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技術 成形システム

出願人 株式会社日立製作所
発明者 佐藤登志美石黒淳二後藤紀昭
出願日 2005年5月31日 (15年7ヶ月経過) 出願番号 2005-159333
公開日 2006年12月14日 (14年0ヶ月経過) 公開番号 2006-334609
状態 特許登録済
技術分野 プレス機器への材料供給・位置決め 材料の供給・位置決め、製品の取り出し
主要キーワード 端部距離 切り出し機構 重力計 回動ステー 重量計測器 抜出装置 基準位置検出器 切出し機構
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (16)

課題

被成形物成形位置を自動で位置合わせして逐次成形することができ、生産性を向上することができる成形システムを提供する。

解決手段

被成形物1を逐次押圧成形する成形システムであって、被成形物1を搬送するとともに位置決めする搬送装置23A,23Bと、これら搬送装置23A,23Bで搬送し位置決めした被成形物1を押圧成形する例えば複数の成形装置24A,24B,24Cと、被成形物1の仕切り4の位置等(基準位置)を検出する基準位置検出器25と、この基準位置検出器25で検出した被成形物1の仕切り4の位置から成形位置を演算し、これに基づいて搬送装置23A,23B及び成形装置24A,24B,24Cを制御する制御装置40とを備える。

概要

背景

例えば原子炉制御棒に用いられる中性子吸収材として、粉末状の炭化硼素充填された長尺管(被覆管)と、この長尺管の内部に設けられ、炭化硼素が充填される領域を長尺管の軸方向に区分する複数の球状の仕切りと、長尺管の両端部に設けられ炭化硼素を封じ込めるプラグとを備えたものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。そして、長尺管の軸方向における仕切りの前後位置押圧成形して細径化することにより、仕切りの軸方向への移動を防止するようになっている。この長尺管の成形作業は、従来、例えば作業者が長尺管の仕切りの位置を検出器で検出し、その検出位置を基準として成形位置マーキングし、このマーキングした長尺管の成形位置を目視確認しながら成形装置に位置合わせして行っている。

特開平10−293188号公報(第4頁、第1図)

概要

被成形物の成形位置を自動で位置合わせして逐次成形することができ、生産性を向上することができる成形システムを提供する。被成形物1を逐次押圧成形する成形システムであって、被成形物1を搬送するとともに位置決めする搬送装置23A,23Bと、これら搬送装置23A,23Bで搬送し位置決めした被成形物1を押圧成形する例えば複数の成形装置24A,24B,24Cと、被成形物1の仕切り4の位置等(基準位置)を検出する基準位置検出器25と、この基準位置検出器25で検出した被成形物1の仕切り4の位置から成形位置を演算し、これに基づいて搬送装置23A,23B及び成形装置24A,24B,24Cを制御する制御装置40とを備える。

目的

本発明の目的は、被成形物の成形位置を自動で位置合わせして逐次成形することができ、生産性を向上することができる成形システムを提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

被成形物を逐次押圧成形する成形システムであって、前記被成形物を搬送するとともに位置決めする搬送手段と、前記搬送手段で搬送し位置決めした前記被成形物を押圧成形する成形手段と、前記被成形物の所定の基準位置を検出する基準位置検出手段と、前記基準位置検出手段で検出した前記被成形物の基準位置から成形位置演算し、これに基づいて前記搬送手段及び成形手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする成形システム。

請求項2

請求項1記載の成形システムにおいて、複数の成形前の前記被成形物を配置可能な配置手段と、前記配置手段から前記被成形物を逐次取り出して前記搬送手段に受け渡す切出し手段とを備えたことを特徴とする成形システム。

請求項3

請求項1記載の成形システムにおいて、成形前の前記被成形物の形状寸法計測する第1の形状寸法計測手段と、前記第1の形状寸法計測手段の計測結果により前記被成形物の合否を判定する第1の合否判定手段とを備えたことを特徴とする成形システム。

請求項4

請求項1記載の成形システムにおいて、前記成形手段は複数種類成形型を有しており、成形前の前記被成形物の形状寸法を計測する第1の形状寸法計測手段と、前記第1の形状寸法計測手段の計測結果に応じて前記成形手段で用いる成形型を選択する型選択手段とを備えたことを特徴とする成形システム。

請求項5

請求項1記載の成形システムにおいて、成形前の前記被成形物の形状寸法を計測する第1の形状寸法計測手段を備え、前記制御手段は、前記第1の形状寸法計測手段の計測結果に応じて前記被成形物の種類を演算し、その種類に対応する関係に基づいて前記被成形物の基準位置から前記成形位置を演算することを特徴とする成形システム。

請求項6

請求項1記載の成形システムにおいて、前記基準位置検出手段は、前記基準位置として前記被成形物の内部に設けられた被検出物の位置を検出することを特徴とする成形システム。

請求項7

請求項6記載の成形システムにおいて、前記基準位置検出手段で検出した前記被検出物の位置により前記被成形物の合否を判定する第2の合否判定手段とを備えたことを特徴とする成形システム。

請求項8

請求項7記載の成形システムにおいて、成形前の前記被成形物の形状寸法を計測する第1の形状寸法計測手段を備え、前記第2の合否判定手段は、前記第1の形状寸法計測手段の計測結果に応じて前記被成形物の種類を演算し、その種類に対応する前記被検出物の設定位置と前記基準位置検出手段で検出した前記被検出物の位置とを比較することにより前記被成形物の合否を判定することを特徴とする成形システム。

請求項9

請求項1記載の成形システムにおいて、成形後の前記被成形物の形状寸法を計測する第2の形状寸法計測手段と、成形後の前記被成形物の重量を計測する重量計測手段と、前記第2の形状寸法計測手段及び重量計測手段の計測結果により前記被成形物の合否を判定する第3の合否判定手段とを備えたことを特徴とする成形システム。

請求項10

請求項1記載の成形システムにおいて、成形後の前記被成形物の形状寸法を計測する第2の形状寸法計測手段と、成形後の前記被成形物の重量を計測する重量計測手段と、前記第2の形状寸法計測手段及び重量計測手段の計測結果を記憶する記憶手段とを備えたことを特徴とする成形システム。

請求項11

請求項10記載の成形システムにおいて、成形後の前記被成形物に識別コード印加する識別コード印加手段を備え、前記記憶手段は、前記識別コード印加手段で印加した識別コードと前記第2の形状寸法計測手段及び重量計測手段の計測結果とを関連づけて記憶することを特徴とする成形システム。

請求項12

請求項3,6,9のいずれか1項記載の成形システムにおいて、前記合否判定手段で合格と判定した被成形物と不合格と判定した被成形物とを選別して搬出する選別搬出手段を備えたことを特徴とする成形システム。

技術分野

0001

本発明は、例えば型鋼材管材等の被成形物を逐次押圧成形する成形システムに関する。

背景技術

0002

例えば原子炉制御棒に用いられる中性子吸収材として、粉末状の炭化硼素充填された長尺管(被覆管)と、この長尺管の内部に設けられ、炭化硼素が充填される領域を長尺管の軸方向に区分する複数の球状の仕切りと、長尺管の両端部に設けられ炭化硼素を封じ込めるプラグとを備えたものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。そして、長尺管の軸方向における仕切りの前後位置を押圧成形して細径化することにより、仕切りの軸方向への移動を防止するようになっている。この長尺管の成形作業は、従来、例えば作業者が長尺管の仕切りの位置を検出器で検出し、その検出位置を基準として成形位置マーキングし、このマーキングした長尺管の成形位置を目視確認しながら成形装置に位置合わせして行っている。

0003

特開平10−293188号公報(第4頁、第1図)

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、上記従来技術には以下のような課題が存在する。
すなわち、上述した長尺管の成形作業では、作業者が長尺管の成形位置をマーキングするとともに、その成形位置を目視確認しながら成形装置に位置合わせして行っている。そのため、作業者による長尺管の成形位置のマーキング及び位置合わせ等に時間を要するので、生産性が低かった。

0005

本発明の目的は、被成形物の成形位置を自動で位置合わせして逐次成形することができ、生産性を向上することができる成形システムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

(1)上記目的を達成するために、被成形物を逐次成形する成形システムであって、前記被成形物を搬送するとともに位置決めする搬送手段と、前記搬送手段で搬送し位置決めした前記被成形物を押圧成形する成形手段と、前記被成形物の所定の基準位置を検出する基準位置検出手段と、前記基準位置検出手段で検出した前記被成形物の基準位置から成形位置を演算し、これに基づいて前記搬送手段及び前記成形手段を制御する制御手段とを備える。

0007

本発明においては、基準位置検出手段で被成形物の基準位置(例えば被成形物が長尺管である場合は、長尺管の端部又は長尺管の内部に設けられた被検出物等の位置)を検出し、この検出した被成形物の基準位置から制御手段が成形位置を演算し、これに基づいて搬送手段及び成形手段を制御する。詳細には、例えば、被成形物の成形位置が上記基準位置を基準として予め設定されており、制御手段は被成形物の基準位置から成形位置を演算するとともに、この被成形物の成形位置を成形手段に位置合わせするための移動距離を演算し、この移動距離に応じて被成形物を搬送手段で搬送して位置決めし、成形手段で押圧成形する。このようにして本発明においては、被成形物の成形位置を自動で位置合わせして逐次成形することができる。したがって、例えば作業者が被成形物の成形位置を目視確認しながら位置合わせして成形作業を行う場合に比べ、作業時間の短縮を図ることができ、生産性を向上することができる。

0008

(2)上記(1)において、好ましくは、複数の成形前の前記被成形物を配置可能な配置手段と、前記配置手段から前記被成形物を逐次取り出して前記搬送手段に受け渡す切出し手段とを備える。

0009

これにより、例えば作業者が複数の被成形物を配置手段に配置すれば、切出し手段が配置手段から被成形物を逐次取り出して搬送手段に受け渡すので、上記(1)で説明した被成形物の成形を自動で連続的に行うことができる。したがって、さらに生産性を向上することができる。

0010

(3)上記(1)において、また好ましくは、成形前の前記被成形物の形状寸法計測する第1の形状寸法計測手段と、前記第1の形状寸法計測手段の計測結果により前記被成形物の合否を判定する第1の合否判定手段とを備える。

0011

これにより、成形前の被成形物の形状寸法について自動で合否判定することができ、品質を確保することができる。また、成形前の被成形物を合否判定することにより、例えば不合格と判定した被成形物の成形工程を省略することができ、作業時間の短縮を図ることができる。

0012

(4)上記(1)において、また好ましくは、前記成形手段は複数種類成形型を有しており、成形前の前記被成形物の形状寸法を計測する第1の形状寸法計測手段と、前記第1の形状寸法計測手段の計測結果に応じて前記成形手段で用いる成形型を選択する型選択手段とを備える。

0013

例えば被成形物の種類に対応して成形手段で用いる成形型を変更したい場合がある。そこで本発明は、成形手段が複数種類の成形型を有し、型選択手段は第1の形状寸法計測手段で計測した被成形物の形状寸法(言い換えれば、種類)に応じて成形型を選択する。これにより、被成形物の種類に対応して自動で成形型を変更することができる。したがって、作業者による成形型の交換作業の手間をなくすとともに、成形システムの休止時間を低減することができる。

0014

(5)上記(1)において、また好ましくは、成形前の前記被成形物の形状寸法を計測する第1の形状寸法計測手段を備え、前記制御手段は、前記第1の形状寸法計測手段の計測結果に応じて前記被成形物の種類を演算し、その種類に対応する関係に基づいて前記被成形物の基準位置から前記成形位置を演算する。

0015

これにより、形状寸法が異なる被成形物の種類に対応して自動で被成形物の成形位置を変更することができる。したがって、作業者による設定変更等の手間をなくすとともに、成形システムの休止時間を低減することができる。

0016

(6)上記(1)において、また好ましくは、前記基準位置検出手段は、前記基準位置として前記被成形物の内部に設けられた被検出物の位置を検出する。

0017

(7)上記(6)において、好ましくは、前記基準位置検出手段で検出した前記被検出物の位置により前記被成形物の合否を判定する第2の合否判定手段とを備える。

0018

これにより、成形前の被成形物における被検出物の位置について自動で合否判定することができ、品質を確保することができる。また、上記(3)同様、成形前の被成形物を合否判定することにより、例えば不合格と判定した被成形物の成形工程を省略することができ、作業時間の短縮を図ることができる。

0019

(8)上記(7)において、好ましくは、成形前の前記被成形物の形状寸法を計測する第1の形状寸法計測手段を備え、前記第2の合否判定手段は、前記第1の形状寸法計測手段の計測結果に応じて前記被成形物の種類を演算し、その種類に対応する前記被検出物の設定位置と前記基準位置検出手段で検出した前記被検出物の位置とを比較することにより前記被成形物の合否を判定する。

0020

(9)上記(1)において、また好ましくは、成形後の前記被成形物の形状寸法を計測する第2の形状寸法計測手段と、成形後の前記被成形物の重量を計測する重量計測手段と、前記第2の形状寸法計測手段及び重量計測手段の計測結果により前記被成形物の合否を判定する第3の合否判定手段とを備える。

0021

これにより、成形後の被成形物の形状寸法及び重量を自動で計測するとともに合否判定することができ、品質を確保することができる。

0022

(10)上記(1)において、また好ましくは、成形後の前記被成形物の形状寸法を計測する第2の形状寸法計測手段と、成形後の前記被成形物の重量を計測する重量計測手段と、前記第2の形状寸法計測手段及び重量計測手段の計測結果を記憶する記憶手段とを備える。

0023

これにより、成形後の被成形物の形状寸法や重量を記憶手段で記憶することができ、これによって被成形物の製造検査データを管理することができる。

0024

(11)上記(10)において、好ましくは、成形後の前記被成形物に識別コード印加する識別コード印加手段を備え、前記記憶手段は、前記識別コード印加手段で印加した識別コードと前記第2の形状寸法計測手段及び重量計測手段の計測結果とを関連づけて記憶する。

0025

(12)上記(3)、(6)、及び(9)のいずれか1つにおいて、前記合否判定手段で合格と判定した被成形物と不合格と判定した被成形物とを選別して搬出する選別搬出手段を備える。

0026

これにより、作業者による選別作業の手間をなくすとともに、品質を確保することができる。

発明の効果

0027

本発明によれば、被成形物の成形位置を自動で位置合わせして逐次成形することができ、生産性を向上することができる。

発明を実施するための最良の形態

0028

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態による成形システムの全体構造を表す鳥瞰図であり、図2は、本実施形態による成形システムの対象である成形前の被成形物の全体構造を表す軸方向断面図であり、図3は、成形後の被成形物の詳細構造を一例として表す部分拡大軸方向断面図である。なお、これ以降、図1中矢印A方向からみた図を側面図、図1中矢印B方向から見た図を正面図と称する。

0029

図2及び図3に示す被成形物1は、原子炉の制御棒で用いられる中性子吸収材であり、粉末状の炭化硼素2が充填された長尺管3と、この長尺管3の内部に設けられ、炭化硼素2が充填される領域を軸方向(図2及び図3中左右方向)に区分する複数(図2では8つ)の球状の仕切り4と、長尺管3の両端部に設けられ炭化硼素2を封じ込めるプラグ5とを備えている。長尺管3、仕切り4、及びプラグ5は、例えばステンレス鋼炭素鋼インコネルジルカロイ等の金属で形成されている。そして、本実施形態による成形システムは、長尺管3の軸方向における仕切り4の前後位置を押圧成形して細径化する(詳細には、長尺管3の周方向における一部を内径側に向かって突出するように塑性変形する)ものであり、これによって仕切り4の軸方向移動を防止するようになっている(図3参照)。

0030

図1に示すように、本実施形態による成形システムは、架台6上に設けられており、大きく分けて、上述した被成形物1を成形型を用いて押圧成形する成形工程部7と、この成形工程部7に成形前の被成形物1を逐次導入する前工程部8と、成形工程部7で押圧成形した被成形物1を検査して搬出する後工程部9とで構成されている。

0031

まず、本実施形態による成形システムの前工程部8の詳細について説明する。図4(a)及び図4(b)は、切出し装置の詳細構造を表す側面図であり(但し、便宜上、後述の上側ステーは図示しないものとする)、図4(a)は複数の被成形物1が導入台上に載置された状態を表し、図4(b)は切出し装置によって1つの被成形物1が取り出された状態を表す。また、図5は、第1の形状寸法計測器による被成形物1の軸方向長さ寸法の計測を説明するための上面図であり、図6は、第1の形状寸法計測器による被成形物1の外径寸法の計測を説明するための側面図である。また、図7は、挿入装置の詳細構造を表す正面図であり、図8は、挿入装置の詳細構造を表す側面図である。

0032

これら図4(a)、図4(b)、図5図8、及び前述の図1において、前工程部8は、複数の被成形物1を載置可能な導入台10と、この導入台10から1つの被成形物1を逐次取り出す切出し装置11と、この切出し装置11で取り出した被成形物1をその軸方向(図1中左下・右上方向)に搬送可能に支持する複数(図1では6つ)の搬入側ローラ12と、搬入側ローラ12上の被成形物1の形状寸法(例えば軸方向長さ寸法L及び外径寸法D)を計測する第1の形状寸法計測器13と、搬入側ローラ12上の被成形物1を成形工程部7に挿入する挿入装置14とを備えている。

0033

導入台10は、被成形物1の載置面が搬入側ローラ12に向けて下向き傾斜して設けられており、その下端側には傾斜方向に延在した複数(図1では3つ)の下側ステー10aが配設されている。また、導入台10の上面側には、傾斜方向に延在した複数(図1では4つ)の上側ステー15が配設され、これによって導入台10上の被成形物1の重なりを防止するようになっている。また、導入台10には、被成形物1の両端位置を揃えるためのサイドステー16がそれぞれ設けられ、これによって被成形物1が整列して配置されるようになっている。

0034

切出し装置11は、下側ステー10a及び上側ステー15と干渉しない位置に配設されており、ロッド17aの上下方向(図4(a)及び図4(b)中右上・左下方向)の駆動によって導入台10上の被成形物1を保持したり転がせたりする切出し機構17と、この切出し機構17によって導入台10上の被成形物1が保持された状態で、切出し機構17側(図4(a)中右側)から例えば2つ目以降の被成形物1を上方押さえ18a及び下方押さえ18bでクランプするクランプ機構18とを備えている。なお、このクランプ機構18のクランプ力は、被成形物1が変形しない程度となっている。

0035

そして、図4(a)に示すように、切り出し機構17のロッド17aが下方向に駆動し、かつクランプ機構18が被成形物1をクランプしない場合は、切出し機構17のロッド17aにより導入台10上の被成形物1が保持されるようになっている。その後、図4(b)に示すように、クランプ機構18が被成形物1をクランプし、切出し機構17のロッド17aが上方向に駆動すると、クランプ機構18でクランプされない1つの被成形物1が導入台10の傾斜面に沿って転がるようになっている。そして、このような切出し機構17及びクランプ機構18の動作が繰り返されることにより、導入台10から被成形物1を逐次取り出すようになっている。なお、搬入側ローラ12上から被成形物1が落下しないようにストッパ19が設けられている。また、上記導入台10、上側ステー16、サイドステー17、切出し装置11、及びストッパ19は一体構成されており、その傾斜角度が調整可能となっている。

0036

第1の形状寸法計測器13は、切出し装置11で取り出された直後(言い換えれば、挿入装置14によって移動する前)の搬入側ローラ12上の被成形物1の両端位置に対応してそれぞれ配設されており、被成形物1を挟んで対向配置した投光部13a及び受光部13bで構成されている。そして、投光部13aからの投射光が受光部13bに受光され、被成形物1の遮りによって生じる光量分布を検出することにより、被成形物1の軸方向長さ寸法L及び外径寸法Dを測定するようになっている。詳細には、図5に示すように、被成形物1の軸方向長さ寸法Lは、被成形物1の両端位置に対応して配設された第1の形状寸法計測器13の設置間隔L1と、それら第1の形状寸法計測器13で検出した端部距離L2,L3との合計で計測されるようになっている。また、図6に示すように、被成形物1の外形寸法Dは、一方の第1の形状寸法計測器13で計測されるようになっている。

0037

挿入装置14は、搬入側ローラ12による被成形物1の搬送方向(図7中左右方向)と同じ方向に延設したレール20と、このレール20上を走行可能なスライダ21と、このスライダ21に設けられ、搬入側ローラ12上の被成形物1を側方押さえ22a,22bでクランプするクランプ機構22とを備えている。そして、クランプ機構22が搬入側ローラ12上の被成形物1をクランプし、スライダ21が成形工程部7側(図7中右側、図1中右上側)に走行することにより、被成形物1を成形工程部7に挿入するようになっている。その後、クランプ機構22が被成形物1を離し、スライダ21が反対側(図7中左側、図1中左下側)に走行してから、前述した動作を繰り返すようになっている。

0038

次に、本実施形態による成形システムの成形工程部7の詳細について説明する。図9は、本実施形態による成形工程部7の概略構成を表す正面図であり、図10は、搬送装置の詳細構造を表す側面図であり、図11は、第1の成形装置の詳細構造を表す側面図であり、図12は、第2の成形装置の詳細構造を表す側面図であり、図13は、第3の成形装置の詳細構造を表す側面図である。なお、図12及び図13において、図11で示すものと同等のものには同一の符号を付している。

0039

これら図9図13、及び前述の図1において、成形工程部7は、搬入側(図1中左下側、図9中左側)に設けられ、被成形物1を搬送するとともに位置決めする搬送装置23Aと、搬出側図1中右上側、図9中右側)に設けられ、被成形物1を搬送するとともに位置決めする搬送装置23Bと、これら搬送装置23A,23Bの間に配設され、搬送装置23A,23Bで搬送され位置決めされた被成形物1を押圧成形する第1の成形装置24A、第2の成形装置24B、及び第3の成形装置24Cと、被成形物1の基準位置として例えば上記仕切り4の位置等を検出する基準位置検出器25とを備えている。なお、搬送装置23A,23Bによる被成形物1の搬送方向(図9中左右方向)は、上記複数の搬入側ローラ12による被成形物1の搬送方向と同一直線上となっている。

0040

搬送装置23Aは、サーボモータ26と、このサーボモータ26の回転動力ベルト27及び減速機28等を介し伝達されて回転する搬送ローラ29と、この搬送ローラ29の上方(図10中上側)に対向して設けられ、回転可能に支持された押さえローラ30と、この押さえローラ30を上下方向(図10中上下方向)に駆動する押さえローラ駆動機構31とを備えている。そして、上記挿入装置14によって被成形物1が挿入されると、押さえローラ駆動機構31によって押さえローラ30が下方(図中下側)に駆動し、この押さえローラ30と搬送ローラ29との間で被成形物1をクランプするようになっている。その後、サーボモータ26の駆動によって搬送ローラ29が回転することにより、被成形物1を搬送するとともに位置決めするようになっている。

0041

搬送装置23Bは、上記搬送装置23Aと同様の構成であり、上記サーボモータ26を共用している。これにより、搬送装置23Aの搬送ローラ29と搬送装置23Bの搬送ローラは、同期回転する。また、搬送装置23Bの近傍には、例えば被成形物1が搬送装置23Bに到達したかどうか等を検出する位置確認検出器32が設けられている。そして、位置確認検出器32で被成形物1が搬送装置23Bに到達したことが検出された場合、搬送装置23Bの押さえローラ駆動機構によって押さえローラが下方に駆動し、この押さえローラと搬送ローラとの間で被成形物1をクランプするようになっている。これにより、搬送装置23B(及び搬送装置23A)が被成形物1を搬送するとともに位置決めするようになっている。

0042

第1の成形装置24Aは、ブラケット33を介し固定された本体フレーム34と、この本体フレーム34に摺動部35を介し開閉可能に設けられた上型36A及び下型36Bと、これら上型36A及び下型36Bをそれぞれ上下方向に駆動するシリンダ37A,37Bとを備えている。上型36A及下型36Bには、被成形物1の長尺管3の断面形状(円形状)に対応した開口が形成されており、この開口部に部分的に突出する球状の成形駒38が対向して設けられている。そして、シリンダ37A,37Bの駆動によって上型36A及び下型36Bが閉じることにより、上型36Aの成形駒38及び下型36Bの成形駒38が長尺管3を押圧成形し(塑性変形し)、長尺管3の内径側に2つの球弧状突出部(図示せず)が形成されるようになっている。

0043

第2の成形装置24B及び第3の成形装置24Cは、第1の成形装置24Aと同様の構成であるものの、用いる成形型がそれぞれ異なっている。詳細には、第2の成形装置24Bは、直方体状の成形駒39をそれぞれ有する上型36A’及び下型36B’を備えており、これら上型36A’及び下型36B’を用いた押圧成形により、長尺管3の内径側に2つの直方体状突出部(図示せず)が形成されるようになっている。また、第3の成形装置24Cは、直方体状の成形駒39を有する上型36A’と成形駒を有しない下型36B”とを備えており、これら上型36A’及び下型36B”を用いた押圧成形により、長尺管3の内径側に1つの直方体状突出部(図示せず)が形成されるようになっている。

0044

基準位置検出器25は、例えば搬送装置23Aの近傍に設けられており、被成形物1を挟んで対向配置された照射部25a及び入射部25bで構成されている。そして、照射部25aからの照射線が入射部25bに入射され、材質等の種類によって異なる線量の違いによって被成形物1の仕切り4の位置や長尺管3の端部位置等を検出するようになっている。

0045

そして、後述する制御装置40(図12参照)は、1つの機能として、基準位置検出器25からの検出信号を入力し、これに対し所定の演算処理を行い、生成した制御信号を搬送装置23A,23B及び成形装置24A,24B、24Cにそれぞれ出力するようになっている。詳しく説明すると、制御装置40には、例えば被成形物1の成形位置が仕切り4の位置から所定間隔α離れると予め設定記憶されている。そして、基準位置検出器25で被成形物1の仕切り4の位置が検出されると、基準位置検出器25から成形装置までの距離M(第1の成形装置24Aまでの距離M1、第2の成形装置24Bまでの距離M2、及び第3の成形装置24Cまでの距離M3のうちいずれか1つ)に基づいて被成形物1の成形位置を成形装置(24A〜24Cのうちいずれか1つ)に位置合わせするための移動距離(M±α)を演算し、この移動距離(M±α)に応じて搬送装置23A,23Bのサーボモータ26を駆動して被成形物1を搬送し位置決めし、成形装置で押圧成形するようになっている。

0046

次に、本実施形態による成形システムの後工程部9について詳細を説明する。

0047

前述の図1に示すように、後工程部9は、上記成形工程部7の搬送装置23Bからの被成形物1をその軸方向に搬送可能に指示する複数(図1では6つ)の搬出側ローラ41と、搬送装置23Bから被成形物1を抜出し、被成形物1を搬出側ローラ41上の所定位置まで搬送する抜出装置42と、複数の搬出側ローラ41に対し並列するように配設され、被成形物1を載置する複数(図1では7つ)の検査用台43と、この検査用台43に載置された被成形物1の形状寸法を計測する第2の形状寸法計測器44と、検査用台43に載置された被成形物1の重量を計測する重量計測器45と、検査用台43に載置された被成形物1の一方側(図1中右上側)端部に識別コード(管理番号)を印加する識別コード印加装置46と、この識別コード印加装置46で印加した被成形物1の識別コードと第2の形状寸法計測器44及び重力計測器45で計測した形状寸法及び重量とを関連づけた製造検査データを記憶する記憶装置情報記憶端末)47と、搬出側ローラ41上の被成形物1を架台6の一方側(図1中左上側)に搬出する第1の搬出機構48と、搬出側ローラ41と検査用台43の間で被成形物1を移送する移送機構49と、検査用台43上の被成形物1を架台6の他方側(図1中右下側)に搬出する第2の搬出機構50とを備えている。

0048

抜出装置42は、上記前工程部8の挿入装置14と同様の構成であり、クランプ機構が搬出側ローラ41上の被成形物1をクランプし、スライダが成形工程部7とは反対側(図1中右上側)に走行することにより、搬出側ローラ41上の被成形物1を所定位置まで搬送するようになっている。その後、クランプ機構が被成形物1を離し、スライダが成形工程部7側(図1中左下側)に走行して、前述した動作を繰り返すようになっている。

0049

第1の搬出機構48は、架台6の一方側に回転可能に、かつ軸心が搬出側ローラ41上の被成形物1の軸方向に対し平行となるように設けられ、シリンダ等(図示せず)の駆動によって軸心廻りに回転する回転軸51と、この回転軸51に配設され、回転軸51の軸心方向に対し垂直方向に延在した複数の回動ステー52とを備えている。そして、回転軸51の回転に伴って複数の回動ステー52が回動し、これら回動ステー52の一方側(図1中右下側)が上昇して他方側(図1中左上側)が下降すると、回動ステー52の一方側が搬出側ローラ41上の被成形物1を起こし、被成形物1が回動ステー52上を転がって架台6の一方側に搬出されるようになっている。

0050

移送機構49は、搬出側ローラ41と検査用台43の間に回転可能に、かつ軸心が搬出側ローラ41上の被成形物1の軸方向に対し平行となるように設けられ、シリンダ等(図示せず)の駆動によって軸心廻りに回転する回転軸53と、この回転軸53に配設され、回転軸53の軸心方向に対し垂直方向に延在した複数の回動ステー54とを備えている。そして、回転軸53の回転に伴って複数の回動ステー54が回動し、これら回動ステー54の一方側(図1中左上側)が上昇し他方側(図1中右下側)が下降すると、回動ステー54の一方側が搬入側ローラ41上の被成形物1を起こし、被成形物1が回動ステー54上を転がって検査用台43に移されるようになっている。一方、転軸53の回転に伴って複数の回動ステー54が回動し、これら回動ステー54の一方側が下降し他方側が上昇すると、回動ステー54の他方側が検査用台43上の被成形物1を起こし、被成形物1が回動ステー54上を転がって搬出側ローラ41に移されるようになっている。

0051

第2の搬出機構50は、架台6の他方側に回転可能に、かつ軸心が検査用台43上の被成形物1の軸方向に対し平行となるように設けられ、シリンダ等(図示せず)の駆動によって回転する回転軸55と、この回転軸55に配設され、回転軸55の軸心方向に対し垂直方向に延在した複数の回動ステー56とを備えている。そして、回転軸55の回転に伴って複数の回動ステー56が回動し、これら回動ステー56の一方側(図1中左上側)が上昇して他方側(図1中右下側)が下降すると、回動ステー56の一方側が検査用台43上の被成形物1を起こし、被成形物1が回動ステー56上を転がって架台6の他方側に搬出されるようになっている。

0052

第2の形状寸法計測器44は、上記第1の形状寸法計測器と同様の構成であり、検査用台43上の被成形物1の両端位置に対応して配設され、成形後の被成形物1の形状寸法を計測するようになっている。また、重量計測器45は、検査用台43上の被成形物1を持ち上げる持上げ機構を備え、この持上げ機構を介し被成形物1の重量を測定するようになっている。

0053

次に、本実施形態による成形システムの動作について説明する。図14は、本実施形態による成形システムの制御系統を表すブロック図であり、図15は、本実施形態による成形システムの動作手順を説明するためのフローチャートである。

0054

これら図12及び図13において、上記制御装置40は、上記第1の形状寸法計測器13、第2の形状寸法計測器44、及び重量計測器45からの計測信号や上記基準位置検出器25及び位置確認検出器32からの検出信号をそれぞれ入力し、これらの信号に対し所定の演算処理を行い、生成した制御信号を上記切出し装置11、挿入装置14、搬送装置23A,23B、第1の成形装置24A、第2の成型装置24B、第3の成形装置24C、抜出装置42、重量計測器45、識別コード印加装置46、第1の搬出機構48、移送機構49、及び第2の搬出機構50にそれぞれ出力し、生成したデータ信号を上記記憶装置47に出力するようになっている。

0055

制御装置40は、まずステップ100において、切出し装置11を制御して導入台10から搬入側ローラ12上に被成形物1を取り出し、ステップ110に進んで、第1の形状寸法計測器13からの計測信号に対し所定の演算処理を行い、搬入側ローラ12上の被成形物1の形状寸法(軸方向長さ寸法Lや外径寸法D)を演算する。そして、ステップ120に進み、演算した成形前の被成形物1の形状寸法に対し、例えば予め設定記憶された被成形物1の形状寸法の許容範囲(若しくは各種類の被成形物1の形状寸法の許容範囲)内にあるかどうかを判断して、成形前の被成形物1の合否を判定する。

0056

形状寸法により成形前の被成形物1を合格と判定した場合(は、ステップ120の判定が満たされ、ステップ130に移る。ステップ130では、被成形物1の形状寸法に基づいて被成形物1の種類を判定し、ステップ140に進んで、被成形物1の種類に応じて予め設定された成形装置(24A〜24Cのいずれか1つ)を選択する。

0057

そして、ステップ150に進み、挿入装置14を制御して搬入側ローラ12上の被成形物1を搬送装置23Aに挿入し、その後、搬送装置23A(及び23B)を制御して被成形物1を搬送し、ステップ160に進み、基準位置検出器25からの検出信号を入力して、被成形物1の仕切り4の位置(基準位置)を検出する。そして、ステップ170に進んで、予め被成形物1の種類に対応して記憶された被成形物1の仕切り4の設定位置を読込み、この仕切りの設定位置と検出した仕切り4の位置(詳細には、長尺管3における端部から仕切り4までの間隔又は隣り合う仕切り4の間隔等)とが一致するかどうかを判断して、成形前の被成形物1の合否を判定する。

0058

仕切り4の位置により成形前の被成形物1を合格と判定した場合は、ステップ170の判定が満たされ、ステップ180に移る。ステップ180では、検出した被成形物1の仕切り4の位置から成形位置を演算し、ステップ190に進んで、被成形物1の成形位置を上記ステップ150で選択した成形装置(24A〜24Cのいずれか1つ)に位置合わせするための被成形物1の移動距離を演算し、この被成形物1の移動距離に応じて搬送装置23A,23Bを制御して被成形物1を搬送し位置決めし、ステップ200に進んで、選択した成形装置を制御して被成形物1を押圧成形する。その後、ステップ210に進み、1つの被成形物1の成形工程が終了したかどうかを判定する。被成形物1の成形工程が終了しない場合には、ステップ210の判定が満たされず、ステップ160に戻って上記同様の手順を繰り返す。一方、被成形物1の成形工程が終了した場合には、ステップ210の判定が満たされ、ステップ220に移る。

0059

ステップ220では、抜出装置42を制御して被成形物1を搬出側ローラ41上の所定位置まで搬送する。そして、例えば位置確認検出器32からの検出信号により被成形物1の位置が確認されると、移送機構49を制御して搬出側ローラ41上の被成形物を検査台43上へ移送する。その後、ステップ230及び240に進み、第2の形状寸法計測器44及び重量計測器45からの計測信号に対し所定の演算処理を行い、成形後の被成形物1の形状寸法及び重量を演算する。そして、ステップ250に進み、演算した成形後の被成形物1の形状寸法及び重量に対し、それぞれ対応する種類の被成形物1の形状寸法及び重量の許容範囲内にあるかどうかを判断して、成形後の被成形物1の合否を判定する。

0060

形状寸法及び重量により成形後の被成形物1を合格と判定した場合は、ステップ250の判定が満たされ、ステップ260に移る。ステップ260では、識別コード印加装置46を制御して被成形物1に識別コードを印加し、ステップ270に進んで、記憶装置47に記憶する。その後、ステップ280に進んで、第2の搬出機構50を制御して検査用代43上の被成形物1を合格品として架台6の他方側に搬出する。

0061

一方、ステップ250において、形状寸法及び重量により成形後の被成形物1を不合格と判定した場合は、その判定が満たされず、ステップ290に移る。ステップ290では、移送機構48を制御して検査用台43上の被成形物1を搬出側ローラに移し、第1の搬出機構を制御して被成形物を不合格品として架台6の一方側に搬出する。

0062

また、上述のステップ120又はステップ170において、成形前の被成形物1を不合格と判定した場合は、その判定が満たされず、ステップ290に移る。すなわち、挿入装置14、搬送装置23A,23B、及び抜出装置42を制御して被成形物1を搬入側ローラ上から搬出側ローラ上の所定位置まで搬送し、第1の搬出機構を制御して被成形物を不合格品として架台6の一方側に搬出する。

0063

以上のように本実施形態においては、基準位置検出器25で被成形物1の仕切り4の位置(基準位置)を検出し、制御装置40が被成形物1の仕切り4の位置から成形位置を演算し、これに基づいて搬送装置23A,23B及び成形装置24A〜24Cを制御する。これにより、被成形物1の成形位置を自動で位置合わせして逐次成形することができる。したがって、例えば作業者が被成形物1の成形位置を目視確認しながら位置合わせして成形作業を行う場合に比べ、作業時間の短縮を図ることができ、生産性を向上することができる。

0064

また、例えば作業者が複数の被成形物1を導入台10に配置すれば、切出し装置11が導入台10から搬入側ローラ12上に被成形物1を逐次取り出すので、被成形物1の成形を自動で連続的に行うことができる。これにより、さらに生産性を向上することができる。

0065

また、第2の形状寸法計測器で成形後の被成形物1の形状寸法を計測し、重量計測器で成型後の被成形物の重量を計測し、これら計測した成形後の被成形物1の形状寸法及び重量について制御装置40が自動で合否判定するので、品質を確保することができる。また、計測した成形後の被成形物1の形状寸法や重量を、識別コード印加装置46で印加した識別コードと関連づけて記憶装置47に記憶するので、これによって被成形物1の製造検査データを管理することができる。また、第1の搬出機構48が不合格と判定した被成形物1を架台6の一方側に搬出し、第2の搬出機構50が合格と判定した被成形物1を架台6の他方側に搬出するので、作業者による選別作業の手間をなくすとともに、品質を確保することができる。

0066

また、第1の形状寸法計測器13で成形前の被成形物1の形状寸法を計測し、この計測した成形前の被成形物1の形状寸法について制御装置40が合否判定するので、品質を確保することができる。また、不合格と判定した被成形物1の成形工程を省略するので、作業時間の短縮を図ることができる。

0067

また、第1の形状寸法計測器13で計測した成形前の被成形物1の形状寸法(言い換えれば、種類)に応じて、制御装置40が成形装置(24A〜24Cのうちいずれか1つ)を選択して制御するとともに、この選択した成形装置の位置に基づいて搬送装置23A,23Bによる被成形物1の位置決めを制御する。これにより、被成形物1の種類に対応して成形型を自動で変更することができる。したがって、作業者による成形型の交換作業の手間をなくすことができ、成形システムの休止時間を低減することができる。また、成形前の被成形物1の種類に応じて制御装置40が被成形物1の成形位置を演算するので、被成形物1の種類に対応する被成形物1の成形位置を自動で変更することができる。したがって、作業者による設定変更等の手間をなくすことができ、成形システムの休止時間を低減することができる。

0068

なお、上記一実施形態においては、被成形物1の仕切り4の位置により被成形物1の合否判定を行う場合を例にとって説明したが、例えば被成形物1の仕切りの位置が特定されない場合もありうる。このような場合は、被成形物1における仕切り4の位置がその都度変化するので、上述した効果が大きくなる。

0069

また、上記一実施形態においては、成形型の種類がそれぞれ異なる複数の成形装置24A〜24Cを設けた構成を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば1つの成形装置と、複数種類の成形型と、これら複数種類の成形型のうち1つを選択して成形装置に着脱可能な成形型交換機構とを備えた構成としてもよい。

0070

また、上記一実施形態においては、特に説明しなかったが、制御装置40は、例えば第1の形状寸法計測器13で計測した被成形物1の外径寸法Dに基づいて切出し装置11に動作不良(例えば被成形物1が複数取り出されたり、全く取り出されない状態)が生じていないかどうかを判定するように制御してもよい。詳細には、制御装置40は、計測した搬入側ローラ12上の被成形物1の外径寸法Dに対し、例えば予め設定記憶された第1のしきい値(例えば、予測される外形寸法Dの2倍程度)以上、若しくは第2のしきい値(例えば、ゼロに近い値)未満であるかどうかを判断することにより、切出し装置11に動作不良が生じていないかどうかを判定する。そして、切出し装置11に動作不良が生じたと判定した場合(言い換えれば、被成形物1の外形寸法Dが第1のしきい値以上若しくは第2のしきい値未満である場合)は、例えばシステム全体を停止させ、警報機等で報知するように制御する。このような場合も、上記同様の効果を得ることができる。

0071

なお、以上においては、被成形物1として上述の中性子吸収材を対象とした成形システムを例にとって説明したが、これに限られず、例えば型鋼材や管材等を対象とした成形システムに適用してもよいことは言うまでもない。

図面の簡単な説明

0072

本発明の成形システムの一実施形態の全体構造を表す鳥瞰図である。
本発明の成形システムの一実施形態の対象である成形前の被成形物の全体構造を表す軸方向断面図である。
本発明の成形システムの一実施形態の対象である成形後の被成形物の詳細構造を一例として表す部分拡大軸方向断面図である。
本発明の成形システムの一実施形態を構成する切出し装置の詳細構造を表す側面図であり、複数の被成形物が導入台上に載置された状態及び切出し装置によって1つの被成形物が取り出された状態をそれぞれ表す。
本発明の成形システムの一実施形態を構成する第1の形状寸法計測器による成形前の被成形物の軸方向長さ寸法を説明するための上面図である。
本発明の成形システムの一実施形態を構成する第1の形状寸法計測器による成形前の被成形物の外径寸法の測定を説明するための側面図である。
本発明の成形システムの一実施形態を構成する挿入装置の詳細構造を表す正面図である。
本発明の成形システムの一実施形態を構成する挿入装置の詳細構造を表す正面図である。
本発明の成形システムの一実施形態を構成する成形工程部の概略構成を表す正面図である。
本発明の成形システムの一実施形態を構成する搬送装置の詳細構造を表す側面図である。
本発明の成形システムの一実施形態を構成する第1の成形装置の詳細構造を表す側面図である。
本発明の成形システムの一実施形態を構成する第2の成形装置の詳細構造を表す側面図である。
本発明の成形システムの一実施形態を構成する第3の成形装置の詳細構造を表す側面図である。
本発明の成形システムの一実施形態における制御系統を表すブロック図である。
本発明の成形システムの一実施形態における動作手順を表すフローチャートである。

符号の説明

0073

1被成形物
4仕切り(被検出物)
10 導入台(配置手段)
11切出し装置(切出し手段)
13 第1の形状寸法計測器(第1の形状寸法計測手段)
23A搬送装置(搬送手段)
23B 搬送装置(搬送手段)
24A 第1の成形装置(成形手段)
24B 第2の成形装置(成形手段)
24C 第3の成形装置(成形手段)
25基準位置検出器(基準位置検出手段)
36A上型(成形型)
36B下型(成形型)
40制御装置(制御手段、第1の合否判定手段、型選択手段、第2の合否判定手段、第3の合否判定手段)
44 第2の形状寸法計測器(第2の形状寸法計測手段)
45重量計測器(重量計測手段)
46識別コード印加装置(識別コード印加手段)
47記憶装置(記憶手段)
48 第1の搬出機構(選別搬出手段)
50 第2の搬出機構(選別搬出手段)

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