JP2000033427A - チュ―ブ曲げ加工装置およびチュ―ブ曲げ加工方法 - Google Patents

チュ―ブ曲げ加工装置およびチュ―ブ曲げ加工方法

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JP2000033427A
JP2000033427A JP11109271A JP10927199A JP2000033427A JP 2000033427 A JP2000033427 A JP 2000033427A JP 11109271 A JP11109271 A JP 11109271A JP 10927199 A JP10927199 A JP 10927199A JP 2000033427 A JP2000033427 A JP 2000033427A
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tube
bending
spindle
arbor
tool
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Roger L Tetzloff
ロジャー エル テツロフ
Michael T Morris
マイケル ティー モリス
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Burr Oak Tool and Gauge Co
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    • B21D43/00—Feeding, positioning or storing devices combined with, or arranged in, or specially adapted for use in connection with, apparatus for working or processing sheet metal, metal tubes or metal profiles; Associations therewith of cutting devices
    • B21D43/006—Feeding elongated articles, such as tubes, bars, or profiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D7/02—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のチューブ装填区画の何れに対してもチ
ューブを供給可能な一つのローダを有するチューブ曲げ
加工装置を提供すること。 【解決手段】 チューブ曲げ加工装置10は、ベース12
と、所定の曲げ軸19を中心にチューブＴを曲げるための
曲げアーバ16および曲げアーム17と、所定の送り軸20方
向に延びるスピンドル11と、その端部のクランプ手段27
と、を有する。スピンドル11は、第一位置22で第一チュ
ーブ装填区画24に供給されるチューブＴを受取り、第二
位置23で第二チューブ装填区画26に供給されるチューブ
Ｔを受取る。チューブローダ38は移動トラック28により
各区画24,26へ移動し、そこでロック手段（33、47等）
により固定され、各区画24,26の何れに対してもチュー
ブＴを供給可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はチューブ曲げ加工装
置および加工方法に関し、特にそのローディング・アン
ローディング機構に関する。より具体的には、チューブ
曲げ加工装置上に複数のチューブ装填区画が設定されて
いる場合に、曲げ加工されるチューブを各チューブ装填
区画の何れかに対し選択的に供給、装填しあるいは取出
すために、チューブ曲げ加工装置上にロボット装置を用
いて構成されたチューブ曲げ加工装置および加工方法に
関する。
【０００２】
【背景技術】従来、チューブ（管材や筒材）を途中を潰
すことなく屈曲させるために、曲げアーバ（曲げ芯部
材）を用いたチューブ曲げ加工装置が用いられている。
【０００３】このようなチューブ曲げ加工装置として
は、曲げアーバの二つの対向する側面のそれぞれに配さ
れた一対のチューブ装填区画を有するものがある。各チ
ューブ装填区画は別々のチューブ曲げ加工のために利用
される。このようなチューブ曲げ加工装置でチューブ曲
げ加工を行う際には、前述した二つのチューブ装填区画
のそれぞれに対して一本ずつチューブを供給する必要が
あり、このために各チューブ装填区画毎に別々のチュー
ブローダが用いられている。
【０００４】曲げアーバに供給されたチューブに対して
は所期の曲げ加工が実行されるが、全ての加工が済んだ
チューブの形状が複雑である場合、曲げアーバから取り
除くことが容易でないことがある。これに対し、別のロ
ボティックス（ロボット装置）を用いて曲げアーバから
加工済チューブを自動的に取り除いたり、このチューブ
曲げ加工装置のオペレータが手動で取外したりしてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、各チュ
ーブ装填区画毎に別々のチューブローダを設置する場
合、各々にセットアップ作業が必要となり、チューブ曲
げ加工装置全体としてのセットアップ時間が長くなると
言う問題がある。
【０００６】特に、曲げ加工されるチューブを前記各チ
ューブ装填区画に運ぶために、各チューブローダの動作
位置を正確に調節するために時間を要した。更に、一方
のチューブ装填区画から他方のチューブ装填区画に動作
が切り替えられる際には、その連携のための中断時間を
最小限にすることが要求されている。一方、前述のよう
に、チューブを曲げアーバから取出す際に、別のロボテ
ィックスを用いる場合、設備に費用がかかり、またこの
ロボティックスを前記チューブ曲げ加工装置と組み合わ
せて協調動作させるために相当なセットアップ作業およ
びその時間を要する。加えて、別々のロボティックスを
設けることで前記チューブ曲げ加工装置の周囲の価値あ
る床スペースが占拠され、前記チューブ曲げ加工装置の
周りのオペレータの作業スペースも限定されるという問
題がある。
【０００７】また、オペレータの手作業によりチューブ
を取出すことも好ましくない。安全のためには、オペレ
ータは動いている機械から離れているのが好ましいから
である。本発明の目的は、前記チューブ曲げ加工装置上
の複数のチューブ装填区画の何れに対しても一つのロー
ダでチューブを供給できるチューブ曲げ加工装置を提供
することである。
【０００８】本発明の他の目的は、別のロボット装置あ
るいはオペレータの助力を用いずに、曲げられたチュー
ブを曲げアーバから確実に取出すことができるチューブ
曲げ加工装置およびチューブ曲げ加工方法を提供するこ
とである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した目的
を達成するために、ベース上にチューブを取扱うスピン
ドル、曲げアーバおよび曲げアームを有するチューブ曲
げ加工装置において、複数のチューブ装填区画の各々に
チューブを供給可能な各位置へ巡回可能な移動式のロー
ダを設けるものである。
【００１０】具体的に、本発明のチューブ曲げ加工装置
は、ベースと、このベースに設置されて所定の曲げ軸を
中心にチューブを曲げるための曲げアーバと、前記ベー
スに設置されて前記曲げアーバに対して前記曲げ軸を中
心に回動可能に接続された曲げアームと、前記ベースに
設置されて所定の送り軸方向に延びるスピンドルと、こ
のスピンドルの端部に設置されて前記送り軸方向に保持
されたチューブの端部をクランプ可能なクランプ手段
と、を有し、前記スピンドルは、前記送り軸まわりに回
転可能かつ前記曲げアーバに対して三次元的に相対移動
可能とされ、前記クランプ手段を有する端部が前記曲げ
アーバから離隔した第一位置から前記端部が前記曲げア
ーバに近接する第二位置まで前記送り軸に沿って移動可
能であり、前記第一位置から前記曲げアーバまでの領域
により第一チューブ装填区画が規定されるとともに、前
記曲げアーバから前記第一チューブ装填区画とは反対側
へと前記送り軸方向に所定長さ延びる領域により第二チ
ューブ装填区画が規定される、そのようなチューブ曲げ
加工装置において、前記ベースの側方に、第一チューブ
装填区画および第二チューブ装填区画に沿って設置され
て、前記送り軸と並行に連続的に延びる長尺の移動トラ
ックと、前記移動トラックに沿って移動可能に設置さ
れ、前記第一チューブ装填区画および第二チューブ装填
区画の何れかに隣接した状態で当該何れかの装填区画の
供給位置に前記送り軸方向に延びるチューブを一本ずつ
順次供給するチューブローダと、前記チューブローダを
前記第一チューブ装填区画および第二チューブ装填区画
の何れかに隣接した状態で選択的に固定可能かつ解除可
能なロック手段と、を有することを特徴とする。このよ
うな構成においては、スピンドルは第一位置において第
一チューブ装填区画の供給位置に供給されるチューブを
クランプし、このチューブを曲げアーバおよび曲げアー
ムに送って曲げ加工を行う。また、スピンドルは第二位
置において第二チューブ装填区画の供給位置に供給され
るチューブをクランプし、このチューブを曲げアーバお
よび曲げアームに送って曲げ加工を行う。ここで、各チ
ューブ装填区画へのチューブの供給は一つのチューブロ
ーダで行われる。すなわち、チューブローダは移動トラ
ックに沿って移動可能であり、第一チューブ装填区画お
よび第二チューブ装填区画の何れにもチューブを供給可
能である。そして、各区画にチューブを供給するとき
は、ロック手段で固定することにより、チューブの供給
動作を安定させかつチューブローダの移動方向（送り軸
方向）の位置精度を正確にできる。前記チューブローダ
は前記移動トラックに沿って移動する運搬台を有し、こ
の運搬台は、前記チューブを前記供給位置へ所定の許容
差内で供給するのを補助するために、前記移動トラック
に対する前記運搬台の横方向位置を調節する横方向調整
機構を有することが望ましい。
【００１１】このようにすれば、横方向調整機構により
チューブローダと供給位置との距離の調整が可能とな
り、前述したチューブローダの移動方向だけでなく、こ
れと直交する方向の位置精度も正確にすることができ、
一層安定したチューブ供給動作が可能になる。前記チュ
ーブローダは前記供給位置に前記一本のチューブを供給
する際に、このチューブの一端が前記曲げアーバに近接
するように設定され、前記横方向調整機構は、前記少な
くとも一本のチューブの半径の変化あるいは曲げ半径の
変化を補償するために前記曲げアーバに対する前記横方
向位置の調整を補助するものであることが望ましい。
【００１２】このようにすれば、曲げ加工するチューブ
が変更されても、供給位置に供給されるチューブと曲げ
アーバ等との位置関係を一定に調整することができ、安
定したチューブ曲げ加工を行うことができる。前記運搬
台は、フレームと、このフレームに取り付けられて前記
移動トラックと略直交する方向に延びる少なくとも一対
の離隔された平行な車軸と、これらの車軸の各端部に設
けられた回転可能な車輪と、を有し、前記移動トラック
は、前記車輪がその上を転がる一対の平行なレールを有
し、前記横方向調整機構は、前記フレームに固定されか
つ前記車軸を当該車軸の軸方向へ位置調整可能に受ける
軸受部材を有し、前記チューブローダを固定する前記ロ
ック手段は、前記移動トラックと前記フレームとを固定
的に結合するロック機構であることが望ましい。
【００１３】このような構成により、前述した移動式の
チューブローダを容易に実現することができる。前記運
搬台は、前記フレームに設置されて複数のチューブを保
持するチューブホッパーと、前記チューブホッパーから
前記供給位置に一本ずつ前記チューブを供給するための
コンベア機構と、を有することが望ましい。
【００１４】このような構成により、前述した移動式の
チューブローダを容易に実現することができる。前記ベ
ースはツール収納部を有し、前記ツール収納部には把持
ツールが収納され、この把持ツールは、相対的に移動可
能な一対のジョーと、これらのジョーを開位置及び閉位
置の間で駆動する開閉機構と、前記スピンドルの前記ク
ランプ手段に結合可能な結合機構とを有し、これによ
り、前記把持ツールは、前記クランプ手段に結合されて
前記スピンドルによって移動され、かつ前記ジョーを開
閉して前記曲げられたチューブの一部を把持すること
で、前記曲げアーバの周りに巻かれた加工済チューブの
取出しを補助する構成とすることが望ましい。
【００１５】このようにすれば、通常はチューブの端部
をクランプする形式になっているスピンドルであって
も、把持ツールを介してチューブの中間部分等を把持す
ることができるようになる。このため、曲げアーバの周
囲で複雑な形状に曲げられている加工済チューブであっ
ても、この把持ツールおよびスピンドルでチューブを把
持して取出すことができる。これらにより、曲げられた
チューブを曲げアーバから確実に取出すことができるア
ンローダが構成され、別のロボット装置あるいはオペレ
ータの助力を用いずに加工済チューブを簡単、確実に取
出すことができる。前記ツール収納部には、前記把持ツ
ールの前記ジョーで把持可能なロッドが設置され、前記
把持ツールは前記ツール収納部に収納されている状態で
は前記ロッドを把持することでこのロッドに固定されて
おり、使用にあたって前記スピンドル上の前記クランプ
手段が前記結合機構に結合された際には前記ジョーが開
いて前記ロッドから離れる構成とすることが望ましい。
【００１６】このようにすれば、ツール収納部に収納さ
れる把持ツールはチューブを把持する機構により自分自
身を保持することができ、別途保持機構などを設ける必
要がないとともに、結合機構へのスピンドルのクランプ
手段の連結も簡単かつ確実に行える。前記ロッドは前記
ツール収納部に収る収納位置と前記ツール収納部の外の
スピンドル結合位置との間で往復移動可能であり、前記
ロッドを把持した把持ツールは前記ロッドと共に前記収
納位置から前記スピンドル結合位置へと移動し、この位
置で前記スピンドルの前記クランプ手段が前記把持ツー
ルの前記結合機構に結合される構成とすることが望まし
い。
【００１７】このようにすれば、ツール収納部をスピン
ドルの動作領域から十分に離隔させることができ、曲げ
加工動作に支障がないとともに、ツール収納部からスピ
ンドルの動作領域への搬送もロッドによって簡単かつ確
実に行うことができる。前記開閉機構は前記把持ツール
にのみ設けられていることが望ましい。
【００１８】つまり、把持ツールはスピンドルに装着さ
れて開閉動作するが、その動作のための動力供給などが
スピンドル側に必要だと構造の複雑化により実施の困難
性が伴うが、把持ツール側だけに設ければスピンドル側
での対応が不要となり、実施が容易である。
【００１９】具体的には、把持ツールから外部の動力源
へと配管配線類を直接接続する構成とすればよい。これ
らの配管配線類は、当然ながら把持ツールの移動を許容
するために可撓性であることが望ましい。
【００２０】なお、動力としては、油圧や空気圧などの
流体圧式、電気的に動作するモータやソレノイド等、既
存の動力が適宜適用できる。前記開閉機構は空気圧で動
作するものであり、かつ前記スピンドルと独立に制御さ
れることが望ましい。
【００２１】このようにすれば、一般の工場などで容易
に確保できるとともに、油圧式よりも汚れなども少な
く、かつ安全である。本発明のチューブ曲げ加工方法
は、ベースと、このベースに設置されて所定の曲げ軸を
中心にチューブを曲げるための曲げアーバと、前記ベー
スに設置されて前記曲げアーバに対して前記曲げ軸を中
心に回動可能に接続された曲げアームと、前記ベースに
設置されて所定の送り軸方向に延びるスピンドルと、こ
のスピンドルの端部に設置されて前記送り軸方向に保持
されたチューブの端部をクランプ可能なクランプ手段
と、前記スピンドルに結合されて前記チューブを把持可
能な把持ツールと、を有する、そのようなチューブ曲げ
加工装置を用いてチューブ曲げ加工を行うチューブ曲げ
加工方法であって、前記チューブを前記スピンドルでク
ランプしつつ前記曲げアーバおよび曲げアームで前記チ
ューブを所定形状に曲げて前記曲げアーバに巻付かせる
工程と、前記スピンドルによる前記チューブのクランプ
を解除し、前記スピンドルで前記把持ツールを結合する
工程と、前記スピンドルにより前記把持ツールを前記曲
げアーバ近傍に移動させ、前記曲げアーバに巻付いた前
記チューブの一部を前記把持ツールで把持する工程と、
前記スピンドルにより前記把持ツールおよびこれに把持
された前記チューブを前記曲げアーバから取外し、所定
の曲げチューブ収集地点まで移動し、この後前記チュー
ブを前記把持ツールによる把持状態から解放する工程
と、を含むことを特徴とする。このようにすれば、スピ
ンドルでチューブの端部をクランプした状態で、曲げア
ーバおよび曲げアームによるチューブの曲げ加工が行え
る。さらに、曲げ加工の後、スピンドルで把持ツールを
クランプし、この把持ツールを介して曲げ加工されたチ
ューブを把持し、取出すことができる。つまり、スピン
ドルは通常、加工動作のためにチューブ端部をクランプ
するものであるが、このスピンドルを加工済チューブの
取出し（アンロード）にも転用することができ、これに
より別途にアンローダ機構等を設置することなく、かつ
オペレータの助力を用いずに、曲げられたチューブを曲
げアーバから確実に取出すことができる。前記チューブ
曲げ加工方法において、通常時の前記把持ツールは前記
ベースに設置された前記ツール収納部に収納されてお
り、前記結合する工程に先立って前記把持ツールが所定
のツール収納部からスピンドル結合位置まで移動される
ようにすることが望ましい。
【００２２】このようにすれば、曲げ加工の際に、使用
しない把持ツールが作業の邪魔になることがないととも
に、必要になった際に円滑にスピンドルに結合できる。
前記チューブ曲げ加工方法において、前記ツール収納部
から前記スピンドル結合位置までの前記把持ツールの移
動および前記スピンドルとの結合は、前記曲げアームの
移動により前記チューブに対する所定の曲げ加工のうち
最後の曲げ加工が施されている間に実行されることが望
ましい。
【００２３】このようにすれば、チューブ曲げ加工が完
全に終了してから把持ツールの結合を行う手順とした場
合に比べ、作業を一部オーバーラップさせて作業時間を
短縮することができる。なお、最後の曲げ加工の間、チ
ューブは曲げアーバと曲げアームで保持されるため、ス
ピンドルによるチューブ端部のクランプを解除しても支
障はない。前記チューブ曲げ加工方法において、前記把
持ツールは前記曲げアーバ部分に新たなチューブが供給
される間に前記ツール収納部に復帰することが望まし
い。
【００２４】このようにすれば、把持ツールを収納部に
戻してから新たなチューブを取入れる手順とした場合に
比べ、作業を一部オーバーラップさせて作業時間を短縮
することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。
【００２６】なお、以下の説明において、参照の便宜の
ためにのみ特定の用語が用いられるが限定的なものでは
ない。例えば、「上に」、「下に」、「左に」及び「右
に」との単語は、参照される図面中の方向を示す。ま
た、「中に」及び「外に」との単語は、それぞれ前記装
置及びその指定された部分の幾何学上の中心に向かい、
または離れる方向を指す。これらの用語は上記に具体的
に述べられた単語、そこから導かれる類語及び同様の意
味を有する単語を含むものとする。図１には、チューブ
曲げ加工装置10が示されている。チューブ曲げ加工装置
10の基本構造は従来と同様であり、ベース12およびこれ
に支承されたスピンドル11を有する。スピンドル11は、
互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸（図１中に矢印X,Y,Zで
指示）の各方向に移動可能である。スピンドル11はX軸
方向に延びる棒状とされ、それ自体の軸線を中心として
何れの向きにも回転可能である（図１中に矢印Bで指
示）。
【００２７】なお、スピンドル11が延びるX軸方向は送
り軸20とされ、曲げ加工を行うべきチューブＴが供給さ
れる際に当該チューブＴが延びる方向でもあり、後述す
るチューブローダ38の移動方向もこの送り軸20に合わせ
てある。
【００２８】ベース12には片持ち式のビーム13が外側に
向けて支承されている。このビーム13の端部にはチュー
ブ曲げ機構14が設置されている。その近傍には把持ツー
ル21が設置されている。チューブ曲げ機構14は、その周
囲にチューブが曲げ加工される曲げアーバ16と、この曲
げアーバ16に蝶番式に取り付けられた曲げアーム17とを
有する。曲げアーム17はチューブグリッパー18を有し、
このチューブグリッパー18で曲げ加工すべきチューブＴ
の側壁と係合し、このチューブＴを曲げアーバ16の周囲
に、曲げ軸19を中心に回るように案内してチューブＴに
曲げを形成する。チューブ曲げ機構14においては、チュ
ーブＴの曲げ加工が必要な部位が曲げアーバ16の位置に
来るように順次チューブＴを適切な位置に保持しなけれ
ばならない。
【００２９】このために、スピンドル11は、先端部にチ
ューブＴを掴むためのクランプ手段27を有するととも
に、所定の第一位置22（破線で図示）と第二位置23（実
線で図示）との間の区間を移動可能かつ任意の位置で停
止可能となっている。スピンドル11の駆動はベース12に
設置された既存の駆動機構（図示省略）などを用いて行
われる。
【００３０】クランプ手段27は、スピンドル11の周方向
に配列された複数のクランプ部材25を用いてチューブＴ
の端部を把持する既存の構造である。つまり、各クラン
プ部材25が他の駆動手段（図示省略）により径方向に移
動することで、全体として拡がりあるいは閉じ、各々の
内側にチューブＴの端部を挟み込み、締付け保持し、あ
るいは解除することが可能である。第一位置22にある時
のスピンドル11先端から曲げアーバ16まで領域により第
一チューブ装填区画24が規定され、曲げアーバ16の第一
チューブ装填区画24とは反対側の送り軸20に沿った領域
により第二チューブ装填区画26が規定される。
【００３１】第二チューブ装填区画26は第二位置23にあ
る時のスピンドル11先端からチューブＴの長さ（使用す
る最大の長さ）分と表してもよく、第一チューブ装填区
画24は第一位置22にある時のスピンドル11先端からチュ
ーブＴの長さ分と表してもよい。第二位置23は曲げアー
バ16に近接した位置に設定され、第一位置22は曲げアー
バ16からチューブＴの長さ（使用する最大の長さ）分離
隔した位置に設定されているからである。
【００３２】第一チューブ装填区画24はスピンドル11が
第一位置22にある際に新たなチューブＴが供給される区
画である。第二チューブ装填区画26はスピンドル11が第
二位置23にある際に新たなチューブＴが供給される区画
である。第一チューブ装填区画24および第二チューブ装
填区画26に新たなチューブＴを供給するためにチューブ
ローダ38が設けられている。チューブローダ38は、第一
チューブ装填区画24および第二チューブ装填区画26の各
々に対応するべく、移動トラック28に沿って移動する運
搬台39を備えている。
【００３３】移動トラック28は、ベース12の側方を送り
軸20方向に沿って延び、第一チューブ装填区画24および
第二チューブ装填区画26およびその間にわたって配置さ
れている。移動トラック28は、二本の平行なレール29、
31を有する。各レール29、31は全長にわたって所定間隔
毎の数カ所を互いに板状部材32（両端のもの以外は図示
省略）で結合され、相互の間隔を一定に維持することで
平行状態を維持されている。移動トラック28の両端には
運搬台39のそれ以上の移動を規制する当接部材33が設置
されている。この当接部材33は、レール29、31の両端を
結合する板状部材32に溶接固定されている。当接部材33
は送り軸20方向に貫通する孔34を有する。この孔34には
雄ねじ付ボルト36が回転自在に挿通され、この雄ねじ付
ボルト36は運搬台39に当接する側の先端が当接部材33の
一側面から突出するとともに、反対側の端部に大径ヘッ
ド37を有し、この大径ヘッド37を手動で回転操作するこ
とが可能である。運搬台39は、その対向する端部にＵ字
状の軸受ヨーク41を有し、この軸受ヨーク41はその脚4
2、43の先端で車軸44を回転自在に支障し、この車軸44
の両端に車輪46が設置されている。車輪46は図２に示さ
れるようにレール29、31に係合して円滑に案内されるべ
く、周面の両側にフランジが立上がった形状、言換えれ
ばレールが填り込む凹溝が全周に連続した形状に形成さ
れている。
【００３４】軸受ヨーク41は、車軸44に対してその軸線
方向（移動トラック28の幅方向）へ変位可能に構成さ
れ、軸受ヨーク41および運搬台39は車軸44ないし移動ト
ラック28に対して図２の実線位置から破線位置までの間
の任意の位置に設定可能である。このように車軸44と軸
受ヨーク41との変位を移動範囲内の任意の位置に設定す
ることで、運搬台39の移動トラック28に対する横方向
（幅方向）の位置設定ないしチューブローダ38のスピン
ドル11に対する距離を調整可能である。各車軸44には停
止ブロック47が固定されている。各停止ブロック47は雌
ねじ付孔を有し、この雌ねじ付孔は当接部材33の孔34と
同一軸線上に形成され、孔34に挿通されているボルト36
が螺合可能である。例えば、チューブローダ38が図１及
び図２の実線に示される位置にあるとき、ボルト36は各
停止ブロック47の孔に螺合して停止ブロック47を当接部
材33に対して固定する。これによりチューブローダ38の
ロック手段が構成されている。軸受ヨーク41にはゲージ
プレート48が固定され、このゲージプレート48には車軸
44方向のスロット49が設けられている。停止ブロック47
には上向きに外周ねじ付スタッド（図示省略）が固定さ
れ、このスタッドの上端はスロット49を挿通してゲージ
プレート48の上面に露出している。この露出したスタッ
ドの上端には雌ねじ付キャップナット51が螺合されてい
る。キャップナット51はハンドル52を有し、ハンドル52
を図２の矢印Cの方向に手動で回転操作することで、キ
ャップナット51をゲージプレート48に対してゆるめたり
締め付けたりすることができる。キャップナット51とス
タッドでゲージプレート48を締付け固定することで軸受
ヨーク41と停止ブロック47とがロックされる。
【００３５】前述した運搬台39に対して移動可能な軸受
ヨーク41によるチューブローダ38のスピンドル11に対す
る距離調整を適切に行ったら、これらの軸受ヨーク41と
停止ブロック47とをロックすることで、適切に調整され
た状態を維持することができる。これらにより横方向調
整機構が構成されている。
【００３６】必要であれば、ゲージプレート48に目盛
（図示せず）を設けてもよく、オペレータが運搬台39を
横方向に調整して適切な位置を決定するのに便利であ
る。運搬台39にはフレーム53が設けられ、このフレーム
53にはウォーキングビーム式のコンベア機構54が支承さ
れている（図３参照）。
【００３７】コンベア機構54は、相互に間隔調整可能な
一対のガイドプレート55により、チューブピックアップ
位置56（＝供給位置）に向けてチューブＴを一本ずつ供
給するものである。各ガイドプレート55は相互の平行関
係を維持しながら送り軸20方向に可動である。曲げアー
バ16に近い側のガイドプレート55により、ローダ38から
供給されるチューブＴの端部が曲げアーバ16の近傍位置
に位置合わせ制御される。コンベア機構54は、前述した
各ガイドプレート55が調節可能である点を除き、従来と
同様の構造を有しており、これによりチューブＴの順次
送りを行う。
【００３８】つまり、複数のチューブＴがチューブホッ
パ57に置かれ、その後チューブＴが一本ずつ昇降機構58
によりチューブホッパ57から位置T1に持ち上げられ、チ
ューブＴ1がその後位置T2までランプ62を回転しながら
落ちてゆく。その後、昇降ビーム59が別の昇降機構61に
より持ち上げられて、別のランプ63上をチューブ位置T4
まで転がり落ちることができるようにチューブをチュー
ブ位置T2から位置T3に持ち上げる。昇降機構61によって
昇降ビーム59を順次昇降することで、チューブが供給位
置である各チューブトラフ64に配置されて、最終的には
一本のチューブＴがチューブピックアップ位置56へと供
給される。その後、各々一対のチューブグリッパー67を
有する一対のアーム66（図１参照）が駆動されてピック
アップ位置56でグリッパー67をチューブＴの周囲に移動
させて閉じ、チューブＴを掴んで送り軸20に沿った位置
（図１中破線位置）に移動させる。この位置において、
チューブＴは曲げアーバ16に近接しており、曲げアーバ
16と曲げアーム17のチューブグリッパー18との間に迅速
に配置される。スピンドル11は、その後送り軸20方向に
対して前進（図１中左向きに移動）可能であり、クラン
プ手段27がチューブＴの端部をクランプし、後退（図１
中右向きに移動）してチューブＴをスピンドル11の第二
位置22へ移動可能となる。その後、公知の操作により、
図４から図１０に示される様々な曲げ加工操作が行われ
る。もし必要ならば、図４から１０に示される曲げ加工
操作の多くは、曲げアーバ16の周りに曲げられる際にチ
ューブに傷を付けないようにするために、曲げマンドレ
ルを有するチューブマンドレル（双方とも図示せず）を
用いて行うことが可能である。従来の曲げマンドレル付
チューブマンドレルはアメリカ特許番号5、379、624号
（符号13及び17）に示されている。
【００３９】チューブＴはチューブがスピンドル11の第
一位置22へと後退する時に曲げマンドレルによりスリー
ブでつながれる。但し、曲げマンドレルが所定の場所に
あるとき、第一チューブ装填区画24でチューブ曲げ加工
装置10に新たなチューブＴをロードすることはできず、
全てのチューブローディングは第二チューブ装填区画26
で行われなくてはならない。
【００４０】曲げマンドレルが必要でない状況が生じた
場合、第一チューブ装填区画24でチューブ曲げ加工装置
10のローディングを行うのが便宜である。チューブロー
ダ38を第二チューブ装填区画26への供給位置（図１の実
線位置）から第一チューブ装填区画24への供給位置（図
１の破線位置）まで素早く移動するには、単にチューブ
ローダ38の端部に螺合されているボルト36をゆるめて停
止ブロック47と当接部材33の係合をはずし、実線位置の
チューブローダ38を移動トラック28で破線位置まで移動
させ、運搬台39の反対側端部の停止ブロック47と対応す
るボルト36とを固定する、という単純な作業を行えばよ
い。なお、長さおよび直径が異なるチューブＴがチュー
ブホッパ57に置かれたり、異なる半径の曲げアーバ16が
用いられる場合には、運搬台39を横方向に調節して、ス
ピンドル11で掴むべく供給されるチューブＴが曲げアー
バ16に対して所定の許容値内で正確に配置されるように
する必要がある。
【００４１】スピンドル11と曲げアーバ16の横方向位置
（送り軸20の位置合わせ）に適切に調整するには、通常
はベース12が位置調整可能となっている点を利用してX
軸、Y軸、Z軸方向の三次元的な移動を行う。一方、チュ
ーブローダ38とスピンドル11との位置調整は、前述した
通り、運搬台39の横方向調整機構を利用して行えばよ
い。図４から図１０までの各図に示される曲げ加工操作
により、チューブＴは曲げアーバ16上で複雑な曲げ形状
となり、曲げアーバ16から手動又はロボット装置によっ
て取出さなくてはならない状況に成る可能性がある。
【００４２】図１１から図１４までの各図に示されるの
は、曲げアーバ16上の曲げられたチューブＴが複雑な形
状を有するときに、簡単に取外すことを補助するための
機構である。前述のように、片持ち式のビーム13上には
チューブ把持用の把持ツール21が配置されている。
【００４３】把持ツール21は、チューブＴの中間位置な
どを把持可能な一対のグリッピングジョー68を有する。
グリッピングジョー68は、ホース71を介して圧縮空気が
供給されるバルブハウジング69内の気圧制御回路によっ
て相互に前進後退駆動される。グリッピングジョー68の
操作は、公知の方法により従来型の制御回路（図示せ
ず）により順次制御される。
【００４４】把持ツール21のジョー68の反対側の端部
は、スピンドル11先端部のクランプ手段27と結合可能な
結合構造72を有する。結合構造72はペグ74を有し、この
ペグ74はチューブＴの端部と類似の形状とされ、クラン
プ手段27でクランプすることで結合が行われる。なお、
結合構造72はペグの周囲に補助ピン75を有し、この補助
ピン75が各クランプ部材25の間に係合することで回り止
めが行われている。把持ツール21は、通常はツール収納
部79（図１１参照）に収納されている。
【００４５】ツール収納部79には、Ｚ軸方向に延びる往
復ロッド76が設けられている（図１２参照）。この往復
ロッド76は、把持ツール21のジョー68で挟みつけるのに
適した太さ（チューブＴ相当）を有し、把持ツール21は
非使用時には往復ロッド76を把持することで自らをツー
ル収納部79内に保持している。
【００４６】この往復ロッド76は、図示しない駆動機構
により、Ｚ軸方向に進退可能であり、後退状態では把持
ツール21をツール収納部79に収めることになるが、進出
状態では把持ツール21を持上げ、スピンドル11の軸線上
のスピンドル結合位置81まで送ることが可能である。こ
れらのチューブ取出し用の機構は次のように動作する。
【００４７】まず、及びチューブＴに行われた最後の曲
げ加工操作の間、図１２のように、往復ロッド76を進出
させて把持ツール21をスピンドル結合位置81に配置する
とともに、スピンドル11を図１２の矢印73の方向へ適切
に移動させ、スピンドル11の軸線と結合構造72のペグ74
の軸線とを同軸上に配置したうえで結合させる。
【００４８】次に、気圧回路によりジョー68を操作し、
往復ロッド76の把持を解除し、スピンドル11を図１３の
矢印77の方向に移動させ、曲げアーバ16に巻付いたチュ
ーブＴのうち曲げアーバ16から離れた部分に向い合った
状態にジョー68を配置する。そして、気圧回路によりジ
ョー68を閉じることでチューブＴを把持し、引き続いて
スピンドル11を図１４の矢印78の方向に適切に移動さ
せ、これによりチューブＴを曲げアーバ16から取外し、
出荷用のコンテナないしコンベア（図示せず）等の適切
なリリース位置に運ぶ。なお、図１３及び図１４に示さ
れるように、曲げアーバ16から曲げチューブＴを取外す
際には、ロッド76は後退位置に移動され、スピンドル11
がの動作の障害とならないようにする。
【００４９】このようにして、チューブ曲げ加工装置10
に従来から装備されていたスピンドル11を用いること
で、作業者の手作業あるいは別のロボット装置を用いて
曲げアーバ16から曲げチューブＴを取り除く必要がなく
なる。
【００５０】その後、曲げ加工される新たなチューブＴ
が二つのチューブ装填区画24、26の何れかの供給位置に
運ばれる間に、把持ツール21はスピンドル11によりその
初期位置（スピンドル結合位置81）に戻され、上昇した
ロッド76に再び装着され、このロッド76の後退によりツ
ール収納部79に復帰する。必要であれば、重量検知安全
マット（図示せず）をレール29、31の間及び曲げアーバ
16の周辺の領域に敷き、オペレータ従業員がその上を踏
んだときに、チューブ曲げ加工装置10及びチューブロー
ダ機構38の全体が停止するようにしても良い。
【００５１】以上、本発明の具体的な好ましい実施形態
を詳細に説明したが、部品の変更を含め、ここに開示さ
れた装置の変形例等は本発明の範囲に含まれるものであ
る。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、チューブローダを移動
させることで、前記チューブ曲げ加工装置上の複数のチ
ューブ装填区画の何れに対しても一つのローダでチュー
ブを供給できる。また、スピンドルにより把持ツールを
操作することで、別のロボット装置あるいはオペレータ
の助力を用いずに、曲げられたチューブを曲げアーバか
ら確実に取出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図。
【図２】前記図１の部分拡大図。
【図３】前記図２の部分拡大図。
【図４】前記実施形態における曲げアーバによるチュー
ブ曲げ加工を示す図。
【図５】前記実施形態における曲げアーバによるチュー
ブ曲げ加工を示す図。
【図６】前記実施形態における曲げアーバによるチュー
ブ曲げ加工を示す図。
【図７】前記実施形態における曲げアーバによるチュー
ブ曲げ加工を示す図。
【図８】前記実施形態における曲げアーバによるチュー
ブ曲げ加工を示す図。
【図９】前記実施形態における曲げアーバによるチュー
ブ曲げ加工を示す図。
【図１０】前記実施形態における曲げアーバによるチュ
ーブ曲げ加工を示す図。
【図１１】前記実施形態における曲げアーバから曲げら
れたチューブを取り除く作業を示す図。
【図１２】前記実施形態における曲げアーバから曲げら
れたチューブを取り除く作業を示す図。
【図１３】前記実施形態における曲げアーバから曲げら
れたチューブを取り除く作業を示す図。
【図１４】前記実施形態における曲げアーバから曲げら
れたチューブを取り除く作業を示す図。
【符号の説明】
Ｔ チューブ 10 チューブ曲げ加工装置 11 スピンドル 12 ベース 14 チューブ曲げ機構 16 曲げアーバ 17 曲げアーム 19 曲げ軸 20 送り軸 21 把持ツール 22 第一位置 23 第二位置 24 第一チューブ装填区画 26 第二チューブ装填区画 27 クランプ手段 28 移動トラック 29,31 レール 33 ロック手段を構成する当接部材 36 ロック手段を構成するねじ付きボルト 38 チューブローダ 39 運搬台 41 軸受部材である軸受ヨーク 44 車軸 46 車輪 47 ロック手段を構成する停止ブロック 48 横方向調整機構を構成するゲージプレート 49 横方向調整機構を構成するスロット 51 横方向調整機構を構成するキャップナット 52 横方向調整機構を構成するハンドル 53 フレーム 54 コンベア機構 57 チューブホッパ 68 グリッピングジョー 69 開閉機構を構成するバルブハウジング 71 開閉機構を構成するホース 72 結合構造 76 往復ロッド 79 ツール収納部
フロントページの続き (72)発明者 モリス マイケル ティー アメリカ合衆国 ミシガン州 49036 コ ールドウォーター クリアウォーターロー ド 590

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ベースと、このベースに設置されて所定
    の曲げ軸を中心にチューブを曲げるための曲げアーバ
    と、前記ベースに設置されて前記曲げアーバに対して前
    記曲げ軸を中心に回動可能に接続された曲げアームと、
    前記ベースに設置されて所定の送り軸方向に延びるスピ
    ンドルと、このスピンドルの端部に設置されて前記送り
    軸方向に保持されたチューブの端部をクランプ可能なク
    ランプ手段と、を有し、 前記スピンドルは、前記送り軸まわりに回転可能かつ前
    記曲げアーバに対して三次元的に相対移動可能とされ、
    前記クランプ手段を有する端部が前記曲げアーバから離
    隔した第一位置から前記端部が前記曲げアーバに近接す
    る第二位置まで前記送り軸に沿って移動可能であり、 前記第一位置から前記曲げアーバまでの領域により第一
    チューブ装填区画が規定されるとともに、前記曲げアー
    バから前記第一チューブ装填区画とは反対側へと前記送
    り軸方向に所定長さ延びる領域により第二チューブ装填
    区画が規定される、 そのようなチューブ曲げ加工装置において、 前記ベースの側方に、第一チューブ装填区画および第二
    チューブ装填区画に沿って設置されて、前記送り軸と並
    行に連続的に延びる長尺の移動トラックと、 前記移動トラックに沿って移動可能に設置され、前記第
    一チューブ装填区画および第二チューブ装填区画の何れ
    かに隣接した状態で当該何れかの装填区画の供給位置に
    前記送り軸方向に延びるチューブを一本ずつ順次供給す
    るチューブローダと、 前記チューブローダを前記第一チューブ装填区画および
    第二チューブ装填区画の何れかに隣接した状態で選択的
    に固定可能かつ解除可能なロック手段と、 を有することを特徴とするチューブ曲げ加工装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のチューブ曲げ加工装置
    において、前記チューブローダは前記移動トラックに沿
    って移動する運搬台を有し、この運搬台は、前記チュー
    ブを前記供給位置へ所定の許容差内で供給するのを補助
    するために、前記移動トラックに対する前記運搬台の横
    方向位置を調節する横方向調整機構を有することを特徴
    とするチューブ曲げ加工装置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のチューブ曲げ加工装置
    において、前記チューブローダは前記供給位置に前記一
    本のチューブを供給する際に、このチューブの一端が前
    記曲げアーバに近接するように設定され、 前記横方向調整機構は、前記少なくとも一本のチューブ
    の半径の変化あるいは曲げ半径の変化を補償するために
    前記曲げアーバに対する前記横方向位置の調整を補助す
    るものである、ことを特徴とするチューブ曲げ加工装
    置。
  4. 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載のチュー
    ブ曲げ加工装置において、前記運搬台は、フレームと、
    このフレームに取り付けられて前記移動トラックと略直
    交する方向に延びる少なくとも一対の離隔された平行な
    車軸と、これらの車軸の各端部に設けられた回転可能な
    車輪と、を有し、 前記移動トラックは、前記車輪がその上を転がる一対の
    平行なレールを有し、 前記横方向調整機構は、前記フレームに固定されかつ前
    記車軸を当該車軸の軸方向へ位置調整可能に受ける軸受
    部材を有し、 前記チューブローダを固定する前記ロック手段は、前記
    移動トラックと前記フレームとを固定的に結合するロッ
    ク機構である、ことを特徴とするチューブ曲げ加工装
    置。
  5. 【請求項５】 請求項２から請求項４までの何れかに記
    載のチューブ曲げ加工装置において、前記運搬台は、前
    記フレームに設置されて複数のチューブを保持するチュ
    ーブホッパーと、前記チューブホッパーから前記供給位
    置に一本ずつ前記チューブを供給するためのコンベア機
    構と、を有することを特徴とするチューブ曲げ加工装
    置。
  6. 【請求項６】 請求項１から請求項５までの何れかに記
    載のチューブ曲げ加工装置において、 前記ベースはツール収納部を有し、前記ツール収納部に
    は把持ツールが収納され、 この把持ツールは、相対的に移動可能な一対のジョー
    と、これらのジョーを開位置及び閉位置の間で駆動する
    開閉機構と、前記スピンドルの前記クランプ手段に結合
    可能な結合機構とを有し、 これにより、前記把持ツールは、前記クランプ手段に結
    合されて前記スピンドルによって移動され、かつ前記ジ
    ョーを開閉して前記曲げられたチューブの一部を把持す
    ることで、前記曲げアーバの周りに巻かれた加工済チュ
    ーブの取出しを補助する、ことを特徴とするチューブ曲
    げ加工装置。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載のチューブ曲げ加工装置
    において、前記ツール収納部には、前記把持ツールの前
    記ジョーで把持可能なロッドが設置され、前記把持ツー
    ルは前記ツール収納部に収納されている状態では前記ロ
    ッドを把持することでこのロッドに固定されており、使
    用にあたって前記スピンドル上の前記クランプ手段が前
    記結合機構に結合された際には前記ジョーが開いて前記
    ロッドから離れる、ことを特徴とするチューブ曲げ加工
    装置。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載のチューブ曲げ加工装置
    において、前記ロッドは前記ツール収納部に収る収納位
    置と前記ツール収納部の外のスピンドル結合位置との間
    で往復移動可能であり、前記ロッドを把持した把持ツー
    ルは前記ロッドと共に前記収納位置から前記スピンドル
    結合位置へと移動し、この位置で前記スピンドルの前記
    クランプ手段が前記把持ツールの前記結合機構に結合さ
    れることを特徴とするチューブ曲げ加工装置。
  9. 【請求項９】 請求項６から請求項８までの何れかに記
    載のチューブ曲げ加工装置において、前記開閉機構は前
    記把持ツールにのみ設けられていることを特徴とするチ
    ューブ曲げ加工装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載のチューブ曲げ加工装
    置において、前記開閉機構は空気圧で動作するものであ
    り、かつ前記スピンドルと独立に制御されることを特徴
    とするチューブ曲げ加工装置。
  11. 【請求項１１】 ベースと、このベースに設置されて所
    定の曲げ軸を中心にチューブを曲げるための曲げアーバ
    と、前記ベースに設置されて前記曲げアーバに対して前
    記曲げ軸を中心に回動可能に接続された曲げアームと、
    前記ベースに設置されて所定の送り軸方向に延びるスピ
    ンドルと、このスピンドルの端部に設置されて前記送り
    軸方向に保持されたチューブの端部をクランプ可能なク
    ランプ手段と、前記スピンドルに結合されて前記チュー
    ブを把持可能な把持ツールと、を有する、そのようなチ
    ューブ曲げ加工装置を用いてチューブ曲げ加工を行うチ
    ューブ曲げ加工方法であって、 前記チューブを前記スピンドルでクランプしつつ前記曲
    げアーバおよび曲げアームで前記チューブを所定形状に
    曲げて前記曲げアーバに巻付かせる工程と、 前記スピンドルによる前記チューブのクランプを解除
    し、前記スピンドルで前記把持ツールを結合する工程
    と、 前記スピンドルにより前記把持ツールを前記曲げアーバ
    近傍に移動させ、前記曲げアーバに巻付いた前記チュー
    ブの一部を前記把持ツールで把持する工程と、 前記スピンドルにより前記把持ツールおよびこれに把持
    された前記チューブを前記曲げアーバから取外し、所定
    の曲げチューブ収集地点まで移動し、この後前記チュー
    ブを前記把持ツールによる把持状態から解放する工程
    と、を含むことを特徴とするチューブ曲げ加工方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載のチューブ曲げ加工
    方法において、通常時の前記把持ツールは前記ベースに
    設置された前記ツール収納部に収納されており、前記結
    合する工程に先立って前記把持ツールが所定のツール収
    納部からスピンドル結合位置まで移動されることを特徴
    とするチューブ曲げ加工方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載のチューブ曲げ加工
    方法において、前記ツール収納部から前記スピンドル結
    合位置までの前記把持ツールの移動および前記スピンド
    ルとの結合は、前記曲げアームの移動により前記チュー
    ブに対する所定の曲げ加工のうち最後の曲げ加工が施さ
    れている間に実行されることを特徴とするチューブ曲げ
    加工方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載のチューブ曲げ加工
    方法において、前記把持ツールは前記曲げアーバ部分に
    新たなチューブが供給される間に前記ツール収納部に復
    帰することを特徴とするチューブ曲げ加工方法。
JP11109271A 1998-04-17 1999-04-16 チュ―ブ曲げ加工装置およびチュ―ブ曲げ加工方法 Pending JP2000033427A (ja)

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