JPH0818079B2

JPH0818079B2 - パイプ曲げ機

Info

Publication number: JPH0818079B2
Application number: JP62045996A
Authority: JP
Inventors: 明星
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-02-28
Filing date: 1987-02-28
Publication date: 1996-02-28
Anticipated expiration: 2011-02-28
Also published as: JPS63215320A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、パイプを所定の位置及び所定の曲げ角度で
正確かつ容易に曲げることのできるパイプ曲げ機に関す
る。

〔従来の技術〕

パイプ曲げ機として、パイプをその曲げ部分を挟む二
個所で支持する一対のパイプ支持受体、それらのパイプ
支持受体間に配置されると共にパイプの曲げ部分に当接
されるパイプ押圧体及びそのパイプ押圧体をパイプ支持
受体間に直進運動させる曲げ駆動制御装置からなるもの
が、従来より広く知られている。その曲げ駆動制御装置
として、例えば、油圧シリンダー及びそれに油圧を供給
する油圧ポンプ装置からなるものが使用されている。

上記従来のパイプ曲げ機によるパイプ曲げ作業に際し
ては、パイプの曲げ部分における所定のパイプ押圧体当
接位置にパイプ押圧体を当接させた状態で曲げ駆動制御
装置が操作され、その場合において、パイプの曲げ角度
は、コンパス状の角度ゲージをパイプの曲げ部分を挟む
直線部分に当てることにより測定されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、直線状のパイプをパイプ曲げ機に装着し、配
管図や設計図どおりに曲げるに際して、パイプ上におけ
るパイプ押圧体の当接位置、例えばパイプ押圧体の中心
と正確に対向させるべき直線パイプ上の位置を迅速かつ
正確に知ることは、面倒かつ困難であった。即ち、その
パイプ押圧体の当接位置は、曲げ角度、パイプサイズ
（径）ごとに異なるパイプ押圧体の曲率等に依存し、従
って装着されたパイプに対するパイプ押圧体当接位置の
位置決めに個人差が生じたり、その作業に特別の技能や
熟練を要するのである。その場合において、特にパイプ
を２個所以上にわたって曲げる必要があるとき、各曲げ
部分におけるパイプ押圧体当接位置の位置決めが相互に
影響を及ぼし合う関係にあるので、上記位置決めの問題
は一層深刻であった。

また、並列する２本以上のパイプからなるパイプ群に
おける各パイプの曲げの場合に、美観的にも配管施工上
からも、曲げ部分における各パイプは、それより内周に
あるパイプに沿って同心円状に、それよりも大きい曲げ
半径で同じ曲げ角度に曲げることが好ましいが、その外
周のパイプのパイプサイズが内周のパイプのそれと同じ
か、それより小さいときは問題があった。即ち、上記の
型のパイプ曲げ機では、パイプサイズの縮小に伴なっ
て、パイプ押圧体の内径及び曲率半径、並びに両パイプ
支持受体の間隔を何れも減少させて使用するように構成
されており、従って上記の場合に、外周のパイプをそれ
と同径か、それより大径の内周のパイプよりも大きい曲
げ半径で曲げるには、その曲げ部分においてパイプ押圧
体当接位置を変えた複数回の部分曲げを要するが、現場
の曲げ作業に際して、そのようなパイプ押圧体当接位置
とその位置における曲げ角度を知得することはきわめて
煩雑である。

さらに、パイプを配管図や設計図どおりの曲げ角度に
曲げるに際して、従来のような角度ゲージによる曲げ角
度の測定は作業性が悪く、また測定値に個人差が生じて
不正確である等の問題があった。また、その場合におい
て、パイプ曲げ作業が最終段階に入って実際の曲げ角度
が所定値に接近してくると、上記のような角度ゲージに
よる曲げ角度の実測とその測定値に基く曲げ駆動制御装
置の操作の繰返し作業が頻繁になって煩雑であり、また
その作業に特別の技能や熟練を要する等の問題があっ
た。

本発明の目的は、設計配管パイプ又はパイプ群におけ
る各パイプの各曲げ部分ごとに、曲げ前の直線軸上にお
ける１個所以上のパイプ押圧体当接位置と曲げ角度又は
それに対応するパイプ押圧体移動位置を含む曲げ必要値
を容易に知得することができるパイプ曲げ機を提供する
ことにある。

また、本発明の別の目的は、上記で知得されたパイプ
押圧体当接位置と曲げ角度又はそれに対応するパイプ押
圧体移動位置に基いて、特別の技能や熟練を要すること
なしにパイプを所定の曲げ位置及び曲げ角度で自動的に
曲げることのできるパイプ曲げ機を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための技術手段）本発明に係るパイプ曲げ機は、パイプをその曲げ部分
を挟む二個所で支持する一対のパイプ支持受体、それら
のパイプ支持受体間に配置されると共にパイプの曲げ部
分に当接されるパイプ押圧体及びそのパイプ押圧体をパ
イプ支持受体間に直進運動させる曲げ駆動制御装置から
なるパイプ曲げ機において、さらに、１個所以上に曲げ
部分を有する仮想配管パイプ又はパイプ群に対応する１
種以上の標準曲げパターンを記憶し、出力する曲げパタ
ーン発生器、曲げパターン発生器で発生させた、設計配
管パイプ又はパイプ群と同類型の標準曲げパターンに応
じて、各曲げ部分の曲げ座標又はそれと曲げ角度及び各
パイプのパイプサイズを含む曲げ特性値を設定する曲げ
特性値設定器、及び発生させた標準曲げパターンとそれ
に応じて設定された曲げ特性値から、設計配管パイプ又
はパイプ群における各パイプの各曲げ部分ごとに、曲げ
前の直線軸上における１個所以上のパイプ押圧体当接位
置と曲げ角度又はそれに対応するパイプ押圧体移動位置
を含む曲げ必要値を算出し、出力する曲げ必要値演算
器、並びにパイプ押圧体移動位置を検出する移動位置検
出器、パイプサイズを含む曲げ条件値に応じたパイプ押
圧体移動位置と曲げ角度との相関データを記憶し、検出
されたパイプ押圧体移動位置を対応する曲げ角度に変換
し、出力する位置／角度データ変換器、位置／角度デー
タ変換器にパイプサイズを含む曲げ条件値を与える曲げ
条件値設定器、及び移動位置検出器から与えられたパイ
プ押圧体移動位置又は位置／角度データ変換器から与え
られた曲げ角度と曲げ必要値演算器から与えられたパイ
プ押圧体移動位置又は曲げ角度との偏差を演算すると共
にその偏差に基く制御信号を曲げ駆動制御装置へ出力す
る曲げ制御演算器を備えたことを特徴としている。

以下、本発明を、機械的構成及び電気的構成の各面か
ら、図面に基いて具体的に説明する。

〈機械的構成及び作用〉第１図及び第２図は、本発明に係るパイプ曲げ機のそ
れぞれ正面図及び一部切欠き平面図であり、同図におい
て、三角翼状の固定フレーム（１）はその翼幅方向の左
右対称位置に複数の軸受孔（２）・・（２）を有し、そ
の固定フレーム（１）頂部に固定フレーム（１）と略同
形の可動フレーム（３）がヒンジ（４）によって開閉自
在に蝶着され、その可動フレーム（３）もまたその翼幅
方向の左右対称位置に上記固定フレーム（１）の軸受孔
（２）・・（２）と対応するように複数の軸受孔（５）
・・（５）を有している。

また、固定フレーム（１）と可動フレーム（３）の間
に、パイプ受溝（６）を側面に有する一対のパイプ支持
受体（７），（７）が両端の上下軸受孔（５），（２）
及び（５），（２）に垂直方向に軸架されている。これ
らパイプ支持受体（７），（７）の位置はパイプサイズ
に応じて他の左右対称な上下軸受孔（５）・・（５）及
び（２）・・（２）の各位置に変えられる。なお、本発
明におけるパイプ支持受体（７），（７）は、所定の案
内路に沿って摺動する可動式のものであってもよい。

さらに、固定フレーム（１）頂部に油圧シリンダー
（８）が水平方向に止めボルト（９）で固定され、固定
フレーム（１）と可動フレーム（３）の間に、かつ両パ
イプ支持受体（７），（７）の間を通るように延びるピ
ストンロッド（10）の先端にわん曲したパイプ嵌合溝
（11）を側端面に有するパイプ押圧体（12）が連結され
ている。なお、このパイプ押圧体（12）はパイプサイズ
に応じて変換される。

また、油圧シリンダー（８）の尾端部に、その油圧シ
リンダー（８）を水平に安定に保持するための脚部（1
3）が装着されている。

上記において、油圧ポンプ（図示を省略する）から油
圧シリンダー（８）に油圧を供給すると、ピストンロッ
ド（10）と共にパイプ押圧体（12）が直進運動し、第２
図において一点鎖線で示すように、パイプ（14）は両パ
イプ支持受体（７），（７）で二点を接触支持された状
態でパイプ押圧体（12）により中間部を押圧され、パイ
プ押圧移動位置（ｌ）に応じた曲げ角度（θ）に曲げら
れる。なお、この場合のパイプ押圧体移動位置（ｌ）
は、パイプ押圧体（12）の移動距離、即ちストローク長
さが採用されている。なお、パイプ押圧体移動位置
（ｌ）については、その基準の選定方法に特別の限定は
なく、例えばパイプ押圧体（12）と連動する基準点の固
定基準点からの位置であってもよい。

一方、油圧シリンダー（８）上部及び側部にそれぞれ
制御ユニット（15）及び直線型ポテンショメータ（16）
（便宜上、そのボックスカバーの図示を省略する）が自
在バンド（17），（17）によって固定され、そのポテン
ショメータ（16）の摺動子（18）に操作軸（19）の一端
がアングル片（20）を介して連結され、その操作軸（1
9）は油圧シリンダー（８）に沿って固定フレーム
（１）頂部の案内孔（21）を移動自在に貫通され、その
他端がピストンロッド（10）端部にアングル片（22）を
介して連結されている。操作軸（19）の各端部にはネジ
が切られ、それらの各端部は上記各アングル片（20），
（22）に対して所定の取付位置において各一対のナット
（23），（23）及び（24），（24）で調節可能に固定さ
れている。制御ユニット（15）表面には、表示器（2
5）、入力設定用キーボード（26）、パイプサイズ指示
スイッチ（27）及び調整用スイッチ（28）が配置されて
いる。

上記において、ポテンショメータ（16）の摺動子（1
8）はパイプ押圧体（12）の直進運動と並行して移動す
るので、そのポテンショメータ（16）は基準電源電圧を
パイプ押圧体移動位置（ｌ）に対応する電圧に分圧して
出力し、従ってパイプ押圧体移動位置（ｌ）の検出器、
即ち移動位置検出器として作用する。

なお、上記制御ユニット（15）の内部構成は下記に説
明する通りであり、各機能を、入力部、出力部、中央処
理部及記憶部からなるマイクロコンピュータによって構
成してもよい。

〈電気的構成及び作用〉第３図は、本発明に係るパイプ曲げ機における制御ユ
ニットの機能ブロック図であり、同図において、油圧シ
リンダー（８）を含む曲げ駆動制御装置の作動により変
化するパイプ押圧体移動位置（ｌ）が移動位置検出器と
してのポテンショメータ（16）で基準電源の電圧の分圧
として検出され、その検出位置データはA/D変換器でデ
ジタル値に変換され、位置／角度データ変換器に伝送さ
れる。

また、位置／角度データ変換器に、曲げ条件値設定器
から、パイプサイズデータとパイプ曲げ後のスプリング
バック及び油圧ポンプ停止後の慣性等による誤差を補正
する調整係数データがそれぞれを入力される。

位置／角度データ変換器にはパイプサイズデータと上
記調整係数データからなる曲げ条件値に応じたパイプ押
圧体移動位置と曲げ角度との計算及び／又は実測による
相関データが予め入力記憶されているので、この位置／
角度データ変換器に伝送された上記パイプ押圧体移動位
置（ｌ）は上記相関データに基いて曲げ角度（θ）に変
換される。

移動位置検出器で検出されたパイプ押圧体移動位置
（ｌ）、及び位置／角度データ変換器で位置／角度変換
された曲げ角度（θ）は、共に検出データとして曲げ制
御演算器に伝送され、同時に曲げ条件値等と共に表示器
に出力される。

一方、曲げパターン発生器において設計配管パイプ又
はパイプ群と同類型の標準曲げパターンが発生させら
れ、その標準曲げパターンに応じて、曲げ特性値設定器
により各曲げ部分の曲げ座標又はそれと曲げ角度、及び
各パイプのパイプサイズを含む曲げ特性値が設定され
る。それらの標準曲げパターンとそれに応じて設定され
た曲げ特性値は曲げ必要値演算器において演算され、設
計配管パイプ又はパイプ群における各パイプの各曲げ部
分ごとに、曲げ前の直線軸上における１個所以上のパイ
プ押圧体当接位置と曲げ角度又はそれに対応するパイプ
押圧体移動位置を含む曲げ必要値が算出され、表示器及
び／又はプリンターに出力されると共に設定データとし
て曲げ制御演算器に逐次出力される。その場合、曲げ必
要値演算器は、曲げ制御演算器への入力設定装置を兼用
する。

上記曲げ制御演算器では、偏差「（設定データ）−
（検出データ）」が演算され、その値が負となった時点
で制御信号が停止器に伝送される。その停止器におい
て、上記制御信号はタイマーを付勢すると同時にリレー
の接点を開き、曲げ駆動制御装置を停止させる。そのリ
レーの接点は整定時限４〜６秒後に復帰し、またタイマ
ーは、曲げ制御演算器に大きい仮想設定値を与えること
により、或いは油圧シリンダー（８）を戻してパイプ押
圧体移動位置（ｌ）を曲げ必要値演算器からの曲げ必要
値より小さくすることにより復帰する。

第４図は、曲げパターン発生器に記憶されるべき標準
曲げパターンを例示する説明図であり、同図において、
標準曲げパターンＡは他の標準曲げパターンの基礎にな
るものであり、曲げ座標（ｘ），（ｙ）又はその一方と
曲げ角度（θ）、及び曲げ部分の曲げ半径即ちパイプ押
圧体の曲率半径、従ってパイプサイズ（φ）（パイプサ
イズが定まれば、使用すべきパイプ押圧体、従ってその
曲率半径が定まる）を含む曲げ特性値の入力により具体
的に特定される。なお、曲げ座標（ｘ），（ｙ）は他の
曲げ特性値と共に標準曲げパターンＡを具体的に特定で
きるものであればよく、従って、上記のように曲げ部分
における曲げ前後の位置の座標以外に、例えば曲げ部分
を挟む両直線部分の延長線の交点の座標であってもよ
い。

標準曲げパターンＢは、標準曲げパターンＡにおいて
曲げ角度（θ）を90度にしたものに相当し、曲げ座標
（ｘ）、曲げ角度（θ＝90度）及びパイプサイズ（θ）
によって特定される。また、標準曲げパターンＣ〜Ｇは
何れも複数個所に曲げ部分を有し、上記標準曲げパター
ンＡ及び／又は標準曲げパターンＢ、研究的には標準曲
げパターンＡを適宜組合せたものに相当し、各曲げ部分
において、上記標準曲げパターンＡや標準曲げパターン
Ｂの場合に準じて各曲げ特性値を入力することにより具
体的に特定される。

また、第5A図及び5B図は、複数本のパイプを並列する
ように曲げる場合における標準曲げパターン、曲げ特性
値及び曲げ必要値の相互関係を例示する説明図であり、
同図において、曲げパターン発生器により標準曲げパタ
ーンＡを発生させると共に曲げ特性値設定器により、配
管設計図から基準となるべき際内周パイプ（14p）の曲
げ座標（ｘ），（ｙ）（基準点Epからの縦横直線距
離）、パイプ本数３、各パイプ（14p），（14q），（14
r）のパイプサイズ（φｐ），（φｑ），（φｒ）及び
各パイプ間距離u,v等の曲げ特性値を与えると、曲げ必
用値演算器は、パイプ（14q）についてパイプ押圧体当
接位置（S₁）（基準点Epからの距離）及び曲げ角度（θ
_１）又はパイプ押圧体移動位置（l₁）を、またパイプ
（14q）についてパイプ押圧体当接位置（S₂），（S₃）
（基準点Eqからの距離）及び各曲げ角度（θ_２），（θ
_３）又はパイプ押圧体移動位置（l₂），（l₃）を、さら
にパイプ（14r）についてパイプ押圧体当接位置
（S₄），（S₅），（S₆）（基準点Erからの距離）及び各
曲げ角度（θ_４），（θ_５），（θ_６）又はパイプ押圧
体移動位置（l₄），（l₅），（l₆）を各々算出し、出力
する。ここで、パイプ（14p）の曲げ角度（θ_１）は、
本パイプ群としての曲げ角度であると共にパイプ（14
q），（14r）の各曲げ部分におけるトータルの曲げ角度
でもあり、曲げ特性値として曲げ座標（ｘ），（ｙ）の
一方と共に入力されてもよい。

パイプ（14q），（14r）の各曲げ部分における曲げ回
数は、基準であるパイプ（14p）の曲がりにできるだけ
円滑に沿うことができる範囲で、作業能率を大きく阻害
しないように最少に留めるように定められる。

なお、第5A図及び第5B図は、設計配管パイプ群におけ
る各パイプの基準点Ep,Eq,Erが前者では軸線に直角に、
また後者では水平に一直線上に配置される場合を示して
おり、所要の配列のパイプ群について曲げ必要値が得ら
れるように、上記基準点の配置態様を指示する選択信号
を曲げ特性値設定器から入力できるように構成すること
もできる。

さらに、第６図は、曲げ必要値の演算を実行する場合
を例示するフローチャートであり、同図において、標準
曲げパターン及びパイプ本数の入力の後、各パイプごと
にパイプサイズとパイプ間距離が入力され、その標準曲
げパターンにおける曲げ部分の数、即ち曲げ回数が入力
され、各曲げ回数ごとに曲げ部分の曲げ座標又はそれと
曲げ角度が入力される。全ての入力が完了したところで
数値計算が行われ、パイプの並び順に、各パイプごと
に、各曲げ部分における１個所又は複数個所のパイプ押
圧体当接位置と曲げ角度又はそれに対応するパイプ押圧
体移動位置が出力される。

なお、本発明は、上記の実施例によって限定されるも
のではなく、特許請求の範囲で示された構成の範囲内に
おいて、それらの実施例に種々の設定変更や修正を加え
ることが可能であることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係るパイプ曲げ機によれば、
パイプの曲げに際して、曲げ前の直線軸上における１個
所以上のパイプ押圧体当接位置と曲げ角度又はそれに対
応するパイプ押圧体移動位置を含む曲げ必要値を、特別
の技能や熟練を要することなしに容易に知得することが
できる。

さらに、本発明に係るパイプ曲げ機によれば、上記で
知得されたパイプ押圧体当接位置と曲げ角度又はそれに
対応するパイプ押圧体移動位置を含む曲げ必要値に基い
て、パイプを、特別の技能や熟練を要することなしに所
定の曲げ位置及び曲げ角度で自動的に曲げることがで
き、また曲げ操作時において現状の曲げ角度やパイプ押
圧体移動位置を読取り可能に出力させることができるの
で至便である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明に係るパイプ曲げ機のそれ
ぞれ正面図及び一部切欠き平面図、第３図は、本発明に
係るパイプ曲げ機における制御ユニットの機能ブロック
図、第４図は、曲げパターン発生器に記憶されるべき標
準曲げパターンを例示する説明図、第5A図及び第5B図
は、複数本のパイプを並列するように曲げる場合におけ
る標準曲げパターン、曲げ特性値及び曲げ必要値の相互
関係を例示する説明図、また第６図は、曲げ必要値の演
算を実行する場合を例示するフローチャートである。〈主要符号の説明〉７……パイプ支持受体,8……油圧シリンダー,12……パ
イプ押圧体,14……パイプ,15……制御ユニット,16……
ポテンショメータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パイプをその曲げ部分を挟む二個所で支持
する一対のパイプ支持受体、それらのパイプ支持受体間
に配置されると共にパイプの曲げ部分に当接されるパイ
プ押圧体及びそのパイプ押圧体をパイプ支持受体間に直
進運動させる曲げ駆動制御装置からなるパイプ曲げ機に
おいて、さらに、１個所以上に曲げ部分を有する仮想配
管パイプ又はパイプ群に対応する１種以上の標準曲げパ
ターンを記憶し、出力する曲げパターン発生器、曲げパ
ターン発生器で発生させた、設計配管パイプ又はパイプ
群と同類型の標準曲げパターンに応じて、各曲げ部分の
曲げ座標又はそれと曲げ角度及び各パイプのパイプサイ
ズを含む曲げ特性値を設定する曲げ特性値設定器、及び
発生させた標準曲げパターンとそれに応じて設定された
曲げ特性値から、設計配管パイプ又はパイプ群における
各パイプの各曲げ部分ごとに、曲げ前の直線軸上におけ
る１個所以上のパイプ押圧体当接位置と曲げ角度又はそ
れに対応するパイプ押圧体移動位置を含む曲げ必要値を
算出し、出力する曲げ必要値演算器、並びにパイプ押圧
体移動位置を検出する移動体検出器、パイプサイズを含
む曲げ条件値に応じたパイプ押圧体移動位置と曲げ角度
との相関データを記憶し、検出されたパイプ押圧体移動
位置を対応する曲げ角度に変換し、出力する位置／角度
データ変換器、位置／角度データ交換器にパイプサイズ
を含む曲げ条件値を与える曲げ条件値設定器、及び移動
位置検出器から与えられたパイプ押圧体移動位置又は位
置／角度データ変換器から与えられた曲げ角度と曲げ必
要値演算器から与えられたパイプ押圧体移動位置又は曲
げ角度との偏差を演算すると共にその偏差に基く制御信
号を曲げ駆動制御装置へ出力する曲げ制御演算器を備え
たことを特徴とするパイプ曲げ機。