弯曲冲压装置及弯曲冲压方法以及钢管的制造装置及钢管的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及制造钢管的弯曲冲压装置及弯曲冲压方法、以及钢管的制造装置及钢管的制造方法。
【背景技术】
[0002]弯曲冲压(bending press)是在进行多道次按压(冲压)而制造所希望的形状的产品时使用的冲压方法(例如专利文献I)。在以钢管为对象的情况下，弯曲冲压是对作为原料的钢板的不同部分逐次成形来制造具有大致圆形的截面形状的钢管的方法。因此，与将整周一并成形的UOE方式的情况相比，能够以少的力成形更加厚壁高强度的钢管。
[0003]图5示出基于弯曲冲压的钢管的成形方法。在图5 (a)中，空心的是对冲压前的钢板的两端进行端部弯曲(edge crimping)的结构。首先通过冲头2，例如以4?8道次对钢板I的比板宽中心靠右侧处进行成形(a)。接着，以与右侧相同的道次数(例如4?8道次)对钢板I的比板宽中心靠左侧处进行成形(b)。最后通过对板宽的中心部进行冲压而成形为截面圆状(c)。将最终时按压道次的情况称为最终冲压，将成形后的钢板称为开缝管(open seam pipe)3。
[0004]图6是开缝管的示意图。如图6所示，开缝管3是将作为原料的板材成形为圆筒状且相互面对的板端部(开缝边缘(open seam edges)) 31a、31b未被焊接的状态的管。面对的开缝边缘的间隔a是缝间隙(seam gap)。开缝管3的管轴方向L与冲头的长度方向一致。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开平11-129031号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]通过将以弯曲冲压成形的开缝管的开缝边缘对接并焊接，能够制造钢管。在该焊接工序中，首先，在成形缝间隙后的连续预装(continuous tack welding)工序中，利用连续预装装置(continuous tack welder)对开缝管进行限制，将开缝管的缝间隙封闭。在此状态下，进行了预焊接(temporary welding)之后，作为正式焊接(main welding)，通常通过潜弧焊(submerged arc welding)，首先进行内表面焊接(inside welding)，接着进行外表面焊接(outside welding) ο
[0010]连续预装装置的限制力存在上限。因此，无法限制具有通过钢管尺寸决定的一定量以上的缝间隙量(图5(C)的a)的开缝管而使开缝边缘对接。其结果是，也无法进行连续预装焊接。
[0011]因此，在弯曲冲压时的最终冲压中要求尽量减小缝间隙量。
[0012]在最终冲压中逐渐增加冲头压下量，由此进行开缝管的缝间隙量的调整。当增大最终冲压的冲头压下量时，缝间隙量减少，反之冲头压下量小时，成为缝间隙量大的状态。
[0013]当冲头压下释放时，产生回弹，因此压下释放后的开缝管的缝间隙比压下中的开缝管的缝间隙增大。因此，以减小压下释放后的回弹的情况为目的，存在如下技术:在最终冲压中，使冲头压下量增加而开缝边缘与冲头支承部接触之后，进一步增加冲头压下量而对开缝管施加弯曲加工。
[0014]然而，当冲头压下量过度时，存在开缝管的开缝边缘较强地夹入冲头支承部、为了将管除去而产生必须将管在全长上切断这样的麻烦的可能性。
[0015]为了避免这样的麻烦，通常应留意避免冲头压下量变得过度，但其结果是缝间隙倾向于变大。
[0016]以往，最终冲压时的缝间隙量的确认仅通过作业者的目视进行。因此，在冲头压下量不足而不能连续预装限制那样宽的缝间隙量的状态下结束最终冲压，或者反之冲头压下量过度而缝间隙量可能变得过小。
[0017]因此，本发明的目的在于提供一种能够适当地管理开缝管的缝间隙量的弯曲冲压装置、及弯曲冲压方法。
[0018]用于解决课题的方案
[0019]本发明的课题可以通过以下的方案来解决。
[0020]1.—种弯曲冲压装置，具备:
[0021]冲头；及
[0022]隔开一定的空间而平行地配置的两个直线状的冲模，
[0023]利用所述冲头将载置在所述两个冲模上的板状的被成形材料的所述空间上方的部分压下，由此成形为具有相互面对的开缝边缘的开缝管，
[0024]所述弯曲冲压装置的特征在于，还具备:
[0025]冲头支承部，贯通所述成形后的开缝管的所述开缝边缘之间而支承所述冲头，在将所述被成形材料与所述冲头一起压下的方向上或者在将所述压下释放的方向上移动；
[0026]开缝边缘测定装置，具备设置于所述冲头支承部的投光器和受光器，基于从所述投光器发射而通过将所述成形后的开缝管的外侧与内侧之间连结的光路且到达所述受光器的测定光的强度的、因所述光路受到所述开缝管的开缝边缘的遮挡所产生的变化，测定所述冲头支承部与所述开缝边缘之间的间隙量；及
[0027]控制部，基于所述开缝边缘测定装置测定到的间隙量来控制压下所述冲头的量。
[0028]2.根据I所述的弯曲冲压装置，其特征在于，所述测定光是激光。
[0029]3.根据I或2所述的弯曲冲压装置，其特征在于，所述投光器设置在所述成形后的开缝管的外侧。
[0030]4.根据I?3中任一所述的弯曲冲压装置，其特征在于，所述开缝边缘测定装置至少安装在所述冲头的长度方向的始端终端附近和大致中央部这三个部位。
[0031]5.一种钢管的制造装置，具有I?4中任一所述的弯曲冲压装置。
[0032]6.一种弯曲冲压方法，使用具有冲头及隔开一定的空间而平行地配置的两个直线状的冲模的弯曲冲压装置，利用所述冲头将载置在所述两个冲模上的板状的被成形材料的所述空间上方的部分压下，由此成形为具有相互面对的开缝边缘的开缝管，
[0033]所述弯曲冲压方法的特征在于，
[0034]在冲头支承部设置投光器和受光器，该冲头支承部贯通所述成形后的开缝管的所述开缝边缘之间而支承所述冲头，在将所述被成形材料与所述冲头一起压下的方向上或者在将所述压下释放的方向上移动，
[0035]基于从所述投光器发射而通过将所述成形后的开缝管的外侧与内侧之间连结的光路且到达所述受光器的测定光的强度的、因所述开缝管的开缝边缘将所述光路遮挡而产生的变化，测定所述冲头支承部与所述开缝边缘之间的间隙量，
[0036]基于所述测定到的间隔来控制压下所述冲头的量。
[0037]7.根据6所述的弯曲冲压方法，其特征在于，
[0038]在实施了最后一次的冲压之后将压下释放的状态下测定所述间隙量，
[0039]若所述测定到的间隙量为预先确定的规定量以下，则直接结束冲压，
[0040]若所述测定到的间隙量超过预先确定的规定量，则还实施基于所述计测到的间隙量的压下量的冲压。
[0041]8.一种钢管的制造方法，将使用6或7所述的弯曲冲压方法而成形的开缝管的、所述开缝边缘对接而进行焊接。
[0042]发明效果
[0043]根据本发明，能够适当地管理开缝管的缝间隙量，能够进行弯曲冲压。因此，开缝管的制造效能提尚，伴随于此，钢管的制造效能也提尚，因此在工业上极其有用。
【附图说明】
[0044]图1是说明本发明的一实施方式的弯曲冲压装置的开缝边缘测定装置的结构和开缝管的缝间隙量测定方法的示意图。
[0045]图2是表示开缝边缘测定装置及冲头压下量的控制系统的概略结构例的示意图。
[0046]图3是表示未使用开缝边缘测定装置而进行了最终冲压作业的情况的间隙量的分布的图。
[0047]图4是表示使用开缝边缘测定装置进行了最终冲压作业的情况的间隙量的分布的图。
[0048]图5是说明基于弯曲冲压的钢管的成形方法的图。
[0049]图6是说明开缝管的图。
【具体实施方式】
[0050]本发明的一实施方式的弯曲冲压装置的特征在于，具备能够进行开缝管的最终冲压的缝间隙量的监视的开缝边缘测定装置，基于利用该测定装置测定到的信息能够控制冲头压下量。
[0051]图1是说明本发明的一实施方式的弯曲装置的开缝边缘测定装置的结构及基于该开缝边缘测定装置的开缝管的缝间隙量测定方法的示意图，示出与管轴方向正交的方向的剖视图。在图中，3是开缝管，4是投光器，5是受光器，6是光线，22是冲头，21是冲头支承部。21a是冲头支承部21的上部，21b是冲头支承部21的下部，在进行最后一次的冲压时分别位于开缝管3的外侧及内侧。a表示缝间隙量，al、a2分别表示冲头支承部21与开缝管的开缝边缘之间的间隔、即间隙量。
[0052]图示的弯曲冲压装置的开缝边缘测定装置具有:在冲头22的冲头支承部21的上部21a安装的投光器4 ;与投光器4的光线发射方向相对地安装于冲头支承部21的下部21b的受光器5。由此，在投光器4与受光器5之间形成有将开缝管3的内侧与外侧之间连结的光路。当缝间隙量al、a2减小时，该光路的一部分或整体由开缝边缘遮挡。因此，检测通过该光路到达受光器5的测定光的强度的变化，由此能够测定缝间隙量al、a2量。
[0053]投光器4及受光器5从光线的直线性或强度的观点出发，分别优选激光投光器及激光受光器。作为投光器4，也可以使用高亮度的LED(发光二极管(light-emittingd1de))，这种情况下，只要设置与投光器4的光的波长对应的受光器5即可。
[0054]投光器4及受光器5以与冲头支承部21的长度方向(开缝管的管轴方向)正交的方式安装于冲头支承部21的左右，受光器5也以与各个激光投光器相对的方式安装于冲头支承部21的左右。冲头支承部21与冲头一起向压下钢材的方向和将压下释放的方向移动。因此，投光器4、受光器5经由利用将冲压作业时的振动隔断的原料或机构构成的构件而安装于冲头支承部21，但优选提高间隙测定精度。例如，可以经由具有振动吸收功能的树脂层来安装。
[0055]从投光器4朝向受光器5发射