JP2010260105A - 所定の半径で細長いワークピースを連続的に曲げるための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本願発明の目的は、該装置によって曲げられる曲げ区域で曲率半径の測定を行う曲げ装置を提供することである。
【解決手段】所定の曲率半径で細長いワークピースを連続的に曲げるための装置であって、曲げるための一連の駆動ローラ（１，２，３）を使用し、一連の駆動ローラ（１，２，３）の下流に細長いワークピース（Ｔ）の湾曲の半径を測定するための２次元レーザー変位センサー（５）と曲げ区域の半径を計算するためのレーザー計測器に結合され、計算された曲率半径を所望される曲率半径と比較するコンピュータ（７）と、備える。コンピュータ（７）はまた、細長いワークピース（Ｔ）に対して同心状に曲げ区域の長さを測定するための長さ計測器（４）と、測定された曲率半径と所望される曲率半径との間の差に基づいて曲げを調節するために、一連の駆動ローラ（１，２，３）のローラ２を操作するために適合された操作手段（８）と、に結合される。
【選択図】図１

Description

本願発明は、所定の半径で細長いワークピースを連続的に曲げるための装置に関する。以下において、ピラミッド型のローラ曲げ装置を参照されるが、これは、本願発明の技術的範囲を制限するように理解されるべきではない。

特許文献１には、レーザートランスミッター型の３つの平行な非接触距離計測器を使用することによって、ワークピースの曲げ表面までの距離を測定することによって、該計測器の間の固定された距離と測定された距離とに基づいて、実際の曲率半径を計算することによって、且つ計算された実際の半径と所望される半径との間の関係に応じて、曲げ装置を調節することによって、所定の半径で細長いワークピースを連続的に曲げるための監視工程及び制御工程の方法が記載される。

上述されるように、引用された特許文献は、３つのレーザー装置と、該３つのレーザー装置の監視装置と、該３つのレーザー装置のための統合制御回路と、を必要とする。さらに、曲げシートの曲率半径などの、非常に大きい曲率半径が測定されるので、３つのレーザー装置は、互いに約２００ｍｍの高い固定された距離で位置付けられ、且つ該装置の最後のローラからのシートの出口点から非常に離れて位置付けられる。それらの距離は、本願発明による曲げ装置にとって許容できず、その目的は、最後のローラの出口に非常に隣接してポイントで、引用された特許文献１の曲率半径に対して、かなり小さい曲率半径を有するパイプの湾曲を検査するためである。

欧州特許出願第１ ６４４ １４０号明細書

従って、本願発明の主な目的は、複数の装置のモニタリングに接続された欠点を被らない単一の装置によって曲げられる、曲げ区域で曲率半径を測定していることを可能にすることである。この目的を達成するために、本願発明は、今日異なる機能のために、すなわち、スキャンされたワークピースの様々なポイントを同時に測定するために使用される検出装置が有益であることに言及される。

それは、高精度２次元レーザー変位センサーであり、例えば、日本の大阪にある株式会社キーエンスによって製造されたＬＪ−Ｇシリーズの高精度２次元レーザー変位センサーである。ＬＪ−Ｇシリーズは、２つの方向における任意の材料の表面輪郭を正確に取得する。現在使用されている限りでは、そのような変位センサーは、様々な測定方法で連続的に測定するためにちょうど物体上に配置され、該様々な測定方法の中で輪郭を比較する。

本願の発明者は、そのレーザービームが、測定されるために長手方向に移動しているワークピースと交差する一方、ワークピースが曲げ装置によって湾曲されるように、変位センサーを静止状態に保ちつつ変位センサーを使用するアイデアを有した。それによって、変位センサーは、少なくとも３つのポイントで同時に測定することによって、曲げられている細長いワークピースの曲率半径を決定することを可能にする。この情報は、細長いワークピース上で実際に得られるべきである半径と比較させるために使用され、それによって、所望された調節は、一回ずつ又は複数回ずつ、パイプ又はパイプと異なる区域の曲げを得る方法で、該装置によってなされることができる。

それに故に、本願発明は、所定の半径で細長いワークピースを連続的に曲げるための装置であって、該装置は、曲げるための一連の駆動ローラと、コンピュータと、を使用し、該コンピュータが、曲げ区域の半径を計算するためのレーザー計測器に結合され、計算された曲率半径を前記曲げ区域における所望される曲率半径と比較し、該コンピュータがまた、前記細長いワークピースに対して同心状に前記曲げ区域の長さを測定するための長さ計測器と、前記測定された曲率半径と前記曲げ区域における前記所望される曲率半径との間の差に基づいてリアルタイムで曲げを調節するために、曲げるための前記一連の駆動ローラのローラを操作するために適合された操作手段と、に結合される装置であって、前記レーザー計測器が、曲げるための前記一連の駆動ローラの下流に前記細長いワークピースの曲率半径を測定するための高精度の２次元レーザー変位センサーであることを特徴とする装置を提供する。

特に、可変の曲率半径を有する曲げ区域を得るように設計された曲げ操作に関連して、より正確な補正値を得る利点に加えて、本願発明による該装置は、先行技術に対して、例えば３つのレーザートランスミッターなどの、複数の距離計測器を必要とせず、１つだけの距離計測器を必要とする利点を有する。それ故に、結果として生じる費用抑制は、最後のローラからのパイプの出口により隣接した読み取りと同様に達成される。

さらに、３点接触の距離計測器に対して、様々な利点がある。それらの利点うちの最も重要な利点は、測定が曲げ区域の非常に小さい範囲で実行され、且つ一の発射ポイントから一の方向で、最後のローラからのパイプの出口に最も隣接したポイントで実行されるので、より高い精度である。

本願発明の他の利点は、曲率半径を測定する測定装置が絶対的な測定ではなく相対的な測定を行うので、それによって、該測定装置が、例えばパイプの供給方向においてピラミッド型の曲げ装置の第３のローラなどの、移動可能な機器上に取り付けられることができることである。

さらなる利点は、測定装置が、第３のローラのちょうど下流の領域でパイプに照射するために位置付けられるために、第３のローラのハブに関して、回転することができることである。それによって、ちょうど曲げられたパイプの区域の曲率半径は測定され、変形ローラの変位は、得られた曲率半径を、単一の事前設定されたパイプ区域における所望された曲率半径に一致させるために、パイプの変形ポイントに最も隣接するポイントでフィードバックして変化させることができる。

本願発明は、同封された図面に関連して、その好ましい実施形態を参照して記載されるであろう。

本願発明による、所定の半径に沿って細長いワークピースを連続的に曲げることができる曲げ装置の、非常に概略的且つ部分的な方法で示された側面図である。

図１を参照して、本願発明が例として具現化された装置は、一連の３つの駆動ローラ１，２，及び３を備えている曲げ形成装置であって、曲げるために、少なくとも１つの駆動ローラが変形ローラとされる曲げ形成装置である。曲げられるべき細長いワークピース、例えばパイプＴは、矢印Ｆによって示された方向に沿って複数の駆動ローラを通じて供給される。説明の便宜上、駆動ローラ１及び駆動ローラ３は、それらの位置で固定されるのに対して、駆動ローラ２は、その垂直方向位置において調節可能であり、且つ駆動ローラ１及び駆動ローラ３に対して垂直方向におけるフィードバック制御に基づいて移動するように、該装置によって制御されることができる。エンコーダ（図示しない）は、垂直方向で調節可能な駆動ローラ２に関連し、一連の駆動ローラ１、２、及び３を通じてチューブＴの供給を測定するエンコーダは、参照符号４として示される。

非接触部材としての２次元レーザー変位センサー、例えば、上記で引用された種類の高精度２次元レーザー変位センサーは、参照符号５で示され、すなわち、駆動ローラ３のハブに接続される支持部６に回動可能に取り付けられる。しかしながら、２次元レーザー変位センサー５の照準方向は、シートの平面に対して垂直な鎖線によって示される。しかしながら、照準方向はまた、駆動ローラ３を出ているパイプの半径に依存して、例えば、図１における参照符号ｙ’として示されるラインに沿って、好ましくは、駆動ローラ３からの出口点に可能な限り隣接して近づくために、適切に選択されることができる。図１における矢印Ｇは、２次元レーザー変位センサー５を支えている支持部６が、そのスイングにおいて調節されることができることを示す。

記載された図による装置は、データ制御及びデータ処理のための、図式的に示された中央コンピュータ７をさらに備え、該中央コンピュータ７のタスクは、該装置の移動と、ビデオ装置（図示せず）、可能ならば、“タッチスクリーン”タイプのビデオ装置、を通じて図式的に挿入されることができる所望される曲げ延伸との間の対応を生成することである。この対応は、デジタルアナログ装置Ｉ／Ｏ及び信号調整装置によって生じる。該信号調整装置は、該装置の様々な機械的要素、液圧要素、及び電気的要素から到達するデジタルアナログ信号にフィルタをかけ、且つ該信号を安定化させる機能を有する。それらの構成要素は、周知であり、その結果、それらの構成要素のいずれも図示されておらず、記載されていない。駆動ローラ３の操作手段、例えば、水圧シリンダーは、参照符号８で示される。

該装置は、同一の発明者による早期の特許出願第ＲＭ ２００８ Ａ ００００７８号に記載された方法によって操作することができる。

本願発明によるフィードバックが、駆動ローラ２の高さにおける変化及び２次元レーザー変位センサー５の測定に基づいて使用される場合に、後続検出における曲げに属している一連の複数のポイントは、構成される。

曲げは、連続的な３次の多項式を通じて定義される。検出された複数のポイントを補間しているＢ−スプライン曲線及びベジエ曲線とされるそのような多項式は、機械的に画定されるべき少なくとも３つの同時存在のポイントを必要とする。該複数のポイントは、単一のレーザー測定装置によって得られる。

細長いワークピースの各曲げ区域における曲率半径の計算は、少なくとも３つの同時存在のポイントで測定しているキーエンスシリーズのＬＪ−Ｇによって製造されるタイプのレーザー変位センサーを使用している装置によって曲げ区域における曲率半径を得るためになされるが、一方向における単一のレーザー計測器によって曲げ区域における曲率半径を得るためになされる。

上述の測定方法は、以下のように適用されることができる。任意のケースにおける測定の単一のポイントを知ることによって、製造されるような曲げ又は複数の曲げの方向と、使用される材料が変化させる場合になされる任意の矯正又は作業フェーズにおいて生じる機械的な変化によってなされる任意の矯正との両方は、正確に測定される場合がある。

該装置は、使用される材料の弾性特性によるエラー及び異なる構成要素が使用される場合に生じる任意の電気機械的な変化によるエラーと、同一の構成要素の磨耗によるエラーと、の両方の自動的な補正を可能にする。

レーザー計測器によって制御されるような細長いワークピースの仕上げ処理は、製造における材料の浪費が自動的に低減させることを可能にする。同一の処理は、一の人間が材料の仕上げ長さを自律的に決断することを可能にする。該装置上で作業させるべき材料の位置による全てのエラーが取り消されることは、明白である。

さらに、一の読み取り点は、該装置の操作における容易さを非常に増加する利点を有する。

該装置は、複数の連続的なパイプが非常に長い円弧を得るために作業されることを可能にする。

前述の説明において、本願発明が具体化される装置は、上部駆動ローラ２が変形ローラである曲げ装置とされる。

カレンダー加工装置（calenders）などの、その他の種類の装置が使用されることができ、及び／又は、該装置への改良及び変化が提供されることができ、その全てが同封された特許請求の範囲による発明の範囲から逸脱しないことは、理解されるべきである。

１ 駆動ローラ
２ 駆動ローラ
３ 駆動ローラ
４ エンコーダ
５ ２次元レーザー変位センサー
６ 支持部
７ 中央コンピュータ
８ 操作手段
Ｆ パイプＴの供給方向
Ｇ 支持部６の調節可能領域
Ｔ パイプ、チューブ
ｙ ライン
ｙ’ ライン

Claims (3)

1. 所定の曲率半径で細長いワークピースを連続的に曲げるための装置であって、
   該装置は、曲げるための一連の駆動ローラ（１，２，３）と、コンピュータ（７）と、を使用し、
   該コンピュータ（７）が、特に曲げ区域の半径を計算するためのレーザー計測器に結合され、計算された曲率半径を前記曲げ区域における所望される曲率半径と比較し、
   該コンピュータ（７）がまた、前記細長いワークピース（Ｔ）に対して同心状に前記曲げ区域の長さを測定するための長さ計測器（４）と、前記測定された曲率半径と前記曲げ区域における前記所望される曲率半径との間の差に基づいてリアルタイムで曲げを調節するために、曲げるための前記一連の駆動ローラ（１，２，３）のローラ（２）を操作するために適合された操作手段（８）と、に結合される装置であって、
   前記レーザー計測器が、曲げるための前記一連の駆動ローラ（１，２，３）の下流に前記細長いワークピース（Ｔ）の曲率半径を測定するための高精度の２次元レーザー変位センサー（５）であることを特徴とする装置。
2. 前記長さ計測器（４）は、エンコーダであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記２次元レーザー変位センサー（５）は、その測定方向が曲げるための前記一連の駆動ローラ（１，２，３）の出口ローラに隣接して前記細長いワークピースと交差する方法で、その位置に固定されることを特徴とする請求項１に記載の装置。

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