(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記金属材加熱機構、金属材冷却機構、金属材支持機構および制御機構を備えることを特徴とする曲げ部材の製造装置；
金属材加熱機構：長手方向へ送られる金属材の外周面から離間して配置され、該金属材の一方の端部の側から他方の端部の側へ向けて該金属材を加熱する誘導加熱コイルと、該誘導加熱コイルを冷却するコイル冷却機構とを備える、
金属材冷却機構：前記金属材加熱機構により加熱された金属材の高温部の外面に冷却水を吹き付けることによって、前記金属材の軸方向の一部に、該金属材の軸方向へ向けて移動する高温部を形成する、
金属材支持機構：前記高温部を境として前記金属材の軸方向の両側に位置する第１の部分および第２の部分を支持するとともに、該第１の部分および第２の部分のうちの一方または双方の位置が二次元または三次元で変更自在に構成される、
制御機構；一の金属材の曲げ加工時に、（ａ）前記金属材加熱機構、前記金属材冷却機構および前記金属材支持機構の全てに停止信号を直ちに出力する全停止、（ｂ）前記金属材加熱機構、前記金属材冷却機構および前記金属材支持機構の全てに停止信号を、前記一の金属材に対する曲げ加工が終了した時に出力する送り完了後停止、および、（ｃ）前記コイル冷却機構に起動信号を出力し続けながら警報信号を出力する警報出力のうちのいずれか一の動作を選択し、選択した動作を実行する信号を出力するとともに、前記全停止は、前記誘導加熱コイルに供給する高周波電流を生成するための高周波盤中で発生する熱を制御するために制御していた高周波盤冷却水の流量低下、前記誘導加熱コイルに供給する高周波電流を変成する高周波変成器の中で発生する熱を冷却するために制御していた高周波変成器冷却水の流量低下、前記誘導加熱コイルに接続されるコイルリードで発生する熱を冷却するために制御していたコイルリード冷却水の流量低下、前記誘導加熱コイルで発生する熱を冷却するために制御していた加熱コイル冷却水の流量低下、前記誘導加熱コイルの異常発熱により該誘導加熱コイルの冷却が十分にできなくなることを監視しているコイル冷却水（戻り）温度計の温度高、前記誘導コイルに冷却水を供給するコイル冷却水ポンプの異常により冷却水圧力が低下し、冷却水系統循環水量を十分に確保できなくなることを監視しているコイル冷却水の圧力低下、または、前記誘導加熱コイルに供給する冷却水を収容するコイル冷却水タンクの水量レベル低下の場合に選択される。
【請求項２】
さらに、前記金属材をその長手方向へ送る送り装置を備える請求項１に記載された曲げ部材の製造装置。
【請求項３】
金属材支持機構は、前記金属材をその長手方向へ送る機能を有する請求項１に記載された曲げ部材の製造装置。
【請求項４】
前記送り完了後停止は、冷却水温度計の温度高の場合とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された曲げ部材の製造装置。
【請求項５】
前記警報出力は、前記誘導加熱コイルに供給する冷却水を収容するコイル冷却水タンクの水量レベル上昇、前記金属材の高温部の外面に吹き付ける冷却水を収容する冷却水タンクの水量レベル低下、または、該冷却水タンクの水量レベル上昇の場合に選択される請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された曲げ部材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲げ部材の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、高強度、軽量かつ小型であること等が、屈曲した形状を有する金属製の自動車用や各種機械用の強度部材、補強部材または構造部材に、求められる。この種の曲げ部材は、これまで、例えばプレス加工品の溶接、厚板の打ち抜きさらには鍛造等により製造されてきた。しかし、これらの製造方法により達成される、曲げ部材の軽量化および小型化は限界に達しており、その実現は容易でない。
【０００３】
近年、いわゆるチューブハイドロフォーミングによりこの種の曲げ部材を製造することが積極的に検討されている（例えば非特許文献１参照）。非特許文献１の２８頁には、素材となる材料の開発や成形可能な形状の自由度の拡大等といった様々な課題がチューブハイドロフォーミングに存在するので、今後よりいっそうの技術開発が必要であることが、記載されている。
【０００４】
本出願人は、先に特許文献１により曲げ加工装置を開示した。図２は、この曲げ加工装置０の概略を示す説明図である。
図２に示すように、曲げ加工装置０は、基本的に、支持機構２によりその軸方向へ移動自在に支持された鋼管１を上流側から下流側へ向けて例えばボールネジを用いた送り機構３により送りながら、支持機構２の下流で誘導加熱コイル５により鋼管１を部分的にＡｃ３点以上に急速に加熱するとともに誘導加熱コイル５の下流に配置される水冷装置６により冷却水を噴射して鋼管１を急冷する。これにより、鋼管１の長手方向の一部に、Ａｃ３点以上に加熱された高温部１ａを形成する。なお、符号７は鋼管１をその軸方向へ移動自在に支持する支持機構である。
【０００５】
そして、鋼管１を送りながら支持可能であるロール対４ａを少なくとも一組有する可動ローラーダイス４の位置を二次元または三次元で変更して鋼管１の高温部に曲げモーメントを付与することにより、二次元または三次元に屈曲する曲げ加工部と焼入れ部とを長手方向および／またはこの長手方向と交叉する面内の周方向へ向けて断続的または連続的に有する曲げ部材８を、十分な曲げ加工精度を確保しながら高い作業能率で製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００６／０９３００６号パンフレット
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】自動車技術  Ｖｏｌ．５７，Ｎｏ．６，２００３  ２３〜２８頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、曲げ加工装置０は、誘導加熱コイル５により鋼管１を部分的にＡｃ３点以上の高温に急速に加熱するとともに水冷装置６により鋼管１を急冷する。このため、曲げ加工装置０により曲げ部材を安全かつ効率的に量産するためには、鋼管１のみならず誘導加熱コイル５の溶損を確実に防止することによる火災の発生防止に充分配慮する必要がある。
【０００９】
また、誘導加熱コイル５が適正に作動しない場合には、所望の温度の高温部１ａを形成することができなくなり、高温部１ａの変形抵抗が所望の程度に低下しなくなるために、可動ローラーダイス４を二次元または三次元で駆動する駆動装置を損傷するおそれがある。
【００１０】
また、鋼管１の送り機構３が適正に作動しない場合には、鋼管１の高温部１ａの加熱時間が増加して高温部１ａの温度が異常に高まり、鋼管１が溶損するおそれがある。
また、鋼管１の先端部または後端部を把持する把持部材による把持が適正に行われないと、鋼管１のチャック装置が外れ、鋼管１の先端部または後端部が暴れ、周辺に配置された各種の設備と衝突するおそれがある。
【００１１】
さらに、例えば産業用ロボットや各装置によって加工する鋼管１を次工程に引き継ぐ時に、産業用ロボットや各装置と鋼管１とが衝突したりして互いに破損するおそれがある。
このように、曲げ加工装置０は、誘導加熱コイル５、鋼管１の送り機構３、鋼管１のチャック装置、さらには産業用ロボット等が適正に作動しないと、各装置や鋼管１を損傷する可能性がある。
【００１２】
このため、曲げ加工装置０により曲げ部材を、安全かつ効率的に、各装置や鋼管１を損傷することなく量産するためには、鋼管１のみならず誘導加熱コイル５の溶損による火災の発生防止や、各装置の損傷防止に充分配慮する必要がある。
【００１３】
本発明の目的は、安全かつ効率的に、各装置や金属材を損傷することなく稼働しながら、曲げ部材を量産することができる曲げ部材の製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、下記金属材加熱機構、金属材冷却機構、金属材支持機構および制御機構を備えることを特徴とする曲げ部材の製造装置である。
金属材加熱機構：長手方向へ送られる金属材の外周面から離間して配置され、この金属材の一方の端部の側から他方の端部の側へ向けてこの金属材を加熱する誘導加熱コイルと、この誘導加熱コイルを冷却するコイル冷却機構とを備える。
【００１５】
金属材冷却機構：金属材加熱機構により加熱された金属材の高温部の外面に冷却媒体を吹き付けることによって、金属材の軸方向の一部に、金属材の軸方向へ向けて移動する高温部を形成する。
【００１６】
金属材支持機構：高温部を境として金属材の軸方向の両側に位置する第１の部分および第２の部分を支持するとともに、第１の部分および第２の部分のうちの一方または双方の位置が二次元または三次元で変更自在に構成される。
【００１７】
制御機構；一の金属材の曲げ加工時に、（ａ）金属材加熱機構、金属材冷却機構および金属材支持機構の全てに停止信号を直ちに出力する全停止、（ｂ）金属材加熱機構、金属材冷却機構および金属材支持機構の全てに停止信号を、一の金属材に対する曲げ加工が終了した時に出力する送り完了後停止、および、（ｃ）コイル冷却機構に起動信号を出力し続けながら警報信号を出力する警報出力のうちのいずれか一の動作を選択し、選択した動作を実行する信号を出力する。
【００１８】
本発明では、さらに、金属材をその長手方向へ送る送り装置を備えてもよいし、あるいは、金属材支持機構が、金属材をその長手方向へ送る機能を有していてもよい。
これらの本発明において、全停止は、コイル冷却機構が原因であれば、高周波盤冷却水の流量低下、高周波変成器冷却水の流量低下、コイルリード冷却水の流量低下、加熱コイル冷却水の流量低下、コイル冷却水（戻り）温度計の温度高、コイル冷却水の圧力低下、金属材冷却機構が原因であれば、冷却水タンクの水量レベル低下、また、前記誘導加熱コイルの加熱出力の低下、金属材の送り速度低下または停止、金属材の前端部または後端部の把持機構の作動不良、または、金属材の所定位置への不在席の場合に選択されることが好ましい。
【００１９】
さらに、これらの本発明において、警報出力は、コイル冷却機構のコイル冷却水タンクの水量レベル上昇または低下、金属材冷却機構の冷却水タンクの水量レベル上昇、または、冷却水温度計の温度高の場合に選択されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、安全かつ効率的に稼働しながら、曲げ部材を量産することができる曲げ部材の製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明に係る曲げ部材の製造装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、特許文献１により開示された曲げ加工装置の概略を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以降の説明では、鋼材が、閉じた横断面形状を有する部材の代表例である鋼管である場合を例にとる。しかし、本発明は、鋼管に限定されるものではなく、閉じた横断面形状を有する鋼材であれば等しく適用される。
【００２３】
図１は、本発明に係る曲げ部材の製造装置１０の構成の一例を示す斜視図である。
図１に示すように、この製造装置１０は、送り機構１１、金属材加熱機構１２、金属材冷却機構１３、金属材支持機構１４、制御機構１５および変形抑制機構３２を備えるので、これらの構成要素を順次説明する。
【００２４】
「送り機構１１」
はじめに、鋼管１６の把持部材１７、１８および産業用ロボット１９〜２０を簡単に説明する。
【００２５】
鋼管１６は、第１の端部１６ａの内部に、把持部材（チャック）１７を挿設されている。また、第２の端部１６ｂの内部にも、把持部材（チャック）１８を挿設されている。把持部材１７は、鋼管１６の外径よりも大きい外径を有する筒状の大径部１７ａと、鋼管１５の内径よりも小さい外径を有して鋼管１６の内部に挿設される筒状の小径部とを有し、同様に、把持部材１８も、鋼管１６の外径よりも大きい外径を有する筒状の大径部１８ａと、鋼管１５の内径よりも小さい外径を有して鋼管１６の内部に挿設される筒状の小径部とを有する。大径部１７ａの端面が鋼管１５の第１の端部１６ａの端面に付き当てられるとともに、大径部１８ａの端面が鋼管１５の第２の端部１６ｂの端面に付き当てられる。製造装置１０では、把持部材１７は第３の産業用ロボット２２により支持されるとともに、把持部材１８は第１の産業用ロボット１９により支持される。
【００２６】
送り機構１１は、汎用の６軸多関節型の第１の産業用ロボット１９により構成される。製造装置１０は、第１の産業用ロボット１９のみならず、誘導加熱コイル支持ロボット２０、第２の産業用ロボット２１さらには第３の産業用ロボット２２にも、第１の産業用ロボット１９と同様のロボットを用いる。
【００２７】
製造装置１０で用いる第１の産業用ロボット１９、誘導加熱コイル支持ロボット２０、第２の産業用ロボット２１さらには第３の産業用ロボット２２は、いずれも、第１〜６軸を有するいわゆる垂直多関節ロボットである。第１軸は、上腕２３を水平面内で旋回させる。第２軸は、上腕２３を前後に旋回させる。第３軸は、前腕２４を上下に旋回させる。第４軸は、前腕２４を回転させる。第５軸は、手首を上下に旋回させる。第６軸は、手首を回転させる。必要に応じて、これらに加えて、上腕２３を旋回させる第７軸を有していてもよい。第１〜７軸は、いずれも、ＡＣサーボモーターにより駆動される。
【００２８】
第１の産業用ロボット１９、誘導加熱コイル支持ロボット２０、第２の産業用ロボット２１さらには第３の産業用ロボット２２は、他の汎用の産業用ロボットと同様に、いずれも、各軸の動作を総合的に制御するコントローラおよび動作を教示するための入力装置（いずれも図示しない）が設けられている。
【００２９】
第１の産業用ロボット１９の手首の先端には、第１の産業用ロボット１９の側方近傍の床に配置されたパレット（図示しない）に収容された素材である鋼管１６を把持するとともに把持した鋼管１６を、後述する支持機構１４および加熱機構１３にそれぞれ設けられた貫通孔を貫通させるための効果器（エンドエフェクタ）として、把持部材１８が設けられている。
【００３０】
また、鋼管１６の第１の端部１６ａの内部に挿設された把持部材１７は、第３の産業用ロボット２２の手首によって支持される。
把持部材１８は、この送り機構１１においてのみならず、後述する支持機構１４を構成する可動ローラーダイスを用いずに第２の産業用ロボット２１によって鋼管１６を直接掴持する場合や、変形防止機構３２においても用いられる。把持部材１８は、製造装置１０により製造される曲げ部材の寸法精度や生産性に大きく影響する。
【００３１】
この製造装置１０では、図示しないパレットから製造装置１０への鋼管１６の移動や製造装置１０へのセットを第１の産業用ロボット１９で行うので、サイクルタイムの低減を図ることができ、生産性を高めることができる。
【００３２】
次に、送り機構１１を説明する。送り機構１１は、曲げ部材の素材である鋼管１６をその長手方向へ送るための機構である。
送り機構１１は、第１の端部１６ａの内部に把持部材１７を挿設された鋼管１６を、第１の端部１６ａを先頭としてこの鋼管１６の長手方向へ、すなわち図１中の白抜き矢印方向へ送るためのものである。
【００３３】
送り機構１１は、鋼管１６をその長手方向へ送ることができる機構を用いればよく、特定の装置には限定されない。この製造装置１０では、送り機構１１として、把持部材１８を鋼管１６の送り方向へ移動自在に支持する６軸の多関節型の第１の産業用ロボット１９により、構成した。しかし、第１の産業用ロボット１９に替えて、例えばボールネジ等の公知の送り装置を用いてもよい。この場合、曲げ部材を製造するためには、この送り機構１１と加熱機構１２との間の鋼管１６を送りながら所定の位置に位置決めするために、一対のローラ等からなる支持機構を配置することが望ましい。
【００３４】
また、送り機構１１を配置せずに製造装置１０を構成することも可能である。後述する金属材支持機構１４として、例えば、第１の端部１６ａを把持する多関節型の産業用ロボットと、第２の端部１６ｂを把持する多関節型の産業用ロボットとを組み合わせて用いれば、送り専用の装置を配置しなくとも、これらの産業用ロボットの動作により、鋼管１６をその長手方向へ送ることができるからである。すなわち、金属材支持機構１４が、鋼管１６をその長手方向へ送る機能を有していてもよい。
【００３５】
「金属材加熱機構１２」
金属材加熱機構１２は、誘導加熱コイル１２ａと、コイル冷却機構１２ｂとを備える。
誘導加熱コイル１２ａは、長手方向へ送られる鋼管１６の外周面１６ｃから離間して第１の位置Ａに配置される環状の本体を有し、鋼管１６の第１の端部１６ａの側から第２の端部１６ｂの側へ向けて鋼管１６をその長手方向へ加熱する。誘導加熱コイル１２ａには図示していないが高周波変成器等の周知の附帯機構が設けられている。
【００３６】
また、コイル冷却機構１２ｂは、コイル冷却水循環タンク１２ｃと、コイル冷却水送り管１２ｄと、コイル冷却水戻り管１２ｅとが設けられている。コイル冷却水循環タンク１２ｃに収容されたコイル冷却水を、コイル冷却水送り管１２ｄを介して誘導加熱コイル１２ａの内部に供給して誘導加熱コイル１２ａを冷却し、誘導加熱コイル１２ａを冷却したコイル冷却水をコイル冷却水戻り管１２ｅによりコイル冷却水循環タンク１２ｃに戻すように構成される。
【００３７】
金属材加熱機構１２は、送られる鋼管１６を、鋼管１５のＡｃ３点以上の例えば焼入れ可能温度域に急速に加熱する能力を有する。
金属材加熱機構１２は、後述する金属材冷却機構１３と一体として、誘導加熱コイル支持ロボット２０により移動自在に支持される。
【００３８】
図示していないが、誘導加熱コイル１２ａ、高周波変成器、コイル冷却水循環タンク１２ｃ、コイル冷却水送り管１２ｄさらにはコイル冷却水戻り管１２ｅ等といった、金属材加熱機構１２の構成要素の適宜位置に、高周波盤冷却水の流量の低下、高周波変成器の流量の低下、コイルリード冷却水の流量の低下、加熱コイル冷却水の流量の低下、さらにはコイル冷却水循環タンク１２ｃの水量レベルの低下、コイル冷却水（戻り）温度計の温度高、コイル冷却水の圧力低下を、検出することができる各種センサーが配置されている。これらの各種センサーの検出値は、製造装置１０の全稼働時間において後述する制御装置１５に出力される。制御装置１５は、この検出値に基づいて後述する全停止、送り完了後停止、および警報出力のうちのいずれか一の動作を選択し、選択した動作を実行する信号を出力する。
【００３９】
「金属材冷却機構１３」
金属材冷却機構１３は、第１の位置Ａよりも鋼管１６の送り方向の下流の第２の位置Ｂに配置される。金属材加熱機構１２により加熱された鋼管１６の高温部の外面１６ｃに冷却媒体を吹き付けることによって、鋼管１６の軸方向の一部に、Ａｃ３点以上に加熱された高温部１６ｄを形成する。高温部１６ｄは、鋼管１６がその軸方向へ送られているので、鋼管１６の軸方向へ向けて移動する。
【００４０】
製造装置１０では、金属材冷却機構１３として水冷機構を用いることが望ましい。水冷機構１３は、冷却水噴射ノズル１３ａと、冷却水噴射ノズル１３ａに冷却水１３ｂを供給する冷却水供給管１３ｃおよび冷却水供給タンク１３ｄを備える。
【００４１】
水冷機構１３から冷却水１３ｂを鋼管１６の外面１６ｃに吹き付けることによって、例えばＡｃ３点以上の温度に加熱された鋼管１６を急速に冷却して、鋼管１６を焼入れることができる。
【００４２】
金属材冷却機構１３は、上述したように金属材加熱機構１３と一体として、誘導加熱コイル支持ロボット２０により移動自在に支持される。
図示していないが、冷却水噴射ノズル１３ａと、冷却水噴射ノズル１３ａに冷却水１３ｂを供給する冷却水供給管１３ｃおよび冷却水供給タンク１３ｄ等の、金属材冷却機構１３の構成要素の適宜位置に、冷却水供給タンク１３ｄの水量レベル低下、冷却水温度計の温度高、冷却水供給タンク１３ｄの水量レベル上昇を、検出することができる各種センサーが配置されている。これらの各種センサーの検出値は、製造装置１０の全稼働時間において後述する制御装置１５に出力される。制御装置１５は、この検出値に基づいて後述する全停止、送り完了後停止、および警報出力のうちのいずれか一の動作を選択し、選択した動作を実行する信号を出力する。
【００４３】
「金属材支持機構１４」
金属材支持機構１４は、第１の支持機構１４−１と第２の支持機構１４−２とにより構成される。
【００４４】
第１の支持機構１４−１は、第１の位置Ａよりも鋼管１６の送り方向の上流の位置Ａ’、すなわち送り機構１１と加熱機構１２との間に配置され、送り機構１１により送られる鋼管１６を送りながら支持するためのものであり、鋼管１６を送りながら支持可能である一対のロール２５、２５を少なくとも一組（図示例ではロール対２６、２６をもう一組有し、合計二組）有するダイス２７により構成される。
【００４５】
ダイス２７は、支持台２８に固定されて搭載されるが、これに限定されるものではなく、例えば汎用の６軸多関節型の産業用ロボットにより移動自在に支持されてもよい。
このようなダイス２７は、当業者にとっては周知慣用であるので、第１の支持機構１４−１に関するこれ以上の説明は省略する。
【００４６】
第２の支持機構１４−２は、冷却機構１３よりも鋼管１６の送り方向の下流の位置Ｃに配置されて、送られる鋼管１６を移動自在に支持する。また、第２の支持機構１４−２は、鋼管１６の少なくとも一箇所を支持しながら二次元または三次元の方向へ移動する。これにより、第２の支持機構１４−２は、鋼管１６における位置Ａ〜Ｂ間の、加熱されて変形抵抗が大幅に低下した高温部１６ｄに曲げモーメントを与えて、鋼管１６を所望の形状に曲げ加工するためのものである。
【００４７】
第２の支持機構１４−２として、鋼管１６を送りながら支持可能である一対のロール２９を少なくとも一組有する可動ローラーダイス３０を用いた。しかし、これとは異なり、上述したように、第２の支持機構１４−２として可動ローラーダイス３０を用いずに第２の産業用ロボット２１に持たせたグリッパー等の効果器によって鋼管１６を直接掴持するようにしてもよい。
【００４８】
可動ローラーダイス３０は、第２の産業用ロボット２１により支持される。第２の産業用ロボット２１の手首の先端には、可動ローラーダイス３０を保持するための効果器（エンドエフェクタ）として、グリッパー３１が設けられている。なお、効果器としては、グリッパー３１以外の型式のものを用いてもよいことはいうまでもない。
【００４９】
このように、金属材支持機構１４は、鋼管１６の高温部１６ｄを境として鋼管１６の軸方向の両側の二つの部分を支持するとともに、これら二つの部分のうち第２の支持機構１４−２により支持される部分の位置を二次元または三次元で変更することによって、鋼管１６の高温部１６ｄに曲げモーメントを与えて、鋼管１６を所望の形状に曲げ加工する。
【００５０】
［変形抑制機構３２］
変形抑制機構３２は、必ずしも設ける必要はないが、曲げ加工後の鋼管１６の変形を抑制できるので、曲げ部材の寸法精度を高めることができる。
【００５１】
変形抑制機構３２は、鋼管１６の送り方向について位置Ｂ’よりも下流の位置Ｄに配置されて、送られる鋼管１６の変形を防止するためのものである。
製造装置１０では、変形防止機構３２を、第３の産業用ロボット２２により構成した。第３の産業用ロボット２２の手首は、鋼管１６の第１の端部１６ａの内部に挿設された把持部材１７を支持する。
【００５２】
なお、本発明に係る製造装置１０では、曲げ加工を、温間または熱間で行うことが望ましい。温間とは常温に比べて金属材の変形抵抗が低下する加熱温度域であり、例えば、ある鉄鋼材料ではおよそ５００℃から８００℃の温度域である。熱間とは常温に比べて金属材の変形抵抗が低下し、かつ、金属材が焼入れされるのに必要な加熱温度域であり、例えば、ある鉄鋼材料では８００℃以上の温度域である。特に、熱間で行う場合には焼入れの所定の温度になった後に所定の冷却速度で冷却することにより焼入れ処理を行うことができ、また温間で行う場合には曲げ加工部を冷却することにより熱歪み等の加工上の歪みの発生を防止することができる。
【００５３】
「制御機構１５」
制御機構１５は、製造装置１０によって一の鋼管１６−１の製造時に、
（ａ）送り装置１１、金属材加熱機構１２、金属材冷却機構１３、金属材支持機構１４および変形抑制機構３２の全てに停止信号を直ちに出力する全停止、
（ｂ）送り装置１１、金属材加熱機構１２、金属材冷却機構１３、金属材支持機構１４および変形抑制機構３２の全てに停止信号を、一の鋼管１６−１に対する曲げ加工が終了した時に出力する送り完了後停止、および、
（ｃ）金属材冷却機構１３の附帯設備であるコイル冷却機構に起動信号を出力し続けながら警報信号を出力する警報出力
のうちのいずれか一の動作を選択し、選択した動作を実行する信号を出力する。
【００５４】
制御装置１５による動作の選択は、上述したように、製造装置１０の全稼働時間における、金属材加熱機構１２の構成要素の適宜位置に配置された各種センサーの検出値、および金属材冷却機構１３の構成要素の適宜位置に配置された各種センサーの検出値に基づいて、行われる。
【００５５】
制御装置１５は、コイル冷却機構が原因であれば、高周波盤冷却水の流量低下、高周波変成器の冷却水の流量低下、コイルリード冷却水の流量低下、誘導加熱コイル冷却水の流量低下、誘導加熱コイル冷却水（戻り）温度計の温度高、誘導加熱コイル冷却水の圧力低下の場合に、また、金属材冷却機構が原因であれば、コイル冷却水循環タンク１２ｃの水量レベル低下、また、誘導加熱コイル１２ａの加熱出力の低下、鋼管１６の送り速度低下または停止、鋼管１６の前端部または後端部に設けられた把持部材１７、１８の作動不良、または、鋼管１６の所定位置への不在席の場合に、全停止を選択する。
【００５６】
ここで、「高周波盤冷却水の流量低下」とは、高周波電流を生成するための高周波盤の中で発生する熱を冷却するために制御していた「高周波盤冷却水の流量」が、基準値未満に低下することを意味する。
【００５７】
「高周波変成器冷却水の流量低下」とは、高周波変成器の中で発生する熱を冷却するために制御していた「高周波変成器冷却水の流量」が、基準値未満に低下することを意味する。
【００５８】
「コイルリード冷却水の流量低下」とは、コイルリードで発生する熱を冷却するために制御していた「コイルリード冷却水の流量」が、基準値未満に低下することを意味する。
「加熱コイル冷却水の流量低下」とは、誘導加熱コイル１２ａで発生する熱を冷却するために制御していた「誘導加熱コイル冷却水の流量」が、基準値未満に低下することを意味する。
【００５９】
「コイル冷却水（戻り）温度計の温度高」とは、誘導加熱コイル１２ａの異常発熱により誘導加熱コイル１２ａの冷却が十分にできなくなることを監視している「コイル冷却水（戻り）温度計の温度」が、基準値超に上昇することを意味する。
【００６０】
「コイル冷却水の圧力低下」とは、コイル冷却水ポンプの異常により冷却水圧力が低下し、冷却水系統循環水量を十分に確保できなくなることを監視している「コイル冷却水圧力」が、基準値未満に低下することを意味する。
【００６１】
「コイル冷却水循環タンク１２ｃの水量レベル低下」とは、冷却水ポンプが空運転することにより冷却水ポンプが故障しないように監視している「コイル冷却水循環タンク１２ｃの水量レベル」が、基準値未満に低下することを意味する。
【００６２】
また、制御装置１５は、コイル冷却水温度計の温度高の場合に、送り完了後停止を選択する。
ここで、「冷却水温度計の温度高」とは、冷却水の温度が高いため冷却および／または焼入れに不具合が生じることを防止するために監視していた「冷却水温度計の温度」が、基準値超に上昇することを意味する。
【００６３】
さらに、制御装置１５は、冷却水供給タンク１３ｄの水量レベル上昇、冷却水供給タンク１３ｄの水量レベル低下、または、コイル冷却水循環タンク１２ｃのレベルの水量レベル上昇の場合に、警報出力を選択する。
【００６４】
ここで、「冷却水供給タンク１３ｄの水量レベル上昇」とは、冷却水供給タンク１３ｄから冷却水が溢れることを防止するために監視している「冷却水供給タンク１３ｄの水量レベル」が、基準値超に上昇することを意味する。
【００６５】
「冷却水供給タンク１３ｄの水量レベル低下」とは、冷却水が不足することを防止するために監視している「冷却水供給タンク１３ｄの水量レベル」が、基準値未満に低下することを意味する。
【００６６】
「コイル冷却水循環タンク１２ｃの水量レベル上昇」とは、コイル冷却水循環タンク１２ｃから冷却水が溢れることを防止するために監視している「コイル冷却水循環タンク１２ｃの水量レベル」が、基準値超に上昇することを意味する。
【００６７】
「誘導加熱コイル１２ａの加熱出力の低下（加熱出力が零）」を説明する。鋼管１６を誘導加熱していない状況で曲げ加工すると、第２の産業用ロボット２１に異常に大きい負荷が作用するため、第２の産業用ロボット２１の破損や曲損の恐れがある。そこで、制御装置１５によって、鋼管１６が充分に誘導加熱されていない状況下では、第２の産業用ロボット２１による曲げ加工を行わないように、インターロックを設定する。
【００６８】
具体的には、（ｉ）第２の産業用ロボット２１への加工パターン（移動軌跡）の入力の際に、誘導加熱コイル１２ａの加熱出力が無い時に曲げ加工するデータが入力された時は、ロボット加工ジョブへの変換処理を中止すると同時に警報を出力するか、または（ｉｉ）誘導加熱コイル１２ａへの加熱指令が出力されていて第２の産業用ロボット２１が曲げ加工をする動きをしようとしているものの、誘導加熱コイル１２ａにより加熱している出力信号が例えば故障等により出力されていない、または、既定の値が出力されていない時は、製造装置１０を非常停止させる。
【００６９】
「鋼管１６の送り速度の低下または停止」を説明する。鋼管１６の送りが不良（低速、または停止状況）である時に誘導加熱コイル１２ａの加熱出力が維持されたままであると、鋼管１６の高温部（高周波加熱部）が異常に高温になり、鋼管１６が溶損してしまう。そこで、鋼管１６の送りが不良となった時点で製造装置１０に非常停止を掛けるインターロックを設定する。
【００７０】
具体的には、（ｉ）鋼管１６を送る第１の産業用ロボット１９の異常（駆動装置故障、駆動系チェーンの破断、電気・制御系の故障）が発生した場合には、製造装置１０の非常停止とするか、または（ｉｉ）第１の産業用ロボット１９の故障および、第３の産業用ロボット２２が支持する把持部材１７のチャッキング外れを検出した場合に製造装置１０の非常停止とする。
【００７１】
「鋼管１６の前端部または後端部の把持部材１７、１８の作動不良」を説明する。第１の産業用ロボット１９に装着した把持部材１８や、第３の産業用ロボット２２に装着した把持部材１９のチャッキングが不十分な状況で曲げ加工を開始すると、チャッキングが外れて鋼管１６の先端または尾端が拘束されずに振れ回って周辺の各種設備と衝突し、鋼管１６や周辺の各種設備を破損させる。このため、把持部材１７、１８のチャッキング不十分な状況が発生した時に製造装置１０を非常停止させるインターロックを設定する。
【００７２】
具体的には、（ｉ）鋼管１６を送る第１の産業用ロボット１９の油圧式の把持部材１８の圧力やロッドの前後進機構のストローク位置においてチャック／アンチャック位置を検出する。ロッドの前後進機構では、チャック動作をしても鋼管１６が存在せず、ストロークエンドまでロッドが進んだことを検知しても鋼管１６が在席していないことを検知することも可能である。また（ｉｉ）上記（ｉ）項と同様に第３の産業用ロボット２２の把持部材１７の圧力やロッドの前後進機構のストローク位置においてチャック／アンチャック位置を検出する。なお、加工開始前に検知したときには加工開始をせずに警報を出力し、加工中に検知したときには製造装置１０を非常停止させることが好ましい。
【００７３】
鋼管１６の所定位置への不在席により衝突破損防止のための鋼管検知インターロックを説明する。
産業用ロボットや各装置間で加工する鋼管１６を加工次工程に引き継ぐ時に、産業用ロボットや装置と材料である鋼管１６とが衝突して互いに破損することを防止するために鋼管検知センサーを設置し、衝突を防止するインターロックを設定する。
【００７４】
具体的には、（ａ）鋼管１６を送る第１の産業用ロボット１９への鋼管１６の挿入場所、（ｂ）加工前の鋼管１６の先端への把持部材１７の挿入場所、（ｃ）加工終了後の出側製品搬送装置への引き渡し場所等に設定する。
【００７５】
また、製造装置１０の出側に鋼管１６の在席が検知されている状況で製造装置１０の入側より次の鋼管１６を挿入する場合には、衝突防止のために非常停止させるか、自動運転で出側の鋼管１６が払い出しされ、材料検知しない状況後に次の鋼管１６を挿入する。
【００７６】
この製造装置１０は以上のように構成される。次に、この製造装置１０により、焼入れ鋼材を製造する状況を説明する。
はじめに、送り装置１１である第１の産業用ロボット１９を動作させることによって、第１の端部１６ａの内部に把持部材１７が挿設された鋼管１６を、第１の端部１６ａを先頭としてその長手方向へ送る。
【００７７】
次に、以下に列記する動作を行う。
（１）送られる鋼管１６を第１の支持機構１４−１により移動自在に支持する。
（２）送られる鋼管１６を、加熱機構１２により焼入れ可能温度域に加熱した後に、水冷機構１３の冷却水噴射ノズル１３ａから外面１６ｃに冷却水１３ｂを吹き付けることにより鋼管１６を冷却する。この際、誘導加熱コイル支持ロボット２０は停止させた状態としておけばよい。
【００７８】
（３）第２の産業用ロボット２３を動作させることによって、送られる鋼管１６を支持する第２の支持機構１４−２の位置を、三次元または二次元で変更することにより、加熱機構１２と冷却機構１３との間の鋼管１６に形成される高温部１６ｄに、曲げモーメントを与える。
【００７９】
送られる鋼管１６の第１の端部１６ａの内部に挿設された把持部材１７の位置を、第３の産業用ロボット２２を動作させることにより、鋼管１６の曲げ形状を変形させないように移動させる。
【００８０】
この製造装置１０では、制御装置１５によって、全稼働時間において上述した内容が判断され、これに基づいて、制御信号が出力されるので、鋼管１６のみならず加熱コイル１２ａの溶損を確実に防止することによる火災の発生防止が図られるので、曲げ部材を安全かつ効率的に量産することが可能になる。
【００８１】
また、製造装置１０では、制御装置１５によって、誘導加熱コイル１２ａの加熱出力の低下、鋼管１６の送り速度低下または停止、鋼管１６の前端部または後端部に設けられた把持部材１７、１８の作動不良、または、鋼管１６の所定位置への不在席の場合に、全停止信号が出力されるので、鋼管１６を誘導加熱していない状況で曲げ加工が実施されること、鋼管１６の送りが不良（低速、または、停止状況）である時における鋼管１６の溶損、把持部材１７、１８のチャッキング不十分な状況での曲げ加工の実施、さらには、鋼管１６の所定位置への不在席により衝突破損が、いずれも防止される。
【００８２】
このようにして、本発明により所定の屈曲形状を有する焼入れ部材である曲げ部材を、安全に製造することができる。
この本発明により製造される曲げ部材は、例えば、以下に例示する用途（ｉ）〜（ｖｉｉ）に対して適用可能である。
【００８３】
（ｉ）自動車のサスペンションのロアーアームやブレーキペダルといった自動車の強度部材、
（ｉｉ）自動車の各種レインフォース、ブレース等の補強部材、
（ｉｉｉ）バンパー、ドアインパクトビーム、サイドメンバー、サスペンションマウントメンバー、ピラー、サイドシル等の自動車の構造部材、
（ｉｖ）自転車や自動二輪車等のフレーム、クランク
（ｖ）電車等の車輛の補強部材、台車部品（台車枠、各種梁等）
（ｖｉ）船体等のフレーム部品、補強部材、
（ｖｉｉ）家電製品の強度部材、補強部材または構造部材
【符号の説明】
【００８４】
０  曲げ加工装置
１  鋼管
２  支持機構
３  送り機構
４  可動ローラーダイス
４ａ  ロール
５  加熱機構
６  冷却機構
７  支持機構
８  曲げ部材
１０  本発明に係る曲げ部材の製造装置
１１  送り機構
１２  金属材加熱機構
１２ａ  高周波誘導加熱コイル
１２ｂ  コイル冷却機構
１２ｃ  コイル冷却水循環タンク
１２ｄ  コイル冷却水送り管
１２ｅ  コイル冷却水戻り管
１３  金属材冷却機構
１３ａ  冷却水噴射ノズル
１３ｂ  冷却水
１３ｃ  冷却水供給管
１３ｄ  冷却水供給タンク
１４  金属材支持機構
１４−１  第１の支持機構
１４−２  第２の支持機構
１５  制御機構
１６  鋼管
１６ａ  第１の端部
１６ｂ  第２の端部
１６ｃ  外面
１６ｄ  高温部
１７、１８把持部材
１７ａ、１８ａ  大径部
１９  第１の産業用ロボット
２０  誘導加熱コイル支持ロボット
２１  第２の産業用ロボット
２２  第３の産業用ロボット
２３  上腕
２４  前腕
２５、２６  ロール
２７  ダイス
２８  支持台
２９  ロール
３０  可動ローラーダイス
３１  グリッパー
３２  変形抑制機構
【図１】
0005598418.tif 000002
【図２】
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