JPH05208309A - ボックス構造の柱体における溶接開先及び余盛りデポジット等の自動切削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボックス構造の柱体におけるダイアフラム組
み込みで生じる溶接余盛りデポジットの切除と未開先加
工部分での溶接開先整形とが、回転カッターブレードを
移動させて順次自動的に行える自動切削装置である。 【構成】 所要間隔で敷設のレール11上をワーク６に沿
って走行自在な走行装置12を備える門形フレーム16と、
その門形フレーム16の走行方向に交差する一側面で昇降
自在に支持されるビーム17にて横行自在に支持されると
ともに、ワーク６に平行する方向にも進退可能に支持さ
れるカッターユニット40と、各部の操作を制御する電気
的制御機構を備え、前記カッターユニット40は、モータ
直結で回転するカッターブレード46と、そのカッターブ
レード46の切込み量を制御する進退駆動機構と、前記進
退駆動機構及びカッターブレード46の駆動モータとを回
動させてカッターブレード46による切削方向の変更と切
込み角度の設定とが可能なカッターヘッド45の旋回機構
とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として建築用鉄骨の
ボックス構造の柱体製作時における溶接部余盛りデポジ
ットの切削及び溶接開先の加工を行うのに用いられる自
動切削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、高層建造物の建築に際して躯体と
して組み立てられる鉄骨の柱の多くは、ボックス構造の
ものが用いられている。このボックス構造の柱体６は、
所要寸法の４枚の厚鋼板を図６で例示するように組合せ
て溶接されている。さらに、このボックス構造の柱体６
を構成するに当たり、所要の間隔で内部にダイアフラム
63を溶接して剛性をもたせる構造となっている。

【０００３】前記のダイアフラム63はボックス構造の柱
体６を製作する際に、図４及び図５で示されるように一
枚のフランジプレート61と２枚のウエブプレート62との
溶接によってＵ字状に組み立てられたものに、予め設定
されている各位置でそれぞれ両ウエブプレート62，62間
に掛け渡されて取り付く各２本の裏当て金66間に、ダイ
アフラム63を差し込んで、このダイアフラム63の両側端
部とウエブプレート62，62の内側とを、例えばエレクト
リックスラグ溶接にて溶接し、その後に開放面に別個の
フランジプレート61' をおいて両ウエブプレート62，62
とそのフランジプレート61' とを外側で溶接され、ダイ
アフラム63とは溶接用孔64位置で溶接されている。な
お、ウエブプレート62には図５において示されるよう
に、ダイアフラム63とウエブプレート62との溶接を確実
にするための溶接用孔65が設けられ、その溶接用孔65の
両側ではフランジプレート61，61' との溶接開先が設け
られていない未開先加工部分８がある。

【０００４】このようにして溶接組立されたボックス構
造の柱体６は、図６によって示されるように全側面にダ
イアフラム63の溶接に伴う余盛りデポジット７と、フラ
ンジプレート61または61' とウエブプレート62との未開
先加工部分８とが生じている。そのために従来は、これ
ら余盛りデポジット７の取り除きを、例えばアークエア
・ガウジング法によって除去し、またポータブルグライ
ンダによって未開先加工部分67に対する開先整形を行っ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記のようなボクッス
構造の柱体における余盛りデポジットの除去や開先整形
作業は、作業者が直接工作用の器具を持って処理作業を
行うので、粉塵の飛散、騒音の発生など作業環境が悪
く、労働安全衛生上好ましくない。また、柱体１本当り
多くの個所を処理しなければならず、被処理物が重量大
であるために前記作業の便利なように向きを変えようと
すると多くの労力を必要とするばかりか、位置替えに多
くの時間を要して作業能率を高めることも困難である。

【０００６】また、従来の工作機械で前記のような開先
形成加工を行うには、切削に際して切削油を必要とする
ため、切削油が溶接される両プレートの隙間に残り除去
できず、加工後の溶接に欠陥が発生するので実用上問題
がある。

【０００７】本発明ではこのような問題点を解決するこ
とを目的とし、被処理ボックス構造の柱体を定位置に配
してその柱体に沿って目的位置に回転カッターブレード
を移動させて順次自動的に余盛りデポジットの切除と未
開先加工部分での溶接開先整形とが行えるボックス構造
の柱体における溶接開先及び余盛りデポジット等の自動
切削装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の目的を達
成するために、所要の間隔で敷設されたレール上をワー
クに沿って走行自在な走行装置を備える門形フレーム
と、その門形フレームの走行方向に交差する一側面で昇
降自在に支持されるビームにて横行自在に支持されると
ともに、ワークに平行する方向にも進退可能に支持され
るカッターユニットと、前記作動各部の操作を制御する
電気的制御機構を備え、前記カッターユニットは、モー
タ直結で回転するカッターブレードを有するカッターヘ
ッドと、前記カッターブレードの切込み量を制御する進
退駆動機構と、前記進退駆動機構及び前記カッターヘッ
ドとを回動させてカッターブレードによる切削方向の変
更と切込み角度の設定とが可能な旋回機構とを備える構
成のものである。

【０００９】

【作用】このような構成の本発明のボックス構造の柱体
における溶接余盛りデポジット等の自動切削装置は、所
定位置に配置されたボックス構造に溶接組立済みの柱体
（ワーク）に対し、予め設定された作動順序で門形フレ
ームを被処理位置まで走行移動させると共にカッターユ
ニットを作動させ、ワークの作業位置に応じてそのカッ
ターユニットの位置及びカッターブレードの加工方向を
設定して切削させることにより、ワークの未開先加工部
分に対する溶接開先の切削形成が自動的に行うことがで
きる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の自動切削装置を一実施例につい
て具体的に図面を参照しつつ説明する。図１に示すのは
本発明の自動切削装置の一実施例正面図である。図２は
図１のII−II視側断面図である。

【００１１】これらの図で示されるように、自動切削装
置１は、被処理ボックス構造の柱体６（以下ワークと言
う）の配置部の両側に位置するようにして所定の間隔で
平行して敷設されたレール11，11上で走行駆動機15によ
って走行自在な走行装置12を備える門形フレーム16と、
この門形フレーム16の走行方向に交差する一側面（図２
上で左側）で昇降自在に支持されるビーム17にて、横行
自在に支持されて吊設されているカッターユニット40と
で構成されている。

【００１２】前記門形フレーム16の走行装置12は、各レ
ール11上を走行自在な２個の車輪13a を備えて、レール
11頭部を両側から抱えるように配される１組のガイドロ
ーラ14を前後両端にそれぞれ配される走行台車13と、こ
の走行台車13側面に付設されて一方の車輪13a に動力が
伝達されるように配されている走行駆動機15とで構成さ
れている。

【００１３】門形フレーム16は前記走行装置12，12の各
走行台車13上に脚部16' を取り付けて立設されている。
この門形フレーム16の一側面に設けられるカッターユニ
ット40を支持するビーム17は、門形フレーム16の両脚部
16' に沿わせて設けられた昇降駆動機構20の昇降スクリ
ュー軸21と雌ネジ片22を介して両端部を連結され、かつ
そのビーム17両端部を門形フレーム16の脚部16' に沿設
されるガイドレール23に案内片24を滑合させて、昇降駆
動機構20によって昇降できるようにされている。なお、
前記昇降駆動機構20は門形フレーム16の梁16" 部分中間
側部に配設される駆動機25からラインシャフト26によっ
て、前記各昇降スクリュー軸21上部のギヤボックス27を
介してその各昇降スクリュー軸21が同調駆動される構成
になっている。図中符号18は昇降駆動機構の駆動機支持
ブラケット、18' はギヤボックス取付ブラケットであ
る。

【００１４】このように昇降可能なビーム17には、その
ビーム下面に配設されたガイドレール17' に沿って横行
可能なキャリヤ30が吊設されている。このキャリヤ30は
前記ビーム17の前側面に付設されるラック19に横行駆動
ギヤ32が噛合してキャリヤ30搭載の横行用モータ31の駆
動で横行できるようにされている。また、このキャリヤ
30には所要位置に移動された後停止位置で固定すると共
に切削に伴う振動を防止するためのロック機構36が付設
されている。このロック機構36としては、例えばビーム
17側面に対して座板を押し付けるような制動シリンダ、
あるいは横行用のラック19に噛み合う歯車の回転を一時
固定させるような制動機などが採用できる。

【００１５】さらに、このキャリヤ30の下面には門形フ
レーム16の走行方向に複数のガイドレール33が付設さ
れ、そのガイドレール33に基端を係合させて進退用駆動
モータ35で回転されるスクリュー軸34によりカッターユ
ニット40の支持体37が吊設されている。

【００１６】カッターユニット40は、前記支持体37に旋
回機構としての旋回駆動機42と直結されて例えば図示さ
れない旋回ギヤを介して回転可能に支持されるカッター
ヘッド支持台41と、このカッターヘッド支持台41上でワ
ーク６に対する進退駆動機構として直径方向にカッター
ヘッド45を移動させる送り操作機構43と、この送り操作
機構43を介してカッターヘッド支持台41上に設けられる
カッターヘッド45とで構成されている。

【００１７】カッターヘッド45はフレキシブル回転砥石
であるカッターブレード46が高速回転モータ47の出力軸
に直結されて、前記送り操作機構43によって切込み操作
される取付台48上に付設されている。なお、前記取付台
48は送り操作機構43を構成するカッターヘッド支持台41
上の平行する２本のガイドレール43a に案内支持されて
モータ43c によって駆動されるスクリュー軸43b より進
退操作されるようになっている。

【００１８】また、上記の自動切削装置１は、前記の走
行装置12、ビームの昇降駆動機構20、キャリヤ30の横行
駆動部、カッターユニット40の旋回駆動機42とカッター
ヘッドの送り操作機構43等に、それぞれ予め設定された
基準点からの移動量が制御部との間で電気信号で指令さ
れる公知の手段で構成される電気制御機構（図示省略）
を備えている。

【００１９】次に、このように構成された本発明の自動
切削装置１の作動態様について説明する。まず、この自
動切削装置１が設置された走行用の両レール11，11間に
ワーク６であるボックス構造の柱体を、ほぼ水平状態で
走行方向に平行するように図示されない別途クレーンに
よって図示されない架台上に搭載させる。なお、このワ
ーク６（ボックス構造の柱体）が自動切削装置１の走行
装置12と平行になるようにするため、予め架台上に当て
金などを配設して、この当て金にワーク６の一側面を当
てがうようにすることが好ましい。

【００２０】次いで、門形フレーム16を移動させて作業
の原点位置に停止させ、その後にワーク６の寸法に応じ
て予め設定されているカッターヘッド45を作動原点から
余盛りデポジット７の切断位置にそのカッターブレード
45を移動させて作業を行う。カッターブレード46をワー
ク６の被処理位置に移動させるには、キャリヤ30を横行
用モータ31の駆動でビーム17付設のガイドレール17' に
沿い所要距離横行させ、所定位置でロック機構36を作動
させてキャリヤ30を固定させる。上下の移動は昇降駆動
機構20の駆動機25を起動することによって、ラインシャ
フト26及び左右の両ギヤボックス27を介して両昇降スク
リュー軸21が同調回転駆動され、各昇降スクリュー軸21
に螺合の雌ネジ片22を介してビーム17が昇降動され、キ
ャリヤ30に吊設のカッターユニット40が目的位置に移動
される。

【００２１】このようにしてカッターブレード46が被処
理位置、例えば図１における右側面上側位置の余盛りデ
ポジット７の切断操作を行うには、カッターブレード46
をワーク６の側面に平行させて送り操作機構43の作動で
カッターヘッド45を切断速度で前進（下降）させて、図
３(a) で示されるようにカッターブレード46により余盛
りデポジット７を切断除去させる。この一操作が終われ
ばカッターヘッド45を所定位置まで上昇退避させ、以後
同じ高さの第２，第３・・・・の余盛りデポジット７位
置に走行装置12の作動で順次移動させて、前記同様の切
断操作を行わせる。

【００２２】また、ワーク６上面の余盛りデポジット７
の切断に際しては、旋回駆動機42を作動させてカッター
ヘッド支持台41を前記のカッターヘッド45の姿勢から９
０°旋回させ、図３(b) で示されるようにカッターブレ
ード46が下向きになる姿勢にする。この上面の余盛りデ
ポジット７切断時には、カッターブレード46の切込み位
置の小さな調整は送り操作機構43で行い、切込み操作は
キャリヤ30のロック機構36の作動を解除して横行用モー
タ31の駆動で行わせる。

【００２３】このような要領で例えばワーク６の図上右
側面の切断操作が終われば、キャリヤ30をワーク６の左
側にカッターユニット40が位置するように横行移動させ
ると共に、カッターヘッド45を反転させて前記と同要領
でワーク左半分の上側部分の余盛りデポジット７の切除
ができる。

【００２４】次にワーク６の側面における未開先加工部
分８（図６参照）の開先形成のための切削加工について
は、図１に矢印ａで示されるようにカッターユニット40
を旋回駆動機42によってカッターブレード46による所要
の切込み角（例えばフランジプレート61' に対して４５
°）にカッターヘッド45の軸心を傾斜させる。その後に
おいてカッターブレード46が開先切込み位置に移動さ
せ、まず送り操作機構43の前進駆動操作で所要深さに図
３(c) で示すようにカッターブレード46をワーク６内へ
斜めに切込ませる。その後のワーク６の長手方向の切削
は、キャリヤ30下側における進退用駆動モータ35を起動
して進退用のスクリュー軸34を切削速度に対応する回転
速度で駆動させ、支持体37を切削方向に移動させること
により、この支持体37に取り付くカッターヘッド支持台
41を介しカッターヘッド45を移動させ、未開先加工部分
８が切削できる。前記の余盛りデポジット７の切断と同
様に第２、第３・・・・位置での開先切削加工は、１個
所での切削が終わればカッターブレード46をワーク６外
側へ後退させて次の加工開始位置に移動して、前記の操
作を繰り返す。

【００２５】次に前記開先形成部（未開先加工部分８）
でのフランジプレート61' に沿った切込み９（図４参
照）は、カッターブレード46が水平状態になるようにカ
ッターヘッド45の向きを旋回させて横向きに所要寸法キ
ャリヤ30を移動させて切込みを行う。その後の切削は前
記の斜め切込みと同要領で進退用のスクリュー軸34を回
転させて所要距離切削すればよい。

【００２６】なお、ワーク６の下側に位置する各切断除
去部（余盛りデポジット７もしくはスタート溶出部）及
び未開先加工部分８の開先形成部は、ワーク６をクレー
ンで逆向きに向きを変えて前記要領で処理される。

【００２７】以上の各部の切削に際して、カッターブレ
ード46はその消耗によって次第に外径が小さくなる。し
たがって、カッターブレード46による１加工個所での消
耗量を予知しておいて、その消耗量に見合った量、順次
カッターブレード46の送り量に消耗量を加えた切込みを
行うように制御され、目的を達成することができる。

【００２８】また、本発明の自動切削装置では、カッタ
ーユニットとその支持構造とを２組配設して、両カッタ
ーユニットをワークに対して左右から同時作動させて切
削するように構成すれば、より作業性を向上させること
ができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、上記のようにディスク
状のフレキシブル回転砥石にてなるカッターブレードを
縦・横・前後の各方向に回転変位自在に支持させて、ワ
ークに対して任意の位置から被加工部に対して切込んで
切削（切断）できるので、１台の装置において余盛りデ
ポジットの切除と、開先の形成とが自動的に加工でき、
作業性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動切削装置の一実施例正面図であ
る。

【図２】図１のII−II視側断面図である。

【図３】本発明の自動切削装置によるワークの切削（切
断）態様を示す図であり、(a)はワーク側面の余盛りデ
ポジットの切断態様を、(b) はワーク上面の余盛りデポ
ジット切断態様を、(c) 及び(d) は未開先加工部分に溶
接開先を形成する態様を、それぞれ示す。

【図４】ワークの未開先加工部分の溶接開先形成部を示
す図である。

【図５】ワークであるボックス構造の柱体の溶接組立態
様を示す概要斜視図である。

【図６】ワークであるボックス構造の柱体の溶接された
状態を示す外形斜視図である。

【符号の説明】 １ 自動切削装置 ６ ワーク（ボックス構造の柱体） ７ 余盛りデポジット ８ 未開先加工部分 １１ レール １２ 走行装置 １３ 走行台車 １５ 走行駆動機 １６ 門形フレーム １６’ 門形フレームの脚部 １７ ビーム １７’ ビームの昇降用のガイドレール １９ ラック ２０ ビームの昇降駆動機構 ２１ 昇降スクリュー軸 ２２ 雌ネジ片 ２３ ガイドレール ２４ 案内片 ２５ 昇降用の駆動機 ３０ キャリヤ ３１ 横行用モータ ３２ 横行駆動ギヤ ３３ ガイドレール ３４ 進退用のスクリュー軸 ３５ 進退用駆動モータ ３６ ロック機構 ３７ 支持体 ４０ カッターユニット ４１ カッターヘッド支持台 ４２ 旋回駆動機 ４３ 送り操作機構 ４５ カッターヘッド ４６ カッターブレード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所要の間隔で敷設されたレール上をワー
   クに沿って走行自在な走行装置を備える門形フレーム
   と、その門形フレームの走行方向に交差する一側面で昇
   降自在に支持されるビームにて横行自在に支持されると
   ともに、ワークに平行する方向にも進退可能に支持され
   るカッターユニットと、前記作動各部の操作を制御する
   電気的制御機構を備え、前記カッターユニットは、モー
   タ直結で回転するカッターブレードを有するカッターヘ
   ッドと、前記カッターブレードの切込み量を制御する進
   退駆動機構と、前記進退駆動機構及び前記カッターヘッ
   ドとを回動させてカッターブレードによる切削方向の変
   更と切込み角度の設定とが可能な旋回機構とを備えるこ
   とを特徴とするボックス構造の柱体における溶接開先及
   び余盛りデポジット等の自動切削装置。
2. 【請求項２】 前記カッターユニットを２組対称に備え
   ている請求項１に記載のボックス構造の柱体における溶
   接開先及び余盛りデポジット等の自動切削装置。