加工单元和加工装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属管道、金属管等棒状构件的弯曲加工用的单元和装置。
【背景技术】
[0002]在日本国特开平11一 138215号公报中记载了这样的内容:提供一种将弯曲模具和夹持模具的结构简化、比以往小型化的弯管机。在该文献的弯管机中，利用能够在轴向上分离的分型模构成支承在旋转轴的上部的弯曲模具，在这些分型模分别一体地形成夹持模具的一半部分。将作为弯曲对象的管材送入到与分型模一同分离的夹持模具之间，利用分型模的合模将该管材夹持于夹持模具。之后，使弯曲模具与旋转轴一同旋转，做成沿着形成在该弯曲模具的外周的凹槽的引导弯曲的结构。
[0003]在日本国特开2003— 305518号公报中记载了这样的内容:提供一种紧凑且容易控制的管道弯曲加工装置的管道弯曲加工单元。该文献的加工单元是一种管道弯曲加工装置的管道弯曲加工单元，其包括弯曲辊、用于将管道固定于弯曲辊的夹具以及在将管道按压于弯曲辊的同时使管道沿着弯曲辊移动而使管道弯曲的加压件，该管道弯曲加工装置的管道弯曲加工单元的特征在于，以能够接触、离开所述弯曲辊的方式支承所述夹具，设置具有用于确定所述加压件的移动轨迹的加压件用凸轮的固定板，以能够接触、离开所述弯曲辊的方式支承所述加压件，并且配设具有用于使所述夹具移动的夹具用凸轮的转动板，利用这些凸轮使所述夹具和所述加压件工作。
【发明内容】
[0004]寻求一种能够更有效率地加工管道、管等棒状构件的装置。
[0005]本发明的一个技术方案是一种加工单元，其包括:上下一对分型模部，其包含对棒状构件进行弯曲加工的弯曲槽;上下一对夹持部，其用于保持被插入到弯曲槽的棒状构件；以及加压件，其包含用于从弯曲槽的外周侧将棒状构件保持于弯曲槽的保持槽。加工单元包括:第1单元，其包含上下一对分型模部的上侧的第1分型模部和上下一对夹持部的上侧的第1夹持部;第2单元，其包含上下一对分型模部的下侧的第2分型模部和上下一对夹持部的下侧的第2夹持部；以及开闭单元，其用于使第1单元、第2单元以及加压件相对于作为安装于弯曲槽的状态的棒状构件的中心轴线的位置的设定中心在3个不同的方向上打开、闭入口 ο
[0006]通过使第1单元、第2单元以及加压件在3个不同的方向上打开，第1单元、第2单元以及加压件均移动到确保了距设定中心一定程度的距离的位置。因此，靠近设定中心变容易，能够使棒状构件、例如管道、管等工件在棒状构件为了进行弯曲加工而被把持的位置、即对于设定中心而言的单纯的路径、典型地讲是线性的路径出入。因此，能够缩短棒状构件的设置所需要的时间，能够缩短弯曲加工所需要的作业时间。特别是在为了将一个棒状构件做成成品而需要多次弯曲加工的情况下，换持的次数增加，但通过缩短换持所需要的时间，能够缩短包含弯曲加工在内的加工时间(制造时间)。
[0007]期望的是，开闭单元包括:第1开闭单元(平衡开闭单元)，其用于使第1单元和第2单元均等(平衡)地打开、闭合；以及第2开闭单元，其用于与第1开闭单元连动地使加压件远离或者靠近设定中心。第2开闭单元也可以是利用第1开闭单元的运动使加压件同步地打开、闭合的连杆单元。能够简化加压件的驱动机构和控制。
[0008]第2开闭单元也可以包括:裙状圆筒凸轮，其与第1开闭单元连动地上下运动；以及凸轮从动件，其在与裙状圆筒凸轮的周面接触的同时移动，裙状圆筒凸轮上下运动而与第1单元和第2单元打开、闭合连动地使加压件相对于弯曲槽以加压件打开、闭合的方式运动。在裙状圆筒凸轮向上方运动时第1单元和第2单元闭合的情况下，采用在第1方向和第2方向(上下方向)上变窄的裙状圆筒凸轮。由于能够利用裙状圆筒凸轮承受加压件的弯曲反作用力，因此能够省略用于在合模状态下维持加压件的驱动部件和能量。
[0009]第1开闭单元也可以包括用于使第1单元上下运动的第1开闭轴、用于使第2单元上下运动的第2开闭轴、用于使第1开闭轴和第2开闭轴向上下相反方向运动的左右旋螺杆构件以及用于使左右旋螺杆构件旋转的开闭马达。能够提供一种用一个开闭马达使第1单元、第2单元以及加压件在3个方向上打开、闭合的机构。
[0010]第2开闭单元也可以包括以加压件相对于第1开闭轴和第2开闭轴摆动的方式支承加压件的保持件和以能够相对于第1开闭轴和第2开闭轴旋转的方式支承保持件的支承部。通过利用第1开闭轴和第2开闭轴支承用于使加压件摆动的臂，能够在第1单元和第2单元的附近承受加压件的摆动的反作用力，能够利用第1单元、第2单元以及加压件更可靠地把持作为工件的棒状构件。
[0011]加压件也可以包括加压辊，该加压辊包含具有圆弧状部分的保持槽，加工单元具有在使第1单元和第2单元闭合的状态下以第1轴线为中心旋转的第1驱动单元和在使加压件闭合的状态下相对于第1驱动单元独立地以第1轴线为中心旋转的第2驱动单元。能够利用夹具进行左右一侧的拉弯加工并通过使加压件转动而进行左右另一侧的压弯加工。上下一对夹持部也可以是具备以字母X形交叉的夹持槽的左右弯曲共用的夹持部。能够在左右压弯拉弯这4个模式下加工棒状构件。
[0012]此外，加压件也可以包括配置在左右两处中的至少一处的加压件。即，加压件也可以包括配置在左右两处的左右的加压件或者配置在其中任一处的单侧的加压件。第2驱动单元也可以打开、闭合左右的加压件中的任一者或者单侧的加压件。能够进行左右的拉弯加工或者任一侧的拉弯加工。用于驱动左右的加压件的第2驱动单元的一个例子包括用于分别使左右的加压件打开、闭合的左右的开闭凸轮和为了使左右的开闭凸轮中的任一者闭合而以第1轴线为中心旋转的倾斜圆筒凸轮。
[0013]本发明的另一个技术方案是一种加工装置，其中，该加工装置包括:上述的加工单元;工件支承单元，其用于支承棒状构件；以及移动单元，其用于使加工单元和工件支承单元中的至少一者运动，进行将支承于工件支承单元的棒状构件的未加工部分的中心轴线设置在加工单元的设定中心的第1动作和将该中心轴线设置在与设定中心分开的退避位置的第2动作。由于能够使加压件以及用于把持棒状构件的第1单元和第2单元在3个方向上打开、闭合，因此移动单元能够使支承于工件支承单元的棒状构件的未加工部分的中心轴线在设定中心和退避位置之间相对地以直线状运动。因而，能够缩短加工时间。
[0014]期望的是，移动单元使支承于工件支承单元的棒状构件的未加工部分的中心轴线在第1方向、例如铅垂方向上相对地运动，以第1单元和第2单元的开闭方向相对于铅垂方向倾斜的方式支承加工单元。能够使作为加工对象的棒状构件的相对的运动单纯化，能够提供一种简单的结构的加工装置。
[0015]在加工单元包括使棒状构件向左右任一侧弯曲的机构的情况下，移动单元包括用于使加工单元在上下移动的同时左右摆动的第1移动单元。能够与左右弯曲的初始位置相应地设置加工单元。第1移动单元例如包括:基座;保持件，其相对于基座摆动;滑动板，其以在保持件内上下滑动的方式支承加工单元;第1凸轮槽，其设于基座，处于铅垂方向；第2凸轮槽，其设于滑动板，处于与滑动板所滑动的方向正交的方向；转动齿轮，其具备在第1凸轮槽和第2凸轮槽的内部运动的转动辊；以及转动马达，其保持于保持件，用于驱动转动齿轮而使转动齿轮旋转。通过利用转动马达使转动齿轮运动，能够使滑动板上下运动并且左右摆动。因此，能够使支承于滑动板的加工单元在上下移动的同时左右摆动，能够使设置棒状构件的设定中心移动到左右弯曲的初始位置。
[0016]加工装置也可以具有加工单元和以绕通过设定中心的第2轴线旋转的方式支承加工单元的扭转单元。扭转单元包括:扭转齿轮，其呈环状，用于支承加工单元，具有局部朝向中心切除而形成的第1切口部;扭转驱动单元，其用于驱动扭转齿轮;多个引导辊，其以扭转齿轮以第2轴线为中心旋转的方式支承扭转齿轮的外周面；以及支承单元，其用于支承多个引导辊。加工装置的支承单元也可以包括:第2开口，其以第2轴线为中心，大于扭转齿轮的环内的第1开口；以及第2切口部，其到达第2开口，在与第2轴线正交的方向上敞开，并且，该加工装置面向第2开口地配置有多个引导辊，以扭转齿轮的至少一部分在第2开口内旋转的方式支承扭转齿轮的至少一部分。能够提供一种无扭转轴类型的旋转机构且是不可弯曲区域较短的加工装置。
[0017]并且，加工装置也可以具有:卡盘单元，其沿着第2轴线隔着支承单元而在与加工单元相反的一侧支承棒状构件的未加工部分；以及输送单元，其相对地控制卡盘单元和支承单元之间的距离。卡盘单元也可以具有工件把持部，该工件把持部沿着第2轴线延伸，在支承单元和卡盘单元之间的距离接近时，该工件把持部贯穿第1开口。
[0018]本发明的又一个不同的技术方案是一种包括利用具有加工单元的加工装置弯曲加工棒状构件的步骤的方法(制造方法、控制方法)。加工单元包括:上下一对分型模部，其具有弯曲槽;上下一对夹持部，其用于保持被插入到弯曲槽的棒状构件；以及加压件，其具有从弯曲槽的外周侧将棒状构件保持于弯曲槽的保持槽。该方法包括这样的步骤:在弯曲加工之前，在使上侧的分型模部和上侧夹持部、下侧的分型模部和下侧的夹持部以及加压件以安装于弯曲槽的状态的棒状构件的中心轴线的位置为设定中心地在3个不同的方向上打开的状态下，使棒状构件相对地以直线状运动而设置在设定中心。
[0019]设置也可以包括这样的步骤:将加工单元倾斜，使棒状构件以直线状运动而左右弯曲共用地供给、排出。此外，加工也可以包括这样的步骤:将设置在设定中心的棒状构件在设定中心左右弯曲。由于能够缩短棒状构件的移动距离，因此能够缩短加工时间。
[0020]也可以是，在具有扭转单元、转动单元以及卡盘单元的加工装置中，包括这样的步骤:在设置之前，扭转驱动单元使扭转齿轮旋转，以使第1切口部和第2切口部对齐；以及转动单元将安装角度设为使第1单元、第2单元以及加压件打开而放开棒状构件的方向与第1切口部和第2切口部这两者的方向成为直线状的安装角度，设置包括这样的步骤:使卡盘单元和扭转单元在直线状的方向上相对运动，将棒状构件设置在第2轴线。能够提供一种能够线性地供给、排出棒状构件的回转弯曲机(日文:口一夕y—X >夕''一)。
[0021]在具有输送单元的加工装置中，也可以包括这样的步骤:在弯曲加工之前，输送单元使支承单元和卡盘单元之间的距离接近，工件把持部贯穿第2开口；以及在利用加工单元把持棒状构件时，输送单元隔开支承单元和卡盘单元之间的距离，工件把持部重新把持棒状构件。通过换握棒状构件，即使是棒状构件的中央部，也能够进行弯曲加工。
【附图说明】
[0022]图1是表示加工装置的概要的主视图。
[0023]图2是表示加工装置的概要的侧视图。
[0024]图3是表示加工单元的概要的图。
[0025]图4是表示加工单元的概略结构的剖视图。
[0026]图5是表示上下模和加压辊的开闭情形的图，图5的(a)是表示开模状态的图，图5的(b)是表示闭模状态的图，图5的(c)是表示为了进行左弯曲加工而移动的情形的图，图5的(d)是表示为了进行右弯曲加工而移动的情形的图。
[0027]图6是说明弯曲模具夹具的概要的图，图6的(a)是以弯曲模具夹具为中心地放大而从上方观看到的俯视图，图6的(b)是从夹持槽的方向观看利用夹持槽把持工件的状态的图，图6的(c)是从第2夹持槽的方向观看利用第2夹持槽把持工件的状态的图。
[0028]图7是表示弯曲模具夹具的下模的结构的图，图7的(a)是俯视图，图7的(b)是夹持槽的延长方向的侧视图，图7的(c)是第2夹持槽的延长方向的侧视图。
[0029]图8是表示加工单元的弯曲加工的例子的俯视图，图8的(a)是表示左拉弯的图，图8的(b)是表示右拉弯的图，图8的(c)是表示左压弯的图，图8的(d)是表示右压弯的图。
[0030]图9是表示移动单元的结构和运动的图，图9的(a)和图9的(d)是表示将加工单元设置为左弯曲状态的状态的图，图9的(b)和图9的(e)是表示使加工单元移动到下方的状态的图，图9的(c)和图9的(f)是表示将加工单元设置为右弯曲状态的状态的图。
[0031]图10是进一步表示移动单元的结构的图，图10的(a)是横向的剖视图，图10的(b)是纵向的剖视图。
[0032]图11是表示利用加工装置加工工件的过程的流程图。
[0033]图12是表示不同的加工单元的俯视图，图12的(a)是表示左拉弯加工的情形的图，图12的(b)是表示右压弯加工的情形的图。
[0034]图13是表示另一不同的加工单元的俯视图。
[0035 ]图14是图13所示的加工单元的侧视图。
[0036]图15是表示具备两个加压辊的加工单元的例子的俯视图。
[0037]图16是表示不同的加工装置的概要的主视图。
[0038]图17是表示图16所示的加工装置的概要的俯视图。
[0039]图18是表示扭转单元的概要的主视图。
[0040]图19是表示扭转单元的概略的剖视图。
[0041 ]图20是表示扭转单元的概略的俯视图。
[0042]图21是表示卡盘单元的概略结构的图，图21的(a)是主视图，图21的(b)是侧视图。
[0043]图22是表示利用图16所示的加工装置加工工件的过程的流程图。
[0044]图23是表示不同的扭转单元的概要的主视图。
[0045]图24是表示图23所示的扭转单元的概略的侧视图。
[0046]图25是表示图23所示的扭转单元的概略的俯视图。
[0047 ]图26是表示不同的加工单元的概要的俯视图。
[0048]图27是表示图26所示的弯曲单元的概略结构的剖视图。
[0049]图28是表示上下模和加压辊的开闭情形的图，图28的(a)是表示开模状态的图，图28的(b)是表示闭模状态的图。
【具体实施方式】
[0050]图1利用主视图表示对棒状构件进行弯曲加工的加工装置的概要。作为加工对象(工件、workpiece)的棒状构件的一个例子是管道。加工装置1包含:架台2;工件支承单元5，其用于在水平方向上支承作为工件W的管道;加工单元10，其用于对工件(加工对象)W进行弯曲加工;移动单元80，其用于将加工单元10以相对于架台2上下移动的方式支承；以及控制单元9。控制单元9包含分别控制工件支承单元5、加工单元10以及移动单元80的功能。工件W既可以是管道，也可以是管，还可以是其他的棒状构件。
[0051 ]工件支承单元5包含:保持件(夹具)5a，其用于在水平方向上把持工件W;马达5b，其用于使保持件5a以工件W的长度方向上的轴线(中心轴线)为中心旋转；以及移动单元5c，其用于使工件支承单元5在架台2上移动而控制工件支承单元5与加工单元10之间的距离。移动单元5c控制工件W的长度方向上的加工位置。在该例子中，移动单元5c是使工件W沿水平方向移动的水平移动单元。工件支承单元5也可以包含用于使工件支承单元5在架台2上上下移动而变更由保持件5a把持的工件W的高度的单元。
[0052]控制单元9包含用于控制工件支承单元5的马达5b和水平移动单元5c而控制加工单元10和工件W的相对角度以及加工单元10和工件支承单元5之间的距离的加工位置控制功能(加工位置控制单元)9a。通过改变加工单元10和工件支承单元5之间的相对的位置、或改变角度，能够控制加工单元10和工件W的相对的角度以及加工单元10和工件支承单元5之间的距离。
[0053]控制单元9包含用于控制加工单元10而控制工件W的弯曲方向和弯曲方法(拉弯和压弯)的弯曲加工控制单元9b。加工控制单元9b包含进行左拉弯加工的模式1 (Ml)、进行右拉弯加工的