JPH04238631A - 管自動加工システム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は管自動加工システムに係
り、特にコンピュータで作成されたＣＡＭデータをもと
に加工された管の形状を測定し、その形状データとの偏
差をＣＡＭデータにフィードバックして精度の高い管を
効率よく製作できるようにした管自動加工システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に各種配管用の管は設計仕様に基づ
き、曲げ加工機により所定の形状に曲げ加工される。た
とえば図６に示したような複雑な曲げ形状をした管５０
を加工するには、まず端部から順次５０ａ，５０ｂ，５
０ｃと曲げ加工機にかけ、管の固定側に対して管の曲げ
側を所定角度に屈曲させていくようになっている。この
ため実際の作業に当たる作業者にとり、立体的把握や精
度の面で対応できない管形状のものも現われている。

【０００３】また、曲げ装置が上述のような曲げ加工手
順に対応できたとしても、曲げ加工時に管先端の曲げに
伴う移動の軌跡まで確認することは困難な場合もある。 たとえば、航空、宇宙産業において、航空機やロケット
の内部には種々の複雑な構造部材や配管が組込まれてい
る。このため配管の取付時の干渉や配管同士の干渉や曲
げ加工中の周辺設備等との干渉をあらかじめ検討する必
要がある。

【０００４】さらに、上述の配管は複雑な構造部材間を
通過するため、どうしても屈曲部の多い複雑な配管形状
になり、そのため加工時の公差が累積して図面の要求形
状を満足できない場合もある。このために多くの試し曲
げ加工が必要とする。しかも、航空、宇宙産業分野等の
配管設計では少ないスペースを有効に利用するため、何
度も図面に変更が加えられることが多く、その変更に要
する処理時間も莫大なものとなる。

【０００５】加えて、航空機等の油圧配管等は、通常の
管加工品と異なり、設計仕様により一度曲げ加工した管
の修正加工が禁止され、再度の曲げ加工は認められてい
ない。このためあらかじめ試し曲げ加工を何度も行う必
要があり、煩雑で非効率的な作業となっていた。

【０００６】ところで、これらの問題点を解決するため
に特開昭６１−２６２４３１号公報に記載された加工シ
ステムのように曲げ加工途中での配管の軌跡を演算処理
し、干渉有無のチェックをする方法がある。

【０００７】また、特開平１−９５８１号公報に記載さ
れたように配管単品に対し、どちらの方向を加工先端に
し、連続曲げの中で片曲げのみにするか又は両曲げを入
れた作業工程にするかという判断を行える機能を有した
配管加工システムも提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
配管加工システムは各配管の先端が建屋床、配管加工機
等と干渉するのを防止するのを目的としており、様々な
形状の配管同士や取付けの際の構造部、機能部品等の他
の部材と配管との干渉を事前に確認できるようにはなっ
ていない。また、生産部門で図面が変更された場合等に
、即座にデータを変更し、変更後の図面として出力する
ようには設計されていない。このため、作業開始前の加
工準備作業に多くの時間を要し、また加工時の累積公差
を考慮した上で加工品を図面形状を満足したものとする
ために、試し曲げ回数が増加してしまうという問題があ
る。

【０００９】さらに、配管を取付ける際に相手部材との
干渉不具合の確認に多大な時間を要するという問題もあ
る。そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有
する問題点を解消し、生産ラインからのデータ修正を容
易にし、配管加工情報を更新してより精度の高い配管加
工を行えるようにした配管加工システムを提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は端末機から入力されたＣＡＤデータをホス
トコンピュータで演算処理して加工機用ＣＡＭデータを
作成し、このＣＡＭデータにより適切な加工順序を設定
するようにした管自動加工システムにおいて、上記加工
順序に従った曲げ加工シミュレーションにより所定の干
渉チェックを行い、その結果を上記ホストコンピュータ
にフィードバックさせるとともに、上記加工機により加
工された管の形状を３次元測定機で測定し、この形状デ
ータと上記ＣＡＭデータとを照合させ、その偏差量に応
じて上記ＣＡＭデータを更新して、再度の管加工を施し
、所定精度の管を製作するようにしたことを特徴とする
ものである。

【００１１】

【作用】本発明によれば、設定された加工順序に従った
曲げ加工シミュレーションにより所定の干渉チェックを
行い、その結果を上記ホストコンピュータにフィードバ
ックさせるとともに、上記加工機により加工された管の
形状を３次元測定機で測定し、この形状データと上記Ｃ
ＡＭデータとを照合させ、その偏差量に応じて上記ＣＡ
Ｍデータを更新して、再度の管加工を施し、所定精度の
管を製作するようにしたので、あらかじめ配管に関わる
各種の干渉状態をチェックでき、また加工された製品の
形状を測定し、その計測結果が図面データと合致するか
の判定を迅速に行え、配管形状の実機合せ作業などの作
業を省略でき、管の加工効率及び管加工精度を高めるこ
とができる。

【００１２】

【実施例】本発明による管自動加工システムの一実施例
をを添付図面を参照して説明する。

【００１３】まず、本実施例のシステムの概略構成につ
いて説明する。

【００１４】本発明による管自動加工システムは、ホス
トコンピュータ、端末機、自動曲げ加工機及び３次元測
定機とから構成されている。上記ホストコンピュータと
端末機とはオンラインで接続されており、この端末機は
対話形グラフィック機能を備えている。これにより各製
作図面の図番ごとの図面出力情報をＣＡＤデータとして
入力することができる。このＣＡＤデータとしては配管
ルート、曲げ角度、配管長さ、折曲げ交点の座標値、フ
ィッティング類などの設計及び製作データを設計の方針
及び現場の変更要求に合わせて容易に変更することがで
きる。

【００１５】また、変更後の図面を端末機のディスプレ
イ上に即座に出力させることもできる。さらに、変更後
の上記ＣＡＤデータは所定の演算機能を経て曲げ半径、
曲げ角度、曲げ位置、ひねり角度、外径、全長、曲げ回
数、座標値、あるいは継手形状（種類）などのＣＡＭデ
ータに変換され、記憶される。

【００１６】一方、上記ＣＡＭデータとあわせて配管の
加工データが作成され、さらに構造、機能部品、他の配
管などの取付時に配管と関係する部材や加工時に自動曲
げ加工機本体と干渉が生じないかどうかの配管形状の干
渉チェックを行うことができる。このチェックを曲げ加
工前に行うことにより曲げ加工の実現可能性の判定を行
える。

【００１７】さらに、上記加工データをＮ／Ｃ曲げ加工
機等にインプットして、所定の曲げ加工を行うことがで
きる。そして曲げ加工終了後に加工品を３次元測定機に
より測定する。このとき、上記ＣＡＭデータと加工品デ
ータとを照合し合否判定を行う。もし、不合格の場合は
その加工品データをホストコンピュータにフィードバッ
クし、その偏差量を演算処理により算出し、この結果を
もとに上記ＣＡＭデータを修正して再度曲げ加工を合格
するまで繰返して行うようになっている。

【００１８】図１は本実施例の概略システム構成を示し
ており、図１において、符号１はＣＡＤデータを入力し
、所定の演算処理を行うホストコンピュータである。 このホストコンピュータ１は通常、設計部門に設置され
ており、符号２，３は同部門に備えられた端末機を、符
号４，５は生産部門にそれぞれ設置した端末機を示して
いる。上記端末機２及び３では航空機、自動車等の配管
系統図が作成され、この作成後の配管系統図の図形デー
タがホストコンピュータ１内のデータファイル１Ａに登
録されるようになっている。さらに上記データファイル
１Ａに登録されている配管系統図の図形データは、伝送
回路を介してオンラインによって端末機４に伝送される
。この端末機４の操作により上記ホストコンピュータ１
をオンライン操作できるようになっており、ホストコン
ピュータ１による演算により作業手順データ、干渉チェ
ックを行うためのＣＡＤ，ＣＡＭデータを作成するよう
になっている。また、上記端末機４にて作成されたＣＡ
Ｍデータは、端末機５において作業用のフロッピーディ
スクに出力される。さらにそのフロッピーディスクをワ
ークステーション６にセットすることにより上記ＣＡＭ
データを変換／編集し、Ｎ／Ｃ機器に適合したＮ／Ｃデ
ータに加工する。このようにして得られたＮ／Ｃデータ
はＮＣ制御装置７に転送される。このＮＣ制御装置７は
、上記Ｎ／Ｃデータに基づいて管曲げ加工機８の配管３
次元曲げ加工や配管の両端の正寸切断及び開先加工等の
加工の制御を行うことができる。

【００１９】次に、上記曲げ加工品を３次元測定機９に
おいて加工品形状を測定する。この加工品形状と上記Ｃ
ＡＭデータとを照合し、加工品の加工精度の合否判定を
行う。結果が不合格の場合は加工品形状を上記ＣＡＭデ
ータと合致させるために加工品データをワークステーシ
ョン６に入力し、このワークステーション６の演算部で
上記ＣＡＭデータを再度、変換／編集して合格まで繰返
して加工を実施するようになっている。

【００２０】図２は端末機４を操作してホストコンピュ
ータ１により実行される処理フローを示したものである
。この処理フローは、ホストコンピュータ１のディスク
等の記憶部１Ａに記憶され、端末機４からの演算指令に
より、その都度実行されるようになっている。この処理
フローについて図２を参照して説明する。

【００２１】まず、端末機４より配管を特定するための
製作図面の図番等の図面データを入力する（ステップ１
０１）。この入力された図面データに基づいてホストコ
ンピュータ１はデータファイルから配管図データを呼出
し、表示する（ステップ１０２）。そして、生産部門か
ら上記端末機４を介して対象配管の外径、曲げ半径、及
び端部形状等のデータを入力する（ステップ１０３）。 これにより上記ホストコンピュータ１は、外径等の入力
データに基づいて呼出した図面が変更されたかを判定す
る（ステップ１０４）。このとき、図面変更の必要があ
ると判定した場合には、入力された配管の外径、曲げ半
径、端部形状等のデータに基づいてＣＡＭデータを更新
する（ステップ１０５）。図面変更が不要であると判定
した場合には、端末機のディスプレイに表示された配管
図の図形データに基づいてＣＡＭデータが作成される。

【００２２】次いで図面変更が不要であると判定された
場合またはＣＡＭデータが変更された場合には、作業者
は端末機４で片曲げ及び両曲げのいずれかの曲げ方と加
工スタート方向を入力する（ステップ１０６）。これら
の入力及びＣＡＭデータ（配管図毎の曲げ数、外径、各
配管の長さ、曲げ角度、曲げ半径、ひねり角、座標値（
Ｘ，Ｙ，Ｚ）、端部形状）に基づいてホストコンピュー
タ１は適切な加工手順を決定する（ステップ１０７）。 このとき上記ＣＡＭデータは、配管図の３次元の曲げ形
状データ等を演算処理することによって得られ、加工手
順はホストコンピュータ１内のデータファイル１Ａに所
定の形式で記憶されている。

【００２３】また、上述の加工手順が決定されるとその
加工手順に従って配管の曲げシミュレーションが行われ
、この結果をもとに各種の配管干渉チェックが行うこと
ができる。干渉チェックにより干渉がないと判定された
場合には、上記曲げ方向、加工スタート方向及びＣＡＭ
データはホストコンピュータ１のデータファイル１Ａ及
びフロッピーディスクへ登録される（ステップ１０９）
。

【００２４】一方、曲げシミュレーションにおいて干渉
が生じると判定された場合には曲げ方法を変更して再チ
ェックを行い（ステップ１１０　（１））、次いで記憶
されている構造部材、機能部品、他の配管等の部材との
干渉チェックを行う（ステップ１１０（２））。この再
チェックにより干渉が生じないと判定された場合には、
上記ホストコンピュータ１及びフロッピーディスクへ登
録される（ステップ１０９）。再チェックによっても干
渉が生じる場合には、配管の曲げ加工が不可能と判断さ
れ、（ステップ１１１）、図面の変更が行われる（ステ
ップ１１２）。

【００２５】さらに、上記ＣＡＭデータを生産ラインで
利用する場合には、ＣＡＭデータを転送して生産用デー
タファイルへのデータ登録を行う。そして、この生産用
データファイルに登録されたＣＡＭデータを基に各加工
が行われる（ステップ１１４）。このＣＡＭデータはワ
ークステーション６により、生産体制に合わせて複数種
類の配管を一連の配管形状として同時に曲げ加工を行う
か（ステップ１１５）、あるいは単体の配管として曲げ
加工を行うかの加工条件を選択する。また、上記生産用
データファイルには各材質別のスプリングバック量等の
加工情報が併せて蓄積されており、その蓄積されたデー
タとＣＡＭデータを編集し（ステップ１１６）、新規デ
ータを生成し、新たなＣＡＭデータとして更新されたデ
ータを更にＮ／Ｃデータに変換し（ステップ１１７）、
管曲げ加工機８で曲げ加工を行って所定形状の配管を加
工製作する（ステップ１１８）。この配管加工品が材質
、外径、板厚等の微妙な差及び折り曲げ回数の多い複雑
な配管形状を有する場合は加工時の公差が累積して設計
要求形状と合致しないことがある。

【００２６】そこで、この配管加工品を３次元測定機９
にかけて各部の寸度チェックを行う（ステップ１１９）
。この３次元測定機９によって求めた計測データとＣＡ
Ｍデータの形状差をワークステーション６に入力し、数
値演算処理を行い、その偏差分を考慮して再度、ＣＡＭ
データを編集／生成する（ステップ１１６）。そして、
新たなＣＡＭデータに変更した後、再度、管曲げ加工を
行う。この一連の作業手順を製品として合格するまで行
う。なお、合格時のＣＡＭデータはマスタデータとして
生産用データファイルに登録され（ステップ１１６）、
次回以後、加工時にそのデータが呼び出され、各製品を
製作できるようになっている。また、このマスタデータ
及び生産用データファイルに登録されている他のマスタ
データを基に加工図番順リスト及び曲げ加工諸元等を編
集ファイルからプリンタに出力することもできる（ステ
ップ１２０，１２１）。

【００２７】次に上述の干渉チェックについて図３及び
図４を参照して説明する。図３は配管２０が管軸直角方
向に屈曲して配管２１とＩＶ−ＩＶ断面付近で干渉する
おそれのある場合を示している。この場合、設計上の要
求離隔の１／２の量を配管２０，２１の互いの外径上に
オフセットし、このオフセット２２を考慮した状態でシ
ミュレーションして干渉が生じないかを判定することが
できる。図４は配管同士の例であるが相手部材が構造、
機能品等の場合でも同様に要求離隔の１／２の量を外径
上にオフセットすることにより判定することができる。

【００２８】なお、以上のシミュレーションの判定結果
はディスプレイにリアルタイムで表示される。このとき
、端末機５の画面には参考データとして管の３次元座標
値、曲げ角度等とともにワイヤフレーム図がアイソメ図
の形で表示される。そして、配管に干渉部分がある場合
にはその部分が赤色等で表示され、干渉部分を視覚的に
把握することができる。

【００２９】図５は本発明の他の実施例のシステム構成
を示したシステム構成図である。この実施例では生産部
門において、端末機４にワークステーション６が直接接
続された状態を示している。接続にはＲＳ−２３２Ｃ等
の標準的なシリアルインターフェイス１０が使用されて
おり、上記ワークステーション６においてＮ／Ｃデータ
を生成することができる。そしてこのＮ／Ｃデータをフ
ロッピーディスクを介してＮＣ制御装置７に接続された
ＦＡ用のパーソナルコンピュータ１１等に転送するよう
になっている。このシステムによれば、ホストコンピュ
ータ１とワークステーション６とのデータ互換性がある
ので、一連の演算処理を迅速に行うことができる。また
、各加工機械には安価なパーソナルコンピュータ１１を
備えれば良い。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、曲げ加工シミュレーションにより所定の干渉
チェックを行うとともに、上記加工機により加工された
管の形状を３次元測定機で測定し、上記ＣＡＭデータと
の偏差量に応じて上記ＣＡＭデータを更新して、再度の
管加工を施し、所定精度の管を製作するようにしたので
、加工に先立って配管の干渉をチェックでき、また管加
工時の作業効率を大幅に向上させることができるととも
に管加工精度を高めることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による管自動加工システムの一実施例を
示した概略システム構成図。

【図２】図１に示したシステムの処理手順の一例を示し
た処理フロー図。

【図３】近接した配管状態の一例を示した斜視図。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線矢視図。

【図５】本発明による管自動加工システムの他の実施例
を示した概略システム構成図。

【図６】管の曲げ加工状態の一例を示した斜視図。

【符号の説明】

１　　ホストコンピュータ ２　　端末機 ３　　端末機 ４　　端末機 ５　　端末機 ６　　ワークステーション ７　　ＮＣ制御装置 ８　　管曲げ加工機 ９　　３次元測定機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端末機から入力されたＣＡＤデータをホス
   トコンピュータで演算処理して加工機用ＣＡＭデータを
   作成し、このＣＡＭデータにより適切な加工順序を設定
   するようにした管自動加工システムにおいて、上記加工
   順序に従った曲げ加工シミュレーションにより所定の干
   渉チェックを行い、その結果を上記ホストコンピュータ
   にフィードバックさせるとともに、上記加工機により加
   工された管の形状を３次元測定機で測定し、この形状デ
   ータと上記ＣＡＭデータとを照合させ、その偏差量に応
   じて上記ＣＡＭデータを更新して、再度の管加工を施し
   、所定精度の管を製作するようにしたことを特徴とする
   管自動加工システム。