彎曲沖壓裝置及彎曲沖壓方法以及鋼管的制造裝置及鋼管的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制造鋼管的彎曲沖壓裝置及彎曲沖壓方法、以及鋼管的制造裝置及鋼管的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]彎曲沖壓(bending press)是在進(jìn)行多道次按壓(沖壓)而制造所希望的形狀的產(chǎn)品時使用的沖壓方法(例如專利文獻(xiàn)I)。在以鋼管為對象的情況下，彎曲沖壓是對作為原料的鋼板的不同部分逐次成形來制造具有大致圓形的截面形狀的鋼管的方法。因此，與將整周一并成形的UOE方式的情況相比，能夠以少的力成形更加厚壁高強(qiáng)度的鋼管。
[0003]圖5示出基于彎曲沖壓的鋼管的成形方法。在圖5 (a)中，空心的是對沖壓前的鋼板的兩端進(jìn)行端部彎曲(edge crimping)的結(jié)構(gòu)。首先通過沖頭2，例如以4?8道次對鋼板I的比板寬中心靠右側(cè)處進(jìn)行成形(a)。接著，以與右側(cè)相同的道次數(shù)(例如4?8道次)對鋼板I的比板寬中心靠左側(cè)處進(jìn)行成形(b)。最后通過對板寬的中心部進(jìn)行沖壓而成形為截面圓狀(c)。將最終時按壓道次的情況稱為最終沖壓，將成形后的鋼板稱為開縫管(open seam pipe)3。
[0004]圖6是開縫管的示意圖。如圖6所示，開縫管3是將作為原料的板材成形為圓筒狀且相互面對的板端部(開縫邊緣(open seam edges)) 31a、31b未被焊接的狀態(tài)的管。面對的開縫邊緣的間隔a是縫間隙(seam gap)。開縫管3的管軸方向L與沖頭的長度方向一致。
[0005]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-129031號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]通過將以彎曲沖壓成形的開縫管的開縫邊緣對接并焊接，能夠制造鋼管。在該焊接工序中，首先，在成形縫間隙后的連續(xù)預(yù)裝(continuous tack welding)工序中，利用連續(xù)預(yù)裝裝置(continuous tack welder)對開縫管進(jìn)行限制，將開縫管的縫間隙封閉。在此狀態(tài)下，進(jìn)行了預(yù)焊接(temporary welding)之后，作為正式焊接(main welding)，通常通過潛弧焊(submerged arc welding)，首先進(jìn)行內(nèi)表面焊接(inside welding)，接著進(jìn)行外表面焊接(outside welding) ο
[0010]連續(xù)預(yù)裝裝置的限制力存在上限。因此，無法限制具有通過鋼管尺寸決定的一定量以上的縫間隙量(圖5(C)的a)的開縫管而使開縫邊緣對接。其結(jié)果是，也無法進(jìn)行連續(xù)預(yù)裝焊接。
[0011]因此，在彎曲沖壓時的最終沖壓中要求盡量減小縫間隙量。
[0012]在最終沖壓中逐漸增加沖頭壓下量，由此進(jìn)行開縫管的縫間隙量的調(diào)整。當(dāng)增大最終沖壓的沖頭壓下量時，縫間隙量減少，反之沖頭壓下量小時，成為縫間隙量大的狀態(tài)。
[0013]當(dāng)沖頭壓下釋放時，產(chǎn)生回彈，因此壓下釋放后的開縫管的縫間隙比壓下中的開縫管的縫間隙增大。因此，以減小壓下釋放后的回彈的情況為目的，存在如下技術(shù):在最終沖壓中，使沖頭壓下量增加而開縫邊緣與沖頭支承部接觸之后，進(jìn)一步增加沖頭壓下量而對開縫管施加彎曲加工。
[0014]然而，當(dāng)沖頭壓下量過度時，存在開縫管的開縫邊緣較強(qiáng)地夾入沖頭支承部、為了將管除去而產(chǎn)生必須將管在全長上切斷這樣的麻煩的可能性。
[0015]為了避免這樣的麻煩，通常應(yīng)留意避免沖頭壓下量變得過度，但其結(jié)果是縫間隙傾向于變大。
[0016]以往，最終沖壓時的縫間隙量的確認(rèn)僅通過作業(yè)者的目視進(jìn)行。因此，在沖頭壓下量不足而不能連續(xù)預(yù)裝限制那樣寬的縫間隙量的狀態(tài)下結(jié)束最終沖壓，或者反之沖頭壓下量過度而縫間隙量可能變得過小。
[0017]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠適當(dāng)?shù)毓芾黹_縫管的縫間隙量的彎曲沖壓裝置、及彎曲沖壓方法。
[0018]用于解決課題的方案
[0019]本發(fā)明的課題可以通過以下的方案來解決。
[0020]1.—種彎曲沖壓裝置，具備:
[0021]沖頭；及
[0022]隔開一定的空間而平行地配置的兩個直線狀的沖模，
[0023]利用所述沖頭將載置在所述兩個沖模上的板狀的被成形材料的所述空間上方的部分壓下，由此成形為具有相互面對的開縫邊緣的開縫管，
[0024]所述彎曲沖壓裝置的特征在于，還具備:
[0025]沖頭支承部，貫通所述成形后的開縫管的所述開縫邊緣之間而支承所述沖頭，在將所述被成形材料與所述沖頭一起壓下的方向上或者在將所述壓下釋放的方向上移動；
[0026]開縫邊緣測定裝置，具備設(shè)置于所述沖頭支承部的投光器和受光器，基于從所述投光器發(fā)射而通過將所述成形后的開縫管的外側(cè)與內(nèi)側(cè)之間連結(jié)的光路且到達(dá)所述受光器的測定光的強(qiáng)度的、因所述光路受到所述開縫管的開縫邊緣的遮擋所產(chǎn)生的變化，測定所述沖頭支承部與所述開縫邊緣之間的間隙量；及
[0027]控制部，基于所述開縫邊緣測定裝置測定到的間隙量來控制壓下所述沖頭的量。
[0028]2.根據(jù)I所述的彎曲沖壓裝置，其特征在于，所述測定光是激光。
[0029]3.根據(jù)I或2所述的彎曲沖壓裝置，其特征在于，所述投光器設(shè)置在所述成形后的開縫管的外側(cè)。
[0030]4.根據(jù)I?3中任一所述的彎曲沖壓裝置，其特征在于，所述開縫邊緣測定裝置至少安裝在所述沖頭的長度方向的始端終端附近和大致中央部這三個部位。
[0031]5.一種鋼管的制造裝置，具有I?4中任一所述的彎曲沖壓裝置。
[0032]6.一種彎曲沖壓方法，使用具有沖頭及隔開一定的空間而平行地配置的兩個直線狀的沖模的彎曲沖壓裝置，利用所述沖頭將載置在所述兩個沖模上的板狀的被成形材料的所述空間上方的部分壓下，由此成形為具有相互面對的開縫邊緣的開縫管，
[0033]所述彎曲沖壓方法的特征在于，
[0034]在沖頭支承部設(shè)置投光器和受光器，該沖頭支承部貫通所述成形后的開縫管的所述開縫邊緣之間而支承所述沖頭，在將所述被成形材料與所述沖頭一起壓下的方向上或者在將所述壓下釋放的方向上移動，
[0035]基于從所述投光器發(fā)射而通過將所述成形后的開縫管的外側(cè)與內(nèi)側(cè)之間連結(jié)的光路且到達(dá)所述受光器的測定光的強(qiáng)度的、因所述開縫管的開縫邊緣將所述光路遮擋而產(chǎn)生的變化，測定所述沖頭支承部與所述開縫邊緣之間的間隙量，
[0036]基于所述測定到的間隔來控制壓下所述沖頭的量。
[0037]7.根據(jù)6所述的彎曲沖壓方法，其特征在于，
[0038]在實施了最后一次的沖壓之后將壓下釋放的狀態(tài)下測定所述間隙量，
[0039]若所述測定到的間隙量為預(yù)先確定的規(guī)定量以下，則直接結(jié)束沖壓，
[0040]若所述測定到的間隙量超過預(yù)先確定的規(guī)定量，則還實施基于所述計測到的間隙量的壓下量的沖壓。
[0041]8.一種鋼管的制造方法，將使用6或7所述的彎曲沖壓方法而成形的開縫管的、所述開縫邊緣對接而進(jìn)行焊接。
[0042]發(fā)明效果
[0043]根據(jù)本發(fā)明，能夠適當(dāng)?shù)毓芾黹_縫管的縫間隙量，能夠進(jìn)行彎曲沖壓。因此，開縫管的制造效能提尚，伴隨于此，鋼管的制造效能也提尚，因此在工業(yè)上極其有用。
【附圖說明】
[0044]圖1是說明本發(fā)明的一實施方式的彎曲沖壓裝置的開縫邊緣測定裝置的結(jié)構(gòu)和開縫管的縫間隙量測定方法的示意圖。
[0045]圖2是表示開縫邊緣測定裝置及沖頭壓下量的控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)例的示意圖。
[0046]圖3是表示未使用開縫邊緣測定裝置而進(jìn)行了最終沖壓作業(yè)的情況的間隙量的分布的圖。
[0047]圖4是表示使用開縫邊緣測定裝置進(jìn)行了最終沖壓作業(yè)的情況的間隙量的分布的圖。
[0048]圖5是說明基于彎曲沖壓的鋼管的成形方法的圖。
[0049]圖6是說明開縫管的圖。
【具體實施方式】
[0050]本發(fā)明的一實施方式的彎曲沖壓裝置的特征在于，具備能夠進(jìn)行開縫管的最終沖壓的縫間隙量的監(jiān)視的開縫邊緣測定裝置，基于利用該測定裝置測定到的信息能夠控制沖頭壓下量。
[0051]圖1是說明本發(fā)明的一實施方式的彎曲裝置的開縫邊緣測定裝置的結(jié)構(gòu)及基于該開縫邊緣測定裝置的開縫管的縫間隙量測定方法的示意圖，示出與管軸方向正交的方向的剖視圖。在圖中，3是開縫管，4是投光器，5是受光器，6是光線，22是沖頭，21是沖頭支承部。21a是沖頭支承部21的上部，21b是沖頭支承部21的下部，在進(jìn)行最后一次的沖壓時分別位于開縫管3的外側(cè)及內(nèi)側(cè)。a表示縫間隙量，al、a2分別表示沖頭支承部21與開縫管的開縫邊緣之間的間隔、即間隙量。
[0052]圖示的彎曲沖壓裝置的開縫邊緣測定裝置具有:在沖頭22的沖頭支承部21的上部21a安裝的投光器4 ;與投光器4的光線發(fā)射方向相對地安裝于沖頭支承部21的下部21b的受光器5。由此，在投光器4與受光器5之間形成有將開縫管3的內(nèi)側(cè)與外側(cè)之間連結(jié)的光路。當(dāng)縫間隙量al、a2減小時，該光路的一部分或整體由開縫邊緣遮擋。因此，檢測通過該光路到達(dá)受光器5的測定光的強(qiáng)度的變化，由此能夠測定縫間隙量al、a2量。
[0053]投光器4及受光器5從光線的直線性或強(qiáng)度的觀點出發(fā)，分別優(yōu)選激光投光器及激光受光器。作為投光器4，也可以使用高亮度的LED(發(fā)光二極管(light-emittingd1de))，這種情況下，只要設(shè)置與投光器4的光的波長對應(yīng)的受光器5即可。
[0054]投光器4及受光器5以與沖頭支承部21的長度方向(開縫管的管軸方向)正交的方式安裝于沖頭支承部21的左右，受光器5也以與各個激光投光器相對的方式安裝于沖頭支承部21的左右。沖頭支承部21與沖頭一起向壓下鋼材的方向和將壓下釋放的方向移動。因此，投光器4、受光器5經(jīng)由利用將沖壓作業(yè)時的振動隔斷的原料或機(jī)構(gòu)構(gòu)成的構(gòu)件而安裝于沖頭支承部21，但優(yōu)選提高間隙測定精度。例如，可以經(jīng)由具有振動吸收功能的樹脂層來安裝。
[0055]從投光器4朝向受光器5發(fā)射