JP2012240087A - 曲げ部材の製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】長手方向へ送られる鋼管16の外周面から離間して配置される誘導加熱コイル12aと、誘導加熱コイル12aを冷却するコイル冷却機構とを備える金属材加熱機構12と、金属材加熱機構12により加熱された高温部の外面に冷却水13bを吹き付けることによって、鋼管16の軸方向へ向けて移動する高温部16dを形成する金属材冷却機構13と、第1の支持機構14−1および第2の支持機構14−2からなり、高温部16dを境としてその両側に位置する二つの部分を支持するとともに、第2の支持機構14−2により支持される部分の位置を二次元または三次元で変更することにより、高温部16dに曲げモーメントを与える金属材支持機構14と、一の鋼管の曲げ加工時に、全停止、送り完了後停止、および、警報出力のうちのいずれか一の動作を選択し、選択した動作を実行する信号を出力する制御機構15を備える製造装置10である。
【選択図】図1
Description
図2に示すように、曲げ加工装置0は、基本的に、支持機構2によりその軸方向へ移動自在に支持された鋼管1を上流側から下流側へ向けて例えばボールネジを用いた送り機構3により送りながら、支持機構2の下流で誘導加熱コイル5により鋼管1を部分的にAc3点以上に急速に加熱するとともに誘導加熱コイル5の下流に配置される水冷装置6により冷却水を噴射して鋼管1を急冷する。これにより、鋼管1の長手方向の一部に、Ac3点以上に加熱された高温部1aを形成する。なお、符号7は鋼管1をその軸方向へ移動自在に支持する支持機構である。
また、鋼管1の先端部または後端部を把持する把持部材による把持が適正に行われないと、鋼管1のチャック装置が外れ、鋼管1の先端部または後端部が暴れ、周辺に配置された各種の設備と衝突するおそれがある。
このように、曲げ加工装置0は、誘導加熱コイル5、鋼管1の送り機構3、鋼管1のチャック装置、さらには産業用ロボット等が適正に作動しないと、各装置や鋼管1を損傷する可能性がある。
金属材加熱機構:長手方向へ送られる金属材の外周面から離間して配置され、この金属材の一方の端部の側から他方の端部の側へ向けてこの金属材を加熱する誘導加熱コイルと、この誘導加熱コイルを冷却するコイル冷却機構とを備える。
これらの本発明において、全停止は、コイル冷却機構が原因であれば、高周波盤冷却水の流量低下、高周波変成器冷却水の流量低下、コイルリード冷却水の流量低下、加熱コイル冷却水の流量低下、コイル冷却水(戻り)温度計の温度高、コイル冷却水の圧力低下、金属材冷却機構が原因であれば、冷却水タンクの水量レベル低下、また、前記誘導加熱コイルの加熱出力の低下、金属材の送り速度低下または停止、金属材の前端部または後端部の把持機構の作動不良、または、金属材の所定位置への不在席の場合に選択されることが好ましい。
図1に示すように、この製造装置10は、送り機構11、金属材加熱機構12、金属材冷却機構13、金属材支持機構14、制御機構15および変形抑制機構32を備えるので、これらの構成要素を順次説明する。
はじめに、鋼管16の把持部材17、18および産業用ロボット19〜20を簡単に説明する。
把持部材18は、この送り機構11においてのみならず、後述する支持機構14を構成する可動ローラーダイスを用いずに第2の産業用ロボット21によって鋼管16を直接掴持する場合や、変形防止機構32においても用いられる。把持部材18は、製造装置10により製造される曲げ部材の寸法精度や生産性に大きく影響する。
送り機構11は、第1の端部16aの内部に把持部材17を挿設された鋼管16を、第1の端部16aを先頭としてこの鋼管16の長手方向へ、すなわち図1中の白抜き矢印方向へ送るためのものである。
金属材加熱機構12は、誘導加熱コイル12aと、コイル冷却機構12bとを備える。
誘導加熱コイル12aは、長手方向へ送られる鋼管16の外周面16cから離間して第1の位置Aに配置される環状の本体を有し、鋼管16の第1の端部16aの側から第2の端部16bの側へ向けて鋼管16をその長手方向へ加熱する。誘導加熱コイル12aには図示していないが高周波変成器等の周知の附帯機構が設けられている。
金属材加熱機構12は、後述する金属材冷却機構13と一体として、誘導加熱コイル支持ロボット20により移動自在に支持される。
金属材冷却機構13は、第1の位置Aよりも鋼管16の送り方向の下流の第2の位置Bに配置される。金属材加熱機構12により加熱された鋼管16の高温部の外面16cに冷却媒体を吹き付けることによって、鋼管16の軸方向の一部に、Ac3点以上に加熱された高温部16dを形成する。高温部16dは、鋼管16がその軸方向へ送られているので、鋼管16の軸方向へ向けて移動する。
図示していないが、冷却水噴射ノズル13aと、冷却水噴射ノズル13aに冷却水13bを供給する冷却水供給管13cおよび冷却水供給タンク13d等の、金属材冷却機構13の構成要素の適宜位置に、冷却水供給タンク13dの水量レベル低下、冷却水温度計の温度高、冷却水供給タンク13dの水量レベル上昇を、検出することができる各種センサーが配置されている。これらの各種センサーの検出値は、製造装置10の全稼働時間において後述する制御装置15に出力される。制御装置15は、この検出値に基づいて後述する全停止、送り完了後停止、および警報出力のうちのいずれか一の動作を選択し、選択した動作を実行する信号を出力する。
金属材支持機構14は、第1の支持機構14−1と第2の支持機構14−2とにより構成される。
このようなダイス27は、当業者にとっては周知慣用であるので、第1の支持機構14−1に関するこれ以上の説明は省略する。
変形抑制機構32は、必ずしも設ける必要はないが、曲げ加工後の鋼管16の変形を抑制できるので、曲げ部材の寸法精度を高めることができる。
製造装置10では、変形防止機構32を、第3の産業用ロボット22により構成した。第3の産業用ロボット22の手首は、鋼管16の第1の端部16aの内部に挿設された把持部材17を支持する。
制御機構15は、製造装置10によって一の鋼管16−1の製造時に、
(a)送り装置11、金属材加熱機構12、金属材冷却機構13、金属材支持機構14および変形抑制機構32の全てに停止信号を直ちに出力する全停止、
(b)送り装置11、金属材加熱機構12、金属材冷却機構13、金属材支持機構14および変形抑制機構32の全てに停止信号を、一の鋼管16−1に対する曲げ加工が終了した時に出力する送り完了後停止、および、
(c)金属材冷却機構13の附帯設備であるコイル冷却機構に起動信号を出力し続けながら警報信号を出力する警報出力
のうちのいずれか一の動作を選択し、選択した動作を実行する信号を出力する。
「加熱コイル冷却水の流量低下」とは、誘導加熱コイル12aで発生する熱を冷却するために制御していた「誘導加熱コイル冷却水の流量」が、基準値未満に低下することを意味する。
ここで、「冷却水温度計の温度高」とは、冷却水の温度が高いため冷却および/または焼入れに不具合が生じることを防止するために監視していた「冷却水温度計の温度」が、基準値超に上昇することを意味する。
産業用ロボットや各装置間で加工する鋼管16を加工次工程に引き継ぐ時に、産業用ロボットや装置と材料である鋼管16とが衝突して互いに破損することを防止するために鋼管検知センサーを設置し、衝突を防止するインターロックを設定する。
はじめに、送り装置11である第1の産業用ロボット19を動作させることによって、第1の端部16aの内部に把持部材17が挿設された鋼管16を、第1の端部16aを先頭としてその長手方向へ送る。
(1)送られる鋼管16を第1の支持機構14−1により移動自在に支持する。
(2)送られる鋼管16を、加熱機構12により焼入れ可能温度域に加熱した後に、水冷機構13の冷却水噴射ノズル13aから外面16cに冷却水13bを吹き付けることにより鋼管16を冷却する。この際、誘導加熱コイル支持ロボット20は停止させた状態としておけばよい。
この本発明により製造される曲げ部材は、例えば、以下に例示する用途(i)〜(vii)に対して適用可能である。
(ii)自動車の各種レインフォース、ブレース等の補強部材、
(iii)バンパー、ドアインパクトビーム、サイドメンバー、サスペンションマウントメンバー、ピラー、サイドシル等の自動車の構造部材、
(iv)自転車や自動二輪車等のフレーム、クランク
(v)電車等の車輛の補強部材、台車部品(台車枠、各種梁等)
(vi)船体等のフレーム部品、補強部材、
(vii)家電製品の強度部材、補強部材または構造部材
1 鋼管
2 支持機構
3 送り機構
4 可動ローラーダイス
4a ロール
5 加熱機構
6 冷却機構
7 支持機構
8 曲げ部材
10 本発明に係る曲げ部材の製造装置
11 送り機構
12 金属材加熱機構
12a 高周波誘導加熱コイル
12b コイル冷却機構
12c コイル冷却水循環タンク
12d コイル冷却水送り管
12e コイル冷却水戻り管
13 金属材冷却機構
13a 冷却水噴射ノズル
13b 冷却水
13c 冷却水供給管
13d 冷却水供給タンク
14 金属材支持機構
14−1 第1の支持機構
14−2 第2の支持機構
15 制御機構
16 鋼管
16a 第1の端部
16b 第2の端部
16c 外面
16d 高温部
17、18把持部材
17a、18a 大径部
19 第1の産業用ロボット
20 誘導加熱コイル支持ロボット
21 第2の産業用ロボット
22 第3の産業用ロボット
23 上腕
24 前腕
25、26 ロール
27 ダイス
28 支持台
29 ロール
30 可動ローラーダイス
31 グリッパー
32 変形抑制機構
Claims (6)
- 下記金属材加熱機構、金属材冷却機構、金属材支持機構および制御機構を備えることを特徴とする曲げ部材の製造装置;
金属材加熱機構:長手方向へ送られる金属材の外周面から離間して配置され、該金属材の一方の端部の側から他方の端部の側へ向けて該金属材を加熱する誘導加熱コイルと、該誘導加熱コイルを冷却するコイル冷却機構とを備える、
金属材冷却機構:前記金属材加熱機構により加熱された金属材の高温部の外面に冷却媒体を吹き付けることによって、前記金属材の軸方向の一部に、該金属材の軸方向へ向けて移動する高温部を形成する、
金属材支持機構:前記高温部を境として前記金属材の軸方向の両側に位置する第1の部分および第2の部分を支持するとともに、該第1の部分および第2の部分のうちの一方または双方の位置が二次元または三次元で変更自在に構成される、
制御機構;一の金属材の曲げ加工時に、(a)前記金属材加熱機構、前記金属材冷却機構および前記金属材支持機構の全てに停止信号を直ちに出力する全停止、(b)前記金属材加熱機構、前記金属材冷却機構および前記金属材支持機構の全てに停止信号を、前記一の金属材に対する曲げ加工が終了した時に出力する送り完了後停止、および、(c)前記コイル冷却機構に起動信号を出力し続けながら警報信号を出力する警報出力のうちのいずれか一の動作を選択し、選択した動作を実行する信号を出力する。 - さらに、前記金属材をその長手方向へ送る送り装置を備える請求項1に記載された曲げ部材の製造装置。
- 金属材支持機構は、前記金属材をその長手方向へ送る機能を有する請求項1に記載された曲げ部材の製造装置。
- 前記全停止は、高周波盤冷却水の流量低下、高周波変成器冷却水の流量低下、コイルリード冷却水の流量低下、加熱コイル冷却水の流量低下、コイル冷却水(戻り)温度計の温度高、コイル冷却水の圧力低下、コイル冷却水タンクの水量レベル低下の場合に選択される請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載された曲げ部材の製造装置。
- 前記送り完了後停止は、冷却水温度計の温度高の場合とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載された曲げ部材の製造装置。
- 前記警報出力は、コイル冷却水タンクの水量レベル上昇、冷却水タンクの水量レベル低下、または、冷却水タンクの水量レベル上昇の場合に選択される請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載された曲げ部材の製造装置。
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