CN111618190B - 自动扩管设备、自动扩管方法及扩管器更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够提高扩管作业的效率的自动扩管设备、自动扩管方法及扩管器更换方法。自动扩管设备具备扩管装置(3)以及支承扩管装置(3)并使扩管装置(3)移动的机器人。而且，扩管装置(3)具有扩管器(4)、对扩管器(4)的芯棒(41)进行旋转驱动的旋转驱动器(6)、夹紧扩管器(4)的框架部件(42)的夹紧装置(7)、以及使夹紧装置(7)在扩管器(4)的轴方向上移动的移动装置(8)。

Description

自动扩管设备、自动扩管方法及扩管器更换方法

技术领域

本发明涉及自动扩管设备、自动扩管方法及扩管器更换方法。

背景技术

具备进行管道的扩管加工的扩管装置以及支承该扩管装置并使该扩管装置移动的机器人的自动扩管设备被提出(例如，专利文献1)。扩管装置例如通过利用扩管器来扩大管道的外径并将管道压焊固定在形成于管板上的安装孔的内表面，来进行构成热交换器的管道与安装该管道的管板之间的接合。

在专利文献1所记载的自动扩管设备中，扩管装置通过机器人被移动到作为扩管对象的管道的位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实公平7-31853号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，由于管道的内径与扩管器的外径之间的间隙小，因此有时候难以通过机器人使扩管器移动并且准确地正对准于管道的位置并插入到该管道内。

例如，在专利文献1所记载的自动扩管设备中，仅在扩管工具(扩管器)插入到管道的情况下，扩管工具插通确认机构将进行动作并检测到是能够进行扩管加工的状态。而且，在扩管工具未插入到管道的情况下，指示不应该进行扩管加工，产生为了消除位置偏移的校正机器人的动作的工序。因此，扩管作业的效率下降。

本发明的技术问题在于，提供一种能够提高扩管作业的效率的自动扩管设备、自动扩管方法及扩管器更换方法。

用于解决技术问题的技术手段

为了解决上述技术问题，本发明的自动扩管设备是具备进行管道的扩管加工的扩管装置、以及支承所述扩管装置并使所述扩管装置移动的机器人的自动扩管设备。所述扩管装置具有扩管器、旋转驱动器、夹紧装置以及移动装置。所述扩管器具有芯棒、筒状的框架部件以及多个辊。在芯棒上，在外周面形成有前端侧成为小径的锥形部。筒状的所述框架部件滑动自如且旋转自如地外嵌在所述芯棒上。多个所述辊被旋转自如地保持在所述框架部件并且相对于所述框架部件的轴方向倾斜配置。所述旋转驱动器对所述扩管器的所述芯棒进行旋转驱动。所述夹紧装置夹紧所述扩管器的所述框架部件。所述移动装置使所述夹紧装置在所述扩管器的轴方向上移动。

本发明的自动扩管方法是使用所述自动扩管设备进行扩管作业的自动扩管方法。所述自动扩管方法包括：所述移动装置使所述框架部件向所述芯棒的前端侧移动的工序；以及所述夹紧装置夹紧所述框架部件的工序。另外，所述自动扩管方法包括：所述机器人将所述扩管器插入到所述管道内的工序；以及所述机器人将通过所述旋转驱动器进行正向旋转的所述芯棒向所述扩管器的前端侧运送的工序。另外，所述自动扩管方法包括：所述旋转驱动器在预先设定的负荷转矩被检测到时停止旋转并进行反向旋转的工序；以及所述机器人将通过所述旋转驱动器进行反向旋转的所述芯棒向所述扩管器的基端侧运送的工序。另外，所述自动扩管方法包括当由所述旋转驱动器的反向旋转产生的负荷转矩消失时所述机器人从所述管道中拔出所述扩管器的工序。

本发明的扩管器更换方法是所述自动扩管设备中的扩管器更换方法。所述扩管器更换方法包括：将所述夹紧装置设置成松开状态的工序；以及所述移动装置使所述夹紧装置向所述旋转驱动器侧移动，从而将所述联轴器的所述被按压部向所述旋转驱动器侧按压的工序。另外，所述扩管器更换方法包括：将所述扩管器的所述芯棒插入到所述联轴器的工序；以及所述移动装置使所述夹紧装置向所述旋转驱动器的相反侧移动并解除向所述被按压部的按压，从而将所述芯棒安装到所述联轴器的工序。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够提高扩管作业的效率的自动扩管设备、自动扩管方法及扩管器更换方法。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的自动扩管设备的概略侧视图。

图2是从图1的A方向观察到的扩管装置的俯视图。

图3是从图1的B方向观察到的扩管装置的立体图。

图4是沿着图2的C-C线的剖视图。

图5是示出图4的夹紧装置移动到前端侧的状态的剖视图。

图6是示意性地示出辊的倾斜的图。

图7是示出自动扩管方法的内容的流程图。

图8是用于说明自动扩管设备的扩管作业时的动作的俯视图。

图9是示出进行扩管的情形的放大剖视图。

图10是示出扩管器更换方法中的扩管器的安装作业的内容的流程图。

图11是用于说明自动扩管设备的扩管器安装作业时的动作的俯视图。

图12是用于说明接着图11的、自动扩管设备的扩管器安装作业时的动作的俯视图。

图13是示出扩管器更换方法中的扩管器的拆卸作业的内容的流程图。

图14是用于说明自动扩管设备的扩管器拆卸作业时的动作的俯视图。

附图标记说明

1：自动扩管设备

2：机器人

3：扩管装置

4：扩管器

41：芯棒

411：锥形部

42：框架部件

43：辊

44：框架

45：轴套

451：轴套后环

452：球形保持器

453：轴套前环

6：旋转驱动器

61：旋转轴

7：夹紧装置

71：夹钳

72：空气卡盘

715：抵接部

8：移动装置

9：联轴器

92：被按压部

94：弹性部件

10：控制装置

T：管道

具体实施方式

适当地参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。

此外，在各图中，对于共同的构成要素赋予相同的附图标记，并适当地省略它们的重复说明。

适当地参照图1至图6，对本发明的一实施方式的自动扩管设备1进行详细说明。

图1是本发明的一实施方式的自动扩管设备1的概略侧视图。

如图1所示，本实施方式的自动扩管设备1具备扩管装置3、机器人2、控制装置10以及工具储存部11。此外，在图1中，同时示出了通过机器人2使扩管装置3移动从而使扩管装置3的位置以及姿势以三种方式变化的状态。

扩管装置3进行管道T的扩管加工。扩管装置3通过利用扩管器4扩大管道T的外径并将管道T压焊固定在形成于管板TB上的安装孔TBa的内表面，来进行构成热交换器的管道T与安装该管道T的管板TB之间的接合。机器人2支承扩管装置3并使扩管装置3移动。扩管装置3被固定于机器人2的臂21的前端部。在此，作为机器人2，使用了多关节机器人。控制装置10是通过由CPU执行预先存储在存储单元中的程序来控制自动扩管设备1的各部分的动作的计算机。工具储存部11保管至少一个扩管器4。

图2是从图1的A方向观察到的扩管装置3的俯视图。图3是从图1的B方向观察到的扩管装置3的立体图。图4是沿着图2的C-C线的剖视图。图5是示出使图4的夹紧装置移动到前端侧的状态的剖视图。图6是示意性地示出辊43的倾斜的图。

如图2、图3所示，扩管装置3具有扩管器4、旋转驱动器6、夹紧装置7、移动装置8以及联轴器9。

如图4、图5所示，扩管器4具有芯棒41、筒状的框架部件42以及多个辊43。在芯棒41上，在外周面形成有前端侧成为小径的锥形部411。框架部件42滑动自如且旋转自如地外嵌在芯棒41上。多个辊43被旋转自如地保持在框架部件42。

芯棒41具有：锥形部411，位于该芯棒41的前端侧(以下，也称为“前侧”)；以及圆柱形状的圆柱部412，位于锥形部411的基端侧(以下，也称为“后侧”)。紧固螺母413通过螺纹紧固被固定于芯棒41的前端部。另外，在芯棒41的后端部设置有方柄414。芯棒41的方柄414通过联轴器9与旋转驱动器6的旋转轴61连接。

框架部件42具有：保持辊43的圆筒状的框架44；以及安装在框架44的外周面上的环状的轴套45。轴套45具有：固定在框架44的外周面上的轴套后环451；以及相对于轴套后环451通过球形保持器452被旋转自如地配置在前侧(扩管器4的前端侧)的轴套前环453。

框架44的中空部的内径比芯棒41的圆柱部412的外径稍大。芯棒41贯穿插入到圆筒状的框架44的中空部。在框架44的前端侧例如以120度的间隔在周向上均等地形成有多个作为长槽的辊槽421。各辊槽421在框架44的长度方向上配置在同一位置。截头圆锥形状的辊43卡合并保持在辊槽421中。辊43从辊槽421向框架44的径向的外侧以及内侧露出一部分。

框架44的后端侧使一段外径减小并在其外周面形成有外螺纹，内周面形成有内螺纹的轴套后环451被拧入到该外螺纹。轴套后环451通过止动螺母454固定于框架44。此外，轴套后环451向框架44的固定方法除了使用止动螺母454的方法以外，例如也可以是使用内六角止动螺栓的方法。在球形保持器452配置于轴套后环451的前表面并且轴套前环453配置在球形保持器452的前表面的状态下，它们通过止动环455在轴方向上一体化并构成轴套45。

辊43在框架44的径向内侧围绕其长度方向中心轴旋转的同时其侧面与芯棒41的锥形部411的外周面接触。另一方面，在扩管加工时，辊43在框架44的径向外侧围绕其长度方向中心轴旋转的同时，与芯棒41的接触部大致相反侧的侧面与被扩管的管道T的内周面接触。

如图6所示，辊43配置成其中心轴相对于框架部件42的轴方向(与芯棒41的轴方向相同)倾斜规定角度θ。辊43为截头圆锥形状，该截头圆锥形状具有方向与芯棒41的锥形部411的锥形相反并且倾斜度是其一半的锥形。

如图4、图5所示，在紧固螺母413的后端侧形成有后侧成为小径的锥形面416。在该结构中，在框架部件42向前侧移动从而工具直径变为最小时，框架44的前端部与锥形面416抵接。由此，以使框架部件42的中心轴与芯棒41的中心轴一致的方式进行向心。因此，能够抑制由芯棒41的前端部的自重引起的下垂，扩管器4向管道T内的插入性提高。在此，工具直径是指，基于扩管器4的扩管加工的加工直径，表示通过与多个辊43外切的包络线形成的外接圆的直径。

如图2、图3所示，旋转驱动器6通过联轴器9对扩管器4的芯棒41进行旋转驱动。在此，作为旋转驱动器6，使用了伺服电机。

夹紧装置7夹紧扩管器4的框架部件42，具体而言夹紧框架部件42的轴套前环453(参照图4)。夹紧装置7具有一对夹钳71、一对空气卡盘72以及支承一对空气卡盘72的支承部件73。一对夹钳71从径向两侧夹住并夹紧扩管器4的框架部件42。一对空气卡盘72通过空气压力使一对夹钳71相对于扩管器4的框架部件42分别进退移动。一对空气卡盘72固定在支承部件73的前表面。支承部件73呈矩形板状。在支承部件73的中央部形成有通孔731(参照图4)。通孔731形成为轴套后环451能够在轴方向上插通的大小。

如图3、图4所示，夹钳71具有夹钳本体部711、以及支承夹钳本体部711的夹钳支承部712。在夹钳本体部711形成有与框架部件42的轴套前环453的外周面接触的圆弧面713。夹钳支承部712从图1的A方向观察呈L字状。在夹钳支承部712的面向扩管器4的一侧形成有具有比轴套前环453的外径小的内径的圆弧面714(参照图4)。而且，在夹钳支承部712的前侧的面设置有抵接部715，所述抵接部715在扩管器4的轴方向上与框架部件42的轴套前环453抵接。

如图2、图3所示，移动装置8使夹紧装置7在扩管器4的轴方向上移动。移动装置8通过安装板63固定于旋转驱动器6的外壳62。在此，作为移动装置8，使用了电动缸装置，但是也可以使用利用流体压力的流体压力缸装置。移动装置8具有产生驱动力的本体部81以及通过本体部81进行进退移动的杆82。杆82的前端固定于夹紧装置7的支承部件73的一端部。在支承部件73的另一端固定有引导棒83。引导棒83滑动自如地插通到固定于旋转驱动器6的外壳62上的引导衬套84内。由此，移动装置8能够使夹紧装置7顺畅地移动。

如图4所示，联轴器9将旋转驱动器6的旋转轴61与芯棒41连接。联轴器9具有连接部件91以及被按压部92。连接部件91具有：第一连接部911，形成有与旋转轴61连接的中空部；以及第二连接部912，形成有与作为芯棒41的后端部的方柄414连接的方形的中空部。被按压部92形成有通孔921，连接部件91的第二连接部912插入到该通孔921。

在第二连接部912形成有收容滚珠93的通孔913。在芯棒41的方柄414的外表面形成有滚珠93的一部分能够嵌入的凹部415。在被按压部92的通孔921的内周面形成有滚珠93的一部分能够嵌入的凹部922。

被按压部92通过弹性部件94向旋转驱动器6的相反侧被施力。弹性部件94的与被按压部92相反侧的端部支承于保持器95。也就是说，弹性部件94被收缩配置在被按压部92与保持器95之间。通过在第一连接部911的后端设置的凸部914，保持器95向后方的移动被限制。通过安装于第二连接部912的止动环915，被按压部92向前方的移动被限制。

通过向旋转驱动器6侧按压被按压部92，芯棒41成为能够插入到联轴器9的状态。这是因为，凹部922向面向滚珠93的位置移动，滚珠93变得能够向径向外侧移动。另一方面，在芯棒41插入到联轴器9并且滚珠93的一部分嵌入到凹部415的状态下，解除向被按压部92的按压力，从而将芯棒41安装于联轴器9。这是因为，凹部922与滚珠93的轴方向位置错开，滚珠93变得不能向径向外侧移动。

接下来，对本实施方式的自动扩管设备1的动作进行说明。自动扩管设备1的动作通过控制装置10控制。

参照图7至图9，对使用自动扩管设备1进行扩管作业的自动扩管方法进行说明。图7是示出自动扩管方法的内容的流程图。图8是用于说明自动扩管设备1的扩管作业时的动作的俯视图。图9是示出进行扩管的情形的放大剖视图。

如图7所示，首先，机器人2使扩管装置3的扩管器4向与成为扩管对象的管道T的端面面对的位置移动(S1)。通过获取管板TB的安装孔TBa的位置数据(设计数据)、或者获取管板TB的安装孔TBa的图像并进行图像处理，能够确定成为扩管对象的管道T的位置。

接下来，旋转驱动器6开始旋转动作(S2)，夹紧装置7被设置成松开状态(S3，参照图8中的(a))。此外，旋转驱动器6的旋转动作的开始时期只要是在将在后面进行说明的步骤S8之前，就可以适当地进行变更。

接下来，移动装置8使夹紧装置7向轴方向前端侧移动。此时，移动装置8在夹紧装置7的抵接部715与框架部件42的轴套前环453抵接的状态下，使框架部件42向芯棒41的前端侧移动(S4，参照图8中的(b))。因此，将使辊43位于芯棒41的锥形部411的小径侧，辊43的向径向外侧的突出量变为最小。也就是说，工具直径变为最小。

接下来，夹紧装置7夹紧框架部件42的轴套前环453(S5)。然后，移动装置8对夹紧装置7的轴方向位置的保持力被解除(S6)。具体而言，移动装置8成为制动解除状态、也就是按照外力进行动作的浮动状态。

接下来，机器人2将扩管装置3的扩管器4插入到管道T内(S7，参照图8中的(c))。在此，框架部件42的轴套45的轴套前环453的前端面与管道T的端面接触。

然后，机器人2将通过旋转驱动器6进行正向旋转的芯棒41向扩管器4的前端侧运送(S8，参照图8中的(d))。由此，进行扩管加工。

如图9所示，在扩管加工中，轴套45的轴套前环453与管道T的端面接触，既不旋转也不进行轴方向的位置移动。然而，由于芯棒41被旋转驱动，因此，通过芯棒41的旋转，辊43在管道T的内周面上自转的同时与框架44一起公转，但在轴方向上不发生移动。框架44仅是通过辊43的自转围绕自身的中心轴线公转，在轴方向上不发生移动。另一方面，由于设置有芯棒41的中心轴与辊43的中心轴倾斜规定角度θ的进给角度(feed angle)，因此，芯棒41起到当旋转时自然地在轴方向上被运送的作用。因此，芯棒41旋转的同时通过辊43的进给角度的作用向前端侧移动、即自身推进。通过该芯棒41的向前移动，辊43的与芯棒41的接触位置向锥形部411的大径侧移动，因此工具直径增大，管道T受到扩管加工。

在步骤S8中，在扩管器4受到进行自身推进的轴方向外力的期间，以使扩管器4向轴方向外力的方向移动的方式使机器人2动作。由此，机器人2对扩管装置3的支承位置追随扩管器4的芯棒41的轴方向上的运动。

这样，扩管器4在扩管加工时在自身前进(自身推进)的方向上施加轴方向外力，在扩管后拔出时也在自身拔出(自身后退)方向上施加轴方向外力。机器人2以使该轴方向外力与机器人2的动力不相互推压的方式，配合作为轴方向外力的负荷，进行机器人2所具备的驱动用电机的转矩控制。具体而言，以使机器人2的动作追随扩管器4的自身推进以及自身后退的方式，通过电机电流的控制施加限制，当外力施加于机器人2上时，机器人2按照该外力进行动作。

旋转驱动器6在预先设定的负荷转矩被检测到的情况下，停止旋转并进行反向旋转(S9)。负荷转矩可基于流过旋转驱动器6的电流值获得。

然后，机器人2将通过旋转驱动器6进行反向旋转的芯棒41向扩管器4的基端侧运送(S10)。芯棒41反向旋转的同时通过辊43的进给角度的作用向基端侧移动、即自身后退。通过该芯棒41的向后移动，辊43的与芯棒41的接触位置向锥形部411的小径侧移动，因此工具直径减少。

在步骤S10中，在扩管器4受到进行自身后退的轴方向外力的期间，以使扩管器4向轴方向外力的方向移动的方式使机器人2动作。由此，机器人2对扩管装置3的支承位置追随扩管器4的芯棒41的轴方向上的运动。

接下来，机器人2将扩管装置3的扩管器4从管道T中拔出(S11，参照图8中的(e))，旋转驱动器6停止旋转(S12)。

接下来，参照图10至图12，对自动扩管设备1中的扩管器更换方法进行说明。

图10是示出扩管器更换方法中的扩管器4的安装作业的内容的流程图。图11是用于说明自动扩管设备1的扩管器安装作业时的动作的俯视图。图12是用于说明接着图11的、自动扩管设备1的扩管器安装作业时的动作的俯视图。

如图10所示，首先，夹紧装置7被设置成松开状态(S11，参照图11中的(a))。

接下来，移动装置8使夹紧装置7向旋转驱动器6侧移动，从而联轴器9的被按压部92向旋转驱动器6侧被按压(S12，参照图11中的(b))。由此，芯棒41成为能够插入到联轴器9的状态(参照图4)。

然后，机器人2使扩管装置3的前端朝向下方，以使联轴器9到达保管在工具储存部11中的扩管器4的正上方位置的方式使扩管装置3移动(S13，参照图11中的(c))。

接下来，机器人2使扩管装置3向下方移动。由此，扩管器4的芯棒41的方柄414插入到形成于联轴器9的第二连接部912的方形的中空部(S14，参照图12中的(a))。

接下来，通过移动装置8使夹紧装置7向旋转驱动器6的相反侧移动，夹紧装置7离开联轴器9的被按压部92，向被按压部92的按压被解除(S15，参照图12中的(b))。由此，芯棒41被安装于联轴器9。

然后，机器人2使扩管装置3向上方移动。由此，从工具储存部11中取出安装于扩管装置3的扩管器4(S16，参照图12中的(c))。

图13是示出扩管器更换方法中的扩管器4的拆卸作业的内容的流程图。图14是用于说明自动扩管设备1的扩管器拆卸作业时的动作的俯视图。

如图13所示，首先，夹紧装置7被设置成松开状态(S21，参照图14中的(a))。

接下来，移动装置8使夹紧装置7向旋转驱动器6侧移动，从而安装有扩管器4的芯棒41的联轴器9的被按压部92向旋转驱动器6侧被按压(S22，参照图14中的(b))。由此，芯棒41成为能够从联轴器9中拔出的状态(参照图4)。

接下来，机器人2使扩管装置3移动至设置于工具储存部11的扩管器保管用孔的位置(S23)。

然后，机器人2使扩管器4的前端朝向下方，由此扩管器4因自重而下落，芯棒41从联轴器9被拆卸(S24，参照图14中的(c))。由此，扩管器4进入并卡合到工具储存部11的扩管器保管用孔中。

此外，也可以在夹紧装置7被设置成松开状态，机器人2使扩管器4的前端朝向下方之后，被按压部92向旋转驱动器6侧被按压。如此，能够对准工具储存部11的扩管器保管用孔并且使扩管器4容易进入。

如上所述，本实施方式的自动扩管设备1具备扩管装置3、以及支承扩管装置3并使扩管装置3移动的机器人2。而且，扩管装置3具有：扩管器4；对扩管器4的芯棒41进行旋转驱动的旋转驱动器6；夹紧扩管器4的框架部件42的夹紧装置7；以及使夹紧装置7在扩管器4的轴方向上移动的移动装置8。

在该结构中，通过移动装置8借助夹紧装置7使框架部件42向芯棒41的前端侧移动，从而能够使保持在框架部件42上的辊43向芯棒41的锥形部411的小径侧移动。因此，能够使扩管器4的工具直径减小，由此将扩管器4插入到管道T内变得容易。由此，例如还能够使多个管道T连续地自动扩管，能够提高扩管作业的效率。

另外，在本实施方式中，夹紧装置7具有抵接部715，所述抵接部715在扩管器4的轴方向上与框架部件42抵接。在该结构中，当夹紧装置7向扩管器4的前端侧移动时，夹紧装置7的抵接部715与框架部件42抵接，能够使框架部件42向芯棒41的前端侧移动。另外，在夹紧装置7的抵接部715与框架部件42抵接的状态下，能够在扩管器4的轴方向上定位夹紧装置7和框架部件42。由此，夹紧装置7能够可靠地夹紧框架部件42。

另外，在本实施方式中，框架部件42具有：保持辊43的圆筒状的框架44；以及安装在框架44的外周面上的轴套45。另外，轴套45具有：固定在框架44的外周面上的轴套后环451；以及相对于轴套后环451通过球形保持器452被旋转自如地配置在扩管器4的前端侧的轴套前环453。而且，夹紧装置7夹紧框架部件42的轴套前环453。在该结构中，在扩管加工中，当扩管器4通过辊43的进给角度的作用而自身推进时，被夹紧装置7夹紧的轴套前环453被压紧在作为扩管对象的管道T的端面。因此，在扩管加工中，能够防止作为扩管对象的管道T受辊43的旋转影响而从动。

另外，本实施方式具备控制装置10，所述控制装置10进行以下控制：在扩管器4受到轴方向外力的期间，使机器人2对扩管装置3的支承位置追随扩管器4的轴方向上的运动。控制装置10进行以下控制：以使扩管器4在轴方向外力的方向上移动的方式使机器人3动作从而进行追随。在该结构中，与扩管器4通过辊43的进给角度的作用而自身推进、自身后退的速度相应地，使机器人2对扩管装置3的支承位置自动地追随。由此，能够避免对作为扩管对象的管道T施加多余的力。由此，实现扩管作业的品质的提高。

另外，在本实施方式中，控制装置10进行解除移动装置8对夹紧装置7的轴方向位置的保持力的控制。在通过移动装置8使夹紧装置7向芯棒41的前端侧移动、并且通过夹紧装置7夹紧框架部件42的状态下，进行解除保持力的控制。在该结构中，移动装置8成为按照外力进行动作的浮动状态。由此，在扩管加工中，在芯棒41通过辊43的进给角度的作用旋转的同时行进到管道T内时，能够维持扩管器4被压紧在管道T的端面的状态。

另外，在本实施方式中，夹紧装置7具有一对夹钳71以及一对空气卡盘72。一对夹钳71从径向两侧夹住并夹紧扩管器4的框架部件42。一对空气卡盘72使一对夹钳71相对于扩管器4的框架部件42分别进退移动。在该结构中，能够使用空气压力可靠地夹紧框架部件42。

另外，本实施方式具备联轴器9，所述联轴器9将旋转驱动器6的旋转轴61与芯棒41连接。联轴器9具有被按压部92，所述被按压部92通过弹性部件94向旋转驱动器6的相反侧被施力。联轴器9通过向旋转驱动器6侧按压被按压部92从而成为芯棒41能够插入的状态。另外，联轴器9通过在芯棒41被插入的状态下解除向被按压部92的按压力，从而安装芯棒41。在该结构中，例如，能够使用移动装置8向旋转驱动器6侧按压被按压部92，或者解除向被按压部92的按压力。由此，能够构成为自动地更换扩管器4。扩管器4是消耗工具，需要定期进行更换，因此通过设置成能够自动地更换扩管器4，还能够进行长时间的作业，能够提高扩管作业的效率。

以上，根据实施方式对本发明进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式所记载的结构。本发明可以包括适当地组合以及选择上述实施方式所记载的结构，在不脱离其主旨的范围内能够适当地改变其结构。另外，能够对所述实施方式的结构的一部分进行追加、删除、置换。

例如，在上述实施方式中，作为机器人2，使用了多关节机器人，但是不限于此，例如也可以使用正交坐标型机器人等各种机器人。

Claims (10)

1.一种自动扩管设备，具备：

扩管装置，进行管道的扩管加工；以及

机器人，支承所述扩管装置并使所述扩管装置移动，

其中，所述扩管装置具有：

扩管器，所述扩管器具有：芯棒，在外周面形成有前端侧成为小径的锥形部；筒状的框架部件，滑动自如并且旋转自如地外嵌在所述芯棒上；以及多个辊，旋转自如地保持在所述框架部件并且相对于所述框架部件的轴方向倾斜配置；

旋转驱动器，对所述扩管器的所述芯棒进行旋转驱动；

夹紧装置，夹紧所述扩管器的所述框架部件；

移动装置，使所述夹紧装置在所述扩管器的轴方向上移动；以及

控制装置，所述控制装置进行以下控制：在所述扩管器受到轴方向外力的期间，以使所述扩管器在所述轴方向外力的方向上移动的方式使所述机器人动作，从而使所述机器人对所述扩管装置的支承位置追随所述扩管器的轴方向上的运动，并且与所述扩管器通过所述辊的进给角度的作用而自身推进、自身后退的速度相应地，使所述机器人对所述扩管装置的支承位置自动地追随。

2.根据权利要求1所述的自动扩管设备，其中，

所述夹紧装置具有抵接部，所述抵接部在所述扩管器的轴方向上与所述框架部件抵接。

3.根据权利要求1或2所述的自动扩管设备，其中，

所述框架部件具有：圆筒状的框架，保持所述辊；以及轴套，安装在所述框架的外周面上，

所述轴套具有：轴套后环，固定在所述框架的外周面上；以及轴套前环，相对于所述轴套后环通过球形保持器被旋转自如地配置在所述扩管器的前端侧，

所述夹紧装置夹紧所述框架部件的所述轴套前环。

4.根据权利要求1所述的自动扩管设备，其中，

在通过所述移动装置使所述夹紧装置向所述芯棒的前端侧移动、并且通过所述夹紧装置夹紧所述框架部件的状态下，所述控制装置进行解除所述移动装置对所述夹紧装置的轴方向位置的保持力的控制。

5.根据权利要求1或2所述的自动扩管设备，其中，

所述夹紧装置具有：一对夹钳，从径向两侧夹住并夹紧所述扩管器的所述框架部件；以及一对空气卡盘，使一对所述夹钳相对于所述扩管器的所述框架部件分别进退移动。

6.根据权利要求1或2所述的自动扩管设备，其中，

具备联轴器，所述联轴器将所述旋转驱动器的旋转轴与所述芯棒连接，

所述联轴器具有被弹性部件向所述旋转驱动器的相反侧施力的被按压部，将所述被按压部向所述旋转驱动器侧按压从而设置成所述芯棒能够插入的状态，在所述芯棒被插入的状态下解除向所述被按压部的按压力从而安装所述芯棒。

7.一种自动扩管方法，使用权利要求1所述的自动扩管设备进行扩管作业，包括以下工序：

所述移动装置使所述框架部件向所述芯棒的前端侧移动；

所述夹紧装置夹紧所述框架部件；

所述机器人将所述扩管器插入到所述管道内；

所述机器人将通过所述旋转驱动器进行正向旋转的所述芯棒向所述扩管器的前端侧运送；

所述旋转驱动器在预先设定的负荷转矩被检测到时停止旋转并进行反向旋转；

所述机器人将通过所述旋转驱动器进行反向旋转的所述芯棒向所述扩管器的基端侧运送；以及

当由所述旋转驱动器的反向旋转产生的负荷转矩消失时，所述机器人从所述管道中拔出所述扩管器，

其中，在将所述芯棒向所述扩管器的前端侧运送的工序以及将所述芯棒向所述扩管器的基端侧运送的工序中，在所述扩管器受到轴方向外力的期间，以使所述扩管器在所述轴方向外力的方向上移动的方式使所述机器人动作，从而使所述机器人对所述扩管装置的支承位置追随所述扩管器的轴方向上的运动，并且与所述扩管器通过所述辊的进给角度的作用而自身推进、自身后退的速度相应地，使所述机器人对所述扩管装置的支承位置自动地追随。

8.根据权利要求7所述的自动扩管方法，其中，

在通过所述移动装置使所述夹紧装置向所述芯棒的前端侧移动、并且通过所述夹紧装置夹紧所述框架部件的状态下，进行解除所述移动装置对所述框架部件的轴方向位置的保持力的控制。

9.一种扩管器更换方法，是权利要求6所述的自动扩管设备中的扩管器更换方法，包括以下工序：

将所述夹紧装置设置成松开状态；

所述移动装置使所述夹紧装置向所述旋转驱动器侧移动，从而将所述联轴器的所述被按压部向所述旋转驱动器侧按压；

将所述扩管器的所述芯棒插入到所述联轴器；以及

所述移动装置使所述夹紧装置向所述旋转驱动器的相反侧移动并解除向所述被按压部的按压，从而将所述芯棒安装到所述联轴器。

10.根据权利要求9所述的扩管器更换方法，其中，包括以下工序：

所述移动装置使所述夹紧装置向所述旋转驱动器侧移动，从而将安装有所述扩管器的所述芯棒的所述联轴器的所述被按压部向所述旋转驱动器侧按压；以及

所述机器人使所述扩管器的前端朝向下方。

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