JPS6054229A - パイプ自動加工システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はパイプの加ニジステムに係シ、特にコンピュー
タ制御を応用したパイプの曲げ、切断、開先加工、パイ
プの搬送に好適なシステムに関する。

〔発明の背景〕

従来よシ配管は工場内において据付現地までの輸送が可
能な限度内で素管の刻印およびマーキング、切断、曲げ
、開先加工、開先合わせ、溶接等の必要な工程を経てス
プール単位に製作されている。しかし、上記作業工程の
内、刻印、マーキング、曲げ、開先加工、溶接について
は各作業工程単独の専用の自動機によシ自動化が図られ
ているものの、これら一連の作業工程を工程間の自動化
を含む完全自動化を達成したファクトリ−オートメーシ
ョン的なシステムはない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、鋼管製造メーカから購入した素管め製
作ラインへの自動投入作業、自動マーキング作業、自動
刻印作業、マーキングおよび刻印されたパイプのパイプ
曲げ装置までの自動搬送作業、パイプ曲げ装置への自動
装着作業、パイプの自動曲げ作業、曲げ後のパイプの自
動切断作業、自動開先加工作業、パイプ加工ラインから
のパイプの自動搬出作業等の工場出荷単位製作に必要な
処置をデータベースシステムや各加工機器の制御機能を
有する複数のコンピューターと数値制御機械等との制御
的なやシとシにより完全自動で一連の作業を達成するシ
ステムを提供することにある。

〔発明の実施例〕

第１図はコンベア１３以降のパイプ自動加工ラインの各
装置の配置図を示す。第１図に示すようＫ　パイプ自動
加工ラインはコンベア１３、自動−ｒ−キング装置１４
（パイプ外面上に刻印および着色塗料による文字と記号
のマーキングを行なうことができる）、コンベア１５、
パイプ自動搬送装＠１６、マーキングが終了したパイプ
がコンピューターによシ自動番地管理されるバイグ一時
保管場２５、直管加工ラインコンベア２２、直管パイプ
の端部を切断あるいは開先加工のため、クランプする機
能と切断あるいは開先加工のため作業テーブル２４に送
シ込む機能を持つパイプ送ｐ込み装置２３、移動可能な
パイプクランパ２９を持つ作業テーブル２４、曲げ管加
工ラインコンベア１７、高周波曲げ装置１８、曲げ後の
自動切断装置１１９、開先加工装置２ｏおよびクランパ
３ｏを持つ作業テーブル２１から成る。第２図は第１図
のパイプ自動加工ラインに接続されたもので、鋼管製造
メーカから受入れたパイプをコンピューターによシ自動
番地管理する保管場３１、無線あるいは有線方式で中央
のコンピューターの指令にょシバイブ２６をコンベア１
３に自動的に搬送し乗せるクレーン２８を示す。

次に個々の装置□の機能について述べる。第３図にマー
キング装置を示す。マーキング装置へのパイプの取付は
コンベア１３よシ送られたパイプ２６をモータで駆動さ
れる送シローラ３７にょシバイブチャック３９にチャッ
クされる位置まで送られ（チャックにリミットスイッチ
あるいは近接センサが取付けられておシ、パイプが送ら
れてきたことを感知する）、自動的にパイプをチャック
する方法で行なう。送ｐローラ３７はローラ支持体４３
に取付けられておシ、ローラ支持体は油圧で昇降する上
下駆動体３８により一体で上下する構造を有し、この上
下によりパイプサイズに応じたパイプの上下方向の位置
決めが行なわれる。パイプ軸方向のマーキングのだめの
マーキングヘッド本体４４の移動はパイプ軸方向軸３４
に沿って行なわれ、４４はそれに必要な電気駆動部を有
している（軸３４は軸支持体４２によシ支見られている
。）。マーキング部は刻印ヘッド３５とマーキングヘッ
ド４０を取付けており、パイプサイズに合わせて上下す
ることができる構造となっている。４１はパイプの円周
方向の回転割出しを行なう駆動部で、これによりパイプ
円周方向に任意の行数だけ刻印あるいはマーキングする
ことができる。３６は刻印先端部でシャープエッヂな刻
印打刻を避けるため息子方式の刻印となっており、文字
の大きさは数値制御装置のプログラムあるいはデータを
変更することにより任意に選択することができる。マー
キング部４０は白ペンキ等でパイプ表面に文字や記号を
マーキングするだめのもので、刻印と同様に数値制御装
置のプログラムあるいはデータを変更することによシ任
意なサイズとすることができる。

第４図に高周波パイプ曲げ装置を示す。高周波曲げ装置
はパイプクランプ部４６、パイプを押すグツシャ一部４
５、高周波加熱コイル４９（高周波加熱コイルはコイル
ホルダを介して変成器に取付けられている。）、パイプ
クランプ５２（油圧で観音罪状の開閉が行なわれる）、
アームガイド部５３、アームガイドに沿って摺動するア
ーム部５１、アーム旋回部５０．ブツシャ摺動部５４、
ブツシャ摺動部５４の摺動部４８．４７よシ構成されて
いる。本装置は数値制御プログラム方式あるいはマニュ
アル方式で駆動される。パイプクランプ５２は後述する
曲げ後の切断あるいは開先加工の際にもクランプとして
使われるものである。

曲げ半径の位置決めはまずパイプクランプ５２を開いて
、この部分でのパイプの拘束を無くシ、次いで５４を４
８と４７に沿って所定分動かし、その後アーム部５１が
アームガイドに沿って所定量だけ摺動し、その後パイプ
クランプ５２を閉じてパイプをクランプすることによシ
終了する。第５図はパイプを高周波加熱部げしている状
況を示す。

パイプ曲げはプッシャー４５で押すことによシ、アーム
旋回部５０を旋回させることにより行なわれる。この際
、アーム旋回部に適当なブレーキ力（チェーンのテンシ
ョンを利用）を作用させれば、高周波加熱部は圧縮力を
受けながら塑性変形するので、パイプ曲げ外側の減肉率
は小さくなく良好な曲げ結果を得ることができる。

第６図は一次曲げ完了後二次面げに移るためにパイプを
旋回させている状況を示す。第５図の曲げが完了後、パ
イプクランプ４６をアンクランプし、５９の如くブツシ
ャ４５が元の位置に後退し、その位置でパイプクランプ
４６により再クランプする。次いでパイプクランプ５２
をアンクランプし、５７のようにアームを元の位置に戻
し、パイプクランプ部４６をパイプをクランプしたまま
旋回させ、第６図の状態となる。５２の再クランプはそ
の後行なう。第７図は二次面げを行なっている模様を示
す。このように本曲げ装置はパイプの３次元曲げを前述
の動作で数値制御プログラムにより自動的に行なうこと
ができる。

第８図はパイプ切断装置を示す。パイプ切断装置は第１
図にも示す如く線路６２上をガイドラック６５に沿って
ラックピニオン方式で移動し、直管および曲げ管の切断
を行なう。パイプは曲げ管についてはパイプ切断機のク
ランプ６７と高周波加熱曲げ装置のクランプ５２および
作業テーブルのクランプ３０で３点クラ、ンプされ切断
される。

直管の切断についてはパイプ送り装置２３のクランプと
作業テーブルのクランプ２９および切断装置のクランプ
６７の３点クランプにより切断する。

クランプ６７は油圧駆動のスクリュウにより上下に同時
に移動し、パイプにクランプあるいはアンクランプする
方式となっている。切断は電動の帯鋸刃６６により、切
断ヘッド６８の昇降は油圧方式で、帯鋸刃の切り込み制
御は油圧適応制御方式である。

第９図は数値制御開先加工機を示す。開先加工機は数値
制御方式で、曲げ前の開先加工と曲げ後あるいは直管の
両端の開先加工ができるよう２つの加工ヘッドを有す。

すなわち面板駆動軸モータ７５により動力伝達ベルト７
６を介して面板７０あるいは６９が駆動するようになっ
ており、クラッチの切換により駆動する面板の選択がで
きる。

面板に取付けられたバイトホルダ７６のＸ方向の移動７
５はモータ７７あるいは７８により行なわれ、これによ
りパイプ半径方向の切削制御を行なうことができる。パ
イプ軸方向の切削制御７０６るいは７２は別のモータ（
内蔵）により行なわれる。パイプのクランプはスプロー
ルチャック方式で７３あるいは７４によシ行なわれる。

上述の機能によシ本開先加工機は曲げ前と切断された曲
げ後のパイプの加工あるいは切断された直管パイプの端
面を同時に加工することができる特徴を有する。

第１０図に曲げ管ラインと直管ラインの作業テーブルを
示す。作業テーブルは走行レール６４上に沿って動く車
輪駆動の下部台車８５、上部台車８０、上部台車に取り
付けられたロー２８１、油圧駆動のクランプ３０、上部
台車のノくイブサイズに合わせた昇降を行なう油圧昇降
機構部８４、マニュアル操作盤７９、台車の位置決めを
行なう位置決め近接センサー部８２．８２によシ停止し
た位置で台車を固定する油圧シリンダによるストッパー
（下部台車に取りつけられ、位置決めセンサー８２から
の信号により床面の穴の中に油圧シリンダ方式でストッ
パを自動的に差し込み台車を固定するもので図示なし。

）、およびクランプ３０、昇降機構部８４およびストッ
パを作動させる油圧ユニット８３から成る。

第１１図にパイプ加工ラインの制御ブロックダイヤグラ
ムを示したもので各装置の役割は次の通りで６る。ホス
トコンピューター１は端末３からノ配管設計情報すなわ
ちＣＡ　Ｄ　（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｉ　−ｄｅｄ　ｌ
）ｅｓｉｇｎ　）情報を作業情報すなわちＣＡＭ（Ｃｏ
ｍｐｕｔｅｒ　Ａｉｄｅｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎ
ｇ）データに変換するプログラムを持っており、入力さ
れたＣＡＤ情報は自動的にＣＡＭ情報に変換され、ホス
トコンピューター１の磁気ドラムあるいは磁気テープに
データベースとしてファイルされる。端末３はキャラク
タディスプレイで、キーボードから対話型で入力するこ
とができ、配管注文番号（以下注豐と云う）、素管番号
、図面番号、材質、素管寸法、開先加工形状、スプール
番号（スプールとはパイプ加工ラインでの製作単位で１
本の素管かも何本かのスプールをつくり出すため、識別
のため番号をつける）等の設計情報がインプットされる
。

端末２はグラフィックディスプレイで、生産現場に置か
れており、設計側で入力困難な曲げ加工情報等の生産技
術情報を入力する端末で、ホストコンピューター１に入
力された設計情報（ＣＡＭデータ）を素管番号、図面番
号、スプール番号等で呼び出し、作業に必要な不足デー
タを全て補うことができるようプログラムされている。

例えば１本の素管から何本かの曲げ管スプールをつくシ
出す時、曲げる順序を短かいスプールから順に曲げるよ
う設Ｎ［側からインプットされたＣＡＭ情報を加工（一
番最後に曲げるスプールが短かいと高岡波曲は管装置の
クランプ４６０つかみ部に必要な寸法がとれず曲げるこ
とができなくなるようなトラブルを避けるために行なう
）する等の操作を行なう。このようにして完全な形の作
業情報がホストコンピューターｉにファイルされる。端
末８は制御用コンピューター４と結ばれており、日単位
９過半位あるいは月単位の作業計画に基づきホストコン
ピューター１にランダムにファイルされた素管単位の完
全な作業情報を素管番号等を指定して制御用コンピュー
ター４を介してとり出し作業順に並べるもので、これに
より素管別の作業順序が決まる。制御用コンピューター
４は端末８で指定された素管単位の加工順序に従いホス
トコンピューター１にファイルされていたＣＡＭ情報を
とり出しデータベースにファイルする。端末８と同じ役
割は端末２によっても可能である。すなわち端末２によ
りホストコンピューター１のファイルに入っている完全
な形のＣＡＭ情報を几ｅｍｏｔｅＪｏｂ　Ｅｎｔｒｙ　
により加工順に制御用コンピコルータ−４のデータベー
スに７アイルすることができる。

制御用コンピューター４は下位のマイコン９゜１０．１
１およびクレーン２８、コンベア１３を統括制御する。

フロッピディスク作成装置５は制御用コンピューター４
が無くともあるいは故障した際゛にも自動加工ラインが
運転できるようにするため端末２の操作でホストコンピ
ューター１から作業順に作業情報をフロッピディスク６
の形でとり出す装置で、フロッピディスク６をマイコン
９，１０．１１に入れれば自動加工ラインの運転が可能
でおる。パソコン７は制御用コンピューターおよびフロ
ッピディスク作成装置が故障した時でもフロッピディス
クが作成できるプログラムを持ったパソコンである。

マイコン９はマーキング装置１４とコンベア１５を制御
している。マーキング装置は数値制御（以下Ｎ／Ｃ制御
と元う）装置で制御されておシ、英数字、記号のデータ
および各データそれぞれにそれを代表する番号をＮ／Ｃ
制御装置に記憶している。マイコン９は制御用コンピュ
ーター４にファイルされ九Ｎ／Ｃデータ番号を読み、前
出のＮ／Ｃ制御装置に記憶されているデータをデータ番
号を指定する信号で呼びだし、マーキング装置を動かす
。１本の素管のマーキング作業が終了すると、Ｎ／Ｃ制
御装置よりマイコン９を介して制御用コンピューターに
マーキング終了信号を送シ、制御用コンピューターから
の次の指令を待つ。

制御用コンピューター４はマイコンｌＯ側からパイプ受
取り可能の信号を受けると、マイコン９を弁してマーキ
ング装置のＮ／Ｃ制御装置′にロー２３７ケ駆動するよ
う指や信号（ローラ駆動オンのデータ着号で指令）を与
え、ロー２が駆動してパイプがマーキング装置からコン
ベア１５上に押し出される。

パイプのコンベア１５への送り出しが完了すると、マー
キング装置からマイコン９を介して完了信号を制御用コ
ンピューター４に送り、搬送装置１６がマーキング装置
側からのバイア′の受取り可能伯ｇをマイコン１０を介
して制御用コンピューター４に送信している場合には、
制御用コンピューター４はマイコン９を介してコンベア
１５を動かし、パイプを搬送装置の動作範囲内まで運ぶ
。

コンベア１５は先端部に７オトセンサを取付けており、
パイプがフォトセンサに来ると７オトセンサがマイコン
９を介して制御用コンヒユーター４に１８号を送り、制
御用コンピューターはマイコン９を介してコンベア１５
の停止信号をコンベアの駆動部に送り、コンベアは停止
する。コンベア１５は動作を完了すると、マイコン９ｔ
−介して制御用コンピューター４に動作終了信号を送る
。制御用コンピューター４はマイコン１ｏを介して搬送
装置１６に搬送指令信号を送り、搬送波ｗｔ＃′ｉコン
ベア１５上のパイプをつかみ、パイプ一時保管場所２５
のあき番地にパイプを移送する。マイコン１０は一時保
管場所２５の各番地に置かれたパイプの注豐、パイプ番
号、バイブロ径、パイプ長さ、直管あるいは曲げ管の区
分等の情報を記憶しておｐ１搬送装置１６に対し若い番
号のあき番地に優先的にパイプを置くプログラムをもっ
ている。

その際パイプ寸法の関係から隣りの番地に既に収用され
ているパイプと干渉する場合はその番地を避け、次の若
い番地のあき番地に干渉しないことを判断して置くプロ
グラムとなっている。制御用コンピューター４によりマ
イコン１ｏを介して搬送装置１６に直管ラインまたは曲
げ管ラインにパイプを一時保管場所から搬送するよう指
令信号が入ると、搬送装置１６はその指示に従いコンベ
ア２２あるいはコンベア１７にパイプを運び、動作が終
了すると完了信号をマイコン１０を介して制御用コンピ
ューター４に送る。制御用コンピューター４はその信号
を受けると、直管ラインの場合ハコンヘア２２を、曲げ
加工ラインの場合はコンベア１７を動かし所定の位置ま
でパイプを移送する。曲げ管ラインの場合、コンベア１
７にょシ移送されたパイプは所定の位置までくると７オ
トセンサでパイプを検知し、信号をマイコンエ０を介し
て制御用コンピューターに送り、制御用コンピユー１−
４からコンベア１７に停止命令を出して、パイプを停止
させ、コンベア１７を上下させパイプと曲げ装置の位置
を合わせる。

これは高周波曲げ装置が固定装置であるため、コンベア
１７を上下させ、パイプ側を曲げ装置側に合わせる必要
があるためである。コンベア１７の昇降はエアシリンダ
により行ない、上下方向の位置複数個のリミットスイッ
チにより位置を検出する制御としている。コンベア１７
が昇降し、上下方向のパイプの位置決めが終了すると、
制御用コンピューター４はマイコン１ｏと１１を介して
コンベア１７と曲げ装置のコンベア（図示なし）を作動
させ、パイプを曲げ装置内に移送する。曲げ装置内のパ
イプの停止は、加熱コイル４９の位置決め部支持物８６
に取シっけられたリミットセンサ付のストッパ（図示な
し）に突き当り、リミットスイッチを動作さぞ、リミッ
ト信号をマイコン１０に送り、マイコンｌｏでコンベア
１７を停止させると共に、マイコンｌｏからマイコ／１
１に曲げ装置のコンベアを停止するよう要求して曲げ装
置のコンベアも停止する。コンベアが停止すると制御装
置４からｉイコンを介しての指令で、まず、パイプクラ
ンプ４６がパイプをクランプし、アーム５１と５４の位
置決めが行なわれ、曲は準備が完了する。続いて加熱コ
イルに通電され、ブツシャ４５で押しながらアーム旋回
部５ｏを中心にアーム５１が旋回しパイプを曲げる。そ
の他の曲げ装置の動作は前述の通電である。曲げが終了
すると曲げ完了信号がマイコン１１を介して制御用コン
ピューター４に入り、制御用コンピューター４はマイコ
ン１１に切断指令信号を出すと共にマイコン１１に切断
情報をデータベースから送り、マイコン１工はそれをプ
ログラムデータファイルに記憶し実行するプログラムを
持っており、これにより作業テーブルと共に切断機がパ
イプに接近してパイプをクランプし、切断作業が行なわ
れる。

切断が完了し、切断された曲げ管部をくわえた作業テー
ブルと切断機が退くと、切断機からマイコン１１を介し
て制御用コンピューター４に完了信号が入シ、制御用コ
ンピューター４はマイコン１１にＮＣ開先加工機をパイ
プへの接近動作から開先加工まで動作させる一連のプロ
グラムナンバーを送信し、それにより作業を実行させる
。ＮＣ開先加工機の動作が終了すると、マイコン１１を
介し、制御用コンピューター４に加工完了信号を送る。

切断後の直管側と曲げ管側の開先加工のどちらを先に行
なうかはＮＣグログラムのナンバー指定の順番を変える
ことにより任意に可能である。

一方面管加工ラインは搬送装置からコンベア２２にパイ
プが乗せられると、そのパイプをパイプ送シ込み装置２
３に送る。パイプ送り込み装置２３のフォトセンサから
の信号でコンベア２２が停止し、送り込み装置でクラン
プし、開先加工機が接近して端面をクランプし、素管部
先端の開先加工を行なう。これが完了すると、パイプ送
シ込み装置および開先加工機のクランプ部がアンクラン
プし、作業テーブル２４が後退する。続いてパイプ送り
込み装置により作業テーブル側にパイプが送られ、所定
の位置でパイプ送り込み装置側および作業テーブル２４
側でパイプをクランプし、切断機が接近して切断を行な
う。切断が完了するとマイコン１１に完了信号を送信し
、マイコン１１はそれを受けて、作業テーブル２４を後
退させ、次に開先加工機を接近させて、切断分離された
両直管の切断された部分の開先加工を行なう。切断され
た部分の開先加工を終了すると、同様のパターンで素管
一本の開先加工を行なう。

〔発明の効果〕

本発明によると次の効果がある。

（１）パイプの加工ラインへの投入から曲げ後の切断、
開先加工までを完全自動化、無人化できる。

（２）　コンピューター制御によるパイプの完全自動化
加工であるため品質の安定化がはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はパイプ自動化加工ラインの全体図
、第３図はマーキング装置の概要図、第４図から第７図
は高周波曲げ装置および３次元曲げの状況図、第８図は
自動切断装置の斜視図、第９図はＮＯ開先加工装置の斜
視図、第１０図は作業テーブル、第１１図はパイプ加工
ラインの制御ブロックダイヤグラムを示す。 ｌ・・・ホストコンピューター、２，３．８・・・端末
、４・・・制御用コンピューター、５・・・７日ッピデ
ィスク作成装置、６・・・７０ツピデイスク、７・・・
フロッヒティスク作成パーソナルコンピューター、９゜
１０．１１・・・マイコン、１３，１５，１７．２２・
・・コンベア、１４・・・マーキング装Ｌｘ６・・・搬
送装置、１８・・・高周波曲げ装置、１９・・・自動切
断装置、２０・・・ＮＣ開先加工機、２１．２４・・・
作業テーブル、２３・・・パイプ送シ込み装置、２５・
・・パイ劉　４　図 第Ｓ口 沼Ｇ口 第　′Ｖ　口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、マーキングされたパイプを自動搬送し、ノくイブ曲
   げ装置に自動装着したのち、前記パイプ曲げ装置で曲げ
   加工を行ない、その後溶接のために必要な処置を行なう
   パイプ自動加ニジステム。