JP6010385B2 - チューブ拡管装置及びチューブ拡管方法 - Google Patents

Description

本発明はチューブ拡管装置に係り、特に拡管作業中の拡管トルクと予め設定した目標トルクを表示手段に表示するチューブ拡管装置及びチューブ拡管方法に関する。

熱交換器の組み立て作業において、管（チューブ）と管板を接合する際に使用するチューブエキスパンダは、マンドレルを回転するための駆動装置と、この駆動装置を操作するコントローラを必要とする。駆動装置の駆動源には様々なモータが適宜選択され、コントローラによってモータのＯＮ／ＯＦＦや正転・逆転、モータの回転時間、チューブの拡管本数等、拡管作業が管理されている（例えば、特許文献１〜３）。

特許文献１に記載された拡管作業は、トルクセンサ１６ｂでモータの出力回転軸に加わるトルク値を検出して、このトルク値が予め設定したトルク値に達したことがＣＰＵ１７ａによって判断されたときにサーボモータ１６を停止させる。そして、ＣＰＵ１７ａは、サーボモータ１６を停止させたときのトルク値と予め設定した上下限値Ｔ２との値を比較して、前記トルク値が上下限値を超えている場合および下回っている場合には、ＮＧと判断して圧接量が異常であるとの表示を表示器に表示して警告し、適性である場合には制御動作は終了する。

特許文献２に記載された拡管作業は、ローラのトルクが設定トルクに達したことをフレームに対するフィードナットの相対変位により検出して拡管トルクを機械的に検出して、拡管作業が適正に行われるように管理されている。

特許文献３に記載された拡管作業は、一定の低電圧状態で電動モータを低速で回転させ、電動モータの回転速度を所定電流値で制御して拡管作業を管理するとともに、出力電流が閾値を超えたとき、電流制御部が電流を遮断して過電流を防止している。

特開平７−２９０１７１号公報（段落００２８〜００３０、図３、図４） 実開平１−１４３６３２号公報（第６頁の［作用］） 特許第３９７７６５７号公報（段落０００８〜００１２、００３３、００３４）

しかしながら、特許文献１に記載された拡管作業では、拡管時のトルク値が予め設定したトルク値に達したときにサーボモータを停止させるため、どのように推移して当該トルク値（最大トルク値）に達したかを把握できないことから、最大トルク値のみでは適正な拡管品質を保証することができないという問題があった。

また、特許文献１〜３に記載された拡管作業では、作業者が拡管作業中の拡管トルクおよび目標トルクを把握することができないため、拡管作業が異常であることを認識することができてもどのように拡管作業が制御されて実行され、どのような異常が生じたのかを容易に解析することができないという問題があった。

また、拡管トルクが目標トルクに達して適正に制御動作が終了した場合でも、拡管作業の作業データが記録されていないため、拡管作業が適正に行われたことを客観的に保証することができないという問題があった。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、拡管時の作業状態を的確に把握して、適正な信頼性が高い拡管作業を行うことができるチューブ拡管装置及びチューブ拡管方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、装着されるチューブエキスパンダをサーボモータにより回転駆動する駆動装置と、駆動装置の動作を制御するコントローラと、を有し、前記チューブエキスパンダをチューブに挿入して拡管作業を行うチューブ拡管装置であって、前記コントローラは、前記サーボモータに流れる電流値からトルクを演算するトルク演算手段と、拡管作業中の拡管トルクおよび予め設定した拡管完了を示す目標トルクを表示する表示手段と、を備え、前記コントローラは、スイッチがＯＮされると、前記サーボモータを正転させて拡管動作を開始させ、拡管時に前記サーボモータに流れる電流から拡管トルクを演算し、前記拡管トルクが予め設定した目標トルクに達すると回転を停止させ、前記サーボモータの正転停止後、予め設定した戻し動作時の回転速度で逆転を開始し、予め設定した逆転時間が経過すると、回転を停止し拡管完了を報知し、拡管完了後、予め設定したインターバル時間が経過すると、自動的に前記サーボモータを正転させて次の拡管動作を開始させること、を特徴とする。

本発明は、サーボモータに流れる電流値から発生するトルク（拡管トルク）を演算することで、拡管作業中の拡管トルクの最大値の他、最大値に到達するまでの経緯も把握することができるため、拡管時の作業状態を的確に把握して管理することができる。

また、表示手段により拡管トルクと目標トルクを表示することで、作業者が拡管トルクと目標トルクとを対比して確認することができるので、適正な拡管作業が完了したことを視覚的に把握することができる。
このようにして、本発明は、拡管時の作業状態を的確に把握することで、適正な拡管作業を行うことができ、拡管作業が適正に行われたことを確実に保証することができる。
また、コントローラは、拡管完了後、インターバル時間が経過すると、自動的に再度サーボモータを正転させて次の拡管動作を開始し、拡管するチューブの本数分連続して拡管作業を繰り返し、再度、スイッチをＯＮにすると拡管作業を停止して終了する。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のチューブ拡管装置であって、前記コントローラは、前記表示手段に前記拡管トルクを時間軸のグラフで表示し、前記目標トルクのレベル表示を重ねて表示すること、を特徴とする。

かかる構成によれば、本発明に係るチューブ拡管装置は、表示手段により時間軸のグラフで拡管トルクと目標トルクとを視覚的に対比することができるため、拡管作業中の拡管トルクの最大値の他、最大値に到達するまでの推移も視覚的に容易に把握して管理することができる。このため、より的確に適正な拡管作業が完了したことを確認して、拡管品質をより確実に保証することができる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載のチューブ拡管装置であって、前記コントローラは、前記表示手段に前記サーボモータの回転速度を時間軸のグラフで表示し、前記拡管トルクの時間軸のグラフに重ねて表示すること、を特徴とする。

かかる構成によれば、本発明に係るチューブ拡管装置は、表示手段により時間軸のグラフで拡管トルクと回転速度とを視覚的に対比することができるため、拡管作業中の拡管トルクと回転速度を視覚的に容易に把握して管理することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のチューブ拡管装置であって、前記コントローラは、前記拡管トルクおよび回転速度を記録する作業記録手段を備えたこと、を特徴とする。

かかる構成によれば、本発明に係るチューブ拡管装置は、作業記録手段により的確に適正な拡管作業が完了したことを記録することで、書面で作業記録を提示することも可能になるため、適正な拡管作業が完了したことを十分に保証することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のチューブ拡管装置であって、前記表示手段は、タッチパネル入力が可能な入力表示手段であり、この入力表示手段により、予め設定する拡管作業中の前記サーボモータの回転速度、前記目標トルクを設定すること、を特徴とする。

かかる構成によれば、本発明に係るチューブ拡管装置は、入力表示手段により、作業者がタッチパネルを操作して拡管時の回転速度や目標トルクを簡単に数値で入力することができるため、操作性を向上しながら拡管作業の内容を的確に数値管理することができる。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のチューブ拡管装置であって、前記コントローラは、前記拡管作業の拡管回数を前記表示手段に表示すること、を特徴とする。

かかる構成によれば、本発明に係るチューブ拡管装置は、拡管回数を前記表示手段に表示することで、拡管回数と拡管作業内容とを対比して把握することができるため、各拡管チューブごとに適正な拡管作業が完了したことを保証することも可能となる。

請求項７に係る発明は、請求項６に記載のチューブ拡管装置であって、前記コントローラは、前記表示手段に前記拡管回数に応じて消耗する消耗部品の交換時期を表示すること、を特徴とする。
かかる構成によれば、本発明に係るチューブ拡管装置は、消耗部品の交換時期を的確に把握して、均一な拡管品質を保証することができる。

請求項８に係る発明は、装着されるチューブエキスパンダをサーボモータにより回転駆動する駆動装置と、駆動装置の動作を制御するコントローラと、を有し、前記チューブエキスパンダをチューブに挿入して拡管作業を行うチューブ拡管装置を使用したチューブ拡管方法であって、スイッチがＯＮされると、前記サーボモータを正転させて拡管動作を開始させ、拡管時に前記サーボモータに流れる電流から拡管トルクを演算し、前記拡管トルクが予め設定した目標トルクに達すると回転を停止させ、前記サーボモータの正転停止後、予め設定した戻し動作時の回転速度で逆転を開始し、予め設定した逆転時間が経過すると、回転を停止し拡管完了を報知し、拡管完了後、予め設定したインターバル時間が経過すると、自動的に前記サーボモータを正転させて次の拡管動作を開始させること、を特徴とする。
かかる構成によれば、本発明に係るチューブ拡管方法は、コントローラが、拡管完了後、インターバル時間が経過すると、自動的に再度サーボモータを正転させて次の拡管動作を開始し、拡管するチューブの本数分連続して拡管作業を繰り返し、再度、スイッチをＯＮにすると拡管作業を停止して終了する。

本発明は、拡管時の作業状態を的確に把握して適正な拡管作業を行うことができ、拡管作業が適正に行われたことを確実に保証することができるチューブ拡管装置及びチューブ拡管方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るチューブ拡管装置の使用状態を説明するための図であり、（ａ）はスタンドに装着した状態を示す斜視図、（ｂ）は拡管作業時の様子を示す斜視図、（ｃ）は拡管する様子を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るチューブ拡管装置の主要な構成部品の外観を示す正面図である。 本発明の実施形態に係るチューブ拡管装置のタッチパネルの自動運転表示画面を示す正面図である。 本発明の実施形態に係るチューブ拡管装置のタッチパネルのツールカウンタ表示画面を示す正面図である。 本発明の実施形態に係るチューブ拡管装置のタッチパネルのグラフ表示画面を示す正面図である。 本発明の実施形態に係るチューブ拡管装置の動作を示す流れ図である。

本発明の実施形態に係るチューブ拡管装置及びチューブ拡管方法について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
チューブ拡管装置１は、図１に示すように、先端部に装着される拡管ツールであるチューブエキスパンダ１００（図１（ｃ）参照）を駆動する装置であり、作業者Ｍ（図１（ｂ）参照）が手に持って自在に持ち運びできる可搬式拡管装置（不図示）とスタンドに移動自在に支持して作業者Ｍの負担を軽減したスタンド式拡管装置１１０（図１（ａ）参照）等の種々のタイプがある。

スタンド式拡管装置１１０は、図１（ａ）に示すように、スタンド１１１により、チューブ拡管装置１を左右上下方向に移動自在に支持し、および水平方向の軸回りに回転自在に支持することで、拡管作業中の重力や回転駆動時の反力が作業者Ｍ（図１（ｂ）参照）に掛からないようにして負担を軽減するとともに、熟練者でなくても精度が高く均一な拡管を行うことができるようになっている。

チューブ拡管装置１は、図２に示すように、チューブエキスパンダ１００（図１（ｃ）参照）を装着する本体部２と、スタンド１１１（図１（ａ）参照）に載置して本体部２の動作を制御するコントローラ３と、を備えている。
チューブ拡管装置１は、図１に示すように、先端部に装着したチューブエキスパンダ１００をチューブＴ（図１（ｂ）参照）に挿入した状態で駆動してチューブＴを拡管して管板ＴＢ（図１（ｃ）参照）に固着するための装置であり、作業性が良く確実にチューブＴを固着できるため、熱交換器のチューブＴの固着等に広く使用される。

チューブエキスパンダ１００は、図１（ｃ）に示すように、先端側が縮径されたテーパ形状のマンドレル１０１と、マンドレル１０１に回転自在に嵌挿されたフレーム１０２と、フレーム１０２の円周方向に沿って回転自在に埋設された複数のローラ１０３と、を備えている。
なお、チューブエキスパンダ１００は、図示しないアタッチメントによりチューブ拡管装置１（図２参照）に装着して使用し、目的や用途に応じて適宜交換して使用するオプションの拡管ツールである（以下、適宜、「拡管ツール」または単に「ツール」と呼称する場合がある）。

チューブエキスパンダ１００は、チューブ拡管装置１（図２参照）によりマンドレル１０１を回転することで、複数のローラ１０３がマンドレル１０１の周りを公転しながら自転するようになっている。
このため、作業者Ｍ（図１（ｂ）参照）がマンドレル１０１の先端部をチューブＴに挿入した状態で（図１（ｂ）参照）、チューブ拡管装置１（図２参照）により正回転させると、複数のローラ１０３がマンドレル１０１のテーパに沿って軸方向に移動して、この複数のローラ１０３がマンドレル１０１を囲んで形成する外周円（外接円）が拡径するように径方向に移動する。このようにして、ローラ１０３は、マンドレル１０１の周りを公転しながら自転（転動）してチューブＴを拡管する。

一方、拡管終了後は、チューブ拡管装置１（図２参照）により逆回転させると、ローラ１０３がマンドレル１０１のテーパに沿って軸方向に移動して戻りながら縮径するようになっている。
このようにして、チューブエキスパンダ１００は、チューブ拡管装置１（具体的には、後記するサーボモータ２５）によりマンドレル１０１を正転させて拡管動作、逆転させて戻り動作を行う。

なお、チューブエキスパンダ１００は、拡管するチューブＴの端部形状により平行拡管用のものとフレア拡管用のものに大別されるが、拡管径やローラ１０３の数等の用途に応じて種々のタイプがあり、それぞれ拡管条件や工具寿命等も相違する。

チューブ拡管装置１の本体部２は、図２に示すように、チューブエキスパンダ１００（図１（ｃ）参照）が連結される回転駆動部２１と、作業者Ｍ（図１（ｂ）参照）が持って操作するテレスコハンド２２と、このテレスコハンド２２と回転駆動部２１とを連結する自在継手部２３と、スタンド１１１（図１（ａ）参照）に連結するためのブラケット２４と、回転駆動部２１を回転する駆動装置であるサーボモータ２５と、を備えている。

回転駆動部２１は、チューブエキスパンダ１００（図１（ｃ）参照）のマンドレル１０１（図１（ｃ）参照）が一体として連結される部分である。
回転駆動部２１とマンドレル１０１とは、回転駆動部２１にマンドレル１０１の根元部に形成されたシャンク１０１ａを図示しないアタッチメントにより一体として連結し、種々のチューブエキスパンダ１００を交換可能に固定できるようになっている。

テレスコハンド２２は、軸方向の長さが調整可能に構成された筒状の部材であり、内部に回転駆動部２１を回転させる回転軸（不図示）が挿通されている。
自在継手部２３は、角度を自在に変えてトルクを伝達する部位であり、回転部を被覆するラバーカップ２３ａが装着されている。

ブラケット２４は、正面視においてＬ字形状をなし、上下方向に延びた一方の辺２４ａを挟んでテレスコハンド２２とサーボモータ２５が固定されている。Ｌ字形状をなした他方の水平方向の辺２４ｂはスタンド１１１（図１（ａ）参照）に着脱可能に固定できるようになっている。
サーボモータ２５は、ＤＣサーボモータやＡＣサーボモータ等の種々のタイプが適用できるが、サーボモータ２５を採用したことで、三相誘導モータと比較すると使用条件に合わせて適切な回転速度およびトルクを好適に設定することができる。

コントローラ３は、半導体回路を内蔵し、サーボモータ２５を駆動停止するためのフットスイッチ４と、サーボモータ２５に流れる電流値からトルクを演算するトルク演算手段５と、拡管作業中の拡管トルクおよび予め設定した拡管作業完了を示す目標トルクを表示する表示手段であるタッチパネル６と、拡管作業における拡管トルク等の作業データを記録する作業記録手段８と、を備え、主電源ＡＣから供給された電力を制御して、サーボモータ２５に適切な回転速度を与えトルクを発生させる制御装置である。

なお、コントローラ３は、主電源ＡＣの電力が供給される電源ケーブル３１と、側面に配設された主電源ブレーカ（不図示）と、運転準備状態にする運転準備ボタン３２と、自動で正転・逆転を切り替える自動運転、および正転または逆転の単一方向にだけ回転する手動運転を切り替える運転モード切替えスイッチ３３と、発生した異常をリセットするリセットボタン３４と、拡管の完了および異常の発生を通知するブザー３５と、非常停止ボタン３６と、モータ動力ケーブル３７と、エンコーダケーブル３８と、を備えているが、特に限定されるものではないので詳細な説明は省略する。

フットスイッチ４は、作業者Ｍ（図１（ｂ）参照）により操作され、コントローラ３からサーボモータ２５に供給される電力をオン・オフし、一度踏んでオンすると正転して拡管作業を繰り返し実行し、再度踏んでオンすると停止する。

トルク演算手段５は、サーボモータ２５に流れる電流値を計測する電流センサ（不図示）で検出した電流値に基づいてサーボモータ２５が発生するトルクを演算する手段である。かかる構成によれば、サーボモータ２５を使用することで、拡管時の正転および戻し時の逆転の両方向のトルクを検出することができる。このため、例えば駆動装置として三相誘導モータを使用した場合に比べて、逆転駆動用のギヤボックス等（不図示）を駆動装置とテレスコハンド２２との間に組み込む必要がないため、構成を簡素化して軽量コンパクト化することができる。

タッチパネル６は、図３に示すように、運転中に表示される表示画面下端の表示画面切り替えバー６１（併せて、図４と図５参照）をタッチすることで、種々の表示画面を切り替えることができる。表示画面切り替えバー６１には、画面左側から右方向に、自動運転表示画面６２を表示する［自動運転］６２ａと、ツールカウンタ表示画面６３を表示する［ツールカウンタ］６３ａと、グラフ表示画面６４を表示する［グラフ表示］６４ａと、入出力モニタ表示画面（不図示）を表示する［入出力モニタ］６５ａと、異常表示画面（不図示）を表示する［異常表示］６６ａと、を切り替えるタッチ領域が区画されている。

＜自動運転表示画面（図３）＞
自動運転表示画面６２は、表示画面切り替えバー６１の［自動運転］６２ａのタッチ領域をタッチすると表示することができ、［自動運転］６２ａの領域が選択されていることを示すように色分け表示される。
自動運転表示画面６２は、画面の左上部にタイトルである［自動運転］が表示され、画面の右上隅に表示された作業日時表示部６２ｂと、作業日時表示部６２ｂの下方に設けられた運転状態等を表示する作業内容表示部６２ｃと、拡管回数［１５０］回とプリセット値［１０００００］回を表示する拡管回数表示部６２ｄと、拡管作業中の各工程時間を表示する拡管時間表示部６２ｅと、回転速度表示部６２ｆと、トルク表示部６２ｇと、を備えている。

作業日時表示部６２ｂは、現在の日時（作業日時）を表示する領域であり、コントローラ３（図２参照）によりこの作業日時を記録することができるため、どの作業対象（ワーク）に対してどのような拡管作業が行われたのかを日時とともに管理することができる。このため、拡管作業内容をわかりやすく管理して拡管品質を適切に保証することができる。

作業内容表示部６２ｃは、［ツール］の表示部にはツールであるチューブエキスパンダ１００（図１（ｃ）参照）の種類［Ａ］と、作業者Ｍが任意に設定できるチューブエキスパンダ［Ａ］の名称［ＨＢ−２２５ ＯＤ２５．４＊Ｔ３］と、自動運転［ＡＵＴＯ］と手動運転［ＭＡＮＵ（不図示）］の区別を表示する［運転モード］と、サーボモータ２５（図２参照）が正転する拡管中［拡管ＣＷ］であるか逆転する戻り動作中［戻しＣＣＷ］であるかを表示する［回転方向］と、ランプを点灯させてそれぞれの状態を表示する［運転中］、［ＣＷ］、［ＣＣＷ］、［拡管完了］、および［異常］と、を表示する領域である。
なお、［ツール］の表示部には、［Ａ］、［Ｂ］、［Ｃ］、および［Ｄ］の４種類のツールが拡管作業内容に応じて予め登録できるようになっている。

拡管回数表示部６２ｄの［プリセット値］には、作業者Ｍが予め拡管するチューブＴ（図１（ｂ）参照）の本数を登録し、［拡管回数］には、自動運転モードにおける拡管運転が正常に完了した回数をコントローラ３がカウントして、拡管作業が正常に完了したチューブＴの本数が表示される。なお、コントローラ３は、異常の発生を通知するブザー３５が作動することなく拡管運転が完了した場合に自動運転モードにおける拡管運転が正常に完了した回数としてカウントする。

かかる構成により、作業者Ｍは、拡管作業の進捗状況を容易に把握することができ、仮に異常が生じた場合には何回目の拡管工程で発生したのかを把握することもできる。

拡管時間表示部６２ｅは、サーボモータ２５（図２参照）を正転させて拡管する［拡管時間］と、サーボモータ２５を逆転させて戻し動作を行う［戻し時間］と、戻し時間の経過後次の拡管動作に移行するまでサーボモータを停止させているインターバル時間である［インターバル］と、拡管時間と戻し時間の合計時間［ＴＯＴＡＬ］と、を表示する領域である。また、拡管時間、インターバル、および戻し時間は、作業中の実行値が表示されるが、［戻し時間］と［インターバル］は、それぞれ作業者Ｍが設定する［戻し時間設定値］と［インターバル設定値］が併せて表示される。
かかる構成により、作業者Ｍは、予め定めた設定値と実際に行われた作業の実行値を対比して適正な拡管作業が行われたことを確認することができる。

回転速度表示部６２ｆは、サーボモータ２５（図２参照）の回転速度を表示する領域であり、拡管動作時における設定値である［拡管ＲＰＭ設定（３００）］と、戻し動作時における設定値である［戻しＲＰＭ設定（３００）］と、動作中の現在の回転速度である［現在ＲＰＭ（３００）］と、回転速度レベルメータ６２ｆ１と、が表示される。

［現在ＲＰＭ（３００）］は、サーボモータ２５に流れる電流値を適度に平均化して回転速度を演算した値である。
回転速度レベルメータ６２ｆ１は、拡管動作時における設定値を示すレベル（図に３００の位置で表示）に対する現在ＲＰＭ（図に３００の位置で表示）を対比してグラフに表示したものである。かかる構成により、作業者Ｍは、拡管動作時における設定値と現在ＲＰＭとを一見して対比することができるため、適正な回転速度で拡管が行われたことを容易に確認することができる。

トルク表示部６２ｇは、サーボモータ２５（図２参照）のトルクを表示する領域であり、拡管動作時における目標トルクである［設定トルク（１００．０）］と、動作中の現在のトルク（拡管作業中の拡管トルク）である［現在トルク（７５．６）］と、トルクレベルメータ６２ｇ１と、が表示される。
設定トルク（１００．０）は、サーボモータ２５における拡管動作時の正転と戻し動作時における逆転とを切り替える目標トルクである。［現在トルク（７５．６）］は、サーボモータ２５に流れる電流値を適度に平均化してトルクを演算した値である。
かかる構成により、作業者Ｍは、拡管動作時における目標トルク（設定トルク）と現在トルクとを一見して対比することができるため、適正な拡管トルクで拡管が行われたことを容易に確認することができる。

＜ツールカウンタ表示画面（図４）＞
ツールカウンタ表示画面６３は、画面の左上部にタイトルである［ツールカウンタ］が表示され、画面の右上隅に表示された作業日時表示部６３ｂと、［ツールＡ］の拡管回数を表示する表示部６３ｃと、［ツールＢ］の拡管回数を表示する表示部６３ｄと、現在の画面の［ツールＡ］と［ツールＢ］に代えてツールＣとツールＤを表示するためのタッチ領域［ツールＣ，Ｄ］６３ｅと、を備えている。

［ツールＡ］の表示部６３ｃと［ツールＢ］の表示部６３ｄ、および［ツールＣ，Ｄ］６３ｅをタッチしてツールＣとツールＤを表示した場合の表示内容（不図示）は、同様の表示内容であるから、［ツールＢ］の表示部６３ｄについて説明し、他の表示部６３ｃ等の詳細な説明は省略する。
［ツールＢ］の表示部６３ｄに設けられた［選択］をタッチすると、［ツールＢ］を選択することができ、［ツールＢ］の脇に配設された表示ランプ６３ｄ１が点灯する。

［ツールＢ］の表示部６３ｄには、作業者Ｍが任意に設定できるチューブエキスパンダ［Ｂ］の名称［ＣＢ−２１７ ＯＤ１９＊Ｔ１．２］と、消耗部品である［ローラ］、［マンドレル］、および［フレーム］と、が表示される。
［ローラ］の表示部には、下段に、何回拡管したら交換するかその交換時期を拡管回数［５００］回で表示し、上段に、現在の拡管回数［１１］を表示する。下段の拡管回数の設定は、作業者Ｍが回数［５００］が表示された領域をタッチするとテンキー（不図示）が現れるので任意の回数を設定することができるようになっている。また、上段の現在の拡管回数［１１］回は、コントローラ３（図２参照）が自動運転モードにおける拡管運転が正常に完了した回数をカウントして表示するようになっている。［マンドレル］と［フレーム］の表示部についても同様である。

なお、本実施形態においては、ローラ１０３（図１（ｃ）参照）等の消耗部品の交換時期を拡管回数を表示することで作業者に告知することにしたが、これに限定されるものではなく、交換時期を示すランプを点灯したり、ブザーを鳴らしたりして告知することもできる。

＜グラフ表示画面６４（図５）
図５は、図３のツールＡを使用した拡管作業のグラフ表示画面６４を示したものである。グラフ表示画面６４は、この画面の左上部にタイトルである［グラフ表示］が表示され、現在の日時や回転速度および拡管トルクを表示する現在データ表示部６４ｂと、拡管作業中の拡管トルクをグラフで表示するグラフ表示部６４ｃと、を備えている。
現在データ表示部６４ｂには、拡管作業中の現在の日時、拡管作業中のサーボモータ２５（図２参照）の回転数［０］およびトルク［０．０］が表示される。この表示における現在は、ちょうど拡管作業が終了しサーボモータ２５が停止している状態を示しているが、拡管作業中には、サーボモータ２５のエンコーダから読み取った回転速度表示部６２ｆにおける［現在ＲＰＭ］（図３参照）と同じ回転速度が表示される。

グラフ表示部６４ｃは、拡管作業中の拡管トルク（実線Ｐで表示）および回転速度（破線Ｓで表示）を左（過去ｔ０）から右（現在ｔ７）に流れる時間軸のグラフで表示し、さらに目標トルク［１００Ｎ・ｍ］を水平線で表示したレベル表示６４ｂ１を重ねて示したものである。グラフ表示部６４ｂでは、作業者Ｍが［グラフ表示］６４ａをタッチした現在がグラフの右端（ｔ７で表示）になるように表示するため、時間が進行すると描画されたグラフは左に進んで移動するように表示される。回転速度は、絶対値で表示し正転でも逆転でも同方向として表示されるが、正転後（ｔ１〜ｔ３）に停止（ｔ３〜ｔ４）して逆転（ｔ４〜ｔ６）するため、容易に判別することができ視認性も良好である。

作業者Ｍは、グラフ表示部６４ｃを参照すると、実線Ｐで表示された拡管トルクと目標トルク［１００Ｎ・ｍ］とをグラフで視覚的に対比することができるので、適正な拡管作業が完了したことを視覚的に確認して、安心して保証することができる。

具体的には、作業者Ｍは、グラフ表示部６４ｃを参照すれば、時刻ｔ１でサーボモータ２５（図２参照）が回転（正転）し始めて破線Ｓで表示された回転速度が３００ｒｐｍになるまで急激に立ち上がり、ローラ１０３（図１（ｃ）参照）がチューブＴに当接して拡管が開始され、このときの拡管トルクが約３８Ｎ・ｍであることをグラフから読み取ることができる。

そして、拡管トルクは次第に上昇していき、拡管トルクが１００Ｎ・ｍに到達する直前でサーボモータ２５の回転速度が減速し始め（時刻ｔ２）、拡管トルクが目標トルク［１００Ｎ・ｍ］を大きく上回らないようにしてサーボモータ２５が停止し（時刻ｔ３）、拡管トルクも急速に減少して拡管動作が終了する（時刻ｔ４）。作業者Ｍは、このような拡管作業の完了を、目標トルク［１００Ｎ・ｍ］のレベル表示６４ｃ１の水平線と拡管トルクの実線Ｐが合致したことで視覚的に認識することができる。

また、作業者Ｍは、サーボモータ２５の正転停止後（時刻ｔ３）、戻り動作が開始（時刻ｔ４）され戻り動作時のトルクのピークを経て（時刻ｔ５）、回転速度が３００ｒｐｍを維持したままで戻り動作が完了して、サーボモータ２５が停止したことを把握することができる。

作業記録手段８（図２参照）は、記憶装置からなり、拡管作業における拡管時間、戻し時間、拡管トルク、目標トルク、回転速度、その他必要な種々の作業データを記録する装置であり、画面表示したり、プリンタ（不図示）から出力したりすることもできる。
このため、作業者Ｍは、拡管作業における作業データを参照して拡管品質を向上させることができるとともに、種々の作業データを拡管対象物（ワーク）に添付することで、拡管品質を客観的に保証することができる。

以上のように構成された本実施形態に係るチューブ拡管装置１の動作について、主として図１と図２、および図６を参照しながら説明する。
作業者Ｍ（図１（ｂ）参照）は、チューブエキスパンダ１００をチューブ拡管装置１の本体部２の先端部に配設された回転駆動部２１（図２参照）に装着して、拡管作業の準備をする（図６のＳ１参照）。

作業者Ｍは、コントローラ３の側面の主電源ブレーカ（不図示）を入れ（図６のＳ２参照）、タッチパネル６の自動運転表示画面６２（図３参照）で、拡管時間表示部６２ｅにより、戻し時間設定値［５．０］、インターバル設定値［４．０］を設定し、回転速度表示部６２ｆにより［拡管ＲＰＭ設定（３００）］と［戻しＲＰＭ設定（３００）］を入力する（図６のＳ３参照）。
作業者Ｍは、トルク表示部６２ｇにより正転・逆転を切り替える際の目標トルクである［設定トルク（１００．０）］入力する（図６のＳ４参照）。

作業者Ｍは、コントローラ３の運転準備ボタン３２（図２参照）を押して運転準備状態にして（図６のＳ５参照）、フットスイッチ４（図２参照）をＯＮするとサーボモータ２５が駆動して回転駆動部２１（図２参照）を拡管時の回転速度で正転させ、拡管運転（拡管動作）を開始する（図６のＳ６参照）。

コントローラ３（図２参照）は、トルク演算手段５により拡管時のサーボモータ２５に流れる電流を適度に平均化した上でトルク（拡管トルク）を演算し、拡管作業中の拡管トルクが予め作業者Ｍが設定した目標トルク（設定トルク１００Ｎ・ｍ、図３のトルク表示部６２ｇを参照）に達すると回転を停止する（図５のｔ３、および図６のＳ７参照）。

コントローラ３（図２参照）は、サーボモータ２５の正転停止後、作業者Ｍが設定した戻し動作時の回転速度３００ＲＰＭ（図３の回転速度表示部６２ｆの［戻しＲＰＭ設定］を参照）で逆転を開始し、タッチパネル６の拡管時間表示部６２ｅで作業者Ｍが設定した逆転時間（図３の［戻し時間設定値５．０］を参照）が経過すると、回転を停止し拡管完了のブザー３５（図２参照）を鳴らす（図６のＳ８参照）。

コントローラ３（図２参照）は、拡管完了後、タッチパネル６の拡管時間表示部６２ｅにより作業者Ｍが設定したインターバル時間（図３の［インターバル設定値４．０を参照］）が経過すると、自動的に再度サーボータ２５（図２参照）を正転させて次の拡管動作を開始し（図６のＳ９参照）、拡管するチューブＴの本数分連続して拡管作業を繰り返し（図６のＳ１０参照）、再度フットスイッチ４をＯＮにすると拡管作業を停止して終了する（図６のＳ１１参照）。

本発明の実施形態に係るチューブ拡管装置１は、サーボモータ２５に流れる電流値から発生するトルク（拡管トルク）を演算することで、拡管作業中の拡管トルクの最大値の他、最大値に到達するまでの経緯や回転速度も把握することができるため、拡管時の作業状態を的確に把握して管理することができる。

また、タッチパネル６により拡管トルクと目標トルクおよび回転速度との関係をグラフ表示画面６４に表示することで、作業者Ｍが拡管トルクと目標トルクおよび回転速度との関係とを視覚的に対比して確認することができるので、適正な拡管作業が完了したことを一目瞭然に確認することができる。
このため、本発明の実施形態に係るチューブ拡管装置１は、拡管時の作業状態を的確に把握して適正な拡管作業を行うことができ、拡管作業が適正に行われたことを確実に保証することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、本実施形態においては、タッチパネル６により拡管トルクと目標トルクおよび回転速度との関係をグラフ表示画面６４に表示したが、これに限定されるものではなく、拡管トルクと目標トルクの関係だけを表示してもよい。

１ チューブ拡管装置
２ 本体部
３ コントローラ
４ フットスイッチ
５ トルク演算手段
６ タッチパネル（表示手段、入力表示手段）
８ 作業記録手段
２１ 回転駆動部
２２ テレスコハンド
２３ 自在継手部
２４ ブラケット
２５ サーボモータ（駆動装置）
３１ 電源ケーブル
３２ 運転準備ボタン
３３ 運転モード切替えスイッチ
３４ リセットボタン
３５ ブザー
３６ 非常停止ボタン
６２ 自動運転表示画面
６３ ツールカウンタ表示画面
６４ グラフ表示画面
Ｔ チューブ
ＴＢ 管板

Claims (8)

1. 装着されるチューブエキスパンダをサーボモータにより回転駆動する駆動装置と、駆動装置の動作を制御するコントローラと、を有し、前記チューブエキスパンダをチューブに挿入して拡管作業を行うチューブ拡管装置であって、
   前記コントローラは、前記サーボモータに流れる電流値からトルクを演算するトルク演算手段と、
   拡管作業中の拡管トルクおよび予め設定した拡管完了を示す目標トルクを表示する表示手段と、を備え、
   前記コントローラは、スイッチがＯＮされると、前記サーボモータを正転させて拡管動作を開始させ、
   拡管時に前記サーボモータに流れる電流から拡管トルクを演算し、前記拡管トルクが予め設定した目標トルクに達すると回転を停止させ、
   前記サーボモータの正転停止後、予め設定した戻し動作時の回転速度で逆転を開始し、予め設定した逆転時間が経過すると、回転を停止し拡管完了を報知し、
   拡管完了後、予め設定したインターバル時間が経過すると、自動的に前記サーボモータを正転させて次の拡管動作を開始させること、
   を特徴とするチューブ拡管装置。
2. 前記コントローラは、前記表示手段に前記拡管トルクを時間軸のグラフで表示し、前記目標トルクのレベル表示を重ねて表示すること、
   を特徴とする請求項１に記載のチューブ拡管装置。
3. 前記コントローラは、前記表示手段に前記サーボモータの回転速度を時間軸のグラフで表示し、前記拡管トルクの時間軸のグラフに重ねて表示すること、
   を特徴とする請求項２に記載のチューブ拡管装置。
4. 前記コントローラは、前記拡管トルクおよび回転速度を記録する作業記録手段を備えたこと、
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のチューブ拡管装置。
5. 前記表示手段は、タッチパネル入力が可能な入力表示手段であり、この入力表示手段により、予め設定する拡管作業中の前記サーボモータの回転速度、前記目標トルクを設定すること、
   を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のチューブ拡管装置。
6. 前記コントローラは、前記拡管作業の拡管回数を前記表示手段に表示すること、
   を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のチューブ拡管装置。
7. 前記コントローラは、前記表示手段に前記拡管回数に応じて消耗する消耗部品の交換時期を表示すること、
   を特徴とする請求項６に記載のチューブ拡管装置。
8. 装着されるチューブエキスパンダをサーボモータにより回転駆動する駆動装置と、駆動装置の動作を制御するコントローラと、を有し、前記チューブエキスパンダをチューブに挿入して拡管作業を行うチューブ拡管装置を使用したチューブ拡管方法であって、
   スイッチがＯＮされると、前記サーボモータを正転させて拡管動作を開始させ、
   拡管時に前記サーボモータに流れる電流から拡管トルクを演算し、前記拡管トルクが予め設定した目標トルクに達すると回転を停止させ、
   前記サーボモータの正転停止後、予め設定した戻し動作時の回転速度で逆転を開始し、予め設定した逆転時間が経過すると、回転を停止し拡管完了を報知し、
   拡管完了後、予め設定したインターバル時間が経過すると、自動的に前記サーボモータを正転させて次の拡管動作を開始させること、
   を特徴とするチューブの拡管方法。

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