転駆動される。
【００２４】
メインとサブのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂは、図８に示すように、平板を正三角形にカットしかつその正三角形の各角部を面取りした形状になっている。また、メインとサブのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂにおいて、テーブル回転中心軸Ｊ３を法線とした面は、平坦なツール固定面３０Ｐ１，３０Ｐ２（図７参照）になっている。そして、前記正三角形の図心をテーブル回転中心軸Ｊ３に一致させた状態にして、図７に示すように、両メインとサブのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂがテーブルシャフト３６に固定されている。
【００２５】
図８に示すように、ツール（図８の符号Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）は、各ツールテーブル３０Ａ，３０Ｂにおける三角形の各角部に交換可能にボルト固定されている。そして、線材９０を成形する際に何れかのツールが選択されると、選択されたツールが取り付けられた三角形の頂点と三角形の図心とを結ぶ線が、ヘッド回転中心軸Ｊ２と平行になるように配置される。これにより、選択されたツールが「使用位置」に位置決めされる。
【００２６】
メインツールテーブル３０Ａには、第１のコイルばね成形ツールＴ１と、第２のコイルばね成形ツールＴ２と、折り曲げツールＴ３とが取り付けられている。以下、各ツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３が前記「使用位置」に配置されていると仮定して形状を説明する。まず、第１のコイルばね成形ツールＴ１は、線材送給装置１２に向かって延びた角柱形状部を先端部に備え、その先端面Ｔ１１は、ヘッド回転中心軸Ｊ２に対して斜めにカットされている。その先端面Ｔ１１には、ヘッド回転中心軸Ｊ２が貫通すると共に、先端面Ｔ１１のうちヘッド回転中心軸Ｊ２との交点を含む位置に成形溝Ｔ１２が形成されてヘッド回転中心軸Ｊ２に対して傾斜する方向に延びている。
【００２７】
第２のコイルばね成形ツールＴ２は、線材送給装置１２に向かって延びた角柱形状部を先端部に備え、その先端面Ｔ２１とヘッド回転中心軸Ｊ２とが垂直に交差している。また、先端面Ｔ２１のうち一側縁部は、４５度に面取り加工された傾斜面Ｔ２２になっている。
【００２８】
折り曲げツールＴ３は、線材送給装置１２に向かって延びた角柱形状部を先端部に備え、その先端面Ｔ３３とヘッド回転中心軸Ｊ２とが垂直に交差している。その先端面Ｔ３３からは、第１円柱突部Ｔ３１と第２円柱突部Ｔ３２とが突出形成されている。それら第１と第２の円柱突部Ｔ３１，Ｔ３２は共に円柱状をなし、それらの先端部は半球状に丸みを帯びている。そして、第１円柱突部Ｔ３１の軸心に、丁度、ヘッド回転中心軸Ｊ２が重なっており、第１円柱突部Ｔ３１と第２円柱突部Ｔ３２との間隔は、線材９０が通過可能な大きさになっている。
【００２９】
サブツールテーブル３０Ｂにも、上記した第１のコイルばね成形ツールＴ１と、第２のコイルばね成形ツールＴ２と、折り曲げツールＴ３とが取り付けられている。そして、ヘッド回転中心軸Ｊ２から所定距離だけ平行移動した架空の中心軸が、各ツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３の先端面Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ３３と第１円柱突部Ｔ３１とを貫通するように配置されている。
【００３０】
次に、線材送給装置１２及びツール駆動機構２０を駆動制御するためのコントローラ７０について説明する。図９に示すように、コントローラ７０は、前述した全てのサーボモータ１６，５１Ｍ，５２Ｍ，・・・のサーボアンプ７２と、それらサーボアンプ７２を介して各サーボモータを制御するための制御部７３とを、ケース７１に収容して備えている。また、制御部７３には、メモリ７３Ａ、ＣＰＵ７３Ｂが備えられると共に、例えば、ケース７１を貫通したケーブルを介して操作ボックス７４（本発明の「仮想軸設定手段」に相当する）が接続されている。その操作ボックス７４には、図１０に示すように、例えば、シャトルジョグ７４Ｊ、モニタ７４Ｃ及びテンキーボタン７４Ａ等が備えられている。そして、線材成形機１０は、例えば、操作ボックス７４のティーチングモードボタン７４Ｕ又はプレイバックモードボタン７４Ｖを押圧操作することでティーチングモードとプレイバックモード（自動運転モード）との何れかに切り替えられ、各モードに対応したプログラムがメモリ７３Ａからロードされて、ＣＰＵ７３Ｂにて実行される。そして、ティーチングモードにした場合には、操作ボックス７４を用いてティーチング作業を行うことができる。
【００３１】
さて、操作ボックス７４に備えた仮想軸設定ボタン７４Ｗを押圧操作すると、仮想回転中心軸Ｊ４を設定することができる。ここで、仮想回転中心軸Ｊ４は、図７及び図１１に示すように、テーブル回転中心軸Ｊ３と任意の位置で直交しかつヘッド回転中心軸Ｊ２から平行にずれた所望の位置に設定可能な回転中心軸であって、この仮想回転中心軸Ｊ４を設定すると、ティーチングモードにした際に、メイン又はサブのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂに固定されたツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３を仮想回転中心軸Ｊ４を中心に旋回させることができる。
【００３２】
より具体的には、仮想回転中心軸Ｊ４は、図１１に示すように、旋回オフセット量Ｌｒ、Ｘ座標オフセット量Ｌｘ及びＹ座標オフセット量Ｌｙの３つのデータによって特定される。旋回オフセット量Ｌｒは、ヘッド回転中心軸Ｊ２に対し、仮想回転中心軸Ｊ４がテーブル回転中心軸Ｊ３の方向にオフセットした量である。ここで、例えば、旋回オフセット量Ｌｒが「０」の場合は、仮想回転中心軸Ｊ４とヘッド回転中心軸Ｊ２とが一致した設定になる。また、旋回オフセット量Ｌｒを負の値にすると、例えば、仮想回転中心軸Ｊ４はテーブル回転中心軸Ｊ３と直交した状態を維持しつつ、ヘッド回転中心軸Ｊ２よりヘッド端面突部３４から離れた側（図１１における上方側）にオフセット（平行移動）した位置に設定される。一方、旋回オフセット量Ｌｒを正の値にすると、例えば、仮想回転中心軸Ｊ４はテーブル回転中心軸Ｊ３と直交した状態を維持しつつ、ヘッド回転中心軸Ｊ２からヘッド端面突部３４側にオフセットした位置に設定される。さらに、旋回オフセット量Ｌｒを、ヘッド回転中心軸Ｊ２とツールテーブル３０Ｂのツール固定面３０Ｐ２との間の距離より大きな正の値にすることで、仮想回転中心軸Ｊ４をツールテーブル３０Ｂのツール固定面３０Ｐ２よりさらにヘッド回転中心軸Ｊ２から離れた位置に設定することができる。
【００３３】
また、Ｘ座標オフセット量Ｌｘは、線材送給軸Ｊ１に対し、仮想回転中心軸Ｊ４が水平方向でオフセットした量であり、Ｙ座標オフセット量Ｌｙは、線材送給軸Ｊ１に対し、仮想回転中心軸Ｊ４が上下方向でオフセットした量である。
【００３４】
操作ボックス７４の仮想軸設定ボタン７４Ｗを押圧すると、メモリ７３Ａに記憶されている仮想回転中心軸Ｊ４の旋回オフセット量Ｌｒと、Ｘ座標オフセット量Ｌｘと、Ｙ座標オフセット量Ｌｙとが図１０に示すように、モニタ７４Ｃに表示される。初期状態では、これら全てのオフセット量Ｌｒ，Ｌｘ，Ｌｙは「０」になっている。即ち、初期状態では、仮想回転中心軸Ｊ４がヘッド回転中心軸Ｊ２と線材送給軸Ｊ１とに一致している。そこで、操作ボックス７４に備えたカーソル操作キー７４Ｄを用いて、モニタ７４Ｃ内でカーソルを、オフセット量Ｌｒ，Ｌｘ，Ｌｙの何れかのデータ表示部分に移動し、テンキーボタン７４Ａにて各オフセット量Ｌｒ，Ｌｘ，Ｌｙを変更することができる。そして、操作ボックス７４に備えた確定キーを押すことで、オフセット量Ｌｒ，Ｌｘ，Ｌｙを新規の値に設定し直すことができる。
【００３５】
操作ボックス７４に備えたティーチングモードボタン７４Ｕを押圧すると、ティーチングモードになり、線材進退ボタン７４Ｓ、Ｘ軸駆動ボタン７４Ｘ、Ｙ軸駆動ボタン７４Ｙ、Ｚ軸駆動ボタン７４Ｚ、ヘッド回転ボタン７４Ｒａ、テーブル回転ボタン７４Ｒｂ、仮想軸回転ボタン７４Ｒｃからなるピッチ送りボタン７４Ｐの押圧操作が有効になる。また、これらピッチ送りボタン７４Ｐに含まれる線材進退ボタン７４Ｓ、Ｘ軸駆動ボタン７４Ｘ等の全てのボタンは、「＋」動作用と「−」動作用のセットになっている。そして、各ピッチ送りボタン７４Ｐは、押し付けると所定の駆動軸が連続して作動し、ワンタッチ操作すると、所定の駆動軸が最小単位の１ピッチ毎、作動する。
【００３６】
具体的には、線材進退ボタン７４Ｓの「＋」又は「−」の操作によって線材送給装置１２が作動して線材９０が進退する。また、Ｘ軸駆動ボタン７４Ｘの「＋」又は「−」の操作によってベース左右直動駆動軸Ｂｘが作動して可動ベース４２が左右に直動し、Ｙ軸駆動ボタン７４Ｙの「＋」又は「−」の操作によってベース上下直動駆動軸Ｂｙが作動して可動ベース４２が上下に直動し、Ｚ軸駆動ボタン７４Ｚの「＋」又は「−」の操作によってベース前後直動駆動軸Ｂｚが作動して可動ベース４２が前後に直動する。さらに、ヘッド回転ボタン７４Ｒａの「＋」又は「−」の操作によってヘッド回転駆動軸Ｒａが作動して回転ヘッド３２が正転又は逆転し、テーブル回転ボタン７４Ｒｂの「＋」又は「−」の操作によってテーブル回転駆動軸Ｒｂが作動してメイン及びサブのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂが正転又は逆転する。また、仮想軸回転ボタン７４Ｒｃの「＋」又は「−」の操作を行ったときには、ベース左右直動駆動軸Ｂｘ（図６参照）とベース上下直動駆動軸Ｂｙ（図６参照）とヘッド回転駆動軸Ｒａ（図７参照）とが共に作動し、図１１に示すように、仮想回転中心軸Ｊ４を中心にしてテーブル回転中心軸Ｊ３が正転又は逆転する。
【００３７】
ティーチングモードになると、操作ボックス７４に備えたシャトルジョグ７４Ｊも有効になる。シャトルジョグ７４Ｊは、回転操作可能な摘み構造になっている。そして、左右何れかの方向に回転させると、その操作に連動して仮想回転中心軸Ｊ４を中心にしてテーブル回転中心軸Ｊ３が正転又は逆転する。
【００３８】
上記したように、ピッチ送りボタン７４Ｐのうち仮想軸回転ボタン７４Ｒｃ以外のボタン７４Ｓ，７４Ｘ，７４Ｙ，７４Ｚ，７４Ｒａ，７４Ｒｂを操作すると、各駆動軸が互いに連動することなく単独で作動する。これに対し、仮想軸回転ボタン７４Ｒｃの操作を行ったときには、ベース左右直動駆動軸Ｂｘ（図６参照）とベース上下直動駆動軸Ｂｙ（図６参照）とヘッド回転駆動軸Ｒａ（図７参照）とが共に作動する（即ち、連動する）。また、シャトルジョグ７４Ｊを操作した場合も、仮想軸回転ボタン７４Ｒｃの操作と同様に、ベース左右直動駆動軸Ｂｘとベース上下直動駆動軸Ｂｙとヘッド回転駆動軸Ｒａとが連動する。
【００３９】
そして、それらベース左右直動駆動軸Ｂｘとベース上下直動駆動軸Ｂｙとヘッド回転駆動軸Ｒａとを連動させるために、仮想軸回転ボタン７４Ｒｃが操作されたときには、制御部７３のＣＰＵ７３Ｂは、以下の仮想軸駆動演算プログラムＰＧ１を実行して、ベース左右直動駆動軸Ｂｘとベース上下直動駆動軸Ｂｙとヘッド回転駆動軸Ｒａの移動目標位置を演算する。なお、仮想軸駆動演算プログラムＰＧ１を実行しているＣＰＵ７３Ｂが、本発明に係る「仮想軸制御手段」に相当する。
【００４０】
ここで、上記仮想軸駆動演算プログラムＰＧ１による演算を行うに当たり、図１１に示すように、線材送給軸Ｊ１と直交する平面を設定すると共に、その平面において水平方向をＸ軸、鉛直方向をＹ軸としたＸＹ座標系を設定する。そして、ＸＹ座標系の平面（以下、「ＸＹ平面」という）のうち線材送給軸Ｊ１との交点を座標原点（０，０）とする。
【００４１】
仮想軸駆動演算プログラムＰＧ１を実行すると、図１２に示すように、ＣＰＵ７３Ｂは、仮想回転中心軸Ｊ４を特定するための旋回オフセット量Ｌｒと、Ｘ座標オフセット量Ｌｘと、Ｙ座標オフセット量Ｌｙのデータをメモリ７３Ａから取り込む（Ｓ１０）。次いで、図１１に示したＸＹ座標系において、そのＸＹ平面とヘッド回転中心軸Ｊ２との交点Ｐ２のＸＹ座標位置と、ＸＹ平面と仮想回転中心軸Ｊ４とが交点Ｐ４のＸＹ座標位置とを求める（図１２のＳ１１）。
【００４２】
次いで、交点Ｐ４を始点とし、交点Ｐ２を終点としたテーブル法線ベクトルｂ（図１１参照）と、座標原点（０，０）を始点とし、交点Ｐ４を終点とした仮想回転中心位置ベクトルａとを演算する（図１２のＳ１２）。これにより、現時点の交点Ｐ２の座標位置を示すヘッド回転中心位置ベクトルは、テーブル法線ベクトルｂと仮想回転中心位置ベクトルａとの和によって求めることができる。
【００４３】
次いで、図１０に示した仮想軸回転ボタン７４Ｒｃ又はシャトルジョグ７４Ｊの操作に応じた所定角θｐだけテーブル法線ベクトルｂを交点Ｐ４の回りに回転させ、その回転後のテーブル法線ベクトルｂと仮想回転中心位置ベクトルａとの和によって、所定角θｐ回転後の交点Ｐ２の座標位置を演算する（図１２のＳ１３）。
【００４４】
そして、上記の如く演算した交点Ｐ２の座標位置におけるＸ座標値を目標位置にしてベース左右直動駆動軸Ｂｘを位置決め制御し、交点Ｐ２の座標位置におけるＹ座標値を目標位置にしてベース上下直動駆動軸Ｂｙを位置決め制御し、さらに、所定角θｐの回転方向を逆向きにした角度を目標移動角にしてヘッド回転駆動軸Ｒａを位置決め制御して（図１２のＳ１４）、仮想軸駆動演算プログラムＰＧ１から抜ける。そして、所定周期で仮想軸駆動演算プログラムＰＧ１を繰り返して実行することで、仮想軸回転ボタン７４Ｒｃの操作に応じて、ベース左右直動駆動軸Ｂｘとベース上下直動駆動軸Ｂｙとヘッド回転駆動軸Ｒａとが連動し、図１１に示すように、仮想回転中心軸Ｊ４を中心にしてテーブル回転中心軸Ｊ３が旋回する。
【００４５】
本実施形態の線材成形機１０の構成に関する説明は以上である。次に、本実施形態の線材成形機１０の作用効果について説明する。例えば、図１３（Ａ）に示した比較的短いコイルばねＣＳ１を線材成形機１０で成形する場合には、メインツールテーブル３０Ａに取り付けられたツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３を使用する。そのために、ティーチングモードで所定の動作をツール駆動機構２０に実行させて記憶する。そして、その記憶した動作をプレイバックモード（自動運転モード）で繰り返して実行することで、線材９０からコイルばねＣＳ１を複数成形することができる。なお、コイルばねＣＳ１を成形する際のツール駆動機構２０の動作は、例えば、特開２００３−２９０８５９号公報に開示されている。
【００４６】
さて、図７に示すように、回転ヘッド３２の本体部は、線材送給方向においてメインツールテーブル３０Ａの後方に位置している。このため、比較的長い線材成形品は、メインツールテーブル３０ＡのツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３にて成形中に、回転ヘッド３２の本体部と干渉し、最後まで成形することができない。具体的には、例えば、図１３（Ａ）に示した比較的短いコイルばねＣＳ１は、メインツールテーブル３０ＡのツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３を用いて成形することができるものの、図１３（Ｂ）に示した比較的長いコイルばねＣＳ２は、図７に示すように、成形途中で回転ヘッド３２の本体部と干渉するため、成形することができない。しかしながら、サブツールテーブル３０ＢのツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３を用いれば、成形途中で回転ヘッド３２の本体部と干渉しなくなり、比較的長いコイルばねＣＳ２を成形することができる。
【００４７】
ところで、比較的短いコイルばねＣＳ１を成形するためのティーチングを行う際に、例えば、コイルばねのピッチを調整するには、線材送給軸Ｊ１をメインツールテーブル３０Ａの第１のコイルばね成形ツールＴ１における成形溝Ｔ１２の一箇所と交差するように配置し、その交点を一定に保持するように線材送給軸Ｊ１の周りに第１のコイルばね成形ツールＴ１を回動させる作業を行う。このとき、線材送給軸Ｊ１とヘッド回転中心軸Ｊ２とを一致させて、図１０に示した操作ボックス７４におけるヘッド回転ボタン７４Ｒａを操作すれば、上記ティーチング作業を容易に行うことができる。ところが、サブツールテーブル３０ＢのツールＴ１を使用する場合は、その第１のコイルばね成形ツールＴ１における成形溝Ｔ１２の一箇所に線材送給軸Ｊ１が交差するように配置すると、線材送給軸Ｊ１とヘッド回転中心軸Ｊ２を一致させることはできない。このような場合、仮想回転中心軸Ｊ４を、サブツールテーブル３０Ｂの第１のコイルばね成形ツールＴ１における成形溝Ｔ１２の一箇所と交差しかつ線材送給軸Ｊ１と一致する位置に設定する。そして、操作ボックス７４の仮想軸回転ボタン７４Ｒｃを操作することで、上記ティーチング作業を容易に行うことができる。即ち、本実施形態の線材成形機１０によれば、メインツールテーブル３０Ａの第１のコイルばね成形ツールＴ１を使用する場合とサブツールテーブル３０Ｂの第１のコイルばね成形ツールＴ１を使用する場合とで、同様の感覚で容易にティーチング作業を行うことができる。
【００４８】
また、サブツールテーブル３０Ｂの折り曲げツールＴ３を使用する場合は、その第１円柱突部Ｔ３１の軸心に一致した位置に仮想回転中心軸Ｊ４を設定にすれば、メインツールテーブル３０Ａの折り曲げツールＴ３を使用する場合と同様の感覚で容易にティーチング作業を行うことができる。即ち、折り曲げツールＴ３がメイン又はサブの何れのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂに取り付けられたかに拘わらず、折り曲げ成形ツールＴ３のうち第１円柱突部Ｔ３１の回りに線材９０を巻き付けるようにして線材９０を折り曲げる動作を、ティーチングにて実現することができる。そして、メイン又はサブの何れのツールテーブル３０Ａ，３０Ｂの折り曲げツールＴ３を用いても、線材成形品における折り曲げ部分の曲率半径が第１円柱突部Ｔ３１の半径に対応した一定の大きさになり、線材成形品の品質が安定する。
【００４９】
このように、本実施形態の線材成形機１０では、メインツールテーブル３０Ａに加えてサブツールテーブル３０Ｂを備えたことで、従来より長い線材成形品を成形することが可能となる。また、コントローラ７０に備えた操作ボックス７４により、テーブル回転中心軸Ｊ３と任意の位置で直交しかつヘッド回転中心軸Ｊ２から平行にずれた仮想回転中心軸Ｊ４を、線材送給軸Ｊ１に対する任意の位置に設定することができるので、ツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３をサブツールテーブル３０Ｂに固定しても、メインツールテーブル３０Ａに固定した場合と同様の感覚でティーチング作業を行うことができる。しかも、本実施形態では必要に応じて仮想回転中心軸Ｊ４を、線材送給軸Ｊ１からずれた位置に設定したり、ツールＴ１，Ｔ２，Ｔ３から離れた位置に設定することができるので、仮想回転中心軸Ｊ４の配置の自由度が高く、種々の形状の線材成形品のティーチングを容易に行うことができる。
【００５０】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００５１】
（１）上記実施形態では、メインツールテーブル３０Ａとサブツールテーブル３０Ｂとに、同じ成形ツールＴ１〜Ｔ３を固定していたが、各テーブル３０Ａ，３０Ｂで異なる成形ツールを固定してもよい。そうすれば、従来より、線材成形品の形状のバリエーションを増やすことができる。なお、ツール固定テーブルに固定された成形ツールの数は３つに限るものではなく、１つ或いは３つ以外の複数の成形ツールを固定してもよい。
【００５２】
（２）インナーシャフト３３Ｓと中継シャフト３５との間は、ベベルギヤ３３Ｇ１，３５Ｇ１によって連結されていたが、例えば、ウォームとウォームホイールによって連結してもよい。また、中継シャフト３５とテーブルシャフト３６との間は、平ギヤ３５Ｇ２，３６Ｇ１によって連結されていたが、例えば、プーリーとベルトで連結してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係る線材成形機の側断面図
【図２】線材成形機の平面図
【図３】線材送給装置の部分断面図
【図４】線材切断装置の側面図
【図５】ツール駆動機構の側断面図
【図６】ツール駆動機構の背面図
【図７】可動ベースの拡大側断面図
【図８】ツールテーブルの平面図、
【図９】コントローラ（制御装置）の正面図
【図１０】操作ボックス（仮想軸設定手段）の正面図
【図１１】仮想回転中心軸を中心にして回転する回転ヘッドの正面図
【図１２】仮想軸駆動演算プログラムのフローチャート
【図１３】（Ａ）メインツールテーブル側で成形されるコイルばねの側面図，（Ｂ）サブツールテーブル側で成形されるコイルばねの側面図
【符号の説明】
【００５４】
１０ 線材成形機
１２ 線材送給装置
２０ ツール駆動機構
３０Ａ メインツールテーブル
３０Ｂ サブツールテーブル
３１Ｓ 円筒シャフト
３２ 回転ヘッド
４２ 可動ベース
７０ コントローラ（制御装置）
７３Ｂ ＣＰＵ（仮想軸制御手段）
７４ 操作ボックス（仮想軸設定手段）
９０ 線材
Ｂｘ ベース左右直動駆動軸
Ｂｙ ベース上下直動駆動軸
Ｂｚ ベース前後直動駆動軸
Ｊ１ 線材送給軸
Ｊ２ ヘッド回転中心軸
Ｊ３ テーブル回転中心軸
Ｊ４ 仮想回転中心軸
ＰＧ１ 仮想軸駆動演算プログラム（仮想軸設定手段）
Ｒａ ヘッド回転駆動軸
Ｒｂ テーブル回転駆動軸
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ ツール
Ｔ３１ 第１円柱突部
Ｔ３２ 第２円柱突部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に延びた線材送給軸に沿って線材を送給可能な線材送給装置と、
前記線材を成形するためのツールを保持しかつ任意の位置に移動するためのツール駆動機構と、
ティーチングモードで所望の動作を前記ツール駆動機構に行わせてその動作を記憶し、その記憶した動作をプレイバックモードで前記ツール駆動機構に繰り返して再現させることが可能な制御装置とを備え、前記プレイバックモードで前記線材から複数の成形品を成形可能な線材成形機において、
前記ツール駆動機構には、
前記線材送給軸の軸方向で前記線材送給装置に対向したベース部材と、
前記ベース部材を、前記線材送給軸と直交した水平横方向で往復駆動するためベース左右直動駆動軸と、
前記ベース部材を、上下方向で往復駆動するためベース上下直動駆動軸と、
前記ベース部材に対して、前記線材送給軸と平行なヘッド回転中心軸の回りに回転可能な回転ヘッドと、
前記回転ヘッドを回転駆動するヘッド回転駆動軸と、
前記回転ヘッドにおける前記線材送給装置との対向面のうち前記ヘッド回転中心軸より離れた外縁部から突出したヘッド端面突部と、
前記ヘッド回転中心軸と直交するテーブル回転中心軸の方向で前記ヘッド端面突部を貫通し、前記ヘッド端面突部に回転可能に軸支されたテーブルシャフトと、
前記テーブルシャフトのうち前記ヘッド回転中心軸側を向いた端部に設けられて、前記ツールを固定可能なメインツールテーブルと、
前記テーブルシャフトのうち前記メインツールテーブルと反対側の端部に設けられ、前記回転ヘッドの外側面より側方に突出し、前記ツールを固定可能なサブツールテーブルと、
前記テーブルシャフトと共に前記メイン及びサブのツールテーブルを回転駆動するテーブル回転駆動軸とが備えられ、
前記制御装置には、
前記テーブル回転中心軸と任意の位置で直交しかつ前記ヘッド回転中心軸から平行にずれた仮想回転中心軸を、前記線材送給軸に対する任意の位置に設定するための仮想軸設定手段と、
前記ティーチングモードで、前記仮想回転中心軸を中心にして前記テーブル回転中心軸を旋回させるように前記ベース左右直動駆動軸と前記ベース上下直動駆動軸と前記ヘッド回転駆動軸とを制御する仮想軸制御手段とが備えられたことを特徴とする線材成形機。
【請求項２】
前記サブツールテーブルには、平行に延びた第１と第２の円柱突部を有する折り曲げ成形ツールが固定され、
前記第１の円柱突部の中心軸を前記仮想回転中心軸に一致させ、前記第１と第２の円柱突部の間を前記線材が横切った状態で、前記仮想回転中心軸の回りに前記第２の円柱突部を旋回させて前記線材を折り曲げ可能としたことを特徴とする請求項１に記載の線材成形機。
【請求項３】
前記ツール駆動機構には、前記ベース部材を前記線材送給軸と平行な方向に往復駆動するためベース前後駆動軸が備えられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の線材成形機。
【請求項１】
水平方向に延びた線材送給軸に沿って線材を送給可能な線材送給装置と、
前記線材を成形するためのツールを保持しかつ任意の位置に移動するためのツール駆動機構と、
ティーチングモードで所望の動作を前記ツール駆動機構に行わせてその動作を記憶し、その記憶した動作をプレイバックモードで前記ツール駆動機構に繰り返して再現させることが可能な制御装置とを備え、前記プレイバックモードで前記線材から複数の成形品を成形可能な線材成形機において、
前記ツール駆動機構には、
前記線材送給軸の軸方向で前記線材送給装置に対向したベース部材と、
前記ベース部材を、前記線材送給軸と直交した水平横方向で往復駆動するためベース左右直動駆動軸と、
前記ベース部材を、上下方向で往復駆動するためベース上下直動駆動軸と、
前記ベース部材に対して、前記線材送給軸と平行なヘッド回転中心軸の回りに回転可能な回転ヘッドと、
前記回転ヘッドを回転駆動するヘッド回転駆動軸と、
前記回転ヘッドにおける前記線材送給装置との対向面のうち前記ヘッド回転中心軸より離れた外縁部から突出したヘッド端面突部と、
前記ヘッド回転中心軸と直交するテーブル回転中心軸の方向で前記ヘッド端面突部を貫通し、前記ヘッド端面突部に回転可能に軸支されたテーブルシャフトと、
前記テーブルシャフトのうち前記ヘッド回転中心軸側を向いた端部に設けられて、前記ツールを固定可能なメインツールテーブルと、
前記テーブルシャフトのうち前記メインツールテーブルと反対側の端部に設けられ、前記回転ヘッドの外側面より側方に突出し、前記ツールを固定可能なサブツールテーブルと、
前記テーブルシャフトと共に前記メイン及びサブのツールテーブルを回転駆動するテーブル回転駆動軸とが備えられ、
前記制御装置には、
前記テーブル回転中心軸と任意の位置で直交しかつ前記ヘッド回転中心軸から平行にずれた仮想回転中心軸を、前記線材送給軸に対する任意の位置に設定するための仮想軸設定手段と、
前記ティーチングモードで、前記仮想回転中心軸を中心にして前記テーブル回転中心軸を旋回させるように前記ベース左右直動駆動軸と前記ベース上下直動駆動軸と前記ヘッド回転駆動軸とを制御する仮想軸制御手段とが備えられたことを特徴とする線材成形機。
【請求項２】
前記サブツールテーブルには、平行に延びた第１と第２の円柱突部を有する折り曲げ成形ツールが固定され、
前記第１の円柱突部の中心軸を前記仮想回転中心軸に一致させ、前記第１と第２の円柱突部の間を前記線材が横切った状態で、前記仮想回転中心軸の回りに前記第２の円柱突部を旋回させて前記線材を折り曲げ可能としたことを特徴とする請求項１に記載の線材成形機。
【請求項３】
前記ツール駆動機構には、前記ベース部材を前記線材送給軸と平行な方向に往復駆動するためベース前後駆動軸が備えられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の線材成形機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２２０１３３（Ｐ２００９−２２０１３３Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６５７００（Ｐ２００８−６５７００）
【出願日】平成２０年３月１４日（２００８．３．１４）
【出願人】（０００１１６９７６）旭精機工業株式会社 (56)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１４日（２００８．３．１４）
【出願人】（０００１１６９７６）旭精機工業株式会社 (56)
【Ｆターム（参考）】
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