パイプベンダーの原理は何ですか？

パイプベンダーは工業生産に不可欠です。では、パイプベンダーの原理とは何でしょうか？

パイプベンダーの原理は、主に油圧システムと数値制御（NC）システムの協調動作に基づいています。具体的には、3D NCパイプベンダーの動作原理は、NCシステムを介して油圧シリンダー内のピストンの動きを制御し、それによって金属パイプの曲げを実現することです。

動作中、パイプベンダーはフレーム、作業台、油圧システム、制御システム、クランプなど、いくつかの主要コンポーネントで構成されています。これらのコンポーネントは連携して、曲げ加工中のパイプの安定性と精度を確保します。

さらに、パイプ曲げ加工には、ダイ、クランプダイ、ガイドダイ、マンドレル、しわプレートなど、いくつかの主要コンポーネントの機能が関与します。その中で、ダイは中核的なコンポーネントであり、曲げ加工中のパイプの回転の中心として機能します。クランプダイはパイプを所定の位置に保持するために使用されます。ガイドダイは、しわプレートとともに、曲げ加工中に補助的なサポートを提供します。マンドレルは、曲げ加工中に内部サポートを提供し、パイプの変形や崩壊を防ぎます。

要約すると、パイプベンダーは、油圧システムによる油圧シリンダーピストンの動きを駆動し、NCシステムからの精密な制御とさまざまな機械コンポーネントの協調動作を組み合わせることにより、金属パイプの効率的かつ正確な曲げを実現します。

パイプベンダーの油圧システムは、主に油圧ポンプ、電磁弁、油圧シリンダーなどのコンポーネントで構成されており、パイプの曲げ加工を実現します。具体的な動作原理は次のとおりです。

• 油圧ポンプ：油圧ポンプは油圧システムの動力源であり、機械エネルギーを油圧エネルギーに変換する役割を担います。油圧ポンプが始動すると、作動油がシステムに送り込まれます。
• 電磁弁：電磁弁は、作動油の方向と流量を制御するために使用されます。初期状態では、すべての電磁石は非通電状態です。プランジャーポンプから出力された作動油は、4方向2位置電磁弁を介してアンロードされ、すべてのアクチュエータピストンは後退位置にあります。
• 油圧シリンダー：油圧シリンダーはアクチュエータであり、パイプを押し出して曲げ加工を実行する役割を担います。作業条件に応じて、作業サイクルのさまざまな段階における油圧シリンダーの実際の圧力、流量、および出力を計算し、調整する必要があります。
• アンロード回路：アンロード回路は、リリーフバルブと4方向2位置電磁弁で構成されています。油圧ポンプが始動すると、4方向2位置電磁弁はデフォルトでアンロード状態になり、油圧ポンプのすべての出力は電磁弁を介してオイルタンクに戻されます。
• 制御スキーム設計：油圧システムの設計では、負荷分析と制御アルゴリズムの選択を考慮して、システムの効率的で信頼性の高い動作を確保する必要があります。

数値制御（NC）システムは、パイプベンダーにおいて重要な役割を果たし、主に油圧シリンダーピストンの動きを制御する役割を担います。具体的には、NCシステムは次の方法で油圧シリンダーピストンの動きを制御します。

• パラメータ設定とコマンド出力：NCパイプベンダーを使用する前に、曲げ角度、曲げ半径、曲げ方法など、いくつかの主要なパラメータをNCシステムを介して設定する必要があります。これらのパラメータが設定されると、NCシステムは、この情報に基づいて対応する制御コマンドを生成します。
• 油圧伝達と同期制御：パイプベンダーは通常、油圧伝達技術を使用します。ラム部分は、ラム、油圧シリンダー、および機械的なストップ微調整構造で構成されています。左右の油圧シリンダーはフレームに固定されており、ピストン（ロッド）は油圧によってラムを上下に動かします。NCシステムは、同期バルブの開口サイズを調整することにより、シリンダーに入るオイルの量を制御し、それによってラムの同期動作を実現し、作業台が平行に保たれるようにします。
• 電磁弁とオイル流量制御：NCシステムは、電磁弁を使用してオイルの流れを制御することもでき、それによってピストンを必要な位置に移動させることができます。この制御方法はシンプルで便利であり、高い精度を持っています。
• ヒューマンマシンインタラクションとリアルタイムモニタリング：NCシステムには、オペレーターと機械間のインタラクションを容易にするタッチスクリーンやその他のヒューマンマシンインタラクションインターフェースも含まれています。さらに、NCシステムは、機械の動作状態をリアルタイムで監視し、実際の状況に応じて制御戦略を調整して、ワークピースの品質と生産効率を確保できます。

パイプベンダーのダイ、クランプダイ、ガイドダイ、マンドレル、しわプレートはそれぞれ異なる機能と役割を持っており、以下に説明します。

ダイは、パイプ曲げ加工において非常に重要な役割を果たします。曲げ加工中にパイプが変形したり損傷したりしないようにします。金属パイプの直径と厚さが異なると、曲げの精度と効果を確保するために、異なる仕様のダイが必要になります。

クランプダイは、曲げ加工のためにパイプを正しい位置に保持するために使用されます。ダイと合わせて、曲げ加工中のパイプの安定性を確保します。

ガイドダイは、パイプ曲げ加工中にガイドとサポートの役割を果たします。パイプとともにダイの周りを回転し、曲げ機能を完了するのに役立ちます。

マンドレルの主な機能は、パイプの曲げ半径の内壁を支えて変形を防ぐことです。マンドレルには、円筒形マンドレル、ユニバーサルシングル、ダブル、またはマルチボールヘッドマンドレルなど、さまざまな形態があります。マンドレルは、曲げ加工中にパイプが平らになるのを防ぎ、しわやキンクなしで曲げることができます。さらに、マンドレルの位置はスプリングバックに大きな影響を与えます。マンドレルが切断点から遠く、後方位置にある場合、曲げの外側のパイプを十分に伸ばすことができず、大きなスプリングバックが発生します。

しわプレートは、曲げ加工中にパイプがしわになったり平らになったりするのを防ぎます。この領域のサポートを増やすことにより、収縮後、パイプ壁が均等に厚くなり、しわの形成を回避します。

曲げ加工中のパイプの安定性と精度を確保するには、機械構造、制御システム、材料品質、プロセス仕様など、いくつかの側面を総合的に考慮する必要があります。詳細な対策を以下に示します。

パイプベンダーは、機械加工プロセス中の安定性と精度を確保するために、安定した機械構造と正確な制御システムを備えている必要があります。機械設備は、加えられる力と曲げ角度を正確に制御できるため、パイプ曲げにおいてより高い精度と安定性を提供します。

パイプ曲げに使用する材料は、適格であり、変形やひび割れなどの欠陥がない必要があります。高度に研磨された潤滑油と適切なパッドタイプの面取り金型を使用すると、摩擦と摩耗を減らし、パイプと金型のスムーズな接触を確保できます。

すべてのパイプ曲げは、仕様要件を満たすスパンと間隔など、関連する規格と規制に従って処理する必要があります。さらに、技術仕様では、パイプ曲げの楕円率に関する厳格な規制があり、パイプ曲げの品質を確保しています。

キャリパーやマイクロメーターなどの測定ツールを使用して、パイプの寸法が要件を満たしているかどうかを確認し、長さ、直径、その他の寸法の精度を確保します。パイプ曲げ金型を調整する場合は、特別な要件のある領域の正確な調整に注意を払う必要があります。

3点曲げに基づいて2つのサポートポイントを追加すると、曲げプロセスがより安定してスムーズになります。この方法は、パイプ曲げプロセスの安定性をある程度向上させることができます。

流体流動を伴うパイプシステムの場合、流体構造相互作用解析を使用してパイプの振動安定性を研究し、解析結果に基づいてパイプの設計とメンテナンスガイダンスを最適化できます。

パイプベンダーの操作手順は、次の手順に分けることができます。

• パイプ形状の標準化：設計およびパイプレイアウト中、大きな円弧、任意の曲線、複合曲げ、および180度を超える円弧を避けてください。これらの要因は、工具を煩雑にするだけでなく、パイプベンダー機のサイズによって制限され、機械化および自動化された生産に影響を与えます。
• 曲げ半径の標準化：曲げられるパイプの半径が標準要件を満たしていることを確認して、加工品質と効率を保証します。
• ロードと固定：曲げられるパイプを対応する金型に入れ、固定します。曲げられるパイプの外径に応じて適切なダイヘッドを選択し、プランジャーに取り付け、2つのローラーのスロットをダイヘッドに合わせ、対応するサイズのフラワープレート穴に入れ、上部フラワープレートで覆い、曲げられるパイプをスロットに挿入します。
• 機械の起動：主電源スイッチを押し、コンピューターが正常に起動するのを待ってから、コントロールパネルのスタートボタンを押します。機械は自動的に起動操作を実行します。NCパイプベンダーが自己検査を完了すると、加工を開始できます。
• 曲げ形成：マンドレル曲げ方法では、曲げアームが戻るときにマンドレルヘッドまたはマンドレルが妨げられないようにして、マンドレルヘッドまたはロッドがシートメタルによって曲がったり破損したりしないようにします。指定された温度に達したら、ハンドルを目的の角度に押して、曲げプロセスを完了します。
• 金型の解放とパイプの取り外し：曲げが完了したら、金型を解放し、パイプを取り外し、金型を元の位置に戻します。
• 切断操作：切断操作エリアで、パイプを目的の長さに切断します。
• 後処理手順：上記の手順を完了したら、必要なクリーニングとメンテナンスを実行して、機器が良好な動作状態を維持するようにします。