JP7015738B2 - Manufacturing method of tube expander unit, automatic tube expander and shell and tube heat exchanger - Google Patents

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Description

本発明はチューブエキスパンダユニット、自動拡管装置及びシェルアンドチューブ型熱交換器の製造方法に関し、特にチューブの拡管を省力化できるチューブエキスパンダユニット、自動拡管装置及びシェルアンドチューブ型熱交換器の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a tube expander unit, an automatic tube expander and a shell and tube heat exchanger, and in particular, manufactures a tube expander unit, an automatic tube expander and a shell and tube heat exchanger that can save labor in expanding the tube. Regarding the method.

例えば冷凍機等に用いられるシェルアンドチューブ型熱交換器は、管板に支持された複数のチューブが缶胴の内部に収容されて構成されており、チューブ内を流れる熱媒体とチューブ外の冷媒との間で熱交換が行われる。このような熱交換器を製造する際は、管板に形成された複数の孔のそれぞれにチューブを挿通し、この孔を通過している部分のチューブを拡げて（拡管）、チューブを管板に固定させる。チューブを拡げる作業の例を以下に示すと、先端側が縮径されたテーパ形状のマンドレルと、マンドレルに回転自在に嵌挿されたフレームと、フレームの円周方向に沿って回転自在に埋設された複数のローラとを有するチューブエキスパンダを、サーボモータを有するチューブ拡管装置に装着し、作業者がマンドレルの先端部をチューブに挿入した状態でチューブ拡管装置によりマンドレルを正回転させるとローラはマンドレルの周りを公転しながら自転してチューブを拡管し、拡管終了後はチューブ拡管装置により逆回転させることでローラがマンドレルのテーパに沿って軸方向に移動して戻りながら縮径することでチューブエキスパンダをチューブから抜き出す（例えば、特許文献１参照。）。 For example, a shell-and-tube heat exchanger used in a refrigerator or the like is configured in which a plurality of tubes supported by a tube plate are housed inside a can body, and a heat medium flowing in the tube and a refrigerant outside the tube are housed in the can body. Heat exchange takes place with. When manufacturing such a heat exchanger, a tube is inserted into each of a plurality of holes formed in the tube plate, and the tube in the portion passing through the holes is expanded (tube expansion), and the tube is made into the tube plate. To be fixed to. An example of the work of expanding the tube is shown below. A tapered mandrel with a reduced diameter at the tip side, a frame rotatably inserted into the mandrel, and rotatably embedded along the circumferential direction of the frame. When a tube expander with multiple rollers is attached to a tube expansion device with a servo motor and the operator rotates the mandrel forward with the tube expansion device with the tip of the mandrel inserted in the tube, the rollers become the mandrel. The tube expands by rotating around while revolving around, and after the tube expansion is completed, the roller is rotated in the reverse direction by the tube expansion device, and the roller moves axially along the taper of the mandrel and shrinks while returning to the tube expander. (See, for example, Patent Document 1).

特開２０１４－３０８３６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-30836

上述した、チューブに対するチューブエキスパンダの挿入及び抜き出しは、通常、作業者が、一方の手で拡管装置を持ち、他方の手でチューブエキスパンダを持って行われる。通常、チューブの本数は多数に及ぶため、人手による拡管は、サーボモータを含む拡管装置の重量と相俟って、相当の労力を要することとなる。 The above-mentioned insertion and extraction of the tube expander into the tube is usually performed by an operator holding the tube expander with one hand and holding the tube expander with the other hand. Since the number of tubes is usually large, manual tube expansion requires considerable labor in combination with the weight of the tube expansion device including the servomotor.

本発明は上述の課題に鑑み、チューブエキスパンダを人が手で押さえることなくチューブを拡管することが可能なチューブエキスパンダユニット、自動拡管装置及びシェルアンドチューブ型熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides a method for manufacturing a tube expander unit, an automatic tube expander, and a shell-and-tube heat exchanger that can expand a tube without manually pressing the tube expander. The purpose is.

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係るチューブエキスパンダユニットは、例えば図２及び図３に示すように、管板Ｂ（例えば図１参照）に形成された孔に挿通されたチューブＴ（例えば図１参照）を拡管するチューブエキスパンダ１１（図３参照）であって、マンドレル１１ｍとマンドレル１１ｍの周囲に配置されたローラ１１ｒとを有し、チューブＴの内部にローラ１１ｒが挿入された状態でマンドレル１１ｍを軸線方向に押し込んだときにローラ１１ｒがマンドレル１１ｍの外側の方向に押し出されることでチューブＴが広げられるように構成されたチューブエキスパンダ１１と；サーボモータ１６と；サーボモータ１６の回転力をマンドレル１１ｍに伝達する回転軸１２ｓと；回転軸１２ｓを収容した収容軸１２ｔと；収容軸１２ｔを摺動可能に支持するリテーナ１２ｒと；チューブエキスパンダ１１を収容軸１２ｔに対して回転可能に支持する環状部材１５であって、ローラ１１ｒが所定の深さでチューブＴの内部に挿入されたときに管板Ｂに接触する環状部材１５とを備える。 In order to achieve the above object, the tube expander unit according to the first aspect of the present invention is inserted into a hole formed in a tube plate B (see, for example, FIG. 1), for example, as shown in FIGS. 2 and 3. A tube expander 11 (see FIG. 3) for expanding a tube T (see, for example, FIG. 1), which has a mandrel 11 m and a roller 11r arranged around the mandrel 11 m, and has a roller inside the tube T. With the tube expander 11 configured to expand the tube T by pushing the roller 11r toward the outside of the mandrel 11m when the mandrel 11m is pushed in the axial direction with the 11r inserted; the servo motor 16; And; the rotating shaft 12s that transmits the rotational force of the servo motor 16 to the mandrel 11m; the accommodating shaft 12t that accommodates the rotating shaft 12s; the retainer 12r that slidably supports the accommodating shaft 12t;; the tube expander 11 is accommodated. An annular member 15 that rotatably supports the shaft 12t and includes an annular member 15 that comes into contact with the tube plate B when the roller 11r is inserted into the tube T at a predetermined depth.

このように構成すると、環状部材を管板に接触させて回転軸及びマンドレルを収容軸内で摺動させることで、チューブエキスパンダを人が手で押さえることなくチューブを拡管することが可能になる。 With this configuration, the annular member is brought into contact with the tube plate and the rotating shaft and the mandrel are slid in the accommodating shaft, so that the tube can be expanded without manually pressing the tube expander. ..

また、本発明の第２の態様に係るチューブエキスパンダユニットは、例えば図２に示すように、上記本発明の第１の態様に係るチューブエキスパンダユニット１０において、収容軸１２ｔの内部に配置された付勢部材１４であって、ローラ１１ｒ（例えば図３参照）が保持されたローラフレーム１１ｆ（例えば図３参照）を回転軸１２ｓから離れる方向に付勢する付勢部材１４を備える。 Further, as shown in FIG. 2, for example, the tube expander unit according to the second aspect of the present invention is arranged inside the accommodating shaft 12t in the tube expander unit 10 according to the first aspect of the present invention. The urging member 14 includes an urging member 14 that urges the roller frame 11f (see, for example, FIG. 3) holding the roller 11r (see, for example, FIG. 3) in a direction away from the rotation shaft 12s.

このように構成すると、付勢部材の付勢力に逆らって回転軸をローラフレームに近づけた場合を除き、マンドレルを引っ込んだ位置に保持することができてローラがマンドレルの外側方向に押し出されることを回避することができ、チューブ内へのローラの抜き差しを簡便に行うことが可能になる。 With this configuration, the mandrel can be held in the retracted position and the roller is pushed outward of the mandrel, except when the axis of rotation is brought closer to the roller frame against the urging force of the urging member. This can be avoided, and the roller can be easily inserted and removed into the tube.

また、本発明の第３の態様に係るチューブエキスパンダユニットは、例えば図２に示すように、上記本発明の第１の態様又は第２の態様に係るチューブエキスパンダユニット１０において、ローラ１１ｒに対するマンドレル１１ｍの押し込み深さを検出する深さ検出器１７を備える。 Further, the tube expander unit according to the third aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 2, in the tube expander unit 10 according to the first aspect or the second aspect of the present invention with respect to the roller 11r. A depth detector 17 for detecting the indentation depth of the mandrel 11 m is provided.

このように構成すると、チューブの拡管が適正に行われたか否かを機械的な視点から検出することができる。 With this configuration, it is possible to detect from a mechanical point of view whether or not the tube has been properly expanded.

また、本発明の第４の態様に係るチューブエキスパンダユニットは、例えば図２に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係るチューブエキスパンダユニット１０において、環状部材１５が管板Ｂ（例えば図１参照）に接触したことを検出する接触検出器１８を備える。 Further, the tube expander unit according to the fourth aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 2, the tube expander unit according to any one of the first to third aspects of the present invention. In No. 10, a contact detector 18 for detecting that the annular member 15 has come into contact with the tube plate B (see, for example, FIG. 1) is provided.

このように構成すると、管板の歪みの有無にかかわらず安定した位置でチューブの拡管を行うことが可能になる。 With this configuration, it is possible to expand the tube at a stable position regardless of the presence or absence of distortion of the tube plate.

また、本発明の第５の態様に係るチューブエキスパンダユニットは、例えば図２、図１に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第４の態様のいずれか１つの態様に係るチューブエキスパンダユニット１０において、環状部材１５の先端にシール材を供給するノズル１９ｎを有するシール材供給装置１９であって、ノズル１９ｎの供給口１９ｄ（例えば図４参照）が環状部材１５に取り付けられて構成されたシール材供給装置１９を備える。 Further, the tube expander unit according to the fifth aspect of the present invention is, for example, as shown in FIGS. 2 and 1, the tube according to any one of the first to fourth aspects of the present invention. In the expander unit 10, the sealing material supply device 19 has a nozzle 19n for supplying the sealing material to the tip of the annular member 15, and the supply port 19d of the nozzle 19n (see, for example, FIG. 4) is attached to the annular member 15. The configured sealing material supply device 19 is provided.

このように構成すると、管板とチューブとの隙間にシール材を供給することが可能になる。 With this configuration, it becomes possible to supply the sealing material to the gap between the tube plate and the tube.

また、本発明の第６の態様に係る自動拡管装置は、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第５の態様のいずれか１つの態様に係るチューブエキスパンダユニット１０と；チューブエキスパンダユニット１０を、マンドレル１１ｍ（例えば図３参照）の軸線方向に移動させるスラスト移動装置２８と；サーボモータ１６及びスラスト移動装置２８の動作を制御する制御装置６０とを備える。 Further, the automatic tube expansion device according to the sixth aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 1, the tube expander unit 10 according to any one of the first to fifth aspects of the present invention. And; a thrust moving device 28 for moving the tube expander unit 10 in the axial direction of the mandrel 11 m (see, for example, FIG. 3); and a control device 60 for controlling the operation of the servomotor 16 and the thrust moving device 28.

このように構成すると、制御装置によってサーボモータ及びスラスト移動装置の動作を適切に制御することで、チューブの拡管を自動で行うことが可能になる。 With this configuration, the tube can be automatically expanded by appropriately controlling the operation of the servomotor and the thrust moving device by the control device.

また、本発明の第７の態様に係る自動拡管装置は、例えば図１に示すように、上記本発明の第６の態様に係る自動拡管装置１において、サーボモータ１６のトルク又は当該トルクと相関を有する物理量の大きさを検出するトルク相関値検出部６６を備え；制御装置６０は、トルク相関値検出部６６が検出した値に基づいてチューブＴの拡管の完了を判断するように構成されている。 Further, as shown in FIG. 1, for example, the automatic pipe expanding device according to the seventh aspect of the present invention correlates with the torque of the servomotor 16 or the torque in the automatic pipe expanding device 1 according to the sixth aspect of the present invention. The control device 60 is configured to determine the completion of the expansion of the tube T based on the value detected by the torque correlation value detecting unit 66. There is.

このように構成すると、チューブの拡管の状態を安定させることができる。 With this configuration, the state of tube expansion can be stabilized.

また、本発明の第８の態様に係る自動拡管装置は、例えば図１に示すように、上記本発明の第６の態様又は第７の態様に係る自動拡管装置１において、チューブエキスパンダユニット１０及びスラスト移動装置２８を三次元に移動させるロボット２０を備え；制御装置６０は、ロボット２０の動作を制御するように構成されている。 Further, the automatic tube expanding device according to the eighth aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 1, in the automatic tube expanding device 1 according to the sixth or seventh aspect of the present invention, the tube expander unit 10 And a robot 20 for moving the thrust moving device 28 in three dimensions; the control device 60 is configured to control the operation of the robot 20.

このように構成すると、管板に配置された複数のチューブに対して順次拡管を行うことが可能になる。 With this configuration, it becomes possible to sequentially expand the plurality of tubes arranged on the tube plate.

また、本発明の第９の態様に係るシェルアンドチューブ型熱交換器の製造方法は、例えば図１、図２、図３及び図５を参照して示すと、上記本発明の第８の態様に係る自動拡管装置１を用いて、缶胴Ｓの内部に収容された複数のチューブＴが管板Ｂに支持されたシェルアンドチューブ型熱交換器ＨＸを製造する方法であって；ロボット２０を管板Ｂの前に設置する設置工程（Ｓ１）と；環状部材１５が管板Ｂに接触するまでチューブＴの内部にローラ１１ｒを挿入させるローラ挿入工程（Ｓ６）と；マンドレル１１ｍを軸線方向に押し込ませてチューブＴを広げる拡管工程（Ｓ７～Ｓ１０）とを備える。 Further, the method for manufacturing the shell-and-tube heat exchanger according to the ninth aspect of the present invention is shown with reference to, for example, FIGS. 1, 2, 3 and 5, the eighth aspect of the present invention. A method of manufacturing a shell-and-tube heat exchanger HX in which a plurality of tubes T housed inside a can body S are supported by a tube plate B by using the automatic tube expanding device 1 according to the above; Installation step (S1) to be installed in front of the tube plate B; roller insertion step (S6) to insert the roller 11r inside the tube T until the annular member 15 comes into contact with the tube plate B; It is provided with a tube expansion step (S7 to S10) in which the tube T is pushed in and expanded.

このように構成すると、ティーチングに要する時間を短縮しながら複数のチューブに対して自動で拡管を行うことができる。 With this configuration, it is possible to automatically expand a plurality of tubes while shortening the time required for teaching.

本発明によれば、チューブエキスパンダを人が手で押さえることなくチューブを拡管することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to expand a tube without manually pressing the tube expander.

本発明の実施の形態に係るエキスパンダユニットが装着された自動拡管装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the automatic pipe expansion apparatus equipped with the expander unit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るエキスパンダユニットの断面図である。It is sectional drawing of the expander unit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るエキスパンダユニットが備えるエキスパンダの側面図である。It is a side view of the expander provided in the expander unit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るエキスパンダユニットの先端部分の拡大部分断面図である。It is an enlarged partial sectional view of the tip part of the expander unit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るエキスパンダユニットが装着された自動拡管装置による拡管の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of pipe expansion by the automatic pipe expansion apparatus equipped with the expander unit which concerns on embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, members that are the same as or correspond to each other are designated by the same or similar reference numerals, and duplicated description will be omitted.

まず図１を参照して、本発明の実施の形態に係るチューブエキスパンダユニット１０（以下、単に「エキスパンダユニット１０」という。）を備える自動拡管装置１を説明する。図１は、自動拡管装置１の概略構成図である。自動拡管装置１は、シェルアンドチューブ型熱交換器ＨＸ（以下、単に「熱交換器ＨＸ」という。）を構成するチューブＴに対して拡管作業を自動で行う装置であり、自動作業装置の一形態である。熱交換器ＨＸは、本実施の形態では、筒状の缶胴Ｓの内部に、直線状のチューブＴの複数が相互に平行にかつ缶胴Ｓの軸線に平行に配列されて収容され、各チューブＴの両端を管板Ｂで支持し、チューブＴを支持した管板Ｂで缶胴Ｓの両端を塞いで構成されている。各チューブＴを支持する管板Ｂには、チューブＴの外径よりもやや大きい径の孔が、缶胴Ｓ内に収容されるチューブＴの本数分形成されており、この孔にチューブＴの端部が挿通されることでチューブＴが管板Ｂに支持されている。チューブＴを管板Ｂに固定するために、管板Ｂの孔を通過するチューブＴの部分を拡げる用途で、自動拡管装置１が用いられる。自動拡管装置１は、エキスパンダユニット１０と、ロボット２０と、変位センサ３２と、群カメラ３４と、個別カメラ３５と、台座５１と、台車５５と、制御装置６０とを備えている。 First, with reference to FIG. 1, an automatic tube expanding device 1 including a tube expander unit 10 (hereinafter, simply referred to as “expander unit 10”) according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the automatic pipe expansion device 1. The automatic tube expansion device 1 is a device that automatically performs tube expansion work on the tube T constituting the shell-and-tube heat exchanger HX (hereinafter, simply referred to as “heat exchanger HX”), and is one of the automatic work devices. It is a form. In the present embodiment, the heat exchanger HX is housed in a tubular can body S in which a plurality of linear tubes T are arranged and housed in parallel with each other and parallel to the axis of the can body S. Both ends of the tube T are supported by the tube plate B, and both ends of the can body S are closed by the tube plate B supporting the tube T. In the tube plate B supporting each tube T, holes having a diameter slightly larger than the outer diameter of the tube T are formed for the number of tubes T accommodated in the can body S, and the holes of the tube T are formed in the holes. The tube T is supported by the tube plate B by inserting the end portion. In order to fix the tube T to the tube plate B, the automatic tube expanding device 1 is used for expanding the portion of the tube T passing through the hole of the tube plate B. The automatic tube expansion device 1 includes an expander unit 10, a robot 20, a displacement sensor 32, a group camera 34, an individual camera 35, a pedestal 51, a trolley 55, and a control device 60.

図２の断面図を併せて参照するとより詳細に理解されるように、エキスパンダユニット１０は、チューブＴを拡管する作業ツールであり、主な構成として、チューブＴを拡げるチューブエキスパンダ１１（以下、単に「エキスパンダ１１」という。）と、スライドユニット１２と、スプリング１４と、カラー１５と、サーボモータ１６とを備えている。エキスパンダユニット１０は、上述の部品を組み立てて、チューブＴの拡管を機械で行うのに適したユニットとしたものである。なお、図２では、エキスパンダ１１の先端部分について、その軸線より上半分を断面で表している。 As will be understood in more detail by referring to the cross-sectional view of FIG. 2, the expander unit 10 is a work tool for expanding the tube T, and the main configuration is the tube expander 11 (hereinafter referred to as a tube expander 11) for expanding the tube T. , Simply referred to as an "expander 11"), a slide unit 12, a spring 14, a collar 15, and a servomotor 16. The expander unit 10 is a unit suitable for mechanically expanding the tube T by assembling the above-mentioned parts. In FIG. 2, the upper half of the tip portion of the expander 11 above the axis is represented by a cross section.

図３に、エキスパンダ１１の側面図を示している。図３においても、内部構成を示すために一部の軸線より上半分を切り欠いて表している。エキスパンダ１１は、マンドレル１１ｍと、ローラ１１ｒと、フレーム１１ｆと、ナット１１ｎとを有している。マンドレル１１ｍは、直線状の丸棒部材が、一端（根本１１ｍｓ）から他端（先端１１ｍｔ）にかけて徐々に外径が小さくなるようにテーパーがついて形成されている。ローラ１１ｒは、チューブＴ（図１参照）の内面を転圧塑性変形させるための部品であり、マンドレル１１ｍよりも短い（概ね１／５程度）丸棒状の部材に、マンドレル１１ｍと同様のテーパーがついて形成されている。ローラ１１ｒは、複数（本実施の形態では３個）がマンドレル１１ｍの周囲に配置されている。ローラ１１ｒは、マンドレル１１ｍに対してテーパーが逆向きになるように（マンドレル１１ｍが先細りならばローラ１１ｒは先太りになるように）配置されており、拡管の際にチューブＴの内面が真円形状になるように構成されている。フレーム１１ｆは、マンドレル１１ｍの周囲に配置された複数のローラ１１ｒを等間隔で保持して脱落を防ぐ部品である。フレーム１１ｆは、円筒状の部材の側面に、ローラ１１ｒの長さよりもやや大きい長さでローラ１１ｒの直径よりもやや小さい幅の孔が形成されており、この孔からローラ１１ｒが外側に突き出るようになっている。フレーム１１ｆは、内部にマンドレル１１ｍが摺動可能に挿通されており、ローラ１１ｒよりも根本１１ｍｓ側に延びている。ナット１１ｎは、フレーム１１ｆの、ローラ１１ｒよりも根本１１ｍｓ側に延びた部分の外周に取り付けられている。このように構成されたエキスパンダ１１は、各ローラ１１ｒが半径方向に移動可能であり、複数のローラ１１ｒのすべてを一体で見たときのローラ１１ｒの最外部の軌跡の径が、マンドレル１１ｍの先端１１ｍｔがフレーム１１ｆに近い位置にあるときに拡管前のチューブＴの内径よりも小さくなり、根本１１ｍｓがフレーム１１ｆに近い位置にあるときに拡管前のチューブＴの内径よりも大きくなるように構成されている。 FIG. 3 shows a side view of the expander 11. Also in FIG. 3, the upper half is cut out from a part of the axis to show the internal configuration. The expander 11 has a mandrel 11m, a roller 11r, a frame 11f, and a nut 11n. The mandrel 11m is formed by forming a linear round bar member with a taper so that the outer diameter gradually decreases from one end (root 11ms) to the other end (tip 11mt). The roller 11r is a component for rolling and plastically deforming the inner surface of the tube T (see FIG. 1), and the round bar-shaped member shorter than the mandrel 11m (about 1/5) has a taper similar to that of the mandrel 11m. It is formed about. A plurality of rollers 11r (three in the present embodiment) are arranged around the mandrel 11m. The rollers 11r are arranged so that the taper is opposite to the mandrel 11m (the roller 11r is tapered if the mandrel 11m is tapered), and the inner surface of the tube T is a perfect circle when the tube is expanded. It is configured to have a shape. The frame 11f is a component that holds a plurality of rollers 11r arranged around the mandrel 11m at equal intervals to prevent them from falling off. In the frame 11f, a hole having a length slightly larger than the length of the roller 11r and a width slightly smaller than the diameter of the roller 11r is formed on the side surface of the cylindrical member so that the roller 11r protrudes outward from this hole. It has become. A mandrel 11m is slidably inserted into the frame 11f, and extends to the root 11ms side of the roller 11r. The nut 11n is attached to the outer periphery of the portion of the frame 11f extending toward the root 11ms side of the roller 11r. In the expander 11 configured in this way, each roller 11r can move in the radial direction, and the diameter of the outermost locus of the roller 11r when all of the plurality of rollers 11r are viewed as a unit is the mandrel 11m. When the tip 11mt is near the frame 11f, it is smaller than the inner diameter of the tube T before tube expansion, and when the root 11ms is near the frame 11f, it is larger than the inner diameter of the tube T before tube expansion. Has been done.

再び図２及び図１を主に参照し、エキスパンダ１１の構成に言及しているときは適宜図３を参照して、エキスパンダユニット１０の説明を続ける。スライドユニット１２は、エキスパンダ１１のマンドレル１１ｍをフレーム１１ｆに対して移動させるために設けられており、本実施の形態では以下のように構成されている。スライドユニット１２は、マンドレル１１ｍを回転させる回転軸１２ｓと、マンドレル１１ｍの根本１１ｍｓ側及び回転軸１２ｓの大部分を収容する収容軸１２ｔと、収容軸１２ｔを摺動可能に支持するリテーナ１２ｒと、リテーナ１２ｒ等を収容するハウジング１２ｈと、リテーナ１２ｒをハウジング１２ｈに対して位置決めするフランジ１２ｆとを有している。回転軸１２ｓは、一端がエキスパンダ１１のマンドレル１１ｍの根本１１ｍｓにドリルホルダ１２ｓｔを介して接続され、他端がサーボモータ１６の軸であるサーボ軸１６ｓにカップリング１３Ｃを介して接続されており、ロボット２０による軸線方向の往復移動及びサーボモータ１６による軸線まわりの回転移動をマンドレル１１ｍに伝える部材である。回転軸１２ｓは、本実施の形態では中実丸棒状に形成されている。収容軸１２ｔは、中空円筒状の細長い部材であり、中空部分にマンドレル１１ｍ及び回転軸１２ｓを収容することができるようになっている。収容軸１２ｔと、収容軸１２ｔに収容された回転軸１２ｓとは、典型的にはそれぞれの軸線が平行になるように、本実施の形態ではそれぞれの軸線が重なる（一致する）ように、配置されている。回転軸１２ｓは、収容軸１２ｔの内部でその軸線方向に往復移動することができるように構成されている。収容軸１２ｔの中空部分の内径は、エキスパンダ１１のナット１１ｎの最大外径よりも小さく形成されている。スライドユニット１２は、収容軸１２ｔの先端から中空の内部に、エキスパンダ１１のマンドレル１１ｍが根本１１ｍｓ側から挿入され、収容軸１２ｔの先端にナット１１ｎの最大外径部分が当たったところでカラー１５を介して収容軸１２ｔの先端とナット１１ｎとが接続されている。カラー１５は、典型的には外径が収容軸１２ｔの外径と同じ大きさに形成され、ナット１１ｎの最大外径部分の外周を包むように構成された部材であり、環状部材に相当する。カラー１５とナット１１ｎとの間には玉軸受けが設けられており、カラー１５に対してナット１１ｎは相対的に軸線回りに回転可能に支持されている。 2 and 1 are mainly referred to again, and when the configuration of the expander 11 is referred to, the description of the expander unit 10 is continued with reference to FIG. 3 as appropriate. The slide unit 12 is provided to move the mandrel 11m of the expander 11 with respect to the frame 11f, and is configured as follows in the present embodiment. The slide unit 12 includes a rotating shaft 12s for rotating the mandrel 11m, a housing shaft 12t for accommodating the root 11ms side of the mandrel 11m and most of the rotating shaft 12s, and a retainer 12r for slidably supporting the accommodating shaft 12t. It has a housing 12h for accommodating the retainer 12r and the like, and a flange 12f for positioning the retainer 12r with respect to the housing 12h. One end of the rotating shaft 12s is connected to the root 11ms of the mandrel 11m of the expander 11 via the drill holder 12st, and the other end is connected to the servo shaft 16s, which is the shaft of the servomotor 16, via the coupling 13C. , A member that transmits reciprocating movement in the axial direction by the robot 20 and rotational movement around the axis by the servomotor 16 to the mandrel 11m. The rotating shaft 12s is formed in the shape of a solid round bar in the present embodiment. The accommodating shaft 12t is a hollow cylindrical elongated member, and is capable of accommodating the mandrel 11m and the rotating shaft 12s in the hollow portion. The accommodating shaft 12t and the rotating shaft 12s accommodated in the accommodating shaft 12t are arranged so that their respective axes are typically parallel to each other and, in the present embodiment, their respective axes overlap (match). Has been done. The rotating shaft 12s is configured to be able to reciprocate in the axial direction inside the accommodating shaft 12t. The inner diameter of the hollow portion of the accommodating shaft 12t is formed to be smaller than the maximum outer diameter of the nut 11n of the expander 11. In the slide unit 12, the mandrel 11m of the expander 11 is inserted from the root 11ms side into the hollow inside from the tip of the accommodation shaft 12t, and the collar 15 is applied when the maximum outer diameter portion of the nut 11n hits the tip of the accommodation shaft 12t. The tip of the accommodating shaft 12t and the nut 11n are connected to each other via. The collar 15 is a member whose outer diameter is typically formed to be the same as the outer diameter of the accommodating shaft 12t and is configured to wrap the outer circumference of the maximum outer diameter portion of the nut 11n, and corresponds to an annular member. A ball bearing is provided between the collar 15 and the nut 11n, and the nut 11n is rotatably supported around the axis relative to the collar 15.

リテーナ１２ｒは、収容軸１２ｔの外周を摺動可能に支持するように構成されている。ハウジング１２ｈは、リテーナ１２ｒと、回転軸１２ｓ及び収容軸１２ｔそれぞれの一部とを収容可能な中空部分が形成されている。ハウジング１２ｈは、本実施の形態では、回転軸１２ｓが延びる方向にやや長めに形成されている。ハウジング１２ｈは、長手方向の一端面にフランジ１２ｆが取り付けられる面が形成されており、他端面にモータハウジング１３Ｈが取り付けられる面が形成されている。フランジ１２ｆは、収容軸１２ｔが貫通する孔が形成されており、ハウジング１２ｈに対してボルトで装着可能に構成されている。モータハウジング１３Ｈは、ハウジング１２ｈの他端、サーボモータ１６、及びロボット２０を装着するのに適した形状を有する部材である。モータハウジング１３Ｈには、回転軸１２ｓの端部を支持する支持部１３ｓが設けられている。支持部１３ｓは、回転軸１２ｓの端部の外径よりも大きな内径を有する中空円筒状に形成された部位であり、玉軸受け１３Ｂを介して回転軸１２ｓの端部を支持するように構成されている。また、モータハウジング１３Ｈは、カップリング１３Ｃを収容可能な中空部分が形成されていると共に、サーボモータ１６が取り付けられるサーボ取付面１３Ｈｍ及びロボット２０が取り付けられるロボット取付面１３Ｈｒが形成されている。 The retainer 12r is configured to slidably support the outer periphery of the accommodating shaft 12t. The housing 12h is formed with a hollow portion capable of accommodating the retainer 12r and a part of each of the rotating shaft 12s and the accommodating shaft 12t. In the present embodiment, the housing 12h is formed to be slightly longer in the direction in which the rotation shaft 12s extends. The housing 12h is formed with a surface on which the flange 12f is attached on one end surface in the longitudinal direction, and a surface on which the motor housing 13H is attached on the other end surface. The flange 12f is formed with a hole through which the accommodating shaft 12t penetrates, and is configured to be boltable to the housing 12h. The motor housing 13H is a member having a shape suitable for mounting the other end of the housing 12h, the servomotor 16, and the robot 20. The motor housing 13H is provided with a support portion 13s that supports the end portion of the rotary shaft 12s. The support portion 13s is a portion formed in a hollow cylindrical shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the end portion of the rotation shaft 12s, and is configured to support the end portion of the rotation shaft 12s via the ball bearing 13B. ing. Further, the motor housing 13H is formed with a hollow portion capable of accommodating the coupling 13C, and is formed with a servo mounting surface 13Hm on which the servomotor 16 is mounted and a robot mounting surface 13Hr on which the robot 20 is mounted.

スライドユニット１２の収容軸１２ｔ内の回転軸１２ｓとナット１１ｎとの間には、スプリング１４が設けられている。スプリング１４は、ナット１１ｎ並びにローラ１１ｒ及びフレーム１１ｆを、回転軸１２ｓから離れる方向に付勢する部材であり、付勢部材に相当する。スプリング１４は、本実施の形態ではコイル状に形成されており、その内径はマンドレル１１ｍの最大外径よりも大きく、外径は収容軸１２ｔの内径よりも小さく形成されている。サーボモータ１６は、回転軸１２ｓひいてはマンドレル１１ｍを軸線まわりに回転させるものである。サーボモータ１６は、制御装置６０と有線又は無線で電気的に接続されている。サーボモータ１６は、制御装置６０からの制御信号を受けて、正逆回転の方向及び回転量（数）を調節することができるように構成されている。 A spring 14 is provided between the rotating shaft 12s and the nut 11n in the accommodating shaft 12t of the slide unit 12. The spring 14 is a member that urges the nut 11n, the roller 11r, and the frame 11f in a direction away from the rotation shaft 12s, and corresponds to the urging member. In the present embodiment, the spring 14 is formed in a coil shape, the inner diameter thereof is larger than the maximum outer diameter of the mandrel 11 m, and the outer diameter is smaller than the inner diameter of the accommodating shaft 12t. The servomotor 16 rotates the rotating shaft 12s and thus the mandrel 11m around the axis. The servomotor 16 is electrically connected to the control device 60 by wire or wirelessly. The servomotor 16 is configured to be able to adjust the direction of forward / reverse rotation and the amount of rotation (number) by receiving a control signal from the control device 60.

エキスパンダユニット１０は、上記の構成のほか、深さセンサ１７と、接触センサ１８と、シール材供給装置１９（図１参照）とを備えている。深さセンサ１７は、ローラ１１ｒ（ローラ１１ｒを保持しているフレーム１１ｆ）に対するマンドレル１１ｍの挿入深さを間接的に検出するものであり、深さ検出器に相当する。深さセンサ１７は、本実施の形態ではハウジング１２ｈに設けられている。深さセンサ１７は、典型的には、レーザセンサが用いられ、レーザ光を発信する発信部１７ｅと、発信部１７ｅから発信された光を受光する受光部１７ｒとを含んでいる。発信部１７ｅ及び受光部１７ｒは、両者の間にハウジング１２ｈを挟むように、ハウジング１２ｈの外側に取り付けられている。発信部１７ｅ及び受光部１７ｒが取り付けられたハウジング１２ｈの部分は、発信部１７ｅから発信された光がハウジング１２ｈ内を通った後に受光部１７ｒで受光されるように、穴加工されて貫通している。深さセンサ１７は、収容軸１２ｔがハウジング１２ｈ内に所定の位置まで収容されたときに、発信部１７ｅから受光部１７ｒに続く光を収容軸１２ｔの端部が遮ることで収容軸１２ｔの端部を検出する位置に設けられている。ここでの所定の位置は、エキスパンダ１１の各ローラ１１ｒがチューブＴの適正な拡管を行ったときの広がりとなるまでマンドレル１１ｍの根本１１ｍｓをフレーム１１ｆに近づけたときの回転軸１２ｓ（あるいはハウジング１２ｈ）に対する収容軸１２ｔの位置である。 In addition to the above configuration, the expander unit 10 includes a depth sensor 17, a contact sensor 18, and a sealing material supply device 19 (see FIG. 1). The depth sensor 17 indirectly detects the insertion depth of the mandrel 11m with respect to the roller 11r (frame 11f holding the roller 11r), and corresponds to a depth detector. The depth sensor 17 is provided in the housing 12h in the present embodiment. The depth sensor 17 typically uses a laser sensor and includes a transmitting unit 17e that emits laser light and a light receiving unit 17r that receives light transmitted from the transmitting unit 17e. The transmitting unit 17e and the light receiving unit 17r are attached to the outside of the housing 12h so as to sandwich the housing 12h between them. The portion of the housing 12h to which the transmitting unit 17e and the light receiving unit 17r are attached is perforated so that the light transmitted from the transmitting unit 17e passes through the housing 12h and then is received by the light receiving unit 17r. There is. When the accommodating shaft 12t is accommodated to a predetermined position in the housing 12h, the depth sensor 17 blocks the light continuing from the transmitting portion 17e to the light receiving portion 17r by the end portion of the accommodating shaft 12t, thereby blocking the end of the accommodating shaft 12t. It is provided at a position where the unit is detected. The predetermined position here is the rotation shaft 12s (or housing) when the root 11ms of the mandrel 11m is brought closer to the frame 11f until each roller 11r of the expander 11 expands when the tube T is properly expanded. 12h) is the position of the accommodation shaft 12t.

接触センサ１８は、カラー１５の先端が管板Ｂに接触したことを検出するものであり、接触検出器に相当する。接触センサ１８は、カラー１５の側面に取り付けられている。接触センサ１８は、典型的にはリミットスイッチが用いられ、押されると引っ込むスイッチ１８ａを有しており、スイッチ１８ａが押される前の状態ではカラー１５の先端よりもスイッチ１８ａの先端が突き出ており、エキスパンダユニット１０の先端（ローラ１１ｒ部分）がチューブＴ内に挿入されてスイッチ１８ａが管板Ｂに押されて引っ込み始めてカラー１５の先端が管板Ｂに接触するまで挿入されたときにスイッチ１８ａがオンとなる位置に設置されている。 The contact sensor 18 detects that the tip of the collar 15 has come into contact with the tube plate B, and corresponds to a contact detector. The contact sensor 18 is attached to the side surface of the collar 15. The contact sensor 18 typically uses a limit switch and has a switch 18a that retracts when pressed, with the tip of the switch 18a protruding more than the tip of the collar 15 before the switch 18a is pressed. , Switch when the tip of the expander unit 10 (roller 11r portion) is inserted into the tube T and the switch 18a is pushed by the tube plate B and begins to retract until the tip of the collar 15 comes into contact with the tube plate B. It is installed at a position where 18a is turned on.

シール材供給装置１９（図１参照）は、拡管前のチューブＴと管板Ｂとの隙間にシール材を供給するための装置である。シール材供給装置１９は、シール材が流出する供給口１９ｄが形成されたノズル１９ｎと、シール材が収容されたボトルＣからノズル１９ｎまでシール材を導くホース１９ｈと、ボトルＣ内のシール材をノズル１９ｎに移送するチューブポンプ１９ｐとを有している。シール材は、隙間に入り込むと硬化する充填硬化型のものが用いられている。ノズル１９ｎは、本実施の形態では、供給口１９ｄがカラー１５の先端の上端のすぐ上方で開口するような配置でカラー１５の上部に取り付けられている。ホース１９ｈは、合成樹脂で形成された柔軟な可撓性を有する管であり、シール材が収容されたボトルＣに一端が接続され、他端がノズル１９ｎに接続されている。本実施の形態では、ボトルＣを支持するボトルラックがロボット２０に取り付けられている。チューブポンプ１９ｐは、ホース１９ｈの中間に配置されており、本実施の形態ではロボット２０に取り付けられている。チューブポンプ１９ｐは、典型的には、定量のシール材をノズル１９ｎに移送できるように定量チューブポンプが用いられる。 The sealing material supply device 19 (see FIG. 1) is a device for supplying the sealing material to the gap between the tube T and the tube plate B before the tube expansion. The sealing material supply device 19 comprises a nozzle 19n in which a supply port 19d through which the sealing material flows out is formed, a hose 19h that guides the sealing material from the bottle C in which the sealing material is housed to the nozzle 19n, and a sealing material in the bottle C. It has a tube pump 19p that transfers to the nozzle 19n. As the sealing material, a filling and curing type that cures when it enters the gap is used. In the present embodiment, the nozzle 19n is attached to the upper part of the collar 15 so that the supply port 19d opens just above the upper end of the tip of the collar 15. The hose 19h is a flexible and flexible tube made of synthetic resin, one end of which is connected to a bottle C containing a sealing material, and the other end of which is connected to a nozzle 19n. In this embodiment, a bottle rack that supports the bottle C is attached to the robot 20. The tube pump 19p is arranged in the middle of the hose 19h, and is attached to the robot 20 in this embodiment. As the tube pump 19p, a metering tube pump is typically used so that the metering material can be transferred to the nozzle 19n.

図４に示す、エキスパンダユニット１０のエキスパンダ１１まわりの部分拡大断面図を参照すると、スプリング１４、カラー１５、接触センサ１８、シール材供給装置１９のノズル１９ｎ等の構成や配置がより明確になる。また、図４から明らかなように、エキスパンダ１１のナット１１ｎがカラー１５を介して収容軸１２ｔの先端に接続されていることで、人の手で拡管作業を行う際にナット１１ｎに添える手の役割を、収容軸１２ｔの先端及びカラー１５が担うことになる。また、回転軸１２ｓの、マンドレル１１ｍが接続される端部は、外径が一回り小さく形成されており、この外径の差によって生じる段差の部分にスプリング１４の端部が当たって、ナット１１ｎを回転軸１２ｓから離れる方向に付勢することができるようになっている。回転軸１２ｓの外径が一回り小さくなった部分の先端面に、ドリルホルダ１２ｓｔが設けられている。 With reference to the partially enlarged cross-sectional view of the expander unit 10 around the expander 11 shown in FIG. 4, the configuration and arrangement of the spring 14, the collar 15, the contact sensor 18, the nozzle 19n of the sealing material supply device 19, and the like are more clearly defined. Become. Further, as is clear from FIG. 4, since the nut 11n of the expander 11 is connected to the tip of the accommodating shaft 12t via the collar 15, the hand attached to the nut 11n when performing the pipe expansion work by hand. The tip of the accommodating shaft 12t and the collar 15 will play the role of. Further, the end portion of the rotating shaft 12s to which the mandrel 11m is connected is formed to have a slightly smaller outer diameter, and the end portion of the spring 14 hits the step portion generated by the difference in the outer diameter, and the nut 11n Can be urged away from the rotating shaft 12s. A drill holder 12st is provided on the tip surface of a portion where the outer diameter of the rotating shaft 12s is slightly smaller.

再び図１に戻って、自動拡管装置１の説明を続ける。これまで説明したエキスパンダユニット１０の構成について以下の説明で言及しているときは、適宜図２～図４を参照することとする。ロボット２０は、エキスパンダユニット１０を三次元に移動させるものである。ロボット２０は、本実施の形態では、多関節ロボットが用いられており、上下左右前後の３軸方向のみならず、この３軸空間内を斜めに移動することも可能であるが、制御の便宜上、三次元に移動させる際に基準となる仮想の面として基準面ＦＢを決めることとする。基準面ＦＢは、典型的には、ロボット２０が持つ原点から、その決定した基準面ＦＢまでの上下・左右・前後それぞれの相対距離の点の集合体として定められる。基準面ＦＢは、本実施の形態では、ロボット２０に取り付けられたエキスパンダユニット１０の収容軸１２ｔ及びエキスパンダ１１のフレーム１１ｆが垂直に延びるような面に広がるように設定することとしている。このように設定することにより、拡管の際に、収容軸１２ｔ及びフレーム１１ｆは、基準面ＦＢに対して垂直に前後移動することとなる。基準面ＦＢは、エキスパンダユニット１０の先端をチューブＴに挿入する際にチューブＴの軸線上を動かすために導入した概念なので、収容軸１２ｔが延びる方向のどこに設定してもよいが、本実施の形態では、便宜上、エキスパンダ１１に最も近いロボット２０の端部を通るように設定することとしている。ロボット２０は、本実施の形態では６軸垂直多関節を有して６つの自由度を持ち、基準面ＦＢの角度を調節することができるように構成されている。エキスパンダユニット１０のモータハウジング１３Ｈのロボット取付面１３Ｈｒは、収容軸１２ｔが延びる方向と平行になっている。ロボット２０とモータハウジング１３Ｈとの間には、エアシリンダ２８が設けられている。 Returning to FIG. 1 again, the description of the automatic pipe expanding device 1 will be continued. When the configuration of the expander unit 10 described so far is referred to in the following description, FIGS. 2 to 4 will be referred to as appropriate. The robot 20 moves the expander unit 10 in three dimensions. In the present embodiment, the robot 20 uses an articulated robot, and can move not only in the three-axis directions of up, down, left, right, front and back, but also diagonally in the three-axis space, but for convenience of control. , The reference plane FB is determined as a reference plane as a reference when moving to three dimensions. The reference plane FB is typically defined as a set of points having relative distances from the origin of the robot 20 to the determined reference plane FB in the vertical, horizontal, and front-back directions. In the present embodiment, the reference surface FB is set so as to extend to a surface such that the accommodating shaft 12t of the expander unit 10 attached to the robot 20 and the frame 11f of the expander 11 extend vertically. By setting in this way, the accommodating shaft 12t and the frame 11f move back and forth perpendicularly to the reference plane FB when the pipe is expanded. Since the reference plane FB is a concept introduced to move the tip of the expander unit 10 on the axis of the tube T when the tip of the expander unit 10 is inserted into the tube T, it may be set anywhere in the direction in which the accommodating shaft 12t extends. In the form of, for convenience, it is set to pass through the end of the robot 20 closest to the expander 11. In the present embodiment, the robot 20 has a 6-axis vertical articulated joint, has 6 degrees of freedom, and is configured to be able to adjust the angle of the reference plane FB. The robot mounting surface 13Hr of the motor housing 13H of the expander unit 10 is parallel to the direction in which the accommodating shaft 12t extends. An air cylinder 28 is provided between the robot 20 and the motor housing 13H.

エアシリンダ２８は、ロボット２０とエキスパンダユニット１０との間の、収容軸１２ｔが延びる方向への相対的な移動量を調節するための装置であり、スラスト移動装置に相当する。エアシリンダ２８は、電磁弁（不図示）を介してシリンダ内に流入出させるエア量を調節することで、接続されているロボット２０とエキスパンダユニット１０との間の相対的な移動量を調節することができるように構成されている。 The air cylinder 28 is a device for adjusting the relative movement amount between the robot 20 and the expander unit 10 in the direction in which the accommodating shaft 12t extends, and corresponds to a thrust moving device. The air cylinder 28 adjusts the relative movement amount between the connected robot 20 and the expander unit 10 by adjusting the amount of air flowing in and out of the cylinder via a solenoid valve (not shown). It is configured to be able to.

変位センサ３２は、本実施の形態ではモータハウジング１３Ｈに取り付けられており、管板Ｂの面までの距離を検出するために設けられており、距離検出手段に相当する。変位センサ３２は、本実施の形態ではレーザ式変位センサが用いられており、収容軸１２ｔが延びる方向に対して平行にエキスパンダ１１が存在する側に向けてレーザを照射することができる向きでモータハウジング１３Ｈに取り付けられている。この変位センサ３２を、基準面ＦＢを変化させずに移動させて３点以上の管板Ｂの面までの距離を検出することで、基準面ＦＢに対する管板Ｂの面の傾き、あるいは管板Ｂの面の歪みを検出することが可能となる。なお、変位センサ３２は、レーザ式以外の、測長可能な技術を用いたものであってもよい。 In the present embodiment, the displacement sensor 32 is attached to the motor housing 13H and is provided to detect the distance to the surface of the tube plate B, and corresponds to the distance detecting means. As the displacement sensor 32, a laser type displacement sensor is used in the present embodiment, and the direction is such that the laser can be irradiated toward the side where the expander 11 exists in parallel with the direction in which the accommodation shaft 12t extends. It is attached to the motor housing 13H. By moving this displacement sensor 32 without changing the reference surface FB and detecting the distance to the surface of the tube plate B at three or more points, the inclination of the surface of the tube plate B with respect to the reference surface FB or the tube plate It becomes possible to detect the distortion of the surface of B. The displacement sensor 32 may use a technique other than the laser type that can measure the length.

群カメラ３４は、管板Ｂの面に現れたチューブＴの全体を撮影することができるカメラであり、第１のカメラに相当する。群カメラ３４は、管板Ｂの面に現れた各チューブＴの配列を把握するため、管板Ｂの面のできるだけ広い範囲を撮影することができるように、本実施の形態では広角レンズを有するＣＣＤカメラが用いられている。群カメラ３４は、本実施の形態では、フランジ１２ｆよりもややサーボモータ１６寄りのモータハウジング１３Ｈの上方に、エキスパンダ１１が存在する方向にレンズを向けて、カメラブラケット３６を介してモータハウジング１３Ｈに取り付けられている。自動拡管装置１は、群カメラ３４で撮影したチューブＴ全体の配置を表示するモニター７４を備えている。 The group camera 34 is a camera capable of photographing the entire tube T appearing on the surface of the tube plate B, and corresponds to the first camera. The group camera 34 has a wide-angle lens in the present embodiment so that the arrangement of each tube T appearing on the surface of the tube plate B can be captured in as wide a range as possible on the surface of the tube plate B. A CCD camera is used. In the present embodiment, the group camera 34 faces the lens in the direction in which the expander 11 exists above the motor housing 13H slightly closer to the servomotor 16 than the flange 12f, and the motor housing 13H is via the camera bracket 36. It is attached to. The automatic tube expansion device 1 includes a monitor 74 that displays the arrangement of the entire tube T taken by the group camera 34.

個別カメラ３５は、群カメラ３４で撮影された複数のチューブＴのうちの１つの位置を認識するカメラであり、第２のカメラに相当する。また、個別カメラ３５は、チューブ個別認識装置を構成している。個別カメラ３５は、エキスパンダユニット１０の先端を挿入する位置を明確に把握することができるように、本実施の形態では、群カメラ３４よりも画角が小さい望遠レンズを有するＣＣＤカメラが用いられている。群カメラ３４と個別カメラ３５とを、それぞれの用途に適した別々のカメラで構成することで、各カメラについて必要以上に高い解像度を求めなくて済み、カメラ選択の幅を広げることができて、ひいてはカメラのコストの上昇を抑制することが可能になる。個別カメラ３５は、本実施の形態では、群カメラ３４の下方でモータハウジング１３Ｈの上方に、エキスパンダ１１が存在する方向にレンズを向けて、カメラブラケット３６を介してモータハウジング１３Ｈに取り付けられている。個別カメラ３５は、エキスパンダユニット１０の先端（マンドレル１１ｍの先端１１ｍｔ及びローラ１１ｒ）に対して、上下左右における（管板Ｂの面に投影した場合における）距離があらかじめ把握されて配置されており、個別カメラ３５で捉えた１つのチューブＴに対してエキスパンダユニット１０の先端を挿入する際に、あらかじめ把握されている距離を考慮してロボット２０が制御されるように構成されている。 The individual camera 35 is a camera that recognizes the position of one of the plurality of tubes T photographed by the group camera 34, and corresponds to a second camera. Further, the individual camera 35 constitutes a tube individual recognition device. In the present embodiment, the individual camera 35 uses a CCD camera having a telephoto lens having a smaller angle of view than the group camera 34 so that the position where the tip of the expander unit 10 is inserted can be clearly grasped. ing. By configuring the group camera 34 and the individual camera 35 with separate cameras suitable for each application, it is not necessary to require an unnecessarily high resolution for each camera, and the range of camera selection can be expanded. As a result, it becomes possible to suppress the increase in the cost of the camera. In the present embodiment, the individual camera 35 is attached to the motor housing 13H via the camera bracket 36 with the lens directed in the direction in which the expander 11 is located below the group camera 34 and above the motor housing 13H. There is. The individual cameras 35 are arranged so that the distances (when projected onto the surface of the tube plate B) in the vertical and horizontal directions with respect to the tip of the expander unit 10 (the tip 11 mt of the mandrel 11 m and the roller 11r) are grasped in advance. When the tip of the expander unit 10 is inserted into one tube T captured by the individual camera 35, the robot 20 is controlled in consideration of the distance grasped in advance.

台座５１は、ロボット２０が据え付けられる台である。台座５１には、ロボット２０が据え付けられることにより、ロボット２０に接続又は取り付けられているエキスパンダユニット１０、変位センサ３２、群カメラ３４、個別カメラ３５が間接的に載置されていることとなる。台座５１は、ロボット２０が固定される可動ステージ５２と、可動ステージ５２を支持する固定ステージ５３とを有している。可動ステージ５２は、固定ステージ５３に対して上下左右に移動することができるように構成されている。この可動ステージ５２の可動範囲は、典型的には基準面ＦＢに平行な二次元方向の移動である。可動ステージ５２を有することで、管板Ｂの面の面積が大きく、ロボット２０のアームの可動範囲を超えてチューブＴが分布している場合でも、可動ステージ５２を移動させながら広範囲のチューブＴに到達することが可能になる。 The pedestal 51 is a pedestal on which the robot 20 is installed. By installing the robot 20 on the pedestal 51, the expander unit 10, the displacement sensor 32, the group camera 34, and the individual camera 35, which are connected to or attached to the robot 20, are indirectly mounted on the pedestal 51. .. The pedestal 51 has a movable stage 52 to which the robot 20 is fixed, and a fixed stage 53 that supports the movable stage 52. The movable stage 52 is configured to be able to move up, down, left, and right with respect to the fixed stage 53. The movable range of the movable stage 52 is typically a two-dimensional movement parallel to the reference plane FB. By having the movable stage 52, even if the area of the surface of the tube plate B is large and the tubes T are distributed beyond the movable range of the arm of the robot 20, the movable stage 52 can be moved to a wide range of tubes T. It will be possible to reach.

台車５５は、エキスパンダユニット１０が取り付けられたロボット２０を移動可能にするものであり、可動台車に相当する。台車５５には、本実施の形態では、ロボット２０が据え付けられた台座５１と、制御装置６０とが載置固定されている。台車５５は、典型的には矩形で厚板状の台に、４つの電動の車輪５５ｗが取り付けられて、床面上を自走することができるように構成されている。ロボット２０が台車５５に載置されていることで、作業場所（拡管するチューブＴが挿通された管板Ｂが置かれている場所）の変更を簡便に行うことができる。また、台車５５は、アウトリガー（不図示）を有しており、作業場所において自動拡管装置１を床面上に留めておくことができるように構成されている。 The dolly 55 makes the robot 20 to which the expander unit 10 is attached movable, and corresponds to a movable dolly. In the present embodiment, the pedestal 51 on which the robot 20 is installed and the control device 60 are mounted and fixed on the dolly 55. The trolley 55 is typically configured such that four electric wheels 55w are attached to a rectangular and thick plate-shaped pedestal so that the trolley 55 can self-propell on the floor surface. Since the robot 20 is mounted on the carriage 55, it is possible to easily change the work place (the place where the tube plate B into which the tube T to be expanded is inserted). Further, the carriage 55 has an outrigger (not shown), and is configured so that the automatic pipe expanding device 1 can be kept on the floor surface at a work place.

自動拡管装置１は、さらに、投光器３７を備えている。投光器３７は、管板Ｂの面に向けて光を照射するものであり、投光装置に相当する。投光器３７は、本実施の形態では、ＬＥＤ照明が用いられている。投光器３７が設けられていることにより、群カメラ３４で管板Ｂの面を撮影したときに、管板Ｂの面と複数のチューブＴとのコントラストが大きくなり、チューブＴの配列をより明確に把握することができるようになる。自動拡管装置１は、さらに、洗浄装置３９を備えている。洗浄装置３９は、エキスパンダユニット１０の先端を洗浄して潤滑機能を維持するためのものである。洗浄装置３９は、洗浄液（潤滑機能を持たせる液）が入っている縦長のポットの上面に形成された開口の周囲にエアブロー用のエアノズル（不図示）が配置されて構成されている。自動拡管装置１は、チューブＴの拡管を所定の回数行うごとに、エキスパンダユニット１０の先端を洗浄装置３９のポット内に入れて洗浄することで、エキスパンダ１１の清浄度及び潤滑機能を維持できるように構成されている。投光器３７及び洗浄装置３９は、本実施の形態では可動ステージ５２に設けられている。 The automatic tube expansion device 1 further includes a floodlight 37. The floodlight 37 irradiates light toward the surface of the tube plate B, and corresponds to a floodlight device. In the present embodiment, the floodlight 37 uses LED lighting. By providing the floodlight 37, when the surface of the tube plate B is photographed by the group camera 34, the contrast between the surface of the tube plate B and the plurality of tubes T becomes large, and the arrangement of the tubes T becomes clearer. You will be able to grasp. The automatic pipe expansion device 1 further includes a cleaning device 39. The cleaning device 39 is for cleaning the tip of the expander unit 10 to maintain the lubrication function. The cleaning device 39 is configured by arranging an air nozzle (not shown) for air blowing around an opening formed on the upper surface of a vertically long pot containing a cleaning liquid (a liquid having a lubricating function). The automatic tube expansion device 1 maintains the cleanliness and lubrication function of the expander 11 by inserting the tip of the expander unit 10 into the pot of the cleaning device 39 and cleaning each time the tube T is expanded a predetermined number of times. It is configured to be able to. The floodlight 37 and the cleaning device 39 are provided on the movable stage 52 in the present embodiment.

制御装置６０は、自動拡管装置１の動作を制御する装置である。制御装置６０は、自動拡管装置１を構成する以下の要素（部品、部材）と電気的に接続されている。すなわち、制御装置６０は、サーボモータ１６、深さセンサ１７、接触センサ１８、シール材供給装置１９のチューブポンプ１９ｐ、ロボット２０、エアシリンダ２８、変位センサ３２、群カメラ３４、個別カメラ３５、投光器３７、洗浄装置３９、可動ステージ５２、台車５５、のそれぞれと有線又は無線で電気的に接続されている。制御装置６０は、上記の要素に対し、要素の動作に関する制御信号を送信し、あるいは要素で検出又は取得された情報をデータとして受信するように構成されており、単独で各要素を制御してもよいが、本実施の形態では、説明の便宜上、機能に応じて以下に示すように概念上区分した部位を有していることとしている。すなわち、制御装置６０は、本実施の形態では、ロボット制御部６１と、演算部６２と、表示制御部６３と、画像処理部６４と、受信部６５と、サーボ制御部６６と、シール材制御部６７と、シリンダ制御部６８と、総合制御部６９とを有している。本実施の形態では、これらの各部が制御装置６０内に渾然一体に構成されているが、これらの各部のうちの１つ又は複数の部分が物理的に分かれて構成されていてもよい。 The control device 60 is a device that controls the operation of the automatic pipe expansion device 1. The control device 60 is electrically connected to the following elements (parts, members) constituting the automatic pipe expansion device 1. That is, the control device 60 includes a servomotor 16, a depth sensor 17, a contact sensor 18, a tube pump 19p of the sealing material supply device 19, a robot 20, an air cylinder 28, a displacement sensor 32, a group camera 34, an individual camera 35, and a floodlight. It is electrically connected to each of the 37, the cleaning device 39, the movable stage 52, and the trolley 55 by wire or wirelessly. The control device 60 is configured to transmit a control signal regarding the operation of the element to the above-mentioned element, or receive information detected or acquired by the element as data, and controls each element independently. However, in the present embodiment, for convenience of explanation, it is assumed that the parts are conceptually divided according to the functions as shown below. That is, in the present embodiment, the control device 60 includes a robot control unit 61, a calculation unit 62, a display control unit 63, an image processing unit 64, a reception unit 65, a servo control unit 66, and a sealing material control. It has a unit 67, a cylinder control unit 68, and a comprehensive control unit 69. In the present embodiment, each of these parts is configured integrally in the control device 60, but one or a plurality of parts of each of these parts may be physically separated and configured.

ロボット制御部６１は、演算部６２で算出された、基準面ＦＢに対する管板Ｂの面の傾きから、管板Ｂの面に対して基準面ＦＢが所定の角度になるように、ロボット２０の基準面ＦＢの角度を調節する。本実施の形態では、所定の角度が０°になるように、換言すれば管板Ｂの面と基準面ＦＢとが平行になるように、ロボット２０の基準面ＦＢの角度を調節することとしている。また、ロボット制御部６１は、個別カメラ３５で捉えた拡管の対象となるチューブＴの位置に目がけてエキスパンダユニット１０を上下左右に移動させることができるように構成されている。上下左右における個別カメラ３５とエキスパンダユニット１０の先端とのあらかじめ把握された距離は、典型的にはロボット制御部６１に記憶されている。また、ロボット制御部６１は、基準面ＦＢに対して垂直方向に（すなわち前後に）、エキスパンダユニット１０を往復移動させることができるように構成されている。このように、ロボット制御部６１は、ロボット２０のアームの三次元の移動を制御する部位であり、第１の制御装置に相当する。 The robot control unit 61 of the robot 20 so that the reference surface FB has a predetermined angle with respect to the surface of the tube plate B from the inclination of the surface of the tube plate B with respect to the reference surface FB calculated by the calculation unit 62. Adjust the angle of the reference plane FB. In the present embodiment, the angle of the reference surface FB of the robot 20 is adjusted so that the predetermined angle becomes 0 °, in other words, the surface of the tube plate B and the reference surface FB are parallel to each other. There is. Further, the robot control unit 61 is configured to be able to move the expander unit 10 up / down / left / right toward the position of the tube T to be expanded, which is captured by the individual camera 35. The previously grasped distance between the individual camera 35 and the tip of the expander unit 10 in the vertical and horizontal directions is typically stored in the robot control unit 61. Further, the robot control unit 61 is configured to be able to reciprocate the expander unit 10 in the direction perpendicular to the reference plane FB (that is, back and forth). As described above, the robot control unit 61 is a portion that controls the three-dimensional movement of the arm of the robot 20, and corresponds to the first control device.

演算部６２は、変位センサ３２で検出された距離の３点以上から基準面ＦＢに対する管板Ｂの面の傾き及び／又は距離を演算する部位であり、第２の制御装置に相当する。演算部６２は、変位センサ３２が検出した管板Ｂの面までの距離について異なる３点以上のものを取得すると共に、基準面ＦＢにおける異なる３点以上の測定点の相互の間隔を取得して、これらの取得した値から、基準面ＦＢに対する管板Ｂの面の傾きを演算するように構成されている。変位センサ３２と演算部６２とを含んで管板面傾斜検出手段を構成している。 The calculation unit 62 is a portion that calculates the inclination and / or distance of the surface of the tube plate B with respect to the reference surface FB from three or more points of the distance detected by the displacement sensor 32, and corresponds to the second control device. The calculation unit 62 acquires three or more different points regarding the distance to the surface of the tube plate B detected by the displacement sensor 32, and acquires mutual distances between three or more different measurement points on the reference surface FB. , It is configured to calculate the inclination of the surface of the tube plate B with respect to the reference surface FB from these acquired values. A displacement sensor 32 and a calculation unit 62 are included to form a tube plate surface inclination detecting means.

表示制御部６３は、モニター７４に表示された各チューブＴについて拡管の進行状況を表示する部位であり、第３の制御装置に相当する。表示制御部６３は、群カメラ３４で取得された各チューブＴの配列についての画像データを画像処理部６４から受け取って、モニター７４に表示させることができるように構成されている。また、表示制御部６３は、各チューブＴについて、拡管の実施の有無及び実施した拡管の適否の情報を、サーボ制御部６６等から受け取って、モニター７４に表示するように構成されている。表示制御部６３は、各チューブＴについての拡管の進行状況を、一覧性を高めるために、色分けにより表示することが好ましい。本実施の形態では、拡管が行われていないチューブＴを無着色（典型的には白色）、拡管中のチューブＴを緑色、適正に拡管が行われたチューブＴを青色、拡管が行われたものの適正に行われたかが不明であって再確認が必要なチューブＴを橙色で表示することとしている。 The display control unit 63 is a portion that displays the progress of expansion of each tube T displayed on the monitor 74, and corresponds to a third control device. The display control unit 63 is configured to receive image data about the arrangement of each tube T acquired by the group camera 34 from the image processing unit 64 and display it on the monitor 74. Further, the display control unit 63 is configured to receive information on whether or not the tube has been expanded and whether or not the tube has been expanded from the servo control unit 66 or the like for each tube T and display it on the monitor 74. It is preferable that the display control unit 63 displays the progress of expansion of each tube T by color coding in order to improve the listability. In the present embodiment, the tube T that has not been expanded is uncolored (typically white), the tube T that has been expanded is green, the tube T that has been properly expanded is blue, and the tube has been expanded. The tube T, which is unclear whether it was done properly and needs to be reconfirmed, is displayed in orange.

画像処理部６４は、群カメラ３４で撮影された画像をモニター７４の表示に適したものに処理する部位であり、画像処理装置に相当する。画像処理部６４は、群カメラ３４で取得された各チューブＴの配列についての画像をデータとして受信することができるように構成されている。また、画像処理部６４は、群カメラ３４から受信した画像データにおける各チューブＴの配置を、管板Ｂの面の上の座標データとして関連付けるように構成されている。群カメラ３４と画像処理部６４とを含んでチューブ群認識装置を構成している。また、本実施の形態では、チューブ群認識装置は投光器３７を含んでいる。受信部６５は、深さセンサ１７から、ローラ１１ｒに対するマンドレル１１ｍの押し込み深さが適正深さに達したことを受信する。また、受信部６５は、接触センサ１８から、チューブＴへのエキスパンダユニット１０の先端の挿入によりカラー１５が管板Ｂに接触したことを受信する。 The image processing unit 64 is a portion that processes the image taken by the group camera 34 into an image suitable for display on the monitor 74, and corresponds to an image processing device. The image processing unit 64 is configured to be able to receive as data an image about the arrangement of each tube T acquired by the group camera 34. Further, the image processing unit 64 is configured to relate the arrangement of each tube T in the image data received from the group camera 34 as coordinate data on the surface of the tube plate B. A tube group recognition device is configured by including a group camera 34 and an image processing unit 64. Further, in the present embodiment, the tube group recognition device includes a floodlight 37. The receiving unit 65 receives from the depth sensor 17 that the pushing depth of the mandrel 11m with respect to the roller 11r has reached an appropriate depth. Further, the receiving unit 65 receives from the contact sensor 18 that the collar 15 has come into contact with the tube plate B by inserting the tip of the expander unit 10 into the tube T.

サーボ制御部６６は、サーボモータ１６の作動を制御する部位である。サーボ制御部６６は、サーボモータ１６の作動の有無並びに回転の方向及び量（数）を制御するように構成されている。また、サーボ制御部６６は、エキスパンダ１１が拡管対象となるチューブＴ内に挿入される際にサーボモータ１６を起動して回転軸１２ｓひいてはマンドレル１１ｍを回転させ、サーボモータ１６の電流値を随時検出しておき、電流値が設定値に達した後、所定の残留時間が経過した後に回転軸１２ｓの回転を一旦停止し、その後エキスパンダ１１がチューブＴから引き抜かれる際に回転軸１２ｓを逆回転させるように構成されている。ここで、サーボモータ１６の電流値は、サーボモータ１６のトルクと相関があるので、サーボ制御部６６はトルク相関値検出部に相当する。 The servo control unit 66 is a portion that controls the operation of the servo motor 16. The servo control unit 66 is configured to control the presence / absence of operation of the servomotor 16 and the direction and amount (number) of rotation. Further, the servo control unit 66 activates the servomotor 16 when the expander 11 is inserted into the tube T to be expanded, rotates the rotary shaft 12s and thus the mandrel 11m, and adjusts the current value of the servomotor 16 at any time. After the current value reaches the set value, the rotation of the rotating shaft 12s is temporarily stopped after a predetermined residual time elapses, and then the rotating shaft 12s is reversed when the expander 11 is pulled out from the tube T. It is configured to rotate. Here, since the current value of the servomotor 16 correlates with the torque of the servomotor 16, the servo control unit 66 corresponds to the torque correlation value detection unit.

シール材制御部６７は、シール材供給装置１９の作動を制御する部位であり、具体的にはチューブポンプ１９ｐの発停を制御することができるように構成されている。シール材制御部６７は、カラー１５が管板Ｂに接触したことを受信部６５が受信したときに、ノズル１９ｎの供給口１９ｄから１滴のシール材が滴下されるように、チューブポンプ１９ｐの発停を制御するようになっている。シリンダ制御部６８は、エアシリンダ２８の作動を制御する部位である。シリンダ制御部６８は、エアシリンダ２８の電磁弁（不図示）の開閉を制御することでエアシリンダ２８内に流入出させるエアの量を調節してエアシリンダ２８の往復動作を制御するように構成されている。総合制御部６９は、上述した各制御以外の要素の制御を行う部位である。総合制御部６９は、投光器３７のＯＮ－ＯＦＦ及び光の量の制御、可動ステージ５２の上下左右への移動、台車５５の発停を、それぞれ制御することができるように構成されている。 The seal material control unit 67 is a portion that controls the operation of the seal material supply device 19, and is specifically configured to be able to control the start and stop of the tube pump 19p. The sealing material control unit 67 of the tube pump 19p so that when the receiving unit 65 receives that the collar 15 has come into contact with the tube plate B, one drop of the sealing material is dropped from the supply port 19d of the nozzle 19n. It is designed to control the start and stop. The cylinder control unit 68 is a portion that controls the operation of the air cylinder 28. The cylinder control unit 68 is configured to control the reciprocating operation of the air cylinder 28 by controlling the opening and closing of the solenoid valve (not shown) of the air cylinder 28 to adjust the amount of air flowing into and out of the air cylinder 28. Has been done. The comprehensive control unit 69 is a portion that controls elements other than the above-mentioned controls. The comprehensive control unit 69 is configured to be able to control ON / OFF of the floodlight 37, control of the amount of light, movement of the movable stage 52 up / down / left / right, and start / stop of the carriage 55.

引き続き図５を参照して、本発明の実施の形態に係る熱交換器ＨＸの製造方法を説明する。図５は、熱交換器ＨＸの製造過程の一部であるチューブＴの拡管工程を示すフローチャートである。以下、これまで説明した自動拡管装置１（図１参照）を用いたチューブＴの拡管工程を含む熱交換器ＨＸの製造方法を説明する。以下の自動拡管装置１を用いたチューブＴの拡管工程の説明は、自動拡管装置１の作用の説明を兼ねている。なお、エキスパンダユニット１０の作用の説明は、自動拡管装置１の作用の一環として説明する。以下の説明において、自動拡管装置１の構成（エキスパンダユニット１０の構成を含む）に言及しているときは、適宜図１～図４を参照することとする。 Subsequently, with reference to FIG. 5, a method for manufacturing the heat exchanger HX according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a tube expanding process of the tube T, which is a part of the manufacturing process of the heat exchanger HX. Hereinafter, a method of manufacturing the heat exchanger HX including the tube expanding step of the tube T using the automatic tube expanding device 1 (see FIG. 1) described so far will be described. The following description of the tube expanding process of the tube T using the automatic tube expanding device 1 also serves as an explanation of the operation of the automatic tube expanding device 1. The explanation of the operation of the expander unit 10 will be described as a part of the operation of the automatic tube expansion device 1. In the following description, when the configuration of the automatic tube expanding device 1 (including the configuration of the expander unit 10) is referred to, FIGS. 1 to 4 will be referred to as appropriate.

熱交換器ＨＸのチューブＴの拡管を開始する前に、缶胴Ｓの内部に複数のチューブＴを収容し、管板Ｂに形成されたチューブＴ挿通用の孔にチューブＴを挿通した状態で、管板Ｂを缶胴Ｓの端部に接続しておく。この管板Ｂの面に対向する位置に、自動拡管装置１を設置する（設置工程：Ｓ１）。自動拡管装置１を管板Ｂの面に対向する位置に設置する際は、自動拡管装置１を、台車５５を自走させて管板Ｂの前に移動させ、エキスパンダユニット１０の先端が管板Ｂの面に対向する向きにし、ロボット２０及びエキスパンダユニット１０の可動範囲内にアウトリガー（不図示）を出して設置するとよい。この、自動拡管装置１を大まかに設置した状態では、エキスパンダ１１の軸線が延びる方向が、チューブＴの軸線が延びる方向と平行でない場合があり、平行でない場合はエキスパンダユニット１０の先端がチューブＴ内に適切に入らない場合がある。 Before starting the expansion of the tube T of the heat exchanger HX, a plurality of tubes T are housed inside the can body S, and the tube T is inserted into the hole for inserting the tube T formed in the tube plate B. , The tube plate B is connected to the end of the can body S. The automatic pipe expanding device 1 is installed at a position facing the surface of the pipe plate B (installation step: S1). When the automatic pipe expanding device 1 is installed at a position facing the surface of the pipe plate B, the automatic pipe expanding device 1 is moved by the carriage 55 by itself in front of the pipe plate B, and the tip of the expander unit 10 is a pipe. The outriggers (not shown) may be placed within the movable range of the robot 20 and the expander unit 10 so as to face the surface of the plate B. In the state where the automatic tube expanding device 1 is roughly installed, the direction in which the axis of the expander 11 extends may not be parallel to the direction in which the axis of the tube T extends. If not, the tip of the expander unit 10 is a tube. It may not fit properly in T.

そこで、自動拡管装置１を設置したら、管板Ｂの面に対するロボット２０の基準面ＦＢの向きを適切に調節するための前段階として、変位センサ３２から管板Ｂの面までの距離を検出する（Ｓ２）。この距離の検出は、３点以上で行うこととし、本実施の形態では、ロボット２０及び／又は可動ステージ５２を動かして、管板Ｂの面の右上、左上、左下の３点における距離を検出することとしている。なお、距離を検出する複数の点の相互間の距離を極力広く取ると後に行う傾き演算の精度を向上させることができるため好ましく、測定点を多くすると管板Ｂの面の歪みも検出できる可能性が生じる。３点で距離を検出したら（Ｓ２）、演算部６２は、管板Ｂの面に対する基準面ＦＢの傾きを演算する（管板面傾斜検出工程：Ｓ３）。 Therefore, once the automatic pipe expanding device 1 is installed, the distance from the displacement sensor 32 to the surface of the tube plate B is detected as a preliminary step for appropriately adjusting the orientation of the reference surface FB of the robot 20 with respect to the surface of the tube plate B. (S2). This distance is detected at three or more points, and in the present embodiment, the robot 20 and / or the movable stage 52 is moved to detect the distances at the three points of the upper right, upper left, and lower left of the surface of the tube plate B. I'm supposed to do it. It is preferable to make the distance between the plurality of points for detecting the distance as wide as possible because the accuracy of the tilt calculation performed later can be improved, and it is possible to detect the distortion of the surface of the tube plate B by increasing the number of measurement points. Sex arises. After detecting the distance at three points (S2), the calculation unit 62 calculates the inclination of the reference surface FB with respect to the surface of the tube plate B (tube plate surface inclination detection step: S3).

管板面傾斜検出工程（Ｓ３）で検出した３点の距離が等しければ管板Ｂの面と基準面ＦＢとが平行であり、等しくない場合は等しくなるようにロボット２０のアームを動かして管板Ｂの面と基準面ＦＢとが平行になるように調節する（基準面角度調節工程：Ｓ４）。この調節により、エキスパンダ１１の軸線が延びる方向とチューブＴの軸線が延びる方向とが平行になり、拡管を行うチューブＴの位置まで基準面ＦＢの向きを変えずにロボット２０のアームを上下左右に移動させ、エキスパンダユニット１０の先端をチューブＴに出し入れする際に基準面ＦＢの向きを変えずにロボット２０のアームを前後に移動させることで、上下左右に配列された複数のチューブＴに対して適切にエキスパンダユニット１０の先端をチューブＴに出し入れすることができることとなる。このように、自動拡管装置１では、多関節ロボットを用いているため、基準面ＦＢの角度の調節を自動で行うことができ、別の管板Ｂに挿通されたチューブＴを拡管するために自動作業装置１を移動させた後にも簡便に基準面ＦＢの角度の調節を行うことができて、従来の設置をするたびに基準面出しが必要であった拡管装置に比べて、ティーチング等の事前準備に要する時間を短縮することができる。 If the distances of the three points detected in the tube plate surface inclination detection step (S3) are equal, the surface of the tube plate B and the reference surface FB are parallel, and if they are not equal, the arm of the robot 20 is moved so that they are equal. Adjust so that the surface of the plate B and the reference surface FB are parallel (reference surface angle adjusting step: S4). By this adjustment, the direction in which the axis of the expander 11 extends and the direction in which the axis of the tube T extends become parallel, and the arm of the robot 20 can be moved up, down, left and right without changing the direction of the reference surface FB to the position of the tube T where the tube is expanded. By moving the arm of the robot 20 back and forth without changing the direction of the reference surface FB when moving the tip of the expander unit 10 to and from the tube T, a plurality of tubes T arranged vertically and horizontally can be obtained. On the other hand, the tip of the expander unit 10 can be appropriately taken in and out of the tube T. As described above, since the automatic tube expansion device 1 uses an articulated robot, the angle of the reference surface FB can be automatically adjusted, and the tube T inserted through another tube plate B can be expanded. Even after moving the automatic work device 1, the angle of the reference surface FB can be easily adjusted, and compared to the conventional tube expansion device that required the reference surface to be leveled each time it is installed, teaching etc. The time required for advance preparation can be shortened.

基準面ＦＢの角度を調節したら、群カメラ３４は管板Ｂの面に現れたチューブＴのすべてを撮影し、群カメラ３４が撮影した画像を画像処理部６４で処理し、表示制御部６３を介してチューブＴの配列をモニター７４に表示する（チューブ群認識工程：Ｓ５）。このとき、自動作業装置１では、群カメラ３４が撮影するタイミングで総合制御部６９が投光器３７をＯＮにして管板Ｂの面を照射することで、管板Ｂの面における各チューブＴのコントラストを大きくして、複数のチューブＴの配列構成を認識しやすくして、誤認識を抑制することとしている。各チューブＴの配列を認識したら（Ｓ５）、拡管を行う対象のチューブＴを個別カメラ３５で捉えながら、そのチューブＴを目がけてロボット２０のアームを移動し（前後の距離については、変位センサ３２及び演算部６２により求めた基準面ＦＢと管板Ｂまでの距離とを基に算出する）、エキスパンダユニット１０の先端をそのチューブＴの内部に挿入する（ローラ挿入工程：Ｓ６）。ここで、個別カメラ３５は、群カメラ３４よりも画角が小さく１つのチューブＴを比較的高解像度で撮影することができるので、チューブＴの中心を的確に認識することができ、チューブＴの適切な位置にエキスパンダユニット１０の先端を挿入することができる。 After adjusting the angle of the reference surface FB, the group camera 34 photographs all of the tubes T appearing on the surface of the tube plate B, the image captured by the group camera 34 is processed by the image processing unit 64, and the display control unit 63 is displayed. The arrangement of the tubes T is displayed on the monitor 74 via the tube group recognition step: S5. At this time, in the automatic work apparatus 1, the comprehensive control unit 69 turns on the floodlight 37 at the timing when the group camera 34 takes a picture to irradiate the surface of the tube plate B, so that the contrast of each tube T on the surface of the tube plate B Is increased to make it easier to recognize the arrangement configuration of a plurality of tubes T and suppress erroneous recognition. After recognizing the arrangement of each tube T (S5), while capturing the tube T to be expanded with the individual camera 35, move the arm of the robot 20 toward the tube T (displacement sensor for the front-back distance). (Calculated based on the distance between the reference surface FB and the tube plate B obtained by 32 and the calculation unit 62), the tip of the expander unit 10 is inserted into the tube T (roller insertion step: S6). Here, since the individual camera 35 has a smaller angle of view than the group camera 34 and can shoot one tube T with a relatively high resolution, the center of the tube T can be accurately recognized, and the tube T can be accurately recognized. The tip of the expander unit 10 can be inserted at an appropriate position.

エキスパンダユニット１０の先端をチューブＴ内に挿入する際は、エキスパンダユニット１０の先端が、拡管するチューブＴの中心に対向する位置に来たときに、ロボット２０のアームの移動を一旦止める。その後、サーボモータ１６を逆回転させて回転軸１２ｓ及びマンドレル１１ｍを逆回転させながら、ロボット２０のアームを前進させて、エキスパンダユニット１０の先端を、チューブＴの軸線に沿ってチューブＴ内に挿入していく。このとき、エキスパンダユニット１０は、スプリング１４によってフレーム１１ｆが回転軸１２ｓから遠ざかる方向に付勢されているので、マンドレル１１ｍの先端１１ｍｔはフレーム１１ｆに近い位置にあり、ローラ１１ｒは外側に広がっておらず、ローラ１１ｒ及びフレーム１１ｆは円滑にチューブＴ内に入っていく。ローラ１１ｒ等をチューブＴ内に挿入して、カラー１５が管板Ｂに当たるまでロボット２０のアームを前進させていくと、カラー１５の先端が管板Ｂに接触したことを接触センサ１８が検出する。この接触センサ１８の検出により、他のチューブＴの拡管の進行に伴う管板Ｂの変形があった場合でも、管板Ｂの面へのカラー１５の接触を正確に検出することができる。カラー１５の先端が管板Ｂに接触したことを接触センサ１８が検出すると、シール材制御部６７は、チューブポンプ１９ｐを作動させ、ノズル１９ｎの供給口１９ｄから１滴のシール材を滴下させる。本実施の形態では、供給口１９ｄがカラー１５の上部に配置されているので、供給口１９ｄから供給されたシール材が重力と毛細管現象の作用とにより、チューブＴと管板Ｂとの隙間に均等に塗布されることとなる。このようにシール材が塗布されることにより、チューブＴと管板Ｂとの密閉が保たれる。シール材供給装置１９によってシール材が供給されることにより、従来の人手によって塗布されていた場合に比べて、シール材の使用量をばらつきなく一定にすることができる。 When the tip of the expander unit 10 is inserted into the tube T, the movement of the arm of the robot 20 is temporarily stopped when the tip of the expander unit 10 comes to a position facing the center of the tube T to be expanded. After that, the servomotor 16 is rotated in the reverse direction to rotate the rotating shaft 12s and the mandrel 11m in the reverse direction, and the arm of the robot 20 is advanced to move the tip of the expander unit 10 into the tube T along the axis of the tube T. I will insert it. At this time, in the expander unit 10, since the frame 11f is urged by the spring 14 in the direction away from the rotation shaft 12s, the tip 11mt of the mandrel 11m is located near the frame 11f, and the roller 11r spreads outward. The rollers 11r and the frame 11f smoothly enter the tube T. When the roller 11r or the like is inserted into the tube T and the arm of the robot 20 is advanced until the collar 15 hits the tube plate B, the contact sensor 18 detects that the tip of the collar 15 has come into contact with the tube plate B. .. By the detection of the contact sensor 18, even if the tube plate B is deformed due to the progress of the expansion of the other tube T, the contact of the collar 15 with the surface of the tube plate B can be accurately detected. When the contact sensor 18 detects that the tip of the collar 15 has come into contact with the tube plate B, the sealing material control unit 67 operates the tube pump 19p to drop a drop of the sealing material from the supply port 19d of the nozzle 19n. In the present embodiment, since the supply port 19d is arranged on the upper part of the collar 15, the sealing material supplied from the supply port 19d is formed in the gap between the tube T and the tube plate B due to the action of gravity and the capillary phenomenon. It will be applied evenly. By applying the sealing material in this way, the sealing between the tube T and the tube plate B is maintained. By supplying the sealing material by the sealing material supply device 19, the amount of the sealing material used can be made constant without variation as compared with the case where the sealing material is applied manually.

また、カラー１５の先端が管板Ｂに接触したことを接触センサ１８が検出したら、あらかじめ設定されている距離だけロボット２０のアームをさらに前進させる。すると、カラー１５は管板Ｂに当たっているので前進はしないが、リテーナ１２ｒ及びフランジ１２ｆが収容軸１２ｔ上を摺動すると共に、回転軸１２ｓがスプリング１４の反力に打ち勝ってフレーム１１ｆに近づくように前進し、マンドレル１１ｍも前進する。ここでのあらかじめ設定されている距離は、拡管を開始する手前の位置（マンドレル１１ｍの前進に伴いローラ１１ｒが外側に押し出されてチューブＴの内面に当たるか当たらないかの位置）であり、あらかじめ設定されている距離だけロボット２０のアームをさらに前進させたところで、サーボモータ１６の回転を正回転に切り替え、その後、エアシリンダ２８を作動させて回転軸１２ｓを所定の距離だけ前進させる。エアシリンダ２８で回転軸１２ｓを回転させながら前進させるとマンドレル１１ｍも回転しながら前進する。これに伴って、ローラ１１ｒがマンドレル１１ｍの周りを公転しながら自転しつつ、ローラ１１ｒに接触するマンドレル１１ｍの部分の直径が徐々に大きくなることによりローラ１１ｒが徐々にフレーム１１ｆの外側に押し出されて、チューブＴの拡管が開始される（Ｓ７）。このとき、サーボモータ１６は、設定した回転数（回転速度）で回転している。 When the contact sensor 18 detects that the tip of the collar 15 has come into contact with the tube plate B, the arm of the robot 20 is further advanced by a preset distance. Then, since the collar 15 hits the tube plate B, it does not move forward, but the retainer 12r and the flange 12f slide on the accommodating shaft 12t, and the rotating shaft 12s overcomes the reaction force of the spring 14 and approaches the frame 11f. It moves forward, and the mandrel 11m also moves forward. The preset distance here is a position before the start of tube expansion (a position where the roller 11r is pushed outward as the mandrel 11 m advances and hits or does not hit the inner surface of the tube T), and is set in advance. When the arm of the robot 20 is further advanced by the distance set, the rotation of the servomotor 16 is switched to the forward rotation, and then the air cylinder 28 is operated to advance the rotation shaft 12s by a predetermined distance. When the rotating shaft 12s is rotated and advanced by the air cylinder 28, the mandrel 11 m is also rotated and advanced. Along with this, the roller 11r rotates while revolving around the mandrel 11m, and the diameter of the portion of the mandrel 11m in contact with the roller 11r gradually increases, so that the roller 11r is gradually pushed out of the frame 11f. Then, the expansion of the tube T is started (S7). At this time, the servomotor 16 is rotating at a set rotation speed (rotational speed).

チューブＴの拡管が開始されたら（Ｓ７）、サーボ制御部６６は、サーボモータ１６の電流値が設定値に到達したか否かを判断する（Ｓ８）。サーボモータ１６は、その電流値とトルクとに相関がある。他方、サーボモータ１６のトルクが設定値になると、チューブＴに打ち勝って適正な位置までローラ１１ｒが外側に広げられたと判断できる。このことから、サーボモータ１６の電流値が設定値に到達したことをもって、一応適切にチューブＴが拡管されたと判断することとしている。サーボモータ１６の電流値が設定値に到達したか否かを判断する工程（Ｓ８）において、到達していない場合は再びサーボモータ１６の電流値が設定値に到達したか否かを判断する工程（Ｓ８）に戻り、到達した場合は残留時間が経過したか否かを判断する（Ｓ９）。残留時間はチューブＴの拡管を安定させる時間であり、典型的には数ミリ秒である。残留時間が経過したか否かを判断する工程（Ｓ９）において、経過していない場合は再び残留時間が経過したか否かを判断する工程（Ｓ９）に戻り、経過した場合はチューブＴの拡管を停止する（Ｓ１０）。 When the expansion of the tube T is started (S7), the servo control unit 66 determines whether or not the current value of the servomotor 16 has reached the set value (S8). The servomotor 16 has a correlation between its current value and torque. On the other hand, when the torque of the servomotor 16 reaches the set value, it can be determined that the roller 11r is expanded to the outside by overcoming the tube T to an appropriate position. From this, it is determined that the tube T has been appropriately expanded when the current value of the servomotor 16 reaches the set value. In the step (S8) of determining whether or not the current value of the servomotor 16 has reached the set value, if not, the step of determining whether or not the current value of the servomotor 16 has reached the set value again. Returning to (S8), if it is reached, it is determined whether or not the remaining time has elapsed (S9). The residual time is the time to stabilize the expansion of the tube T, typically a few milliseconds. In the step of determining whether or not the residual time has elapsed (S9), if it has not elapsed, the process returns to the step of determining whether or not the residual time has elapsed (S9), and if it has elapsed, the tube T is expanded. Is stopped (S10).

チューブＴの拡管の停止（Ｓ１０）は、サーボモータ１６の回転を停止することで行われる。チューブＴの拡管を停止したら、サーボモータ１６の回転を逆回転させ、エアシリンダ２８を作動させて回転軸１２ｓを後退させ、続いてロボット２０を後退させて、ローラ１１ｒ及びフレーム１１ｆを拡管済みのチューブＴから引き抜く（Ｓ１１）。ここで、エアシリンダ２８を作動させて回転軸１２ｓを後退させる際、スプリング１４の付勢力により、カラー１５が管板Ｂに押し付けられたまま回転軸１２ｓ及びマンドレル１１ｍが後退するので、ローラ１１ｒ及びフレーム１１ｆがチューブＴ内に存在したままローラ１１ｒがフレーム１１ｆ内に収容されて外径が小さくなり、後にローラ１１ｒ等をチューブＴから引き抜く際に抵抗なく引き抜くことができる。また、ロボット２０のアームを後退させ始めたときにスプリング１４の反力でカラー１５を管板Ｂから引き離すことができる。なお、チューブＴの拡管を停止（Ｓ１０）する際は、収容軸１２ｔに対して回転軸１２ｓが前進しており、収容軸１２ｔがハウジング１２ｈ内に所定の位置まで収容されたか否かを深さセンサ１７が検出することができる。深さセンサ１７が所定の位置までの収容を検出した場合は、チューブＴが適切に拡管できたと推定し、表示制御部６３はモニター７４に表示されている作業されたチューブＴを青色で表示する。他方、深さセンサ１７が所定の位置までの収容を検出しなかった場合は、確認を促すため、モニター７４に表示されている作業されたチューブＴを橙色で表示する。 Stopping the expansion of the tube T (S10) is performed by stopping the rotation of the servomotor 16. After stopping the expansion of the tube T, the rotation of the servomotor 16 is reversed, the air cylinder 28 is operated to retract the rotating shaft 12s, and then the robot 20 is retracted to expand the rollers 11r and the frame 11f. Pull out from the tube T (S11). Here, when the air cylinder 28 is operated to retract the rotary shaft 12s, the rotary shaft 12s and the mandrel 11m retract while the collar 15 is pressed against the pipe plate B due to the urging force of the spring 14, so that the rollers 11r and The roller 11r is housed in the frame 11f while the frame 11f remains in the tube T, and the outer diameter becomes smaller. Later, when the roller 11r or the like is pulled out from the tube T, the roller 11r or the like can be pulled out without resistance. Further, when the arm of the robot 20 starts to be retracted, the collar 15 can be pulled away from the tube plate B by the reaction force of the spring 14. When the expansion of the tube T is stopped (S10), the rotating shaft 12s is advanced with respect to the accommodating shaft 12t, and it is deeply checked whether or not the accommodating shaft 12t is accommodated in the housing 12h to a predetermined position. The sensor 17 can detect it. When the depth sensor 17 detects the accommodation to a predetermined position, it is estimated that the tube T has been appropriately expanded, and the display control unit 63 displays the worked tube T displayed on the monitor 74 in blue. .. On the other hand, when the depth sensor 17 does not detect the accommodation to the predetermined position, the worked tube T displayed on the monitor 74 is displayed in orange in order to prompt confirmation.

上述のようにして、１つのチューブＴの拡管が終了したら、残りのチューブＴについても同様に拡管を行う。本実施の形態では、チューブＴの列を水平に端から端まで順番に拡管していき、かつ、下方の列から上方の列に順番に拡管していくこととしている。順番にチューブＴの拡管を行っていき、ロボット２０の作動範囲を超えるチューブＴを拡管する場合は、可動ステージ５２によってロボット２０やエキスパンダユニット１０の位置を上下左右に移動させてからチューブＴの拡管を行うとよい。また、チューブＴの拡管の誤差の発生を抑制するために、所定の本数のチューブＴの拡管を行う毎に、洗浄装置３９を用いてエキスパンダ１１の洗浄及び／又は潤滑を行うこととするとよい。また、管板Ｂに配置された複数のチューブＴの拡管を開始する前に、サンプルで拡管を行い、サーボモータ１６の回転数及び電流値並びに残留時間等の調節を行って拡管率の調整を行うこととしてもよい。これまで説明したチューブＴの拡管をすべてのチューブＴについて行った後、水室の形成等の必要な工程（後工程）を経て、熱交換器ＨＸが完成する。 As described above, when the expansion of one tube T is completed, the remaining tubes T are expanded in the same manner. In the present embodiment, the rows of tubes T are horizontally expanded from end to end in order, and from the lower row to the upper row in order. When expanding the tube T in order and expanding the tube T beyond the operating range of the robot 20, the position of the robot 20 and the expander unit 10 is moved up, down, left and right by the movable stage 52, and then the tube T is expanded. It is advisable to expand the pipe. Further, in order to suppress the occurrence of an error in expanding the tube T, it is preferable to clean and / or lubricate the expander 11 by using the cleaning device 39 every time a predetermined number of tubes T are expanded. .. Further, before starting the expansion of the plurality of tubes T arranged on the tube plate B, the tube is expanded with a sample, and the rotation speed and the current value of the servomotor 16 and the residual time are adjusted to adjust the expansion rate. You may do it. After expanding the tubes T described above for all the tubes T, the heat exchanger HX is completed through necessary steps (post-steps) such as formation of a water chamber.

以上で説明したように、エキスパンダユニット１０を備える自動作業装置１によれば、エキスパンダユニット１０を人が手で押さえることなくチューブＴを拡管することが可能になり、エキスパンダユニット１０をロボット２０に装着することで、事前準備に要する時間を短縮しながら複数のチューブＴに対して自動で拡管を行うことができる。 As described above, according to the automatic working device 1 provided with the expander unit 10, it is possible to expand the tube T without manually pressing the expander unit 10, and the expander unit 10 can be used as a robot. By attaching to 20, it is possible to automatically expand the tubes for a plurality of tubes T while shortening the time required for advance preparation.

以上で説明したスライドユニット１２がボールスプラインであるとした場合、収容軸１２ｔはスプライン軸となり、リテーナ１２ｒはボールリテーナとなる。ボールスプラインは、スプライン軸、ボール、ボールリテーナに加え、フランジ１２ｆ及びハウジング１２ｈを含んで構成される。スライドユニット１２がボールスプライン以外の場合は、リテーナ１２ｒがボール軸受けやすべり軸受けであってもよい。リテーナ１２ｒがすべり軸受けのスライドユニットに比べて、ボールスプラインやボール軸受けのスライドユニットの方が、面接触ではなく点接触なので摺動抵抗が小さくなる。また、ボールスプラインは、スプライン軸が固定されるので、他の方式に比べて寸法精度が高まる。 Assuming that the slide unit 12 described above is a ball spline, the accommodating shaft 12t becomes a spline shaft and the retainer 12r becomes a ball retainer. The ball spline comprises a spline shaft, a ball, a ball retainer, as well as a flange 12f and a housing 12h. When the slide unit 12 is other than the ball spline, the retainer 12r may be a ball bearing or a sliding bearing. Compared to the slide unit of the slide bearing where the retainer 12r is, the slide unit of the ball spline or the ball bearing has a point contact rather than a surface contact, so that the sliding resistance is smaller. Further, since the spline axis of the ball spline is fixed, the dimensional accuracy is improved as compared with other methods.

以上の説明では、ロボット２０が多関節ロボットであるとしたが、自動傾き調節（レベル調整）機能を有する３軸上を直交移動するロボットでもよいが、移動時間の短縮及び傾き調節の容易性の観点から多関節ロボットとするのが好ましい。 In the above description, the robot 20 is an articulated robot, but a robot that moves orthogonally on three axes having an automatic tilt adjustment (level adjustment) function may be used, but the movement time can be shortened and the tilt adjustment can be easily performed. From the viewpoint, it is preferable to use an articulated robot.

以上の説明では、管板Ｂの面に現れる複数のチューブＴの全体を撮影する群カメラ３４と、複数のチューブＴのうちの１つを認識する個別カメラ３５とを別個に設けることとしたが、管板Ｂの面に現れる複数のチューブＴの全体を撮影することとエキスパンダユニット１０の先端を挿入するために１つのチューブＴを的確に把握することとの両方を行うことができる１つのカメラを採用することができる場合は、群カメラ３４と個別カメラ３５とを１つのカメラで兼用することとしてもよい。 In the above description, the group camera 34 that captures the entire plurality of tubes T appearing on the surface of the tube plate B and the individual camera 35 that recognizes one of the plurality of tubes T are separately provided. One that can both photograph the entire plurality of tubes T appearing on the surface of the tube plate B and accurately grasp one tube T for inserting the tip of the expander unit 10. When a camera can be adopted, the group camera 34 and the individual camera 35 may be shared by one camera.

以上の説明では、エキスパンダユニット１０が取り付けられたロボット２０が台座５１に取り付けられ、この台座５１が台車５５に載置されていることとしたが、ロボット２０自体を二次元に移動させなくてよい場合は台座５１を省いてロボット２０を台車５５に載置してもよく、製造される熱交換器ＨＸを作業場所に移動させることとして自動拡管装置１自体を移動する必要が無い場合は台車５５を省いて台座５１を床面上に留めておくこととしてもよく、台座５１及び台車５５を共に省略してロボット２０を床面上に留めておくこととしてもよい。 In the above description, it is assumed that the robot 20 to which the expander unit 10 is attached is attached to the pedestal 51, and the pedestal 51 is mounted on the trolley 55, but the robot 20 itself is not moved in two dimensions. If it is good, the robot 20 may be mounted on the trolley 55 by omitting the pedestal 51, and if it is not necessary to move the automatic pipe expansion device 1 itself by moving the manufactured heat exchanger HX to the work place, the trolley The pedestal 51 may be kept on the floor surface by omitting the 55, or the robot 20 may be kept on the floor surface by omitting both the pedestal 51 and the dolly 55.

１ 自動拡管装置
１０ エキスパンダユニット
１１ エキスパンダ
１１ｆ フレーム
１１ｍ マンドレル
１１ｒ ローラ
１２ スライドユニット
１２ｒ リテーナ
１２ｓ 回転軸
１２ｔ 収容軸
１４ スプリング
１５ カラー
１６ サーボモータ
１７ 深さセンサ
１８ 接触センサ
１９ シール材供給装置
１９ｄ 供給口
１９ｎ ノズル
２０ ロボット
２８ エアシリンダ
６０ 制御装置
６６ サーボ制御部
Ｂ 管板
ＦＢ 基準面
ＨＸ 熱交換器
Ｓ 缶胴
Ｔ チューブ 1 Automatic tube expansion device 10 Expander unit 11 Expander 11f Frame 11m Mandrel 11r Roller 12 Slide unit 12r Retainer 12s Rotating shaft 12t Accommodating shaft 14 Spring 15 Color 16 Servo motor 17 Depth sensor 18 Contact sensor 19 Sealing material supply device 19d Supply port 19n Nozzle 20 Robot 28 Air cylinder 60 Control device 66 Servo control unit B Tube plate FB Reference surface HX Heat exchanger S Can body T Tube

Claims (10)

管板に形成された孔に挿通されたチューブを拡管するチューブエキスパンダであって、マンドレルと前記マンドレルの周囲に配置されたローラとを有し、前記チューブの内部に前記ローラが挿入された状態で前記マンドレルを軸線方向に押し込んだときに前記ローラが前記マンドレルの外側の方向に押し出されることで前記チューブが広げられるように構成されたチューブエキスパンダと；
サーボモータと；
前記サーボモータの回転力を前記マンドレルに伝達する回転軸と；
前記回転軸を収容した収容軸と；
前記収容軸を摺動可能に支持するリテーナと；
前記チューブエキスパンダを前記収容軸に対して回転可能に支持する環状部材であって、前記ローラが所定の深さで前記チューブの内部に挿入されたときに前記管板に接触する環状部材と；
前記収容軸の内部に配置された付勢部材であって、前記ローラが保持されたローラフレームを前記回転軸から離れる方向に付勢する付勢部材とを備える；
チューブエキスパンダユニット。 A tube expander that expands a tube inserted into a hole formed in a tube plate, and has a mandrel and a roller arranged around the mandrel, and the roller is inserted inside the tube. With a tube expander configured to expand the tube by pushing the roller in the outward direction of the mandrel when the mandrel is pushed in the axial direction.
With a servo motor;
With a rotating shaft that transmits the rotational force of the servo motor to the mandrel;
With the accommodating shaft accommodating the rotation axis;
With a retainer that slidably supports the accommodating shaft;
An annular member that rotatably supports the tube expander with respect to the accommodating shaft and that comes into contact with the tube plate when the roller is inserted into the tube at a predetermined depth ;
An urging member arranged inside the accommodating shaft, the urging member for urging the roller frame on which the rollers are held in a direction away from the rotation axis;
Tube expander unit. 前記環状部材が前記管板に接触したことを検出する接触検出器を備える；
請求項１に記載のチューブエキスパンダユニット。 A contact detector for detecting that the annular member has come into contact with the tube plate;
The tube expander unit according to claim 1 . 管板に形成された孔に挿通されたチューブを拡管するチューブエキスパンダであって、マンドレルと前記マンドレルの周囲に配置されたローラとを有し、前記チューブの内部に前記ローラが挿入された状態で前記マンドレルを軸線方向に押し込んだときに前記ローラが前記マンドレルの外側の方向に押し出されることで前記チューブが広げられるように構成されたチューブエキスパンダと；
サーボモータと；
前記サーボモータの回転力を前記マンドレルに伝達する回転軸と；
前記回転軸を収容した収容軸と；
前記収容軸を摺動可能に支持するリテーナと；
前記チューブエキスパンダを前記収容軸に対して回転可能に支持する環状部材であって、前記ローラが所定の深さで前記チューブの内部に挿入されたときに前記管板に接触する環状部材と；
前記環状部材が前記管板に接触したことを検出する接触検出器とを備える；
チューブエキスパンダユニット。 A tube expander that expands a tube inserted into a hole formed in a tube plate, and has a mandrel and a roller arranged around the mandrel, and the roller is inserted inside the tube. With a tube expander configured to expand the tube by pushing the roller in the outward direction of the mandrel when the mandrel is pushed in the axial direction.
With a servo motor;
With a rotating shaft that transmits the rotational force of the servo motor to the mandrel;
With the accommodating shaft accommodating the rotation axis;
With a retainer that slidably supports the accommodating shaft;
An annular member that rotatably supports the tube expander with respect to the accommodating shaft and that comes into contact with the tube plate when the roller is inserted into the tube at a predetermined depth ;
It is provided with a contact detector for detecting that the annular member has come into contact with the tube plate;
Tube expander unit. 前記環状部材の先端にシール材を供給するノズルを有するシール材供給装置であって、前記ノズルの供給口が前記環状部材に取り付けられて構成されたシール材供給装置を備える；
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のチューブエキスパンダユニット。 It is a sealing material supply device having a nozzle for supplying a sealing material to the tip of the annular member, and includes a sealing material supply device configured by attaching a supply port of the nozzle to the annular member;
The tube expander unit according to any one of claims 1 to 3 . 管板に形成された孔に挿通されたチューブを拡管するチューブエキスパンダであって、マンドレルと前記マンドレルの周囲に配置されたローラとを有し、前記チューブの内部に前記ローラが挿入された状態で前記マンドレルを軸線方向に押し込んだときに前記ローラが前記マンドレルの外側の方向に押し出されることで前記チューブが広げられるように構成されたチューブエキスパンダと；
サーボモータと；
前記サーボモータの回転力を前記マンドレルに伝達する回転軸と；
前記回転軸を収容した収容軸と；
前記収容軸を摺動可能に支持するリテーナと；
前記チューブエキスパンダを前記収容軸に対して回転可能に支持する環状部材であって、前記ローラが所定の深さで前記チューブの内部に挿入されたときに前記管板に接触する環状部材と；
前記環状部材の先端にシール材を供給するノズルを有するシール材供給装置であって、前記ノズルの供給口が前記環状部材に取り付けられて構成されたシール材供給装置とを備える；
チューブエキスパンダユニット。 A tube expander that expands a tube inserted into a hole formed in a tube plate, and has a mandrel and a roller arranged around the mandrel, and the roller is inserted inside the tube. With a tube expander configured to expand the tube by pushing the roller in the outward direction of the mandrel when the mandrel is pushed in the axial direction.
With a servo motor;
With a rotating shaft that transmits the rotational force of the servo motor to the mandrel;
With the accommodating shaft accommodating the rotation axis;
With a retainer that slidably supports the accommodating shaft;
An annular member that rotatably supports the tube expander with respect to the accommodating shaft and that comes into contact with the tube plate when the roller is inserted into the tube at a predetermined depth ;
It is a sealing material supply device having a nozzle for supplying a sealing material to the tip of the annular member, and includes a sealing material supply device configured by attaching a supply port of the nozzle to the annular member;
Tube expander unit. 前記ローラに対する前記マンドレルの押し込み深さを検出する深さ検出器を備える；
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のチューブエキスパンダユニット。 It is provided with a depth detector that detects the pushing depth of the mandrel with respect to the roller;
The tube expander unit according to any one of claims 1 to 5 . 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のチューブエキスパンダユニットと；
前記チューブエキスパンダユニットを、前記マンドレルの軸線方向に移動させるスラスト移動装置と；
前記サーボモータ及び前記スラスト移動装置の動作を制御する制御装置とを備える；
自動拡管装置。 With the tube expander unit according to any one of claims 1 to 6 .
With a thrust moving device that moves the tube expander unit in the axial direction of the mandrel;
It includes a control device for controlling the operation of the servomotor and the thrust moving device;
Automatic tube expansion device. 前記サーボモータのトルク又は当該トルクと相関を有する物理量の大きさを検出するトルク相関値検出部を備え；
前記制御装置は、前記トルク相関値検出部が検出した値に基づいて前記チューブの拡管の完了を判断するように構成された；
請求項７に記載の自動拡管装置。 It is equipped with a torque correlation value detection unit that detects the magnitude of the torque of the servomotor or the physical quantity that correlates with the torque;
The control device is configured to determine the completion of tube expansion of the tube based on the value detected by the torque correlation value detector;
The automatic pipe expansion device according to claim 7 . 前記チューブエキスパンダユニット及び前記スラスト移動装置を三次元に移動させるロボットを備え；
前記制御装置は、前記ロボットの動作を制御するように構成された；
請求項７又は請求項８に記載の自動拡管装置。 It is equipped with a robot that moves the tube expander unit and the thrust moving device in three dimensions;
The control device was configured to control the movement of the robot;
The automatic pipe expansion device according to claim 7 or 8 . 請求項９に記載の自動拡管装置を用いて、缶胴の内部に収容された複数のチューブが管板に支持されたシェルアンドチューブ型熱交換器を製造する方法であって；
前記ロボットを前記管板の前に設置する設置工程と；
前記環状部材が前記管板に接触するまで前記チューブの内部に前記ローラを挿入させるローラ挿入工程と；
前記マンドレルを軸線方向に押し込ませて前記チューブを広げる拡管工程とを備える；
シェルアンドチューブ型熱交換器の製造方法。 A method of manufacturing a shell-and-tube heat exchanger in which a plurality of tubes housed inside a can body are supported by a tube plate by using the automatic tube expansion device according to claim 9 .
With the installation process of installing the robot in front of the tube plate;
A roller insertion step of inserting the roller into the tube until the annular member comes into contact with the tube plate;
It comprises a tube expansion step of pushing the mandrel in the axial direction to expand the tube;
How to make a shell and tube heat exchanger.
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