JPH10315029A

JPH10315029A - 端面加工装置

Info

Publication number: JPH10315029A
Application number: JP13925497A
Authority: JP
Inventors: Kenji Jitsuhara; 憲二實原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 1998-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】装置本体を鋼管や板材等の被加工物の端面に
沿って移送させたり、被加工物を移送させることによ
り、端面の切削や研削等の加工を行なう場合における移
送を安定させて、加工精度を向上させる。【解決手段】回転駆動用モータで駆動される移送ドラ
ムと、バネで該移送ドラム方向に付勢された押圧体と、
被加工物の端面加工用工具とによって構成した装置本体
に、該移送ドラムと該押圧体の少なくともいずれかの側
方部に弾性体によって該被加工物に押圧付勢させる安定
装置を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼管や板材等の端
面を切削若しくは研削加工するための装置の改良に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に溶接を行なう場合には、母材の
溶接すべき面を削り取るいわゆる開先加工が施される。
この開先に溶着金属を埋め込ませることにより、接触面
積を大きくして溶接部分の強度を高くするためである。
開先加工は、通常フライスや旋盤などによる切削加工の
他、グラインダなど研削加工によって行われる。

【０００３】また、本発明者が先に開発したものとし
て、鋼管などの被加工物の端部部分に装着させて移送さ
せながら加工する装置、及び被加工物をセットしてこれ
を移送させながら加工する装置がある。これは、特開平
７−５１９３３号公報に開示されているように、回転駆
動用モータで回転駆動される移送ドラムと、バネで該移
送ドラム方向に付勢され該移送ドラムとの間で被加工物
を挟み付ける押圧体と、該被加工物の端面加工用工具と
によって構成したものである。この装置によれば、該移
送ドラムにより被加工物の端部部分に沿わせながら加工
を行なうため、加工精度を極めて高くできる効果があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被加工
物の端部に沿って移送させながら加工する構造の装置に
おいては、例えば鋼管の先端部周囲に開先加工を施す場
合のように、装置本体が鋼管の周囲に沿って移送し、上
昇と下降の移送状態が存在することになる。このため、
装置本体の自重によって移送速度が異なる問題が生じて
しまう。特に、装置本体が上昇から下降に転じる時点で
加工用工具が食い込んだり、加工面に傷を付けてしまう
ことがあった。この原因は、移送ドラムのバックラッシ
ュや、移送ドラムと押圧体による被加工物を挟持するバ
ランスが、装置本体の重心の移動に伴って崩れてしまう
ものと考えられる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者は上記問
題に鑑みさらに鋭意研究の結果、本発明を成し得たもの
でありその特徴とするところは、装置本体を被加工物の
端部部分に沿って移送させることによって該被加工物の
端部部分の加工を行なう装置であって、回転駆動用モー
タで回転駆動される移送ドラムと、バネで該移送ドラム
方向に付勢され該移送ドラムとの間で被加工物を挟み付
ける押圧体と、該被加工物の端面加工用工具とによって
構成した装置本体に、該移送ドラムと該押圧体の少なく
ともいずれかの側方部に弾性体によって該被加工物に押
圧付勢させる安定装置を設けたこと。

【０００６】或いは、被加工物の端部部分の加工を行な
う装置であって、該被加工物の端部部分を接当させるこ
とにより該被加工物を移送させるもので回転駆動用モー
タで回転駆動される移送ドラムと、バネで該移送ドラム
方向に付勢され該移送ドラムに該被加工物を押圧させる
押圧体と、該移送ドラムによって移送される該被加工物
の移送部分に設けられた端面加工用工具とによって構成
した装置本体に、該移送ドラムと該押圧体の少なくとも
いずれかの側方部に弾性体によって該被加工物に押圧付
勢させる安定装置を設けたことにある。

【０００７】ここで、本明細書中でいう「被加工物」と
は、金属製の部材であってその端面を切削若しくは研削
加工するためのものをいう。例えば、溶接する場合の開
先加工や溶断した後の仕上加工を施す場合である。本発
明装置によって加工を施す被加工物としては、板状のも
のやφ２００mm以上の中空パイプなど端面形状が直線状
や環状の他、多少湾曲若しくは屈曲している場合でも加
工することが可能である。

【０００８】「移送ドラム」とは、被加工物の端部部分
に接当させ、且つ回転させることによって加工装置本体
を該被加工物の端部部分に沿って移送させたり、或いは
被加工物自体を移送させるものをいう。この移送ドラム
は、円筒状や円板状のものであり回転駆動用モータによ
って回転駆動される。このため、外周面には滑り止めと
してローレット加工を施したりゴム等を設けるのが好ま
しい。移送ドラムは、メインフレーム等に設けられた軸
に可回転に設けて回転駆動用モータでギアやベルト駆動
してもよく、或いは回転駆動用モータを内蔵して該回転
駆動用モータ自体を軸として回転させるようにしてもよ
い。

【０００９】「押圧体」とは、移送ドラムに被加工物を
押圧させるもので、移送ドラムとの間で被加工物を挟み
付けるための部材をいう。この押圧体は、移送ドラムに
対して押圧付勢するように支持したものであればよく、
例えば移送ドラムを設けたメインフレームに直接支持し
たり、該メインフレームに押圧用フレームを可回転若し
くは遊動自在に設け、この押圧用フレームに支持させる
ようにしてもよい。押圧体としては、円筒状若しくは円
板状のローラやドラムを可回転に支持して転動させる
他、板状、ブロック状、或いはソリ状にして被加工物に
対して摺動させるようにしてもよい。押圧体は、これ自
体若しくは押圧用フレームをバネで付勢することによっ
て、移送ドラムに対して押圧させるものであるため、移
送ドラムに対する押圧体の押圧力を調整できるようにバ
ネ圧を調節する構造にしておくのが好ましい。

【００１０】本発明装置は、被加工物の端面部分に沿っ
て自走しながら、或いは被加工物の端面部分に送りをか
けることによって、該被加工物の端面を加工するもので
あるため、該被加工物の端面に対し加工用工具を離反さ
せないようにするのが好ましい。これは、加工用工具の
回転方向や加工速度、或いは被加工物の材質、厚み、加
工部分の粗さによって異なるが、例えば押圧体の抵抗、
押圧体の支持方法、押圧体の移送ドラムに対する押圧位
置を調整したり、押圧体の移送方向を被加工物の内方に
振ることによって、被加工物に対して加工用工具が食い
込むように本発明装置を移送させるようにする。また、
被加工物に予めガイドを設けておき該ガイドに案内させ
たり、本発明装置に被加工物に接当させる抵抗体を設
け、該抵抗体による抵抗で自走方向を調整させてもよ
く、或いは本発明装置を被加工物に押圧させる別体の装
置を併用してもよい。

【００１１】「加工用工具」とは、被加工物の端面を切
削若しくは研削加工するための工具をいう。加工用工具
は例えば加工フレームに設け、これをメインフレームに
角度調節、上下調節、前後調節可能に設けることによっ
て、開先角度を設定する場合などに対応させる。端面加
工用工具としては、ミリングカッタなどの切削刃やグラ
インダなどの研削用砥石などである。加工フレームに
は、例えばモータ等が一体に組み込まれた電動工具をそ
のまま取り付けるようにしてもよい。

【００１２】「安定装置」とは、移送ドラムと押圧体の
少なくともいずれかの側方部に設け、弾性体で被加工物
に対し押圧付勢させる装置をいう。つまり、この安定装
置は移送ドラムと押圧体とによって被加工物を挟持した
状態で滑らかに移送できるように、押圧体等の側方部に
１乃至複数設けることによって、移送ドラムによる移送
を安定させるものである。特に、鋼管の端面を加工する
場合のように、本発明装置が該パイプの端部側周縁に沿
って移動し、上昇から下降に切り替わる時点における移
送のムラを防止するためのものである。

【００１３】安定装置としては、前述した押圧体のよう
に円筒状若しくは円板状のローラやドラムを可回転に支
持して転動させる他、板状、ブロック状、或いはソリ状
にして被加工物に対し摺動させるものでもよい。ローラ
のように回転するものは、バネやウレタンゴムなどの弾
性体で押圧させることによって回転を制御させて移送時
の抵抗となるようにするのが好ましい。また、ローラを
トルクモータで回転駆動させ、移送ドラムによる送り速
度より低速或いは逆回転させるようにしてもよい。この
他、安定装置の移送方向を被加工物に対して加工用工具
が食い込む方向に振るようにしてもよい。従って、安定
装置を被加工物に押圧付勢させることにより、移送ドラ
ムと押圧体による被加工物の挟持が安定し、上昇時と下
降時に拘わらず移送状態が一定となって精度の高い加工
面を得ることが可能なる。

【００１４】「案内装置」とは、端面加工用工具を被加
工物の端部に押圧させる方向に案内させるための装置を
いう。このような装置としては、前述した押圧体や安定
装置で機能させることも可能であるが、この案内装置を
設けることによって、押圧体や安定装置に代えて、或い
は押圧体や安定装置と共に機能させるようにする。ま
た、案内装置を安定装置として機能させてもよい。案内
装置としては、安定装置と同様にローラやソリ状などで
構成してバネなどの弾性体で押圧させるのが好ましい。
ただ、案内装置等によって装置本体を被加工物の端部に
押圧させるようにした場合には、被加工物に接当するメ
インフレーム等の摩擦抵抗が大きくなり、移送がスムー
ズに行われないことがある。このため、被加工物の端部
に接当する部分に、ローラやソリ状体、或いは摩擦係数
の低いテフロン等の素材を設けるのが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す発明の
実施の形態に基づいて詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明に係る端面加工装置１の実施
の形態の一例を示すもので、メインフレーム２に移送ド
ラム３と、該移送ドラム３方向に押圧付勢して設けた２
つの押圧ドラム４と、端面加工用工具であるエンドミル
５とを設けて構成したものである。そして、該メインフ
レーム２に被加工物である鋼管６に対して押圧付勢させ
る安定装置７を設けている。鋼管６の端面を加工すると
きには、移送ドラム３を鋼管６の中に挿通し、可回転に
設けた押圧ドラム４によって該鋼管６を挟持させると共
に、安定装置７を該鋼管６に押圧させる。

【００１７】移送ドラム３は、図２に示すようにその内
部に設けられた回転駆動用モータ８によって回転駆動さ
れる。これは、回転駆動用モータ８をメインフレーム２
に固定し、移送ドラム３を該モータ８本体を軸として回
転できるようにベアリング９で支持した構造のものであ
る。移送ドラム３の回転速度は、被加工物である鋼管６
の材質や厚さ等に応じて移送速度を調整できるようにす
るのが好ましい。例えば回転駆動用モータ８にトルクモ
ータを用いたり、直流モータで電流を制御して速度調整
を行なう。

【００１８】図３は、本発明に係る端面加工装置１の実
施の形態の他の例を示すもので、メインフレーム２の一
端側に可回転に支持した押圧用フレーム１０に押圧ドラ
ム４を設けたものである。押圧用フレーム１０の他端側
は同図（ａ）のように押圧用バネ１１で押圧付勢させる
ようにしている。また、エンドミル５は駆動用モータ１
２と共にメインフレーム２に角度調節、上下調節及び前
後調節可能に設けた加工フレーム１３に設けている。ま
た、安定装置７は同図（ｂ）のように押圧用フレーム１
０側に安定アーム１４を可回動に軸支し、一端側に安定
ローラ１５を設け他端側に押圧用バネ１１を設けてい
る。安定ローラ１５を鋼管６に押圧させるには、鎖線で
示すように操作レバー２９を矢印の方向に回して、作動
杆１６を回動させて押圧用バネ１１を押圧し、該押圧用
バネ１１で安定アーム１４の他端側の安定ローラ１５を
押圧付勢させることによって行なう。

【００１９】図４は、本発明に係る端面加工装置１の実
施の形態のさらに他の例を示すもので、押圧ドラム４を
トルクモータ１７で駆動させるようにしたものである。
押圧ドラム４を回転駆動させることにより、鋼管６の周
面に沿って移動するときの上昇時に対して下降時の回転
速度を遅くさせるなどの調整が可能となり、端面加工装
置１の移送をより安定させることができる。また、本例
に示す安定ローラ１５は、回転軸部分に硬質ゴム１８を
設けることにより回転時の抵抗を高めるようにしている
が、これもトルクモータ１７で回転駆動させて回転速度
を調整させるようにしてもよい。

【００２０】図５は、本発明に係る端面加工装置１の実
施の形態のさらに他の例を示すもので、メインフレーム
２にガイドローラ１９を設けたものである。このガイド
ローラ１９は、円筒状のガイド２０に設けられたガイド
レール２１に沿わせることによって、鋼管６等の被加工
物の軸方向に対して端面加工装置１を直角に移送させる
ようにするものである。つまり、治具として円筒状のガ
イド２０を鋼管６の内周面に接当させて該鋼管６の軸芯
と合致させるようにして設け、このガイド２０にガイド
レール２１を設けておくことで、軸に対して極めて正確
に直角を出すことが可能となる。本例に示すガイドロー
ラ１９は、図に示すように安定ローラ１５側に設けられ
内部にバネを備えたキャッチレバー２２に係止させるこ
とによってガイドレール２１に付勢させるようにしてい
る。このように安定ローラ１５との間で係合させるよう
にすれば、安定ローラ１５の押圧付勢を兼ねることがで
きる。勿論、安定ローラ１５を前述した押圧用バネ１１
で押圧付勢させた上で、本例のようなキャッチレバー２
２を利用すれば、押圧付勢をより確実にすることができ
る。

【００２１】被加工物の端面の加工を行なう場合、移送
ドラム３による自走や送りだけではエンドミル５等の加
工工具が被加工物に食い込まずに加工できないことがあ
る。このため、押圧ドラム４や安定ローラ１５をその移
送方向が被加工物の内方に向くように設けてもよいが、
図６に示すように移送方向を鋼管６の内方に向けて振っ
た案内ローラ２３を別途設けて、装置本体を鋼管６の端
面に押圧させるようにしてもよい。本例では、案内ロー
ラ２３をメインフレーム２に設けて、鋼管６の内周面に
接当させているが、押圧用フレーム１０に設けたり、鋼
管６の外周面に接当させてもよい。通常、案内ローラ２
３等の案内装置は、装置本体の両側方に設けることによ
って、該メインフレーム２等の片側が被加工物の端部か
ら離反しないようにする。

【００２２】案内装置等によって装置本体を被加工物の
端面に押圧させるようにした場合には、該被加工物の端
面に接当するメインフレーム２等との摩擦抵抗が大きく
なってしまう。このため、図７のように端面用ローラ２
４を設けるのが好ましい。本例に示す端面用ローラ２４
は一端にガイド用の鍔部２５を備え、メインフレーム２
に可回動に設けたアームに支持された案内ローラ２３の
基部に、他端側を可回転に設けたもので、押圧用バネ１
１によって該案内ローラ２３と鍔部２５で被加工物を挟
み付けるようにした構造である。この場合、鍔部２５に
代えて案内ローラ２３を設けて、２つの案内ローラ２３
で被加工物を挟み付けるようにしてもよい。また、本例
では案内ローラ２３と端面用ローラ２４を一体的に構成
しているが、夫々別個に設けてもよい。

【００２３】図８は、板状の鉄板２６の端面を加工する
状態を示すもので、安定装置７設けたことによってより
安定した状態で装置本体の移送を行なわせることができ
る。さらに、本例では案内ローラ２３を設けて装置本体
を鉄板２６の端面に押圧させるようにしている。

【００２４】図９は、本発明の実施の形態のさらに他の
例を示すもので、鋼管６を回転させて加工するための端
面加工装置１である。これは、平板状の端面接当部２７
から移送ドラム３と押圧ドラム４、及び安定装置７を突
出した状態に設けたもので、鋼管６をこれらの間にセッ
トして回転させながら該移送ドラム３の下方部に設けた
エンドミル５で切削させる構造のものである。移送ドラ
ム３は回転駆動用モータでチェーン駆動（図示せず）さ
れ、押圧ドラム４と安定装置７は夫々溝２８に沿ってバ
ネで押圧させた状態に設けている。移送ドラム３の駆動
手段はベルトやギアなどでもよく、特に限定するもので
はない。また、この加工装置１では図の鎖線で示すよう
に板状の鉄板２６でも簡単にセットして加工することが
可能である。さらに、この端面加工装置１においても案
内ローラ２３などの案内装置を設けたり、押圧ドラム４
や安定装置７の移送方向を被加工物が端面加工用工具に
押圧させる方向に設けることによって、被加工物を加工
装置１側に引き寄せるように回転させてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明に係る端面加工装置
は、装置自体が極めてコンパクトであり、鋼管や鉄板な
どの被加工物の端部部分にセットしておくだけで、自動
的にその端面を切削することができる。このため、従来
のように鋼管等の被加工物を切削装置等に位置決めして
セットする必要がなく、極めて簡単に端面の加工を行な
うことができ、被加工物が大きくなる程その効果が顕著
となる。このため、現場での加工も可能となり、被加工
物の移送の手間が省けると共に、現場での寸法合わせも
容易となる。

【００２６】また、本発明装置の特徴である安定装置を
設けたことにより、鋼管などの被加工物を加工する場合
のように、加工装置本体が上昇と下降に切り替わる際に
おける移送状態のブレが防止でき、加工面が均一となっ
て加工精度を著しく高めることができる。しかも、案内
装置などによって装置本体を被加工物の端面に押圧させ
るようにすれば、被加工物の端面形状の如何に係わらず
追従させて加工することが可能となる。さらに、本発明
に係る端面加工装置は、装置本体を固定して被加工物を
移送させて加工を施す場合でも、安定装置を設けたこと
により、被加工物の移送が安定し加工精度を向上させる
ことができる。また、この場合においても案内装置など
で被加工物が装置本体に押圧するように移送させれば、
加工効率が向上するなど実用上極めて有益な効果を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る端面加工装置の実施の形態の一例
を示す正面図である。

【図２】図１に示した端面加工装置の移送ドラムの断面
図である。

【図３】（ａ）は本発明に係る端面加工装置の実施の形
態の他の例を示す側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図であ
る。

【図４】本発明に係る端面加工装置の実施の形態のさら
に他の例を示す底面図である。

【図５】本発明に係る端面加工装置の実施の形態のさら
に他の例を示す正面図である。

【図６】本発明に係る端面加工装置の実施の形態のさら
に他の例を示す平面図である。

【図７】案内装置の実施の形態のさらに他の例を示す斜
視図である。

【図８】本発明に係る端面加工装置で板状の鉄板を切削
する状態を示す正面図である。

【図９】本発明に係る端面加工装置の実施の形態のさら
に他の例を示す正面図である。

【符号の説明】

１端面加工装置２メインフレーム３移送ドラム４押圧ドラム５エンドミル６鋼管７安定装置８回転駆動用モータ９ベアリング１０押圧用フレーム１１押圧用バネ１２駆動用モータ１３加工フレーム１４安定アーム１５安定ローラ１６作動杆１７トルクモータ１８硬質ゴム１９ガイドローラ２０ガイド２１ガイドレール２２キャッチレバー２３案内ローラ２４端面用ローラ２５鍔部２６鉄板２７端面接当部２８溝２９操作レバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置本体を被加工物の端部部分に沿って
移送させることによって該被加工物の端部部分の加工を
行なう装置であって、回転駆動用モータで回転駆動され
る移送ドラムと、バネで該移送ドラム方向に付勢され該
移送ドラムとの間で被加工物を挟み付ける押圧体と、該
被加工物の端面加工用工具とによって構成した装置本体
に、該移送ドラムと該押圧体の少なくともいずれかの側
方部に弾性体によって該被加工物に押圧付勢させる安定
装置を設けたことを特徴とする端面加工装置。
【請求項２】安定装置は、弾性体で回転制御された安
定ローラを設けたものである請求項１記載の端面加工装
置。
【請求項３】安定装置は、トルクモータで回転駆動す
る安定ローラを設けたものである請求項１記載の端面加
工装置。
【請求項４】安定装置は、その移送方向を端面加工用
工具を被加工物の端部に押圧させる方向に設けられたも
のである請求項１記載の端面加工装置。
【請求項５】押圧体は、その移送方向を端面加工用工
具を被加工物の端部に押圧させる方向に設けられたもの
である請求項１記載の端面加工装置。
【請求項６】装置本体は、端面加工用工具を被加工物
の端部に押圧させる方向に案内する案内装置を設けたも
のである請求項１記載の端面加工装置。
【請求項７】案内装置は、回転方向を端面加工用工具
を被加工物の端部に押圧させる方向に設けたローラであ
る請求項６記載の端面加工装置。
【請求項８】被加工物の端部部分の加工を行なう装置
であって、該被加工物の端部部分を接当させることによ
り該被加工物を移送させるもので回転駆動用モータで回
転駆動される移送ドラムと、バネで該移送ドラム方向に
付勢され該移送ドラムに該被加工物を押圧させる押圧体
と、該移送ドラムによって移送される該被加工物の移送
部分に設けられた端面加工用工具とによって構成した装
置本体に、該移送ドラムと該押圧体の少なくともいずれ
かの側方部に弾性体によって該被加工物に押圧付勢させ
る安定装置を設けたことを特徴とする端面加工装置。