JP5044045B2 - Pipe bending apparatus with assist function and processing method - Google Patents
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Description
本発明は、金属パイプの回転引き曲げ加工装置及び加工方法に関し、特に、把持した金属パイプの後端側部分を軸線方向へ押圧しながら、或いは、引っ張りながら回転引き曲げ加工を行うことができるアシスト機能を付加したパイプ曲げ加工装置及び加工方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rotating and bending apparatus and a processing method for a metal pipe, and in particular, an assist capable of performing a rotating and bending process while pressing or pulling a rear end portion of a grasped metal pipe in an axial direction. The present invention relates to a pipe bending apparatus and a processing method with added functions.
金属パイプの曲げ加工装置の一つとして、図6に示すようなパイプ曲げ加工装置51(回転引き曲げ加工装置)が広く利用されている。このパイプ曲げ加工装置51は、回転可能な曲げ型52と、パイプ9の先端側部分9aを曲げ型52との間に挟持して固定するクランプ53と、パイプ9において曲げ加工が施される部分(曲げ加工部9b)を曲げ型52に押し付けるプレッシャー型54と、パイプ9の後端部9dを把持するチャック57とを備え、曲げ型52とクランプ53とを所定方向(図6における時計回り方向)へ回転させることによって、挟持されたパイプ9の先端側部分9aを引っ張りながら曲げ型52の外周面に沿って巻き付けて、パイプ9に曲げ加工を施すように構成されている。
As one of metal pipe bending apparatuses, a pipe bending apparatus 51 (rotary pull bending apparatus) as shown in FIG. 6 is widely used. The
尚、図6に示すような従来のパイプ曲げ加工装置51においては、パイプ9の曲げ加工部9bの外側部分において減肉による破断が生じたり、曲げ加工部9bの内側部分において皺が生じてしまうことがあり、また、曲げ加工部9bが偏平化してしまうという問題がある。
In addition, in the conventional
そこで、このような問題を回避するための対策として、曲げ型52を回転させる際に、パイプ9の後端側部分9cを、前方(曲げ型52の方向)へ押し込む押圧力付加手段55(曲げ型52の方向へ作用する負荷を与える手段、管ブースター)を備えたパイプ曲げ加工装置(特開2008−302377、特開2006−326637、特開2006−315077、特開2003−290839、特開2003−290838等)や、反対に、パイプ9の後端側部分9cを、後方(曲げ型52とは反対の方向)へ引っ張る引っ張り抵抗力付加手段56(曲げ型52とは反対の方向へ作用する負荷を与えつつ、曲げ型52の方向へ送ってやる手段)を備えたパイプ曲げ加工装置(特開2009−106965、特開平11−267765等)が存在している。
Therefore, as a countermeasure for avoiding such a problem, when the
従来のパイプ曲げ加工装置51には、上述したような、押圧力付加手段55を備えた(押圧力付加方式の曲げ加工方法を実施できる)パイプ曲げ加工装置や、引っ張り抵抗力付加手段56を備えた(引っ張り抵抗力付加方式の曲げ加工方法を実施できる)パイプ曲げ加工装置が存在しているほか、パイプ9の後端側部分9cを押しも引きもせず、曲げ型2を回転させることによって曲げ型52の方向へ引っ張られる後端側部分9cに、チャック7を単純に追従させて、回転引き曲げ加工を行う方法(無負荷追従方式の曲げ加工方法)を実施できるパイプ曲げ加工装置が知られている。
The conventional
現在、市場に供給されているパイプ曲げ加工装置は、上記のうちいずれか一つの方式のみに特化された「専用機」であり、一台で、押圧力付加方式、引っ張り抵抗力付加方式、及び、無負荷追従方式のいずれの曲げ加工方法をも実施できるようなパイプ曲げ加工装置は存在していない。これは、次のような理由によるものと考えられる。 Currently, the pipe bending equipment supplied to the market is a “dedicated machine” specialized for only one of the above methods. There is no pipe bending apparatus that can implement any bending method of the no-load following method. This is considered due to the following reasons.
従来のパイプ曲げ加工装置において採用されている押圧力付加手段55は、油圧機構を利用しており、油圧シリンダ内へ流入させる油の流量(押し出されるプランジャの速度)を制御することによって(具体的には、プランジャの速度が、パイプ9の後端側部分9cの移動速度×係数e(e>1)となるように制御することによって)、押圧力付加方式の曲げ加工を実現している。一方、引っ張り抵抗力付加方式の曲げ加工を行う場合には、パイプ9の後端側部分9cの移動速度に乗じる係数eの値を1よりも小さくする(e<1)ことになるが、油圧機構によってそのような制御を行っても、引っ張り抵抗力を付加することはできない。また、従来のパイプ曲げ加工装置において採用されている引っ張り抵抗力付加手段56は、引っ張り抵抗力を付加することはできても、その大きさを制御することはできない。このような事情から、押圧力付加手段55と、引っ張り抵抗力付加手段56のいずれをも備えたパイプ曲げ加工装置は、未だ実用化されるには至っていない、と考えられる。
The pressing force applying means 55 employed in the conventional pipe bending apparatus uses a hydraulic mechanism, and controls the flow rate of oil (the speed of the pushed-out plunger) flowing into the hydraulic cylinder (specifically, In this case, by controlling the plunger speed so as to be the moving speed of the rear
また、無負荷追従方式の曲げ加工方法を実施できるパイプ曲げ加工装置には、次のような問題がある。図6に示したようなパイプ曲げ加工装置51によって回転引き曲げ加工を行う場合において、曲げ型52を回転させていくと、パイプ9の後端側部分9c及び後端部9dは、曲げ型52の回転の進行に従って曲げ型52の方向へ次第に移動していくことになるため、後端部9dを把持するチャック57(及び、これを支持する装置)についても、後端部9dの移動に合わせて前方へ送り、後端部9dに追従させる必要がある。
In addition, the pipe bending apparatus that can perform the no-load following bending method has the following problems. In the case where the rotary bending process is performed by the
このとき、パイプ9に負荷をかけることなく、後端部9dの移動に合わせて、チャック57を送ってやるためには、一回の曲げ加工において生じる後端部9d(又は、チャック57或いはこれを支持する装置)の移動量(或いは停止位置)を、正確に把握しておく必要がある。
At this time, in order to send the
但し、一回の曲げ加工において生じる後端部9d等の移動量は、一回の曲げ加工において生じるパイプの伸び量に左右されるため、計算のみによって正確な値を求めることは不可能である。そこで、従来のパイプ曲げ加工装置51において、後端部9d(又は、チャック57或いはこれを支持する装置)の移動量(或いは停止位置)を把握しようとする場合には、後端部9dをチャック57によって把持しない状態で、パイプ9に対して所定の条件にて試し曲げを行い(例えば、試し曲げ角度:90°、曲げ回数:1回)、その際における後端部9dの移動量(試し曲げ移動量)を測定し、その試し曲げ移動量の測定値から伸び率(曲げ1°あたりの伸び量)を算出し、更にその算出された伸び率の値から実際の曲げ角度での移動量(実移動量)、及び、後端部9d等の停止位置を算出するようにしている。
However, since the amount of movement of the
しかしながら、実際の曲げ加工の前に、上記のような一連の準備作業(試し曲げ、試し曲げ移動量の測定、実移動量の計算)を行わなければならないとすると、非常に煩雑で手間がかかるという問題がある。 However, if it is necessary to perform a series of preparatory operations (trial bending, measurement of trial bending movement amount, calculation of actual movement amount) as described above before actual bending, it is very complicated and time-consuming. There is a problem.
本発明は、上記のような問題を解決すべくなされたものであって、押圧力付加手段としても、また、引っ張り抵抗力付加手段としても機能する要素を備え、一台の曲げ加工装置において、押圧力付加方式、引っ張り抵抗力付加方式、及び、無負荷追従方式のいずれの方式の曲げ加工方法をも実行することができ、また、無負荷追従方式の曲げ加工方法を実施する場合において、試し曲げ、試し曲げ移動量の測定、実移動量の計算等の準備作業を省略することができるパイプ曲げ加工装置及び加工方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and includes an element that functions as a pressing force adding means and a tensile resistance adding means. In a single bending apparatus, It is possible to execute any bending method of pressing force application method, pulling resistance force addition method, and no-load following method. An object of the present invention is to provide a pipe bending apparatus and a processing method capable of omitting preparatory work such as bending, measurement of a test bending movement amount, and calculation of an actual movement amount.
本発明に係るパイプ曲げ加工装置は、加工対象となるパイプを外周面に巻き付けて曲げ加工を行う曲げ型と、パイプの後端部を把持するように構成されたチャックと、チャックを保持し、チャックによって把持されるパイプの後端側部分の軸線方向へ移動可能なように構成された送り位置決め装置と、送りサーボモータと、曲げ型に回転駆動力を供給する曲げサーボモータと、送り位置決め装置と接続され、送りサーボモータの出力トルクを、シャフトの軸線方向へのスライダの推力に変換することにより、送り位置決め装置及びチャックを所定方向へ移動させることができるように構成されたボールねじと、送りサーボモータの出力トルクを制御する制御装置と、を有することを特徴としている。 A pipe bending apparatus according to the present invention includes a bending die that performs bending by winding a pipe to be processed around an outer peripheral surface, a chuck configured to hold a rear end portion of the pipe, and a chuck, A feed positioning device configured to be movable in the axial direction of the rear end side portion of the pipe held by the chuck, a feed servo motor, a bending servo motor for supplying a rotational driving force to the bending die, and a feed positioning device A ball screw configured to be able to move the feed positioning device and the chuck in a predetermined direction by converting the output torque of the feed servo motor into the thrust of the slider in the axial direction of the shaft; And a control device for controlling the output torque of the feed servo motor.
本発明に係る無負荷追従方式のパイプ曲げ加工方法は、チャックがフリーの状態にある場合において、送り位置決め装置及びチャックを、曲げ型の方向へ移動させるために必要となる最小限のトルクを、送りサーボモータからボールねじへ出力して曲げ加工を行うことを特徴としている。尚、この方法においては、曲げ型の回転が停止した後、トルク制限機能により、送りサーボモータの出力トルクを制限して0まで減衰させ、その後所定時間を置いてから、送りサーボモータの溜まりパルスを読み込み、それと同数のパルスからなる送り後退指令を制御装置から発して、溜まりパルスを解消させることが好ましい。 In the pipe bending method of the no-load following method according to the present invention, when the chuck is in a free state, the minimum torque required to move the feed positioning device and the chuck in the direction of the bending die is It is characterized in that bending is performed by outputting from a feed servo motor to a ball screw. In this method, after the rotation of the bending mold is stopped, the output torque of the feed servo motor is limited to 0 by the torque limiting function and attenuated to 0, and after a predetermined time, the accumulated pulses of the feed servo motor It is preferable to cancel the accumulated pulse by issuing a feed backward / reverse command comprising the same number of pulses from the control device.
本発明に係る押圧力付加方式のパイプ曲げ加工方法は、チャックがフリーの状態にある場合において、送り位置決め装置及びチャックを、曲げ型の方向へ移動させるために必要となる最小限のトルクに、曲げ加工時においてパイプに付加しようとする押圧力に相当するトルクを加算して、送りサーボモータからボールねじへトルクを出力することにより曲げ加工を行うことを特徴としている。尚、この方法においても、曲げ型の回転が停止した後、トルク制限機能により、送りサーボモータの出力トルクを制限して0まで減衰させ、その後所定時間を置いてから、前記送りサーボモータの溜まりパルスを読み込み、それと同数のパルスからなる送り後退指令を制御装置から発して、溜まりパルスを解消させることが好ましい。また、送りサーボモータの出力トルクを制限して0まで減衰する際には、その所要時間を少なくとも2段階以上に分割し、出力トルクを段階的に落としていくことが好ましい。 In the pipe bending method of the pressing force application method according to the present invention, when the chuck is in a free state, the minimum torque required to move the feed positioning device and the chuck in the direction of the bending die is The bending is performed by adding torque corresponding to the pressing force to be applied to the pipe during bending and outputting torque from the feed servo motor to the ball screw. In this method as well, after the rotation of the bending mold is stopped, the output torque of the feed servo motor is limited to 0 by the torque limiting function and attenuated to 0, and after a predetermined time, the accumulation of the feed servo motor is stopped. It is preferable to read the pulses and issue a feed backward / reverse command comprising the same number of pulses from the control device to eliminate the accumulated pulses. Further, when the output torque of the feed servo motor is limited and attenuated to 0, it is preferable to divide the required time into at least two stages and drop the output torque in stages.
本発明に係る引っ張り抵抗力付加方式のパイプ曲げ加工方法は、チャックの送り停止目標位置を、送り開始位置の後方に設定し、制御装置が曲げサーボモータへ曲げ正転指令を発する際、送りサーボモータに対して送り後退指令を発して曲げ加工を行うことを特徴としている。尚、この方法においては、曲げ型の回転が停止した後、トルク制限機能により、送りサーボモータの出力トルクを制限して0まで減衰させ、その後所定時間を置いてから、送りサーボモータの溜まりパルスを読み込み、それと同数のパルスからなる送り前進指令を制御装置から発して、溜まりパルスを解消させることが好ましい。また、送りサーボモータの出力トルクを制限して0まで減衰する際、その所要時間を少なくとも2段階以上に分割し、出力トルクを段階的に落としていくことが好ましい。 According to the pipe bending method of the tensile resistance addition method according to the present invention, the feed stop target position of the chuck is set behind the feed start position, and when the controller issues a forward bending command to the bending servo motor, the feed servo It is characterized in that bending is performed by issuing a feed backward command to the motor. In this method, after the rotation of the bending mold is stopped, the output torque of the feed servo motor is limited to 0 by the torque limiting function and attenuated to 0, and after a predetermined time, the accumulated pulses of the feed servo motor It is preferable to cancel the accumulated pulses by issuing a feed forward command consisting of the same number of pulses from the control device. Further, when the output torque of the feed servo motor is limited and attenuated to 0, it is preferable to divide the required time into at least two stages and drop the output torque step by step.
本発明に係るパイプ曲げ加工装置は、押圧力付加手段としても、また、引っ張り抵抗力付加手段としても機能させることができるボールねじを備え、一台の曲げ加工装置によって、押圧力付加方式、引っ張り抵抗力付加方式、及び、無負荷追従方式のいずれの方式の曲げ加工方法をも実行することができる。また、無負荷追従方式の曲げ加工方法を実施する場合において、試し曲げ、試し曲げ移動量の測定、実移動量の計算等の準備作業を省略することができる。 The pipe bending apparatus according to the present invention includes a ball screw that can function as both a pressing force applying unit and a tensile resistance adding unit. Any of the bending method of the resistance force addition method and the no-load following method can be executed. Further, in the case of carrying out a no-load following type bending method, it is possible to omit preparation work such as trial bending, measurement of trial bending movement, calculation of actual movement, and the like.
また、本発明に係るパイプ曲げ加工方法によれば、曲げ加工時においてパイプに付加する押圧力、或いは、引っ張り抵抗力の大きさを好適に制御することができ、パイプの曲げ加工部の外側部分において生じやすい減肉による破断の問題や、曲げ加工部の内側部分における皺の発生や曲げ加工部の偏平化という問題を好適に回避することができる。更に、トルクの解放時において生じうる衝撃を軽減し、構成部品に対するダメージ等の問題を回避することができるほか、精密な位置決めが可能となり、曲げ加工精度を向上させることができる。 In addition, according to the pipe bending method according to the present invention, it is possible to suitably control the pressing force applied to the pipe during bending or the magnitude of the tensile resistance, and the outer portion of the pipe bending portion. It is possible to suitably avoid the problem of breakage due to thinning that is likely to occur in the case of, and generation of wrinkles in the inner part of the bent part and flattening of the bent part. Furthermore, the impact that can occur when releasing torque can be reduced, problems such as damage to the components can be avoided, precise positioning can be performed, and bending accuracy can be improved.
以下、添付図面に沿って本発明「パイプ曲げ加工装置」及び「パイプ曲げ加工方法」の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るパイプ曲げ加工装置1の主要構成部分を示す図である。この図において2は曲げ型、3はクランプ、4はプレッシャー型、5はボールねじ、7はチャック、8は送り位置決め装置である。
Hereinafter, embodiments of the “pipe bending apparatus” and the “pipe bending method” of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing main components of a
曲げ型2は、外周面に、加工対象となるパイプ9の径に応じた形状の凹溝が形成され、円形に延在するラウンド部分2aと、直線状に延在する直状部分2bとを有し、図示しない曲げサーボモータの駆動力により、ラウンド部分2aの中心軸線周りに回転可能なように構成されている。
The bending die 2 is formed with a
クランプ3は、曲げ型2の直状部分2bと対向する位置に配置され、曲げ型2の直状部分2bとの間に保持したパイプ9の先端側部分9aを曲げ型2の方向へ押し付けて挟持し、曲げ型2と一体的に回転するように構成されている。
The
プレッシャー型4は、パイプ9において曲げ加工が施される部分(曲げ加工部9b)をパイプ9の側方から曲げ型2の方向へ押し付けながら、曲げ型2の回転に伴い、引っ張られてスライドするパイプ9の動きに合わせて、パイプ9の後端側部分9c(未加工部分)の軸線方向(図1における矢印Dの方向)へ移動するように構成されている。
The pressure die 4 is pulled and slid in accordance with the rotation of the bending die 2 while pressing the portion (bending
ボールねじ5は、外周面に螺旋溝(図示せず)を有するシャフト5aと、当該螺旋溝内に係合するキーが内周面に形成され、回転しないように保持されたスライダ5bとによって構成され、図示しない送りサーボモータ(回転駆動力源)から回転駆動力を与えてシャフト5aを回転させることにより、その回転量に応じて、スライダ5bがシャフト5aの軸線方向へ移動するように、つまり、送りサーボモータの出力トルクを、スライダ5bの推力(シャフト5aの軸線方向への推力)に変換できるように構成されている。尚、シャフト5aは、その軸線が、パイプ9の後端側部分9cの軸線方向と一致する向きで支持されている。
The
チャック7は、パイプ9の後端部9dを把持するように構成され、送り位置決め装置8によって保持されている。
The
送り位置決め装置8は、ボールねじ5のスライダ5bと接続されており、かつ、パイプ9の後端側部分9cの軸線方向へ移動可能なように構成されている。従って、ボールねじ5を動作させることにより(シャフト5aを回転させて、スライダ5bをシャフト5aの軸線方向へ移動させることにより)、送り位置決め装置8及びチャック7が、パイプ9の後端側部分9cの軸線方向へ移動するようになっている。尚、ボールねじ5の動作によるチャック7、及び、送り位置決め装置8の位置制御(送り開始位置、停止位置への移動及び停止、或いは、移動量の制御)は、図示しない制御装置により正確に行われるようになっている。また、この制御装置は、ボールねじ5に回転駆動力を与える送りサーボモータの出力トルクを所望の値(或いは範囲内)に制限する機能(トルク制限機能)を有しており、送りサーボモータの出力トルクを好適に制御できるようになっている。
The
図1のパイプ曲げ加工装置1は、上記のような構成に係るものであるところ、曲げ型2を回転させる際に、送り位置決め装置8(及びチャック7)によってパイプ9の後端側部分9cを曲げ型2の方向へ押し込みながら回転引き曲げ加工を行う方法(押圧力付加方式の曲げ加工方法)と、送り位置決め装置8(及びチャック7)によってパイプ9の後端側部分9cを曲げ型2とは反対の方向へ引っ張りながら回転引き曲げ加工を行う方法(引っ張り抵抗力付加方式の曲げ加工方法)と、パイプ9の後端側部分9cを押しも引きもせず、曲げ型2を回転させることによって曲げ型2の方向へ引っ張られる後端側部分9cに、チャック7及び送り位置決め装置8を単純に追従させて回転引き曲げ加工を行う方法(無負荷追従方式の曲げ加工方法)とを実施することができる。
The
また、一回の曲げ加工が実施される間に(一本のパイプの曲げ加工の開始から終了までの間に)、付加する押圧力、又は、引っ張り抵抗力の大きさを変化させる加工方法を実施することもできる。また、一本のパイプの複数の部分に対し、複数回の曲げ加工が実施される場合において、各加工部分に異なる方式の加工方法を適用する(例えば、ある部分には押圧力付加方式の曲げ加工方法を実施し、他の部分には、引っ張り抵抗力付加方式の曲げ加工方法、或いは、無負荷追従方式の曲げ加工方法を実施する等)こともできる。 Also, there is a processing method for changing the amount of pressing force or tensile resistance force during one bending process (from the start to the end of a single pipe bending process). It can also be implemented. In addition, when a plurality of bending processes are performed on a plurality of portions of a single pipe, different processing methods are applied to the respective processing portions (for example, a certain portion of a bending method using a pressing force application method). It is also possible to implement a processing method, and to perform a bending resistance-added bending method or a no-load follow-up bending method in other portions).
ここで、図1のパイプ曲げ加工装置1を用いた上記加工方法のうち、無負荷追従方式の曲げ加工方法を、本発明の第2の実施形態として説明する。図1のパイプ曲げ加工装置1を用いて無負荷追従方式の曲げ加工方法を実施する場合、まず、クランプ3とチャック7を開放状態とし、曲げ型2、及び、プレッシャー型4をそれぞれ開始位置にセットする。具体的には、曲げ型2を、図1に示すように、直状部分2bがパイプ9の軸線方向と一致する向きにセットし、プレッシャー型4は、パイプ9の後端部9d側寄りの位置にセットする。
Here, among the above-described processing methods using the
次に、曲げ型2と、クランプ3及びプレッシャー型4との間にパイプ9をフィードし、後端部9dがチャック7内の最奥部に進入するまで送る。後端部9dがチャック7の最奥部に突き当たったら、チャック7を締め付けて、後端部9dをしっかりと把持させる。
Next, the
続いて、チャック7を送り開始位置S(チャック7によって把持された状態のパイプ9の曲げ加工部9bが、曲げ型2の適切な位置に当接する位置)まで移動させる。送り開始位置Sへのチャック7の移動は、制御装置、サーボアンプ(図示せず)、送りサーボモータ、及び、ボールねじ5の動作によって実行される。
Subsequently, the
具体的には、チャック7を現在位置から送り開始位置Sまで移動させるための移動指令(現在位置から送り開始位置Sまでの距離に比例した数の移動指令パルス)が制御装置からサーボアンプに出力され、サーボアンプの偏差カウンタにおいて移動指令パルスが積算される。サーボアンプは、偏差カウンタに溜まった移動指令パルスに応じて送りサーボモータへ駆動電力を供給する。送りサーボモータは、駆動電力を受けて回転し、ボールねじ5が動作してチャック7が移動する。
Specifically, a movement command (a number of movement command pulses proportional to the distance from the current position to the feed start position S) for moving the
このとき、送りサーボモータに付属しているエンコーダから、送りサーボモータの回転数に比例した数のフィードバックパルスが出力され、サーボアンプの偏差カウンタに入力される。偏差カウンタに入力されたフィードバックパルスは、偏差カウンタの溜まりパルス(移動指令パルス)を減算する。偏差カウンタの溜まりパルスが「0」になると、サーボアンプから送りサーボモータへの電力供給が停止し、送りサーボモータ及びボールねじ5が停止する。その結果、チャック7は、送り開始位置Sにおいて停止する。
At this time, the number of feedback pulses proportional to the number of rotations of the feed servo motor is output from the encoder attached to the feed servo motor and input to the deviation counter of the servo amplifier. The feedback pulse input to the deviation counter subtracts the accumulation pulse (movement command pulse) of the deviation counter. When the accumulated pulse of the deviation counter becomes “0”, the power supply from the servo amplifier to the feed servo motor is stopped, and the feed servo motor and the
尚、本実施形態においては、チャック7の現在位置の情報(チャック7の機械原点Bから現在位置までの距離)は、機械原点Bから現在位置までの送りサーボモータの回転角度(エンコーダから出力されるパルス数)と、送りサーボモータの一回転あたりの移動量とから把握される。 In this embodiment, information on the current position of the chuck 7 (distance from the machine origin B to the current position of the chuck 7) is the rotation angle of the feed servo motor from the machine origin B to the current position (output from the encoder). Number of pulses) and the amount of movement per revolution of the feed servo motor.
送り開始位置Sへのチャック7の移動が完了したら、クランプ3を締め付けて、パイプ9の先端側部分9aを曲げ型2との間に挟持して固定する。パイプ9が固定されたら、曲げ型2を回転させる前に、送りサーボモータから、トルク制限機能により所定の大きさに調整されたトルクを出力する。ここで出力するトルクは、チャック7がパイプ9を把持していないフリーの状態にある場合において、ボールねじ5を動作させることにより、送り位置決め装置8及びチャック7を、曲げ型2の方向へ移動させるために必要となる最小限の出力(t1)とする。尚、この時点でトルクを出力しても、曲げ型2は回転しておらず、パイプ9の後端部9dは変位しないため、スライダ5b、送り位置決め装置8、及び、チャック7は移動しない。
When the movement of the
制御装置は、サーボアンプから送りサーボモータへ出力される電流の値から、送りサーボモータのトルクの出力を把握するようになっており、送りサーボモータのトルクの出力値が「t1」(或いは、その許容誤差の範囲内)に達したことが制御装置において確認されると、制御装置から曲げサーボモータのサーボアンプへ曲げ正転指令(曲げ型2の開始位置から曲げ完了時の位置までの角度に比例した数の曲げ指令パルス)が発せられるとともに、送りサーボモータのサーボアンプへ送り前進指令(チャック7の送り開始位置Sから送り停止目標位置Kまでの距離に比例した数の送り前進指令パルス)が発せられる。
The control device grasps the torque output of the feed servo motor from the current value output from the servo amplifier to the feed servo motor, and the output value of the torque of the feed servo motor is “t1” (or When it is confirmed in the control device that the tolerance has been reached, an angle from the control device to the servo amplifier of the bending servo motor is sent to the servo amplifier of the bending servo motor (the angle from the start position of the bending die 2 to the position when the bending is completed). Is sent to the servo amplifier of the feed servomotor, and the feed forward command pulse is proportional to the distance from the feed start position S of the
本実施形態においては、チャック7の送り停止目標位置Kの情報(チャック7の機械原点Bからの距離k、図3参照)は、制御装置において、送り開始位置S(機械原点Bからの距離s)、曲げ半径r、設定曲げ角度q、及び、係数cを用いて、下記の式により計算される。尚、ここで使用する係数cは「>1」とする。
In the present embodiment, information on the feed stop target position K of the chuck 7 (distance k from the machine origin B of the
(数式1)
k=s−(2πr(q/360))c(Formula 1)
k = s− (2πr (q / 360)) c
制御装置から曲げ正転指令及び送り前進指令が発せられると、曲げサーボモータのサーボアンプから駆動電力が供給されて曲げサーボモータが回転し、送りサーボモータのサーボアンプから駆動電力が供給されて送りサーボモータが回転する。そうすると、図2に示すように曲げ型2は既定の方向へ回転する。曲げ型2の回転が進行すると、曲げ型2とクランプ3に挟持されたパイプ9が曲げ型2の回転方向へ引っ張られ、曲げ加工部9bが曲げ型2のラウンド部分2aの外周面に沿って巻き付けられていき、パイプ9に曲げ加工が施される。
When the bending forward rotation command and feed forward command are issued from the control device, the drive power is supplied from the servo amplifier of the bending servo motor, the bending servo motor rotates, and the drive power is supplied from the servo amplifier of the feed servo motor to feed. Servo motor rotates. Then, the bending
このとき、パイプ9の後端側部分9c及び後端部9dは、曲げ型2の回転の進行に従って曲げ型2の方向へ次第に移動していくことになり、後端部9dを把持するチャック7、及び、これを保持する送り位置決め装置8も、後端部9dと共に曲げ型2の方向へ次第に移動することになるが、送り位置決め装置8及びチャック7には、ボールねじ5により、曲げ型2の方向へ移動させるために必要となる最小限の出力トルクt1が作用しているため、送り位置決め装置8及びチャック7は、パイプ9に殆ど負荷を与えない状態で追従していくことになる。
At this time, the rear
曲げ型2の回転角度が設定角度(設定曲げ角度q)まで達したら、曲げ型2の回転が停止し、曲げ加工が終了する。より具体的には、曲げ型2を動作させる曲げサーボモータが回転すると、曲げサーボモータに付属しているエンコーダから、曲げサーボモータの回転数に比例した数のフィードバックパルスが出力され、曲げサーボモータのサーボアンプの偏差カウンタに入力される。偏差カウンタに入力されたフィードバックパルスは、偏差カウンタの溜まりパルス(曲げ指令パルス)を減算する。偏差カウンタの溜まりパルスが「0」になると、サーボアンプから曲げサーボモータへの電力供給が停止し、曲げサーボモータが停止する。 When the rotation angle of the bending die 2 reaches the set angle (set bending angle q), the rotation of the bending die 2 is stopped and the bending process is finished. More specifically, when the bending servo motor that operates the bending die 2 rotates, the encoder attached to the bending servo motor outputs a number of feedback pulses proportional to the number of rotations of the bending servo motor, and the bending servo motor Input to the deviation counter of the servo amplifier. The feedback pulse input to the deviation counter subtracts the deviation counter accumulation pulse (bending command pulse). When the accumulated pulse of the deviation counter becomes “0”, the power supply from the servo amplifier to the bending servo motor is stopped and the bending servo motor is stopped.
曲げサーボモータが停止して、曲げ型2の回転が停止すると、パイプ9の後端側部分9c、後端部9d、チャック7、送り位置決め装置8、ボールねじ5も停止することになる。但し、この時点では、チャック7は送り停止目標位置K(図3参照)までは移動しておらず、送りサーボモータのサーボアンプの偏差カウンタには、チャック7の現在位置(第1停止位置F、図3(2)参照)から送り停止目標位置Kまでの距離fに比例した数(α)の送り前進指令パルスが溜まっている。従って、それらの溜まりパルス(α)により、送りサーボモータには、サーボアンプから依然として電力が供給されており、送りサーボモータからトルクt1が出力されている。そこで本実施形態においては、曲げサーボモータが停止した後、トルク制限機能により、送りサーボモータの出力トルクを制限して、「0」まで減衰するように構成されている。
When the bending servo motor is stopped and the rotation of the bending die 2 is stopped, the rear
送りサーボモータの出力トルクが「0」になると、チャック7、及び、送り位置決め装置8に作用するボールねじ5の推力が無くなり、パイプ9、チャック7、送り位置決め装置8等において生じている撓みが開放されるため、チャック7は、僅かに後方(曲げ型2とは反対の方向)へ移動することになる(最終停止位置G、図3(3)参照)。このため、送りサーボモータのサーボアンプには、その移動量(第1停止位置Fから最終停止位置Gまでの距離g)に比例した数(β)の送り前進指令パルスが、溜まりパルス(α)に上積みされることになる。
When the output torque of the feed servo motor becomes “0”, the thrust of the
そこで本実施形態においては、送りサーボモータの出力トルクを「0」にした後、タイマーカウントアップにより所定時間を置いてから、サーボアンプの溜まりパルス(α+β)が読み込まれ、それと同数のパルスからなる送り後退指令(チャック7の最終停止位置Gから送り停止目標位置Kまでの距離(f+g)に比例した数(α+β)の送り後退指令パルス)が制御装置から発せられ、送りサーボモータのサーボアンプに入力されるようになっている。
Therefore, in the present embodiment, after the output torque of the feed servo motor is set to “0”, a predetermined time is set by the timer count up, and then the accumulated pulses (α + β) of the servo amplifier are read and are composed of the same number of pulses. A feed backward command (number of feed backward command pulses proportional to the distance (f + g) from the final stop position G of the
サーボアンプの偏差カウンタに溜まっている送り前進指令パルスと、入力される送り後退指令パルスとは、チャック7の送り方向が反対であるため、偏差カウンタに溜まっている送り前進指令パルスは、送り後退指令パルスによって減算される。そして、それらのパルス数は一致しているため、溜まっている送り前進指令パルスはすべて減算(相殺)され、溜まりパルスは「0」となる。その結果、サーボアンプから送りサーボモータへの電力供給が停止し、送りサーボモータは停止状態となる。そして、送りサーボモータが停止したら、トルク制限を解除し、クランプ3及びチャック7を開放して、パイプ9をパイプ曲げ加工装置1から取り外し、或いは、クランプ3のみを開放して、次の曲げ加工のためにパイプ9を移動させる(次の送り開始位置への位置決めを行う)。
The feed forward command pulse accumulated in the deviation counter of the servo amplifier and the input feed backward command pulse are opposite in the feed direction of the
本実施形態における無負荷追従方式の曲げ加工方法は、以上のような手順で実行され、従来のパイプ曲げ加工装置51(図6参照)を用いた無負荷追従方式の曲げ加工方法において必要となる一連の準備作業(実際の曲げ加工に先立って行われる試し曲げ、試し曲げ移動量の測定、実移動量の計算等)を省略することができる。 The no-load following type bending method in the present embodiment is executed in the above-described procedure, and is required in the no-load following type bending method using the conventional pipe bending apparatus 51 (see FIG. 6). A series of preparatory work (trial bending performed prior to actual bending, measurement of trial bending movement amount, calculation of actual movement amount, etc.) can be omitted.
この点について具体的に説明すると、従来のパイプ曲げ加工装置51を用いた無負荷追従方式の曲げ加工方法においては、曲げ型52の回転の進行に従って曲げ型52の方向へ次第に移動していくパイプ9の後端部9dに対してチャック57を無負荷で追従させるための方法として、チャック57の位置制御を行っている。従って、曲げ型52に引っ張られて移動するパイプ9の後端部9dの移動量y(曲げ型52の停止時における後端部9dの停止位置J、図4参照)を、事前に、正確に把握しておく必要がある。
This point will be described in detail. In the conventional no-load following type bending method using the
曲げ型52に引っ張られて移動するパイプ9の後端部9dの移動量yは、単純に考えると、「2πr(q/360)」(r:曲げ半径、q:設定曲げ角度)ということになる。但し、曲げ加工を行う際には、パイプ9が曲げ型52に引っ張られることにより、「伸び」が生じるため、後端部9dの移動量yは、「2πr(q/360)」から伸び量wを差し引いた値となる。(尚、実際の制御に用いられる値は、曲げ型52の停止時における後端部9dの停止位置J(機械原点Bからの距離j)であり、この値は、「j=s−y」(s:チャック7の機械原点Bから送り開始位置Sまでの距離)から求められる。)
The amount of movement y of the
しかしながら、曲げ加工時において生じる伸び量wの値は、パイプ9の材質、径、肉厚寸法、曲げ半径、金型の調整等によって変化するため、伸び量w(ひいては移動量y)を、計算のみによって正確に求めることは不可能である。そこで、上述の通り、従来のパイプ曲げ加工装置51を用いて無負荷追従方式の曲げ加工方法を行う場合には、パイプ9の後端部9dの移動量y乃至は停止位置J(距離j)を把握するために、実際の曲げ加工に先立ち、試し曲げ、試し曲げ移動量の測定、実移動量の計算等の一連の準備作業が必要となる。
However, since the value of the amount of elongation w generated at the time of bending changes depending on the material, diameter, thickness, bending radius, mold adjustment, etc. of the
本実施形態においては、チャック7の位置を制御するのではなく、チャック7及び送り位置決め装置8を移動させるためにボールねじ5に与えるトルクを制御すること、より具体的には、出力トルクを「t1」(パイプ9を把持していないフリーの状態のチャック7及び送り位置決め装置8を、曲げ型2の方向へ移動させるために必要となる最小限の出力)とすることによって、後端部9dに対するチャック7の追従を実現させているため、パイプ9の伸び量w、後端部9dの移動量y、及び、停止位置J(距離j)を正確に把握する必要が無く、試し曲げ、試し曲げ移動量の測定、実移動量の計算等の一連の準備作業を省略することができる。
In the present embodiment, the position of the
但し、チャック7に駆動力を供給する送りサーボモータに対し、送り前進指令を発する際には、いずれかの位置を指定し、これをチャック7の送り停止目標位置K(機械原点Bからの距離k)として与えてやる必要がある。このとき、仮に停止目標位置Kが、実際の停止位置Jよりも送り開始位置S寄りの位置(例えば、図4に示すK’の位置)に設定されてしまった場合、その位置から実際の停止位置Jまでの区間Uにおいて、パイプ9の後端部9dに対しチャック7及び送り位置決め装置8を無負荷で追従させることができなくなってしまう。従って、停止目標位置Kは、実際の停止位置Jよりも曲げ型2寄りの位置に設定しなければならない。
However, when a feed forward command is issued to the feed servo motor that supplies driving force to the
本実施形態においては、停止目標位置K(機械原点Bからの距離k)が、実際の停止位置Jよりも曲げ型2寄りの位置に設定されるよう、上記数式1により停止目標位置K(機械原点Bからの距離k)が計算されるようになっている。
In the present embodiment, the target stop position K (machine position) according to
但しこの場合、実際の停止位置Jと停止目標位置Kとの間に相応の「ずれ」が生じることになる。つまり、曲げ型2の回転角度が既定の角度(設定曲げ角度q)まで達し、曲げ型2の回転が停止した時点でチャック7も停止することになり、その停止位置(第1停止位置F、図3(2)参照)から停止目標位置Kまでの距離fに比例した数(α)の送り前進指令パルスがサーボアンプに溜まってしまうことになり、更に、その後、送りサーボモータの出力トルクが「0」となって、パイプ9、チャック7、送り位置決め装置8等において生じている撓みが開放された際に、チャック7が僅かに後退することによって、その移動量(第1停止位置Fから最終停止位置Gまでの距離g、図3(3)参照)に比例した数(β)の送り前進指令パルスが、サーボアンプに溜まってしまうことになる。
However, in this case, a corresponding “deviation” occurs between the actual stop position J and the stop target position K. That is, when the rotation angle of the bending die 2 reaches a predetermined angle (set bending angle q) and the rotation of the bending die 2 stops, the
そこで本実施形態においては、上述の通り、送り後退指令(チャック7の最終停止位置Gから送り停止目標位置Kまでの距離(f+g)に比例した数(α+β)の送り後退指令パルス)が制御装置から発せられ、それらの溜まりパルスが解消されるようになっている。
Therefore, in the present embodiment, as described above, the feed backward command (the number of feed backward command pulses proportional to the distance (f + g) from the final stop position G of the
尚、本実施形態においては、チャック7の機械原点Bが、送り停止目標位置Kの前方(曲げ型2の方向)に設定されているため、チャック7の送り停止目標位置Kの情報(距離k)は、上記数式1によって求められるが、チャック7の機械原点Bが、送り開始位置Sの後方(曲げ型2とは反対の方向)に設定されている場合には、チャック7の送り停止目標位置Kの情報(距離k)は、下記の式によって求められる。
In this embodiment, since the machine origin B of the
(数式2)
k=s+(2πr(q/360))c(Formula 2)
k = s + (2πr (q / 360)) c
次に、図1のパイプ曲げ加工装置1を用いた上記加工方法のうち、押圧力付加方式の曲げ加工方法を、本発明の第3の実施形態として説明する。本実施形態の押圧力付加方式の曲げ加工方法は、以下に説明する二つの点を除いて、第2の実施形態として説明した無負荷追従方式の曲げ加工方法と同一の手順によって実施される。
Next, of the above-described processing methods using the
第2の実施形態(無負荷追従方式の曲げ加工方法)においては、送り開始位置Sへのチャック7の移動完了後、送りサーボモータからボールねじ5へ出力するトルクを「t1」(チャック7がパイプ9を把持していないフリーの状態にある場合において、ボールねじ5を動作させることにより、送り位置決め装置8及びチャック7を、曲げ型2の方向へ移動させるために必要となる最小限の出力トルク)としていたが、本実施形態においては、曲げ加工時においてパイプ9に付加しようとする押圧力に相当する「t2」を「t1」にプラスしたトルクを出力する。これにより、パイプ9に対し、トルクt2による押圧力を付加しながら曲げ加工を行うことができる。
In the second embodiment (the no-load following bending method), after the movement of the
また、曲げサーボモータが停止した後、トルク制限機能により、送りサーボモータの出力トルクを制限して「0」まで減衰する際、本実施形態においては、トルク出力を段階的に落としていくという方法が実行される。この点について具体的に説明すると、送りサーボモータから出力されるトルクを「t1+t2」から唐突に「0」に変更すると、トルクが作用しているボールねじ5及び送り位置決め装置8において、力が解放される際に生じる衝撃(ショック)が伝わることになり、衝撃そのものによってボールねじ5、送り位置決め装置8、又は、それらの構成部品が直接損傷を受けてしまったり、或いは、衝撃の振動により取付ボルトに弛みが生じて、送り位置決め装置8等において不具合を生じさせてしまうという問題がある。
Further, after the bending servo motor is stopped, when the torque limit function is used to limit the output torque of the feed servo motor and attenuate it to “0”, in the present embodiment, the torque output is gradually reduced. Is executed. Specifically, when the torque output from the feed servomotor is suddenly changed from “t1 + t2” to “0”, the force is released in the
そこで、本実施形態においては、出力を「t1+t2」から「0」まで減衰するまでの所要時間を設定し、例えば、この所要時間を10分割し、つまり、10段階に分け、第1段階で出力を90%、第2段階で80%というように次第に減衰させていき、第10段階で0%、即ち、出力を「0」とする。このような方法でトルクの出力を段階的に落としていくことにより、力が解放される際のショックを軽減し、上記のような問題を好適に回避することができる。 Therefore, in the present embodiment, a required time until the output is attenuated from “t1 + t2” to “0” is set, for example, this required time is divided into ten, that is, divided into ten stages, and output in the first stage. Is gradually attenuated to 90% and 80% in the second stage, and 0% in the tenth stage, that is, the output is set to "0". By reducing the torque output stepwise in this way, the shock when the force is released can be reduced and the above-mentioned problems can be preferably avoided.
最後に、図1のパイプ曲げ加工装置1を用いた上記加工方法のうち、引っ張り抵抗力付加方式の曲げ加工方法を、本発明の第4の実施形態として説明する。本実施形態の引っ張り抵抗力付加方式の曲げ加工方法は、以下に説明する点を除いて、第3の実施形態として説明した押圧力付加方式の曲げ加工方法と同一の手順によって実施される。
Finally, of the above-described processing methods using the
第3の実施形態(押圧力付加方式の曲げ加工方法)においては、チャック7の送り停止目標位置Kは、送り開始位置Sの前方(曲げ型2の方向)に設定され、その位置情報(機械原点Bからの距離k)は、上記数式1によって求められるが、本実施形態においては、図5(1)に示すように、チャック7の送り停止目標位置Kは、送り開始位置Sの後方(曲げ型2とは反対の方向)に設定され、その位置情報(機械原点Bからの距離k)は、送り開始位置S(機械原点Bからの距離s)、定数vを用いて、下記の式により計算される。
In the third embodiment (pressing force addition type bending method), the feed stop target position K of the
(数式3)
k=s+v(Formula 3)
k = s + v
本実施形態においては、チャック7の送り停止目標位置Kは、パイプ9の後端部9dの進行方向とは反対方向の位置に設定されているため、制御装置から曲げサーボモータのサーボアンプへ曲げ正転指令が発せられる際、送りサーボモータのサーボアンプに対しては、送り後退指令(チャック7の送り開始位置Sから送り停止目標位置Kまでの距離vに比例した数の送り後退指令パルス)が発せられることになる。
In the present embodiment, the feed stop target position K of the
制御装置から曲げ正転指令及び送り後退指令が発せられると、曲げサーボモータのサーボアンプから駆動電力が供給されて曲げサーボモータが回転し、送りサーボモータのサーボアンプから駆動電力が供給されて送りサーボモータからトルクが出力される。そうすると、図2に示すように曲げ型2は既定の方向へ回転する。曲げ型2の回転が進行すると、曲げ型2とクランプ3に挟持されたパイプ9が曲げ型2の回転方向へ引っ張られ、曲げ加工部9bが曲げ型2のラウンド部分2aの外周面に沿って巻き付けられていき、パイプ9に曲げ加工が施される。
When a forward bending command and feed backward command are issued from the control device, drive power is supplied from the servo amplifier of the bending servo motor to rotate the bending servo motor, and drive power is supplied from the servo amplifier of the feed servo motor to feed. Torque is output from the servo motor. Then, the bending
このとき、パイプ9の後端側部分9c及び後端部9dは、曲げ型2の回転の進行に従って曲げ型2の方向へ次第に移動していくことになり、後端部9dを把持するチャック7、及び、これを保持する送り位置決め装置8も、後端部9dと共に曲げ型2の方向へ次第に移動することになるが、送り位置決め装置8及びチャック7には、送りサーボモータ及びボールねじ5により、曲げ型2とは反対の方向へ引っ張る抵抗力が付加されることになる。
At this time, the rear
曲げ型2の回転角度が既定の角度(設定曲げ角度q)まで達したら、曲げ型2の回転が停止し、曲げ加工が終了する。曲げ型2の回転(曲げサーボモータ)が停止すると、パイプ9の後端側部分9c、後端部9d、チャック7、送り位置決め装置8、ボールねじ5も停止することになる。このとき、図5(2)に示すように、チャック7は、送り開始位置Sよりも更に、送り停止目標位置Kから離れた位置となる。そして、送りサーボモータのサーボアンプの偏差カウンタには、チャック7の現在位置(第1停止位置F)から送り停止目標位置Kまでの距離fに比例した数(α)の送り前進指令パルスが溜まることになる。従って、それらの溜まりパルス(α)により、送りサーボモータには、サーボアンプから依然として電力が供給されており、送りサーボモータからトルクが出力されている。そこで本実施形態においても、曲げサーボモータが停止した後、トルク制限機能により、送りサーボモータの出力トルクが制限されて、「0」まで減衰される。
When the rotation angle of the bending die 2 reaches a predetermined angle (set bending angle q), the rotation of the bending die 2 is stopped and the bending process is finished. When the rotation of the bending mold 2 (bending servo motor) stops, the rear
送りサーボモータの出力トルクが「0」になると、チャック7、及び、送り位置決め装置8に作用するボールねじ5の推力が無くなり、パイプ9、チャック7、送り位置決め装置8等において生じている撓みが開放されるため、チャック7は、僅かに前方(曲げ型2の方向)へ移動することになる(最終停止位置G、図5(3)参照)。このため、送りサーボモータのサーボアンプには、その移動量(第1停止位置Fから最終停止位置Gまでの距離g)に比例した数(β)の送り前進指令パルスが、溜まりパルス(α)に上積みされることになる。
When the output torque of the feed servo motor becomes “0”, the thrust of the
そこで本実施形態においては、送りサーボモータの出力トルクを「0」にした後、タイマーカウントアップにより所定時間を置いてから、サーボアンプの溜まりパルス(α+β)が読み込まれ、それと同数のパルスからなる送り前進指令(チャック7の最終停止位置Gから送り停止目標位置Kまでの距離(f+g)に比例した数(α+β)の送り前進指令パルス)が制御装置から発せられ、送りサーボモータのサーボアンプに入力されるようになっている。
Therefore, in the present embodiment, after the output torque of the feed servo motor is set to “0”, a predetermined time is set by the timer count up, and then the accumulated pulses (α + β) of the servo amplifier are read and are composed of the same number of pulses. A feed forward command (a number of feed forward command pulses proportional to the distance (f + g) from the final stop position G of the
サーボアンプの偏差カウンタに溜まっている送り後退指令パルスと、入力される送り前進指令パルスとは、チャック7の送り方向が反対であるため、偏差カウンタに溜まっている送り後退指令パルスは、送り前進指令パルスによって減算される。そして、それらのパルス数は一致しているため、溜まっている送り後退指令パルスはすべて減算(相殺)され、溜まりパルスは「0」となる。その結果、サーボアンプから送りサーボモータへの電力供給が停止し、送りサーボモータは停止状態となる。そして、送りサーボモータが停止したら、トルク制限を解除し、クランプ3及びチャック7を開放して、パイプ9をパイプ曲げ加工装置1から取り外し、或いは、クランプ3のみを開放して、次の曲げ加工のためにパイプ9を移動させる(次の送り開始位置への位置決めを行う)。
Since the feed back / return command pulse stored in the deviation counter of the servo amplifier and the input feed forward command pulse are opposite to each other in the feed direction of the
また、本実施形態においても、第3の実施形態と同様に、曲げサーボモータが停止した後、トルク制限機能により、送りサーボモータの出力トルクを制限して「0」まで減衰させる際、トルク出力を段階的に落としていくという方法が実行される。これにより、力が解放される際のショックを軽減し、構成部品の損傷、取付ボルトの弛みに起因する不具合の発生等の問題を好適に回避することができる。 Also in this embodiment, as in the third embodiment, after the bending servo motor is stopped, when the torque limit function is used to limit the output torque of the feed servo motor and attenuate it to “0”, the torque output The method of dropping the process step by step is executed. As a result, the shock when the force is released can be reduced, and problems such as damage to the component parts and occurrence of problems due to loosening of the mounting bolts can be suitably avoided.
尚、本実施形態においては、チャック7の機械原点Bが、送り停止目標位置Kの前方(曲げ型2の方向)に設定されているため、チャック7の送り停止目標位置Kの情報(距離k)は、上記数式3によって求められるが、チャック7の機械原点Bが、送り開始位置Sの後方(曲げ型2とは反対の方向)に設定されている場合には、チャック7の送り停止目標位置Kの情報(距離k)は、下記の式によって求められる。
In this embodiment, since the machine origin B of the
(数式4)
k=s−v(Formula 4)
k = s−v
1:パイプ曲げ加工装置、
2:曲げ型、
2a:ラウンド部分、
2b:直状部分、
3:クランプ、
4:プレッシャー型、
5:ボールねじ、
5a:シャフト、
5b:スライダ、
7:チャック、
8:送り位置決め装置、
9:パイプ、
9a:先端側部分、
9b:曲げ加工部、
9c:後端側部分、
9d:後端部、
51:パイプ曲げ加工装置、
52:曲げ型、
53:クランプ、
54:プレッシャー型、
55:押圧力付加手段、
56:引っ張り抵抗力付加手段、
57:チャック、
B:機械原点、
F:第1停止位置、
G:最終停止位置、
J:停止位置、
K:停止目標位置、
S:送り開始位置、
q:設定曲げ角度、
r:曲げ半径、
w:伸び量、
y:移動量、1: Pipe bending machine,
2: Bending mold,
2a: Round part,
2b: straight part,
3: Clamp,
4: Pressure type,
5: Ball screw,
5a: shaft,
5b: slider,
7: Chuck,
8: Feed positioning device,
9: Pipe,
9a: tip side portion,
9b: bending portion,
9c: rear end side portion,
9d: rear end,
51: Pipe bending apparatus,
52: bending mold,
53: Clamp,
54: Pressure type,
55: Pressurizing force applying means,
56: Tensile resistance adding means,
57: Chuck,
B: Machine origin,
F: first stop position,
G: Final stop position,
J: Stop position,
K: stop target position,
S: Feed start position,
q: Set bending angle,
r: bending radius,
w: elongation,
y: amount of movement,
Claims (9)
前記パイプの後端部を把持するように構成されたチャックと、
前記チャックを保持し、前記チャックによって把持されるパイプの後端側部分の軸線方向へ移動可能なように構成された送り位置決め装置と、
送りサーボモータと、
前記曲げ型に回転駆動力を供給する曲げサーボモータと、
前記送り位置決め装置と接続され、前記送りサーボモータの出力トルクを、シャフトの軸線方向へのスライダの推力に変換することにより、前記送り位置決め装置及び前記チャックを所定方向へ移動させることができるように構成されたボールねじと、
前記ボールねじに回転駆動力を与える送りサーボモータの出力トルクを所望の値或いは範囲内に制限するトルク制限機能を有し、このトルク制限機能によって前記送りサーボモータの出力トルクを制御する制御装置と、
偏差カウンタを有し、前記送りサーボモータへ駆動電力を供給するサーボアンプと、を有し、
前記チャックの送り開始位置から送り停止目標位置までの距離に比例した数の送り前進指令パルス、又は、送り後退指令パルスが、前記制御装置から前記サーボアンプに出力され、前記偏差カウンタにおいて積算されると、前記サーボアンプから、前記送り前進指令パルス、又は、送り後退指令パルスに応じて前記送りサーボモータへ駆動電力が供給され、前記送りサーボモータが駆動電力を受けて回転し、前記ボールねじが動作して前記チャックが移動するように構成され、
押圧力付加方式の曲げ加工方法、又は、無負荷追従方式の曲げ加工方法を実行する場合には、前記停止目標位置が、前記制御装置において、曲げ型の停止時におけるパイプの後端部の停止位置よりも曲げ型寄りの位置に設定されるよう計算され、
引っ張り抵抗力付加方式の曲げ加工方法を実行する場合には、前記停止目標位置が、前記制御装置において、送り開始位置の後方に設定されるよう計算されることを特徴とするパイプ曲げ加工装置。A bending die that performs bending by winding a pipe to be processed around the outer peripheral surface;
A chuck configured to grip a rear end of the pipe;
A feed positioning device configured to hold the chuck and be movable in the axial direction of a rear end portion of a pipe held by the chuck;
A feed servo motor,
A bending servo motor for supplying a rotational driving force to the bending mold;
The feed positioning device and the chuck can be moved in a predetermined direction by being connected to the feed positioning device and converting the output torque of the feed servo motor into the thrust of the slider in the axial direction of the shaft. A configured ball screw; and
A control device that has a torque limiting function for limiting the output torque of the feed servo motor that applies a rotational driving force to the ball screw within a desired value or range, and controls the output torque of the feed servo motor by the torque limiting function; ,
A servo amplifier having a deviation counter and supplying driving power to the feed servo motor;
A number of forward feed command pulses or feed backward command pulses proportional to the distance from the feed start position of the chuck to the feed stop target position are output from the control device to the servo amplifier and integrated in the deviation counter. Driving power is supplied from the servo amplifier to the feed servomotor in response to the feed forward command pulse or feed backward command pulse, the feed servomotor is rotated by receiving the drive power, and the ball screw Configured to move and move the chuck;
When the bending method using the pressing force addition method or the bending method using the no-load following method is executed, the stop target position is the stop of the rear end of the pipe when the bending die is stopped in the control device. Calculated to be set closer to the bending mold than the position,
A pipe bending apparatus characterized in that, when executing a bending method of a tensile resistance addition method, the stop target position is calculated to be set behind a feed start position in the control device.
前記チャックがフリーの状態にある場合において、前記送り位置決め装置及びチャックを、前記曲げ型の方向へ移動させるために必要となる最小限のトルクを、前記送りサーボモータから前記ボールねじへ出力して曲げ加工を行うことを特徴とする無負荷追従方式のパイプ曲げ加工方法。A pipe bending method performed using the pipe bending apparatus according to claim 1,
When the chuck is in a free state, the minimum torque required to move the feed positioning device and chuck in the direction of the bending mold is output from the feed servo motor to the ball screw. A no-load follow-up pipe bending method characterized by bending.
前記チャックがフリーの状態にある場合において、前記送り位置決め装置及びチャックを、前記曲げ型の方向へ移動させるために必要となる最小限のトルクに、曲げ加工時においてパイプに付加しようとする押圧力に相当するトルクを加算して、前記送りサーボモータから前記ボールねじへトルクを出力することにより曲げ加工を行うことを特徴とする押圧力付加方式のパイプ曲げ加工方法。A pipe bending method performed using the pipe bending apparatus according to claim 1,
When the chuck is in a free state, the pressing force to be applied to the pipe during bending to the minimum torque required to move the feed positioning device and chuck toward the bending mold A pipe bending method using a pressing force method, wherein bending is performed by adding torque corresponding to the above and outputting torque from the feed servo motor to the ball screw.
前記チャックの送り停止目標位置を、送り開始位置の後方に設定し、
前記制御装置が前記曲げサーボモータへ曲げ正転指令を発する際、前記送りサーボモータに対して送り後退指令を発して曲げ加工を行うことを特徴とする引っ張り抵抗力付加方式のパイプ曲げ加工方法。A pipe bending method performed using the pipe bending apparatus according to claim 1,
Set the feed stop target position of the chuck behind the feed start position,
When the controller issues a forward bending command to the bending servo motor, a bending process is performed by issuing a feed backward command to the feed servo motor to perform bending.
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