JP5636187B2 - Pipe processing apparatus and pipe processing method - Google Patents
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Description
本発明は、管加工装置及び管加工方法に関するものである。 The present invention relates to a pipe processing apparatus and a pipe processing method.
従来、医療、バイオ、コンピュータサイエンス、電子通信等の各種の分野においては、各種の微小な部品、すなわち、微小部品が使用されている。該微小部品として、極細の管、極細のノズル等の管部材があり、例えば、医療の分野においては、極細の管によって形成された無痛の注射針が使用される。 Conventionally, in various fields such as medical treatment, biotechnology, computer science, and electronic communication, various minute parts, that is, minute parts are used. Examples of the minute parts include tube members such as ultrafine tubes and ultrafine nozzles. For example, in the medical field, a painless injection needle formed by an ultrafine tube is used.
前記各管部材は、管材料としての金属製、樹脂製等のパイプを管加工装置によって加工することにより成形される。 Each said pipe member is shape | molded by processing pipes, such as metal and resin made as a pipe material, with a pipe processing apparatus.
図2は従来の管加工装置によってパイプを加工する状態を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a state in which a pipe is machined by a conventional pipe machining apparatus.
図において、111は成形型、112はパイプである。該パイプ112には、プラグ、マンドレル等が挿入され、プラグ、マンドレル等が挿入された状態でパイプ112が成形型111内で矢印a方向に引っ張られる。前記成形型111に所定の形状、例えば、テーパ状のキャビティを形成すると、キャビティに対応するテーパ状の管部材を成形することができる。
In the figure, 111 is a mold and 112 is a pipe. A plug, a mandrel, or the like is inserted into the
ところが、前記管加工装置は、微小の管部材を成形するためのものであり、寸法が極めて小さいので、成形型111、プラグ、マンドレル等を精度良く形成するのが困難であるだけでなく、細いパイプ112にプラグ、マンドレル等を挿入するのも困難である。
However, the tube processing apparatus is for forming a minute tube member, and since the dimensions are extremely small, it is difficult not only to form the forming
そこで、成形型を使用しないダイレス加工法によって管部材を成形する管加工方法が提供されている。該管加工方法においては、パイプの周囲に複数の加熱装置を配設し、該加熱装置によってパイプの所定の箇所を加熱し、軟化させた状態で、パイプを、引っ張って径を小さくして縮径させたり、加圧して径を大きくして拡径させたりすることによって、所定の形状の管部材を成形するようになっている(例えば、特許文献1参照。)。 Therefore, a pipe processing method is provided in which a pipe member is formed by a dieless processing method that does not use a forming die. In this pipe processing method, a plurality of heating devices are arranged around the pipe, and a predetermined portion of the pipe is heated and softened by the heating device, and the pipe is pulled to reduce the diameter to reduce the diameter. A pipe member having a predetermined shape is formed by increasing the diameter by pressurizing or expanding the diameter (for example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、前記従来の管加工方法においては、パイプを引っ張って縮径させたり、加圧して拡径させたりする際に、パイプが縮径させられる量を表す縮径量、又はパイプが拡径させられる量を表す拡径量にばらつきが生じてしまう。 However, in the conventional pipe processing method, when the pipe is pulled to reduce the diameter or pressurized to expand the diameter, the pipe diameter is reduced, or the pipe is expanded. Variations in the amount of diameter expansion representing the amount to be produced.
したがって、パイプの加工精度が低くなり、管部材の品質が低下してしまう。 Accordingly, the processing accuracy of the pipe is lowered, and the quality of the pipe member is lowered.
本発明は、前記従来の管加工方法の問題点を解決して、管材料の加工精度を高くすることができ、管部材の品質を向上させることができる管加工装置及び管加工方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a tube processing apparatus and a tube processing method capable of solving the problems of the conventional tube processing method, increasing the processing accuracy of the tube material, and improving the quality of the tube member. For the purpose.
そのために、本発明の管加工装置においては、管材料の一端を把持する第1の把持部材と、移動自在に配設され、管材料の他端を把持する第2の把持部材と、前記第1、第2の把持部材間に設定された前記管材料の加工領域の所定の箇所に配設され、管材料における環状の被加熱部を局部的に加熱するための加熱体と、前記第2の把持部材を移動させる移動処理手段と、前記第2の把持部材が移動させられる間に、前記加熱体を駆動し、前記被加熱部を加熱する加熱処理手段と、前記第2の把持部材の移動速度を変更する移動速度変更処理手段と、時間の経過に伴って、加熱体に供給するエネルギーの補正値を、時間の経過に伴って変化する管材料の径に基づいて変更する加熱量補正処理手段とを有する。 Therefore, in the tube processing apparatus of the present invention, a first gripping member that grips one end of the pipe material, a second gripping member that is movably disposed and grips the other end of the pipe material, 1. A heating body that is disposed at a predetermined location in a processing region of the pipe material set between the first and second gripping members and locally heats an annular heated portion in the pipe material, and the second A moving processing means for moving the gripping member, a heating processing means for driving the heating body and heating the heated portion while the second gripping member is moved, and a second gripping member A moving speed correction processing means for changing the moving speed, and a heating amount correction for changing the correction value of the energy supplied to the heating body with the passage of time based on the diameter of the tube material that changes with the passage of time. And processing means.
本発明によれば、管加工装置においては、管材料の一端を把持する第1の把持部材と、移動自在に配設され、管材料の他端を把持する第2の把持部材と、前記第1、第2の把持部材間に設定された前記管材料の加工領域の所定の箇所に配設され、管材料における環状の被加熱部を局部的に加熱するための加熱体と、前記第2の把持部材を移動させる移動処理手段と、前記第2の把持部材が移動させられる間に、前記加熱体を駆動し、前記被加熱部を加熱する加熱処理手段と、前記第2の把持部材の移動速度を変更する移動速度変更処理手段と、時間の経過に伴って、加熱体に供給するエネルギーの補正値を、時間の経過に伴って変化する管材料の径に基づいて変更する加熱量補正処理手段とを有する。 According to the present invention, in the pipe processing apparatus, the first gripping member that grips one end of the pipe material, the second gripping member that is movably disposed and grips the other end of the pipe material, 1. A heating body that is disposed at a predetermined location in a processing region of the pipe material set between the first and second gripping members and locally heats an annular heated portion in the pipe material, and the second A moving processing means for moving the gripping member, a heating processing means for driving the heating body and heating the heated portion while the second gripping member is moved, and a second gripping member A moving speed correction processing means for changing the moving speed, and a heating amount correction for changing the correction value of the energy supplied to the heating body with the passage of time based on the diameter of the tube material that changes with the passage of time. And processing means.
この場合、管材料を引っ張る速度、又は加圧する速度を変化させることによって、管材料の縮径量又は拡径量を変化させることができる。したがって、複雑な形状の管部材を成形することができる。 In this case, the diameter reduction amount or the diameter expansion amount of the pipe material can be changed by changing the speed of pulling or pressurizing the pipe material. Therefore, a pipe member having a complicated shape can be formed.
また、管材料の縮径量又は拡径量を第2の把持部材の移動速度に対応させることができるので、管材料の加工精度を高くすることができ、管部材の品質を向上させることができる。 Moreover, since the amount of diameter reduction or diameter expansion of a pipe material can be made to respond | correspond to the moving speed of a 2nd holding member, the processing precision of a pipe material can be made high and the quality of a pipe member can be improved. it can.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図3は本発明の第1の実施の形態における管加工装置の概念図である。 FIG. 3 is a conceptual diagram of the tube processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図において、11は矢印A方向に搬送される金属製の管材料としての円形のパイプ、12は、該パイプ11の搬送方向における上流側において移動自在に配設され、パイプ11の一端を把持する第1の把持部材としてのチャック、13は、前記パイプ11の搬送方向におけるチャック12より下流側において、前記チャック12とは独立させて移動自在に配設され、パイプ11の他端を把持する第2の把持部材としてのチャック、15は前記各チャック12、13を案内する案内部材としてのバー、18は前記チャック12を矢印A方向に移動させる第1の移動機構、19は前記チャック13を矢印A方向に移動させる第2の移動機構である。
In the figure, 11 is a circular pipe as a metal pipe material conveyed in the direction of arrow A, and 12 is movably disposed upstream in the conveying direction of the
本実施の形態においては、金属製のパイプ11が使用されるようになっているが、樹脂製のパイプを使用することができる。また、本実施の形態においては、所定の長さを有するパイプ11が使用されるが、一端が図示されない繰出機に、他端が図示されない巻取機に巻装された長尺のパイプを使用することができる。
In the present embodiment, a
前記各チャック12、13は、パイプ11を包囲する構造を有し、パイプ11を所定の把持力で把持し、パイプ11において、チャック12によって把持される第1の把持位置、及びチャック13によって把持される第2の把持位置が設定され、第1、第2の把持位置間にパイプ11の加工領域が設定される。そして、該加工領域においてパイプ11が加工され、所定の形状の管部材が成形される。
Each of the
そのために、前記加工領域における所定の箇所に、パイプ11を包囲して、パイプ11を軸方向において局部的に、周方向において全体的に加熱するための加熱体としての環状のコイル14が配設され、パイプ11におけるコイル14と対向する箇所に環状の被加熱部(被加工部)が形成される。この場合、コイル14は図示されないフレームに固定され、コイル14の巻数は、被加熱部の軸方向長さを小さくするために、例えば、1〜5程度に小さくされる。
For this purpose, an
また、前記コイル14と隣接させて、パイプ11の温度を検出するための温度検出器としての非接触式の温度センサ40が配設される。
Further, a
本実施の形態においては、コイル14に高周波の電流、すなわち、高周波電流を供給し、パイプ11を誘導加熱によって加熱するようになっているが、コイル14に代えてヒータを使用し、ヒータに電流を供給し、パイプ11をジュール熱で加熱することができる。
In the present embodiment, a high-frequency current, that is, a high-frequency current is supplied to the
また、前記第1の移動機構18は、チャック12を支持する支持部21、該支持部21に取り付けられた図示されないボールナット、該ボールナットと噛(し)合させられるボールねじ軸22、該ボールねじ軸22と連結された第1の駆動部としてのモータ23等を備える。該モータ23を駆動することによってボールねじ軸22を回転させると、支持部21がバー15に沿って矢印A方向に移動させられる。そのために、前記支持部21には、バー15を貫通させて配設するための図示されないガイド穴が形成される。なお、前記ボールナット及びボールねじ軸22によって運動方向変換部としてのボールねじが構成され、ボールねじ軸22の回転運動がボールナットの直進運動に変換される。そして、ボールナットによって第1の変換要素が、ボールねじ軸22によって第2の変換要素が構成される。
The
また、前記第2の移動機構19は、チャック13を支持する支持部25、該支持部25に取り付けられた図示されないボールナット、該ボールナットと噛合させられるボールねじ軸26、該ボールねじ軸26と連結された第2の駆動部としてのモータ27等を備える。該モータ27を駆動することによってボールねじ軸26を回転させると、支持部25がバー15に沿って矢印A方向に移動させられる。そのために、前記支持部25には、バー15を貫通させて配設するための図示されないガイド穴が形成される。なお、前記ボールナット及びボールねじ軸26によって運動方向変換部としてのボールねじが構成され、ボールねじ軸26の回転運動がボールナットの直進運動に変換される。そして、ボールナットによって第1の変換要素が、ボールねじ軸26によって第2の変換要素が構成される。
The
本実施の形態においては、第1、第2の移動機構18、19における第1、第2の駆動部としてモータ23、27が配設されるようになっているが、モータ23、27に代えて、油圧シリンダを使用することができる。その場合、油圧シリンダのピストンに前記支持部21、25が取り付けられる。
In the present embodiment, the
次に、管加工装置の制御装置について説明する。 Next, a control device for the tube processing apparatus will be described.
図4は本発明の第1の実施の形態における管加工装置の制御ブロック図である。 FIG. 4 is a control block diagram of the tube processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図において、30は制御部であり、該制御部30は、モータドライバ31を介して前記モータ23、27に接続される。各モータ23、27には、それぞれモータ23、27の回転速度を検出するための回転速度検出部としてのエンコーダ34、35が配設される。
In the figure,
また、前記制御部30は、発振回路39、トランス41等を介して前記コイル14に接続されるとともに、前記温度センサ40に接続される。
The
次に、前記構成の管加工装置の動作について説明する。 Next, the operation of the tube processing apparatus having the above configuration will be described.
図1は本発明の第1の実施の形態における管加工装置の動作を説明する図、図5は本発明の第1の実施の形態における第2の速度を第1のパターンで変化させたときのタイムチャート、図6は本発明の第1の実施の形態における第2の速度を第1のパターンで変化させたときの縮径の状態を示す図、図7は本発明の第1の実施の形態における第2の速度を第2のパターンで変化させたときのタイムチャート、図8は本発明の第1の実施の形態における第2の速度を第2のパターンで変化させたときの縮径の状態を示す図である。 FIG. 1 is a diagram for explaining the operation of the tube processing apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram when the second speed in the first embodiment of the present invention is changed in the first pattern. FIG. 6 is a diagram showing a state of diameter reduction when the second speed in the first embodiment of the present invention is changed in accordance with the first pattern, and FIG. 7 is a diagram illustrating the first embodiment of the present invention. FIG. 8 is a time chart when the second speed in the embodiment is changed in the second pattern, and FIG. 8 is a reduction when the second speed in the first embodiment of the invention is changed in the second pattern. It is a figure which shows the state of a diameter.
この場合、チャック12を矢印A方向(図3)に移動させる速度、すなわち、移動速度を第1の速度V1とし、チャック13の移動速度を第2の速度V2としたとき、第2の速度V2は第1の速度V1以上の速度
V1≦V2
にされる。本実施の形態において、第1の速度V1は一定の値にされ、第2の速度V2は可変の値にされる。したがって、パイプ11は、第1の速度V1によって表される一定の搬送速度で搬送され、第2の速度V2で表される可変の引張速度で引っ張られる。そのために、前記制御部30の図示されない移動処理手段は、移動処理を行い、モータ23、27をそれぞれ、一定の回転速度N1及び可変の回転速度N2で駆動し、チャック12、13を移動させる。
In this case, when the speed at which the
To be. In the present embodiment, the first speed V1 is a constant value, and the second speed V2 is a variable value. Accordingly, the
そして、チャック12、13が移動させられ、パイプ11が搬送されている間に、コイル14に高周波電流が供給され、パイプ11の被加熱部が加熱される。そのために、前記制御部30の図示されない加熱処理手段は、加熱処理を行い、発振回路39を作動させ、高周波電流を発生させ、トランス41に送る。該トランス41は、高周波電流を受け、電圧を変換してコイル14に供給し、コイル14を駆動する。なお、本実施の形態において、前記高周波電流はコイル14に連続的に供給されるが、高周波電流を間欠的に、かつ、所定の時間ずつコイル14に供給することもできる。
Then, while the
この場合、前記被加熱部の温度は、あらかじめ設定された目標となる温度、すなわち、目標温度になるように制御される。そのために、温度センサ40は、パイプ11における前記被加熱部の温度を検出し、検出された温度、すなわち、検出温度を制御部30に送る。前記加熱処理手段は、検出温度を読み込み、検出温度と目標温度との偏差を算出し、偏差が零(0)になるようにコイル14に供給される高周波電流を制御する。
In this case, the temperature of the heated portion is controlled so as to become a preset target temperature, that is, the target temperature. For this purpose, the
このようにして、前記被加熱部が、軸方向において局部的に、周方向において全体的に加熱され、軟化させられると、パイプ11は、単位時間当たり、第2の速度V2と第1の速度V1との差を表す差速度ΔVdに対応する距離だけ伸び、それに伴い、パイプ11は被加熱部において変形し、縮径させられる。
In this way, when the heated portion is heated and softened locally in the axial direction and entirely in the circumferential direction, the
なお、チャック13によってパイプ11が引っ張られるときの引張力をFdとすると、該引張力Fdは、前記差速度ΔVdに比例し、
Fd=kd・ΔVd (kdは定数。)
になり、前記引張力Fdが大きいほどパイプ11は大きく変形し、縮径させられる。
If the tensile force when the
Fd = kd · ΔVd (kd is a constant)
As the tensile force Fd is increased, the
この場合、縮径させられる前のパイプ11がコイル14に近づく速度をVaとし、縮径させられた後のパイプ11がコイル14から離れる速度をVbとし、縮径させられる前のパイプ11の断面積をA1とし、縮径させられた後のパイプ11の断面積をA2とすると、
A1・Va=A2・Vb ……(1)
になる。なお、断面積A1、A2は、いずれも、パイプ11の外周縁によって包囲される領域の面積とする。
In this case, the speed at which the
A1 ・ Va = A2 ・ Vb (1)
become. The cross-sectional areas A1 and A2 are both the area of the region surrounded by the outer peripheral edge of the
また、縮径させられる前のパイプ11の半径をR1とし、縮径させられた後のパイプ11の半径をR2とすると、式(1)から、
R12 ・Va=R22 ・Vb
になるので、半径R2は、
Also, assuming that the radius of the
R1 2・ Va = R2 2・ Vb
Therefore, the radius R2 is
になる。 become.
そして、本実施の形態において、前記速度Va、Vbは、
Va=V1
Vb=V2
であるので、縮径による変形率をrとすると、該変形率rは、
r=(Vb−Va)/Vb
=(V2−V1)/V2
=1−V1/V2 ……(3)
になる。
In the present embodiment, the speeds Va and Vb are:
Va = V1
Vb = V2
Therefore, if the deformation rate due to the diameter reduction is r, the deformation rate r is
r = (Vb−Va) / Vb
= (V2-V1) / V2
= 1-V1 / V2 (3)
become.
ところで、本実施の形態においては、時間tの経過に伴って、前記第2の速度V2を任意のパターンで変化させることができるようになっている。そのために、前記制御部30の図示されない移動速度変更処理手段は、移動速度変更処理を行い、モータ27の回転速度N2を変更することによって、第2の速度V2を変更する。
Incidentally, in the present embodiment, the second speed V2 can be changed in an arbitrary pattern as time t elapses. For this purpose, a moving speed change processing unit (not shown) of the
この場合、第2の速度V2が変化すると、前記引張力Fdが変化するので、縮径させられた後のパイプ11の断面積A2が変化し、変形率rも変化する。したがって、前記第2の速度V2を変化させるパターンに対応させてパイプ11の形状を設定することができる。
In this case, when the second speed V2 is changed, the tensile force Fd is changed, so that the cross-sectional area A2 of the
ここで、第2の速度V2の初期値をV0とし、単位時間当たりの変化率、すなわち、加速度をαとし、時間tにおける第2の速度V2をV(t)とすると、第2の速度V(t)は、
V(t)=V0+αt ……(4)
で表される。そして、縮径させられた後の時間tにおけるパイプ11がコイル14から離れる速度をVb(t)とし、縮径させられた後の時間tにおけるパイプ11の径をR2(t)とすると、
Here, when the initial value of the second velocity V2 is V0, the rate of change per unit time, that is, the acceleration is α, and the second velocity V2 at time t is V (t), the second velocity V (T)
V (t) = V0 + αt (4)
It is represented by When the speed at which the
になる。 become.
また、縮径させられた領域の長さ、すなわち、形状制御長をxとすると、
dx/dt=V(t)
=V0+αt ……(6)
であるので、形状制御長xは、
Further, when the length of the reduced diameter region, that is, the shape control length is x,
dx / dt = V (t)
= V0 + αt (6)
Therefore, the shape control length x is
になる。 become.
前記式(3)において、前記加速度αを一定の値にすると、図5に示されるように、第2の速度V(t)は、時間tの経過に伴って一定の傾きで高くなる。したがって、図6に示されるように、パイプ11は一定の傾きで縮径させられる。
In the equation (3), when the acceleration α is set to a constant value, as shown in FIG. 5, the second speed V (t) increases with a constant slope as time t passes. Therefore, as shown in FIG. 6, the
また、前記加速度αを時間tの経過に伴って変化させると、前記第2の速度V(t)が変化するパターンが変化し、パイプ11の形状も変化する。例えば、前記加速度αが時間tの経過に伴って大きくされると、前記第2の速度V(t)が急激に高くなり、パイプ11が縮径させられる勾(こう)配が大きくなり、前記加速度αが時間tの経過に伴って小さくされると、前記第2の速度V(t)が緩やかに高くなり、パイプ11が縮径させられる勾配が小さくなる。
Further, when the acceleration α is changed with the lapse of time t, the pattern in which the second speed V (t) changes is changed, and the shape of the
さらに、図7に示されるように、第2の速度V(t)が時間tの経過に伴って段階的に高くされると、図8に示されるように、パイプ11は段階的に縮径させられる。なお、第2の速度V(t)を段階的に変化させるときの、第2の速度V(t)を同じ値に維持する時間δtを短くするほど、パイプ11は滑らかに縮径させられる。
Further, as shown in FIG. 7, when the second speed V (t) is increased stepwise as time t passes, the
ところで、第2の速度V(t)を高くすると、縮径させられた後のパイプ11の径R2(t)が小さくなり、コイル14と被加熱部との間の距離が長くなり、被加熱部において誘導加熱によって発生する熱が距離の二乗に反比例して小さくなるとともに、被加熱部の加熱面が小さくなる。そこで、前記制御部30の図示されない加熱量補正処理手段は、加熱量補正処理を行い、コイル14に供給するエネルギー、本実施の形態においては、高周波電流を、径R2(t)に基づいて補正する。
By the way, when the second speed V (t) is increased, the diameter R2 (t) of the
すなわち、高周波電流の初期値をI0とし、時間tにおける高周波電流をI(t)とし、時間tの経過に伴って変更される補正値をΔI(t)とすると、前記高周波電流I(t)は、
I(t)=I0+ΔI(t)
にされる。
That is, if the initial value of the high-frequency current is I0, the high-frequency current at time t is I (t), and the correction value that is changed as time elapses is ΔI (t), the high-frequency current I (t) Is
I (t) = I0 + ΔI (t)
To be.
このように、本実施の形態においては、第2の速度V2が変更されるので、パイプ11を可変の引張速度で引っ張ることができ、パイプ11の縮径量を変化させることができる。したがって、複雑な形状の管部材を成形することができる。
Thus, in the present embodiment, since the second speed V2 is changed, the
また、パイプ11の縮径量をチャック13の移動速度に対応させることができるので、パイプ11の加工精度を高くすることができ、管部材の品質を向上させることができる。
Moreover, since the amount of diameter reduction of the
ところで、本実施の形態においては、第2の速度V2が第1の速度V1以上にされるが、第2の速度V2を第1の速度V1より低くすることができる。その場合、チャック13によって加圧される分だけパイプ11は変形し、拡径させられる。
By the way, in this Embodiment, although 2nd speed V2 is made more than 1st speed V1, 2nd speed V2 can be made lower than 1st speed V1. In that case, the
すなわち、チャック13によってパイプ11が加圧されるときの加圧力をFpとすると、該加圧力Fpは、第1の速度V1と第2の速度V2との差を表す差速度ΔVpに比例し、
Fp=kp・ΔVp (kpは定数。)
になる。前記加圧力Fpが大きいほどパイプ11は大きく変形し、拡径させられる。
That is, when the pressing force when the
Fp = kp · ΔVp (kp is a constant)
become. The
また、前記第2の速度V2を任意のパターンで変化させることもできる。すなわち、第2の速度V2を加速度αで高くしたり、減速度βで低くしたりすることができる。 Further, the second speed V2 can be changed in an arbitrary pattern. That is, the second speed V2 can be increased by the acceleration α or decreased by the deceleration β.
その場合、パイプ11を引っ張る速度、又は加圧する速度を変化させることによって、パイプ11の縮径量又は拡径量を変化させることができる。したがって、複雑な形状の管部材を成形することができる。
In that case, the amount of diameter reduction or the amount of diameter expansion of the
また、パイプ11の縮径量又は拡径量をチャック13の移動速度に対応させることができるので、パイプ11の加工精度を高くすることができ、管部材の品質を向上させることができる。
Moreover, since the amount of diameter reduction or diameter expansion of the
次に、パイプ11の一端を固定し、コイル14をチャック12に向けて移動させるようにした本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
Next, a second embodiment of the present invention in which one end of the
図9は本発明の第2の実施の形態における管加工装置の動作を説明する図である。 FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the tube processing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
この場合、前記第1の移動機構18(図3)において第1の駆動部としてのモータ23は停止させられ、第1の把持部材としてのチャック12は固定される。また、加熱体としてのコイル14は第3の速度V3でチャック12に向けて矢印B方向に移動させられ、第2の把持部材としてのチャック13は第4の速度V4で矢印A方向に移動させられる。
In this case, in the first moving mechanism 18 (FIG. 3), the
前記コイル14を移動させるために、図示されない第3の移動機構が配設される。該第3の移動機構は、第1、第2の移動機構18、19と同様の構造を有し、コイル14を支持する支持部、該支持部に取り付けられたボールナット、該ボールナットと噛合させられるボールねじ軸、該ボールねじ軸と連結された第3の駆動部としてのモータ等を備える。該モータを駆動することによってボールねじ軸を回転させると、支持部が案内部材としてのバーに沿って移動させられる。
In order to move the
本実施の形態において、第3の速度V3は一定の値にされ、第4の速度V4は可変の値にされる。したがって、管材料としてのパイプ11は、第4の速度V4で表される可変の引張速度で引っ張られる。
In the present embodiment, the third speed V3 is a constant value, and the fourth speed V4 is a variable value. Therefore, the
そして、コイル14がチャック12に向けて移動させられている間に、コイル14に高周波電流が供給され、パイプ11の被加熱部が加熱される。
And while the
このようにして、該被加熱部が軸方向において局部的に、周方向において全体的に加熱され、軟化させられると、パイプ11は、単位時間当たり、第4の速度V4に対応する距離だけ伸び、それに伴い、パイプ11は被加熱部において変形し、縮径させられる。
Thus, when the heated portion is heated and softened locally in the axial direction and entirely in the circumferential direction, the
なお、チャック13によってパイプ11が引っ張られるときの引張力をFeとすると、該引張力Feは、第4の速度V4に比例し、
Fe=ke・V4 (keは定数。)
になる。前記引張力Feが大きいほどパイプ11は大きく変形し、縮径させられる。
When the tensile force when the
Fe = ke · V4 (ke is a constant)
become. The larger the tensile force Fe, the more the
この場合、縮径させられる前のパイプ11がコイル14に近づく速度をVaとし、縮径させられた後のパイプ11がコイル14から離れる速度をVbとし、縮径させられる前のパイプ11の断面積をA1とし、縮径させられた後のパイプ11の断面積をA2とすると、第1の実施の形態と同様に、
A1・Va=A2・Vb
になる。
In this case, the speed at which the
A1 ・ Va = A2 ・ Vb
become.
なお、本実施の形態において、速度Va、Vbは、
Va=V3
Vb=V3+V4
である。
In this embodiment, the speeds Va and Vb are
Va = V3
Vb = V3 + V4
It is.
次に、パイプ11の一端を固定し、コイル14をチャック13に向けて移動させるようにした本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、第1、第2の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
Next, a third embodiment of the present invention in which one end of the
図10は本発明の第3の実施の形態における管加工装置の動作を説明する図である。 FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the tube processing apparatus according to the third embodiment of the present invention.
この場合、前記第1の移動機構18(図3)において第1の駆動部としてのモータ23は停止させられ、第2の把持部材としてのチャック13は固定される。また、加熱体としてのコイル14は第5の速度V5でチャック13に向けて矢印A方向に移動させられ、チャック13は第6の速度V6で矢印A方向に移動させられる。
In this case, in the first moving mechanism 18 (FIG. 3), the
本実施の形態においては、前記コイル14を移動させるために、第2の実施の形態と同様の第3の移動機構が配設される。
In the present embodiment, in order to move the
そして、第5の速度V5は一定の値にされ、第6の速度V6は可変の値にされる。したがって、管材料としてのパイプ11は、第6の速度V6で表される可変の引張速度で引っ張られる。
The fifth speed V5 is set to a constant value, and the sixth speed V6 is set to a variable value. Therefore, the
そして、コイル14がチャック13に向けて移動させられている間に、コイル14に高周波電流が供給され、パイプ11の被加熱部が加熱される。
And while the
このようにして、該被加熱部が軸方向において局部的に、周方向において全体的に加熱され、軟化させられると、パイプ11は、単位時間当たり、第6の速度V6に対応する距離だけ伸び、それに伴い、パイプ11は被加熱部において変形し、縮径させられる。
In this way, when the heated part is heated and softened locally in the axial direction and entirely in the circumferential direction, the
なお、チャック13によってパイプ11が引っ張られるときの引張力をFfとすると、該引張力Ffは、第6の速度V6に比例し、
Ff=kf・V6 (kfは定数。)
になる。前記引張力Ffが大きいほどパイプ11は大きく変形し、縮径させられる。
If the tensile force when the
Ff = kf · V6 (kf is a constant)
become. As the tensile force Ff is increased, the
この場合、縮径させられる前のパイプ11がコイル14に近づく速度をVaとし、縮径させられた後のパイプ11がコイル14から離れる速度をVbとし、縮径させられる前のパイプ11の断面積をA1とし、縮径させられた後のパイプ11の断面積をA2とすると、第1の実施の形態と同様に、
A1・Va=A2・Vb
になる。
In this case, the speed at which the
A1 ・ Va = A2 ・ Vb
become.
なお、本実施の形態において、速度Va、Vbは、
Va=V5
Vb=V5+V6
である。
In this embodiment, the speeds Va and Vb are
Va = V5
Vb = V5 + V6
It is.
ところで、前記各実施の形態においては、加熱体としてコイル14が配設されるようになっているが、コイル14に代えてレーザ装置を使用し、レーザ光を照射することによって、パイプ11を加熱することもできる。
By the way, in each said embodiment, although the
この場合、第1の実施の形態と同様に、パイプ11を引っ張る速度を高くすると、縮径された後のパイプ11の径R2(t)が小さくなり、レーザ光を照射したときの照射面積が小さくなる。そこで、前記制御部30の前記加熱量補正処理手段は、レーザ装置に供給するエネルギーを時間の経過に伴って径R2(t)に基づいて補正する。
In this case, as in the first embodiment, when the speed at which the
前記各実施の形態において、前記加熱量補正処理手段は、パイプ11の径R2(t)に基づいて、コイル14、レーザ装置等に供給するエネルギーを補正するようになっている。その場合、加熱量補正処理手段は、フィードバック制御を行うことによってエネルギーを補正することができるだけでなく、ファジー制御、ニューラルネットワーク制御等の知的制御を行うことによってエネルギーを補正することもできる。さらに、パイプ11の径R2(t)に基づいて、コイル14、レーザ装置等に供給するエネルギーを補正するほかに、第2の速度V(t)を補正することもできる。
In each of the embodiments, the heating amount correction processing unit corrects the energy supplied to the
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
11 パイプ
12、13 チャック
14 コイル
30 制御部
11
Claims (5)
(b)移動自在に配設され、管材料の他端を把持する第2の把持部材と、
(c)前記第1、第2の把持部材間に設定された前記管材料の加工領域の所定の箇所に配設され、管材料における環状の被加熱部を局部的に加熱するための加熱体と、
(d)前記第2の把持部材を移動させる移動処理手段と、
(e)前記第2の把持部材が移動させられる間に、前記加熱体を駆動し、前記被加熱部を加熱する加熱処理手段と、
(f)前記第2の把持部材の移動速度を変更する移動速度変更処理手段と、
(g)時間の経過に伴って、加熱体に供給するエネルギーの補正値を、時間の経過に伴って変化する管材料の径に基づいて変更する加熱量補正処理手段とを有することを特徴とする管加工装置。 (A) a first gripping member for gripping one end of the pipe material;
(B) a second gripping member that is movably disposed and grips the other end of the pipe material;
(C) A heating body that is disposed at a predetermined position in the processing region of the pipe material set between the first and second gripping members and locally heats the annular heated portion in the pipe material. When,
(D) movement processing means for moving the second gripping member;
(E) heat treatment means for driving the heating body and heating the heated portion while the second gripping member is moved;
(F) moving speed change processing means for changing the moving speed of the second gripping member;
(G) It has heating amount correction processing means for changing a correction value of energy supplied to the heating body with the passage of time based on the diameter of the pipe material that changes with the passage of time. Pipe processing equipment.
(b)前記加熱体は、第1、第2の把持部材間の所定の位置に固定される請求項1又は2に記載の管加工装置。 (A) the first gripping member is movably disposed;
(B) The tube processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the heating body is fixed at a predetermined position between the first and second gripping members.
(b)前記加熱体は、第1、第2の把持部材間で移動自在に配設される請求項1又は2に記載の管加工装置。 (A) the first gripping member is fixed;
(B) The tube processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the heating body is movably disposed between the first and second gripping members.
(a)前記第2の把持部材を移動させ、
(b)該第2の把持部材が移動させられる間に、前記加熱体を駆動し、前記被加熱部を加熱し、
(c)前記第2の把持部材の移動速度を変更し、
(d)時間の経過に伴って、加熱体に供給するエネルギーの補正値を、時間の経過に伴って変化する管材料の径に基づいて変更することを特徴とする管加工方法。 A first gripping member for gripping one end of the pipe material; a second gripping member that is movably disposed and grips the other end of the pipe material; and the first and second gripping members set between the first gripping member and the first gripping member In the tube processing method of the tube processing apparatus, which is disposed at a predetermined position in the processing region of the tube material and includes a heating body for locally heating the annular heated portion in the tube material,
(A) moving the second gripping member;
(B) While the second gripping member is moved, the heating body is driven to heat the heated portion,
(C) changing the moving speed of the second gripping member;
(D) A tube processing method, wherein the correction value of the energy supplied to the heating body is changed based on the diameter of the tube material that changes with time .
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