JPS62156026A - ヘリカルコイル形管加工装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、管材を一定曲率半径及び一定リードのへりカ
ルコイル状に曲げ加工する管加工装置に関し、特に原子
力発電所の蒸気発生器の一部を構成するヘリカルコイル
形伝熱管に応用して好適なものである。

〈従来の技術〉 高速増殖炉を用いた原子力発電所の蒸気発土器に組込ま
れる伝熱管としてヘリカルコイル形のものがあり、この
ヘリカルコイル形伝熱管は直管材を一定曲率半径及び一
定リードのコイルばね状に曲げ加工することで得ている
。

直管材をヘリカルコイル形に曲げ加工する従来の管加工
装置の一例を表す第７図に示すように、一対の外戚形ロ
ーラ１０１とこれら外戚形ローラ１０１と対向する内成
形ローラ１０２とて管材１０３を挾持し、これら外戚形
ローラ１０１と内成形ローラ１０２との間隔をｙ！Ｊ整
するローラ間隔修正ハンドル１０４を操作する乙とで、
管材１０３のコイル径、つまり曲率半径を任意に変えら
れるようにしている。又、これら成形ローラ１０１，１
０２に隣接して押圧ローラ１０５が設けられ、この押圧
ローラ１０５を前記成形ローラ１０１゜１０２の軸方向
に押し出して管材１０３のピンチ、つまりリードを設定
するようにしている。

このような管加工装置としては他に第８図に示すような
ものも知られており、この管加工装置は一対の送りロー
ラ１０６に続いて設けられ且つ管材１０３を挾持する一
対の固定成形ローラ１０７に対し相対位置を変更し得る
可動成形ローラ１０８の突出量により、管材１０３の曲
率半径を任意に設定できるようにしている。なお、リー
ドの設定は第７図に示したものと同様な押圧ローラ１０
５により行われる。

これら管加工装置によってヘリカルコイル形に成形され
た管材１０３の曲率半径やリードを修正する場合、三個
一組の修正ローラを具えたベンダを用いて行っている。

このベンダの概念を表す第９図に示すように、管材１０
３を一対の内修正ローラ１０９と外修正ローラ１１０と
で挾み込み、外修正ローラ１１０を作動してこれら修正
ローラ１０９゜１１０の相対位置を変えろ乙とで、管材
１０３の曲率半径やリードの局部的に修正しているのが
現状である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 従来の管曲げ装置では、管材の曲率半径やリードを一定
に保持する支援機能がないため、管材自体の形状や組成
の部分的なばら付きにより、曲率半径やリードを高精度
に保つことがほとんど困難であった。この結果、作業者
の勘が極めて重要な上に加工後のベンダによる歪取り作
業が必須となす、膨大な工数と工期とを費やすこととな
っている。

本発明は、管材をヘリカルコイル状に成形するに際して
従来の管加工装置における上述した不具合に鑑み、曲率
半径やリードを高精度に管理して後修正を必要としない
管加工装置を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 管材の曲率半径を一定に保持し得る本発明の管加工装置
は、少なくとも三個一組の成形ローラと一個の押圧ロー
ラとで管材を二方向に押圧し、この管材を一定曲率半径
を有すると共に一定リードを有するヘリカルコイル状に
曲げ加工する管加工装置において、前記成形ローラに続
いて設けられ且つ前記管材の曲率半径を修正し得る曲率
補正手段と、前記管材の曲率半径を計測するコイル径計
測手段と、このコイル径計測手段により検知された前記
管材の曲率半径と予め設定された目標とすべき曲率半径
との差に基づいて前記曲率補正手段による前記管材の曲
率半径の修正量を制御する制御手段とを具えたものであ
る。

又、管材のリードを一定に保持し得る本発明の管加工装
置は、少なくとも三個一組の成形ローラと一個の押圧ロ
ーラとで管材を二方向に押圧し、この管材を一定曲率半
径を有すると共に一定リードを有するヘリカルコイル状
に曲げ加工する管加工装置において、前記成形ローラに
続いて設けられ且つ前記管材のリードを修正し得るピッ
チ補正手段と、前記管材のリードを計測するピッチ計測
手段と、このピッチ計測手段により検知された前記管材
のリードと予め設定された目標とすべきリードとの差に
基づいて前記ピッチ補正手段による前記管材のリードの
修正量を制御する制御手段とを具えたものである。

く作　　　用〉 三個一組の成形ローラにて挟圧された管材（よ予め設定
された曲率半径に曲げ加工され、更に押圧ローラに押圧
されて予め設定されたリードに曲げ加工される。

コイル径計測手段により検出された実際の管材の曲率半
径が予め設定された曲率半径と異った場合には、これら
の差に対応して制御手段は曲率補正手段を操作して差が
零となるように管材の曲率半径が曲率補正手段により修
正される。

同様に、ピッチ計測手段により検出された実際の管材の
リードが予め設定されたリードと異った場合には、これ
らの差に対応して制御手段はピッチ補正手段を操作して
差が零となるように管材のリードがピッチ補正手段によ
り修正されろ。

く実　施　例〉 本発明による管加工装置の一実施例の外観を表す第１図
及びその制御概念を表す第２図に示すように、ベッド１
１上には架台１２が三軸７動機構１３を介して前後左右
及び上下に変位可能に支持されており、この架台１２に
は一対の外戚形ローラ１４と、これら外戚形ローラ１４
と対向する内成形ローラ１５とが一定の位置関係を保っ
た状態で回転自在に取付けられている。これら成形ロー
ラ１４゜１５に管材１６を送り込む二組のガイドローラ
１７は、ブラケット１８を介して架台１２に回転自在に
支持され、これらガイドローラ１７の間に管材１６が挾
み込まれた状態となる。前記成形ローラ１４，１５によ
って巻かれる管材１６を螺旋状に成形するため、架台１
２の上部には管材１６を成形ローラ１４゜１５の軸方向
に押圧する押圧ローラ１９がサーボモータ２０を介して
往復動可能に取付けられている。又、これら成形ローラ
１４，１５及び押圧ローラ１９によってヘリカルコイル
状に成形された管材１６を保持するため、棒状をなす内
押えローラ２１と外押えローラ２２とが成形ローラ１４
，１５と平行に架台１２に回転自在に取付けられている
。更に、成形ローラ１４，１５に隣接する内押えローラ
２１と前記押圧ローラ１９との間には、管材１６の曲率
半径を小径化させ得る外曲率補正ローラ２３と、管材１
６の曲率半径を大径化させ得る内油率補正ローラ２４と
がそれぞれサーボモータ２５，２６を介して回転自在に
架台１２に設けられている。

一方、′架台１２の上端部にはヘリカルコイル状をなす
管材１６の曲率半径をコイル径に代えて計測するための
コイル径計測手段２７がブラケット２８を介して設けら
れており、このコイル径計測手段２７の部分を拡大した
第３図及びその左側面形状を表す第４図及びその矢視■
部を拡大した第５図に示すように、ブラケッ１−２８に
はサーボモータ２９により送りねじ３０を介して第４図
中、上下方向に昇降するサドル３１が取付けられ、この
サドル３１にはサーボモータ３２により第４図中、左右
方向に前後動するビーム３３が取付けられ、更にこのビ
ーム３３にはサーボモータ３４により送りねし３５を介
して第４図中、紙面に対して垂直な方向に左右動するセ
ンサホルグ３６が取付けられている。ブラケット２８に
対するサドル３１の昇降位置は送りねじ３０と平行にブ
ラケット２８に装着されたマグネットスケール３７によ
り検知され、サドル３１に対するビーム３３の前後位置
はマグネットスケール３８により検知され、同様にビー
ム３３に対するセンサホルグ３６の左右位置は送りねじ
３５と平行にビーム３３に装着されたマグネットスケー
ル３９により検知されろようになっている。センサホル
グ３６には非接触式の光学センサ４０が装着され、この
光学センサ４０が管材１６を検出した時のサ−ボモータ
２９，３２．３４によろセンサホルグ３６の位置から管
材の曲率半径（コイル径）を第２図に示すマイクロコン
ピュータ４１が割出すようになっている。なお、光学セ
ンサ４０に代えて接触式のタッチセンサを用いることも
当然可能である。

前記架台１２の前方にはピッチ計測手段４２が配設され
るが、その側面形状を表す第６図に示すように、架台１
２の前方に成形ローラ１４．１５と平行な一対のガイド
バー４３を突設し、乙のガイドバー４３に係合して前後
方向に摺動するスライダ４４にヘリカルコイル状をなす
管材１６を挾む一対のピッチセンサローラ４５を回転自
在に装着している。つまり、スライダ４４の位置はガイ
ドバー４３と平行に設けられたマグネットスケール４６
により検知され、成形ローラ１４，１５とピッチセンサ
ローラ４５との間隔、つまり管材１６のリードを割出す
ようにしている。

本実施例においては、押圧ローラ１９がピッチ補正手段
自体を兼用しており、そのサーボモータ２０がサーボモ
ータ２５，２６と共にサーボアンプ４７により作動量が
制御される。これらサーボモータ２０，２５．２６にそ
れぞれ接続するロークリエンコーグ４８により、押圧ロ
ーラ１９及び曲率補正ローラ２３゜２４の位置が検出さ
れ、その信号がマイクロコンピュータ４１に送信される
ようになっており、Ｄ／Ａ変換器４９を介してマイクロ
コンピュータ４１に接続する混合器５０には、サーボモ
ータ２０．２３．２４からの速度信号も入力され、ここ
から制御信号がサーボアンプ４７に出力される。

なお、成形四−ラ１４，１５の形式として第８図に示し
たような構造のものを採用することも可能てあり、曲率
補正ローラ２３，２４のうちの何れか一方を省略するよ
うにしても良い。従って、直管状態の管材１６をガイド
ローラ１７に通し、三個一組の成形ローラ１４゜１５で
目標とする曲率半径に曲げ加工する。

管材１６がこれら成形ローラ１４，１５を離れた時点で
スプリングバックを生じ、このスプリングバックによっ
て目標曲率半径より大きくなった管材１６を内押えロー
ラ２１を支点として外曲率補正ローラ２３により目標曲
率半径となるように修正を加える。この一連の動作の間
、管材１６の曲率半径の計測はコイル径計測手段２７を
用いて行うが、これにより計測されたデータに基づいて
第２図のように組まれた制御手段で曲率補正ローラ２３
゜２４を制御し、管材１６の曲率半径の修正を行う。

なお、目標曲率半径よりも実際の曲率半径が小さくなっ
た場合には、外曲率補正ローラ２３を支点として円曲率
補正ローラ２４により管材１６を外側に押し出し、コイ
ル径計測手段２７が目標曲率半径を読み出すまで管材１
６を復元させろ。

一方、管材１６のリードに関しては、押圧ローラ１９に
て所定のリードを管材１６に与え、ピッチ計測手段４２
にてそのリード（ピッチ）を計測し、そのデータを第２
図のように組まれた制御手段で押圧ローラ１９を制御し
つつピッチ修正を行う。

〈発明の効果〉 本発明のヘリカルコイル形管加工装置によると、ヘリカ
ルコイル状に曲げ加工された管材の曲率半径及びリード
をコイル径計測手段及びピッチ計測手段によりそれぞれ
検出し、目標とする曲率半径及びリードと合致するよう
に曲率補正手段及びピッチ補正手段により管材の曲げを
修正するようにしたので、管材の曲率半径及びリードを
極めて高精度に保持することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるヘリカルコイル形管加工装置の一
実施例の概略構造を表す正面図、第２図はその制御系統
図、第３図はコイル径計測手段の部分の拡大図、第４図
はその左側面図、第５図はその矢視７部の拡大図、第６
図はピッチ計測手段の側面形状を表す拡大図である。又
、第７図及び第８図は従来の管加工装置の一例をそれぞ
れ表す概念図、第９図はベンダの概念図である。 図中の符号て１２は架台、１４，１５は成形ローラ、１
６は管材、１９は押圧ローラ、２０゜２５．２６はサー
ボモーフ、２３，２４は曲率補正ローラ、２７は曲率補
正手段、４０は光学センサ、４１はマイクロコンピュー
タ、４２はピッチ計測手段、４５はピッチセンサローラ
、４７はサーボアンプ、５０は混合器である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも三個一組の成形ローラと一個の押圧ロ
   ーラとで管材を二方向に押圧し、この管材を一定曲率半
   径を有すると共に一定リードを有するヘリカルコイル状
   に曲げ加工する管加工装置において、前記成形ローラに
   続いて設けられ且つ前記管材の曲率半径を修正し得る曲
   率補正手段と、前記管材の曲率半径を計測するコイル径
   計測手段と、このコイル径計測手段により検知された前
   記管材の曲率半径と予め設定された目標とすべき曲率半
   径との差に基づいて前記曲率補正手段による前記管材の
   曲率半径の修正量を制御する制御手段とを具えた管加工
   装置。
2. （２）少なくとも三個一組の成形ローラと一個の押圧ロ
   ーラとで管材を二方向に押圧し、この管材を一定曲率半
   径を有すると共に一定リードを有するヘリカルコイル状
   に曲げ加工する管加工装置において、前記成形ローラに
   続いて設けられ且つ前記管材のリードを修正し得るピッ
   チ補正手段と、前記管材のリードを計測するピッチ計測
   手段と、このピッチ計測手段により検知された前記管材
   のリードと予め設定された目標とすべきリードとの差に
   基づいて前記ピッチ補正手段による前記管材のリードの
   修正量を制御する制御手段とを具えた管加工装置。