JP6010385B2 - チューブ拡管装置及びチューブ拡管方法 - Google Patents
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Description
このようにして、本発明は、拡管時の作業状態を的確に把握することで、適正な拡管作業を行うことができ、拡管作業が適正に行われたことを確実に保証することができる。
また、コントローラは、拡管完了後、インターバル時間が経過すると、自動的に再度サーボモータを正転させて次の拡管動作を開始し、拡管するチューブの本数分連続して拡管作業を繰り返し、再度、スイッチをONにすると拡管作業を停止して終了する。
かかる構成によれば、本発明に係るチューブ拡管装置は、消耗部品の交換時期を的確に把握して、均一な拡管品質を保証することができる。
かかる構成によれば、本発明に係るチューブ拡管方法は、コントローラが、拡管完了後、インターバル時間が経過すると、自動的に再度サーボモータを正転させて次の拡管動作を開始し、拡管するチューブの本数分連続して拡管作業を繰り返し、再度、スイッチをONにすると拡管作業を停止して終了する。
チューブ拡管装置1は、図1に示すように、先端部に装着される拡管ツールであるチューブエキスパンダ100(図1(c)参照)を駆動する装置であり、作業者M(図1(b)参照)が手に持って自在に持ち運びできる可搬式拡管装置(不図示)とスタンドに移動自在に支持して作業者Mの負担を軽減したスタンド式拡管装置110(図1(a)参照)等の種々のタイプがある。
チューブ拡管装置1は、図1に示すように、先端部に装着したチューブエキスパンダ100をチューブT(図1(b)参照)に挿入した状態で駆動してチューブTを拡管して管板TB(図1(c)参照)に固着するための装置であり、作業性が良く確実にチューブTを固着できるため、熱交換器のチューブTの固着等に広く使用される。
なお、チューブエキスパンダ100は、図示しないアタッチメントによりチューブ拡管装置1(図2参照)に装着して使用し、目的や用途に応じて適宜交換して使用するオプションの拡管ツールである(以下、適宜、「拡管ツール」または単に「ツール」と呼称する場合がある)。
このため、作業者M(図1(b)参照)がマンドレル101の先端部をチューブTに挿入した状態で(図1(b)参照)、チューブ拡管装置1(図2参照)により正回転させると、複数のローラ103がマンドレル101のテーパに沿って軸方向に移動して、この複数のローラ103がマンドレル101を囲んで形成する外周円(外接円)が拡径するように径方向に移動する。このようにして、ローラ103は、マンドレル101の周りを公転しながら自転(転動)してチューブTを拡管する。
このようにして、チューブエキスパンダ100は、チューブ拡管装置1(具体的には、後記するサーボモータ25)によりマンドレル101を正転させて拡管動作、逆転させて戻り動作を行う。
回転駆動部21とマンドレル101とは、回転駆動部21にマンドレル101の根元部に形成されたシャンク101aを図示しないアタッチメントにより一体として連結し、種々のチューブエキスパンダ100を交換可能に固定できるようになっている。
自在継手部23は、角度を自在に変えてトルクを伝達する部位であり、回転部を被覆するラバーカップ23aが装着されている。
サーボモータ25は、DCサーボモータやACサーボモータ等の種々のタイプが適用できるが、サーボモータ25を採用したことで、三相誘導モータと比較すると使用条件に合わせて適切な回転速度およびトルクを好適に設定することができる。
自動運転表示画面62は、表示画面切り替えバー61の[自動運転]62aのタッチ領域をタッチすると表示することができ、[自動運転]62aの領域が選択されていることを示すように色分け表示される。
自動運転表示画面62は、画面の左上部にタイトルである[自動運転]が表示され、画面の右上隅に表示された作業日時表示部62bと、作業日時表示部62bの下方に設けられた運転状態等を表示する作業内容表示部62cと、拡管回数[150]回とプリセット値[100000]回を表示する拡管回数表示部62dと、拡管作業中の各工程時間を表示する拡管時間表示部62eと、回転速度表示部62fと、トルク表示部62gと、を備えている。
なお、[ツール]の表示部には、[A]、[B]、[C]、および[D]の4種類のツールが拡管作業内容に応じて予め登録できるようになっている。
かかる構成により、作業者Mは、予め定めた設定値と実際に行われた作業の実行値を対比して適正な拡管作業が行われたことを確認することができる。
回転速度レベルメータ62f1は、拡管動作時における設定値を示すレベル(図に300の位置で表示)に対する現在RPM(図に300の位置で表示)を対比してグラフに表示したものである。かかる構成により、作業者Mは、拡管動作時における設定値と現在RPMとを一見して対比することができるため、適正な回転速度で拡管が行われたことを容易に確認することができる。
設定トルク(100.0)は、サーボモータ25における拡管動作時の正転と戻し動作時における逆転とを切り替える目標トルクである。[現在トルク(75.6)]は、サーボモータ25に流れる電流値を適度に平均化してトルクを演算した値である。
かかる構成により、作業者Mは、拡管動作時における目標トルク(設定トルク)と現在トルクとを一見して対比することができるため、適正な拡管トルクで拡管が行われたことを容易に確認することができる。
ツールカウンタ表示画面63は、画面の左上部にタイトルである[ツールカウンタ]が表示され、画面の右上隅に表示された作業日時表示部63bと、[ツールA]の拡管回数を表示する表示部63cと、[ツールB]の拡管回数を表示する表示部63dと、現在の画面の[ツールA]と[ツールB]に代えてツールCとツールDを表示するためのタッチ領域[ツールC,D]63eと、を備えている。
[ツールB]の表示部63dに設けられた[選択]をタッチすると、[ツールB]を選択することができ、[ツールB]の脇に配設された表示ランプ63d1が点灯する。
[ローラ]の表示部には、下段に、何回拡管したら交換するかその交換時期を拡管回数[500]回で表示し、上段に、現在の拡管回数[11]を表示する。下段の拡管回数の設定は、作業者Mが回数[500]が表示された領域をタッチするとテンキー(不図示)が現れるので任意の回数を設定することができるようになっている。また、上段の現在の拡管回数[11]回は、コントローラ3(図2参照)が自動運転モードにおける拡管運転が正常に完了した回数をカウントして表示するようになっている。[マンドレル]と[フレーム]の表示部についても同様である。
図5は、図3のツールAを使用した拡管作業のグラフ表示画面64を示したものである。グラフ表示画面64は、この画面の左上部にタイトルである[グラフ表示]が表示され、現在の日時や回転速度および拡管トルクを表示する現在データ表示部64bと、拡管作業中の拡管トルクをグラフで表示するグラフ表示部64cと、を備えている。
現在データ表示部64bには、拡管作業中の現在の日時、拡管作業中のサーボモータ25(図2参照)の回転数[0]およびトルク[0.0]が表示される。この表示における現在は、ちょうど拡管作業が終了しサーボモータ25が停止している状態を示しているが、拡管作業中には、サーボモータ25のエンコーダから読み取った回転速度表示部62fにおける[現在RPM](図3参照)と同じ回転速度が表示される。
このため、作業者Mは、拡管作業における作業データを参照して拡管品質を向上させることができるとともに、種々の作業データを拡管対象物(ワーク)に添付することで、拡管品質を客観的に保証することができる。
作業者M(図1(b)参照)は、チューブエキスパンダ100をチューブ拡管装置1の本体部2の先端部に配設された回転駆動部21(図2参照)に装着して、拡管作業の準備をする(図6のS1参照)。
作業者Mは、トルク表示部62gにより正転・逆転を切り替える際の目標トルクである[設定トルク(100.0)]入力する(図6のS4参照)。
このため、本発明の実施形態に係るチューブ拡管装置1は、拡管時の作業状態を的確に把握して適正な拡管作業を行うことができ、拡管作業が適正に行われたことを確実に保証することができる。
例えば、本実施形態においては、タッチパネル6により拡管トルクと目標トルクおよび回転速度との関係をグラフ表示画面64に表示したが、これに限定されるものではなく、拡管トルクと目標トルクの関係だけを表示してもよい。
2 本体部
3 コントローラ
4 フットスイッチ
5 トルク演算手段
6 タッチパネル(表示手段、入力表示手段)
8 作業記録手段
21 回転駆動部
22 テレスコハンド
23 自在継手部
24 ブラケット
25 サーボモータ(駆動装置)
31 電源ケーブル
32 運転準備ボタン
33 運転モード切替えスイッチ
34 リセットボタン
35 ブザー
36 非常停止ボタン
62 自動運転表示画面
63 ツールカウンタ表示画面
64 グラフ表示画面
T チューブ
TB 管板
Claims (8)
- 装着されるチューブエキスパンダをサーボモータにより回転駆動する駆動装置と、駆動装置の動作を制御するコントローラと、を有し、前記チューブエキスパンダをチューブに挿入して拡管作業を行うチューブ拡管装置であって、
前記コントローラは、前記サーボモータに流れる電流値からトルクを演算するトルク演算手段と、
拡管作業中の拡管トルクおよび予め設定した拡管完了を示す目標トルクを表示する表示手段と、を備え、
前記コントローラは、スイッチがONされると、前記サーボモータを正転させて拡管動作を開始させ、
拡管時に前記サーボモータに流れる電流から拡管トルクを演算し、前記拡管トルクが予め設定した目標トルクに達すると回転を停止させ、
前記サーボモータの正転停止後、予め設定した戻し動作時の回転速度で逆転を開始し、予め設定した逆転時間が経過すると、回転を停止し拡管完了を報知し、
拡管完了後、予め設定したインターバル時間が経過すると、自動的に前記サーボモータを正転させて次の拡管動作を開始させること、
を特徴とするチューブ拡管装置。 - 前記コントローラは、前記表示手段に前記拡管トルクを時間軸のグラフで表示し、前記目標トルクのレベル表示を重ねて表示すること、
を特徴とする請求項1に記載のチューブ拡管装置。 - 前記コントローラは、前記表示手段に前記サーボモータの回転速度を時間軸のグラフで表示し、前記拡管トルクの時間軸のグラフに重ねて表示すること、
を特徴とする請求項2に記載のチューブ拡管装置。 - 前記コントローラは、前記拡管トルクおよび回転速度を記録する作業記録手段を備えたこと、
を特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のチューブ拡管装置。 - 前記表示手段は、タッチパネル入力が可能な入力表示手段であり、この入力表示手段により、予め設定する拡管作業中の前記サーボモータの回転速度、前記目標トルクを設定すること、
を特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のチューブ拡管装置。 - 前記コントローラは、前記拡管作業の拡管回数を前記表示手段に表示すること、
を特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のチューブ拡管装置。 - 前記コントローラは、前記表示手段に前記拡管回数に応じて消耗する消耗部品の交換時期を表示すること、
を特徴とする請求項6に記載のチューブ拡管装置。 - 装着されるチューブエキスパンダをサーボモータにより回転駆動する駆動装置と、駆動装置の動作を制御するコントローラと、を有し、前記チューブエキスパンダをチューブに挿入して拡管作業を行うチューブ拡管装置を使用したチューブ拡管方法であって、
スイッチがONされると、前記サーボモータを正転させて拡管動作を開始させ、
拡管時に前記サーボモータに流れる電流から拡管トルクを演算し、前記拡管トルクが予め設定した目標トルクに達すると回転を停止させ、
前記サーボモータの正転停止後、予め設定した戻し動作時の回転速度で逆転を開始し、予め設定した逆転時間が経過すると、回転を停止し拡管完了を報知し、
拡管完了後、予め設定したインターバル時間が経過すると、自動的に前記サーボモータを正転させて次の拡管動作を開始させること、
を特徴とするチューブの拡管方法。
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