JPH09108924A - 超音波探傷用テストピースの人工疵加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人工疵の直角度や平行度の不良がなく、ま
た、コーナ部分が凹湾曲状とならず、さらに、長さ方向
両端に加工ロスが発生させない。 【解決手段】 旋盤１２の刃物台１２ａに絶縁体１６を
介して回転装置１３を設置し、この回転装置１３にエン
ドミル１５を取り付ける。そして、このエンドミル１５
による切り込み量が設定値になった時、エンドミル１５
の送りを停止させるタッチセンサー１７と、エンドミル
１５の零位置確認用テスター１８を備えさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波探傷用テス
トピースに人工疵を加工する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】超音波探傷を行うに際し、先ず基準試料
（以下、「テストピース」という）を用いて超音波探傷
装置の校正を行う。この校正に使用するテストピースに
は、例えば鋼管の場合には、内外周の周方向，軸方向に
所定の大きさの人工疵が加工されている。そして、この
人工疵を加工する手段として、従来より、放電加工とメ
タルソーを用いた機械加工が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、放電加
工、メタルソーを用いた機械加工ともに、次に説明する
ような問題があった。先ず、放電加工による場合は、図
３（ａ）に示すように、電極１が放電によって摩滅する
ので、加工した人工疵２のコーナ部分が凹湾曲状とな
り、コーナ部の直角度に問題が残る。また、電極の芯出
しが困難であるから、加工した人工疵の直角度〔図３
（ｂ）参照〕や平行度〔図３（ｃ）参照〕の不良が発生
し易い。さらに、設備が消防法に触れるので、コスト高
となるという問題がある。

【０００４】次に、メタルソーを用いた機械加工による
場合には、メタルソーの回転力伝達にチェーンを使用し
ているので、脈動が発生して加工精度に劣り、人工疵２
の底部が図４に示すような波状になるとともに、人工疵
２の長さ方向両端に、メタルソー３の切り上がりに起因
する加工ロスが発生するという問題がある。

【０００５】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、人工疵の直角度や平行度の不良が
なく、また、コーナ部分が凹湾曲状とならず、さらに、
長さ方向両端に加工ロスが発生しない超音波探傷用テス
トピースの人工疵加工装置を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の超音波探傷用テストピースの人工疵加
工装置は、旋盤と、この旋盤の刃物台に絶縁体を介して
設置される回転装置及びこの回転装置によって回転され
るエンドミルと、このエンドミルによる切り込み量が設
定値になった時、エンドミルの送りを停止させるタッチ
センサーと、エンドミルの零位置確認用テスターを備え
させているのである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の超音波探傷用テストピー
スの人工疵加工装置は、旋盤の刃物台に絶縁体を介して
回転装置を設置し、この回転装置の先端に、これによっ
て回転されるエンドミルを取り付けるとともに、さら
に、前記旋盤に、このエンドミルによる切り込み量が設
定値になった時、エンドミルの送りを停止させるタッチ
センサーと、エンドミルの零位置確認用テスターを備え
させた構成である。

【０００８】ところで、前記刃物台に設置する回転装置
は、テストピースが管の場合には、内周面用、外周面用
の両者を用意しておくことは勿論であり、また、この場
合、エンドミルも内周面用、外周面用の両者を用意して
おくことは言うまでもない。また、タッチセンサーは、
テストピースの半径方向の送りを停止させるものと、軸
方向の送りを停止させるものの両者を用意する必要があ
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の超音波探傷用テストピースの
人工疵加工装置を図１及び図２に示す一実施例に基づい
て説明する。図１は本発明の超音波探傷用テストピース
の人工疵加工装置の概略説明図で、（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図、図２は回転装置の一例を示す図面で、
（ａ）は内周面用の回転装置を一部断面して示す正面
図、（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）は外周面用の回転
装置を一部断面して示す正面図、（ｄ）は（ｃ）の側面
図である。

【００１０】図１及び図２において、１１は本発明に係
る超音波探傷用テストピースの人工疵加工装置であり、
例えば汎用の１２尺旋盤１２に以下の部品を設置した構
成である。１３は前記旋盤１２の刃物台１２ａに設置さ
れ、テストピース１４の所定位置に所要の大きさの人工
疵を加工するエンドミル１５を、回転するための回転装
置であり、テストピース１４の内周面に人工疵を加工す
るための、例えば図２（ａ）（ｂ）に示す内周面用のも
のと、同じく外周面に人工疵を加工するための、例えば
図２（ｃ）（ｄ）に示す外周面用のものが用意されてい
る。なお、図２（ａ）（ｂ）に示す内周面用の回転装置
１３は小径管用のもので、モータ１３ｂが取り付け治具
１３ａの偏心孔１３ａａに内装されたものを開示してい
る。

【００１１】ところで、前記回転装置１３は刃物台１２
ａへの取り付け治具１３ａにエンドミル１５の回転用モ
ータ１３ｂを内装した構成であり、図２（ａ）（ｂ）に
示す内周面用のものは、モータ１３ｂの出力軸の向きを
９０°方向転換させるアングルアタッチメント１３ｃを
介して、また図２（ｃ）（ｄ）に示す外周面用のもの
は、モータ１３ｂの出力軸に直結してエンドミル１５が
取り付けられている。

【００１２】また、前記取り付け治具１３ａにおける、
刃物台１２ａへの挟持部には絶縁体１６を設置し、回転
装置１３と刃物台１２ａの間を絶縁状態に維持するよう
にしている。

【００１３】１７は例えば旋盤１２のベッド１２ｂ上に
取り付けられるタッチセンサーであり、前記エンドミル
１５による切り込み量が設定値になった時、エンドミル
１５の送りを停止させるものである。このタッチセンサ
ー１７も、テストピース１４の半径方向の送りを停止さ
せるもの〔図１においてチャック１２ｃ近傍に取り付け
たもの〕と、軸方向の送りを停止させるもの〔図１にお
いて往復台１２ｄ近傍に取り付けたもの〕の両者が用意
されている。

【００１４】１８はエンドミル１５による人工疵の加工
時、エンドミル１５の零位置を確認するためのテスタ
ー、１９は旋盤１２のチャック１２ｃの外周面に摺接
し、テストピース１４への周方向の人工疵の加工終了時
に、テストピース１４の回転停止を補助するブレーキで
ある。

【００１５】なお、本実施例ではテストピース１４への
周方向の人工疵の加工時に、テストピース１４の回転数
を減速するために、サイクロ減速機２０を付設したもの
を開示しているが、仮に旋盤１２の減速機構で十分に減
速できるのであれば、本実施例のようなサイクロ減速機
２０は不要である。

【００１６】本発明に係る超音波探傷用テストピースの
人工疵加工装置１１は上記したような構成であり、次
に、この人工疵加工装置１１を用いてテストピース１４
に人工疵を加工する場合の手順を説明する。

【００１７】1) テストピース１４の一端を旋盤１２の
チャック１２ｃで挟持し、テストピース１４の両端部を
順番に切削加工する。 2) テストピース１４における人工疵の加工位置近傍
を、滑らかにすべく切削加工する。なお、この切削加工
は局部加工であるため、テストピース１４は、チャック
１２ｃでの挟持部と人工疵の加工部とは偏心した状態と
なる。

【００１８】3) 回転装置１３を刃物台１２ａに取り付
ける。この時、ダイヤルゲージを用いて水平方向等の芯
出しを行うことは言うまでもない。 4) 回転装置１３と刃物台１２ａの間が絶縁状態になっ
ているか否かをテスター１８で確認した後、前記回転装
置にエンドミル１５を取り付ける。

【００１９】5) エンドミル１５の先端を人工疵の加工
位置に位置合わせする。この時、テストピース１４とエ
ンドミル１５の先端との間隔は１mm程度離し、両者が衝
突しないようにして移動させる。 6) 加工する人工疵に合わせて半径方向又は軸方向のタ
ッチセンサー１７をセットし、エンドミル１５の停止位
置を決める。この時、タッチセンサー１７のセットを自
動送りで行うため、停止指令してからの慣性が発生す
る。そこで、零位置をダイヤルゲージで決めておく。

【００２０】7) タッチセンサー１７のセットが完了す
ると、スタート位置までエンドミル１５を移動させ、エ
ンドミル１５の先端とテストピース１４との接触開始点
（零位置）を、テスター１８で確認する。 8) 前記接触開始点が決まれば、刃物台１２ａにダイヤ
ルゲージをセットし、零位置を読み取る。この零位置の
読み取りは、人工疵の加工精度に大きな影響を与えるの
で、２回程度繰り返しチェックすることが望ましい。

【００２１】9) 切削油の供給装置をセットし、切削油
量の確認を行う。 10) 上記した後、エンドミル１５に切削油を供給しつつ
人工疵の加工を開始する。この時、切り込み量，回転
数，送り速度等はテストピース１４の材質やエンドミル
１５の径によって異なるが、一般的なテストの結果で
は、エンドミル１５の回転数は１５０００〜３５０００
RPM 、一回の切り込み量は０．０５〜０．０８mm、送り
速度は２５〜３７mm/min程度である。

【００２２】11) 所定の深さまでエンドミル１５を往復
させて人工疵の切り込みを行い、加工完了後はサンドペ
ーパで手入れし、人工疵の寸法を確認する。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波探
傷用テストピースの人工疵加工装置は、旋盤の刃物台に
絶縁体を介して設置される回転装置及びこの回転装置に
よって回転されるエンドミルと、このエンドミルによる
切り込み量が設定値になった時、エンドミルの送りを停
止させるタッチセンサーと、エンドミルの零位置確認用
テスターを備え、エンドミルによって人工疵の加工を行
うので、放電加工の場合のように、人工疵の直角度や平
行度の不良がなく、また、コーナ部分が凹湾曲状となら
ず、さらに、メタルソーの場合のように、底部が波状に
仕上がったり、長さ方向両端に加工ロスが発生しない。

【００２４】ちなみに、本発明の人工疵加工装置によっ
て人工疵を加工した場合には、底部の直角度は０〜１
dB、切り込み深さの精度は０．０１〜０．０３mm、
水平加工精度は０．０１mm、仕上げ精度は１．６ａ▽
▽▽、加工ロスは０．１５〜０．４mmと、放電加工や
メタルソーで人工疵を加工した場合と比較して良好な人
工疵を加工できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波探傷用テストピースの人工疵加
工装置の概略説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面
図である。

【図２】回転装置の一例を示す図面で、（ａ）は内周面
用の回転装置を一部断面して示す正面図、（ｂ）は
（ａ）の側面図、（ｃ）は外周面用の回転装置を一部断
面して示す正面図、（ｄ）は（ｃ）の側面図である。

【図３】放電加工によって人工疵を加工した場合の問題
点を説明する図で、（ａ）はコーナ部における問題点
を、（ｂ）は人工疵の直角度における問題点を、（ｃ）
は平行度における問題点を示す。

【図４】メタルソーを用いた機械加工によって人工疵を
加工した場合の問題点を説明する図である。

【符号の説明】

１１ 人工疵加工装置 １２ 旋盤 １２ａ 刃物台 １３ 回転装置 １４ テストピース １５ エンドミル １６ 絶縁体 １７ タッチセンサー １８ テスター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋盤と、この旋盤の刃物台に絶縁体を介
   して設置される回転装置及びこの回転装置によって回転
   されるエンドミルと、このエンドミルによる切り込み量
   が設定値になった時、エンドミルの送りを停止させるタ
   ッチセンサーと、エンドミルの零位置確認用テスターを
   備えたことを特徴とする超音波探傷用テストピースの人
   工疵加工装置。