TW201544677A - 互鎖管的製造方法及其製造裝置 - Google Patents

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Abstract

一種互鎖管的製造方法及其製造裝置，係為一種在製造剖面為圓形或多邊形或橢圓形的管時，以製造一個產品所需時間來設定設備運作時間的自動成型裝置或自動成型系統；基於所捲繞之金屬製的帶板的產品直徑(D)、節距(P)、產品長度(L)、設定時間(T)計算出的各數值來控制各部的運作，同時，統合上述各數值，且緊固夾持裝置配置於捲繞用芯件的前端側，一邊旋轉一邊同步防止所捲繞的金屬製的帶板的鬆脫，並且以放開或緊固自如的方式夾持上述金屬製的帶板。另外，馬達系統附加有修正旋轉速度的機能。

Description

互鎖管的製造方法及其製造裝置
本發明係關於一種互鎖管的製造方法及其製造裝置，係為一種製造剖面為圓形或多邊形或橢圓形的管時，以製作每一個產品的所需時間來設定設備的運行時間的自動成型裝置或自動成型系統，可容易且高精度地形成該管且使其不易鬆脫，切斷過程等的加工性能優良，並可提高裝置本身之作業效率的生產性。
以往，作為汽車等的車輛排氣管，如第9圖所示的撓性管已為大眾所知。即，這種撓性管1是用於隔絕引擎側的震動使震動不傳導至下游側零件的構件，因此，將導通上游側及下游側零件的互鎖型可撓性管2(以下簡稱互鎖管)配置於中央，並且在其外側配置有具有蛇腹部的伸縮管(bellows)3，並進一步地在其伸縮管外側配置有外板(outer blade)4，伸縮管3與外板4的兩端部3a，4a分別裝設有交疊於互鎖管2的兩端部的方式之彎曲的保護件5。
然而，這樣作為撓性管1使用的互鎖管2，如第9圖箭頭所示，將平板狀的金屬製帶板2a(參照第10圖)形成其剖面的形狀為S狀等之彎曲狀的金屬製帶板2b(參照第10圖)，其兩側的彎曲部以螺旋狀捲繞方式互相嚙合，成為具有能朝軸方向及徑方向伸縮的柔軟性的互鎖管。
另外，該互鎖管成形時，如第10圖所示，開捲機6拉出之具有一固定寬度的長條形平板狀的金屬製帶板2a，一邊被 塗油裝置7塗佈潤滑油一邊被運送至多段軋輥成型裝置8，並使其插入到多段軋輥成型裝置8的上下軋輥8a、8b之間，將平板狀的金屬製帶板2a形成剖面為S狀之彎曲狀(如第9圖的拉出線所示)的金屬製帶板2b，再將該彎曲狀的金屬製帶板2b運送往捲繞軋輥裝置9，同時以兩側部互相嚙合的方式螺旋狀地捲繞，由未圖示的電漿切斷裝置依照所指定的長度切斷。
另外，這樣的互鎖管的剖面可以是圓形或多邊形。例如，專利文獻1中說明，剖面為圓形的互鎖管，其密閉性非常優良但是有旋轉時容易鬆脫的缺點；也就是說它有其捲繞容易鬆動脫離的缺點。另外，剖面為多邊形者，其密閉性不十分良好，但可以非常準確地設定其硬度及所連接的引導部的振動脫離性；多邊形的端部具有使軟管(hose)保持指定的形狀及捲繞狀態地旋轉而不鬆脫的功能(參照專利文獻1第0002段至0005段)。
即，對剖面為多邊形的互鎖管而言，在捲繞時雖然使用剖面為多邊形的芯件來捲繞，但可以勾掛在該芯件的多邊形端部來形成。所述的剖面為多邊形的互鎖管，例如，可參照例如專利文獻2的第2圖、專利文獻3的第12圖。
另一方面，剖面為圓形的互鎖管，在捲繞時雖然使用剖面為圓形的芯件來捲繞，由於其為圓形，無法勾掛，捲繞管時會產生回彈(spring back)，管無法良好地保持預定形狀的捲繞，在對推力的回彈可能導致旋轉鬆動。另外，剖面為橢圓形的互鎖管也有同樣的問題。
為了解決這個問題，專利文獻4(參照第1圖)中揭露，將互鎖管捲成比最終形狀小的直徑後，對互鎖管施加回捲力。或者，捲成比最終形狀小的直徑後，對互鎖管施加反旋轉方向的作用力，而對互鎖管施加反旋轉方向的作用力的手段為使用軋輥或彈性部材。
另一方面，本發明的申請人以前曾獲得互鎖型的撓性管製造方法及其製造裝置相關的專利。本發明是針對互鎖型撓性管的產生方式進行廣泛研究後的結果，金屬製的帶板所纏繞的 芯件側為固定狀態，與以往以送出金屬製的帶板的開捲機的一側為工件側的方式不同，而是以芯件側作為工件側的結構為基礎，連續地產生高效率、高準確尺寸的互鎖型撓性管(同一專利文獻的0009段)。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本專利平成第11-344168號公開公報
【專利文獻2】日本專利第2004-52810公開公報
【專利文獻3】日本專利第2007-30025公開公報
【專利文獻4】日本專利平成08-218862號公開公報
【專利文獻5】日本專利第3686973號公報
本申請案的發明人根據相關背景進行廣泛研究後的結果，以芯件側作為工件側的結構為基礎，連續地提供高效率、高精度直徑的互鎖型撓性管。即，本案發現了在形成剖面為圓形或多邊形或橢圓形的互鎖管時，可以防止回彈，同時，可以使其不旋轉、不鬆動地進行成形，達到高精度地容易且效率良好的成形的自動控制裝置。
此外，其他方面也期望有容易且作業效率十分良好地將管成形的要求。例如，不在多段軋輥成型裝置的前段另外設置塗油裝置，而是在多段軋輥成型裝置的上部側以一體方式具備塗油功能並具有良好作業效率，同時，油性塗佈劑也進行改良，使用混合於水的潤滑油等，而希望能提高作業效率或經濟性的要求。另外，與裝置本體連動的互鎖管的切斷機構，也要求切斷時所產生的渣為細霧狀的切料渣，並且，對於切斷管時所產生的切料渣堆也希望能有效地去除。
本發明提供一種互鎖管的製造方法及其製造裝置， 係一種在製造剖面為圓形或多邊形或橢圓形的管時，以製作一個產品所需時間設定為設備運作時間的自動成型裝置或自動成型系統，可提供不鬆脫而高精度且容易地使管成形，切斷時等的加工性能優良，且裝置本身的作業效率優良為目的。
本發明為了達成上述目的，作為互鎖管的製造方法，如申請專利範圍第1項所述，該互鎖管使具有一固定寬度的長條形金屬製的帶板，且呈剖面為S形的彎曲狀，以相鄰的兩端部分以相互嚙合方式螺旋狀地捲繞在捲繞用芯件，各部根據主運算/控制部的指令依序處理該金屬製的帶板，使其形成剖面為圓形或多邊形或橢圓形的互鎖管，其特徵在於：施作該互鎖管的製造方法包括有以下各部：主運算/控制部，其根據捲繞的該金屬製的帶板的產品直徑(D)、節距(P)、產品長度(L)及設定時間(T)計算出的數值來控制各部的動作，並同時統合各該數值；馬達控制部，其根據該主運算/控制部的指令進行處理，以從該主運算/控制部發出的脈波指令，來對成型部系統主軸馬達III、材料進料系統軋輥馬達II及緊固夾持裝置系統金屬承片馬達V進行3軸同步控制，該3軸同步控制係以成型部系統主軸馬達III為基準軸；以及緊固夾持裝置，其一邊旋轉一邊同步防止所捲繞的該金屬製的帶板鬆動，同時以放開或緊固自如的方式夾持該金屬製的帶板。另外，如申請專利範圍第2項所述，該馬達控制部包括切斷部系統夾送軋輥馬達IV，其根據該3軸同步控制而被同步控制。另外，如申請專利範圍第3項所述，該主運算/控制部對馬達系統的旋轉速度加上預計的修正值。另外，如申請專利範圍第4項所述，與該主運算/控制部連動的前處理裝置包括：多段軋輥成型裝置，該多段軋輥成型裝置將由開捲機拉出之平板狀的金屬製的帶板形成兩側部呈彎曲狀的金屬製的帶板；塗油裝置，其從該多段軋輥成型裝置的上部側塗佈油性塗佈劑，其中該油性塗佈劑為與水混合的潤滑油。另外，如申請專利範圍第5項所述，與該主運算/控制部連動的切斷裝置，接受以下指令：在吸取所產生的切料渣同時刮出堆積的切料渣。另 外，如申請專利範圍第6項所述，與該主運算/控制部連動的切斷裝置接受噴出切斷用空氣的指令。另外，如申請專利範圍第7項所述，與該主運算/控制部連動的切斷裝置接受以下指令：經由與所捲繞的金屬製的帶板的接觸而開始切斷，之後立即離開，使之與該金屬製的帶板保持預定距離，而達成切斷停止。
作為互鎖管的製造裝置，如申請專利範圍第8項所述，該互鎖管是使具有一固定寬度的長條形金屬製的帶板，其剖面呈現彎曲的S狀，相鄰的兩端部分以嚙合方式螺旋狀地捲繞在捲繞用芯件，各裝置根據控制裝置的指令依序處理該金屬製的帶板使其形成剖面為圓形或多邊形或橢圓形的互鎖管，其特徵在於該互鎖管的製造裝置包括：控制裝置，其根據所捲繞之該金屬製的帶板的產品直徑(D)、節距(P)、產品長度(L)及設定時間(T)計算出的數值來控制各裝置的動作，並同時統合各該數值；馬達系統，其根據該控制裝置的指令進行處理，藉由從該主運算/控制部發出的脈波指令，來對成型部系統主軸馬達III、材料進料系統軋輥馬達II及緊固夾持裝置系統金屬承片馬達V進行3軸同步控制，該3軸同步控制係以成型部系統主軸馬達III為基準軸；以及緊固夾持裝置，其一邊旋轉一邊以防止所捲繞的該金屬製的帶板鬆動，旋轉同時以放開或緊固自如的方式夾持該金屬製的帶板。另外，如申請專利範圍第9項所述，該馬達系統包括切斷部系統夾送軋輥馬達IV，其根據該3軸同步控制而被同步控制。另外，如申請專利範圍第10項所述，該控制裝置對馬達系統的旋轉速度附加上預計的修正值。另外，如申請專利範圍第11項所述，與該控制裝置連動的前處理裝置包括：多段軋輥成型裝置，該多段軋輥成型裝置將由開捲機拉出之平板狀的金屬製的帶板形成兩側部呈彎曲狀的金屬製的帶板；塗油裝置，其從該多段軋輥成型裝置的上部側塗佈油性塗佈劑，其中該油性塗佈劑為與水混合的潤滑油。另外，如申請專利範圍第12項所述，與該控制裝置連動的切斷裝置，接受在吸取所產生的切料渣同時刮出堆積的切料渣的指令。另外，如申請專利範圍第13項所述，與該控制裝置連動的切斷裝置接受噴出 切斷用空氣的指令。另外，如申請專利範圍第14項所述，與該控制裝置連動的切斷裝置接受以下指令：經由與所捲繞的上述金屬製的帶板的接觸而開始切斷，之後立即離開，使之與該金屬製的帶板保持預定距離，而達成切斷停止。
如申請專利範圍第1項及第8項之發明，在使具有一固定寬度的長條形金屬製的帶板，其剖面呈S形的彎曲狀，且以相鄰的兩端部分互相以嚙合方式螺旋狀地捲繞形成剖面為圓形或多邊形或橢圓形的互鎖管時，由於在計算產品直徑(D)、節距(P)、產品長度(L)及設定時間(T)的同時，馬達控制部會根據主運算/控制部發出的脈波指令，來對成型部系統主軸馬達III、材料進料系統軋輥馬達II及緊固夾持裝置系統金屬承片馬達V進行3軸同步控制，該3軸同步控制係以成型部系統主軸馬達III為基準軸，並經由配置於捲繞用芯件之前端側的緊固夾持裝置，因一邊旋轉一邊同步以防止所捲繞的該金屬製的帶板鬆動，所以能高精度容易且作業效率良好地自動成形。
如申請專利範圍第2項及第9項之發明，馬達控制部因基於申請專利範圍第1項或第8項的3軸同步控制，切斷部系統夾送軋輥馬達IV可被同步控制，所以能進一步高精度容易地並作業效率良好地自動成形。
如申請專利範圍第3項及第10項之發明，因為有旋轉速度的修正機能，故對管的材料或形成加工的滑動或機械損耗等的機械損失等的影響較小，且可以調整為趨近正常的旋轉速度。
如申請專利範圍第4項及第11項之發明，塗油裝置不另外設置在多段軋輥成型裝置的前段，而是使多段軋輥成型裝置的上部側具有塗佈功能，並使用與水混合的潤滑油作為塗油劑，可以提高作業效率及經濟性。
如申請專利範圍第5項及第12項之發明，由於切斷裝置能夠進行吸取所產生的切料渣並將堆積的切料渣刮出，因此能更完全地去除切料渣。
如申請專利範圍第6項及第13項之發明，由於切斷時供給的是切斷用空氣，而非以往使用的高價的惰性氣體(Ar等)或是CO2等，極具經濟性，可以低成本地進行切斷。
如申請專利範圍第7項及第14項之發明，因為經由與所捲繞的金屬製的帶板接觸而開始切斷，之後立即離開，使之與該金屬製的帶板保持預定距離，所以能維持最適當的切斷狀態，防止產生切斷不完全的不良情況。
10‧‧‧互鎖管/金屬製帶板
10a‧‧‧平板狀的金屬製帶板
10b‧‧‧彎曲狀的金屬製帶板
10c‧‧‧螺旋狀捲繞的彎曲狀的金屬製帶板
11‧‧‧裝置本體
12‧‧‧開捲機
13‧‧‧前處理裝置
14‧‧‧多段軋輥成型裝置
15‧‧‧塗油裝置
16‧‧‧可變方向導引裝置
16a‧‧‧可變導引輥
17‧‧‧捲繞用芯件
18‧‧‧切斷芯件
18a‧‧‧芯件開口部
19‧‧‧捲繞導引裝置
19a‧‧‧捲繞導引軋輥
20‧‧‧緊固夾持裝置
21‧‧‧電漿切斷裝置
21a‧‧‧切斷部
22‧‧‧切料渣回收裝置
22a‧‧‧導管
22b‧‧‧刮除裝置
22c‧‧‧排出道
23‧‧‧工件搬出裝置
23a‧‧‧工件夾持體
23b‧‧‧工件接收部
24‧‧‧馬達
25‧‧‧控制裝置
100‧‧‧系統本體
101‧‧‧主運算/控制部
102‧‧‧彎曲成型處理控制部
103‧‧‧塗油控制部
104‧‧‧馬達控制部
105‧‧‧捲繞處理控制部
106‧‧‧緊固夾持控制部
107‧‧‧切斷控制部
108‧‧‧切料渣控制部
109‧‧‧工件搬運控制部
110‧‧‧開捲機部
111‧‧‧輸入/顯示部
I‧‧‧馬達系統
II‧‧‧材料進料系統軋輥馬達
III‧‧‧成型部系統主軸馬達
IV‧‧‧切斷部系統夾送軋輥馬達
V‧‧‧緊固夾持裝置系統金屬承片馬達
VI‧‧‧切斷單元系統單元移位馬達
K1‧‧‧切斷開始位置
K2‧‧‧切斷結束位置
第1圖 顯示本發明的概要構成俯視圖；第2圖 顯示本發明的馬達系統說明圖；第3圖 顯示本發明捲繞時的說明用立體圖；第4圖 顯示本發明切斷時的動作說明圖；第5圖 顯示本發明捲繞時及切斷時的縱剖面說明圖；第6圖 顯示第4圖的切斷部分之說明用俯視圖；第7圖 顯示工件搬出裝置之說明圖；第8圖 顯示本發明的電氣系統說明圖；第9圖 顯示習知的撓性管的半剖面圖及其局部放大剖面圖；以及第10圖 顯示習知的互鎖管的製造的概要構成說明圖。
以下，根據圖式說明本發明實施例。第1圖為本發明的概要構成俯視圖，各裝置的動作，如圖所示，以統合各裝置的動作並進行演算的控制裝置25來進行。同樣地，系統的動作，如第8圖所示由系統本體100的主運算/控制部101進行。無論如何，將製造一個產品的所需時間設定為設備運作時間，因此基於產品直徑[mm]、節距[mm]、產品長度[mm]、設定時間(設定生產節拍時間為一個產品的加工目標時間)來計算設定該設備運作時間。
亦即，作為汽車等的排氣管所使用的半成品的互鎖管10，將具有一固定寬度的長條形平板狀的金屬製帶板10a形成彎曲狀的金屬製帶板10b同時，剖面為圓形或多邊形或橢圓形，再形成呈螺旋狀捲繞的彎曲狀的金屬製帶板10c，並將該金屬製帶板10c依照指定的長度切斷而獲得的互鎖管(也可稱為管)10的半成品，係經由以下所述的各種裝置的構成而得。
又，處理過程中，如第2圖所示，由控制裝置25(主運算/控制部101)的定位單元的統合來驅動各裝置並運送作為管的金屬製帶板10的馬達系統I由以下裝置來構成：控制金屬製的帶板的運送的材料進料系統軋輥馬達II、控制作為管的金屬製帶板10所捲繞的捲繞用芯件17的成型部系統主軸馬達III、位於切斷芯件18的下部位置的切斷部系統夾送軋輥馬達IV、控制緊固夾持裝置20的緊固夾持裝置系統金屬承片馬達V、與該切斷部系統夾送軋輥馬達IV及緊固夾持裝置系統金屬承片馬達V同步移動的切斷單元系統單元移位馬達VI。
因此，控制運送金屬製的帶板的材料進料系統軋輥馬達II、控制作為管的金屬製帶板10所捲繞的捲繞用芯件17的成型部系統主軸馬達III、控制緊固夾持裝置20的緊固夾持裝置系統金屬承片馬達V，是經由定位單元的脈波指令以控制捲繞用芯件17的成型部系統主軸馬達III為基準軸來對3軸進行同步控制。另外，以上述為基礎位於切斷芯件18的下部的切斷部系統夾送軋輥馬達IV也被同時進行控制。即，根據此功能，馬達系統I的加速或減速的運作狀態可以同步控制運作。但是，不限於上述處理方式，根據本發明要旨處理方式還可能有多種設計變化。
且，該馬達系統I具有修正旋轉速度的功能。理由是，由於作為管的金屬製帶板10的材料及成形加工的滑動或機械損耗的機械損失等的因素，即使各軸以同樣的速度旋轉也不完全能平穩地運送，所以除了控制捲繞用芯件17的成型部系統主軸馬達III的基準軸，對他軸而言，附加有修正旋轉速度的功能，而能調整至趨近正常的旋轉速度。即，馬達系統I的旋轉速度，根據產 品的形狀資料計算出理論值，相對於該理論值以%來修正速度。例如，與控制捲繞用芯件17的成型部系統主軸馬達III的基準軸相比，控制作為管的金屬製帶板10的運送的材料進料系統軋輥馬達II的旋轉速度要落後30%時，軋輥馬達的旋轉速度設定成70%(100%→70%)。
即，因為主運算/控制部的定位單元從輸入的產品參數(產品直徑、節距、產品長度、生產節拍時間)來計算並發出脈波指令(啟動/停止)，故材料進料系統軋輥馬達II可以輸入定位單元所算出的數值加上單獨修正值。另外，成型部系統主軸馬達III不用修正以定位單元算出的數值來動作。另外，緊固夾持裝置系統金屬承片馬達V可以輸入定位單元所算出的值加上單獨修正值。另外，切斷部系統夾送軋輥馬達IV可以輸入定位單元所算出的值加上單獨修正值。另外，切斷單元系統單元移位馬達VI可以輸入定位單元所算出的值加上單獨修正值。
又，以下列出作為初步計算的參考例。
*一個產品必要的材料的長度[mm]=產品直徑[mm]×π×(產品長[mm]÷節距[mm])
*材料的運送速度(理論值[mm/min](線速度))=材料長度[mm]÷設定時間[秒]×60[秒]
*軋輥馬達的速度設定值[mm/min]=材料運送速度[mm/min]×軋輥旋轉修正[%]
*主軸的速度設定值[rev/min]=產品長[mm]÷節距[mm]÷設定時間[秒]×60[秒]
˙因為為基本軸故無須修正
˙JOG的速度以m/min設定來動作
*作為緊固夾持裝置20的金屬承片馬達的速度設定值[rev/min]=產品長[mm]÷節距[mm]÷設定時間[秒]×60[秒]×緊固夾持裝置旋轉修正[%]
*夾送軋輥的速度設定值[mm/min] =材料運送速度[mm/min]×夾送軋輥旋轉修正[%]
*單元移位的速度設定值[mm/min]=產品的前進速度[mm/min]×單元移位修正[%]=產品長[mm]÷設定時間[秒]×60[秒]×單元移位修正[%]
以下，關於各裝置的構造及動作，以第1圖為基礎說明。首先，設置於開捲機12的平板狀的金屬製帶板10a被開捲機12拉出同時被運送至具備有多段軋輥成型裝置14與塗油裝置15的前處理裝置13。前處理裝置13的多段軋輥成型裝置14，如第10圖所示，與以往的裝置同樣地由已知之複數段的軋輥成型裝置構成，因此，平板狀的金屬製帶板10a一邊插入各段的軋輥成型裝置之間，一邊依序形成剖面為S狀等之彎曲狀的金屬製帶板10b。
另外，該前處理裝置13的多段軋輥成型裝置14的上部側一體具備有塗油裝置15，依序在成形的彎曲狀的金屬製帶板10b的表面背面塗佈有油性塗佈劑，該油性塗佈劑為混合在水中的潤滑油。
裝置本體11，將從前處理裝置13拉出的彎曲狀的金屬製帶板10b以螺旋狀方式捲繞於捲繞用芯件17(參照第3圖左側)。即，前處理裝置13推出的彎曲狀的金屬製帶板10b經由具備有可變導引輥16a...等的可變方向導引裝置16來改變運送方向，以螺旋狀方式捲繞於捲繞用芯件17
另外，捲繞用芯件17的基部，配置有捲繞導引裝置19。該捲繞導引裝置19，在其軸方向的線上配置有捲繞導引軋輥19a...等，來滑動互相嚙合的彎曲狀的金屬製帶板10b並使其捲繞於捲繞用芯件17的外圍。第3圖中的A方向是捲繞的方向。
該捲繞用芯件17，由與裝置本體11所連接的馬達24驅動來進行旋轉送出的彎曲狀的金屬製帶板10b的兩端部分以互相嚙合方式捲繞。又，捲繞用芯件17的前端方向的前端為切斷芯件18，該切斷芯件18的指定位置，即如後述為與電漿切斷裝置21的前端側的切斷部21a相對之位置，係穿越設置有回收切料渣的切 斷用芯件開口部18a(參照第6圖)。
另外，捲繞用芯件17前端方向的前端，具備有緊固夾持裝置20。該緊固夾持裝置20，是將以螺旋狀捲繞於捲繞用芯件17上的金屬製帶板10b緊固夾持的構件(第3圖中B方向)，在可拆卸及開閉地安裝的同時，可防止螺旋狀的金屬製帶板10b往逆方向(第3圖中C方向)旋轉產生的回彈力或鬆脫。另外，緊固夾持裝置20的構成，只要是具備有以上作用並無特別的限定，可以選擇各種適宜的結構。
切斷芯件18的上部側，配置有可移動的電漿切斷裝置21。該電漿切斷裝置21，雖如上述配置有可往切斷芯件18的上部側移動的單元移位(省略圖示)，該前端側有噴出電漿電弧(plasma arc)的切斷部21a，從該切斷部21a的前端開口部的切斷噴嘴(cut nose)噴出切斷用空氣，加熱溶解不鏽鋼製等之螺旋狀的金屬製帶板10b並瞬間切斷。
該切斷部21a的放電動作，如第4圖所示，在待機狀態時為位於切斷芯件18的上方(第4圖(a))，運行中的該切斷部21a往下方移動後，切斷噴嘴與螺旋狀的金屬製帶板10b瞬間接觸並放電(第4圖(b))，接著馬上朝上方的預定位置移動一邊放電一邊進行切斷(第4圖(c))。其後，停止放電切斷部21a會回歸到初期位置(第4圖(a))。
由此，該切斷部21a在電極與螺旋狀的金屬製的帶板(工件Work)接觸並同時放電後，電極與螺旋狀的金屬製的帶板(工件)間保持適當的距離並進行切斷，之後使切斷電流停止，故可以避免切斷不完全或切斷完成後放電未停止而發生切口過度溶解變形等的情況。
再者，作為切斷的熱源雖可以活用各種來源，但在本實施例中，使用高溫電漿電弧加熱溶解並瞬間切斷的切斷用空氣為佳。因此，與以往的高價的惰性氣體(Ar等)或CO2等的使用方法相比可極具經濟化。
第5圖及第6圖示意切斷處的放大部分。第5圖中，在 呈螺旋狀捲繞的彎曲狀的金屬製帶板10c的前進方向側的切斷部位上設有切斷芯件18與緊固夾持裝置20，同時，該金屬製帶板10c、切斷芯件18及緊固夾持裝置20的內部，裝設有切料渣回收裝置22，而且設計成可插入導管22a、刮除裝置22b的構成。另外，切斷芯件18的開口部18a是切料渣的接收口，設於電漿切斷裝置21的切斷部21a的相對的位置。
第6圖中，K1是切斷開始位置的假設點，K2是切斷結束位置的假設點，兩者間的距離為旋轉一周以一節距表示。然而，金屬製帶板10c一邊旋轉一邊前進一節距量時，切斷部21a也同步以一節距量與金屬製的帶板10c一邊旋轉一邊移動，因此，經由這種方式，在切斷開始位置的假設點K1與切斷結束位置的假設點K2連結的直線上進行切斷。
如上述，該切料渣回收裝置22由導管22a、刮除裝置22b、排出道22c構成，在切斷芯件18與切斷部21a相對的位置，開設有切斷芯件18的開口部18a作為切料渣接收口，吸取切斷時所產生的切料渣，而且，設有為了將從該開口部18a吸取的切料渣排出機外的導管22a、刮除切料渣的刮除裝置22b及將刮出的切料渣排出的排出道22c。
此外，捲繞用芯件17及切斷芯件18(然而，其本身並不旋轉)的一次旋轉的移動節距，例如，切斷開始位置a與切斷結束位置b的距離或切斷時間等，根據產品直徑×節距×產品長度×設定時間來算出並設定。即，在此所謂的設定時間是每製造一個產品所需時間(設定生產節拍時間(tact))的意思，經由此設定/實行可以確保計畫性的穩定生產。
裝置本體11的最終階段，備有工件搬出裝置23。該工件搬出裝置23可往Y軸(上下)方向與X軸(左右)方向移動，其前端部備有工件夾持體23a，夾持依預定尺寸切斷的半成品的互鎖管10並朝搬出領域的回收箱的工件接收部23b搬送。但是，工件搬出裝置23與工件夾持體23a的結構，只要能實現上述作用，並無特別限定，可以選擇各種適當的構件構成。
接著，本發明的電氣系統的構成，以第8圖為基礎來說明。即，系統本體100是依照統合各部運作並控制其運算的主運算/控制部101(相當於第1圖中的25)的指令的系統，由以下各部所構成；輸出使平板狀的金屬製帶板10a變成彎曲狀的金屬製帶板10b的指令信號的彎曲成型處理控制部102(第1圖中的13)、塗油控制部103(第1圖中的14)、馬達控制部104(第1圖中的24)、控制捲繞用芯件17以獲得螺旋狀之彎曲狀的金屬製帶板10c的捲繞處理控制部105(第1圖中的11)、緊固夾持控制部106(第1圖中的20)、切斷控制部107(第1圖中的21)、切料渣控制部108(第1圖中的22)、工件搬運控制部109(第1圖中的23)、開捲機部110(第1圖中的12)、以及輸入/顯示部111等。
主運算/控制部101，如上述，是統合與裝置連接的各部運作並控制的部分，運作的運算是根據產品直徑、節距、產品長度、設定時間(設定生產節拍時間)及各單位的動作位置狀態來計算設定。
彎曲成型處理控制部102，在處於動作狀態時根據從開捲機部110的輸入資訊或裝置內的各部構成的進行動作，根據主運算/控制部101的統合指令發出的指令，以使從開捲機12拉出的平板狀的金屬製帶板10a在前處理裝置13內依序形成彎曲狀的金屬製帶板10b。
塗油控制部103在隨著彎曲成型處理控制部102的動作而被輸入動作信號時，則接受指令，使混合於水的潤滑油，即油性塗佈劑，塗佈在多段軋輥成型裝置14的彎曲狀的金屬製帶板10b的表面背面。
將彎曲狀的金屬製帶板10b從前處理裝置13拉出並導入裝置本體11時，使指令信號由主運算/控制部101輸入至馬達控制部104，使捲繞用芯件17動作。
根據向馬達控制部104傳送的指令信號，捲繞用芯件17開始旋轉動作，形成捲繞成螺旋狀的彎曲狀的金屬製帶板10c。萬一由多段軋輥成型裝置14所供給的彎曲狀的金屬製帶板10b重 疊在已捲繞成螺旋狀的彎曲狀的金屬製帶板10c上時，捲繞導引軋輥19a會損壞。為了防止該情況，測定作用在捲繞導引軋輥19a勾掛的荷重，當測定值超過設定值時，則將使設備停止的信號由捲繞處理控制部105傳送至主運算/控制部101。
捲繞用芯件17及切斷芯件18(但，其本身並不旋轉)開始旋轉時，緊固夾持裝置20會同時開始旋轉動作，根據從產品直徑、節距、產品長度與設定時間(設定生產節拍時間)計算出的數值，經由主運算/控制部101的指令，使緊固夾持裝置20的裝填指令信號輸出到彎曲狀的金屬製帶板10b的前端部。
螺旋狀捲繞的彎曲狀的金屬製帶板10c達到預定的長度時，會經由主運算/控制部101的指令，根據從電漿切斷裝置21發出的信號，從主運算/控制部101對切斷控制部107發出指令信號。此時，電漿切斷裝置21的切斷部21a，與根據從主運算/控制部101發出的指令已捲繞成螺旋狀的彎曲狀的金屬製帶板10c，就會每旋轉一次便以一節距量往開捲方向平行移動。經由這個動作，對螺旋狀捲繞的彎曲狀的金屬製帶板10c進行和軸線方向成直角而不是螺旋狀的切斷。另外，切斷部21a接受指令，而進行使切斷部21a與螺旋狀捲繞之彎曲狀的金屬製帶板10c的距離，以初期位置-接觸-預定保持間隔-初期位置來動作，使切斷狀態呈現良好的狀態。
之後，根據主運算/控制部101的指令使切料渣控制部108動作，對切料渣回收裝置22輸入進行吸取及刮出已被切斷的切料渣的指令。
之後，根據主運算/控制部101的指令，對工件搬運控制部109輸入信號。根據該指令，工件夾持體23a開始動作，保持被切斷的半成品即互鎖管10，並放開緊固夾持裝置20的裝填保持，緊固夾持裝置20與捲繞用芯件17則後退，從互鎖管10中抽出，工件夾持體23a進行動作，將互鎖管朝向工件接收部23b運送。
另外，輸入/顯示部111，可根據期望具備輸入單元或影像顯示單元等適當的方法。
如此一來，依照該實施例，在不鬆脫地以高精度且容易地形成的剖面為圓形或剖面為多邊形或橢圓形的管時，因具備有與所捲繞的金屬製的帶板同步旋轉的緊固夾持裝置，因此即使是圓形或橢圓形的互鎖管，旋轉時也不會鬆脫，而可以高精度容易且作業效率高地形無扭曲的管。此外，該自動成型裝置(自動控制手段)是由每製作預定(期望)之一個產品的設定生產節拍時間，即需要的生產時間，基於產品直徑(D)、節距(P)、產品長度(L)與設定時間(T)來計算設定，同時，馬達控制部根據從主運算/控制部的脈波指令來對成型部系統主軸馬達III、材料進料系統軋輥馬達II及緊固夾持裝置系統金屬承片馬達V等進行3軸同步控制，該3軸同步控制係以成型部系統主軸馬達III為基準軸，並於捲繞用芯件前端側配置有緊固夾持裝置，一邊旋轉一邊同步以防止金屬製的帶板鬆脫，可達成高精度且輕易地作業效率佳地達成自動控制，可有計畫地確保生產穩定性。
另外，因根據該3軸同步控制使切斷部系統夾送軋輥馬達IV能被同步控制，且可以進一步達成高精度輕易並作業效率良好地自動控制，以確保如計畫的穩定生產。
另外，因馬達系統可以進行旋轉機能的修正，且作為管的金屬製的帶板的材料或成形加工的滑動或機能損失之類的機械損耗的因素，即使各軸以同樣的速度旋轉也不能完全平穩地運送，藉此可以調整成趨近正常的旋轉速度。
另外，其他方面，塗油裝置不另外設置在多段軋輥成型裝置的前段，而是在多段軋輥成型裝置的上部側一體完整保持有塗佈功能且作業效率良好進行的同時，油性塗佈劑也加以改良，使用混合於水的潤滑油來達成作業效率性或經濟性等的提高。更進一步，與裝置本體連動的互鎖管的切斷所產生的切料渣為細小噴霧狀的切料渣，且對於切斷管時所產生的切料渣的堆積有優異除去效率。
因此，根據本發明，剖面為圓形或剖面為多邊形或橢圓形的管能不鬆脫地以高精度且輕易地形成，且在切斷時等的 加工性優良，同時，裝置本身可進行作業效率優良的互鎖管能自動成型。只要可達成上述的動作，並不限於本發明揭露的內容，而可作各種改變、設計變更。
另外，互鎖管以外的應用，也可應用在空調等的螺旋導管(spiral duct)、將鋼板捲成螺旋狀的襯管、將鋼線捲成螺旋狀的螺旋管(spiral tube)。
10a‧‧‧平板狀的金屬製帶板
10b‧‧‧彎曲狀的金屬製帶板
10c‧‧‧螺旋狀捲繞之彎曲狀的金屬製帶板
11‧‧‧裝置本體
12‧‧‧開捲機
13‧‧‧前處理裝置
14‧‧‧多段軋輥成型裝置
15‧‧‧塗油裝置
16‧‧‧可變方向導引裝置
16a‧‧‧可變導引輥
17‧‧‧捲繞用芯件
18‧‧‧切斷芯件
18a‧‧‧芯件開口部
19‧‧‧捲繞導引裝置
19a‧‧‧捲繞導引軋輥
20‧‧‧緊固夾持裝置
21‧‧‧電漿切斷裝
21a‧‧‧切斷部
22‧‧‧切料渣回收裝置
23‧‧‧工件搬出裝置
24‧‧‧馬達
25‧‧‧控制裝置

Claims (14)

  1. 一種互鎖管的製造方法，該互鎖管使具有一固定寬度的長條形金屬製的帶板，其剖面呈現彎曲的S狀，相鄰的兩端部分以嚙合方式螺旋狀捲繞在捲繞用芯件，各部根據主運算/控制部的指令依序處理該金屬製的帶板使其形成剖面為圓形或多邊形或橢圓形的互鎖管，其特徵在於施作該互鎖管的製造方法包括有以下各部：主運算/控制部，其根據捲繞的該金屬製的帶板的產品直徑(D)、節距(P)、產品長度(L)及設定時間(T)計算出的數值來控制各部的動作，並同時統合各該數值；馬達控制部，其根據該主運算/控制部的指令進行處理，以從該主運算/控制部發出的脈波指令，來對成型部系統主軸馬達III、材料進料系統軋輥馬達II及緊固夾持裝置系統金屬承片馬達V進行3軸同步控制，該3軸同步控制係以成型部系統主軸馬達III為基準軸；緊固夾持裝置，其一邊旋轉一邊同步以防止所捲繞的該金屬製的帶板鬆動，同時以放開或緊固自如的方式夾持該金屬製的帶板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之互鎖管的製造方法，其中，該馬達控制部包括切斷部系統夾送軋輥馬達IV，其根據該3軸同步控制而被同步控制。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之互鎖管的製造方法，其中，該主運算/控制部對馬達系統的旋轉速度附加有預計的修正值。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之互鎖管的製造方法，其中，與該主運算/控制部連動的前處理裝置包括：多段軋輥成型裝置，其將由開捲機拉出之平板狀的金屬製的帶板形成兩側部呈彎曲狀的金屬製的帶板；塗油裝置，其從該多段軋輥成型裝置的上部側塗佈油性塗佈 劑，其中該油性塗佈劑為與水混合的潤滑油。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之互鎖管的製造方法，其中，與該主運算/控制部連動的切斷裝置，接受在吸取所產生的切料渣的同時刮出堆積的切料渣的指令。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之互鎖管的製造方法，其中，與該主運算/控制部連動的切斷裝置接受噴出切斷用空氣的指令。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之互鎖管的製造方法，其中，與該主運算/控制部連動的切斷裝置接受以下指令：經由與所捲繞的金屬製的帶板接觸而開始切斷，之後立即離開，並與該金屬製的帶板保持預定距離，之後達成切斷停止。
  8. 一種互鎖管的製造裝置，該互鎖管是使具有一固定寬度的長條形金屬製的帶板，其剖面呈現彎曲的S狀，相鄰的兩端部分以嚙合方式螺旋狀捲繞在捲繞用芯件，各裝置根據控制裝置的指令依序處理該金屬製的帶板使其形成剖面為圓形或多邊形或橢圓形的互鎖管，其特徵在於該互鎖管的製造裝置包括：控制裝置，其根據所捲繞的該金屬製的帶板的產品直徑(D)、節距(P)、產品長度(L)及設定時間(T)計算出的數值來控制各裝置的動作，並同時統合各該數值；馬達系統，其根據該控制裝置的指令進行處理，以從該主運算/控制部發出的脈波指令，來對成型部系統主軸馬達III、材料進料系統軋輥馬達II及緊固夾持裝置系統金屬承片馬達V進行3軸同步控制，該3軸同步控制係以成型部系統主軸馬達III為基準軸；緊固夾持裝置，其一邊旋轉一邊同步以防止所捲繞的該金屬製的帶板鬆動，同時以放開或緊固自如的方式夾持該金屬製的帶板。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之互鎖管的製造裝置，其中，該馬達系統包括切斷部系統夾送軋輥馬達IV，其根據該3軸同步控制而被同步控制。
  10. 如申請專利範圍第8項或第9項所述之互鎖管的製造裝置，其中，該控制裝置對馬達系統的旋轉速度附加上預定的修正值。
  11. 如申請專利範圍第8項或第9項所述之互鎖管的製造裝置，其中，與該控制裝置連動的前處理裝置包括：多段軋輥成型裝置，其將由開捲機拉出的平板狀的金屬製的帶板形成兩側部呈彎曲狀的金屬製的帶板；塗油裝置，其從該多段軋輥成型裝置的上部側塗佈油性塗佈劑，其中該油性塗佈劑為與水混合的潤滑油。
  12. 如申請專利範圍第8項或第9項所述之互鎖管的製造裝置，其中，與該控制裝置連動的切斷裝置，接受在吸取所產生的切料渣同時刮出堆積的切料渣的指令。
  13. 如申請專利範圍第8項或第9項所述之互鎖管的製造裝置，其中，與該控制裝置連動的切斷裝置接受噴出切斷用空氣的指令。
  14. 如申請專利範圍第8項或第9項所述之互鎖管的製造裝置，其中，與該控制裝置連動的切斷裝置接受以下指令：經由所捲繞的金屬製的帶板接觸而開始切斷，之後立即離開，並與該金屬製的帶板保持預定距離，之後達成切斷停止。
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