JPH0288112A - Ｈ形鋼の開先スカラップ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野） この発明は、Ｈ形鋼の溶接接合端に所要の開先加工、ス
カラップ加工を施こす加工装置に関するものである。

（従来の技術） 構造部材としてのＨ形鋼を溶接する場合、溶接品質の向
上、作業性の向上を目的として接合端に開先加工、スカ
ラップ加工が行なわれる。この接合端処理を施こした鋼
材は、−般に第６図のような形状をしている。

要するに、両側のフランジａ、ｂとウェブとの両接合喘
部に、奥部を円弧状とした切欠きＦａ、Ｆｂ　（スカラ
ップ加工）を形成し、また両側フランジａ、ｂの端部に
は直線状のルート面Ｒａ、　Ｒｂと斜面状の面取り面Ｖ
ａ、Ｖｂ　（開先加工）を形成したものである。

そして、上記の接合端処理を施こした構造部材として第
８図に示すような鉄骨仕口部材が知られている。

この鉄骨仕口は、コラム月８０の両端にダイヤフラム８
１．８１を溶接して得られたジヨイントパーツに対して
、側面四方に前記Ｈ形鋼からなる持ら出し梁を突き合わ
せて溶接したものであり、この溶接部の詳細は第９図の
通りとなっている。すなわら、ト１形鋼におけるフラン
ジａ、ｂの内面側に密接して裏当金８２を施こし、この
裏当金８２をダイヤフラム８１の内端面に当接すると共
に、フランジ端ルート面Ｒａ。

Ｒｂと面取り面ｖａ、Ｖｂをダイヤフラム８１の端部に
対応させ、この対応部に形成される凹溝に所要の溶接を
行なつたものである。

而して、上記開先スカラップ加工を行なうための加工装
置として、例えば実開昭６２−７４９１６号に提案され
るような開先装置が知られている。この加工装置におい
ては、前記の切欠き加工を半球状のスカラップカッター
が、またルート面加工と面取り面加工をそれぞれ円筒状
の追い込みカッターと円錐状の開先カッターが個別に担
っており、これらカッター群を−リの切削ヘッドに備え
て、一過的な切削送りで加工を行なったものである。と
ころで、従来の加工装置では一般に上記加工におけるカ
ッター位置をフランジａ、　ｂの内面（第６図にＪ、Ｊ
で示す）を基準として設定する方式、所謂内面基準方式
が採用されている。

この内面基準方式の具体構成は、フランジ内面を検出し
てこれに当接するクランプ爪の動きに同調させて、前記
切削ヘッドを追従移動するもので、適状範囲では正確な
カッターセットざらには開先加工、スカラップ加工が行
なえたものである。殊にスカラップ加工においては、ウ
ェブＣに削り残しを生ずることもなくフランジａ、ｂ面
を平滑に仕上げることができ、裏当金８２を密接してと
りつけることができたものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、この業界では通常の圧延Ｈ形鋼に限らず溶接
Ｉ」形鋼が広く使用されており、前記鉄骨仕口部に適用
されている。

この溶接Ｈ形鋼は製作上の特性として第１０図に誇張し
て示すようにフランジａ、ｂが両方端において内方へ倒
れ、湾曲を呈している。この場合、従来装置では同図の
仮想線位置でカッターの設定さらには切削加工が行なわ
れるもので、ウェブＣに削り残しを生じ、この部分がフ
ランジ面に突起する。（第１１図）従って、裏当金８２
をフランジ面に密着して取り付けることができず、この
ため完全な裏当て機能か発揮されず、溶接欠陥、すなわ
ちフランジルート面の溶（プ落ち、ダイセフラム側の溶
は込み不足などの弊害を招くことになった。

本発明は上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので
、スカラップカッターの切削位置を単独に調整すること
によりウェブの削り残しを解消し、もってフランジ面に
裏当金を密接して取りつけて健全な溶接加工ができる１
」形鋼の開先スカラップ加工装置を提供することを目的
としたものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、この発明の開先スカラッ
プ加工装置は次のようにしたものである。

すなわち、この発明の要旨とするところは、追込みカッ
タ、スカラップカッター、開先カッターの各カッターを
備えた切削ヘッドを所要の切削送り方向に移動して、Ｈ
形鋼におけるフランジ端部およびフランジとウェブの接
合端部に開先加工とスカラップ加工を施こす加工機にお
いて、上記切削ヘッドに、互いに平行のスピンドルを設
けて、このスピンドルに前記各カッターを個々に取りつ
けると共に、前記スピンドルのうち少くともスカラップ
カッターのスピンドルに進退調整手段を備えて、カッタ
ー位置をスピンドル軸芯方向において調整できるように
したことにある。

（作用） そして、切削ヘッドを所要の切削送り方向に移動させて
、各カッターにより開先加工、スカラップ加工を行なう
場合、フランジの湾曲量に応じてスカラップカッターの
切削位置を調整し、フランジ内面基準としながらその位
置を補正する。このようにすることで、湾曲フランジに
対する適切なスカラップ切削位置を得ることができ、ウ
ェブの削り残しを解消し、正確に裏当金の接合を行なう
ことができたものである。

（実施例） 以下、この発明に係るト１形鋼の開先スカラップ加工装
置の一実施例を図について説明すると、１は機台、２は
ベツドで必って、このベツド２の後側には被加工材であ
る１−１形鋼Ｗ（以下、単にワークという）を搬入、搬
出するためのコンベヤ３を設ける。また、前記機台１の
上部には、コンベヤ３を跨ぐように門型フレーム４を設
ける。５は上記門型フレーム４の一側（第２図の右側）
に設けたサイドフレームで、この１ノイドフレーム５は
図示省略のスライド機構によって門型フレーム４および
機台１に対して前後調整できるように配設する。このサ
イドフレーム５の前面側には第１図右側に位置する一方
の支持フレーム６を取りつけ、またこの一方の支持フレ
ーム６に対応して門型フレーム４の左側には他方の支持
フレーム７を取りつける。この指示フレーム７は門型フ
レーム４の前面部に設けた水平ガイド８によって左右方
向に移動できるようになっており、前記−方の支持フレ
ーム６との間隔を調整される。

そして、上記の両支持フレーム６．７に以下の切削手段
、切削送り手段、ワーククランプ手段などの各構成を備
える。

まず、切削手段Ａは両支持フレーム６．７に各別に配設
するもので、９および１０は一方の支持フレーム６と他
方の支持フレーム７のそれぞれの前面部に設けた昇降ガ
イド　１１および１２は上記昇降ガイド９．１０に昇降
自在に係合した切削ヘッドで、これら切削ヘッド１１．
１２はその左右一対の構成において対称形をなしている
。従って、切削ヘッド１１．１２については個々の説明
を省略し、一方の切削ヘッド１１についてまとめて第４
図に示した。

すなわち、１３はへラドケース　１４．１４はヘッドケ
ース１３の両側に設けたベアリングケース　１５はベア
リング１６．１７によりケース内の定位置に設けた第１
のスピンドル　１８は後に説明する進退調整手段を介し
てケース内にスライド可能に設けた第２のスピンドル　
１９はベアリング２０．２１によってケース内の定位置
に設けた回転筒で、これら第１のスピンドル１５、第２
のスピンドル１８および回転筒１９は所定の間隔で平行
に配設してあり、外装した各ギヤ２０．２１．２２と、
これらに噛み合うアイドルギヤ（図示省略）によって−
斉に回転駆動される。上記ギヤ２０〜２２は、−例とし
て平歯車を用いるもので、このうち第２のスピンドル１
８に固定したギヤ２１はスライド調整量を考慮して、他
のものより幅広としである。

ここで、上記の第２のスピンドル１８の進退調整手段を
説明する。２３および２４はこのスピンドル両側部にス
ライド方向のギャップをなくして外装したベアリング　
２５および２６は上記ベアリング２３．２４の外周部に
装着したスライドメタルで、これらスライドメタル２５
．２６はベアリングケース１４．１４に設けた１習動孔
２７．２７にスライド可能に保持される。２８はスピン
ドル１８の端部を覆うように一方のスライドメタル２６
に取りつけたスライド作動体　２９はスライド作動体２
８に固定したスピンドル軸方向のねじ軸で、このねじ軸
２９はベアリングケース１４から外方向へ突出して設【
プる。３０は上記ねじ軸２９側のベアリングケース１４
に固定したカップ形取付部材　３１は上記取付部材に回
転だけ自由に設（プだ操作ハンドルで、内部に形成した
めねじ部３２を前記ねじ軸２９に螺合する。３３は取付
部材３０の長孔３４から外方へ突出して設けたスライド
作動体２８のスライド指標　３５は指標３３に対応して
取付部材３０１．：設けた目盛板である。

また、前記回転筒１９には次の構成を備えた第３のスピ
ンドル３６を内装する。

まず、回転筒１９内に緊密に第３のスピンドル３６を装
入し、両者をスプライン継手３７によって連結する。こ
のスプライン結合により、スピンドル３６は回転筒１９
の回転力を受けて回転駆動すると共に軸方向へのスライ
ドが許容される。３８は上記第３のスピンドル３６の一
端に設けたスライド作動部で、スライド運動のための受
動ナツト３９とこの受動ナツト３９を回転系から遮断す
るベアリング４０を備える。４１はベアリングケース１
４の側部に設けた駆動モータ４２の取付ベース４３は上
記駆動モータ４２の出力軸４３に取りつけた送りねじ軸
で、この送りねじｌ１１１４４を前記受動ナツト３９に
螺合する。

上記駆動モータ４２には周知の回転制御装置（図示省略
）を接続するもので、手動インプットによる目標値への
制御出力が演算手段を介して与えられるようになってい
る。また、駆動モータ４２には図示省略の回転検出器が
備えられ、回転量に相当する検出信号が前記回転制御装
置にフィードバックされる。そして、制御出力と検出手
段の比較によって駆動モータの位置か設定される。

以上が第１〜第３のスピンドル１５．１８．３６の詳細
であるが、各スピンドルの他端部は前記調整手段側と反
対方向に突出しており、そこにカッターの取付部４５〜
４７を設ける。そして、この取付部に円筒状の追込みカ
ッター４８、半球状のスカラップカッター４９、截頭円
錐状の開先カッター５０を取りつける。なあ、５１は上
記各カッター４８〜５０を駆動するためにギヤ２０〜２
２に連係したモータである。

次に第１図に戻り、切削手段へ、Ａを所要の切削送り方
向に移動する切削送り手段Ｂについて説明する。

５２および５３は一方および使方の支持フレーム６．７
の上端部に設けた減速モータ　５４および５５は前記昇
降ガイド９．１０と同方向にして減速モータ５２．５３
の出力軸に設けた送りねじ軸　５６および５７は切削ヘ
ッド１１；ｆ−３よび１２にそれぞれ固定した受動ナツ
トである。而して、送りねじ軸５４．５５の正逆回転に
より各切削ヘッド１１．１２を昇降方向に移動させるも
ので、切削ヘッドが上昇するときワークＷに対し所要の
切削加工を行なう。

なお、上記の減速モータ、送りねじ軸式の切削送り手段
は油圧シリンダ方式に変えることもできる。

次に、切削加工に当ってワークＷをクランプ固定するク
ランプ手段を第５図を参照して説明する。

このクランプ手段Ｃの基本構成は、ワークＷにおけるフ
ランジａ、ｂの各上下端を同上下方向から挟圧し、支持
フレ−ム側に固定保持する機能を具備している。

５８および５９は一方および他方の支持フレーム６．７
のそれぞれ内面側に設けた昇降ガイド　６０．６１およ
び６２．６３は上記昇降ガイド５８．５９に昇降自在に
係合した上下一対のクランプ爪で、これらクランプ爪６
０〜６３には各別に作動用の油圧シリンダ６４〜６７を
関連させる。上記クランプ爪６０〜６３は外方へ向く垂
直の基準当接面ｅと内方へ向く勾配状の抑圧面ｆによっ
てフランジ端への当接部を構成しており、抑圧面ｆをフ
ランジａ、ｂの外端縁に当接面ｅをフランジａ、ｂの内
面端に当接してワークのクランプを行なう。

次に、ワークＷの幅すなわちフランジａおよびｂの間隔
寸法に応じて前記一方の切削手段Ａと他方の切削手段Ａ
の対応位置を設定する間隔設定手段について第３図を参
照して説明する。

この間隔設定手段りは、幅方向において固定である一方
の支持フレーム６１に対して、他方の支持フレーム７を
水平ガイド８方向に移動する移動機構によって構成する
。

図において、６８は他方の支持フレーム７の背面側にし
て門型フレーム４に取りつけた油圧シリンダ　６９は油
圧シリンダ６８のピストンロッド　７０は油圧シリンダ
６８と他方の支持フレーム７を連結する連結部材である
。そして、ピストンロンドロ９を伸長作動させるとき、
他方の支持フレーム７を閉方向に移動し、両切削手段Ａ
、Ａの対応間隔を接近させる。ＬＳはフランジｂの外面
部に対応して支持フレーム７側に設けたリミットスイッ
チ　７１はリミットスイッチＬＳの作動片である。

而して、上記作動片７１がフランジｂに当接しリミット
スイッチＬＳを作動させるとき、その検出信号によりピ
ストンロッド６９の伸長作動が停止される。また、この
検出信号は作動停止後の油圧シリンダ６８の給油ポート
をオープン状態、すなわちピストンロッド６９を含む他
方の支持フレーム７の自由な動きを許容するように切り
換える。

次にワークＷの送り込み位置を規制するワーク位置決め
手段について第２図を参照して説明する。

この位置決め手段ＥはワークＷにおけるフランジａの前
端に対応させた突当部材をもって構成する。

７２は一方の切削ヘッドＡの上端に設けた取付部材７３
は内方すなわち、ワークＷの中心側へ向けて取付部材７
２に設けた油圧シリンダ　７４は回転アーム式の突出部
材で、その−端に前記油圧シリンダ７３のピストンロッ
ドを連結し、他端にワーク当接片７５を設ける。このワ
ーク当接片７５はピストンロッドの伸長作動時にワーク
Ｗのフランジａに対応する位置に突出する。

なお、上記した各構成においてその作動部材（モータ、
油圧シリンダ）は図示省略の電気制御回路の指示に従っ
てシーケンス動作を行なうもので、ワーク送り込み後の
間隔調整、クランプ、切削加工の一連動作は順次タイミ
ングよく行なわれる。

本発明に係る開先スカラップ加工装置の一実施例は上記
のように構成されるもので、以下のようにすることで所
要の切削加工を行なうことができる。

端面処理を施こすワークＷの所要の開先スカラップ形状
は第７図に示す通りであるので、まずこれによって各カ
ッターの位置調整を行なう。図のように追込みカッター
４８によるルート面Ｒａの位置は、７ランジａの前端か
らの寸法ずなわち位置決め手段Ｅにおけるワーク当接片
７５の位置で設定される。また、スカラップカッター４
９によるフランジａ内面の切削位置はＸ方向、すなわち
第２のスピンドル１８の進退調整で設定される。また、
開先カッター５０によるフランジのルート面高ざｈは同
じくＸ方向、すなわら第３のスピンドル３６の進退調整
で設定される。

而して、上記のＸ方向の基準点はクランプ手段Ｃにおけ
るクランプ爪の基準当接面ｅによって決められるが、溶
接Ｆ」形鋼の場合は、フランジの湾曲によって設定基準
点と希望基準点とに差を生じ、補正を要する。

上記の補正は、実際のワークを計測しその寸法数値によ
って行なうもので、この数値に基づいてスカラップカッ
ター４９さらには開先カッター５０のＸ方向の位置調整
を行なう。

スカラップカッター側においての位置調整は、操作ハン
ドル３１を回転して行なうもので、スライド指標３３に
より目視して設定する。また、開先カッター側において
は、回転制御装置への補正値の入力で行なうもので、駆
動−Ｅ−夕４２で自動的に設定する。

以上の各カッターの位置設定が終了した段階において、
仙の各手段は次の待機状態にある。

すなわち、他方の支持フレーム７は間隔設定の聞敢端に
あり、クランプ手段Ｃにおける各クランプ爪６０〜６３
それぞれ上端および下端にある。また、両切削手段Ａ、
Ａは下降端にある。この状態にあって、ワーク位置決め
手段Ｅのワーク当接片７５は突出位置にあって、フラン
ジａの前側に対応している。従って、コンベヤ３上のワ
ークＷを前進移送すると、このワークＷはワーク当接片
７５に突き当たり、送り込み方向の位置を規制される。

次に、間隔設定手段りの油圧シリンダ６８を作動させて
ピストンロッド６９を伸長作動さけると、他方の支持フ
レーム６に向って移動し、対応間隔が接近する。

この移動中に作動片７１がワークＷのフランジｂに当接
し、これを押圧するとリミットスイッチＬＳが動作し、
上記の移動動作が終了する。

この設定間隔が以下のワーククランプに適する間隔とな
る。

すなわち、クランプ手段Ｃにおける油圧シリンダは６４
〜６７を操作し、各ピストンロッドを伸長作動させる。

こうすると、まずクランプ爪６０〜６３における勾配状
の抑圧面ｆ・・・がフランジａ、ｂの外端縁に当接し、
ワークＷを上下から挟圧する。この挟圧時に勾配面は支
持フレーム７にスライド方向の分力を作用する。クラン
プ動作は上記のように進行し、クランプ爪６０〜６３の
基準当接面ｅ・・・がフランジａ、　ｂの内面部に当接
するときクランプ動作が終了する。

また、上記のクランプ終了とともに両方の支持フレーム
６．７の間隔が設定されるもので、このときワークＷに
対する切削手段Ａ、Ａの位置が設定される。

而して、切削手段へ、Δの設定が終了すると、ワーク位
置決め手段Ｅのワーク当接片７５が退避作動し、続いて
モータ５１により各カッター４８〜５０が回転駆動され
る。そして、切削送り手段Ｂ、Ｂの減速モータ５２．５
３が回転して各切削ヘッド１１．１２を上方へ切削送り
する。従って、ワークＷのフランジａ、ｂおよびウェブ
Ｃは追込み加工、スカラップ加工、開先加工の各加工を
順序通り施される。

この切削加工に当っての各カッターの設定条件は、前述
した通り補正値に基づいて修正されているので、スカラ
ップカッター４９によるウェブＣの削り残しがなく、フ
ランジａ、ｂは平滑に切削される。

切削ヘッド１１．１１が上昇に達して切削加工が終了し
たとき、クランプ手段を解除し、ワークＷをコンベヤ３
の送り込み側に戻して処理するようにし、また続いて上
昇端の切削手段Ａ、Ａを下降端に戻して、ワーク当接片
７５を送り込み位置に突出すれば、次のワーク加工に対
応することができる。

なお、上記の一実施例では、スカラップカッター４９の
取付軸となる第２のスピンドル１８をベアリングケース
１４．１４に直接的に進退できる構成としたが、開先カ
ッター軸となる第３のスピンドルのようにベアリングケ
ースに対して回転筒を設け、この回転筒を介してスカラ
ップカッター軸を設けるように変更してよいことは勿論
である。この場合、スカラップカッターの進退調整はモ
ータ制御によって自動的に行なうことができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の開先スカラップ加工装置は
、スカラップカッターの切削位置を単独で調整すること
ができる。このため、溶接Ｈ形鋼のようにフランジが湾
曲しているものにあっても、７ランジの最内面に正確に
合わせて切削加工が行なえるものである。よって、ウェ
ブの削り残しがなく、正確に裏当金をフランジに密接す
ることができるもので、健全な溶接品質を確保するうえ
で優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る開先スカラップ加工装置の一実施例
を示すもので、第１図は正面図　第２図は平面図　第３
図は横断平面図　第４図は切削手段の構成を示す縦断正
面図第５図はクランプ手段の構成を示す正面図　第６図
は開先、スカラップ加工されたＨ形鋼の斜視図　第７図
は同じく切削状況を示す説明図　第８図は鉄は仕口部の
形状を示す説明図　第９図は溶接個所を示す説明図　第
１０図、第１１図は溶接Ｈ形鋼の説明図および裏当金と
の関係を示す説明図である。 ６：一方の支持フレーム　７：他方の支持フレーム　Ａ
；切削手段　１１．１２：切削ヘッド　１３：ヘッドケ
ース　１４：ベアリングケース　１５：第１のスピンド
ル　１８：第２スピドル　１９：回転筒　２０〜２２：
ギヤ　２５．２６：スライドメタル　２８ニスライド作
動体　２９：ねじ軸　３０：取付部材　３１：操作ハン
ドル　３２：めねじ部　３３ニスライド指標　３５：目
盛板　３６：第３のスピンドル　４５〜４７二取付部　
４８：追込みカッター　４９ニスカラツブカツター　５
０二開先カッターＢ：切削送り手段　Ｃ：クランプ手段
　６０〜６３：クランプ爪　ｅ：基準当接面　ｆ：勾配
状の抑圧面　Ｄ＝間隔設定手段　Ｅ：ワーク位置決め手
段　Ｗ：Ｈ形鋼　ａ、ｂ：フランジ　Ｃ：ウェブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 追込みカッター、スカラップカッター、開先カッターの
   各カッターを備えた切削ヘッドを所要の切削送り方向に
   移動して、Ｈ形鋼におけるフランジ端部およびフランジ
   とウェブの接合端部に開先加工とスカラップ加工を施こ
   す加工機において、 上記切削ヘッドに、互いに平行のスピンドルを設けて、
   このスピンドルに前記各カッターを個々に取りつけると
   共に、前記スピンドルのうち少くともスカラップカッタ
   ーのスピンドルに進退調整手段を備えて、カッター位置
   をスピンドル軸芯方向において調整できるようにしたＨ
   形鋼の開先スカラップ加工装置。