JPH0361525B2 - - Google Patents

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
のヘリ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生器
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、
一対の外成形ローラ１０１とこれら外成形ローラ
１０１と対向する内成形ローラ１０２とで管材１
０３を挾持し、これら外成形ローラ１０１と内成
形ローラ１０２との間隔を調整するローラ間隔修
正ハンドル１０４を操作することで、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，
１０２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のピツ
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１０
８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つ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
を用いて行つている。

このベンダの概念を表す第９図に示すように、
管材１０３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
対位置を変えることで、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
であつた。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
り、膨大な工数と工期とを費やすこととなつてい
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。

＜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ツチ補正
手段と、前記管材のリードを計測するピツチ計測
手段と、このピツ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ツチ補正手段による
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。

＜作用＞ 三個一組の成形ローラにて挾圧された管材は予
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つた場
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、ピツ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つた
場合には、これらの差に対応して制御手段はピツ
チ補正手段を操作して差が零となるように管材の
リードがピツチ補正手段により修正される。

＜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、ベツド１１上には架台１２が三軸駆動機構
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には一対の外成形ロー
ラ１４と、これら外成形ローラ１４と対向する内
成形ローラ１５とが一定の位置関係を保つた状態
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、ブラケツト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によつて巻かれる管材１６
を螺旋状に成形するため、架台１２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によつてヘリ
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
１６の曲率半径を大径化させ得る内曲率補正ロー
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がブラケツト
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Ｖ部を拡大した第
５図に示すように、ブラケツト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
より送りねじ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ダ３６が取
付けられている。ブラケツト２８に対するサドル
３１の昇降位置は送りねじ３０と平行にブラケツ
ト２８に装着されたマグネツトスケール３７によ
り検知され、サドル３１に対するビーム３３の前
後位置はマグネツトスケール３８により検知さ
れ、同様にビーム３３に対するセンサホルダ３６
の左右位置は送りねじ３５と平行にビーム３３に
装着されたマグネツトスケール３９により検知さ
れるようになつている。センサホルダ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を検出した時サーボモータ２
９，３２，３４によるセンサホルダ３６の位置か
ら管材を曲率半径（コイル径）を第２図に示すマ
イクロコンピユータ４１が割出すようになつてい
る。なお、光学センサ４０に代えて接触式のタツ
チセンサを用いることも当然可能である。

前記架台１２の前方にはピツチ計測手段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１２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、このガ
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
む一対のピツチセンサローラ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ツトスケー
ル４６により検知され、成形ローラ１４，１５と
ピツチセンサローラ４５との間隔、つまり管材１
６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がピツチ
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
タリエンコーダ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ユータ４１に送信される
ようになつており、Ｄ／Ａ変換器４９を介してマ
イクロコンピユータ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、成形ローラ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
能であり、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。従つて、
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ツク
を生じ、このスプリングバツクによつて目標曲率
半径より大きくなつた管材１６を内押えローラ２
１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
さくなつた場合には、外曲率補正ローラ２３を支
点として内曲率補正ローラ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１６を復元させる。

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、ピツ
チ計測手段４２にてそのリード（ピツチ）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を制御しつつピツチ修正を行
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ツチ
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
びピツ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つた。

【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Ｖ部の拡大図、第６図はピツチ計測手段
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。 図中の符号で１２は架台、１４，１５は成形ロ
ーラ、１６は管材、１９は押圧ローラ、２０，２
５，２６はサーボモータ、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はマイクロコンピユータ、４２はピツチ
計測手段、４５はピツチセンサローラ、４７はサ
ーボアンプ、５０は混合器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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 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ツチ補正手段と、前
   記管材のリードを計測するピツチ計測手段と、こ
   のピツ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
   に基づいて前記ピツ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。