JPH0356804B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属管等の金属条材を連続的に曲げ
加工するための曲げ装置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕

従来、金属条材を局部的に加熱し、その加熱部
分を条材の長手方向に移動させながら曲げモーメ
ントを付与して曲げ変形させその直後を冷却する
ことにより、連続的に曲げ加工する方法が知られ
ている。第４図は、従来の最も一般的な曲げ装置
を概略的に示す平面図である。この曲げ装置は、
曲げ加工すべき条材１の後端をクランプするテー
ルクランプ２、該テールクランプ２を直線状に推
進させる駆動装置３、条材１の位置を規制するガ
イドローラ４、条材を狭幅に局部的に加熱し且つ
その直後を冷却する高周波誘導加熱装置５及びそ
の高周波電源６、並びに条材１の先端を把持する
クランプ７を有し支点Ｏを中心に旋回可能な曲げ
アーム８等を有しており、テールクランプ２が条
材１を直線状に連続的に推進する間に、加熱装置
５が条材１を局部的に加熱し、曲げアーム８によ
る曲げモーメントにより連続的に曲げ加工が行わ
れている。ここで、条材の曲げ半径Ｒは曲げアー
ム８の有効長と一致している。

しかしながら、かかる従来の装置では条材の曲
げ半径が、曲げアームの有効長で定まるため、曲
げアームの長さによつて曲げ半径が制限され、大
半径の曲げ加工を行うことができないという問題
点があつた。

この問題点を解決するものとして、第５図に示
すように、条材１の後端を定位置に固定されたテ
ールクランプ２に固定し、加熱装置５を条材１に
対して移動するように構成すると共に、条材１の
先端を把持するクランプ７を備えた曲げアーム８
の旋回ピボツトを曲げ平面内で自在に移動可能な
アーム保持台９に保持させ、且つアーム保持台９
を条材１の後方に引つ張つて移動させる駆動装置
１０を設け、加熱装置５の移動と曲げアーム８の
旋回ピボツトの移動差を制御することにより、曲
げアーム８の有効長に関係なく任意の曲げ半径を
得るようにした曲げ方法が提案されている（例え
ば、特公昭56−26171号参照）。

しかし、この方法では比較的高級な制御が必要
で制御部のコストアツプとなつており、しかも、
曲げアームの旋回ピボツトを駆動装置１０によつ
て条材の後方に引つ張つており、逆に条材で曲げ
アームを前方に押しているので、その作用面が一
致してない限り転倒モーメントが生じ、これを防
止するため、複雑な機構が必要である。また、条
材のフリースパンが長いので、弾性歪が大とな
り、これを克服するためには相当の経験配慮が必
要である。

また、これに代わる方法として、第６図に示す
ように、ピボツト１１を中心として揺動するブー
ム１２に、曲げアーム８の旋回ピボツトを保持し
た移動台１３を移動可能に設けると共に、この移
動台１３をブームに沿つて移動させる駆動装置１
４を設け、条材１をテールクランプ２によつて一
定速度で前進させる際に、移動台１３を条材１と
は異なる速度で移動させることにより、曲げアー
ム８の有効長とは異なる曲げ半径の曲げ加工を行
う方法も提案されている（例えば、特開昭57−
206523号公報参照）。

しかし、この方法は条材の推進に対応して移動
台１３をブーム１２にそつて移動させ曲げアーム
を回転させており、所定の曲げが行われているか
どうかをチエツクするため、曲げ角即ちアームの
回転角を測定しているが、この時、曲げアームを
保持した移動台自体もブームの旋回によつて回転
するので、回転角即ち曲げ角を検出しにくい。ま
た、ブーム１２は曲げ継続中、条材の推進力によ
つて自動的に旋回させられるものであるので、補
助装置がない限り、各部の摩擦力等の影響を受
け、剛性の低い長い管の場合曲げ半径に誤差を生
じやすい。更に、曲げ半径によつてはブームの回
転中心を移設しなければならず、移設作業が困難
である等の問題も有している。

本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みて
為されたもので、短い曲げアームを使用しなが
ら、簡単な制御方法により大きい曲げ半径の曲げ
加工を行うことの可能な曲げ装置を提供すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成すべく為された本発明は、曲げ
加工すべき金属条材を連続的かつ直進的に推進す
る装置と、推進される前記条材を狭幅で加熱し且
つ加熱の直後を冷却するようにした環状の加熱冷
却装置と、前記条材の推進方向に対して平行なＸ
軸方向又は直角なＹ軸方向に移動可能な第一台車
と、該第一台車をＸ軸方向又はＹ軸方向に移動さ
せる第一駆動装置と、該第一台車に第一台車の移
動方向と直角な方向に移動可能に保持された第二
台車と、該第二台車を第一台車に対して移動させ
る第二駆動装置とを有し、前記第二台車に、Ｘ軸
及びＹ軸に直角なＺ軸を中心として旋回可能に保
持され、かつ前記条材を把持するクランプを先端
部に固設した曲げアームを有することを特徴とす
る条材の曲げ装置を要旨とする。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。第１図において、２１は鋼管等の曲げ加工す
べき条材、２２は条材２１の後端を把持するテー
ルクランプであり、Ｘ軸方向に移動可能に保持さ
れている。２３はテールクランプ２２を直線状に
移動させる条材送り装置であり、テールクランプ
２２に連結されたチエーン２３Ａ及びこのチエー
ン２３Ａを駆動する駆動モータ２３Ｂからなる。
２５は定位置に設けられ条材２１を案内するガイ
ドローラ、２６はＸ軸方向に移動中の条材を狭幅
に局部的に加熱しその直後を冷却する高周波加熱
装置、２７はその加熱装置に高周波電圧を印加す
る高周波電源である。

２８は第一台車であり、図示しないレールによ
りＸ軸方向に移動可能に保持されている。以下こ
の第一台車２８をＸ軸台車という。２９はＸ軸台
車２８をＸ軸方向に移動させる第一駆動装置即ち
Ｘ軸駆動装置であり、Ｘ軸台車２８に連結された
チエーン２９Ａとそのチエーン２９Ａを駆動する
Ｘ軸駆動モータ２９Ｂとからなる。３０はＸ軸台
車２８にその移動方向とは直角なＹ軸方向に移動
可能に保持された第二台車である。以下、第二台
車をＹ軸台車という。３１はＹ軸台車３０をＹ軸
方向に移動させる第二駆動装置即ちＹ軸駆動装置
であり、ねじ軸３１Ａとそのねじ軸を回転させる
Ｙ軸駆動モータ３１Ｂとからなる。３３はＹ軸台
車３０に旋回ピボツト３４を中心として旋回可能
に保持された曲げアームであり、先端に条材２１
を把持するクランプ３５を有している。更に、曲
げアーム３３にはＹ軸台車３０に対する旋回角度
θを検出する角度検出装置（図示せず）が設けら
れている。また、この角度検出装置及び各駆動モ
ータ２３Ｂ，２９Ｂ，３１Ｂは図示しない制御装
置に接続されている。

次に、上記装置による曲げ加工動作を説明す
る。第２図において、加熱装置２６による条材２
１の加熱冷却を継続しながらテールクランプ２２
を直線状にＸ軸方向に前進させる。この時旋回ピ
ボツト３４を図示のように加熱装置２６を通るＹ
軸に平行な直線上の点Ｏに固定しておくと、条材
２１に加わる推力により曲げアーム３３が旋回ピ
ボツト３４を中心に旋回し、曲げ加工が行われ
る。この際の曲げ半径Ｒは曲げアーム３３の有効
長ｌである。

次に、第３図を参照して曲げアーム３３の有効
長ｌよりも大きい曲げ半径Ｒの曲げ加工動作を説
明する。曲げ開始時には旋回ピボツト３４を加熱
装置２６を通るＹ軸に平行な直線上の位置P0に
位置させておく。この時の曲げ開始点をA0とす
る。加熱装置２６による条材２１の加熱冷却を継
続しながらテールクランプ２２を直線状にＸ軸方
向に前進させる。これにより曲げアーム３３が旋
回ピボツト３４を中心として旋回し、条材２１が
曲げ加工される。この曲げアーム３３の旋回に同
期して、Ｘ軸駆動モータ２９Ｂ及びＹ軸駆動モー
タ３１Ｂが動作してＸ軸台車２８をＸ軸方向に、
Ｙ軸台車３０をＹ軸方向に移動させ、Ｙ軸台車３
０上の旋回ピボツト３４をＸ−Ｙ面上で移動させ
る。この時の旋回ピボツト３４の移動軌跡が、曲
げようとする曲げ半径Ｒよりアーム長さｌを差し
引いた半径R1（＝Ｒ−ｌ）の円弧になるように、
且つ条材２１の曲げ開始点と旋回ピボツト３４と
を結ぶ直線（例えばA1−P1、A2−P2）が常に曲
げ半径Ｒを中心Ｏを通るように、Ｘ軸駆動モータ
２９Ｂ、Ｙ軸駆動モータ３１Ｂを制御することに
より、条材２１は所定の半径Ｒに曲げ加工するこ
とができる。ここで、旋回ピボツト３４が所定の
移動軌跡に沿つて移動するように制御するには、
あらかじめ、曲げアーム３３の旋回角度θに対す
る旋回ピボツト３４の位置を入力しておき、微小
な時間間隔ごとに曲げアーム３３の旋回角度θを
検出し、旋回ピボツト３４がその角度に対応した
位置になるように、Ｘ軸駆動モータ２９Ｂ及びＹ
軸駆動モータ３１Ｂを制御すればよい。また、こ
の代りに、あらかじめ条材２１の送り量に対する
旋回ピボツトの位置を入力しておき、微小な時間
間隔ごとに条材２１の送り量を検出して、旋回ピ
ボツト３４がそれに対応する位置になるように制
御してもよい。また、簡便な方法としては、条材
２１を一定速度で送り、その時の曲げアーム３３
の回転角速度を検出し、その値の所定値よりの偏
差をフイードバツクしてＸ軸駆動モータ２９Ｂ及
びＹ軸駆動モータ３１Ｂを操作しても良い。曲げ
変形部には、 dS／dθ＝Ｒ （ただし、dSは曲げ部分における微小円弧長 dθはdSに対する中心角） の関係があるので、一定の曲げ半径Ｒで曲げ加工
するには、dS／dθが一定になるように制御すれ
ばよく、dθは曲げアーム３３の回転角速度で代
用できるので、これが一定になるようにフイード
バツク制御すれば所定半径Ｒを得ることができ、
曲げアーム３３の旋回ピボツト３４は所定の軌跡
を移動することとなる。

上記の曲げ加工を行うに際し、理論的には、Ｘ
軸台車又はＹ軸台車の一方を移動可能とし、他方
のみを所定の位置に移動するように制御すること
により、旋回ピボツト３４は自動的に所定の移動
軌跡を描くこととなる。しかしながら、現実には
推力による摩擦等によりＹ軸台車に保持された旋
回ピボツト３４の移動軌跡が狂うことがあるの
で、本発明ではＸ軸台車２８、Ｙ軸台車３０を共
に強制的に移動させて旋回ピボツト３４が所定の
移動軌跡に沿つて移動するように構成している。
この構成により、極めて正確な曲げ加工を行うこ
とが可能となる。

なお、上記の動作説明は一定半径の曲げ加工を
行う場合を説明したが、旋回ピボツト３４の移動
軌跡を変えることにより、曲げ半径が曲げ位置に
よつて異なるような形状、例えば楕円の曲げ加工
を行うことも可能である。また、上記実施例では
Ｘ軸台車２８にＹ軸台車３０を搭載した構成とし
たが、この代りにＹ軸方向に移動する台車を第一
台車とし、この第一台車にＸ軸方向に移動可能に
第二台車を搭載する構成としてもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明では曲
げアームの旋回中心を保持した台車を、曲げ面即
ちＸ−Ｙ面上でＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ
駆動するように構成しているので、曲げアーム旋
回中心を曲げ面内で任意の軌跡を描くように位置
制御することができ、条材を、曲げアームの有効
長に制限されることなく、任意の曲率に正確に曲
げ加工することが可能である。しかもこの際、曲
げアームを保持した台車自体は何等旋回すること
がないので、前記台車に対する曲げアームの旋回
角度が、Ｘ−Ｙ面における曲げアームの旋回角度
に等しく、旋回角度の検出が容易である。かくし
て、本発明は比較的複雑な曲線形状や曲げ半径の
大きい橋梁及び遊園地設備のガイドレールなどの
曲げ加工を簡単な構造で段取り替えなく制御値の
変更のみで可能とすることができ、また、曲げア
ームを直進させれば、直線状に加熱できるので、
直線部と曲げ部を連続して同じ条件で一工程で熱
処理できるから、管の場合焼接ぎなない曲管を得
ることも容易であり、実用的に極めて有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願第一の発明の一実施例になる曲げ
装置の概略平面図、第２図、第３図はそれぞれそ
の装置による曲げ加工動作を説明する概略平面
図、第４図、第５図、第６図はそれぞれ従来の曲
げ装置の概略平面図である。 ２１……条材、２２……テールクランプ、２３
……条材送り装置、２５……ガイドローラ、２６
……加熱装置、２８……第一台車（Ｘ軸台車）、
２９……第一駆動装置、３０……第二台車（Ｙ軸
台車）、３１……第二駆動装置、３３……曲げア
ーム、３４……旋回ピボツト、３５……クラン
プ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 曲げ加工すべき金属条材を連続的かつ直進的
   に推進する装置と、推進される前記条材を狭幅で
   加熱し且つ加熱の直後を冷却するようにした環状
   の加熱冷却装置と、前記条材の推進方向に対して
   平行なＸ軸方向又は直角なＹ軸方向に移動可能な
   第一台車と、該第一台車をＸ軸方向又はＹ軸方向
   に移動させる第一駆動装置と、該第一台車に第一
   台車の移動方向と直角な方向に移動可能に保持さ
   れた第二台車と、該第二台車を第一台車に対して
   移動させる第二駆動装置とを有し、前記第二台車
   に、Ｘ軸及びＹ軸に直角なＺ軸を中心として旋回
   可能に保持され、かつ前記条材を把持するクラン
   プを先端部に固設した曲げアームを有することを
   特徴とする条材の曲げ装置。