JP2735954B2 - ミーリング式走行鋼管切断機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はミーリングカッタを回転
駆動しながら被切断管を切断するミーリング式走行鋼管
切断機に関し、特にその安全装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鋼管の切断機として特公昭６２−２７９
２６号（公転式ミーリングカッタを備えた鋼管切断
機）、また関連出願として特公昭６２−７４５２５号
（管の切断制御方法）の提案があり、図１１及び図１２
にその概略を示す。

【０００３】図１１及び図１２に示すように、アップカ
ット方向に回転するミーリングカッタ１０１を装着した
複数個のカッタヘッド１０２が回転軸１０３を介し回転
リングに支持されている。この回転リングは被切断管１
０４の中心を回転中心とする回転運動（公転）を、モー
タ１０５、ギア１０６及び１０７、ウォームギア１０
８、ウォームホイル１０９及びリングギア１１０等を介
して行うようになっている。

【０００４】カッタヘッド１０２は、切込量を一定にす
るために、弧矢印θ₁ ，θ₂ の揺動運動が可能となって
おり、切断機を載置した台車がライン速度と同期して走
行し、同速となると、図示しないクランプ装置により被
切断管１０４はクランプされ、前記した公転と揺動運動
の一連の作動により被切断管１０４は複数個のミーリン
グカッタ１０１により同時に切断される。そして、その
切断制御として、予め被切断管１０４の外径，肉厚，最
大切削厚さをコンピュータに入力し、ミーリングカッタ
１０１の公転位置及び公転速度、揺動位置及び揺動速度
を連動制御して最大切削厚さとミーリングカッタ１０１
の肉厚からの突出量を常に一定にするようにして切断を
行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のミーリ
ング式走行鋼管切断機にあっては、公転と揺動運動を行
う鋼管切断機であり、ミーリングカッタ１０１の軌跡位
置を計算するときに極座標で表わすため、単純な形状で
ある角管などの場合でも軌跡位置の演算および制御が複
雑となるという問題があった。

【０００６】また、ミーリングカッタ１０１の切削反力
を回転軸１０３だけで受ける構造であるため剛性に乏し
く、慣性質量も大きくとれにくい。そして、切断は断続
切削であるため、カッタヘッド１０２の振動が大きくな
り、切屑の厚みを大きくとれず、刃物寿命も短い。ま
た、公転リング（リングギア１１０）で複数のカッタヘ
ッド１０２を同期して回転させるために、非対称な異形
管を同一条件で切削することは不可能である。

【０００７】更に、機械の作動時に作業者が被切断管１
０４の形状や寸法などの切削条件を誤入力した場合、カ
ッタヘッド１０２と被切断管１０４、あるいは、カッタ
ヘッド１０２同士が衝突してしまうという問題がある。
また、カッタヘッド１０２の移動中に制御電線の断線な
どによっても前記衝突が発生してしまう。

【０００８】そして、この衝突により装置が損傷して修
理が必要となってラインを停止しなければならず、これ
によって多大な損害が生じ、生産性を低下させてしま
う。

【０００９】本発明はこのような問題点を解決するため
のものであって、制御の簡素化を図ると共に衝突を防止
して生産性の向上を図ったミーリング式走行鋼管切断機
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のミーリング式走行鋼管切断機は、造管速度
と同期走行して管を切断する走行鋼管切断機において、
被切断管を保持するクランプ装置と、前記被切断管の走
行方向と直交すると共に互いに直交する２方向に移動自
在な複数のカッタヘッドと、該複数のカッタヘッドにそ
れぞれ駆動回転自在に支持されたミーリングカッタと、
前記カッタヘッドに設けられ該カッタヘッドと障害物と
の衝突を事前に検知する検知部材と、前記被切断管の切
削条件入力データ及び前記検知部材の検出結果に基づい
て前記カッタヘッドの駆動を制御する安全制御装置とを
具えたことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】クランプ装置により保持された被切断管に対し
て複数のカッタヘッドが切削条件入力データに基づいて
それぞれ独立して動作し、このとき、カッタ軌跡を直交
座標で表わしながらミーリングカッタが被切断管を切断
する。そして、カッタヘッドが障害物に衝突しようとす
ると、検知部材がこれを事前に検出し、安全制御装置は
この検出結果に基づいてカッタヘッドを障害物から退避
させる。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１３】図１及び図２に本発明の一実施例に係るミ
ーリングカッタ式走行鋼管切断機のカッタヘッド、図３
及び図４にタッチセンサ装置、図５及び図６に切断機、
図７に制御のフローチャート、図８にその作動状態を示
す。

【００１４】本実施のミーリング式走行鋼管切断機にお
いて、図５及び図６に示すように、走行台車１１は被切
断管１２の走行方向に沿って同期して移動自在に支持さ
れている。この走行台車１１には走行する被切断管１２
の上下の各位置に対向して一対の第１カッタヘッド１３
及び第２カッタヘッド１４が配置され、この第１カッタ
ヘッド１３と第２カッタヘッド１４はそれぞれ被切断管
１２の走行方向と直交すると共に互いに直交する２方向
に移動自在となっている。即ち、第１及び第２カッタヘ
ッド１３，１４はそれぞれ図示しない駆動ギアを内蔵
し、各ヘッド駆動モータ１５によって上下方向（Ｙ軸方
向）に、また、各ヘッド駆動モータ１６によって左右方
向（Ｘ軸方向）にそれぞれ独立して移動することができ
るようになっている。

【００１５】第１カッタヘッド１３及び第２カッタヘッ
ド１４にはそれぞれ第１ミーリングカッタ１７と第２ミ
ーリングカッタ１８が回転自在に支持され、同じく第１
及び第２カッタヘッド１３，１４にそれぞれ装着された
各カッタ駆動モータ１９，２０によって駆動回転できる
ようになっている。

【００１６】この第１及び第２ミーリングカッタ１７，
１８の近傍には被切断管１２の切断時における振動を抑
止して安定した切削を行うため、第１及び第２ミーリン
グカッタ１７，１８の前後でこの被切断管１２をクラン
プして固定する前後一対のクランプ装置２１，２２が設
けられている。

【００１７】また、本実施例の切断機には制御装置２３
が接続されている。この制御装置２３は被切断管１２の
形状や寸法、切断長さ等の切削条件データが入力するこ
とにより、カッタ周速やカッタ軌跡、カッタ送り速度な
どを決定する機能を有し、ヘッド駆動モータ１５，１６
及びカッタ駆動モータ１９，２０の駆動を制御するもの
である。

【００１８】図５に示すように、前述した第１カッタヘ
ッド１３及び第２カッタヘッド１４には第１及び第２カ
ッタヘッド１３，１４と障害物、例えば、このカッタヘ
ッド１３，１４同士、あるいは被切断管１２などとの衝
突を検出する第１検知部材３１及び第２検知部材３２が
それぞれ設けられている。そして、この第１及び第２検
知部材３１，３２はその検出結果に基づいて第１及び第
２カッタヘッド１３，１４の駆動を制御する安全装置３
３が接続され、この安全装置３３は制御装置２３に接続
されている。

【００１９】図１及び図２に示すように、第１及び第２
ヘッドカッタ１３，１４の前面側には第１及び第２ミー
リングカッタ１７，１８が装着される一方、後面側には
第１及び第２検知部材３１，３２が装着されている。そ
して、第１及び第２検知部材３１，３２の外周縁部に対
して、第１及び第２ミーリングカッタ１７，１８の外周
縁部の方が外方に突出するように取付けられている。

【００２０】図３及び図４に基づいて第１検知部材３１
及び第２検知部材３２について説明するが、両者はほぼ
同様の構造となっているため、一方についてのみ説明す
る。

【００２１】図３及び図４に示すように、第１検知部材
３１はタッチセンサ装置であって、第１カッタヘッド１
３にはこの検知部材３１を取付けるための平面視がほぼ
円形状をなす取付板３４が固定され、この取付板３４に
はＵ字形状をなす支持部３５が一体に形成されている。
一方、本体自体が弾性力を有するタッチセンサ３６はＵ
字形状をなし、小ねじ３７によって同じくＵ字形状をな
す支持板３８の外周部に固定されている。そして、支持
部３５と支持板３８とは複数の支持ボルト３９によって
接近離反自在に結合され、且つ、この支持ボルト３９の
外周辺に巻装された複数のスプリング４０によって互い
に離間する方向に付勢されている。また、支持部３５と
支持板３８にはそれぞれガイド板４１，４２が取付けら
れ、タッチセンサ３６が倒れるのを防止している。

【００２２】而して、本実施例のミーリング式走行鋼管
切断機の作用を図７のフローチャートに基づいて説明す
る。

【００２３】図７に示すように、まず、ステップＳ１に
おいて制御装置２３に管の形状や寸法、切削厚み、管の
切断長さ等の切削条件が入力される。そして、ステップ
Ｓ２において制御装置２３はこの入力データに基づいて
各カッタの周速や軌跡、送り速度等を演算し、切断準備
する。

【００２４】被切断管１２が走行すると、ステップＳ３
において造管速度信号が制御装置２３に入力されること
により、ステップＳ４において被切断管１２の切断長さ
が設定長さになるように走行台車１１を同期制御する。
被切断管１２と走行台車１１とが同速になると、ステッ
プＳ５においてクランプ装置２１，２２によりこの被切
断管１２の切断点近傍を加圧してクランプする。そし
て、ステップＳ６，Ｓ７において、図８(a) に示すよう
に、ダウンカット方向へ設定カッタ周速に駆動制御され
た第１及び第２ミーリングカッタ１８，１９は同時に単
独でＸ軸及びＹ軸の２軸送り制御される。そして、この
第１及び第２ミーリングカッタ１７，１８は被切断管１
２の断面形状の外周辺に沿って移動し、第１ミーリング
カッタ１７は、同図に矢印で示すように、Ａ→Ａ′と移
動切断し、一方、第２ミーリングカッタ１８はＢ→Ｂ′
と移動切断する。

【００２５】なお、図８(b) に示すように、被切断管が
断面角形の被切断管５１である場合でも第１ミーリング
カッタ１７はＡ→Ａ′→Ａ″、第２ミーリングカッタ１
８はＢ→Ｂ′→Ｂ″と単独に２軸送りされて被切断管５
１を切断する。

【００２６】そして、ステップＳ８において、第１及び
第２検知部材３１，３２が第１及び第２カッタヘッド１
３，１４と障害物との衝突を検出していなければステッ
プＳ９にて切断完了し、その後、ステップＳ１０にてク
ランプ装置２１，２２は被切断管１２をアンクランプ
し、ステップＳ１１において走行台車１１はリターン
し、次の切断に備える。この後、ステップＳ１２におい
て各設定値の変更があればステップＳ１に移行するが、
ない場合にはステップＳ４に移行する。

【００２７】前述したステップＳ１において、作業者が
管の形状や寸法等の切削条件を誤入力すると、図１及び
図２に示すように、制御装置２３は実際の被切断管１２
に対して径に小さい被切断管５２をこれから切断する管
として認識し、第１及び第２カッタヘッド１３，１４を
駆動制御することとなる。すると切断作業中に第１及び
第２カッタヘッド１３，１４が実際の切断管１２と衝突
しようとする。ところが、本実施例では第１及び第２検
知部材３１，３２が被切断管１２に接触する。このと
き、タッチセンサ３６はスプリング３９によって緩衝さ
れ、異状検出結果を安全装置３３に出力する。

【００２８】即ち、図７に示すように、ステップＳ８に
おいて第１及び第２検知部材３１，３２が第１及び第２
カッタヘッド１３，１４と被切断管１２との衝突を事前
に検出すると、ステップＳ１３に移行する。ここで安定
装置３３は第１及び第２カッタヘッドの退避信号を制御
装置２３に出力し、制御装置２３は各カッタ駆動モータ
１５，１６を駆動制御して第１及び第２カッタヘッド１
３，１４の送り切削制御を停止させる。そして、ステッ
プＳ１４において第１及び第２カッタヘッド１３，１４
（第１及び第２ミーリング１７，１８）を退避させ、ス
テップＳ１５において警報を発生して作業者に異状を知
らせると共にステップＳ１６において造管を停止する。
従って、第１及び第２カッタヘッド１３，１４は衝突前
に非常停止することができ、これによって被切断管１２
や第１及び第２カッタヘッド１３，１４、第１及び第２
ミーリングカッタ１７，１８等の破損を防止することが
できる。

【００２９】図９及び図１０に本発明の他の実施例に係
るミーリング式走行鋼管切断機のカッタヘッドを示す。

【００３０】図９及び図１０に示すように、本実施例で
は検知部材として前述のタッチセンサ装置の代わりにレ
バー式リミットスイッチ装置６１，６２を用いている。
即ち、第１及び第２カッタヘッド１３，１４には取付金
具６３によってリミットスイッチ６４が固定されてお
り、そのレバー６５が第１及び第２ミーリングカッタ１
７，１８の外周縁部に沿って湾曲し、その内側に位置し
ている。

【００３１】而して、レバー６５が被切断管１２などの
障害物に接触するとリミットスイッチ６４がこれを検知
し、安全装置３３に出力する。そして、安全装置３３は
第１及び第２カッタヘッド１３，１４の駆動を制御す
る。

【００３２】なお、本実施例の制御の流れは前述の実施
例とほぼ同様であるため説明は省略する。

【００３３】また、本発明は上述した一実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得るものである。

【００３４】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のミーリング式走行鋼管切断機によれば、被
切断管を保持するクランプ装置と、互いに直交する方向
に移動自在な複数のカッタヘッドと、このカッタヘッド
に設けられるミーリングカッタと、カッタヘッドと障害
物との衝突を事前に検知する検知部材と、切削条件及び
検知部材の検出結果に基づいてカッタヘッドを駆動制御
する安全制御装置とを具え、保持された被切断管に対し
て複数のカッタヘッドが独立して動作し、このカッタ軌
跡を直交座標で表わしながら切断するようにしたので、
異形管の切断も可能となり、その演算及び制御プログラ
ムも短時間で作成可能となって制御の簡素化を図ること
ができる。

【００３５】また、例えば、作業者の切削条件の誤入力
によって異状が発生し、カッタヘッドが障害物に衝突す
るときにこれを検出して事前に退避させるよう駆動制御
したので、このカッタヘッドやミーリングカッタ、被切
断管の衝突による損傷等を未然に防止することで、安全
性の向上を図ると共に生産性の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るミーリング式走行鋼管
切断機のカッタヘッドの正面図である。

【図２】カッタヘッドの側面図である。

【図３】検知部材の正面図である。

【図４】検知部材の断面（図３のＡ−Ａ断面）図であ
る。

【図５】切断機の正面図である。

【図６】切断機の側面図である。

【図７】制御のフローチャートである。

【図８】ミーリングカッタの作動説明図である。

【図９】本発明の他の実施例に係るミーリング式走行鋼
管切断機のカッタヘッドの正面図である。

【図１０】カッタヘッドの側面図である。

【図１１】従来の切断機の一部切欠き正面図である。

【図１２】従来の切断機による管切断の説明図である。

【符号の説明】

１１ 走行台車 １２ 被切断管 １３ 第１カッタヘッド １４ 第２カッタヘッド １５，１６ ヘッド駆動モータ １７ 第１ミーリングカッタ １８ 第２ミーリングカッタ １９，２０ カッタ駆動モータ ２１，２２ クランプ装置 ２３ 制御装置 ３１ 第１検知部材 ３２ 第２検知部材 ３３ 安全装置 ３６ タッチセンサ ６１，６２ レバー式リミットスイッチ装置（検知部
材）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−221311（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−118308（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−81015（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−62789（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−74525（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−27926（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 造管速度と同期走行して管を切断する走
   行鋼管切断機において、被切断管を保持するクランプ装
   置と、前記被切断管の走行方向と直交すると共に互いに
   直交する２方向に移動自在な複数のカッタヘッドと、該
   複数のカッタヘッドにそれぞれ駆動回転自在に支持され
   たミーリングカッタと、前記カッタヘッドに設けられ該
   カッタヘッドと障害物との衝突を事前に検知する検知部
   材と、前記被切断管の切削条件入力データ及び前記検知
   部材の検出結果に基づいて前記カッタヘッドの駆動を制
   御する安全制御装置とを具えたことを特徴とするミーリ
   ング式走行鋼管切断機。