JPH0232107B2 - Yosetsukaisakiseikeikensakusochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は高圧容器等の製缶工程で溶接に伴う付
帯作業を合理的に行い得る研削装置に関するもの
である。この溶接に伴う付帯作業としては開先形
成部の整形、溶接ビード、ガス切断面等の研削加
工などがある。

従来技術： 従来、ボイラーや高圧容器など加工板材に大き
な応力が生じる構造体においては、その溶接継手
強度を充分にとるためＸ形、Ｕ形、或いはＨ形な
どの突合せ継手が採用されており、この種の型式
の継手による場合片側から仮付け溶接して後外側
又は内側から本付け溶接することになるので、仮
付けした部分の溶接酸化皮膜やスラグなどを本付
けする側の開先部において除去する必要があり、
以前はこれを人手によつてグラインダーなどを用
い研削除去していたが、このような操作では作業
性が低く、研削状態も不均一になり易くて好まし
くない。とりわけ作業の能率向上に伴い各種作業
が自動化し、人手による作業を要求される場合を
除いて機械力を駆使しなければ均質な製品を合理
的に製産することが困難となり、また作業環境の
安全衛生上の見地からも溶接作業に関連する各操
作は自動化することが要求されている。

そこで当然考えられることはグラインダーを自
動的に操作できるようにして研削加工する装置を
用いることであるが、口径の大きな缶胴などを溶
接するための開先やガス切断による加工面では一
定の条件にはなつていないので、高速回転する砥
石車を用いて無人運転するには、芯振れによる側
圧力が該砥石車に作用するとこれを破損するおそ
れがあつて非常に危険であり、通常の手段では到
底砥石車を自動運転するようなことが困難であ
り、従つて今までのこの種作業機についての自動
装置は実用化されるまでに到つていない。

発明の目的： 本発明は斯かる現況に鑑みてなされたものであ
つて、被研削面部に対して当接研削操作する砥石
車が、設定された研削量でほぼ一様の加圧研削す
ると共に、砥石車の接触状態を研削部の状況に対
応して軸芯の変位、即ち適度な範囲での首振り
と、砥石車の軸方向移動とがなされて、回転砥石
車に過度な側圧力が作用することなしに目的個所
の研削が自動的に行える装置を提供せんとするこ
とにある。

発明の構成： 本発明においては斯かる目的を達成するため
に、溶接継手形成用開先部等を研削整形する装置
として、被加工物の被研削整形部分に対応するよ
うにした支持体には、砥石車が被研削整形部分に
対し進退し得る方向に回動変位可能な支持機構の
基部を取付け、該支持機構の先端部には、片持ち
支持された砥石車とその駆動機構とを搭載した研
削ベースが、前記砥石車の軸芯を水平面で適宜角
度変位可能なように枢着してあり、この研削ベー
ス部と前記支持機構との間には砥石車に対する研
削加圧操作シリンダを介在させて相互に連結し、
砥石車の側部位置には研削ベースに支持されて研
削切込み量を設定する進退自在で先端にローラを
付した切込み量設定機構を付設し、砥石車はその
支持軸受部にて中立位置から左右に適宜量移動可
能なよう支持された構成のものである。

而して本発明において、缶胴等筒体外周での研
削用としては、支持機構として作業場任意位置に
設置された支持体に取付くブラケツトに、中間部
を軸支されて作業角度が設定できる支持アームを
主体とし、このアームの先端には研削ベースから
上向きに突出した吊下げアームの上端を枢支する
ようにし、該吊下げアームの下部にて回動可能に
研削ベースを取付け、この研削ベースには前部に
軸受装置を、後部に駆動モータを、それぞれ付設
し、砥石車は軸受装置にてその支持軸を所要幅で
中立位置から左右に移動自在なように支持してモ
ータ駆動されるようにし、かつ前記吊下げアーム
下端部と前記研削ベースとの間には吊下げアーム
の回動支持部を基準にして砥石車支持軸が傾斜す
るようにした往復動機構にてなる砥石首振り装置
を付設し、前記吊下げアーム上端に突設した腕片
端と支持アーム後端上部との間に研削加圧操作シ
リンダを介在させて相互に連結した構成とする。

また本発明において、缶胴等の内周部での研削
用としては、外部から被加工物内に挿入し得るよ
うにした支持体の先端には面板状の支持フレーム
を取付け、この支持フレームの前面下部に直交し
て基端を回動自在に取付けて支持アームを突出さ
せ、この支持アームの先端部は屈曲して砥石車取
付け上部に位置するようにし、斯かる支持アーム
の先端付設ボスに軸ピンによつて研削ベースを回
動可能に吊設し、該研削ベースの下端部には軸受
装置を前記支持アームの回転軸芯に平行して設
け、研削ベースの上部には砥石車駆動モータを取
付け、砥石車は軸受装置にてその支持軸を所要幅
で中立位置から左右に移動自在なように支持して
前記モータにより駆動されるようにし、支持アー
ムの中間部と研削ベースとの間には該研削ベース
吊設回動支持部を基準にして砥石車支持軸が傾動
するようにした往復動機構にてなる砥石首振り装
置を付設し、斯かる研削ベースと支持フレームと
を研削加圧操作シリンダにて連結した構成とす
る。

また本発明の装置は、その作業目的によつて支
持体の構造が変ることになるので、該支持体に対
する支持機構の構成を必要に応じて任意変更し、
作業が円滑に行い得るようにする。

実施例： 次に本発明装置を実施例に基づき図面により詳
述すれば次の通りである。

第１図に示すのは本発明の基本的技術構成を表
わす概要図であつて、装置は支持体１からアーム
５を突出させて、この先端部に回動可能な支持部
５ａを介して研削ベース１０が取付けられてお
り、この研削ベース１０には砥石車２０の支持軸
軸受１３や駆動モータＭとその駆動機構が搭載付
設されており、斯かる研削ベース１０は支持体１
に取付く取付け基盤３との間に研削加圧用シリン
ダ７を介在させて、該研削ベース１０を介し砥石
車２０を被加工部（開先）Ｂに対して接触加圧ま
たは退避するようになつており、砥石車２０の支
持軸１６はその支持軸受１３部において軸線方向
に適宜量左右に変位でき、かつ通常時には中立位
置に復帰するようになつている。そして研削ベー
ス１０を支持するアーム５端には砥石車２０の切
込み量を規制するための做いローラ３５とその調
節手段３０とが付設されており、アーム５はその
支持部５ｂとの連結部その他適所で変位できて、
全装置、殊に砥石車２０が被研削部での研削操作
によりフロートして回転砥石に側圧が作用するこ
となしに目的部分の研削作業ができるものであ
る。

この装置によれば、たとえば缶胴などの溶接部
開先内の整形研削を行う際に、所要位置に砥石車
をセツトして、かつ研削切込み量を規制し、駆動
操作すれば、開先部の状態に対応して砥石車が所
定加圧力を加えられながら開先部に做つて研削
し、確実に目的を達成することができるようにし
たものである。

更に本発明装置を具体的に説明すれば、第２図
乃至第４図に示すのは缶胴などの内側の溶接開先
内研削装置であり、支持体１Ａは被加工缶胴Ａ内
に装置が挿入できるようになされた腕状のもので
あり、その先端部には上下位置調節機構１ａと起
伏調節機構１ｂとを備えた取付け部１ｄが備えて
あり（必ずしもこれらの機構を付設しなくともよ
い）、この取付け部１ｄに取付け基盤３を定着し
て、該取付け基盤３の前面下部にアーム支持軸４
が砥石車支持軸１６（後述）の標準状態における
軸線と平行して突出固着してあり、このアーム支
持軸４に基部軸受ボツクス５′を被嵌支持されて
支持アーム５が前方に突出付設してある。このア
ーム５は適宜屈曲して先端が砥石車２０の上方に
位置するように形成し、かつそのアーム先端には
竪形軸受ボス５″を付設し、該軸受ボス５″に嵌設
の軸受により竪軸６を支持せしめて、該竪軸６を
介し研削ベース１０が吊設されている。

而して研削ベース１０は前記竪軸６を取付け座
１１′を有する水平主部材１１に対して、上下方
向の支持部材１２と、その直下に砥石車支持軸１
６の支持軸受ハウジング１３が取付けてあり、前
記水平主部材１１の端部に付設の突片１４と前記
取付け基盤３上端に突設したブラケツト３′との
間に研削加圧用の流体圧シリンダ７を接続介在さ
せ、この流体圧シリンダ７によつて研削ベース１
０を所定の状態に支持してある。支持部材１２の
上部にはモータＭが取付けられ、このモータＭ出
力軸M′に取付くプーリー２２と前記砥石車支持
軸１６の外軸端に付設のプーリー２３とにたとえ
ばタイミングベルト２４のような巻掛け伝導体を
巻掛けて砥石車２０を高速回転するようになつて
いる。砥石車支持軸１６は砥石車２０を一端に取
付けた芯軸１６′と、これに被嵌して回転方向に
一体的になつていて軸線方向にのみ移動可能に組
み合せた管軸１６″とからなり、この管軸１６″を
介してハウジング１３に軸受１３′，１３′にて回
転自在に支持してある。そして芯軸１６′は後半
部を段付けしてその段部と摺動キー１７との間、
及び管軸１６″端と芯軸１６′端取付きのナツト１
７′との間に、それぞれ同等の推力を所有せしめ
てコイルバネ１８，１８が被嵌装備して、常態で
は砥石車２０が所定の中立位置にあり、砥石車２
０に作用する側圧力によつて僅かな寸法であるが
軸線方向に移動可能にした構成を備えている。

前記した支持アーム５の先端ボス５″部外側に
は取付け部片３１を側方に突き出して、その端部
に付された取付け座３１′には小型減速モータ３
２と、該モータ３２により駆動される直線運動体
３３を付設し、その直線運動体３３の駆動杆３
３′下端には做い機能を有するキヤスター３４を
備えた砥石切込み量制限機構３０を設けてある。
更に支持アーム５の前記ボス５″隣接中間位置に
は砥石車の首振り操作機構４０を付設してあり、
該首振り操作機構４０は、研削ベース１０の主部
材１１からボス５″部における回転中心を通り下
部で直交して突き出す連結片４４端に取付けた適
宜長さのスライド保持体４１と、該スライド保持
体４１の長手方向に挿通して回転自在に支持され
るねじ軸４２と、該ねじ軸４２に螺合してスライ
ド保持体４１のガイド溝に沿い摺動可能な摺動子
４３とからなり、この摺動子４３上にはアーム５
に上端をナツト４５′にて受止め支持するように
した竪杆４５が直結してある。４６はねじ軸４２
操作用ハンドル、１５は砥石車カバーである。

このように構成された研削装置の作用は、予め
開先を形成した缶胴Ａを突き合せて外側から仮付
け溶接したものを、その内側で開先Ｂ内にはみ出
している溶着金属及びその溶滓などを研削除去し
て溶接部を整えるにあたり、支持体１Ａを缶胴Ａ
内に挿入するようにして砥石車２０の位置を開先
Ｂ部内におさまるよう設定し、該砥石車２０の切
込み量は隣接する砥石切込み量制限機構３０のモ
ータ３２にて直線運動体３３を駆動してキヤスタ
ー３４の突張り量を加減することにより決める。
しかる後砥石車の駆動モータＭを起動すれば、巻
掛け駆動によつて砥石車２０はその支持軸１６を
介して高速回転し、缶胴Ａを周知の支持回動手段
によつて緩やかに回動させれば、開先Ｂ内におい
て砥石車２０によつて該開先内部の変形した部分
を研削し、本溶接するに支障を来たさない状態に
削り取り整えることができる。この際砥石車２０
には加圧用の流体圧シリンダ７によつて押圧力が
常時付加され、制限機構３０によつて過度の切込
みを行わないように規制されるのであり、このよ
うな砥石車２０の上下方向の操作は加圧用流体圧
シリンダ７により上下操作することで研削ベース
１０はその吊り下げ竪軸６を支えるボス５″部を
介して支持アーム５が基部の軸受ボツクス５′部
でアーム支持軸４を基準として全体的に回動し、
何等支障なく変位できるのであり、従つて切込み
制限機構３０における調節で開先突き合せ部の深
さに対して砥石車２０の切込みは任意調節でき
る。

而して開先Ｂ内を自動的に研削する作業中、該
開先が缶胴Ａ（ワーク）の周方向の芯振れて正常
な設定状態よりずれが生じた場合には、砥石車２
０はその支持軸１６部で芯軸１６′と管軸１６″と
の間にコイルバネ１８，１８を介在させて軸方向
に移動可能になつているので、開先Ｂのずれに対
応してワークの回動につれて横方向に変位し、砥
石車２０に大きな側圧力が作用することなく研削
ができるのであり、左右いずれの方向にすれが生
じても前記したように中立位置を基準にしたコイ
ルバネ１８，１８による押圧力でもつて芯軸１
６′が自動的に補正する働きをし、研削作業に支
障を生じさせることなく開先内の整形ができるこ
とになる。

なおこの開先内研削に際してＸ型或いはＵ型等
の曲面を備えた形状の場合には砥石の周面が曲面
に形成されたものを使用する。またＶ形開先、或
いは開先形成のためにワークの端部をガス溶断し
たものにおいて、その傾斜面を研削整形するよう
なときには、首振り操作機構４０のねじ軸４２端
付設ハンドル４６にて該ねじ軸４２を所要の方向
に回動すれば、ねじ軸４２に螺合する摺動子４３
が竪杆４５を介してアーム５に取付いているか
ら、ねじ軸４２とその支持スライド保持体４１側
が移動変位し、その結果スライド保持体４１に連
結片４４を介して一体に取付く研削ベース主部材
１１が竪軸６を中心にして回動し、砥石車２０が
所要角（実施例では中立位置から左右にそれぞれ
10゜）首振りして使用することができる。

次に第５図乃至第７図に示すのは缶胴などの外
側の溶接開先部研削装置であり、基本的な機能は
先に説明したものと同様であるが、ワークに対す
る砥石車の当接対応関係が異なるのでその支持構
成が異なつている。従つて前記実施例と同じ部分
には同一の符号を付して表わす。

支持体１ＢはワークＡのターニング装置（図示
省略）に直交する状態でその中心から所要距離隔
てて設置され、該支持体１Ｂの前面上部に突設し
た支持ブラケツト８の先端部に本発明研削装置が
枢支されている。而して本発明装置の支持アーム
５０は適宜長さで中間部を支持ブラケツト８先端
に支持ピン９にて枢支され、所要の角度に傾斜さ
せて固定するようクランプ５１を備えている。こ
の支持アーム５０の先端には研削ベース１０′の
吊下げアーム２６がピン５２支持されており、こ
の吊下げアーム２６は第５図示のように後方（図
上左側）へ屈曲した形状で、下端部にボス２７を
その軸線がワーク面に直交する向に配して設けて
あり、該ボス２７に支持軸を回動自在に支持され
て該支持軸と一体の研削ベース１０′主部材１
１″が前位置に配設されており、この主部材１
１″の前部には砥石車２０の軸受ハウジング１３
が取付けられ、該軸受ハウジング１３によつて前
記具体例と同構造の二重軸でなる砥石車支持軸１
６が軸受支されている。勿論砥石車２０の取付く
芯軸１６′は左右にフローテイングするようなつ
ている。そして砥石車２０の位置は前記研削ベー
ス１０′支持用のボス２７中心を通る軸線上にそ
の中心が位置するよう配されており、主部材１
１″から後方へ延長した支持部材１２′上に砥石車
駆動用モータＭが搭載され、その出力軸と砥石車
支持軸１６の端部とにそれぞれ取付くプーリー２
２，２３間をベルト２４によつて巻掛伝導するよ
うになつている。

斯かる研削ベース１０′は前記吊下げアーム２
６の上端頂部に突設した梃子片２６′と支持アー
ム５０の後端側部に張出したブラケツト５０′上
に立設の支持片５０″との間に流体圧駆動の加圧
シリンダ７が介在連結してあり、吊下げアーム２
６のボス２７下部に垂設の突片４４′には前後方
向に支持杆４７を貫通支持せしめてその先端に付
した雌ねじ子４３′にハンドル４６付きねじ軸４
２を螺合し、このねじ軸４２を支持する枠体４
１′は研削ベース１０′と連結され、ねじ軸４２の
回動により雌ねじ子４３′を介して研削ベース１
０′全体をボス２７に嵌挿支持される軸を基準と
して中立位置から両側へほぼ10゜づつ傾斜できる
ようにした砥石車の傾動首振り機構４０′が付設
されてある。更に吊下げアーム２６のボス２７外
側位置には取付け部片３７を介して取付け座が突
設してあり、この取付け座には小型減速モータ３
２と該モータ３２により駆動される直線運動体３
６を付設し、その直線運動体３６の駆動杆３６′
先端にはワーク面に做つて砥石切込み量を制限す
るローラ３５を付した砥石切込み量制限機構３
０′を設けてある。１５′は砥石カバー、５１′は
クランプ操作ハンドルである。

斯くの如く構成されて研削装置の作用は、予め
開先を形成した缶胴Ａを突き合せて内側から仮付
け溶接したものを、前記実施例と同様に外側で開
先内の研削整形するにあたり、砥石位置にワーク
が対応するようにして、該ワークを適宜速度で回
転させながら砥石切込み量を砥石切込み量制限機
構３０′の操作で設定し、砥石車２０の中心がワ
ークＡの回転中心に向く状態で（第５図参照）、
モータＭにより砥石車２０を高速回転させつつ、
加圧シリンダ７を作動させて梃子片２６′を介し
吊下げアーム２６をピン５２を中心として回動変
位させることにより目的位置に対して砥石車２０
を押付けて研削作業を行い、開先内の研削時その
ぶれが生じたときには前記実施例同様砥石車２０
はその二重構造の支持軸１６部において付設され
ているバネ力により左右にフロートして自己補正
し、過度な外側圧力が砥石に作用することなく、
円滑な研削加工が行えるのである。

なお開先部の傾斜面を研削するときには、首振
り操作機構４０′を作動させて、ボス２７支持軸
を基準にして砥石車２０を該軸線を通る面上で所
要角度変位させればよい。

以上の実施例において砥石車とその支持部など
変位作動する機構部分には、電気的なリミツトス
イツチ等を併設して電気的に制御するようにし、
砥石車に作用する側圧力で開先部に該砥石車が做
つて作動するようになし、また研削ベースを介し
て砥石車に研削力を付加する流体圧シリンダの作
動も、切込み量制限機構に該加圧シリンダへの作
動流体供給系制御手段を付設することで自在に制
御することができ、自動化に役立て得る。また、
砥石カバー１５に粉塵吸引ダクト（図示省略）を
付設して、このダクトを集塵機に接続するように
しておけば、周囲に研削塵が飛散せず、作業環境
を衛生的に維持することができる。

更に、前記したような研削装置を支持するため
の支持体については、ワークの形状や作業の条件
に応じて、マニユピレータ、移動式の支持装置な
ど所要の機器に取付けて、ロボツトとして自動制
御するように構成することも任意なし得る。

発明の効果： 叙上の如く本発明装置によれば、被加工材の被
研削整形部を移動させて研削加工するに際し、砥
石車の切込み量は、該研削加工部の隣接位置にお
いて、切込み量制限機構によつて任意設定でき
て、過度な切込みは行われず、かつ砥石車にはほ
ぼ一様の加圧力を付加して研削加工を行い、この
際砥石車は支持軸がその軸受部で軸線方向に移動
可能にしてあることと、研削部機構の支持構造部
が上下方向と左右方向とに可動的に構成されてい
ることにより、溶接開先部などの研削整形時、回
転砥石（砥石車）に過度な側圧力が加えられるこ
となく、したがつて砥石の破損はない。しかも自
動調節されて被加工面に做い、確実な研削整形加
工ができる。また、作業の状況に応じて砥石車を
適度な範囲で首振りして傾斜研削することもでき
るので、溶接部の端面整備や開先内の整形等を、
本発明装置とその支持体との組合わせによつて、
従来人手により行われていた溶接部開先内整形等
の作業が自動化容易となり、省力化並びに合理化
が計れ、溶接加工の精度向上に貢献すること大で
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は基本的技術構成を表わす概要図、第２図は
円筒形ワークの内側にて研削する方式の装置の一
部縦断正面図、第３図は平面図、第４図は第２図
の左側面からみた図、第５図は円筒形ワークの外
側にて研削する方式の装置の正面図、第６図は平
面図、第７図は第５図の―視図である。 １，１Ａ，１Ｂ…支持体、３…取付け基盤、４
…アーム支持軸、５，５０…支持アーム、５′…
軸受ボツクス、５″…軸受ボス、５ａ…回転可能
な支持部、６…竪軸、７…加圧用流体圧シリン
ダ、８…支持ブラケツト、９…支持ピン、１０，
１０′…研削ベース、１１，１１′…主部材、１３
…軸受ハウジング、１６…砥石車支持軸、１６′
…芯軸、１６″…管軸、１８…コイルバネ、２０
…砥石車、２２，２３…プーリー、２６…吊下げ
アーム、２７…軸受ボス、３０，３０′…砥石切
込み量制限機構、３２…モータ、３３，３６…直
線運動体、３４…キヤスター、３５…ローラ、４
０，４０′…砥石首振り機構、Ａ…ワーク、Ｂ…
開先。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶接継手形成用開先部等を研削整形する装置
   であつて、被加工物の被研削整形部分に対応する
   ようにした支持体には、砥石車が被研削整形部分
   に対し進退し得る方向に回動変位可能なようにし
   た支持機構の基部を取付け、該支持機構の先端部
   には、片持ち支持された砥石車とその駆動機構と
   を搭載した研削ベースが、前記砥石車の軸芯を水
   平面で適宜角度変位可能なように砥石首振り機構
   を隣接付属して枢着してあり、該研削ベース部と
   前記支持機構の適所とは砥石車に対する研削加圧
   操作シリンダを介在させて連結し、砥石車の側方
   位置には研削ベース部に支持されて研削切込み量
   を設定するモータで進退自在な杆体の先端にロー
   ラを付した切込み量設定機構を付設し、砥石車は
   その支持軸受部にて中立位置から軸線方向に適宜
   量横移動可能なよう支持したことを特徴とする溶
   接開先整形研削装置。