JPH09234524A - パイプ加工機におけるワ−クのセット状態の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 たとえパイプの長さ方向にバリが突出し
ていても、そのバリの影響を最小限に押えたパイプ加工
機に対するワ−クのセット状態の制御方法を提供するこ
と。 【解決手段】 ツ−ル位置に対しパイプＷをその長さ方
向に沿って前後動させることにより、前記パイプの搬
入，搬出、並びに当該パイプの加工位置決めをするよう
に形成されたパイプＷ保持機構を具備したパイプ加工機
において、前記パイプ保持機構にパイプをセットするに
当り、前端面にその長さ方向に突出したバリｂを持つパ
イプＷを、そのバリｂを圧潰できる押込み力でパイプ保
持機構のクランパ14に押付け、クランパ14に加わる前記
押込み力を、当該クランパ14に連繋された位置決め駆動
機構を構成する部材に生じる変位量に変換して検出する
ことにより、前記パイプＷのセット状態を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、前工程で所定長さ
に切断された例えば角パイプの所定位置に穴あけ等の加
工を施すために、パイプ加工機に前記パイプをセットす
るとき、このパイプを精度よくセットするための制御方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近時、カッタ−により所定長に切断され
たパイプの所定位置に、例えば複数の穴を同時に穴あけ
加工をすることができるように形成されたパイプ加工機
が提案されている。そして、この加工機には、パイプの
所定位置に当該加工機の穴あけツ−ルによる加工を施す
るため、セットされるパイプの位置を定位置のツ−ルに
対して自由に位置決めできるワ−ク保持機構が具備され
ている。

【０００３】上記のワ−ク保持機構の概要は、図３に例
示する通りである。即ち、縦方向（Ｚ軸）に配置された
穴あけツ−ルの当該Ｚ軸に直交する平面内で、ワ−ク、
即ち、パイプＷを保持して前記ツ−ルの位置に対しその
パイプＷを長さ方向で進退させるため、この図３に示し
たように、パイプＷの送り方向と平行なボ−ルネジ17に
螺装されたナットケ−ス15aを具備したキャリッジ15に
クランパ14を取付け、図３には表われない送り手段によ
ってクランパ14に向って搬入されて来るパイプＷをその
クランパ14にクランプさせ、この状態でボ−ルネジ17を
サ−ボモ−タ18によって正，逆回転させることによっ
て、クランプした前記パイプＷのツ−ルに対する位置決
めを行うように構成されている。なお、図３において、
17a，18aは前記モ−タ４とボ−ルネジ１に設けられた歯
溝付プ−リ、Vgは両プ−リ17a，18aに掛回されたタイミ
ングベルトである。

【０００４】上記のパイプ加工機におけるワ−ク保持機
構は、加工されるパイプＷが予め所定長さに切断され、
かつ、当該パイプ後の端面Peがクランパ14の前端面14f
に、厳密には誤差がゼロで当接密着されていることを前
提にして、ボ−ルネジ17の回転数（又は回転角）を、サ
−ボモ−タ18により駆動制御することによって、穴あけ
ツ−ルの位置にこのパイプＷの加工位置を位置決め制御
していた。

【０００５】しかし乍ら、上記位置決め態様には、問題
があった。即ち、パイプＷをカッタ−等の切断機で切断
すると、図７に例示するように、切断端面にカッタ−の
刃に沿った向きのバリｂが生じるが、このバリｂは、パ
イプＷをストックしたり送りテ−ブル等の送り手段を介
在させて前記ワ−ク保持機構に搬入するとき、パイプや
テ−ブル面に沿って曲がってしまい、この結果、バリｂ
は図８に示すようにパイプＷの端面においてパイプＷの
長さ方向に突出する形態となり、従って、このような端
面から突出したバリｂを持つパイプＷを前記のワ−ク保
持機構のクランパ14の端面14fに単に当接させるだけで
は、保持されるパイプはバリｂの厚さ分だけクランパ14
の前端面14fから離れて保持されることとなり、保持精
度を実現できないこととなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
点に鑑み、たとえパイプの長さ方向にバリが突出してい
ても、そのバリの影響を最小限に押えたパイプ加工機に
対するワ−クのセット状態の制御方法を提供すること
を、その課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明のワ−クセット状態の制御
方法の構成は、ツ−ル位置に対しパイプをその長さ方向
に沿って前後動させることにより、前記パイプの搬入，
搬出、並びに当該パイプの加工位置決めをするように形
成されたパイプ保持機構を具備したパイプ加工機におい
て前記パイプ保持機構にパイプをセットするに当り、前
端面にその長さ方向に突出したバリを持つパイプを、そ
のバリを圧潰できる押込み力でパイプ保持機構のクラン
パに押付け、クランパに加わる前記押込み力を、当該ク
ランパに連繋された駆動機構に生じる変位量に変換して
検出することにより、前記パイプのセット状態を制御す
ることを特徴とするものである。また、本発明方法は、
上記構成において、バリを圧潰できるパイプの押込み力
を、前記駆動機構を構成するモ−タの軸又はこの軸に連
結された伝動輪に生じる回転角に置換した目標量として
予め設定しておき、実際のパイプのセット時、そのパイ
プに加えられる押込み力によって回転させられる前記軸
又は伝動輪の回転角が前記目標量と一致したとき、パイ
プの押込みを止めてクランパをクランプすることを特徴
とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図に拠り説明する。図１は本発明方法を適用するパイプ
加工機の一例の正面図、図２は図１の加工機のＺ−Ｚ矢
視平面図、図３は図１，図２のパイプ加工機の要部の概
念構成を拡大した正面図、図４は本発明方法を適用した
駆動制御系のブロック図、図５は本発明制御方法の適用
例のフロ−チャ−ト図、図６は従来方法の一例のフロ−
チャ−ト図、図７はパイプの切断したままの端面のバリ
の状態を示す斜視図、図８は図７のパイプをワ−ク保持
機構に保持させるときのバリの状態を示す正面図であ
る。

【０００９】図１，図２は、プレス機を利用し、角パイ
プに複数の穴を列状に穴あけ加工することができるよう
に構成したパイプ加工機の一例の正面図と平面図で、図
１，図２において、１はプレス機本体、２は複数のパン
チ刃を具備した上金型３を穴あけ加工のためのツ−ルと
して昇降させるプレス機構、４は前記上金型３に対応し
た複数のダイを具備した下金型、５は該下金型４をその
上に配置し保持する下金型保持装置である。

【００１０】プレス機構２は、プレス機本体１の上方に
配置され、その下部に連結ブロック６を介在させて、こ
のプレス機本体１のガイドポストに昇降自在に配置した
パンチプレ−ト７の下面に上金型３を具備して構成され
ている。８は図１における上金型３の下方から図１の右
方に延設されたパイロットア−ムで、下金型保持装置５
を上金型３の下方に対応した部位に一体的に具備すると
共に、このプレス機本体１の右方に接合配置した長尺の
フレ−ム９上に配置され、かつ、このフレ−ム９の右端
部に配設した摺動駆動装置10に連結されており、この駆
動装置10におけるシリンダ10aの作用によりこのア−ム
８が進退させられて、前記下金型保持装置５をベッド11
の上から図の右方へ摺動させることができるようになっ
ている。

【００１１】なお、図１において、12はプレス機本体１
の右側の外面に配置した蓋開放装置、13は排出される抜
きカスを収容するバケット、14は前記パイロットア−ム
８と同軸上にあってキャリッジ15に取付けられ、かつ、
ワ−クの一例である角パイプＷの端部を把持するクラン
パで、角パイプＷはそれ自体の中に下金型４とその保持
装置５とパイロットア−ム８を通してセットされ、当該
パイプＷの右端部がクランパ14に把持される。

【００１２】図２において、16は、前記クランパ14を前
記パイロットア−ム８の上に位置付けて取付けたキャリ
ッジ15を、このパイロットア−ム８と平行に直線的に案
内するためのスライドガイドで、フレ−ム９の上に配置
されている。クランパ14に把持された角パイプＷは、前
記キャリッジ15がフレ−ム９に配置したボ−ルネジ17と
サ−ボモ−タ18により位置決め駆動され前記ガイド16に
案内されることにより、上金型３の下方において穴あけ
位置の位置決めがなされる。

【００１３】19は、平面からみた図２のプレス機本体１
において、下金型保持装置５の向う側に設けた基準ブロ
ック、20は、前記下金型保持装置５の手前側においてプ
レス機本体１に配置され、クランパ14に保持されかつキ
ャリッジ15の作動によって位置決めされる角パイプＷ
を、押えブロック21を進出させて基準ブロック19側に押
しつけることにより、加工等のパイプＷをクランプする
ためのクランプシリンダであり、角パイプＷの位置決め
完了時にこのクランプシリンダ20を作用させ、角パイプ
Ｗをプレス機本体１に固定する。22はプレス機本体１の
左側においてパイロットア−ム８の延長線上に配置した
角パイプＷの搬送台で、この台22を通ってパイロットア
−ム８に挿通される角パイプＷは、プレス機本体１のゲ
−トロ−ラ23によりＹ軸方向の位置が規制されて、パイ
ロットア−ム８に挿通される。24はプレス機本体１上に
設けたガイドロ−ラ、25はフレ−ム９に設けた支持ロ−
ラで、両ロ−ラ24，25がパイロットア−ム８に挿通され
る角パイプＷの走行をガイドする。22aは搬送台22のガ
イドロ−ラである。

【００１４】なお、26は、角パイプＷの位置決め制御、
プレス装置２の制御、摺動駆動装置10の制御、クランプ
シリンダ20の制御及び後述するスクラップの排出制御を
行う制御装置で、クランパ14に把持された角パイプＷを
サ−ボモ−タ18により上金型３下に位置決めし、この位
置決め完了と同時に、クランプシリンダ20を作動させて
押えブロック21によりパイプＷを基準ブロック19に押し
付けてプレス機本体１に固定した後、プレス機構２を作
動させて上金型３を下降させ、この上金型３と下金型４
の協働により角パイプＷに列状に並んだ複数の穴あけ加
工を一工程で施す作業を連続的に制御するようになって
いる。以上により、角パイプＷをワ−クとし、このワ−
クに指定したピッチでの多数の列状に並んだ穴を、上，
下金型３，４を加工ツ−ルとして穴あけ加工を行うパイ
プ加工機の一例を構成する。

【００１５】ここで、本発明方法が適用されるパイプ加
工機は、上記に説明した加工機に限られないことは勿論
である。即ち、本発明方法を適用できるパイプ加工機
は、パイプが定長に切断されて切断面にバリを持つ丸形
又は角形のパイプの所定位置に、貫通した穴やタップ穴
などを形成するための加工機であって、加工すべきパイ
プの端面をクランパで保持し、このクランパを位置決め
することによって、前記パイプの加工位置を加工ツ−ル
の真下、又は、真上に位置決めできる機能，構造を具備
するものであれば足りるのである。

【００１６】而して、先に、図１，図２により説明した
パイプ加工機では、穴あけ加工に当って、図８に例示し
た態様のバリｂを持つパイプＷが後方から押されて搬送
台22の上を移動させられ、パイロットア−ム８に挿通さ
れてその先端Peがクランパ14の前端面14fに当接させら
れてからクランプされる（図３参照）。しかし、単にこ
のような態様でパイプＷをクランプすると、パイプ先端
Peとクランパ14の前端面14fの間にバリｂによる隙間が
生じるため、クランパ14を取付けたキャリッジ15の位置
決め精度によってパイプＷの位置決めを行う従来手法で
は、パイプＷの穴あけ位置に誤差が生じるという問題の
あることは先に述べた通りである。因に、この誤差は、
パイプの径や肉厚，材質にもよるが、１mm〜３mm程度の
誤差が生じている。

【００１７】そこで、本発明では前記バリｂの影響を極
力押えたワ−クセットの制御法を開発したのである。以
下、この点について説明する。

【００１８】本発明では、加工するパイプＷをクランパ
14にクランプさせるために当該クランパ14にパイプ前端
Peを当接するとき、まず、そのパイプＷのバリｂが押進
力により圧潰される程度の力で押付ける。

【００１９】上記押進力によってパイプＷのバリｂが圧
潰されたか否かは、図３に例示した構成では、前記パイ
プＷに作用する押進力によってサ−ボロックを解除して
いるモ−タ18が回転されたか否かを、このモ−タ18の軸
に接続した、例えば、エンコ−ダによる位置検出器27に
より検出することによって判別するようにしている。

【００２０】前記検出器27の検出信号は、ここではパル
ス信号で数値制御装置28（以下、ＮＣ装置28という、な
お、このＮＣ装置28は前記制御装置26の中に含ませるこ
とができる）に帰還させて、該ＮＣ装置28内にパルス数
に対応させて予め設定した押進量を示すパルス数と比較
演算し、設定パルス数と検出パルス数とが一致したと
き、前記モ−タ18にサ−ボロックをかけるように、パイ
プＷの送りとモ−タ18のサ−ボロックのオン，オフを制
御するようにしてる。次に、この点について、図４，図
５により説明する。

【００２１】図４は、パイプＷが図１，図２のパイプ加
工機にセットされるとき、その押進力によってパイプＷ
のバリｂが圧潰されたことを、予め設定した目標値と前
記押進力によって回転させられるサ−ボモ−タ18の軸の
回転量を示す現在値とを比較し、両値が一致することを
条件にして検出し、このとき前記モ−タ18にサ−ボロッ
クをかけるための制御系の一例のブロック図である。

【００２２】図４におけるサ−ボモ−タ18は、本来的に
は、クランパ14を具備したキャリッジ15の位置決め用の
駆動源として設けられている。従って、このモ−タ18の
制御系は、当該モ−タ18のほか、ＮＣ装置28内の上位Ｃ
ＰＵ28a、パスルカウンタ29、D/Aコンバ−タ30、サ−ボ
ドライバ31、このモ−タ18に具備させたタコジェネレ−
タによる速度検出器32と前記エンコ−ダによる位置検出
器27を、図４に示すように接続して構成されている。

【００２３】本発明のこの実施例では、上記モ−タ18の
駆動制御系の中で、ワ−クセット時に、上記ＣＰＵ28a
からこのモ−タ18にサ−ボロックの解除指令をサ−ボド
ライバ31に与えるためのル−ト28bを形成すると共に、
パルスカウンタ29の中に、サ−ボロックが解除されてい
る時のサ−ボモ−タ18の回転量を検出するエンコ−ダ
（位置検出器）27の検出パルス(数)をフィ−ドバックル
−ト27aから帰還させ、このカウンタ29に予め前記ＣＰ
Ｕ28aを経由して設定される目標値（パルス数）と前記
帰還パルス数とを比較して両数値が一致したとき、前記
モ−タ18の解除されているサ−ボロックをサ−ボロック
オンさせるようにしたのである。

【００２４】次に、図４の制御系における本発明方法の
フロ−を、図５のフロ−チャ−トにより説明する。パイ
プＷを図１，図２の加工機にセットするとき、図５のフ
ロ−がスタ−トし、ステップS1でクランパ14を開放し、
該クランパ14の前面14fにパイプＷの先端が当接したか
否かを、例えば該クランパ14の前面14fに設けたタッチ
センサ等のセンサ（図示せず）により検出する（ステッ
プS2）。

【００２５】クランパ14のセンサにより、パイプＷの先
端がクランパ14の前面14fに押付けられたことが検出さ
れると、ステップS3においてサ−ボドライバ31へＣＰＵ
28aからサ−ボロックのオフ指令が供給され、サ−ボロ
ックされていたモ−タ18のサ−ボロックが解除される。

【００２６】モ−タ18のサ−ボロックが解除（オフ）さ
れると、押付け量設定器（後述する）によってＣＰＵ28
aからカウンタ29に設定した目標押付け量（目標量）が
取込まれる（ステップS4）。目標量がカウンタ29に取込
まれると、次のステップS5では、パイプＷがクランパ14
の前面14fに押付けられることによって回転するモ−タ1
8の回転量が位置検出器27により現在量としてカウンタ2
9に取込まれるので、前記目標量から現在量をこのカウ
ンタ29内で減算し、現在量が目標量を超えたことがステ
ップS6においてカウンタ29に検出されると、直ちに次の
ステップS7でクランパ14をクランプさせ、同時にサ−ボ
ドライバ31へサ−ボロックオンの指令を出すこと（ステ
ップS8）により、ワ−クとなるパイプＷのセットを完了
する。

【００２７】因に、パイプ加工機に対する従来のパイプ
Ｗのセットのフロ−は、図６に例示するように、開放し
たクランパ14にパイプＷの先端が当接したか否かをタッ
チセンサのようなスイッチで検出して、当接が検出され
たらクランパ14を閉じるだけの操作手順であった。この
ため、加工位置に誤差が生じて問題があったことは既に
述ベた通りである。

【００２８】上述した本発明方法のフロ−において、目
標押込み量の設定は、ＮＣ装置28のの内部基板に配置し
た複数のディップスイッチ（図示せず）により行う。こ
の場合において、夫々のスイッチに異なるパルス数に対
応した重みを夫々に付与し、例えば、８個のテイップス
イッチを設けたとき、第１番目のスイッチは１パルス、
２番目のスイッチは２パルス、３番目のスイッチは４パ
ルスといった具合に、スイッチが並んだ順に対応パルス
数を、前のスイッチのパルス数の２倍の数値により設定
し、任意のスイッチを選択的にオン，オフ操作すること
によって、所望パルス数の押付け量を設定するようにな
っている。ここでは１パルスを0.01mmに対応させてい
る。

【００２９】なお、本発明におけるパイプＷの押込量
（現在値）の検出は、モ−タ18から検出するほか、ボ−
ルネジ17、又は、プ−リ17a，18aの回転角、或は、ベル
トVgの走行量、又は、ナットケ−ス15a（キャリッジ1
5）の後退量によって、検出するようにしてもよい。ま
た、ボ−ルネジ17とサ−ボモ−タ18の伝動系は、上記の
プ−リ17a，18aやベルトVg以外に歯車列（図示せず）に
よってもよい。また、本発明では目標押込み量を、前記
例でいえば、モ−タ18の回転量の指令値として与える、
いわゆるフィ−ドフォワ−ド制御法によってパイプＷの
クランパ14への押付け量の制御を行うようにしてもよ
い。

【００３０】

【発明の効果】本発明は以上の通りであって、パイプ加
工機にパイプをセットするに当り、パイプの長さ方向に
突出したバリを前端面に持つパイプを、前記バリを圧潰
する力でパイプ保持機構のクランパに押付け、クランパ
に加わる前記押付力を、当該クランパに連繋された駆動
機構の構成部材、例えばモ−タの軸に生じる変位量とし
て検出することにより、前記パイプのセットにおいてバ
リが圧潰されたか否かを検出すると共にバリ圧潰のため
のパイプ押込み量を制御するので、セットするパイプに
バリがあっても、そのバリを圧潰した状態でセットでき
ることとなり、従来、バリの圧潰ができずにセットする
と加工位置に大きな加工誤差が生じるという問題があっ
たが、本発明方法によればそのような問題を全面的に解
消することができる。

【００３１】また、本発明方法は、パイプ加工機の既設
の機構，部品，制御系等に大きな改造を加えることな
く、ＮＣ装置内にパイプ押進量とサ−ボロック時におけ
るモ−タのサ−ボロックのオン，オフをするためのプロ
グラムを付加するだけで、容易に実施することができる
から、この点でも実用性が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を適用するパイプ加工機の一例の正
面図。

【図２】図１のＺ−Ｚ矢視平面図。

【図３】図１，図２のパイプ加工機の要部の拡大正面
図。

【図４】本発明方法を適用した駆動制御系のブロック
図。

【図５】本発明制御方法の適用例のフロ−チャ−ト図。

【図６】従来方法の一例のフロ−チャ−ト図。

【図７】パイプの切断したままの端面のバリの状態を示
す斜視図。

【図８】図６のパイプをワ−ク保持機構に保持させると
きのバリの状態を示す正面図。

【符号の説明】

１ プレス機本体 ２ プレス機構 ３ 上金型 ４ 下金型 ５ 下金型保持装置 ６ 連結ブロック ７ パンチプレ−ト ８ パイロットア−ム ９ フレ−ム 10 下金型保持装置の摺動駆動装置 11 ベッド 12 蓋開放装置 13 抜きカス収容バケット 14 クランパ 15 キャリッジ 16 ガイド 17 ボ−ルネジ 18 サ−ボモ−タ 19 基準ブロック 20 クランプシリンダ 21 押えブロック 22 搬送台 23 ゲ−トロ−ラ 24，25 ガイドロ−ラ 26 制御装置 27 位置検出器 28 ＮＣ装置 29 パルスカウンタ 30 Ｄ／Ａコンバ−タ 31 サ−ボドライバ 32 速度検出器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ツ−ル位置に対しパイプをその長さ方向
   に沿って前後動させることにより、前記パイプの搬入，
   搬出、並びに当該パイプの加工位置決めをするように形
   成されたパイプ保持機構を具備したパイプ加工機におい
   て、前記パイプ保持機構にパイプをセットするに当り、
   前端面にその長さ方向に突出したバリを持つパイプを、
   そのバリを圧潰できる押込み力でパイプ保持機構のクラ
   ンパに押付け、クランパに加わる前記押込み力を、当該
   クランパに連繋された位置決め駆動機構を構成する部材
   に生じる変位量に変換して検出することにより、前記パ
   イプのセット状態を制御することを特徴とするパイプ加
   工機におけるワ−クのセット状態の制御方法。
2. 【請求項２】 バリを圧潰できるパイプの押込み力を、
   前記駆動機構を構成するモ−タの軸又はこの軸に連結さ
   れた伝動輪に生じる回転角に置換した目標量として予め
   設定しておき、実際のパイプのセット時、そのパイプに
   加えられる押込み力によって回転させられる前記軸又は
   伝動輪の回転角が前記目標量と一致したとき、パイプの
   押込みを止めてクランパをクランプする請求項１のパイ
   プ加工機におけるワ−クのセット状態の制御方法。
3. 【請求項３】 駆動機構を構成する部材に生じる変位量
   は、クランパの位置決め駆動系内のボ−ルネジ，プ−リ
   等の伝動輪，サ−ボモ−タの回転軸のいずれかの回転角
   又はベルトの走行量により検出する請求項１又は２のパ
   イプ加工機におけるワ−クのセット状態の制御方法。