JP2008290110A - Tube bending device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パイプの曲げ装置に関する。パイプの材料としては、特に鉄系の金属が好適であるが、本発明は、これに限定されるものではない。 The present invention relates to a pipe bending apparatus. The pipe material is particularly preferably an iron-based metal, but the present invention is not limited to this.
パイプ素材の曲げ加工方法としては、パイプベンダー機による工法が古くから知られている。従来、この工法は設計的自由度の少ない工法であると認識されてきた。その結果、改善のテーマとして深く検討されることは無く、成形技術はまだ十分に確立されていない。 As a pipe material bending method, a pipe bender machine has been known for a long time. Conventionally, this construction method has been recognized as a construction method with a low degree of design freedom. As a result, it has not been deeply studied as a theme for improvement, and the molding technology has not been sufficiently established.
曲げ加工は、金属パイプ曲げ専用機（ベンダーマシン）による曲げの他、プレスによる金型曲げで行うのが一般的である。金属パイプ曲げ専用機においては、通常、ワークの一端を「回転駒」により支持し、他端を「保持具」により支持してワークを回転駒に押し付けて加工する。あるいは、例えばスプリングバックを適正に見込んで成形された雄型と雌型の間に金属パイプを挟持して、雄型と雌型とによってプレス形成することも行われている。 The bending process is generally performed not only by bending with a metal pipe bending machine (bender machine) but also by die bending with a press. In a dedicated metal pipe bending machine, one end of a workpiece is usually supported by a “rotating piece” and the other end is supported by a “holding tool”, and the workpiece is pressed against the rotating piece for processing. Alternatively, for example, a metal pipe is sandwiched between a male mold and a female mold that are formed with proper expectation of a spring back, and press forming is performed by the male mold and the female mold.
特許文献１には、スライド型とチャック型でパイプを曲げる複合パイプ加工装置が示されている。
特許文献２には、２個の曲げヘッドを有するパイプ曲げ機械が示されている。 Patent Document 2 shows a pipe bending machine having two bending heads.
特許文献３には、外型と内型で曲げ加工を行う金属パイプ曲げ加工方法および金属製曲がりパイプが示されている。 Patent Document 3 discloses a metal pipe bending method in which bending is performed with an outer mold and an inner mold, and a metal bent pipe.
特許文献４には、パイプ押さえ具と芯金を用いて曲げ加工を行う金属パイプ曲げ加工装置が示されている。 Patent Document 4 discloses a metal pipe bending apparatus that performs bending using a pipe presser and a cored bar.
特許文献５には、可動シリンダと受動シリンダで曲げ加工を行うベンディング装置が示されている。
従来のパイプベンダーによる曲げ加工方法は、加工が単純で加工費も安価である点では優れているが、曲げ角度にばらつきが大きく出るので仕上がり精度が高くないという短所を持っている。たとえば、鋼製の金属パイプを９０°曲げた場合には、通常２〜３°程度のスプリングバックが生じるが、その際の曲げ角度のばらつきの範囲は、±３°程度にも及ぶ。さらに、金属パイプの材質や寸法のばらつきや加工条件の微妙な違いなどにより、経時変化も含めたスプリングバックの角度は必ずしも一定にならない。 The conventional bending method by the pipe bender is excellent in that the processing is simple and the processing cost is low, but has a disadvantage that the finishing accuracy is not high because the bending angle greatly varies. For example, when a steel metal pipe is bent by 90 °, a springback of about 2 to 3 ° usually occurs, but the range of variation of the bending angle at that time reaches about ± 3 °. Furthermore, the angle of the springback, including changes over time, is not always constant due to variations in the material and dimensions of the metal pipe and subtle differences in processing conditions.
とくに、ベンダー機を用いたパイプ素材の曲げ成形では、パイプの内側に圧縮ひずみが発生するため、しわが生じやすい。 In particular, when bending a pipe material using a bender machine, wrinkles are likely to occur because compressive strain is generated inside the pipe.
他方、パイプの外側には引張ひずみが発生するため、割れが発生しやすい。さらに、ベンダー機で曲げ成形を行う場合には、パイプに大きなつかみ代を必要とするため、材料歩留率は５０−６０％と極めて悪い。更にこのような成形方法は、生産速度が遅い上に、設備自体が大きく自動化しにくい欠点がある。従来のパイプ曲げ装置は、例えば加工機の構造上製品の掴み代（１．５Ｄ以上）、曲げＲ（１Ｒ以上）等の制約があるため、精度よく複雑な製品加工を行う事には不向きである。 On the other hand, since tensile strain is generated outside the pipe, cracks are likely to occur. Furthermore, when bending with a bender machine, a large holding allowance is required for the pipe, so the material yield is very poor at 50-60%. Further, such a molding method has a drawback that the production speed is slow and the equipment itself is large and difficult to automate. Conventional pipe bending devices are not suitable for processing complex products with high accuracy, for example, because of the limitations of product gripping allowance (1.5D or more) and bending R (1R or more) due to the structure of the processing machine. is there.
このような問題は更なる曲げ工程数の増加や切断工程の追加等を引き起こしており、製造コストの上昇は免れない状況にある。 Such a problem causes a further increase in the number of bending processes and the addition of a cutting process, and the increase in manufacturing cost is inevitable.
そこで本発明は、曲げ作業の製品に加わる材料移行過程を解析・制御し、従来技術では不可能といわれていた高精度曲げ自動化に対応したパイプ曲げ装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a pipe bending apparatus that analyzes and controls a material transfer process applied to a product of bending work and is compatible with high-precision bending automation, which is said to be impossible in the prior art.
本発明の解決手段を例示すると、以下のとおりである。 Examples of the solving means of the present invention are as follows.
（１） フレームの所定位置に配置された回転駒と、ワークを回転駒の接線方向に押圧するワーク押圧装置と、ワークに挿入した芯金を回転駒の接線方向に移動させる芯金移動装置と、回転駒に対する芯金の位置を制御する制御装置を有し、回転駒とワーク押圧装置と芯金移動装置は、それぞれ独立した駆動装置によって駆動され、回転駒とワーク押圧装置と芯金移動装置の各々の駆動装置を予め定めた条件に基づき駆動させ、芯金の少なくとも曲げエンド位置を任意の位置に設定することを特徴とするパイプ曲げ装置。 (1) A rotating piece arranged at a predetermined position of the frame, a workpiece pressing device that presses the workpiece in a tangential direction of the rotating piece, a core metal moving device that moves a core metal inserted into the workpiece in a tangential direction of the rotating piece, and rotation A control device for controlling the position of the core metal with respect to the piece, the rotary piece, the workpiece pressing device, and the core metal moving device are each driven by an independent drive device, and each of the rotary piece, the workpiece pressing device, and the core metal moving device. A pipe bending apparatus, wherein the driving apparatus is driven based on a predetermined condition, and at least the bending end position of the cored bar is set to an arbitrary position.
（２） 芯金位置は、まず芯金の曲げスタート位置を回転駒の中心に対して所定の位置に設定し、その後、芯金の曲げエンド位置を回転駒の中心に対してワークの曲げ方向と同一方向及び反対方向の両方向の任意の位置に設定することを特徴とする請求項１に記載のパイプ曲げ装置。
(2) For the position of the cored bar, first set the bending start position of the cored bar to a predetermined position with respect to the center of the rotating piece, and then set the bending end position of the cored bar to be the same as the bending direction of the workpiece with respect to the center of the rotating piece. The pipe bending apparatus according to
（３） まず、芯金の先端を曲げ加工の初期工程で回転駒の中心よりワークを曲げる側にずれた位置に設定し、その後、曲げ加工をするとともに、ワークの押圧方向と反対の方向に位置する曲げエンド位置まで芯金の先端を移動させる制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のパイプ曲げ装置。
(3) First, the tip of the core bar is set at a position shifted from the center of the rotary piece to the side where the workpiece is bent in the initial process of bending, and then bent and positioned in the direction opposite to the pressing direction of the workpiece. The pipe bending apparatus according to
（４） ワークの押圧方向と芯金の移動方向は、互いに平行でかつ同一方向であることを特徴とする先述のパイプ曲げ装置。 (4) The pipe bending apparatus as described above, wherein the pressing direction of the workpiece and the moving direction of the core metal are parallel to each other and the same direction.
（５） ワークの押圧の際に、ワークの端面を押すことを特徴とする先述のパイプ曲げ装置。 (5) The above-mentioned pipe bending apparatus, wherein the end face of the work is pushed when the work is pressed.
本発明によれば、芯金の少なくとも曲げエンド位置を任意の位置に制御するので、ワークの曲げ形状に応じて芯金の曲げエンド位置を調節できる。そのため、曲げ形状に応じて曲げ加工精度の向上を図ることができる。これに対し、既存の曲げ装置は、芯金の少なくとも曲げエンド位置を任意の位置に設定する機能を有しておらず、曲げエンド位置がつねに同じ固定位置に設定されるため、ワークの曲げ過程における最適な芯金位置を設定することができない。そのため、品質的に不満足なことがあった。 According to the present invention, since at least the bending end position of the core metal is controlled to an arbitrary position, the bending end position of the core metal can be adjusted according to the bending shape of the workpiece. Therefore, it is possible to improve the bending accuracy according to the bending shape. On the other hand, the existing bending apparatus does not have a function of setting at least the bending end position of the metal core to an arbitrary position, and the bending end position is always set to the same fixed position. It is not possible to set the optimum core metal position at. As a result, quality was unsatisfactory.
また、本発明によれば、例えばパイプ品質の改善や段取り時間の低減を図ることができ、更なる複雑曲げや極小Ｒ曲げ製品を製造することも可能となった。 Further, according to the present invention, for example, the pipe quality can be improved and the setup time can be reduced, and it becomes possible to manufacture further complicated bending and minimal R bending products.
芯金の先端を曲げ加工の初期工程で回転駒の任意の位置（好ましくは中心よりワークを曲げる側の位置）に設定し、曲げ加工をするとともにワークの押圧方向と同一の方向及び反対の方向の任意の位置に設定された曲げエンド位置まで芯金の先端を移動させる制御を行うと、単にワークの押圧方向と同一の方向のみに芯金を移動させる場合と比較して、パイプの曲げ形状に応じて高精度にパイプを曲げることが可能である。 Set the tip of the mandrel to an arbitrary position of the rotary piece (preferably the position on the side where the workpiece is bent from the center) in the initial process of bending, and bend the workpiece in the same direction as the pressing direction of the workpiece and in the opposite direction. When the control to move the tip of the metal core to the bending end position set at an arbitrary position is performed, compared to the case where the metal core is moved only in the same direction as the pressing direction of the workpiece, the bent shape of the pipe is changed. Accordingly, it is possible to bend the pipe with high accuracy.
ワークの押圧方向と芯金の移動方向が互いに平行でかつ同一方向であると、ワーク押圧装置と芯金移動装置を小型化して小さなスペースに設置するのが容易である。 When the pressing direction of the workpiece and the moving direction of the core metal are parallel to each other and the same direction, it is easy to downsize the workpiece pressing device and the core metal moving device and install them in a small space.
ワークの押圧の際にワークの端面（とくに端面のごく一部のみ）を押す構成にすれば、ワーク掴み代を低減でき、材料の歩留まりを向上できる。パイプ素材のつかみ代が少ないと、材料の歩留まりは、従来のパイプベンダーの５０−６０％から８０−９０％まで向上できる。製品押し込み力の負荷位置をワーク端面とすれば、高精度に材料の変位を制御することが可能である。 If the structure is configured such that the end surface of the workpiece (particularly only a small portion of the end surface) is pressed when the workpiece is pressed, the workpiece gripping cost can be reduced and the yield of the material can be improved. With less pipe material grip, the material yield can be increased from 50-60% to 80-90% of conventional pipe benders. If the load position of the product pushing force is the workpiece end surface, the displacement of the material can be controlled with high accuracy.
本発明の好ましい実施形態によるパイプの曲げ装置は、フレームの所定位置に配置された回転駒と、ワークを回転駒に保持するクランプ装置と、ワークを回転駒の接線方向に押圧するワーク押圧装置と、ワークに挿入した芯金を回転駒の接線方向に移動させる芯金移動装置と、回転駒に対する芯金の位置を制御する制御装置を有する。 A pipe bending apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes a rotating piece arranged at a predetermined position of a frame, a clamping device that holds the work on the rotating piece, a work pressing device that presses the work in a tangential direction of the rotating piece, It has a core metal moving device that moves the core metal inserted into the work in the tangential direction of the rotary piece, and a control device that controls the position of the core metal with respect to the rotary piece.
回転駒とワーク押圧装置と芯金移動装置は、それぞれ独立した駆動装置によって駆動される。そして、それらの各々の駆動装置を予め定めた条件に基づき駆動させる。その際芯金の曲げスタート位置と曲げエンド位置（少なくとも曲げエンド位置）を任意の位置に設定する。これらの駆動や位置設定は、制御装置によって自動的に行う。 The rotary piece, the workpiece pressing device, and the mandrel moving device are driven by independent driving devices. Then, each of these driving devices is driven based on a predetermined condition. At that time, the bending start position and the bending end position (at least the bending end position) of the core bar are set to arbitrary positions. These driving and position setting are automatically performed by the control device.
芯金の曲げエンド位置は、通例、パイプの曲げ終了時において芯金が存在する位置とする。 The bending end position of the metal core is usually a position where the metal core exists at the end of bending of the pipe.
好ましくは、回転駒は、フレームの所定位置に固定配置されており、ワークを加工する際に、所定の範囲で回転可能である。回転駒は、その回転軸心を中心に回転可能にフレームに配置されている。 Preferably, the rotary piece is fixedly arranged at a predetermined position of the frame, and is rotatable within a predetermined range when the workpiece is processed. The rotating piece is disposed on the frame so as to be rotatable about its rotation axis.
制御装置は、回転駒とワーク押圧装置と芯金移動装置の各々の駆動装置に電気的に接続されていて、これらの駆動装置を予め定めた条件で駆動して、所定の範囲内で、芯金の曲げエンド位置を任意の位置に設定するとともに、所定の範囲内で、芯金の曲げスタート位置も任意の位置に設定するのが好ましい。 The control device is electrically connected to the respective drive devices of the rotary piece, the workpiece pressing device, and the mandrel moving device, and drives these drive devices under a predetermined condition, and within a predetermined range, It is preferable to set the gold bending end position to an arbitrary position and also set the bending start position of the cored bar to an arbitrary position within a predetermined range.
ただし、芯金の曲げスタート位置は、つねに回転駒の中心に対して所定の固定位置（例えば回転駒の中心より少しずれた位置）に設定してもよい。 However, the bending start position of the metal core may always be set to a predetermined fixed position (for example, a position slightly deviated from the center of the rotating piece) with respect to the center of the rotating piece.
好ましくは、芯金の先端を曲げ加工の初期工程で回転駒の中心よりワークを曲げる側の少し手前側にずれた位置に設定し、その後、曲げ加工をするとともに、ワークの押圧方向と同一方向及び反対方向の任意の位置に芯金の先端を移動させる制御を行う。 Preferably, the tip of the core bar is set to a position slightly shifted to the near side of the side where the workpiece is bent from the center of the rotary piece in the initial step of bending, and then bending is performed in the same direction as the pressing direction of the workpiece and Control is performed to move the tip of the metal core to an arbitrary position in the opposite direction.
好ましくは、ワークの押圧の方向と芯金の移動の方向は互いに平行でかつ同一方向（とくに同一の直進方向）である。 Preferably, the pressing direction of the workpiece and the moving direction of the core metal are parallel to each other and the same direction (particularly, the same straight traveling direction).
好ましくは、ワークの押圧の際はワークの端面、とくにその一部を押す。例えば、ワークの端面を押すときに、ワークの端面に沿った円弧形状を有するワーク押圧具を使用するのが好ましい。このような形状のワーク押圧具を使用すれば、芯金から独立してワークの端面のごく一部のみを押すことが容易にできる。 Preferably, when the workpiece is pressed, the end surface of the workpiece, particularly a part thereof, is pressed. For example, when pressing the end face of the work, it is preferable to use a work pressing tool having an arc shape along the end face of the work. If the workpiece pressing tool having such a shape is used, it is possible to easily press only a small part of the end surface of the workpiece independently of the cored bar.
更に、芯金の種々の位置（例えば曲げスタート位置と曲げエンド位置）を厳密に数値化して制御すると、生産性の向上と生産コストの削減を図ることができる。 Furthermore, when various positions (for example, a bending start position and a bending end position) of the metal core are strictly digitized and controlled, productivity can be improved and production cost can be reduced.
また、パイプ素材（ワーク）から、切断、曲げ成形、拡縮管成形を用いて、中空状の複雑形状部品をフレキシブルに製造することが可能な自動管成形（Auto-Tube-Former）のラインを利用すれば、鍛造のパーツフォーマに匹敵する加工が可能となる。 In addition, an automatic tube forming (Auto-Tube-Former) line that can flexibly manufacture hollow complex shaped parts from pipe materials (work) using cutting, bending, and expansion / contraction tube forming is used. Then, processing comparable to forged parts formers becomes possible.
図１は、本発明のパイプ曲げ装置の一例を示す概略正面図である。 FIG. 1 is a schematic front view showing an example of a pipe bending apparatus of the present invention.
パイプ曲げ装置１０は、フレーム１２の所定位置に固定配置された回転駒１４を有する。回転駒１４は、回転駒１４専用の独立した駆動装置１４ａにより水平方向に延びた軸心Ｃを中心に回転する。回転駒１４は、図１において図示省略したワークをクランプするための回転クランプ１４ｂを有する。回転クランプ１４ｂは、ワークをクランプした状態で軸心Ｃを中心に回転可能である。
The
図１においては、回転駒１４は、パイプの曲げスタート位置（図１において直立状態にあるが、図示省略）から曲げエンド位置（９０°左方向に倒された状態）まで回転する。その回転後の位置がパイプの曲げエンド位置である。
In FIG. 1, the rotating
パイプ曲げ装置１０は、更に、ワークを回転駒１４にクランプした状態で保持するためのクランプ装置１６を有する。クランプ装置１６は、スライド機構１６ａと、クランプ装置１６専用の独立した駆動装置１６ｂと、スライドクランプ１６ｃを有している。スライド機構１６ａは、ワークをスライドクランプ１６ｃでクランプした状態で所定の方向例えば前後方向（水平方向）にスライドさせるためのものである。
The
スライド機構１６ａの下方には、図１において図示省略されたワイパー１６ｄが設けられている。
A
回転駒１４の回転クランプ１４ｂとクランプ装置１６のスライドクランプ１６ｃが一緒に下降して、ワークが回転駒１４の所定位置に保持されるようになっている。このような構成にすることにより、設備の小型化が可能になる。
The
パイプ曲げ装置１０は、更に、芯金２０を回転駒１４の接線方向の前方及び後方（図中、左側及び右側）に移動するための芯金移動装置１８を有する。芯金移動装置１８の前端に、芯金２０が装着されている。芯金移動装置１８専用の独立した駆動装置１８ｂにより芯金移動装置１８が駆動され、芯金２０は、移動される。
The
パイプ曲げ装置１０は、更に、ワークを押圧するためのワーク押圧装置２２を有する。ワーク押圧装置２２は、上下方向に移動可能なカム２２ａを有している。このカム２２ａには、カム面２２ｃが設けられている。カム面２２ｃには、ワーク押圧具２２ｄの後端２２ｅが係合している。ワーク押圧具２２ｄは、前後方向に移動可能である。
The
カム２２ａは、ワーク押圧装置２２専用の独立した駆動装置２２ｂにより上下方向に鎖線で示す位置を実線で示す位置との間で移動される。カム２２ａが下降することで、カム２２ａのカム面２２ｃに沿ってワーク押圧具２２ｄの後端２２ｅが前方に押されて、ワーク押圧具２２ｄが前方に移動するようになっている。
The
図１には、ワーク押圧具２２ｄが前方に位置する状態が実線で示されており、ワーク押圧具２２ｄが後方に位置する状態は、鎖線で後端２２ｅを示す円のみで示されている。ワーク押圧具２２ｄについては後に詳述する。
In FIG. 1, the state where the
回転駒１４、クランプ装置１６、芯金移動装置１８、ワーク押圧装置２２は、それぞれ独立した駆動装置１４ａ、１６ｂ、１８ｂ、２２ｂを有している。そして、回転駒１４、クランプ装置１６、芯金移動装置１８、ワーク押圧装置２２は、各々独立して駆動される。
The
パイプ曲げ装置１０は、更に、回転駒１４に対する芯金２０の位置を制御する制御装置２４を有する。制御装置２４は、すべての駆動装置に電気的に接続されていて、少なくとも回転駒１４の駆動装置１４ａと、ワーク押圧装置２２の駆動装置２２ｂと、芯金移動装置１８の駆動装置１８ｂの各々を、予め定めた条件に基づき駆動する。とくに、制御装置２４は、芯金２０の曲げスタート位置と曲げエンド位置を任意の位置に正確に設定する。
The
このように、本発明のパイプ曲げ装置１０は、フレーム１２の所定位置に配置された回転駒１４と、ワークＷを回転駒１４にクランプした状態で保持するクランプ装置１６と、ワーク１４を回転駒１４の接線方向に押圧するワーク押圧装置２２と、ワークＷに挿入した芯金２０を回転駒１４の接線方向に移動させる芯金移動装置１８と、回転駒１４に対する芯金の位置を制御する制御装置２４を有している。回転駒１４とワーク押圧装置２２と芯金移動装置１８は、それぞれ独立した駆動装置１４ａ、２２ｂ、１８ｂによって駆動され、回転駒１４とワーク押圧装置２２と芯金移動装置１８の各々の駆動装置１４ａ、２２ｂ、１８ｂを予め定めた条件に基づき駆動させ、芯金２０の少なくとも曲げエンド位置を任意の位置に設定するのである。
As described above, the
好ましくは、芯金位置は、まず芯金２０の曲げスタート位置を回転駒１４の中心Ｃに対して所定の位置（例えば一定の固定位置）に設定し、その後、芯金２０の曲げエンド位置を回転駒１４の中心Ｃに対してワークＷの曲げ方向と同一方向及び反対方向の任意の位置に設定する。
Preferably, the core metal position is set such that the bending start position of the
このとき、例えば、まず、芯金２０の先端２０ｂを曲げ加工の初期工程で回転駒１４の中心ＣよりワークＷを曲げる側にずれた位置に設定し、その後、曲げ加工をするとともに、ワークＷの押圧方向と反対の方向に位置する曲げエンド位置まで芯金２０の先端２０ｂを移動させる制御を行う。
At this time, for example, first, the
さらに、ワークＷの押圧方向と芯金２０の移動方向は、互いに平行でかつ同一方向である。さらに、ワークＷの押圧の際に、ワークＷの端面を押すようになっている。
Furthermore, the pressing direction of the workpiece W and the moving direction of the cored
図２は、芯金やクランプ類の後退位置の一例を示す。 FIG. 2 shows an example of the retracted position of the core metal and clamps.
図２において、回転駒１４の回転クランプ１４ｂ、クランプ装置１６のスライドクランプ１６ｃ、芯金２０、ワーク押圧装置２２のワーク押圧具２２ｄがそれぞれ後退している。芯金２０とワーク押圧具２２ｄは、ワークＷの端面に干渉しないようにワークＷから所定の距離ｄだけ離れている。回転駒１４は、矢印Ｐの方向に回転される。
In FIG. 2, the
図３は、初期状態の一例を示す。 FIG. 3 shows an example of the initial state.
図３において、回転クランプ１４ｂが下降した状態にあり、ワークＷを回転駒１４に固定している。芯金２０は、所定のスタート位置まで前進している。芯金２０の先頭に所望の形状（例えば先頭が丸みを帯びている形状）が付いているため、芯金２０の所定位置は、芯金２０のストレート部分２０ａの先端が回転駒１４の中心（回転中心Ｃ）の真上の位置となっている。この状態で、スライドクランプ１６ｃが下降し、ワークＷ及び芯金２０をワイパー１６ｄに押し付ける。
In FIG. 3, the
ワーク押圧具２２ｄが前進して、ワークＷの端面を押し、曲げ加工を行うようになっている。
The workpiece
図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。ワーク押圧具２２ｄは、ワークＷの端面のごく一部を押す形状になっており、例えば、ワークＷの端面に沿って曲がった形状を有している。図４に示された例においては、ワーク押圧具２２ｄは、ワークＷの端面の円弧形状に沿った円弧形状を有していて、約９０°の円弧状部分を有している。この円弧状部分により、ワーク押圧具２２ｄは、芯金２０から独立して、かつ、芯金２０と同一方向に、ワークＷの端面のごく一部を押圧できるようになっている。
4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. The workpiece
図５は、加工完了状態の一例を示す。 FIG. 5 shows an example of the machining completion state.
図５において、回転駒１４が図３の初期状態から左回りに回転され、水平状態になっている。スライドクランプ１６ｃは、ワークＷが左方向（前方）に移動するのに伴い左方向（前方）に移動する。芯金２０の突き出し量は、加工するワークＷによって異なるが、３ｍｍから１０ｍｍ程度とする。ワーク押圧具２２ｄは初期位置においてワークＷの端面に予圧を加えておき、回転が終了するまで圧力をかけ続けているのが好ましい。
In FIG. 5, the
次に、本発明のパイプ曲げ装置の使用態様をより具体的に説明する。 Next, the usage mode of the pipe bending apparatus of the present invention will be described more specifically.
まず、図２に示すように、回転駒１４の回転クランプ１４ｂ、クランプ装置１６のスライドクランプ１６ｃ、芯金２０、ワーク押圧装置２２のワーク押圧具２２ｄ、その他をそれぞれの後退位置に設定する。
First, as shown in FIG. 2, the
次に、図３に示すように、回転クランプ１４ｂを下降させ、ワークＷを回転駒１４に固定する。芯金２０を所定のスタート位置まで前進させる。この状態で、スライドクランプ１６ｃを下降させ、ワークＷ及び芯金２０をワイパー１６ｄに押し付ける。更に、ワーク押圧具２２ｄを前進させて、先端がワークＷの端面を押すようにする。
Next, as shown in FIG. 3, the
次に、図５に示すように、回転駒１４を矢印Ｐの方向に左回りに回転させる。このとき、ワーク押圧具２２ｄは初期位置においてワークＷの端面に予圧を加えており、回転が終了するまで圧力をかけ続けている。スライドクランプ１６ｃは、ワークＷが左方向（前方）に移動するのに伴い、左方向（前方）に移動する。
Next, as shown in FIG. 5, the
制御装置２４は、所定範囲内で芯金２０のスタート位置とエンド位置を制御する。芯金の少なくとも曲げエンド位置は、回転駒１４の中心の前後領域の所定範囲内の任意の位置に設定される。このような芯金２０の制御により、加工するワークＷの形状に応じて精密に加工することを可能とするのである。
The
図面に示された実施例においては、ワークＷの曲げ加工の結果薄肉となる側の端面部分が押圧されている。それゆえ、ワークＷの端面の一部を押して、薄肉にする側に肉を補充しながら曲げ加工が行われる。そのため、よりひずみや割れの少ないパイプを製造することが可能になっている。 In the embodiment shown in the drawings, the end face portion on the side that becomes thin as a result of bending the workpiece W is pressed. Therefore, bending is performed while pushing a part of the end face of the workpiece W to replenish the thin side. Therefore, it is possible to manufacture a pipe with less distortion and cracking.
図６は、芯金の制御範囲の一例を説明する説明図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining an example of the control range of the cored bar.
芯金２０は、まず曲げスタート時の芯金位置（曲げスタート位置）にあり、曲げ動作の完了後、曲げエンド位置に到来する。曲げスタート位置において、芯金２０は、芯金２０のストレート部分２０ａの先端が回転駒１４の回転中心Ｃの真上の位置にある。ここで、図示例においては、芯金２０の芯金制御範囲は、曲げスタート時の芯金位置からワーク押圧方向にあるワーク押圧側制御範囲と、曲げスタート時の芯金位置からワーク押圧方向と反対方向にある反ワーク押圧側制御範囲から構成されている。
The
もっとも、本発明においては、芯金２０の曲げスタート位置を所定の芯金制御範囲内の任意の位置に設定することが可能である。制御装置２４によって種々の芯金２０の位置を制御する。例えば、図示例では、芯金２０の曲げエンド位置は、芯金制御範囲（ワーク押圧側制御範囲と反ワーク押圧側制御範囲の合計）内の任意の位置に設定され得る。芯金は、スタート位置（正確にはＲどまり位置）から、曲げ動作によりワーク押圧側及び反ワーク押圧側に移動させることが可能である。
However, in the present invention, the bending start position of the cored
図示例においては、図６に示す芯金作動範囲の後端が、ワーク取り出し位置となっている。 In the illustrated example, the rear end of the mandrel operating range shown in FIG.
図７は、芯金の曲げスタート位置と曲げエンド位置の一例を示す説明図である。 FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a bending start position and a bending end position of the cored bar.
芯金２０の曲げスタート位置は、芯金２０のストレート部分２０ａの先端が回転駒１４の回転中心Ｃの真上の位置に到来している。芯金２０の曲げエンド位置は、芯金２０が前方に突き出された位置となっている。
The bending start position of the cored
このように、本発明のパイプ曲げ装置においては、ワークの曲げ形状に応じて、例えば、曲げ角度に応じた適正な芯金位置を設定することが可能であり、芯金は単独で位置制御できる。芯金の制御範囲は、製品によって異なるものにできるが、概ね５〜３０ｍｍの範囲とすることが好ましい。この範囲で芯金とワークの相対位置を前進・後退動作により制御して高品質の製品を供給する。 Thus, in the pipe bending apparatus of the present invention, it is possible to set an appropriate cored bar position according to the bending angle, for example, according to the bending shape of the workpiece, and the cored bar can be independently controlled in position. . The control range of the cored bar can vary depending on the product, but is preferably in the range of approximately 5 to 30 mm. Within this range, high-quality products are supplied by controlling the relative position of the cored bar and workpiece by forward and backward movement.
なお、図７に示された曲げエンド位置に限らず、ワークＷや曲げの程度に応じて芯金を種々の曲げエンド位置に設定することが可能である。とくに本発明によれば、パイプ曲げ動作において芯金の先端を曲げ加工の初期工程で回転駒の中心よりワークを曲げる側に位置させ、パイプ曲げ動作に連動して反対の方向（後方）に移動させることも可能であるため、十分な曲げ精度を確保することが可能である。 In addition to the bending end position shown in FIG. 7, the cored bar can be set at various bending end positions according to the workpiece W and the degree of bending. In particular, according to the present invention, in the pipe bending operation, the tip of the metal core is positioned on the side where the workpiece is bent from the center of the rotary piece in the initial bending process, and moved in the opposite direction (backward) in conjunction with the pipe bending operation. Therefore, sufficient bending accuracy can be ensured.
またプレスのためにワーク押圧装置のカムを上下動させて曲げ成形を行うと、成形速度は従来のベンダーに比較して２倍程度速くできる。 Further, when bending is performed by moving the cam of the work pressing device up and down for pressing, the forming speed can be increased by about twice as much as that of a conventional bender.
図８は、本発明のパイプ曲げ装置の、主にワーク押圧装置の関連部分の変形例を示す概略正面図である。 FIG. 8: is a schematic front view which shows the modification of the relevant part of the workpiece | work press apparatus mainly of the pipe bending apparatus of this invention.
図８に示すパイプ曲げ装置においては、ワーク押圧具２２ｄの後端を押圧するワーク押圧装置１２２が設けられている。そのワーク押圧装置１２２は、水平移動部材１２３とサーボモーター１２２ｂを有する。ワーク押圧装置１２２は、駆動源としてサーボモーター１２２ｂを有している。芯金移動装置１１８は、駆動源として芯金用サーボモーター１１８ｂを有している。
In the pipe bending apparatus shown in FIG. 8, a workpiece
なお、本発明は図示された実施例に限定されない。カムを使用すると、設備費用を削減することが容易である。ワーク押圧装置のカムのカム面の傾斜角度やカム面の形状を適宜変更したり、ワークの種類に応じてカム面の傾斜角度や形状を適宜変更したり調節することを可能な構成にすることを可能にするのが好ましい。 Note that the present invention is not limited to the illustrated embodiment. Using a cam makes it easy to reduce equipment costs. The configuration is such that the cam surface tilt angle and cam surface shape of the cam of the work pressing device can be changed as appropriate, and the cam surface tilt angle and shape can be changed and adjusted appropriately according to the type of workpiece. It is preferable to enable this.
さらに、本発明は、例えばパイプ曲げ・切断・溶接の無人化ラインに利用可能である。曲げ加工の技術的解明により曲げ加工範囲を拡大し、曲げ加工製品の製造原価を低減して更に多くの分野で本発明を利用することが可能である。 Furthermore, the present invention can be used for an unmanned line for pipe bending, cutting, and welding, for example. It is possible to use the present invention in many fields by expanding the bending process range by technical elucidation of bending process and reducing the manufacturing cost of the bent product.
１０ パイプ曲げ装置
１２ フレーム
１４ 回転駒
１４ａ、１６ｂ、１８ｂ、２２ｂ 駆動装置
１４ｂ 回転クランプ
１６ クランプ装置
１６ａ スライド機構
１６ｃ スライドクランプ
１６ｄ ワイパー
１８、１１８ 芯金移動装置
２０ 芯金
２２、１２２ ワーク押圧装置
２２ａ カム
２２ｃ カム面
２２ｄ ワーク押圧具
１１８ｂ 芯金用サーボモーター
１２２ｂ サーボモーター
Ｃ 回転中心
Ｗ ワーク
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